JPH09260742A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
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- JPH09260742A JPH09260742A JP8070018A JP7001896A JPH09260742A JP H09260742 A JPH09260742 A JP H09260742A JP 8070018 A JP8070018 A JP 8070018A JP 7001896 A JP7001896 A JP 7001896A JP H09260742 A JPH09260742 A JP H09260742A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10N50/10—Magnetoresistive devices
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軟磁性材の幅を狭くしても、安定した磁気抵
抗特性が得られる磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を提供
する。 【解決手段】 軟磁性材１と、該軟磁性材１の長手方向
の一端部に接続される後端電極４と、該軟磁性材１の他
端部に接続される先端電極５とを備え、軟磁性材１の幅
方向の両端側に、該軟磁性材１の幅方向に平行な成分を
有するバイアス磁界を発生可能な磁区安定化材２、３が
配設される。これにより、長手方向の静磁的な磁気異方
性に打ち勝つだけのバイアス磁界を印加することができ
れば、単層の軟磁性材１の磁化方向Ｄf が幅方向に向く
ようになる。磁区安定化材２、３の電気抵抗は軟磁性材
１の電気抵抗よりも大きくなされ、これにより、センス
電流ｉの損失を抑制する。このようなＭＲ素子１０は、
いわゆる縦型ＭＲヘッドに適用されて好適である。
抗特性が得られる磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を提供
する。 【解決手段】 軟磁性材１と、該軟磁性材１の長手方向
の一端部に接続される後端電極４と、該軟磁性材１の他
端部に接続される先端電極５とを備え、軟磁性材１の幅
方向の両端側に、該軟磁性材１の幅方向に平行な成分を
有するバイアス磁界を発生可能な磁区安定化材２、３が
配設される。これにより、長手方向の静磁的な磁気異方
性に打ち勝つだけのバイアス磁界を印加することができ
れば、単層の軟磁性材１の磁化方向Ｄf が幅方向に向く
ようになる。磁区安定化材２、３の電気抵抗は軟磁性材
１の電気抵抗よりも大きくなされ、これにより、センス
電流ｉの損失を抑制する。このようなＭＲ素子１０は、
いわゆる縦型ＭＲヘッドに適用されて好適である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単層の軟磁性材を
用いた磁気抵抗効果素子に関する。
用いた磁気抵抗効果素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、磁気抵抗効果を有する磁性膜
を用いた磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と称す
る。）は、磁界を検出する素子として、磁気センサ、磁
気ヘッド、回転検出素子、位置検出素子等として用いら
れている。
を用いた磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と称す
る。）は、磁界を検出する素子として、磁気センサ、磁
気ヘッド、回転検出素子、位置検出素子等として用いら
れている。
【０００３】ここで、図１６に、最も単純なＭＲ素子１
１０の構成を示す。このＭＲ素子１１０は、幅Ｗ、長さ
Ｌの単層の軟磁性材１０１が、その磁化容易軸方向Ｄe
が幅方向と平行となるように形成され、該軟磁性材１０
１の長手方向の両端部に図示しない電極がそれぞれ配設
されてなる。このようなＭＲ素子１１０においては、外
部磁界Ｈext によって軟磁性材１０１の抵抗変化が生じ
るはずであり、電極間にセンス電流ｉを流せば、該電極
間の電圧変化として、外部磁界Ｈext 検出できるはずで
ある。
１０の構成を示す。このＭＲ素子１１０は、幅Ｗ、長さ
Ｌの単層の軟磁性材１０１が、その磁化容易軸方向Ｄe
が幅方向と平行となるように形成され、該軟磁性材１０
１の長手方向の両端部に図示しない電極がそれぞれ配設
されてなる。このようなＭＲ素子１１０においては、外
部磁界Ｈext によって軟磁性材１０１の抵抗変化が生じ
るはずであり、電極間にセンス電流ｉを流せば、該電極
間の電圧変化として、外部磁界Ｈext 検出できるはずで
ある。
【０００４】しかしながら、実際に上述のＭＲ素子１１
０に、長手方向に平行な方向から外部磁界Ｈext を印加
したときの磁化を測定すると、図１７に示されるよう
に、非常に大きなヒステリシスを生じ、また、電気抵抗
を測定すると、図１８に示されるように、外部磁界Ｈex
t に伴う抵抗変化が現れない。これは、軟磁性材１０１
の長手方向の静磁的な磁気異方性が、磁化容易軸方向Ｄ
e の物性的な磁気異方性を上回るために、軟磁性材１０
１の磁化方向Ｄf が磁化容易軸方向Ｄe を向くことがで
きないためである。
０に、長手方向に平行な方向から外部磁界Ｈext を印加
したときの磁化を測定すると、図１７に示されるよう
に、非常に大きなヒステリシスを生じ、また、電気抵抗
を測定すると、図１８に示されるように、外部磁界Ｈex
t に伴う抵抗変化が現れない。これは、軟磁性材１０１
の長手方向の静磁的な磁気異方性が、磁化容易軸方向Ｄ
e の物性的な磁気異方性を上回るために、軟磁性材１０
１の磁化方向Ｄf が磁化容易軸方向Ｄe を向くことがで
きないためである。
【０００５】このため、このようなＭＲ素子１１０を例
えば磁気ヘッドに適用するに際しては、外部磁界Ｈext
（この場合、信号磁界である。）の方向が軟磁性材の磁
化容易軸方向Ｄe と平行となるように構成されてきた。
なお、以下、外部磁界Ｈextの方向に軟磁性材の磁化容
易軸方向Ｄe が垂直となるようにＭＲ素子を配する磁気
ヘッドを縦型ＭＲヘッドと称し、外部磁界Ｈext の方向
に軟磁性材の磁化容易軸方向Ｄe が平行となるようにＭ
Ｒ素子を配する磁気ヘッドを横型ＭＲヘッドと称するこ
ととする。しかしながら、上述したような横型ＭＲヘッ
ドにおいては、電極間の間隔にてトラック幅が定められ
ることとなるため、狭トラック化には限界があった。
えば磁気ヘッドに適用するに際しては、外部磁界Ｈext
（この場合、信号磁界である。）の方向が軟磁性材の磁
化容易軸方向Ｄe と平行となるように構成されてきた。
なお、以下、外部磁界Ｈextの方向に軟磁性材の磁化容
易軸方向Ｄe が垂直となるようにＭＲ素子を配する磁気
ヘッドを縦型ＭＲヘッドと称し、外部磁界Ｈext の方向
に軟磁性材の磁化容易軸方向Ｄe が平行となるようにＭ
Ｒ素子を配する磁気ヘッドを横型ＭＲヘッドと称するこ
ととする。しかしながら、上述したような横型ＭＲヘッ
ドにおいては、電極間の間隔にてトラック幅が定められ
ることとなるため、狭トラック化には限界があった。
【０００６】そこで、軟磁性材の幅によってトラック幅
を定めることができ、且つ、軟磁性材の磁化方向を磁化
容易軸方向Ｄe に向かせることができるような縦型ＭＲ
ヘッドを構成するため、非磁性膜を介して２層の軟磁性
材が積層されてなるＭＲ素子が考えられた。図１９に示
されるように、このＭＲ素子１２０は、第１の軟磁性材
１０２および第２の軟磁性材１０３が図示しない非磁性
膜を介して積層されると共に、両軟磁性材１０２、１０
３の長手方向の両端部に図示しない電極がそれぞれ配設
されてなる。
を定めることができ、且つ、軟磁性材の磁化方向を磁化
容易軸方向Ｄe に向かせることができるような縦型ＭＲ
ヘッドを構成するため、非磁性膜を介して２層の軟磁性
材が積層されてなるＭＲ素子が考えられた。図１９に示
されるように、このＭＲ素子１２０は、第１の軟磁性材
１０２および第２の軟磁性材１０３が図示しない非磁性
膜を介して積層されると共に、両軟磁性材１０２、１０
３の長手方向の両端部に図示しない電極がそれぞれ配設
されてなる。
【０００７】このようなＭＲ素子１２０においては、両
軟磁性材１０２、１０３間の静磁気的な相互作用によっ
て互いの磁化方向Ｄf が影響を受けること、電極間に流
すセンス電流ｉによって両軟磁性材１０２、１０３内に
所定方向の電流磁界Ｈｉが生じることを利用して、両軟
磁性材１０２、１０３の磁化方向Ｄf を磁化容易軸方向
Ｄe に向かせることができる。このような構成のＭＲ素
子１２０であれば、磁化容易軸方向Ｄe に垂直な方向か
らの外部磁界Ｈext によっても、両軟磁性材１０２、１
０３の磁化方向Ｄf が回転し、抵抗変化が生じる。
軟磁性材１０２、１０３間の静磁気的な相互作用によっ
て互いの磁化方向Ｄf が影響を受けること、電極間に流
すセンス電流ｉによって両軟磁性材１０２、１０３内に
