JPH1097709A - スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドとその製造方法及び磁気記録再生装置 - Google Patents
スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドとその製造方法及び磁気記録再生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドに関し、再生
出力の対称性を改善すること。 【構成】軟磁性材よりなる自由磁性層3と、該自由磁性
層3に重なる非磁性中間層4と、該非磁性中間層4に重
なり且つ軟磁性材よりなる固定磁性層5とを有するスピ
ンバルブ磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記自由磁性層
3の磁化M01と前記固定磁性層5の磁化M2のそれぞれ
のトラックコア幅方向Dに対する角度θf,θpは、抵
抗・磁界曲線が線形になるように設定することを含む。
出力の対称性を改善すること。 【構成】軟磁性材よりなる自由磁性層3と、該自由磁性
層3に重なる非磁性中間層4と、該非磁性中間層4に重
なり且つ軟磁性材よりなる固定磁性層5とを有するスピ
ンバルブ磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記自由磁性層
3の磁化M01と前記固定磁性層5の磁化M2のそれぞれ
のトラックコア幅方向Dに対する角度θf,θpは、抵
抗・磁界曲線が線形になるように設定することを含む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピンバルブ磁気
抵抗効果ヘッドとその製造方法及び磁気記録再生装置に
関する。
抵抗効果ヘッドとその製造方法及び磁気記録再生装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータの外部記録装置である磁気
ディスク装置の大容量化に伴い、高性能の磁気ヘッドが
要求されている。この要求を満足するものとして、磁気
記録媒体の移送速度に依存せずに高出力が得られる磁気
抵抗効果型ヘッドがある。磁気抵抗効果型ヘッドとして
異方性磁気抵抗効果型ヘッド(以下、AMRヘッドとい
う)、スピンバルブ磁気抵抗効果型ヘッド(以下、SV
磁気抵抗効果ヘッドという)がある。そのうちのAMR
ヘッドは、実際に磁気記録再生装置に製品として組み込
まれているが、SV磁気抵抗効果ヘッドはその次世代の
磁気ヘッドとして注目されている。
ディスク装置の大容量化に伴い、高性能の磁気ヘッドが
要求されている。この要求を満足するものとして、磁気
記録媒体の移送速度に依存せずに高出力が得られる磁気
抵抗効果型ヘッドがある。磁気抵抗効果型ヘッドとして
異方性磁気抵抗効果型ヘッド(以下、AMRヘッドとい
う)、スピンバルブ磁気抵抗効果型ヘッド(以下、SV
磁気抵抗効果ヘッドという)がある。そのうちのAMR
ヘッドは、実際に磁気記録再生装置に製品として組み込
まれているが、SV磁気抵抗効果ヘッドはその次世代の
磁気ヘッドとして注目されている。
【0003】一般的なSV磁気抵抗効果ヘッドは、図2
2(a) に示すような構造となっている。即ち、第一の磁
気シールド層101 上には第一の非磁性絶縁層102 が形成
され、さらに第一の非磁性絶縁層102 上には、NiFeから
なる自由(free)磁性層103 、Cuからなる非磁性中間層10
4 、NiFeからなる固定(pinning) 磁性層105 、FeMnより
なる反強磁性層106 がそれぞれ順に形成されている。そ
して、自由磁性層103から反強磁性層106 までは電気的
に接合しているとともに、それらは第一の非磁性絶縁層
102 上で矩形状にパターニングされている。
2(a) に示すような構造となっている。即ち、第一の磁
気シールド層101 上には第一の非磁性絶縁層102 が形成
され、さらに第一の非磁性絶縁層102 上には、NiFeから
なる自由(free)磁性層103 、Cuからなる非磁性中間層10
4 、NiFeからなる固定(pinning) 磁性層105 、FeMnより
なる反強磁性層106 がそれぞれ順に形成されている。そ
して、自由磁性層103から反強磁性層106 までは電気的
に接合しているとともに、それらは第一の非磁性絶縁層
102 上で矩形状にパターニングされている。
【0004】自由磁性層103 の磁化容易軸M1 は、図2
2(b) に示すように、長手方向(図中y方向)にある。
そして、固定磁性層105 の磁化M2 の方向は、それと接
する反強磁性層106 との交換結合力によってトラックコ
ア幅方向D(図中y方向)に対して90°の角度をなし
ている。また、自由磁性層103 は、固定磁性層105 の磁
荷による磁界とセンス電流Jによる磁界とによって磁化
バイアスされており、自由磁性層103 の磁化M10の方向
はトラックコア幅Dに対して0°の角度、即ちトラック
コア幅方向Dに平行になっている。
2(b) に示すように、長手方向(図中y方向)にある。
そして、固定磁性層105 の磁化M2 の方向は、それと接
する反強磁性層106 との交換結合力によってトラックコ
ア幅方向D(図中y方向)に対して90°の角度をなし
ている。また、自由磁性層103 は、固定磁性層105 の磁
荷による磁界とセンス電流Jによる磁界とによって磁化
バイアスされており、自由磁性層103 の磁化M10の方向
はトラックコア幅Dに対して0°の角度、即ちトラック
コア幅方向Dに平行になっている。
【0005】また、反強磁性層106 のトラックコア幅方
向Dの両端寄りには、金又はタングステンよりなる一対
のリード107,108 が形成されている。自由磁性層103 か
ら反強磁性層106 までの各層およびリード107,108 は、
第二の非磁性絶縁層109 により覆われ、さらに、第二の
非磁性絶縁層109 の上には第二の磁気シールド層110が
形成されている。第一の磁気シールド層101 と第二の磁
気シールド層110 の間隙は、再生ギャップに相当する。
向Dの両端寄りには、金又はタングステンよりなる一対
のリード107,108 が形成されている。自由磁性層103 か
ら反強磁性層106 までの各層およびリード107,108 は、
第二の非磁性絶縁層109 により覆われ、さらに、第二の
非磁性絶縁層109 の上には第二の磁気シールド層110が
形成されている。第一の磁気シールド層101 と第二の磁
気シールド層110 の間隙は、再生ギャップに相当する。
【0006】なお、図22(a) におけるx,y,zの方
向は対外に直交している。このことは、他の図において
も同様である。自由磁性層103 では、外部からの磁束に
感応して磁化M10の方向が磁化容易軸M1 から方向を変
えるので、その磁化M10の方向の変化により2つのリー
ド間の電気抵抗を変化させる。このように磁化方向の変
化により電気抵抗が変わることは、磁気抵抗効果と呼ば
れている。磁気抵抗効果には、スピンバルブ磁気抵抗効
果(以下に、SVMR効果という)、異方性磁気抵抗効
果(以下に、AMR効果という)などがある。
向は対外に直交している。このことは、他の図において
も同様である。自由磁性層103 では、外部からの磁束に
感応して磁化M10の方向が磁化容易軸M1 から方向を変
えるので、その磁化M10の方向の変化により2つのリー
ド間の電気抵抗を変化させる。このように磁化方向の変
化により電気抵抗が変わることは、磁気抵抗効果と呼ば
れている。磁気抵抗効果には、スピンバルブ磁気抵抗効
果(以下に、SVMR効果という)、異方性磁気抵抗効
果(以下に、AMR効果という)などがある。
【0007】自由磁性層103 の磁化方向と固定磁性層10
5 の磁化方向との相対角度の変化によって電気抵抗が変
化する磁気抵抗効果は、SVMR効果である。また、磁
性層に流れるセンス電流Jの方向と磁性層の磁化の方向
との相対角度の変化によって電気抵抗が変化する磁気抵
抗効果は、AMR効果である。センス電流Jは、定電流
である。
5 の磁化方向との相対角度の変化によって電気抵抗が変
化する磁気抵抗効果は、SVMR効果である。また、磁
性層に流れるセンス電流Jの方向と磁性層の磁化の方向
との相対角度の変化によって電気抵抗が変化する磁気抵
抗効果は、AMR効果である。センス電流Jは、定電流
である。
【0008】即ち、図22(a),(b) に示すように、自由
磁化層103 の磁化方向の変化によってSVMR効果によ
って磁気抵抗が変わるとともに、AMR効果による磁気
抵抗が変わる。そして、固定磁性層の磁化角度をトラッ
クコア幅に対して90度、自由磁性層の磁化方向のトラ
ック幅方向に対する角度をθf とすると、SVMR効果
による電気抵抗値の変化は sinθf の関数で変化し、A
MR効果による電気抵抗値の変化はcos2θf の関数で変
化する。そのような電気抵抗値の変化は、リード108,10
9 の間にセンス電流Jを流すことによって、リード108,
109 間のセンス領域の電圧の変化として検出される。
磁化層103 の磁化方向の変化によってSVMR効果によ
って磁気抵抗が変わるとともに、AMR効果による磁気
抵抗が変わる。そして、固定磁性層の磁化角度をトラッ
クコア幅に対して90度、自由磁性層の磁化方向のトラ
ック幅方向に対する角度をθf とすると、SVMR効果
による電気抵抗値の変化は sinθf の関数で変化し、A
MR効果による電気抵抗値の変化はcos2θf の関数で変
化する。そのような電気抵抗値の変化は、リード108,10
9 の間にセンス電流Jを流すことによって、リード108,
109 間のセンス領域の電圧の変化として検出される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記した構造のSV磁
気ヘッドによれば、AMR効果とSVMR効果により生
じる抵抗ρと印加磁界Hとの関係は、図23に示すよう
になる。また、磁気記録媒体111 の面に対して例えば上
方向と下方向の2つの磁界に対するSV磁気ヘッドの孤
立再生出力波形は、図24のようになる。
気ヘッドによれば、AMR効果とSVMR効果により生
じる抵抗ρと印加磁界Hとの関係は、図23に示すよう
になる。また、磁気記録媒体111 の面に対して例えば上
方向と下方向の2つの磁界に対するSV磁気ヘッドの孤
立再生出力波形は、図24のようになる。
【0010】これらの図から明らかなように、SVMR
効果は、自由磁化層103 の磁化方向が磁気記録媒体111
の面に対して例えば上向きから下向きに変化する場合に
は、抵抗変化も連続的、線型的に増加又は減少する。さ
らに、自由磁化層103 の磁化方向が上方向に変化した場
合と下方向に変化した場合を比べると、図24に示すよ
うに、SVMR効果による再生出力はそれぞれ対称に存
在している。
効果は、自由磁化層103 の磁化方向が磁気記録媒体111
の面に対して例えば上向きから下向きに変化する場合に
は、抵抗変化も連続的、線型的に増加又は減少する。さ
らに、自由磁化層103 の磁化方向が上方向に変化した場
合と下方向に変化した場合を比べると、図24に示すよ
うに、SVMR効果による再生出力はそれぞれ対称に存
在している。
【0011】これに対して、AMR効果は、自由磁化層
の磁化方向が磁気記録媒体面に対して上向きに変化して
も下向きに変化しても、それらはほぼ同じような抵抗変
化量と再生出力となり、図24に示すように非対称とな
っている。SV磁気抵抗効果ヘッドは、SVMR効果に
よる電気抵抗の変化が大きく、AMR効果による電気抵
抗の変化は小さいが、全体の磁気抵抗効果はそれらの電
気抵抗の変化の和となって現れるので、図24に示すよ
うに、AMR効果の非線形性に由来して磁気ヘッド再生
信号が非対称となってしまう。非対称性の許容範囲は、
±10%と一般に認識されている。これは、−10%〜
+10%の範囲を越えると、各種パラメータを最適化し
ても信号復調回路による信号の復調が難しくなり、エラ
ーレートが悪化するという問題がある。
の磁化方向が磁気記録媒体面に対して上向きに変化して
も下向きに変化しても、それらはほぼ同じような抵抗変
化量と再生出力となり、図24に示すように非対称とな
っている。SV磁気抵抗効果ヘッドは、SVMR効果に
よる電気抵抗の変化が大きく、AMR効果による電気抵
抗の変化は小さいが、全体の磁気抵抗効果はそれらの電
気抵抗の変化の和となって現れるので、図24に示すよ
うに、AMR効果の非線形性に由来して磁気ヘッド再生
信号が非対称となってしまう。非対称性の許容範囲は、
±10%と一般に認識されている。これは、−10%〜
+10%の範囲を越えると、各種パラメータを最適化し
ても信号復調回路による信号の復調が難しくなり、エラ
ーレートが悪化するという問題がある。
【0012】しかし、従来のSV磁気抵抗効果ヘッドの
非対称性は、図24に示すように、−14%程度と±1
0%よりも大きくなっている。本発明はこのような問題
に鑑みてなされたものであって、再生信号の非対称性を
−10%〜+10%の範囲内に低減するためのスピンバ
ルブ磁気抵抗効果型ヘッドとその製造方法、およびその
スピンバルブ磁気抵抗効果型ヘッドを用いた磁気記録再
生装置を提供することを目的とする。
非対称性は、図24に示すように、−14%程度と±1
0%よりも大きくなっている。本発明はこのような問題
に鑑みてなされたものであって、再生信号の非対称性を
−10%〜+10%の範囲内に低減するためのスピンバ
ルブ磁気抵抗効果型ヘッドとその製造方法、およびその
スピンバルブ磁気抵抗効果型ヘッドを用いた磁気記録再
生装置を提供することを目的とする。
【0013】
(手段)上記した課題は、図1(a) 、図9に例示するよ
うに、軟磁性材よりなる自由磁性層3と、該自由磁性層
3に重なる非磁性中間層4と、該非磁性中間層4に重な
り且つ軟磁性材よりなる固定磁性層5とを有するスピン
バルブ磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記自由磁性層3
の磁化M01と前記固定磁性層5の磁化M2 のそれぞれの
トラックコア幅方向Dに対する角度θf ,θp は、前記
自由磁性層3と前記固定磁性層5との相対角度の変化に
より生じるスピンバルブ磁気抵抗効果と、前記自由磁性
層3の磁化と前記自由磁化層3に流れる電流との相対角
度の変化により生じる異方性磁気抵抗効果の総和によっ
て表れる電気抵抗・磁界曲線が線形になるように設定さ
れていることを特徴とするスピンバルブ磁気抵抗効果ヘ
ッドによって解決する。
うに、軟磁性材よりなる自由磁性層3と、該自由磁性層
3に重なる非磁性中間層4と、該非磁性中間層4に重な
り且つ軟磁性材よりなる固定磁性層5とを有するスピン
バルブ磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記自由磁性層3
の磁化M01と前記固定磁性層5の磁化M2 のそれぞれの
トラックコア幅方向Dに対する角度θf ,θp は、前記
自由磁性層3と前記固定磁性層5との相対角度の変化に
より生じるスピンバルブ磁気抵抗効果と、前記自由磁性
層3の磁化と前記自由磁化層3に流れる電流との相対角
度の変化により生じる異方性磁気抵抗効果の総和によっ
て表れる電気抵抗・磁界曲線が線形になるように設定さ
れていることを特徴とするスピンバルブ磁気抵抗効果ヘ
ッドによって解決する。
【0014】上記したスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッド
において、前記固定磁性層5の前記磁化M2野方向は、
前記トラックコア幅方向Dに対して垂直の方向から傾い
ていることを特徴とする。上記したスピンバルブ磁気抵
抗効果ヘッドにおいて、前記自由磁性層3の前記磁化M
01の方向は、前記トラックコア幅方向Dから傾いている
ことを特徴とする。
において、前記固定磁性層5の前記磁化M2野方向は、
前記トラックコア幅方向Dに対して垂直の方向から傾い
ていることを特徴とする。上記したスピンバルブ磁気抵
抗効果ヘッドにおいて、前記自由磁性層3の前記磁化M
01の方向は、前記トラックコア幅方向Dから傾いている
ことを特徴とする。
【0015】上記したスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッド
において、図2から図4に例示するように、前記自由磁
性層3の前記磁化M01の前記トラックコア幅Dに対する
第1の角度θfを横軸にとり、前記固定磁性層5の前記
磁化M2の前記トラックコア幅Dに対する第2の角度θ
pを縦軸にとった座標において、該横軸と該縦軸の組み
合わせの該座標を示す(−10°,0°)と(40°,
60°)と(−40°,100°)と(−10°,13
0°)と(40°,100°)と(40°,60°)と
(10°,0°)と(−10°,0°)で囲まれる領域
内に前記自由磁性層3の前記磁化M10の方向と前記固定
磁性層5の前記磁化M2 が方向のそれぞれ傾いているこ
とを特徴とする。
において、図2から図4に例示するように、前記自由磁
性層3の前記磁化M01の前記トラックコア幅Dに対する
第1の角度θfを横軸にとり、前記固定磁性層5の前記
磁化M2の前記トラックコア幅Dに対する第2の角度θ
pを縦軸にとった座標において、該横軸と該縦軸の組み
合わせの該座標を示す(−10°,0°)と(40°,
60°)と(−40°,100°)と(−10°,13
0°)と(40°,100°)と(40°,60°)と
(10°,0°)と(−10°,0°)で囲まれる領域
内に前記自由磁性層3の前記磁化M10の方向と前記固定
磁性層5の前記磁化M2 が方向のそれぞれ傾いているこ
とを特徴とする。
【0016】上記したスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッド
において、前記固定磁性層5には反強磁性層6が接して
形成され、前記固定磁性層5の前記磁化M2の方向は、
該反強磁性層6と前記固定磁性層5との交換結合によっ
て固定されていることを特徴とする。上記した課題は、
図13(a) 、図14に例示するように、軟磁性材よりな
る自由磁性層33と、該自由磁性層33に重なる非磁性
中間層34と、該非磁性中間層34に重なり且つ軟磁性
材よりなる固定磁性層35とを有するスピンバルブ磁気
抵抗効果ヘッドにおいて、前記固定磁性層35と前記自
由磁性層33の磁化角度の差によって生じる磁気抵抗効
果による抵抗変化に対する異方性磁気抵抗効果による抵
抗変化の比が15%以下であることを特徴とするスピン
バルブ磁気抵抗効果ヘッドによって解決する。
において、前記固定磁性層5には反強磁性層6が接して
形成され、前記固定磁性層5の前記磁化M2の方向は、
該反強磁性層6と前記固定磁性層5との交換結合によっ
て固定されていることを特徴とする。上記した課題は、
図13(a) 、図14に例示するように、軟磁性材よりな
る自由磁性層33と、該自由磁性層33に重なる非磁性
中間層34と、該非磁性中間層34に重なり且つ軟磁性
材よりなる固定磁性層35とを有するスピンバルブ磁気
抵抗効果ヘッドにおいて、前記固定磁性層35と前記自
由磁性層33の磁化角度の差によって生じる磁気抵抗効
果による抵抗変化に対する異方性磁気抵抗効果による抵
抗変化の比が15%以下であることを特徴とするスピン
バルブ磁気抵抗効果ヘッドによって解決する。
【0017】上記したスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッド
において、前記自由磁性層33の前記異方性磁気抵抗効
果による抵抗の変化率は、1%以下であることを特徴と
する。上記したスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドにおい
て、前記自由磁性層33は、CoFe合金、元素Xを含むCo
FeX系合金、NiFe合金、元素Yを含むNiFeY系合金のう
ちの単層又は多層構造を有していることを特徴とする。
この場合、前記CoFe合金の原子分率は、Coが85〜95
atoms %、Feが5〜15atoms %であることを特徴とす
る。また、前記CoFeX系合金の原子分率は、Coが85〜
95atoms %、Feが5〜15atoms %であることを特徴
とする。さらに、前記Xは、ボロン、炭素又は窒素であ
ることを特徴とする。
において、前記自由磁性層33の前記異方性磁気抵抗効
果による抵抗の変化率は、1%以下であることを特徴と
する。上記したスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドにおい
て、前記自由磁性層33は、CoFe合金、元素Xを含むCo
FeX系合金、NiFe合金、元素Yを含むNiFeY系合金のう
ちの単層又は多層構造を有していることを特徴とする。
この場合、前記CoFe合金の原子分率は、Coが85〜95
atoms %、Feが5〜15atoms %であることを特徴とす
る。また、前記CoFeX系合金の原子分率は、Coが85〜
95atoms %、Feが5〜15atoms %であることを特徴
とする。さらに、前記Xは、ボロン、炭素又は窒素であ
ることを特徴とする。
【0018】上記したスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッド
において、前記自由磁性層33と前記固定磁性層35の
それぞれの磁化角度の差によって生じる前記磁気抵抗効
果による抵抗の変化率は、6%以上であることを特徴と
する。上記した課題は、上記したスピンバルブ磁気抵抗
効果ヘッドと、前記スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドが
対向して配置される磁気記録媒体とを有することを特徴
とする磁気記録再生装置によって解決する。
において、前記自由磁性層33と前記固定磁性層35の
それぞれの磁化角度の差によって生じる前記磁気抵抗効
果による抵抗の変化率は、6%以上であることを特徴と
する。上記した課題は、上記したスピンバルブ磁気抵抗
効果ヘッドと、前記スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドが
対向して配置される磁気記録媒体とを有することを特徴
とする磁気記録再生装置によって解決する。
【0019】上記した課題は、図11、12、20、2
1に例示するように軟磁性材よりなる自由磁性層13、
43を形成し、該自由磁性層13、43に重なる非磁性
中間層14、44を形成し、該非磁性中間層14、44
に重なり且つ軟磁性材よりなる固定磁性層15、45を
形成する工程とを有するスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッ
ドの製造方法において、前記自由磁性層13,43と前
記固定磁性層15,45との相対角度の変化により生じ
るスピンバルブ磁気抵抗効果と、前記自由磁性層23,
43の磁化と前記自由磁化層に流れる電流との相対角度
の変化により生じる異方性磁気抵抗効果の総和によって
表れる電気抵抗・磁界曲線が線形になる大きさに、前記
自由磁性層13,43の磁化と前記固定磁性層15,4
5の磁化のそれぞれのトラックコア幅方向Dに対する角
度を調整することを特徴とするスピンバルブ磁気抵抗効
果ヘッドの製造方法によって解決する。
1に例示するように軟磁性材よりなる自由磁性層13、
43を形成し、該自由磁性層13、43に重なる非磁性
中間層14、44を形成し、該非磁性中間層14、44
に重なり且つ軟磁性材よりなる固定磁性層15、45を
形成する工程とを有するスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッ
ドの製造方法において、前記自由磁性層13,43と前
記固定磁性層15,45との相対角度の変化により生じ
るスピンバルブ磁気抵抗効果と、前記自由磁性層23,
43の磁化と前記自由磁化層に流れる電流との相対角度
の変化により生じる異方性磁気抵抗効果の総和によって
表れる電気抵抗・磁界曲線が線形になる大きさに、前記
自由磁性層13,43の磁化と前記固定磁性層15,4
5の磁化のそれぞれのトラックコア幅方向Dに対する角
度を調整することを特徴とするスピンバルブ磁気抵抗効
果ヘッドの製造方法によって解決する。
【0020】上記スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドの製
造方法において、前記固定磁性層15に重なる反強磁性
層16を形成する工程を有することを特徴とする。上記
スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドの製造方法において、
前記固定磁性層15の前記磁化の角度は、前記トラック
コア幅方向Dに対して垂直から傾けることを特徴とす
る。
造方法において、前記固定磁性層15に重なる反強磁性
層16を形成する工程を有することを特徴とする。上記
スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドの製造方法において、
前記固定磁性層15の前記磁化の角度は、前記トラック
コア幅方向Dに対して垂直から傾けることを特徴とす
る。
【0021】上記スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドの製
造方法において、図11に例示掏るように、前記固定磁
気層15の前記磁化の角度の確定は、前記固定磁性層1
5又は前記反強磁性層16の形成の際に外部磁界を印加
することによって行うことを特徴とする。上記スピンバ
ルブ磁気抵抗効果ヘッドの製造方法において、図21に
例示するように、前記固定磁性層45の前記磁化の角度
の確定は、前記固定磁性層45又は前記反強磁性層46
を形成した後に、第1の温度で加熱しながら磁界を前記
固定磁性層45又は前記反強磁性層46に印加しながら
行うことを特徴とする。この場合、前記第1の温度は、
少なくとも前記反強磁性層のブロッキング温度であるこ
とを特徴とする。また、前記外部磁界の強度は、少なく
とも前記固定磁性層の保持力又は異方性磁界以上に設定
することを特徴とする。
造方法において、図11に例示掏るように、前記固定磁
気層15の前記磁化の角度の確定は、前記固定磁性層1
5又は前記反強磁性層16の形成の際に外部磁界を印加
することによって行うことを特徴とする。上記スピンバ
ルブ磁気抵抗効果ヘッドの製造方法において、図21に
例示するように、前記固定磁性層45の前記磁化の角度
の確定は、前記固定磁性層45又は前記反強磁性層46
を形成した後に、第1の温度で加熱しながら磁界を前記
固定磁性層45又は前記反強磁性層46に印加しながら
行うことを特徴とする。この場合、前記第1の温度は、
少なくとも前記反強磁性層のブロッキング温度であるこ
とを特徴とする。また、前記外部磁界の強度は、少なく
とも前記固定磁性層の保持力又は異方性磁界以上に設定
することを特徴とする。
【0022】(作用)次に、本発明の作用について説明
する。本発明によれば、スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッ
ドを構成する自由磁性層と固定磁性層の各々の磁化の方
向を調整して抵抗・磁界曲線(ρH曲線)を実用範囲で
線形化するようにしている。即ち、それらの磁化方向の
調整により、スピンバルブ磁気抵抗効果を大きくした
り、或いは自由磁性層の異方性磁気抵抗効果を小さくし
て全体のρH曲線を線形にしている。異方性磁気抵抗効
果の低減は、自由磁性層や固定磁性層を構成するCoFeや
NiFeにボロン、炭素、窒素などの元素を含有させること
によっても可能である。
する。本発明によれば、スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッ
ドを構成する自由磁性層と固定磁性層の各々の磁化の方
向を調整して抵抗・磁界曲線(ρH曲線)を実用範囲で
線形化するようにしている。即ち、それらの磁化方向の
調整により、スピンバルブ磁気抵抗効果を大きくした
り、或いは自由磁性層の異方性磁気抵抗効果を小さくし
て全体のρH曲線を線形にしている。異方性磁気抵抗効
果の低減は、自由磁性層や固定磁性層を構成するCoFeや
NiFeにボロン、炭素、窒素などの元素を含有させること
によっても可能である。
【0023】ρH曲線が線形になると、再生出力の対称
性が向上し、非対称性を−10%から10%の範囲内に
低減させて復調が制度良く、かつ復調が容易になる。ま
た、自由磁性層や固定磁性層の磁化方向の調整は、それ
らの磁性層の成膜の際に外部磁界の印加方向を変えた
り、或いは、それらの成膜後に加熱雰囲気下で外部磁界
の磁化方向を変えることにより可能になる。
性が向上し、非対称性を−10%から10%の範囲内に
低減させて復調が制度良く、かつ復調が容易になる。ま
た、自由磁性層や固定磁性層の磁化方向の調整は、それ
らの磁性層の成膜の際に外部磁界の印加方向を変えた
り、或いは、それらの成膜後に加熱雰囲気下で外部磁界
の磁化方向を変えることにより可能になる。
【0024】
【発明の実施の形態】そこで、以下に本発明の実施形態
を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態
に係る磁気ヘッドを示す斜視図である。図1(a) におい
て、第一の磁気シールド層1上には第一の非磁性絶縁層
2が形成されている。さらに第一の非磁性絶縁層2上に
は、自由磁性層3、非磁性中間層4、固定磁性層5、反
強磁性層6がそれぞれ順に形成されている。そして、自
由磁性層3から反強磁性層6までは、第一の非磁性絶縁
層2上で矩形状にパターニングされている。自由磁性層
3及び固定磁性層5は、ぞれぞれ軟質磁性材から構成さ
れている。
を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態
に係る磁気ヘッドを示す斜視図である。図1(a) におい
て、第一の磁気シールド層1上には第一の非磁性絶縁層
2が形成されている。さらに第一の非磁性絶縁層2上に
は、自由磁性層3、非磁性中間層4、固定磁性層5、反
強磁性層6がそれぞれ順に形成されている。そして、自
由磁性層3から反強磁性層6までは、第一の非磁性絶縁
層2上で矩形状にパターニングされている。自由磁性層
3及び固定磁性層5は、ぞれぞれ軟質磁性材から構成さ
れている。
【0025】自由磁性層3の磁化M01の方向は、図1
(b) に示すように、トラックコア幅方向D(図中y方
向)に対してθf の角度にある。そして、固定磁性層5
の磁化M 2 の方向は、それと接する反強磁性層6との交
換結合力によってトラックコア幅方向Dに対してθp 度
の角度をなしている。また、反強磁性層6のトラックコ
ア幅方向Dの両端寄りには、金又はタングステンよりな
る一対のリード7a,7bが接続されている。自由磁性
層3から反強磁性層6までの各層およびリード7a,7
bは、第二の非磁性絶縁層8により覆われ、さらに、第
二の非磁性絶縁層8の上には第二の磁気シールド層9が
形成されている。第一の磁気シールド層1と第二の磁気
シールド層9の間隙は、再生ギャップに相当する。
(b) に示すように、トラックコア幅方向D(図中y方
向)に対してθf の角度にある。そして、固定磁性層5
の磁化M 2 の方向は、それと接する反強磁性層6との交
換結合力によってトラックコア幅方向Dに対してθp 度
の角度をなしている。また、反強磁性層6のトラックコ
ア幅方向Dの両端寄りには、金又はタングステンよりな
る一対のリード7a,7bが接続されている。自由磁性
層3から反強磁性層6までの各層およびリード7a,7
bは、第二の非磁性絶縁層8により覆われ、さらに、第
二の非磁性絶縁層8の上には第二の磁気シールド層9が
形成されている。第一の磁気シールド層1と第二の磁気
シールド層9の間隙は、再生ギャップに相当する。
【0026】このようなSV磁気抵抗効果ヘッドの自由
磁性層3の磁化の角度θf と固定磁性層4の磁化の角度
θp を変えることによって、図24で示した再生出力の
非対称性がどのように変化するかを以下に述べる。ま
ず、図23に示したようなSV磁気抵抗効果ヘッドのρ
H曲線を、2次式で解析すると、次式(1)のようにな
る。2次式で解析したのは、角度θf 、θpが場所によ
って異なるからである。なお、ρ(H) は、SV磁気抵抗
効果ヘッドのSVMR効果とAMR効果を加えたρH曲
線を示す関数である。また、ρ(0) は、磁場を零にした
場合の関数である。
磁性層3の磁化の角度θf と固定磁性層4の磁化の角度
θp を変えることによって、図24で示した再生出力の
非対称性がどのように変化するかを以下に述べる。ま
ず、図23に示したようなSV磁気抵抗効果ヘッドのρ
H曲線を、2次式で解析すると、次式(1)のようにな
る。2次式で解析したのは、角度θf 、θpが場所によ
って異なるからである。なお、ρ(H) は、SV磁気抵抗
効果ヘッドのSVMR効果とAMR効果を加えたρH曲
線を示す関数である。また、ρ(0) は、磁場を零にした
場合の関数である。
【0027】
【数1】
【0028】磁界Hが微小に+方向変化した場合に生じ
る抵抗の変化量をV(+) とし、磁界Hが微小に−方向変
化した場合に生じる抵抗の変化量をV(-) とすると、V
(+)とV(-) は、次式(2)、(3)で表される。
る抵抗の変化量をV(+) とし、磁界Hが微小に−方向変
化した場合に生じる抵抗の変化量をV(-) とすると、V
(+)とV(-) は、次式(2)、(3)で表される。
【0029】
【数2】
【0030】
【数3】
【0031】ここで、SV磁気抵抗効果ヘッドの再生出
力の非対称性は、次式(4)のように定義される。
力の非対称性は、次式(4)のように定義される。
【0032】
【数4】
【0033】式(4)に示す非対称性は、ρ(0) を磁界
Hで2回微分した結果と1回微分した結果の比に印加磁
界ΔHをかけたものとなる。次に、式(1)を自由磁性
層3の磁化の角度θf と固定磁性層5の磁化の角度θp
の関数として表すと、次式(5)のようになる。ここ
で、amr は、SVMR効果による抵抗変化とAMR効果
による抵抗変化の比である。即ち、SVMR効果の抵抗
変化をΔρSVとすると、AMR効果による抵抗変化Δρ
A は、ΔρA =amr ・ΔρSVで示される。また、ρ
0 は、磁気抵抗効果による変化分を除いた抵抗の関数で
ある。
Hで2回微分した結果と1回微分した結果の比に印加磁
界ΔHをかけたものとなる。次に、式(1)を自由磁性
層3の磁化の角度θf と固定磁性層5の磁化の角度θp
の関数として表すと、次式(5)のようになる。ここ
で、amr は、SVMR効果による抵抗変化とAMR効果
による抵抗変化の比である。即ち、SVMR効果の抵抗
変化をΔρSVとすると、AMR効果による抵抗変化Δρ
A は、ΔρA =amr ・ΔρSVで示される。また、ρ
0 は、磁気抵抗効果による変化分を除いた抵抗の関数で
ある。
【0034】
【数5】
【0035】ここで、固定磁性層5の磁化の角度θ
p は、反強磁性層6との交換結合によって固定されてい
るとすると、ρ(0) の磁界Hによる1階微分は次式
(6)で示され、その2階微分は次式(7)で示され
る。
p は、反強磁性層6との交換結合によって固定されてい
るとすると、ρ(0) の磁界Hによる1階微分は次式
(6)で示され、その2階微分は次式(7)で示され
る。
【0036】
【数6】
【0037】
【数7】
【0038】また、 sinθf によってρを1階微分した
結果は式(8)で示され、その2階微分は式(9)で示
される。
結果は式(8)で示され、その2階微分は式(9)で示
される。
【0039】
【数8】
【0040】
【数9】
【0041】ここで、非対称性の関数Asym を示す式
(4)に式(6)〜(9)を代入すると、式(10)の
ような結果が得られる。
(4)に式(6)〜(9)を代入すると、式(10)の
ような結果が得られる。
【0042】
【数10】
【0043】式(10)の第1項は、SVMR効果とA
MR効果の和において生じる非対称性の項である。ま
た、式(10)の第2項は、自由磁性層3における sin
θf の印加磁界Hに対する非対称性の項である。この式
(10)に基づいて非対称性を計算し、自由磁性層3の
磁化角度θf を横軸にとり、固定磁性層5の磁化角度θ
p を横軸にとって非対称性の分布を示すと図2〜図4の
ような結果が得られる。
MR効果の和において生じる非対称性の項である。ま
た、式(10)の第2項は、自由磁性層3における sin
θf の印加磁界Hに対する非対称性の項である。この式
(10)に基づいて非対称性を計算し、自由磁性層3の
磁化角度θf を横軸にとり、固定磁性層5の磁化角度θ
p を横軸にとって非対称性の分布を示すと図2〜図4の
ような結果が得られる。
【0044】図2は、SV磁気抵抗効果ヘッドのamr を
25%とした場合の非対称性分布を示し、図3は、SV
磁気抵抗効果ヘッドのamr を15%とした場合の非対称
性分布を示し、図4は、SV磁気抵抗効果ヘッドのamr
を5%とした場合の非対称性分布を示している。図2〜
図4の破線に示す七角形の領域の内側が実際に製品に適
用できる範囲である。これは、七角形の領域以外では非
対称性の等高線が密になって存在するので、非対称性を
決めにくくなり、復調がし難くなるからである。しか
も、自由磁性層3の磁化角度θf が−40°〜+40°
の範囲から外れると、非対称性が悪化するからである。
25%とした場合の非対称性分布を示し、図3は、SV
磁気抵抗効果ヘッドのamr を15%とした場合の非対称
性分布を示し、図4は、SV磁気抵抗効果ヘッドのamr
を5%とした場合の非対称性分布を示している。図2〜
図4の破線に示す七角形の領域の内側が実際に製品に適
用できる範囲である。これは、七角形の領域以外では非
対称性の等高線が密になって存在するので、非対称性を
決めにくくなり、復調がし難くなるからである。しか
も、自由磁性層3の磁化角度θf が−40°〜+40°
の範囲から外れると、非対称性が悪化するからである。
【0045】七角形の各頂点(θf ,θp )の図2〜図
4の座標点は(−10°,0°)、(−40°,60
°)、(−40°,100°)、(10°,130
°)、(40°,100°)、(40°,60°)、
(10°,0°)に存在する。通常の再生用磁気ヘッド
では、一般に式(10)の第2項の sinθf の印加磁界
に対する応答は、線形性を満たし、しかも第1項に比べ
て十分に小さい。このため、非対称性に主に効く項は第
1項のみである。したがって、非対称性は、次式(1
1)で示せることになる。
4の座標点は(−10°,0°)、(−40°,60
°)、(−40°,100°)、(10°,130
°)、(40°,100°)、(40°,60°)、
(10°,0°)に存在する。通常の再生用磁気ヘッド
では、一般に式(10)の第2項の sinθf の印加磁界
に対する応答は、線形性を満たし、しかも第1項に比べ
て十分に小さい。このため、非対称性に主に効く項は第
1項のみである。したがって、非対称性は、次式(1
1)で示せることになる。
【0046】
【数11】
【0047】非対称性を0%にするためには、式(1
1)の分子の〔( cosθp / cos3θf)−4amr 〕を0
にすることが重要であり、このためには、固定磁性層5
の磁化角度θp として90°以外を選択することにより
その式を0に近づけることが好ましい。図22(a) に示
した従来のSV磁気抵抗効果ヘッドは、固定磁性層5の
磁化角度θp が90°であり、自由磁性層3の磁化角度
θf が0°となっている。
1)の分子の〔( cosθp / cos3θf)−4amr 〕を0
にすることが重要であり、このためには、固定磁性層5
の磁化角度θp として90°以外を選択することにより
その式を0に近づけることが好ましい。図22(a) に示
した従来のSV磁気抵抗効果ヘッドは、固定磁性層5の
磁化角度θp が90°であり、自由磁性層3の磁化角度
θf が0°となっている。
【0048】しかし、そのような磁化角度は、図2〜図
4からわかるように、非対称性が0%の等高線上にはな
い。例えば図2において、θp が90°でθf が0°の
点は非対称性が約−15%となる。これは、式(11)
の分子の第1項には cosθpが含まれているので、AM
R効果に由来する第2項の−4amr だけが残り、非対称
性は−4amr に比例するからである。
4からわかるように、非対称性が0%の等高線上にはな
い。例えば図2において、θp が90°でθf が0°の
点は非対称性が約−15%となる。これは、式(11)
の分子の第1項には cosθpが含まれているので、AM
R効果に由来する第2項の−4amr だけが残り、非対称
性は−4amr に比例するからである。
【0049】また、バイアス位置、即ち自由磁性層3の
磁化角度が変化しても、式(11)の分母が変化するだ
けであり、本質的に分子の−4amr は変化しない。この
ため、本質的に、固定磁性層5の磁化角度θp が90°
となっているSV磁気抵抗効果ヘッドにおいては、非対
称性が0%にならず、常にマイナスとなる。このことは
図2〜図4に表れている。なお、磁化角度θf 、θ
p は、トラックコア幅方向Dから磁気記録媒体10側に
傾いた場合にはマイナスとなり、その反対側に傾いた場
合はプラスとなる。
磁化角度が変化しても、式(11)の分母が変化するだ
けであり、本質的に分子の−4amr は変化しない。この
ため、本質的に、固定磁性層5の磁化角度θp が90°
となっているSV磁気抵抗効果ヘッドにおいては、非対
称性が0%にならず、常にマイナスとなる。このことは
図2〜図4に表れている。なお、磁化角度θf 、θ
p は、トラックコア幅方向Dから磁気記録媒体10側に
傾いた場合にはマイナスとなり、その反対側に傾いた場
合はプラスとなる。
【0050】また、非対称性を±10%以下にするため
には、固定側磁性層5の磁化角度を傾けることによっ
て、AMR効果に由来する非対称性を相殺することが可
能である。第2〜4の図からは、固定磁性層5の角度θ
p と自由磁性層3の磁化角度θfの組み合わせにより、
非対称性を0%にすることができることがわかる。これ
は、θp を90°以外に設定すると、式(10)の分子
の第1項は cosθp を含んでいるためにプラスとなり、
第2項のAMR効果に由来する−4amr と相殺し、分子
が0となる固定磁性層5、自由磁性層3の磁化角度
θp 、θf が存在するからである.このような自由磁性
層3、固定磁性層5のそれぞれの磁化角度θf 、θ
p は、いかなるSV磁気抵抗効果ヘッドのどのようなam
r に対しても存在する。このように、AMR効果とSV
MR効果との抵抗変化の比であるamr に応じて、適当な
固定磁性層5の磁化角度θp 、並びにバイアス位置つま
り自由磁性層3の磁化角度θf を選択することによっ
て、非対称性を0%もしくは十分許容できる±10%以
下にすることが可能となる。
には、固定側磁性層5の磁化角度を傾けることによっ
て、AMR効果に由来する非対称性を相殺することが可
能である。第2〜4の図からは、固定磁性層5の角度θ
p と自由磁性層3の磁化角度θfの組み合わせにより、
非対称性を0%にすることができることがわかる。これ
は、θp を90°以外に設定すると、式(10)の分子
の第1項は cosθp を含んでいるためにプラスとなり、
第2項のAMR効果に由来する−4amr と相殺し、分子
が0となる固定磁性層5、自由磁性層3の磁化角度
θp 、θf が存在するからである.このような自由磁性
層3、固定磁性層5のそれぞれの磁化角度θf 、θ
p は、いかなるSV磁気抵抗効果ヘッドのどのようなam
r に対しても存在する。このように、AMR効果とSV
MR効果との抵抗変化の比であるamr に応じて、適当な
固定磁性層5の磁化角度θp 、並びにバイアス位置つま
り自由磁性層3の磁化角度θf を選択することによっ
て、非対称性を0%もしくは十分許容できる±10%以
下にすることが可能となる。
【0051】また、固定磁性層5の磁化角度が90°で
ある場合においても、非対称性を十分許容できる範囲内
にすることが可能である。このためには、amr を小さく
することが必要である。以上のことから、AMR効果と
SVMR効果との抵抗変化の比であるamr が小さいSV
磁気抵抗効果ヘッドを用いるこにより、非対称性を小さ
くできることがわかった。
ある場合においても、非対称性を十分許容できる範囲内
にすることが可能である。このためには、amr を小さく
することが必要である。以上のことから、AMR効果と
SVMR効果との抵抗変化の比であるamr が小さいSV
磁気抵抗効果ヘッドを用いるこにより、非対称性を小さ
くできることがわかった。
【0052】図5は、非対称性とamr の関係を示したグ
ラフである。このように、amr を15%以下とすること
によって、非対称性は許容範囲である−10%より小さ
く改善される。amr は、SV磁気抵抗効果ヘッドにおけ
るAMR効果とSVMR効果との抵抗変化の比である。
したがって、amr を減少させる手段には2種類の方法が
ある。
ラフである。このように、amr を15%以下とすること
によって、非対称性は許容範囲である−10%より小さ
く改善される。amr は、SV磁気抵抗効果ヘッドにおけ
るAMR効果とSVMR効果との抵抗変化の比である。
したがって、amr を減少させる手段には2種類の方法が
ある。
【0053】1つ目は、自由磁性層3自身のAMR効果
を減少させること、2つ目は、SVMR効果を増大させ
ることである。まず初めに、AMR効果の減少について
述べる。図6は、非対称性と自由磁性層3単膜でのAM
R効果の関係を示したグラフである。このように、AM
R効果の減少によって、非対称性は一様に改善してい
る。これは、非対称性の原因がAMR効果によるもので
あることを示している。
を減少させること、2つ目は、SVMR効果を増大させ
ることである。まず初めに、AMR効果の減少について
述べる。図6は、非対称性と自由磁性層3単膜でのAM
R効果の関係を示したグラフである。このように、AM
R効果の減少によって、非対称性は一様に改善してい
る。これは、非対称性の原因がAMR効果によるもので
あることを示している。
【0054】したがって、非対称性の抑制にはAMR効
果を減少させることが非常に効果的であることがわか
る。また、非対称性が許容範囲である−10%又はそれ
より小さくなるようにするためには、自由磁性層3単膜
でのAMR効果を1%以下とする必要がある。なお、図
6において横軸のAMR比は、AMR効果による抵抗の
最大値と最小値の比を示している。
果を減少させることが非常に効果的であることがわか
る。また、非対称性が許容範囲である−10%又はそれ
より小さくなるようにするためには、自由磁性層3単膜
でのAMR効果を1%以下とする必要がある。なお、図
6において横軸のAMR比は、AMR効果による抵抗の
最大値と最小値の比を示している。
【0055】つぎに、SVMR効果の増大の効果につい
て図7に基づいて説明する。図7は、非対称性とSVM
R効果の関係を示したグラフである。このように、SV
MR効果の増大によって非対称性が反比例して減少する
ことがわかる。これは、非対称性の原因が、SVMR効
果に由来するものではないことを示している。つまり、
非対称性は、SVMR効果の増大に起因する再生出力の
増大によって相対的に減少する。また.非対称性を許容
範囲である−10%又はそれよりも改善するためには、
SVMR効果を4%以上にする必要があることがわか
る。
て図7に基づいて説明する。図7は、非対称性とSVM
R効果の関係を示したグラフである。このように、SV
MR効果の増大によって非対称性が反比例して減少する
ことがわかる。これは、非対称性の原因が、SVMR効
果に由来するものではないことを示している。つまり、
非対称性は、SVMR効果の増大に起因する再生出力の
増大によって相対的に減少する。また.非対称性を許容
範囲である−10%又はそれよりも改善するためには、
SVMR効果を4%以上にする必要があることがわか
る。
【0056】なお、図7のSV比は、SVMR効果によ
る抵抗の最大値と最小値の比を示している。以上のこと
から、自由磁性層3、固定磁性層5のそれぞれの磁化角
度を従来の磁化角度と異ならせて非対称性を改善したS
V磁気抵抗効果ヘッドの一例を以下に説明する。 (第1例)図8(a) は、SV磁気ヘッドの要部を示す斜
視図である。
る抵抗の最大値と最小値の比を示している。以上のこと
から、自由磁性層3、固定磁性層5のそれぞれの磁化角
度を従来の磁化角度と異ならせて非対称性を改善したS
V磁気抵抗効果ヘッドの一例を以下に説明する。 (第1例)図8(a) は、SV磁気ヘッドの要部を示す斜
視図である。
【0057】NiFeよりなる第一の磁気シールド層11上
にはAl2O3 よりなる第一の非磁性絶縁層12が形成され
ている。さらに第一の非磁性絶縁層12上には、NiFeよ
りなる自由磁性層13、Cuからなる非磁性中間層14、
NiFeよりなる固定磁性層15及びFeMnよりなる反強磁性
層16がそれぞれ順に形成されている。この場合、自由
磁性層13の膜厚は7.5nm、非磁性中間層14の膜厚
は3nm、固定磁性層15の膜厚は3nm、反強磁性層16
の膜厚は10nmとなっている。
にはAl2O3 よりなる第一の非磁性絶縁層12が形成され
ている。さらに第一の非磁性絶縁層12上には、NiFeよ
りなる自由磁性層13、Cuからなる非磁性中間層14、
NiFeよりなる固定磁性層15及びFeMnよりなる反強磁性
層16がそれぞれ順に形成されている。この場合、自由
磁性層13の膜厚は7.5nm、非磁性中間層14の膜厚
は3nm、固定磁性層15の膜厚は3nm、反強磁性層16
の膜厚は10nmとなっている。
【0058】自由磁性層13から反強磁性層16までは
電気的に接合し、それらは第一の非磁性絶縁層12上で
矩形状にパターニングされている。また、反強磁性層1
6の両端には、金又はタングステンよりなる一対のリー
ド17a,17bが形成されている。第一の非磁性絶縁
層12上の反強磁性層16、リード17a,17b等
は、Al 2O3 よりなる第二の非磁性絶縁層18に覆われて
おり、その第二の非磁性絶縁層18上にはNiFeよりなる
第二の磁気シールド層19が形成されている。
電気的に接合し、それらは第一の非磁性絶縁層12上で
矩形状にパターニングされている。また、反強磁性層1
6の両端には、金又はタングステンよりなる一対のリー
ド17a,17bが形成されている。第一の非磁性絶縁
層12上の反強磁性層16、リード17a,17b等
は、Al 2O3 よりなる第二の非磁性絶縁層18に覆われて
おり、その第二の非磁性絶縁層18上にはNiFeよりなる
第二の磁気シールド層19が形成されている。
【0059】そのようなSV磁気抵抗効果ヘッドにおい
て、図8(b) に示すように、自由磁性層13の磁化容易
軸M1 は、磁気記録媒体20の面と略平行であってトラ
ックコア幅方向Dと同じ向きになっている。また、自由
磁性層13の磁化M10の方向は、2つのリード17a,
17b間の領域にセンス電流Jを流すことによって磁化
容易軸M1 から+7°傾斜する。
て、図8(b) に示すように、自由磁性層13の磁化容易
軸M1 は、磁気記録媒体20の面と略平行であってトラ
ックコア幅方向Dと同じ向きになっている。また、自由
磁性層13の磁化M10の方向は、2つのリード17a,
17b間の領域にセンス電流Jを流すことによって磁化
容易軸M1 から+7°傾斜する。
【0060】固定磁性層15の磁化M2 の方向は、反強
磁性層16との交換結合力によってトラックコア幅方向
Dに対して+35°の角度をなしている。なお、トラッ
ク幅方向Dに対する磁化方向M10、M2 の角度は、トラ
ックコア幅方向Dから磁気記録媒体20側に傾いた場合
にはマイナスとなり、その反対側に傾いた場合はプラス
となる。
磁性層16との交換結合力によってトラックコア幅方向
Dに対して+35°の角度をなしている。なお、トラッ
ク幅方向Dに対する磁化方向M10、M2 の角度は、トラ
ックコア幅方向Dから磁気記録媒体20側に傾いた場合
にはマイナスとなり、その反対側に傾いた場合はプラス
となる。
【0061】その自由磁性層13は、AMR効果によっ
て、センス電流Jの方向と磁化M10の方向のなす角度が
変わることによって電気抵抗値が変化する。また、自由
磁性層13と固定磁性層15は、SVMR効果によっ
て、磁化M10の方向と磁化M2の方向の反平行成分が多
くなるほど抵抗値が増加し、それらの磁化の方向の平行
成分が多くなるほど抵抗が低減する。
て、センス電流Jの方向と磁化M10の方向のなす角度が
変わることによって電気抵抗値が変化する。また、自由
磁性層13と固定磁性層15は、SVMR効果によっ
て、磁化M10の方向と磁化M2の方向の反平行成分が多
くなるほど抵抗値が増加し、それらの磁化の方向の平行
成分が多くなるほど抵抗が低減する。
【0062】ところで、磁気記録媒体20からの正方向
の信号磁界と逆方向の信号磁界をそれぞれSV磁気ヘッ
ドにより再生した場合に、それら2つの再生信号はある
値を中心にして対称となっていることが望ましいことは
既に述べた。その対称性は、完全なほど良いが、実際に
は自由磁性層13のAMR効果によって対称性が悪化す
る。
の信号磁界と逆方向の信号磁界をそれぞれSV磁気ヘッ
ドにより再生した場合に、それら2つの再生信号はある
値を中心にして対称となっていることが望ましいことは
既に述べた。その対称性は、完全なほど良いが、実際に
は自由磁性層13のAMR効果によって対称性が悪化す
る。
【0063】なお、図8(a) (b) に示すSV磁気抵抗効
果ヘッドのSVMR効果による抵抗の変化は3%であ
り、自由磁性層13のAMR効果による抵抗の変化は
1.5%である。また、SVMR効果の抵抗変化とAM
R効果の抵抗変化の比を示すamrは20%となってい
る。次に、図8(a) に示したSV磁気ヘッドの磁気抵抗
効果によるρH曲線を調べたところ、図9に示すような
結果が得られた。図9においては、SVMR効果の非直
線性とAMR効果の非直線性が互いに逆になっているた
め、これら2つの磁気抵抗効果を合計したSV磁気抵抗
効果ヘッド全体の磁気抵抗効果の直線性が非常に良いこ
とがわかる。
果ヘッドのSVMR効果による抵抗の変化は3%であ
り、自由磁性層13のAMR効果による抵抗の変化は
1.5%である。また、SVMR効果の抵抗変化とAM
R効果の抵抗変化の比を示すamrは20%となってい
る。次に、図8(a) に示したSV磁気ヘッドの磁気抵抗
効果によるρH曲線を調べたところ、図9に示すような
結果が得られた。図9においては、SVMR効果の非直
線性とAMR効果の非直線性が互いに逆になっているた
め、これら2つの磁気抵抗効果を合計したSV磁気抵抗
効果ヘッド全体の磁気抵抗効果の直線性が非常に良いこ
とがわかる。
【0064】また、インダクティブ磁気ヘッドを用いて
円板状の磁気記録媒体20の1つのトラックの第1のビ
ットに上方向の磁界が発生するように磁気データを書込
み、また第2のビットには下方向に磁界が発生するよう
に磁気データを書き込む。その後に図8(a) に示したS
V磁気ヘッドによってその磁気データを再生した。第1
のビットにおける磁気データの再生出力波形のうち、S
VMR効果とAMR効果が加わった抵抗変化による第1
の再生出力は図10の実線の谷形のようになった。さら
に、第2のビットにおける磁気データの再生出力波形の
うち、SVMR効果とAMR効果が加わった抵抗変化に
よる第2の再生出力は図10の実線の山形のようになっ
た。なお、再生出力は、抵抗の変化に比例した電圧出力
として出力される。
円板状の磁気記録媒体20の1つのトラックの第1のビ
ットに上方向の磁界が発生するように磁気データを書込
み、また第2のビットには下方向に磁界が発生するよう
に磁気データを書き込む。その後に図8(a) に示したS
V磁気ヘッドによってその磁気データを再生した。第1
のビットにおける磁気データの再生出力波形のうち、S
VMR効果とAMR効果が加わった抵抗変化による第1
の再生出力は図10の実線の谷形のようになった。さら
に、第2のビットにおける磁気データの再生出力波形の
うち、SVMR効果とAMR効果が加わった抵抗変化に
よる第2の再生出力は図10の実線の山形のようになっ
た。なお、再生出力は、抵抗の変化に比例した電圧出力
として出力される。
【0065】この結果、第1の再生出力の波形と第2の
再生出力の波形は、図9から予想される通り、非対称性
は1%以下と従来のものより小さくなった。この非対称
性は、式(4)と図16の実験結果から求めた値であ
り、式(10)又は(11)で求める値とほぼ一致して
いる。次に、図8(a) に示すSV磁気抵抗効果ヘッドの
製造工程を説明する。SV磁気抵抗効果ヘッドを構成す
る膜の成長は、図11に示すようなスパッタ装置を用い
て行われる。
再生出力の波形は、図9から予想される通り、非対称性
は1%以下と従来のものより小さくなった。この非対称
性は、式(4)と図16の実験結果から求めた値であ
り、式(10)又は(11)で求める値とほぼ一致して
いる。次に、図8(a) に示すSV磁気抵抗効果ヘッドの
製造工程を説明する。SV磁気抵抗効果ヘッドを構成す
る膜の成長は、図11に示すようなスパッタ装置を用い
て行われる。
【0066】スパッタ装置のチャンバ21では、一面側
に基板が取付けられる回転可能な基板支持部22が配置
されている。また、基板支持部22の両側には、基板支
持領域で一方向に磁界H10を発生させる磁界発生手段2
3が配置されている。さらに、基板支持部22の基板支
持領域から間隔をおいて各種のターゲット24が配置さ
れている。スパッタの際にはチャンバ21内は背圧5×
10-5Pa(4×10 -7Torr)程度に減圧され、さらに
その中にはアルゴンガスが導入され、その後に0.3P
a(2×10-3 Torr )で成膜される。なお、磁界発生
手段23としては、永久磁石や電磁石などがある。
に基板が取付けられる回転可能な基板支持部22が配置
されている。また、基板支持部22の両側には、基板支
持領域で一方向に磁界H10を発生させる磁界発生手段2
3が配置されている。さらに、基板支持部22の基板支
持領域から間隔をおいて各種のターゲット24が配置さ
れている。スパッタの際にはチャンバ21内は背圧5×
10-5Pa(4×10 -7Torr)程度に減圧され、さらに
その中にはアルゴンガスが導入され、その後に0.3P
a(2×10-3 Torr )で成膜される。なお、磁界発生
手段23としては、永久磁石や電磁石などがある。
【0067】このようなスパッタ装置を用いて、まず、
図12(a) に示すように、アルミナ・チタン・カーボン
などの基板SUBの上に、NiFeよりなる第一の磁気シー
ルド層11、Al2O3 よりなる第一の非磁性絶縁層12を
形成する。さらに、第一の非磁性絶縁層12上に膜厚
7.5nmのNiFeよりなる自由磁性層13、膜厚3nmのCu
よりなる非磁性中間層14を形成する。
図12(a) に示すように、アルミナ・チタン・カーボン
などの基板SUBの上に、NiFeよりなる第一の磁気シー
ルド層11、Al2O3 よりなる第一の非磁性絶縁層12を
形成する。さらに、第一の非磁性絶縁層12上に膜厚
7.5nmのNiFeよりなる自由磁性層13、膜厚3nmのCu
よりなる非磁性中間層14を形成する。
【0068】この場合、磁界発生手段24によって一方
向に常温で100エルステット(Oe)の磁界H11の中で
自由磁性層13、非磁性中間層14を形成する。その磁
界H 11の方向が自由磁性層13の磁化容易軸となる。そ
の後に、基板支持部23及びその下の基板SUBを磁化
容易軸から35°回転させる。
向に常温で100エルステット(Oe)の磁界H11の中で
自由磁性層13、非磁性中間層14を形成する。その磁
界H 11の方向が自由磁性層13の磁化容易軸となる。そ
の後に、基板支持部23及びその下の基板SUBを磁化
容易軸から35°回転させる。
【0069】続いて、図12(b) に示すように、非磁性
中間層14上に膜厚3nmのNiFeよりなる固定磁性層15
を形成し、さらにその上に膜厚10nmのFeMnからなる反
強磁性層16を形成する。これら固定磁性層15、反強
磁性層16は、磁界発生手段24によって発生した10
0エルステット(Oe)の磁界H12の中で形成される。こ
の後に、基板SUBをスパッタ装置から取り出す。次
に、図12(c) に示すように、自由磁性層13から反強
磁性層16までを長方形にパターニングする。その長方
形の長辺は、自由磁性層13の磁化容易軸と一致する方
向に設定する。続いて、反強磁性層16の両端に金又は
タングステンよりなる一対のリード17a,17bを形
成する。
中間層14上に膜厚3nmのNiFeよりなる固定磁性層15
を形成し、さらにその上に膜厚10nmのFeMnからなる反
強磁性層16を形成する。これら固定磁性層15、反強
磁性層16は、磁界発生手段24によって発生した10
0エルステット(Oe)の磁界H12の中で形成される。こ
の後に、基板SUBをスパッタ装置から取り出す。次
に、図12(c) に示すように、自由磁性層13から反強
磁性層16までを長方形にパターニングする。その長方
形の長辺は、自由磁性層13の磁化容易軸と一致する方
向に設定する。続いて、反強磁性層16の両端に金又は
タングステンよりなる一対のリード17a,17bを形
成する。
【0070】その後に、図12(d) に示すように、リー
ド17a,17b、反強磁性層16などを覆う第二の非
磁性絶縁層18をスパッタにより形成する。さらに、第
二の非磁性絶縁層18上にNiFeよりなる第二の磁気シー
ルド層19を形成する。これにより、図8(a),(b) に示
したSV磁気抵抗効果ヘッドの基本構造が完成する。
ド17a,17b、反強磁性層16などを覆う第二の非
磁性絶縁層18をスパッタにより形成する。さらに、第
二の非磁性絶縁層18上にNiFeよりなる第二の磁気シー
ルド層19を形成する。これにより、図8(a),(b) に示
したSV磁気抵抗効果ヘッドの基本構造が完成する。
【0071】なお、自由磁性層13から反強磁性層16
までの積層関係は、上記した正順であてもよいし逆順で
あってもよい。 (第2例)コバルト鉄(CoFe)は、SV磁気抵抗効果ヘ
ッドの自由磁性層の材料として用いられることが提案さ
れている。そして、そのコバルト鉄にボロン、炭素、窒
素などの元素を含有させることによって、その自由磁性
層の異方性磁気抵抗効果を抑制できるので、以下にその
例を示す。
までの積層関係は、上記した正順であてもよいし逆順で
あってもよい。 (第2例)コバルト鉄(CoFe)は、SV磁気抵抗効果ヘ
ッドの自由磁性層の材料として用いられることが提案さ
れている。そして、そのコバルト鉄にボロン、炭素、窒
素などの元素を含有させることによって、その自由磁性
層の異方性磁気抵抗効果を抑制できるので、以下にその
例を示す。
【0072】図13(a) は、SV磁気ヘッドの要部を示
す斜視図である。NiFeよりなる第一の磁気シールド層3
1上にはAl2O3 よりなる第一の非磁性絶縁層32が形成
され、さらに第一の非磁性絶縁層32上には、自由磁性
層33が形成されている。その自由磁性層33は、NiFe
層と(Co90Fe10)90B10 層からなる二層構造を有してい
る。(Co90Fe10)90B10 における添字は、組成比 (atoms
%)を示している。
す斜視図である。NiFeよりなる第一の磁気シールド層3
1上にはAl2O3 よりなる第一の非磁性絶縁層32が形成
され、さらに第一の非磁性絶縁層32上には、自由磁性
層33が形成されている。その自由磁性層33は、NiFe
層と(Co90Fe10)90B10 層からなる二層構造を有してい
る。(Co90Fe10)90B10 における添字は、組成比 (atoms
%)を示している。
【0073】また、自由磁性層33上には、Cuからなる
非磁性中間層34、(Co90Fe10)90B1 0 からなる固定磁性
層35、FeMnよりなる反強磁性層36がそれぞれ順に形
成されている。この場合、自由磁性層33の膜厚は7.
5nm、非磁性中間層34の膜厚は3nm、固定磁性層35
の膜厚は3nm、反強磁性層36の膜厚は10nmとなって
いる。
非磁性中間層34、(Co90Fe10)90B1 0 からなる固定磁性
層35、FeMnよりなる反強磁性層36がそれぞれ順に形
成されている。この場合、自由磁性層33の膜厚は7.
5nm、非磁性中間層34の膜厚は3nm、固定磁性層35
の膜厚は3nm、反強磁性層36の膜厚は10nmとなって
いる。
【0074】自由磁性層33から反強磁性層36までは
電気的に接合しているとともに、それらは第一の非磁性
絶縁層32上で矩形状にパターニングされ、その反強磁
性層36の両端には、金又はタングステンよりなる一対
のリード37a,37bが形成されている。また、第一
の非磁性絶縁層32上の反強磁性層36、リード37
a,37b等は、Al2O3 よりなる第二の非磁性絶縁層3
8に覆われており、その第二の非磁性絶縁層38上には
NiFeよりなる第二の磁気シールド層39が形成されてい
る。
電気的に接合しているとともに、それらは第一の非磁性
絶縁層32上で矩形状にパターニングされ、その反強磁
性層36の両端には、金又はタングステンよりなる一対
のリード37a,37bが形成されている。また、第一
の非磁性絶縁層32上の反強磁性層36、リード37
a,37b等は、Al2O3 よりなる第二の非磁性絶縁層3
8に覆われており、その第二の非磁性絶縁層38上には
NiFeよりなる第二の磁気シールド層39が形成されてい
る。
【0075】そのようなSV磁気ヘッドにおいて、図1
3(b) に示すように、自由磁性層33の磁化容易軸M1
は、磁気記録媒体30の対向面と平行であってトラック
コア幅方向Dと同じ向きになっている。また、自由磁性
層33の磁化M10の方向は、2つのリード37a,37
b間の領域にセンス電流J(5mA)を流すことによって
磁化容易軸M1 から−4°傾斜する。
3(b) に示すように、自由磁性層33の磁化容易軸M1
は、磁気記録媒体30の対向面と平行であってトラック
コア幅方向Dと同じ向きになっている。また、自由磁性
層33の磁化M10の方向は、2つのリード37a,37
b間の領域にセンス電流J(5mA)を流すことによって
磁化容易軸M1 から−4°傾斜する。
【0076】固定磁性層35の磁化M2 の方向は、反強
磁性層36との交換結合力によってトラックコア幅方向
Dに対して90°の角度をなしている。自由磁性層33
の磁化容易軸と固定磁性層35の磁化角度は、第1例で
示したような成膜中に設定する。図13(a),(b) に示す
SV磁気抵抗効果ヘッドのSVMR効果による抵抗の変
化は5.0%であり、自由磁性層13のAMR効果によ
る抵抗の変化は0.9%である。また、SVMR効果の
抵抗変化とAMR効果の抵抗変化の比を示すamrは7%
となっている。
磁性層36との交換結合力によってトラックコア幅方向
Dに対して90°の角度をなしている。自由磁性層33
の磁化容易軸と固定磁性層35の磁化角度は、第1例で
示したような成膜中に設定する。図13(a),(b) に示す
SV磁気抵抗効果ヘッドのSVMR効果による抵抗の変
化は5.0%であり、自由磁性層13のAMR効果によ
る抵抗の変化は0.9%である。また、SVMR効果の
抵抗変化とAMR効果の抵抗変化の比を示すamrは7%
となっている。
【0077】ところで、磁気記録媒体30からの正方向
の信号磁界と逆方向の信号磁界をそれぞれSV磁気ヘッ
ドにより再生した場合に、それら2つの再生信号はある
値を中心にして対称となっていることは既に述べた。そ
の対称性は、完全なほど良いが、実際にはAMR効果に
よって対称性が悪化する。しかし、二層構造の自由磁性
層33にCoFe層を用いる場合には、SV磁気ヘッドのS
VMR効果が大きくなるばかりでなくAMR効果も大き
くなってしまう。これに対して、CoFeの中にボロンを含
ませたところ、以下のようにAMR効果が低減されるこ
とがわかった。
の信号磁界と逆方向の信号磁界をそれぞれSV磁気ヘッ
ドにより再生した場合に、それら2つの再生信号はある
値を中心にして対称となっていることは既に述べた。そ
の対称性は、完全なほど良いが、実際にはAMR効果に
よって対称性が悪化する。しかし、二層構造の自由磁性
層33にCoFe層を用いる場合には、SV磁気ヘッドのS
VMR効果が大きくなるばかりでなくAMR効果も大き
くなってしまう。これに対して、CoFeの中にボロンを含
ませたところ、以下のようにAMR効果が低減されるこ
とがわかった。
【0078】まず、NiFe層とCoFeB 層からなる総膜厚7
5Åの二層構造を第1の磁性層とする。そして、NiFe層
とCoFeB 層のそれぞれの膜厚の比を変えてAMR比を調
べたところ、図14の実線に示すように、CoFeB 層の厚
さが増えるにしたがってAMR比が小さくなることがわ
かる。CoFeB の組成成分は、Coが81atoms %、Feが9
atoms %、ボロンが10atoms %である。
5Åの二層構造を第1の磁性層とする。そして、NiFe層
とCoFeB 層のそれぞれの膜厚の比を変えてAMR比を調
べたところ、図14の実線に示すように、CoFeB 層の厚
さが増えるにしたがってAMR比が小さくなることがわ
かる。CoFeB の組成成分は、Coが81atoms %、Feが9
atoms %、ボロンが10atoms %である。
【0079】さらに、NiFe層とCoFe層からなる総膜厚7
5Åの二層構造を第2の磁性層とする。そして、NiFe層
とCoFe層の膜厚の比を変えてAMR比を調べたところ、
図14の破線に示すように、CoFe層の厚さが増えるにし
たがってAMR比が大きくなることがわかった。図14
によれば、第1の磁性層の方が第2の磁性層に比べてA
MR比が小さくなることがわかる。また、第1の磁性層
のAMR比は、CoFeB 層が厚くなるにつれて小さくなっ
た。そして、第1の磁性層を全てCoFeB 層で構成した場
合に、AMR比は約0.2%と極めて小さくなった。な
お、第2の磁性層を全てCoFeにより形成する場合にはA
MR比は小さくなるが、この材料は保磁力が大きいので
自由磁性層として使用することは好ましくない。
5Åの二層構造を第2の磁性層とする。そして、NiFe層
とCoFe層の膜厚の比を変えてAMR比を調べたところ、
図14の破線に示すように、CoFe層の厚さが増えるにし
たがってAMR比が大きくなることがわかった。図14
によれば、第1の磁性層の方が第2の磁性層に比べてA
MR比が小さくなることがわかる。また、第1の磁性層
のAMR比は、CoFeB 層が厚くなるにつれて小さくなっ
た。そして、第1の磁性層を全てCoFeB 層で構成した場
合に、AMR比は約0.2%と極めて小さくなった。な
お、第2の磁性層を全てCoFeにより形成する場合にはA
MR比は小さくなるが、この材料は保磁力が大きいので
自由磁性層として使用することは好ましくない。
【0080】次に、図13(a) に示したSV磁気ヘッド
の外部印加磁界に対する抵抗の変化を調べたところ図1
5に示すように、AMR効果による抵抗値の変化が極め
て小さくなった。しかも全体の磁気抵抗効果(SVMR
+AMR)のρH曲線の直線性を有する領域が広くな
り、線形性が向上した。また、インダクティブ磁気ヘッ
ドを用いて円板状の磁気記録媒体30の1つのトラック
の第1のビットに上方向の磁界が発生するように磁気デ
ータを書込み、また第2のビットには下方向に磁界が発
生するように磁気データを書き込む。その後に図13
(a) に示したSV磁気ヘッドによってその磁気データを
再生した。
の外部印加磁界に対する抵抗の変化を調べたところ図1
5に示すように、AMR効果による抵抗値の変化が極め
て小さくなった。しかも全体の磁気抵抗効果(SVMR
+AMR)のρH曲線の直線性を有する領域が広くな
り、線形性が向上した。また、インダクティブ磁気ヘッ
ドを用いて円板状の磁気記録媒体30の1つのトラック
の第1のビットに上方向の磁界が発生するように磁気デ
ータを書込み、また第2のビットには下方向に磁界が発
生するように磁気データを書き込む。その後に図13
(a) に示したSV磁気ヘッドによってその磁気データを
再生した。
【0081】第1のビットにおける磁気データの再生出
力波形のうち、SVMR効果とAMR効果が加わった抵
抗変化による第1の再生出力は図16の実線の谷形のよ
うになった。さらに、第2のビットにおける磁気データ
の再生出力波形のうち、SVMR効果とAMR効果が加
わった抵抗変化による第2の再生出力は図16の実線の
山形のようになった。
力波形のうち、SVMR効果とAMR効果が加わった抵
抗変化による第1の再生出力は図16の実線の谷形のよ
うになった。さらに、第2のビットにおける磁気データ
の再生出力波形のうち、SVMR効果とAMR効果が加
わった抵抗変化による第2の再生出力は図16の実線の
山形のようになった。
【0082】この結果、AMR効果による再生出力の変
化の成分は小さいので、第1の再生出力の波形と第2の
再生出力の波形は、所定の再生出力値を中心にした対称
性は向上し、その非対称性は−4.6%と従来のものよ
り小さくなった。 (第3例)SV磁気ヘッドを構成する磁性層の積層順を
第2例とは逆に配置し、さらに、固定磁性層の磁化M2
の方向と自由磁性層の磁化容易軸M1 を第2例とは異な
らせる構造を説明する。
化の成分は小さいので、第1の再生出力の波形と第2の
再生出力の波形は、所定の再生出力値を中心にした対称
性は向上し、その非対称性は−4.6%と従来のものよ
り小さくなった。 (第3例)SV磁気ヘッドを構成する磁性層の積層順を
第2例とは逆に配置し、さらに、固定磁性層の磁化M2
の方向と自由磁性層の磁化容易軸M1 を第2例とは異な
らせる構造を説明する。
【0083】図17(a) において、NiFeよりなる第一の
磁気シールド層41上にはAl2O3 よりなる第一の非磁性
絶縁層42が形成されている。さらに、第一の非磁性絶
縁層42上には、NiO よりなる反強磁性層46、(Co90F
e10)90B10 よりなる固定磁性層45、Cuよりなる非磁性
中間層44及び自由磁性層43が形成されている。その
自由磁性層43は、NiFe層と(Co90Fe10)90B10 層からな
る二層構造を有している。
磁気シールド層41上にはAl2O3 よりなる第一の非磁性
絶縁層42が形成されている。さらに、第一の非磁性絶
縁層42上には、NiO よりなる反強磁性層46、(Co90F
e10)90B10 よりなる固定磁性層45、Cuよりなる非磁性
中間層44及び自由磁性層43が形成されている。その
自由磁性層43は、NiFe層と(Co90Fe10)90B10 層からな
る二層構造を有している。
【0084】反強磁性層46から自由磁性層43までは
電気的に接合しているとともに、それらは第一の非磁性
絶縁層42上で矩形状にパターニングされ、その反強磁
性層46の両端には、金よりなる一対のリード47a,
47bが形成されている。また、第一の非磁性絶縁層4
2上の自由磁性層43、リード47a,47b等は、Al
2O3 よりなる第二の非磁性絶縁層48に覆われており、
その第二の非磁性絶縁層48上にはNiFeよりなる第二の
磁気シールド層49が形成されている。
電気的に接合しているとともに、それらは第一の非磁性
絶縁層42上で矩形状にパターニングされ、その反強磁
性層46の両端には、金よりなる一対のリード47a,
47bが形成されている。また、第一の非磁性絶縁層4
2上の自由磁性層43、リード47a,47b等は、Al
2O3 よりなる第二の非磁性絶縁層48に覆われており、
その第二の非磁性絶縁層48上にはNiFeよりなる第二の
磁気シールド層49が形成されている。
【0085】自由磁性層43の膜厚は7.5nm、非磁性
中間層44の膜厚は3nm、固定磁性層45の膜厚は2n
m、反強磁性層46の膜厚は50nmとなっている。その
ようなSV磁気ヘッドにおいて、図17(b) に示すよう
に、自由磁性層43の磁化容易軸M1 は、トラックコア
幅方向Dと平行になっている。また、自由磁性層43の
磁化M10の方向は、2つのリード47a,47b間の領
域にセンス電流Jを流すことによって磁化容易軸M1 か
ら−17°傾斜する。固定磁性層45の磁化M2 の方向
は、反強磁性層46との交換結合力によってトラックコ
ア幅方向Dに対して75°の角度をなしている。
中間層44の膜厚は3nm、固定磁性層45の膜厚は2n
m、反強磁性層46の膜厚は50nmとなっている。その
ようなSV磁気ヘッドにおいて、図17(b) に示すよう
に、自由磁性層43の磁化容易軸M1 は、トラックコア
幅方向Dと平行になっている。また、自由磁性層43の
磁化M10の方向は、2つのリード47a,47b間の領
域にセンス電流Jを流すことによって磁化容易軸M1 か
ら−17°傾斜する。固定磁性層45の磁化M2 の方向
は、反強磁性層46との交換結合力によってトラックコ
ア幅方向Dに対して75°の角度をなしている。
【0086】また、SV磁気抵抗効果ヘッドのSVMR
効果による抵抗の変化は5.0%であり、自由磁性層1
3のAMR効果による抵抗の変化は0.9%である。さ
らに、SVMR効果の抵抗変化とAMR効果の抵抗変化
の比を示すamr は7%となっている。次に、SV磁気抵
抗効果ヘッドのρH曲線を調べたところ図18に示すよ
うに、AMR効果による抵抗の変化量が極めて少なり、
直線性を有する範囲が広く、線形の特性が得られた。
効果による抵抗の変化は5.0%であり、自由磁性層1
3のAMR効果による抵抗の変化は0.9%である。さ
らに、SVMR効果の抵抗変化とAMR効果の抵抗変化
の比を示すamr は7%となっている。次に、SV磁気抵
抗効果ヘッドのρH曲線を調べたところ図18に示すよ
うに、AMR効果による抵抗の変化量が極めて少なり、
直線性を有する範囲が広く、線形の特性が得られた。
【0087】また、インダクティブ磁気ヘッドを用いて
円板状の磁気記録媒体40の1つのトラックの第1のビ
ットに上方向の磁界が発生するように磁気データを書込
み、また第2のビットには下方向に磁界が発生するよう
に磁気データを書き込む。その後に、磁気データを図1
7(a) に示したSV磁気ヘッドによってその磁気データ
を再生した。
円板状の磁気記録媒体40の1つのトラックの第1のビ
ットに上方向の磁界が発生するように磁気データを書込
み、また第2のビットには下方向に磁界が発生するよう
に磁気データを書き込む。その後に、磁気データを図1
7(a) に示したSV磁気ヘッドによってその磁気データ
を再生した。
【0088】第1のビットにおける磁気データの再生出
力波形のうち、SVMR効果とAMR効果が加わった抵
抗変化による第1の再生出力は図19の実線の谷形のよ
うになった。さらに、第2のビットにおける磁気データ
の再生出力波形のうち、SVMR効果とAMR効果が加
わった抵抗変化による第2の再生出力は図19の実線の
山形のようになった。
力波形のうち、SVMR効果とAMR効果が加わった抵
抗変化による第1の再生出力は図19の実線の谷形のよ
うになった。さらに、第2のビットにおける磁気データ
の再生出力波形のうち、SVMR効果とAMR効果が加
わった抵抗変化による第2の再生出力は図19の実線の
山形のようになった。
【0089】この結果、AMR効果による再生出力の変
化の成分は小さいので、第1の再生出力の波形と第2の
再生出力の波形は、所定の再生出力値を中心にした対称
性が向上し、その非対称性は0.7%となった。次に、
第1例とは異なる自由磁性層と固定磁性層の磁化角度の
設定の方法を説明する。
化の成分は小さいので、第1の再生出力の波形と第2の
再生出力の波形は、所定の再生出力値を中心にした対称
性が向上し、その非対称性は0.7%となった。次に、
第1例とは異なる自由磁性層と固定磁性層の磁化角度の
設定の方法を説明する。
【0090】まず、図11に示した構造を有するスパッ
タ装置を用いて基板SUB上に膜を形成する。即ち、図
20(a) に示すように、基板SUB上に第一の磁気シー
ルド層41、第一の非磁性絶縁層42を形成する。続い
て、磁界発生手段23によって一方向に100エルステ
ッドの磁界H3 を発生させ、その磁界H3 の雰囲気中
で、第一の非磁性絶縁層42上に、反強磁性層46、固
定磁性層45、非磁性中間層44、自由磁性層43を順
にスパッタにより形成する。その磁界H3 によって自由
磁性層43と固定磁性層45は同じ方向の磁化容易軸を
有する。この磁化容易軸はトラックコア幅Dに対して0
°の角度に設定する。
タ装置を用いて基板SUB上に膜を形成する。即ち、図
20(a) に示すように、基板SUB上に第一の磁気シー
ルド層41、第一の非磁性絶縁層42を形成する。続い
て、磁界発生手段23によって一方向に100エルステ
ッドの磁界H3 を発生させ、その磁界H3 の雰囲気中
で、第一の非磁性絶縁層42上に、反強磁性層46、固
定磁性層45、非磁性中間層44、自由磁性層43を順
にスパッタにより形成する。その磁界H3 によって自由
磁性層43と固定磁性層45は同じ方向の磁化容易軸を
有する。この磁化容易軸はトラックコア幅Dに対して0
°の角度に設定する。
【0091】なお、それらの層43〜46を構成する材
料と膜厚は上記したと同じに選択される。基板SUBを
スパッタ装置から取り出した後に、図20(b) に示すよ
うに、自由磁性層43から反強磁性層46までを長方形
にパターニングする。その長方形の長辺は、自由磁性層
43の磁化容易軸と一致する方向に設定する。続いて、
自由磁化層43の両端に金又はタングステンよりなる一
対のリード47a,47bを形成する。
料と膜厚は上記したと同じに選択される。基板SUBを
スパッタ装置から取り出した後に、図20(b) に示すよ
うに、自由磁性層43から反強磁性層46までを長方形
にパターニングする。その長方形の長辺は、自由磁性層
43の磁化容易軸と一致する方向に設定する。続いて、
自由磁化層43の両端に金又はタングステンよりなる一
対のリード47a,47bを形成する。
【0092】その後に、図21に示すように、基板SU
Bをヒータ51によって反強磁性層46のブロッキング
温度以上、例えば230℃に加熱しながら2500エル
ステッドの磁界H4 中に固定磁性層54、反強磁性層4
6を置く。この磁界H4 は磁界発生手段52によって発
生される。磁界発生手段52はトラックコア幅Dに対し
て75°の角度で磁界H4 を発生するように配置され
る。その磁界H4 の強度は、固定磁性層54の保持力以
上又は異方性磁界以上に設定する。
Bをヒータ51によって反強磁性層46のブロッキング
温度以上、例えば230℃に加熱しながら2500エル
ステッドの磁界H4 中に固定磁性層54、反強磁性層4
6を置く。この磁界H4 は磁界発生手段52によって発
生される。磁界発生手段52はトラックコア幅Dに対し
て75°の角度で磁界H4 を発生するように配置され
る。その磁界H4 の強度は、固定磁性層54の保持力以
上又は異方性磁界以上に設定する。
【0093】このような加熱下で固定磁性層54、反強
磁性層46を磁界中に置くと、反強磁性層46の交換結
合力による固定磁性層45の磁化M2 の角度は磁界H4
の方向に変わり、図17(b) のように変更される。その
後に、図20(c) に示すように、リード47a,47
b、自由磁性層43などを覆う第二の非磁性絶縁層48
をスパッタにより形成する。さらに、第二の非磁性絶縁
層48上にNiFeよりなる第二の磁気シールド層49を形
成する。
磁性層46を磁界中に置くと、反強磁性層46の交換結
合力による固定磁性層45の磁化M2 の角度は磁界H4
の方向に変わり、図17(b) のように変更される。その
後に、図20(c) に示すように、リード47a,47
b、自由磁性層43などを覆う第二の非磁性絶縁層48
をスパッタにより形成する。さらに、第二の非磁性絶縁
層48上にNiFeよりなる第二の磁気シールド層49を形
成する。
【0094】これにより、図17(a),(b) に示したSV
磁気抵抗効果ヘッドの基本構造が完成する。以上述べた
第1例〜第3例では、反強磁性層の材料としてFeMn、Ni
O を用いたが、PdPtMnなどその他の反強磁性材料を用い
てもよい。また、固定磁性層や自由磁性層に用いるCoFe
に添加する材料としてボロンを用いたが、CoFeに炭素、
窒素などの元素を含有させてもよく、これらの元素によ
っても自由磁化層のAMR効果が抑制される。
磁気抵抗効果ヘッドの基本構造が完成する。以上述べた
第1例〜第3例では、反強磁性層の材料としてFeMn、Ni
O を用いたが、PdPtMnなどその他の反強磁性材料を用い
てもよい。また、固定磁性層や自由磁性層に用いるCoFe
に添加する材料としてボロンを用いたが、CoFeに炭素、
窒素などの元素を含有させてもよく、これらの元素によ
っても自由磁化層のAMR効果が抑制される。
【0095】また、固定磁性層や自由磁性層に用いるNi
Feにもボロン、炭素、窒素などの元素を含有させてもA
MR効果低減の効果がある。さらに、自由磁性層の磁化
を所定の方向に向ける手段として、固定磁性層との交換
結合磁界、センス電流磁界、固定磁性層からの静磁界、
磁気シールド層による鏡像磁界などを利用してもよい。
もちろん、それ以外の隣設する磁性体や電流による磁界
によっても磁化角度は影響を受けるので、それを用いて
もよい。
Feにもボロン、炭素、窒素などの元素を含有させてもA
MR効果低減の効果がある。さらに、自由磁性層の磁化
を所定の方向に向ける手段として、固定磁性層との交換
結合磁界、センス電流磁界、固定磁性層からの静磁界、
磁気シールド層による鏡像磁界などを利用してもよい。
もちろん、それ以外の隣設する磁性体や電流による磁界
によっても磁化角度は影響を受けるので、それを用いて
もよい。
【0096】第3例では、固定磁性層の磁化角度の確定
のための磁界中熱処理をパターン工程の終了後に行っ
た。しかし、固定側磁性層、反強磁性層成膜後であれ
ば、その磁界中熱処理をパターン工程前に行ってもよい
し、パターン工程中に組み込んでもよい。以上の実施形
態の説明では、非対称性が、−10%〜10%の範囲内
になることを設計目標にしたが、それ以外の特定の非対
称性が好ましい場合は、それに合わせて磁化角度位置を
設計することは可能である。
のための磁界中熱処理をパターン工程の終了後に行っ
た。しかし、固定側磁性層、反強磁性層成膜後であれ
ば、その磁界中熱処理をパターン工程前に行ってもよい
し、パターン工程中に組み込んでもよい。以上の実施形
態の説明では、非対称性が、−10%〜10%の範囲内
になることを設計目標にしたが、それ以外の特定の非対
称性が好ましい場合は、それに合わせて磁化角度位置を
設計することは可能である。
【0097】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、スピ
ンバルブ磁気抵抗効果ヘッドを構成する自由磁性層と固
定磁性層の各々の磁化の方向を調整してρH曲線を実用
範囲で線形化するようにしているので、スピンバルブ磁
気抵抗効果を大きくしたり、自由磁性層の異方性磁気抵
抗効果を小さくしてできる。これより、再生出力の対称
性が向上し、非対称性を−10%〜10%の範囲内に低
減させて復調を容易にできる。異方性磁気抵抗効果の低
減は、自由磁性層や固定磁性層を構成するCoFeやNiFeに
ボロン、炭素、窒素などの元素を含有させることによっ
ても可能である。
ンバルブ磁気抵抗効果ヘッドを構成する自由磁性層と固
定磁性層の各々の磁化の方向を調整してρH曲線を実用
範囲で線形化するようにしているので、スピンバルブ磁
気抵抗効果を大きくしたり、自由磁性層の異方性磁気抵
抗効果を小さくしてできる。これより、再生出力の対称
性が向上し、非対称性を−10%〜10%の範囲内に低
減させて復調を容易にできる。異方性磁気抵抗効果の低
減は、自由磁性層や固定磁性層を構成するCoFeやNiFeに
ボロン、炭素、窒素などの元素を含有させることによっ
ても可能である。
【0098】また、自由磁性層や固定磁性層の磁化方向
の調整は、成膜の際に印加磁界の方向を変えたり、或い
は、それらの精膜後に加熱雰囲気下で外部磁界の方向を
変えることにより可能である。
の調整は、成膜の際に印加磁界の方向を変えたり、或い
は、それらの精膜後に加熱雰囲気下で外部磁界の方向を
変えることにより可能である。
【図1】図1(a) は、本発明の実施形態のスピンバルブ
磁気抵抗効果型磁気ヘッドを示す斜視図、図1(b) は、
その磁気ヘッドの自由磁性層と固定磁性層の磁化方向を
示す斜視図である。
磁気抵抗効果型磁気ヘッドを示す斜視図、図1(b) は、
その磁気ヘッドの自由磁性層と固定磁性層の磁化方向を
示す斜視図である。
【図2】図2は、本発明の実施形態のスピンバルブ磁気
抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力に表れる非対称性の磁
化角度依存性を示す第1の例である。
抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力に表れる非対称性の磁
化角度依存性を示す第1の例である。
【図3】図3は、本発明の実施形態のスピンバルブ磁気
抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力に表れる非対称性の磁
化角度依存性を示す第2の例である。
抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力に表れる非対称性の磁
化角度依存性を示す第2の例である。
【図4】図4は、本発明の実施形態のスピンバルブ磁気
抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力に表れる非対称性の磁
化角度依存性を示す第3の例である。
抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力に表れる非対称性の磁
化角度依存性を示す第3の例である。
【図5】図5は、本発明の実施形態のスピンバルブ磁気
抵抗効果型磁気ヘッドにおけるAMR効果とSVMR効
果の比と非対称性との関係を示す図である。
抵抗効果型磁気ヘッドにおけるAMR効果とSVMR効
果の比と非対称性との関係を示す図である。
【図6】図6は、本発明の実施形態のスピンバルブ磁気
抵抗効果型磁気ヘッドにおける非対称性と自由磁性層単
膜のAMR効果との関係を示す図である。
抵抗効果型磁気ヘッドにおける非対称性と自由磁性層単
膜のAMR効果との関係を示す図である。
【図7】図7は、本発明の実施形態のスピンバルブ磁気
抵抗効果型磁気ヘッドにおける非対称性とSVMR効果
との関係を示す図である。
抵抗効果型磁気ヘッドにおける非対称性とSVMR効果
との関係を示す図である。
【図8】図8(a) は、本発明の実施形態のスピンバルブ
磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第1の具体例を示す斜視
図、図8(b) は、その磁気ヘッドの自由磁性層と固定磁
性層の磁化方向を示す斜視図である。
磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第1の具体例を示す斜視
図、図8(b) は、その磁気ヘッドの自由磁性層と固定磁
性層の磁化方向を示す斜視図である。
【図9】図9は、図8(a) に示すスピンバルブ磁気抵抗
効果型磁気ヘッドのρH曲線である。
効果型磁気ヘッドのρH曲線である。
【図10】図10は、図8(a) に示すスピンバルブ磁気
抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力波形である。
抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力波形である。
【図11】図11は、本発明の実施形態のスピンバルブ
磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造に使用するスパッタ装
置の要部を示す斜視図である。
磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造に使用するスパッタ装
置の要部を示す斜視図である。
【図12】図12(a) 〜(d) は、図8(a) に示すスピン
バルブ磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造工程を示す断面
図である。
バルブ磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造工程を示す断面
図である。
【図13】図13(a) は、本発明の実施形態のスピンバ
ルブ磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第2の具体例を示す斜
視図、図13(b) は、その磁気ヘッドの自由磁性層と固
定磁性層の磁化方向を示す斜視図である。
ルブ磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第2の具体例を示す斜
視図、図13(b) は、その磁気ヘッドの自由磁性層と固
定磁性層の磁化方向を示す斜視図である。
【図14】図14は、NiFeとCoFeの二層構造のAMR効
果の膜厚依存性と、NiFe/CoFeBの二層構造ののAMR
効果の膜厚依存性を示す図である。
果の膜厚依存性と、NiFe/CoFeBの二層構造ののAMR
効果の膜厚依存性を示す図である。
【図15】図15は、図13(a) に示すスピンバルブ磁
気抵抗効果型磁気ヘッドのρH曲線である。
気抵抗効果型磁気ヘッドのρH曲線である。
【図16】図16は、図13(a) に示すスピンバルブ磁
気抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力波形である。
気抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力波形である。
【図17】図17(a) は、本発明の実施形態のスピンバ
ルブ磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第3の具体例を示す斜
視図、図17(b) は、その磁気ヘッドの自由磁性層と固
定磁性層の磁化方向を示す斜視図である。
ルブ磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第3の具体例を示す斜
視図、図17(b) は、その磁気ヘッドの自由磁性層と固
定磁性層の磁化方向を示す斜視図である。
【図18】図18は、図17(a) に示すスピンバルブ磁
気抵抗効果型磁気ヘッドのρH曲線である。
気抵抗効果型磁気ヘッドのρH曲線である。
【図19】図19は、図17(a) に示すスピンバルブ磁
気抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力波形である。
気抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力波形である。
【図20】図20(a) 〜(c) は、図17(a) に示すスピ
ンバルブ磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造工程を示す断
面図である。
ンバルブ磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造工程を示す断
面図である。
【図21】図21は、図17(a) に示すスピンバルブ磁
気抵抗効果型磁気ヘッドの固定磁性層の磁化方向を変更
する状態を示す平面図である。
気抵抗効果型磁気ヘッドの固定磁性層の磁化方向を変更
する状態を示す平面図である。
【図22】図22(a) は、従来のスピンバルブ磁気抵抗
効果型磁気ヘッドを示す斜視図、図22(b) は、その磁
気ヘッドの自由磁性層と固定磁性層の磁化方向を示す斜
視図である。
効果型磁気ヘッドを示す斜視図、図22(b) は、その磁
気ヘッドの自由磁性層と固定磁性層の磁化方向を示す斜
視図である。
【図23】図23は、図22(a) に示すスピンバルブ磁
気抵抗効果型磁気ヘッドのρH曲線である。
気抵抗効果型磁気ヘッドのρH曲線である。
【図24】図24は、図22(a) に示すスピンバルブ磁
気抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力波形である。
気抵抗効果型磁気ヘッドの再生出力波形である。
1、11、31、41 第一の磁気シールド層 2、12、31、41 第一の非磁性絶縁層 3、13、33、43 自由磁性層 4、14、34、44 非磁性中間層 5、15、35、45 固定磁性層 6、16、36、46 反強磁性層 7a,7b、17a、17b、37a、37b、47
a、47b リード 8、18、38、48 第二の非磁性絶縁層 9、19、39、49 第二の磁気シールド層 10、20、30、40 磁気記録媒体
a、47b リード 8、18、38、48 第二の非磁性絶縁層 9、19、39、49 第二の磁気シールド層 10、20、30、40 磁気記録媒体
Claims (20)
- 【請求項1】軟磁性材よりなる自由磁性層と、該自由磁
性層に重なる非磁性中間層と、該非磁性中間層に重なり
且つ軟磁性材よりなる固定磁性層とを有するスピンバル
ブ磁気抵抗効果ヘッドにおいて、 前記自由磁性層の磁化と前記固定磁性層の磁化のそれぞ
れのトラックコア幅方向に対する角度は、前記自由磁性
層と前記固定磁性層との相対角度の変化により生じるス
ピンバルブ磁気抵抗効果と、前記自由磁性層の磁化と前
記自由磁化層に流れる電流との相対角度の変化により生
じる異方性磁気抵抗効果の総和によって表れる電気抵抗
・磁界曲線が線形になるように設定されていることを特
徴とするスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項2】前記固定磁性層の前記磁化の方向は、前記
トラックコア幅方向に対して垂直の方向から傾いている
ことを特徴とする請求項1に記載のスピンバルブ磁気抵
抗効果ヘッド。 - 【請求項3】前記自由磁性層の前記磁化の方向は、前記
トラックコア幅方向から傾いていることを特徴とする請
求項1に記載のスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項4】前記自由磁性層の前記磁化の方向は、前記
トラックコア幅に対する第1の角度を横軸にとり、前記
固定磁性層の前記磁化の前記トラックコア幅に対する第
2の角度を縦軸にとった座標において、該横軸と該縦軸
の組み合わせの該座標を示す(−10°,0°)と(4
0°,60°)と(−40°,100°)と(−10
°,130°)と(40°,100°)と(40°,6
0°)と(10°,0°)と(−10°,0°)で囲ま
れる領域内に前記自由磁性層の前記磁化の方向と前記固
定磁性層の前記磁化の方向がそれぞれ傾いていることを
特徴とする請求項2又は3に記載のスピンバルブ磁気抵
抗効果ヘッド。 - 【請求項5】前記固定磁性層には反強磁性層が接して形
成され、前記固定自由磁性層の前記磁化の方向は、該反
強磁性層と前記固定磁性層との交換結合によって固定さ
れていることを特徴とする請求項1又は2に記載のスピ
ンバルブ磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項6】軟磁性材よりなる自由磁性層と、該自由磁
性層に重なる非磁性中間層と、該非磁性中間層に重なり
且つ軟磁性材よりなる固定磁性層とを有するスピンバル
ブ磁気抵抗効果ヘッドにおいて、 前記固定磁性層と前記自由磁性層の磁化角度の差によっ
て生じる磁気抵抗効果による抵抗変化に対する異方性磁
気抵抗効果による抵抗変化の比が15%以下であること
を特徴とするスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項7】前記自由磁性層の前記異方性磁気抵抗効果
による抵抗変化率は、1%以下であることを特徴とする
請求項6に記載のスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項8】前記自由磁性層は、CoFe合金、元素Xを含
むCoFeX系合金、NiFe合金、元素Yを含むNiFeY系合金
のうちの単層又は多層構造を有していることを特徴とす
る請求項7に記載のスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項9】前記CoFe合金の原子分率は、Coが85〜9
5atoms %、Feが5〜15atoms %であることを特徴と
する請求項8に記載のスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッ
ド。 - 【請求項10】前記CoFeX合金系の原子分率は、Coが8
5〜95atoms %、Feが5〜15atoms %であることを
特徴とする請求項8に記載のスピンバルブ磁気抵抗効果
ヘッド。 - 【請求項11】前記Xは、ボロン、炭素又は窒素である
ことを特徴とする請求項8に記載のスピンバルブ磁気抵
抗効果ヘッド。 - 【請求項12】前記自由磁性層と前記固定磁性層のそれ
ぞれの磁化角度の差によって生じる前記磁気抵抗効果に
よる抵抗の変化率は、6%以上であることを特徴とする
請求項6に記載のスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項13】請求項1〜12のいずれかに記載のスピ
ンバルブ磁気抵抗効果ヘッドと、 前記スピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドが対向して配置さ
れる磁気記録媒体とを有することを特徴とする磁気記録
再生装置。 - 【請求項14】軟磁性材よりなる自由磁性層、非磁性材
料よりなる中間層、軟磁性材よりなる固定磁性層を正の
順又は逆の順に形成する工程を有するスピンバルブ磁気
抵抗効果ヘッドの製造方法において、 前記自由磁性層と前記固定磁性層との相対角度の変化に
より生じるスピンバルブ磁気抵抗効果と、前記自由磁性
層の磁化と前記自由磁化層に流れる電流との相対角度の
変化により生じる異方性磁気抵抗効果の総和によって表
れる電気抵抗・磁界曲線が線形になる大きさに、前記自
由磁性層の磁化と前記固定磁性層の磁化のそれぞれのト
ラックコア幅方向に対する角度を調整することを特徴と
するスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドの製造方法。 - 【請求項15】前記固定磁性層に重なる反強磁性層を形
成する固定を有することを特徴とする請求項14に記載
のスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドの製造方法。 - 【請求項16】前記固定磁性層の前記磁化の角度は、前
記トラックコア幅方向に対して垂直から傾けることを特
徴とする請求項14に記載のスピンバルブ磁気抵抗効果
ヘッドの製造方法。 - 【請求項17】前記固定磁性層の前記磁化の角度の確定
は、前記固定磁性層又は前記反強磁性層の形成の際に外
部磁界を印加することによって行うことを特徴とする請
求項14に記載のスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドの製
造方法。 - 【請求項18】前記固定磁性層の前記磁化の角度の確定
は、前記固定磁性層又は前記反強磁性層を形成した後
に、第1の温度で加熱しながら磁界を前記固定磁性層又
は前記反強磁性層に印加しながら行うことを特徴とする
請求項14に記載のスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドの
製造方法。 - 【請求項19】前記第1の温度は、少なくとも前記反強
磁性層のブロッキング温度であることを特徴とする請求
項17に記載のスピンバルブ磁気抵抗効果ヘッドの製造
方法。 - 【請求項20】前記外部磁界の強度は、少なくとも前記
固定磁性層の保磁力又は異方性磁界以上に設定すること
を特徴とする請求項17又は18に記載のスピンバルブ
磁気抵抗効果ヘッドの製造方法。
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- 1997-05-22 KR KR1019970019907A patent/KR100259756B1/ko not_active IP Right Cessation
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- 1997-08-20 CN CN97117481A patent/CN1082694C/zh not_active Expired - Fee Related
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