JPH0944819A - 磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッド - Google Patents
磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッドInfo
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- JPH0944819A JPH0944819A JP7193619A JP19361995A JPH0944819A JP H0944819 A JPH0944819 A JP H0944819A JP 7193619 A JP7193619 A JP 7193619A JP 19361995 A JP19361995 A JP 19361995A JP H0944819 A JPH0944819 A JP H0944819A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】トラック幅を高精度で画定でき、中心能動領域
で付与すべき磁気特性を確実に付与できる生産性に優れ
た磁気変換素子を提供する。 【解決手段】磁気抵抗効果を生じる積層膜111〜113と、
積層膜111〜113に対して磁気バイアスを加える磁区制御
膜114と、一対のリード導体膜２１、２２とを含んでい
る。積層膜111〜113及び磁区制御膜114は、互いに積層
され、中心能動領域１を構成している。リード導体膜２
１、２２のそれぞれは、中心能動領域１の積層方向Ｙと
直交する方向Ｘに位置する両側部において、中心能動領
域１の側端面を終端している。
で付与すべき磁気特性を確実に付与できる生産性に優れ
た磁気変換素子を提供する。 【解決手段】磁気抵抗効果を生じる積層膜111〜113と、
積層膜111〜113に対して磁気バイアスを加える磁区制御
膜114と、一対のリード導体膜２１、２２とを含んでい
る。積層膜111〜113及び磁区制御膜114は、互いに積層
され、中心能動領域１を構成している。リード導体膜２
１、２２のそれぞれは、中心能動領域１の積層方向Ｙと
直交する方向Ｘに位置する両側部において、中心能動領
域１の側端面を終端している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気変換素子及び薄
膜磁気ヘッドに関する。
膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスクドライブ装置が小型化され
る傾向の中で、磁気抵抗効果を利用した磁気変換素子を
用いた薄膜磁気ヘッドは、出力が磁気ディスクとの間の
相対速度に関係しないため、高記録密度で磁気記録媒体
に記憶されている情報を読み取るのに適した磁気変換器
として従来より知られている。代表的には、例えばパー
マロイ等よりなる異方性磁気抵抗効果素子を用いた磁気
変換素子がよく知られている。
る傾向の中で、磁気抵抗効果を利用した磁気変換素子を
用いた薄膜磁気ヘッドは、出力が磁気ディスクとの間の
相対速度に関係しないため、高記録密度で磁気記録媒体
に記憶されている情報を読み取るのに適した磁気変換器
として従来より知られている。代表的には、例えばパー
マロイ等よりなる異方性磁気抵抗効果素子を用いた磁気
変換素子がよく知られている。
【０００３】異方性磁気抵抗効果素子を利用した磁気変
換素子において、最適動作をするためには、２つのバイ
アス磁界が必要である。即ち、横方向バイアス磁界及び
縦方向バイアス磁界である。横方向バイアス磁界は、検
出しようとする外部磁界に対して、磁気抵抗効果による
抵抗変化が、零磁界を中心として、対称的、かつ、直線
的になるようにするために印加される。そのための手段
として、ＳＡＬ(SoftAdjacent Layer)バイアスや、シャ
ントバイアス等が知られている。ＳＡＬバイアスは異方
性磁気抵抗効果膜及び横方向バイアス膜を、磁気分離膜
を介して互いに積層することによって実現される。横方
向バイアス膜は軟磁性膜で構成され、磁気分離層は非磁
性膜によって構成される。
換素子において、最適動作をするためには、２つのバイ
アス磁界が必要である。即ち、横方向バイアス磁界及び
縦方向バイアス磁界である。横方向バイアス磁界は、検
出しようとする外部磁界に対して、磁気抵抗効果による
抵抗変化が、零磁界を中心として、対称的、かつ、直線
的になるようにするために印加される。そのための手段
として、ＳＡＬ(SoftAdjacent Layer)バイアスや、シャ
ントバイアス等が知られている。ＳＡＬバイアスは異方
性磁気抵抗効果膜及び横方向バイアス膜を、磁気分離膜
を介して互いに積層することによって実現される。横方
向バイアス膜は軟磁性膜で構成され、磁気分離層は非磁
性膜によって構成される。
【０００４】縦方向バイアス磁界は、異方性磁気抵抗効
果素子の磁壁が移動することによって生じるバルクハウ
ゼンノイズを抑止するために備えられている。縦方向バ
イアス磁界を印加する手段としては、反強磁性膜と異方
性磁気抵抗効果膜との間の交換結合を利用する交換バイ
アス法と、硬磁性バイアス法が知られている。
果素子の磁壁が移動することによって生じるバルクハウ
ゼンノイズを抑止するために備えられている。縦方向バ
イアス磁界を印加する手段としては、反強磁性膜と異方
性磁気抵抗効果膜との間の交換結合を利用する交換バイ
アス法と、硬磁性バイアス法が知られている。
【０００５】交換バイアス法は、特開昭62ー40610号公報
や、米国特許第4,103,315号明細書に開示されている。
これらの先行技術文献に開示された磁気変換素子は、一
対の磁区制御膜を含み、磁区制御膜のそれぞれは、異方
性磁気抵抗効果膜の相対する両側に互いに間隔を隔てて
積層されている。リード導体膜のそれぞれは、相互間に
間隔を有して磁区制御膜の表面に付着されている。磁区
制御膜は反強磁性膜である。そして、反強磁性膜と異方
性磁気抵抗効果膜との間に生じる交換結合を利用して、
異方性磁気抵抗効果膜に均一な縦方向バイアス磁界を加
え、磁区の動きに起因するバルクハウゼンノイズを防止
するようになっている。反強磁性膜間に生じる間隔が磁
気ヘッドとして用いた場合のトラック幅を規定する。
や、米国特許第4,103,315号明細書に開示されている。
これらの先行技術文献に開示された磁気変換素子は、一
対の磁区制御膜を含み、磁区制御膜のそれぞれは、異方
性磁気抵抗効果膜の相対する両側に互いに間隔を隔てて
積層されている。リード導体膜のそれぞれは、相互間に
間隔を有して磁区制御膜の表面に付着されている。磁区
制御膜は反強磁性膜である。そして、反強磁性膜と異方
性磁気抵抗効果膜との間に生じる交換結合を利用して、
異方性磁気抵抗効果膜に均一な縦方向バイアス磁界を加
え、磁区の動きに起因するバルクハウゼンノイズを防止
するようになっている。反強磁性膜間に生じる間隔が磁
気ヘッドとして用いた場合のトラック幅を規定する。
【０００６】次に、硬磁性バイアス法は特開平3ー125311
号公報に開示されている。この先行技術文献において、
異方性磁気抵抗効果膜及び横方向バイアス膜は、中心能
動領域のみに配置されており、その両側の端部受動領域
に、硬磁性バイアス膜が形成され、硬磁性バイアス膜の
上にリード導体膜が形成されている。トラック幅は異方
性磁気抵抗効果膜の幅に対応する。この構造では、横方
向バイアス磁界は中心能動領域においてのみ発生し、縦
バイアス磁界は端部受動領域において発生することにな
る。
号公報に開示されている。この先行技術文献において、
異方性磁気抵抗効果膜及び横方向バイアス膜は、中心能
動領域のみに配置されており、その両側の端部受動領域
に、硬磁性バイアス膜が形成され、硬磁性バイアス膜の
上にリード導体膜が形成されている。トラック幅は異方
性磁気抵抗効果膜の幅に対応する。この構造では、横方
向バイアス磁界は中心能動領域においてのみ発生し、縦
バイアス磁界は端部受動領域において発生することにな
る。
【０００７】特開昭62ー40610号公報や、米国特許第4,10
3,315号明細書に開示されている交換バイアス法の問題
点の一つは、一対の磁区制御膜のそれぞれが、異方性磁
気抵抗効果膜の相対する両側に互いに間隔を隔てて積層
され、リード導体膜のそれぞれが相互に間隔を有して磁
区制御膜の表面に付着されており、前記間隔がトラック
幅を画定するため、フォトリソグラフィ技術による狭ト
ラック化に限界を生じることである。
3,315号明細書に開示されている交換バイアス法の問題
点の一つは、一対の磁区制御膜のそれぞれが、異方性磁
気抵抗効果膜の相対する両側に互いに間隔を隔てて積層
され、リード導体膜のそれぞれが相互に間隔を有して磁
区制御膜の表面に付着されており、前記間隔がトラック
幅を画定するため、フォトリソグラフィ技術による狭ト
ラック化に限界を生じることである。
【０００８】上記交換バイアス法のもう一つの問題点
は、反強磁性膜及びリード導体膜によって構成される端
部受動領域の下側に異方性磁気抵抗効果膜及びＳＡＬ膜
が形成されているため、磁気変換領域としては考慮され
ていない端部受動領域に存在する異方性磁気抵抗効果膜
及びＳＡＬ膜がノイズ源となることである。
は、反強磁性膜及びリード導体膜によって構成される端
部受動領域の下側に異方性磁気抵抗効果膜及びＳＡＬ膜
が形成されているため、磁気変換領域としては考慮され
ていない端部受動領域に存在する異方性磁気抵抗効果膜
及びＳＡＬ膜がノイズ源となることである。
【０００９】交換バイアス法の更にもう一つの問題点
は、反強磁性膜が端部受動領域にのみ形成されているの
で、中心能動領域で異方性磁気抵抗効果膜に必ずしも均
一な磁気異方性が付与されているとはいえないことであ
る。
は、反強磁性膜が端部受動領域にのみ形成されているの
で、中心能動領域で異方性磁気抵抗効果膜に必ずしも均
一な磁気異方性が付与されているとはいえないことであ
る。
【００１０】特開平3ー125311号公報に開示されている硬
磁性バイアス法の問題点の一つは、異方性磁気抵抗効果
膜及び横方向バイアス膜を積層することによって形成さ
れた中心能動領域の両側に硬磁性バイアス膜を形成する
必要があり、更にその上にリード導体膜を形成する必要
があるため、製造工程が複雑になり、生産性が上がらな
いということである。
磁性バイアス法の問題点の一つは、異方性磁気抵抗効果
膜及び横方向バイアス膜を積層することによって形成さ
れた中心能動領域の両側に硬磁性バイアス膜を形成する
必要があり、更にその上にリード導体膜を形成する必要
があるため、製造工程が複雑になり、生産性が上がらな
いということである。
【００１１】上記硬磁性バイアス法のもう一つの問題点
は、硬磁性膜から発生する磁界が、中心能動領域内で硬
磁性膜の配置方向に分布を持つため、異方性磁気抵抗効
果膜の磁化方向が分布を持つようになり、このため異方
性磁気抵抗効果膜の面内で見た磁化方向が、外部印加磁
界零のときに、磁気変換領域で、一様に４５度方向を向
かないことである。
は、硬磁性膜から発生する磁界が、中心能動領域内で硬
磁性膜の配置方向に分布を持つため、異方性磁気抵抗効
果膜の磁化方向が分布を持つようになり、このため異方
性磁気抵抗効果膜の面内で見た磁化方向が、外部印加磁
界零のときに、磁気変換領域で、一様に４５度方向を向
かないことである。
【００１２】本発明の課題は、実効的な磁気変換領域を
所定の値に高精度で画定でき、従って、狭トラック化に
対応でき、最適動作を確保し得る磁気変換素子及び薄膜
磁気ヘッドを提供することである。
所定の値に高精度で画定でき、従って、狭トラック化に
対応でき、最適動作を確保し得る磁気変換素子及び薄膜
磁気ヘッドを提供することである。
【００１３】本発明のもう一つの課題は、磁気変換領域
としては考慮されていない端部受動領域がノイズ源とな
ることのない磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッドを提供す
ることである。
としては考慮されていない端部受動領域がノイズ源とな
ることのない磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッドを提供す
ることである。
【００１４】本発明の更にもう一つの課題は、バイアス
磁界が中心能動領域内においてのみ発生し、中心能動領
域に対し、所定の磁気特性を付与し得る磁気変換素子及
び薄膜磁気ヘッドを提供することである。
磁界が中心能動領域内においてのみ発生し、中心能動領
域に対し、所定の磁気特性を付与し得る磁気変換素子及
び薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１５】本発明の更にもう一つの課題は、生産性に
優れた磁気変換素子及びこの磁気変換素子を含む薄膜磁
気ヘッドを提供することである。
優れた磁気変換素子及びこの磁気変換素子を含む薄膜磁
気ヘッドを提供することである。
【００１６】本発明の更にもう一つの課題は、異方性磁
気抵抗効果膜を用いた場合に限らず、スピンバルブ膜
等、他の磁気抵抗効果を生じる構造を採用した中心能動
領域を有する場合にも、同様の効果を奏する磁気変換素
子及び薄膜磁気ヘッドを提供することである。
気抵抗効果膜を用いた場合に限らず、スピンバルブ膜
等、他の磁気抵抗効果を生じる構造を採用した中心能動
領域を有する場合にも、同様の効果を奏する磁気変換素
子及び薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明に係る磁気変換素子は、磁気抵抗効果を生じ
る積層膜と、前記積層膜に対して磁区制御を加える磁区
制御膜と、一対のリード導体膜とを含んでいる。前記積
層膜及び前記磁区制御膜は、互いに積層され、中心能動
領域を構成している。前記リード導体膜のそれぞれは、
前記中心能動領域の積層方向と直交する方向に位置する
両側部において、前記中心能動領域の側端面を終端して
いる。
め、本発明に係る磁気変換素子は、磁気抵抗効果を生じ
る積層膜と、前記積層膜に対して磁区制御を加える磁区
制御膜と、一対のリード導体膜とを含んでいる。前記積
層膜及び前記磁区制御膜は、互いに積層され、中心能動
領域を構成している。前記リード導体膜のそれぞれは、
前記中心能動領域の積層方向と直交する方向に位置する
両側部において、前記中心能動領域の側端面を終端して
いる。
【００１８】上記磁気変換素子において、リード導体膜
のそれぞれは、中心能動領域の積層方向と直交する方向
に位置する両側部において、中心能動領域の側端面を終
端している。従って、実効的な磁気変換領域は、一対の
リード導体膜の方向に測られた中心能動領域の幅によっ
て定まる。このため、従来の交換バイアス法と異なっ
て、実効的な磁気変換領域を所定の値に高精度で画定
し、狭トラック化に対応できる。従って最適動作を確保
し得る。
のそれぞれは、中心能動領域の積層方向と直交する方向
に位置する両側部において、中心能動領域の側端面を終
端している。従って、実効的な磁気変換領域は、一対の
リード導体膜の方向に測られた中心能動領域の幅によっ
て定まる。このため、従来の交換バイアス法と異なっ
て、実効的な磁気変換領域を所定の値に高精度で画定
し、狭トラック化に対応できる。従って最適動作を確保
し得る。
【００１９】中心能動領域は、磁気抵抗効果を生じる積
層膜と、磁区制御膜とを含み、積層膜及び磁区制御膜は
互いに積層されている。従って、磁区制御膜によるバイ
アス磁界は中心能動領域でのみ発生する。このため、従
来の交換バイアス法と異なって、磁気変換領域としては
考慮されていない端部受動領域の構造に起因するノイズ
を発生することがない。
層膜と、磁区制御膜とを含み、積層膜及び磁区制御膜は
互いに積層されている。従って、磁区制御膜によるバイ
アス磁界は中心能動領域でのみ発生する。このため、従
来の交換バイアス法と異なって、磁気変換領域としては
考慮されていない端部受動領域の構造に起因するノイズ
を発生することがない。
【００２０】更に、磁気抵抗効果を生じる積層膜及び磁
区制御膜が互いに積層されていて、磁区制御膜によるバ
イアス磁界は中心能動領域でのみ発生するから、従来の
硬磁性バイアス法と異なって、磁気抵抗効果を生じる積
層膜に対し、磁区制御膜により、均一な磁区制御を加
え、中心能動領域で要求される磁気特性を確実に付与で
きる。
区制御膜が互いに積層されていて、磁区制御膜によるバ
イアス磁界は中心能動領域でのみ発生するから、従来の
硬磁性バイアス法と異なって、磁気抵抗効果を生じる積
層膜に対し、磁区制御膜により、均一な磁区制御を加
え、中心能動領域で要求される磁気特性を確実に付与で
きる。
【００２１】しかも、中心能動領域において、磁気抵抗
効果を生じる積層膜及び磁区制御膜が互いに積層されて
いるから、中心能動領域を、同一工程に属するフォトリ
ソグラフィプロセス及び成膜工程等によって形成するこ
とを可能にする。このため、生産性が向上する。
効果を生じる積層膜及び磁区制御膜が互いに積層されて
いるから、中心能動領域を、同一工程に属するフォトリ
ソグラフィプロセス及び成膜工程等によって形成するこ
とを可能にする。このため、生産性が向上する。
【００２２】中心能動領域としては、パーマロイ等によ
る異方性磁気抵抗効果膜を利用したものが最も一般的で
あるが、最近注目されている巨大磁気抵抗（giant magn
etoresitive、以下ＧＭＲと称する）効果膜を用いて構
成することもできる。ＧＭＲ効果膜を用いたものの代表
例は、スピンバルブ膜であり、その他、超格子ＧＭＲ膜
やグラニュラＧＭＲ膜等も含まれる。本発明によれば、
異方性磁気抵抗効果膜を用いた場合に限らず、スピンバ
ルブ膜等、他の磁気抵抗効果を生じる構造を採用した場
合にも、上記効果を奏する。
る異方性磁気抵抗効果膜を利用したものが最も一般的で
あるが、最近注目されている巨大磁気抵抗（giant magn
etoresitive、以下ＧＭＲと称する）効果膜を用いて構
成することもできる。ＧＭＲ効果膜を用いたものの代表
例は、スピンバルブ膜であり、その他、超格子ＧＭＲ膜
やグラニュラＧＭＲ膜等も含まれる。本発明によれば、
異方性磁気抵抗効果膜を用いた場合に限らず、スピンバ
ルブ膜等、他の磁気抵抗効果を生じる構造を採用した場
合にも、上記効果を奏する。
【００２３】本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、スライダ
によって支持された磁気変換素子が前述した本発明に係
る磁気変換素子で構成されている。このため、本発明に
係る磁気変換素子の有する作用、効果がそのまま発揮さ
れる。
によって支持された磁気変換素子が前述した本発明に係
る磁気変換素子で構成されている。このため、本発明に
係る磁気変換素子の有する作用、効果がそのまま発揮さ
れる。
【００２４】本発明の他の構成及び効果は、限定を意味
しない実施例である添付図面を参照して、更に詳しく説
明する。
しない実施例である添付図面を参照して、更に詳しく説
明する。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る磁気変換素子
を示す図である。本発明に係る磁気変換素子は、中心能
動領域１と、一対のリード導体膜２１、２２と、支持体
３とを含んでいる。中心能動領域１は、磁気抵抗効果を
生じる積層膜111〜113と、積層膜111〜113に磁区制御を
加える磁区制御膜114とを有する。積層膜111〜113は、
支持体３の上に複数の膜111〜113を順次に積層して形成
されている。複数積層される膜111〜113のそれぞれは、
それを支持する下側の膜の全面を覆っている。
を示す図である。本発明に係る磁気変換素子は、中心能
動領域１と、一対のリード導体膜２１、２２と、支持体
３とを含んでいる。中心能動領域１は、磁気抵抗効果を
生じる積層膜111〜113と、積層膜111〜113に磁区制御を
加える磁区制御膜114とを有する。積層膜111〜113は、
支持体３の上に複数の膜111〜113を順次に積層して形成
されている。複数積層される膜111〜113のそれぞれは、
それを支持する下側の膜の全面を覆っている。
【００２６】リード導体膜２１、２２のそれぞれは、中
心能動領域１の積層方向Ｙと直交する方向Ｘに位置する
両側部において支持体３の上に設けられ、中心能動領域
１の側端面と接触し、中心能動領域１の側端面を終端し
ている。
心能動領域１の積層方向Ｙと直交する方向Ｘに位置する
両側部において支持体３の上に設けられ、中心能動領域
１の側端面と接触し、中心能動領域１の側端面を終端し
ている。
【００２７】上述のように、リード導体膜２１、２２の
それぞれは、中心能動領域１の積層方向と直交する方向
に位置する両側部において、中心能動領域１の側端面を
終端している。従って、実効的な磁気変換領域は、一対
のリード導体膜２１、２２の方向Ｘに測られた中心能動
領域１の幅Ｗ１によって定まる。このため、従来の交換
バイアス法と異なって、実効的な磁気変換領域を所定の
値に高精度で画定し、狭トラック化に対応できる。従っ
て最適動作を確保し得る。
それぞれは、中心能動領域１の積層方向と直交する方向
に位置する両側部において、中心能動領域１の側端面を
終端している。従って、実効的な磁気変換領域は、一対
のリード導体膜２１、２２の方向Ｘに測られた中心能動
領域１の幅Ｗ１によって定まる。このため、従来の交換
バイアス法と異なって、実効的な磁気変換領域を所定の
値に高精度で画定し、狭トラック化に対応できる。従っ
て最適動作を確保し得る。
【００２８】中心能動領域１は、磁気抵抗効果を生じる
積層膜111〜113と、磁区制御膜114とを含み、積層膜111
〜113及び磁区制御膜114は互いに積層されているから、
磁区制御膜114によるバイアス磁界は中心能動領域１で
のみ発生する。このため、従来の交換バイアス法と異な
って、磁気変換領域としては考慮されていない端部受動
領域が、ノイズ源となることがない。
積層膜111〜113と、磁区制御膜114とを含み、積層膜111
〜113及び磁区制御膜114は互いに積層されているから、
磁区制御膜114によるバイアス磁界は中心能動領域１で
のみ発生する。このため、従来の交換バイアス法と異な
って、磁気変換領域としては考慮されていない端部受動
領域が、ノイズ源となることがない。
【００２９】更に、磁気抵抗効果を生じる積層膜111〜1
13及び磁区制御膜114が互いに積層されていて、磁区制
御膜114によるバイアス磁界は中心能動領域１でのみ発
生するから、従来の硬磁性バイアス法と異なって、磁気
抵抗効果を生じる積層膜111に対し、磁区制御膜114によ
り、均一なバイアス磁界を加え、中心能動領域１で要求
される磁気特性を確実に付与できる。
13及び磁区制御膜114が互いに積層されていて、磁区制
御膜114によるバイアス磁界は中心能動領域１でのみ発
生するから、従来の硬磁性バイアス法と異なって、磁気
抵抗効果を生じる積層膜111に対し、磁区制御膜114によ
り、均一なバイアス磁界を加え、中心能動領域１で要求
される磁気特性を確実に付与できる。
【００３０】しかも、中心能動領域１において、磁気抵
抗効果を生じる積層膜111〜113及び磁区制御膜114が互
いに積層されているから、中心能動領域１を、同一工程
に属するフォトリソグラフィプロセス及び成膜工程等に
よって形成することが可能になる。このため、生産性が
向上する。
抗効果を生じる積層膜111〜113及び磁区制御膜114が互
いに積層されているから、中心能動領域１を、同一工程
に属するフォトリソグラフィプロセス及び成膜工程等に
よって形成することが可能になる。このため、生産性が
向上する。
【００３１】実施例において、中心能動領域１は、パー
マロイ等によって構成された異方性磁気抵抗効果膜111
と、横方向バイアス膜112と、磁気分離膜113と、磁区制
御膜114とを含む。
マロイ等によって構成された異方性磁気抵抗効果膜111
と、横方向バイアス膜112と、磁気分離膜113と、磁区制
御膜114とを含む。
【００３２】磁区制御膜114は、横方向バイアス膜１１
２及び磁気分離膜113とは反対側において、異方性磁気
抵抗効果膜111に積層される。磁区制御膜114は、異方性
磁気抵抗効果膜111の上に設けられている。磁区制御膜1
14は反強磁性膜で構成される。これにより、反強磁性膜
でなる磁区制御膜114と異方性磁気抵抗効果膜111との間
の交換結合を利用する交換バイアス法が実現される。交
換バイアス法により、異方性磁気抵抗効果膜111に均一
な縦方向（Ｘ方向）バイアスを加え、磁区の動きに起因
するバルクハウゼンノイズを防止する。
２及び磁気分離膜113とは反対側において、異方性磁気
抵抗効果膜111に積層される。磁区制御膜114は、異方性
磁気抵抗効果膜111の上に設けられている。磁区制御膜1
14は反強磁性膜で構成される。これにより、反強磁性膜
でなる磁区制御膜114と異方性磁気抵抗効果膜111との間
の交換結合を利用する交換バイアス法が実現される。交
換バイアス法により、異方性磁気抵抗効果膜111に均一
な縦方向（Ｘ方向）バイアスを加え、磁区の動きに起因
するバルクハウゼンノイズを防止する。
【００３３】中心能動領域１は、横方向バイアス膜112
の全面を磁気分離膜113が覆い、磁気分離膜113の全面を
異方性磁気抵抗効果膜111が覆い、異方性磁気抵抗効果
膜111の全面を磁区制御膜114が覆っている。このような
構造であると、磁気変換領域としては考慮されていない
端部受動領域において、磁気抵抗効果を生じることがな
くなり、ノイズ信号の発生が抑制される。また、反強磁
性膜でなる磁区制御膜114が異方性磁気抵抗効果膜111に
全面で接触することになるので、従来の硬磁性バイアス
法と異なって、異方性磁気抵抗効果膜111の磁化方向に
分布を生じることがない。
の全面を磁気分離膜113が覆い、磁気分離膜113の全面を
異方性磁気抵抗効果膜111が覆い、異方性磁気抵抗効果
膜111の全面を磁区制御膜114が覆っている。このような
構造であると、磁気変換領域としては考慮されていない
端部受動領域において、磁気抵抗効果を生じることがな
くなり、ノイズ信号の発生が抑制される。また、反強磁
性膜でなる磁区制御膜114が異方性磁気抵抗効果膜111に
全面で接触することになるので、従来の硬磁性バイアス
法と異なって、異方性磁気抵抗効果膜111の磁化方向に
分布を生じることがない。
【００３４】更に、中心能動領域１は、支持体３の上
に、異方性磁気抵抗効果膜111、横方向バイアス膜112、
磁気分離膜113、磁区制御膜114を、所定の順序で、順次
積層して形成できる。この構造は、上記膜を、同一工程
に属するフォトリソグラフィプロセス及び成膜工程等に
よって形成することを可能にする。従って、従来の硬磁
性バイアス法と異なって、生産性が向上する。
に、異方性磁気抵抗効果膜111、横方向バイアス膜112、
磁気分離膜113、磁区制御膜114を、所定の順序で、順次
積層して形成できる。この構造は、上記膜を、同一工程
に属するフォトリソグラフィプロセス及び成膜工程等に
よって形成することを可能にする。従って、従来の硬磁
性バイアス法と異なって、生産性が向上する。
【００３５】異方性磁気抵抗効果膜111は例えばパーマ
ロイによって形成されることは前述した通りである。そ
の組成、厚み及び製造方法等は、当該技術分野の通常の
知識を有するものにとって周知である。パーマロイに限
らず、その他の大きな異方性磁気抵抗変化率を示す材料
を用いることも、勿論可能である。
ロイによって形成されることは前述した通りである。そ
の組成、厚み及び製造方法等は、当該技術分野の通常の
知識を有するものにとって周知である。パーマロイに限
らず、その他の大きな異方性磁気抵抗変化率を示す材料
を用いることも、勿論可能である。
【００３６】横方向バイアス膜112は例えばNi-Fe-Rh、N
i-Fe-Crまたはアモルファスによって構成された磁気抵
抗効果のない磁性膜である。横方向バイアス膜１１２に
要求される特性は、主として、良好な軟磁気特性及び大
きな比抵抗を有し、かつ、磁気抵抗効果を示さないこと
である。従って、そのような特性を満たすものであれ
ば、用いることができる。
i-Fe-Crまたはアモルファスによって構成された磁気抵
抗効果のない磁性膜である。横方向バイアス膜１１２に
要求される特性は、主として、良好な軟磁気特性及び大
きな比抵抗を有し、かつ、磁気抵抗効果を示さないこと
である。従って、そのような特性を満たすものであれ
ば、用いることができる。
【００３７】磁気分離膜113は例えばCu、Ta膜によって構
成される。この積層構造は、この種の磁気変換素子で通
常用いられる構造である。
成される。この積層構造は、この種の磁気変換素子で通
常用いられる構造である。
【００３８】磁区制御膜114はNiMn、FeMn、NiO、CoOまたは
Fe2O3の何れかで構成できる。耐蝕性及び温度特性の面
からは、FeMnよりもNiMnが優れている。リード導体膜２
１、２２は例えばＴａ／Ｗ／Ｔａの積層膜よりなる。
Fe2O3の何れかで構成できる。耐蝕性及び温度特性の面
からは、FeMnよりもNiMnが優れている。リード導体膜２
１、２２は例えばＴａ／Ｗ／Ｔａの積層膜よりなる。
【００３９】図２は本発明に係る磁気変換素子の他の実
施例を示す図である。図２の実施例は、磁区制御膜114
の上に異方性磁気抵抗効果膜111を積層した点で、図１
の実施例と異なる。磁区制御膜114は、支持体３の表面
に設けられた下地膜115の上に積層されている。図１に
示される実施例及び図２に示される実施例の何れの構造
が好ましいかは、各層に用いられる材料によって異な
る。例えば、磁区制御膜114を構成する反強磁性膜とし
て、FeMnを用いる場合、fcc構造のγーFeMnを形成する
必要があるので、異方性磁気抵抗効果膜111がfcc構造な
らば、図１に示した実施例が好ましいことになる。
施例を示す図である。図２の実施例は、磁区制御膜114
の上に異方性磁気抵抗効果膜111を積層した点で、図１
の実施例と異なる。磁区制御膜114は、支持体３の表面
に設けられた下地膜115の上に積層されている。図１に
示される実施例及び図２に示される実施例の何れの構造
が好ましいかは、各層に用いられる材料によって異な
る。例えば、磁区制御膜114を構成する反強磁性膜とし
て、FeMnを用いる場合、fcc構造のγーFeMnを形成する
必要があるので、異方性磁気抵抗効果膜111がfcc構造な
らば、図１に示した実施例が好ましいことになる。
【００４０】本発明において、中心能動領域１は、最近
注目されているＧＭＲ効果を用いて構成することもでき
る。ＧＭＲ効果を用いたものの代表例は、スピンバルブ
膜であり、その他、超格子ＧＭＲ膜やグラニュラＧＭＲ
膜等も含まれる。
注目されているＧＭＲ効果を用いて構成することもでき
る。ＧＭＲ効果を用いたものの代表例は、スピンバルブ
膜であり、その他、超格子ＧＭＲ膜やグラニュラＧＭＲ
膜等も含まれる。
【００４１】スピンバルブ膜を用いた磁気抵抗センサは
特開平4ー35830号公報及びIEE TRANSACTIONS ON MAGNETI
CS, VOL.30, No.6, NOVEMVER 1994に記載されている。
特開平4ー35830号公報及びIEE TRANSACTIONS ON MAGNETI
CS, VOL.30, No.6, NOVEMVER 1994に記載されている。
【００４２】図３はスピンバルブ膜を用いた本発明に係
る磁気変換素子を示す図、図４は図３に示した磁気変換
素子の構造を分かりやすく示すために用いられた分解拡
散図である。中心能動領域１は、スピンバルブ膜121〜1
24と、磁区制御膜126とを含んでいる。参照符号120は下
地膜、参照符号125は保護膜を示している。
る磁気変換素子を示す図、図４は図３に示した磁気変換
素子の構造を分かりやすく示すために用いられた分解拡
散図である。中心能動領域１は、スピンバルブ膜121〜1
24と、磁区制御膜126とを含んでいる。参照符号120は下
地膜、参照符号125は保護膜を示している。
【００４３】スピンバルブ膜は、第１の強磁性膜121、
非磁性膜122、第２の強磁性膜123及び反強磁性膜124を
順次積層して構成される。上記構造により、反強磁性膜
124と接した第２の強磁性膜123（ピン層）は一定方向に
磁化された状態になる。
非磁性膜122、第２の強磁性膜123及び反強磁性膜124を
順次積層して構成される。上記構造により、反強磁性膜
124と接した第２の強磁性膜123（ピン層）は一定方向に
磁化された状態になる。
【００４４】外部磁界Ｆが印加された場合、フリー層で
ある第１の強磁性膜121の磁化方向Ｍ１が外部磁界Ｆの
強さに応じて回転する。スピンバルブ膜の抵抗値は、ピ
ン層である第２の強磁性膜123の磁化方向Ｍ２に対する
第１の強磁性膜121の磁化方向Ｍ１の角度θ（図４参
照）によって定まる。スピンバルブ膜の抵抗値は、第１
の強磁性膜121の磁化方向Ｍ１が第２の強磁性膜123の磁
化方向Ｍ２に対して、逆方向のときに最大となり、同一
の方向のときに最小になる。この場合の抵抗変化率は、
材料の選択や層厚等によって異なる。
ある第１の強磁性膜121の磁化方向Ｍ１が外部磁界Ｆの
強さに応じて回転する。スピンバルブ膜の抵抗値は、ピ
ン層である第２の強磁性膜123の磁化方向Ｍ２に対する
第１の強磁性膜121の磁化方向Ｍ１の角度θ（図４参
照）によって定まる。スピンバルブ膜の抵抗値は、第１
の強磁性膜121の磁化方向Ｍ１が第２の強磁性膜123の磁
化方向Ｍ２に対して、逆方向のときに最大となり、同一
の方向のときに最小になる。この場合の抵抗変化率は、
材料の選択や層厚等によって異なる。
【００４５】磁区制御膜126は、第１の強磁性膜121の下
に形成されている。磁区制御膜126は、好ましくはNiMn
による反強磁性膜で構成されており、第１の強磁性膜12
1との間で交換結合を構成し、それによって第１の強磁
性膜121に交換バイアス磁界が印加される。第１の強磁
性膜121に対する磁区制御膜126の交換バイアス磁界は、
第２の強磁性膜123に対する反強磁性膜124の交換バイア
ス磁界の方向Ｚに対して、直交する方向Ｘにとられる。
このような構造であると、第１の強磁性膜121の磁区を
磁区制御膜126による交換バイアスによって制御し、バ
ルクハウゼンノイズを抑制することができる。
に形成されている。磁区制御膜126は、好ましくはNiMn
による反強磁性膜で構成されており、第１の強磁性膜12
1との間で交換結合を構成し、それによって第１の強磁
性膜121に交換バイアス磁界が印加される。第１の強磁
性膜121に対する磁区制御膜126の交換バイアス磁界は、
第２の強磁性膜123に対する反強磁性膜124の交換バイア
ス磁界の方向Ｚに対して、直交する方向Ｘにとられる。
このような構造であると、第１の強磁性膜121の磁区を
磁区制御膜126による交換バイアスによって制御し、バ
ルクハウゼンノイズを抑制することができる。
【００４６】磁区制御膜126による交換バイアス磁界
は、第１の強磁性膜121を、例えば方向Ｘに単磁区化す
る大きさを有する必要があるが、大きくなりすぎると、
第１の強磁性膜121の磁化反転が鈍くなり、磁界感度が
劣化する。従って、磁区制御膜126による交換バイアス
磁界は、第１の強磁性膜121を単磁区化するのに必要な
最小値に選定することが望ましい。具体的には、反強磁
性膜124による第２の強磁性膜123の交換バイアス磁界
が、磁区制御膜126による第１の強磁性膜121の交換バイ
アス磁界の３倍以上となるように選定する。
は、第１の強磁性膜121を、例えば方向Ｘに単磁区化す
る大きさを有する必要があるが、大きくなりすぎると、
第１の強磁性膜121の磁化反転が鈍くなり、磁界感度が
劣化する。従って、磁区制御膜126による交換バイアス
磁界は、第１の強磁性膜121を単磁区化するのに必要な
最小値に選定することが望ましい。具体的には、反強磁
性膜124による第２の強磁性膜123の交換バイアス磁界
が、磁区制御膜126による第１の強磁性膜121の交換バイ
アス磁界の３倍以上となるように選定する。
【００４７】図３及び図４に示した実施例の場合も、ス
ピンバルブ膜121〜124及び磁区制御膜126を構成する各
膜を、同一工程に属するフォトリソグラフィプロセス及
び成膜工程等によって形成することができる。
ピンバルブ膜121〜124及び磁区制御膜126を構成する各
膜を、同一工程に属するフォトリソグラフィプロセス及
び成膜工程等によって形成することができる。
【００４８】また、リード導体膜２１、２２のそれぞれ
は、スピンバルブ膜によって構成された中心能動領域１
の積層方向Ｙと直交する方向Ｘに位置する両側部におい
て支持体３の上に設けられ、中心能動領域１の側端面と
接触し、中心能動領域１の側端面を終端する。実効的な
磁気変換領域は、一対のリード導体膜２１、２２の方向
に測られた中心能動領域１の幅によって定まる。このた
め、実効的な磁気変換領域を所定の値に高精度で画定で
き、狭トラック化が容易であり、それによって最適動作
を確保し得る。
は、スピンバルブ膜によって構成された中心能動領域１
の積層方向Ｙと直交する方向Ｘに位置する両側部におい
て支持体３の上に設けられ、中心能動領域１の側端面と
接触し、中心能動領域１の側端面を終端する。実効的な
磁気変換領域は、一対のリード導体膜２１、２２の方向
に測られた中心能動領域１の幅によって定まる。このた
め、実効的な磁気変換領域を所定の値に高精度で画定で
き、狭トラック化が容易であり、それによって最適動作
を確保し得る。
【００４９】中心能動領域１は、スピンバルブ膜を構成
する膜121〜124のそれぞれが、それを支持する下側の膜
の全面を覆っている。このため、磁気変換領域としては
考慮されていない端部受動領域において、磁気抵抗効果
を生じることがなくなり、ノイズ信号の発生が抑制され
る。
する膜121〜124のそれぞれが、それを支持する下側の膜
の全面を覆っている。このため、磁気変換領域としては
考慮されていない端部受動領域において、磁気抵抗効果
を生じることがなくなり、ノイズ信号の発生が抑制され
る。
【００５０】更に、中心能動領域１は、支持体３の上に
スピンバルブ膜を構成する膜121〜124及び磁区制御膜12
6を、所定の順序で、順次積層して形成できる。このた
め、スピンバルブ膜121〜124及び磁区制御膜126を、同
一工程に属するフォトリソグラフィプロセス及び成膜工
程等によって形成することができ、生産性が向上する。
スピンバルブ膜を構成する膜121〜124及び磁区制御膜12
6を、所定の順序で、順次積層して形成できる。このた
め、スピンバルブ膜121〜124及び磁区制御膜126を、同
一工程に属するフォトリソグラフィプロセス及び成膜工
程等によって形成することができ、生産性が向上する。
【００５１】図３及び図４の実施例は、更に、反強磁性
膜124をFeMnで構成する一方、磁区制御膜126をNiMnによ
る反強磁性膜によって構成した特徴的な組み合わせを開
示している。上述したように、反強磁性膜124の交換バ
イアス磁界と、反強磁性膜によって構成された磁区制御
膜126の交換バイアス磁界の方向は、互いに直交してい
る必要がある。反強磁性膜124をFeMnで構成し、磁区制
御膜126をNiMnによる反強磁性膜によって構成した場
合、磁界中熱処理の温度及び回数等を制御することによ
り、FeMnで構成されている反強磁性膜124の交換バイア
ス磁界の方向のみを変え、反強磁性膜124の交換バイア
ス磁界と、磁区制御膜126の交換バイアス磁界とを互い
に直交させることができる。このため、反強磁性膜124
の交換バイアス磁界と、磁区制御膜126の交換バイアス
磁界とを、確実に、かつ、容易に互いに直交させること
ができる。
膜124をFeMnで構成する一方、磁区制御膜126をNiMnによ
る反強磁性膜によって構成した特徴的な組み合わせを開
示している。上述したように、反強磁性膜124の交換バ
イアス磁界と、反強磁性膜によって構成された磁区制御
膜126の交換バイアス磁界の方向は、互いに直交してい
る必要がある。反強磁性膜124をFeMnで構成し、磁区制
御膜126をNiMnによる反強磁性膜によって構成した場
合、磁界中熱処理の温度及び回数等を制御することによ
り、FeMnで構成されている反強磁性膜124の交換バイア
ス磁界の方向のみを変え、反強磁性膜124の交換バイア
ス磁界と、磁区制御膜126の交換バイアス磁界とを互い
に直交させることができる。このため、反強磁性膜124
の交換バイアス磁界と、磁区制御膜126の交換バイアス
磁界とを、確実に、かつ、容易に互いに直交させること
ができる。
【００５２】図５はスピンバルブ膜を用いた本発明に係
る磁気変換素子の別の実施例を示す図である。図におい
て、図３及び図４において用いられている参照符号と同
一の参照符号は、同一の構成部分を示している。この実
施例の特徴は、スピンバルブ膜121〜124の積層順序を、
図３及び図４の実施例とは逆にし、第１の強磁性膜121
の上に磁区制御膜126を設けたことである。
る磁気変換素子の別の実施例を示す図である。図におい
て、図３及び図４において用いられている参照符号と同
一の参照符号は、同一の構成部分を示している。この実
施例の特徴は、スピンバルブ膜121〜124の積層順序を、
図３及び図４の実施例とは逆にし、第１の強磁性膜121
の上に磁区制御膜126を設けたことである。
【００５３】上述した磁気変換素子は当業者であれば容
易に製造できる。その具体例について以下に説明する。
まず、図１に示した磁気変換素子について、薄膜磁気ヘ
ッドへの適用を前提にした製造方法について述べる。ス
ライダとなるAl2O3-TiC等でなる基体の上にAl2O3または
SiO2等でなる絶縁膜を形成した後、その上に横方向バイ
アス膜（ＳＡＬ膜）112としてNiFeRhを１７０Å、磁気
分離膜113としてＴａを１００Å、異方性磁気抵抗効果
膜111としてNiFeを２５０Å、反強磁性膜114としてNiMn
を、順次積層した。
易に製造できる。その具体例について以下に説明する。
まず、図１に示した磁気変換素子について、薄膜磁気ヘ
ッドへの適用を前提にした製造方法について述べる。ス
ライダとなるAl2O3-TiC等でなる基体の上にAl2O3または
SiO2等でなる絶縁膜を形成した後、その上に横方向バイ
アス膜（ＳＡＬ膜）112としてNiFeRhを１７０Å、磁気
分離膜113としてＴａを１００Å、異方性磁気抵抗効果
膜111としてNiFeを２５０Å、反強磁性膜114としてNiMn
を、順次積層した。
【００５４】次に、反強磁性膜114の上にフォトレジス
トを付着させた後、トラック幅にほぼ対応する中心能動
領域１を得るようなパターンを有するマスクパターンを
形成した。その後、マスクされていない領域を、例えば
イオンミリング等の方法によって除去した。このとき、
入射ビームに対して基板及び積層膜を適当に傾斜させる
ことにより、ビームの入射角を制御すると共に、基板側
を回転させながら、マスクされていない領域を除去し
た。これにより、積層膜の両端部に曲線状または直線状
のテーパが形成された。
トを付着させた後、トラック幅にほぼ対応する中心能動
領域１を得るようなパターンを有するマスクパターンを
形成した。その後、マスクされていない領域を、例えば
イオンミリング等の方法によって除去した。このとき、
入射ビームに対して基板及び積層膜を適当に傾斜させる
ことにより、ビームの入射角を制御すると共に、基板側
を回転させながら、マスクされていない領域を除去し
た。これにより、積層膜の両端部に曲線状または直線状
のテーパが形成された。
【００５５】次に、リード導体膜２１、２２として、Ｗ
を１０００Åの膜厚となるように成膜した。そして、リ
フトオフ工程でレジストとレジスト上のリード導体膜と
を除去した。
を１０００Åの膜厚となるように成膜した。そして、リ
フトオフ工程でレジストとレジスト上のリード導体膜と
を除去した。
【００５６】図２に示した磁気変換素子も同様の製造方
法によって製造することができる。但し、中心能動領域
１を構成する膜の積層順序が異なること、最下層に膜厚
が例えば５０ÅのＴａで下地膜115を有する点で、図１
に示した磁気変換素子を製造する場合と異なる。
法によって製造することができる。但し、中心能動領域
１を構成する膜の積層順序が異なること、最下層に膜厚
が例えば５０ÅのＴａで下地膜115を有する点で、図１
に示した磁気変換素子を製造する場合と異なる。
【００５７】上記実施例において、反強磁性膜114を構
成する材料として用いられているNiMnは、磁界中で熱処
理することにより、反強磁性を示す材料であり、また、
その磁界中での熱処理の温度及び回数によって、交換バ
イアス磁界が変化する材料である。本実施例では、磁界
中の熱処理温度及び回数を制御することにより、交換バ
イアス磁界を２５Ｏｅ程度に設定した。
成する材料として用いられているNiMnは、磁界中で熱処
理することにより、反強磁性を示す材料であり、また、
その磁界中での熱処理の温度及び回数によって、交換バ
イアス磁界が変化する材料である。本実施例では、磁界
中の熱処理温度及び回数を制御することにより、交換バ
イアス磁界を２５Ｏｅ程度に設定した。
【００５８】次に図３及び図４に示した磁気変換素子の
製造方法について述べる。下地層120としてＴａを５０
Åの膜厚となるように形成した後、反強磁性膜126とし
てNiMnを１００Åの膜厚となるように形成した。次に、
反強磁性膜126の上に、第１の強磁性膜12１としてNiFe
を１００Å、非磁性膜122としてＣｕを２５Å、第２の
強磁性膜123としてＣｏを３０Å、反強磁性膜124として
FeMnを１２０Åの各膜厚となるように形成した。そし
て、最後に保護膜125を付着させた。この後、図１の磁
気変換素子を得る場合と同様の工程を実行することによ
り、図３及び図４に示したスピンバルブ膜構造の磁気変
換素子が得られた。
製造方法について述べる。下地層120としてＴａを５０
Åの膜厚となるように形成した後、反強磁性膜126とし
てNiMnを１００Åの膜厚となるように形成した。次に、
反強磁性膜126の上に、第１の強磁性膜12１としてNiFe
を１００Å、非磁性膜122としてＣｕを２５Å、第２の
強磁性膜123としてＣｏを３０Å、反強磁性膜124として
FeMnを１２０Åの各膜厚となるように形成した。そし
て、最後に保護膜125を付着させた。この後、図１の磁
気変換素子を得る場合と同様の工程を実行することによ
り、図３及び図４に示したスピンバルブ膜構造の磁気変
換素子が得られた。
【００５９】図５に示した磁気変換素子は、スピンバル
ブ膜構造の積層順序を変更することによって製造でき
る。
ブ膜構造の積層順序を変更することによって製造でき
る。
【００６０】図３〜図５に示した実施例のスピンバルブ
膜は、何れも、３．５％程度の磁気抵抗変化率を示し、
異方性磁気抵抗効果膜を用いた場合の約２．５倍程度の
出力を得ることができた。FeMnで構成されている反強磁
性膜124の交換バイアス磁界と、NiMnによる反強磁性膜1
26の交換バイアス磁界の方向は、互いに直交している必
要があるので、NiMnによる反強磁性膜126の交換バイア
ス磁界の方向に１kOeの磁界を印加しながら２５０℃で
熱処理を行なった後、１６０℃で磁界中熱処理を行な
い、FeMnで構成されている反強磁性膜124の交換バイア
ス磁界の方向のみを変えた。
膜は、何れも、３．５％程度の磁気抵抗変化率を示し、
異方性磁気抵抗効果膜を用いた場合の約２．５倍程度の
出力を得ることができた。FeMnで構成されている反強磁
性膜124の交換バイアス磁界と、NiMnによる反強磁性膜1
26の交換バイアス磁界の方向は、互いに直交している必
要があるので、NiMnによる反強磁性膜126の交換バイア
ス磁界の方向に１kOeの磁界を印加しながら２５０℃で
熱処理を行なった後、１６０℃で磁界中熱処理を行な
い、FeMnで構成されている反強磁性膜124の交換バイア
ス磁界の方向のみを変えた。
【００６１】図６は上述した磁気変換素子を読み出し素
子として用い、誘導型磁気変換素子を書き込み素子とし
て用いた薄膜磁気ヘッドの拡大断面図を示している。図
示の薄膜磁気ヘッドは、スライダ400の上に磁気抵抗効
果を利用した磁気変換素子で構成された読み出し素子41
0及び誘導型磁気変換素子でなる書き込み素子420を有す
る。
子として用い、誘導型磁気変換素子を書き込み素子とし
て用いた薄膜磁気ヘッドの拡大断面図を示している。図
示の薄膜磁気ヘッドは、スライダ400の上に磁気抵抗効
果を利用した磁気変換素子で構成された読み出し素子41
0及び誘導型磁気変換素子でなる書き込み素子420を有す
る。
【００６２】スライダ400はセラミック構造体で構成さ
れ、Al2O3-TiC等でなる基体の上にAl2O3またはSiO2等で
なる絶縁膜401が設けられている。スライダ400は磁気デ
ィスクと対向する一面側に空気ベアリング面（以下ABS
面と称する）403を有する。スライダ400としては、磁気
ディスクと対向する面側にレール部を設け、レール部の
表面をABS面として利用するタイプの外に、磁気ディス
クと対向する面側がレール部を持たない平面状であっ
て、平面のほぼ全面をABS面として利用するタイプ等も
知られている。読み出し素子410は絶縁膜402の内部に層
状に埋設されている。読み出し素子410は、前述した本
発明に係る磁気変換素子で構成されている。このため、
本発明に係るＭＲ型磁気変換素子の有する作用、効果が
そのまま発揮される。参照符号413は下部シールド膜で
あり、パーマロイなどの磁性膜によって構成されてい
る。
れ、Al2O3-TiC等でなる基体の上にAl2O3またはSiO2等で
なる絶縁膜401が設けられている。スライダ400は磁気デ
ィスクと対向する一面側に空気ベアリング面（以下ABS
面と称する）403を有する。スライダ400としては、磁気
ディスクと対向する面側にレール部を設け、レール部の
表面をABS面として利用するタイプの外に、磁気ディス
クと対向する面側がレール部を持たない平面状であっ
て、平面のほぼ全面をABS面として利用するタイプ等も
知られている。読み出し素子410は絶縁膜402の内部に層
状に埋設されている。読み出し素子410は、前述した本
発明に係る磁気変換素子で構成されている。このため、
本発明に係るＭＲ型磁気変換素子の有する作用、効果が
そのまま発揮される。参照符号413は下部シールド膜で
あり、パーマロイなどの磁性膜によって構成されてい
る。
【００６３】書き込み素子420は、下部磁性膜421、上部
磁性膜422、コイル膜423、アルミナ等でなるギャップ膜
424、ノボラック樹脂等の有機樹脂で構成された絶縁膜4
25及び保護膜426などを有して、絶縁膜402の上に積層さ
れている。下部磁性膜421及び上部磁性膜422の先端部は
微小厚みのギャップ膜424を隔てて対向するポール部Ｐ
１、Ｐ２となっており、ポール部Ｐ１、Ｐ２において書
き込みを行なう。下部磁性膜421及び上部磁性膜422のヨ
ーク部であり、ポール部Ｐ１、Ｐ２とは反対側にあるバ
ックギャップ部において、磁気回路を完成するように互
いに結合されている。絶縁膜425の上に、ヨーク部の結
合部のまわりを渦巻状にまわるように、コイル膜423を
形成してある。図示は、面内記録再生用磁気ヘッドであ
るが、垂直磁気記録再生用磁気ヘッド等であってもよ
い。
磁性膜422、コイル膜423、アルミナ等でなるギャップ膜
424、ノボラック樹脂等の有機樹脂で構成された絶縁膜4
25及び保護膜426などを有して、絶縁膜402の上に積層さ
れている。下部磁性膜421及び上部磁性膜422の先端部は
微小厚みのギャップ膜424を隔てて対向するポール部Ｐ
１、Ｐ２となっており、ポール部Ｐ１、Ｐ２において書
き込みを行なう。下部磁性膜421及び上部磁性膜422のヨ
ーク部であり、ポール部Ｐ１、Ｐ２とは反対側にあるバ
ックギャップ部において、磁気回路を完成するように互
いに結合されている。絶縁膜425の上に、ヨーク部の結
合部のまわりを渦巻状にまわるように、コイル膜423を
形成してある。図示は、面内記録再生用磁気ヘッドであ
るが、垂直磁気記録再生用磁気ヘッド等であってもよ
い。
【００６４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 （ａ）実効的な磁気変換領域を所定の値に高精度で画定
でき、従って、狭トラック化に対応でき、最適動作を確
保し得る磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッドを提供するこ
とができる。 （ｂ）磁気変換領域としては考慮されていない端部受動
領域がノイズ源となることのない磁気変換素子及び薄膜
磁気ヘッドを提供することができる。 （ｃ）中心能動領域に対し、所定の磁気特性を付与し得
る磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッドを提供することがで
きる。 （ｄ）生産性に優れた磁気変換素子及びこの磁気変換素
子を含む薄膜磁気ヘッドを提供することができる。 （ｅ）異方性磁気抵抗効果膜を用いた場合に限らず、ス
ピンバルブ膜等、他の磁気抵抗効果を生じる構造を採用
した中心能動領域を有する場合にも、同様の効果を奏す
る磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッドを提供することがで
きる。
のような効果を得ることができる。 （ａ）実効的な磁気変換領域を所定の値に高精度で画定
でき、従って、狭トラック化に対応でき、最適動作を確
保し得る磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッドを提供するこ
とができる。 （ｂ）磁気変換領域としては考慮されていない端部受動
領域がノイズ源となることのない磁気変換素子及び薄膜
磁気ヘッドを提供することができる。 （ｃ）中心能動領域に対し、所定の磁気特性を付与し得
る磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッドを提供することがで
きる。 （ｄ）生産性に優れた磁気変換素子及びこの磁気変換素
子を含む薄膜磁気ヘッドを提供することができる。 （ｅ）異方性磁気抵抗効果膜を用いた場合に限らず、ス
ピンバルブ膜等、他の磁気抵抗効果を生じる構造を採用
した中心能動領域を有する場合にも、同様の効果を奏す
る磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッドを提供することがで
きる。
【図１】異方性磁気抵抗効果膜を用いた本発明に係る磁
気変換素子を示す図である。
気変換素子を示す図である。
【図２】異方性磁気抵抗効果膜を用いた本発明に係る磁
気変換素子の別の実施例を示す図である。
気変換素子の別の実施例を示す図である。
【図３】スピンバルブ膜を用いた本発明に係る磁気変換
素子を示す図である。
素子を示す図である。
【図４】図３に示した磁気変換素子の構造を分かりやす
く説明する分解拡散図である。
く説明する分解拡散図である。
【図５】スピンバルブ膜を用いた本発明に係る磁気変換
素子の別の実施例を示す図である。
素子の別の実施例を示す図である。
【図６】本発明に係る磁気変換素子を用いた薄膜磁気ヘ
ッドの断面図である。
ッドの断面図である。
１ 中心能動領域 111 異方性磁気抵抗効果膜 112 横方向バイアス膜 113 磁気分離膜 114 反強磁性膜 121 第１の強磁性膜 122 非磁性膜 123 第２の強磁性膜 124、126 反強磁性膜 ２１、２２ リード導体膜
フロントページの続き (72)発明者 佐々木 徹郎 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 宇野 泰史 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】 磁気抵抗効果を利用した磁気変換素子で
あって、 磁気抵抗効果を生じる積層膜と、前記積層膜に対してバ
イアス磁界を加える磁区制御膜と、一対のリード導体膜
とを含んでおり、 前記積層膜及び前記磁区制御膜は、互いに積層され、中
心能動領域を構成しており、 前記リード導体膜のそれぞれは、前記中心能動領域の積
層方向と直交する方向に位置する両側部において、前記
中心能動領域の側端面を終端している磁気変換素子。 - 【請求項２】 請求項１に記載された磁気変換素子であ
って、 前記積層膜は、異方性磁気抵抗効果膜と、横方向バイア
ス膜と、磁気分離膜とを積層して構成されており、 前記異方性磁気抵抗効果膜及び横方向バイアス膜は、前
記磁気分離膜を介して互いに積層されており、 前記磁区制御膜は、前記横方向バイアス膜及び前記磁気
分離膜とは反対側において、前記異方性磁気抵抗効果膜
に積層されている磁気変換素子。 - 【請求項３】 請求項２に記載された磁気変換素子であ
って、 前記磁区制御膜は、前記異方性磁気抵抗効果膜の上に設
けられている磁気変換素子。 - 【請求項４】 請求項２に記載された磁気変換素子であ
って、 前記磁区制御膜は、前記異方性磁気抵抗効果膜の下に設
けられている磁気変換素子。 - 【請求項５】 請求項２に記載された磁気変換素子であ
って、 前記磁区制御膜は、反強磁性膜であり、前記異方性磁気
抵抗効果膜との間に生じる交換結合により前記異方性磁
気抵抗効果膜に交換バイアス磁界を加える磁気変換素
子。 - 【請求項６】 請求項５に記載された磁気変換素子であ
って、 前記反強磁性膜は、NiMn、FeMn、NiO、CoOまたはFe2O3
の何れかでなる磁気変換素子。 - 【請求項７】 請求項１に記載された磁気変換素子であ
って、 前記積層膜は、スピンバルブ膜であり、前記スピンバル
ブ膜は、第１の強磁性膜、非磁性膜、第２の強磁性膜及
び反強磁性膜を順次積層して構成されており、 前記磁区制御膜は、前記第２の強磁性膜に対して前記反
強磁性膜により印加される交換バイアス磁界と直交する
交換バイアス磁界を、前記第１の強磁性膜に印加する磁
気変換素子。 - 【請求項８】 請求項７に記載された磁気変換素子であ
って、 前記第２の強磁性膜に印加される交換バイアス磁界は、
前記第１の強磁性膜の交換バイアス磁界の３倍以上とな
るように選定されている磁気変換素子。 - 【請求項９】 請求項７に記載された磁気変換素子であ
って、 前記磁区制御膜は、反強磁性膜でなり、前記反強磁性膜
はNiMn、FeMn、NiO、CoOまたはFe2O3の何れかでなる磁
気変換素子。 - 【請求項１０】 スライダと、前記スライダによって支
持された磁気変換素子とを含む薄膜磁気ヘッドであっ
て、 前記磁気変換素子は、請求項１乃至９の何れかに記載さ
れたものでなる薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7193619A JP2849354B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッド |
| SG1996010330A SG44965A1 (en) | 1995-07-28 | 1996-07-26 | Magnetic transducer element and thin film magnetic head |
| US08/686,717 US5852533A (en) | 1995-07-28 | 1996-07-26 | Magnetoresistance effect transducer element with continuous central active area |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7193619A JP2849354B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0944819A true JPH0944819A (ja) | 1997-02-14 |
| JP2849354B2 JP2849354B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=16310957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7193619A Expired - Fee Related JP2849354B2 (ja) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | 磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッド |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5852533A (ja) |
| JP (1) | JP2849354B2 (ja) |
| SG (1) | SG44965A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2950284B2 (ja) * | 1997-05-14 | 1999-09-20 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果素子、並びにこれを用いた磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗検出システム及び磁気記憶システム |
| US5978184A (en) * | 1997-05-29 | 1999-11-02 | Tdk Corporation | Magnetoresistive effect element and thin film magnetic head with the element |
| US6490140B1 (en) * | 1999-04-28 | 2002-12-03 | Seagate Technology Llc | Giant magnetoresistive sensor with a PtMnX pinning layer and a NiFeCr seed layer |
| US6433972B1 (en) | 1999-04-28 | 2002-08-13 | Seagate Technology Llc | Giant magnetoresistive sensor with pinning layer |
| JP2001160208A (ja) * | 1999-12-02 | 2001-06-12 | Alps Electric Co Ltd | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 |
| US6624986B2 (en) * | 2001-03-08 | 2003-09-23 | International Business Machines Corporation | Free layer structure for a spin valve sensor with a specular reflecting layer composed of ferromagnetic oxide |
| US20030002232A1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-02 | Storage Technology Corporation | Apparatus and method of making a reduced sensitivity spin valve sensor apparatus in which a flux carrying capacity is increased |
| US20030002231A1 (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-02 | Dee Richard Henry | Reduced sensitivity spin valve head for magnetic tape applications |
| US6876525B2 (en) * | 2002-08-27 | 2005-04-05 | International Business Machines Corporation | Giant magnetoresistance sensor with stitched longitudinal bias stacks and its fabrication process |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4103315A (en) * | 1977-06-24 | 1978-07-25 | International Business Machines Corporation | Antiferromagnetic-ferromagnetic exchange bias films |
| US4663685A (en) * | 1985-08-15 | 1987-05-05 | International Business Machines | Magnetoresistive read transducer having patterned longitudinal bias |
| US4713708A (en) * | 1986-10-31 | 1987-12-15 | International Business Machines | Magnetoresistive read transducer |
| US5018037A (en) * | 1989-10-10 | 1991-05-21 | Krounbi Mohamad T | Magnetoresistive read transducer having hard magnetic bias |
| US5206590A (en) * | 1990-12-11 | 1993-04-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
| US5287238A (en) * | 1992-11-06 | 1994-02-15 | International Business Machines Corporation | Dual spin valve magnetoresistive sensor |
| JPH06195645A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-07-15 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果型ヘッドおよびそれを用いた磁気記録装置 |
| JPH06203333A (ja) * | 1993-01-08 | 1994-07-22 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果型薄膜ヘッド |
| US5576915A (en) * | 1993-03-15 | 1996-11-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive head with antiferromagnetic sublayers interposed between first and second spin-valve units to exchange bias inner magnetic films thereof |
| JP2694806B2 (ja) * | 1994-08-29 | 1997-12-24 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果素子およびその製造方法 |
| US5648885A (en) * | 1995-08-31 | 1997-07-15 | Hitachi, Ltd. | Giant magnetoresistive effect sensor, particularly having a multilayered magnetic thin film layer |
-
1995
- 1995-07-28 JP JP7193619A patent/JP2849354B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-07-26 US US08/686,717 patent/US5852533A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-26 SG SG1996010330A patent/SG44965A1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SG44965A1 (en) | 1997-12-19 |
| JP2849354B2 (ja) | 1999-01-20 |
| US5852533A (en) | 1998-12-22 |
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