所定方向の電流磁界Ｈｉが生じることを利用して、両軟
磁性材１０２、１０３の磁化方向Ｄf を磁化容易軸方向
Ｄe に向かせることができる。このような構成のＭＲ素
子１２０であれば、磁化容易軸方向Ｄe に垂直な方向か
らの外部磁界Ｈext によっても、両軟磁性材１０２、１
０３の磁化方向Ｄf が回転し、抵抗変化が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このＭ
Ｒ素子１２０に、磁化容易軸方向Ｄe に垂直な方向から
外部磁界Ｈext を印加したときの磁化を実際に測定する
と、図２０に示されるように、ヒステリシスを有する磁
化曲線しか得られない。なお、電気抵抗は図２１のよう
になる。但し、図２０および図２１は、両軟磁性材１０
２、１０３の幅が２．５μｍのときの特性であり、この
幅を狭くするほど、外部磁界Ｈext に対する磁化曲線、
抵抗曲線ともヒステリシスが大きくなる。例えば、両軟
磁性材１０２、１０３の幅が０．５μｍのときの抵抗曲
線は、図２２に示されるように、大きなヒステリシスを
有するものとなってしまう。
Ｒ素子１２０に、磁化容易軸方向Ｄe に垂直な方向から
外部磁界Ｈext を印加したときの磁化を実際に測定する
と、図２０に示されるように、ヒステリシスを有する磁
化曲線しか得られない。なお、電気抵抗は図２１のよう
になる。但し、図２０および図２１は、両軟磁性材１０
２、１０３の幅が２．５μｍのときの特性であり、この
幅を狭くするほど、外部磁界Ｈext に対する磁化曲線、
抵抗曲線ともヒステリシスが大きくなる。例えば、両軟
磁性材１０２、１０３の幅が０．５μｍのときの抵抗曲
線は、図２２に示されるように、大きなヒステリシスを
有するものとなってしまう。
【０００９】図２３にＭＲ素子１２０の断面を示すよう
に、上述したような現象は、第１の軟磁性材１０２およ
び第２の軟磁性材１０３の面積が異なっていることによ
って起こる。第１の軟磁性材１０２、非磁性膜１０４、
第２の軟磁性材１０３よりなる積層体を所定形状にパタ
ーニングするに際し、その断面が垂直となるようにエッ
チングすることは困難であり、通常、エッチング後の積
層体の側面は、９０°未満の所定角度θを有する斜面と
なってしまうのである。
に、上述したような現象は、第１の軟磁性材１０２およ
び第２の軟磁性材１０３の面積が異なっていることによ
って起こる。第１の軟磁性材１０２、非磁性膜１０４、
第２の軟磁性材１０３よりなる積層体を所定形状にパタ
ーニングするに際し、その断面が垂直となるようにエッ
チングすることは困難であり、通常、エッチング後の積
層体の側面は、９０°未満の所定角度θを有する斜面と
なってしまうのである。
【００１０】そして、ＭＲ素子１２０において、第１の
軟磁性材１０２の幅と第２の軟磁性材１０３の幅とに差
が生じていると、両軟磁性材１０２、１０３の端面に生
じる磁極磁界の大きさに差が生じてしまう。このため、
外部磁界Ｈext が印加されていない状態でも、図２４に
示されるように、両軟磁性材１０２、１０３内の磁化方
向Ｄf が、磁化容易軸方向Ｄe を向くことができなくな
るのである。なお、ＭＲ素子１２０の幅が狭くなるほ
ど、このような現象が顕著になるのは、両軟磁性材１０
２、１０３の幅を狭くするほど、両者の幅の差が無視で
きなくなってくるためである。
軟磁性材１０２の幅と第２の軟磁性材１０３の幅とに差
が生じていると、両軟磁性材１０２、１０３の端面に生
じる磁極磁界の大きさに差が生じてしまう。このため、
外部磁界Ｈext が印加されていない状態でも、図２４に
示されるように、両軟磁性材１０２、１０３内の磁化方
向Ｄf が、磁化容易軸方向Ｄe を向くことができなくな
るのである。なお、ＭＲ素子１２０の幅が狭くなるほ
ど、このような現象が顕著になるのは、両軟磁性材１０
２、１０３の幅を狭くするほど、両者の幅の差が無視で
きなくなってくるためである。
【００１１】従来の係る実情を鑑みて、本発明において
は、軟磁性材の幅を狭くしても、安定した磁気抵抗特性
が得られるＭＲ素子を提供することを目的とする。
は、軟磁性材の幅を狭くしても、安定した磁気抵抗特性
が得られるＭＲ素子を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＭＲ素子
は、上述の目的を達成するものであり、軟磁性材と、該
軟磁性材の長手方向の一端部に接続される第１の電極
と、該軟磁性材の他端部に接続される第２の電極とを備
え、軟磁性材の幅方向の両端側に、該軟磁性材の幅方向
に平行な成分を有するバイアス磁界を発生可能な磁区安
定化材が配設されているものである。
は、上述の目的を達成するものであり、軟磁性材と、該
軟磁性材の長手方向の一端部に接続される第１の電極
と、該軟磁性材の他端部に接続される第２の電極とを備
え、軟磁性材の幅方向の両端側に、該軟磁性材の幅方向
に平行な成分を有するバイアス磁界を発生可能な磁区安
定化材が配設されているものである。
【００１３】なお、ここでいうバイアス磁界とは、交換
バイアス磁界を含むものである。
バイアス磁界を含むものである。
【００１４】磁区安定化材の保磁力が十分に大きけれ
ば、磁区安定化材と軟磁性材とが隣接する領域におい
て、磁区安定化材の磁化と軟磁性材の磁化とが強磁性結
合し、軟磁性材の磁化方向Ｄf が磁区安定化材の磁化方
向Ｄp と同じ方向を向くようになる。このようにして、
長手方向の静磁的な磁気異方性に打ち勝つだけのバイア
ス磁界を印加することができれば、単層の軟磁性材であ
っても磁化方向Ｄf が幅方向に向くようになる。なお、
軟磁性材の磁化容易軸方向Ｄe を幅方向に設定しておけ
ば、比較的小さなバイアス磁界で、軟磁性材の磁化方向
Ｄf を幅方向に向けることができるが、十分に大きなバ
イアス磁界を印加できるならば、軟磁性材の磁化容易軸
方向Ｄe を幅方向に設定しておく必要もない。
ば、磁区安定化材と軟磁性材とが隣接する領域におい
て、磁区安定化材の磁化と軟磁性材の磁化とが強磁性結
合し、軟磁性材の磁化方向Ｄf が磁区安定化材の磁化方
向Ｄp と同じ方向を向くようになる。このようにして、
長手方向の静磁的な磁気異方性に打ち勝つだけのバイア
ス磁界を印加することができれば、単層の軟磁性材であ
っても磁化方向Ｄf が幅方向に向くようになる。なお、
軟磁性材の磁化容易軸方向Ｄe を幅方向に設定しておけ
ば、比較的小さなバイアス磁界で、軟磁性材の磁化方向
Ｄf を幅方向に向けることができるが、十分に大きなバ
イアス磁界を印加できるならば、軟磁性材の磁化容易軸
方向Ｄe を幅方向に設定しておく必要もない。
【００１５】そして、本発明を適用して、軟磁性材の磁
化方向Ｄf を幅方向に向けることができれば、軟磁性材
の磁化分布が単磁区状態に安定化されるため、ＭＲ素子
の磁気抵抗特性をヒステリシスを有さない安定化なもの
とすることができる。
化方向Ｄf を幅方向に向けることができれば、軟磁性材
の磁化分布が単磁区状態に安定化されるため、ＭＲ素子
の磁気抵抗特性をヒステリシスを有さない安定化なもの
とすることができる。
【００１６】なお、磁区安定化材は、軟磁性材の幅方向
の両端側に、該軟磁性材の長手方向に平行な中心線に対
して対称となるように配設されるならば、軟磁性材の一
端部から他端部の間のいずれの位置に配設されてもよ
い。軟磁性材の長手方向の一端部から他端部に亘って連
続的に配設されれば、軟磁性材全体に亘って磁区の安定
化を図ることができるようになる。
の両端側に、該軟磁性材の長手方向に平行な中心線に対
して対称となるように配設されるならば、軟磁性材の一
端部から他端部の間のいずれの位置に配設されてもよ
い。軟磁性材の長手方向の一端部から他端部に亘って連
続的に配設されれば、軟磁性材全体に亘って磁区の安定
化を図ることができるようになる。
【００１７】但し、軟磁性材の両端に磁区安定化材が接
触していると、第１の電極と第２の電極との間にセンス
電流を流す際に、磁区安定化材内にセンス電流が漏れる
虞れがある。そして、この漏れ電流は磁気抵抗を検出し
ないため、漏れ電流によって軟磁性材内に流れる電流が
損失すると、その分、軟磁性材の磁気抵抗比は低下する
こととなる。電流の損失を抑制するには、磁区安定化材
を、軟磁性材の長手方向の一端部のみ、あるいは、軟磁
性材の長手方向の両端部のみに配設し、軟磁性材のうち
第１の電極と第２の電極との間の実質的に感磁部となる
領域には磁区安定化材を接触させないようにすることが
有効である。
触していると、第１の電極と第２の電極との間にセンス
電流を流す際に、磁区安定化材内にセンス電流が漏れる
虞れがある。そして、この漏れ電流は磁気抵抗を検出し
ないため、漏れ電流によって軟磁性材内に流れる電流が
損失すると、その分、軟磁性材の磁気抵抗比は低下する
こととなる。電流の損失を抑制するには、磁区安定化材
を、軟磁性材の長手方向の一端部のみ、あるいは、軟磁
性材の長手方向の両端部のみに配設し、軟磁性材のうち
第１の電極と第２の電極との間の実質的に感磁部となる
領域には磁区安定化材を接触させないようにすることが
有効である。
【００１８】また、磁区安定化材の電気抵抗を軟磁性材
の電気抵抗より大きくすることによっても、電流の損失
を抑制できる。この場合、軟磁性材の実質的に感磁部と
なる領域に磁区安定化材を接触させても、センス電流の
殆どが軟磁性材内を流れるようになるため、電流損失を
抑制することができるようになる。
の電気抵抗より大きくすることによっても、電流の損失
を抑制できる。この場合、軟磁性材の実質的に感磁部と
なる領域に磁区安定化材を接触させても、センス電流の
殆どが軟磁性材内を流れるようになるため、電流損失を
抑制することができるようになる。
【００１９】さらに、磁区安定化材と軟磁性材との間に
絶縁材を介在させることによっても、電流の損失を抑制
できる。但し、絶縁材を介在させても、磁区安定化材が
第１の電極と第２の電極との両方と接触していては電流
が損失するため、磁区安定化材は、第１の電極と第２の
電極の少なくともいずれかに非接触とされる必要があ
る。このような構成とすれば、磁区安定化材が軟磁性材
の長手方向の一端から他端に亘る全領域に配設されて
も、電流の損失は殆ど生じなくなる。
絶縁材を介在させることによっても、電流の損失を抑制
できる。但し、絶縁材を介在させても、磁区安定化材が
第１の電極と第２の電極との両方と接触していては電流
が損失するため、磁区安定化材は、第１の電極と第２の
電極の少なくともいずれかに非接触とされる必要があ
る。このような構成とすれば、磁区安定化材が軟磁性材
の長手方向の一端から他端に亘る全領域に配設されて
も、電流の損失は殆ど生じなくなる。
【００２０】ここで、磁区安定化材としては、硬磁性材
料膜、軟磁性材料膜と硬磁性材料膜との積層膜、反強磁
性体膜、軟磁性材料膜と反強磁性体膜との積層膜が挙げ
られる。いずれの構成においても、強磁性結合を利用し
て、軟磁性材の磁化方向Ｄfを磁区安定化材の磁化方向
Ｄp と同じ方向に揃えることができる。
料膜、軟磁性材料膜と硬磁性材料膜との積層膜、反強磁
性体膜、軟磁性材料膜と反強磁性体膜との積層膜が挙げ
られる。いずれの構成においても、強磁性結合を利用し
て、軟磁性材の磁化方向Ｄfを磁区安定化材の磁化方向
Ｄp と同じ方向に揃えることができる。
【００２１】以上のような構成を有するＭＲ素子は、縦
型ＭＲヘッドに適用されて好適である。この場合、上述
のＭＲ素子が磁気シールド間に挟み込まれ、磁気記録媒
体の信号記録面に対して前記軟磁性材の長手方向が垂直
となるようにして用いられる。上述のＭＲ素子が縦型Ｍ
Ｒヘッドに適用されるに際しては、磁区安定化材が軟磁
性材における磁気記録媒体との対向面に臨む一端部から
磁気シールド間の間隔（即ち、磁気ギャップｇ）に相当
する長さ以上後方まで配設されて好適である。
型ＭＲヘッドに適用されて好適である。この場合、上述
のＭＲ素子が磁気シールド間に挟み込まれ、磁気記録媒
体の信号記録面に対して前記軟磁性材の長手方向が垂直
となるようにして用いられる。上述のＭＲ素子が縦型Ｍ
Ｒヘッドに適用されるに際しては、磁区安定化材が軟磁
性材における磁気記録媒体との対向面に臨む一端部から
磁気シールド間の間隔（即ち、磁気ギャップｇ）に相当
する長さ以上後方まで配設されて好適である。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したＭＲ素子
の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明
する。
の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明
する。
【００２３】第１の実施の形態 図１および図２に本実施の形態に係るＭＲ素子１０を示
す。このＭＲ素子１０は、厚さｄ＝１５ｎｍ、幅Ｗ＝
０．５μｍ、長さＬ＝４μｍの単層の軟磁性材１と、該
軟磁性材１の幅方向の両端側にそれぞれ配設された第１
の磁区安定化材２および第２の磁区安定化材３とを備え
る。また、このＭＲ素子１０は、軟磁性材１の長手方向
の一端部（ここでは便宜的に後端部と称す。）１ａに接
続される後端電極４、該軟磁性材１の他端部（ここでは
便宜的に先端部と称す。）１ｂに接続される先端電極５
を備えている。
す。このＭＲ素子１０は、厚さｄ＝１５ｎｍ、幅Ｗ＝
０．５μｍ、長さＬ＝４μｍの単層の軟磁性材１と、該
軟磁性材１の幅方向の両端側にそれぞれ配設された第１
の磁区安定化材２および第２の磁区安定化材３とを備え
る。また、このＭＲ素子１０は、軟磁性材１の長手方向
の一端部（ここでは便宜的に後端部と称す。）１ａに接
続される後端電極４、該軟磁性材１の他端部（ここでは
便宜的に先端部と称す。）１ｂに接続される先端電極５
を備えている。
【００２４】ここで、軟磁性材１は、外部磁界Ｈext に
よって磁化方向Ｄf が回転するものである。したがっ
て、上述のＭＲ素子１０においては、この軟磁性材１の
抵抗変化を利用して外部磁界Ｈext の検出を行うことと
なる。この軟磁性材１においては、第１の磁区安定化材
２および第２の磁区安定化材３からのバイアス磁界が十
分に大きければ、その磁化容易軸方向Ｄe がいずれの方
向に設定されていてもよいが、ここでは、磁化容易軸方
向Ｄe が幅方向と平行となるように形成されている。
よって磁化方向Ｄf が回転するものである。したがっ
て、上述のＭＲ素子１０においては、この軟磁性材１の
抵抗変化を利用して外部磁界Ｈext の検出を行うことと
なる。この軟磁性材１においては、第１の磁区安定化材
２および第２の磁区安定化材３からのバイアス磁界が十
分に大きければ、その磁化容易軸方向Ｄe がいずれの方
向に設定されていてもよいが、ここでは、磁化容易軸方
向Ｄe が幅方向と平行となるように形成されている。
【００２５】第１の磁区安定化材２および第２の磁区安
定化材３は、軟磁性材１の幅方向に平行な成分を有する
バイアス磁界を発生可能なものであり、このバイアス磁
界により、軟磁性材１の磁化方向Ｄf を制御することが
できる。ここでは、第１の磁区安定化材２および第２の
磁区安定化材３の磁化方向Ｄp は、軟磁性材１の幅方向
と平行方向となされている。また、第１の磁区安定化材
２および第２の磁区安定化材３は、軟磁性材１の幅方向
の両端側に、該軟磁性材１の長手方向に平行な中心線に
対して対称となるように配設されるならば、いずれの位
置に配設されてもよい。ここでは、第１の磁区安定化材
２および第２の磁区安定化材３が、軟磁性材１の後端部
１ａから先端部１ｂに亘る全領域に配設されている。
定化材３は、軟磁性材１の幅方向に平行な成分を有する
バイアス磁界を発生可能なものであり、このバイアス磁
界により、軟磁性材１の磁化方向Ｄf を制御することが
できる。ここでは、第１の磁区安定化材２および第２の
磁区安定化材３の磁化方向Ｄp は、軟磁性材１の幅方向
と平行方向となされている。また、第１の磁区安定化材
２および第２の磁区安定化材３は、軟磁性材１の幅方向
の両端側に、該軟磁性材１の長手方向に平行な中心線に
対して対称となるように配設されるならば、いずれの位
置に配設されてもよい。ここでは、第１の磁区安定化材
２および第２の磁区安定化材３が、軟磁性材１の後端部
１ａから先端部１ｂに亘る全領域に配設されている。
【００２６】後端電極４および先端電極５は、後端電極
４から先端電極５に向かって軟磁性材１内にセンス電流
ｉを流すため、軟磁性材１の長手方向の両端部１ａ、１
ｂ上に重なるごとく設けられたものである。ここでは、
後端電極４は、軟磁性材１の幅Ｗより広い幅にて軟磁性
材１の長手方向に延在しており、軟磁性材１の後端部１
ａのみならず隣接する磁区安定化材２、３にも一部重な
るごとく形成されている。また、先端電極５は、軟磁性
材１とその両側の磁区安定化材２、３を合わせた幅より
もさらに広い幅を有し、図２に示された領域において軟
磁性材１の先端部１ｂおよび磁区安定化材２、３と接
し、紙面上方側から後端電極４側に向かって屈曲して延
在されている。
４から先端電極５に向かって軟磁性材１内にセンス電流
ｉを流すため、軟磁性材１の長手方向の両端部１ａ、１
ｂ上に重なるごとく設けられたものである。ここでは、
後端電極４は、軟磁性材１の幅Ｗより広い幅にて軟磁性
材１の長手方向に延在しており、軟磁性材１の後端部１
ａのみならず隣接する磁区安定化材２、３にも一部重な
るごとく形成されている。また、先端電極５は、軟磁性
材１とその両側の磁区安定化材２、３を合わせた幅より
もさらに広い幅を有し、図２に示された領域において軟
磁性材１の先端部１ｂおよび磁区安定化材２、３と接
し、紙面上方側から後端電極４側に向かって屈曲して延
在されている。
【００２７】なお、上述した軟磁性材１を構成する材料
としては、従来公知の軟磁性材料がいずれも使用でき、
例えば、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、パーマロイ合金：Ｎ
ｉＦｅ−Ｘ（Ｘ＝Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｚｒ、Ｍ
ｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｉ等、Ｘとしてこれら
の元素が複数種類含有されてもよい。）、ＣｏＺｒ系ア
モルファス等が挙げられる。また、後端電極４および先
端電極５としては、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｕ等、電
導性を有し且つ非磁性の金属材料が用いられる。
としては、従来公知の軟磁性材料がいずれも使用でき、
例えば、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、パーマロイ合金：Ｎ
ｉＦｅ−Ｘ（Ｘ＝Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｚｒ、Ｍ
ｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｓｉ等、Ｘとしてこれら
の元素が複数種類含有されてもよい。）、ＣｏＺｒ系ア
モルファス等が挙げられる。また、後端電極４および先
端電極５としては、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｕ等、電
導性を有し且つ非磁性の金属材料が用いられる。
【００２８】一方、磁区安定化材２、３は、軟磁性材１
の磁化方向Ｄf を制御可能なバイアス磁界を発生できれ
ば、硬磁性材料膜、軟磁性材料膜と硬磁性材料膜との積
層膜、反強磁性体膜、軟磁性材料膜と反強磁性体膜との
積層膜のいずれから構成されてもよい。硬磁性材料膜と
しては、ＣｏＰｔ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＣｒＴａ等より
なる膜が挙げられる。また、反強磁性体膜としては、Ｆ
ｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＮｉＯ、ＮｉＣｏＯ等よりな膜が挙
げられる。なお、これら硬磁性材料膜や反強磁性体膜と
組み合わされる軟磁性材料膜としては、上述した軟磁性
材１と同様の材料が使用できる。
の磁化方向Ｄf を制御可能なバイアス磁界を発生できれ
ば、硬磁性材料膜、軟磁性材料膜と硬磁性材料膜との積
層膜、反強磁性体膜、軟磁性材料膜と反強磁性体膜との
積層膜のいずれから構成されてもよい。硬磁性材料膜と
しては、ＣｏＰｔ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＣｒＴａ等より
なる膜が挙げられる。また、反強磁性体膜としては、Ｆ
ｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＮｉＯ、ＮｉＣｏＯ等よりな膜が挙
げられる。なお、これら硬磁性材料膜や反強磁性体膜と
組み合わされる軟磁性材料膜としては、上述した軟磁性
材１と同様の材料が使用できる。
【００２９】電極４、５を省略したＭＲ素子１０の断面
を図３に示すように、磁区安定化材２、３が硬磁性材料
膜である場合には、この硬磁性材料膜と軟磁性材１とが
強磁性結合し、軟磁性材１の磁化方向Ｄf が硬磁性材料
膜の磁化方向Ｄp と同じ方向を向くようになる。
を図３に示すように、磁区安定化材２、３が硬磁性材料
膜である場合には、この硬磁性材料膜と軟磁性材１とが
強磁性結合し、軟磁性材１の磁化方向Ｄf が硬磁性材料
膜の磁化方向Ｄp と同じ方向を向くようになる。
【００３０】また、磁区安定化材２、３が軟磁性材料膜
と硬磁性材料膜との積層膜である場合、図４に示される
ように、磁区安定化材２、３における軟磁性材料膜２
ａ、３ａと軟磁性材１とが異なる材料より形成されても
よいし、図５に示されるように、磁区安定化材２、３に
おける軟磁性材料膜２ａ、３ａと軟磁性材１とが共通の
材料にて一体的に形成されてもよい。いずれにしても、
硬磁性材料膜２ｂ、３ｂと重なる領域における軟磁性材
料膜２ａ、３ａの磁化方向Ｄp ’が、該硬磁性材料膜２
ｂ、３ｂと強磁性結合し、硬磁性材料膜２ｂ、３ｂの磁
化方向Ｄp と同じ方向を向くようになれば、硬磁性材料
膜２ｂ、３ｂと重なっていない領域における軟磁性材料
膜、即ち、軟磁性材１と称している領域の磁化方向Ｄf
も、その両端の軟磁性材料膜２ａ、３ａの磁化方向
Ｄp ’と同じ方向を向くようになる。
と硬磁性材料膜との積層膜である場合、図４に示される
ように、磁区安定化材２、３における軟磁性材料膜２
ａ、３ａと軟磁性材１とが異なる材料より形成されても
よいし、図５に示されるように、磁区安定化材２、３に
おける軟磁性材料膜２ａ、３ａと軟磁性材１とが共通の
材料にて一体的に形成されてもよい。いずれにしても、
硬磁性材料膜２ｂ、３ｂと重なる領域における軟磁性材
料膜２ａ、３ａの磁化方向Ｄp ’が、該硬磁性材料膜２
ｂ、３ｂと強磁性結合し、硬磁性材料膜２ｂ、３ｂの磁
化方向Ｄp と同じ方向を向くようになれば、硬磁性材料
膜２ｂ、３ｂと重なっていない領域における軟磁性材料
膜、即ち、軟磁性材１と称している領域の磁化方向Ｄf
も、その両端の軟磁性材料膜２ａ、３ａの磁化方向
Ｄp ’と同じ方向を向くようになる。
【００３１】磁区安定化材２、３が反強磁性体膜や、軟
磁性材料膜と反強磁性体膜との積層膜よりなる場合も、
硬磁性材料膜や、軟磁性材料膜と硬磁性材料膜との積層
膜よりなる場合と同様である。
磁性材料膜と反強磁性体膜との積層膜よりなる場合も、
硬磁性材料膜や、軟磁性材料膜と硬磁性材料膜との積層
膜よりなる場合と同様である。
【００３２】なお、図４、図５では、磁区安定化材２、
３が積層膜である場合、磁区安定化材２、３における軟
磁性材料膜２ａ、３ａと軟磁性材１とが同じ厚さに形成
されたものを示したが、これに限られず、図６に示され
るように、磁区安定化材２、３の積層膜全体の厚みと軟
磁性材１の厚みとが等しくなるように形成されてもよ
い。
３が積層膜である場合、磁区安定化材２、３における軟
磁性材料膜２ａ、３ａと軟磁性材１とが同じ厚さに形成
されたものを示したが、これに限られず、図６に示され
るように、磁区安定化材２、３の積層膜全体の厚みと軟
磁性材１の厚みとが等しくなるように形成されてもよ
い。
【００３３】また、本実施の形態に係るＭＲ素子１０に
おいては、磁区安定化材２、３の電気抵抗Ｒp が、軟磁
性材１の電気抵抗Ｒf が大きくなるように構成される。
ここでは、磁区安定化材２、３のセンス電流ｉの流入方
向における長さは軟磁性材１と同じであるため、（磁区
安定化材２、３を構成する材料の抵抗率ρp ）／（セン
ス電流ｉの流入方向に垂直な断面における磁区安定化材
２、３の断面積ｓp ）の値が、（軟磁性材１を構成する
材料の抵抗率ρf ）／（上述の断面における軟磁性材１
の断面積ｓf ）の値よりも大きくなるように設定すれば
よい。
おいては、磁区安定化材２、３の電気抵抗Ｒp が、軟磁
性材１の電気抵抗Ｒf が大きくなるように構成される。
ここでは、磁区安定化材２、３のセンス電流ｉの流入方
向における長さは軟磁性材１と同じであるため、（磁区
安定化材２、３を構成する材料の抵抗率ρp ）／（セン
ス電流ｉの流入方向に垂直な断面における磁区安定化材
２、３の断面積ｓp ）の値が、（軟磁性材１を構成する
材料の抵抗率ρf ）／（上述の断面における軟磁性材１
の断面積ｓf ）の値よりも大きくなるように設定すれば
よい。
【００３４】磁区安定化材２、３の電気抵抗Ｒp を増大
させるために断面積ｓp を小さくする場合、磁区安定化
材２、３の幅や厚みを小さくすればよい。また、磁区安
定化材２、３の電気抵抗Ｒp を増大させるために抵抗率
ρp を大きくする場合、元々抵抗率ρp が大きな材料を
選択すればよいが、磁区安定化材２、３に対して選択的
に不純物の導入を行ったり、選択的に酸化させたりして
もよい。
させるために断面積ｓp を小さくする場合、磁区安定化
材２、３の幅や厚みを小さくすればよい。また、磁区安
定化材２、３の電気抵抗Ｒp を増大させるために抵抗率
ρp を大きくする場合、元々抵抗率ρp が大きな材料を
選択すればよいが、磁区安定化材２、３に対して選択的
に不純物の導入を行ったり、選択的に酸化させたりして
もよい。
【００３５】以上のような構成を有する本実施の形態に
係るＭＲ素子１０においては、軟磁性材１の幅Ｗが０．
５μｍと非常に狭いものであるにも関わらず、磁区安定
化材２、３のバイアス磁界によって、該軟磁性材１の磁
化方向Ｄf が長手方向の静磁的な磁気異方性に打ち勝っ
て幅方向を向くようになる。したがって、電極４、５間
にセンス電流ｉを流した状態で、軟磁性材１の先端部１
ｂ側から外部磁界Ｈext を印加すれば、軟磁性材１の抵
抗変化が生じ、電極４、５間の電圧変化として外部磁界
Ｈext を検出できる。
係るＭＲ素子１０においては、軟磁性材１の幅Ｗが０．
５μｍと非常に狭いものであるにも関わらず、磁区安定
化材２、３のバイアス磁界によって、該軟磁性材１の磁
化方向Ｄf が長手方向の静磁的な磁気異方性に打ち勝っ
て幅方向を向くようになる。したがって、電極４、５間
にセンス電流ｉを流した状態で、軟磁性材１の先端部１
ｂ側から外部磁界Ｈext を印加すれば、軟磁性材１の抵
抗変化が生じ、電極４、５間の電圧変化として外部磁界
Ｈext を検出できる。
【００３６】ここで、実際に上述のＭＲ素子１０に、長
手方向に平行な方向から外部磁界Ｈext を印加したとき
の磁化を測定すると、図７に示されるように、ヒステリ
シスを有さない滑らかな磁化曲線が得られる。また、電
気抵抗を測定すると、図８に示されるように、ヒステリ
シスを有さない滑らかな磁気抵抗曲線が得られる。これ
は、外部磁界Ｈext が印加されていない状態では、磁区
安定化材２、３のバイアス磁界によって軟磁性材１の磁
化方向Ｄf が磁化容易軸方向Ｄe を向いているためであ
る。
手方向に平行な方向から外部磁界Ｈext を印加したとき
の磁化を測定すると、図７に示されるように、ヒステリ
シスを有さない滑らかな磁化曲線が得られる。また、電
気抵抗を測定すると、図８に示されるように、ヒステリ
シスを有さない滑らかな磁気抵抗曲線が得られる。これ
は、外部磁界Ｈext が印加されていない状態では、磁区
安定化材２、３のバイアス磁界によって軟磁性材１の磁
化方向Ｄf が磁化容易軸方向Ｄe を向いているためであ
る。
【００３７】また、本実施の形態に係るＭＲ素子１０に
おいては、磁区安定化材２、３の電気抵抗Ｒp が、軟磁
性材１の電気抵抗Ｒf が大きくなるように構成されてい
るので、電流損失も抑制されている。
おいては、磁区安定化材２、３の電気抵抗Ｒp が、軟磁
性材１の電気抵抗Ｒf が大きくなるように構成されてい
るので、電流損失も抑制されている。
【００３８】第２の実施の形態 本実施の形態では、軟磁性材１への電流損失を抑制する
ために軟磁性材１と磁区安定化材２、３との間に絶縁材
を介在させた。
ために軟磁性材１と磁区安定化材２、３との間に絶縁材
を介在させた。
【００３９】図９および図１０に、本実施の形態に係る
ＭＲ素子２０を示す。このＭＲ素子２０も、第１の実施
の形態と同様、単層の軟磁性材１の幅方向の両端側に磁
区安定化材２、３が配設され、また、軟磁性材１の長手
方向の両端部１ａ、１ｂに重なるごとく電極４、５を備
えている。しかし、本実施の形態に係るＭＲ素子２０に
おいては、軟磁性材１と磁区安定化材２、３との間に第
１の絶縁材６および第２の絶縁材７が介在されている点
が第１の実施の形態と異なっている。
ＭＲ素子２０を示す。このＭＲ素子２０も、第１の実施
の形態と同様、単層の軟磁性材１の幅方向の両端側に磁
区安定化材２、３が配設され、また、軟磁性材１の長手
方向の両端部１ａ、１ｂに重なるごとく電極４、５を備
えている。しかし、本実施の形態に係るＭＲ素子２０に
おいては、軟磁性材１と磁区安定化材２、３との間に第
１の絶縁材６および第２の絶縁材７が介在されている点
が第１の実施の形態と異なっている。
【００４０】ここで、軟磁性材１は、第１の実施の形態
にて説明したと同様のものであればよい。磁区安定化材
２、３も、第１の実施の形態と同様、軟磁性材１の磁化
方向Ｄf を制御するために、該軟磁性材１の幅方向に平
行な成分を有するバイアス磁界を発生するものである。
ここでも、磁区安定化材２、３は、軟磁性材１の後端部
１ａから先端部１ｂに亘る全領域に配設されており、ま
た、その磁化方向Ｄpが軟磁性材１の幅方向と平行方向
に向けられている。但し、本実施の形態においては、磁
区安定化材２、３が、硬磁性材料よりなる単層膜に限ら
れる。
にて説明したと同様のものであればよい。磁区安定化材
２、３も、第１の実施の形態と同様、軟磁性材１の磁化
方向Ｄf を制御するために、該軟磁性材１の幅方向に平
行な成分を有するバイアス磁界を発生するものである。
ここでも、磁区安定化材２、３は、軟磁性材１の後端部
１ａから先端部１ｂに亘る全領域に配設されており、ま
た、その磁化方向Ｄpが軟磁性材１の幅方向と平行方向
に向けられている。但し、本実施の形態においては、磁
区安定化材２、３が、硬磁性材料よりなる単層膜に限ら
れる。
【００４１】電極４、５は、第１の実施の形態と同様の
材料、同様の延在方向にて形成すればよいが、その少な
くとも一方が磁区安定化材２、３と非接触となされてい
る必要がある。ここでは、後端電極４が、軟磁性材１と
その両側の絶縁材６、７とを合計した幅より狭い幅に
て、磁区安定化材２、３に重ならないように形成されて
いる。なお、先端電極５は、第１の実施の形態と同様、
磁区安定化材２、３と接している。
材料、同様の延在方向にて形成すればよいが、その少な
くとも一方が磁区安定化材２、３と非接触となされてい
る必要がある。ここでは、後端電極４が、軟磁性材１と
その両側の絶縁材６、７とを合計した幅より狭い幅に
て、磁区安定化材２、３に重ならないように形成されて
いる。なお、先端電極５は、第１の実施の形態と同様、
磁区安定化材２、３と接している。
【００４２】絶縁材６、７は、軟磁性材１と磁区安定化
材２、３とを電気的に絶縁可能であれば、いずれの材料
より構成されても構わない。なお、磁区安定化材２、３
が誘起するバイアス磁界の大きさは、距離の３乗に反比
例するものであり、絶縁材６、７の幅ｗが大きいほど軟
磁性材１の磁区安定化が困難となるため、絶縁材６、７
の幅ｗは絶縁性を確保できる限り小さい方がよい。
材２、３とを電気的に絶縁可能であれば、いずれの材料
より構成されても構わない。なお、磁区安定化材２、３
が誘起するバイアス磁界の大きさは、距離の３乗に反比
例するものであり、絶縁材６、７の幅ｗが大きいほど軟
磁性材１の磁区安定化が困難となるため、絶縁材６、７
の幅ｗは絶縁性を確保できる限り小さい方がよい。
【００４３】以上のような構成を有するＭＲ素子２０に
おいては、軟磁性材１と磁区安定化材２、３とが電気的
に絶縁されているため、磁区安定化材２、３内にセンス
電流ｉが流入することがなく、電流の損失が抑制され
る。
おいては、軟磁性材１と磁区安定化材２、３とが電気的
に絶縁されているため、磁区安定化材２、３内にセンス
電流ｉが流入することがなく、電流の損失が抑制され
る。
【００４４】また、本実施の形態に係るＭＲ素子２０に
おいても、磁区安定化材２、３のバイアス磁界によって
軟磁性材１の磁化方向Ｄf が制御されているため、安定
した磁気抵抗特性が得られる。
おいても、磁区安定化材２、３のバイアス磁界によって
軟磁性材１の磁化方向Ｄf が制御されているため、安定
した磁気抵抗特性が得られる。
【００４５】なお、上述したＭＲ素子２０の変形例とし
て、図１１、図１２に示されるようなＭＲ素子３０が挙
げられる。図９、図１０に示されたＭＲ素子２０におい
ては、軟磁性材１の幅方向の両側のみに絶縁材６、７が
設けられていたのに対し、図１１、図１２に示されるＭ
Ｒ素子３０においては、軟磁性材１の下側から、該軟磁
性材１の幅方向の両側、磁区安定化材２、３の上側に亘
って連続的に絶縁材８が設けられている。このような構
成を有するＭＲ素子３０は、ＭＲ素子２０に比して、製
造工程の簡略化が図ることができる。
て、図１１、図１２に示されるようなＭＲ素子３０が挙
げられる。図９、図１０に示されたＭＲ素子２０におい
ては、軟磁性材１の幅方向の両側のみに絶縁材６、７が
設けられていたのに対し、図１１、図１２に示されるＭ
Ｒ素子３０においては、軟磁性材１の下側から、該軟磁
性材１の幅方向の両側、磁区安定化材２、３の上側に亘
って連続的に絶縁材８が設けられている。このような構
成を有するＭＲ素子３０は、ＭＲ素子２０に比して、製
造工程の簡略化が図ることができる。
【００４６】また、このＭＲ素子３０においては、磁区
安定化材２、３の上面が絶縁材８にて被覆されているた
め、後端電極４の幅が軟磁性材１の幅Ｗより大きくて
も、電極４、５と磁区安定化材２、３とが接触すること
がない。したがって、このようなＭＲ素子３０は、その
製造工程において、電極４のパターニングのマージンを
大きく確保できるという利点も有する。
安定化材２、３の上面が絶縁材８にて被覆されているた
め、後端電極４の幅が軟磁性材１の幅Ｗより大きくて
も、電極４、５と磁区安定化材２、３とが接触すること
がない。したがって、このようなＭＲ素子３０は、その
製造工程において、電極４のパターニングのマージンを
大きく確保できるという利点も有する。
【００４７】第３の実施の形態 本実施の形態では軟磁性材１への電流損失を無視できる
ような構成を示す。
ような構成を示す。
【００４８】図１３および図１４に本実施の形態に係る
ＭＲ素子４０を示す。このＭＲ素子４０も、第１の実施
の形態と同様、単層の軟磁性材１の幅方向の両端側に磁
区安定化材２、３が配設され、軟磁性材１の長手方向の
両端部１ａ、１ｂに電極４、５を備えている。しかし、
本実施の形態に係るＭＲ素子４０においては、磁区安定
化材２、３が、軟磁性材１の長手方向の両端部１ａ、１
ｂ近傍にのみ設けられている点が第１の実施の形態とは
異なっている。
ＭＲ素子４０を示す。このＭＲ素子４０も、第１の実施
の形態と同様、単層の軟磁性材１の幅方向の両端側に磁
区安定化材２、３が配設され、軟磁性材１の長手方向の
両端部１ａ、１ｂに電極４、５を備えている。しかし、
本実施の形態に係るＭＲ素子４０においては、磁区安定
化材２、３が、軟磁性材１の長手方向の両端部１ａ、１
ｂ近傍にのみ設けられている点が第１の実施の形態とは
異なっている。
【００４９】即ち、第１の磁区安定化材２は、軟磁性材
１の側方のうち軟磁性材１と後端電極４との接触領域に
対応する領域に設けられた後端側磁区安定化材１１と、
軟磁性材１と先端電極５との接触領域に対応する領域に
設けられた先端側磁区安定化材１２とからなる。また、
第２の磁区安定化材３は、軟磁性材１の側方のうち軟磁
性材１と後端電極４との接触領域に対応する領域に設け
られた後端側磁区安定化材１３と、軟磁性材１と先端電
極５との接触領域に対応する領域に設けられた先端側磁
区安定化材１４とからなる。このため、磁区安定化材
２、３は、軟磁性材１のうち電極４、５間の実質的に感
磁部となる領域には接触しない。なお、磁区安定化材
２、３は、軟磁性材１の後端部１ａ側のみ、あるいは、
先端部１ｂ側のみに設けられてもよいが、本実施の形態
においては、軟磁性材１に十分なバイアス磁界を与える
ために、軟磁性材１の両端部１ａ、１ｂ近傍にそれぞれ
磁区安定化材２、３設けた。
１の側方のうち軟磁性材１と後端電極４との接触領域に
対応する領域に設けられた後端側磁区安定化材１１と、
軟磁性材１と先端電極５との接触領域に対応する領域に
設けられた先端側磁区安定化材１２とからなる。また、
第２の磁区安定化材３は、軟磁性材１の側方のうち軟磁
性材１と後端電極４との接触領域に対応する領域に設け
られた後端側磁区安定化材１３と、軟磁性材１と先端電
極５との接触領域に対応する領域に設けられた先端側磁
区安定化材１４とからなる。このため、磁区安定化材
２、３は、軟磁性材１のうち電極４、５間の実質的に感
磁部となる領域には接触しない。なお、磁区安定化材
２、３は、軟磁性材１の後端部１ａ側のみ、あるいは、
先端部１ｂ側のみに設けられてもよいが、本実施の形態
においては、軟磁性材１に十分なバイアス磁界を与える
ために、軟磁性材１の両端部１ａ、１ｂ近傍にそれぞれ
磁区安定化材２、３設けた。
【００５０】なお、軟磁性材１、磁区安定化材２、３、
電極４、５を構成する材料は、第１の実施の形態と同様
でよい。
電極４、５を構成する材料は、第１の実施の形態と同様
でよい。
【００５１】以上のような構成を有する本実施の形態に
係るＭＲ素子４０は、磁区安定化材２、３が軟磁性材１
の感磁部に接触しないため、磁区安定化材２、３の電気
抵抗Ｒp を増大させたり、軟磁性材１と磁区安定化材
２、３との間に絶縁材を介在させたりせずとも、感磁部
に供給されるセンス電流ｉには損失が生じない。また、
本実施の形態に係るＭＲ素子４０においても、磁区安定
化材２、３のバイアス磁界によって軟磁性材１の磁化方
向Ｄf が制御されるため、安定した磁気抵抗特性が得ら
れる。
係るＭＲ素子４０は、磁区安定化材２、３が軟磁性材１
の感磁部に接触しないため、磁区安定化材２、３の電気
抵抗Ｒp を増大させたり、軟磁性材１と磁区安定化材
２、３との間に絶縁材を介在させたりせずとも、感磁部
に供給されるセンス電流ｉには損失が生じない。また、
本実施の形態に係るＭＲ素子４０においても、磁区安定
化材２、３のバイアス磁界によって軟磁性材１の磁化方
向Ｄf が制御されるため、安定した磁気抵抗特性が得ら
れる。
【００５２】第４の実施の形態 ここで、第１の実施の形態に示されたＭＲ素子１０を縦
型ＭＲヘッドに適用した例について図１５を用いて説明
する。
型ＭＲヘッドに適用した例について図１５を用いて説明
する。
【００５３】この縦型ＭＲヘッド５０は、図１および図
２に示されたようなＭＲ素子１０が下部磁気シールド２
１および上部磁気シールド２２にて挟み込まれたもので
ある。上部磁気シールド２２は、磁気記録媒体との対向
面付近で屈曲し、これにより、上部磁気シールド２２と
下部磁気シールド２１間の距離が狭まるようになされて
いる。なお、この上部磁気シールド２２と下部磁気シー
ルド２１の先端部間の距離が磁気ギャップｇとなる。
２に示されたようなＭＲ素子１０が下部磁気シールド２
１および上部磁気シールド２２にて挟み込まれたもので
ある。上部磁気シールド２２は、磁気記録媒体との対向
面付近で屈曲し、これにより、上部磁気シールド２２と
下部磁気シールド２１間の距離が狭まるようになされて
いる。なお、この上部磁気シールド２２と下部磁気シー
ルド２１の先端部間の距離が磁気ギャップｇとなる。
【００５４】また、この縦型ＭＲヘッド５０において
は、軟磁性材１の長手方向が磁気記録媒体の信号記録面
に対して垂直となるように、また、軟磁性材１の先端部
１ｂが磁気記録媒体との対向面側となるように、ＭＲ素
子１０が配設される。さらに、この縦型ＭＲヘッド５０
においては、軟磁性材１における感磁部の上方に、該軟
磁性材１と直交するごとくバイアス導体２３が配されて
いる。このバイアス導体２３は、軟磁性材１にバイアス
磁界を与えて、検出信号の直線性を高める働きをする。
は、軟磁性材１の長手方向が磁気記録媒体の信号記録面
に対して垂直となるように、また、軟磁性材１の先端部
１ｂが磁気記録媒体との対向面側となるように、ＭＲ素
子１０が配設される。さらに、この縦型ＭＲヘッド５０
においては、軟磁性材１における感磁部の上方に、該軟
磁性材１と直交するごとくバイアス導体２３が配されて
いる。このバイアス導体２３は、軟磁性材１にバイアス
磁界を与えて、検出信号の直線性を高める働きをする。
【００５５】なお、上述のような構成を有する縦型ＭＲ
ヘッドは、Ａｌ2 ０3 −ＴｉＣ等の非磁性材料からなる
スライダー２４上に配置されてなり、また、上部磁気シ
ールド２２上には保護膜２５が設けられている。
ヘッドは、Ａｌ2 ０3 −ＴｉＣ等の非磁性材料からなる
スライダー２４上に配置されてなり、また、上部磁気シ
ールド２２上には保護膜２５が設けられている。
【００５６】以上のような構成を有する縦型ＭＲヘッド
５０は、ＭＲ素子１０が外部磁界Ｈext によって抵抗変
化を起こすことを利用して、磁気記録媒体からの信号磁
界（外部磁界Ｈext ）を検出することができる。
５０は、ＭＲ素子１０が外部磁界Ｈext によって抵抗変
化を起こすことを利用して、磁気記録媒体からの信号磁
界（外部磁界Ｈext ）を検出することができる。
【００５７】なお、この磁気ヘッド５０において、実際
に軟磁性材１が信号磁界（外部磁界Ｈext ）の影響を受
けるのは、磁気記録媒体との対向面５０ａに臨む先端部
から、これより後方へ磁気ギャップｇに相当する長さ程
度までである。これに対して、ここで用いられているＭ
Ｒ素子１０は、磁区安定化材２、３が軟磁性材１の長手
方向の全領域に配設されており、信号磁界（外部磁界Ｈ
ext ）の影響を受ける領域では、十分に軟磁性材１の磁
化方向Ｄf が制御されている。したがって、このＭＲ素
子１０を適用した磁気ヘッド５０は、バルクハウゼンノ
イズを発生させることなく、良好な再生が可能となる。
に軟磁性材１が信号磁界（外部磁界Ｈext ）の影響を受
けるのは、磁気記録媒体との対向面５０ａに臨む先端部
から、これより後方へ磁気ギャップｇに相当する長さ程
度までである。これに対して、ここで用いられているＭ
Ｒ素子１０は、磁区安定化材２、３が軟磁性材１の長手
方向の全領域に配設されており、信号磁界（外部磁界Ｈ
ext ）の影響を受ける領域では、十分に軟磁性材１の磁
化方向Ｄf が制御されている。したがって、このＭＲ素
子１０を適用した磁気ヘッド５０は、バルクハウゼンノ
イズを発生させることなく、良好な再生が可能となる。
【００５８】なお、第１の実施の形態に係るＭＲ素子１
０の代わりに、第２の実施の形態、第３の実施の形態に
示したＭＲ素子２０、３０、４０を適用して磁気ヘッド
を構成しても、同様に信号磁界を良好に再生可能なもの
となる。
０の代わりに、第２の実施の形態、第３の実施の形態に
示したＭＲ素子２０、３０、４０を適用して磁気ヘッド
を構成しても、同様に信号磁界を良好に再生可能なもの
となる。
【００５９】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明を適用すると、非常に狭い幅の軟磁性材に対しても、
磁区の制御を適切に行うことができるようになる。した
がって、単層の軟磁性材を用いた簡易な構造のＭＲ素子
で、優れた磁気抵抗特性を得ることができる。
明を適用すると、非常に狭い幅の軟磁性材に対しても、
磁区の制御を適切に行うことができるようになる。した
がって、単層の軟磁性材を用いた簡易な構造のＭＲ素子
で、優れた磁気抵抗特性を得ることができる。
【００６０】そして、このＭＲ素子を磁気ヘッドに適用
すれば、バルクハウゼンノイズの発生が抑制され、良好
な再生が可能となる。
すれば、バルクハウゼンノイズの発生が抑制され、良好
な再生が可能となる。
【図１】本発明に係るＭＲ素子の一構成例について要部
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】図１のＭＲ素子における軟磁性材および磁区安
定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図であ
る。
定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図であ
る。
【図３】磁区安定化材の一構成例を示すための断面図で
ある。
ある。
【図４】磁区安定化材の他の構成例を示すための断面図
である。
である。
【図５】磁区安定化材の他の構成例を示すための断面図
である。
である。
【図６】磁区安定化材の他の構成例を示すための断面図
である。
である。
【図７】本発明のＭＲ素子の磁化曲線を示す特性図であ
る。
る。
【図８】本発明のＭＲ素子の磁気抵抗曲線を示す特性図
である。
である。
【図９】本発明のＭＲ素子の他の構成例について要部を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図１０】図９のＭＲ素子における軟磁性材および磁区
安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図で
ある。
安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図で
ある。
【図１１】本発明のＭＲ素子の他の構成例について要部
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図１２】図１１のＭＲ素子における軟磁性材および磁
区安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図
である。
区安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図
である。
【図１３】本発明のＭＲ素子の他の構成例について要部
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図１４】図１３のＭＲ素子における軟磁性材および磁
区安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図
である。
区安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図
である。
【図１６】従来のＭＲ素子の構成例について要部を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図１７】図１６のＭＲ素子の磁化曲線を示す特性図で
ある。
ある。
【図１８】図１６のＭＲ素子の磁気抵抗曲線を示す特性
図である。
図である。
【図１９】従来のＭＲ素子の他の構成例について要部を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２０】図１９のＭＲ素子の磁化曲線を示す特性図で
ある。
ある。
【図２１】図１９のＭＲ素子の磁気抵抗曲線を示す特性
図である。
図である。
【図２２】図１９のＭＲ素子の軟磁性材の幅を狭くした
場合に得られる磁気抵抗曲線を示す特性図である。
場合に得られる磁気抵抗曲線を示す特性図である。
【図２３】図１９のＭＲ素子の要部断面図である。
【図２４】図１９のＭＲ素子における各軟磁性材の磁化
容易軸方向Ｄe と実際の磁化方向Ｄf を模式的に示す斜
視図である。
容易軸方向Ｄe と実際の磁化方向Ｄf を模式的に示す斜
視図である。
１ 軟磁性材、 ２ 第１の磁区安定化材、 ３ 第２
の磁区安定化材、 ４後端電極、 ５ 先端電極、 Ｄ
e 磁化容易軸方向、 Ｄf 軟磁性材の磁化方向、
Ｄp 磁区安定化材の磁化方向
の磁区安定化材、 ４後端電極、 ５ 先端電極、 Ｄ
e 磁化容易軸方向、 Ｄf 軟磁性材の磁化方向、
Ｄp 磁区安定化材の磁化方向
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年８月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＭＲ素子の一構成例について要部
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】図１のＭＲ素子における軟磁性材および磁区安
定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図であ
る。
定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図であ
る。
【図３】磁区安定化材の一構成例を示すための断面図で
ある。
ある。
【図４】磁区安定化材の他の構成例を示すための断面図
である。
である。
【図５】磁区安定化材の他の構成例を示すための断面図
である。
である。
【図６】磁区安定化材の他の構成例を示すための断面図
である。
である。
【図７】本発明のＭＲ素子の磁化曲線を示す特性図であ
る。
る。
【図８】本発明のＭＲ素子の磁気抵抗曲線を示す特性図
である。
である。
【図９】本発明のＭＲ素子の他の構成例について要部を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図１０】図９のＭＲ素子における軟磁性材および磁区
安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図で
ある。
安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図で
ある。
【図１１】本発明のＭＲ素子の他の構成例について要部
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図１２】図１１のＭＲ素子における軟磁性材および磁
区安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図
である。
区安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図
である。
【図１３】本発明のＭＲ素子の他の構成例について要部
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図１４】図１３のＭＲ素子における軟磁性材および磁
区安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図
である。
区安定化材と電極との位置関係を上面側から示す模式図
である。
【図１５】本発明のＭＲ素子を適用した縦型ＭＲヘッド
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図１６】従来のＭＲ素子の構成例について要部を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図１７】図１６のＭＲ素子の磁化曲線を示す特性図で
ある。
ある。
【図１８】図１６のＭＲ素子の磁気抵抗曲線を示す特性
図である。
図である。
【図１９】従来のＭＲ素子の他の構成例について要部を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２０】図１９のＭＲ素子の磁化曲線を示す特性図で
ある。
ある。
【図２１】図１９のＭＲ素子の磁気抵抗曲線を示す特性
図である。
図である。
【図２２】図１９のＭＲ素子の軟磁性材の幅を狭くした
場合に得られる磁気抵抗曲線を示す特性図である。
場合に得られる磁気抵抗曲線を示す特性図である。
【図２３】図１９のＭＲ素子の要部断面図である。
【図２４】図１９のＭＲ素子における各軟磁性材の磁化
容易軸方向Ｄe と実際の磁化方向Ｄf を模式的に示す斜
視図である。
容易軸方向Ｄe と実際の磁化方向Ｄf を模式的に示す斜
視図である。
【符号の説明】 １ 軟磁性材、 ２ 第１の磁区安定化材、 ３ 第２
の磁区安定化材、 ４後端電極、 ５ 先端電極、 Ｄ
e 磁化容易軸方向、 Ｄf 軟磁性材の磁化方向、
Ｄp 磁区安定化材の磁化方向
の磁区安定化材、 ４後端電極、 ５ 先端電極、 Ｄ
e 磁化容易軸方向、 Ｄf 軟磁性材の磁化方向、
Ｄp 磁区安定化材の磁化方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿野 博司 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 軟磁性材と、該軟磁性材の長手方向の一
端部に接続される第１の電極と、該軟磁性材の他端部に
接続される第２の電極とを備えた磁気抵抗効果素子にお
いて、 前記軟磁性材の幅方向の両端側に、該軟磁性材の幅方向
に平行な成分を有するバイアス磁界を発生可能な磁区安
定化材が配設されていることを特徴とする磁気抵抗効果
素子。 - 【請求項２】 前記磁区安定化材が、前記軟磁性材の長
手方向の一端部から他端部に亘って連続的に配設されて
いることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素
子。 - 【請求項３】 前記磁区安定化材が、前記軟磁性材の長
手方向の一端部のみ、あるいは、前記軟磁性材の長手方
向の両端部のみに配設されていることを特徴とする請求
項１記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項４】 前記磁区安定化材の電気抵抗が、前記軟
磁性材の電気抵抗より大きいことを特徴とする請求項１
記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項５】 前記磁区安定化材と前記軟磁性材との間
に、絶縁材が介在されていることを特徴とする請求項１
記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項６】 前記磁区安定化材が、硬磁性材料膜であ
ることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項７】 前記磁区安定化材が、軟磁性材料膜と硬
磁性材料膜との積層膜であることを特徴とする請求項１
記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項８】 前記磁区安定化材が、反強磁性体膜であ
ることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項９】 前記磁区安定化材が、軟磁性材料膜と反
強磁性体膜との積層膜であることを特徴とする請求項１
記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１０】 磁気シールド間に挟み込まれることに
より磁気ヘッドを構成し、磁気記録媒体の信号記録面に
対して前記軟磁性材の長手方向が垂直となるようにして
用いられることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効
果素子。 - 【請求項１１】 前記磁区安定化材が、前記軟磁性材に
おける前記磁気記録媒体と対向する一端部から前記磁気
シールド間の間隔に相当する長さ以上後方まで配設され
ていることを特徴とする請求項１０記載の磁気抵抗効果
素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8070018A JPH09260742A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 磁気抵抗効果素子 |
| US08/823,899 US5946168A (en) | 1996-03-26 | 1997-03-25 | Magneto-resistance effect device and magnetic head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8070018A JPH09260742A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 磁気抵抗効果素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09260742A true JPH09260742A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13419459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8070018A Withdrawn JPH09260742A (ja) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5946168A (ja) |
| JP (1) | JPH09260742A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7072156B2 (en) * | 2004-02-18 | 2006-07-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for biasing magnetoresistive sensor with decoupled hard bias multilayers |
Families Citing this family (3)
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| JP2002094144A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-29 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子およびその製造方法 |
| US6930865B2 (en) * | 2002-05-14 | 2005-08-16 | Seagate Technology Llc | Magnetoresistive read sensor with short permanent magnets |
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| US5218497A (en) * | 1988-12-02 | 1993-06-08 | Hitachi, Ltd. | Magnetic recording-reproducing apparatus and magnetoresistive head having two or more magnetoresistive films for use therewith |
| US5270893A (en) * | 1990-10-29 | 1993-12-14 | Sony Corporation | Specific core structure in a magneto-resistance head |
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| DE69227758T2 (de) * | 1991-12-05 | 1999-07-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetoresistiver Kopf |
| SG47479A1 (en) * | 1992-08-25 | 1998-04-17 | Seagate Technology | A magnetoresistive sensor and method of making the same |
| MY108956A (en) * | 1992-11-12 | 1996-11-30 | Quantum Peripherals Colorado Inc | Magnetoresistive device and method having improved barkhausen noise suppression |
| US5532584A (en) * | 1993-08-31 | 1996-07-02 | Eastman Kodak Company | MR sensor including calibration circuit wherein signals are averaged for determining a correction factor and pole pieces are shaped to reduce field in gap therebetween |
| US5737156A (en) * | 1993-11-08 | 1998-04-07 | Seagate Technology, Inc. | Barberpole MR sensor having interleaved permanent magnet and magnetoresistive segments |
| US5434826A (en) * | 1994-09-26 | 1995-07-18 | Read-Rite Corporation | Multilayer hard bias films for longitudinal biasing in magnetoresistive transducer |
| JPH08153310A (ja) * | 1994-11-28 | 1996-06-11 | Sony Corp | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
-
1996
- 1996-03-26 JP JP8070018A patent/JPH09260742A/ja not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-03-25 US US08/823,899 patent/US5946168A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7072156B2 (en) * | 2004-02-18 | 2006-07-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for biasing magnetoresistive sensor with decoupled hard bias multilayers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5946168A (en) | 1999-08-31 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |