JPH05291037A - 積層磁性膜およびそれを用いた磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置 - Google Patents
積層磁性膜およびそれを用いた磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置Info
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- JPH05291037A JPH05291037A JP9101792A JP9101792A JPH05291037A JP H05291037 A JPH05291037 A JP H05291037A JP 9101792 A JP9101792 A JP 9101792A JP 9101792 A JP9101792 A JP 9101792A JP H05291037 A JPH05291037 A JP H05291037A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁界感度の高い積層磁性膜ならびに磁気ヘツ
ド(磁気記録・再生装置)を提供することにある。 【構成】 少なくとも、第1の磁性膜5と第2の磁性膜
5との間に第1の中間膜6が介在され、前記第2の磁性
膜5と第3の磁性膜との間に第2の中間膜6が介在され
て各磁性膜が積層してなる積層磁性膜において、前記各
磁性膜5が磁気的にソフトな膜で構成されているととも
に、前記第1の中間膜6の膜厚t1 と第2の中間膜6の
膜厚t2 とが等しくない(t1 ≠t2 但し、中間膜6の
膜厚tは0を含む)ことを特徴とするものである。
ド(磁気記録・再生装置)を提供することにある。 【構成】 少なくとも、第1の磁性膜5と第2の磁性膜
5との間に第1の中間膜6が介在され、前記第2の磁性
膜5と第3の磁性膜との間に第2の中間膜6が介在され
て各磁性膜が積層してなる積層磁性膜において、前記各
磁性膜5が磁気的にソフトな膜で構成されているととも
に、前記第1の中間膜6の膜厚t1 と第2の中間膜6の
膜厚t2 とが等しくない(t1 ≠t2 但し、中間膜6の
膜厚tは0を含む)ことを特徴とするものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁気ヘツドある
いは磁気センサなどに使用する積層磁性膜に係り、特に
磁気的にハードな膜と磁気的にソフトな膜とを一層づつ
交互にあるいは複数層づつ交互に積層したもの、または
多層の磁気的にソフトな膜と少なくとも一層の磁気的に
ハードな膜とを積層したもの、あるいは磁気的にソフト
な膜を積層した人工格子膜からなる積層磁性膜に関する
ものである。
いは磁気センサなどに使用する積層磁性膜に係り、特に
磁気的にハードな膜と磁気的にソフトな膜とを一層づつ
交互にあるいは複数層づつ交互に積層したもの、または
多層の磁気的にソフトな膜と少なくとも一層の磁気的に
ハードな膜とを積層したもの、あるいは磁気的にソフト
な膜を積層した人工格子膜からなる積層磁性膜に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】例えばNi−Fe合金(パーマロイ)な
どのように磁気的にソフトな磁性材料は、弱い磁場の変
化を電気的に検出することができるから、例えば磁気ヘ
ツドや磁気センサなどに使用でき、その研究、開発各方
面で進められている。
どのように磁気的にソフトな磁性材料は、弱い磁場の変
化を電気的に検出することができるから、例えば磁気ヘ
ツドや磁気センサなどに使用でき、その研究、開発各方
面で進められている。
【0003】MR素子として高性能化するためにはさら
に高い磁界感度を有する材料の研究、開発が望まれ、最
近、Fe/CrやCo/Cuなどの人工格子膜におい
て、所謂、巨大磁気抵抗効果が発見されている。
に高い磁界感度を有する材料の研究、開発が望まれ、最
近、Fe/CrやCo/Cuなどの人工格子膜におい
て、所謂、巨大磁気抵抗効果が発見されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の人工格
子膜では、まだ十分に高い磁界感度(変調度)を有する
材料は得られていない。その主要な原因は、外部磁界が
零のときの磁化の安定状態として、隣接する磁性層の磁
化が互いに反対の方向に向く、所謂、反強磁性的配置を
実現させるために、相互間に反強磁性的結合が生じる膜
厚条件を選んでいることにある。
子膜では、まだ十分に高い磁界感度(変調度)を有する
材料は得られていない。その主要な原因は、外部磁界が
零のときの磁化の安定状態として、隣接する磁性層の磁
化が互いに反対の方向に向く、所謂、反強磁性的配置を
実現させるために、相互間に反強磁性的結合が生じる膜
厚条件を選んでいることにある。
【0005】本発明の目的は、このような問題点を解消
し、さらに磁界感度の高い積層磁性膜あるいはそれを用
いる磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置を提供する
ことにある。
し、さらに磁界感度の高い積層磁性膜あるいはそれを用
いる磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、少なくとも、第1の磁性膜と第2の磁性
膜との間に第1の中間膜が介在され、前記第2の磁性膜
と第3の磁性膜との間に第2の中間膜が介在されて各磁
性膜が積層してなる積層磁性膜において、前記各磁性膜
が磁気的にソフトな膜で構成されているとともに、前記
第1の中間膜の膜厚t1 と第2の中間膜の膜厚t2 とが
等しくない(t1 ≠t2 但し、中間膜の膜厚tは0を含
む)ことを特徴とするものである。
に、本発明は、少なくとも、第1の磁性膜と第2の磁性
膜との間に第1の中間膜が介在され、前記第2の磁性膜
と第3の磁性膜との間に第2の中間膜が介在されて各磁
性膜が積層してなる積層磁性膜において、前記各磁性膜
が磁気的にソフトな膜で構成されているとともに、前記
第1の中間膜の膜厚t1 と第2の中間膜の膜厚t2 とが
等しくない(t1 ≠t2 但し、中間膜の膜厚tは0を含
む)ことを特徴とするものである。
【0007】上記目的を達成するために、さらに本発明
は、少なくとも、第1の磁性膜と第2の磁性膜との間に
第1の中間膜が介在され、前記第2の磁性膜と第3の磁
性膜との間に第2の中間膜が介在されて各磁性膜が積層
してなる積層磁性膜において、前記第1の中間膜と第2
の中間膜とが互いに異なる材料で構成されていることを
特徴とするものである。
は、少なくとも、第1の磁性膜と第2の磁性膜との間に
第1の中間膜が介在され、前記第2の磁性膜と第3の磁
性膜との間に第2の中間膜が介在されて各磁性膜が積層
してなる積層磁性膜において、前記第1の中間膜と第2
の中間膜とが互いに異なる材料で構成されていることを
特徴とするものである。
【0008】上記目的を達成するために、さらに本発明
は、磁気的にハードな膜を含む3層以上の磁性膜が中間
膜を介して、又は介さずして積層してなる積層磁性膜に
おいて、相隣る磁性膜間の磁化の実質的な安定方向が±
0°〜±90°の範囲で交差し、それら積層体の最上
層、最下層の少なくともどちらかの膜が磁気的にハード
な膜で構成され、かつ積層された磁性膜が巨大磁気抵抗
効果を有することを特徴とするものである。
は、磁気的にハードな膜を含む3層以上の磁性膜が中間
膜を介して、又は介さずして積層してなる積層磁性膜に
おいて、相隣る磁性膜間の磁化の実質的な安定方向が±
0°〜±90°の範囲で交差し、それら積層体の最上
層、最下層の少なくともどちらかの膜が磁気的にハード
な膜で構成され、かつ積層された磁性膜が巨大磁気抵抗
効果を有することを特徴とするものである。
【0009】上記目的を達成するために、さらに本発明
は、少なくとも、第1の磁性膜と第2の磁性膜との間に
第1の中間膜が介在され、前記第2の磁性膜と第3の磁
性膜との間に第2の中間膜が介在されて各磁性膜が積層
してなる積層磁性膜において、前記第1の中間膜の膜厚
t1 と第2の中間膜の膜厚t2 とが等しくなく(t1≠
t2 但し、中間膜の膜厚tは0を含む)、かつ前記各磁
性膜が磁気的にソフトな膜で構成され、その積層された
磁性膜が巨大磁気抵抗効果を有することを特徴とするも
のである。
は、少なくとも、第1の磁性膜と第2の磁性膜との間に
第1の中間膜が介在され、前記第2の磁性膜と第3の磁
性膜との間に第2の中間膜が介在されて各磁性膜が積層
してなる積層磁性膜において、前記第1の中間膜の膜厚
t1 と第2の中間膜の膜厚t2 とが等しくなく(t1≠
t2 但し、中間膜の膜厚tは0を含む)、かつ前記各磁
性膜が磁気的にソフトな膜で構成され、その積層された
磁性膜が巨大磁気抵抗効果を有することを特徴とするも
のである。
【0010】上記目的を達成するために、さらに本発明
は、磁性膜が中間膜を介して、又は介さずして積層して
なる積層磁性膜において、その積層された磁性膜の印加
交番磁界に対する巨大磁気抵抗効果が実質的にヒステリ
シスを示さないことを特徴とするものである。
は、磁性膜が中間膜を介して、又は介さずして積層して
なる積層磁性膜において、その積層された磁性膜の印加
交番磁界に対する巨大磁気抵抗効果が実質的にヒステリ
シスを示さないことを特徴とするものである。
【0011】上記目的を達成するために、さらに本発明
は、磁気的にハードな膜とソフトな膜が中間膜を介して
又は介さずに積層してなる積層磁性膜において、前記磁
気的にハードな膜のネツトの磁気モーメントをソフトな
膜のネツトの磁気モーメントよりも小さくし、かつ、ハ
ードな膜とソフトな膜の磁化の実質的な安定方向が±0
°〜±90°の範囲で交差していることを特徴とするも
のである。
は、磁気的にハードな膜とソフトな膜が中間膜を介して
又は介さずに積層してなる積層磁性膜において、前記磁
気的にハードな膜のネツトの磁気モーメントをソフトな
膜のネツトの磁気モーメントよりも小さくし、かつ、ハ
ードな膜とソフトな膜の磁化の実質的な安定方向が±0
°〜±90°の範囲で交差していることを特徴とするも
のである。
【0012】
【作用】本発明は前述のように基本的には、少なくと
も、第1の磁性膜と第2の磁性膜との間に第1の中間膜
が介在され、前記第2の磁性膜と第3の磁性膜との間に
第2の中間膜が介在されて各磁性膜が積層してなる積層
磁性膜において、前述のような各種手段によって磁性膜
間の磁気的相互作用を交互に強磁性的、反強磁性的にす
ることにより、例えば外部の磁界によつて積層磁性膜の
磁気抵抗が変化し易くなり、高磁界感度の積層磁性膜な
らびに磁気ヘツド(磁気記録・再生装置)を提供するこ
とができる。
も、第1の磁性膜と第2の磁性膜との間に第1の中間膜
が介在され、前記第2の磁性膜と第3の磁性膜との間に
第2の中間膜が介在されて各磁性膜が積層してなる積層
磁性膜において、前述のような各種手段によって磁性膜
間の磁気的相互作用を交互に強磁性的、反強磁性的にす
ることにより、例えば外部の磁界によつて積層磁性膜の
磁気抵抗が変化し易くなり、高磁界感度の積層磁性膜な
らびに磁気ヘツド(磁気記録・再生装置)を提供するこ
とができる。
【0013】
【実施例】次に本発明の実施例を図とともに説明する。
図1は実施例に係る磁気ヘツドの斜視図、図2はその磁
気ヘツドに使用する積層磁気抵抗効果素子の拡大断面図
である。
図1は実施例に係る磁気ヘツドの斜視図、図2はその磁
気ヘツドに使用する積層磁気抵抗効果素子の拡大断面図
である。
【0014】本発明の実施例に係る磁気ヘツドは図1に
示すように、短冊状をした積層磁性膜1と、それの両端
に接合された電極2、2とから主に構成されている。な
お、各電極2、2は必要に応じて電流端子と電圧端子に
分離することもできる(図示せず)。
示すように、短冊状をした積層磁性膜1と、それの両端
に接合された電極2、2とから主に構成されている。な
お、各電極2、2は必要に応じて電流端子と電圧端子に
分離することもできる(図示せず)。
【0015】前記積層磁性膜1は図2に示すように、ガ
ラスやセラミツクからなる基板3と、その上に形成され
た例えばNi−Fe/Cu/Co/Cu系からなる多層
膜4とから構成されている。
ラスやセラミツクからなる基板3と、その上に形成され
た例えばNi−Fe/Cu/Co/Cu系からなる多層
膜4とから構成されている。
【0016】この多層膜4を具体的に説明すると、膜厚
が約30ÅのNi−Fe合金(パーマロイ)からなる磁
気的にソフトな膜5と、膜厚が約30〜80ÅのCuか
らなる中間膜6と、膜厚が約30ÅのCoからなる磁気
的にハードな膜7と、膜厚が30〜80ÅのCuからな
る非磁性膜8とから構成される最小単位の積層体9が数
層〜数十層繰り返して形成されている。
が約30ÅのNi−Fe合金(パーマロイ)からなる磁
気的にソフトな膜5と、膜厚が約30〜80ÅのCuか
らなる中間膜6と、膜厚が約30ÅのCoからなる磁気
的にハードな膜7と、膜厚が30〜80ÅのCuからな
る非磁性膜8とから構成される最小単位の積層体9が数
層〜数十層繰り返して形成されている。
【0017】これら多層膜4は例えば超高真空の電子ビ
ーム蒸着によつて順次所定の膜厚に堆積して形成される
が、例えばスパツタリングなどの他の薄膜形成技術をも
つて形成してもよい。
ーム蒸着によつて順次所定の膜厚に堆積して形成される
が、例えばスパツタリングなどの他の薄膜形成技術をも
つて形成してもよい。
【0018】ところで前記ソフト膜5ならびにハード膜
7を製膜するときに、それぞれの所定の基準方向Reに
対してある角度をもつた方向に磁界を印加した状態で製
膜される。このときの磁界の印加方向の例を図3ととも
に説明する。
7を製膜するときに、それぞれの所定の基準方向Reに
対してある角度をもつた方向に磁界を印加した状態で製
膜される。このときの磁界の印加方向の例を図3ととも
に説明する。
【0019】すなわち同図の(a)に示すように、最
初、第1番目のソフト膜5(Ni−Fe合金膜)を形成
するとき、それの所定の基準方向Reに対してある角度
(+θ)をもつた方向に磁界を印加しながら製膜する。
初、第1番目のソフト膜5(Ni−Fe合金膜)を形成
するとき、それの所定の基準方向Reに対してある角度
(+θ)をもつた方向に磁界を印加しながら製膜する。
【0020】次に第1番目のハード膜7(Co膜)を形
成するとき同図の(b)に示すように、それの所定の基
準方向Reに対して直交する方向に磁界を印加しながら
製膜する。
成するとき同図の(b)に示すように、それの所定の基
準方向Reに対して直交する方向に磁界を印加しながら
製膜する。
【0021】次に第2番目のソフト膜5(Ni−Fe合
金膜)を形成するときには同図の(c)に示すように、
それの所定の基準方向Reに対してある角度(−θ)を
もつた方向に磁界を印加しながら製膜する。
金膜)を形成するときには同図の(c)に示すように、
それの所定の基準方向Reに対してある角度(−θ)を
もつた方向に磁界を印加しながら製膜する。
【0022】次に第2番目のハード膜7(Co膜)を形
成するとき、同図の(d)に示すようにそれの所定の基
準方向Reに対して直交する方向に磁界を印加しながら
製膜する。
成するとき、同図の(d)に示すようにそれの所定の基
準方向Reに対して直交する方向に磁界を印加しながら
製膜する。
【0023】次に第3番目のソフト膜5は同図の(a)
と同様に+θの角度をもつた方向に、第4番目のソフト
膜5は同図の(c)と同様に−θの角度をもつた方向
に、というようにソフト膜5は+θ、−θ交互に角度を
変えて磁界を印加しながら製膜を行い、一方、ハード膜
7の方は、常に所定の基準方向Reに対して直交する方
向に磁界を印加しながら製膜する。ソフト膜5ならびに
ハード膜7の製膜における磁界は、例えば数百Oe以上
で行なわれる。
と同様に+θの角度をもつた方向に、第4番目のソフト
膜5は同図の(c)と同様に−θの角度をもつた方向
に、というようにソフト膜5は+θ、−θ交互に角度を
変えて磁界を印加しながら製膜を行い、一方、ハード膜
7の方は、常に所定の基準方向Reに対して直交する方
向に磁界を印加しながら製膜する。ソフト膜5ならびに
ハード膜7の製膜における磁界は、例えば数百Oe以上
で行なわれる。
【0024】このようにして所定の層数を有する多層膜
4を形成したのち、図1に示すように所定の基準方向R
eに対して面内に垂直な方向(矢印X方向)に一度強磁
界を印加し、その後に強磁界を除去する。このような配
向処理は昇温された雰囲気中で行うことにより、より効
果的になし得る。
4を形成したのち、図1に示すように所定の基準方向R
eに対して面内に垂直な方向(矢印X方向)に一度強磁
界を印加し、その後に強磁界を除去する。このような配
向処理は昇温された雰囲気中で行うことにより、より効
果的になし得る。
【0025】このようにすることにより、積層磁性膜と
したときにソフト膜5の磁化の方向(外部磁界が零のと
きの磁化の安定な方向)とハード膜7の磁化の方向との
間にある角度αをもたせて交差させることができる。こ
の角度αは、±0°から±90°の範囲内で適当に選択
することができ、特に角度αの絶対値が30°〜90
°、好ましくは45°〜90°、さらに好ましくは60
°〜90°になるとさらに高い磁界感度が得られる。
したときにソフト膜5の磁化の方向(外部磁界が零のと
きの磁化の安定な方向)とハード膜7の磁化の方向との
間にある角度αをもたせて交差させることができる。こ
の角度αは、±0°から±90°の範囲内で適当に選択
することができ、特に角度αの絶対値が30°〜90
°、好ましくは45°〜90°、さらに好ましくは60
°〜90°になるとさらに高い磁界感度が得られる。
【0026】前記実施例では、ソフト膜5の製膜時にそ
れの所定の基準方向Reに対して+θ、−θというよう
に交互に角度を変えて磁界を印加したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば第1番目のソフト膜
5から第m番目のソフト膜5までは、所定の基準方向R
eに対して+θの角度をもつた方向に磁界を印加しなが
ら製膜し、第m+1番目のソフト膜5から第n番目のソ
フト膜5までは、所定の基準方向Reに対して−θの角
度をもつた方向に磁界を印加しながら製膜するなどし
て、複数のグループ毎(この場合、2つのグループ毎)
で磁界の印加方向を異にすることもできる。
れの所定の基準方向Reに対して+θ、−θというよう
に交互に角度を変えて磁界を印加したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えば第1番目のソフト膜
5から第m番目のソフト膜5までは、所定の基準方向R
eに対して+θの角度をもつた方向に磁界を印加しなが
ら製膜し、第m+1番目のソフト膜5から第n番目のソ
フト膜5までは、所定の基準方向Reに対して−θの角
度をもつた方向に磁界を印加しながら製膜するなどし
て、複数のグループ毎(この場合、2つのグループ毎)
で磁界の印加方向を異にすることもできる。
【0027】このようにソフト膜5の磁化が、ハード膜
7と磁気的に強く結合しない中間膜(この実施例ではC
u膜)の厚さを選択することにより、ソフト膜5の磁化
の方向とハード膜7の磁化の方向の間にある角度αをも
たせることができるから、図4に示すように基準方向R
eにほぼ垂直方向に印加されるほぼ外部磁界Xに対して
ソフト膜5の磁化が回転し易くなるとともに、後述する
式(A)によつて明らかなように、ソフト膜5の磁化の
一定の回転角度に対する磁気抵抗の変化率が高くなるか
ら、高磁界感度を有する積層磁性膜が得られる。なお、
図4において矢印Eは、磁気ヘッドに流す電流の方向で
ある。
7と磁気的に強く結合しない中間膜(この実施例ではC
u膜)の厚さを選択することにより、ソフト膜5の磁化
の方向とハード膜7の磁化の方向の間にある角度αをも
たせることができるから、図4に示すように基準方向R
eにほぼ垂直方向に印加されるほぼ外部磁界Xに対して
ソフト膜5の磁化が回転し易くなるとともに、後述する
式(A)によつて明らかなように、ソフト膜5の磁化の
一定の回転角度に対する磁気抵抗の変化率が高くなるか
ら、高磁界感度を有する積層磁性膜が得られる。なお、
図4において矢印Eは、磁気ヘッドに流す電流の方向で
ある。
【0028】前記ハード膜を補償温度が積層磁性膜を使
用する温度付近にあるフエリ磁性の強磁性遷移金属−希
土類金属合金(例えばTb−Fe(Co),Dy−Fe
(Co),Nd−Fe(Co)など)で構成して、初期
化をフエリ性磁性材料の補償温度から外れた比較的保磁
力の小さい温度で行なうとよい。そうすれば、例えば積
層磁性膜を磁気ヘツドなどとして使用する際、その使用
温度が前述のように補償温度付近であるため、その温度
でのトータル磁化が小さいため、ハード膜の磁化による
磁気記録媒体への悪影響を排除することがてきるという
特長を有している。
用する温度付近にあるフエリ磁性の強磁性遷移金属−希
土類金属合金(例えばTb−Fe(Co),Dy−Fe
(Co),Nd−Fe(Co)など)で構成して、初期
化をフエリ性磁性材料の補償温度から外れた比較的保磁
力の小さい温度で行なうとよい。そうすれば、例えば積
層磁性膜を磁気ヘツドなどとして使用する際、その使用
温度が前述のように補償温度付近であるため、その温度
でのトータル磁化が小さいため、ハード膜の磁化による
磁気記録媒体への悪影響を排除することがてきるという
特長を有している。
【0029】前述のようにソフト膜とハード膜とを交互
に積層してなる巨大磁気抵抗効果人工格子膜(なお本発
明において「巨大磁気抵抗効果」という語句は、外部磁
界の印加による磁気抵抗の増減の符号が電流の方向に依
存しない磁気抵抗効果をいう。)においては、ソフト膜
とハード膜の間に反強磁性的または強磁性的結合が生じ
る性質が強いため、ソフト膜内の磁化の方向(外部磁界
が零のときの磁化の安定方向)を任意の方向にコントロ
ールすることが困難なことがある。
に積層してなる巨大磁気抵抗効果人工格子膜(なお本発
明において「巨大磁気抵抗効果」という語句は、外部磁
界の印加による磁気抵抗の増減の符号が電流の方向に依
存しない磁気抵抗効果をいう。)においては、ソフト膜
とハード膜の間に反強磁性的または強磁性的結合が生じ
る性質が強いため、ソフト膜内の磁化の方向(外部磁界
が零のときの磁化の安定方向)を任意の方向にコントロ
ールすることが困難なことがある。
【0030】ところで、積層磁性膜としたときのソフト
膜の磁化の方向とハード膜の磁化の方向との交差角をα
としたとき、αがΔαだけ変化するときの抵抗Rの変化
ΔRは、下式で与えられる。
膜の磁化の方向とハード膜の磁化の方向との交差角をα
としたとき、αがΔαだけ変化するときの抵抗Rの変化
ΔRは、下式で与えられる。
【0031】 ΔR/平均値R=K・sinα・Δα ……(A) K:素子の材料、構造で定まる定数 磁気抵抗効果素子が十分な磁界感度を得るためには、交
差角の絶対値|α|を前述のように0°から90°の範
囲での任意の値にする必要がある。
差角の絶対値|α|を前述のように0°から90°の範
囲での任意の値にする必要がある。
【0032】ここで、前記ソフト膜とハード膜との磁気
的相互作用を交互に強磁性的および反強磁性的にするこ
とにより、上下のハード膜の中間に配置されるソフト膜
には両側から反対方向の磁気的相互作用が働き、互いに
打ち消すことになる。したがつて前述のようにソフト膜
に磁界を印加して磁気異方性を付与する際、それの磁化
の方向を任意の方向に設定することが容易になる。
的相互作用を交互に強磁性的および反強磁性的にするこ
とにより、上下のハード膜の中間に配置されるソフト膜
には両側から反対方向の磁気的相互作用が働き、互いに
打ち消すことになる。したがつて前述のようにソフト膜
に磁界を印加して磁気異方性を付与する際、それの磁化
の方向を任意の方向に設定することが容易になる。
【0033】これの実施例を図5とともに説明する。同
図に示すように、ガラスなどの基板3上に、Cr膜10
とCo膜11とを形成した後、(Cu/Ni−Fe/C
u/Co)の最小単位の積層体12が所定層数繰り返し
て数Å〜数十Åの膜厚で形成される。
図に示すように、ガラスなどの基板3上に、Cr膜10
とCo膜11とを形成した後、(Cu/Ni−Fe/C
u/Co)の最小単位の積層体12が所定層数繰り返し
て数Å〜数十Åの膜厚で形成される。
【0034】具体的に説明すると、まず、基板3上に膜
厚が例えば約30ÅのCr膜10と約30ÅのCo膜と
を形成する。しかる後、膜厚がt1 のCuからなる中間
膜8と、膜厚が約30ÅのNi−Fe合金(パーマロ
イ)からなる磁気的にソフトな膜5と、膜厚がt2 のC
uからなる中間膜6と、膜厚が約30ÅのCoからなる
磁気的にハードな膜7とから構成される最小単位の積層
体12が、所定数繰り返して形成されている。
厚が例えば約30ÅのCr膜10と約30ÅのCo膜と
を形成する。しかる後、膜厚がt1 のCuからなる中間
膜8と、膜厚が約30ÅのNi−Fe合金(パーマロ
イ)からなる磁気的にソフトな膜5と、膜厚がt2 のC
uからなる中間膜6と、膜厚が約30ÅのCoからなる
磁気的にハードな膜7とから構成される最小単位の積層
体12が、所定数繰り返して形成されている。
【0035】前述の中間膜8の膜厚がt1 ならびに中間
膜6の膜厚がt2 は、これらを介してソフト膜5とハー
ド膜7の磁気的相互作用が強磁性的ならびに反強磁性的
になるような値に設定される。この中間膜6、8の膜厚
t1 、t2 の具体例を示せば次の表の通りであり、この
表に示すように膜厚t1 とt2 等しくない(t1 ≠
t2 )ように形成される。
膜6の膜厚がt2 は、これらを介してソフト膜5とハー
ド膜7の磁気的相互作用が強磁性的ならびに反強磁性的
になるような値に設定される。この中間膜6、8の膜厚
t1 、t2 の具体例を示せば次の表の通りであり、この
表に示すように膜厚t1 とt2 等しくない(t1 ≠
t2 )ように形成される。
【0036】表 中間膜8の膜厚t1 中間膜6の膜厚t2 0〜 5Å 6〜12Å 12〜17Å 18〜25Å 25〜30Å 31Å以上 この例では中間膜8の方を比較的薄膜にしてソフト膜5
とハード膜7との磁気的相互作用を強磁性的にし、中間
膜6の方を比較的厚膜にしてソフト膜5とハード膜7と
の磁気的相互作用を反強磁性的にしているが、反対に中
間膜8の方を比較的厚膜にしてソフト膜5とハード膜7
との磁気的相互作用を反強磁性的にし、中間膜6の方を
比較的薄膜にしてソフト膜5とハード膜7との磁気的相
互作用を強磁性的にしてもよい。
とハード膜7との磁気的相互作用を強磁性的にし、中間
膜6の方を比較的厚膜にしてソフト膜5とハード膜7と
の磁気的相互作用を反強磁性的にしているが、反対に中
間膜8の方を比較的厚膜にしてソフト膜5とハード膜7
との磁気的相互作用を反強磁性的にし、中間膜6の方を
比較的薄膜にしてソフト膜5とハード膜7との磁気的相
互作用を強磁性的にしてもよい。
【0037】ソフト膜5の磁化の方向ならびにハード膜
7の磁化の方向は、各膜の堆積中に印加した磁界の方向
によつて制御可能である。
7の磁化の方向は、各膜の堆積中に印加した磁界の方向
によつて制御可能である。
【0038】次に、面内の任意の方向に十分強い磁界
(ハード膜7の磁化の方向を印加する磁界の方向に向け
られる程度、望ましくは数千Oe以上)の磁界を印加し
て、ハード膜7の磁化の方向を希望する方向に向ける。
(ハード膜7の磁化の方向を印加する磁界の方向に向け
られる程度、望ましくは数千Oe以上)の磁界を印加し
て、ハード膜7の磁化の方向を希望する方向に向ける。
【0039】このときソフト膜5の磁化容易軸方向も印
加した磁界の方向に向けられるが、その磁界を除去する
とハード膜7の磁化の方向は印加した磁界の方向に留ま
るが、ソフト膜5の磁化容易軸方向は上下のハード膜7
との相互作用が互いにほぼ打ち消されるから、ソフト膜
5自体の磁化容易軸方向に向いて安定する。
加した磁界の方向に向けられるが、その磁界を除去する
とハード膜7の磁化の方向は印加した磁界の方向に留ま
るが、ソフト膜5の磁化容易軸方向は上下のハード膜7
との相互作用が互いにほぼ打ち消されるから、ソフト膜
5自体の磁化容易軸方向に向いて安定する。
【0040】こうしてソフト膜5の磁化容易軸方向は、
それに誘起されている一軸磁気異方性に支配されること
になるから、特に磁化容易軸方向と垂直方向の外部磁界
に対して極めて鋭敏に反応して、その磁化の向きが変化
する。
それに誘起されている一軸磁気異方性に支配されること
になるから、特に磁化容易軸方向と垂直方向の外部磁界
に対して極めて鋭敏に反応して、その磁化の向きが変化
する。
【0041】図6は、ソフト膜(Ni−Fe合金膜)な
らびにハード膜(Co膜)の製膜直後、強磁界印加中な
らびに強磁界を除去したのちのそれぞれの磁化容易軸方
向ならびに磁化の方向をまとめて示した図である。この
図に示すように最終的にはソフト膜(Ni−Fe合金
膜)の磁化容易軸方向がハード膜(Co膜)の磁化の方
向と交差したものが得られる。
らびにハード膜(Co膜)の製膜直後、強磁界印加中な
らびに強磁界を除去したのちのそれぞれの磁化容易軸方
向ならびに磁化の方向をまとめて示した図である。この
図に示すように最終的にはソフト膜(Ni−Fe合金
膜)の磁化容易軸方向がハード膜(Co膜)の磁化の方
向と交差したものが得られる。
【0042】前述の例では中間膜6,8に同じ材料のも
のを使用し、中間膜6,8の膜厚t1 、t2 をコントロ
ールすることにより、ソフト膜5とハード膜7との磁気
的相互作用を順次、強磁性的ならびに反強磁性的にした
が、中間膜6,8に使用する材料を異にしてソフト膜5
とハード膜7との磁気的相互作用を強磁性的ならびに反
強磁性的にすることもできる。またこのように中間膜の
材料を違えるとともに、各々の膜厚を異にすることもで
きる。
のを使用し、中間膜6,8の膜厚t1 、t2 をコントロ
ールすることにより、ソフト膜5とハード膜7との磁気
的相互作用を順次、強磁性的ならびに反強磁性的にした
が、中間膜6,8に使用する材料を異にしてソフト膜5
とハード膜7との磁気的相互作用を強磁性的ならびに反
強磁性的にすることもできる。またこのように中間膜の
材料を違えるとともに、各々の膜厚を異にすることもで
きる。
【0043】中間膜の材料としては、例えば下記のよう
なものが使用可能である。
なものが使用可能である。
【0044】.Cu,Al,Au,Ag,Pt,C
r,Sn等の金属またはそれらの合金、 .遷移元素を含むCu,Al,Au,Ag,Pt,C
r,Sn等の金属またはそれらの合金、 .B,C,B4 C,その他のホウ化物、炭化物または
それらの混合物、 .Al2 O3 ,Ta2 O5 ,SiO,SiO2 Zn
O,SnO,Cr2 O3 ,CrO2 等の酸化物またはそ
れらの混合物、 .Al−N,Sn−N等の窒化物またはそれらの混合
物、 .ZnS,CrS等の硫化物またはそれらの混合物、 .Bi等の半金属またはそれらの混合物、 .NbN,Y1 Ba2 Cu3 Oy等の超伝導材料また
はそれらの混合物。
r,Sn等の金属またはそれらの合金、 .遷移元素を含むCu,Al,Au,Ag,Pt,C
r,Sn等の金属またはそれらの合金、 .B,C,B4 C,その他のホウ化物、炭化物または
それらの混合物、 .Al2 O3 ,Ta2 O5 ,SiO,SiO2 Zn
O,SnO,Cr2 O3 ,CrO2 等の酸化物またはそ
れらの混合物、 .Al−N,Sn−N等の窒化物またはそれらの混合
物、 .ZnS,CrS等の硫化物またはそれらの混合物、 .Bi等の半金属またはそれらの混合物、 .NbN,Y1 Ba2 Cu3 Oy等の超伝導材料また
はそれらの混合物。
【0045】本発明に係る磁気抵抗効果素子を磁気ヘツ
ドとして使用する場合、ハード膜の磁化による磁気記録
媒体への擾乱作用を避けるため、ハード膜の磁化の方向
が媒体の記録面に対してほぼ水平方向になるようにする
と有利である。
ドとして使用する場合、ハード膜の磁化による磁気記録
媒体への擾乱作用を避けるため、ハード膜の磁化の方向
が媒体の記録面に対してほぼ水平方向になるようにする
と有利である。
【0046】ところで、ハード膜の磁化の方向が媒体の
記録面に対してほぼ水平方向になるようにして、かつ、
ソフト膜の磁化容易軸方向を媒体の記録面に対してほぼ
垂直方向に向けると、磁気記録媒体からの漏洩磁界に対
するソフト膜の磁界感度が弱くなつてしまう。これに対
して、ハード膜の磁化の方向が媒体の記録面に対してほ
ぼ水平方向になるようにして、かつ、ハード膜の磁化の
方向に対するソフト膜の磁化容易軸方向の交差角度を1
5°〜45°、好ましくは30°前後にしておけば、磁
気記録媒体からの漏洩磁界に対しても十分に反応し、し
かも磁気抵抗効果の大きい磁気ヘツドを製作することが
できる。
記録面に対してほぼ水平方向になるようにして、かつ、
ソフト膜の磁化容易軸方向を媒体の記録面に対してほぼ
垂直方向に向けると、磁気記録媒体からの漏洩磁界に対
するソフト膜の磁界感度が弱くなつてしまう。これに対
して、ハード膜の磁化の方向が媒体の記録面に対してほ
ぼ水平方向になるようにして、かつ、ハード膜の磁化の
方向に対するソフト膜の磁化容易軸方向の交差角度を1
5°〜45°、好ましくは30°前後にしておけば、磁
気記録媒体からの漏洩磁界に対しても十分に反応し、し
かも磁気抵抗効果の大きい磁気ヘツドを製作することが
できる。
【0047】磁気抵抗効果素子を磁気ヘツドとして使用
する場合、磁気記録媒体の記録面に垂直な磁束を検出す
ることになる。したがつて、ソフト膜の磁化容易軸方向
は外部磁界が零のとき記録面に対して水平になるように
設定するのが効率的である。
する場合、磁気記録媒体の記録面に垂直な磁束を検出す
ることになる。したがつて、ソフト膜の磁化容易軸方向
は外部磁界が零のとき記録面に対して水平になるように
設定するのが効率的である。
【0048】前述のようにソフト膜の磁化容易軸方向と
ハード膜の磁化の方向との間に適当な交差角度を設ける
ためには、ハード膜の磁化に記録面に対する垂直成分を
もたせなければならない。そのときハード膜の磁化の方
向をすべて同一方向に平行にしておくと、磁気ヘツド
(積層磁気抵抗効果素子)の端面から発生する磁束が磁
気記録媒体の磁化に擾乱を与え易くなる。
ハード膜の磁化の方向との間に適当な交差角度を設ける
ためには、ハード膜の磁化に記録面に対する垂直成分を
もたせなければならない。そのときハード膜の磁化の方
向をすべて同一方向に平行にしておくと、磁気ヘツド
(積層磁気抵抗効果素子)の端面から発生する磁束が磁
気記録媒体の磁化に擾乱を与え易くなる。
【0049】磁気ヘツド(積層磁気抵抗効果素子)の実
効的全層厚teff が、磁気ヘツド(積層磁気抵抗効果素
子)と磁気記録媒体の間の実効的スペーシングhf に比
較して小さければ、その影響は少ない。その基準は図7
に示す式(1)で与えられる。
効的全層厚teff が、磁気ヘツド(積層磁気抵抗効果素
子)と磁気記録媒体の間の実効的スペーシングhf に比
較して小さければ、その影響は少ない。その基準は図7
に示す式(1)で与えられる。
【0050】前記式(1)において、hf は磁気記録再
生装置などによつて異なるが、磁気ヘツドと磁気記録媒
体が接触するタイプでは一般的に10〜50nmであ
る。
生装置などによつて異なるが、磁気ヘツドと磁気記録媒
体が接触するタイプでは一般的に10〜50nmであ
る。
【0051】前記式(1)中の各項目を図8に示すよう
な値に設定すると同図の式(3)のようになり、この値
は磁気記録媒体における垂直方向の保磁力を超えてしま
う。
な値に設定すると同図の式(3)のようになり、この値
は磁気記録媒体における垂直方向の保磁力を超えてしま
う。
【0052】この問題を解決するため、本発明の実施例
ではハード膜をグループ分けして、その磁化の垂直成分
が互いに打ち消し合うようにしている。
ではハード膜をグループ分けして、その磁化の垂直成分
が互いに打ち消し合うようにしている。
【0053】この状態を模式的に示したのが図9で、図
中において13は例えばSiO,SiO2,Al2 O3 や
プラスチツクスなどからなる電気絶縁層、14は媒体対
向面である。同図に示されているように、この例ではハ
ード膜(H)7と、非磁性膜6と、ソフト膜(S)5
と、非磁性膜8と、ハード膜(H)7と、非磁性膜6
と、ソフト膜(S)5と、非磁性膜8と、ハード膜
(H)7とから最小単位の積層体15が構成されてい
る。そしてこの積層体15が所定数繰り返して配置さ
れ、各積層体15間に前記電気絶縁層13が介在され
て、各積層体15間が電気的に絶縁される。
中において13は例えばSiO,SiO2,Al2 O3 や
プラスチツクスなどからなる電気絶縁層、14は媒体対
向面である。同図に示されているように、この例ではハ
ード膜(H)7と、非磁性膜6と、ソフト膜(S)5
と、非磁性膜8と、ハード膜(H)7と、非磁性膜6
と、ソフト膜(S)5と、非磁性膜8と、ハード膜
(H)7とから最小単位の積層体15が構成されてい
る。そしてこの積層体15が所定数繰り返して配置さ
れ、各積層体15間に前記電気絶縁層13が介在され
て、各積層体15間が電気的に絶縁される。
【0054】そして図に示す如く、第1の積層体15
(A1)においてはハード膜(H)7の磁化の垂直成分
が矢印で示すように下向きに、その隣の第2の積層体1
5(B1)においてはハード膜(H)7の磁化の垂直成
分が上向きになつており、グループ毎に磁化の垂直成分
が互いに打ち消し合うようになつている。なおこのと
き、図10に示す関係式が成立するように構成するのが
よい。
(A1)においてはハード膜(H)7の磁化の垂直成分
が矢印で示すように下向きに、その隣の第2の積層体1
5(B1)においてはハード膜(H)7の磁化の垂直成
分が上向きになつており、グループ毎に磁化の垂直成分
が互いに打ち消し合うようになつている。なおこのと
き、図10に示す関係式が成立するように構成するのが
よい。
【0055】この第3の実施例では、ハード膜の磁化の
向きをソフト膜とハード膜の複数層のグループ毎に交互
に反対にして、そのグループ毎に電気的絶縁層を設けた
が、ハード膜の磁化の向きをハード膜−ソフト膜−ハー
ド膜の最小単位毎に交互に反対にして、その間に電気的
絶縁層を設けてもよい。
向きをソフト膜とハード膜の複数層のグループ毎に交互
に反対にして、そのグループ毎に電気的絶縁層を設けた
が、ハード膜の磁化の向きをハード膜−ソフト膜−ハー
ド膜の最小単位毎に交互に反対にして、その間に電気的
絶縁層を設けてもよい。
【0056】図11はこのように構成された磁気ヘツド
の電気回路図で、端子16にはハード膜の磁化の垂直成
分が下向きになつているAグループ(A1,A2……A
n)がそれぞれ接続され、端子17にはハード膜の磁化
の垂直成分が上向きになつているBグループ(B1,B
2……Bn)がそれぞれ接続されている。
の電気回路図で、端子16にはハード膜の磁化の垂直成
分が下向きになつているAグループ(A1,A2……A
n)がそれぞれ接続され、端子17にはハード膜の磁化
の垂直成分が上向きになつているBグループ(B1,B
2……Bn)がそれぞれ接続されている。
【0057】前述のようにハード膜の磁化の垂直成分が
グループ毎に反対になつているから、抵抗の変化の仕方
が反対となるため、同図のような回路構成になつてお
り、コンパレータ19からはAグループとBグループの
抵抗の差に比例した出力が得られる。なお、図中の18
は磁気ヘツドの感磁部でトラツク幅に対応している。
グループ毎に反対になつているから、抵抗の変化の仕方
が反対となるため、同図のような回路構成になつてお
り、コンパレータ19からはAグループとBグループの
抵抗の差に比例した出力が得られる。なお、図中の18
は磁気ヘツドの感磁部でトラツク幅に対応している。
【0058】次に前記ソフト膜5とハード膜7の磁化の
方向との角度αが45°となるようにして作製した積層
磁性膜の磁気特性を述べる。一般に磁気ヘッドは図1に
示す積層磁性膜1の上、下位置に磁気シールド膜(図示
せず)が形成されている。この磁気シールド膜を除去し
た積層磁性膜のみの磁束−磁界特性を図19に示し、図
1に示すX方向に外部磁界を印加した場合の例で、ソフ
ト膜にNi−Fe合金を、ハード膜にCoを用いてい
る。
方向との角度αが45°となるようにして作製した積層
磁性膜の磁気特性を述べる。一般に磁気ヘッドは図1に
示す積層磁性膜1の上、下位置に磁気シールド膜(図示
せず)が形成されている。この磁気シールド膜を除去し
た積層磁性膜のみの磁束−磁界特性を図19に示し、図
1に示すX方向に外部磁界を印加した場合の例で、ソフ
ト膜にNi−Fe合金を、ハード膜にCoを用いてい
る。
【0059】積層磁性膜の外部よりX方向に磁束は磁界
とともに大きくなり、やがて飽和する。これに対し、X
方向と180°反対方向に磁界を印加すると、磁界が小
さい範囲では上記X方向に印加した場合と同様な磁束−
磁界特性を示すが、磁界が大きくなるとCo膜の磁化の
反転が起こり、同図に示すようなヒステリシスのある磁
化曲線となる。
とともに大きくなり、やがて飽和する。これに対し、X
方向と180°反対方向に磁界を印加すると、磁界が小
さい範囲では上記X方向に印加した場合と同様な磁束−
磁界特性を示すが、磁界が大きくなるとCo膜の磁化の
反転が起こり、同図に示すようなヒステリシスのある磁
化曲線となる。
【0060】また、同図の磁束−磁界特性曲線でも分か
るように保磁力(磁束が零となる磁界の大きさ)は大き
くても10エルステッド程度で、一般的には数エルステ
ッドとなる。
るように保磁力(磁束が零となる磁界の大きさ)は大き
くても10エルステッド程度で、一般的には数エルステ
ッドとなる。
【0061】適当なハード膜としては、前記ソフト膜に
反強磁性膜(例えばFe−Mn合金,Ni−Mn合金,
Cr−Mn合金,NiO等の膜)を積層した複合膜、又
は前記ソフト膜に永久磁石膜(Co−Pt合金,Al−
Ni−Co合金,Baフェライト等の膜)を積層した複
合膜がある。
反強磁性膜(例えばFe−Mn合金,Ni−Mn合金,
Cr−Mn合金,NiO等の膜)を積層した複合膜、又
は前記ソフト膜に永久磁石膜(Co−Pt合金,Al−
Ni−Co合金,Baフェライト等の膜)を積層した複
合膜がある。
【0062】ハード膜としてNi−FeとFe−Mnの
複合膜を用いた場合の積層磁性膜の磁束−磁界特性曲線
を図20に示す。前記ハード膜にCo膜を用いた場合
(図19)と異なり、磁束−磁界特性曲線には大きなヒ
ステリシスは認められない。
複合膜を用いた場合の積層磁性膜の磁束−磁界特性曲線
を図20に示す。前記ハード膜にCo膜を用いた場合
(図19)と異なり、磁束−磁界特性曲線には大きなヒ
ステリシスは認められない。
【0063】但し、X方向と180°反対方向に印加し
た場合、磁界が大きくなると磁束が増大する傾きが小さ
くなっている。これはハード膜にFe−Mnを用いてお
り交換バイアスにより異方性磁界が大きくなったためで
ある。
た場合、磁界が大きくなると磁束が増大する傾きが小さ
くなっている。これはハード膜にFe−Mnを用いてお
り交換バイアスにより異方性磁界が大きくなったためで
ある。
【0064】この図19、図20から明らかなように、
外部磁界が大きい範囲では磁気特性が異なるが、外部磁
界が小さい範囲では同一である。磁気ヘッドではこの外
部磁界が小さい範囲で使用するので、図19,図20の
磁気特性を示す積層磁性膜で大きな問題はない。
外部磁界が大きい範囲では磁気特性が異なるが、外部磁
界が小さい範囲では同一である。磁気ヘッドではこの外
部磁界が小さい範囲で使用するので、図19,図20の
磁気特性を示す積層磁性膜で大きな問題はない。
【0065】ところで、前記積層磁性膜を構成している
層はほとんど金属膜である。磁気ヘッドを作製するには
プロセス中の熱履歴を受け、プロセス最高温度は低くと
も150°Cと予想される。
層はほとんど金属膜である。磁気ヘッドを作製するには
プロセス中の熱履歴を受け、プロセス最高温度は低くと
も150°Cと予想される。
【0066】このような熱履歴を受けても前記積層磁性
膜の磁気特性を劣化させない方法として、異種物質の界
面、すなわち磁気的にソフトな膜、磁気的にハードな膜
ならびに中間膜の3種の界面のうち少なくとも1種の界
面に、薄い拡散防止膜を設け異種金属の拡散を防止する
方法が有効である。
膜の磁気特性を劣化させない方法として、異種物質の界
面、すなわち磁気的にソフトな膜、磁気的にハードな膜
ならびに中間膜の3種の界面のうち少なくとも1種の界
面に、薄い拡散防止膜を設け異種金属の拡散を防止する
方法が有効である。
【0067】この拡散防止膜として例えば下記のような
ものが使用でき、この拡散防止膜はできれば全ての異種
金属界面に介在することが望ましい。
ものが使用でき、この拡散防止膜はできれば全ての異種
金属界面に介在することが望ましい。
【0068】.AlN,SiN等の窒化物、 .Ta2 O5 ,Al2 O3 ,SiO,SiO2 ,Zn
O,SnO,Cr2 O5等の酸化物、 .ZnS,CrS等の硫化物、 .B4 C等の炭化物、 .B,C等の半金属、 .W,Ta,Mo,Nb等の高融点金属。
O,SnO,Cr2 O5等の酸化物、 .ZnS,CrS等の硫化物、 .B4 C等の炭化物、 .B,C等の半金属、 .W,Ta,Mo,Nb等の高融点金属。
【0069】本発明における磁性膜(磁気的にハードな
膜ならびにソフトな膜)ならびに中間膜の膜厚は、当該
膜を構成する材料の電子の平均自由行程以下に規制され
ている。電子の平均自由行程は熱運動のあいつぐ電子の
2衝突間の平均距離(λg)で、この電子の平均自由行
程は当該材料のバルク状態で測定される。
膜ならびにソフトな膜)ならびに中間膜の膜厚は、当該
膜を構成する材料の電子の平均自由行程以下に規制され
ている。電子の平均自由行程は熱運動のあいつぐ電子の
2衝突間の平均距離(λg)で、この電子の平均自由行
程は当該材料のバルク状態で測定される。
【0070】本発明のように、相隣る磁性膜間の磁化の
実質的な安定方向が±0°〜±90°の範囲で交差して
いる積層磁性膜に、外部から交番磁界を印加したときの
磁気抵抗Rの変化の状態を図12ならびに図13に示
す。
実質的な安定方向が±0°〜±90°の範囲で交差して
いる積層磁性膜に、外部から交番磁界を印加したときの
磁気抵抗Rの変化の状態を図12ならびに図13に示
す。
【0071】図12の場合は、磁気的にハードな膜の磁
化方向(H)と磁気的にソフトな膜の磁化方向(S)と
のなす角度が90°で、外部磁界の方向(Y)がハード
膜の磁化方向(H)と平行な場合の特性曲線である。
化方向(H)と磁気的にソフトな膜の磁化方向(S)と
のなす角度が90°で、外部磁界の方向(Y)がハード
膜の磁化方向(H)と平行な場合の特性曲線である。
【0072】一方、図13の場合は、磁気的にハードな
膜の磁化方向(H)と磁気的にソフトな膜の磁化方向
(S)とのなす角度が60°(あるいは30°)で、外
部磁界の方向(Y)がソフト膜の磁化方向(S)と直角
な場合の特性曲線である。
膜の磁化方向(H)と磁気的にソフトな膜の磁化方向
(S)とのなす角度が60°(あるいは30°)で、外
部磁界の方向(Y)がソフト膜の磁化方向(S)と直角
な場合の特性曲線である。
【0073】これらの図に示すように、最初、十分強い
外部磁界をY1 の方向に印加しておき、その外部磁界の
強さを除々に弱めていくとに示すように磁気抵抗Rが
除々に高くなり、外部磁界が零のとき磁気抵抗RがRS
の値を示し、次に外部磁界の方向をY2 方向に変えて外
部磁界の強さを除々に強めていくとに示すように磁気
抵抗Rはさらに高くなり、外部磁界がある程度強くなる
とに示すように磁気抵抗Rは飽和値に達し、所謂、プ
ラトーが存在する。さらに外部磁界の強さを増すと、今
度はに示すように磁気抵抗Rが除々に低下する。
外部磁界をY1 の方向に印加しておき、その外部磁界の
強さを除々に弱めていくとに示すように磁気抵抗Rが
除々に高くなり、外部磁界が零のとき磁気抵抗RがRS
の値を示し、次に外部磁界の方向をY2 方向に変えて外
部磁界の強さを除々に強めていくとに示すように磁気
抵抗Rはさらに高くなり、外部磁界がある程度強くなる
とに示すように磁気抵抗Rは飽和値に達し、所謂、プ
ラトーが存在する。さらに外部磁界の強さを増すと、今
度はに示すように磁気抵抗Rが除々に低下する。
【0074】次にY2 方向の外部磁界の強さを除々に弱
めていくとに示すように磁気抵抗Rが除々に高くな
り、外部磁界が零のとき磁気抵抗RがRS の値を示し、
次に外部磁界の方向をY1 方向に変えて外部磁界の強さ
を除々に強めていくとに示すように磁気抵抗Rはさら
に高くなり、外部磁界がある程度強くなるとに示すよ
うに磁気抵抗Rは飽和値に達し、所謂、プラトーが存在
する。さらに外部磁界の強さを増すと、今度はに示す
ように磁気抵抗Rが除々に低下するという特性を有して
いる。
めていくとに示すように磁気抵抗Rが除々に高くな
り、外部磁界が零のとき磁気抵抗RがRS の値を示し、
次に外部磁界の方向をY1 方向に変えて外部磁界の強さ
を除々に強めていくとに示すように磁気抵抗Rはさら
に高くなり、外部磁界がある程度強くなるとに示すよ
うに磁気抵抗Rは飽和値に達し、所謂、プラトーが存在
する。さらに外部磁界の強さを増すと、今度はに示す
ように磁気抵抗Rが除々に低下するという特性を有して
いる。
【0075】これらの特性図において、実線で示した領
域は、印加する外部磁界に対して巨大磁気抵抗効果がほ
ぼ直線的でしかも実質的に5エルステッド以下の保磁力
を有する領域を指している。一方、点線で示した領域
は、印加する外部磁界に対して巨大磁気抵抗効果が非可
逆的である領域を指している。
域は、印加する外部磁界に対して巨大磁気抵抗効果がほ
ぼ直線的でしかも実質的に5エルステッド以下の保磁力
を有する領域を指している。一方、点線で示した領域
は、印加する外部磁界に対して巨大磁気抵抗効果が非可
逆的である領域を指している。
【0076】同図に示しているように、磁性膜の巨大磁
気抵抗効果が5エルステッド以下の保磁力を有する領域
での比抵抗の変化の最大値を(Δρ)とし、その比抵抗
の飽和値を(ρAF−ρF )とした場合、両者の比率|Δ
ρ|/|ρAF−ρF |は実用上1/10以上、好ましく
は1/4以上、さらに好ましくは1/3以上、さらに好
ましくは1/2以上、さらにはほぼ1であるのが好まし
い。|Δρ|/|ρAF−ρF |が1であるということ
は、(Δρ)≒(ρAF−ρF )ということ、換言するな
らば図13に示されているように磁性膜の巨大磁気抵抗
効果が保磁力5エルステッド以下となる領域での比抵抗
の変化の最大値(Δρ)がその比抵抗の飽和値(ρAF−
ρF )に達していることを意味している。
気抵抗効果が5エルステッド以下の保磁力を有する領域
での比抵抗の変化の最大値を(Δρ)とし、その比抵抗
の飽和値を(ρAF−ρF )とした場合、両者の比率|Δ
ρ|/|ρAF−ρF |は実用上1/10以上、好ましく
は1/4以上、さらに好ましくは1/3以上、さらに好
ましくは1/2以上、さらにはほぼ1であるのが好まし
い。|Δρ|/|ρAF−ρF |が1であるということ
は、(Δρ)≒(ρAF−ρF )ということ、換言するな
らば図13に示されているように磁性膜の巨大磁気抵抗
効果が保磁力5エルステッド以下となる領域での比抵抗
の変化の最大値(Δρ)がその比抵抗の飽和値(ρAF−
ρF )に達していることを意味している。
【0077】このように|Δρ|/|ρAF−ρF |が1
に近づくということは、磁性膜の巨大磁気抵抗効果が実
質的にヒステリシスを示さない外部磁界の範囲が広くな
るということで、積層磁性膜の感磁領域が拡張すること
を意味している。
に近づくということは、磁性膜の巨大磁気抵抗効果が実
質的にヒステリシスを示さない外部磁界の範囲が広くな
るということで、積層磁性膜の感磁領域が拡張すること
を意味している。
【0078】磁気的にハードな膜と磁気的にソフトな膜
とを一層ずつ交互に、あるとは複数層毎に交互に積層し
て積層磁性膜を構成する場合、磁気的にハードな膜のネ
ツト(全体して)の磁気モーメントを磁気的にソフトな
膜のネツト(全体して)の磁気モーメントよりも小さく
する方が好ましい。
とを一層ずつ交互に、あるとは複数層毎に交互に積層し
て積層磁性膜を構成する場合、磁気的にハードな膜のネ
ツト(全体して)の磁気モーメントを磁気的にソフトな
膜のネツト(全体して)の磁気モーメントよりも小さく
する方が好ましい。
【0079】このように磁気的にハードな膜とソフトな
膜との間おいて磁気モーメントに差をつける具体的な手
段の一例として、例えば図14に示すように、磁気的に
ハードな膜7とソフトな膜5との間に中間膜6を介し
て、あるいは介さずして積層したものにおいて、磁気的
にハードな膜7の磁化の方向が積層方向において交互に
反対になつている。このようにすれば、磁気的にハード
な膜7どうしで互いにキヤンセルし合い、積層磁性膜と
してみたとき結果的に磁気的にハードな膜のネツトの磁
気モーメントを磁気的にソフトな膜のそれよりも小さく
することができる。
膜との間おいて磁気モーメントに差をつける具体的な手
段の一例として、例えば図14に示すように、磁気的に
ハードな膜7とソフトな膜5との間に中間膜6を介し
て、あるいは介さずして積層したものにおいて、磁気的
にハードな膜7の磁化の方向が積層方向において交互に
反対になつている。このようにすれば、磁気的にハード
な膜7どうしで互いにキヤンセルし合い、積層磁性膜と
してみたとき結果的に磁気的にハードな膜のネツトの磁
気モーメントを磁気的にソフトな膜のそれよりも小さく
することができる。
【0080】具体的な手段の他の例として、磁気的にハ
ードな膜をフエリ磁性体で構成することにより、積層磁
性膜としてみたとき結果的に磁気的にハードな膜のネツ
トの磁気モーメントを磁気的にソフトな膜のそれよりも
小さくすることができる。
ードな膜をフエリ磁性体で構成することにより、積層磁
性膜としてみたとき結果的に磁気的にハードな膜のネツ
トの磁気モーメントを磁気的にソフトな膜のそれよりも
小さくすることができる。
【0081】本発明において2層以上の磁気的にハード
な膜を有する積層磁性膜において、第1のハードな膜と
第2のハードな膜との材料を違わせることもできる。こ
の例として例えば第1のハードな膜をCoで構成し、第
2のハードな膜をCo−Cr合金で構成するか、第1,
第2のハードな膜をともにCo−Cr合金で構成して、
その合金中のCrの含有率を0を超え約30重量%の範
囲で異ならしめるか、第1のハードな膜と第2のハード
な膜とを全く別の磁性材料で構成する。
な膜を有する積層磁性膜において、第1のハードな膜と
第2のハードな膜との材料を違わせることもできる。こ
の例として例えば第1のハードな膜をCoで構成し、第
2のハードな膜をCo−Cr合金で構成するか、第1,
第2のハードな膜をともにCo−Cr合金で構成して、
その合金中のCrの含有率を0を超え約30重量%の範
囲で異ならしめるか、第1のハードな膜と第2のハード
な膜とを全く別の磁性材料で構成する。
【0082】また2層以上の磁気的にハードな膜を有す
る積層磁性膜において、図15に示すように第1のハー
ドな膜H(1)の膜厚をtH1、磁化の強さをIM1とし、
第2のハードな膜H(2)の膜厚をtM2、磁化の強さを
IM2とした場合、第1のハードな膜H(1)の膜厚tM1
と磁化の強さIM1の積と、第2のハードな膜H(2)の
膜厚tH2、磁化の強さIM2の積がほぼ等しくなる(tM1
・IM1≒tM2・IM2)ように設計すればよい。
る積層磁性膜において、図15に示すように第1のハー
ドな膜H(1)の膜厚をtH1、磁化の強さをIM1とし、
第2のハードな膜H(2)の膜厚をtM2、磁化の強さを
IM2とした場合、第1のハードな膜H(1)の膜厚tM1
と磁化の強さIM1の積と、第2のハードな膜H(2)の
膜厚tH2、磁化の強さIM2の積がほぼ等しくなる(tM1
・IM1≒tM2・IM2)ように設計すればよい。
【0083】前述したこれらの実施例では中間膜を介し
て、または介さずして、例えばCoなどの磁気的にハー
ドな膜と、例えばNi−Fe合金などの磁気的にソフト
な膜とを交互に積層したが(H−S−H−S−……−S
−H)、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば図16に示すように膜厚の異なる中間膜6を介して、
または介さずして、磁気的にソフトな膜5のみを順次積
層して(S−S−……−S−S)積層磁性膜を構成する
こともできる。
て、または介さずして、例えばCoなどの磁気的にハー
ドな膜と、例えばNi−Fe合金などの磁気的にソフト
な膜とを交互に積層したが(H−S−H−S−……−S
−H)、本発明はこれに限定されるものではなく、例え
ば図16に示すように膜厚の異なる中間膜6を介して、
または介さずして、磁気的にソフトな膜5のみを順次積
層して(S−S−……−S−S)積層磁性膜を構成する
こともできる。
【0084】また図17に示すように、積層磁性膜のう
ちの一層を磁気的にハードな膜7で構成し、他を磁気的
にソフトな膜5で構成するか(H−S−……−S−
S)、あるいはソフトな膜5の何層か毎にハードな膜7
を介在すると(H−S−S−……−S−H−S−S−…
…−S−S−H)、ソフトな膜5の間の磁気的相互作用
を交互に安定した状態で強磁性的、反強磁性的にするこ
とができる。なお、このような構成の場合、前記磁気的
にハードな膜7の一層は積層磁性膜の外側付近にある方
がよい。
ちの一層を磁気的にハードな膜7で構成し、他を磁気的
にソフトな膜5で構成するか(H−S−……−S−
S)、あるいはソフトな膜5の何層か毎にハードな膜7
を介在すると(H−S−S−……−S−H−S−S−…
…−S−S−H)、ソフトな膜5の間の磁気的相互作用
を交互に安定した状態で強磁性的、反強磁性的にするこ
とができる。なお、このような構成の場合、前記磁気的
にハードな膜7の一層は積層磁性膜の外側付近にある方
がよい。
【0085】なお、前記磁気的にハードな膜7を、例え
ばニツケル酸化物などの反強磁性膜とパーマロイなどの
磁気的にソフトな膜との複合膜で構成するか、あるいは
フエリ磁性体で構成するとよい。
ばニツケル酸化物などの反強磁性膜とパーマロイなどの
磁気的にソフトな膜との複合膜で構成するか、あるいは
フエリ磁性体で構成するとよい。
【0086】前述のような(H−S−H−S−……−S
−H),(S−S−……−S−S),(H−S−……−
S−S)ならびに(H−S−S−……−S−H−S−S
−……−S−S−H)の膜の組み合わせに関わりなく、
相隣る磁性膜において第1の磁性膜M1 の比抵抗をρ1,
膜厚をtM1、第2の磁性膜M2 の比抵抗をρ2,膜厚をt
M2とした場合、(ρ1 ・tM1)/(ρ2 ・tM2)が0.
1〜10、好ましくは0.3〜3、さらに好ましくは
0.3〜1にするとよい。なおこれらの値は、使用する
磁性材料のバルク状態での値である。
−H),(S−S−……−S−S),(H−S−……−
S−S)ならびに(H−S−S−……−S−H−S−S
−……−S−S−H)の膜の組み合わせに関わりなく、
相隣る磁性膜において第1の磁性膜M1 の比抵抗をρ1,
膜厚をtM1、第2の磁性膜M2 の比抵抗をρ2,膜厚をt
M2とした場合、(ρ1 ・tM1)/(ρ2 ・tM2)が0.
1〜10、好ましくは0.3〜3、さらに好ましくは
0.3〜1にするとよい。なおこれらの値は、使用する
磁性材料のバルク状態での値である。
【0087】図21は、積層磁性膜の他の実施例を示す
図で、この実施例では磁気的にソフトな膜5とハードな
膜7の材料を選択して、中間膜を省略し、しかも各磁性
膜間の磁気的相互作用を交互に強磁性的、反強磁性的に
したものである。
図で、この実施例では磁気的にソフトな膜5とハードな
膜7の材料を選択して、中間膜を省略し、しかも各磁性
膜間の磁気的相互作用を交互に強磁性的、反強磁性的に
したものである。
【0088】図22は、積層磁性膜のさらに他の実施例
を示す図で、この実施例では第1のソフトな膜5aと、
それと隣接している第1のハードな膜7aの間には中間
膜は介在されていない。そして前記第1のハードな膜7
aと次の第2のソフトな膜5bとの間には中間膜6が介
在され、この第2のソフトな膜5bと第2のハードな膜
7bの間にはこの実施例では中間膜6が介在されている
が、必ずしも必要ではない。すなわちこの実施例は、強
磁性的あるいは反強磁性的にカップリングさせる磁性膜
間に中間膜を介在した例を示している。
を示す図で、この実施例では第1のソフトな膜5aと、
それと隣接している第1のハードな膜7aの間には中間
膜は介在されていない。そして前記第1のハードな膜7
aと次の第2のソフトな膜5bとの間には中間膜6が介
在され、この第2のソフトな膜5bと第2のハードな膜
7bの間にはこの実施例では中間膜6が介在されている
が、必ずしも必要ではない。すなわちこの実施例は、強
磁性的あるいは反強磁性的にカップリングさせる磁性膜
間に中間膜を介在した例を示している。
【0089】なお、前記実施例ではNi−Fe/Cu/
Co系の材料について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば Fe/Cr系,Ag/C
o系,Ni/Ag系,Fe/Co/Cu/Fe系,Co
/Cu系,Cu/Co系/Cu/Ni−Fe系、あるい
はこれらの金属を主成分とする合金系などのような材料
を使用することも可能である。
Co系の材料について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えば Fe/Cr系,Ag/C
o系,Ni/Ag系,Fe/Co/Cu/Fe系,Co
/Cu系,Cu/Co系/Cu/Ni−Fe系、あるい
はこれらの金属を主成分とする合金系などのような材料
を使用することも可能である。
【0090】図23は、前記磁気ヘツドを使用した磁気
記録・再生装置の一例を示す概略構成図である。
記録・再生装置の一例を示す概略構成図である。
【0091】同図に示すようにベース100上にはスピ
ンドル101が回転自在に支持され、それには軸方向に
所定の間隔をおいて複数枚の磁気デイスク102が固定
されている。この磁気デイスク102は周知のように非
磁性体からなる基板と、その基板上に形成された磁性膜
とから構成されている。
ンドル101が回転自在に支持され、それには軸方向に
所定の間隔をおいて複数枚の磁気デイスク102が固定
されている。この磁気デイスク102は周知のように非
磁性体からなる基板と、その基板上に形成された磁性膜
とから構成されている。
【0092】各磁気デイスク102は、前記スピンドル
101ならびに変速手段103を介して駆動モータ10
4で回転される。ボイスモータ制御回路105からの制
御電流がマグネツト106内に設置されているボイスコ
イル107に流れ、マグネツト106による磁界と前記
制御電流の作用でボイスコイルモータを構成し、そして
このボイスコイルモータはキヤリツジ108を所定の方
向に移動する。
101ならびに変速手段103を介して駆動モータ10
4で回転される。ボイスモータ制御回路105からの制
御電流がマグネツト106内に設置されているボイスコ
イル107に流れ、マグネツト106による磁界と前記
制御電流の作用でボイスコイルモータを構成し、そして
このボイスコイルモータはキヤリツジ108を所定の方
向に移動する。
【0093】このキヤリツジ108には、データ用の磁
気ヘツド109と位置決め用の磁気ヘツド110が一体
に取り付けられている。このデータ用の磁気ヘツド10
9はライト/リード回路111に接続され、磁気デイス
ク102との間で信号の授受を行い、磁気デイスク10
2への情報の書き込みあるいは磁気デイスク102から
の情報の読み出しが可能である。このライト/リード回
路111は、インターフエース112を介して他の上位
装置113に接続される。このデータ用の磁気ヘツド1
09の情報読取部あるいは情報書込部に図1に示すよう
な形で前記積層磁性膜が用いられる。
気ヘツド109と位置決め用の磁気ヘツド110が一体
に取り付けられている。このデータ用の磁気ヘツド10
9はライト/リード回路111に接続され、磁気デイス
ク102との間で信号の授受を行い、磁気デイスク10
2への情報の書き込みあるいは磁気デイスク102から
の情報の読み出しが可能である。このライト/リード回
路111は、インターフエース112を介して他の上位
装置113に接続される。このデータ用の磁気ヘツド1
09の情報読取部あるいは情報書込部に図1に示すよう
な形で前記積層磁性膜が用いられる。
【0094】一方、前記位置決め用の磁気ヘツド110
はボイスモータ制御回路105に接続され、磁気デイス
ク102に対する磁気ヘツドの位置を光学的あるいは磁
気的に検出して、その位置情報をボイスモータ制御回路
105に入力することにより、磁気デイスク102に対
するデータ用の磁気ヘツド109のトラツキングサーボ
がなされる。
はボイスモータ制御回路105に接続され、磁気デイス
ク102に対する磁気ヘツドの位置を光学的あるいは磁
気的に検出して、その位置情報をボイスモータ制御回路
105に入力することにより、磁気デイスク102に対
するデータ用の磁気ヘツド109のトラツキングサーボ
がなされる。
【0095】
【発明の効果】本発明は前述のように基本的には、少な
くとも、第1の磁性膜と第2の磁性膜との間に第1の中
間膜が介在され、前記第2の磁性膜と第3の磁性膜との
間に第2の中間膜が介在されて各磁性膜が積層してなる
積層磁性膜において、前述のような各種手段によって磁
性膜間の磁気的相互作用を交互に強磁性的、反強磁性的
にすることにより、例えば外部の磁界によつて積層磁性
膜の磁気抵抗が変化し易くなり、高磁界感度の積層磁性
膜ならびに磁気ヘツド(磁気記録・再生装置)を提供す
ることができる。
くとも、第1の磁性膜と第2の磁性膜との間に第1の中
間膜が介在され、前記第2の磁性膜と第3の磁性膜との
間に第2の中間膜が介在されて各磁性膜が積層してなる
積層磁性膜において、前述のような各種手段によって磁
性膜間の磁気的相互作用を交互に強磁性的、反強磁性的
にすることにより、例えば外部の磁界によつて積層磁性
膜の磁気抵抗が変化し易くなり、高磁界感度の積層磁性
膜ならびに磁気ヘツド(磁気記録・再生装置)を提供す
ることができる。
【図1】本発明の第1の実施例に係る磁気ヘツドの斜視
図である。
図である。
【図2】その磁気ヘツドに使用する積層磁性膜の拡大断
面図である。
面図である。
【図3】その積層磁性膜における各膜の磁界の印加方向
を説明するための説明図である。
を説明するための説明図である。
【図4】その積層磁性膜の使用態様を説明するための説
明図である。
明図である。
【図5】第2の実施例に係る積層磁性膜の拡大断面図で
ある。
ある。
【図6】その積層磁性膜における各膜の製膜直後、強磁
界印加中ならびに磁界除去後の磁化容易軸方向ならびに
磁化の方向を示す説明図である。
界印加中ならびに磁界除去後の磁化容易軸方向ならびに
磁化の方向を示す説明図である。
【図7】数式を表す図である。
【図8】式中の具体的数値と式を表す図である。
【図9】第3の実施例に係る積層磁性膜の拡大断面図で
ある。
ある。
【図10】数式を表す図である。
【図11】第3の実施例に係る磁気ヘツドの電気回路図
である。
である。
【図12】本発明の実施例に係る積層磁性膜のH−R特
性図である。
性図である。
【図13】本発明の実施例に係る積層磁性膜のH−R特
性図である。
性図である。
【図14】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図15】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図16】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図17】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図18】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図19】積層磁性膜の磁束−磁界特性図である。
【図20】積層磁性膜の磁束−磁界特性図である。
【図21】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図22】他の実施例に積層磁性膜の拡大断面図であ
る。
る。
【図23】本発明の実施例に係る磁気記録・再生装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
1 積層磁性膜 4 多層膜 5 ソフト膜 6、8 中間膜 7 ハード膜 9、12、15 最小単位積層体 13 電気的絶縁膜 102 磁気デイスク 104 駆動モータ 105 ボイスモータ制御回路 106 マグネツト 107 ボイスコイル 108 キヤリツジ 109 データ用磁気ヘツド 110 位置決め用磁気ヘツド 111 ライト/リード回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉田 愃 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (30)
- 【請求項1】 少なくとも、第1の磁性膜と第2の磁性
膜との間に第1の中間膜が介在され、前記第2の磁性膜
と第3の磁性膜との間に第2の中間膜が介在されて各磁
性膜が積層してなる積層磁性膜において、 前記各磁性膜が磁気的にソフトな膜で構成されていると
ともに、前記第1の中間膜の膜厚t1 と第2の中間膜の
膜厚t2 とが等しくない(t1 ≠t2 但し、中間膜の膜
厚tは0を含む)ことを特徴とする積層磁性膜。 - 【請求項2】 前記相隣る磁性膜間の磁化の実質的な安
定方向が±0°〜±90°の範囲で交差していることを
特徴とする請求項1記載の積層磁性膜。 - 【請求項3】 少なくとも、第1の磁性膜と第2の磁性
膜との間に第1の中間膜が介在され、前記第2の磁性膜
と第3の磁性膜との間に第2の中間膜が介在されて各磁
性膜が積層してなる積層磁性膜において、 前記第1の中間膜と第2の中間膜とが互いに異なる材料
で構成されていることを特徴とする積層磁性膜。 - 【請求項4】 前記相隣る磁性膜間の磁化の実質的な安
定方向が±0°〜±90°の範囲で交差していることを
特徴とする請求項3記載の積層磁性膜。 - 【請求項5】 前記第1の中間膜の膜厚t1 と第2の中
間膜の膜厚t2 とが等しくない(t1 ≠t2 但し、中間
膜の膜厚tは0を含む)ことを特徴とする請求項3記載
の積層磁性膜。 - 【請求項6】 磁気的にハードな膜を含む3層以上の磁
性膜が中間膜を介して、又は介さずして積層してなる積
層磁性膜において、 相隣る磁性膜間の磁化の実質的な安定方向が±0°〜±
90°の範囲で交差し、それら積層体の最上層、最下層
の少なくともどちらかの膜が磁気的にハードな膜で構成
され、かつ積層された磁性膜が巨大磁気抵抗効果を有す
ることを特徴とする積層磁性膜。 - 【請求項7】 前記積層磁性膜が主に磁気的にソフトな
膜の積層体から構成されていることを特徴とする請求項
6記載の積層磁性膜。 - 【請求項8】 少なくとも、第1の磁性膜と第2の磁性
膜との間に第1の中間膜が介在され、前記第2の磁性膜
と第3の磁性膜との間に第2の中間膜が介在されて各磁
性膜が積層してなる積層磁性膜において、 前記第1の中間膜の膜厚t1 と第2の中間膜の膜厚t2
とが等しくなく(t1≠t2 但し、中間膜の膜厚tは0
を含む)、かつ前記各磁性膜が磁気的にソフトな膜で構
成され、その積層された磁性膜が巨大磁気抵抗効果を有
することを特徴とする積層磁性膜。 - 【請求項9】 前記第1の中間膜と第2の中間膜とが互
いに異なる材料で構成されていることを特徴とする請求
項8記載の積層磁性膜。 - 【請求項10】 磁性膜が中間膜を介して、又は介さず
して積層してなる積層磁性膜において、 その積層された磁性膜の印加交番磁界に対する巨大磁気
抵抗効果が実質的にヒステリシスを示さないことを特徴
とする積層磁性膜。 - 【請求項11】 前記巨大磁気抵抗効果が、5エルステ
ッド以下の保磁力を有することを特徴とする請求項10
記載の積層磁性膜。 - 【請求項12】 前記積層された磁性膜の印加交番磁界
に対する比抵抗に飽和値が存在することを特徴とする請
求項10記載の積層磁性膜。 - 【請求項13】 前記磁性膜の巨大磁気抵抗効果が実質
的にヒステリシスを示さない範囲での比抵抗の変化の最
大値(Δρ)と、その比抵抗の前記飽和値(ρAF−
ρF )との比率|Δρ|/|ρAF−ρF |が1/10以
上であることを特徴とする請求項10記載の積層磁性
膜。 - 【請求項14】 前記磁性膜の巨大磁気抵抗効果が5エ
ルステッド以下の保磁力を有する範囲での比抵抗の変化
の最大値(Δρ)が、その比抵抗の前記飽和値(ρAF−
ρF )とほぼ同じである(|Δρ|≒|ρAF−ρF |)
ことを特徴とする請求項10記載の積層磁性膜。 - 【請求項15】 前記相隣る磁性膜間の磁化の実質的な
安定方向が±0°〜±90°の範囲で交差していること
を特徴とする請求項10ないし請求項14のうちのいず
れか1項記載の積層磁性膜。 - 【請求項16】 前記磁性膜間の磁気的相互作用を交互
に強磁性的、反強磁性的にしたことを特徴とする請求項
10ないし請求項15のうちのいずれか1項記載の積層
磁性膜。 - 【請求項17】 前記積層磁性膜のうち少なくとも1つ
の磁性膜が磁気的にハードな膜であることを特徴とする
請求項3ないし請求項5、請求項10ないし請求項16
のうちのいずれか1項記載の積層磁性膜。 - 【請求項18】 前記磁気的にハードな膜が、反強磁性
膜と磁気的にソフトな膜の複合膜で構成されていること
を特徴とする請求項17記載の積層磁性膜。 - 【請求項19】 前記磁気的にハードな膜が、永久磁石
膜と磁気的にソフトな膜の複合膜で構成されていること
を特徴とする請求項17記載の積層磁性膜。 - 【請求項20】 前記磁気的にハードな膜が、フエリ磁
性体で構成されていることを特徴とする請求項17記載
の積層磁性膜。 - 【請求項21】 磁気的にハードな膜とソフトな膜が中
間膜を介して又は介さずに積層してなる積層磁性膜にお
いて、 前記磁気的にハードな膜のネツトの磁気モーメントをソ
フトな膜のネツトの磁気モーメントよりも小さくし、 かつ、ハードな膜とソフトな膜の磁化の実質的な安定方
向が±0°〜±90°の範囲で交差していることを特徴
とする積層磁性膜。 - 【請求項22】 前記積層磁性膜が、磁気的にソフトな
膜とハードな膜とが交互に積層されて構成されているこ
とを特徴とする請求項21記載の積層磁性膜。 - 【請求項23】 前記積層磁性膜に少なくとも2層の磁
気的にハードな膜が存在し、そのハードな膜が異なる材
料で構成されていることを特徴とする請求項21記載の
積層磁性膜。 - 【請求項24】 前記積層磁性膜に少なくとも2層の磁
気的にハードな膜が存在し、その第1のハードな膜の膜
厚tH1と磁化の強さIH1の積の値と、第2のハードな膜
の膜厚tH2と磁化の強さIH2の積の値とがほぼ等しい
(tH1・IH1≒tH2・IH2)ことを特徴とする請求項2
1記載の積層磁性膜。 - 【請求項25】 第1の磁性膜における膜厚tM1とそれ
の比抵抗ρ1 との積(tM 1 ・ρ1 )と、その第1の磁
性膜と相隣る第2の磁性膜における膜厚tM2とそれの比
抵抗ρ2 との積(tM2・ρ2 )の比(tM 1 ・ρ1 )/
(tM2・ρ2)が、0.1〜10であることを特徴とす
る請求項1ないし請求項24のうちのいずれか1項の記
載の積層磁性膜。 - 【請求項26】 前記中間膜が下記の1ないし2種以上
の材料で構成されていることを特徴とする請求項1ない
し請求項25のうちのいずれか1項の記載の積層磁性
膜。 ・Cu,Al,Au,Ag,Pt,Cr,Sn等の金属
またはそれらの合金、 ・遷移元素を含むCu,Al,Au,Ag,Pt,C
r,Sn等の金属またはそれらの合金、 ・B,C,B4 C,その他のホウ化物、炭化物またはそ
れらの混合物、 ・Al2 O3 ,Ta2 O5 ,SiO,SiO2 ZnO,
SnO,Cr2 O3 ,CrO2 等の酸化物またはそれら
の混合物、 ・Al−N,Sn−N等の窒化物またはそれらの混合
物、 ・ZnS,CrS等の硫化物またはそれらの混合物、 ・Bi等の半金属またはそれらの混合物、 ・NbN,Y1 Ba2 Cu3 Oy等の超伝導材料または
それらの混合物。 - 【請求項27】 信号磁界と同一な方向に外部磁界を印
加すると磁束は外部磁界とともに大きくなる磁束−磁界
特性を有し、保磁力が5エルステッド以下となること、
又は前記方向と180°反対方向については外部磁界が
大きくなると前記磁束−磁界特性が前記同一方向の磁束
−磁界特性と同一でないことを特徴とする請求項1記載
の積層磁性膜。 - 【請求項28】 磁気的にソフトな膜、磁気的にハード
な膜及び中間膜との3種の界面のうち、少なくとも1種
の界面に窒化物、炭化物、硫化物、酸化物、半金属又は
高融点金属などからなる異種金属拡散防止膜を形成した
ことを特徴とする請求項1記載の積層磁性膜。 - 【請求項29】 磁気記録媒体と対向して、その磁気記
録媒体に情報を書き込んだり、その磁気記録媒体に書き
込まれている情報を読み出したりする磁気ヘツドにおい
て、 その磁気ヘツドの情報書込部あるいは情報読出部に請求
項1、請求項3、請求項6、請求項8、請求項10、請
求項21のうちのいずれか1項記載の積層磁性膜を用い
たことを特徴とする磁気ヘツド。 - 【請求項30】 磁気記録媒体を駆動する駆動手段と、 前記磁気記録媒体と対向してその磁気記録媒体に情報を
書き込んだり、その磁気記録媒体に書き込まれている情
報を読み出したりする磁気ヘツドと、 書き込むべき情報に対応した電気信号を前記磁気ヘツド
に送ったり、あるいは磁気ヘツドから送られてくる信号
を読み出す電気回路とを有する磁気記録・再生装置にお
いて、 前記磁気ヘツドの情報書込部あるいは情報読出部に請求
項1、請求項3、請求項6、請求項8、請求項10、請
求項21のうちのいずれか1項記載の積層磁性膜を用い
たことを特徴とする磁気記録・再生装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9101792A JPH05291037A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 積層磁性膜およびそれを用いた磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置 |
EP93105817A EP0565102A2 (en) | 1992-04-10 | 1993-04-08 | Magnetic laminations and magnetic heads and magnetic recording/reproducing devices using a magnetic lamination |
US08/044,486 US5639547A (en) | 1992-04-10 | 1993-04-09 | Magnetic heads and magnetic recording reproducing devices using magnetic laminations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9101792A JPH05291037A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 積層磁性膜およびそれを用いた磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05291037A true JPH05291037A (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=14014802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9101792A Withdrawn JPH05291037A (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 積層磁性膜およびそれを用いた磁気ヘツドならびに磁気記録・再生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05291037A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003502674A (ja) * | 1999-06-18 | 2003-01-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気センサ装置の製造方法 |
CN100389506C (zh) * | 2006-01-06 | 2008-05-21 | 西北工业大学 | 锰氧化物异质薄膜及其制备方法 |
US7672085B2 (en) | 2007-01-24 | 2010-03-02 | Tdk Corporation | CPP type magneto-resistive effect device having a semiconductor oxide spacer layer and magnetic disk system |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP9101792A patent/JPH05291037A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003502674A (ja) * | 1999-06-18 | 2003-01-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 磁気センサ装置の製造方法 |
CN100389506C (zh) * | 2006-01-06 | 2008-05-21 | 西北工业大学 | 锰氧化物异质薄膜及其制备方法 |
US7672085B2 (en) | 2007-01-24 | 2010-03-02 | Tdk Corporation | CPP type magneto-resistive effect device having a semiconductor oxide spacer layer and magnetic disk system |
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