JPH0354713A - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は強磁性磁気抵抗効果を利用して磁気記憶媒体に
書き込まれた磁気的情報を、読みだす強磁性磁気抵抗効
果素子（以下、ＭＲ素子と略す）を具備した磁気抵抗効
果ヘッド（以下、ＭＲヘッドと略す）に関するものであ
る。

［従来の技術］ 周知のようにＭＲ素子を、磁気記憶媒体に書き込まれた
磁気的情報に対して線形応答性を呈する高効率の再生用
ヘッドとして使用する場合には、ＭＲ素子に流すセンス
電流ＩとＭＲ素子の磁化Ｍのなす角度θ（以下、バイア
ス角度という）を所定の値（望ましくは４５度）に設定
するバイアス手段を具備しなければならない。

上述のバイアス手段としては種々の方法が開示されてい
る。米国特許第３８６４７５１　号には軟磁性バイアス
補助層とＭＲ素子が絶縁層を挾んで積層された構造が開
示されている。この例においては，　ＭＲ素子にセンス
電流を供給して軟磁性バイアス補助層を磁化するととも
に、軟磁性バイアス補助層が発生する磁界でＭＲ素子に
バイアス磁界を印加する方法が示されている。

また、他のバイアス手段として実開昭６０−１５９５１
８号公報には、非品質軟磁性バイアス補助層とＭＲ素子
とが非磁性導体層を挾んで積層された構造が開示されて
いる。この構威では、非品質軟磁性バイアス補助層の比
抵抗がＭＲ素子の比抵抗に比較して著しく高いので、セ
ンス電流の大部分力＜ＭＲ素子を流れ、実効的に非品質
軟磁性バイアス補助層とＭＲ素子が絶縁されている構成
と同等のバイアス効果が得られる。更に、このバイアス
方法では、非品質軟磁性バイアス補助層とＭＲ素子の絶
縁を保つ必要がないため、非磁性導体層の膜厚を薄くし
たコンパクトな磁気抵抗効果ヘッドが形成される。

ところで，前述の構造、即ちＭＲ素子、非磁性導体層及
びバイアス補助層を積層した構造を有するＭＲヘッドに
おいては、バイアス補助層の特性として、飽和磁束密度
が比較的大きく、ＭＲ素子に比べて磁気抵抗変化率が小
さく、比抵抗が大きく、更に軟磁気特住に優れているこ
とが要求される（ザ・ジャーナル・オブ・アプライド・
フイジツクス、Ｔｈｅ　．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐ
ｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，　１９８８年、６３巻、
＝１　０　２　３ページ）。このため、従来バイアス補
助層としてはＣｏＺｒ，　ＣｏＺｒＮｂ，　ＣｏＺｒＭ
ｏ，　ＣｏＺｒＴａ，　ＣｏＴａ等の非晶質軟磁性材料
が用いられていた。

［発明か解決しようとする課題］ しかし、この場合には非品質材料の熱的不安定に起因す
る磁気特性の劣化が生じる。即ち、磁気ヘッドとしての
動作時に、ＭＲヘッドには常時センス電流が流れている
ため、電気抵抗によって肝へッド部の温度が上’ｙＬす
る。このような状態で長期間使用していると非品質軟磁
性材料の磁気特性が次第に劣化して異方性磁界が増加し
、非品質軟磁性体層の磁化が充分に回転せず、良好なバ
イアスレベルを実現できなかった。このため、ＭＲヘッ
ドの線形応答性が損なわれ再／４Ｅ効率が低下するとい
う問題があった。

本発明の目的はＬ記従来技術の欠点をなくし、長期信頼
性に優れ、再生効率の高い磁気抵抗効東ヘッドを提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段１ 上記目的を達成するため、本発明による磁気抵抗効果ヘ
ッドにおいては、強磁性磁気抵抗効果素子と軟磁性体層
とが非磁性導体層を介して積層された構造を有し、ｌｉ
ｊｉ記軟磁性体層がＦｅまたはＦｅを主或分とする合金
とＳｉＯ３又はＳｉＯ３を４三成分とする絶縁体との積
層膜からなるものである。

［原理・作用］ 以下に図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は本発明の原理を説明するための磁気抵抗効果ヘ
ッドの斜視図である。第１図に示したように、ガラス、
フエライト等からなる表面の滑らかな絶縁性基板１上に
ＦｅまたはＦｅを主成分とする合金とＳｉＯ３又はＳｉ
Ｏ３を主成分とする絶縁体との積層膜からなる軟磁性層
（バイアス補助層）２を２基のターゲットを持つスパッ
タリング法又は２基の蒸発源を持つ真空蒸着法で蒸発さ
せ、２基の蒸発源のシャッターを交互に開閉したり、あ
るいは基板ｌを、２基の蒸発源上を交互に通過させるこ
とによって形成する。次に、ボ１記軟磁性層２上にスバ
ッタ法あるいは蒸着法により、Ｔｉ，　Ｍｏ，Ｃｒ，　
Ｔａ等の非磁性導体層３を形或する。更に、前記非磁性
導体層３上にＮｉＦｅ，　ＮｉＣｏ等の強磁性体からな
るＭＲｉ子４を前記非磁性導体層３と同様の方法で形成
する。ここで５はＭＲ素子４，非磁性導体層３に通電す
るための端子である。

軟磁性バイアス補助層として、非品質材料の代わりに結
晶性の合金材料を用いれば熱的不安定性は改祷されるが
、通常の合金材料は比抵抗力（ＭＲ素子部に用いられて
いるＮｉＦｅ合金，　Ｎｉ（’ｏ合金等と同程度である
ため、センス電流がバイアス補助杏にも分流してしまい
、ヘッドの再生効率を低下させてしまう。また、Ｃｏ，
　Ｎｉ等の元素を含む材料は比較的大きな磁気抵抗変化
を示すため、ノイズの原因となる。本発明者らは以上の
検討を含め、種々の金属系軟磁性材料を蒸着法あるいは
スバツタ法で薄膜化して特性を測定し、［’ｅ／ＳｉＯ
，積層膜がバイアス補助層として適していることを見い
だした。

Ｆｅ薄膜は飽和磁束密度が大きく、磁気抵抗効果も小さ
いが、単層では比抵抗が小さく、充分な軟磁気特性が得
られないため、軟磁性バイアス層としては不適当である
。しかし，　Ｆｅ薄膜を非磁性層と積層すると軟磁気特
性が大きく改青される。このとき、非磁性層としてＳｉ
Ｏ３のような電気的絶縁材料を用いると、積層膜全体の
比抵抗が大きくなり、軟磁性バイアス層に適した特性が
得られる。

さらに、Ｆ　ｅ　＋　Ｓ　ＩＯ　＋積層膜は各層間の相
亙拡散が小さく、温度上昇に対しても安定である。

〔実施例］ 以下に本発明の実施例を図によって説明する。

ガラス基板ｌ上に、Ｆｅ，　Ｓｉ帆の２基のターゲット
を用いたスパッタ法によりＦｅ層、ＳｉＯ３層の１層の
厚さがそれぞれ５０人で、全体の厚さが３０ＯＡの積層
膜からなるバイアス補助層２を形成した。次に、蒸着法
を用いて、非磁性導体となる膜厚２００人のＴｉ膜（非
磁性導体層）３を前記バイアス補助層２上に成膜した。

この上に、同じく蒸着法を用いてＭＲ素子４となる膜厚
４００入のパーマロイ（Ｎｉ８２％−Ｆｅ　１８％重量
％）膜を成膜した。尚、蒸着中には１０００　ｅの磁界
を永久磁石で印加し、パーマロイ膜上に一軸異方性を付
与した。その後、この積層体上に所定のフォトレジスト
パターンを形成し、Ａｒガス雰囲気でイオンエッチング
を行い、長さ５０Ｈ，幅５ｐｍの矩形状のパターンに加
工した。ついで、前述の積層体にセンス電流を供給する
端子５をＴｉとＡｕの積層膜を用いて形成し、これを実
施例とした。一方、バイアス補助層としてＣｏＺｒＭｏ
膜を用いたＭＲヘッドを実施例とまったく同様にして作
成してこれを比較例とした。

以上実施例及び比較例のＭＲヘッドにセンス電流１０ｍ
Ａを流して１０ｍＡを流して外部磁界を印加し、磁気抵
抗変化率を測定した。次に上記２つのＭＲヘッドにｌｏ
ｍＡのセンス電流を流して外部磁場に対する規格化感度
を測定した。測定開始直後の感度は２つのヘッドとも０
，０３／Ｏｅとほぼ同じ値であったが、そのままセンス
電流を流し続け、時間による感度の低下を測定した。測
定結果を第２図に示す。第２図から明らかなように、実
施例によるＭＲヘッドは長期間使用しても感度の低下が
見られず、安定した性能を有していることが分かる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の磁気抵抗効果ヘッドによれば、長
期信頼性に優れ、再生効率の高い磁気抵抗効果ヘッドを
得ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の磁気抵抗効果ヘッドの構造を示す斜視
図、第２図はＭＲヘッドの再生感度の時間変化を示す図
である。 ■・・・非磁性基板　　　　　２・・・バイアス補助層
３・・・非磁性導体層　　　　４・・・磁気抵抗効果素
子５・・・端子 第１ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）強磁性磁気抵抗効果素子と軟磁性体層とが非磁性
   導体層を介して積層された構造を有し、前記軟磁性体層
   がＦｅまたはＦｅを主成分とする合金とＳｉＯ＿２又は
   ＳｉＯ＿３を主成分とする絶縁体との積層膜からなるこ
   とを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。