TW203659B - - Google Patents

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經濟部中央標準居W工消費合作社印製 2 Ο 3 b 5 9 Αβ _ Β6_ 五、發明説明（1 ) <産業上之利用領域> 本發明乃關於在硬磁碟裝置或VTR等之磁性記錄再 生裝置中，作為再生磁頭所使用之磁性阻抗效果型磁頭者 ，尤其是有開磁電阻效應元件膜之磁偏賦與機構者。 <以往之技術> 將被記錄於磁性記錄艘之信號加以再生之方法，一般 乃廣泛使用：將備有線圈之所諝環形磁頭對記錄媒體作相 對運動，以檢出由電磁感應被感應在線圈之電壓之方法。 另方面，利用某種強磁性讎之電阻將按外部磁場之強度變 化等現象之磁電阻效應型磁頭，亦作為檢出記錄媒體之信 號磁場之高感度磁頭，為一般所知〔I EEE MAG — 7, 150 (1971)〕。此種磁性阻抗效果型磁頭（ 以下簡稱：MR磁頭），乃具有：不必依存於與記錄媒體 之相對速度，而可取出極大之再生輸出等之利點。近年來 ，對小型、大容量之磁性記億裝置之需求逐漸趨高；隨之 ，因磁頭與記錄媒體之相對速度趨小，故具有此種特長之 MR磁頭之重要性亦逐漸趨高。 實際使用MR磁頭時，一般言，必需外施兩種之偏移 磁場於磁電阻效應元件（MR元件）。其一乃為：外施於 與MR元件膜之感測電流垂直方向而被稱為橫向磁偏之磁 場，此乃為將MR元件之操作點設定之外部信號之大小與 檢出信號之大小成比例之線形區域所用之磁偏磁場。 此種横向磁偏之外施方法，曽有如曰本待公昭53— 本紙張又度適用中國國家標準（CNS〉甲4規格（210 X 297公釐）_ 3 _ (請先«$面之注意事項再f本頁) i裝· 訂· A6 B6 缦濟部t央標準屬貝工消费合作社印製 五、發明説明（2 ) 37205號日本特公昭56—40406號等專利公報 所刊載，經由薄質之非磁性膜將MR元件膜與硬磁性膜加 以併置（此種軟磁性膜稱為：SAL : soft adjacent 1-ayer)，以感测電流所生磁場為橫向磁偏之自感磁偏（s-elf bias)方式；或日本特公昭53 — 25646號專利 公報等所刊載之分感磁偏（shunt bias)方式等被提案出 來。並且，以向鄰接之線圈投入電流來施以横向磁偏之方 法，亦被刊載在日本特公昭53—37206號等専利公 報；進一步，將鄰接於MR元件膜之硬磁性膜加以磁化， 以賦與横向磁镰之方法，亦刊載於日本特公昭54— 829 1號等專利公報。 需外施於MR元件之另一磁偏磁場，乃為與本發明相 關之MR元件之感測電流平行施加，而被稱為縱向磁偏之 磁場，將作用成為：由MR元件之單磁區化來抑制起因於 多磁區性之巴克豪森雜音（Barkhausen noise)。至於， 賦與此縱向磁偏之方法，亦從過去有種種之提案。 例如：美國專利第4,103， 315號説明書，卽 刊載有：由反強磁性膜與強磁性膜之交換連結（switched connection),向MR元件膜外施均匂之縱向磁偏之技術 〇 並且,在 Journal of Applied physics VOL · 52，2474 ，（1981);亦提出：作為反強磁性膜使用F eMn膜，作 為MR元件膜則使用N i 8〇F e2。膜時，將可在MR元件 膜外施縱向磁偏之實驗報告。進一步，在IEEETRANS，M-AG-25· 3692(1989),亦提出：將F eMn膜僅配置於 4 - (請先H讀背面之注意事項再f本頁) —裝· 訂· 本紙張尺茂通用中國國家標準（CNS)甲4规格（210 X 297公» > _ ^03659 A6 B6 經濟部中央揉準局霣工消费合作社印製 五、發明説明（3 ) MR元件膜之端部時，亦能在MR元件膜之感磁部外施縱 向磁偏之實驗報告。在上述任何情形，亦均可由縱向磁偏 來抑制巴克豪森雜音。 作為賦予縱向磁偏之其他方法，亦有與横向磁偏之情 形同樣，使用磁化之強磁性膜之方法被提出。例如，美國 專利第3, 840, 898號公報，亦提案：經由薄質之 絶緣膜將MR元件膜與被磁化之硬磁性膜加以相鄰接，向 MR元件膜賦與磁偏之方法。在此情形下，由遘擇磁化之 方向，將可賦與縱向磁偏、横向磁偏、以及其中間方向之 磁偏等之任何一種。而且，在日本電子通信學會磁性記錄 研究會研究報告MR86 — 37,亦曾介紹：在轭型MR 磁頭（yoke type MR head)之MR元件膜端部，配置被 磁化之CoP膜，由此可賦與縱向磁偏之方法。 如上述，向MR元件外施縱向磁偏之方法，雖有種種 之提案，但將此等方法適用於硬碟驅動用之再生磁頭，則 將發生下列之問題。 首先，使用於反強磁性體膜與MR元件膜之交換連接 時將在室溫中呈現反強磁性，而與N i F e等之MR元件 膜交換連結之材料，一般有7 —FeMn ;惟此材料亦如 於1 990年秋日本金屬學會（543)所提報告，因 Μη容易氧化，故元件之可靠性尚有重大之疑廉。