JPH08329424A - 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置Info
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- JPH08329424A JPH08329424A JP13763295A JP13763295A JPH08329424A JP H08329424 A JPH08329424 A JP H08329424A JP 13763295 A JP13763295 A JP 13763295A JP 13763295 A JP13763295 A JP 13763295A JP H08329424 A JPH08329424 A JP H08329424A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】磁気記録媒体からの磁界を磁路１２を用いて多
層膜１１に印加する。さらに磁路１２の幅を多層膜１１
の長手方向の長さより狭くすることにより、磁壁の多く
発生する多層膜１１の端部の磁壁の移動を抑え、また、
一対の電極１４の幅を多層膜１１の長手方向の長さより
狭くすることにより、磁壁の生じにくい多層膜１１の中
央部の電気抵抗率の変化を検出する。 【効果】多層膜を用いた磁気抵抗効果素子のバルクハウ
ゼンノイズが抑制される。また、磁気抵抗効果素子が直
接磁気記録媒体に接触しないので加熱によるノイズを発
生しない。また、磁気ヘッドを磁気記録再生装置に用い
るため、高性能磁気記録再生装置が得られた。
層膜１１に印加する。さらに磁路１２の幅を多層膜１１
の長手方向の長さより狭くすることにより、磁壁の多く
発生する多層膜１１の端部の磁壁の移動を抑え、また、
一対の電極１４の幅を多層膜１１の長手方向の長さより
狭くすることにより、磁壁の生じにくい多層膜１１の中
央部の電気抵抗率の変化を検出する。 【効果】多層膜を用いた磁気抵抗効果素子のバルクハウ
ゼンノイズが抑制される。また、磁気抵抗効果素子が直
接磁気記録媒体に接触しないので加熱によるノイズを発
生しない。また、磁気ヘッドを磁気記録再生装置に用い
るため、高性能磁気記録再生装置が得られた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高い磁気抵抗効果を有す
る多層膜を用いた磁気抵抗効果素子，磁気ヘッド，磁気
記録再生装置に関する。
る多層膜を用いた磁気抵抗効果素子，磁気ヘッド，磁気
記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、再生用磁気
ヘッドに用いる磁気抵抗効果材料として、高い磁気抵抗
効果を示す材料が求められている。１９８８年，Baibic
h らによる、フィジカル・レビュー・レターズ（Pysica
l Review Letters）、第６１巻，第２１号，２４７２〜
２４７５ページに記載の「(001)Fe／(001)Cr磁性超格子
の巨大磁気抵抗効果(Giant Magnetoresistance of (00
1)Fe／(001）Cr MagneticSuperlattices)」のように、
多層構造を持つ磁性膜（Ｆｅ／Ｃｒ多層膜）において、
約５０％の磁気抵抗変化率（４.２Ｋ において）が報告
されている。
ヘッドに用いる磁気抵抗効果材料として、高い磁気抵抗
効果を示す材料が求められている。１９８８年，Baibic
h らによる、フィジカル・レビュー・レターズ（Pysica
l Review Letters）、第６１巻，第２１号，２４７２〜
２４７５ページに記載の「(001)Fe／(001)Cr磁性超格子
の巨大磁気抵抗効果(Giant Magnetoresistance of (00
1)Fe／(001）Cr MagneticSuperlattices)」のように、
多層構造を持つ磁性膜（Ｆｅ／Ｃｒ多層膜）において、
約５０％の磁気抵抗変化率（４.２Ｋ において）が報告
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記Ｆｅ／Ｃｒ多層膜
と類似した構造を有するＮｉ−Ｆｅ／Ｃｕ多層膜は、比
較的高い磁気抵抗変化率を有するが、多層膜を用いた磁
気抵抗効果素子においても、従来の磁気抵抗効果素子と
同様のバルクハウゼンノイズが生じるという問題があ
る。
と類似した構造を有するＮｉ−Ｆｅ／Ｃｕ多層膜は、比
較的高い磁気抵抗変化率を有するが、多層膜を用いた磁
気抵抗効果素子においても、従来の磁気抵抗効果素子と
同様のバルクハウゼンノイズが生じるという問題があ
る。
【０００４】本発明の目的は、多層膜を用いた磁気抵抗
効果素子におけるバルクハウゼンノイズの抑制方法を提
供することにある。
効果素子におけるバルクハウゼンノイズの抑制方法を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、磁性層，
非磁性層を積層した多層膜を用いた磁気抵抗効果素子に
ついて鋭意研究を重ねた結果、上記多層膜の中央部のみ
に磁界およびセンス電流を印加することにより、バルク
ハウゼンノイズが抑制されることを見出し、本発明を完
成するに至った。
非磁性層を積層した多層膜を用いた磁気抵抗効果素子に
ついて鋭意研究を重ねた結果、上記多層膜の中央部のみ
に磁界およびセンス電流を印加することにより、バルク
ハウゼンノイズが抑制されることを見出し、本発明を完
成するに至った。
【０００６】すなわち、磁性層と非磁性層とが交互に積
層されている多層膜、および上記多層膜に磁界を印加す
る磁路、および一対の電極からなる磁気抵抗効果素子に
おいて、上記磁路の幅を上記多層膜の長手方向の長さよ
り狭くすることにより、磁壁の多く発生する多層膜の端
部の磁壁の移動を抑え、また、上記一対の電極の幅を上
記多層膜の長手方向の長さより狭くすることにより、磁
壁の生じにくい多層膜の中央部の電気抵抗率の変化を検
出する。
層されている多層膜、および上記多層膜に磁界を印加す
る磁路、および一対の電極からなる磁気抵抗効果素子に
おいて、上記磁路の幅を上記多層膜の長手方向の長さよ
り狭くすることにより、磁壁の多く発生する多層膜の端
部の磁壁の移動を抑え、また、上記一対の電極の幅を上
記多層膜の長手方向の長さより狭くすることにより、磁
壁の生じにくい多層膜の中央部の電気抵抗率の変化を検
出する。
【０００７】
【作用】これらの結果、多層膜を用いた磁気抵抗効果素
子のバルクハウゼンノイズが抑制される。また、上述の
ような構造のため、磁気抵抗効果素子が直接磁気記録媒
体に接触せず、加熱によるノイズを発生しない。また、
上記磁気抵抗効果素子は磁気ヘッドなどに好適であり、
また、上記磁気ヘッドを用いることにより、高性能磁気
記録再生装置を得ることができる。
子のバルクハウゼンノイズが抑制される。また、上述の
ような構造のため、磁気抵抗効果素子が直接磁気記録媒
体に接触せず、加熱によるノイズを発生しない。また、
上記磁気抵抗効果素子は磁気ヘッドなどに好適であり、
また、上記磁気ヘッドを用いることにより、高性能磁気
記録再生装置を得ることができる。
【０００８】
〈実施例１〉本発明の磁気抵抗効果素子の平面図を図１
に示す。多層膜１１の端部にＮｉ−Ｆｅ系合金からなる
一対の磁路１２を接触させる。磁束の方向１３は、多層
膜の長手方向と直角をなす。磁路１２の幅は、多層膜１
１の長手方向の長さより狭い。Ｃｕからなる電極１４
は、磁路１２と平行に多層膜１１に接触する。本実施例
では、多層膜１１の長手方向の長さは４μｍ、磁路１２
の幅は２μｍ、電極の多層膜に接している部分の幅は
１.５μｍ とした。
に示す。多層膜１１の端部にＮｉ−Ｆｅ系合金からなる
一対の磁路１２を接触させる。磁束の方向１３は、多層
膜の長手方向と直角をなす。磁路１２の幅は、多層膜１
１の長手方向の長さより狭い。Ｃｕからなる電極１４
は、磁路１２と平行に多層膜１１に接触する。本実施例
では、多層膜１１の長手方向の長さは４μｍ、磁路１２
の幅は２μｍ、電極の多層膜に接している部分の幅は
１.５μｍ とした。
【０００９】図２は多層膜１１の断面構造を示す。この
多層膜の形成方法を以下に説明する。まず、ガラスから
なる基板２１の上に、イオンビームスパッタリング装置
を用い、厚さ５ｎｍのＮｉ−Ｏ系のバッファ層２２を形
成した。スパッタリングターゲットには、ＮｉＯを用い
たが、スパッタリングにより形成したバッファ層の組成
は、化学量論的組成からはずれているものと考えられ
る。スパッタリング条件は、Ａｒ圧力０.０２Ｐａ ，イ
オンガン加速電圧９００Ｖ，イオン電流１２０ｍＡであ
る。上述のＮｉ−Ｏ系のバッファ層を形成した基板を一
度、イオンビームスパッタリング装置から出し、再び、
装置内に戻した。
多層膜の形成方法を以下に説明する。まず、ガラスから
なる基板２１の上に、イオンビームスパッタリング装置
を用い、厚さ５ｎｍのＮｉ−Ｏ系のバッファ層２２を形
成した。スパッタリングターゲットには、ＮｉＯを用い
たが、スパッタリングにより形成したバッファ層の組成
は、化学量論的組成からはずれているものと考えられ
る。スパッタリング条件は、Ａｒ圧力０.０２Ｐａ ，イ
オンガン加速電圧９００Ｖ，イオン電流１２０ｍＡであ
る。上述のＮｉ−Ｏ系のバッファ層を形成した基板を一
度、イオンビームスパッタリング装置から出し、再び、
装置内に戻した。
【００１０】さらに、Ｎｉ−Ｏ系のバッファ層２２の上
に、厚さ１.５ｎｍ のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ磁性層２３およ
び厚さ２.３ｎｍ のＣｕ非磁性層２４を交互に積層し
た。磁性層２３の層数は１０層である。スパッタリング
条件は、Ａｒ圧力０.０２Ｐａ，イオンガン加速電圧３
００Ｖ，イオン電流４０ｍＡである。Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ
磁性層形成用のスパッタリングターゲットには、Ｎｉ−
１６ａｔ％Ｆｅ−１８ａｔ％Ｃｏの組成の合金ターゲッ
トを用いた。多層膜形成中には磁界を印加した。このた
め、図１の多層膜１１の長手方向に磁化容易方向が存在
する。
に、厚さ１.５ｎｍ のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ磁性層２３およ
び厚さ２.３ｎｍ のＣｕ非磁性層２４を交互に積層し
た。磁性層２３の層数は１０層である。スパッタリング
条件は、Ａｒ圧力０.０２Ｐａ，イオンガン加速電圧３
００Ｖ，イオン電流４０ｍＡである。Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ
磁性層形成用のスパッタリングターゲットには、Ｎｉ−
１６ａｔ％Ｆｅ−１８ａｔ％Ｃｏの組成の合金ターゲッ
トを用いた。多層膜形成中には磁界を印加した。このた
め、図１の多層膜１１の長手方向に磁化容易方向が存在
する。
【００１１】上述の本発明の磁気抵抗効果素子を加工
し、磁路の端部を露出させ、あらかじめ記録されたフロ
ッピーディスクに磁路を接触させ、フロッピーディスク
を回転し、記録された信号を検出した。全部で２０個の
素子を作製し、信号の再生を行った結果、１６個の素子
がバルクハウゼンノイズを生じず、良好な特性を示し
た。
し、磁路の端部を露出させ、あらかじめ記録されたフロ
ッピーディスクに磁路を接触させ、フロッピーディスク
を回転し、記録された信号を検出した。全部で２０個の
素子を作製し、信号の再生を行った結果、１６個の素子
がバルクハウゼンノイズを生じず、良好な特性を示し
た。
【００１２】上述の素子にヘルムホルツコイルを使って
磁界を印加し、磁界・電圧曲線を測定すると、１０個の
素子がバルクハウゼンノイズを生じた。ヘルムホルツコ
イルを使って磁界を印加した場合、多層膜に一様に磁界
が印加される。この結果、磁壁の多く発生する多層膜端
部にも磁束が入り、磁壁が移動したものと思われる。こ
れに対し、前述のフロッピーディスク媒体を用いた実験
では、磁束は磁路を通り多層膜に入る。このため、多層
膜の中央部に重点的に磁束が印加される。このため、多
層膜端部の磁壁が移動しにくく、バルクハウゼンノイズ
が減少したものと思われる。
磁界を印加し、磁界・電圧曲線を測定すると、１０個の
素子がバルクハウゼンノイズを生じた。ヘルムホルツコ
イルを使って磁界を印加した場合、多層膜に一様に磁界
が印加される。この結果、磁壁の多く発生する多層膜端
部にも磁束が入り、磁壁が移動したものと思われる。こ
れに対し、前述のフロッピーディスク媒体を用いた実験
では、磁束は磁路を通り多層膜に入る。このため、多層
膜の中央部に重点的に磁束が印加される。このため、多
層膜端部の磁壁が移動しにくく、バルクハウゼンノイズ
が減少したものと思われる。
【００１３】また、上述の構造により、センス電流も多
層膜中央部に集中的に流れ、磁壁の多く発生する多層膜
端部にはセンス電流が流れにくい。このため、磁気抵抗
効果素子は、主に、多層膜中央部の磁化の変化を検出し
たものと考えられる。
層膜中央部に集中的に流れ、磁壁の多く発生する多層膜
端部にはセンス電流が流れにくい。このため、磁気抵抗
効果素子は、主に、多層膜中央部の磁化の変化を検出し
たものと考えられる。
【００１４】また、上述のような構造のため、磁気抵抗
効果素子が直接磁気記録媒体に接触せず、加熱によるノ
イズを発生しない。
効果素子が直接磁気記録媒体に接触せず、加熱によるノ
イズを発生しない。
【００１５】また、従来の異方性磁気抵抗効果を有する
材料を磁気抵抗効果材料に用いると、センス電流の方向
と磁化の向きにより磁気抵抗効果を生じる。このため、
センス電流の方向が磁束の方向と平行である上述の素子
構造では、従来型の磁気抵抗効果素子と異なる符号の磁
気抵抗効果を生じる。これに対し、異方性磁気抵抗効果
を利用しない多層膜は、センス電流の方向の影響が少な
く、本発明の構造を有する磁気抵抗変化率素子には極め
て有利である。
材料を磁気抵抗効果材料に用いると、センス電流の方向
と磁化の向きにより磁気抵抗効果を生じる。このため、
センス電流の方向が磁束の方向と平行である上述の素子
構造では、従来型の磁気抵抗効果素子と異なる符号の磁
気抵抗効果を生じる。これに対し、異方性磁気抵抗効果
を利用しない多層膜は、センス電流の方向の影響が少な
く、本発明の構造を有する磁気抵抗変化率素子には極め
て有利である。
【００１６】〈実施例２〉本発明の磁気抵抗効果素子を
用い、磁気ヘッドを作製した。基板にはＡｌ2Ｏ3・Ｔｉ
Ｃを主成分とする焼結体を用いた。磁気抵抗効果素子は
２層のＮｉ−Ｆｅ系合金からなるシールド層で挟んだ。
シールド層の厚さは１μｍとした。シールド層と磁気抵
抗効果素子とのギャップはＡｌ2Ｏ3で形成した。厚さは
０.２μｍである。なお、多層膜には永久磁石によるバ
イアス磁界を、磁界検出方向に印加した。
用い、磁気ヘッドを作製した。基板にはＡｌ2Ｏ3・Ｔｉ
Ｃを主成分とする焼結体を用いた。磁気抵抗効果素子は
２層のＮｉ−Ｆｅ系合金からなるシールド層で挟んだ。
シールド層の厚さは１μｍとした。シールド層と磁気抵
抗効果素子とのギャップはＡｌ2Ｏ3で形成した。厚さは
０.２μｍである。なお、多層膜には永久磁石によるバ
イアス磁界を、磁界検出方向に印加した。
【００１７】また、シールドと誘導型磁気ヘッドとのギ
ャップもＡｌ2Ｏ3で形成した。厚さは約４μｍである。
誘導型磁気ヘッドの磁極はＮｉ−Ｆｅ系合金で形成し
た。厚さは３.０μｍ である。一対の記録磁極間のギャ
ップもＡｌ2Ｏ3で形成した。厚さは０.４μｍ とした。
また、コイルには厚さ３μｍのＣｕを用いた。また、比
較例として、多層膜の代わりに厚さ４０ｎｍのＮｉ−Ｆ
ｅ系合金単層膜を用いた磁気ヘッドも作製した。
ャップもＡｌ2Ｏ3で形成した。厚さは約４μｍである。
誘導型磁気ヘッドの磁極はＮｉ−Ｆｅ系合金で形成し
た。厚さは３.０μｍ である。一対の記録磁極間のギャ
ップもＡｌ2Ｏ3で形成した。厚さは０.４μｍ とした。
また、コイルには厚さ３μｍのＣｕを用いた。また、比
較例として、多層膜の代わりに厚さ４０ｎｍのＮｉ−Ｆ
ｅ系合金単層膜を用いた磁気ヘッドも作製した。
【００１８】以上述べた構造の磁気ヘッドで記録再生を
行ったところ、Ｎｉ−Ｆｅ単層膜を用いた磁気ヘッドと
比較して、２.７ 倍高い再生出力を得た。これは、本発
明の磁気ヘッドに高磁気抵抗効果を示す多層膜を用いた
ためと考えられる。また、再生波形には、大きなノイズ
は見られなかった。これは、本発明の構造の効果と考え
られる。
行ったところ、Ｎｉ−Ｆｅ単層膜を用いた磁気ヘッドと
比較して、２.７ 倍高い再生出力を得た。これは、本発
明の磁気ヘッドに高磁気抵抗効果を示す多層膜を用いた
ためと考えられる。また、再生波形には、大きなノイズ
は見られなかった。これは、本発明の構造の効果と考え
られる。
【００１９】〈実施例３〉実施例２で述べた本発明の磁
気ヘッドを用い、磁気ディスク装置を作製した。装置の
概略図を図３に示す。磁気記録媒体７１には、残留磁束
密度０.７５Ｔ のＣｏ−Ｎｉ−Ｐｔ−Ｔａ系合金からな
る材料を用いた。磁気ヘッド７３のトラック幅は３μｍ
とした。磁気ヘッド７３における磁気抵抗効果素子は、
再生出力が高いため、信号処理に負担をかけない高性能
磁気ディスク装置が得られた。
気ヘッドを用い、磁気ディスク装置を作製した。装置の
概略図を図３に示す。磁気記録媒体７１には、残留磁束
密度０.７５Ｔ のＣｏ−Ｎｉ−Ｐｔ−Ｔａ系合金からな
る材料を用いた。磁気ヘッド７３のトラック幅は３μｍ
とした。磁気ヘッド７３における磁気抵抗効果素子は、
再生出力が高いため、信号処理に負担をかけない高性能
磁気ディスク装置が得られた。
【００２０】
【発明の効果】磁性層と非磁性層とが交互に積層されて
いる多層膜、および上記多層膜に磁界を印加する磁路、
および一対の電極からなる磁気抵抗効果素子において、
磁路の幅を多層膜の長手方向の長さより狭くすることに
より、磁壁の多く発生する多層膜の端部の磁壁の移動を
抑え、また、一対の電極の幅を多層膜の長手方向の長さ
より狭くすることにより、磁壁の生じにくい多層膜の中
央部の電気抵抗率の変化を検出する。これらの結果、多
層膜を用いた磁気抵抗効果素子のバルクハウゼンノイズ
が抑制された。また、上述のような構造のため、磁気抵
抗効果素子が直接磁気記録媒体に接触せず、加熱による
ノイズを発生しない。また、磁気抵抗効果素子は磁気ヘ
ッドなどに好適であり、また、磁気ヘッドを用いること
により、高性能磁気記録再生装置を得ることができる。
いる多層膜、および上記多層膜に磁界を印加する磁路、
および一対の電極からなる磁気抵抗効果素子において、
磁路の幅を多層膜の長手方向の長さより狭くすることに
より、磁壁の多く発生する多層膜の端部の磁壁の移動を
抑え、また、一対の電極の幅を多層膜の長手方向の長さ
より狭くすることにより、磁壁の生じにくい多層膜の中
央部の電気抵抗率の変化を検出する。これらの結果、多
層膜を用いた磁気抵抗効果素子のバルクハウゼンノイズ
が抑制された。また、上述のような構造のため、磁気抵
抗効果素子が直接磁気記録媒体に接触せず、加熱による
ノイズを発生しない。また、磁気抵抗効果素子は磁気ヘ
ッドなどに好適であり、また、磁気ヘッドを用いること
により、高性能磁気記録再生装置を得ることができる。
【図１】本発明の磁気抵抗効果素子の構造の平面図。
【図２】本発明の磁気抵抗効果素子に用いた多層膜の構
造を示す断面図。
造を示す断面図。
【図３】本発明の磁気記録再生装置の説明図。
１１…多層膜、１２…磁路、１３…磁束の方向、１４…
電極。
電極。
Claims (4)
- 【請求項１】磁性層と非磁性層とが交互に積層されてい
る多層膜、および上記多層膜に磁界を印加する磁路、お
よび一対の電極からなる磁気抵抗効果素子において、上
記多層膜の長手方向が磁路に流れる磁束の方向と直角を
なし、上記一対の電極から上記多層膜に流れるセンス電
流の方向が磁路に流れる磁束の方向と平行であり、上記
磁路の幅が上記多層膜の長手方向の長さより狭く、上記
一対の電極の幅が上記多層膜の長手方向の長さより狭い
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項２】請求項１に記載の上記磁気抵抗効果素子と
シールド層からなる磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項３】請求項２に記載の上記磁気抵抗効果型ヘッ
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。 - 【請求項４】請求項２または請求項３に記載の上記磁気
ヘッドを用いた磁気記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13763295A JPH08329424A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13763295A JPH08329424A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08329424A true JPH08329424A (ja) | 1996-12-13 |
Family
ID=15203189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13763295A Pending JPH08329424A (ja) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08329424A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000096230A (ja) * | 1998-05-21 | 2000-04-04 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 複室堆積システム及び磁気抵抗センサ製造方法 |
-
1995
- 1995-06-05 JP JP13763295A patent/JPH08329424A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000096230A (ja) * | 1998-05-21 | 2000-04-04 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 複室堆積システム及び磁気抵抗センサ製造方法 |
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