KR100207805B1 - 자기저항성 트랜스듀서와, 자성막의 형성방법 및 자기기록/재생장치 - Google Patents

자기저항성 트랜스듀서와, 자성막의 형성방법 및 자기기록/재생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스핀 밸브 자기저항 효과등에 의해서 자기 기록 매체로부터의 신호 자계의 변화를 전기 저항율의 변화로 변환하는 자기저항 효과형 트랜스듀서에 관한 것으로,
(a) 제 1 연자성층(13), 비자성층(14), 제 2 연자성층(15), 반강자성층(16)을 갖는 적층(30a)과,
여기서, 제 1 연자성층(13)은 비자성층(14)과 접하는(CoyFe100-y)100-xZx합금층(Z는 Co, Fe 이외의 다른 원소를 나타내고, x 및 y는 원자분률(at %)을 나타낸다.)(13a)을 가지며, (CoyFe100-y)100－xZx합금층(13a)의 격자 정수는 CoyFe100-y합금의 격자 정수보다도 작고, (CoyFe100-y)100-xZx합금층(13a)의 구조는 면심 입방 격자 구조이고,
(b) 적층(30a)중에 센스 전류를 유입시키기 위한 상기 적층(30a)상에 쌍의 전극(18a, 18b)을 갖는다.

Description

자기저항성 트랜스듀서와, 자성막의 형성방법 및 자기 기록/재생장치
본 발명은 자기저항 효과형 트랜스듀서(magnetoresistive transducer)와, 자성막의 형성방법 및 자기 기록 재생장치(magnetic recording/ reproducing drive)에 관한 것이며, 보다 상세하게는 스핀 밸브 자기저항 효과(spin valve magnetoresistance effect)등에 의해 자기 기록 매체(magnetic recording media)로부터의 신호 자계의 변화를 전기 저항률의 변화로 변환하는 자기저항 효과형 트랜스듀서와, 자성막의 형성방법 및 자기 기록 장치에 관한 것이다.
근래, 자기 디스크 장치의 고기록 밀도화나 소형화에 대응할 수 있는 박막 자기헤드가 주목되고, 그 고성능화가 요구되고 있다. 재생용 헤드(MR 헤드)에 있어서는 고성능인 MR 소자의 개발이 진전하고 있다. 자기 기록 매체의 이동 속도에 의존하지 않으며, 또한 높은 출력을 수득할 수 있는 GMR층(giant magnetoresistive film)을 구비한 소자가 주목되고 있다. 그 중에서도, 특히 스핀 밸브 자기저항 효과막(spin valve magnetoresistive film)은 비교적 용이하게 작성할 수 있다. 또한, 이 막을 구비한 MR 소자의 저자장에서의 전기 저항의 변화율도 다른 MR 소자의 그것에 비하여 크기 때문에, 최근 특히 주목되고 있다.
스핀 밸브 자기저항 효과를 이용한 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서는 USP5,206,590이나 일본국 특허 공개 공보 제 6­60336 호등에 기재가 있다.
도 1a는 종래 예에 관한 스핀 밸브 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 사시도이고, 도 1b는 도 1a 의 I-I선 단면도이다.
도 1a, 도 1b에 나타낸 바와 같이, 알틱기판(1)상에 탄탈륨(Ta)으로 이루어진 기초층(2)과, NiFe막(3b) 및 Co90Fe10막(3a)으로 이루어진 자유 자성층(3)과, Cu막으로 이루어진 비자성 금속층(4)과, Co90Fe10막(고정 자성층)(5)과, 반강자성층(6)과 캡층(7)이 순서대로 적층되어 있다.
기초층(2)으로부터 캡층(7)까지는 장방형으로 패터닝되어 있다. 최상층의 캡층(7)상에는 센스 영역(SA)을 사이에 끼워 양단부에 인출 전극(8a, 8b)이 형성되어 있다. 센스영역(SA)에서의 자기저항의 변화가 전압변화로서 측정된다.
고정 자성층(5)에서는 반강자성층(6)과의 교환 결합에 의해 자화용이축 방향(X축 방향)으로 교환 결합 자계 Hua가 발생한다. 이것에 의해, 고정 자성층(5)의 자화는 X축 방향으로 고정되고, 그 자화가 신호 자계 Hsig에서는 변화하지 않도록 되어 있다. 또한, 자유 자성층(3)의 자화 방향은 신호 자계가 아닐 때, Y축 방향을 향하고 있고, 신호 자계에 의해 용이하게 변화한다. 자유 자성층(3)의 자화 방향과 고정 자성층(5)의 자화 방향이 이루는 각도 θ의 여현(cosθ)에 비례하여 자기저항이 변화한다.
자유 자성층(3)을 NiFe막(3b) 및 Co90Fe10막(3a)의 2층막으로 하고 있다. 이것에 의해, NiFe막(3a)만으로 하는 것 보다도 2배 이상이 높은 자기저항 효과 출력을 수득할 수 있다.
그러나, 상기 MR 소자를 이용하여 자기헤드를 작성하는 경우, 층간 절연막으로서의 레지스트막을 경화시키기 위해 온도 230∼300℃의 가열 처리가 필요해진다. 이 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 가열 처리에 의해 전기 저항 변화율 Δρ가 저하한다. 특히, 자유 자성력의 NiFe막(3a)에 Cu가 혼입함으로써 Δρ의 저하가 야기된다고 생각된다.
이 때문에, 자기헤드의 재생 출력의 저하를 초래한다는 문제가 있다.
본 발명은 내열성을 향상시킨 자기저항 효과형 트랜스듀서, 자성막의 제조 방법 및 자기 기록 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1a는 종래예에 따른 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타낸 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 I-I선 단면도.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시의 형태에 따른 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타낸 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 II-II선 단면도이며, 도 2c는 본 발명의 제 1 실시의 형태에 따른 다른 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타낸 단면도.
도 3a는 본 발명의 실시의 형태에 따른 자기저항 효과형 트랜스듀서의 열처리 온도에 대한 전기 저항률의 변화의 상태를 나타내는 특성도이고, 도 3b는 본 발명의 실시의 형태에 따른 자기저항 효과형 트랜스듀서의 열처리 횟수에 대한 전기 저항률의 변화의 상태를 나타내는 특성도이며, 도 3C는 본 발명의 실시의 형태에 따른 자기저항 효과형 트랜스듀서의 열처리 온도에 대한 전기 저항률의 변화의 상태를 나타내는 특성도.
도 4는 (CO90Fe10)100－xBx막의 막두께를 얇게 할 때의 자기저항 효과형 트랜스듀서의 열처리 온도에 대한 전기 저항률 변화의 상태를 나타내는 특성도.
도 5a는 본 발명의 실시의 형태에 따른, 다른 적층 구조를 갖는 자기저항 효과형 트랜스듀서의 열처리 온도에 대한 전기 저항률의 변화의 상태를 나타내는 비교 특성도이고, 도 5b는 도 5a와 같은 적층 구조를 갖는 자기저항 효과형 트랜스듀서에 있어서, (Co90Fe10)100-xBx막의 막두께를 얇게 할 때의 열처리 온도에 대한 전기 저항률의 변화의 상태를 나타내는 특성도.
도 6은 본 발명의 실시의 형태에 따른 자기저항 효과형 트랜스듀서에 이용한(Co90Fe10)100-xBx막으로의 X선의 입사각의 배각 2θ에 대한 회절 피크 강도를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시의 형태에 따른 자기저항 효과형 트랜스듀서에 이용한(Co90Fe10)100－xBx막의 붕소(B) 함유량에 대한 격자 정수의 변화의 상태를 나타내는 도면.
도 8은 비교예에 따른 자기저항 효과형 트랜스듀서의 열처리 온도에 대한 전기 저항률의 변화의 상태를 나타내는 특성도.
도 9는 비교예에 따른 자기저항 효과형 트랜스듀서에 이용한 Co90Fe10막으로의 X선의 입사각의 배각 2θ에 대한 회절 피크 강도를 나타내는 도면.
도 10은 비교예에 따른 자기저항 효과형 트랜스듀서에 이용한 Co90Fe10막의 열처리 온도에 대한 격자 정수의 변화의 상태를 나타내는 도면.
도 11a는 본 발명의 제 2 실시의 형태에 따른 스핀 밸브 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도이고, 도 11b는 본 발명의 제 3 실시의 형태에 따른 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도이고, 도 11c, 도 11d는 본 발명의 제 2 및 제 3 실시의 형태에 따른 다른 스핀 밸브 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도.
도 12a는 본 발명의 제 4 실시의 형태에 따른 스핀 밸브 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도이고, 도 12b는 본 발명의 제 5 실시의 형태에 따른 스핀 밸브 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도.
도 13a는 본 발명의 제 6 실시의 형태에 따른 인공 격자 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도이고, 도 13b, 도 13c는 부분 단면도이다.
도 14a는 본 발명의 제 7 실시의 형태에 따른 인공 격자 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도이고, 도 14b는 본 발명의 제 8 실시의 형태에 따른 인공 격자 자기저항 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도.
도 15a는 본 발명의 제 9 실시의 형태에 따른 SV 자기헤드의 주요부를 나타내는 사시도이고, 도 15b는 도 15a에 나타낸 자유 자성층과 고정 자성층 사이의 자화 방향의 관계를 나타내는 사시도.
도 16은 본 발명의 제 9 실시의 형태에 따른 SV 자기헤드의 CoFeB층의 막두께와 AMR 비의 관계에 대해서 나타내는 특성도.
도 17은 본 발명의 제 9 실시의 형태에 따른 SV 자기헤드의 외부 인가 자계에 대한 저항 변화에 대해서 나타내는 특성도.
도 18은 본 발명의 제 9 실시의 형태에 따른 SV 자기헤드의 재생 출력의 재생 위치에 의한 의존성에 대해서 나타내는 특성도.
도 19a는 본 발명의 제 9 실시의 형태에 따른 다른 SV 자기헤드의 주요부를 나타내는 사시도이고, 도 19b는 도 19a에 나타낸 자유 자성층과 고정 자성층 사이의 자화 방향의 관계를 나타내는 사시도.
도 20은 본 발명의 제 9 실시의 형태에 따른 다른 SV 자기헤드의 외부 인가 자계에 대한 저항 변화에 대해서 나타내는 특성도.
도 21은 본 발명의 제 9 실시의 형태에 따른 다른 SV 자기헤드의 재생 출력의 재생 위치에 의한 의존성에 대해서 나타내는 특성도.
도 22는 본 발명의 제 10 실시의 형태에 따른 자기 기록 장치에 대해서 나타내는 평면도.
도 23a는 본 발명의 제 10 실시의 형태에 따른 인갭 타입의 자기저항 효과 헤드를 나타내는 단면도이고, 도 23b는 본 발명의 제 10 실시의 형태에 따른 공용 타입의 자기저항 효과 헤드를 나타내는 단면도이며, 도 23c는 본 발명의 제 10 실시의 형태에 따른 요크 타입의 자기저항 효과 헤드를 나타내는 단면도.
본원 발명자는 도 1a, 도 1b에 나타낸 종래의 스핀 밸브 소자막을 가열 처리하면 전기 저항 변화율 Δρ가 저하하는 원인에 대해서 조사하였다.
알틱기판상에 막두께 5nm의 Ta막, 막두께 20nm의 Co90Fe1010막, 막두께 5nm의 Ta를 적층한 시료를 이용하여 가열 처리하였다.
도 10에 가열 처리 온도와 Co90Fe10합금막의 격자 정수의 관계를 조사한 결과를 나타낸다. 결과에 의하면, 가열 처리 온도가 높아짐에 따라 격자 정수가 작아지는 것을 발견하였다.
또한, 도 9에 X선 회절에 의한 Co90Fe10합금막의 구조 조사를 행하였다. 그것에 의하면, 막형성 직후의 면심 입방 격자 구조(fcc)로부터 가열 처리 온도가 높아짐에 따라 피크 위치가 2θ의 높은 쪽으로 따라가고, 완전하지는 않지만, 육방 최밀 구조(hcp)쪽으로 이행하고 있는 것을 알았다.
이상의 실험으로부터, 막형성 직후로부터 그 격자 정수가 Co90Fe10합금의 격자 정수보다도 작은 자성체 합금이면, Cu에 대한 배리어성이 향상하고, 내열성이 좋아진다고 생각된다. 또한, 상기한 조건외에 그 구조가 면심 입방 격자 구조(fcc)인 것이 필요한 것을 알았다.
따라서, 예컨대 알틱기판상에 기초층(Ta 기타), 및 연자성층(NiFe막 기타)이나 비자성층(Cu막 기타)을 적층하고, 그 위에 (Co90Fe10)100-xZx합금막을 형성하여 fcc 구조를 수득할 수 있도록 한다. 특히 신호 자계에 의해 자화가 변화하는 자유 자성층측의 (Co90Fe10)100-xZx합금막을 이와 같은 적층 순서에 따라서 막을 형성하면 좋다. 또, 이 조건하에, 상기를 충족시키는 자성체 합금으로서 (Co90Fe10)100－xZx합금(Z는 붕소 또는 탄소)이 좋은 것을 발견하였다.
도 7에 붕소 함유량(원자분률)에 대한(Co90Fe10)100-xBx합금의 격자 정수의 변화의 상태를 나타내고, 도 6에 붕소 함유량에 대한 그 구조의 변화의 상태를 X 선 회절에 의해 조사한 결과에 대해서 나타낸다. 그 결과에 의하면, 붕소의 첨가에 의해 격자 정수는 작아지고, 또한 fcc 구조가 유지된다.
이 합금을 이용하여 가열 처리를 행하면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 내열성이 향상하였다. 한편, 내열성은 (Co90Fe10)100-xBx막의 막두께(t)에 의존하고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 막두께(t)가 2nm로 얇아지면 내열성은 종래와 그다지 다르지 않다. 즉, 막두께가 지나치게 얇으면 Cu에 대한 배리어성이 충분하지 않게 된다고 생각된다. 따라서, (Co90Fe10)100-xBx막을 이용하는 경우라도 300℃ 이하에서는 그 막두께는 2nm이상, 바람직하게는 3nm 이상 필요하다.
또한, 내열성의 향상을 위해, 바람직하게는 자유 자성층뿐만 아니라, 비자성력과 접하는 고정 자성층에 있어서도 비자성력과 접하는 측에 코발트철계 합금층이 오도록 하면 좋다. 예컨대, 고정 자성층 자체를 코발트철계 합금층으로 하던지, 코발트철계 합금층과 NiFe막의 2층막으로 한다.
또, 실험에 의해 확인한 바에 따르면, 비자성층과 접하는 측을 코발트철계 합금층으로 했을 경우에도, 도 5a, 도 5b에 도시된 바와 같이, 적층 구조의 차이에 따라 내열성에 차이가 생겼으므로 주의를 요한다. 즉, 코발트철계 합금층의 막두께가 예컨대 3nm정도로 얇아지면, 코발트철계 합금층 1층으로 하는 것 보다도 코발트철계 합금층과 NiFe막의 2층막으로 한 쪽이 내열성이 높아진다.
이 합금층을 스핀 밸브막이나 인공 격자막에 적용하면, 내열성이 좋은 자기저항 효과형 트랜스듀서나 자기 기록 장치를 수득할 수 있다.
이하에, 본 발명의 실시의 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
(1) 본 발명의 실시의 형태에 따른(Co90Fe10)100-xBx합금막의 구조 및 내열성의 조사
붕소(B)를 소정량 함유시킨(Co90Fe10)100-xBx합금막(x는 원자분률[atomic fraction]이다.)의 구조 및 내열성을 조사한 결과에 대해서 설명한다. 또한, 각각의 조사에 대해서 비교 시료의 조사도 행하였다. 조사 결과를 이하에 나타낸다.
(내열성의 조사)
(A) 내열성의 조사 시료로서 도 2a, 도 2b에 나타낸 것을 이용하였다. 즉, 알틱기판(11)상에 막두께 5nm의 Ta막으로 이루어진 기초층(12)과, 막두께 3.5nm의 NiFe막(13b) 및 막두께 t의 (Co90Fe10)100-xBx막(13a)의 2층막으로 이루어진 자유 자성층(13)과, 막두께 3.2nm의 Cu막으로 이루어진 비자성 금속층(14)과, 고정 자성층(15)과, 막두께 10nm의 FeMn막으로 이루어진 반강자성층(16)과, 막두께 10nm의 Ta막으로 이루어진 캡층(17)이 순서대로 적층되어 있다. 여기서, (Co90Fe10)100-xBx로 표시되는 코발트철계 자성체에 있어서는 코발트(Co)의 원자분률을 90at%, 철(Fe)의 원자분률을 10at%로 하고 있다. 이 때, (Co90Fe10)100-xBx로 표시되는 코발트철계 자성체는 가장 뛰어난 연자기 특성을 갖는다. 그러나, 실제로 막을 형성하는 데에 있어서 그 원자분률이 흩어지는 것은 어쩔 수 없지만, 충분히 높은 전기 저항 변화율 Δρ을 수득하기 위해서는 Co의 원자분률이 85∼95at%의 범위이고, 또한 Fe의 원자분률이 15∼5at%의 범위가 바람직하다.
상기에 있어서, 고정 자성층(15)에도 막두께 t가 4nm의 (Co90Fe10)100-xBx막을 이용하였다. 그리고, 2종류의 붕소(B)의 원자분률(2at% 및 9at%)로 자유 자성층(13) 및 고정 자성층(15)의 (Co90Fe10)100-xBx막을 작성하였다. 한편, 비교 시료로서, 도 1a, 도 1b에 나타낸 것, 즉, NiFe막 및 Co90Fe10막의 2층막으로 이루어진 자유 자성층(13)과, Co90Fe10막으로 이루어진 고정 자성층(15)을 이용하였다. 다른 막의 적층 구조와 각 막의 막두께는 도 2a, 도 2b와 같게 하였다.
도 3a는 열처리 온도에 대한 전기 저항 변화율 Δρ의 변화의 상태를 나타내는 특성도이다. 또한, 도 4는(Co90Fe10)100-xBx막의 막두께 t를 2nm으로 얇게했을 경우의 열처리 온도에 대한 전기 저항 변화율 Δρ의 변화의 상태를 나타내는 특성도이다. 동시에 종축은 선형 눈금으로 표시한 전기 저항 변화율 Δρ(μΩcm)을 나타내고, 횡축은 선형 눈금으로 표시한 열처리 온도(℃)를 나타낸다. 또, 도 3b는 전기 저항 변화율 Δρ의 열처리 횟수 의존성을 나타내는 특성도이다. 종축은 선형 눈금으로 표시한 전기 저항 변화율 Δρ(μΩcm)를 나타내고, 횡축은 선형 눈금으로 표시한 열처리 횟수(회)를 나타낸다.
열처리는 각 열처리 온도에 있어서, 진공중, 25000e의 자장을 인가하여 3시간 행하였다.
조사 결과에 따르면, 도 3a에 도시된 바와 같이, (Co90Fe10)100-xBx막의 막두께 t가 4nm인 경우, 본원 발명에 관한 B를 함유한 Co90Fe10B막은 도 8에 나타낸B를 함유하지 않은 Co90Fe10막과 비교하여, 전기 저항 변화율 Δρ의 변동이 작다. B를 2% 함유한 막에서는 250℃까지 전기 저항 변화율 Δρ의 저하는 없다. 또한, B를 9% 첨가한 막에서는 250℃까지 전기 저항 변화율 Δρ는 증가하며, 300℃까지 막형성 직후의 값보다 내려가는 일은 없었다. 또, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 온도 230℃, 3시간으로, 반복 3회이내의 열처리에서는 Δρ에 변화가 없었다.
또한, 내열성은 (Co90Fe10)100-xBx막의 막두께(t)에 의존하고, 도 4에 나타낸 바와 같이, 막두께(t) 2nm에서는 효과가 없다. 따라서, (Co90Fe10)100-xBx막의 막두께는 4nm 이상 필요하다. 이것은 Cu에 대한 배리어성이(Co90Fe10)100-xBx막의 막두께(t)에 의존하는 것을 나타내고 있다.
또한, 내열성의 향상을 위해, 바람직하게는 자유 자성층(13)뿐만 아니라, 비자성 금속층(14)과 접하는 고정 자성층(15)도 비자성 금속층(14)과 접하는 측으로 코발트철계 합금층이 오도록 하면 좋다. 고정 자성층(15) 자체를 코발트철계 합금층으로 하는 예에 대해서는 상기에서 설명하였다. 또, 코발트철계 합금층과 NiFe막의 2층막으로 하는 경우도 생각된다.
그런데, 실험에 의해 확인한 바에 따르면, 비자성 금속층(14)과 접하는 측을 코발트철계 합금층으로 했을 경우에도, 도 5a, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 적층 구조의 차이에 따라 내열성에 차이가 생기므로 주의를 요한다. 즉, 고정 자성층(15)의 코발트철계 합금층의 막두께가 예컨대 3nm정도로 얇아지면, 코발트철계 합금층 1층으로 하는 것 보다도 코발트철계 합금층과 NiFe막의 2층막으로 한 쪽이 내열성이 높아진다. 이하에 그 조사 결과를 나타낸다.
도 5a는 고정 자성층(15)의 적층 구조가 다른 스핀 밸브막에 있어서 열처리 온도에 대한 전기 저항 변화율 Δρ의 변화의 상태를 나타내는 특성도이다. 고정 자성층(15)이 (Co90Fe10)100-xBx막 1층인 경우(백색원)와, (Co90Fe10)100-xBx막과 막두께 1nm의 NiFe막 2층막인 경우(흑색원)를 비교하였다. 자유 자성층(13)측의 (Co90Fe10)100-xBx의 막두께 t를 동시에 4nm으로 하고, 고정 자성층(15)측의 (Co90Fe10)100-xBx막의 막두께를 동시에 3nm으로 하였다. 또한, (Co90Fe10)100-xBx막의 B의 첨가량(원자분률)을 동시에 8at% 로 하였다.
열처리 조건은 조사 온도 범위를 200℃∼300℃로 하여 각 온도 조건에서의 열처리 시간을 3시간으로 하였다.
그 결과에 따르면, 고정 자성층(15)이 (Co90Fe10)100-xBx막과 막두께 1nm의 NiFe막의 2층막인 경우(흑구인), 조사 온도 범위에서는 Δρ가 초기치(약 1.9μΩcm)보다 저하하는 일은 없었다. 이것에 대하여, (Co90Fe10)100-xBx막 1층인 경우(백구인), 온도 230℃에서 Δρ가 저하하기 시작하여 온도 250℃부근에서 초기치보다 작아지고, 온도 300℃일 때 0.6μΩcm가 되었다.
또, 도 5b는 자유 자성층(13)측의 (Co90Fe10)100-xBx막의 막두께 t를 동시에 3nm으로, 얇게 했을 경우에, 도 5a와 같은 조사를 할 때의 결과를 나타낸다. 그 결과에 따르면, 도 5a와 거의 같은 결과를 얻을 수 있었다.
이와 같이, 고정 자성층(15)을 코발트철계 합금층 1층으로 했을 경우와 코발트철계 합금층과 NiFe막의 2층막으로 했을 경우에 차이가 생기는 이유는 현상으로서는 알 수 없다.
(B) 내열성의 조사 시료로서 이하의 4개의 시료(a)∼(d)를 작성하였다. (a), (c)의 시료는 도 11d에 나타낸 것을 이용하고, (b), (d)의 시료는 도 11c에 나타낸 것을 이용하였다. 동시에 자유 자성층(13)상의 적층 구조는 도 11a의 구조와 같다.
4개의 시료(a)∼(d)모두, 알틱기판(11)상에 알루미나막(12a)을 형성하고, 그 위에, 막두께 50nm의 NiO막으로 이루어진 반강자성층(16a)과, 고정 자성층(15)과, 막두께 3.2nm의 Cu막으로 이루어진 비자성 금속층(14)과, 막두께 4nm의 (Co90Fe10)100-xBx막(13a) 및 막두께 3.5nm의 NiFe막(13b)의 2층막으로 이루어진 자유 자성층(13)과, 막두께 10nm의 Ta막으로 이루어진 캡층(17)이 순서대로 적층되어 있다. 여기서, (Co90Fe10)100-xBx로 표시되는 코발트와 철을 함유하는 자성체에 있어서는 코발트(Co)의 원자분률을 90at%, 철(Fe)의 원자분률을 10at%로 하고 있다. 이 때, (Co90Fe10)100-xBx로 표시되는 코발트와 철을 함유하는 자성체는 가장 뛰어난 연자기 특성을 갖는다. 그러나, 실제로 막을 형성하는 데에 있어서 그 원자분률이 흩어지는 것은 어쩔 수 없지만, 충분히 높은 전기 저항 변화율 Δρ를 수득하기 위해서는 Co의 원자분률이 85∼95at%의 범위이고, 또한 Fe의 원자분률이 15∼5at%의 범위가 바람직하다.
상기에 있어서, (a), (c)의 시료는 고정 자성층(15)이 2층 구조가 되어 있고, 막두께 2nm의 NiFe막(15b), 및 비자성 금속층(14)과 접하는 막두께 2nm의 (Co90Fe10)100-xBx막(15a)의 2층막으로 이루어진다. 또한, B의 함유량을 (a)의 시료로 5%로 하고, (c)의 시료로 10% 로 하였다. (b), (d)의 시료는 고정 자성층(15)이 단층 구조가 되어 있고, 막두께 4nm의 (Co90Fe10)100-xBx막(15a)으로 이루어진다. 또한, B의 함유량을 (b)의 시료로 5%로 하고, (d)의 시료로 10% 로 하였다.
도 3C은 열처리 온도에 대한 전기 저항 변화율 Δρ의 변화의 상태를 나타내는 특성도이다. 종축은 선형 눈금으로 표시된 전기 저항 변화율 Δρ(μΩcm)를 나타내고, 횡축은 선형 눈금으로 표시된 열처리 온도(℃)를 나타낸다. 또, 열처리는 각 열처리 온도에 있어서, 진공중, 25000e의 자장을 인가하여 3시간 행하였다.
조사 결과에 따르면, 도 3C에 나타낸 바와 같이, (Co90Fe10)100-xBx막의 B 함유량이 5%이다 (a) 및 (b)의 시료는 동시에 280℃정도까지 Δρ는 저하하지 않는다. 고정 자성층(15)이 단층 구조인지 2층 구조인지에 따라 내열성에 차는 없다.
한편, (Co90Fe10)100-xBx막의 B 함유량이 10%인 (c) 및 (d)의 시료는 동시에 낮은 온도에서 Δρ가 저하하고, 내열성이 낮다. 고정 자성층(15)이 단층 구조인지 2층 구조인지에 따라 내열성에 차가 있으며, 단층 구조에서는 200℃에서 Δρ가 0이 되는데 반하여, 2층 구조에서는 Δρ는 200℃에서 저하하지 않으며, 230℃에서 0이 된다.
(결정 구조의 조사)
도 6은 X선 회절에 의해 조사한(Co90Fe10)100-xBx합금막의 결정 구조를 나타낸다. 종축은 임의 단위로 표시한 회절 피크 강도를 나타내고, 횡축은 선형 눈금으로 )나타낸 X선의 입사각 배각 2θ(°)를 나타낸다. 횡축의 입사각의 배각은 결정면과 대응하며, 종축의 회절 피크의 높이는 특정한 결정면에 갖추어진 것이 합금중에 어느정도 존재하고 있을지의 정도를 나타낸다.
조사 시료로서, 막두께 10nm의 Si막, 막두께 10nm의 Ta막, 막두께 4.5nm의 NiFe막, 막두께 20nm의 Co90Fe10B막, 막두께 10nm의 Ta막이 순서대로 적층된 것을 이용하였다.
도 6에서는 회절 피크는 입사각의 배각 2θ이 대개 44.3°의 곳에 생기고있다. 이것은 X선이 결정의 (111)면에서 회절하고 있는 것을 나타내고 있다. B를 함유하지 않은 것이 가장 피크가 높고, B 함유량을 증가해 가면, 피크의 높이가 저하된다. 한편, 회절 피크가 생기는 X선의 입사각은 변화하지 않는다. 즉, B 함유량을 증가시킴에 따라, (111)면은 적어져가지만, fcc(face centered cubic) 구조는 유지된다.
도 7은 B 함유량에 대한 격자 정수의 변화의 상태를 나타내는 특성도이다. 종축은 선형 눈금으로 나타낸 격자 정수(Å)를 나타내고, 횡축은 선형 눈금으로 표시된 B 함유량(원자분률)(at%)을 나타낸다.
조사 시료로서, 막두께 10nm의 Ta막, 막두께 4.5nm의 NiFe막, 막두께 20nm의 Co90Fe10B막, 막두께 10nm의 Ta막이 순서대로 적층된 것을 이용하였다.
조사 결과에 따르면, B를 첨가하면, 2.042Å이상인 것이 2.040Å이하로 격자 정수가 작아졌다.
이상의 결정 구조 및 내열성의 조사 결과보다, 붕소를 첨가함으로써 fcc 구조의 Co90Fe10B 합금막의 격자 정수가 작아지는 것, 및 격자 정수가 작아지면 Cu에 대한 배리어성이 향상되어 내열성이 향상되는 것을 알았다.
또, Co90Fe10막에 탄소(C)를 첨가한 막을 이용하여도, 동일하게 Cu에 대한 배리어성이 좋은 합금막을 수득할 수 있었다.
(2) 제 1 내지 제 3 실시의 형태(제 1 실시의 형태)
도 2a는 본 발명의 제 1 실시의 형태에 따른 자기저항 효과(MR 효과)형 트랜스듀서의 사시도이다. 도 2b는 도 2a의 II-II선 단면도이다.
도 2a에 나타낸 바와 같이, TiC 기체의 표면에 알루미나막이 형성되어 이루어진 알틱기판(11)상에 막두께 5nm의 Ta막으로 이루어진 기초층(12)이 형성되어 있다.
또, 기초층(12)상에, 막두께 3.5nm의 NiFe막(제 1 연자성층)(13a) 및 막두께 4nm의 (Co90Fe10)100-xZx막(코발트철계 합금층)(13b)의 2층막으로 이루어진 자유 자성층(13)과, 막두께 3.2nm의 Cu막으로 이루어진 비자성 금속층(14)과, 막두께 4nm의 (Co90Fe10)100-xZx막(코발트철계 합금층)으로 이루어진 고정 자성층(제 2 연자성층)(15)이 적층되어 있다. 또, 고정 자성층(15)상에는 막두께 10nm의 FeMn막으로 이루어진 반강자성층(16)과, 막두께 10nm의 Ta막으로 이루어진 캡층(17)이 순서대로 적층되어 있다. 여기서, 자유 자성층(13) 및 고정 자성층(15)을 구성하는(Co90Fe10)100-xZx막중에는 부호 Z로 표시되는 붕소(B) 또는 탄소(C)가 원자분률(x)에 따라서 소정의 함유량으로 함유된다.
또한, 캡층(17)상에는 센스 영역(SA)을 사이에 두고 그 양단부에 Au막으로 이루어진 인출 전극(18a, 18b)이 형성되며, 한쪽의 인출 전극(18a, 18b)으로부터 센스 영역(SA)에 센스 전류를 도입하여 다른쪽의 인출 전극(18b, 18a)으로부터 센스 전류를 도출한다.
또, 고정 자성층(15)은 비자성 금속층(14)측의 CoFe계 합금층과, NiFe계 합금층의 2층막이어도 좋다.
또한, 자유 자성층(13) 혹은 고정 자성층(15)을 구성하는 NiFe막 대신에 NiFeCr막, NiFeNb막, NiFeRh막, NiFeTa막등, NiFe에 다른 원소를 가한 NiFe계 합금층을 이용하여도 좋다. 그와 같은 NiFe계 합금은 NiFe에 비하여 스핀 밸브 자기저항 효과의 잡음이 되는 이방성 자기저항(AMR) 효과가 매우 작아지는 장점이 있다.
또, 반강자성층(16)으로서 NiO막, αFe2O3막, NiMn막, PtMn막, PdMn막, PdPtMn막, CrMn막 또는 IrMn막을 이용하여도 좋다. 단지, NiO막 또는 αFe2O3막을 이용한 경우, NiO막 또는 αFe2O3막은 절연성이기 때문에, 도 2c에 나타낸 바와 같이, SA 영역에만 형성하며, 캡층(17)은 NiO막 또는 αFe2O3막(16a)상에 형성하지 않도록 한다. 이 때문에, 인출 전극(18a, 18b)은 고정 자성층(15)상에 직접 형성된다.
다음에, 도 2a, 도 2b를 참조하면서 상기 자기저항 효과형 트랜스듀서의 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, (100)면을 갖는 알틱기판(11)상에 스퍼터법에 의해 30Oe의 자계를 인가하면서, 순차적으로, 막두께 5nm의 Ta막으로 이루어진 기초층(12)과, 막두께 3.5nm의 NiFe막(제 1 연자성층)(13b)과, 막두께4nm의 (Co90Fe10)100-xBx막(코발트철계 합금막)(13a), 막두께 3.2nm의 Cu막으로 이루어진 비자성 금속층(14), 막두께 4nm의 (Co90Fe10)100-xBx막(제 2 연자성층)(15), 막두께 10nm의 FeMn막(16), 막두께 10nm의 Ta막으로 이루어진 캡층(17)을 형성한다. (Co90Fe10)100-xBx막(13a)과 NiFe막(13b)이 자유 자성층(13)이 되고, (Co90Fe10)100-xBx막(15)이 고정 자성층이 된다.
여기서, (Co90Fe10)100-xBx막(13a, 15)의 스퍼터는 Co와 Fe와 B를 소정의 면적비로 붙인 타깃을 이용하여 Ar가스압 0.3Pa, 챔버내의 압력이 5×10-5Pa보다도 저압 상태에서 행한다.
다음에, 진공로에 있어서 진공속에서 2000Oe정도의 자계를 인가하면서 230℃에서 4시간 가열 처리를 행하여 FeMn막(16)에 반강자성을 부여한다. 이것에 의해, 바이어스 자계 Hua가 발생한다.
이어서, Au막을 형성한 후, 패터닝하여 캡층(17)상의 양단부에 Au막으로 이루어지는 인출 전극(18a, 18b)을 형성하여 MR 효과형 트랜스듀서가 완성한다.
상기한 MR 효과형 트랜스듀서에서는 알틱기판(11)상에 직접(Co90Fe10)100-xBx막을 형성하지 않고, Ta막으로 이루어진 기초층(12) 및 NiFe막(13a)을 통해 위층을 적층하고 있으므로, (Co90Fe10)100-xBx막(13a, 15)의 결정성은 좋으며, fcc 구조가 된다. 또한, B를 첨가하고 있으므로, (Co90Fe10)100-xBx막의 격자 정수는 Co90Fe10합금의 격자 정수보다도 작아진다.
이것에 의해, 도 3a, 도 3b에 나타낸 실험 결과에 따라서, (Co90Fe10)100-xBx막(13a, 15)의 Cu에 대한 배리어성을 향상시켜, MR 효과형 트랜스듀서의 내열성의 향상을 도모할 수 있다.
(제 2 실시의 형태)
상기한 적층 구조를 역으로 하여, 도 11 A에 나타낸 바와 같이, 알틱기판(11)상에 Ta막으로 이루어진 기초층(12)과, FeMn막으로 이루어진 반강자성층(16)과, (Co90Fe10)100-xBx막(제 4 연자성층)으로 이루어지는 고정 자성층(15)과, CU막으로 이루어진 비자성 금속층(14)과, (Co90Fe10)100-xBx막(13a)과, NiFe막(제 5 연자성층)(13b)과, 캡층(17)을 순서대로 적층하여도 좋다. 그리고, 캡층(17)의 양단부에 센스 전류를 유도하는 인출 전극(18a, 18b)을 형성한다.
또, 상기에 있어서, Ta막으로 이루어진 기초층(12)상에 직접 FeMn막으로 이루어진 반강자성층(16)이 적층되어 있고, NiFe막등이 개재되어 있지 않기 때문에, 그 위의 FeMn막(16)이나 (Co90Fe10)100-xBx막(15)의 결정성이 걱정되지만, 그것들은 고정 자성층이기 때문에, 문제가 되지 않는다. 자유 자성층(13)의 (Co90Fe10)100-xBx막(13a)은 Cu막(14)상에 형성되므로, 결정성은 좋으며, fcc 구조가 된다. 경우에 따라, Ta막으로 이루어진 기초층(12)과 FeMn막으로 이루어진 반강자성층(16)과의 사이 또는 반강자성층(16)과 (Co90Fe10)100-xBx막(15) 사이에 NiFe막을 개재시키고, (Co90Fe10)100-xBx막(13a, 15)의 결정성을 좋게하여 확실하게 fcc 구조를 수득할 수 있도록 하여도 좋다.
(제 3 실시의 형태)
또한, 도 11b에 도시된 바와 같이, 도 11a에 있어서 최상층의 자화 방향을 신호 자계에 따라 변화시키는 자유 자성층(13)의 NiFe막(13b)의 양단부에 FeMn 합금으로 이루어진 반강자성층(19a, 19b)을 형성하여도 좋다. 이것에 의해, 신호 자계가 0일 때에 자유 자성층(13)의 자화 방향이 갖추어지며, 보다 더 선형성이 좋은 자기저항 특성을 수득할 수 있다. 또, 도면중, (20)은 센스 영역을 피복하는 절연 보호층이다.
도 11 A, 도 11 B의 MR 효과형 트랜스듀서에 있어서도, 알틱기판(11)상에 직접 (Co90Fe10)100-xBx막을 형성하지 않고, Ta막으로 이루어진 기초층(12)을 통해 위층을 적층하고 있으므로, (Co90Fe10)100-xBx막의 결정성은 좋으며, fcc 구조가 된다. 또한, B가 첨가되어 있으므로, (Co90Fe10)100-xBx막의 격자 정수는 Co90Fe10합금의 격자 정수보다도 작아진다.
이것에 의해, (Co90Fe10)100-xBx막의 Cu에 대한 배리어를 향상시켜서 내열성의 향상을 도모할 수 있다.
또, 상기 제 2 및 제 3 실시의 형태에서는 반강자성층(16)으로서 FeMn막을 이용하고 있지만, NiO막, αFe2O3막, NiMn막, PtMn막, PdMn막, PdPtMn막, CrMn막 또는 IrMn막을 이용하여도 좋다. 단지, NiO막 또는 αFe2O3막인 경우, 도 11c에 나타낸 바와 같이 알틱기판(11)상에 알루미나막(12a)을 통해 NiO막 또는 αFe2O3막(16a)을 형성하는 것이 바람직하다. 또는 알틱기판(11)상에 직접NiO막 또는 αFe2O3막(16a)을 형성하여도 좋으며, 또한, 도 11d에 나타낸 바와 같이, 고정 자성층(15)을 (Co90Fe10)100-xBx막(15a)과 NiFe막(15b)의 2층 구조로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 비자성층(14)측에 (Co90Fe10)100-xBx막(15a)을 설치한다.
또한, 제 3 실시의 형태에 있어서의 다른 반강자성층(19a, 19b)으로서 FeMn막을 이용하고 있지만, NiMn막, PtMn막, PdMn막, PdPtMn막, CrMn막 또는 IrMn막을 이용하여도 좋다.
(3) 제 4 및 제 5 실시의 형태(제 4 실시의 형태)
도 12a는 본 발명의 제 4 실시의 형태에 따른 MR 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도이다.
제 4 실시의 형태에서는 NiFe막(13b), (Co90Fe10)100-xBx막(13a), Cu막(14), (Co90Fe10)100-xBx막(15)과, FeMn막(16)으로 이루어진 도 2b에 나타낸 적층 구조(30a)와, 반강자성층(16)을 중앙의 층으로서 그 적층 구조(30a)가 반대칭으로 형성된 적층 구조(30b)를 갖는다. 이와 같이 함으로써, 감도의 향상을 도모할 수 있다. 또, 도면중, 도 2b와 같은 부호로 나타낸 것은 도 2b와 같은 것을 나타낸다.
이 경우도, 제 1 실시의 형태와 같이, 알틱기판(11)상에 직접 (Co90Fe10)100-xBx막을 형성하지 않고, Ta막으로 이루어진 기초층(12)을 통해 위층을 적층하고 있으므로, (Co90Fe10)100-xBx막의 결정성은 좋으며, fcc 구조가 된다. 더구나, B를 첨가하고 있으므로, (Co90Fe10)100-xBx막의 격자 정수는 Co90Fe10합금의 격자 정수보다도 작아진다.
이것에 의해, 도 3a, 도 3b에 나타낸 실험 결과에 따라, Cu에 대한 배리어성을 향상시켜, 내열성의 향상을 도모할 수 있다.
(제 5 실시의 형태)
도 12b는 본 발명의 제 5 실시의 형태에 따른 MR 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도이다.
상기 제 4 실시의 형태와 다른 것은 적층 구조(30a, 30b)로 이루어지는 적층 구조(30)를 한쌍으로 하여 그 복수쌍이 예컨대 (Co90Fe10)100-xBx막(코발트철계 합금막)(13c), Cu막으로 이루어진 비자성 금속층(19), 및 (Co90Fe10)100-xBx막(13c)의 3층을 개재시켜서 적층되어 있다.
이 경우도, 제 1 실시의 형태와 같이, 알틱기판(11)상에 직접 (Co90Fe10)100-xBx막을 형성하지 않고, Ta막으로 이루어진 기초층(12)을 통해 위층을 적층하고 있으므로, (Co90Fe10)100-xBx막의 결정성은 좋으며 fcc 구조가 된다. 또한, B를 첨가하고 있으므로, (Co90Fe10)100-xBx막의 격자 정수는 Co90Fe10합금의 격자 정수보다도 작아진다.
이것에 의해, 도 3a, 도 3b에 나타내는 실험 결과에 따라서, (Co90Fe10)100-xBx막의 Cu에 대한 배리어성을 향상시켜 내열성의 향상을 도모할 수 있다.
또, 제 4 및 제 5 실시의 형태에서는 반강자성층(16)으로서 NiMn막, PtMn막, PdMn막, PdPtMn막, CrMn막 또는 IrMn막을 이용하여도 좋다. 단지, NiO막 또는 αFe2O3막은 절연성이므로 이 경우 이용할 수 없다.
(4) 제 6 내지 제 8 실시의 형태
(제 6 실시의 형태)
도 13a는 본 발명의 제 6 실시의 형태에 따른 MR 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도이다. 자기저항 효과 인공 격자막의 구조를 갖는다.
도 13a에 도시된 바와 같이, 알틱기판(21)상에 막두께 약 5nm의 Ta막으로 이루어진 기초층(22)이 형성되어 있다. 그 위에 연자성막(25, 23)과 막두께 약 3.2nm의 Cu막으로 이루어진 비자성 금속막(24)이 교대로 적층되어 있다. 또, 최상부에는 Ta막으로 이루어진 캡층(27)이 형성되고, 그 캡층(27)상에는 인출 전극(28a, 28b)이 형성되어 있다.
연자성층(23)은 코발트 및 철 이외에 다른 원소로 이루어지는 막두께 약 4nm의 (Co90Fe10)100-xBx막(제 3 코발트철계 합금층) 1층이어도 좋으며, 또한, 도 13b에 나타낸 바와 같이, 코발트 및 철 이외에 다른 원소로 이루어지는 막두께 약 4nm인 (Co90Fe10)100-xBx막(제 1 코발트철계 합금층)(23a)과, 막두께 약 1nm의 NiFe막(제 3 연자성층)(23b)과, 코발트 및 철 이외에 다른 원소로 이루어지는 막두께 약 4nm의 (Co90Fe10)100-xBx막(제 2 코발트철계 합금층)(23c)의 3층이어도 좋다. 3층의 경우, Cu막(24)에 접하는 층은 제 1 또는 제 2 코발트철계 합금층(23a,23c)이 되도록 한다.
또, 기초층(22) 및 캡층(27)과 접하는 연자성층(25)은 코발트 및 철 이외에 다른 원소로 이루어지는 막두께 약 4nm의 (Co90Fe10)100-xBx막(제 3 코발트철계 합금층) 1층이어도 좋다.
또한, 도 13c에 나타낸 바와 같이, 코발트 및 철 이외에 다른 원소로 이루어지는 막두께 약 4nm의 (Co90Fe10)100-xBx막(코발트철계 합금층)(25a)과, 막두께 약 1nm의 NiFe막(제 3 연자성층)(25b)의 2층이어도 좋다. 또, 도 13c에 있어서, 위의 단면도는 캡층(27)과 Cu막(24) 사이의 연자성층(25)을 나타내고, 아래의 단면도는 기초층(22)과 Cu막(24) 사이의 연자성층(25)을 나타낸다.
(제 7 실시의 형태)
도 14a는 본 발명의 제 7 실시의 형태에 따른 MR 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도이다. 자기저항 효과 인공 격자막의 구조를 갖는다.
제 7 실시의 형태에 있어서, 제 6 실시의 형태와 다른 것은 도 14a에 나타낸 바와 같이, 각 연자성막(23, 25)상의 양단부에 막두께 약 10nm의 2개의 반강자성층(26a, 26b)이 형성되어 있는 것이다. 연자성층(23)의 양단부에 반강자성층(26a, 26b)을 설치함으로써, 신호 자계가 0일 때에 연자성층(23)의 자화 방향을 갖출 수 있으며, 자기저항 특성의 선형성이 증가한다.
또, 최상부의 2개의 반강자성층(26a, 26b)상에는 인출 전극(28a, 28b)이 형성되고, 2개의 반강자성층(26a, 26b) 사이의 연자성막(23)상에는 센스 영역(SA)을 보호하기 위해 절연막(29)이 형성되어 있다.
또, 도 14a에 있어서, 도 13a∼도 13c와 같은 부호로 나타낸 것은 도 13a∼도 13c와 같은 것을 나타낸다. 연자성층(23, 25)은 (Co90Fe10)100-xBx막(제 3 코발트철계 합금층) 1층이어도 좋으며, 도 13b, 도 13c와 같이, (Co90Fe10)100-xBx막(제 3 코발트철계 합금층)을 포함하는 다층의 막이어도 좋다.
(제 8 실시의 형태)
도 14b는 본 발명의 제 8 실시의 형태에 따른 MR 효과형 트랜스듀서에 대해서 나타내는 단면도이다. 제 7 실시의 형태와 같은 자기저항 효과 인공 격자막의 구조를 갖는다.
제 8 실시의 형태에 있어서, 제 7 실시의 형태와 다른 것은 연자성층(23)과 비자성 금속층(24)이 교대로 적층되며, 또한 1층마다 연자성층(23)의 양단부에 연자성층(23)과 면을 접하여 반강자성층(26a, 26b)이 형성되고 있는 것이다.
또, 도 14b에 있어서, 도 14a, 도 13a∼도 13c와 같은 부호로 나타낸 것은 도 14a, 도 13a∼도 13c와 같은 것을 나타낸다. 연자성층(23, 25)은 (Co90Fe10)100-xBx막(제 3 코발트철계 합금층) 1층이어도 좋고, 도 13b, 도 13c와 같이, (Co90Fe10)100-xBx막(제 3 코발트철계 합금층)을 포함하는 다층의 막이어도 좋다.
또, 복수 적층된 연자성층(23)중, 2개마다, 혹은 그 이상의 간격을 두고그 연자성층(23)의 양단부에 면을 접하는 반강자성층(26a, 26b)이 형성되어도 좋다.
상기, 제 6 내지 제 8 실시의 형태에 따르면, 제 1 및 제 2 코발트철계 합금층(23a, 23c, 25a)은 붕소를 함유하므로, 제 1 및 제 2 코발트철계 합금층(23a, 23c, 25a)의 격자 정수는 코발트철 합금의 격자 정수보다도 작아진다. 또한, 제 3 및 제 4 코발트철계 합금층(23a, 23c, 25a)은 기초층(22) 및 NiFe막(25b)을 통해 적층되어 있으므로 결정성이 좋으며, 그 구조는 면심 입방 격자 구조가 된다.
이것에 의해, 도 3a, 도 3b에 나타내는 실험 결과에 따라서, (Co90Fe10)100-xBx막의 Cu에 대한 배리어성을 향상시켜, MR 효과형 트랜스듀서의 내열성의 향상을 도모할 수 있다.
또, 상기 제 6 내지 제 8 실시의 형태에 있어서는 (Co90Fe10)100-xBx막(23a, 23c, 25)을 fcc 구조로 하기 위해, 기초층(22)과 (Co90Fe10)100-xBx막(25) 사이에 NiFe막을 개재시킬 필요가 있다.
또한, 반강자성층(26a, 26b)로서 FeMn막외에, NiMn막, PtMn막, PdMn막, PdPtMn막, CrMn막 또는 IrMn막을 이용하여도 좋다. 단지, NiO막 또는 αFe2O3막은 절연성이므로 이 경우 이용할 수 없다.
(5) 제 9 실시의 형태
코발트철은 스핀 밸브 자기저항 효과형 자기헤드(이하, SV 자기헤드라고 함)의 자유 자성층의 재료로서 이용된다. 그리고, 그 코발트철에 붕소, 탄소, 질소 등의 원소를 함유시킴으로써, 그 자유 자성층의 이방성 자기저항 효과를 억제할 수 있으므로, 이하에 그 예를 나타낸다.
도 15a는 SV 자기헤드의 주요부를 나타내는 사시도이다.
NiFe로 이루어진 제 1 자기 시일드층(51)상에는 Al2O3로 이루어진 제 1 비자성 절연층(52)이 형성되고, 또 제 1 비자성 절연층(52)상에는 자유(free) 자성층(53)이 형성되어 있다. 그 자유 자성층(53)은 NiFe층과 (Co90Fe10)90B10층으로 이루어진 2층 구조를 구비하고 있다. (Co90Fe10)90B10에 있어서의 첨자는 원자분률(atomic fraction (atoms% 또는 at%))을 나타내고 있다.
또한, 자유 자성층(53)상에는 Cu로 이루어진 비자성 중간층(54), (Co90Fe10)90B10으로 이루어진 고정(pinning) 자성층(55), FeMn으로 이루어진 반강자성층(56)이 각각 순서대로 형성되어 있다.
자유 자성층(53)으로부터 반강자성층(56)까지는 전기적으로 접합하고 있는 동시에, 그들은 제 1 비자성 절연층(52)상에서 직사각형 형으로 패터닝되며, 그 반강자성층(56)의 양단에는 금 또는 텅스텐으로 이루어진 한쌍의 리드(인출 전극)(57a, 57b)가 형성되어 있다.
또한, 제 1 비자성 절연층(52)상의 반강자성층(56), 리드(57a, 57b)등은 Al2O3로 이루어진 제 2 비자성 절연층(58)에 덮여져 있고, 그 제 2 비자성 절연층(58)상에는 NiFe로 이루어진 제 2 자기 시일드층(59)이 형성되어 있다.
자유 자성층(53)의 막두께는 7.5nm, 비자성 중간층(54)의 막두께는 3nm, 고정 자성층(55)의 막두께는 3nm, 반강자성층(36)의 막두께는 10nm이다.
그와 같은 SV 자기헤드에 있어서, 도 15b에 나타낸 바와 같이, 자유 자성층(53)의 자화 용이축 M1은 자기 기록 매체(50)의 대향면과 평행으로서 트랙 코어폭 방향 D와 같은 방향으로 되어 있다. 또한, 자유 자성층(53)의 자화 M10의 방향은 2개의 리드(57a, 57b) 사이의 영역에 센스 전류 J를 흐르게 함으로써 자화 용이축 M1으로부터 -4°경사한다. 고정 자성층(55)의 자화 M2의 방향은 반강자성층(56)과의 교환 결합력에 의해 트랙 코어폭 방향 D에 대하여 +90°의 각도를 이루고 있다. 또, 트랙폭 방향 D에 대한 자화 방향 M10, M2의 각도는 트랙코어폭 방향 D로부터 자기 기록 매체(50)측으로 기운 경우에는 마이너스가 되며, 그 반대측으로 기운 경우에는 플러스가 된다.
그 자유 자성층(53)은 센스 전류 J의 방향과 자화 M10의 방향의 상대 각도가 변함으로써 전기 저항치가 변화한다. 이 전기 저항치의 변화는 이방성 자기저항 효과(AMR 효과)라고 한다.
또한, 고정 자성층(55)의 자화 M2의 방향에 대한 자유 자성층(53)의 자화M10의 방향의 반평행 성분이 많아질수록 저항치가 증가하고, 평행 성분이 많아질수록 저항이 감소한다. 이 전기 저항치의 변화는 스핀 밸브 자기저항 효과(SV 효과)라고 한다.
그런데, 자기 기록 매체(50)로부터의 상방향 신호 자계와 하방향의 신호 자계를 각각 SV 자기헤드에 의해 재생한 경우에, 그들 2개의 재생 신호는 어떤 값을 중심으로 하여 대칭으로 되어 있다. 그 대칭성은 완전할수록 좋지만, 실제로는 AMR 효과에 따라 대칭성이 악화된다.
그러나, 상기한 2층 구조의 자유 자성층(53)에 CoFe층을 이용하는 경우에는 SV 자기헤드의 SV 효과가 커질뿐만 아니라 AMR 효과도 커진다. 이것에 대하여, CoFe속에 붕소, 탄소, 질소등을 포함시킨 후, 아래와 같이 AMR 효과가 감소되는 것을 알았다.
우선, 총 막두께를 75Å로 한 2층 구조를 구성하는 NiFe층과 CoFeB층의 막두께의 비를 변경시켜서 AMR비를 조사한 바, 도 16의 실선에 나타낸 바와 같이, CoFeB층의 두께가 증가함에 따라서 AMR비가 작아지는 것을 알 수 있다. CoFeB의 조성 성분은 Co가 81atoms%, Fe가 9atoms%, 붕소가 10atoms%이다. 이 2층 구조를 제 1 자성층이라 한다.
또한, 총 막두께를 75Å로 한 2층 구조를 구성하는 NiFe층과 CoFe층의 막두께의 비를 변경시켜서 AMR비를 조사한 바, 도 16의 점선에 나타낸 바와 같이, CoFe층의 두께가 증가함에 따라 AMR비가 커지는 것을 알 수 있다. 이 2층 구조를 제 2 자성층으로 한다.
또, AMR비라고 하는 것은 외부 자계가 소정치로 변화하는 경우에 AMR 효과에 따라 변하는 저항치의 비이며, 그 값이 작을수록 SV 효과의 대칭성을 무너뜨리게 된다.
도 16에 의하면, 제 1 자성층 쪽이 제 2 자성층에 비하여 AMR비가 작아지는 것을 알 수 있다. 또한, 제 1 자성층의 AMR비는 CoFeB층이 두꺼워짐에 따라서 작아졌다. 그리고, 제 1 자성층을 모두 CoFeB층으로 구성한 경우에, AMR비는 약 0.2%로 극히 작아졌다.
다음에, 도 15a에 나타낸 SV 자기헤드의 외부 인가 자계에 대한 저항의 변화를 조사한 바, 도 17에 도시된 바와 같이, AMR 효과에 의한 저항치의 변화가 극히 작은 것을 알 수 있다.
또한, 인덕티브 자기헤드를 이용하여 원판형의 자기 기록 매체(50)의 제 1 비트에 상방향의 자계가 발생하도록 자기 데이타를 기록하고, 또한 제 2 비트에는 하방향에 자계가 발생하도록 자기 데이타를 기록한다. 그 후에 도 15a에 나타낸 SV 자기헤드에 의해 그 자기 데이타를 재생하였다.
제 1 비트에 있어서의 자기 데이타의 재생 출력 파형중, SVMR 효과와 AMR 효과가 가해진 저항 변화에 의한 제 1 재생 출력은 도 18의 실선의 골짜기형처럼 이루어졌다. 또, 제 2 비트에 있어서의 자기 데이타의 재생 출력 파형중, SVMR 효과와 AMR 효과가 가해진 저항 변화에 의한 제 2 재생 출력은 도 18의 실선의 산형처럼 이루어졌다. 또, 재생 출력은 저항의 변화에 비례한 전압 출력이다.
이 결과, AMR 효과에 의한 재생 출력의 변화의 성분은 작으므로, 제 1 재생 출력의 파형과 제 2 재생 출력의 파형은 소정의 재생 출력치를 중심으로 하여거의 대칭이 되며, 그 비대칭성은 4.6%와 종래의 것보다 작아졌다.
다음에, SV 자기헤드를 구성하는 자성층의 적층 순서를 도 15a와는 반대로 배치하고, 또, 고정 자성층의 자화 M2의 방향과 자유 자성층의 자화 용이축 M1을 도 15b와는 다르게 한 구조에 대해서 도 19a, 도 19b를 참조하여 설명한다.
도 19a에 있어서, NiFe로 이루어진 제 1 자기 시일드층(61)상에는 Al2O3로 이루어진 제 1 비자성 절연층(62)이 형성되어 있다. 또, 제 1 비자성 절연층(62)상에는 Ni0로 이루어진 반강자성층(66), (Co90Fe10)90B10으로 이루어진 고정 자성층(65), Cu로 이루어진 비자성 중간층(64) 및 자유 자성층(63)이 형성되어 있다.
그 자유 자성층(63)은 NiFe층과 (Co90Fe10)90B10층으로 이루어진 2층 구조를 구비하고 있다.
반강자성층(66)으로부터 자유 자성층(63)까지는 전기적으로 접합하고 있는 동시에, 그들은 제 1 비자성 절연층(62)상에서 직사각형 형으로 패터닝되며, 그 반강자성층(66)의 양단에는 금으로 이루어진 한쌍의 리드(67a,67b)가 형성되어 있다.
또한, 제 1 비자성 절연층(62)상의 자유 자성층(63), 리드(67a, 67b)등은 Al2O3로 이루어진 제 2 비자성 절연층(68)에 덮여져 있으며, 그 제 2 비자성 절연층(68)상에는 NiFe로 이루어진 제 2 자기 시일드층(69)이 형성되어 있다.
자유 자성층(63)의 막두께는 7.5nm, 비자성 중간층(64)의 막두께는 3nm, 고정 자성층(65)의 막두께는 3nm, 반강자성층(66)의 막두께는 10nm이다.
그와 같은 SV 자기헤드에 있어서, 도 19b에 도시된 바와 같이, 자유 자성층(63)의 자화 용이축 M1은 트랙 코어폭 방향 D와 평행으로 되어 있다. 또한, 자유 자성층(63)의 자화 M10의 방향은 2개의 리드(67a, 67b)사이의 영역에 센스 전류 J를 흐르게함으로써 자화 용이축 Ml으로부터 -17°경사한다. 고정 자성층(65)의 자화 M2의 방향은 반강자성층(66)과의 교환 결합력에 의해 트랙 코어폭 방향 D에 대하여 +75°의 각도를 이루고 있다.
다음에, 외부 인가 자계에 대한 SV 자기헤드의 저항의 변화를 조사한 바 도 20에 도시된 바와 같이, AMR 효과에 의한 저항의 변화량이 극히 적어지는 것을 알았다.
다음에, 도 19a에 나타낸 SV 자기헤드의 외부 인가 자계에 대한 저항의 변화를 조사한 바 도 20에 나타낸 바와 같이, AMR 효과에 의한 저항치의 변화가 극히 작은 것을 알았다.
또한, 인덕티브 자기헤드를 이용하여 원판형의 자기 기록 매체(60)의 제 1 비트에 상방향의 자계가 발생하도록 자기 데이타를 기록하고, 또한 제 2 비트에는 하방향에 자계가 발생하도록 자기 데이타를 기록한다. 그 후에 도 18에 나타낸 SV 자기헤드에 의해 그 자기 데이타를 재생하였다.
제 1 비트에 있어서의 자기 데이타의 재생 출력 파형중, SVMR 효과와 AMR 효과가 가해진 저항 변화에 의한 제 1 재생 출력은 도 21의 실선의 골짜기형처럼이루어졌다. 또, 제 2 비트에 있어서의 자기 데이타의 재생 출력 파형중, SVMR 효과와 AMR 효과가 가해진 저항 변화에 의한 제 2 재생 출력은 도 21의 실선의 산형처럼 이루어졌다. 또, 재생 출력은 저항의 변화에 비례한 전압 출력이다.
이 결과, AMR 효과에 의한 재생 출력의 변화의 성분은 작으므로, 제 1 재생 출력의 파형과 제 2 재생 출력의 파형은 소정의 재생 출력치를 중심으로 하여거의 대칭이 되며, 그 비대칭성은 +0.7% 가 되었다.
(6) 제 10 실시의 형태
다음에, 상기한 제 1∼제 9 실시의 형태에 따른 자기저항(MR) 효과형 트랜스듀서를 이용한 제 10 실시의 형태에 따른 자기 기록 장치[magnetic recording/ reproducing drive]에 대해서, 도 22 및 도 23a∼도 23c를 참조하여 설명한다.
도 22는 자기 기록 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이고, 도 23a∼도 23c는 자기 기록 장치의 자기 기록 매체 및 자기헤드의 부분을 나타내는 단면도이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 자기 기록 장치(41)는 MR 헤드를 구비한 슬라이더(43)와, 자기 디스크(자기 기록 매체)(44)와, 슬라이더(43)를 지시하는 스프링 아암(42)을 구비하고 있다. 제 1 내지 제 7 실시의 형태에 따른 MR 효과형 트랜스듀서는 MR 헤드에 장착되어 있다.
도 23a는 복합형 MR 헤드를 나타낸다. A부가 재생용 헤드, B부가 기록용 헤드를 나타내고, 재생용 헤드의 자기 시일드와 기록용 헤드의 자극은 연자성층(102)이 공용되고 있다.
도 23a에 도시된 바와 같이, 재생용 헤드의 부분에서는 자기 시일드로서의 연자성층(101, 102)이 간격을 두고 대향하고, 자기 기록 매체(106)와 대면하는 부분(105)의 갭내에 상기한 MR 효과형 트랜스듀서가 사이에 끼워져 있다. 자기 기록 매체(106)로부터의 누설 자계는 직접 MR 효과형 트랜스듀서에 검출된다.
또, 기록용 헤드의 부분에서는 자극으로서 연자성층(102, 104)이 간격을 두고 대향하며, 연자성층(102, 104)사이의 갭내에 연자성층(102, 104)을 통류하는 자속을 발생하는 코일(103)이 형성되어 있다. 이 자속에 의해 대향면 부분(105)의 갭으로부터 누설 자계를 발생시켜서 자기 기록 매체(106)에 기록을 행한다.
도 23b는 플럭스 가이드를 갖는 인갭형 MR 헤드를 나타낸다. 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 자극으로서의 연자성층(111, 114)이 간격을 두고 대향하고, 자기 기록 매체(116)와 대면하는 부분(115)의 갭내에 상기한 MR 효과형 트랜스듀서가 사이에 끼워지고, 연자성층(111, 114)사이의 갭내에 연자성층(111, 114)을 통류하는 자속을 발생하는 코일(113)이 형성되어 있다.
MR 효과형 트랜스듀서는 부식을 피하기 위해, 혹은 자기 기록 매체와의 직접 접촉을 피하기 위해, 자기 기록 매체(116)와의 대면 부분(115)에 노출하지 않고서, 자기헤드의 내측으로 끌어들이고 있다. 대면 부분(115)에는 MR 효과형 트랜스듀서와 전기적으로 절연되고, 자기적으로 결합되어 있는 플럭스 가이드(112a)가 노출되고 있다. 자기 기록 매체(116)로부터의 누설 자계는 플럭스 가이드(112a)로 들어가고, MR 효과형 트랜스듀서에 검출된다. 또, MR 효과형 트랜스듀서의 타단에는 MR 효과형 트랜스듀서와 전기적으로 절연되며, 또한 자기적으로 결합된 별도의 플럭스 가이드(112b)가 형성되어 있고, 플럭스 가이드(112b)는 MR 효과형 트랜스듀서를 통과한 자속을 연자성층(111, 114)으로 유도한다.
도 23c는 요크 타입 MR 헤드를 나타낸다. 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 자극으로서의 연자성층(121, 123a, 123b)이 간격을 두고 대향하며, 연자성층(121)과 연자성층(123a, 123b)사이의 갭내에 연자성층(121)과 연자성층(123a, 123b)을 통류하는 자속을 발생하는 코일(122)이 형성되어 있다. MR 효과형 트랜스듀서는 한쪽의 연자성층(123a, 123b)이 도중에서 끊긴 장소에 연자성층(123a, 123b)과 전기적으로 절연되며, 또한 자기적으로 결합되어 배치되어 있다. 코일(122)에서 발생하고, 연자성층(121, 123a, 123b)을 통류하는 자속에 의해 대면 부분(124)의 갭으로부터 누설 자계를 발생시켜 자기 기록 매체(125)에 기록을 행한다.
상기 도22, 도 23a∼도 23c의 자기 기록 장치에 의하면, 상기 실시의 형태에 따른 MR 효과형 트랜스듀서를 이용하고 있으므로, 내열성이 높고, 또한 자기저항 특성의 열화를 억제하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또, 도 23a∼ 도 23c에서는 동시에 자기헤드가 형성되는 기판이나 연자성층간의 절연막등은 생략하고 있다.
또한, 본 발명의 실시의 형태에 따른 MR 효과형 트랜스듀서는 상기한 자기 기록 장치에 한정되지 않으며, 기록부와 독출부를 갖는 각종 자기 기록 장치에 이용할 수 있다.
또, 상기한 MR 효과형 트랜스듀서를 재생 전용의 자기 기록 장치에 이용하는 것도 가능하다.
이상과 같이, 비자성 금속층을 사이에 끼워 적층된 자유 자성층 및 고정 자성층은, 각각 비자성 금속층에 접하는 측이 코발트철계 합금층(붕소나 탄소를 포함한다.)으로 이루어져 있다.
붕소나 탄소를 함유시킴으로써 코발트철계 합금층의 격자 정수는 코발트철 합금의 격자 정수보다도 작아진다.
또한, 코발트철계 합금층, 특히 자유 자성층측의 코발트철계 합금층은 기초층 및 자유 자성층, 혹은 기초층 및 비자성 금속층등을 통해 적층되어 있으므로, 결정성이 좋고, 그 구조는 면심 입방 격자 구조가 된다.
이것에 의해, 실험에 따라서 코발트철계 합금층의 구리에 대한 배리어성을 향상시키고, 자기저항 효과형 트랜스듀서나 자기 기록 장치의 내열성의 향상을 도모할 수 있다.

Claims (23)

  1. 제 1 연자성층과, 비자성층과, 제 2 연자성층 및, 반강자성층을 갖는 적층과,
    상기 제 1 연자성층은 상기 비자성층과 접하는 (CoyFe100-y)100－xZx합금층(Z는 Co, Fe 이외의 다른 원소를 나타내며, x 및 y는 원자분률(at%)을 나타냄 )을 구비하고, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 격자 정수는 CoyFe100-y합금의 격자 정수보다도 작으며, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 구조는 면심 입방 격자 구조이며,
    상기 적층중에 센스 전류를 유입시키도록 상기 적층상에 형성되는 전극쌍을 갖는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반강자성층은 FeMn막, NiO막, αFe2O3막, NiMn막, PtMn막, PdMn막, PdPtMn막, CrMn막 및 IrMn막중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반강자성층은 NiO막, αFe2O3막이고, 알틱기판상에 직접 혹은 알루미나막을 통해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 연자성층은 (CoyFe100-y)100－xZx합금층으로 이루어진 단층인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 연자성층은 상기 비자성층과 접하는 (CoyFe100-y)100－xZx합금층과, 적어도 Ni와 Fe를 함유하는 합금층이 적층된 다층인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 비자성층은 구리막인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  7. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 원소 Z는 붕소 또는 탄소인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층중의 붕소의 함유량은 10at% 미만인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  9. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층중의 코발트의 원자분률 y는 85∼95at%인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  10. 제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 막두께는 3nm 이상인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  11. 연자성층과 비자성층이 교대로 적층된 적층과,
    상기 연자성층은 상기 비자성층에 접하는 (CoyFe100-y)100－xZx합금층(Z는 Co, Fe 이외의 다른 원소를 나타내며, x 및 y는 원자분률(at%)을 나타냄)을 구비하고, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 격자 정수는 CoyFe100-y합금의 격자 정수보다도 작으며, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 구조는 면심 입방 격자 구조이며,
    상기 적층중에 센스 전류를 유입시키도록 상기 적층상에 형성되는 전극쌍을 갖는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  12. 제 11 항에 있어서, 적어도 상기 비자성층의 하나인 양단부로서 상기 전극의 아래쪽에 형성된 반강자성층을 갖는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 반강자성층은 FeMn막, NiMn막, PtMn막, PdMn막, PdPtMn막, CrMn막 및 IrMn막중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 비자성층은 구리막인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 원소 Z는 붕소 또는 탄소인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층중의 붕소의 함유량은 10at% 미만인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  17. 제 11 항에 있어서, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층중의 코발트의 원자분률 y는 85∼95at%인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  18. 제 11 항에 있어서, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 막두께는 3nm 이상인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 트랜스듀서.
  19. (a) 자기 기록 매체와,
    (b) 자기저항 효과형 트랜스듀서를 구비한 자기 기록 재생장치로서,
    해당 자기저항 효과형 트랜스듀서는,
    (1) 제 1 연자성층과, 비자성층과, 제 2 연자성층과, 반강자성층을 갖는 적층과,
    상기 제 1 연자성층은, 상기 비자성층과 접하는 (CoyFe100-y)100－xZx합금층(Z는 Co, Fe 이외의 다른 원소를 나타내며, x 및 y는 원자분률(at%)을 나타냄)을 구비하고, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 격자 정수는 CoyFe100-y합금의 격자 정수보다도 작으며, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 구조는 면심 입방 격자 구조이고,
    (2) 상기 적층중에 센스 전류를 유입시키도록 상기 적층상에 형성되는 전극쌍을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 기록 재생장치.
  20. (a) 자기 기록 매체와,
    (b) 자기저항 효과형 트랜스듀서를 구비한 자기 기록 재생장치로서,
    해당 자기저항 효과형 트랜스듀서는,
    (1) 연자성층과 비자성층이 교대로 적층된 적층과,
    상기 연자성층은, 적어도 상기 비자성층에 접하는 (CoyFe100-y)100－xZx합금층(Z는 C0, Fe 이외의 다른 원소를 나타내며, x 및 y는 원자분률(at%)을 나타냄)을 구비하고, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 격자 정수는 CoyFey합금의 격자 정수보다도 작으며, 상기 (CoyFe100-y)100－xZx합금층의 구조는 면심 입방 격자 구조이고,
    (2) 상기 적층중에 센스 전류를 유입시키도록 상기 적층상에 형성되는 전극쌍을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 기록 재생장치.
  21. 기판상에 기초층을 형성하는 공정과,
    상기 기초층상에 적어도 Ni와 Fe를 함유하는 합금층을 형성하는 공정과,
    상기 합금층상에 스퍼터에 의해 (CoyFe100-y)100－xZx합금층(Z는 붕소(B) 및 탄소(C)중 어느 한 원소를 나타내며, x 및 y는 원자분률(at%)을 나타냄)을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성막의 형성방법.
  22. 기판상에, 반강자성층과, 연자성층과, 비자성층을 순서대로 형성하는 공정과 스퍼터에 의해 상기 비자성층상에 (CoyFe100-y)100－xZx합금층(Z는 붕소(B) 및 탄소(C)중 어느 한 원소를 나타내며, x 및 y는 원자분률(at%)을 나타냄)을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성막의 형성방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 기판과 상기 반강자성층과의 사이에 기초층을 형성하는 것을 특징으로 하는 자성막의 형성방법.
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