JPH07201016A - 磁気抵抗性読取変換器アセンブリ - Google Patents
磁気抵抗性読取変換器アセンブリInfo
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- JPH07201016A JPH07201016A JP6270862A JP27086294A JPH07201016A JP H07201016 A JPH07201016 A JP H07201016A JP 6270862 A JP6270862 A JP 6270862A JP 27086294 A JP27086294 A JP 27086294A JP H07201016 A JPH07201016 A JP H07201016A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
Landscapes
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱サイクル中安定した、改善された強化交換
・磁性特性を与える磁気抵抗性読取変換器アセンブリを
提供する。 【構成】 本発明に基づく磁気抵抗性（ＭＲ）読取変換
器アセンブリは、ＭＲ導電層の薄い膜１８、ＭＲ導電層
に接する反強磁性体の極めて薄い膜２０、並びに反強磁
性体の薄い膜に接しており、不利な環境にさらされるこ
とから生じる害から反強磁性体の層を保護するためのキ
ャッピング層２２、から構成される。
・磁性特性を与える磁気抵抗性読取変換器アセンブリを
提供する。 【構成】 本発明に基づく磁気抵抗性（ＭＲ）読取変換
器アセンブリは、ＭＲ導電層の薄い膜１８、ＭＲ導電層
に接する反強磁性体の極めて薄い膜２０、並びに反強磁
性体の薄い膜に接しており、不利な環境にさらされるこ
とから生じる害から反強磁性体の層を保護するためのキ
ャッピング層２２、から構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気媒体から情報信号
を読取るための磁気変換器に関するものであり、また特
に改良された磁気抵抗読取変換器アセンブリに関するも
のである。
を読取るための磁気変換器に関するものであり、また特
に改良された磁気抵抗読取変換器アセンブリに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】先行技術は、非常に高い線密度の磁気表
面からデータを読取ることができることが示されている
磁気抵抗（ＭＲ）センサ又はへツドと言われる磁気変換
器を開示している。ＭＲセンサは、磁気抵抗性材料から
作られる読取エレメントの抵抗の変化を通じて、ＭＲ読
取エレメントによって感知される磁束の量と方向の関数
として磁界信号を検知する。
面からデータを読取ることができることが示されている
磁気抵抗（ＭＲ）センサ又はへツドと言われる磁気変換
器を開示している。ＭＲセンサは、磁気抵抗性材料から
作られる読取エレメントの抵抗の変化を通じて、ＭＲ読
取エレメントによって感知される磁束の量と方向の関数
として磁界信号を検知する。
【０００３】先行技術は、ＭＲエレメントが最適に機能
するために様々なバイアスフィールドを与えるべきであ
ることも教示している。通常、ＭＲエレメントと共に使
われるバイアスフィールドは、先行技術において、磁気
媒体の表面に平行に伸び且つＭＲ読取エレメントの縦の
方向に伸びる縦バイアスフィールドとよばれている。
するために様々なバイアスフィールドを与えるべきであ
ることも教示している。通常、ＭＲエレメントと共に使
われるバイアスフィールドは、先行技術において、磁気
媒体の表面に平行に伸び且つＭＲ読取エレメントの縦の
方向に伸びる縦バイアスフィールドとよばれている。
【０００４】本願出願人の米国特許第４１０３３１５号
は、ＭＲセンサにそった一定の縦バイアスをもたらす反
強磁性／強磁性交換結合の利用を開示している。交換結
合は、面心立方ＦｅＭｎ反強磁性層とＮｉＦｅ強磁性層
との間のインターフェース部分で生じる。
は、ＭＲセンサにそった一定の縦バイアスをもたらす反
強磁性／強磁性交換結合の利用を開示している。交換結
合は、面心立方ＦｅＭｎ反強磁性層とＮｉＦｅ強磁性層
との間のインターフェース部分で生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＦｅＭｎの利用の際に
遭遇する問題の１つは、一定の環境に置かれた時にこの
物質が示す高い腐食度である。高い大気腐食度、並びに
変換器の処理中のＦｅＭｎの減損は、ＦｅＭｎの反応的
な性質を示すものである。ＦｅＭｎの反応的な性質は
又、真空処理に重い制約を課するものであり、許容でき
る真空を保証するのに要求される長いサイクル時間のた
め処理時間を増すことになる。
遭遇する問題の１つは、一定の環境に置かれた時にこの
物質が示す高い腐食度である。高い大気腐食度、並びに
変換器の処理中のＦｅＭｎの減損は、ＦｅＭｎの反応的
な性質を示すものである。ＦｅＭｎの反応的な性質は
又、真空処理に重い制約を課するものであり、許容でき
る真空を保証するのに要求される長いサイクル時間のた
め処理時間を増すことになる。
【０００６】前述の米国特許は強磁性体と反強磁性体と
の交換結合を論じており、また強磁性ＭＲ層としてＮｉ
Ｆｅを、また反強磁性層としてガンマ相（面心立方（Ｆ
ＣＣ））のマンガン（Ｍｎ）合金を提案している。記載
した可能なガンマＭｎ合金の内で、鉄−マンガン（Ｆｅ
Ｍｎ）はＮｉＦｅ層との結合を交換する最大の能力を示
しているように思われる。しかしながら、前に論じたよ
うに、ＦｅＭｎの使用に際してはＦｅＭｎが腐食を受け
やすいことからくる問題が存している。
の交換結合を論じており、また強磁性ＭＲ層としてＮｉ
Ｆｅを、また反強磁性層としてガンマ相（面心立方（Ｆ
ＣＣ））のマンガン（Ｍｎ）合金を提案している。記載
した可能なガンマＭｎ合金の内で、鉄−マンガン（Ｆｅ
Ｍｎ）はＮｉＦｅ層との結合を交換する最大の能力を示
しているように思われる。しかしながら、前に論じたよ
うに、ＦｅＭｎの使用に際してはＦｅＭｎが腐食を受け
やすいことからくる問題が存している。
【０００７】本発明は、腐食の受けやすさを大幅に減ら
しただけでなく、交換バイアスフィールドの強度を高め
た、強磁性層と反強磁性層との交換結合による縦バイア
スを提供する改良構造に向けられている。
しただけでなく、交換バイアスフィールドの強度を高め
た、強磁性層と反強磁性層との交換結合による縦バイア
スを提供する改良構造に向けられている。
【０００８】従って、磁気抵抗性読取変換器アセンブリ
に、熱サイクル中安定した、改善された強化交換・磁性
特性を与えることが本発明の主な目的である。
に、熱サイクル中安定した、改善された強化交換・磁性
特性を与えることが本発明の主な目的である。
【０００９】交換バイアスフィールドの減少をもたらす
ことなく、ＦｅＭｎについての改良された腐食防御を有
する磁気抵抗性読取変換器アセンブリを提供することが
本発明のもう１つの目的である。
ことなく、ＦｅＭｎについての改良された腐食防御を有
する磁気抵抗性読取変換器アセンブリを提供することが
本発明のもう１つの目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】反強磁性体の極めて薄い
層は、前に研究した構造よりも強い交換バイアスフィー
ルドをＮｉＦｅとの間でもたらす、ということが偶然に
も発見された。更に、極めて薄い反強磁性層の腐食特性
は、この反強磁性層と接触するキャッピング層を与える
ことによってかなり強めることができることが発見され
た。
層は、前に研究した構造よりも強い交換バイアスフィー
ルドをＮｉＦｅとの間でもたらす、ということが偶然に
も発見された。更に、極めて薄い反強磁性層の腐食特性
は、この反強磁性層と接触するキャッピング層を与える
ことによってかなり強めることができることが発見され
た。
【００１１】本発明に基づく磁気抵抗性（ＭＲ）読取変
換器アセンブリは、ＭＲ導電層の薄い膜、ＭＲ導電層に
直接接する反強磁性体の極めて薄い膜、並びに反強磁性
体の薄い膜に接しており、不利な環境にさらされること
から生じる害から反強磁性体の層を保護するためのキャ
ッピング層、から構成される。
換器アセンブリは、ＭＲ導電層の薄い膜、ＭＲ導電層に
直接接する反強磁性体の極めて薄い膜、並びに反強磁性
体の薄い膜に接しており、不利な環境にさらされること
から生じる害から反強磁性体の層を保護するためのキャ
ッピング層、から構成される。
【００１２】特定の実施例において、反強磁性体はＦｅ
Ｍｎであり、反強磁性層の厚さはおおよそ２５−２００
オングストロームの範囲にあり、キャッピング層はＣｒ
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、並びにＳｉＯ2の如き誘電材料、ある
いはＣｒ−ＳｉＯ、Ｎｉ80Ｃｒ20−Ｃｒ2Ｏ3、Ｃｒ−Ａ
ｌ2Ｏ3、並びにＮｉ80Ｃｒ20−ＳｉＯ2の如き酸化金属
サーメット膜の何れかである。
Ｍｎであり、反強磁性層の厚さはおおよそ２５−２００
オングストロームの範囲にあり、キャッピング層はＣｒ
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、並びにＳｉＯ2の如き誘電材料、ある
いはＣｒ−ＳｉＯ、Ｎｉ80Ｃｒ20−Ｃｒ2Ｏ3、Ｃｒ−Ａ
ｌ2Ｏ3、並びにＮｉ80Ｃｒ20−ＳｉＯ2の如き酸化金属
サーメット膜の何れかである。
【００１３】別の実施例においては、反強磁性層は三元
合金ＦｅＭｎ−Ｘであり、ＸはＲｈ、Ｔｉ、もしくはＣ
ｒである。
合金ＦｅＭｎ−Ｘであり、ＸはＲｈ、Ｔｉ、もしくはＣ
ｒである。
【００１４】
【実施例】第１図に関連し、適当な基板１４上の軟磁性
材料の層１２から成る磁気抵抗性（ＭＲ）読取変換器ア
センブリ１０が示されている。非磁性スペーサ層１６
が、軟磁性層１２をニッケル鉄（ＮｉＦｅ）の如き強磁
性体から構成されるＭＲ材料の層１８から離している。
軟磁性層１２は、ＭＲ層１８の磁界に記録媒体に平行で
はない方向のバイアスをかけるように意図された磁界を
与える。このバイアスフィールドは普通、横バイアスフ
ィールドといい、当該横バイアスはＭＲ層を横切って検
知された信号が、ＭＲ層１８によって磁気記憶媒体上の
被記録データから遮断された磁界の変化のためにＭＲ層
において感知された抵抗変化の実質的な線型変換である
ようにするため、ＭＲ層１８を線型応答モードに維持す
る。
材料の層１２から成る磁気抵抗性（ＭＲ）読取変換器ア
センブリ１０が示されている。非磁性スペーサ層１６
が、軟磁性層１２をニッケル鉄（ＮｉＦｅ）の如き強磁
性体から構成されるＭＲ材料の層１８から離している。
軟磁性層１２は、ＭＲ層１８の磁界に記録媒体に平行で
はない方向のバイアスをかけるように意図された磁界を
与える。このバイアスフィールドは普通、横バイアスフ
ィールドといい、当該横バイアスはＭＲ層を横切って検
知された信号が、ＭＲ層１８によって磁気記憶媒体上の
被記録データから遮断された磁界の変化のためにＭＲ層
において感知された抵抗変化の実質的な線型変換である
ようにするため、ＭＲ層１８を線型応答モードに維持す
る。
【００１５】第２のバイアスフィールド即ち縦のバイア
スフィールドは、強磁性ＭＲ層１８とこのＭＲ材料の層
１８に近接した層２０に蒸着された反強磁性体との交換
結合にって生じる。当該縦バイアスは、ＭＲ層１８に単
一定義域状態を造りだし、また単一定義域状態は、複数
磁性定義域状態を示すＭＲ材料と結びつくバルクハルゼ
ン・ノイズを押さえるのに必須のものである。
スフィールドは、強磁性ＭＲ層１８とこのＭＲ材料の層
１８に近接した層２０に蒸着された反強磁性体との交換
結合にって生じる。当該縦バイアスは、ＭＲ層１８に単
一定義域状態を造りだし、また単一定義域状態は、複数
磁性定義域状態を示すＭＲ材料と結びつくバルクハルゼ
ン・ノイズを押さえるのに必須のものである。
【００１６】図面に示された実施例において、ＭＲ層１
８に直接接したＦｅＭｎのような適当な反強磁性体の極
めて薄い層２０（２５−２００オングストローム）が与
えられている。２５−５０オングストロームの薄さの膜
はＮｉＦｅとの結合を交換することができ、また大きな
交換バイアスフィールドを作ることができることが発見
された。上記の範囲の薄さの膜は依然として不連続であ
りうるので、上記の結果は少なからぬ驚きである。
８に直接接したＦｅＭｎのような適当な反強磁性体の極
めて薄い層２０（２５−２００オングストローム）が与
えられている。２５−５０オングストロームの薄さの膜
はＮｉＦｅとの結合を交換することができ、また大きな
交換バイアスフィールドを作ることができることが発見
された。上記の範囲の薄さの膜は依然として不連続であ
りうるので、上記の結果は少なからぬ驚きである。
【００１７】キャッピング層２２は、反強磁性層を腐食
の害から保護するために、また反強磁性体の層への相互
拡散が交換結合を破壊するので拡散障壁として貢献する
ために、反強磁性体の極めて薄い層２０と接触して与え
られている。キャッピング層２２はＣｒ2Ｏ3、Ａｌ
2Ｏ3、並びにＳｉＯ2の如き安定した誘電材料、あるい
はＣｒ−ＳｉＯ、Ｎｉ80Ｃｒ20−Ｃｒ2Ｏ3、Ｃｒ−Ａｌ
2Ｏ3並びにＮｉ80Ｃｒ20−ＳｉＯ2の如き酸化金属サー
メット膜で作られる。キャッピング層２２の厚みは重要
ではなく、２００−４００オングストロームの範囲内に
あるキャッピング層は適当なものであることが分かって
いる。
の害から保護するために、また反強磁性体の層への相互
拡散が交換結合を破壊するので拡散障壁として貢献する
ために、反強磁性体の極めて薄い層２０と接触して与え
られている。キャッピング層２２はＣｒ2Ｏ3、Ａｌ
2Ｏ3、並びにＳｉＯ2の如き安定した誘電材料、あるい
はＣｒ−ＳｉＯ、Ｎｉ80Ｃｒ20−Ｃｒ2Ｏ3、Ｃｒ−Ａｌ
2Ｏ3並びにＮｉ80Ｃｒ20−ＳｉＯ2の如き酸化金属サー
メット膜で作られる。キャッピング層２２の厚みは重要
ではなく、２００−４００オングストロームの範囲内に
あるキャッピング層は適当なものであることが分かって
いる。
【００１８】ＭＲセンサ内に改良された反強磁性層を提
供するために、様々なＦｅＭｎ構造が１００ガウスの一
定の磁界でのＲＦスパッタ蒸着による薄い膜として作ら
れた。出力密度は２．６ｗ／ｃｍ2、圧力は２５ミリト
ル、並びに基板温度は５０℃にそれぞれ固定されてい
る。基板はガラスで、表面は蒸着前に５分間スパッタ洗
浄された。鉄−ニッケル（Ｎｉ81Ｆｅ19）の膜は約４０
０オングストロームの厚さまで１秒間に約１オングスト
ロームの割合で基板に蒸着された。鉄−ニッケル膜蒸着
の後に２５オングストロームから３５０オングストロー
ムまでの様々な厚さのＦｅ50Ｍｎ50のスパッタ蒸着が行
われた。ＦｅＭｎの蒸着は、前と同じ圧力、出力密度の
元で１秒間に約１．５オングストロームの割合で行われ
た。厚さの数値はスパッタ出力と時間で決められ、厚さ
の測定のために較正された。上記交換構造は、約３００
オングストロームの厚さのＣｒ−ＳｉＯの如き保護サー
メツト膜によってキャップされた。キャッピング層は、
交換構造を熱サイクル実験中の酸化から守る保護コーテ
ィングを与えた。
供するために、様々なＦｅＭｎ構造が１００ガウスの一
定の磁界でのＲＦスパッタ蒸着による薄い膜として作ら
れた。出力密度は２．６ｗ／ｃｍ2、圧力は２５ミリト
ル、並びに基板温度は５０℃にそれぞれ固定されてい
る。基板はガラスで、表面は蒸着前に５分間スパッタ洗
浄された。鉄−ニッケル（Ｎｉ81Ｆｅ19）の膜は約４０
０オングストロームの厚さまで１秒間に約１オングスト
ロームの割合で基板に蒸着された。鉄−ニッケル膜蒸着
の後に２５オングストロームから３５０オングストロー
ムまでの様々な厚さのＦｅ50Ｍｎ50のスパッタ蒸着が行
われた。ＦｅＭｎの蒸着は、前と同じ圧力、出力密度の
元で１秒間に約１．５オングストロームの割合で行われ
た。厚さの数値はスパッタ出力と時間で決められ、厚さ
の測定のために較正された。上記交換構造は、約３００
オングストロームの厚さのＣｒ−ＳｉＯの如き保護サー
メツト膜によってキャップされた。キャッピング層は、
交換構造を熱サイクル実験中の酸化から守る保護コーテ
ィングを与えた。
【００１９】ＮｉＦｅ・ＭＲ層の交換バイアスフィール
ド（ＨUA）は、ＦｅＭｎ反強磁性層の厚みの関数として
第４図に図示されている。同様に第４図に示されている
のは、Ｆｅ50Ｍｎ50の厚みの関数としての交換飽和保磁
力（ＨCE）である。これらのプロットは、ＦｅＭｎの厚
みが２５オングストロームである時には、飽和保磁力は
交換バイアスよりも大きなものであったということを示
している。しかし、交換バイアスフィールドは５０オン
グストロームのＦｅＭｎ層について２５エルステツド
（Ｏｅ）まで増加し、また飽和保磁力は約６エルステッ
ドまで減少した。観察された最大の交換バイアスフィー
ルドは５０オングストロームのＦｅＭｎ膜についてであ
り、交換バイアスフィールドは直線的に減少し、１５０
オングストロームのＦｅＭｎでは２０（Ｏｅ）となり、
また１５０オングストロームから３５０オングストロー
ムまでは厚みに関係なく一定であった。
ド（ＨUA）は、ＦｅＭｎ反強磁性層の厚みの関数として
第４図に図示されている。同様に第４図に示されている
のは、Ｆｅ50Ｍｎ50の厚みの関数としての交換飽和保磁
力（ＨCE）である。これらのプロットは、ＦｅＭｎの厚
みが２５オングストロームである時には、飽和保磁力は
交換バイアスよりも大きなものであったということを示
している。しかし、交換バイアスフィールドは５０オン
グストロームのＦｅＭｎ層について２５エルステツド
（Ｏｅ）まで増加し、また飽和保磁力は約６エルステッ
ドまで減少した。観察された最大の交換バイアスフィー
ルドは５０オングストロームのＦｅＭｎ膜についてであ
り、交換バイアスフィールドは直線的に減少し、１５０
オングストロームのＦｅＭｎでは２０（Ｏｅ）となり、
また１５０オングストロームから３５０オングストロー
ムまでは厚みに関係なく一定であった。
【００２０】キャッピング層をＣｒ2Ｏ3と積層構造にさ
れた約３００オングストロームの厚さのＦｅＭｎにした
別の実験を行った。この実験では、交換バイアスフィー
ルドは２５−５０オングストロームの範囲でピークに達
し、それから約２００オングストロームまで直線的に減
少し、またその後３５０オングストロームまでは厚さに
関係なく一定であった。積層構造のキャッピング層構造
は、以下に一層詳細に説明されている。
れた約３００オングストロームの厚さのＦｅＭｎにした
別の実験を行った。この実験では、交換バイアスフィー
ルドは２５−５０オングストロームの範囲でピークに達
し、それから約２００オングストロームまで直線的に減
少し、またその後３５０オングストロームまでは厚さに
関係なく一定であった。積層構造のキャッピング層構造
は、以下に一層詳細に説明されている。
【００２１】ＭＲ読取変換器がその一部となっている磁
気読取／書込変換器の特定の実施例についての製造プロ
セス中、磁気ヘッドを構成する薄い膜を焼なます効果を
有するいくつかの熱サイクルが用いられている。熱サイ
クルの結果、交換バイアスフィールドＨUAも交換飽和保
磁力ＨCEも変化しないことが望ましい。第４図に描かれ
ているような５０オングストロームのＦｅＭｎ膜の厚み
を有するＭＲ読取変換器の熱サイクル特性は、第５図に
示されている。２６０℃で９サイクルの後、交換バイア
スフィールドＨUAも交換飽和保磁力ＨCEも特性の変化を
示していない。これらのサイクルの各々は、４時間の加
熱及び１２時間の室温への冷却から構成されている。
気読取／書込変換器の特定の実施例についての製造プロ
セス中、磁気ヘッドを構成する薄い膜を焼なます効果を
有するいくつかの熱サイクルが用いられている。熱サイ
クルの結果、交換バイアスフィールドＨUAも交換飽和保
磁力ＨCEも変化しないことが望ましい。第４図に描かれ
ているような５０オングストロームのＦｅＭｎ膜の厚み
を有するＭＲ読取変換器の熱サイクル特性は、第５図に
示されている。２６０℃で９サイクルの後、交換バイア
スフィールドＨUAも交換飽和保磁力ＨCEも特性の変化を
示していない。これらのサイクルの各々は、４時間の加
熱及び１２時間の室温への冷却から構成されている。
【００２２】極めて薄いＦｅＭｎ及び変換特性の安定性
は、交換インターフェースに関わる厚みを考慮すると少
なからぬ驚きである。対照的に、第６図は４００オング
ストロームのＦｅＭｎ膜の厚みを持つ類似の構造の熱サ
イクル特性を示すものである。このケースにおいて、交
換バイアスフィールドも交換飽和保磁力も熱サイクルと
共に著しく変化することに注目すること。
は、交換インターフェースに関わる厚みを考慮すると少
なからぬ驚きである。対照的に、第６図は４００オング
ストロームのＦｅＭｎ膜の厚みを持つ類似の構造の熱サ
イクル特性を示すものである。このケースにおいて、交
換バイアスフィールドも交換飽和保磁力も熱サイクルと
共に著しく変化することに注目すること。
【００２３】電子回折実験は、交換結合のＦｅＭｎ厚み
への依存がＦｅＭｎの位相安定性に関係するということ
を示している。（ＮｉＦｅ上の）ＦｅＭｎの厚みがおお
よそ２５−２００オングストロームの範囲にあれば、Ｆ
ｅＭｎ相は大部分、単相面心立方である。しかしなが
ら、ＦｅＭｎの厚みが臨界厚み（１５０−２００オング
ストローム）を上回る場合、ＦｅＭｎは面心立方（γ
相）及び室温では反強磁性ではない体心立方αＭｎ相の
双方から構成される。ＦｅＭｎが薄く且つ単相面心立方
であれば、ＦｅＭｎは熱処理中、面心立方（γ相）及び
体心立方（αＭｎ）相の双方から構成されている時より
も安定していると考えられる（第５図及び第６図を参照
のこと）。
への依存がＦｅＭｎの位相安定性に関係するということ
を示している。（ＮｉＦｅ上の）ＦｅＭｎの厚みがおお
よそ２５−２００オングストロームの範囲にあれば、Ｆ
ｅＭｎ相は大部分、単相面心立方である。しかしなが
ら、ＦｅＭｎの厚みが臨界厚み（１５０−２００オング
ストローム）を上回る場合、ＦｅＭｎは面心立方（γ
相）及び室温では反強磁性ではない体心立方αＭｎ相の
双方から構成される。ＦｅＭｎが薄く且つ単相面心立方
であれば、ＦｅＭｎは熱処理中、面心立方（γ相）及び
体心立方（αＭｎ）相の双方から構成されている時より
も安定していると考えられる（第５図及び第６図を参照
のこと）。
【００２４】本発明の代替実施例は、ＭＲ読取変換器ア
センブリの類似の構成要素が第１図に示す実施例と同一
の参照数字を与えられている第２図に示されている。し
かしながら、キャッピング層の働きは同じであるものの
キャッピング層２２は異なるやり方で構成されているこ
とに注目すること。この実施例において、キャッピング
層２４は積層構造のＦｅＭｎ−Ｌｘから成り、このｘは
安定した酸化物、炭化物、窒化物、もしくは炭素であ
る。基本的な概念は、交換結合はＦｅＭｎの極めて薄い
層２０のみに依存するものであり、キャッピング層２４
は多くの腐食環境に不活性の高抵抗（即ち絶縁）層と積
層構造にされたＭｎＦｅから成り、またキャッピング層
の材料はＦｅＭｎ層の機械的な保全性を実際に改善する
ことができるということである。Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、
ＳｉＯ2等の如き酸化物は低拡散率を示すので、２００
−３００℃で非常に安定しており、交換インターフェー
スの近くに優れた拡散障壁を提供する。
センブリの類似の構成要素が第１図に示す実施例と同一
の参照数字を与えられている第２図に示されている。し
かしながら、キャッピング層の働きは同じであるものの
キャッピング層２２は異なるやり方で構成されているこ
とに注目すること。この実施例において、キャッピング
層２４は積層構造のＦｅＭｎ−Ｌｘから成り、このｘは
安定した酸化物、炭化物、窒化物、もしくは炭素であ
る。基本的な概念は、交換結合はＦｅＭｎの極めて薄い
層２０のみに依存するものであり、キャッピング層２４
は多くの腐食環境に不活性の高抵抗（即ち絶縁）層と積
層構造にされたＭｎＦｅから成り、またキャッピング層
の材料はＦｅＭｎ層の機械的な保全性を実際に改善する
ことができるということである。Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、
ＳｉＯ2等の如き酸化物は低拡散率を示すので、２００
−３００℃で非常に安定しており、交換インターフェー
スの近くに優れた拡散障壁を提供する。
【００２５】キャッピング層２４は、第３図に拡大され
た形で示されている。キャッピング層は、ＦｅＭｎの層
２６と高抵抗の物質、例えばＣｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ、Ｓｉ
Ｏ2、並びに炭素の如き物質の層２８の交互から成る積
層で構成されている。キャッピング層２４は、１０−４
０回転／分の速度で回転しつつ双方の源を働かせた状態
で、ＦｅＭｎと高抵抗率物質の共同スパッタリングによ
って作られる。個々のラミネーションの厚さは回転速度
に依存しているが、重要な依存性を有するものであると
は思われなかった。キャッピング層２４は３００オング
ストロームの範囲の合計厚みに到るまでｎ回のラミネー
ションによって形成されるが、この回数も重要であると
は思われなかった。
た形で示されている。キャッピング層は、ＦｅＭｎの層
２６と高抵抗の物質、例えばＣｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ、Ｓｉ
Ｏ2、並びに炭素の如き物質の層２８の交互から成る積
層で構成されている。キャッピング層２４は、１０−４
０回転／分の速度で回転しつつ双方の源を働かせた状態
で、ＦｅＭｎと高抵抗率物質の共同スパッタリングによ
って作られる。個々のラミネーションの厚さは回転速度
に依存しているが、重要な依存性を有するものであると
は思われなかった。キャッピング層２４は３００オング
ストロームの範囲の合計厚みに到るまでｎ回のラミネー
ションによって形成されるが、この回数も重要であると
は思われなかった。
【００２６】第７図は、三つの異なるラミネート材料、
Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、並びに炭素が利用されている５０
オングストロームの厚さのＦｅＭｎ膜上の積層構造のキ
ャッピング層についての熱サイクルデータを示してい
る。交換バイアスフィールドＨUAも交換飽和保磁力ＨCE
も熱サイクルに対してかなり安定しており、ＳｉＯ2が
最大の交換バイアスフィールドを示し、一方炭素構造が
熱サイクルに対し飽和保磁力において最大の変化を示し
たのと同じく最低のバイアスフィールドを示した。
Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、並びに炭素が利用されている５０
オングストロームの厚さのＦｅＭｎ膜上の積層構造のキ
ャッピング層についての熱サイクルデータを示してい
る。交換バイアスフィールドＨUAも交換飽和保磁力ＨCE
も熱サイクルに対してかなり安定しており、ＳｉＯ2が
最大の交換バイアスフィールドを示し、一方炭素構造が
熱サイクルに対し飽和保磁力において最大の変化を示し
たのと同じく最低のバイアスフィールドを示した。
【００２７】実験データは、Ｃｒ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、並び
にＳｉＯ2を伴ったＦｅＭｎの積層構造を持つキャッピ
ング層は熱サイクルに対して安定した高交換フィールド
をもたらすことを示しているが、ＨｆＯ2、ＺｒＯ2、並
びにＴａ2Ｏ5もまた、ＦｅＭｎとの積層構造のキャッピ
ング層構造に含まれれば許容可能な装置性能をもたらす
ことができると結論づけることが可能である。
にＳｉＯ2を伴ったＦｅＭｎの積層構造を持つキャッピ
ング層は熱サイクルに対して安定した高交換フィールド
をもたらすことを示しているが、ＨｆＯ2、ＺｒＯ2、並
びにＴａ2Ｏ5もまた、ＦｅＭｎとの積層構造のキャッピ
ング層構造に含まれれば許容可能な装置性能をもたらす
ことができると結論づけることが可能である。
【００２８】少量の第３のエレメントをＦｅＭｎに加え
て三元合金を作ることが改善された特性に結びつく可能
性があるという証拠が存在する。特に少量のチタン（Ｔ
ｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、あるいはクロム（Ｃｒ）が改
善された特性を持つ三元合金に結びつく。この理由のた
め、第１図あるいは第２図の何れかの反強磁性体の層２
０は、ＭｎＦｅ−Ｘから構成されうるもので、ここでＸ
はＴｉ、Ｒｈ、もしくはＣｒである。
て三元合金を作ることが改善された特性に結びつく可能
性があるという証拠が存在する。特に少量のチタン（Ｔ
ｉ）、ロジウム（Ｒｈ）、あるいはクロム（Ｃｒ）が改
善された特性を持つ三元合金に結びつく。この理由のた
め、第１図あるいは第２図の何れかの反強磁性体の層２
０は、ＭｎＦｅ−Ｘから構成されうるもので、ここでＸ
はＴｉ、Ｒｈ、もしくはＣｒである。
【００２９】交換結合のＦｅＭｎの厚みに対する依存度
は、本質的に同一の厚みへの依存度が高い底面圧、例え
ば１０-7トル範囲でのスパッタリング・システムにおい
て認められたので、処理システムへの依存というよりも
寧ろ基本的な物質特性であるように思われる。
は、本質的に同一の厚みへの依存度が高い底面圧、例え
ば１０-7トル範囲でのスパッタリング・システムにおい
て認められたので、処理システムへの依存というよりも
寧ろ基本的な物質特性であるように思われる。
【００３０】
【発明の効果】熱処理サイクル中の磁気特性の安定性並
びに耐腐食性が改善された磁気抵抗性読取変換器アセン
ブリが得られる。
びに耐腐食性が改善された磁気抵抗性読取変換器アセン
ブリが得られる。
【図１】本発明を具体化するＭＲ読取変換器アセンブリ
の特定の実施例の断面図である。
の特定の実施例の断面図である。
【図２】本発明を具体化するＭＲ読取変換器アセンブリ
の代替実施例の断面図である。
の代替実施例の断面図である。
【図３】図２の積層キャッピング構造の拡大図である。
【図４】図１のＭＲ読取変換器アセンブリにおけるＦｅ
Ｍｎ層の厚みの関数としての交換バイアスフィールド及
び飽和保磁力のグラフである。
Ｍｎ層の厚みの関数としての交換バイアスフィールド及
び飽和保磁力のグラフである。
【図５】５０オングストロームのＦｅＭｎを用いた図１
の構造についての焼なましサイクル回数に対する交換バ
イアスフィールド及び飽和保磁力のグラフである。
の構造についての焼なましサイクル回数に対する交換バ
イアスフィールド及び飽和保磁力のグラフである。
【図６】４００オングストロームのＦｅＭｎを用いた図
１の構造についての焼なましサイクル数に対する交換バ
イアスフィールド及び飽和保磁力のグラフである。
１の構造についての焼なましサイクル数に対する交換バ
イアスフィールド及び飽和保磁力のグラフである。
【図７】キャッピング層がＡｌ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、もしく
は炭素と組になったＦｅＭｎである図２及び図３の構造
についての焼なましサイクル数に対する交換バイアスフ
ィールド及び飽和保磁力のグラフである。
は炭素と組になったＦｅＭｎである図２及び図３の構造
についての焼なましサイクル数に対する交換バイアスフ
ィールド及び飽和保磁力のグラフである。
１０ 読取変換器アセンブリ １２ 磁性材料の層 １４ 基板 １６ 強磁性スペーサの層 １８ ＭＲ材料の層 ２０ 反強磁性体の層 ２２,２４ キャッピング層 ２６ ＦｅＭｎの層 ２８ 炭素などの層
Claims (5)
- 【請求項１】磁気抵抗性導電層の薄膜と、 上記磁気抵抗性導電層との間に交換バイアス磁界が発生
するようにするため、該磁気抵抗性導電層に接して設け
た、２５以上２００オングストローム未満の厚さを有す
る反強磁性材料の膜と、 を備えたことを特徴とする磁気抵抗性読取変換器アセン
ブリ。 - 【請求項２】磁気抵抗性導電層の薄膜と、 上記磁気抵抗性導電層との間に交換バイアス磁界が発生
するようにするため、該磁気抵抗性導電層に接して設け
た、２５以上１００オングストローム未満の厚さを有す
る反強磁性材料の膜と、 を備えたことを特徴とする磁気抵抗性読取変換器アセン
ブリ。 - 【請求項３】磁気抵抗性導電層の薄膜と、 上記磁気抵抗性導電層との間に交換バイアス磁界が発生
するようにするため、該磁気抵抗性導電層に接して設け
た、２５以上５０オングストローム未満の厚さを有する
反強磁性材料の膜と、 を備えたことを特徴とする磁気抵抗性読取変換器アセン
ブリ。 - 【請求項４】磁気抵抗性導電層の薄膜と、 上記磁気抵抗性導電層との間に交換バイアス磁界が発生
するようにするため、該磁気抵抗性導電層に接して設け
た、ＦｅＭｎ−Ｒｈ、ＦｅＭｎ−Ｔｉ、又はＦｅＭｎ−
Ｃｒの反強磁性材料の膜と、 を備えたことを特徴とする磁気抵抗性読取変換器アセン
ブリ。 - 【請求項５】磁気抵抗性導電層の薄膜と、 上記磁気抵抗性導電層との間に交換バイアス磁界が発生
するようにするため、該磁気抵抗性導電層に接して設け
た、２５以上２００オングストローム未満の厚さを有す
る、ＦｅＭｎ−Ｒｈ、ＦｅＭｎ−Ｔｉ、又はＦｅＭｎ−
Ｃｒの反強磁性材料の膜と、 を備えたことを特徴とする磁気抵抗性読取変換器アセン
ブリ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/115,142 US4825325A (en) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | Magnetoresistive read transducer assembly |
| SG151094A SG151094G (en) | 1987-10-30 | 1994-10-17 | Magnetoresistive read transducer assembly |
| US115142 | 1998-07-14 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63204872A Division JPH01213819A (ja) | 1987-10-30 | 1988-08-19 | 磁気抵抗性読取変換器アセンブリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201016A true JPH07201016A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=26664438
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63204872A Pending JPH01213819A (ja) | 1987-10-30 | 1988-08-19 | 磁気抵抗性読取変換器アセンブリ |
| JP6270862A Pending JPH07201016A (ja) | 1987-10-30 | 1994-11-04 | 磁気抵抗性読取変換器アセンブリ |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63204872A Pending JPH01213819A (ja) | 1987-10-30 | 1988-08-19 | 磁気抵抗性読取変換器アセンブリ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4825325A (ja) |
| EP (1) | EP0314343B1 (ja) |
| JP (2) | JPH01213819A (ja) |
| CA (1) | CA1306803C (ja) |
| DE (1) | DE3883146T2 (ja) |
| SG (1) | SG151094G (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100333262B1 (ko) * | 1999-03-30 | 2002-04-25 | 포만 제프리 엘 | 덮개층이 향상된 스핀 밸브 센서를 구비한 판독 헤드 |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4967298A (en) * | 1987-02-17 | 1990-10-30 | Mowry Greg S | Magnetic head with magnetoresistive sensor, inductive write head, and shield |
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| US4931892A (en) * | 1988-07-28 | 1990-06-05 | Eastman Kodak Company | Long life magnetoresistive head of the non-shunt bias type |
| FR2648942B1 (fr) * | 1989-06-27 | 1995-08-11 | Thomson Csf | Capteur a effet magnetoresistif |
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| US5390061A (en) | 1990-06-08 | 1995-02-14 | Hitachi, Ltd. | Multilayer magnetoresistance effect-type magnetic head |
| JP2812826B2 (ja) * | 1991-09-04 | 1998-10-22 | 株式会社日立製作所 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッドおよびその製造方法 |
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