JPH09147325A - Magneto-resistive head - Google Patents

Magneto-resistive head

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JPH09147325A
JPH09147325A JP24060296A JP24060296A JPH09147325A JP H09147325 A JPH09147325 A JP H09147325A JP 24060296 A JP24060296 A JP 24060296A JP 24060296 A JP24060296 A JP 24060296A JP H09147325 A JPH09147325 A JP H09147325A
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antiferromagnetic
thickness
magnetic field
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Masaji Saito
正路 斎藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magneto-resistive head (MR head) which is excellent in linear responsiveness and with which Barkhausen noises are suppressed by adopting a PtMn alloy which is an antiferromagnetic film having excellent corrosion resistance and capable of impressing a necessary and sufficient exchange anisotropic magnetic field in an extremely thin film. SOLUTION: This magneto-resistive head has a ferromagnetic material layer 3 exhibiting a magneto-resistance effect and an antiferromagnetic magnetic layer 4 coming into direct contact with this ferromagnetic layer 3. This antiferromagnetic material layer 4 consists of the PtMn alloy and is heat treated. The exchange anisotropic magnetic field is generated in this magnetic head at boundary with the ferromagnetic material layer 3 in direct contact with this layer. The film compsn. of the PtMn alloy is 5 to 54 Pt and 46 to 95at.% Mn. The heat treatment temp. thereof is in a range of 200 to 350 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】広くはAMRヘッド、Spi
n−Valveヘッドに代表される磁気抵抗効果読み取
りヘッドに関し、磁気抵抗効果の線形応答性を確保しバ
ルクハウゼンノイズを抑制するためのものであり、特
に、従来の反強磁性体膜の問題点を改善し交換結合磁界
によるバイアスを効果的に印加する磁気抵抗効果型ヘッ
ドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION Widely used are AMR heads and Spi.
The present invention relates to a magnetoresistive effect read head represented by an n-Valve head for ensuring linear response of the magnetoresistive effect and suppressing Barkhausen noise. The present invention relates to a magnetoresistive head that improves and effectively applies a bias by an exchange coupling magnetic field.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来技術における磁気抵抗効果型読み取
りヘッド(MRヘッド)には、異方性磁気抵抗効果現象
を用いたAMR(Anisotropic Magnetoresistance)ヘ
ッドと伝導電子のスピン散乱現象を用いたGMR(Gian
t Magnetoresistance)ヘッドがあり、GMRヘッドの
一つとして低外部磁界で高磁気抵抗効果を示すSpin
−Valveヘッドが米国特許第5159513号明細
書に示されている。
2. Description of the Related Art As a conventional magnetoresistive read head (MR head), an AMR (Anisotropic Magnetoresistance) head using an anisotropic magnetoresistive effect phenomenon and a GMR (Gian) using a spin scattering phenomenon of conduction electrons are used.
t Magnetoresistance) head, and as one of GMR heads, a Spin that exhibits a high magnetoresistance effect in a low external magnetic field.
-Valve head is shown in U.S. Pat. No. 5,159,513.

【0003】図1及び図2はAMRヘッド素子構造の概
略図である。AMRヘッドの最適動作のためにはAMR
効果を示す強磁性体層3(AMR材料)に対して2つの
バイアス磁界が必要とされる。1つのバイアス磁界はA
MR材料の抵抗変化を磁気媒体からの磁束に対して線形
応答させるためであり、このバイアス磁界は磁気媒体の
面に対して垂直(図中Z方向)であり、AMR材料の膜
面に対して平行である。通常このバイアス磁界は横バイ
アスと呼ばれ、AMR材料の近傍に電気絶縁層2を介し
て成膜された軟磁性材料1を配置し、検出電流を伝導層
5からMR素子に流すことにより得ることができる。
1 and 2 are schematic diagrams of the AMR head element structure. For optimum operation of AMR head, AMR
Two bias fields are required for the ferromagnetic layer 3 (AMR material) to be effective. One bias magnetic field is A
This is because the resistance change of the MR material is made to respond linearly to the magnetic flux from the magnetic medium, and this bias magnetic field is perpendicular to the surface of the magnetic medium (Z direction in the figure) and to the film surface of the AMR material. Parallel. Usually, this bias magnetic field is called a lateral bias, and is obtained by arranging the soft magnetic material 1 formed through the electric insulating layer 2 in the vicinity of the AMR material and causing a detection current to flow from the conductive layer 5 to the MR element. You can

【0004】もう1つのバイアス磁界は通常縦バイアス
磁界と呼ばれ、磁気媒体とAMR材料3の膜面に対して
平行(図中X方向)に印加される。縦バイアス磁界の目
的はAMR材料3が多数の磁区を形成することによって
生じるバルクハウゼンノイズを抑制すること、すなわ
ち、磁気媒体からこの磁束に対してノイズのないスム−
ズな抵抗変化にするためである。
The other bias magnetic field is usually called a longitudinal bias magnetic field and is applied parallel to the film surface of the magnetic medium and the AMR material 3 (X direction in the figure). The purpose of the longitudinal bias magnetic field is to suppress Barkhausen noise caused by the AMR material 3 forming a large number of magnetic domains, that is, a noise-free smooth magnetic field from the magnetic medium.
This is in order to make the resistance change extremely.

【0005】バルクハウゼンノイズを抑制するためには
AMR材料3を単磁区化することが必要であり、そのた
めの縦バイアスの印加方法には2通りがある。1つはA
MR材料3の両脇に磁石6を配置し磁石6からの漏れ磁
束を利用する方法であり、もう1つは反強磁性体層4と
の接触界面で生じる交換異方性磁界を利用する方法であ
る。
In order to suppress Barkhausen noise, it is necessary to make the AMR material 3 into a single magnetic domain, and there are two methods of applying a longitudinal bias for that purpose. One is A
A method of using a leakage magnetic flux from the magnet 6 by arranging the magnets 6 on both sides of the MR material 3 and a method of using an exchange anisotropic magnetic field generated at a contact interface with the antiferromagnetic material layer 4 are another method. Is.

【0006】一方、図3、図4に示すように、Spin
−Valveヘッドの最適動作のためにはFree磁性
層7/非磁性中間層8/Pinned磁性層9のサンド
イッチ構造において、Free磁性層7にはトラック方
向(図中X方向)のバイアスを印加し単磁区化した状態
でトラック方向に磁化を向けさせ、Pinned磁性層
9の磁化方向は図中Z方向、すなわちFree磁性層7
の磁化方向と直交する方向にバイアスを印加し単磁区化
した状態で図中Z方向に向けさせておく必要がある。磁
気媒体からの磁束(図中Z方向)によりPinned磁
性層9の磁化方向は変化してはならず、Free磁性層
7の方向がPinned磁性層9の磁化方向に関して9
0±θ度の範囲で変化することにより磁気抵抗効果の線
形応答性が得られる。
On the other hand, as shown in FIG. 3 and FIG.
For optimum operation of the −Valve head, in the sandwich structure of Free magnetic layer 7 / non-magnetic intermediate layer 8 / Pinned magnetic layer 9, bias is applied to the Free magnetic layer 7 in the track direction (X direction in the figure). The magnetization is directed in the track direction in a magnetic domain state, and the magnetization direction of the pinned magnetic layer 9 is the Z direction in the drawing, that is, the free magnetic layer 7
It is necessary to apply a bias in a direction orthogonal to the magnetization direction of the above, and to orient it in the Z direction in the figure in a single magnetic domain state. The magnetization direction of the Pinned magnetic layer 9 should not be changed by the magnetic flux from the magnetic medium (Z direction in the drawing), and the direction of the Free magnetic layer 7 should be 9 with respect to the magnetization direction of the Pinned magnetic layer 9.
A linear response of the magnetoresistive effect can be obtained by changing the range of 0 ± θ degrees.

【0007】Pinned磁性層9の磁化方向を図中Z
方向に固定させるためには比較的大きなバイアス磁界が
必要であり、バイアス磁界は大きければ大きいほど良い
ことになる。図中Z方向の反磁界に打ち勝ち、磁気媒体
からの磁束により磁化方向が揺らがないためには少なく
とも1000eのバイアス磁界が必要である。
The magnetization direction of the pinned magnetic layer 9 is represented by Z in the figure.
A relatively large bias magnetic field is required to fix the direction, and the larger the bias magnetic field, the better. A bias magnetic field of at least 1000e is required in order to overcome the demagnetizing field in the Z direction in the figure and prevent the magnetization direction from fluctuating due to the magnetic flux from the magnetic medium.

【0008】このバイアス磁界を得るための方法として
通常Pinned磁性層9に反磁性層10を接すること
により生じる交換異方性磁界を利用する方法がある。
As a method for obtaining this bias magnetic field, there is usually a method of utilizing an exchange anisotropic magnetic field generated by bringing the diamagnetic layer 10 into contact with the pinned magnetic layer 9.

【0009】Free磁性層7に印加するバイアスは線
形応答性を確保するためと、多数の磁区を形成すること
から生じるバルクハウゼンノイズを抑制するためであ
り、AMRヘッドにおける縦バイアスと同様の方法、即
ちFree磁性層7の両脇に磁石11を配置し磁石11
からの漏れ磁束を利用する方法と反強磁性体層13との
接触界面で生じる交換異方性磁界を利用する方法が通常
用いられる。
The bias applied to the free magnetic layer 7 is to secure a linear response and to suppress Barkhausen noise caused by the formation of a large number of magnetic domains. A method similar to the longitudinal bias in the AMR head, That is, the magnets 11 are arranged on both sides of the free magnetic layer 7 and
The method of utilizing the leakage magnetic flux from the and the method of utilizing the exchange anisotropic magnetic field generated at the contact interface with the antiferromagnetic material layer 13 are usually used.

【0010】以上のように、AMRヘッドの縦バイア
ス、Spin−ValveヘッドのPinned磁性層
のバイアスとFree磁性層のバイアスに反強磁性膜と
の接触界面で生じる交換異方性磁界を利用することによ
り線形応答性が良くバルクハウゼンノイズを抑制した磁
気抵抗効果型ヘッドが実現できる。
As described above, the exchange anisotropic magnetic field generated at the contact interface with the antiferromagnetic film is used for the longitudinal bias of the AMR head, the bias of the Pinned magnetic layer and the bias of the Free magnetic layer of the Spin-Valve head. Thus, a magnetoresistive head having good linear response and suppressing Barkhausen noise can be realized.

【0011】交換異方性磁界は強磁性膜と反強磁性膜と
の接触界面における双方の磁気モーメント間の交換相互
作用に起因する現象であり、強磁性体層例えばNiFe
膜との交換異方性磁界を生じる反強磁性膜としてはFe
Mn膜が良く知られている。しかしながら、FeMn膜
は耐食性が著しく悪く、磁気ヘッド製造工程及び磁気ヘ
ッド作動中に腐食が発生進行し交換異方性磁界が大きく
劣化してしまう問題と磁気媒体を破損してしまう問題が
ある。また磁気ヘッド作動中のFeMn膜近傍の温度は
検出電流による発熱で約120°Cまで上昇することが
知られているが、FeMn膜による交換異方性磁界は温
度変化に対した敏感であり、約150°Cの温度で消失
(ブロッキング温度:Tb)するまで温度に対してほぼ
直線的に交換異方性磁界が減少してしまうため、安定し
た交換異方性磁界が得られない問題がある。
The exchange anisotropic magnetic field is a phenomenon caused by exchange interaction between the magnetic moments of the ferromagnetic film and the antiferromagnetic film at the contact interface, and is a ferromagnetic layer such as NiFe.
Fe is used as an antiferromagnetic film that produces an exchange anisotropic magnetic field with the film.
Mn films are well known. However, the FeMn film has remarkably poor corrosion resistance, and there are problems that corrosion occurs during the magnetic head manufacturing process and operation of the magnetic head, the exchange anisotropic magnetic field significantly deteriorates, and the magnetic medium is damaged. It is known that the temperature near the FeMn film during the operation of the magnetic head rises to about 120 ° C. due to the heat generated by the detected current, but the exchange anisotropic magnetic field due to the FeMn film is sensitive to temperature changes. Since the exchange anisotropic magnetic field decreases almost linearly with respect to the temperature until it disappears (blocking temperature: Tb) at a temperature of about 150 ° C., there is a problem that a stable exchange anisotropic magnetic field cannot be obtained. .

【0012】FeMn膜の耐食性とブロッキング温度を
改善した発明として例えば特開平6−76247号公報
に示されている面心正方晶構造を有するNiMn合金ま
たはNiMnCr合金があるが、NiMn膜の耐食性は
FeMn膜の耐食性よりは良いものの実用上不十分であ
る。NiMnCr膜はNiMn膜の耐食性を向上させる
ためにCrを添加した合金であるが、Cr添加で耐食性
は向上するものの交換異方性磁界の大きさとブロッキン
グ温度が低下してしまう問題がある。
As an invention improving the corrosion resistance and blocking temperature of the FeMn film, there is a NiMn alloy or a NiMnCr alloy having a face-centered tetragonal structure disclosed in, for example, JP-A-6-76247, and the corrosion resistance of the NiMn film is FeMn. Although better than the corrosion resistance of the film, it is not practically sufficient. The NiMnCr film is an alloy to which Cr is added in order to improve the corrosion resistance of the NiMn film. However, although the corrosion resistance is improved by adding Cr, there is a problem that the magnitude of the exchange anisotropic magnetic field and the blocking temperature are lowered.

【0013】また、NiMn合金またはNiMnCr合
金において交換異方性磁界を得るためには反強磁性膜の
一部に面心正方晶(fct)構造を有するCuAg−I
タイプの規則構造結晶を形成しなければならず規則−不
規則変態の制御や規則相、不規則相の体積比率の制御が
当然必要となるため、安定した特性を得るためには磁気
ヘッド製造工程における工程制御と管理が大変複雑にな
らざるを得ない。また必要とされる交換異方性磁界を得
るためには磁界中熱処理を複数回繰り返さなければなら
ないことと降温速度を緩やか、例えば255°Cから4
5°Cまで17HR(Appl.Phys.Lett.
65(9),29 August 1994)の時間を
かけないといけないことも製造工程上問題となる。
In order to obtain an exchange anisotropic magnetic field in a NiMn alloy or a NiMnCr alloy, CuAg-I having a face centered tetragonal (fct) structure in a part of the antiferromagnetic film.
In order to obtain stable characteristics, the magnetic head manufacturing process must be performed because it is necessary to control the ordered-disordered transformation and the controlled volume ratio of the ordered phase and the ordered phase. Inevitably, the process control and management in will become very complicated. Further, in order to obtain the required exchange anisotropic magnetic field, the heat treatment in the magnetic field must be repeated a plurality of times and the cooling rate is gentle, for example from 255 ° C to 4 ° C.
17 HR up to 5 ° C (Appl. Phys. Lett.
65 (9), 29 August 1994) is also a problem in the manufacturing process.

【0014】またFeMn膜のブロッキング温度を改善
する発明としてNiFe/FeMn積層膜を260°C
〜350°Cの温度で20HR〜50HRの熱処理を行
い、熱処理による拡散でNiFe/FeMn界面にNi
−Fe−Mn3元合金層を形成する方法が米国特許第4
809109号明細書に示されているが、FeMn膜の
最大問題点である耐食性の向上には効果のないことが簡
単に理解できると共に、必要な熱処理時間が20HR〜
50HRと非常に長いことが製造工程上問題となってく
る。
As an invention for improving the blocking temperature of the FeMn film, a NiFe / FeMn laminated film is formed at 260 ° C.
Heat treatment is performed for 20 HR to 50 HR at a temperature of ~ 350 ° C, and the NiFe / FeMn interface is exposed to Ni by diffusion by the heat treatment.
A method of forming a --Fe--Mn ternary alloy layer is disclosed in US Pat.
As described in Japanese Patent No. 809109, it can be easily understood that it is not effective in improving the corrosion resistance, which is the biggest problem of the FeMn film, and the required heat treatment time is 20 HR
The extremely long length of 50 HR becomes a problem in the manufacturing process.

【0015】また、既存出版物例えば朝倉書店発行の
「磁性体ハンドブック」には反強磁性体材料としてMn
系合金例えばNiMn、PdMn、AuMn、PtM
n、RhMn3等の材料が示されているが、強磁性膜と
接触界面における交換異方性磁界に関してのコメントは
皆無であり、更に膜厚が数100オングストロ−ムとい
った極薄膜における反強磁性膜自身の特性や交換異方性
磁界に関しては全く不明である。
Further, in existing publications such as "Magnetic Handbook" published by Asakura Shoten, Mn is used as an antiferromagnetic material.
System alloys such as NiMn, PdMn, AuMn, PtM
Although materials such as n and RhMn3 are shown, there is no comment on the exchange anisotropic magnetic field at the contact interface with the ferromagnetic film, and the antiferromagnetic film is an ultrathin film with a thickness of several hundred angstroms. It is completely unknown about its own characteristics and the exchange anisotropic magnetic field.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的は
耐食性に優れ且つ極薄膜において必要十分な交換異方性
磁界を印加することができる反強磁性体膜を提供するこ
とにより、線形応答性に優れバルクハウゼンノイズを抑
制した磁気抵抗効果型ヘッド(MRヘッド)を提供する
ことである。
A first object of the present invention is to provide an antiferromagnetic film having excellent corrosion resistance and capable of applying a necessary and sufficient exchange anisotropic magnetic field in an ultrathin film. An object is to provide a magnetoresistive head (MR head) having excellent responsiveness and suppressing Barkhausen noise.

【0017】第2の目的は交換異方性磁界の温度依存性
を緩慢にし、ブロッキング温度が高い反強磁性膜を提供
することにより、線形応答性に優れバルクハウゼンノイ
ズを抑制したMRヘッドを提供することである。
A second object is to provide an MR head having excellent linear response and suppressing Barkhausen noise by providing an antiferromagnetic film having a slow blocking temperature dependence of the exchange anisotropic magnetic field and having a high blocking temperature. It is to be.

【0018】第3の目的は上述したような諸特性を得る
ための熱処理工程が通常のMRヘッド製造工程で使用さ
れている温度と時間、降温速度において実現できる反強
磁性膜を提供することにより、線形応答性に優れバルク
ハウゼンノイズを抑制したMRヘッドを提供することで
ある。
A third object is to provide an antiferromagnetic film in which the heat treatment process for obtaining the above-mentioned various characteristics can be realized at the temperature, time and temperature decreasing rate used in the usual MR head manufacturing process. An object of the present invention is to provide an MR head having excellent linear response and suppressing Barkhausen noise.

【0019】[0019]

【問題を解決するための手段】本発明は磁気抵抗効果読
み取りヘッドにおいて、磁気抵抗効果が磁気媒体からの
磁束に対して線形応答しバルクハウゼンノイズを抑制す
るために、磁気抵抗効果を示す強磁性体膜に直接接した
反強磁性体膜により必要十分なバイアス磁界を印加する
ものであり、この反強磁性体膜はPtMn合金であり、
PtMn反強磁性体膜と直接接する強磁性体膜を成膜し
た後、200°C〜350°Cの温度において熱処理を
行い、PtMn反強磁性体膜と直接接する強磁性体膜と
の界面において所定の相互拡散層を形成し交換異方性磁
界を生じさせることを特徴とするものである。
According to the present invention, in a magnetoresistive effect read head, the magnetoresistive effect exhibits a linear response to a magnetic flux from a magnetic medium and suppresses Barkhausen noise. An antiferromagnetic film in direct contact with the body film applies a necessary and sufficient bias magnetic field, and the antiferromagnetic film is a PtMn alloy,
After forming the ferromagnetic film that is in direct contact with the PtMn antiferromagnetic film, heat treatment is performed at a temperature of 200 ° C. to 350 ° C. at the interface with the ferromagnetic film that is in direct contact with the PtMn antiferromagnetic film. It is characterized in that a predetermined mutual diffusion layer is formed to generate an exchange anisotropic magnetic field.

【0020】この熱処理は通常の磁気抵抗効果型ヘッド
製造工程で施される熱処理と同等の温度、保持時間、昇
降温速度により達成できるものであり、極めて現実的な
熱処理方法である。
This heat treatment can be achieved at the same temperature, holding time, and temperature rising / falling rate as the heat treatment performed in the usual magnetoresistive head manufacturing process, and is an extremely realistic heat treatment method.

【0021】またPtMn合金はFeMnやNiMn、
NiMnCr合金に較べ耐食性が極めて優れており、磁
気抵抗効果型ヘッド製造工程における各種の溶剤や洗浄
剤においても腐食が全く進行せず、過酷な環境下での磁
気抵抗効果型ヘッドの動作においても化学的に安定であ
る。
Further, the PtMn alloy includes FeMn, NiMn,
Corrosion resistance is extremely superior to that of NiMnCr alloy, corrosion does not proceed even in various solvents and cleaning agents in the magnetoresistive head manufacturing process, and even in operation of the magnetoresistive head in a harsh environment, it is chemically resistant. Stable.

【0022】またPtMn反強磁性体膜と直接接する強
磁性体膜との界面において所定の相互拡散層を形成して
得られた交換異方性磁界はFeMn反強磁性体膜による
交換異方性磁界に較べ熱的に極めて安定であり、磁気抵
抗効果型ヘッドの作動温度である室温から120°Cの
温度範囲において一定の大きさの交換異方性磁界を示す
ことができるためバイアス磁界がヘッド作動温度範囲内
で極めて安定することが特徴である。更に交換異方性磁
界が消失する温度もFeMn合金の150°Cに対して
380°Cと極めて高いため、磁気抵抗効果型ヘッド製
造工程及び磁気抵抗効果型ヘッド作動時において交換異
方性磁界が極めて安定である。
The exchange anisotropy field obtained by forming a predetermined interdiffusion layer at the interface between the PtMn antiferromagnetic film and the ferromagnetic film in direct contact is the exchange anisotropy due to the FeMn antiferromagnetic film. The magnetic field is extremely stable as compared with the magnetic field, and it can exhibit an exchange anisotropic magnetic field of a certain magnitude in the temperature range from room temperature, which is the operating temperature of the magnetoresistive head, to 120 ° C. It is characterized by being extremely stable within the operating temperature range. Furthermore, since the temperature at which the exchange anisotropic magnetic field disappears is extremely high at 380 ° C. as compared with 150 ° C. of the FeMn alloy, the exchange anisotropic magnetic field is generated during the magnetoresistive effect head manufacturing process and during the operation of the magnetoresistive effect head. It is extremely stable.

【0023】またPtMn合金は直接接する強磁性体膜
の上下どちらの界面でも交換異方性磁界を示すことがで
きると共に、FeMnで交換異方性磁界を得るために必
要とされている結晶配向を整える下地膜例えばTa膜が
なくとも交換異方性磁界が得られるため、従来反強磁性
膜の使用方法により制約を受け実現できなかった素子構
造が可能になる。
Further, the PtMn alloy can exhibit an exchange anisotropic magnetic field at both the upper and lower interfaces of the ferromagnetic film which is in direct contact with the PtMn alloy, and the crystal orientation required for obtaining the exchange anisotropic magnetic field with FeMn can be obtained. Since the exchange anisotropic magnetic field can be obtained without the underlying film such as the Ta film to be arranged, it is possible to realize an element structure which cannot be realized due to the limitation of the conventional method of using the antiferromagnetic film.

【0024】また、強磁性体膜とPtMn反強磁性体膜
の成膜をDCマグネトロンスパッタ法により実施し、前
記強磁性体膜の膜厚を薄くすることによって、大きな交
換異方性磁界を得ることができるとともに、アニール工
程の熱処理温度をUVキュア工程およびハードベイク工
程での温度まで低下させることができる。
Further, the ferromagnetic film and the PtMn antiferromagnetic film are formed by the DC magnetron sputtering method, and the ferromagnetic film is thinned to obtain a large exchange anisotropic magnetic field. In addition, the heat treatment temperature of the annealing process can be lowered to the temperatures of the UV curing process and the hard baking process.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】図5から図22に本発明で得られ
た交換異方性磁界に関する第1の実施形態を示す。Pt
Mn反強磁性体膜と直接接する強磁性体膜との界面にお
いて所定の相互拡散層を形成して得られた交換異方性磁
界は図1のAMRヘッドにおける縦バイアス、図3のS
pin−ValveヘッドにおけるPinned磁性層
9のバイアス及び図4のFree磁性層7のバイアスと
Pinned磁性層9のバイアスすべてに用いることが
できるものである。
5 to 22 show a first embodiment relating to the exchange anisotropic magnetic field obtained by the present invention. Pt
The exchange anisotropic magnetic field obtained by forming a predetermined interdiffusion layer at the interface between the Mn antiferromagnetic film and the ferromagnetic film in direct contact is the longitudinal bias in the AMR head of FIG. 1, S of FIG.
It can be used for the bias of the pinned magnetic layer 9 in the pin-valve head, the bias of the free magnetic layer 7 and the bias of the pinned magnetic layer 9 in FIG.

【0026】成膜はRF(Radio Frequency)コンベン
ショナルスパッタにより行った。基板は間接水冷であり
積極的な加熱は行っていない。8”φサイズのNi80
Fe20、Co、Ta、Mn、Ni47Mn53原子%
のタ−ゲットを用い、PtMn膜の膜組成はMnタ−ゲ
ットに10mm角のPtペレットを適宜配置し調整を行
った。またNiMnCr膜の膜組成はNi47Mn53
タ−ゲットに10mm角のCrとMnのペレットを適宜
配置し調整を行った。膜組成はSi基板に膜厚約2μm
を成膜し、XMA(X線マイクロアナライザ)で分析し
た。磁気特性測定と耐食性試験の基板にはガラス基板を
用いた。スパッタ投入電力は全て100W、スパッタガ
ス圧は全て1mTorrで行い、ガラス基板上に各タ−
ゲットによる膜を1層ずつ順次積層していった。成膜中
にガラス基板の両脇に配置した1対の磁石により約50
0eの一方向の磁界を印加した。
Film formation was performed by RF (Radio Frequency) conventional sputtering. The substrate is indirect water cooled and is not actively heated. 8 "φ size Ni80
Fe20, Co, Ta, Mn, Ni47Mn53 atom%
The film composition of the PtMn film was adjusted by appropriately arranging 10 mm square Pt pellets on the Mn target. The film composition of the NiMnCr film is Ni47Mn53.
The 10 mm square Cr and Mn pellets were appropriately placed on the target and adjusted. The film composition is about 2 μm on the Si substrate.
Was formed into a film and analyzed by XMA (X-ray microanalyzer). A glass substrate was used as the substrate for the magnetic property measurement and the corrosion resistance test. The sputtering power was 100 W and the sputtering gas pressure was 1 mTorr.
The get films were sequentially laminated one by one. About 50 by a pair of magnets placed on both sides of the glass substrate during film formation.
A unidirectional magnetic field of 0e was applied.

【0027】熱処理は5×10~6Torr以下の真空中
で行い、約1000Oeの一方向の磁界を印加した。熱
処理の昇降温速度は所定の温度までの昇温、所定の温度
から室温までの降温を各々3時間に固定した。熱処理所
定温度は200°C〜350°Cまで変化させ、所定温
度での保持時間は4時間〜20時間の範囲で行った。P
tMn反強磁性膜とNiFe強磁性膜との直接接する界
面における相互拡散の分析はオ−ジエ電子線分析による
デプスプロファイルにより行った。また膜構造の解析を
Co管球を用いたX線回折により行った。交換異方性磁
界の測定は通常行われているM−Hル−プのシフト量か
ら求めた。
The heat treatment was performed in a vacuum of 5 × 10 to 6 Torr or less, and a unidirectional magnetic field of about 1000 Oe was applied. The temperature rising / falling rate of the heat treatment was fixed to 3 hours for each of temperature rising to a predetermined temperature and cooling from a predetermined temperature to room temperature. The predetermined temperature of the heat treatment was changed from 200 ° C. to 350 ° C., and the holding time at the predetermined temperature was 4 hours to 20 hours. P
The analysis of interdiffusion at the interface between the tMn antiferromagnetic film and the NiFe ferromagnetic film in direct contact was carried out by the depth profile by the Oger electron beam analysis. The film structure was analyzed by X-ray diffraction using a Co tube. The measurement of the exchange anisotropic magnetic field was obtained from the shift amount of the MH loop which is usually performed.

【0028】図5はPtMn膜の膜組成をPt量0〜6
0原子%(at%)まで変化させたときの成膜直後の状
態(as depo.)と270°Cで9時間熱処理後
の交換異方性磁界(Hex)の測定値である。膜構成は
Glass/Ta(100A)/NiFe(50A)/
PtMn(200A)/Ta(100A)である。前記
Aはオングストロームを表す。
FIG. 5 shows the composition of the PtMn film as the Pt amount of 0 to 6
It is a measured value of a state immediately after film formation (as depo.) When changed to 0 atomic% (at%) and an exchange anisotropic magnetic field (Hex) after heat treatment at 270 ° C. for 9 hours. The film structure is Glass / Ta (100A) / NiFe (50A) /
It is PtMn (200A) / Ta (100A). The A represents angstrom.

【0029】Glass上にTaを成膜した理由はGl
ass上の成分とNiFe膜が熱処理により相互拡散す
ることを防ぐためである。as depo.の状態では
Pt量が0〜21at%の範囲でHexが生じるがPt
量が21at%以上になると実質的に観測できるHex
は生じない。しかしながら、熱処理後はPt量が0〜5
4at%の組成範囲全般に亘りHexが生じ、特にPt
量が36〜54at%の組成はas depo.では観
測されなかったHexが熱処理によって生じるようにな
り、その値も200Oeを越える大きな値にある。Pt
量が0〜21at%の組成もas depo.の値に較
べ熱処理後の方が交換異方性磁界が大きくなっている。
The reason for forming Ta on the glass is Gl
This is to prevent the components on the ass and the NiFe film from interdiffusing by heat treatment. as depo. In the state of Pt, Hex is generated in the range of Pt amount of 0 to 21 at%.
Hex that can be observed substantially when the amount exceeds 21 at%
Does not occur. However, after the heat treatment, the Pt amount is 0 to 5
Hex occurs over the entire composition range of 4 at%, and especially Pt
The composition having an amount of 36 to 54 at% is as depo. Hex, which was not observed in the above, comes to be generated by the heat treatment, and the value thereof is a large value exceeding 200 Oe. Pt
A composition having an amount of 0 to 21 at% also has as depo. The value of the exchange anisotropy field after heat treatment is larger than that of

【0030】図6は、Pt量が44〜54at%の膜に
関して熱処理温度を変化させたときのHexの変化であ
る。熱処理温度での保持時間は200°C、230°
C、270°Cが9時間、250°Cが20時間、29
0°C、330°C、350°Cが4時間であり、熱処
理温度までの昇温時間は3時間、降温時間も3時間であ
る。膜組成はGlass/Ta(100A)/NiFe
(75A)/PtMn(200A)/Ta(100A)
である。200°C未満の熱処理では実質的なHexは
観測されないが、200°C以上の熱処理ではHexは
観測され初め、230°C以上の温度での熱処理により
Hexは急激に生じるようになり、特にPt量が44〜
51at%の膜は200Oe以上の大きな値を示すよう
になる。
FIG. 6 shows changes in Hex when the heat treatment temperature is changed for a film having a Pt amount of 44 to 54 at%. Hold time at heat treatment temperature is 200 ° C, 230 °
C, 270 ° C for 9 hours, 250 ° C for 20 hours, 29
0 ° C., 330 ° C. and 350 ° C. are 4 hours, the temperature rising time to the heat treatment temperature is 3 hours, and the temperature lowering time is 3 hours. The film composition is Glass / Ta (100A) / NiFe
(75A) / PtMn (200A) / Ta (100A)
It is. Hex is not observed in the heat treatment at less than 200 ° C, but Hex begins to be observed in the heat treatment at 200 ° C or higher, and Hex is rapidly generated by the heat treatment at 230 ° C or higher. The amount is 44 ~
The film of 51 at% shows a large value of 200 Oe or more.

【0031】図7及び図8はHexとその時の保磁力
(Hc)の熱処理温度、保持時間依存性をより詳細に調
べた結果である。膜構成はGlass/Ta(100
A)/NiFe(50A)/PtMn(200A)/T
a(100A)であり、PtMnの膜組成はPt47M
n53at%である。250°Cと270°Cに着目し
てみると、保持時間の長い方がHexの値が大きくなっ
ていることが分かる。
7 and 8 show the results of a more detailed examination of the heat treatment temperature and holding time dependence of Hex and the coercive force (Hc) at that time. The film composition is Glass / Ta (100
A) / NiFe (50A) / PtMn (200A) / T
a (100 A) and the film composition of PtMn is Pt47M
It is n53 at%. Focusing on 250 ° C. and 270 ° C., it can be seen that the value of Hex is larger as the holding time is longer.

【0032】また250°Cで20時間と270°Cで
9時間、290°Cで4時間の比較から分かるように、
高温になるほど保持時間が短くなっているにもかかわら
ずHexの値は同等か保持時間の短い高温熱処理の方が
大きくなっていることが分かる。
As can be seen from the comparison between 20 hours at 250 ° C., 9 hours at 270 ° C. and 4 hours at 290 ° C.,
It can be seen that although the holding time becomes shorter as the temperature becomes higher, the value of Hex is the same or becomes larger in the high temperature heat treatment having the shorter holding time.

【0033】HcはHexとほぼ同様の温度依存傾向を
示し、その値もHexとほぼ同等である。即ちこの時の
M−Hループの形は中心がHexだけH軸の一方向にシ
フトし保磁力がほぼシフト量と同じ大きさを持つ形であ
る。AMRあるいはSpin−Valveでの交換異方
性バイアスを考えた場合、HexとHcが共に大きいこ
とはそれだけバイアス量が大きく且つ安定するのでHe
x、Hcが共に大きいことは好ましいことである。
Hc has a temperature dependence tendency similar to that of Hex, and its value is also substantially equal to that of Hex. That is, the shape of the M-H loop at this time is such that the center is shifted by Hex in one direction of the H axis and the coercive force has substantially the same magnitude as the shift amount. Considering exchange anisotropy bias in AMR or Spin-Valve, the fact that both Hex and Hc are large means that the bias amount is large and stable, and thus He
It is preferable that both x and Hc are large.

【0034】さて、交換異方性磁界は強磁性膜と反強磁
性膜の界面における磁性原子同士の交換相互作用が起源
になっている物理現象であるが、Hexの大きさが保持
時間が長く且つその時の温度が高いほど大きくなること
は、熱処理によって交換異方性磁界を生成するNiFe
膜とPtMn膜の界面になんらかの物理的な変化が与え
られ、その物理的な変化が温度が高く保持時間が長いほ
ど大きくなることを示唆している。この物理的な変化、
メカニズムに関しては詳しく後述する。
The exchange anisotropic magnetic field is a physical phenomenon originated from exchange interaction between magnetic atoms at the interface between a ferromagnetic film and an antiferromagnetic film. The magnitude of Hex is long. Moreover, the fact that the higher the temperature at that time is, the larger it is that NiFe which generates an exchange anisotropic magnetic field by heat treatment.
It is suggested that some physical change is given to the interface between the film and the PtMn film, and the physical change becomes larger as the temperature is higher and the holding time is longer. This physical change,
The mechanism will be described later in detail.

【0035】図9はPtMn膜の膜厚を変化させたとき
のHexと熱処理温度の関係である。保持時間は200
°C、230°C、250°Cが9時間、270°C、
290°C、330°Cが4時間であり、昇降温時間は
各々3時間である。膜構成はGlass/Ta(100
A)/NiFe(75A)/PtMn(XA)/Ta
(100A)であり、PtMnの膜組成はPt49Mn
51at%である。PtMnの膜厚が100、200、
300Aと厚くなるにしたがいHexは大きくなり、且
つHexが生じ始める熱処理温度も低温にシフトする特
徴が見受けられる。膜厚依存性を更により詳しく調べた
結果が図10、図11、図12である。
FIG. 9 shows the relationship between Hex and the heat treatment temperature when the film thickness of the PtMn film is changed. Hold time is 200
° C, 230 ° C, 250 ° C for 9 hours, 270 ° C,
290 ° C. and 330 ° C. are 4 hours, and the temperature raising / lowering time is 3 hours each. The film composition is Glass / Ta (100
A) / NiFe (75A) / PtMn (XA) / Ta
(100 A), and the film composition of PtMn is Pt49Mn.
It is 51 at%. PtMn film thickness is 100, 200,
It can be seen that as the thickness increases to 300 A, Hex increases and the heat treatment temperature at which Hex begins to occur shifts to a low temperature. The results of further detailed examination of the film thickness dependence are shown in FIGS. 10, 11 and 12.

【0036】図10の膜構成はGlass/Ta(10
0A)/NiFe(XA)/PtMn(300A)/T
a(100A)であり、PtMnの膜組成はPt49M
n51at%であり、熱処理温度を250°C、270
°C、290°C、330°Cと変化させている。
The film structure shown in FIG. 10 is Glass / Ta (10
0A) / NiFe (XA) / PtMn (300A) / T
a (100 A) and the film composition of PtMn is Pt49M
n51 at% and the heat treatment temperature is 250 ° C., 270
The temperature is changed to ° C, 290 ° C and 330 ° C.

【0037】図11の膜構成はGlass/Ta(10
0A)/NiFe(XA)/PtMn(200A)/T
a(100A)であり、PtMnの膜組成は同じくPt
49Mn51at%であり、図9と同様の熱処理を施し
てある。
The film structure shown in FIG. 11 is Glass / Ta (10
0A) / NiFe (XA) / PtMn (200A) / T
a (100 A), and the film composition of PtMn is the same as Pt.
It is 49 Mn 51 at%, and the same heat treatment as in FIG. 9 is performed.

【0038】図12の膜構成はPtMnとNiFeの膜
厚を同時に変化させており、Glass/Ta(100
A)/NiFe(XA)/PtMn(XA)/Ta(1
00A)の膜構成で、PtMnの膜組成は図9、図10
と同じくPt49Mn51at%である。熱処理は29
0°Cで4時間保持で行った。図9、図10、図11と
も熱処理の昇降温時間は各々3時間である。
In the film structure of FIG. 12, the film thicknesses of PtMn and NiFe are changed at the same time, and Glass / Ta (100
A) / NiFe (XA) / PtMn (XA) / Ta (1
00A), and the film composition of PtMn is as shown in FIGS.
Similarly to Pt49Mn51at%. Heat treatment is 29
It was performed by holding at 0 ° C for 4 hours. In each of FIGS. 9, 10, and 11, the temperature rising / falling time of the heat treatment is 3 hours.

【0039】図9、図10、図11、図12の結果、H
exの大きさはNiFeの膜厚が薄くなるほど大きくな
り、PtMnの膜厚が厚くなるほど大きくなることが分
かる。PtMnの膜厚に関しては100A〜300Aの
範囲で膜厚依存性が顕著であるが、膜厚が300A〜5
00Aの範囲では膜厚依存性があまりみられない(図1
2)。従って、PtMnの膜厚は300Aあれば十分で
あることが分かる。
As a result of FIGS. 9, 10, 11 and 12, H
It can be seen that the size of ex becomes larger as the film thickness of NiFe becomes thinner and becomes larger as the film thickness of PtMn becomes thicker. Regarding the film thickness of PtMn, the film thickness dependence is remarkable in the range of 100 A to 300 A, but the film thickness of 300 A to 5
In the range of 00A, there is not much film thickness dependency (Fig. 1
2). Therefore, it can be seen that a film thickness of PtMn of 300 A is sufficient.

【0040】一方、NiFeの膜厚に関してはHexと
膜厚がほぼ反比例の関係になっていることが分かる。こ
れはPtMn膜とNiFe膜の界面における磁性原子同
士の交換相が作用による交換結合エネルギーがNiFe
膜厚に依存していないことを示しており、従来のFeM
n膜/NiFe膜におけるNiFe膜の膜厚依存性と同
じである。
On the other hand, regarding the film thickness of NiFe, it can be seen that Hex and film thickness are in an inversely proportional relationship. This is because the exchange coupling energy due to the action of the exchange phase of magnetic atoms at the interface between the PtMn film and the NiFe film is NiFe.
It shows that it does not depend on the film thickness, and the conventional FeM
This is the same as the film thickness dependence of the NiFe film in the n film / NiFe film.

【0041】次に強磁性体膜をNiFeからCoに変え
たときのHexの変化を調べた結果を示す。Spin−
ValveヘッドのPinned磁性層にはNiFe膜
を用いるよりもCo膜を用いた方が磁気抵抗変化率が大
きくできることが実験的にも理論的にも既に示されてお
り、Pinned磁性層にCoを用いる可能性が高いた
め、Coとの交換異方性磁界に関しても大きいことが望
まれる。
Next, the results of examining the change of Hex when changing the ferromagnetic film from NiFe to Co will be shown. Spin-
It has been already experimentally and theoretically shown that the Co resistance can be increased by using the Co film for the Pinned magnetic layer of the Valve head rather than the NiFe film, and Co is used for the Pinned magnetic layer. Since it is highly possible, it is desirable that the exchange anisotropic magnetic field with Co is also large.

【0042】図13の膜構成はGlass/Ta(10
0A)/NiFeまたはCo(XA)/PtMn(20
0A)/Ta(100A)であり、PtMnの膜組成は
Pt49Mn51at%で、熱処理は290°Cで4時
間保持で、昇降温時間は各々3時間である。強磁性体膜
をCoに変えてもNiFe膜とほぼ同等のHexが得ら
れた。この結果から強磁性体膜にNiFeCo3元合金
膜を用いても同様のHexが得られることが簡単に推測
できる。
The film structure of FIG. 13 is Glass / Ta (10
0A) / NiFe or Co (XA) / PtMn (20
0A) / Ta (100A), the PtMn film composition is Pt49Mn51at%, the heat treatment is held at 290 ° C. for 4 hours, and the temperature rising / falling time is 3 hours each. Even if the ferromagnetic film was changed to Co, Hex almost equal to that of the NiFe film was obtained. From this result, it can be easily inferred that similar Hex can be obtained by using a NiFeCo ternary alloy film as the ferromagnetic film.

【0043】以上、PtMn膜と強磁性体膜の交換異方
性磁界に関してPtMn膜の膜組成依存性、熱処理温度
依存性、熱処理保持時間依存性、PtMn膜厚依存性、
強磁性体膜厚依存性に関して詳しく調べ、PtMn合金
と直接接する強磁性体膜において膜厚が50〜300A
と云った超薄膜において、200°C〜350°Cの熱
処理を施すことにより大きな交換異方性磁界が得られる
ことを示してきた。
As described above, the exchange anisotropic magnetic fields of the PtMn film and the ferromagnetic film depend on the film composition of the PtMn film, the heat treatment temperature dependence, the heat treatment holding time dependence, the PtMn film thickness dependence,
The ferromagnetic film thickness dependence was investigated in detail, and the film thickness of the ferromagnetic film in direct contact with the PtMn alloy was 50 to 300 A.
It has been shown that a large exchange anisotropic magnetic field can be obtained by subjecting the ultra-thin film to the heat treatment at 200 ° C to 350 ° C.

【0044】次に、本発明が解決しようとしているその
他の課題である交換異方性磁界の熱的安定性と反強磁性
体PtMn膜の高耐食性、特にNiMn、NiMnCr
膜との耐食性の比較に関して実施例を示す。そして、最
後にNiMn、NiMnCr反強磁性体膜によって得ら
れる交換異方性磁界とPtMn反強磁性体膜によって得
られる交換異方性磁界とのメカニズムの相違点と類似点
に関しての実施例を示す。
Next, other problems to be solved by the present invention are the thermal stability of the exchange anisotropic magnetic field and the high corrosion resistance of the antiferromagnetic PtMn film, especially NiMn and NiMnCr.
Examples are given for the comparison of corrosion resistance with the film. Finally, an example will be given regarding the difference and similarities in mechanism between the exchange anisotropic magnetic field obtained by the NiMn and NiMnCr antiferromagnetic films and the exchange anisotropic magnetic field obtained by the PtMn antiferromagnetic film. .

【0045】図14はHex、Hcの温度特性を調べた
結果である。膜構成はGlass/Ta(100A)/
NiFe(200A)/PtMn(300A)/Ta
(100A)であり、PtMnの膜組成はPt46Mn
54at%で、熱処理は260°Cで20時間保持で、
昇降温時間は各々3時間のサンプルである。測定は振動
式磁力計(VSM)において真空度5×10~5Torr
以下の状態でサンプルを室温から徐々に加熱しながらM
−Hカーブを測定した。測定時の昇温速度は20°C/
20分である。
FIG. 14 shows the results of examining the temperature characteristics of Hex and Hc. The film composition is Glass / Ta (100A) /
NiFe (200A) / PtMn (300A) / Ta
(100 A), and the film composition of PtMn is Pt46Mn.
54at%, heat treatment at 260 ° C for 20 hours,
The temperature rising / falling time is a sample of 3 hours each. Measured with a vibrating magnetometer (VSM) vacuum degree of 5 × 10 to 5 Torr
While gradually heating the sample from room temperature under the following conditions, M
The -H curve was measured. Temperature rising rate during measurement is 20 ° C /
20 minutes.

【0046】室温でのHexは90Oe得られておりこ
の値は従来のFeMn膜によるHexの約1.5倍ほど
の値である。Hexが消失する温度(Tb:ブロッキン
グ温度)は380°CでありFeMn膜のTb=160
°Cよりもはるかに高い値である。また磁気ヘッドが動
作しているときの磁気抵抗効果膜周辺の温度は室温〜約
120°Cの範囲に及ぶことが知られているが、この温
度範囲においてPtMn膜によるHexはほぼフラット
な値を示し、FeMn膜のHexが室温〜120°Cの
温度範囲で温度と共に減少していく傾向とは明らかに異
なる。HexとTbが大きく且つ磁気抵抗効果型ヘッド
動作温度域においてHexの値がフラットであることは
バイアス磁界の熱的安定性につながるため大変好ましい
ことであり、FeMn膜の問題点を大きく克服してい
る。
Hex at room temperature is 90 Oe, which is about 1.5 times the Hex of the conventional FeMn film. The temperature at which Hex disappears (Tb: blocking temperature) is 380 ° C., and Tb = 160 of the FeMn film.
It is much higher than ° C. It is known that the temperature around the magnetoresistive effect film when the magnetic head is operating ranges from room temperature to about 120 ° C., but in this temperature range, Hex by the PtMn film shows a substantially flat value. It is clearly different from the tendency that Hex of the FeMn film decreases with temperature in the temperature range of room temperature to 120 ° C. It is very preferable that Hex and Tb are large and the value of Hex is flat in the magnetoresistive head operating temperature range because it leads to the thermal stability of the bias magnetic field, and the problem of the FeMn film is largely overcome. There is.

【0047】さて、今までの実施例の膜構成は全てGl
ass/Ta/強磁性体膜(NiFeまたはCo)/P
tMn/Taであったが、強磁性体膜とPtMn膜の成
膜順序を入れ替えた場合とTa下地膜をなくした場合の
実施例を次に示す。
All the film constitutions of the above embodiments are Gl.
ass / Ta / ferromagnetic material film (NiFe or Co) / P
Although it was tMn / Ta, an example in which the order of forming the ferromagnetic film and the PtMn film is exchanged and the case where the Ta underlayer film is eliminated will be described below.

【0048】図15はGlass/Ta/NiFe/P
tMn、Glass/NiFe/PtMn/Ta、Gl
ass/Ta/PtMn/NiFe/Ta、Glass
/PtMn/NiFe/Ta、の4通りの膜構成におけ
るHexの比較である。最上層のTaは熱処理中の表面
酸化を防ぐために設けたものであり、Hexの積層順序
依存性には影響を与えていない。NiFe膜厚は20
0、300、400Aと変化させてあり、PtMn膜は
300Aである。PtMnの膜組成はPt49Mn51
at%、熱処理は270°Cで9時間保持、昇降温時間
は各々3時間である。
FIG. 15 shows Glass / Ta / NiFe / P.
tMn, Glass / NiFe / PtMn / Ta, Gl
ass / Ta / PtMn / NiFe / Ta, Glass
4 is a comparison of Hex in four film configurations of / PtMn / NiFe / Ta. The uppermost layer Ta is provided to prevent surface oxidation during heat treatment, and does not affect the stacking order dependency of Hex. NiFe film thickness is 20
The PtMn film has a thickness of 300 A. The film composition of PtMn is Pt49Mn51
At%, heat treatment is held at 270 ° C. for 9 hours, and temperature rising / falling time is 3 hours each.

【0049】Hexの値は積層順序によって多少の変化
があるものの全ての積層順序において良好な大きさのH
exが得られている。従来のFeMnにおいては反強磁
性体相であるγ−FeMn相の生成が交換異方性磁界の
発現につながっており、結晶配向と結晶相を整える下地
Ta膜の有無によってHexに大きな違いが現れること
が知られている。即ち、FeMn膜の場合下地に格子定
数を調整する膜を敷かなければHexが得られず、また
FeMn膜を最初に成膜しその後NiFe膜を成膜した
のではHexが得られない制約がありこの制約により素
子構造が制約を受けていたわけであるが、PtMn膜に
よるHexにはこのような制約がないため大変使い易
く、従来不可能であった素子構造も可能にできる膜であ
ることが分かる。
Although the value of Hex varies somewhat depending on the stacking order, H of a good size is obtained in all stacking orders.
ex is obtained. In the conventional FeMn, the generation of the γ-FeMn phase, which is an antiferromagnetic material phase, leads to the development of the exchange anisotropic magnetic field, and a large difference appears in Hex depending on the crystal orientation and the presence or absence of the underlying Ta film for adjusting the crystal phase. It is known. That is, in the case of the FeMn film, Hex cannot be obtained unless a film for adjusting the lattice constant is laid on the underlayer, and Hex cannot be obtained by first forming the FeMn film and then forming the NiFe film. Although the device structure was restricted by this restriction, it can be seen that the Hex made of the PtMn film does not have such a restriction, is very easy to use, and can be used for a device structure that was impossible in the past. .

【0050】また図16は図15と同様の膜構成、膜
厚、熱処理条件においてPtMn膜をNiMn膜で置き
換えたときの実験結果である。NiMnの膜構成はNi
49Mn51at%である。NiMn膜に特徴的なこと
はHexの積層順序依存性がPtMn膜よりもFeMn
膜に似ていること、即ち下地Taの有無でHexに大き
な違いが現れることである。これらのことはNiMn膜
とPtMn膜において交換異方性磁界の生じるメカニズ
ムが多少異なっていることを示唆している。
FIG. 16 shows experimental results when the PtMn film was replaced with a NiMn film under the same film structure, film thickness, and heat treatment conditions as in FIG. NiMn film composition is Ni
It is 49 Mn 51 at%. The characteristic of the NiMn film is that the stacking order dependence of Hex is FeMn more than that of the PtMn film.
It is similar to a film, that is, there is a large difference in Hex depending on the presence or absence of a base Ta. These facts suggest that the NiMn film and the PtMn film have slightly different mechanisms for generating the exchange anisotropic magnetic field.

【0051】さて次に、PtMn膜と直接接する強磁性
体膜との界面において適度の熱処理を施すことにより交
換異方性磁界が熱処理の有無により大きく異なる理由に
関しての考察を裏付ける実施例と共に説明する。理由に
関してはいくつかの要因が推測されるが、その1つは既
存出版物例えば「磁性体ハンドブック」等で既に知られ
ているPtMn規則相(CuAu−Iタイプ)の形成で
あり、もう1つは交換異方性磁界が働く界面状態の変
化、即ちPtMn膜と強磁性体膜との界面における相互
拡散層の形成が考えられる。
Next, an explanation will be given with reference to Examples supporting the reason why the exchange anisotropy magnetic field greatly differs depending on the presence or absence of heat treatment by subjecting the interface between the PtMn film and the ferromagnetic film in direct contact with the ferromagnetic film. . Several factors are conjectured as to the reason, one of which is the formation of PtMn ordered phase (CuAu-I type) already known in existing publications such as "Magnetic Handbook", and the other is Is considered to be a change in the interface state in which the exchange anisotropic magnetic field acts, that is, the formation of an interdiffusion layer at the interface between the PtMn film and the ferromagnetic film.

【0052】図20、図21は熱処理前後の相互拡散状
況をオージェ電子分光法デプスプロファイル(AES)
により調べた結果である。as depo.の膜構成は
Glass/Al−O(アルミナ)(100A)/Ta
(80A)/NiFe(200A)/PtMn(200
A)/Ta(80A)であり、PtMnの膜組成はPt
47Mn53at%で、熱処理は290°Cで4時間保
持である。図20のas depo.状態のサンプルで
はAESの分解能以上の明らかな拡散は観測されていな
いが、図21の熱処理後のサンプルではPtMn膜とN
iFe膜との界面において明らかな相互拡散が認められ
る。即ちPtMnのPtとMn特にMnがNiFe膜側
に拡散し、NiFe膜のNiとFeがPtMn側に拡散
している。拡散距離は膜厚が200Aであることから推
測すると100A弱程度である。
20 and 21 show Auger electron spectroscopy depth profile (AES) showing the mutual diffusion state before and after heat treatment.
It is the result of examination by. as depo. The film structure is Glass / Al-O (alumina) (100A) / Ta
(80A) / NiFe (200A) / PtMn (200
A) / Ta (80A), and the film composition of PtMn is Pt.
47 Mn 53 at%, heat treatment is held at 290 ° C. for 4 hours. As depo. In the sample in the state, no clear diffusion higher than the resolution of AES was observed, but in the sample after the heat treatment in FIG. 21, the PtMn film and the N
Clear interdiffusion is observed at the interface with the iFe film. That is, Pt and Mn of PtMn, especially Mn, are diffused to the NiFe film side, and Ni and Fe of the NiFe film are diffused to the PtMn side. The diffusion distance is about 100 A or less when estimated from the film thickness of 200 A.

【0053】交換異方性磁界は反強磁性膜と強磁性膜の
界面における双方の磁性原子同士の交換相互作用が物理
的な起源であることを考えると、熱処理によって形成さ
れたこの相互拡散層は双方の磁性原子同士の交換相互作
用が働いている領域そのものであり、相互拡散層を介し
てPtMn反強磁性膜とNiFe強磁性膜との交換異方
性磁界が働いていることになる。PtMn膜と直接接す
るNiFe膜において、200°C〜350°Cの熱処
理を施すことにより交換異方性磁界が生じること、特に
熱処理温度が高く熱処理保持時間が長いほど交換異方性
磁界が大きくなることの一つの理由は熱処理温度が高く
熱処理時間が長いほど相互拡散層が形成しやすくなるこ
とである。
Considering that the exchange interaction between the magnetic atoms at the interface between the antiferromagnetic film and the ferromagnetic film is the physical origin of the exchange anisotropic magnetic field, this interdiffusion layer formed by heat treatment. Is the region itself where the exchange interaction between both magnetic atoms is working, and the exchange anisotropic magnetic field between the PtMn antiferromagnetic film and the NiFe ferromagnetic film is working via the mutual diffusion layer. In the NiFe film that is in direct contact with the PtMn film, an exchange anisotropic magnetic field is generated by performing heat treatment at 200 ° C. to 350 ° C. In particular, the higher the heat treatment temperature and the longer the heat treatment holding time, the larger the exchange anisotropic magnetic field. One reason is that the higher the heat treatment temperature and the longer the heat treatment time, the easier the formation of the interdiffusion layer.

【0054】しかしながら、相互拡散がより進行し、P
tMn膜とNiFe膜が完全に拡散し合ってPtMnN
iFe4元合金になってしまっては交換異方性磁界が得
られないことは交換相互作用のメカニズムからして確か
であるので、PtMn層とNiFe層の間に適度に形成
しなければならない。
However, mutual diffusion progresses further, and P
The tMn film and the NiFe film are completely diffused to form PtMnN.
It is certain from the mechanism of the exchange interaction that the exchange anisotropic magnetic field cannot be obtained if it becomes an iFe quaternary alloy, so it must be formed appropriately between the PtMn layer and the NiFe layer.

【0055】交換異方性磁界の発現に関しては前述した
ように結晶構造の変化即ちPtMn規則相(CuAu−
Iタイプ)の形成も考えられるわけであるため、熱処理
前後における結晶構造の変化をX線回折により調べた。
Regarding the expression of the exchange anisotropic magnetic field, as described above, the change in crystal structure, that is, the PtMn ordered phase (CuAu--
Since the formation of (I type) is also conceivable, the change in crystal structure before and after the heat treatment was examined by X-ray diffraction.

【0056】図22はX線回折プロファイルである。膜
構成はGlass/Ta(100A)/NiFe(20
0A)/PtMn(200A)/Ta(100A)であ
り、PtMnの膜組成はPt47Mn53at%で、熱
処理は290°Cで4時間保持である。測定はCo管球
を用い、θ−2θ法により行った。
FIG. 22 shows an X-ray diffraction profile. The film structure is Glass / Ta (100A) / NiFe (20
0A) / PtMn (200A) / Ta (100A), the film composition of PtMn is Pt47Mn53at%, and the heat treatment is held at 290 ° C. for 4 hours. The measurement was carried out by a θ-2θ method using a Co tube.

【0057】as depo.と熱処理後の相違点はf
cc構造のPtMn{111}ピークと同じくfcc構
造のNiMn{111}ピークのピーク強度と格子定数
の変化に伴うピーク位置の若干の変化だけであり、この
結果からみる限りfct構造を示すPtMn規則相(C
uAu−Iタイプ)の形成は判別できない。
As depo. And the difference after heat treatment is f
Similar to the PtMn {111} peak of the cc structure, there is only a slight change in the peak position of the NiMn {111} peak of the fcc structure and the change of the lattice position due to the change of the lattice constant. (C
The formation of uAu-I type) cannot be discriminated.

【0058】次に、本発明のもう1つの大きな目的であ
る耐食性の向上に関する実験結果を示す。
Next, the results of experiments relating to the improvement of corrosion resistance, which is another major object of the present invention, will be shown.

【0059】図18はGlass基板にPtMn、Ni
Mn、NiMnCr膜をそれぞれ300A成膜したサン
プルを生理食塩水と乳化剤に室温において24時間漬け
た時の膜の腐食量を調べた結果である。膜組成はPtM
n膜がPt47Mn53at%、NiMn膜がNi47
Mn53at%、Cr添加量は5、9、13、17at
%である。生理食塩水中のNaClの濃度は0.9%、
乳化剤は磁気ヘッド製造工程における各種洗浄工程にお
いて使用しているものでありトリポリ燐酸ソーダを含ん
だ溶液で、弱アルカリ性である。腐食量(%)は膜が溶
液に溶け出しGlass基板が露出した面積を光学顕微
鏡によって測定した。そのサンプル面積は4cm2であ
る。
FIG. 18 shows PtMn and Ni on the glass substrate.
It is the result of examining the amount of corrosion of the film when a sample having 300 M of each of Mn and NiMnCr films was immersed in physiological saline and an emulsifier at room temperature for 24 hours. Film composition is PtM
The n film is Pt47Mn53at% and the NiMn film is Ni47.
Mn53at%, Cr addition amount is 5, 9, 13, 17at
%. The concentration of NaCl in physiological saline is 0.9%,
The emulsifier is used in various washing steps in the magnetic head manufacturing process, is a solution containing sodium tripolyphosphate, and is weakly alkaline. The amount of corrosion (%) was determined by measuring the area where the film was dissolved in the solution and the glass substrate was exposed by an optical microscope. The sample area is 4 cm 2 .

【0060】PtMn膜は生理食塩水、乳化剤ともに全
く腐食が進行しなかったが、NiMnは両溶液とも10
0%Glass基板が露出する腐食が進行した。NiM
nにCrを添加することにより確かに生理食塩水におけ
る腐食量は減少したが、乳化剤に関してはその効果はほ
とんどなかった。PtMn膜はNiMn、NiMnCr
膜よりも耐食性が大変優れていることが分かる。耐食性
を調べた膜組成において交換異方性磁界を調べた結果が
図17である。
Corrosion of the PtMn film did not proceed at all in the physiological saline and the emulsifier, but NiMn was 10 in both solutions.
Corrosion to expose the 0% Glass substrate progressed. NiM
Although the amount of corrosion in physiological saline was certainly reduced by adding Cr to n, the effect of the emulsifier was scarce. PtMn film is NiMn, NiMnCr
It can be seen that the corrosion resistance is much better than that of the film. FIG. 17 shows the result of examining the exchange anisotropic magnetic field in the film composition whose corrosion resistance was examined.

【0061】図17の膜構成はGlass/Ta(10
0A)/NiFe(50または75A)/PtMnまた
はNiMnまたはNiMnCr(200A)/Ta(1
00A)であり、熱処理は270°Cで9時間保持であ
る。PtMn膜とNiMn膜及びCrを5%、9%添加
したNiMnCr膜のHexは良好な値を示したが、C
r添加量が13%、17%と多くなるにしたがいHex
は減少し実用上問題となることが予想される。以上の結
果により、膜の耐食性とHexの両者においてPtMn
膜が優れていることが分かる。
The film structure of FIG. 17 is Glass / Ta (10
0A) / NiFe (50 or 75A) / PtMn or NiMn or NiMnCr (200A) / Ta (1
00A) and the heat treatment is held at 270 ° C for 9 hours. Hex of the PtMn film, the NiMn film, and the NiMnCr film added with 5% and 9% of Cr showed good values, but C
Hex as the amount of r added increased to 13% and 17%
Is expected to become a practical problem. From the above results, PtMn is obtained in both the corrosion resistance and Hex of the film.
It can be seen that the film is excellent.

【0062】最後に、PtMn膜の膜中Pt量が与える
耐食性向上の影響を調べた結果を示す。
Finally, the results of examining the influence of the Pt amount in the PtMn film on the improvement of corrosion resistance will be shown.

【0063】図19は図18と同様の膜組成サンプル、
溶液において同様の耐食性試験を行った結果である。P
tMn膜の耐食性を向上させている元素はPtであるこ
とが容易に理解でき、特にPt量が44at%以上にな
ると著しく耐食性が向上することが分かる。
FIG. 19 shows a film composition sample similar to that of FIG.
It is the result of performing the same corrosion resistance test in the solution. P
It can be easily understood that the element improving the corrosion resistance of the tMn film is Pt, and it is understood that the corrosion resistance is remarkably improved especially when the Pt amount is 44 at% or more.

【0064】以上の説明において、反磁性体として主と
して、PtMn合金を対象としてきたが、これと同様な
属性を有する、RhMn合金、RuMn合金、IrMn
合金、PdMn合金においてもPtMn合金と同様な効
果が期待できる。
In the above description, the PtMn alloy was mainly used as the diamagnetic material, but RhMn alloy, RuMn alloy, IrMn having similar attributes to these are used.
The same effect as the PtMn alloy can be expected in the alloy and the PdMn alloy.

【0065】次ぎに、前述した第1の実施形態に加え
て、熱処理温度と強磁性体層の膜厚に着目した追加の第
2の実施形態について、詳述する。
Next, in addition to the first embodiment described above, an additional second embodiment focusing on the heat treatment temperature and the film thickness of the ferromagnetic layer will be described in detail.

【0066】図23は、DCマグネトロンスパッタで成
膜したPtMn膜の交換異方性磁界、NiFe膜の膜
厚、熱処理温度の関係を示す図である。図24は、DC
マグネトロンスパッタで成膜したPtMn膜の交換異方
性磁界、熱処理温度、強磁性体層の種類および膜厚の関
係を示す図である。図25は、DCマグネトロンスパッ
タで成膜したPtMn膜のブロッキング温度、強磁性体
層の種類および膜厚の関係を示す図である。図26は、
第1実施形態と第2実施形態における磁気抵抗効果型ヘ
ッドに必要な交換結合磁界を得るための実験条件を示す
図である。
FIG. 23 is a diagram showing the relationship between the exchange anisotropic magnetic field of the PtMn film formed by DC magnetron sputtering, the film thickness of the NiFe film, and the heat treatment temperature. FIG. 24 shows DC
It is a figure which shows the exchange anisotropic magnetic field of the PtMn film | membrane formed by magnetron sputtering, the heat processing temperature, the kind of ferromagnetic material layer, and the relationship of film thickness. FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the blocking temperature of the PtMn film formed by DC magnetron sputtering, the type of ferromagnetic layer, and the film thickness. FIG. 26 shows
It is a figure which shows the experimental condition for obtaining the exchange coupling magnetic field required for the magnetoresistive head in 1st Embodiment and 2nd Embodiment.

【0067】磁気抵抗効果型ヘッド(MRヘッド)に必
要十分な交換異方性磁界を発生させる反強磁性膜には、
NiFe層およびPtMn層等の多層膜形成後のアニー
ル工程(熱処理工程)を必要とする材料と、必要としな
い材料とがあって、例えば、図5に示すように、アニー
ルを必要としない反強磁性膜として、Mn−X(X=白
金族10〜30at%)が存在する。この他にも、アニ
ールを必要としない反強磁性膜として、FeMn、Cr
−Mn−X(X=白金族0〜20at%)、NiO(酸
化ニッケル)が存在する。
The antiferromagnetic film for generating a necessary and sufficient exchange anisotropic magnetic field in the magnetoresistive head (MR head) includes
There is a material that needs an annealing step (heat treatment step) after forming a multilayer film such as a NiFe layer and a PtMn layer and a material that does not need it. For example, as shown in FIG. Mn-X (X = 10 to 30 at% of platinum group) is present as a magnetic film. In addition to this, as an antiferromagnetic film that does not require annealing, FeMn, Cr
-Mn-X (X = platinum group 0 to 20 at%) and NiO (nickel oxide) are present.

【0068】高温での処理を行うアニール工程は、MR
ヘッド、特にスピンバルブ型MRヘッドにおける非磁性
層(例えば、図4に示す非磁性中間層8のCu層)を隣
接する上下の層に拡散させることとなって、MRヘッド
の磁気再生特性を劣化させる危険性がある。このため、
アニール工程を必要とする反強磁性膜の材料を使用した
場合、前述のCu層拡散の悪影響もあって、アニール工
程を必要としない反強磁性膜よりもこの点で不利であっ
た。本発明の第1の実施形態におけるPt36〜54M
n46〜94原子%のPtMn膜においても、Cu層拡
散の不利な点は存在していたのである。もっとも、発生
される交換異方性磁界の強さについてはこの際は議論の
対象としてはいない。
The annealing process for performing the high temperature treatment is performed by MR
The non-magnetic layer (for example, the Cu layer of the non-magnetic intermediate layer 8 shown in FIG. 4) in the head, particularly in the spin-valve MR head, is diffused into the upper and lower layers adjacent to each other, which deteriorates the magnetic reproducing characteristics of the MR head. There is a risk of causing it. For this reason,
When the material of the antiferromagnetic film that requires the annealing step is used, it is disadvantageous in this respect as compared with the antiferromagnetic film that does not require the annealing step because of the adverse effect of the Cu layer diffusion described above. Pt 36-54M in the first embodiment of the present invention
Even in the PtMn film of n46 to 94 atom%, the disadvantage of diffusion of the Cu layer was present. However, the strength of the generated exchange anisotropic magnetic field is not discussed here.

【0069】ところで、MRヘッドの製造工程において
は、公知のUVキュア工程(紫外線硬化工程)およびハ
ードベイク工程が必須の製造工程であり、これらの工程
においては約250°Cの温度に加熱されるため、例え
アニール工程を必要としない反磁性材料料を使用したと
しても、前記250°Cの加熱温度により、MRヘッド
の磁気再生特性はこの工程において劣化するのである。
逆に、アニール工程を必要とする反磁性材料を使用した
とき、前記アニール温度を250°C以下に抑えること
ができれば、UVキュア工程およびハードベイク工程で
の必要最小限度のダメージ範囲内に納めることができ、
結果として、アニール工程を必要としない反強磁性膜と
同等のダメージで済ませることができるのである。
By the way, in the manufacturing process of the MR head, the known UV curing process (ultraviolet curing process) and hard baking process are essential manufacturing processes, and in these processes, heating to a temperature of about 250 ° C. is performed. Therefore, even if a diamagnetic material that does not require an annealing step is used, the magnetic reproducing characteristics of the MR head deteriorate in this step due to the heating temperature of 250 ° C.
On the other hand, when using a diamagnetic material that requires an annealing step, if the annealing temperature can be suppressed to 250 ° C. or less, it should be kept within the minimum damage range required in the UV curing step and the hard baking step. Can
As a result, it is possible to achieve the same damage as an antiferromagnetic film that does not require an annealing step.

【0070】本発明の第2実施形態においては、アニー
ル工程を必要とする反強磁性膜を形成するのに、RFコ
ンベンショナルスパッタに代えて、DCマグネトロンス
パッタ法を採用し、強磁性膜の膜厚を薄く形成すること
を特徴とするものであり、これにより、より強い交換異
方性磁界を得て、更にアニール工程での熱処理温度を2
50°C以下の例えば、210°Cとすることができる
ものである。
In the second embodiment of the present invention, in order to form an antiferromagnetic film requiring an annealing step, DC magnetron sputtering method is adopted instead of RF conventional sputtering, and the film thickness of the ferromagnetic film is changed. Is formed thinly, whereby a stronger exchange anisotropic magnetic field is obtained, and the heat treatment temperature in the annealing step is set to 2
For example, it can be set to 50 ° C. or lower, for example, 210 ° C.

【0071】本発明の第2実施形態のデータを得るため
の実験条件を、第1実施形態の実験条件と併記して、図
26に示す。ここにおいて、アニール工程を必要とする
反強磁性膜としてはPt48Mn52(図5、図6に示
すように典型的な組成例)を用い、他の条件を第1実施
形態と略同一にして、その成膜方法としてDCマグネト
ロンスパッタ法を採用した。
The experimental conditions for obtaining the data of the second embodiment of the present invention are shown in FIG. 26 together with the experimental conditions of the first embodiment. Here, Pt48Mn52 (a typical composition example as shown in FIGS. 5 and 6) is used as the antiferromagnetic film requiring the annealing step, and the other conditions are set to be substantially the same as those in the first embodiment. The DC magnetron sputtering method was adopted as the film forming method.

【0072】図23によれば、DCマグネトロンスパッ
タ法を用い、強磁性膜としてNiFe、反強磁性膜とし
てPt48Mn52、を採用し、NiFe膜厚を200
オングストロームの厚さから15オングストローム程度
までの薄さにしたときの交換異方性磁界の強さを求めた
ものであり、その際、熱処理温度を250°C、230
°C、210°C、190°C、as depo.、を
パラメータとしたものである。図10、図11で実測し
たNiFe膜厚は50オングストロームまでであったの
をこれ以下の15オングストロームの薄さまで実験し
た。
According to FIG. 23, the DC magnetron sputtering method is used, NiFe is used as the ferromagnetic film, Pt48Mn52 is used as the antiferromagnetic film, and the NiFe film thickness is 200.
The strength of the exchange anisotropic magnetic field was calculated when the thickness was changed from the thickness of angstrom to about 15 angstrom. At that time, the heat treatment temperature was set to 250 ° C, 230 ° C.
° C, 210 ° C, 190 ° C, as depo. , Are used as parameters. The NiFe film thickness actually measured in FIGS. 10 and 11 was up to 50 angstroms, but experiments were conducted up to a thickness of 15 angstroms below this.

【0073】この結果、図8に示す360Oeの交換異
方性磁界の強さが750Oeまでに強くなった。この実
験結果によると、NiFeの膜厚を薄くする程強い交換
異方性磁界を得ることができるが、5オングストローム
の薄さは、下地膜上に均一なNiFe膜が形成可能で且
つ交換異方性磁界が得られることのできる限界値であっ
て、これ以下の薄さにすると膜にピンホール(細孔)が
発生するおそれもでてくるので5オングストローム以下
にすることはできない。
As a result, the strength of the exchange anisotropic magnetic field of 360 Oe shown in FIG. 8 became strong up to 750 Oe. According to this experimental result, a stronger exchange anisotropic magnetic field can be obtained as the film thickness of NiFe becomes thinner. However, the thickness of 5 angstroms makes it possible to form a uniform NiFe film on the base film and exchange anisotropically. This is the limit value at which the magnetic field can be obtained, and if it is made thinner than this, there is a risk that pinholes (pores) will be generated in the film, so it cannot be made less than 5 angstroms.

【0074】したがって、NiFeの膜厚は、交換異方
性磁界の強さを勘案すると、15〜100オングストロ
ームが一般的に好ましく、15〜30オングストローム
の膜厚で最も強い交換異方性磁界を得られることが分か
る(DCマグネトロンスパッタ法の採用を前提とし
て)。更に、アニール工程の熱処理温度は高い方が交換
異方性磁界の強さは大きくなるが、210°C程度に低
くしてもその交換異方性磁界の強さにそれ程の低下をも
たらさないことも分かった。
Therefore, considering the strength of the exchange anisotropic magnetic field, the thickness of NiFe is generally preferably 15 to 100 Å, and the strongest exchange anisotropic magnetic field is obtained at the thickness of 15 to 30 Å. It is understood that it is possible (assuming the adoption of the DC magnetron sputtering method). Further, the higher the heat treatment temperature in the annealing step, the greater the strength of the exchange anisotropic magnetic field, but even if it is lowered to about 210 ° C, the strength of the exchange anisotropic magnetic field does not decrease so much. I also understood.

【0075】図24によれば、DCマグネトロンスパッ
タ法を用い、強磁性膜の種類とその膜厚として、NiF
e40オングストローム、Co40オングストローム、
NiFe200オングストローム、Co200オングス
トローム、の4種類のものを用い、反強磁性膜としてP
t48Mn52を採用したときの交換異方性磁界の強さ
を実測したものである。
According to FIG. 24, the DC magnetron sputtering method is used and the type of ferromagnetic film and its film thickness are NiF.
e40 angstrom, Co40 angstrom,
Four types of NiFe200 angstrom and Co200 angstrom are used, and P is used as an antiferromagnetic film.
The strength of the exchange anisotropic magnetic field when t48Mn52 is adopted is actually measured.

【0076】これによると、強磁性膜の種類の違い(N
iFeとCoの違い)よりも(強磁性膜としてのNiF
eもCoもほぼ同様な交換異方性磁界を得ることができ
る)その膜厚の違いの方が、交換異方性磁界の強さに影
響を与えるのであり、この実験結果によると、強磁性膜
としてはその膜厚が薄い方が強い交換異方性磁界を得る
ことができる。また、前述したUVキュア工程およびハ
ードベイク工程の250°Cよりも低い温度である21
0°Cから交換異方性磁界が得られることが分かる。
According to this, the difference in the types of ferromagnetic films (N
(Difference between iFe and Co) (NiF as a ferromagnetic film)
(e and Co can obtain almost the same exchange anisotropic magnetic field) The difference in the film thickness affects the strength of the exchange anisotropic magnetic field. As the film is thinner, a stronger exchange anisotropic magnetic field can be obtained. In addition, the temperature is lower than 250 ° C. in the UV curing process and the hard baking process described above.
It can be seen that an exchange anisotropic magnetic field can be obtained from 0 ° C.

【0077】更に、図24によれば、アニール工程での
熱処理温度を種々変えた場合の交換異方性磁界の強さを
求めていて、これによれば、250°C近辺で交換異方
性磁界の強さのピーク傾向が現れている。これは、図6
に示す第1実施形態における、250°Cでの磁界増加
傾向とは、明らかな傾向の違いを表しており、前述した
UVキュア工程およびハードベイク工程の250°Cを
越えるアニール温度を施すことの必要性がないことを示
すものである。
Further, according to FIG. 24, the strength of the exchange anisotropy magnetic field was found when the heat treatment temperature in the annealing process was variously changed, and according to this, the exchange anisotropy around 250 ° C. was obtained. The peak tendency of the magnetic field strength appears. This is shown in FIG.
The tendency of increasing the magnetic field at 250 ° C. in the first embodiment shown in FIG. 6 represents a clear difference in the tendency, and it is possible to perform the annealing temperature exceeding 250 ° C. in the UV curing process and the hard baking process described above. It indicates that there is no need.

【0078】換言すると、図6の第1実施形態によれ
ば、アニール工程での熱処理温度を350°Cにまで高
めた方のが交換異方性磁界を強めることができるが、こ
れに反して、350°Cにまで高くすれば前述したCu
層拡散による再生特性劣化という不利な点が現れる。
In other words, according to the first embodiment of FIG. 6, it is possible to increase the exchange anisotropic magnetic field by increasing the heat treatment temperature in the annealing step to 350 ° C. However, on the contrary, , If the temperature is raised to 350 ° C, the above-mentioned Cu
The disadvantage is that the reproduction characteristics deteriorate due to layer diffusion.

【0079】一方、MRヘッドを製造する他の工程(U
Vキュア工程およびハードベイク工程)において250
°Cの加熱温度が要請されているのでこの250°C以
内の温度でアニール工程が適宜に処理できれば望ましい
こととなるのである。図24の第2実施形態によれば、
250°Cで交換異方性磁界の強さがピーク傾向となる
から、熱処理温度を250°C以上に高める必要はない
という効果を奏する(DCマグネトロンスパッタ法の採
用を前提として)。
On the other hand, another process (U
250 in V cure process and hard bake process)
Since a heating temperature of ° C is required, it is desirable that the annealing process can be appropriately performed at a temperature within 250 ° C. According to the second embodiment of FIG. 24,
Since the intensity of the exchange anisotropic magnetic field has a peak tendency at 250 ° C., there is an effect that it is not necessary to raise the heat treatment temperature to 250 ° C. or higher (assuming the adoption of the DC magnetron sputtering method).

【0080】図25によれば、DCマグネトロンスパッ
タで成膜したPtMn積層膜のブロッキング温度を、強
磁性膜の種類とその膜厚に関連して示した図であり、強
磁性膜がNiFeでもCoでも同様に略380°Cとい
う高いブロッキング温度を示している。また、NiFe
とCoとの比較では、20°Cから320°Cの温度範
囲内でNiFeの方がより強い交換異方性磁界を得ら
れ、この点でNiFeの方が好ましいことが分かる。
FIG. 25 is a diagram showing the blocking temperature of the PtMn laminated film formed by DC magnetron sputtering in relation to the type of ferromagnetic film and its film thickness, even if the ferromagnetic film is NiFe or Co. However, similarly, it shows a high blocking temperature of about 380 ° C. Also, NiFe
From the comparison between Co and Co, it can be seen that NiFe can obtain a stronger exchange anisotropic magnetic field in the temperature range of 20 ° C. to 320 ° C., and NiFe is preferable in this respect.

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明によって、大きな交換異方性磁界
を有し、交換異方性磁界の温度特性も良好であり、耐食
性にも大変優れた材料が提供され、本発明による交換異
方性磁界を利用したバイアス磁界によって磁気抵抗効果
の線形応答性に優れ、バルクハウゼンノイズを抑制でき
る磁気抵抗効果型読み取りヘッドが提供できる。
According to the present invention, a material having a large exchange anisotropic magnetic field, excellent temperature characteristics of the exchange anisotropic magnetic field, and excellent corrosion resistance is provided. It is possible to provide a magnetoresistive effect read head which is excellent in linear response of magnetoresistive effect by a bias magnetic field utilizing a magnetic field and can suppress Barkhausen noise.

【0082】本発明の第2実施形態によれば、DCマグ
ネトロンスパッタ法により成膜した反強磁性層であるP
tMn膜を使用し、強磁性層を薄く形成することによ
り、より強い交換異方性磁界を得ることができるととも
にアニール工程の熱処理温度を低下でき、且つブロッキ
ング温度を比較的高く、耐食性に優れた反強磁性膜を提
供することができる。
According to the second embodiment of the present invention, the antiferromagnetic layer P formed by the DC magnetron sputtering method is used.
By using a tMn film and thinly forming the ferromagnetic layer, a stronger exchange anisotropic magnetic field can be obtained, the heat treatment temperature in the annealing step can be lowered, the blocking temperature is relatively high, and the corrosion resistance is excellent. An antiferromagnetic film can be provided.

【0083】また、DCマグネトロンスパッタ法により
成膜した反強磁性層であるPtMn膜を使用し、強磁性
層を薄く形成することにより、UVキュア工程およびハ
ードベイク工程(MRヘッドを製造する必須工程)にお
ける250°C近辺でのアニール工程の熱処理温度にお
いて、交換異方性磁界のピーク値を得ることができるの
で、アニールを必要としない反強磁性材料を用いたとき
の再生特性劣化と同等に抑えることができる。
Further, by using a PtMn film which is an antiferromagnetic layer formed by the DC magnetron sputtering method and forming a thin ferromagnetic layer, a UV curing process and a hard baking process (an essential step for manufacturing an MR head). Since the peak value of the exchange anisotropic magnetic field can be obtained at the heat treatment temperature of the annealing step in the vicinity of 250 ° C. in (1), it is equivalent to the deterioration of the reproducing characteristic when the antiferromagnetic material that does not require annealing is used. Can be suppressed.

【0084】更に、従来、強磁性層を薄く形成するとブ
ロッキング温度が低くなる傾向であったが、DCマグネ
トロンスパッタ法により成膜した反強磁性層であるPt
Mn膜を使用することにより、強磁性層を薄く形成して
も、大きなブロッキング温度を確保できる。
Further, conventionally, when the ferromagnetic layer was formed thin, the blocking temperature tended to be lowered, but Pt which is an antiferromagnetic layer formed by the DC magnetron sputtering method.
By using the Mn film, a large blocking temperature can be secured even if the ferromagnetic layer is formed thin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】AMRヘッドにおけるバイアス磁界の説明図で
ある。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a bias magnetic field in an AMR head.

【図2】AMRヘッドにおけるバイアス磁界の説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a bias magnetic field in an AMR head.

【図3】Spin−Valveヘッドにおけるバイアス
磁界の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a bias magnetic field in a Spin-Valve head.

【図4】Spin−Valveヘッドにおけるバイアス
磁界の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a bias magnetic field in a Spin-Valve head.

【図5】PtMn膜の膜組成と交換異方性磁界の関係を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a film composition of a PtMn film and an exchange anisotropic magnetic field.

【図6】PtMn膜の膜組成、熱処理温度と交換異方性
磁界の関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a film composition of a PtMn film, a heat treatment temperature, and an exchange anisotropic magnetic field.

【図7】PtMn膜の熱処理温度、保持時間と交換異方
性磁界の関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a heat treatment temperature and a holding time of a PtMn film and an exchange anisotropic magnetic field.

【図8】PtMn膜の熱処理温度、保持時間と保磁力の
関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a heat treatment temperature and a holding time of a PtMn film and a coercive force.

【図9】PtMn膜の膜厚、熱処理温度と交換異方性磁
界の関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the PtMn film, the heat treatment temperature, and the exchange anisotropic magnetic field.

【図10】NiFe膜の膜厚、熱処理温度、保持時間と
交換異方性磁界の関係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship between a film thickness of NiFe film, a heat treatment temperature, a holding time and an exchange anisotropic magnetic field.

【図11】NiFe膜の膜厚、熱処理温度、保持時間と
交換異方性磁界の関係を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the film thickness of NiFe film, the heat treatment temperature, the holding time and the exchange anisotropic magnetic field.

【図12】PtMn膜の膜厚、NiFe膜の膜厚、熱処
理温度、保持時間と交換異方性磁界の関係を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the film thickness of the PtMn film, the film thickness of the NiFe film, the heat treatment temperature, the holding time and the exchange anisotropic magnetic field.

【図13】NiFe膜とCo膜の交換異方性磁界の比較
を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a comparison of exchange anisotropic magnetic fields of a NiFe film and a Co film.

【図14】交換異方性磁界と測定温度の関係を示す図で
ある。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between an exchange anisotropic magnetic field and a measurement temperature.

【図15】積層順序を変えたときと、下地Ta膜の有無
におけるPtMn膜による交換異方性磁界の比較を示す
図である。
FIG. 15 is a diagram showing a comparison of exchange anisotropic magnetic fields of the PtMn film with and without the underlying Ta film when the stacking order is changed.

【図16】積層順序を変えたときと、下地Ta膜の有無
におけるNiMn膜による交換異方性磁界の比較を示す
図である。
FIG. 16 is a diagram showing a comparison of exchange anisotropic magnetic fields of the NiMn film when the stacking order is changed and when the underlying Ta film is used.

【図17】PtMn、NiMn、NiMnCr膜による
交換異方性磁界の比較を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a comparison of exchange anisotropic magnetic fields by PtMn, NiMn, and NiMnCr films.

【図18】PtMn、NiMn、NiMnCr膜の耐食
性の比較を示す図である。
FIG. 18 is a diagram showing a comparison of corrosion resistance of PtMn, NiMn, and NiMnCr films.

【図19】PtMn膜の膜組成と耐食性の関係を示す図
である。
FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the film composition of a PtMn film and corrosion resistance.

【図20】オージェ電子分光法デプスプロファイルによ
るas depo.状態の界面拡散状況を示す図であ
る。
FIG. 20: as depo. By Auger electron spectroscopy depth profile It is a figure which shows the interface diffusion state of a state.

【図21】オージェ電子分光法デプスプロファイルによ
る熱処理後の界面拡散状況を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing an interface diffusion state after heat treatment by Auger electron spectroscopy depth profile.

【図22】X線回折プロファイルによる膜構造の解析結
果を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing an analysis result of a film structure by an X-ray diffraction profile.

【図23】DCマグネトロンスパッタで成膜したPtM
n膜の交換異方性磁界、NiFe膜の膜厚、熱処理温度
の関係を示す図である。
FIG. 23: PtM deposited by DC magnetron sputtering
It is a figure which shows the exchange anisotropic magnetic field of n film | membrane, the film thickness of NiFe film | membrane, and the relationship of heat processing temperature.

【図24】DCマグネトロンスパッタで成膜したPtM
n膜の交換異方性磁界、熱処理温度、強磁性体層の種類
および膜厚の関係を示す図である。
FIG. 24: PtM deposited by DC magnetron sputtering
It is a figure which shows the exchange anisotropic magnetic field of n film | membrane, the heat processing temperature, the kind of ferromagnetic material layer, and the relationship of film thickness.

【図25】DCマグネトロンスパッタで成膜したPtM
n膜のブロッキング温度、強磁性体層の種類および膜厚
の関係を示す図である。
FIG. 25: PtM deposited by DC magnetron sputtering
It is a figure which shows the blocking temperature of n film | membrane, the kind of ferromagnetic material layer, and the relationship of film thickness.

【図26】第1実施形態と第2実施形態における磁気抵
抗効果型ヘッドに必要な交換異方性磁界を得るための実
験条件を示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing experimental conditions for obtaining an exchange anisotropic magnetic field necessary for the magnetoresistive head in the first embodiment and the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 軟磁性材料層 2 電気絶縁層 3 強磁性体層 4 反磁性体層 5 伝導層 6 磁石 7 Free磁性層 8 非磁性中間層 9 Pinned磁性層 10 反強磁性層 11 磁石 13 反強磁性層 1 Soft Magnetic Material Layer 2 Electrical Insulation Layer 3 Ferromagnetic Layer 4 Diamagnetic Layer 5 Conductive Layer 6 Magnet 7 Free Magnetic Layer 8 Nonmagnetic Intermediate Layer 9 Pinned Magnetic Layer 10 Antiferromagnetic Layer 11 Magnet 13 Antiferromagnetic Layer

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁気抵抗効果を呈する強磁性体層と前記
強磁性体層に直接接する反強磁性体層とを備えた磁気抵
抗効果型ヘッドにおいて、 前記反強磁性体層はPtMn合金からなり且つ熱処理さ
れたものであり、前記反強磁性体層と直接接する前記強
磁性体層との界面において交換異方性磁界を生じさせる
ことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
1. A magnetoresistive head comprising a ferromagnetic layer exhibiting a magnetoresistive effect and an antiferromagnetic layer in direct contact with the ferromagnetic layer, wherein the antiferromagnetic layer is made of a PtMn alloy. A magnetoresistive head, which has been heat-treated and produces an exchange anisotropic magnetic field at the interface with the ferromagnetic layer that is in direct contact with the antiferromagnetic layer.
【請求項2】 請求項1において、 前記PtMn合金の膜組成はPt5〜54Mn46〜9
5原子%であって、その熱処理温度は200°C〜35
0°Cの範囲であることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘ
ッド。
2. The film composition of the PtMn alloy according to claim 1, wherein Pt5 to 54Mn46 to 9 are used.
5 atomic% and the heat treatment temperature is 200 ° C to 35 ° C.
A magnetoresistive head having a range of 0 ° C.
【請求項3】 請求項1において、 前記PtMn合金の膜組成はPt5〜20Mn80〜9
5原子%であって、その熱処理温度は200°C〜35
0°Cの範囲であることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘ
ッド。
3. The film composition of the PtMn alloy according to claim 1, wherein the PtMn alloy has a film composition of Pt5-20Mn80-9.
5 atomic% and the heat treatment temperature is 200 ° C to 35 ° C.
A magnetoresistive head having a range of 0 ° C.
【請求項4】 請求項1において、 前記PtMn合金の膜組成はPt36〜54Mn46〜
64原子%であって、その熱処理温度は200°C〜3
50°Cの範囲であることを特徴とする磁気抵抗効果型
ヘッド。
4. The film composition of claim 1, wherein the PtMn alloy has a film composition of Pt36 to 54Mn46.
64 at%, the heat treatment temperature is 200 ° C. to 3
A magnetoresistive head having a temperature range of 50 ° C.
【請求項5】 磁気抵抗効果を呈する強磁性体層と前記
強磁性体層に直接接する反強磁性体層とを備えた磁気抵
抗効果型ヘッドにおいて、 前記反強磁性体層はPtMn合金からなり且つ熱処理さ
れたものであり、前記反強磁性体層と直接接する前記強
磁性体層との界面に形成された相互拡散層の厚みが20
〜100A(オングストローム)であることを特徴とす
る磁気抵抗効果型ヘッド。
5. A magnetoresistive head comprising a ferromagnetic layer exhibiting a magnetoresistive effect and an antiferromagnetic layer in direct contact with the ferromagnetic layer, wherein the antiferromagnetic layer is made of a PtMn alloy. The heat treatment is performed, and the thickness of the interdiffusion layer formed at the interface between the antiferromagnetic material layer and the antiferromagnetic material layer is 20.
A magnetoresistive head having a thickness of 100 A (angstrom).
【請求項6】 請求項1ないし請求項5のいずれか1つ
の請求項において、 前記強磁性体層の膜組成が、NiFe合金、NiFeC
o合金またはCoのいずれか1つのものであることを特
徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
6. The film composition of the ferromagnetic layer according to claim 1, wherein a film composition of the ferromagnetic layer is NiFe alloy or NiFeC.
A magnetoresistive head, which is one of an o alloy and Co.
【請求項7】 請求項1ないし請求項6のいずれか1つ
の請求項において、 前記反強磁性体層の膜厚が100〜500A(オングス
トローム)であり、前記強磁性体層の膜厚が5〜300
A(オングストローム)であることを特徴とする磁気抵
抗効果型ヘッド。
7. The film according to claim 1, wherein the antiferromagnetic material layer has a thickness of 100 to 500 A (angstrom), and the ferromagnetic material layer has a thickness of 5 nm. ~ 300
A magnetoresistive head of A (Angstrom).
【請求項8】 請求項1において、 前記反強磁性体層であるPtMn合金に代えて、RhM
n合金、RuMn合金、IrMn合金、PdMn合金の
いずれか1つを用いることを特徴とする磁気抵抗効果型
ヘッド。
8. The RhM according to claim 1, in place of the PtMn alloy that is the antiferromagnetic material layer.
A magnetoresistive head, comprising any one of an n alloy, a RuMn alloy, an IrMn alloy, and a PdMn alloy.
【請求項9】 磁気抵抗効果を呈する強磁性体層とPt
Mn合金の反強磁性体層とを直接接触させ、200〜3
50°Cの温度で熱処理し、この温度で4〜20時間保
持し、前記直接接触した強磁性体層と反強磁性体層との
界面に相互拡散層を形成させる磁気抵抗効果型ヘッドの
製造方法。
9. A ferromagnetic layer exhibiting a magnetoresistive effect and Pt.
200 to 3 by directly contacting with the antiferromagnetic layer of Mn alloy
Manufacture of a magnetoresistive head in which a heat treatment is performed at a temperature of 50 ° C., and the temperature is maintained for 4 to 20 hours to form an interdiffusion layer at the interface between the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer in direct contact Method.
【請求項10】 請求項1ないし請求項6のいずれか1
つの請求項において、 前記反強磁性体層の膜厚が10
0〜500A(オングストローム)であり、前記強磁性
体層の膜厚が15〜300A(オングストローム)であ
ることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
10. The method according to any one of claims 1 to 6.
In one claim, the thickness of the antiferromagnetic layer is 10
A magnetoresistive head having a thickness of 0 to 500 A (angstrom) and a thickness of the ferromagnetic layer of 15 to 300 A (angstrom).
【請求項11】 請求項1ないし請求項6のいずれか1
つの請求項において、 前記反強磁性体層の膜厚が10
0〜500A(オングストローム)であり、前記強磁性
体層の膜厚が50〜300A(オングストローム)であ
ることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
11. The method according to any one of claims 1 to 6.
In one claim, the thickness of the antiferromagnetic layer is 10
A magnetoresistive head having a thickness of 0 to 500 A (angstrom) and a thickness of the ferromagnetic layer of 50 to 300 A (angstrom).
【請求項12】 請求項1ないし請求項6のいずれか1
つの請求項において、 前記反強磁性体層の膜厚が10
0〜500A(オングストローム)であり、前記強磁性
体層の膜厚が15〜100A(オングストローム)であ
ることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
12. The method according to any one of claims 1 to 6.
In one claim, the thickness of the antiferromagnetic layer is 10
A magnetoresistive head having a thickness of 0 to 500 A (angstrom) and a thickness of the ferromagnetic layer of 15 to 100 A (angstrom).
【請求項13】 請求項1ないし請求項6のいずれか1
つの請求項において、 前記反強磁性体層の膜厚が10
0〜500A(オングストローム)であり、前記強磁性
体層の膜厚が15〜30A(オングストローム)である
ことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
13. The method according to any one of claims 1 to 6.
In one claim, the thickness of the antiferromagnetic layer is 10
A magnetoresistive head having a thickness of 0 to 500 A (angstrom) and a thickness of the ferromagnetic layer of 15 to 30 A (angstrom).
【請求項14】 請求項9において、 前記強磁性体層と反強磁性体層をDCマグネトロンスパ
ッタ法により成膜することを特徴とする磁気抵抗効果型
ヘッドの製造方法。
14. The method of manufacturing a magnetoresistive head according to claim 9, wherein the ferromagnetic material layer and the antiferromagnetic material layer are formed by a DC magnetron sputtering method.
【請求項15】 磁気抵抗効果を呈する強磁性体層とP
tMn合金の反強磁性体層とを直接接触させ、DCマグ
ネトロンスパッタ法を用いて成膜し、210°C〜25
0°Cのアニール温度で熱処理し、前記直接接触した強
磁性体層と反強磁性体層との界面に相互拡散層を形成さ
せる磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法。
15. A ferromagnetic layer exhibiting a magnetoresistive effect and P
Direct contact is made with the antiferromagnetic layer of tMn alloy, and the film is formed using the DC magnetron sputtering method at 210 ° C to 25 ° C.
A method of manufacturing a magnetoresistive head, in which heat treatment is performed at an annealing temperature of 0 ° C. to form an interdiffusion layer at the interface between the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer that are in direct contact with each other.
【請求項16】 磁気抵抗効果を呈する強磁性体層とP
tMn合金の反強磁性体層とを直接接触させ、DCマグ
ネトロンスパッタ法を用いて成膜し、略250°C近辺
のアニール温度で熱処理し、交換異方性磁界が略ピーク
値となるように前記直接接触した強磁性体層と反強磁性
体層との界面に相互拡散層を形成させる磁気抵抗効果型
ヘッドの製造方法。
16. A ferromagnetic layer exhibiting a magnetoresistive effect and P
The antiferromagnetic material layer of tMn alloy is brought into direct contact, and a film is formed by using a DC magnetron sputtering method and heat-treated at an annealing temperature near 250 ° C. so that the exchange anisotropic magnetic field has a substantially peak value. A method of manufacturing a magnetoresistive head, comprising forming an interdiffusion layer at an interface between a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer that are in direct contact with each other.
【請求項17】 磁気抵抗効果を呈する強磁性体層と前
記強磁性体層に直接接する反強磁性体層とを備えた磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、 前記反強磁性体層はPtMn合金からなり、その膜組成
はPt5〜20Mn80〜95原子%であって、前記反
強磁性体層と直接接する前記強磁性体層との界面で成膜
直後の交換異方性磁界を生じさせることを特徴とする磁
気抵抗効果型ヘッド。
17. A magnetoresistive head comprising a ferromagnetic layer exhibiting a magnetoresistive effect and an antiferromagnetic layer in direct contact with the ferromagnetic layer, wherein the antiferromagnetic layer comprises a PtMn alloy. The film composition thereof is Pt 5 to 20 Mn 80 to 95 atom%, and an exchange anisotropic magnetic field immediately after film formation is generated at the interface with the ferromagnetic layer that is in direct contact with the antiferromagnetic layer. A magnetoresistive head.
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US6819532B2 (en) 2001-10-12 2004-11-16 Nec Corporation Magnetoresistance effect device exchange coupling film including a disordered antiferromagnetic layer, an FCC exchange coupling giving layer, and a BCC exchange coupling enhancement layer
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US7805828B2 (en) 2003-08-07 2010-10-05 Tdk Corporation Method of manufacturing thin-film magnetic head

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