JPH06310329A

JPH06310329A - 多層磁気抵抗効果膜および磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH06310329A
Application number: JP5092744A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Nakatani; 亮一中谷; Katsumi Hoshino; 勝美星野; Yoshihiro Hamakawa; 佳弘濱川; Mikio Suzuki; 幹夫鈴木; Masaaki Futamoto; 正昭二本; Masahiro Kitada; 正弘北田; Hisano Tokida; 久乃常田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、面心立方構造を有する磁性
層間の交換相互作用を弱め、多層膜の感度を高くする方
法を提供することにある。【構成】多層磁気抵抗効果膜と基板との間にＴｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆなどの稠密六方構造を有する非磁性合金からな
るバッファ層を形成した。これにより多層膜が（１１
１）配向になり、磁性層間の交換相互作用を低下させ
た。磁化の向きの制御は、反強磁性層からの交換バイア
ス磁界を用いた。また、上記多層磁気抵抗効果膜を磁気
抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置に用
いた。【効果】本発明の多層磁気抵抗効果膜は低い飽和磁界
および高い磁気抵抗変化率を示す。また、上記多層磁気
抵抗効果膜を使用した磁気ヘッドは、優れた再生特性を
示した。また、上記磁気ヘッドを磁気記録再生装置に用
いることにより、高性能磁気記録再生装置が得られた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高い磁気抵抗効果を有す
る多層磁気抵抗効果膜膜およびこれを用いた磁気抵抗効
果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、再生用磁気
ヘッドに用いる磁気抵抗効果材料として、高い磁気抵抗
効果を示す材料が求められている。現在、使用されてい
るパーマロイの磁気抵抗変化率は約３％であり、新材料
はこれを上回る磁気抵抗変化率を有することが必要であ
る。

【０００３】最近、Baibichらによる、フィジカル・レ
ビュー・レターズ(Pysical ReviewLetters)、第61巻、
第21号、2472〜2475ページに記載の「(001)Fe/(001)Cr
磁性超格子の巨大磁気抵抗効果」（Giant Magnetoresis
tance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices）
のように、多層構造を持つ磁性膜（Ｆｅ／Ｃｒ多層膜）
において、約５０％の磁気抵抗変化率（４．２Ｋにおい
て）が観測されている。しかし、上記Ｆｅ／Ｃｒ多層膜
に十分な磁気抵抗変化を生じさせるためには、８００ｋ
Ａ／ｍもの高い磁界が必要であり、低い磁界で動作する
必要がある磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドに用いること
ができないという問題がある。

【０００４】そこで、Dienyらによるフィジカル・レビ
ュー・Ｂ(Pysical Review B)、第43巻、第1号、1297〜1
300ページに記載の「軟磁性多層膜における巨大磁気抵
抗効果」(Giant Magnetoresistance in Soft Ferromagne
tic Multilayers)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
界を印加する方法が考案された。上記のような多層膜で
は、European Patent,0 490 608 A2に記載のように、多
層膜の組織、結晶粒径等を調整するために、基板上にＴ
ａ，Ｒｕ，ＣｒＶからなるバッファ層を形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような多層膜で
は、２層の磁性層を比較的薄い非磁性金属層で磁気的に
分離する必要がある。このためには、多層膜の結晶配向
性が非常に重要である。

【０００６】本発明の目的は、上述の多層膜を用いた磁
気抵抗効果素子の問題の解決方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、種々の材
料および膜厚を有する磁性層、非磁性層を積層した多層
磁性膜を用いた磁気抵抗効果素子について鋭意研究を重
ねた結果、上記多層膜と基板との間に、稠密六方構造を
有する非磁性金属からなるバッファ層を形成することに
より、２層の磁性層間の交換相互作用を最小限に抑える
ことができることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００８】すなわち、２層以上の磁性層を非磁性層で
分割し、少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交
換バイアス磁界が印加されており、少なくとも１層の磁
性層に反強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印
加されていない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜にお
いて、上記多層膜と基板との間に、稠密六方構造を有す
る非磁性金属からなるバッファ層を形成することによ
り、２層の磁性層間の交換相互作用を最小限に抑えるこ
とができ、低い磁界で高い磁気抵抗変化率を示す多層磁
気抵抗効果膜を得ることができる。上記稠密六方構造を
有する非磁性金属としてはＴｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｚｒ、あ
るいはＴｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｚｒを主成分とする合金が好
ましい。上記稠密六方構造を有する非磁性金属をバッフ
ァ層として用いると、多層膜が強い（１１１）配向を示
し、このため、磁性層間の交換相互作用を最小限に抑え
ることができる。また、４層以上の磁性層を非磁性層で
分割し、少なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交
換バイアス磁界が印加されており、少なくとも２層の磁
性層に反強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印
加されていない多層膜を形成すると、さらに高い磁気抵
抗変化率が得られる。また、上記磁性層としては、Ｎｉ
−Ｆｅ−Ｃｏ系合金が軟磁性を示し、かつＮｉ−Ｆｅ−
Ｃｏ系合金の使用により、高い磁気抵抗変化率が得られ
ることから好ましい。また、高い磁気抵抗変化率および
優れた軟磁性を得るためには、上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系
合金のＣｏ濃度は１０〜２５ａｔ％であることが好まし
い。

【０００９】また、上記多層磁気抵抗効果膜は、磁気抵
抗効果素子、磁界センサ、磁気ヘッドなどに好適であ
る。また、上記磁気ヘッドを用いることにより、高性能
磁気記録再生装置を得ることができる。

【００１０】第１の発明の特徴は、（１）２層以上の磁
性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されており、少
なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイアス
磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた多層磁
気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間に、稠
密六方構造を有する非磁性金属からなるバッファ層が形
成されている多層磁気抵抗効果膜にある。

【００１１】（２）（１）において、上記稠密六方構造
を有する非磁性金属がＴｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｚｒ、あるい
はＴｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｚｒを主成分とする合金からなる
ことをが好ましい。

【００１２】（３）（１）において、上記稠密六方構造
を有する非磁性金属がＴｉ，Ｈｆ，Ｚｒであることが好
ましい。

【００１３】第２の発明の特徴は、（４）２層以上の磁
性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されており、少
なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイアス
磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた多層磁
気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間に、Ｔ
ｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種類の金属、
あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１
種類の金属を主成分とする非磁性金属からなるバッファ
層が形成されており、上記バッファ層が非晶質状態であ
る多層磁気抵抗効果膜にある。

【００１４】（５）（１）から（４）において、上記磁
性層が面心立方構造を有し、（１１１）配向しているこ
とが好ましい。

【００１５】第３の発明の特徴は、（６）４層以上の磁
性層を非磁性層で分割し、少なくとも２層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されており、少
なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バイアス
磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた多層磁
気抵抗効果膜にある。

【００１６】（７）（６）において、上記多層磁気抵抗
効果膜と基板との間に、稠密六方構造を有する非磁性金
属からなるバッファ層が形成されていることが好まし
い。

【００１７】（８）（７）において、上記稠密六方構造
を有する非磁性金属がＴｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｚｒ、あるい
はＴｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｚｒを主成分とする合金からなる
ことが好ましい。

【００１８】（９）（８）において、上記稠密六方構造
を有する非磁性金属がＴｉ，Ｈｆ，Ｚｒであることが好
ましい。

【００１９】（１０）（６）において、上記多層磁気抵
抗効果膜と基板との間に、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれ
る少なくとも１種類の金属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚ
ｒから選ばれる少なくとも１種類の金属を主成分とする
非磁性金属からなるバッファ層が形成されており、上記
バッファ層が非晶質状態であることが好ましい。

【００２０】（１１）（７）から（１０）において、上
記磁性層が面心立方構造を有し、（１１１）配向してい
ることが好ましい。

【００２１】（１２）（１）から（１１）において、上
記磁性層の少なくとも一部がＮｉ−Ｆｅ系合金ないしＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であることが好ましい。

【００２２】（１３）（１２）において、上記Ｎｉ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％であるこ
とが好ましい。

【００２３】（１４）（１）から（１１）において、少
なくとも一部の磁性層がＣｏあるいはＣｏを主成分とす
る合金であることが好ましい。

【００２４】（１５）（１）から（１４）において、上
記非磁性層の少なくとも一部がＣｕであることが好まし
い。

【００２５】第４の発明の特徴は、（１６）２層以上の
磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層に
反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されており、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた多層
磁気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間に、
稠密六方構造を有する非磁性金属からなるバッファ層が
形成されている多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に
用いた磁気抵抗効果素子にある。

【００２６】第５の発明の特徴は、（１７）２層以上の
磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層に
反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されており、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた多層
磁気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間に、
Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種類の金
属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なくと
も１種類の金属を主成分とする非磁性金属からなるバッ
ファ層が形成されており、上記バッファ層が非晶質状態
である多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁
気抵抗効果素子にある。

【００２７】第６の発明の特徴は、（１８）４層以上の
磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも２層の磁性層に
反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されており、
少なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた多層
磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果
素子にある。

【００２８】第７の発明の特徴は、（１９）２層以上の
磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層に
反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されており、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた多層
磁気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間に、
稠密六方構造を有する非磁性金属からなるバッファ層が
形成されている多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に
用いた磁気ヘッドにある。

【００２９】第８の発明の特徴は、（２０）２層以上の
磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層に
反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されており、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた多層
磁気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間に、
Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種類の金
属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なくと
も１種類の金属を主成分とする非磁性金属からなるバッ
ファ層が形成されており、上記バッファ層が非晶質状態
である多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁
気ヘッドにある。

【００３０】第９の発明の特徴は、（２１）４層以上の
磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも２層の磁性層に
反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されており、
少なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた多層
磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘッドに
ある。

【００３１】第１０の発明の特徴は、（２２）２層以上
の磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層
に反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されてお
り、少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バ
イアス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた
多層磁気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間
に、稠密六方構造を有する非磁性金属からなるバッファ
層が形成されている多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一
部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み
合わせた複合型磁気ヘッドにある。

【００３２】第１１の発明の特徴は、（２３）２層以上
の磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層
に反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されてお
り、少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バ
イアス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた
多層磁気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間
に、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種類の
金属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なく
とも１種類の金属を主成分とする非磁性金属からなるバ
ッファ層が形成されており、上記バッファ層が非晶質状
態である多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた
磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせた複
合型磁気ヘッドにある。

【００３３】第１２の発明の特徴は、（２４）４層以上
の磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも２層の磁性層
に反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されてお
り、少なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バ
イアス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた
多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵抗
効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせた複合型磁気
ヘッドにある。

【００３４】第１３の発明の特徴は、（２５）２層以上
の磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層
に反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されてお
り、少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バ
イアス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた
多層磁気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間
に、稠密六方構造を有する非磁性金属からなるバッファ
層が形成されている多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一
部に用いた磁気ヘッドを具えた磁気記録再生装置にあ
る。

【００３５】第１４の発明の特徴は、（２６）２層以上
の磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層
に反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されてお
り、少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バ
イアス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた
多層磁気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間
に、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種類の
金属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なく
とも１種類の金属を主成分とする非磁性金属からなるバ
ッファ層が形成されており、上記バッファ層が非晶質状
態である多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた
磁気ヘッドを具えた磁気記録再生装置にある。

【００３６】第１５の発明の特徴は、（２７）４層以上
の磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも２層の磁性層
に反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されてお
り、少なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バ
イアス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた
多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘッ
ドを具えた磁気記録再生装置にある。

【００３７】第１６の発明の特徴は、（２８）２層以上
の磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層
に反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されてお
り、少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バ
イアス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた
多層磁気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間
に、稠密六方構造を有する非磁性金属からなるバッファ
層が形成されている多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一
部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み
合わせた複合型磁気ヘッドを具えた磁気記録再生装置に
ある。

【００３８】第１７の発明の特徴は、（２９）２層以上
の磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも１層の磁性層
に反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されてお
り、少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バ
イアス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた
多層磁気抵抗効果膜において、上記多層膜と基板との間
に、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種類の
金属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なく
とも１種類の金属を主成分とする非磁性金属からなるバ
ッファ層が形成されており、上記バッファ層が非晶質状
態である多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた
磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせた複
合型磁気ヘッドを具えた磁気記録再生装置にある。

【００３９】第１８の発明の特徴は、（３０）４層以上
の磁性層を非磁性層で分割し、少なくとも２層の磁性層
に反強磁性層からの交換バイアス磁界が印加されてお
り、少なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バ
イアス磁界は直接には印加されていない多層膜を用いた
多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵抗
効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせた複合型磁気
ヘッドを具えた磁気記録再生装置にある。

【００４０】

【作用】上述のように、上記多層膜と基板との間に、稠
密六方構造を有する非磁性金属からなるバッファ層を形
成することにより、低い磁界で高い磁気抵抗変化率を示
す多層磁気抵抗効果膜を得ることができる。上記稠密六
方構造を有する非磁性金属としてはＴｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，
Ｚｒ、あるいはＴｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｚｒを主成分とする
合金が好ましい。上記稠密六方構造を有する非磁性金属
をバッファ層として用いると、多層膜が強い（１１１）
配向を示し、このため、磁性層間の交換相互作用を最小
限に抑えることができる。また、磁性層を４層以上にす
ると、さらに高い磁気抵抗変化率が得られる。また、上
記磁性層としては、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金が軟磁性を
示し、かつＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金の使用により、高い
磁気抵抗変化率が得られることから好ましい。さらに、
上記多層磁気抵抗効果膜は、磁気抵抗効果素子、磁界セ
ンサ、磁気ヘッドなどに好適である。また、上記磁気ヘ
ッドを用いることにより、高性能磁気記録再生装置を得
ることができる。

【００４１】

【実施例】以下に本発明の一実施例を挙げ、図表を参照
しながらさらに具体的に説明する。

【００４２】［実施例１］多層膜の作製にはイオンビ−
ムスパッタリング法を用いた。到達真空度は、３／１０
⁵Ｐａ、スパッタリング時のＡｒ圧力は０．０２Ｐａで
ある。また、膜形成速度は、０．１〜０．２ｎｍ／ｓで
ある。形成した多層膜の断面構造を図１に示す。基板１
１にはＳｉ（１００）単結晶を用いた。また、バッファ
層１２として、厚さ５ｎｍのＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｒ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕを用いた。また、バッフ
ァ層１２のない試料も形成した。磁性層１３および１５
には、厚さ３ｎｍのＮｉ−２０ａｔ％Ｆｅ合金を用い
た。非磁性層１４には、厚さ２ｎｍのＣｕをもちいた。
また、反強磁性層１６には、厚さ５ｎｍのＦｅ−４０ａ
ｔ％Ｍｎ合金を用いた。また、保護層１７には、厚さ５
ｎｍのＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｕ，Ａ
ｇ，Ａｕを用いた。

【００４３】図２にバッファ層を用いていない多層膜の
磁化曲線を示す。なお、この多層膜の保護層１７にはＮ
ｂを用いた。図のように、磁化曲線は単純な単層膜の磁
化曲線と同等であり、２層の磁性層は、外部磁界に対し
て同様の磁化過程を示す。

【００４４】図３にバッファ層１２として、面心立方構
造を有するＣｕ，Ａｇ，Ａｕを用いた多層膜の磁化曲線
を示す。これらの多層膜の保護層１７にはバッファ層１
２と同じ材料を用いた。図３のように、バッファ層を用
いていない多層膜と同様に、これらの多層膜において
も、２層の磁性層は、外部磁界に対して同様の磁化過程
を示す。

【００４５】図４にバッファ層１２として、体心立方構
造を有するＣｒ，Ｎｂ，Ｔａを用いた多層膜の磁化曲線
を示す。これらの多層膜の保護層１７にはバッファ層１
２と同じ材料を用いた。図４のように、磁化曲線は若干
分離している。また、バッファ層として、Ｎｂ，Ｔａを
用いた多層膜では、１層の磁性層１５に反強磁性層１６
からの交換バイアス磁界が印加されており、磁化曲線は
正の印加磁界方向にシフトしている。

【００４６】図５にバッファ層１２として、稠密六方構
造を有するＨｆ，Ｚｒ，Ｔｉを用いた多層膜の磁化曲線
を示す。これらの多層膜の保護層１７にはバッファ層１
２と同じ材料を用いた。図５のように、磁化曲線は２つ
の部分に明瞭に分離している。このことから、バッファ
層１２として、稠密六方構造を有するＨｆ，Ｚｒ，Ｔｉ
を用いると、２層の磁性層間の交換相互作用が弱くな
り、かつ、一方の磁性層１５に反強磁性層１６からの交
換バイアス磁界が強く印加されていることがわかる。こ
の原因を明らかにするために、多層膜に対してＸ線回折
を行ったところ、バッファ層１２として稠密六方構造を
有するＨｆ，Ｚｒ，Ｔｉを用いた多層膜は、強い（１１
１）配向を示した（図１０参照）。しかし、バッファ層
１２として、面心立方構造あるいは体心立方構造を有す
る非磁性材料を用いた多層膜、および、バッファ層を用
いていない多層膜は強い（１１１）配向を示さなかっ
た。

【００４７】以上述べたように、バッファ層１２とし
て、稠密六方構造を有する非磁性材料を用いると、２層
の磁性層間の交換相互作用が弱くなり、かつ、一方の磁
性層１５に反強磁性層１６からの交換バイアス磁界が強
く印加される。しかし、バッファ層１２として、面心立
方構造あるいは体心立方構造を有する非磁性材料を用い
た場合、および、バッファ層を用いない場合には、２層
の磁性層間の交換相互作用が強い、あるいは、反強磁性
層１６からの交換バイアス磁界が十分ではない。

【００４８】バッファ層を用いていない多層膜の磁気抵
抗効果曲線を図６に示す。この図のように、多層膜は、
ほとんど磁気抵抗効果を示さない。これは、図２の磁化
曲線から明らかなように、２層の磁性層が外部磁界に対
して同様の磁化過程を示すため、磁化の向きが常に平行
であるためである。

【００４９】同様に、図７のように、バッファ層１２と
して、面心立方構造を有するＣｕ，Ａｇ，Ａｕを用いた
多層膜も磁気抵抗効果を示さない。

【００５０】バッファ層１２として、体心立方構造を有
するＣｒ，Ｎｂ，Ｔａを用いた多層膜は、図８のよう
に、比較的高い磁気抵抗変化率を示す。しかし、図４の
ように、明瞭には磁化曲線が２つの部分に分離していな
いため、電気抵抗が高い磁界領域が狭い。この磁界領域
を超えた磁界を印加すると、多層膜は同じ磁化状態に戻
らなくなる。これは、磁化曲線にヒステリシスがあるた
めである。従って、上記磁界領域は、広い方が好まし
い。

【００５１】これに対し、本発明の、バッファ層１２と
して、稠密六方構造を有するＨｆ，Ｚｒ，Ｔｉを用いた
多層膜は、比較的高い磁気抵抗変化率を示すのみなら
ず、電気抵抗が高い領域が広い。

【００５２】本発明者等は、バッファ層材料として、Ｚ
ｎを用いた多層膜についても検討を行ったが、上記稠密
六方構造を有するバッファ層を用いた場合とほぼ同様の
結果を得た。しかし、バッファ層材料としてＺｎを用い
た多層膜は、（１１１）配向が、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉを用
いた多層膜よりも弱い。このため、バッファ層材料とし
てＺｎを用いた多層膜は、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉを用いた多
層膜よりも、若干、特性が劣っていた。

【００５３】また、磁気抵抗効果曲線にバルクハウゼン
ノイズが生じる場合は、多層磁気抵抗効果膜の磁界検出
方向と直角の方向にバイアス磁界を印加する機構を設け
ることが、バルクハウゼンノイズの抑止に効果がある。
磁気抵抗効果膜をトラック幅１μｍ以下の狭トラック磁
気ヘッドに用いる場合には、トラック幅を厳密に規定す
る必要があるため、上記バイアス磁界を印加する機構と
しては、反強磁性層から直接交換バイアス磁界が印加さ
れていない磁性層のトラック以外の部分に、反強磁性層
を接触させる方法が好ましい。

【００５４】また、本実施例では、磁性層としてＮｉ−
Ｆｅ系合金を使用したが、他の面心立方構造を有する磁
性層を用いても、バッファ層材料による磁化曲線および
磁気抵抗効果曲線の変化は同様である。しかし、反強磁
性層から直接交換バイアス磁界が印加されていない磁性
層は、軟磁性を示すことが必要であり、磁性層として、
Ｎｉ−Ｆｅ系合金、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用いるこ
とが好ましい。

【００５５】また、本実施例では、非磁性層として、Ｃ
ｕを用いたが、電気抵抗率の低い、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌを
用いても同様の結果が得られる。しかし、磁性層として
３ｄ遷移金属を用いる場合には、磁性層とのフェルミ面
のマッチングの観点から、非磁性層はＣｕであることが
好ましい。

【００５６】また、本実施例では、反強磁性層として、
Ｆｅ−Ｍｎ系合金を用いたが、他の反強磁性材料を用い
ることもできる。反強磁性材料としては、Ｆｅ−Ｍｎ系
合金およびＦｅ−Ｍｎ系合金に耐食性向上元素を添加し
た合金、ＮｉＯなどが好ましい。Ｆｅ−Ｍｎ系合金に耐
食性向上元素を添加した合金としては、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｒ
ｕ系合金が、耐食性、ネ−ル温度の高さの点から好まし
い。

【００５７】また、本実施例では、バッファ層１２とし
て、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｚｎを用いたが、実質的にＨ
ｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｚｎを主成分とし、稠密六方構造を有
する非磁性合金であれば、上記実施例と同様の効果が得
られる。

【００５８】［実施例２］実施例１と同様の構造の多層
膜を形成した。図１のバッファ層１２として、Ｔｉを用
いた。スパッタリング条件を変え、透過電子顕微鏡によ
る断面観察を行なったところ、Ｔｉは非晶質になってい
た。Ｔｉが非晶質になる原因は明らかではないが、Ｓｉ
基板上に自然形成したＳｉＯ₂と反応した可能性があ
る。従って、上記バッファ層１２は、Ｔｉの酸化物であ
る可能性がある。また、多層膜に対してＸ線回折を行っ
たところ、多層膜は強い（１１１）配向を示した。非晶
質金属上に多層膜を形成したために、面心立方構造を有
するＮｉ−Ｆｅ系合金等の最稠密面である（１１１）面
が基板と平行に配向しやすくなったためと考えられる。

【００５９】また、バッファ層１２として、Ｈｆ，Ｚｒ
を用いた場合にも、バッファ層１２は非晶質になった。

【００６０】また、本実施例では、バッファ層１２とし
て、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉを用いたが、実質的にＨｆ，Ｚ
ｒ，Ｔｉを主成分とした合金であれば、上記実施例と同
様の効果が得られる。

【００６１】［実施例３］実施例１と同様の方法で、多
層膜を形成した。本実施例では、図１の磁性層１３およ
び１５として、膜厚５ｎｍのＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を
用いた。ＮｉおよびＦｅの組成比は、８０：２０とし、
Ｃｏの濃度を変化した。基板１１にはＳｉ（１００）単
結晶を用いた。また、バッファ層１２として、厚さ５ｎ
ｍのＨｆを用いた。非磁性層１４には、厚さ２ｎｍのＣ
ｕをもちいた。また、反強磁性層１６には、厚さ５ｎｍ
のＦｅ−４０ａｔ％Ｍｎ合金を用いた。また、保護層１
７には、厚さ５ｎｍのＨｆを用いた。

【００６２】図１１に、Ｃｏ濃度と多層膜の磁気抵抗変
化率との関係を示す。この図のように、Ｃｏ濃度の増加
に従い、磁気抵抗変化率が増加する。２．５％以上の磁
気抵抗変化率を得るためには、Ｃｏ濃度が１０％以上で
あることが必要である。

【００６３】図１２に、Ｃｏ濃度と磁性層１３の異方性
磁界との関係を示す。この図のように、Ｃｏ濃度を高く
すると、磁性層１３の異方性磁界が高くなる。磁性層１
３の異方性磁界が高くなると、磁界に対する感度が低下
するという問題がある。図１２のように、異方性磁界を
２．４ｋＡ／ｍ（３０Ｏｅ）以下とするためには、Ｃｏ
濃度を２５ａｔ％以下にする必要がある。

【００６４】以上のように、高い磁気抵抗変化率および
低い磁性層の異方性磁界を得るためには、Ｃｏ濃度を１
０〜２５ａｔ％にすることが好ましい。

【００６５】なお、磁性層の結晶磁気異方性定数を零に
近くし、磁性層の保磁力を低くするためには、ＮｉとＦ
ｅの組成比を７５：２５〜８５：１５にすることが好ま
しい。

【００６６】［実施例４］実施例１と同様の方法で、多
層膜を形成した。本実施例では、図１３の基板２１には
Ｓｉ（１００）単結晶を用いた。また、バッファ層２２
として、厚さ５ｎｍのＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆを用いた。磁性
層２３には、厚さ５ｎｍのＮｉ−１６ａｔ％Ｆｅ−１８
ａｔ％Ｃｏ合金を用いた。非磁性層２４には、厚さ２ｎ
ｍのＣｕをもちいた。磁性層２５には、厚さ４ｎｍのＣ
ｏを用い、磁性層２６には、厚さ３ｎｍのＮｉ−１６ａ
ｔ％Ｆｅ−１８ａｔ％Ｃｏ合金を用いた。また、反強磁
性層２７には、厚さ５ｎｍのＦｅ−４０ａｔ％Ｍｎ合金
を用いた。また、保護層２８には、厚さ５ｎｍのＴｉ，
Ｚｒ，Ｈｆを用いた。

【００６７】表１に多層膜の磁気抵抗変化率を示す。表
１のように、磁性層の一部にＣｏを用いることにより、
高い磁気抵抗変化率を得ることができる。

【００６８】

【表１】

【００６９】なお、本実施例で磁性層２６としてＮｉ−
Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用いた。これは、面心立方構造のＦ
ｅ−Ｍｎ系合金の形成を容易にするためである。Ｆｅ−
Ｍｎ系合金は面心立方構造の時、室温以上のネ−ル温度
を示す。従って、Ｃｏ上にＦｅ−Ｍｎ系合金を形成して
も、Ｆｅ−Ｍｎ系合金が面心立方構造になれば、磁性層
２６は必要ない。

【００７０】本実施例では、磁性層２５として、Ｃｏを
用いたが、Ｃｏを主成分とする合金を用いても高い磁気
抵抗変化率を得ることができる。

【００７１】また、本実施例では、磁性層２３としてＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を使用したが、他の面心立方構造
を有する磁性層を用いても、同様の結果が得られる。し
かし、反強磁性層から直接交換バイアス磁界が印加され
ていない磁性層は、軟磁性を示すことが必要であり、磁
性層２３として、Ｎｉ−Ｆｅ系合金、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ
系合金を用いることが好ましい。

【００７２】また、本実施例では、非磁性層２４とし
て、Ｃｕを用いたが、電気抵抗率の低い、Ａｕ，Ａｇ，
Ａｌを用いても同様の結果が得られる。しかし、磁性層
として３ｄ遷移金属を用いる場合には、磁性層とのフェ
ルミ面のマッチングの観点から、非磁性層はＣｕである
ことが好ましい。

【００７３】また、本実施例では、反強磁性層２７とし
て、Ｆｅ−Ｍｎ系合金を用いたが、他の反強磁性材料を
用いることもできる。反強磁性材料としては、Ｆｅ−Ｍ
ｎ系合金およびＦｅ−Ｍｎ系合金に耐食性向上元素を添
加した合金、ＮｉＯなどが好ましい。Ｆｅ−Ｍｎ系合金
に耐食性向上元素を添加した合金としては、Ｆｅ−Ｍｎ
−Ｒｕ系合金が、耐食性、ネ−ル温度の高さの点から好
ましい。

【００７４】また、本実施例では、バッファ層２２とし
て、Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉを用いたが、実質的にＨｆ，Ｚ
ｒ，Ｔｉを主成分とし、稠密六方構造を有する非磁性合
金であれば、上記実施例と同様の効果が得られる。ま
た、多層膜を（１１１）配向にするには、Ｈｆ，Ｚｒ，
Ｔｉを主成分とする非晶質合金を用いることが好まし
い。

【００７５】［実施例５］実施例１と同様の方法で、多
層膜を形成した。本実施例では、図１４の基板３１には
Ｓｉ（１００）単結晶を用いた。また、バッファ層３２
として、厚さ５ｎｍのＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆを用いた。磁性
層３３および磁性層３５には、厚さ２ｎｍのＮｉ−１６
ａｔ％Ｆｅ−１８ａｔ％Ｃｏ合金を用いた。非磁性層３
４には、厚さ２ｎｍのＣｕを用いた。反強磁性層３６に
は、厚さ３ｎｍのＦｅ−４０ａｔ％Ｍｎ合金を用いた。
交換相互作用遮断層３７には、厚さ１ｎｍのＣｕを用い
た。また、保護層３８には、厚さ５ｎｍのＴｉ，Ｚｒ，
Ｈｆを用いた。

【００７６】表２に多層膜の磁気抵抗変化率を示す。表
２のように、磁性層を４層にし、その内の２層に反強磁
性層からの交換バイアス磁界を印加することにより、高
い磁気抵抗変化率を得ることができる。

【００７７】

【表１】

【００７８】本実施例では、磁性層を４層にし、その内
の２層に反強磁性層からの交換バイアス磁界を印加した
場合について述べたが、さらに磁性層数を増やしても高
い磁気抵抗変化率を得ることができる。

【００７９】［実施例６］本発明の多層膜を用いた磁気
抵抗効果素子を形成した。本実施例では、図１のバッフ
ァ層１２として、厚さ５ｎｍのＨｆを用いた。磁性層１
３および磁性層１５には、厚さ５ｎｍのＮｉ−１６ａｔ
％Ｆｅ−１８ａｔ％Ｃｏ合金を用いた。非磁性層１４に
は、厚さ２ｎｍのＣｕをもちいた。反強磁性層１６に
は、厚さ５ｎｍのＦｅ−４０ａｔ％Ｍｎ合金を用いた。
また、保護層１７には、厚さ５ｎｍのＨｆを用いた。

【００８０】図１５に磁気抵抗効果素子の構造を示す。
磁気抵抗効果素子は、多層磁気抵抗効果膜４１および電
極４２をシ−ルド層４３、４４で挟んだ構造を有する。
上記磁気抵抗効果素子に磁界を印加し、電気抵抗率の変
化を測定したところ、本発明の多層磁気抵抗効果膜を用
いた磁気抵抗効果素子は、１．６ｋＡ／ｍ（２０Ｏｅ）
程度の印加磁界で３％程度の磁気抵抗変化率を示した。
また、本発明の磁気抵抗効果素子の再生出力は、Ｎｉ−
Ｆｅ単層膜を用いた磁気抵抗効果素子と比較して２．７
倍であった。

【００８１】［実施例７］実施例６で述べた磁気抵抗効
果素子を用い、磁気ヘッドを作製した。磁気ヘッドの構
造を以下に示す。図１６は、記録再生分離型ヘッドの一
部分を切断した場合の斜視図である。多層磁気抵抗効果
膜５１をシ−ルド層５２、５３で挾んだ部分が再生ヘッ
ドとして働き、コイル５４を挾む下部磁極５５、上部磁
極５６の部分が記録ヘッドとして働く。多層磁気抵抗効
果膜５１は実施例５に記載の多層膜からなる。また、電
極５８には、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒという多層構造の材料を
用いた。

【００８２】以下にこのヘッドの作製方法を示す。

【００８３】Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣを主成分とする焼結体を
スライダ用の基板５７とした。シ−ルド層、記録磁極に
はスパッタリング法で形成したＮｉ−Ｆｅ合金を用い
た。各磁性膜の膜厚は、以下のようにした。上下のシ−
ルド層５２、５３は１．０μｍ、下部磁極５５、上部５
６は３．０μｍ、各層間のギャップ材としてはスパッタ
リングで形成したＡｌ₂Ｏ₃を用いた。ギャップ層の膜厚
は、シ−ルド層と磁気抵抗効果素子間で０．２μｍ、記
録磁極間では０．４μｍとした。さらに再生ヘッドと記
録ヘッドの間隔は約４μｍとし、このギャップもＡｌ₂
Ｏ₃で形成した。コイル５４には膜厚３μｍのＣｕを使
用した。

【００８４】以上述べた構造の磁気ヘッドで記録再生を
行ったところ、Ｎｉ−Ｆｅ単層膜を用いた磁気ヘッドと
比較して、２．６倍高い再生出力を得た。これは、本発
明の磁気ヘッドに高磁気抵抗効果を示す多層膜を用いた
ためと考えられる。

【００８５】また、本発明の磁気抵抗効果素子は、磁気
ヘッド以外の磁界検出器にも用いることができる。

【００８６】また、さらに、上記磁気ヘッドを磁気記録
再生装置に用いることにより、高性能磁気記録再生装置
が得られる。

【００８７】

【発明の効果】上述のように、磁性層の一部に反強磁性
層からの交換バイアス磁界を印加した多層膜において、
基板上にＨｆ，Ｚｒ，Ｔｉなどの稠密六方構造を有する
非磁性合金からなるバッファ層を形成することにより、
低い磁界で高い磁気抵抗変化率を示す多層膜が得られ
る。さらに、上記多層磁気抵抗効果膜は、磁気抵抗効果
素子、磁界センサ、磁気ヘッドなどに好適である。ま
た、上記磁気ヘッドを用いることにより、高性能磁気記
録再生装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多層磁気抵抗効果膜の構造を示す断面
図である。

【図２】バッファ層を有さない多層膜の磁化曲線図であ
る。

【図３】面心立方構造を有するバッファ層を用いた多層
膜の磁化曲線図である。

【図４】体心立方構造を有するバッファ層を用いた多層
膜の磁化曲線図である。

【図５】稠密六方構造を有するバッファ層を用いた本発
明の多層膜の磁化曲線図である。

【図６】バッファ層を有さない多層膜の磁気抵抗効果曲
線図である。

【図７】面心立方構造を有するバッファ層を用いた多層
膜の磁気抵抗効果曲線図である。

【図８】体心立方構造を有するバッファ層を用いた多層
膜の磁気抵抗効果曲線図である。

【図９】稠密六方構造を有するバッファ層を用いた本発
明の多層膜の磁気抵抗効果曲線図である。

【図１０】本発明の多層磁気抵抗効果膜のＸ線回折プロ
ファイルを示す図である。

【図１１】本発明の多層磁気抵抗効果膜のＣｏ濃度と磁
気抵抗変化率との関係を示すグラフである。

【図１２】本発明の多層磁気抵抗効果膜のＣｏ濃度と磁
性層の異方性磁界との関係を示すグラフである。

【図１３】本発明の磁性層の一部にＣｏ系磁性層を用い
た多層磁気抵抗効果膜の構造を示す断面図である。

【図１４】本発明の磁性層数が４層の多層磁気抵抗効果
膜の構造を示す断面図である。

【図１５】本発明の多層磁気抵抗効果膜を用いた磁気抵
抗効果素子の構造を示す斜視図である。

【図１６】本発明の磁気ヘッドの構造を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１１，２１，３１…基板、１２，２２，３２…バッファ
層、１３，１５，２３，２５，２６，３３，３５…磁性
層、１４，２４，３４…非磁性層、１６，２７，３６…
反強磁性層、１７，２８，３８…保護層、３７…交換相
互作用遮断層、４１…多層磁気抵抗効果膜、４２…電
極、４３，４４…シ−ルド層、５１…多層磁気抵抗効果
膜、５２，５３…シ−ルド層、５４…コイル、５５…下
部磁極、５６…上部磁極、５７…基体、５８…電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１１Ｂ 11/10 Ａ 9075−5ＤＺ 9075−5ＤＨ０１Ｌ 43/08 Ｚ 9274−4Ｍ (72)発明者鈴木幹夫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 (72)発明者二本正昭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 (72)発明者北田正弘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 (72)発明者常田久乃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

【特許請求の範囲】

【請求項１】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、少
なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイアス
磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反強
磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されてい
ない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上記
多層膜と基板との間に、稠密六方構造を有する非磁性金
属からなるバッファ層が形成されていることを特徴とす
る多層磁気抵抗効果膜。
【請求項２】請求項１に記載の多層磁気抵抗効果膜にお
いて、上記稠密六方構造を有する非磁性金属がＴｉ，Ｈ
ｆ，Ｚｎ，Ｚｒ、あるいはＴｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｚｒを主
成分とする合金からなることを特徴とする多層磁気抵抗
効果膜。
【請求項３】請求項１から請求項２に記載の多層磁気抵
抗効果膜において、上記稠密六方構造を有する非磁性金
属がＴｉ，Ｈｆ，Ｚｒであることを特徴とする多層磁気
抵抗効果膜。
【請求項４】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、少
なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイアス
磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反強
磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されてい
ない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上記
多層膜と基板との間に、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる
少なくとも１種類の金属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒ
から選ばれる少なくとも１種類の金属を主成分とする非
磁性金属からなるバッファ層が形成されており、上記バ
ッファ層が非晶質状態であることを特徴とする多層磁気
抵抗効果膜。
【請求項５】請求項１から請求項４に記載の多層磁気抵
抗効果膜において、上記磁性層が面心立方構造を有し、
（１１１）配向していることを特徴とする多層磁気抵抗
効果膜。
【請求項６】４層以上の磁性層を非磁性層で分割し、少
なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バイアス
磁界が印加されており、少なくとも２層の磁性層に反強
磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されてい
ない多層膜を用いたことを特徴とする多層磁気抵抗効果
膜。
【請求項７】請求項６に記載の多層磁気抵抗効果膜にお
いて、上記多層磁気抵抗効果膜と基板との間に、稠密六
方構造を有する非磁性金属からなるバッファ層が形成さ
れていることを特徴とする多層磁気抵抗効果膜。
【請求項８】請求項７に記載の多層磁気抵抗効果膜にお
いて、上記稠密六方構造を有する非磁性金属がＴｉ，Ｈ
ｆ，Ｚｎ，Ｚｒ、あるいはＴｉ，Ｈｆ，Ｚｎ，Ｚｒを主
成分とする合金からなることを特徴とする多層磁気抵抗
効果膜。
【請求項９】請求項８に記載の多層磁気抵抗効果膜にお
いて、上記稠密六方構造を有する非磁性金属がＴｉ，Ｈ
ｆ，Ｚｒであることを特徴とする多層磁気抵抗効果膜。
【請求項１０】請求項６に記載の多層磁気抵抗効果膜に
おいて、上記多層磁気抵抗効果膜と基板との間に、Ｔ
ｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１種類の金属、
あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれる少なくとも１
種類の金属を主成分とする非磁性金属からなるバッファ
層が形成されており、上記バッファ層が非晶質状態であ
ることを特徴とする多層磁気抵抗効果膜。
【請求項１１】請求項７から請求項１０に記載の多層磁
気抵抗効果膜において、上記磁性層が面心立方構造を有
し、（１１１）配向していることを特徴とする多層磁気
抵抗効果膜。
【請求項１２】請求項１から請求項１１に記載の多層磁
気抵抗効果膜において、上記磁性層の少なくとも一部が
Ｎｉ−Ｆｅ系合金ないしＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金である
ことを特徴とする多層磁気抵抗効果膜。
【請求項１３】請求項１２に記載の多層磁気抵抗効果膜
において、上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１
０〜２５ａｔ％であることを特徴とする多層磁気抵抗効
果膜。
【請求項１４】請求項１から請求項１１に記載の多層磁
気抵抗効果膜において、少なくとも一部の磁性層がＣｏ
あるいはＣｏを主成分とする合金であることを特徴とす
る多層磁気抵抗効果膜。
【請求項１５】請求項１から請求項１４に記載の多層磁
気抵抗効果膜において、上記非磁性層の少なくとも一部
がＣｕであることを特徴とする多層磁気抵抗効果膜。
【請求項１６】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上
記多層膜と基板との間に、稠密六方構造を有する非磁性
金属からなるバッファ層が形成されている多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いたことを特徴とする磁気
抵抗効果素子。
【請求項１７】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上
記多層膜と基板との間に、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれ
る少なくとも１種類の金属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚ
ｒから選ばれる少なくとも１種類の金属を主成分とする
非磁性金属からなるバッファ層が形成されており、上記
バッファ層が非晶質状態である多層磁気抵抗効果膜を少
なくとも一部に用いたことを特徴とする磁気抵抗効果素
子。
【請求項１８】４層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも２層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜を少なくとも
一部に用いたことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項１９】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上
記多層膜と基板との間に、稠密六方構造を有する非磁性
金属からなるバッファ層が形成されている多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いたことを特徴とする磁気
ヘッド。
【請求項２０】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上
記多層膜と基板との間に、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれ
る少なくとも１種類の金属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚ
ｒから選ばれる少なくとも１種類の金属を主成分とする
非磁性金属からなるバッファ層が形成されており、上記
バッファ層が非晶質状態である多層磁気抵抗効果膜を少
なくとも一部に用いたことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２１】４層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも２層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜を少なくとも
一部に用いたことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２２】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上
記多層膜と基板との間に、稠密六方構造を有する非磁性
金属からなるバッファ層が形成されている多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘
導型磁気ヘッドを組み合わせたことを特徴とする複合型
磁気ヘッド。
【請求項２３】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上
記多層膜と基板との間に、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれ
る少なくとも１種類の金属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚ
ｒから選ばれる少なくとも１種類の金属を主成分とする
非磁性金属からなるバッファ層が形成されており、上記
バッファ層が非晶質状態である多層磁気抵抗効果膜を少
なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘ
ッドを組み合わせたことを特徴とする複合型磁気ヘッ
ド。
【請求項２４】４層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも２層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜を少なくとも
一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組
み合わせたことを特徴とする複合型磁気ヘッド。
【請求項２５】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上
記多層膜と基板との間に、稠密六方構造を有する非磁性
金属からなるバッファ層が形成されている多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘッドを具えたこ
とを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項２６】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上
記多層膜と基板との間に、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれ
る少なくとも１種類の金属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚ
ｒから選ばれる少なくとも１種類の金属を主成分とする
非磁性金属からなるバッファ層が形成されており、上記
バッファ層が非晶質状態である多層磁気抵抗効果膜を少
なくとも一部に用いた磁気ヘッドを具えたことを特徴と
する磁気記録再生装置。
【請求項２７】４層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも２層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜を少なくとも
一部に用いた磁気ヘッドを具えたことを特徴とする磁気
記録再生装置。
【請求項２８】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上
記多層膜と基板との間に、稠密六方構造を有する非磁性
金属からなるバッファ層が形成されている多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘
導型磁気ヘッドを組み合わせた複合型磁気ヘッドを具え
たことを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項２９】２層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも１層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも１層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜において、上
記多層膜と基板との間に、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚｒから選ばれ
る少なくとも１種類の金属、あるいは、Ｔｉ，Ｈｆ，Ｚ
ｒから選ばれる少なくとも１種類の金属を主成分とする
非磁性金属からなるバッファ層が形成されており、上記
バッファ層が非晶質状態である多層磁気抵抗効果膜を少
なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘ
ッドを組み合わせた複合型磁気ヘッドを具えたことを特
徴とする磁気記録再生装置。
【請求項３０】４層以上の磁性層を非磁性層で分割し、
少なくとも２層の磁性層に反強磁性層からの交換バイア
ス磁界が印加されており、少なくとも２層の磁性層に反
強磁性層からの交換バイアス磁界は直接には印加されて
いない多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜を少なくとも
一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組
み合わせた複合型磁気ヘッドを具えたことを特徴とする
磁気記録再生装置。