JPH0697532A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
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- JPH0697532A JPH0697532A JP4022935A JP2293592A JPH0697532A JP H0697532 A JPH0697532 A JP H0697532A JP 4022935 A JP4022935 A JP 4022935A JP 2293592 A JP2293592 A JP 2293592A JP H0697532 A JPH0697532 A JP H0697532A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁界感度の高い積層磁気抵抗効果素子を提供
することにある。 【構成】 磁気的にソフトな例えばＮｉ−Ｆｅ合金から
なる膜とハードな例えばＣｏからなる膜とが所定層数積
層された磁気抵抗効果素子において、前記ソフトな膜の
磁化容易軸方向がハードな膜の磁化容易軸方向とが、±
０°〜±１８０°の範囲において交差していることを特
徴とするものである。
することにある。 【構成】 磁気的にソフトな例えばＮｉ−Ｆｅ合金から
なる膜とハードな例えばＣｏからなる膜とが所定層数積
層された磁気抵抗効果素子において、前記ソフトな膜の
磁化容易軸方向がハードな膜の磁化容易軸方向とが、±
０°〜±１８０°の範囲において交差していることを特
徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁気ヘツドある
いは磁気センサなどに使用する磁気抵抗効果素子（所
謂、ＭＲ素子）に係り、特に磁気的にハードな膜とソフ
トな膜とを交互に積層した人工格子膜からなる積層磁気
抵抗効果素子に関するものである。
いは磁気センサなどに使用する磁気抵抗効果素子（所
謂、ＭＲ素子）に係り、特に磁気的にハードな膜とソフ
トな膜とを交互に積層した人工格子膜からなる積層磁気
抵抗効果素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）な
どのように磁気的にソフトな磁性材料は、弱い磁場の変
化を電気的に検出することができるから、例えば磁気ヘ
ツドや磁気センサなどに使用でき、その研究、開発が進
められている。
どのように磁気的にソフトな磁性材料は、弱い磁場の変
化を電気的に検出することができるから、例えば磁気ヘ
ツドや磁気センサなどに使用でき、その研究、開発が進
められている。
【０００３】ＭＲ素子として高性能化するためにはさら
に高い磁界感度を有する材料の研究、開発が望まれ、最
近、Ｆｅ／ＣｒやＣｏ／Ｃｕなどの人工格子膜におい
て、所謂、巨大磁気抵抗効果が発見されている。
に高い磁界感度を有する材料の研究、開発が望まれ、最
近、Ｆｅ／ＣｒやＣｏ／Ｃｕなどの人工格子膜におい
て、所謂、巨大磁気抵抗効果が発見されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の人工格
子膜では、まだ十分に高い磁界感度（変調度）を有する
材料は得られていない。その主要な原因は、外部磁界が
零のときの磁化の安定状態として、隣接する磁性層の磁
化が互いに反対の方向に向く、所謂、反強磁性的配置を
実現させるために、相互間に反強磁性的結合が生じる膜
厚条件を選んでいることにある。
子膜では、まだ十分に高い磁界感度（変調度）を有する
材料は得られていない。その主要な原因は、外部磁界が
零のときの磁化の安定状態として、隣接する磁性層の磁
化が互いに反対の方向に向く、所謂、反強磁性的配置を
実現させるために、相互間に反強磁性的結合が生じる膜
厚条件を選んでいることにある。
【０００５】本発明の目的は、このような問題点を解消
し、さらに磁界感度の高い磁気抵抗効果素子を提供する
ことにある。
し、さらに磁界感度の高い磁気抵抗効果素子を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、例えばＮｉ−Ｆｅ合金などからなる磁気
的にソフトな膜と、例えばＣｏなどからなる磁気的にハ
ードな膜とが、所定層数積層された磁気抵抗効果素子に
おいて、前記ソフトな膜の磁化容易軸方向がハードな膜
の磁化容易軸方向と±０°から±１８０°の範囲内で交
差していることを特徴とするものである。
に、本発明は、例えばＮｉ−Ｆｅ合金などからなる磁気
的にソフトな膜と、例えばＣｏなどからなる磁気的にハ
ードな膜とが、所定層数積層された磁気抵抗効果素子に
おいて、前記ソフトな膜の磁化容易軸方向がハードな膜
の磁化容易軸方向と±０°から±１８０°の範囲内で交
差していることを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】本発明は前述のように、ソフトな膜の磁化容易
軸方向をハードな膜の磁化容易軸方向と所定の角度をも
つて交差させることにより、ハードな膜との磁気的な結
合力を弱め、ソフトな膜の磁化方向が外部の磁界によつ
て変化し易くなり、そのために高磁界感度の磁気抵抗効
果素子を提供することができる。
軸方向をハードな膜の磁化容易軸方向と所定の角度をも
つて交差させることにより、ハードな膜との磁気的な結
合力を弱め、ソフトな膜の磁化方向が外部の磁界によつ
て変化し易くなり、そのために高磁界感度の磁気抵抗効
果素子を提供することができる。
【０００８】
【実施例】次に本発明の実施例を図とともに説明する。
図１は実施例に係る磁気ヘツドの斜視図、図２はその磁
気ヘツドに使用する積層磁気抵抗効果素子の拡大断面図
である。
図１は実施例に係る磁気ヘツドの斜視図、図２はその磁
気ヘツドに使用する積層磁気抵抗効果素子の拡大断面図
である。
【０００９】本発明の実施例に係る磁気ヘツドは図１に
示すように、短冊状をした積層磁気抵抗効果素子１と、
それの両端に接合された電極２、２とから主に構成され
ている。
示すように、短冊状をした積層磁気抵抗効果素子１と、
それの両端に接合された電極２、２とから主に構成され
ている。
【００１０】前記積層磁気抵抗効果素子１は図２に示す
ように、ガラスやセラミツクからなる基板３と、その上
に形成されたＮｉ−Ｆｅ／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｕ系からなる
多層膜４とから構成されている。
ように、ガラスやセラミツクからなる基板３と、その上
に形成されたＮｉ−Ｆｅ／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｃｕ系からなる
多層膜４とから構成されている。
【００１１】この多層膜４を具体的に説明すると、膜厚
が３０ÅのＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）からなる磁気
的にソフトな膜５と、膜厚が６０ÅのＣｕからなる磁気
的な絶縁膜６と、膜厚が３０ÅのＣｏからなる磁気的に
ハードな膜７と、膜厚が６０ÅのＣｕからなる磁気的な
絶縁膜８とから構成される最小単位の積層体９が数層〜
数十層繰り返して形成されている。
が３０ÅのＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）からなる磁気
的にソフトな膜５と、膜厚が６０ÅのＣｕからなる磁気
的な絶縁膜６と、膜厚が３０ÅのＣｏからなる磁気的に
ハードな膜７と、膜厚が６０ÅのＣｕからなる磁気的な
絶縁膜８とから構成される最小単位の積層体９が数層〜
数十層繰り返して形成されている。
【００１２】これら多層膜４は例えば超高真空の電子ビ
ーム蒸着によつて順次所定の膜厚に堆積して形成される
が、例えばスパツタリングなどの他の薄膜形成技術をも
つて形成してもよい。
ーム蒸着によつて順次所定の膜厚に堆積して形成される
が、例えばスパツタリングなどの他の薄膜形成技術をも
つて形成してもよい。
【００１３】ところで前記ソフト膜５ならびにハード膜
７を製膜するときに、それぞれの磁化容易軸方向に対し
てある角度をもつた方向に磁界を印加した状態で製膜さ
れる。このときの磁界の印加方向の例を図３とともに説
明する。
７を製膜するときに、それぞれの磁化容易軸方向に対し
てある角度をもつた方向に磁界を印加した状態で製膜さ
れる。このときの磁界の印加方向の例を図３とともに説
明する。
【００１４】すなわち同図の（ａ）に示すように、最
初、第１番目のソフト膜５（Ｎｉ−Ｆｅ合金膜）を形成
するとき、それの磁化容易軸方向Ｒｅに対してある角度
（＋θ）をもつた方向に磁界を印加しながら製膜する。
初、第１番目のソフト膜５（Ｎｉ−Ｆｅ合金膜）を形成
するとき、それの磁化容易軸方向Ｒｅに対してある角度
（＋θ）をもつた方向に磁界を印加しながら製膜する。
【００１５】次に第１番目のハード膜７（Ｃｏ膜）を形
成するとき同図の（ｂ）に示すように、それの磁化容易
軸方向Ｒｅに対して直交する方向に磁界を印加しながら
製膜する。
成するとき同図の（ｂ）に示すように、それの磁化容易
軸方向Ｒｅに対して直交する方向に磁界を印加しながら
製膜する。
【００１６】次に第２番目のソフト膜５（Ｎｉ−Ｆｅ合
金膜）を形成するときには同図の（ｃ）に示すように、
それの磁化容易軸方向Ｒｅに対してある角度（−θ）を
もつた方向に磁界を印加しながら製膜する。
金膜）を形成するときには同図の（ｃ）に示すように、
それの磁化容易軸方向Ｒｅに対してある角度（−θ）を
もつた方向に磁界を印加しながら製膜する。
【００１７】次に第２番目のハード膜７（Ｃｏ膜）を形
成するとき、同図の（ｄ）に示すようにそれの磁化容易
軸方向Ｒｅに対して直交する方向に磁界を印加しながら
製膜する。
成するとき、同図の（ｄ）に示すようにそれの磁化容易
軸方向Ｒｅに対して直交する方向に磁界を印加しながら
製膜する。
【００１８】次に第３番目のソフト膜５は同図の（ａ）
と同様に＋θの角度をもつた方向に、第４番目のソフト
膜５は同図の（ｃ）と同様に−θの角度をもつた方向
に、というようにソフト膜５は＋θ、−θ交互に角度を
変えて磁界を印加しながら製膜を行い、一方、ハード膜
７の方は、常に磁化容易軸方向Ｒｅに対して直交する方
向に磁界を印加しながら製膜する。ソフト膜５ならびに
ハード膜７の製膜における磁界は、例えば数百Ｏｅ以上
で行なわれる。
と同様に＋θの角度をもつた方向に、第４番目のソフト
膜５は同図の（ｃ）と同様に−θの角度をもつた方向
に、というようにソフト膜５は＋θ、−θ交互に角度を
変えて磁界を印加しながら製膜を行い、一方、ハード膜
７の方は、常に磁化容易軸方向Ｒｅに対して直交する方
向に磁界を印加しながら製膜する。ソフト膜５ならびに
ハード膜７の製膜における磁界は、例えば数百Ｏｅ以上
で行なわれる。
【００１９】このようにして所定の層数を有する多層膜
４を形成したのち、図１に示すように磁化容易軸方向Ｒ
ｅに対して面内に垂直な方向（矢印Ｘ方向）に一度強磁
界を印加し、その後に強磁界を除去する。
４を形成したのち、図１に示すように磁化容易軸方向Ｒ
ｅに対して面内に垂直な方向（矢印Ｘ方向）に一度強磁
界を印加し、その後に強磁界を除去する。
【００２０】このようにすることにより、磁気抵抗効果
素子としたときにソフト膜５とハード膜７の磁化容易軸
方向（外部磁界が零のときの磁化の安定な方向）の間に
ある角度αをもたせることができる。この角度αは、±
０°から±１８０°の範囲内で適当に選択することがで
き、特に角度αが３０°以上、好ましくは角度αが４５
°以上、さらに好ましくは６０〜１２０°になると、さ
らに高い磁界感度が得られる。
素子としたときにソフト膜５とハード膜７の磁化容易軸
方向（外部磁界が零のときの磁化の安定な方向）の間に
ある角度αをもたせることができる。この角度αは、±
０°から±１８０°の範囲内で適当に選択することがで
き、特に角度αが３０°以上、好ましくは角度αが４５
°以上、さらに好ましくは６０〜１２０°になると、さ
らに高い磁界感度が得られる。
【００２１】前記実施例では、ソフト膜５の製膜時にそ
れの磁化容易軸方向Ｒｅに対して＋θ、−θというよう
に交互に角度を変えて磁界を印加したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば第１番目のソフト膜
５から第ｍ番目のソフト膜５までは、磁化容易軸方向Ｒ
ｅに対して＋θの角度をもつた方向に磁界を印加しなが
ら製膜し、第ｍ＋１番目のソフト膜５から第ｎ番目のソ
フト膜５までは、磁化容易軸方向Ｒｅに対して−θの角
度をもつた方向に磁界を印加しながら製膜するなどし
て、複数のグループ毎（この場合、２つのグループ毎）
で磁界の印加方向を異にすることもできる。
れの磁化容易軸方向Ｒｅに対して＋θ、−θというよう
に交互に角度を変えて磁界を印加したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば第１番目のソフト膜
５から第ｍ番目のソフト膜５までは、磁化容易軸方向Ｒ
ｅに対して＋θの角度をもつた方向に磁界を印加しなが
ら製膜し、第ｍ＋１番目のソフト膜５から第ｎ番目のソ
フト膜５までは、磁化容易軸方向Ｒｅに対して−θの角
度をもつた方向に磁界を印加しながら製膜するなどし
て、複数のグループ毎（この場合、２つのグループ毎）
で磁界の印加方向を異にすることもできる。
【００２２】このようにソフト膜とハード膜の磁化容易
軸方向の間にある角度αをもたせることにより、図４に
示すようにソフト膜５の磁化は、ハード膜７と磁気的に
強く結合しないことに加えて、外部磁界Ｙの方向が磁化
容易軸方向Ｒｅと面内で垂直になるので、磁化Ｍの方向
が外部磁界Ｙによつて変化し易く、そのために高磁界感
度を有する磁気抵抗効果素子が得られる。なお、図４に
おいて矢印Ｅは、電流の方向であるる。
軸方向の間にある角度αをもたせることにより、図４に
示すようにソフト膜５の磁化は、ハード膜７と磁気的に
強く結合しないことに加えて、外部磁界Ｙの方向が磁化
容易軸方向Ｒｅと面内で垂直になるので、磁化Ｍの方向
が外部磁界Ｙによつて変化し易く、そのために高磁界感
度を有する磁気抵抗効果素子が得られる。なお、図４に
おいて矢印Ｅは、電流の方向であるる。
【００２３】前記ハード膜を補償温度が磁気抵抗効果素
子を使用する温度付近にあるフエリ性の強磁性遷移金属
−希土類金属合金で構成して、初期化をフエリ性磁性材
料の補償温度から外れた比較的保磁力の小さい温度で行
なうとよい。そうすれば、例えば磁気抵抗効果素子を磁
気ヘツドなどとして使用する際、その使用温度が前述の
ように補償温度付近であるため、その温度でのトータル
磁化が小さいため、ハード膜の磁化による磁気記録媒体
への悪影響を排除することがてきるという特長を有して
いる。
子を使用する温度付近にあるフエリ性の強磁性遷移金属
−希土類金属合金で構成して、初期化をフエリ性磁性材
料の補償温度から外れた比較的保磁力の小さい温度で行
なうとよい。そうすれば、例えば磁気抵抗効果素子を磁
気ヘツドなどとして使用する際、その使用温度が前述の
ように補償温度付近であるため、その温度でのトータル
磁化が小さいため、ハード膜の磁化による磁気記録媒体
への悪影響を排除することがてきるという特長を有して
いる。
【００２４】前述のようにソフト膜とハード膜とを交互
に積層してなる巨大磁気抵抗効果人工格子膜において
は、ソフト膜とハード膜の間に反強磁性的結合が生じる
性質が強いため、ソフト膜内の磁化容易軸方向（外部磁
界が零のときの磁化の安定方向）を任意の方向にコント
ロールすることが困難なことがある。
に積層してなる巨大磁気抵抗効果人工格子膜において
は、ソフト膜とハード膜の間に反強磁性的結合が生じる
性質が強いため、ソフト膜内の磁化容易軸方向（外部磁
界が零のときの磁化の安定方向）を任意の方向にコント
ロールすることが困難なことがある。
【００２５】ところで、磁気抵抗効果素子としたときの
ソフト膜の磁化容易軸方向とハード膜の磁化容易軸方向
との交差角をαとしたとき、αがΔαだけ変化するとき
の抵抗Ｒの変化ΔＲは、下式で与えられる。
ソフト膜の磁化容易軸方向とハード膜の磁化容易軸方向
との交差角をαとしたとき、αがΔαだけ変化するとき
の抵抗Ｒの変化ΔＲは、下式で与えられる。
【００２６】ΔＲ／平均値Ｒ＝Ｋ・ｓｉｎα・Δα Ｋ：素子の材料、構造で定まる定数 磁気抵抗効果素子が十分な磁界感度を得るためには、交
差角αを前述のように±０°から±１８０°の範囲での
任意の値にする必要がある。
差角αを前述のように±０°から±１８０°の範囲での
任意の値にする必要がある。
【００２７】ここで、前記ソフト膜とハード膜との磁気
的相互作用を交互に強磁性的および反強磁性的にするこ
とにより、上下のハード膜の中間に配置されるソフト膜
には両側から反対方向の磁気的相互作用が働き、互いに
打ち消すことになる。したがつて前述のようにソフト膜
に磁界を印加して磁気異方性を付与する際、それの磁化
容易軸方向を任意の方向に設定することが容易になる。
的相互作用を交互に強磁性的および反強磁性的にするこ
とにより、上下のハード膜の中間に配置されるソフト膜
には両側から反対方向の磁気的相互作用が働き、互いに
打ち消すことになる。したがつて前述のようにソフト膜
に磁界を印加して磁気異方性を付与する際、それの磁化
容易軸方向を任意の方向に設定することが容易になる。
【００２８】これの実施例を図５とともに説明する。同
図に示すように、ガラスなどの基板３上に、Ｃｒ膜１０
とＣｏ膜１１とを形成した後、（Ｃｕ／Ｎｉ−Ｆｅ／Ｃ
ｕ／Ｃｏ）の最小単位の積層体１２が所定層数繰り返し
て数Å〜数十Åの膜厚で形成される。
図に示すように、ガラスなどの基板３上に、Ｃｒ膜１０
とＣｏ膜１１とを形成した後、（Ｃｕ／Ｎｉ−Ｆｅ／Ｃ
ｕ／Ｃｏ）の最小単位の積層体１２が所定層数繰り返し
て数Å〜数十Åの膜厚で形成される。
【００２９】具体的に説明すると、まず、基板３上に膜
厚が３０ÅのＣｒ膜１０と３０ÅのＣｏ膜とを形成す
る。しかる後、膜厚がｔ1 のＣｕからなる磁気的な絶縁
膜８と、膜厚が３０ÅのＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）
からなる磁気的にソフトな膜５と、膜厚がｔ2 のＣｕか
らなる磁気的な絶縁膜６と、膜厚が３０ÅのＣｏからな
る磁気的にハードな膜７とから構成される最小単位の積
層体１２が、所定数繰り返して形成されている。
厚が３０ÅのＣｒ膜１０と３０ÅのＣｏ膜とを形成す
る。しかる後、膜厚がｔ1 のＣｕからなる磁気的な絶縁
膜８と、膜厚が３０ÅのＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）
からなる磁気的にソフトな膜５と、膜厚がｔ2 のＣｕか
らなる磁気的な絶縁膜６と、膜厚が３０ÅのＣｏからな
る磁気的にハードな膜７とから構成される最小単位の積
層体１２が、所定数繰り返して形成されている。
【００３０】前述の絶縁膜８の膜厚がｔ1 ならびに絶縁
膜６の膜厚がｔ2 は、これらを介してソフト膜５とハー
ド膜７の磁気的相互作用が強磁性的ならびに反強磁性的
になるような値に設定される。この絶縁膜６、８の膜厚
ｔ1 、ｔ2 の具体例を示せば次の表の通りである。
膜６の膜厚がｔ2 は、これらを介してソフト膜５とハー
ド膜７の磁気的相互作用が強磁性的ならびに反強磁性的
になるような値に設定される。この絶縁膜６、８の膜厚
ｔ1 、ｔ2 の具体例を示せば次の表の通りである。
【００３１】 表 絶縁膜８の膜厚ｔ1 絶縁膜６の膜厚ｔ2 ０〜 ５Å ６〜１２Å １２〜１７Å １８〜２５Å ２５〜３０Å ３１Å以上 ソフト膜５ならびにハード膜７の磁化容易軸方向は各膜
の堆積中に印加した磁界の方向と殆ど同じ方向を向いた
状態となり、特にソフト膜５内にはその方向に一軸磁気
異方性が誘起される。
の堆積中に印加した磁界の方向と殆ど同じ方向を向いた
状態となり、特にソフト膜５内にはその方向に一軸磁気
異方性が誘起される。
【００３２】次に、面内の任意の方向に十分強い磁界
（ハード膜７の磁化容易軸方向を印加する磁界の方向に
向けられる程度、望ましくは数千Ｏｅ以上）の磁界を印
加して、ハード膜７の磁化容易軸方向を希望する方向に
向ける。このときソフト膜５の磁化容易軸方向も印加し
た磁界の方向に向けられるが、その磁界を除去するとハ
ード膜７の磁化容易軸方向は印加した磁界の方向に留ま
るが、ソフト膜５の磁化容易軸方向は上下のハード膜７
との相互作用が互いに殆ど打ち消されるから、ソフト膜
５自体の磁化容易軸方向に向いて安定する。
（ハード膜７の磁化容易軸方向を印加する磁界の方向に
向けられる程度、望ましくは数千Ｏｅ以上）の磁界を印
加して、ハード膜７の磁化容易軸方向を希望する方向に
向ける。このときソフト膜５の磁化容易軸方向も印加し
た磁界の方向に向けられるが、その磁界を除去するとハ
ード膜７の磁化容易軸方向は印加した磁界の方向に留ま
るが、ソフト膜５の磁化容易軸方向は上下のハード膜７
との相互作用が互いに殆ど打ち消されるから、ソフト膜
５自体の磁化容易軸方向に向いて安定する。
【００３３】こうしてソフト膜５の磁化容易軸方向は、
それに誘起されている一軸磁気異方性に支配されること
になるから、垂直方向の外部磁界に対して極めて鋭敏に
反応して、その磁化の向きが変化する。
それに誘起されている一軸磁気異方性に支配されること
になるから、垂直方向の外部磁界に対して極めて鋭敏に
反応して、その磁化の向きが変化する。
【００３４】図６は、ソフト膜（Ｎｉ−Ｆｅ合金膜）な
らびにハード膜（Ｃｏ膜）の製膜直後、強磁界印加中な
らびに強磁界を除去したのちのそれぞれの磁化容易軸方
向をまとめて示した図である。この図に示すように最終
的にはソフト膜（Ｎｉ−Ｆｅ合金膜）の磁化容易軸方向
がハード膜（Ｃｏ膜）の磁化容易軸方向と交差したもの
が得られる。
らびにハード膜（Ｃｏ膜）の製膜直後、強磁界印加中な
らびに強磁界を除去したのちのそれぞれの磁化容易軸方
向をまとめて示した図である。この図に示すように最終
的にはソフト膜（Ｎｉ−Ｆｅ合金膜）の磁化容易軸方向
がハード膜（Ｃｏ膜）の磁化容易軸方向と交差したもの
が得られる。
【００３５】本発明に係る磁気抵抗効果素子を磁気ヘツ
ドとして使用する場合、ハード膜の磁化による磁気記録
媒体への擾乱作用を避けるため、ハード膜の磁化容易軸
方向が媒体の記録面に対してほぼ水平方向になるように
すると有利である。
ドとして使用する場合、ハード膜の磁化による磁気記録
媒体への擾乱作用を避けるため、ハード膜の磁化容易軸
方向が媒体の記録面に対してほぼ水平方向になるように
すると有利である。
【００３６】ところで、ハード膜の磁化容易軸方向が媒
体の記録面に対してほぼ水平方向になるようにして、か
つ、ソフト膜の磁化容易軸方向を媒体の記録面に対して
ほぼ垂直方向に向けると、磁気記録媒体からの漏洩磁界
に対するソフト膜の磁界感度が弱くなつてしまう。これ
に対して、ハード膜の磁化容易軸方向が媒体の記録面に
対してほぼ水平方向になるようにして、、かつ、ソフト
膜のハード膜に対するの磁化容易軸方向の交差角度を１
５°〜４５°、好ましくは３０°前後にしておけば、磁
気記録媒体からの漏洩磁界に対しても十分に反応し、し
かも磁気抵抗効果の大きい磁気ヘツドを製作することが
できる。
体の記録面に対してほぼ水平方向になるようにして、か
つ、ソフト膜の磁化容易軸方向を媒体の記録面に対して
ほぼ垂直方向に向けると、磁気記録媒体からの漏洩磁界
に対するソフト膜の磁界感度が弱くなつてしまう。これ
に対して、ハード膜の磁化容易軸方向が媒体の記録面に
対してほぼ水平方向になるようにして、、かつ、ソフト
膜のハード膜に対するの磁化容易軸方向の交差角度を１
５°〜４５°、好ましくは３０°前後にしておけば、磁
気記録媒体からの漏洩磁界に対しても十分に反応し、し
かも磁気抵抗効果の大きい磁気ヘツドを製作することが
できる。
【００３７】磁気抵抗効果素子を磁気ヘツドとして使用
する場合、磁気記録媒体の記録面に垂直な磁束を検出す
ることになる。したがつて、ソフト膜の磁化容易軸方向
は外部磁界が零のとき記録面に対して垂直になるように
設定するのが効率的である。
する場合、磁気記録媒体の記録面に垂直な磁束を検出す
ることになる。したがつて、ソフト膜の磁化容易軸方向
は外部磁界が零のとき記録面に対して垂直になるように
設定するのが効率的である。
【００３８】前述のようにソフト膜の磁化容易軸方向と
ハード膜の磁化容易軸方向との間に適当な交差角度を設
けるためには、ハード膜の磁化に記録面に対する垂直成
分をもたせなければならない。そのときハード膜の磁化
容易軸方向をすべて同一方向に平行にしておくと、磁気
ヘツド（積層磁気抵抗効果素子）の端面から発生する磁
束が磁気記録媒体の磁化に擾乱を与え易くなる。
ハード膜の磁化容易軸方向との間に適当な交差角度を設
けるためには、ハード膜の磁化に記録面に対する垂直成
分をもたせなければならない。そのときハード膜の磁化
容易軸方向をすべて同一方向に平行にしておくと、磁気
ヘツド（積層磁気抵抗効果素子）の端面から発生する磁
束が磁気記録媒体の磁化に擾乱を与え易くなる。
【００３９】磁気ヘツド（積層磁気抵抗効果素子）の実
効的全層厚ｔｅｆｆが、磁気ヘツド（積層磁気抵抗効果
素子）と磁気記録媒体の間の実効的スペーシングｈｆに
比較して小さければ、その影響は少ない。その基準は図
７に示す式（１）で与えられる。
効的全層厚ｔｅｆｆが、磁気ヘツド（積層磁気抵抗効果
素子）と磁気記録媒体の間の実効的スペーシングｈｆに
比較して小さければ、その影響は少ない。その基準は図
７に示す式（１）で与えられる。
【００４０】前記式（１）において、ｈｆは磁気記録再
生装置などによつて異なるが、磁気ヘツドと磁気記録媒
体が接触するタイプでは一般的に１０〜５０ｎｍであ
る。
生装置などによつて異なるが、磁気ヘツドと磁気記録媒
体が接触するタイプでは一般的に１０〜５０ｎｍであ
る。
【００４１】前記式（１）中の各項目を図８に示すよう
な値に設定すると同図の式（３）のようになり、この値
は磁気記録媒体における垂直方向の保磁力を超えてしま
う。
な値に設定すると同図の式（３）のようになり、この値
は磁気記録媒体における垂直方向の保磁力を超えてしま
う。
【００４２】この問題を解決するため、本発明の実施例
ではハード膜をグループ分けして、その磁化の垂直成分
が互いに打ち消す合うようにしている。
ではハード膜をグループ分けして、その磁化の垂直成分
が互いに打ち消す合うようにしている。
【００４３】この状態を模式的に示したのが図９で、図
中において１４は例えばプラスチツクスなどからなる電
気絶縁層、１５は媒体対向面である。同図に示されてい
るように、この例ではハード膜（Ｈ）５と、磁気的な絶
縁膜６と、ソフト膜（Ｓ）７と、磁気的な絶縁膜８と、
ハード膜（Ｈ）５と、磁気的な絶縁膜６と、ソフト膜
（Ｓ）７とから最小単位の積層体１５が構成されてい
る。そしてこの積層体１５が所定数繰り返して配置さ
れ、各積層体１５間に前記電気絶縁層１３が介在され
て、各積層体１５間が電気的に絶縁される。
中において１４は例えばプラスチツクスなどからなる電
気絶縁層、１５は媒体対向面である。同図に示されてい
るように、この例ではハード膜（Ｈ）５と、磁気的な絶
縁膜６と、ソフト膜（Ｓ）７と、磁気的な絶縁膜８と、
ハード膜（Ｈ）５と、磁気的な絶縁膜６と、ソフト膜
（Ｓ）７とから最小単位の積層体１５が構成されてい
る。そしてこの積層体１５が所定数繰り返して配置さ
れ、各積層体１５間に前記電気絶縁層１３が介在され
て、各積層体１５間が電気的に絶縁される。
【００４４】そして図に示す如く、第１の積層体１５
（Ａ１）においてはハード膜（Ｈ）５の磁化の垂直成分
が矢印で示すように下向きに、その隣の第２の積層体１
５（Ｂ１）においてはハード膜（Ｈ）５の磁化の垂直成
分が上向きになつており、グループ毎に磁化の垂直成分
が互いに打ち消す合うようになつている。なおこのと
き、図１０に示す関係式が成立するようにしなければな
らない。この第３の実施例では、ハード膜の磁化容易軸
方向をソフト膜とハード膜の複数対毎に交互に反対にし
て、その複数対毎に電気的絶縁層を設けたが、ハード膜
の磁化容易軸方向をソフト膜とハード膜の一対毎に交互
に反対にして、その一対毎に電気的絶縁層を設けてもよ
い。
（Ａ１）においてはハード膜（Ｈ）５の磁化の垂直成分
が矢印で示すように下向きに、その隣の第２の積層体１
５（Ｂ１）においてはハード膜（Ｈ）５の磁化の垂直成
分が上向きになつており、グループ毎に磁化の垂直成分
が互いに打ち消す合うようになつている。なおこのと
き、図１０に示す関係式が成立するようにしなければな
らない。この第３の実施例では、ハード膜の磁化容易軸
方向をソフト膜とハード膜の複数対毎に交互に反対にし
て、その複数対毎に電気的絶縁層を設けたが、ハード膜
の磁化容易軸方向をソフト膜とハード膜の一対毎に交互
に反対にして、その一対毎に電気的絶縁層を設けてもよ
い。
【００４５】図１１はこのように構成された磁気ヘツド
の電気回路図で、端子１６にはハード膜の磁化の垂直成
分が下向きになつているＡグループ（Ａ１，Ａ２……Ａ
ｎ）がそれぞれ接続され、端子１７にはハード膜の磁化
の垂直成分が上向きになつているＢグループ（Ｂ１，Ｂ
２……Ｂｎ）がそれぞれ接続されている。
の電気回路図で、端子１６にはハード膜の磁化の垂直成
分が下向きになつているＡグループ（Ａ１，Ａ２……Ａ
ｎ）がそれぞれ接続され、端子１７にはハード膜の磁化
の垂直成分が上向きになつているＢグループ（Ｂ１，Ｂ
２……Ｂｎ）がそれぞれ接続されている。
【００４６】前述のようにハード膜の磁化の垂直成分が
グループ毎に反対になつているから、抵抗の変化の仕方
が反対となるため、同図のような回路構成になつてお
り、コンパレータ１９からはＡグループとＢグループの
抵抗の差に比例した出力が得られる。なお、図中の１８
は磁気ヘツドの感磁部でトラツク幅に対応している。
グループ毎に反対になつているから、抵抗の変化の仕方
が反対となるため、同図のような回路構成になつてお
り、コンパレータ１９からはＡグループとＢグループの
抵抗の差に比例した出力が得られる。なお、図中の１８
は磁気ヘツドの感磁部でトラツク幅に対応している。
【００４７】なお、前記実施例ではＮｉ−Ｆｅ／Ｃｕ／
Ｃｏ系の材料について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば Ｃｕ／Ｃｕ／Ｃｏ系，Ｆ
ｅ／Ｃｒ系，Ａｇ／Ｃｏ系，Ｎｉ／Ａｇ系，Ｆｅ／Ｃｏ
／Ｃｕ／Ｆｅ系，Ｃｏ／Ｃｕ系，Ｃｕ／Ｃｏ系／Ｃｕ／
Ｎｉ−Ｆｅ系などのような材料を使用することも可能で
ある。
Ｃｏ系の材料について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば Ｃｕ／Ｃｕ／Ｃｏ系，Ｆ
ｅ／Ｃｒ系，Ａｇ／Ｃｏ系，Ｎｉ／Ａｇ系，Ｆｅ／Ｃｏ
／Ｃｕ／Ｆｅ系，Ｃｏ／Ｃｕ系，Ｃｕ／Ｃｏ系／Ｃｕ／
Ｎｉ−Ｆｅ系などのような材料を使用することも可能で
ある。
【００４８】
【発明の効果】本発明は前述のように、ソフトな膜の磁
化容易軸方向をハードな膜の磁化容易軸方向と所定の角
度をもつて交差させることにより、ハードな膜との磁気
的な結合力を弱め、ソフトな膜の磁化方向が外部の磁界
によつて変化し易くなり、そのために高磁界感度の磁気
抵抗効果素子を提供することができる。
化容易軸方向をハードな膜の磁化容易軸方向と所定の角
度をもつて交差させることにより、ハードな膜との磁気
的な結合力を弱め、ソフトな膜の磁化方向が外部の磁界
によつて変化し易くなり、そのために高磁界感度の磁気
抵抗効果素子を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る磁気ヘツドの斜視
図である。
図である。
【図２】その磁気ヘツドに使用する積層磁気抵抗効果素
子の拡大断面図である。
子の拡大断面図である。
【図３】その積層磁気抵抗効果素子における各膜の磁界
の印加方向を説明するための説明図である。
の印加方向を説明するための説明図である。
【図４】その積層磁気抵抗効果素子の使用態様を説明す
るための説明図である。
るための説明図である。
【図５】第２の実施例に係る積層磁気抵抗効果素子の拡
大断面図である。
大断面図である。
【図６】その積層磁気抵抗効果素子における各膜の製膜
直後、強磁界印加中ならびに磁界除去後の磁化容易軸方
向を示す説明図である。
直後、強磁界印加中ならびに磁界除去後の磁化容易軸方
向を示す説明図である。
【図７】数式を表す図である。
【図８】式中の具体的数値と式を表す図である。
【図９】第３の実施例に係る積層磁気抵抗効果素子の拡
大断面図である。
大断面図である。
【図１０】数式を表す図である。
【図１１】第３の実施例に係る磁気ヘツドの電気回路図
である。
である。
１ 積層磁気抵抗効果素子 ４ 多層膜 ５ ソフト膜 ６、８ 磁気的絶縁膜 ７ ハード膜 ９、１２、１５ 最小単位積層体 １３ 電気的絶縁膜
Claims (5)
- 【請求項１】 磁気的にソフトな膜とハードな膜とが所
定層数積層された磁気抵抗効果素子において、 前記ソフトな膜の磁化容易軸方向がハードな膜の磁化容
易軸方向と交差していることを特徴とする磁気抵抗効果
素子。 - 【請求項２】 請求項１記載において、前記ソフトな膜
の磁化容易軸方向がその膜の積層方向において交互に異
なつていることを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項３】 請求項１記載において、前記ソフトな膜
の磁化容易軸方向がその膜の積層方向においてグループ
毎に異なつていることを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項４】 請求項１記載において、前記ソフトな膜
とハードな膜との磁気的相互作用を交互に強磁性的およ
び反強磁性的にしたことを特徴とする磁気抵抗効果素
子。 - 【請求項５】 請求項１記載において、前記ハードな膜
の磁化容易軸方向をソフトな膜とハードな膜の一対毎あ
るいは複数対毎に交互に反対になつており、その一対毎
あるいは複数対毎に電気的絶縁層を設けたことを特徴と
する磁気抵抗効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4022935A JPH0697532A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 磁気抵抗効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4022935A JPH0697532A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 磁気抵抗効果素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0697532A true JPH0697532A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=12096490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4022935A Withdrawn JPH0697532A (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697532A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600297A (en) * | 1994-08-28 | 1997-02-04 | U.S. Philips Corporation | Magnetic field sensor |
-
1992
- 1992-02-07 JP JP4022935A patent/JPH0697532A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600297A (en) * | 1994-08-28 | 1997-02-04 | U.S. Philips Corporation | Magnetic field sensor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |