JPH11134615A - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドInfo
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- JPH11134615A JPH11134615A JP29665297A JP29665297A JPH11134615A JP H11134615 A JPH11134615 A JP H11134615A JP 29665297 A JP29665297 A JP 29665297A JP 29665297 A JP29665297 A JP 29665297A JP H11134615 A JPH11134615 A JP H11134615A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】出力を低下させることなく磁区の安定性を向上
し、磁気ヘッドの出力変動による不良の発生を抑制す
る。 【解決手段】磁部磁性膜の磁歪定数λと応力σの積を−
１２００Ｐａから−５０００Ｐａの間とすることによ
り、従来１０％から２０％のヘッドで出力および非対称
性の変動による不良が発生したのに対し、不良率を５％
以下に低減できた。
し、磁気ヘッドの出力変動による不良の発生を抑制す
る。 【解決手段】磁部磁性膜の磁歪定数λと応力σの積を−
１２００Ｐａから−５０００Ｐａの間とすることによ
り、従来１０％から２０％のヘッドで出力および非対称
性の変動による不良が発生したのに対し、不良率を５％
以下に低減できた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体の磁
化の向きにより情報を保存し、磁気ヘッドにより記録再
生を行う磁気記録装置の再生部に用いる磁気抵抗効果ヘ
ッドに関する。
化の向きにより情報を保存し、磁気ヘッドにより記録再
生を行う磁気記録装置の再生部に用いる磁気抵抗効果ヘ
ッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、再生用磁気
ヘッドに高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、磁気抵抗効果ヘッド（ＭＲヘッド）が知
られている。磁気抵抗効果ヘッドは、記録媒体からの信
号磁界を素子の抵抗変化として検出する。現在、実用化
されているＭＲヘッドは、抵抗が磁化方向と電流方向の
なす角度に依存するという、異方性磁気抵抗効果（ＡＭ
Ｒ効果）を利用したものであり、ＡＭＲヘッドとも呼ば
れる。
ヘッドに高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、磁気抵抗効果ヘッド（ＭＲヘッド）が知
られている。磁気抵抗効果ヘッドは、記録媒体からの信
号磁界を素子の抵抗変化として検出する。現在、実用化
されているＭＲヘッドは、抵抗が磁化方向と電流方向の
なす角度に依存するという、異方性磁気抵抗効果（ＡＭ
Ｒ効果）を利用したものであり、ＡＭＲヘッドとも呼ば
れる。
【０００３】一方、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、巨大磁気抵
抗効果ヘッド（ＧＭＲヘッド）が提案された。これは、
Dienyらによるフィジカル レビュー（Physical Revie
w）Ｂ第４３巻、１２９７〜１３００頁「軟磁性多層膜
における巨大磁気抵抗効果」に記載のように２層の磁性
層を非磁性層で分割し、一方の磁性層に反強磁性層から
の交換結合磁界を印加する構造のヘッドである。このよ
うな積層膜においては、２つの磁性層の磁化の間のなす
角をθとすると、抵抗はｃｏｓθに比例して変化する成
分を有することが上記Ｄｉｅｎｙらの論文に示されてい
る。すなわち、２つの磁性層の磁化が互いに平行のとき
に最も抵抗が低く、また、互いに反平行のときに最も抵
抗が高くなる。このような効果を巨大磁気抵抗効果（Ｇ
ＭＲ）と呼んでいる。ＧＭＲ効果を示す積層膜により磁
界センサーを作ると、２層の磁性層のうち反強磁性層に
接していない方のみにおいて磁化が自由に回転できるの
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を誘起し、磁界検出ができる。
原理で動作する磁気抵抗効果ヘッドとして、巨大磁気抵
抗効果ヘッド（ＧＭＲヘッド）が提案された。これは、
Dienyらによるフィジカル レビュー（Physical Revie
w）Ｂ第４３巻、１２９７〜１３００頁「軟磁性多層膜
における巨大磁気抵抗効果」に記載のように２層の磁性
層を非磁性層で分割し、一方の磁性層に反強磁性層から
の交換結合磁界を印加する構造のヘッドである。このよ
うな積層膜においては、２つの磁性層の磁化の間のなす
角をθとすると、抵抗はｃｏｓθに比例して変化する成
分を有することが上記Ｄｉｅｎｙらの論文に示されてい
る。すなわち、２つの磁性層の磁化が互いに平行のとき
に最も抵抗が低く、また、互いに反平行のときに最も抵
抗が高くなる。このような効果を巨大磁気抵抗効果（Ｇ
ＭＲ）と呼んでいる。ＧＭＲ効果を示す積層膜により磁
界センサーを作ると、２層の磁性層のうち反強磁性層に
接していない方のみにおいて磁化が自由に回転できるの
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を誘起し、磁界検出ができる。
【０００４】ＡＭＲヘッドとＧＭＲヘッドのいずれの場
合も、感磁部は複数の層から構成されているが、このう
ち媒体からの磁界によって最も大きく磁化の向きが変わ
る層を感磁部磁性膜と呼ぶことにする。これは、ＡＭＲ
ヘッドの場合にはＭＲ膜であり、ＧＭＲヘッドの場合に
は、自由磁性膜である。感磁部磁性膜の中の磁気異方性
およびその分布は、磁気抵抗効果ヘッドの感度および動
作安定性に大きな影響を与えるので、ヘッド作製時には
注意して設定しなければならない。
合も、感磁部は複数の層から構成されているが、このう
ち媒体からの磁界によって最も大きく磁化の向きが変わ
る層を感磁部磁性膜と呼ぶことにする。これは、ＡＭＲ
ヘッドの場合にはＭＲ膜であり、ＧＭＲヘッドの場合に
は、自由磁性膜である。感磁部磁性膜の中の磁気異方性
およびその分布は、磁気抵抗効果ヘッドの感度および動
作安定性に大きな影響を与えるので、ヘッド作製時には
注意して設定しなければならない。
【０００５】この磁気異方性は、製膜時の印加磁界の方
向を容易軸とする誘導磁気異方性成分、および磁歪と応
力に起因する磁気異方性、の２つの成分から成り立って
いる。従来の磁気抵抗効果ヘッドでは、膜の製膜時に発
生する磁気異方性Ｈｋは、素子の動作安定性を配慮し
て、トラック幅方向に向くように設計されているが、膜
応力と磁歪に由来する磁気異方性に関しては、これを積
極的に利用することはなされておらず、むしろ膜自体の
軟磁気特性が良くなる磁歪ゼロ（λ＝０）組成が、選択
されていた。
向を容易軸とする誘導磁気異方性成分、および磁歪と応
力に起因する磁気異方性、の２つの成分から成り立って
いる。従来の磁気抵抗効果ヘッドでは、膜の製膜時に発
生する磁気異方性Ｈｋは、素子の動作安定性を配慮し
て、トラック幅方向に向くように設計されているが、膜
応力と磁歪に由来する磁気異方性に関しては、これを積
極的に利用することはなされておらず、むしろ膜自体の
軟磁気特性が良くなる磁歪ゼロ（λ＝０）組成が、選択
されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】磁気抵抗効果ヘッドが
動作するためには、ＭＲ膜もしくは自由磁性膜の磁化が
回りやすいことが必要であり、また、外部磁界が印加さ
れないときには、安定してトラック幅方向に磁化が向い
ていることが必要である。磁化状態の安定性を増すため
には、磁化容易軸がトラック幅方向を向いた大きな磁気
異方性が存在することが望ましい。一方、感度を向上す
るためには、逆に深さ方向を容易軸とする磁気異方性が
あることが望ましい。このように、従来の磁気抵抗効果
ヘッドでは、磁化状態の安定性と高出力化とは、互いに
矛盾する要求であって、一方を改善するためには、他方
を犠牲にしなければならなかった。
動作するためには、ＭＲ膜もしくは自由磁性膜の磁化が
回りやすいことが必要であり、また、外部磁界が印加さ
れないときには、安定してトラック幅方向に磁化が向い
ていることが必要である。磁化状態の安定性を増すため
には、磁化容易軸がトラック幅方向を向いた大きな磁気
異方性が存在することが望ましい。一方、感度を向上す
るためには、逆に深さ方向を容易軸とする磁気異方性が
あることが望ましい。このように、従来の磁気抵抗効果
ヘッドでは、磁化状態の安定性と高出力化とは、互いに
矛盾する要求であって、一方を改善するためには、他方
を犠牲にしなければならなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題は、磁気抵抗効
果ヘッドにおいて、感磁部の磁性薄膜の磁歪乗数λが
正、内部応力σが負であり、λとσの間に、数１の関係
があることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッドを用いるこ
とにより、解決される。
果ヘッドにおいて、感磁部の磁性薄膜の磁歪乗数λが
正、内部応力σが負であり、λとσの間に、数１の関係
があることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッドを用いるこ
とにより、解決される。
【０００８】
【数１】 １２００Ｐａ≦−λ×σ≦５０００Ｐａ …（１） 図１はＡＭＲヘッドの一例の概念図である。ＭＲ膜１１
の上に非磁性分離膜１２，ＳＡＬ膜１３を積層する。こ
れを、矩形にパターニングした後に、永久磁石からなる
磁区制御膜１６，電極膜１５を感磁部の両端に接するよ
うな形に形成する。このように永久磁石からなる磁区制
御膜１６を感磁部の辺のみで接するように配置したＭＲ
ヘッドをハードバイアス型と呼ぶ。本発明は、このハー
ドバイアス構造を前提としている。さらに最後に媒体対
向面の研摩工程が加わり、感磁部の矩形の４辺のうち媒
体対向面に露出する辺は、この研摩工程で作られる。
の上に非磁性分離膜１２，ＳＡＬ膜１３を積層する。こ
れを、矩形にパターニングした後に、永久磁石からなる
磁区制御膜１６，電極膜１５を感磁部の両端に接するよ
うな形に形成する。このように永久磁石からなる磁区制
御膜１６を感磁部の辺のみで接するように配置したＭＲ
ヘッドをハードバイアス型と呼ぶ。本発明は、このハー
ドバイアス構造を前提としている。さらに最後に媒体対
向面の研摩工程が加わり、感磁部の矩形の４辺のうち媒
体対向面に露出する辺は、この研摩工程で作られる。
【０００９】図２に巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）ヘッド
の一例の構成図を示す。自由磁性層２１，中間非磁性層
２２，固定磁性層２３、および反強磁性層２４から構成
される巨大磁気抵抗効果膜により磁気記録媒体からの信
号磁界を検出する。ＧＭＲヘッドでは、この膜により感
磁部が構成される。さらに、上記のＡＭＲヘッドの場合
と同様に、矩形へのパターニングを行った後、感磁部の
磁化状態を制御してノイズの発生を抑制するための永久
磁石膜からなる磁区制御膜２６，感磁部へトラック幅方
向の両脇から電流を供給する電極膜２５の形成、および
媒体対向面の研摩加工を行う。
の一例の構成図を示す。自由磁性層２１，中間非磁性層
２２，固定磁性層２３、および反強磁性層２４から構成
される巨大磁気抵抗効果膜により磁気記録媒体からの信
号磁界を検出する。ＧＭＲヘッドでは、この膜により感
磁部が構成される。さらに、上記のＡＭＲヘッドの場合
と同様に、矩形へのパターニングを行った後、感磁部の
磁化状態を制御してノイズの発生を抑制するための永久
磁石膜からなる磁区制御膜２６，感磁部へトラック幅方
向の両脇から電流を供給する電極膜２５の形成、および
媒体対向面の研摩加工を行う。
【００１０】感磁部の自由磁性膜は、一般の軟磁性膜と
同様に一軸磁気異方性（略して一軸異方性）を有する。
そして、この一軸異方性の磁化容易軸は、動作安定性を
考慮して、通常トラック幅方向を向くように設定する。
同様に一軸磁気異方性（略して一軸異方性）を有する。
そして、この一軸異方性の磁化容易軸は、動作安定性を
考慮して、通常トラック幅方向を向くように設定する。
【００１１】図３はＡＭＲヘッドの磁化状態をあらわ
す。ＭＲ膜の磁化３１は、トラック幅方向から約４５°
傾いた方向を向き、ＳＡＬ膜の磁化３２はヘッド深さ方
向を向く。感磁部のトラック幅Ｔｗおよび素子高さｈＭ
Ｒはそれぞれ図に示すように定義する。
す。ＭＲ膜の磁化３１は、トラック幅方向から約４５°
傾いた方向を向き、ＳＡＬ膜の磁化３２はヘッド深さ方
向を向く。感磁部のトラック幅Ｔｗおよび素子高さｈＭ
Ｒはそれぞれ図に示すように定義する。
【００１２】図４にＧＭＲヘッドの磁化状態をあらわ
す。自由磁性層の磁化４１はトラック幅方向に、固定磁
性層の磁化４２はヘッド深さ方向を向く。
す。自由磁性層の磁化４１はトラック幅方向に、固定磁
性層の磁化４２はヘッド深さ方向を向く。
【００１３】図１および図２のようなハードバイアス型
の磁気抵抗効果ヘッドの磁性膜の応力分布は、図５のよ
うになる。異方的な応力成分を、真円からのずれとして
あらわしている。長円の伸ばされた方向が引っ張り方向
に相当する。磁性薄膜中には、スパッタ法による製膜時
に面内圧縮応力が発生する。応力σの大きさは、製膜条
件に大きく依存するが、最大で数１００ＭＰａ程度の圧
縮応力が発生することが知られている。この応力は、面
内方向では等方的であるため、このままでは、磁気異方
性へ影響することはない。しかし、矩形にパターニング
された後には、図５のように、周囲部分で、パターニン
グされた辺に平行な方向では、製膜時からの圧縮応力が
温存されるのに対し、辺に垂直方向には応力が緩和さ
れ、結果として、面内で異方的な応力となる。
の磁気抵抗効果ヘッドの磁性膜の応力分布は、図５のよ
うになる。異方的な応力成分を、真円からのずれとして
あらわしている。長円の伸ばされた方向が引っ張り方向
に相当する。磁性薄膜中には、スパッタ法による製膜時
に面内圧縮応力が発生する。応力σの大きさは、製膜条
件に大きく依存するが、最大で数１００ＭＰａ程度の圧
縮応力が発生することが知られている。この応力は、面
内方向では等方的であるため、このままでは、磁気異方
性へ影響することはない。しかし、矩形にパターニング
された後には、図５のように、周囲部分で、パターニン
グされた辺に平行な方向では、製膜時からの圧縮応力が
温存されるのに対し、辺に垂直方向には応力が緩和さ
れ、結果として、面内で異方的な応力となる。
【００１４】図７および図８に感磁部磁性膜内の応力分
布の計算値の一例を示す。図７は応力をトラック幅方向
に見た分布である。この図では、σyyは変わらないが、
σxxは端部で応力が開放されるためにゼロとなる。結果
として、異方性応力（σxx−σyy）は、端部で大きくな
り中心部でほとんどゼロとなる。端部から応力の及ぶ範
囲の長さは、パターニングのときに削られる厚さとほぼ
同程度であり、磁気抵抗効果ヘッドにおいては、５０ｎ
ｍから１００ｎｍ程度である。
布の計算値の一例を示す。図７は応力をトラック幅方向
に見た分布である。この図では、σyyは変わらないが、
σxxは端部で応力が開放されるためにゼロとなる。結果
として、異方性応力（σxx−σyy）は、端部で大きくな
り中心部でほとんどゼロとなる。端部から応力の及ぶ範
囲の長さは、パターニングのときに削られる厚さとほぼ
同程度であり、磁気抵抗効果ヘッドにおいては、５０ｎ
ｍから１００ｎｍ程度である。
【００１５】図８は同様の応力分布を深さ方向にプロッ
トしたものである。この場合は、σxxがほとんど不変
で、σyyが端部で急激に減少してゼロになる。結果とし
て、やはり端部に集中した異方性応力（σyy−σxx）が
発生している。
トしたものである。この場合は、σxxがほとんど不変
で、σyyが端部で急激に減少してゼロになる。結果とし
て、やはり端部に集中した異方性応力（σyy−σxx）が
発生している。
【００１６】このような異方的な応力下においては、磁
歪による効果で数２のような異方性Ｋｕが現れる。
歪による効果で数２のような異方性Ｋｕが現れる。
【００１７】
【数２】 Ｋｕ＝（３／２）λ（σ1−σ2） …（２） ここに、λは磁歪定数、σ1およびσ2は、２つの直交す
る方向の主軸に関する応力である。これは、異方性磁界
Ｈｋに換算すると、数３となる。
る方向の主軸に関する応力である。これは、異方性磁界
Ｈｋに換算すると、数３となる。
【００１８】
【数３】 Ｈｋ＝３λ（σ1−σ2）／Ｍｓ …（３） ここに、Ｍｓはこの磁性膜の飽和磁化である。磁歪定数
λが正の場合には、応力により伸ばされた方向が容易軸
となる。
λが正の場合には、応力により伸ばされた方向が容易軸
となる。
【００１９】このようにして応力による磁気異方性が加
わった磁気抵抗効果ヘッドの中の、磁気異方性の分布
は、図６に示すようになる。この図では、矢印の向きで
容易軸の方向を、矢印の大きさで異方性の強さの絶対値
をあらわしている。感磁部の中央付近では、応力による
磁気異方性はほとんどない。ここの部分は、製膜時に磁
界が印加されていた方向を磁化容易軸とする、主に異方
的な原子配列によって引き起こされる磁気異方性（誘導
磁気異方性）のみが存在する。誘導磁気異方性の大きさ
はパーマロイにおいて５００Ａ／ｍ程度であり、その方
向は、通常磁化状態の安定化を向上するためにトラック
幅方向を容易軸とするように作られる。一方、パターン
の周辺部では、応力による異方性が発生する。これは、
磁歪定数λが正のときには、図で示すように、各辺に垂
直する方向を容易軸とした異方性である。これを、トラ
ック幅方向と平行の２辺と、奥行き方向の２辺で、それ
ぞれの働きを見てみる。
わった磁気抵抗効果ヘッドの中の、磁気異方性の分布
は、図６に示すようになる。この図では、矢印の向きで
容易軸の方向を、矢印の大きさで異方性の強さの絶対値
をあらわしている。感磁部の中央付近では、応力による
磁気異方性はほとんどない。ここの部分は、製膜時に磁
界が印加されていた方向を磁化容易軸とする、主に異方
的な原子配列によって引き起こされる磁気異方性（誘導
磁気異方性）のみが存在する。誘導磁気異方性の大きさ
はパーマロイにおいて５００Ａ／ｍ程度であり、その方
向は、通常磁化状態の安定化を向上するためにトラック
幅方向を容易軸とするように作られる。一方、パターン
の周辺部では、応力による異方性が発生する。これは、
磁歪定数λが正のときには、図で示すように、各辺に垂
直する方向を容易軸とした異方性である。これを、トラ
ック幅方向と平行の２辺と、奥行き方向の２辺で、それ
ぞれの働きを見てみる。
【００２０】トラック幅に平行な方向の２辺とは、言い
換えるとヘッドの媒体対向面に露出した辺および、これ
とは逆の、媒体対向面から最も奥に入ったところの辺で
ある。これらの辺では、磁気異方性にヘッド奥行き方向
を容易軸とする成分が加わる。これにより、媒体に対す
る磁性膜の磁化の回転しやすさを増加し、ヘッドの感度
を向上する効果がある。またさらに、異方性磁気抵抗効
果（ＡＭＲ）を用いた磁気抵抗効果ヘッドにおいては、
バイアスのかかりやすさを向上し、より薄いＳＡＬ膜で
もバイアスがかかるようになり、その結果として感磁電
流のなかで磁気抵抗膜に流れる電流の分流比が向上し、
間接的に出力の向上に貢献する。一方、深さ方向を容易
軸とする垂直磁気異方性が大きすぎると、一般に磁化状
態が不安定になる。応力と磁歪定数を変化させて検討し
た実験結果から、応力誘起異方性Ｈｋが１５０００Ａ／
ｍ以下ならば磁化状態が安定であることが明らかになっ
た。
換えるとヘッドの媒体対向面に露出した辺および、これ
とは逆の、媒体対向面から最も奥に入ったところの辺で
ある。これらの辺では、磁気異方性にヘッド奥行き方向
を容易軸とする成分が加わる。これにより、媒体に対す
る磁性膜の磁化の回転しやすさを増加し、ヘッドの感度
を向上する効果がある。またさらに、異方性磁気抵抗効
果（ＡＭＲ）を用いた磁気抵抗効果ヘッドにおいては、
バイアスのかかりやすさを向上し、より薄いＳＡＬ膜で
もバイアスがかかるようになり、その結果として感磁電
流のなかで磁気抵抗膜に流れる電流の分流比が向上し、
間接的に出力の向上に貢献する。一方、深さ方向を容易
軸とする垂直磁気異方性が大きすぎると、一般に磁化状
態が不安定になる。応力と磁歪定数を変化させて検討し
た実験結果から、応力誘起異方性Ｈｋが１５０００Ａ／
ｍ以下ならば磁化状態が安定であることが明らかになっ
た。
【００２１】一方、トラックの両端にある辺に関して
は、磁気異方性は、トラック幅方向を容易軸とする成分
が追加される。すなわち、磁区の発生を抑制して、磁化
構造をより安定させる方向に働く。磁区制御膜の強度が
弱いとき、端部には図９に示すように、斜め方向の向き
の異なった部分を作り易い。これは、準安定状態であっ
て、より安定な状態である図１０に戻ろうとするが、場
合によっては、なかなか戻らない場合もある。これは、
反磁界によって、磁化の向きが辺に添うように曲がって
いることが関係するが、本発明を適用すればトラック両
端付近においてＨｋがトラック幅方向で強くなり、この
ことにより図９のような磁化状態の乱れの発生を抑制で
きることがわかった。また、このような安定化効果を得
るためには、応力誘起異方性Ｈｋの大きさを３６００Ａ
／ｍ以上とする必要があることがわかった。
は、磁気異方性は、トラック幅方向を容易軸とする成分
が追加される。すなわち、磁区の発生を抑制して、磁化
構造をより安定させる方向に働く。磁区制御膜の強度が
弱いとき、端部には図９に示すように、斜め方向の向き
の異なった部分を作り易い。これは、準安定状態であっ
て、より安定な状態である図１０に戻ろうとするが、場
合によっては、なかなか戻らない場合もある。これは、
反磁界によって、磁化の向きが辺に添うように曲がって
いることが関係するが、本発明を適用すればトラック両
端付近においてＨｋがトラック幅方向で強くなり、この
ことにより図９のような磁化状態の乱れの発生を抑制で
きることがわかった。また、このような安定化効果を得
るためには、応力誘起異方性Ｈｋの大きさを３６００Ａ
／ｍ以上とする必要があることがわかった。
【００２２】以上まとめると、磁化状態の安定性を向上
するためには、応力誘起異方性磁界が、数４の範囲であ
ることが適当であることがわかった。
するためには、応力誘起異方性磁界が、数４の範囲であ
ることが適当であることがわかった。
【００２３】
【数４】 ３６００Ａ／ｍ≦Ｈｋ≦１５０００Ａ／ｍ …（４） これは、数３および、検討に用いたパーマロイのＭｓの
値１Ｔを用いて書き直すと、数５という条件に書き直せ
る。
値１Ｔを用いて書き直すと、数５という条件に書き直せ
る。
【００２４】
【数５】 １２００Ｐａ≦−λ×σ≦５０００Ｐａ …（５） λσの値を数５の範囲に入れる手段としては、膜の内部
応力σをコントロールする方法と磁歪定数λをコントロ
ールする方法があるが、これらは、具体的には、それぞ
れ以下のようにして可能である。
応力σをコントロールする方法と磁歪定数λをコントロ
ールする方法があるが、これらは、具体的には、それぞ
れ以下のようにして可能である。
【００２５】一般にスパッタ法によって製膜した薄膜に
は、面内圧縮応力が発生することが知られている。この
圧縮応力の大きさは、数１０ＭＰａから数１００ＭＰａ
であるが、製膜条件、例えば、スパッタガス圧や、製膜
速度によって大きく変化する。そこで、これら条件を制
御することによって、圧縮応力を特定の値となるように
調整できる。
は、面内圧縮応力が発生することが知られている。この
圧縮応力の大きさは、数１０ＭＰａから数１００ＭＰａ
であるが、製膜条件、例えば、スパッタガス圧や、製膜
速度によって大きく変化する。そこで、これら条件を制
御することによって、圧縮応力を特定の値となるように
調整できる。
【００２６】一方、磁歪定数λは磁性膜の組成でほぼ決
定される。Ｎｉ−Ｆｅ合金の場合には、パーマロイ組成
（Ｎｉ80Ｆｅ20）の周辺でＮｉ組成が１％増えるごとに
約１.２×１０-6 の割合で磁歪定数が負側に変化する。
そこで、例えば、膜の内部応力をσ＝５００ＭＰａと固
定したときには、上記数５を満足するためには、数６の
範囲となるような組成を用いればよい。
定される。Ｎｉ−Ｆｅ合金の場合には、パーマロイ組成
（Ｎｉ80Ｆｅ20）の周辺でＮｉ組成が１％増えるごとに
約１.２×１０-6 の割合で磁歪定数が負側に変化する。
そこで、例えば、膜の内部応力をσ＝５００ＭＰａと固
定したときには、上記数５を満足するためには、数６の
範囲となるような組成を用いればよい。
【００２７】
【数６】 ２.５×１０-6≦λ≦１×１０-5 …（６） これは、通常の磁歪ゼロ組成からＦｅ組成を２％から８
％大きくすることによって可能である。
％大きくすることによって可能である。
【００２８】
《実施例１》本発明の実施例１の磁気抵抗効果ヘッドは
前記の図１と同様の膜構成をなすＡＭＲヘッドである。
ＭＲ膜１１として膜厚２０ｎｍ、磁歪定数λが６×１０
-6のＮｉ75Ｆｅ25合金を用いた。分離膜１２として膜厚
１０ｎｍのＴａ，ＳＡＬ膜１３として膜厚２０ｎｍのＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金を用いた。感磁部磁性膜の膜応力σ
は、５００ＭＰａと実測された。この積層膜を感磁部と
して、トラック幅Ｔｗ＝２μｍ、素子高さｈＭＲ＝１.
５μｍ のＡＭＲヘッドを形成した。磁区制御膜１６と
して膜厚４０ｎｍ、残留磁化０.５Ｔ のＣｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ合金の永久磁石膜を用いた。
前記の図１と同様の膜構成をなすＡＭＲヘッドである。
ＭＲ膜１１として膜厚２０ｎｍ、磁歪定数λが６×１０
-6のＮｉ75Ｆｅ25合金を用いた。分離膜１２として膜厚
１０ｎｍのＴａ，ＳＡＬ膜１３として膜厚２０ｎｍのＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金を用いた。感磁部磁性膜の膜応力σ
は、５００ＭＰａと実測された。この積層膜を感磁部と
して、トラック幅Ｔｗ＝２μｍ、素子高さｈＭＲ＝１.
５μｍ のＡＭＲヘッドを形成した。磁区制御膜１６と
して膜厚４０ｎｍ、残留磁化０.５Ｔ のＣｏ−Ｃｒ−Ｐ
ｔ合金の永久磁石膜を用いた。
【００２９】上記と、ほぼ同一の条件で作製した、磁歪
がほぼゼロ（｜λ｜＜１×１０-6）の従来型のＡＭＲヘ
ッドと比較したところ、従来のヘッドでは約１０％のヘ
ッドにおいて動作中に出力および非対称性変動する不良
が発生したのに対し、本発明のλが正で比較的大きな組
成を用いたヘッドでは、同様の不良率が５％以下に抑制
できた。
がほぼゼロ（｜λ｜＜１×１０-6）の従来型のＡＭＲヘ
ッドと比較したところ、従来のヘッドでは約１０％のヘ
ッドにおいて動作中に出力および非対称性変動する不良
が発生したのに対し、本発明のλが正で比較的大きな組
成を用いたヘッドでは、同様の不良率が５％以下に抑制
できた。
【００３０】《実施例２》本発明の実施例２の磁気抵抗
効果ヘッドは前記の図２と同様の膜構成をなすＧＭＲヘ
ッドである。自由磁性膜２１として膜厚５ｎｍ、磁歪定
数λが６×10-6のＮｉ75Ｆｅ25合金を用いた。非磁性中
間層２２として膜厚２ｎｍのＣｕ，固定磁性膜２３とし
て膜厚３ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10合金を用いた。自由磁性膜
２１の膜応力σは、６００ＭＰａと実測された。反強磁
性層２４としてＦｅＭｎ膜を用いた。この積層膜を感磁
部として、トラック幅Ｔｗ＝１.５μｍ、素子高さｈＭ
Ｒ＝１.２μｍのＧＭＲヘッドを形成した。磁区制御膜
２６として膜厚２０ｎｍ、残留磁化０.５ＴのＣｏ−Ｃ
ｒ−Ｐｔ合金の永久磁石膜を用いた。
効果ヘッドは前記の図２と同様の膜構成をなすＧＭＲヘ
ッドである。自由磁性膜２１として膜厚５ｎｍ、磁歪定
数λが６×10-6のＮｉ75Ｆｅ25合金を用いた。非磁性中
間層２２として膜厚２ｎｍのＣｕ，固定磁性膜２３とし
て膜厚３ｎｍのＣｏ90Ｆｅ10合金を用いた。自由磁性膜
２１の膜応力σは、６００ＭＰａと実測された。反強磁
性層２４としてＦｅＭｎ膜を用いた。この積層膜を感磁
部として、トラック幅Ｔｗ＝１.５μｍ、素子高さｈＭ
Ｒ＝１.２μｍのＧＭＲヘッドを形成した。磁区制御膜
２６として膜厚２０ｎｍ、残留磁化０.５ＴのＣｏ−Ｃ
ｒ−Ｐｔ合金の永久磁石膜を用いた。
【００３１】上記と、ほぼ同一の条件で作製した、磁歪
がほぼゼロ（｜λ｜＜１×１０-6）の従来型ＧＭＲヘッ
ドと比較したところ、従来のヘッドでは約２０％のヘッ
ドにおいて動作中に出力および非対称性変動する不良が
発生するのに対し、本発明のλが正で比較的大きな組成
を用いたヘッドでは、同様の不良率が５％以下に抑制で
きた。
がほぼゼロ（｜λ｜＜１×１０-6）の従来型ＧＭＲヘッ
ドと比較したところ、従来のヘッドでは約２０％のヘッ
ドにおいて動作中に出力および非対称性変動する不良が
発生するのに対し、本発明のλが正で比較的大きな組成
を用いたヘッドでは、同様の不良率が５％以下に抑制で
きた。
【００３２】《実施例３》上記実施例２の磁気抵抗効果
ヘッドを用いて図１１の記録再生装置を構成した。磁気
抵抗効果ヘッド１１４は、磁気記録媒体駆動部１１２に
て駆動される磁気記録媒体１１１の表面上を流体力学的
な力によって浮上する。磁気ヘッド駆動部１１３によ
り、記録再生するトラックの選択およびトラックサーボ
がなされる。再生信号は記録再生回路系１１５を経て読
み取られる。このような記録再生装置において、本発明
の構成の再生ヘッドが十分な再生信号出力を与え、かつ
従来のヘッドよりも、再生出力および非対称性の変動に
関する不良率が抑制できることを確認した。
ヘッドを用いて図１１の記録再生装置を構成した。磁気
抵抗効果ヘッド１１４は、磁気記録媒体駆動部１１２に
て駆動される磁気記録媒体１１１の表面上を流体力学的
な力によって浮上する。磁気ヘッド駆動部１１３によ
り、記録再生するトラックの選択およびトラックサーボ
がなされる。再生信号は記録再生回路系１１５を経て読
み取られる。このような記録再生装置において、本発明
の構成の再生ヘッドが十分な再生信号出力を与え、かつ
従来のヘッドよりも、再生出力および非対称性の変動に
関する不良率が抑制できることを確認した。
【００３３】
【発明の効果】上記のように、磁気抵抗効果ヘッドの磁
歪定数と内部応力を本発明に基づく所定の範囲とするこ
とによって、出力を低下させることなく磁区の安定性を
向上し、磁気ヘッドの出力変動による不良の発生を抑制
することができた。
歪定数と内部応力を本発明に基づく所定の範囲とするこ
とによって、出力を低下させることなく磁区の安定性を
向上し、磁気ヘッドの出力変動による不良の発生を抑制
することができた。
【図１】ＡＭＲヘッドの構成を示す斜視図。
【図２】ＧＭＲヘッドの構成を示す斜視図。
【図３】ＡＭＲヘッドの積層構造と磁化状態の説明図。
【図４】ＧＭＲヘッドの積層構造と磁化状態の説明図。
【図５】感磁部磁性膜の応力状態の説明図。
【図６】感磁部磁性膜の磁気異方性の分布の説明図。
【図７】感磁部磁性膜の応力分布（トラック幅方向）の
説明図。
説明図。
【図８】感磁部磁性膜の応力分布（深さ方向）の説明
図。
図。
【図９】ＭＲ膜の異常な磁化状態の説明図。
【図１０】ＭＲ膜の正常な磁化状態の説明図。
【図１１】本発明による磁気記録再生装置の概略縦断面
図。
図。
１１…ＭＲ膜、１２…分離膜、１３…ＳＡＬ膜、１５…
電極、１６…磁区制御膜、２１…自由磁性膜、２２…非
磁性中間層、２３…固定磁性膜、２４…反強磁性膜、２
５…電極、２６…磁区制御膜、３１…分離膜の磁化、３
２…ＳＡＬ膜の磁化、３３…媒体対向面、４１…自由磁
性層の磁化、４２…固定磁性層の磁化、５１…媒体対向
面、６１…媒体対向面、９１…ＭＲ膜の磁化、１１１…
磁気記録媒体、１１２…磁気記録媒体駆動部、１１３…
磁気ヘッド駆動部、１１４…磁気ヘッド、１１５…記録
再生回路系。
電極、１６…磁区制御膜、２１…自由磁性膜、２２…非
磁性中間層、２３…固定磁性膜、２４…反強磁性膜、２
５…電極、２６…磁区制御膜、３１…分離膜の磁化、３
２…ＳＡＬ膜の磁化、３３…媒体対向面、４１…自由磁
性層の磁化、４２…固定磁性層の磁化、５１…媒体対向
面、６１…媒体対向面、９１…ＭＲ膜の磁化、１１１…
磁気記録媒体、１１２…磁気記録媒体駆動部、１１３…
磁気ヘッド駆動部、１１４…磁気ヘッド、１１５…記録
再生回路系。
Claims (4)
- 【請求項１】感磁部の磁性薄膜の抵抗変化を利用して情
報の再生を行う磁気抵抗効果ヘッドにおいて、感磁部の
磁性薄膜の磁歪定数λが正、内部応力σが負であり、λ
とσの間に、 １２００Ｐａ≦−λ×σ≦５０００Ｐａ の関係があることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項２】感磁部の磁性薄膜に流れる電流の方向とそ
の磁化の方向のなす角度に依存した抵抗変化を利用して
情報の再生を行う磁気抵抗効果ヘッドにおいて、感磁部
の磁性薄膜の磁歪定数λが正、内部応力σが負であり、
λとσの間に、 １２００Ｐａ≦−λ×σ≦５０００Ｐａ の関係があることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項３】第１の磁性層，非磁性金属層，第２の磁性
層，反強磁性層を順次積層してなる積層膜を感磁部とし
て用い、第１の磁性層と第２の磁性層の磁化のなす角度
に依存した抵抗変化を利用して情報の再生を行う磁気抵
抗効果ヘッドにおいて、第１の磁性層の磁歪定数λが
正、内部応力σが負であり、λとσの間に、 １２００Ｐａ≦−λ×σ≦５０００Ｐａ の関係が成り立つことを特徴とする磁気抵抗効果ヘッ
ド。 - 【請求項４】感磁部の磁性薄膜の抵抗変化を利用して情
報の再生を行う磁気抵抗効果ヘッドにおいて、感磁部の
磁性薄膜の磁歪定数λが正、内部応力σが負であり、λ
とσの間に、 １２００Ｐａ≦−λ×σ≦５０００Ｐａ の関係がある磁気抵抗効果ヘッドを用いたことを特徴と
する磁気記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29665297A JPH11134615A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29665297A JPH11134615A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11134615A true JPH11134615A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17836325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29665297A Pending JPH11134615A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11134615A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100390860C (zh) * | 2005-03-11 | 2008-05-28 | 株式会社东芝 | 垂直磁盘装置 |
| US7558027B2 (en) | 2005-04-27 | 2009-07-07 | Tdk Corporation | Magnetic field sensor provided with an upper shield layer having portions with different magnetostriction |
-
1997
- 1997-10-29 JP JP29665297A patent/JPH11134615A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100390860C (zh) * | 2005-03-11 | 2008-05-28 | 株式会社东芝 | 垂直磁盘装置 |
| US7558027B2 (en) | 2005-04-27 | 2009-07-07 | Tdk Corporation | Magnetic field sensor provided with an upper shield layer having portions with different magnetostriction |
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