JPH09138918A - 磁気抵抗効果型ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果型ヘッドInfo
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- JPH09138918A JPH09138918A JP23788096A JP23788096A JPH09138918A JP H09138918 A JPH09138918 A JP H09138918A JP 23788096 A JP23788096 A JP 23788096A JP 23788096 A JP23788096 A JP 23788096A JP H09138918 A JPH09138918 A JP H09138918A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センス電流による磁界がスピンバルブエレメ
ントの磁界検出層に与える悪影響を低減する。 【解決手段】 上下シールド膜、上下ギャップ絶縁膜、
信号磁界により磁化が回転する磁界検出層、非磁性層、
信号磁界により実質的に磁化が動かない磁化固着層、前
記磁化固着層と接したバイアス膜から構成されたスピン
依存散乱による巨大磁気抵抗効果現象を示すＧＭＲエレ
メントおよび電極を有するシールド型の磁気抵抗効果型
ヘッドにおいて、前記磁化固着層を含む側における前記
磁界検出層の膜厚中心とシールドのギャップ膜の接する
面との間隔が、磁化固着層を含まない側に比べて広く設
定されている。
ントの磁界検出層に与える悪影響を低減する。 【解決手段】 上下シールド膜、上下ギャップ絶縁膜、
信号磁界により磁化が回転する磁界検出層、非磁性層、
信号磁界により実質的に磁化が動かない磁化固着層、前
記磁化固着層と接したバイアス膜から構成されたスピン
依存散乱による巨大磁気抵抗効果現象を示すＧＭＲエレ
メントおよび電極を有するシールド型の磁気抵抗効果型
ヘッドにおいて、前記磁化固着層を含む側における前記
磁界検出層の膜厚中心とシールドのギャップ膜の接する
面との間隔が、磁化固着層を含まない側に比べて広く設
定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスクド
ライブなどに用いられるスピンバルブタイプ磁気抵抗効
果膜を用いたシールド型の磁気抵抗効果型ヘッドに関す
る。
ライブなどに用いられるスピンバルブタイプ磁気抵抗効
果膜を用いたシールド型の磁気抵抗効果型ヘッドに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、ハードディスクドライブ（ＨＤ
Ｄ）などでは、記録密度の向上に伴い高感度の巨大磁気
抵抗効果（ＧＭＲ）を利用した磁気ヘッドの必要性が高
まりつつある。
Ｄ）などでは、記録密度の向上に伴い高感度の巨大磁気
抵抗効果（ＧＭＲ）を利用した磁気ヘッドの必要性が高
まりつつある。
【０００３】図５Ａに示すように、信号磁界を検出する
磁性層３、非磁性層４、信号磁界では磁化が実質的に動
かない磁化固着層５、および磁化固着のための反強磁性
バイアス層からなるＧＭＲエレメントを用いた構成で
は、磁化固着膜５の磁化Ｍｐの方向を媒体磁界の流入方
向に反強磁性膜バイアスにより固定して、磁界検出層の
磁化Ｍｆを信号磁界がほぼ０で、それと直交する方向に
向けることにより、巨大な抵抗変化に加えて図５Ａの下
部に示すような良好な出力波形をもって線形応答動作が
実現出来る。従来のＭＲヘッドと同様に、このＧＭＲエ
レメントを絶縁層を介して磁気シールド膜により挟まれ
た構造をとることにより、再生分解能にも優れたＨＤＤ
用の高感度の再生ヘッド構造が実現できる。
磁性層３、非磁性層４、信号磁界では磁化が実質的に動
かない磁化固着層５、および磁化固着のための反強磁性
バイアス層からなるＧＭＲエレメントを用いた構成で
は、磁化固着膜５の磁化Ｍｐの方向を媒体磁界の流入方
向に反強磁性膜バイアスにより固定して、磁界検出層の
磁化Ｍｆを信号磁界がほぼ０で、それと直交する方向に
向けることにより、巨大な抵抗変化に加えて図５Ａの下
部に示すような良好な出力波形をもって線形応答動作が
実現出来る。従来のＭＲヘッドと同様に、このＧＭＲエ
レメントを絶縁層を介して磁気シールド膜により挟まれ
た構造をとることにより、再生分解能にも優れたＨＤＤ
用の高感度の再生ヘッド構造が実現できる。
【０００４】しかし、例えば感度アップのために大きな
センス電流をスピンバルブエレメントに通電すると図５
Ｂに示すように、センス電流により生じる磁界が信号磁
界と平行または反平行方向に加わるために、信号磁界検
出層の磁化Ｍｆが信号磁界と直交する方向から外れてし
まう。したがって図５Ｂの下部に示すように、良好な出
力波形をもって線形応答動作が実現不可能となる。
センス電流をスピンバルブエレメントに通電すると図５
Ｂに示すように、センス電流により生じる磁界が信号磁
界と平行または反平行方向に加わるために、信号磁界検
出層の磁化Ｍｆが信号磁界と直交する方向から外れてし
まう。したがって図５Ｂの下部に示すように、良好な出
力波形をもって線形応答動作が実現不可能となる。
【０００５】高感度の再生出力を得るためには出来る限
り大きいセンス電流が必要であり、センス電流による信
号磁界検出層の磁化方向Ｍｆが乱されることは大きな問
題となる。
り大きいセンス電流が必要であり、センス電流による信
号磁界検出層の磁化方向Ｍｆが乱されることは大きな問
題となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
課題に対処するためになされたもので、センス電流によ
る磁界がスピンバルブエレメントの磁界検出層に与える
悪影響を低減することを目的とする。
課題に対処するためになされたもので、センス電流によ
る磁界がスピンバルブエレメントの磁界検出層に与える
悪影響を低減することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項第１の磁
気抵抗効果型ヘッドは、基板上に順に層状に形成された
下シールド膜、下ギャップ膜、磁気抵抗効果素子および
電極、上ギャップ膜および上シールド膜からなるシール
ド型磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果
素子は、信号磁界により磁化が回転する磁界検出層、信
号磁界により実質的に磁化が動かない磁化固着層、前記
磁界検出層と前記磁化固着層との間に設けられた非磁性
層および前記磁化固着層と接したバイアス膜から構成さ
れ、前記磁界検出層に加わるセンス電流による電流磁界
を弱めるのに十分な、センス電流により磁化された磁界
検出層側シールドから生じる磁界が得られるように、前
記磁界検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を含まない
側のシールド膜がギャップ膜に接する面までの距離ｇｆ
と、前記磁界検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を含
む側のシールド膜がギャップ膜に接する面までの距離ｇ
ｐとの比が設定されていることを特徴とする磁気抵抗効
果型ヘッドである。
気抵抗効果型ヘッドは、基板上に順に層状に形成された
下シールド膜、下ギャップ膜、磁気抵抗効果素子および
電極、上ギャップ膜および上シールド膜からなるシール
ド型磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果
素子は、信号磁界により磁化が回転する磁界検出層、信
号磁界により実質的に磁化が動かない磁化固着層、前記
磁界検出層と前記磁化固着層との間に設けられた非磁性
層および前記磁化固着層と接したバイアス膜から構成さ
れ、前記磁界検出層に加わるセンス電流による電流磁界
を弱めるのに十分な、センス電流により磁化された磁界
検出層側シールドから生じる磁界が得られるように、前
記磁界検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を含まない
側のシールド膜がギャップ膜に接する面までの距離ｇｆ
と、前記磁界検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を含
む側のシールド膜がギャップ膜に接する面までの距離ｇ
ｐとの比が設定されていることを特徴とする磁気抵抗効
果型ヘッドである。
【０００８】本発明の請求項第２の磁気抵抗効果型ヘッ
ドは、上下のシールド膜、前記上下のシールド膜のそれ
ぞれに接して設けられた上下のギャップ絶縁膜、前記上
下のギャップ膜の間に形成された、信号磁界により磁化
が回転する磁界検出層と、信号磁界により実質的に磁化
が動かない磁化固着層と、磁界検出層と磁化固着層の間
に設けられた非磁性層とおよび前記磁化固着層と接した
バイアス膜から構成されたスピン依存散乱による巨大磁
気抵抗効果現象を示すＧＭＲエレメントおよび電極を有
するシールド型の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記
磁界検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を含まない側
のシールド膜がギャップ膜に接する面までの距離ｇ
ｆが、前記磁界検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を
含む側のシールド膜がギャップ膜に接する面までの距離
ｇｐよりも狭くなるように設定されていることを特徴と
する。
ドは、上下のシールド膜、前記上下のシールド膜のそれ
ぞれに接して設けられた上下のギャップ絶縁膜、前記上
下のギャップ膜の間に形成された、信号磁界により磁化
が回転する磁界検出層と、信号磁界により実質的に磁化
が動かない磁化固着層と、磁界検出層と磁化固着層の間
に設けられた非磁性層とおよび前記磁化固着層と接した
バイアス膜から構成されたスピン依存散乱による巨大磁
気抵抗効果現象を示すＧＭＲエレメントおよび電極を有
するシールド型の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記
磁界検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を含まない側
のシールド膜がギャップ膜に接する面までの距離ｇ
ｆが、前記磁界検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を
含む側のシールド膜がギャップ膜に接する面までの距離
ｇｐよりも狭くなるように設定されていることを特徴と
する。
【０００９】前記本発明の請求項１および２の磁気抵抗
効果型ヘッドにおいて、上下シールド膜には厚さが0.5
〜 3μｍのＮｉＦｅ合金膜、Ｃｏ系アモルファス膜（Ｃ
ｏＺｒＮｂ合金膜等）、ＦｅＡｌＳｉ合金膜、窒化ある
いは炭化微結晶膜（ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＣ合金膜な
ど）を、磁界検出層には厚さが、1 〜 15 ｎｍのＣｏＦ
ｅ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏなどの磁性合金膜を、但し
Ｃｏ基合金を用いる場合には、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＸ
（Ｘ：Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｉｒ
およびＰｄから選ばれた少なくとも１種）、Ｃｏ系アモ
ルファス合金等の磁性下地をさらに用いることが望まし
い、非磁性層には厚さが1 〜 10 ｎｍのＣｕ、Ａｇ、Ａ
ｕあるいはこれらを主成分とする合金を、磁化固着層に
は厚さが1 〜10 ｎｍのＣｏやＣｏ基合金膜を、バイア
ス膜には厚さが2 〜 50 ｎｍのＦｅＭｎ、ＩｒＭｎ、Ｎ
ｉＭｎ、Ｎｉ（Ｃｏ）Ｏなどの反強磁性膜を用いること
が望ましい。また上下ギャップ膜には、厚さが0.02〜0.
15μｍのアルミナ、窒化Ａｌ、窒化Ｓｉ膜などが用いら
れる。
効果型ヘッドにおいて、上下シールド膜には厚さが0.5
〜 3μｍのＮｉＦｅ合金膜、Ｃｏ系アモルファス膜（Ｃ
ｏＺｒＮｂ合金膜等）、ＦｅＡｌＳｉ合金膜、窒化ある
いは炭化微結晶膜（ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＣ合金膜な
ど）を、磁界検出層には厚さが、1 〜 15 ｎｍのＣｏＦ
ｅ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏなどの磁性合金膜を、但し
Ｃｏ基合金を用いる場合には、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＸ
（Ｘ：Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｒｈ、Ｉｒ
およびＰｄから選ばれた少なくとも１種）、Ｃｏ系アモ
ルファス合金等の磁性下地をさらに用いることが望まし
い、非磁性層には厚さが1 〜 10 ｎｍのＣｕ、Ａｇ、Ａ
ｕあるいはこれらを主成分とする合金を、磁化固着層に
は厚さが1 〜10 ｎｍのＣｏやＣｏ基合金膜を、バイア
ス膜には厚さが2 〜 50 ｎｍのＦｅＭｎ、ＩｒＭｎ、Ｎ
ｉＭｎ、Ｎｉ（Ｃｏ）Ｏなどの反強磁性膜を用いること
が望ましい。また上下ギャップ膜には、厚さが0.02〜0.
15μｍのアルミナ、窒化Ａｌ、窒化Ｓｉ膜などが用いら
れる。
【００１０】ここで、一般に上下ギャップ長（磁界検出
層の膜厚中心とシールドのギャップ膜と接する面との間
隔）は、所望の線記録密度に応じて決定される。例え
ば、150 kFClの線記録密度の再生を行なうには、両者共
に〜0.1 μｍが望ましい。
層の膜厚中心とシールドのギャップ膜と接する面との間
隔）は、所望の線記録密度に応じて決定される。例え
ば、150 kFClの線記録密度の再生を行なうには、両者共
に〜0.1 μｍが望ましい。
【００１１】一方、本発明では、例えば、基板側の下ギ
ャップ膜の上に磁界検出層が積層される場合には、下ギ
ャップ膜と下シールドの接する面から磁界検出層の膜厚
中心までの間隔に相当する下ギャップ長ｇｆは0.1 μｍ
よりも小さな膜厚として、上ギャップ膜と上シールドの
接する面から磁界検出層の膜厚中心までの間隔に相当す
る上ギャップ長ｇｐは約0.1 μｍとする。
ャップ膜の上に磁界検出層が積層される場合には、下ギ
ャップ膜と下シールドの接する面から磁界検出層の膜厚
中心までの間隔に相当する下ギャップ長ｇｆは0.1 μｍ
よりも小さな膜厚として、上ギャップ膜と上シールドの
接する面から磁界検出層の膜厚中心までの間隔に相当す
る上ギャップ長ｇｐは約0.1 μｍとする。
【００１２】下ギャップ長ｇｆは、上ギャップ長ｇｐの
1/2 以下（この例では、0.05μｍ以下）が望ましい。
1/2 以下（この例では、0.05μｍ以下）が望ましい。
【００１３】本発明のＧＭＲエレメントでは、抵抗が他
の層に比べて大幅に低い中間非磁性膜にセンス電流が集
中する。その結果、中間非磁性膜を中心として、その上
下の膜に加わる電流磁界の方向は反対（媒体磁界と平行
または反平行方向）となる。この電流磁界の方向に磁界
検出層の磁化が揃うだけでなく、シールド膜の磁化も揃
う。
の層に比べて大幅に低い中間非磁性膜にセンス電流が集
中する。その結果、中間非磁性膜を中心として、その上
下の膜に加わる電流磁界の方向は反対（媒体磁界と平行
または反平行方向）となる。この電流磁界の方向に磁界
検出層の磁化が揃うだけでなく、シールド膜の磁化も揃
う。
【００１４】その結果、シールドが磁化されることによ
り生じる磁界が磁界検出層に加わる。中間非磁性層から
見て磁界検出層側にあるシールドには磁界検出層と同方
向の電流磁界が加わり、磁界検出層に加わるシールドか
らの磁界はセンス電流を相殺する。逆に、磁界検出層と
反対側の磁化固着層側のシールドには磁界検出層と逆方
向に電流磁界が加わるので、固着層側のシールドからの
磁界は電流磁界と同方向に磁界検出層に加わる。
り生じる磁界が磁界検出層に加わる。中間非磁性層から
見て磁界検出層側にあるシールドには磁界検出層と同方
向の電流磁界が加わり、磁界検出層に加わるシールドか
らの磁界はセンス電流を相殺する。逆に、磁界検出層と
反対側の磁化固着層側のシールドには磁界検出層と逆方
向に電流磁界が加わるので、固着層側のシールドからの
磁界は電流磁界と同方向に磁界検出層に加わる。
【００１５】すなわち固着層側シールドからの磁界と磁
界検出層側シールドからの磁界は逆方向になる。ここ
で、このシールドと磁界検出層の距離が近いと、シール
ドからの磁界強度は増大する。したがって磁化固着層を
含まない側のギャップ長、すなわち、中間非磁性層から
見て磁界検出層側にあるギャップ長が狭いと、磁界検出
層に加わるセンス電流磁界とシールドからの磁界は相殺
される。
界検出層側シールドからの磁界は逆方向になる。ここ
で、このシールドと磁界検出層の距離が近いと、シール
ドからの磁界強度は増大する。したがって磁化固着層を
含まない側のギャップ長、すなわち、中間非磁性層から
見て磁界検出層側にあるギャップ長が狭いと、磁界検出
層に加わるセンス電流磁界とシールドからの磁界は相殺
される。
【００１６】磁界検出層側のみにシールドがある場合、
すなわち固着層を含むギャップ長に対する固着層を含ま
ないギャップ長の比が 0の場合には、完全に磁界検出層
に対する電流磁界の影響が相殺される。特に、この比が
1/2 以下で相殺効果が大きくなる。
すなわち固着層を含むギャップ長に対する固着層を含ま
ないギャップ長の比が 0の場合には、完全に磁界検出層
に対する電流磁界の影響が相殺される。特に、この比が
1/2 以下で相殺効果が大きくなる。
【００１７】以上の結果、センス電流による磁界検出層
の磁化方向が乱される問題を避けることができ、スピン
バルブＧＭＲによる高感度に加えて線形応答に優れた再
生が可能になる。
の磁化方向が乱される問題を避けることができ、スピン
バルブＧＭＲによる高感度に加えて線形応答に優れた再
生が可能になる。
【００１８】本発明請求項第４の磁気抵抗効果型ヘッド
は、基板上に順に層状に形成された下シールド膜、下ギ
ャップ膜、磁気抵抗効果素子および電極、上ギャップ膜
および上シールド膜からなるシールド型磁気抵抗効果型
ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子は、信号磁界に
より磁化が回転する磁界検出層、信号磁界により実質的
に磁化が動かない磁化固着層、前記磁界検出層と前記磁
化固着層との間に設けられた非磁性層および前記磁化固
着層と接したバイアス膜から構成され、前記磁界検出層
に加わるセンス電流による電流磁界を弱めるのに十分
な、センス電流により磁化された磁界検出層側シールド
から生じる磁界が得られるように、前記上シールド膜の
透磁率と前記下シールド膜の透磁率との比が設定されて
いることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドである。
は、基板上に順に層状に形成された下シールド膜、下ギ
ャップ膜、磁気抵抗効果素子および電極、上ギャップ膜
および上シールド膜からなるシールド型磁気抵抗効果型
ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子は、信号磁界に
より磁化が回転する磁界検出層、信号磁界により実質的
に磁化が動かない磁化固着層、前記磁界検出層と前記磁
化固着層との間に設けられた非磁性層および前記磁化固
着層と接したバイアス膜から構成され、前記磁界検出層
に加わるセンス電流による電流磁界を弱めるのに十分
な、センス電流により磁化された磁界検出層側シールド
から生じる磁界が得られるように、前記上シールド膜の
透磁率と前記下シールド膜の透磁率との比が設定されて
いることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドである。
【００１９】本発明請求項第４の磁気抵抗効果型ヘッド
においては、両シールドの透磁率を変えることによって
も、磁界検出層に加わる電流磁界の悪影響を抑制するも
のである。すなわち、磁界検出層側シールドの透磁率を
固着層側シールドに比べて大きく設定すると、固着層側
シールドよりも電流磁界により磁界検出層側シールドの
磁化が容易に変化し、その結果、固着層側シールドに比
べて磁界検出層側シールドから発生する磁界が磁界検出
層に強く加わり、磁界検出層に加わる電流磁界を相殺・
抑制できる。シールドの透磁率を変えるには、磁界検出
層側シールドには小さな磁気異方性を有する磁性膜を、
固着層側シールドには大きな磁気異方性を有する磁性膜
を用いる方法がある（一般に異方性磁界に反比例して透
磁率がアップする）。
においては、両シールドの透磁率を変えることによって
も、磁界検出層に加わる電流磁界の悪影響を抑制するも
のである。すなわち、磁界検出層側シールドの透磁率を
固着層側シールドに比べて大きく設定すると、固着層側
シールドよりも電流磁界により磁界検出層側シールドの
磁化が容易に変化し、その結果、固着層側シールドに比
べて磁界検出層側シールドから発生する磁界が磁界検出
層に強く加わり、磁界検出層に加わる電流磁界を相殺・
抑制できる。シールドの透磁率を変えるには、磁界検出
層側シールドには小さな磁気異方性を有する磁性膜を、
固着層側シールドには大きな磁気異方性を有する磁性膜
を用いる方法がある（一般に異方性磁界に反比例して透
磁率がアップする）。
【００２０】上下にＣｏ系アモルファス膜をシールドに
用いる場合には、非磁性添加元素（ＺｒやＮｂなど）の
濃度を減らすと磁気異方性が増大するので、磁界固着側
シールドでは、非磁性添加元素濃度を少なくして、磁界
検出層側シールドでは、非磁性添加元素濃度をアップす
ればよい。
用いる場合には、非磁性添加元素（ＺｒやＮｂなど）の
濃度を減らすと磁気異方性が増大するので、磁界固着側
シールドでは、非磁性添加元素濃度を少なくして、磁界
検出層側シールドでは、非磁性添加元素濃度をアップす
ればよい。
【００２１】あるいは、センダストやＮｉＦｅなどの弱
い磁気異方性の材料を磁界検出層側シールドに用いて、
固着層側のシールドには、磁気異方性の強いＣｏ系アモ
ルファス膜を用いてもよい。
い磁気異方性の材料を磁界検出層側シールドに用いて、
固着層側のシールドには、磁気異方性の強いＣｏ系アモ
ルファス膜を用いてもよい。
【００２２】
【００２３】
【実施例】以下実施例に基づき、本発明の磁気抵抗効果
型ヘッドの実施態様を説明する。 実施例１ 図１は、本発明の一実施例による磁気抵抗効果型ヘッド
（ＭＲヘッド）の構成を示す断面図である。図中、ｘ方
向は、記録トラック中心における媒体信号磁界が加わる
方向、ｙ方向は媒体進行方向（各膜の厚さ方向）を示
す。
型ヘッドの実施態様を説明する。 実施例１ 図１は、本発明の一実施例による磁気抵抗効果型ヘッド
（ＭＲヘッド）の構成を示す断面図である。図中、ｘ方
向は、記録トラック中心における媒体信号磁界が加わる
方向、ｙ方向は媒体進行方向（各膜の厚さ方向）を示
す。
【００２４】アルミナと炭化Ｔｉの混合物からなる基板
１０の上にスパッタにより厚さ1.5μｍのＣｏ系アモル
ファス膜からなる下シールド膜１１を形成する。
１０の上にスパッタにより厚さ1.5μｍのＣｏ系アモル
ファス膜からなる下シールド膜１１を形成する。
【００２５】次に、その上に厚さ 5ｎｍのアモルファス
Ｓｉ、厚さ 5ｎｍのＳｉ酸化物、および厚さ20ｎｍのア
ルミナを順に積層して下ギャップ膜１２を形成する。
Ｓｉ、厚さ 5ｎｍのＳｉ酸化物、および厚さ20ｎｍのア
ルミナを順に積層して下ギャップ膜１２を形成する。
【００２６】さらにその上に、厚さ 5ｎｍのＴｉ下地膜
２０を介して磁界検出層１３を形成する。この磁界検出
層１３は、厚さ 4ｎｍのＮｉＦｅＣｒＮｂ合金膜と厚さ
4ｎｍのＣｏＦｅ合金膜の積層膜からなる。
２０を介して磁界検出層１３を形成する。この磁界検出
層１３は、厚さ 4ｎｍのＮｉＦｅＣｒＮｂ合金膜と厚さ
4ｎｍのＣｏＦｅ合金膜の積層膜からなる。
【００２７】さらに前記磁界検出層１３の上に、厚さ 3
ｎｍのＣｕからなる中間非磁性層１４、厚さ 3ｎｍのＣ
ｏＦｅ合金からなる磁化固着層１５、厚さ10ｎｍのＩｒ
Ｍｎ合金からなる反強磁性バイアス膜１６、および厚さ
10ｎｍのＴｉからなる保護膜１７を順次成膜して、さら
に微細加工することによりスピンバルブエレメントが形
成される。
ｎｍのＣｕからなる中間非磁性層１４、厚さ 3ｎｍのＣ
ｏＦｅ合金からなる磁化固着層１５、厚さ10ｎｍのＩｒ
Ｍｎ合金からなる反強磁性バイアス膜１６、および厚さ
10ｎｍのＴｉからなる保護膜１７を順次成膜して、さら
に微細加工することによりスピンバルブエレメントが形
成される。
【００２８】また必要に応じてハード膜等を磁界検出層
の感磁界以外のエッジに配置するなどして、磁界検出層
の磁化を媒体磁界と直交する方向（スピンバルブエレメ
ント長手方向）に安定させる。
の感磁界以外のエッジに配置するなどして、磁界検出層
の磁化を媒体磁界と直交する方向（スピンバルブエレメ
ント長手方向）に安定させる。
【００２９】この上に、厚さが全部で0.1 μｍのＴａ／
Ｃｕ／Ｔａ電極パターン（この断面には図中には存在し
ない）、下ギャップ膜１２と同様な構成を持つ厚さ60ｎ
ｍの上ギャップ膜１８および下シールド膜と同様な構成
を持つ上シールド膜１９が厚さ 5ｎｍのＴｉ下地膜２１
を介して順次形成される。
Ｃｕ／Ｔａ電極パターン（この断面には図中には存在し
ない）、下ギャップ膜１２と同様な構成を持つ厚さ60ｎ
ｍの上ギャップ膜１８および下シールド膜と同様な構成
を持つ上シールド膜１９が厚さ 5ｎｍのＴｉ下地膜２１
を介して順次形成される。
【００３０】この実施例では、下ギャップ長ｇｆが39ｎ
ｍとなり、磁化固着層を含む上ギャップ長ｇｐは95ｎｍ
となる。すなわち、本発明の特徴である磁化固着層を含
まないギャップ長が含む側のギャップ長に比べて1/2 以
下の厚みになっている。
ｍとなり、磁化固着層を含む上ギャップ長ｇｐは95ｎｍ
となる。すなわち、本発明の特徴である磁化固着層を含
まないギャップ長が含む側のギャップ長に比べて1/2 以
下の厚みになっている。
【００３１】スピンバルブ膜の幅を1 μｍとした図１の
磁気ヘッドにおける電圧ー静磁界特性を図２に示す。比
較のために下ギャップ長を90ｎｍとした場合も示す（セ
ンス電流：10ｍＡ、デプス：1 μｍ）。
磁気ヘッドにおける電圧ー静磁界特性を図２に示す。比
較のために下ギャップ長を90ｎｍとした場合も示す（セ
ンス電流：10ｍＡ、デプス：1 μｍ）。
【００３２】スピンバルブ膜の幅を１μｍとした図１の
磁気ヘッドにおける電圧ー静磁界特性を図２に示す。な
お、図１の磁気ヘッドにおいてｇｆを65ｎｍとした（ｇ
ｆ／ｇｐ＝０．６８）実施例の結果も示す。さらに比較
のため、ほぼｇｆ〜ｇｐの場合も示す（センス電流１０
ｍＡ、デプス１μｍ）。
磁気ヘッドにおける電圧ー静磁界特性を図２に示す。な
お、図１の磁気ヘッドにおいてｇｆを65ｎｍとした（ｇ
ｆ／ｇｐ＝０．６８）実施例の結果も示す。さらに比較
のため、ほぼｇｆ〜ｇｐの場合も示す（センス電流１０
ｍＡ、デプス１μｍ）。
【００３３】比較例では、線形応答の端に動作点が位置
しており、片方の信号磁界（図ではプラス側）では歪み
が発生しやすい。
しており、片方の信号磁界（図ではプラス側）では歪み
が発生しやすい。
【００３４】一方、本発明では、ｇｆ／ｇｐ＝０．６８
のｇｆ＝６５ｎｍにおいても動作点が線形応答範囲のほ
ぼ中央側にシフトし、大きな信号磁界に対する線形性改
善効果が見られる。
のｇｆ＝６５ｎｍにおいても動作点が線形応答範囲のほ
ぼ中央側にシフトし、大きな信号磁界に対する線形性改
善効果が見られる。
【００３５】さらにｇｆ／ｇｐ＝０．４１＜０．５のｇ
ｆ＝３９ｎｍでは、ほぼ動作点が線形応答範囲のほぼ中
央に位置し、本発明の効果が顕著であることが判る。以
上の結果、ヘッドの波形非対称性の少ない良好な信号が
得られる。
ｆ＝３９ｎｍでは、ほぼ動作点が線形応答範囲のほぼ中
央に位置し、本発明の効果が顕著であることが判る。以
上の結果、ヘッドの波形非対称性の少ない良好な信号が
得られる。
【００３６】実施例２ 図３に別な実施例を示す。実施例１とは、スピンバルブ
エレメントの膜の積層順が異なり、厚さ1.5 μｍの下シ
ールド膜１１、30ｎｍの下ギャップ膜１２、その上に厚
さ50ｎｍのＮｉＯ反強磁性バイアス膜１６、厚さ2 ｎｍ
のＮｉＦｅ膜と厚さ 3ｎｍのＣｏ膜とからなる積層構造
の磁化固着膜１５、厚さ 3ｎｍのＣｕ中間非磁性膜１
４、厚さ3 ｎｍのＣｏＦｅ膜と厚さ 5ｎｍのＣｏＺｒＮ
ｂアモルファス膜とからなる積層構造の磁界検出層１３
が順次積層されている。
エレメントの膜の積層順が異なり、厚さ1.5 μｍの下シ
ールド膜１１、30ｎｍの下ギャップ膜１２、その上に厚
さ50ｎｍのＮｉＯ反強磁性バイアス膜１６、厚さ2 ｎｍ
のＮｉＦｅ膜と厚さ 3ｎｍのＣｏ膜とからなる積層構造
の磁化固着膜１５、厚さ 3ｎｍのＣｕ中間非磁性膜１
４、厚さ3 ｎｍのＣｏＦｅ膜と厚さ 5ｎｍのＣｏＺｒＮ
ｂアモルファス膜とからなる積層構造の磁界検出層１３
が順次積層されている。
【００３７】この上に、厚さ5 ｎｍのＴｉ保護膜１７、
厚さ30 ｎｍの上ギャップ膜１８、および厚さ1.5 μｍ
の上シールド膜１９が形成されている。
厚さ30 ｎｍの上ギャップ膜１８、および厚さ1.5 μｍ
の上シールド膜１９が形成されている。
【００３８】この実施例では、固着層を含む側のギャッ
プ長ｇｐが92ｎｍ厚であり、反対側のギャップ長ｇｆが
39ｎｍ厚となる。実施例１の場合と同様に磁界検出層に
加わる電流磁界を弱めることが可能であった。
プ長ｇｐが92ｎｍ厚であり、反対側のギャップ長ｇｆが
39ｎｍ厚となる。実施例１の場合と同様に磁界検出層に
加わる電流磁界を弱めることが可能であった。
【００３９】実施例３ 図４に別な実施例を示す。実施例１とは、ｇｆ＝８０ｎ
ｍ、ｇｐ＝９５ｎｍであり、下部シールド１１がセンダ
スト（ＦｅＡｌＳｉ）合金膜、上部シールド１９がＣｏ
Ｚｒ５Ｎｂ８アモルファス合金膜であることが異なる以
外は、同一である。
ｍ、ｇｐ＝９５ｎｍであり、下部シールド１１がセンダ
スト（ＦｅＡｌＳｉ）合金膜、上部シールド１９がＣｏ
Ｚｒ５Ｎｂ８アモルファス合金膜であることが異なる以
外は、同一である。
【００４０】ＦｅＡｌＳｉ合金膜１１はスパッタにより
成膜し、成膜粒子の入射方向の異方性を利用して極僅か
な磁気異方性（異方性磁界Ｈｋ＝２ Ｏｅ）をトラック
幅方向に付与した（図４では、紙面垂直方向）。一方Ｃ
ｏＺｒ５Ｎｂ８アモルファス合金膜１９には静止磁界中
（磁界方向：トラック幅方向）熱処理によりトラック幅
方向へ１２ ＯｅのＨｋを付与した。
成膜し、成膜粒子の入射方向の異方性を利用して極僅か
な磁気異方性（異方性磁界Ｈｋ＝２ Ｏｅ）をトラック
幅方向に付与した（図４では、紙面垂直方向）。一方Ｃ
ｏＺｒ５Ｎｂ８アモルファス合金膜１９には静止磁界中
（磁界方向：トラック幅方向）熱処理によりトラック幅
方向へ１２ ＯｅのＨｋを付与した。
【００４１】その結果、図２と同様な評価を行ったとこ
ろ１０ｍＡの大きな電流を投入しても、図２にｇｆ＝３
９ｎｍの場合と同様な、線形応答領域の中央に動作点が
位置し、大きな信号磁界に対しても再生信号が歪むこと
なく良好なＳ／Ｎ比の再生信号が得られた。
ろ１０ｍＡの大きな電流を投入しても、図２にｇｆ＝３
９ｎｍの場合と同様な、線形応答領域の中央に動作点が
位置し、大きな信号磁界に対しても再生信号が歪むこと
なく良好なＳ／Ｎ比の再生信号が得られた。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気抵抗
効果型ヘッドによれば、高感度且つ線形応答に優れたＳ
／Ｎ比の良好な再生信号が得られる。
効果型ヘッドによれば、高感度且つ線形応答に優れたＳ
／Ｎ比の良好な再生信号が得られる。
【図１】本発明一実施例による磁気抵抗効果型ヘッドの
概略構造を示す断面図である。
概略構造を示す断面図である。
【図２】図１に示す磁気抵抗効果型ヘッドの電圧ー静磁
界特性を示す図である。
界特性を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例による磁気抵抗効果型ヘッ
ドの概略構造を示す断面図である。
ドの概略構造を示す断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例による磁気抵抗効果
型ヘッドの概略構造を示す断面図である。
型ヘッドの概略構造を示す断面図である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、ＧＭＲエレメントの構
成とその動作状態を示す図である。
成とその動作状態を示す図である。
１０………基板、１１………下シールド層、１２………
下ギャップ層、１３………磁界検出層、１４………中間
非磁性層、１５………磁化固着層、１６………反強磁性
バイアス膜、１７………保護膜、１８………上シールド
層、１９………上ギャップ層、２０、２１………Ｔｉ下
地膜。
下ギャップ層、１３………磁界検出層、１４………中間
非磁性層、１５………磁化固着層、１６………反強磁性
バイアス膜、１７………保護膜、１８………上シールド
層、１９………上ギャップ層、２０、２１………Ｔｉ下
地膜。
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上に順に層状に形成された下シール
ド膜、下ギャップ膜、磁気抵抗効果素子および電極、上
ギャップ膜および上シールド膜からなるシールド型磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子は、
信号磁界により磁化が回転する磁界検出層、信号磁界に
より実質的に磁化が動かない磁化固着層、前記磁界検出
層と前記磁化固着層との間に設けられた非磁性層および
前記磁化固着層と接したバイアス膜から構成され、 前記磁界検出層に加わるセンス電流による電流磁界を弱
めるのに十分な、センス電流により磁化された磁界検出
層側シールドから生じる磁界が得られるように前記磁界
検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を含まない側のシ
ールド膜がギャップ膜に接する面までの距離ｇｆと、前
記磁界検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を含む側の
シールド膜がギャップ膜に接する面までの距離ｇｐとの
比が設定されていることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘ
ッド。 - 【請求項２】 基板上に順に層状に形成された下シール
ド膜、下ギャップ膜、磁気抵抗効果素子および電極、上
ギャップ膜および上シールド膜からなるシールド型磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子は、
信号磁界により磁化が回転する磁界検出層、信号磁界に
より実質的に磁化が動かない磁化固着層、前記磁界検出
層と前記磁化固着層との間に設けられた非磁性層および
前記磁化固着層と接したバイアス膜から構成され、前記
磁界検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を含まない側
のシールド膜がギャップ膜に接する面までの距離ｇ
ｆが、前記磁界検出層の膜厚中心から前記磁化固着層を
含む側のシールド膜がギャップ膜に接する面までの距離
ｇｐよりも狭くなるように設定されていることを特徴と
する磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項３】 前記磁界検出層の膜厚中心から前記磁化
固着層を含まない側のシールド膜がギャップ膜に接する
面までの距離ｇｆが、前記磁界検出層の膜厚中心から前
記磁化固着層を含む側のシールド膜がギャップ膜に接す
る面までの距離ｇｐの１／２以下であることを特徴とす
る請求項２記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項４】 基板上に順に層状に形成された下シール
ド膜、下ギャップ膜、磁気抵抗効果素子および電極、上
ギャップ膜および上シールド膜からなるシールド型磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子は、
信号磁界により磁化が回転する磁界検出層と、信号磁界
により実質的に磁化が動かない磁化固着層と、前記磁界
検出層と前記磁化固着層との間に設けられた非磁性層お
よび前記磁化固着層と接したバイアス膜から構成され、 前記磁界検出層に加わるセンス電流による電流磁界を弱
めるのに十分な、センス電流により磁化された磁界検出
層側シールドから生じる磁界が得られるように前記上シ
ールド膜の透磁率と前記下シールド膜の透磁率との比を
設定することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項５】 基板上に順に層状に形成された下シール
ド膜、下ギャップ膜、磁気抵抗効果素子および電極、上
ギャップ膜および上シールド膜からなるシールド型磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子は、
信号磁界により磁化が回転する磁化検出層、信号磁界に
より磁化が動かない磁化固着層、前記磁化検出層と前記
磁化固着層との間に設けられた非磁性層および前記磁化
固着層と接したバイアス膜から構成され、前記磁化検出
層側のシールド膜の透磁率が、前記磁化固着層側のシー
ルド膜の透磁率よりも高いことを特徴とする磁気抵抗効
果型ヘッド。 - 【請求項６】 前記磁化検出層側のシールド膜の磁気異
方性が前記磁化固着層側のシールド膜の磁気異方性より
も小さいことを特徴とする請求項５記載の磁気抵抗効果
型ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23788096A JPH09138918A (ja) | 1995-09-13 | 1996-09-09 | 磁気抵抗効果型ヘッド |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23524395 | 1995-09-13 | ||
| JP7-235243 | 1995-09-13 | ||
| JP23788096A JPH09138918A (ja) | 1995-09-13 | 1996-09-09 | 磁気抵抗効果型ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09138918A true JPH09138918A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=26532025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23788096A Pending JPH09138918A (ja) | 1995-09-13 | 1996-09-09 | 磁気抵抗効果型ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09138918A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031656A1 (fr) * | 1997-12-12 | 1999-06-24 | Hitachi, Ltd. | Support d'enregistrement magnetique et memoire magnetique |
| US6765768B2 (en) * | 2001-04-02 | 2004-07-20 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin-film magnetic head having ensured insulation between shield and magnetic detecting element |
-
1996
- 1996-09-09 JP JP23788096A patent/JPH09138918A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999031656A1 (fr) * | 1997-12-12 | 1999-06-24 | Hitachi, Ltd. | Support d'enregistrement magnetique et memoire magnetique |
| US6765768B2 (en) * | 2001-04-02 | 2004-07-20 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin-film magnetic head having ensured insulation between shield and magnetic detecting element |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040705 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040713 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040913 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041019 |