JPH06309631A - 磁気抵抗効果型ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果型ヘッドInfo
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- JPH06309631A JPH06309631A JP12218793A JP12218793A JPH06309631A JP H06309631 A JPH06309631 A JP H06309631A JP 12218793 A JP12218793 A JP 12218793A JP 12218793 A JP12218793 A JP 12218793A JP H06309631 A JPH06309631 A JP H06309631A
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Landscapes
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＭＲ素子の信頼性、製造歩留りを高く保ち、
かつ、Ｃｏ系アモルファス膜を横バイアス膜とした場合
でもバルクハウゼン雑音のない磁気抵抗効果型ヘッドを
提供する。 【構成】 磁気抵抗効果膜と横バイアス用軟磁性膜と反
強磁性膜を有する磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、反強
磁性膜が、膜面方向において結晶構造が変化している磁
気抵抗効果型ヘッドとする。更に、横バイアス用軟磁性
膜をＣｏを主成分とした非晶質合金とし、反強磁性膜を
ＦｅＭｎ合金し、この合金の結晶構造が面心立方格子を
含み、この面心立方格子からなる結晶組織が膜内で占め
る割合が膜面方向で変化し、横バイアス用軟磁性膜と反
強磁性膜との間にＮｉとＦｅを主成分とした膜を膜厚方
向に挟み込んだ磁気抵抗効果型ヘッドとする。
かつ、Ｃｏ系アモルファス膜を横バイアス膜とした場合
でもバルクハウゼン雑音のない磁気抵抗効果型ヘッドを
提供する。 【構成】 磁気抵抗効果膜と横バイアス用軟磁性膜と反
強磁性膜を有する磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、反強
磁性膜が、膜面方向において結晶構造が変化している磁
気抵抗効果型ヘッドとする。更に、横バイアス用軟磁性
膜をＣｏを主成分とした非晶質合金とし、反強磁性膜を
ＦｅＭｎ合金し、この合金の結晶構造が面心立方格子を
含み、この面心立方格子からなる結晶組織が膜内で占め
る割合が膜面方向で変化し、横バイアス用軟磁性膜と反
強磁性膜との間にＮｉとＦｅを主成分とした膜を膜厚方
向に挟み込んだ磁気抵抗効果型ヘッドとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体から情報を
読み取るための磁気ヘッドに関し、さらに詳細には磁気
抵抗（以下、ＭＲと称する。）効果により読み取ること
を特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドに関する。
読み取るための磁気ヘッドに関し、さらに詳細には磁気
抵抗（以下、ＭＲと称する。）効果により読み取ること
を特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録媒体からの情報を高い感度で読
み取ることのできる磁気抵抗（ＭＲ）効果を用いた磁気
ヘッドは、ＭＲ素子にバルクハウゼン雑音が生じること
により実用性が制限されていた。この雑音は、ＭＲ素子
中の磁気抵抗効果を生じる部分（ＭＲ層）に複数の磁区
が生じ、ランダムな変化をすることによる。この問題の
解決策は、米国特許第４６６３６８５号の“Magnetores
istive Head Transducer Having Patterned Longitudin
al Bias”に記載されている。これは、ＭＲ層の端部領
域のみに反強磁性体膜による一方向交換結合バイアス磁
界を発生させ、これによってＭＲ層の端部領域を単磁区
化し、この単磁区状態によって読取を行う中央領域での
単磁区状態を誘導する。磁区発生が抑制されるために、
バルクハウゼン雑音は消滅する。さらに、このバルクハ
ウゼン雑音は、ＭＲ層の外部磁界からの応答性能を向上
させるために設けられた軟磁性層（横バイアス用膜）の
磁化状態の不安定性によっても発生することが指摘され
た。この問題の解決策は米国特許第４７１３７０８号に
記載されている。これは前述した反強磁性体膜による一
方向交換結合バイアス磁界をＭＲ層とともに軟磁性層に
も印加し、軟磁性層の磁化の安定化を図るものである。
以上の従来例では、いずれも反強磁性体膜としてＦｅＭ
ｎ合金膜を使用している。ＭＲ層の単磁区化に対して適
当なＦｅＭｎ合金膜としては、米国特許第４１０３３１
５号や同第４７８２４１３号や同第５０１４１４７号な
どに記載されている。これらにおいては、ＦｅＭｎ膜の
組成、膜厚、結晶相について規定している。
み取ることのできる磁気抵抗（ＭＲ）効果を用いた磁気
ヘッドは、ＭＲ素子にバルクハウゼン雑音が生じること
により実用性が制限されていた。この雑音は、ＭＲ素子
中の磁気抵抗効果を生じる部分（ＭＲ層）に複数の磁区
が生じ、ランダムな変化をすることによる。この問題の
解決策は、米国特許第４６６３６８５号の“Magnetores
istive Head Transducer Having Patterned Longitudin
al Bias”に記載されている。これは、ＭＲ層の端部領
域のみに反強磁性体膜による一方向交換結合バイアス磁
界を発生させ、これによってＭＲ層の端部領域を単磁区
化し、この単磁区状態によって読取を行う中央領域での
単磁区状態を誘導する。磁区発生が抑制されるために、
バルクハウゼン雑音は消滅する。さらに、このバルクハ
ウゼン雑音は、ＭＲ層の外部磁界からの応答性能を向上
させるために設けられた軟磁性層（横バイアス用膜）の
磁化状態の不安定性によっても発生することが指摘され
た。この問題の解決策は米国特許第４７１３７０８号に
記載されている。これは前述した反強磁性体膜による一
方向交換結合バイアス磁界をＭＲ層とともに軟磁性層に
も印加し、軟磁性層の磁化の安定化を図るものである。
以上の従来例では、いずれも反強磁性体膜としてＦｅＭ
ｎ合金膜を使用している。ＭＲ層の単磁区化に対して適
当なＦｅＭｎ合金膜としては、米国特許第４１０３３１
５号や同第４７８２４１３号や同第５０１４１４７号な
どに記載されている。これらにおいては、ＦｅＭｎ膜の
組成、膜厚、結晶相について規定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図２に従来のＭＲ素子
の断面図を示す。このうち図２（ａ）は、米国特許第４
６６３６８５号で示されている素子構成である。２２で
示されるＮｉＦｅ系合金膜（ＭＲ膜）には、２１で示さ
れるＦｅＭｎ反強磁性膜により交換結合バイアス磁界
（Ｈex）が印加されるが、２３で示される横バイアス用
膜である軟磁性膜にはＨexは印加されず、バルクハウゼ
ン雑音が発生する。図２（ｂ）は、米国特許第４７１３
７０８号で示されている素子構成である。この場合はＦ
ｅＭｎ反強磁性膜２１によって軟磁性膜２３にＨexが印
加され、そのままＭＲ膜２２にもＨexが印加される構成
である。しかしながら、軟磁性膜をＮｉＦｅを主成分と
した合金とした場合はＨexが印加されるが、Ｃｏを母材
としたアモルファス軟磁性膜を用いた場合にはＨexはゼ
ロである。Ｃｏを母材とした軟磁性膜は、軟磁気特性が
極めて良好であり、かつ、比抵抗が１５０μΩｃｍと高
いことから、横バイアス用膜としては最適である。しか
しながら、図２（ｂ）の構成の素子では、Ｃｏ系アモル
ファス膜には本質的にＦｅＭｎ膜によるＨexがゼロであ
ることからバイアス印加できず、ＭＲ膜にもＨexが印加
されない。結果としてバルクハウゼン雑音の多い素子と
なる。図２（ｃ）、図２（ｄ）は図２（ｂ）と同様の理
由により、Ｃｏ系アモルファス膜を横バイアス用膜に用
いた場合はバルクハウゼン雑音の多い素子となる。図２
（ｅ）は米国特許第４７７１３４０号で示されている素
子構成である。軟磁性膜を短くすることによって軟磁性
膜からの雑音を防ぐ構成となっている。しかしながら、
素子作製プロセスにリフトオフ法を用いる必要があり、
工程が複雑化している。また、素子が膜の構成上貧弱で
あり、製造歩留り、素子信頼性が低い。さらに、反強磁
性膜２１がＭｎを多く含む場合、膜の酸化が著しいた
め、プロセス中に反強磁性膜２１をエッチングなどで加
工する工程がある場合、製造歩留りが低下する。よっ
て、図２（ｅ）の構成は実用性に欠ける。また、反強磁
性膜２１をエッチングなどで加工する工程は図２
（ｂ）、図２（ｃ）の素子にも含まれ、これらの場合も
製造歩留りを低下させる。
の断面図を示す。このうち図２（ａ）は、米国特許第４
６６３６８５号で示されている素子構成である。２２で
示されるＮｉＦｅ系合金膜（ＭＲ膜）には、２１で示さ
れるＦｅＭｎ反強磁性膜により交換結合バイアス磁界
（Ｈex）が印加されるが、２３で示される横バイアス用
膜である軟磁性膜にはＨexは印加されず、バルクハウゼ
ン雑音が発生する。図２（ｂ）は、米国特許第４７１３
７０８号で示されている素子構成である。この場合はＦ
ｅＭｎ反強磁性膜２１によって軟磁性膜２３にＨexが印
加され、そのままＭＲ膜２２にもＨexが印加される構成
である。しかしながら、軟磁性膜をＮｉＦｅを主成分と
した合金とした場合はＨexが印加されるが、Ｃｏを母材
としたアモルファス軟磁性膜を用いた場合にはＨexはゼ
ロである。Ｃｏを母材とした軟磁性膜は、軟磁気特性が
極めて良好であり、かつ、比抵抗が１５０μΩｃｍと高
いことから、横バイアス用膜としては最適である。しか
しながら、図２（ｂ）の構成の素子では、Ｃｏ系アモル
ファス膜には本質的にＦｅＭｎ膜によるＨexがゼロであ
ることからバイアス印加できず、ＭＲ膜にもＨexが印加
されない。結果としてバルクハウゼン雑音の多い素子と
なる。図２（ｃ）、図２（ｄ）は図２（ｂ）と同様の理
由により、Ｃｏ系アモルファス膜を横バイアス用膜に用
いた場合はバルクハウゼン雑音の多い素子となる。図２
（ｅ）は米国特許第４７７１３４０号で示されている素
子構成である。軟磁性膜を短くすることによって軟磁性
膜からの雑音を防ぐ構成となっている。しかしながら、
素子作製プロセスにリフトオフ法を用いる必要があり、
工程が複雑化している。また、素子が膜の構成上貧弱で
あり、製造歩留り、素子信頼性が低い。さらに、反強磁
性膜２１がＭｎを多く含む場合、膜の酸化が著しいた
め、プロセス中に反強磁性膜２１をエッチングなどで加
工する工程がある場合、製造歩留りが低下する。よっ
て、図２（ｅ）の構成は実用性に欠ける。また、反強磁
性膜２１をエッチングなどで加工する工程は図２
（ｂ）、図２（ｃ）の素子にも含まれ、これらの場合も
製造歩留りを低下させる。
【０００４】以上のように、図２に示した従来の素子構
成の場合、横バイアス用膜に軟磁気特性が良好で高抵抗
なＣｏ系アモルファス膜を用いようとすると、反強磁性
膜による交換バイアス磁界を印加することができず、素
子のバルクハウゼン雑音を抑制することができない。ま
た、バルクハウゼン雑音の低い構成の従来素子は製造歩
留り、素子信頼性が低い。本発明は以上の問題点を解決
するためになされたもので、ＭＲ素子の信頼性、製造歩
留りを高く保ち、かつＣｏ系アモルファス膜を横バイア
ス用膜とした場合でもバルクハウゼン雑音のない磁気抵
抗効果型ヘッドを提供することを目的とする。
成の場合、横バイアス用膜に軟磁気特性が良好で高抵抗
なＣｏ系アモルファス膜を用いようとすると、反強磁性
膜による交換バイアス磁界を印加することができず、素
子のバルクハウゼン雑音を抑制することができない。ま
た、バルクハウゼン雑音の低い構成の従来素子は製造歩
留り、素子信頼性が低い。本発明は以上の問題点を解決
するためになされたもので、ＭＲ素子の信頼性、製造歩
留りを高く保ち、かつＣｏ系アモルファス膜を横バイア
ス用膜とした場合でもバルクハウゼン雑音のない磁気抵
抗効果型ヘッドを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気抵抗効果
膜と横バイアス用軟磁性膜と反強磁性膜とを有する磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、反強磁性膜が、膜面方向に
おいて結晶構造が変化していることを特徴とする磁気抵
抗効果型ヘッドである。
膜と横バイアス用軟磁性膜と反強磁性膜とを有する磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、反強磁性膜が、膜面方向に
おいて結晶構造が変化していることを特徴とする磁気抵
抗効果型ヘッドである。
【０００６】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドは、横バイ
アス用軟磁性膜がＣｏとＭ（ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｙ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、
Ｃｕ、Ａｇ、ＡｕおよびＰｔの群から選択される少なく
とも一種類の元素）を主成分とした非晶質合金であり、
反強磁性膜がＦｅＭｎ合金あるいはＦｅＭｎにＴｉ、Ｃ
ｒ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｒｅ、ＯｓおよびＩｒの群から選択される少な
くとも一種類の元素を添加した合金であって、前記反強
磁性膜の結晶構造が面心立方格子を含み、この面心立方
格子からなる結晶組織が膜内で占める割合が膜面方向で
変化することを特徴とし、前記横バイアス用軟磁性膜と
前記反強磁性膜との間にＮｉとＦｅを主成分とした膜、
Ｎｉ膜あるいはＮｉを主成分とした膜を膜厚方向に挟み
込んだ構造を有する磁気抵抗効果型ヘッドであることを
好適とし、また、横バイアス用軟磁性膜がＮｉとＦｅを
主成分とした合金であり、反強磁性膜がＦｅＭｎ合金あ
るいはＦｅＭｎにＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍ
ｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、ＯｓおよびＩ
ｒの群から選択される少なくとも一種類の元素を添加し
た合金であって、前記反強磁性膜の結晶構造が面心立方
格子を含み、この面心立方格子からなる結晶組織が膜内
で占める割合が膜面方向で変化する磁気抵抗効果型ヘッ
ドであることを好適とする。
アス用軟磁性膜がＣｏとＭ（ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚ
ｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｙ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、
Ｃｕ、Ａｇ、ＡｕおよびＰｔの群から選択される少なく
とも一種類の元素）を主成分とした非晶質合金であり、
反強磁性膜がＦｅＭｎ合金あるいはＦｅＭｎにＴｉ、Ｃ
ｒ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、Ｗ、Ｒｅ、ＯｓおよびＩｒの群から選択される少な
くとも一種類の元素を添加した合金であって、前記反強
磁性膜の結晶構造が面心立方格子を含み、この面心立方
格子からなる結晶組織が膜内で占める割合が膜面方向で
変化することを特徴とし、前記横バイアス用軟磁性膜と
前記反強磁性膜との間にＮｉとＦｅを主成分とした膜、
Ｎｉ膜あるいはＮｉを主成分とした膜を膜厚方向に挟み
込んだ構造を有する磁気抵抗効果型ヘッドであることを
好適とし、また、横バイアス用軟磁性膜がＮｉとＦｅを
主成分とした合金であり、反強磁性膜がＦｅＭｎ合金あ
るいはＦｅＭｎにＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍ
ｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、ＯｓおよびＩ
ｒの群から選択される少なくとも一種類の元素を添加し
た合金であって、前記反強磁性膜の結晶構造が面心立方
格子を含み、この面心立方格子からなる結晶組織が膜内
で占める割合が膜面方向で変化する磁気抵抗効果型ヘッ
ドであることを好適とする。
【０００７】さらに上記発明において、反強磁性膜が磁
気抵抗効果膜と横バイアス用軟磁性膜とに膜厚方向で挟
まれた構造を有する磁気抵抗効果型ヘッドであることを
好適とする。
気抵抗効果膜と横バイアス用軟磁性膜とに膜厚方向で挟
まれた構造を有する磁気抵抗効果型ヘッドであることを
好適とする。
【０００８】
【実施例】次に本発明の実施例について説明する。 実施例１ 図１（ａ）は本発明による磁気抵抗効果型ヘッドのＭＲ
素子部の一実施例の断面図である。Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系
のセラミック基板上に図１（ａ）に示す構成のＭＲ素子
を形成した。膜形成はスパッタ法を用い、アルゴンプラ
ズマにより各種合金ターゲットをスパッタして行った。
軟磁性膜１３はＣｏＺｒＭｏアモルファス膜であり、膜
厚は４０ｎｍである。バイアス補助膜１４として膜厚７
ｎｍのＮｉＦｅ膜を形成した。さらにこのＮｉＦｅ膜１
４をパターン化した。図１（ａ）において、１４のパタ
ーン間隔は３μｍである。反強磁性膜１１としてはＦｅ
Ｍｎ膜を１５ｎｍ形成した。これによりＦｅＭｎ膜によ
りバイアス補助膜を介してＣｏＺｒＭｏ膜に印加される
交換結合磁界（Ｈex）は図４に示すように２０Oeとな
る。更に、３０ｎｍ厚のＮｉＦｅ膜をＭＲ膜１２として
形成し、ＭＲ素子とした。ＦｅＭｎ膜１１はＮｉＦｅ膜
１４上に形成された場合には面心立方格子（γ相）を形
成し、Ｈexを発生させる。ＦｅＭｎ膜にγ相が形成され
るのは、ＮｉＦｅ膜が面心立方格子であることから、Ｆ
ｅＭｎ膜がＮｉＦｅ膜上にエピタキシャル成長すること
による。よって、図１（ａ）において、ＮｉＦｅ膜１４
の上下方向にあるＣｏＺｒＭｏ膜１３部分と、ＭＲ膜１
２部分にはＨexが発生する。それに対して、アモルファ
ス膜１３に接しているＦｅＭｎ膜１１部分にはγ相が形
成されず、Ｈexには寄与しない体心立方格子（α相）ま
たはアモルファス相が形成されるため、その上下方向に
あるＣｏＺｒＭｏ膜１３部分と、ＭＲ膜１２部分にはＨ
exが発生しない。よって、ＮｉＦｅ膜１４のない部分は
ＭＲヘッドの再生部（トラック）として機能し、その両
側のＭＲ膜とＣｏＺｒＭｏ膜とはＨexにより単磁区化さ
れる。このＭＲ素子の両端にＡｕによる電極を形成した
ＭＲヘッドの再生特性を調べたところ、バルクハウゼン
雑音のない、良好な再生波形が得られた。
素子部の一実施例の断面図である。Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系
のセラミック基板上に図１（ａ）に示す構成のＭＲ素子
を形成した。膜形成はスパッタ法を用い、アルゴンプラ
ズマにより各種合金ターゲットをスパッタして行った。
軟磁性膜１３はＣｏＺｒＭｏアモルファス膜であり、膜
厚は４０ｎｍである。バイアス補助膜１４として膜厚７
ｎｍのＮｉＦｅ膜を形成した。さらにこのＮｉＦｅ膜１
４をパターン化した。図１（ａ）において、１４のパタ
ーン間隔は３μｍである。反強磁性膜１１としてはＦｅ
Ｍｎ膜を１５ｎｍ形成した。これによりＦｅＭｎ膜によ
りバイアス補助膜を介してＣｏＺｒＭｏ膜に印加される
交換結合磁界（Ｈex）は図４に示すように２０Oeとな
る。更に、３０ｎｍ厚のＮｉＦｅ膜をＭＲ膜１２として
形成し、ＭＲ素子とした。ＦｅＭｎ膜１１はＮｉＦｅ膜
１４上に形成された場合には面心立方格子（γ相）を形
成し、Ｈexを発生させる。ＦｅＭｎ膜にγ相が形成され
るのは、ＮｉＦｅ膜が面心立方格子であることから、Ｆ
ｅＭｎ膜がＮｉＦｅ膜上にエピタキシャル成長すること
による。よって、図１（ａ）において、ＮｉＦｅ膜１４
の上下方向にあるＣｏＺｒＭｏ膜１３部分と、ＭＲ膜１
２部分にはＨexが発生する。それに対して、アモルファ
ス膜１３に接しているＦｅＭｎ膜１１部分にはγ相が形
成されず、Ｈexには寄与しない体心立方格子（α相）ま
たはアモルファス相が形成されるため、その上下方向に
あるＣｏＺｒＭｏ膜１３部分と、ＭＲ膜１２部分にはＨ
exが発生しない。よって、ＮｉＦｅ膜１４のない部分は
ＭＲヘッドの再生部（トラック）として機能し、その両
側のＭＲ膜とＣｏＺｒＭｏ膜とはＨexにより単磁区化さ
れる。このＭＲ素子の両端にＡｕによる電極を形成した
ＭＲヘッドの再生特性を調べたところ、バルクハウゼン
雑音のない、良好な再生波形が得られた。
【０００９】なお、図１（ａ）の構成のＭＲ素子におい
て、バイアス補助膜１４にＮｉ膜を用いた場合のＭＲヘ
ッドにおいても、同様にバルクハウゼン雑音のない、良
好な再生波形が得られた。Ｎｉ膜を用いた場合には膜厚
が１ｎｍと薄くてもＣｏＺｒＭｏ膜に印加されるＨexは
３０Oeと大きく、効率がよい。
て、バイアス補助膜１４にＮｉ膜を用いた場合のＭＲヘ
ッドにおいても、同様にバルクハウゼン雑音のない、良
好な再生波形が得られた。Ｎｉ膜を用いた場合には膜厚
が１ｎｍと薄くてもＣｏＺｒＭｏ膜に印加されるＨexは
３０Oeと大きく、効率がよい。
【００１０】実施例２ 図１（ｂ）は本発明による磁気抵抗効果型ヘッドのＭＲ
素子部の一実施例の断面図である。Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系
のセラミック基板上に図１（ｂ）に示す構成のＭＲ素子
を形成した。膜形成はスパッタ法を用い、アルゴンプラ
ズマにより各種合金ターゲットをスパッタして行った。
軟磁性膜１３はＮｉＦｅＮｂ膜であり、膜厚は４０ｎｍ
である。非磁性膜１５として膜厚５ｎｍのＴａ膜を形成
した。さらにこのＴａ膜１５を３μｍ幅にパターン化し
た。次いで、反強磁性膜１１としてＦｅＭｎ膜を１５ｎ
ｍ形成した。更に、３０ｎｍ厚のＮｉＦｅ膜をＭＲ膜１
２として形成し、ＭＲ素子とした。ＦｅＭｎ膜１１はＮ
ｉＦｅＮｂ膜１３上に形成された場合には面心立方格子
（γ相）を形成し、Ｈexを発生させる。ＦｅＭｎ膜にγ
相が形成されるのは、ＮｉＦｅＮｂ膜が面心立方格子で
あることから、ＦｅＭｎ膜がＮｉＦｅＮｂ膜上にエピタ
キシャル成長することによる。それに対して、Ｔａ膜１
５上のＦｅＭｎ膜１１はγ相を形成せずＨexの発生はな
くなる。これは、Ｔａ膜表面にはＦｅＭｎ膜のγ相をエ
ピタキシャル成長させる要因が無かった、あるいは極め
て希薄であったことによると考えられる。Ｔａ膜をパタ
ーン化した際にＴａ膜表面に形成されたアモルファス的
な酸化物層の存在もその一つとして挙げられる。よっ
て、図１（ｂ）において、ＦｅＭｎ膜１１に接している
ＮｉＦｅＮｂ膜１３の部分と、その上層部のＭＲ膜１２
にはＨexが印加される。それに対して、Ｔａ膜１５に接
するＮｉＦｅＮｂ膜１３とその上層部のＭＲ膜１２には
Ｈexが印加されず、トラック部分として機能する。この
ＭＲ素子の両端にＡｕによる電極を形成したＭＲヘッド
の再生特性を調べたところ、バルクハウゼン雑音のな
い、良好な再生波形が得られた。
素子部の一実施例の断面図である。Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系
のセラミック基板上に図１（ｂ）に示す構成のＭＲ素子
を形成した。膜形成はスパッタ法を用い、アルゴンプラ
ズマにより各種合金ターゲットをスパッタして行った。
軟磁性膜１３はＮｉＦｅＮｂ膜であり、膜厚は４０ｎｍ
である。非磁性膜１５として膜厚５ｎｍのＴａ膜を形成
した。さらにこのＴａ膜１５を３μｍ幅にパターン化し
た。次いで、反強磁性膜１１としてＦｅＭｎ膜を１５ｎ
ｍ形成した。更に、３０ｎｍ厚のＮｉＦｅ膜をＭＲ膜１
２として形成し、ＭＲ素子とした。ＦｅＭｎ膜１１はＮ
ｉＦｅＮｂ膜１３上に形成された場合には面心立方格子
（γ相）を形成し、Ｈexを発生させる。ＦｅＭｎ膜にγ
相が形成されるのは、ＮｉＦｅＮｂ膜が面心立方格子で
あることから、ＦｅＭｎ膜がＮｉＦｅＮｂ膜上にエピタ
キシャル成長することによる。それに対して、Ｔａ膜１
５上のＦｅＭｎ膜１１はγ相を形成せずＨexの発生はな
くなる。これは、Ｔａ膜表面にはＦｅＭｎ膜のγ相をエ
ピタキシャル成長させる要因が無かった、あるいは極め
て希薄であったことによると考えられる。Ｔａ膜をパタ
ーン化した際にＴａ膜表面に形成されたアモルファス的
な酸化物層の存在もその一つとして挙げられる。よっ
て、図１（ｂ）において、ＦｅＭｎ膜１１に接している
ＮｉＦｅＮｂ膜１３の部分と、その上層部のＭＲ膜１２
にはＨexが印加される。それに対して、Ｔａ膜１５に接
するＮｉＦｅＮｂ膜１３とその上層部のＭＲ膜１２には
Ｈexが印加されず、トラック部分として機能する。この
ＭＲ素子の両端にＡｕによる電極を形成したＭＲヘッド
の再生特性を調べたところ、バルクハウゼン雑音のな
い、良好な再生波形が得られた。
【００１１】実施例３ 図１（ｃ）は本発明による磁気抵抗効果型ヘッドのＭＲ
素子部の一実施例の断面図である。Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系
のセラミック基板上に図１（ｃ）に示す構成のＭＲ素子
を形成した。膜形成はスパッタ法を用い、アルゴンプラ
ズマにより各種合金ターゲットをスパッタして行った。
本構成ではまず、ＭＲ膜１２を初めに形成する。ＭＲ膜
１２は膜厚３０ｎｍのＮｉＦｅ膜とした。次に、非磁性
膜１５として膜厚５ｎｍのＴａ膜を形成した。さらにこ
のＴａ膜１５を３μｍ幅にパターン化した。次いで、反
強磁性膜１１としてＦｅＭｎＣｒ膜を１５ｎｍ形成し
た。更に、バイアス補助膜１４として膜厚７ｎｍのＮｉ
Ｆｅ膜を形成し、その上にＣｏＴａＺｒアモルファス膜
１３を形成した。ＦｅＭｎＣｒ膜１１はＮｉＦｅ膜１２
上に形成された場合には面心立方格子（γ相）を形成
し、Ｈexを発生させる。ＦｅＭｎＣｒ膜にγ相が形成さ
れるのは、ＮｉＦｅ膜が面心立方格子であることから、
ＦｅＭｎＣｒ膜がＮｉＦｅ膜上にエピタキシャル成長す
ることによる。それに対して、Ｔａ膜１５上のＦｅＭｎ
Ｃｒ膜１１はγ相を形成せずＨexの発生はなくなる。こ
れは、Ｔａ膜表面にはＦｅＭｎＣｒ膜のγ相をエピタキ
シャル成長させる要因が無かった、あるいは極めて希薄
であったことによると考えられる。Ｔａ膜をパターン化
した際にＴａ膜表面に形成されたアモルファス的な酸化
物層の存在もその一つとして挙げられる。よって、図１
（ｃ）において、ＦｅＭｎＣｒ膜１１に接しているＮｉ
Ｆｅ膜１２の部分と、その上層部のバイアス補助膜１４
を介したＣｏＴａＺｒアモルファス膜１３部分にはＨex
が印加される。それに対して、Ｔａ膜１５に接するＮｉ
Ｆｅ膜１２とその上層部のバイアス補助膜１４を介した
ＣｏＴａＺｒ膜１３にはＨexが印加されず、トラック部
分として機能する。このＭＲ素子の両端に、Ａｕによる
電極を形成したＭＲヘッドの再生特性を調べたところ、
バルクハウゼン雑音のない、良好な再生波形が得られ
た。更にまた、このＭＲ素子構成はＭＲ膜に段差が生じ
ないため、素子の信頼性、性能を高めることに有効であ
る。
素子部の一実施例の断面図である。Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系
のセラミック基板上に図１（ｃ）に示す構成のＭＲ素子
を形成した。膜形成はスパッタ法を用い、アルゴンプラ
ズマにより各種合金ターゲットをスパッタして行った。
本構成ではまず、ＭＲ膜１２を初めに形成する。ＭＲ膜
１２は膜厚３０ｎｍのＮｉＦｅ膜とした。次に、非磁性
膜１５として膜厚５ｎｍのＴａ膜を形成した。さらにこ
のＴａ膜１５を３μｍ幅にパターン化した。次いで、反
強磁性膜１１としてＦｅＭｎＣｒ膜を１５ｎｍ形成し
た。更に、バイアス補助膜１４として膜厚７ｎｍのＮｉ
Ｆｅ膜を形成し、その上にＣｏＴａＺｒアモルファス膜
１３を形成した。ＦｅＭｎＣｒ膜１１はＮｉＦｅ膜１２
上に形成された場合には面心立方格子（γ相）を形成
し、Ｈexを発生させる。ＦｅＭｎＣｒ膜にγ相が形成さ
れるのは、ＮｉＦｅ膜が面心立方格子であることから、
ＦｅＭｎＣｒ膜がＮｉＦｅ膜上にエピタキシャル成長す
ることによる。それに対して、Ｔａ膜１５上のＦｅＭｎ
Ｃｒ膜１１はγ相を形成せずＨexの発生はなくなる。こ
れは、Ｔａ膜表面にはＦｅＭｎＣｒ膜のγ相をエピタキ
シャル成長させる要因が無かった、あるいは極めて希薄
であったことによると考えられる。Ｔａ膜をパターン化
した際にＴａ膜表面に形成されたアモルファス的な酸化
物層の存在もその一つとして挙げられる。よって、図１
（ｃ）において、ＦｅＭｎＣｒ膜１１に接しているＮｉ
Ｆｅ膜１２の部分と、その上層部のバイアス補助膜１４
を介したＣｏＴａＺｒアモルファス膜１３部分にはＨex
が印加される。それに対して、Ｔａ膜１５に接するＮｉ
Ｆｅ膜１２とその上層部のバイアス補助膜１４を介した
ＣｏＴａＺｒ膜１３にはＨexが印加されず、トラック部
分として機能する。このＭＲ素子の両端に、Ａｕによる
電極を形成したＭＲヘッドの再生特性を調べたところ、
バルクハウゼン雑音のない、良好な再生波形が得られ
た。更にまた、このＭＲ素子構成はＭＲ膜に段差が生じ
ないため、素子の信頼性、性能を高めることに有効であ
る。
【００１２】図１（ｄ）に示したＭＲ素子は、図１
（ｃ）においてバイアス補助膜１４をパターン化した場
合であり、本質的には図１（ｃ）と同等である。ただ
し、図１（ｄ）の場合、ＣｏＴａＺｒアモルファス膜１
３にも段差が生じなくなり、素子の高性能化、高信頼化
に有益である。
（ｃ）においてバイアス補助膜１４をパターン化した場
合であり、本質的には図１（ｃ）と同等である。ただ
し、図１（ｄ）の場合、ＣｏＴａＺｒアモルファス膜１
３にも段差が生じなくなり、素子の高性能化、高信頼化
に有益である。
【００１３】実施例４ 図３は本発明による磁気抵抗効果型ヘッドのＭＲ素子部
の一実施例の断面図である。Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系のセラ
ミック基板上に図３に示す構成のＭＲ素子を形成した。
膜形成はスパッタ法を用い、アルゴンプラズマにより各
種合金ターゲットをスパッタして行った。本構成では、
ＭＲ膜３２を初めに形成する。ＭＲ膜３２は膜厚３０ｎ
ｍのＮｉＦｅ膜とした。次に、非磁性膜３５として膜厚
５ｎｍのＴａ膜を形成した。さらにこのＴａ膜３５を３
μｍ幅にパターン化した。この後、軟磁性膜３３として
ＣｏＮｂＨｆ膜を４０ｎｍ形成し、その上にバイアス補
助膜３４としてＮｉＦｅ膜を１０ｎｍ形成した。このＮ
ｉＦｅ膜３４はＴａ膜に対応してパターン化した。最後
に反強磁性膜３１としてＦｅＭｎ膜を２０ｎｍ形成し
た。ＦｅＭｎ膜３１はＮｉＦｅ膜３４上に形成された部
分は、面心立方格子（γ相）を形成し、Ｈexを発生させ
る。ＦｅＭｎ膜にγ相が形成されるのは、ＮｉＦｅ膜が
面心立方格子であることから、ＦｅＭｎ膜がＮｉＦｅ膜
上にエピタキシャル成長することによる。それに対し
て、ＣｏＮｂＨｆ膜３３上のＦｅＭｎ膜３１は、γ相を
形成せずＨexの発生はなくなる。これは、ＣｏＮｂＨｆ
アモルファス膜表面ではＦｅＭｎ膜のγ相がエピタキシ
ャル成長できないためである。このときのＦｅＭｎ膜は
α相とアモルファス相との混合であった。よって、図３
において、ＦｅＭｎ膜３１に接しているバイアス補助膜
であるＮｉＦｅ膜３４を介したＣｏＮｂＨｆ膜３３と、
その下部のＭＲ膜３２とはＨexが印加される。それに対
して、Ｔａ膜３５に接するＭＲ膜３２とその上層部のＣ
ｏＮｂＨｆ膜３３にはＨexが印加されず、トラック部分
として機能する。このＭＲ素子の両端にＡｕによる電極
を形成したＭＲヘッドの再生特性を調べたところ、バル
クハウゼン雑音のない、良好な再生波形が得られた。
の一実施例の断面図である。Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ系のセラ
ミック基板上に図３に示す構成のＭＲ素子を形成した。
膜形成はスパッタ法を用い、アルゴンプラズマにより各
種合金ターゲットをスパッタして行った。本構成では、
ＭＲ膜３２を初めに形成する。ＭＲ膜３２は膜厚３０ｎ
ｍのＮｉＦｅ膜とした。次に、非磁性膜３５として膜厚
５ｎｍのＴａ膜を形成した。さらにこのＴａ膜３５を３
μｍ幅にパターン化した。この後、軟磁性膜３３として
ＣｏＮｂＨｆ膜を４０ｎｍ形成し、その上にバイアス補
助膜３４としてＮｉＦｅ膜を１０ｎｍ形成した。このＮ
ｉＦｅ膜３４はＴａ膜に対応してパターン化した。最後
に反強磁性膜３１としてＦｅＭｎ膜を２０ｎｍ形成し
た。ＦｅＭｎ膜３１はＮｉＦｅ膜３４上に形成された部
分は、面心立方格子（γ相）を形成し、Ｈexを発生させ
る。ＦｅＭｎ膜にγ相が形成されるのは、ＮｉＦｅ膜が
面心立方格子であることから、ＦｅＭｎ膜がＮｉＦｅ膜
上にエピタキシャル成長することによる。それに対し
て、ＣｏＮｂＨｆ膜３３上のＦｅＭｎ膜３１は、γ相を
形成せずＨexの発生はなくなる。これは、ＣｏＮｂＨｆ
アモルファス膜表面ではＦｅＭｎ膜のγ相がエピタキシ
ャル成長できないためである。このときのＦｅＭｎ膜は
α相とアモルファス相との混合であった。よって、図３
において、ＦｅＭｎ膜３１に接しているバイアス補助膜
であるＮｉＦｅ膜３４を介したＣｏＮｂＨｆ膜３３と、
その下部のＭＲ膜３２とはＨexが印加される。それに対
して、Ｔａ膜３５に接するＭＲ膜３２とその上層部のＣ
ｏＮｂＨｆ膜３３にはＨexが印加されず、トラック部分
として機能する。このＭＲ素子の両端にＡｕによる電極
を形成したＭＲヘッドの再生特性を調べたところ、バル
クハウゼン雑音のない、良好な再生波形が得られた。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁気抵抗性膜と横バイアス用軟磁性膜と反強磁性膜から
なる磁気抵抗効果（ＭＲ）素子を有する磁気抵抗効果型
ヘッドにおいて、ＭＲ素子の信頼性、歩留りを高く保
ち、かつ、Ｃｏ系アモルファス膜を横バイアス用軟磁性
膜とした場合でもバルクハウゼン雑音のない素子を得る
ことができる。
磁気抵抗性膜と横バイアス用軟磁性膜と反強磁性膜から
なる磁気抵抗効果（ＭＲ）素子を有する磁気抵抗効果型
ヘッドにおいて、ＭＲ素子の信頼性、歩留りを高く保
ち、かつ、Ｃｏ系アモルファス膜を横バイアス用軟磁性
膜とした場合でもバルクハウゼン雑音のない素子を得る
ことができる。
【図１】本発明による磁気抵抗効果型ヘッドのＭＲ素子
部の断面図である。
部の断面図である。
【図２】従来例によるＭＲ素子の断面図である。
【図３】本発明による磁気抵抗効果型ヘッドのＭＲ素子
部の断面図である。
部の断面図である。
【図４】バイアス補助膜をＮｉＦｅ膜とした場合にＦｅ
Ｍｎ膜からバイアス補助膜を介してＣｏＺｒＭｏアモル
ファス膜に印加される交換結合磁界（Ｈex）のバイアス
補助膜厚依存性を示す図である。
Ｍｎ膜からバイアス補助膜を介してＣｏＺｒＭｏアモル
ファス膜に印加される交換結合磁界（Ｈex）のバイアス
補助膜厚依存性を示す図である。
【符号の説明】 １１ 反強磁性膜 １２ ＭＲ膜 １３ 軟磁性膜 １４ バイアス補助膜 １５ 非磁性膜 ２１ 反強磁性膜 ２２ ＭＲ膜 ２３ 軟磁性膜 ２４ 非磁性膜 ３１ 反強磁性膜 ３２ ＭＲ膜 ３３ 軟磁性膜 ３４ バイアス補助膜 ３５ 非磁性膜
Claims (4)
- 【請求項１】 磁気抵抗効果膜と横バイアス用軟磁性膜
と反強磁性膜とを有する磁気抵抗効果型ヘッドにおい
て、反強磁性膜が、膜面方向において結晶構造が変化し
ていることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項２】 横バイアス用軟磁性膜がＣｏとＭ（Ｍは
Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｙ、
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｇ、ＡｕおよびＰｔの群か
ら選択される少なくとも一種類の元素）を主成分とした
非晶質合金であり、反強磁性膜がＦｅＭｎ合金あるいは
ＦｅＭｎにＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、ＯｓおよびＩｒの群
から選択される少なくとも一種類の元素を添加した合金
であって、前記反強磁性膜の結晶構造が面心立方格子を
含み、この面心立方格子からなる結晶組織が膜内で占め
る割合が膜面方向で変化することを特徴とし、前記横バ
イアス用軟磁性膜と前記反強磁性膜との間にＮｉとＦｅ
を主成分とした膜、Ｎｉ膜あるいはＮｉを主成分とした
膜を膜厚方向に挟み込んだ構造を有する請求項１記載の
磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項３】 横バイアス用軟磁性膜がＮｉとＦｅを主
成分とした合金であり、反強磁性膜がＦｅＭｎ合金ある
いはＦｅＭｎにＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、ＯｓおよびＩｒの
群から選択される少なくとも一種類の元素を添加した合
金であって、前記反強磁性膜の結晶構造が面心立方格子
を含み、この面心立方格子からなる結晶組織が膜内で占
める割合が膜面方向で変化することを特徴とする請求項
１記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項４】 反強磁性膜が磁気抵抗効果膜と横バイア
ス用軟磁性膜とに膜厚方向で挟まれた構造である請求項
１〜３のいずれかに記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5122187A JP2722991B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 磁気抵抗効果型ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5122187A JP2722991B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 磁気抵抗効果型ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06309631A true JPH06309631A (ja) | 1994-11-04 |
| JP2722991B2 JP2722991B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=14829730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5122187A Expired - Fee Related JP2722991B2 (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 磁気抵抗効果型ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2722991B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100274108B1 (ko) * | 1996-02-22 | 2001-01-15 | 모리시타 요이찌 | 자기 저항 효과 소자 및 자기 저항 효과형 헤드 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05250642A (ja) * | 1992-01-10 | 1993-09-28 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果センサ |
-
1993
- 1993-04-27 JP JP5122187A patent/JP2722991B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05250642A (ja) * | 1992-01-10 | 1993-09-28 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果センサ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100274108B1 (ko) * | 1996-02-22 | 2001-01-15 | 모리시타 요이찌 | 자기 저항 효과 소자 및 자기 저항 효과형 헤드 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2722991B2 (ja) | 1998-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |