JPH0997409A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置

Info

Publication number
JPH0997409A
JPH0997409A JP8137963A JP13796396A JPH0997409A JP H0997409 A JPH0997409 A JP H0997409A JP 8137963 A JP8137963 A JP 8137963A JP 13796396 A JP13796396 A JP 13796396A JP H0997409 A JPH0997409 A JP H0997409A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
thin film
magnetic
magnetoresistive effect
magnetoresistive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8137963A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3990751B2 (ja
Inventor
Katsuro Watanabe
克朗 渡辺
Shigeru Tadokoro
茂 田所
Takashi Kawabe
隆 川辺
Hiroshi Kamio
浩 神尾
Takao Imagawa
尊雄 今川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP13796396A priority Critical patent/JP3990751B2/ja
Priority to US08/683,978 priority patent/US6172859B1/en
Priority to KR1019960029933A priority patent/KR100372984B1/ko
Priority to CN96112169A priority patent/CN1079969C/zh
Priority to US08/733,713 priority patent/US5995338A/en
Publication of JPH0997409A publication Critical patent/JPH0997409A/ja
Priority to US09/450,763 priority patent/US6157526A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3990751B2 publication Critical patent/JP3990751B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/10—Structure or manufacture of housings or shields for heads
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3929—Disposition of magnetic thin films not used for directly coupling magnetic flux from the track to the MR film or for shielding
    • G11B5/3932—Magnetic biasing films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/012—Recording on, or reproducing or erasing from, magnetic disks
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/54—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head into or out of its operative position or across tracks
    • G11B5/55—Track change, selection or acquisition by displacement of the head
    • G11B5/5521—Track change, selection or acquisition by displacement of the head across disk tracks
    • G11B5/5526—Control therefor; circuits, track configurations or relative disposition of servo-information transducers and servo-information tracks for control thereof
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B5/596—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks
    • G11B5/59683—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following on disks for magnetoresistive heads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】バルクハウゼンノイズがなく、再生特性の変動
の小さい磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装
置を提供する。 【解決手段】本発明は、縦バイアス印加層を、結晶構造
が体心立方格子である強磁性薄膜，非晶質強磁性薄膜、
或いは結晶構造が体心立方格子である反強磁性薄膜から
なる下地膜と、その上に形成された硬磁性薄膜とを有す
る縦バイアス印加層を備えた磁気抵抗効果型磁気ヘッド
及びそれを用いた磁気記録再生装置にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気的に記録され
た情報の再生に用いられる磁気抵抗効果型磁気ヘッド及
び磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の磁気ディスク装置の小型化，高密
度化の進行に伴い、ディスクとヘッドの相対速度に依存
せずに高い再生出力電圧が得られる磁気抵抗効果型磁気
ヘッド（ＭＲヘッド）が実用化されている。現在磁気デ
ィスク装置に搭載されているＭＲヘッドには、磁性膜の
磁化の方向と信号検出電流が流れる方向とのなす角度に
依存して電気抵抗が変化する異方性磁気抵抗効果が用い
られており、ヘッド構造や薄膜材料の改良により高性能
化が図られている。数Ｇｂ／ｉｎ2 程度の高い面記録密
度になると、異方性磁気抵抗効果を用いたＭＲヘッドで
は感度不足が予想されるため、非磁性導電性薄膜を介し
て積層された２層の磁性薄膜の互いの磁化の方向のなす
角度によって電気抵抗が変化する巨大磁気抵抗効果を用
いたヘッドが研究されている。いずれのＭＲヘッドにお
いても、磁気抵抗効果膜の磁化が回転することによって
電気抵抗の変化が生じており、ノイズのない再生波形を
得るためには磁壁移動を抑えなければならない。
【０００３】磁壁移動に起因するバルクハウゼンノイズ
を抑制する手段として、特開平2−220213号には感磁部
以外の部分において硬磁性薄膜を非磁性下地膜を介して
磁気抵抗効果膜の上に積層した構造が、特開平3−12531
1 号に磁気抵抗効果膜の両脇に硬磁性薄膜を配置した構
造が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】バルクハウゼンノイズ
を抑制するために磁気抵抗効果型磁気ヘッドに用いられ
る硬磁性薄膜には、二つの磁気特性が要求される。その
一つは、保磁力が大きいことである。ＭＲヘッドには、
記録媒体からの信号磁界や、記録ヘッドからの記録磁界
が作用するので、このような外部磁界の下でも安定な再
生特性を有するためには、硬磁性薄膜から磁気抵抗効果
膜に入る縦バイアス磁界が変動しないように、十分な大
きさの保磁力が必要となる。もう一つは、磁化の膜面内
成分が大きいこと、即ち、面内方向に磁界を印加して測
定した磁化曲線の角形比が大きいことである。硬磁性薄
膜の磁化成分のうち、縦バイアス磁界として有効に作用
するのは、膜面内成分であるため、外部磁界が作用して
も縦バイアス磁界が変動しないためには、この膜面内成
分が大きく、磁化曲線の角形比が大きいことが必要であ
る。
【０００５】図１５は、特開平2−220213 号に開示され
ているＭＲヘッドの構造を示す図である。本従来技術
は、Ｃｒ等の非磁性下地膜２５１の上に形成された硬磁
性薄膜２６から発生する磁界によって、磁気抵抗効果膜
１５のバルクハウゼンノイズを抑制しようとするもので
ある。非磁性下地膜２５１を用いることにより、保磁力
及び角形比の大きな硬磁性薄膜２６を得ることはできる
が、硬磁性薄膜２６から発生する磁界の一部がＭＲ素子
部（軟磁性薄膜１３，非磁性導電性薄膜１４，磁気抵抗
効果膜１５で構成される）を通って還流するため、図１
５に示されているように、感磁部とその両端で磁気抵抗
効果膜１５の磁化が逆向きになる。従って、磁気抵抗効
果膜１５の磁化状態は非常に不安定であり、バルクハウ
ゼンノイズを抑制することは困難である。
【０００６】特開平3−125311 号には、図１６に示すよ
うに、磁気抵抗効果膜内に逆向きの磁化成分を有する領
域を存在させないために、硬磁性薄膜から発生した磁界
が特定の一方向のみに作用するように、ＭＲ素子部の両
脇に硬磁性薄膜を配置した構造が開示されている。軟磁
性薄膜１３，非磁性導電性薄膜１４，磁気抵抗効果膜１
５から構成される積層膜（以下、軟磁性薄膜／非磁性導
電性薄膜／磁気抵抗効果膜と記す）が、実質的に感磁部
のみ残るようにエッチングした後、その両脇に硬磁性薄
膜２６を形成し、さらに、硬磁性薄膜２６の上に電極を
形成するものである。
【０００７】その際、軟磁性薄膜／非磁性導電性薄膜／
磁気抵抗効果膜と、硬磁性薄膜２６及び電極との間に、
磁気的及び電気的な接触を保つために、軟磁性薄膜／非
磁性導電性薄膜／磁気抵抗効果膜の端部が緩やかな傾斜
が形成されるようにエッチングすることが必要となり、
硬磁性薄膜２６の一部が、軟磁性薄膜／非磁性導電性薄
膜／磁気抵抗効果膜からなる緩やかな傾斜上に形成され
ることになる。ところが、軟磁性薄膜１３、或いは磁気
抵抗効果膜１５の結晶構造が、一般に面心立方格子であ
るため、これらの膜の上に形成された硬磁性薄膜の特
性、特に保磁力が、他の部分に比べ、著しく劣化してし
まうという問題がある。
【０００８】また、硬磁性薄膜２６として一般的に用い
られているＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系硬磁性薄膜やＣｏ−Ｃｒ
系硬磁性薄膜の場合、軟磁性薄膜１３、或いは磁気抵抗
効果膜１５の上以外の部分において、十分な大きさの磁
化の膜面内成分、即ち大きな角形比を得ることが困難で
あるという問題がある。薄膜には、結晶の最密面が膜面
と平行になるように成長する性質があり、これらの硬磁
性薄膜の場合、（001)面が膜面と平行に配向し易い。一
方、磁化容易方向は〈００１〉方向であるため、磁化は
膜面に対して垂直な方向を向き易くなるため、縦バイア
ス磁界として有効に作用する膜面内成分が小さくなって
しまうのである。
【０００９】これらの問題は、適当な下地膜を設けて、
その上に硬磁性薄膜を形成することによって解決するこ
とができる。磁気記録媒体の研究に依れば、Ｃｒ等の非
磁性下地膜が有効であることが知られているが、ＭＲヘ
ッドに用いられている硬磁性薄膜に非磁性下地膜を設け
ると、硬磁性薄膜２６と、軟磁性薄膜１３及び磁気抵抗
効果膜１５との間の磁気的交換結合を遮断することにな
り、軟磁性薄膜１３及び磁気抵抗効果膜１５の端部の磁
化を安定化させる作用が働かなくなってしまう。これに
より、これらの強磁性薄膜の磁化が不安定になり、バル
クハウゼンノイズの発生や、再生特性の変動が起こり易
くなる。
【００１０】以上、従来技術に記載されている、異方性
磁気抵抗効果を用いたＭＲヘッドについて課題を述べた
が、巨大磁気抵抗効果を用いたＭＲヘッドにおいても、
ＭＲ素子部が、結晶構造が面心立方格子である強磁性薄
膜から構成されているため、共通の課題となる。
【００１１】本発明の目的は、硬磁性薄膜の保磁力及び
角形比の向上を図り、結晶構造が面心立方格子である強
磁性薄膜の上でも、硬磁性薄膜の保磁力の低下を抑え、
さらに、硬磁性薄膜と、ＭＲ素子部を構成する強磁性薄
膜との間に磁気的交換結合を保つことにより、バルクハ
ウゼンノイズがなく、再生特性が安定した磁気抵抗効果
型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、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、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に縦バイアス
磁界を印加するために設けられた縦バイアス印加層とを
有する磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、前記縦バイ
アス印加層を、強磁性薄膜からなる下地膜と、その上に
形成された硬磁性薄膜とを有する構造にすることにより
達成される。
【００１３】ここで、強磁性薄膜からなる下地膜として
は、結晶構造が体心立方格子である強磁性薄膜，非晶質
強磁性薄膜を用いることができる。また、強磁性薄膜か
らなる下地膜の代わりに、反強磁性薄膜からなる下地膜
を用いることによっても、上記目的は達成される。
【００１４】なお、磁気抵抗効果膜が異方性磁気抵抗効
果を示す材料である場合には、磁気抵抗効果膜に横バイ
アス磁界を印加する手段を備えていることが必要であ
る。その代表的な方法は、磁気抵抗効果膜と非磁性導電
性薄膜を介して隣接して設けられた軟磁性薄膜によって
印加するものである。
【００１５】また、磁気抵抗効果膜として、非磁性導電
性薄膜を中間層として第１の磁性薄膜と第２の磁性薄膜
が積層されており、前記第１の磁性薄膜の磁化方向が隣
接して設けられた反強磁性層によって固定されており、
外部磁界を印加しない状態で前記第２の磁性薄膜の磁化
方向が前記第１の磁性薄膜の磁化方向に対し略垂直であ
り、前記第１の磁性薄膜の磁化の方向と前記第２の磁性
薄膜の磁化の方向の相対的な角度によって電気抵抗が変
化する磁気抵抗効果積層膜を用いることもできる。
【００１６】硬磁性薄膜の材料として、ＣｏとＭ1（Ｍ1
はＣｒ，Ｔａ，Ｎｉ，Ｐｔ及びＲｅの群から選択される
少なくとも１種類以上の元素）を主成分とした合金、或
いはＣｏとＭ1 からなる合金にＭ2（Ｍ2は酸化シリコ
ン，酸化ジルコニウム，酸化アルミニウム及び酸化タン
タルの群から選択される少なくとも１種類の酸化物）を
添加した酸化物添加合金を用いる。代表的なものとし
て、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系合金，Ｃｏ−Ｒｅ系合金，Ｃｏ
−Ｃｒ系合金，Ｃｏ−Ｔａ−Ｃｒ系合金，Ｃｏ−Ｎｉ−
Ｐｔ系合金，（Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ)−ＳｉＯ2合金，（Ｃ
ｏ−Ｃｒ−Ｐｔ)−ＺｒＯ2 合金などがある。
【００１７】硬磁性薄膜の下地膜となる結晶構造が体心
立方格子である強磁性薄膜の材料としては、Ｆｅ−Ｃｒ
合金の他、Ｆｅ，Ｆｅ−Ｎｉ系合金，Ｆｅ−Ｃｏ系合
金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、或いはこれらにＭ3（Ｍ3
はＳｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ及びＷの群から選
択される少なくとも１種類以上の元素）を添加した合金
を用いる。
【００１８】Ｆｅ−Ｎｉ系合金の場合はＦｅ−０〜２５
at.％Ｎｉ であり、Ｆｅ−Ｃｏ系合金ではＦｅ−０〜８
０at.％Ｃｏであり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金では、
Ｆｅ100-a-bＮｉaＣｏb で表わした時の、０≦ａ≦
２５，０≦ｂ≦８０の組成範囲である。Ｆｅ及びこれら
のＦｅ系合金に上記の非磁性元素を添加した合金におい
ては、安定な体心立方構造を示し、かつ磁気ディスク装
置の使用環境温度である約１００℃において強磁性を示
す組成範囲が、強磁性下地膜として使用できる。Ｆｅと
上記添加元素との組合せでは、添加量の上限は、Ｓｉで
は３２at.％、Ｖでは４８at.％、Ｃｒでは４５at.％で
あり、Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ及びＷでは６at.％である。Ｆ
ｅ−Ｃｒ合金が特に好ましく、Ｃｒ５〜４５at.％が高
耐食性の点から好ましい。
【００１９】非晶質強磁性薄膜からなる下地膜の材料と
しては、ＣｏとＭ5（Ｍ5はＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｙ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｃｕ，
Ａｇ，Ａｕ及びＰｔの群から選択される少なくとも１種
類以上の元素）を主成分とした非晶質合金を用いる。
【００２０】また、結晶構造が体心立方格子である反強
磁性薄膜の材料としては、ＣｒとＭｎとＭ4（Ｍ4はＣ
ｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｏ，Ｎｉ及び白金族元素の群から選
択される少なくとも１種類以上の元素）を主成分とした
合金を用いる。
【００２１】下地膜として、結晶構造が体心立方格子で
ある強磁性薄膜，非晶質強磁性薄膜、或いは結晶構造が
体心立方格子である反強磁性薄膜を用いることにより、
以下の作用を生じることができる。
【００２２】硬磁性薄膜の磁化容易方向である〈００
１〉方向が、膜面方向に垂直な方向から膜面方向に傾
く、或いは完全に膜面方向に向くことにより、保磁力及
び角形比が向上することである。
【００２３】また、硬磁性薄膜が、面心立方構造を有す
る強磁性薄膜の上に形成される際に、下地膜を設けるこ
とにより硬磁性薄膜内に結晶磁気異方性の小さい面心立
方格子を有する結晶粒の成長を抑制することができ、こ
れにより保磁力の低下を抑えることができる。上記の硬
磁性薄膜の材料では、結晶磁気異方性の大きい最密六方
格子の他にも、結晶磁気異方性の小さい面心立方格子を
有する結晶が存在することが知られている。硬磁性薄膜
が形成される層が面心立方格子を有する場合には、硬磁
性薄膜の結晶構造も影響を受けて、面心立方格子を有す
る結晶粒が形成され易くなる。上記の下地膜を用いるこ
とにより、このような保磁力の低下を抑えることができ
る。
【００２４】硬磁性薄膜が、図１６のように、異なる結
晶構造を有する層の上に形成される場合に、上記の下地
膜を設けることによって、下の層の違いに依らず、均一
な磁気特性を有する硬磁性薄膜を得ることができる。
【００２５】更に、硬磁性薄膜と、ＭＲ素子部を構成す
る強磁性薄膜との間に、磁気的交換結合を作用させるこ
とにより、ＭＲ素子部を構成する強磁性薄膜内の磁化の
方向を、硬磁性薄膜から発生しＭＲ素子の感磁部に入る
縦バイアス磁界の方向と同じ方向に安定化させることが
できる。
【００２６】本発明の下地膜の結晶構造が体心立方格子
である強磁性薄膜は、その上部に作製される硬磁性薄膜
の結晶配向性を変化させ、膜面内方向の磁化成分を増大
させる効果が大きい。結晶構造が体心立方格子である強
磁性薄膜の特定の材料であるＦｅ及びＣｒを主成分とす
る合金は安定な体心立方構造を有し、公知の一般的な作
製法によって体心立方格子を有する強磁性薄膜となる。
また、好ましい組成であるＣｒが５〜４５原子％のＦｅ
−Ｃｒ系合金薄膜は、実用的な耐食性を有するととも
に、磁気ディスク装置の動作時の環境温度である約１０
０℃においても強磁性を示し、本発明の好ましい下地膜
となる。
【００２７】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの縦バイアス印
加層に硬磁性薄膜を用いる場合、硬磁性薄膜の固有保磁
力は外部から作用する磁界に比べて十分大きくなければ
ならない。ところが、一般に、磁気抵抗効果膜或いは横
バイアス磁界を印加するために設けられる軟磁性薄膜と
して用いられているＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜の上に硬磁性
薄膜を成膜すると、その固有保磁力はガラス基板上に作
製した場合に比べて著しく小さくなるため、縦バイアス
印加層として使用することはできない。固有保磁力を低
下させないため、硬磁性薄膜を非磁性層を介して磁気抵
抗効果膜或いは軟磁性薄膜の上に積層する手段が用いら
れるが、この場合にもバルクハウゼンノイズを十分に抑
制することができない。これは磁気抵抗効果膜或いは軟
磁性薄膜内で硬磁性薄膜の磁化の方向と反対向きに磁化
が向いている部分があるため、磁化の方向が不安定であ
るか、磁壁が生じていることによるため、磁気抵抗効果
膜或いは軟磁性薄膜の磁化を硬磁性薄膜の磁化の方向と
同じ向きに安定化すれば、バルクハウゼンノイズを抑制
することができる。
【００２８】硬磁性薄膜の固有保磁力の低下を抑えて、
磁気抵抗効果膜或いは軟磁性薄膜の磁化を硬磁性薄膜の
磁化の方向と同じ向きに安定化するにはこれらの膜の上
に、まず、下地膜として結晶構造が体心立方格子である
強磁性薄膜を成膜した後、硬磁性薄膜を成膜する手段が
最も有効である。これは下地膜として結晶構造が体心立
方格子である薄膜を設けることにより、結晶磁気異方性
が小さい面心立方格子を持つ結晶粒の成長を抑制し、結
晶磁気異方性が大きい最密六方格子の成長を促すためで
ある。また、下地膜に強磁性体を用いることにより、磁
気抵抗効果膜或いは軟磁性薄膜と硬磁性薄膜との間に交
換結合が生じ、磁化の方向が同じ向きに安定化される。
このような構成にすることにより、硬磁性薄膜から発生
する縦バイアス磁界の効果と、交換結合による磁化の安
定化の効果が作用するため、バルクハウゼンノイズの抑
制効果が向上する。逆に言えば、交換結合による磁化の
安定化の効果が余分に作用するため、硬磁性薄膜の固有
保磁力が従来よりも多少小さくとも従来と同等のノイズ
抑制効果が得られるので、硬磁性薄膜の材料及び成膜条
件の選択範囲が広くなり、作製が容易になる。
【００２９】下地膜として、結晶構造が体心立方格子で
ある反強磁性薄膜、或いは非晶質強磁性薄膜を用いて
も、上述と同じ効果が得られ、バルクハウゼンノイズを
抑制することができる。
【００３０】縦バイアス磁界の大きさは縦バイアス印加
層を構成する強磁性膜から発生する磁束の量に依存する
ため、強磁性膜の残留磁束密度と膜厚を変えることによ
って調整するのが一般的である。下地膜を有する硬磁性
薄膜では硬磁性薄膜の残留磁束密度と膜厚の積と下地膜
の残留磁束密度と膜厚の積を加えたものが実効的に作用
することになる。縦バイアス磁界の制御の面からは下地
膜から磁束が発生しない反強磁性薄膜を用いた場合が最
も制御し易いと考えられる。下地膜が強磁性薄膜の場合
は結晶構造が体心立方格子であっても非晶質であって
も、膜厚のばらつきを考慮すると残留磁束密度が小さい
方が制御し易いと考えられる。
【００３１】前述の硬磁性薄膜は特にＣｏ−Ｐｔ合金，
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金、又はこれらの合金にＴｉ酸化
物，Ｖ酸化物，Ｚｒ酸化物，Ｎｂ酸化物，Ｍｏ酸化物，
Ｈｆ酸化物，Ｔａ酸化物，Ｗ酸化物，Ａｌ酸化物，Ｓｉ
酸化物，Ｃｒ酸化物の内の少なくとも１つを含む合金の
いずれかからなるものが好ましい。
【００３２】この硬磁性薄膜は（数１）又は（数２）の
組成からなることが好ましい。
【００３３】 ＣoaＣrbＰｔc …（数１） 又は （ＣoaＣrbＰtc)1-x(ＭＯy)x …（数２） （但し、ｘ＝０.０１〜０.２０，ｙ：０.４ 〜３，ａ：
０.５〜０.９，ｂ：０〜０.２５，Ｃ：０.０３〜０.３
０，Ｍ：Ｔｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ａ
ｌ，Ｓｉ及びＣｒの少なくとも一つ） 磁気抵抗効果膜が異方性磁気抵抗効果を示す場合には、
磁気抵抗効果膜に横バイアス磁界を印加することが必要
であり、そのための軟磁性膜は、ニッケル−鉄合金，コ
バルト，ニッケル−鉄−コバルト合金の一種と、酸化ジ
ルコニウム，酸化アルミニウム，酸化ハフニウム，酸化
チタン，酸化ベリリウム，酸化マグネシウム，酸化タン
タル，希土類酸素化合物，窒化ジルコニウム，窒化ハフ
ニウム，窒化アルミニウム，窒化チタン，窒化ベリリウ
ム，窒化マグネシウム，窒化シリコン、及び希土類窒素
化合物の内から選択された一種以上の化合物とからなる
のが好ましい。
【００３４】前記磁気抵抗効果膜に横バイアス磁界を印
加するための軟磁性薄膜の比抵抗が、７０μΩｃｍ以上
であるものが好ましい。
【００３５】前記横バイアス膜がニッケルを７８〜８４
原子％を有するニッケル−鉄系合金よりなるものが好ま
しい。
【００３６】本発明は、基板上に設けられた一対の縦バ
イアス印加層と、該永久磁石膜上の各々に形成された一
対の電極と、前記縦バイアス印加層間に接して設けられ
た磁気抵抗効果素子膜とを有する磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドであって、前記素子膜は前記基板側より酸化ニッケ
ルよりなる反強磁性膜，２層の強磁性膜，非磁性金属膜
及び軟磁性膜が順次形成され、縦バイアス印加層は前述
の構成を有することを特徴とする。
【００３７】前記２層の強磁性膜は前記基板側からＮｉ
７０〜９５原子％の鉄合金層とＣｏ層又はＣｏ合金層と
からなるものが好ましい。
【００３８】前記２層の強磁性膜は前記反強磁性側から
軟磁性膜及び該軟磁性膜よりスピン依存散乱の大きい軟
磁性膜からなるものが好ましい。
【００３９】本発明は、基板上に設けられた一対の縦バ
イアス印加層と、その印加層上の各々に形成された一対
の電極と、前記縦バイアス層に接して設けられた磁気抵
抗効果素子膜とを有する磁気抵抗効果型磁気ヘッドであ
って、前記素子は前記基板側より反強磁性膜，強磁性
膜，非磁性膜，軟磁性膜，非磁性膜，強磁性膜、及び反
強磁性膜が順次積層され、縦バイアス印加層は前述の構
成を有することを特徴とする。
【００４０】前述の横バイアスを印加するための軟磁性
薄膜に添加する化合物の量は化合物の酸素あるいは窒素
を除いた原子の割合が、酸素及び窒素を除いた全原子に
対して３から２０％であることが好ましい。これは、化
合物の量が３％以下では電気抵抗の増加が小さく、ま
た、２０％以上では飽和磁束密度が低下し、横バイアス
膜として十分な値でなくなるためである。本発明の横バ
イアス膜の比抵抗は、ほぼ化合物の添加量に比例して増
大するが、磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、７０μΩcm
以上の比抵抗を有することが好ましい。これは横バイア
ス膜の比抵抗が、磁気抵抗効果膜の比抵抗に比べて十分
大きくなければ磁気抵抗効果型磁気ヘッドの出力が低下
するためである。磁気抵抗効果膜の比抵抗は２０〜３０
μΩcmであり、横バイアス膜の比抵抗は少なくともこの
２倍が目安となるためである。
【００４１】前記磁性膜には、Ｎｉ７０〜９５原子％及
びＦｅ５〜３０原子％の合金、又はこれにＣｏ１〜５原
子％を含む合金、又はＣｏ３０〜８５原子％，Ｎｉ２〜
３０原子％及びＦｅ２〜５０原子％の面心立方構造の合
金を用いることが好ましく、この他、パーマロイ，パー
メンダー合金等を用いても良い。つまり、強磁性で良好
な軟磁気特性を有するものを用いることが好ましい。こ
れらは良好な積層構造の形成を可能にし、軟磁気特性に
優れ、さらに大きな磁気抵抗効果を生じるからである。
【００４２】前記非磁性導電膜には、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ
を用いることが好ましく、この他、Ｃｒ，Ｐｔ，Ｐｄ，
Ｒｕ，Ｒｈ等またはこれらの合金を用いても良い。つま
り、室温で自発磁化を持たず、電子の良好な透過性を有
するものを用いることが好ましい。
【００４３】更に、前記基板は、これらの膜を形成する
ための下地であって、磁気ディスク装置のスライダーと
しての機能を有するものでも良く、この材料としては５
％以下のＴｉＣを含むアルミナ，安定化ジルコニア等の
セラミックス焼結体が好ましい。
【００４４】こうした膜構成を有することにより、磁気
抵抗効果素子はその電気抵抗が微弱な外部磁界に対して
変化する機能を有し、しかもその電気抵抗の変化の割合
が５％から１０％と大きい効果を有する。このため、本
発明の磁気記録再生装置は、アナログ状態で記録された
信号を再生時には直接デジタル化する機能をも有し、さ
らにディスク面積あたりの記録容量、即ち記録密度が高
くせしめる効果を有する。
【００４５】また、膜構成としては、基板上に酸化アル
ミニウム，酸化ニッケルなどの平坦な膜を形成してなる
もの、又は基板上に、鉄，チタン，タンタル，ジルコニ
ウム，ハフニウム，ニオブ，コバルト鉄合金などの膜を
下地としてさらに形成してなるものであっても良い。基
体上の膜は、その表面上に多層膜を平坦に形成する効果
を有し、基体表面上に均質かつ平坦な膜構造を有するこ
とが好ましく、それぞれの膜の厚みは金属の膜では２０
から２００Å、金属以外の膜では５から1000Å程度であ
ることが好ましい。
【００４６】本発明の薄膜磁気ヘッドは、信号を記録媒
体に記録するインダクティブ型記録ヘッドと、その信号
を再生する磁気抵抗効果型再生ヘッドとを組合せてなる
ものであって、前記再生ヘッドが、非磁性導電膜を間に
挟んだ磁性膜のサンドウイッチ構造を有し、前記記録ヘ
ッドが前記基板と前記再生ヘッドとの間に形成される。
【００４７】本発明は、磁気抵抗効果素子での磁性膜の
形状異方性の増大による感度の低下を低減させることが
可能である。これは磁性膜を薄くすることで低減でき
る。磁性膜の形状異方性の大きさはおおよそその厚さに
比例するからである。一方、本発明の磁気抵抗効果膜の
合計の厚さは、やはり表面散乱による出力の低下を防ぐ
ために１００〜３００Å程度とする必要があるが、非磁
性膜で分離された個々の磁性膜、特に膜中央の軟磁性膜
の厚さは１００Å以下、特に１０から２０Å以下にして
も出力の低下を全く生じないからである。この作用は磁
気抵抗効果の発現機構が、その磁性膜／非磁性膜／磁性
膜の界面に起因することにより生じる。
【００４８】また、本発明に搭載される磁気抵抗効果素
子の磁性膜の厚さは、５〜１０００Å、特に１０〜１０
０Åであることが好ましい。磁性膜が室温で十分な磁化
を有し、かつ、電流を有効に磁気抵抗効果に活用するた
めである。
【００４９】各磁性膜を隔離する非磁性導電膜の厚さ
は、２〜１０００Åであることが好ましい。この非磁性
導電膜の厚さは、電子の伝導を妨げず、特に磁性膜間の
反強磁性的或いは強磁性的な結合を十分に小さく保つ必
要があるからであり、特定の厚さ、例えばＣｕであれば
１０Åから３０Å程度であることが望ましい。
【００５０】本発明の磁気抵抗効果素子の構成の一例
は、基板上に、ＮｉＯ，ＮｉＦｅ，Ｃｕ，ＮｉＦｅ，Ｃ
ｕ，ＮｉＦｅ，ＮｉＯを順次積層した膜に一対の電極を
配してなる。または、基板上に、ＮｉＯ，Ｃｏ／ＮｉＦ
ｅ，Ｃｕ，Ｃｏ／ＮｉＦｅ，Ｃｕ，Ｃｏ／ＮｉＦｅ，Ｎ
ｉＯを順次積層した膜に一対の電極を配してなる。
【００５１】或いは、本発明の磁気抵抗効果素子は、基
板上に、ＮｉＯ，ＣｏＮｉＦｅ，Ｃｕ，ＮｉＦｅ，Ｃ
ｕ，Ｃｏ／ＮｉＦｅ，ＮｉＯを順次積層した膜に一対の
電極を配してなる。これはこれらの構成が表面散乱によ
る出力の低下を極めて効率的に防止し、実効上出力を向
上させる効果があるとともに中央の膜を薄くすることを
可能にして磁性膜の形状異方性による素子の感度の劣化
を、出力の低下なしに防止することができるからであ
る。
【００５２】本発明の磁気記録再生装置は、このように
磁気抵抗効果素子を再生部とし、高い記録密度、すなわ
ち記録媒体上に記録される記録波長を短くすることがで
きる。また、記録トラックの幅が狭い記録を実現でき、
十分な再生出力を得、記録を良好に保つことができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
（実施例１）本発明の下地膜の上の硬磁性薄膜の磁気特
性の改善について、下地膜として、結晶構造が体心立方
格子であるＦｅ−Ｃｒ系合金薄膜を用いた場合について
述べる。図２（ａ）は、従来技術のＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系
硬磁性薄膜の単層膜の膜面内方向の磁気特性と、図２
（ｂ）は本発明のＦｅ−Ｃｒ系合金薄膜の上に作製した
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系硬磁性薄膜（以下、Ｆｅ−Ｃｒ／Ｃ
ｏ−Ｃｒ−Ｐｔと記す）の膜面内方向の磁気特性を比較
したものである。薄膜の作製はスパッタリング法により
行い、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系硬磁性薄膜の膜厚は下地膜の
有無に依らず４０ｎｍであり、Ｆｅ−Ｃｒ系合金薄膜の
膜厚は１０ｎｍである。なお、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系硬磁
性薄膜の組成は６９at.％Ｃｏ−１４at.％Ｃｒ−１７a
t.％Ｐｔ であり、Ｆｅ−Ｃｒ系合金薄膜の組成は９０a
t.％Ｆｅ−１０at.％Ｃｒである。単層膜では、保磁力
が６１０Ｏｅ，残留磁束密度と膜厚の積(以下、磁化量
と呼ぶ)の値が２００Ｇ・μｍで、残留磁束密度と飽和
磁束密度の比（以下、角型比と呼ぶ）は０.７３ であ
る。一方、Ｆｅ−Ｃｒ／Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔでは、保磁力
が１０３５Ｏｅ，磁化量の値が４３０Ｇ・μｍで、角型
比は０.９０ である。ここで、磁化量は、磁性膜から発
生する磁界の大きさを表わし、磁気抵抗効果膜に印加さ
れる縦バイアス磁界に相当する。ＭＲヘッドを安定かつ
高感度に動作させるためには、縦バイアス印加層の磁化
量としては、磁気抵抗効果膜の磁化量の１〜２.５ 倍の
磁化量が適当であることから、Ｆｅ−Ｃｒ／Ｃｏ−Ｃｒ
−Ｐｔでは、縦バイアス磁界を印加するために十分な大
きさが得られている。
【００５４】ＭＲヘッドの最適な磁化量の大きさは、磁
気抵抗効果膜の膜厚等によって変わるので、その場合に
は硬磁性薄膜の膜厚をその大きさに併せて変化させれば
よい。また、Ｆｅ−Ｃｒ系合金薄膜を下地膜として設け
た場合、保磁力も，角形比も大きく改善されている。保
磁力は、縦バイアス磁界の安定性等から大きい方がよ
く、角形比も大きい方が、硬磁性薄膜の膜厚を減少でき
る効果がある。
【００５５】単層膜の場合に、保磁力及び磁化量が小さ
いのは、硬磁性薄膜の結晶が膜面に垂直に〈００１〉方
向が配向しているためである。図３は、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ単層膜、及びＦｅ−Ｃｒ／Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔの積層膜
のＸ線回折プロファイルである。いずれの膜も〈００
１〉結晶軸が膜面に垂直に配向しており、（００２）面
からの回折線が観察される。しかしながら、回折線の強
度は、単層膜の方が約６倍程度大きく、〈００１〉の配
向度がより高いことを示している。Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ膜
は六方晶であり、〈００１〉方向に強い磁気異方性を有
している。従って、単層膜のような強い〈００１〉配向
は垂直異方性を発生させ、磁化の膜面内成分を減少させ
る。Ｆｅ−Ｃｒ系合金薄膜を下地膜として設けた場合に
は、この膜の結晶構造が体心立方格子であり、膜面に垂
直に〈００１〉結晶軸が配向しており、この膜の上部で
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ膜の結晶配向性が変化し、〈００１〉
配向が変化したものと考えられる。
【００５６】（実施例２）下地膜の厚さが５〜２０ｎｍ
と薄い場合には図４のように、軟磁性薄膜１３／非磁性
導電性薄膜１４／磁気抵抗効果膜１５を信号検出領域だ
け残るように両脇を切り落し、縦バイアス印加層２４及
び電極膜１７を配置すると、縦バイアス印加層２４から
発生する磁界により磁気抵抗効果膜１５だけではなく軟
磁性薄膜１３にも縦バイアス磁界を印加することができ
るため、軟磁性薄膜１３に起因するバルクハウゼンノイ
ズを抑制することが可能となる。また、信号検出領域だ
けに磁気抵抗効果膜１５が存在しているため、オフトラ
ック特性の優れたヘッドが得られる。軟磁性薄膜１３／
非磁性導電性薄膜１４／磁気抵抗効果膜１５の両脇を切
り落す際、基板側に位置する軟磁性薄膜１３の幅が他の
膜よりも広くなる。一般に軟磁性薄膜１３として結晶構
造が面心立方格子であるＮｉ−Ｆｅ系薄膜が用いられる
ため、下地膜を用いない場合には硬磁性薄膜の再生トラ
ック側は面心立方格子上に成膜され、この部分で保磁力
の低下が起こりバルクハウゼンノイズが発生する。ま
た、下地膜として非磁性薄膜を用いると、軟磁性薄膜の
磁気抵抗効果膜よりも幅が広くなっている部分の磁化の
方向が不安定になり、これがバルクハウゼンノイズとな
って現われる。結晶構造が体心立方格子である強磁性薄
膜や反強磁性薄膜、あるいは非晶質強磁性薄膜を下地膜
として用いると、硬磁性薄膜の保磁力が低下せず、さら
に硬磁性薄膜と軟磁性薄膜の間に交換結合が生じるため
軟磁性薄膜の磁化が安定し、バルクハウゼンノイズを抑
制することができる。
【００５７】なお、出力を低下させずにバルクハウゼン
ノイズを抑制するには縦バイアス磁界の大きさを適切な
値に調整することが重要である。膜厚のばらつきによる
縦バイアス磁界の変動を考えると、強磁性を示す下地膜
２５２は飽和磁束密度の高いＦｅ薄膜よりはＦｅにＮ
ｉ，Ｃｏ，Ｓｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｎｂ等を添加して飽和磁束
密度を下げたＦｅ系合金薄膜或いは非晶質強磁性薄膜の
方が変動を小さく抑えることができる。さらに、反強磁
性薄膜は反強磁性を示す膜厚以上であれば膜厚によらず
それ自身からは磁界が発生しないため、縦バイアス磁界
の制御に関して最も好ましいと言える。
【００５８】ここで述べた実施例では基板側から順に、
軟磁性薄膜１３，磁気抵抗効果膜１５，電極膜１７を配
置した磁気抵抗効果型ヘッドを示したが、必ずしもこの
順に配置しなくてもよい。
【００５９】本実施の形態は、磁気抵抗効果膜として、
異方性磁気抵抗効果を示す材料を用いたものである。ま
た、以下で述べる薄膜の成膜には、スパッタリング法を
用いている。
【００６０】セラミックスからなる非磁性基板１０の上
に、絶縁膜２０としてアルミナ膜を約１０μｍ形成し、
表面に精密研磨を施す。下部シールド層１１１としてＣ
ｏ−Ｈｆ−Ｔａ系合金非晶質薄膜を約２μｍ形成し、イ
オンミリング法を用いて所定の形状に加工する。下部ギ
ャップ層１２１としてアルミナ膜を０.３μｍ 成膜した
後、横バイアス磁界を印加するための軟磁性薄膜１３と
してＮｉ−Ｆｅ−Ｃｒ系合金薄膜４０ｎｍ，非磁性導電
性薄膜１４としてＴａ薄膜２０ｎｍ，磁気抵抗効果膜１
５としてＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜３０ｎｍを順次成膜し、
軟磁性薄膜と非磁性導電性薄膜と磁気抵抗効果膜との積
層膜（以下、軟磁性薄膜／非磁性導電性薄膜／磁気抵抗
効果膜と記す）を所定の形状に加工する。信号検出領域
とする位置にリフトオフマスク材を形成し、イオンミリ
ング法により、軟磁性薄膜／非磁性導電性薄膜／磁気抵
抗効果膜の端部に緩やかな傾斜が形成される条件で、こ
れらの積層膜を感磁部のみ残るようにエッチングする。
縦バイアス印加層２４として、結晶構造が体心立方格子
で強磁性を示す下地膜２５２であるＦｅ−Ｃｒ系合金薄
膜１０ｎｍ，硬磁性薄膜２６であるＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系
硬磁性薄膜４０ｎｍを順次形成し、これに続いて、磁気
抵抗効果膜１５の電気抵抗の変化を読み出すための電極
膜１７となるＡｕ薄膜を０.２μｍ 成膜した後、リフト
オフマスク材を除去することにより、信号検出領域が形
成される。この上に、厚さ０.３μｍのアルミナからな
る上部ギャップ層１２２と、厚さ約２μｍのＮｉ−Ｆｅ
系合金からなる上部シールド層１１２を順次形成する。
さらに上部に絶縁膜１８を形成後、記録用の誘導型磁気
ヘッドを作製するが詳細は省略する。
【００６１】素子形成終了後、磁気抵抗効果膜の長さ方
向（図の水平方向）に、５ｋＯｅの直流磁界を印加し
て、縦バイアス印加層２４の着磁を行う。この後、基板
を切断し、スライダーに加工してＭＲヘッドの作製を完
了する。
【００６２】本実施の形態では、横バイアス磁界を印加
する手段として、磁気抵抗効果膜１５と非磁性導電性薄
膜１４を介して隣接して設けられた軟磁性薄膜１３によ
り印加する方法を用いているが、これは横バイアス磁界
の印加手段の一方法であり、他の方法を用いることもで
きる。
【００６３】また、縦バイアス印加層２４としてＦｅ−
Ｃｒ１０ｎｍ／Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ４０ｎｍの積層膜を用
いているが、これは実施形態の一例であり、縦バイアス
印加層の磁化量が、磁気抵抗効果膜の磁化量の１〜２.
５ 倍程度であれば、この膜厚構成、或いはこれらの材
料でなくてもよい。磁化量の調整は、強磁性を示す下地
膜２５２と硬磁性薄膜２６が強磁性的に結合しているこ
とから、これらそれぞれの膜厚を変えることにより行う
ことができる。さらに、縦バイアス印加層の磁化量が十
分大きければ、着磁の方向を磁気抵抗効果膜の長さ方向
から高さ方向（紙面に対して垂直方向）に傾けることに
より、調整することも可能である。
【００６４】図５〜図８は硬磁性薄膜と磁気抵抗効果膜
との間に作用する磁気的交換結合の効果について調べる
ために、本発明のＭＲヘッド（図５及び図６）と、下地
膜として非磁性のＣｒを用いた比較のＭＲヘッド（図７
及び図８）のトラック方向の感度の分布を及び磁化分布
モデルを比較したものである。まず、このトラックプロ
ファイルの測定法について説明する。このトラックプロ
ファイルは、ディスク上の約０.４μｍ の非常に狭いト
ラック上に信号を書き込み、この信号をＭＲヘッドをデ
ィスクの半径方向に移動させながら読み出し、ＭＲヘッ
ドの各々の部分の再生出力を求めたものである。従っ
て、図の横軸は移動距離であり、縦軸はその位置での再
生出力である。このような測定によって、ＭＲヘッドの
感度のトラック方向の分布を調べると、ＭＲヘッドの再
生感度はトラック中央部で大きく、端部で低い、山型の
分布をしていることが分かる。実際の再生電圧は、これ
らの信号のトラック方向の積分値に相当すると考えられ
る。図７，図８の非磁性下地膜のＭＲヘッドでは、幾何
学的なトラック幅(電極の間隔）が２.８μｍのヘッド
で、磁気的トラック幅（ＴWM）は２.４μｍであり、０.
４μｍ減少している。ここで、磁気的トラック幅とは、
図の各点での出力をトラック方向に積分し、その積分カ
ーブの値が全体の５％から全体の９５％となる幅と定義
する。従って、磁気的トラック幅はＭＲヘッドの実効的
なトラック幅に相当する。非磁性下地膜のＭＲヘッド
で、磁気的トラック幅が減少する原因は、図８の磁化モ
デルで示すように、磁気抵抗効果膜の端部の磁化が、デ
ィスクの法線方向を向いているためと考えられる。この
ように磁化が法線方向を向くと、媒体からの信号磁界に
応じて磁気抵抗効果膜の磁化が回転できず、結果的に、
この部分で感度が低下する。このヘッドでは、信号検出
領域の端部にこのような不感帯があるので、再生電圧は
低い。一方、強磁性薄膜を下地膜に用いた本発明のＭＲ
ヘッド（図５，図６）では、２.２５μｍ の幾何学的ト
ラック幅に対して、磁気的トラック幅（ＴWM）は２.２
５μｍ であり、幾何学的トラック幅と実効的トラック
幅はほぼ同一である。これは、本発明のＭＲヘッドで
は、磁気抵抗効果膜の端部において、磁化がディスクの
法線方向を向くことはなく、従って、非磁性下地膜を用
いたＭＲヘッドのような不感帯は存在せず、結果として
高い出力を有する。なお、図６の磁化分布の図におい
て、信号検出領域の磁化が斜めに傾いているのは、磁気
抵抗効果膜に横バイアス磁界が印加されているためであ
る。
【００６５】以上の結果から、非磁性の下地膜を用いた
ＭＲヘッドと、本発明のＭＲヘッドでは、信号検出領域
端部の磁化の状態に違いがあることが判明した。この違
いは、硬磁性薄膜と、磁気抵抗効果膜及び軟磁性薄膜と
の間の磁気的交換結合の有無によるものである。本発明
のＭＲヘッドでは、硬磁性薄膜と磁気抵抗効果膜の磁化
は、磁性下地膜を介して磁気的交換結合しているので、
磁気抵抗効果膜及び軟磁性薄膜の端部の磁化は、硬磁性
薄膜の磁化の方向と同じ方向を向く。この場合、硬磁性
薄膜の磁化はＭＲヘッドのトラック方向に着磁されてい
るので、磁気抵抗効果膜及び軟磁性薄膜の磁化も同様に
トラック方向を向く。一方、非磁性の下地膜を用いたＭ
Ｒヘッドの場合には、硬磁性薄膜と、磁気抵抗効果膜及
び軟磁性薄膜の間には磁気的交換結合はない。ＭＲヘッ
ドは、セラミックスからなる絶縁膜や金属膜の複雑な積
層構造体であり、複雑な構造から極度に大きな応力集中
が生じ易いことは良く知られている。従って、信号検出
領域の端部のように、エッチングされた端部では、応力
が集中し易い。磁気抵抗効果膜は応力を受けると、その
磁歪に応じて磁化が応力の方向に向き易く（磁歪によっ
ては向きにくく）なる。非磁性下地膜を用いたＭＲヘッ
ドの信号検出領域端部の磁化の回転は、このような応力
に起因するものと考えられる。本発明のように、硬磁性
薄膜が端部領域において磁気的交換結合をする場合に
は、信号検出領域端部に発生し易い、このような磁化の
不安定を防止することが可能である。
【００６６】（実施例３）図１は本発明の異方性磁気抵
抗効果を利用した磁気抵抗効果型磁気ヘッドの構造を示
す斜視図であり、図９は感磁部近くの断面図である。セ
ラミックスからなる非磁性基板１０の上に、絶縁膜２０
としてアルミナ膜を約１０μｍ形成し、表面に精密研磨
を施す。下部シールド層１１１としてスパッタリング法
によりＣｏ−Ｈｆ−Ｔａ系合金非晶質薄膜を約２μｍ形
成し、イオンミリングを用いて所定の形状に加工する。
下部ギャップ層１２１としてアルミナ膜を０.３μｍ 成
膜した後、横バイアス磁界を印加するための軟磁性薄膜
１３としてＮｉ−Ｆｅ−Ｃｒ系合金薄膜４０ｎｍ，非磁
性導電性薄膜１４としてＴａ薄膜２０ｎｍ，磁気抵抗効
果膜１５としてＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜３０ｎｍを順次成
膜し、軟磁性薄膜／非磁性導電性薄膜／磁気抵抗効果膜
を所定の形状に加工する。信号検出領域とする位置にリ
フトオフマスク材を形成する。スパッタエッチングによ
り磁気抵抗効果膜表面をクリーニングした後、縦バイア
ス印加層２４として、結晶構造が体心立方格子で強磁性
を示す下地膜２５２であるＦｅ薄膜１０ｎｍ，硬磁性薄
膜２６であるＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜３２ｎｍを
順次形成し、これに続いて、磁気抵抗効果膜１５の電気
抵抗の変化を読み出すための電極膜１７となるＡｕ薄膜
を０.２μｍ 成膜する。成膜にはスパッタリング法を用
い、Ａｒガス圧は５ｍTorr、基板温度は室温で行った。
なお、ガラス基板上に作製したＦｅ薄膜１０ｎｍとＣｏ
−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜３２ｎｍからなる積層膜の保
磁力は１２００Ｏｅ、残留磁束密度Ｂｒと飽和磁束密度
Ｂｓの比Ｂｒ／Ｂｓ（以下、角型比と呼ぶ）は０.８
０、残留磁束密度は０.９３Ｔであった。本実施例では
縦バイアス印加層としてＦｅ／Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ積層膜
を用いたが、これは縦バイアス印加層２４の代表的なも
のであり、特にこの積層膜に限定されるものでない。次
に、縦バイアス印加層２４であるＦｅ／Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ積層膜及び電極膜１７であるＡｕ薄膜が付着している
リフトオフマスク材を除去することにより、信号検出領
域が形成される。この上に、厚さ０.３μｍ のアルミナ
からなる上部ギャップ層１２２と、厚さ約２μｍのＮｉ
−Ｆｅ系合金からなる上部シールド層１１２を順次形成
する。さらに上部に絶縁膜１８を形成後、記録用の誘導
型磁気ヘッドを作製するが詳細は省略する。この後、基
板を切断し、スライダーに加工して磁気抵抗効果型ヘッ
ドの作製を完了する。
【００６７】以上のように作製した磁気抵抗効果型磁気
ヘッドについて、バルクハウゼンノイズの有無を調べ
た。比較のため、縦バイアス印加層をＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ
系硬磁性薄膜８０ｎｍ（下地膜なし）、及び下地膜が非
磁性のＣｒ薄膜１０ｎｍで硬磁性薄膜がＣｏ−Ｐｔ−Ｃ
ｒ系硬磁性薄膜５２ｎｍとした磁気抵抗効果型ヘッドに
ついても評価を行った。なお、ガラス基板上に作製した
厚さ８０ｎｍのＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜の磁気特
性は保磁力が４５０Ｏｅ，角型比が０．５５ ，残留磁
束密度が０.４９Ｔ であり、１０ｎｍのＣｒ薄膜を介し
てガラス基板上に作製した厚さ５２ｎｍのＣｏ−Ｐｔ−
Ｃｒ系硬磁性薄膜の磁気特性は保磁力が１５００Ｏｅ，
角型比が０.８５，残留磁束密度が０.７５Ｔであり、Ｆ
ｅ薄膜１０ｎｍ／Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜３２ｎ
ｍの積層膜の磁気特性とは異なっているが、残留磁束密
度と膜厚の積が同等であるので、縦バイアス印加層から
発生する磁束の量はほぼ等しいと考えられる。バルクハ
ウゼンノイズの評価は残留磁束密度と磁性体膜厚の積が
１５０Ｇ・μｍの薄膜媒体に５ｋＦＣＩで記録した記録
パターンを、浮上量０.１２μｍ ，センス電流１０ｍＡ
で再生したときの再生波形を観測し、バルクハウゼンノ
イズの抑制率として、観測したヘッド数に対しバルクハ
ウゼンノイズの現われないヘッドの数を求めて比較し
た。縦バイアス印加層としてＦｅ薄膜１０ｎｍ／Ｃｏ−
Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜３２ｎｍを用いたヘッドのバル
クハウゼンノイズの抑制率は１００％であるのに対し、
Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜８０ｎｍのヘッドでは１
０％、Ｃｒ薄膜１０ｎｍ／Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄
膜５２ｎｍのヘッドでは６５％であった。下地膜のない
Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜８０ｎｍのヘッドでバル
クハウゼンノイズの抑制率が低いのはＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ
系硬磁性薄膜が結晶構造が面心立方格子である磁気抵抗
効果膜の上に直接成膜されているため保磁力が小さくな
っており、外部磁界が作用すると縦バイアス印加層の磁
化も動いてしまい、縦バイアス磁界が有効に働いていな
いためである。また、下地膜として非磁性のＣｒ薄膜を
用いたＣｒ薄膜１０ｎｍ／Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄
膜５２ｎｍのヘッドでは図７のように、信号検出領域で
は磁化の方向が縦バイアス印加層からの磁界によって縦
バイアス印加層と同じ方向を向く。しかし、縦バイアス
印加層の下では磁気抵抗効果膜の磁化の方向は素子端部
の静磁的な作用により縦バイアス印加層の磁化の方向と
逆向きになる。従って、磁気抵抗効果膜内で磁化の方向
が反対向きになる部分に磁壁が生じ、バルクハウゼンノ
イズが発生するものと考えられる。
【００６８】本実施例では縦バイアス印加層２４とし
て、Ｆｅ薄膜１０ｎｍ／Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜
３２ｎｍの積層膜を用いたが、下地膜はＦｅ薄膜以外の
結晶構造が体心立方格子である強磁性薄膜や非晶質強磁
性薄膜、或いは結晶構造が体心立方格子である反強磁性
薄膜を用いてもよい。
【００６９】結晶構造が体心立方格子である強磁性薄膜
はＦｅ−Ｎｉ系合金，Ｆｅ−Ｃｏ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｃｏ系合金、さらにＦｅ及びこれらの合金に添加元素と
してＳｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗを１種類以
上添加した合金を用いることができる。これらを下地膜
として用いる場合、硬磁性薄膜の結晶成長を促し、さら
に粒子間の磁気的な相互作用を小さくして大きな保磁力