並且， 擬將7 —F eMn膜以狼射法（sputlering method)來 形成，則如 Journal of Applied physics VOL 52，2471， (1981)所指出，有時將出現《FeMn,故獲得穩定之7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉甲4規格（210 X 297公釐〉_ $ _ (請先閲讀背面之注意Ϋ項再Ϊ本霣) -丨裝. 訂· 經濟部中央標準局R工消费合作社印製 L03659 A6 ___B6_ 五、發明説明（4 ) 一FeMn膜，在工業水準上尚有困難。 縱向磁偏之大小，在可抵消MR元件膜端部之反磁場 之程度之大小為最好；較小則MR元件膜將不能成為單磁 區，而且若較此為大，則MR元件膜之敏感度將降低。反 磁場之大小將取決於MR元件之形狀，亦即取決於磁通（ track)寬度、深度或膜厚。因此，若磁頭之規格不同， 將需更換能量之大小；但如前述Journal of Applied physics VOL 52， 2471, (1981)所示 ，若擬控制 FeMn 膜 與N i F e膜之交換能置大小，則必需改變N i F e或 F eMn之膜厚。N i F e之膜厚因與磁頭之特性本身有 關，因此無法自由改變。增大FeMn之厚度，則將成為 α — F e Μ η。因此，按磁頭之規格來改變反強磁性體膜 與MR元件膜間之交換能量，實際上乃非常困難之事。 進—^'步，如Journal of Applied physics VOL. 53， 2605(1982)所指出，FeMn膜與NiFe膜之交換連結 能量，其溫度依賴性極大，用於使用環境或感測電流所生 發熱影響，具有元件特性發生變化之虡。 為避免作為反強磁性膜使用F eMn膜時之缺點， IEEE Trans· Mag-24, 2609(1988),曾介紹過將 T b C 〇 膜與N i F e膜作交換連結之方法。惟此材料亦容易氣化 ，邸使嚴格限定其使用環境，其長期可靠性亦令人不安。 另方面，以磁化之強磁性膜來賦與縱向磁偏之方法， 亦如轭型MR磁頭，MR元件部被配置於離開記錄媒體之 部位時，雖然效；但如遮蔽型（shield type) MR磁頭 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) r 4規_格（210 X 297公* ) _ 6 - " ------------------i-----裝------.玎------广 (讀先閱fWe面之注$項再f本買)

經濟部中央櫺準局R工消费合作社印K 203659 _Be_ 五、發明説明（s ) 之情形；MR元件部位於媒體近旁時，則由來自此強磁性 膜之漏洩磁場，將令媒鼸被消磁；亦即，具有記錄好之資 訊被消去之虞。擬避免媒體之被消磁，雖將強磁性膜之抗 磁力加以減小即可，但相反地卻具有因來自媒膿之漏洩磁 場，使此強磁性膜之磁化方向發生變化，而不能賦與縱向 磁偏之虞。 <本發明擬解決之問題> 如上述，由反強磁性膜與強磁性膜之交換連結，賦與 MR元件膜以縱向磁偏之方法，一般因反強磁性膜之材料 具有易於氣化之傾向，故具有所諝欠缺長期可靠性之問題 ;並且，由磁化之強磁性膜來外施縱向磁偏之方法，雖使 用反強磁性膜時尚無缺點，但若擬賦與充分之縱向磁偏， 則特別在如遮蔽型MR磁頭，MR元件與媒體靠近來進行 時，將有因此強磁性體之漏洩磁場，使媒體被消磁等之問 題。 本發明之目的乃在提供：即使使用強磁性體，亦不致 發生不需要之漏洩磁場，可有效對MR元件膜賦與縱向磁 偏之磁性阻抗效果型磁頭者。 <解決上述問題之方法> 為解決上述問題，本發明之磁性阻抗效果型磁頭，乃 以··在磁電阻效應元件膜（以下簡稱MR元件膜）上面， 順以配置：於該MR元件膜之長度方向被磁化成向規定方 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（2l〇 X 297公货）_ 7 _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本S ) —裝· 訂· A6 B6 五、發明説明（6 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 向之第1強磁性膜、非磁性膜、以及於MR元件膜之長度 方向被磁化成向第1強磁性膜相反方向之第2強磁性膜等 為基本特徴者。 並且，在MR元件膜之磁場感知用匾域之一方之面上 ,形成第1非磁性膜；並在此非磁性膜及MR元件膜之一 方之面之未被該非磁性膜所覆蓋之區域上，遘擇性地形成 導電性軟磁性膜後，再於此導電性軟磁性膜上或MR元件 膜之另一方之面上，叠置上述第1強磁性膜、第2非磁性 膜以及第2強磁性膜等亦可。 進一步，在MR元件膜之磁場感知用匾域上選擇性地 形成第1非磁性膜，在此第1非磁性膜上以及未以MR元 件膜之該非磁性膜所覆蓋之區域上面，叠置第1強磁性膜 、第2非磁性膜及第2強磁性膜等亦可。 <作用> 缦濟部中央櫺準局Λ工消費合作杜印製 MR元件膜與第1強磁性膜，將在兩者之界面由互相 交換作用被連結（此乃稱為交換連結）。由此交換連結， 第1強磁性膜之磁化將對MR元件膜作為縱向磁偏加以作 用，MR元件膜界面之磁化則由被固著於第1強磁性膜之 磁化方向，其磁化舉動將被穩定化。因此，在MR元件膜 端部，防止9 0度磁疇壁（domain wall)等之局部性磁 區之發生將成為可能，巴克豪森雜音亦將大幅被減少。 而且，第1強磁性膜亦將經由非磁性膜與被設在其上 面之第2強磁性膜進行靜磁連結，故第1及第2之強磁性 本紙張尺度適用中a國家樣準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐〉_ 8 _ (〇3細 A6 B6 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 五、發明説明（7 ) 膜各將發生之磁通，乃互相形成閉合琢路，而從強磁性膜 端部所發生之漏磁通量將成為極小者。因此，即使如遮蔽 型MR磁頭，其MR元件膜靠近媒體之構造，亦因漏磁通 量而媒體上之磁化被消磁之情形將減少。並且，由於漏磁 通量不容易進入MR元件膜，故一定之磁偏將易於外施在 主動區域Uctire area),較容易獲得良好之再生遒應 (regenerative response) 〇 進一步，由於在第1強磁性膜與MR元件膜之界面將 第2非磁性膜作為障壁層來設置，故將可諝節兩者間之交 換連結之強度；由此，縱向磁偏磁場強度之適切調節亦成 為可能。而且，此非磁性膜亦將作為在MR磁頭製造過程 中，或MR磁頭使用時所發生之熱所引起於MR元件膜， 強磁性膜界面之擴散防止層而發揮作用；具有提高MR磁 頭可靠度之效果。 <實施例> 下面，參照附圖來說明本發明之實施例。 (實施例1 ) 圖1乃為實施例1之MR磁頭之概略構成之斷面圖。 在強磁性體基板9 (例如，MnZn鐵酸鹽磁體）上，形 成非磁性絶緣膜10 (例如：SiNx:100nm)， 再於此非磁性絶緣膜10上，形成條紋（stripe)狀之 MR元件膜1 (例如：NiFe:〜30nm)。在此 (請先閱f面之注意Ϋ項再f本頁) •—裝· 訂· —綰 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐）_ 9 _ 經濟部中央棣準局霣工消費合作社印製 a6 ___B6_ 五、發明説明β ) MR元件膜1之主動匾域，亦即來自磁性記錄媒體之磁場 感知用匾域之中央部分，亦形成有第1非磁性膜2 (例如 :T i :〜20nm)。在第1非磁性膜2上面及未覆蓋 非磁性膜2之MR元件膜1上面，則形成有導電性軟磁性 膜3 (例如：Co条非晶質：30nm)。 軟磁性膜3上亦順次叠置有：位於MR元件膜1之長 度方向兩端上，而作為縱向磁偏用之第1強磁性膜4之硬 磁性膜（例如：Co — 20% Pt :〜45nm,矮頑 磁力Hc=120kA/m,殘留磁通密度Br= 0. 8Τ)、非磁性膜5 (例如：SiNx:〜10nm )、以及作為縱向磁偏外施用之第2強磁性膜6之硬磁性 膜（Co - 10% Pt :〜25nm, Hc = 5〇kA /m, Br=l. 4T)等。在此，強磁性膜4乃被磁化 為MR元件膜1之長度方向上之一方之方向（X方向）， 強磁性膜6則被磁化為相反之方向（一 X方向）。進一步 ，在導電性軟磁性膜3上，亦形成有：將MR元件膜1之 磁場感知用區域兩端與外部之再生電路在電氣上加以連接 所用之導體引線（例如：A1) 7。 上述MR磁頭之基本構成要素全醱，乃被非磁性絶緣 膜1 1 (例如S i 〇2膜：〜2/im)所覆蓋；進一步， 在其上面亦形成有：遮蔽用之軟磁性膜12 (例如Co条 非晶質：〜2 « m)。 將此MR磁頭之製造工程簡單加以說明，則首先，在 強磁性體基板9上全面順次形成：非磁性絶緣膜10、 本紙張尺度適用t國國家樣準（CNS)甲4規格（210 X 297公先) (請先«讀背面之注意事项再填寫本頁) 裝. 訂 .線 A6 B6 ^03659 五、發明説明❼ ) MR元件膜1;在其上面再形成第1非磁性膜2後，將非 磁性膜2僅留下中央部分來進行圖案形成（patterning) ;進一步再全面形成導電性軟磁性膜3。其次，將MR元 件膜1及軟磁性膜3兩次圖案形成成為規定之條紋狀（稱 為MR條紋狀）。其次，形成第1強磁性膜4,並將其磁 化於X方向後，再形成第1非磁性膜5,進一步再形成第 2強磁性膜6,並將其磁化於一X方向。其次，將將此等 強磁性膜4、非磁性膜5及強磁性膜6之叠層體，僅留下 MR元件膜1之端部狀後進行圖案形成。然後，在軟磁性 膜3上形成導體引線7後，再順次形成非磁性絶緣膜1 1 及遮蔽用之軟磁性膜12,而獲得圖1之MR磁頭。 使用此種構造之MR磁頭，在金屬媒體之磁碟上再生 以1 KFC I所記錄之信號，並進行再生待性之测定；结 果再生波形未觀察到不連缠之跳動（ju»P),獲得未受巴 克豪森雜音影響之良好再生波形。 在本實施例中，導電性軟磁性膜3乃為進行MR元件 1之操作點磁偏（横向磁偏）所設者。亦邸，向此軟磁性 膜3投入直流電流，則由此所感應之磁場所定方位之軟磁 性膜3之磁化，與MR元件膜1之磁化將靜磁連結，而在 M R元件膜1將外施操作點磁偏。 (實施例2 ) 在實施例1,乃在MR元件膜1上面形成非磁性膜2 及導霄性軟磁性膜3;惟在圖2所示實施例，則相反地在 (請先閲讀背面之注$項再蟥寫本頁) -裝· 訂· 經濟邾中央樣準局R工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家播準（CNS)甲4規格（210 X 297公梦） A6 B6 ^03bb9 五、發明説明α〇 ) MR元件膜1下面形成非磁性膜2及導電性軟磁性膜3。 即使如此，亦可獲得與實施例1同樣之效果。但如此將 MR元件膜1置於上面時，宜將MR元件膜1形成為平坦 之狀態。因此，在此種情形下，乃宜僅將存在於MR元件 膜1與導電性軟磁性膜3界面之非磁性膜3之厚度部分， 使導電性軟磁性膜3凹下去，俟非磁性膜2之形成以及圖 案形成後，再以離子蝕刻（ion »illing)等加以平坦化 ，然後再形成M R元件膜1。 在實施例1、 2中，為確認在進行縱向磁偏，待製作 非磁性膜2及軟磁性膜3除外之構造之圖3所示之MR磁 頭。各要素除省略實施例1之非磁性膜2及導電性軟磁性 膜3以外均相同。將此MR磁頭置於外部磁場可外施之黑 目合子線圈（Helmholtz coil)内，並將外部外施磁場Η 外施於MR元件膜1之高度（height)方向，以測定表示 外部外施磁場Η與MR元件膜1之電阻值R之關偽之R — Η曲線；結果，並未觀察到表示巴克豪森雜音之曲線之不 連缠跳動。 在此，使被叠層之強磁性膜4、 6之中作為第1強磁 性膜4之硬磁性膜（Co — 20% Pt :〜45nm, Hc = 120kA/m, Br=0. 8T)以及非磁性膜 5 (S iNx :〜10nm)仍維持原狀，第2強磁性膜 6之膜厚，則從25nm變更為同樣之45nm。與實施 例1同樣，第1、第2強磁性膜4、6之磁化方向亦定成· 相反。對如此構造之MR磁頭進行R — Η曲線之测定結果 本紙張尺度適用中國國家櫟準（CNS>甲4规格（210 X 297公货j -----------------------裝------訂------^.1 (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 經濟部中央標準局β：工消費合作社印製 經濟部中央櫟準局員工消费合作社印製 A6 B6 五、發明説明（Π ) ,則發現顯示發生巴克豪森雜音之不連鑛之跳動。 下面，第1強磁性膜4及非磁性膜5與上述同樣，作 為第2強磁性膜6,則代替硬磁性膜，將軟磁性膜（Co 条非晶質，He:30A/m, Bs:8T)形成 〜45nm。惟此強磁性膜6之磁化卻未進行。以此構迪 來製作MR磁頭，與先前同樣，测定R_Η曲線之結果， 並未發現不連績之跳動。此將可解釋為：能夠抑制巴克豪 森雜音之結果。 與上述構造相反，製作將第1與第2之強磁性膜4、 6之材質加以互相轉換之構造（第1強磁性膜4 : Co条 非晶質〜45nm,第2強磁性膜6:Co—20%Pt 〜45nm)之HR磁頭，測定其R — H曲線之結果，仍 然未在曲線上發現不連缠之跳動。 由以上說明，可知縱向磁偏用之第1、第2強磁性膜 4、6之磁化，將互相向相反方向作靜磁連結。因此，從 強磁性膜4、 6端面所發生之磁通，將在兩層間互相構成 閉合環路；為此，將不致進入MR元件膜1,尤其是其主 動區域，故在MR元件膜乃僅作用與第1強磁性膜4交換 連結之影響。惟為滿足此條件，則必需使強磁性膜4之（ 飽和磁化）X (端面之斷面積），與強磁性膜6之（飽和 磁化）X (端面之斷面積）略成相等。 此外，此種關係亦不僅生在縱向磁偏用強磁性膜為如 上述兩層之情形方成立，多層構造之情形亦能使其獲得滿 足。 本紙張又度適用中國國家樣準（CNS〉甲4规格（210 X 297__公：^ _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) —裝· 訂_ A6 _B6_ 五、發明説明（12 ) (請先閲讀背面之注意事頊再填寫本頁) 至於第1及第2之強磁性膜4、6之硬軟（He)之 組合，亦可有下列之三種。 強磁性膜4 硬磁性 軟磁性 硬磁性 強磁性膜5 硬磁性 硬磁性 軟磁性 並且，關於He之大小，則無論強磁性膜4、 6之任 何一方較大，或相等亦可獲得良好之縱向磁偏。 (實施例3 ) 在實施例1、 2,為外施操作點磁偏，乃使用導電性 軟磁性膜3所成之所諝軟薄膜磁偏（softfil» bias); 惟如圖4所示，代替導電性軟磁性膜3來形成非磁性導體 膜8 (例如：T i，W)，向此投入電流，以由此所發生 之磁場對MR元件膜1外施操作點磁偏，亦為可行。 經濟部中央標準屬员工消费合作社印製 此種MR磁頭之製造工程，乃如下述。形成MR元件 膜（Ni Fe :〜30nm)後，與實施例1同樣，作為 縱向磁偏用之第1強磁性膜4,形成硬磁性膜，在MR元 件膜1之長度方向之一方之方向（X方向）進行磁化。其 次，經由非磁性膜5,作為縱向磁偏用之第2強磁性膜6 ,形成硬磁性膜，將其磁化成與強磁性膜4相反之方向（ 衣纸張尺Λ通用中國a家標準（CIVS)甲4规格（210 X ；w_>'p4) _ ⑸3❼9 A6 __B6_ 五、發明説明（13 ) (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 一 X方向）。其次，將被疊層之強磁性膜4、6,僅留下 MR元件膜端部上面來進行圖案形成後，將非磁性導匾膜 8形成在MR元件膜1之上。此非磁性導龌膜8上面亦形 成導體引線7並投入電流，以外施操作點磁偏。 以此種構造之MR磁頭，亦獲得良好之再生波形。 (實施例4 ) 在實施例1〜3,乃對磁偏用強磁性膜4、 6被設在 MR元件膜1兩端之構造之MR磁頭加以說明；惟如圖5 所示，形成在MR元件膜1上之全面亦可。 此種MR磁頭之製造工程，乃如下述。首先，作為縱 向磁偏用之第1強磁性膜4,形成硬磁性膜（Co — 20 % Pt:〜25nm, Hc=120kA/m， Br= 0. 8Τ),磁化在MR元件膜1之長度方向之一方之方 向（X方向）。其次，經由非磁性膜5 (S iNx : 經濟部中央標準局"T工消費合作钍印製 〜10nm),作為縱向磁偏用之第2強磁性膜6,形成 硬磁性膜（Co — 10% Pt:〜60nm,Hc = 50KA/m, Br=l. 4T),再將此磁化成與強磁 性膜4相反之方向（_x方向）。其次，形成MR元件膜 1 (NiFe :〜30nm, 0. 8T)後，將非磁性膜 2 (Ti :〜20nm),僅形成在成為主動區域“Μι re area) 之中央部分； 進一步， 再將導電性軟磁性膜 3 (Co条非晶質：〜30nm ◦. 8T)形成在MR元 件膜1及非磁性膜2之上面。其次，在疊層之全層進行規 本纸張尺通用中國®家標準（CNS)甲4 %恪（21U X四7_公^1 _ k,036〇9 A6 B6_ 五、發明説明（14 ) 定之MR條纹狀之圖案形成後，再形成導鼸引線7,以成 為M R磁頭之形狀。 以此種構造之MR磁頭，來再生以lkFCI被記錄 在金屬媒鳗之磁碟上面之信號，以測定其再生待性。與實 施例1〜3同樣，其再生波形未發現不連續之跳動（jti·-p),獲得無巴克豪森雜音所生彩響之良好再生信號波形 。在本實施例中，因與實施例1〜3同樣，需進行操作點 磁偏（横向磁偏），故形成由Co条非晶質所形成之導霣 性軟磁性膜3。 而且，如本實施例在MR元件膜1上全面形成磁僱用 強磁性膜4、 6之構造之MR磁頭，由於縱向磁傾用強磁 性膜4、 6被形成在全面，與僅在MR元件膜1端面形成 縱向磁偏用強磁性膜之構造比較，具有將可消除對該強磁 性膜進行圖案形成時之過度独刻（over etching)所引起 對MR元件膜1或軟薄膜磁偏用之導電性軟磁性膜3之損 傷等處理上之利點。 (實施例5 ) 於實施例4,雖在MR元件膜1上面形成非磁性膜2 及導電性軟磁性膜3;但圖6所示實施例5則相反地在 MR元件膜1下面形成非磁性膜2及導電性軟磁性膜3。 如此構造亦可獲得與實施例4同樣之效果。惟如此将MR 元件膜1置於上面時，宜將MR元件膜1形成為平坦狀態 。因此，在此種情形下，乃將相當於存在在MR元件膜1 本紙張尺度通用中國國家標苹（CNS)甲4规格（21U X 297公％ (請先閲讀背面之注项再填鸾本I > 丨裝· 訂_ 經濟部中央樣準局3工消费合作社印絮 A6 B6 203659 五、發明説明（15 ) (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁) 與導電性軟磁性膜3之界面之非磁性膜3之厚度部分，使 軟磁性膜3凹下去，或於非磁性膜2之形成以及圖案形成 後，以離子蝕刻等加以平坦化後，再形成MR元件膜1, 較為理想。 在實施例4、 5所述構造之MR磁頭之基本設計基準 ，乃將MR元件膜1,縱向磁僱用強磁性膜4、 6以及軟 磁性膜3之（飽和磁通密度X膜斷面膜），各假定為 MS»«、MSi、MS2、MSui 等，則成為： MSsh + MS*i?+MSi =MS2 〇 此外，磁偏用強磁性膜4、6及非磁性膜5、MR元 件膜1以及導電性軟磁性膜3之疊層順序，乃為： (a) 1/3/4-5-6 (b) 3/1/4-5-6 (c) 4-5-6/3/1 (d) 4-5-6/1/3等 之任何一種勻可。 經濟部中央標準局9工消费合作社印製 (實施例6 ) 在實施例4、 5中，為外施操作點磁偏，乃使用導電 性軟磁性膜3所成之軟薄膜磁偏；惟如圖7所示，形成非 磁性導體膜8 (例如：T i , W),以代替導電性軟磁性 膜3,並對其投入電流，由其所發生之磁場對MR元件膜 1外施操作點磁偏，亦可。 本紙張尺度適用t國囷家標準（CNS) f ·4规格（21U X 297公％ A6 B6 五、發明説明（1^ ) (請先閲面之注意事項再填寫本頁) 在圖7中，MR元件膜1乃被形成在磁偏用強磁性膜 4上面，而其上面亦形成非磁性導鼸膜8,並被圖案形成 成為規定之條紋形狀。此非磁性導匾膜8亦形成有導疆引 線7,以構成MR磁頭。在此情形，亦可獲得良好之再生 信號波形。 (實施例7 ) 圖8乃為實施例7之原理圖，圖9則為表示MR磁頭 之構造之斷面圖。在此實施例，乃由形成在MR元件膜1 上之強磁性膜4、 6,基本上來外施縱向磁偏於MR元件 膜1;惟在此強磁性膜4、 6賦與面内單軸異方性，由此 亦可對MR元件膜外施横向磁傾，或可抑制擾動（disturbance) 等所 引起之強磁性膜磁化之搖動所生磁镐變動 。 下面參照圖8來說明賦與此種單軸磁性異方性之方法。 在形成至MR元件膜為止之基板上，以磁控管RF濺 射來形成作為磁偏用強磁性膜4、 6之Co—Pt膜。此 時之基板及靶（target)等之各要素表示於下。 經濟部中兴標準局R工消費合作社印製 来靶：Co—20%Pt, 3英時彡 来基板：2英吋0 来基板中心配置位置： (Χ,Υ,Ζ) = (0，0,0) 来靶中心配置位置： (Χ,Υ，Ζ)=(15,15,15) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（2ΐυ X _ A6 B6 五、發明説明（17 ) ♦單位：c m (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 惟：X = M R條紋磁通方向 Y=MR條紋高度方向 Z =基板垂直方向 亦卽，將基板及靶配置設定成：從基板中心投視，靶 中心位於從X,Y, Z之任何方向均傾斜45度之方向之 狀態。並以Co_Pt粒子向基板上由斜方入射之狀態， 經由非磁性膜5 (S iNx〜5nm) ,形成第1、第2 之強磁性膜4、6。由飛來之粒子之斜向入射，在斜方成 長柱狀構造之結果，異方性被賦與在其成長方向，乃為周 知之事賁。此時，為對MR元件膜1賦與横向磁偏，乃對 在MR元件膜1上斜向成長（與磁通方向成45度）之 Co—Pt膜賦與異方性。縱向磁偏用之第1強磁性膜4 (Co — 20Pt :〜25nm)以及第2強磁性膜6 ( C 〇 - 2 0 % Pt:〜55nm),則各被磁化為相反 之方向。 經濟部中央標举局βκ工消费合作钍印製 在此叠層膜上面，形成MR元件膜1 (NiFe), 以製成圔9之MR磁頭。以此構造之MR磁頭再生以 1kFCI被記錄在各種媒體之磁碟上之信號，並測定其 再生待性。此等再生信號波形，其歪曲甚少，亦未發現不 建續之跳動，可外施良好之横向磁镉；同時亦可確認巴克 豪森雜音所生影饗已被抑制。 而且，評價MR磁頭之再生待性所使用之磁碟之媒體 本4氏张尺茂通用中國國家標準（CNS)甲4規_格（21() X _ Αβ B8 經濟部中央標準局S工消费合作社印製 五、發明説明（18 ) He趨低，則縱向磁槭用強磁性膜舆僅為一層時比較，裂 成二層時在誤差率方面有提高之傾向。此種傾向愈為多靥 愈為顯著。此乃表示：從縱向磁僱用強磁性膜所者生之磁 場，因多層化在媒體表面趨弱，媒體之内容不容易被消除 之故。 此外，此種構造之基本設計基準，若將MR元件膜1 、強磁性膜4、6之（飽和磁通密度X膜斷面膜）各假定 為 MS**、MSv、MS3 ,則將成為：MSh+MSi =M S 2 〇 此外， 磁槭用強磁性膜賦與單軸磁性異方性之 方法，除斜向入射以外，亦有將Cr等之底子膜首先加以 電子晶膜生長（epitaxial growth)',在其上面使 C 〇 P t等之硬磁性膜同樣進行電子晶膜生長，以利用給 晶磁性異方性之方法。 (實施例8 ) 在圖10所示實施例中，乃於MR元件膜1與磁偏用 強磁性膜4之界面夾入非磁性膜（原子層）13,由此使 兩者間之交換連結力成為調節可能狀態。在此MR磁頭之 製造工程中，形成MR元件膜1 (Ni Fe)後，在形成 磁偏用強磁性膜4之前，於真空裝置内導入氣氣體放置數 秒〜數分。此後，再形成磁偏用強磁性膜4。經過如此過 程來製作M R磁頭。 