JPH08203035A - 磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気記録再生装置

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JPH08203035A
JPH08203035A JP2892495A JP2892495A JPH08203035A JP H08203035 A JPH08203035 A JP H08203035A JP 2892495 A JP2892495 A JP 2892495A JP 2892495 A JP2892495 A JP 2892495A JP H08203035 A JPH08203035 A JP H08203035A
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JP
Japan
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magnetic
layer
film
magnetoresistive
magnetoresistive effect
Prior art date
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JP2892495A
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English (en)
Inventor
Mutsuko Jinbo
睦子 神保
Shigeru Tsunashima
滋 綱島
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低磁界で高い磁気抵抗変化率を示す磁気抵抗
効果膜、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気記録再
生装置を提供すること。 【構成】 磁性層、非磁性層及び磁性層を積層した三層
膜、磁性層、非磁性層、磁性層、非磁性層及び磁性層を
積層した五層膜、並びにこれら三層膜及び五層膜の磁性
層の上又は下に反強磁性層を有する磁気抵抗効果膜にお
いて、上記磁性層の少なくとも一層にアモルファス磁性
合金を用いた磁気抵抗効果膜、この磁気抵抗効果膜を用
いた磁気抵抗効果素子、この素子を用いた磁気ヘッド及
びこの磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低磁界で高い磁気抵抗
効果を有する磁気抵抗効果膜、この磁気抵抗効果膜を用
いた磁気抵抗効果素子、この素子を用いた磁気ヘッド及
びこの磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、再生用磁気ヘッドの磁気抵抗効果
材としてパーマロイが使用されていた。しかし、パーマ
ロイの磁気抵抗変化率は約3%と低く、これよりさらに
高い磁気抵抗変化率の材料が求められていた。このパー
マロイより磁気抵抗変化率が高い材料として多層構造を
持つFe/Cr磁性膜が提案され、また、Ta/NiF
e/Cu/NiFe/FeMn/Ta膜も提案されてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記多層構造
を持つFe/Cr磁性膜は、十分な磁気抵抗変化率を得
るために、800KA/mもの高い磁界が必要であり、
低い磁界で動作することが必要な磁気抵抗効果素子、磁
気ヘッドに使用することができなかった。また、Ta/
NiFe/Cu/NiFe/FeMn/Ta膜は比較的
低磁界で2.2%の磁気抵抗変化率を示しているが、ま
だ十分でなく、低磁界でより高い磁気抵抗変化率を示す
材料が求められていた。本発明は、低磁界でより高い磁
気抵抗変化率を示す磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素
子、磁気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。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、磁性層、非磁性層及び磁性層を
積層した三層膜、磁性層、非磁性層、磁性層、非磁性層
及び磁性層を積層した五層膜、若しくは磁性層の上又は
下に反強磁性層を有する磁気抵抗効果膜において、上記
磁性層の少なくとも一層にアモルファス磁性合金を用い
たことである。また、上記磁気抵抗効果膜は非磁性層を
挟む磁性層の磁化の向きのなす角度が変化するものであ
り、上記アモルファス磁性合金をB濃度が10〜25a
t%であるCo─Fe─B系アモルファス磁性合金とし
たことである。また、上記磁気抵抗効果膜の磁性層の少
なくとも1層がCo、Ni─FeあるいはNi─Fe─
Coを主成分とする合金であり、上記非磁性層の少なく
とも一層をCu、Ag又はAuとしたことである。
【0005】また、上記磁気抵抗効果膜の非磁性層を挟
む磁性層の磁気異方性より生じる磁化容易方向のなす角
度が異なっており、磁気抵抗効果膜の磁性層の少なくと
も一層に交換バイアス磁界を印加する反強磁性層を付与
したことである。また、本発明の磁気抵抗効果素子は、
上記磁気抵抗効果膜を少なくとも1部に使用したことで
ある。また、本発明の磁気ヘッドは、上記磁気抵抗効果
素子を少なくとも1部に使用したことである。さらに、
本発明の磁気記録再生装置は、上記磁気ヘッドを少なく
とも1部に使用したことである。
【0006】本発明をさらに説明すると、本発明のアモ
ルファス磁性合金はCo─Fe─B系アモルファス磁性
合金でCo─Fe─B系アモルファス磁性合金は、B1
0〜25at%、Co81〜67at%、Fe9 〜
7.5at%の合金である。また、磁性層は、Co、N
i─Fe、Ni─Fe─Coなどの金属又は合金で、N
i─Feはパーマロイとして知られているNi35〜8
0%、残部Feからなるもので、Ni─Fe─CoはF
e16〜20%、Ni66〜11%、Co18〜73%
のものである。さらに、本発明の反強磁性層は、Ni
O、NiMn、CoMn、FeMnなどである。
【0007】
【作用】本発明は、磁性層、非磁性層及び磁性層を積層
した三層膜、磁性層、非磁性層、磁性層、非磁性層及び
磁性層を積層した五層膜、若しくは磁性層の上又は下に
反強磁性層を有する磁気抵抗効果膜において、上記磁性
層の少なくとも一層にアモルファス磁性合金を用いるこ
とにより、比較的低磁界で高い磁気抵抗変化率が得られ
る。これは、アモルファス磁性合金を用いることによ
り、軟磁気特性が向上したためであると考えられる。ま
た、本発明の磁気抵抗効果素子は上記特性が優れた磁気
抵抗効果膜を使用したことにより、本発明の磁気ヘッド
は上記特性が優れた磁気抵抗効果素子を少なくとも1部
に使用したことにより、また本発明の磁気記録再生装置
は上記特性が優れた磁気ヘッドを少なくとも1部に使用
したことにより優れた特性のものが得られる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例1 下記三層膜とスピンバルブ膜は高周波マグネトロンスパ
ッタ装置を用いて作製した。スパツタ時のAr圧は0.
68〜1.32Paで、製膜速度は0.1〜0.2nm
/sである。基板にスライドガラスを用い、その上にア
モルファスCoFeB層、Cu層、Co層を順次作製
し、CoFeB(6nm)/Cu(2.1nm)/Co
(1.5nm)の膜を作製した。なお、アモルファス磁
性合金のCoFeBの組成は、Co:72at%、F
e;8at%、B:20at%であった。この膜の特性
は、図1に示したように磁気抵抗変化率(MR ratio)
が5%のものが800A/mの磁界(H)を中心として
280A/mの磁界変化で得られ、磁界感度は17.8
%/kAm-1であった。
【0009】なお、図1は、上記膜のH(磁化困難軸の
磁界)とMR ratio(磁気抵抗変化率)の関係を示した
グラフである。図2は、上記膜の磁化容易軸の磁界と磁
気抵抗変化率を示したグラフで、上のグラフは下のグラ
フのHが0付近を拡大したものである。図2の磁気抵抗
変化率の傾きが大きくて高いほど感度がよい膜である。
上記膜の磁界感度は従来のNiFe系合金を主体とした
材料で得られるものの約3倍であった。これはアモルフ
ァス材料を使用したことにより軟磁気特性が向上したた
めであると考えられる。
【0010】実施例2 実施例1と同様な方法によりCoFeB(9nm)/C
u(2.1nm)/Co(1.5nm)の膜を作製し
た。なお、アモルファス磁性合金のCoFeBの組成
は、Co:72at%、Fe;8at%、B:20at
%であった。この膜の磁気抵抗変化率は3%であった。
この膜を12.8kA/mの磁界中で250℃で1時間
熱処理を行ったところ、磁気抵抗変化率は4%と高くな
った。この結果から膜がガラス融着などにおいて加熱さ
れる温度である250℃でも劣化しないことが分かっ
た。これはアモルファス材料の層の結晶化による特性の
劣化がないからであると考えられる。
【0011】実施例3 実施例1と同様な方法で、反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されるようにしたNiO(50nm)/C
o(1.5nm)/Cu(2.1nm)/CoFeB
(9nm)/Cu(3nm)の膜を作製した。なお、ア
モルファス磁性合金のCoFeBの組成は、Co:72
at%、Fe;8at%、B:20at%であった。こ
の膜の特性は、図3に示したように磁気抵抗変化率(Δ
R/R)が2.7%のものが得られた。この値は従来の
NiFe系合金を主体とする材料で得られるものと同等
であり、また250℃の熱処理後も特性の劣化はなかっ
た。さらに、この膜は、交換バイアス磁界が印加されて
おり、磁気ヘッドの用途に使用することができることが
分かった。なお、この膜の磁化曲線は図4に示したとう
りである。
【0012】実施例4 本発明の磁気抵抗効果膜を使用した本発明の磁気抵抗効
果素子の一例を図5に示す。本発明の磁気抵抗効果素子
は、本発明の磁気抵抗効果膜(1)を、2個の電極(2
1 、22 )で挟み、これらを上下からシールド層
(31 、32 )で挟んだ構造のものである。 実施例5 本発明の磁気抵抗効果素子を使用した本発明の録再型磁
気ヘッドの一例を図6に示す。本発明の録再型磁気ヘッ
ドは、本発明の磁気抵抗効果膜(1)、2個の電極(2
1 、22 )、2枚のシールド層(31 、32 )からなる
磁気抵抗効果素子の上に2個の磁極(41 、42 )の間
に複数のコイル(51 、52 、53 )を挟んだものを置
いた構造のものである。
【0013】本発明は、上記以外の点においても実施例
に限定されることなく、要旨を変更しない範囲において
種々の変更をすることが出来ることはもちろんである。
【0014】
【本発明の効果】本発明は、上記構成にしたことによ
り、低磁界で高い磁気抵抗変化率を示し、また250℃
程度に加熱されても特性が劣化しないという優れた特性
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のCoFeB(6nm)/Cu(2.
1nm)/Co(1.5nm)の膜の磁化困難軸のH
(磁界)とMR ratio(磁気抵抗変化率)の関係を示し
たグラフである。
【図2】 図1の膜の磁化容易軸のH(磁界)とMR r
atio(磁気抵抗変化率)の関係を示したグラフである。
【図3】 反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加さ
れるようにしたNiO(50nm)/Co(1.5n
m)/Cu(2.1nm)/CoFeB(9nm)/C
u(3nm)のH(磁界)とΔR/R(磁気抵抗変化
率)の関係を示したグラフである。
【図4】 図3の磁化曲線である。
【図5】 本発明の磁気抵抗効果素子の一部を示した斜
視図である。
【図6】 録再型磁気ヘッドの一部を示した斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 磁気抵抗効果膜 21 、22 電極 31 、32 シールド層 41 、42 磁極 51 、52 、53 コイル

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性層、非磁性層及び磁性層を積層した
    三層膜、磁性層、非磁性層、磁性層、非磁性層及び磁性
    層を積層した五層膜、並びにこれら三層膜及び五層膜の
    磁性層の上又は下に反強磁性層を有する磁気抵抗効果膜
    において、上記磁性層の少なくとも一層にアモルファス
    磁性合金を用いたことを特徴とする磁気抵抗効果膜。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の磁気抵抗効果膜におい
    て、非磁性層を挟む磁性層の磁化の向きのなす角度が互
    いに異なったものであることを特徴とする磁気抵抗効果
    膜。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の磁気抵抗効
    果膜において、上記磁性層の少なくとも一層がCo─F
    e─B系アモルファス磁性合金であることを特徴とする
    磁気抵抗効果膜。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の磁気抵抗効果膜におい
    て、上記Co─Fe─B系アモルファス磁性合金のB濃
    度が10〜25at%であることを特徴とする磁気抵抗
    効果膜。
  5. 【請求項5】 請求項1から4のいずれか1項記載の磁
    気抵抗効果膜において、磁性層の少なくとも1層がC
    o、Ni─FeあるいはNi─Fe─Coを主成分とす
    る合金であることを特徴とする磁気抵抗効果膜。
  6. 【請求項6】 請求項1から5のいずれか1項記載の磁
    気抵抗効果膜において、上記非磁性層の少なくとも一層
    がCu、Ag又はAuであることを特徴とする磁気抵抗
    効果膜。
  7. 【請求項7】 請求項1から6のいずれか1項記載の磁
    気抵抗効果膜において、非磁性層を挟む磁性層の磁気異
    方性より生じる磁化容易方向のなす角度が異なっている
    ことを特徴とする磁気抵抗効果膜。
  8. 【請求項8】 請求項1から7のいずれか1項記載の磁
    気抵抗効果膜の磁性層の少なくとも一層に交換バイアス
    磁界を印加する反磁性層を設けたことを特徴とする磁気
    抵抗効果膜。
  9. 【請求項9】 請求項1から8のいずれか1項記載の磁
    気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いたことを特徴とす
    る磁気抵抗効果素子。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の磁気抵抗効果素子を少な
    くとも一部に用いた磁気ヘッド。
  11. 【請求項11】 請求項10記載の磁気ヘッドと誘導型磁気
    ヘッドを組み合わせた複合型磁気ヘッド。
  12. 【請求項12】 請求項10又は請求項11記載の磁気ヘッド
    を用いた磁気記録再生装置。
JP2892495A 1995-01-26 1995-01-26 磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 Pending JPH08203035A (ja)

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