JPH10188227A - 磁気抵抗効果ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置Info
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- JPH10188227A JPH10188227A JP34493996A JP34493996A JPH10188227A JP H10188227 A JPH10188227 A JP H10188227A JP 34493996 A JP34493996 A JP 34493996A JP 34493996 A JP34493996 A JP 34493996A JP H10188227 A JPH10188227 A JP H10188227A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】磁気記録の高記録密度化のために、再生用磁気
ヘッドの高感度化を行う。 【解決手段】強磁性層１３，１４，１６を非磁性金属層
１５で分割し、強磁性層１６に反強磁性層１７からの交
換バイアス磁界が印加されており、強磁性層１３，１４
には反強磁性層１７からの交換バイアス磁界が直接には
印加されていない多層膜を用いた磁気抵抗効果膜で、非
磁性金属層１５としてＰｔを用いた。
ヘッドの高感度化を行う。 【解決手段】強磁性層１３，１４，１６を非磁性金属層
１５で分割し、強磁性層１６に反強磁性層１７からの交
換バイアス磁界が印加されており、強磁性層１３，１４
には反強磁性層１７からの交換バイアス磁界が直接には
印加されていない多層膜を用いた磁気抵抗効果膜で、非
磁性金属層１５としてＰｔを用いた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気抵抗効果ヘッド
およびそれを用いた磁気記録再生装置に関する。
およびそれを用いた磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、再生用磁気
ヘッドに強い感度が求められている。高感度の再生磁気
ヘッドとして、磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）と
呼ばれるものが知られている。磁気抵抗効果型ヘッド
は、記録媒体からの磁界を、素子の抵抗変化として検出
する。従来の一般的な磁気抵抗効果型ヘッドは、抵抗が
磁化と電流方向との間の角度θの関数としてcos2θに比
例して変化する成分をもつという、異方性磁気抵抗効果
（ＡＭＲ）に基づいて動作する。
ヘッドに強い感度が求められている。高感度の再生磁気
ヘッドとして、磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）と
呼ばれるものが知られている。磁気抵抗効果型ヘッド
は、記録媒体からの磁界を、素子の抵抗変化として検出
する。従来の一般的な磁気抵抗効果型ヘッドは、抵抗が
磁化と電流方向との間の角度θの関数としてcos2θに比
例して変化する成分をもつという、異方性磁気抵抗効果
（ＡＭＲ）に基づいて動作する。
【０００３】最近、異方性磁気抵抗効果とは、別の原理
で動作する磁気抵抗効果ヘッドとして、DienyらによるP
hysical Review Ｂ ，第４３巻，１２９７〜１３００頁
「軟磁性多層膜における巨大磁気抵抗効果に記載のよう
に２層の強磁性層を非磁性金属層で分離し、一方の強磁
性層に反強磁性層からの交換バイアスを印加する構造の
ヘッドが考案された。このような多層膜においては、抵
抗Ｒは、２層の強磁性層の磁化の間の角度の関数とし
て、cosθ に比例して変化する成分を有することが、Di
enyらの論文に示されており、このような効果を巨大磁
気抵抗効果（GMR）と読んでいる。このような多層膜に
より、磁界センサをつくると、２層の強磁性層のうちに
反強磁性層に接していない方のみの磁化が回転できるの
で、外部磁界により、２層の磁化の間の角度θが変化
し、これが抵抗変化ΔＲとして検出でき、このような、
多層膜の巨大磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果型ヘ
ッドは、従来の異方性磁気抵抗効果を利用したヘッドに
比べて、大きい出力を示すことが知られている。このよ
うな、磁気抵抗効果ヘッドで、２層の強磁性層を分離す
る非磁性金属層としては、特開平4−358310 号公報に記
載されているように、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇが知られてい
る。この場合、磁気抵抗効果ヘッドの感磁部を構成して
いる磁気抵抗効果膜の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒは、膜厚
などを最適化することにより数％であった。
で動作する磁気抵抗効果ヘッドとして、DienyらによるP
hysical Review Ｂ ，第４３巻，１２９７〜１３００頁
「軟磁性多層膜における巨大磁気抵抗効果に記載のよう
に２層の強磁性層を非磁性金属層で分離し、一方の強磁
性層に反強磁性層からの交換バイアスを印加する構造の
ヘッドが考案された。このような多層膜においては、抵
抗Ｒは、２層の強磁性層の磁化の間の角度の関数とし
て、cosθ に比例して変化する成分を有することが、Di
enyらの論文に示されており、このような効果を巨大磁
気抵抗効果（GMR）と読んでいる。このような多層膜に
より、磁界センサをつくると、２層の強磁性層のうちに
反強磁性層に接していない方のみの磁化が回転できるの
で、外部磁界により、２層の磁化の間の角度θが変化
し、これが抵抗変化ΔＲとして検出でき、このような、
多層膜の巨大磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果型ヘ
ッドは、従来の異方性磁気抵抗効果を利用したヘッドに
比べて、大きい出力を示すことが知られている。このよ
うな、磁気抵抗効果ヘッドで、２層の強磁性層を分離す
る非磁性金属層としては、特開平4−358310 号公報に記
載されているように、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇが知られてい
る。この場合、磁気抵抗効果ヘッドの感磁部を構成して
いる磁気抵抗効果膜の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒは、膜厚
などを最適化することにより数％であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、磁気記録の高
密度化には、再生用磁気ヘッドにさらなる強い感度が求
められている。すなわち、磁気抵抗効果膜の磁気抵抗変
化率は、さらに大きくする必要があった。
密度化には、再生用磁気ヘッドにさらなる強い感度が求
められている。すなわち、磁気抵抗効果膜の磁気抵抗変
化率は、さらに大きくする必要があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々の材
料および膜厚を有する非磁性金属層を積層した多層膜を
用いた磁気抵抗効果膜について鋭意研究を重ねた結果、
多層膜における非磁性金属層材料としてＰｔを用いるこ
とにより、非磁性金属がＣｕ，Ａｕ，Ａｇのときよりも
高い磁気抵抗変化率を得ることができることを見いだ
し、本発明に至った。すなわち少なくとも２層の強磁性
層を非磁性金属層で分割し、少なくとも１層の強磁性層
に反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されてお
り、少なくとも１層の強磁性層には反強磁性層からの交
換バイアス磁界が直接には印加されていない多層膜を用
いた磁気抵抗効果膜で，非磁性金属層としてＰｔを用い
ることにより、磁気抵抗変化率を従来の磁気抵抗効果膜
に対して向上させる事ができる。従って、この磁気抵抗
効果膜を感磁部に用いた磁気抵抗効果ヘッドは高感度化
が実現できた。またこの磁気抵抗効果ヘッドを用いる
と、高性能磁気記録再生装置が実現できた。
料および膜厚を有する非磁性金属層を積層した多層膜を
用いた磁気抵抗効果膜について鋭意研究を重ねた結果、
多層膜における非磁性金属層材料としてＰｔを用いるこ
とにより、非磁性金属がＣｕ，Ａｕ，Ａｇのときよりも
高い磁気抵抗変化率を得ることができることを見いだ
し、本発明に至った。すなわち少なくとも２層の強磁性
層を非磁性金属層で分割し、少なくとも１層の強磁性層
に反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されてお
り、少なくとも１層の強磁性層には反強磁性層からの交
換バイアス磁界が直接には印加されていない多層膜を用
いた磁気抵抗効果膜で，非磁性金属層としてＰｔを用い
ることにより、磁気抵抗変化率を従来の磁気抵抗効果膜
に対して向上させる事ができる。従って、この磁気抵抗
効果膜を感磁部に用いた磁気抵抗効果ヘッドは高感度化
が実現できた。またこの磁気抵抗効果ヘッドを用いる
と、高性能磁気記録再生装置が実現できた。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を用
いながら具体的に説明する。
いながら具体的に説明する。
【０００７】（実施例１）図１は本実施例の磁気抵抗効
果ヘッドの感磁部に用いられた磁気抵抗効果膜１０の膜
構成の一実施例を示す。磁気抵抗効果膜１０を形成する
に際しては、高周波マグネトロンスパッタリング装置を
用い、アルゴン３ｍTorr雰囲気で形成した。磁気抵抗効
果膜１０は、非磁性基板１１上に、下地層１２，強磁性
層１３，強磁性層１４，非磁性金属層Ｐｔ１５（膜厚
０.１ から１０ｎｍ），強磁性層１６，反強磁性層１
７，保護膜１８を順次積層した。なお、下地層１２は、
その上に形成する強磁性層，非磁性金属層，反強磁性層
の結晶配向性をするために形成した。本実施例では、下
地層１２はＴａ（膜厚５ｎｍ）、強磁性層１３としてＮ
ｉＦｅ合金（膜厚５ｎｍ）、強磁性層１４としてＣｏＦ
ｅ合金（膜厚２ｎｍ）、強磁性層１６はＣｏ（膜厚３ｎ
ｍ）、反強磁性層１７はCrMnPt合金（膜厚３０ｎｍ）、
保護膜１８はＴａ（膜厚５ｎｍ）を用いた。本実施例で
は材料を用いたが、それ以外に下地層１２はＺｒ，Ｈ
ｆ、それらの合金、あるいはCoNbZr，CoTaZrなどの非晶
質合金でも良い。また、反強磁性層に接していない強磁
性層１３，強磁性層１４は軟磁性膜を示すことが望まし
く、ＮｉＦｅ系合金，CoFeNi系合金，ＣｏＦｅ系合金を
用いることが好ましい。また強磁性層１３にＮｉＦｅ系
合金，強磁性層１４にＣｏという構成でも良い。反強磁
性層１７に接する強磁性１６は、必ずしも軟磁気特性を
示す必要はないが、ＮｉＦｅ系合金，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ
系合金，ＣｏＦｅ合金などでも良い。反強磁性層１７は
CrMnPt系合金を用いたが、他の反強磁性膜を用いること
もできる。反強磁性材料は、Ｆｅ−Ｍｎ系、その他のＣ
ｒ−Ｍｎ系，Ｐｄ−Ｍｎ系，Ｉｒ−Ｍｎ系，Ｐｔ−Ｍｎ
系，Ａｕ−Ｍｎ系合金，Ｎｉ−Ｍｎ系，Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃ
ｒ系合金，Ｎｉ−Ｏ，Ｎｉ−Ｃｏ−Ｏなどが望ましい。
保護膜１８はＴａを用いたが、Ｚｒ，Ｈｆなどでも良
い。それぞれの層の膜厚に関しては、膜厚に限定される
物ではなく、下地層１２は１ｎｍから５ｎｍ、強磁性層
１３として１ｎｍから１０ｎｍ、強磁性層１４として
０.５ｎｍ から５ｎｍ、強磁性層１６は１ｎｍから５ｎ
ｍ、反強磁性層１７は５ｎｍから５０ｎｍ、保護膜は１
ｎｍから５ｎｍでも良い。
果ヘッドの感磁部に用いられた磁気抵抗効果膜１０の膜
構成の一実施例を示す。磁気抵抗効果膜１０を形成する
に際しては、高周波マグネトロンスパッタリング装置を
用い、アルゴン３ｍTorr雰囲気で形成した。磁気抵抗効
果膜１０は、非磁性基板１１上に、下地層１２，強磁性
層１３，強磁性層１４，非磁性金属層Ｐｔ１５（膜厚
０.１ から１０ｎｍ），強磁性層１６，反強磁性層１
７，保護膜１８を順次積層した。なお、下地層１２は、
その上に形成する強磁性層，非磁性金属層，反強磁性層
の結晶配向性をするために形成した。本実施例では、下
地層１２はＴａ（膜厚５ｎｍ）、強磁性層１３としてＮ
ｉＦｅ合金（膜厚５ｎｍ）、強磁性層１４としてＣｏＦ
ｅ合金（膜厚２ｎｍ）、強磁性層１６はＣｏ（膜厚３ｎ
ｍ）、反強磁性層１７はCrMnPt合金（膜厚３０ｎｍ）、
保護膜１８はＴａ（膜厚５ｎｍ）を用いた。本実施例で
は材料を用いたが、それ以外に下地層１２はＺｒ，Ｈ
ｆ、それらの合金、あるいはCoNbZr，CoTaZrなどの非晶
質合金でも良い。また、反強磁性層に接していない強磁
性層１３，強磁性層１４は軟磁性膜を示すことが望まし
く、ＮｉＦｅ系合金，CoFeNi系合金，ＣｏＦｅ系合金を
用いることが好ましい。また強磁性層１３にＮｉＦｅ系
合金，強磁性層１４にＣｏという構成でも良い。反強磁
性層１７に接する強磁性１６は、必ずしも軟磁気特性を
示す必要はないが、ＮｉＦｅ系合金，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ
系合金，ＣｏＦｅ合金などでも良い。反強磁性層１７は
CrMnPt系合金を用いたが、他の反強磁性膜を用いること
もできる。反強磁性材料は、Ｆｅ−Ｍｎ系、その他のＣ
ｒ−Ｍｎ系，Ｐｄ−Ｍｎ系，Ｉｒ−Ｍｎ系，Ｐｔ−Ｍｎ
系，Ａｕ−Ｍｎ系合金，Ｎｉ−Ｍｎ系，Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃ
ｒ系合金，Ｎｉ−Ｏ，Ｎｉ−Ｃｏ−Ｏなどが望ましい。
保護膜１８はＴａを用いたが、Ｚｒ，Ｈｆなどでも良
い。それぞれの層の膜厚に関しては、膜厚に限定される
物ではなく、下地層１２は１ｎｍから５ｎｍ、強磁性層
１３として１ｎｍから１０ｎｍ、強磁性層１４として
０.５ｎｍ から５ｎｍ、強磁性層１６は１ｎｍから５ｎ
ｍ、反強磁性層１７は５ｎｍから５０ｎｍ、保護膜は１
ｎｍから５ｎｍでも良い。
【０００８】図２は本実施例の磁気抵抗効果膜１０の磁
気抵抗変化率ΔＲ／Ｒの非磁性金属層Ｐｔ１５の膜厚依
存性を示す。図２に示すように、本実施例の磁気抵抗効
果膜１０の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒは、非磁性金属層Ｐ
ｔ１５の膜厚が厚くなるほど大きくなった。この磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒは、従来磁気抵抗効果膜のように、非
磁性金属膜にＣｕ，Ａｕ，Ａｇなどを使った磁気抵抗効
果膜よりも、約１.５〜２倍ほど大きくなっている。非
磁性金属層Ｐｔ１５の膜厚は、０.５ｎｍ より薄いと膜
形成するのが難しく、また５ｎｍより厚いと、従来の磁
気抵抗効果膜でも達成できる磁気抵抗変化率であった。
従って、非磁性金属層Ｐｔ１５の膜厚は０.５ｎｍ 以上
５ｎｍ以下が望ましい。なお、非磁性金属層Ｐｔ１５に
直接接する強磁性層はＮｉＦｅでも良いがＣｏやＣｏＦ
ｅ，CoFeNiなどのＣｏ合金の方が本発明の効果が顕著で
ある。また、本発明の実施例では、反強磁性層１７は、
Ｐｔを基準にして非磁性基板１１とは反対側に存在する
場合を示したが、その逆の場合でもその効果はかわらな
い。
気抵抗変化率ΔＲ／Ｒの非磁性金属層Ｐｔ１５の膜厚依
存性を示す。図２に示すように、本実施例の磁気抵抗効
果膜１０の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒは、非磁性金属層Ｐ
ｔ１５の膜厚が厚くなるほど大きくなった。この磁気抵
抗変化率ΔＲ／Ｒは、従来磁気抵抗効果膜のように、非
磁性金属膜にＣｕ，Ａｕ，Ａｇなどを使った磁気抵抗効
果膜よりも、約１.５〜２倍ほど大きくなっている。非
磁性金属層Ｐｔ１５の膜厚は、０.５ｎｍ より薄いと膜
形成するのが難しく、また５ｎｍより厚いと、従来の磁
気抵抗効果膜でも達成できる磁気抵抗変化率であった。
従って、非磁性金属層Ｐｔ１５の膜厚は０.５ｎｍ 以上
５ｎｍ以下が望ましい。なお、非磁性金属層Ｐｔ１５に
直接接する強磁性層はＮｉＦｅでも良いがＣｏやＣｏＦ
ｅ，CoFeNiなどのＣｏ合金の方が本発明の効果が顕著で
ある。また、本発明の実施例では、反強磁性層１７は、
Ｐｔを基準にして非磁性基板１１とは反対側に存在する
場合を示したが、その逆の場合でもその効果はかわらな
い。
【０００９】また、ここでは、反強磁性層１７の交換バ
イアスによって少なくとも１層の強磁性層１６の磁化を
固定したスピンバルブ構造の磁気抵抗効果膜を示してい
るが、本発明の効果は、スピンバルブ効果に基づく磁気
抵抗効果膜であれば同様の効果がある。
イアスによって少なくとも１層の強磁性層１６の磁化を
固定したスピンバルブ構造の磁気抵抗効果膜を示してい
るが、本発明の効果は、スピンバルブ効果に基づく磁気
抵抗効果膜であれば同様の効果がある。
【００１０】図３に本発明の実施例１の磁気抵抗効果ヘ
ッド３０の主要部の断面図を示す。本発明の磁気抵抗効
果ヘッド３０はＺｒＯ2 ，Ａｌ2Ｏ3で形成された基板３
１上に図１で示した磁気抵抗効果膜１０を形成した後、
磁気抵抗効果膜１０の磁区制御を行うための縦バイアス
パターンとなる硬磁性層３２，３２′、ならびに電流の
供給と信号の検出のための電極層３３，３３′を形成す
る。硬磁性層３２，３２′は、CoPtCr，CoCrTa，CoNiP
t，CoPt，CoPtCr−ＺｒＯ2 膜を用いることができる。
硬磁性層の保磁力を高めるためにＣｒなどの下地層を硬
磁性層の下に敷いてもよい。電極層３３，３３′は、Ａ
ｕ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｕなどの金属膜，合金膜あるいはそれ
らの多層膜を用いた。なお、本発明の効果はこのヘッド
構造に限った物でない。この磁気抵抗効果膜１０を用い
たすべての磁気ヘッドで本発明は有効である。
ッド３０の主要部の断面図を示す。本発明の磁気抵抗効
果ヘッド３０はＺｒＯ2 ，Ａｌ2Ｏ3で形成された基板３
１上に図１で示した磁気抵抗効果膜１０を形成した後、
磁気抵抗効果膜１０の磁区制御を行うための縦バイアス
パターンとなる硬磁性層３２，３２′、ならびに電流の
供給と信号の検出のための電極層３３，３３′を形成す
る。硬磁性層３２，３２′は、CoPtCr，CoCrTa，CoNiP
t，CoPt，CoPtCr−ＺｒＯ2 膜を用いることができる。
硬磁性層の保磁力を高めるためにＣｒなどの下地層を硬
磁性層の下に敷いてもよい。電極層３３，３３′は、Ａ
ｕ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｕなどの金属膜，合金膜あるいはそれ
らの多層膜を用いた。なお、本発明の効果はこのヘッド
構造に限った物でない。この磁気抵抗効果膜１０を用い
たすべての磁気ヘッドで本発明は有効である。
【００１１】なお、実際の磁気抵抗効果ヘッドは、図３
に示す主要部を上下のシールド膜で挟むことによって作
製した。このとき下部シールドには、膜厚２μｍの非晶
質CoTaZr合金膜を用い、上部シールドは、スパッタ法に
より形成した膜厚２μｍのＮｉＦｅ合金膜を用いた。シ
ールド間のギャップ絶縁層は、スパッタ法により形成し
たＡｌ2Ｏ3膜を用いた。この磁気抵抗効果ヘッドはさら
に、スパッタ法で形成されたＡｌ2Ｏ3保護膜を形成し、
研磨，スライダー加工を経て記録再生装置に供した。
に示す主要部を上下のシールド膜で挟むことによって作
製した。このとき下部シールドには、膜厚２μｍの非晶
質CoTaZr合金膜を用い、上部シールドは、スパッタ法に
より形成した膜厚２μｍのＮｉＦｅ合金膜を用いた。シ
ールド間のギャップ絶縁層は、スパッタ法により形成し
たＡｌ2Ｏ3膜を用いた。この磁気抵抗効果ヘッドはさら
に、スパッタ法で形成されたＡｌ2Ｏ3保護膜を形成し、
研磨，スライダー加工を経て記録再生装置に供した。
【００１２】図５は本実施例の磁気抵抗効果型ヘッド３
０を再生ヘッドとして用いたときの記録再生分離型ヘッ
ド４０の斜視図である。この記録再生分離型ヘッド４０
は、図２に示す磁気抵抗効果型ヘッド３０と誘導型記録
ヘッド４１とを重ね合わせた構造である。すなわち、磁
気抵抗効果型ヘッド３０は、シールド層４２，４３間の
ギャップ層４４に挿入されて再生ヘッドとして働き、誘
導型記録ヘッド４１は記録磁極４５，４６間に挿入され
たコイル４７を備えて記録ヘッドとして働くように構成
されている。
０を再生ヘッドとして用いたときの記録再生分離型ヘッ
ド４０の斜視図である。この記録再生分離型ヘッド４０
は、図２に示す磁気抵抗効果型ヘッド３０と誘導型記録
ヘッド４１とを重ね合わせた構造である。すなわち、磁
気抵抗効果型ヘッド３０は、シールド層４２，４３間の
ギャップ層４４に挿入されて再生ヘッドとして働き、誘
導型記録ヘッド４１は記録磁極４５，４６間に挿入され
たコイル４７を備えて記録ヘッドとして働くように構成
されている。
【００１３】本実施例では、再生ヘッドとして、本実施
例の磁気抵抗効果ヘッド３０を用いているので、従来の
非磁性金属層を使った磁気抵抗効果ヘッドよりも高感度
化が図れた。
例の磁気抵抗効果ヘッド３０を用いているので、従来の
非磁性金属層を使った磁気抵抗効果ヘッドよりも高感度
化が図れた。
【００１４】図５の（ａ）および（ｂ）は、本実施例の
磁気抵抗効果型ヘッド３０を再生ヘッドに用いた磁気記
録再生装置５０の平面模式図及び、Ａ−Ａ′断面図であ
る。この磁気記録再生装置はディスク状の磁気記録媒体
５１と、記録媒体を回転駆動する磁気記録媒体駆動部５
２と、記録再生分離型ヘッド４０とこの記録再生分離型
ヘッド４０を位置決め旋回させるヘッド駆動部５３と、
記録再生分離型ヘッド４０に関する記録信号および再生
信号を処理する記録再生信号処理部(図示省略)とを具備
して構成されている。
磁気抵抗効果型ヘッド３０を再生ヘッドに用いた磁気記
録再生装置５０の平面模式図及び、Ａ−Ａ′断面図であ
る。この磁気記録再生装置はディスク状の磁気記録媒体
５１と、記録媒体を回転駆動する磁気記録媒体駆動部５
２と、記録再生分離型ヘッド４０とこの記録再生分離型
ヘッド４０を位置決め旋回させるヘッド駆動部５３と、
記録再生分離型ヘッド４０に関する記録信号および再生
信号を処理する記録再生信号処理部(図示省略)とを具備
して構成されている。
【００１５】本実施例では、再生ヘッドとして、本実施
例の磁気抵抗効果型ヘッド３０を備えた記録再生分離型
ヘッド４０を用いているので、高出力化が図れ、磁気記
録再生装置の小型大容量化が図れた。
例の磁気抵抗効果型ヘッド３０を備えた記録再生分離型
ヘッド４０を用いているので、高出力化が図れ、磁気記
録再生装置の小型大容量化が図れた。
【００１６】以上の実施例は、磁気ヘッドに限定して述
べたが、本発明の磁気抵抗効果膜１０は、磁気装置再生
装置５０に用いられる磁気ヘッド以外の磁気センサに用
いても良い。
べたが、本発明の磁気抵抗効果膜１０は、磁気装置再生
装置５０に用いられる磁気ヘッド以外の磁気センサに用
いても良い。
【００１７】（実施例２）図６は本実施例の磁気抵抗効
果ヘッドの感磁部に用いられた磁気抵抗効果膜６０の膜
構成の他の実施例を示す。磁気抵抗効果膜を形成するに
際しては、高周波マグネトロンスパッタリング装置を用
い、アルゴン３ｍTorr雰囲気で形成した。磁気抵抗効果
膜６０は、非磁性基板１１上に、下地層６１，反強磁性
層６２，強磁性層６３，非磁性金属層Ｐｔ６４，強磁性
層６５，強磁性層６６，強磁性層６７，非磁性金属層Ｐ
ｔ６８（膜厚０.１ から１０ｎｍ），強磁性層６９，反
強磁性層７０，保護膜１８を順次積層した。なお、下地
層６１は、その上に形成する強磁性層，非磁性金属層，
反強磁性層の結晶配向性をするために形成した。本実施
例では、下地層６１はＴａ（膜厚５ｎｍ）、反強磁性層
６２はＭｎＩｒ合金膜（膜厚１０ｎｍ）、強磁性層６３
はＣｏ（膜厚３ｎｍ）、強磁性層６５はCoFe合金膜（膜
厚１ｎｍ）、強磁性層６６はＮｉＦｅ合金膜（膜厚２ｎ
ｍ）、強磁性層６７はＣｏＦｅ合金膜（膜厚１ｎｍ）、
強磁性層６９はＣｏ（膜厚３ｎｍ）、反強磁性層７０は
ＭｎＩｒ合金膜（膜厚１０ｎｍ）、保護膜１８はＴａ
（膜厚５ｎｍ）を用いた。本実施例では材料を用いた
が、それ以外に下地層６１はＺｒ，Ｈｆ、それらの合
金、あるいはCoNbZr，CoTaZrなどの非晶質合金でも良
い。また、反強磁性層６２，７０に接していない強磁性
層６５，６６，６７は軟磁性膜を示すことが望ましく、
ＮｉＦｅ系合金，CoFeNi系合金，ＣｏＦｅ系合金を用い
ることが好ましい。また強磁性層６６にＮｉＦｅ系合
金，強磁性層６５，６７がＣｏという構成でも良い。反
強磁性層６２，７０に接する強磁性層６３，６９は、必
ずしも軟磁気特性を示す必要はないが、ＮｉＦｅ系合
金，CoFeNi系合金，ＣｏＦｅ合金などでも良い。反強磁
性層６２，７０はＭｎ−Ｉｒ系合金を用いたが、他の反
強磁性膜を用いることもできる。反強磁性材料は、Ｃｒ
−Ｍｎ系，Ｐｄ−Ｍｎ系，Ｆｅ−Ｍｎ系，Ｐｔ−Ｍｎ
系，ｑ２Ａｕ−Ｍｎ系合金，Ｎｉ−Ｍｎ系，Ｎｉ−Ｍｎ
−Ｃｒ系合金，Ｎｉ−Ｏ，Ｎｉ−Ｃｏ−Ｏなどが望まし
い。保護膜１８はＴａを用いたが、Ｚｒ，Ｈｆなどでも
良い。それぞれの層の膜厚に関しては、膜厚に限定され
る物ではなく、下地層６１は１ｎｍから５ｎｍ、強磁性
層６６として１ｎｍから１０ｎｍ、強磁性層６５，６７
として０.５ｎｍ から５ｎｍ、強磁性層６６は１ｎｍか
ら５ｎｍ、反強磁性層６２，７０は５ｎｍから５０ｎ
ｍ、保護膜１８は１ｎｍから５ｎｍでも良い。本実施例
の磁気抵抗効果膜６０の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒは、実
施例１の磁気抵抗効果膜１０の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒ
よりも約１.５ 倍大きかった。また、非磁性金属層Ｐｔ
６４，６８の最適な膜厚は、実施例１と同じく０.５ｎ
ｍ 以上５ｎｍ以下が望ましい。
果ヘッドの感磁部に用いられた磁気抵抗効果膜６０の膜
構成の他の実施例を示す。磁気抵抗効果膜を形成するに
際しては、高周波マグネトロンスパッタリング装置を用
い、アルゴン３ｍTorr雰囲気で形成した。磁気抵抗効果
膜６０は、非磁性基板１１上に、下地層６１，反強磁性
層６２，強磁性層６３，非磁性金属層Ｐｔ６４，強磁性
層６５，強磁性層６６，強磁性層６７，非磁性金属層Ｐ
ｔ６８（膜厚０.１ から１０ｎｍ），強磁性層６９，反
強磁性層７０，保護膜１８を順次積層した。なお、下地
層６１は、その上に形成する強磁性層，非磁性金属層，
反強磁性層の結晶配向性をするために形成した。本実施
例では、下地層６１はＴａ（膜厚５ｎｍ）、反強磁性層
６２はＭｎＩｒ合金膜（膜厚１０ｎｍ）、強磁性層６３
はＣｏ（膜厚３ｎｍ）、強磁性層６５はCoFe合金膜（膜
厚１ｎｍ）、強磁性層６６はＮｉＦｅ合金膜（膜厚２ｎ
ｍ）、強磁性層６７はＣｏＦｅ合金膜（膜厚１ｎｍ）、
強磁性層６９はＣｏ（膜厚３ｎｍ）、反強磁性層７０は
ＭｎＩｒ合金膜（膜厚１０ｎｍ）、保護膜１８はＴａ
（膜厚５ｎｍ）を用いた。本実施例では材料を用いた
が、それ以外に下地層６１はＺｒ，Ｈｆ、それらの合
金、あるいはCoNbZr，CoTaZrなどの非晶質合金でも良
い。また、反強磁性層６２，７０に接していない強磁性
層６５，６６，６７は軟磁性膜を示すことが望ましく、
ＮｉＦｅ系合金，CoFeNi系合金，ＣｏＦｅ系合金を用い
ることが好ましい。また強磁性層６６にＮｉＦｅ系合
金，強磁性層６５，６７がＣｏという構成でも良い。反
強磁性層６２，７０に接する強磁性層６３，６９は、必
ずしも軟磁気特性を示す必要はないが、ＮｉＦｅ系合
金，CoFeNi系合金，ＣｏＦｅ合金などでも良い。反強磁
性層６２，７０はＭｎ−Ｉｒ系合金を用いたが、他の反
強磁性膜を用いることもできる。反強磁性材料は、Ｃｒ
−Ｍｎ系，Ｐｄ−Ｍｎ系，Ｆｅ−Ｍｎ系，Ｐｔ−Ｍｎ
系，ｑ２Ａｕ−Ｍｎ系合金，Ｎｉ−Ｍｎ系，Ｎｉ−Ｍｎ
−Ｃｒ系合金，Ｎｉ−Ｏ，Ｎｉ−Ｃｏ−Ｏなどが望まし
い。保護膜１８はＴａを用いたが、Ｚｒ，Ｈｆなどでも
良い。それぞれの層の膜厚に関しては、膜厚に限定され
る物ではなく、下地層６１は１ｎｍから５ｎｍ、強磁性
層６６として１ｎｍから１０ｎｍ、強磁性層６５，６７
として０.５ｎｍ から５ｎｍ、強磁性層６６は１ｎｍか
ら５ｎｍ、反強磁性層６２，７０は５ｎｍから５０ｎ
ｍ、保護膜１８は１ｎｍから５ｎｍでも良い。本実施例
の磁気抵抗効果膜６０の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒは、実
施例１の磁気抵抗効果膜１０の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒ
よりも約１.５ 倍大きかった。また、非磁性金属層Ｐｔ
６４，６８の最適な膜厚は、実施例１と同じく０.５ｎ
ｍ 以上５ｎｍ以下が望ましい。
【００１８】本実施例の磁気抵抗効果ヘッドの構造，記
録再生分離型ヘッドの構造も、磁気抵抗効果膜以外は、
実施例１と同様である。本実施例でも、磁気抵抗効果膜
６０の抵抗変化率が実施例１よりも約１.５ 倍向上して
いることから、磁気ヘッドの出力も実施例１の約１.５
倍の向上が得られ、磁気記録再生装置の小型大容量化が
図れた。
録再生分離型ヘッドの構造も、磁気抵抗効果膜以外は、
実施例１と同様である。本実施例でも、磁気抵抗効果膜
６０の抵抗変化率が実施例１よりも約１.５ 倍向上して
いることから、磁気ヘッドの出力も実施例１の約１.５
倍の向上が得られ、磁気記録再生装置の小型大容量化が
図れた。
【００１９】
【発明の効果】強磁性層の一部に反強磁性層からの交換
バイアス磁界を印加した多層膜で、非磁性金属層材料と
してＰｔを用いることにより従来よりも高い磁気抵抗変
化率を得ることができた。さらに、この磁気抵抗効果膜
は磁気抵抗効果ヘッドなどに適用する事で高感度化が実
現できた。また、この磁気抵抗効果ヘッドを用いること
により、高出力化が可能となり、大容量小型の磁気記録
再生装置を得ることができた。
バイアス磁界を印加した多層膜で、非磁性金属層材料と
してＰｔを用いることにより従来よりも高い磁気抵抗変
化率を得ることができた。さらに、この磁気抵抗効果膜
は磁気抵抗効果ヘッドなどに適用する事で高感度化が実
現できた。また、この磁気抵抗効果ヘッドを用いること
により、高出力化が可能となり、大容量小型の磁気記録
再生装置を得ることができた。
【図１】本発明の一実施例を示す磁気抵抗効果ヘッドの
感磁部に用いられた磁気抵抗効果膜の説明図。
感磁部に用いられた磁気抵抗効果膜の説明図。
【図２】図１に示す磁気抵抗効果膜の磁気抵抗変化率と
非磁性金属層Ｐｔの膜厚との関係を示す特性図。
非磁性金属層Ｐｔの膜厚との関係を示す特性図。
【図３】本発明の一実施例の磁気抵抗効果ヘッドの主要
部の断面図。
部の断面図。
【図４】本発明の磁気抵抗効果ヘッドを再生ヘッドとし
て用いた時の記録再生分離型ヘッドの斜視図。
て用いた時の記録再生分離型ヘッドの斜視図。
【図５】本発明の磁気抵抗効果ヘッドを再生ヘッドとし
て用いた磁気記録再生装置の説明図。
て用いた磁気記録再生装置の説明図。
【図６】本発明の他の実施例を示す磁気抵抗効果ヘッド
の感磁部に用いられた磁気抵抗効果膜の説明図。
の感磁部に用いられた磁気抵抗効果膜の説明図。
１０…磁気抵抗効果膜、１１…非磁性基板、１２…下地
層、１３，１４，１６…強磁性層、１５…非磁性金属層
Ｐｔ、１７…反強磁性層、１８…保護膜。
層、１３，１４，１６…強磁性層、１５…非磁性金属層
Ｐｔ、１７…反強磁性層、１８…保護膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 宏 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】複数層の強磁性層を非磁性金属層で分割
し、上記強磁性層の少なくとも１層に反強磁性層からの
交換バイアス磁界が印加されており、上記強磁性層の少
なくとも１層には反強磁性層からの交換バイアス磁界が
直接には印加されていない多層膜を感磁部に用いた磁気
抵抗効果膜において、前記非磁性金属層としてＰｔを用
いることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項２】上記非磁性金属層Ｐｔの膜厚が０.５ｎｍ
から５ｎｍである請求項１に記載の磁気抵抗効果ヘッ
ド。 - 【請求項３】上記非磁性金属層Ｐｔに接する強磁性層の
少なくとも一層は、Ｃｏ膜あるいはＣｏ合金膜である請
求項１または２に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項４】請求項５に記載の上記Ｃｏ合金膜がＣｏＦ
ｅ合金，CoFeNi合金である請求項１，２または３に記載
の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項５】請求項１，２，３または４に記載の磁気抵
抗効果ヘッドを再生ヘッドとし、誘導型磁気ヘッドを記
録ヘッドとし、それらを重ねた記録再生分離型ヘッド。 - 【請求項６】磁気記録媒体を駆動する磁気記録媒体駆動
部と、上記磁気記録媒体からの漏洩磁界に感応して磁気
情報を再生する磁気抵抗効果型ヘッドと、上記磁気記録
媒体に磁気情報を記録する磁気記録ヘッドとを一体化し
た記録再生分離型ヘッドと、上記記録再生分離型ヘッド
を駆動する磁気ヘッド駆動部と、上記磁気抵抗効果型ヘ
ッドに関する再生信号と上記磁気記録ヘッドに関する記
録信号を処理する記録再生信号処理部とを備えた磁気記
録再生装置において、上記記録再生分離型ヘッドに請求
項５に記載の記録再生分離型ヘッドを用いる磁気記録再
生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34493996A JPH10188227A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 磁気抵抗効果ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34493996A JPH10188227A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 磁気抵抗効果ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10188227A true JPH10188227A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18373181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34493996A Pending JPH10188227A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 磁気抵抗効果ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10188227A (ja) |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP34493996A patent/JPH10188227A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Effective date: 20031128 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 |