將此MR磁頭置於實施例3所說明之黑目合子線圈内 本纸張又度適用中國國家標準（C!VS)甲4规格（21U X _ (請先閲讀背面之注意事項再f本頁) -裝- 訂- -緯 A6 B6 五、發明説明（19 ) ,在磁道方向外施磁場，並测定其R — Η特性；結果，發 生不連績跳動之磁場Ηχ,乃較在MR元件膜1與磁偏用 強磁性膜4之界面未導入氣氣體所製作之磁頭為小。此乃 被認為：在形成於界面之非磁性膜13 (氣氣層），作用 於MR元件膜1與磁偏用強磁性膜4間之互相交換作用趨 弱，而縱向磁偏磁場降低之故。同樣之效果，亦在導入m 氣體、氮氣混合氣體、或使用此等氣體在形成磁偏用強磁 性膜4之前進行濺射蝕刻之情形下獲得。如此，由於在界 面設置非磁性膜13,縱向磁偏之調節乃成為可能。而且 ，在此界面將存在熱上穩定之層，由此亦對製作過程或磁 頭使用時之溫度上昇，將可防止其在界面之互相擴散現象 (實施例9 ) 經濟部中央櫺準局S工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再項寫本頁) 圖11所示實施例，乃為在作為磁偏用強磁性膜4及 軟薄膜磁偏用之導電性軟磁性膜3之界面，重新設置非磁 性膜13者；如此構成亦可獲得與實施例7同樣之效果。 此外，將此非磁性膜13適用於如圖5及圖6所示實施例 ，其磁偏用強磁性膜4或6,有MR元件膜1或導電性軟 磁性膜3全面接觸之構造之MR磁頭，亦同樣有效果。 此外，以上實施例1〜7所述者，對遮蔽型MR磁頭 ,或轭型MR磁頭，均有同樣之效果。 (實施例1 0 ) 本紙張尺茂通用中國國家桴苹（CNS)甲規格（21ϋ X 297_公^) _ A6 B6 五、發明説明（20 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 在圖12所示實施例中，乃僅在MR元件膜1之主動 區域形成非磁性膜14,經由此非磁性膜14來疊層磁傾 用強磁性膜4、 6;由此，將僅在MR元件膜1之兩端部 (被動匾域（passire area)),由交換連結賦與縱向磁 偏。 (實施例1 1 ) 圖13所示實施例乃為將實施例9之構成適用於 SAL磁偏方式之MR磁頭之例子。 在上述實施例9、 10之任何一例，由於磁偏用強磁 性膜4、 6乃存在於全面，故與僅在MR元件膜1端面形 成磁偏用強磁性膜之構造比較，將具有：對該強磁性膜進 行圖案形成時之過度蝕刻所生對MR元件膜1或軟薄膜磁 偏用之導轚性軟磁性膜3之損傷，將可被消除等之處理上 之利點。 (實施例1 2 ) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 在圖14所示實施例9,乃於MR元件膜1上面之全 面，經由非晶質軟磁性膜15,叠置有磁偏用強磁性膜4 、6 〇 (賁施例1 3 ) 圖15乃為在MR元件膜1兩端部（被動區域），經 由非晶質軟磁性膜15叠置磁偏用強磁性膜之實施例。 本纸張尺度通用中围因家標半·（CNS)甲4规格（ϋΐυ X 297_公^> _ A6 B6 五、發明説明（21 ) (請先閱讀背面之注意事,fi再填寫本頁) 在上述實施例11、 12之任何情形，MR元件膜1 均成為f c c構造，其（1 1 1)面将與膜面成平行，故 在此上面作為強磁性膜4堆稹例如Co条之硬磁性膜，則 一般言，其C軸將容易主於膜面之垂直方向。此乃意味： 膜面垂直方向容易成為磁化容易軸；在此情形下，邸使 MR元件膜1與強磁性膜4之界面發生交換連結，亦因 MR元件膜1之磁化將在膜面向垂直方向進行，故MR元 件膜1之導磁率有大幅降低之虞。而且，為避免此種現象 ,控制強磁性膜4之成膜條件，使C軸強制加以躺下，則 亦有上述界面之交換連結力將減少之處。因此，將某種程 度之厚度之非晶質軟磁性膜15夾在MR元件膜1與強磁 性膜4之界面，則在此界面將可獲得一面保持充分之交換 連結，一面強磁性膜4之C軸亦將容易向與膜面平行之方 向之效果。 <發明之效果> 鳗濟部+央標準局s工消費合作社印製 如以上說明，依據本發明，將MR元件膜與第1強磁 性膜在界面加以交換連結，由此，將第1強磁性膜之磁化 作為縱向磁偏，使MR元件膜之磁化固著於第1強磁性膜 之磁化方向，以防止局部性磁區之發生，故可大幅減低巴 克豪森雜音。 而且，經由非磁性膜，使第1強磁性膜與第2強磁性 膜進行靜磁連結，由此使此等強磁性膜各所發生之磁通互 想形成閉合環路，以便可使從強磁性膜端部所發生之漏洩 本紙張尺度適用中國a家標準（CNS)甲.1规格（川）X 297_公^) _ 經濟部中央標準局*:工消費合作社印« A6 B6 五、發明説明（22 ) 磁場不致作用於媒鼸，故由漏洩磁場將媒釀加以消磁等之 現象將消失，同時漏洩磁場將不容易進入MR元件膜，因 此一定之縱向磁偏将容易落入MR元件之主動匾域，獲得 良好之再生響應將成為可能。 進一步，在第1強磁性膜與MR元件膜之界面夾設非 磁性膜之陣壁層，由此亦可諝節交換連結之程度，故縱向 磁镉強度之適切諝節亦成為可能；同時該非磁性膜亦將可 防止MR磁頭製造過程中，或MR磁頭使用時所發生之熱 為起因之在MR元件膜，強磁性膜膜面之擴散；因此將可 提高M R磁頭之可靠性。 <附圖之簡單說明> 〔圔1〕 實施例1之MR磁頭之斷面圔。 〔圖2〕 實施例2之MR磁頭之斷面圖。 〔圖3〕 為實施例1之效果確認所試作之MR磁頭 斜視圔。 〔圔4〕 實施例3之MR磁頭之斜視圖。 〔圔5〕 實施例4之MR磁頭之斜視圖。 〔圖6〕 實施例5之MR磁頭之斷面圖。 〔圖7〕 實施例6之MR磁頭之斷面圖。 〔圖8〕 實施例7之MR磁頭之原理圖。 〔圖9〕 實施例7之MR磁頭之斜視圔。 〔圖10〕 實施例8之MR磁頭之斷面圖。 〔圖11〕 實施例9之MR磁頭之斷面圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4规格（21U X 297_公& _ ------------------------裝------ΤΓ------.r~ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) A6 B6 五、發明説明（23 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔圔12〕 實施例10之MR磁頭之斷面圖。 〔圖13〕 實施例11之MR磁頭之斷面圖。 〔圖14〕 實施例12之MR磁頭之斷面圖。 〔圖15〕 實施例13之MR磁頭之斷面圖。 <附圖中编號之說明> 1 .........磁電阻效應膜， 2 .........第1非磁性膜（ 間隔物）， 3 .........軟磁性膜， 4 第1強磁性 膜· 5 .........第2非磁性膜， 6 .........第2強磁性膜 , 7 .........導體引線， 8 .........非磁性導體膜（分感 層：shunt layer) , 9 .........強磁性體基板， 10 .........非磁性絶緣膜， 11 .........非磁性絶綠膜， 12 .........遮蔽用軟磁性膜， 13 .........非磁性膜， 14.........非磁性膜， 15 .........非晶質軟磁性膜。 經濟部中央標準局费工消费合作社印黎 本纸張尺度通用中國园家橒準（CNS)甲4規格（21U X 297公

Claims (1)

1. 鱷濟部中央櫟準局R工消费合作社印製 A7 的 9 C7 _ _ D7_ 六、申請專利範面 1 . 一種磁性阻抗效果型磁頭以881161〇-1?63丨81&11〇-e effect type Head)，其待欲為具備有： 磁轚阻效應元件膜， 及被配置在此磁霄阻效應元件膜之上面，而在該磁電 阻效應元件膜之長度方向被磁化成向規定方向之第1強磁 性膜， 及被形成在此第1強磁性膜上面之非磁性膜， 及被形成在此非磁性膜之上面，而在前述磁霉阻效應 元件膜之長度方向被磁化成向與前述第1強磁性膜相反方 向之第2強磁性膜等， 為構成者。 2.—種磁性阻抗效果型磁頭，其待徽為具備有： 磁電阻效應元件膜， 及被形成在前述磁電阻效應元件膜之磁場感知用區域 之一方之面上之第1非磁性膜， 及在此第1非磁性膜以及前述磁電阻效應元件膜之一 方之面而未被該非磁性膜所覆蓋之區域上，被選擇性地形 成之導電性軟磁性膜， 及被形成在前述導電性軟磁性膜之上面或前述磁霉阻 效應元件膜之另一方之面上，而在該磁電阻效應元件膜之 長度方向被磁化成向規定方向之第1強磁性膜， 及被形成在此第1強磁性膜之上面之第2非磁性膜， 及被形成在此第2非磁性膜之上面，而在前述磁電阻 效應元件膜之長度方向被磁化成向與前述第1強磁性膜相 :紙張尺度適用中國國家樣準（CNS)甲4規格（210X_29ff°A、》) 81.9.10,000 (請先W讀背面之注意事項再填窝本頁) --裝- 訂- A7 B7 C7 D7 六、申請專利範園 反方向之第2強磁性膜等， 為構成者。 3.—種磁性阻抗效果型磁頭，其特擻為具備有： 磁電阻效應元件膜， 及被選擇性地形成在前述磁轚阻效應元件膜之磁場感 知用區域上之第1非磁性膜， 及被形成在此第1非磁性膜上以及前述磁電阻效應元 件膜之未被該非磁性膜所覆蓋之區域上，而在該磁霣阻效 應元件膜之長度方向被磁化成向規定方向之第1強磁性膜 9 及被形成在此第1強磁性膜上面之第2非磁性膜， 及被形成在此非磁性膜上面，而在前述磁電阻效應元 件膜之長度方向被磁化成向與前述第1強磁性膜相反方向 之第2強磁性膜等， 為構成者。 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) _裝· 訂 經濟部中喪螵準扃R工消费合作社印製 匕纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210又2^/公-楚） 81.9.10,000