JP2000215413A - 磁気センサ及びその製造方法 - Google Patents

磁気センサ及びその製造方法

Info

Publication number
JP2000215413A
JP2000215413A JP11015248A JP1524899A JP2000215413A JP 2000215413 A JP2000215413 A JP 2000215413A JP 11015248 A JP11015248 A JP 11015248A JP 1524899 A JP1524899 A JP 1524899A JP 2000215413 A JP2000215413 A JP 2000215413A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
film
antiferromagnetic
magnetic
magnetic sensor
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.)
Granted
Application number
JP11015248A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4033572B2 (ja
JP2000215413A5 (ja
Inventor
Hiroyuki Hoshiya
裕之 星屋
Susumu Soeya
進 添谷
Kenichi Meguro
賢一 目黒
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP01524899A priority Critical patent/JP4033572B2/ja
Publication of JP2000215413A publication Critical patent/JP2000215413A/ja
Publication of JP2000215413A5 publication Critical patent/JP2000215413A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4033572B2 publication Critical patent/JP4033572B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】交換結合磁界が良好で、安定な出力の磁気抵抗
効果型ヘッドを得る。 【解決手段】スピンバルブ型磁気抵抗効果積層膜の形成
時または熱処理時に応力を印加することで、結晶の熱処
理に伴う変形の方向を規定し、結晶に面内方向に異方性
を印加して、交換結合の特性を改良したスピンバルブ積
層膜とそれを用いた磁気ヘッド,磁気記録再生装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録再生装置
および磁気抵抗効果素子に関し、特に、高記録密度磁気
記録再生装置とその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】特開平2−61572号公報は、中間層によっ
て分離した強磁性薄膜の、その磁化の互いになす角度に
よって電気抵抗が変化する積層膜およびそれを用いた磁
場センサ,磁気記録装置の記載があり、鉄−マンガン合
金薄膜の記載がある。
【0003】特開平9−35212号公報にはMn−(Ru,
Rh,Ir,Pd,Pt)膜を用いた薄膜磁気ヘッドの
記載がある。
【0004】特開平9−36455号公報には動作層の厚みが
5ナノメートル以下である磁気抵抗効果素子の記載があ
る。
【0005】特開平8−55312号公報にはスピンバルブ構
造から薄いスペーサー層を隔てて薄いキーパー層を有す
る磁気抵抗センサ装置の記載がある。
【0006】特開平9−147325 号公報には熱処理された
PtMn膜を有する磁気抵抗効果型ヘッドの記載があ
る。
【0007】特開平6−76247号公報にはMn合金、特に
Mn−(Ni,Ir,Pd,Pt,Rh)およびMn−
Ni−Cr合金の面心正方晶構造を有する反強磁性体層
とその熱処理の記述がある。
【0008】特開平9−231525 号公報には1%程度結晶
が歪んだCrMnPt/Coの構成を有するスピンバルブセン
サの記述がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、記録
密度の充分に高い磁気記録装置、特にその再生部に外部
磁界に対して十分な感度と出力で作用する磁気抵抗効果
素子を実現し、さらに出力の対称性が十分に制御された
良好な特性を得ることが出来ず、記憶装置としての機能
を実現することが困難であった。
【0010】近年、強磁性金属層を非磁性金属層を介し
て積層した多層膜の磁気抵抗効果、いわゆる巨大磁気抵
抗、が大きいことが知られている。この場合、磁気抵抗
効果は、非磁性層で隔てられた強磁性層の、磁化と磁化
のなす角度によって電気抵抗が変化する。この巨大磁気
抵抗効果を磁気抵抗効果素子として用いる場合には、ス
ピンバルブとよばれる構造が提唱されている。即ち、強
磁性層/非磁性層/軟磁性層の構造を有し、感知すべき
磁界の範囲で実質的に磁化の固定した強磁性層に対し
て、他方の軟磁性層が外部磁界によって磁化回転するこ
とで相対的な磁化の角度差に応じて電気抵抗の変化を生
じ、出力を得ることができる。
【0011】強磁性層の磁化の固定には、保磁力および
残留磁化の大きな磁性膜や、反強磁性膜/強磁性層界面
に発生する交換結合磁界によって反強磁性膜と密着した
強磁性層の磁化を実質的に固定する方法が用いられる。
上記固定の効果を固定バイアス、この効果を生じる反強
磁性膜を固定バイアス膜とよぶことにする。また上記磁
化が実質的に固定された強磁性層を強磁性固定層と呼ぶ
ことにする。同様に外部磁場によって磁化回転する軟磁
性膜を自由層もしくは軟磁性自由層と呼ぶことにする。
【0012】以上述べたように、高記録密度に対応した
磁気ヘッドとしては巨大磁気抵抗効果を応用し、スピン
バルブ型の磁気抵抗効果積層膜を適用する構成が望まし
い。ここで、感知すべき磁界の方向を横方向、これに略
垂直で磁気抵抗効果積層膜の膜面に平行な方向を縦方向
と呼ぶことにする。磁気ヘッドとして用いる場合には、
横方向を素子高さ方向、縦方向をトラック幅方向とする
ことが一般的である。その際、磁気抵抗積層膜のパター
ンの素子高さ方向の幅を素子高さ,トラック幅方向の幅
をトラック幅と呼ぶ。また、磁気抵抗積層膜に電流を印
加するために、トラック幅方向に一対の電極を配置し
て、磁気抵抗効果による抵抗変化を検出する構成が一般
的である。
【0013】さて、スピンバルブ素子が磁気センサとし
て良好な安定性と出力を得るためには、上述した反強磁
性膜が強磁性固定層に印加する交換結合が十分に強いこ
とが必要である。ここで、十分に強いとは、交換結合磁
界が大きい,交換結合磁界に付属する強磁性固定層の保
磁力が交換結合磁界に比べて十分小さい,交換結合が熱
的に安定である、の3点が満たされなければならない。
【0014】従来技術において、さまざまな反強磁性膜
とその作製方法が研究されてきたが、その一つの特徴と
して、結晶構造が面内に均一であるということが挙げら
れる。一般に磁気センサとして用いられる薄膜は、概し
て多結晶体であって、基体上に形成されたそれはしばし
ば基体の面に対して強い配向性を示す。例えばガラス基
体上にTa下地膜を5ナノメートル、Ni−Fe薄膜を
5ナノメートル連続して成膜すると、面心立方構造を有
するNi−Fe薄膜の(111)面が基体表面に平行に
強く配向する。すなわち基体表面の法線の方向に対して
強い結晶の方向性がある。
【0015】しかしながら、基体表面の面内の方向には
このような薄膜の結晶方位の特異性はなく、多結晶の薄
膜のおのおのの結晶粒は、面内の方向についてはランダ
ムに並んでいるのである。特に下地膜などを用いないで
室温で形成された薄い薄膜の場合には、面に垂直な法線
方向の配向性もほとんどなくてランダムであり、面内に
関してはやはりランダムである。面内方向に結晶の方向
性を制御する従来技術としては、例えば、単結晶基板上
にエピタキシャル成長させる方法があるが、これは高価
であって、磁気センサの製造に関しては現在用いられて
いない。
【0016】一方で、ある種の反強磁性膜の結晶構造
は、対称性の高い立方晶と比較して歪んでいることが知
られている。例えば、NiOは基本的にはNaCl構造
の立方晶であるが、厳密には菱面体である。Cr−45
at%Mn−10at%Pt膜は体心立方晶が基本構造で、
膜形成時の状態では体心立方であるが、200℃以上で
熱処理すると(110)方向および(001)方向に数
%程度歪んで斜方晶になる。Ni−50at%Mn,Pt
−50at%Mnなどは膜形成時には面心立方構造である
が、250℃程度の熱処理によってCuAu(I)型の
規則構造の正方晶になる。
【0017】従来技術では、これらの歪みの方向は、薄
膜の応力などによって、基体の面法線の方向については
方向性があるにしても、面内方向に関しては、結晶粒の
ランダムな方位に準じて、なんら方向性を制御できなか
ったのである。反強磁性膜の交換結合は、反強磁性体の
磁気構造と密接に関係していると考えられているが、上
記のように交換結合磁界を印加すべき基体面内の特定方
向と、反強磁性膜の結晶構造の歪みの方向は、制御され
ておらず、理想的に歪んだ反強磁性膜の交換結合を磁気
センサに効率的に利用することができなかったのであ
る。
【0018】従って、本発明の目的は高密度記録に対応
した磁気抵抗効果型磁気センサおよび磁気記録装置を提
供することにあり、より具体的には面内に方向性を持た
せた膜形成あるいは熱処理によって結晶の方位および歪
みの異方性を交換結合の方向と一致させた反強磁性膜/
強磁性固定層の構成を用いたスピンバルブ磁気センサ
と、それを用いた磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置と
を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】磁気ディスク媒体におい
ては、基体上にテクスチャーと呼ばれる微細な構造を形
成してこの上に薄膜を形成して、テクスチャーの方向に
結晶軸を優先的に向ける形成法が用いられている。ま
た、磁気テープ媒体などにおいては、基体上に斜めの方
位から膜粒子が付着するように膜形成の方位関係を配置
して、結晶に方向性を持たせる技術が用いられている。
また、薄膜に応力を印加しながら熱処理することによっ
て、特定の方向の応力を緩和するように結晶変形の伴う
現象を誘導することが可能である。
【0020】本発明では高記録密度に対応する手段とし
て、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気センサを磁気ヘッド
に搭載した磁気記録装置を用いる。上記磁気センサとし
て、軟磁性自由層/非磁性導電層/強磁性固定層/反強
磁性膜の積層構造を有するスピンバルブ型巨大磁気抵抗
効果膜からなる磁気抵抗効果素子を用いる。ここでスピ
ンバルブ型巨大磁気抵抗効果膜とは、軟磁性自由層/非
磁性中間層/強磁性固定層/反強磁性層の積層構成を有
し、上記反強磁性層が上記強磁性固定層に交換結合磁界
を印加していて、外部の磁界に応じて前記軟磁性自由層
の磁化が回転し、前記強磁性固定層の磁化との相対角度
が変わって磁気抵抗効果を生じることを特徴とする。
【0021】本発明の課題は、磁気抵抗効果素子の反強
磁性膜の交換結合の強化である。課題を解決するための
手段として、本発明では反強磁性膜の結晶方位あるいは
歪みの方向を制御する。具体的には、第一に、基体に応
力を印加した状態で熱処理を行う。熱処理によって構造
の変化、例えば歪みの発生を伴う種の反強磁性膜におい
て、この方法によって応力の印加方法とその大きさに対
応して歪みの緩和方向が規定され、基体面内の特定方向
に結晶の異方性を実現することができる。
【0022】基体に応力を印加して熱処理するとは、通
常の状態で膜を形成した基体を、応力の印加した状態に
変形,束縛して熱処理を行う方法,応力を印加した状態
の基体上に膜を形成し、基体の応力を開放した状態で熱
処理を行う方法,熱処理を行ったときに応力が発生する
ような、長尺形状の応力印加膜や基体に溝加工した状態
を作製する方法などを適用する。第二に、薄膜の膜形成
時での結晶の異方性を実現するために、基体上にテクス
チャーを形成して膜形成する方法,基体上に薄膜を斜め
入射形成して異方的な結晶を成長する方法を適用する。
【0023】上記のような手段を用いて作製した反強磁
性膜を含む積層構成は、X線や電子顕微鏡観察によっ
て、積層構成の結晶構造が面内の特定方向に歪み、ある
いは優先方位を持っていることが観察できる。
【0024】上記のような手段を用いて交換結合特性を
向上した積層膜を磁気センサとして磁気ヘッドに搭載す
ることで、良好な出力と安定性を有する磁気ヘッドおよ
び磁気記録再生装置を得ることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】本発明の磁性積層体,磁気記録媒
体、および磁気抵抗効果素子を構成する膜は高周波マグ
ネトロンスパッタリング装置により以下のように作製し
た。アルゴン6ミリトールの雰囲気中にて、厚さ1ミ
リ,直径3インチのセラミックス基板に以下の材料を順
次積層して作製した。スパッタリングターゲットとして
タンタル,ニッケル−20at%鉄合金,銅,コバルト,
クロム−50at%マンガン,マンガン,鉄−50at%マ
ンガン,酸化ニッケルの各ターゲットを用いた。ターゲ
ット上には添加元素の1センチ角のチップを配置して組
成を調整した。チップは、白金,ニッケル,鉄,コバル
ト,イリジウム,パラジウムを用いた。
【0026】積層膜は、各ターゲットを配置したカソー
ドに各々高周波電力を印加して装置内にプラズマを発生
させておき、各カソードごとに配置されたシャッターを
一つずつ開閉して順次各層を形成した。膜形成時には永
久磁石を用いて基板に平行におよそ80エルステッドの
磁界を印加して、一軸異方性をもたせるとともに、クロ
ム−マンガン膜などの交換結合磁界の方向をそれぞれの
方向に誘導した。基体上の素子の形成はフォトレジスト
工程によってパターニングした。その後、基体はスライ
ダー加工し、磁気記録装置に搭載した。
【0027】熱処理は真空中で3キロエルステッドの磁
界を印加して、230から270℃の特定温度で1から
3時間行った。
【0028】以下に本発明の具体的な実施例を図を追っ
て説明する。
【0029】図1は基体への応力の印加方法の例であ
る。基体50のホルダー52は基体50に歪みを印加す
るスペーサ51により変形し、基体表面は変形に伴う応
力を受ける。通常の状態でスピンバルブ積層膜を形成し
た後、このようなホルダーに基体を固定し、熱処理を行
うことで、スピンバルブ積層膜に適当な応力を印加した
状態で反強磁性膜の歪みを応力の方向に誘導することが
できる。同様に、このようなホルダーに基体を固定し、
スピンバルブ積層膜を形成した後、ホルダーから基体を
開放し、基体の応力が開放されてスピンバルブ積層膜に
逆方向の応力が印加した状態で熱処理を行っても同等の
効果がある。
【0030】図2はスピンバルブ積層膜の構成例であ
る。磁気抵抗効果積層膜10は、基体50上に、下地膜
14,軟磁性自由層13,非磁性中間層12,強磁性固
定層15,反強磁性膜11,保護膜30を積層してな
る。反強磁性膜11は、交換結合によって強磁性固定層
15に一方向異方性を印加して強磁性固定層15の残留
磁化を感知磁界の範囲で安定に固定する。軟磁性自由層
13は、Ni基合金層133,Co基層131からな
る。Ni基合金層133は、厚膜での磁歪がほぼゼロで
ある組成、例えばNi―19原子%Feが望ましい。こ
の図では反強磁性膜11にCr−45at%Mn−10at
%Ptを用いた例を示した。
【0031】図3は本発明および従来技術によるCr−
45at%Mn−10at%Pt反強磁性膜を用いたスピン
バルブ膜の磁化曲線を示した図である。本発明の試料に
ついては応力の印加方向を交換結合磁界と平行(//)
および垂直(⊥)の2つの方向の結果について示してあ
る。交換結合磁界は、従来技術の応力無しの場合に比べ
て、応力が交換結合磁界と平行な場合に大きく改善され
ていることが分かる。逆に応力が交換結合磁界と垂直な
方向の場合には交換結合磁界は低下し、保磁力が増大し
ている。
【0032】図4は本発明および従来の技術でのCrM
nPt膜の厚さと交換結合の関係を示した図である。従
来技術の応力のない場合に比べて、本発明の応力印加の
場合にはCrMnPtがより薄い場合にまで交換結合磁界が得
られることがわかる。
【0033】図5は本発明および従来技術のスピンバル
ブ積層膜の面内成分を含む回折曲線を示した図である。
従来技術の膜では、(10−1)ピークは試料の面内の
方向を変えても一定である。これに対して本発明の膜で
は、応力の印加方向に対して平行な場合にはピーク位置
が高角にずれ、逆に応力の印加方向に垂直な方向では低
角にずれていることがわかる。これはすなわち、本発明
のスピンバルブ膜においては結晶の歪みが面内方向で異
方性が発生せしめられており、交換結合の特性を向上す
ることができた、ということである。
【0034】図6はスピンバルブ積層膜の別の構成例で
ある。磁気抵抗効果積層膜10は、基体50上に、下地
膜14,軟磁性自由層13,非磁性中間層12,強磁性
固定層15,反強磁性膜11,保護膜30を積層してな
る。反強磁性膜11は、交換結合によって強磁性固定層
15に一方向異方性を印加して強磁性固定層15の残留
磁化を感知磁界の範囲で安定に固定する。軟磁性自由層
13は、Ni基合金層133,Co基層131からな
る。Ni基合金層133は、ここではNi−17原子%
Fe−10原子%Coの例を示した。またこの図では反
強磁性膜11にMn−48原子%Ptを用いた例を示し
た。
【0035】図7は従来技術および本発明のMnPt反
強磁性膜を用いたスピンバルブ積層膜の磁気抵抗曲線を
示した図である。応力なしの場合に比べて応力印加した
スピンバルブ積層膜では交換結合磁界が増加し、また保
磁力が低下していることが分かる。
【0036】図8は本発明および従来の技術でのMnP
t膜の厚さと交換結合の関係を示した図である。従来技
術の応力のない場合に比べて、本発明の応力印加の場合
にはMnPtがより薄い場合にまで交換結合磁界が得ら
れることがわかる。また保磁力が低下しており、全体に
交換結合が効率的になっていることがわかる。
【0037】図9は本発明の応力印加による結晶歪みの
異方性発生のメカニズムを示した図である。結晶が熱処
理によって歪む場合、結晶の対称性から等価である変形
方向が複数存在する。図の左側に示した応力印加のない
場合には、結晶の変形方向は結晶の対称性から等価であ
る複数の方向へも同じ確率で変形が生じ、結果として結
晶の歪みの方向は面内に等方的になる。本発明の製造方
法では、熱処理が行われて結晶が変形する時点で、スピ
ンバルブ積層膜に特定方向の応力が印加される。する
と、結晶的に等価である変形方向のうち、応力を緩和す
る方向が優位となり、結晶の変形方向に面内で異方性が
生じるのである。
【0038】図10は基体への応力の印加方法の別の例
である。基体50の表面には溝53および溝54を形成
してなり、溝形状により応力を発生させてなる。溝53
および54は、基体を加工するか、あるいは応力を発生
させやすい膜、例えばアルミナや酸化ニッケルなどの適
切な厚さの膜を長尺状に形成して作製してもよい。この
ような形状に基体を加工し、スピンバルブ積層膜を形成
した後、熱処理を行うか、スピンバルブ積層膜を形成し
た後に基体の溝形状を作製して、熱処理を行ってもよ
い。また、従来技術でテクスチャーを用いたり、斜め入
射膜形成にて方向性を持たせた成膜技術が知られている
ので、これらも用いてもよい。
【0039】図11は本発明の磁気抵抗効果素子による
磁気センサを搭載した磁気ヘッドの概念図である。基体
50上に磁気抵抗効果積層膜10,電極40,下部シー
ルド35,上部シールド兼下部コア36,再生ギャップ
37,コイル42,上部コア83を形成してなり、対向
面63を形成してなる。
【0040】図12は本発明の磁気ヘッドを用いた磁気
記録再生装置の概念図である。ヘッドスライダー90を
兼ねる基体50上に磁気抵抗効果積層膜10,磁区制御
膜41,電極40を形成し、これらからなる磁気ヘッド
を記録媒体91を有するディスク95上の記録トラック
44上に位置決めして再生を行う。ヘッドスライダー9
0はディスク95の上を、対向面63を対向して0.1
ミクロン以下の高さに浮上、もしくは接触して相対運動
する。この機構により、磁気抵抗効果積層膜10はディ
スク95上の記録媒体91に記録された磁気的信号を、
記録媒体91の漏れ磁界64から読み取ることができる
のである。
【0041】図13は本発明の磁気記録再生装置の構成
例である。磁気的に情報を記録する記録媒体91を保持
するディスク95をスピンドルモーター93にて回転さ
せ、アクチュエーター92によってヘッドスライダー9
0をディスク95のトラック上に誘導する。即ち磁気デ
ィスク装置においてはヘッドスライダー90上に形成し
た再生ヘッド、及び記録ヘッドがこの機構に依ってディ
スク95上の所定の記録位置に近接して相対運動し、信
号を順次書き込み、及び読み取るのである。アクチュエ
ーター92はロータリーアクチュエーターであるのがよ
い。記録信号は信号処理系94を通じて記録ヘッドにて
媒体上に記録し、再生ヘッドの出力を信号処理系94を
経て信号として得る。
【0042】さらに再生ヘッドを所望の記録トラック上
へ移動せしめるに際して、本再生ヘッドからの高感度な
出力を用いてトラック上の位置を検出し、アクチュエー
ターを制御して、ヘッドスライダーの位置決めを行うこ
とができる。本図ではヘッドスライダー90,ディスク
95を各1個示したが、これらは複数であっても構わな
い。またディスク95は両面に記録媒体を有して情報を
記録してもよい。情報の記録がディスク両面の場合ヘッ
ドスライダー90はディスクの両面に配置する。
【0043】上述したような構成について、本発明の磁
気ヘッドおよびこれを搭載した磁気記録再生装置を試験
した結果、充分な出力と、良好なバイアス特性を示し、
また動作の信頼性も良好であった。
【0044】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば良
好なバイアス特性と、特に素子高さの精度に対して柔軟
な磁気センサを提供でき、ひいては高い記録密度におい
て良好な再生出力とバイアス特性を有する磁気ヘッドお
よび高密度磁気記録再生装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスピンバルブ積層膜の基体の応力印加
による保持方法を示した図である。
【図2】本発明の磁気抵抗効果素子による磁気センサの
CrMnPt反強磁性膜を用いた積層膜構成の断面の構成例を
示した図である。
【図3】従来技術および本発明の磁気センサのCrMnPt反
強磁性膜を用いた積層膜の磁気抵抗曲線を示した図であ
る。
【図4】従来技術および本発明の磁気センサの積層膜の
交換結合とCrMnPt膜厚の関係を示した特性図である。
【図5】従来技術および本発明の磁気センサの積層膜の
面内のX線回折曲線の異方性を示した図である。
【図6】本発明の磁気抵抗効果素子による磁気センサの
積層膜構成の断面の別の構成例を示した図である。
【図7】従来技術および本発明の磁気センサのMnPt
反強磁性膜を用いた積層膜の磁気抵抗曲線を示した図で
ある。
【図8】従来技術および本発明の磁気センサのMnPt
反強磁性膜を用いた積層膜の磁気抵抗曲線を示した図で
ある。
【図9】従来技術および本発明の磁気センサの積層膜の
交換結合とMnPt膜厚の関係を示した図である。
【図10】本発明の基体への応力印加方法の別の例を示
した図である。
【図11】本発明の磁気センサを用いた磁気ヘッドの構
成例を示した斜視図である。
【図12】本発明の磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装
置の概念斜視図である。
【図13】本発明の磁気記録再生装置の構成例を示す図
である。
【符号の説明】
10…磁気抵抗効果積層膜、11…反強磁性膜、12…
非磁性中間層、13…軟磁性自由層、14…下地膜、1
5…強磁性固定層、30…保護膜、35…下部シール
ド、36…上部シールド兼下部コア、40…電気端子、
41…磁区制御膜、42…コイル、50…基体、51…
スペーサ、52…ホルダー、53,54…溝、63…対
向面、64…記録媒体からの漏れ磁界、83…上部コ
ア、90…スライダー、91…記録媒体、92…アクチ
ュエーター、93…スピンドルモーター、94…信号処
理回路系、95…ディスク、131…Co基層、133
…Ni基合金層。
フロントページの続き (72)発明者 目黒 賢一 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Fターム(参考) 5D034 BA03 DA05 DA07

