JPH06318515A

JPH06318515A - 磁気抵抗素子およびその製造方法並びに磁気ヘッドおよび磁気記録装置

Info

Publication number: JPH06318515A
Application number: JP5106899A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Takeuchi; 輝明竹内; Naoki Koyama; 直樹小山; Ryoichi Nakatani; 亮一中谷; Yoshiyuki Hirayama; 義幸平山; Masaaki Futamoto; 正昭二本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-05-07
Filing date: 1993-05-07
Publication date: 1994-11-15

Abstract

(57)【要約】【目的】従来より大きな磁気抵抗変化率が得られるよ
うにする。【構成】コバルト等の強磁性層１１と銅等の非強磁性
層１２とが交互に積層された多層構造の磁気抵抗効果膜
１を備える。隣接する強磁性層１１と非強磁性層１２の
界面は、磁気抵抗効果膜１の上下膜面に対して傾斜し、
両膜面に露出している。電流は磁気抵抗効果膜１内を前
記界面と交差して流れる。磁界は前記界面が前記膜面と
交差して形成される直線に沿って印加される。【効果】１００エルステッド程度の磁界で従来より大
きな磁気抵抗変化率が得られる。磁気記録装置の再生性
能を格段に向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、感度の高い磁気抵抗
素子およびその製造方法、並びに前記磁気抵抗素子を用
いた磁気ヘッドおよび磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置等の磁気記録装置で
は、磁気記録媒体に記録されている情報の読出し性能の
向上が望まれており、この目的を達成するために近年、
磁気抵抗効果を利用する磁気ヘッドの開発が進められて
いる。ここに「磁気抵抗効果」とは、強磁性体に磁界を
印加するとその電気抵抗値が変化する現象である。

【０００３】磁気記録媒体に記録されている情報を磁気
抵抗効果を利用して読み出す場合、磁気記録媒体からの
漏洩磁界を磁気抵抗効果を現わす素子、すなわち「磁気
抵抗素子」に導いてこの素子の持つ磁化の向きを変化さ
せ、それによって生じる電気抵抗値の変化を検出する。
したがって、磁気抵抗素子に印加される磁界の変化に対
して電気抵抗値の変化が大きいほど信号対雑音比（Ｓ／
Ｎ）が大きくなり、良好な特性が得られる。

【０００４】磁気抵抗素子としては、従来よりパ−マロ
イ薄膜（単層膜）が一般に用いられているが、その「磁
気抵抗変化率」は高々５％程度である。「磁気抵抗変化
率」とは、磁界を印加した時と印加しない時の素子の電
気抵抗値変化（Δρ）と、磁界を印加しない時の素子の
電気抵抗値（ρ）との比（Δρ／ρ）である。そこで近
年、この磁気抵抗変化率を大きくする試みがなされてい
る。その一つとして、コバルト（Ｃｏ）層（厚さ１５オ
ングストロ−ム）と銅（Ｃｕ）層（厚さ９オングストロ
−ム）とを交互に積層してなる多層膜が、室温において
４８％の磁気抵抗変化率を示すことが、ジャ−ナル・オ
ブ・マグネティズム・アンド・マグネティック・マテリ
アルズ、第９４巻（１９９１年）、Ｌ１−Ｌ５頁 ("Jou
rnal ofMagnetism and Magnetic Materials" Vol.94, 1
991, pp.L1 - L5) に報告されている。この多層膜で
は、銅層を介して隣接するコバルト層の持つ磁化の向き
が反平行の場合と平行の場合とで、その多層膜の電気抵
抗値が大きく変化することを利用して、４８％という大
きな磁気抵抗変化を得ている。

【０００５】すなわち、前記多層膜では、銅層の両側に
隣接するコバルト層の持つ磁化の向きは、銅層を介して
及ぼされる相互作用により、磁界を印加しない状態では
互いに反平行になっている。この状態の多層膜に十分強
い磁界を印加すると、両コバルト層の磁化の向きが共に
その磁界の向きに一致し、両コバルト層の磁化の向きは
互いに平行になる。

【０００６】他方、伝導電子の中には、磁化方向と平行
なスピンを持つものと反平行なスピンを持つものとが存
在する。伝導電子がコバルト層中に進入する場合、その
コバルト層の磁化と同じ向きのスピンを持つ場合はコバ
ルト層中を自由に移動することができるが、そのコバル
ト層の磁化とは逆向きのスピンを持つ場合は銅層とコバ
ルト層との界面付近で散乱される。

【０００７】よって、前記両コバルト層の持つ磁化の向
きが反平行の場合（磁界を印加しない場合）には、いず
れの向きのスピンを持つ電子もスピンと反対方向の磁化
を持つコバルト層の界面で散乱されるため、電気抵抗値
が大きくなる。これに対し、前記両コバルト層の磁化の
向きが平行の場合（磁界を印加した場合）には、コバル
ト層の磁化とは逆向きのスピンをもつ電子は前記と同様
にして散乱されるが、その磁化と同じ向きのスピンをも
つ伝導電子はすべて散乱されることなくコバルト層中を
移動することができるので、電気抵抗値が小さくなる。

【０００８】前記多層膜では、磁界を印加した場合と印
加しない場合の電気抵抗値の変化が極めて大きいため、
上述したような４８％という大きな磁気抵抗変化率が得
られるのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記Ｃｏ／Ｃｕ多層膜
では、コバルト層の磁化の向きを反平行から平行に変え
る、換言すれば、最大の電気抵抗値変化を得るのに必要
な磁界は、約４０００エルステッド（Ｏｅ）であり、非
常に大きい。一般の磁気記録装置では１００エルステッ
ド程度の磁界で情報の読み出しを行なえることが必要で
あるから、前記Ｃｏ／Ｃｕ多層膜を磁気記録装置に利用
することはできないという問題がある。

【００１０】また、前記Ｃｏ／Ｃｕ多層膜では、最大の
電気抵抗値変化を得るのに必要な磁界の大きさは、構成
層の厚さに応じて変化する。例えば、銅層の厚さを９オ
ングストロ−ムから１４オングストロ−ムへと増加させ
ると、必要な磁界を小さくすることができる。しかし反
面、銅層の厚さの増加に伴って磁気抵抗変化率（Δρ／
ρ）が減少してしまうという問題が生じる。

【００１１】そこで、この発明の目的は、従来より大き
な磁気抵抗変化率を有する磁気抵抗素子およびその製造
方法を提供することにある。

【００１２】この発明の他の目的は、従来より大きな磁
気抵抗変化率を１００エルステッド程度の磁界の印加に
よって得ることができる磁気抵抗素子およびその製造方
法を提供することにある。

【００１３】この発明のさらに他の目的は、従来より大
きな再生出力が得られる磁気ヘッドおよび磁気記録装置
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

（１）この発明の磁気抵抗素子は、第１の観点では、強
磁性層と非強磁性層とを交互に積層してなる磁気抵抗効
果膜を備えた磁気抵抗素子において、隣接する前記強磁
性層と前記非強磁性層の界面が前記磁気抵抗効果膜の膜
面に対して傾斜しており、且つ、電流が前記磁気抵抗効
果膜内を前記界面と交差して流れることを特徴とする。

【００１５】この発明の磁気抵抗素子は、第２の観点で
は、強磁性層と非強磁性層とを交互に積層してなる磁気
抵抗効果膜を備えた磁気抵抗素子において、隣接する前
記強磁性層と前記非強磁性層の界面が前記磁気抵抗効果
膜の少なくとも一方の膜面に露出しており、且つ、電流
が前記磁気抵抗効果膜内を前記界面と交差して流れるこ
とを特徴とする。

【００１６】この発明の第１および第２の観点の磁気抵
抗素子では、前記界面と前記膜面とのなす角度は１〜３
０゜の範囲にあるのが好ましい。１゜より小さいと、磁
気抵抗変化率の向上が十分でなく、３０゜より大きい
と、成膜が困難となるからである。

【００１７】また、前記界面と前記膜面とのなす角度は
５〜１０゜の範囲にあるのがより好ましい。５゜より小
さいと、角度形成における誤差により特性のばらつきが
大きく、１０゜より大きいと、成膜の歩留りが低下する
からである。

【００１８】前記磁気抵抗効果膜は、基体に固定されて
いるのが好ましい。基体としては、例えばアルミナ膜が
用いられる。この場合、基体を設けない場合に比べて前
記磁気抵抗効果膜を利用しやすくなる利点がある。

【００１９】電流は、前記界面が前記膜面と交差して形
成される直線に直交して流れるのが好ましい。この場合
に磁気抵抗変化率が最も向上するからである。

【００２０】磁界は、前記界面が前記膜面と交差して形
成される直線に対して３０゜以下となるように前記磁気
抵抗効果膜に印加されるのが好ましい。３０゜より大き
いと、動作に必要な磁界、すなわち最大の磁気抵抗変化
率を得るのに必要な磁界が大きくなり過ぎるからであ
る。

【００２１】磁界はまた、前記直線に平行に（磁界と前
記直線とのなす角度が０゜）印加されるのが最も好まし
い。この場合、高い磁気抵抗変化率が最も低い磁界で得
られる。

【００２２】前記界面に対して傾斜した膜面が前記磁気
抵抗効果膜の両側に形成され、それら両膜面に前記界面
が露出しているのが好ましい。この場合、電流が前記界
面を確実に貫通して流れる利点がある。

【００２３】前記磁気抵抗効果膜を構成する強磁性層／
非強磁性層の組合わせとしては、例えば、Ｃｏ層／Ｃｕ
層、Ｎｉ−Ｆｅ層／Ｃｕ層、Ｆｅ層／Ｃｕ層、Ｃｏ層／
Ａｇ層、Ｆｅ層／Ｒｕ層等が挙げられる。

【００２４】前記強磁性層の厚さは、好ましくは１０〜
３０オングストローム、前記非強磁性層の厚さは、好ま
しくは５〜２００オングストロームである。厚さが１０
オングストロームより小さい強磁性層や、厚さが５オン
グストロームより小さい非強磁性層は、形成するのが困
難である。厚さが３０オングストロームより大きい強磁
性層や、厚さが２００オングストロームより大きい非強
磁性層では、十分大きな磁気抵抗変化率が得られない。

【００２５】前記磁気抵抗効果膜を構成する強磁性層お
よび非強磁性層の繰り返し周期は、１０〜１００周期が
好ましく、２０〜６０周期がより好ましい。１０周期よ
り少ないと、磁気抵抗変化率が小であり、１００周期よ
り多いと、膜全体にわたって明確な積層構造を得ること
が困難となるからである。また、２０〜６０周期の範囲
であると、十分大きな磁気抵抗変化率が再現性よく得ら
れるからである。

【００２６】（２）この発明の磁気抵抗素子の製造方法
は、基板上に強磁性層と非強磁性層とを交互に積層して
それら各層が互いにほぼ平行な多層構造の磁気抵抗効果
膜を形成する工程と、前記磁気抵抗効果膜の表面および
裏面の少なくとも一方を前記強磁性層と前記非強磁性層
の界面に対して斜めに除去し、それによって前記界面に
対して傾斜した膜面を得る工程と、前記磁気抵抗効果膜
内で電流が前記界面と交差して流れるように、前記磁気
抵抗効果膜に一対の電極を形成する工程とを備えてなる
ことを特徴とする。

【００２７】この方法では、前記界面に対して傾斜した
膜面を得る工程が、前記磁気抵抗効果膜の表面および裏
面の少なくとも一方にマスクを形成する工程と、前記マ
スクを用いて前記磁気抵抗効果膜のイオンミリングを行
なう工程とを含んで構成されるのが好ましい。この場
合、前記界面に対して傾斜した膜面を容易に得ることが
できる。

【００２８】また、前記界面に対して傾斜した膜面を得
る工程に続いて、その膜面上に基体となる膜を形成する
工程を含むのが好ましい。基体となる膜を形成する工程
を実行する方法は、特に限定されず、任意のものを用い
ることができる。この場合、この磁気抵抗効果膜を利用
しやすくなる利点がある。

【００２９】前記界面に対して傾斜した膜面を前記磁気
抵抗効果膜の両側に形成する工程を含むのが好ましい。
この場合、電流が前記界面を確実に貫通して流れるよう
になる利点がある。

【００３０】前記磁気抵抗効果膜内で電流が前記界面に
直交して流れるように一対の電極を形成する工程を含む
のが好ましい。この工程を実行する方法は、特に限定さ
れず、任意のものを用いることができる。

【００３１】（３）この発明の磁気ヘッドは、情報再生
用として前記（１）の磁気抵抗素子を備えてなることを
特徴とする。

【００３２】（４）この発明の磁気記録装置は、情報再
生用として前記（３）の磁気ヘッドを備えていることを
特徴とする。

【００３３】

【作用】強磁性層と非強磁性層を交互に積層してなる多
層構造の磁気抵抗効果膜では、伝導電子の持つ強磁性層
と非強磁性層の界面に対して垂直な運動の成分が磁気抵
抗変化に顕著に寄与する。

【００３４】従来の多層構造の磁気抵抗効果膜では、伝
導電子のほぼ全体がその膜面に平行に、すなわち隣接す
る強磁性層と非強磁性層の界面に平行に移動するため、
伝導電子の前記界面に対して垂直な運動の成分は非常に
小さい。

【００３５】これに対し、この発明の磁気抵抗素子で
は、隣接する強磁性層と非強磁性層の界面が磁気抵抗効
果膜の膜面に対して傾斜しており、電流が前記界面に交
差して、換言すれば前記界面を貫通して前記磁気抵抗効
果膜の内部を流れるため、前記界面に対して垂直な運動
の成分は極めて大きい。このため、従来の磁気抵抗効果
膜に比べて格段に大きな磁気抵抗変化率が得られる。

【００３６】また、この発明の磁気抵抗素子では、非強
磁性層を介して隣接する２つの強磁性層の磁化の向きを
平行にするのに必要な磁界が１００エルステッド程度と
なるように、非強磁性層の厚さを選定した場合でも、磁
気記録装置用として十分大きな磁気抵抗変化率が得られ
る。

【００３７】この発明の磁気抵抗素子の製造方法によれ
ば、前記磁気抵抗素子が容易に得られる。

【００３８】この発明の磁気ヘッドおよび磁気記録装置
では、情報再生用として従来より磁気抵抗変化率の高い
磁気抵抗素子を備えているので、従来より大きな再生出
力が得られる。

【００３９】

【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を詳細に説明する。

【００４０】［第１実施例］図１〜図３は、この発明の
磁気抵抗素子の第１実施例を示す。この磁気抵抗素子
は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）製の基体２と、基体２の表面
に形成された磁気抵抗効果膜１とを備えて構成されてい
る。この磁気抵抗効果膜１は、厚さ１５オングストロー
ムのコバルト（Ｃｏ）層よりなる強磁性層１１と、厚さ
９オングストロームの銅（Ｃｕ）層よりなる非強磁性層
１２とを交互に積層して構成されており、いわゆる多層
膜となっている。強磁性層１１と非強磁性層１２の積層
周期は３０周期である。磁気抵抗効果膜１の膜面すなわ
ち表面（上面）および裏面（下面）は、互いに平行であ
り、従って、膜１の厚さは一定である。

【００４１】隣接する強磁性層１１と非強磁性層１２の
界面は、磁気抵抗効果膜１の上下膜面に対してθ゜だけ
傾斜しており、また、膜１の両端部（図１では左右端
部）を除いて、その上下の膜面に露出している。膜１の
上下膜面は、基体２の表面に平行になっているため、強
磁性層１１と非強磁性層１２の界面は、基体２の表面に
対してもθ゜だけ傾斜している。膜１の上下膜面には、
それら膜面に強磁性層１１と非強磁性層１２の界面が交
差して形成される複数の直線が現われている。図１で
は、これらの直線は紙面に垂直方向に延びている。

【００４２】磁気抵抗効果膜１の両端部（図１では左右
端部）には、一対の電極（図３（ｆ）参照）が形成され
ており、図１に示すように、膜１の内部を前記直線に直
交して（図１では左端から右端に向かって）電流が流れ
るようになっている。このため、電流すなわち伝導電子
が、強磁性層１１と非強磁性層１２との界面を確実に貫
通して移動することができ、その結果、従来より高い磁
気抵抗変化率が得られる。

【００４３】また、この実施例では、電流が、強磁性層
１１と非強磁性層１２の界面が膜面と交差して形成され
る直線に対してなす角度が最大となるので、最大の磁気
抵抗変化率が得られる。

【００４４】この磁気抵抗効果膜１に印加される磁界
（磁束）は、図１に示すように、前記界面が前記膜面に
交差して形成される直線に平行である。換言すれば、こ
の磁界は、電流に直交して印加される。ここでは、磁界
は紙面の手前から向こう側に向かっている。このため、
各強磁性層１１の持つ磁化の向きが磁界方向に揃いやす
く、従って、動作に必要な磁界を最小にすることができ
る。

【００４５】以上の構成を持つこの発明の磁気抵抗素子
では、次のような理由により従来より大きな磁気抵抗変
化率が得られる。

【００４６】この発明の磁気抵抗効果膜１では、磁界を
印加しない状態では、図２（ａ）に示すように、非強磁
性（Ｃｕ）層１２の両側に隣接する強磁性（Ｃｏ）層１
１の磁化の向きは、非強磁性層１２を介して及ぼされる
相互作用により互いに反平行になっている。膜１に膜面
に平行に十分強い磁界Ｈを印加すると、各強磁性層１１
の持つ磁化の向きは磁界Ｈの向きに揃って互いに平行に
なる。

【００４７】伝導電子が磁気抵抗効果膜１中に進入する
場合、強磁性層１１の磁化と同じ向きのスピンを持つ場
合はその強磁性層１１を通って自由に移動することがで
きるが、その強磁性層１１の磁化とは逆向きのスピンを
持つ場合は、図２（ａ）に示すように、層１１、１２の
界面付近で散乱される。よって、強磁性層１１の磁化の
向きが反平行の場合（磁界Ｈを印加しない場合）には、
いずれの向きのスピンを持つ電子もスピンと反対方向の
磁化を持つ強磁性層１１の界面で散乱されるため、膜１
中を移動し難く、その結果、電流をそれら界面に平行に
流す場合よりも電気抵抗値が大きくなる。

【００４８】これに対し、強磁性層１１の磁化の向きが
平行の場合（磁界Ｈを印加した場合）には、図２（ｂ）
に示すように、磁化とは逆向きのスピンをもつ伝導電子
は界面で散乱されるが、磁化と同じ向きのスピンをもつ
伝導電子はすべて散乱されることなく強磁性層１１中を
移動することができるので、電流を界面に平行に流す場
合よりも電気抵抗値が小さくなる。

【００４９】しかも、この発明の磁気抵抗効果膜１で
は、図２（ｂ）に示すように、伝導電子は膜１の内部を
移動する際に前記界面を確実に貫通するため、ほとんど
すべての伝導電子が磁気抵抗効果に寄与する。

【００５０】よって、従来の磁気抵抗効果膜よりも格段
に大きな磁気抵抗変化率（Δρ／ρ）が得られる。

【００５１】以上の構成を持つ磁気抵抗素子は、次のよ
うにして製作される。

【００５２】まず、スパッタ法を用いて、成膜用のシリ
コン基板３の表面（上面）に、厚さ１５オングストロー
ムのコバルト（Ｃｏ）層と厚さ９オングストロームの銅
（Ｃｕ）層とを交互に３０周期、積層する。これによっ
て、基板３上に、図３（ａ）に示すような多層構造の磁
気抵抗効果膜１が得られる。

【００５３】次に、磁気抵抗効果膜１の表面にノブラッ
ク系フォトレジストの膜を形成した後、そのレジスト膜
を熱軟化させることにより、図３（ｂ）に示すようにテ
−パの付いたマスク４を形成する。このマスク４は、膜
１の右端から左端に向かって厚さが徐々に減少してい
る。

【００５４】続いて、テーパ付きマスク４の上からアル
ゴンイオンＡｒ⁺を照射し、磁気抵抗効果膜１のイオン
ミリングを行なう。その結果、図３（ｃ）に示すよう
に、膜１の左端側が右端側に比べて多く除去される。残
った膜１の全長は１０μｍで、その厚さはマスク４の形
状を反映して右端から左端に向かって減少する。

【００５５】こうして得たテーパ付きの磁気抵抗効果膜
１の表面に、ＣＶＤ法等により、基体２となる厚さ０．
１ｍｍのアルミナ（Ａl₂Ｏ₃）膜を被着する。基体２
は、図３（ｄ）に示すように、膜１の傾斜した面（これ
は新たに第１の膜面となる）にほぼ均一な厚さで形成さ
れる。

【００５６】次に、シリコン基板３の裏面（下面）に、
ノブラック系フォトレジストの膜（図示せず）を形成し
た後、そのレジスト膜を熱軟化させることにより、図３
（ｂ）と同様のテ−パ付きマスク（図示せず）を形成す
る。このマスクの断面形状は、図３（ｂ）とは逆に、左
端から右端に向かって厚さが減少するテーパとなってい
る。両マスクのテーパ度は同一である。

【００５７】続いて、基板３の裏面に形成したマスクの
下からアルゴンイオンＡｒ⁺を照射し、基板３と磁気抵
抗効果膜１のイオンミリングを行なう。その結果、基板
１は完全に除去され、また、膜１はマスク形状を反映し
てテーパ状に除去される。これによって形成される膜１
の傾斜した面は、新たに第２の膜面となる。こうして、
図３（ｅ）に示すように、第１の膜面と第２の膜面が平
行で厚さが均一の磁気抵抗効果膜１が、基体２に固着さ
れた状態で得られる。この状態では、両膜面に対して傾
斜したコバルト層と銅層との界面が、両膜面に露出して
いる。

【００５８】その後、図３（ｆ）に示すように、金（Ａ
ｕ）等の金属膜よりなる１対の電極５を磁気抵抗効果膜
１の両端に形成する。こうして、図１に示した磁気抵抗
素子が得られる。

【００５９】上記製造方法によって、コバルト層と銅層
の界面と膜面とのなす角θを変化させた磁気抵抗効果膜
１を製造し、それらの磁気抵抗変化率（Δρ／ρ）を測
定した。磁界および電流は図１のように印加した。その
結果を図４に示す。

【００６０】図４より、従来例に相当する界面と膜面と
が平行である場合（θ＝０°）では、磁気抵抗変化率
（Δρ／ρ）が３２％であるが、この発明の磁気抵抗効
果膜１では、θ＝２０°で（Δρ／ρ）＝６２％，θ＝
４０°で（Δρ／ρ）＝７４％であり、磁気抵抗変化率
が大きく向上していることが分かる。

【００６１】また、磁気抵抗効果膜１の膜面に平行な平
面内で磁界を印加する方向を変えて、動作に必要な磁界
（最大の磁気抵抗変化率が得られる磁界）Ｈｓを測定し
た。磁界の方向は、図５に示すように、コバルト層と銅
層の界面が膜面と交差して形成される直線に対する角度
φで示した。なお、θ＝２０゜とした。

【００６２】図５より、前記直線に平行に印加した場合
（φ＝０°）にＨｓが最小となり、φを増加させると、
それに伴ってＨｓが単調に増加することが分かる。これ
は、磁化容易方向が界面に平行な平面内にあるため、φ
が大きくなると磁界の界面方向の成分が小さくなり、そ
の結果、磁化の回転が徐々に困難となるためと考えられ
る。また、この結果より、Ｈｓを小さくするには、磁界
はφ＝０すなわち、コバルト層と銅層の界面が膜面と交
差して形成される前記直線に平行な方向に印加するのが
最も好ましいことが分かる。

【００６３】さらに、非強磁性層であるＣｕ層の厚さを
１２オングストロームとした以外は、上記と同じ構成の
磁気抵抗効果膜１を製造し、角度θと磁気抵抗変化率
（Δρ／ρ）との関係を測定した。その結果を図６に示
す。

【００６４】図６より、Ｃｕ層の厚さを１２オングスト
ロームと厚くしたことにより、９オングストロームの場
合に比べて磁気抵抗変化率（Δρ／ρ）は小さくなって
いる。（Δρ／ρ）は、θ＝０°では約５％であるが、
θの増加と共に増加し、θ＝３０°では約１０％が得ら
れていることが分かる。

【００６５】また、Ｃｕ層の厚さを１２オングストロー
ムと厚くしたことにより、動作に必要な磁界Ｈｓが大幅
に小さくなっている。このグラフは図示していないが、
θ＝３０°の場合、Ｈｓは約７０エルステッドであり、
この磁気抵抗素子を磁気記録装置に利用するのに十分な
値が得られた。

【００６６】よって、この磁気抵抗素子を用いて磁気記
録装置を構成すれば、磁気記録媒体に記録されている情
報の読み出し性能を飛躍的に向上させることができる。

【００６７】この実施例では、コバルト層と銅層を交互
に積層した多層膜に関して述べているが、強磁性層と非
強磁性層とを交互に積層した多層膜であれば、その他の
物質の多層膜でもよいことはいうまでもない。

【００６８】［第２実施例］図７は、この発明の磁気ヘ
ッドの実施例を示す。この磁気ヘッドは、上記第１実施
例で示したＨｓ＝７０エルステッド、（Δρ／ρ）＝１
０％の磁気抵抗素子を用いたものである。

【００６９】第１実施例で述べた磁気抵抗効果膜（厚さ
１２００オングストローム）１の両端部には、一対の電
極５が取り付けられており、さらに、アルミナ（Ａｌ₂
Ｏ₃）からなる絶縁層（厚さ２０オングストローム）７
を挟んでＣｏ−２０ａｔ％Ｐｔよりなる永久磁石層（厚
さ５００オングストローム）６が対向して形成されてい
る。永久磁石層６は、磁気抵抗効果膜１に３５エルステ
ッドのバイアス磁界を印加するためのものである。これ
らは、Ｎｉ−Ｆｅ合金よりなる２枚のシールド層（厚さ
１μｍ）８で挟まれた領域に配置されている。図示して
いないが、磁気抵抗効果膜１および電極５とシールド層
８との間には、二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）よりなる絶
縁層が配置されている。

【００７０】この発明の磁気ヘッドでは、従来より高い
磁気抵抗変化率を持つ磁気抵抗素子を用いているため、
従来より高い再生出力（例えば、従来例の４倍）が得ら
れる。

【００７１】ここでは永久磁石層を用いたバイアス法を
示したが、通常の磁気抵抗効果型ヘッドで知られている
シャントバイアス法、ソフトバイアス法、相互バイアス
法等の他のバイアス法を用いてもよい。また、図７の構
成とは異なる構成としてもよい。

【００７２】［第３実施例］図８は、上記第２実施例の
磁気ヘッドを情報再生用として備えた磁気ディスク装置
を示す。

【００７３】この磁気ディスク装置は、スピンドルに固
定された複数の磁気記録媒体２１と、それら磁気記録媒
体２１を回転駆動する磁気記録媒体駆動部２２と、磁気
記録媒体２１に情報を記録し、また磁気記録媒体２１に
記録されている情報を再生する磁気ヘッド２３と、磁気
ヘッド２３を駆動・制御する磁気ヘッド駆動部２４と、
磁気ヘッド２３と外部装置（図示せず）との間で記録信
号と再生信号の所定処理を行なう記録再生信号処理系２
５とを備えて構成されている。磁気ヘッド２３には、情
報再生用としての上記第２実施例の磁気ヘッドと、情報
記録用としての誘導型磁気ヘッドとが組み込まれてい
る。

【００７４】情報記録用の誘導型ヘッドで磁気記録媒体
２１に情報を記録した後、その情報を情報再生用の上記
磁気ヘッドで再生を行なったところ、従来より高い再生
出力（例えば、従来例の３倍）が得られた。

【００７５】なお、磁気ディスク装置とは異なる構成の
磁気記録装置としてもよい。

【００７６】

【発明の効果】この発明の磁気抵抗素子では、従来より
も大きな磁気抵抗変化率が得られ、また、その大きな磁
気抵抗変化率を１００エルステッド程度の磁界の印加に
よって得ることができる。

【００７７】この発明の磁気抵抗素子の製造方法では、
前記のような高い磁気抵抗変化率を有する磁気抵抗素子
を容易に得ることができる。

【００７８】この発明の磁気ヘッドおよび磁気記録装置
では、従来より大きな再生出力が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の磁気抵抗素子の要部断
面図である。

【図２】第１実施例の磁気抵抗素子において磁気抵抗効
果が現われる機構を説明するための概念図である。

【図３】第１実施例の磁気抵抗素子の製造方法を工程順
に示す要部断面図である。

【図４】第１実施例の磁気抵抗素子の磁気抵抗変化率特
性を示すグラフである。

【図５】第１実施例の磁気抵抗素子の動作に必要な磁界
の特性を示すグラフである。

【図６】第１実施例の磁気抵抗素子の磁気抵抗変化率特
性を示すグラフである。

【図７】この発明の第２実施例の磁気ヘッドの構成を概
略的に示す斜視図である。

【図８】この発明の第３実施例の磁気ディスク装置の構
成を概略的に示す平面図および断面図である。

【符号の説明】

１磁気抵抗効果膜２基体３成膜用基板４フォトレジスト・マスク５電極６永久磁石層７絶縁層８シールド層１１強磁性層（Ｃｏ）１２非強磁性層（Ｃｕ）２１磁気記録媒体２２磁気記録媒体駆動部２３磁気ヘッド２４磁気ヘッド駆動部２５記録再生信号処理系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平山義幸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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強磁性層と非強磁性層とを交互に積層し
てなる磁気抵抗効果膜を備えた磁気抵抗素子において、隣接する前記強磁性層と前記非強磁性層の界面が前記磁
気抵抗効果膜の膜面に対して傾斜しており、且つ、電流
が前記磁気抵抗効果膜内を前記界面と交差して流れるこ
とを特徴とする磁気抵抗素子。
【請求項２】強磁性層と非強磁性層とを交互に積層し
てなる磁気抵抗効果膜を備えた磁気抵抗素子において、隣接する前記強磁性層と前記非強磁性層の界面が前記磁
気抵抗効果膜の少なくとも一方の膜面に露出しており、
且つ、電流が前記磁気抵抗効果膜内を前記界面と交差し
て流れることを特徴とする磁気抵抗素子。
【請求項３】前記界面と前記膜面とのなす角度が１〜
３０゜の範囲にある請求項１または２に記載の磁気抵抗
素子。
【請求項４】前記磁気抵抗効果膜が基体に固定されて
いる請求項１〜３のいずれかに記載の磁気抵抗素子。
【請求項５】前記界面が前記膜面と交差して形成され
る直線に直交して電流が流れる請求項１〜４のいずれか
に記載の磁気抵抗素子。
【請求項６】磁界が、前記界面が前記膜面と交差して
形成される直線に対して３０゜以下となるように前記磁
気抵抗効果膜に印加される請求項１〜５のいずれかに記
載の磁気抵抗素子。
【請求項７】磁界が、前記界面が前記膜面と交差して
形成される直線に平行に前記磁気抵抗効果膜に印加され
る請求項６に記載の磁気抵抗素子。
【請求項８】前記磁気抵抗効果膜の両側の膜面に前記
界面が露出している請求項１〜７のいずれかに記載の磁
気抵抗素子。
【請求項９】基板上に強磁性層と非強磁性層とを交互
に積層してそれら各層が互いにほぼ平行な多層構造の磁
気抵抗効果膜を形成する工程と、前記磁気抵抗効果膜の表面および裏面の少なくとも一方
を前記強磁性層と前記非強磁性層の界面に対して斜めに
除去し、それによって前記界面に対して傾斜した膜面を
得る工程と、前記磁気抵抗効果膜内で電流が前記界面と交差して流れ
るように、前記磁気抵抗効果膜に一対の電極を形成する
工程とを備えてなることを特徴とする磁気抵抗素子の製
造方法。
【請求項１０】前記界面に対して傾斜した膜面を得る
工程が、前記磁気抵抗効果膜の表面および裏面の少なく
とも一方にマスクを形成する工程と、前記マスクを用い
て前記磁気抵抗効果膜のイオンミリングを行なう工程と
を含んで構成される請求項９に記載の磁気抵抗素子の製
造方法。
【請求項１１】前記界面に対して傾斜した膜面を得る
工程に続いて、その膜面上に基体となる膜を形成する工
程を含む請求項９または１０に記載の磁気抵抗素子の製
造方法。
【請求項１２】前記界面に対して傾斜した膜面を前記
磁気抵抗効果膜の両側に形成する工程を含む請求項９〜
１１のいずれかに記載の磁気抵抗素子の製造方法。
【請求項１３】前記磁気抵抗効果膜内で電流が前記界
面に直交して流れるように一対の電極を形成する工程を
含む請求項９〜１２のいずれかに記載の磁気抵抗素子の
製造方法。
【請求項１４】情報再生用として請求項１〜８のいず
れかに記載の磁気抵抗素子を備えてなることを特徴とす
る磁気ヘッド。
【請求項１５】情報再生用として請求項１４に記載の
磁気ヘッドを備えていることを特徴とする磁気記録装
置。