JPH0785426A

JPH0785426A - 磁気抵抗効果型ヘッド

Info

Publication number: JPH0785426A
Application number: JP22718593A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Osawa; 裕一大沢; Hitoshi Iwasaki; 仁志岩崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1993-09-13
Publication date: 1995-03-31
Anticipated expiration: 2017-01-07
Also published as: JP3243078B2

Abstract

(57)【要約】【目的】バルクハウゼンノイズの抑制が容易で、高感
度、高Ｓ／Ｎ、高線分解能、高信頼性が得られ、しかも
構造が簡単な差動動作タイプの磁気抵抗効果型ヘッドを
提供する。【構成】一対の磁気抵抗効果素子、例えば一対のスピ
ンバルブ素子２、３のような巨大磁気抵抗効果素子や一
対の異方性磁気抵抗効果素子が非磁性中間膜１を介して
積層され、互いに独立した動作が可能とされている。そ
れら磁気抵抗効果素子の外側には、それぞれ磁化固着層
例えば反強磁性膜７、８が設けられ、磁化固着層により
磁化が固着される磁性膜における磁化方向の媒体対向面
と垂直な方向の成分が互いに反平行とされている。この
磁気抵抗効果型ヘッドは、一対の磁気抵抗効果素子の差
動出力で動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置やＶ
ＴＲ等に用いられる磁気抵抗効果型ヘッドに係り、特に
バルクハウゼンノイズの抑制が可能で、高感度、高Ｓ／
Ｎ、高分解能が達成可能な磁気抵抗効果型ヘッドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】磁気抵抗効果型ヘッドは、従来の誘導型
の磁気ヘッドに代わる次世代の再生ヘッドとして近年高
い注目を集めている。このうちシールド型磁気抵抗効果
型ヘッドは、高透磁率を有するシールド層と磁気抵抗効
果素子との間の電気的な絶縁を確保するために、絶縁層
の厚みをある一定値以下にすることが困難であり、絶縁
層の厚みで規定される線記録分解能を向上させることが
難しかった。このような問題を解決する手段として、一
対の異方性磁気抵抗効果素子を非磁性絶縁層または非磁
性金属層からなる非磁性中間膜を介して積層した構造の
デュアルエレメントタイプの磁気抵抗効果型ヘッドが提
案されている（特公昭53-57204号公報）。このタイプの
磁気抵抗効果型ヘッドでは、例えば一対の磁気抵抗効果
素子の記録トラック幅方向に同一極性のセンス電流を流
すと、互いに逆極性でかつ媒体対向面に垂直な方向に動
作点バイアスが付与される。そのため、一対の磁気抵抗
効果素子は、それぞれ同一極性の信号磁界に対しては、
逆極性の電気抵抗変化を示し、これらが相殺するために
出力が発生しない。また、互いに逆極性の信号磁界を受
けたときは、同極性の電気抵抗変化を生じるため、これ
らが強め合うことにより出力が得られる。

【０００３】このように、デュアルエレメントタイプの
磁気抵抗効果型ヘッドは、いわゆる差動動作型の出力応
答を示す再生ヘッドである。しかも、非磁性中間膜の膜
厚で線分解能を規定できるために、シールド層を設ける
必要がなく、従って簡単な構造で高分解能かつ高Ｓ／Ｎ
の信号再生が可能となる。

【０００４】しかしながら、このタイプの磁気抵抗効果
型ヘッドに対して、簡単な構造を維持したまま、効果的
に交換バイアスを一対の磁気抵抗効果素子に付与して、
バルクハウゼンノイズを抑制する技術が見出されていな
いため、現状では実用化が難しく、その解決策が望まれ
ていた。

【０００５】また最近では、例えば磁性膜／非磁性膜／
磁性膜なる積層構造を有するスピンバルブ膜等におい
て、従来の磁気抵抗効果よりも高感度の巨大磁気抵抗効
果が発見されており、この効果を利用した磁気抵抗効果
素子の再生ヘッドへの応用が研究されている。しかし、
今のところ、前述のように出力応答が差動動作するタイ
プで、しかも高信頼性、高分解能、高Ｓ／Ｎが同時に満
足されるような素子構造やヘッド構造は見出されていな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、出力
応答が差動動作型の磁気抵抗効果型ヘッドは、非磁性中
間膜の膜厚で線分解能を規定できるため、簡単な構造
で、高分解能、高Ｓ／Ｎの信号再生を可能にする再生ヘ
ッドとして期待されているものの、効果的に交換バイア
ス磁界を付与してバルクハウゼンノイズを抑制する技術
が見出されていないため、実用化には至っていない。

【０００７】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、バルクハウゼンノイズの抑制が容易
で、高感度、高Ｓ／Ｎ、高線分解能、高信頼性が得ら
れ、しかも構造が簡単な磁気抵抗効果型ヘッドを提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果型
ヘッドは、一対の磁気抵抗効果素子が非磁性中間膜を介
して積層されると共に前記一対の磁気抵抗効果素子の外
側にそれぞれ磁化固着層が設けられてなり、前記磁化固
着層により磁化が固着される磁性膜における磁化方向の
媒体対向面と垂直な方向の成分が互いに反平行であるこ
とを特徴としている。

【０００９】本発明に用いる磁気抵抗効果素子として
は、例えば異方性磁気抵抗効果膜からなる素子や、磁性
膜と非磁性膜との積層構造を有するスピンバルブ膜や人
工格子膜からなる素子のように巨大磁気抵抗効果を示す
素子が挙げられる。

【００１０】また、本発明に用いる磁化固着層として
は、磁気抵抗効果素子として異方性磁気抵抗効果膜を用
いる場合には、FeMn、Ni酸化物、PdMn合金等からなる反
強磁性膜が、またスピンバルブ膜や人工格子膜を用いる
場合には、同様な反強磁性膜や、Co系やFe酸化物系等の
高保磁力膜が挙げられる。本発明において、この磁化固
着層の膜厚は 5〜25nmとすることが好ましく、磁気抵抗
効果素子の好ましい膜厚は、異方性磁気抵抗効果膜で 5
〜50nm、スピンバルブ膜や人工格子膜で 0.2〜 5nmであ
る。なお、磁化固着層として高保磁力膜を用いる場合に
は、通常、磁性膜／非磁性膜／磁性膜なる積層構造を有
するスピンバルブ膜の外側の磁性膜を省くことも可能で
あり、このときは高保磁力膜自体の磁化が固着されるこ
とになる。さらに、非磁性中間膜には、 TiN、 AlN、T
i、 V等を用いることができ、膜厚は0.5〜10nmに設定す
ることが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドにおいては、非
磁性中間膜を介して積層した一対の磁気抵抗効果素子の
それぞれの外側に磁化固着層を設けることによって、一
対の磁気抵抗効果素子にそれぞれ所定方向と所定強度の
交換バイアス磁界を付与している。これにより、一対の
磁気抵抗効果素子をそれぞれ単磁区化することができる
ため、バルクハウゼンノイズを解消することができる。
このように、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドによれば、
磁気抵抗効果素子のそれぞれの外側に磁化固着層を設け
るだけの簡単な構造で、バルクハウゼンノイズを解消す
ることが可能となる。

【００１２】また、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドで
は、一対の磁気抵抗効果素子が非磁性中間膜を介してい
るので独立して動作可能である。さらに、上記交換バイ
アス磁界とセンス電流による同一極性または逆極性の動
作点バイアス磁界とによって、一対の磁気抵抗効果素子
または磁化固着層としての高保磁力膜において、磁化が
固着される磁性膜における磁化方向の媒体対向面と垂直
な方向の成分が互いに反平行となるように、より好まし
くはこれらの磁化方向が信号磁界と同一方向でかつ互い
に反平行となるように、磁化が向けられている。従っ
て、一対の磁気抵抗効果素子に対する信号磁界が同一極
性の場合には、それぞれ逆極性の抵抗変化を示して出力
が発生せず、また信号磁界が逆極性の場合には、それぞ
れ同極性の抵抗変化を示して出力が得られるという、差
動動作型の出力応答を示す。そして上述したように、簡
単な構造でバルクハウゼンノイズが解消可能であるた
め、高線分解能、高感度、高Ｓ／Ｎ、高信頼性の実用的
な再生ヘッドが実現可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１４】実施例１まず、図１および図２を参照して、この実施例の磁気抵
抗効果型ヘッドの構成について述べる。図１は、この実
施例の磁気抵抗効果型ヘッドの構成を示す断面図であ
り、図２は磁気抵抗効果型ヘッドの概略を磁気記録媒体
との相対位置を含めて示す斜視図である。

【００１５】図１および図２において、１は TiN非磁性
中間膜であり、この TiN非磁性中間膜１を介して一対の
磁気抵抗効果素子としてスピンバルブユニット２、３が
積層配置されている。ここで、これらスピンバルブユニ
ット２、３は、それぞれCo₉₀Fe₁₀磁性膜４、５間にCu非
磁性膜６を介在させた積層構造としたが、本発明ではこ
れら以外の磁性膜／非磁性膜／磁性膜の積層構造とし
て、Co/Cu/Co、Co/Ru/Co、Fe/Cr/Fe、NiFe/Cu/NiFe、Ni
Fe/Ag/NiFe等が挙げられる。

【００１６】そして、スピンバルブユニット２、３のそ
れぞれの外側に、磁化固着層としてFe₅₀Mn₅₀反強磁性膜
７、８が、スピンバルブユニット２、３における外側の
Co₉₀Fe₁₀磁性膜４、４に接して積層されていると共に、
一方のFe₅₀Mn₅₀反強磁性膜７上にリード９が取り付けら
れて、この実施例の磁気抵抗効果型ヘッドが構成されて
いる。

【００１７】具体的な積層膜構造は、基板２０側からFe
₅₀Mn₅₀反強磁性膜８を15nm、Co₉₀Fe₁₀磁性膜４を 5nm、
Cu非磁性膜５を 2nm、Co₉₀Fe₁₀磁性膜６を 5nm、 TiN非
磁性中間膜１を30nm、Co₉₀Fe₁₀磁性膜６を 5nm、Cu非磁
性膜５を 2nm、Co₉₀Fe₁₀磁性膜４を 5nm、Fe₅₀Mn₅₀反強
磁性膜７を15nmとした。この積層膜の形成方法として
は、スパッタ法、イオンビームスパッタ法、蒸着法等の
いずれの方法を用いることも可能である。また、ここで
は図示されるように、記録幅トラック方向が信号磁界方
向よりも長い形状異方性を有しており、このためのパタ
ーニングにあたっては、通常のレジスト塗布、露光、現
像、イオンミリング等の工程を利用することができる。
なお、プロセス時の腐食防止のために、保護層を最上層
に設けることも効果的である。

【００１８】この実施例の磁気抵抗効果型ヘッドにおい
て、センス電流Ｉ_sは、図中矢印Ａ₁で示すように、記
録トラック幅方向に流れ、磁気記録媒体１０からの信号
磁界Ｈ_SIGは、図中矢印Ｂ₁で示すように、積層膜界面
に平行で、かつセンス電流Ｉ_sと垂直な方向から入る。
図１および図２に示した積層膜各層の磁化方向を図３の
斜視図に示す。センス電流Ｉ_sは、上記したように記録
トラック幅方向に流れ、そのセンス電流磁界の方向に一
致させて、両端のFe₅₀Mn₅₀反強磁性膜７、８には磁気異
方性（図中、矢印ａ₁、ａ₂で示す）が付与されてい
る。また、これらFe₅₀Mn₅₀反強磁性膜７、８と交換結合
されているCo₉₀Fe₁₀磁性膜４、４は、それらと接するFe
₅₀Mn₅₀反強磁性膜７、８と同方向の磁気異方性（図中、
矢印ｂ₁、ｂ₂で示す）が付与されて磁化が固着されて
いる。従って、両端のFe₅₀Mn₅₀反強磁性膜７、８、およ
びスピンバルブユニット２、３におけるCo₉₀Fe₁₀磁性膜
４、４は、磁化方向が互いに反転している。

【００１９】上記磁気異方性の付与方法に関しては、成
膜時に直流外部磁界を印加することで、その方向に磁気
異方性を付与することができる。なお、付与する磁気異
方性は、外部より印加する直流磁界の方向を変化させる
ことで、その方向を変えることができる。また、両端の
反強磁性膜のブロッキング温度を変化させることで、成
膜後の磁界中加熱で磁気異方性に変化を与えることがで
きる。すなわち、両端の反強磁性膜のブロッキング温度
をそれぞれＴ₁、Ｔ₂（Ｔ₁＞Ｔ₂）とし、磁界中加熱
温度をＴとすると、Ｔ＞Ｔ₁の温度で磁界中加熱を行
い、両端の反強磁性膜にある方向の磁気異方性を付与
し、次にＴ₁＞Ｔ＞Ｔ₂の温度で磁界中加熱を行うこと
で、一方の反強磁性膜とは異なる方向の磁気異方性を、
他方の反強磁性膜に付与することができる。

【００２０】Cu非磁性膜５を挟んで設けられたCo₉₀Fe₁₀
磁性膜６は、センス電流方向に磁化容易軸が設定されて
いる。従って、図中矢印ｃ₁、ｃ₂で示す方向に、それ
ぞれの磁化は向いている。Fe₅₀Mn₅₀反強磁性膜７、８と
接したCo₉₀Fe₁₀磁性膜４、４は、それぞれ交換バイアス
で磁化固着されているため、外部から信号磁界が入って
きた場合に、磁化が信号磁界に反応するのはCo₉₀Fe₁₀磁
性膜６、６である。

【００２１】信号磁界Ｈ_SIGは、図示したように、積層
膜界面に平行でかつセンス電流Ｉ_sに垂直方向から入
る。従って、 TiN非磁性中間膜３の両側で信号磁界が同
極性で入った場合には、例えば図３中の破線矢印ｄ₁、
ｄ₂で示すような磁化方向変化がCo₉₀Fe₁₀磁性膜６、６
に発生する。図４に 2つのスピンバルブユニット２、３
における抵抗値Ｒの信号磁界Ｈ_SIG依存性を示し、この
磁気抵抗効果型ヘッドの差動動作を説明する。図示され
るように、それぞれのスピンバルブユニット２、３に、
同極性の信号磁界が入った場合、一方は抵抗増加を示
し、もう一方は抵抗減少を示す。その結果、磁気抵抗効
果型ヘッドの抵抗は相殺されて、抵抗変化として現れて
こない。一方、逆相で信号磁界が入った場合、それぞれ
高抵抗同士もしくは低抵抗同士となり、磁気抵抗効果型
ヘッドの抵抗変化として現れる。すなわち、この実施例
の磁気抵抗効果型ヘッドは、磁気記録媒体上の磁化反転
領域を差動出力で検出する再生ヘッドとして動作する。

【００２２】そして、この実施例の磁気抵抗効果型ヘッ
ドにおいては、スピンバルブユニット２、３のそれぞれ
の外側のCo₉₀Fe₁₀磁性膜４、４に対して、Fe₅₀Mn₅₀反強
磁性膜７、８により交換バイアス磁界が付与されてお
り、Co₉₀Fe₁₀磁性膜６、６は共に記録幅トラック方向に
磁気異方性を有しているため、スピンバルブユニット
２、３はそれぞれ単磁区化され、バルクハウゼンノイズ
を解消することができる。また、差動動作型の出力応答
を示すため、高線分解能、高感度、高Ｓ／Ｎ、高信頼性
を得ることができる。

【００２３】実施例２実施例１と同一積層膜構造の磁気抵抗効果型ヘッドに対
して、図５に示すように、図中矢印ａ₃、ｂ₃、ａ₄、
ｂ₄で示す方向に磁気異方性を付与し、Co₉₀Fe₁₀磁性膜
４、４の磁化を固着せしめた。信号磁界Ｈ_SIGはこれら
と同一方向、センス電流Ｉ_sは垂直方向とする。この実
施例では、Fe₅₀Mn₅₀反強磁性膜７、８からの交換バイア
スを受けないCo₉₀Fe₁₀磁性膜６、６に付与される磁気異
方性の方向が実施例１と90度異なり、それぞれの方向は
センス電流Ｉ_sと垂直方向を向き、互いに反平行であ
る。すなわち、スピンバルブユニット２においては、セ
ンス電流磁界の方向でかつ上向き（図中、矢印ｃ₃で示
す）であり、スピンバルブユニット３においては、セン
ス電流磁界の方向でかつ下向き（図中、矢印ｃ₄で示
す）である。

【００２４】図６に、信号磁界Ｈ_SIGと磁気抵抗効果型
ヘッドの抵抗Ｒとの関係を示し、この磁気抵抗効果型ヘ
ッドの差動動作を説明する。スピンバルブユニット２、
３の抵抗Ｒは、信号磁界に反応するCo₉₀Fe₁₀磁性膜６が
磁化反転で磁化方向を変化させるため、図６に示すよう
に、Ｈ_SIG〜±Ｈ_cで抵抗Ｒが変化するヒステリシスを
有する。図６には、それぞれのスピンバルブユニット
２、３のヒステリシスを破線矢印（ユニット２）と実線
矢印（ユニット３）で示した。ヒステリシスは、センス
電流磁界により、スピンバルブユニット３で正方向、ス
ピンバルブユニット２で負方向にシフトする。例えば、
＋Ｈ_cを超える信号磁界が同相でスピンバルブユニット
２、３に入った場合、スピンバルブユニット２は低抵抗
に、またスピンバルブユニット３は高抵抗になり、抵抗
変化は相殺され、磁気抵抗効果型ヘッドの抵抗変化とし
ては現れない。一方、逆相で信号磁界が入った場合、そ
れぞれのスピンバルブユニット２、３が高抵抗同士また
は低抵抗同士となり、磁気抵抗効果型ヘッドの抵抗変化
として現れる。すなわち、差動型の磁気抵抗効果型ヘッ
ドとして動作する。

【００２５】この実施例の磁気抵抗効果型ヘッドにおい
ても、実施例１と同様に、バルクハウゼンノイズを解消
することができると共に、高線分解能、高感度、高Ｓ／
Ｎ、高信頼性が実現可能となる。

【００２６】実施例３この実施例の磁気抵抗効果型ヘッドは、図７に示すよう
に、積層膜構造自体は実施例１と同様であるが、図８に
示すように、センス電流Ｉ_s（図中、矢印Ａ₂で示す）
が信号磁界Ｈ_SIG（図中、矢印Ｂ₂で示す）と平行で逆
向きの方向に流れるように、磁気記録媒体１０との相対
位置を設定している。すなわち、信号磁界Ｈ_SIGは、セ
ンス電流方向に出入りする。

【００２７】この実施例の磁気抵抗効果型ヘッドにおけ
る積層膜各層の磁化方向を図９の斜視図に示す。センス
電流Ｉ_sは、図中矢印Ａ₂で示される方向に流れ、その
センス電流Ｉ_sの方向に一致させて、Fe₅₀Mn₅₀反強磁性
膜７、８およびそれらと交換結合したCo₉₀Fe₁₀磁性膜
４、４の磁気異方性を付与する。このときスピンバルブ
２においては、交換バイアスをセンス電流方向と一致さ
せ、Co₉₀Fe₁₀磁性膜４の磁化方向を媒体対向面（図中、
矢印ｂ₅で示す）に向けて磁化を固着させる。一方、ス
ピンバルブユニット３においては、交換バイアス方向を
センス電流方向と逆方向とし、Co₉₀Fe₁₀磁性膜４の磁化
方向も逆方向（図中、矢印ｂ₆で示す）に向けて磁化を
固着させる。

【００２８】信号磁界に反応するCo₉₀Fe₁₀磁性膜６の磁
化方向は、センス電流磁界の方向と一致させる。すなわ
ち、スピンバルブユニット２では下向き（図中、矢印ｃ
₅で示す）、スピンバルブユニット３では上向き（図
中、矢印ｃ₆で示す）である。信号磁界Ｈ_SIGは、図示
したように、積層膜界面に平行でかつセンス電流Ｉ_sに
平行な方向から入る。従って、 TiN非磁性中間膜１の両
側で信号磁界が同極性で入った場合には、例えば図９中
の破線矢印ｄ₃、ｄ₄で示したような磁化方向変化がCo
₉₀Fe₁₀磁性膜６、６に発生する。

【００２９】この場合、実施例１で示した図４と同様
な、 2つのスピンバルブユニット２、３における抵抗値
Ｒの信号磁界Ｈ_SIG依存性において、それぞれのスピン
バルブユニット２、３に同極性の信号磁界が入った場合
には、一方は抵抗増加を示し、もう一方は抵抗減少を示
す。その結果、磁気抵抗効果型ヘッドの抵抗は、それぞ
れ相殺されて、抵抗変化として現れてこない。一方、逆
相で信号磁界が入った場合、それぞれ高抵抗同士もしく
は低抵抗同士となり、磁気抵抗効果型ヘッドの抵抗変化
として現れる。すなわち、磁気記録媒体上の磁化反転領
域を差動出力で検出する磁気抵抗効果型ヘッドとして動
作する。

【００３０】この実施例の磁気抵抗効果型ヘッドにおい
ても、実施例１と同様に、バルクハウゼンノイズを解消
することができると共に、高線分解能、高感度、高Ｓ／
Ｎ、高信頼性が実現可能となる。

【００３１】実施例４実施例３と同一積層膜構造の磁気抵抗効果型ヘッドに対
して、図１０に示すように、図中矢印ａ₇、ｂ₇、
ａ₈、ｂ₈で示す方向に磁気異方性を付与した。なお、
センス電流Ｉ_sおよび信号磁界Ｈ_SIGは同一方向とす
る。すなわち、スピンバルブユニット３においては、Fe
₅₀Mn₅₀反強磁性膜８による交換バイアスの方向をセンス
電流Ｉ_sに一致させ、Co₉₀Fe₁₀磁性膜４の磁化方向をセ
ンス電流方向と一致（図中、矢印ｃ₈で示す）させて磁
化を固着させる。一方、スピンバルブユニット２におい
ては、逆に交換バイアスをセンス電流Ｉ_sと逆方向に向
けて、Co₉₀Fe₁₀磁性膜４の磁化方向をセンス電流方向と
反転（図中、矢印ｃ₇で示す）させて磁化を固着させ
る。なお、スピンバルブユニット２、３におけるCo₉₀Fe
₁₀磁性膜６、６の磁化方向は、センス電流Ｉ_sと一致さ
せる。

【００３２】次に、信号磁界Ｈ_SIGと磁気抵抗効果型ヘ
ッドの抵抗Ｒとの関係を示し、この磁気抵抗効果型ヘッ
ドの差動動作を説明する。このような磁気抵抗効果型ヘ
ッドに対して信号磁界が入ってくると、それぞれのスピ
ンバルブユニット２、３の抵抗Ｒは図１１に示すように
変化する。すなわち、スピンバルブユニット２、３の抵
抗Ｒは、信号磁界に反応するCo₉₀Fe₁₀磁性膜６が磁化反
転で磁化方向を変化させるため、図１１に示すように、
Ｈ_SIG〜±Ｈｃで抵抗Ｒが変化するヒステリシスを持
つ。図１１には、それぞれのスピンバルブユニット２、
３のヒステリシスを破線矢印（ユニット２）と実線矢印
（ユニット３）で示した。例えば、＋Ｈ_cを越える信号
磁界が、同相でスピンバルブユニット２、３に入った場
合、スピンバルブユニット２は低抵抗に、スピンバルブ
ユニット３は高抵抗になり、抵抗変化は相殺されて、磁
気抵抗効果型ヘッドの抵抗変化としては現れない。一
方、逆相で信号磁界が入った場合、それぞれのスピンバ
ルブユニット２、３が高抵抗同士または低抵抗同士とな
り、磁気抵抗効果型ヘッドの抵抗変化として現れる。す
なわち、差動型の磁気抵抗効果型ヘッドとして動作す
る。

【００３３】この実施例の磁気抵抗効果型ヘッドにおい
ても、実施例１と同様に、バルクハウゼンノイズを解消
することができると共に、高線分解能、高感度、高Ｓ／
Ｎ、高信頼性が実現可能となる。

【００３４】実施例５図１２に、この実施例の磁気抵抗効果型ヘッドの概略を
磁気記録媒体との相対位置を含めて示す。この実施例の
磁気抵抗効果型ヘッドにおいては、 TiN非磁性中間膜１
を介して、異方性磁気抵抗効果膜としてNi₈₀Fe₂₀（以
下、パーマロイと記す）磁性膜１１、１２が積層されて
いると共に、これらパーマロイ磁性膜１１、１２の外側
にはそれぞれFe₅₀Mn₅₀反強磁性膜７、８が積層されてい
る。また、一方のFe₅₀Mn₅₀反強磁性膜７上には、リード
９が取り付けられている。

【００３５】具体的な積層膜構造は、基板（図示せず）
側からFe₅₀Mn₅₀反強磁性膜８を15nm、パーマロイ磁性膜
１２を25nm、 TiN非磁性中間膜１を 3nm、パーマロイ磁
性膜１１を25nm、Fe₅₀Mn₅₀反強磁性膜７を15nmとした。
センス電流Ｉ_sは、図中矢印Ａ₃で示すように、記録ト
ラック幅方向に流れ、磁気記録媒体１０からの信号磁界
Ｈ_SIGは、図中矢印Ｂ₃で示すように、積層膜界面に平
行で、かつセンス電流Ｉ_sと垂直な方向から入る。

【００３６】図１２に示した積層膜各層の磁化方向を図
１３の斜視図に示す。Fe₅₀Mn₅₀反強磁性膜７、８は、そ
れぞれが接するパーマロイ磁性膜１１、１２にセンス電
流方向に平行な交換バイアスＨ_T（図中、破線矢印
ｅ₁、ｅ₂で示す）を及ぼす。また、 TiN非磁性中間膜
３を挟んだ一対のパーマロイ磁性膜１１、１２には、セ
ンス電流磁界によりそれぞれ動作点バイアスＨ_B（図
中、破線矢印ｆ₁、ｆ₂で示す）も付与される。その結
果、パーマロイ磁性膜１１には斜め下向きの合成バイア
ス磁界、パーマロイ磁性膜１２には斜め上向きの合成バ
イアス磁界が加わり、それぞれ実線矢印ｇ₁、ｇ₂で示
す方向に磁化が固着される。

【００３７】次に、信号磁界Ｈ_SIGと磁気抵抗効果型ヘ
ッドの抵抗Ｒとの関係を図１４に示し、この磁気抵抗効
果型ヘッドの差動動作を説明する。図１４に示すよう
に、磁気抵抗効果型ヘッドに対して同相の信号磁界が加
わった場合、パーマロイ磁性膜１１、１２の一方では抵
抗値が減少し、また他方ではまず抵抗値は増加し、その
後さらに大きな信号磁界が加わると減少に転ずる。従っ
て、磁気抵抗効果型ヘッドに入ってくる信号磁界が適度
な大きさ以下であれば、一対のパーマロイ磁性膜１１、
１２の抵抗値は相殺し合い、磁気抵抗効果型ヘッドの出
力としては現れない。また、逆相の信号磁界が入ってき
た場合、それぞれの抵抗は、増加同士もしくは減少同士
であるため、磁気抵抗効果型ヘッドの出力として現れ
る。すなわち、この実施例の磁気抵抗効果型ヘッドは、
差動動作型の出力応答を示す再生ヘッドとして動作す
る。

【００３８】そして、この実施例の磁気抵抗効果型ヘッ
ドにおいては、パーマロイ磁性膜１１、１２に対して、
Fe₅₀Mn₅₀反強磁性膜７、８により交換バイアス磁界が付
与されているため、これらはそれぞれ単磁区化され、バ
ルクハウゼンノイズを解消することができる。また、差
動動作型の出力応答を示すため、高線分解能、高感度、
高Ｓ／Ｎ、高信頼性を得ることができる。

【００３９】実施例６実施例５と同一積層膜構造の磁気抵抗効果型ヘッドを、
図１５に示すように、センス電流Ｉ_s（図中、矢印
Ａ₄）と平行に信号磁界Ｈ_SIG（図中、矢印Ｂ₄）が入
るように、磁気記録媒体１０との相対位置を設定した。

【００４０】図１５に示す磁気抵抗効果型ヘッドの積層
膜各層の磁化方向を図１６に示す。Fe₅₀Mn₅₀反強磁性膜
７、８は、それぞれが接するパーマロイ磁性膜１１、１
２にセンス電流方向と同方向（図中、破線矢印ｅ₃で示
す）および逆方向（図中、破線矢印ｅ_{4 3}で示す）に交
換バイアスＨ_Tを及ぼす。また、センス電流磁界により
Ｈ_B（図中、破線矢印ｆ₃、ｆ₄で示す）の動作点バイ
アスが加わるため、それぞれ合成バイアス磁界が実線矢
印ｇ₃、ｇ₄の方向に加わり、磁化が固着される。

【００４１】この状態で、信号磁界Ｈ_SIGが入った場
合、図１４に示した場合と同様な抵抗変化がパーマロイ
磁性膜１１、１２に発生し、その結果磁気抵抗効果型ヘ
ッドも差動動作型の出力応答を示す。そして、この実施
例の磁気抵抗効果型ヘッドにおいても、実施例５と同様
に、バルクハウゼンノイズを解消することができると共
に、高線分解能、高感度、高Ｓ／Ｎ、高信頼性を実現す
ることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気抵抗
効果型ヘッドによれば、簡単な構造でバルクハウゼンノ
イズを抑制することができると共に、差動動作型の出力
応答を示すため、高感度、高Ｓ／Ｎ、高線分解能、高信
頼性が得られ、その工業的価値は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例１の磁気抵抗効果型ヘッ
ドの構成を示す断面図である。

【図２】図１に示す磁気抵抗効果型ヘッドの概略を磁
気記録媒体との相対位置を含めて示す斜視図である。

【図３】図１に示す磁気抵抗効果型ヘッドの磁化方向
を示す斜視図である。

【図４】図１に示す磁気抵抗効果型ヘッドの差動動作
を説明するための特性図である。

【図５】本発明による実施例２の磁気抵抗効果型ヘッ
ドの磁化方向を示す斜視図である。

【図６】図５に示す磁気抵抗効果型ヘッドの差動動作
を説明するための特性図である。

【図７】本発明による実施例３の磁気抵抗効果型ヘッ
ドの構成を示す断面図である。

【図８】図７に示す磁気抵抗効果型ヘッドの概略を磁
気記録媒体との相対位置を含めて示す斜視図である。

【図９】図７に示す磁気抵抗効果型ヘッドの磁化方向
を示す斜視図である。

【図１０】本発明による実施例４の磁気抵抗効果型ヘ
ッドの磁化方向を示す斜視図である。

【図１１】図１０に示す磁気抵抗効果型ヘッドの差動
動作を説明するための特性図である。

【図１２】本発明による実施例５の磁気抵抗効果型ヘ
ッドの概略を磁気記録媒体との相対位置を含めて示す斜
視図である。

【図１３】図１２に示す磁気抵抗効果型ヘッドの磁化
方向を示す斜視図である。

【図１４】図１２に示す磁気抵抗効果型ヘッドの差動
動作を説明するための特性図である。

【図１５】本発明による実施例６の磁気抵抗効果型ヘ
ッドの概略を磁気記録媒体との相対位置を含めて示す斜
視図である。

【図１６】図１５に示す磁気抵抗効果型ヘッドの磁化
方向を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…… TiN非磁性中間膜２、３……スピンバルブユニット４、６……Co₉₀Fe₁₀磁性膜５……Cu非磁性膜７、８……Fe₅₀Mn₅₀反強磁性膜１０……磁気記録媒体１１、１２……パーマロイ磁性膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の磁気抵抗効果素子が非磁性中間膜
を介して積層されると共に前記一対の磁気抵抗効果素子
の外側にそれぞれ磁化固着層が設けられてなり、前記磁
化固着層により磁化が固着される磁性膜における磁化方
向の媒体対向面と垂直な方向の成分が互いに反平行であ
ることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。