JP2692547B2 - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドInfo
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体から情報
の読み出しを行う磁気抵抗効果ヘッドに関するものであ
る。
の読み出しを行う磁気抵抗効果ヘッドに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果ヘ
ッド(以下、MRヘッドと略す)が広く知られている。
しかしながら、MRヘッドでは、磁気抵抗効果層(以
下、MR層と略す)における不連続な磁壁移動に起因す
る、バルクハウゼンノイズと呼ばれるノイズがしばしば
観測され、実用化の上で大きな問題となっている。この
問題を解決するために、例えば、特開昭62−4061
0号公報には、MR層の端部領域にパターン化された反
強磁性薄膜層を設け、両層の界面に働く交換力によっ
て、MR層の端部領域に一方向性の縦方向バイアス磁界
を印加する方法が開示されている。この方法によれば、
反強磁性薄膜層と接触するMR層の端部領域が単磁区化
されると同時に、MR層の中央領域(少なくともトラッ
ク部を含む)にも単磁区状態が誘導され、その結果、中
央領域部分の磁化は磁気記録媒体からの信号磁界に対し
て磁化回転のみにより動作するため、バルクハウゼンノ
イズの原因となる不連続な磁壁移動を抑制することが可
能である。
ッド(以下、MRヘッドと略す)が広く知られている。
しかしながら、MRヘッドでは、磁気抵抗効果層(以
下、MR層と略す)における不連続な磁壁移動に起因す
る、バルクハウゼンノイズと呼ばれるノイズがしばしば
観測され、実用化の上で大きな問題となっている。この
問題を解決するために、例えば、特開昭62−4061
0号公報には、MR層の端部領域にパターン化された反
強磁性薄膜層を設け、両層の界面に働く交換力によっ
て、MR層の端部領域に一方向性の縦方向バイアス磁界
を印加する方法が開示されている。この方法によれば、
反強磁性薄膜層と接触するMR層の端部領域が単磁区化
されると同時に、MR層の中央領域(少なくともトラッ
ク部を含む)にも単磁区状態が誘導され、その結果、中
央領域部分の磁化は磁気記録媒体からの信号磁界に対し
て磁化回転のみにより動作するため、バルクハウゼンノ
イズの原因となる不連続な磁壁移動を抑制することが可
能である。
【0003】図5は、MR層の端部領域にパターン化さ
れた反強磁性薄膜層を設けた従来のMRヘッドを示す断
面図である。このMRヘッドは、図5に示すように、基
板(図示せず)上に軟磁性バイアス補助層1,非磁性ス
ペーサ層2,MR層3,反強磁性層4および導電体5を
順次成膜して積層し、所定形状のトラック部9を形成し
たものであり、MR層3の端部領域にのみ、磁区安定化
のための縦方向バイアスが印加され、MRヘッドを線形
応答モードに保持する。すなわち、センス電流とMR層
3内の磁化とのなす角度を所定の値(望ましくは45
度)に設定するための横方向バイアス手段として軟磁性
バイアス補助層1の、端部領域の磁化は非確定のままで
ある。このため、軟磁性バイアス補助層1の磁化状態の
不安定性がMR層3の磁化状態に影響を及ぼし、不安定
な磁界応答特性がしばしば観測された。
れた反強磁性薄膜層を設けた従来のMRヘッドを示す断
面図である。このMRヘッドは、図5に示すように、基
板(図示せず)上に軟磁性バイアス補助層1,非磁性ス
ペーサ層2,MR層3,反強磁性層4および導電体5を
順次成膜して積層し、所定形状のトラック部9を形成し
たものであり、MR層3の端部領域にのみ、磁区安定化
のための縦方向バイアスが印加され、MRヘッドを線形
応答モードに保持する。すなわち、センス電流とMR層
3内の磁化とのなす角度を所定の値(望ましくは45
度)に設定するための横方向バイアス手段として軟磁性
バイアス補助層1の、端部領域の磁化は非確定のままで
ある。このため、軟磁性バイアス補助層1の磁化状態の
不安定性がMR層3の磁化状態に影響を及ぼし、不安定
な磁界応答特性がしばしば観測された。
【0004】この問題の解決策として、特公平4−39
738号公報には、MR層と同様に軟磁性バイアス補助
層にも縦方向バイアス磁界を印加する方法が開示されて
いる。図6は、MR層と同様に軟磁性バイアス補助層に
も縦方向バイアス磁界を印加することが可能な従来のM
Rヘッドを示す断面図であり、図7は、図6のMRヘッ
ドのMR層および軟磁性バイアス補助層のセンス電流通
電時における磁化状態を示す分解平面図である。
738号公報には、MR層と同様に軟磁性バイアス補助
層にも縦方向バイアス磁界を印加する方法が開示されて
いる。図6は、MR層と同様に軟磁性バイアス補助層に
も縦方向バイアス磁界を印加することが可能な従来のM
Rヘッドを示す断面図であり、図7は、図6のMRヘッ
ドのMR層および軟磁性バイアス補助層のセンス電流通
電時における磁化状態を示す分解平面図である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来例では、縦
方向バイアス磁界を軟磁性バイアス補助層を介してMR
層に伝播させる(もしくは、MR層を介して軟磁性バイ
アス補助層に伝播させる)ために、それぞれの層を最適
な縦方向バイアス状態に保持することが困難であった。
方向バイアス磁界を軟磁性バイアス補助層を介してMR
層に伝播させる(もしくは、MR層を介して軟磁性バイ
アス補助層に伝播させる)ために、それぞれの層を最適
な縦方向バイアス状態に保持することが困難であった。
【0006】本発明の目的は、従来とは別の方式でMR
層および軟磁性バイアス補助層の端部領域の磁化を安定
に固定し、バルクハウゼンノイズのない安定な磁界応答
特性を有するMRヘッドを提供することにある。
層および軟磁性バイアス補助層の端部領域の磁化を安定
に固定し、バルクハウゼンノイズのない安定な磁界応答
特性を有するMRヘッドを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、MR層と、こ
のMR層に横方向バイアス磁界を印加する手段としての
軟磁性バイアス補助層と、前記MR層と前記軟磁性バイ
アス補助層を磁気的に分離する非磁性スペーサ層と、前
記MR層もしくは前記軟磁性バイアス補助層の少なくと
も一部に接触して設けられた縦方向バイアス磁界を印加
する手段としての反強磁性層と、センス電流を供給する
導電体とから構成されるMRヘッドにおいて、前記MR
層の厚さをdMR、飽和磁化をMsMRとし、前記軟磁性バ
イアス補助層の厚さをdSAL 、飽和磁化をMsSAL とし
たとき、少なくともトラック部を含む中央領域では、d
MR・MsMR>dSAL ・MsSAL の関係が成り立ち、かつ
前記中央領域によって分離された端部領域では、dMR・
MsMR=dSAL ・MsSALの関係が成り立つことを特徴
とする。
のMR層に横方向バイアス磁界を印加する手段としての
軟磁性バイアス補助層と、前記MR層と前記軟磁性バイ
アス補助層を磁気的に分離する非磁性スペーサ層と、前
記MR層もしくは前記軟磁性バイアス補助層の少なくと
も一部に接触して設けられた縦方向バイアス磁界を印加
する手段としての反強磁性層と、センス電流を供給する
導電体とから構成されるMRヘッドにおいて、前記MR
層の厚さをdMR、飽和磁化をMsMRとし、前記軟磁性バ
イアス補助層の厚さをdSAL 、飽和磁化をMsSAL とし
たとき、少なくともトラック部を含む中央領域では、d
MR・MsMR>dSAL ・MsSAL の関係が成り立ち、かつ
前記中央領域によって分離された端部領域では、dMR・
MsMR=dSAL ・MsSALの関係が成り立つことを特徴
とする。
【0008】
【作用】以下に、本発明の作用を簡単に説明する。端部
領域では、軟磁性バイアス補助層の厚さと飽和磁化の積
が、MR層の厚さと飽和磁化の積と等しい構造とする結
果、非磁性スペーサを介して作用する静磁結合によっ
て、MR層と軟磁性バイアス補助層の端部領域の磁化
を、縦方向に安定に固定することが可能となる。また、
少なくともトラック部を含む中央領域では、軟磁性バイ
アス補助層の厚さと飽和磁化の積が、MR層の厚さと飽
和磁化の積よりも小さい構造とする結果、MRヘッドを
線形応答モードに保持することが可能となる。具体的に
は、軟磁性バイアス補助層の厚さと飽和磁化の積を、M
R層の厚さと飽和磁化の積の1/21/2程度に設定する
のが望ましい。図4は、この時のMR層および軟磁性バ
イアス補助層のセンス電流通電時における磁化状態を示
す分解平面図である。
領域では、軟磁性バイアス補助層の厚さと飽和磁化の積
が、MR層の厚さと飽和磁化の積と等しい構造とする結
果、非磁性スペーサを介して作用する静磁結合によっ
て、MR層と軟磁性バイアス補助層の端部領域の磁化
を、縦方向に安定に固定することが可能となる。また、
少なくともトラック部を含む中央領域では、軟磁性バイ
アス補助層の厚さと飽和磁化の積が、MR層の厚さと飽
和磁化の積よりも小さい構造とする結果、MRヘッドを
線形応答モードに保持することが可能となる。具体的に
は、軟磁性バイアス補助層の厚さと飽和磁化の積を、M
R層の厚さと飽和磁化の積の1/21/2程度に設定する
のが望ましい。図4は、この時のMR層および軟磁性バ
イアス補助層のセンス電流通電時における磁化状態を示
す分解平面図である。
【0009】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 −実施例1− 図1は、本発明の第1の実施例のMRヘッドを示す断面
図である。ガラス基板(図示せず)上にスパッタ法によ
り、軟磁性バイアス補助層1として厚さ50nmのCo
ZrMo膜(Co:82%−Zr:6%−Mo:12
%,原子%)を成膜し、その後、真空雰囲気中で250
℃、1時間の磁界中アニール処理を施した。続いて、所
定形状のフォトレジストパターンを形成し、Arガス雰
囲気中でイオンエッチングを行い、軟磁性バイアス補助
層1の中央領域7に深さ15nmの凹部を形成した。こ
の時、加速電圧を200Vと十分に低く抑えた結果、5
nm/分のエッチングレートが得られ、所定のエッチン
グ深さに再現性良く加工することが可能になった。
て説明する。 −実施例1− 図1は、本発明の第1の実施例のMRヘッドを示す断面
図である。ガラス基板(図示せず)上にスパッタ法によ
り、軟磁性バイアス補助層1として厚さ50nmのCo
ZrMo膜(Co:82%−Zr:6%−Mo:12
%,原子%)を成膜し、その後、真空雰囲気中で250
℃、1時間の磁界中アニール処理を施した。続いて、所
定形状のフォトレジストパターンを形成し、Arガス雰
囲気中でイオンエッチングを行い、軟磁性バイアス補助
層1の中央領域7に深さ15nmの凹部を形成した。こ
の時、加速電圧を200Vと十分に低く抑えた結果、5
nm/分のエッチングレートが得られ、所定のエッチン
グ深さに再現性良く加工することが可能になった。
【0010】次に、非磁性スペーサ層2として厚さ20
nmのTa膜を、MR層3として厚さ30nmのNiF
e膜(Ni:82%−Fe:18%,重量%)を、反強
磁性層4として厚さ20nmのFeMn膜(Fe:50
%−Mn:50%,重量%)を、軟磁性バイアス補助層
1上にスパッタ法を用いて連続成膜した。その後、真空
雰囲気中で270℃,1時間の磁界中アニール処理、さ
らに徐冷工程を経て、MR層3に所定の縦方向バイアス
磁界を付与した。アニール処理時の磁界印加方向は、軟
磁性バイアス補助層1の磁化容易軸方向(縦方向)と同
方向である。
nmのTa膜を、MR層3として厚さ30nmのNiF
e膜(Ni:82%−Fe:18%,重量%)を、反強
磁性層4として厚さ20nmのFeMn膜(Fe:50
%−Mn:50%,重量%)を、軟磁性バイアス補助層
1上にスパッタ法を用いて連続成膜した。その後、真空
雰囲気中で270℃,1時間の磁界中アニール処理、さ
らに徐冷工程を経て、MR層3に所定の縦方向バイアス
磁界を付与した。アニール処理時の磁界印加方向は、軟
磁性バイアス補助層1の磁化容易軸方向(縦方向)と同
方向である。
【0011】続いて、所定形状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ッチングを行
い、反強磁性層4を加工し、さらに、積層体全体を長さ
40μm,幅4μmの矩形状のパターンに加工した。最
後に、センス電流を供給するための導電体5として、T
aとAuとの積層蒸着膜(厚さは5nm/250nm)
を成膜し、所定形状のトラック部9を形成するように加
工した。
ンを形成し、Arガス雰囲気中でイオンエッチングを行
い、反強磁性層4を加工し、さらに、積層体全体を長さ
40μm,幅4μmの矩形状のパターンに加工した。最
後に、センス電流を供給するための導電体5として、T
aとAuとの積層蒸着膜(厚さは5nm/250nm)
を成膜し、所定形状のトラック部9を形成するように加
工した。
【0012】表1に、本実施例のMRヘッドにおける、
MR層3および軟磁性バイアス補助層1の、中央領域
7、端部領域8の層厚と飽和磁化の関係を示す。
MR層3および軟磁性バイアス補助層1の、中央領域
7、端部領域8の層厚と飽和磁化の関係を示す。
【0013】
【表1】
【0014】以上のような構造を有するMRヘッドにお
いて、センス電流10mAのとき、バルクハウゼンノイ
ズのない良好な再生波形が得られることを確認した。ま
た、カー効果顕微鏡を用いセンス電流通電時のMR層3
および軟磁性バイアス補助層1の磁区構造を観察した。
その結果、図4に示すような磁区構造が観察されること
を確認した。さらに、磁区構造の安定性を調べるため
に、磁化困難軸方向(横方向)に膜が飽和するのに十分
な大きさの直流磁界を印加した後、その残留磁化状態を
カー効果顕微鏡を用いて調べた。その結果、中央領域7
には磁壁のない単磁区構造が観察されたことから、MR
層3および軟磁性バイアス補助層1の端部領域8の磁化
は縦方向の静磁結合によって安定に固定されることを確
認した。 −比較例1− 実施例1において、軟磁性バイアス補助層1の厚さを3
5nmとし、中央領域7に凹部を形成する工程を省いた
従来の構造のMRヘッドを作製した。
いて、センス電流10mAのとき、バルクハウゼンノイ
ズのない良好な再生波形が得られることを確認した。ま
た、カー効果顕微鏡を用いセンス電流通電時のMR層3
および軟磁性バイアス補助層1の磁区構造を観察した。
その結果、図4に示すような磁区構造が観察されること
を確認した。さらに、磁区構造の安定性を調べるため
に、磁化困難軸方向(横方向)に膜が飽和するのに十分
な大きさの直流磁界を印加した後、その残留磁化状態を
カー効果顕微鏡を用いて調べた。その結果、中央領域7
には磁壁のない単磁区構造が観察されたことから、MR
層3および軟磁性バイアス補助層1の端部領域8の磁化
は縦方向の静磁結合によって安定に固定されることを確
認した。 −比較例1− 実施例1において、軟磁性バイアス補助層1の厚さを3
5nmとし、中央領域7に凹部を形成する工程を省いた
従来の構造のMRヘッドを作製した。
【0015】表2に、本比較例のMRヘッドにおけるM
R層3および軟磁性バイアス補助層1の中央領域7、端
部領域8の層厚と飽和磁化との関係を示す。
R層3および軟磁性バイアス補助層1の中央領域7、端
部領域8の層厚と飽和磁化との関係を示す。
【0016】
【表2】
【0017】以上のような構造を有するMRヘッドにお
いて、センス電流10mAのとき、しばしばその再生波
形にバルクハウゼンノイズがみられた。この原因を調べ
るために、磁化困難軸方向(横方向)に、膜が飽和する
のに十分な大きさの直流磁界を印加した後、その残留磁
化状態をカー効果顕微鏡を用いて観察し、磁区構造の安
定性を調べた。その結果、中央領域7では、直流磁界印
加前には単磁区状態であるにもかかわらず、直流磁界印
加後の残留磁化状態において、磁壁の発生が観察され
た。この現象は、端部領域8において、軟磁性バイアス
補助層1の厚さと飽和磁化の積が、MR層3の厚さと飽
和磁化の積と等しくないために、非磁性スペーサ2を介
して作用する静磁結合が不安定となり、その結果、MR
層3および軟磁性バイアス補助層1の端部領域8の磁化
は縦方向に安定に固定されず、再生波形に悪影響を及ぼ
すと推定された。 −実施例2− 図2は、本発明の第2の実施例のMRヘッドを示す断面
図である。ガラス基板(図示せず)上にスパッタ法によ
り、軟磁性バイアス補助層1として厚さ50nmのCo
ZrMo 膜(Co:82%−Zr:6%−Mo:12
%,原子%)を成膜し、その後、真空雰囲気中で250
℃,1時間の磁界中アニール処理を施した。続いて、所
定形状のフォトレジストパターンを形成した後、軟磁性
バイアス補助層1の中央領域7にのみ、Moイオンを加
速電圧100keV,注入量5×1015ions/cm
2 の条件で注入したイオン注入領域6を形成した。この
工程は、軟磁性バイアス補助層1の磁化容易軸方向(縦
方向)に印加した磁界中で行い、注入による異方性分散
の影響を小さくした。なお、加速電圧は、注入イオンが
膜厚方向全体にわたって分布するよう選択した。
いて、センス電流10mAのとき、しばしばその再生波
形にバルクハウゼンノイズがみられた。この原因を調べ
るために、磁化困難軸方向(横方向)に、膜が飽和する
のに十分な大きさの直流磁界を印加した後、その残留磁
化状態をカー効果顕微鏡を用いて観察し、磁区構造の安
定性を調べた。その結果、中央領域7では、直流磁界印
加前には単磁区状態であるにもかかわらず、直流磁界印
加後の残留磁化状態において、磁壁の発生が観察され
た。この現象は、端部領域8において、軟磁性バイアス
補助層1の厚さと飽和磁化の積が、MR層3の厚さと飽
和磁化の積と等しくないために、非磁性スペーサ2を介
して作用する静磁結合が不安定となり、その結果、MR
層3および軟磁性バイアス補助層1の端部領域8の磁化
は縦方向に安定に固定されず、再生波形に悪影響を及ぼ
すと推定された。 −実施例2− 図2は、本発明の第2の実施例のMRヘッドを示す断面
図である。ガラス基板(図示せず)上にスパッタ法によ
り、軟磁性バイアス補助層1として厚さ50nmのCo
ZrMo 膜(Co:82%−Zr:6%−Mo:12
%,原子%)を成膜し、その後、真空雰囲気中で250
℃,1時間の磁界中アニール処理を施した。続いて、所
定形状のフォトレジストパターンを形成した後、軟磁性
バイアス補助層1の中央領域7にのみ、Moイオンを加
速電圧100keV,注入量5×1015ions/cm
2 の条件で注入したイオン注入領域6を形成した。この
工程は、軟磁性バイアス補助層1の磁化容易軸方向(縦
方向)に印加した磁界中で行い、注入による異方性分散
の影響を小さくした。なお、加速電圧は、注入イオンが
膜厚方向全体にわたって分布するよう選択した。
【0018】次に、非磁性スペーサ層2として厚さ20
nmのTa膜を、MR層3として厚さ30nmのNiF
e膜(Ni:82%−Fe:18%,重量%)を、反強
磁性層4として厚さ20nmのFeMn膜(Fe:50
%−Mn:50%,重量%)を、軟磁性バイアス補助層
1上にスパッタ法を用いて連続成膜した。その後、真空
雰囲気中で270℃,1時間の磁界中アニール処理、さ
らに徐冷工程を経て、MR層3に所定の縦方向バイアス
磁界を付与した。アニール処理時の磁界印加方向は、軟
磁性バイアス補助層1の磁化容易軸方向(縦方向)と同
方向である。続いて、所定形状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ッチングを行
い、反強磁性層4を加工し、さらに、積層体全体を長さ
40μm幅4μmの矩形状のパターンに加工した。最後
に、センス電流を供給するための導電体5として、Ta
とAuとの積層蒸着膜(厚さ5nm/250nm)を成
膜し、所定のトラック部9を形成するように加工した。
nmのTa膜を、MR層3として厚さ30nmのNiF
e膜(Ni:82%−Fe:18%,重量%)を、反強
磁性層4として厚さ20nmのFeMn膜(Fe:50
%−Mn:50%,重量%)を、軟磁性バイアス補助層
1上にスパッタ法を用いて連続成膜した。その後、真空
雰囲気中で270℃,1時間の磁界中アニール処理、さ
らに徐冷工程を経て、MR層3に所定の縦方向バイアス
磁界を付与した。アニール処理時の磁界印加方向は、軟
磁性バイアス補助層1の磁化容易軸方向(縦方向)と同
方向である。続いて、所定形状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ッチングを行
い、反強磁性層4を加工し、さらに、積層体全体を長さ
40μm幅4μmの矩形状のパターンに加工した。最後
に、センス電流を供給するための導電体5として、Ta
とAuとの積層蒸着膜(厚さ5nm/250nm)を成
膜し、所定のトラック部9を形成するように加工した。
【0019】表3に、本実施例のMRヘッドにおける、
MR層3および軟磁性バイアス補助層1の、中央領域
7、端部領域8の層厚と飽和磁化の関係を示す。
MR層3および軟磁性バイアス補助層1の、中央領域
7、端部領域8の層厚と飽和磁化の関係を示す。
【0020】
【表3】
【0021】以上のような構造を有するMRヘッドにお
いて、センス電流10mAのとき、バルクハウゼンノイ
ズのない良好な再生波形が得られることを確認した。ま
た、カー効果顕微鏡を用い、センス電流通電時のMR層
3および軟磁性バイアス補助層1の磁区構造を観察した
結果、図4に示すような磁区構造が観察されることを確
認した。さらに、磁区構造の安定性を調べるために、磁
化困難軸方向(横方向)に、膜が飽和するのに十分な大
きさの直流磁界を印加した後、その残留磁化状態をカー
効果顕微鏡を用いて調べた。その結果、中央領域7には
磁壁のない単磁区構造が観察されたことから、MR層3
および軟磁性バイアス補助層1の端部領域8の磁化は縦
方向の静磁結合によって安定に固定されることを確認し
た。 −実施例3− 図3は、本発明の第3の実施例のMRヘッドを示す断面
図である。ガラス基板(図示せず)上にスパッタ法によ
り、軟磁性バイアス補助層1として厚さ35nmのCo
ZrMo膜(Co:82%−Zr:6%−Mo:12
%,原子%)を成膜し、その後、真空雰囲気中で250
℃,1時間の磁界中アニール処理を施した。続いて、所
定形状のフォトレジストパターンを形成した後、軟磁性
バイアス補助層1の端部領域8にのみ、Coイオンを加
速電圧50keV,注入量5×1015ions/cm2
の条件で注入したイオン注入領域6を形成した。この工
程は、軟磁性バイアス補助層1の磁化容易軸方向(縦方
向)に印加した磁界中で行い、注入による異方性分散の
影響を小さくした。なお、加速電圧は、注入イオンが膜
厚方向全体にわたって分布するよう選択した。
いて、センス電流10mAのとき、バルクハウゼンノイ
ズのない良好な再生波形が得られることを確認した。ま
た、カー効果顕微鏡を用い、センス電流通電時のMR層
3および軟磁性バイアス補助層1の磁区構造を観察した
結果、図4に示すような磁区構造が観察されることを確
認した。さらに、磁区構造の安定性を調べるために、磁
化困難軸方向(横方向)に、膜が飽和するのに十分な大
きさの直流磁界を印加した後、その残留磁化状態をカー
効果顕微鏡を用いて調べた。その結果、中央領域7には
磁壁のない単磁区構造が観察されたことから、MR層3
および軟磁性バイアス補助層1の端部領域8の磁化は縦
方向の静磁結合によって安定に固定されることを確認し
た。 −実施例3− 図3は、本発明の第3の実施例のMRヘッドを示す断面
図である。ガラス基板(図示せず)上にスパッタ法によ
り、軟磁性バイアス補助層1として厚さ35nmのCo
ZrMo膜(Co:82%−Zr:6%−Mo:12
%,原子%)を成膜し、その後、真空雰囲気中で250
℃,1時間の磁界中アニール処理を施した。続いて、所
定形状のフォトレジストパターンを形成した後、軟磁性
バイアス補助層1の端部領域8にのみ、Coイオンを加
速電圧50keV,注入量5×1015ions/cm2
の条件で注入したイオン注入領域6を形成した。この工
程は、軟磁性バイアス補助層1の磁化容易軸方向(縦方
向)に印加した磁界中で行い、注入による異方性分散の
影響を小さくした。なお、加速電圧は、注入イオンが膜
厚方向全体にわたって分布するよう選択した。
【0022】次に、非磁性スペーサ層2として厚さ20
nmのTa膜を、MR層3として厚さ30nmのNiF
e膜(Ni:82%−Fe:18%,重量%)を、反強
磁性層4として厚さ20nmのFeMn膜(Fe:50
%−Mn:50%,重量%)を、軟磁性バイアス補助層
1上にスパッタ法を用いて連続成膜した。その後、真空
雰囲気中で270℃,1時間の磁界中アニール処理、さ
らに徐冷工程を経て、MR層3に所定の縦方向バイアス
磁界を付与した。アニール処理時の磁界印加方向は、軟
磁性バイアス補助層1の磁化容易軸方向(縦方向)と同
方向である。
nmのTa膜を、MR層3として厚さ30nmのNiF
e膜(Ni:82%−Fe:18%,重量%)を、反強
磁性層4として厚さ20nmのFeMn膜(Fe:50
%−Mn:50%,重量%)を、軟磁性バイアス補助層
1上にスパッタ法を用いて連続成膜した。その後、真空
雰囲気中で270℃,1時間の磁界中アニール処理、さ
らに徐冷工程を経て、MR層3に所定の縦方向バイアス
磁界を付与した。アニール処理時の磁界印加方向は、軟
磁性バイアス補助層1の磁化容易軸方向(縦方向)と同
方向である。
【0023】続いて、所定形状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ッチングを行
い、反強磁性層4を加工し、さらに、積層体全体を長さ
40μm、幅4μmの矩形状のパターンに加工した。最
後に、センス電流を供給するための導電体5として、T
aとAuとの積層蒸着膜(厚さ5nm/250nm)を
成膜し、所定のトラック部9を形成するように加工し
た。
ンを形成し、Arガス雰囲気中でイオンエッチングを行
い、反強磁性層4を加工し、さらに、積層体全体を長さ
40μm、幅4μmの矩形状のパターンに加工した。最
後に、センス電流を供給するための導電体5として、T
aとAuとの積層蒸着膜(厚さ5nm/250nm)を
成膜し、所定のトラック部9を形成するように加工し
た。
【0024】表4に、本実施例のMRヘッドにおける、
MR層3および軟磁性バイアス補助層1の、中央領域
7、端部領域8の層厚と飽和磁化の関係を示す。
MR層3および軟磁性バイアス補助層1の、中央領域
7、端部領域8の層厚と飽和磁化の関係を示す。
【0025】
【表4】
【0026】以上のような構造を有するMRヘッドにお
いて、センス電流10mAのとき、バルクハウゼンノイ
ズのない良好な再生波形が得られることを確認した。ま
た、カー効果顕微鏡を用い、センス電流通電時のMR層
3および軟磁性バイアス補助層1の磁区構造を観察した
結果、図4に示すような磁区構造が観察されることを確
認した。さらに、磁区構造の安定性を調べるために、磁
化困難軸方向(横方向)に、膜が飽和するのに十分な大
きさの直流磁界を印加した後、その残留磁化状態をカー
効果顕微鏡を用いて調べた。その結果、中央領域7には
磁壁のない単磁区構造が観察されたことから、MR層3
および軟磁性バイアス補助層1の端部領域8も磁化は縦
方向の静磁結合によって安定に固定されることを確認し
た。
いて、センス電流10mAのとき、バルクハウゼンノイ
ズのない良好な再生波形が得られることを確認した。ま
た、カー効果顕微鏡を用い、センス電流通電時のMR層
3および軟磁性バイアス補助層1の磁区構造を観察した
結果、図4に示すような磁区構造が観察されることを確
認した。さらに、磁区構造の安定性を調べるために、磁
化困難軸方向(横方向)に、膜が飽和するのに十分な大
きさの直流磁界を印加した後、その残留磁化状態をカー
効果顕微鏡を用いて調べた。その結果、中央領域7には
磁壁のない単磁区構造が観察されたことから、MR層3
および軟磁性バイアス補助層1の端部領域8も磁化は縦
方向の静磁結合によって安定に固定されることを確認し
た。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、M
R層および軟磁性バイアス補助層の端部領域の磁化が安
定に固定され、バルクハウゼンノイズのない安定な磁界
応答特性を有するMRヘッドを提供できるという効果が
ある。
R層および軟磁性バイアス補助層の端部領域の磁化が安
定に固定され、バルクハウゼンノイズのない安定な磁界
応答特性を有するMRヘッドを提供できるという効果が
ある。
【図1】本発明の第1の実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す断面図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示す断面図である。
【図4】本発明のMRヘッドにおけるMR層および軟磁
性バイアス補助層の磁化状態(センス電流通電時)を示
す分解平面図である。
性バイアス補助層の磁化状態(センス電流通電時)を示
す分解平面図である。
【図5】MR層の端部領域にパターン化された反強磁性
薄膜層を設けた従来のMRヘッドの一例を示す断面図で
ある。
薄膜層を設けた従来のMRヘッドの一例を示す断面図で
ある。
【図6】MR層同様に軟磁性バイアス補助層にも縦方向
バイアス磁界を印加が可能な従来のMRヘッドの一例を
示す断面図である。
バイアス磁界を印加が可能な従来のMRヘッドの一例を
示す断面図である。
【図7】図6に示す従来のMRヘッドにおけるMR層お
よび軟磁性バイアス補助層の磁化状態(センス電流通電
時)を示す分解平面図である。
よび軟磁性バイアス補助層の磁化状態(センス電流通電
時)を示す分解平面図である。
1 軟磁性バイアス補助層 2 非磁性スペーサ層 3 磁気抵抗効果層(MR層) 4 反強磁性層 5 導電体 6 イオン注入領域 7 中央領域 8 端部領域 9 トラック部
Claims (1)
- 【請求項1】 磁気抵抗効果層と、前記磁気抵抗効果層
に横方向バイアス磁界を印加する手段としての軟磁性バ
イアス補助層と、前記磁気抵抗効果層と前記軟磁性バイ
アス補助層を磁気的に分離する非磁性スペーサ層と、前
記磁気抵抗効果層もしくは前記軟磁性バイアス補助層の
少なくとも一部に接触して設けられた縦方向バイアス磁
界を印加する手段としての反強磁性層と、センス電流を
供給する導電体とを備える磁気抵抗効果ヘッドにおい
て、前記磁気抵抗効果層の厚さをdMR、飽和磁化をMs
MRとし、前記軟磁性バイアス補助層の厚さをdSAL 、飽
和磁化をMsSAL としたとき、少なくともトラック部を
含む中央領域では、 dMR・MsMR > dSAL ・MsSAL の関係が成り立ち、かつ前記中央領域によって分離され
た端部領域では、 dMR・MsMR = dSAL ・MsSAL の関係が成り立つことを特徴とする磁気抵抗効果ヘッ
ド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5274221A JP2692547B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5274221A JP2692547B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07129926A JPH07129926A (ja) | 1995-05-19 |
JP2692547B2 true JP2692547B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17538717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5274221A Expired - Fee Related JP2692547B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2692547B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2980043B2 (ja) * | 1996-12-24 | 1999-11-22 | 日本電気株式会社 | 磁気ヘッド及び磁気記録再生方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0594605A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-16 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
-
1993
- 1993-11-02 JP JP5274221A patent/JP2692547B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0594605A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-16 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07129926A (ja) | 1995-05-19 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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