JPH08102417A

JPH08102417A - 磁気トランスデューサおよび磁気記録装置

Info

Publication number: JPH08102417A
Application number: JP7116894A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tadokoro; 茂田所; Takao Imagawa; 尊雄今川; Katsuro Watanabe; 克朗渡辺; Akira Kumagai; 昭熊谷
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-08-02
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-04-16
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JP3127777B2; US5872690A

Abstract

(57)【要約】【目的】生産性、信頼性及び耐熱性の向上に結び付く反
強磁性体を用いた磁気トランスデューサを提供する。【構成】磁気トランスデューサに用いられる磁性積層膜
は、例えばガラス材からなる基板100上に、例えばＮｉ
Ｆｅ合金膜からなる強磁性体としての強磁性膜101を形
成し、その上層部に、例えばＣｒ合金膜からなって、体
心立方格子結晶構造を有する反強磁性体としての反強磁
性膜102を積層した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一方向異方性を利用し
た磁気トランスデューサに係り、該磁気トランスデュー
サを使用し情報を読み書きする磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一方向異方性の現象は従来から良く知ら
れている。これは、強磁性体が反強磁性体に接触するこ
とによる相互作用の結果起きるものであり、双方の境界
面における磁気モーメント間の交換結合作用によるもの
である。例えば、特開昭５４−１０９９７号公報には、
強磁性ＮｉＦｅ合金膜と反強磁性ＦｅＭｎ合金膜の交換
結合は、一方向異方性を生じ、ＮｉＦｅ合金薄膜のＢＨ
ループを原点からシフトさせることが開示されている。
また、米国特許４１０３３１５号公報には、ＦｅＭｎ
合金の他に、一方向異方性を示す反強磁性材料としてガ
ンマ相Ｍｎ合金が挙げられている。そしてまた、同公報
には、ＮｉＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＮｉＭｎ等の他の反強磁性材
料が列挙されている。

【０００３】さらに、特開平６−７６２４７号公報に
は、磁気抵抗センサに用いる反強磁性体として、面心立
方格子の結晶構造を有するＭｎ合金が開示されている。
具体的にはＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、
ＲｈＭｎ、及びこれらに特定の元素を添加した合金が列
挙されている。ここに挙げた従来の一方向異方性を示す
材料は、酸化物を除けば、ガンマ相及び面心立方格子の
Ｍｎ合金である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、一方向異方性を示す反強磁性ＦｅＭｎ膜と強磁性Ｎ
ｉＦｅ膜からなる磁気トランスデューサは、反強磁性Ｆ
ｅＭｎ膜の耐食性が著しく低いので実用上困難な点が多
い。そして、ＦｅＭｎ合金にＣｒを添加したＦｅＭｎＣ
ｒ膜を用いた場合は、Ｃｒによって反強磁性膜のネ−ル
点が低下し、耐熱温度を低下させる問題がある。

【０００５】また、ＮｉＯ膜などの酸化物反強磁性膜
は、約２００℃の耐熱性を有しかつ耐食性も良好である
が、酸化物であるので電気伝導性が殆どなく、磁気トラ
ンスデューサに利用するに問題があり、ＮｉＭｎ膜の場
合は、一方向異方性を得るに長時間の熱処理が必要であ
り製作上に問題がある。このように従来の磁気トランス
デューサには、耐食性、電気伝導性、耐熱性、生産性等
に関し一長一短がある。

【０００６】したがって、本発明の第１の目的は、生産
性や信頼性及び耐熱性の向上に結び付く、体心立方格子
結晶構造の反強磁性膜を用いた磁気トランスデューサを
提供することにある。

【０００７】また、上記体心立方格子結晶構造の反強磁
性膜のうち、例えば、Ｃｒ合金の反強磁性膜は、一方向
異方性の発現性に制約があり、このＣｒ合金を反強磁性
膜に用いた場合、磁気トランスデューサの応用範囲が限
定される。従って、本発明の第２の目的は、応用範囲の
広い体心立方格子結晶構造の磁気トランスデューサを提
供することにある。

【０００８】一方、第３の目的は、スピンバルブ構造の
磁気トランスデューサにおいて、耐食性、耐熱性及び生
産性等を向上することにある。

【０００９】そして、第４の目的は、耐食性、耐熱性及
び生産性等に優れた磁気記録装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的は、
強磁性体と、該強磁性体に密着する反強磁性体とを含む
磁気トランスデューサであって、前記強磁性体に一方向
異方性を発現させるための前記反強磁性体は、少なくと
も該反強磁性体の一部が体心立方格子の結晶構造を有す
ることによって、達成される。

【００１１】また、第１の目的を達成する磁気トランス
デューサは、基板上に順次積層されたバイアス膜及び非
磁性材からなる分離膜と、該分離膜上に積層され磁気抵
抗効果を有する強磁性膜と、該強磁性膜上に積層された
反強磁性膜とを含む磁気トランスデューサであって、該
反強磁性膜が体心立方格子の結晶構造を有するものであ
る。

【００１２】さらに、基板上に、横バイアス磁界を印加
するためのバイアス膜と分離膜と磁気抵抗効果膜とを順
次積層した第一積層膜と、該第一積層膜を挟持するよう
に、縦バイアス磁界を印加するための強磁性膜と反強磁
性膜とを順次積層した第二積層膜と、該第二積層膜上に
積層した電極膜とを含み形成した磁気トランスデューサ
であって、前記強磁性膜は、前記反強磁性膜と密着し、
前記強磁性体に一方向異方性を発現させるための前記反
強磁性膜は、体心立方格子の結晶構造を有するものでも
良い。

【００１３】一方、本発明の第２の目的は、体心立方格
子の結晶構造を有する反強磁性膜がＣｒＭｎ合金であっ
て、該ＣｒＭｎ合金のＭｎ原子含有率が、３０から７０
(原子％)の範囲にあることによって、達成される。さら
には、ＣｒＭｎ合金は、ＣｒとＭｎと所定の添加元素と
の３元以上の合金からなることによっても、達成され
る。特に、添加元素は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、及び白金族からなる元素群から選択された、少なく
とも１種類の元素であることが望ましい。

【００１４】また、本発明の第３の目的は、基板上に、
外部磁界に応じ磁化方向が自由に変化する第２の強磁性
膜と、非磁性材からなり該第２の強磁性膜を磁気的に分
離する非磁性膜と、反強磁性膜により磁化方向が固定さ
れる第１の強磁性膜と、該反強磁性膜と、分割された電
極とを順次積層して成る磁気トランスデューサであっ
て、前記反強磁性膜が、体心立方格子の結晶構造を有す
れば達成することができる。好ましくは前記非磁性膜が
体心立方格子の結晶構造を有しても良い。

【００１５】さらに、本発明の第４の目的を達成する磁
気記録装置は、情報を記録する磁気記録媒体と、強磁性
体と該強磁性体に密着し少なくとも一部が体心立方格子
の結晶構造を有する反強磁性体とを含む磁気トランスデ
ュ−サから成って前記情報を読み取りまたは書き込みす
る磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の
所定位置に移動させるアクチュエ−タ手段と、前記磁気
ヘッドが読み取りまたは書き込みする前記情報の送受信
とアクチュエ−タ手段の移動を制御する制御手段とを含
み構成されるものである。

【００１６】

【作用】本発明によって、体心立方格子結晶構造を有す
る反強磁性膜を強磁性膜に密着させ該強磁性膜と交換結
合させて一方向異方性を生じさせる磁気トランスデュ−
サが始めて提供される。そして、体心立方格子結晶構造
の反強磁性膜を用いることによって、(1)熱処理工程が
不要となり生産性が向上すること、(2)耐触性に優れた
反強磁性膜となり信頼性が上がること、(3)例えば体心
立方格子であるＣｒが非磁性膜に用いられるようにな
り、耐熱性が高くなることなどに、結び付けることがで
きる。すなわち、技術の豊富化を秘めた新しいタイプの
磁気トランスデュ−サが、上記の利点を生み、新旧の磁
気トランスデューサを目的に応じて使い分けることが可
能となり、磁気トランスデューサの使途が拡大すること
に結び付くものである。

【００１７】一方、Ｃｒはネール点が約３０度の反強磁
性体であり、ネール点が室温程度であるので、現時点で
広範囲に応用することは難しい。ネール点を応用範囲が
広がる温度まで上昇させるには、何らかの添加元素を加
えることによって、ネール点を上昇させることが考えら
れる。１つの方法としては、Ｃｒに適当な量のＭｎを添
加するとバルク合金の場合には、ネール点が大幅に上昇
することが知られている。従って、強磁性薄膜上に所定
の組成のＣｒＭｎ合金膜を積層することによって、一方
向異方性を生じさせることが可能となった。

【００１８】更に応用範囲を拡げるために、上記ＣｒＭ
ｎ合金にＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｎｉ及び白金族か
ら、選択された１種以上の元素を添加した合金膜を、強
磁性膜と積層させることによって、結合磁界を増加させ
ることが可能となった。この添加元素の作用は、添加元
素によって反強磁性膜のスピン配列が変化したためと考
えられるが、詳細については明らかではない。従って、
新タイプの磁気トランスデュ−サの応用範囲が広がる。

【００１９】そして、上記のような体心立方格子結晶構
造の反強磁性膜を用いたスピンバルブ構造の磁気トラン
スデュ−サ、または、これらの磁気トランスデュ−サを
使用した磁気記録装置は、耐食性、耐熱性及び生産性等
に優れたものになることは、明らかである。

【００２０】

【実施例】以下、本発明による実施例について、図面を
参照し説明する。

【００２１】室温以上で安定な体心立方格子の結晶構造
を有し、ネール点が室温以上である反強磁性体は、実質
的にＣｒ合金のみである。そして、この体心立方格子の
結晶構造を有するＣｒ合金からなる反強磁性体のうち、
バルク材料において非常に高いネール点を示す合金系
は、ＣｒＭｎ合金である。

【００２２】これに関しては、例えば、Yoshikazu Hama
guchiらの"Antiferromagnetism inDisorderd B.C.C. Cr
-Mn Alloys"（Journal of The Phiyical Society of Ja
panVol.19, No.10,1964の1849頁から1856頁）にはＣｒ
及びＣｒＭｎ合金が体心立方格子結晶構造を有する反強
磁性材料であり、Ｍｎの添加によって反強磁性のネール
点が、８００Ｋ程度に上昇することが記載されている。

【００２３】このＣｒ合金を磁気トランスデュ−サに利
用した場合の、磁気トランスデュ−サとしての材料組成
の範囲及び動作特性を明らかにするために、次図に示す
積層構造を有する種々の磁性積層膜をＲＦスパッタリン
グ装置で作製し、そして最終的には、該磁性積層膜を用
いて磁気トランスデュ−サを製作した。

【００２４】図１は、本発明による一実施例の磁性積層
膜の断面構成を示す図である。図に示す磁性積層膜は、
Ｎｉ₈₂Ｆｅ₁₈の組成からなる合金ターゲットと、Ｍｎチ
ップを表面に貼り付けたＣｒターゲットとを用いて、Ｎ
ｉＦｅ／ＣｒＭｎ膜をガラス基板上に蒸着し、作製した
ものである。

【００２５】磁性積層膜は、例えばガラス材からなる基
板100上に、例えばＮｉＦｅ合金膜からなる強磁性体と
しての強磁性膜101を形成し、その上層部に、例えばＣ
ｒＭｎ膜からなる反強磁性体としての反強磁性膜102を
積層した構成である。強磁性膜101の膜厚は４０(nm)、
反強磁性膜102の膜厚は５０(nm)とした。膜を基板上に
蒸着する際には、基板の両端に永久磁石を取り付け、基
板の中心部において、約４０(Oe)の磁界が掛かるように
した。

【００２６】上記の磁界は、膜が蒸着される際に、強磁
性膜であるＮｉＦｅ膜を一方向に磁化しておく作用を持
ち、蒸着された膜に一方向異方性を誘導する。一方向異
方性を有する強磁性膜と反強磁性膜との積層膜において
良く知られているように、ＮｉＦｅ合金上に蒸着された
ＣｒＭｎ膜は、ＮｉＦｅ膜の磁化曲線を原点からシフト
させる。このシフトの大きさを、ＣｒＭｎ膜とＮｉＦｅ
膜との間で交換結合する磁界の大きさとして測定した。
この磁界は、結合磁界または交換結合磁界と呼称され
る。以下、単に結合磁界と略称する。

【００２７】尚、この磁性積層膜の作製及び以下の磁気
トランスデュ−サの各実施例において、熱処理は行って
いないものである。次に、ＮｉＦｅ膜上にＣｒＭｎ膜を
形成した場合及びＣｒＭｎ膜上にＮｉＦｅ膜を形成した
場合の、２種の積層法の結合磁界を比較した。

【００２８】図２は、ＣｒＭｎ膜のＭｎ組成と結合磁界
の大きさの関係を示す図である。図は、ＣｒＭｎ合金の
Ｍｎ原子含有率と結合磁界の関係を示したものであり、
ＮｉＦｅ膜上にＣｒＭｎ膜を形成した場合の結果であ
る。Ｍｎ原子含有率が少ない場合には、結合磁界は生じ
ないが、Ｍｎ原子含有率が３０(％)以上になると、結合
磁界が生じるようになる。この結果から、ＮｉＦｅ膜と
接触させて一方向異方性を生じさせるためには、ＣｒＭ
ｎ合金膜のＭｎ原子含有率は、約３０(％)が下限である
と言える。なお、上記(％)は(原子％)である。以下に記
述する(％)も全て(原子％)である。

