JPH1186225A - 磁気抵抗効果型ヘッド - Google Patents

磁気抵抗効果型ヘッド

Info

Publication number
JPH1186225A
JPH1186225A JP23956597A JP23956597A JPH1186225A JP H1186225 A JPH1186225 A JP H1186225A JP 23956597 A JP23956597 A JP 23956597A JP 23956597 A JP23956597 A JP 23956597A JP H1186225 A JPH1186225 A JP H1186225A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
layer
ferromagnetic layer
gmr element
magnetization
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.)
Withdrawn
Application number
JP23956597A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruki Yamane
治起 山根
Mitsuro Mita
充郎 見田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP23956597A priority Critical patent/JPH1186225A/ja
Priority to US09/144,854 priority patent/US6025979A/en
Publication of JPH1186225A publication Critical patent/JPH1186225A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高検出感度の磁気抵抗効果型ヘッドの実現を
図る。 【解決手段】 第1GMR素子10aおよび第2GMR
素子10bの各々は、基板16の上に反強磁性体層2
8、第1強磁性体層22、非磁性体層24および第2強
磁性体層26を順次に積層させて具えている。第1強磁
性体層の磁化は、反強磁性体層により向きが固定されて
いる。第2強磁性体層の磁化は、記録媒体の漏洩磁界に
従い向きを変化させる。第1および第2GMR素子は、
これら第1強磁性体層の磁化と第2強磁性体層の磁化と
のなす角度に応じて異なる電気抵抗を示す。また、これ
ら第1および第2GMR素子の電気抵抗の和を出力する
抵抗検出回路14が具えられている。さらに、第1およ
び第2GMR素子の各々に交流磁界を印加するバイアス
磁界発生源12が具えられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、巨大磁気抵抗効
果を利用した磁気抵抗効果型ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】巨大磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効
果型ヘッドは、例えば文献1「特開平6−11125
2」および文献2「特開平5−114761」に開示さ
れている。文献1に開示されている磁気抵抗効果型ヘッ
ドは、順次に積層した反強磁性体層、第1強磁性体層、
非磁性体層および第2強磁性体層の構造を具えている。
反強磁性体層は、交換バイアス磁界により、接触する第
1強磁性体層の磁化を固定する。また、文献2に開示さ
れている磁気抵抗効果型ヘッドは、順次に積層した第1
強磁性体層、非磁性体層および第2強磁性体層の構造を
具えている。第1強磁性体層の保磁力は、第2強磁性体
層の保磁力に比べて大きくしてある。
【0003】これら磁気抵抗効果型ヘッドでは、第1強
磁性体層の磁化の向きが固定されており、第2強磁性体
層の磁化が外部の磁界に応じて自在に向きを変える。こ
の場合、両者の磁化のなす角度に応じて、これら各層中
の伝導電子のスピン散乱の割合が変化する。従って、磁
気抵抗効果型ヘッドの電気抵抗値は外部から加えられる
磁界に応答して変化する。
【0004】このように、磁気抵抗効果型ヘッドを用い
ると、記録媒体の漏洩磁界の変化を電気抵抗値の変化と
して検出することができる。通常の磁気抵抗効果型ヘッ
ドの検出感度は、第2強磁性体層の磁気特性によって決
定される。一般に、第2強磁性体層として軟磁気特性の
優れた材料が用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大きな
電気抵抗値および高い検出感度を示すヘッド材料の開発
は非常に困難である。また、記録媒体の漏洩磁界は記録
密度の増大に伴い減少する。従って、記録密度を向上さ
せるには、比較的検出感度の高いヘッドが不可欠であ
る。
【0006】このように、従来より、高検出感度の磁気
抵抗効果型ヘッドの出現が望まれていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明の磁気
抵抗効果型ヘッドによれば、第1巨大磁気抵抗効果素子
と、第2巨大磁気抵抗効果素子と、抵抗検出回路と、バ
イアス磁界発生源とを具えることを特徴とする。第1お
よび第2巨大磁気抵抗効果素子の各々は、順次に積層し
た第1強磁性体層、非磁性体層および第2強磁性体層を
具えており、向きが固定された第1強磁性体層の磁化と
記録媒体の漏洩磁界に従い向きが変化する第2強磁性体
層の磁化とのなす角度に応じて異なる電気抵抗を示す素
子である。また、抵抗検出回路は、第1および第2巨大
磁気抵抗効果素子の各々の電気抵抗の和を検出する回路
である。また、バイアス磁界発生源は、第1および第2
巨大磁気抵抗効果素子の各々に互いに逆位相の交流磁界
をそれぞれ印加する装置である。
【0008】通常の記録媒体には複数の記録領域が画成
されている。データは、これら記録領域の磁化の向きを
制御することにより記録される。再生動作時の磁気抵抗
効果型ヘッドは、これら所定の記録領域を順次に走査す
る。そして、磁気抵抗効果型ヘッドは、記録されている
データに応じた漏洩磁界を電気抵抗の変化として検出す
る。
【0009】また、磁気抵抗効果型ヘッドの電気抵抗
は、第2強磁性体層の磁化の向きの変化に応じて変化す
る。従って、電気抵抗の変化は、外部から印加される磁
界に対してヒステリシス特性を示す。
【0010】この発明の磁気抵抗効果型ヘッドでは、デ
ータ再生時に、第1および第2巨大磁気抵抗効果素子に
対して交流磁界が印加される。この交流磁界がバイアス
磁界として作用するので、記録媒体の漏洩磁界の変化が
小さくても、比較的大きな電気抵抗の変化として検出す
ることができる。従って、高検出感度の磁気抵抗効果型
ヘッドが実現される。
【0011】尚、交流磁界を印加しているのは、漏洩磁
界によって変化した磁気抵抗効果型ヘッドの(第2強磁
性体層の)磁化を元の状態に戻して、次のデータの読み
出しに備えるためである。
【0012】さらに、この発明の磁気抵抗効果型ヘッド
では、第1および第2巨大磁気抵抗効果素子に対して、
互いに逆位相の交流磁界がそれぞれ印加される。このよ
うに構成してあるので、磁気抵抗効果型ヘッドは、少な
くとも2つの漏洩磁界の状態を検出することができる。
よって、一つの巨大磁気抵抗効果素子を具える構成に比
べて、記録媒体の記録容量が実効的に向上するという効
果を奏する。
【0013】この発明の磁気抵抗効果型ヘッドにおい
て、好ましくは、第1および第2強磁性体層の各々の磁
化が平行であるか反平行であるかに応じた2値のディジ
タル情報を、電気抵抗の変化の検出によって記録媒体か
ら読み出すように構成しておくのが良い。
【0014】また、バイアス磁界発生源が発生させる交
流磁界は、第1強磁性体層の磁化の方向に沿って印加さ
れる磁界であって、第1および第2強磁性体層の各々の
磁化の状態を変えない大きさの磁界とするのが良い。こ
のような交流磁界により、電気抵抗に対する漏洩磁界の
作用が強められる。
【0015】また、好ましくは、交換バイアス磁界によ
り第1強磁性体層の磁化の向きを固定する反強磁性体層
を当該第1強磁性体層に接触させて具えているのが良
い。
【0016】あるいは、また、第1強磁性体層の保磁力
が第2強磁性体層の保磁力に比べて大きくなるように構
成してもよい。この場合には、反強磁性体層が不要とな
るので、作製が容易になる。
【0017】また、バイアス磁界発生源は、交流電流を
流すことにより、第1強磁性体層の磁化の方向に沿って
印加される交流磁界を発生させるバイアス電流層を具え
ているのが好適である。この交流電流によってバイアス
電流層の周囲に磁界が発生する。従って、巨大磁気抵抗
効果素子に対してバイアス磁界が印加される。
【0018】さらに、第1強磁性体層とバイアス電流層
との間に、交換バイアス磁界により当該第1強磁性体層
の磁化の向きを固定する絶縁性の反強磁性体層を具えて
いるのが良い。従って、第1強磁性体層の磁化の向きを
交換バイアス磁界により固定する一方で、第1強磁性体
層とバイアス電流層との間を絶縁分離させることができ
る。
【0019】また、この発明の磁気抵抗効果型ヘッドに
おいて、好ましくは、第1巨大磁気抵抗効果素子の上に
第1絶縁体層、バイアス電流層および第2絶縁体層を順
次に積層させて設けてあり、この第2絶縁体層の上に第
2巨大磁気抵抗効果素子を積層させてあるのが良い。こ
のように構成してあるので、素子面積の小面積化が図れ
る。
【0020】また、第1および第2絶縁体層として、絶
縁性の反強磁性体層をそれぞれ具えているのが良い。こ
のように設計すると、作製が容易であり、しかも素子の
小型化が図れる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
実施の形態につき説明する。尚、図は、この発明が理解
できる程度に、構成、配置関係および大きさが概略的に
示されているに過ぎない。また、以下に記載する数値等
の条件や材料は単なる一例に過ぎない。従って、この発
明は、この実施の形態に何ら限定されることがない。
【0022】[第1の実施の形態]図1は、磁気抵抗効
果型ヘッドの構成を示す平面図である。磁気抵抗効果型
ヘッド30は、第1巨大磁気抵抗効果素子(以下、第1
GMR素子と略称する。)10aと、第2巨大磁気抵抗
効果素子(以下、第2GMR素子と略称する。)10b
と、バイアス磁界発生源12と、抵抗検出回路14とを
具えている。これら各構成要素は基板16の上に設けら
れている。基板16はガラス基板である。
【0023】磁気抵抗効果型ヘッド30は、記録媒体に
記録されている磁気データを再生するための装置であ
る。磁気データは、記録媒体に画成されている記録領域
の磁化の向きを制御することにより記録される。磁気デ
ータを再生する(読み出す)ためには、第1GMR素子
10aおよび第2GMR素子10bにより記録媒体の漏
洩磁界を検出する。これら第1GMR素子10aおよび
第2GMR素子10bの各々は、この漏洩磁界の変化を
電気抵抗の変化として検出する。
【0024】また、これら第1GMR素子10aおよび
第2GMR素子10bには、抵抗検出回路14が導線に
よって結合されている。抵抗検出回路14は、この導線
を通して第1GMR素子10aおよび第2GMR素子1
0bに電流を流す。そして、その電流の変化に基づいて
これら第1GMR素子10aおよび第2GMR素子10
bの電気抵抗を検出する。これら第1GMR素子10a
および第2GMR素子10bは、各々の側面11aおよ
び11bを基板16の端縁16aにそろえた状態にして
設けられている。磁気抵抗効果型ヘッド30は、磁気デ
ータの再生時に、上述の側面11aおよび11bを記録
媒体の主面に近接させて用いられる。
【0025】また、第1GMR素子10aおよび第2G
MR素子10bの、これら側面11aおよび11bと対
向する反対側の各側面に近接させて、バイアス磁界発生
源12を設けてある。このバイアス磁界発生源12は、
交流電源18と2つのソレノイドコイル20aおよび2
0bとを具えている。ソレノイドコイル20aは第1G
MR素子10aに近接させて配置され、ソレノイドコイ
ル20bは第2GMR素子10bに近接させて配置され
ている。これら交流電源18とソレノイドコイル20a
および20bとの間は導線によって結合されている。そ
して、再生動作時に、交流電源18によりこれらソレノ
イドコイル20aおよび20bに電流を流して、それぞ
れを電磁石として機能させる。従って、バイアス磁界発
生源12aにより、GMR素子10aに対して一定の方
向(図1の矢印aで示す方向)に交流磁界が印加され
る。
【0026】また、バイアス磁界発生源12は、第1G
MR素子10aおよび第2GMR素子10bの各々に、
互いに逆位相の交流磁界がそれぞれ印加されるように構
成してある。この例では、ソレノイドコイル20aおよ
びソレノイドコイル20bの各々のコイルの巻き方を違
えてある。ソレノイドコイル20aは、図中の右側から
左側に向けて、コイルが反時計回りに巻かれている。一
方、ソレノイドコイル20bは、図中の右側から左側に
向けて、コイルが時計回りに巻かれている。
【0027】次に、第1GMR素子10aおよび第2G
MR素子10bの構成について説明する。これら第1G
MR素子10aおよび第2GMR素子10bは共に同じ
構造である。そこで、第1GMR素子10aを例にして
その構成を説明する。図2は、GMR素子の第1構造を
示す断面図である。図2は、図1に示すI−I線の位置
の切り口の断面を示す図である。
【0028】この第1GMR素子10aは、基板16の
上に反強磁性体層28、第1強磁性体層22、非磁性体
層24および第2強磁性体層26を順次に積層させて具
えている。反強磁性体層28として、27.0nmの膜
厚のNiO層を用いている。第1強磁性体層22は、
2.0nmの膜厚のNi35Fe20Co45層である。非磁
性体層24は、2.0nmの膜厚のCu層である。第2
強磁性体層26は、10.0nmの膜厚のNi35Fe20
Co45層である。
【0029】これら各層は、スパッタ法により成膜す
る。そして、フォトリソグラフィ技術を用いる微細加工
を施すことにより、直方体形状の積層構造を形成する。
各層の主面形状は、長辺が50μmおよび短辺が30μ
mの長方形形状とする。
【0030】尚、第1強磁性体層22および第2強磁性
体層26の各々の磁化容易軸が上述の長辺に沿う方向に
配向されるように形成する。そして、上述の短辺が基板
16の端縁16aに平行となるように、第1GMR素子
10aを配置してある。
【0031】また、第2GMR素子10bを構成する第
1強磁性体層および第2強磁性体層の各々の磁化容易軸
が、長辺に沿う方向となるようにしてある。そして、第
2GMR素子10bの短辺が基板16の端縁16aと平
行になるようにしてある。
【0032】尚、上述した第1GMR素子10aの構造
は単なる一例に過ぎない。第1GMR素子10a(およ
び第2GMR素子10b)として、他の従来構造を用い
ても構わない。例えば、積層順を逆にして、基板16の
上に第2強磁性体層26、非磁性体層24、第1強磁性
体層22および反強磁性体層28をこの順序で積層させ
たものを用いてもよい。あるいは、また、反強磁性体層
28、第1強磁性体層22、非磁性体層24および第2
強磁性体層26の積層構造を積層単位とし、複数の積層
単位を順次に積層させた構造としてもよい。
【0033】このように構成してあるので、上述の反強
磁性体層28は、交換バイアス磁界を発生させ、隣接す
る第1強磁性体層22の磁化の向きを固定する。一方、
第2強磁性体層26と反強磁性体層28との間には、第
1強磁性体層22および非磁性体層24が設けられてい
る。従って、第2強磁性体層26に対する交換バイアス
磁界の影響は、第1強磁性体層22に比べると小さい。
【0034】よって、第1GMR素子10aに印加され
る外部磁界に応じて第2強磁性体層26の磁化だけが自
在に向きを変化させる。第1GMR素子10aの電気抵
抗は、第1強磁性体層22の磁化と第2強磁性体層26
の磁化とのなす角度に応じて変化する。つまり、外部磁
界によって第1GMR素子10aの電気抵抗が変化する
ので、所定の磁気データを再生することができる。
【0035】尚、第1強磁性体層22の磁化と第2強磁
性体層26の磁化とが同一の向きのとき(以下、この状
態を「平行」と称する。)、第1GMR素子10aの電
気抵抗は最小となる。また、第1強磁性体層22の磁化
と第2強磁性体層26の磁化とが平行でかつ互いに反対
の向きのとき(以下、この状態を「反平行」と称す
る。)、第1GMR素子10aの電気抵抗は最大とな
る。
【0036】従って、磁気抵抗効果型ヘッド30は、第
1強磁性体層22の磁化と第2強磁性体層26の磁化と
が平行であるか反平行であるかに応じて異なる2値のデ
ィジタル情報を選択的に検出するように構成するとよ
い。この構成例の磁気抵抗効果型ヘッド30は、第1G
MR素子10aおよび第2GMR素子10bの電気抵抗
が高抵抗であるか低抵抗であるかによって、それぞれ
「1」および「0」のいずれかのディジタル情報を記録
媒体から読み出すように構成されている。
【0037】次に、抵抗検出回路14の構成につき、図
3を参照して説明する。図3は、抵抗検出回路14の構
成を示すブロック図である。この抵抗検出回路14は、
第1検出素子32aと、第2検出素子32bと、加算器
34とを具えている。加算器34は、2つの入力端子と
1つの出力端子35とを具えている。加算器34は、各
入力端子に入力された電気信号を加算する回路であっ
て、その加算結果の電気信号を出力端子35へと出力す
る。この加算器34の一方の入力端子に第1検出素子3
2aの出力端子が結合されている。また、加算器34の
他方の入力端子には、第2検出素子32bの出力端子が
結合されている。第1検出素子32aは、第1GMR素
子10aの電気抵抗値を検出するための素子である。第
1検出素子32aの2つの入力端子は、それぞれ抵抗検
出回路14の入力端子pおよびqを介して第1GMR素
子10aに結合されている。また、第2検出素子32b
は、第2GMR素子10bの電気抵抗値を検出するため
の素子である。第2抵抗検出素子32bの2つの入力端
子は、それぞれ抵抗検出回路14の入力端子qおよびr
を介して第2GMR素子10bに結合されている。従っ
て、加算器34の出力端子35からは、第1GMR素子
10aの電気抵抗値と第2GMR素子10bの電気抵抗
値との和に比例した大きさの電気信号が出力される。
【0038】次に、第1GMR素子10aの磁気抵抗特
性について説明する。図4は、第1GMR素子10aの
磁気抵抗曲線を示すグラフである。グラフの横軸には、
第1GMR素子10aに印加される磁界の強度を取って
ある。磁界はエルステッド(Oe)単位で表し、−40
Oe〜40Oeの範囲を10Oeごとに目盛って示して
ある。尚、磁界の正負は、第1強磁性体層22の磁化の
向きを正として定めている。
【0039】また、グラフの縦軸は、第1GMR素子1
0aの電気抵抗値の増加率を示している。この増加率を
縦軸に(%)表示で表し、0.0%〜3.0%の範囲を
0.5%ごとに目盛って示してある。そして、第1強磁
性体層22の磁化と第2強磁性体層26の磁化とが平行
であるときを基準すなわち0%としている。
【0040】図4に示す測定結果は、通常の直流4端子
法に従って得たものである。各測定データは白丸記号で
示してある。測定の開始前に予め−500Oe以下の磁
界を印加することにより、第1強磁性体層22の磁化の
向きを固定しておく。そして、40Oe〜−40Oeの
範囲の大きさの交流磁界を印加しながら、第1GMR素
子10aの電気抵抗値を測定する。
【0041】図4に示すように、第1GMR素子10a
の磁気抵抗特性はほぼ矩形形状のヒステリシス曲線を描
く。第1GMR素子10aの電気抵抗は、20Oe程度
の大きさの磁界が印加されるときに、低抵抗状態(0.
1%程度)から高抵抗状態(2.3%程度)へと変化す
る。また、第1GMR素子10aの電気抵抗は、−20
Oe程度の大きさの磁界が印加されるときに、高抵抗状
態から低抵抗状態へと変化する。
【0042】次に、磁気抵抗効果型ヘッド30の再生原
理につき、図5を参照して説明する。図5は、再生原理
の説明に供するグラフである。図5(A)は、第1GM
R素子10aの磁気抵抗特性を示すグラフであり、図5
(B)は第2GMR素子10bの磁気抵抗特性を示すグ
ラフである。各グラフの横軸に磁界を取り、縦軸に電気
抵抗値を取って示す。図中の曲線aが第1GMR素子1
0aの電気抵抗のヒステリシス特性を示している。ま
た、図中の曲線dが第2GMR素子10bの電気抵抗の
ヒステリシス特性を示している。
【0043】先ず、図5(A)を参照して、第1GMR
素子10aの動作につき説明する。この構成例の磁気抵
抗効果型ヘッド30では、第1GMR素子10aに対し
て、バイアス磁界発生源12を構成するソレノイドコイ
ル20aにより、パルス状の波形の磁界が印加される。
ソレノイドコイル20aが発生させる磁界は、−H
a(但し、Ha は正の整数)の低磁界とHb (但し、Hb
は正の整数)の高磁界との間で振動するパルス状の交
流磁界である。このパルス磁界の周期は、一定の繰り返
し周期の記録クロック信号に同期させてある。
【0044】また、ソレノイドコイル20aが発生させ
る交流磁界は、第1強磁性体層22の磁化の方向に沿っ
て印加される。その大きさは、電気抵抗に対する漏洩磁
界の作用を強める大きさとしてある。しかしながら、バ
イアス磁界のみでは第1強磁性体層22および第2強磁
性体層26の各々の磁化が変化しないようにその大きさ
を設定してある。この構成例の第1GMR素子10aの
場合では、磁界−Haを−30Oeとし、磁界Hb を2
1Oeとするのが好適である。
【0045】図5(A)に示すように、−Ha 〜Hb
範囲(図中の矢印bで示す範囲)の磁界を印加している
限りにおいては、第1GMR素子10aは一定の低抵抗
状態(抵抗値RL )のままである。このときの磁化の様
子が図6(A)に示されている。図6は、再生動作時の
第1GMR素子10aの磁化の向きを示す断面図であ
る。図6(A)は、低抵抗状態のときの磁化の様子を示
している。また、図6(B)は、高抵抗状態のときの磁
化の様子を示している。図6(A)に示すように、低抵
抗状態の場合には、第1強磁性体層22の磁化と第2強
磁性体層26の磁化とは平行の状態である。
【0046】次に、第1GMR素子10aに対して、バ
イアス磁界以外の外部磁界△hが印加される場合につい
て説明する。この外部磁界△hは例えば記録媒体のデー
タ「1」が記録されている箇所から漏洩する磁界であ
る。
【0047】例えば、20Oe程度の大きさの外部磁界
△hが加えられるとき、第1GMR素子10aには(H
b +△h)から(−Ha +△h)の範囲(図中の矢印c
で示す範囲)で大きさが振動する交流磁界が印加され
る。このとき、第1GMR素子10aの電気抵抗は抵抗
値RL から抵抗値RH へと変化する。図6(B)に示す
ように、高抵抗状態の場合には、第1強磁性体層22の
磁化と第2強磁性体層26の磁化とが反平行の状態とな
る。
【0048】例えば、バイアス磁界の大きさがHb のと
きは、第1GMR素子10aに対して(Hb +△h)の
磁界が印加される。このとき、第1GMR素子10aの
電気抵抗値はRH の値となる。
【0049】続いて、−Ha の大きさのバイアス磁界が
印加されると、第1GMR素子10aには(−Ha +△
h)の磁界が印加される。このとき、第1GMR素子1
0aの電気抵抗値はRH からRL に変化して、元の低抵
抗状態に戻る。
【0050】従って、外部磁界△hが印加される場合に
は、検出された第1GMR素子10aの電気抵抗値はバ
イアス磁界の周期に同期したパルス波形を示す。この外
部磁界△hを記録媒体の漏洩磁界とすれば、電気抵抗値
のパルス波形を検出することによりデータの読み出しが
行える。
【0051】次に、図5(B)を参照して、第2GMR
素子10bの動作につき説明する。第2GMR素子10
bに対しては、バイアス磁界発生源12を構成するソレ
ノイドコイル20bによって、パルス状の波形の磁界が
印加される。ソレノイドコイル20bが発生させる磁界
は、−Hb の低磁界とHa の高磁界との間で振動するパ
ルス状の交流磁界である。このパルス磁界の周期は、一
定の繰り返し周期の記録クロック信号に同期させてあ
る。
【0052】また、ソレノイドコイル20bが発生させ
る交流磁界は、第1強磁性体層の磁化の方向に沿って印
加される。その大きさは、上述した理由から、磁界Ha
=30Oeとし、磁界−Hb =−21Oeとしている。
【0053】図5(B)に示すように、−Hb 〜Ha
範囲(図中の矢印eで示す範囲)の磁界を印加している
限りにおいては、第2GMR素子10bは一定の高抵抗
状態(抵抗値RH )のままである。このときの磁化の様
子は、図6(B)に示した通りである。
【0054】次に、第2GMR素子10bに対して、バ
イアス磁界以外の外部磁界−△hが印加される場合につ
いて説明する。この外部磁界−△hは、例えば記録媒体
のデータ「−1」が記録されている箇所から漏洩する磁
界である。
【0055】例えば、−20Oe程度の大きさの外部磁
界−△hが加えられるとき、第2GMR素子10bには
(−Hb −△h)から(Ha −△h)の範囲(図中の矢
印fで示す範囲)で大きさが振動する交流磁界が印加さ
れる。このとき、第2GMR素子10bの電気抵抗は高
抵抗RH から低抵抗RL へと変化する。すなわち、第2
GMR素子10bは、図6(A)に示す磁化状態とな
る。
【0056】例えば、バイアス磁界の大きさが−Hb
ときは、第2GMR素子10bに対して(−Hb −△
h)の大きさの磁界が印加される。このとき第2GMR
素子10bの電気抵抗値はRL の大きさとなる。
【0057】続いて、Ha の大きさのバイアス磁界が印
加されると、第2GMR素子10bには(Ha −△h)
の磁界が印加される。このとき、第2GMR素子10b
の電気抵抗はRL からRH の大きさへと変化して、元の
高抵抗状態に戻る。
【0058】従って、外部磁界−△hが印加される場合
には、検出された第2GMR素子10bの電気抵抗値は
バイアス磁界の周期に同期したパルス波形を示す。
【0059】このように、バイアス磁界発生源12で発
生させた交流磁界は漏洩磁界に対してバイアス磁界とし
て作用する。従って、従来に比べると、記録媒体の漏洩
磁界の大きさが比較的小さくても十分な検出感度が得ら
れる。このため、記録媒体の記録密度を向上させること
が可能となる。
【0060】次に、磁気抵抗効果型ヘッド30の再生動
作につき、図7を参照して説明する。図7は、再生動作
の説明に供する図である。図中上部に記録媒体36の切
り口の断面を示してある。その下側部分には、記録クロ
ック信号、ソレノイドコイル20aで発生させるバイア
ス磁界、第1GMR素子10aの抵抗値、ソレノイドコ
イル20bで発生させるバイアス磁界、第2GMR素子
10bの抵抗値および出力端子35から出力される電気
信号の各波形を示すグラフを順次に示してある。各グラ
フの横軸には磁気抵抗効果型ヘッド30の移動距離を取
り、図中上側の記録媒体36の位置と対応させてある。
【0061】再生動作時の磁気抵抗効果型ヘッド30
は、記録媒体36の主面36aに第1GMR素子10a
の側面11aおよび第2GMR素子10bの側面11b
を対向させた状態で、この主面36aに沿って移動す
る。あるいは、磁気抵抗効果型ヘッド30を固定して、
記録媒体36の方が移動するように構成してもよい。
【0062】再生対象の記録媒体36は通常の磁気記録
媒体である。この記録媒体36には複数の記録領域40
が画成されている。そして、各記録領域40の磁化の向
きが制御されてデータが記録されている。磁気抵抗効果
型ヘッド30は、図中の移動方向38に沿って実効的に
移動し、各記録領域40を順次に走査する。そして、上
述した再生原理に従い、記録されているデータを順次に
読み出してゆく。図中、記録媒体36中に示す矢印記号
は磁化の向きを表している。尚、互いに磁化が向き合う
記録領域40のところに、データ「1」が記録されてい
る。また、隣接する磁化が互いに反対向きである境界位
置には、データ「−1」が記録されている。その他の記
録媒体36の位置には、データ「0」が記録されてい
る。
【0063】次に、各グラフに示す信号特性について説
明する。先ず、1段目のグラフには記録クロック信号の
波形(図中の実線a)を示してある。縦軸には、電圧を
取ってある。この記録クロック信号は、「H」および
「L」の電圧の間を一定の繰り返し周期で振動するパル
ス波形である。この繰り返し周期は、磁気抵抗効果型ヘ
ッド30の移動速度と記録領域40のサイズとから決め
られる。
【0064】次に、2段目のグラフには、ソレノイドコ
イル20aで発生したバイアス磁界の波形(図中の実線
b)が示されている。縦軸には磁界を取ってある。バイ
アス磁界の繰り返し周期は、記録クロック信号の繰り返
し周期に同期させてある。ここでは、記録クロック信号
が「H」のときにHb の大きさのバイアス磁界が発生す
るようにしてある。
【0065】次に、3段目のグラフに示す波形(図中の
実線c)は、第1GMR素子10aの電気抵抗の変化を
示している。縦軸には抵抗値を取ってある。図中に示す
ように、第1GMR素子10aは、データ「1」が記録
されている記録媒体36の位置を走査したときに抵抗値
H を検出する。一方、他のデータ「0」および「−
1」が記録されている位置では抵抗値RL を検出する。
【0066】次に、4段目のグラフには、ソレノイドコ
イル20bで発生したバイアス磁界の波形(図中の実線
d)が示されている。縦軸には磁界を取ってある。この
バイアス磁界の繰り返し周期は、記録クロック信号の繰
り返し周期に同期させてある。ここでは、記録クロック
信号が「H」のときに、−Hb の大きさのバイアス磁界
が発生するようにしてある。従って、ソレノイドコイル
20aで発生させる交流磁界と、ソレノイドコイル20
bで発生させる交流磁界とは、互いに逆位相の関係とな
っている。
【0067】次に、5段目のグラフに示す波形(図中の
実線e)は、第2GMR素子10bの電気抵抗の変化を
示している。縦軸には抵抗値を取ってある。図中に示す
ように、第2GMR素子10bは、データ「−1」が記
録されている記録媒体36の位置を走査したときに抵抗
値RL を検出する。一方、他のデータ「1」および
「0」が記録されている記録媒体36の位置では抵抗値
H を検出する。
【0068】そして、6段目のグラフに示す波形(図中
の実線f)は、出力端子35から出力される電気信号の
波形である。縦軸には電圧を取ってある。図中に示すよ
うに、電気信号は、データ「1」および「−1」が記録
されている位置で高電圧状態「1」を示す。
【0069】このように、この構成例では、再生動作時
に第1GMR素子10aおよび第2GMR素子10bに
対して交流磁界が印加される。この結果、比較的小さな
漏洩磁界が検出可能となるので、検出感度の向上および
記録密度の向上が図れる。この例では、Ha =30Oe
およびHb =21Oeの大きさのバイアス磁界を印加し
ているので、2Oe程度の大きさの漏洩磁界△hであっ
ても検出することができる。従って、バイアス磁界を印
加しない場合の検出感度(約22Oe)に比較して、検
出感度を格段に向上させることができる。
【0070】また、磁化が互いに向き合う位置の漏洩磁
界に応答して第1GMR素子10aが高抵抗値RH を示
し、このとき磁気抵抗効果型ヘッド30は信号「1」を
出力する。一方、互いに磁化が反対向きである位置の漏
洩磁界に応答して第2GMR素子10bが低抵抗値を示
し、このとき磁気抵抗効果型ヘッド30は信号「1」を
出力する。従って、この構成の磁気抵抗効果型ヘッド3
0を用いれば、記録媒体の記録領域を有効に利用するこ
とができる。よって、記録媒体の記録密度を向上させる
ことができる。
【0071】尚、この実施の形態では、バイアス磁界発
生源12で発生させる交流磁界をパルス波形としたが、
これに限らなくてもよい。例えば、正弦波や三角波など
の波形の交流磁界としてもよい。
【0072】また、第1強磁性体層22および第2強磁
性体層26として、例えばFeやNiやCoやこれらの
合金を用いてもよい。さらに、反強磁性体層28とし
て、NiMn、IrMn、FeMn、CoO、アモルフ
ァスFe23 などを用いてもよい。
【0073】[第2の実施の形態]次に、磁気抵抗効果
型ヘッドの第2構造について説明する。この構成例は、
第1の実施の形態で説明した第1GMR素子10aおよ
び第2GMR素子10bの代わりにそれぞれ別構造のG
MR素子41を具えている。
【0074】図8は、GMR素子の第2構造を示す断面
図である。GMR素子41は、基板16の上に複数の積
層単位40f、40e、40d、40c、40bおよび
40aをこの順序で積層させて具えている(図8
(A))。各積層単位40a〜40fはそれぞれ同じ構
造である。図8(B)に、積層単位40aの構造の一例
を示してある。
【0075】積層単位40aは、順次に積層した第2強
磁性体層42、非磁性体層44、第1強磁性体層46お
よび非磁性体層48を有する積層構造である。そして、
第1強磁性体層46の保磁力を第2強磁性体層42の保
磁力に比べて大きくしてある。第2強磁性体層42とし
て、10.0nmの膜厚のNi35Fe20Co45層を用い
ている。また、第1強磁性体層46として、6.0nm
の膜厚のCo層を用いている。非磁性体層44および4
8の各々は、それぞれ2.8nmの膜厚のCu層であ
る。
【0076】上述した各層はスパッタ法により成膜す
る。そして、フォトリソグラフィ技術を用いる微細加工
を施して、第1構造と同様の直方体形状とする。各層の
平面形状は、第1構造と同様の50μm×30μmの長
方形形状である。
【0077】尚、この第2構造のGMR素子41は6層
の積層単位を積層させて構成してあるが、この層数に限
らない。また、各積層単位を構成する層の積層順は逆に
してもよい。
【0078】この第2構造のGMR素子41では、第1
強磁性体層46の保磁力と第2強磁性体層42の保磁力
との間に差をもたせてある。従って、第1構造の第1G
MR素子10aが具えるような反強磁性体層は不要であ
る。すなわち、第1強磁性体層46の保磁力が比較的大
きいので、この第1強磁性体層46の磁化の向きは一方
向に固定される。そして、第2強磁性体層42の保磁力
は比較的弱く設定してあるので、外部磁界に応じて第2
強磁性体層42の磁化だけが自在に向きを変える。
【0079】図9は、第2構造のGMR素子41の磁気
抵抗曲線を示すグラフである。図9に示すグラフの横軸
には、GMR素子41に印加される磁界の強度を取って
いる。磁界はエルステッド(Oe)単位で表し、−40
Oe〜40Oeの範囲を10Oeごとに目盛って示して
ある。尚、磁界の正負は、第1強磁性体層46の磁化の
向きを正として定めている。
【0080】また、図9に示すグラフの縦軸は、GMR
素子41の電気抵抗値の増加率を示している。この増加
率を縦軸に(%)表示で表し、0.0%〜2.5%の範
囲を0.5%ごとに目盛って示してある。そして、第1
強磁性体層46の磁化と第2強磁性体層42の磁化とが
平行のときを基準すなわち0%としている。
【0081】図9に示す測定結果は、通常の直流4端子
法に従って得たものである。各測定データは白丸記号で
示してある。測定の開始前に予め−500Oe以下の大
きさの磁界を印加することにより、第1強磁性体層46
の磁化の向きを固定している。そして、40Oe〜−4
0Oeの範囲の大きさの交流磁界を印加しながら、GM
R素子41の電気抵抗値を測定する。
【0082】図9に示すように、GMR素子41の磁気
抵抗特性はほぼ矩形形状のヒステリシス曲線を描く。G
MR素子41の電気抵抗は、20Oe程度の大きさの磁
界が印加されるときに、低抵抗状態(0.1%程度)か
ら高抵抗状態(2.2%程度)に変化する。また、GM
R素子41の電気抵抗は、−30Oe程度の大きさの磁
界が印加されるときに、高抵抗状態から低抵抗状態に変
化する。
【0083】尚、この第2構造のGMR素子41を用い
た磁気抵抗効果型ヘッドの動作は、第1の実施の形態と
同様であるので、説明を省略する。
【0084】また、この構成例では、バイアス磁界とし
て、Hb =18OeおよびHa =30Oe間で振動する
交流磁界を印加するようにするとよい。このような大き
さのバイアス磁界をバイアス磁界発生源12により発生
させれば、2Oe程度の大きさの漏洩磁界△hであって
も検出することができる。従って、バイアス磁界を印加
しない場合の検出感度(約19Oe)に比較して、検出
感度を格段に向上させることができる。
【0085】また、上述したように、この構成例のGM
R素子41は反強磁性体層が不要であるから比較的作製
が容易である。
【0086】[第3の実施の形態]次に、磁気抵抗効果
型ヘッドの第3構造について説明する。この構成例は、
第1および第2の実施の形態で説明したバイアス磁界発
生源12の代わりに別構造のバイアス磁界発生源56を
具えている。
【0087】図10は、この実施の形態の磁気抵抗効果
型ヘッドの構成を示す平面図である。また、図11は、
GMR素子の第3構造を示す断面図である。図11は、
図10に示すJ−J線の位置の切り口の断面を示す図で
ある。
【0088】この構成例のバイアス磁界発生源56は、
交流電源18とバイアス電流層54aおよび54bとを
具えている。これらバイアス電流層54aおよび54b
は、交流電流を流すことにより、第1強磁性体層22の
磁化の方向に沿って印加される交流磁界を発生させる膜
体である。これらバイアス電流層54aおよび54b
は、それぞれ第1GMR素子50aおよび第2GMR素
子50bの上に設けてある。これらバイアス電流層54
aおよび54bには、再生動作時に、交流電源18によ
って電流が流される。これらバイアス電流層54aおよ
び54bは、それぞれ1.0μmの膜厚のCu層であ
る。
【0089】図11に示すように、第1GMR素子50
aは、基板16の上に反強磁性体層28、第1強磁性体
層22、非磁性体層24および第2強磁性体層26を順
次に積層させて具えている。また、第1GMR素子50
aは、第2強磁性体層26の上に絶縁体層60を具えて
いる。そして、この絶縁体層60の上にバイアス電流層
54aが設けられている。従って、バイアス電流層54
aと第1GMR素子50aとは絶縁体層60によって絶
縁分離されている。
【0090】また、第1GMR素子50aは、反強磁性
体層28、第1強磁性体層22、非磁性体層24および
第2強磁性体層26の各々の側面に接触させて抵抗検出
用電極58を具えている。この抵抗検出用電極58は、
導線によって抵抗検出回路14に結合されている。この
抵抗検出用電極58とバイアス電流層54aとは、非接
触の状態となるように設計してある。
【0091】尚、反強磁性体層28、第1強磁性体層2
2、非磁性体層24および第2強磁性体層26の積層構
造は、第1構造の第1GMR素子10aと同一の構造で
ある。絶縁体層60は、1.0μmの膜厚のSiO2
である。このSiO2 層は、スパッタ法により第2強磁
性体層26の上面に成膜される。そして、フォトリソグ
ラフィ技術を用いてパタン形成することにより、所定形
状の絶縁体層60を完成させている。絶縁体層60は、
直方体形状の膜体である。絶縁体層60は、下側の積層
構造に比べてJ−J線に沿う方向のサイズが小さく形成
されている。
【0092】上述の抵抗検出用電極58は、第2強磁性
体層26の露出している上面の部分から基板16の上面
の一部にわたって設けられている。2つの抵抗検出用電
極58は、積層構造の長辺に沿う側の側面にそれぞれ形
成されている。抵抗検出用電極58は、Cu層をスパッ
タ法により成膜して形成する。このCu層の膜厚は1.
0μmである。図11に示すように、絶縁体層60の上
面が抵抗検出用電極58の上面より高くなるように形成
してある。従って、絶縁体層60の上面に設けられるバ
イアス電流層54aは、抵抗検出用電極58と絶縁分離
される。
【0093】尚、抵抗検出用電極58を形成した後に絶
縁体層60の形成を行うようにしてもよい。この場合に
は、抵抗検出用電極58としてのCu層の成膜を行った
後に所定の微細加工を施す。すなわち、第2強磁性体層
26の上面の一部が露出されるように、このCu層の一
部分を除去する。その後に、この加工されたCu層およ
び第2強磁性体層26の上に絶縁体層60としてのSi
2 層を成膜すればよい。
【0094】また、各層は、逆の順に積層させてもよ
い。すなわち、基板16の上にバイアス電流層54a、
絶縁体層60、第2強磁性体層26、非磁性体層24、
第1強磁性体層22および反強磁性体層28をこの順序
で積層させる。
【0095】この第3構造の第1GMR素子50aの磁
気抵抗特性は、第1構造の第1GMR素子10aの磁気
抵抗特性(図4)と同じであるから説明を省略する。
【0096】上述のバイアス電流層54aには、図11
の矢印で示される方向に沿ってバイアス電流62が流れ
る。従って、バイアス電流層54aの周囲に磁界が発生
する。この磁界は、第1強磁性体層22の磁化の方向に
沿って印加される。この磁界が記録媒体の漏洩磁界に対
してバイアス磁界として作用するので、検出感度の向上
が図れる。
【0097】そして、バイアス電流62は交流電流であ
るから、バイアス電流層54aの周囲に交流磁界が発生
する。このように、バイアス磁界発生源56は第1構造
のバイアス磁界発生源12と実質的に等価の働きをす
る。尚、再生原理や再生動作は、第1の実施の形態と同
じであるから説明を省略する。
【0098】[第4の実施の形態]次に、磁気抵抗効果
型ヘッドの第4構造について説明する。この構成例の磁
気抵抗効果型ヘッドは、第3の実施の形態で説明した磁
気抵抗効果型ヘッド52の第1GMR素子50aの代わ
りに別構造のGMR素子64を具えている。
【0099】図12は、GMR素子の第4構造を示す断
面図である。GMR素子64は、第2構造のGMR素子
41と同様に、基板16の上に複数の積層単位40f、
40e、40d、40c、40bおよび40aを順次に
積層させて具えている。各積層単位40a〜40fは、
それぞれ同じ構造である。積層単位40aの構造は、図
8(B)に示した構造と同じである。
【0100】第2の実施の形態で説明したように、各積
層単位を構成する第1強磁性体層46の保磁力を第2強
磁性体層42の保磁力に比べて大きくしてある。従っ
て、反強磁性体層が不要であり、作製が容易である。
【0101】そして、これら6層の積層単位40a〜4
0fの積層構造の上に絶縁体層60を具えている。すな
わち、絶縁体層60は、積層単位40aの上に設けられ
ている。この絶縁体層60の上にバイアス電流層54a
が設けられている。また、GMR素子64は、第3の実
施の形態の構成と同様に抵抗検出用電極58を具えてい
る。この抵抗検出用電極58は、各積層単位40a〜4
0fの側面に接触させた状態で設けられている。
【0102】尚、このGMR素子64の磁気抵抗特性
は、GMR素子41の磁気抵抗特性(図9)と同じであ
るから、説明を省略する。また、再生原理や再生動作も
第1および第2の実施の形態の構成例と同様である。
【0103】また、GMR素子64は、基板16の上に
バイアス電流層54aおよび絶縁体層60をこの順序で
積層させて、この上側に各積層単位40a〜40fを順
次に積層させた構造としてもよい。
【0104】[第5の実施の形態]次に、磁気抵抗効果
型ヘッドの第5構造について説明する。この構成例の磁
気抵抗効果型ヘッドは、第3の実施の形態で説明した磁
気抵抗効果型ヘッド52のGMR素子50aの代わりに
別構造のGMR素子68を具えている。
【0105】図13は、GMR素子の第5構造を示す断
面図である。GMR素子68は、基板16の上に第2強
磁性体層26、非磁性体層24および第1強磁性体層2
2を順次に積層させて具えている。そして、この第1強
磁性体層22の上に絶縁性の反強磁性体層66が設けら
れている。さらに、この絶縁性の反強磁性体層66の上
にバイアス電流層54aを具えている。また、第2強磁
性体層26、非磁性体層24および第1強磁性体層22
の側面に接触させて抵抗検出用電極58を具えている。
【0106】このように、この第5構造のGMR素子6
8は、反強磁性体層(例えば第3構造を構成する反強磁
性体層28)と絶縁体層(例えば第3構造の絶縁体層6
0)とを共通の膜体として構成している。従って、絶縁
性の反強磁性体層66は、交換バイアス磁界により第1
強磁性体層22の磁化の向きを固定する。また、絶縁性
の反強磁性体層66は、バイアス電流層54aと第1強
磁性体層22との間を絶縁分離させる。
【0107】よって、この構成は、例えば第3構造のG
MR素子50aに比べると層数を少なくできるから、作
製が容易である。絶縁性の反強磁性体層66として、C
oOやアモルファスFe23 などを用いるのが好適で
ある。
【0108】[第6の実施の形態]次に、磁気抵抗効果
型ヘッドの第6構造について説明する。図14は、磁気
抵抗効果型ヘッドの構成を示す平面図である。この構成
例の磁気抵抗効果型ヘッドは、第1GMR素子74a
と、第2GMR素子74bと、バイアス磁界発生源72
と、抵抗検出回路14とを具えている。これら各構成成
分は基板16の上に設けられている。この構成例では、
第2GMR素子74bを第1GMR素子74aの上に設
けてある。また、バイアス磁界発生源72は、バイアス
電流層54と交流電源18とを具えている。このバイア
ス電流層54は、第1GMR素子74aと第2GMR素
子74bとの間に設けられている。
【0109】図15は、GMR素子の第6構造を示す断
面図である。図15は、図14のK−K線の位置の切り
口の断面を示す図である。第1GMR素子74aは、第
3の実施の形態で説明した第1GMR素子50aの構造
(図11)と同一である。第2GMR素子74bも第1
GMR素子74aと実質的に同一構造である。第1GM
R素子74aは基板16の上に設けられており、この第
2GMR素子74aの上に第2GMR素子74bが設け
られている。第1GMR素子74aと第2GMR素子7
4bとは、第1絶縁体層、バイアス電流層54および第
2絶縁体層からなる積層構造を介して結合されている。
この構成例では、第1絶縁体層として第1GMR素子7
4aの絶縁体層60が利用されており、第2絶縁体層と
して第2GMR素子74bの絶縁体層60が利用されて
いる。
【0110】従って、第1GMR素子74aを構成する
第2強磁性体層26の上に、第1絶縁体層としての絶縁
体層60と、バイアス電流層54と、第2絶縁体層とし
ての絶縁体層60とが順次に積層されている。この第2
絶縁体層としての絶縁体層60の上に、第2GMR素子
74bの反強磁性体層28が設けられている。
【0111】このように構成してあるので、第1GMR
素子74aおよび第2GMR素子74bには、互いに逆
向きの磁界が印加される。従って、第1GMR素子74
aおよび第2GMR素子74bに対して、1層のバイア
ス電流層54により所定の磁界が印加される。
【0112】以上説明したように、この構成例では、第
1GMR素子74aおよび第2GMR素子74bを積層
させて構成してある。従って、素子面積を小さくするこ
とができる。
【0113】[第7の実施の形態]次に、磁気抵抗効果
型ヘッドの第7構造について説明する。この構成例の磁
気抵抗効果型ヘッドは、第6の実施の形態で説明した第
1GMR素子74aおよび第2GMR素子74bの代わ
りに、別構造の第1GMR素子76aおよび第2GMR
素子76bをそれぞれ具えている。
【0114】図16は、GMR素子の第7構造を示す断
面図である。第1GMR素子76aは、第5の実施の形
態で説明したGMR素子68の構造(図13)と同一で
ある。第2GMR素子76bも第1GMR素子76aと
実質的に同一構造である。第1GMR素子76aは基板
16の上に設けられており、この第2GMR素子76a
の上に第2GMR素子76bが設けられている。第1G
MR素子76aと第2GMR素子76bとは、第1絶縁
体層、バイアス電流層54および第2絶縁体層からなる
積層構造を介して結合されている。この構成例では、第
1絶縁体層として第1GMR素子76aを構成する絶縁
性の反強磁性体層66が利用されており、第2絶縁体層
として第2GMR素子76bを構成する絶縁性の反強磁
性体層66が利用されている。
【0115】従って、第1GMR素子76aを構成する
第1強磁性体層22の上に、第1絶縁体層としての絶縁
性の反強磁性体層66と、バイアス電流層54と、第2
絶縁体層としての絶縁性の反強磁性体層66とが順次に
積層されている。この第2絶縁体層としての絶縁性の反
強磁性体層66の上に、第2GMR素子76bの第1強
磁性体層22が設けられている。第2GMR素子76b
は、絶縁性の反強磁性体層66、第1強磁性体層22、
非磁性体層24および第2強磁性体層26を順次に積層
させて構成されている。
【0116】このように、この構成例では、第1GMR
素子76aおよび第2GMR素子76bを積層させて構
成してある。そして、これら第1GMR素子76aおよ
び第2GMR素子76bに対して、1層のバイアス電流
層54により所定の磁界が印加される。従って、素子面
積を小さくすることができる。しかも、層数を少なくで
きるので、作成が比較的容易である。
【0117】
【発明の効果】この発明の磁気抵抗効果型ヘッドによれ
ば、データ再生時に、巨大磁気抵抗効果素子に対して交
流磁界が印加される。この交流磁界がバイアス磁界とし
て作用するので、記録媒体の漏洩磁界の変化が比較的小
さくても、比較的大きな電気抵抗の変化が検出される。
従って、高検出感度の磁気抵抗効果型ヘッドが実現され
る。
【0118】さらに、この発明の磁気抵抗効果型ヘッド
では、第1および第2巨大磁気抵抗効果素子に対して、
互いに逆位相の交流磁界がそれぞれ印加される。このよ
うに構成してあるので、磁気抵抗効果型ヘッドは、少な
くとも2つの漏洩磁界の状態を検出することができる。
よって、一つの巨大磁気抵抗効果素子を具える構成に比
べて、記録媒体の記録容量が実効的に向上するという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気抵抗効果型ヘッドの構成を示す図である。
【図2】GMR素子の第1構造を示す図である。
【図3】抵抗検出回路の構成を示す図である。
【図4】GMR素子の磁気抵抗曲線を示す図である。
【図5】再生原理の説明に供する図である。
【図6】再生動作時の磁化の様子を示す図である。
【図7】再生動作の説明に供する図である。
【図8】GMR素子の第2構造を示す図である。
【図9】GMR素子の磁気抵抗曲線を示す図である。
【図10】磁気抵抗効果型ヘッドの構成を示す図であ
る。
【図11】GMR素子の第3構造を示す図である。
【図12】GMR素子の第4構造を示す図である。
【図13】GMR素子の第5構造を示す図である。
【図14】磁気抵抗効果型ヘッドの構成を示す図であ
る。
【図15】GMR素子の第6構造を示す図である。
【図16】GMR素子の第7構造を示す図である。
【符号の説明】
10a:第1GMR素子 10b:第2GMR素子 12:バイアス磁界発生源 14:抵抗検出回路 16:基板 18:交流電源 20a,20b:ソレノイドコイル 22:第1強磁性体層 24:非磁性体層 26:第2強磁性体層 28:反強磁性体層 30:磁気抵抗効果型ヘッド 32a:第1検出素子 32b:第2検出素子 34:加算器 35:出力端子 36:記録媒体 38:移動方向 40:記録領域 41:GMR素子 40a〜40f:積層単位 42:第2強磁性体層 44:非磁性体層 46:第1強磁性体層 48:非磁性体層 50a:第1GMR素子 50b:第2GMR素子 52:磁気抵抗効果型ヘッド 54a,54b:バイアス電流層 56:バイアス磁界発生源 58:抵抗検出用電極 60:絶縁体層 62:バイアス電流 64:GMR素子 68:GMR素子 66:絶縁性の反強磁性体層 72:バイアス磁界発生源 54:バイアス電流層 74a:第1GMR素子 74b:第2GMR素子 76a:第1GMR素子 76b:第2GMR素子

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1巨大磁気抵抗効果素子と、第2巨大
    磁気抵抗効果素子と、抵抗検出回路と、バイアス磁界発
    生源とを具えており、 前記第1および第2巨大磁気抵抗効果素子の各々は、順
    次に積層した第1強磁性体層、非磁性体層および第2強
    磁性体層を具えており、向きが固定された前記第1強磁
    性体層の磁化と記録媒体の漏洩磁界に従い向きが変化す
    る前記第2強磁性体層の磁化とのなす角度に応じて異な
    る電気抵抗を示す素子であり、 前記抵抗検出回路は、前記第1および第2巨大磁気抵抗
    効果素子の各々の電気抵抗の和を検出する回路であり、 前記バイアス磁界発生源は、前記第1および第2巨大磁
    気抵抗効果素子の各々に互いに逆位相の交流磁界をそれ
    ぞれ印加する装置であることを特徴とする磁気抵抗効果
    型ヘッド。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の磁気抵抗効果型ヘッド
    において、 前記第1および第2強磁性体層の各々の磁化が平行であ
    るか反平行であるかに応じた2値のディジタル情報を、
    前記電気抵抗の変化の検出によって前記記録媒体から読
    み出すことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の磁気抵抗効果型ヘッド
    において、 前記交流磁界は、前記第1強磁性体層の磁化の方向に沿
    って印加される磁界であって、前記第1および第2強磁
    性体層の各々の磁化の状態を変えない大きさの磁界であ
    ることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の磁気抵抗効果型ヘッド
    において、 交換バイアス磁界により前記第1強磁性体層の磁化の向
    きを固定する反強磁性体層を当該第1強磁性体層に接触
    させて具えていることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッ
    ド。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の磁気抵抗効果型ヘッド
    において、 前記第1強磁性体層の保磁力が前記第2強磁性体層の保
    磁力に比べて大きいことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘ
    ッド。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載の磁気抵抗効果型ヘッド
    において、 前記バイアス磁界発生源は、交流電流を流すことによ
    り、前記第1強磁性体層の磁化の方向に沿って印加され
    る交流磁界を発生させるバイアス電流層を具えているこ
    とを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の磁気抵抗効果型ヘッド
    において、 前記第1強磁性体層と前記バイアス電流層との間に、交
    換バイアス磁界により当該第1強磁性体層の磁化の向き
    を固定する絶縁性の反強磁性体層を具えていることを特
    徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
  8. 【請求項8】 請求項6に記載の磁気抵抗効果型ヘッド
    において、 前記第1巨大磁気抵抗効果素子の上に第1絶縁体層、前
    記バイアス電流層および第2絶縁体層を順次に積層させ
    て設けてあり、 該第2絶縁体層の上に前記第2巨大磁気抵抗効果素子を
    積層させてあることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッ
    ド。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の磁気抵抗効果型ヘッド
    において、 前記第1および第2絶縁体層として、絶縁性の反強磁性
    体層をそれぞれ具えていることを特徴とする磁気抵抗効
    果型ヘッド。
JP23956597A 1997-09-04 1997-09-04 磁気抵抗効果型ヘッド Withdrawn JPH1186225A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23956597A JPH1186225A (ja) 1997-09-04 1997-09-04 磁気抵抗効果型ヘッド
US09/144,854 US6025979A (en) 1997-09-04 1998-09-01 Magnetoresistive sensor and head with alternating magnetic bias field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23956597A JPH1186225A (ja) 1997-09-04 1997-09-04 磁気抵抗効果型ヘッド

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1186225A true JPH1186225A (ja) 1999-03-30

Family

ID=17046698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23956597A Withdrawn JPH1186225A (ja) 1997-09-04 1997-09-04 磁気抵抗効果型ヘッド

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1186225A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104267362A (zh) * 2014-09-05 2015-01-07 电子科技大学 一种消除弱磁场传感器干扰磁场的装置及方法
US10886226B2 (en) 2018-07-31 2021-01-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co, Ltd. Conductive contact having staircase barrier layers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104267362A (zh) * 2014-09-05 2015-01-07 电子科技大学 一种消除弱磁场传感器干扰磁场的装置及方法
US10886226B2 (en) 2018-07-31 2021-01-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co, Ltd. Conductive contact having staircase barrier layers
US11929328B2 (en) 2018-07-31 2024-03-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Conductive contact having barrier layers with different depths

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3891540B2 (ja) 磁気抵抗効果メモリ、磁気抵抗効果メモリに記録される情報の記録再生方法、およびmram
JP4433820B2 (ja) 磁気検出素子およびその形成方法ならびに磁気センサ、電流計
KR100265983B1 (ko) 박막자기헤드
US6657823B2 (en) Differential detection read sensor, thin film head for perpendicular magnetic recording and perpendicular magnetic recording apparatus
US6469873B1 (en) Magnetic head and magnetic storage apparatus using the same
JPH10283615A (ja) 磁気抵抗型変換器
JPH09139068A (ja) 情報の記録・再生方法および情報記憶装置
JP2005203063A (ja) 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
JP2006019383A (ja) 磁気検出素子およびその形成方法
JPH09185809A (ja) 磁気ヘッド
JP2933841B2 (ja) 情報記録媒体、情報記録・再生方法および情報記録・再生装置
JP2001266566A (ja) 磁気メモリ素子及びそれを用いた磁気メモリ
JP2000512763A (ja) ホイートストンブリッジを備える磁界センサ
JPH0991629A (ja) 薄膜磁気ヘッド
JPH11163436A (ja) 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッド
JPH11101861A (ja) 磁気抵抗効果型センサ
JP2849354B2 (ja) 磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッド
JPH11154309A (ja) 磁気抵抗効果型磁気ヘッド
JP2001067862A (ja) 磁気メモリ素子
JPH1186225A (ja) 磁気抵抗効果型ヘッド
JPH1186224A (ja) 磁気抵抗効果型ヘッド
JP2701748B2 (ja) 磁気抵抗効果素子およびそのバイアス印加方法
JPH1183966A (ja) 磁界検出方法、磁界検出システムおよび磁界検出素子
JP2661560B2 (ja) 磁気抵抗効果素子およびその再生方法
JPH1183967A (ja) 磁界検出方法、磁界検出システムおよび磁界検出素子

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20041207