JPH10269531A - 磁気抵抗効果型再生ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果型再生ヘッドInfo
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- JPH10269531A JPH10269531A JP10000383A JP38398A JPH10269531A JP H10269531 A JPH10269531 A JP H10269531A JP 10000383 A JP10000383 A JP 10000383A JP 38398 A JP38398 A JP 38398A JP H10269531 A JPH10269531 A JP H10269531A
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- 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
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- Magnetic Heads (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜厚が薄くとも、十分な保磁力Ｈｃと必要な
磁界を印加できるＢｒ・ｔ積を有する永久磁石合金の組
成を見い出す。 【解決手段】 下部シールド層５２上に、下部絶縁層４
２を介して、ＳＡＬ膜１３、磁気分離膜１２およびＭＲ
膜１１を挟むように、下地膜２２、永久磁石膜２１およ
び電極膜３１が積層され、更にこの上に、上部絶縁層４
１およびミッドシールド層５１を形成した構造を有する
ＳＡＬ型磁気抵抗効果型再生ヘッドにおいて、縦バイア
ス磁界印加用の永久磁石膜として、Ｃｏ：６５〜８２at
om％、Ｃｒ：１０〜１５atom％、Ｐｔ：８〜２０atom％
の組成のＣｏＣｒＰｔ合金を用いることによって、再生
トラック幅が３μｍ以下、再生ギャップ長が０．２μｍ
以下のＭＲヘッドでも十分な出力とバルクハウゼン・ノ
イズの抑制効果とを得る。
磁界を印加できるＢｒ・ｔ積を有する永久磁石合金の組
成を見い出す。 【解決手段】 下部シールド層５２上に、下部絶縁層４
２を介して、ＳＡＬ膜１３、磁気分離膜１２およびＭＲ
膜１１を挟むように、下地膜２２、永久磁石膜２１およ
び電極膜３１が積層され、更にこの上に、上部絶縁層４
１およびミッドシールド層５１を形成した構造を有する
ＳＡＬ型磁気抵抗効果型再生ヘッドにおいて、縦バイア
ス磁界印加用の永久磁石膜として、Ｃｏ：６５〜８２at
om％、Ｃｒ：１０〜１５atom％、Ｐｔ：８〜２０atom％
の組成のＣｏＣｒＰｔ合金を用いることによって、再生
トラック幅が３μｍ以下、再生ギャップ長が０．２μｍ
以下のＭＲヘッドでも十分な出力とバルクハウゼン・ノ
イズの抑制効果とを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体から
磁気情報信号を読み取るための磁気抵抗効果型再生ヘッ
ド（ＭＲヘッド）に関し、特に、縦バイアス磁界を印加
するために形成配置される永久磁石膜が、５０オングス
トローム程度以下の膜厚でも十分な保磁力を発生できる
ＭＲヘッドの構成に関する。
磁気情報信号を読み取るための磁気抵抗効果型再生ヘッ
ド（ＭＲヘッド）に関し、特に、縦バイアス磁界を印加
するために形成配置される永久磁石膜が、５０オングス
トローム程度以下の膜厚でも十分な保磁力を発生できる
ＭＲヘッドの構成に関する。
【０００２】以下の用語の定義は、Ｓ．ヘンデル「電子
工学事典」（S. Handel, A dictionary of Electronic
s, Penguin Books, Middlesex, England, 1972 ）によ
る。“磁気抵抗効果”とは、磁界によって、電流を流す
磁性体の電気抵抗が変化する現象であって、磁界が電流
の流れに対して平行のときに磁性体の抵抗が増加し、磁
界が電流の流れに対して直角のときに磁性体の抵抗が減
少する。“磁束密度”とは、ある点の小領域における１
平方ｃｍ当たりの磁束の量をいい、磁束は、その領域に
対して垂直に貫く。“磁束”とは、電流を囲む媒体また
は磁石において発生する現象である。ある領域を貫く磁
束の量は、その領域を境界とする、所定の抵抗を有する
電気回路を磁界から遠ざけたときに発生する電流によっ
て計測される。その量は、同一の境界を有する任意の面
によって、磁束密度または磁気誘導を面積分した量に等
しい。ある物質の強磁性を示す曲線（磁束密度Ｂの磁気
力Ｈに対する関係）を“磁化曲線”という。“保磁性”
とは、ある磁性体の飽和磁気誘導に対する残留磁気誘導
によって計測される量である。“飽和磁気誘導”とは、
ある物質において可能な最大固有磁気誘導のことであ
る。保磁性の飽和磁束密度に対する比は、“角形比”と
いう。
工学事典」（S. Handel, A dictionary of Electronic
s, Penguin Books, Middlesex, England, 1972 ）によ
る。“磁気抵抗効果”とは、磁界によって、電流を流す
磁性体の電気抵抗が変化する現象であって、磁界が電流
の流れに対して平行のときに磁性体の抵抗が増加し、磁
界が電流の流れに対して直角のときに磁性体の抵抗が減
少する。“磁束密度”とは、ある点の小領域における１
平方ｃｍ当たりの磁束の量をいい、磁束は、その領域に
対して垂直に貫く。“磁束”とは、電流を囲む媒体また
は磁石において発生する現象である。ある領域を貫く磁
束の量は、その領域を境界とする、所定の抵抗を有する
電気回路を磁界から遠ざけたときに発生する電流によっ
て計測される。その量は、同一の境界を有する任意の面
によって、磁束密度または磁気誘導を面積分した量に等
しい。ある物質の強磁性を示す曲線（磁束密度Ｂの磁気
力Ｈに対する関係）を“磁化曲線”という。“保磁性”
とは、ある磁性体の飽和磁気誘導に対する残留磁気誘導
によって計測される量である。“飽和磁気誘導”とは、
ある物質において可能な最大固有磁気誘導のことであ
る。保磁性の飽和磁束密度に対する比は、“角形比”と
いう。
【０００３】本発明の永久磁石膜は高角形比を有するた
め、バルクハウゼン・ノイズを抑制することができ、狭
トラック化に最適なＭＲヘッドを作製することができ
る。
め、バルクハウゼン・ノイズを抑制することができ、狭
トラック化に最適なＭＲヘッドを作製することができ
る。
【０００４】
【従来の技術】ＭＲヘッドは、検出方法に強磁性薄膜の
磁気抵抗効果現象を利用した再生専用のヘッドである。
ＭＲヘッドの再生特性は、例えばディスクのような磁気
記録媒体とヘッドとの相対速度に依存せずかつ感度が高
いという特徴を生かして、磁気ディスク装置の小型化あ
るいは高記録密度化の要求に適した再生ヘッドとして注
目され、その開発が急がれている。
磁気抵抗効果現象を利用した再生専用のヘッドである。
ＭＲヘッドの再生特性は、例えばディスクのような磁気
記録媒体とヘッドとの相対速度に依存せずかつ感度が高
いという特徴を生かして、磁気ディスク装置の小型化あ
るいは高記録密度化の要求に適した再生ヘッドとして注
目され、その開発が急がれている。
【０００５】ＭＲヘッドについては、Ｈ．ニール・ベト
ラム「磁気記録の理論」（H. NealBertram, The Theory
of Magnetic Recording, Cambridge University Pres
s, Cambridge, England, 1994, pp. 166-203）に記載さ
れている。
ラム「磁気記録の理論」（H. NealBertram, The Theory
of Magnetic Recording, Cambridge University Pres
s, Cambridge, England, 1994, pp. 166-203）に記載さ
れている。
【０００６】図１３に、関連するＭＲ再生ヘッドおよび
誘導型記録ヘッドを備えた従来の録再ヘッドの斜視断面
を、また、図１４に、その検出部Ｘの拡大図を示す。図
１３の録再ヘッド構造は、まず基板７上にＭＲヘッド２
を形成した後、磁気記録媒体に情報を書き込む誘導型ヘ
ッド１を搭載したいわゆる録再分離型ヘッドの構成を示
している。図示したＭＲヘッド２は、図１４において、
下部シールド層５２とミッドシールド層５１との間に、
軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ膜）１３、磁気分離膜１２お
よび磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）１１からなる積層ストラ
イプ２０を下部絶縁層４２と上部絶縁層４１とを介して
配置するものである。更に、積層ストライプ２０の両側
には永久磁石膜２１と電極膜３１とが形成配置されてい
る。
誘導型記録ヘッドを備えた従来の録再ヘッドの斜視断面
を、また、図１４に、その検出部Ｘの拡大図を示す。図
１３の録再ヘッド構造は、まず基板７上にＭＲヘッド２
を形成した後、磁気記録媒体に情報を書き込む誘導型ヘ
ッド１を搭載したいわゆる録再分離型ヘッドの構成を示
している。図示したＭＲヘッド２は、図１４において、
下部シールド層５２とミッドシールド層５１との間に、
軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ膜）１３、磁気分離膜１２お
よび磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）１１からなる積層ストラ
イプ２０を下部絶縁層４２と上部絶縁層４１とを介して
配置するものである。更に、積層ストライプ２０の両側
には永久磁石膜２１と電極膜３１とが形成配置されてい
る。
【０００７】図１４を参照すると、再生動作時には、上
部絶縁層４１と下部絶縁層４２とによって形成された再
生ギャップ９で、ＭＲヘッド２が通過した磁気記録媒体
の磁気情報信号を取り込み、積層ストライプ２０のＭＲ
膜１１に電気抵抗変化を生じさせて電気信号に変換す
る。
部絶縁層４１と下部絶縁層４２とによって形成された再
生ギャップ９で、ＭＲヘッド２が通過した磁気記録媒体
の磁気情報信号を取り込み、積層ストライプ２０のＭＲ
膜１１に電気抵抗変化を生じさせて電気信号に変換す
る。
【０００８】一方、書き込み時、すなわち記録の際に
は、図１３を参照すると、上部の誘導型ヘッド１を用
い、ミッドシールド層５１と上部磁極３とで磁気回路を
構成し、コイル４に信号電流を流すことによって記録ギ
ャップ８に磁界を生じさせ、ディスク等の磁気記録媒体
に情報を書き込む。
は、図１３を参照すると、上部の誘導型ヘッド１を用
い、ミッドシールド層５１と上部磁極３とで磁気回路を
構成し、コイル４に信号電流を流すことによって記録ギ
ャップ８に磁界を生じさせ、ディスク等の磁気記録媒体
に情報を書き込む。
【０００９】図１４に示すように、検出部を形成する積
層ストライプ２０は、その両側に永久磁石膜２１と電極
膜３１とを配すると共に、上部絶縁層４１と下部絶縁層
４２とによって挟み込まれている。このため、再生トラ
ック１０および再生ギャップ９は、図示するような配置
となる。また、この永久磁石膜２１と電極膜３１とに挟
まれた部分は、一般的に再生トラック領域と称する。Ｍ
Ｒ膜１１は、強磁性体をスパッタ等の薄膜形成技術によ
り作製されるもので、ＮｉＦｅ合金（パーマロイ合
金）、ＣｏＦｅ合金等が一般的である。
層ストライプ２０は、その両側に永久磁石膜２１と電極
膜３１とを配すると共に、上部絶縁層４１と下部絶縁層
４２とによって挟み込まれている。このため、再生トラ
ック１０および再生ギャップ９は、図示するような配置
となる。また、この永久磁石膜２１と電極膜３１とに挟
まれた部分は、一般的に再生トラック領域と称する。Ｍ
Ｒ膜１１は、強磁性体をスパッタ等の薄膜形成技術によ
り作製されるもので、ＮｉＦｅ合金（パーマロイ合
金）、ＣｏＦｅ合金等が一般的である。
【００１０】ＭＲヘッドが最適な再生動作を行うために
は、２つの方面の異なるバイアス磁界が必要であること
が既に開示されている。そのバイアス磁界の一つは、磁
気記録媒体からの信号の漏れ磁界に対する応答が線形に
なるように、磁気抵抗効果特性の線形領域にＭＲ膜の動
作点を設定する目的で横方向に印加される横バイアス磁
界である。ＳＡＬ型バイアスは、この横バイアス磁界の
発生方法の一つであり、図１４に示す構造を有する。こ
の方法は、ＭＲ膜１１の近傍に軟磁性膜を配置するもの
で、ＭＲ膜に流れたセンス電流によって発生する磁界に
よってＳＡＬ膜１３を磁化し、この磁化されたＳＡＬ膜
からの磁界でＭＲ膜にバイアス磁界を印加するものであ
る。この横バイアス磁界は、磁気媒体の面にほぼ垂直で
あり、かつＭＲ膜の高さ方向にほぼ並行である。
は、２つの方面の異なるバイアス磁界が必要であること
が既に開示されている。そのバイアス磁界の一つは、磁
気記録媒体からの信号の漏れ磁界に対する応答が線形に
なるように、磁気抵抗効果特性の線形領域にＭＲ膜の動
作点を設定する目的で横方向に印加される横バイアス磁
界である。ＳＡＬ型バイアスは、この横バイアス磁界の
発生方法の一つであり、図１４に示す構造を有する。こ
の方法は、ＭＲ膜１１の近傍に軟磁性膜を配置するもの
で、ＭＲ膜に流れたセンス電流によって発生する磁界に
よってＳＡＬ膜１３を磁化し、この磁化されたＳＡＬ膜
からの磁界でＭＲ膜にバイアス磁界を印加するものであ
る。この横バイアス磁界は、磁気媒体の面にほぼ垂直で
あり、かつＭＲ膜の高さ方向にほぼ並行である。
【００１１】もう一つのバイアス磁界は、ＭＲ膜の長手
方向に印加されるバイアス磁界で、縦バイアス磁界と呼
ばれる。この縦バイアス磁界の目的は、ＭＲ膜に一方向
の磁界を印加し設定することによって、磁化の回転をス
ムーズにし、不連続的な磁化回転を抑えること、あるい
はＭＲ膜の両端部に発生しやすい磁区を固着することに
よって、バルクハウゼン・ノイズを抑えることである。
この縦バイアス磁界を印加するために、ＭＲ膜の両端に
永久磁石を配置したハードバイアス型ＭＲヘッドが開発
された。
方向に印加されるバイアス磁界で、縦バイアス磁界と呼
ばれる。この縦バイアス磁界の目的は、ＭＲ膜に一方向
の磁界を印加し設定することによって、磁化の回転をス
ムーズにし、不連続的な磁化回転を抑えること、あるい
はＭＲ膜の両端部に発生しやすい磁区を固着することに
よって、バルクハウゼン・ノイズを抑えることである。
この縦バイアス磁界を印加するために、ＭＲ膜の両端に
永久磁石を配置したハードバイアス型ＭＲヘッドが開発
された。
【００１２】これまでにバルクハウゼン・ノイズの抑制
方法として永久磁石膜を用いる方法が、例えば特開平５
−１３５３３２号公報に開示されており、図１４に示す
永久磁石膜２１が積層ストライプ２０の両側に配置され
ている。このバイアス方法では、永久磁石膜２１がＭＲ
膜１１上に形成されるため、感磁部両端において永久磁
石膜の部分とＭＲ膜の部分とが重なる結果、その部分が
厚くなってしまい、再生ギャップ長の狭ギャップ化を妨
げていた。特開平５−１３５３３２号公報に開示された
発明の実施例は、感磁部領域の長さが１０μｍ以上の場
合が示され、本発明によって解決しようとする再生トラ
ック幅が３μｍ以下の狭トラックのＭＲヘッドには適用
できない技術である。
方法として永久磁石膜を用いる方法が、例えば特開平５
−１３５３３２号公報に開示されており、図１４に示す
永久磁石膜２１が積層ストライプ２０の両側に配置され
ている。このバイアス方法では、永久磁石膜２１がＭＲ
膜１１上に形成されるため、感磁部両端において永久磁
石膜の部分とＭＲ膜の部分とが重なる結果、その部分が
厚くなってしまい、再生ギャップ長の狭ギャップ化を妨
げていた。特開平５−１３５３３２号公報に開示された
発明の実施例は、感磁部領域の長さが１０μｍ以上の場
合が示され、本発明によって解決しようとする再生トラ
ック幅が３μｍ以下の狭トラックのＭＲヘッドには適用
できない技術である。
【００１３】更に、特開平５−１３５３３２号公報の永
久磁石膜は、磁気ディスク用媒体としてＣｏＰｔまたは
ＣｏＣｒＰｔ等の合金を用いることが教示されている
が、ＭＲヘッドのバイアス膜が永久磁石膜に対して適切
に機能するために必要な磁気特性および適切な機能を得
るための具体的な合金組成については何ら開示していな
い。
久磁石膜は、磁気ディスク用媒体としてＣｏＰｔまたは
ＣｏＣｒＰｔ等の合金を用いることが教示されている
が、ＭＲヘッドのバイアス膜が永久磁石膜に対して適切
に機能するために必要な磁気特性および適切な機能を得
るための具体的な合金組成については何ら開示していな
い。
【００１４】また、特開平４−２４５０１１号公報にも
類似した永久磁石膜を用いたバイアス磁界印加用法が開
示されているが、この場合も前述した公知例と同様に、
永久磁石膜がＭＲ膜の上に積層された構造である。特開
平４−２４５０１１号公報に記載の実施例には、膜厚が
１０００オングストロームのＣｏ：８０、Ｐｔ：２０
（atom％）膜を用いると良いことが例示され、また、残
留磁束密度の低い合金組成でも膜厚を大きくすれば磁区
を安定化する効果があること、加えてこの組成を選んだ
理由は単に高保磁力が得られたからであると述べられて
いる。
類似した永久磁石膜を用いたバイアス磁界印加用法が開
示されているが、この場合も前述した公知例と同様に、
永久磁石膜がＭＲ膜の上に積層された構造である。特開
平４−２４５０１１号公報に記載の実施例には、膜厚が
１０００オングストロームのＣｏ：８０、Ｐｔ：２０
（atom％）膜を用いると良いことが例示され、また、残
留磁束密度の低い合金組成でも膜厚を大きくすれば磁区
を安定化する効果があること、加えてこの組成を選んだ
理由は単に高保磁力が得られたからであると述べられて
いる。
【００１５】情報化時代のニューマルチメディアが注目
され、より大容量で高性能の記録手段が望まれている。
その結果、要求される面密度（平方インチ当たりのデー
タビット）は高くなっている。しかし、面密度が増大す
れば、信号セグメントは必然的に小さくなり、再生ヘッ
ドに記録される信号は弱くなる。この信号の弱化は、記
憶媒体をより速く回転させて、信号を強くすることによ
り補償することができるが、媒体を速く回転させると、
データ周波数が増大して誘導型ヘッドが追従できなくな
ってしまう。
され、より大容量で高性能の記録手段が望まれている。
その結果、要求される面密度（平方インチ当たりのデー
タビット）は高くなっている。しかし、面密度が増大す
れば、信号セグメントは必然的に小さくなり、再生ヘッ
ドに記録される信号は弱くなる。この信号の弱化は、記
憶媒体をより速く回転させて、信号を強くすることによ
り補償することができるが、媒体を速く回転させると、
データ周波数が増大して誘導型ヘッドが追従できなくな
ってしまう。
【００１６】ＭＲヘッドは、現行の小規模な面密度のも
のに対して効果的に読み取ってきた。現在、面記録密度
６５０Ｍｂ／in2 用には再生ギャップ長が０．４μｍ程
度のＭＲヘッドが用いられているが、今後の高記録密度
化によってますます再生ギャップ長は狭くなるであろ
う。再生ギャップ長が狭くなると、永久磁石膜の膜厚を
薄くしなければならないが、いずれの先行技術も、再生
ギャップ長が０．４μｍ以下になった場合の課題につい
ては言及していない。
のに対して効果的に読み取ってきた。現在、面記録密度
６５０Ｍｂ／in2 用には再生ギャップ長が０．４μｍ程
度のＭＲヘッドが用いられているが、今後の高記録密度
化によってますます再生ギャップ長は狭くなるであろ
う。再生ギャップ長が狭くなると、永久磁石膜の膜厚を
薄くしなければならないが、いずれの先行技術も、再生
ギャップ長が０．４μｍ以下になった場合の課題につい
ては言及していない。
【００１７】また、本発明者の詳細な検討と検証によ
り、永久磁石膜の保磁力が単に高いだけの従来の方法で
は、十分にバルクハウゼン・ノイズが抑制されないこと
が判明した。本発明が適用されるＭＲヘッドの構造は、
以上述べた従来技術のものとは異なり、特開平３−１２
５３１１号公報に開示されているようにＭＲ膜両端に隣
接して接合する永久磁石膜を有するもので、このタイプ
の構造は、ＭＲヘッドの狭ギャップ化に適していると考
えられる。しかしながら、いずれの公知技術も、永久磁
石膜を用いた最適なＭＲヘッドの構造についての開示は
なく、再生トラック幅および再生ギャップ長が狭くなっ
た場合、ＳＡＬ型磁気抵抗効果型再生ヘッドのバルクハ
ウゼン・ノイズを抑制する具体的な構造および合金の化
学的な手段等の課題については何ら記述も示唆もされて
いない。
り、永久磁石膜の保磁力が単に高いだけの従来の方法で
は、十分にバルクハウゼン・ノイズが抑制されないこと
が判明した。本発明が適用されるＭＲヘッドの構造は、
以上述べた従来技術のものとは異なり、特開平３−１２
５３１１号公報に開示されているようにＭＲ膜両端に隣
接して接合する永久磁石膜を有するもので、このタイプ
の構造は、ＭＲヘッドの狭ギャップ化に適していると考
えられる。しかしながら、いずれの公知技術も、永久磁
石膜を用いた最適なＭＲヘッドの構造についての開示は
なく、再生トラック幅および再生ギャップ長が狭くなっ
た場合、ＳＡＬ型磁気抵抗効果型再生ヘッドのバルクハ
ウゼン・ノイズを抑制する具体的な構造および合金の化
学的な手段等の課題については何ら記述も示唆もされて
いない。
【００１８】一方、近年発見された巨大磁気抵抗効果を
利用したスピンバルブ型素子を搭載したＭＲヘッドに、
更なる高感度化を測る試みがなされている。この技術の
一例を図１５に示す。IEEE Trans. Mag., vol. 31 pp.
2612-2614 では、スピンバルブ素子にも永久磁石膜を用
いたハードバイアス方式が、バルクハウゼン・ノイズの
制御に効果的であることが記載されている。また、残留
磁束密度Ｂｒ＝５５００Ｇ、保磁力Ｈｃ＝１０００Ｏｅ
の特性を有するＣｏＣｒＰｔ合金膜が開示されている。
以下に記述するように、本発明と比較すると保磁力Ｈｃ
の大きさの点で重複する領域を有するが、残留磁束密度
Ｂｒが全く異なる範囲であり、ＣｏＣｒＰｔの具体的な
組成について記載されていない。また、ＣｏＣｒＰｔ膜
が２００オングストローム以下の場合、バイアス磁界が
不充分でバルクハウゼン・ノイズが抑制されず問題にな
ることが開示されている。上記文献の公知技術によれ
ば、新しい情報記録技術が要求する程度にＣｏＣｒＰｔ
膜を薄くする場合のバルクハウゼン・ノイズの抑制法に
ついては、何ら記載も示唆もされていない。
利用したスピンバルブ型素子を搭載したＭＲヘッドに、
更なる高感度化を測る試みがなされている。この技術の
一例を図１５に示す。IEEE Trans. Mag., vol. 31 pp.
2612-2614 では、スピンバルブ素子にも永久磁石膜を用
いたハードバイアス方式が、バルクハウゼン・ノイズの
制御に効果的であることが記載されている。また、残留
磁束密度Ｂｒ＝５５００Ｇ、保磁力Ｈｃ＝１０００Ｏｅ
の特性を有するＣｏＣｒＰｔ合金膜が開示されている。
以下に記述するように、本発明と比較すると保磁力Ｈｃ
の大きさの点で重複する領域を有するが、残留磁束密度
Ｂｒが全く異なる範囲であり、ＣｏＣｒＰｔの具体的な
組成について記載されていない。また、ＣｏＣｒＰｔ膜
が２００オングストローム以下の場合、バイアス磁界が
不充分でバルクハウゼン・ノイズが抑制されず問題にな
ることが開示されている。上記文献の公知技術によれ
ば、新しい情報記録技術が要求する程度にＣｏＣｒＰｔ
膜を薄くする場合のバルクハウゼン・ノイズの抑制法に
ついては、何ら記載も示唆もされていない。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】記録密度を向上させる
ためには、線記録密度を高めること、あるいは高トラッ
ク密度化を実現することが必要になる。まず、線記録密
度を高めるためには、トラック方向の分解機能を上げる
ことになる。このため、再生ギャップ長を狭くしなけれ
ばならない。しかし、一般的に再生ギャップ長を短くす
ると再生出力の低下を伴うため、ＭＲ膜の感度の低下を
抑えて感度を確保することが同時に必要である。ＭＲ膜
には通常約２００〜２５０オングストロームの膜厚のパ
ーマロイ膜が使われているが、高密度化のために５０オ
ングストローム以下に薄くなることが予想される。
ためには、線記録密度を高めること、あるいは高トラッ
ク密度化を実現することが必要になる。まず、線記録密
度を高めるためには、トラック方向の分解機能を上げる
ことになる。このため、再生ギャップ長を狭くしなけれ
ばならない。しかし、一般的に再生ギャップ長を短くす
ると再生出力の低下を伴うため、ＭＲ膜の感度の低下を
抑えて感度を確保することが同時に必要である。ＭＲ膜
には通常約２００〜２５０オングストロームの膜厚のパ
ーマロイ膜が使われているが、高密度化のために５０オ
ングストローム以下に薄くなることが予想される。
【００２０】再生ギャップ長を狭くするためには、上部
絶縁層または下部絶縁層のどちらか一方を薄くする方法
がよく取られる。しかし、従来技術の流用による永久磁
石膜を用いると、トラック両端の部分の電極膜を盛り上
げる構造になり、かねてから電極膜とミッドシールド層
との間で電気的短絡が生じやすくなっている状況を更に
悪化させてしまう。この問題を避けるためには、電極膜
を押し上げないように永久磁石膜の膜厚を適当な値に選
択しなければならない。
絶縁層または下部絶縁層のどちらか一方を薄くする方法
がよく取られる。しかし、従来技術の流用による永久磁
石膜を用いると、トラック両端の部分の電極膜を盛り上
げる構造になり、かねてから電極膜とミッドシールド層
との間で電気的短絡が生じやすくなっている状況を更に
悪化させてしまう。この問題を避けるためには、電極膜
を押し上げないように永久磁石膜の膜厚を適当な値に選
択しなければならない。
【００２１】また、バイアス磁界そのものは、ＭＲ膜の
みに印加されるのが望ましい。しかし、永久磁石膜を厚
くすると、ＭＲ膜に接近した上部絶縁層等に磁束がバイ
パスしてしまい、磁気記録媒体から入射される信号磁束
が乱され、出力波形の歪みやノイズの原因となる。した
がって、ＭＲ膜が薄くなってもＭＲ膜部分のみあるいは
ＭＲ膜のごく近傍にのみに磁界が印加されて、永久磁石
膜からの漏れ磁界が磁気記録媒体の信号磁界を乱さない
ようにした構造とする必要がある。
みに印加されるのが望ましい。しかし、永久磁石膜を厚
くすると、ＭＲ膜に接近した上部絶縁層等に磁束がバイ
パスしてしまい、磁気記録媒体から入射される信号磁束
が乱され、出力波形の歪みやノイズの原因となる。した
がって、ＭＲ膜が薄くなってもＭＲ膜部分のみあるいは
ＭＲ膜のごく近傍にのみに磁界が印加されて、永久磁石
膜からの漏れ磁界が磁気記録媒体の信号磁界を乱さない
ようにした構造とする必要がある。
【００２２】図１５のスピンバルブ型ＭＲ素子の場合も
同様で、基本的に図１４に示したＳＡＬ型素子と同じ課
題をもつ。積層ストライプ２０’は、下部絶縁層４２上
に反強磁性膜１４、固定磁化膜（ＳＡＬ膜）１３、磁気
分離膜１２および可動磁化膜（ＭＲ膜）１１を積層した
ものである。巨大磁気抵抗効果を利用したこの型の素子
にも、永久磁石膜からのバイアス磁界が、前記ＭＲ膜に
のみ印加されることが望ましい。スピンバルブ型素子に
おいては、ＭＲ膜の膜厚は５０〜１００オングストロー
ム以下になることが予想されるが、ＭＲ膜がこのように
薄くなっても、ＭＲ膜のみに十分な磁界が印加されるこ
とが必要である。
同様で、基本的に図１４に示したＳＡＬ型素子と同じ課
題をもつ。積層ストライプ２０’は、下部絶縁層４２上
に反強磁性膜１４、固定磁化膜（ＳＡＬ膜）１３、磁気
分離膜１２および可動磁化膜（ＭＲ膜）１１を積層した
ものである。巨大磁気抵抗効果を利用したこの型の素子
にも、永久磁石膜からのバイアス磁界が、前記ＭＲ膜に
のみ印加されることが望ましい。スピンバルブ型素子に
おいては、ＭＲ膜の膜厚は５０〜１００オングストロー
ム以下になることが予想されるが、ＭＲ膜がこのように
薄くなっても、ＭＲ膜のみに十分な磁界が印加されるこ
とが必要である。
【００２３】一方、再生トラック幅が狭くなると、ＭＲ
膜の長手方向が短くなるため、両側に分離配置した永久
磁石膜２１の間隔は狭くなり、より強い磁界がＭＲ膜に
印加される。したがって、従来の広い再生トラック幅の
場合の残留磁束密度と膜厚との積（Ｂｒ・ｔ）を有する
永久磁石膜をそのまま用いると、ＭＲ膜の磁化は回転し
にくくなり、バルクハウゼン・ノイズは抑制されるもの
の感度が低下してしまう課題を有している。このため、
感度を損なわずかつバルクハウゼン・ノイズを抑制する
ことが可能な範囲で、Ｂｒ・ｔ積を小さくすることが必
要である。
膜の長手方向が短くなるため、両側に分離配置した永久
磁石膜２１の間隔は狭くなり、より強い磁界がＭＲ膜に
印加される。したがって、従来の広い再生トラック幅の
場合の残留磁束密度と膜厚との積（Ｂｒ・ｔ）を有する
永久磁石膜をそのまま用いると、ＭＲ膜の磁化は回転し
にくくなり、バルクハウゼン・ノイズは抑制されるもの
の感度が低下してしまう課題を有している。このため、
感度を損なわずかつバルクハウゼン・ノイズを抑制する
ことが可能な範囲で、Ｂｒ・ｔ積を小さくすることが必
要である。
【００２４】Ｂｒ・ｔ積を小さくするためには２つの可
能な方法があり、残留磁束密度Ｂｒを低くすること、あ
るいは膜厚ｔを薄くすることが考えられるが、Ｂｒが低
いＣｏＣｒＰｔ膜では、膜厚が薄くなると急激に保磁力
Ｈｃが低下してしまう問題がある。薄い永久磁石膜であ
っても実質的にＭＲ膜のみに適切な大きさのバイアス磁
界を印加することができ、かつ保磁力が高いことが必要
で、これによって再生トラック領域の狭トラック化、狭
ギャップ化に対応でき、出力を低下させずにバルクハウ
ゼン・ノイズを抑制する構造のＭＲヘッドが実現でき
る。すなわち、具体的には、膜厚が薄くとも、十分な保
磁力Ｈｃと必要な磁界を印加できるＢｒ・ｔ積を有する
永久磁石合金の組成を見い出すことが課題である。
能な方法があり、残留磁束密度Ｂｒを低くすること、あ
るいは膜厚ｔを薄くすることが考えられるが、Ｂｒが低
いＣｏＣｒＰｔ膜では、膜厚が薄くなると急激に保磁力
Ｈｃが低下してしまう問題がある。薄い永久磁石膜であ
っても実質的にＭＲ膜のみに適切な大きさのバイアス磁
界を印加することができ、かつ保磁力が高いことが必要
で、これによって再生トラック領域の狭トラック化、狭
ギャップ化に対応でき、出力を低下させずにバルクハウ
ゼン・ノイズを抑制する構造のＭＲヘッドが実現でき
る。すなわち、具体的には、膜厚が薄くとも、十分な保
磁力Ｈｃと必要な磁界を印加できるＢｒ・ｔ積を有する
永久磁石合金の組成を見い出すことが課題である。
【００２５】そこで、本発明の目的は、永久磁石膜を用
いたバイアス方式を採用したＭＲヘッドにおいて、記録
密度の向上に伴う狭トラック化、狭ギャップ化に対応す
るために、永久磁石膜の磁気特性を最適化することによ
って、バルクハウゼン・ノイズを抑制しかつ高感度の磁
気ヘッドを提供することにある。
いたバイアス方式を採用したＭＲヘッドにおいて、記録
密度の向上に伴う狭トラック化、狭ギャップ化に対応す
るために、永久磁石膜の磁気特性を最適化することによ
って、バルクハウゼン・ノイズを抑制しかつ高感度の磁
気ヘッドを提供することにある。
【００２６】更に、本発明の目的は、下部絶縁層の上に
軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ膜）、磁気分離膜、磁気抵抗
効果膜（ＭＲ膜）および上部絶縁層の順で積層され、前
記ＭＲ膜の再生トラック領域の外側は、永久磁石膜に直
接あるいは下地膜を介して接触している構造を有するＳ
ＡＬ型磁気抵抗効果型再生ヘッドを提供し、また、下部
絶縁層の上に反強磁性膜、固定磁化膜（ＳＡＬ膜）、磁
気分離膜、可動磁化膜（ＭＲ膜）および上部絶縁層の順
で積層され、前記可動磁化膜のトラックの外側は、永久
磁石膜に直接あるいは下地膜を介して接触している構造
を有するスピンバルブ型磁気抵抗効果型再生ヘッドを提
供することにある。前記２つのタイプのＭＲヘッドは、
縦バイアス磁界印加用の永久磁石膜として、Ｃｏ：６５
〜８２atom％、Ｃｒ：１０〜１５atom％、Ｐｔ：８〜２
０atom％の組成のＣｏＣｒＰｔ合金を用いることによっ
て、再生トラック幅が３μｍ以下、再生ギャップ長が
０．２μｍ以下のＭＲヘッドでも十分な出力とバルクハ
ウゼン・ノイズの抑制効果とを得るものである。
軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ膜）、磁気分離膜、磁気抵抗
効果膜（ＭＲ膜）および上部絶縁層の順で積層され、前
記ＭＲ膜の再生トラック領域の外側は、永久磁石膜に直
接あるいは下地膜を介して接触している構造を有するＳ
ＡＬ型磁気抵抗効果型再生ヘッドを提供し、また、下部
絶縁層の上に反強磁性膜、固定磁化膜（ＳＡＬ膜）、磁
気分離膜、可動磁化膜（ＭＲ膜）および上部絶縁層の順
で積層され、前記可動磁化膜のトラックの外側は、永久
磁石膜に直接あるいは下地膜を介して接触している構造
を有するスピンバルブ型磁気抵抗効果型再生ヘッドを提
供することにある。前記２つのタイプのＭＲヘッドは、
縦バイアス磁界印加用の永久磁石膜として、Ｃｏ：６５
〜８２atom％、Ｃｒ：１０〜１５atom％、Ｐｔ：８〜２
０atom％の組成のＣｏＣｒＰｔ合金を用いることによっ
て、再生トラック幅が３μｍ以下、再生ギャップ長が
０．２μｍ以下のＭＲヘッドでも十分な出力とバルクハ
ウゼン・ノイズの抑制効果とを得るものである。
【００２７】本発明の他の目的は、永久磁石膜の膜厚を
ＭＲ膜の約０．５〜３倍、残留磁束密度膜厚積Ｂｒ・ｔ
が約２００〜５００Ｇ・μｍ、残留磁束密度Ｂｒが約９
０００〜１３０００Ｇ、保磁力Ｈｃが約７００Ｏｅ以
上、保磁力角形比Ｓ* が約０．６以上、好ましくは０．
６０〜０．８５である永久磁石膜を用いたＭＲヘッドを
提供することにある。より良好な磁気特性を得るため
に、永久磁石膜の下地膜として、膜厚が５０〜２００オ
ングストローム程度のＣｒ、Ｗ、Ｍｏまたはそれらの合
金を用いることができる。
ＭＲ膜の約０．５〜３倍、残留磁束密度膜厚積Ｂｒ・ｔ
が約２００〜５００Ｇ・μｍ、残留磁束密度Ｂｒが約９
０００〜１３０００Ｇ、保磁力Ｈｃが約７００Ｏｅ以
上、保磁力角形比Ｓ* が約０．６以上、好ましくは０．
６０〜０．８５である永久磁石膜を用いたＭＲヘッドを
提供することにある。より良好な磁気特性を得るため
に、永久磁石膜の下地膜として、膜厚が５０〜２００オ
ングストローム程度のＣｒ、Ｗ、Ｍｏまたはそれらの合
金を用いることができる。
【００２８】本発明の更に他の目的は、再生ギャップ長
が０．４μｍ以下であり、上部絶縁層と、ＳＡＬ膜と、
磁気分離膜と、ＭＲ膜と、下部絶縁層との厚さの和に等
しいＭＲヘッドを提供することにある。
が０．４μｍ以下であり、上部絶縁層と、ＳＡＬ膜と、
磁気分離膜と、ＭＲ膜と、下部絶縁層との厚さの和に等
しいＭＲヘッドを提供することにある。
【００２９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【００３０】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
【００３１】すなわち、本発明の、永久磁石膜の磁気特
性の最適化によりバルクハウゼン・ノイズを抑制し感度
を高くしたＳＡＬ型磁気抵抗効果型再生ヘッドは、下部
絶縁層の上に軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ膜）、磁気分離
膜、磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）および上部絶縁層の順で
積層され、前記ＭＲ膜の再生トラック領域の外側は、永
久磁石膜に直接あるいは下地膜を介して接触している構
造を有するものである。また、本発明のスピンバルブ型
磁気抵抗効果型再生ヘッドは、下部絶縁層の上に反強磁
性膜、固定磁化膜（ＳＡＬ膜）、磁気分離膜、可動磁化
膜（ＭＲ膜）および上部絶縁層の順で積層され、前記可
動磁化膜のトラックの外側は、永久磁石膜に直接あるい
は下地膜を介して接触している構造を有するものであ
る。前記いずれのタイプのＭＲヘッドも、狭トラック
化、狭ギャップ化に対応可能な永久磁石膜に必要な磁気
特性を得ることができる組成のＣｏＣｒＰｔ合金膜を用
いることによって、あるいはＭＲ膜と永久磁石膜との膜
厚の比を特定することによって、バルクハウゼン・ノイ
ズが抑制される。
性の最適化によりバルクハウゼン・ノイズを抑制し感度
を高くしたＳＡＬ型磁気抵抗効果型再生ヘッドは、下部
絶縁層の上に軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ膜）、磁気分離
膜、磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）および上部絶縁層の順で
積層され、前記ＭＲ膜の再生トラック領域の外側は、永
久磁石膜に直接あるいは下地膜を介して接触している構
造を有するものである。また、本発明のスピンバルブ型
磁気抵抗効果型再生ヘッドは、下部絶縁層の上に反強磁
性膜、固定磁化膜（ＳＡＬ膜）、磁気分離膜、可動磁化
膜（ＭＲ膜）および上部絶縁層の順で積層され、前記可
動磁化膜のトラックの外側は、永久磁石膜に直接あるい
は下地膜を介して接触している構造を有するものであ
る。前記いずれのタイプのＭＲヘッドも、狭トラック
化、狭ギャップ化に対応可能な永久磁石膜に必要な磁気
特性を得ることができる組成のＣｏＣｒＰｔ合金膜を用
いることによって、あるいはＭＲ膜と永久磁石膜との膜
厚の比を特定することによって、バルクハウゼン・ノイ
ズが抑制される。
【００３２】本発明の一つの実施の形態によれば、磁気
抵抗効果型再生ヘッドは、第１の厚さを有する磁気抵抗
効果膜（ＭＲ膜）と、第２の厚さを有する磁気分離膜
と、第３の厚さを有する軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ膜）
で、前記磁気抵抗効果膜と前記軟磁性バイアス膜との間
に前記磁気分離膜を挟む前記軟磁性バイアス膜と、前記
磁気抵抗効果膜と前記磁気分離膜と前記軟磁性バイアス
膜とからなる積層ストライプで、前記第１、第２、第３
の厚さを横断する方向を横方向、前記横方向に対して実
質的に垂直な方向を縦方向として、前記縦方向に第１の
端部と第２の端部とを有する前記積層ストライプと、永
久磁石膜と、前記永久磁石膜上に配置されて、前記横方
向に積層された二重膜を形成する電極膜で、前記積層ス
トライプが、前記第１および第２の端部の各々に形成さ
れた前記二重膜と共に配置される前記電極膜と、前記積
層ストライプと前記第１および第２の端部の各々に形成
された前記二重膜との上に配置された上部絶縁層と、前
記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々に
形成された前記二重膜との下に配置された下部絶縁層
と、前記第１および第２の端部の各々に形成された前記
二重膜の間に配置された前記積層ストライプによって形
成された再生トラック領域で、前記再生トラック領域
に、前記軟磁性バイアス膜による横バイアス磁界と前記
永久磁石膜による縦バイアス磁界とが印加されるように
構成された前記再生トラック領域とを有し、前記永久磁
石膜は保磁力角形比が０．６以上であり、前記再生トラ
ック領域における前記縦および横バイアス磁界の合成磁
界は約４５度に傾いた保磁力を有することを特徴とす
る。
抵抗効果型再生ヘッドは、第１の厚さを有する磁気抵抗
効果膜（ＭＲ膜）と、第２の厚さを有する磁気分離膜
と、第３の厚さを有する軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ膜）
で、前記磁気抵抗効果膜と前記軟磁性バイアス膜との間
に前記磁気分離膜を挟む前記軟磁性バイアス膜と、前記
磁気抵抗効果膜と前記磁気分離膜と前記軟磁性バイアス
膜とからなる積層ストライプで、前記第１、第２、第３
の厚さを横断する方向を横方向、前記横方向に対して実
質的に垂直な方向を縦方向として、前記縦方向に第１の
端部と第２の端部とを有する前記積層ストライプと、永
久磁石膜と、前記永久磁石膜上に配置されて、前記横方
向に積層された二重膜を形成する電極膜で、前記積層ス
トライプが、前記第１および第２の端部の各々に形成さ
れた前記二重膜と共に配置される前記電極膜と、前記積
層ストライプと前記第１および第２の端部の各々に形成
された前記二重膜との上に配置された上部絶縁層と、前
記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々に
形成された前記二重膜との下に配置された下部絶縁層
と、前記第１および第２の端部の各々に形成された前記
二重膜の間に配置された前記積層ストライプによって形
成された再生トラック領域で、前記再生トラック領域
に、前記軟磁性バイアス膜による横バイアス磁界と前記
永久磁石膜による縦バイアス磁界とが印加されるように
構成された前記再生トラック領域とを有し、前記永久磁
石膜は保磁力角形比が０．６以上であり、前記再生トラ
ック領域における前記縦および横バイアス磁界の合成磁
界は約４５度に傾いた保磁力を有することを特徴とす
る。
【００３３】本発明の他の一つの実施の形態によれば、
磁気抵抗効果型再生ヘッドは、第１の厚さを有する反強
磁性膜と、第２の厚さを有する固定磁化膜（ＳＡＬ膜）
と、第３の厚さを有する磁気分離膜と、第４の厚さを有
する可動磁化膜で、磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）である前
記可動磁化膜と、前記反強磁性膜と前記固定磁化膜と前
記磁気分離膜と前記可動磁化膜とが順次積層されて形成
する積層ストライプで、前記第１、第２、第３、第４の
厚さを横断する方向を横方向、前記横方向に対して実質
的に垂直な方向を縦方向として、前記縦方向に第１の端
部と第２の端部とを有する前記積層ストライプと、永久
磁石膜と、前記永久磁石膜上に配置されて、前記横方向
に積層された二重膜を形成する電極膜で、前記積層スト
ライプが、前記第１および第２の端部の各々に形成され
た前記二重膜と共に配置される前記電極膜と、前記積層
ストライプと前記第１および第２の端部の各々に形成さ
れた前記二重膜との上に配置された上部絶縁層と、前記
積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々に形
成された前記二重膜との下に配置された下部絶縁層と、
前記第１および第２の端部の各々に形成された前記二重
膜の間に配置された前記積層ストライプによって形成さ
れた再生トラック領域とを有し、前記永久磁石膜は保磁
力角形比が０．６以上であり、前期再生トラック領域に
おける前記縦および横バイアス磁界の合成磁界は約４５
度に傾いた保磁力を有することを特徴とする。
磁気抵抗効果型再生ヘッドは、第１の厚さを有する反強
磁性膜と、第２の厚さを有する固定磁化膜（ＳＡＬ膜）
と、第３の厚さを有する磁気分離膜と、第４の厚さを有
する可動磁化膜で、磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）である前
記可動磁化膜と、前記反強磁性膜と前記固定磁化膜と前
記磁気分離膜と前記可動磁化膜とが順次積層されて形成
する積層ストライプで、前記第１、第２、第３、第４の
厚さを横断する方向を横方向、前記横方向に対して実質
的に垂直な方向を縦方向として、前記縦方向に第１の端
部と第２の端部とを有する前記積層ストライプと、永久
磁石膜と、前記永久磁石膜上に配置されて、前記横方向
に積層された二重膜を形成する電極膜で、前記積層スト
ライプが、前記第１および第２の端部の各々に形成され
た前記二重膜と共に配置される前記電極膜と、前記積層
ストライプと前記第１および第２の端部の各々に形成さ
れた前記二重膜との上に配置された上部絶縁層と、前記
積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々に形
成された前記二重膜との下に配置された下部絶縁層と、
前記第１および第２の端部の各々に形成された前記二重
膜の間に配置された前記積層ストライプによって形成さ
れた再生トラック領域とを有し、前記永久磁石膜は保磁
力角形比が０．６以上であり、前期再生トラック領域に
おける前記縦および横バイアス磁界の合成磁界は約４５
度に傾いた保磁力を有することを特徴とする。
【００３４】本発明の他の一つの実施の形態によれば、
磁気抵抗効果型再生ヘッドは、第１の厚さを有する磁気
抵抗効果膜（ＭＲ膜）と、第２の厚さを有する磁気分離
膜と、第３の厚さを有する軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ
膜）で、前記磁気抵抗効果膜と前記軟磁性バイアス膜と
の間に前記磁気分離膜を挟む前記軟磁性バイアス膜と、
前記磁気抵抗効果膜と前記磁気分離膜と前記軟磁性バイ
アス膜とからなる積層ストライプで、前記第１、第２、
第３の厚さを横断する方向を横方向、前記横方向に対し
て実質的に垂直な方向を縦方向として、前記縦方向の第
１の端部と第２の端部とを有する前記積層ストライプ
と、永久磁石膜と、前記永久磁石膜上に配置されて、前
記横方向に積層された二重膜を形成する電極膜で、前記
積層ストライプが、前記第１および第２の端部の各々に
形成された前記二重膜と共に配置される前記電極膜と、
前記第１および第２の端部の各々と前記二重膜との間に
配置された下地膜で、前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜の表面に沿って伸長する前記下
地膜と、前記積層ストライプと前記第１および第２の端
部の各々に形成された前記二重膜との上に配置された第
４の厚さを有する上部絶縁層と、前記積層ストライプと
前記第１および第２の端部の各々に形成された前記二重
膜に沿って伸長する前記下地膜との下に配置された第５
の厚さを有する下部絶縁層と、前記二重膜の間に配置さ
れた前記積層ストライプによって形成された再生トラッ
ク領域とを有し、前記第１、第２、第３、第４、第５の
厚さの和からなる再生ギャップを有することを特徴とす
る。
磁気抵抗効果型再生ヘッドは、第１の厚さを有する磁気
抵抗効果膜（ＭＲ膜）と、第２の厚さを有する磁気分離
膜と、第３の厚さを有する軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ
膜）で、前記磁気抵抗効果膜と前記軟磁性バイアス膜と
の間に前記磁気分離膜を挟む前記軟磁性バイアス膜と、
前記磁気抵抗効果膜と前記磁気分離膜と前記軟磁性バイ
アス膜とからなる積層ストライプで、前記第１、第２、
第３の厚さを横断する方向を横方向、前記横方向に対し
て実質的に垂直な方向を縦方向として、前記縦方向の第
１の端部と第２の端部とを有する前記積層ストライプ
と、永久磁石膜と、前記永久磁石膜上に配置されて、前
記横方向に積層された二重膜を形成する電極膜で、前記
積層ストライプが、前記第１および第２の端部の各々に
形成された前記二重膜と共に配置される前記電極膜と、
前記第１および第２の端部の各々と前記二重膜との間に
配置された下地膜で、前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜の表面に沿って伸長する前記下
地膜と、前記積層ストライプと前記第１および第２の端
部の各々に形成された前記二重膜との上に配置された第
４の厚さを有する上部絶縁層と、前記積層ストライプと
前記第１および第２の端部の各々に形成された前記二重
膜に沿って伸長する前記下地膜との下に配置された第５
の厚さを有する下部絶縁層と、前記二重膜の間に配置さ
れた前記積層ストライプによって形成された再生トラッ
ク領域とを有し、前記第１、第２、第３、第４、第５の
厚さの和からなる再生ギャップを有することを特徴とす
る。
【００３５】本発明の他の一つの実施の形態によれば、
磁気抵抗効果型再生ヘッドは、第１の厚さを有する反強
磁性膜と、第２の厚さを有する固定磁化膜（ＳＡＬ膜）
と、第３の厚さを有する磁気分離膜と、第４の厚さを有
する可動磁化膜で、磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）である前
記可動磁化膜と、前記反強磁性膜と前記固定磁化膜と前
記磁気分離膜と前記可動磁化膜とが順次積層されて形成
する積層ストライプで、前記第１、第２、第３、第４の
厚さを横断する方向を横方向、前記横方向に対して実質
的に垂直な方向を縦方向として、前記縦方向に第１の端
部と第２の端部とを有する前記積層ストライプと、永久
磁石膜と、前記永久磁石膜上に配置されて、前記横方向
に積層された二重膜を形成する電極膜で、前記積層スト
ライプが、前記第１および第２の端部の各々に形成され
た前記二重膜と共に配置される前記電極膜と、前記第１
および第２の端部の各々と前記二重膜との間に配置され
た下地膜で、前記第１および第２の端部の各々に形成さ
れた前記二重膜の表面に沿って伸長する前記下地膜と、
前記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜との上に配置された第５の厚さ
を有する上部絶縁層と、前記積層ストライプと前記第１
および第２の端部の各々に形成された前記二重膜に沿っ
て伸長する前記下地膜との下に配置された第６の厚さを
有する下部絶縁層と、前記二重膜の間に配置された前記
積層ストライプによって形成された再生トラック領域と
を有し、前記第１、第２、第３、第４、第５、第６の厚
さの和からなる再生ギャップを有することを特徴とす
る。
磁気抵抗効果型再生ヘッドは、第１の厚さを有する反強
磁性膜と、第２の厚さを有する固定磁化膜（ＳＡＬ膜）
と、第３の厚さを有する磁気分離膜と、第４の厚さを有
する可動磁化膜で、磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）である前
記可動磁化膜と、前記反強磁性膜と前記固定磁化膜と前
記磁気分離膜と前記可動磁化膜とが順次積層されて形成
する積層ストライプで、前記第１、第２、第３、第４の
厚さを横断する方向を横方向、前記横方向に対して実質
的に垂直な方向を縦方向として、前記縦方向に第１の端
部と第２の端部とを有する前記積層ストライプと、永久
磁石膜と、前記永久磁石膜上に配置されて、前記横方向
に積層された二重膜を形成する電極膜で、前記積層スト
ライプが、前記第１および第２の端部の各々に形成され
た前記二重膜と共に配置される前記電極膜と、前記第１
および第２の端部の各々と前記二重膜との間に配置され
た下地膜で、前記第１および第２の端部の各々に形成さ
れた前記二重膜の表面に沿って伸長する前記下地膜と、
前記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜との上に配置された第５の厚さ
を有する上部絶縁層と、前記積層ストライプと前記第１
および第２の端部の各々に形成された前記二重膜に沿っ
て伸長する前記下地膜との下に配置された第６の厚さを
有する下部絶縁層と、前記二重膜の間に配置された前記
積層ストライプによって形成された再生トラック領域と
を有し、前記第１、第２、第３、第４、第５、第６の厚
さの和からなる再生ギャップを有することを特徴とす
る。
【００３６】積層ストライプの両端が直接あるいは間接
的に永久磁石膜に接触し、再生トラック幅が３μｍ以
下、再生ギャップ長が０．３μｍ以下のハードバイアス
型ＭＲヘッドにおいて、永久磁石膜とＭＲ膜との膜厚の
比を特定した構造は今日まで知られていなかった。本発
明は、特開平３−１２５３１１号公報に記載された従来
技術における、永久磁石膜の磁気特性の点に関し更に検
討した結果、狭ギャップ化、狭トラック化に対応可能
な、ＭＲ膜と永久磁石膜との膜厚比の設定および永久磁
石膜の磁気特性、ならびにこれらの磁気特性を得ること
ができるＣｏＣｒＰｔ合金組成が見い出されたことに基
づくものである。
的に永久磁石膜に接触し、再生トラック幅が３μｍ以
下、再生ギャップ長が０．３μｍ以下のハードバイアス
型ＭＲヘッドにおいて、永久磁石膜とＭＲ膜との膜厚の
比を特定した構造は今日まで知られていなかった。本発
明は、特開平３−１２５３１１号公報に記載された従来
技術における、永久磁石膜の磁気特性の点に関し更に検
討した結果、狭ギャップ化、狭トラック化に対応可能
な、ＭＲ膜と永久磁石膜との膜厚比の設定および永久磁
石膜の磁気特性、ならびにこれらの磁気特性を得ること
ができるＣｏＣｒＰｔ合金組成が見い出されたことに基
づくものである。
【００３７】本発明は、特に、再生トラック幅が３μｍ
以下、再生ギャップ長が０．２μｍ以下であるＳＡＬ型
磁気抵抗効果型再生ヘッドまたはスピンバルブ型磁気抵
抗効果型再生ヘッドに有効である。１０μｍ程度のトラ
ック幅をもつＭＲヘッドでは、ＭＲ膜が厚くまた両端の
永久磁石膜が比較的厚くても、磁気記録媒体の信号磁界
はほぼＭＲ膜のみに印加されるため、ＭＲ膜以外に漏れ
る磁界は少なくなり、磁気記録媒体からの磁界に対して
悪影響を与えることはない。しかし、狭ギャップ化が進
みＭＲ膜の膜厚が２００オングストローム以下になる
と、ＭＲ膜の膜厚に対して永久磁石膜の膜厚が相対的に
厚くなり、ＭＲ膜に接触していない部分からの漏れ磁束
が発生し、ノイズの原因となる。本発明は、永久磁石膜
の膜厚がＭＲ膜の膜厚に対して３倍以下、好ましくは
０．５〜３倍の範囲であれば、出力の低下はわずかであ
り、かつバルクハウゼン・ノイズはほぼ抑えられること
が見い出されたことに基づくものである。
以下、再生ギャップ長が０．２μｍ以下であるＳＡＬ型
磁気抵抗効果型再生ヘッドまたはスピンバルブ型磁気抵
抗効果型再生ヘッドに有効である。１０μｍ程度のトラ
ック幅をもつＭＲヘッドでは、ＭＲ膜が厚くまた両端の
永久磁石膜が比較的厚くても、磁気記録媒体の信号磁界
はほぼＭＲ膜のみに印加されるため、ＭＲ膜以外に漏れ
る磁界は少なくなり、磁気記録媒体からの磁界に対して
悪影響を与えることはない。しかし、狭ギャップ化が進
みＭＲ膜の膜厚が２００オングストローム以下になる
と、ＭＲ膜の膜厚に対して永久磁石膜の膜厚が相対的に
厚くなり、ＭＲ膜に接触していない部分からの漏れ磁束
が発生し、ノイズの原因となる。本発明は、永久磁石膜
の膜厚がＭＲ膜の膜厚に対して３倍以下、好ましくは
０．５〜３倍の範囲であれば、出力の低下はわずかであ
り、かつバルクハウゼン・ノイズはほぼ抑えられること
が見い出されたことに基づくものである。
【００３８】また、従来のように永久磁石膜の膜厚が厚
いと、再生ギャップ長が狭くなった場合、永久磁石膜と
シールド層との間の距離が短くなり、電気的短絡を引き
起こしてしまう。永久磁石膜を十分薄くできれば、電気
的絶縁性を保つことが可能である。永久磁石膜の膜厚を
薄くすると、従来知られているＣｏＣｒＰｔ組成（IEEE
Trans. Mag., vol. 31 pp. 2612-2614 に示されている
９０００Ｇ以下の低いＢｒを有する組成）では、Ｈｃが
急激に低下してしまい、永久磁石膜の機能が不充分であ
る。本発明による組成のＣｏＣｒＰｔ合金ならば、膜厚
が薄い領域においても、７００Ｏｅ以上の高い保磁力Ｈ
ｃを得ることが可能であり、バルクハウゼン・ノイズを
抑制するために安定なバイアス磁界を容易に得ることが
できる。
いと、再生ギャップ長が狭くなった場合、永久磁石膜と
シールド層との間の距離が短くなり、電気的短絡を引き
起こしてしまう。永久磁石膜を十分薄くできれば、電気
的絶縁性を保つことが可能である。永久磁石膜の膜厚を
薄くすると、従来知られているＣｏＣｒＰｔ組成（IEEE
Trans. Mag., vol. 31 pp. 2612-2614 に示されている
９０００Ｇ以下の低いＢｒを有する組成）では、Ｈｃが
急激に低下してしまい、永久磁石膜の機能が不充分であ
る。本発明による組成のＣｏＣｒＰｔ合金ならば、膜厚
が薄い領域においても、７００Ｏｅ以上の高い保磁力Ｈ
ｃを得ることが可能であり、バルクハウゼン・ノイズを
抑制するために安定なバイアス磁界を容易に得ることが
できる。
【００３９】また、Ｈｃのみならず、保磁力角形比Ｓ*
が高いとバルクハウゼン・ノイズを抑制することがで
き、０．６０〜０．８５の範囲が好適であることを見い
出した。Ｓ* は、図１６に示すように、磁化曲線１１１
の保磁力Ｈｃの点における接線１１２と残留磁化Ｍｒの
点を通る平行線１１３との交点のＸ成分（磁界Ｈ）をＨ
ｃ１とすると、Ｓ* ＝Ｈｃ１／Ｈｃで定義される量であ
る。これは保磁力の点における磁化曲線の傾きを表して
いるが、この値が大きいと磁化反転は急峻となり、磁化
反転が一斉に起きる。最近の計算機シミュレーションの
結果（J. Appl. Phys. 63, pp. 3248-3253, 1988）か
ら、磁化反転は、磁性粒子どうしの磁気的相互作用の影
響を受け、磁気的相互作用が小さいときは、Ｓ* は小さ
くＨｃは大きくなり、磁気的相互作用が大きいときに
は、Ｓ* は大きくＨｃは小さくなることが明らかになっ
ている。すなわち、Ｓ* を、磁気的相互作用の強さを評
価する一つの指標とすることができる。
が高いとバルクハウゼン・ノイズを抑制することがで
き、０．６０〜０．８５の範囲が好適であることを見い
出した。Ｓ* は、図１６に示すように、磁化曲線１１１
の保磁力Ｈｃの点における接線１１２と残留磁化Ｍｒの
点を通る平行線１１３との交点のＸ成分（磁界Ｈ）をＨ
ｃ１とすると、Ｓ* ＝Ｈｃ１／Ｈｃで定義される量であ
る。これは保磁力の点における磁化曲線の傾きを表して
いるが、この値が大きいと磁化反転は急峻となり、磁化
反転が一斉に起きる。最近の計算機シミュレーションの
結果（J. Appl. Phys. 63, pp. 3248-3253, 1988）か
ら、磁化反転は、磁性粒子どうしの磁気的相互作用の影
響を受け、磁気的相互作用が小さいときは、Ｓ* は小さ
くＨｃは大きくなり、磁気的相互作用が大きいときに
は、Ｓ* は大きくＨｃは小さくなることが明らかになっ
ている。すなわち、Ｓ* を、磁気的相互作用の強さを評
価する一つの指標とすることができる。
【００４０】ＭＲ膜にバイアス磁界を印加している永久
磁石膜は、逆にＭＲ膜の磁化の影響を受けると考えられ
る。永久磁石膜の磁気的相互作用が大きい場合（Ｓ* が
大きい場合）、ＭＲ膜に最も近い部分の永久磁石膜の磁
性粒が永久磁石膜の着磁方向と異なる方向に磁化された
とすると、磁化された永久磁石膜の磁性粒に隣接する磁
性粒も磁化されてしまい、永久磁石が発生する磁界強度
を弱めてしまうと考えられる。永久磁石膜の磁気的相互
作用が小さい場合（Ｓ* が小さい場合）には、永久磁石
膜の磁性粒に隣接する磁性粒は磁化されにくく、永久磁
石が発生する磁界強度を弱めてしまうことはないが、Ｓ
* が小さいため通常の永久磁石材料と同様に実際の動作
点における磁化が小さくなってしまい、十分な磁界が印
加されない。したがって、Ｓ* をある範囲の値に制御す
る必要がある。
磁石膜は、逆にＭＲ膜の磁化の影響を受けると考えられ
る。永久磁石膜の磁気的相互作用が大きい場合（Ｓ* が
大きい場合）、ＭＲ膜に最も近い部分の永久磁石膜の磁
性粒が永久磁石膜の着磁方向と異なる方向に磁化された
とすると、磁化された永久磁石膜の磁性粒に隣接する磁
性粒も磁化されてしまい、永久磁石が発生する磁界強度
を弱めてしまうと考えられる。永久磁石膜の磁気的相互
作用が小さい場合（Ｓ* が小さい場合）には、永久磁石
膜の磁性粒に隣接する磁性粒は磁化されにくく、永久磁
石が発生する磁界強度を弱めてしまうことはないが、Ｓ
* が小さいため通常の永久磁石材料と同様に実際の動作
点における磁化が小さくなってしまい、十分な磁界が印
加されない。したがって、Ｓ* をある範囲の値に制御す
る必要がある。
【００４１】本発明の組成のＣｏＣｒＰｔは、Ａｒガス
圧、バイアス電圧等のスパッタ条件によってＳ* を制御
することができる。一例として、マグネトロン・スパッ
タ装置を用いると、Ａｒガス圧を１０ｍTorr以上に、バ
イアス電圧を−５０Ｖ以上に印加することによってＳ*
を０．６０〜０．８５に制御することができる。また、
永久磁石の下地としてＣｒ膜、Ｍｏ膜等を用いることも
可能であり、これら下地膜により、ＣｏＣｒＰｔ膜の結
晶配向あるいは結晶粒径を変化させ、ＨｃおよびＳ* を
制御することができる。
圧、バイアス電圧等のスパッタ条件によってＳ* を制御
することができる。一例として、マグネトロン・スパッ
タ装置を用いると、Ａｒガス圧を１０ｍTorr以上に、バ
イアス電圧を−５０Ｖ以上に印加することによってＳ*
を０．６０〜０．８５に制御することができる。また、
永久磁石の下地としてＣｒ膜、Ｍｏ膜等を用いることも
可能であり、これら下地膜により、ＣｏＣｒＰｔ膜の結
晶配向あるいは結晶粒径を変化させ、ＨｃおよびＳ* を
制御することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、実施例を参照して本発明を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００４３】（実施例１）永久磁石膜として用いたＣｏ
ＣｒＰｔ合金の組成による保磁力Ｈｃと膜厚との関係を
検討した。その代表的な結果として、本発明による組成
範囲に属する、Ｃｏ：７６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１２、
および、Ｃｏ：７０、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１８（atom
％）の２つの合金膜の保磁力Ｈｃの膜厚に対する特性を
図１に示す。一方、Ｃｏ：７４、Ｃｒ：１８、Ｐｔ：８
と、Ｃｏ：６８、Ｃｒ：１８、Ｐｔ：１４と、Ｃｏ：６
６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：２２（atom％）との３組成を比
較例として示す。
ＣｒＰｔ合金の組成による保磁力Ｈｃと膜厚との関係を
検討した。その代表的な結果として、本発明による組成
範囲に属する、Ｃｏ：７６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１２、
および、Ｃｏ：７０、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１８（atom
％）の２つの合金膜の保磁力Ｈｃの膜厚に対する特性を
図１に示す。一方、Ｃｏ：７４、Ｃｒ：１８、Ｐｔ：８
と、Ｃｏ：６８、Ｃｒ：１８、Ｐｔ：１４と、Ｃｏ：６
６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：２２（atom％）との３組成を比
較例として示す。
【００４４】従来の組成では、膜厚が薄くなるにしたが
い保磁力が低下してしまうが、本発明による組成では、
膜厚を３００オングスロトーム程度まで下げるとき、保
磁力が増加し、膜厚が６００オングストローム以下にな
っても１０００Ｏｅ以上の保磁力が得られる。
い保磁力が低下してしまうが、本発明による組成では、
膜厚を３００オングスロトーム程度まで下げるとき、保
磁力が増加し、膜厚が６００オングストローム以下にな
っても１０００Ｏｅ以上の保磁力が得られる。
【００４５】図２は、本発明によるＣｏＣｒＰｔ合金膜
の残留磁束密度Ｂｒと保磁力Ｈｃとの組成依存性を示
す。比較例における関係も同時に示す。
の残留磁束密度Ｂｒと保磁力Ｈｃとの組成依存性を示
す。比較例における関係も同時に示す。
【００４６】永久磁石膜の膜厚が薄くなっても、バルク
ハウゼン・ノイズを制御するのに必要なバイアス磁界を
得るためには、Ｂｒが９０００Ｇ以上、かつＨｃが７０
０Ｏｅ以上必要であり、その組成範囲は、Ｃｏ：６５〜
８２atom％、Ｃｒ：１０〜１５atom％、Ｐｔ：８〜２０
atom％である。したがって、狭ギャップ化が進み永久磁
石膜の膜厚が薄くなった場合、本発明の組成範囲のＣｏ
ＣｒＰｔ合金を用いれば、高い保磁力を実現可能であ
る。
ハウゼン・ノイズを制御するのに必要なバイアス磁界を
得るためには、Ｂｒが９０００Ｇ以上、かつＨｃが７０
０Ｏｅ以上必要であり、その組成範囲は、Ｃｏ：６５〜
８２atom％、Ｃｒ：１０〜１５atom％、Ｐｔ：８〜２０
atom％である。したがって、狭ギャップ化が進み永久磁
石膜の膜厚が薄くなった場合、本発明の組成範囲のＣｏ
ＣｒＰｔ合金を用いれば、高い保磁力を実現可能であ
る。
【００４７】本発明による永久磁石膜の効果を実証する
ため、図１４に示すＭＲ素子部の構成を以下のように選
択した。下部シールド層（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金膜）５
２上に、下部絶縁層（Ａｌ2 Ｏ3 膜）４２を介して、Ｓ
ＡＬ膜（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｒ膜）１３、磁気分離膜（Ｔａ
膜）１２およびＭＲ膜（Ｎｉ−Ｆｅ合金膜）１１を挟む
ように、下地膜（Ｃｒ膜）２２、永久磁石膜（ＣｏＣｒ
Ｐｔ合金膜）２１および電極膜（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｔａ合金
膜）３１が積層され、更にこの上に、上部絶縁層４１お
よびミッドシールド層５１を形成した。
ため、図１４に示すＭＲ素子部の構成を以下のように選
択した。下部シールド層（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金膜）５
２上に、下部絶縁層（Ａｌ2 Ｏ3 膜）４２を介して、Ｓ
ＡＬ膜（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｒ膜）１３、磁気分離膜（Ｔａ
膜）１２およびＭＲ膜（Ｎｉ−Ｆｅ合金膜）１１を挟む
ように、下地膜（Ｃｒ膜）２２、永久磁石膜（ＣｏＣｒ
Ｐｔ合金膜）２１および電極膜（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｔａ合金
膜）３１が積層され、更にこの上に、上部絶縁層４１お
よびミッドシールド層５１を形成した。
【００４８】本発明は、特開平３−１２５３１１号公報
に開示された方法と同様の方法でＭＲ膜１１をバイアス
する。すなわち、縦方向バイアスおよび横方向バイアス
共に、感磁領域をバイアスするものである。ここで縦方
向バイアスは、ＭＲ膜１１に平行に発生する。また、横
方向バイアスは、ＭＲ膜１１に平行する磁気分離膜１２
およびＳＡＬ膜１３によって発生する。
に開示された方法と同様の方法でＭＲ膜１１をバイアス
する。すなわち、縦方向バイアスおよび横方向バイアス
共に、感磁領域をバイアスするものである。ここで縦方
向バイアスは、ＭＲ膜１１に平行に発生する。また、横
方向バイアスは、ＭＲ膜１１に平行する磁気分離膜１２
およびＳＡＬ膜１３によって発生する。
【００４９】本実施例では、ＭＲ膜１１の膜厚を５０〜
２００オングストローム、永久磁石膜２１の膜厚を２５
〜６００オングストロームまで変化させ、磁気分離膜１
２の膜厚は１００オングストロームとして測定条件を変
えて検討を重ねた。また、下部シールド層にはＦｅ−Ａ
ｌ−Ｓｉ合金、上部および下部絶縁層にはＡｌ2 Ｏ３、
ＳＡＬ膜にはＮｉ−Ｆｅ−Ｃｒ合金、磁気分離膜にはＴ
ａまたはＮｂ、下地層にはＣｒ、ＷまたはＭｏ、永久磁
石膜にはＣｏＣｒＰｔ合金、ＭＲ膜にはＮｉ−Ｆｅ合
金、電極膜にはＮｉ−Ｆｅ−ＴａまたはＭｏ−Ａｕ合金
を用いた。永久磁石膜の残留磁束密度は、ＣｏＣｒＰｔ
合金の組成を変化させることにより、５４００〜１４０
００Ｇに制御し比較検討を行った。
２００オングストローム、永久磁石膜２１の膜厚を２５
〜６００オングストロームまで変化させ、磁気分離膜１
２の膜厚は１００オングストロームとして測定条件を変
えて検討を重ねた。また、下部シールド層にはＦｅ−Ａ
ｌ−Ｓｉ合金、上部および下部絶縁層にはＡｌ2 Ｏ３、
ＳＡＬ膜にはＮｉ−Ｆｅ−Ｃｒ合金、磁気分離膜にはＴ
ａまたはＮｂ、下地層にはＣｒ、ＷまたはＭｏ、永久磁
石膜にはＣｏＣｒＰｔ合金、ＭＲ膜にはＮｉ−Ｆｅ合
金、電極膜にはＮｉ−Ｆｅ−ＴａまたはＭｏ−Ａｕ合金
を用いた。永久磁石膜の残留磁束密度は、ＣｏＣｒＰｔ
合金の組成を変化させることにより、５４００〜１４０
００Ｇに制御し比較検討を行った。
【００５０】ＣｏＣｒＰｔ膜の組成および下地膜の膜厚
を制御することにより、保磁力Ｈｃと保磁力角形比Ｓ*
を変化させた。実際には、ＭＲヘッド２上に形成した誘
導型ヘッド１を用いて磁気記録媒体に記録し、ＭＲヘッ
ドの再生特性を検討した。このとき、誘導型ヘッド１の
トラック幅は７μｍとした。バルクハウゼン・ノイズ
は、以下のようにして観察した。まず、記録再生過程を
２０回繰り返して再生波形をオシロスコープで観察し、
この繰り返し測定中に、目視観察で明らかな程度のピー
ク値の変動、波形のジャンプ、ベースラインシフトのい
ずれかが現れた場合、そのサンプルＭＲヘッドにバルク
ハウゼン・ノイズが出現したと判定した。バルクハウゼ
ン・ノイズが起きなかった回数／測定回数（２０回）
を、バルクハウゼン・ノイズ制御率とした。
を制御することにより、保磁力Ｈｃと保磁力角形比Ｓ*
を変化させた。実際には、ＭＲヘッド２上に形成した誘
導型ヘッド１を用いて磁気記録媒体に記録し、ＭＲヘッ
ドの再生特性を検討した。このとき、誘導型ヘッド１の
トラック幅は７μｍとした。バルクハウゼン・ノイズ
は、以下のようにして観察した。まず、記録再生過程を
２０回繰り返して再生波形をオシロスコープで観察し、
この繰り返し測定中に、目視観察で明らかな程度のピー
ク値の変動、波形のジャンプ、ベースラインシフトのい
ずれかが現れた場合、そのサンプルＭＲヘッドにバルク
ハウゼン・ノイズが出現したと判定した。バルクハウゼ
ン・ノイズが起きなかった回数／測定回数（２０回）
を、バルクハウゼン・ノイズ制御率とした。
【００５１】図３および図４に、ＳＡＬ型ＭＲヘッドの
出力とバルクハウゼン・ノイズ制御率との再生トラック
幅に対する変化を示した。ここで比較例として、残留磁
束密度Ｂｒが約６０００ＧであるＣｏ：７４、Ｃｒ：１
８、Ｐｔ：８（atom％）の組成の永久磁石膜を用いた。
本発明による永久磁石膜として、Ｂｒが約１１０００Ｇ
のＣｏ：７６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１２（atom％）の合
金を用いた。
出力とバルクハウゼン・ノイズ制御率との再生トラック
幅に対する変化を示した。ここで比較例として、残留磁
束密度Ｂｒが約６０００ＧであるＣｏ：７４、Ｃｒ：１
８、Ｐｔ：８（atom％）の組成の永久磁石膜を用いた。
本発明による永久磁石膜として、Ｂｒが約１１０００Ｇ
のＣｏ：７６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１２（atom％）の合
金を用いた。
【００５２】再生トラック幅を狭くしたときの出力とバ
ルクハウゼン・ノイズの制御率とを比較した。再生トラ
ック幅は、７μｍから０．１μｍまで変化させた。再生
ギャップ長は、０．２μｍに一定にした。ＭＲ膜は１０
０オングストローム、永久磁石膜は２００オングストロ
ームとした。
ルクハウゼン・ノイズの制御率とを比較した。再生トラ
ック幅は、７μｍから０．１μｍまで変化させた。再生
ギャップ長は、０．２μｍに一定にした。ＭＲ膜は１０
０オングストローム、永久磁石膜は２００オングストロ
ームとした。
【００５３】図１より、永久磁石膜の膜厚が２００オン
グストロームのときの保磁力Ｈｃは、従来例のＣｏ：７
４、Ｃｒ：１８、Ｐｔ：８の場合６００Ｏｅ、本発明の
Ｃｏ：７６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１２の場合は１７００
Ｏｅであることがわかる。また、残留磁束密度膜厚積Ｂ
ｒ・ｔは、それぞれ１２０Ｇ・μｍ、２２０Ｇ・μｍに
なる。出力は、再生トラック幅が７μｍから０．１μｍ
まで広いときも狭いときも従来例の組成を用いた方が高
い。これはＢｒ・ｔ積が小さい従来例の組成の方が感度
が高くなるためと思われる。
グストロームのときの保磁力Ｈｃは、従来例のＣｏ：７
４、Ｃｒ：１８、Ｐｔ：８の場合６００Ｏｅ、本発明の
Ｃｏ：７６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１２の場合は１７００
Ｏｅであることがわかる。また、残留磁束密度膜厚積Ｂ
ｒ・ｔは、それぞれ１２０Ｇ・μｍ、２２０Ｇ・μｍに
なる。出力は、再生トラック幅が７μｍから０．１μｍ
まで広いときも狭いときも従来例の組成を用いた方が高
い。これはＢｒ・ｔ積が小さい従来例の組成の方が感度
が高くなるためと思われる。
【００５４】いずれの組成を用いても、トラック幅が狭
くなるにしたがい出力は減少していくが、これは両側の
永久磁石膜が近づくことによってＭＲ膜に係る磁界が強
くなり、感度が低下したためである。本実施例のよう
に、永久磁石膜の膜厚を同じにして本発明と従来例とを
比較したとき、本発明の合金を用いると従来例よりＢｒ
・ｔ積が大きくなるため感度の低下が懸念されるが、再
生トラック幅が０．１μｍと狭くなってもまだ十分な大
きさの出力が得られるので不利な点にならない。
くなるにしたがい出力は減少していくが、これは両側の
永久磁石膜が近づくことによってＭＲ膜に係る磁界が強
くなり、感度が低下したためである。本実施例のよう
に、永久磁石膜の膜厚を同じにして本発明と従来例とを
比較したとき、本発明の合金を用いると従来例よりＢｒ
・ｔ積が大きくなるため感度の低下が懸念されるが、再
生トラック幅が０．１μｍと狭くなってもまだ十分な大
きさの出力が得られるので不利な点にならない。
【００５５】本発明の特徴は、バルクハウゼン・ノイズ
の制御率に顕著に現れる。本発明による組成を用いた場
合は、トラック幅が７μｍから０．１μｍまで完全にバ
ルクハウゼン・ノイズを制御することができるが、従来
組成を用いた場合は、トラック幅が狭くなるにつれて抑
制率は少しずつ向上するものの、０．１μｍ程度になっ
てもまだバルクハウゼン・ノイズを制御できない。これ
は永久磁石膜の保磁力が、本発明の組成では１７００Ｏ
ｅと高いのに対して、従来組成では６００Ｏｅと低いた
め、記録媒体からの磁界やＭＲ膜の磁界の影響を受けて
永久磁石膜の磁化状態が変わってしまうためと思われ
る。従来組成では、永久磁石膜の膜厚を薄くした場合高
い保磁力が得られないので、バルクハウゼン・ノイズを
抑制できない。一方、本発明のようにＢｒの大きい磁石
合金を用いることにより、永久磁石膜を薄くしても、十
分な出力を得、かつバルクハウゼン・ノイズを完全に制
御することができる。
の制御率に顕著に現れる。本発明による組成を用いた場
合は、トラック幅が７μｍから０．１μｍまで完全にバ
ルクハウゼン・ノイズを制御することができるが、従来
組成を用いた場合は、トラック幅が狭くなるにつれて抑
制率は少しずつ向上するものの、０．１μｍ程度になっ
てもまだバルクハウゼン・ノイズを制御できない。これ
は永久磁石膜の保磁力が、本発明の組成では１７００Ｏ
ｅと高いのに対して、従来組成では６００Ｏｅと低いた
め、記録媒体からの磁界やＭＲ膜の磁界の影響を受けて
永久磁石膜の磁化状態が変わってしまうためと思われ
る。従来組成では、永久磁石膜の膜厚を薄くした場合高
い保磁力が得られないので、バルクハウゼン・ノイズを
抑制できない。一方、本発明のようにＢｒの大きい磁石
合金を用いることにより、永久磁石膜を薄くしても、十
分な出力を得、かつバルクハウゼン・ノイズを完全に制
御することができる。
【００５６】（実施例２）次に、実施例１に示すＳＡＬ
型ＭＲヘッドを作製し、永久磁石膜の膜厚とＭＲ膜の膜
厚とを種々変えて実験したが、これらの膜厚の比が出力
とバルクハウゼン・ノイズとを左右していることが判っ
た。
型ＭＲヘッドを作製し、永久磁石膜の膜厚とＭＲ膜の膜
厚とを種々変えて実験したが、これらの膜厚の比が出力
とバルクハウゼン・ノイズとを左右していることが判っ
た。
【００５７】その一例として、図５および図６に、再生
トラック幅を２μｍ、再生ギャップ長を０．２μｍにし
たときの、出力とバルクハウゼン・ノイズ制御率との、
永久磁石膜の膜厚とＭＲ膜の膜厚との比（ここでは、こ
の比ｓを永久磁石膜の膜厚／ＭＲ膜の膜厚で定義し
た。）に対する関係を示した。永久磁石膜には、Ｂｒが
約１１０００ＧのＣｏ：７６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１２
（atom％）合金を用いた。
トラック幅を２μｍ、再生ギャップ長を０．２μｍにし
たときの、出力とバルクハウゼン・ノイズ制御率との、
永久磁石膜の膜厚とＭＲ膜の膜厚との比（ここでは、こ
の比ｓを永久磁石膜の膜厚／ＭＲ膜の膜厚で定義し
た。）に対する関係を示した。永久磁石膜には、Ｂｒが
約１１０００ＧのＣｏ：７６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１２
（atom％）合金を用いた。
【００５８】バルクハウゼン・ノイズが抑制されている
範囲（ｓ＝０．５〜３）において、出力はこの比が大き
くなると共に僅かずつ減少しているが、ｓが４以上にな
ると、出力は極端に減少してしまう。同時に、バルクハ
ウゼン・ノイズが発生する。これは、永久磁石膜による
縦バイアス磁界がＭＲ膜のみならずＭＲ膜近傍に漏れ
て、媒体からの信号磁界に影響を与えたためと考えられ
る。また、ｓが０のとき、すなわち永久磁石膜がないと
きは、バルクハウゼン・ノイズが頻繁に発生し、安定し
た出力を得ることができなかった。この結果より、ＭＲ
膜の膜厚に応じて適当な永久磁石膜の膜厚を設定するこ
とにより、バルクハウゼン・ノイズを抑制し、かつ十分
な出力が得られる縦バイアスを実現することができる。
範囲（ｓ＝０．５〜３）において、出力はこの比が大き
くなると共に僅かずつ減少しているが、ｓが４以上にな
ると、出力は極端に減少してしまう。同時に、バルクハ
ウゼン・ノイズが発生する。これは、永久磁石膜による
縦バイアス磁界がＭＲ膜のみならずＭＲ膜近傍に漏れ
て、媒体からの信号磁界に影響を与えたためと考えられ
る。また、ｓが０のとき、すなわち永久磁石膜がないと
きは、バルクハウゼン・ノイズが頻繁に発生し、安定し
た出力を得ることができなかった。この結果より、ＭＲ
膜の膜厚に応じて適当な永久磁石膜の膜厚を設定するこ
とにより、バルクハウゼン・ノイズを抑制し、かつ十分
な出力が得られる縦バイアスを実現することができる。
【００５９】（実施例３）図１５に示したスピンバルブ
型ＭＲ素子を作製し、同様に誘導型ヘッドと組み合わせ
て記録再生を行い、出力およびバルクハウゼン・ノイズ
抑制率を調べた。また、実施例１と同じ基準でバルクハ
ウゼン・ノイズの判定を行った。
型ＭＲ素子を作製し、同様に誘導型ヘッドと組み合わせ
て記録再生を行い、出力およびバルクハウゼン・ノイズ
抑制率を調べた。また、実施例１と同じ基準でバルクハ
ウゼン・ノイズの判定を行った。
【００６０】図１５のスピンバルブ型ＭＲヘッドの構成
は、次のようにした。下部シールド層（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓ
ｉ合金膜）５２上に、下部絶縁層（Ａｌ2 Ｏ3 膜）４２
および反強磁性膜（Ｆｅ−Ｍｎ膜）１４を介して、固定
磁化膜（ＳＡＬ膜）（ＮｉＦｅ膜）１３、磁気分離膜
（Ｃｕ膜）１２、可動磁化膜（ＭＲ膜）（ＮｉＦｅ膜）
１１およびそれらを挟むように下地膜（Ｃｒ膜）１５、
永久磁石膜（ＣｏＣｒＰｔ合金膜）２１および電極膜
（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｔａ合金膜）３１が積層され、更に、上
部絶縁層４１を介してミッドシールド層５１を形成し
た。ここで、縦方向バイアスは、ＭＲ膜１１に平行に発
生する。
は、次のようにした。下部シールド層（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓ
ｉ合金膜）５２上に、下部絶縁層（Ａｌ2 Ｏ3 膜）４２
および反強磁性膜（Ｆｅ−Ｍｎ膜）１４を介して、固定
磁化膜（ＳＡＬ膜）（ＮｉＦｅ膜）１３、磁気分離膜
（Ｃｕ膜）１２、可動磁化膜（ＭＲ膜）（ＮｉＦｅ膜）
１１およびそれらを挟むように下地膜（Ｃｒ膜）１５、
永久磁石膜（ＣｏＣｒＰｔ合金膜）２１および電極膜
（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｔａ合金膜）３１が積層され、更に、上
部絶縁層４１を介してミッドシールド層５１を形成し
た。ここで、縦方向バイアスは、ＭＲ膜１１に平行に発
生する。
【００６１】本実施例では、ＭＲ膜１１の膜厚を５０オ
ングストローム、永久磁石膜２１の膜厚を１０〜３００
オングストロームまで変化させ、磁気分離膜１２の膜厚
は２０オングストロームとして種々検討を重ねた。ま
た、下部シールド層にはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金、上部お
よび下部絶縁層にはＡｌ2 Ｏ3 、下地膜にはＣｒまたは
Ｍｏ、永久磁石膜にはＣｏＣｒＰｔ合金、電極膜にはＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｔａ合金を用いた。
ングストローム、永久磁石膜２１の膜厚を１０〜３００
オングストロームまで変化させ、磁気分離膜１２の膜厚
は２０オングストロームとして種々検討を重ねた。ま
た、下部シールド層にはＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金、上部お
よび下部絶縁層にはＡｌ2 Ｏ3 、下地膜にはＣｒまたは
Ｍｏ、永久磁石膜にはＣｏＣｒＰｔ合金、電極膜にはＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｔａ合金を用いた。
【００６２】図７および図８に、出力とバルクハウゼン
・ノイズ制御率との、永久磁石膜の膜厚と可動磁化膜の
膜厚との比ｒに対する関係を示した。このスピンバルブ
型ＭＲヘッドにおいても、実施例２のＳＡＬ型ＭＲヘッ
ドの場合と同様に、ｒが０．５〜３の範囲においてバル
クハウゼン・ノイズが抑制されている。出力は、ｒが大
きくなるにしたがい減少している。スピンバルブ型ＭＲ
ヘッドにおいて、永久磁石膜による磁界が可動磁化膜の
みならず可動磁化膜近傍に漏れて、媒体からの信号磁界
に影響を与えたためと考えられる。
・ノイズ制御率との、永久磁石膜の膜厚と可動磁化膜の
膜厚との比ｒに対する関係を示した。このスピンバルブ
型ＭＲヘッドにおいても、実施例２のＳＡＬ型ＭＲヘッ
ドの場合と同様に、ｒが０．５〜３の範囲においてバル
クハウゼン・ノイズが抑制されている。出力は、ｒが大
きくなるにしたがい減少している。スピンバルブ型ＭＲ
ヘッドにおいて、永久磁石膜による磁界が可動磁化膜の
みならず可動磁化膜近傍に漏れて、媒体からの信号磁界
に影響を与えたためと考えられる。
【００６３】また、実施例２のＳＡＬ型ＭＲヘッドと同
様に、永久磁石膜がない場合は、バルクハウゼン・ノイ
ズが頻繁に発生し、安定した出力を得ることができなか
った。この結果より、スピンバルブ型ＭＲヘッドにおい
ても、可動磁化膜の膜厚に応じて適当な永久磁石膜の膜
厚を設定することにより、バルクハウゼン・ノイズを抑
制し、かつ十分な出力が得られる縦方向バイアスを実現
することができる。
様に、永久磁石膜がない場合は、バルクハウゼン・ノイ
ズが頻繁に発生し、安定した出力を得ることができなか
った。この結果より、スピンバルブ型ＭＲヘッドにおい
ても、可動磁化膜の膜厚に応じて適当な永久磁石膜の膜
厚を設定することにより、バルクハウゼン・ノイズを抑
制し、かつ十分な出力が得られる縦方向バイアスを実現
することができる。
【００６４】（実施例４）実施例１と同様の構造のＳＡ
Ｌ型ＭＲヘッドを作製し、永久磁石膜の残留磁束密度膜
厚積Ｂｒ・ｔに関する検討をした。永久磁石膜には、Ｂ
ｒが約９０００ＧのＣｏ：７０、Ｃｒ：１４、Ｐｔ：１
４（atom％）合金を用いた。再生トラック幅は１．５μ
ｍ、再生ギャップ長は０．２μｍに選んだ。
Ｌ型ＭＲヘッドを作製し、永久磁石膜の残留磁束密度膜
厚積Ｂｒ・ｔに関する検討をした。永久磁石膜には、Ｂ
ｒが約９０００ＧのＣｏ：７０、Ｃｒ：１４、Ｐｔ：１
４（atom％）合金を用いた。再生トラック幅は１．５μ
ｍ、再生ギャップ長は０．２μｍに選んだ。
【００６５】図９および図１０に、出力とバルクハウゼ
ン・ノイズ制御率との、Ｂｒ・ｔ積に対する関係を示し
た。出力は、Ｂｒ・ｔ積が増加するにしたがって僅かず
つ減少するが、５００Ｇ・μｍ以上では急激に減少す
る。バルクハウゼン・ノイズは、２００Ｇ・μｍ以上で
は発生が認められない。この検討結果から、高出力が得
られ、かつバルクハウゼン・ノイズも制御されるＢｒ・
ｔ積の範囲は、２００〜５００Ｇ・μｍであることがわ
かる。
ン・ノイズ制御率との、Ｂｒ・ｔ積に対する関係を示し
た。出力は、Ｂｒ・ｔ積が増加するにしたがって僅かず
つ減少するが、５００Ｇ・μｍ以上では急激に減少す
る。バルクハウゼン・ノイズは、２００Ｇ・μｍ以上で
は発生が認められない。この検討結果から、高出力が得
られ、かつバルクハウゼン・ノイズも制御されるＢｒ・
ｔ積の範囲は、２００〜５００Ｇ・μｍであることがわ
かる。
【００６６】（実施例５）実施例１と同様の構造のＳＡ
Ｌ型ＭＲヘッドを作製し、永久磁石膜の保磁力Ｈｃと保
磁力角形比Ｓ* とが、バルクハウゼン・ノイズに及ぼす
影響を検討した。永久磁石膜には、Ｂｒが約１１０００
ＧのＣｏ：７６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１２（atom％）合
金を用いた。再生トラック幅は１μｍ、再生ギャップ長
は０．１５μｍにした。
Ｌ型ＭＲヘッドを作製し、永久磁石膜の保磁力Ｈｃと保
磁力角形比Ｓ* とが、バルクハウゼン・ノイズに及ぼす
影響を検討した。永久磁石膜には、Ｂｒが約１１０００
ＧのＣｏ：７６、Ｃｒ：１２、Ｐｔ：１２（atom％）合
金を用いた。再生トラック幅は１μｍ、再生ギャップ長
は０．１５μｍにした。
【００６７】図１１に、バルクハウゼン・ノイズの発生
の有無について、永久磁石膜のＨｃとＳ* との関係を示
した。バルクハウゼン・ノイズは、Ｈｃだけでなく、Ｓ
* にも影響されることがわかり、Ｈｃが７００Ｏｅ以
上、Ｓ* が０．６〜０．８５の範囲においてのみ発生し
ない。したがって、Ｈｃが単に高いのみではバルクハウ
ゼン・ノイズを抑制することができず、Ｓ* を適切な値
に選択する必要がある。
の有無について、永久磁石膜のＨｃとＳ* との関係を示
した。バルクハウゼン・ノイズは、Ｈｃだけでなく、Ｓ
* にも影響されることがわかり、Ｈｃが７００Ｏｅ以
上、Ｓ* が０．６〜０．８５の範囲においてのみ発生し
ない。したがって、Ｈｃが単に高いのみではバルクハウ
ゼン・ノイズを抑制することができず、Ｓ* を適切な値
に選択する必要がある。
【００６８】（実施例６）図１２は、本発明による一実
施例を示すＭＲヘッドの磁気記録媒体側から見た断面図
である。永久磁石膜を従来より格段に薄くできることか
ら、再生ギャップをほぼ一定な間隔にできる構造であ
る。従来のＭＲヘッドでは、十分な大きさの縦方向バイ
アス磁界が得られるように磁石膜を厚くしていたため、
電極膜が再生ギャップに突出してしまい、図１４あるい
は図１５に示すように再生ギャップが上側に湾曲してし
まった。高密度化の要請により、再生トラック幅を狭く
するとか、再生ギャップ長を短くすると、再生出力の低
下を招いてしまう。しかしながら、本発明では、永久磁
石膜２１をＭＲ膜１１と同じかそれ以下に形成できるた
め、電極膜３１を不必要に薄くせずに狭トラックのＭＲ
ヘッドを形成することができる。
施例を示すＭＲヘッドの磁気記録媒体側から見た断面図
である。永久磁石膜を従来より格段に薄くできることか
ら、再生ギャップをほぼ一定な間隔にできる構造であ
る。従来のＭＲヘッドでは、十分な大きさの縦方向バイ
アス磁界が得られるように磁石膜を厚くしていたため、
電極膜が再生ギャップに突出してしまい、図１４あるい
は図１５に示すように再生ギャップが上側に湾曲してし
まった。高密度化の要請により、再生トラック幅を狭く
するとか、再生ギャップ長を短くすると、再生出力の低
下を招いてしまう。しかしながら、本発明では、永久磁
石膜２１をＭＲ膜１１と同じかそれ以下に形成できるた
め、電極膜３１を不必要に薄くせずに狭トラックのＭＲ
ヘッドを形成することができる。
【００６９】したがって、図１２に示すように、本発明
のＭＲヘッドの再生ギャップ長は、上部絶縁層４１と、
ＳＡＬ膜１３と、磁気分離膜１２と、ＭＲ膜１１と、下
部絶縁層４２との厚さの和に等しくなるが、図１４ある
いは図１５の従来の再生ギャップ長は、電極膜３１の膜
厚分だけ厚くなる。
のＭＲヘッドの再生ギャップ長は、上部絶縁層４１と、
ＳＡＬ膜１３と、磁気分離膜１２と、ＭＲ膜１１と、下
部絶縁層４２との厚さの和に等しくなるが、図１４ある
いは図１５の従来の再生ギャップ長は、電極膜３１の膜
厚分だけ厚くなる。
【００７０】相当するスピンバルブ型ＭＲヘッドについ
ては図示しないが、ＳＡＬ型ＭＲヘッドの積層ストライ
プをスピンバルブ型のものに変更する以外は、図１２と
同様なものである。
ては図示しないが、ＳＡＬ型ＭＲヘッドの積層ストライ
プをスピンバルブ型のものに変更する以外は、図１２と
同様なものである。
【００７１】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００７２】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【００７３】すなわち、永久磁石膜を用いたバイアス方
式を採用したＳＡＬ型あるいはスピンバルブ型ＭＲヘッ
ドにおいて、記録密度の向上に伴う狭トラック化、狭ギ
ャップ化に対応するために適切なＣｏＣｒＰｔ合金組成
を選ぶことにより、永久磁石膜の膜厚および磁気特性の
最適化が可能になると共に、バルクハウゼン・ノイズを
抑制でき、高感度なＭＲヘッドを提供することができ
る。
式を採用したＳＡＬ型あるいはスピンバルブ型ＭＲヘッ
ドにおいて、記録密度の向上に伴う狭トラック化、狭ギ
ャップ化に対応するために適切なＣｏＣｒＰｔ合金組成
を選ぶことにより、永久磁石膜の膜厚および磁気特性の
最適化が可能になると共に、バルクハウゼン・ノイズを
抑制でき、高感度なＭＲヘッドを提供することができ
る。
【００７４】また、ＭＲヘッドの縦バイアス磁界印加用
の永久磁石膜として、Ｃｏ：６５〜８２atom％、Ｃｒ：
１０〜１５atom％、Ｐｔ：８〜２０atom％の組成のＣｏ
ＣｒＰｔ合金を用いることによって、再生トラック幅が
３μｍ以下、再生ギャップ長が０．２μｍ以下のＭＲヘ
ッドでも十分な出力とバルクハウゼン・ノイズの抑制効
果とを得ることができる。
の永久磁石膜として、Ｃｏ：６５〜８２atom％、Ｃｒ：
１０〜１５atom％、Ｐｔ：８〜２０atom％の組成のＣｏ
ＣｒＰｔ合金を用いることによって、再生トラック幅が
３μｍ以下、再生ギャップ長が０．２μｍ以下のＭＲヘ
ッドでも十分な出力とバルクハウゼン・ノイズの抑制効
果とを得ることができる。
【００７５】更に、永久磁石膜の下地膜として、膜厚が
５０〜２００オングストローム程度のＣｒ、Ｗ、Ｍｏま
たはそれらの合金を用いるので、より良好な磁気特性を
得ることができる。
５０〜２００オングストローム程度のＣｒ、Ｗ、Ｍｏま
たはそれらの合金を用いるので、より良好な磁気特性を
得ることができる。
【００７６】本発明のＭＲヘッドの再生ギャップ長は、
０．４μｍ以下であり、上部絶縁層と、ＳＡＬ膜と、磁
気分離膜と、ＭＲ膜と、下部絶縁層との厚さの和に等し
くすることができる。
０．４μｍ以下であり、上部絶縁層と、ＳＡＬ膜と、磁
気分離膜と、ＭＲ膜と、下部絶縁層との厚さの和に等し
くすることができる。
【図１】本発明による永久磁石膜の膜厚と保磁力特性と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図２】本発明による永久磁石膜の残留磁束密度Ｂｒと
保磁力Ｈｃとの組成依存性を示す３元状態平衡図であ
る。
保磁力Ｈｃとの組成依存性を示す３元状態平衡図であ
る。
【図３】再生トラック幅と出力特性との関係を示す図で
ある。
ある。
【図４】再生トラック幅とバルクハウゼン・ノイズ特性
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図５】ＳＡＬ型ＭＲヘッドの膜厚比と出力特性との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図６】ＳＡＬ型ＭＲヘッドの膜厚比とバルクハウゼン
・ノイズ特性との関係を示す図である。
・ノイズ特性との関係を示す図である。
【図７】スピンバルブ型ＭＲヘッドの膜厚比と出力特性
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図８】スピンバルブ型ＭＲヘッドの膜厚比とバルクハ
ウゼン・ノイズ特性との関係を示す図である。
ウゼン・ノイズ特性との関係を示す図である。
【図９】Ｂｒ・ｔ積と出力特性との関係を示す図であ
る。
る。
【図１０】Ｂｒ・ｔ積とバルクハウゼン・ノイズ特性と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図１１】保磁力角形比に対する保磁力とバルクハウゼ
ン・ノイズとの発生分布図である。
ン・ノイズとの発生分布図である。
【図１２】本発明の一実施例であるＭＲヘッドの断面図
である。
である。
【図１３】従来の録再分離型ヘッドの斜視断面図であ
る。
る。
【図１４】従来のＳＡＬ型ＭＲヘッドの断面図である。
【図１５】従来のスピンバルブ型ＭＲヘッドの断面図で
ある。
ある。
【図１６】保磁力角形比の説明図である。
１１ ＭＲ膜 １２ 磁気分離膜 １３ ＳＡＬ膜 ２１ 永久磁石膜 ２２ 下地膜 ３１ 電極膜 ４１ 上部絶縁層 ４２ 下部絶縁層 ５１ ミッドシールド層 ５２ 下部シールド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飛世 正博 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属株 式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 三俣 千春 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属株 式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 三浦 久幸 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属株 式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 川井 哲郎 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地 日立金属株 式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 サイモン・リャオ アメリカ合衆国、カリフォルニア州、サン タ・バーバラ、ヴィスタ・バヒア 5296
Claims (27)
- 【請求項１】 第１の厚さを有する磁気抵抗効果膜（Ｍ
Ｒ膜）と、 第２の厚さを有する磁気分離膜と、 第３の厚さを有する軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ膜）で、
前記磁気抵抗効果膜と前記軟磁性バイアス膜との間に前
記磁気分離膜を挟む前記軟磁性バイアス膜と、 前記磁気抵抗効果膜と前記磁気分離膜と前記軟磁性バイ
アス膜とからなる積層ストライプで、前記第１、第２、
第３の厚さを横断する方向を横方向、前記横方向に対し
て実質的に垂直な方向を縦方向として、前記縦方向に第
１の端部と第２の端部とを有する前記積層ストライプ
と、 永久磁石膜と、 前記永久磁石膜上に配置されて、前記横方向に積層され
た二重膜を形成する電極膜で、前記積層ストライプが、
前記第１および第２の端部の各々に形成された前記二重
膜と共に配置される前記電極膜と、 前記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜との上に配置された上部絶縁層
と、 前記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜との下に配置された下部絶縁層
と、 前記第１および第２の端部の各々に形成された前記二重
膜の間に配置された前記積層ストライプによって形成さ
れた再生トラック領域で、前記再生トラック領域に、前
記軟磁性バイアス膜による横バイアス磁界と前記永久磁
石膜による縦バイアス磁界とが印加されるように構成さ
れた前記再生トラック領域とを有する磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、 前記永久磁石膜は保磁力角形比が０．６以上であり、 前記再生トラック領域における前記縦および横バイアス
磁界の合成磁界は約４５度に傾いた保磁力を有すること
を特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項２】 請求項１に記載の磁気抵抗効果型再生ヘ
ッドであって、前記永久磁石膜に対する前記磁気抵抗効
果膜の膜厚比（永久磁石膜の膜厚／磁気抵抗効果膜の膜
厚）が０．５〜３の範囲にあることを特徴とする磁気抵
抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項３】 請求項１に記載の磁気抵抗効果型再生ヘ
ッドであって、前記永久磁石膜がＣｏＣｒＰｔ合金であ
り、その組成は、Ｃｏ：６５〜８２atom％、Ｃｒ：１０
〜１５atom％、Ｐｔ：８〜２０atom％であって、かつ各
成分の合計は、不可避な不純物を除いて、１００atom％
であることを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項４】 請求項１に記載の磁気抵抗効果型再生ヘ
ッドであって、前記永久磁石膜の保磁力が７００Ｏｅ以
上であり、保磁力角形比が０．６〜０．８５であること
を特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項５】 請求項１に記載の磁気抵抗効果型再生ヘ
ッドであって、更に、 前記第１および第２の端部の各
々と前記二重膜との間に配置された下地膜で、前記第１
および第２の端部の各々に形成された前記二重膜の表面
に沿って伸長する前記下地膜を配置し、 前記下地膜は、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ合金、Ｗ合金、Ｍ
ｏ合金からなるグループから選択された材料で形成さ
れ、 前記下地膜の膜厚は５０〜２００オングストロームであ
ることを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項６】 請求項１に記載の磁気抵抗効果型再生ヘ
ッドであって、前記下部絶縁層と前記上部絶縁層とが前
記再生トラック領域にあり、実質的に平行であることを
特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項７】 請求項６に記載の磁気抵抗効果型再生ヘ
ッドであって、 前記永久磁石膜が前記第１の厚さ以下の第４の厚さを有
し、 前記第１の厚さが約５０オングストローム以下であるこ
とを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項８】 請求項１に記載の磁気抵抗効果型再生ヘ
ッドであって、前記永久磁石膜の残留磁束密度膜厚積Ｂ
ｒ・ｔが約２００〜５００Ｇ・μｍであることを特徴と
する磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項９】 請求項１に記載の磁気抵抗効果型再生ヘ
ッドであって、 前記上部絶縁層が第５の厚さを有し、前記下部絶縁層が
第６の厚さを有し、 前記磁気抵抗効果型再生ヘッドが更に、前記第１、第
２、第３、第５、第６の厚さの和からなる再生ギャップ
を有することを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の磁気抵抗効果型再生
ヘッドであって、前記和が０．４μｍ以下であることを
特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項１１】 第１の厚さを有する反強磁性膜と、 第２の厚さを有する固定磁化膜（ＳＡＬ膜）と、 第３の厚さを有する磁気分離膜と、 第４の厚さを有する可動磁化膜で、磁気抵抗効果膜（Ｍ
Ｒ膜）である前記可動磁化膜と、 前記反強磁性膜と前記固定磁化膜と前記磁気分離膜と前
記可動磁化膜とが順次積層されて形成する積層ストライ
プで、前記第１、第２、第３、第４の厚さを横断する方
向を横方向、前記横方向に対して実質的に垂直な方向を
縦方向として、前記縦方向に第１の端部と第２の端部と
を有する前記積層ストライプと、 永久磁石膜と、 前記永久磁石膜上に配置されて、前記横方向に積層され
た二重膜を形成する電極膜で、前記積層ストライプが、
前記第１および第２の端部の各々に形成された前記二重
膜と共に配置される前記電極膜と、 前記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜との上に配置された上部絶縁層
と、 前記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜との下に配置された下部絶縁層
と、 前記第１および第２の端部の各々に形成された前記二重
膜の間に配置された前記積層ストライプによって形成さ
れた再生トラック領域とを有する磁気抵抗効果型再生ヘ
ッドであって、 前記永久磁石膜は保磁力角形比が０．６以上であり、 前期再生トラック領域における前記縦および横バイアス
磁界の合成磁界は約４５度に傾いた保磁力を有すること
を特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前期永久磁石膜に対する前期磁気抵
抗効果膜の膜厚比（永久磁石膜の膜厚／磁気抵抗効果膜
の膜厚）が０．５〜３の範囲にあることを特徴とする磁
気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項１３】 請求項１１に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前記永久磁石膜がＣｏＣｒＰｔ合金
であり、その組成は、Ｃｏ：６５〜８２atom％、Ｃｒ：
１０〜１５atom％、Ｐｔ：８〜２０atom％であって、か
つ各成分の合計は、不可避な不純物を除いて、１００at
om％であることを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッ
ド。 - 【請求項１４】 請求項１１に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前記永久磁石膜の保磁力が７００Ｏ
ｅ以上であり、保磁力角形比が０．６〜０．８５である
ことを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項１５】 請求項１１に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、更に、 前記第１および第２の端部の各々と前記二重膜との間に
配置された下地膜で、前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜の表面に沿って伸長する前記下
地膜を配置し、 前記下地膜は、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ合金、Ｗ合金、Ｍ
ｏ合金からなるグループから選択された材料で形成さ
れ、 前記下地膜の膜厚が５０〜２００オングストロームであ
ることを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項１６】 請求項１１に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前記下部絶縁層と前記上部絶縁層と
が前記再生トラック領域にあり、実質的に平行であるこ
とを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前記永久磁石膜が前記第４の厚さ以
下の第５の厚さを有し、 前記第４の厚さが約５０オングストローム以下であるこ
とを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項１８】 請求項１１に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前記永久磁石膜の残留磁束密度膜厚
積Ｂｒ・ｔが約２００〜５００Ｇ・μｍであることを特
徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項１９】 請求項１１に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前記上部絶縁層が第６の膜厚を有
し、前記下部絶縁層が第７の膜厚を有し、前記磁気抵抗
効果型再生ヘッドが更に、前記第１、第２、第３、第
４、第６、第７の厚さの和からなる再生ギャップを有す
ることを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項２０】 請求項１９に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前記和が０．４μｍ以下であること
を特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項２１】 請求項１９に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前記和が０．２μｍ以下であること
を特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項２２】 第１の厚さを有する磁気抵抗効果膜
（ＭＲ膜）と、 第２の厚さを有する磁気分離膜と、 第３の厚さを有する軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ膜）で、
前記磁気抵抗効果膜と前記軟磁性バイアス膜との間に前
記磁気分離膜を挟む前記軟磁性バイアス膜と、 前記磁気抵抗効果膜と前記磁気分離膜と前記軟磁性バイ
アス膜とからなる積層ストライプで、前記第１、第２、
第３の厚さを横断する方向を横方向、前記横方向に対し
て実質的に垂直な方向を縦方向として、前記縦方向の第
１の端部と第２の端部とを有する前記積層ストライプ
と、 永久磁石膜と、 前記永久磁石膜上に配置されて、前記横方向に積層され
た二重膜を形成する電極膜で、前記積層ストライプが、
前記第１および第２の端部の各々に形成された前記二重
膜と共に配置される前記電極膜と、 前記第１および第２の端部の各々と前記二重膜との間に
配置された下地膜で、前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜の表面に沿って伸長する前記下
地膜と、 前記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜との上に配置された第４の厚さ
を有する上部絶縁層と、 前記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜に沿って伸長する前記下地膜と
の下に配置された第５の厚さを有する下部絶縁層と、 前記二重膜の間に配置された前記積層ストライプによっ
て形成された再生トラック領域とを有する磁気抵抗効果
型再生ヘッドであって、 前記第１、第２、第３、第４、第５の厚さの和からなる
再生ギャップを有することを特徴とする磁気抵抗効果型
再生ヘッド。 - 【請求項２３】 請求項２２に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前記再生ギャップが０．４μｍ以下
であることを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項２４】 第１の厚さを有する反強磁性膜と、 第２の厚さを有する固定磁化膜（ＳＡＬ膜）と、 第３の厚さを有する磁気分離膜と、 第４の厚さを有する可動磁化膜で、磁気抵抗効果膜（Ｍ
Ｒ膜）である前記可動磁化膜と、 前記反強磁性膜と前記固定磁化膜と前記磁気分離膜と前
記可動磁化膜とが順次積層されて形成する積層ストライ
プで、前記第１、第２、第３、第４の厚さを横断する方
向を横方向、前記横方向に対して実質的に垂直な方向を
縦方向として、前記縦方向に第１の端部と第２の端部と
を有する前記積層ストライプと、 永久磁石膜と、 前記永久磁石膜上に配置されて、前記横方向に積層され
た二重膜を形成する電極膜で、前記積層ストライプが、
前記第１および第２の端部の各々に形成された前記二重
膜と共に配置される前記電極膜と、 前記第１および第２の端部の各々と前記二重膜との間に
配置された下地膜で、前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜の表面に沿って伸長する前記下
地膜と、 前記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜との上に配置された第５の厚さ
を有する上部絶縁層と、 前記積層ストライプと前記第１および第２の端部の各々
に形成された前記二重膜に沿って伸長する前記下地膜と
の下に配置された第６の厚さを有する下部絶縁層と、 前記二重膜の間に配置された前記積層ストライプによっ
て形成された再生トラック領域とを有する磁気抵抗効果
型再生ヘッドであって、 前記第１、第２、第３、第４、第５、第６の厚さの和か
らなる再生ギャップを有することを特徴とする磁気抵抗
効果型再生ヘッド。 - 【請求項２５】 請求項２４に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前記再生ギャップが０．４μｍ以下
であることを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項２６】 請求項２４に記載の磁気抵抗効果型再
生ヘッドであって、前記再生ギャップが０．２μｍ以下
であることを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。 - 【請求項２７】 軟磁性バイアス膜（ＳＡＬ膜）と、磁
気分離膜と、磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）とからなる積層
ストライプを、下部シールド層とミッドシールド層との
間に、下部絶縁層または上部絶縁層を介して配置し、前
記積層ストライプの両端部領域には、永久磁石膜と電極
膜とを形成配置して再生トラック領域を形成し、前記再
生トラック領域に、前記ＳＡＬ膜による横バイアス磁界
と前記永久磁石膜による縦バイアス磁界とが印加される
ように構成された磁気抵抗効果型再生ヘッドであって、 前記永久磁石膜は保磁力角形比が０．６以上であり、 前記再生トラック領域における前記縦および横バイアス
磁界の合成磁界は約４５度に傾いた保磁力を有すること
を特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。
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| US08/821,182 US5748416A (en) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Magnetoresistive playback head |
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| JP (1) | JPH10269531A (ja) |
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