JPS63237204A - 磁気抵抗効果ヘツド - Google Patents

磁気抵抗効果ヘツド

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JPS63237204A
JPS63237204A JP7205487A JP7205487A JPS63237204A JP S63237204 A JPS63237204 A JP S63237204A JP 7205487 A JP7205487 A JP 7205487A JP 7205487 A JP7205487 A JP 7205487A JP S63237204 A JPS63237204 A JP S63237204A
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magnetic field
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JP7205487A
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Kazuhiko Yamada
一彦 山田
Takao Maruyama
丸山 隆男
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NEC Corp
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3929Disposition of magnetic thin films not used for directly coupling magnetic flux from the track to the MR film or for shielding
    • G11B5/3932Magnetic biasing films

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は磁気記憶媒体に書込まれた磁気的情報を、磁気
抵抗効果を利用して情報の読み出しを行う強磁性磁気抵
抗効果素子(以下、MR素子と略す)を具備した磁気抵
抗効果ヘッド(以下、MRヘッドと略す)に関するもの
である。
(従来の技術) 周知の如く、MR素子を磁気記憶媒体に書き込まれた磁
気的情報に対して、線形応答性を呈する高効率の再生用
ヘッドとして使用する場合には、MR素子に流すセンス
電流工とMR素子の磁化Mの成す角度O(以下、バイア
ス角度と呼ぶ)を所定の値(望ましくは45度)に設定
するバイアス手段を具備しなければならない。
上述のバイアス手段としては、種々の方法が開示されて
いるが、この中で実願昭59−048201に開示され
たMRヘッドにおいては、MR素子上に非磁性導体層と
非晶質軟磁性体層とを順次積層した構造により、良好な
バイアス角度θが得られ、線形応答性に優れたMRヘッ
ドが実現できることが示されている。即ち第4図に示し
たように、ガラス、フェライト等から成る表面の滑らか
な絶縁性基板(図示せず)上に、スパッタ法あるいは蒸
着法により、強磁性体から成るMR素子1(例えば膜厚
200〜500人のNi−Fe合金)を形成し、前記M
R素子1上にTi、Mo、Cr、Ta等の非磁性導体層
2を同様の方法で形成し、更に前記非磁性導体層2上に
非晶質軟磁性体層5を同様な方法で形成した構造を有す
るMRヘッドを開示している。ここで、6はMR素子1
、非磁性導体層2及び非晶質軟磁性体層5の積層体に通
電する為の端子である。
この様なMRヘッドにおいては、端子6から供給される
センス電流工は、MR素子1のみならず非磁性導体層2
及び非晶質軟磁性体層5にも分流する。
従って、この様な構造においては、MR素子1及び非磁
性導体層2に分流したセンス電流■により、非晶質軟磁
性体層5の面内を通り且つセンス電流■の方向と垂直方
向の磁界が発生し、この磁界により非晶質軟磁性体層5
の磁化方向が回転する。この為、非晶質軟磁性体層5に
おける磁化は、非晶質軟磁性体層5の周囲に前記磁化の
方向とは逆方向の磁界を生じ、その一部はMR素子1に
印加される。一方、非晶質軟磁性体層5及び非磁性導体
層2に分流したセンス電流Iにより1、MR1素子1の
面内を通り、センス電流Iの方向と垂直方向の磁界が生
じ、この磁界の方向は前述の非晶質軟磁性体層5の磁化
によって発生する磁界の方向と一致する。つまり、非晶
質軟磁性体層5の磁化によって発生する磁界とセンス電
流■によって生じる磁界が、MR素子1にバイアス磁界
として印加される。このバイアス磁界は、MR素子1の
磁化をセンス電流Iに対して回転させ、MR素子のバイ
アス角度θを所定の値(理想的には45度)とし、線形
応答性に優れたMRヘッドを実現する。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、前述の構造、即ちMR素子1、非磁性導体層
2及び非晶質軟磁性体層5を積層した構造を有するMR
ヘッドにおいては、非晶質軟磁性体層5としてCoZr
、CoZrNb等を用いた場合、これらの異方性磁界H
kが大きいため通常のセンス電流Iの範囲(5〜20m
A)では、非晶質軟磁性体層5の磁化の方向が十分に回
転せず、良好なバイアスレベルを実現できなかった。こ
の為、MRヘッドの線形応答性が損なわれ再生効率が低
・下するという問題点があった。
一方、異方性磁界Hkの大きな非晶質軟磁性材料を非晶
質軟磁性体層5として用い、しかも良好なバイアスレベ
ルを実現する一つσ2手段として、センス電流の値を大
きくすることが考えられるが、このことはセンス電流に
よる発熱の増加をもたらし、MR素子の電気抵抗の熱的
なドリフトや熱雑音を生じMRヘッドの特性を損なうも
のであった。
又、発熱による断線も時として生じデバイスの信頼性を
損ねていた。
更に、非晶質軟磁性体層5となる非晶質軟磁性材料を成
膜後、困難軸方向に磁界を印加しながら熱処理し、異方
性磁界Hkを弱めるという手段も考えられるが、磁界中
の熱処理の為、MR素子となるNiFe膜に磁気的な分
散性が生じ、バルクハウゼンノイズが増加すると言う問
題があった。又、熱処理中にMR素子1、非磁性導体層
2あるいは非晶質軟磁性体層5の各層間で相互拡散を起
こし、MR素子1あるいは非晶質軟磁性体層5の磁気特
性が劣化すると言う問題点もあった。
従って、通常のセンス電流■の範囲(5〜20mA)で
磁化が回転し、MR素子1に十分なバイアスレベルを付
与するため、異方性磁界Hkが小さな軟磁性材料を非晶
質軟磁性体層5として用いることが問題の本質的な解決
を図るために重要である。
(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、強磁性磁気抵抗効果素子と非晶質軟磁
性体層とが非磁性導体層を介して積層された構造を有し
、しかも前記非晶質軟磁性体層の異方性磁界Hkが、8
Oe未満であることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッドが
得られる。
(作用) 第2図は本発明の係わるMRヘッドのバイアスレベルと
非晶質軟磁性体層との関係を示す計算機シミュレーショ
ン結果である。ここで、センス電流の値は10mAとし
、MR素子の膜厚は400人、飽和磁化Msは800e
mu/cc、異方性磁界Hkは40e、比抵抗pは20
PΩ・am、抵抗変化率Δp/pは2%であり、非磁性
導体層の膜厚は200人、pは5011Ω・cmとした
。又、非晶質軟磁性体層の膜厚は300人、飽和磁化M
sは800emu/cc、比抵抗pは100PΩ−am
とした。又、バイアスレへルの定義は、第3図に示した
様に、MR素子が十分飽和するのに足る±H0の外部磁
界Hを印加した時の最大抵抗変化ΔRmaxと、外部磁
界が0の時と±H0の外部磁界を与えた時の抵抗の差Δ
Rとの比とした。即ち、 バイアスレベル=Δ&ΔRmaxである。
第2図より明らかなとおり、異方性磁界Hkの値にして
約8Oe以上では、バイアスレベルにして約0.6以上
となりMR素子に不十分なバイアスしか印加されないこ
とがわかる。従って、非晶質軟磁性体層をなす非晶質軟
磁性材料の異方性磁界Hkを8Oe未満とすることで、
優れた線形応答性と再生効率を有するMRヘッドが得ら
れる。
本発明者らは、上述のシミュレーション結果を参考にし
て、種々のCo金属系非晶質軟磁性材料を蒸着法あるい
はスパッタ法を用いて薄膜化し、その異方性磁界Hkを
VSM(振動試料磁力計)あるいはB−Hカーブトレー
サを用いて測定した結果、表1に示したような結果を得
た。
表に示したように、非晶質軟磁性材料としてCoZrM
o 、 CoZrTa、あるいはCoTaにおいて50
e〜60eの異方性磁界Hkが得られており、第2図に
示したシミュレーション結果を満足している。
従って、これらの非晶質軟磁性材料を非晶質軟磁性体層
5として用いることにより、バイアス角度θが略45度
の良好なバイアスレベルが得られ、高い再生効率を持つ
MRヘッドが実現される。
(実施例1) 第1図は、本発明の一実施例を示す図である。第1図に
おいて、ガラス基板(図示せず)上に蒸着法を用いて、
MR素子1となる、膜厚400人のパーマロイ(Ni8
2%−Fe18%、重量%)膜を成膜した。尚、蒸着時
には1000eの磁界を永久磁石で印加しパーマロイ膜
に一軸異方性を付与した。ついで、同じく蒸着法を用い
て、非磁性導体層2となる膜厚200人のTi膜を前記
パーマロイ膜上に成膜した。更に、非晶質軟磁性体層と
して膜厚300人、異方性磁界Hk50eのCoZrM
o層7を、前述のTi膜上に蒸着法を用いて成膜した。
その後、この積体上に所定のフォトレジストパターンを
形成し、Arガス雰囲気中でイオンエツチングを行い、
長さ50pm、幅511mの矩形状のパターンに加工し
た。ここで、エツチング条件は、加速電圧:500VS
Arガス圧カニI X 10−’Torrである。
ついで、前述の積層体にセンス電流■を供給する端子6
を集積化薄膜技術を用いて形成し、MRヘッドを作製し
た。尚、端子6は、TiとAuの積層膜を使用し、膜厚
は各々50人、0.5¥1mである。
以上のような構成を持つ本実施例によるMRヘッドにお
いては、センス電流Iが5〜15mAでMRヘッド1の
バイアス角度θが略45度で設定出来ることが確認され
、良好な線形応答性と高い再生効率を有するMRヘッド
が実現された。
(実施例2) 非晶質軟磁性体層を膜厚300人、異方性磁界Hk60
eのCoZrTa層とした以外は実施例1と全く同様に
して、MRヘッドを作製した。
本実施例のMRヘッドにおいては、10〜15mAのセ
ンス電流IでMR素子のバイアス角度θが、40〜45
度の範囲で設定できることが確認され実施例1の場合と
同様に、良好な線形応答性と高い再生効率を有するMR
ヘッドが実現された。
(実施例3)・ 非晶質軟磁性体層を膜厚300人、異方性磁界Hk60
eのCoTa層とした以外は実施例1ないしは2と全く
同様にして、MRヘッドを作製した。
本実施例のMRヘッドにおいては、10〜15mAのセ
ンス電流■でMR素子のバイアス角度0が、40〜45
度の範囲で設定できることが確認され実施例工ないし2
の場合と同様に、良好な線形応答性と高い再生効率を有
するMRヘッドが実現された。
(比較例) 非晶質軟磁性体層を膜厚300人、異方性磁界Hk16
0eのCoZr層とした以外は実施例1,2あるいは3
と全く同様にして、MRヘッドを作製した。この様なM
Rヘッドにおいては、センス電流35mA程度流しても
十分なバイアスがMR素子に印加されず、本発明による
MRヘッドに比較して、再生効率が30〜50%程度小
さく、実用に供しないことが明らかとなった。
又、CoTi、 CoHf1CoZrNb、 CoZr
Hf、 CoZrTiを非晶質軟磁性体層として用いた
場合も、十分なバイアスがMR素子に印加されず、本発
明によるMRヘッドに較べて再生効率が小さかった。
(発明の効果) 以上述べてきたように、本発明によればMR素子と非晶
質軟磁性体層を非磁性導体層を介して積層し、しかも異
方性磁界HkがMR素子をなすNiFe膜と同程度に小
さなCoZrMo、 CoZrTaあるいはCoTa膜
を、非晶質軟磁性体層として用いることにより、15m
A程度の小さなバイアス電流でも良好なバイアスレベル
が得られ、優れた線形応答性と高い再生効率を持つMR
ヘッドが実現される。
尚、以上の実施例ではMR素子、非磁性導体層、非晶質
軟磁性体層の順序で積層する例のみについて述べたが、
非晶質軟磁性体層、非磁性導体層、MR素子の順序で積
層したMRヘッドにおいても優れた線形応答性と高い再
生効率が得られた。又、非磁性導体層をなす材料はTi
に限定されるものではなく、例えばTa、 W、 Mo
あるいはこれらの合金等を使用しても、本発明の意図す
るところは損なわれない。更に、CoZrMo、 Co
ZrTaあるいはCoTa層中に、これらの磁気特性、
特に異方性磁界Hkを劣化させない範囲で他の元素を添
加したものを非晶質軟磁性体層−として使用しても差し
支えない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるMRヘッドの一実施例を示す図、
第2図、第3図及び第4図は本発明を説明するための図
である。 図に於て、 1・・・MR素子、     2・・・非磁性導体層、
半  1  図 t、MR噂トで( 半  21図 異方と狐胃’HK (Oe)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)強磁性磁気抵抗効果素子と非晶質軟磁性体層とが
    非磁性導体層を介して積層された構造を有し、しかも前
    記非晶質軟磁性体層の異方性磁界H_kが、8Oe未満
    であることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。
  2. (2)前記非晶質軟磁性体層が、CoZrMo、CoZ
    rTa、またはCoTaを主成分とする非晶質軟磁性材
    料からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の磁気抵抗効果ヘッド。
JP62072054A 1987-03-25 1987-03-25 磁気抵抗効果ヘツド Expired - Lifetime JPH065573B2 (ja)

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JP62072054A JPH065573B2 (ja) 1987-03-25 1987-03-25 磁気抵抗効果ヘツド

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JPH065573B2 JPH065573B2 (ja) 1994-01-19

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02266580A (ja) * 1989-04-07 1990-10-31 Nec Corp 磁気抵抗効果素子
JPH0366012A (ja) * 1989-08-04 1991-03-20 Nec Corp 磁気抵抗効果ヘッド

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61242314A (ja) * 1985-04-19 1986-10-28 Hitachi Ltd 磁気抵抗効果型再生ヘツド

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