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基体上に形成された強磁性固定層/反強磁
    性層の積層構成を有し、上記反強磁性層が上記強磁性固
    定層に交換結合磁界を印加しているバイアス膜を有して
    いる磁気センサで、上記反強磁性層の形成時、あるいは
    上記反強磁性膜の熱処理時に、上記反強磁性膜に応力を
    印加する応力印加手段を有し、上記積層構成の結晶構造
    に応力印加方向に対して、基体面内で異方的な構造を安
    定化したことを特徴とする磁気センサの製造方法。
  2. 【請求項2】軟磁性自由層/非磁性中間層/強磁性固定
    層/反強磁性層の積層構成を有し、上記反強磁性層が上
    記強磁性固定層に交換結合磁界を印加しているスピンバ
    ルブ膜を有し、外部の磁界に応じて前記軟磁性自由層の
    磁化が回転し、前記強磁性固定層の磁化との相対角度が
    変わって磁気抵抗効果を生じる磁気センサで、上記積層
    構成の形成時に基体を特定の方向に湾曲または伸縮させ
    た応力印加状態に保持し、上記応力印加状態を解除して
    上記積層構成に特定方向の応力を印加した状態を実現し
    つつ上記積層構成を熱処理することを特徴とする磁気セ
    ンサの製造方法。
  3. 【請求項3】軟磁性自由層/非磁性中間層/強磁性固定
    層/反強磁性層の積層構成を有し、上記反強磁性層が上
    記強磁性固定層に交換結合磁界を印加しているスピンバ
    ルブ膜を有し、外部の磁界に応じて前記軟磁性自由層の
    磁化が回転し、前記強磁性固定層の磁化との相対角度が
    変わって磁気抵抗効果を生じる磁気センサで、上記積層
    構成を形成後に基体を特定の方向に湾曲または伸縮させ
    た応力印加状態に保持し、上記積層構成に特定方向に応
    力を印加した状態を実現しつつ上記積層構成を熱処理す
    ることを特徴とする磁気センサの製造方法。
  4. 【請求項4】軟磁性自由層/非磁性中間層/強磁性固定
    層/反強磁性層の積層構成を有し、上記反強磁性層が上
    記強磁性固定層に交換結合磁界を印加しているスピンバ
    ルブ膜を有し、外部の磁界に応じて前記軟磁性自由層の
    磁化が回転し、前記強磁性固定層の磁化との相対角度が
    変わって磁気抵抗効果を生じる磁気センサで、上記積層
    構成に積層または隣接して特定方向に長い形状にパター
    ニングした応力印加膜を配するか、基体の一部を溝状に
    加工して、特定方向の応力を上記積層構成に発生させた
    状態を実現しつつ上記積層構成を熱処理することを特徴
    とする磁気センサの製造方法。
  5. 【請求項5】軟磁性自由層/非磁性中間層/強磁性固定
    層/反強磁性層の積層構成を有し、上記反強磁性層が上
    記強磁性固定層に交換結合磁界を印加しているスピンバ
    ルブ膜を有し、外部の磁界に応じて前記軟磁性自由層の
    磁化が回転し、前記強磁性固定層の磁化との相対角度が
    変わって磁気抵抗効果を生じる磁気センサで、上記反強
    磁性膜あるいは上記積層構成を斜め入射薄膜形成法にて
    作製することを特徴とする磁気センサの製造方法。
  6. 【請求項6】軟磁性自由層/非磁性中間層/強磁性固定
    層/反強磁性層の積層構成を有し、上記反強磁性層が上
    記強磁性固定層に交換結合磁界を印加しているスピンバ
    ルブ膜を有し、外部の磁界に応じて前記軟磁性自由層の
    磁化が回転し、前記強磁性固定層の磁化との相対角度が
    変わって磁気抵抗効果を生じる磁気センサで、上記積層
    構成が多結晶であって、その結晶構造が立方晶などの基
    本構造から0.001から15%の範囲で歪んでおり、
    その歪みが、基体に対する面内の特定の方向に対して異
    方性があることを特徴とする磁気センサ。
  7. 【請求項7】上記反強磁性膜がクロム30から68原子
    %,マンガン30から68原子%からなるか、あるいは
    これに加えて、白金,銅,イリジウム,ロジウム,ルテ
    ニウム,オスミウム,レニウム,金,銀,コバルト,ニ
    ッケルのいずれか、またはこれらの複数を2から40原
    子%含む組成で、体心立方か、もしくはこれが0〜5%
    以内でわずかに歪んだ構造を有することを特徴とする前
    記請求項1から6のいずれか1項記載の磁気センサとそ
    の製造方法。
  8. 【請求項8】上記反強磁性膜がマンガン40から60原
    子%,白金,銅,イリジウム,ロジウム,ルテニウム,
    オスミウム,レニウム,金,銀,ニッケルのいずれか、
    またはこれらの複数を40から60原子%含む組成で、
    面心立方か、もしくはこれが0.01〜15% 以内で歪
    んだCuAu型規則構造を有することを特徴とする請求
    項1から6のいずれか1項記載の磁気センサと磁気セン
    サ及びその製造方法。
JP01524899A 1999-01-25 1999-01-25 磁気センサ及びその製造方法 Expired - Fee Related JP4033572B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01524899A JP4033572B2 (ja) 1999-01-25 1999-01-25 磁気センサ及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01524899A JP4033572B2 (ja) 1999-01-25 1999-01-25 磁気センサ及びその製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2000215413A true JP2000215413A (ja) 2000-08-04
JP2000215413A5 JP2000215413A5 (ja) 2006-02-09
JP4033572B2 JP4033572B2 (ja) 2008-01-16

Family

ID=11883564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01524899A Expired - Fee Related JP4033572B2 (ja) 1999-01-25 1999-01-25 磁気センサ及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4033572B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7443636B2 (en) 2004-11-10 2008-10-28 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic head having layered film with tilted crystalline grain structure
JP2008277834A (ja) * 2007-05-02 2008-11-13 Magic Technologies Inc 磁場角センサおよび磁気トンネル接合素子並びに磁場角センサの製造方法
US11726150B2 (en) 2021-01-25 2023-08-15 Tdk Corporation Magnetic sensor
US11860251B2 (en) 2021-01-18 2024-01-02 Tdk Corporation Magnetic sensor
DE102023108388A1 (de) * 2023-03-31 2024-10-02 Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Körperschaft des öffentlichen Rechts Spannungsbeeinflussungseinrichtung zum Erzeugen einer lokalen Veränderung einer inneren mechanischen Spannung
CN119199666A (zh) * 2024-09-30 2024-12-27 中国南方电网有限责任公司 面外垂直各向异性隧道磁电阻传感器及其制备方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7443636B2 (en) 2004-11-10 2008-10-28 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic head having layered film with tilted crystalline grain structure
JP2008277834A (ja) * 2007-05-02 2008-11-13 Magic Technologies Inc 磁場角センサおよび磁気トンネル接合素子並びに磁場角センサの製造方法
US11860251B2 (en) 2021-01-18 2024-01-02 Tdk Corporation Magnetic sensor
US12189003B2 (en) 2021-01-18 2025-01-07 Tdk Corporation Magnetic sensor
US11726150B2 (en) 2021-01-25 2023-08-15 Tdk Corporation Magnetic sensor
US11977136B2 (en) 2021-01-25 2024-05-07 Tdk Corporation Magnetic sensor
US12392845B2 (en) 2021-01-25 2025-08-19 Tdk Corporation Magnetic sensor including electrode disposed on inclined portion whose curvature changes
DE102023108388A1 (de) * 2023-03-31 2024-10-02 Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Körperschaft des öffentlichen Rechts Spannungsbeeinflussungseinrichtung zum Erzeugen einer lokalen Veränderung einer inneren mechanischen Spannung
CN119199666A (zh) * 2024-09-30 2024-12-27 中国南方电网有限责任公司 面外垂直各向异性隧道磁电阻传感器及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4033572B2 (ja) 2008-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6591479B2 (en) Production method for a spin-valve type magnetoresistive element
JP3712933B2 (ja) スピン・バルブ・センサ用3層シード層構造体
JP3180027B2 (ja) スピン・バルブ磁気抵抗センサと、このセンサを使用した磁気記録システム
JP2769092B2 (ja) 磁気抵抗センサ
JP2725977B2 (ja) 磁気抵抗センサ及びその製造方法、磁気記憶システム
JP3033934B2 (ja) スピン・バルブ磁気抵抗素子及び関連する装置
US6127053A (en) Spin valves with high uniaxial anisotropy reference and keeper layers
US5476680A (en) Method for manufacturing granular multilayer mangetoresistive sensor
KR100278420B1 (ko) 개선된 반평행-고정형 스핀 밸브 센서
US6117569A (en) Spin valves with antiferromagnetic exchange pinning and high uniaxial anisotropy reference and keeper layers
US6735058B2 (en) Current-perpendicular-to-plane read head with an amorphous magnetic bottom shield layer and an amorphous nonmagnetic bottom lead layer
US6175477B1 (en) Spin valve sensor with nonmagnetic oxide seed layer
JP2961914B2 (ja) 磁気抵抗効果材料およびその製造方法
JP4033572B2 (ja) 磁気センサ及びその製造方法
JP3619475B2 (ja) 磁性積層膜、磁気記録媒体、磁気抵抗効果積層膜、及び磁気ヘッド
JP3764775B2 (ja) 磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法
JP2007281087A (ja) 積層体、その製造方法及び磁気抵抗効果ヘッド
JPH10214716A (ja) 交換結合膜およびその製造方法並びにそれを用いた磁気抵抗効果素子
JPH0778313A (ja) 磁気記録再生装置
JPH11306521A (ja) 磁気抵抗効果型磁気ヘッド
JPH09199326A (ja) 磁気抵抗効果膜及びその製造方法
JP2001101622A (ja) スピンバルブ型磁気センサを有する磁気ヘッド
JP2000276712A (ja) 磁気記録再生装置
JP2006135345A (ja) 磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法
JP2001126223A (ja) 磁気記録再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051219

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051219

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20051219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070918

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070925

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071023

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101102

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111102

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102

Year of fee payment: 5

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121102

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131102

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees