JPH10154311A - 磁気抵抗効果素子およびシールド型磁気抵抗効果センサ - Google Patents
磁気抵抗効果素子およびシールド型磁気抵抗効果センサInfo
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- JPH10154311A JPH10154311A JP8310568A JP31056896A JPH10154311A JP H10154311 A JPH10154311 A JP H10154311A JP 8310568 A JP8310568 A JP 8310568A JP 31056896 A JP31056896 A JP 31056896A JP H10154311 A JPH10154311 A JP H10154311A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反強磁性層から固定磁性層への十分な交換結
合磁界を確保しつつ大きな再生出力を得ることが可能な
磁気抵抗効果素子を提供すること。 【解決手段】 下地層11/反強磁性層12/固定磁性
層13/非磁性層15/自由磁性層17が順次積層され
て成る磁気抵抗効果素子6であって、前述した固定磁性
層13を、Co,Ni,Feをベースとするグループか
らなる単体,合金,又は積層膜からなる部材をもって構
成する。更に、自由磁性層17を、アルモファス磁性材
料、若しくはCoFeB,CoZrMo,CoZrN
b,CoZr,CoZrTa,CoHf,CoTa,C
oTaHf,CoNbHf,CoZrNb,CoHfP
d,CoTaZrNb,CoZrMoNiの各合金の何
れか一つをもって構成したこと。
合磁界を確保しつつ大きな再生出力を得ることが可能な
磁気抵抗効果素子を提供すること。 【解決手段】 下地層11/反強磁性層12/固定磁性
層13/非磁性層15/自由磁性層17が順次積層され
て成る磁気抵抗効果素子6であって、前述した固定磁性
層13を、Co,Ni,Feをベースとするグループか
らなる単体,合金,又は積層膜からなる部材をもって構
成する。更に、自由磁性層17を、アルモファス磁性材
料、若しくはCoFeB,CoZrMo,CoZrN
b,CoZr,CoZrTa,CoHf,CoTa,C
oTaHf,CoNbHf,CoZrNb,CoHfP
d,CoTaZrNb,CoZrMoNiの各合金の何
れか一つをもって構成したこと。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
およびシールド型磁気抵抗効果センサに係り、特に、磁
気ディスク等の記録媒体の記憶情報を読み取るための磁
気センサとして好適な磁気抵抗効果素子およびシールド
型磁気抵抗効果センサに関する。
およびシールド型磁気抵抗効果センサに係り、特に、磁
気ディスク等の記録媒体の記憶情報を読み取るための磁
気センサとして好適な磁気抵抗効果素子およびシールド
型磁気抵抗効果センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、磁気抵抗効果型センサ(MR
センサ)又は磁気抵抗効果型ヘッドと呼ばれる磁気読み
取り変換器が知られている。これは、大きな線形密度で
磁性表面からデータを読み取れるようになっている。
センサ)又は磁気抵抗効果型ヘッドと呼ばれる磁気読み
取り変換器が知られている。これは、大きな線形密度で
磁性表面からデータを読み取れるようになっている。
【0003】MRセンサは、読み取り素子によって感知
される磁束の強さと方向の関数としての抵抗変化を介し
て磁界信号を検出する。こうした従来技術のMRセンサ
は、読み取り素子の抵抗の1成分が磁化方向と素子中を
流れる感知電流の方向の間の角度の余弦の2乗に比例し
て変化する異方性磁気抵抗(AMR)効果に基づいて動
作する。AMR(異方性磁気抵抗)効果のより詳しい説
明は、D.A.トムソン(Thompson)等の論文
「Memory,Storage,and,Relat
ed Applications:IEEE Tran
s.on Mag.MAG−11,p.1039(19
75)」に開示されている。
される磁束の強さと方向の関数としての抵抗変化を介し
て磁界信号を検出する。こうした従来技術のMRセンサ
は、読み取り素子の抵抗の1成分が磁化方向と素子中を
流れる感知電流の方向の間の角度の余弦の2乗に比例し
て変化する異方性磁気抵抗(AMR)効果に基づいて動
作する。AMR(異方性磁気抵抗)効果のより詳しい説
明は、D.A.トムソン(Thompson)等の論文
「Memory,Storage,and,Relat
ed Applications:IEEE Tran
s.on Mag.MAG−11,p.1039(19
75)」に開示されている。
【0004】AMR効果を用いた磁気ヘッドでは、バル
クハウゼンノイズを押さえるために縦バイアスを印加す
ることが多いが、この縦バイアス印加材料として、Fe
Mn,NiMn,ニッケル酸化物などの反強磁性材料を
用いる場合が、一般に知られている。
クハウゼンノイズを押さえるために縦バイアスを印加す
ることが多いが、この縦バイアス印加材料として、Fe
Mn,NiMn,ニッケル酸化物などの反強磁性材料を
用いる場合が、一般に知られている。
【0005】更に、近時にあっては、積層磁気センサの
抵抗変化が、非磁性層を介する磁性層間での電導電子の
スピン保存性伝送及びそれに付随する層界面でのスピン
保存性散乱に帰される,より顕著な磁気抵抗効果が知ら
れている。この磁気抵抗効果は、「巨大磁気抵抗効果」
や「スピン・バルブ効果」など様々な名称で呼ばれてい
る。このような磁気抵抗センサは適当な材料で出来てお
り、AMR効果を利用するセンサで観察されるよりも、
感度が改善され、抵抗変化が大きい。この種のMRセン
サでは、非磁性層で分離された1対の強磁性層の間の平
面内抵抗が、2つの層の磁化方向間の角度の余弦に比例
して変化する。
抵抗変化が、非磁性層を介する磁性層間での電導電子の
スピン保存性伝送及びそれに付随する層界面でのスピン
保存性散乱に帰される,より顕著な磁気抵抗効果が知ら
れている。この磁気抵抗効果は、「巨大磁気抵抗効果」
や「スピン・バルブ効果」など様々な名称で呼ばれてい
る。このような磁気抵抗センサは適当な材料で出来てお
り、AMR効果を利用するセンサで観察されるよりも、
感度が改善され、抵抗変化が大きい。この種のMRセン
サでは、非磁性層で分離された1対の強磁性層の間の平
面内抵抗が、2つの層の磁化方向間の角度の余弦に比例
して変化する。
【0006】また、特開平2−61572号公報には、
磁性層内の磁化の反平行整列によって生じる高いMR変
化をもたらす積層磁性構造が記載されている。この場
合、積層構造で使用可能な材料として、上記公報には強
磁性の遷移金属および合金が挙げられている。また、中
間層により分離している少なくとも2層の強磁性層の一
方に反強磁性層を付加した構造および反強磁性層として
FeMnが適当であることが開示されている。
磁性層内の磁化の反平行整列によって生じる高いMR変
化をもたらす積層磁性構造が記載されている。この場
合、積層構造で使用可能な材料として、上記公報には強
磁性の遷移金属および合金が挙げられている。また、中
間層により分離している少なくとも2層の強磁性層の一
方に反強磁性層を付加した構造および反強磁性層として
FeMnが適当であることが開示されている。
【0007】更に、特開平4−358310号公報に
は、非磁性金属体の薄膜層によって仕切られた強磁性体
の2層の薄膜層を有し、印加磁界が零である場合に2つ
の強磁性薄膜層の磁化方向が直交し、2つの非結合強磁
性体層間の抵抗が2つの層の磁化方向間の角度の余弦に
比例して変化し、センサ中を通る電流の方向とは独立
な、MRセンサが開示されている。
は、非磁性金属体の薄膜層によって仕切られた強磁性体
の2層の薄膜層を有し、印加磁界が零である場合に2つ
の強磁性薄膜層の磁化方向が直交し、2つの非結合強磁
性体層間の抵抗が2つの層の磁化方向間の角度の余弦に
比例して変化し、センサ中を通る電流の方向とは独立
な、MRセンサが開示されている。
【0008】更に又、特開平6−203340号公報に
は、非磁性金属材料の薄膜層で分離された2つの強磁性
体の薄膜層を含み、外部印加磁界がゼロのとき、隣接す
る反強磁性体層の磁化が他方の強磁性体層に対して垂直
に保たれる。上記の効果に基づくMRセンサが開示され
ている。
は、非磁性金属材料の薄膜層で分離された2つの強磁性
体の薄膜層を含み、外部印加磁界がゼロのとき、隣接す
る反強磁性体層の磁化が他方の強磁性体層に対して垂直
に保たれる。上記の効果に基づくMRセンサが開示され
ている。
【0009】そして、特開平7−262529号公報に
は、第1磁性層/非磁性層/第2磁性層/反強磁性層の
構成を有するスピンバルブであって、特に第1および第
2磁性層にCoZrNb,CoZrMo,FeSiA
l,FeSi,NiFe、或いはこれに、Cr,Mn,
Pt,Ni,Cu,Ag,Al,Ti,Fe,Co又は
Znを添加した材料を用いた磁気抵抗効果素子が提示さ
れている。
は、第1磁性層/非磁性層/第2磁性層/反強磁性層の
構成を有するスピンバルブであって、特に第1および第
2磁性層にCoZrNb,CoZrMo,FeSiA
l,FeSi,NiFe、或いはこれに、Cr,Mn,
Pt,Ni,Cu,Ag,Al,Ti,Fe,Co又は
Znを添加した材料を用いた磁気抵抗効果素子が提示さ
れている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】磁気抵抗効果型ヘッド
では、等しいセンス電流値で再生を行った場合に、その
出力は抵抗変化量に比例する。この抵抗変化量は、抵抗
変化率と素子抵抗との積であるので、出力は素子の比抵
抗が高いほど大きくなる。従って、従来の素子と同程度
以上の抵抗変化率を維持しながら、素子抵抗を上昇させ
ることが出力向上のための有力な改善方法となる。そこ
で、比抵抗の大きいアモルファス合金材料を用いること
が有効になる。
では、等しいセンス電流値で再生を行った場合に、その
出力は抵抗変化量に比例する。この抵抗変化量は、抵抗
変化率と素子抵抗との積であるので、出力は素子の比抵
抗が高いほど大きくなる。従って、従来の素子と同程度
以上の抵抗変化率を維持しながら、素子抵抗を上昇させ
ることが出力向上のための有力な改善方法となる。そこ
で、比抵抗の大きいアモルファス合金材料を用いること
が有効になる。
【0011】しかしながら、これらの材料を固定磁性層
に用いると反強磁性層から固定磁性層に付与される一方
向異方性の大きさが小さい。また、下地層/自由磁性層
/比磁性層/固定磁性層/反強磁性層という構成では、
自由磁性層に、アモルファス合金材料又はCoFeB,
CoZrMo,CoZrNb,CoZr,CoZrTa
CoHf,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,C
oZrNb,CoHfPd,CoTaZrNb,CoZ
rMoNi等の合金を用いると、DCマグネトロンスパ
ッタやRFマグネトロンスパッタなどの通常の成膜方法
では、比磁性層/固定磁性層/反強磁性層部に良好な特
性を得ることが困難であった。
に用いると反強磁性層から固定磁性層に付与される一方
向異方性の大きさが小さい。また、下地層/自由磁性層
/比磁性層/固定磁性層/反強磁性層という構成では、
自由磁性層に、アモルファス合金材料又はCoFeB,
CoZrMo,CoZrNb,CoZr,CoZrTa
CoHf,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,C
oZrNb,CoHfPd,CoTaZrNb,CoZ
rMoNi等の合金を用いると、DCマグネトロンスパ
ッタやRFマグネトロンスパッタなどの通常の成膜方法
では、比磁性層/固定磁性層/反強磁性層部に良好な特
性を得ることが困難であった。
【0012】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに反強磁性層から固定磁性層への十分な
交換結合磁界を確保しつつ大きな再生出力を得ることが
可能な磁気抵抗効果素子を提供することを、その目的と
する。
を改善し、とくに反強磁性層から固定磁性層への十分な
交換結合磁界を確保しつつ大きな再生出力を得ることが
可能な磁気抵抗効果素子を提供することを、その目的と
する。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明では、その主要部
である下地層/反強磁性層/固定磁性層/非磁性層/自
由磁性層から成る構成の磁気抵抗効果素子においては、
固定磁性層に、Co,Ni,Feをベースにするグルー
プからなる単体,合金,又は積層膜を用いる。又、自由
磁性層には、アモルファス磁性材料,或いはCoFe
B,CoZrMo,CoZrNb,CoZr,CoZr
Ta,CoHf,CoTa,CoTaHf,CoNbH
f,CoZrNb,CoHfPd,CoTaZrNb,
CoZrMoNi等の合金を用いる。
である下地層/反強磁性層/固定磁性層/非磁性層/自
由磁性層から成る構成の磁気抵抗効果素子においては、
固定磁性層に、Co,Ni,Feをベースにするグルー
プからなる単体,合金,又は積層膜を用いる。又、自由
磁性層には、アモルファス磁性材料,或いはCoFe
B,CoZrMo,CoZrNb,CoZr,CoZr
Ta,CoHf,CoTa,CoTaHf,CoNbH
f,CoZrNb,CoHfPd,CoTaZrNb,
CoZrMoNi等の合金を用いる。
【0014】更に、下地層/反強磁性層/固定磁性層/
第1MRエンハンス層/非磁性層/第2MRエンハンス
層/自由磁性層という構成の磁気抵抗効果素子において
は、第1,第2MRエンハンス層にアルモファス磁性材
料、或いはCoFeB,CoZrMo,CoZrNb,
CoZr,CoZrTa,CoHf,CoTa,CoT
aHf,CoNbHf,CoZrNb,CoHfPd,
CoTaZrNb,CoZrMoNi等の合金を用い
る。
第1MRエンハンス層/非磁性層/第2MRエンハンス
層/自由磁性層という構成の磁気抵抗効果素子において
は、第1,第2MRエンハンス層にアルモファス磁性材
料、或いはCoFeB,CoZrMo,CoZrNb,
CoZr,CoZrTa,CoHf,CoTa,CoT
aHf,CoNbHf,CoZrNb,CoHfPd,
CoTaZrNb,CoZrMoNi等の合金を用い
る。
【0015】前者では、反強磁性層直上に固定磁性層が
あるために固定磁性層の磁気的特性として特に重要な要
素である交換結合磁界の大きさは下地層/反強磁性層/
固定磁性層の構成により決まり、その上に積層されるエ
ンハンス層や自由磁性層の影響を受けない。従って、下
地層/反強磁性層/固定磁性層を十分大きな交換結合磁
界が得られる構成にしておけば、磁気抵抗効果素子とし
ても固定磁性層に十分な交換結合磁界を付与されたもの
となり、案内な素子動作が得られる。
あるために固定磁性層の磁気的特性として特に重要な要
素である交換結合磁界の大きさは下地層/反強磁性層/
固定磁性層の構成により決まり、その上に積層されるエ
ンハンス層や自由磁性層の影響を受けない。従って、下
地層/反強磁性層/固定磁性層を十分大きな交換結合磁
界が得られる構成にしておけば、磁気抵抗効果素子とし
ても固定磁性層に十分な交換結合磁界を付与されたもの
となり、案内な素子動作が得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。
に従って説明する。
【0017】(第1の実施の形態)図1にこれを示す。
この図1に示す第1の実施形態は、シールド型磁気抵抗
効果センサを示すものである。このシールド型磁気抵抗
効果センサは、基板1上に下シールド層2,下ギャップ
層3,磁気抵抗効果素子6を順次積層させる。その上に
ギャップ規定絶縁層7を積層させることもある。下シー
ルド層2は、適当な大きさにフォトレジスト工程(PR
工程)によりパターン化されている。
この図1に示す第1の実施形態は、シールド型磁気抵抗
効果センサを示すものである。このシールド型磁気抵抗
効果センサは、基板1上に下シールド層2,下ギャップ
層3,磁気抵抗効果素子6を順次積層させる。その上に
ギャップ規定絶縁層7を積層させることもある。下シー
ルド層2は、適当な大きさにフォトレジスト工程(PR
工程)によりパターン化されている。
【0018】磁気抵抗効果素子6は、PR工程により適
当な大きさ形状にパターン化されている。また、この磁
気抵抗効果素子6の端部に接するように、縦バイアス層
4および下電極層5が順次積層され、更に、上ギャップ
層8,上シールド層9が順次積層されている。
当な大きさ形状にパターン化されている。また、この磁
気抵抗効果素子6の端部に接するように、縦バイアス層
4および下電極層5が順次積層され、更に、上ギャップ
層8,上シールド層9が順次積層されている。
【0019】この図1のタイプの、下シールド層2とし
ては、NiFe,CoZr,CoFeB,CoZrM
o,CoZrNb,CoZr,CoZrTa,CoH
f,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,CoZr
Nb,CoHfPd,CoTaZrNb,又はCoZr
MoNi等の合金、或いはFeAlSi,窒化鉄系材料
等を用いることができ、膜厚は0.5〜10〔μm〕の
範囲で適用可能である。
ては、NiFe,CoZr,CoFeB,CoZrM
o,CoZrNb,CoZr,CoZrTa,CoH
f,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,CoZr
Nb,CoHfPd,CoTaZrNb,又はCoZr
MoNi等の合金、或いはFeAlSi,窒化鉄系材料
等を用いることができ、膜厚は0.5〜10〔μm〕の
範囲で適用可能である。
【0020】又、下ギャップ層3は、アルミナ以外に
も、SiO2 ,窒化アルミニウム,窒化シリコン,ダイ
ヤモンドライクカーボン等が適用可能である。0.01
〜0.20〔μm〕範囲での使用が望ましい。下電極と
しては、Zr,Ta,Moからなる単体もしくは合金も
しくは混合物が望ましい。膜厚範囲は0.01〜0.1
0〔μm〕がよい。
も、SiO2 ,窒化アルミニウム,窒化シリコン,ダイ
ヤモンドライクカーボン等が適用可能である。0.01
〜0.20〔μm〕範囲での使用が望ましい。下電極と
しては、Zr,Ta,Moからなる単体もしくは合金も
しくは混合物が望ましい。膜厚範囲は0.01〜0.1
0〔μm〕がよい。
【0021】縦バイアス層4としては、CoCrPt,
CoCr,CoPt,CoCrTa,FeMn,NiM
n,Ni酸化物,NiCo酸化物,IrMn,PtPd
Mn,ReMn等を用いることができる。
CoCr,CoPt,CoCrTa,FeMn,NiM
n,Ni酸化物,NiCo酸化物,IrMn,PtPd
Mn,ReMn等を用いることができる。
【0022】更に、ギャップ規定絶縁層7としては、ア
ルミナ,SiO2 ,窒化アルミニウム,窒化シリコン,
ダイヤモンドライクカーボン等が適用可能である。0.
005〜0.05〔μm〕範囲での使用が望ましい。上
ギャップ層8は、アルミナ,SiO2 ,窒化アルミニウ
ム,窒化シリコン,ダイヤモンドライクカーボン等が適
用可能である。0.01〜0.20〔μm〕範囲での使
用が望ましい。
ルミナ,SiO2 ,窒化アルミニウム,窒化シリコン,
ダイヤモンドライクカーボン等が適用可能である。0.
005〜0.05〔μm〕範囲での使用が望ましい。上
ギャップ層8は、アルミナ,SiO2 ,窒化アルミニウ
ム,窒化シリコン,ダイヤモンドライクカーボン等が適
用可能である。0.01〜0.20〔μm〕範囲での使
用が望ましい。
【0023】上シールド層9にはNiFe,CoZr,
又はCoFeB,CoZrMo,CoZrNb,CoZ
r,CoZrTa,CoHf,CoTa,CoTaH
f,CoNbHf,CoZrNb,CoHfPd,Co
TaZrNb,CoZrMoNi合金,FeAlSi,
窒化鉄系材料等を用いることができ、膜厚は0.5〜1
0〔μm〕の範囲で適用可能である。
又はCoFeB,CoZrMo,CoZrNb,CoZ
r,CoZrTa,CoHf,CoTa,CoTaH
f,CoNbHf,CoZrNb,CoHfPd,Co
TaZrNb,CoZrMoNi合金,FeAlSi,
窒化鉄系材料等を用いることができ、膜厚は0.5〜1
0〔μm〕の範囲で適用可能である。
【0024】また、図2に、磁気抵抗効果素子6の一例
を示す。この図2は磁気抵抗効果素子6の膜構成の概念
図である。この図2において、下地層11上に反強磁性
層12,固定磁性層13,非磁性層15,フリー磁性層
17および保護層18を順次積層した構造である。
を示す。この図2は磁気抵抗効果素子6の膜構成の概念
図である。この図2において、下地層11上に反強磁性
層12,固定磁性層13,非磁性層15,フリー磁性層
17および保護層18を順次積層した構造である。
【0025】また、図3に、磁気抵抗効果素子6の他の
一例を示す。この図3の例は、下地層11上に反強磁性
層12,固定磁性層13,第1MRエンハンス層14,
非磁性層15,第2MRエンハンス層16,フリー磁性
層17および保護層18を順次積層した構造である。こ
の際、固定磁性13としては、Co,Ni,Feをベー
スにするグループからなる単体,合金,又は積層膜を用
いる。膜厚は1〜50〔nm〕程度が望ましい。
一例を示す。この図3の例は、下地層11上に反強磁性
層12,固定磁性層13,第1MRエンハンス層14,
非磁性層15,第2MRエンハンス層16,フリー磁性
層17および保護層18を順次積層した構造である。こ
の際、固定磁性13としては、Co,Ni,Feをベー
スにするグループからなる単体,合金,又は積層膜を用
いる。膜厚は1〜50〔nm〕程度が望ましい。
【0026】又、第1MRエンハンス層14としてはC
o,Fe,Ni,NiFeCo,FeCo等,又はCo
FeB,CoZrMo,CoZrNb,CoZr,Co
ZrTa,CoHf,CoTa,CoTaHf,CoN
bHf,CoZrNb,CoHfPd,CoTaZrN
b,CoZrMoNi等の合金、又はアモルファス磁性
材料を用いる。膜厚は0.5〜5〔nm〕程度が望まし
い。第1MRエンハンス層14を用いない場合は、これ
を使用した場合に比べて若干MR比が低下するが、用い
ない分だけ作製に要する工程数は低減する。
o,Fe,Ni,NiFeCo,FeCo等,又はCo
FeB,CoZrMo,CoZrNb,CoZr,Co
ZrTa,CoHf,CoTa,CoTaHf,CoN
bHf,CoZrNb,CoHfPd,CoTaZrN
b,CoZrMoNi等の合金、又はアモルファス磁性
材料を用いる。膜厚は0.5〜5〔nm〕程度が望まし
い。第1MRエンハンス層14を用いない場合は、これ
を使用した場合に比べて若干MR比が低下するが、用い
ない分だけ作製に要する工程数は低減する。
【0027】非磁性層15としては、Cu,Cuに1〜
20〔at%〕程度のAgを添加した材料、Cuに1〜
20〔at%〕程度のReを添加した材料、Cu−Au
合金を用いることができる。膜厚は2〜4〔nm〕が望
ましい。
20〔at%〕程度のAgを添加した材料、Cuに1〜
20〔at%〕程度のReを添加した材料、Cu−Au
合金を用いることができる。膜厚は2〜4〔nm〕が望
ましい。
【0028】第2MRエンハンス層16としては、C
o,NiFeCo,FeCo等、又はCoFeB,Co
ZrMo,CoZrNb,CoZr,CoZrTa,C
oHf,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,Co
ZrNb,CoHfPd,CoTaZrNb,CoZr
MoNi等の各合金、又はアモルファス磁性材料を用い
ることができる。膜厚は0.5〜3〔nm〕程度が望ま
しい。この場合も、第2MRエンハンス層16を用いな
い場合は、用いた場合に比べて若干MR比が低下する
が、用いない分だけ作製に要する工程数は低減する。
o,NiFeCo,FeCo等、又はCoFeB,Co
ZrMo,CoZrNb,CoZr,CoZrTa,C
oHf,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,Co
ZrNb,CoHfPd,CoTaZrNb,CoZr
MoNi等の各合金、又はアモルファス磁性材料を用い
ることができる。膜厚は0.5〜3〔nm〕程度が望ま
しい。この場合も、第2MRエンハンス層16を用いな
い場合は、用いた場合に比べて若干MR比が低下する
が、用いない分だけ作製に要する工程数は低減する。
【0029】フリー磁性層17としては、NiFe,N
iFeCo,CoZrNb,CoZrMo,FeCo
B,センダスト,窒化鉄系材料,FeCo等の単層,混
合物又は積層膜を用いることができる。膜厚は1〜10
〔nm〕程度が望ましい。フリー磁性層がNiFe,N
iFeCo,FeCoをベースにした材料の場合には、
下地層をTa,Hf,Zr,W等にすることにより、フ
リー磁性層及び非磁性層の結晶性を良好にし、MR比を
向上させることができる。
iFeCo,CoZrNb,CoZrMo,FeCo
B,センダスト,窒化鉄系材料,FeCo等の単層,混
合物又は積層膜を用いることができる。膜厚は1〜10
〔nm〕程度が望ましい。フリー磁性層がNiFe,N
iFeCo,FeCoをベースにした材料の場合には、
下地層をTa,Hf,Zr,W等にすることにより、フ
リー磁性層及び非磁性層の結晶性を良好にし、MR比を
向上させることができる。
【0030】保護層18としては、Al,Si,Ta,
Tiからなるグループの酸化物又は窒化物、Cu,A
u,Ag,Ta,Hf,Zr,Ir,Si,Pt,T
i,Cr,Al,Cからなるグループ,若しくはそれら
の混合物を用いることができる。そして、これを用いる
ことにより耐食性は向上するが、用いない場合は逆に製
造工程数が低減し生産性が向上する。
Tiからなるグループの酸化物又は窒化物、Cu,A
u,Ag,Ta,Hf,Zr,Ir,Si,Pt,T
i,Cr,Al,Cからなるグループ,若しくはそれら
の混合物を用いることができる。そして、これを用いる
ことにより耐食性は向上するが、用いない場合は逆に製
造工程数が低減し生産性が向上する。
【0031】上記磁気抵抗効果素子6を備えたシールド
型磁気抵抗効果センサは、インダクティブコイルによる
書き込みヘッド部と共に併設され、これにより、記録再
生一体型の磁気抵抗効果型ヘッド装置として使用され
る。
型磁気抵抗効果センサは、インダクティブコイルによる
書き込みヘッド部と共に併設され、これにより、記録再
生一体型の磁気抵抗効果型ヘッド装置として使用され
る。
【0032】(第2の実施の形態)図4にこれを示す。
この図4に示す第2の実施形態は、シールド型磁気抵抗
効果センサの他の例を示すものである。この図4におけ
るシールド型磁気抵抗効果センサは、基板12上に下シ
ールド層22,下ギャップ層23,磁気抵抗効果素子6
を積層させる。シールド層22は適当な大きさにPR工
程によりパターン化される。
この図4に示す第2の実施形態は、シールド型磁気抵抗
効果センサの他の例を示すものである。この図4におけ
るシールド型磁気抵抗効果センサは、基板12上に下シ
ールド層22,下ギャップ層23,磁気抵抗効果素子6
を積層させる。シールド層22は適当な大きさにPR工
程によりパターン化される。
【0033】この場合、磁気抵抗効果素子6はPR工程
により適当な大きさ形状にパターン化されており、その
上部に1部重なるように縦バイアス層24および下電極
層25が順次積層されている。その上に、上ギャップ層
28、上シールド層29が順次積層されている。
により適当な大きさ形状にパターン化されており、その
上部に1部重なるように縦バイアス層24および下電極
層25が順次積層されている。その上に、上ギャップ層
28、上シールド層29が順次積層されている。
【0034】また、下シールド層22としては、前述し
た第1の実施形態の場合と同様に、NiFe,CoZ
r,CoFeB,CoZrMo,CoZrNb,CoZ
r,CoZrTa,CoHf,CoTa,CoTaH
f,CoNbHf,CoZrNb,CoHfPd,Co
TaZrNb,又はCoZrMoNi等の合金、或い
は、FeAlSi,窒化鉄系材料等を用いることがで
き、膜厚は0.5〜10〔μm〕の範囲で適用可能であ
る。
た第1の実施形態の場合と同様に、NiFe,CoZ
r,CoFeB,CoZrMo,CoZrNb,CoZ
r,CoZrTa,CoHf,CoTa,CoTaH
f,CoNbHf,CoZrNb,CoHfPd,Co
TaZrNb,又はCoZrMoNi等の合金、或い
は、FeAlSi,窒化鉄系材料等を用いることがで
き、膜厚は0.5〜10〔μm〕の範囲で適用可能であ
る。
【0035】その他の構成および機能については前述し
た図1に示す第1の実施形態と同一となっている。
た図1に示す第1の実施形態と同一となっている。
【0036】(第3の実施の形態)次に、第3の実施の
形態を図5乃至図6に基づいて説明する。この図5乃至
図6は、前述したシールド型磁気抵抗効果センサを装備
した記録再生ヘッドの概念図である。
形態を図5乃至図6に基づいて説明する。この図5乃至
図6は、前述したシールド型磁気抵抗効果センサを装備
した記録再生ヘッドの概念図である。
【0037】まず、図5に示す記録再生ヘッドは、前述
した第1又は第2の実施形態における磁気抵抗効果素子
6を用いた再生ヘッド部と、インダクティブ型の記録ヘ
ッド部とから成る。ここでは、長手磁気記録用の記録ヘ
ッド部の搭載例を示したが、上述した磁気抵抗効果素子
6を垂直磁気記録用ヘッドと組み合わせることによっ
て、垂直記録用として用いてもよい。
した第1又は第2の実施形態における磁気抵抗効果素子
6を用いた再生ヘッド部と、インダクティブ型の記録ヘ
ッド部とから成る。ここでは、長手磁気記録用の記録ヘ
ッド部の搭載例を示したが、上述した磁気抵抗効果素子
6を垂直磁気記録用ヘッドと組み合わせることによっ
て、垂直記録用として用いてもよい。
【0038】記録再生ヘッドは、基体30上に下部シー
ルド膜31,薄膜状の磁気抵抗効果素子32および電極
33,上部シールド膜34からなる再生ヘッド部と、下
部磁性膜36,コイル37,上部磁性膜38からなる記
録ヘッド部とにより構成されている。ここで、上部シー
ルド膜34と下部磁性膜36とを共通にしてもかまわな
い。この記録再生ヘッドにより、記録媒体100に信号
を書き込み、また、記録媒体100から所定の信号を読
み取るようになっている。
ルド膜31,薄膜状の磁気抵抗効果素子32および電極
33,上部シールド膜34からなる再生ヘッド部と、下
部磁性膜36,コイル37,上部磁性膜38からなる記
録ヘッド部とにより構成されている。ここで、上部シー
ルド膜34と下部磁性膜36とを共通にしてもかまわな
い。この記録再生ヘッドにより、記録媒体100に信号
を書き込み、また、記録媒体100から所定の信号を読
み取るようになっている。
【0039】そして、再生ヘッド部の感知部分と記録ヘ
ッド部の磁気ギャップとは、このように同一スライダ上
の重ねた位置に装備することで、同一トラック上に同時
に位置決めができる。即ち、このヘッドをスライダに加
工し、磁気記録再生装置に搭載して使用される。
ッド部の磁気ギャップとは、このように同一スライダ上
の重ねた位置に装備することで、同一トラック上に同時
に位置決めができる。即ち、このヘッドをスライダに加
工し、磁気記録再生装置に搭載して使用される。
【0040】図6は、上記磁気抵抗効果素子を用いた記
録再生ヘッドと磁気記録媒体との位置関係を示す一部省
略した部分斜視図である。この図6において、スライダ
本体を兼ねた基体30上には薄膜状の磁気抵抗効果素子
32および電極膜33が付され、これを記録媒体100
上に位置ぎめして再生を行う。記録媒体100は回転
し、スライダ本体としての基体30は記録媒体100の
上を、0.2〔μm〕以下の高さ、あるいは接触状態で
対向して相対運動する。この機構により、磁気抵抗効果
素子51は記録媒体100に記録された磁気的信号を、
その漏れ磁界から読み取ることのできる位置に設定され
る。
録再生ヘッドと磁気記録媒体との位置関係を示す一部省
略した部分斜視図である。この図6において、スライダ
本体を兼ねた基体30上には薄膜状の磁気抵抗効果素子
32および電極膜33が付され、これを記録媒体100
上に位置ぎめして再生を行う。記録媒体100は回転
し、スライダ本体としての基体30は記録媒体100の
上を、0.2〔μm〕以下の高さ、あるいは接触状態で
対向して相対運動する。この機構により、磁気抵抗効果
素子51は記録媒体100に記録された磁気的信号を、
その漏れ磁界から読み取ることのできる位置に設定され
る。
【0041】次に、上記実施形態の具体例(実施例)を
説明し、その効果に言及する。
説明し、その効果に言及する。
【0042】
【実施例】まず、上記実施形態における磁気抵抗効果素
子と比較するために、ガラス基板/Ni酸化物(50n
m)/Co90Fe10(3nm)/Cu(2.5nm)/
Co90Fe10(1nm)/Ni80Fe20(5nm)とい
う構成で磁気抵抗効果膜を作成した。成膜は、マグネト
ロンスパッタ装置により、500〔Oe〕の印加磁界中
で行った。
子と比較するために、ガラス基板/Ni酸化物(50n
m)/Co90Fe10(3nm)/Cu(2.5nm)/
Co90Fe10(1nm)/Ni80Fe20(5nm)とい
う構成で磁気抵抗効果膜を作成した。成膜は、マグネト
ロンスパッタ装置により、500〔Oe〕の印加磁界中
で行った。
【0043】この磁気抵抗効果膜を成膜磁界に平行な方
向に磁界を印加し、M−H曲線を描かせたところ、7
〔%〕という抵抗変化率が得られた。この素子の比抵抗
は印加磁場「0」で25〔μΩcm〕であり、比抵抗変
化量は1.75〔μΩcm〕になった。
向に磁界を印加し、M−H曲線を描かせたところ、7
〔%〕という抵抗変化率が得られた。この素子の比抵抗
は印加磁場「0」で25〔μΩcm〕であり、比抵抗変
化量は1.75〔μΩcm〕になった。
【0044】次に、ガラス基板/Ni酸化物(50n
m)/Co90Fe10(3nm)/Cu(2.5nm)/
固定磁性層(6nm)という構成で固定磁性層に種々の
合金を用いて磁気抵抗効果膜を作成した。成膜はマグネ
トロンスパッタ装置により、500〔Oe〕の印加磁界
中で行った。この磁気抵抗効果膜を成膜磁界に平行な方
向に磁界を印加し、M−H曲線を描かせた場合の抵抗変
化率,比抵抗,および比抵抗変化量を図7の図表に示
す。いずれの場合も、この図7の図表に挙げたような材
料を用いない場合を基準としてて、比抵抗変化量が増大
した。
m)/Co90Fe10(3nm)/Cu(2.5nm)/
固定磁性層(6nm)という構成で固定磁性層に種々の
合金を用いて磁気抵抗効果膜を作成した。成膜はマグネ
トロンスパッタ装置により、500〔Oe〕の印加磁界
中で行った。この磁気抵抗効果膜を成膜磁界に平行な方
向に磁界を印加し、M−H曲線を描かせた場合の抵抗変
化率,比抵抗,および比抵抗変化量を図7の図表に示
す。いずれの場合も、この図7の図表に挙げたような材
料を用いない場合を基準としてて、比抵抗変化量が増大
した。
【0045】次に、ガラス基板/Ni酸化物(50n
m)/Co90Fe10(1.5nm)/Co74Zr6 Mo
20(1.5nm)/Cu(2.5nm)/Co74Zr6
Mo20(6nm)という構成で磁気抵抗効果膜を作成し
た。成膜はマグネトロンスパッタ装置により、500
〔Oe〕の印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果膜を
成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、M−H曲線を描
かせたところ、6.0〔%〕という抵抗変化率が得られ
た。この素子の比抵抗は印加磁場「0」で65〔μΩc
m〕であり、比抵抗変化量は3.9〔μΩcm〕であ
り、比抵抗変化量は3.9〔μΩcm〕になった。
m)/Co90Fe10(1.5nm)/Co74Zr6 Mo
20(1.5nm)/Cu(2.5nm)/Co74Zr6
Mo20(6nm)という構成で磁気抵抗効果膜を作成し
た。成膜はマグネトロンスパッタ装置により、500
〔Oe〕の印加磁界中で行った。この磁気抵抗効果膜を
成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、M−H曲線を描
かせたところ、6.0〔%〕という抵抗変化率が得られ
た。この素子の比抵抗は印加磁場「0」で65〔μΩc
m〕であり、比抵抗変化量は3.9〔μΩcm〕であ
り、比抵抗変化量は3.9〔μΩcm〕になった。
【0046】次に、ガラス基板/Ni酸化物(50n
m)/Co90Fe10(1.5nm)/Co74Zr6 Mo
20(1.5nm)/Cu(2.5m)/Co74Zr6 M
o20(3nm)/Ni80Fe20という構成で磁気抵抗効
果膜を作成した。成膜はマグネトロンスパッタ装置によ
り、500〔Oe〕の印加磁界中で行った。この磁気抵
抗効果膜を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、M−
H曲線を描かせたところ、5.0〔%〕という抵抗変化
率が得られた。この素子の比抵抗は印加磁場「0」で4
5〔μΩcm〕であり、比抵抗変化量は2.25〔μΩ
cm〕になった。
m)/Co90Fe10(1.5nm)/Co74Zr6 Mo
20(1.5nm)/Cu(2.5m)/Co74Zr6 M
o20(3nm)/Ni80Fe20という構成で磁気抵抗効
果膜を作成した。成膜はマグネトロンスパッタ装置によ
り、500〔Oe〕の印加磁界中で行った。この磁気抵
抗効果膜を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、M−
H曲線を描かせたところ、5.0〔%〕という抵抗変化
率が得られた。この素子の比抵抗は印加磁場「0」で4
5〔μΩcm〕であり、比抵抗変化量は2.25〔μΩ
cm〕になった。
【0047】更に続いて、ガラス基板/Ni酸化物(5
0nm)/Co90Fe10(3.0nm)/Cu(2.5
nm)/Co90Zr3 Nb5 (3nm)/Ru(0.4
nm)/Co92Zr3 Nb5 (3nm)という構成で磁
気抵抗効果膜を作成した。成膜はマグネトロンスパッタ
装置により、500〔Oe〕の印加磁界中で行った。
0nm)/Co90Fe10(3.0nm)/Cu(2.5
nm)/Co90Zr3 Nb5 (3nm)/Ru(0.4
nm)/Co92Zr3 Nb5 (3nm)という構成で磁
気抵抗効果膜を作成した。成膜はマグネトロンスパッタ
装置により、500〔Oe〕の印加磁界中で行った。
【0048】この磁気抵抗効果膜を成膜磁界に平行な方
向に磁界を印加し、M−H極線を描かせたところ、4.
8〔%〕という抵抗変化率が得られた。この構成の膜で
は1〔μm〕幅にパターン化した素子においても磁界感
度が良好であった。
向に磁界を印加し、M−H極線を描かせたところ、4.
8〔%〕という抵抗変化率が得られた。この構成の膜で
は1〔μm〕幅にパターン化した素子においても磁界感
度が良好であった。
【0049】これは、Co92Zr3 Nb5 (3nm)/
Ru(0.4nm)/Co92Zr3Nb5 (3nm)部
の2つのCo92Zr3 Nb5 層がRuを通してアンチフ
ェロ的にカップリングしているために自由磁性層17の
実行的な磁化が非常に小さくなり、固定磁性層13と自
由磁性層17との間の静磁結合が小さくなるためと考え
られる。この素子の比抵抗は印加磁場「0」で43〔μ
Ωcm〕であり、比抵抗変化量は2.1〔μΩcm〕に
なった。
Ru(0.4nm)/Co92Zr3Nb5 (3nm)部
の2つのCo92Zr3 Nb5 層がRuを通してアンチフ
ェロ的にカップリングしているために自由磁性層17の
実行的な磁化が非常に小さくなり、固定磁性層13と自
由磁性層17との間の静磁結合が小さくなるためと考え
られる。この素子の比抵抗は印加磁場「0」で43〔μ
Ωcm〕であり、比抵抗変化量は2.1〔μΩcm〕に
なった。
【0050】次に、ガラス基板/Ni酸化物(50n
m)/Co90Fe10(2nm)/Ru(0.4nm)/
Co90Fe10(2nm)/Cu(2.5nm)/Co92
Ze3Nb5 (3nm)という構成で、磁気抵抗効果膜
を作成した。成膜は、マグネトロンスパッタ装置によ
り、500〔Oe〕の印加磁界中で行った。この磁気抵
抗効果膜を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、M−
H曲線を描かせたところ、4.9〔%〕という抵抗変化
率が得られた。
m)/Co90Fe10(2nm)/Ru(0.4nm)/
Co90Fe10(2nm)/Cu(2.5nm)/Co92
Ze3Nb5 (3nm)という構成で、磁気抵抗効果膜
を作成した。成膜は、マグネトロンスパッタ装置によ
り、500〔Oe〕の印加磁界中で行った。この磁気抵
抗効果膜を成膜磁界に平行な方向に磁界を印加し、M−
H曲線を描かせたところ、4.9〔%〕という抵抗変化
率が得られた。
【0051】この構成の膜では1〔μm〕幅にパターン
化した素子においても磁界感度が良好であった。これは
Co90Fe10(2nm)/Ru(0.4nm)/Co90
Fe10(2nm)部の2つのCoFe層がRuを通して
アンチフェロ的にカップリングしているために自由磁性
層17の実行的な磁化が非常に小さく、固定磁性層13
と自由磁性層17との間の静磁結合が小さくなるためと
考えられる。この素子の比抵抗は印加磁場「0」で41
〔μΩcm〕であり、比抵抗変化量は2.0〔μΩc
m〕になった。
化した素子においても磁界感度が良好であった。これは
Co90Fe10(2nm)/Ru(0.4nm)/Co90
Fe10(2nm)部の2つのCoFe層がRuを通して
アンチフェロ的にカップリングしているために自由磁性
層17の実行的な磁化が非常に小さく、固定磁性層13
と自由磁性層17との間の静磁結合が小さくなるためと
考えられる。この素子の比抵抗は印加磁場「0」で41
〔μΩcm〕であり、比抵抗変化量は2.0〔μΩc
m〕になった。
【0052】次に、ガラス基板/Ni酸化物(50n
m)/Co90Fe10(3nm)/Ru(0.4nm)/
Co90Fe10(3nm)/Cu(2.5nm)/Co92
Zr3Nb5 (3nm)Ru(0.4nm)/Co92Z
rNb5 (3nm)という構成で磁気抵抗効果膜を作成
した。成膜はマグネトロンスパッタ装置により、500
〔Oe〕の印加磁界中で行った。
m)/Co90Fe10(3nm)/Ru(0.4nm)/
Co90Fe10(3nm)/Cu(2.5nm)/Co92
Zr3Nb5 (3nm)Ru(0.4nm)/Co92Z
rNb5 (3nm)という構成で磁気抵抗効果膜を作成
した。成膜はマグネトロンスパッタ装置により、500
〔Oe〕の印加磁界中で行った。
【0053】この磁気抵抗効果膜を成膜磁界に平行な方
向に磁界を印加し、M−H曲線を描かせたところ、4.
5〔%〕という抵抗変化率が得られた。この構成の膜で
は1〔μm〕幅にパターン化した素子においても磁界感
度が良好であった。
向に磁界を印加し、M−H曲線を描かせたところ、4.
5〔%〕という抵抗変化率が得られた。この構成の膜で
は1〔μm〕幅にパターン化した素子においても磁界感
度が良好であった。
【0054】これは、Co90Fe10(2nm)/Ru
(0.4nm)/Co90Fe10(2nm)の2つのCo
Fe層およびCo92Zr3 Nb5 (3nm)/Ru
(0.4nm)/Co92Zr3 Nb5 (3nm)部の2
つのCo92Zr3 Nb5 層が、Ruを通してアンチフェ
ロ的にカップリングしているために自由磁性層17の実
効的な磁化が非常に小さく、固定磁性層13と自由磁性
層17との間の静磁結合が小さくなるためと考えられ
る。この素子の比抵抗は印加磁場「0」で38〔μΩc
m〕であり、比抵抗変化量は1.7〔μΩcm〕になっ
た。
(0.4nm)/Co90Fe10(2nm)の2つのCo
Fe層およびCo92Zr3 Nb5 (3nm)/Ru
(0.4nm)/Co92Zr3 Nb5 (3nm)部の2
つのCo92Zr3 Nb5 層が、Ruを通してアンチフェ
ロ的にカップリングしているために自由磁性層17の実
効的な磁化が非常に小さく、固定磁性層13と自由磁性
層17との間の静磁結合が小さくなるためと考えられ
る。この素子の比抵抗は印加磁場「0」で38〔μΩc
m〕であり、比抵抗変化量は1.7〔μΩcm〕になっ
た。
【0055】次に、反強磁性層/Co90Fe10(3n
m)/Cu(2.5nm)/Co92ZrNb5 (6n
m)という構成で、下地層/反強磁性層に種々の合金を
用いて磁気抵抗効果膜を作成した。成膜は、マグネトロ
ンスパッタ装置により、500〔Oe〕の印加磁界中で
行った。この磁気抵抗効果膜を成膜磁界に平行な方向に
磁界を印加し、M−H曲線を描かせた場合の抵抗変化
率、比抵抗、および比抵抗変化量を図8の図表に示す。
m)/Cu(2.5nm)/Co92ZrNb5 (6n
m)という構成で、下地層/反強磁性層に種々の合金を
用いて磁気抵抗効果膜を作成した。成膜は、マグネトロ
ンスパッタ装置により、500〔Oe〕の印加磁界中で
行った。この磁気抵抗効果膜を成膜磁界に平行な方向に
磁界を印加し、M−H曲線を描かせた場合の抵抗変化
率、比抵抗、および比抵抗変化量を図8の図表に示す。
【0056】次に、これらの磁気抵抗効果膜をシールド
型素子に適用した例を示す。はじめに、図1のタイプの
シールド型素子(第1の実施形態)を作成した。このと
き、下シールド層2としてはNiFe、下ギャップ層3
としてはアルミナを用いた。磁気抵抗効果素子6として
は、Ni酸化物(50nm)/Fe酸化物(2nm)/
Co90Fe10(3nm)/Cu(2.5nm)/Co92
Zr3 Nb5(6nm)を、PR工程により1×1〔μ
m〕の大きさに加工して用いた。
型素子に適用した例を示す。はじめに、図1のタイプの
シールド型素子(第1の実施形態)を作成した。このと
き、下シールド層2としてはNiFe、下ギャップ層3
としてはアルミナを用いた。磁気抵抗効果素子6として
は、Ni酸化物(50nm)/Fe酸化物(2nm)/
Co90Fe10(3nm)/Cu(2.5nm)/Co92
Zr3 Nb5(6nm)を、PR工程により1×1〔μ
m〕の大きさに加工して用いた。
【0057】そして、磁気抵抗効果素子6の端部に接す
るように、CoCrPtとMo下電極層5を積層した。
上ギャップ層8としてはアルミナ、上シールド層9とし
てはNiFeを用いた。このように形成したセンサを図
5のような記録再生一体型ヘッドに組み込んでスライダ
加工し、CoCrTa系媒体上に装備してデータを記録
再生した。
るように、CoCrPtとMo下電極層5を積層した。
上ギャップ層8としてはアルミナ、上シールド層9とし
てはNiFeを用いた。このように形成したセンサを図
5のような記録再生一体型ヘッドに組み込んでスライダ
加工し、CoCrTa系媒体上に装備してデータを記録
再生した。
【0058】この際、書き込みトラック幅は1.5〔μ
m〕、書き込みギャップは0.2〔nm〕、読み込みト
ラック幅は1.0〔μm〕、読み込みギャップは0.2
1〔μm〕とした。媒体の保磁力は2.5〔kO〕であ
る。
m〕、書き込みギャップは0.2〔nm〕、読み込みト
ラック幅は1.0〔μm〕、読み込みギャップは0.2
1〔μm〕とした。媒体の保磁力は2.5〔kO〕であ
る。
【0059】記録マーク長を変えて再生出力を測定した
ところ、再生出力が半減するマーク長で、周波数が15
0〔kFCI〕となった。再生出力は最大振幅(pea
kto peak)で2.7〔mV〕であり、ノイズの
無い対称性の良好な波形が得られた。また、S/N比は
26.3〔dB〕、エラーレートは10-6以下であっ
た。
ところ、再生出力が半減するマーク長で、周波数が15
0〔kFCI〕となった。再生出力は最大振幅(pea
kto peak)で2.7〔mV〕であり、ノイズの
無い対称性の良好な波形が得られた。また、S/N比は
26.3〔dB〕、エラーレートは10-6以下であっ
た。
【0060】更に、このヘッドを80〔℃〕、500
〔Oe〕の中で環境試験を行ったが1500時間までの
間でエラーレートは全く変化しなかった。
〔Oe〕の中で環境試験を行ったが1500時間までの
間でエラーレートは全く変化しなかった。
【0061】次に、前述した反強磁性材料を用いて図4
のタイプのシールド型素子(第2の実施形態)を作成し
た。このとき、下シールド層2としてはFeTaN、下
ギャッフ層3としてはアモルファスカーボン、磁気抵抗
効果素子6とてはNi酸化物(50nm)/Fe酸化物
(2nm)/Co90Fe10(3nm)/Cu(2.5n
m)/Co92Zr3 Nb5 (6nm)をPR工程により
1×1〔μm〕の大きさに加工して用いた。
のタイプのシールド型素子(第2の実施形態)を作成し
た。このとき、下シールド層2としてはFeTaN、下
ギャッフ層3としてはアモルファスカーボン、磁気抵抗
効果素子6とてはNi酸化物(50nm)/Fe酸化物
(2nm)/Co90Fe10(3nm)/Cu(2.5n
m)/Co92Zr3 Nb5 (6nm)をPR工程により
1×1〔μm〕の大きさに加工して用いた。
【0062】そして、上記磁気抵抗効果素子6に1部重
なるようにCoCrPtとMo下電極層5を積層した。
上ギャップ層8としてはアルミナ、上シールド層9とし
てはNiFeを用いた。このヘッド部を図5のような記
録再生一体型の磁気ヘッド装置に組み込んでスライダ加
工し、CoCrTa系媒体上にデータを記録再生した。
この際、書き込みトラック幅は1.5〔μm〕、書き込
みギャップは0.2〔μm〕、読み込みトラック幅は
1.0〔μm〕、読み込みギャップは0.21〔μm〕
とした。媒体の保磁力は2.5〔kO〕である。
なるようにCoCrPtとMo下電極層5を積層した。
上ギャップ層8としてはアルミナ、上シールド層9とし
てはNiFeを用いた。このヘッド部を図5のような記
録再生一体型の磁気ヘッド装置に組み込んでスライダ加
工し、CoCrTa系媒体上にデータを記録再生した。
この際、書き込みトラック幅は1.5〔μm〕、書き込
みギャップは0.2〔μm〕、読み込みトラック幅は
1.0〔μm〕、読み込みギャップは0.21〔μm〕
とした。媒体の保磁力は2.5〔kO〕である。
【0063】記録マーク長を変えて再生出力を測定した
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が150
〔kFCI〕となった。再生出力は最大振幅(peak
to peak)で2.8〔mV〕であり、ノイズの
無い対称性の良好な波形が得られた。S/N比は26.
6〔dB〕、エラーレートは10-6以下であった。ま
た、このヘッドを80〔℃〕、500〔Oe〕の中で環
境試験を行ったが1500時間までの間でエラーレート
は全く変化しなかった。
ところ、再生出力が半減するマーク長で周波数が150
〔kFCI〕となった。再生出力は最大振幅(peak
to peak)で2.8〔mV〕であり、ノイズの
無い対称性の良好な波形が得られた。S/N比は26.
6〔dB〕、エラーレートは10-6以下であった。ま
た、このヘッドを80〔℃〕、500〔Oe〕の中で環
境試験を行ったが1500時間までの間でエラーレート
は全く変化しなかった。
【0064】次に、本発明を適用して試作された磁気デ
ィスク装置の説明をする。磁気ディスク装置はベース上
に3枚の磁気ディスクを備え、ベース裏面にヘッド駆動
回路および信号処理回路と入出力インターフェイスとを
収めている。外部とは32ビットのバスラインで接続さ
れる。磁気ディスクの両面には6個のヘッドが配置され
ている。ヘッドを駆動するためのロータリーアクチュエ
ータとその駆動及び制御回路、ディスク回転用スピンド
ル直結モータが搭載されている。
ィスク装置の説明をする。磁気ディスク装置はベース上
に3枚の磁気ディスクを備え、ベース裏面にヘッド駆動
回路および信号処理回路と入出力インターフェイスとを
収めている。外部とは32ビットのバスラインで接続さ
れる。磁気ディスクの両面には6個のヘッドが配置され
ている。ヘッドを駆動するためのロータリーアクチュエ
ータとその駆動及び制御回路、ディスク回転用スピンド
ル直結モータが搭載されている。
【0065】磁気ディスクの直径は46〔mm〕であ
り、データ面は直径10〔mm〕から40〔mm〕まで
を使用する。埋め込みサーボ方式を用い、サーボ面を有
しないため高密度化が可能である。
り、データ面は直径10〔mm〕から40〔mm〕まで
を使用する。埋め込みサーボ方式を用い、サーボ面を有
しないため高密度化が可能である。
【0066】本装置は、小型コンピューターの外部記憶
装置として直接接続が可能になっている。入出力インタ
ーフェイスには、キャッシュメモリを搭載し、転送速度
が毎秒5から20メガバイトの範囲であるバスラインに
対応する。また、外部コントローラを置き、本装置を複
数台接続することにより、大容量の磁気ディスク装置を
構成することも可能である。
装置として直接接続が可能になっている。入出力インタ
ーフェイスには、キャッシュメモリを搭載し、転送速度
が毎秒5から20メガバイトの範囲であるバスラインに
対応する。また、外部コントローラを置き、本装置を複
数台接続することにより、大容量の磁気ディスク装置を
構成することも可能である。
【0067】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、上述したように、反強磁性層から
固定磁性層への十分な交換結合磁界を確保したので、従
来よりも大きな再生出力を得ることが可能な磁気抵抗効
果素子およびシールド型磁気抵抗効果センサを得ること
ができる。
ので、これによると、上述したように、反強磁性層から
固定磁性層への十分な交換結合磁界を確保したので、従
来よりも大きな再生出力を得ることが可能な磁気抵抗効
果素子およびシールド型磁気抵抗効果センサを得ること
ができる。
【図1】本発明にかかる第1の実施形態を示す概略断面
図である。
図である。
【図2】図1内に開示した磁気抵抗効果素子の例を示す
説明図である。
説明図である。
【図3】図1内に開示した磁気抵抗効果素子の他の例を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図4】本発明にかかる第2の実施形態を示す概略断面
図である。
図である。
【図5】本発明にかかる第3の実施形態を示す一部切り
欠いた概略斜視図である。
欠いた概略斜視図である。
【図6】図5の実施形態にかかる磁気抵抗効果センサを
スライダ本体に装備した場合の磁気記録媒体との位置関
係を示す一部切り欠いた概略斜視図である。
スライダ本体に装備した場合の磁気記録媒体との位置関
係を示す一部切り欠いた概略斜視図である。
【図7】図1に示す実施例における磁気抵抗効果素子の
具体例について固定磁性層の素材を種々変化させた場合
の抵抗変化率等を測定した結果を示す図表である。
具体例について固定磁性層の素材を種々変化させた場合
の抵抗変化率等を測定した結果を示す図表である。
【図8】図1に示す実施例における磁気抵抗効果素子の
具体例について反強磁性層の素材を種々変化させた場合
の抵抗変化率等を測定した結果を示す図表である。
具体例について反強磁性層の素材を種々変化させた場合
の抵抗変化率等を測定した結果を示す図表である。
1 基板(基体) 2 下シールド層 3 下ギャップ層 4 縦バイアス層 5 下電極 6 磁気抵抗効果素子(磁気抵抗効果膜) 7 ギャップ規定絶縁層 8 上ギャップ層 9 上シールド層 11 下地層 12 反強磁性層 13 固定磁性層 14 第1MRエンハンス層 15 非磁性層 16 第2MRエンハンス層 17 自由磁性層 18 保護層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年6月4日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
Claims (10)
- 【請求項1】 下地層/反強磁性層/固定磁性層/非磁
性層/自由磁性層が順次積層されて成る磁気抵抗効果素
子において、 前記固定磁性層を、Co,Ni,Feをベースとするグ
ループからなる単体,合金,又は積層膜からなる部材を
もって構成し、 前記自由磁性層を、アルモファス磁性材料、若しくはC
oFeB,CoZrMo,CoZrNb,CoZr,C
oZrTa,CoHf,CoTa,CoTaHf,Co
NbHf,CoZrNb,CoHfPd,CoTaZr
Nb,CoZrMoNiの各合金の何れか一つをもって
構成したことを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項2】 下地層/反強磁性層/固定磁性層/第1
MRエンハンス層/非磁性層/第2MRエンハンス層/
自由磁性層が順次積層されて成る磁気抵抗効果素子にお
いて、 前記固定磁性層を、Co,Ni,Feをベースとするグ
ループからなる単体,合金,又は積層膜から成る部材を
もって構成し、 前記第1MRエンハンス層及び第2MRエンハンス層
を、アモルファス磁性材料,若しくはCoFeB,Co
ZrMo,CoZrNb,CoZr,CoZrTa,C
oHf,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,Co
ZrNb,CoHfPd,CoTaZrNb,CoZr
MoNiの各合金の何れか一つをもって構成したことを
特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項3】 前記自由磁性層を、第1固定磁性層/非
磁性層/第2固定磁性層からなるサンドイッチ膜により
構成したことを特徴とする請求項1又は2記載の磁気抵
抗効果素子。 - 【請求項4】 固定磁性層を、第1固定磁性層/非磁性
層/第2固定磁性層からなるサンドイッチ膜により構成
したことを特徴とする請求項1又は2記載の磁気抵抗効
果素子。 - 【請求項5】 基板上に下シールド層,下ギャップ層,
および磁気抵抗効果素子が順次積層され、前記各シール
ド層および磁気抵抗効果素子はパターン化されており、
且つ当該磁気抵抗効果素子の端部に接するように縦バイ
アス層および下電極層が順次積層され、その上に上ギャ
ップ層および上シールド層が順次積層されて成るシール
ド型磁気抵抗効果センサであって、 前記磁気抵抗効果素子を、下地層/反強磁性層/固定磁
性層/非磁性層/自由磁性層が順次積層されて成る磁気
抵抗効果素子とすると共に、 前記固定磁性層を、Co,Ni,Feをベースとするグ
ループからなる単体,合金,又は積層膜からなる部材を
もって構成したことを特徴とするシールド型磁気抵抗効
果センサ。 - 【請求項6】 基板上に下シールド層、下ギャップ層、
および磁気抵抗効果素子が順次積層され、前記各シール
ド層および磁気抵抗効果素子はパターン化されており、
且つ当該磁気抵抗効果素子の上部に一部重なるように縦
バイアス層および下電極層が順次積層され、その上に上
ギャップ層、上シールド層が順次積層されて成るシール
ド型磁気抵抗効果センサであって、 前記磁気抵抗効果素子を、下地層/反強磁性層/固定磁
性層/非磁性層/自由磁性層が順次積層されて成る磁気
抵抗効果素子とすると共に、 前記固定磁性層を、Co,Ni,Feをベースとするグ
ループからなる単体,合金,又は積層膜からなる部材を
もって構成したことを特徴とするシールド型磁気抵抗効
果センサ。 - 【請求項7】 前記 前記自由磁性層を、アルモファス
磁性材料、若しくはCoFeB,CoZrMo,CoZ
rNb,CoZr,CoZrTa,CoHf,CoT
a,CoTaHf,CoNbHf,CoZrNb,Co
HfPd,CoTaZrNb,CoZrMoNiの各合
金の何れか一つをもって構成したことを特徴とする請求
項5又は6記載のシールド型磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項8】 基板上に下シールド層,下ギャップ層,
および磁気抵抗効果素子が順次積層され、前記各シール
ド層および磁気抵抗効果素子はパターン化されており、
且つ当該磁気抵抗効果素子の端部に接するように縦バイ
アス層および下電極層が順次積層され、その上に上ギャ
ップ層および上シールド層が順次積層されて成るシール
ド型磁気抵抗効果センサであって、 前記磁気抵抗効果素子を、下地層/反強磁性層/固定磁
性層/第1MRエンハンス層/非磁性層/第2MRエン
ハンス層/自由磁性層が順次積層されて成る磁気抵抗効
果素子とすると共に、 前記固定磁性層を、Co,N,Feをベースにするグル
ープからなる単体,合金,又は積層膜をもって構成した
ことを特徴とするシールド型磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項9】 基板上に下シールド層、下ギャップ層、
および磁気抵抗効果素子が順次積層され、前記各シール
ド層および磁気抵抗効果素子はパターン化されており、
且つ当該磁気抵抗効果素子の上部に一部重なるように縦
バイアス層および下電極層が順次積層され、その上に上
ギャップ層、上シールド層が順次積層されている。シー
ルド型磁気抵抗効果センサであって、 前記磁気抵抗効果素子を、下地層/反強磁性層/固定磁
性層/第1MRエンハンス層/非磁性層/第2MRエン
ハンス層/自由磁性層が順次積層されて成る磁気抵抗効
果素子とすると共に、 前記固定磁性層を、Co,N,Feをベースにするグル
ープからなる単体,合金,又は積層膜をもって構成した
ことを特徴とするシールド型磁気抵抗効果センサ。 - 【請求項10】 前記第1MRエンハンス層および第2
MRエンハンス層を、アモルファス磁性材料,若しくは
CoFeB,CoZrMo,CoZrNb,CoZr,
CoZrTa,CoHf,CoTa,CoTaHf,C
oNbHf,CoZrNb,CoHfPd,CoTaZ
rNb,CoZrMoNiの各合金の何れか一つをもっ
て構成したことを特徴とする請求項8又は9記載のシー
ルド型磁気抵抗効果センサ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8310568A JPH10154311A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 磁気抵抗効果素子およびシールド型磁気抵抗効果センサ |
US08/975,053 US6133732A (en) | 1996-11-21 | 1997-11-20 | Magnetoresistive effect element and shield magnetoresistive effect sensor |
KR1019970062057A KR19980042666A (ko) | 1996-11-21 | 1997-11-21 | 자기저항효과소자 및 시일드형 자기저항효과센서 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8310568A JPH10154311A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 磁気抵抗効果素子およびシールド型磁気抵抗効果センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10154311A true JPH10154311A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18006813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8310568A Pending JPH10154311A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 磁気抵抗効果素子およびシールド型磁気抵抗効果センサ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6133732A (ja) |
JP (1) | JPH10154311A (ja) |
KR (1) | KR19980042666A (ja) |
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1996
- 1996-11-21 JP JP8310568A patent/JPH10154311A/ja active Pending
-
1997
- 1997-11-20 US US08/975,053 patent/US6133732A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-11-21 KR KR1019970062057A patent/KR19980042666A/ko not_active IP Right Cessation
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