【００２９】そして、ＮｉＦｅ膜上にＣｒＭｎ膜を作製
した場合は、Ｘ線回折からＣｒＭｎ膜が体心立方格子で
あることが確認された。ＮｉＦｅ膜は面心立方格子であ
り、ＣｒＭｎ膜の体心立方格子とは結晶構造が異なる
が、ＮｉＦｅ膜の（１１１）面の最短原子間距離が2.51
オングストロームであり、ＣｒＭｎ膜の（１１０）面の
最短原子間距離の約2.5オングストロームと近いので、
ＮｉＦｅ膜上にＣｒＭｎ膜がエピタキシャル成長し、体
心立方格子のＣｒＭｎ膜が形成されたものと考えられ
る。

【００３０】逆にＣｒＭｎ膜上にＮｉＦｅ膜を形成した
場合には、図２の全ての組成について、結合磁界は０(O
e)であった。これは、ＣｒＭｎ膜上にＮｉＦｅ膜を形成
した場合には、ＣｒＭｎ膜はガラス基板上に形成される
ことになるからである。

【００３１】図３は、ガラス基板上に形成したＣｒＭｎ
膜のＸ線回折プロファイルを示す図である。ガラス基板
上に形成されたＣｒＭｎ膜のＸ線回折の結果である。横
軸はスキャン角度２θであり、縦軸は回折Ｘ線強度で任
意強度である。Ｘ線源はＣｕのｋα線である。この図
で、Ｃｒ（１１０）と書かれているピークは、体心立方
格子のＣｒの（１１０）面からの回折線である。一方、
ＣｒＭｎ（００２）と書かれたピークは、ＣｒＭｎ金属
間化合物（体心正方格子結晶構造）の（００２）面から
の回折線である。

【００３２】図から分かるように、ＣｒＭｎ膜のＭｎ組
成が３６(％)までは、膜の結晶構造は体心立方格子であ
るが、Ｍｎ組成が４６(％)になるとＣｒＭｎ相に変化す
る。この結果からＭｎ組成が多くなると(ガラス基板上
にＣｒＭｎ膜を形成すると)、体心立方格子が形成され
難くなることを示している。Ｍｎが多く含まれる場合、
すなわち、ＣｒＭｎ膜をＮｉＦｅ膜の下部に形成した場
合、交換結合が生じない原因は、体心立方格子を取らな
くなったためと言うことができる。

【００３３】しかしながら、ＮｉＦｅ(強磁性)膜の下部
にＣｒＭｎ(反強磁性)膜を形成した場合でも、例えば、
適切な下地膜あるいは形成条件によって、安定な体心立
方格子のＣｒＭｎ合金膜を形成することができれば、結
合磁界が生じるはずである。すなわち、これらの実験結
果のみからでは、Ｍｎ組成の上限を決めることはできな
いが、バルク合金の状態図から判断すると、体心立方格
子が形成できる限界のＭｎ量は、約７０(％)にあると考
えられる。

【００３４】したがって、ＮｉＦｅ膜との一方向異方性
を生じさせるためには、ＣｒＭｎ合金膜のＭｎ原子の原
子含有率は、約７０(％)が上限であると言える。

【００３５】ところで、Ｍｎ原子含有率が３０(％)〜７
０(％)であるＣｒＭｎ合金と、ＮｉＦｅ膜との組合わせ
でも所定の結合磁界が得られるが、さらに、大きな結合
磁界を得て応用範囲を広げられないか、ＣｒＭｎ合金膜
に、第３の添加元素Ｍを加えたＣｒＭｎＭ合金膜につい
て、その組成と結合磁界の関係を検討した。すなわちＣ
ｒＭｎターゲット上に、添加元素Ｍのチップを貼り付け
ることにより、体心立方格子を有するＣｒＭｎＭからな
る組成の反強磁性膜を形成し検討した。

【００３６】図４はＣｒＭｎ膜に添加元素を加えた場合
の結合磁界の変化を示す図である。ＣｒＭｎに種々の元
素を添加した時の結合磁界の大きさを示したものであ
る。図中のＡ点は、添加元素Ｍを加えない場合であっ
て、ＮｉＦｅ膜上に、Ｍｎ量を約５０(％)含むＣｒＭｎ
合金膜を形成したときの結合磁界の値を示すものであ
る。もともと母相としてのＣｒＭｎ合金は、安定な体心
立方格子結晶構造を示す合金である。従って、ＣｒとＭ
ｎの母相に添加元素を加えた３元以上の合金も体心立方
格子結晶構造を示す合金であると類推される。

【００３７】そして、実験したところ、添加元素Ｍとし
て、例えば、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、等の白金族元素または
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等を添加することによっ
て、結合磁界の大きさを増大させることが明らかになっ
た。一方Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｔａ等の元素は、ＣｒＭｎ
合金に僅かに添加しただけでも、結合磁界をほとんど０
(Oe)にしてしまうことも明らかになった。

【００３８】ここに示した実験結果は１種類の元素を添
加した場合であるが、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｃｕなどの金
属元素を２種類以上、複合添加した多相合金薄膜を強磁
性膜と積層させた場合も、同様に一方向異方性が生じる
ことは容易に推定される。

【００３９】図５は、ＣｒＭｎ膜にＣｏまたはＰｔを添
加した場合の結合磁界の組成依存性を示す図である。Ｍ
ｎを約５０(％)含むＣｒＭｎ合金に、ＣｏまたはＰｔを
添加した場合の結合磁界を示している。図のようにＣ
ｏを添加した場合、約８(％)で結合磁界が最大になり、
その後、Ｃｏの添加とともに減少する。Ｐｔの場合に
は、約１２(％)程度の添加で結合磁界が最大になり、そ
の後、減少する。結合磁界の最大値は、Ｐｔを添加した
場合が、約２０(Oe)、Ｃｏを添加した場合が約１５(Oe)
であった。いずれの場合も添加元素を３０(％)程度添加
すると、結合磁界が小さくなってしまうことを示してお
り、この結果から、ＣｒＭｎ膜に対する添加元素の含有
量の上限は、３０(％)と言える。

【００４０】図６は、ＮｉＦｅ膜上にＣｒＭｎＰｔ膜ま
たはＣｒＭｎＣｏ膜を積層した場合の結合磁界の温度変
化を示す図である。この実験結果は、約１０(μｍ)のス
ポット径のレーザを用いてカー効果によって、基板の裏
側から測定したものである。結合磁界の大きさは、図
４，５の結果と絶対値においては若干の差があるが、本
発明と従来例を比較する上で問題はない。この図のよう
に、結合磁界は、温度が上昇するとともに一様に減少す
る。一般に、一方向異方性が消滅する温度は、ブロッキ
ング温度と呼ばれている。これは、強磁性膜と反強磁性
膜とからなる磁性積層膜の性能を示す指標の一つであ
る。

【００４１】図示のように、本発明によるＮｉＦｅ膜に
ＣｒＭｎＰｔ膜またはＣｒＭｎＣｏ膜を積層した場合の
ブロッキング温度は、２８０℃である。典型的な従来例
であるＮｉＦｅ膜にＦｅＭｎ膜を積層した場合の、結合
磁界温度変化を図示したが、そのブロッキング温度は、
約１７０℃である。従来例のＦｅＭｎ／ＮｉＦｅ膜に比
べて、本発明によるＣｒＭｎ／ＮｉＦｅ膜の方が、高い
ブロッキング温度を有していることが判る。本発明も従
来例も、通常の温度範囲で使用される場合であれば問題
はないが、１７０℃以上の高温領域でも使用可能な本発
明による磁気トランスデューサは、この点からも応用範
囲が広くなったと言える。

【００４２】ここで、実施例について説明する前に、理
解を深めるために従来技術の磁気トランスデューサにつ
いて説明する。

【００４３】磁気抵抗センサまたはヘッドと呼ばれる磁
気トランスデューサが開示されている。この磁気抵抗セ
ンサ(以下、ＭＲセンサという)は、高密度で磁気記録媒
体(以下、媒体という)に磁気信号として記録されている
情報(データ)を高感度に読み取るために、磁気抵抗材料
から作製したＭＲ素子の抵抗変化を用いて、該磁気信号
を電圧信号に変換するものである。

【００４４】ＭＲセンサは、３つの理由から高密度記録
用の読み取りヘッドとして応用されている。すなわち、
第１の理由は、媒体からの磁束変化を検知する際の出力
電圧が大きく、かつ出力電圧が与えられた検出電流に比
例して増加するからである。第２は、適当な磁気遮蔽等
を施すことによって、高い線記録密度で記録された磁気
信号の再生ができることである。第３に、ＭＲセンサの
再生出力がセンサと媒体との相対速度に無関係なことで
ある。特に第３の理由により、磁気ヘッドと媒体との相
対的な速度が小さいディスク径の小さな磁気ディスク装
置において、従来の電磁誘導型のヘッドに比べ高出力と
なっている。

【００４５】従来技術では、ＭＲセンサを低ノイズ、か
つ小さな波形歪で動作させるには、ＭＲ素子に２つの方
向のバイアス磁界をかけることが開示されている。媒体
からの磁束に対する応答が線形になるように、ＭＲセン
サの磁気抵抗効果膜に横バイアス磁界を印加する。この
バイアス磁界は、媒体の面に垂直で、ＭＲ素子の表面に
平行である。横バイアス磁界は、ＭＲ素子の近傍に磁気
的絶縁する分離膜を介して蒸着された磁性材からなる磁
性膜によって印加される。

【００４６】もう一つのバイアス磁界は、縦バイアス磁
界と呼ばれ、媒体の表面及びＭＲ素子の長手方向に対し
平行に印加される。縦バイアス磁界の目的は、ＭＲ素子
内の磁区の不規則挙動によって生じるバルクハウゼンノ
イズを抑制することである。この縦バイアス磁界は永久
磁石もしくは交換結合したバイアス磁界によって与えら
れる。交換結合バイアスは、強磁性膜であるＭＲ膜と反
強磁性膜の交換結合によって生じる一方向異方性によっ
て、縦バイアス磁界をかけるものである。

【００４７】また、特開平３ー１２５３１１号公報に
は、永久磁石膜を用いた縦バイアス磁界の印加法が記載
されている。この方法では、磁気抵抗効果膜が中央部の
磁気信号を変換する部分にのみ有り、該磁気抵抗効果膜
の両端部に永久磁石を配置し、中央の磁気抵抗効果膜に
縦バイアス磁界を印加するものである。

【００４８】次に、本発明による磁気トランスデューサ
の実施例について説明する。図７は、本発明による磁性
積層膜を用いた一実施例の磁気トランスデューサの断面
構造を示す図である。図のように、磁気トランスデュー
サは、基板100と、例えば、ＮｉＦｅＮｂからなりバイ
アス磁界を印加するバイアス膜111と、例えば、Ｔａな
どの非磁性材からなる分離膜112と、磁界の変化に応じ
て電気抵抗が変化するという磁気抵抗効果を有する強磁
性膜101と、体心立方格子の結晶構造を有する反強磁性
膜102と、電極115とから構成される。そして、図示のよ
うに反強磁性膜102と電極115とは、分割されている。強
磁性膜101は、例えばＮｉＦｅ膜からなり磁気抵抗効果
膜とも呼称される。また、強磁性膜101は反強磁性膜１
０２を介し電極１１５に接続されている。

【００４９】そして、分割されている電極115と電極115
とから、上記電気抵抗変化を検出するための電流を流す
と共に、変換された再生電圧が検出される。したがっ
て、上記の電極115と電極115の間が、磁気信号、即ち磁
界変化に応じた電気抵抗変化から変換された再生電圧を
検出する領域である。そして反強磁性膜102によって、
磁気抵抗効果膜である強磁性膜101の端部領域に一方向
異方性が発現する。従って、該強磁性膜101の端部領域
は検出領域201であり、端部領域から外れる領域は磁気
信号を検出しない非検出領域301である。尚、図示のよ
うに電極115の下部において、検出領域201と非検出領域
301とが分かれていても可である。

【００５０】上記のように強磁性膜101が、磁気信号を
検出する検出領域201と検出しない非検出領域301とに２
分割される場合、該検出領域201に対応する部分に蒸着
される反強磁性膜102が、体心立方格子の結晶構造を有
することになる。この場合の利点は技術の豊富化であ
る。

【００５１】一方、この磁気抵抗効果膜からの再生電圧
は、後述する制御手段が磁気記録媒体に記録されたデー
タ(情報)を判読するための信号として得られるものであ
る。また、抵抗変化は上記データによって発生する磁界
の変化と相関を有している。

【００５２】磁気抵抗効果膜が単一磁区状態になるよう
に、磁気抵抗効果膜としての強磁性膜101上に反強磁性
膜102が直接形成される。反強磁性膜102は、体心立方格
子の結晶構造を有するＣｒ合金、またはＣｒＭｎ合金ま
たはＣｒＭｎＭ合金である。この反強磁性膜によって、
磁気抵抗効果膜に交換結合によって縦バイアス磁界が掛
かり、磁気抵抗効果膜が単一磁区状態になる。

【００５３】磁気抵抗効果膜が単一磁区状態になること
によって、磁気抵抗効果膜から発生するバルクハウゼン
ノイズを抑制する事ができる。その理由は、バルクハウ
ゼンノイズの要因である、磁気抵抗効果膜内の磁壁不規
則移動が、単一磁区状態になることによって抑制される
からである。

【００５４】横バイアス磁界を印加することによってバ
イアス膜111は、後述する磁気ディスクに垂直な方向の
バイアス磁場を生じる。それによって磁気抵抗効果膜の
磁化は、媒体と平行な方向から傾斜した方向の横バイア
ス磁界に変化する。この横バイアス磁界は、磁気抵抗効
果膜を線形な応答モードにすると共に、磁気抵抗効果膜
の感度を実質的に向上させる作用を有する。上記のよう
に横バイアス磁界を印加するためのバイアス膜111は、
分離膜112を介することによって、磁気抵抗効果膜とし
ての強磁性膜101から磁気的に分離されている。周知の
ように横バイアス磁界は、シャントバイアス、ソフト膜
バイアス、あるいは永久磁石バイアスによって印加する
ことが可能である。