を得るためには下地膜の厚さは厚い方が良いが、一方磁
気抵抗効果膜と硬磁性薄膜の間の交換結合は下地膜が厚
い程減少してしまう。従って、下地膜の膜厚は硬磁性薄
膜の成長が結晶構造が面心立方格子である磁気抵抗効果
膜の影響を受けなくなる膜厚である５〜２０ｎｍ程度が
好ましい。
【００７０】非晶質強磁性薄膜はＣｏと、Ｔｉ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｙ，Ｒｕ，Ｒｈ，
Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔのなかから選ばれる１種
類以上の元素を主成分とする非晶質合金を用いることが
でき、代表的なものとしてＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系薄膜，Ｃ
ｏ−Ｚｒ−Ｔａ系薄膜，Ｃｏ−Ｈｆ−Ｎｂ系薄膜，Ｃｏ
−Ｈｆ−Ｔａ系薄膜などが挙げられる。非晶質強磁性薄
膜／硬磁性薄膜と体心立方格子強磁性薄膜／硬磁性薄膜
の保磁力を比較すると、下地膜の膜厚が３０ｎｍ以上と
厚い場合には体心立方格子強磁性薄膜を用いた方が大き
な値が得られるが、５〜２０ｎｍ程度では非晶質強磁性
薄膜を用いた場合でも体心立方格子強磁性薄膜を用いた
場合と同程度か、やや小さな値であった。これは５〜２
０ｎｍ程度の膜厚では膜厚が厚い場合と比べて体心立方
格子強磁性薄膜の結晶性が劣り結晶粒の成長も十分でな
いため、非晶質強磁性薄膜を用いた場合とあまり違いが
生じないものと考えられる。なお、縦バイアス印加層か
ら発生する磁束の量がＦｅ薄膜１０ｎｍ／Ｃｏ−Ｐｔ−
Ｃｒ系硬磁性薄膜３２ｎｍと等しいＣｏ−Ｈｆ−Ｔａ系
非晶質強磁性薄膜１６ｎｍ／Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性
薄膜３２ｎｍを適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッドのバ
ルクハウゼンノイズの抑制率はＦｅ薄膜１０ｎｍ／Ｃｏ
−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜３２ｎｍを用いた場合と同様
に１００％であった。
【００７１】結晶構造が体心立方格子である反強磁性薄
膜はＣｒと、Ｍｎと、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｏ，Ｎｉ及
び白金族元素から選ばれる１種類以上の元素を主成分と
する合金を用いることができる。これらの反強磁性薄膜
の場合、約２０ｎｍよりも薄くなると反強磁性を示さな
くなるため、膜厚は２０ｎｍ以上必要である。
【００７２】硬磁性薄膜はＣｏと、Ｃｒ，Ｔａ，Ｎｉ，
Ｐｔ，Ｒｅから選ばれる１種類以上の元素を主成分とす
る合金を用いることができ、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性
薄膜の他の代表的なものとして、Ｃｏ−Ｒｅ系硬磁性薄
膜，Ｃｏ−Ｃｒ系硬磁性薄膜，Ｃｏ−Ｔａ−Ｃｒ系硬磁
性薄膜，Ｃｏ−Ｎｉ−Ｐｔ系硬磁性薄膜等がある。ま
た、これらの硬磁性合金薄膜に酸化シリコン，酸化ジル
コニウム，酸化アルミニウム，酸化タンタルを１種類以
上添加した酸化物添加合金薄膜も用いることができる。
【００７３】本発明の異方性磁気抵抗効果を利用したＭ
Ｒヘッドは、軟磁性薄膜／非磁性導電性薄膜／磁気抵抗
効果膜の成膜までは、前述の実施形態と同様に行った
後、軟磁性薄膜／非磁性導電性薄膜／磁気抵抗効果膜を
所定の形状に加工する。信号検出領域とする位置にリフ
トオフマスク材を形成し、縦バイアス印加層２４とし
て、体心立方構造を有する強磁性を示す下地膜２５２で
あるＦｅ−Ｃｒ系合金薄膜，硬磁性薄膜２６であるＣｏ
−Ｃｒ−Ｐｔ系硬磁性薄膜を順次成膜する。続いて、電
極膜１７となるＡｕ薄膜を形成した後、リフトオフマス
ク材を除去することにより、信号検出領域が形成され
る。この後の工程は、前述の実施形態と同じである。
【００７４】下地膜として、Ｃｒ等の非磁性膜を用いた
場合には、図１５のように、硬磁性薄膜から発生する磁
界が、硬磁性薄膜の下のＭＲ素子部を構成する強磁性薄
膜を還流するため、感磁部と感磁部以外の部分とで磁気
抵抗効果膜の磁化が互いに逆方向を向いてしまう。一
方、強磁性下地膜を用いた場合には、感磁部の磁化は、
縦バイアス印加層から発生する磁界によって、感磁部以
外の磁化は、縦バイアス印加層と磁気抵抗効果膜の磁気
的交換結合により、縦バイアス印加層の着磁方向と同じ
方向を向く。従って、磁気抵抗効果膜には磁壁が存在し
ないので、バルクハウゼンノイズのないＭＲヘッドが得
られる。
【００７５】（実施例４）本発明は、巨大磁気抵抗効果
を利用したＭＲヘッドにも適用することができる。巨大
磁気抵抗効果を示す積層膜の構成のなかで、最も単純で
あり基本となるものが、図１０に示すような反強磁性層
３１／磁性薄膜３２／非磁性導電性薄膜３３／磁性薄膜
３４という構成である。磁性薄膜３２の磁化の方向は、
反強磁性層３１との交換相互作用によりトラック方向と
垂直な方向（紙面と垂直な方向）に固定されている。磁
性薄膜３４にはトラック方向に磁気異方性が誘導されて
おり、外部磁界を印加しない状態では、磁性薄膜３２と
磁性薄膜３４の磁化の方向は垂直になっている。外部磁
界が印加されると、磁性薄膜３４の磁化が回転し、磁性
薄膜３２の磁化とのなす角度が変わり、これにより電気
抵抗が変化する。一般に、反強磁性層３１にはＦｅ−Ｍ
ｎ系反強磁性膜，Ｎｉ−Ｍｎ系反強磁性膜，ＮｉＯ反強
磁性膜などが用いられ、磁性薄膜３２及び３４にはＮｉ
−Ｆｅ系薄膜が、非磁性導電性薄膜３３にはＣｕ薄膜が
用いられる。また、縦バイアス磁界は、磁化が回転する
磁性薄膜３４に印加する。
【００７６】（実施例５）図１１は、このような膜構成
からなる磁気抵抗効果積層膜を有するＭＲヘッドの一実
施形態の感磁部近傍の断面図である。下部ギャップ層１
２１までは異方性磁気抵抗効果を利用したＭＲヘッドの
実施形態と同様の方法により作製する。下部ギャップ層
１２１の上に、反強磁性層３１としてＮｉＯ反強磁性薄
膜１００ｎｍ，磁性薄膜３２としてＮｉ−Ｆｅ系合金薄
膜５ｎｍ，非磁性導電性薄膜３３としてＣｕ薄膜３ｎ
ｍ，磁性薄膜３４としてＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜１２ｎｍ
を成膜した後、保護膜３５としてＴａ薄膜を３ｎｍ成膜
する。この積層膜を所定の形状に加工し、信号検出領域
とする位置にリフトオフマスク材を形成する。イオンミ
リング法により、磁気抵抗効果積層膜の端部に緩やかな
傾斜が形成される条件で、感磁部のみ残るようにエッチ
ングした後、本発明の縦バイアス印加層２４、例えば体
心立方構造を有する強磁性を示す下地膜２５２であるＦ
ｅ−１０at.％Ｃｒ合金薄膜５ｎｍ及び硬磁性薄膜２６
であるＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜１４ｎｍを形成
し、これに続いて電極膜１７となるＡｕ薄膜を０.２μ
ｍ 成膜する。ここで、ガラス基板上に作製したＦｅ−
１０at.％Ｃｒ 合金薄膜５ｎｍ／Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬
磁性薄膜１４ｎｍの保磁力は１５００Ｏｅ、角型比は0.
85、残留磁束密度は０.８７Ｔ であった。次にリフトオ
フマスク材を除去し信号検出領域を形成するが、これ以
降の工程は前述の実施例と同様であるため省略する。
【００７７】薄膜形成工程が全て完了した後で、反強磁
性層３１と磁性薄膜３２との間に磁気的交換結合を生じ
させて、磁性薄膜３２の磁化の方向をトラック方向と垂
直な方向（紙面と垂直な方向）に固定するために、反強
磁性層のネール点以上の温度から、直流磁界を印加しな
がら温度を下げる熱処理工程が必要となる。縦バイアス
印加層を、磁気抵抗効果積層膜の長さ方向（図の水平方
向）に着磁した後、基板の切断，スライダー加工を行
い、ＭＲヘッドの作製が完了する。
【００７８】比較のため、縦バイアス印加層としてＣｒ
薄膜５ｎｍ／Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜２７ｎｍを
用いた、同様の構成を有する磁気抵抗効果型磁気ヘッド
も作製し、バルクハウゼンノイズの抑制率を比較した
が、Ｆｅ−１０at.％Ｃｒ 合金薄膜５ｎｍ／Ｃｏ−Ｐｔ
−Ｃｒ系硬磁性薄膜１４ｎｍを用いたヘッドでは１００
％であったのに対し、Ｃｒ薄膜５ｎｍ／Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃ
ｒ系硬磁性薄膜２７ｎｍを用いたヘッドでは７０％であ
った。なお、ガラス基板上に作製したＣｒ薄膜５ｎｍ／
Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ系硬磁性薄膜２７ｎｍの磁気特性は保
磁力が１７００Ｏｅ，角型比が０.９０，残留磁束密度
が０.５９Ｔであった。
【００７９】本実施形態では、基板側から順に、反強磁
性層３１／磁性薄膜３２／非磁性導電性薄膜３３／磁性
薄膜３４，電極膜１７を配置したＭＲヘッドを示した
が、必ずしもこの順に配置しなくてもよい。但し、磁性
薄膜３４／非磁性導電性薄膜３３／磁性薄膜３２／反強
磁性層３１とする場合には、反強磁性層３１は、Ｆｅ−
Ｍｎ系反強磁性膜，Ｎｉ−Ｍｎ系反強磁性膜などの導電
性反強磁性膜が好ましい。
【００８０】（実施例６）反強磁性層／磁性薄膜／非磁
性導電性薄膜／磁性薄膜からなる磁気抵抗効果積層膜を
有するＭＲヘッドにおいても、図１２に示すように磁気
抵抗効果積層膜上の両端に、縦バイアス印加層２４及び
電極１７を配置した構造にすることができる。
【００８１】巨大磁気抵抗効果を利用したＭＲヘッドに
おいても、縦バイアス印加層の磁化量が、ヘッドの安定
性及び再生出力に大きな影響を及ぼす。縦バイアス印加
層の最適な磁化量は、磁性薄膜３４あるいは２２の磁化
量の１〜３倍程度である。
【００８２】以上では、本発明の縦バイアス印加層とし
て、主に、結晶構造が体心立方格子である強磁性薄膜に
ついて述べたが、非晶質強磁性薄膜、或いは結晶構造が
体心立方格子である反強磁性薄膜を用いた場合にも、同
様の効果が得られる。
【００８３】非晶質強磁性薄膜の材料としては、Ｃｏ
と、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，
Ｙ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔのなか
から選ばれる少なくとも１種類以上の元素を主成分とす
る非晶質合金を用いることができ、代表的なものとして
Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系薄膜，Ｃｏ−Ｚｒ−Ｔａ系薄膜，Ｃ
ｏ−Ｈｆ−Ｎｂ系薄膜，Ｃｏ−Ｈｆ−Ｔａ系薄膜などが
挙げられる。これらの材料の場合、スパッタリング法で
作製するが、Ｃｏが９０at.％ よりも多いと非晶質にな
らず、また、７０at.％ よりも少ないと磁性を失ってし
まうので、Ｃｏ含有量の上限は９０at.％であり、下限
は７０at.％である。
【００８４】図１３は、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ単層膜、及び
非晶質強磁性薄膜の特定の例であるＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系
薄膜２０ｎｍを下地膜とし、その上にＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ
系硬磁性薄膜を積層したＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂ／Ｃｏ−Ｃｒ
−ＰｔのＸ線回折プロファイルである。Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎ
ｂ／Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔのプロファイルを見ると、Ｃｏ−
Ｚｒ−Ｎｂ系薄膜によるブロードな回折線とＣｏ−Ｃｒ
−Ｐｔの（００２）面からの回折線が観察され、Ｃｏ−
Ｃｒ−Ｐｔ薄膜は〈００１〉結晶軸が膜面に垂直に配向
していることが分かる。Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ／Ｃｏ−Ｃｒ
−ＰｔのＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（００２）回折線の強度を、
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ単層膜、及び図３に示したＦｅ−Ｃｒ
／Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔと比較してみると、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ単層膜に対しては約１／３と小さくなっているが、Ｆ
ｅ−Ｃｒ／Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔに対しては約２倍と大きく
なっており、これらのことは、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ／Ｃｏ
−Ｃｒ−Ｐｔにおける〈００１〉の配向度は、単層膜よ
りは低く、Ｆｅ−Ｃｒ／Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔよりは高いこ
とを示している。Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔは〈００１〉方向に
強い磁気異方性を有することから、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ
（００２）回折線の強度が小さい方が磁化の膜面内成分
が多いことを示すので、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ系非晶質強磁
性薄膜を下地膜として用いることにより、Ｆｅ−Ｃｒ系
強磁性薄膜を用いた場合ほどではないが、硬磁性薄膜の
磁気特性を改善することができる。
【００８５】結晶構造が体心立方格子である反強磁性薄
膜の材料としては、Ｃｒと、Ｍｎと、Ｃｕ，Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｃｏ，Ｎｉ及び白金族元素から選ばれる少なくとも
１種類以上の元素を主成分とする合金を用いることがで
きる。この反強磁性材料における好ましい組成範囲は、
添加元素をＸとして（Ｃｒ100-cＭｎc)100-dＸd で表わ
したとき、３０≦ｃ≦７０，０≦ｄ≦３０であり、これ
は交換結合作用が最大になる組成である。また、膜厚に
ついては、２０ｎｍよりも薄くなると反強磁性を示さな
くなるため、これ以上の膜厚が必要である。硬磁性薄膜
の磁気特性の改善の効果は、結晶構造が体心立方格子で
ある強磁性薄膜を用いた場合とほぼ同等である。
【００８６】この反強磁性薄膜を下地膜として用いる際
には、反強磁性薄膜の磁化の方向を磁気抵抗効果膜の長
さ方向に揃えるために、直流磁界中で熱処理を施すこと
が望ましい。ここで、磁気抵抗効果膜が巨大磁気抵抗効
果を利用したＭＲヘッドの場合には、図１０に示したよ
うに磁性薄膜３２の磁化の方向を固定するために反強磁
性層３１が設けられており、反強磁性層３１の着磁方向
と縦バイアス印加層の下地膜である反強性薄膜の着磁方
向が異なるため、それぞれブロッキング温度の異なる材
料を用いるか、又は縦バイアス印加層の下地膜である反
強性薄膜として、熱処理を施さなくとも交換結合が生じ
る組成を選ぶことが必要となる。
【００８７】（実施例７）図１４は、本発明のＭＲヘッ
ドを適用した磁気ディスク装置の一実施形態の概略構造
を示す図である。ここでは、磁気記録再生装置としての
磁気ディスク装置に本発明のＭＲヘッドを適用した実施
形態を示すが、本発明のＭＲヘッドは、例えば、磁気テ
ープ装置等のような磁気記録再生装置にも適用可能なこ
とは明らかである。
【００８８】この磁気ディスク装置の概略構造を説明す
る。図９に示すように、磁気ディスク装置は、スピンド
ル２０２と、スピンドル２０２を軸として、等間隔に積
層された複数の磁気ディスク２０４ａ，２０４ｂ，２０
４ｃ，２０４ｄ，２０４ｅと、スピンドル２０２を駆動
するモータ２０３とを備えている。さらに、移動可能な
キャリッジ２０６と、キャリッジ２０６に保持された磁
気ヘッド２０５ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄ，２
０５ｅの群と、このキャリッジ２０６を駆動するボイス
コイルモータ２１３を構成するマグネット２０８及びボ
イスコイル２０７と、これを支持するベース２０１とを
備えて構成させる。また、磁気ディスク制御装置等の上
位装置２１２から送出される信号に従って、ボイスコイ
ルモータ２１３を制御するボイスコイルモータ制御回路
２０９を備えている。また、上位装置２１２から送られ
てきたデータを、磁気ディスク２０４ａ等の書き込み方
式に対応し、磁気ヘッドに流すべき電流に変換する機能
と、磁気ディスク204a等から送られてきたデータを増幅
し、ディジタル信号に変換する機能とを持つライト／リ
ード回路２１０を備え、このライト／リード回路２１０
は、インターフェイス２１１を介して、上位装置２１２
と接続されている。
【００８９】次に、この磁気ディスク装置において、磁
気ディスク２０４ｄのデータを読み出す場合の動作を説
明する。上位装置２１２から、インターフェイス２１１
を介して、ボイスコイルモータ制御回路２０９に、読み
出すべきデータの指示を与える。ボイスコイルモータ制
御回路２０９からの制御電流によって、ボイスコイルモ
ータ２１３がキャリッジ２０６を駆動させ、磁気ディス
ク２０４ｄ上の指示されたデータが記憶されているトラ
ックの位置に、磁気ヘッド２０５ａ，２０５b，２０５
ｃ，２０５ｄ，２０５ｅの群を高速で移動させ、正確に
位置付けする。この位置付けは、磁気ディスク２０４ｄ
上にデータとともに書き込まれているサーボ情報を磁気
ヘッド２０５ｄが読み取り、位置に関する信号をボイス
コイルモータ制御回路２０９に提供することにより行わ
れる。また、ベース２０１に支持されたモータ２０３
は、スピンドル２０２に取り付けた複数の磁気ディスク
204a，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ，２０４ｅを回転
させる。次に、ライト／リード回路２１０からの信号に
従って、指示された所定の磁気ディスク２０４ｄを選択
し、指示された領域の先頭位置を検出後、磁気ヘッド２
０５ｄのデータ信号を読み出す。この読み出しは、ライ
ト／リード回路２１０に接続されている磁気ヘッド２０
５ｄが、磁気ディスク２０４ｄとの間で信号の授受を行
うことにより行われる。読み出されたデータは、所定の
信号に変換され、上位装置２１２に送出される。
【００９０】ここでは、磁気ディスク２０４ｄのデータ
を読み出す場合の動作を説明したが、他の磁気ディスク
の場合も同様である。また、図１４においては、５枚の
磁気ディスクからなる磁気ディスク装置を示してある
が、必ずしも５枚である必要はない。
【００９１】（実施例８）反強磁性層／磁性薄膜／非磁
性導電性薄膜／磁性薄膜からなる磁気抵抗効果積層膜を
有する磁気抵抗効果型ヘッドでも、図１７に示すように
磁気抵抗効果積層膜の両脇を切り落し、縦バイアス印加
層２４及び電極膜１７を配置する構造にすることができ
る。この場合にも、縦バイアス印加層に磁性を有する下
地膜２５２を用いることにより、基板側の磁性薄膜３２
の磁化を安定にし、バルクハウゼンノイズを抑制するこ
とができる。
【００９２】上述の実施例では基板側から順に、反強磁
性層３１／磁性薄膜３２／非磁性導電性薄膜３３／磁性
薄膜３４，電極膜１７を配置した磁気抵抗効果型ヘッド
を示したが、必ずしもこの順に配置しなくてもよい。但
し、磁性薄膜３４／非磁性導電性薄膜３３／磁性薄膜３
２／反強磁性層３１とする場合には反強磁性層３１は導
電性の反強磁性膜が好ましい。
【００９３】（実施例９）図１８は本実施例の磁気抵抗
効果型ヘッドの構造である。まず軟磁性薄膜１３，非磁
性導電性薄膜１４および磁気抵抗効果膜１５を順次成膜
した。磁気抵抗効果膜１５として８０at.％ＮiＦe を用
いた。その後、中央能動領域上にステンシル状のホトレ
ジストを形成した。続いてこのレジスト材によってマス
クされていない領域の上記軟磁性薄膜１３，上記非磁性
導電性薄膜１４および上記磁気抵抗効果膜１５をイオン
ミリングにより除去した。このとき基板をイオンビーム
に対し適切な角度を維持したまま回転させることにより
末広がりのテーパ４５を形成した。次に端部受動領域を
形成する硬磁性薄膜２６と体心立方格子の強磁性を示す
下地膜２５２からなる縦バイアス印加層２４および電極
膜１７を付着した。硬磁性薄膜２６としてCo0.82Cr0.09
Pt0.09膜又はCo0.80Cr0.08Pt0.09(ZrO2)0.03膜、強磁性
を示す下地膜２５２として実施例２のＦｅ−Ｃｒ合金を
用いた。今回の硬磁性薄膜２６と強磁性を示す下地膜２
５２はＲＦスパッタ法により形成し、ターゲット上にＺ
ｒＯ2チップを配置することによりＣｏＣｒＰｔ膜中の
ＺｒＯ2濃度を調節した。硬磁性薄膜２６の膜厚は中央
能動領域に与えるバイアス磁界がＣｏ0.82Ｃｒ0.09Ｐｔ
0.09膜とＣｏ0.80Ｃｒ0.08Ｐｔ0.09(ＺｒＯ2)0.03 膜で
同じになるようそれぞれ５０ｎｍ，５２ｎｍに選んだ。
ステンシル上に付着した永久磁石膜および電極膜は、リ
フトオフによりステンシルと共に除去した。軟磁性薄膜
１３は磁気抵抗効果膜１５に横バイアス磁界４４を印加
するものであり、縦バイアス印加層２４は磁気抵抗効果
膜１５に縦バイアス磁界４６を印加するものである。縦
バイアス印加層は磁気抵抗効果膜１５を所定の形状に作
成した後軟磁性薄膜１３，非磁性導電性薄膜１４及び磁
気抵抗効果膜１５の合計の厚さより薄く積層され、磁気
抵抗効果膜１５の部分に残らないように除去され、磁気
抵抗効果膜１５との端部で残るようにテーパが形成され
る。更に、その後電極膜８が形成され、磁気抵抗効果膜
１５との接触部でテーパが形成される。１２１は０.４
μｍの厚さのアルミナの下部ギャップ層、１１１は約２
μｍのＮｉＦｅ合金からなる下部シールド層、２０は基
板１２の表面にアルミナの絶縁膜を１０μｍの厚さで形
成し研摩して非磁性基板１０の表面を平滑にするための
ものである。非磁性基板１０はＴｉＣ含有アルミナ焼結
体が用いられる。非磁性導電性薄膜１４は２００ÅのＴ
a膜が用いられる。磁気抵抗効果膜１５は厚さ４００Å
の８０at.％Ｎｉ−Ｆｅ合金が用いられる。
【００９４】これらのヘッドの電気磁気変換特性を測定
した結果、出力変動２０％，波形変動１０％であったＣ
ｏ0.82Ｃｒ0.09Ｐｔ0.09膜を用いたヘッドに対し、Ｃｏ
0.80Ｃｒ0.08Ｐｔ0.09(ＺｒＯ2)0.03 膜を用いたヘッド
では出力変動５％以内、波形変動５％以内に低減するこ
とができた。よって、Ｃｏ0.80Ｃｒ0.08Ｐｔ0.09(Ｚｒ
Ｏ2)0.03 膜を硬磁性薄膜２６に用いることによりＢＨ
Ｎ及び波形変動抑制効果が高くなることを確認した。
【００９５】中央能動領域はＭＲ膜，横バイアスを印加
するソフトバイアス膜である軟磁性薄膜１３と前記２磁
性膜を分離する非磁性導電性薄膜１４を有する。端部受
動領域は中央能動領域に縦バイアスを印加する縦バイア
ス印加層２４より構成される。端部接合領域は中央能動
領域に二つのテーパを有している。
【００９６】この硬磁性膜７は、永久磁石膜からの漏洩
磁界と、永久磁石膜と中央能動領域との接合領域での結
合磁界により中央能動領域に縦バイアスを与える。永久
磁石膜はＢＨＮ抑制のために磁気媒体からの磁界に対し
て安定に中央能動領域に磁界を印加する必要がある。こ
のためには永久磁石膜の保磁力として１０００Ｏｅ以上
が必要である。
【００９７】（実施例１０）図１９は本実施例の磁気抵
抗効果ヘッドの斜視図である。
【００９８】本実施例は実施例９と同じ構造で、磁気抵
抗効果型ヘッドの膜の積層構造が異なるものである。ア
ルミナからなる下部ギャップ層１２１の上に順次厚さ５
０ｎｍのＮｉＯからなる反強磁性層３１，磁性薄膜３２
として厚さ１ｎｍの８０at.％Ｎｉ−Ｆｅ 合金膜５４と
厚さ１ｎｍのＣｏ膜４５，厚さ２ｎｍのＣｕから非磁性
導電性薄膜５６及び厚さ５ｎｍのＮｉＦｅ合金からなる
横バイアス印加用の軟磁性薄膜１３が形成されたもので
ある。
【００９９】また、反強磁性膜としては、従来材料のＦ
ｅＭｎに比べ、製造工程での腐食がない酸化物ＮｉＯを
用い、これにより量産工程での高信頼化を図った。ま
た、ヘッドの出力は、ヘッドに流す電流とスピンバルブ
膜の抵抗変化量の積によって決まり、反強磁性膜自身は
抵抗変化には寄与しない。従って、反強磁性膜として絶
縁物質であるＮｉＯを用いることで、入力した電流を効
率良く抵抗変化に寄与させ、高い磁界感度を得ることが
できるようになった。以上のように、本実施例において
は約５Ｇｂ／ｉｎ2 の記録密度を実現できる。
【０１００】さらに、本実施例における軟磁性薄膜１３
に実施例９と同様にＮｉＦｅ合金に酸化物を分散させた
膜を形成させることにより高い再生出力が得られる。
【０１０１】（実施例１１）図２０は本実施例の磁気抵
抗効果型ヘッドの斜視図である。
【０１０２】反強磁性材からなるバイアス膜２７及び２
８は、交換結合によって磁性膜２１に異方性を印加す
る。縦バイアス印加層は実施例４と同様の構成を有す
る。非磁性導電膜１４に挟まれた磁性膜２２の容易磁化
方向は一軸異方性の誘導によって印加する。これは磁性
膜の成長中に所定の方向に磁界を印加することで達成さ
れる。本図の実施例は異方性の印加を交換結合と誘導磁
気異方性で実現した例であり、膜面内で、互いに直交す
る。感知すべき磁界の大きさに比較して、磁性膜２１の
異方性を大きく、磁性膜２２の異方性を小さくすること
で、磁性膜２１の磁化を外部磁界に対してほぼ固定し、
磁性膜２２の磁化のみが外部磁界に対して大きく反応す
るようになる。さらに矢印６０の方向にかかる感知すべ
き磁界に対して、磁性膜２１の磁化は異方性６１によっ
て磁化と外部磁界が平行な容易軸励磁の状態に、逆に磁
性膜２２の異方性に依って磁化と外部磁界が垂直な困難
軸励磁の状態になっている。この効果によって上記の応
答をさらに顕著なものにできるとともに、外部磁界に対
して磁性膜２２の磁化が、回転による困難軸励磁で素子
が駆動される状態が実現し、磁壁移動による励磁に伴う
ノイズを防止し、高周波での動作を可能にすることがで
きる。
【０１０３】本実施例の磁気抵抗効果素子を構成する膜
は高周波マグネトロンスパッタリング装置により作製し
た。膜形成時には基板面内で直交する二対の電磁石を用
いて基板に平行におよそ５０エルステッドの磁界を印加
して、一軸異方性を持たせると共に、酸化ニッケル膜の
交換結合バイアスの方向をそれぞれの方向に誘導した。
【０１０４】異方性の誘導は、基板近傍に取り付けた二
対の電磁石によって、各磁性膜の形成時に誘導すべき方
向に磁界を加えて行った。或いは、多層膜形成後に反強
磁性膜のネール温度近傍で磁界中熱処理を行い、反強磁
性バイアスの方向を磁界の方向に誘導した。
【０１０５】磁気抵抗効果素子の性能の評価は膜を短冊
形状にパターニングし、電極を形成して行った。この
時、磁性膜の一軸異方性の方向と素子の電流方向が平行
となるようにした。電気抵抗は電極端子間に一定の電流
を通じ、素子の面内に電流方向に垂直な方向に磁界を印
加して、素子の電気抵抗を電極端子間の電圧として測定
し、磁気抵抗変化率として感知した。
【０１０６】表１の試料Ｎo.１で表わした、上下にＮｉ
Ｏ膜を有する構成の素子の、磁界に対する抵抗変化率を
表わした図である。バイアス膜２７，２８にＮｉＯ膜
を、磁性膜２１，２２にＮｉ80Ｆｅ20合金薄膜を、非磁
性導電膜にＣｕ膜を用いたことに対応している。即ち、
磁界の方向に強く誘導された磁性膜の効果は曲線の左半
分のループとして検出される。他の、強く誘導されてい
ない磁性膜の効果は中央付近の急峻な抵抗変化として現
われている。本発明の磁気抵抗効果素子の再生出力はこ
の抵抗変化率の大きさに、また感度は飽和磁界の小ささ
に、それぞれ対応することから、本発明の素子出力が大
きく、感度が高いことが分かる。
【０１０７】また、非磁性導電膜としてＣｕに、Ａｇ，
Ａｕを添加したとき及びＡｇ，Ａｕにて多層膜を形成し
た試料においても同様の効果が得られた。
【０１０８】Ｃｕ膜の厚さを変えたＮｉＯ／ＮｉＦｅ／
Ｃｕ／ＮｉＦｅ膜において磁気的結合の強さはＣｕの厚
さと共におよそ１０Å周期で反強磁性／強磁性間で振動
する。磁界に対する感度の高い磁気抵抗効果素子を得る
にはこの磁気的結合をおよそゼロにすることが必須であ
る。非磁性導電膜としてＣｕを用いた場合には、その厚
さを１１Å〜２２Åの範囲にすることで磁性膜間の磁気
的結合をゼロにすることができる。これによって初めて
数エルステッドの弱い外部磁界に応答して電気抵抗が大
きく変化する、すなわち感度の高い磁気抵抗効果素子を
得ることができるのである。
【０１０９】ＮｉＦｅ磁性膜にＣｏを添加すると抵抗変
化率はＮｉＦｅのみのおよそ４％から５.５％ まで向上
する。これはＮｉＦｅに加えてＣｏを添加することが積
層膜の磁気抵抗効果を改善することを示している。
【０１１０】表１は磁抵抗効果膜の構成を変えて作製し
た磁気抵抗効果素子の特性例を示す。膜構成は紙面左側
が基体側で順次右側に積層したものである。
【０１１１】
【表１】
【０１１２】表１では素子の特性を抵抗変化率と飽和磁
界で表わした。素子としての再生出力はこの抵抗変化率
の大きさに、感度は飽和磁界の小ささに、それぞれ対応
する。表１の結果から明らかなように本発明の磁気抵抗
素子（Ｎo.１〜５）は４％以上の抵抗変化率と良好な磁
気特性を有するものであり、従来の積層膜（Ｎo.６,
７）に比べ、抵抗変化率において優れている。特に、試
料Ｎo.１，２，４は飽和磁界１０エルステッド程度の良
好な磁界感度と抵抗変化率６から７％の高い出力を示し
ている。
【０１１３】（実施例１２）図２１は実施例１〜１１に
記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子に加えて記録用ヘ
ッドを形成した記録再生分離型ヘッドの概念図である。
記録再生分離型ヘッドは、本発明の素子を用いた再生ヘ
ッドと、インダクティブ型の記録ヘッド、及び、漏れ磁
界による再生ヘッドの混乱を防止するためのシールド部
からなる。ここでは水平磁気記録用の記録ヘッドとの搭
載を示したが、本発明の磁気抵抗効果素子を垂直磁気記
録用のヘッドと組合せ、垂直記録に用いても良い。ヘッ
ドは、基体５０上に下部シールド層１１１，磁気抵抗効
果素子６０及び電極４０，上部シールド層１１２からな
る再生ヘッドと、下部磁性膜８４，コイル４１，上部磁
性膜８３からなる記録ヘッドとを形成してなる。このヘ
ッドによって、記録媒体上に信号を書き込み、また記録
媒体から信号を読み取るのである。再生ヘッドの感知部
分と、記録ヘッドの磁気ギャップはこのように同一スラ
イダー上に重ねた位置に形成することで、同一トラック
に同時に位置決めができる。このヘッドをスライダーに
加工し、磁気記録再生装置に搭載した。
【０１１４】ヘッドスライダー９０を兼ねる基体５０上
に磁気抵抗効果素子６０および電極４０を形成し、これ
を記録媒体９１上に位置決めして再生を行う。記録媒体
９１は回転し、ヘッドスライダー９０は記録媒体９１の
上を、０.２μｍ 以下の高さ、或いは接触状態で対向し
て相対運動する。この機構により、磁気抵抗効果素子６
０は記録媒体９１に記録された磁気的信号を、その漏れ
磁界から読み取ることのできる位置に設定されるのであ
る。磁気抵抗効果素子６０は複数の磁性膜と非磁性導電
膜を交互に積層した膜とバイアス膜、特に反強磁性膜か
らなる。本発明の特徴はこの積層膜の一部の磁性膜、望
ましくは積層した磁性膜のうち一層おきの膜に、記録媒
体に対向する面６３に対して垂直な矢印６１の方向に強
い異方性を誘導し、その磁化を、この方向におおよそ固
定することにある。また磁性膜の他の膜は、磁気抵抗効
果膜の膜面内で矢印６１と垂直な方向、つまり矢印６２
の方向に比較的弱く異方性を印加して、その磁化をこの
方向に誘導する。このような構成により、記録媒体上に
磁気的に記録された信号は、媒体上に漏れ磁界６４とし
て磁気抵抗効果素子６０に達し、その成分、特に磁気抵
抗効果膜の膜面内の成分に従って矢印６２の方向から矢
印６５のように磁化が回転し、非磁性導電膜を介して隣
合った二つの磁性膜の互いの磁化の方向のなす角度が変
化して磁気抵抗効果が生じ、再生出力を得る。磁気抵抗
効果素子の信号を感知する部分は、磁気抵抗効果素子６
０の電流の流れる部分、即ち電極４０で挟まれる部分で
あるが、この部分の記録媒体９１表面に平行な方向の幅
４２は記録トラックの幅４４より狭く、特にその比が
０.８ 以下になして互いの位置のずれによる隣接するト
ラックの混信を防止する。
【０１１５】（実施例１３）図２１は実施例１２の磁気
記録再生装置において、記録用ヘッドと再生ヘッドの構
成を逆にした別の実施例である。基体５０上に下部及び
上部磁性膜８３，８４とこれらに起磁力を印加するコイ
ル４１からなる記録ヘッドと、下部シールド層１１１を
形成し、その後に磁気抵抗効果素子６０及び電極４０，
上部シールド層１１２の間に形成する。すなわち比較的
構造に敏感な磁気抵抗効果膜を、記録ヘッドの上に、後
に形成して記録ヘッド作製に伴う応力や熱影響をなく
し、さらに記録ヘッドとの位置合わせを容易にして、磁
気記録再生装置のトラック幅方向の制度を向上し、生産
性を向上するものである。
【０１１６】
【発明の効果】本発明によれば、異方性磁気抵抗効果及
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
ドのバルクハウゼンノイズを抑制するために設けられる
縦バイアス印加層を、強磁性薄膜，非晶質強磁性薄膜又
は反強磁性薄膜からなる下地膜と、その上に形成された
硬磁性薄膜とによって構成することにより、磁気抵抗効
果膜やバイアス膜等の、結晶構造が面心立方格子である
磁性薄膜の上に縦バイアス印加層を形成しても、保磁力
の低下を抑えることができる。しかも、磁気抵抗効果膜
やバイアス膜と硬磁性薄膜との間に交換結合が生じるた
め、これらの薄膜の磁化が安定になり、バルクハウゼン
ノイズがない磁気抵抗効果型ヘッドを提供することがで
きる。
【０１１７】また、本発明によれば、永久磁石膜を磁気
抵抗効果素子の両端部に形成することにより電気磁気変
換特性が安定し、波形変動が小さくできるものである。
また、本発明によれば再生出力が大きく、高記録密度の
磁気記録再生装置が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの部分断面
図。
【図２】単層の硬磁性薄膜と、本発明の体心立方構造を
有する強磁性薄膜を下地膜に用いた硬磁性薄膜の磁気特
性を比較する図。
【図３】単層の硬磁性薄膜と、本発明の体心立方構造を
有する強磁性薄膜を下地膜に用いた硬磁性薄膜のＸ線プ
ロファイルを比較する図。
【図４】本発明の異方性磁気抵抗効果を利用したＭＲヘ
ッドの一実施形態の感磁部近傍の断面図。
【図５】本発明の体心立方構造を有する強磁性薄膜を下
地膜に用いたＭＲヘッドのトラック方向の感度の分布を
示す図。
【図６】本発明の磁化モデルを示す図。
【図７】Ｃｒ下地を用いた従来のＭＲヘッドのトラック
方向の感度の分布を示す図。
【図８】Ｃｒ下地を用いた従来の磁化モデルを示す図。
【図９】本発明の異方性磁気抵抗効果を利用したＭＲヘ
ッドの他の実施形態の感磁部近傍の断面図。
【図１０】磁気抵抗効果積層膜の膜構成を示す図。
【図１１】本発明の異方性磁気抵抗効果を利用したＭＲ
ヘッド感磁部近傍の断面図。
【図１２】本発明の磁気抵抗効果積層膜を利用したＭＲ
ヘッドの他の実施形態の感磁部近傍の断面図。
