JPH09270549A

JPH09270549A - 多層磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH09270549A
Application number: JP8077994A
Authority: JP
Inventors: Akira Kochiyama; 彰河内山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】バイアス磁界を発生する層を外部に設ける必
要がなく、かつ良好なバイアス磁界が印加された多層磁
気抵抗効果膜を提供する。また、薄型化が達成されると
ともに微弱な磁界や微少な磁界変化を高感度に検出する
ことを可能とした磁気抵抗効果素子を提供する。更に、
薄型化されるとともに高密度記録された記録媒体を正確
に再生することを可能とした磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を提供する。【解決手段】多層磁気抵抗効果膜１は、磁性層８と非
磁性導体層７とが積層された多層膜４と、この多層膜４
に近接して設けられ、軟磁性膜を有する軟磁性層６とを
備える。この多層磁気抵抗効果膜１では、軟磁性層６が
多層膜４に対してバイアス磁界を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁性層と非磁性層
とが積層された多層膜を有し、巨大磁気抵抗効果を示す
多層磁気抵抗効果膜に関する。また、本発明は、このよ
うな多層磁気抵抗効果膜を用いた磁気抵抗効果素子及び
磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気抵抗効果素子は、磁界検出用の素子
であり、通常、短冊状に形成された磁気抵抗効果膜と、
磁気抵抗効果膜の両端に取り付けられた一対の電極とを
備えている。ここで、磁気抵抗効果膜は、外部磁界の大
きさによって抵抗値が変化する薄膜である。そして、磁
気抵抗効果素子を用いて外部磁界を検出する際は、通
常、一対の電極を介して磁気抵抗効果膜に一定のセンス
電流を供給し、このセンス電流の電圧変化を検出する。
すなわち、磁気抵抗効果素子では、外部磁界の変化によ
って磁気抵抗効果膜の抵抗が変化し、この抵抗変化がセ
ンス電流の電圧変化として検出される。

【０００３】そして、このような磁気抵抗効果素子は、
例えば、再生用磁気ヘッドに使用されている。ここで、
磁気抵抗効果素子を用いた再生用磁気ヘッドは、磁気抵
抗効果型磁気ヘッドと呼ばれており、記録媒体からの信
号磁界を磁気抵抗効果素子の抵抗変化として検出する。

【０００４】ところで、従来、このような磁気抵抗効果
素子としては、磁気抵抗効果膜として異方性磁気抵抗効
果を示すＮｉ−Ｆｅ合金膜（いわゆるパーマロイ膜）を
用いた磁気抵抗効果素子が広く使用されている。しかし
ながら、パーマロイ膜を用いた磁気抵抗効果素子は、磁
気抵抗変化率が小さく、より大きな磁気抵抗変化率を示
す磁気抵抗効果素子が望まれている。

【０００５】特に、パーマロイ膜を用いた磁気抵抗効果
素子の磁気抵抗変化率は、磁気ヘッド等に用いられるよ
うな条件下では、約２％以下と非常に小さなものとなっ
てしまう。そのため、磁気記録の高密度化に伴って、磁
気抵抗効果型磁気ヘッドに使用される磁気抵抗効果素子
として、より大きな磁気抵抗効果を示すものが強く求め
られている。

【０００６】これに対して、近年、異種の金属等を数原
子層ずつ交互に積層した人工格子膜構造の多層膜におい
て、非常に大きな磁気抵抗効果（いわゆる巨大磁気抵抗
効果）が得られることが報告されている。具体的には、
例えば、M.N.Baibich らにより、”Phys.Rev.Lett.61,p
2472(1988)”において、Ｆｅからなる磁性層と、Ｃｒか
らなる非磁性導体層とを積層した人工格子膜構造の多層
膜が巨大磁気抵抗効果を示すことが報告されている。ま
た、例えば、S.S.P.Parkinらにより、”Phys.Rev.Lett.
66,p2152(1991) ”において、Ｃｏからなる磁性層と、
Ｃｕからなる非磁性導体層とを積層した人工格子膜構造
の多層膜が巨大磁気抵抗効果を示すことが報告されてい
る。

【０００７】このような人工格子膜構造の多層膜におい
て、巨大磁気抵抗効果が得られる原因は、非磁性導体層
中の伝導電子を介して磁性層間でＲＫＫＹ（ルーダーマ
ン・キッテル・糟谷・芳田）相互作用が働き、相対する
磁性層が反強磁性結合することによって反平行スピン状
態が発生し、その結果、スピン依存散乱が生じるためで
ある考えられている。

【０００８】そして、このような人工格子膜構造の多層
膜からなる磁気抵抗効果膜（以下、多層磁気抵抗効果膜
と称する。）は、従来のパーマロイ膜によって得られる
磁気抵抗効果よりも遥かに大きな磁気抵抗効果を示すた
め、磁気抵抗効果素子への応用、並びに磁気抵抗効果型
磁気ヘッド等のデバイスへの応用が期待されている。

【０００９】しかし、多層磁気抵抗効果膜は、抵抗値の
変化量は大きいが、抵抗変化に要する磁界変化量が大き
いという問題がある。すなわち、多層磁気抵抗効果膜
は、磁気ヘッド等のように微弱な磁界を検出する必要が
あるデバイスに用いるには、感度が不十分である。した
がって、多層磁気抵抗効果膜を、磁気ヘッド等のように
微弱な磁界を検出する必要があるデバイスに適用するに
は、小さな磁界変化でも大きな抵抗変化を得られるよう
にすることが必要となっている。

【００１０】ところで、上述のような多層磁気抵抗効果
膜を用いた磁気抵抗効果素子において、外部磁界の大き
さと抵抗値との関係を示す磁気抵抗効果曲線は、図６に
示すように、外部磁界が０Ｏｅのときを最大値とする上
に凸の曲線となっている。この磁気抵抗効果曲線を有す
る磁気抵抗効果素子では、外部磁界が０Ｏｅ付近で線形
性を有しておらず、小さな磁界変化のときには抵抗変化
が小さかった。

【００１１】このため、上述した磁気抵抗効果素子で
は、図７に示すように、バイアス磁界Ｈｂを印加するこ
とによって、外部磁界が０Ｏｅのときに対応する磁気抵
抗効果曲線上の点Ａ（動作点）をより線形性を有する部
分に移動させていた。これにより、上述した磁気抵抗効
果素子では、抵抗値が外部磁界に対して線形性を有して
変化するとともに、小さい磁界変化のときでもより大き
な抵抗変化を示す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た多層磁気抵抗効果膜を用いた磁気抵抗効果素子では、
多層磁気抵抗効果膜に対してバイアス磁界を印加するた
めに、外部にバイアス磁界を発生する層が形成されてい
る。このため、この磁気抵抗効果素子では、素子全体の
厚み寸法が大きくなってしまい、薄型化が困難であると
いった問題点があった。

【００１３】したがって、この磁気抵抗効果素子では、
磁気抵抗効果型磁気ヘッド等に用いられる場合、バイア
ス磁界を発生する層を形成するために、薄型化すること
が困難である。そして、磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、
薄型化が実現しないと、高密度に記録された記録媒体を
正確に再生することができないといった問題点があっ
た。

【００１４】また、上述した多層磁気抵抗効果膜を用い
た磁気抵抗効果素子では、多層磁気抵抗効果膜に対して
バイアス磁界を印加する層を外部に形成する工程が必要
であるため、製造工程が複雑化するといった問題点があ
った。

【００１５】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案されたものであり、バイアス磁界を発生する層を外
部に設ける必要がなく、かつ良好なバイアス磁界が印加
された多層磁気抵抗効果膜を提供することを目的として
いる。また、本発明は、このような多層磁気抵抗効果膜
を用いることにより、薄型化が達成されるとともに微弱
な磁界や微少な磁界変化を高感度に検出することを可能
とした磁気抵抗効果素子を提供することも目的としてい
る。更に、本発明は、このような多層磁気抵抗効果膜を
用いることにより、薄型化されるとともに高密度記録さ
れた記録媒体を正確に再生することを可能とした磁気抵
抗効果型磁気ヘッドを提供することも目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成した本発
明に係る多層磁気抵抗効果膜は、磁性層と非磁性導体層
とが積層された多層膜と、この多層膜に近接して設けら
れ、軟磁性材料を有する軟磁性層とを備える。この多層
磁気抵抗効果膜では、軟磁性層が多層膜に対してバイア
ス磁界を印加する。

【００１７】以上のように構成された本発明に係る多層
磁気抵抗効果膜では、軟磁性層が多層膜に対してバイア
ス磁界を印加するために、バイアス磁界を発生する層を
外部に設けなくても、抵抗値が外部磁界の変化に対して
線形性を有して変化する。

【００１８】そして、本発明に係る磁気抵抗効果素子
は、上述のような本発明に係る多層磁気抵抗効果膜を少
なくとも一部に用いている。

【００１９】また、本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドは、上述のような本発明に係る多層磁気抵抗効果膜
を少なくとも一部に用いている。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。なお、本発明は以下の例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、形状や材質等を
任意に変更することが可能である。

【００２１】まず、本発明を適用した多層磁気抵抗効果
膜の実施の形態の一例について説明する。

【００２２】本実施の形態に係る多層磁気抵抗効果膜
は、巨大磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果膜であり、ス
パッタ法によって形成されたものである。なお、スパッ
タを行うとき、到達真空度は１×１０^-4Ｐａ以下とし、
Ａｒガス圧は０．１〜０．５Ｐａとした。

【００２３】図１に示すように、この多層磁気抵抗効果
膜１は、基板２と、この基板２上に形成された下部磁性
層３と、この下部磁性層３上に積層された多層膜４と、
この多層膜４上に積層された上部磁性層５と、この上部
磁性層５に積層された軟磁性層６とから構成されてい
る。

【００２４】下部磁性層３は、強磁性材料からなる磁性
薄膜であり、膜厚が約７ｎｍのＮｉ−Ｆｅ薄膜からな
る。上部磁性層５は、強磁性材料からなる磁性薄膜であ
り、膜厚が約５ｎｍのＮｉ−Ｆｅ薄膜からなる。

【００２５】また、多層膜４は、非磁性導体層７と磁性
層８とが、８周期繰り返し積層されてなる。非磁性導体
層７は、非磁性材料で良導性材料が用いられ、膜厚が約
２．１ｎｍのＣｕ薄膜からなる。磁性層８は、強磁性材
料からなる磁性薄膜であり、膜厚が約０．４２ｎｍのＦ
ｅ薄膜からなる第１の磁性層８ａと、膜厚が約１．５８
ｎｍのＮｉ薄膜からなる第２の磁性層８ｂとが積層され
てなる。そして、多層膜４を構成している各磁性層８
は、反強磁性結合しており、外部磁界がないとき、それ
らの磁化方向は交互に逆方向となっている。

【００２６】軟磁性層６は、上述した上部磁性層５上に
非磁性層９を介して積層されいる。軟磁性層６は、第１
の軟磁性層１０と第２の軟磁性層１１とが３周期繰り返
し積層されてなる。ここで、非磁性層９は、膜厚が約１
０ｎｍのＣｒ薄膜からなる。第１の軟磁性層１０は、膜
厚が約６ｎｍのＮｉＦｅ薄膜よりなる。第２の軟磁性層
１１は、膜厚が約８ｎｍのＦｅＣ薄膜よりなる。

【００２７】上述したように本実施の形態に係る多層磁
気抵抗効果膜１は、下部磁性層３の上に、Ｎｉ薄膜／Ｆ
ｅ薄膜／Ｃｕ薄膜よりなる積層膜が８周期繰り返し積層
されてなる多層膜４が積層され、この多層膜４の最上層
に形成された第２の磁性層８ｂの上に、上部磁性層５が
形成されている。さらに、多層磁気抵抗効果膜１は、こ
の上部磁性層５の上に、ＮｉＦｅ薄膜／ＦｅＣ薄膜より
なる積層膜が３周期繰り返し積層されてなる軟磁性層６
が積層されている。

【００２８】なお、この多層磁気抵抗効果膜１を構成す
る各層は、上述の例に限定されるものではなく、多層磁
気抵抗効果膜１全体として巨大磁気抵抗効果を示すよう
な構成となっていればよい。

【００２９】ここで、多層膜４を構成する磁性層１１の
膜厚、すなわち第１の磁性層８ａの膜厚と第２の磁性層
８ｂの膜厚の合計は、約２．０ｎｍである。すなわち、
この多層磁気抵抗効果膜１は、多層膜４を構成する磁性
層８よりも厚い下部磁性層３が多層膜４の下部に配され
るとともに、多層膜４を構成する磁性層１１よりも厚い
上部磁性層５が多層膜４の上部に配されて構成されてい
る。

【００３０】なお、この多層膜４を構成する磁性層８
は、上述のようなＮｉ薄膜とＦｅ薄膜との積層膜に限定
されるものではなく、例えば、Ｎｉ合金薄膜とＦｅ合金
薄膜との積層膜や、Ｎｉ−Ｆｅ系合金薄膜とＮｉ−Ｆｅ
系合金薄膜との積層膜や、Ｎｉ−Ｆｅ系合金薄膜とこの
Ｎｉ−Ｆｅ系合金薄膜とは組成の異なるＮｉ−Ｆｅ系合
金薄膜との積層膜等も好適である。また、上記多層膜４
を構成する非磁性導体層１０の材料は、Ｃｕに限定され
るものではなく、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ合
金、Ａｇ合金又はＡｕ合金から選ばれる少なくとも１種
を含むもの等が広く使用可能である。

【００３１】さらに、上述した軟磁性層６を構成する第
１の軟磁性層１０及び第２の軟磁性層１１は、上述した
材料に限定されるものではなく、Ｃｏ系アモルファス薄
膜、ＦｅＳｉ系合金薄膜、ＦｅＣ系合金薄膜、ＦｅＳｉ
系薄膜とＮｉＦｅ系合金薄膜との積層膜、ＦｅＣ系薄膜
とＮｉＦｅ系合金薄膜との積層膜、又はＦｅＮ系合金薄
膜から選ばれる少なくとも１種を含んでいればよい。

【００３２】以上のように構成された多層磁気抵抗効果
膜１は、多層膜４の上に軟磁性層６を配している。これ
により、多層磁気抵抗効果膜１は、バイアス磁界を発生
する層を外部に設けることなく、多層膜４に対して所定
の自己バイアス磁界を印加することができる。

【００３３】つぎに、本発明を適用した磁気抵抗効果素
子の実施の形態の一例について説明する。

【００３４】図２に示すように、本実施の形態に係る磁
気抵抗効果素子２０は、短冊状の多層磁気抵抗効果膜２
１と、多層磁気抵抗効果膜２１の両端に取り付けられた
一対の電極２２，２３とを備えている。

【００３５】上記多層磁気抵抗効果膜２１は、外部磁界
の大きさによって抵抗値が大きく変化する巨大磁気抵抗
効果を示す多層膜であり、上記実施の形態に係る多層磁
気抵抗効果膜１を短冊状に加工したものである。なお、
本実施の形態では、多層磁気抵抗効果膜２１の幅寸法Ｗ
は約２μｍとし、長軸方向の長さ寸法Ｌは約１０μｍと
した。

【００３６】また、多層磁気抵抗効果膜２１の両端に取
り付けられた一対の電極２２，２３は、外部磁界を検出
する際に、多層磁気抵抗効果膜２１にセンス電流Ｉｓを
供給するためのものである。なお、本実施の形態では、
電極２２と電極２３との間の距離Ｄ、すなわち磁気抵抗
効果素子２０の感磁部となる部分の長さ寸法は、約８μ
ｍとした。

【００３７】以上のように構成された磁気抵抗効果素子
２０では、外部磁界を検出する際、一対の電極２２，２
３を介して、多層磁気抵抗効果膜２１の長軸方向に対し
て平行に、多層磁気抵抗効果膜２１に一定のセンス電流
Ｉｓを供給する。

【００３８】このとき、磁気抵抗効果素子２０を構成す
る多層磁気抵抗効果膜２１は、外部磁界の大きさに応じ
た抵抗値を示す。そして、磁気抵抗効果素子２０では、
一定のセンス電流が供給されることにより、多層磁気抵
抗効果膜２１の抵抗値の変化を電圧の変化として示す。

【００３９】そして、磁気抵抗効果素子２０では、多層
磁気抵抗効果膜２１が軟磁性層を備えて構成されている
ため、多層磁気抵抗効果膜１に対して所定の自己バイア
ス磁界が印加されている。これにより、磁気抵抗効果素
子２０は、図３に示すような磁気抵抗効果曲線を示す。
ここで、図３は、磁気抵抗効果素子２０の磁気抵抗効果
曲線であり、縦軸が電圧変化量を示し、横軸が外部磁界
の大きさを示す。

【００４０】磁気抵抗効果素子２０を構成している多層
膜１０には、図３に示すように、図３中Ｈｂで示す大き
さの自己バイアス磁界が、多層膜に非磁性層を介して積
層された軟磁性層から印加されている。これにより、磁
気抵抗効果素子２０では、磁気抵抗効果曲線における外
部磁界が０Ｏｅに対応する点、すなわち動作点（図３中
Ｄで示す。）がＨｂの分だけ移動する。これにより、こ
の磁気抵抗効果素子２０では、外部磁界の変化に対応し
て電圧変化量が線形性を有して変化する。したがって、
この磁気抵抗効果素子２０は、外部磁界の小さな変化に
対しても大きな電圧変化量を示すことができ、微弱な磁
界や微少な磁界変化を高感度に検出することができる。

【００４１】つぎに、本発明を適用した磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの実施の形態の一例について説明する。

【００４２】本実施例に係る磁気抵抗効果型磁気ヘッド
は、磁気抵抗効果膜の長軸方向が記録媒体の摺動方向に
対して垂直となるように磁気抵抗効果膜を配した、いわ
ゆる縦型の磁気抵抗効果型磁気ヘッドである。なお、縦
型の磁気抵抗効果型磁気ヘッドについては、例えば、”
H.Suyama et al. IEEE（アメリカ電気通信学会）Transa
ction on Magnetics,MAG-24,p2612(1988) ”に記載され
ている。

【００４３】図４に示すように、本実施の形態に係る磁
気抵抗効果型磁気ヘッド３０は、非磁性材料からなる基
体３１の上に非磁性層３２を介して形成されており、非
磁性層３２上に形成された下部シールドコア３３と、下
部シールドコア３３上に形成された非磁性層３４と、非
磁性層３４上に形成された磁気抵抗効果素子３５と、磁
気抵抗効果素子３５上に形成された非磁性層３６と、非
磁性層３６上に形成された上部シールドコア３７とを備
えている。なお、この磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０の
上には、図示していないが、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
３０を保護するための保護層が形成される。

【００４４】この磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０におい
て、下部シールドコア３３は、磁気抵抗効果素子３５の
下部を磁気的にシールドするためのものであり、磁性材
料からなる。同様に、上部シールドコア３７は、磁気抵
抗効果素子３５の上部を磁気的にシールドするためのも
のであり、磁性材料からなる。また、下部シールドコア
３３と磁気抵抗効果素子３５との間に配された非磁性層
３４は、下部シールドコア３３と磁気抵抗効果素子３５
との間に磁気ギャップを形成するためのものであり、非
磁性の絶縁材料からなる。同様に、磁気抵抗効果素子３
５と上部シールドコア３７との間に配された非磁性層３
６は、磁気抵抗効果素子３５と上部シールドコア３７と
の間に磁気ギャップを形成するためのものであり、非磁
性の絶縁材料からなる。

【００４５】そして、非磁性層３４と非磁性層３６との
間に配された磁気抵抗効果素子３５は、上述した実施の
形態に係る磁気抵抗効果素子２０と同様な構成を有して
おり、本発明を適用した多層磁気抵抗効果膜３５ａと、
多層磁気抵抗効果膜３５ａの前端部から導出された電極
３５ｂと、多層磁気抵抗効果膜３５ａの後端部から導出
された電極３５ｃとから構成されている。

【００４６】ここで、多層磁気抵抗効果膜３５ａは、上
述した実施の形態に係る磁気抵抗効果素子２０の多層磁
気抵抗効果膜２１と同様に、短冊状に形成されており、
その前端部が記録媒体対向面Ａに露出している。

【００４７】この多層磁気抵抗効果膜３５ａを形成する
際は、例えば、記録媒体対向面Ａに臨むように、非磁性
層３４の上に多層磁気抵抗効果膜３５ａを被着形成し、
その後、既知のフォトリソグラフィ技術を用いて、当該
多層磁気抵抗効果膜３５ａを所定の短冊状のパターンに
パターニングする。ここで、パターニングは、例えば、
フォトレジストの塗布、パターン露光、現像及びこれを
マスクとしたイオンビームエッチング等の工程を施すこ
とによって行われる。

【００４８】この多層磁気抵抗効果膜３５ａの前端部か
ら導出された電極３５ｂ、及び後端部から導出された電
極３５ｃは、多層磁気抵抗効果膜３５ａにセンス電流Ｉ
ｓを供給するためのものであり、良導体材料からなる。
そして、これらの電極３５ｂ，３５ｃも、多層磁気抵抗
効果膜３５ａと同様に、フォトリソグラフィ技術によっ
て所定のパターンにパターニングされて形成される。

【００４９】以上のような磁気抵抗効果型磁気ヘッド３
０により、記録媒体から情報信号を再生する様子を図５
に示す。ここで、図５は、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３
０による情報信号再生の様子を模式的に示す図であり、
磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０の要部と、記録媒体４０
とを図示している。

【００５０】この図５に示すように、記録媒体４０から
情報信号を再生する際は、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３
０の記録媒体対向面Ａを記録媒体４０の記録トラックに
対向させるとともに、電極３５ｂ，３５ｃから多層磁気
抵抗効果膜３５ａに一定のセンス電流Ｉｓを供給し、こ
のときの電極３５ｂと電極３５ｃとの間の電圧変化を検
出する。

【００５１】すなわち、この磁気抵抗効果型磁気ヘッド
３０では、記録媒体４０の記録トラックに記録された磁
界の向きの変化によって、多層磁気抵抗効果膜３５ａの
抵抗が変化する。そこで、この多層磁気抵抗効果膜３５
ａの抵抗変化を電極３５ｂと電極３５ｃとの間の電圧変
化として検出することにより、記録媒体４０からの情報
信号が再生されることとなる。

【００５２】以上のように構成された磁気抵抗効果型磁
気ヘッド３０では、図３に示した磁気抵抗効果曲線を有
する多層磁気抵抗効果膜３５ａが用いられているため、
外部にバイアス磁界を発生する層を配することなく、軟
磁性層６が多層部４に対して自己バイアス磁界を印加し
ている。これにより、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０
は、多層磁気抵抗効果膜３５ａの抵抗変化に対応して線
形性をもって変化する出力電圧を検出することができ
る。したがって、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０は、記
録媒体４０からの微弱な磁界や微少な磁界変化を検出
し、高い再生出力を得ることが可能である。

【００５３】また、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０で
は、多層磁気抵抗効果膜３５ａが軟磁性層６を備えて構
成されているために、バイアス磁界を発生する層を磁気
抵抗効果素子３５とは別に設ける必要がない。これによ
り、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０は、下部シールドコ
ア３３と上部シールドコア３７との間を薄型化すること
ができる。

【００５４】したがって、この磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド３０は、図４中Ｂで示す再生ギャップ長を狭く設定す
ることができる。磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０では、
再生ギャップ長を狭く設定することで、磁気記録媒体の
線密度方向への再生分解能が向上する。

【００５５】また、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０で
は、バイアス磁界を発生する層を磁気抵抗効果素子３５
とは別に設ける必要がないので、その製造工程の簡易化
が図られる。

【００５６】なお、本実施の形態では、磁気抵抗効果を
利用したデバイスとして、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを
挙げたが、本発明に係る多層磁気抵抗効果膜や磁気抵抗
効果素子は、磁気抵抗効果型磁気ヘッド以外のデバイス
にも適用可能である。具体的には、本発明に係る多層磁
気抵抗効果膜や磁気抵抗効果素子は、例えば、地磁気方
位センサのような磁気センサ等にも適用可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る多層磁気抵抗効果膜では、外部にバイアス磁界を
発生する層を必要とせず、この多層磁気抵抗効果膜を構
成する軟磁性層によって良好な自己バイアス磁界を印加
することができる。したがって、本発明によれば、バイ
アス磁界を不要とし、かつ良好な自己バイアス磁界が印
加された多層磁気抵抗効果膜を提供することができる。

【００５８】そして、本発明に係る磁気抵抗効果素子
は、上述のように外部にバイアス磁界を発生する層を外
部に設ける必要がない多層磁気抵抗効果膜を用いている
ので、薄型化が達成される。また、この磁気抵抗効果素
子は、良好な自己バイアス磁界が印加された多層磁気抵
抗効果膜を用いているので、微弱な磁界や微少な磁界変
化を高感度に検出することが可能である。すなわち、本
発明によれば、特に磁気ヘッド等のように微弱な磁界を
検出する必要があるデバイスに対して好適な磁気抵抗効
果素子を提供することができる。

【００５９】そして、本発明に係る磁気抵抗効果型磁気
ヘッドは、上述のように外部にバイアス磁界を発生する
層を外部に設ける必要がない多層磁気抵抗効果膜を用い
ているので、薄型化が達成される。すなわち、本発明に
よれば、再生特性が非常に優れており、高密度記録に適
した磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した多層磁気抵抗効果膜の一構成
例を示す断面図である。

【図２】本発明を適用した多層磁気抵抗効果素子の一構
成例の概略を示す平面図である。

【図３】本発明を適用した磁気抵抗効果素子の磁気抵抗
効果曲線の一例を示す図である。

【図４】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッドの
一構成例を示す断面図である。

【図５】図４に示した磁気抵抗効果型磁気ヘッドによる
情報信号再生の様子を模式的に示す要部斜視図である。

【図６】従来の多層磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果曲
線を示す図である。

【図７】従来の多層磁気抵抗効果素子に対してバイアス
磁界を印加したときの磁気抵抗効果曲線を示す図であ
る。

【符号の説明】

１多層磁気抵抗効果膜、２基板、３下部磁性
層、４多層膜、５上部磁性層、１０非磁性導体
層、１１磁性層、１１ａ第１の磁性層、１１ｂ第
２の磁性層、２０磁気抵抗効果素子、２１多層磁気
抵抗効果膜、２２，２３電極、３０磁気抵抗効果型
磁気ヘッド、３１基体、３２非磁性層、３３下部
シールドコア、３４非磁性層、３５磁気抵抗効果素
子、３５ａ多層磁気抵抗効果膜、３５ｂ，３５ｃ電
極、３６非磁性層、３７上部シールドコア、４０
記録媒体、Ｉｓセンス電流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性層と非磁性導体層とが積層された多
層膜と、上記多層膜に近接して設けられ、軟磁性材料を有する軟
磁性層と、を備え、上記軟磁性層が上記多層膜に対してバイアス磁界を印加
することを特徴とする多層磁気抵抗効果膜。
【請求項２】上記軟磁性層と上記多層膜とが非磁性層
を介して積層されていることを特徴とする請求項１記載
の多層磁気抵抗効果膜。
【請求項３】上記軟磁性層が、Ｃｏ系アモルファス薄
膜、ＦｅＳｉ系合金薄膜、ＦｅＣ系合金薄膜、ＦｅＳｉ
系薄膜とＮｉＦｅ系合金薄膜との積層膜、ＦｅＣ系薄膜
とＮｉＦｅ系合金薄膜との積層膜、又はＦｅＮ系合金薄
膜から選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする
請求項１記載の多層磁気抵抗効果膜。
【請求項４】上記磁性層が、Ｎｉ薄膜とＦｅ薄膜との
積層膜、Ｎｉ合金薄膜とＦｅ合金薄膜との積層膜、Ｎｉ
−Ｆｅ系合金薄膜とＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜との積層膜、
又はＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜とこのＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜
とは組成の異なるＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜との積層膜から
なることを特徴とする請求項１記載の多層磁気抵抗効果
膜。
【請求項５】上記磁性層よりも厚い磁性層が、上記多
層膜の上下に配されていることを特徴とする請求項１記
載の多層磁気抵抗効果膜。
【請求項６】上記多層膜の上下に配されている磁性層
が、ＮｉＦｅ系合金からなることを特徴とする請求項５
記載の多層磁気抵抗効果膜。
【請求項７】上記非磁性導体層が、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ合金又はＡｕ合金から選ばれる少な
くとも１種を含むことを特徴とする請求項１記載の多層
磁気抵抗効果膜。
【請求項８】磁性層と非磁性導体層とが積層された多
層膜と、上記多層膜に近接して設けられ、軟磁性材料を
有する軟磁性層とを備え、上記軟磁性層が上記多層膜に
対してバイアス磁界を印加する多層磁気抵抗効果膜を、
少なくとも一部に用いていることを特徴とする磁気抵抗
効果素子。
【請求項９】磁性層と非磁性導体層とが積層された多
層膜と、上記多層膜に近接して設けられ、軟磁性材料を
有する軟磁性層とを備え、上記軟磁性層が上記多層膜に
対してバイアス磁界を印加する多層磁気抵抗効果膜を、
少なくとも一部に用いていることを特徴とする磁気抵抗
効果型磁気ヘッド。