JPH0916915A - 磁気抵抗効果型トランスデューサ及び磁気記録装置 - Google Patents
磁気抵抗効果型トランスデューサ及び磁気記録装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】スピンバルブ磁気抵抗効果を利用して、磁界の
変化を抵抗の変化に変換する磁気抵抗効果型トランスデ
ューサに関し、反強磁性層の下地層として耐腐食性の高
い材料を用い、かつ反強磁性層の結晶性を改善すること
を目的とする。 【構成】基板１１上に、タンタル膜１２ａとニッケル鉄
系合金膜１２ｂの２層膜からなる下地層１２と、反強磁
性層１３と、第１の軟磁性層１４と、非磁性金属層１５
と、第２の軟磁性層１６とが順に形成されてなる。
変化を抵抗の変化に変換する磁気抵抗効果型トランスデ
ューサに関し、反強磁性層の下地層として耐腐食性の高
い材料を用い、かつ反強磁性層の結晶性を改善すること
を目的とする。 【構成】基板１１上に、タンタル膜１２ａとニッケル鉄
系合金膜１２ｂの２層膜からなる下地層１２と、反強磁
性層１３と、第１の軟磁性層１４と、非磁性金属層１５
と、第２の軟磁性層１６とが順に形成されてなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果型トラン
スデューサ及び磁気記録装置に関し、より詳しくは、ス
ピンバルブ磁気抵抗効果を利用して、磁界の変化を抵抗
の変化に変換する磁気抵抗効果型トランスデューサ及び
磁気記録装置に関する。
スデューサ及び磁気記録装置に関し、より詳しくは、ス
ピンバルブ磁気抵抗効果を利用して、磁界の変化を抵抗
の変化に変換する磁気抵抗効果型トランスデューサ及び
磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来例のスピンバルブ磁気抵抗効果を利
用した磁気抵抗効果型トランスデューサの構成を図４
（ａ），（ｂ）に示す。図４（ａ）は斜視図、図４
（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。図４（ａ），
（ｂ）に示すように、アルミナ付きアルチック基板１上
に、ＮｉＭｎからなる反強磁性層２と、第１の軟磁性層
３と、非磁性金属層４と、第２の軟磁性層５とが順に積
層されている。また、第２の軟磁性層５の両端部には電
極端子６ａ，６ｂが接続され、電極端子６ａ，６ｂに挟
まれた領域が電圧変化を検出するセンス領域ＳＡとな
る。
用した磁気抵抗効果型トランスデューサの構成を図４
（ａ），（ｂ）に示す。図４（ａ）は斜視図、図４
（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。図４（ａ），
（ｂ）に示すように、アルミナ付きアルチック基板１上
に、ＮｉＭｎからなる反強磁性層２と、第１の軟磁性層
３と、非磁性金属層４と、第２の軟磁性層５とが順に積
層されている。また、第２の軟磁性層５の両端部には電
極端子６ａ，６ｂが接続され、電極端子６ａ，６ｂに挟
まれた領域が電圧変化を検出するセンス領域ＳＡとな
る。
【０００３】反強磁性層２にはＸ軸方向に交換結合磁界
Ｈuaが発生しており、第１の軟磁性層３は反強磁性層２
と交換結合している。これにより、第１の軟磁性層３の
磁化はＸ軸方向に固定され、Ｘ軸方向の信号磁界に対し
て回転しないようになっている。一方、第２の軟磁性層
５の磁化は、信号磁界が零のときに、第１の軟磁性層３
の磁化方向に対して直交するよう（磁化容易軸方向であ
るＹ軸方向）に設定されており、信号磁界に応じて回転
する。第１の軟磁性層３の磁化方向と第２の軟磁性層５
の磁化方向を直交させているのは、磁界に対して線形に
磁気抵抗を変化させるためである。
Ｈuaが発生しており、第１の軟磁性層３は反強磁性層２
と交換結合している。これにより、第１の軟磁性層３の
磁化はＸ軸方向に固定され、Ｘ軸方向の信号磁界に対し
て回転しないようになっている。一方、第２の軟磁性層
５の磁化は、信号磁界が零のときに、第１の軟磁性層３
の磁化方向に対して直交するよう（磁化容易軸方向であ
るＹ軸方向）に設定されており、信号磁界に応じて回転
する。第１の軟磁性層３の磁化方向と第２の軟磁性層５
の磁化方向を直交させているのは、磁界に対して線形に
磁気抵抗を変化させるためである。
【０００４】そして、第１の軟磁性層３と第２の軟磁性
層５の磁化方向のなす角度θの余弦（ｃｏｓθ）に比例
して積層膜全体の抵抗が変化する。このとき、電極端子
６ａ，６ｂを通して電流を流しておくことにより、その
抵抗変化を電極端子６ａ，６ｂ間の電圧変化として検出
する。
層５の磁化方向のなす角度θの余弦（ｃｏｓθ）に比例
して積層膜全体の抵抗が変化する。このとき、電極端子
６ａ，６ｂを通して電流を流しておくことにより、その
抵抗変化を電極端子６ａ，６ｂ間の電圧変化として検出
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、公開特
許公報〔特開平６−７６２４７〕に記載されているよう
に、反強磁性層の反強磁性は下地層の影響を強く受け、
下地層の材料に依存して交換結合磁界Ｈuaが変化してい
た。従来例の磁気抵抗効果型トランスデューサでは、Ｎ
ｉＭｎ層の下地層がアルミナであり、ＮｉＭｎ層は良好
な反強磁性層となっていなかった。このため、交換結合
磁界Ｈuaが弱く、第１の軟磁性層の磁化の固定が十分で
なかった。これにより、信号磁界に対して第１の軟磁性
層の磁化方向が変化し、線形な磁気抵抗変化を得ること
が困難であった。
許公報〔特開平６−７６２４７〕に記載されているよう
に、反強磁性層の反強磁性は下地層の影響を強く受け、
下地層の材料に依存して交換結合磁界Ｈuaが変化してい
た。従来例の磁気抵抗効果型トランスデューサでは、Ｎ
ｉＭｎ層の下地層がアルミナであり、ＮｉＭｎ層は良好
な反強磁性層となっていなかった。このため、交換結合
磁界Ｈuaが弱く、第１の軟磁性層の磁化の固定が十分で
なかった。これにより、信号磁界に対して第１の軟磁性
層の磁化方向が変化し、線形な磁気抵抗変化を得ること
が困難であった。
【０００６】この交換結合磁界Ｈuaの低下の問題を回避
する対策として、下地層にジルコニウム（Ｚｒ）層を用
いることが、公開特許公報〔特開平６−７６２４７〕に
提案されている。しかし、Ｚｒは耐腐食性に劣り、磁気
抵抗効果型トランスデューサを磁気ヘッドに搭載したと
きなど大気に触れる部分が大気中の水分等により腐食し
てしまうという問題がある。
する対策として、下地層にジルコニウム（Ｚｒ）層を用
いることが、公開特許公報〔特開平６−７６２４７〕に
提案されている。しかし、Ｚｒは耐腐食性に劣り、磁気
抵抗効果型トランスデューサを磁気ヘッドに搭載したと
きなど大気に触れる部分が大気中の水分等により腐食し
てしまうという問題がある。
【０００７】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて
創作されたものであり、反強磁性層の下地層として耐腐
食性の高い材料を用い、かつ反強磁性層の結晶性を改善
することができる磁気抵抗効果型トランスデューサを提
供することを目的とする。
創作されたものであり、反強磁性層の下地層として耐腐
食性の高い材料を用い、かつ反強磁性層の結晶性を改善
することができる磁気抵抗効果型トランスデューサを提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、基
板上に、タンタル膜とニッケル鉄系合金膜の２層膜から
なる下地層と、反強磁性層と、第１の軟磁性層と、非磁
性金属層と、第２の軟磁性層とが順に形成されているこ
とを特徴とする磁気抵抗効果型トランスデューサによっ
て達成され、第２に、前記基板はアルミナ膜で覆われた
アルチック基板であることを特徴とする第１の発明に記
載の磁気抵抗効果型トランスデューサによって達成さ
れ、第３に、前記反強磁性層は、ニッケルマンガン系合
金層であることを特徴とする第１又は第２の発明に記載
の磁気抵抗効果型トランスデューサによって達成され、
第４に、前記下地層のニッケル鉄系合金膜は、異方性磁
気抵抗効果（ＡＭＲ効果）の小さいニッケル鉄系合金膜
であることを特徴とする第１乃至第３の発明のいずれか
に記載の磁気抵抗効果型トランスデューサによって達成
され、第５に、前記ニッケル鉄系合金膜は、ＮｉＦｅＣ
ｒ合金膜，ＮｉＦｅＮｂ合金膜又はＮｉＦｅＲｈ合金膜
のうちいずれかであることを特徴とする第４の発明に記
載の磁気抵抗効果型トランスデューサによって達成さ
れ、第６に、第１乃至第６の発明のいずれかに記載の磁
気抵抗効果型トランスデューサを用いた磁気記録装置に
よって達成される。
板上に、タンタル膜とニッケル鉄系合金膜の２層膜から
なる下地層と、反強磁性層と、第１の軟磁性層と、非磁
性金属層と、第２の軟磁性層とが順に形成されているこ
とを特徴とする磁気抵抗効果型トランスデューサによっ
て達成され、第２に、前記基板はアルミナ膜で覆われた
アルチック基板であることを特徴とする第１の発明に記
載の磁気抵抗効果型トランスデューサによって達成さ
れ、第３に、前記反強磁性層は、ニッケルマンガン系合
金層であることを特徴とする第１又は第２の発明に記載
の磁気抵抗効果型トランスデューサによって達成され、
第４に、前記下地層のニッケル鉄系合金膜は、異方性磁
気抵抗効果（ＡＭＲ効果）の小さいニッケル鉄系合金膜
であることを特徴とする第１乃至第３の発明のいずれか
に記載の磁気抵抗効果型トランスデューサによって達成
され、第５に、前記ニッケル鉄系合金膜は、ＮｉＦｅＣ
ｒ合金膜，ＮｉＦｅＮｂ合金膜又はＮｉＦｅＲｈ合金膜
のうちいずれかであることを特徴とする第４の発明に記
載の磁気抵抗効果型トランスデューサによって達成さ
れ、第６に、第１乃至第６の発明のいずれかに記載の磁
気抵抗効果型トランスデューサを用いた磁気記録装置に
よって達成される。
【０００９】
【作用】本発明の磁気抵抗効果型トランスデューサによ
れば、反強磁性層の下地層としてタンタル膜（Ｔａ膜）
とニッケル鉄系合金膜（ＮｉＦｅ系合金膜）の２層膜を
用いている。ＮｉＦｅ系合金膜はＦＣＣ（Face Centere
d Cubic ）結晶構造となるため、これに接する反強磁性
層、特にＮｉＭｎ系合金層はＦＣＴ（Face Centered Te
tragonal）結晶構造となり、その結晶性が改善される。
従って、交換結合磁界Ｈuaが強く、反強磁性層と接する
第１の軟磁性層の磁化方向が交換結合磁界Ｈuaの方向に
十分に固定され、これにより、磁界の変化に対して線形
な磁気抵抗変化を得ることが可能となる。なお、ＦＣＴ
結晶構造はＦＣＣ結晶構造の立方体が直方体になったよ
うな構造のことである。
れば、反強磁性層の下地層としてタンタル膜（Ｔａ膜）
とニッケル鉄系合金膜（ＮｉＦｅ系合金膜）の２層膜を
用いている。ＮｉＦｅ系合金膜はＦＣＣ（Face Centere
d Cubic ）結晶構造となるため、これに接する反強磁性
層、特にＮｉＭｎ系合金層はＦＣＴ（Face Centered Te
tragonal）結晶構造となり、その結晶性が改善される。
従って、交換結合磁界Ｈuaが強く、反強磁性層と接する
第１の軟磁性層の磁化方向が交換結合磁界Ｈuaの方向に
十分に固定され、これにより、磁界の変化に対して線形
な磁気抵抗変化を得ることが可能となる。なお、ＦＣＴ
結晶構造はＦＣＣ結晶構造の立方体が直方体になったよ
うな構造のことである。
【００１０】ところで、アルチック基板上に直接ＮｉＦ
ｅ系合金膜を形成したのではＦＣＣ結晶構造を有するＮ
ｉＦｅ系合金膜が得られない。本発明では、ＮｉＦｅ系
合金膜は直接アルチック基板と接触せずにＴａ膜上に形
成されているので、Ｔａ膜がＮｉＦｅ系合金膜の結晶性
を改善する働きをし、ＦＣＣ結晶構造を有するＮｉＦｅ
系合金膜が形成される。
ｅ系合金膜を形成したのではＦＣＣ結晶構造を有するＮ
ｉＦｅ系合金膜が得られない。本発明では、ＮｉＦｅ系
合金膜は直接アルチック基板と接触せずにＴａ膜上に形
成されているので、Ｔａ膜がＮｉＦｅ系合金膜の結晶性
を改善する働きをし、ＦＣＣ結晶構造を有するＮｉＦｅ
系合金膜が形成される。
【００１１】また、下地層のＮｉＦｅ系合金膜としてＮ
ｉＦｅ合金膜，ＮｉＦｅＣｒ合金膜，ＮｉＦｅＮｂ合金
膜又はＮｉＦｅＲｈ合金膜のうちいずれかを用いること
ができる。このうち、ＮｉＦｅ合金膜はもともと異方性
磁気抵抗効果を有しているため、これをそのまま下地層
として用いた場合、下地層上方のＭＲ素子によるスピン
バルブ効果のほか、下地層のＮｉＦｅ合金による異方性
磁気抵抗効果が生じるため、これがスピンバルブ効果に
加わり、ノイズとなる。このため、場合によりＮｉＦｅ
合金膜は避けたほうがよい。
ｉＦｅ合金膜，ＮｉＦｅＣｒ合金膜，ＮｉＦｅＮｂ合金
膜又はＮｉＦｅＲｈ合金膜のうちいずれかを用いること
ができる。このうち、ＮｉＦｅ合金膜はもともと異方性
磁気抵抗効果を有しているため、これをそのまま下地層
として用いた場合、下地層上方のＭＲ素子によるスピン
バルブ効果のほか、下地層のＮｉＦｅ合金による異方性
磁気抵抗効果が生じるため、これがスピンバルブ効果に
加わり、ノイズとなる。このため、場合によりＮｉＦｅ
合金膜は避けたほうがよい。
【００１２】そのような場合には、ＮｉＦｅ合金膜の代
わりに、ＮｉＦｅにＣｒ，Ｎｂ又はＲｈを混ぜた、Ｎｉ
ＦｅＣｒ合金膜，ＮｉＦｅＮｂ合金膜又はＮｉＦｅＲｈ
合金膜のうちいずれかを用いることにより、異方性磁気
抵抗効果を小さくすることができるため、磁気ヘッドの
ノイズを低減することができる。また、下地層としてＴ
ａ膜とＮｉＦｅ系合金膜を用いているので、Ｚｒと比較
して大幅に耐腐食性が改善される。
わりに、ＮｉＦｅにＣｒ，Ｎｂ又はＲｈを混ぜた、Ｎｉ
ＦｅＣｒ合金膜，ＮｉＦｅＮｂ合金膜又はＮｉＦｅＲｈ
合金膜のうちいずれかを用いることにより、異方性磁気
抵抗効果を小さくすることができるため、磁気ヘッドの
ノイズを低減することができる。また、下地層としてＴ
ａ膜とＮｉＦｅ系合金膜を用いているので、Ｚｒと比較
して大幅に耐腐食性が改善される。
【００１３】本発明の磁気記録装置によれば、上記の磁
気抵抗効果型トランスデューサを用いているので、耐腐
食性が高く、線形な磁気抵抗変化が得られ、かつノイズ
が小さい磁気記録装置を提供することができる。
気抵抗効果型トランスデューサを用いているので、耐腐
食性が高く、線形な磁気抵抗変化が得られ、かつノイズ
が小さい磁気記録装置を提供することができる。
【００１４】
（１）第１の実施例 本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗効果型トランスデ
ューサについて図１（ａ），（ｂ）を参照しながら説明
する。図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）はそのＢ
−Ｂ線断面図である。なお、図１（ａ）においてはアル
チック基板１１を省略している。
ューサについて図１（ａ），（ｂ）を参照しながら説明
する。図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）はそのＢ
−Ｂ線断面図である。なお、図１（ａ）においてはアル
チック基板１１を省略している。
【００１５】図１（ａ），（ｂ）に示すように、表面に
アルミナ膜が形成されたアルチック基板１１上に、膜厚
５〜１０ｎｍのＴａ膜１２ａ及びＴａ膜上に積層された
膜厚５〜２０ｎｍのＮｉＦｅ膜１２ｂからなる下地層１
２と、膜厚２０〜３０ｎｍのＮｉＭｎ膜からなる反強磁
性層１３と、５〜１０ｎｍのＮｉＦｅ膜或いはＣｏ膜或
いはＣｏ系合金膜からなる第１の軟磁性層１４と、膜厚
２〜３ｎｍのＣｕ膜からなる非磁性金属層１５と、膜厚
５〜１０ｎｍのＮｉＦｅ膜からなる第２の軟磁性層１６
とが順に積層されている。
アルミナ膜が形成されたアルチック基板１１上に、膜厚
５〜１０ｎｍのＴａ膜１２ａ及びＴａ膜上に積層された
膜厚５〜２０ｎｍのＮｉＦｅ膜１２ｂからなる下地層１
２と、膜厚２０〜３０ｎｍのＮｉＭｎ膜からなる反強磁
性層１３と、５〜１０ｎｍのＮｉＦｅ膜或いはＣｏ膜或
いはＣｏ系合金膜からなる第１の軟磁性層１４と、膜厚
２〜３ｎｍのＣｕ膜からなる非磁性金属層１５と、膜厚
５〜１０ｎｍのＮｉＦｅ膜からなる第２の軟磁性層１６
とが順に積層されている。
【００１６】更に、第２の軟磁性層１６の両端部には膜
厚０．３μｍの金膜からなる電極端子１７ａ，１７ｂが
接続されている。電極端子１７ａ，１７ｂに挟まれた領
域が、信号磁界を受けて変化する電圧を検出するセンス
領域ＳＡとなる。反強磁性層１３にはＸ軸方向に交換結
合磁界Ｈuaが発生しており、第１の軟磁性層１４は反強
磁性層１３と交換結合している。これにより、第１の軟
磁性層１４の磁化はＸ軸方向に固定され、Ｘ軸方向の信
号磁界に対して回転しないようになっている。
厚０．３μｍの金膜からなる電極端子１７ａ，１７ｂが
接続されている。電極端子１７ａ，１７ｂに挟まれた領
域が、信号磁界を受けて変化する電圧を検出するセンス
領域ＳＡとなる。反強磁性層１３にはＸ軸方向に交換結
合磁界Ｈuaが発生しており、第１の軟磁性層１４は反強
磁性層１３と交換結合している。これにより、第１の軟
磁性層１４の磁化はＸ軸方向に固定され、Ｘ軸方向の信
号磁界に対して回転しないようになっている。
【００１７】一方、第２の軟磁性層１６の磁化方向は、
信号磁界が零のときに、第１の軟磁性層１４の磁化方向
に対して直交するよう（磁化容易軸方向であるＹ軸方
向）に設定されている。そして、信号磁界が印加される
ことにより、第２の軟磁性層１６の磁化方向は信号磁界
の強度に応じて回転し、これと第１の軟磁性層１４の磁
化方向とのなす角度θの余弦（ｃｏｓθ）に比例して積
層膜全体の抵抗が変化する。このとき、電極端子１７
ａ，１７ｂを通して電流を流しておくことにより、その
抵抗変化を電極端子１７ａ，１７ｂ間の電圧変化として
検出する。
信号磁界が零のときに、第１の軟磁性層１４の磁化方向
に対して直交するよう（磁化容易軸方向であるＹ軸方
向）に設定されている。そして、信号磁界が印加される
ことにより、第２の軟磁性層１６の磁化方向は信号磁界
の強度に応じて回転し、これと第１の軟磁性層１４の磁
化方向とのなす角度θの余弦（ｃｏｓθ）に比例して積
層膜全体の抵抗が変化する。このとき、電極端子１７
ａ，１７ｂを通して電流を流しておくことにより、その
抵抗変化を電極端子１７ａ，１７ｂ間の電圧変化として
検出する。
【００１８】次に、上記の磁気抵抗効果型トランスデュ
ーサの製造方法について図１（ａ），（ｂ）を参照しな
がら説明する。まず、アルチック基板１１のアルミナ膜
上にスパッタ法によりＴａ膜１２ａとＮｉＦｅ膜１２ｂ
を順に積層し、下地層１２を形成する。このとき、アル
チック基板１１或いはアルミナ膜上に直接形成したので
はＦＣＣ結晶構造を有するＮｉＦｅ膜１２ｂが得られな
いが、ＮｉＦｅ膜１２ｂは直接アルチック基板１１或い
はアルミナ膜と接触せずにＴａ膜１２ａ上に形成されて
いるので、Ｔａ膜１２ａがＮｉＦｅ膜１２ｂの結晶性を
改善する働きをし、ＦＣＣ結晶構造を有するＮｉＦｅ膜
１２ｂが形成される。
ーサの製造方法について図１（ａ），（ｂ）を参照しな
がら説明する。まず、アルチック基板１１のアルミナ膜
上にスパッタ法によりＴａ膜１２ａとＮｉＦｅ膜１２ｂ
を順に積層し、下地層１２を形成する。このとき、アル
チック基板１１或いはアルミナ膜上に直接形成したので
はＦＣＣ結晶構造を有するＮｉＦｅ膜１２ｂが得られな
いが、ＮｉＦｅ膜１２ｂは直接アルチック基板１１或い
はアルミナ膜と接触せずにＴａ膜１２ａ上に形成されて
いるので、Ｔａ膜１２ａがＮｉＦｅ膜１２ｂの結晶性を
改善する働きをし、ＦＣＣ結晶構造を有するＮｉＦｅ膜
１２ｂが形成される。
【００１９】次いで、ＮｉＦｅ膜１２ｂ上にＮｉＭｎ膜
１３を形成した後、強さ１００エルステッド以上の一定
方向の磁場を印加しながら、温度２５０℃以上で加熱す
る。これにより、印加磁場方向にＮｉＭｎ膜１３が磁化
され、反強磁性が付与される。このとき、ＮｉＭｎ膜１
３下地のＮｉＦｅ膜１２ｂによりＮｉＭｎ膜１３はＦＣ
Ｔ結晶構造となり、良好な反強磁性層となる。このた
め、交換結合磁界Ｈuaが十分に強く、ＮｉＭｎ膜１３の
上に積層される第１の軟磁性層１４の磁化方向は交換結
合磁界Ｈuaの方向に十分に固定される。信号磁界の強さ
程度の磁界では動かなくなる。
１３を形成した後、強さ１００エルステッド以上の一定
方向の磁場を印加しながら、温度２５０℃以上で加熱す
る。これにより、印加磁場方向にＮｉＭｎ膜１３が磁化
され、反強磁性が付与される。このとき、ＮｉＭｎ膜１
３下地のＮｉＦｅ膜１２ｂによりＮｉＭｎ膜１３はＦＣ
Ｔ結晶構造となり、良好な反強磁性層となる。このた
め、交換結合磁界Ｈuaが十分に強く、ＮｉＭｎ膜１３の
上に積層される第１の軟磁性層１４の磁化方向は交換結
合磁界Ｈuaの方向に十分に固定される。信号磁界の強さ
程度の磁界では動かなくなる。
【００２０】次に、ＮｉＭｎ膜１３の形成時の印加磁界
の方向と同じ方向に強さ１００エルステッド以上の磁場
を印加し、まず、ＮｉＭｎ膜１３の表面をスパッタエッ
チングし、次に、ＮｉＭｎ膜１３上に、ＦｅＮｉ膜１４
とＣｕ膜１５とＦｅＮｉ膜１６とをスパッタ法により順
に形成する。ＦｅＮｉ膜１４が第１の軟磁性層となり、
Ｃｕ膜１５が非磁性金属層となり、ＦｅＮｉ膜１６が第
２の軟磁性層となる。これにより、第１の軟磁性層１４
及び第２の軟磁性層１６には交換結合磁界Ｈuaの方向と
同じ方向に磁化が付与される。次に、このＨuaと直交す
る方向に１００エルステッド以上の磁界を印加して温度
２００℃以上でアニールする。これにより、Ｈuaは元の
方向に対して直交する方向となり、第１の軟磁性層１４
の磁化方向は交換結合により磁界Ｈuaの方向に磁化が固
定され、交換結合磁界Ｈuaの影響が及ばない第２の軟磁
性層１６の磁化は交換結合磁界Ｈuaの方向に直交する方
向に向く。
の方向と同じ方向に強さ１００エルステッド以上の磁場
を印加し、まず、ＮｉＭｎ膜１３の表面をスパッタエッ
チングし、次に、ＮｉＭｎ膜１３上に、ＦｅＮｉ膜１４
とＣｕ膜１５とＦｅＮｉ膜１６とをスパッタ法により順
に形成する。ＦｅＮｉ膜１４が第１の軟磁性層となり、
Ｃｕ膜１５が非磁性金属層となり、ＦｅＮｉ膜１６が第
２の軟磁性層となる。これにより、第１の軟磁性層１４
及び第２の軟磁性層１６には交換結合磁界Ｈuaの方向と
同じ方向に磁化が付与される。次に、このＨuaと直交す
る方向に１００エルステッド以上の磁界を印加して温度
２００℃以上でアニールする。これにより、Ｈuaは元の
方向に対して直交する方向となり、第１の軟磁性層１４
の磁化方向は交換結合により磁界Ｈuaの方向に磁化が固
定され、交換結合磁界Ｈuaの影響が及ばない第２の軟磁
性層１６の磁化は交換結合磁界Ｈuaの方向に直交する方
向に向く。
【００２１】次いで、第２の軟磁性層１５上に形成した
不図示のレジストマスクに従って、下地層１２，第１の
軟磁性層１３，非磁性金属層１４及び第２の軟磁性層１
５をエッチングし、第２の軟磁性層１６の磁化方向を長
手方向とする長方形形状に整形する。その後、第２の軟
磁性層１６上にＡｕ膜を形成した後、パターニングして
第２の軟磁性層１６の両端部と接触する電極端子１７
ａ，１７ｂを形成する。
不図示のレジストマスクに従って、下地層１２，第１の
軟磁性層１３，非磁性金属層１４及び第２の軟磁性層１
５をエッチングし、第２の軟磁性層１６の磁化方向を長
手方向とする長方形形状に整形する。その後、第２の軟
磁性層１６上にＡｕ膜を形成した後、パターニングして
第２の軟磁性層１６の両端部と接触する電極端子１７
ａ，１７ｂを形成する。
【００２２】以上のように、第１の実施例に係る磁気抵
抗効果型トランスデューサによれば、反強磁性層１３の
下地層１２としてＴａ膜１２ａとＮｉＦｅ膜１２ｂの２
層膜を用いている。反強磁性層１３、特にＮｉＭｎ系合
金層の結晶性はこれに接する結晶性の良いＮｉＦｅ系合
金膜１２ｂにより改善されるので、交換結合磁界Ｈuaが
十分に強く、これと接する第１の軟磁性層１４の磁化方
向は交換結合磁界Ｈuaの方向に十分に固定される。
抗効果型トランスデューサによれば、反強磁性層１３の
下地層１２としてＴａ膜１２ａとＮｉＦｅ膜１２ｂの２
層膜を用いている。反強磁性層１３、特にＮｉＭｎ系合
金層の結晶性はこれに接する結晶性の良いＮｉＦｅ系合
金膜１２ｂにより改善されるので、交換結合磁界Ｈuaが
十分に強く、これと接する第１の軟磁性層１４の磁化方
向は交換結合磁界Ｈuaの方向に十分に固定される。
【００２３】また、下地層１２としてＴａ膜１２ａとＮ
ｉＦｅ膜１２ｂを用いているので、従来例のＺｒ膜の場
合と比較して大幅に耐腐食性が改善される。 （２）第２の実施例 本発明の第２の実施例に係る磁気抵抗効果型トランスデ
ューサについて図２を参照しながら説明する。図２は磁
気抵抗効果型トランスデューサの構造を示す断面図であ
る。
ｉＦｅ膜１２ｂを用いているので、従来例のＺｒ膜の場
合と比較して大幅に耐腐食性が改善される。 （２）第２の実施例 本発明の第２の実施例に係る磁気抵抗効果型トランスデ
ューサについて図２を参照しながら説明する。図２は磁
気抵抗効果型トランスデューサの構造を示す断面図であ
る。
【００２４】第１の実施例と異なるところは、下地層１
２のＮｉＦｅ合金膜１２ｂの代わりに、ＮｉＦｅＣｒ合
金膜，ＮｉＦｅＮｂ合金膜又はＮｉＦｅＲｈ合金膜のう
ちいずれかのＮｉＦｅ系合金膜１２ｃを用いていること
である。ＮｉＦｅ合金はもともと異方性磁気抵抗効果
（ＡＭＲ効果）を有しているため、これをそのまま下地
層１２として用いた場合、下地層１２上方のＭＲ素子に
よるスピンバルブ効果のほか、下地層１２のＮｉＦｅ合
金膜１２ｂによる異方性磁気抵抗効果が生じるため、こ
れがスピンバルブ効果に加わり、ノイズとなる。
２のＮｉＦｅ合金膜１２ｂの代わりに、ＮｉＦｅＣｒ合
金膜，ＮｉＦｅＮｂ合金膜又はＮｉＦｅＲｈ合金膜のう
ちいずれかのＮｉＦｅ系合金膜１２ｃを用いていること
である。ＮｉＦｅ合金はもともと異方性磁気抵抗効果
（ＡＭＲ効果）を有しているため、これをそのまま下地
層１２として用いた場合、下地層１２上方のＭＲ素子に
よるスピンバルブ効果のほか、下地層１２のＮｉＦｅ合
金膜１２ｂによる異方性磁気抵抗効果が生じるため、こ
れがスピンバルブ効果に加わり、ノイズとなる。
【００２５】しかし、ＮｉＦｅにＣｒ（クロム），Ｎｂ
（ニオブ）又はＲｈ（ロジウム）を混ぜたＮｉＦｅ系合
金膜１２ｃを用いることにより、異方性磁気抵抗効果を
小さくすることができるため、磁気ヘッドのノイズを低
減することができる。なお、上記の実施例では、反強磁
性層としてＮｉＭｎ膜１３を用いているが、ＮｉＭｎに
他の元素Ｃｒ，Ｆｅ，Ｐｔ，Ｎｂ又はＣｏ等を混ぜたＮ
ｉＭｎ系合金膜を用いてもよい。
（ニオブ）又はＲｈ（ロジウム）を混ぜたＮｉＦｅ系合
金膜１２ｃを用いることにより、異方性磁気抵抗効果を
小さくすることができるため、磁気ヘッドのノイズを低
減することができる。なお、上記の実施例では、反強磁
性層としてＮｉＭｎ膜１３を用いているが、ＮｉＭｎに
他の元素Ｃｒ，Ｆｅ，Ｐｔ，Ｎｂ又はＣｏ等を混ぜたＮ
ｉＭｎ系合金膜を用いてもよい。
【００２６】また、下地層１２としてＴａ膜１２ａとＮ
ｉＦｅ系合金膜１２ｂ，１２ｃを用いているが、ＮｉＭ
ｎ系合金膜１３の結晶性を改善し、耐腐食性の高いもの
であればよい。 （３）第３の実施例 次に、上記の第１及び第２の実施例に係る磁気記録媒体
を用いた第３の実施例に係る磁気記録装置について図３
（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。図３（ａ）〜
（ｃ）は、磁気記録装置の磁気記録媒体及び磁気ヘッド
の部分を示す断面図である。
ｉＦｅ系合金膜１２ｂ，１２ｃを用いているが、ＮｉＭ
ｎ系合金膜１３の結晶性を改善し、耐腐食性の高いもの
であればよい。 （３）第３の実施例 次に、上記の第１及び第２の実施例に係る磁気記録媒体
を用いた第３の実施例に係る磁気記録装置について図３
（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。図３（ａ）〜
（ｃ）は、磁気記録装置の磁気記録媒体及び磁気ヘッド
の部分を示す断面図である。
【００２７】図３（ａ）は、複合型ＭＲヘッドを示す。
Ａ部が再生用ヘッド、Ｂ部が記録用ヘッドを示し、再生
用ヘッドの磁気シールドと記録用ヘッドの磁極は軟磁性
層１０２が共用されている。図３（ａ）に示すように、
再生用ヘッドの部分では、磁気シールドとしての軟磁性
層１０１，１０２が間隔をおいて対向し、磁気記録媒体
１０６と対面する部分１０５のギャップ内に上記のＭＲ
素子が挟まれている。磁気記録媒体１０６からの漏洩磁
界は直接ＭＲ素子に検出される。
Ａ部が再生用ヘッド、Ｂ部が記録用ヘッドを示し、再生
用ヘッドの磁気シールドと記録用ヘッドの磁極は軟磁性
層１０２が共用されている。図３（ａ）に示すように、
再生用ヘッドの部分では、磁気シールドとしての軟磁性
層１０１，１０２が間隔をおいて対向し、磁気記録媒体
１０６と対面する部分１０５のギャップ内に上記のＭＲ
素子が挟まれている。磁気記録媒体１０６からの漏洩磁
界は直接ＭＲ素子に検出される。
【００２８】また、記録用ヘッドの部分では、磁極とし
ての軟磁性層１０２，１０４が間隔をおいて対向し、軟
磁性層１０２，１０４間のギャップ内に軟磁性層１０
２，１０４を通流する磁束を発生するコイル１０３が形
成されている。この磁束により対面部分１０５のギャッ
プから漏洩磁界を発生させて磁気記録媒体１０６に記録
を行う。
ての軟磁性層１０２，１０４が間隔をおいて対向し、軟
磁性層１０２，１０４間のギャップ内に軟磁性層１０
２，１０４を通流する磁束を発生するコイル１０３が形
成されている。この磁束により対面部分１０５のギャッ
プから漏洩磁界を発生させて磁気記録媒体１０６に記録
を行う。
【００２９】この磁気記録装置によれば、上記実施例に
係る磁気記録媒体を用いているので、耐腐食性が高く、
線形な磁気抵抗変化が得られ、かつノイズが小さい。図
３（ｂ）はフラックスガイドを有するインギャップ型Ｍ
Ｒヘッドを示す。同図に示すように、磁極としての軟磁
性層１１１，１１４が間隔をおいて対向し、磁気記録媒
体１１６と対面する部分１１５のギャップ内に上記のＭ
Ｒ素子が挟まれ、軟磁性層１１１，１１４間のギャップ
内に軟磁性層１１１，１１４を通流する磁束を発生する
コイル１１３が形成されている。
係る磁気記録媒体を用いているので、耐腐食性が高く、
線形な磁気抵抗変化が得られ、かつノイズが小さい。図
３（ｂ）はフラックスガイドを有するインギャップ型Ｍ
Ｒヘッドを示す。同図に示すように、磁極としての軟磁
性層１１１，１１４が間隔をおいて対向し、磁気記録媒
体１１６と対面する部分１１５のギャップ内に上記のＭ
Ｒ素子が挟まれ、軟磁性層１１１，１１４間のギャップ
内に軟磁性層１１１，１１４を通流する磁束を発生する
コイル１１３が形成されている。
【００３０】ＭＲ素子は、腐食を避けるため、或いは磁
気記録媒体との直接接触を避けるため、磁気記録媒体１
１６との対面部分１１５に露出せずに、磁気ヘッドの内
側に引っ込んでいる。対面部分１１５には、ＭＲ素子と
電気的に絶縁され、磁気的に結合されているフラックス
ガイド112aが露出している。磁気記録媒体１１６からの
漏洩磁界はフラックスガイド112aに入り、ＭＲ素子に検
出される。なお、ＭＲ素子の他端には、ＭＲ素子と電気
的に絶縁され、かつ磁気的に結合された別のフラックス
ガイド112bが形成されており、ＭＲ素子を通った磁束を
軟磁性層１１１，１１４に導く。
気記録媒体との直接接触を避けるため、磁気記録媒体１
１６との対面部分１１５に露出せずに、磁気ヘッドの内
側に引っ込んでいる。対面部分１１５には、ＭＲ素子と
電気的に絶縁され、磁気的に結合されているフラックス
ガイド112aが露出している。磁気記録媒体１１６からの
漏洩磁界はフラックスガイド112aに入り、ＭＲ素子に検
出される。なお、ＭＲ素子の他端には、ＭＲ素子と電気
的に絶縁され、かつ磁気的に結合された別のフラックス
ガイド112bが形成されており、ＭＲ素子を通った磁束を
軟磁性層１１１，１１４に導く。
【００３１】この磁気記録装置によれば、上記実施例に
係る磁気記録媒体を用いているので、耐腐食性が高く、
線形な磁気抵抗変化が得られ、かつノイズが小さい。図
３（ｃ）はヨークタイプＭＲヘッドを示す。同図に示す
ように、磁極としての軟磁性層１２１と123a及び123bが
間隔をおいて対向し、軟磁性層１２１と軟磁性層123a及
び123bの間のギャップ内に軟磁性層１２１と軟磁性層12
3a及び123bを通流する磁束を発生するコイル１２２が形
成されている。ＭＲ素子は、一方の軟磁性層123a及び12
3bが途切れた箇所に軟磁性層123a及び123bと電気的に絶
縁され、かつ磁気的に結合されて配置されている。コイ
ル１２２で発生し、軟磁性層１２１と123a及び123bを通
流する磁束により対面部分１２４のギャップから漏洩磁
界を発生させて磁気記録媒体１２５に記録を行う。
係る磁気記録媒体を用いているので、耐腐食性が高く、
線形な磁気抵抗変化が得られ、かつノイズが小さい。図
３（ｃ）はヨークタイプＭＲヘッドを示す。同図に示す
ように、磁極としての軟磁性層１２１と123a及び123bが
間隔をおいて対向し、軟磁性層１２１と軟磁性層123a及
び123bの間のギャップ内に軟磁性層１２１と軟磁性層12
3a及び123bを通流する磁束を発生するコイル１２２が形
成されている。ＭＲ素子は、一方の軟磁性層123a及び12
3bが途切れた箇所に軟磁性層123a及び123bと電気的に絶
縁され、かつ磁気的に結合されて配置されている。コイ
ル１２２で発生し、軟磁性層１２１と123a及び123bを通
流する磁束により対面部分１２４のギャップから漏洩磁
界を発生させて磁気記録媒体１２５に記録を行う。
【００３２】この磁気記録装置では、上記実施例に係る
磁気記録媒体を用いているので、耐腐食性が高く、線形
な磁気抵抗変化が得られ、かつノイズが小さい。なお、
図３（ａ）〜（ｃ）に示す磁気記録装置では、ともに磁
気ヘッドが形成される基板や軟磁性層間の絶縁膜等は省
略してある。また、本発明の実施例に係る磁気記録媒体
は、上記の磁気記録装置に限らず、書込部と読出部を有
する種々の磁気記録装置に用いることができる。
磁気記録媒体を用いているので、耐腐食性が高く、線形
な磁気抵抗変化が得られ、かつノイズが小さい。なお、
図３（ａ）〜（ｃ）に示す磁気記録装置では、ともに磁
気ヘッドが形成される基板や軟磁性層間の絶縁膜等は省
略してある。また、本発明の実施例に係る磁気記録媒体
は、上記の磁気記録装置に限らず、書込部と読出部を有
する種々の磁気記録装置に用いることができる。
【００３３】更に、上記の磁気記録媒体を再生専用の磁
気記録装置に用いることも可能である。
気記録装置に用いることも可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る磁気抵抗効
果型トランスデューサにおいては、反強磁性層の下地層
としてＴａ膜とＮｉＦｅ系合金膜の２層膜を用いている
ので、反強磁性層の結晶性が改善される。従って、交換
結合磁界Ｈuaが強く、第１の軟磁性層の磁化方向が交換
結合磁界Ｈuaの方向に十分に固定され、これにより、磁
界の変化に対して線形な磁気抵抗変化が得られる。
果型トランスデューサにおいては、反強磁性層の下地層
としてＴａ膜とＮｉＦｅ系合金膜の２層膜を用いている
ので、反強磁性層の結晶性が改善される。従って、交換
結合磁界Ｈuaが強く、第１の軟磁性層の磁化方向が交換
結合磁界Ｈuaの方向に十分に固定され、これにより、磁
界の変化に対して線形な磁気抵抗変化が得られる。
【００３５】また、下地層として、ＮｉＦｅＣｒ合金
膜，ＮｉＦｅＮｂ合金膜又はＮｉＦｅＲｈ合金膜のうち
いずれかを用いることにより、ＮｉＦｅ合金膜と比べて
異方性磁気抵抗効果を小さくすることができるため、磁
気ヘッドのノイズを一層低減することができる。更に、
下地層としてＴａ膜とＮｉＦｅ系合金膜を用いているの
で、耐腐食性の向上を図ることができる。
膜，ＮｉＦｅＮｂ合金膜又はＮｉＦｅＲｈ合金膜のうち
いずれかを用いることにより、ＮｉＦｅ合金膜と比べて
異方性磁気抵抗効果を小さくすることができるため、磁
気ヘッドのノイズを一層低減することができる。更に、
下地層としてＴａ膜とＮｉＦｅ系合金膜を用いているの
で、耐腐食性の向上を図ることができる。
【００３６】本発明の磁気記録装置によれば、上記の磁
気抵抗効果型トランスデューサを用いているので、耐腐
食性が高く、線形な磁気抵抗変化が得られ、かつノイズ
が小さい磁気記録装置を提供することができる。
気抵抗効果型トランスデューサを用いているので、耐腐
食性が高く、線形な磁気抵抗変化が得られ、かつノイズ
が小さい磁気記録装置を提供することができる。
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施例に係る磁
気抵抗効果型トランスデューサについて示す斜視図であ
り、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
気抵抗効果型トランスデューサについて示す斜視図であ
り、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】図２は、本発明の第２の実施例に係る磁気抵抗
効果型トランスデューサについて示す断面図である。
効果型トランスデューサについて示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の第３の実施例に係るイン
ギャップタイプのＭＲヘッドを示す断面図であり、図３
（ｂ）は本発明の第３の実施例に係る共用タイプのＭＲ
ヘッドを示す断面図であり、図３（ｃ）は本発明の第３
の実施例に係るヨークタイプのＭＲヘッドを示す断面図
である。
ギャップタイプのＭＲヘッドを示す断面図であり、図３
（ｂ）は本発明の第３の実施例に係る共用タイプのＭＲ
ヘッドを示す断面図であり、図３（ｃ）は本発明の第３
の実施例に係るヨークタイプのＭＲヘッドを示す断面図
である。
【図４】図４（ａ）は、従来例に係る磁気抵抗効果型ト
ランスデューサについて示す斜視図であり、図４（ｂ）
は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
ランスデューサについて示す斜視図であり、図４（ｂ）
は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
１１ アルチック基板、 １２ 下地層、 １２ａ Ｔａ膜、 １２ｂ ＮｉＦｅ合金膜、 １２ｃ ＮｉＦｅ系合金膜、 １３ 反強磁性層（ＮｉＭｎ系合金層）、 １４ 第１の軟磁性層、 １５ 非磁性金属層、 １６ 第２の軟磁性層、 １７ａ，１７ｂ 電極端子、 １０１，１０２，１０４，１１１，１１４，１２１，１
２３ａ，１２３ｂ 軟磁性層、 １０３，１１３，１２２ コイル、 １０５，１１５，１２４ 磁気記録媒体と対面する部
分、 １０６，１１６，１２５ 磁気記録媒体、 １１２ａ，１１２ｂ フラックスガイド。
２３ａ，１２３ｂ 軟磁性層、 １０３，１１３，１２２ コイル、 １０５，１１５，１２４ 磁気記録媒体と対面する部
分、 １０６，１１６，１２５ 磁気記録媒体、 １１２ａ，１１２ｂ フラックスガイド。
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上に、タンタル膜とニッケル鉄系合
金膜の２層膜からなる下地層と、反強磁性層と、第１の
軟磁性層と、非磁性金属層と、第２の軟磁性層とが順に
形成されてなることを特徴とする磁気抵抗効果型トラン
スデューサ。 - 【請求項２】 前記基板はアルミナ膜で覆われたアルチ
ック基板であることを特徴とする請求項１に記載の磁気
抵抗効果型トランスデューサ。 - 【請求項３】 前記反強磁性層は、ニッケルマンガン系
合金層であることを特徴とする請求項１又は請求項２に
記載の磁気抵抗効果型トランスデューサ。 - 【請求項４】 前記下地層のニッケル鉄系合金膜は、異
方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ効果）の小さいニッケル鉄系
合金膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の
いずれかに記載の磁気抵抗効果型トランスデューサ。 - 【請求項５】 前記異方性磁気抵抗効果の小さいニッケ
ル鉄系合金膜は、ＮｉＦｅＣｒ合金膜，ＮｉＦｅＮｂ合
金膜又はＮｉＦｅＲｈ合金膜のうちいずれかであること
を特徴とする請求項４に記載の磁気抵抗効果型トランス
デューサ。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
の磁気抵抗効果型トランスデューサを用いた磁気記録装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16402395A JP3651619B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 磁気抵抗効果型トランスデューサ及び磁気記録装置 |
| US08/630,116 US5850323A (en) | 1995-06-29 | 1996-04-08 | Magnetoresistive head and magnetic recording drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16402395A JP3651619B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 磁気抵抗効果型トランスデューサ及び磁気記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0916915A true JPH0916915A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3651619B2 JP3651619B2 (ja) | 2005-05-25 |
Family
ID=15785330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16402395A Expired - Fee Related JP3651619B2 (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 磁気抵抗効果型トランスデューサ及び磁気記録装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5850323A (ja) |
| JP (1) | JP3651619B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7961441B2 (en) | 2008-01-28 | 2011-06-14 | Tdk Corporation | Exchange coupled film including hafnium and amorphous layers usable in a magnetoresistive element in a thin-film magnetic head |
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