JPH10321929A - 磁気抵抗効果素子及びこれを用いた磁気ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果素子及びこれを用いた磁気ヘッドInfo
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- JPH10321929A JPH10321929A JP9124446A JP12444697A JPH10321929A JP H10321929 A JPH10321929 A JP H10321929A JP 9124446 A JP9124446 A JP 9124446A JP 12444697 A JP12444697 A JP 12444697A JP H10321929 A JPH10321929 A JP H10321929A
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱性に優れ、熱処理工程を経ても高磁界感
度を維持することができる磁気抵抗効果素子を提供す
る。 【解決手段】 磁性層と非磁性層が交互に積層されてな
る多層膜の側面の少なくとも一部と接して前記多層膜よ
りも高い抵抗値を有する金属よりなる保護膜を形成す
る。このような磁気抵抗効果素子を感磁部として磁気ヘ
ッドを構成し、この磁気抵抗効果素子の抵抗変化により
磁気記録信号を再生する。保護膜を形成することで多層
膜側面部からの抵抗変化率の低下が抑えられる。
度を維持することができる磁気抵抗効果素子を提供す
る。 【解決手段】 磁性層と非磁性層が交互に積層されてな
る多層膜の側面の少なくとも一部と接して前記多層膜よ
りも高い抵抗値を有する金属よりなる保護膜を形成す
る。このような磁気抵抗効果素子を感磁部として磁気ヘ
ッドを構成し、この磁気抵抗効果素子の抵抗変化により
磁気記録信号を再生する。保護膜を形成することで多層
膜側面部からの抵抗変化率の低下が抑えられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層構造を有し巨
大磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果素子に関するもので
あり、さらにはこの磁気抵抗効果素子を感磁部に用いた
磁気ヘッド（ＭＲヘッド）に関するものである。
大磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果素子に関するもので
あり、さらにはこの磁気抵抗効果素子を感磁部に用いた
磁気ヘッド（ＭＲヘッド）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば磁気記録の高密度化に伴い、再生
磁気ヘッドに用いられる磁気抵抗効果膜材料として、よ
り大きな磁気抵抗効果を示すものが求められている。
磁気ヘッドに用いられる磁気抵抗効果膜材料として、よ
り大きな磁気抵抗効果を示すものが求められている。
【０００３】これまで磁気抵抗効果膜として広範に用い
られている異方性磁気抵抗効果膜（例えばＮｉ−Ｆｅ合
金膜：パーマロイ膜）の磁気抵抗変化率は、磁気ヘッド
に用いられるような条件下では、２％以下である。
られている異方性磁気抵抗効果膜（例えばＮｉ−Ｆｅ合
金膜：パーマロイ膜）の磁気抵抗変化率は、磁気ヘッド
に用いられるような条件下では、２％以下である。
【０００４】近年、ＦｅとＣｒを原子層レベルで積層し
た，いわゆる人工格子膜において、前記パーマロイ膜等
に比べて非常に大きな磁気抵抗効果（いわゆる巨大磁気
抵抗効果）を示すことが確認され、さらにはＣｏとＣｕ
を積層した人工格子膜においても同様の現象が確認され
ている。
た，いわゆる人工格子膜において、前記パーマロイ膜等
に比べて非常に大きな磁気抵抗効果（いわゆる巨大磁気
抵抗効果）を示すことが確認され、さらにはＣｏとＣｕ
を積層した人工格子膜においても同様の現象が確認され
ている。
【０００５】上記のような強磁性層と非磁性層とが交互
に積層されてなる人工格子膜構造の多層磁気抵抗効果膜
において、巨大磁気抵抗効果が観測される原因として
は、導体中の伝導電子を介して強磁性層間でＲＫＫＹ
（ルーダーマン・キッテル・糟谷・芳田）相互作用が働
き、相対する強磁性層が反強磁性的に結合することによ
って反平行スピン状態が発生し、その結果スピン依存散
乱が生じるためであると考えられている。
に積層されてなる人工格子膜構造の多層磁気抵抗効果膜
において、巨大磁気抵抗効果が観測される原因として
は、導体中の伝導電子を介して強磁性層間でＲＫＫＹ
（ルーダーマン・キッテル・糟谷・芳田）相互作用が働
き、相対する強磁性層が反強磁性的に結合することによ
って反平行スピン状態が発生し、その結果スピン依存散
乱が生じるためであると考えられている。
【０００６】ただし、上記人工格子膜は、いずれも抵抗
変化に必要な磁界が大きく、磁気ヘッド等のように微弱
な磁界を検出するセンサとして用いるには、磁界感度が
低くなるという問題がある。
変化に必要な磁界が大きく、磁気ヘッド等のように微弱
な磁界を検出するセンサとして用いるには、磁界感度が
低くなるという問題がある。
【０００７】そこで、このような問題に対処すべく、人
工格子の磁性層に軟磁気特性を示すＮｉＦｅ等を用いる
ことで磁界感度の向上を図り、センサや再生用磁気ヘッ
ドへの応用が試みられている。
工格子の磁性層に軟磁気特性を示すＮｉＦｅ等を用いる
ことで磁界感度の向上を図り、センサや再生用磁気ヘッ
ドへの応用が試みられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な多層磁気抵抗効果膜は、巨大磁気抵抗効果が期待され
るという大きな利点を有するものの、実用化に当たって
は耐熱性という大きな問題が残っている。
な多層磁気抵抗効果膜は、巨大磁気抵抗効果が期待され
るという大きな利点を有するものの、実用化に当たって
は耐熱性という大きな問題が残っている。
【０００９】例えば、ハードディスク用の磁気ヘッド
は、通常、再生ヘッドの上に記録ヘッドを積み上げると
いう構造を採っている。したがって、記録ヘッド作製プ
ロセスにおいて、層間絶縁膜に用いる有機材料のハード
キュアを行うための熱処理工程が必要で、例えば２７０
℃程度の熱が加わる。
は、通常、再生ヘッドの上に記録ヘッドを積み上げると
いう構造を採っている。したがって、記録ヘッド作製プ
ロセスにおいて、層間絶縁膜に用いる有機材料のハード
キュアを行うための熱処理工程が必要で、例えば２７０
℃程度の熱が加わる。
【００１０】しかしながら、ＮｉＦｅ／Ｃｕ人工格子膜
は、約１５０℃以上の熱を加えるとＮｉＦｅ層とＣｕ層
の境界面で相互拡散が起こり、磁界感度の低下を招く。
は、約１５０℃以上の熱を加えるとＮｉＦｅ層とＣｕ層
の境界面で相互拡散が起こり、磁界感度の低下を招く。
【００１１】したがって、ＮｉＦｅ／Ｃｕ人工格子膜を
ヘッド素子として用いる際には、拡散が起こる温度（約
１５０℃）以下で製造プロセスを行えるように工夫する
必要がある。例えば、異方性磁気抵抗効果膜用に確立さ
れてきた製造プロセスは、ＮｉＦｅ／Ｃｕ人工格子膜に
そのまま適用することはできず、新たな技術開発が必要
となる。
ヘッド素子として用いる際には、拡散が起こる温度（約
１５０℃）以下で製造プロセスを行えるように工夫する
必要がある。例えば、異方性磁気抵抗効果膜用に確立さ
れてきた製造プロセスは、ＮｉＦｅ／Ｃｕ人工格子膜に
そのまま適用することはできず、新たな技術開発が必要
となる。
【００１２】一方、ＮｉＦｅ／Ｃｕ人工格子膜自体の耐
熱性を改善する研究も進められており、例えば非磁性層
であるＣｕ層にＮｉを添加することにより耐熱性の向上
を図った例もあるが、従来プロセスに耐えられるほどの
耐熱性は得られていない。
熱性を改善する研究も進められており、例えば非磁性層
であるＣｕ層にＮｉを添加することにより耐熱性の向上
を図った例もあるが、従来プロセスに耐えられるほどの
耐熱性は得られていない。
【００１３】そこで本発明は、このような実情に鑑みて
提案されたものであって、耐熱性に優れ、熱処理工程を
経ても高磁界感度を維持することができる磁気抵抗効果
素子を提供することを目的とする。
提案されたものであって、耐熱性に優れ、熱処理工程を
経ても高磁界感度を維持することができる磁気抵抗効果
素子を提供することを目的とする。
【００１４】さらに本発明は、従来プロセスによって作
製することができ、しかも微弱な磁界や微少な磁界変化
を高感度に検出できる磁気ヘッドを提供することを目的
とする。
製することができ、しかも微弱な磁界や微少な磁界変化
を高感度に検出できる磁気ヘッドを提供することを目的
とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の磁気抵抗効果素子は、磁性層と非磁性層
が交互に積層されてなる多層膜よりなり、この多層膜の
側面の少なくとも一部と接して前記多層膜よりも高い抵
抗値を有する金属よりなる保護膜が形成されていること
を特徴とするものである。
めに、本発明の磁気抵抗効果素子は、磁性層と非磁性層
が交互に積層されてなる多層膜よりなり、この多層膜の
側面の少なくとも一部と接して前記多層膜よりも高い抵
抗値を有する金属よりなる保護膜が形成されていること
を特徴とするものである。
【００１６】また、本発明の磁気ヘッドは、磁性層と非
磁性層が交互に積層されてなる多層膜よりなり、この多
層膜の側面の少なくとも一部と接して前記多層膜よりも
高い抵抗値を有する金属よりなる保護膜が形成されてな
る磁気抵抗効果素子を感磁部とし、この磁気抵抗効果素
子の抵抗変化により磁気記録信号が再生されることを特
徴とするものである。
磁性層が交互に積層されてなる多層膜よりなり、この多
層膜の側面の少なくとも一部と接して前記多層膜よりも
高い抵抗値を有する金属よりなる保護膜が形成されてな
る磁気抵抗効果素子を感磁部とし、この磁気抵抗効果素
子の抵抗変化により磁気記録信号が再生されることを特
徴とするものである。
【００１７】本発明者が種々の検討を重ねたところ、上
記多層膜においては、加熱による抵抗変化率の低下は膜
側面部から進行するとの知見を得るに至った。
記多層膜においては、加熱による抵抗変化率の低下は膜
側面部から進行するとの知見を得るに至った。
【００１８】本発明では、多層膜の側面に接して金属よ
りなる保護膜が形成されており、前記膜側面部からの抵
抗変化率の低下が抑えられる。その結果、耐熱性の向上
の実現、あるいは多層膜本来の耐熱性を引き出すことが
でき、熱処理を経ても高磁界感度が維持される。
りなる保護膜が形成されており、前記膜側面部からの抵
抗変化率の低下が抑えられる。その結果、耐熱性の向上
の実現、あるいは多層膜本来の耐熱性を引き出すことが
でき、熱処理を経ても高磁界感度が維持される。
【００１９】また、この金属よりなる保護膜は、多層膜
に対して並列抵抗として動作するが、多層膜よりも高い
抵抗値を有するので、その影響が抑えられ、十分な抵抗
変化が得られる。
に対して並列抵抗として動作するが、多層膜よりも高い
抵抗値を有するので、その影響が抑えられ、十分な抵抗
変化が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
て図面を参照しながら説明する。
【００２１】本発明の磁気抵抗効果素子は、図１に示す
ように、基板１上に強磁性層２ａ、２ｂ、２ｃ・・・と
非磁性層３ａ、３ｂ、３ｃ・・・を交互に積層してなる
多層膜１０よりなるものであり、さらに、その側面に接
して金属よりなる保護膜４を形成してなるものである。
ように、基板１上に強磁性層２ａ、２ｂ、２ｃ・・・と
非磁性層３ａ、３ｂ、３ｃ・・・を交互に積層してなる
多層膜１０よりなるものであり、さらに、その側面に接
して金属よりなる保護膜４を形成してなるものである。
【００２２】多層膜１０の作製方法としては、例えばス
パッタ法が挙げられ、またスパッタ条件としては、例え
ば到達真空度１×１０-4Ｐａ以下、Ａｒガス圧０．１〜
０．５Ｐａである。
パッタ法が挙げられ、またスパッタ条件としては、例え
ば到達真空度１×１０-4Ｐａ以下、Ａｒガス圧０．１〜
０．５Ｐａである。
【００２３】ここでは、基板１上に、厚さ例えば７ｎｍ
のＮｉＦｅ層を下地の磁性層２ａとして形成し、その上
にＣｕＮｉよりなる非磁性層３ａ、３ｂ、３ｃ（各々厚
さ２．１ｎｍ）とＮｉＦｅよりなる磁性層２ｂ、２ｃ、
２ｄ（各々厚さ２ｎｍ）を交互に積層し、ＮｉＦｅ／Ｃ
ｕＮｉが３周期繰り返された積層膜とした。また、最上
層には、Ｃｒ膜を非磁性層３ｄとして積層した。
のＮｉＦｅ層を下地の磁性層２ａとして形成し、その上
にＣｕＮｉよりなる非磁性層３ａ、３ｂ、３ｃ（各々厚
さ２．１ｎｍ）とＮｉＦｅよりなる磁性層２ｂ、２ｃ、
２ｄ（各々厚さ２ｎｍ）を交互に積層し、ＮｉＦｅ／Ｃ
ｕＮｉが３周期繰り返された積層膜とした。また、最上
層には、Ｃｒ膜を非磁性層３ｄとして積層した。
【００２４】多層膜１０の膜構成は、これに限られるも
のではなく、繰り返し周期数や各層の厚さ等は、磁気抵
抗効果膜としての機能を損なわない範囲であれば任意に
選定することができる。
のではなく、繰り返し周期数や各層の厚さ等は、磁気抵
抗効果膜としての機能を損なわない範囲であれば任意に
選定することができる。
【００２５】また、非磁性層３ａ，３ｂ、３ｃ・・・の
材料も、ＣｕＮｉに限らず、その他のＣｕ合金、Ｃｕ、
Ａｇ、Ａｕ、Ａｇ合金、Ａｕ合金等を用いることも可能
である。
材料も、ＣｕＮｉに限らず、その他のＣｕ合金、Ｃｕ、
Ａｇ、Ａｕ、Ａｇ合金、Ａｕ合金等を用いることも可能
である。
【００２６】さらに、磁性層２ａ、２ｂ、２ｃ・・・に
ついても、ＮｉＦｅ合金、ＮｉとＦｅの積層膜、Ｎｉ合
金とＦｅ合金の積層膜、ＮｉＦｅ系合金同士の積層膜
等、広範囲に選ぶことが可能である。
ついても、ＮｉＦｅ合金、ＮｉとＦｅの積層膜、Ｎｉ合
金とＦｅ合金の積層膜、ＮｉＦｅ系合金同士の積層膜
等、広範囲に選ぶことが可能である。
【００２７】上記多層膜１０について、幅Ｗや長さＤを
変えたサンプル、あるいは直径φ６８ｍｍの円形のサン
プルの磁気抵抗変化量の熱処理温度依存性を調べたとこ
ろ、図２に示すような結果が得られた。なお、この図２
においては、加熱前の磁気抵抗変化量を１００％とし、
各サンプルにおける磁気抵抗変化量の変動を相対値で示
している。また、多層膜１０の加熱は、Ａｒ雰囲気中で
各温度で一定時間保持することにより行い、冷却した後
に測定を行った。
変えたサンプル、あるいは直径φ６８ｍｍの円形のサン
プルの磁気抵抗変化量の熱処理温度依存性を調べたとこ
ろ、図２に示すような結果が得られた。なお、この図２
においては、加熱前の磁気抵抗変化量を１００％とし、
各サンプルにおける磁気抵抗変化量の変動を相対値で示
している。また、多層膜１０の加熱は、Ａｒ雰囲気中で
各温度で一定時間保持することにより行い、冷却した後
に測定を行った。
【００２８】この図２を見ると、明らかに面積が大きい
方が抵抗変化率低下の起こる温度が高い。特に、直径φ
６８ｍｍの大面積多層膜では、２７０℃まで抵抗変化率
に低下が見られない。
方が抵抗変化率低下の起こる温度が高い。特に、直径φ
６８ｍｍの大面積多層膜では、２７０℃まで抵抗変化率
に低下が見られない。
【００２９】この結果は、温度による抵抗変化率の低下
は、膜側面部から進行することを示唆している。
は、膜側面部から進行することを示唆している。
【００３０】したがって、多層膜１０の側面を保護膜４
によって保護することにより、特性の劣化を防ぐことが
できるものと考えられ、ここでは図１に示すように多層
膜１０の側面に保護膜４を形成した。
によって保護することにより、特性の劣化を防ぐことが
できるものと考えられ、ここでは図１に示すように多層
膜１０の側面に保護膜４を形成した。
【００３１】この保護膜４は、抵抗値の高い金属により
形成される。ただし、この金属は、多層膜１０拡散しな
い材料であることが好ましい。このような金属として
は、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｃｓ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｔｈ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ａｓ、Ｒｂ、あるいはこれらの合金が挙げられる。
形成される。ただし、この金属は、多層膜１０拡散しな
い材料であることが好ましい。このような金属として
は、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｃｓ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｔｈ、Ｐｔ、Ｐ
ｄ、Ａｓ、Ｒｂ、あるいはこれらの合金が挙げられる。
【００３２】本例では、保護膜４は多層膜１０の側面と
のみ接して形成されており、多層膜１０上には形成され
ていない。このような保護膜４の形成方法を図３（ａ）
〜（ｄ）に示す。
のみ接して形成されており、多層膜１０上には形成され
ていない。このような保護膜４の形成方法を図３（ａ）
〜（ｄ）に示す。
【００３３】先ず、図３（ａ）に示すように、基板１上
に多層膜１０を成膜した後、この上にフォトレジスト５
を塗布し、パターン露光により素子形状にパターニング
する。
に多層膜１０を成膜した後、この上にフォトレジスト５
を塗布し、パターン露光により素子形状にパターニング
する。
【００３４】次に、このパターニングされたフォトレジ
スト５をマスクとして、イオンビームエッチングを行
い、図３（ｂ）に示すように多層膜１０をほぼ短冊形状
に加工する。
スト５をマスクとして、イオンビームエッチングを行
い、図３（ｂ）に示すように多層膜１０をほぼ短冊形状
に加工する。
【００３５】通常は、その後、フォトレジスト５を剥離
し、次の工程に移るが、この場合は、図３（ｃ）に示す
ように、この状態のまま（フォトレジスト５を残したま
ま）金属をスパッタして保護膜４を形成する。
し、次の工程に移るが、この場合は、図３（ｃ）に示す
ように、この状態のまま（フォトレジスト５を残したま
ま）金属をスパッタして保護膜４を形成する。
【００３６】次いで、フォトレジスト５を剥離すると、
いわゆるリフトオフによりフォトレジスト５上に形成さ
れた保護膜４が離脱し、図３（ｄ）に示すように、多層
膜１０の側面にのみ保護膜４が形成された形になる。
いわゆるリフトオフによりフォトレジスト５上に形成さ
れた保護膜４が離脱し、図３（ｄ）に示すように、多層
膜１０の側面にのみ保護膜４が形成された形になる。
【００３７】勿論、これに限らず、図４に示すように、
多層膜１０全体を覆って保護膜４を形成するようにして
もよい。
多層膜１０全体を覆って保護膜４を形成するようにして
もよい。
【００３８】ところで、上記保護膜４を形成した場合、
磁気抵抗効果素子、すなわち多層膜１０にセンス電流を
流したときに保護膜４にも電流が流れ、したがってこの
保護膜４は多層膜１０に対して並列に接続された抵抗と
して動作することになる。
磁気抵抗効果素子、すなわち多層膜１０にセンス電流を
流したときに保護膜４にも電流が流れ、したがってこの
保護膜４は多層膜１０に対して並列に接続された抵抗と
して動作することになる。
【００３９】したがって、保護膜４の抵抗値が低いと、
これら並列接続される多層膜１０と保護膜４の全体での
抵抗変化は、多層膜１０自体の抵抗変化に比べて大幅に
低下する虞れがある。
これら並列接続される多層膜１０と保護膜４の全体での
抵抗変化は、多層膜１０自体の抵抗変化に比べて大幅に
低下する虞れがある。
【００４０】したがって、この保護膜４の抵抗値は、所
定のレベルよりも高いことが好ましい。
定のレベルよりも高いことが好ましい。
【００４１】ここで、幅Ｗ＝０．５μｍ、長さＤ＝２μ
ｍ、厚さｔ＝２１．３ｎｍの多層膜１０をモデルに前記
保護膜４に要求される抵抗値を検討する。保護膜４は、
多層膜１０の両側に、片側Ｗｘなる幅で形成されている
ものとする。
ｍ、厚さｔ＝２１．３ｎｍの多層膜１０をモデルに前記
保護膜４に要求される抵抗値を検討する。保護膜４は、
多層膜１０の両側に、片側Ｗｘなる幅で形成されている
ものとする。
【００４２】上記多層膜１０において、磁性層２の比抵
抗ρNiFeは２０μΩ・ｃｍ、非磁性層３の比抵抗ρCuNi
は１０μΩ・ｃｍであり、多層膜１０全体の抵抗値は２
９Ωである。また、この多層膜１０の抵抗変化率は４％
であり、このときの抵抗変化量ΔＲは１．１６Ωであ
る。
抗ρNiFeは２０μΩ・ｃｍ、非磁性層３の比抵抗ρCuNi
は１０μΩ・ｃｍであり、多層膜１０全体の抵抗値は２
９Ωである。また、この多層膜１０の抵抗変化率は４％
であり、このときの抵抗変化量ΔＲは１．１６Ωであ
る。
【００４３】多層膜１０と保護膜４が並列に接続された
回路を考えたとき、多層膜１０の抵抗値をＲ、保護膜４
の抵抗をＲｘとすると、全体の抵抗値Ｒｚは、 Ｒｚ＝Ｒ・Ｒｘ／（Ｒ＋Ｒｘ） で表される。
回路を考えたとき、多層膜１０の抵抗値をＲ、保護膜４
の抵抗をＲｘとすると、全体の抵抗値Ｒｚは、 Ｒｚ＝Ｒ・Ｒｘ／（Ｒ＋Ｒｘ） で表される。
【００４４】ここに外部磁界が印加されると、多層膜１
０の抵抗値はＲ−ΔＲ、全体の抵抗値はＲｚ−ΔＲｚと
なり、抵抗変化量ΔＲｚが得られる。
０の抵抗値はＲ−ΔＲ、全体の抵抗値はＲｚ−ΔＲｚと
なり、抵抗変化量ΔＲｚが得られる。
【００４５】このとき、 Ｒｚ−ΔＲｚ＝（Ｒ−ΔＲ）・Ｒｘ／（Ｒ＋Ｒｘ−Δ
Ｒ） であり、したがって ΔＲｚ＝Ｒｚ−（Ｒｚ−ΔＲｚ） ＝Ｒ・Ｒｘ／（Ｒ＋Ｒｘ）−（Ｒ−ΔＲ）・Ｒｘ／（Ｒ＋Ｒｘ−ΔＲ） となる。
Ｒ） であり、したがって ΔＲｚ＝Ｒｚ−（Ｒｚ−ΔＲｚ） ＝Ｒ・Ｒｘ／（Ｒ＋Ｒｘ）−（Ｒ−ΔＲ）・Ｒｘ／（Ｒ＋Ｒｘ−ΔＲ） となる。
【００４６】このとき許容される抵抗変化量の低下を５
０％とすると、ΔＲｚ＝０．５８Ωとなり、この値とＲ
＝２９Ω、ΔＲ＝１．１６を式に代入して保護膜４の抵
抗値Ｒｘについて解くと、Ｒｘ＝６８Ωとなる。
０％とすると、ΔＲｚ＝０．５８Ωとなり、この値とＲ
＝２９Ω、ΔＲ＝１．１６を式に代入して保護膜４の抵
抗値Ｒｘについて解くと、Ｒｘ＝６８Ωとなる。
【００４７】したがって、多層膜１０の両側に保護膜４
を形成する場合、保護膜４の抵抗値は６８Ω以上である
ことが好ましい。
を形成する場合、保護膜４の抵抗値は６８Ω以上である
ことが好ましい。
【００４８】例えば、保護膜４をＣｒとしたとき、Ｃｒ
の比抵抗ρCrは１７μΩ・ｃｍであり、多層膜１０の両
側にＷｘ×Ｄ×ｔなるサイズで配置すると、その抵抗値
ＲCrは１５．９６／ＷｘΩとなり、抵抗値を６８Ω以上
とするには保護膜４の片側の幅Ｗｘ／２を０．１１５μ
ｍ以下にすればよいことがわかる。
の比抵抗ρCrは１７μΩ・ｃｍであり、多層膜１０の両
側にＷｘ×Ｄ×ｔなるサイズで配置すると、その抵抗値
ＲCrは１５．９６／ＷｘΩとなり、抵抗値を６８Ω以上
とするには保護膜４の片側の幅Ｗｘ／２を０．１１５μ
ｍ以下にすればよいことがわかる。
【００４９】表１に各種金属の比抵抗ρ、抵抗値６８Ω
を達成するための幅Ｗｘを示す。
を達成するための幅Ｗｘを示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】保護膜４の形成幅Ｗｘをこの表１に示され
る値以下に設定すれば、抵抗値６８Ω以上を達成するこ
とができ、抵抗変化量の低下を５０％以下に抑えること
ができる。
る値以下に設定すれば、抵抗値６８Ω以上を達成するこ
とができ、抵抗変化量の低下を５０％以下に抑えること
ができる。
【００５２】上記保護膜４を形成した多層膜１０は、磁
気抵抗効果素子として用いることができる。
気抵抗効果素子として用いることができる。
【００５３】図５は、センサ素子として構成を示すもの
で、通常、素子としての出力を得るために、磁気抵抗効
果素子１１の両端にセンス電流ｉを流すための電極１
２、１３を設ける。このときの各寸法であるが、素子幅
Ｗ、素子長Ｌ、電極間距離Ｄは、例えば２μｍ、１０μ
ｍ、８μｍである。
で、通常、素子としての出力を得るために、磁気抵抗効
果素子１１の両端にセンス電流ｉを流すための電極１
２、１３を設ける。このときの各寸法であるが、素子幅
Ｗ、素子長Ｌ、電極間距離Ｄは、例えば２μｍ、１０μ
ｍ、８μｍである。
【００５４】この図５に示すセンサ素子を磁気記録媒体
摺動面に配せば、磁気抵抗効果素子１１が感磁部として
機能し、磁気記録信号が再生される。
摺動面に配せば、磁気抵抗効果素子１１が感磁部として
機能し、磁気記録信号が再生される。
【００５５】なお、この構成では、磁気抵抗効果素子１
１は磁気記録媒体摺動面のトラック幅方向に配され、セ
ンス電流ｉの方向もトラック幅方向とされ、いわゆる横
型のＭＲヘッドとなっている。
１は磁気記録媒体摺動面のトラック幅方向に配され、セ
ンス電流ｉの方向もトラック幅方向とされ、いわゆる横
型のＭＲヘッドとなっている。
【００５６】また、上記磁気抵抗効果素子は、縦型のＭ
Ｒヘッドに適応して好適な構成を採り得る。
Ｒヘッドに適応して好適な構成を採り得る。
【００５７】図６及び図７は、縦型ＭＲヘッドの構成を
示すものであり、非磁性材料よりなる基板２１の上に非
磁性層２２を介して下層シールドコア２３が設けられ、
さらに非磁性層２４を介して磁気抵抗効果素子２５が磁
気記録媒体対向面に先端が臨んで被着形成される。
示すものであり、非磁性材料よりなる基板２１の上に非
磁性層２２を介して下層シールドコア２３が設けられ、
さらに非磁性層２４を介して磁気抵抗効果素子２５が磁
気記録媒体対向面に先端が臨んで被着形成される。
【００５８】磁気抵抗効果素子２５は、既知のフォトリ
ソグラフィー技術を用いて所定のパターンにパターニン
グされるもので、具体的には、フォトレジストの塗布、
パターン露光、現像及びこれをマスクとするイオンビー
ムエッチングによるパターニングを経て所定形状に形成
される。
ソグラフィー技術を用いて所定のパターンにパターニン
グされるもので、具体的には、フォトレジストの塗布、
パターン露光、現像及びこれをマスクとするイオンビー
ムエッチングによるパターニングを経て所定形状に形成
される。
【００５９】さらに、この磁気抵抗効果素子２５の磁気
記録媒体対向面側の先端部分には、先端電極２８が、こ
れとは反対側の後端部には、後端電極２９が電気的に接
続されて形成されている。これら電極２８、２９も先の
磁気抵抗効果素子２５と同様、フォトリソグラフィー技
術を用いてパターニングされる。
記録媒体対向面側の先端部分には、先端電極２８が、こ
れとは反対側の後端部には、後端電極２９が電気的に接
続されて形成されている。これら電極２８、２９も先の
磁気抵抗効果素子２５と同様、フォトリソグラフィー技
術を用いてパターニングされる。
【００６０】磁気抵抗効果素子２５の上には、非磁性の
絶縁層２６を介して例えば磁気抵抗効果素子２５の感度
向上を目的としたバイアス磁界を与えるバイアス導体３
０が磁気抵抗効果素子２５を横切るようにパターニング
形成され、この上に絶縁層２７を介して上層シールドコ
ア２８が形成されている。
絶縁層２６を介して例えば磁気抵抗効果素子２５の感度
向上を目的としたバイアス磁界を与えるバイアス導体３
０が磁気抵抗効果素子２５を横切るようにパターニング
形成され、この上に絶縁層２７を介して上層シールドコ
ア２８が形成されている。
【００６１】これらの上に図示しない保護層を被着した
後、エッチング、研磨等により対向面を形成して縦型Ｍ
Ｒヘッドが構成される。
後、エッチング、研磨等により対向面を形成して縦型Ｍ
Ｒヘッドが構成される。
【００６２】このような縦型ＭＲヘッドを用いて再生動
作を行う場合、図７に示すように、対向面を磁気記録媒
体の記録トラックＴｐに対向させ、先端電極２８及び後
端電極２９から磁気抵抗効果素子２５に矢印ｉ方向（デ
プス方向）にセンス電流を流す。そして、記録トラック
Ｔｐに記録された磁界の向きの変化による電気抵抗の変
化を先端電極２８及び後端電極２９間の電圧変化として
検出することにより磁気記録信号の再生を行う。
作を行う場合、図７に示すように、対向面を磁気記録媒
体の記録トラックＴｐに対向させ、先端電極２８及び後
端電極２９から磁気抵抗効果素子２５に矢印ｉ方向（デ
プス方向）にセンス電流を流す。そして、記録トラック
Ｔｐに記録された磁界の向きの変化による電気抵抗の変
化を先端電極２８及び後端電極２９間の電圧変化として
検出することにより磁気記録信号の再生を行う。
【００６３】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、高い温度の熱が加わっても特性の劣化が小
さく抑えられ、熱処理前と同様に極めて磁界感度の高い
磁気抵抗効果素子を得ることができる。
明によれば、高い温度の熱が加わっても特性の劣化が小
さく抑えられ、熱処理前と同様に極めて磁界感度の高い
磁気抵抗効果素子を得ることができる。
【００６４】また、本発明によれば、熱処理を経ても高
磁界感度を維持し、従来プロセスを用いても再生特性に
優れた磁気ヘッドを得ることができる。
磁界感度を維持し、従来プロセスを用いても再生特性に
優れた磁気ヘッドを得ることができる。
【図１】本発明を適用した磁気抵抗効果素子の一例を示
す要部概略断面図である。
す要部概略断面図である。
【図２】多層磁気抵抗効果膜における抵抗変化量の熱処
理温度依存性を示す特性図である。
理温度依存性を示す特性図である。
【図３】保護膜の形成工程の一例を工程順に示す要部概
略断面図である。
略断面図である。
【図４】保護膜の他の例を示す要部概略断面図である。
【図５】磁気抵抗効果素子への電極の接続状態を示す概
略平面図である。
略平面図である。
【図６】縦型ＭＲヘッドの構成例を示す要部概略断面図
である。
である。
【図７】縦型ＭＲヘッドによる磁気記録信号の再生状態
を模式的に示す概略斜視図である。
を模式的に示す概略斜視図である。
２ａ，２ｂ，２ｃ・・・ 磁性層、３ａ，３ｂ，３ｃ・
・・ 非磁性層、４ 保護膜、１０ 多層膜、１１，２
５ 磁気抵抗効果素子
・・ 非磁性層、４ 保護膜、１０ 多層膜、１１，２
５ 磁気抵抗効果素子
Claims (8)
- 【請求項１】 磁性層と非磁性層が交互に積層されてな
る多層膜よりなり、 この多層膜の側面の少なくとも一部と接して前記多層膜
よりも高い抵抗値を有する金属よりなる保護膜が形成さ
れていることを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項２】 上記保護膜がＣｒ、Ｓｎ、Ｃｓ、Ｂｉ、
Ｔａ、Ｔｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｓ、Ｒｂから選ばれた少な
くとも１種よりな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】 上記保護膜が多層膜に対して並列抵抗を
構成しており、その抵抗値が６８Ω以上であることを特
徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項４】 上記磁性層がＦｅとＮｉの積層膜又はＦ
ｅとＮｉの合金膜よりな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５】 上記非磁性層がＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ
合金、Ａｇ合金、Ａｕ合金から選ばれる少なくとも１種
よりな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】 磁性層と非磁性層が交互に積層されてな
る多層膜よりなり、この多層膜の側面の少なくとも一部
と接して前記多層膜よりも高い抵抗値を有する金属より
なる保護膜が形成されてなる磁気抵抗効果素子を感磁部
とし、 この磁気抵抗効果素子の抵抗変化により磁気記録信号が
再生されることを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項７】 上記多層膜に供給されるセンス電流の方
向がトラック幅方向とされていることを特徴とする請求
項６記載の磁気ヘッド。 - 【請求項８】 上記多層膜に供給されるセンス電流の方
向がデプス方向とされとされていることを特徴とする請
求項６記載の磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9124446A JPH10321929A (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | 磁気抵抗効果素子及びこれを用いた磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9124446A JPH10321929A (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | 磁気抵抗効果素子及びこれを用いた磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321929A true JPH10321929A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=14885722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9124446A Withdrawn JPH10321929A (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | 磁気抵抗効果素子及びこれを用いた磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321929A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002043164A1 (fr) * | 2000-11-22 | 2002-05-30 | Sony Corporation | Procede de fabrication de dispositif magneto-resistif et de tete magneto-resistive |
-
1997
- 1997-05-14 JP JP9124446A patent/JPH10321929A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002043164A1 (fr) * | 2000-11-22 | 2002-05-30 | Sony Corporation | Procede de fabrication de dispositif magneto-resistif et de tete magneto-resistive |
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Legal Events
| 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: 20040803 |