JPH09282613A - 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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- JPH09282613A JPH09282613A JP8795496A JP8795496A JPH09282613A JP H09282613 A JPH09282613 A JP H09282613A JP 8795496 A JP8795496 A JP 8795496A JP 8795496 A JP8795496 A JP 8795496A JP H09282613 A JPH09282613 A JP H09282613A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オフトラック特性に優れた縦型のＭＲ素子を
備え、狭ギャップ化されても安定な高出力を得ることが
可能なＭＲヘッドを提供する。 【解決手段】 例えばＣｏ−Ｚｒ−Ｐｄ−Ｍｏを材料し
た近接層２１を、上部のＭＲ素子１と下地層３１を介し
て成膜する。
備え、狭ギャップ化されても安定な高出力を得ることが
可能なＭＲヘッドを提供する。 【解決手段】 例えばＣｏ−Ｚｒ−Ｐｄ−Ｍｏを材料し
た近接層２１を、上部のＭＲ素子１と下地層３１を介し
て成膜する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体から
の記録磁界によって抵抗率が変化する磁気抵抗効果を有
する磁性層が設けられてなる磁気抵抗効果型磁気ヘッド
に関する。
の記録磁界によって抵抗率が変化する磁気抵抗効果を有
する磁性層が設けられてなる磁気抵抗効果型磁気ヘッド
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ハードディスク装置における小型
大容量化が進行する中で、特にノート型パーソナルコン
ピュータに代表されるような可搬型コンピュータへの適
用が考慮される用途では、例えば２．５インチ程度の小
型ハードディスク装置に対する要求が高まっている。
大容量化が進行する中で、特にノート型パーソナルコン
ピュータに代表されるような可搬型コンピュータへの適
用が考慮される用途では、例えば２．５インチ程度の小
型ハードディスク装置に対する要求が高まっている。
【０００３】このような小型ハードディスクでは、ディ
スク径に依存して媒体速度が遅くなるため、再生出力が
媒体速度に依存する従来の誘導型磁気ヘッドでは、再生
出力が低下し、大容量化の妨げとなっている。
スク径に依存して媒体速度が遅くなるため、再生出力が
媒体速度に依存する従来の誘導型磁気ヘッドでは、再生
出力が低下し、大容量化の妨げとなっている。
【０００４】これに対して、磁界によって抵抗率が変化
する磁気抵抗効果を有する磁性層（以下、単にＭＲ素子
と称する。）の抵抗変化を再生出力電圧として検出する
磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、単にＭＲヘッドと称
する。）は、その再生出力が媒体速度に依存せず、低媒
体速度でも高再生出力が得られるという特徴を有するた
め、小型ハードディスクにおいて大容量化を実現する磁
気ヘッドとして注目されている。
する磁気抵抗効果を有する磁性層（以下、単にＭＲ素子
と称する。）の抵抗変化を再生出力電圧として検出する
磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、単にＭＲヘッドと称
する。）は、その再生出力が媒体速度に依存せず、低媒
体速度でも高再生出力が得られるという特徴を有するた
め、小型ハードディスクにおいて大容量化を実現する磁
気ヘッドとして注目されている。
【０００５】このＭＲヘッドは、遷移金属に見られる磁
化の向きとその内部を流れる電流の向きのなす角によっ
て電気抵抗値が変化する、いわゆる磁気抵抗効果現象を
利用した再生用磁気ヘッドである。すなわち、磁気記録
媒体からの漏洩磁束を上記ＭＲ素子が受けると、その磁
束により上記ＭＲ素子の磁化の向きが反転し、上記ＭＲ
素子内部に流れる電流の向きに対して磁性量に応じた角
度をもつようになる。それ故に上記ＭＲ素子の電気抵抗
値が変化し、この変化量に応じた電圧変化が電流が流れ
ているＭＲ素子の両端の電極に現れる。したがって、こ
の電圧変化を電圧信号として磁気記録信号を読みだせる
ことになる。
化の向きとその内部を流れる電流の向きのなす角によっ
て電気抵抗値が変化する、いわゆる磁気抵抗効果現象を
利用した再生用磁気ヘッドである。すなわち、磁気記録
媒体からの漏洩磁束を上記ＭＲ素子が受けると、その磁
束により上記ＭＲ素子の磁化の向きが反転し、上記ＭＲ
素子内部に流れる電流の向きに対して磁性量に応じた角
度をもつようになる。それ故に上記ＭＲ素子の電気抵抗
値が変化し、この変化量に応じた電圧変化が電流が流れ
ているＭＲ素子の両端の電極に現れる。したがって、こ
の電圧変化を電圧信号として磁気記録信号を読みだせる
ことになる。
【０００６】上記ＭＲヘッドは、基板上に薄膜技術によ
り上記ＭＲ素子や電極膜、絶縁層等を成膜し、フォトリ
ソ技術によってこれらを所定形状にエッチングすること
により形成され、再生時のギャップ長を規定して不要な
磁束の上記ＭＲ素子への浸入を防止するために、シール
ド材となる下部磁性磁極及び上部磁性磁極を上下に配し
たシールド構造を採用している。
り上記ＭＲ素子や電極膜、絶縁層等を成膜し、フォトリ
ソ技術によってこれらを所定形状にエッチングすること
により形成され、再生時のギャップ長を規定して不要な
磁束の上記ＭＲ素子への浸入を防止するために、シール
ド材となる下部磁性磁極及び上部磁性磁極を上下に配し
たシールド構造を採用している。
【０００７】具体的に、例えば、センス電流がトラック
幅方向と直交する方向に流れる、いわゆる縦型のＭＲヘ
ッドは、非磁性の基板上に絶縁層，下部磁性磁極となる
軟磁性膜及びＡｌ2 Ｏ3 或はＳｉＯ2 を材料とする絶縁
層が順次積層され、この絶縁層上に、ＭＲ素子が、その
長手方向が磁気記録媒体との対向面（磁気記録媒体摺動
面）と垂直になるように配され、且つその一方の端面が
磁気記録媒体摺動面に露出するかたちに形成されてい
る。さらに、ＭＲ素子の両端部上に、このＭＲ素子にセ
ンス電流を提供するための前端電極及び後端電極が設け
られ、上記ＭＲ素子上にＡｌ2 Ｏ3 或はＳｉＯ2 を材料
とする絶縁層が形成されている。この絶縁層は上記前端
及び後端電極により狭持されたかたちとされている。こ
の絶縁層上には上記ＭＲ素子と対向してバイアス導体が
配されて、さらにこの上に絶縁層が形成され、上記絶縁
層上に上部磁性磁極となる軟磁性膜が積層されて上記Ｍ
Ｒヘッドが構成されている。
幅方向と直交する方向に流れる、いわゆる縦型のＭＲヘ
ッドは、非磁性の基板上に絶縁層，下部磁性磁極となる
軟磁性膜及びＡｌ2 Ｏ3 或はＳｉＯ2 を材料とする絶縁
層が順次積層され、この絶縁層上に、ＭＲ素子が、その
長手方向が磁気記録媒体との対向面（磁気記録媒体摺動
面）と垂直になるように配され、且つその一方の端面が
磁気記録媒体摺動面に露出するかたちに形成されてい
る。さらに、ＭＲ素子の両端部上に、このＭＲ素子にセ
ンス電流を提供するための前端電極及び後端電極が設け
られ、上記ＭＲ素子上にＡｌ2 Ｏ3 或はＳｉＯ2 を材料
とする絶縁層が形成されている。この絶縁層は上記前端
及び後端電極により狭持されたかたちとされている。こ
の絶縁層上には上記ＭＲ素子と対向してバイアス導体が
配されて、さらにこの上に絶縁層が形成され、上記絶縁
層上に上部磁性磁極となる軟磁性膜が積層されて上記Ｍ
Ｒヘッドが構成されている。
【０００８】上記ＭＲヘッドは、上記ＭＲ素子を上部磁
性磁極及び下部磁性磁極で挟む構造としているため、上
部及び下部磁性磁極のないものと比較して、再生出力の
Ｓ／Ｎ及び記録密度を向上させることができる。
性磁極及び下部磁性磁極で挟む構造としているため、上
部及び下部磁性磁極のないものと比較して、再生出力の
Ｓ／Ｎ及び記録密度を向上させることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】近年、例えばハードデ
ィスク装置等の分野においては、更なる高記録密度化に
対する要請に応えるために、磁気ヘッドにも高記録密度
化が求められている。したがって、保磁力Ｈｃが高く残
留磁束密度Ｂｒと厚みδとの積Ｂｒ・δが低い磁気記録
媒体が要求されるとともに、上記ＭＲヘッドにおいても
ＭＲ素子の素子幅を狭くすることが提案されている。
ィスク装置等の分野においては、更なる高記録密度化に
対する要請に応えるために、磁気ヘッドにも高記録密度
化が求められている。したがって、保磁力Ｈｃが高く残
留磁束密度Ｂｒと厚みδとの積Ｂｒ・δが低い磁気記録
媒体が要求されるとともに、上記ＭＲヘッドにおいても
ＭＲ素子の素子幅を狭くすることが提案されている。
【００１０】ところが、ＭＲ素子を狭幅化することによ
ってその出力の低下を来すことが知られており、しかも
磁気記録媒体を高保磁力化及び低Ｂｒ・δ化することに
よって更に当該ＭＲ素子の低出力化が招来されることに
なる。
ってその出力の低下を来すことが知られており、しかも
磁気記録媒体を高保磁力化及び低Ｂｒ・δ化することに
よって更に当該ＭＲ素子の低出力化が招来されることに
なる。
【００１１】したがって、上述のように低下しがちな上
記ＭＲ素子の出力を向上させるために、上記ＭＲ素子の
膜厚を薄くして当該ＭＲ素子内における電流密度を大き
くすることが考えられているが、ＭＲ素子を薄膜化する
につれてその磁気抵抗変化率（Δρ／ρ）が小さくなる
ことから、薄膜化にも限界がある。
記ＭＲ素子の出力を向上させるために、上記ＭＲ素子の
膜厚を薄くして当該ＭＲ素子内における電流密度を大き
くすることが考えられているが、ＭＲ素子を薄膜化する
につれてその磁気抵抗変化率（Δρ／ρ）が小さくなる
ことから、薄膜化にも限界がある。
【００１２】そこで本発明は、上述の課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、オフトラッ
ク特性に優れた縦型のＭＲ素子を備え、狭ギャップ化さ
れても安定な高出力を得ることが可能なＭＲヘッドを提
供することにある。
れたものであり、その目的とするところは、オフトラッ
ク特性に優れた縦型のＭＲ素子を備え、狭ギャップ化さ
れても安定な高出力を得ることが可能なＭＲヘッドを提
供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の対象となるもの
は、磁界によって抵抗率が変化する磁気抵抗効果を有す
るＭＲ素子が設けられてなり、当該ＭＲ素子の抵抗変化
を再生出力電圧として検出する磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド（ＭＲヘッド）である。ここでは特に、ＭＲ素子の両
端部にそれぞれ配された前端電極及び後端電極を有し、
これら各電極から上記ＭＲ素子に磁気記録媒体の走行方
向と略々直交する方向にセンス電流が供給される、いわ
ゆる縦型のＭＲヘッドを対象とする。
は、磁界によって抵抗率が変化する磁気抵抗効果を有す
るＭＲ素子が設けられてなり、当該ＭＲ素子の抵抗変化
を再生出力電圧として検出する磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド（ＭＲヘッド）である。ここでは特に、ＭＲ素子の両
端部にそれぞれ配された前端電極及び後端電極を有し、
これら各電極から上記ＭＲ素子に磁気記録媒体の走行方
向と略々直交する方向にセンス電流が供給される、いわ
ゆる縦型のＭＲヘッドを対象とする。
【００１４】本発明のＭＲヘッドは、上記ＭＲ素子が、
磁化の向きが非固定状態とされた動作層と、導電性非磁
性材料からなる磁気分離層と、磁化の向きが固定状態と
された磁化固定層と、当該磁化固定層との間に交換結合
を生ぜしめて磁化の向きを固定状態とする反強磁性層と
が順次積層されてなる、いわゆるスピンバルブ型のＭＲ
ヘッドである。
磁化の向きが非固定状態とされた動作層と、導電性非磁
性材料からなる磁気分離層と、磁化の向きが固定状態と
された磁化固定層と、当該磁化固定層との間に交換結合
を生ぜしめて磁化の向きを固定状態とする反強磁性層と
が順次積層されてなる、いわゆるスピンバルブ型のＭＲ
ヘッドである。
【００１５】そして特に、上記ＭＲヘッドは、上記ＭＲ
素子の最上部或は最下部に軟磁性材料よりなる近接層が
成膜形成され、上記ＭＲ素子が上記動作層と上記磁化固
定層との間に生じる強磁性結合により磁気抵抗効果を奏
するとともに、上記近接層がその磁場により上記動作層
の磁化を安定化させるものである。
素子の最上部或は最下部に軟磁性材料よりなる近接層が
成膜形成され、上記ＭＲ素子が上記動作層と上記磁化固
定層との間に生じる強磁性結合により磁気抵抗効果を奏
するとともに、上記近接層がその磁場により上記動作層
の磁化を安定化させるものである。
【００１６】ここで、具体的には、上記近接層をＣｏ−
Ｚｒ−Ｐｄ−Ｍｏを材料として成膜形成することが好適
である。また、この近接層をＮｉ−Ｆｅを材料とすると
ともに、上記ＭＲ素子との間に絶縁層を介して成膜形成
してもよい。
Ｚｒ−Ｐｄ−Ｍｏを材料として成膜形成することが好適
である。また、この近接層をＮｉ−Ｆｅを材料とすると
ともに、上記ＭＲ素子との間に絶縁層を介して成膜形成
してもよい。
【００１７】さらに、上記近接層に対してより強い一軸
異方性を与えるために、当該近接層の上部或は下部にＮ
ｉＯを材料とした補助層を成膜形成することが好まし
い。
異方性を与えるために、当該近接層の上部或は下部にＮ
ｉＯを材料とした補助層を成膜形成することが好まし
い。
【００１８】また、上記ＭＲ素子の下部にＴａ等を材料
とした下地膜を成膜形成することが好適である。
とした下地膜を成膜形成することが好適である。
【００１９】上述のように、本発明に係るＭＲヘッドに
おいては、上記動作層、上記磁気分離層、上記磁化固定
層、及び上記反強磁性層をもつＭＲ素子の最下部に上記
近接層が成膜形成されている。
おいては、上記動作層、上記磁気分離層、上記磁化固定
層、及び上記反強磁性層をもつＭＲ素子の最下部に上記
近接層が成膜形成されている。
【００２０】ここで、上記動作層及び上記近接層におい
ては共に磁化容易軸が外部磁場方向と略々直交する方向
とされ、上記ＭＲ素子に流れるセンス電流により形成さ
れる磁場が上記近接層の磁化容易軸方向に印加されて当
該近接層の磁化が一方向に揃えられる。そして、この近
接層の飽和磁化から出る磁束が上記動作層に印加して当
該動作層の磁化が安定化されることになる。
ては共に磁化容易軸が外部磁場方向と略々直交する方向
とされ、上記ＭＲ素子に流れるセンス電流により形成さ
れる磁場が上記近接層の磁化容易軸方向に印加されて当
該近接層の磁化が一方向に揃えられる。そして、この近
接層の飽和磁化から出る磁束が上記動作層に印加して当
該動作層の磁化が安定化されることになる。
【００２１】また、上記近接層を上記ＭＲ素子の最上部
に成膜形成することにより、センス電流により発生する
磁場が上記近接層の磁化を揃えるのみならず上記動作層
を安定化する方向にも印加される。この場合、センス電
流により発生する磁場と上記近接層からの磁場とが互い
に強め合う方向に加わることになる。
に成膜形成することにより、センス電流により発生する
磁場が上記近接層の磁化を揃えるのみならず上記動作層
を安定化する方向にも印加される。この場合、センス電
流により発生する磁場と上記近接層からの磁場とが互い
に強め合う方向に加わることになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＭＲヘッドの
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。
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。
【００２３】この実施例に係るＭＲヘッドは、図１に示
すように、長手方向が磁気記録媒体の走行方向と略々直
交するように配された感磁部であるＭＲ素子１が下部磁
性磁極２と上部磁性磁極３とで挟まれた構造となってお
り、いわゆる縦型の薄膜磁気ヘッドとして構成されてい
る。
すように、長手方向が磁気記録媒体の走行方向と略々直
交するように配された感磁部であるＭＲ素子１が下部磁
性磁極２と上部磁性磁極３とで挟まれた構造となってお
り、いわゆる縦型の薄膜磁気ヘッドとして構成されてい
る。
【００２４】具体的には、例えばＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣよ
りなる非磁性基板１１上に、絶縁層１２を介してＮｉ−
Ｆｅ等よりなるシールド磁性膜である下部磁性磁極２が
形成され、この下部磁性磁極２の表面上に絶縁層１３が
積層されている。
りなる非磁性基板１１上に、絶縁層１２を介してＮｉ−
Ｆｅ等よりなるシールド磁性膜である下部磁性磁極２が
形成され、この下部磁性磁極２の表面上に絶縁層１３が
積層されている。
【００２５】また、上記絶縁層１３上に後述する近接層
２１（図１には示さない）を介して上記感磁部であるＭ
Ｒ素子１が形成され、さらにこのＭＲ素子１上にＳｉＯ
2 等の絶縁材よりなる絶縁層１６が形成され、その上に
Ｎｉ−Ｆｅ等の磁性膜による上部磁性磁極３が形成され
て上記ＭＲヘッドが構成されている。
２１（図１には示さない）を介して上記感磁部であるＭ
Ｒ素子１が形成され、さらにこのＭＲ素子１上にＳｉＯ
2 等の絶縁材よりなる絶縁層１６が形成され、その上に
Ｎｉ−Ｆｅ等の磁性膜による上部磁性磁極３が形成され
て上記ＭＲヘッドが構成されている。
【００２６】そして、上記ＭＲ素子１には、その前端部
及び後端部にそれぞれＣｕ等の良導電材料よりなる前端
電極１７ａ及び後端電極１７ｂが形成され、これら電極
１７ａ，１７ｂからＭＲ素子１にセンス電流が供給され
ることになる。
及び後端部にそれぞれＣｕ等の良導電材料よりなる前端
電極１７ａ及び後端電極１７ｂが形成され、これら電極