【図１３】単層の硬磁性薄膜と、本発明の非晶質強磁性
薄膜を下地膜に用いた硬磁性薄膜のＸ線プロファイルを
比較する図。
【図１４】本発明のＭＲヘッドを用いた一実施形態の磁
気ディスク装置を示す図。
【図１５】従来技術のＭＲヘッドの膜構成を示す図。
【図１６】他の別の従来技術のＭＲヘッドの膜構成を示
す図。
【図１７】本発明の磁気抵抗効果積層膜を利用したＭＲ
ヘッドの一実施形態の感磁部近傍の断面図。
【図１８】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの感磁部
の斜視図。
【図１９】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの感磁部
の斜視図。
【図２０】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの感磁部
の斜視図。
【図２１】本発明の再生用磁気抵抗効果型磁気ヘッドと
記録用誘導型磁気ヘッドを有する薄膜磁気ヘッドの斜視
図。
【図２２】本発明の再生用磁気抵抗効果型磁気ヘッドと
記録用誘導型磁気ヘッドを有する薄膜磁気ヘッドの斜視
図。
【符号の説明】
１０…非磁性基板、１３…軟磁性薄膜、１４，３３，５
６…非磁性導電性薄膜、１５…磁気抵抗効果膜、１７…
電極膜、１８，２０…絶縁膜、２４…縦バイアス印加
層、２６…硬磁性薄膜、３１…反強磁性層、３２，３４
…磁性薄膜、３５…保護膜、３６…トラック幅方向、４
５…Ｃｏ膜、５１…軟磁性薄膜の磁化、５２…磁気抵抗
効果膜の磁化、５３…硬磁性薄膜の磁化、５４…８０a
t.％Ｎｉ−Ｆｅ合金膜、６０…磁気抵抗効果素子、８３
…上部磁性膜、８４…下部磁性膜、１１１…下部シール
ド層、１１２…上部シールド層、１２１…下部ギャップ
層、１２２…上部ギャップ層、２０１…ベース、２０２
…スピンドル、２０３…モータ、２０４ａ，２０４ｂ，
２０４ｃ，２０４ｄ，２０４ｅ…磁気ディスク、２０５
ａ，２０５ｂ，２０５ｃ，２０５ｄ，２０５ｅ…磁気ヘ
ッド、２０６…キャリッジ、２０７…ボイスコイル、２
０８…マグネット、２０９…ボイスコイルモータ制御回
路、２１０…ライト／リード回路、２１１…インターフ
ェイス、２１２…上位装置、２１３…ボイスコイルモー
タ、２５１…非磁性下地膜、252…強磁性を示す下地
膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神尾 浩 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 今川 尊雄 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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一対の電極と、前記磁気抵抗効果
    膜に縦バイアス磁界を印加する縦バイアス印加層とを有
    す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、強磁性薄膜からなる下地膜と、前記強磁性
    薄膜からなる下地膜の上に形成された硬磁性薄膜とを有
    することを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  2. 【請求項２】前記強磁性薄膜からなる下地膜が、結晶構
    造が体心立方格子である強磁性薄膜である請求項１記載
    の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  3. 【請求項３】前記強磁性薄膜からなる下地膜が、非晶質
    強磁性薄膜である請求項１記載の磁気抵抗効果型磁気ヘ
    ッド。
  4. 【請求項４】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一対の電極と、前記磁気抵抗効果
    膜に縦バイアス磁界を印加する縦バイアス印加層とを有
    す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、反強磁性薄膜からなる下地膜と、前記反強
    磁性薄膜からなる下地膜の上に形成された硬磁性薄膜と
    を有することを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  5. 【請求項５】前記反強磁性薄膜からなる下地膜が、結晶
    構造が体心立方格子である反強磁性薄膜である請求項４
    記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  6. 【請求項６】前記磁気抵抗効果膜が異方性磁気抵抗効果
    を示す強磁性層からなり、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具備している請求項１〜５の
    いずれかに記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  7. 【請求項７】前記横バイアス磁界が、前記磁気抵抗効果
    膜と非磁性導電性薄膜を介して隣接して設けられた軟磁
    性薄膜によって印加される請求項６記載の磁気抵抗効果
    型磁気ヘッド。
  8. 【請求項８】前記磁気抵抗効果膜が、非磁性導電性薄膜
    を中間層として第１の磁性薄膜と第２の磁性薄膜が積層
    されており、前記第１の磁性薄膜の磁化方向が隣接して
    設けられた反強磁性層によって固定されており、外部磁
    界を印加しない状態で前記第２の磁性薄膜の磁化方向が
    前記第１の磁性薄膜の磁化方向に対し略垂直であり、前
    記第１の磁性薄膜の磁化の方向と前記第２の磁性薄膜の
    磁化の方向の相対的な角度によって電気抵抗が変化する
    磁気抵抗効果積層膜である請求項１〜５のいずれかに記
    載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  9. 【請求項９】前記硬磁性薄膜がＣｏとＭ1（Ｍ1はＣｒ，
    Ｔａ，Ｎｉ，Ｐｔ及びＲｅの群から選択される少なくと
    も１種類以上の元素）を主成分とした合金、或いはＣｏ
    とＭ1からなる合金にＭ2（Ｍ2 は酸化シリコン，酸化ジ
    ルコニウム，酸化アルミニウム及び酸化タンタルの群か
    ら選択される少なくとも１種類以上の酸化物）を添加し
    た酸化物添加合金である請求項１〜８のいずれかに記載
    の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  10. 【請求項１０】前記結晶構造が体心立方格子である強磁
    性薄膜がＦｅ，Ｆｅ−Ｎｉ系合金，Ｆｅ−Ｃｏ系合金、
    或いはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金である請求項２，６，
    ７，８，９のいずれかに記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
    ド。
  11. 【請求項１１】前記結晶構造が体心立方格子である強磁
    性薄膜がＦｅ，Ｆｅ−Ｎｉ系合金，Ｆｅ−Ｃｏ系合金、
    或いはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金に、Ｍ3（Ｍ3はＳｉ，
    Ｖ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｍｏ,Ｔａ及びＷの群から選択される
    少なくとも１種類以上の元素)を添加した合金である請
    求項２，６，７，８，９のいずれかに記載の磁気抵抗効
    果型磁気ヘッド。
  12. 【請求項１２】前記結晶構造が体心立方格子である強磁
    性薄膜が、Ｆｅ及びＣｒを主成分とする合金である請求
    項１１記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  13. 【請求項１３】前記Ｆｅ及びＣｒを主成分とする合金
    が、Ｃｒ５〜４５原子％である請求項１２記載の磁気抵
    抗効果型磁気ヘッド。
  14. 【請求項１４】前記反強磁性薄膜からなる下地膜が、Ｃ
    ｒとＭｎとＭ4（Ｍ4はＣｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｏ，Ｎｉ及
    び白金族元素の群から選択される少なくとも１種類以上
    の元素）を主成分とした合金である請求項４〜９のいず
    れかに記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  15. 【請求項１５】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一対の電極と、前記磁気抵抗効
    果膜に縦バイアス磁界を印加する縦バイアス印加層とを
    有す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、非晶質強磁性薄膜と硬磁性薄膜とを有す
    る積層膜であることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘ
    ッド。
  16. 【請求項１６】前記非晶質強磁性薄膜がＣｏとＭ5（Ｍ5
    はＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，
    Ｙ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ及びＰｔの群
    から選択される少なくとも１種類以上の元素）を主成分
    とした非晶質合金である請求項１５記載の磁気抵抗効果
    型磁気ヘッド。
  17. 【請求項１７】磁界によって電気抵抗が変化する磁気抵
    抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜に横バイアス磁界を印
    加する軟磁性膜からなる横バイアス膜と、該横バイアス
    膜と磁気抵抗効果膜を磁気的に分離する非磁性膜からな
    る分離膜と、前記磁気抵抗効果膜，横バイアス膜及び分
    離膜の両端部に接して設けられた前記磁気抵抗効果膜に
    縦バイアス磁界を印加する縦バイアス印加層と、前記磁
    気抵抗効果膜に電流を流す一対の電極とを備えた磁気抵
    抗効果型磁気ヘッドにおいて、前記縦バイアス印加層
    が、強磁性薄膜，反強磁性薄膜及び非晶質強磁性薄膜の
    いずれかからなる下地膜と、前記下地膜の上に形成され
    た硬磁性薄膜とを有し、 前記磁気抵抗効果膜に横バイアス磁界を印加するための
    軟磁性膜が、ニッケル−鉄合金，コバルト，ニッケル−
    鉄−コバルト合金の一種と、酸化ジルコニウム，酸化ア
    ルミニウム，酸化ハフニウム，酸化チタン，酸化ベリリ
    ウム，酸化マグネシウム，酸化タンタル，希土類酸素化
    合物，窒化ジルコニウム，窒化ハフニウム，窒化アルミ
    ニウム，窒化チタン，窒化ベリリウム，窒化マグネシウ
    ム，窒化シリコン、及び希土類窒素化合物の内から選択
    された一種以上の化合物とからなることを特徴とする磁
    気抵抗効果型磁気ヘッド。
  18. 【請求項１８】請求項１７において、前記磁気抵抗効果
    膜に横バイアス磁界を印加するための軟磁性膜の比抵抗
    が、７０μΩcm以上である磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  19. 【請求項１９】請求項１８において、前記横バイアス膜
    がニッケルを７８〜８４原子％を有するニッケル−鉄系
    合金よりなる磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  20. 【請求項２０】基板上に設けられた一対の縦バイアス印
    加層と、一対の電極と、前記縦バイアス印加層に接して
    設けられた磁気抵抗効果素子膜とを有する磁気抵抗効果
    型磁気ヘッドであって、前記素子膜は前記基板側より酸
    化ニッケルよりなる反強磁性膜，２層の強磁性膜，非磁
    性金属膜及び軟磁性膜が順次形成され、前記縦バイアス
    印加層が、強磁性薄膜，反強磁性薄膜及び非晶質強磁性
    薄膜のいずれかからなる下地膜と、前記下地膜の上に形
    成された硬磁性薄膜とを有することを特徴とする磁気抵
    抗効果型磁気ヘッド。
  21. 【請求項２１】請求項２０において、前記２層の強磁性
    膜は前記基板側からＮｉ７０〜９５原子％を含む鉄合金
    層とＣｏ層又はＣｏ合金層及び、前記軟磁性膜が前記鉄
    合金層又は前記基板側からＣｏ層又はＣｏ合金層と前記
    鉄合金層とからなる磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  22. 【請求項２２】請求項２０又は２１において、前記２層
    の強磁性膜は、前記反強磁性膜側から軟磁性膜及び該軟
    磁性膜よりスピン依存散乱の大きい磁性膜からなる磁気
    抵抗効果型磁気ヘッド。
  23. 【請求項２３】基板上に設けられた一対の縦バイアス印
    加層と、一対の電極と、前記縦バイアス印加層に接して
    設けられた磁気抵抗効果素子膜とを有する磁気抵抗効果
    型磁気ヘッドであって、前記素子は前記基板側より反強
    磁性膜，強磁性膜，非磁性膜，軟磁性膜，非磁性膜，強
    磁性膜、及び反強磁性膜が順次積層され、前記縦バイア
    ス印加層が、強磁性薄膜，反強磁性薄膜及び非晶質強磁
    性薄膜のいずれかからなる下地膜と、前記下地膜の上に
    形成された硬磁性薄膜とを有することを特徴とする磁気
    抵抗効果型磁気ヘッド。
  24. 【請求項２４】前記反強磁性膜が酸化ニッケルであり、
    前記基板側の強磁性膜がＮｉ７０〜９５原子％を含む鉄
    合金層とＣｏ層、前記軟磁性膜が前記鉄合金層、及び後
    者の強磁性膜が前記基板側よりＣｏ層と前記鉄合金層と
    からなる請求項２３記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  25. 【請求項２５】前記強磁性膜が、Ｎｉ７０〜９５原子
    ％，Ｆｅ５〜３０原子％及びＣｏ１〜５原子％の合金、
    又は、Ｃｏ３０〜８５原子％，Ｎｉ２〜３０原子％及び
    Ｆｅ２〜５０原子％の合金である請求項２４記載の磁気
    抵抗効果型磁気ヘッド。
  26. 【請求項２６】前記非磁性膜が、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕのい
    ずれか一つである請求項２４記載の磁気抵抗効果型ヘッ
    ド。
  27. 【請求項２７】情報を記録する磁気記録媒体と、強磁性
    薄膜からなる下地膜及び前記強磁性薄膜からなる下地膜
    の上に形成された硬磁性薄膜とを有する縦バイアス印加
    層を有する磁気抵抗効果型素子を備え、前記情報の読み
    取り又は書き込みを行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッド
    を前記磁気記録媒体上の所定位置に移動させるアクチュ
    エータ手段と、前記磁気ヘッドの読み取り又は書き込み
    による前記情報の送受信と前記アクチュエータ手段の移
    動を制御する制御手段とを含むことを特徴とする磁気記
    録再生装置。
  28. 【請求項２８】情報を記録する磁気記録媒体と、反強磁
    性薄膜からなる下地膜及び前記反強磁性薄膜からなる下
    地膜の上に形成された硬磁性薄膜とを有する縦バイアス
    印加層を有する磁気抵抗効果型素子を備え、前記情報の
    読み取り又は書き込みを行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘ
    ッドを前記磁気記録媒体上の所定位置に移動させるアク
    チュエータ手段と、前記磁気ヘッドの読み取り又は書き
    込みによる前記情報の送受信と前記アクチュエータ手段
    の移動を制御する制御手段とを含むことを特徴とする磁
    気記録再生装置。
JP13796396A 1995-07-25 1996-05-31 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 Expired - Fee Related JP3990751B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13796396A JP3990751B2 (ja) 1995-07-25 1996-05-31 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
US08/683,978 US6172859B1 (en) 1995-07-25 1996-07-22 Magnetoresistive head and magnetic disk apparatus
KR1019960029933A KR100372984B1 (ko) 1995-07-25 1996-07-24 자기저항효과형자기헤드및자기기록재생장치
CN96112169A CN1079969C (zh) 1995-07-25 1996-07-25 磁致电阻磁头和磁盘装置
US08/733,713 US5995338A (en) 1995-07-25 1996-10-23 Magnetoresistive head and magnetic disk apparatus
US09/450,763 US6157526A (en) 1995-07-25 1999-11-30 Magnetoresistive head and magnetic disk apparatus

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7-188812 1995-07-25
JP18881295 1995-07-25
JP13796396A JP3990751B2 (ja) 1995-07-25 1996-05-31 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004234018A Division JP2005063643A (ja) 1995-07-25 2004-08-11 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0997409A true JPH0997409A (ja) 1997-04-08
JP3990751B2 JP3990751B2 (ja) 2007-10-17

Family

ID=26471123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13796396A Expired - Fee Related JP3990751B2 (ja) 1995-07-25 1996-05-31 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置

Country Status (4)

Country Link
US (3) US6172859B1 (ja)
JP (1) JP3990751B2 (ja)
KR (1) KR100372984B1 (ja)
CN (1) CN1079969C (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6111722A (en) * 1997-05-07 2000-08-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element having improved biasing films, and magnetic head and magnetic recording device using the same
US6118624A (en) * 1997-05-07 2000-09-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Magneto-resistance effect element having a magnetic biasing film
US6146776A (en) * 1997-05-07 2000-11-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Magneto-resistance effect head
US6477020B1 (en) 1999-04-20 2002-11-05 Fujitsu Limited Magneto-resistive head and magnetic recording and reproducing apparatus
US6483674B1 (en) 2000-06-06 2002-11-19 Fujitsu Limited Spin valve head, production process thereof and magnetic disk device
US6636400B2 (en) 2001-09-18 2003-10-21 International Business Machines Corporation Magnetoresistive head having improved hard biasing characteristics through the use of a multi-layered seed layer including an oxidized tantalum layer and a chromium layer
US6636397B2 (en) 2001-03-20 2003-10-21 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Lead overlay spin valve sensor with antiferromagnetic layers in passive regions for stabilizing a free layer
JP2005534198A (ja) * 2002-07-26 2005-11-10 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 磁気抵抗層システムおよび該層システムを備えたセンサ素子
US7230803B2 (en) 2001-10-22 2007-06-12 Hitachi, Ltd. Magnetic head with magnetic domain control structure having anti-ferromagnetic layer and plural magnetic layers
US7532442B2 (en) 2005-09-19 2009-05-12 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetoresistive (MR) elements having pinning layers formed from permanent magnetic material

Families Citing this family (82)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923503A (en) * 1995-03-15 1999-07-13 Alps Electric Co., Ltd. Thin-film magnetic head and production method thereof
JP3990751B2 (ja) * 1995-07-25 2007-10-17 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
US7116527B1 (en) * 1996-09-30 2006-10-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect device having hard magnetic film structural body
US6144534A (en) 1997-03-18 2000-11-07 Seagate Technology Llc Laminated hard magnet in MR sensor
JP2970590B2 (ja) * 1997-05-14 1999-11-02 日本電気株式会社 磁気抵抗効果素子並びにこれを用いた磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗検出システム及び磁気記憶システム
JP3263004B2 (ja) * 1997-06-06 2002-03-04 アルプス電気株式会社 スピンバルブ型薄膜素子
JPH11175920A (ja) * 1997-12-05 1999-07-02 Nec Corp 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法
US6185078B1 (en) * 1998-08-21 2001-02-06 International Business Machines Corporation Spin valve read head with antiferromagnetic oxide film as longitudinal bias layer and portion of first read gap
US6664784B1 (en) * 1998-11-26 2003-12-16 Nec Corporation Magneto-resistive sensor with ZR base layer and method of fabricating the same
US6542342B1 (en) * 1998-11-30 2003-04-01 Nec Corporation Magnetoresistive effect transducer having longitudinal bias layer directly connected to free layer
US6587315B1 (en) * 1999-01-20 2003-07-01 Alps Electric Co., Ltd. Magnetoresistive-effect device with a magnetic coupling junction
US6583971B1 (en) * 1999-03-09 2003-06-24 Sae Magnetics (Hk) Ltd. Elimination of electric-pop noise in MR/GMR device
JP2001014616A (ja) * 1999-06-30 2001-01-19 Tdk Corp 磁気変換素子、薄膜磁気ヘッドおよびそれらの製造方法
JP2001167409A (ja) * 1999-09-30 2001-06-22 Fujitsu Ltd 薄膜磁気ヘッドおよび磁気記録媒体駆動装置
US6266218B1 (en) * 1999-10-28 2001-07-24 International Business Machines Corporation Magnetic sensors having antiferromagnetically exchange-coupled layers for longitudinal biasing
US6721147B2 (en) 1999-12-07 2004-04-13 Fujitsu Limited Longitudinally biased magnetoresistance effect magnetic head and magnetic reproducing apparatus
US6556391B1 (en) * 1999-12-07 2003-04-29 Fujitsu Limited Biasing layers for a magnetoresistance effect magnetic head using perpendicular current flow
JP3537723B2 (ja) * 2000-01-05 2004-06-14 アルプス電気株式会社 薄膜磁気ヘッド及び浮上式磁気ヘッド
WO2001071713A1 (en) * 2000-03-22 2001-09-27 Nve Corporation Read heads in planar monolithic integrated circuit chips
JP2002008210A (ja) * 2000-06-19 2002-01-11 Fujitsu Ltd 磁気ヘッド製造方法
US6914749B2 (en) 2000-07-25 2005-07-05 Seagate Technology Llc Magnetic anisotropy of soft-underlayer induced by magnetron field
US6853520B2 (en) * 2000-09-05 2005-02-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element
JP2002111095A (ja) * 2000-09-26 2002-04-12 Alps Electric Co Ltd 磁気抵抗効果型素子
JP2002163809A (ja) * 2000-11-22 2002-06-07 Sony Corp 磁気抵抗効果素子の製造方法と磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法
US6577477B1 (en) * 2001-02-01 2003-06-10 Headway Technologies, Inc. Hard magnetic bias configuration for GMR
JP2002319111A (ja) * 2001-02-15 2002-10-31 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果型磁気ヘッド
US6665155B2 (en) 2001-03-08 2003-12-16 International Business Machines Corporation Spin valve sensor with free layer structure having a cobalt niobium (CoNb) or cobalt niobium hafnium (CoNbHf) layer
US6721146B2 (en) 2001-03-14 2004-04-13 International Business Machines Corporation Magnetic recording GMR read back sensor and method of manufacturing
US7289303B1 (en) * 2001-04-05 2007-10-30 Western Digital (Fremont), Llc Spin valve sensors having synthetic antiferromagnet for longitudinal bias
US6721143B2 (en) * 2001-08-22 2004-04-13 Headway Technologies, Inc. Ferromagnetic/antiferromagnetic bilayer, including decoupler, for longitudinal bias
US6697235B2 (en) * 2001-04-26 2004-02-24 Hitachi, Ltd. Magnetoresistive head and magnetic recoding/reproducing apparatus using the same
JP2003016613A (ja) * 2001-06-28 2003-01-17 Hitachi Ltd 磁気ヘッド
US6914760B2 (en) * 2001-09-07 2005-07-05 International Business Machines Corporation Hard bias layer for read heads
JP3828777B2 (ja) * 2001-10-22 2006-10-04 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 磁気抵抗効果ヘッド
US7107667B2 (en) * 2001-11-01 2006-09-19 Tdk Corporation Method for fabricating thin film magnetic head
US6594124B2 (en) 2001-11-06 2003-07-15 Headway Technologies, Inc. Canted adjacent layer stabilized SV heads
US6663986B2 (en) 2001-12-27 2003-12-16 Storage Technology Corporation Magneto-resistive stripe element having a thin film conductor covered by a conductive capping layer
US6735058B2 (en) * 2002-02-04 2004-05-11 International Business Machines Corporation Current-perpendicular-to-plane read head with an amorphous magnetic bottom shield layer and an amorphous nonmagnetic bottom lead layer
US7139156B1 (en) * 2002-06-20 2006-11-21 Storage Technology Corporation Non-penetration of periodic structure to PM
US7289285B2 (en) * 2002-10-24 2007-10-30 Charles Frederick James Barnes Information storage systems
US20040166368A1 (en) * 2003-02-24 2004-08-26 International Business Machines Corporation AP-tab spin valve with controlled magnetostriction of the biasing layer
US7136264B2 (en) * 2003-04-10 2006-11-14 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Use of gold leads in lead overlaid type of GMR sensor
JP3699714B2 (ja) * 2003-06-30 2005-09-28 Ｔｄｋ株式会社 薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置
JP3730976B2 (ja) * 2003-07-14 2006-01-05 Ｔｄｋ株式会社 薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、及び、ハードディスク装置
US7274080B1 (en) 2003-08-22 2007-09-25 International Business Machines Corporation MgO-based tunnel spin injectors
US7598555B1 (en) 2003-08-22 2009-10-06 International Business Machines Corporation MgO tunnel barriers and method of formation
US20050063106A1 (en) * 2003-09-11 2005-03-24 Satoshi Hibino Magnetic sensor and manufacturing method therefor
US7252852B1 (en) 2003-12-12 2007-08-07 International Business Machines Corporation Mg-Zn oxide tunnel barriers and method of formation
KR100609384B1 (ko) * 2003-12-22 2006-08-08 한국전자통신연구원 박막 자기 헤드의 제조방법
US7083988B2 (en) * 2004-01-26 2006-08-01 Micron Technology, Inc. Magnetic annealing sequences for patterned MRAM synthetic antiferromagnetic pinned layers
US7161763B2 (en) * 2004-02-18 2007-01-09 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. GMR sensor with oriented hard bias stabilization
US7639457B1 (en) * 2004-02-27 2009-12-29 Western Digital (Fremont), Llc Magnetic sensor with underlayers promoting high-coercivity, in-plane bias layers
JP4146818B2 (ja) * 2004-04-21 2008-09-10 Ｔｄｋ株式会社 薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置
JP2005347418A (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Alps Electric Co Ltd 磁気検出素子
US7688555B2 (en) * 2004-06-15 2010-03-30 Headway Technologies, Inc. Hard bias design for extra high density recording
US7357995B2 (en) * 2004-07-02 2008-04-15 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel barriers and associated magnetic tunnel junctions with high tunneling magnetoresistance
US7270896B2 (en) * 2004-07-02 2007-09-18 International Business Machines Corporation High performance magnetic tunnel barriers with amorphous materials
US20060012926A1 (en) * 2004-07-15 2006-01-19 Parkin Stuart S P Magnetic tunnel barriers and associated magnetic tunnel junctions with high tunneling magnetoresistance
JP2006086275A (ja) * 2004-09-15 2006-03-30 Tdk Corp 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、およびハードディスク装置
JP4179260B2 (ja) * 2004-09-29 2008-11-12 ソニー株式会社 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気テープ装置
JP2006114610A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子とそれを用いた磁気ヘッドおよび磁気再生装置
US7300711B2 (en) * 2004-10-29 2007-11-27 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junctions with high tunneling magnetoresistance using non-bcc magnetic materials
US7351483B2 (en) * 2004-11-10 2008-04-01 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junctions using amorphous materials as reference and free layers
US7566508B2 (en) * 2005-03-02 2009-07-28 Seagate Technology Llc Perpendicular media with Cr-doped Fe-alloy-containing soft underlayer (SUL) for improved corrosion performance
US20060286413A1 (en) * 2005-06-17 2006-12-21 Seagate Technology Llc Magnetic caplayers for corrosion improvement of granular perpendicular recording media
US7502209B2 (en) * 2005-10-24 2009-03-10 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Read sensors having nitrogenated hard bias layers and method of making the same
US7691499B2 (en) * 2006-04-21 2010-04-06 Seagate Technology Llc Corrosion-resistant granular magnetic media with improved recording performance and methods of manufacturing same
JP2008010133A (ja) * 2006-05-29 2008-01-17 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
JP2008052819A (ja) * 2006-08-24 2008-03-06 Tdk Corp 低温でのノイズを抑制する磁気再生方法
US20090011283A1 (en) * 2007-03-01 2009-01-08 Seagate Technology Llc Hcp soft underlayer
US7911737B1 (en) 2007-03-23 2011-03-22 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing a PMR head having an antiferromagnetically coupled pole
US8685547B2 (en) 2009-02-19 2014-04-01 Seagate Technology Llc Magnetic recording media with enhanced writability and thermal stability
CN101613595B (zh) * 2009-07-28 2012-05-16 大庆石油管理局 微泡沫钻井液
US8449948B2 (en) * 2009-09-10 2013-05-28 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for corrosion protection of layers in a structure of a magnetic recording transducer
US9142240B2 (en) 2010-07-30 2015-09-22 Seagate Technology Llc Apparatus including a perpendicular magnetic recording layer having a convex magnetic anisotropy profile
US8462469B1 (en) * 2012-05-04 2013-06-11 Tdk Corporation Magneto-resistive effect element having FePt bias magnetic field application layer with Pt seed layer and MgO insulation layer
CN108181333B (zh) * 2017-12-04 2020-04-21 南京腾元软磁有限公司 一种精制非晶态固体合金三维重构透射电镜样品的工艺方法及评价方法
CN112753099B (zh) * 2019-03-28 2024-04-16 Tdk株式会社 存储元件、半导体装置、磁记录阵列和存储元件的制造方法
US11437061B1 (en) 2021-06-25 2022-09-06 Western Digital Technologies, Inc. Read head having one or more antiferromagnetic layers above soft bias side shields, and related methods
US11514936B1 (en) 2021-06-25 2022-11-29 Western Digital Technologies, Inc. Read head having one or more antiferromagnetic layers below soft bias side shields, and related methods
US11514930B1 (en) 2021-06-25 2022-11-29 Western Digital Technologies, Inc. Soft bias side shield stabilized by hard bias for read head design
US11514932B1 (en) 2021-06-25 2022-11-29 Western Digital Technologies, Inc. Soft bias shape anisotropy stabilization read head design and method of making same

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4639806A (en) * 1983-09-09 1987-01-27 Sharp Kabushiki Kaisha Thin film magnetic head having a magnetized ferromagnetic film on the MR element
JPS62128015A (ja) * 1985-11-29 1987-06-10 Hitachi Ltd 磁気抵抗効果型磁気ヘツド
US4713708A (en) * 1986-10-31 1987-12-15 International Business Machines Magnetoresistive read transducer
JPS63146202A (ja) * 1986-12-09 1988-06-18 Canon Electronics Inc 磁気ヘツド及びその製造方法
US4782413A (en) * 1987-04-28 1988-11-01 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor with mixed phase antiferromagnetic film
US5159513A (en) * 1991-02-08 1992-10-27 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect
JP2812826B2 (ja) * 1991-09-04 1998-10-22 株式会社日立製作所 磁気抵抗効果型磁気ヘッドおよびその製造方法
JP3086731B2 (ja) * 1991-09-30 2000-09-11 株式会社東芝 磁気抵抗効果型磁気ヘッド
US5285339A (en) * 1992-02-28 1994-02-08 International Business Machines Corporation Magnetoresistive read transducer having improved bias profile
US5315468A (en) * 1992-07-28 1994-05-24 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor having antiferromagnetic layer for exchange bias
US5549978A (en) * 1992-10-30 1996-08-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element
US5325253A (en) * 1993-02-17 1994-06-28 International Business Machines Corporation Stabilization of magnetoresistive transducer using canted exchange bias
US5668523A (en) * 1993-12-29 1997-09-16 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor employing an exchange-bias enhancing layer
US5434826A (en) * 1994-09-26 1995-07-18 Read-Rite Corporation Multilayer hard bias films for longitudinal biasing in magnetoresistive transducer
US5664316A (en) * 1995-01-17 1997-09-09 International Business Machines Corporation Method of manufacturing magnetoresistive read transducer having a contiguous longitudinal bias layer
JP3990751B2 (ja) * 1995-07-25 2007-10-17 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6111722A (en) * 1997-05-07 2000-08-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element having improved biasing films, and magnetic head and magnetic recording device using the same
US6118624A (en) * 1997-05-07 2000-09-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Magneto-resistance effect element having a magnetic biasing film
US6146776A (en) * 1997-05-07 2000-11-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Magneto-resistance effect head
US6477020B1 (en) 1999-04-20 2002-11-05 Fujitsu Limited Magneto-resistive head and magnetic recording and reproducing apparatus
US6483674B1 (en) 2000-06-06 2002-11-19 Fujitsu Limited Spin valve head, production process thereof and magnetic disk device
US6636397B2 (en) 2001-03-20 2003-10-21 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Lead overlay spin valve sensor with antiferromagnetic layers in passive regions for stabilizing a free layer
US6636400B2 (en) 2001-09-18 2003-10-21 International Business Machines Corporation Magnetoresistive head having improved hard biasing characteristics through the use of a multi-layered seed layer including an oxidized tantalum layer and a chromium layer
US7230803B2 (en) 2001-10-22 2007-06-12 Hitachi, Ltd. Magnetic head with magnetic domain control structure having anti-ferromagnetic layer and plural magnetic layers
JP2005534198A (ja) * 2002-07-26 2005-11-10 ローベルト　ボツシユ　ゲゼルシヤフト　ミツト　ベシユレンクテル　ハフツング 磁気抵抗層システムおよび該層システムを備えたセンサ素子
US7532442B2 (en) 2005-09-19 2009-05-12 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetoresistive (MR) elements having pinning layers formed from permanent magnetic material

Also Published As

Publication number Publication date
KR100372984B1 (ko) 2003-05-16
US5995338A (en) 1999-11-30
US6172859B1 (en) 2001-01-09
CN1079969C (zh) 2002-02-27
US6157526A (en) 2000-12-05
CN1150292A (zh) 1997-05-21
KR970007804A (ko) 1997-02-21
JP3990751B2 (ja) 2007-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3990751B2 (ja) 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
EP0851411B1 (en) Thin film magnetic head and magnetic recording/reproducing apparatus
US7072155B2 (en) Magnetoresistive sensor including magnetic domain control layers having high electric resistivity, magnetic head and magnetic disk apparatus
JP3947727B2 (ja) 磁気的に軟かつ安定した高磁気モーメントの主磁極を有する垂直ライタ
JP3520170B2 (ja) 複合型薄膜磁気ヘッド
US6023395A (en) Magnetic tunnel junction magnetoresistive sensor with in-stack biasing
JP3473684B2 (ja) 磁気ヘッドおよびその製造方法、それを用いる磁気記録再生装置
US20030035253A1 (en) Magnetoresistance sensors with Pt-Mn transverse and longitudinal pinning layers, and their fabrication method
JP2817501B2 (ja) 磁気ディスク装置及びそれに用いる磁気ヘッド
JPH04285713A (ja) 磁気抵抗効果型磁気ヘッドおよびその製造方法
JPH1055514A (ja) 磁気抵抗効果素子及びその製造方法
JPH10241125A (ja) 薄膜磁気ヘッド及び記録再生分離型磁気ヘッドとそれを用いた磁気記憶再生装置
JP3127777B2 (ja) 磁気トランスデューサおよび磁気記録装置
JP3764775B2 (ja) 磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法
JPH117609A (ja) 薄膜磁気ヘッド及び記録再生分離型ヘッドとそれを用いた磁気記憶再生装置
JPH11161920A (ja) 記録再生ヘッド及びそれを用いたヘッド・ディスク・アセンブリと磁気ディスク装置
JP2005063643A (ja) 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
JPH09138919A (ja) 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
JPH05250642A (ja) 磁気抵抗効果センサ
JP2821586B2 (ja) 薄膜磁気ヘッド
JPH11112052A (ja) 磁気抵抗センサ及びこれを用いた磁気記録再生装置
JP2001267659A (ja) 磁気変換素子および薄膜磁気ヘッド
WO1997011458A1 (fr) Tete magnetoresistante
JP2009259355A (ja) Ｃｐｐ磁気リード・ヘッド
JPH08153313A (ja) 磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気ディスク装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040604

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040615

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040811

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20041005

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041101

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041201

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20041213

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20050107

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20060511

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060511

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070622

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070723

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100727

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110727

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110727

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120727

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120727

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727

Year of fee payment: 6

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130727

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees