JPH1049834A - 多層磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents
多層磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッドInfo
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- JPH1049834A JPH1049834A JP8208315A JP20831596A JPH1049834A JP H1049834 A JPH1049834 A JP H1049834A JP 8208315 A JP8208315 A JP 8208315A JP 20831596 A JP20831596 A JP 20831596A JP H1049834 A JPH1049834 A JP H1049834A
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- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
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- H—ELECTRICITY
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N50/10—Magnetoresistive devices
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センス電流磁界の悪影響を受けることがな
く、高感度な多層磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及
び磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供する。 【解決手段】 多層磁気抵抗効果膜１は、磁性層１０及
び非磁性導体層１１が繰り返し積層されてなる多層膜４
と、この多層膜４の積層方向の少なくとも一端面に形成
される導体層３，５とを備え、導体層３，５の比抵抗が
磁性層１０の比抵抗と比較して大とされるてなる。ま
た、磁気抵抗効果素子は、上述した多層磁気抵抗効果膜
１を備える。さらに、磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、上
述した磁気抵抗効果素子を備える。
く、高感度な多層磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及
び磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供する。 【解決手段】 多層磁気抵抗効果膜１は、磁性層１０及
び非磁性導体層１１が繰り返し積層されてなる多層膜４
と、この多層膜４の積層方向の少なくとも一端面に形成
される導体層３，５とを備え、導体層３，５の比抵抗が
磁性層１０の比抵抗と比較して大とされるてなる。ま
た、磁気抵抗効果素子は、上述した多層磁気抵抗効果膜
１を備える。さらに、磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、上
述した磁気抵抗効果素子を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性層と非磁性層
とが繰り返し積層された多層膜を有し、巨大磁気抵抗効
果を示す多層磁気抵抗効果膜に関する。また、本発明
は、このような多層磁気抵抗効果膜を用いた磁気抵抗効
果素子及びこの磁気抵抗効果素子を用いた磁気抵抗効果
型磁気ヘッドに関する。
とが繰り返し積層された多層膜を有し、巨大磁気抵抗効
果を示す多層磁気抵抗効果膜に関する。また、本発明
は、このような多層磁気抵抗効果膜を用いた磁気抵抗効
果素子及びこの磁気抵抗効果素子を用いた磁気抵抗効果
型磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果素子は、磁界検出用の素子
であり、通常、略矩形に形成された磁気抵抗効果膜と、
磁気抵抗効果膜の長手方向の両端側に取り付けられた一
対の電極とを備えている。ここで、磁気抵抗効果膜は、
外部磁界の大きさによって抵抗値が変化する薄膜であ
る。そして、磁気抵抗効果素子を用いて外部磁界を検出
する際は、通常、一対の電極を介して磁気抵抗効果膜に
一定のセンス電流を供給し、このセンス電流の電圧変化
を検出する。すなわち、磁気抵抗効果素子では、外部磁
界の変化によって磁気抵抗効果膜の抵抗が変化し、この
抵抗変化がセンス電流の電圧変化として検出される。
であり、通常、略矩形に形成された磁気抵抗効果膜と、
磁気抵抗効果膜の長手方向の両端側に取り付けられた一
対の電極とを備えている。ここで、磁気抵抗効果膜は、
外部磁界の大きさによって抵抗値が変化する薄膜であ
る。そして、磁気抵抗効果素子を用いて外部磁界を検出
する際は、通常、一対の電極を介して磁気抵抗効果膜に
一定のセンス電流を供給し、このセンス電流の電圧変化
を検出する。すなわち、磁気抵抗効果素子では、外部磁
界の変化によって磁気抵抗効果膜の抵抗が変化し、この
抵抗変化がセンス電流の電圧変化として検出される。
【０００３】そして、このような磁気抵抗効果素子は、
例えば、再生用磁気ヘッドに使用されている。ここで、
磁気抵抗効果素子を用いた再生用磁気ヘッドは、磁気抵
抗効果型磁気ヘッドと呼ばれており、記録媒体からの信
号磁界を磁気抵抗効果素子の抵抗変化として検出する。
例えば、再生用磁気ヘッドに使用されている。ここで、
磁気抵抗効果素子を用いた再生用磁気ヘッドは、磁気抵
抗効果型磁気ヘッドと呼ばれており、記録媒体からの信
号磁界を磁気抵抗効果素子の抵抗変化として検出する。
【０００４】ところで、従来、このような磁気抵抗効果
素子としては、磁気抵抗効果膜として異方性磁気抵抗効
果を示すＮｉ−Ｆｅ合金膜（いわゆるパーマロイ膜）を
用いた磁気抵抗効果素子が広く使用されている。しかし
ながら、パーマロイ膜を用いた磁気抵抗効果素子は、磁
気抵抗変化率が小さく、より大きな磁気抵抗変化率を示
す磁気抵抗効果素子が望まれている。
素子としては、磁気抵抗効果膜として異方性磁気抵抗効
果を示すＮｉ−Ｆｅ合金膜（いわゆるパーマロイ膜）を
用いた磁気抵抗効果素子が広く使用されている。しかし
ながら、パーマロイ膜を用いた磁気抵抗効果素子は、磁
気抵抗変化率が小さく、より大きな磁気抵抗変化率を示
す磁気抵抗効果素子が望まれている。
【０００５】特に、パーマロイ膜を用いた磁気抵抗効果
素子の磁気抵抗変化率は、磁気ヘッド等に用いられるよ
うな条件下では、約２％以下と非常に小さなものとなっ
てしまう。そのため、磁気記録の高密度化に伴って、磁
気抵抗効果型磁気ヘッドに使用される磁気抵抗効果素子
として、より大きな磁気抵抗効果を示すものが強く求め
られている。
素子の磁気抵抗変化率は、磁気ヘッド等に用いられるよ
うな条件下では、約２％以下と非常に小さなものとなっ
てしまう。そのため、磁気記録の高密度化に伴って、磁
気抵抗効果型磁気ヘッドに使用される磁気抵抗効果素子
として、より大きな磁気抵抗効果を示すものが強く求め
られている。
【０００６】これに対して、近年、異種の金属等を数原
子層ずつ交互に積層した人工格子膜構造の多層膜におい
て、非常に大きな磁気抵抗効果（いわゆる巨大磁気抵抗
効果）が得られることが報告されている。具体的には、
例えば、M.N.Baibich らにより、”Phys.Rev.Lett.61,p
2472(1988)”において、Ｆｅからなる磁性層と、Ｃｒか
らなる非磁性導体層とを積層した人工格子膜構造の多層
膜が巨大磁気抵抗効果を示すことが報告されている。ま
た、例えば、S.S.P.Parkinらにより、”Phys.Rev.Lett.
66,p2152(1991) ”において、Ｃｏからなる磁性層と、
Ｃｕからなる非磁性導体層とを積層した人工格子膜構造
の多層膜が巨大磁気抵抗効果を示すことが報告されてい
る。
子層ずつ交互に積層した人工格子膜構造の多層膜におい
て、非常に大きな磁気抵抗効果（いわゆる巨大磁気抵抗
効果）が得られることが報告されている。具体的には、
例えば、M.N.Baibich らにより、”Phys.Rev.Lett.61,p
2472(1988)”において、Ｆｅからなる磁性層と、Ｃｒか
らなる非磁性導体層とを積層した人工格子膜構造の多層
膜が巨大磁気抵抗効果を示すことが報告されている。ま
た、例えば、S.S.P.Parkinらにより、”Phys.Rev.Lett.
66,p2152(1991) ”において、Ｃｏからなる磁性層と、
Ｃｕからなる非磁性導体層とを積層した人工格子膜構造
の多層膜が巨大磁気抵抗効果を示すことが報告されてい
る。
【０００７】このような人工格子膜構造の多層膜におい
て、巨大磁気抵抗効果が得られる原因は、非磁性導体層
中の伝導電子を介して磁性層間でＲＫＫＹ（ルーダーマ
ン・キッテル・糟谷・芳田）相互作用が働き、相対する
磁性層が反強磁性結合することによって反平行スピン状
態が発生し、その結果、スピン依存散乱が生じるためで
ある考えられている。
て、巨大磁気抵抗効果が得られる原因は、非磁性導体層
中の伝導電子を介して磁性層間でＲＫＫＹ（ルーダーマ
ン・キッテル・糟谷・芳田）相互作用が働き、相対する
磁性層が反強磁性結合することによって反平行スピン状
態が発生し、その結果、スピン依存散乱が生じるためで
ある考えられている。
【０００８】そして、このような人工格子膜構造の多層
膜からなる磁気抵抗効果膜（以下、多層磁気抵抗効果膜
と称する。）は、従来のパーマロイ膜によって得られる
磁気抵抗効果よりも遥かに大きな磁気抵抗効果を示すた
め、磁気抵抗効果素子への応用、並びに磁気抵抗効果型
磁気ヘッド等のデバイスへの応用が期待されている。
膜からなる磁気抵抗効果膜（以下、多層磁気抵抗効果膜
と称する。）は、従来のパーマロイ膜によって得られる
磁気抵抗効果よりも遥かに大きな磁気抵抗効果を示すた
め、磁気抵抗効果素子への応用、並びに磁気抵抗効果型
磁気ヘッド等のデバイスへの応用が期待されている。
【０００９】しかし、多層磁気抵抗効果膜は、抵抗値の
変化量は大きいが、抵抗変化に要する磁界変化量が大き
いという問題がある。すなわち、多層磁気抵抗効果膜
は、磁気ヘッド等のように微弱な磁界を検出する必要が
あるデバイスに用いるには、感度が不十分である。した
がって、多層磁気抵抗効果膜を、磁気ヘッド等のように
微弱な磁界を検出する必要があるデバイスに適用するに
は、小さな磁界変化でも大きな抵抗変化を得られるよう
にすることが必要となっている。
変化量は大きいが、抵抗変化に要する磁界変化量が大き
いという問題がある。すなわち、多層磁気抵抗効果膜
は、磁気ヘッド等のように微弱な磁界を検出する必要が
あるデバイスに用いるには、感度が不十分である。した
がって、多層磁気抵抗効果膜を、磁気ヘッド等のように
微弱な磁界を検出する必要があるデバイスに適用するに
は、小さな磁界変化でも大きな抵抗変化を得られるよう
にすることが必要となっている。
【００１０】この多層磁気抵抗効果膜１００は、図１１
に示すように、軟磁気特性を有する磁性材料からなる磁
性層１０１と非磁性導電層１０２とが繰り返し積層され
てなり、略矩形に形成されてなる。このように構成され
た多層磁気抵抗効果膜１００では、非磁性導体層１０２
を介して積層された磁性層１０１は、それぞれの磁化方
向が互いに反平行（互いに平行で磁化の向きが反対方
向）となるように磁化されている。
に示すように、軟磁気特性を有する磁性材料からなる磁
性層１０１と非磁性導電層１０２とが繰り返し積層され
てなり、略矩形に形成されてなる。このように構成され
た多層磁気抵抗効果膜１００では、非磁性導体層１０２
を介して積層された磁性層１０１は、それぞれの磁化方
向が互いに反平行（互いに平行で磁化の向きが反対方
向）となるように磁化されている。
【００１１】そして、この多層磁気抵抗効果膜１００で
は、外部磁界を検出する際に、図１１中矢印Ｓで示すよ
うに、その長手方向にセンス電流が通電される。このと
き、多層磁気抵抗効果膜１００においては、上述したよ
うに、隣合う磁性層１０１の磁化方向が互いに反平行で
ある場合、センス電流に対する抵抗値が最大となる。そ
して、多層磁気抵抗効果膜１００に対して外部磁界が印
加されて隣合う磁性層１０１の磁化方向が平行となる場
合、センス電流に対する抵抗値が最小となる。
は、外部磁界を検出する際に、図１１中矢印Ｓで示すよ
うに、その長手方向にセンス電流が通電される。このと
き、多層磁気抵抗効果膜１００においては、上述したよ
うに、隣合う磁性層１０１の磁化方向が互いに反平行で
ある場合、センス電流に対する抵抗値が最大となる。そ
して、多層磁気抵抗効果膜１００に対して外部磁界が印
加されて隣合う磁性層１０１の磁化方向が平行となる場
合、センス電流に対する抵抗値が最小となる。
【００１２】上述した多層磁気抵抗効果膜１００が感磁
部として採用された磁気抵抗効果素子は、磁気記録媒体
からの信号磁界を検出する磁気抵抗効果型磁気ヘッドに
用いられる。この磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、信号磁
界によるセンス電流に対する抵抗値の変化を電圧変化と
して検出し、信号磁界を再生する。
部として採用された磁気抵抗効果素子は、磁気記録媒体
からの信号磁界を検出する磁気抵抗効果型磁気ヘッドに
用いられる。この磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、信号磁
界によるセンス電流に対する抵抗値の変化を電圧変化と
して検出し、信号磁界を再生する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな多層磁気抵抗効果膜１００では、大きな電流量のセ
ンス電流が供給されると、その電流量に比例してセンス
電流磁界が発生する。このセンス電流磁界は、電流密度
分布の略中心を中心とする環状の磁界、すなわち、図１
２中矢印Ｔで示すような環状の磁界である。
うな多層磁気抵抗効果膜１００では、大きな電流量のセ
ンス電流が供給されると、その電流量に比例してセンス
電流磁界が発生する。このセンス電流磁界は、電流密度
分布の略中心を中心とする環状の磁界、すなわち、図１
２中矢印Ｔで示すような環状の磁界である。
【００１４】そして、多層磁気抵抗効果膜１００では、
このセンス電流磁界によって、図１２に示すように、非
磁性導体層１０２を介して積層された磁性層１０１の磁
化方向が変化する。すなわち、センス電流磁界は、隣合
う磁性層１０１の間に形成された弱い反強磁性結合を破
壊する。その結果、磁性層１０１の磁化方向は、膜厚方
向の略中心を境界として、それぞれ互いに反平行となる
一方向に揃えられてしまう。
このセンス電流磁界によって、図１２に示すように、非
磁性導体層１０２を介して積層された磁性層１０１の磁
化方向が変化する。すなわち、センス電流磁界は、隣合
う磁性層１０１の間に形成された弱い反強磁性結合を破
壊する。その結果、磁性層１０１の磁化方向は、膜厚方
向の略中心を境界として、それぞれ互いに反平行となる
一方向に揃えられてしまう。
【００１５】このように、多層磁気抵抗効果膜１００で
は、センス電流磁界によって、隣合う磁性層１０１の磁
化方向が厚み方向の略中心付近でのみ反平行となり、そ
れ以外の部分では略々平行となる。その結果、この多層
磁気抵抗効果膜１００では、スピン依存散乱が厚み方向
の略中心付近でのみ発生することとなり、それ以外の部
分では磁気抵抗効果を示さなくなってしまう。したがっ
て、この多層磁気抵抗効果膜１００では、大きな電流量
のセンス電流が供給され大きなセンス電流磁界が発生す
ることによって、外部磁界に対する抵抗値の変化量が小
さくなってしまう。つまり、この多層磁気抵抗効果膜に
おいては、磁気抵抗効果の検出感度を向上させる目的で
センス電流を大きくしても所望の感度向上を達成するこ
とができないといった問題点があった。
は、センス電流磁界によって、隣合う磁性層１０１の磁
化方向が厚み方向の略中心付近でのみ反平行となり、そ
れ以外の部分では略々平行となる。その結果、この多層
磁気抵抗効果膜１００では、スピン依存散乱が厚み方向
の略中心付近でのみ発生することとなり、それ以外の部
分では磁気抵抗効果を示さなくなってしまう。したがっ
て、この多層磁気抵抗効果膜１００では、大きな電流量
のセンス電流が供給され大きなセンス電流磁界が発生す
ることによって、外部磁界に対する抵抗値の変化量が小
さくなってしまう。つまり、この多層磁気抵抗効果膜に
おいては、磁気抵抗効果の検出感度を向上させる目的で
センス電流を大きくしても所望の感度向上を達成するこ
とができないといった問題点があった。
【００１６】また、このような多層磁気抵抗効果膜１０
０が採用された磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果型磁
気ヘッドとして用いられると、上述したようにセンス電
流磁界により外部磁界に対する感度が劣化したものとな
る。その結果、この磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、磁
気記録媒体の信号磁界を再生する際の再生感度が悪くな
ってしまうといった問題点があった。
０が採用された磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果型磁
気ヘッドとして用いられると、上述したようにセンス電
流磁界により外部磁界に対する感度が劣化したものとな
る。その結果、この磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、磁
気記録媒体の信号磁界を再生する際の再生感度が悪くな
ってしまうといった問題点があった。
【００１７】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案されたものであり、センス電流磁界の悪影響を受け
ることがなく、高感度な多層磁気抵抗効果膜を提供する
ことを目的としている。
提案されたものであり、センス電流磁界の悪影響を受け
ることがなく、高感度な多層磁気抵抗効果膜を提供する
ことを目的としている。
【００１８】また、本発明は、このような多層磁気抵抗
効果膜を用いることにより、微小な外部磁界を高感度に
検出することのできる磁気抵抗効果素子を提供すること
も目的としている。
効果膜を用いることにより、微小な外部磁界を高感度に
検出することのできる磁気抵抗効果素子を提供すること
も目的としている。
【００１９】さらに、本発明は、このような磁気抵抗効
果素子を用いることにより、磁気記録媒体の信号磁界を
再生する際の再生感度が向上した磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドを提供することも目的としている。
果素子を用いることにより、磁気記録媒体の信号磁界を
再生する際の再生感度が向上した磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドを提供することも目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成した
本発明に係る多層磁気抵抗効果膜は、磁性層及び非磁性
導体層が繰り返し積層されてなる多層膜と、この多層膜
の積層方向の少なくとも一端面に形成される導体層とを
備える。この多層磁気抵抗効果膜は、導体層の比抵抗が
磁性層の比抵抗と比較して大とされてなる。
本発明に係る多層磁気抵抗効果膜は、磁性層及び非磁性
導体層が繰り返し積層されてなる多層膜と、この多層膜
の積層方向の少なくとも一端面に形成される導体層とを
備える。この多層磁気抵抗効果膜は、導体層の比抵抗が
磁性層の比抵抗と比較して大とされてなる。
【００２１】また、上述した目的を達成した本発明に係
る磁気抵抗効果素子は、磁性層及び非磁性導体層が繰り
返し積層されてなる多層膜及びこの多層膜の積層方向の
少なくとも一端面に形成される導体層を有する多層磁気
抵抗効果膜と、この多層磁気抵抗効果膜の両端部側に配
される一対の電極とを備える。この磁気抵抗効果素子
は、多層磁気抵抗効果膜に上記一対の電極からセンス電
流が供給されることを特徴とする。
る磁気抵抗効果素子は、磁性層及び非磁性導体層が繰り
返し積層されてなる多層膜及びこの多層膜の積層方向の
少なくとも一端面に形成される導体層を有する多層磁気
抵抗効果膜と、この多層磁気抵抗効果膜の両端部側に配
される一対の電極とを備える。この磁気抵抗効果素子
は、多層磁気抵抗効果膜に上記一対の電極からセンス電
流が供給されることを特徴とする。
【００２２】さらに、上述した目的を達成した本発明に
係る磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、磁性層及び非磁性導
体層が繰り返し積層されてなる多層膜及びこの多層膜の
積層方向の少なくとも一端面に形成される導体層を有す
る多層磁気抵抗効果膜と、この多層磁気抵抗効果膜の両
端部側に配される一対の電極とを有する磁気抵抗効果素
子が用いられる。この磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、
磁気記録媒体からの信号磁界を上記磁気抵抗効果素子が
検出する。
係る磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、磁性層及び非磁性導
体層が繰り返し積層されてなる多層膜及びこの多層膜の
積層方向の少なくとも一端面に形成される導体層を有す
る多層磁気抵抗効果膜と、この多層磁気抵抗効果膜の両
端部側に配される一対の電極とを有する磁気抵抗効果素
子が用いられる。この磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、
磁気記録媒体からの信号磁界を上記磁気抵抗効果素子が
検出する。
【００２３】以上のように構成された本発明に係る多層
磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型
磁気ヘッドでは、多層膜の膜厚方向の少なくとも一端面
に比抵抗の大きな導体層が配されている。これにより、
多層磁気抵抗効果膜に供給されるセンス電流は、その電
流密度分布が多層膜に集中するようになる。すなわち、
センス電流は、磁気抵抗効果を示す多層膜にのみ供給さ
れ、磁気抵抗効果特性に関与しない導体層には供給され
難い。したがって、この多層磁気抵抗効果膜では、必要
以上にセンス電流の電流量を大きく設定しなくてもよ
い。その結果、この多層磁気抵抗効果膜では、大きなセ
ンス電流磁界が発生することなく、したがって、センス
電流磁界により磁気抵抗効果が劣化することがないため
に、極めて高い感度を有することとなる。
磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型
磁気ヘッドでは、多層膜の膜厚方向の少なくとも一端面
に比抵抗の大きな導体層が配されている。これにより、
多層磁気抵抗効果膜に供給されるセンス電流は、その電
流密度分布が多層膜に集中するようになる。すなわち、
センス電流は、磁気抵抗効果を示す多層膜にのみ供給さ
れ、磁気抵抗効果特性に関与しない導体層には供給され
難い。したがって、この多層磁気抵抗効果膜では、必要
以上にセンス電流の電流量を大きく設定しなくてもよ
い。その結果、この多層磁気抵抗効果膜では、大きなセ
ンス電流磁界が発生することなく、したがって、センス
電流磁界により磁気抵抗効果が劣化することがないため
に、極めて高い感度を有することとなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る多層磁気抵抗
効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドの実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説
明する。
効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドの実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説
明する。
【００２５】まず、本発明に係る多層磁気抵抗効果膜の
実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明す
る。
実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明す
る。
【００２６】本実施の形態に係る多層磁気抵抗効果膜
は、巨大磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果膜であり、ス
パッタ法によって形成されたものである。なお、スパッ
タを行うとき、到達真空度は１×１０-4Ｐａ以下とし、
Ａｒガス圧は０．１〜０．５Ｐａとした。
は、巨大磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果膜であり、ス
パッタ法によって形成されたものである。なお、スパッ
タを行うとき、到達真空度は１×１０-4Ｐａ以下とし、
Ａｒガス圧は０．１〜０．５Ｐａとした。
【００２７】図１に示すように、この多層磁気抵抗効果
膜１は、基板２と、この基板２上に形成された下部磁性
層３と、この下部磁性層３上に積層された多層膜４と、
この多層膜４上に積層された上部磁性層５とから構成さ
れている。そして、多層膜４は、非磁性導体層１０上に
磁性層１１が積層されてなる積層体を構成単位として、
この積層体が３回繰り返し積層されて構成されている。
膜１は、基板２と、この基板２上に形成された下部磁性
層３と、この下部磁性層３上に積層された多層膜４と、
この多層膜４上に積層された上部磁性層５とから構成さ
れている。そして、多層膜４は、非磁性導体層１０上に
磁性層１１が積層されてなる積層体を構成単位として、
この積層体が３回繰り返し積層されて構成されている。
【００２８】下部磁性層３は、強磁性材料からなる磁性
薄膜であり、膜厚が約７ｎｍのＮｉ−Ｆｅ薄膜からな
る。上部磁性層５は、強磁性材料からなる磁性薄膜であ
り、膜厚が約５ｎｍのＮｉ−Ｆｅ薄膜からなる。そし
て、これら下部磁性層３と上部磁性層５とは、磁性層１
１の比抵抗よりも大の比抵抗を有するように形成されて
いる。
薄膜であり、膜厚が約７ｎｍのＮｉ−Ｆｅ薄膜からな
る。上部磁性層５は、強磁性材料からなる磁性薄膜であ
り、膜厚が約５ｎｍのＮｉ−Ｆｅ薄膜からなる。そし
て、これら下部磁性層３と上部磁性層５とは、磁性層１
１の比抵抗よりも大の比抵抗を有するように形成されて
いる。
【００２９】また、非磁性導体層１０は、非磁性材料で
良導性材料が用いられ、膜厚が約２．１ｎｍのＣｕ薄膜
からなる。磁性層１１は、磁性材料からなる磁性薄膜で
あり、膜厚が約２ｎｍのＮｉ−Ｆｅ薄膜からなる。そし
て、多層膜４を構成している各磁性層１１は、反強磁性
結合しており、外部磁界がないとき、それらの磁化方向
は交互に逆方向となっている。
良導性材料が用いられ、膜厚が約２．１ｎｍのＣｕ薄膜
からなる。磁性層１１は、磁性材料からなる磁性薄膜で
あり、膜厚が約２ｎｍのＮｉ−Ｆｅ薄膜からなる。そし
て、多層膜４を構成している各磁性層１１は、反強磁性
結合しており、外部磁界がないとき、それらの磁化方向
は交互に逆方向となっている。
【００３０】なお、この多層膜４を構成する磁性層１１
は、上述したようなＮｉ−Ｆｅ薄膜に限定されるもので
はなく、例えば、Ｎｉ薄膜とＦｅ薄膜との積層構造を有
する積層膜、やＮｉ合金薄膜とＦｅ合金薄膜との積層膜
や、Ｎｉ−Ｆｅ系合金薄膜とＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜との
積層膜や、Ｎｉ−Ｆｅ系合金薄膜とこのＮｉ−Ｆｅ系合
金薄膜とは組成の異なるＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜との積層
膜等も好適である。また、上記多層膜４を構成する非磁
性導体層１０の材料は、Ｃｕに限定されるものではな
く、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ合金又
はＡｕ合金から選ばれる少なくとも１種を含むもの等が
広く使用可能である。
は、上述したようなＮｉ−Ｆｅ薄膜に限定されるもので
はなく、例えば、Ｎｉ薄膜とＦｅ薄膜との積層構造を有
する積層膜、やＮｉ合金薄膜とＦｅ合金薄膜との積層膜
や、Ｎｉ−Ｆｅ系合金薄膜とＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜との
積層膜や、Ｎｉ−Ｆｅ系合金薄膜とこのＮｉ−Ｆｅ系合
金薄膜とは組成の異なるＮｉ−Ｆｅ系合金薄膜との積層
膜等も好適である。また、上記多層膜４を構成する非磁
性導体層１０の材料は、Ｃｕに限定されるものではな
く、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ合金又
はＡｕ合金から選ばれる少なくとも１種を含むもの等が
広く使用可能である。
【００３１】以上のように構成された本発明に係る多層
磁気抵抗効果膜１は、外部磁界に対して抵抗値が変化す
る、いわゆる磁気抵抗効果を発生する。この多層磁気抵
抗効果膜１では、外部磁界が存在しない場合、隣合う磁
性層１１の磁化方向が互いに反平行となる。このとき、
多層磁気抵抗効果膜１は、最大の抵抗値を示すこととな
る。これに対して、多層磁気抵抗効果膜１では、外部磁
界が存在する場合、隣合う磁性層１１の磁化方向が外部
磁界と平行となるように変化する。このとき、多層磁気
抵抗効果膜１では、その抵抗値が低下し、隣合う磁性層
１１の磁化方向が完全に平行となると最小の抵抗値を示
すこととなる。
磁気抵抗効果膜１は、外部磁界に対して抵抗値が変化す
る、いわゆる磁気抵抗効果を発生する。この多層磁気抵
抗効果膜１では、外部磁界が存在しない場合、隣合う磁
性層１１の磁化方向が互いに反平行となる。このとき、
多層磁気抵抗効果膜１は、最大の抵抗値を示すこととな
る。これに対して、多層磁気抵抗効果膜１では、外部磁
界が存在する場合、隣合う磁性層１１の磁化方向が外部
磁界と平行となるように変化する。このとき、多層磁気
抵抗効果膜１では、その抵抗値が低下し、隣合う磁性層
１１の磁化方向が完全に平行となると最小の抵抗値を示
すこととなる。
【００３２】上述したような多層磁気抵抗効果膜１の磁
気抵抗効果を、横軸を外部磁界の大きさとし、縦軸を多
層磁気抵抗効果膜１の抵抗変化量としたときの磁気抵抗
効果曲線として、図２に示す。ここで、比較のために、
下部磁性層３及び上部磁性層５の比抵抗が磁性層１１の
比抵抗と略同等であるような多層磁気抵抗効果膜１の磁
気抵抗効果曲線を図３に示す。これら図２及び図３から
明らかなように、多層磁気抵抗効果膜１は、磁性層１１
よりも比抵抗の大きな下部磁性層３及び上部磁性層５が
配されていると、下部磁性層３及び上部磁性層５が配さ
れていない場合と比較して、約２倍以上大きな抵抗変化
量を示すことがわかる。
気抵抗効果を、横軸を外部磁界の大きさとし、縦軸を多
層磁気抵抗効果膜１の抵抗変化量としたときの磁気抵抗
効果曲線として、図２に示す。ここで、比較のために、
下部磁性層３及び上部磁性層５の比抵抗が磁性層１１の
比抵抗と略同等であるような多層磁気抵抗効果膜１の磁
気抵抗効果曲線を図３に示す。これら図２及び図３から
明らかなように、多層磁気抵抗効果膜１は、磁性層１１
よりも比抵抗の大きな下部磁性層３及び上部磁性層５が
配されていると、下部磁性層３及び上部磁性層５が配さ
れていない場合と比較して、約２倍以上大きな抵抗変化
量を示すことがわかる。
【００３３】下部磁性層３及び上部磁性層５の比抵抗が
磁性層１１の比抵抗と略同等である場合には、これら下
部磁性層３及び上部磁性層５に対してセンス電流が供給
されてしまう。したがって、この場合、磁気抵抗効果を
示す多層膜４に対して供給されるセンス電流が電流密度
の低いものとなってしまう。これにより、多層磁気抵抗
効果膜１では、磁気抵抗効果を検出するためのセンス電
流が小さいため、感度が劣化したものとなってしまう。
磁性層１１の比抵抗と略同等である場合には、これら下
部磁性層３及び上部磁性層５に対してセンス電流が供給
されてしまう。したがって、この場合、磁気抵抗効果を
示す多層膜４に対して供給されるセンス電流が電流密度
の低いものとなってしまう。これにより、多層磁気抵抗
効果膜１では、磁気抵抗効果を検出するためのセンス電
流が小さいため、感度が劣化したものとなってしまう。
【００３４】これを解決するために、センス電流の電流
量を増大させると、多層膜に供給されるセンス電流量は
大きくなるが、同時に大きなセンス電流磁界が発生して
しまう。この大きなセンス電流磁界は、磁性層１１間に
作用する弱い反強磁性結合を破壊し、磁性層１１の磁化
方向を変化させる。したがって、この場合、多層磁気抵
抗効果膜１では、スピン依存散乱が発生し難いために磁
気抵抗効果による抵抗変化量が小さい。
量を増大させると、多層膜に供給されるセンス電流量は
大きくなるが、同時に大きなセンス電流磁界が発生して
しまう。この大きなセンス電流磁界は、磁性層１１間に
作用する弱い反強磁性結合を破壊し、磁性層１１の磁化
方向を変化させる。したがって、この場合、多層磁気抵
抗効果膜１では、スピン依存散乱が発生し難いために磁
気抵抗効果による抵抗変化量が小さい。
【００３５】これに対して、多層磁気抵抗効果膜１で
は、下部磁性層３及び上部磁性層５の比抵抗が磁性層１
１の比抵抗に対して大とされているため、センス電流が
多層磁気抵抗効果膜１の多層膜４に集中して供給される
こととなる。これによって、この多層磁気抵抗効果膜１
では、大きなセンス電流磁界が広範囲に発生することな
く、磁性層１１間の弱い反強磁性結合が破壊されること
はない。したがって、この多層磁気抵抗効果膜１は、良
好な状態でスピン依存散乱が発生し、常に、大きい抵抗
変化を有するものとなる。
は、下部磁性層３及び上部磁性層５の比抵抗が磁性層１
１の比抵抗に対して大とされているため、センス電流が
多層磁気抵抗効果膜１の多層膜４に集中して供給される
こととなる。これによって、この多層磁気抵抗効果膜１
では、大きなセンス電流磁界が広範囲に発生することな
く、磁性層１１間の弱い反強磁性結合が破壊されること
はない。したがって、この多層磁気抵抗効果膜１は、良
好な状態でスピン依存散乱が発生し、常に、大きい抵抗
変化を有するものとなる。
【００３６】また、この多層磁気抵抗効果膜１では、図
４に示すように、下部磁性層３及び上部磁性層５の比抵
抗と抵抗変化量とが略々比例の関係を有している。この
多層磁気抵抗効果膜１では、下部磁性層３及び上部磁性
層５の比抵抗を大とすればするほど、センス電流磁界に
よる影響が小さくなるために、抵抗変化量が大きくな
る。なお、この図４において、点Ａで示した箇所は、従
来の多層磁気抵抗効果膜、すなわち、下部磁性層及び上
部磁性層の比抵抗が多層膜の磁性層の比抵抗と略同程度
である場合の抵抗変化量である。
４に示すように、下部磁性層３及び上部磁性層５の比抵
抗と抵抗変化量とが略々比例の関係を有している。この
多層磁気抵抗効果膜１では、下部磁性層３及び上部磁性
層５の比抵抗を大とすればするほど、センス電流磁界に
よる影響が小さくなるために、抵抗変化量が大きくな
る。なお、この図４において、点Ａで示した箇所は、従
来の多層磁気抵抗効果膜、すなわち、下部磁性層及び上
部磁性層の比抵抗が多層膜の磁性層の比抵抗と略同程度
である場合の抵抗変化量である。
【００３７】また、上述した多層磁気抵抗効果膜１にお
いて、下部磁性層３及び上部磁性層５は、Ｎｉ−Ｆｅに
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種以上を含
んでなるＮｉ−Ｆｅ合金であってもよい。このとき、下
部磁性層３及び上部磁性層５は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕから
選ばれる少なくとも１種以上がＮｉ−Ｆｅに添加される
ことによって、比抵抗が高くなる。これによって、多層
磁気抵抗効果膜１は、その抵抗変化量を高めることがで
きる。
いて、下部磁性層３及び上部磁性層５は、Ｎｉ−Ｆｅに
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種以上を含
んでなるＮｉ−Ｆｅ合金であってもよい。このとき、下
部磁性層３及び上部磁性層５は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｕから
選ばれる少なくとも１種以上がＮｉ−Ｆｅに添加される
ことによって、比抵抗が高くなる。これによって、多層
磁気抵抗効果膜１は、その抵抗変化量を高めることがで
きる。
【００３８】多層磁気抵抗効果膜１の抵抗変化量は、図
５に示すように、Ｎｉ−Ｆｅからなる下部磁性層３及び
上部磁性層５中のＣｒ含有量に依存して変化する。すな
わち、下部磁性層３及び上部磁性層５は、Ｃｒを所定量
含有することによりその比抵抗を増大させることができ
る。その結果、多層磁気抵抗効果膜１は、センス電流磁
界により磁性層１１間の弱い反強磁性結合が破壊される
ことなく、高い抵抗変化量を示すこととなる。
５に示すように、Ｎｉ−Ｆｅからなる下部磁性層３及び
上部磁性層５中のＣｒ含有量に依存して変化する。すな
わち、下部磁性層３及び上部磁性層５は、Ｃｒを所定量
含有することによりその比抵抗を増大させることができ
る。その結果、多層磁気抵抗効果膜１は、センス電流磁
界により磁性層１１間の弱い反強磁性結合が破壊される
ことなく、高い抵抗変化量を示すこととなる。
【００３９】また、上述したＣｒを添加した場合と同様
に、Ｃｕを添加した場合の抵抗変化量とＣｕ含有量との
関係を図６に示す。この場合も、多層磁気抵抗効果膜１
は、上述したＣｒを添加した場合と同様に、所定量のＣ
ｕを添加することによりその抵抗変化量を高めることが
できる。
に、Ｃｕを添加した場合の抵抗変化量とＣｕ含有量との
関係を図６に示す。この場合も、多層磁気抵抗効果膜１
は、上述したＣｒを添加した場合と同様に、所定量のＣ
ｕを添加することによりその抵抗変化量を高めることが
できる。
【００４０】さらに、Ｔｉを添加した場合の抵抗変化量
とＴｉ含有量との関係を図７に示す。この場合も、多層
磁気抵抗効果膜１は、上述したＣｒ又はＣｕを添加した
場合と同様に、所定量のＴｉを添加することによりその
抵抗変化量を高めることができる。
とＴｉ含有量との関係を図７に示す。この場合も、多層
磁気抵抗効果膜１は、上述したＣｒ又はＣｕを添加した
場合と同様に、所定量のＴｉを添加することによりその
抵抗変化量を高めることができる。
【００４１】さらにまた、下部磁性層３及び上部磁性層
５に添加される添加物は、上述したものではなく、例え
ばＶ，Ｍｎ等の物質であってもよい。そして、添加され
る物質は、１種類でなくてもよく、複数種の物質であっ
てもよい。
５に添加される添加物は、上述したものではなく、例え
ばＶ，Ｍｎ等の物質であってもよい。そして、添加され
る物質は、１種類でなくてもよく、複数種の物質であっ
てもよい。
【００４２】一方、多層磁気抵抗効果膜１は、下部磁性
層３の代わりに高抵抗率の非磁性層を用いてもよい。こ
の場合も、多層膜４の下層に高抵抗率の非磁性層が配さ
れることによって、センス電流磁界が磁性層１１間に作
用する弱い反強磁性結合を破壊することない。したがっ
て、多層磁気抵抗効果膜１は、磁気抵抗効果による高い
抵抗変化量を有することとなる。
層３の代わりに高抵抗率の非磁性層を用いてもよい。こ
の場合も、多層膜４の下層に高抵抗率の非磁性層が配さ
れることによって、センス電流磁界が磁性層１１間に作
用する弱い反強磁性結合を破壊することない。したがっ
て、多層磁気抵抗効果膜１は、磁気抵抗効果による高い
抵抗変化量を有することとなる。
【００４３】つぎに、本発明に係る磁気抵抗効果素子の
実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】本実施の形態に係る磁気抵抗効果素子２０
は、図８に示すように、略矩形状の多層磁気抵抗効果膜
２１と、多層磁気抵抗効果膜２１の両端に取り付けられ
た一対の電極２２，２３とを備えている。
は、図８に示すように、略矩形状の多層磁気抵抗効果膜
２１と、多層磁気抵抗効果膜２１の両端に取り付けられ
た一対の電極２２，２３とを備えている。
【００４５】上記多層磁気抵抗効果膜２１は、外部磁界
の大きさによって抵抗値が大きく変化する巨大磁気抵抗
効果を示す多層膜であり、上述した実施の形態に係る多
層磁気抵抗効果膜１を略矩形状に加工したものである。
なお、本実施の形態では、多層磁気抵抗効果膜２１の幅
寸法Ｗは約２μｍとし、長軸方向の長さ寸法Ｌは約１０
μｍとした。
の大きさによって抵抗値が大きく変化する巨大磁気抵抗
効果を示す多層膜であり、上述した実施の形態に係る多
層磁気抵抗効果膜１を略矩形状に加工したものである。
なお、本実施の形態では、多層磁気抵抗効果膜２１の幅
寸法Ｗは約２μｍとし、長軸方向の長さ寸法Ｌは約１０
μｍとした。
【００４６】また、多層磁気抵抗効果膜２１の両端に取
り付けられた一対の電極２２，２３は、外部磁界を検出
する際に、多層磁気抵抗効果膜２１にセンス電流Ｉｓを
供給するためのものである。なお、本実施の形態では、
電極２２と電極２３との間の距離Ｄ、すなわち磁気抵抗
効果素子２０の感磁部となる部分の長さ寸法Ｄは、約８
μｍとした。
り付けられた一対の電極２２，２３は、外部磁界を検出
する際に、多層磁気抵抗効果膜２１にセンス電流Ｉｓを
供給するためのものである。なお、本実施の形態では、
電極２２と電極２３との間の距離Ｄ、すなわち磁気抵抗
効果素子２０の感磁部となる部分の長さ寸法Ｄは、約８
μｍとした。
【００４７】以上のように構成された磁気抵抗効果素子
２０では、外部磁界を検出する際、一対の電極２２，２
３を介して、多層磁気抵抗効果膜２１の長軸方向に対し
て平行に、多層磁気抵抗効果膜２１に一定のセンス電流
Ｉｓを供給する。
２０では、外部磁界を検出する際、一対の電極２２，２
３を介して、多層磁気抵抗効果膜２１の長軸方向に対し
て平行に、多層磁気抵抗効果膜２１に一定のセンス電流
Ｉｓを供給する。
【００４８】このとき、磁気抵抗効果素子２０を構成す
る多層磁気抵抗効果膜２１は、外部磁界の大きさに応じ
た抵抗値を示す。そして、磁気抵抗効果素子２０では、
一定のセンス電流が供給されることにより、多層磁気抵
抗効果膜２１の抵抗値の変化を電圧の変化として示す。
る多層磁気抵抗効果膜２１は、外部磁界の大きさに応じ
た抵抗値を示す。そして、磁気抵抗効果素子２０では、
一定のセンス電流が供給されることにより、多層磁気抵
抗効果膜２１の抵抗値の変化を電圧の変化として示す。
【００４９】この磁気抵抗効果素子２０は、上述した多
層磁気抵抗効果膜を用いて形成されたものであるため
に、センス電流に対する抵抗変化量が大きいものとな
る。すなわち、この磁気抵抗効果素子２０では、大きな
センス電流磁界が広範囲に発生することなく、したがっ
て、センス電流磁界により磁性層１１間の弱い反強磁性
結合が破壊されることがない。これにより、この磁気抵
抗効果素子２０は、外部磁界を検出する際にセンス電流
に対する抵抗変化量が大きいものとなる。
層磁気抵抗効果膜を用いて形成されたものであるため
に、センス電流に対する抵抗変化量が大きいものとな
る。すなわち、この磁気抵抗効果素子２０では、大きな
センス電流磁界が広範囲に発生することなく、したがっ
て、センス電流磁界により磁性層１１間の弱い反強磁性
結合が破壊されることがない。これにより、この磁気抵
抗効果素子２０は、外部磁界を検出する際にセンス電流
に対する抵抗変化量が大きいものとなる。
【００５０】つぎに、本発明に係る磁気抵抗効果型磁気
ヘッドの実施の形態について図面を参照しながら詳細に
説明する。
ヘッドの実施の形態について図面を参照しながら詳細に
説明する。
【００５１】本実施の形態に係る磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドは、磁気抵抗効果膜の長軸方向が記録媒体の摺動方
向に対して垂直となるように磁気抵抗効果膜を配した、
いわゆる縦型の磁気抵抗効果型磁気ヘッドである。
ッドは、磁気抵抗効果膜の長軸方向が記録媒体の摺動方
向に対して垂直となるように磁気抵抗効果膜を配した、
いわゆる縦型の磁気抵抗効果型磁気ヘッドである。
【００５２】図９に示すように、本実施の形態に係る磁
気抵抗効果型磁気ヘッド３０は、非磁性材料からなる基
体３１の上に非磁性層３２を介して形成されており、非
磁性層３２上に形成された下部シールドコア３３と、下
部シールドコア３３上に形成された非磁性層３４と、非
磁性層３４上に形成された磁気抵抗効果素子３５と、磁
気抵抗効果素子３５上に形成された非磁性層３６と、非
磁性層３６上に形成された上部シールドコア３７とを備
えている。また、この磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０に
は、磁気抵抗効果素子の長手方向と略直交する方向にバ
イアス磁界導体層３８が配されている。なお、この磁気
抵抗効果型磁気ヘッド３０の上には、図示していない
が、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０を保護するための保
護層が形成される。
気抵抗効果型磁気ヘッド３０は、非磁性材料からなる基
体３１の上に非磁性層３２を介して形成されており、非
磁性層３２上に形成された下部シールドコア３３と、下
部シールドコア３３上に形成された非磁性層３４と、非
磁性層３４上に形成された磁気抵抗効果素子３５と、磁
気抵抗効果素子３５上に形成された非磁性層３６と、非
磁性層３６上に形成された上部シールドコア３７とを備
えている。また、この磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０に
は、磁気抵抗効果素子の長手方向と略直交する方向にバ
イアス磁界導体層３８が配されている。なお、この磁気
抵抗効果型磁気ヘッド３０の上には、図示していない
が、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０を保護するための保
護層が形成される。
【００５３】この磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０におい
て、下部シールドコア３３は、磁気抵抗効果素子３５の
下部を磁気的にシールドするためのものであり、磁性材
料からなる。同様に、上部シールドコア３７は、磁気抵
抗効果素子３５の上部を磁気的にシールドするためのも
のであり、磁性材料からなる。また、下部シールドコア
３３と磁気抵抗効果素子３５との間に配された非磁性層
３４は、下部シールドコア３３と磁気抵抗効果素子３５
との間に磁気ギャップを形成するためのものであり、非
磁性の絶縁材料からなる。同様に、磁気抵抗効果素子３
５と上部シールドコア３７との間に配された非磁性層３
６は、磁気抵抗効果素子３５と上部シールドコア３７と
の間に磁気ギャップを形成するためのものであり、非磁
性の絶縁材料からなる。
て、下部シールドコア３３は、磁気抵抗効果素子３５の
下部を磁気的にシールドするためのものであり、磁性材
料からなる。同様に、上部シールドコア３７は、磁気抵
抗効果素子３５の上部を磁気的にシールドするためのも
のであり、磁性材料からなる。また、下部シールドコア
３３と磁気抵抗効果素子３５との間に配された非磁性層
３４は、下部シールドコア３３と磁気抵抗効果素子３５
との間に磁気ギャップを形成するためのものであり、非
磁性の絶縁材料からなる。同様に、磁気抵抗効果素子３
５と上部シールドコア３７との間に配された非磁性層３
６は、磁気抵抗効果素子３５と上部シールドコア３７と
の間に磁気ギャップを形成するためのものであり、非磁
性の絶縁材料からなる。
【００５４】そして、非磁性層３４と非磁性層３６との
間に配された磁気抵抗効果素子３５は、上述した実施の
形態に係る磁気抵抗効果素子２０と同様な構成を有して
おり、本発明を適用した多層磁気抵抗効果膜３５ａと、
多層磁気抵抗効果膜３５ａの前端部から導出された電極
３５ｂと、多層磁気抵抗効果膜３５ａの後端部から導出
された電極３５ｃとから構成されている。
間に配された磁気抵抗効果素子３５は、上述した実施の
形態に係る磁気抵抗効果素子２０と同様な構成を有して
おり、本発明を適用した多層磁気抵抗効果膜３５ａと、
多層磁気抵抗効果膜３５ａの前端部から導出された電極
３５ｂと、多層磁気抵抗効果膜３５ａの後端部から導出
された電極３５ｃとから構成されている。
【００５５】ここで、多層磁気抵抗効果膜３５ａは、上
述した実施の形態に係る磁気抵抗効果素子２０の多層磁
気抵抗効果膜２１と同様に、短冊状に形成されており、
その前端部が記録媒体対向面Ａに露出している。
述した実施の形態に係る磁気抵抗効果素子２０の多層磁
気抵抗効果膜２１と同様に、短冊状に形成されており、
その前端部が記録媒体対向面Ａに露出している。
【００５６】この多層磁気抵抗効果膜３５ａを形成する
際は、例えば、記録媒体対向面Ａに臨むように、非磁性
層３４の上に多層磁気抵抗効果膜３５ａを被着形成し、
その後、既知のフォトリソグラフィ技術を用いて、当該
多層磁気抵抗効果膜３５ａを所定の短冊状のパターンに
パターニングする。ここで、パターニングは、例えば、
フォトレジストの塗布、パターン露光、現像及びこれを
マスクとしたイオンビームエッチング等の工程を施すこ
とによって行われる。
際は、例えば、記録媒体対向面Ａに臨むように、非磁性
層３４の上に多層磁気抵抗効果膜３５ａを被着形成し、
その後、既知のフォトリソグラフィ技術を用いて、当該
多層磁気抵抗効果膜３５ａを所定の短冊状のパターンに
パターニングする。ここで、パターニングは、例えば、
フォトレジストの塗布、パターン露光、現像及びこれを
マスクとしたイオンビームエッチング等の工程を施すこ
とによって行われる。
【００５７】この多層磁気抵抗効果膜３５ａの前端部か
ら導出された電極３５ｂ、及び後端部から導出された電
極３５ｃは、多層磁気抵抗効果膜３５ａにセンス電流Ｉ
ｓを供給するためのものであり、良導体材料からなる。
そして、これらの電極３５ｂ，３５ｃも、多層磁気抵抗
効果膜３５ａと同様に、フォトリソグラフィ技術によっ
て所定のパターンにパターニングされて形成される。
ら導出された電極３５ｂ、及び後端部から導出された電
極３５ｃは、多層磁気抵抗効果膜３５ａにセンス電流Ｉ
ｓを供給するためのものであり、良導体材料からなる。
そして、これらの電極３５ｂ，３５ｃも、多層磁気抵抗
効果膜３５ａと同様に、フォトリソグラフィ技術によっ
て所定のパターンにパターニングされて形成される。
【００５８】以上のような磁気抵抗効果型磁気ヘッド３
０により、記録媒体から情報信号を再生する様子を図１
０に示す。ここで、図１０は、磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド３０による情報信号再生の様子を模式的に示す図であ
り、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０の要部と、記録媒体
４０とを図示している。
０により、記録媒体から情報信号を再生する様子を図１
０に示す。ここで、図１０は、磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド３０による情報信号再生の様子を模式的に示す図であ
り、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０の要部と、記録媒体
４０とを図示している。
【００５９】この図５に示すように、記録媒体４０から
情報信号を再生する際は、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３
０の記録媒体対向面Ａを記録媒体４０の記録トラックに
対向させるとともに、電極３５ｂ，３５ｃから多層磁気
抵抗効果膜３５ａに一定のセンス電流Ｉｓを供給し、こ
のときの電極３５ｂと電極３５ｃとの間の電圧変化を検
出する。
情報信号を再生する際は、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３
０の記録媒体対向面Ａを記録媒体４０の記録トラックに
対向させるとともに、電極３５ｂ，３５ｃから多層磁気
抵抗効果膜３５ａに一定のセンス電流Ｉｓを供給し、こ
のときの電極３５ｂと電極３５ｃとの間の電圧変化を検
出する。
【００６０】すなわち、この磁気抵抗効果型磁気ヘッド
３０では、記録媒体４０の記録トラックに記録された磁
界の向きの変化によって、多層磁気抵抗効果膜３５ａの
抵抗が変化する。そこで、この多層磁気抵抗効果膜３５
ａの抵抗変化を電極３５ｂと電極３５ｃとの間の電圧変
化として検出することにより、記録媒体４０からの情報
信号が再生されることとなる。
３０では、記録媒体４０の記録トラックに記録された磁
界の向きの変化によって、多層磁気抵抗効果膜３５ａの
抵抗が変化する。そこで、この多層磁気抵抗効果膜３５
ａの抵抗変化を電極３５ｂと電極３５ｃとの間の電圧変
化として検出することにより、記録媒体４０からの情報
信号が再生されることとなる。
【００６１】以上のように構成された磁気抵抗効果型磁
気ヘッド３０では、上述した多層磁気抵抗効果膜１が採
用された磁気抵抗効果素子２０が用いられている。そし
て、この磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、磁気抵抗効果
素子２０が感磁部となり信号磁界を検出する。
気ヘッド３０では、上述した多層磁気抵抗効果膜１が採
用された磁気抵抗効果素子２０が用いられている。そし
て、この磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、磁気抵抗効果
素子２０が感磁部となり信号磁界を検出する。
【００６２】このとき、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３０
では、上述したようにセンス電流磁界の悪影響を受け
ず、高い抵抗変化量を有する多層磁気抵抗効果膜１が用
いられている。このため、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３
０は、信号磁界を再生する際に再生感度が向上したもの
となる。
では、上述したようにセンス電流磁界の悪影響を受け
ず、高い抵抗変化量を有する多層磁気抵抗効果膜１が用
いられている。このため、磁気抵抗効果型磁気ヘッド３
０は、信号磁界を再生する際に再生感度が向上したもの
となる。
【００６３】なお、本実施の形態では、磁気抵抗効果を
利用したデバイスとして、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを
挙げたが、本発明に係る多層磁気抵抗効果膜や磁気抵抗
効果素子は、磁気抵抗効果型磁気ヘッド以外のデバイス
にも適用可能である。具体的には、本発明に係る多層磁
気抵抗効果膜や磁気抵抗効果素子は、例えば、地磁気方
位センサのような磁気センサ等にも適用可能である。
利用したデバイスとして、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを
挙げたが、本発明に係る多層磁気抵抗効果膜や磁気抵抗
効果素子は、磁気抵抗効果型磁気ヘッド以外のデバイス
にも適用可能である。具体的には、本発明に係る多層磁
気抵抗効果膜や磁気抵抗効果素子は、例えば、地磁気方
位センサのような磁気センサ等にも適用可能である。
【００６４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る多層磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵
抗効果型磁気ヘッドでは、センス電流が多層膜の略中心
付近に集中して供給される。これにより、この多層膜で
は、センス電流密度が向上したものとなる。したがっ
て、この多層磁気抵抗効果膜は、大きなセンス電流磁界
が広範囲に発生しないために、多層膜を構成する磁性層
の磁化方向がセンス電流磁界により変化することなく維
持される。したがって、本発明に係る多層磁気抵抗効果
膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッドで
は、外部磁界を検出する際に磁気抵抗効果特性が劣化す
ることなく、抵抗変化量が大きいものとなり、外部磁界
に対して良好な感度を有するものとなる。
係る多層磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵
抗効果型磁気ヘッドでは、センス電流が多層膜の略中心
付近に集中して供給される。これにより、この多層膜で
は、センス電流密度が向上したものとなる。したがっ
て、この多層磁気抵抗効果膜は、大きなセンス電流磁界
が広範囲に発生しないために、多層膜を構成する磁性層
の磁化方向がセンス電流磁界により変化することなく維
持される。したがって、本発明に係る多層磁気抵抗効果
膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッドで
は、外部磁界を検出する際に磁気抵抗効果特性が劣化す
ることなく、抵抗変化量が大きいものとなり、外部磁界
に対して良好な感度を有するものとなる。
【図１】本発明に係る多層磁気抵抗効果膜の要部断面図
である。
である。
【図２】本発明に係る多層磁気抵抗効果膜の磁気抵抗効
果曲線を示す特性図である。
果曲線を示す特性図である。
【図３】比較として挙げる従来の多層磁気抵抗効果膜の
磁気抵抗効果曲線を示す特性図である
磁気抵抗効果曲線を示す特性図である
【図４】下部磁性層及び上部磁性層の比抵抗と多層磁気
抵抗効果膜の抵抗変化率との関係を示す特性図である。
抵抗効果膜の抵抗変化率との関係を示す特性図である。
【図５】下部磁性層及び上部磁性層中のＣｒ含有量と抵
抗変化量との関係を示す特性図である。
抗変化量との関係を示す特性図である。
【図６】下部磁性層及び上部磁性層中のＣｕ含有量と抵
抗変化量との関係を示す特性図である。
抗変化量との関係を示す特性図である。
【図７】下部磁性層及び上部磁性層中のＴｉ含有量と抵
抗変化量との関係を示す特性図である。
抗変化量との関係を示す特性図である。
【図８】本発明に係る磁気抵抗効果素子の構成図であ
る。
る。
【図９】本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘッドの要部
断面図である。
断面図である。
【図１０】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの再生態様を説明
するための斜視図である。
するための斜視図である。
【図１１】従来の多層磁気抵抗効果膜を示す要部斜視図
である。
である。
【図１２】従来の多層磁気抵抗効果膜にセンス電流を供
給した際の状態を説明するための要部斜視図である。
給した際の状態を説明するための要部斜視図である。
１ 多層磁気抵抗効果膜、３ 下部磁性層、４ 多層
膜、５ 上部磁性層、１０磁性層、１１ 非磁性導体
層、２０ 磁気抵抗効果素子、３０ 磁気抵抗効果型磁
気ヘッド
膜、５ 上部磁性層、１０磁性層、１１ 非磁性導体
層、２０ 磁気抵抗効果素子、３０ 磁気抵抗効果型磁
気ヘッド
Claims (15)
- 【請求項１】 磁性層及び非磁性導体層が繰り返し積層
されてなる多層膜と、 上記多層膜の積層方向の少なくとも一端面に形成される
導体層とを備え、 上記導体層の比抵抗は、磁性層の比抵抗と比較して大と
されることを特徴とする多層磁気抵抗効果膜。 - 【請求項２】 上記導体層は、磁性材料からなることを
特徴とする請求項１記載の多層磁気抵抗効果膜。 - 【請求項３】 上記磁性材料は、Ｎｉ−Ｆｅ合金からな
ることを特徴とする請求項２記載の多層磁気抵抗効果
膜。 - 【請求項４】 上記磁性材料は、Ｎｉ−ＦｅにＴｉ、Ｃ
ｒ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種以上を添加してな
るＮｉ−Ｆｅ合金であることを特徴とする請求項２記載
の多層磁気抵抗効果膜。 - 【請求項５】 上記非磁性導体層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ合金、Ａｕ合金から選ばれる少なく
とも１種以上を含んでなることを特徴とする請求項１記
載の多層磁気抵抗効果膜。 - 【請求項６】 磁性層及び非磁性導体層が繰り返し積層
されてなる多層膜と、この多層膜の積層方向の少なくと
も一端面に形成される導体層とを有する多層磁気抵抗効
果膜と、 上記多層磁気抵抗効果膜の両端部側に配される一対の電
極とを備え、 上記多層磁気抵抗効果膜には、上記一対の電極からセン
ス電流が供給されることを特徴とする磁気抵抗効果素
子。 - 【請求項７】 上記導体層は、磁性材料からなることを
特徴とする請求項６記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項８】 上記磁性材料は、Ｎｉ−Ｆｅ合金からな
ることを特徴とする請求項７記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項９】 上記磁性材料は、Ｎｉ−ＦｅにＴｉ、Ｃ
ｒ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種以上を添加してな
るＮｉ−Ｆｅ合金であることを特徴とする請求項７記載
の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１０】 上記非磁性導体層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ合金、Ａｕ合金から選ばれる少なく
とも１種以上を含んでなることを特徴とする請求項６記
載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１１】 磁性層及び非磁性導体層が繰り返し積
層されてなる多層膜と、この多層膜の積層方向の少なく
とも一端面に形成される導体層とを有する多層磁気抵抗
効果膜と、この多層磁気抵抗効果膜の両端部側に配され
る一対の電極とを有する磁気抵抗効果素子を備え、 磁気記録媒体からの信号磁界が上記磁気抵抗効果素子に
より検出されることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッド。 - 【請求項１２】 上記導体層は、磁性材料からなること
を特徴とする請求項１１記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド。 - 【請求項１３】 上記磁性材料は、Ｎｉ−Ｆｅ合金から
なることを特徴とする請求項１２記載の磁気抵抗効果型
磁気ヘッド。 - 【請求項１４】 上記磁性材料は、Ｎｉ−ＦｅにＴｉ、
Ｃｒ、Ｃｕから選ばれる少なくとも１種以上を添加して
なるＮｉ−Ｆｅ合金であることを特徴とする請求項１２
記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項１５】 上記非磁性導体層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ合金、Ａｕ合金から選ばれる少なく
とも１種以上を含んでなることを特徴とする請求項１１
記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8208315A JPH1049834A (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 多層磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
| US08/905,400 US6101071A (en) | 1996-08-07 | 1997-08-04 | MR film with upper and lower magnetic layers with resistivity greater than that of MR film magnetic layers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8208315A JPH1049834A (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 多層磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1049834A true JPH1049834A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16554231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8208315A Withdrawn JPH1049834A (ja) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | 多層磁気抵抗効果膜、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6101071A (ja) |
| JP (1) | JPH1049834A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6738234B1 (en) * | 2000-03-15 | 2004-05-18 | Tdk Corporation | Thin film magnetic head and magnetic transducer |
| US20050013059A1 (en) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor with a net magnetic moment |
| US7320168B2 (en) * | 2003-10-29 | 2008-01-22 | Headway Technologies, Inc. | Method to improve heat dissipation in a magnetic shield |
| EP2546661A4 (en) * | 2010-03-12 | 2017-12-06 | Alps Electric Co., Ltd. | Current measurement device |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5247413A (en) * | 1990-05-16 | 1993-09-21 | Sony Corporation | Magnetoresistance effect type thin film magnetic head with noise reducing electrode |
| US5341261A (en) * | 1991-08-26 | 1994-08-23 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor having multilayer thin film structure |
| US5304975A (en) * | 1991-10-23 | 1994-04-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element and magnetoresistance effect sensor |
| FR2685489B1 (fr) * | 1991-12-23 | 1994-08-05 | Thomson Csf | Capteur de champ magnetique faible a effet magnetoresistif. |
| JPH06220609A (ja) * | 1992-07-31 | 1994-08-09 | Sony Corp | 磁気抵抗効果膜及びその製造方法並びにそれを用いた磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
| US5549978A (en) * | 1992-10-30 | 1996-08-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element |
| US5422571A (en) * | 1993-02-08 | 1995-06-06 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive spin valve sensor having a nonmagnetic back layer |
| US5442508A (en) * | 1994-05-25 | 1995-08-15 | Eastman Kodak Company | Giant magnetoresistive reproduce head having dual magnetoresistive sensor |
| JP2738312B2 (ja) * | 1994-09-08 | 1998-04-08 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果膜およびその製造方法 |
| JP3276264B2 (ja) * | 1995-05-26 | 2002-04-22 | アルプス電気株式会社 | 磁気抵抗効果多層膜およびその製造方法 |
| DE19537419A1 (de) * | 1995-10-07 | 1997-04-10 | Philips Patentverwaltung | Autoradio mit einer elektronischen Diebstahlsicherung |
-
1996
- 1996-08-07 JP JP8208315A patent/JPH1049834A/ja not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-08-04 US US08/905,400 patent/US6101071A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6101071A (en) | 2000-08-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |