JPH10188233A - 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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- JPH10188233A JPH10188233A JP34493896A JP34493896A JPH10188233A JP H10188233 A JPH10188233 A JP H10188233A JP 34493896 A JP34493896 A JP 34493896A JP 34493896 A JP34493896 A JP 34493896A JP H10188233 A JPH10188233 A JP H10188233A
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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１３，１４，１９分割し、強磁性
層の少なくとも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１
９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ＰｔないしはＰｔ合金とＣ
ｕ，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】強磁性層１３，１４，１９分割し、強磁性
層の少なくとも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１
９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ＰｔないしはＰｔ合金とＣ
ｕ，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。
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、磁界センサーをつくると、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、磁界センサーをつくると、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、前記強磁性
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、前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
で、前記非磁性金属層がＰｔないしはＰｔ合金とＣｕ，
Ａｕ，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ＰｔないしＰｔ合金であることが望ましい。ま
た、非磁性金属層のＰｔあるいはＰｔ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、ＰｔあるいはＰｔ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、前記強磁性
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、前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
で、前記非磁性金属層がＰｔないしはＰｔ合金とＣｕ，
Ａｕ，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ＰｔないしＰｔ合金であることが望ましい。ま
た、非磁性金属層のＰｔあるいはＰｔ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、ＰｔあるいはＰｔ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雰囲気にて形成した。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２
１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としてはＴａ（膜厚５ｎ
ｍ），強磁性層１３としてＮｉＦｅ合金（膜厚５ｎ
ｍ）、強磁性層１４としてＣｏＦｅ合金（膜厚２ｎ
ｍ）、非磁性金属層１６としてＰｔ（膜厚０.１ から１
０ｎｍ）、非磁性金属層１７としてＣｕ（膜厚１ｎ
ｍ）、非磁性金属層１８としてＰｔ（膜厚、強磁性層１
９としてはＣｏ（膜厚３ｎｍ）、反強磁性層２０として
はＣｒＭｎＰｔ合金（膜厚３０ｎｍ）、保護膜２１とし
ては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としてはＺｒ，Ｈ
ｆ、それらの合金、あるいはＣｏＮｂＺｒ，ＣｏＴａＺ
ｒ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としては軟磁性膜
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。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Ｐｔないしは
Ｐｔ合金で形成されることが望ましい。Ｐｔ合金として
はＰｔＣｕ，ＰｔＡｕ，ＰｔＡｇ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とし
ては、必ずしも軟磁気特性を示す必要はないが、ＮｉＦ
ｅ系合金，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金，ＣｏＦｅ合金など
でも良い。反強磁性層２０としては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
強磁性材料としては、Ｆｅ−Ｍｎ系，その他のＣｒ−Ｍ
ｎ系，Ｐｄ−Ｍｎ系，Ｉｒ−Ｍｎ系，Ｐｔ−Ｍｎ系，Ａ
ｕ−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
２１としては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、上記膜厚に限定さ
れるものではなく、下地層１２としては１ｎｍから５ｎ
ｍ、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１９として
は１ｎｍから５ｎｍ、反強磁性層２０としては５ｎｍか
ら５０ｎｍ、保護膜２１としては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雰囲気にて形成した。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２
１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としてはＴａ（膜厚５ｎ
ｍ），強磁性層１３としてＮｉＦｅ合金（膜厚５ｎ
ｍ）、強磁性層１４としてＣｏＦｅ合金（膜厚２ｎ
ｍ）、非磁性金属層１６としてＰｔ（膜厚０.１ から１
０ｎｍ）、非磁性金属層１７としてＣｕ（膜厚１ｎ
ｍ）、非磁性金属層１８としてＰｔ（膜厚、強磁性層１
９としてはＣｏ（膜厚３ｎｍ）、反強磁性層２０として
はＣｒＭｎＰｔ合金（膜厚３０ｎｍ）、保護膜２１とし
ては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としてはＺｒ，Ｈ
ｆ、それらの合金、あるいはＣｏＮｂＺｒ，ＣｏＴａＺ
ｒ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としては軟磁性膜
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。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Ｐｔないしは
Ｐｔ合金で形成されることが望ましい。Ｐｔ合金として
はＰｔＣｕ，ＰｔＡｕ，ＰｔＡｇ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とし
