JPH10188232A - 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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- JPH10188232A JPH10188232A JP34493796A JP34493796A JPH10188232A JP H10188232 A JPH10188232 A JP H10188232A JP 34493796 A JP34493796 A JP 34493796A JP 34493796 A JP34493796 A JP 34493796A JP H10188232 A JPH10188232 A JP H10188232A
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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】複数層の強磁性層１３，１４，１９分割
し、強磁性層１３，１４，１９の少なくとも１層に反強
磁性層２０の交換バイアス磁界が印加され、強磁性層の
少なくとも１層の強磁性層１９には反強磁性層２０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ヘッドで、非磁性金属層
をＰｄないしはＰｄ合金とＣｕ，Ａｕ，Ａｕの少なくと
も一種の金属とを積層して形成した。
ヘッドの高感度化を行う。 【解決手段】複数層の強磁性層１３，１４，１９分割
し、強磁性層１３，１４，１９の少なくとも１層に反強
磁性層２０の交換バイアス磁界が印加され、強磁性層の
少なくとも１層の強磁性層１９には反強磁性層２０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ヘッドで、非磁性金属層
をＰｄないしはＰｄ合金とＣｕ，Ａｕ，Ａｕの少なくと
も一種の金属とを積層して形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体の磁
化の向きにより情報を保存し、磁気ヘッドにより記録再
生を行う磁気記録再生装置の再生部に用いる、磁気抵抗
効果ヘッドに関し、特に、巨大磁気抵抗効果を利用した
高感度な磁気抵抗効果ヘッドおよび其れを用いた磁気記
録再生装置に関する。
化の向きにより情報を保存し、磁気ヘッドにより記録再
生を行う磁気記録再生装置の再生部に用いる、磁気抵抗
効果ヘッドに関し、特に、巨大磁気抵抗効果を利用した
高感度な磁気抵抗効果ヘッドおよび其れを用いた磁気記
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貢
「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。このような多層膜では、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、co
sθに比例して変化する成分を有することが、Dieny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が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として検出できる。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貢
「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。このような多層膜では、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、co
sθに比例して変化する成分を有することが、Dieny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が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として検出できる。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、
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、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ヘッドで、
上記非磁性金属層がＰｄないしはＰｄ合金とＣｕ，Ａ
ｕ，Ａｕの少なくとも一種の金属とを積層すればその磁
気抵抗効果膜の磁気抵抗変化率は増大することがわかっ
た。なお、非磁性金属層を構成する積層膜の最上層と最
下層はＰｄないしＰｄ合金であることが望ましい。ま
た、非磁性金属層のＰｄあるいはＰｄ合金に接する強磁
性層の少なくとも１層は、Ｃｏ膜あるいはＣｏ合金膜で
あることが望ましい。また、非磁性層金属層のうちＣ
ｕ，Ａｕ，Ａｇの膜厚は、１ｎｍから５ｎｍであること
が望ましく、ＰｄあるいはＰｄ合金の膜厚は０.５ｎｍ
から５ｎｍであることが望ましい。以上の磁気抵抗効果
膜は、従来の磁気抵抗効果膜に対して磁気抵抗変化率を
約２倍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では高感度化
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、
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、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ヘッドで、
上記非磁性金属層がＰｄないしはＰｄ合金とＣｕ，Ａ