１７ａ，１７ｂからＭＲ素子１にセンス電流が供給され
ることになる。
【００２７】また、絶縁層１３の材料としてＳｉＯ2 の
代わりに酸化ベリリウムや窒化アルミニウム等を用いて
もよい。
代わりに酸化ベリリウムや窒化アルミニウム等を用いて
もよい。
【００２８】ここで、ＭＲ素子１は、図２に示すよう
に、磁化の向きが非固定状態とされた動作層２２と、導
電性非磁性材料からなる磁気分離層２３と、磁化の向き
が固定状態とされた磁化固定層２４と、当該磁化固定層
２４との間に交換結合を生ぜしめて磁化の向きを固定状
態とする反強磁性層２５とが順次積層成膜されて構成さ
れてなる、いわゆるスピンバルブ型のＭＲ素子である。
に、磁化の向きが非固定状態とされた動作層２２と、導
電性非磁性材料からなる磁気分離層２３と、磁化の向き
が固定状態とされた磁化固定層２４と、当該磁化固定層
２４との間に交換結合を生ぜしめて磁化の向きを固定状
態とする反強磁性層２５とが順次積層成膜されて構成さ
れてなる、いわゆるスピンバルブ型のＭＲ素子である。
【００２９】動作層２２は、例えばＮｉ−Ｆｅや，Ｎｉ
−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｘのうち少なくとも１種を
材料して形成される。ここで、Ｘは、Ｔａ，Ｃｕ，Ｎ
ｂ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｒｈ，Ｈｆ，Ｃｒ等のうち少なくとも
１種とされるものである。
−Ｆｅ−Ｃｏ，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｘのうち少なくとも１種を
材料して形成される。ここで、Ｘは、Ｔａ，Ｃｕ，Ｎ
ｂ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｒｈ，Ｈｆ，Ｃｒ等のうち少なくとも
１種とされるものである。
【００３０】磁気分離層２３は、Ｃｕや，Ｃｕ−Ｎｉ，
Ｃｕ−Ａｇ等のうち少なくとも１種を材料して形成され
る。
Ｃｕ−Ａｇ等のうち少なくとも１種を材料して形成され
る。
【００３１】磁化固定層２４は、Ｎｉ−Ｆｅや，Ｎｉ−
Ｆｅ−Ｃｏ，Ｃｏ，Ｃｏ−Ｆｅ等のうち少なくとも１種
を材料して形成される。
Ｆｅ−Ｃｏ，Ｃｏ，Ｃｏ−Ｆｅ等のうち少なくとも１種
を材料して形成される。
【００３２】反強磁性層２５は、高交換結合力を有する
反強磁性材料であるＦｅ−Ｍｎや，Ｎｉ−Ｍｎ，Ｎｉ
Ｏ，Ｎｉ−Ｃｏ−Ｏ，Ｃｏ−Ｍｎ等のうち少なくとも１
種を材料して形成される。
反強磁性材料であるＦｅ−Ｍｎや，Ｎｉ−Ｍｎ，Ｎｉ
Ｏ，Ｎｉ−Ｃｏ−Ｏ，Ｃｏ−Ｍｎ等のうち少なくとも１
種を材料して形成される。
【００３３】そして、近接層２１は、上部のＭＲ素子１
と下地層３１を介して成膜されており、例えばＣｏ−Ｚ
ｒ−Ｐｄ−Ｍｏを材料して形成されている。このＣｏ−
Ｚｒ−Ｐｄ−Ｍｏは、その比抵抗値ρが２００（μΩ・
ｃｍ）程度と大きく殆ど電流が流れないためにＭＲ素子
１の出力低下を抑止できるという利点を有する。
と下地層３１を介して成膜されており、例えばＣｏ−Ｚ
ｒ−Ｐｄ−Ｍｏを材料して形成されている。このＣｏ−
Ｚｒ−Ｐｄ−Ｍｏは、その比抵抗値ρが２００（μΩ・
ｃｍ）程度と大きく殆ど電流が流れないためにＭＲ素子
１の出力低下を抑止できるという利点を有する。
【００３４】下地層３１は、例えばＴａや，Ｔｉ，Ｈｆ
等のうち少なくとも１種を材料して形成される。
等のうち少なくとも１種を材料して形成される。
【００３５】次いで、上記ＭＲヘッドにおいて、ＭＲ素
子１の機能について説明する。このＭＲ素子１の電気抵
抗Ｒは、当該ＭＲ素子１に入力される磁束強度（磁束
量）に応じて変化する。すなわち、ＭＲ素子１の電気抵
抗Ｒの外部磁界依存性が磁気抵抗効果として図３に示す
ＭＲ曲線で表される。
子１の機能について説明する。このＭＲ素子１の電気抵
抗Ｒは、当該ＭＲ素子１に入力される磁束強度（磁束
量）に応じて変化する。すなわち、ＭＲ素子１の電気抵
抗Ｒの外部磁界依存性が磁気抵抗効果として図３に示す
ＭＲ曲線で表される。
【００３６】スピンバルブ型のＭＲ素子では、電子の散
乱確率が磁化の向きにより動作層２２のスピンと磁化固
定層２４のスピンで異なることにより、ＭＲ効果が発現
される。スピンバルブ型のＭＲ素子は、初期状態で磁化
の向きが互いに直交方向とされるとともに、外部磁場に
対して磁化固定層２４の磁化は動かないようになってい
るので、図３に示すような変化をする。つまり、外部か
らバイアス印加をしなくても線形性のとれるＭＲ特性を
示す。
乱確率が磁化の向きにより動作層２２のスピンと磁化固
定層２４のスピンで異なることにより、ＭＲ効果が発現
される。スピンバルブ型のＭＲ素子は、初期状態で磁化
の向きが互いに直交方向とされるとともに、外部磁場に
対して磁化固定層２４の磁化は動かないようになってい
るので、図３に示すような変化をする。つまり、外部か
らバイアス印加をしなくても線形性のとれるＭＲ特性を
示す。
【００３７】このように、スピンバルブ型のＭＲ素子で
は、自由層（動作層２２）と固定層（磁化固定層２４）
の保磁力の差により抵抗変化が生じ、磁気記録媒体から
の信号磁界ΔＨｓが入力すると、それが抵抗変化ΔＲｓ
に変換されることになる。すなわち、前端電極１７ａ及
び後端電極１７ｂからＭＲ素子に所定のセンス電流Ｉｓ
を流しておけば、オームの法則ΔＶｓ＝ΔＲｓ×Ｉｓに
基づいて、この抵抗変化ΔＲｓを出力電圧ΔＶｓとして
取り出せるわけである。
は、自由層（動作層２２）と固定層（磁化固定層２４）
の保磁力の差により抵抗変化が生じ、磁気記録媒体から
の信号磁界ΔＨｓが入力すると、それが抵抗変化ΔＲｓ
に変換されることになる。すなわち、前端電極１７ａ及
び後端電極１７ｂからＭＲ素子に所定のセンス電流Ｉｓ
を流しておけば、オームの法則ΔＶｓ＝ΔＲｓ×Ｉｓに
基づいて、この抵抗変化ΔＲｓを出力電圧ΔＶｓとして
取り出せるわけである。
【００３８】上記ＭＲヘッドにおいては、上記ＭＲ素子
１が動作層２２と磁化固定層２４との間に生じる強磁性
結合により磁気抵抗効果を奏する。
１が動作層２２と磁化固定層２４との間に生じる強磁性
結合により磁気抵抗効果を奏する。
【００３９】また、図４に示すように、本実施の形態の
ＭＲヘッド（図中Ａと記す）における上記動作層２２の
膜厚が例えば１０ｎｍ以下の低値であっても、従来のＭ
Ｒヘッド（図中Ｂと記す）に比して大きな出力が得られ
る。
ＭＲヘッド（図中Ａと記す）における上記動作層２２の
膜厚が例えば１０ｎｍ以下の低値であっても、従来のＭ
Ｒヘッド（図中Ｂと記す）に比して大きな出力が得られ
る。
【００４０】さらに、図５に示すように、動作層２２及
び近接層２１においては、共に磁化容易軸が外部磁場方
向と略々直交する方向とされ、ＭＲ素子１に流れるセン
ス電流により形成される磁場が上記近接層２１の磁化容
易軸方向に印加されて当該近接層２１の磁化が一方向に
揃えられる。そして、この近接層２１の飽和磁化から出
る磁束が動作層２２に印加して当該動作層２２の磁化が
安定化されることになる。
び近接層２１においては、共に磁化容易軸が外部磁場方
向と略々直交する方向とされ、ＭＲ素子１に流れるセン
ス電流により形成される磁場が上記近接層２１の磁化容
易軸方向に印加されて当該近接層２１の磁化が一方向に
揃えられる。そして、この近接層２１の飽和磁化から出
る磁束が動作層２２に印加して当該動作層２２の磁化が
安定化されることになる。
【００４１】ここで、本実施の形態に係るＭＲヘッドの
特徴である近接層２１の存しない比較例のＭＲヘッドに
ついて考察する。
特徴である近接層２１の存しない比較例のＭＲヘッドに
ついて考察する。
【００４２】すなわち、この比較例のＭＲヘッドにおい
ては、上記絶縁層１３上にＴａ等よりなる下地層３１を
介して上記ＭＲ素子１が成膜されている。
ては、上記絶縁層１３上にＴａ等よりなる下地層３１を
介して上記ＭＲ素子１が成膜されている。
【００４３】この場合、例えば１０ｎｍ以下の膜厚に成
膜された動作層２２は極めて大きな保磁力Ｈｃを有する
ため、例えば２０ｎｍ程度の膜厚に成膜された動作層の
ようにきれいな一軸異方性を示すことはできない。従っ
てこのままでは外部磁場に対する応答時に動作層２２か
らの出力にヒステリシスやバルクハウゼンジャンプが生
じ、実用に耐えない。
膜された動作層２２は極めて大きな保磁力Ｈｃを有する
ため、例えば２０ｎｍ程度の膜厚に成膜された動作層の
ようにきれいな一軸異方性を示すことはできない。従っ
てこのままでは外部磁場に対する応答時に動作層２２か
らの出力にヒステリシスやバルクハウゼンジャンプが生
じ、実用に耐えない。
【００４４】そこで、従来のいわゆる横型ＭＲヘッド、
則ちＭＲ素子に供給されるセンス電流が磁気記録媒体の
走行方向と略々平行な方向とされたＭＲヘッドに用いら
れているような磁石による出力の安定化方法が必要とな
る。
則ちＭＲ素子に供給されるセンス電流が磁気記録媒体の
走行方向と略々平行な方向とされたＭＲヘッドに用いら
れているような磁石による出力の安定化方法が必要とな
る。
【００４５】すなわち、図６に示すように、上記ＭＲ素
子１の長手方向に直交する方向の両側縁部にＣｏ−Ｐｔ
やＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ等を材料とした安定化バイアス層３
２が下地層３１及び動作層２２と接続されて形成されて
おり、当該各安定化バイアス層３２上にＭＲ素子１にセ
ンス電流を供給するための一対の引出し電極３３，３４
が配される。ここでは、この安定化バイアス層３２が永
久磁石として機能して動作層２２の磁化が安定化され
る。
子１の長手方向に直交する方向の両側縁部にＣｏ−Ｐｔ
やＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ等を材料とした安定化バイアス層３
２が下地層３１及び動作層２２と接続されて形成されて
おり、当該各安定化バイアス層３２上にＭＲ素子１にセ
ンス電流を供給するための一対の引出し電極３３，３４
が配される。ここでは、この安定化バイアス層３２が永
久磁石として機能して動作層２２の磁化が安定化され
る。
【００４６】しかしながら、横型のＭＲヘッドの場合で
は上述の手法で動作層２２の磁化を安定化させることが
できるが、縦型のＭＲヘッドの場合、安定化バイアス層
３２が低抵抗材料よりなるためにセンス電流が殆どＭＲ
素子１に供給されなくなる。したがって、縦型のＭＲヘ
ッドには安定化バイアス層３２を設けることは妥当では
ない。
は上述の手法で動作層２２の磁化を安定化させることが
できるが、縦型のＭＲヘッドの場合、安定化バイアス層
３２が低抵抗材料よりなるためにセンス電流が殆どＭＲ
素子１に供給されなくなる。したがって、縦型のＭＲヘ
ッドには安定化バイアス層３２を設けることは妥当では
ない。
【００４７】それに対して、本実施の形態に係るＭＲヘ
ッドにおいては、ＭＲ素子１の下部にＣｏ−Ｚｒ−Ｐｄ
−Ｍｏよりなる近接層２１を配することにより、ＭＲ素
子１を縦型に配したときでも容易且つ確実に当該ＭＲ素
子１の動作層２２における磁化を安定化させることが可
能となる。
ッドにおいては、ＭＲ素子１の下部にＣｏ−Ｚｒ−Ｐｄ
−Ｍｏよりなる近接層２１を配することにより、ＭＲ素
子１を縦型に配したときでも容易且つ確実に当該ＭＲ素
子１の動作層２２における磁化を安定化させることが可
能となる。
【００４８】すなわち、オフトラック特性に優れた縦型
のＭＲ素子１を備え、狭ギャップ化されても安定な高出
力を得ることが可能なＭＲヘッドが実現される。
のＭＲ素子１を備え、狭ギャップ化されても安定な高出
力を得ることが可能なＭＲヘッドが実現される。
【００４９】変形例 続いて、本実施の形態に係るＭＲヘッドにおいて、その
いくつかの変形例について説明する。なお、本実施の形
態に係るＭＲヘッドと同一の部材等については同一の符
号を記して説明を省略する。
いくつかの変形例について説明する。なお、本実施の形
態に係るＭＲヘッドと同一の部材等については同一の符
号を記して説明を省略する。
【００５０】（変形例１）先ず、変形例１のＭＲヘッド
