JPH0836714A

JPH0836714A - 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気記録装置

Info

Publication number: JPH0836714A
Application number: JP6170935A
Authority: JP
Inventors: Kiyomi Okuda; 清美奥田; Yoshio Suzuki; 良夫鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1994-07-22
Publication date: 1996-02-06

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

（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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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、Ｎｉ_1-XＦｅ_X（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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００３０】が向上する。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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Ａｌ₂Ｏ₃層（膜厚１００ｎｍ）により形成されて
いる。

【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
ｏ₁₀−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。

【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。

【００６０】Ａｌ₂Ｏ₃・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。

【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。

【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Ａｌ₂Ｏ₃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、Ａｌ₂Ｏ₃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、Ａｌ₂Ｏ₃層により充填されている。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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１６ＳＡＬ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５６ＳＡＬ膜５７電極

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【請求項４】前記交換結合膜が、Ｎｉ_1-XＦｅ_X（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。
【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。
【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。
【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。
【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。