ｕ，Ａｕの少なくとも一種の金属とを積層すればその磁
気抵抗効果膜の磁気抵抗変化率は増大することがわかっ
た。なお、非磁性金属層を構成する積層膜の最上層と最
下層はＰｄないしＰｄ合金であることが望ましい。ま
た、非磁性金属層のＰｄあるいはＰｄ合金に接する強磁
性層の少なくとも１層は、Ｃｏ膜あるいはＣｏ合金膜で
あることが望ましい。また、非磁性層金属層のうちＣ
ｕ，Ａｕ，Ａｇの膜厚は、１ｎｍから５ｎｍであること
が望ましく、ＰｄあるいはＰｄ合金の膜厚は０.５ｎｍ
から５ｎｍであることが望ましい。以上の磁気抵抗効果
膜は、従来の磁気抵抗効果膜に対して磁気抵抗変化率を
約２倍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では高感度化
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。なお、本発
明の効果は、高周波マグネトロン装置で形成された磁気
抵抗効果膜に限定されるわけではない。その他の膜形成
法、たとえば、イオンビームスパッタ法，蒸着法などで
も良い。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１５，強磁性層１９，反強磁性層２０，保護膜２１を
順次積層した。ここで、非磁性金属層１５は非磁性金属
１６，１７，１８からの積層膜から構成されている。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ＮｉＦｅ合金（膜厚５ｎｍ）、強磁
性層１４としてＣｏＦｅ合金(膜厚２nm)、非磁性金属層
１６としてＰｄ（膜厚０.１ から１０ｎｍ）、非磁性金
属層１７としてＣｕ（膜厚１ｎｍ）、非磁性金属層１８
としてＰｄ（膜厚、強磁性層１９はＣｏ（膜厚３ｎ
ｍ）、反強磁性層２０はＣｒＭｎＰｄ合金（膜厚３０ｎ
ｍ）、保護膜２１はＴａ（膜厚５ｎｍ）を用いた。本実
施例では上記材料を用いたが、それ以外に下地層１２は
Ｚｒ，Ｈｆ、それらの合金、あるいはＣｏＮｂＺｒ，Ｃ
ｏＴａＺｒ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，ＣｏＦｅＮ
ｉ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。非磁性金属層１５は、実施例のよ
うに非磁性金属層１５の最上層と最下層にはＰｄないし
はＰｄ合金で形成されることが望ましい。Ｐｄ合金はＰ
ｄＣｕ,ＰｄＡｕ,ＰｄＡｇなどが望ましい。非磁性金属
層１７はＣｕだけでなく、Ａｕ，Ａｇでも同様の効果が
あった。反強磁性層２０に接する強磁性１９は、必ずし
も軟磁気特性を示す必要はないが、ＮｉＦｅ系合金，Ｎ
ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金，ＣｏＦｅ合金などでも良い。反
強磁性層２０はＣｒＭｎＰｄ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Ｃｒ−Ｍｎ系，Ｐｄ−Ｍｎ系，Ｉｒ
−Ｍｎ系，Ｐｔ−Ｍｎ系，Ａｕ−Ｍｎ系合金，Ｎｉ−Ｍ
ｎ系，Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃｒ系合金，Ｎｉ−Ｏ，Ｎｉ−Ｃｏ
−Ｏなどが望ましい。保護膜２１はＴａを用いたが、Ｚ
ｒ，Ｈｆなどでも良い。それぞれの層の膜厚に関して
は、膜厚に限定されるものではなく、下地層１２は１ｎ
ｍから５ｎｍ、強磁性層１３として１ｎｍから１０ｎ
ｍ、強磁性層１４として０.５ｎｍ から５ｎｍ、強磁性
層１９は１ｎｍから５ｎｍ、反強磁性層２０は５ｎｍか
ら５０ｎｍ、保護膜２１は１ｎｍ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。なお、本発
明の効果は、高周波マグネトロン装置で形成された磁気
抵抗効果膜に限定されるわけではない。その他の膜形成
法、たとえば、イオンビームスパッタ法，蒸着法などで
も良い。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１５，強磁性層１９，反強磁性層２０，保護膜２１を
順次積層した。ここで、非磁性金属層１５は非磁性金属
１６，１７，１８からの積層膜から構成されている。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ＮｉＦｅ合金（膜厚５ｎｍ）、強磁
性層１４としてＣｏＦｅ合金(膜厚２nm)、非磁性金属層
１６としてＰｄ（膜厚０.１ から１０ｎｍ）、非磁性金
属層１７としてＣｕ（膜厚１ｎｍ）、非磁性金属層１８
としてＰｄ（膜厚、強磁性層１９はＣｏ（膜厚３ｎ
ｍ）、反強磁性層２０はＣｒＭｎＰｄ合金（膜厚３０ｎ
ｍ）、保護膜２１はＴａ（膜厚５ｎｍ）を用いた。本実
施例では上記材料を用いたが、それ以外に下地層１２は
Ｚｒ，Ｈｆ、それらの合金、あるいはＣｏＮｂＺｒ，Ｃ
ｏＴａＺｒ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，ＣｏＦｅＮ
ｉ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。非磁性金属層１５は、実施例のよ
うに非磁性金属層１５の最上層と最下層にはＰｄないし
はＰｄ合金で形成されることが望ましい。Ｐｄ合金はＰ
ｄＣｕ,ＰｄＡｕ,ＰｄＡｇなどが望ましい。非磁性金属
層１７はＣｕだけでなく、Ａｕ，Ａｇでも同様の効果が
あった。反強磁性層２０に接する強磁性１９は、必ずし
も軟磁気特性を示す必要はないが、ＮｉＦｅ系合金，Ｎ
ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金，ＣｏＦｅ合金などでも良い。反
強磁性層２０はＣｒＭｎＰｄ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Ｃｒ−Ｍｎ系，Ｐｄ−Ｍｎ系，Ｉｒ
−Ｍｎ系，Ｐｔ−Ｍｎ系，Ａｕ−Ｍｎ系合金，Ｎｉ−Ｍ
ｎ系，Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃｒ系合金，Ｎｉ−Ｏ，Ｎｉ−Ｃｏ
−Ｏなどが望ましい。保護膜２１はＴａを用いたが、Ｚ
ｒ，Ｈｆなどでも良い。それぞれの層の膜厚に関して
は、膜厚に限定されるものではなく、下地層１２は１ｎ
ｍから５ｎｍ、強磁性層１３として１ｎｍから１０ｎ
ｍ、強磁性層１４として０.５ｎｍ から５ｎｍ、強磁性
層１９は１ｎｍから５ｎｍ、反強磁性層２０は５ｎｍか
ら５０ｎｍ、保護膜２１は１ｎｍ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Ｐｄ１６，１８の
膜厚依存性を示す。ここでは、非磁性金属層Ｐｄ１６，
１８の膜厚は同じにしている。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Ｐｄ１６，１８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，Ａ
ｇなどを使った磁気抵抗効果膜よりも、約１.７倍ほど
大きくなっている。非磁性金属層Ｐｄ１６，１８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Ｐｄ
１６，１８の膜厚は０.５ｎｍ 以上５ｎｍ以下が望まし
い。本実施例では、非磁性金属層Ｐｄ１６，１８の膜厚
は、すべて同じにしているが、必ずしも同じ膜厚にする
必要はなく、それぞれが０.５ｎｍ 以上５ｎｍ以下にあ
れば良い。また、本実施例では、非磁性金属層Ｃｕ１７
の膜厚は、１ｎｍにしているが、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Ｃｕの膜厚は０.５nm以上５ｎ
ｍ以下が望ましい。なお、非磁性金属層Ｐｄ１６，１８
に直接接する強磁性層はＮｉＦｅでも良いがＣｏやＣｏ
Ｆｅ，ＣｏＦｅＮｉなどのＣｏ合金の方が本発明の効果
が顕著であった。
気抵抗変化率ΔＲ／Ｒの非磁性金属層Ｐｄ１６，１８の
膜厚依存性を示す。ここでは、非磁性金属層Ｐｄ１６，
１８の膜厚は同じにしている。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Ｐｄ１６，１８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，Ａ
ｇなどを使った磁気抵抗効果膜よりも、約１.７倍ほど
大きくなっている。非磁性金属層Ｐｄ１６，１８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Ｐｄ
１６，１８の膜厚は０.５ｎｍ 以上５ｎｍ以下が望まし
い。本実施例では、非磁性金属層Ｐｄ１６，１８の膜厚
は、すべて同じにしているが、必ずしも同じ膜厚にする
必要はなく、それぞれが０.５ｎｍ 以上５ｎｍ以下にあ
れば良い。また、本実施例では、非磁性金属層Ｃｕ１７
の膜厚は、１ｎｍにしているが、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Ｃｕの膜厚は０.５nm以上５ｎ
ｍ以下が望ましい。なお、非磁性金属層Ｐｄ１６，１８
に直接接する強磁性層はＮｉＦｅでも良いがＣｏやＣｏ
Ｆｅ，ＣｏＦｅＮｉなどのＣｏ合金の方が本発明の効果
が顕著であった。
【０００９】また、本発明の実施例では、反強磁性層１
７は、Ｐｄ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。
７は、Ｐｄ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。
【００１０】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。
【００１１】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
３１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、ＣｏＰｄＣｒ，Ｃｏ
ＣｒＴａ，ＣｏＮｉＰｄ,ＣｏＰｄ,ＣｏＰｄＣｒ−Ｚｒ
Ｏ2 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、Ａｕ，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ものではな
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。
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
３１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、ＣｏＰｄＣｒ，Ｃｏ
ＣｒＴａ，ＣｏＮｉＰｄ,ＣｏＰｄ,ＣｏＰｄＣｒ−Ｚｒ
Ｏ2 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、Ａｕ，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ものではな
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。
【００１２】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２mm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２mm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，スライダ加工を経て記録再生装置に供し
た。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】［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。なお、本発
明の効果は、高周波マグネトロン装置で形成された磁気
抵抗効果膜に限定されるわけではない。その他の膜形成
法、たとえば、イオンビームスパッタ法，蒸着法などで
も良い。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６４，強磁性層６８，強磁性層６９，強磁性層７
０，非磁性金属層７１，強磁性層７５，反強磁性層７
６，保護膜２１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Ｍｎ
Ｉｒ合金膜（膜厚１０ｎｍ）、強磁性層６３はＣｏ（膜
厚３ｎｍ）、強磁性層６８はＣｏＦｅ合金膜（膜厚１ｎ
ｍ）、強磁性層６９はＮｉＦｅ合金膜（膜厚２ｎｍ）、
強磁性層７０はＣｏＦｅ合金膜（膜厚１ｎｍ）、強磁性
層７５はＣｏ（膜厚３ｎｍ）、反強磁性層７６はＭｎＩ
ｒ合金膜(膜厚１０ｎｍ)、保護膜２１はＴａ(膜厚５ｎ
ｍ)を用いた。本実施例では上記材料を用いたが、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６２，７６に接していない強磁性
層６８，６９，７０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６９にＮｉＦｅ系合
金，強磁性層６８，７０がＣｏという構成でも良い。反
強磁性層６２，７６に接する強磁性層６３，７５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６２，７６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，Ａｕ−Ｍｎ系合金，Ｎｉ−Ｍｎ系，Ｎｉ−Ｍ
ｎ−Ｃｒ系合金，Ｎｉ−Ｏ，Ｎｉ−Ｃｏ−Ｏなどが望ま
しい。保護膜２１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６３として１ｎｍから１０ｎｍ、強磁性層６８，７
０として０.５ｎｍ から５ｎｍ、強磁性層６９は１ｎｍ
から５ｎｍ、反強磁性層６２，７６は５ｎｍから５０ｎ
ｍ、保護膜２１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Ｐｄ
６５，６７，７２，７４の最適な膜厚は、実施例１と同
じく０.５ｎｍ 以上５ｎｍ以下が望ましい。本実施例で
は、非磁性金属層Ｐｄ６５，６７，７２，７４の膜厚
は、すべて同じにしているが、必ずしも同じ膜厚にする
必要はなく、それぞれが０.５ｎｍ 以上５ｎｍ以下にあ
れば良い。また、非磁性金属層Ｃｕ66，７３の膜厚は、
実施例１と同様０.５ｎｍ 以上５ｎｍ以下であれば良
い。また、本実施例では、非磁性金属層の膜厚はすべて
同じにしているが、必ずしも同じ膜厚にする必要はな
く、それぞれが０.５ｎｍ以上５ｎｍ以下にあれば良
い。
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。なお、本発
明の効果は、高周波マグネトロン装置で形成された磁気
抵抗効果膜に限定されるわけではない。その他の膜形成
法、たとえば、イオンビームスパッタ法，蒸着法などで
も良い。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６４，強磁性層６８，強磁性層６９，強磁性層７
０，非磁性金属層７１，強磁性層７５，反強磁性層７
６，保護膜２１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Ｍｎ
Ｉｒ合金膜（膜厚１０ｎｍ）、強磁性層６３はＣｏ（膜
厚３ｎｍ）、強磁性層６８はＣｏＦｅ合金膜（膜厚１ｎ
ｍ）、強磁性層６９はＮｉＦｅ合金膜（膜厚２ｎｍ）、
強磁性層７０はＣｏＦｅ合金膜（膜厚１ｎｍ）、強磁性
層７５はＣｏ（膜厚３ｎｍ）、反強磁性層７６はＭｎＩ
ｒ合金膜(膜厚１０ｎｍ)、保護膜２１はＴａ(膜厚５ｎ
ｍ)を用いた。本実施例では上記材料を用いたが、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６２，７６に接していない強磁性
層６８，６９，７０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６９にＮｉＦｅ系合
金，強磁性層６８，７０がＣｏという構成でも良い。反
強磁性層６２，７６に接する強磁性層６３，７５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６２，７６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，Ａｕ−Ｍｎ系合金，Ｎｉ−Ｍｎ系，Ｎｉ−Ｍ
ｎ−Ｃｒ系合金，Ｎｉ−Ｏ，Ｎｉ−Ｃｏ−Ｏなどが望ま
しい。保護膜２１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６３として１ｎｍから１０ｎｍ、強磁性層６８，７
０として０.５ｎｍ から５ｎｍ、強磁性層６９は１ｎｍ
から５ｎｍ、反強磁性層６２，７６は５ｎｍから５０ｎ
ｍ、保護膜２１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Ｐｄ
６５，６７，７２，７４の最適な膜厚は、実施例１と同
じく０.５ｎｍ 以上５ｎｍ以下が望ましい。本実施例で
は、非磁性金属層Ｐｄ６５，６７，７２，７４の膜厚
は、すべて同じにしているが、必ずしも同じ膜厚にする
必要はなく、それぞれが０.５ｎｍ 以上５ｎｍ以下にあ
れば良い。また、非磁性金属層Ｃｕ66，７３の膜厚は、
実施例１と同様０.５ｎｍ 以上５ｎｍ以下であれば良
い。また、本実施例では、非磁性金属層の膜厚はすべて
同じにしているが、必ずしも同じ膜厚にする必要はな
く、それぞれが０.５ｎｍ以上５ｎｍ以下にあれば良
い。
【００１９】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
いるため、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
いるため、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。
【００２０】
【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Ｐｄ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Ｐｄ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Ｐｄの膜厚との関係を示す特性図。
非磁性金属層Ｐｄ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、１３，１４，１９…強磁性層、１５，１６，１７，
４８…非磁性金属層、２０…反強磁性層、２１…保護
膜。
層、１３，１４，１９…強磁性層、１５，１６，１７，
４８…非磁性金属層、２０…反強磁性層、２１…保護
膜。
Claims (9)
- 【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
抵抗効果ヘッドにおいて、前記非磁性金属層がＰｄない
しはＰｄ合金とＣｕ，Ａｕ，Ａｕの少なくとも一種の金
属とを積層してなることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッ
ド。 - 【請求項２】請求項１に記載の上記非磁性金属層を構成
する積層膜の最上層と最下層がＰｄないしＰｄ合金であ
る請求項１に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の上記非磁性金属
層を構成するＰｄ合金が、ＰｄＣｕ，ＰｄＡｕ，ＰｄＡ
ｇである磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項４】請求項１，２または３に記載の上記非磁性
層金属層のうちＣｕ，Ａｕ，Ａｇの膜厚が０.５ｎｍ か
ら５ｎｍである磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項５】請求項１，２，３または４記載の非磁性金
属層のうちＰｄあるいはＰｄ合金の膜厚が０.５ｎｍ か
ら５ｎｍである磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項６】請求項１，２，３，４または５に記載の非
磁性金属層のＰｄあるいはＰｄ合金に接する強磁性層の
少なくとも１層は、Ｃｏ膜あるいはＣｏ合金膜である磁
気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項７】請求項６に記載のＣｏ合金膜がＣｏＦｅ合
金，ＣｏＦｅＮｉ合金である請求項１，２，３，４，５
または６に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項８】請求項１，２，３，４，５，６または７に
記載の上記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９】磁気記録媒体を駆動する磁気記録媒体駆動
部と、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、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、記録再生分離型ヘッドを駆動する磁
気ヘッド駆動部と、磁気抵抗効果型ヘッドに関する再生
信号と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８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 |
|---|---|---|---|
| JP34493796A JPH10188232A (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 |
|---|---|---|---|
| JP34493796A JPH10188232A (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 |
|---|---|
| JPH10188232A true JPH10188232A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18373166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34493796A Pending JPH10188232A (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) | JPH10188232A (ja) |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP34493796A patent/JPH10188232A/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 |