について述べる。このＭＲヘッドは、本実施の形態に係
るＭＲヘッドと略々同様の構成を有するが、近接層２１
の成膜部位が異なる点で相違する。
について述べる。このＭＲヘッドは、本実施の形態に係
るＭＲヘッドと略々同様の構成を有するが、近接層２１
の成膜部位が異なる点で相違する。
【００５１】すなわち、変形例１のＭＲヘッドにおいて
は、図７に示すように、下地層３１上にＭＲ素子１が積
層形成され、更にこのＭＲ素子１上（則ち、反強磁性層
２５上）に近接層２１が配されている。
は、図７に示すように、下地層３１上にＭＲ素子１が積
層形成され、更にこのＭＲ素子１上（則ち、反強磁性層
２５上）に近接層２１が配されている。
【００５２】この場合、図８に示すように、センス電流
により発生する磁場が上記近接層２１の磁化を揃えるの
みならず動作層２２を安定化する方向にも印加される。
ここで、センス電流により発生する磁場と上記近接層２
１からの磁場とが互いに強め合う方向に加わることにな
る。
により発生する磁場が上記近接層２１の磁化を揃えるの
みならず動作層２２を安定化する方向にも印加される。
ここで、センス電流により発生する磁場と上記近接層２
１からの磁場とが互いに強め合う方向に加わることにな
る。
【００５３】したがって、オフトラック特性に優れた縦
型のＭＲ素子１を備え、狭ギャップ化されても更なる安
定な高出力を得ることが可能なＭＲヘッドが実現され
る。
型のＭＲ素子１を備え、狭ギャップ化されても更なる安
定な高出力を得ることが可能なＭＲヘッドが実現され
る。
【００５４】（変形例２）先ず、変形例２のＭＲヘッド
について述べる。このＭＲヘッドは、本実施の形態に係
るＭＲヘッドと略々同様の構成を有するが、ＭＲ素子１
の下部に補助層が設けられる点で相違する。
について述べる。このＭＲヘッドは、本実施の形態に係
るＭＲヘッドと略々同様の構成を有するが、ＭＲ素子１
の下部に補助層が設けられる点で相違する。
【００５５】すなわち、変形例２のＭＲヘッドにおいて
は、図９に示すように、近接磁性層２１上にＮｉＯを材
料とした補助層４１が成膜形成され、この補助層４１上
にＭＲ素子１が積層されている。
は、図９に示すように、近接磁性層２１上にＮｉＯを材
料とした補助層４１が成膜形成され、この補助層４１上
にＭＲ素子１が積層されている。
【００５６】この場合、図１０に示すように、センス電
流により発生する磁場が上記近接層２１の磁化を揃え、
センス電流により発生する磁場と上記近接層２１からの
磁場とが互いに強め合う方向に加わるとともに、補助層
４１が近接層２１と交換結合により固定され電流磁場に
よる効果と相乗されて当該近接層２１により強い一軸異
方性を与えことになる。
流により発生する磁場が上記近接層２１の磁化を揃え、
センス電流により発生する磁場と上記近接層２１からの
磁場とが互いに強め合う方向に加わるとともに、補助層
４１が近接層２１と交換結合により固定され電流磁場に
よる効果と相乗されて当該近接層２１により強い一軸異
方性を与えことになる。
【００５７】したがって、オフトラック特性に優れた縦
型のＭＲ素子１を備え、狭ギャップ化されても更なる安
定な高出力を得ることが可能なＭＲヘッドが実現され
る。
型のＭＲ素子１を備え、狭ギャップ化されても更なる安
定な高出力を得ることが可能なＭＲヘッドが実現され
る。
【００５８】（変形例３）先ず、変形例３のＭＲヘッド
について述べる。このＭＲヘッドは、本実施の形態に係
るＭＲヘッドと略々同様の構成を有するが、近接層２１
の材質が異なる点で相違する。
について述べる。このＭＲヘッドは、本実施の形態に係
るＭＲヘッドと略々同様の構成を有するが、近接層２１
の材質が異なる点で相違する。
【００５９】すなわち、変形例３のＭＲヘッドにおいて
は、図１１に示すように、補助層４１上に近接層２１が
Ｎｉ−Ｆｅを材料として成膜形成されるとともに、この
近接層２１上にＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 等を材料とした絶
縁層４２を介して下地層３１及びＭＲ素子１が積層形成
されている。
は、図１１に示すように、補助層４１上に近接層２１が
Ｎｉ−Ｆｅを材料として成膜形成されるとともに、この
近接層２１上にＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ3 等を材料とした絶
縁層４２を介して下地層３１及びＭＲ素子１が積層形成
されている。
【００６０】ここで、図１２に示すように、下地層３１
の各下層、則ち補助層４１，近接層２１，及び絶縁層４
２の側縁部に絶縁層４３が形成されて保護されている。
の各下層、則ち補助層４１，近接層２１，及び絶縁層４
２の側縁部に絶縁層４３が形成されて保護されている。
【００６１】この場合、図１３に示すように、絶縁層４
４内に補助層４１，近接層２１，絶縁層４２，下地層３
１，及びＭＲ素子１の各層を埋設形成してもよい。この
とき、補助層４１をＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒを材料として形成
し、且つこの補助層４１を面内に向かせるために図示し
ないＣｒよりなる下地層を成膜形成することが好適であ
る。
４内に補助層４１，近接層２１，絶縁層４２，下地層３
１，及びＭＲ素子１の各層を埋設形成してもよい。この
とき、補助層４１をＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒを材料として形成
し、且つこの補助層４１を面内に向かせるために図示し
ないＣｒよりなる下地層を成膜形成することが好適であ
る。
【００６２】ここで、図１４に示すように、センス電流
により発生する磁場が上記近接層２１の磁化を揃え、セ
ンス電流により発生する磁場と上記近接層２１からの磁
場とが互いに強め合う方向に加わることになる。
により発生する磁場が上記近接層２１の磁化を揃え、セ
ンス電流により発生する磁場と上記近接層２１からの磁
場とが互いに強め合う方向に加わることになる。
【００６３】したがって、オフトラック特性に優れた縦
型のＭＲ素子１を備え、狭ギャップ化されても更なる安
定な高出力を得ることが可能なＭＲヘッドが実現され
る。
型のＭＲ素子１を備え、狭ギャップ化されても更なる安
定な高出力を得ることが可能なＭＲヘッドが実現され
る。
【００６４】なお、本発明は上記実施の形態及びその変
形例に限定されることはない。例えば、上記実施例では
多層膜素子１の上部及び下部に上部磁性磁極３及び下部
磁性磁極２が設けられ構成されたＭＲヘッドを例示した
が、上部及び下部磁性磁極３，２を設けないいわゆるノ
ンシールド型のＭＲヘッドにも適用可能である。
形例に限定されることはない。例えば、上記実施例では
多層膜素子１の上部及び下部に上部磁性磁極３及び下部
磁性磁極２が設けられ構成されたＭＲヘッドを例示した
が、上部及び下部磁性磁極３，２を設けないいわゆるノ
ンシールド型のＭＲヘッドにも適用可能である。
【００６５】
【発明の効果】本発明に係るＭＲヘッドによれば、オフ
トラック特性に優れた縦型のＭＲ素子を備え、バルクハ
ウゼンノイズの発生が十分に抑止されるとともに、狭ギ
ャップ化されても安定な高出力を得ることが可能とな
る。
トラック特性に優れた縦型のＭＲ素子を備え、バルクハ
ウゼンノイズの発生が十分に抑止されるとともに、狭ギ
ャップ化されても安定な高出力を得ることが可能とな
る。
【図１】本実施の形態に係るＭＲヘッドを模式的に示す
断面図である。
断面図である。
【図２】上記ＭＲヘッドの構成要素であるＭＲ素子及び
その近傍に積層された各層を模式的に示す断面図であ
る。
その近傍に積層された各層を模式的に示す断面図であ
る。
【図３】上記ＭＲヘッドのＭＲ特性を示す特性図であ
る。
る。
【図４】上記ＭＲヘッド及び従来のＭＲヘッドの出力を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図５】各層に供給されるセンス電流の方向、印加され
る信号磁界の方向、及び当該各層の磁化方向をそれぞれ
模式的に示す平面図である。
る信号磁界の方向、及び当該各層の磁化方向をそれぞれ
模式的に示す平面図である。
【図６】従来の横型スピンバルブＭＲヘッドにおけるＭ
Ｒ素子を模式的に示す断面図である。
Ｒ素子を模式的に示す断面図である。
【図７】変形例１のＭＲヘッドの構成要素であるＭＲ素
子及びその近傍に積層された各層を模式的に示す断面図
である。
子及びその近傍に積層された各層を模式的に示す断面図
である。
【図８】各層に供給されるセンス電流の方向、印加され
る信号磁界の方向、及び当該各層の磁化方向をそれぞれ
模式的に示す平面図である。
る信号磁界の方向、及び当該各層の磁化方向をそれぞれ
模式的に示す平面図である。
【図９】変形例２のＭＲヘッドの構成要素であるＭＲ素
子及びその近傍に積層された各層を模式的に示す断面図
である。
子及びその近傍に積層された各層を模式的に示す断面図
である。
【図１０】各層に供給されるセンス電流の方向、印加さ
れる信号磁界の方向、及び当該各層の磁化方向をそれぞ
れ模式的に示す平面図である。
れる信号磁界の方向、及び当該各層の磁化方向をそれぞ
れ模式的に示す平面図である。
【図１１】変形例３のＭＲヘッドの構成要素であるＭＲ
素子及びその近傍に積層された各層を模式的に示す断面
図である。
素子及びその近傍に積層された各層を模式的に示す断面
図である。
【図１２】ＭＲ素子近傍の様子を模式的に示す断面図で
ある。
ある。
【図１３】他の例におけるＭＲ素子近傍の様子を模式的
に示す断面図である。
に示す断面図である。
【図１４】各層に供給されるセンス電流の方向、印加さ
れる信号磁界の方向、及び当該各層の磁化方向をそれぞ
れ模式的に示す平面図である。
れる信号磁界の方向、及び当該各層の磁化方向をそれぞ
れ模式的に示す平面図である。
１ ＭＲ素子 ２ 下部磁性磁極 ３ 上部磁性磁極
１７ａ 前端電極 １７ｂ 後端電極 ２１ 近接層
２２ 動作層 ２３ 磁気分離層 ２４ 磁化固定層
２５ 反強磁性層 ３１ 下地層 ４１ 補助層
１７ａ 前端電極 １７ｂ 後端電極 ２１ 近接層
２２ 動作層 ２３ 磁気分離層 ２４ 磁化固定層
２５ 反強磁性層 ３１ 下地層 ４１ 補助層
Claims (5)
- 【請求項１】 磁気抵抗効果素子と、当該磁気抵抗効果
素子の両端部にそれぞれ配された前端電極及び後端電極
とを有し、これら各電極から上記磁気抵抗効果素子に磁
気記録媒体の走行方向と略々直交する方向にセンス電流
が供給される磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、 上記磁気抵抗効果素子が、磁化の向きが非固定状態とさ
れた動作層と、導電性非磁性材料からなる磁気分離層
と、磁化の向きが固定状態とされた磁化固定層と、当該
磁化固定層との間に交換結合を生ぜしめて磁化の向きを
固定状態とする反強磁性層とが順次積層されてなるとと
もに、 上記磁気抵抗効果素子の最上部或は最下部に軟磁性材料
よりなる近接層が成膜形成されてなり、 上記磁気抵抗効果素子が上記動作層と上記磁化固定層と
の間に生じる強磁性結合により磁気抵抗効果を奏すると
ともに、上記近接層から発生する磁場により上記動作層
の磁化を安定化させ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】 近接層がＣｏ−Ｚｒ−Ｐｄ−Ｍｏを材料
として成膜形成されていることを特徴とする請求項１記
載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項３】 近接層がＮｉ−Ｆｅを材料とするととも
に、磁気抵抗効果素子との間に絶縁層を介して成膜形成
されていることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効
果型磁気ヘッド。 - 【請求項４】 近接層の上部或は下部にＮｉＯを材料と
した補助層が成膜形成されていることを特徴とする請求
項１記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項５】 磁気抵抗効果素子の下部に下地膜が成膜
されていることを特徴とする請求項１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 |
|---|---|---|---|
| JP8795496A JPH09282613A (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8795496A JPH09282613A (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09282613A true JPH09282613A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=13929280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8795496A Withdrawn JPH09282613A (ja) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09282613A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001003131A1 (fr) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Fujitsu Limited | Tete a effet magnetoresistant a modulation de spin, tete magnetique composee l'utilisant et unite d'entrainement de support d'enregistrement magnetique |
| WO2001003130A1 (fr) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Fujitsu Limited | Palier flottant magnetoresistif, tete de palier flottant composite ainsi realisee, et unite d'entrainement de support magnetoresistif enregistre |
| WO2004097807A1 (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-11 | Fujitsu Limited | 磁気記録再生装置 |
-
1996
- 1996-04-10 JP JP8795496A patent/JPH09282613A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001003131A1 (fr) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Fujitsu Limited | Tete a effet magnetoresistant a modulation de spin, tete magnetique composee l'utilisant et unite d'entrainement de support d'enregistrement magnetique |
| WO2001003130A1 (fr) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Fujitsu Limited | Palier flottant magnetoresistif, tete de palier flottant composite ainsi realisee, et unite d'entrainement de support magnetoresistif enregistre |
| EP1193692A1 (en) * | 1999-07-05 | 2002-04-03 | Fujitsu Limited | Spin-valve magnetoresistance effect head, composite magnetic head comprising the same, and magnetoresistance recorded medium drive |
| EP1193692A4 (en) * | 1999-07-05 | 2002-08-21 | Fujitsu Ltd | SPIN VALVE MAGNETIC RESISTANCE EFFECT HEAD, THE SAME COMPOSITE MAGNETIC HEAD AND RESISTANCE-RECORDED MEDIUM DRIVE |
| US6501627B2 (en) | 1999-07-05 | 2002-12-31 | Fujitsu Limited | Spin-valve magnetoresistive head, and composite-type magnetic head and magnetic recording medium drive using the same |
| WO2004097807A1 (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-11 | Fujitsu Limited | 磁気記録再生装置 |
| US7417833B2 (en) | 2003-04-30 | 2008-08-26 | Fujitsu Limited | Magnetic recording and reproducing apparatus having element for correcting misaligned magnetization direction |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030701 |