JPH09180134A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果型磁気ヘッドInfo
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- JPH09180134A JPH09180134A JP34030395A JP34030395A JPH09180134A JP H09180134 A JPH09180134 A JP H09180134A JP 34030395 A JP34030395 A JP 34030395A JP 34030395 A JP34030395 A JP 34030395A JP H09180134 A JPH09180134 A JP H09180134A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】磁気抵抗効果膜に充分大きい縦バイアス磁界を
印加するために、縦バイアス印加層を構成する強磁性膜
と反強磁性膜との間の交換結合磁界を大きくする。 【解決手段】磁気抵抗効果膜２０の両脇に配置した縦バ
イアス印加層２１を、強磁性膜５０／反強磁性膜４０／
強磁性膜３０の三層構造あるいはそれ以上の積層構造に
する。
印加するために、縦バイアス印加層を構成する強磁性膜
と反強磁性膜との間の交換結合磁界を大きくする。 【解決手段】磁気抵抗効果膜２０の両脇に配置した縦バ
イアス印加層２１を、強磁性膜５０／反強磁性膜４０／
強磁性膜３０の三層構造あるいはそれ以上の積層構造に
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気媒体から情報信
号を読み取るための磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効
果ヘッドに関する。
号を読み取るための磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効
果ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、高感度な再
生用ヘッドが求められており、その再生ヘッドは、磁気
抵抗効果（ＭＲ）を利用した磁気抵抗効果型ヘッドが用
いられている。現在磁気ディスク装置を搭載されている
ＭＲヘッドは、磁性膜の磁化の方向と信号検出電流との
なす角度に依存して抵抗が変化する異方性磁気抵抗効果
が用られているが、数Ｇｂ／in2 程度の高面記録密度に
なるとこの異方性磁気抵抗効果を用いたＭＲヘッドでは
感度不足になることが予想される。最近、高感度の再生
ヘッドとして、Dienyらによる、Physical Review，第４
３巻，１２９７〜１３００頁に記載の「軟磁性多層膜に
おける巨大磁気抵抗効果」のように、２層の強磁性膜を
非磁性膜で分離し、一方の強磁性膜に反強磁性膜を隣接
して磁化の方向を固定させ、２層の強磁性膜の互いの磁
化方向のなす角度によって抵抗変化が得られる巨大磁気
抵抗効果（ＧＭＲ）を用いたヘッドが研究されている。
いずれのＭＲヘッドでも、磁気抵抗効果膜の磁化が回転
することによって抵抗変化が生じるため、磁気抵抗効果
膜に磁壁が入って磁壁移動に伴うノイズ（バルクハウゼ
ンノイズ）を抑制することが重要な課題である。
生用ヘッドが求められており、その再生ヘッドは、磁気
抵抗効果（ＭＲ）を利用した磁気抵抗効果型ヘッドが用
いられている。現在磁気ディスク装置を搭載されている
ＭＲヘッドは、磁性膜の磁化の方向と信号検出電流との
なす角度に依存して抵抗が変化する異方性磁気抵抗効果
が用られているが、数Ｇｂ／in2 程度の高面記録密度に
なるとこの異方性磁気抵抗効果を用いたＭＲヘッドでは
感度不足になることが予想される。最近、高感度の再生
ヘッドとして、Dienyらによる、Physical Review，第４
３巻，１２９７〜１３００頁に記載の「軟磁性多層膜に
おける巨大磁気抵抗効果」のように、２層の強磁性膜を
非磁性膜で分離し、一方の強磁性膜に反強磁性膜を隣接
して磁化の方向を固定させ、２層の強磁性膜の互いの磁
化方向のなす角度によって抵抗変化が得られる巨大磁気
抵抗効果（ＧＭＲ）を用いたヘッドが研究されている。
いずれのＭＲヘッドでも、磁気抵抗効果膜の磁化が回転
することによって抵抗変化が生じるため、磁気抵抗効果
膜に磁壁が入って磁壁移動に伴うノイズ（バルクハウゼ
ンノイズ）を抑制することが重要な課題である。
【０００３】このバルクハウゼンノイズを抑制するため
には、磁気抵抗効果膜にたいしてトラック幅方向にいわ
ゆる「縦バイアス磁界」を印加することが有効であると
いうことが知られている。縦バイアス磁界を印加する方
法として、特開平3−125311号公報には磁気抵抗効果膜
の両脇に硬磁性膜を配置する方法、特開平7−57223号公
報には強磁性膜と反強磁性膜の積層膜を配置する方法が
開示されている。
には、磁気抵抗効果膜にたいしてトラック幅方向にいわ
ゆる「縦バイアス磁界」を印加することが有効であると
いうことが知られている。縦バイアス磁界を印加する方
法として、特開平3−125311号公報には磁気抵抗効果膜
の両脇に硬磁性膜を配置する方法、特開平7−57223号公
報には強磁性膜と反強磁性膜の積層膜を配置する方法が
開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】バルクハウゼンノイズ
を抑制する方法として従来提案された強磁性膜と反強磁
性膜の積層膜を配置したＭＲヘッドの構造を図５に示
す。強磁性膜３０と反強磁性膜４０との交換結合磁界
は、強磁性膜３０の飽和磁束密度が大きいほど、また強
磁性膜３０の膜厚が厚いほど小さくなる。したがって、
縦バイアス磁界を大きくしようとすると交換結合磁界が
小さくなり、外部から作用する磁界によって強磁性膜３
０の磁化が回転してしまう。図６は、強磁性膜であるＮ
ｉＦｅと反強磁性膜であるＮｉＭｎの交換結合磁界と、
ＮｉＦｅ膜厚との関係を示している。ここで、交換結合
を生じるためにＮｉＦｅ／ＮｉＭｎ積層膜にキャッピン
グ層を１０ｎｍ形成して、２８０℃で６時間の熱処理を
行っている。交換結合磁界はＮｉＦｅ膜厚が厚くなるほ
ど小さくなる。磁気抵抗効果膜に十分な縦バイアス磁界
を印加するには、強磁性膜であるＮｉＦｅの膜厚は少な
くとも磁気抵抗効果膜以上必要である。磁気抵抗効果膜
をＮｉＦｅとし、その膜厚を２０ｎｍとした場合、図よ
り強磁性膜であるＮｉＦｅの膜厚は２０ｎｍ以上必要と
なり、そのため交換結合磁界は１００Ｏｅ以下と小さく
なってしまうことが分かる。
を抑制する方法として従来提案された強磁性膜と反強磁
性膜の積層膜を配置したＭＲヘッドの構造を図５に示
す。強磁性膜３０と反強磁性膜４０との交換結合磁界
は、強磁性膜３０の飽和磁束密度が大きいほど、また強
磁性膜３０の膜厚が厚いほど小さくなる。したがって、
縦バイアス磁界を大きくしようとすると交換結合磁界が
小さくなり、外部から作用する磁界によって強磁性膜３
０の磁化が回転してしまう。図６は、強磁性膜であるＮ
ｉＦｅと反強磁性膜であるＮｉＭｎの交換結合磁界と、
ＮｉＦｅ膜厚との関係を示している。ここで、交換結合
を生じるためにＮｉＦｅ／ＮｉＭｎ積層膜にキャッピン
グ層を１０ｎｍ形成して、２８０℃で６時間の熱処理を
行っている。交換結合磁界はＮｉＦｅ膜厚が厚くなるほ
ど小さくなる。磁気抵抗効果膜に十分な縦バイアス磁界
を印加するには、強磁性膜であるＮｉＦｅの膜厚は少な
くとも磁気抵抗効果膜以上必要である。磁気抵抗効果膜
をＮｉＦｅとし、その膜厚を２０ｎｍとした場合、図よ
り強磁性膜であるＮｉＦｅの膜厚は２０ｎｍ以上必要と
なり、そのため交換結合磁界は１００Ｏｅ以下と小さく
なってしまうことが分かる。
【０００５】本発明の目的は、磁気抵抗効果膜に十分大
きい縦バイアス磁界を印加するために、縦バイアス印加
層である強磁性膜と反強磁性膜との間の交換結合磁界を
大きくし、これにより、磁気抵抗効果膜の磁区構造が安
定化し、バルクハウゼンノイズがなく、再生変動の少な
い磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供することにある。
きい縦バイアス磁界を印加するために、縦バイアス印加
層である強磁性膜と反強磁性膜との間の交換結合磁界を
大きくし、これにより、磁気抵抗効果膜の磁区構造が安
定化し、バルクハウゼンノイズがなく、再生変動の少な
い磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、磁気抵
抗効果を用いて磁気的信号を電気的信号に変換する磁気
抵抗効果膜と、磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流すた
めの一対の電極と、磁気抵抗効果膜が実質的に中央の感
磁部領域のみに形成され、磁気抵抗効果膜の端部領域の
一方上に感磁部のエッジに密着して磁気抵抗効果膜に縦
バイアス磁界を印加するための縦バイアス印加層が形成
される磁気抵抗効果型磁気ヘッドで、縦バイアス印加層
を少なくとも三層の積層膜（例えば強磁性膜／反強磁性
膜／強磁性膜或いは強磁性膜／反強磁性膜／強磁性膜／
反強磁性膜）で構成することにより達成される。
抗効果を用いて磁気的信号を電気的信号に変換する磁気
抵抗効果膜と、磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流すた
めの一対の電極と、磁気抵抗効果膜が実質的に中央の感
磁部領域のみに形成され、磁気抵抗効果膜の端部領域の
一方上に感磁部のエッジに密着して磁気抵抗効果膜に縦
バイアス磁界を印加するための縦バイアス印加層が形成
される磁気抵抗効果型磁気ヘッドで、縦バイアス印加層
を少なくとも三層の積層膜（例えば強磁性膜／反強磁性
膜／強磁性膜或いは強磁性膜／反強磁性膜／強磁性膜／
反強磁性膜）で構成することにより達成される。
【０００７】反強磁性膜は、Ｎｉ−Ｍｎ合金，Ｃｒ−Ｍ
ｎ合金，Ｃｏ−Ｍｎ合金，Ｍｎ−Ｉｒ合金，Ｆｅ−Ｍｎ
合金，Ｎｉ−Ｍｎ−Ｘ１合金，Ｆｅ−Ｍｎ−Ｘ１合金
（Ｘ１はＣｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｒｕ，Ｒｈ及びＰｔから選
択される少なくとも一種類の元素）、或いはＣｒ−Ｍｎ
−Ｘ２合金，Ｃｏ−Ｍｎ−Ｘ２合金，Ｍｎ−Ｉｒ−Ｘ２
合金（Ｘ２はＲｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ａ
ｕ及びＣｕから選択される少なくとも一種類の元素）を
用いることができる。
ｎ合金，Ｃｏ−Ｍｎ合金，Ｍｎ−Ｉｒ合金，Ｆｅ−Ｍｎ
合金，Ｎｉ−Ｍｎ−Ｘ１合金，Ｆｅ−Ｍｎ−Ｘ１合金
（Ｘ１はＣｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｒｕ，Ｒｈ及びＰｔから選
択される少なくとも一種類の元素）、或いはＣｒ−Ｍｎ
−Ｘ２合金，Ｃｏ−Ｍｎ−Ｘ２合金，Ｍｎ−Ｉｒ−Ｘ２
合金（Ｘ２はＲｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ａ
ｕ及びＣｕから選択される少なくとも一種類の元素）を
用いることができる。
【０００８】また強磁性膜は、Ｎｉ−Ｆｅ合金，Ｎｉ−
Ｆｅ−Ｘ３合金（Ｘ３はＡｇ，Ｐｔ及びＡｕから選択さ
れる少なくとも一種類の元素）である請求項２の磁気抵
抗効果型磁気ヘッド。
Ｆｅ−Ｘ３合金（Ｘ３はＡｇ，Ｐｔ及びＡｕから選択さ
れる少なくとも一種類の元素）である請求項２の磁気抵
抗効果型磁気ヘッド。
【０００９】さらに、磁気抵抗効果膜は異方性磁気抵抗
効果を示す材料から成り、磁気抵抗効果膜に横バイアス
磁界を印加する手段を有している。また、磁気抵抗効果
膜として、反強磁性膜／第１の強磁性膜／非磁性膜／第
２の強磁性膜の積層構造を有し、外部磁界を印加しない
状態で第１の強磁性膜の磁化方向が第２の強磁性膜の磁
化方向に対し垂直であり、第１と第２の強磁性膜の磁化
方向の相対的な角度によって抵抗変化が起こる磁気抵抗
効果膜を用いることができる。
効果を示す材料から成り、磁気抵抗効果膜に横バイアス
磁界を印加する手段を有している。また、磁気抵抗効果
膜として、反強磁性膜／第１の強磁性膜／非磁性膜／第
２の強磁性膜の積層構造を有し、外部磁界を印加しない
状態で第１の強磁性膜の磁化方向が第２の強磁性膜の磁
化方向に対し垂直であり、第１と第２の強磁性膜の磁化
方向の相対的な角度によって抵抗変化が起こる磁気抵抗
効果膜を用いることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を示す。
【００１１】（実施例）図１及び図２に、本発明による
磁気抵抗効果型磁気ヘッドの断面図を示す。磁気抵抗効
果型磁気ヘッドは、例えば、ガラス，セラミック又は半
導体などの基板１０の上に、磁気抵抗効果膜２０が形成
され、それを所定の形状にパターニングした後、磁気抵
抗効果膜２０の両端部に強磁性膜３０，反強磁性膜４
０，強磁性膜５０の３層膜をあるいは強磁性膜３０，反
強磁性膜４０，強磁性膜５０，反強磁性膜８０の４層膜
を形成し、その上に電極６０が形成される。
磁気抵抗効果型磁気ヘッドの断面図を示す。磁気抵抗効
果型磁気ヘッドは、例えば、ガラス，セラミック又は半
導体などの基板１０の上に、磁気抵抗効果膜２０が形成
され、それを所定の形状にパターニングした後、磁気抵
抗効果膜２０の両端部に強磁性膜３０，反強磁性膜４
０，強磁性膜５０の３層膜をあるいは強磁性膜３０，反
強磁性膜４０，強磁性膜５０，反強磁性膜８０の４層膜
を形成し、その上に電極６０が形成される。
【００１２】磁気抵抗効果膜２０は、異方性磁気抵抗効
果を示す膜からなり、図３に示すように基板側から、横
バイアス磁界を印加する軟磁性膜２１／非磁性膜２２／
強磁性膜２３／保護膜２４で形成されている。
果を示す膜からなり、図３に示すように基板側から、横
バイアス磁界を印加する軟磁性膜２１／非磁性膜２２／
強磁性膜２３／保護膜２４で形成されている。
【００１３】また、磁気抵抗効果膜２０は、巨大磁気抵
抗効果を利用した磁気抵抗効果積層膜を用いることもで
きる。図４に、最も基本的な構造の一つを示す。基板側
から、反強磁性膜２５／第１の強磁性膜２６／非磁性膜
２７／第２の強磁性膜２８である。第１の強磁性膜２６
と第２の強磁性膜２８の面内磁化は、外部磁界が印加さ
れていない状態でお互いに対して９０度傾いた方向に向
けられている。さらに第１の強磁性膜２６は、反強磁性
膜２５によって、好ましい方向に磁化が固定されてい
る。媒体からの磁界により、第２の強磁性膜２８の磁化
は自由に回転し、それにより抵抗変化が生じて出力が発
生する。また、磁気抵抗効果積層膜を基板側から第２の
強磁性膜２８／非磁性膜２７／第１の強磁性膜２６／反
強磁性膜２５とすることもできる。ただし、この場合の
反強磁性膜２５は導電性でなければならない。また第２
の強磁性膜の配向性を良くするために、基板１０と第２
の強磁性膜２８との間に下地膜を敷くこともできる。
抗効果を利用した磁気抵抗効果積層膜を用いることもで
きる。図４に、最も基本的な構造の一つを示す。基板側
から、反強磁性膜２５／第１の強磁性膜２６／非磁性膜
２７／第２の強磁性膜２８である。第１の強磁性膜２６
と第２の強磁性膜２８の面内磁化は、外部磁界が印加さ
れていない状態でお互いに対して９０度傾いた方向に向
けられている。さらに第１の強磁性膜２６は、反強磁性
膜２５によって、好ましい方向に磁化が固定されてい
る。媒体からの磁界により、第２の強磁性膜２８の磁化
は自由に回転し、それにより抵抗変化が生じて出力が発
生する。また、磁気抵抗効果積層膜を基板側から第２の
強磁性膜２８／非磁性膜２７／第１の強磁性膜２６／反
強磁性膜２５とすることもできる。ただし、この場合の
反強磁性膜２５は導電性でなければならない。また第２
の強磁性膜の配向性を良くするために、基板１０と第２
の強磁性膜２８との間に下地膜を敷くこともできる。
【００１４】本発明の一実施例をプロセス工程にしたが
って次に説明する。
って次に説明する。
【００１５】基板１０の上に、横バイアス磁界を印加す
るための軟磁性膜２１として、Ｎｉ−Ｆｅ−ＺｒＯ2 ２
０ｎｍ、非磁性膜２２としてＴａ １０ｎｍ、強磁性膜
２３としてＮｉ−Ｆｅ合金 ２０ｎｍ、保護膜としてＴ
ａ ３ｎｍを順次形成し、所定の形状に加工する。次
に、リフトオフ用ホトレジスト層を形成したあと、強磁
性膜３０であるＮｉ−Ｆｅ合金 １５ｎｍ、反強磁性膜
４０であるＮｉ−Ｍｎ合金 ４０ｎｍ、さらに強磁性膜
５０であるＮｉ−Ｆｅ合金 １５ｎｍを順次積層し、縦
バイアス印加層７０を形成する。次に、磁気抵抗効果膜
の電気抵抗の変化を読みだすための電極膜６０であるＡ
ｕ ０.２μｍ を形成したあと、リフトオフ用レジスト
層を除去して、本発明のＭＲヘッドが作製できる。Ｎｉ
−Ｍｎ合金はorder の反強磁性体であるＮｉ−Ｆｅ合金
とＮｉ−Ｍｎ合金との間に交換結合を生じるためには、
真空中で３ｋＯｅの磁界をＮｉ−Ｆｅ合金の容易軸方向
（媒体対向面に平行）に印加しながら、２８０℃で６時
間の熱処理を行う必要がある。熱処理温度は、下は２５
０℃まで下げることができ、その時には熱処理時間は９
時間必要となる。また、上は３００℃まで上げることが
でき、その時には３時間の短い熱処理時間で済む。
るための軟磁性膜２１として、Ｎｉ−Ｆｅ−ＺｒＯ2 ２
０ｎｍ、非磁性膜２２としてＴａ １０ｎｍ、強磁性膜
２３としてＮｉ−Ｆｅ合金 ２０ｎｍ、保護膜としてＴ
ａ ３ｎｍを順次形成し、所定の形状に加工する。次
に、リフトオフ用ホトレジスト層を形成したあと、強磁
性膜３０であるＮｉ−Ｆｅ合金 １５ｎｍ、反強磁性膜
４０であるＮｉ−Ｍｎ合金 ４０ｎｍ、さらに強磁性膜
５０であるＮｉ−Ｆｅ合金 １５ｎｍを順次積層し、縦
バイアス印加層７０を形成する。次に、磁気抵抗効果膜
の電気抵抗の変化を読みだすための電極膜６０であるＡ
ｕ ０.２μｍ を形成したあと、リフトオフ用レジスト
層を除去して、本発明のＭＲヘッドが作製できる。Ｎｉ
−Ｍｎ合金はorder の反強磁性体であるＮｉ−Ｆｅ合金
とＮｉ−Ｍｎ合金との間に交換結合を生じるためには、
真空中で３ｋＯｅの磁界をＮｉ−Ｆｅ合金の容易軸方向
（媒体対向面に平行）に印加しながら、２８０℃で６時
間の熱処理を行う必要がある。熱処理温度は、下は２５
０℃まで下げることができ、その時には熱処理時間は９
時間必要となる。また、上は３００℃まで上げることが
でき、その時には３時間の短い熱処理時間で済む。
【００１６】本実施例では、縦バイアス印加層としても
っとも代表的なＮｉ−Ｆｅ合金／Ｎｉ−Ｍｎ合金を用い
たが、特にこれに限定されることはない。たとえばＮｉ
−Ｍｎ合金の代わりに、Ｎｉ−Ｍｎ合金の耐食性を向上
させるためにＣｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｒｕ，Ｒｈ及びＰｔか
ら選択される少なくとも一種類の元素（Ｘ１）を添加し
たＮｉ−Ｍｎ−Ｘ１を用いることもできる。Ｎｉ−Ｍｎ
−Ｘ１合金はＮｉ−Ｍｎ合金に比較してorder になりに
くい。そのため、熱処理時間よりも長時間の熱処理、或
いは高温の熱処理を必要とする。また、高温熱処理の不
必要なdisorderの反強磁性体であるＣｒ−Ｍｎ合金，Ｃ
ｏ−Ｍｎ合金，Ｍｎ−Ｉｒ合金，Ｆｅ−Ｍｎ合金，Ｆｅ
−Ｍｎ−Ｘ１合金或いは磁気モーメントを局在化させる
というＲｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ及び
Ｉｒから少なくとも一種類の元素（Ｘ２）を添加したＣ
ｒ−Ｍｎ−Ｘ２合金，Ｃｏ−Ｍｎ−Ｘ２合金，Ｃｏ−Ｍ
ｎ−Ｃｒ−Ｘ２合金，Ｍｎ−Ｉｒ−Ｘ２合金を用いるこ
ともできる。また、Ｎｉ−Ｆｅ合金の代わりに、Ｎｉ−
Ｆｅ合金の格子定数を大きくするためにＡｇ，Ａｕ及び
Ｐｔから選択された少なくとも一種類の元素（Ｘ３）を
添加したＮｉ−Ｆｅ−Ｘ３合金を用いることもできる。
っとも代表的なＮｉ−Ｆｅ合金／Ｎｉ−Ｍｎ合金を用い
たが、特にこれに限定されることはない。たとえばＮｉ
−Ｍｎ合金の代わりに、Ｎｉ−Ｍｎ合金の耐食性を向上
させるためにＣｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｒｕ，Ｒｈ及びＰｔか
ら選択される少なくとも一種類の元素（Ｘ１）を添加し
たＮｉ−Ｍｎ−Ｘ１を用いることもできる。Ｎｉ−Ｍｎ
−Ｘ１合金はＮｉ−Ｍｎ合金に比較してorder になりに
くい。そのため、熱処理時間よりも長時間の熱処理、或
いは高温の熱処理を必要とする。また、高温熱処理の不
必要なdisorderの反強磁性体であるＣｒ−Ｍｎ合金，Ｃ
ｏ−Ｍｎ合金，Ｍｎ−Ｉｒ合金，Ｆｅ−Ｍｎ合金，Ｆｅ
−Ｍｎ−Ｘ１合金或いは磁気モーメントを局在化させる
というＲｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ及び
Ｉｒから少なくとも一種類の元素（Ｘ２）を添加したＣ
ｒ−Ｍｎ−Ｘ２合金，Ｃｏ−Ｍｎ−Ｘ２合金，Ｃｏ−Ｍ
ｎ−Ｃｒ−Ｘ２合金，Ｍｎ−Ｉｒ−Ｘ２合金を用いるこ
ともできる。また、Ｎｉ−Ｆｅ合金の代わりに、Ｎｉ−
Ｆｅ合金の格子定数を大きくするためにＡｇ，Ａｕ及び
Ｐｔから選択された少なくとも一種類の元素（Ｘ３）を
添加したＮｉ−Ｆｅ−Ｘ３合金を用いることもできる。
【００１７】次に、巨大磁気抵抗効果膜２１０を用いた
本発明の一実施例を示す。基板１０の上に、反強磁性膜
２５であるＮｉＯ ５０ｎｍ、第１の強磁性膜２６であ
るＮｉ−Ｆｅ合金 ５ｎｍ、非磁性膜２７であるＣｕ
２ｎｍ、第２の強磁性膜２８であるＮｉ−Ｆｅ合金 ５
ｎｍを順次形成し、所定の形状にパターニングする。こ
の時、巨大磁気抵抗効果膜２１０の抵抗変化率を大きく
するために、第１の強磁性及び第２の強磁性膜のどちら
か一方あるいは両方を２層にすることがあり、たとえば
Ｃｏを非磁性膜２７との間に挿入することもできる。次
に、リフトオフ用ホトレジスト層を形成したあと、強磁
性膜３０であるＮｉ−Ｆｅ合金１５ｎｍ、反強磁性膜４
０であるＣｒ−Ｍｎ合金 ４０ｎｍ、さらに強磁性膜５
０であるＮｉ−Ｆｅ合金 １５ｎｍを順次積層し、縦バ
イアス印加層７０を形成する。次に、電極膜６０である
Ａｕ ０.２μｍ を形成したあと、リフトオフ用レジス
ト層を除去する。さらに、真空中で３ｋＯｅの磁界を媒
体対向面と垂直に印加しながら、２５０℃で２０分熱処
理して、反強磁性膜２５であるＮｉＯを着磁し、本発明
のＧＭＲヘッドを作製する。実施例では、巨大磁気抵抗
効果膜２１０を基板側から反強磁性膜２５／第１の強磁
性膜２６／非磁性膜２７／第２の強磁性膜２８の順に積
層したが、逆に基板側から第２の強磁性膜２８／非磁性
膜２７／第１の強磁性膜２６／反強磁性膜２５を配置す
ることもできる。ただし、この場合の反強磁性膜２５に
は導電性の材料を用いる必要がある。また、第１の強磁
性膜２６の磁化を固定するための反強磁性膜２５と、縦
バイアス印加層に用いている反強磁性膜４０の着磁方向
がお互いに対して９０°傾いているため、ブロッキング
温度の異なる材料を用いる必要がある。この時、反強磁
性膜２５／第１の強磁性膜２６との間の交換結合磁界
が、縦バイアス印加層７０の強磁性膜３０／反強磁性膜
４０／強磁性膜５０との間の交換結合磁界よりも大きい
方が好ましい。さらに、これらの着磁のための熱処理温
度は、巨大磁気抵抗効果膜210の特性の安定性を考慮し
て、２８０℃以下であることが好ましい。
本発明の一実施例を示す。基板１０の上に、反強磁性膜
２５であるＮｉＯ ５０ｎｍ、第１の強磁性膜２６であ
るＮｉ−Ｆｅ合金 ５ｎｍ、非磁性膜２７であるＣｕ
２ｎｍ、第２の強磁性膜２８であるＮｉ−Ｆｅ合金 ５
ｎｍを順次形成し、所定の形状にパターニングする。こ
の時、巨大磁気抵抗効果膜２１０の抵抗変化率を大きく
するために、第１の強磁性及び第２の強磁性膜のどちら
か一方あるいは両方を２層にすることがあり、たとえば
Ｃｏを非磁性膜２７との間に挿入することもできる。次
に、リフトオフ用ホトレジスト層を形成したあと、強磁
性膜３０であるＮｉ−Ｆｅ合金１５ｎｍ、反強磁性膜４
０であるＣｒ−Ｍｎ合金 ４０ｎｍ、さらに強磁性膜５
０であるＮｉ−Ｆｅ合金 １５ｎｍを順次積層し、縦バ
イアス印加層７０を形成する。次に、電極膜６０である
Ａｕ ０.２μｍ を形成したあと、リフトオフ用レジス
ト層を除去する。さらに、真空中で３ｋＯｅの磁界を媒
体対向面と垂直に印加しながら、２５０℃で２０分熱処
理して、反強磁性膜２５であるＮｉＯを着磁し、本発明
のＧＭＲヘッドを作製する。実施例では、巨大磁気抵抗
効果膜２１０を基板側から反強磁性膜２５／第１の強磁
性膜２６／非磁性膜２７／第２の強磁性膜２８の順に積
層したが、逆に基板側から第２の強磁性膜２８／非磁性
膜２７／第１の強磁性膜２６／反強磁性膜２５を配置す
ることもできる。ただし、この場合の反強磁性膜２５に
は導電性の材料を用いる必要がある。また、第１の強磁
性膜２６の磁化を固定するための反強磁性膜２５と、縦
バイアス印加層に用いている反強磁性膜４０の着磁方向
がお互いに対して９０°傾いているため、ブロッキング
温度の異なる材料を用いる必要がある。この時、反強磁
性膜２５／第１の強磁性膜２６との間の交換結合磁界
が、縦バイアス印加層７０の強磁性膜３０／反強磁性膜
４０／強磁性膜５０との間の交換結合磁界よりも大きい
方が好ましい。さらに、これらの着磁のための熱処理温
度は、巨大磁気抵抗効果膜210の特性の安定性を考慮し
て、２８０℃以下であることが好ましい。
【００１８】
【発明の効果】異方正磁気抵抗効果及び巨大磁気抵抗効
果を利用した磁気抵抗効果型磁気ヘッドの磁気抵抗効果
膜の両脇に設けられた縦バイアス印加層を、強磁性膜／
反強磁性膜／強磁性膜と３層以上積層することにより、
その間で生じる交換結合磁界を大きくすることができ
る。これにより、磁気抵抗効果膜の磁区構造が安定化
し、バルクハウゼンノイズがなく、再生変動の少ない磁
気抵抗効果型磁気ヘッドを提供することができる。
果を利用した磁気抵抗効果型磁気ヘッドの磁気抵抗効果
膜の両脇に設けられた縦バイアス印加層を、強磁性膜／
反強磁性膜／強磁性膜と３層以上積層することにより、
その間で生じる交換結合磁界を大きくすることができ
る。これにより、磁気抵抗効果膜の磁区構造が安定化
し、バルクハウゼンノイズがなく、再生変動の少ない磁
気抵抗効果型磁気ヘッドを提供することができる。
【図１】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの断面図。
【図２】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの断面図。
【図３】異方性磁気抵抗効果膜の断面図。
【図４】巨大磁気抵抗効果膜の断面図。
【図５】従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの断面図。
【図６】Ｎｉ−Ｆｅ／Ｎｉ−Ｍｎ積層膜の交換結合磁界
とＮｉ−Ｆｅ膜厚の関係の説明図。
とＮｉ−Ｆｅ膜厚の関係の説明図。
１０…基板、２０…磁気抵抗効果膜、３０，５０…強磁
性膜、４０，８０…反強磁性膜、６０…電極、７０…縦
バイアス印加層。
性膜、４０，８０…反強磁性膜、６０…電極、７０…縦
バイアス印加層。
Claims (6)
- 【請求項１】磁気抵抗効果を用いて磁気的信号を電気的
信号に変換する磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜
に信号検出電流を流すための一対の電極と、前記磁気抵
抗効果膜が実質的に中央の感磁部領域のみに形成され、
前記磁気抵抗効果膜の端部領域の一方上に感磁部のエッ
ジに密着して前記磁気抵抗効果膜に縦バイアス磁界を印
加するための縦バイアス印加層が形成される磁気抵抗効
果型磁気ヘッドにおいて、前記縦バイアス印加層が少な
くとも三層の積層膜で構成されていることを特徴とする
磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項２】前記縦バイアス印加層が、強磁性層／反強
磁性膜／強磁性膜或いは強磁性膜／反強磁性膜／強磁性
膜／反強磁性膜の３層以上の構成からなる請求項１の磁
気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項３】前記縦バイアス印加層の反強磁性膜がＮｉ
−Ｍｎ合金，Ｃｒ−Ｍｎ合金，Ｃｏ−Ｍｎ合金，Ｍｎ−
Ｉｒ合金，Ｆｅ−Ｍｎ合金，Ｎｉ−Ｍｎ−Ｘ１合金，Ｆ
ｅ−Ｍｎ−Ｘ１合金（Ｘ１はＣｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｒｕ，
Ｒｈ及びＰｔから選択される少なくとも一種類の元
素）、或いはＣｒ−Ｍｎ−Ｘ２合金，Ｃｏ−Ｍｎ−Ｘ２
合金，Ｃｏ−Ｍｎ−Ｃｒ−Ｘ２合金，Ｍｎ−Ｉｒ−Ｘ２
合金（Ｘ２はＲｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｐｔ,Ｉｒ,Ａｕ
及びＣｕから選択される少なくとも一種類の元素）であ
る請求項２の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項４】前記縦バイアス印加層の強磁性膜がＮｉ−
Ｆｅ合金，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｘ３合金（Ｘ３はＡｇ，Ｐｔ及
びＡｕから選択される少なくとも一種類の元素）からな
る請求項２の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項５】前記磁気抵抗効果膜が異方性磁気抵抗効果
を示す材料から成り、前記磁気抵抗効果膜に横バイアス
磁界を印加する手段を有している請求項１の磁気抵抗効
果型磁気ヘッド。 - 【請求項６】前記磁気抵抗効果膜が、反強磁性膜／第１
の強磁性膜／非磁性膜／第２の強磁性膜の積層構造を有
し、外部磁界を印加しない状態で第１の強磁性膜の磁化
方向が第２の強磁性膜の磁化方向に対し垂直であり、第
１と第２の強磁性膜の磁化方向の相対的な角度によって
抵抗変化が起こる磁気抵抗効果膜である請求項１の磁気
抵抗効果型磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34030395A JPH09180134A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34030395A JPH09180134A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09180134A true JPH09180134A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18335660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34030395A Pending JPH09180134A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09180134A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7898775B2 (en) | 2006-08-17 | 2011-03-01 | Tdk Corporation | Magnetoresistive device having bias magnetic field applying layer that includes two magnetic layers antiferromagnetically coupled to each other through intermediate layer |
| CN111512457A (zh) * | 2017-12-26 | 2020-08-07 | 阿尔卑斯阿尔派株式会社 | 磁场施加偏置膜以及使用其的磁检测元件及磁检测装置 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP34030395A patent/JPH09180134A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7898775B2 (en) | 2006-08-17 | 2011-03-01 | Tdk Corporation | Magnetoresistive device having bias magnetic field applying layer that includes two magnetic layers antiferromagnetically coupled to each other through intermediate layer |
| CN111512457A (zh) * | 2017-12-26 | 2020-08-07 | 阿尔卑斯阿尔派株式会社 | 磁场施加偏置膜以及使用其的磁检测元件及磁检测装置 |
| CN111512457B (zh) * | 2017-12-26 | 2023-05-09 | 阿尔卑斯阿尔派株式会社 | 磁场施加偏置膜以及使用其的磁检测元件及磁检测装置 |
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