JPH0916918A - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドInfo
- Publication number
- JPH0916918A JPH0916918A JP16725995A JP16725995A JPH0916918A JP H0916918 A JPH0916918 A JP H0916918A JP 16725995 A JP16725995 A JP 16725995A JP 16725995 A JP16725995 A JP 16725995A JP H0916918 A JPH0916918 A JP H0916918A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- head
- layer
- magnetoresistive
- pattern
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】縦バイアスパターンからのバイアス磁界が、固
定磁性層にならびに固定磁性層の磁化を固定する反強磁
性膜に侵入しなくして、横バイアスのずれ、出力の低
下、経時変化を防ぐ。 【構成】複数層の磁性層及びそれらを分離する非磁性層
からなり、磁性層の一方に接する反強磁性層によって磁
性層に一方向性異方性を付与した磁気抵抗効果膜からな
る感磁部および磁気抵抗効果膜に電流を供給する複数の
電極を有し、電極の下もしくは上に縦バイアスを発生さ
せるパターンを設けた磁気抵抗効果ヘッドにおいて、縦
バイアスを発生するパターンと感磁部との相対する端面
において、縦バイアスを発生するパターンの端面の基板
に垂直な面への射影面と反強磁性層および反強磁性層に
よる磁化が固定された磁性層の端面の基板に垂直な面へ
の射影面が重なり合わないことを特徴とした磁気抵抗効
果型ヘッド。
定磁性層にならびに固定磁性層の磁化を固定する反強磁
性膜に侵入しなくして、横バイアスのずれ、出力の低
下、経時変化を防ぐ。 【構成】複数層の磁性層及びそれらを分離する非磁性層
からなり、磁性層の一方に接する反強磁性層によって磁
性層に一方向性異方性を付与した磁気抵抗効果膜からな
る感磁部および磁気抵抗効果膜に電流を供給する複数の
電極を有し、電極の下もしくは上に縦バイアスを発生さ
せるパターンを設けた磁気抵抗効果ヘッドにおいて、縦
バイアスを発生するパターンと感磁部との相対する端面
において、縦バイアスを発生するパターンの端面の基板
に垂直な面への射影面と反強磁性層および反強磁性層に
よる磁化が固定された磁性層の端面の基板に垂直な面へ
の射影面が重なり合わないことを特徴とした磁気抵抗効
果型ヘッド。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗効果ヘッドに関
する。
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
ヘッドに高い感度が求められている。高感度の再生用磁
気ヘッドとして、磁気抵抗効果ヘッド(MRヘッド)とよ
ばれる物が知られている。磁気抵抗効果型ヘッドは、記
録媒体からの磁界を、素子の抵抗変化として検出する。
従来の一般的な磁気抵抗効果型ヘッドは、抵抗が磁化と
電流方向との間の角度θの関数としてcos2θ に比例し
て変化するという異方性磁気抵抗効果(AMR)に基づい
て動作する。最近、異方性磁気抵抗効果とは別の原理で
動作する磁気抵抗効果型ヘッドとして、DienyらによるP
hsical Review B,第43巻,1297〜1300項
「軟磁性多層膜における巨大磁気抵抗効果」に記載のよ
うに2層の磁性層を非磁性層で分離し、一方の磁性層に
反強磁性層からの交換バイアス磁界を印加する構造のヘ
ッドが考案された。このような多層膜では、抵抗Rは、
2層の磁性層の磁化の間の角度θの関数として、cosθ
に比例して変化することが、Dieny らの論文に示されて
おり、このような効果を、巨大磁気抵抗効果(GMR)
とよんでいる。このような多層膜により、磁界センサを
作ると、2層の磁性層のうち反強磁性層に接していない
方のみの磁化が回転できるので、外部磁界により、2層
の磁化の角度θが変化し、これが抵抗変化として検出で
きる。ここで、2層の磁性層のうち、反磁性層に接して
いる磁性層を固定側磁性層,反強磁性層に接していない
側の磁性層を自由側磁性層と称している。このような多
層膜の巨大磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果型ヘッ
ドは、従来の異方性磁気抵抗効果を利用したヘッドと比
べて、大きい磁気抵抗変化量ΔRを示すことが知られて
いる。
ヘッドに高い感度が求められている。高感度の再生用磁
気ヘッドとして、磁気抵抗効果ヘッド(MRヘッド)とよ
ばれる物が知られている。磁気抵抗効果型ヘッドは、記
録媒体からの磁界を、素子の抵抗変化として検出する。
従来の一般的な磁気抵抗効果型ヘッドは、抵抗が磁化と
電流方向との間の角度θの関数としてcos2θ に比例し
て変化するという異方性磁気抵抗効果(AMR)に基づい
て動作する。最近、異方性磁気抵抗効果とは別の原理で
動作する磁気抵抗効果型ヘッドとして、DienyらによるP
hsical Review B,第43巻,1297〜1300項
「軟磁性多層膜における巨大磁気抵抗効果」に記載のよ
うに2層の磁性層を非磁性層で分離し、一方の磁性層に
反強磁性層からの交換バイアス磁界を印加する構造のヘ
ッドが考案された。このような多層膜では、抵抗Rは、
2層の磁性層の磁化の間の角度θの関数として、cosθ
に比例して変化することが、Dieny らの論文に示されて
おり、このような効果を、巨大磁気抵抗効果(GMR)
とよんでいる。このような多層膜により、磁界センサを
作ると、2層の磁性層のうち反強磁性層に接していない
方のみの磁化が回転できるので、外部磁界により、2層
の磁化の角度θが変化し、これが抵抗変化として検出で
きる。ここで、2層の磁性層のうち、反磁性層に接して
いる磁性層を固定側磁性層,反強磁性層に接していない
側の磁性層を自由側磁性層と称している。このような多
層膜の巨大磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果型ヘッ
ドは、従来の異方性磁気抵抗効果を利用したヘッドと比
べて、大きい磁気抵抗変化量ΔRを示すことが知られて
いる。
【0003】AMRとGMRを利用したヘッドを区別す
るために、それぞれAMRヘッド、巨大磁気抵抗効果型
ヘッド(GMRヘッド)と呼ぶことがある。
るために、それぞれAMRヘッド、巨大磁気抵抗効果型
ヘッド(GMRヘッド)と呼ぶことがある。
【0004】一方、AMRヘッドとGMRヘッドに共通
の課題として、バルクハウゼンノイズの抑制がある。磁
気抵抗効果膜に、磁壁などが入って磁化状態が不安定で
あると大きなノイズが発生する。このノイズを抑止する
ためには、磁気抵抗膜に対して、トラック幅方向にいわ
ゆる「縦バイアス磁界」を印加することが有効であるこ
とがAMRヘッドに関しては良く知られている。巨大磁
気抵抗効果型ヘッドにおいても、自由側磁性層の磁化状
態を安定化させるために、縦バイアスを印加する方法が
特開平4−358310 号公報に開示されている。
の課題として、バルクハウゼンノイズの抑制がある。磁
気抵抗効果膜に、磁壁などが入って磁化状態が不安定で
あると大きなノイズが発生する。このノイズを抑止する
ためには、磁気抵抗膜に対して、トラック幅方向にいわ
ゆる「縦バイアス磁界」を印加することが有効であるこ
とがAMRヘッドに関しては良く知られている。巨大磁
気抵抗効果型ヘッドにおいても、自由側磁性層の磁化状
態を安定化させるために、縦バイアスを印加する方法が
特開平4−358310 号公報に開示されている。
【0005】これによると、磁性膜の両端部に強磁性も
しくは反強磁性の膜を積層して、これと感磁部磁性膜と
の交換結合により縦バイアス磁界を与え、磁化状態を安
定させる。
しくは反強磁性の膜を積層して、これと感磁部磁性膜と
の交換結合により縦バイアス磁界を与え、磁化状態を安
定させる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来提案されてきた巨大磁気抵抗効果を利用した磁気ヘ
ッドでは、たとえば縦バイアスを強磁性体で与えた場
合、強磁性体からの磁界が固定磁性層側の磁化方向に対
して垂直に入ることで、固定層の磁化が回転し、横バイ
アスのずれや、出力の低下をひきおこすという問題があ
った。また、固定磁性層の磁化を固定している反強磁性
層にも、強磁性からの磁界が侵入するので、センス電流
などの発熱で素子温度が上昇すると、反強磁性層が経時
変化を起こし、固定磁性層の磁化方向を変化させてしま
うといった問題があった。
従来提案されてきた巨大磁気抵抗効果を利用した磁気ヘ
ッドでは、たとえば縦バイアスを強磁性体で与えた場
合、強磁性体からの磁界が固定磁性層側の磁化方向に対
して垂直に入ることで、固定層の磁化が回転し、横バイ
アスのずれや、出力の低下をひきおこすという問題があ
った。また、固定磁性層の磁化を固定している反強磁性
層にも、強磁性からの磁界が侵入するので、センス電流
などの発熱で素子温度が上昇すると、反強磁性層が経時
変化を起こし、固定磁性層の磁化方向を変化させてしま
うといった問題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題は、巨大磁気抵
抗効果を用いた磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、縦バイ
アスに強磁性膜を使った場合、固定磁性層あるいは、固
定磁性層の磁化を固定している反強磁性層に、強磁性か
らの磁界が侵入するためである。従って、複数層の磁性
層及びそれらを分離する非磁性層からなる磁気抵抗効果
膜および上記磁気抵抗効果膜に電流を供給する複数の電
極を有し、上記磁気抵抗効果膜が、上記電極の間隔に比
して十分に小さな幅の重なり部分を除いて、上記電極に
挟まれた内側部分のみ存在し、上記電極の下もしくは上
に硬磁性膜を設け、上記電極と上記硬磁性膜のトラック
内側方向の端部が実質的に一致した磁気抵抗効果ヘッド
において、固定磁性層あるいは、固定磁性層の磁化を固
定している反強磁性膜に、縦バイアスを発生するパター
ンからの磁界が、実質的に侵入しないようにする事によ
って解決される。
抗効果を用いた磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、縦バイ
アスに強磁性膜を使った場合、固定磁性層あるいは、固
定磁性層の磁化を固定している反強磁性層に、強磁性か
らの磁界が侵入するためである。従って、複数層の磁性
層及びそれらを分離する非磁性層からなる磁気抵抗効果
膜および上記磁気抵抗効果膜に電流を供給する複数の電
極を有し、上記磁気抵抗効果膜が、上記電極の間隔に比
して十分に小さな幅の重なり部分を除いて、上記電極に
挟まれた内側部分のみ存在し、上記電極の下もしくは上
に硬磁性膜を設け、上記電極と上記硬磁性膜のトラック
内側方向の端部が実質的に一致した磁気抵抗効果ヘッド
において、固定磁性層あるいは、固定磁性層の磁化を固
定している反強磁性膜に、縦バイアスを発生するパター
ンからの磁界が、実質的に侵入しないようにする事によ
って解決される。
【0008】
【作用】本発明によれば、複数層の磁性層及びそれらを
分離する非磁性層からなる磁気抵抗効果膜を有する磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、固定磁性層には、縦バイア
スを発生するパターンからの磁界が、実質的に侵入しな
いので、固定磁性層の磁化の回転が起こらず、横バイア
スのずれ、出力の低下を防ぐことができる。また、固定
磁性層の磁化を固定している反強磁性膜に、実質的に磁
界が侵入しないので、反強磁性膜の経時変化を防ぐ事が
できる。
分離する非磁性層からなる磁気抵抗効果膜を有する磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、固定磁性層には、縦バイア
スを発生するパターンからの磁界が、実質的に侵入しな
いので、固定磁性層の磁化の回転が起こらず、横バイア
スのずれ、出力の低下を防ぐことができる。また、固定
磁性層の磁化を固定している反強磁性膜に、実質的に磁
界が侵入しないので、反強磁性膜の経時変化を防ぐ事が
できる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
【0010】(実施例1)図1に本発明の実施例1の磁
気抵抗効果ヘッドの主要部分の断面図を示す。本発明の
磁気抵抗効果ヘッドは、ZrO2 ,Al2O3−TiCで
形成された基板10上に強磁性層12,13の磁化を固
定するための反強磁性層11には膜厚50nmのNi
O,固定側磁性層となる強磁性層12,13には膜厚2
nmのNiFe,膜厚1nmのCo,非磁性層14には
膜厚2nmのCu,自由側磁性層となる軟磁性層15に
は膜厚10nmのNiFeを形成した。これらの膜は、
いずれも高周波マグネトロンスパッタリング装置を用
い、アルゴン3mTorrの雰囲気で形成した。なお、本発
明の効果はこれらの膜厚に限定されるものではない。ま
た、本発明では、積層膜をスパッタリング法で作製した
が、同様の薄膜プロセス、たとえば、蒸着法、あるいは
イオンビームスパッタリング法によっても、なんらその
特性を害するものではない。なお、縦バイアスパターン
となる硬磁性層17,17′、ならびに電極層18,1
8′は、図2に示すプロセスによって形成した。(a)
まず、基板10上に複数の磁性層および非磁性層を含む
磁気抵抗効果膜を設ける。(b)次に、この磁気抵抗効
果膜にフォトレジスト20で、フォトリソグラフィ技術
を用いてステンシルを形成する。(c)イオンミリング
等の方法により、フォトレジストの乗っていない部分の
磁気抵抗効果膜をエッチングする。ただしこの時、反強
磁性層11,強磁性層12,13は残しておく。(d)こ
の上に、フォトレジストを残したまま、膜厚5nmの下
地層16,16′Cr,縦バイアスを発生するパターン
である膜厚10nmの硬磁性層17,17′のCoPtCr、
電極層18,18′であるAuを0.2μmスパッタリ
ング法により形成した。なお、下地層16,16′のC
rは、CoPtCrの保磁力を高めるために形成したものであ
る。この下地層16,16′は必ずしも必要ではない。
硬磁性層17,17′は、CoPt,CoCrTa,CoNiPt,
SmCoなどでも良い。(e)最後にフォトレジスト2
0を剥離し、縦バイアスを構成する膜、電極膜の不要部
をリフトオフ法により除去する。これにより、目標とす
るヘッド形状が実現する。なお、この縦バイアスパター
ン,電極パターンの形成方法は、たとえば、特開平3−1
25311 号公報に記載されているように公知である。ま
た、反強磁性層11と固定側磁性層となる強磁性層1
2,13とを交換結合させて、強磁性膜12,13の磁
化を固定するに際しては、磁界中で熱処理を行う必要が
ある。この熱処理は、真空中でトラック幅方向に5kO
eの磁界を印加した状態で、反強磁性層11のネール温
度以上に温度を上げた後、磁界をトラック幅方向に垂直
に5kOe印加し、真空中で徐々に冷却する方法をもちい
た。また、縦バイアスを発生する硬磁性層17,17′
については、室温でトラック幅方向に5kOeの磁界を
印加し、0kOeまで磁界を減少させる方法によって着
磁を行った。
気抵抗効果ヘッドの主要部分の断面図を示す。本発明の
磁気抵抗効果ヘッドは、ZrO2 ,Al2O3−TiCで
形成された基板10上に強磁性層12,13の磁化を固
定するための反強磁性層11には膜厚50nmのNi
O,固定側磁性層となる強磁性層12,13には膜厚2
nmのNiFe,膜厚1nmのCo,非磁性層14には
膜厚2nmのCu,自由側磁性層となる軟磁性層15に
は膜厚10nmのNiFeを形成した。これらの膜は、
いずれも高周波マグネトロンスパッタリング装置を用
い、アルゴン3mTorrの雰囲気で形成した。なお、本発
明の効果はこれらの膜厚に限定されるものではない。ま
た、本発明では、積層膜をスパッタリング法で作製した
が、同様の薄膜プロセス、たとえば、蒸着法、あるいは
イオンビームスパッタリング法によっても、なんらその
特性を害するものではない。なお、縦バイアスパターン
となる硬磁性層17,17′、ならびに電極層18,1
8′は、図2に示すプロセスによって形成した。(a)
まず、基板10上に複数の磁性層および非磁性層を含む
磁気抵抗効果膜を設ける。(b)次に、この磁気抵抗効
果膜にフォトレジスト20で、フォトリソグラフィ技術
を用いてステンシルを形成する。(c)イオンミリング
等の方法により、フォトレジストの乗っていない部分の
磁気抵抗効果膜をエッチングする。ただしこの時、反強
磁性層11,強磁性層12,13は残しておく。(d)こ
の上に、フォトレジストを残したまま、膜厚5nmの下
地層16,16′Cr,縦バイアスを発生するパターン
である膜厚10nmの硬磁性層17,17′のCoPtCr、
電極層18,18′であるAuを0.2μmスパッタリ
ング法により形成した。なお、下地層16,16′のC
rは、CoPtCrの保磁力を高めるために形成したものであ
る。この下地層16,16′は必ずしも必要ではない。
硬磁性層17,17′は、CoPt,CoCrTa,CoNiPt,
SmCoなどでも良い。(e)最後にフォトレジスト2
0を剥離し、縦バイアスを構成する膜、電極膜の不要部
をリフトオフ法により除去する。これにより、目標とす
るヘッド形状が実現する。なお、この縦バイアスパター
ン,電極パターンの形成方法は、たとえば、特開平3−1
25311 号公報に記載されているように公知である。ま
た、反強磁性層11と固定側磁性層となる強磁性層1
2,13とを交換結合させて、強磁性膜12,13の磁
化を固定するに際しては、磁界中で熱処理を行う必要が
ある。この熱処理は、真空中でトラック幅方向に5kO
eの磁界を印加した状態で、反強磁性層11のネール温
度以上に温度を上げた後、磁界をトラック幅方向に垂直
に5kOe印加し、真空中で徐々に冷却する方法をもちい
た。また、縦バイアスを発生する硬磁性層17,17′
については、室温でトラック幅方向に5kOeの磁界を
印加し、0kOeまで磁界を減少させる方法によって着
磁を行った。
【0011】なお、実際の磁気抵抗効果ヘッドは、図1
に示す主要部を上下のシールド膜で挟ことによって作製
した。このとき下部シールドには、膜厚2μmの非晶質
CoTaZrを用い、上部シールドは、スパッタ法により形成
した膜厚2μmのパーマロイを用いた。シールド間のギ
ャップ絶縁膜は、スパッタ法により形成したアルミナ膜
を用いた。
に示す主要部を上下のシールド膜で挟ことによって作製
した。このとき下部シールドには、膜厚2μmの非晶質
CoTaZrを用い、上部シールドは、スパッタ法により形成
した膜厚2μmのパーマロイを用いた。シールド間のギ
ャップ絶縁膜は、スパッタ法により形成したアルミナ膜
を用いた。
【0012】このようにして形成された磁気抵抗効果ヘ
ッドは、縦バイアスを発生するパターンと感磁部との相
対する端面において、縦バイアスを発生するパターンの
端面(B−B′)の基板10に垂直な面(A−A′)へ
の射影面(b−b′)と反強磁性層11および反強磁性
層11による磁化が固定された強磁性層12,13の端
面(C−C′)の基板10に垂直な面(A−A′)への射影
面(c−c′)が重なり合わない。図3は、従来例の磁
気抵抗効果ヘッドの主要部分の断面図を示す。この磁気
抵抗効果ヘッドは、本発明の磁気抵抗効果ヘッド同様、
ZrO2 ,Al2O3−TiCで形成された基板10上に
強磁性層12,13の磁化を固定するための反強磁性層
11には膜厚50nmのNiO、固定側磁性層となる強
磁性層12,13には膜厚2nmのNiFe,膜厚1n
mのCo,非磁性層14には膜厚2nmのCu、自由側
磁性層となる軟磁性層15に膜厚10nmのNiFeを
形成した。なお、縦バイアスパターンとなる硬磁性層1
7,17′、ならびに電極層18,18′は、本発明と
ほぼ同様の方法で形成するが、イオンミリング等の方法
により、フォトレジストの乗っていない部分の磁気抵抗
効果膜をエッチングする際に、反強磁性層11の一部、
固定側磁性層となる強磁性層12,13もエッチングし
てしまった。このようにしてされた磁気抵抗効果ヘッド
では、縦バイアスを発生するパターンと感磁部との相対
する端面において、縦バイアスを発生するパターンの端
面(B−B′)の基板10に垂直な面(A−A′)への
射影面(b−b′)と反強磁性層11および反強磁性層
による磁化が固定された強磁性層12,13の端面(C
−C′)の基板10に垂直な面(A−A′)への射影面
(c−c′)が一部重なり合う。
ッドは、縦バイアスを発生するパターンと感磁部との相
対する端面において、縦バイアスを発生するパターンの
端面(B−B′)の基板10に垂直な面(A−A′)へ
の射影面(b−b′)と反強磁性層11および反強磁性
層11による磁化が固定された強磁性層12,13の端
面(C−C′)の基板10に垂直な面(A−A′)への射影
面(c−c′)が重なり合わない。図3は、従来例の磁
気抵抗効果ヘッドの主要部分の断面図を示す。この磁気
抵抗効果ヘッドは、本発明の磁気抵抗効果ヘッド同様、
ZrO2 ,Al2O3−TiCで形成された基板10上に
強磁性層12,13の磁化を固定するための反強磁性層
11には膜厚50nmのNiO、固定側磁性層となる強
磁性層12,13には膜厚2nmのNiFe,膜厚1n
mのCo,非磁性層14には膜厚2nmのCu、自由側
磁性層となる軟磁性層15に膜厚10nmのNiFeを
形成した。なお、縦バイアスパターンとなる硬磁性層1
7,17′、ならびに電極層18,18′は、本発明と
ほぼ同様の方法で形成するが、イオンミリング等の方法
により、フォトレジストの乗っていない部分の磁気抵抗
効果膜をエッチングする際に、反強磁性層11の一部、
固定側磁性層となる強磁性層12,13もエッチングし
てしまった。このようにしてされた磁気抵抗効果ヘッド
では、縦バイアスを発生するパターンと感磁部との相対
する端面において、縦バイアスを発生するパターンの端
面(B−B′)の基板10に垂直な面(A−A′)への
射影面(b−b′)と反強磁性層11および反強磁性層
による磁化が固定された強磁性層12,13の端面(C
−C′)の基板10に垂直な面(A−A′)への射影面
(c−c′)が一部重なり合う。
【0013】図4は、本発明の実施例(a)と従来例
(b)の磁気抵抗効果素子の磁界応答曲線を示したもの
である。本発明の実施例の方が従来例に比較して、最大
電圧変化が大きく、高磁界側での電圧変化も変化してい
ない。また、最大電圧変化の1/2を示す点が、本発明
の場合は、磁界0Oeに位置しているが、従来では0O
eからずれている。これは従来例では、縦バイアスを発
生するパターンの端面の基板に垂直な面への射影面と反
強磁性層および反強磁性層による磁化が固定された磁性
層の端面の基板に垂直な面への射影面が一部重なり合う
ために、縦バイアスを発生するパターンの端面からの静
磁界が固定側磁性層にはいり、固定磁性層の磁化がトラ
ック幅方向に垂直な方向から回転しずれたためである。
一方、本発明の実施例では、縦バイアスを発生するパタ
ーンの端面の基板に垂直な面への射影面と反強磁性層お
よび反強磁性層による磁化が固定された磁性層の端面の
基板に垂直な面への射影面が重なり合わないために、縦
バイアスを発生するパターンの端面からの静磁界は、固
定側磁性層にはいりにくく、固定側磁性層の磁化はその
影響をうけない。また、本発明の実施例では、反強磁性
層にも縦バイアスの磁化が入らないために、通電寿命評
価をしても経時変化がなかった。
(b)の磁気抵抗効果素子の磁界応答曲線を示したもの
である。本発明の実施例の方が従来例に比較して、最大
電圧変化が大きく、高磁界側での電圧変化も変化してい
ない。また、最大電圧変化の1/2を示す点が、本発明
の場合は、磁界0Oeに位置しているが、従来では0O
eからずれている。これは従来例では、縦バイアスを発
生するパターンの端面の基板に垂直な面への射影面と反
強磁性層および反強磁性層による磁化が固定された磁性
層の端面の基板に垂直な面への射影面が一部重なり合う
ために、縦バイアスを発生するパターンの端面からの静
磁界が固定側磁性層にはいり、固定磁性層の磁化がトラ
ック幅方向に垂直な方向から回転しずれたためである。
一方、本発明の実施例では、縦バイアスを発生するパタ
ーンの端面の基板に垂直な面への射影面と反強磁性層お
よび反強磁性層による磁化が固定された磁性層の端面の
基板に垂直な面への射影面が重なり合わないために、縦
バイアスを発生するパターンの端面からの静磁界は、固
定側磁性層にはいりにくく、固定側磁性層の磁化はその
影響をうけない。また、本発明の実施例では、反強磁性
層にも縦バイアスの磁化が入らないために、通電寿命評
価をしても経時変化がなかった。
【0014】図5は本実施例の磁気抵抗効果型ヘッドを
再生ヘッドとして用いたときの記録再生分離型ヘッドの
斜視図である。この記録再生分離型ヘッドは、図1に示
す磁気抵抗効果ヘッドと誘導型記録ヘッドとを重ね合わ
せた構成である。即ち、磁気抵抗効果型ヘッドは、シー
ルド層54,55間のギャップ層53に挿入された再生
ヘッドとして働き、誘導型記録ヘッドは、記録磁極5
7,58間に挿入されたコイル56を備えて記録ヘッド
として働くように構成されている。
再生ヘッドとして用いたときの記録再生分離型ヘッドの
斜視図である。この記録再生分離型ヘッドは、図1に示
す磁気抵抗効果ヘッドと誘導型記録ヘッドとを重ね合わ
せた構成である。即ち、磁気抵抗効果型ヘッドは、シー
ルド層54,55間のギャップ層53に挿入された再生
ヘッドとして働き、誘導型記録ヘッドは、記録磁極5
7,58間に挿入されたコイル56を備えて記録ヘッド
として働くように構成されている。
【0015】本実施例では、再生ヘッドとし、巨大磁気
抵抗抵抗効果型ヘッドを用いているので、ヘッド感度が
高く、装置の小型化が図れる。
抵抗抵抗効果型ヘッドを用いているので、ヘッド感度が
高く、装置の小型化が図れる。
【0016】図6の(a),(b)は、本発明の磁気抵抗
効果型ヘッドを再生ヘッドに用いた磁気記録再生装置の
平面模式図および、A−A′断面図である。この磁気記
録再生装置は、ディスク上の磁気記録媒体61と、記録
媒体を回駆動する磁気記録媒体駆動部62と、記録再生
分離型ヘッド61を位置決め旋回させるヘッド駆動部6
4と、記録再生分離型ヘッドに関する記録信号および再
生信号を処理する記録再生信号処理部65とを具備して
構成されている。
効果型ヘッドを再生ヘッドに用いた磁気記録再生装置の
平面模式図および、A−A′断面図である。この磁気記
録再生装置は、ディスク上の磁気記録媒体61と、記録
媒体を回駆動する磁気記録媒体駆動部62と、記録再生
分離型ヘッド61を位置決め旋回させるヘッド駆動部6
4と、記録再生分離型ヘッドに関する記録信号および再
生信号を処理する記録再生信号処理部65とを具備して
構成されている。
【0017】本実施例では、再生ヘッドとして本発明の
磁気抵抗効果型ヘッドを備えた記録再生分離型ヘッドを
用いているので、ヘッド感度が高く、高記録密度化が可
能であり、装置の小型化が図れる。
磁気抵抗効果型ヘッドを備えた記録再生分離型ヘッドを
用いているので、ヘッド感度が高く、高記録密度化が可
能であり、装置の小型化が図れる。
【0018】(実施例2)図7に本発明の他の実施例の
磁気抵抗効果ヘッドの主要部分の断面図を示す。本発明
の磁気抵抗効果ヘッドは、ZrO2 ,Al2O3−TiC
で形成された基板10上に下地層70,自由磁性層とる
軟磁性層15,非磁性層14には膜厚2nmのCu,強
磁性層12,13,固定側磁性層となる強磁性層12,
13には膜厚2nmのNiFe,膜厚1nmのCo,強
磁性層12,13の磁化を固定するための反強磁性層1
1には膜厚10nmのFeMnを形成した。これらの膜
は、いずれも高周波マグネトロンスパッタリング装置を
用い、アルゴン3mTorrの雰囲気で形成した。なお、本
発明の効果はこれらの膜厚に限定されるものではない。
また、本発明では、積層膜をスパッタリング法で作製し
たが、同様の薄膜プロセス、たとえば、蒸着法、あるい
はイオンビームスパッタリング法によっても、なんらそ
の特性を害するものではない。なお、縦バイアスパター
ンとなる硬磁性層17,17′、ならびに電極層18,
18′は、実施例1と同様の方法で形成した。なお、縦
バイアスを発生するパターンである硬磁性層17,1
7′は膜厚10nmのCoPtCr、電極層18,18′であ
るAuを0.2μm スパッタリング法により形成した。
なお、下地層にCrなどの金属膜をしいても良い。ま
た、硬磁性層17,17′は、CoPt,CoCrTa,CoNi
Pt,SmCoなどでも良い。なお、実際の磁気抵抗効果
ヘッドは、図1に示す主要部を上下のシールド膜で挟む
ことによって作製した。このとき下部シールドには、膜
厚2μmの非晶質CoTaZrを用い、上部シールドは、スパ
ッタ法により形成した膜厚2μmのパーマロイを用い
た。シールド間のギャップ絶縁膜は、スパッタ法により
形成したアルミナ膜を用いた。
磁気抵抗効果ヘッドの主要部分の断面図を示す。本発明
の磁気抵抗効果ヘッドは、ZrO2 ,Al2O3−TiC
で形成された基板10上に下地層70,自由磁性層とる
軟磁性層15,非磁性層14には膜厚2nmのCu,強
磁性層12,13,固定側磁性層となる強磁性層12,
13には膜厚2nmのNiFe,膜厚1nmのCo,強
磁性層12,13の磁化を固定するための反強磁性層1
1には膜厚10nmのFeMnを形成した。これらの膜
は、いずれも高周波マグネトロンスパッタリング装置を
用い、アルゴン3mTorrの雰囲気で形成した。なお、本
発明の効果はこれらの膜厚に限定されるものではない。
また、本発明では、積層膜をスパッタリング法で作製し
たが、同様の薄膜プロセス、たとえば、蒸着法、あるい
はイオンビームスパッタリング法によっても、なんらそ
の特性を害するものではない。なお、縦バイアスパター
ンとなる硬磁性層17,17′、ならびに電極層18,
18′は、実施例1と同様の方法で形成した。なお、縦
バイアスを発生するパターンである硬磁性層17,1
7′は膜厚10nmのCoPtCr、電極層18,18′であ
るAuを0.2μm スパッタリング法により形成した。
なお、下地層にCrなどの金属膜をしいても良い。ま
た、硬磁性層17,17′は、CoPt,CoCrTa,CoNi
Pt,SmCoなどでも良い。なお、実際の磁気抵抗効果
ヘッドは、図1に示す主要部を上下のシールド膜で挟む
ことによって作製した。このとき下部シールドには、膜
厚2μmの非晶質CoTaZrを用い、上部シールドは、スパ
ッタ法により形成した膜厚2μmのパーマロイを用い
た。シールド間のギャップ絶縁膜は、スパッタ法により
形成したアルミナ膜を用いた。
【0019】このようにして形成された磁気抵抗効果ヘ
ッドは、縦バイアスを発生するパターンと感磁部との相
対する端面で、縦バイアスを発生するパターンの端面
(B−B′)の基板10に垂直な面(A−A′)への射
影面(b−b′)と反強磁性層11および反強磁性層1
1による磁化が固定された強磁性層12,13の端面
(C−C′)の基板10に垂直な面(A−A′)への射
影面(c−c′)が重なり合わない。従って、実施例1
と同様の効果があった。
ッドは、縦バイアスを発生するパターンと感磁部との相
対する端面で、縦バイアスを発生するパターンの端面
(B−B′)の基板10に垂直な面(A−A′)への射
影面(b−b′)と反強磁性層11および反強磁性層1
1による磁化が固定された強磁性層12,13の端面
(C−C′)の基板10に垂直な面(A−A′)への射
影面(c−c′)が重なり合わない。従って、実施例1
と同様の効果があった。
【0020】(実施例3)図8に本発明の他の実施例の
磁気抵抗効果ヘッドの主要部分の断面図を示す。本発明
の磁気抵抗効果ヘッドは、ZrO2 ,Al2O3−TiC
で形成された基板10上に下地層70,自由磁性層とる
軟磁性層15,非磁性層14には膜厚2nmのCu,強
磁性層12,13,固定側磁性層となる強磁性層12,
13には膜厚2nmのNiFe,膜厚1nmのCo,強
磁性層12,13の磁化を固定するための反強磁性層1
1には膜厚10nmのFeMnを形成した。これらの膜
は、いずれも高周波マグネトロンスパッタリング装置を
用い、アルゴン3mTorrの雰囲気で形成した。なお、本
発明の効果はこれらの膜厚に限定されるものではない。
また、本発明では、積層膜をスパッタリング法で作製し
たが、同様の薄膜プロセス、たとえば、蒸着法、あるい
はイオンビームスパッタリング法によっても、なんらそ
の特性を害するものではない。なお、縦バイアスパター
ンとなる層、ならびに電極層18,18′は、実施例1
と同様の方法で形成した。なお、縦バイアスを発生する
パターンは強磁性層82と反強磁性層83の積層膜で形
成した。ここでは、強磁性層82はNiFe膜を用い
た。また、反強磁性層83は、NiMn合金膜をもちい
た。反強磁性膜83は、FeMn,CrMn,CoM
n,MnIr、あるいは少なくとも一つ以上の高元素を
添加した合金膜でもよい。なお、実際の磁気抵抗効果ヘ
ッドは、図1に示す主要部を上下のシールド膜で挟むこ
とによって作製した。このとき下部シールドには、膜厚
2μmの非晶質CoTaZrを用い、上部シールドは、スパッ
タ法により形成した膜厚2μmのパーマロイを用いた。
シールド間のギャップ絶縁膜は、スパッタ法により形成
したアルミナ膜を用いた。
磁気抵抗効果ヘッドの主要部分の断面図を示す。本発明
の磁気抵抗効果ヘッドは、ZrO2 ,Al2O3−TiC
で形成された基板10上に下地層70,自由磁性層とる
軟磁性層15,非磁性層14には膜厚2nmのCu,強
磁性層12,13,固定側磁性層となる強磁性層12,
13には膜厚2nmのNiFe,膜厚1nmのCo,強
磁性層12,13の磁化を固定するための反強磁性層1
1には膜厚10nmのFeMnを形成した。これらの膜
は、いずれも高周波マグネトロンスパッタリング装置を
用い、アルゴン3mTorrの雰囲気で形成した。なお、本
発明の効果はこれらの膜厚に限定されるものではない。
また、本発明では、積層膜をスパッタリング法で作製し
たが、同様の薄膜プロセス、たとえば、蒸着法、あるい
はイオンビームスパッタリング法によっても、なんらそ
の特性を害するものではない。なお、縦バイアスパター
ンとなる層、ならびに電極層18,18′は、実施例1
と同様の方法で形成した。なお、縦バイアスを発生する
パターンは強磁性層82と反強磁性層83の積層膜で形
成した。ここでは、強磁性層82はNiFe膜を用い
た。また、反強磁性層83は、NiMn合金膜をもちい
た。反強磁性膜83は、FeMn,CrMn,CoM
n,MnIr、あるいは少なくとも一つ以上の高元素を
添加した合金膜でもよい。なお、実際の磁気抵抗効果ヘ
ッドは、図1に示す主要部を上下のシールド膜で挟むこ
とによって作製した。このとき下部シールドには、膜厚
2μmの非晶質CoTaZrを用い、上部シールドは、スパッ
タ法により形成した膜厚2μmのパーマロイを用いた。
シールド間のギャップ絶縁膜は、スパッタ法により形成
したアルミナ膜を用いた。
【0021】このようにして形成された磁気抵抗効果ヘ
ッドは、縦バイアスを発生するパターンと感磁部との相
対する端面において、縦バイアスを発生するパターンの
端面(B−B′)の基板10に垂直な面(A−A′)へ
の射影面(b−b′)と反強磁性層11および反強磁性
層11による磁化が固定された強磁性層12,13の端
面(C−C′)の基板10に垂直な面(A−A′)への
射影面(c−c′)が重なり合わない。従って、実施例
1と同様の効果があった。
ッドは、縦バイアスを発生するパターンと感磁部との相
対する端面において、縦バイアスを発生するパターンの
端面(B−B′)の基板10に垂直な面(A−A′)へ
の射影面(b−b′)と反強磁性層11および反強磁性
層11による磁化が固定された強磁性層12,13の端
面(C−C′)の基板10に垂直な面(A−A′)への
射影面(c−c′)が重なり合わない。従って、実施例
1と同様の効果があった。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、複数層の磁性層及びそ
れらを分離する非磁性層からなる磁気抵抗効果膜を有す
る磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、固定磁性層には、縦
バイアスを発生するパターンからの磁界が、実質的に侵
入しないので、固定磁性層の磁化の回転が起こらず、横
バイアスのずれ、出力の低下を防ぐことができる。ま
た、固定磁性層の磁化を固定している反強磁性膜に、実
質的に磁界が侵入しないので、反強磁性膜の経時変化を
防ぐ事ができる。
れらを分離する非磁性層からなる磁気抵抗効果膜を有す
る磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、固定磁性層には、縦
バイアスを発生するパターンからの磁界が、実質的に侵
入しないので、固定磁性層の磁化の回転が起こらず、横
バイアスのずれ、出力の低下を防ぐことができる。ま
た、固定磁性層の磁化を固定している反強磁性膜に、実
質的に磁界が侵入しないので、反強磁性膜の経時変化を
防ぐ事ができる。
【図1】本発明の一実施例を示す磁気抵抗効果型ヘッド
の主要部の断面図。
の主要部の断面図。
【図2】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの主要部の作製
プロセスを示す断面図。
プロセスを示す断面図。
【図3】従来例の磁気抵抗効果型ヘッドの主要部の断面
図。
図。
【図4】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの磁界応答特性
図。
図。
【図5】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドを再生ヘッドと
して用いた時の記録再生分離型ヘッドの斜視図。
して用いた時の記録再生分離型ヘッドの斜視図。
【図6】磁気抵抗効果型ヘッドを再生ヘッドに用いた磁
気記録再生装置の説明図。
気記録再生装置の説明図。
【図7】本発明の他の実施例を示す磁気抵抗効果型ヘッ
ドの主要部の断面図。
ドの主要部の断面図。
【図8】本発明の他の実施例を示す磁気抵抗効果型ヘッ
ドの主要部の断面図。
ドの主要部の断面図。
10…基板、11…反強磁性層、12,15…軟磁性
層、13…非磁性層、14…強磁性層、16,16′…
下地層、17,17′…硬磁性層、18,18′…電極
層。
層、13…非磁性層、14…強磁性層、16,16′…
下地層、17,17′…硬磁性層、18,18′…電極
層。
Claims (8)
- 【請求項1】複数層の磁性層及びそれらを分離する非磁
性層からなり、上記磁性層の一方に接する反強磁性層に
よって上記磁性層に一方向性異方性を付与した磁気抵抗
効果膜からなる感磁部および上記磁気抵抗効果膜に電流
を供給する複数の電極を有し、上記電極の下もしくは上
に縦バイアスを発生させるパターンを設けた磁気抵抗効
果ヘッドにおいて、上記縦バイアスから発生する磁界
が、上記反強磁性層あるいは上記反強磁性層により磁化
が固定された磁性層に、実質的に磁界が入らない事を特
徴とする磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項2】上記縦バイアスを発生するパターンと上記
感磁部との相対する端面において、上記縦バイアスを発
生するパターンの端面の基板に垂直な面への射影面と上
記反強磁性層および上記反強磁性層による磁化が固定さ
れた磁性層の端面の基板に垂直な面への射影面が重なり
合わない請求項1に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項3】上記縦バイアスを発生するパターンが硬磁
性層である請求項1に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項4】上記硬磁性層が、CoPt,CoPtCr,CoCr
Ta,SmCoである請求項1または2に記載の磁気抵抗
効果ヘッド。 - 【請求項5】上記縦バイアスを発生するパターンが反強
磁性層と強磁性層の積層膜である請求項1に記載の磁気
抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項6】請求項4に記載の反強磁性層がFeMn,
NiMn,CrMn,CoMn,MnIr、あるいは少
なくとも一つ以上の鉱元素を添加した合金膜である請求
項1または2に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項7】請求項1,2,3,4,5または6に記載
の磁気抵抗効果ヘッドを再生ヘッドとし、誘導型磁気ヘ
ッドを記録ヘッドとし、それらを重ねた記録再生分離型
ヘッド。 - 【請求項8】磁気記録媒体と磁気記録駆動部と,磁気抵
抗効果ヘッドと誘導型磁気ヘッドとを一体化した記録再
生分離型ヘッドと,磁気ヘッド駆動部と,記録再生信号
系とを有する磁気記録再生装置において、上記記録再生
分離型ヘッドに請求項7に記載の記録再生分離型ヘッド
を用いる磁気記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16725995A JPH0916918A (ja) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16725995A JPH0916918A (ja) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0916918A true JPH0916918A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=15846426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16725995A Pending JPH0916918A (ja) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0916918A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6094325A (en) * | 1997-12-25 | 2000-07-25 | Fujitsu Limited | Spin valve head reducing barkhausen noise |
| KR100300366B1 (ko) * | 1997-06-06 | 2001-10-19 | 가타오카 마사타카 | 스핀밸브형박막소자 |
| EP1237150A3 (en) * | 2001-02-15 | 2004-05-19 | Fujitsu Limited | Magnetic head of a magnetoresistance type having an underlying layer having a laminated structure of a tungsten-group metal layer formed on a tantalum-group metal layer |
| US6762916B2 (en) | 2000-01-05 | 2004-07-13 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin-film magnetic head with low barkhausen noise and floating-type magnetic head therewith |
| US6950290B2 (en) | 1998-11-30 | 2005-09-27 | Nec Corporation | Magnetoresistive effect transducer having longitudinal bias layer directly connected to free layer |
-
1995
- 1995-07-03 JP JP16725995A patent/JPH0916918A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100300366B1 (ko) * | 1997-06-06 | 2001-10-19 | 가타오카 마사타카 | 스핀밸브형박막소자 |
| US6094325A (en) * | 1997-12-25 | 2000-07-25 | Fujitsu Limited | Spin valve head reducing barkhausen noise |
| US6950290B2 (en) | 1998-11-30 | 2005-09-27 | Nec Corporation | Magnetoresistive effect transducer having longitudinal bias layer directly connected to free layer |
| US7372673B2 (en) | 1998-11-30 | 2008-05-13 | Nec Corporation | Magnetoresistive effect transducer having longitudinal bias layer and control layer directly connected to free layer |
| US6762916B2 (en) | 2000-01-05 | 2004-07-13 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin-film magnetic head with low barkhausen noise and floating-type magnetic head therewith |
| EP1237150A3 (en) * | 2001-02-15 | 2004-05-19 | Fujitsu Limited | Magnetic head of a magnetoresistance type having an underlying layer having a laminated structure of a tungsten-group metal layer formed on a tantalum-group metal layer |
| US6829122B2 (en) | 2001-02-15 | 2004-12-07 | Fujitsu Limited | Magnetic head of a magnetoresistance type having an underlying layer having a laminated structure of a tungsten-group metal layer formed on a tantalum-group metal layer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7400475B2 (en) | Patterned, synthetic longitudinally exchange biased GMR sensor | |
| US7428126B2 (en) | Domain wall free shields of MR sensors | |
| US6490139B1 (en) | Magneto-resistive element and magnetic head for data writing/reading | |
| US20050073777A1 (en) | Magnetic head comprising magnetic domain control layer formed on ABS-side of magnetic flux guide for GMR element and method of manufacturing the magnetic head | |
| JPH0845029A (ja) | 薄膜磁気ヘッド | |
| US10249329B1 (en) | Current-perpendicular-to-the-plane (CPP) magnetoresistive (MR) sensor with wedge shaped free layer | |
| KR20020013577A (ko) | 스핀 밸브 자기 저항 효과 헤드 및 이것을 이용한 복합형자기 헤드 및 자기 기록 매체 구동장치 | |
| JPH07296340A (ja) | 磁気抵抗効果素子およびその素子を使用した薄膜磁気ヘッド | |
| US5852533A (en) | Magnetoresistance effect transducer element with continuous central active area | |
| JPH0916918A (ja) | 磁気抵抗効果ヘッド | |
| JP2001056908A (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド及び磁気抵抗検出システム並びに磁気記憶システム | |
| JP3774374B2 (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JPH0877517A (ja) | 磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造法 | |
| JP3325853B2 (ja) | スピンバルブ型薄膜磁気素子及び薄膜磁気ヘッド及びスピンバルブ型薄膜磁気素子の製造方法 | |
| JP2746226B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子を用いた磁界の検出方法 | |
| JP2865055B2 (ja) | 磁気抵抗効果型感磁素子及びこれを用いた磁気ヘッド | |
| JPH1125431A (ja) | 磁気抵抗効果型再生ヘッドならびに磁気記録再生装置 | |
| US6842315B2 (en) | Magnetoresistive effect head and a method of producing the same | |
| JP2897725B2 (ja) | 磁気抵抗効果型ヘッド | |
| JPH1186237A (ja) | 磁気抵抗効果ヘッドおよび磁気記憶装置 | |
| JP3377522B1 (ja) | 薄膜磁気ヘッド、薄膜磁気ヘッド組立体、記憶装置及び薄膜磁気ヘッドの製造方法 | |
| JP2004006493A (ja) | 巨大磁気抵抗効果素子及びその製造方法 | |
| JP3325852B2 (ja) | スピンバルブ型薄膜磁気素子及び薄膜磁気ヘッド及びスピンバルブ型薄膜磁気素子の製造方法 | |
| JP2002008213A (ja) | 磁気抵抗効果素子の製造方法 | |
| JPH07320231A (ja) | 磁気抵抗効果型ヘッド |