JPH0830929A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
- Publication number
- JPH0830929A JPH0830929A JP6162239A JP16223994A JPH0830929A JP H0830929 A JPH0830929 A JP H0830929A JP 6162239 A JP6162239 A JP 6162239A JP 16223994 A JP16223994 A JP 16223994A JP H0830929 A JPH0830929 A JP H0830929A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- thin film
- yoke
- magnetic
- magnetoresistive effect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 83
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 106
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 102
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 81
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015136 FeMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003962 NiZn Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000981595 Zoysia japonica Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- 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
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3916—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide
- G11B5/3919—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path
- G11B5/3922—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure
- G11B5/3925—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure the two parts being thin films
-
- 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
- G11B2005/3996—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 large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気抵抗効果膜を用いたヨーク型磁気抵抗効
果素子において、高い再生出力が得られるようにするこ
とにある。 【構成】 金属薄膜５、磁性薄膜２、非磁性薄膜６、磁
性薄膜３、及び、反強磁性薄膜４をこの順序で積層した
磁気抵抗効果膜１と、磁気抵抗効果膜１の一端とヨーク
前部７の一端及び磁気抵抗効果膜１の他端とヨーク後部
８の一端を非磁性絶縁層（図示されていない）を介して
接続してヨーク型磁気抵抗効果素子を構成し、磁気抵抗
効果膜１とヨーク前部７及びヨーク後部８とのオーバー
ラップ長を、それぞれ、Ｌ1 ，Ｌ2 としたとき、０＜Ｌ
1 ≦２．０μｍ、０＜Ｌ2 ≦２．０μｍとしたものであ
る。
果素子において、高い再生出力が得られるようにするこ
とにある。 【構成】 金属薄膜５、磁性薄膜２、非磁性薄膜６、磁
性薄膜３、及び、反強磁性薄膜４をこの順序で積層した
磁気抵抗効果膜１と、磁気抵抗効果膜１の一端とヨーク
前部７の一端及び磁気抵抗効果膜１の他端とヨーク後部
８の一端を非磁性絶縁層（図示されていない）を介して
接続してヨーク型磁気抵抗効果素子を構成し、磁気抵抗
効果膜１とヨーク前部７及びヨーク後部８とのオーバー
ラップ長を、それぞれ、Ｌ1 ，Ｌ2 としたとき、０＜Ｌ
1 ≦２．０μｍ、０＜Ｌ2 ≦２．０μｍとしたものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気媒体等において磁
界強度を信号として読みとるための磁気抵抗効果素子に
係わり、特に、ヨーク型磁気抵抗効果素子及びリング型
ヨーク磁気抵抗効果素子における再生出力を向上させる
構造に関するものである。
界強度を信号として読みとるための磁気抵抗効果素子に
係わり、特に、ヨーク型磁気抵抗効果素子及びリング型
ヨーク磁気抵抗効果素子における再生出力を向上させる
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気センサーの高感度化及び磁気
記録における高密度化が進められており、これに伴い磁
気抵抗効果型磁気センサー（以下、「ＭＲセンサー」と
いう。）及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、「ＭＲ
ヘッド」という。）の開発が盛んに進められている。Ｍ
ＲセンサーもＭＲヘッドも、磁性材料からなる読み取り
センサー部の抵抗変化により、外部磁界信号を読みだす
訳であるが、ＭＲセンサー及びＭＲヘッドは、記録媒体
との相対速度が再生出力に依存しないことから、ＭＲセ
ンサーでは高感度が、ＭＲヘッドでは高密度磁気記録に
おいても高い出力が得られるという特徴がある。
記録における高密度化が進められており、これに伴い磁
気抵抗効果型磁気センサー（以下、「ＭＲセンサー」と
いう。）及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、「ＭＲ
ヘッド」という。）の開発が盛んに進められている。Ｍ
ＲセンサーもＭＲヘッドも、磁性材料からなる読み取り
センサー部の抵抗変化により、外部磁界信号を読みだす
訳であるが、ＭＲセンサー及びＭＲヘッドは、記録媒体
との相対速度が再生出力に依存しないことから、ＭＲセ
ンサーでは高感度が、ＭＲヘッドでは高密度磁気記録に
おいても高い出力が得られるという特徴がある。
【０００３】最近、非磁性薄膜層を介して積層された少
なくとも２層の磁性薄膜を有してなり、一方の軟磁性薄
膜に反強磁性薄膜を隣接して設けることで坑磁力を与
え、非磁性薄膜を介して隣接した他方の軟磁性薄膜と異
なった外部磁界で磁化回転させることで抵抗変化させる
磁気抵抗効果膜がある〔フィジカル レビューＢ（Ｐｈ
ｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ）第４３巻、１２７９頁、１９９１年
参照。〕。
なくとも２層の磁性薄膜を有してなり、一方の軟磁性薄
膜に反強磁性薄膜を隣接して設けることで坑磁力を与
え、非磁性薄膜を介して隣接した他方の軟磁性薄膜と異
なった外部磁界で磁化回転させることで抵抗変化させる
磁気抵抗効果膜がある〔フィジカル レビューＢ（Ｐｈ
ｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ）第４３巻、１２７９頁、１９９１年
参照。〕。
【０００４】上記文献の磁気抵抗効果素子において、実
用的なＭＲヘッドとして、磁気抵抗効果膜の両側に非磁
性絶縁体を介して軟磁性層を積層した構造のシールド型
磁気抵抗効果素子が提案されているが、再生波形が極端
な非対称となること、また、磁気抵抗効果膜がヘッド浮
上面（以下、「ＡＢＳ面」という。）に露出しているこ
とにより、磁気抵抗効果膜の腐食の問題があった。一
方、磁気抵抗効果膜をＡＢＳ面から後退させ、外部磁界
を軟磁性ヨークを介して磁気抵抗効果膜に誘導する構造
のヨーク型磁気抵抗効果素子の場合、再生波形の対称性
が大きく改善され、磁気抵抗効果膜の腐食の問題がなく
なるという利点がある。
用的なＭＲヘッドとして、磁気抵抗効果膜の両側に非磁
性絶縁体を介して軟磁性層を積層した構造のシールド型
磁気抵抗効果素子が提案されているが、再生波形が極端
な非対称となること、また、磁気抵抗効果膜がヘッド浮
上面（以下、「ＡＢＳ面」という。）に露出しているこ
とにより、磁気抵抗効果膜の腐食の問題があった。一
方、磁気抵抗効果膜をＡＢＳ面から後退させ、外部磁界
を軟磁性ヨークを介して磁気抵抗効果膜に誘導する構造
のヨーク型磁気抵抗効果素子の場合、再生波形の対称性
が大きく改善され、磁気抵抗効果膜の腐食の問題がなく
なるという利点がある。
【０００５】上記文献の磁気抵抗効果膜では、非磁性層
を介して積層された磁性薄膜の一方の磁性薄膜に、隣接
して反強磁性薄膜が成膜されることによって交換バイア
ス力が働き、外部磁場によって隣り合った磁性層の磁化
の向きが互いに平行から反平行となることによって抵抗
変化が生じる。すなわち、反強磁性薄膜によって交換バ
イアスされた磁性薄膜の抗磁力をＨex、他方の磁性薄膜
の保磁力をＨC2（０＜ＨC2＜Ｈex）として、外部磁場が
ＨC2とＨexの間（ＨC2＜Ｈ＜Ｈex）であるとき、隣り合
った磁性薄膜の磁化の方向が互いに逆向きになり、抵抗
が増大する。
を介して積層された磁性薄膜の一方の磁性薄膜に、隣接
して反強磁性薄膜が成膜されることによって交換バイア
ス力が働き、外部磁場によって隣り合った磁性層の磁化
の向きが互いに平行から反平行となることによって抵抗
変化が生じる。すなわち、反強磁性薄膜によって交換バ
イアスされた磁性薄膜の抗磁力をＨex、他方の磁性薄膜
の保磁力をＨC2（０＜ＨC2＜Ｈex）として、外部磁場が
ＨC2とＨexの間（ＨC2＜Ｈ＜Ｈex）であるとき、隣り合
った磁性薄膜の磁化の方向が互いに逆向きになり、抵抗
が増大する。
【０００６】このとき、微細加工された磁気抵抗効果膜
では膜端部において、非磁性薄膜を介して隣り合った磁
性薄膜の間で静磁結合が生じているため、外部磁場ゼロ
の状態でも膜端部では隣り合った磁性層間で磁化が反平
行状態となっている。このため、保磁力ＨC2の磁性薄膜
の磁化は、膜中央部から膜端部にかけて徐々に反転した
磁化分布となっており、外部磁界に対するダイナミック
レンジが膜端部では小さい。
では膜端部において、非磁性薄膜を介して隣り合った磁
性薄膜の間で静磁結合が生じているため、外部磁場ゼロ
の状態でも膜端部では隣り合った磁性層間で磁化が反平
行状態となっている。このため、保磁力ＨC2の磁性薄膜
の磁化は、膜中央部から膜端部にかけて徐々に反転した
磁化分布となっており、外部磁界に対するダイナミック
レンジが膜端部では小さい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ヨーク型磁気
抵抗効果素子の場合には、ヨーク部における磁束の損失
によって、再生出力がシールド型磁気抵抗効果素子に比
較して大幅に減少するという問題があった。
抵抗効果素子の場合には、ヨーク部における磁束の損失
によって、再生出力がシールド型磁気抵抗効果素子に比
較して大幅に減少するという問題があった。
【０００８】本発明の目的は、磁気抵抗効果膜を用いた
ヨーク型磁気抵抗効果素子及びリング型ヨーク磁気抵抗
効果素子において、再生信号の対称性がよく、耐環境性
に優れ、高い再生出力が得られる磁気抵抗効果素子を提
供することにある。
ヨーク型磁気抵抗効果素子及びリング型ヨーク磁気抵抗
効果素子において、再生信号の対称性がよく、耐環境性
に優れ、高い再生出力が得られる磁気抵抗効果素子を提
供することにある。
【０００９】
【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、金属薄膜、磁性薄膜、非磁性薄膜、磁性
薄膜、及び、反強磁性薄膜をこの順序で積層した磁気抵
抗効果膜と、磁気抵抗効果膜の一端とヨーク前部の一端
及び磁気抵抗効果膜の他端とヨーク後部の一端を非磁性
絶縁層を介して接続したヨーク型磁気抵抗効果素子にお
いて、（１）磁気抵抗効果膜とヨーク前部及びヨーク後
部とのオーバーラップ長を、それぞれ、Ｌ1 ，Ｌ2 とし
たとき、０＜Ｌ1 ≦２．０μｍ、０＜Ｌ2 ≦２．０μｍ
としたものであり、（２）磁気抵抗効果膜のＭＲ高さｗ
を、０＜ｗ≦１０μｍとしたものであり、（３）磁気抵
抗効果膜の繰り返し積層回数Ｎを、１≦Ｎ≦５としたも
のである。
に、本発明は、金属薄膜、磁性薄膜、非磁性薄膜、磁性
薄膜、及び、反強磁性薄膜をこの順序で積層した磁気抵
抗効果膜と、磁気抵抗効果膜の一端とヨーク前部の一端
及び磁気抵抗効果膜の他端とヨーク後部の一端を非磁性
絶縁層を介して接続したヨーク型磁気抵抗効果素子にお
いて、（１）磁気抵抗効果膜とヨーク前部及びヨーク後
部とのオーバーラップ長を、それぞれ、Ｌ1 ，Ｌ2 とし
たとき、０＜Ｌ1 ≦２．０μｍ、０＜Ｌ2 ≦２．０μｍ
としたものであり、（２）磁気抵抗効果膜のＭＲ高さｗ
を、０＜ｗ≦１０μｍとしたものであり、（３）磁気抵
抗効果膜の繰り返し積層回数Ｎを、１≦Ｎ≦５としたも
のである。
【００１０】また、上記目的を達成するために、本発明
は、金属薄膜、磁性薄膜、非磁性薄膜、磁性薄膜、及
び、反強磁性薄膜をこの順序で積層した磁気抵抗効果膜
と、磁気抵抗効果膜の一端とヨーク前部の一端及び磁気
抵抗効果膜の他端とヨーク後部の一端を非磁性絶縁層を
介して接続し、更に、リング型としたリング型ヨーク磁
気抵抗効果素子において、磁界検出面から磁気抵抗効果
膜までの長さがリングのギャップ深さ以上であり、か
つ、ギャップ深さをｈとしたとき、０＜ｈ≦５μｍとし
たものである。
は、金属薄膜、磁性薄膜、非磁性薄膜、磁性薄膜、及
び、反強磁性薄膜をこの順序で積層した磁気抵抗効果膜
と、磁気抵抗効果膜の一端とヨーク前部の一端及び磁気
抵抗効果膜の他端とヨーク後部の一端を非磁性絶縁層を
介して接続し、更に、リング型としたリング型ヨーク磁
気抵抗効果素子において、磁界検出面から磁気抵抗効果
膜までの長さがリングのギャップ深さ以上であり、か
つ、ギャップ深さをｈとしたとき、０＜ｈ≦５μｍとし
たものである。
【００１１】
【作用】図面を使って、本発明の作用を説明する。
【００１２】図１において、磁気記録媒体から発生した
磁束は、ヨーク前部７から磁気抵抗効果膜１に導かれ、
ヨーク後部８へと流れる。ここで、静磁結合によって、
膜端部では、媒体から発生した磁界に対するダイナミッ
クレンジが小さくなっているため、膜端部をヨークでカ
バーして膜端部に直接大きな磁界が入らないようにし、
ダイナミックレンジの大きい膜中央部に磁束を導くこと
が再生出力を大きく向上させる働きをする。
磁束は、ヨーク前部７から磁気抵抗効果膜１に導かれ、
ヨーク後部８へと流れる。ここで、静磁結合によって、
膜端部では、媒体から発生した磁界に対するダイナミッ
クレンジが小さくなっているため、膜端部をヨークでカ
バーして膜端部に直接大きな磁界が入らないようにし、
ダイナミックレンジの大きい膜中央部に磁束を導くこと
が再生出力を大きく向上させる働きをする。
【００１３】図５において、磁界検出面から磁気抵抗効
果膜１までの長さをリングのギャップ深さ以上とするこ
とによって、磁気抵抗効果膜１から直接下側ヨーク１０
へと漏れる必要外の磁束を減少させる働きをし、更に、
リングのギャップ深さｈを５μｍ以下とすることによっ
て、ヨーク前部７からギャップを介して下側ヨーク１０
へと漏れる磁束を減少させる働きをする。
果膜１までの長さをリングのギャップ深さ以上とするこ
とによって、磁気抵抗効果膜１から直接下側ヨーク１０
へと漏れる必要外の磁束を減少させる働きをし、更に、
リングのギャップ深さｈを５μｍ以下とすることによっ
て、ヨーク前部７からギャップを介して下側ヨーク１０
へと漏れる磁束を減少させる働きをする。
【００１４】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の第１実施例のヨーク型磁気抵抗効果
素子を示す図である。簡素化のため磁気抵抗効果膜１
は、非磁性薄膜６を介して積層された磁性薄膜の一方の
磁性薄膜３に、隣接して反強磁性薄膜４が成膜された人
工格子を単位として、交互に３回積層した場合について
説明する。反強磁性薄膜４によって交換バイアスされた
磁性薄膜３の抗磁力をＨex、他方の磁性薄膜２の保磁力
をＨC2（０＜ＨC2＜Ｈex）とする。このとき、磁性薄膜
３の磁場ゼロでの磁化方向をＹ軸、また、磁気抵抗効果
膜１に流すセンス電流の方向をＸ軸とする。すなわち、
磁性薄膜３の磁化は、矢印９の方向に向いているとす
る。ここでは、ヨーク型磁気抵抗効果素子の微細加工パ
ターン幅は、ＭＲ高さｗに相当する。電流ゼロの状態で
は、静磁結合によって、膜端部では磁性薄膜２と磁性薄
膜３の磁化の向きは反平行、すなわち、磁性薄膜２の磁
化はＹ軸負の方向に向こうとするので、磁性薄膜２の磁
化は膜中央部から膜端部にかけて徐々にＹ軸上負の方向
に向いた磁化分布を持つ。
る。図１は本発明の第１実施例のヨーク型磁気抵抗効果
素子を示す図である。簡素化のため磁気抵抗効果膜１
は、非磁性薄膜６を介して積層された磁性薄膜の一方の
磁性薄膜３に、隣接して反強磁性薄膜４が成膜された人
工格子を単位として、交互に３回積層した場合について
説明する。反強磁性薄膜４によって交換バイアスされた
磁性薄膜３の抗磁力をＨex、他方の磁性薄膜２の保磁力
をＨC2（０＜ＨC2＜Ｈex）とする。このとき、磁性薄膜
３の磁場ゼロでの磁化方向をＹ軸、また、磁気抵抗効果
膜１に流すセンス電流の方向をＸ軸とする。すなわち、
磁性薄膜３の磁化は、矢印９の方向に向いているとす
る。ここでは、ヨーク型磁気抵抗効果素子の微細加工パ
ターン幅は、ＭＲ高さｗに相当する。電流ゼロの状態で
は、静磁結合によって、膜端部では磁性薄膜２と磁性薄
膜３の磁化の向きは反平行、すなわち、磁性薄膜２の磁
化はＹ軸負の方向に向こうとするので、磁性薄膜２の磁
化は膜中央部から膜端部にかけて徐々にＹ軸上負の方向
に向いた磁化分布を持つ。
【００１５】ヨーク型磁気抵抗効果素子の場合、磁気記
録媒体から発生した磁束は、ヨーク前部７から磁気抵抗
効果膜１に導かれ、ヨーク後部８へと流れる。ここで、
磁気抵抗効果膜１をヨーク型磁気抵抗効果素子に用いた
場合、前述した静磁結合によって、膜端部では、媒体か
ら発生した磁界に対するダイナミックレンジが小さくな
っているため、膜端部をヨークでカバーして膜端部に直
接大きな磁界が入らないようにし、ダイナミックレンジ
の大きい膜中央部に磁束を導くことが、再生出力を大き
く向上させるための要因となる。一方、磁気抵抗効果膜
１とヨーク前部７及びヨーク後部８とのオーバーラップ
は、静磁結合の及ぶ膜端部のみを覆えばよいことから、
あるオーバーラップ長以上をもたせることは逆に再生出
力を低下させる結果となる。つまり、磁気抵抗効果膜１
のＭＲ高さｗに関わらず、磁気抵抗効果膜１とヨークと
のオーバーラップ長Ｌ1 ，Ｌ2 は０＜Ｌ1 ≦２．０μ
ｍ、０＜Ｌ2 ≦２．０μｍなる値を有する。
録媒体から発生した磁束は、ヨーク前部７から磁気抵抗
効果膜１に導かれ、ヨーク後部８へと流れる。ここで、
磁気抵抗効果膜１をヨーク型磁気抵抗効果素子に用いた
場合、前述した静磁結合によって、膜端部では、媒体か
ら発生した磁界に対するダイナミックレンジが小さくな
っているため、膜端部をヨークでカバーして膜端部に直
接大きな磁界が入らないようにし、ダイナミックレンジ
の大きい膜中央部に磁束を導くことが、再生出力を大き
く向上させるための要因となる。一方、磁気抵抗効果膜
１とヨーク前部７及びヨーク後部８とのオーバーラップ
は、静磁結合の及ぶ膜端部のみを覆えばよいことから、
あるオーバーラップ長以上をもたせることは逆に再生出
力を低下させる結果となる。つまり、磁気抵抗効果膜１
のＭＲ高さｗに関わらず、磁気抵抗効果膜１とヨークと
のオーバーラップ長Ｌ1 ，Ｌ2 は０＜Ｌ1 ≦２．０μ
ｍ、０＜Ｌ2 ≦２．０μｍなる値を有する。
【００１６】また、磁気抵抗効果膜のＭＲ高さｗを１０
μｍ以上にしても、磁気抵抗効果膜からの磁束の漏れが
顕著になり、磁気抵抗効果膜全体が効率よく励磁されな
くなり、再生出力は低下する。
μｍ以上にしても、磁気抵抗効果膜からの磁束の漏れが
顕著になり、磁気抵抗効果膜全体が効率よく励磁されな
くなり、再生出力は低下する。
【００１７】一方、磁気抵抗効果膜における保磁力ＨC2
の磁性薄膜２の磁化は、磁気抵抗効果膜１に流すセンス
電流によって生じる電流磁界の影響も大きく受ける。い
ま、磁気抵抗効果膜１の繰り返し積層回数Ｎを３回とし
た場合、磁性薄膜２の１層目及び３層目に着目すると、
センス電流はそれぞれの膜の片側に多く流れていること
から、外部磁場ゼロの状態でも、電流磁界によって１層
目及び３層目の磁化は互いに逆方向となるように反転し
た状態となっている。これは、磁性薄膜２の１層目及び
３層目は、外部磁場に対して動きにくくなっていること
を示している。磁気抵抗効果膜１に流すセンス電流の電
流密度を一定として考えると、繰り返し積層回数を増や
していった場合、電流磁界の影響は更に強くなり、磁性
薄膜２のうち外部磁場に対して動きにくくなっている層
を増やすことになり、結果として再生出力は低下する。
このため、繰り返し積層回数Ｎは５回以下で十分であ
る。
の磁性薄膜２の磁化は、磁気抵抗効果膜１に流すセンス
電流によって生じる電流磁界の影響も大きく受ける。い
ま、磁気抵抗効果膜１の繰り返し積層回数Ｎを３回とし
た場合、磁性薄膜２の１層目及び３層目に着目すると、
センス電流はそれぞれの膜の片側に多く流れていること
から、外部磁場ゼロの状態でも、電流磁界によって１層
目及び３層目の磁化は互いに逆方向となるように反転し
た状態となっている。これは、磁性薄膜２の１層目及び
３層目は、外部磁場に対して動きにくくなっていること
を示している。磁気抵抗効果膜１に流すセンス電流の電
流密度を一定として考えると、繰り返し積層回数を増や
していった場合、電流磁界の影響は更に強くなり、磁性
薄膜２のうち外部磁場に対して動きにくくなっている層
を増やすことになり、結果として再生出力は低下する。
このため、繰り返し積層回数Ｎは５回以下で十分であ
る。
【００１８】図２は、本発明の第１実施例におけるＭＲ
高さが５μｍ及び１０μｍのときの磁気抵抗効果膜とヨ
ークとのオーバーラップ長に対する再生出力を示す図で
ある。ただし再生出力は、オーバーラップがゼロのとき
の値で規格化されている。この図より、ＭＲ高さが５μ
ｍから１０μｍへと倍の長さになっても、再生出力が最
大となるオーバーラップ長は１．０〜１．５μｍの間に
存在し、ほとんど変わっていないことがわかる。また、
他のＭＲ高さの場合についても、磁気抵抗効果膜１とヨ
ーク前部７及びヨーク後部８とのオーバーラップ長をそ
れぞれＬ1 ，Ｌ2 としたとき、０＜Ｌ1 ≦２．０μｍ、
０＜Ｌ2 ≦２．０μｍのとき再生出力は大きくなる。
高さが５μｍ及び１０μｍのときの磁気抵抗効果膜とヨ
ークとのオーバーラップ長に対する再生出力を示す図で
ある。ただし再生出力は、オーバーラップがゼロのとき
の値で規格化されている。この図より、ＭＲ高さが５μ
ｍから１０μｍへと倍の長さになっても、再生出力が最
大となるオーバーラップ長は１．０〜１．５μｍの間に
存在し、ほとんど変わっていないことがわかる。また、
他のＭＲ高さの場合についても、磁気抵抗効果膜１とヨ
ーク前部７及びヨーク後部８とのオーバーラップ長をそ
れぞれＬ1 ，Ｌ2 としたとき、０＜Ｌ1 ≦２．０μｍ、
０＜Ｌ2 ≦２．０μｍのとき再生出力は大きくなる。
【００１９】図３は、本発明の第１実施例における磁気
抵抗効果膜のＭＲ高さに対する再生出力を示す図であ
る。この図より、ＭＲ高さが１０μｍ以上のときは、磁
気抵抗効果膜からの磁束の漏れが顕著となって再生出力
が低下することから、ＭＲ高さは１０μｍ以下が望まし
い。
抵抗効果膜のＭＲ高さに対する再生出力を示す図であ
る。この図より、ＭＲ高さが１０μｍ以上のときは、磁
気抵抗効果膜からの磁束の漏れが顕著となって再生出力
が低下することから、ＭＲ高さは１０μｍ以下が望まし
い。
【００２０】図４は、本発明の第１実施例における磁気
抵抗効果膜の繰り返し積層回数に対する再生出力を示す
図である。この図より、繰り返し積層回数の増加ととも
に再生出力が大きく減少することがわかる。つまり、繰
り返し積層回数の増加とともに、磁気抵抗効果膜全体で
見た場合のダイナミックレンジが小さくなり、結果とし
て再生出力の低下につながっている。このため、繰り返
し積層回数は５回以下が望ましい。
抵抗効果膜の繰り返し積層回数に対する再生出力を示す
図である。この図より、繰り返し積層回数の増加ととも
に再生出力が大きく減少することがわかる。つまり、繰
り返し積層回数の増加とともに、磁気抵抗効果膜全体で
見た場合のダイナミックレンジが小さくなり、結果とし
て再生出力の低下につながっている。このため、繰り返
し積層回数は５回以下が望ましい。
【００２１】図５は、本発明の第２の実施例のリング型
ヨーク磁気抵抗効果素子を用いたヘッドを示す図であ
る。そして、図５（ａ）はヘッドの断面図、図２（ｂ）
はヘッドの正面図である。強磁性体基板による下側ヨー
ク１０（例えば、ＮｉＺｎフェライト）には溝（例え
ば、幅：〜３０μｍ、深さ：〜３０μｍ）が形成され、
この溝には非磁性絶縁体１１（例えば、ガラス）が充填
される。この非磁性絶縁体１１上に磁気抵抗効果膜１を
形成し、電極１２（例えば、Ａｕ：〜０．２４μｍ）及
び非磁性絶縁層１３（例えば、Ａｌ2 Ｏ3 ：〜０．２μ
ｍ）を介してヨーク前部７及びヨーク後部８（例えば、
ＮｉＦｅ：〜１μｍ）が形成されている。ただし、
（ｂ）正面図では、非磁性絶縁層１３は省略した。磁気
抵抗効果膜１は、例えば、図１に示すような構成とな
り、金属薄膜５にＣｕを、磁性薄膜２及び３にＮｉＦｅ
を、非磁性薄膜６にＣｕを、また反強磁性薄膜４にＦｅ
Ｍｎを選び、３ｎｍ厚のＣｕ薄膜、５ｎｍ厚のＮｉＦｅ
薄膜、２．５ｎｍ厚のＣｕ薄膜、５ｎｍ厚のＮｉＦｅ及
び１０ｎｍ厚のＦｅＭｎ薄膜を順に形成する工程を繰り
返したものである。媒体は垂直２層膜媒体とし、例え
ば、垂直媒体１４の膜厚を０．１μｍ、ビット長を１μ
ｍ、また媒体下地層１５の膜厚を０．０５μｍとした。
ヨーク磁気抵抗効果素子を用いたヘッドを示す図であ
る。そして、図５（ａ）はヘッドの断面図、図２（ｂ）
はヘッドの正面図である。強磁性体基板による下側ヨー
ク１０（例えば、ＮｉＺｎフェライト）には溝（例え
ば、幅：〜３０μｍ、深さ：〜３０μｍ）が形成され、
この溝には非磁性絶縁体１１（例えば、ガラス）が充填
される。この非磁性絶縁体１１上に磁気抵抗効果膜１を
形成し、電極１２（例えば、Ａｕ：〜０．２４μｍ）及
び非磁性絶縁層１３（例えば、Ａｌ2 Ｏ3 ：〜０．２μ
ｍ）を介してヨーク前部７及びヨーク後部８（例えば、
ＮｉＦｅ：〜１μｍ）が形成されている。ただし、
（ｂ）正面図では、非磁性絶縁層１３は省略した。磁気
抵抗効果膜１は、例えば、図１に示すような構成とな
り、金属薄膜５にＣｕを、磁性薄膜２及び３にＮｉＦｅ
を、非磁性薄膜６にＣｕを、また反強磁性薄膜４にＦｅ
Ｍｎを選び、３ｎｍ厚のＣｕ薄膜、５ｎｍ厚のＮｉＦｅ
薄膜、２．５ｎｍ厚のＣｕ薄膜、５ｎｍ厚のＮｉＦｅ及
び１０ｎｍ厚のＦｅＭｎ薄膜を順に形成する工程を繰り
返したものである。媒体は垂直２層膜媒体とし、例え
ば、垂直媒体１４の膜厚を０．１μｍ、ビット長を１μ
ｍ、また媒体下地層１５の膜厚を０．０５μｍとした。
【００２２】そして、磁界検出面から磁気抵抗効果膜１
までの長さをリングのギャップ深さ以上とすることによ
って、磁気抵抗効果膜１から直接下側ヨーク１０へと漏
れる必要外の磁束を減少させることが可能となり、更
に、リングのギャップ深さｈを５μｍ以下とすることに
よって、ヨーク前部７からギャップを介して下側ヨーク
１０へと漏れる磁束を減少させることができる。
までの長さをリングのギャップ深さ以上とすることによ
って、磁気抵抗効果膜１から直接下側ヨーク１０へと漏
れる必要外の磁束を減少させることが可能となり、更
に、リングのギャップ深さｈを５μｍ以下とすることに
よって、ヨーク前部７からギャップを介して下側ヨーク
１０へと漏れる磁束を減少させることができる。
【００２３】図６は、本発明の第２実施例におけるリン
グのギャップ深さｈを３μｍとした場合について、磁界
検出面から磁気抵抗効果膜までの距離を変化させたとき
の再生出力を示す図である。この図より、磁界検出面か
ら磁気抵抗効果膜１までの距離をギャップ深さ以上にす
ることによって、再生出力が向上していることがわか
る。
グのギャップ深さｈを３μｍとした場合について、磁界
検出面から磁気抵抗効果膜までの距離を変化させたとき
の再生出力を示す図である。この図より、磁界検出面か
ら磁気抵抗効果膜１までの距離をギャップ深さ以上にす
ることによって、再生出力が向上していることがわか
る。
【００２４】図７は、本発明の第２実施例におけるリン
グのギャップ深さｈに対する再生出力を示す図である。
この図より、再生出力はギャップ深さｈに大きく依存
し、５μｍ以下のとき、再生出力は大きくなる。
グのギャップ深さｈに対する再生出力を示す図である。
この図より、再生出力はギャップ深さｈに大きく依存
し、５μｍ以下のとき、再生出力は大きくなる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヨーク型磁気抵抗効果素子において、磁気抵抗効果膜と
ヨーク前部及びヨーク後部とのオーバーラップ長をそれ
ぞれＬ1 ，Ｌ2 としたとき、０＜Ｌ1 ≦２．０μｍ、０
＜Ｌ2 ≦２．０μｍとすることによって、磁気抵抗効果
膜が効率よく励磁され、高い再生出力が得られ、また、
磁気抵抗効果膜のＭＲ高さｗを、０＜ｗ≦１０μｍ、磁
気抵抗効果膜の繰り返し積層回数Ｎを、１≦Ｎ≦５とす
ることによって、それぞれ、再生出力がより高くなると
いう効果が得られる。更に、リング型ヨーク磁気抵抗効
果素子において、磁界検出面から磁気抵抗効果膜までの
長さがリングのギャップ深さ以上であり、かつ、ギャッ
プ深さをｈとしたとき、０＜ｈ≦５μｍとすることによ
って、再生出力の向上が可能となるという効果が得られ
る。
ヨーク型磁気抵抗効果素子において、磁気抵抗効果膜と
ヨーク前部及びヨーク後部とのオーバーラップ長をそれ
ぞれＬ1 ，Ｌ2 としたとき、０＜Ｌ1 ≦２．０μｍ、０
＜Ｌ2 ≦２．０μｍとすることによって、磁気抵抗効果
膜が効率よく励磁され、高い再生出力が得られ、また、
磁気抵抗効果膜のＭＲ高さｗを、０＜ｗ≦１０μｍ、磁
気抵抗効果膜の繰り返し積層回数Ｎを、１≦Ｎ≦５とす
ることによって、それぞれ、再生出力がより高くなると
いう効果が得られる。更に、リング型ヨーク磁気抵抗効
果素子において、磁界検出面から磁気抵抗効果膜までの
長さがリングのギャップ深さ以上であり、かつ、ギャッ
プ深さをｈとしたとき、０＜ｈ≦５μｍとすることによ
って、再生出力の向上が可能となるという効果が得られ
る。
【図１】本発明の第１実施例のヨーク型磁気抵抗効果素
子を示す図である。
子を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例におけるＭＲ高さが５μｍ
及び１０μｍのときの磁気抵抗効果膜とヨークとのオー
バーラップ長に対する再生出力を示す図である。
及び１０μｍのときの磁気抵抗効果膜とヨークとのオー
バーラップ長に対する再生出力を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例における磁気抵抗効果膜の
ＭＲ高さに対する再生出力を示す図である。
ＭＲ高さに対する再生出力を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例における磁気抵抗効果膜の
繰り返し積層回数に対する再生出力を示す図である。
繰り返し積層回数に対する再生出力を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例のリング型ヨーク磁気抵抗
効果素子を用いたヘッドを示す図である。
効果素子を用いたヘッドを示す図である。
【図６】本発明の第２実施例におけるリングのギャップ
深さを３μｍとした場合について、磁界検出面から磁気
抵抗効果膜までの距離を変化させたときの再生出力を示
す図である。
深さを３μｍとした場合について、磁界検出面から磁気
抵抗効果膜までの距離を変化させたときの再生出力を示
す図である。
【図７】本発明の第２実施例におけるリングのギャップ
深さに対する再生出力を示す図である。
深さに対する再生出力を示す図である。
１ 磁気抵抗効果膜 ２，３ 磁性薄膜 ４ 反強磁性薄膜 ５ 金属薄膜 ６ 非磁性薄膜 ７ ヨーク前部 ８ ヨーク後部 ９ 磁性薄膜３の磁化方向 １０ 下側ヨーク １１ 非磁性絶縁体 １２ 電極 １３ 非磁性絶縁層 １４ 垂直媒体 １５ 媒体下地層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤方 潤一 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】金属薄膜、磁性薄膜、非磁性薄膜、磁性薄
膜、及び、反強磁性薄膜をこの順序で積層した磁気抵抗
効果膜と、磁気抵抗効果膜の一端とヨーク前部の一端及
び磁気抵抗効果膜の他端とヨーク後部の一端を非磁性絶
縁層を介して接続したヨーク型磁気抵抗効果素子におい
て、磁気抵抗効果膜とヨーク前部及びヨーク後部とのオ
ーバーラップ長を、それぞれ、Ｌ1 ，Ｌ2 としたとき、
０＜Ｌ1 ≦２．０μｍ、０＜Ｌ2 ≦２．０μｍであるこ
とを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項２】金属薄膜、磁性薄膜、非磁性薄膜、磁性薄
膜、及び、反強磁性薄膜をこの順序で積層した磁気抵抗
効果膜と、磁気抵抗効果膜の一端とヨーク前部の一端及
び磁気抵抗効果膜の他端とヨーク後部の一端を非磁性絶
縁層を介して接続したヨーク型磁気抵抗効果素子におい
て、磁気抵抗効果膜のＭＲ高さｗが、０＜ｗ≦１０μｍ
であることを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項３】金属薄膜、磁性薄膜、非磁性薄膜、磁性薄
膜、及び、反強磁性薄膜をこの順序で積層した磁気抵抗
効果膜と、磁気抵抗効果膜の一端とヨーク前部の一端及
び磁気抵抗効果膜の他端とヨーク後部の一端を非磁性絶
縁層を介して接続したヨーク型磁気抵抗効果素子におい
て、磁気抵抗効果膜の繰り返し積層回数Ｎが、１≦Ｎ≦
５であることを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項４】金属薄膜、磁性薄膜、非磁性薄膜、磁性薄
膜、及び、反強磁性薄膜をこの順序で積層した磁気抵抗
効果膜と、磁気抵抗効果膜の一端とヨーク前部の一端及
び磁気抵抗効果膜の他端とヨーク後部の一端を非磁性絶
縁層を介して接続し、更に、リング型としたリング型ヨ
ーク磁気抵抗効果素子において、磁界検出面から磁気抵
抗効果膜までの長さがリングのギャップ深さ以上であ
り、かつ、ギャップ深さをｈとしたとき、０＜ｈ≦５μ
ｍであることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6162239A JP2699875B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 磁気抵抗効果素子 |
| EP95104335A EP0675554A1 (en) | 1994-03-24 | 1995-03-23 | Magnetoresistive effect element |
| KR1019950006277A KR100196581B1 (ko) | 1994-03-24 | 1995-03-24 | 자기저항 효과소자 |
| US08/882,229 US5880911A (en) | 1994-03-24 | 1997-06-25 | Magnetoresistive effect element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6162239A JP2699875B2 (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | 磁気抵抗効果素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0830929A true JPH0830929A (ja) | 1996-02-02 |
| JP2699875B2 JP2699875B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=15750634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6162239A Expired - Fee Related JP2699875B2 (ja) | 1994-03-24 | 1994-07-14 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2699875B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02265006A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-29 | Sharp Corp | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
-
1994
- 1994-07-14 JP JP6162239A patent/JP2699875B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02265006A (ja) * | 1989-04-04 | 1990-10-29 | Sharp Corp | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2699875B2 (ja) | 1998-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6906898B2 (en) | Differential detection read sensor, thin film head for perpendicular magnetic recording and perpendicular magnetic recording apparatus | |
| US5936810A (en) | Magnetoresistive effect head | |
| US6392849B2 (en) | Magnetic head with dual spin valve element for differential operation | |
| US6636390B2 (en) | Magnetic head and magnetic recording and reproducing system | |
| US5434733A (en) | Planar head having separate read and write gaps | |
| KR20020027277A (ko) | 자기-저항 디바이스 및/또는 다소자 자기-저항 디바이스 | |
| JP2002523849A (ja) | 薄膜シールド型磁気再生ヘッド装置 | |
| JPH09259410A (ja) | 磁気抵抗型センサ | |
| KR100196581B1 (ko) | 자기저항 효과소자 | |
| US5491606A (en) | Planar magnetoresistive head with an improved gap structure | |
| JPH06274833A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド | |
| JP2699875B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
| JP2000200405A (ja) | 磁気抵抗効果素子および磁気ヘッド | |
| JP2658872B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
| US6333840B1 (en) | Magnetic recording apparatus | |
| JP2701748B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子およびそのバイアス印加方法 | |
| JP2658868B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子およびその再生方法 | |
| US6154350A (en) | Soft adjacent layer-biased magnetoresistive head and method | |
| JPH08147631A (ja) | 磁気記録再生装置 | |
| JP2812280B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子および外部磁場再生方法 | |
| JP2755186B2 (ja) | 磁気抵抗効果ヘッド | |
| JPH11203634A (ja) | 磁気抵抗効果型ヘッド | |
| JPH10334422A (ja) | 磁気記録装置 | |
| JP2979966B2 (ja) | 磁気ヘッド | |
| JPH0897487A (ja) | 磁気抵抗効果素子およびその再生方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970826 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070926 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080926 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |