JP2000306218A - 磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録再生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録
再生装置に関し、ヘッドノイズを低減して良好なヘッド
特性を得ることができ、書き込みヘッドのうねりを防止
して記録再生特性の劣化を防止し得、良好な硬磁気特性
を得ることができる磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録
再生装置を実現することを目的とする。 【解決手段】 磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果膜に磁
化安定化バイアス磁界を印加する安定化バイアス層と、
安定化バイアス層の下地層を構成する強磁性体とを備
え、強磁性体はFeからなり、1.3 〜2.5 ｎｍの膜厚を有
するように構成する。
再生装置に関し、ヘッドノイズを低減して良好なヘッド
特性を得ることができ、書き込みヘッドのうねりを防止
して記録再生特性の劣化を防止し得、良好な硬磁気特性
を得ることができる磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録
再生装置を実現することを目的とする。 【解決手段】 磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果膜に磁
化安定化バイアス磁界を印加する安定化バイアス層と、
安定化バイアス層の下地層を構成する強磁性体とを備
え、強磁性体はFeからなり、1.3 〜2.5 ｎｍの膜厚を有
するように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気抵抗効果型ヘッ
ド及び磁気記録再生装置に係り、特に磁気抵抗効果膜に
磁化安定化バイアス磁界を印加する安定化バイアス層を
用いる磁気抵抗効果型ヘッド及びこのような磁気抵抗効
果型ヘッドを備えた磁気記録再生装置に関する。
ド及び磁気記録再生装置に係り、特に磁気抵抗効果膜に
磁化安定化バイアス磁界を印加する安定化バイアス層を
用いる磁気抵抗効果型ヘッド及びこのような磁気抵抗効
果型ヘッドを備えた磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、従来の磁気抵抗効果型ヘッドの
要部を示す断面図である。同図に示す如く、従来の磁気
抵抗効果型ヘッドでは、矩形の磁気抵抗効果素子１が素
子端子３に接続され、磁気抵抗効果素子（スピンバルブ
素子）１及び素子端子３の上下は夫々アルミナ（Al2O3)
層４，５により絶縁されている。又、これらのアルミナ
層４，５の上下両側は、図示を省略する２つの軟磁性体
（NiFe) によりシールドされている。
要部を示す断面図である。同図に示す如く、従来の磁気
抵抗効果型ヘッドでは、矩形の磁気抵抗効果素子１が素
子端子３に接続され、磁気抵抗効果素子（スピンバルブ
素子）１及び素子端子３の上下は夫々アルミナ（Al2O3)
層４，５により絶縁されている。又、これらのアルミナ
層４，５の上下両側は、図示を省略する２つの軟磁性体
（NiFe) によりシールドされている。
【０００３】再生素子は、再生出力安定化のために縦バ
イアス印加層７を備えており、この縦バイアス印加層７
には硬磁性体が用いられている。この硬磁性体の下地と
して、ｂｃｃ結晶構造の薄膜を用いることで、硬磁気特
性を向上できることが知られている。例えば、特開平９
- ９７４０９号公報では、硬磁性体の下地にｂｃｃ結晶
構造の薄膜を用いて、再生出力の安定化を向上すること
が提案されている。この場合の再生出力安定化の向上
は、Fe等の強磁性体がスピンバルブ素子のフリー層と交
換結合するための考えられている。例えば、１０ｎｍの
Feや１０ｎｍのFeCrの下地にCoCrPtからなる硬磁性体を
用いた場合、磁界が１０００〜１２００Oeとなり、バル
クハウゼンノイズを効果的に抑制できる。
イアス印加層７を備えており、この縦バイアス印加層７
には硬磁性体が用いられている。この硬磁性体の下地と
して、ｂｃｃ結晶構造の薄膜を用いることで、硬磁気特
性を向上できることが知られている。例えば、特開平９
- ９７４０９号公報では、硬磁性体の下地にｂｃｃ結晶
構造の薄膜を用いて、再生出力の安定化を向上すること
が提案されている。この場合の再生出力安定化の向上
は、Fe等の強磁性体がスピンバルブ素子のフリー層と交
換結合するための考えられている。例えば、１０ｎｍの
Feや１０ｎｍのFeCrの下地にCoCrPtからなる硬磁性体を
用いた場合、磁界が１０００〜１２００Oeとなり、バル
クハウゼンノイズを効果的に抑制できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】硬磁性体として用いら
れるCoCrPtは、比抵抗が６０〜８０μΩｃｍと高い。こ
のため、磁気抵抗効果型ヘッド全体としての抵抗値が大
きくなってしまい、ヘッドノイズ（ホワイトノイズ）の
原因となり、ヘッド特性が低下するという問題があっ
た。
れるCoCrPtは、比抵抗が６０〜８０μΩｃｍと高い。こ
のため、磁気抵抗効果型ヘッド全体としての抵抗値が大
きくなってしまい、ヘッドノイズ（ホワイトノイズ）の
原因となり、ヘッド特性が低下するという問題があっ
た。
【０００５】又、硬磁性体として用いられるCoC ｒPtの
残留磁化は低く、十分なヘッド特性を得るためには、膜
厚を大きくする必要があった。しかし、硬磁性体の膜厚
を大きくすると、書き込みヘッドにうねりが生じて、記
録再生特性を低下させてしまうと言う問題もあった。更
に、磁束密度の高いCoPtを硬磁性体として用い、且つ、
特開平９- ９７４０９号公報で提案されているｂｃｃ結
晶構造の強磁性下地膜を用いた場合には、図２に示すよ
うに、良好な硬磁気特性を得ることは難しいという問題
もあった。同図は、Fe層を３ｎｍ、CoPt層を１０ｎｍと
した場合のｂｃｃ結晶構造の強磁性下地膜の特性を示す
図であり、縦軸は磁化（Gauss)、横軸は磁界（Oe) を示
す。
残留磁化は低く、十分なヘッド特性を得るためには、膜
厚を大きくする必要があった。しかし、硬磁性体の膜厚
を大きくすると、書き込みヘッドにうねりが生じて、記
録再生特性を低下させてしまうと言う問題もあった。更
に、磁束密度の高いCoPtを硬磁性体として用い、且つ、
特開平９- ９７４０９号公報で提案されているｂｃｃ結
晶構造の強磁性下地膜を用いた場合には、図２に示すよ
うに、良好な硬磁気特性を得ることは難しいという問題
もあった。同図は、Fe層を３ｎｍ、CoPt層を１０ｎｍと
した場合のｂｃｃ結晶構造の強磁性下地膜の特性を示す
図であり、縦軸は磁化（Gauss)、横軸は磁界（Oe) を示
す。
【０００６】そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、ヘ
ッドノイズを低減して良好なヘッド特性を得ることがで
き、書き込みヘッドのうねりを防止して記録再生特性の
劣化を防止し得、良好な硬磁気特性を得ることができる
磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録再生装置を提供する
ことを目的とする。
ッドノイズを低減して良好なヘッド特性を得ることがで
き、書き込みヘッドのうねりを防止して記録再生特性の
劣化を防止し得、良好な硬磁気特性を得ることができる
磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録再生装置を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、磁気抵抗
効果素子の磁気抵抗効果膜に磁化安定化バイアス磁界を
印加する安定化バイアス層と、該安定化バイアス層の下
地層を構成する強磁性体とを備え、該強磁性体はFeから
なり、1.3 〜2.5 ｎｍの膜厚を有する磁気抵抗効果型ヘ
ッドにより達成できる。本発明になる磁気抵抗効果型ヘ
ッドによれば、ヘッドノイズを低減して良好なヘッド特
性を得ることができ、書き込みヘッドのうねりを防止し
て記録再生特性の劣化を防止し得、良好な硬磁気特性を
得ることができる。
効果素子の磁気抵抗効果膜に磁化安定化バイアス磁界を
印加する安定化バイアス層と、該安定化バイアス層の下
地層を構成する強磁性体とを備え、該強磁性体はFeから
なり、1.3 〜2.5 ｎｍの膜厚を有する磁気抵抗効果型ヘ
ッドにより達成できる。本発明になる磁気抵抗効果型ヘ
ッドによれば、ヘッドノイズを低減して良好なヘッド特
性を得ることができ、書き込みヘッドのうねりを防止し
て記録再生特性の劣化を防止し得、良好な硬磁気特性を
得ることができる。
【０００８】この場合、前記安定化バイアス層は、Co系
の合金又はCoPt合金からなる構成でも良い。上記の課題
は、磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果膜に磁化安定化バ
イアス磁界を印加する安定化バイアス層と、該安定化バ
イアス層の下地層を構成する強磁性体とを備え、該強磁
性体は、Co，Ni，Cr，Nb，Mo，Ta，V ，W からなるグル
ープから選択された少なくとも１つの元素が添加された
Fe合金からなり、2.5 〜4.9ｎｍの膜厚を有する磁気抵
抗効果型ヘッドによっても達成できる。本発明になる磁
気抵抗効果型ヘッドによれば、ヘッドノイズを低減して
良好なヘッド特性を得ることができ、書き込みヘッドの
うねりを防止して記録再生特性の劣化を防止し得、良好
な硬磁気特性を得ることができる。
の合金又はCoPt合金からなる構成でも良い。上記の課題
は、磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果膜に磁化安定化バ
イアス磁界を印加する安定化バイアス層と、該安定化バ
イアス層の下地層を構成する強磁性体とを備え、該強磁
性体は、Co，Ni，Cr，Nb，Mo，Ta，V ，W からなるグル
ープから選択された少なくとも１つの元素が添加された
Fe合金からなり、2.5 〜4.9ｎｍの膜厚を有する磁気抵
抗効果型ヘッドによっても達成できる。本発明になる磁
気抵抗効果型ヘッドによれば、ヘッドノイズを低減して
良好なヘッド特性を得ることができ、書き込みヘッドの
うねりを防止して記録再生特性の劣化を防止し得、良好
な硬磁気特性を得ることができる。
【０００９】この場合、前記強磁性体は、Cr組成が１０
〜２０a ｔ％のFeCr合金からなる構成であっても良い。
上記の課題は、磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果膜に磁
化安定化バイアス磁界を印加する安定化バイアス層と、
該安定化バイアス層の下地層を構成する強磁性体とを備
え、該強磁性体は、Pt，Pd，Ir，Rh，Ru，Auからなるグ
ループから選択された少なくとも１つの元素が添加され
たFe合金からなる磁気抵抗効果型ヘッドによっても達成
できる。本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドによれば、
ヘッドノイズを低減して良好なヘッド特性を得ることが
でき、書き込みヘッドのうねりを防止して記録再生特性
の劣化を防止し得、良好な硬磁気特性を得ることができ
る。
〜２０a ｔ％のFeCr合金からなる構成であっても良い。
上記の課題は、磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果膜に磁
化安定化バイアス磁界を印加する安定化バイアス層と、
該安定化バイアス層の下地層を構成する強磁性体とを備
え、該強磁性体は、Pt，Pd，Ir，Rh，Ru，Auからなるグ
ループから選択された少なくとも１つの元素が添加され
たFe合金からなる磁気抵抗効果型ヘッドによっても達成
できる。本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドによれば、
ヘッドノイズを低減して良好なヘッド特性を得ることが
でき、書き込みヘッドのうねりを防止して記録再生特性
の劣化を防止し得、良好な硬磁気特性を得ることができ
る。
【００１０】この場合、前記強磁性体は、Pt組成が１〜
２５at％のFePt合金からなる構成であっても良い。又、
前記強磁性体は2.5 ｎｍ以上の膜厚を有する構成であっ
ても良い。更に、前記安定化バイアス層は、CoPt合金か
らなる構成であっても良い。上記の課題は、磁気抵抗効
果素子の磁気抵抗効果膜に磁化安定化バイアス磁界を印
加する安定化バイアス層と、該安定化バイアス層の下地
層を構成する強磁性体とを備え、該強磁性体は、Pt，P
d，Ir，Rh，Ru，Auからなるグループから選択された少
なくとも１つの元素が添加されたFeCo合金、FeCoNi合金
又はFeNi合金からなる磁気抵抗効果型ヘッドによっても
達成できる。
２５at％のFePt合金からなる構成であっても良い。又、
前記強磁性体は2.5 ｎｍ以上の膜厚を有する構成であっ
ても良い。更に、前記安定化バイアス層は、CoPt合金か
らなる構成であっても良い。上記の課題は、磁気抵抗効
果素子の磁気抵抗効果膜に磁化安定化バイアス磁界を印
加する安定化バイアス層と、該安定化バイアス層の下地
層を構成する強磁性体とを備え、該強磁性体は、Pt，P
d，Ir，Rh，Ru，Auからなるグループから選択された少
なくとも１つの元素が添加されたFeCo合金、FeCoNi合金
又はFeNi合金からなる磁気抵抗効果型ヘッドによっても
達成できる。
【００１１】上記の課題は、上記の如き構成の磁気抵抗
効果型ヘッドを備えた磁気記録再生装置によっても達成
できる。本発明になる磁気記録再生装置によれば、ヘッ
ドノイズを低減して良好なヘッド特性を得ることがで
き、書き込みヘッドのうねりを防止して記録再生特性の
劣化を防止し得、良好な硬磁気特性を得ることができ
る。
効果型ヘッドを備えた磁気記録再生装置によっても達成
できる。本発明になる磁気記録再生装置によれば、ヘッ
ドノイズを低減して良好なヘッド特性を得ることがで
き、書き込みヘッドのうねりを防止して記録再生特性の
劣化を防止し得、良好な硬磁気特性を得ることができ
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図３以降と共に、本発明の
実施例を説明する。
実施例を説明する。
【００１３】
【実施例】先ず、本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドの
第１実施例を説明する。図３は、磁気抵抗効果型ヘッド
の第１実施例の製造工程を説明する断面図であり、図４
は、磁気抵抗効果型ヘッドの第１実施例の要部を示す断
面図である。図３において、FeZrN からなる下部シール
ド層１０は、スパッタ法により基板（図示せず）上に例
えば２μｍの膜厚で形成される。この磁気シールド層１
０の上には、アルミナ（Al2O3)からなる下部ギャップ層
１１が例えば５０ｎｍの膜厚で形成される。下部ギャッ
プ層１１の上には、磁気抵抗効果素子（スピンバルブ素
子）１２が形成される。この磁気抵抗効果素子１２は、
括弧内の数値が膜厚をｎｍで示すものとすると、Ta(5)/
NiFe(2)/CoFeB(1.5)/Cu(3)/CoFeB(2)/PdPtMn(20)/Ta(6)
ｎｍからなる。尚、磁気抵抗効果素子１２は、スピンパ
ルブ素子に限定されず、AMR ，TMR 等の磁気抵抗効果素
子であっても良いことは、言うまでもない。
第１実施例を説明する。図３は、磁気抵抗効果型ヘッド
の第１実施例の製造工程を説明する断面図であり、図４
は、磁気抵抗効果型ヘッドの第１実施例の要部を示す断
面図である。図３において、FeZrN からなる下部シール
ド層１０は、スパッタ法により基板（図示せず）上に例
えば２μｍの膜厚で形成される。この磁気シールド層１
０の上には、アルミナ（Al2O3)からなる下部ギャップ層
１１が例えば５０ｎｍの膜厚で形成される。下部ギャッ
プ層１１の上には、磁気抵抗効果素子（スピンバルブ素
子）１２が形成される。この磁気抵抗効果素子１２は、
括弧内の数値が膜厚をｎｍで示すものとすると、Ta(5)/
NiFe(2)/CoFeB(1.5)/Cu(3)/CoFeB(2)/PdPtMn(20)/Ta(6)
ｎｍからなる。尚、磁気抵抗効果素子１２は、スピンパ
ルブ素子に限定されず、AMR ，TMR 等の磁気抵抗効果素
子であっても良いことは、言うまでもない。
【００１４】次に、磁気抵抗効果素子１２上に、例えば
幅１μｍで高さが３μｍのレジスト膜１３をパターニン
グにより形成し、このレジスト膜１３をマスクにしてド
ライエッチングにより、磁気抵抗効果素子１２を下部ギ
ャップ層１１が露出するまでエッチングする。この状態
で、図４に示すように、露出した下部ギャップ層１１上
に、例えば１.6ｎｍのFeからなる強磁性下地層１５と、
例えば３０ｎｍのCoPtからなる硬磁性層１６を順次形成
する。この硬磁性層１６は、磁気抵抗効果素子１２の磁
気抵抗効果膜に磁化安定化バイアス磁界を印加するため
の安定化バイアス層を構成する。硬磁性層１６の膜厚
は、磁気抵抗効果素子１２のフリー層の磁化に対して約
１〜７倍程度の残留磁化を有するように設定することが
望ましい。
幅１μｍで高さが３μｍのレジスト膜１３をパターニン
グにより形成し、このレジスト膜１３をマスクにしてド
ライエッチングにより、磁気抵抗効果素子１２を下部ギ
ャップ層１１が露出するまでエッチングする。この状態
で、図４に示すように、露出した下部ギャップ層１１上
に、例えば１.6ｎｍのFeからなる強磁性下地層１５と、
例えば３０ｎｍのCoPtからなる硬磁性層１６を順次形成
する。この硬磁性層１６は、磁気抵抗効果素子１２の磁
気抵抗効果膜に磁化安定化バイアス磁界を印加するため
の安定化バイアス層を構成する。硬磁性層１６の膜厚
は、磁気抵抗効果素子１２のフリー層の磁化に対して約
１〜７倍程度の残留磁化を有するように設定することが
望ましい。
【００１５】その後、硬磁性層１６の上に、例えば８０
ｎｍのTaからなる素子端子１７が形成され、レジスト層
１３が除去された後に例えば５０ｎｍのアルミナからな
る上部ギャップ層１８及び例えば２μｍのFeZrN からな
る上部シールド層１９等が形成される。その他の磁気抵
抗効果型ヘッドの製造工程は、周知の工程を使用し得る
ため、本明細書ではその図示及び説明は省略する。
ｎｍのTaからなる素子端子１７が形成され、レジスト層
１３が除去された後に例えば５０ｎｍのアルミナからな
る上部ギャップ層１８及び例えば２μｍのFeZrN からな
る上部シールド層１９等が形成される。その他の磁気抵
抗効果型ヘッドの製造工程は、周知の工程を使用し得る
ため、本明細書ではその図示及び説明は省略する。
【００１６】尚、硬磁性層１６は、CoPtからなる構成で
あっても、Co系の合金からなる構成であっても良い。Fe
強磁性下地層１５の磁化は例えば２２ｋGauss であり、
CoPt硬磁性層１６の磁化は例えば１４ｋGauss である。
次に、本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドの第２実施例
を説明する。本実施例では、磁気抵抗効果型ヘッドの基
本構成は、上記第１実施例と同じであるため、その図示
は省略する。本実施例は、強磁性下地層１５を、Feの代
わりにFeCrで構成し、強磁性下地層１５の膜厚を例えば
４ｎｍに設定する点が上記第１実施例と異なる。
あっても、Co系の合金からなる構成であっても良い。Fe
強磁性下地層１５の磁化は例えば２２ｋGauss であり、
CoPt硬磁性層１６の磁化は例えば１４ｋGauss である。
次に、本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドの第２実施例
を説明する。本実施例では、磁気抵抗効果型ヘッドの基
本構成は、上記第１実施例と同じであるため、その図示
は省略する。本実施例は、強磁性下地層１５を、Feの代
わりにFeCrで構成し、強磁性下地層１５の膜厚を例えば
４ｎｍに設定する点が上記第１実施例と異なる。
【００１７】図５は、上記第１及び第２実施例における
CoPt硬磁性層１６の磁気特性を示す図である。同図中、
縦軸は磁界Hc（Oe) を示し、横軸は強磁性下地層１５の
膜厚（ｎｍ）を示す。同図において、特性I は第１実施
例の、強磁性下地層１５がFeからなる場合を示し、特性
IIは第２実施例の、強磁性下地層１５がFeCrからなる場
合を示し、CoPt硬磁性層１８の膜厚は１０ｎｍであるも
のとする。特性I から、第１実施例におけるFe強磁性下
地層１５の膜厚の最適値は、1.3 〜2.5 ｎｍであること
がわかる。又、第２実施例におけるFeCr強磁性下地層１
５の膜厚の最適値は、2.5 ｎｍ以上であることがわか
る。
CoPt硬磁性層１６の磁気特性を示す図である。同図中、
縦軸は磁界Hc（Oe) を示し、横軸は強磁性下地層１５の
膜厚（ｎｍ）を示す。同図において、特性I は第１実施
例の、強磁性下地層１５がFeからなる場合を示し、特性
IIは第２実施例の、強磁性下地層１５がFeCrからなる場
合を示し、CoPt硬磁性層１８の膜厚は１０ｎｍであるも
のとする。特性I から、第１実施例におけるFe強磁性下
地層１５の膜厚の最適値は、1.3 〜2.5 ｎｍであること
がわかる。又、第２実施例におけるFeCr強磁性下地層１
５の膜厚の最適値は、2.5 ｎｍ以上であることがわか
る。
【００１８】このように、上記第１及び第２実施例によ
れば、最適な膜厚のFe又はFeCr強磁性下地層１５を用い
ることで、硬磁性層１６の磁気特性を向上することがで
きる。又、強磁性下地層１５にFeCrを用いると、Feを用
いた場合と比較すると、最適な膜厚の範囲を更に広げる
ことができる。又、硬磁性層１６にCoPtを用いること
で、CoCrPtを用いた場合と比較すると、膜厚を減少させ
ることができ、これにより書き込みヘッドにうねりを生
じたりすることもなく、ノイズの少ない安定した磁気抵
抗効果型ヘッドを実現することができる。又、磁気抵抗
効果型ヘッドの歩留まりも向上できる。
れば、最適な膜厚のFe又はFeCr強磁性下地層１５を用い
ることで、硬磁性層１６の磁気特性を向上することがで
きる。又、強磁性下地層１５にFeCrを用いると、Feを用
いた場合と比較すると、最適な膜厚の範囲を更に広げる
ことができる。又、硬磁性層１６にCoPtを用いること
で、CoCrPtを用いた場合と比較すると、膜厚を減少させ
ることができ、これにより書き込みヘッドにうねりを生
じたりすることもなく、ノイズの少ない安定した磁気抵
抗効果型ヘッドを実現することができる。又、磁気抵抗
効果型ヘッドの歩留まりも向上できる。
【００１９】次に、本発明になる磁気抵抗効果型ヘッド
の第３実施例を説明する。本実施例では、磁気抵抗効果
型ヘッドの基本構成は、上記第１実施例と同じであるた
め、その図示は省略する。本実施例は、強磁性下地層１
５を、Feの代わりに、Co，Ni，Cr，Nb，Mo，Ta，V ，W
からなるグループから選択された少なくとも１つの元素
が添加されたFe合金で構成し、強磁性下地層１５の膜厚
を2.5 〜4.9 ｎｍに設定する点が上記第１実施例と異な
る。
の第３実施例を説明する。本実施例では、磁気抵抗効果
型ヘッドの基本構成は、上記第１実施例と同じであるた
め、その図示は省略する。本実施例は、強磁性下地層１
５を、Feの代わりに、Co，Ni，Cr，Nb，Mo，Ta，V ，W
からなるグループから選択された少なくとも１つの元素
が添加されたFe合金で構成し、強磁性下地層１５の膜厚
を2.5 〜4.9 ｎｍに設定する点が上記第１実施例と異な
る。
【００２０】尚、強磁性下地層１５をFeCr合金で構成す
る場合、Cr組成は好ましくは１０〜２０at％である。次
に、本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドの第４実施例を
説明する。本実施例では、磁気抵抗効果型ヘッドの基本
構成は、上記第１実施例と同じであるため、その図示は
省略する。本実施例は、強磁性下地層１５を、Feの代わ
りに、Pt，Pd，Ir，Rh，Ru，Auからなるグループから選
択された少なくとも１つの元素が添加されたFe合金で構
成し、強磁性下地層１５の膜厚を2.5 ｎｍ以上に設定す
る点が上記第１実施例と異なる。
る場合、Cr組成は好ましくは１０〜２０at％である。次
に、本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドの第４実施例を
説明する。本実施例では、磁気抵抗効果型ヘッドの基本
構成は、上記第１実施例と同じであるため、その図示は
省略する。本実施例は、強磁性下地層１５を、Feの代わ
りに、Pt，Pd，Ir，Rh，Ru，Auからなるグループから選
択された少なくとも１つの元素が添加されたFe合金で構
成し、強磁性下地層１５の膜厚を2.5 ｎｍ以上に設定す
る点が上記第１実施例と異なる。
【００２１】尚、強磁性下地層１５をFePt合金で構成す
る場合、Pt組成は好ましくは１〜２５at％である。図６
は、上記第４実施例におけるCoPt硬磁性層１６の磁気特
性を示す図である。同図中、縦軸は磁界Hc（Oe) を示
し、横軸は強磁性下地層１５の膜厚（ｎｍ）を示す。Co
Pt硬磁性層１８の膜厚は、２０ｎｍであるものとする。
同図において、特性IVは第４実施例の、強磁性下地層１
５がFePtからなる場合を示し、第４実施例におけるFePt
強磁性下地層１５の膜厚の最適値は、2.5 ｎｍ以上であ
ることがわかる。このように、強磁性下地層１５にFePt
を用いると、Feを用いた場合と比較すると、最適な膜厚
の範囲を更に広げることができる。
る場合、Pt組成は好ましくは１〜２５at％である。図６
は、上記第４実施例におけるCoPt硬磁性層１６の磁気特
性を示す図である。同図中、縦軸は磁界Hc（Oe) を示
し、横軸は強磁性下地層１５の膜厚（ｎｍ）を示す。Co
Pt硬磁性層１８の膜厚は、２０ｎｍであるものとする。
同図において、特性IVは第４実施例の、強磁性下地層１
５がFePtからなる場合を示し、第４実施例におけるFePt
強磁性下地層１５の膜厚の最適値は、2.5 ｎｍ以上であ
ることがわかる。このように、強磁性下地層１５にFePt
を用いると、Feを用いた場合と比較すると、最適な膜厚
の範囲を更に広げることができる。
【００２２】図７は、上記第４実施例におけるCoPt硬磁
性層１８の磁化特性を示す図である。同図中、縦軸は残
留磁化（Gauss)を示し、横軸は強磁性下地層１５の膜厚
（ｎｍ）を示す。同図において、特性V は第１実施例
の、強磁性下地層１５がFeからなる場合を示し、特性VI
は第４実施例の、強磁性下地層１５がFePtからなる場合
を示し、CoPt硬磁性層１８の膜厚は２０ｎｍであるもの
とする。特性VIからも、第４実施例におけるFePt強磁性
下地層１５の膜厚の最適値は2.5 ｎｍ以上であり、Fe強
磁性下地層１５の場合より更に高い磁化が得られること
がわかる。
性層１８の磁化特性を示す図である。同図中、縦軸は残
留磁化（Gauss)を示し、横軸は強磁性下地層１５の膜厚
（ｎｍ）を示す。同図において、特性V は第１実施例
の、強磁性下地層１５がFeからなる場合を示し、特性VI
は第４実施例の、強磁性下地層１５がFePtからなる場合
を示し、CoPt硬磁性層１８の膜厚は２０ｎｍであるもの
とする。特性VIからも、第４実施例におけるFePt強磁性
下地層１５の膜厚の最適値は2.5 ｎｍ以上であり、Fe強
磁性下地層１５の場合より更に高い磁化が得られること
がわかる。
【００２３】図８は、上記第４実施例におけるCoPt硬磁
性層１８の角型比を示す図である。同図中、縦軸は角型
比を示し、横軸は強磁性下地層１５の膜厚（ｎｍ）を示
す。同図において、特性VII は第４実施例の、強磁性下
地層１５がFePtからなる場合を示し、CoPt硬磁性層１８
の膜厚は２０ｎｍであるものとする。特性VII からも、
第４実施例におけるFePt強磁性下地層１５の膜厚の最適
値は2.5 ｎｍ以上であることがわかる。
性層１８の角型比を示す図である。同図中、縦軸は角型
比を示し、横軸は強磁性下地層１５の膜厚（ｎｍ）を示
す。同図において、特性VII は第４実施例の、強磁性下
地層１５がFePtからなる場合を示し、CoPt硬磁性層１８
の膜厚は２０ｎｍであるものとする。特性VII からも、
第４実施例におけるFePt強磁性下地層１５の膜厚の最適
値は2.5 ｎｍ以上であることがわかる。
【００２４】図９は、FeCr，CoCrPt，CoPt，FePtに対す
るアノード分極曲線測定結果、即ち、耐食性を示す図で
ある。同図中、縦軸は孔食電位を示し、横軸は自然電位
を示す。同図からも明らかなように、FePtの耐食性は、
FeCr，CoCrPt，CoPtの耐食性と比較すると高いので、特
に強磁性下地層１５として適していることがわかる。上
記の如く、特開平９−９７４０９号公報では、Feへの添
加元素としてFeの持つbcc 構造を保つために、Cr，Nb，
Mo又はTaというbcc の原子構造を持つ元素を添加してい
た。しかし、Cr以外のこれらの元素は、耐食性やCoPtと
組み合わせた時の磁気特性が良くなかった。
るアノード分極曲線測定結果、即ち、耐食性を示す図で
ある。同図中、縦軸は孔食電位を示し、横軸は自然電位
を示す。同図からも明らかなように、FePtの耐食性は、
FeCr，CoCrPt，CoPtの耐食性と比較すると高いので、特
に強磁性下地層１５として適していることがわかる。上
記の如く、特開平９−９７４０９号公報では、Feへの添
加元素としてFeの持つbcc 構造を保つために、Cr，Nb，
Mo又はTaというbcc の原子構造を持つ元素を添加してい
た。しかし、Cr以外のこれらの元素は、耐食性やCoPtと
組み合わせた時の磁気特性が良くなかった。
【００２５】これに対し、本発明者らは、Pt，Pd等のfc
c の原子構造を持つ元素をFeに添加することで、構造的
にはbcc 構造ではなくなるものの、耐食性やCoPtと組み
合わせた時の磁気特性が著しく向上することを実験的に
確認した。次に、本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドの
第５実施例を説明する。本実施例では、磁気抵抗効果型
ヘッドの基本構成は、上記第１実施例と同じであるた
め、その図示は省略する。本実施例は、強磁性下地層１
５を、Feの代わりに、Pt，Pd，Ir，Rh，Ruからなるグル
ープから選択された少なくとも１つの元素が添加された
FeCo合金、FeCoNi合金又はFeNi合金で構成しする点が上
記第１実施例と異なる。
c の原子構造を持つ元素をFeに添加することで、構造的
にはbcc 構造ではなくなるものの、耐食性やCoPtと組み
合わせた時の磁気特性が著しく向上することを実験的に
確認した。次に、本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドの
第５実施例を説明する。本実施例では、磁気抵抗効果型
ヘッドの基本構成は、上記第１実施例と同じであるた
め、その図示は省略する。本実施例は、強磁性下地層１
５を、Feの代わりに、Pt，Pd，Ir，Rh，Ruからなるグル
ープから選択された少なくとも１つの元素が添加された
FeCo合金、FeCoNi合金又はFeNi合金で構成しする点が上
記第１実施例と異なる。
【００２６】次に、本発明になる磁気記録再生装置の一
実施例を説明する。磁気記録再生装置の実施例では、上
記磁気抵抗型ヘッドの第１〜第５実施例のいずれかを用
いる。図１０は、本実施例で用いる磁気抵抗効果型ヘッ
ドの分解斜視図であり、図１１は、磁気抵抗効果型ヘッ
ドの上部を一部取り除いて示す斜視図である。図１０及
び図１１中、図４と同一部分には同一符号を付し、その
説明は省略する。
実施例を説明する。磁気記録再生装置の実施例では、上
記磁気抵抗型ヘッドの第１〜第５実施例のいずれかを用
いる。図１０は、本実施例で用いる磁気抵抗効果型ヘッ
ドの分解斜視図であり、図１１は、磁気抵抗効果型ヘッ
ドの上部を一部取り除いて示す斜視図である。図１０及
び図１１中、図４と同一部分には同一符号を付し、その
説明は省略する。
【００２７】図１０及び図１１において、引き出し導体
層４０は、図４に示す強磁性下地層１５と、硬磁性層１
６と、素子端子１７とからなる。図１０に示す各層が形
成された後、周知の加工処理により図１１に示す加工面
４１まで削り込むことで、磁気抵抗効果型ヘッドが作成
される。図１１において、４２は電極であり、センス電
流はこの電極４２に印加される。
層４０は、図４に示す強磁性下地層１５と、硬磁性層１
６と、素子端子１７とからなる。図１０に示す各層が形
成された後、周知の加工処理により図１１に示す加工面
４１まで削り込むことで、磁気抵抗効果型ヘッドが作成
される。図１１において、４２は電極であり、センス電
流はこの電極４２に印加される。
【００２８】図１２は、図１０及び図１１に示す磁気抵
抗効果型ヘッドとインダクティブヘッドとが一体的に設
けられた記録再生ヘッド１００の要部を示す斜視図であ
る。図１２中、図１０及び図１１と同一部分には同一符
号を付し、その説明は省略する。この記録再生ヘッド１
００の基本構成自体は、磁気抵抗効果型ヘッドの引き出
し導体層４０の構成を除き、周知の構成を採用し得るの
で、その詳細な説明は省略する。
抗効果型ヘッドとインダクティブヘッドとが一体的に設
けられた記録再生ヘッド１００の要部を示す斜視図であ
る。図１２中、図１０及び図１１と同一部分には同一符
号を付し、その説明は省略する。この記録再生ヘッド１
００の基本構成自体は、磁気抵抗効果型ヘッドの引き出
し導体層４０の構成を除き、周知の構成を採用し得るの
で、その詳細な説明は省略する。
【００２９】図１２において、２１は基板、２２は基板
保護膜、２４は端子、２５は磁気トランスデューサであ
る。又、５１は記録コイル、５２は記録上部磁極、５３
は記録ギャップである。更に、６０は磁気記録媒体であ
り、６１はトラック幅、６２はビット長を示す。磁気抵
抗効果型ヘッドは再生ヘッド部１０１を構成し、インダ
クティブヘッドは記録ヘッド部１０２を構成する。
保護膜、２４は端子、２５は磁気トランスデューサであ
る。又、５１は記録コイル、５２は記録上部磁極、５３
は記録ギャップである。更に、６０は磁気記録媒体であ
り、６１はトラック幅、６２はビット長を示す。磁気抵
抗効果型ヘッドは再生ヘッド部１０１を構成し、インダ
クティブヘッドは記録ヘッド部１０２を構成する。
【００３０】図１３は、磁気記録再生装置の実施例の要
部を示す分解斜視図である。同図中、ハウジング７０内
には、複数の磁気記録媒体６０が設けられており、ハウ
ジング７０上部は、蓋７１がねじ止めされることで封止
される。ハウジング７０内には、複数のアーム７４が設
けられ、各アーム７４の先端には記録再生ヘッド１００
が設けられている。図１３に示す磁気記録再生装置の基
本構成自体も周知の構成を採用し得るので、その詳細な
説明は省略する。
部を示す分解斜視図である。同図中、ハウジング７０内
には、複数の磁気記録媒体６０が設けられており、ハウ
ジング７０上部は、蓋７１がねじ止めされることで封止
される。ハウジング７０内には、複数のアーム７４が設
けられ、各アーム７４の先端には記録再生ヘッド１００
が設けられている。図１３に示す磁気記録再生装置の基
本構成自体も周知の構成を採用し得るので、その詳細な
説明は省略する。
【００３１】尚、本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドが
適用される記録再生ヘッドの構成、及び磁気記録再生装
置の構成は、いずれも上記実施例の構成に限定されるも
のではなく、本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドが適用
可能な構成の記録再生ヘッドや磁気記録再生装置であれ
ば良い。以上、本発明を実施例により説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範
囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまで
もない。
適用される記録再生ヘッドの構成、及び磁気記録再生装
置の構成は、いずれも上記実施例の構成に限定されるも
のではなく、本発明になる磁気抵抗効果型ヘッドが適用
可能な構成の記録再生ヘッドや磁気記録再生装置であれ
ば良い。以上、本発明を実施例により説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範
囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまで
もない。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、ヘッドノイズを低減し
て良好なヘッド特性を得ることができ、書き込みヘッド
のうねりを防止して記録再生特性の劣化を防止し得、良
好な硬磁気特性を得ることができる磁気抵抗効果型ヘッ
ド及び磁気記録再生装置を実現できる。
て良好なヘッド特性を得ることができ、書き込みヘッド
のうねりを防止して記録再生特性の劣化を防止し得、良
好な硬磁気特性を得ることができる磁気抵抗効果型ヘッ
ド及び磁気記録再生装置を実現できる。
【図１】従来の磁気抵抗効果型ヘッドの要部を示す断面
図である。
図である。
【図２】ｂｃｃ結晶構造の強磁性下地膜の特性を示す図
である。
である。
【図３】磁気抵抗効果型ヘッドの第１実施例の製造工程
を説明する断面図である。
を説明する断面図である。
【図４】磁気抵抗効果型ヘッドの第１実施例の要部を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】第１及び第２実施例におけるCoPt硬磁性層の磁
気特性を示す図である。
気特性を示す図である。
【図６】第４実施例におけるCoPt硬磁性層の磁気特性を
示す図である。
示す図である。
【図７】第４実施例におけるCoPt硬磁性層の磁化特性を
示す図である。
示す図である。
【図８】第４実施例におけるCoPt硬磁性層の角型比を示
す図である。
す図である。
【図９】FeCr，CoCrPt，CoPt，FePtの耐食性を示す図で
ある。
ある。
【図１０】本実施例で用いる磁気抵抗効果型ヘッドの分
解斜視図である。
解斜視図である。
【図１１】磁気抵抗効果型ヘッドの上部を一部取り除い
て示す斜視図である。
て示す斜視図である。
【図１２】図１０及び図１１に示す磁気抵抗効果型ヘッ
ドとインダクティブヘッドとが一体的に設けられた記録
再生ヘッドの要部を示す斜視図である。
ドとインダクティブヘッドとが一体的に設けられた記録
再生ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図１３】磁気記録再生装置の実施例の要部を示す分解
斜視図である。
斜視図である。
１０ 下部シールド層 １１ 下部ギャップ層 １２ 磁気抵抗効果素子 １３ レジスト膜 １５ 強磁性下地層 １６ 硬磁性層 １７ 素子端子 １８ 上部ギャップ層 １９ 上部シールド層 ４０ 引き出し導体層 １００ 記録再生ヘッド １０１ 再生ヘッド部 １０２ 記録ヘッド部
Claims (10)
- 【請求項１】 磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果膜に磁
化安定化バイアス磁界を印加する安定化バイアス層と、 該安定化バイアス層の下地層を構成する強磁性体とを備
え、 該強磁性体はFeからなり、1.3 〜2.5 ｎｍの膜厚を有す
る、磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項２】 前記安定化バイアス層は、Co系の合金又
はCoPt合金からなる、請求項１記載の磁気抵抗効果型ヘ
ッド。 - 【請求項３】 磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果膜に磁
化安定化バイアス磁界を印加する安定化バイアス層と、 該安定化バイアス層の下地層を構成する強磁性体とを備
え、 該強磁性体は、Co，Ni，Cr，Nb，Mo，Ta，V ，W からな
るグループから選択された少なくとも１つの元素が添加
されたFe合金からなり、2.5 〜4.9 ｎｍの膜厚を有す
る、磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項４】 前記強磁性体は、Cr組成が１０〜２０a
ｔ％のFeCr合金からなる、請求項３記載の磁気抵抗効果
型ヘッド。 - 【請求項５】 磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果膜に磁
化安定化バイアス磁界を印加する安定化バイアス層と、 該安定化バイアス層の下地層を構成する強磁性体とを備
え、 該強磁性体は、Pt，Pd，Ir，Rh，Ru，Auからなるグルー
プから選択された少なくとも１つの元素が添加されたFe
合金からなる、磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項６】 前記強磁性体は、Pt組成が１〜２５at％
のFePt合金からなる、請求項５記載の磁気抵抗効果型ヘ
ッド。 - 【請求項７】 前記強磁性体は2.5 ｎｍ以上の膜厚を有
する、請求項６記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項８】 前記安定化バイアス層は、CoPt合金から
なる、請求項５〜７のいずれか１項記載の磁気抵抗効果
型ヘッド。 - 【請求項９】 磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果膜に磁
化安定化バイアス磁界を印加する安定化バイアス層と、 該安定化バイアス層の下地層を構成する強磁性体とを備
え、 該強磁性体は、Pt，Pd，Ir，Rh，Ru，Auからなるグルー
プから選択された少なくとも１つの元素が添加されたFe
Co合金、FeCoNi合金又はFeNi合金からなる、磁気抵抗効
果型ヘッド。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項記載の磁
気抵抗効果型ヘッドを備えた、磁気記録再生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112790A JP2000306218A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録再生装置 |
| US09/437,650 US6477020B1 (en) | 1999-04-20 | 1999-11-10 | Magneto-resistive head and magnetic recording and reproducing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11112790A JP2000306218A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録再生装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005069758A Division JP2005235387A (ja) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | 磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録再生装置 |
| JP2005069757A Division JP2005251385A (ja) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | 磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000306218A true JP2000306218A (ja) | 2000-11-02 |
Family
ID=14595590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11112790A Pending JP2000306218A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-20 | 磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録再生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6477020B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000306218A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636400B2 (en) | 2001-09-18 | 2003-10-21 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive head having improved hard biasing characteristics through the use of a multi-layered seed layer including an oxidized tantalum layer and a chromium layer |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002319111A (ja) * | 2001-02-15 | 2002-10-31 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
| TWI222630B (en) * | 2001-04-24 | 2004-10-21 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Magnetoresistive element and magnetoresistive memory device using the same |
| US6822836B2 (en) * | 2002-01-15 | 2004-11-23 | International Business Machines Corporation | Anti-parallel coupled free layer for a GMR sensor for a magnetic head |
| US7428129B2 (en) * | 2004-06-30 | 2008-09-23 | Hitachi Global Storage Technologies Amsterdam | Methods and apparatus for improved hard magnet properties in magnetoresistive read heads using a multi-layered seed layer structure |
| US20110235216A1 (en) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | Tsann Lin | Longitudinal bias stack for a current-perpendicular-to-plane (cpp) read sensor |
| KR102451098B1 (ko) | 2015-09-23 | 2022-10-05 | 삼성전자주식회사 | 자기 메모리 장치 및 이의 제조 방법 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5434826A (en) * | 1994-09-26 | 1995-07-18 | Read-Rite Corporation | Multilayer hard bias films for longitudinal biasing in magnetoresistive transducer |
| JP3990751B2 (ja) | 1995-07-25 | 2007-10-17 | 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
| US6144534A (en) * | 1997-03-18 | 2000-11-07 | Seagate Technology Llc | Laminated hard magnet in MR sensor |
| JP3699802B2 (ja) | 1997-05-07 | 2005-09-28 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果ヘッド |
| JP3253557B2 (ja) * | 1997-05-07 | 2002-02-04 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子とそれを用いた磁気ヘッドおよび磁気記憶装置 |
-
1999
- 1999-04-20 JP JP11112790A patent/JP2000306218A/ja active Pending
- 1999-11-10 US US09/437,650 patent/US6477020B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636400B2 (en) | 2001-09-18 | 2003-10-21 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive head having improved hard biasing characteristics through the use of a multi-layered seed layer including an oxidized tantalum layer and a chromium layer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6477020B1 (en) | 2002-11-05 |
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