JPH0836716A - 磁気抵抗効果素子及びそれを用いた磁気ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果素子及びそれを用いた磁気ヘッドInfo
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- JPH0836716A JPH0836716A JP6172555A JP17255594A JPH0836716A JP H0836716 A JPH0836716 A JP H0836716A JP 6172555 A JP6172555 A JP 6172555A JP 17255594 A JP17255594 A JP 17255594A JP H0836716 A JPH0836716 A JP H0836716A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層磁気抵抗効果素子を備える磁気ヘッドの
バルクハウゼンノイズを低減する。 【構成】 再生ヘッドに使用する多層膜型巨大磁気抵抗
効果素子又はスピンバルブ素子の２層の磁気抵抗効果膜
の磁歪定数を特定の値以下にするとともに、多層膜の中
で互いに対向する磁気抵抗効果膜あるいは２層の磁気抵
抗効果膜の磁歪定数の符号をそれぞれ逆にする。
バルクハウゼンノイズを低減する。 【構成】 再生ヘッドに使用する多層膜型巨大磁気抵抗
効果素子又はスピンバルブ素子の２層の磁気抵抗効果膜
の磁歪定数を特定の値以下にするとともに、多層膜の中
で互いに対向する磁気抵抗効果膜あるいは２層の磁気抵
抗効果膜の磁歪定数の符号をそれぞれ逆にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果を利用す
る素子、磁気ヘッド及び磁気記録再生装置に関する。
る素子、磁気ヘッド及び磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録装置の記録密度増大に伴って、
磁気ヘッドは、従来の記録再生兼用の誘導型薄膜ヘッド
から、記録には誘導型薄膜ヘッドを用い再生には高感度
の磁気抵抗効果ヘッドを用いる記録再生分離式の複合型
磁気ヘッドへと変わってきている。記録再生分離型磁気
ヘッドは、例えば図１０に示すように、基板１上に記録
部と再生部とを磁気シールド膜２で分離して形成した構
造を有する。記録部は、記録ヘッドコア４とそれに鎖交
するコイル５からなり、再生部は磁気抵抗効果素子２０
とそれに通電する電極３からなる。
磁気ヘッドは、従来の記録再生兼用の誘導型薄膜ヘッド
から、記録には誘導型薄膜ヘッドを用い再生には高感度
の磁気抵抗効果ヘッドを用いる記録再生分離式の複合型
磁気ヘッドへと変わってきている。記録再生分離型磁気
ヘッドは、例えば図１０に示すように、基板１上に記録
部と再生部とを磁気シールド膜２で分離して形成した構
造を有する。記録部は、記録ヘッドコア４とそれに鎖交
するコイル５からなり、再生部は磁気抵抗効果素子２０
とそれに通電する電極３からなる。
【０００３】また、高記録密度に適したより高感度な再
生ヘッド用の素子として、巨大磁気抵抗効果素子あるい
はスピンバルブ素子（ＥＰ０４９０６０８号）が開発さ
れている。スピンバルブ素子は、例えば図１１に断面構
造を略示するように、絶縁膜６上に１層目の磁気抵抗効
果膜８、非磁性金属膜９、２層目の磁気抵抗効果膜１０
及び反強磁性膜１１を積層し、その上に一対の電極３を
形成した構造を有する。磁気抵抗効果膜８の両端部には
磁区制御用の永久磁石膜７が積層されている。２層目の
磁気抵抗効果膜１０の磁化の向きは反強磁性膜１１によ
って素子の電流方向と垂直に制御されており、１層目の
磁気抵抗効果膜８の磁化の向きは電流方向と平行になっ
ている。
生ヘッド用の素子として、巨大磁気抵抗効果素子あるい
はスピンバルブ素子（ＥＰ０４９０６０８号）が開発さ
れている。スピンバルブ素子は、例えば図１１に断面構
造を略示するように、絶縁膜６上に１層目の磁気抵抗効
果膜８、非磁性金属膜９、２層目の磁気抵抗効果膜１０
及び反強磁性膜１１を積層し、その上に一対の電極３を
形成した構造を有する。磁気抵抗効果膜８の両端部には
磁区制御用の永久磁石膜７が積層されている。２層目の
磁気抵抗効果膜１０の磁化の向きは反強磁性膜１１によ
って素子の電流方向と垂直に制御されており、１層目の
磁気抵抗効果膜８の磁化の向きは電流方向と平行になっ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】スピンバルブ素子にお
いて、前記した磁区制御で磁壁あるいは磁区の発生が完
全に抑えられれば、磁気ヘッドとして利用した場合、バ
ルクハウゼンノイズに起因する再生信号のノイズは発生
しない。しかし、実際にこの素子を用いて磁気ヘッドを
作成すると、バルクハウゼンノイズに起因するノイズが
発生する。
いて、前記した磁区制御で磁壁あるいは磁区の発生が完
全に抑えられれば、磁気ヘッドとして利用した場合、バ
ルクハウゼンノイズに起因する再生信号のノイズは発生
しない。しかし、実際にこの素子を用いて磁気ヘッドを
作成すると、バルクハウゼンノイズに起因するノイズが
発生する。
【０００５】従来の磁気抵抗効果素子でも、磁気抵抗効
果膜の磁歪定数が高いとバルクハウゼンノイズが発生す
ることは知られており、特開昭５５−１０５８２２号公
報には、図１２で示す磁気抵抗効果膜８が１層でその近
くにバイアス磁界印加用のシャント膜１２や軟磁性膜が
設置されている磁気抵抗効果ヘッドに対して、磁気抵抗
効果膜の磁歪定数を＋１．２×１０-6以下とするとバル
クハウゼンノイズの低減に有効であることが記載されて
いる。
果膜の磁歪定数が高いとバルクハウゼンノイズが発生す
ることは知られており、特開昭５５−１０５８２２号公
報には、図１２で示す磁気抵抗効果膜８が１層でその近
くにバイアス磁界印加用のシャント膜１２や軟磁性膜が
設置されている磁気抵抗効果ヘッドに対して、磁気抵抗
効果膜の磁歪定数を＋１．２×１０-6以下とするとバル
クハウゼンノイズの低減に有効であることが記載されて
いる。
【０００６】しかし、スピンバルブ素子は２個の磁気抵
抗効果膜を利用しており、素子としての磁気抵抗効果の
発生機構が異なるので、それぞれの磁歪定数がバルクハ
ウゼンノイズにどのような影響を与えるか、あるいはど
のように調整するかはこれまで明らかにされていない。
実際、本発明者が、図１１で示すような公知の構造のス
ピンバルブ素子を作成し、これを磁気ヘッドに加工し、
その再生波形を調べた結果、図１３のようになった。図
１３の横軸は磁気抵抗効果膜８，１０の磁歪定数を表
し、縦軸は同じ磁歪定数を有する磁気抵抗効果膜を用い
て製作した複数の磁気ヘッドのうちバルクハウゼンノイ
ズの発生が認められたものの個数割合を表す。
抗効果膜を利用しており、素子としての磁気抵抗効果の
発生機構が異なるので、それぞれの磁歪定数がバルクハ
ウゼンノイズにどのような影響を与えるか、あるいはど
のように調整するかはこれまで明らかにされていない。
実際、本発明者が、図１１で示すような公知の構造のス
ピンバルブ素子を作成し、これを磁気ヘッドに加工し、
その再生波形を調べた結果、図１３のようになった。図
１３の横軸は磁気抵抗効果膜８，１０の磁歪定数を表
し、縦軸は同じ磁歪定数を有する磁気抵抗効果膜を用い
て製作した複数の磁気ヘッドのうちバルクハウゼンノイ
ズの発生が認められたものの個数割合を表す。
【０００７】図１３から明らかなように、スピンバルブ
素子においては、シャントバイアス型磁気抵抗効果素子
の場合と異なり、磁歪定数＋１．２×１０-6の磁気抵抗
効果膜を使用しても磁気ヘッドのバルクハウゼンノイズ
低減にはほとんど寄与しない。さらに、磁歪定数を現在
の技術でコントロール可能な±１×１０-8以下にして
も、完全にバルクハウゼンノイズを防止することはでき
ない。この事情は、複数の非磁性金属膜と複数の強磁性
膜を交互に積層する巨大磁気抵抗効果膜においても同様
である。本発明は、複数の磁気抵抗効果膜又は強磁性膜
を用いる磁気抵抗効果素子のバルクハウゼンノイズを防
止する方法を提供することを目的とする。
素子においては、シャントバイアス型磁気抵抗効果素子
の場合と異なり、磁歪定数＋１．２×１０-6の磁気抵抗
効果膜を使用しても磁気ヘッドのバルクハウゼンノイズ
低減にはほとんど寄与しない。さらに、磁歪定数を現在
の技術でコントロール可能な±１×１０-8以下にして
も、完全にバルクハウゼンノイズを防止することはでき
ない。この事情は、複数の非磁性金属膜と複数の強磁性
膜を交互に積層する巨大磁気抵抗効果膜においても同様
である。本発明は、複数の磁気抵抗効果膜又は強磁性膜
を用いる磁気抵抗効果素子のバルクハウゼンノイズを防
止する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、スピンバルブ
素子に用いる磁気抵抗効果膜、又は多層巨大磁気抵抗効
果素子に用いる強磁性膜の磁歪定数を調整して磁壁ある
いは磁区の発生を抑えることによって前記目的を達成す
る。すなわち、本発明の磁気抵抗効果素子は、２層の磁
気抵抗効果膜で非磁性金属膜を挟持し、２層の磁気抵抗
効果膜の一方に接して反強磁性膜又は永久磁石膜を積層
した磁気抵抗効果素子において、２層の磁気抵抗効果膜
は、絶対値が３×１０-7以下で略等しく、符号が互いに
逆の磁歪定数を有することを特徴とする。
素子に用いる磁気抵抗効果膜、又は多層巨大磁気抵抗効
果素子に用いる強磁性膜の磁歪定数を調整して磁壁ある
いは磁区の発生を抑えることによって前記目的を達成す
る。すなわち、本発明の磁気抵抗効果素子は、２層の磁
気抵抗効果膜で非磁性金属膜を挟持し、２層の磁気抵抗
効果膜の一方に接して反強磁性膜又は永久磁石膜を積層
した磁気抵抗効果素子において、２層の磁気抵抗効果膜
は、絶対値が３×１０-7以下で略等しく、符号が互いに
逆の磁歪定数を有することを特徴とする。
【０００９】磁気抵抗効果膜はＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｆｅ
−Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏから構成することができ、反強磁
性膜又は永久磁石膜に接した磁気抵抗効果膜は負の磁歪
定数を有し、他方の磁気抵抗効果膜は正の磁歪定数を有
するのが好ましい。また、本発明の磁気抵抗効果素子
は、バイアス磁界印加用の永久磁石膜の上に強磁性膜と
非磁性金属膜を交互に複数層積層した多層巨大磁気抵抗
効果膜を備える磁気抵抗効果素子において、互いに対向
する強磁性膜は、絶対値が５×１０-7以下、好ましくは
３×１０-7以下で略等しく、符号が互いに逆の磁歪定数
を有することを特徴とする。
−Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏから構成することができ、反強磁
性膜又は永久磁石膜に接した磁気抵抗効果膜は負の磁歪
定数を有し、他方の磁気抵抗効果膜は正の磁歪定数を有
するのが好ましい。また、本発明の磁気抵抗効果素子
は、バイアス磁界印加用の永久磁石膜の上に強磁性膜と
非磁性金属膜を交互に複数層積層した多層巨大磁気抵抗
効果膜を備える磁気抵抗効果素子において、互いに対向
する強磁性膜は、絶対値が５×１０-7以下、好ましくは
３×１０-7以下で略等しく、符号が互いに逆の磁歪定数
を有することを特徴とする。
【００１０】前記強磁性膜はＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｆｅ−
Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏから構成することができる。磁気抵
抗効果膜あるいは強磁性膜の磁歪定数の値は、例えばヘ
ッドに使用されている磁気抵抗効果膜の組成を分析し、
磁歪定数の値と組成の間の既知の関係から評価すること
ができる。また、ヘッドに応力を印加し、その磁気抵抗
応答曲線の変化から異方性磁界を求めて磁歪定数の値を
測定することもできる。本発明の磁気抵抗効果素子は、
磁気記録再生装置の磁気ヘッドの再生部に使用すると有
利である。
Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏから構成することができる。磁気抵
抗効果膜あるいは強磁性膜の磁歪定数の値は、例えばヘ
ッドに使用されている磁気抵抗効果膜の組成を分析し、
磁歪定数の値と組成の間の既知の関係から評価すること
ができる。また、ヘッドに応力を印加し、その磁気抵抗
応答曲線の変化から異方性磁界を求めて磁歪定数の値を
測定することもできる。本発明の磁気抵抗効果素子は、
磁気記録再生装置の磁気ヘッドの再生部に使用すると有
利である。
【００１１】
【作用】スピンバルブ素子に用いられる２層の磁気抵抗
効果膜、又は多層巨大磁気抵抗効果素子に用いられる互
いに対向する層の強磁性膜の磁歪定数の符号を逆にすれ
ば、±３×１０-7以下の磁歪定数において、バルクハウ
ゼンノイズをほぼ１００％抑えることができる。
効果膜、又は多層巨大磁気抵抗効果素子に用いられる互
いに対向する層の強磁性膜の磁歪定数の符号を逆にすれ
ば、±３×１０-7以下の磁歪定数において、バルクハウ
ゼンノイズをほぼ１００％抑えることができる。
【００１２】隣接する磁気抵抗効果膜の磁歪定数の符号
を逆にする方法は特開昭６０−２５１６８２号公報に記
載されている。しかし、特開昭６０−２５１６８２号公
報に記載された方法は隣接する磁気抵抗効果膜が直接磁
気的に結合している場合についてのものであり、本発明
が対象とするスピンバルブ素子や多層巨大磁気抵抗効果
素子のように非磁性体を介して隣りあう磁気抵抗効果膜
あるいは強磁性膜におけるバルクハウゼンノイズ抑制効
果は、前記方法とは別の新たな物理的現象に基づくもの
である。
を逆にする方法は特開昭６０−２５１６８２号公報に記
載されている。しかし、特開昭６０−２５１６８２号公
報に記載された方法は隣接する磁気抵抗効果膜が直接磁
気的に結合している場合についてのものであり、本発明
が対象とするスピンバルブ素子や多層巨大磁気抵抗効果
素子のように非磁性体を介して隣りあう磁気抵抗効果膜
あるいは強磁性膜におけるバルクハウゼンノイズ抑制効
果は、前記方法とは別の新たな物理的現象に基づくもの
である。
【００１３】
【実施例】以下、実施例によって本発明を詳細に説明す
る。 〔実施例１〕図１１に断面を示すスピンバルブ型素子作
製し、それを組み込んで図１０の構造の記録再生分離型
磁気ヘッドを作成した。
る。 〔実施例１〕図１１に断面を示すスピンバルブ型素子作
製し、それを組み込んで図１０の構造の記録再生分離型
磁気ヘッドを作成した。
【００１４】磁気ヘッドの各膜はスパッタ法によって成
膜した。磁気抵抗効果膜は組成がＮｉ−Ｆｅであり、１
層目の磁気抵抗効果膜８の磁化の向きは素子電流方向に
平行である。膜厚３ｎｍである１層目の磁気抵抗効果膜
８と膜厚３ｎｍである２層目の磁気抵抗効果膜１０の間
には膜厚２ｎｍのＣｕ層９を形成し、２層目の磁気抵抗
効果膜１０の上には、その磁化の向きを素子電流方向に
垂直にするため、膜厚５ｎｍのＦｅ−Ｍｎ反強磁性体膜
１１を形成した。
膜した。磁気抵抗効果膜は組成がＮｉ−Ｆｅであり、１
層目の磁気抵抗効果膜８の磁化の向きは素子電流方向に
平行である。膜厚３ｎｍである１層目の磁気抵抗効果膜
８と膜厚３ｎｍである２層目の磁気抵抗効果膜１０の間
には膜厚２ｎｍのＣｕ層９を形成し、２層目の磁気抵抗
効果膜１０の上には、その磁化の向きを素子電流方向に
垂直にするため、膜厚５ｎｍのＦｅ−Ｍｎ反強磁性体膜
１１を形成した。
【００１５】このスピンバルブ素子で、磁化の方向が素
子電流の方向と平行な１層目の磁気抵抗効果膜８の磁歪
定数を符号を正にし、その値を磁気抵抗効果膜の組成を
変えて変化させた。また、２層目の磁気抵抗効果膜１０
の磁歪定数の符号を負にして、その値を磁気抵抗効果膜
の組成を変えてを変化させた。これらの絶対値は誤差範
囲で等しくし、これを加工して磁気ヘッドにした。１組
の磁気抵抗効果膜の組成の例と、その磁歪定数の値を以
下に示す。
子電流の方向と平行な１層目の磁気抵抗効果膜８の磁歪
定数を符号を正にし、その値を磁気抵抗効果膜の組成を
変えて変化させた。また、２層目の磁気抵抗効果膜１０
の磁歪定数の符号を負にして、その値を磁気抵抗効果膜
の組成を変えてを変化させた。これらの絶対値は誤差範
囲で等しくし、これを加工して磁気ヘッドにした。１組
の磁気抵抗効果膜の組成の例と、その磁歪定数の値を以
下に示す。
【００１６】 磁気抵抗効果膜８の組成（磁歪定数） 磁気抵抗効果膜10の組成（磁歪定数） Ｎｉ-26.00at%Ｆｅ （+8×10-6） Ｎｉ-15.00at%Ｆｅ （-8×10-6） Ｎｉ-20.60at%Ｆｅ （+3×10-6） Ｎｉ-17.60at%Ｆｅ （-3×10-6） Ｎｉ-19.50at%Ｆｅ （+1×10-6） Ｎｉ-18.40at%Ｆｅ （-1×10-6） Ｎｉ-19.50at%Ｆｅ （+5×10-7） Ｎｉ-18.60at%Ｆｅ （-5×10-7） Ｎｉ-19.33at%Ｆｅ （+3×10-7） Ｎｉ-18.77at%Ｆｅ （-3×10-7） Ｎｉ-19.30at%Ｆｅ （+2×10-7） Ｎｉ-18.87at%Ｆｅ （-2×10-7） Ｎｉ-19.14at%Ｆｅ （+1×10-7） Ｎｉ-18.96at%Ｆｅ （-1×10-7） Ｎｉ-19.08at%Ｆｅ （+4×10-8） Ｎｉ-19.01at%Ｆｅ （-4×10-8） Ｎｉ-19.06at%Ｆｅ （+2×10-8） Ｎｉ-19.03at%Ｆｅ （-2×10-8） Ｎｉ-19.05at%Ｆｅ （+7×10-9） Ｎｉ-19.04at%Ｆｅ （-7×10-9）
【００１７】個々の膜の磁歪定数は、上記のように磁気
抵抗効果膜８，１０の組成を分析し、それから評価する
ことができる。また、素子およびヘッドにした段階で
は、２層の磁気抵抗効果膜は磁歪定数の符号が逆なの
で、個々の磁歪定数の値より１桁以上低く観測され、実
効的に０に近い値になる。
抵抗効果膜８，１０の組成を分析し、それから評価する
ことができる。また、素子およびヘッドにした段階で
は、２層の磁気抵抗効果膜は磁歪定数の符号が逆なの
で、個々の磁歪定数の値より１桁以上低く観測され、実
効的に０に近い値になる。
【００１８】次に、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒからなる磁気記録
媒体を用いて、磁気信号の記録再生を行った。再生信号
波形のバルクハウゼンノイズに起因すると考えられる波
形の不連続性あるいは歪（以後ノイズという）の発生率
と磁気抵抗効果膜の磁歪定数の絶対値との関係を調べ
た。その結果、図１に示すようにノイズの発生は磁気抵
抗効果膜の磁歪定数の減少とともに低くなり、絶対値で
１×１０-6を境にして大幅に少なくなった。特に、磁歪
定数を絶対値で３×１０-7以下にするとノイズの発生率
は０になった。これは、磁歪定数の符号が逆であるた
め、２層の磁気抵抗効果膜の磁歪が補償されるためと考
えられる。
媒体を用いて、磁気信号の記録再生を行った。再生信号
波形のバルクハウゼンノイズに起因すると考えられる波
形の不連続性あるいは歪（以後ノイズという）の発生率
と磁気抵抗効果膜の磁歪定数の絶対値との関係を調べ
た。その結果、図１に示すようにノイズの発生は磁気抵
抗効果膜の磁歪定数の減少とともに低くなり、絶対値で
１×１０-6を境にして大幅に少なくなった。特に、磁歪
定数を絶対値で３×１０-7以下にするとノイズの発生率
は０になった。これは、磁歪定数の符号が逆であるた
め、２層の磁気抵抗効果膜の磁歪が補償されるためと考
えられる。
【００１９】〔実施例２〕実施例１と同様に記録再生分
離型磁気ヘッドを作成した。スピンバルブ素子の２層の
磁気抵抗効果膜８，１０は、前記実施例１の場合と同じ
組み合わせとした。ただし、２つの層の組成を逆にし、
１層目の磁気抵抗効果膜８の磁歪定数の符号を負に、２
層目の磁気抵抗効果膜１０の磁歪定数の符号を正にし、
その絶対値は誤差範囲で等しくした。
離型磁気ヘッドを作成した。スピンバルブ素子の２層の
磁気抵抗効果膜８，１０は、前記実施例１の場合と同じ
組み合わせとした。ただし、２つの層の組成を逆にし、
１層目の磁気抵抗効果膜８の磁歪定数の符号を負に、２
層目の磁気抵抗効果膜１０の磁歪定数の符号を正にし、
その絶対値は誤差範囲で等しくした。
【００２０】この磁気ヘッドを用いて、実施例１と同じ
Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒからなる磁気記録媒体に磁気信号の記
録再生を行い、再生信号波形のバルクハウゼンノイズに
起因すると考えられるノイズの発生率と磁気抵抗効果膜
の磁歪定数の絶対値との関係を調べた。その結果、図２
に示すように、ノイズの発生は磁気抵抗効果膜の磁歪定
数の減少とともに低くなり、絶対値で１×１０-6を境に
して大幅に少なくなった。特に、磁歪定数を絶対値で２
×１０-7以下にするとノイズの発生率は０になった。
Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒからなる磁気記録媒体に磁気信号の記
録再生を行い、再生信号波形のバルクハウゼンノイズに
起因すると考えられるノイズの発生率と磁気抵抗効果膜
の磁歪定数の絶対値との関係を調べた。その結果、図２
に示すように、ノイズの発生は磁気抵抗効果膜の磁歪定
数の減少とともに低くなり、絶対値で１×１０-6を境に
して大幅に少なくなった。特に、磁歪定数を絶対値で２
×１０-7以下にするとノイズの発生率は０になった。
【００２１】〔実施例３〕図１１に断面を示すスピンバ
ルブ型素子作製し、それを組み込んで図１０の構造の記
録再生分離型磁気ヘッドを作成した。２層の磁気抵抗効
果膜の組成は実施例１と同様とし、磁化の方向が素子電
流の方向と平行な１層目の磁気抵抗効果膜８の磁歪定数
を符号を正に、２層目の磁気抵抗効果膜１０の磁歪定数
の符号を負にして、その絶対値は誤差範囲で等しくし、
これを加工して磁気ヘッドにした。ただし、スピンバル
ブ素子の交換結合膜１１として反強磁性膜に代えて膜厚
５ｎｍのＣｏ−Ｐｔ永久磁石膜を用いた。
ルブ型素子作製し、それを組み込んで図１０の構造の記
録再生分離型磁気ヘッドを作成した。２層の磁気抵抗効
果膜の組成は実施例１と同様とし、磁化の方向が素子電
流の方向と平行な１層目の磁気抵抗効果膜８の磁歪定数
を符号を正に、２層目の磁気抵抗効果膜１０の磁歪定数
の符号を負にして、その絶対値は誤差範囲で等しくし、
これを加工して磁気ヘッドにした。ただし、スピンバル
ブ素子の交換結合膜１１として反強磁性膜に代えて膜厚
５ｎｍのＣｏ−Ｐｔ永久磁石膜を用いた。
【００２２】この磁気ヘッドを用いてＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ
からなる磁気記録媒体に磁気信号の記録再生を行い、再
生信号波形のバルクハウゼンノイズの発生率と磁気抵抗
効果膜の磁歪定数の絶対値との関係を調べた。結果を図
３に示す。図３から明らかなように、バルクハウゼンノ
イズの発生率は、磁歪定数の絶対値７×１０-6を境にし
て大幅に少なくなった。特に、絶対値で２×１０-7以下
にするとノイズの発生率は０になった。
からなる磁気記録媒体に磁気信号の記録再生を行い、再
生信号波形のバルクハウゼンノイズの発生率と磁気抵抗
効果膜の磁歪定数の絶対値との関係を調べた。結果を図
３に示す。図３から明らかなように、バルクハウゼンノ
イズの発生率は、磁歪定数の絶対値７×１０-6を境にし
て大幅に少なくなった。特に、絶対値で２×１０-7以下
にするとノイズの発生率は０になった。
【００２３】〔実施例４〕図１１に断面を示すスピンバ
ルブ型素子を作製し、それを組み込んで図１０の構造の
記録再生分離型磁気ヘッドを作成した。スピンバルブ素
子の各膜はスパッタ法によって成膜した。磁気抵抗効果
膜には膜厚３ｎｍのＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ合金膜を用いた。
非磁性金属膜９には膜厚２ｎｍのＣｕを用い、反強磁性
膜１１には膜厚５０ｎｍのＦｅ−Ｍｎを用いた。このス
ピンバルブ素子で、磁化の方向が素子電流の方向と平行
な１層目の磁気抵抗効果膜の磁歪定数を符号を正にし、
その値を磁気抵抗効果膜の組成等を変えて変化させた。
また、２層目の磁気抵抗効果膜の磁歪定数の符号を負に
して、その値を磁気抵抗効果膜の組成等を変えて変化さ
せた。これらの磁歪定数の絶対値は誤差範囲で等しく
し、これを加工して磁気ヘッドにした。
ルブ型素子を作製し、それを組み込んで図１０の構造の
記録再生分離型磁気ヘッドを作成した。スピンバルブ素
子の各膜はスパッタ法によって成膜した。磁気抵抗効果
膜には膜厚３ｎｍのＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ合金膜を用いた。
非磁性金属膜９には膜厚２ｎｍのＣｕを用い、反強磁性
膜１１には膜厚５０ｎｍのＦｅ−Ｍｎを用いた。このス
ピンバルブ素子で、磁化の方向が素子電流の方向と平行
な１層目の磁気抵抗効果膜の磁歪定数を符号を正にし、
その値を磁気抵抗効果膜の組成等を変えて変化させた。
また、２層目の磁気抵抗効果膜の磁歪定数の符号を負に
して、その値を磁気抵抗効果膜の組成等を変えて変化さ
せた。これらの磁歪定数の絶対値は誤差範囲で等しく
し、これを加工して磁気ヘッドにした。
【００２４】この磁気ヘッドを用いてＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ
からなる磁気記録媒体に磁気信号を記録再生し、再生信
号波形のバルクハウゼンノイズに起因すると考えられる
ノイズの発生率と磁気抵抗効果膜の磁歪定数の絶対値と
の関係を調べた。結果を図４に示す。図４から明らかな
ように、バルクハウゼンノイズの発生率は、磁歪定数の
絶対値が１×１０-6を境にして大幅に少なくなった。特
に、磁歪定数を絶対値で２×１０-7以下にするとノイズ
の発生率は０になった。
からなる磁気記録媒体に磁気信号を記録再生し、再生信
号波形のバルクハウゼンノイズに起因すると考えられる
ノイズの発生率と磁気抵抗効果膜の磁歪定数の絶対値と
の関係を調べた。結果を図４に示す。図４から明らかな
ように、バルクハウゼンノイズの発生率は、磁歪定数の
絶対値が１×１０-6を境にして大幅に少なくなった。特
に、磁歪定数を絶対値で２×１０-7以下にするとノイズ
の発生率は０になった。
【００２５】〔実施例５〕図１１に断面を示すスピンバ
ルブ型素子を作製し、それを組み込んで図１０の構造の
記録再生分離型磁気ヘッドを作成した。スピンバルブ素
子の各膜はスパッタ法によって成膜した。磁気抵抗効果
膜には膜厚３ｎｍのＮｉ−Ｃｏ合金膜を用いた。非磁性
金属膜９には膜厚２ｎｍのＣｕを用い、反強磁性膜１１
には膜厚５ｎｍのＮｉＯを用いた。このスピンバルブ素
子で、磁化の方向が素子電流の方向と平行な１層目の磁
気抵抗効果膜の磁歪定数を符号を正にし、その値を磁気
抵抗効果膜の組成等を変えて変化させた。また、２層目
の磁気抵抗効果膜の磁歪定数の符号を負にして、その値
を磁気抵抗効果膜の組成等を変えて変化させた。１層目
と２層目の磁気抵抗効果膜の磁歪定数の絶対値は誤差範
囲で等しくし、これを加工して磁気ヘッドにした。
ルブ型素子を作製し、それを組み込んで図１０の構造の
記録再生分離型磁気ヘッドを作成した。スピンバルブ素
子の各膜はスパッタ法によって成膜した。磁気抵抗効果
膜には膜厚３ｎｍのＮｉ−Ｃｏ合金膜を用いた。非磁性
金属膜９には膜厚２ｎｍのＣｕを用い、反強磁性膜１１
には膜厚５ｎｍのＮｉＯを用いた。このスピンバルブ素
子で、磁化の方向が素子電流の方向と平行な１層目の磁
気抵抗効果膜の磁歪定数を符号を正にし、その値を磁気
抵抗効果膜の組成等を変えて変化させた。また、２層目
の磁気抵抗効果膜の磁歪定数の符号を負にして、その値
を磁気抵抗効果膜の組成等を変えて変化させた。１層目
と２層目の磁気抵抗効果膜の磁歪定数の絶対値は誤差範
囲で等しくし、これを加工して磁気ヘッドにした。
【００２６】次に、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒからなる磁気記録
媒体を用いて、磁気信号を記録再生した。この再生信号
波形のバルクハウゼンノイズに起因すると考えられるノ
イズの発生率と磁気抵抗効果膜の磁歪定数の絶対値との
関係を調べた。結果を図５に示す。図５から明らかなよ
うに、バルクハウゼンノイズの発生率は、磁歪定数の絶
対値が５×１０-7を境にして大幅に少なくなった。特
に、絶対値で２×１０-7以下にするとノイズの発生率は
０になった。
媒体を用いて、磁気信号を記録再生した。この再生信号
波形のバルクハウゼンノイズに起因すると考えられるノ
イズの発生率と磁気抵抗効果膜の磁歪定数の絶対値との
関係を調べた。結果を図５に示す。図５から明らかなよ
うに、バルクハウゼンノイズの発生率は、磁歪定数の絶
対値が５×１０-7を境にして大幅に少なくなった。特
に、絶対値で２×１０-7以下にするとノイズの発生率は
０になった。
【００２７】以上の実施例１〜５から明らかなように、
スピンバルブ型磁気ヘッドのノイズ低減には、２層の磁
気抵抗効果膜で磁歪定数の符号を互いに逆にし、その絶
対値を３×１０-7以下にすることが非常に有効である。
スピンバルブ型磁気ヘッドのノイズ低減には、２層の磁
気抵抗効果膜で磁歪定数の符号を互いに逆にし、その絶
対値を３×１０-7以下にすることが非常に有効である。
【００２８】〔実施例６〕絶縁基板上に図１０に示す記
録再生分離型磁気ヘッドを作成した。再生ヘッドには多
層巨大磁気抵抗効果膜を用いた。多層巨大磁気抵抗効果
膜は、図６に示すように、基板１上に、バイアス磁界印
加用のＣｏ-20at%Ｐｔ永久磁石膜７を１０ｎｍ、絶縁膜
６を膜厚３０ｎｍ積層し、その上にＮｉ−Ｆｅ／Ｃｕ層
を１６層積層したものである。Ｎｉ−Ｆｅの膜厚は３ｎ
ｍ、Ｃｕの膜厚は２ｎｍとした。３は電極である。再生
ヘッドの上に記録ヘッドを形成し、これを加工して磁気
ヘッドにした。
録再生分離型磁気ヘッドを作成した。再生ヘッドには多
層巨大磁気抵抗効果膜を用いた。多層巨大磁気抵抗効果
膜は、図６に示すように、基板１上に、バイアス磁界印
加用のＣｏ-20at%Ｐｔ永久磁石膜７を１０ｎｍ、絶縁膜
６を膜厚３０ｎｍ積層し、その上にＮｉ−Ｆｅ／Ｃｕ層
を１６層積層したものである。Ｎｉ−Ｆｅの膜厚は３ｎ
ｍ、Ｃｕの膜厚は２ｎｍとした。３は電極である。再生
ヘッドの上に記録ヘッドを形成し、これを加工して磁気
ヘッドにした。
【００２９】Ｎｉ−Ｆｅの組成等を変化させて磁歪定数
の値を変えた磁気ヘッドを多数製作した。ただし、１つ
の磁気ヘッド中の１６層のＮｉ−Ｆｅは磁歪定数の符号
が交互に正と負でその絶対値が誤差範囲で等しくなるよ
うに調製した。個々の膜の磁歪定数は、Ｎｉ−Ｆｅ膜の
組成を分析し、それから評価することができる。また、
モニタ用の基板に個々に積層した試料から評価した。
の値を変えた磁気ヘッドを多数製作した。ただし、１つ
の磁気ヘッド中の１６層のＮｉ−Ｆｅは磁歪定数の符号
が交互に正と負でその絶対値が誤差範囲で等しくなるよ
うに調製した。個々の膜の磁歪定数は、Ｎｉ−Ｆｅ膜の
組成を分析し、それから評価することができる。また、
モニタ用の基板に個々に積層した試料から評価した。
【００３０】前記磁気ヘッドを用いてＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ
からなる磁気記録媒体に磁気信号を記録信号を再生し、
再生信号波形のバルクハウゼンノイズに起因するノイズ
の発生率と磁歪定数との関係を調べた。その結果、図７
で示すようにノイズの発生は磁気抵抗効果膜の磁歪定数
の減少とともに低くなり、６×１０-7を境にして大幅に
少なくなり、磁歪定数を３×１０-7以下にすることは、
ヘッドのノイズ低減に著しい効果がある。
からなる磁気記録媒体に磁気信号を記録信号を再生し、
再生信号波形のバルクハウゼンノイズに起因するノイズ
の発生率と磁歪定数との関係を調べた。その結果、図７
で示すようにノイズの発生は磁気抵抗効果膜の磁歪定数
の減少とともに低くなり、６×１０-7を境にして大幅に
少なくなり、磁歪定数を３×１０-7以下にすることは、
ヘッドのノイズ低減に著しい効果がある。
【００３１】〔比較例〕前記実施例６と同様にして、再
生用の多層巨大磁気抵抗効果膜を備える記録再生分離型
磁気ヘッドを作製した。ただし、多層磁性膜のＮｉ−Ｆ
ｅ膜の磁歪定数は符号も含めて全て誤差範囲で同じ値に
した。ここの磁性膜の磁歪定数は、モニタ用の基板を用
いて実際の磁歪を確認した。
生用の多層巨大磁気抵抗効果膜を備える記録再生分離型
磁気ヘッドを作製した。ただし、多層磁性膜のＮｉ−Ｆ
ｅ膜の磁歪定数は符号も含めて全て誤差範囲で同じ値に
した。ここの磁性膜の磁歪定数は、モニタ用の基板を用
いて実際の磁歪を確認した。
【００３２】この磁気ヘッドを用いて、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃ
ｒからなる磁気記録媒体に磁気信号を記録再生し、再生
信号波形のバルクハウゼンノイズに起因するノイズの発
生率と磁気抵抗効果膜の磁歪定数との関係を調べた。そ
の結果、図８に示すように、磁歪低減によるノイズ低減
の効果はあったがノイズを完全にゼロにすることはでき
なかった。
ｒからなる磁気記録媒体に磁気信号を記録再生し、再生
信号波形のバルクハウゼンノイズに起因するノイズの発
生率と磁気抵抗効果膜の磁歪定数との関係を調べた。そ
の結果、図８に示すように、磁歪低減によるノイズ低減
の効果はあったがノイズを完全にゼロにすることはでき
なかった。
【００３３】〔実施例７〕実施例１〜実施例６で作製し
たトラック幅０．５μｍの磁気ヘッドを、図９に示す周
知の磁気記録再生装置に組み込んだ。磁気記録再生装置
は、ハウジング１５にスピンドル１８で駆動される磁気
ディスク１４を収納している。磁気ヘッド１６は、アク
チュエータ１７により磁気ディスク上の所望の半径位置
に位置決めされる。
たトラック幅０．５μｍの磁気ヘッドを、図９に示す周
知の磁気記録再生装置に組み込んだ。磁気記録再生装置
は、ハウジング１５にスピンドル１８で駆動される磁気
ディスク１４を収納している。磁気ヘッド１６は、アク
チュエータ１７により磁気ディスク上の所望の半径位置
に位置決めされる。
【００３４】１５〜３０Ｇｂ／ｉｎ2 の記録密度で記録
再生して、その出力波形に及ぼす磁気抵抗効果膜の磁歪
定数の影響を調べた結果、磁歪定数の絶対値を３×１０
-7以下にし、その符号を交互に変えた磁性膜を用いる磁
気ヘッドでは、ノイズが０．１ｄＢ以下と極めて小さ
く、高密度磁気記録に適したヘッドであることが確認さ
れた。
再生して、その出力波形に及ぼす磁気抵抗効果膜の磁歪
定数の影響を調べた結果、磁歪定数の絶対値を３×１０
-7以下にし、その符号を交互に変えた磁性膜を用いる磁
気ヘッドでは、ノイズが０．１ｄＢ以下と極めて小さ
く、高密度磁気記録に適したヘッドであることが確認さ
れた。
【００３５】
【発明の効果】本発明によると、互いに逆符号の磁歪定
数を有する磁気抵抗効果膜又は強磁性膜を組み合わせる
ことにより、スピンバルブ型磁気抵抗効果ヘッド及び多
層磁気抵抗効果ヘッドのバルクハウゼンノイズを大幅に
低減することができる。
数を有する磁気抵抗効果膜又は強磁性膜を組み合わせる
ことにより、スピンバルブ型磁気抵抗効果ヘッド及び多
層磁気抵抗効果ヘッドのバルクハウゼンノイズを大幅に
低減することができる。
【図１】磁気ヘッドノイズと磁歪定数の関係を示す図。
【図２】磁気ヘッドノイズと磁歪定数の関係を示す図。
【図３】磁気ヘッドノイズと磁歪定数の関係を示す図。
【図４】磁気ヘッドノイズと磁歪定数の関係を示す図。
【図５】磁気ヘッドノイズと磁歪定数の関係を示す図。
【図６】多層磁気抵抗効果素子の断面模式図。
【図７】磁気ヘッドノイズと磁歪定数の関係を示す図。
【図８】比較例の磁気ヘッドノイズと磁歪定数の関係を
示す図。
示す図。
【図９】磁気記録装置の概略図。
【図１０】記録再生複合ヘッドの概略図。
【図１１】スピンバルブ素子の断面模式図。
【図１２】シャントバイアス型磁気抵抗効果素子の断面
模式図。
模式図。
【図１３】磁気ヘッドノイズと磁歪定数の関係を示す
図。
図。
１…基板、２…シールド膜、３…電極、４…記録ヘッド
コア、５…コイル、６…絶縁膜、７…永久磁石膜、８…
１層目磁気抵抗効果膜、９…非磁性金属膜、１０…２層
目磁気抵抗効果膜、１１…反強磁性膜、１２…シャント
膜、１３…多層磁気抵抗効果膜、１４…ディスク、１５
…ハウジング、１６…ヘッド、１７…アクチュエータ、
１８…スピンドル
コア、５…コイル、６…絶縁膜、７…永久磁石膜、８…
１層目磁気抵抗効果膜、９…非磁性金属膜、１０…２層
目磁気抵抗効果膜、１１…反強磁性膜、１２…シャント
膜、１３…多層磁気抵抗効果膜、１４…ディスク、１５
…ハウジング、１６…ヘッド、１７…アクチュエータ、
１８…スピンドル
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
Claims (8)
- 【請求項１】 ２層の磁気抵抗効果膜で非磁性金属膜を
挟持し、前記２層の磁気抵抗効果膜の一方に接して反強
磁性膜又は永久磁石膜を積層した磁気抵抗効果素子にお
いて、 前記２層の磁気抵抗効果膜は、絶対値が３×１０-7以下
で略等しく、符号が互いに逆の磁歪定数を有することを
特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項２】 前記反強磁性膜又は永久磁石膜に接した
磁気抵抗効果膜は負の磁歪定数を有し、他方の磁気抵抗
効果膜は正の磁歪定数を有することを特徴とする請求項
１記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項３】 前記磁気抵抗効果膜はＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ
−Ｆｅ−Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏからなることを特徴とする
請求項１又は２記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項４】 バイアス磁界印加用の永久磁石膜の上に
強磁性膜と非磁性金属膜を交互に複数層積層した多層巨
大磁気抵抗効果膜を備える磁気抵抗効果素子において、 互いに対向する強磁性膜は、絶対値が３×１０-7以下で
略等しく、符号が互いに逆の磁歪定数を有することを特
徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項５】 前記強磁性膜はＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｆｅ
−Ｃｏ又はＮｉ−Ｃｏからなることを特徴とする請求項
４記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項記載の磁気
抵抗効果素子を備える磁気ヘッド。 - 【請求項７】 請求項１〜５のいずれか１項記載の磁気
抵抗効果素子と、記録ヘッドコアと、前記記録ヘッドコ
アに鎖交するコイルとを備えることを特徴とする磁気ヘ
ッド。 - 【請求項８】 磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を駆
動する手段と、請求項６又は７記載の磁気ヘッドと、前
記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して相対的に駆動
する手段とを含むことを特徴とする磁気記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6172555A JPH0836716A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 磁気抵抗効果素子及びそれを用いた磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6172555A JPH0836716A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 磁気抵抗効果素子及びそれを用いた磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0836716A true JPH0836716A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=15944032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6172555A Pending JPH0836716A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 磁気抵抗効果素子及びそれを用いた磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0836716A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6052262A (en) * | 1997-03-14 | 2000-04-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element and magnetic head |
| US6385018B1 (en) | 1999-05-18 | 2002-05-07 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive read head having reduced barkhausen noise |
| JP2005003477A (ja) * | 2003-06-11 | 2005-01-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気センサ |
-
1994
- 1994-07-25 JP JP6172555A patent/JPH0836716A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6052262A (en) * | 1997-03-14 | 2000-04-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magneto-resistance effect element and magnetic head |
| US6385018B1 (en) | 1999-05-18 | 2002-05-07 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive read head having reduced barkhausen noise |
| JP2005003477A (ja) * | 2003-06-11 | 2005-01-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気センサ |
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