【００５５】図８は、本発明による磁性積層膜を用いた
他の実施例の磁気トランスデューサの断面構造を示す図
である。磁気トランスデューサは、基板100と、強磁性
膜101と、反強磁性膜102と、電極115と、バイアス膜111
と、分離膜112と、磁気抵抗効果膜116とから構成され
る。即ち、磁気トランスデューサは、基板100上に、横
バイアス磁界を印加するためのバイアス膜111と分離膜1
12と磁気抵抗効果膜116とを順次積層し、検出領域とし
て形成した第一積層膜と、該第一積層膜を挟持するよう
に、縦バイアス磁界を印加するための強磁性膜101と反
強磁性膜102とを順次積層した第二積層膜と、該第二積
層膜の反強磁性膜102上に積層した電極膜とを含み形成
したものである。

【００５６】換言すれば、分割された両端の強磁性膜10
1が、中央にある横バイアス磁界を印加するためのバイ
アス膜111を挟んで、基板100上に蒸着される。そして、
両端部の強磁性膜101上には、体心立方格子の結晶構造
を有する反強磁性膜102と電極115とが密着積層される。
中央部のバイアス膜111上には、分離膜112と、磁気抵抗
効果膜116とが順次積層されている。このとき磁気抵抗
効果膜116は、強磁性膜101と反強磁性膜102とに密着し
ている構造である。本実施例の場合も、電極115と電極1
15の間、すなわち上記の中央部に該当する領域が、磁界
変化に応じた電気抵抗変化から変換された再生電圧を検
出する検出領域である。したがって、磁気抵抗効果膜11
6は、実質的に媒体から磁界変化を受ける領域にのみ配
設されるよう、エッチングされ形成される。

【００５７】本実施例の反強磁性膜102も、体心立方格
子のＣｒＭｎ合金である。さらに好ましくは、Ｐｔ、Ｐ
ｄ等を添加した合金である。強磁性膜101は、例えば、
ＮｉＦｅ膜である。また、強磁性膜101は体心立方格子
を有するＦｅ合金であっても可である。反強磁性膜102
と密着形成された強磁性膜101は、磁気抵抗効果膜116と
後述する磁気ディスクの表面とに、平行な方向に着磁さ
れる。そして、磁化された強磁性膜101によって発生す
る磁界が、磁気抵抗効果膜116を単一磁区状態にする。

【００５８】ところで、本実施例の磁気トランスデュー
サは、磁気抵抗効果膜116が、媒体からの磁界によって
抵抗変化する検出領域のみに配設されているので、より
狭い記録トラック幅で記録された信号を読み取る磁気ヘ
ッドに適している。その理由は、このような磁気ヘッド
であれば、隣接トラックに記録されている信号の影響を
受け難く、狭い記録トラック幅であっても誤読がないか
らである。

【００５９】ここで、従来のスピンバルブ構造の磁気ト
ランスデューサについて説明する。

【００６０】磁気トランスデューサの高感度化の要望に
応えるため、スピンバルブ構造と呼ばれる新しい磁気ト
ランスデューサがある。このスピンバルブ構造の基本
は、磁化が特定の方向に固定された強磁性膜からなる固
定層と、薄い非磁性層を介して積層され磁化方向が自由
に回転できる強磁性膜からなる自由層で構成される。こ
の構造においては、固定層及び自由層の伝導電子の持つ
スピンの方向によって、伝導電子の受ける散乱確率が変
化することによって、自由層の磁化と固定層の磁化のな
す角度に応じて電気抵抗が変化する。このような構造
は、スピンバルブ構造と呼ばれている。

【００６１】固定層の磁化を固定するために、固定層に
密着して反強磁性膜を積層する構造は公知である。特開
平6-111252号公報にはこの反強磁性膜の層が、軟磁性層
によって磁化の固定層から分離されたスピンバルブ素子
が記載されている。また、Ching Tsang氏らの"Design,
Fabrication & Testing of Spin-Valve Heads forHigh
Density Recording"(IEEE Transaction on Magnetics
MAG-30,No.6,November 1994)に、反強磁性膜にＦｅＭｎ
膜、固定層に薄いＣｏ膜、自由層にＮｉＦｅ膜を用いた
スピンバルブ効果を利用した磁気抵抗型ヘッドが記載さ
れている。従来の反強磁性膜は、ＦｅＭｎ膜のような面
心立方格子であり、体心立方格子の反強磁性膜からなる
スピンバルブ素子は知られていない。

【００６２】図９は、本発明による磁性積層膜を用いた
一実施例のスピンバルブ構造の磁気トランスデューサを
示す断面図である。上記スピンバルブ構造の磁気トラン
スデューサに用いられるスピンバルブ素子は、基板100
と自由膜121と非磁性膜122と強磁性膜101としての固定
膜123と、反強磁性膜102と、分割された電極115とから
構成される。

【００６３】すなわち、基板100上に、外部磁界に応じ
実質的に磁化方向が自由に変化する第２の強磁性膜とし
ての自由膜121が成膜され、そして、非磁性材からなり
自由膜121を磁気的に分離する非磁性膜122を介して、反
強磁性膜102により実質的に磁化方向が固定される強磁
性膜として101の固定膜123が成膜され、更に、該固定膜
123上に反強磁性膜102と分割された電極115とが順次積
層された構成である。

【００６４】第１の強磁性膜としての強磁性膜101は、
Ｆｅ、ＮｉＦｅ等の強磁性材からなる磁気抵抗効果膜で
あり、固定膜123とも呼称される。以下、強磁性膜101
を、固定膜123として記述する。反強磁性膜102は、体心
立方格子のＣｒＭｎ合金からなり好ましくはＣｒＭｎＰ
ｔ膜である。また、非磁性膜122は非磁性材から成り、
例えばＣｕなどはあるが、好ましくはＣｒである。

【００６５】固定膜123に直接接触して形成された反強
磁性膜102によって、一方向異方性が付与され、磁化の
方向が固定される。すなわち、体心立方格子を有する結
晶構造からなる反強磁性膜102は、固定膜123と共に界面
で交換結合し、固定膜123内の磁化の方向を着磁の方向
に固定する。そして分割された電極115から、電気抵抗
の検出電流を素子に印加するとともに、再生電圧を検出
するものである。

【００６６】ここで言う着磁とは、反強磁性膜102内の
スピンの方向を特定の方向に向けることであり、以下の
２種の方法が公知である。一方の方法は、スパッタリン
グ等で反強磁性膜を成膜する際に、強磁性膜に特定の方
向に磁界を印加しておく方法である。このような磁界中
成膜法を採ることによって、反強磁性膜のスピンの方向
をスパッタリング中の磁界の方向に向けるものである。

【００６７】他方の方法は、反強磁性膜および強磁性膜
を成膜した後に磁界中熱処理する方法である。反強磁性
膜は、強磁性膜と共に熱処理され、反強磁性膜のネール
点以下に冷却される時、磁界の方向にスピンの方向が配
列される。従って、特定の方向に磁界を印加しながら、
反強磁性膜のネール点以上に温度を上げ、そのまま温度
を下げることによって、外部から印加した方向に強磁性
膜の磁化を固定するものである。

【００６８】非磁性膜122によって磁気的に隔てられて
いる固定膜123は、着磁によって後述する磁気ディスク
に対して垂直な方向に着磁される。一方、自由膜121
は、その磁化容易軸の方向が磁気ディスクと平行になる
ように形成される。スピンバルブ素子では、磁気抵抗効
果膜としての固定膜123の電気抵抗が、固定膜123と自由
膜121との磁化方向が為す角度に対応して変化する。該
角度が０度の時、最も電気抵抗は小さくなり、１８０度
の時、最も電気抵抗は大きくなる。

【００６９】従って、記録媒体からの正負の磁気信号に
対して、正負の再生電圧を得るためには、初期状態では
固定膜123と自由膜121の磁化方向が、０度と１８０度の
中間である、即ち直交していることが望ましい。固定膜
123の着磁の方向と、自由膜121の磁化容易軸の方向を本
実施例のようにすることによって、固定膜123と自由膜1
21の磁化方向をほぼ直交させることができる。

【００７０】非磁性膜122は、固定膜123と自由膜121の
間で強磁性結合が生じない範囲で薄い方が、磁気抵抗変
化率が増大し再生電圧が上昇する。本実施例の膜厚構成
は、固定膜123が２(nm)、自由膜121が５(nm)、非磁性膜
122が１(nm)である。第２の強磁性膜としての自由膜121
は、記録媒体からの磁界によって容易に磁化回転するこ
とが必要であり、一般に、Ｆｅ、ＮｉＦｅ等の磁性材か
ら成る。中でも、保磁力が小さく磁化しやすいＮｉＦｅ
材が適している。

【００７１】また、固定膜123は、磁化が特定の方向に
向いていればよいので、特に磁化しやすい材料である必
要性はなく、例えばＦｅ合金のような比較的保磁力の大
きな材料でもよい。そして、固定膜123にＦｅ合金のよ
うな体心立方格子結晶構造の合金を用いるときは、Ｆｅ
合金に他元素を添加した合金、例えばＦｅＳｉ合金を用
いて、保磁力を低減することが可能である。尚、自由膜
121及び固定膜123は、強磁性材に拘泥されるものではな
い。本実施例では、最も簡単な構成のスピンバルブ素子
について述べたが、本実施例の構成を基本として、さら
に、積層数を増やした構成も可能である。

【００７２】一方、固定膜123と交換結合した反強磁性
膜102にＣｒＭｎ膜、好ましくは、ＣｒＭｎＰｔ膜を使
用することによって得られる第１の利点は、一方向異方
性を有するスピンバルブ素子を作製する際に、熱処理工
程が不要である点である。従来のＮｉＭｎ膜では、長時
間の熱処理を必要とする。すなわち、実用的な耐触性を
有する反強磁性材料であるＮｉＭｎ膜は、スパッタリン
グ等によって蒸着した直後には一方向異方性は発生しな
い。これは、ＮｉＭｎ膜が面心立方格子結晶構造でのみ
高い温度で反強磁性体となるからであり、この面心立方
格子結晶構造を形成させるために、２５０℃程度の長時
間の熱処理を必要とする。そしてこの長時間の熱処理
は、スピンバルブ構造の特定の材料、例えばＮｉＦｅ／
Ｃｕ／ＮｉＦｅ等の材料では、各層間の相互拡散のため
にスピンバルブ効果が損なわれる場合が多いという問題
があった。

【００７３】一方、従来でもＦｅＭｎ膜の場合は、熱処
理が不要である。しかし、このような熱処理が必要のな
い反強磁性体であるＦｅＭｎ膜の場合は、スパッタリン
グ直後から、一方向異方性が生じるが、著しく腐食しや
すく、実用的な耐触性を確保することが困難であった。
さらに、ＦｅＭｎ合金は、ガンマ層Ｍｎ合金で有り、反
強磁性を実現するためには特定の結晶構造の下地膜を設
ける必要がある。具体的には、下地膜は、面心立方格子
結晶構造であるＮｉＦｅ膜、あるいは同様に面心立方格
子結晶構造の金属膜である。換言すれば、面心立方格子
のＦｅＭｎ合金からなる反強磁性膜を、例えばＦｅ合金
のような体心立方格子結晶構造である金属の上に成膜し
ても、一方向異方性は、発現しないという問題があっ
た。

【００７４】以上のように体心立方格子結晶構造の反強
磁性体の第１の利点は、熱処理工程が不要で製作が容易
である、あるいは、耐触性に優れ信頼性が高いという効
果に結び付くことである。

【００７５】次に、反強磁性膜に本発明による体心立方
格子結晶構造のＣｒＭｎ合金、好ましくはＣｒＭｎＰｔ
合金を用いたスピンバルブ素子の第２の利点は、反強磁
性膜が体心立方格子であるので、第１の強磁性膜として
の固定膜に、体心立方格子の結晶構造を有する強磁性膜
を用いることが可能であるという点である。体心立方格
子結晶構造を有する強磁性膜にはＦｅ合金が有り、本発
明によってスピンバルブ素子の強磁性膜に、Ｆｅ合金が
使用可能である。そして、Ｆｅ合金(Ｆｅ系の材料)が使
用可能になることは、スピンバルブ素子の材料選択の幅
が拡がるという効果(技術の豊富化の１つ)に繋がるもの
である。

【００７６】さらに、耐熱性の向上にも繋がっている。
例えば、従来のように面心立方格子のＦｅＭｎ膜を反強
磁性膜に用いた場合、固定膜としての強磁性膜にも上述
のように、面心立方格子のＮｉＦｅ合金膜を用いなけれ
ばならない。さらに、固定膜にＮｉＦｅ膜を用いた場合
には、非磁性膜も面心立方格子である必要があり、例え
ば、面心立方格子のＣｕ等を使用することが必要にな
る。

【００７７】このように非磁性膜にＣｕ、強磁性膜にＮ
ｉＦｅを用いたスピンバルブ素子では、これらの各膜間
の相互拡散が生じやすく、耐熱性が低いという問題があ
る。すなわち、T.C.Huangらの "Effect of Annealing o
n the Interfaces of Giant-Magnetoresistance Spin-V
alve StructureS"(Applied Physics Letters,Vol.62(1
3),March, 1993の1478から1480頁）に記載されている通
り耐熱温度は２５０℃程度である。

【００７８】これに対し、非磁性膜に体心立方格子であ
るＣｒ合金と、固定膜及び自由膜に共に体心立方格子で
あるＦｅ系合金とを用いた本発明によるスピンバルブ素
子の場合は、その耐熱性が向上する効果があると言え
る。換言すれば、体心立方格子結晶構造の反強磁性体の
第２の利点は、非磁性膜に体心立方格子であるＣｒ合金
が用いられるので耐熱性が向上するという効果に結び付
くことである。

【００７９】その理由は、下記の耐熱性に関する文献デ
ータが本発明によるスピンバルブ素子の場合にも当て嵌
まると考えられるからである。すなわち、Ｆｅ／Ｃｒの
多層膜の巨大磁気抵抗効果膜における、耐熱性について
の文献が見られる。即ち、W.Hahnらの "Fe/Cr Multilay
ers:Effect of Annealing on the Spin Structureand M
agnetoresistance"(Journal of Applied Physics, 75,
(7),April,1994の3564から3570頁）には、多層膜におけ
る熱処理の影響が述べられている。これによれば、本多
層膜が３５０℃程度の熱処理によっても磁気抵抗変化率
が低下しないデータが記載されている。

【００８０】尚、本実施例では、強磁性膜、反強磁性
膜、バイアス膜、分離膜、固定膜、自由膜など膜と表現
したが、層と表現された強磁性層、反強磁性層、…など
の従来から表現されているものと、同意義であることは
言うまでもない。

【００８１】図１０は、本発明による磁気トランスデュ
ーサを用いた一実施例の磁気ディスク装置を示す図であ
る。磁気記録装置としての磁気ディスク装置に本発明に
よる磁気トランスデューサを適用した概要を示すもので
ある。しかしながら、本発明の磁気トランスデューサ
は、例えば、磁気テープ装置などのような磁気記録装置
にも適用可能なことは明らかである。

【００８２】図示した磁気ディスク装置は、同心円状の
トラックと呼ばれる記録領域にデータを記録するため
の、ディスク状に形成された磁気記録媒体としての磁気
ディスク10と、本発明による磁気トランスデュ−サから
成り、上記データの読み取り，書き込みを実行するため
の磁気ヘッド18と、該磁気ヘッド18を支え磁気ディスク
10上の所定位置に移動させるアクチュエータ手段と、磁
気ヘッド18が読み取り，書き込みするデータの送受信及
びアクチュエータ手段の移動などを制御する制御手段と
を含み構成される。

【００８３】さらに、構成と動作について詳説する。少
なくとも１枚の回転可能な磁気ディスク10が回転軸12に
よって支持され、駆動モータ14によって回転させられ
る。少なくとも１個のスライダ16が、磁気ディスク10上
に設置され、該スライダ16は、１個以上設けられ読み取
り書き込みするための磁気ヘッド18を支持している。磁
気ディスク10が回転すると同時に、スライダ16がディス
ク表面を移動することによって、目的とするデータが記
録されている所定位置へアクセスされる。スライダ16
は、ジンバル20によってアーム22に取付けられる。ジン
バル20は僅かな弾性力を有し、スライダ16を磁気ディス
ク10に密着させる。アーム22は、アクチュエータ24に取
付けられる。

【００８４】図に示すようなアクチュエータ24として
は、例えば、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭとい
う）がある。ＶＣＭは、固定された磁界中に置かれた移
動可能なコイルからなり、コイルの移動方向及び移動速
度などは、制御手段26からライン30を介して与えられる
電気信号によって制御される。従って、本実施例による
アクチュエータ手段は、例えば、スライダ16とジンバル
20とアーム22とアクチュエータ24とライン30とを含み構
成される。

【００８５】磁気ディスク装置の動作中、磁気ディスク
10の回転によって、スライダ16とディスク表面との間に
空気流によるエアベアリングが生じ、それがスライダ16
を磁気ディスク10の表面上から浮上させる。従って、磁
気ディスク装置の動作中、このエアベアリングは、ジン
バル20の僅かな弾性力とバランスを取り、スライダ16は
磁気ディスク表面に触れずに、かつ磁気ディスク10と一
定の間隔を保って浮上するように維持される。

【００８６】通常、制御手段26は、ロジック回路、メモ
リ、及びマイクロプロセッサなどから構成される。そし
て、制御手段26は、各ラインを介し制御信号を送受信
し、磁気ディスク装置の種々の構成手段を制御する。例
えば、モータ14は、ライン28を介し伝達されるモータ駆
動信号によって制御される。アクチュエータ24は、ライ
ン30を介したヘッド位置制御信号及びシーク制御信号等
によって、その関連する磁気ディスク10上の目的とする
データトラックへ選択されたスライダ16を最適に移動及
び位置決めするよう制御される。

【００８７】そして、制御手段26は、磁気ヘッド18が磁
気ディスク10のデータを読み取り変換した電気信号を、
ライン32を介して受信し解読する。また、磁気ディスク
10にデータとして書き込むための電気信号を、ライン32
を介して磁気ヘッド18に送信する。すなわち、制御手段
26は、磁気ヘッド18が読み取りまたは書き込みする情報
(データ)の送受信を制御している。

【００８８】尚、上記の読み取り，書き込み信号は、磁
気ヘッド18から直接伝達されても可である。また、制御
信号としては、例えばアクセス制御信号及びクロック信
号などがある。さらに、磁気ディスク装置は、複数の磁
気ディスクやアクチュエータなどを有し、該アクチュエ
ータが複数の磁気ヘッドを有してもよいことは言うまで
もない。

【００８９】

【発明の効果】まず、本発明による新タイプの磁気トラ
ンスデューサは、下記のような新しい効果を生むので、
種類が増えた磁気トランスデューサを目的に応じて使い
分けることが可能となり、磁気トランスデューサの使途
が拡大するという効果がある。

【００９０】即ち、強磁性膜と直接接触させるＣｒＭｎ
膜等からなる反強磁性膜の結晶構造が、従来のＦｅＭｎ
あるいはＮｉＭｎ膜等と異なり、体心立方格子であるの
で、該強磁性膜としての材料が面心立方格子または細密
六方格子等に限定されず選択肢が拡がり、磁気トランス
デューサの生産性向上などに結び付く効果がある。

【００９１】また、ＮｉＦｅ膜にＣｒＭｎ膜を積層して
も結合磁界が生じるので、従来のＦｅＭｎ膜と置き換
えることが可能であり、ＣｒＭｎ膜にはＣｒが含まれて
いるので、表面に緻密な酸化膜が形成され、ＦｅＭｎ膜
等に比べ耐触性が向上する効果がある。

【００９２】一方、ＣｒＭｎ膜を固定膜としたスピンバ
ルブ構造の磁気トランスデューサでは、ＣｒＭｎ膜が熱
処理を施さなくても結合磁界を生じるので、熱処理によ
る磁気抵抗変化率への影響がなくなる。その上、ＣｒＭ
ｎ膜のネール点が２５０度と高いので耐熱性が高くなる
という効果がある。

【００９３】また、固定膜及び自由膜にＦｅ系の体心立
方格子を用いることにより、非磁性膜にも体心立方格子
であるＣｒが用いられることになり、スピンバルブ素子
の耐熱性が、さらに向上するという効果も有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例の磁性積層膜の断面構成
を示す図である。

【図２】ＣｒＭｎ膜のＭｎ組成と結合磁界の大きさの関
係を示す図である。

【図３】ガラス基板上に形成したＣｒＭｎ膜のＸ線回折
プロファイルを示す図である。

【図４】ＣｒＭｎ膜に添加元素を加えた場合の結合磁界
の変化を示す図である。

【図５】ＣｒＭｎ膜にＣｏまたはＰｔを添加した場合の
結合磁界の組成依存性を示す図である。

【図６】ＮｉＦｅ膜上にＣｒＭｎＰｔ膜またはＣｒＭｎ
Ｃｏ膜を積層した場合の結合磁界の温度変化を示す図で
ある。

【図７】本発明による磁性積層膜を用いた一実施例の磁
気トランスデューサの断面構造を示す図である。

【図８】本発明による磁性積層膜を用いた他の実施例の
磁気トランスデューサの断面構造を示す図である。

【図９】本発明による磁性積層膜を用いた一実施例のス
ピンバルブ構造の磁気トランスデューサを示す断面図で
ある。

【図１０】本発明による磁気トランスデューサを用いた
一実施例の磁気ディスク装置を示す図である。

【符号の説明】

１０…磁気ディスク、１２…回転軸、１４…モータ、１
６…スライダ、１８…磁気ヘッド、２０…ジンバル、２
２…アーム、２４…アクチュエータ、２６…制御手段、
２８，３０，３２…ライン、100…基板、101…強磁性
膜、102…反強磁性膜、111…バイアス膜、112…分離膜 115…電極、116…磁気抵抗効果膜、121…自由膜、122…
非磁性膜、123…固定膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 43/08 Ｚ (72)発明者熊谷昭東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強磁性体と、該強磁性体に密着する反強磁
性体とを含む磁気トランスデューサであって、前記強磁
性体に一方向異方性を発現させるための前記反強磁性体
は、少なくとも該反強磁性体の一部が体心立方格子の結
晶構造を有することを特徴とする磁気トランスデュー
サ。
【請求項２】請求項１において、前記反強磁性体は、体
心立方格子の結晶構造を有するＣｒ合金からなることを
特徴とする磁気トランスデューサ。
【請求項３】請求項２において、前記Ｃｒ合金は、所定
の組成を有するＣｒＭｎ合金からなることを特徴とする
磁気トランスデューサ。
【請求項４】請求項２において、前記Ｃｒ合金は、Ｃｒ
Ｍｎ合金であって、該ＣｒＭｎ合金のＭｎ原子含有率
が、３０から７０(原子％)の範囲にあることを特徴とす
る磁気トランスデューサ。
【請求項５】請求項４において、前記ＣｒＭｎ合金は、
ＣｒとＭｎと所定の添加元素との３元以上の合金からな
ることを特徴とする磁気トランスデューサ。
【請求項６】請求項４において、前記ＣｒＭｎ合金は、
ＣｒとＭｎと添加元素との３元以上の合金であって、前
記添加元素は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、及び白
金族からなる元素群から選択された、少なくとも１種類
の元素であることを特徴とする磁気トランスデューサ。
【請求項７】請求項５または請求項６において、前記添
加元素の原子含有率が、０から３０(原子％)の範囲にあ
ることを特徴とする磁気トランスデューサ。
【請求項８】基板上に順次積層されたバイアス膜及び非
磁性材からなる分離膜と、該分離膜上に積層され磁気抵
抗効果を有する強磁性膜と、該強磁性膜上に積層された
反強磁性膜とを含む磁気トランスデューサであって、該反強磁性膜は、体心立方格子の結晶構造を有すること
を特徴とする磁気トランスデューサ。
【請求項９】請求項８において、前記強磁性膜は磁気信
号を検出する検出領域と検出しない非検出領域とに分割
され、該非検出領域に積層される前記反強磁性膜が体心
立方格子の結晶構造を有することを特徴とする磁気トラ
ンスデューサ。
【請求項１０】基板上に、横バイアス磁界を印加するた
めのバイアス膜と分離膜と磁気抵抗効果膜とを順次積層
した第一積層膜と、該第一積層膜を挟持するように、縦バイアス磁界を印加
するための強磁性膜と反強磁性膜とを順次積層した第二
積層膜と、該第二積層膜上に積層した電極膜とを含み形成した磁気
トランスデューサであって、前記強磁性膜は、前記反強磁性膜と密着し、前記強磁性
体に一方向異方性を発現させるための前記反強磁性膜
は、体心立方格子の結晶構造を有することを特徴とする
磁気トランスデューサ。
【請求項１１】基板上に、外部磁界に応じ磁化方向が自
由に変化する第２の強磁性膜と、非磁性材からなり該第
２の強磁性膜を磁気的に分離する非磁性膜と、反強磁性
膜により磁化方向が固定される第１の強磁性膜と、該反
強磁性膜と、分割された電極とを順次積層して成る磁気
トランスデューサであって、前記反強磁性膜が、体心立方格子の結晶構造を有するこ
とを特徴とする磁気トランスデューサ。
【請求項１２】請求項１１において、前記第１の強磁性
膜が、体心立方格子の結晶構造を有することを特徴とす
る磁気トランスデューサ。
【請求項１３】請求項１２において、前記非磁性膜が、
体心立方格子の結晶構造を有することを特徴とする磁気
トランスデューサ。
【請求項１４】請求項１１ないし請求項１３において、
前記反強磁性膜は、所定の組成を有するＣｒＭｎ合金か
らなることを特徴とする磁気トランスデューサ。
【請求項１５】請求項１４において、前記反強磁性膜
は、ＣｒＭｎ合金であって、該ＣｒＭｎ合金のＭｎ原子
含有率が、３０から７０(原子％)の範囲にあることを特
徴とする磁気トランスデューサ。
【請求項１６】請求項１５において、前記ＣｒＭｎ合金
は、ＣｒとＭｎと添加元素との３元以上の合金であっ
て、前記添加元素は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、
及び白金族からなる元素群から選択された、少なくとも
１種類の元素であることを特徴とする磁気トランスデュ
ーサ。
【請求項１７】請求項１６において、前記ＣｒＭｎ合金
の前記添加元素の原子含有率が、０から３０(原子％)の
範囲にあることを特徴とする磁気トランスデューサ。
【請求項１８】情報を記録する磁気記録媒体と、強磁性体と、該強磁性体に密着し少なくとも一部が体心
立方格子の結晶構造を有する反強磁性体とを含む磁気ト
ランスデュ−サから成って前記情報を読み取りまたは書
き込みする磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の所定位置に移動さ
せるアクチュエ−タ手段と、前記磁気ヘッドが読み取りまたは書き込みする前記情報
の送受信とアクチュエ−タ手段の移動を制御する制御手
段とを含み構成されることを特徴とする磁気記録装置。