JPH09190612A - 多層磁性膜構造とこれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents
多層磁性膜構造とこれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反強磁性膜を有する多層磁性膜構造におい
て、その交換結合力と耐蝕性の両者の改善をはかること
ができるようにする。 【解決手段】 少なくとも反強磁性膜と強磁性膜とが隣
接積層されてなる多層磁性膜構造において、反強磁性膜
が、（ＦｅＭｎ）100-X ＡX 系反強磁性膜であり、上記
元素Ａが、耐蝕性を向上させる元素であり、反強磁性膜
は、強磁性膜との界面側で、上記ｘ値が０≦ｘ≦４の組
成に選定されてなる構成とする。
て、その交換結合力と耐蝕性の両者の改善をはかること
ができるようにする。 【解決手段】 少なくとも反強磁性膜と強磁性膜とが隣
接積層されてなる多層磁性膜構造において、反強磁性膜
が、（ＦｅＭｎ）100-X ＡX 系反強磁性膜であり、上記
元素Ａが、耐蝕性を向上させる元素であり、反強磁性膜
は、強磁性膜との界面側で、上記ｘ値が０≦ｘ≦４の組
成に選定されてなる構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも反強磁
性膜と強磁性膜とが隣接積層されてなる多層磁性膜構造
とこれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドに係わる。
性膜と強磁性膜とが隣接積層されてなる多層磁性膜構造
とこれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドに係わる。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果（以下ＭＲという）型磁気
ヘッドにおいて、その感磁部を、ＭＲ薄膜にその磁区制
御を行うための反強磁性膜が磁気的に交換結合されて積
層された多層磁性膜構造としてＭＲ膜の単磁区化を図る
ことがなされている（以下このタイプのＭＲ磁気ヘッド
をＡＭＲ磁気ヘッドという）。
ヘッドにおいて、その感磁部を、ＭＲ薄膜にその磁区制
御を行うための反強磁性膜が磁気的に交換結合されて積
層された多層磁性膜構造としてＭＲ膜の単磁区化を図る
ことがなされている（以下このタイプのＭＲ磁気ヘッド
をＡＭＲ磁気ヘッドという）。
【０００３】また、スピンバルブ型巨大ＭＲ型いわゆる
ＧＭＲ磁気ヘッドにおいては、その感磁部が、反強磁性
膜を有する多層磁性膜構造とされる。
ＧＭＲ磁気ヘッドにおいては、その感磁部が、反強磁性
膜を有する多層磁性膜構造とされる。
【０００４】これら反強磁性膜としては、ＦｅＭｎ系合
金が広く用いられている。
金が広く用いられている。
【０００５】このＦｅＭｎ系合金は、きわめて腐食し易
い材料であることから、第３の元素として、Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｉｒ等の元素を２％〜１０％添加する
ことで耐蝕性の改善を図っている。
い材料であることから、第３の元素として、Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｉｒ等の元素を２％〜１０％添加する
ことで耐蝕性の改善を図っている。
【０００６】ところが、この第３の元素の濃度を高める
につれて磁性層間の交換結合が急速に低下する。つま
り、この種の反強磁性膜が用いられる多層磁性膜構造に
おいては、その磁気的特性と耐蝕性とが相容れないもの
であった。
につれて磁性層間の交換結合が急速に低下する。つま
り、この種の反強磁性膜が用いられる多層磁性膜構造に
おいては、その磁気的特性と耐蝕性とが相容れないもの
であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、上
述した反強磁性膜を有する多層磁性膜構造において、そ
の交換結合力と耐蝕性の両者の改善をはかることができ
るようにするものであり、これを用いたＭＲ型もしくは
スピンバルブ型のＧＭＲ型磁気ヘッドの特性改善をはか
るものである。
述した反強磁性膜を有する多層磁性膜構造において、そ
の交換結合力と耐蝕性の両者の改善をはかることができ
るようにするものであり、これを用いたＭＲ型もしくは
スピンバルブ型のＧＭＲ型磁気ヘッドの特性改善をはか
るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも反
強磁性膜と強磁性膜とが隣接積層されてなる多層磁性膜
構造において、その反強磁性膜が、（ＦｅＭｎ）100-X
ＡX 系反強磁性膜であり、元素Ａが、耐蝕性を向上させ
る元素である組成を有するものであって、その反強磁性
膜は、強磁性膜との界面側で、そのｘ値が０≦ｘ≦４の
組成に選定した構成とする。
強磁性膜と強磁性膜とが隣接積層されてなる多層磁性膜
構造において、その反強磁性膜が、（ＦｅＭｎ）100-X
ＡX 系反強磁性膜であり、元素Ａが、耐蝕性を向上させ
る元素である組成を有するものであって、その反強磁性
膜は、強磁性膜との界面側で、そのｘ値が０≦ｘ≦４の
組成に選定した構成とする。
【０００９】また、本発明は、少なくとも反強磁性膜と
強磁性膜とが隣接積層されてなる多層磁性膜構造を有す
る磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、反強磁性膜が、
（ＦｅＭｎ）100-X ＡX 系反強磁性膜であり、その元素
Ａが、耐蝕性を向上させる元素である組成とされ、その
反強磁性膜を、その強磁性膜との界面側で、ｘ値が０≦
ｘ≦４の組成に選定された構成とする。
強磁性膜とが隣接積層されてなる多層磁性膜構造を有す
る磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、反強磁性膜が、
（ＦｅＭｎ）100-X ＡX 系反強磁性膜であり、その元素
Ａが、耐蝕性を向上させる元素である組成とされ、その
反強磁性膜を、その強磁性膜との界面側で、ｘ値が０≦
ｘ≦４の組成に選定された構成とする。
【００１０】上述した本発明による多層磁性膜構造にお
いては、その反強磁性膜を強磁性膜との界面側において
は、添加元素Ａの濃度を、特に０≦ｘ≦４に低めたこと
から強磁性膜との交換結合力が低下する不都合を回避で
きたものであ。
いては、その反強磁性膜を強磁性膜との界面側において
は、添加元素Ａの濃度を、特に０≦ｘ≦４に低めたこと
から強磁性膜との交換結合力が低下する不都合を回避で
きたものであ。
【００１１】そして、それ以外の部分においては、添加
元素の濃度を高めることから充分な耐蝕性を保持するこ
とができる。したがって耐久性にすぐれ、安定性にすぐ
れた多層磁性膜構造とすることができる。
元素の濃度を高めることから充分な耐蝕性を保持するこ
とができる。したがって耐久性にすぐれ、安定性にすぐ
れた多層磁性膜構造とすることができる。
【００１２】したがって、この構成の多層磁性膜構造に
よって、感磁部を形成した本発明による磁気ヘッドは、
この感磁部における強磁性膜の耐蝕性を保持しつつ、こ
れに隣接する強磁性膜と、ＦｅＭｎと同程度の交換結合
力を得ることができるので、この反強磁性膜によって確
実、安定に、強磁性膜の磁化を固定でき、ＡＭＲ磁気ヘ
ッドにおける、例えば端部の磁区の乱れによるノイズの
発生を効果的に回避でき、またスピンバルブ型ＧＭＲ磁
気ヘッドにおいて、磁気的特性すなわち変換効率にすぐ
れた磁気ヘッドを構成することができる。
よって、感磁部を形成した本発明による磁気ヘッドは、
この感磁部における強磁性膜の耐蝕性を保持しつつ、こ
れに隣接する強磁性膜と、ＦｅＭｎと同程度の交換結合
力を得ることができるので、この反強磁性膜によって確
実、安定に、強磁性膜の磁化を固定でき、ＡＭＲ磁気ヘ
ッドにおける、例えば端部の磁区の乱れによるノイズの
発生を効果的に回避でき、またスピンバルブ型ＧＭＲ磁
気ヘッドにおいて、磁気的特性すなわち変換効率にすぐ
れた磁気ヘッドを構成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態を説明する。図
１を参照して、本発明による磁気ヘッドの一例を説明す
る。この磁気ヘッドは、例えばセラミック基板１上にセ
ンダスト等の磁性層２が形成され、これの上に、Ａｌ2
Ｏ3 等の絶縁層３が被着形成され、これの上に感磁部４
が形成される。そして、この感磁部４上には、Ａｌ2 Ｏ
3 等の絶縁層５を介して磁性層６が被覆される。
１を参照して、本発明による磁気ヘッドの一例を説明す
る。この磁気ヘッドは、例えばセラミック基板１上にセ
ンダスト等の磁性層２が形成され、これの上に、Ａｌ2
Ｏ3 等の絶縁層３が被着形成され、これの上に感磁部４
が形成される。そして、この感磁部４上には、Ａｌ2 Ｏ
3 等の絶縁層５を介して磁性層６が被覆される。
【００１４】感磁部４は、いわゆる縦型構成する場合に
おいては、図１で示すように、磁気記録媒体例えばハー
ドディスク（図示せず）との対向ないしは対接面（以下
媒体対向面という）７から、後方に延長して帯状に形成
され、感磁部４の前方および後方の両端に、感磁部４に
センス電流を通電する電極８ａおよび８ｂがコンタクト
される。
おいては、図１で示すように、磁気記録媒体例えばハー
ドディスク（図示せず）との対向ないしは対接面（以下
媒体対向面という）７から、後方に延長して帯状に形成
され、感磁部４の前方および後方の両端に、感磁部４に
センス電流を通電する電極８ａおよび８ｂがコンタクト
される。
【００１５】この場合、磁性層６が導電性を有する場合
は、図示しないが、一方の電極、例えば前方電極８ａ上
の絶縁層５に開口が形成され、この開口を通じて磁性層
８が電極８ａに電気的にコンタクトされるようにし、こ
の磁性層８を、電極８ａに対する通電端子とすることも
できる。
は、図示しないが、一方の電極、例えば前方電極８ａ上
の絶縁層５に開口が形成され、この開口を通じて磁性層
８が電極８ａに電気的にコンタクトされるようにし、こ
の磁性層８を、電極８ａに対する通電端子とすることも
できる。
【００１６】このようにして、感磁部４が、両磁性層２
および６によって挟みこまれて外部と磁気的にシールド
されるとともに、この感磁部４の前方端が、媒体対向面
７における両磁性層２および６間の前方の間隙すなわち
磁気的ギャップを通じて、前方に臨む。
および６によって挟みこまれて外部と磁気的にシールド
されるとともに、この感磁部４の前方端が、媒体対向面
７における両磁性層２および６間の前方の間隙すなわち
磁気的ギャップを通じて、前方に臨む。
【００１７】そして、この磁気ギャップを通じてハード
ディスク等の磁気記録媒体からの記録情報に基く漏洩磁
界が感磁部４に導入されるようになされる。
ディスク等の磁気記録媒体からの記録情報に基く漏洩磁
界が感磁部４に導入されるようになされる。
【００１８】本発明による磁気ヘッドおいては、この感
磁部４が、本発明による多層磁性膜構造とされる。例え
ば、この磁気ヘッドが、スピンバルブ型ＧＭＲ磁気ヘッ
ドである場合には、その感磁部４は、例えば図２にその
概略斜視図を示すように、下地層２１、第１の強磁性膜
２２、非磁性膜２３、第２の強磁性膜２４、反強磁性膜
２５が順次、蒸着、スパッタリング等によって被着され
てなり、これの上に保護膜２６が被着されて構成され
る。
磁部４が、本発明による多層磁性膜構造とされる。例え
ば、この磁気ヘッドが、スピンバルブ型ＧＭＲ磁気ヘッ
ドである場合には、その感磁部４は、例えば図２にその
概略斜視図を示すように、下地層２１、第１の強磁性膜
２２、非磁性膜２３、第２の強磁性膜２４、反強磁性膜
２５が順次、蒸着、スパッタリング等によって被着され
てなり、これの上に保護膜２６が被着されて構成され
る。
【００１９】ここで、下地層２１は、例えばＴａ，Ｔ
ｉ，Ｈｆ等よりなり、第１および第２の強磁性膜２２お
よび２４は、例えばＮｉＦｅ，ＮｉＦｅＣｏ等の軟磁性
膜よりなる。非磁性膜２３は、強磁性膜２２および２４
との相互拡散が生じることがなく、電気伝導性にすぐれ
た例えばＣｕ，Ａｕよりなる。また、反強磁性膜２５上
の保護膜２６は、例えばＴａ，Ｔｉ，Ｈｆ等よりなる。
ｉ，Ｈｆ等よりなり、第１および第２の強磁性膜２２お
よび２４は、例えばＮｉＦｅ，ＮｉＦｅＣｏ等の軟磁性
膜よりなる。非磁性膜２３は、強磁性膜２２および２４
との相互拡散が生じることがなく、電気伝導性にすぐれ
た例えばＣｕ，Ａｕよりなる。また、反強磁性膜２５上
の保護膜２６は、例えばＴａ，Ｔｉ，Ｈｆ等よりなる。
【００２０】図２の例では、上層側すなわち第２の強磁
性膜２４上に、反強磁性膜２５を形成した場合である
が、この反強磁性膜２５を下層の第１の強磁性膜２２下
に配置する構成とすることができる。
性膜２４上に、反強磁性膜２５を形成した場合である
が、この反強磁性膜２５を下層の第１の強磁性膜２２下
に配置する構成とすることができる。
【００２１】また、この磁気ヘッドが、ＡＭＲ磁気ヘッ
ドである場合は、その感磁部４は、図３その概略斜視図
を示すように、例えばＮｉＦｅ，ＮｉＦｅＣｏ等のＭＲ
膜すなわち強磁性膜２７を有して成り、この強磁性膜２
７の両端に反強磁性膜２５が被着されてなり、これの上
に電極８ａおよび８ｂがコンタクトされる。
ドである場合は、その感磁部４は、図３その概略斜視図
を示すように、例えばＮｉＦｅ，ＮｉＦｅＣｏ等のＭＲ
膜すなわち強磁性膜２７を有して成り、この強磁性膜２
７の両端に反強磁性膜２５が被着されてなり、これの上
に電極８ａおよび８ｂがコンタクトされる。
【００２２】図３の例では、強磁性膜（ＭＲ膜）２７上
に、反強磁性膜２５を形成した場合であるが、強磁性膜
（ＭＲ膜）２７下に反強磁性膜２５を配置する構成とす
ることもできる。
に、反強磁性膜２５を形成した場合であるが、強磁性膜
（ＭＲ膜）２７下に反強磁性膜２５を配置する構成とす
ることもできる。
【００２３】また、図２および図３の構成の各磁性膜の
成膜は、例えば磁場中成膜を行って、その磁化困難軸方
向が、媒体対向面７と直交する方向、すなわち信号磁界
の導入方向とする。
成膜は、例えば磁場中成膜を行って、その磁化困難軸方
向が、媒体対向面７と直交する方向、すなわち信号磁界
の導入方向とする。
【００２４】そして、特に本発明においては、この感磁
部４を構成する反強磁性膜２５と強磁性膜２４，２７と
が積層されてなる多層磁性膜構造において、その反強磁
性膜２５を、（ＦｅＭｎ）100-X ＡX 系反強磁性膜と
し、その元素Ａが、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃ
ｕの少なくとも１種で、０≦ｘ≦１２とする。そして、
更に、この反強磁性膜２５の構成を、その強磁性膜２
４，２７との界面側、特にこの界面との距離が４ｎｍ以
下の範囲においては、そのｘ値が０≦ｘ≦４の組成に選
定し、強磁性膜２４，２７との界面から離間した位置
で、そのｘ値が４＜ｘ≦１２の組成に選定された構成と
する。
部４を構成する反強磁性膜２５と強磁性膜２４，２７と
が積層されてなる多層磁性膜構造において、その反強磁
性膜２５を、（ＦｅＭｎ）100-X ＡX 系反強磁性膜と
し、その元素Ａが、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃ
ｕの少なくとも１種で、０≦ｘ≦１２とする。そして、
更に、この反強磁性膜２５の構成を、その強磁性膜２
４，２７との界面側、特にこの界面との距離が４ｎｍ以
下の範囲においては、そのｘ値が０≦ｘ≦４の組成に選
定し、強磁性膜２４，２７との界面から離間した位置
で、そのｘ値が４＜ｘ≦１２の組成に選定された構成と
する。
【００２５】この場合、反強磁性膜２５におけるｘ値の
変化は、強磁性膜２４，２７との界面からこれより離間
する方向に漸次大とするか、階段的に変化させる等の構
成を採ることができる。このｘ値の選定は、反強磁性膜
の成膜を例えばスパッタリングで行う場合においては、
その元素Ａのスパッタ源の温度の制御によって行うこと
ができる。
変化は、強磁性膜２４，２７との界面からこれより離間
する方向に漸次大とするか、階段的に変化させる等の構
成を採ることができる。このｘ値の選定は、反強磁性膜
の成膜を例えばスパッタリングで行う場合においては、
その元素Ａのスパッタ源の温度の制御によって行うこと
ができる。
【００２６】また、図１においては、感磁部４に所定の
バイアス磁界を与えるバイアス磁界印加用の導体が一般
に感磁部４を横切って設けられるが、その図示を省略し
ているものであり、また、これらＡＭＲ、スピンバルブ
型ＧＭＲ各磁気ヘッドは、磁気記録媒体からの信号磁界
の検出を行う再生ヘッドであることから、記録再生ヘッ
ドを構成する場合においては、例えばＡＭＲ、ＧＭＲ各
再生磁気ヘッド上に、図示しないが、電磁誘導型の記録
ヘッドを構成する薄膜ヘッドを積層して形成する。
バイアス磁界を与えるバイアス磁界印加用の導体が一般
に感磁部４を横切って設けられるが、その図示を省略し
ているものであり、また、これらＡＭＲ、スピンバルブ
型ＧＭＲ各磁気ヘッドは、磁気記録媒体からの信号磁界
の検出を行う再生ヘッドであることから、記録再生ヘッ
ドを構成する場合においては、例えばＡＭＲ、ＧＭＲ各
再生磁気ヘッド上に、図示しないが、電磁誘導型の記録
ヘッドを構成する薄膜ヘッドを積層して形成する。
【００２７】次に、本発明による多層磁性膜構造の特性
について説明する。この特性測定のために、測定試料の
作製を行った。この試料は、Ｔａ下地層上に、強磁性膜
として厚さ２０ｎｍのＮｉＦｅ膜を形成し、これの上
に、下層および上層の２層構造による反強磁性膜を成膜
した。下層の反強磁性膜は、ＦｅＭｎ膜によって構成
し、上層の反強磁性膜は耐蝕効果を得るためにの元素Ａ
としてＣｒを６％すなわちｘ＝６としたＦｅＭｎＣｒ膜
を厚さ１５ｎｍに成膜した。そして、その下層のＦｅＭ
ｎ膜の厚さを変化させた複数の試料を作製し、反強磁性
膜と強磁性膜の交換結合力の、ＦｅＭｎ膜の厚さに対す
る依存性を測定した。
について説明する。この特性測定のために、測定試料の
作製を行った。この試料は、Ｔａ下地層上に、強磁性膜
として厚さ２０ｎｍのＮｉＦｅ膜を形成し、これの上
に、下層および上層の２層構造による反強磁性膜を成膜
した。下層の反強磁性膜は、ＦｅＭｎ膜によって構成
し、上層の反強磁性膜は耐蝕効果を得るためにの元素Ａ
としてＣｒを６％すなわちｘ＝６としたＦｅＭｎＣｒ膜
を厚さ１５ｎｍに成膜した。そして、その下層のＦｅＭ
ｎ膜の厚さを変化させた複数の試料を作製し、反強磁性
膜と強磁性膜の交換結合力の、ＦｅＭｎ膜の厚さに対す
る依存性を測定した。
【００２８】この測定結果を図４に示す。図４におい
て、横軸は下層の反強磁性膜ＦｅＭｎの厚さ（すなわち
強磁性膜と元素ＡとしてのＣｒを添加した上層のＦｅＭ
ｎＣｒ膜との距離）をとり、縦軸に、このときの交換結
合磁界Ｈｅと反強磁性膜をＦｅＭｎの単層構造としたと
きの交換結合磁界Ｈｅ(FeMn)との比（Ｈｅ／Ｈｅ(FeM
n)）をとった。
て、横軸は下層の反強磁性膜ＦｅＭｎの厚さ（すなわち
強磁性膜と元素ＡとしてのＣｒを添加した上層のＦｅＭ
ｎＣｒ膜との距離）をとり、縦軸に、このときの交換結
合磁界Ｈｅと反強磁性膜をＦｅＭｎの単層構造としたと
きの交換結合磁界Ｈｅ(FeMn)との比（Ｈｅ／Ｈｅ(FeM
n)）をとった。
【００２９】図４をみて明らかなように、下層の反強磁
性膜ＦｅＭｎの厚さ、すなわち強磁性膜と元素Ａとして
のＣｒを添加した上層のＦｅＭｎＣｒ膜との距離が、４
ｎｍ以下においては、Ｃｒの添加によって交換力の低下
を来すが、４ｎｍを越えれば、Ｃｒ添加による結合力の
低下が生じないことが分かる。これにより、多層磁性膜
構造において、反強磁性膜は、強磁性膜との界面から４
ｎｍ以内においては、その元素Ａの添加量ｘ値を小とす
ることが望ましいことが分かる。
性膜ＦｅＭｎの厚さ、すなわち強磁性膜と元素Ａとして
のＣｒを添加した上層のＦｅＭｎＣｒ膜との距離が、４
ｎｍ以下においては、Ｃｒの添加によって交換力の低下
を来すが、４ｎｍを越えれば、Ｃｒ添加による結合力の
低下が生じないことが分かる。これにより、多層磁性膜
構造において、反強磁性膜は、強磁性膜との界面から４
ｎｍ以内においては、その元素Ａの添加量ｘ値を小とす
ることが望ましいことが分かる。
【００３０】また、下地層上に、厚さ２０ｎｍのＮｉＦ
ｅによる強磁性膜を形成し、これの上に２層構造の反強
磁性膜を積層形成した他の試料を作製した。この場合に
おいても、下層の反強磁性膜をＦｅＭｎ膜とし、上層の
反強磁性膜をＦｅＭｎＣｒ膜としたが、この試料におい
ては、下層のＦｅＭｎ膜の厚さを３ｎｍに固定し、上層
のＦｅＭｎＣｒ膜の膜厚を変えた複数の試料を作製し、
交換結合磁界Ｈｅの上層のＦｅＭｎＣｒ膜の膜厚依存性
を測定した。
ｅによる強磁性膜を形成し、これの上に２層構造の反強
磁性膜を積層形成した他の試料を作製した。この場合に
おいても、下層の反強磁性膜をＦｅＭｎ膜とし、上層の
反強磁性膜をＦｅＭｎＣｒ膜としたが、この試料におい
ては、下層のＦｅＭｎ膜の厚さを３ｎｍに固定し、上層
のＦｅＭｎＣｒ膜の膜厚を変えた複数の試料を作製し、
交換結合磁界Ｈｅの上層のＦｅＭｎＣｒ膜の膜厚依存性
を測定した。
【００３１】その結果を図５に示す。図５において、横
軸は上層の反強磁性膜ＦｅＭｎＣｒの膜厚をとり、縦軸
に交換結合磁界Ｈｅと交換結合磁界の最大値Ｈｅ
max （この場合、Ｈｅmax はＨｅ(FeMn)に相当する。）
との比をとった。
軸は上層の反強磁性膜ＦｅＭｎＣｒの膜厚をとり、縦軸
に交換結合磁界Ｈｅと交換結合磁界の最大値Ｈｅ
max （この場合、Ｈｅmax はＨｅ(FeMn)に相当する。）
との比をとった。
【００３２】図５から、強磁性膜との界面からの距離を
３ｎｍとするとき、耐蝕効果を得る元素のＣｒを添加し
た上層反強磁性膜ＦｅＭｎＣｒ膜の厚さは、４ｎｍ程度
として反強磁性膜全体の厚さを７ｎｍ程度以上にすれ
ば、強磁性膜との交換結合磁界が得られ、反強磁性膜を
配置することの機能すなわち磁化の固定の安定化が図ら
れることが分かる。因みに、この導電性を有する反強磁
性膜があまり厚くなることは、感磁部における導電性が
高くなり、感度の低下を来すという不都合を来すことか
ら好ましくないが、図５によれば、反強磁性膜はその全
体の厚さを７ｎｍ程度に選定すればよいことから、感磁
部としての感度の低下を来すことがない。
３ｎｍとするとき、耐蝕効果を得る元素のＣｒを添加し
た上層反強磁性膜ＦｅＭｎＣｒ膜の厚さは、４ｎｍ程度
として反強磁性膜全体の厚さを７ｎｍ程度以上にすれ
ば、強磁性膜との交換結合磁界が得られ、反強磁性膜を
配置することの機能すなわち磁化の固定の安定化が図ら
れることが分かる。因みに、この導電性を有する反強磁
性膜があまり厚くなることは、感磁部における導電性が
高くなり、感度の低下を来すという不都合を来すことか
ら好ましくないが、図５によれば、反強磁性膜はその全
体の厚さを７ｎｍ程度に選定すればよいことから、感磁
部としての感度の低下を来すことがない。
【００３３】図６は、厚さ２０ｎｍのＮｉＦｅ強磁性膜
上に、２層構造の反強磁性膜を形成し、下層の反強磁性
膜が厚さ３ｎｍのＦｅＭｎ膜であり、上層の反強磁性膜
が厚さ１５ｎｍのＦｅＭｎＣｒ膜とし、そのＣｒの濃度
を変化させた試料を作製してＨｅ／Ｈｅmax （ここで、
Ｈｅmax は、Ｈｅmax ＝Ｈｅ(FeMn)）のＣｒ濃度の依存
性を測定した結果を示したもので、Ｃｒ濃度１２％（ｘ
＝１２）程度までは、交換磁界が得られることが分か
る。
上に、２層構造の反強磁性膜を形成し、下層の反強磁性
膜が厚さ３ｎｍのＦｅＭｎ膜であり、上層の反強磁性膜
が厚さ１５ｎｍのＦｅＭｎＣｒ膜とし、そのＣｒの濃度
を変化させた試料を作製してＨｅ／Ｈｅmax （ここで、
Ｈｅmax は、Ｈｅmax ＝Ｈｅ(FeMn)）のＣｒ濃度の依存
性を測定した結果を示したもので、Ｃｒ濃度１２％（ｘ
＝１２）程度までは、交換磁界が得られることが分か
る。
【００３４】また、ＮｉＦｅ強磁性膜上に、反強磁性膜
を従来におけるようにＦｅＭｎの単層によって構成した
場合と、本発明におけるように、元素Ａを含まないＦｅ
ＭｎとＦｅＭｎＣｒの２層構造とした場合の各耐蝕性
を、抵抗値によって測定した。この結果を図７に示す。
図７中白丸はＦｅＭｎ単層の場合、黒丸はＦｅＭｎとＦ
ｅＭｎＣｒの２層構造（ＦＭ／ＦＭＣ）とした場合で、
この測定は、アルカリ溶液中で図７の横軸に示す表面か
ら順次所定の厚さまで研磨し、各厚さにおけるそれぞれ
抵抗の測定を行った結果を示すもので、研磨を深めるに
つれてその厚さが小となることにより当然抵抗は増加す
るが、従来構造のＦｅＭｎ単層の場合、その膜厚の減少
によって抵抗の増加率が上昇している。これに対し、本
発明構造によるＦｅＭｎとＦｅＭｎＣｒの２層構造とし
た場合その増加は直線的である。つまり、すぐれた耐蝕
性が得られていることが分かる。
を従来におけるようにＦｅＭｎの単層によって構成した
場合と、本発明におけるように、元素Ａを含まないＦｅ
ＭｎとＦｅＭｎＣｒの２層構造とした場合の各耐蝕性
を、抵抗値によって測定した。この結果を図７に示す。
図７中白丸はＦｅＭｎ単層の場合、黒丸はＦｅＭｎとＦ
ｅＭｎＣｒの２層構造（ＦＭ／ＦＭＣ）とした場合で、
この測定は、アルカリ溶液中で図７の横軸に示す表面か
ら順次所定の厚さまで研磨し、各厚さにおけるそれぞれ
抵抗の測定を行った結果を示すもので、研磨を深めるに
つれてその厚さが小となることにより当然抵抗は増加す
るが、従来構造のＦｅＭｎ単層の場合、その膜厚の減少
によって抵抗の増加率が上昇している。これに対し、本
発明構造によるＦｅＭｎとＦｅＭｎＣｒの２層構造とし
た場合その増加は直線的である。つまり、すぐれた耐蝕
性が得られていることが分かる。
【００３５】尚、上述した例では、元素ＡがＣｒである
場合について主として説明したが、この元素Ａが、Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｒ，Ｖ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種以上を添
加する場合についても同様の傾向を示すものである。
場合について主として説明したが、この元素Ａが、Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｒ，Ｖ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種以上を添
加する場合についても同様の傾向を示すものである。
【００３６】図８は、反強磁性膜（ＦｅＭｎ）100-X Ａ
X の、元素ＡがＲｕ，Ｃｒ，Ｚｒである場合の各Ｈｅ／
Ｈｅmax （ここで、Ｈｅmax ＝Ｈｅ(FeMn)）の濃度ｘに
対する依存性の測定結果を示したものである。図８中曲
線９１，９２および９３は、それぞれＦｅＭｎＲｕ，Ｆ
ｅＭｎＣｒおよびＦｅＭｎＺｒについて対比して示した
ものである。
X の、元素ＡがＲｕ，Ｃｒ，Ｚｒである場合の各Ｈｅ／
Ｈｅmax （ここで、Ｈｅmax ＝Ｈｅ(FeMn)）の濃度ｘに
対する依存性の測定結果を示したものである。図８中曲
線９１，９２および９３は、それぞれＦｅＭｎＲｕ，Ｆ
ｅＭｎＣｒおよびＦｅＭｎＺｒについて対比して示した
ものである。
【００３７】また、本発明によるスピンバルブ型ＧＭＲ
磁気ヘッドおよびＡＭＲ磁気ヘッドも上述した縦型構成
に限られるものではなく、横型構成とする場合、またそ
の感磁部の構成も、本発明の精神を逸脱しない範囲で種
々の変形変更を行うことができる。
磁気ヘッドおよびＡＭＲ磁気ヘッドも上述した縦型構成
に限られるものではなく、横型構成とする場合、またそ
の感磁部の構成も、本発明の精神を逸脱しない範囲で種
々の変形変更を行うことができる。
【００３８】
【発明の効果】上述したように、本発明による多層磁性
膜構造によれば、その反強磁性膜を強磁性膜との界面近
傍においては、添加元素の濃度を低めるようにしたこと
から強磁性膜との交換結合力が低下する不都合を回避
し、それ以外の部分においては、添加元素の濃度を高め
ることから充分な耐蝕性を保持することができ、したが
って耐久性にすぐれ、安定性にすぐれた多層磁性膜構造
とすることができる。すなわち、０≦ｘ≦４とするとき
は、反強磁性膜に隣接積層する強磁性膜との間の交換結
合力低下の問題の解決が図られることから、強磁性膜と
の界面においては、０≦ｘ≦４としてその交換結合力を
高めて安定した磁化固定ができる。
膜構造によれば、その反強磁性膜を強磁性膜との界面近
傍においては、添加元素の濃度を低めるようにしたこと
から強磁性膜との交換結合力が低下する不都合を回避
し、それ以外の部分においては、添加元素の濃度を高め
ることから充分な耐蝕性を保持することができ、したが
って耐久性にすぐれ、安定性にすぐれた多層磁性膜構造
とすることができる。すなわち、０≦ｘ≦４とするとき
は、反強磁性膜に隣接積層する強磁性膜との間の交換結
合力低下の問題の解決が図られることから、強磁性膜と
の界面においては、０≦ｘ≦４としてその交換結合力を
高めて安定した磁化固定ができる。
【００３９】したがって、この多層磁性膜構造を、スピ
ンバブル型ＧＭＲ磁気ヘッドの感磁部に適用するとき
は、ダイナミックレンジの確保が容易になり、各種磁気
記録媒体からの信号磁界の効果的検出が可能となる。
ンバブル型ＧＭＲ磁気ヘッドの感磁部に適用するとき
は、ダイナミックレンジの確保が容易になり、各種磁気
記録媒体からの信号磁界の効果的検出が可能となる。
【００４０】また、ＡＭＲ磁気ヘッドの感磁部に適用す
るときは、安定した単磁区化を可能にし、ノイズの低下
をはかることができる。
るときは、安定した単磁区化を可能にし、ノイズの低下
をはかることができる。
【００４１】また、本発明による多層磁性膜によれば、
強磁性膜との界面から離間した位置においては、充分耐
蝕性が得られる組成としたことから信頼性の向上、寿命
の向上を図ることができる。
強磁性膜との界面から離間した位置においては、充分耐
蝕性が得られる組成としたことから信頼性の向上、寿命
の向上を図ることができる。
【図１】本発明による磁気ヘッドの一例の一部を切り欠
いた斜視図である。
いた斜視図である。
【図２】本発明による磁気ヘッドの感磁部を構成する多
層磁性膜構造の一例の構成図である。
層磁性膜構造の一例の構成図である。
【図３】本発明による磁気ヘッドの感磁部を構成する多
層磁性膜構造の他の例の構成図である。
層磁性膜構造の他の例の構成図である。
【図４】反強磁性膜の強磁性膜との交換結合磁界のＦｅ
Ｍｎの厚さに対する依存性の測定結果を示す図である。
Ｍｎの厚さに対する依存性の測定結果を示す図である。
【図５】反強磁性膜の強磁性膜との交換結合磁界のＦｅ
ＭｎＣｒの厚さに対する依存性の測定結果を示す図であ
る。
ＭｎＣｒの厚さに対する依存性の測定結果を示す図であ
る。
【図６】反強磁性膜のＦｅＭｎＣｒの交換結合磁界のＣ
ｒ濃度依存性の測定結果を示す図である。
ｒ濃度依存性の測定結果を示す図である。
【図７】反強磁性膜の抵抗測定曲線図である。
【図８】反強磁性膜の各例の交換結合磁界とＲｕ，Ｃｒ
およびＺｒの濃度依存性を対比して示した曲線である。
およびＺｒの濃度依存性を対比して示した曲線である。
１ 基板 ２，６ 磁性層 ４ 感磁部 ７ 媒体対向面 ２２，２４，２７ 強磁性膜 ２５ 反強磁性膜 ２６ 保護膜
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも反強磁性膜と強磁性膜とが隣
接積層されてなる多層磁性膜構造において、 上記反強磁性膜が、（ＦｅＭｎ）100-X ＡX 系反強磁性
膜であり、上記元素Ａが、耐蝕性を向上させる元素であ
り、 上記反強磁性膜は、上記強磁性膜との界面側で、上記ｘ
値が０≦ｘ≦４の組成に選定されてなることを特徴とす
る多層磁性膜構造。 - 【請求項２】 上記反強磁性膜が、（ＦｅＭｎ）100-X
ＡX 系反強磁性膜であり、上記元素Ａが、Ｒｕ，Ｒｈ，
Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種で、 上記強磁性膜との界面側で、上記ｘ値が０≦ｘ≦４の組
成に選定され、上記強磁性膜との界面から離間した位置
で、上記ｘ値が４＜ｘ≦１２の組成に選定されてなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の多層磁性膜構造。 - 【請求項３】 上記反強磁性膜のｘ値を、上記強磁性膜
との界面から４ｎｍ以下の範囲で、０≦ｘ≦４に選定
し、 上記強磁性膜との界面から４ｎｍを越える範囲で、４＜
ｘ≦１２としたことを特徴とする請求項１に記載の多層
磁性膜構造。 - 【請求項４】 上記反強磁性膜のｘ値を、上記強磁性膜
との界面から遠ざかるにしたがって漸次大としたことを
特徴とする請求項１に記載の多層磁性膜構造。 - 【請求項５】 感磁部が、少なくとも反強磁性膜と強磁
性膜とが隣接積層されてなる多層磁性膜構造を有する磁
気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、 上記反強磁性膜が、（ＦｅＭｎ）100-X ＡX 系反強磁性
膜であり、上記元素Ａが、耐蝕性を向上させる元素であ
り、 上記反強磁性膜は、上記強磁性膜との界面側で、上記ｘ
値が０≦ｘ≦４の組成に選定されてなることを特徴とす
る磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項６】 上記反強磁性膜が、（ＦｅＭｎ）100-X
ＡX 系反強磁性膜であり、上記元素Ａが、Ｒｕ，Ｒｈ，
Ｐｔ，Ｉｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｒ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃ
ｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕの少なくとも１種で、 上記強磁性膜との界面側で、上記ｘ値が０≦ｘ≦４の組
成に選定され、上記強磁性膜との界面から離間した位置
で、上記ｘ値が４＜ｘ≦１２の組成に選定されてなるこ
とを特徴とする請求項５に記載の磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッド。 - 【請求項７】 上記反強磁性膜のｘ値を、上記強磁性膜
との界面から４ｎｍ以下の範囲で、０≦ｘ≦４に選定
し、 上記強磁性膜との界面から４ｎｍを越える範囲で、４＜
ｘ≦１２としたことを特徴とする請求項５に記載の磁気
抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項８】 上記反強磁性膜のｘ値を、上記強磁性膜
との界面から遠ざかるにしたがって漸次大としたことを
特徴とする請求項５に記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP249396A JPH09190612A (ja) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | 多層磁性膜構造とこれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP249396A JPH09190612A (ja) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | 多層磁性膜構造とこれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09190612A true JPH09190612A (ja) | 1997-07-22 |
Family
ID=11530893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP249396A Pending JPH09190612A (ja) | 1996-01-10 | 1996-01-10 | 多層磁性膜構造とこれを用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09190612A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6775110B1 (en) | 1997-05-14 | 2004-08-10 | Tdk Corporation | Magnetoresistance effect device with a Ta, Hf, or Zr sublayer contacting an NiFe layer in a magneto resistive structure |
-
1996
- 1996-01-10 JP JP249396A patent/JPH09190612A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6775110B1 (en) | 1997-05-14 | 2004-08-10 | Tdk Corporation | Magnetoresistance effect device with a Ta, Hf, or Zr sublayer contacting an NiFe layer in a magneto resistive structure |
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