JPH0836714A - Magnetoresistive element, magnetic head and magnetic recording device - Google Patents

Magnetoresistive element, magnetic head and magnetic recording device

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JPH0836714A
JPH0836714A JP6170935A JP17093594A JPH0836714A JP H0836714 A JPH0836714 A JP H0836714A JP 6170935 A JP6170935 A JP 6170935A JP 17093594 A JP17093594 A JP 17093594A JP H0836714 A JPH0836714 A JP H0836714A
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JP
Japan
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film
magnetic
magnetoresistive effect
exchange coupling
domain control
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Pending
Application number
JP6170935A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyomi Okuda
清美 奥田
Yoshio Suzuki
良夫 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Recording Or Reproducing By Magnetic Means (AREA)
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  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成でバルクハウゼン・ノイズを抑止
する。 【構成】 磁気抵抗効果膜14と磁区制御膜12との間
に、交換結合膜13を設ける。その交換結合膜13は、
磁区制御膜12の表面状態を変化させる空気、水などに
対して影響を受けにくい性質を持っていると共に、磁気
抵抗効果膜14と磁区制御膜12との間でそれぞれ磁気
的に交換結合している。磁気抵抗効果膜14の磁区は、
交換結合膜13を介して磁区制御膜12によって制御さ
れる。 【効果】 簡単な構成でバルクハウゼン・ノイズを抑止
できる。信頼性の向上した磁気ヘッドや磁気記録装置が
得られる。
(57) [Summary] [Purpose] To suppress Barkhausen noise with a simple configuration. [Structure] An exchange coupling film 13 is provided between the magnetoresistive film 14 and the magnetic domain control film 12. The exchange coupling film 13 is
The magnetic domain control film 12 has a property that it is not easily affected by air, water, etc. that change the surface state of the magnetic domain control film 12, and the magnetoresistive film 14 and the magnetic domain control film 12 are magnetically exchange-coupled to each other. There is. The magnetic domain of the magnetoresistive film 14 is
It is controlled by the magnetic domain control film 12 via the exchange coupling film 13. [Effect] Barkhausen noise can be suppressed with a simple configuration. A magnetic head and a magnetic recording device with improved reliability can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、磁気抵抗効果素子、
磁気ヘッドおよび磁気記録装置に関し、さらに言えば、
バルクハウゼン・ノイズを効果的に抑止できる磁気抵抗
効果素子と、その磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッド
および磁気記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a magnetoresistive effect element,
Regarding the magnetic head and the magnetic recording device, more specifically,
The present invention relates to a magnetoresistive effect element capable of effectively suppressing Barkhausen noise, and a magnetic head and a magnetic recording device using the magnetoresistive effect element.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、磁気記録装置の小型化、大容量化
の要請が強まっており、それに伴って記録密度の向上の
ために記録および再生をそれぞれ最適化した素子で行な
う「記録再生分離型」の磁気ヘッドが必要になって来て
いる。この種磁気ヘッドの再生用素子としては、磁気抵
抗効果膜を用いた磁気抵抗効果素子(磁気抵抗素子)が
好適であるため、それに関する研究が盛んに行われてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization and large capacity of magnetic recording devices. Accordingly, in order to improve recording density, "recording / reproducing separated type recording / reproducing separated type" is performed in which optimized elements are used. The need for magnetic heads is growing. Since a magnetoresistive effect element (magnetoresistive element) using a magnetoresistive effect film is suitable as a reproducing element of this kind of magnetic head, researches on it are actively conducted.

【0003】しかし、磁気抵抗素子では「バルクハウゼ
ン・ノイズ」が生じやすく、これによって再生信号波形
に歪みが生じたり、そのピ−ク値やベ−スラインが変動
したりすることが知られている(例えば、ジャ−ナル・
オブ・アプライド・フィズィックス(Journal of Appli
ed physics)、第 52巻(3)、第2465-2467ペ−ジ(1
981年)に記載の "The origin Barkhausen noise in
small permalloymagnetoresistive sensors"参照)。
However, it is known that "Barkhausen noise" is liable to occur in the magnetoresistive element, which causes distortion in the reproduced signal waveform and changes in its peak value and base line. (For example,
Journal of Appli
ed physics), Volume 52 (3), Pages 2465-2467 (1
981), "The origin Barkhausen noise in
small permalloy magnetoresistive sensors ").

【0004】「バルクハウゼン・ノイズ」は、磁気抵抗
効果膜(MR膜)の磁壁に起因することが知られている
(例えば、ジャ−ナル・オブ・アプライド・フィズィッ
クス、第 55巻(6)、第2226-2231ペ−ジ(1984
年)参照)。この現象を代表的な磁気抵抗効果膜である
NiFe膜を例にとって説明すると、以下の通りであ
る。 NiFe膜は強磁性膜であるため、静磁エネルギ−
を安定化しようとして還流磁区構造が形成されやすい。
還流磁区構造では、磁壁の存在により各原子の磁気モ−
メントは連続的に回転することができないため、このN
iFe膜に外部磁界を印加すると、磁気モ−メントの不連
続的な回転により外部磁界−磁気抵抗曲線に変動(ジャ
ンプ)が生じる。この変動は、NiFe膜の磁気抵抗出
力でノイズとして検出される。よって、バルクハウゼン
・ノイズを抑止するには、NiFe膜を磁壁のない単磁
区状態に維持することが不可欠である。
It is known that "Barkhausen noise" is caused by the domain wall of the magnetoresistive effect film (MR film) (for example, Journal of Applied Physics, Vol. 55 (6)). , No. 2226-2231 (1984)
Year))). This phenomenon will be described below by taking a NiFe film, which is a typical magnetoresistive film, as an example. Since the NiFe film is a ferromagnetic film, the magnetostatic energy
A return domain structure is likely to be formed in an attempt to stabilize the magnetic field.
In the reflux magnetic domain structure, the magnetic wall
Ment cannot rotate continuously, this N
When an external magnetic field is applied to the iFe film, the external magnetic field-magnetic resistance curve fluctuates (jumps) due to the discontinuous rotation of the magnetic moment. This fluctuation is detected as noise in the magnetoresistive output of the NiFe film. Therefore, in order to suppress Barkhausen noise, it is essential to maintain the NiFe film in a single domain state without domain walls.

【0005】従来より、バルクハウゼン・ノイズの抑止
法の一つとして、磁気抵抗効果膜に隣接して「磁区制御
膜」を設ける方法がある。この磁区制御膜は、一方向に
磁化された強磁性体もしくは反強磁性体からなり、磁気
抵抗効果膜との間の磁気的な交換結合によってその磁気
抵抗効果膜を単磁区状態に維持するものである。この抑
止法を採用した従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの感磁
部の構成を図7(a)および(b)に示す。
Conventionally, as one of the methods of suppressing Barkhausen noise, there is a method of providing a "domain control film" adjacent to the magnetoresistive film. This magnetic domain control film is made of a unidirectionally magnetized ferromagnetic material or antiferromagnetic material, and maintains the magnetoresistive effect film in a single magnetic domain state by magnetic exchange coupling with the magnetoresistive effect film. Is. 7A and 7B show the structure of the magnetic sensing portion of the conventional magnetoresistive effect magnetic head adopting this suppression method.

【0006】図7(a)の従来の磁気ヘッド50aで
は、基板51の上に上述した機能を持つ略矩形の磁区制
御膜52を形成し、その上に略矩形の磁気抵抗効果膜5
4をさらに形成している。磁区制御膜52は、磁気抵抗
効果膜54の全面にわたって形成されている。磁気抵抗
効果膜54は、一方向に磁化された磁区制御膜52によ
り単磁区状態に保たれる。磁気抵抗効果膜54の上に
は、略矩形の分離膜55およびSAL膜56がこの順に
形成され、SAL膜56の上には一対の電極57が形成
されている。
In the conventional magnetic head 50a shown in FIG. 7A, a substantially rectangular magnetic domain control film 52 having the above-described function is formed on a substrate 51, and a substantially rectangular magnetoresistive effect film 5 is formed thereon.
4 is further formed. The magnetic domain control film 52 is formed over the entire surface of the magnetoresistive effect film 54. The magnetoresistive film 54 is kept in a single magnetic domain state by the magnetic domain control film 52 magnetized in one direction. A substantially rectangular separation film 55 and a SAL film 56 are formed in this order on the magnetoresistive film 54, and a pair of electrodes 57 are formed on the SAL film 56.

【0007】図7(b)の従来の磁気ヘッド50bは、
磁区制御膜52が再生トラック部の両端部にのみ形成さ
れている点を除いて、図7(a)の従来の磁気ヘッド5
0aと同じ構成を持つ。磁気抵抗効果膜54は、再生ト
ラック部の中央部において基板51に直接接触してい
る。図7(b)の構成は、再生トラック部のみ感度を良
くするために採用される。
The conventional magnetic head 50b shown in FIG.
The conventional magnetic head 5 of FIG. 7A except that the magnetic domain control film 52 is formed only on both ends of the reproducing track portion.
It has the same structure as 0a. The magnetoresistive film 54 is in direct contact with the substrate 51 in the central portion of the reproduction track portion. The configuration of FIG. 7B is adopted to improve the sensitivity only in the reproduction track section.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の磁
気抵抗効果型磁気ヘッド50aおよび50bでは、磁気
抵抗効果膜54に隣接して磁区制御膜52を設けたにも
かかわらず、バルクハウゼン・ノイズを十分に抑止でき
ないことがあるという問題がある。
However, in the above-described conventional magnetoresistive effect magnetic heads 50a and 50b, despite the provision of the magnetic domain control film 52 adjacent to the magnetoresistive effect film 54, Barkhausen noise is generated. There is a problem that it may not be able to suppress sufficiently.

【0009】そこで、この発明の目的は、簡単な構成で
バルクハウゼン・ノイズを確実に抑止することができる
磁気抵抗効果素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetoresistive element capable of reliably suppressing Barkhausen noise with a simple structure.

【0010】この発明の他の目的は、従来より信頼性の
向上した磁気抵抗効果型磁気ヘッドおよび磁気記録装置
を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a magnetoresistive effect magnetic head and a magnetic recording device having improved reliability as compared with the conventional one.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1) この発明の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果
膜と、その磁気抵抗効果膜の磁化の向きを制御する磁区
制御膜とを備えてなる磁気抵抗効果素子において、前記
磁気抵抗効果膜と前記磁区制御膜との間に形成された交
換結合膜を有しており、その交換結合膜は前記磁区制御
膜の表面状態を変化させる物質に対して影響を受けにく
い性質を持っていると共に、前記磁気抵抗効果膜と前記
磁区制御膜との間でそれぞれ磁気的に交換結合してい
て、前記磁気抵抗効果膜の磁区は前記交換結合膜を介し
て前記磁区制御膜によって制御されることを特徴とす
る。
(1) A magnetoresistive effect element according to the present invention is a magnetoresistive effect element comprising a magnetoresistive effect film and a magnetic domain control film for controlling a direction of magnetization of the magnetoresistive effect film. It has an exchange coupling film formed between the magnetic domain control film, the exchange coupling film has a property of being less susceptible to a substance that changes the surface state of the magnetic domain control film, The magnetoresistive film and the magnetic domain control film are magnetically exchange-coupled with each other, and the magnetic domain of the magnetoresistive film is controlled by the magnetic domain control film via the exchange coupling film. And

【0012】前記磁気抵抗効果膜としては、特に限定さ
れず、磁気抵抗効果を持つ膜であれば、任意のものが使
用できる。好ましいものとしては、例えば、NiFe,
Co−Ni−Fe,Co−Cr,Co−Ni,Fe−C
r,Ni−Cuなどが挙げられる。
The magnetoresistive film is not particularly limited, and any film having a magnetoresistive effect can be used. Preferred are, for example, NiFe,
Co-Ni-Fe, Co-Cr, Co-Ni, Fe-C
r, Ni-Cu, etc. are mentioned.

【0013】前記磁区制御膜としては、磁気抵抗効果膜
の磁化の向きを制御する機能を持つ膜であれば、任意の
ものが使用できる。好ましいものとしては、永久磁石と
して使用される強磁性材料や反強磁性材料などがある。
As the magnetic domain control film, any film can be used as long as it has a function of controlling the magnetization direction of the magnetoresistive film. Preferred examples include ferromagnetic materials and antiferromagnetic materials used as permanent magnets.

【0014】具体的には、強磁性材料では、例えばCo
Pt、CoNi、CoCr、CoIr、SmCoなどの
2元系合金や、CoCrTi,CoCrPt,CoCr
Ta,CoCrZr,CoNiTi,CoNiZrなど
の3元系合金、さらに、CoCrTaPtなどの4元系
合金がある。◆また、反強磁性材料では、例えばFeM
n、NiOなどがある。◆前記磁気抵抗効果膜と前記磁
区制御膜の膜厚は、いずれも特に制限されず、必要に応
じて適宜調整すればよい。
Specifically, in a ferromagnetic material, for example, Co
Binary alloys such as Pt, CoNi, CoCr, CoIr, SmCo, CoCrTi, CoCrPt, CoCr
There are ternary alloys such as Ta, CoCrZr, CoNiTi, and CoNiZr, and quaternary alloys such as CoCrTaPt. ◆ For antiferromagnetic materials, for example, FeM
n, NiO, etc. The thicknesses of the magnetoresistive film and the magnetic domain control film are not particularly limited, and may be appropriately adjusted as needed.

【0015】(2) 前記交換結合膜としては、前記磁
区制御膜の表面状態を変化させる物質に対して影響を受
けにくい性質を持っており、且つ前記磁気抵抗効果膜お
よび前記磁区制御膜とそれぞれ磁気的に交換結合するも
のであれば、任意のものを使用できる。
(2) The exchange coupling film has a property that it is not easily affected by a substance that changes the surface state of the magnetic domain control film, and the magnetoresistive effect film and the magnetic domain control film are respectively provided. Any magnetically exchange-coupling type can be used.

【0016】前記磁区制御膜の表面状態を変化させる物
質とは、成膜工程において前記磁区制御膜が接触する可
能性のある物質で、その接触により前記磁区制御膜の表
面状態に変化が生じるものを意味する。例えば、空気、
水、フォトレジスト、現像液などがある。
The substance that changes the surface state of the magnetic domain control film is a substance with which the magnetic domain control film may come into contact in the film forming step, and the contact causes a change in the surface state of the magnetic domain control film. Means For example, air,
Water, photoresist, developer, etc.

【0017】前記交換結合膜として好ましいのは、F
e,NiおよびCoからなる群から選ばれる少なくとも
1種の元素からなる膜である。この膜はFe,Niおよ
びCoのいずれか1種からなる金属膜でもよいし、F
e,NiおよびCoのいずれか1種を主成分とする合金
膜でもよい。これらは軟磁気特性が良好であり、またバ
イアス磁界を印加しやすいからである。
The preferred exchange coupling membrane is F
It is a film made of at least one element selected from the group consisting of e, Ni and Co. This film may be a metal film made of any one of Fe, Ni and Co, or F
An alloy film containing any one of e, Ni and Co as a main component may be used. This is because these have good soft magnetic characteristics and are easy to apply a bias magnetic field.

【0018】Fe,NiおよびCoからなる群から選ば
れる少なくとも1種の元素として、好ましいものを挙げ
れば、例えば、Ni、Ni−Fe、Co−Ni−Fe、
Co−Cr、Co−Ni、Fe−Cr、Ni−Cuなど
である。これらは、導電性の強磁性体であり、また表面
を大気にさらしても酸化があまり進行しない性質を持つ
からである。
Preferred examples of at least one element selected from the group consisting of Fe, Ni and Co include, for example, Ni, Ni-Fe, Co-Ni-Fe,
Co-Cr, Co-Ni, Fe-Cr, Ni-Cu and the like. This is because these are conductive ferromagnetic materials and have a property that the oxidation does not proceed much even if the surface is exposed to the atmosphere.

【0019】また、前記交換結合膜として特に好ましい
材料としては、Ni1-XFeX(0<x≦0.3)合金膜
およびNi膜がある。これらは大きな保磁力を持ち、前
記磁気抵抗効果膜および磁区制御膜との間で良好な磁気
的交換結合が得られるからである。xが0.3を越える
と、飽和磁束密度が低くなり好ましくない。
Particularly preferable materials for the exchange coupling film are Ni 1-X Fe X (0 <x ≦ 0.3) alloy film and Ni film. This is because these have a large coercive force and good magnetic exchange coupling can be obtained between the magnetoresistive film and the magnetic domain control film. When x exceeds 0.3, the saturation magnetic flux density becomes low, which is not preferable.

【0020】前記交換結合膜の膜厚tは、前記磁気抵抗
効果膜と磁区制御膜との間で良好な磁気的交換結合が得
られるならば、任意に設定できる。しかし、3nm以
上、12nm以下の範囲にあるのが好ましい。3nm未
満および12nmを越えると、保磁力が小さくなるから
である。
The thickness t of the exchange coupling film can be arbitrarily set as long as good magnetic exchange coupling can be obtained between the magnetoresistive effect film and the magnetic domain control film. However, it is preferably in the range of 3 nm or more and 12 nm or less. This is because the coercive force becomes small when the thickness is less than 3 nm or exceeds 12 nm.

【0021】前記交換結合膜の膜厚tと飽和磁界Bsの
積は、3(T・nm)≦Bs・t ≦12(T・nm)
の範囲にあるのが好ましい。この範囲であれば、前記交
換結合膜の機能を確保するために必要な所定値以上(例
えば800Oe以上)の保磁力を維持できるからであ
る。
The product of the thickness t of the exchange coupling film and the saturation magnetic field Bs is 3 (T · nm) ≦ Bs · t ≦ 12 (T · nm).
It is preferably within the range. This is because within this range, the coercive force of a predetermined value or more (for example, 800 Oe or more) necessary for ensuring the function of the exchange coupling film can be maintained.

【0022】なお、この発明の磁気抵抗効果素子は、好
適には磁気ヘッドに用いられるが、他の用途、例えば磁
界検出器などにも用いることができる。
The magnetoresistive effect element of the present invention is preferably used for a magnetic head, but it can also be used for other purposes such as a magnetic field detector.

【0023】(3) この発明の磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドは、上記(1)(2)の磁気抵抗効果素子を備えて
なることを特徴とする。◆この磁気ヘッドは、誘導型記
録素子と組み合わせた複合型とするのが好ましい。
(3) The magnetoresistive effect magnetic head according to the present invention is characterized by including the magnetoresistive effect element according to the above (1) or (2). ◆ This magnetic head is preferably of a composite type in which it is combined with an inductive recording element.

【0024】(4) この発明の磁気記録装置は、上記
(3)の磁気ヘッドを備えてなることを特徴とする。こ
の磁気記録装置は、磁気ディスク装置、磁気テープ装置
など、磁気的に情報の記録/再生を行なう任意の装置と
して実現することができる。
(4) The magnetic recording apparatus of the present invention is characterized by including the magnetic head of the above (3). This magnetic recording device can be realized as any device that magnetically records / reproduces information, such as a magnetic disk device and a magnetic tape device.

【0025】[0025]

【作用】バルクハウゼン・ノイズの抑止のためには、磁
気抵抗効果膜と磁区制御膜とが磁気的に十分、交換結合
していることが必要である。しかし、磁区制御膜の種類
や成膜工程によっては、磁区制御膜と磁気抵抗効果膜の
間で安定な磁気的交換結合が生成されない場合がある。
例えば、磁区制御膜と磁気抵抗効果膜とを別個の成膜装
置で行なう場合や、成膜した磁区制御膜をフォトリソグ
ラフィ−によってパタ−ニングしてからその上に磁気抵
抗効果膜を成膜する場合である。発明者はこの問題につ
いて鋭意検討した結果、その原因は、成膜装置間を移動
する過程やフォトリソグラフィ−工程において、磁区制
御膜の表面が空気、水、フォトレジスト、現像液などに
さらされるため、それによって磁区制御膜の表面状態が
変化してしまうことにあることを見出した。
In order to suppress Barkhausen noise, it is necessary that the magnetoresistive film and the magnetic domain control film are magnetically sufficiently exchange-coupled. However, depending on the type of the magnetic domain control film and the film forming process, stable magnetic exchange coupling may not be generated between the magnetic domain control film and the magnetoresistive effect film.
For example, when the magnetic domain control film and the magnetoresistive effect film are formed by separate film forming devices, or the formed magnetic domain control film is patterned by photolithography and then the magnetoresistive effect film is formed thereon. This is the case. As a result of the inventor's earnest study on this problem, the cause is that the surface of the magnetic domain control film is exposed to air, water, a photoresist, a developing solution, etc. in the process of moving between film forming devices and the photolithography process. It was found that the surface condition of the magnetic domain control film is changed by it.

【0026】この発明の磁気抵抗効果素子では、磁気抵
抗効果膜と磁区制御膜の間に交換結合膜を設けているの
で、磁区制御膜の上に交換結合膜を成膜してから成膜装
置間を移動したりフォトリソグラフィ−を行なうことに
より、空気など磁区制御膜の表面状態を変化させる物質
が磁区制御膜の表面に接触するのを防止できる。
In the magnetoresistive effect element of the present invention, since the exchange coupling film is provided between the magnetoresistive effect film and the magnetic domain control film, the film forming apparatus is formed after forming the exchange coupling film on the magnetic domain control film. It is possible to prevent a substance, such as air, that changes the surface state of the magnetic domain control film from coming into contact with the surface of the magnetic domain control film by moving between the two or performing photolithography.

【0027】交換結合膜は、磁区制御膜の表面状態を変
化させる物質に対して影響を受けにくいので、成膜装置
間の移動工程やフォトリソグラフィ−工程の後に、交換
結合膜の上に磁気抵抗効果膜を成膜すれば、交換結合膜
と磁気抵抗効果膜の間には安定な磁気的交換結合が確保
される。
Since the exchange coupling film is not easily affected by a substance that changes the surface state of the magnetic domain control film, the magnetoresistive film is formed on the exchange coupling film after the transfer process between the film forming devices and the photolithography process. When the effect film is formed, stable magnetic exchange coupling is secured between the exchange coupling film and the magnetoresistive effect film.

【0028】また、交換結合膜は磁区制御膜とも磁気的
交換結合しているので、磁気抵抗効果膜の磁化の向きは
交換結合膜を介して磁気抵抗効果膜によって制御される
ことができる。◆よって、磁気抵抗効果膜と磁区制御膜
の間に交換結合膜を設けるという簡単な構成で、バルク
ハウゼン・ノイズを確実に抑止することが可能となる。
Since the exchange coupling film is also magnetically exchange-coupled with the magnetic domain control film, the magnetization direction of the magnetoresistive film can be controlled by the magnetoresistive film via the exchange coupling film. Therefore, it is possible to reliably suppress Barkhausen noise with a simple configuration in which an exchange coupling film is provided between the magnetoresistive film and the magnetic domain control film.

【0029】この発明の磁気ヘッドは、この発明の磁気
抵抗効果素子を備えているので、バルクハウゼン・ノイ
ズが確実に抑止され、その結果、信頼性の高い磁気抵抗
効果型磁気ヘッドが得られる。◆この発明の磁気記録装
置は、この発明の磁気ヘッドを備えているので、バルク
ハウゼン・ノイズが確実に抑止され、その結果、信頼性
が向上する。
Since the magnetic head of the present invention includes the magnetoresistive effect element of the present invention, Barkhausen noise is surely suppressed, and as a result, a highly reliable magnetoresistive effect magnetic head can be obtained. Since the magnetic recording apparatus of the present invention includes the magnetic head of the present invention, Barkhausen noise is reliably suppressed, and as a result, reliability is improved.

【0030】が向上する。Is improved.

【0031】[0031]

【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。◆ [第1実施例]図1は、この発明の第1実施例の磁気抵
抗効果素子の概念図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a conceptual diagram of a magnetoresistive effect element according to the first embodiment of the present invention.

【0032】この磁気抵抗効果素子では、非磁性基板1
1の上に所定の一方向に磁化された磁区制御膜12が形
成してあり、その上に交換結合膜13と磁気抵抗効果膜
14が順に積層形成してある。磁区制御膜12と交換結
合膜13は、再生トラック部のみの感度を良くするた
め、再生トラック部の両端部のみに形成されている。
In this magnetoresistive element, the non-magnetic substrate 1
1, a magnetic domain control film 12 magnetized in one predetermined direction is formed, and an exchange coupling film 13 and a magnetoresistive effect film 14 are sequentially stacked on the magnetic domain control film 12. The magnetic domain control film 12 and the exchange coupling film 13 are formed only on both ends of the reproducing track portion in order to improve the sensitivity of only the reproducing track portion.

【0033】再生トラック部の両端部に配置された磁区
制御膜12および交換結合膜13は、いずれも略矩形状
パターンを有している。交換結合膜13の上に形成され
た磁気抵抗効果膜14も、矩形状パターンを有している
が、それは再生トラック部の両端部に配置された磁区制
御膜12および交換結合膜13の間に跨がるように形成
されている。その結果、再生トラック部の中央において
磁気抵抗効果膜14が基板11に接触している。磁気抵
抗効果膜14の形状は、例えば長辺20μm、短辺3μ
mの矩形である。
The magnetic domain control film 12 and the exchange coupling film 13 arranged at both ends of the reproducing track portion both have a substantially rectangular pattern. The magnetoresistive effect film 14 formed on the exchange coupling film 13 also has a rectangular pattern, but it is formed between the magnetic domain control film 12 and the exchange coupling film 13 arranged at both ends of the reproducing track portion. It is formed to straddle. As a result, the magnetoresistive film 14 is in contact with the substrate 11 at the center of the reproduction track portion. The shape of the magnetoresistive film 14 is, for example, 20 μm on the long side and 3 μ on the short side.
It is a rectangle of m.

【0034】図1の磁気抵抗効果素子では、磁区制御膜
12として、強磁性体である20at%のPtを含むC
o合金膜、すなわちCo−20at%Pt合金膜(膜厚
60nm)を使用している。磁気抵抗効果膜14として
は、強磁性体である20at%のNiを含むFe合金
膜、すなわちFe−20at%Ni合金膜(膜厚20n
m)を使用している。
In the magnetoresistive effect element of FIG. 1, as the magnetic domain control film 12, C containing 20 at% Pt, which is a ferromagnetic material, is used.
An o alloy film, that is, a Co-20 at% Pt alloy film (film thickness 60 nm) is used. As the magnetoresistive film 14, a Fe alloy film containing 20 at% Ni which is a ferromagnetic material, that is, a Fe-20 at% Ni alloy film (film thickness 20 n
m) is used.

【0035】交換結合膜13としては、磁気抵抗効果膜
14と同じFe−20at%Ni合金膜を使用してい
る。ただし、膜厚は5.8nmであり、磁気抵抗効果膜
14に比べて非常に薄くなっている。
As the exchange coupling film 13, the same Fe-20 at% Ni alloy film as the magnetoresistive film 14 is used. However, the film thickness is 5.8 nm, which is much thinner than the magnetoresistive film 14.

【0036】Co−20at%Pt合金膜からなる磁区
制御膜12は、Fe−20at%Ni合金膜からなる交
換結合膜13との間で磁気的に交換結合しており、また
この交換結合膜13は、Fe−20at%Ni合金膜か
らなる磁気抵抗効果膜14との間で磁気的に交換結合し
ている。よって、磁区制御膜12は、交換結合膜13を
介して磁気抵抗効果膜14との間で磁気的に交換結合し
ていると言うことができ、その結果、磁気抵抗効果膜1
4の磁区の向きは、所定の一方向に磁化された磁区制御
膜12により制御され、所定の単磁区状態に保たれる。
The magnetic domain control film 12 made of the Co-20 at% Pt alloy film is magnetically exchange-coupled with the exchange coupling film 13 made of the Fe-20 at% Ni alloy film, and the exchange coupling film 13 is also formed. Is magnetically exchange-coupled with the magnetoresistive film 14 made of an Fe-20 at% Ni alloy film. Therefore, it can be said that the magnetic domain control film 12 is magnetically exchange-coupled with the magnetoresistive effect film 14 via the exchange coupling film 13, and as a result, the magnetoresistive effect film 1 is obtained.
The direction of the magnetic domain of No. 4 is controlled by the magnetic domain control film 12 magnetized in one predetermined direction, and is kept in a predetermined single magnetic domain state.

【0037】交換結合膜13としてのFe−20at%
Ni合金膜は、空気や水などに触れても酸化され難い性
質を持っている。このため、磁区制御膜12の上に交換
結合膜13を形成した後であれば、交換結合膜13によ
って空気や水などから保護されるため、Co−20at
%Pt合金膜からなる磁区制御膜12の表面が空気や水
などによって変化する恐れがない。
Fe-20 at% as the exchange coupling film 13
The Ni alloy film has a property that it is difficult to be oxidized even if it is exposed to air or water. Therefore, after the exchange coupling film 13 is formed on the magnetic domain control film 12, the exchange coupling film 13 protects it from air, water, etc.
There is no fear that the surface of the magnetic domain control film 12 made of the% Pt alloy film is changed by air, water, or the like.

【0038】磁気抵抗効果膜14の上には、分離膜15
およびSAL膜16がこの順に形成され、SAL膜16
の上にはさらに一対の電極17が形成されている。分離
膜15およびSAL膜16は、矩形状パターンの磁気抵
抗効果膜14の全面にわたって形成されている。一対の
電極17は、再生トラック部の両端部に配置された磁区
制御膜12と交換結合膜13の上方にそれぞれ配置され
ている。
A separation film 15 is formed on the magnetoresistive film 14.
And the SAL film 16 are formed in this order.
Further, a pair of electrodes 17 is formed on the top surface of. The separation film 15 and the SAL film 16 are formed over the entire surface of the magnetoresistive film 14 having a rectangular pattern. The pair of electrodes 17 are arranged above the magnetic domain control film 12 and the exchange coupling film 13 arranged at both ends of the reproducing track portion, respectively.

【0039】分離膜15はTa膜(膜厚10nm)など
により形成され、SAL膜16はNiFeNbCo膜
(膜厚10nm)などにより形成され、一対の電極17
はAu膜(膜厚0.2μm)などにより形成される。
The separation film 15 is formed of a Ta film (film thickness 10 nm) or the like, the SAL film 16 is formed of a NiFeNbCo film (film thickness 10 nm) or the like, and the pair of electrodes 17 is formed.
Is formed of an Au film (film thickness 0.2 μm) or the like.

【0040】以上の構成を持つ磁気抵抗効果素子は、次
のようにして作製される。◆まず、RF(Radio Freque
ncy)スパッタリング法により、基板11上に磁区制御
膜12としてのCo−20at%Pt合金膜を形成す
る。次に、別の成膜装置に移してから、EB(Electron
Beam)蒸着法により、そのCo−20at%Pt合金
膜の上に交換結合膜13としてのFe−20at%Ni
合金膜を形成する。
The magnetoresistive effect element having the above structure is manufactured as follows. ◆ First, RF (Radio Freque
A Co-20 at% Pt alloy film as the magnetic domain control film 12 is formed on the substrate 11 by the ncy) sputtering method. Next, after transferring to another film forming apparatus, EB (Electron
Beam) vapor deposition, and Fe-20 at% Ni as the exchange coupling film 13 is formed on the Co-20 at% Pt alloy film.
An alloy film is formed.

【0041】EB蒸着法におけるFe−20at%Ni
合金膜の成膜条件は、例えば、 到達真空度:1.4×104Pa 投入電力 :1.2〜1.4W/m2 成膜速度 :0.4nm/s 基板温度 :260゜C とする。
Fe-20 at% Ni in the EB evaporation method
The film forming conditions of the alloy film are, for example, ultimate vacuum: 1.4 × 10 4 Pa, input power: 1.2 to 1.4 W / m 2, film forming rate: 0.4 nm / s, substrate temperature: 260 ° C. To do.

【0042】その後、フォトリソグラフィ−およびイオ
ンミリングにより、前記Co−20at%Pt合金膜お
よびFe−20at%Ni合金膜をパタ−ニングし、再
生トラック部の両端部に配置された略矩形状パターンの
磁区制御膜12および交換結合膜13を形成する。
Then, the Co-20 at% Pt alloy film and the Fe-20 at% Ni alloy film are patterned by photolithography and ion milling to form a substantially rectangular pattern arranged at both ends of the reproduction track portion. The magnetic domain control film 12 and the exchange coupling film 13 are formed.

【0043】この磁気抵抗効果素子では、Fe−20a
t%Ni合金膜からなる交換結合膜13が、空気や水な
どに触れても酸化され難い性質を持っているため、Co
−20at%Pt合金膜からなる磁区制御膜12は、交
換結合膜13によって空気、水、フォトレジスト、現像
液などから保護される。その結果、従来のように、成膜
装置間を移動する過程やフォトリソグラフィ−工程にお
いて、磁区制御膜12の表面が空気や水などによって酸
化されて磁区制御膜12の表面に酸化膜が生成される恐
れがない。
In this magnetoresistive effect element, Fe-20a
Since the exchange coupling film 13 made of a t% Ni alloy film has a property of being hard to be oxidized even if it is exposed to air or water, Co
The magnetic domain control film 12 made of a -20 at% Pt alloy film is protected by the exchange coupling film 13 from air, water, photoresist, developing solution and the like. As a result, the surface of the magnetic domain control film 12 is oxidized by air, water, or the like in the process of moving between the film forming apparatuses and the photolithography process as in the conventional case, and an oxide film is generated on the surface of the magnetic domain control film 12. There is no fear of

【0044】次に、高周波二極スパッタリング法によ
り、再生トラック部の両端部のパタ−ニングされた交換
結合膜13の上に、それら交換結合膜13の間に跨がる
ように、磁気抵抗効果膜14としてのFe−20at%
Ni合金膜を形成する。
Next, by the high frequency bipolar sputtering method, on the patterned exchange coupling films 13 at both ends of the reproducing track portion, the magnetoresistive effect is provided so as to extend between the exchange coupling films 13. Fe-20 at% as the film 14
A Ni alloy film is formed.

【0045】その後、公知の方法により、Fe−20a
t%Ni合金膜の上に分離膜15およびSAL膜16用
の膜を順に形成する。続いて、フォトリソグラフィ−お
よびエッチングにより、前記磁気抵抗効果膜14、分離
膜15およびSAL膜16をそれぞれ矩形状にパタ−ニ
ングする。その後、SAL膜16の上に電極17用の金
属膜を形成してから所定形状にパターニングし、一対の
電極17を形成する。こうして図1の磁気抵抗効果素子
が得られる。
After that, Fe-20a was formed by a known method.
A film for the separation film 15 and a film for the SAL film 16 are sequentially formed on the t% Ni alloy film. Then, the magnetoresistive effect film 14, the isolation film 15 and the SAL film 16 are patterned in a rectangular shape by photolithography and etching. After that, a metal film for the electrodes 17 is formed on the SAL film 16 and then patterned into a predetermined shape to form a pair of electrodes 17. In this way, the magnetoresistive effect element of FIG. 1 is obtained.

【0046】以上述べたように、図1の磁気抵抗効果素
子では、磁気抵抗効果膜14と磁区制御膜12の間に交
換結合膜13を設けているので、磁区制御膜12の上に
交換結合膜13を成膜してから成膜装置間を移動したり
フォトリソグラフィ−を行なうことにより、空気など磁
区制御膜12の表面状態を変化させる物質が磁区制御膜
12の表面に接触するのを防止できる。
As described above, in the magnetoresistive effect element of FIG. 1, since the exchange coupling film 13 is provided between the magnetoresistive effect film 14 and the magnetic domain control film 12, the exchange coupling is formed on the magnetic domain control film 12. It is possible to prevent a substance such as air that changes the surface state of the magnetic domain control film 12 from coming into contact with the surface of the magnetic domain control film 12 by moving the film formation apparatus or performing photolithography after forming the film 13. it can.

【0047】交換結合膜13は、磁区制御膜12の表面
状態を変化させる物質に対して影響を受けにくいので、
成膜装置間の移動工程やフォトリソグラフィ−工程の後
に、交換結合膜13の上に磁気抵抗効果膜14を成膜す
れば、交換結合膜13と磁気抵抗効果膜14の間には安
定な磁気的交換結合が確保される。
Since the exchange coupling film 13 is not easily affected by the substance that changes the surface state of the magnetic domain control film 12,
When the magnetoresistive effect film 14 is formed on the exchange coupling film 13 after the transfer process between the film forming devices and the photolithography process, a stable magnetic field is formed between the exchange coupling film 13 and the magnetoresistive effect film 14. Exchange coupling is secured.

【0048】また、交換結合膜13は磁区制御膜12と
も磁気的交換結合しているので、磁気抵抗効果膜14の
磁化の向きは交換結合膜13を介して磁気抵抗効果膜1
2によって制御され、磁気抵抗効果膜14は単磁区構造
に維持される。その結果、バルクハウゼン・ノイズを確
実に抑止することができる。
Since the exchange coupling film 13 is also magnetically exchange-coupled with the magnetic domain control film 12, the direction of magnetization of the magnetoresistive effect film 14 is determined by the exchange coupling film 13.
2, the magnetoresistive film 14 is maintained in a single domain structure. As a result, Barkhausen noise can be surely suppressed.

【0049】図1の磁気抵抗効果素子を実際に作製し、
磁気抵抗効果膜14の磁化特性と、磁気抵抗効果膜14
の保磁力Hcの交換結合膜13の膜厚に対する依存性を
調べた。その結果を図2および図3にそれぞれ示す。
The magnetoresistive effect element of FIG. 1 was actually manufactured,
Magnetization characteristics of the magnetoresistive effect film 14 and the magnetoresistive effect film 14
The dependence of the coercive force Hc of the above on the thickness of the exchange coupling film 13 was investigated. The results are shown in FIGS. 2 and 3, respectively.

【0050】図2の磁気抵抗効果膜14の磁化曲線(M
−Hル−プ)より、この実施例の磁気抵抗効果膜14は
磁区制御膜12と一体となって磁化反転していることが
確認された。これは、交換結合膜13を介して磁気抵抗
効果膜14と磁区制御膜12とが十分に磁気的交換結合
していることを示すものである。
The magnetization curve (M
From the -H loop), it was confirmed that the magnetoresistive effect film 14 of this example was magnetically reversed together with the magnetic domain control film 12. This indicates that the magnetoresistive effect film 14 and the magnetic domain control film 12 are sufficiently magnetically exchange-coupled via the exchange-coupling film 13.

【0051】また、磁気ヘッドの使用時には、磁気記録
媒体からの漏洩磁界などの外部磁界の影響を受けるの
で、磁気ヘッドの安定動作を確保するためには、磁気抵
抗効果膜14は例えば800Oe以上の保磁力Hcを持
っていることが必要である。この観点より図3のグラフ
を見ると、交換結合膜13の膜厚tが3nm〜12nm
の範囲になければならないことが分かる。
Further, when the magnetic head is used, it is affected by an external magnetic field such as a leakage magnetic field from the magnetic recording medium. Therefore, in order to ensure a stable operation of the magnetic head, the magnetoresistive effect film 14 is, for example, 800 Oe or more. It is necessary to have a coercive force Hc. From this viewpoint, when the graph of FIG. 3 is viewed, the thickness t of the exchange coupling film 13 is 3 nm to 12 nm.
It turns out that it must be in the range.

【0052】よって、交換結合膜13として用いたFe
−20at%Ni合金膜の飽和磁束密度Bsが1Tであ
ることを考慮すると、交換結合膜13のBsと膜厚tと
の積は、3(T・nm)≦Bs・t≦12(T・nm)
の範囲にあるのが好適であることが分かる。
Therefore, Fe used as the exchange coupling film 13
Considering that the saturation magnetic flux density Bs of the −20 at% Ni alloy film is 1 T, the product of Bs and the film thickness t of the exchange coupling film 13 is 3 (T · nm) ≦ Bs · t ≦ 12 (T · nm)
It can be seen that the range is preferable.

【0053】この磁気抵抗効果素子に外部磁界を印加
し、外部磁界に対する応答を測定したところ、バルクハ
ウゼン・ノイズは観測されなかった。よって、この磁気
抵抗効果素子によれば、バルクハウゼン・ノイズを確実
に抑止できることが確認された。
When an external magnetic field was applied to this magnetoresistive element and the response to the external magnetic field was measured, Barkhausen noise was not observed. Therefore, it was confirmed that Barkhausen noise can be reliably suppressed by this magnetoresistive effect element.

【0054】なお、この実施例では、磁区制御膜12と
交換結合膜13は、図7(b)のようにトラック幅部分
の両端部のみに形成しているが、図7(a)のように、
トラック幅部分の全体にわたって形成してもよいことは
勿論である。
In this embodiment, the magnetic domain control film 12 and the exchange coupling film 13 are formed only at both ends of the track width portion as shown in FIG. 7B, but as shown in FIG. 7A. To
Of course, it may be formed over the entire track width portion.

【0055】[比較例]交換結合膜13が存在しない点
を除いて、図1と同じ構成のの磁気抵抗効果素子を作製
し、磁化特性を調べたところ、磁区制御膜12の部分と
磁気抵抗効果膜14の部分とに分離した磁化曲線が得ら
れた。これは、磁区制御膜12により磁気抵抗効果膜1
4の磁区制御が行なわれなかったことを意味する。その
原因は、成膜装置間の移動工程やフォトリソグラフィ−
工程において磁区制御膜12の表面に形成された酸化膜
により、磁区制御膜12と磁気抵抗効果膜14との間の
磁気的交換結合が極めて弱くなっていることにある。
[Comparative Example] A magnetoresistive element having the same structure as that of FIG. 1 was prepared except that the exchange coupling film 13 was not present, and the magnetization characteristics were examined. A magnetization curve separated from the effect film 14 was obtained. This is because the magnetic domain control film 12 causes the magnetoresistive film 1
4 means that the magnetic domain control was not performed. The reason for this is the transfer process between film forming devices and photolithography.
This is because the magnetic exchange coupling between the magnetic domain control film 12 and the magnetoresistive effect film 14 is extremely weakened by the oxide film formed on the surface of the magnetic domain control film 12 in the process.

【0056】[第2実施例]図4は、この発明の第2実
施例の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを示す。この磁気ヘッ
ドの磁気抵抗効果素子は、基板11が存在しない点を除
いて上記第1実施例の磁気抵抗効果素子と同じ構成を持
つ。
[Second Embodiment] FIG. 4 shows a magnetoresistive head according to a second embodiment of the present invention. The magnetoresistive effect element of this magnetic head has the same structure as the magnetoresistive effect element of the first embodiment except that the substrate 11 is not present.

【0057】磁気抵抗効果素子の下方には、ギャップ層
を介してシ−ルド膜18が形成され、磁気抵抗効果素子
の上方には、ギャップ層を介してシ−ルド膜19が形成
されている。シ−ルド膜18および19は、パ−マロイ
合金膜(膜厚1μm)により形成され、磁気抵抗効果素
子の分解能を高めるために有効である。一対の電極17
はCu膜(膜厚100nm)により形成され、両ギャッ
プ層はAl23層(膜厚100nm)により形成されて
いる。
A shield film 18 is formed below the magnetoresistive effect element via a gap layer, and a shield film 19 is formed above the magnetoresistive effect element via a gap layer. . The shield films 18 and 19 are formed of a permalloy alloy film (film thickness 1 μm) and are effective for increasing the resolution of the magnetoresistive effect element. A pair of electrodes 17
Is formed of a Cu film (film thickness 100 nm), and both gap layers are formed of an Al 2 O 3 layer (film thickness 100 nm).

【0058】この磁気ヘッドの外部磁界に対する応答を
測定したところ、第1実施例と同様に、バルクハウゼン
・ノイズは観測されなかった。◆交換結合膜13を、F
e−20at%Ni合金膜に代えてNi90−Cu10、C
10−Ni80−Fe10、Co90−Cr10、Co90−Ni
10、Fe90−Cr10などの合金膜を用いて、同様にして
外部磁界に対する応答を測定したが、これらの場合もバ
ルクハウゼン・ノイズは観測されなかった。
When the response of this magnetic head to an external magnetic field was measured, Barkhausen noise was not observed, as in the first embodiment. ◆ Replace the exchange coupling film 13 with F
e-20 at% Ni alloy film instead of Ni 90 -Cu 10 , C
o 10 -Ni 80 -Fe 10, Co 90 -Cr 10, Co 90 -Ni
The response to the external magnetic field was measured in the same manner using an alloy film of 10 , 10 , Fe 90 -Cr 10, etc., but also in these cases, Barkhausen noise was not observed.

【0059】[第3実施例]図5は、この発明の第3実
施例の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを示す。このヘッドは
記録再生分離型であり、また、その磁気抵抗効果素子
は、基板11が存在しない点を除いて上記第1実施例の
磁気抵抗効果素子と同じ構成を持つ。
[Third Embodiment] FIG. 5 shows a magnetoresistive head according to a third embodiment of the present invention. This head is of a recording / reproducing separated type, and its magnetoresistive effect element has the same structure as the magnetoresistive effect element of the first embodiment except that the substrate 11 does not exist.

【0060】Al23・TiCを主成分とする焼結体か
らなるスライダ用の基体20の上に、シ−ルド膜18が
形成され、シ−ルド膜18の上方には、ギャップ層(図
示せず)を介して図1とほぼ同じ構成の磁気抵抗効果素
子が形成されている。磁気抵抗効果素子の上方には、ギ
ャップ層(図示せず)を介してシ−ルド膜19が形成さ
れている。シ−ルド膜19の上方には、ギャップ層(図
示せず)を介して一対の記録磁極21および22が間隔
をあけて形成され、それら記録磁極21および22の間
にコイル23が形成されている。
A shield film 18 is formed on a slider base body 20 made of a sintered body containing Al 2 O 3 .TiC as a main component. Above the shield film 18, a gap layer ( A magnetoresistive effect element having substantially the same configuration as that of FIG. 1 is formed via (not shown). A shield film 19 is formed above the magnetoresistive element via a gap layer (not shown). A pair of recording magnetic poles 21 and 22 are formed above the shield film 19 with a gap layer (not shown) interposed therebetween, and a coil 23 is formed between the recording magnetic poles 21 and 22. There is.

【0061】磁気抵抗効果素子の膜厚は100nmであ
り、その感磁部は一辺の長さ2μmの正方形である。シ
−ルド層18および19は、いずれもNi−Fe合金膜
(膜厚1μm)により形成され、磁気抵抗効果素子の分
解能を高める作用をする。一対の電極17は、Cu膜
(膜厚100nm)により形成されている。一対の記録
磁極21および22間は、いずれもCu膜(膜厚3μ
m)により形成され、それらの間隔は約0.4μmとし
てある。コイル23は、Cu膜(膜厚3μm)により形
成されている。
The film thickness of the magnetoresistive effect element is 100 nm, and its magnetic sensitive portion is a square having a side length of 2 μm. The shield layers 18 and 19 are both formed of a Ni—Fe alloy film (film thickness 1 μm) and have the function of increasing the resolution of the magnetoresistive effect element. The pair of electrodes 17 is formed of a Cu film (film thickness 100 nm). A Cu film (thickness: 3 μm) is formed between the pair of recording magnetic poles 21 and 22.
m) and their spacing is about 0.4 μm. The coil 23 is formed of a Cu film (thickness 3 μm).

【0062】シールド膜18と磁気抵抗効果素子の間に
あるギャップ層と、磁気抵抗効果素子とシールド膜19
の間にあるギャップ層とは、いずれもAl23層(膜厚
1μm)により形成されている。シールド膜19と記録
磁極21の間にあるギャップ層も、Al23層(膜厚約
4μm)により形成されている。一対の記録磁極21お
よび22間は、Al23層により充填されている。
The gap layer between the shield film 18 and the magnetoresistive effect element, the magnetoresistive effect element and the shield film 19 are provided.
The gap layer between the two is formed of an Al 2 O 3 layer (film thickness 1 μm). The gap layer between the shield film 19 and the recording magnetic pole 21 is also formed of an Al 2 O 3 layer (film thickness of about 4 μm). The space between the pair of recording magnetic poles 21 and 22 is filled with an Al 2 O 3 layer.

【0063】この磁気ヘッドでは、磁気抵抗効果素子が
再生素子として働き、コイル34と一対の記録磁極21
および22が記録素子として働く。◆この磁気ヘッドを
実際に作製し、記録/再生特性を評価したところ、バル
クハウゼン・ノイズのない良好な出力が得られた。
In this magnetic head, the magnetoresistive effect element functions as a reproducing element, and the coil 34 and the pair of recording magnetic poles 21.
And 22 serve as recording elements. ◆ When this magnetic head was actually manufactured and the recording / reproducing characteristics were evaluated, good output without Barkhausen noise was obtained.

【0064】[第4実施例]図6(a)および(b)
は、この発明の第4実施例の磁気ディスク装置30を示
す。図6において、31は磁気ディスク、32は磁気デ
ィスク31を高速回転させる磁気ディスク駆動部、33
は磁気ヘッド、34は磁気ヘッド33の移動および位置
決めを行なう磁気ヘッド駆動部、35は磁気ヘッド33
と外部信号源との間で伝送される記録/再生信号の処理
を行なう記録/再生信号処理系である。この磁気ディス
ク装置30は、1〜9個の磁気ディスク31と2〜18
個の磁気ヘッド33とを備えている。
[Fourth Embodiment] FIGS. 6A and 6B.
Shows a magnetic disk device 30 of a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 6, 31 is a magnetic disk, 32 is a magnetic disk drive unit that rotates the magnetic disk 31 at high speed, and 33
Is a magnetic head, 34 is a magnetic head drive unit for moving and positioning the magnetic head 33, and 35 is the magnetic head 33.
Is a recording / reproducing signal processing system for processing a recording / reproducing signal transmitted between a recording / reproducing signal and an external signal source. This magnetic disk device 30 includes 1-9 magnetic disks 31 and 2-18.
The magnetic head 33 is provided.

【0065】この磁気ディスク装置30を次のようにし
て実際に製作した。磁気ヘッド33として、第3実施例
で述べた記録再生分離型の磁気ヘッド10を用いた。磁
気ディスク31として、直径2.5インチのNiPメッ
キAl基板上に、特性改善膜としての膜厚50nmのC
r膜と、記録膜としての膜厚30nmのCoCrTa膜
を形成し、その上にさらに膜厚15nmのC保護膜、膜
厚5nmのパ−フルオロアルキルポリエ−テル潤滑膜を
形成してなる磁気ディスクを用いた。この磁気ディスク
の保磁力は2500Oeであった。
This magnetic disk device 30 was actually manufactured as follows. As the magnetic head 33, the recording / reproducing separated type magnetic head 10 described in the third embodiment was used. As the magnetic disk 31, a NiP-plated Al substrate having a diameter of 2.5 inches was used, and C having a film thickness of 50 nm as a characteristic improving film
A magnetic disk in which an r film, a CoCrTa film having a film thickness of 30 nm as a recording film are formed, and a C protective film having a film thickness of 15 nm and a perfluoroalkylpolyether lubricating film having a film thickness of 5 nm are further formed thereon. Was used. The coercive force of this magnetic disk was 2500 Oe.

【0066】この磁気ディスク装置30の記録/再生特
性を評価したところ、バルクハウゼン・ノイズのない良
好な出力が得られた。その結果、1Gb/in2以上の
高い記録密度においても良好な記録/再生特性が安定し
て得られた。
When the recording / reproducing characteristics of this magnetic disk device 30 were evaluated, good output without Barkhausen noise was obtained. As a result, good recording / reproducing characteristics were stably obtained even at a high recording density of 1 Gb / in 2 or more.

【0067】また、磁気ディスク31として、直径1.
8インチのガラス基板上にCoCrPt、CoCrPt
B等の磁性層を備えたものを用いても、同様の結果が得
られた。
The magnetic disk 31 has a diameter of 1.
CoCrPt, CoCrPt on 8 inch glass substrate
Similar results were obtained using a magnetic layer such as B.

【0068】[0068]

【発明の効果】この発明の磁気抵抗効果素子によれば、
簡単な構成でバルクハウゼン・ノイズを確実に抑止する
ことができる。◆この発明の磁気ヘッドによれば、従来
より信頼性の向上した磁気抵抗効果型磁気ヘッドが得ら
れる。◆この発明の磁気記録装置によれば、従来より信
頼性の向上した磁気記録装置が得られる。
According to the magnetoresistive effect element of the present invention,
Barkhausen noise can be reliably suppressed with a simple configuration. According to the magnetic head of the present invention, it is possible to obtain a magnetic resistance effect type magnetic head having improved reliability as compared with the conventional one. According to the magnetic recording device of the present invention, it is possible to obtain a magnetic recording device having improved reliability as compared with the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1実施例の磁気抵抗効果素子の概
念断面図である。
FIG. 1 is a conceptual sectional view of a magnetoresistive effect element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1実施例の磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果
膜の磁化特性を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the magnetization characteristics of the magnetoresistive effect film of the magnetoresistive effect element of the first example.

【図3】第1実施例の磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果
膜について、その保磁力の交換結合膜の膜厚に対する依
存性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the dependence of the coercive force of the magnetoresistive effect film of the magnetoresistive effect element of the first embodiment on the thickness of the exchange coupling film.

【図4】この発明の第2実施例の磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドを示す概略斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a magnetoresistive effect magnetic head according to a second embodiment of the invention.

【図5】この発明の第3実施例の複合型磁気ヘッドを示
す概略斜視図である。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing a composite type magnetic head according to a third embodiment of the invention.

【図6】(a)はこの発明の第4実施例の磁気ディスク
装置の概略平面図、(b)はその概略断面図である。
6A is a schematic plan view of a magnetic disk device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a schematic sectional view thereof.

【図7】従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを示す概念断
面図である。
FIG. 7 is a conceptual cross-sectional view showing a conventional magnetoresistive effect magnetic head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 磁気ヘッド 11 基板 12 磁区制御膜 13 交換結合膜 14 磁気抵抗効果膜 15 分離膜 16 SAL膜 17 電極 18,19 シールド膜 20 基体 21,22 記録磁極 23 コイル 30 磁気ディスク装置 31 磁気ディスク 32 磁気ディスク駆動部 33 磁気ヘッド 34 磁気ヘッド駆動部 35 記録/再生信号処理系 50a,50b 磁気ヘッド 51 基板 52 磁区制御膜 54 磁気抵抗効果膜 55 分離膜 56 SAL膜 57 電極 10 magnetic head 11 substrate 12 magnetic domain control film 13 exchange coupling film 14 magnetoresistive effect film 15 separation film 16 SAL film 17 electrode 18, 19 shield film 20 substrate 21, 22 recording magnetic pole 23 coil 30 magnetic disk device 31 magnetic disk 32 magnetic disk Drive unit 33 Magnetic head 34 Magnetic head drive unit 35 Recording / reproducing signal processing system 50a, 50b Magnetic head 51 Substrate 52 Magnetic domain control film 54 Magnetoresistive film 55 Separation film 56 SAL film 57 Electrode

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁気抵抗効果膜と、その磁気抵抗効果膜
の磁化の向きを制御する磁区制御膜とを備えてなる磁気
抵抗効果素子において、 前記磁気抵抗効果膜と前記磁区制御膜との間に形成され
た交換結合膜を有しており、その交換結合膜は前記磁区
制御膜の表面状態を変化させる物質に対して影響を受け
にくい性質を持っていると共に、前記磁気抵抗効果膜と
前記磁区制御膜との間でそれぞれ磁気的に交換結合して
いて、前記磁気抵抗効果膜の磁区は前記交換結合膜を介
して前記磁区制御膜によって制御されることを特徴とす
る磁気抵抗効果素子。
1. A magnetoresistive effect element comprising a magnetoresistive effect film and a magnetic domain control film for controlling the direction of magnetization of the magnetoresistive effect film, wherein a magnetoresistive effect film is provided between the magnetoresistive effect film and the magnetic domain control film. And an exchange coupling film formed on the magnetic recording medium, the exchange coupling film having a property of being less susceptible to a substance that changes the surface state of the magnetic domain control film, and the magnetoresistive film and the magnetic resistance effect film. A magnetoresistive effect element, which is magnetically exchange-coupled with a magnetic domain control film, wherein the magnetic domain of the magnetoresistive film is controlled by the magnetic domain control film via the exchange coupling film.
【請求項2】 前記交換結合膜が、Fe,NiおよびC
oからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素からな
る膜である請求項1に記載の磁気抵抗効果素子。
2. The exchange coupling film is made of Fe, Ni and C.
The magnetoresistive effect element according to claim 1, which is a film made of at least one element selected from the group consisting of o.
【請求項3】 前記交換結合膜が、Ni膜である請求項
1に記載の磁気抵抗効果素子。
3. The magnetoresistive effect element according to claim 1, wherein the exchange coupling film is a Ni film.
【請求項4】 前記交換結合膜が、Ni1-XFeX(0<
x≦0.3)合金膜である請求項1に記載の磁気抵抗効
果素子。
4. The exchange coupling film comprises Ni 1-X Fe X (0 <
The magnetoresistive effect element according to claim 1, which is an alloy film of x ≦ 0.3).
【請求項5】 前記交換結合膜の膜厚が、3nm以上、
12nm以下の範囲にある請求項1〜4のいずれかに記
載の磁気抵抗効果素子。
5. The film thickness of the exchange coupling film is 3 nm or more,
The magnetoresistive effect element according to any one of claims 1 to 4, which is in a range of 12 nm or less.
【請求項6】 前記交換結合膜の膜厚tと飽和磁界Bs
の積が、 3(T・nm)≦Bs・t ≦12(T・nm) の範囲にある請求項1〜5のいずれかに記載の磁気抵抗
効果素子。
6. A film thickness t of the exchange coupling film and a saturation magnetic field Bs.
The magnetoresistive effect element according to any one of claims 1 to 5, wherein the product of is in the range of 3 (T · nm) ≦ Bs · t ≦ 12 (T · nm).
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の磁気抵
抗効果素子を備えてなることを特徴とする磁気ヘッド。
7. A magnetic head comprising the magnetoresistive effect element according to claim 1. Description:
【請求項8】 請求項7に記載の磁気ヘッドを備えてな
ることを特徴とする磁気磁気記録装置。
8. A magnetic-magnetic recording apparatus comprising the magnetic head according to claim 7.
JP6170935A 1994-07-22 1994-07-22 Magnetoresistive element, magnetic head and magnetic recording device Pending JPH0836714A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6137663A (en) * 1996-12-24 2000-10-24 Nec Corporation Magnetic head and method for magnetic recording and playback

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6137663A (en) * 1996-12-24 2000-10-24 Nec Corporation Magnetic head and method for magnetic recording and playback

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