JPH1021512A - Ｆｅ系非磁性合金膜を下地膜に用いたスピンバルブセンサ - Google Patents
Ｆｅ系非磁性合金膜を下地膜に用いたスピンバルブセンサInfo
- Publication number
- JPH1021512A JPH1021512A JP17206596A JP17206596A JPH1021512A JP H1021512 A JPH1021512 A JP H1021512A JP 17206596 A JP17206596 A JP 17206596A JP 17206596 A JP17206596 A JP 17206596A JP H1021512 A JPH1021512 A JP H1021512A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- layer
- crmnm
- spin valve
- magnetic
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】体心立方格子の結晶構造を有する反強磁性Ｃｒ
ＭｎＭx 膜を用いた二重スピンバルブセンサを提供す
る。 【解決手段】二重スピンバルブセンサ層を、体心立方格
子を有するＦｅ系非磁性合金膜１０上に、反強磁性Ｃｒ
ＭｎＭx 膜１１，強磁性膜１２，非磁性膜１３，強磁性
膜１４，非磁性膜１５，強磁性膜１６，反強磁性ＣｒＭ
ｎＭx 膜１７を順次積層する。
ＭｎＭx 膜を用いた二重スピンバルブセンサを提供す
る。 【解決手段】二重スピンバルブセンサ層を、体心立方格
子を有するＦｅ系非磁性合金膜１０上に、反強磁性Ｃｒ
ＭｎＭx 膜１１，強磁性膜１２，非磁性膜１３，強磁性
膜１４，非磁性膜１５，強磁性膜１６，反強磁性ＣｒＭ
ｎＭx 膜１７を順次積層する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一方向異方性を利用
したスピンバルブセンサに係り、該スピンバルブセンサ
を使用し、情報を読み書きする磁気記録装置に関する。
したスピンバルブセンサに係り、該スピンバルブセンサ
を使用し、情報を読み書きする磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗センサの抵抗変化が、非磁性層
を介する磁性層間での伝導電子のスピン依存性伝送、及
び、それに付随する層界面でのスピン依存性散乱に帰さ
れる磁気抵抗効果が知られている。この磁気抵抗効果
は、「巨大磁気抵抗効果」や「スピンバルブ効果」など
の名称で呼ばれている。
を介する磁性層間での伝導電子のスピン依存性伝送、及
び、それに付随する層界面でのスピン依存性散乱に帰さ
れる磁気抵抗効果が知られている。この磁気抵抗効果
は、「巨大磁気抵抗効果」や「スピンバルブ効果」など
の名称で呼ばれている。
【０００３】欧州特許EP−490608A2号は、スピンバルブ
効果を利用した磁気抵抗センサ（以後、スピンバルブセ
ンサと呼ぶ。）を記載している。以下、スピンバルブセ
ンサの原理を説明する。
効果を利用した磁気抵抗センサ（以後、スピンバルブセ
ンサと呼ぶ。）を記載している。以下、スピンバルブセ
ンサの原理を説明する。
【０００４】スピンバルブセンサは、非磁性膜によって
分離された第一の強磁性膜と第二の強磁性膜を含む適切
な物質上に形成された積層構造を含んでいる。代表的な
スピンバルブセンサ層の積層構造は、反強磁性膜／第一
の強磁性膜／非磁性膜／第二の強磁性膜である。ここ
で、最上層が反強磁性膜，最下層が第二の強磁性膜であ
り、以後の積層構造もこのように表現することにする。
強磁性膜の一つ、たとえば、第一の強磁性膜の磁化方向
は外部印加磁場ゼロで、第二の強磁性膜の磁化方向と垂
直に固定されている。この第一の強磁性膜の磁化方向の
固定は、反強磁性膜を隣接させ、反強磁性膜と第一の強
磁性膜の界面で発生する交換結合により、第一の強磁性
膜に一方向異方性を付与することによりなされる。その
ため、第一の強磁性膜は「固定層」と命名されており、
本明細書でも適宜「固定層」なる表現を用いることにす
る。固定層の代表的な磁化の固定方向は、浮上面と垂直
方向である。一方、第二の強磁性膜の磁化方向は外部磁
場に応じて自由に回転できる。そのため、第二の強磁性
膜は「自由層」と命名されており、適宜「自由層」なる
表現を用いることにする。磁性媒体からの外部印加磁場
に応じて自由層の磁化方向が自由に回転し、必然的に固
定層の磁化方向と自由層の磁化方向との間の角度が変化
する。スピンバルブセンサは、これら固定層と自由層の
磁化方向の角度変化に応じて電気抵抗が変化することを
利用し、磁性媒体からの磁気的信号を電気的信号に変換
する磁気抵抗センサである。
分離された第一の強磁性膜と第二の強磁性膜を含む適切
な物質上に形成された積層構造を含んでいる。代表的な
スピンバルブセンサ層の積層構造は、反強磁性膜／第一
の強磁性膜／非磁性膜／第二の強磁性膜である。ここ
で、最上層が反強磁性膜，最下層が第二の強磁性膜であ
り、以後の積層構造もこのように表現することにする。
強磁性膜の一つ、たとえば、第一の強磁性膜の磁化方向
は外部印加磁場ゼロで、第二の強磁性膜の磁化方向と垂
直に固定されている。この第一の強磁性膜の磁化方向の
固定は、反強磁性膜を隣接させ、反強磁性膜と第一の強
磁性膜の界面で発生する交換結合により、第一の強磁性
膜に一方向異方性を付与することによりなされる。その
ため、第一の強磁性膜は「固定層」と命名されており、
本明細書でも適宜「固定層」なる表現を用いることにす
る。固定層の代表的な磁化の固定方向は、浮上面と垂直
方向である。一方、第二の強磁性膜の磁化方向は外部磁
場に応じて自由に回転できる。そのため、第二の強磁性
膜は「自由層」と命名されており、適宜「自由層」なる
表現を用いることにする。磁性媒体からの外部印加磁場
に応じて自由層の磁化方向が自由に回転し、必然的に固
定層の磁化方向と自由層の磁化方向との間の角度が変化
する。スピンバルブセンサは、これら固定層と自由層の
磁化方向の角度変化に応じて電気抵抗が変化することを
利用し、磁性媒体からの磁気的信号を電気的信号に変換
する磁気抵抗センサである。
【０００５】また、スピンバルブセンサの抵抗変化率向
上を目的として、固定層を二つ設けた二重スピンバルブ
センサなる磁気抵抗センサが特開平6−223336 号公報に
開示されている。上述したようにシングルタイプのスピ
ンバルブセンサ層が、反強磁性膜／固定層／非磁性膜／
自由層、または、自由層／非磁性膜／固定層／反強磁性
膜で構成されるのに対し、二重スピンバルブセンサ層
は、反強磁性膜／固定層／非磁性膜／自由層／非磁性膜
／固定層／反強磁性膜で構成される。
上を目的として、固定層を二つ設けた二重スピンバルブ
センサなる磁気抵抗センサが特開平6−223336 号公報に
開示されている。上述したようにシングルタイプのスピ
ンバルブセンサ層が、反強磁性膜／固定層／非磁性膜／
自由層、または、自由層／非磁性膜／固定層／反強磁性
膜で構成されるのに対し、二重スピンバルブセンサ層
は、反強磁性膜／固定層／非磁性膜／自由層／非磁性膜
／固定層／反強磁性膜で構成される。
【０００６】次に、一方向異方性を付与するための反強
磁性膜を説明する。
磁性膜を説明する。
【０００７】たとえば、特開昭54−10997 号公報には、
強磁性ＮｉＦｅ合金膜と反強磁性ＦｅＭｎ合金膜の交換
結合は、一方向異方性を生じ、ＮｉＦｅ合金膜の磁化曲
線を原点からシフトさせることが開示されている。ま
た、磁化曲線の原点からのシフト量を「結合磁界」と定
義しており、適宜、結合磁界なる表現を用いることにす
る。
強磁性ＮｉＦｅ合金膜と反強磁性ＦｅＭｎ合金膜の交換
結合は、一方向異方性を生じ、ＮｉＦｅ合金膜の磁化曲
線を原点からシフトさせることが開示されている。ま
た、磁化曲線の原点からのシフト量を「結合磁界」と定
義しており、適宜、結合磁界なる表現を用いることにす
る。
【０００８】さらに、米国特許4103315 号公報には、反
強磁性膜として、ＦｅＭｎ合金膜の他に、γ相Ｍｎ合
金，ＮｉＯ，Ｆｅ2Ｏ3，ＮｉＭｎなどが列挙されてい
る。
強磁性膜として、ＦｅＭｎ合金膜の他に、γ相Ｍｎ合
金，ＮｉＯ，Ｆｅ2Ｏ3，ＮｉＭｎなどが列挙されてい
る。
【０００９】さらに、特開平6−76247号公報には、反強
磁性膜として、面心正方格子の結晶構造を有するＭｎ合
金が開示されている。具体的には、ＮｉＭｎ，ＭｎＩ
ｒ，ＭｎＰｄ，ＭｎＰｔ，ＭｎＲｈ、及びこれらに特定
の元素を添加した合金が列挙されている。
磁性膜として、面心正方格子の結晶構造を有するＭｎ合
金が開示されている。具体的には、ＮｉＭｎ，ＭｎＩ
ｒ，ＭｎＰｄ，ＭｎＰｔ，ＭｎＲｈ、及びこれらに特定
の元素を添加した合金が列挙されている。
【００１０】さらに、特願平7−116894 号明細書には、
反強磁性膜として、体心立方格子の結晶構造を有するＣ
ｒＭｎＭx 合金が列挙されている。添加元素Ｍは、Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ、及び白金族が列挙されて
いる。
反強磁性膜として、体心立方格子の結晶構造を有するＣ
ｒＭｎＭx 合金が列挙されている。添加元素Ｍは、Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ、及び白金族が列挙されて
いる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】スピンバルブセンサ用
の反強磁性膜には、（１）高耐食性、（２）高結合磁
界、（３）高ブロッキング温度、（４）高比抵抗、
（５）薄膜化、（６）結合磁界を得るための熱処理温度
ができるだけ低いことが要求される。ここで、ブロッキ
ング温度は、結合磁界の消失する温度で定義される。
の反強磁性膜には、（１）高耐食性、（２）高結合磁
界、（３）高ブロッキング温度、（４）高比抵抗、
（５）薄膜化、（６）結合磁界を得るための熱処理温度
ができるだけ低いことが要求される。ここで、ブロッキ
ング温度は、結合磁界の消失する温度で定義される。
【００１２】従来技術によると、ＦｅＭｎ膜は耐食性が
著しく低く実用上困難な点が多い。そして、ＦｅＭｎ膜
にＣｒを添加したＦｅＭｎＣｒ膜を用いた場合は、Ｃｒ
によって反強磁性膜のネール温度が低下し、耐熱温度を
低下させる問題がある。
著しく低く実用上困難な点が多い。そして、ＦｅＭｎ膜
にＣｒを添加したＦｅＭｎＣｒ膜を用いた場合は、Ｃｒ
によって反強磁性膜のネール温度が低下し、耐熱温度を
低下させる問題がある。
【００１３】ＮｉＯ膜等の酸化物反強磁性膜は、安定し
た結合磁界を得るためには、５０nm以上の膜厚が必要で
あり、狭ギャップ化が難しく、実用上困難である。
た結合磁界を得るためには、５０nm以上の膜厚が必要で
あり、狭ギャップ化が難しく、実用上困難である。
【００１４】ＮｉＭｎ膜などのorder の反強磁性膜は、
大きな一方向異方性を得るためには、２５０℃以上の熱
処理が必要であり、熱処理により、スピンバルブ膜の各
層の間で相互拡散が生じ、抵抗変化率を低下させる問題
点がある。
大きな一方向異方性を得るためには、２５０℃以上の熱
処理が必要であり、熱処理により、スピンバルブ膜の各
層の間で相互拡散が生じ、抵抗変化率を低下させる問題
点がある。
【００１５】ＣｒＭｎＭx 膜は、実用化のためには、結
合磁界の向上と薄膜化が課題である。
合磁界の向上と薄膜化が課題である。
【００１６】これに対し、著者らは、固定層にＣｏ膜を
採用したＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ結合膜が、２３０℃の低温
熱処理により、実用に十分な結合磁界を示し、かつその
ＣｒＭｎＭx 膜は２０ｎｍ程度まで薄膜化が可能なこと
を発見し、さきにCrMnMx／Ｃｏ結合膜を用いた磁気抵抗
センサ及び磁気記録装置に関し、特許出願した。ＣｒＭ
ｎＭx ／Ｃｏ結合膜は、上記（１）−（６）の反強磁性
膜に対する要求をすべてクリアでき、ＣｒＭｎＭx ／Ｃ
ｏ／非磁性層／自由層としたスピンバルブセンサ層構造
とすることにより、特性，生産性，信頼性に優れたスピ
ンバルブセンサを提供することができる。
採用したＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ結合膜が、２３０℃の低温
熱処理により、実用に十分な結合磁界を示し、かつその
ＣｒＭｎＭx 膜は２０ｎｍ程度まで薄膜化が可能なこと
を発見し、さきにCrMnMx／Ｃｏ結合膜を用いた磁気抵抗
センサ及び磁気記録装置に関し、特許出願した。ＣｒＭ
ｎＭx ／Ｃｏ結合膜は、上記（１）−（６）の反強磁性
膜に対する要求をすべてクリアでき、ＣｒＭｎＭx ／Ｃ
ｏ／非磁性層／自由層としたスピンバルブセンサ層構造
とすることにより、特性，生産性，信頼性に優れたスピ
ンバルブセンサを提供することができる。
【００１７】さらに、抵抗変化率の向上できるＣｒＭｎ
Ｍx −Ｃｏ結合膜をスピンバルブセンサ層の上層と下層
とに二つ設けたＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自由層
／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx より構成される二重ス
ピンバルブセンサを発明した。ＣｒＭｎＭx膜の大きな
結合磁界を得るためには、ＣｒＭｎＭx膜を体心立方格
子の結晶構造とする必要があり、そのためにはＣｒＭｎ
Ｍx 膜の下地膜を面心立方格子の結晶構造を有する金属
膜とする必要があることを述べた。ＣｒＭｎＭx膜をＣ
ｏ膜の上側に設けた上層のＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ結合膜の
場合は、Ｃｏ膜が面心立方格子の結晶構造を有している
ため、Ｃｏ膜上に体心立方格子のCrMnMx膜がエピタキシ
ャル成長し、Ｃｏ膜に大きな一方向異方性を付与するこ
とができた。一方、ＣｒＭｎＭx膜をＣｏ膜の下側に設
けた下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx結合膜の場合は、ＣｒＭ
ｎＭx膜を体心立方格子とするため、ＣｒＭｎＭx膜の下
側にＣｕ膜などの面心立方格子を有する金属膜を設け、
体心立方格子となったCrMnMx膜上に面心立方格子のＣｏ
膜をエピタキシャル成長させることにより、Ｃｏ膜に一
方向異方性を付与させた。
Ｍx −Ｃｏ結合膜をスピンバルブセンサ層の上層と下層
とに二つ設けたＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自由層
／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx より構成される二重ス
ピンバルブセンサを発明した。ＣｒＭｎＭx膜の大きな
結合磁界を得るためには、ＣｒＭｎＭx膜を体心立方格
子の結晶構造とする必要があり、そのためにはＣｒＭｎ
Ｍx 膜の下地膜を面心立方格子の結晶構造を有する金属
膜とする必要があることを述べた。ＣｒＭｎＭx膜をＣ
ｏ膜の上側に設けた上層のＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ結合膜の
場合は、Ｃｏ膜が面心立方格子の結晶構造を有している
ため、Ｃｏ膜上に体心立方格子のCrMnMx膜がエピタキシ
ャル成長し、Ｃｏ膜に大きな一方向異方性を付与するこ
とができた。一方、ＣｒＭｎＭx膜をＣｏ膜の下側に設
けた下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx結合膜の場合は、ＣｒＭ
ｎＭx膜を体心立方格子とするため、ＣｒＭｎＭx膜の下
側にＣｕ膜などの面心立方格子を有する金属膜を設け、
体心立方格子となったCrMnMx膜上に面心立方格子のＣｏ
膜をエピタキシャル成長させることにより、Ｃｏ膜に一
方向異方性を付与させた。
【００１８】しかし、上層のＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ結合膜
では実用に十分な結合磁界を示すが、下層のＣｏ／Ｃｒ
ＭｎＭx 結合膜の結合磁界は、上層の約１／２であり、
ＣｒＭｎＭx −Ｃｏ結合膜を用いた二重スピンバルブセ
ンサの実用上の問題点となっていた。
では実用に十分な結合磁界を示すが、下層のＣｏ／Ｃｒ
ＭｎＭx 結合膜の結合磁界は、上層の約１／２であり、
ＣｒＭｎＭx −Ｃｏ結合膜を用いた二重スピンバルブセ
ンサの実用上の問題点となっていた。
【００１９】本発明の目的は、ＣｒＭｎＭx −Ｃｏ結合
膜を用いた二重スピンバルブセンサにおいて、下層のＣ
ｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界を実用に十分なレベ
ルまで向上させ、下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜も上
記（１）−（６）の反強磁性膜に対する要求をすべてク
リアさせ、特性，生産性，信頼性に優れた、CrMnMx膜を
用いた二重スピンバルブセンサを提供することにある。
膜を用いた二重スピンバルブセンサにおいて、下層のＣ
ｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界を実用に十分なレベ
ルまで向上させ、下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜も上
記（１）−（６）の反強磁性膜に対する要求をすべてク
リアさせ、特性，生産性，信頼性に優れた、CrMnMx膜を
用いた二重スピンバルブセンサを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ＣｒＭｎＭ
x ／Ｃｏ／非磁性層／自由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭ
ｎＭxとした二重スピンバルブセンサ層の最下層のＣｒ
ＭｎＭxの下地膜に、体心立方格子の結晶構造を有する
Ｆｅ系非磁性合金膜を採用することにより達成できる。
x ／Ｃｏ／非磁性層／自由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭ
ｎＭxとした二重スピンバルブセンサ層の最下層のＣｒ
ＭｎＭxの下地膜に、体心立方格子の結晶構造を有する
Ｆｅ系非磁性合金膜を採用することにより達成できる。
【００２１】Ｆｅ系非磁性合金膜の材料は、Ｆｅ膜の他
に、Ｆｅ膜に添加元素Ａとして、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｉｒ，Ｐｔ，
Ａｕの中から一種以上の元素を組み合わせて添加元素Ａ
とし、飽和磁束密度が零に至るまで添加元素Ａを加えた
ＦｅＡ膜である。
に、Ｆｅ膜に添加元素Ａとして、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｉｒ，Ｐｔ，
Ａｕの中から一種以上の元素を組み合わせて添加元素Ａ
とし、飽和磁束密度が零に至るまで添加元素Ａを加えた
ＦｅＡ膜である。
【００２２】望ましくは、耐食性に優れるＦｅＣｒ膜が
よい。
よい。
【００２３】さらに望ましくは、耐食性に優れ、格子定
数を適度な大きさまで大きくしたＦｅＣｒＲｕ，ＦｅＣ
ｒＲｈ，ＦｅＣｒＰｄ，ＦｅＣｒＡｇ，ＦｅＣｒＩｒ，
ＦｅＣｒＰｔ，ＦｅＣｒＡｕなどがよい。
数を適度な大きさまで大きくしたＦｅＣｒＲｕ，ＦｅＣ
ｒＲｈ，ＦｅＣｒＰｄ，ＦｅＣｒＡｇ，ＦｅＣｒＩｒ，
ＦｅＣｒＰｔ，ＦｅＣｒＡｕなどがよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の開発過程で、先願のＣｒ
ＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自由層／非磁性層／Ｃｏ／
ＣｒＭｎＭx ／面心立方格子の金属膜、より構成される
二重スピンバルブセンサ層では、下層のＣｒＭｎＭx 膜
上の表面凹凸が大きく、そのためＣｒＭｎＭx膜上のＣ
ｏ膜との結合密度が低下し、下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx
結合膜の結合磁界の低下につながっていることがわかっ
た。下層のＣｒＭｎＭx 膜上の表面凹凸の原因は、下層
のＣｒＭｎＭx 膜が、面心立方格子の結晶構造を有する
金属膜上に、体心立方格子としてエピタキシャル成長し
たためであることに起因するものであった。
ＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自由層／非磁性層／Ｃｏ／
ＣｒＭｎＭx ／面心立方格子の金属膜、より構成される
二重スピンバルブセンサ層では、下層のＣｒＭｎＭx 膜
上の表面凹凸が大きく、そのためＣｒＭｎＭx膜上のＣ
ｏ膜との結合密度が低下し、下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx
結合膜の結合磁界の低下につながっていることがわかっ
た。下層のＣｒＭｎＭx 膜上の表面凹凸の原因は、下層
のＣｒＭｎＭx 膜が、面心立方格子の結晶構造を有する
金属膜上に、体心立方格子としてエピタキシャル成長し
たためであることに起因するものであった。
【００２５】本発明によると、この下層のＣｒＭｎＭx
膜上の表面凹凸は、ＣｒＭｎＭx膜を体心立方格子の結
晶構造を有するＦｅ系非磁性合金膜上に、エピタキシャ
ル成長させることによりフラットに改善できることを示
している。すなわち、体心立方格子の金属膜上に、体心
立方格子のＣｒＭｎＭx 膜をエピタキシャル成長させる
ことにより、ＣｒＭｎＭx 膜の表面凹凸が改善できるこ
とを示している。その結果、ＣｒＭｎＭx 膜の上側のＣ
ｏ膜との結合密度を向上させることができ、下層のＣｏ
／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界を実用に十分なレベル
まで向上できることを示している。
膜上の表面凹凸は、ＣｒＭｎＭx膜を体心立方格子の結
晶構造を有するＦｅ系非磁性合金膜上に、エピタキシャ
ル成長させることによりフラットに改善できることを示
している。すなわち、体心立方格子の金属膜上に、体心
立方格子のＣｒＭｎＭx 膜をエピタキシャル成長させる
ことにより、ＣｒＭｎＭx 膜の表面凹凸が改善できるこ
とを示している。その結果、ＣｒＭｎＭx 膜の上側のＣ
ｏ膜との結合密度を向上させることができ、下層のＣｏ
／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界を実用に十分なレベル
まで向上できることを示している。
【００２６】そこで、次に本発明の実施例１の二重スピ
ンバルブセンサ層１について説明する。図１は、実施例
１のスピンバルブセンサ層１のセンサ浮上面から見た断
面図である。スピンバルブセンサ層１は、体心立方格子
を有するＦｅ系非磁性合金膜１０上に、反強磁性ＣｒＭ
ｎＭx 膜１１（Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，貴金属元素）、
強磁性膜１２（Ｃｏ固定層１２），非磁性膜１３，強磁
性膜１４(自由層１４)，非磁性膜１５，強磁性膜１６
（Ｃｏ固定層１６)，反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１７を順次
積層した層で構成される。
ンバルブセンサ層１について説明する。図１は、実施例
１のスピンバルブセンサ層１のセンサ浮上面から見た断
面図である。スピンバルブセンサ層１は、体心立方格子
を有するＦｅ系非磁性合金膜１０上に、反強磁性ＣｒＭ
ｎＭx 膜１１（Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，貴金属元素）、
強磁性膜１２（Ｃｏ固定層１２），非磁性膜１３，強磁
性膜１４(自由層１４)，非磁性膜１５，強磁性膜１６
（Ｃｏ固定層１６)，反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１７を順次
積層した層で構成される。
【００２７】反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１１、及び反強磁
性ＣｒＭｎＭx膜１７は、それぞれ、Ｃｏ固定層１２、
及びＣｏ固定層１６に一方向異方性を付与するための膜
である。反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１１、及び反強磁性Ｃ
ｒＭｎＭx膜１７の膜厚は、２０ｎｍ程度まで薄膜化が
可能であり、２０ｎｍとした。
性ＣｒＭｎＭx膜１７は、それぞれ、Ｃｏ固定層１２、
及びＣｏ固定層１６に一方向異方性を付与するための膜
である。反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１１、及び反強磁性Ｃ
ｒＭｎＭx膜１７の膜厚は、２０ｎｍ程度まで薄膜化が
可能であり、２０ｎｍとした。
【００２８】Ｃｏ固定層１２、及びＣｏ固定層１６内の
磁気モーメントは、それぞれ、反強磁性ＣｒＭｎＭx膜
１１、及び反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１７との交換結合に
より、一方向に揃えられており、センサ浮上面と垂直方
向に揃えた。Ｃｏ固定層１２、及びＣｏ固定層１６への
一方向異方性の付与は、センサ浮上面と垂直方向に直流
磁界を印加しながら、２３０℃の熱処理を行うことによ
り行った。Ｃｏ固定層１２、及びＣｏ固定層１６の厚さ
は、１〜５ｎｍとした。
磁気モーメントは、それぞれ、反強磁性ＣｒＭｎＭx膜
１１、及び反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１７との交換結合に
より、一方向に揃えられており、センサ浮上面と垂直方
向に揃えた。Ｃｏ固定層１２、及びＣｏ固定層１６への
一方向異方性の付与は、センサ浮上面と垂直方向に直流
磁界を印加しながら、２３０℃の熱処理を行うことによ
り行った。Ｃｏ固定層１２、及びＣｏ固定層１６の厚さ
は、１〜５ｎｍとした。
【００２９】非磁性膜１３、及び非磁性膜１５は、それ
ぞれ、Ｃｏ固定層１２と自由層１４、及び、自由層１４
とＣｏ固定層１６とを磁気的に分離する膜であり、Ｃｕ
膜とした。非磁性膜１３、及び非磁性膜１５の厚さは、
１〜５ｎｍとした。
ぞれ、Ｃｏ固定層１２と自由層１４、及び、自由層１４
とＣｏ固定層１６とを磁気的に分離する膜であり、Ｃｕ
膜とした。非磁性膜１３、及び非磁性膜１５の厚さは、
１〜５ｎｍとした。
【００３０】自由層１４は、磁性媒体からの磁気的信号
に応じて自由に回転することができる膜であり、ＮｉＦ
ｅ膜とした。自由層１４の膜厚は、２〜１０ｎｍとし
た。自由層１４内の磁気モーメントは、外部印加磁場ゼ
ロのとき、Ｃｏ固定層１２、及びＣｏ固定層１６内の磁
気モーメントと垂直となるように形成した。
に応じて自由に回転することができる膜であり、ＮｉＦ
ｅ膜とした。自由層１４の膜厚は、２〜１０ｎｍとし
た。自由層１４内の磁気モーメントは、外部印加磁場ゼ
ロのとき、Ｃｏ固定層１２、及びＣｏ固定層１６内の磁
気モーメントと垂直となるように形成した。
【００３１】実施例１のスピンバルブセンサ層１では、
磁性媒体からの磁気的信号に応じて自由層１４の磁気モ
ーメントの方向が自由に回転し、必然的にＣｏ固定層１
２、及びＣｏ固定層１６内の磁気モーメントの方向と自
由層１４の磁気モーメントとの間の角度が変化する。本
発明のスピンバルブセンサ層１は、これらＣｏ固定層１
２，１６と自由層１４の磁化方向の角度変化に応じて電
気抵抗が変化することを利用し、磁性媒体からの磁気的
信号を電気的信号に変換する。
磁性媒体からの磁気的信号に応じて自由層１４の磁気モ
ーメントの方向が自由に回転し、必然的にＣｏ固定層１
２、及びＣｏ固定層１６内の磁気モーメントの方向と自
由層１４の磁気モーメントとの間の角度が変化する。本
発明のスピンバルブセンサ層１は、これらＣｏ固定層１
２，１６と自由層１４の磁化方向の角度変化に応じて電
気抵抗が変化することを利用し、磁性媒体からの磁気的
信号を電気的信号に変換する。
【００３２】本発明の最も特徴とする点は、たとえば、
ＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自由層／非磁性層／Ｃ
ｏ／ＣｒＭｎＭx より構成される二重スピンバルブセン
サ層の下地膜に、体心立方格子の結晶構造を有するＦｅ
系非磁性合金膜１０を設けていることにある。
ＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自由層／非磁性層／Ｃ
ｏ／ＣｒＭｎＭx より構成される二重スピンバルブセン
サ層の下地膜に、体心立方格子の結晶構造を有するＦｅ
系非磁性合金膜１０を設けていることにある。
【００３３】下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜で結合磁
界を得るためには、ＣｒＭｎＭx 膜を体心立方格子の結
晶構造とさせる必要があり、先願では、Ｃｏ／ＣｒＭｎ
Ｍx結合膜の下地膜に、面心立方格子のＣｕ膜や、Ｃｕ
／Ｔａ膜を提供した。これにより、ＣｒＭｎＭx／Ｃｕ
膜上、あるいはＣｒＭｎＭx／Ｃｕ／Ｔａ膜上のＣｏ膜
は、体心立方格子を有するＣｒＭｎＭx 膜上に、面心立
方格子としてエピタキシャル成長することができ、Ｃｏ
膜に一方向異方性を付与することができた。
界を得るためには、ＣｒＭｎＭx 膜を体心立方格子の結
晶構造とさせる必要があり、先願では、Ｃｏ／ＣｒＭｎ
Ｍx結合膜の下地膜に、面心立方格子のＣｕ膜や、Ｃｕ
／Ｔａ膜を提供した。これにより、ＣｒＭｎＭx／Ｃｕ
膜上、あるいはＣｒＭｎＭx／Ｃｕ／Ｔａ膜上のＣｏ膜
は、体心立方格子を有するＣｒＭｎＭx 膜上に、面心立
方格子としてエピタキシャル成長することができ、Ｃｏ
膜に一方向異方性を付与することができた。
【００３４】しかし、この下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx 結
合膜の結合磁界は、上層のCrMnMx／Ｃｏ結合膜の約１／
２であり、下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界
を向上させるのが、ＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自
由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx より構成される二
重スピンバルブセンサ層の実用上の課題であった。
合膜の結合磁界は、上層のCrMnMx／Ｃｏ結合膜の約１／
２であり、下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界
を向上させるのが、ＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自
由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx より構成される二
重スピンバルブセンサ層の実用上の課題であった。
【００３５】さらに、抵抗変化率が思ったほど大きくな
らない実用上の課題も残していた。著者らは、これらの
課題を解決すべく、先願の下層の結合膜である、Ｃｏ／
ＣｒＭｎＭx ／Ｃｕ／Ｔａ膜の断面ＴＥＭ観察を行っ
た。その結果、面心立方格子を有するＣｕ／Ｔａ膜上
に、ＣｒＭｎＭx 膜は体心立方格子としてエピタキシャ
ル成長しているものの、ＣｒＭｎＭx 膜形成後の膜表面
には約３０Åにも及ぶ凹凸が存在していることが明らか
となった。このことから、ＣｒＭｎＭx 膜表面の凹凸の
存在が、ＣｒＭｎＭx 膜上に形成したＣｏ膜との間の結
合密度を小さくしているのが明らかとなり、下層のＣｏ
／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界を低下させている原因
となっていることがわかった。
らない実用上の課題も残していた。著者らは、これらの
課題を解決すべく、先願の下層の結合膜である、Ｃｏ／
ＣｒＭｎＭx ／Ｃｕ／Ｔａ膜の断面ＴＥＭ観察を行っ
た。その結果、面心立方格子を有するＣｕ／Ｔａ膜上
に、ＣｒＭｎＭx 膜は体心立方格子としてエピタキシャ
ル成長しているものの、ＣｒＭｎＭx 膜形成後の膜表面
には約３０Åにも及ぶ凹凸が存在していることが明らか
となった。このことから、ＣｒＭｎＭx 膜表面の凹凸の
存在が、ＣｒＭｎＭx 膜上に形成したＣｏ膜との間の結
合密度を小さくしているのが明らかとなり、下層のＣｏ
／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界を低下させている原因
となっていることがわかった。
【００３６】抵抗変化率が大きくならない原因も、Ｃｒ
ＭｎＭx 膜表面上の凹凸の存在に起因していることが明
らかとなった。一般に、ラミネートされた強磁性膜／非
磁性膜／強磁性膜で、下層の強磁性膜に凹凸が存在する
と、非磁性膜を介して上層の強磁性膜と強磁性的に結合
する。この層間結合は、「interlayer結合」と命名され
ている。そのため、ＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自
由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭxの二重スピンバル
ブセンサ層で、下層のＣｒＭｎＭx膜に凹凸が存在する
と、必然的にＣｒＭｎＭx 膜上のＣｏ膜にも凹凸が存在
することになる。その結果、下層のＣｏ膜は、その上側
に形成されている非磁性層を介して、非磁性層上に形成
されている自由層とinterlayer結合することになり、自
由層の磁気モーメントはＣｏ膜と同一方向に向きやすく
なる。そのため、外部印加磁場ゼロの状態で、固定層と
自由層の磁化方向のなす角度を９０°に保てなくなり、
抵抗変化率の低下につながっていることがわかった。
ＭｎＭx 膜表面上の凹凸の存在に起因していることが明
らかとなった。一般に、ラミネートされた強磁性膜／非
磁性膜／強磁性膜で、下層の強磁性膜に凹凸が存在する
と、非磁性膜を介して上層の強磁性膜と強磁性的に結合
する。この層間結合は、「interlayer結合」と命名され
ている。そのため、ＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自
由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭxの二重スピンバル
ブセンサ層で、下層のＣｒＭｎＭx膜に凹凸が存在する
と、必然的にＣｒＭｎＭx 膜上のＣｏ膜にも凹凸が存在
することになる。その結果、下層のＣｏ膜は、その上側
に形成されている非磁性層を介して、非磁性層上に形成
されている自由層とinterlayer結合することになり、自
由層の磁気モーメントはＣｏ膜と同一方向に向きやすく
なる。そのため、外部印加磁場ゼロの状態で、固定層と
自由層の磁化方向のなす角度を９０°に保てなくなり、
抵抗変化率の低下につながっていることがわかった。
【００３７】以上のように、ＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁
性層／自由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭxの二重ス
ピンバルブセンサ層を提供するためには、下層のCrMnMx
膜の表面凹凸を改善し、フラットにする必要があること
がわかった。
性層／自由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭxの二重ス
ピンバルブセンサ層を提供するためには、下層のCrMnMx
膜の表面凹凸を改善し、フラットにする必要があること
がわかった。
【００３８】本発明によると、ＣｒＭｎＭx／Ｃｏ／非
磁性層／自由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx より構
成されるスピンバルブセンサ層の下地膜に、体心立方格
子の結晶構造を有するＦｅ系非磁性合金膜１０を設ける
ことにより、下層のCrMnMx膜の表面凹凸が改善でき、フ
ラットに形成することができた。これは、Ｆｅ系非磁性
合金膜１０とＣｒＭｎＭx 膜がともに、体心立方格子
（ｂｃｃ）の結晶構造を有しているためであり、ｂｃｃ
／ｂｃｃのエピタキシャル成長により、下層のＣｒＭｎ
Ｍx 膜が形成されたことによると考えられる。
磁性層／自由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx より構
成されるスピンバルブセンサ層の下地膜に、体心立方格
子の結晶構造を有するＦｅ系非磁性合金膜１０を設ける
ことにより、下層のCrMnMx膜の表面凹凸が改善でき、フ
ラットに形成することができた。これは、Ｆｅ系非磁性
合金膜１０とＣｒＭｎＭx 膜がともに、体心立方格子
（ｂｃｃ）の結晶構造を有しているためであり、ｂｃｃ
／ｂｃｃのエピタキシャル成長により、下層のＣｒＭｎ
Ｍx 膜が形成されたことによると考えられる。
【００３９】本発明のＦｅ系非磁性合金膜１０を下地膜
に採用することにより、Ｆｅ系非磁性合金膜１０上に形
成される下層の反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１をフラット
に形成できたため、反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１上に形
成されるＣｏ固定層１２との間の結合密度を向上でき
た。その結果、ＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自由層
／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx ／Ｆｅ系非磁性合金
膜、より構成される二重スピンバルブセンサ層１で、下
層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界を実用に十分
な大きさまで向上させることができた。
に採用することにより、Ｆｅ系非磁性合金膜１０上に形
成される下層の反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１をフラット
に形成できたため、反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１上に形
成されるＣｏ固定層１２との間の結合密度を向上でき
た。その結果、ＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自由層
／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx ／Ｆｅ系非磁性合金
膜、より構成される二重スピンバルブセンサ層１で、下
層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界を実用に十分
な大きさまで向上させることができた。
【００４０】さらに、ＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／
自由層／非磁性層／Ｃｏ／CrMnMx／Ｆｅ系非磁性合金
膜、より構成される二重スピンバルブセンサ層１で、下
層の反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１の表面をフラットに形
成できたため、反強磁性CrMnMx膜１１上に形成されたＣ
ｏ固定層１２をフラットに形成することができ、Ｃｏ固
定層１２とその上側の非磁性膜１３を介して非磁性膜１
３上に形成されている自由層１４との間に生じるinterl
ayer結合を低減できた。これにより、外部印加磁場ゼロ
の状態で、固定層１２と自由層１４の磁化方向のなす角
度を９０°に保つことが容易となり、抵抗変化率を向上
させることができた。
自由層／非磁性層／Ｃｏ／CrMnMx／Ｆｅ系非磁性合金
膜、より構成される二重スピンバルブセンサ層１で、下
層の反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１の表面をフラットに形
成できたため、反強磁性CrMnMx膜１１上に形成されたＣ
ｏ固定層１２をフラットに形成することができ、Ｃｏ固
定層１２とその上側の非磁性膜１３を介して非磁性膜１
３上に形成されている自由層１４との間に生じるinterl
ayer結合を低減できた。これにより、外部印加磁場ゼロ
の状態で、固定層１２と自由層１４の磁化方向のなす角
度を９０°に保つことが容易となり、抵抗変化率を向上
させることができた。
【００４１】さらに、本発明によると、反強磁性ＣｒＭ
ｎＭx膜１１、反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１７はＣｒをベ−
スとした合金なので耐食性に優れており、センサ加工に
よる特性の劣化がない。
ｎＭx膜１１、反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１７はＣｒをベ−
スとした合金なので耐食性に優れており、センサ加工に
よる特性の劣化がない。
【００４２】さらに、本発明によると、上層のＣｒＭｎ
Ｍx ／Ｃｏ結合膜、及び下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx 結合
膜ともに、ブロッキング温度約３８０℃を有しており、
高ブロッキング温度を満足する。
Ｍx ／Ｃｏ結合膜、及び下層のＣｏ／ＣｒＭｎＭx 結合
膜ともに、ブロッキング温度約３８０℃を有しており、
高ブロッキング温度を満足する。
【００４３】さらに、本発明によると、反強磁性ＣｒＭ
ｎＭx膜１１，反強磁性ＣｒＭｎＭｘ膜１７の比抵抗
は、３００〜４００μΩｃｍを示しており、高比抵抗を
満足する。さらに、本発明によると、反強磁性ＣｒＭｎ
Ｍx膜１１，反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１７ともに２０ｎｍ
程度までの薄膜化が可能であり、薄膜化を満足する。
ｎＭx膜１１，反強磁性ＣｒＭｎＭｘ膜１７の比抵抗
は、３００〜４００μΩｃｍを示しており、高比抵抗を
満足する。さらに、本発明によると、反強磁性ＣｒＭｎ
Ｍx膜１１，反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１７ともに２０ｎｍ
程度までの薄膜化が可能であり、薄膜化を満足する。
【００４４】さらに、二重スピンバルブセンサ層１で、
Ｃｏ固定層１２，１６に一方向異方性を付与するための
熱処理温度は、２３０℃程度の低温熱処理でよく、熱処
理による二重スピンバルブセンサ層１の各層間での原子
の相互拡散を低減でき、熱処理による抵抗変化率の低減
を防止することができる。
Ｃｏ固定層１２，１６に一方向異方性を付与するための
熱処理温度は、２３０℃程度の低温熱処理でよく、熱処
理による二重スピンバルブセンサ層１の各層間での原子
の相互拡散を低減でき、熱処理による抵抗変化率の低減
を防止することができる。
【００４５】以上、本発明のＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁
性層／自由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx ／Ｆｅ系
非磁性合金膜、より構成される二重スピンバルブセンサ
層１では、上層のＣｒＭｎＭx／Ｃｏ結合膜、及び下層
のＣｏ／ＣｒＭｎＭx結合膜ともに、反強磁性膜に要求
される（１）高耐食性、（２）高結合磁界、（３）高ブ
ロッキング温度、（４）高比抵抗、（５）薄膜化、
（６）結合磁界を得るための熱処理温度が低いこと、を
すべて満足できる。
性層／自由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx ／Ｆｅ系
非磁性合金膜、より構成される二重スピンバルブセンサ
層１では、上層のＣｒＭｎＭx／Ｃｏ結合膜、及び下層
のＣｏ／ＣｒＭｎＭx結合膜ともに、反強磁性膜に要求
される（１）高耐食性、（２）高結合磁界、（３）高ブ
ロッキング温度、（４）高比抵抗、（５）薄膜化、
（６）結合磁界を得るための熱処理温度が低いこと、を
すべて満足できる。
【００４６】従って、交換結合特性，抵抗変化率，諸特
性，生産性，信頼性に優れた二重スピンバルブセンサ層
１を提供することができる。
性，生産性，信頼性に優れた二重スピンバルブセンサ層
１を提供することができる。
【００４７】本発明の、体心立方格子の結晶構造を有す
るＦｅ系非磁性合金膜１０の材料は、Ｆｅ膜の他に、Ｆ
ｅ膜に添加元素Ａとして、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕの
中から一種以上の元素を組み合わせて添加元素Ａとし、
飽和磁束密度がゼロに至るまで添加元素Ａを加えたＦｅ
Ａ膜である。
るＦｅ系非磁性合金膜１０の材料は、Ｆｅ膜の他に、Ｆ
ｅ膜に添加元素Ａとして、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ａｕの
中から一種以上の元素を組み合わせて添加元素Ａとし、
飽和磁束密度がゼロに至るまで添加元素Ａを加えたＦｅ
Ａ膜である。
【００４８】望ましくは、耐食性に優れるＦｅＣｒ膜が
よい。
よい。
【００４９】さらに、望ましくは、耐食性に優れ、格子
定数をＣｒＭｎＭx 膜なみに大きく調整したＦｅＣｒＲ
ｕ,ＦｅＣｒＲｈ,ＦｅＣｒＰｄ,ＦｅＣｒＡｇ,ＦｅＣｒ
Ｉｒ，ＦｅＣｒＰｔ，ＦｅＣｒＡｕなどがよい。
定数をＣｒＭｎＭx 膜なみに大きく調整したＦｅＣｒＲ
ｕ,ＦｅＣｒＲｈ,ＦｅＣｒＰｄ,ＦｅＣｒＡｇ,ＦｅＣｒ
Ｉｒ，ＦｅＣｒＰｔ，ＦｅＣｒＡｕなどがよい。
【００５０】本発明の二重スピンバルブセンサ層１を磁
気抵抗センサとして用いる場合、磁区制御層，信号検出
電極が必要である。さらに、「縦バイアス磁界」、及び
「横バイアス磁界」を適当な大きさに調節する必要があ
る。ここで、縦バイアス磁界とは、センサ長手方向に印
加される磁界であり、大きいほど望ましく、横バイアス
磁界は、センサ浮上面と垂直方向に印加される磁界であ
り、小さいほうが望ましい。
気抵抗センサとして用いる場合、磁区制御層，信号検出
電極が必要である。さらに、「縦バイアス磁界」、及び
「横バイアス磁界」を適当な大きさに調節する必要があ
る。ここで、縦バイアス磁界とは、センサ長手方向に印
加される磁界であり、大きいほど望ましく、横バイアス
磁界は、センサ浮上面と垂直方向に印加される磁界であ
り、小さいほうが望ましい。
【００５１】そこで、本発明の実施例２を示す二重スピ
ンバルブセンサ２について説明する。図２は、実施例２
の二重スピンバルブセンサ２の浮上面から見た断面図で
ある。二重スピンバルブセンサ２は、本発明の二重スピ
ンバルブセンサ層１をセンサ中央活性領域にのみ形成
し、中央活性領域両端部に、二重スピンバルブセンサ層
１と電気的連続性を保ちながら磁区制御層２０と信号検
出電極３０とを順次隣接接合して形成した。
ンバルブセンサ２について説明する。図２は、実施例２
の二重スピンバルブセンサ２の浮上面から見た断面図で
ある。二重スピンバルブセンサ２は、本発明の二重スピ
ンバルブセンサ層１をセンサ中央活性領域にのみ形成
し、中央活性領域両端部に、二重スピンバルブセンサ層
１と電気的連続性を保ちながら磁区制御層２０と信号検
出電極３０とを順次隣接接合して形成した。
【００５２】二重スピンバルブセンサ層１の構成，動作
原理，効果等の説明は、実施例１のところで説明したの
で省略する。
原理，効果等の説明は、実施例１のところで説明したの
で省略する。
【００５３】磁区制御層２０は、自由層１４に縦バイア
ス磁界を印加する層であり、自由層１４内の磁壁発生を
防止し、いわゆる「バルクハウゼンノイズ」を抑止する
膜である。磁区制御層２０には、反強磁性膜−強磁性膜
の結合膜や硬磁性膜を用いた。
ス磁界を印加する層であり、自由層１４内の磁壁発生を
防止し、いわゆる「バルクハウゼンノイズ」を抑止する
膜である。磁区制御層２０には、反強磁性膜−強磁性膜
の結合膜や硬磁性膜を用いた。
【００５４】信号検出電極３０は、電気抵抗の小さいＣ
ｕ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａなどを用いた。
ｕ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａなどを用いた。
【００５５】反強磁性ＣｒＭｎＭx膜１７／Ｃｏ固定層
１６／非磁性膜１５／自由層１４／非磁性膜１３／Ｃｏ
固定層１２／反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１／Ｆｅ系非磁
性合金膜１０、より構成される二重スピンバルブセンサ
層１で、自由層１４は、Ｃｏ固定層１６、及び１２から
横バイアス磁界と、通電時の右ねじの法則による横バイ
アス磁界と、Ｃｏ固定層１６、及び１２と自由層１４と
の間のインターレーヤー結合による横バイアス磁界と、
磁区制御層２０からの縦バイアス磁界と、を受けてい
る。本発明では、センサ高さ，トラック幅，通電時の電
流密度に応じてこれら横バイアス磁界、及び縦バイアス
磁界を次のように調節している。すなわち、外部印加磁
場ゼロの状態で自由層１４の磁化方向がほぼセンサ長手
方向に、Ｃｏ固定層１６、及び１２の磁化方向がセンサ
浮上面とほぼ垂直方向となるように、各層，各膜の膜
厚，飽和磁束密度の大きさを調節している。そのため、
センサ再生時の波形上下対称性がよく、再生特性に優れ
ている。
１６／非磁性膜１５／自由層１４／非磁性膜１３／Ｃｏ
固定層１２／反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１／Ｆｅ系非磁
性合金膜１０、より構成される二重スピンバルブセンサ
層１で、自由層１４は、Ｃｏ固定層１６、及び１２から
横バイアス磁界と、通電時の右ねじの法則による横バイ
アス磁界と、Ｃｏ固定層１６、及び１２と自由層１４と
の間のインターレーヤー結合による横バイアス磁界と、
磁区制御層２０からの縦バイアス磁界と、を受けてい
る。本発明では、センサ高さ，トラック幅，通電時の電
流密度に応じてこれら横バイアス磁界、及び縦バイアス
磁界を次のように調節している。すなわち、外部印加磁
場ゼロの状態で自由層１４の磁化方向がほぼセンサ長手
方向に、Ｃｏ固定層１６、及び１２の磁化方向がセンサ
浮上面とほぼ垂直方向となるように、各層，各膜の膜
厚，飽和磁束密度の大きさを調節している。そのため、
センサ再生時の波形上下対称性がよく、再生特性に優れ
ている。
【００５６】さらに、Ｆｅ系非磁性合金膜１０を非磁性
としているため、Ｆｅ系非磁性合金膜１０を設けたこと
による自由層１４への横バイアス磁界の増加はない。仮
に、Ｆｅ系非磁性合金膜１０が飽和磁束密度を持ってい
ると、自由層１４に横バイアス磁界が印加され、自由層
１４の磁化方向はセンサ長手方向からずれてしまい、波
形非対称などの再生特性の劣化につながることになる。
本発明では、Ｆｅ系非磁性合金膜１０の飽和磁束密度を
ゼロとしているため、外部印加磁場ゼロの状態で、自由
層１４と、Ｃｏ固定層１６、及び１２の磁化方向のなす
角度を９０°に保ちやすい特徴も有している。
としているため、Ｆｅ系非磁性合金膜１０を設けたこと
による自由層１４への横バイアス磁界の増加はない。仮
に、Ｆｅ系非磁性合金膜１０が飽和磁束密度を持ってい
ると、自由層１４に横バイアス磁界が印加され、自由層
１４の磁化方向はセンサ長手方向からずれてしまい、波
形非対称などの再生特性の劣化につながることになる。
本発明では、Ｆｅ系非磁性合金膜１０の飽和磁束密度を
ゼロとしているため、外部印加磁場ゼロの状態で、自由
層１４と、Ｃｏ固定層１６、及び１２の磁化方向のなす
角度を９０°に保ちやすい特徴も有している。
【００５７】したがって、交換結合特性，抵抗変化率，
諸特性，バルクハウゼンノイズレス，再生特性，生産
性，信頼性に優れた二重スピンバルブセンサ２を提供す
ることができる。
諸特性，バルクハウゼンノイズレス，再生特性，生産
性，信頼性に優れた二重スピンバルブセンサ２を提供す
ることができる。
【００５８】本発明の実施例２から、必然的にシングル
タイプのスピンバルブセンサを生み出すことができた。
先願のＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自由層より構成
されるスピンバルブセンサの積層順序を逆にした構造で
ある。図３に、実施例３のスピンバルブセンサ３のセン
サ浮上面から見た断面図を示す。
タイプのスピンバルブセンサを生み出すことができた。
先願のＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層／自由層より構成
されるスピンバルブセンサの積層順序を逆にした構造で
ある。図３に、実施例３のスピンバルブセンサ３のセン
サ浮上面から見た断面図を示す。
【００５９】スピンバルブセンサ層は、体心立方格子を
有するＦｅ系非磁性合金膜１０上に、反強磁性ＣｒＭｎ
Ｍx 膜１１（Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，貴金属元素），強
磁性膜１２（Ｃｏ固定層１２），非磁性膜１３，強磁性
膜１４（自由層１４）を順次積層した層で構成される。
スピンバルブセンサ３は、スピンバルブセンサ層をセン
サ中央活性領域にのみ形成し、中央活性領域両端部に、
スピンバルブセンサ層と電気的連続性を保ちながら磁区
制御層２０と信号検出電極３０とを順次隣接接合して形
成した。
有するＦｅ系非磁性合金膜１０上に、反強磁性ＣｒＭｎ
Ｍx 膜１１（Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，貴金属元素），強
磁性膜１２（Ｃｏ固定層１２），非磁性膜１３，強磁性
膜１４（自由層１４）を順次積層した層で構成される。
スピンバルブセンサ３は、スピンバルブセンサ層をセン
サ中央活性領域にのみ形成し、中央活性領域両端部に、
スピンバルブセンサ層と電気的連続性を保ちながら磁区
制御層２０と信号検出電極３０とを順次隣接接合して形
成した。
【００６０】反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１は、Ｃｏ固定
層１２に一方向異方性を付与するための膜である。反強
磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１膜の膜厚は、２０ｎｍ程度まで
の薄膜化が可能であり、２０ｎｍとした。
層１２に一方向異方性を付与するための膜である。反強
磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１膜の膜厚は、２０ｎｍ程度まで
の薄膜化が可能であり、２０ｎｍとした。
【００６１】Ｃｏ固定層１２内の磁気モーメントは、反
強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１との交換結合により、一方向
に揃えられており、センサ浮上面と垂直方向に揃えた。
Ｃｏ固定層１２への一方向異方性の付与は、センサ浮上
面と垂直方向に直流磁界を印加しながら、２３０℃の熱
処理を行うことにより行った。Ｃｏ固定層１２の厚さ
は、１〜５ｎｍとした。
強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１との交換結合により、一方向
に揃えられており、センサ浮上面と垂直方向に揃えた。
Ｃｏ固定層１２への一方向異方性の付与は、センサ浮上
面と垂直方向に直流磁界を印加しながら、２３０℃の熱
処理を行うことにより行った。Ｃｏ固定層１２の厚さ
は、１〜５ｎｍとした。
【００６２】非磁性膜１３は、Ｃｏ固定層１２と自由層
１４とを磁気的に分離する膜であり、Ｃｕとした。非磁
性膜１３の厚さは、１〜５ｎｍとした。
１４とを磁気的に分離する膜であり、Ｃｕとした。非磁
性膜１３の厚さは、１〜５ｎｍとした。
【００６３】自由層１４は、磁性媒体からの磁気的信号
に応じて自由に回転することのできる膜であり、ＮｉＦ
ｅ膜とした。自由層１４の膜厚は、２〜１０ｎｍとし
た。自由層１４内の磁気モーメントは、外部印加磁場ゼ
ロの時、Ｃｏ固定層１２内の磁気モーメントと垂直とな
るように形成した。
に応じて自由に回転することのできる膜であり、ＮｉＦ
ｅ膜とした。自由層１４の膜厚は、２〜１０ｎｍとし
た。自由層１４内の磁気モーメントは、外部印加磁場ゼ
ロの時、Ｃｏ固定層１２内の磁気モーメントと垂直とな
るように形成した。
【００６４】磁区制御層２０は、自由層１４に縦バイア
ス磁界を印加する層であり、自由層１４内の磁壁発生を
防止し、いわゆる「バルクハウゼンノイズ」を抑止する
膜である。磁区制御層２０には、反強磁性膜−強磁性膜
の結合膜や硬磁性膜を用いた。
ス磁界を印加する層であり、自由層１４内の磁壁発生を
防止し、いわゆる「バルクハウゼンノイズ」を抑止する
膜である。磁区制御層２０には、反強磁性膜−強磁性膜
の結合膜や硬磁性膜を用いた。
【００６５】信号検出電極３０は、電気抵抗の小さいＣ
ｕ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａなどを用いた。
ｕ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａなどを用いた。
【００６６】実施例３のスピンバルブセンサ３では、磁
性媒体からの磁気的信号に応じて自由層１４の磁気モー
メントの方向が自由に回転し、必然的にＣｏ固定層１２
内の磁気モーメントの方向と自由層１４の磁気モーメン
トとの間の角度が変化する。本発明のスピンバルブセン
サ３は、これら固定層１２と自由層１４の磁化方向の角
度変化に応じて電気抵抗が変化することを利用し、磁性
媒体からの磁気的信号を電気的信号に変換する。
性媒体からの磁気的信号に応じて自由層１４の磁気モー
メントの方向が自由に回転し、必然的にＣｏ固定層１２
内の磁気モーメントの方向と自由層１４の磁気モーメン
トとの間の角度が変化する。本発明のスピンバルブセン
サ３は、これら固定層１２と自由層１４の磁化方向の角
度変化に応じて電気抵抗が変化することを利用し、磁性
媒体からの磁気的信号を電気的信号に変換する。
【００６７】本発明によると、自由層／非磁性層／Ｃｏ
／ＣｒＭｎＭx より構成されるスピンバルブセンサ層の
下地膜に、体心立方格子の結晶構造を有するＦｅ系非磁
性合金膜１０を設けることにより、ＣｒＭｎＭx膜の表
面凹凸が改善でき、CrMnMx 膜面をフラットに形成する
ことができた。これは、Ｆｅ系非磁性合金膜１０とＣｒ
ＭｎＭx 膜がともに、体心立方格子（ｂｃｃ）の結晶構
造を有しているためであり、ｂｃｃ／ｂｃｃのエピタキ
シャル成長により、ＣｒＭｎＭx 膜が形成されたことに
よると考えられる。
／ＣｒＭｎＭx より構成されるスピンバルブセンサ層の
下地膜に、体心立方格子の結晶構造を有するＦｅ系非磁
性合金膜１０を設けることにより、ＣｒＭｎＭx膜の表
面凹凸が改善でき、CrMnMx 膜面をフラットに形成する
ことができた。これは、Ｆｅ系非磁性合金膜１０とＣｒ
ＭｎＭx 膜がともに、体心立方格子（ｂｃｃ）の結晶構
造を有しているためであり、ｂｃｃ／ｂｃｃのエピタキ
シャル成長により、ＣｒＭｎＭx 膜が形成されたことに
よると考えられる。
【００６８】本発明のＦｅ系非磁性合金膜１０を下地膜
に採用することにより、Ｆｅ系非磁性合金膜１０上に形
成される反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１をフラットに形成
できたため、反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１上に形成され
るＣｏ固定層１２との結合密度を向上できた。その結
果、自由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx ／Ｆｅ系非
磁性合金膜、より構成されるスピンバルブセンサ層で、
Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界を実用に十分な大
きさまで向上することができた。
に採用することにより、Ｆｅ系非磁性合金膜１０上に形
成される反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１をフラットに形成
できたため、反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１上に形成され
るＣｏ固定層１２との結合密度を向上できた。その結
果、自由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx ／Ｆｅ系非
磁性合金膜、より構成されるスピンバルブセンサ層で、
Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜の結合磁界を実用に十分な大
きさまで向上することができた。
【００６９】さらに、自由層／非磁性層／Ｃｏ／ＣｒＭ
ｎＭx ／Ｆｅ系非磁性合金膜、より構成されるスピンバ
ルブセンサ層で、反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１の表面を
フラットに形成できたため、反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１
１上に形成されるＣｏ固定層１２をフラットに形成する
ことができ、Ｃｏ固定層１２とその上側の非磁性膜１３
を介して非磁性膜１３上に形成されている自由層１４と
の間に生じるinterlayer結合を低減できた。これによ
り、外部印加磁場ゼロの状態で、固定層１２と自由層１
４の磁化方向のなす角度を９０°に保つことが容易とな
り、抵抗変化率を向上させることができた。
ｎＭx ／Ｆｅ系非磁性合金膜、より構成されるスピンバ
ルブセンサ層で、反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１１の表面を
フラットに形成できたため、反強磁性ＣｒＭｎＭx 膜１
１上に形成されるＣｏ固定層１２をフラットに形成する
ことができ、Ｃｏ固定層１２とその上側の非磁性膜１３
を介して非磁性膜１３上に形成されている自由層１４と
の間に生じるinterlayer結合を低減できた。これによ
り、外部印加磁場ゼロの状態で、固定層１２と自由層１
４の磁化方向のなす角度を９０°に保つことが容易とな
り、抵抗変化率を向上させることができた。
【００７０】さらに、Ｆｅ系非磁性合金膜１０を非磁性
としているため、Ｆｅ系非磁性合金膜１０を設けたこと
による自由層１４への横バイアス磁界の増加はない。仮
に、Ｆｅ系非磁性合金膜１０が飽和磁束密度を持ってい
ると、自由層１４に横バイアス磁界が印加され、自由層
１４の磁化方向はセンサ長手方向からずれてしまい、波
形非対称などの再生特性の劣化につながることになる。
本発明では、Ｆｅ系非磁性合金膜１０の飽和磁束密度を
ゼロとしているため、外部印加磁場ゼロの状態で、自由
層１４とＣｏ固定層１２の磁化方向のなす角度を９０°
に保ちやすい特徴も有している。
としているため、Ｆｅ系非磁性合金膜１０を設けたこと
による自由層１４への横バイアス磁界の増加はない。仮
に、Ｆｅ系非磁性合金膜１０が飽和磁束密度を持ってい
ると、自由層１４に横バイアス磁界が印加され、自由層
１４の磁化方向はセンサ長手方向からずれてしまい、波
形非対称などの再生特性の劣化につながることになる。
本発明では、Ｆｅ系非磁性合金膜１０の飽和磁束密度を
ゼロとしているため、外部印加磁場ゼロの状態で、自由
層１４とＣｏ固定層１２の磁化方向のなす角度を９０°
に保ちやすい特徴も有している。
【００７１】さらに、本発明によると、反強磁性ＣｒＭ
ｎＭx膜１１はＣｒをベースとした合金なので耐食性に
優れており、センサ加工による特性の劣化がない。
ｎＭx膜１１はＣｒをベースとした合金なので耐食性に
優れており、センサ加工による特性の劣化がない。
【００７２】さらに、本発明によると、Ｃｏ／ＣｒＭｎ
Ｍx 結合膜は、ブロッキング温度約３８０℃を有してお
り、高ブロッキング温度を満足する。
Ｍx 結合膜は、ブロッキング温度約３８０℃を有してお
り、高ブロッキング温度を満足する。
【００７３】さらに、本発明によると、反強磁性ＣｒＭ
ｎＭx 膜１１の比抵抗は、３００〜４００μΩcmを示し
ており、高比抵抗を満足する。
ｎＭx 膜１１の比抵抗は、３００〜４００μΩcmを示し
ており、高比抵抗を満足する。
【００７４】さらに、本発明によると、反強磁性ＣｒＭ
ｎＭx 膜１１は、２０ｎｍ程度までの薄膜化が可能であ
り、薄膜化を満足する。
ｎＭx 膜１１は、２０ｎｍ程度までの薄膜化が可能であ
り、薄膜化を満足する。
【００７５】さらに、スピンバルブセンサ層で、Ｃｏ固
定層１２に一方向異方性を付与するための熱処理温度
は、２３０℃程度の低温熱処理でよく、熱処理によるス
ピンバルブセンサ層の各層間での原子の相互拡散を低減
でき、熱処理による抵抗変化率の低減を防止することが
できる。
定層１２に一方向異方性を付与するための熱処理温度
は、２３０℃程度の低温熱処理でよく、熱処理によるス
ピンバルブセンサ層の各層間での原子の相互拡散を低減
でき、熱処理による抵抗変化率の低減を防止することが
できる。
【００７６】以上、本発明の自由層／非磁性層／Ｃｏ／
ＣｒＭｎＭx ／Ｆｅ系非磁性合金膜、より構成されるス
ピンバルブセンサ層では、Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜に
関し、反強磁性膜に要求される（１）高耐食性、（２）
高結合磁界、（３）高ブロッキング温度、（４）高比抵
抗、（５）薄膜化、（６）結合磁界を得るための熱処理
温度が低いこと、をすべて満足できる。
ＣｒＭｎＭx ／Ｆｅ系非磁性合金膜、より構成されるス
ピンバルブセンサ層では、Ｃｏ／ＣｒＭｎＭx 結合膜に
関し、反強磁性膜に要求される（１）高耐食性、（２）
高結合磁界、（３）高ブロッキング温度、（４）高比抵
抗、（５）薄膜化、（６）結合磁界を得るための熱処理
温度が低いこと、をすべて満足できる。
【００７７】したがって、交換結合特性，抵抗変化率，
バルクハウゼンノイズレス，再生特性，諸特性，生産
性，信頼性に優れたスピンバルブセンサ３を提供するこ
とができる。
バルクハウゼンノイズレス，再生特性，諸特性，生産
性，信頼性に優れたスピンバルブセンサ３を提供するこ
とができる。
【００７８】さらに、本発明のスピンバルブセンサ２、
及び３は、シールドを備えていないが、シールドを備え
たスピンバルブセンサにも応用できる。
及び３は、シールドを備えていないが、シールドを備え
たスピンバルブセンサにも応用できる。
【００７９】さらに、本発明のスピンバルブセンサ２、
あるいは３は、それらの上方、あるいは下方にライトヘ
ッドを配置した記録再生分離ヘッドへ応用できる。
あるいは３は、それらの上方、あるいは下方にライトヘ
ッドを配置した記録再生分離ヘッドへ応用できる。
【００８０】さらに、本発明のスピンバルブセンサ２、
あるいは３はヨ−クタイプの構造へ応用できる。
あるいは３はヨ−クタイプの構造へ応用できる。
【００８１】さらに、本発明のＦｅ系非磁性合金膜１０
を、Ｆｅ系非磁性合金／Ｔａ膜などの多層構造としても
よい。
を、Ｆｅ系非磁性合金／Ｔａ膜などの多層構造としても
よい。
【００８２】さらに、強磁性膜１２、及び強磁性膜１６
は、ＮｉＦｅ／Ｃｏ多層膜、及びＣｏ／ＮｉＦｅ多層膜
としてもよく、Ｃｏ膜以外の強磁性膜でもよい。
は、ＮｉＦｅ／Ｃｏ多層膜、及びＣｏ／ＮｉＦｅ多層膜
としてもよく、Ｃｏ膜以外の強磁性膜でもよい。
【００８３】
【発明の効果】本発明のＣｒＭｎＭx ／Ｃｏ／非磁性層
／自由層／非磁性層／Ｃｏ／CrMnMx／Ｆｅ系非磁性合金
膜、より構成される二重スピンバルブセンサ層では、上
層のＣｒＭｎＭx １７／Ｃｏ固定層１６結合膜、及び下
層のＣｏ固定層１２／CrMnMx１１結合膜ともに、反強磁
性膜に要求される（１）高耐食性、（２）高結合磁界、
（３）高ブロッキング温度、（４）高比抵抗、（５）薄
膜化、（６）結合磁界を得るための熱処理温度が低いこ
と、をすべて満足でき、特性，生産性，信頼性に優れた
二重スピンバルブセンサ層を提供することができる。
／自由層／非磁性層／Ｃｏ／CrMnMx／Ｆｅ系非磁性合金
膜、より構成される二重スピンバルブセンサ層では、上
層のＣｒＭｎＭx １７／Ｃｏ固定層１６結合膜、及び下
層のＣｏ固定層１２／CrMnMx１１結合膜ともに、反強磁
性膜に要求される（１）高耐食性、（２）高結合磁界、
（３）高ブロッキング温度、（４）高比抵抗、（５）薄
膜化、（６）結合磁界を得るための熱処理温度が低いこ
と、をすべて満足でき、特性，生産性，信頼性に優れた
二重スピンバルブセンサ層を提供することができる。
【００８４】さらに、本発明の二重スピンバルブセンサ
層をセンサ中央活性領域にのみ形成し、中央活性領域両
端部に、二重スピンバルブセンサ層と電気的連続性を保
ちながら磁区制御層と信号検出電極とを順次隣接接合し
て二重スピンバルブセンサを形成することにより、抵抗
変化率，バルクハウゼンノイズレス，再生特性，生産
性，信頼性に優れた二重スピンバルブセンサを提供する
ことができる。
層をセンサ中央活性領域にのみ形成し、中央活性領域両
端部に、二重スピンバルブセンサ層と電気的連続性を保
ちながら磁区制御層と信号検出電極とを順次隣接接合し
て二重スピンバルブセンサを形成することにより、抵抗
変化率，バルクハウゼンノイズレス，再生特性，生産
性，信頼性に優れた二重スピンバルブセンサを提供する
ことができる。
【図１】本発明の実施例１を示す二重スピンバルブセン
サ層の断面図。
サ層の断面図。
【図２】本発明の実施例２を示す二重スピンバルブセン
サの断面図。
サの断面図。
【図３】本発明の実施例３を示すスピンバルブセンサの
断面図。
断面図。
１０…Ｆｅ系非磁性合金膜、１１…反強磁性ＣｒＭｎＭ
x 膜（Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，貴金属元素）、１２…強
磁性膜（Ｃｏ固定層）、１３…非磁性膜、１４…強磁性
膜（自由層）、１５…非磁性膜、１６…強磁性膜（Ｃｏ
固定層１６）、１７…反強磁性ＣｒＭｎＭx膜。
x 膜（Ｍ：Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，貴金属元素）、１２…強
磁性膜（Ｃｏ固定層）、１３…非磁性膜、１４…強磁性
膜（自由層）、１５…非磁性膜、１６…強磁性膜（Ｃｏ
固定層１６）、１７…反強磁性ＣｒＭｎＭx膜。
Claims (2)
- 【請求項１】第一の反強磁性膜，第一の強磁性膜，第一
の非磁性膜，第二の強磁性膜，第二の非磁性膜，第三の
強磁性膜，第二の反強磁性膜を順次積層した二重スピン
バルブセンサ層をセンサ中央活性領域にのみ形成し、前
記中央活性領域両端部に前記二重スピンバルブセンサ層
と電気的連続性を保ちながら隣接接合して形成した一対
の磁区制御層と信号検出電極とを含む磁気抵抗センサに
おいて、 前記二重スピンバルブセンサ層の下側に、体心立方格子
の結晶構造を有するＦｅ系非磁性合金膜を設けることを
特徴とする磁気抵抗センサ。 - 【請求項２】第一の反強磁性膜，第一の強磁性膜，第一
の非磁性膜，第二の強磁性膜を順次積層したスピンバル
ブセンサ層をセンサ中央活性領域にのみ形成し、前記中
央活性領域両端部に前記スピンバルブセンサ層と電気的
連続性を保ちながら隣接接合して形成した一対の磁区制
御層と信号検出電極とを含む磁気抵抗センサにおいて、 前記スピンバルブセンサ層の下側に、体心立方格子の結
晶構造を有するＦｅ系非磁性合金膜を設けることを特徴
とする磁気抵抗センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17206596A JPH1021512A (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | Ｆｅ系非磁性合金膜を下地膜に用いたスピンバルブセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17206596A JPH1021512A (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | Ｆｅ系非磁性合金膜を下地膜に用いたスピンバルブセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1021512A true JPH1021512A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=15934892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17206596A Pending JPH1021512A (ja) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | Ｆｅ系非磁性合金膜を下地膜に用いたスピンバルブセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1021512A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6650512B1 (en) | 2000-03-21 | 2003-11-18 | International Business Machines Corporation | GMR coefficient enhancement of a spin valve structure |
| US6819533B2 (en) | 2000-04-24 | 2004-11-16 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive head in which an interlayer coupling field applied to a free magnetic layer is reduced |
| US20190259520A1 (en) * | 2018-02-21 | 2019-08-22 | Allegro Microsystems, Llc | Spin Valve With Bias Alignment |
-
1996
- 1996-07-02 JP JP17206596A patent/JPH1021512A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6650512B1 (en) | 2000-03-21 | 2003-11-18 | International Business Machines Corporation | GMR coefficient enhancement of a spin valve structure |
| US6819533B2 (en) | 2000-04-24 | 2004-11-16 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive head in which an interlayer coupling field applied to a free magnetic layer is reduced |
| US20190259520A1 (en) * | 2018-02-21 | 2019-08-22 | Allegro Microsystems, Llc | Spin Valve With Bias Alignment |
| US10777345B2 (en) * | 2018-02-21 | 2020-09-15 | Allegro Microsystems, Llc | Spin valve with bias alignment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4421822B2 (ja) | ボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子およびその製造方法 | |
| KR100462926B1 (ko) | 스핀터널 자기저항효과막과 소자 및 이를 사용한 자기저항센서 및 자기 장치와 그 제조방법 | |
| US7365949B2 (en) | CPP giant magnetoresistive head including pinned magnetic layer that extends in the height direction | |
| JP5150284B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子およびその製造方法 | |
| US7310208B2 (en) | Magnetoresistive sensor containing self-pinned layer containing a plurality of magnetic sublayers with magnetostriction-enhancing layer made of a nonmagnetic material | |
| JP3557140B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子及び磁気再生装置 | |
| US8107201B2 (en) | Hard bias design for extra high density recording | |
| KR100690492B1 (ko) | 자기 저항 효과 소자, 자기 헤드, 및 자기 기억 장치 | |
| JP2006261306A (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気再生ヘッド及び磁気情報再生装置 | |
| JP2003309305A (ja) | 磁気検出素子 | |
| JP4245318B2 (ja) | 磁気検出素子 | |
| JP2008060202A (ja) | Ｃｐｐ構造の磁気抵抗効果素子の製造方法。 | |
| JP2003016613A (ja) | 磁気ヘッド | |
| JP2003338644A (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JPH10198927A (ja) | 磁気抵抗効果膜およびその製造方法 | |
| JP2924819B2 (ja) | 磁気抵抗効果膜及びその製造方法 | |
| JPH09205234A (ja) | 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果センサ | |
| US7312960B2 (en) | Magnetic sensing element comprising a pinned magnetic layer, a free magnetic layer, and a nonmagnetic conductive layer disposed therebetween | |
| JP2001358381A (ja) | 磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果型ヘッド、および情報再生装置 | |
| JP2007158058A (ja) | 磁気検出素子 | |
| JPH1021512A (ja) | Ｆｅ系非磁性合金膜を下地膜に用いたスピンバルブセンサ | |
| JPH1131312A (ja) | 二重スピンバルブセンサ | |
| JP3575672B2 (ja) | 磁気抵抗効果膜及び磁気抵抗効果素子 | |
| JP3083237B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子及び磁気ヘッド | |
| JP2907805B1 (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置 |