ては、必ずしも軟磁気特性を示す必要はないが、ＮｉＦ
ｅ系合金，Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金，ＣｏＦｅ合金など
でも良い。反強磁性層２０としては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
強磁性材料としては、Ｆｅ−Ｍｎ系，その他のＣｒ−Ｍ
ｎ系，Ｐｄ−Ｍｎ系，Ｉｒ−Ｍｎ系，Ｐｔ−Ｍｎ系，Ａ
ｕ−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
２１としては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、上記膜厚に限定さ
れるものではなく、下地層１２としては１ｎｍから５ｎ
ｍ、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１９として
は１ｎｍから５ｎｍ、反強磁性層２０としては５ｎｍか
ら５０ｎｍ、保護膜２１としては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Ｐｔ１６，１８
の膜厚依存性を示す。ここでは、非磁性金属層Ｐｔ１
６，１８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Ｐｔ１６，１８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，
Ａｇなどを使った磁気抵抗効果膜よりも、約１.４ 倍ほ
ど大きくなっている。非磁性金属層Ｐｔ１６，１８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Ｐ
ｔ１６，１８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Ｐｔ１６，１８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Ｃｕ１
７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Ｐｔ１６，１８
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。
磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒの非磁性金属層Ｐｔ１６，１８
の膜厚依存性を示す。ここでは、非磁性金属層Ｐｔ１
６，１８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Ｐｔ１６，１８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，
Ａｇなどを使った磁気抵抗効果膜よりも、約１.４ 倍ほ
ど大きくなっている。非磁性金属層Ｐｔ１６，１８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Ｐ
ｔ１６，１８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Ｐｔ１６，１８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Ｃｕ１
７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Ｐｔ１６，１８
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、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。
７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。
【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′としては、ＣｏＰｔＣ
ｒ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＮｉＰｔ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｔ
Ｃｒ−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′としては、Ａｕ，Ｔ
ａ，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′としては、ＣｏＰｔＣ
ｒ，ＣｏＣｒＴａ，ＣｏＮｉＰｔ，ＣｏＰｔ，ＣｏＰｔ
Ｃｒ−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′としては、Ａｕ，Ｔ
ａ，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２μｍの非晶
質ＣｏＴａＺｒ合金膜を用い、上部シールドとしては、
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としては、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Ａｌ2
Ｏ3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、上部シールドとしては、
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としては、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Ａｌ2
Ｏ3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。
【００１３】図５は、本実施例の磁気抵抗効果型ヘッド
３０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４
０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。
３０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４
０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、前記記録媒体を回転駆動する磁気記録媒体駆動
部５２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、前記記録媒体を回転駆動する磁気記録媒体駆動
部５２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雰囲気にて形成した。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としてはＴａ(膜厚５ｎｍ)、反強磁性層６２と
してはＭｎＩｒ合金膜（膜厚１０ｎｍ）、強磁性層６３
としてはＣｏ（膜厚３ｎｍ）、強磁性層６８としてはＣ
ｏＦｅ合金膜（膜厚１ｎｍ）、強磁性層６９としてはＮ
ｉＦｅ合金膜（膜厚２ｎｍ）、強磁性層７０としてはＣ
ｏＦｅ合金膜（膜厚１ｎｍ）、強磁性層７５としてはＣ
ｏ（膜厚３ｎｍ）、反強磁性層７６としてはＭｎＩｒ合
金膜（膜厚１０ｎｍ）、保護膜２１としては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６１としては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としては軟磁性膜を示す
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としては、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とし
ては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。反強磁性材料としては、Ｃｒ−Ｍｎ
系，Ｐｄ−Ｍｎ系，Ｆｅ−Ｍｎ系，Ｐｔ−Ｍｎ系，Ａｕ
−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
２１としては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、上記膜厚に限定さ
れる物ではなく、下地層６１としては１ｎｍから５ｎ
ｍ、強磁性層６３として１ｎｍから１０nm、強磁性層６
８，７０として０.５ｎｍ から５ｎｍ、強磁性層６９と
しては１nmから５ｎｍ、反強磁性層６２，７６としては
５ｎｍから５０ｎｍ、保護膜２１としては１ｎｍから５
ｎｍ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Ｐｔ６５，６７，７２，７４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Ｐｔ６５，６
７，７２，７４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０.５ｎ
ｍ 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５
ｎｍ以下にあれば良い。
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雰囲気にて形成した。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としてはＴａ(膜厚５ｎｍ)、反強磁性層６２と
してはＭｎＩｒ合金膜（膜厚１０ｎｍ）、強磁性層６３
としてはＣｏ（膜厚３ｎｍ）、強磁性層６８としてはＣ
ｏＦｅ合金膜（膜厚１ｎｍ）、強磁性層６９としてはＮ
ｉＦｅ合金膜（膜厚２ｎｍ）、強磁性層７０としてはＣ
ｏＦｅ合金膜（膜厚１ｎｍ）、強磁性層７５としてはＣ
ｏ（膜厚３ｎｍ）、反強磁性層７６としてはＭｎＩｒ合
金膜（膜厚１０ｎｍ）、保護膜２１としては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６１としては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としては軟磁性膜を示す
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としては、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とし
ては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。反強磁性材料としては、Ｃｒ−Ｍｎ
系，Ｐｄ−Ｍｎ系，Ｆｅ−Ｍｎ系，Ｐｔ−Ｍｎ系，Ａｕ
−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
２１としては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、上記膜厚に限定さ
れる物ではなく、下地層６１としては１ｎｍから５ｎ
ｍ、強磁性層６３として１ｎｍから１０nm、強磁性層６
８，７０として０.５ｎｍ から５ｎｍ、強磁性層６９と
しては１nmから５ｎｍ、反強磁性層６２，７６としては
５ｎｍから５０ｎｍ、保護膜２１としては１ｎｍから５
ｎｍ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Ｐｔ６５，６７，７２，７４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Ｐｔ６５，６
７，７２，７４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０.５ｎ
ｍ 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５
ｎｍ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。
【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、１３，１４，１９…強磁性層、１５，１６，１７，
１８…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，
１８…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、前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、前記強磁性層の少
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Ｐｔない
しはＰｔ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に記載の前記非磁性金属層を構成
する積層膜の最上層と最下層がＰｔないしＰｔ合金であ
る磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の前記非磁性金属
層を構成するＰｔ合金が、ＰｔＣｕ，ＰｔＡｕ，ＰｔＡ
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に記載の前記非磁性
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に記載の前記非
磁性金属層のうちＰｔあるいはＰｔ合金の膜厚が０.５
ｎｍ 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に記載の前
記非磁性金属層のＰｔあるいはＰｔ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１，２，３，４，５または６に記載
の前記Ｃｏ合金膜がＣｏＦｅ合金，ＣｏＦｅＮｉ合金で
ある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
記載の前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、
前記記録再生分離型ヘッドに請求項８に記載の前記記録
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 |
|---|---|---|---|
| JP34493896A JPH10188233A (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 |
|---|---|---|---|
| JP34493896A JPH10188233A (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 |
|---|---|
| JPH10188233A true JPH10188233A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18373174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34493896A Pending JPH10188233A (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) | JPH10188233A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001230467A (ja) * | 1999-12-09 | 2001-08-24 | Sanken Electric Co Ltd | ホール素子を備えた電流検出装置 |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP34493896A patent/JPH10188233A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001230467A (ja) * | 1999-12-09 | 2001-08-24 | Sanken Electric Co Ltd | ホール素子を備えた電流検出装置 |
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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 |