KR970007804A - 자기 저항 효과형 자기 헤드 및 자기 기록 재생 장치 - Google Patents

자기 저항 효과형 자기 헤드 및 자기 기록 재생 장치 Download PDF

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Abstract

바크하우젠(Barkhausen) 노이즈가 없고, 재생 특성의 변동이 작은 자기 저항 효과형 자기 헤드 및 자기 기록 재생 장치를 제공한다.
본 발명은 종 바이어스 인가층을 결정 구조가 체심 입방 격자인 강자성 박막, 비정질 강자성 박막 또는 결정구조가 체심 입방 격자인 반강자성 박막으로 이루어지는 하지막과, 그 위에 형성된 경자성 박막으로 이루어지는 자기 저항 효과형 자기 헤드 및 그것을 이용한 자기 기록 재생 장치이다.

Description

자기 저항 효과형 자기 헤드 및 자기 기록 재생 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 자기 저항 효과형 자기 헤드의 부분 단면도, 제4도는 본 발명의 이방성 자기 저항 효과를 이용한 MR 헤드의 한 실시 형태의 감자부(感磁部) 근방의 단면도, 제6도는 본 발명의 자화 모델을 도시하는 도면.

Claims (29)

  1. 자기 저항 효과를 이용하여 자기적 신호를 전기적 신호로 변환하는 자기 저항 효과막과, 상기 자기 저항 효과막에 신호 검출 전류를 흘리는 한쌍의 전극과, 상기 자기 저항 효과막에 종(從) 바이어스 자계를 인가하는 종 바이어스 인가층을 갖는 자기 저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 종 바이어스 인가층이 강자성 박막으로 이루어지는 하지막(下地膜)과, 상기 강자성 박막으로 이루어지는 하지막 상에 형성된 경자성(硬磁性) 박막을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 강자성 박막으로 이루어지는 하지막이, 결정 구조가 체심 입방 격자인 강자성 박막인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 강자성 박막으로 이루어지는 하지막이, 비정질 강자성 박막인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  4. 자기 저항 효과를 이용하여 자기적 신호를 전기적 신호로 변환하는 자기 저항 효과막과, 상기 자기 저항 효과막에 신호 검출 전류를 흘리는 한쌍의 전극과, 상기 자기 저항 효과막에 종 바이어스 자계를 인가하는 종 바이어스 인가층을 갖는 자지 저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 종 바이어스 인가층이 반강자성 박막으로 이루어지는 하지막과, 상기 반강자성 박막으로 이루어지는 하지막 상에 형성된 경자성 박막을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 반강자성 박막으로 이루어지는 하지막이, 결정 구조가 체심 입방 격자인 반강자성 박막인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 저항 효과막이 이방성 자기 저항 효과를 도시하는 강자성층으로 이루어지고, 상기 자기 저항 효과막에 횡 바이어스 자계를 인가하는 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  7. 제6항에 있어서, 상기 횡 바이어스 자계가 상기 자기 저항 효과막과 비자성 도전성 박막을 통해 인접하여 설치된 연자성 박막에 의해 인가되는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 저항 효과막이 비자성 도전성 박막을 중간층으로서 제1자성 박막과 제2자성 박막이 적층되어 있고, 상기 제1자성 박막의 자화 방향이 인접하여 설치된 반강자성층에 의해 고정되어 있고, 외부 자계를 인가하지 않은 상태에서 상기 제2자성 박막의 자화 방향이 상기 제1자성 박막의 자화 방향에 대해 거의 수직이고, 상기 제1자성 박막의 자화 방향과 상기 제2자성 박막의 자화 방향의 상대적인 각도에 의해 저항이 변화하는 자기 저항 효과 적층막인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경자성 박막이 Co와 M1(M1은 Cr, Ta, Ni, Pt 및 Re의 군에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 원소)를 주 성분으로 한 합금, 또는 Co와 M1으로 이루어지는 합금에 M2(M2는 산화 실리콘, 산화 지르코늄, 산화 알루미늄 및 산화 탄탈 군에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 산화물)을 첨가한 산화물 첨가 합금인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결정 구조가 체심 이방 격자인 강자성 박막이 Fe, Fe-Ni계 합금, Fe-Co계 합금, 또는 Fe-Ni-Co계 합금인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  11. 제2항에 있어서, 상기 결정 구조가 체심 입방 격자인 강자성 박막이 Fe, Fe-Ni계 합금, Fe-Co계 합금, 또는 Fe-Ni-Co계 합금에 M3(M3는 Si, V, Cr, Nb, Mo, Ta 및 W의 군에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 원소)를 첨가한 합금인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  12. 제11항에 있어서, 상기 결정 구조가 체심 입방 격자인 강자성 박막이 Fe 및 Cr을 주성분으로 하는 합금인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  13. 제12항에 있어서, 상기 Fe 및 Cr을 주성분으로 하는 합금이 Cr 5~45원자%인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  14. 제4항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반강자성 박막으로 이루어지는 하지막이 Cr과 Mn과 M4(M4는 Cu, Au, Ag, Co, Ni 및 백금족 원소의 군에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 원소)를 주성분으로 한 합금인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  15. 자기 저항 효과를 이용하여 자기적 신호를 전기적 신호로 변환하는 자기 저항 효과막과, 상기 자기 저항 효과막에 신호 검출 전류를 흘리는 한쌍의 전극과, 상기 자기 저항 효과막에 종 바이어스 자계를 인가하는 종 바이어스 인가층을 갖는 자기 저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 종 바이어스 인가층이 비정질 강자성 박막과 경자성 박막을 갖는 적층막인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  16. 제15항에 있어서, 상기 비정질 강자성 박막이 Co와 M5(M5는 Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, Y, Ru, Rh, Pd, Cu, Ag, Au 및 Pt의 군에서 선택되는 적어도 1종류 이상의 원소)를 주성분으로 한 비정질 합금인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  17. 자계에 의해 전기 저항이 변화하는 자기 저항 효과막, 자기 저항 효과막에 횡 바이어스 자계를 인가하는 횡 바이어스막 및 상기 자기 저항 효과막과 횡 바이어스막 사이에 설치된 분리막을 갖는 자기 저항 효과 소자막으로 이루어지고, 상기 자기 저항 효과 소자막의 양단부에 접하여 설치된 상기 자기 저항 효과막에 종 바이어스 자계를 인가하는 한쌍의 종 바이어스 인가층을 갖는 자기 저항 효과혀 자기 헤드에 있어서, 상기 종 바이어스 인가층이 강자성 박막, 반강자성 박막 및 비정질 강자성 박막 중 어느 하나로 이루어지는 하지막과, 상기 강자성 박막으로 이루어지는 하지막 상에 형성된 경자성 박막을 갖고, 상기 종 바이어스 인가층의 두께는 상기 자기 저항 효과 소자막의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  18. 자계에 의해 전기 저항이 변화하는 자기 저항 효과막과, 상기 자기 저항 효과막에 횡 바이어스 자계를 인가하는 연자성막으로 이루어지는 횡 바이어스막과, 상기 횡 바이어스막과 자기 저항 효과막을 자기적으로 분리하는 비자성막으로 이루어지는 분리막과, 상기 자기 저항 효과막, 횡 바이어스막 및 분리막의 양단부에 접하여 설치된 상기 자기 저항 효과막에 종 바이어스 자계를 인가하는 종 바이어스 인가층과, 상기 자기 저항 효과막에 전류를 흘리는 한쌍의 전극을 구비한 자기 저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 종 바이어스 인가층이 강자성 박막, 반강자성 박막 및 비정질 강자성 박막 중 어느 하나로 이루어지는 하지막과, 상기 강자성 박막으로 이루어지는 하지막 상에 형성된 경자성 박막을 갖고, 상기 자기 저항 효과막에 횡 바이어스 자계를 인가하기 위한 연자성막이 니켈-철 합금, 코발트, 니켈-철-코발트 합금 중 한 종류와, 산화 지르코늄, 산화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화 티탄, 산화 베릴륨, 산화 마그네슘, 희토류 산소 화합물, 질화 지르코늄, 질화 하프늄, 질화 알루미늄, 질화 티탄, 질화 베릴륨, 질화 마그네슘, 질화 실리콘 및 희토류 질소 화합물 중에서 선택된 한 종류 이상의 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 자기 저항 효과막에 횡 바이어스 자계를 인가하기 위한 연자성 박막의 비저항이 70μΩ㎝ 이상인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  20. 제19항에 있어서, 상기 횡 바이어스막이 니켈을 78~84원자%를 갖는 니켈-철계 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  21. 기판 상에 설치된 한쌍의 종 바이어스 인가층과, 상기 종 바이어스 인가층 각각에 형성된 한쌍의 전극과, 상기 종 바이어스 인가층 사이에 접하여 설치된 자기 저항 효과 소자막을 갖는 자기 저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 소자막은 상기 기판측에서 산화 니켈로 이루어지는 반강자성막, 2층의 강자성막, 비자성 금속막 및 연자성막이 순차 형성되고, 상기 종 바이어스 인가층이 강자성 박막, 반강자성 박막 및 비정질 강자성 박막 중 어느 하나로 이루어지는 하지막과, 상기 강자성 박막으로 이루어지는 하지막 상에 형성된 경자성 박막을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  22. 제21항에 있어서, 상기 2층의 강자성막은 상기 기판측으로부터 Ni 70~95%원자를 포함하는 철 합금층과 Co층 및 상기 연자성막이 철 합금층 또는 상기 기체측으로부터 Co층과 상기 철 합금층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 제2층의 강자성막은 상기 반강자성측으로부터 연자성막 및 상기 연자성막에서 자기 저항 변화율이 큰 연자성막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  24. 기판 상에 설치된 한 쌍의 종 바이어스 인가층과, 상기 종 바이어스 인가층 상의 각각에 형성된 한쌍의 전극과, 상기 종 바이어스 인가층 사이에 접하여 설치된 자기 저항 효과 소자막을 갖는 자기 저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 소자는 상기 기판측에서 반강자성막, 강자성막, 비자성막, 연자성막, 비자성막, 강자성막 및 반강자성막이 순차 적층되고, 상기 종 바이어스 인가층이 강자성 박막, 반강자성 박막 및 비정질 강자성 박막 중 어느 하나로 이루어지는 하지막과, 상기 강자성 박막으로 이루어지는 하지막 상에 형성된 경자성 박막을 갖는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  25. 제24항에 있어서, 상기 반강자성막이 산화 니켈이고, 상기 기판 측의 강자성막이 Ni 70~95원자%를 포함하는 철 합금층과 Co층, 상기 연자성막이 상기 철 합금층 및 후자의 강자성막이 상기 기체측에서 Co층과 상기 철 합금층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  26. 제24항에 있어서, 상기 강자성막이 Ni 70~95원자%, Fe 5~30원자% 및 Co 1~5원자%의 합금, 또는 Co 30~85원자%, Ni 2~30원자% 및 Fe 2~50원자%의 합금인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  27. 제24항에 있어서, 상기 비자성 도전막이 Au, Ag, Cu 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과형 자기 헤드.
  28. 정보를 기록하는 자기 기록 매체와, 강자성 박막으로 이루어지는 하지막 및 상기 강자성 박막으로 이루어지는 하지막 상에 형성된 경자성 박막으로 구성되는 종 바이어스 인가층을 갖는 자기 저항 효과형 소자를 구비하고, 상기 정보의 판독 또는 기록을 행하는 자기 헤드와, 상기 자기 헤드를 상기 자기 기록 매체 상의 소정 위치로 이동시키는 액츄에이터 수단과, 상기 자기 헤드의 판독 또는 기록에 의한 상기 정보의 송수신과 상기 액츄에이터 수단의 이동을 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 재생 장치.
  29. 정보를 기록하는 자기 기록 매체와, 반강자성 박막으로 이루어지는 하지막 및 상기 반강자성 박막으로 이루어지는 하지막 상에 형성된 경자성 박막으로 구성되는 종 바이어스 인가층을 갖는 자기 저항 효과형 소자를 구비하고, 상기 정보의 판독 또는 기록을 행하는 자기 헤드와, 상기 자기 헤드를 상기 자기 기록 매체 상의 소정 위치로 이동시키는 액츄에이터 수단과, 상기 자기 헤드의 판독 또는 기록에 의한 상기 정보의 송수신과 상기 액츄에이터 수단의 이동을 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 재생 장치.
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