JPS5910290A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents

磁気抵抗効果素子

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Publication number
JPS5910290A
JPS5910290A JP57120026A JP12002682A JPS5910290A JP S5910290 A JPS5910290 A JP S5910290A JP 57120026 A JP57120026 A JP 57120026A JP 12002682 A JP12002682 A JP 12002682A JP S5910290 A JPS5910290 A JP S5910290A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unevenness
substrate
film
magneto
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.)
Pending
Application number
JP57120026A
Other languages
English (en)
Inventor
Terumi Yanagi
柳 照美
Nobumasa Kaminaka
紙中 伸征
Noboru Nomura
登 野村
Hiroshi Yoda
養田 広
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP57120026A priority Critical patent/JPS5910290A/ja
Publication of JPS5910290A publication Critical patent/JPS5910290A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁気抵抗効果素子に関するものである。
従来、磁気抵抗効果を利用した磁気ヘッドとして、第1
図に示すような短冊状素子の磁気抵抗効果形ヘッドが考
えられていた。第1図の例では、記録媒体1に対して垂
直(y方向)K強磁性薄板よりなる磁気抵抗効果素子2
を当接または近接させ、磁気抵抗効果素子2の長手方向
(2方向)の両端に電極3.4を配置し、電極3.4間
に定電l′1If1を流し、記録媒体1のy方向の信号
磁界により2方向の抵抗値変化を電極3.4間の電圧変
化より検出する方式である。この方式では磁気抵抗効果
素子2のy方向の幅をWとすると、記録媒体1からの信
号磁界強度は指数関数的に減少し、特に記録媒体上の記
録波長が短い頭載では信号磁界の減衰が非常に大きなも
のとなる。このため幅Wは加工精度、耐摩耗特性などを
考慮してできるだけ狭いことが望ましい。
磁気抵抗効果素子の比抵抗変化Δρは強磁性薄板を一軸
異方性とし、磁化Msの方向と電流主のなす角度をθ、
a、bを定数とすると Δρ−a + b rmθ という関係が成立っている。印加磁界Hと比抵抗変化Δ
ρをその最大値Δρmax  で除した比抵抗変化率(
Δρ/Δρmax )との関係はH=Hsで飽和するい
ちじるしい非直線性を有している。この非直線性を改善
するためにはバイアス磁界Haを印加して最適動作点に
設定する必要がある。この最適動作点ではHB=Hs/
Jr、θ−46°となっている0 磁気抵抗効果素イには、抵抗変化率を大きくとるためお
よびヒステリシス特性を避けるため、−軸に配向した強
磁性薄板が使用されるのが普通である。−例として第2
図に示す短冊形状の素子を考えると、素子長手方向に配
向(実線)した場合その配向性は安定であるが、最適動
作点のθ−45° に設定するためにバイアス磁界とし
ては素子の長手方向と直角な方向の反磁界程度すなわち
、)(BTh4πMs −t/w程度必要である。ここ
でtは素子厚を示す。これはかなり大きな磁界となり、
たとえば長手方向と直角な方向に磁化成分を有する点線
方向に磁化配向する、すなわち、素子長手方向からθ傾
けて配向した場合を考えると、素子幅方向に生ずる磁荷
により実線で示す反磁界を生じ、磁化Msの方向は長手
方向に曲げられるため、θを初期値に保持するのが困難
になるという問題があった。
本発明は、強磁性体よりなる磁気抵抗効果素子膜(以下
MR膜と略す)を形成すべき基板の表面凹凸によって、
静磁気的に誘導した磁気異方性により一磁区構造を制御
して、新しいバイアス方法を実現したMR素子を提供す
ることを目的としている。
基板表面に凹凸を形成しその上にMP!膜を蒸着すると
、その表面凹凸に沿ったMR膜の静磁気的なエネルギー
が凹凸の方向に対して平行方向と垂直方向で異なるため
、そのMR膜に表面凹凸に治った一軸磁気異方性を付与
することができる。
第3図に示すように、この異方性磁界HKイ…、表面凹
凸の深さくD)と周期(P)に関係し、平坦な基板上の
MR膜の異方性磁界HKOに対しHK/H,。−RD/
p(R:比例定数)の関係があり、表面凹凸の方向によ
ってMFI膜の磁化の配向方向を決定することができる
基板表面に凹凸を形成する方法として、ラッピング砥粒
などによって基板表面を一定方向に研磨する方法がある
。この一定方向にランプした基板上にMR膜を被着する
と、ラッピング条痕に沿った方向に一軸磁気異方性を付
与することができる。
しかし、ラッピング砥粒などによって研磨する方法では
、表面凹凸の深さや周期が不均一に々シ、異方性磁界H
K値を正確に制御するための条件設定が困難であった。
これに対して、ラッピング砥粒などによって凹凸を加工
した場合と異なり、基板6上にフォトレジスト6を使っ
てパターン化しく第4図A)、スパッタエッチした場合
には、基板6の表面に凹凸の深さDおよびピッチPを均
一にかつ精度よく制御できるので(第4図B)、MR素
子膜のHK値を正確に制御することができる。第3図に
示したように比較的浅い凹凸で十分なHKの大きさを得
るには、凹凸のピンチが0.5μm程度にする必要があ
る。しかし、半導体加工装置を使用して密着露光でパタ
ーン化する方法では第4図Aに示すように線巾Woとし
て1 μm程度が光による線巾の限界であるので、簡易
な方法でHKを制御することが困難であった。また、高
いHK値を得るためKは、段差を深くしなければならな
かったが、MR素子の膜厚以上の段差をつけると凹凸の
境界線でMR膜が物理的に断絶されるので、MR特性が
ばらつき、信頼性の悪いMR膜となる。
本発明においては、フi)レジストの条件を選ぶことに
より凹凸の繰返しピッチを従来のパターンに対して2倍
の密度に向上させることができた。
すなわち−まず第6図Aに示すように基板5上にフォト
レジストをパターン線巾Woの0.6倍以上の膜厚に塗
布し、半導体加工装置を使用して、密着露光法でパター
ン化し、必要部分にフォトレジスト6を残す。その基板
5をスパッタエッチすると、フォトレジスト6と基板5
との境界線部分7が、他のスパッタエッチされるべき基
板表面8よりも速くエツチングされ−フォトレジストを
除去した後の状態は第5図Bに示すようにフォトレジス
トパターンに対応する凹凸に加えて、フォトレジスト6
と基板5の境界線部分7の近傍においてV字形の段差が
生じる。このことはフォトレジストによるパターンピッ
チPによる凹凸密度(1/p)に比べて2倍の凹凸密度
(2/p)を生じさせていることになる。したがって、
この基板6に被着したMR膜のHK値と従来のパターン
線巾の繰返しピッチ凹凸の基板上に被着したMR膜のH
K値を比べると、ピッチが2倍の密度になっているので
、前記HK/HKo−A ”/pの関係式より、浅い段
差にても同等のHK値が得られる。
上述の加工法により、第6図Aの平面図および同図Bの
断面図に示すようにMR再生電流1方向に対して45°
方向に凹凸9をつけた基板6上にMR膜10を被着する
と、再生重加方向のMR特性と再生電流に対して直角方
向のMF+特性は同形の特性を示しく第7図参照)、磁
化は45°方向にバイアスされた状態と同等であること
がわかる。
この新しいバイアス方法によるMR膜では、磁化の配向
方向は表面凹凸の方向で決定でき、捷だ異方性磁界HK
値の大きさも表面凹凸形状で制御できる。
さらに、この加工法では密度の高い凹凸が得られるため
に、凹凸に沿って規則正しく発生するMR膜の磁区は細
分化され、良好な配向性が得られ、異方性磁界HK値も
大きくなるので、入力信号に対してダイナミックレンジ
が大きくなり、直線性の良い再生信号波形が得られる。
また、磁区が表面凹凸に沿って規則正しく発生するため
に、磁区の乱れや突然の磁壁移動や磁化の不整脈な変化
に起因するバルクハウゼンノイズは発生しない。
第8図に本発明の他の実施例を示す。本実施例は、MR
再生電流1方向と平行に凹凸11をつけた基板6上にM
R膜を被着し、表戸凹凸に沿って磁化を配向させたもの
である。この図に示すMR膜を直線領域で動作させるた
めには、第9図に示すようにバイアス磁界HBを印加し
て一人力信号磁界Hに対する動作点をP点に移動させ一
直線性のよい点にて再生波形を得るようにする。
基板表面に凹凸を入れない場合のMR膜の動作では入力
信号に対するダイナミックレンジが小さいため、大入力
信号に対する再生波形の二次高調波企が大きくなるとい
う欠点があったが、本実施例のMR膜の磁区は下地基板
凹凸に沿って細分化されるので、基板表面凹凸によって
制御した異方性磁界HK値を十分大きくすることが可能
となりたため、P点におけるダイナミックレンジが犬き
くなり、その動作は直線範囲内となるので、良好な再生
波形を得ることが出来る。
以上述べたように、本発明においてはフォトレジスト条
件を適切に選ぶことによって、スパッタエツチングした
基板の表面凹凸ピンチの密度をレジストのパターンピッ
チの密度の2倍にすることができ、従来の密着露光装置
を用いても異方性磁界HK値を制御することが可能とな
った。また、表面凹凸を形成する段階は上記のように基
板上でもよいが、あるいは基板上にSiO2,Al2O
3等の薄膜層が形成し、その上に凹凸が形成されていて
もよい。要はMR膜が形成される下地面が上述したよう
な表面凹凸形状を有していればよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の磁気抵抗効果素子を示す斜視図、第2図
はその動作原理を説明するための図−第3図は異方性磁
界と表面凹凸深さDの関係を示す図、第4図A、Bは一
般的な表面凹凸の形成方法を説明するだめの図、第6図
A、Bは本発明の磁気抵抗効果素子の表面凹凸形成方法
を説明するための図、第6図Aは本発明による磁気抵抗
効果素子の一実施例の平面図、同図Bidその断面図、
第7図はその磁気抵抗効果特性を示す図、第8図は本発
明による磁気抵抗効果素子の他の実施例の平面図、第9
図はその磁気抵抗効果特性を示す図である。 6・・・・・・基板、9・・・・・・凹凸、10・・・
・・・磁気抵抗効果薄膜、11・・・・・・凹凸。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 ■ 第3図 凹凸渾だD(i) 第4図 第5図 第6図 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 強磁性薄膜が被着形成された下地面に、一定方向かつ異
    方的な線状で凹凸が設けられ、凹の部分と凸の部分の境
    界線において凹部分より深いV字形の段差のある繰返し
    凹凸形状を下地面に持つことを特徴とする磁気抵抗効果
    素子。
JP57120026A 1982-07-09 1982-07-09 磁気抵抗効果素子 Pending JPS5910290A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57120026A JPS5910290A (ja) 1982-07-09 1982-07-09 磁気抵抗効果素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57120026A JPS5910290A (ja) 1982-07-09 1982-07-09 磁気抵抗効果素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5910290A true JPS5910290A (ja) 1984-01-19

Family

ID=14776066

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57120026A Pending JPS5910290A (ja) 1982-07-09 1982-07-09 磁気抵抗効果素子

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JP (1) JPS5910290A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61233406A (ja) * 1985-04-09 1986-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 垂直磁気ヘツド
DE19633362A1 (de) * 1996-08-19 1998-02-26 Siemens Ag Schichtaufbau mit einem magnetisch anisotropen Schichtteil

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61233406A (ja) * 1985-04-09 1986-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 垂直磁気ヘツド
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