JPH06104505A - Magnetoresistive sensor, magnetic head and magnetic storage device using the same - Google Patents
Magnetoresistive sensor, magnetic head and magnetic storage device using the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出電流を大きくした場合の通電に伴う磁界
感度の低下が小さく、感磁部の破断も生じにくい磁気抵
抗センサを提供する。
【構成】 磁気抵抗性導電層２の基体１とは反対側の面
に接して保護層３を設ける。保護層３の上に、磁気抵抗
性導電層２にバイアス磁界を発生させるバイアス層５
と、磁気抵抗性導電層２の感磁部４に電流を供給するた
めの一対の電極６を順に設ける。保護層３はチタン、バ
ナジウム、クロム、ジルコニウム、モリブデン、ニオ
ブ、ハフニウム、タンタルおよびタングステンから成る
第１群より選ばれた少なくとも１種の元素と、窒素、炭
素、硼素および珪素から成る第２群より選ばれた少なく
とも１種の元素との化合物とする。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a magnetoresistive sensor in which a decrease in magnetic field sensitivity due to energization when a detection current is increased is small and a magnetic sensitive portion is less likely to break. [Structure] A protective layer 3 is provided in contact with the surface of the magnetoresistive conductive layer 2 opposite to the base 1. On the protective layer 3, a bias layer 5 for generating a bias magnetic field in the magnetoresistive conductive layer 2
Then, a pair of electrodes 6 for supplying a current to the magnetic sensitive portion 4 of the magnetoresistive conductive layer 2 are sequentially provided. The protective layer 3 comprises at least one element selected from the first group consisting of titanium, vanadium, chromium, zirconium, molybdenum, niobium, hafnium, tantalum and tungsten, and a second group consisting of nitrogen, carbon, boron and silicon. It is a compound with at least one selected element.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、磁気ディスク装置、
磁気テープ装置あるいはフロッピーディスク装置などの
磁気記憶装置の磁気ヘッドとして好適に用いられる磁気
抵抗センサ、およびその磁気抵抗センサを用いた磁気ヘ
ッドおよび磁気記憶装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic disk device,
The present invention relates to a magnetic resistance sensor preferably used as a magnetic head of a magnetic storage device such as a magnetic tape device or a floppy disk device, and a magnetic head and a magnetic storage device using the magnetic resistance sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、情報化社会の進行と共に日常的に
扱う情報量は増加の一途をたどっており、これに伴っ
て、より高い記録密度とより高い記憶容量を持つ磁気記
憶装置が要求されて来ている。2. Description of the Related Art In recent years, the amount of information handled on a daily basis has been increasing with the progress of the information society, and accordingly, a magnetic storage device having a higher recording density and a higher storage capacity is required. Is coming.
【０００３】代表的な磁気記憶装置である磁気ディスク
装置では、記録密度を高くしていった場合、一般に、従
来の電磁誘導型磁気ヘッドでは再生出力が低下し、磁気
ディスクに記録した情報の再生が困難になる。このた
め、例えば特開昭５１−４４９１７号公報に記載されて
いるように、記録用磁気ヘッドと再生用磁気ヘッドを別
構成とし、再生用として磁気抵抗効果を利用する磁気ヘ
ッド（いわゆる磁気抵抗型ヘッド）を用いることが提案
されている。磁気抵抗型ヘッドは、電磁誘導型ヘッドに
比べて、記録密度を高くした場合にも比較的高い再生出
力が得られる利点がある。磁気抵抗型ヘッドに用いられ
る素子は、「磁気抵抗センサ」と呼ばれる磁気−電気変
換器である。In a magnetic disk device, which is a typical magnetic storage device, when the recording density is increased, the reproducing output is generally lowered in the conventional electromagnetic induction type magnetic head, and the information recorded on the magnetic disk is reproduced. Becomes difficult. Therefore, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-44917, a magnetic head for recording and a reproducing magnetic head are separately configured, and a magnetic head utilizing a magnetoresistive effect for reproducing (so-called magnetoresistive type). It is proposed to use a head). The magnetoresistive head has an advantage over the electromagnetic induction head in that a relatively high reproduction output can be obtained even when the recording density is increased. The element used in the magnetoresistive head is a magneto-electric converter called a "magnetoresistive sensor".
【０００４】「磁気抵抗センサ」は、セラミックなどか
らなる基体と、その基体上に形成された磁気抵抗効果を
示す強磁性材料の薄膜、すなわち磁気抵抗性導電層とを
備えて構成され、その磁気抵抗性導電層に感磁部が形成
される。磁界を検出する際には、この感磁部に検出電流
を流しておき、検出すべき外部磁界によって感磁部の電
気抵抗値が変化することを利用して、その電気抵抗値の
変化を感磁部の両端の電圧変化として取り出す。A "magnetoresistive sensor" comprises a base made of ceramics and the like, and a thin film of a ferromagnetic material exhibiting a magnetoresistive effect, that is, a magnetoresistive conductive layer formed on the base. A magnetically sensitive portion is formed on the resistive conductive layer. When a magnetic field is detected, a detection current is passed through this magnetic sensitive section, and the change in the electric resistance value of the magnetic sensitive section is sensed by utilizing the fact that the electric resistance value of the magnetic sensitive section changes due to the external magnetic field to be detected. It is taken out as a voltage change across the magnetic part.
【０００５】すでに知られているように、磁気抵抗セン
サを最適に動作させるためには、外部磁界に対する応答
が直線的になるように、感磁部にバイアス磁界を印加す
る必要がある。このバイアス磁界の方向は一般に、感磁
部の磁気抵抗性導電層に平行で且つ検出電流の方向に垂
直な方向である。このようなバイアス磁界を印加する有
効な方法として、米国特許第３，８６４，７５１号明細
書に開示されているように、非磁性スペーサ層によって
磁界検出部と隔てて配置された軟磁性層からの漏洩磁界
を利用する「軟磁性層バイアス法」がある。As already known, in order to operate the magnetoresistive sensor optimally, it is necessary to apply a bias magnetic field to the magnetic sensitive section so that the response to the external magnetic field becomes linear. The direction of this bias magnetic field is generally parallel to the magnetoresistive conductive layer of the magnetic sensing section and perpendicular to the direction of the detected current. As an effective method of applying such a bias magnetic field, as disclosed in US Pat. No. 3,864,751, a soft magnetic layer separated from a magnetic field detecting section by a nonmagnetic spacer layer is used. There is a “soft magnetic layer bias method” that utilizes the leakage magnetic field of
【０００６】米国特許第４，６６３，６８５号明細書に
は、非磁性スペーサ層に好適な材料としてタンタルが開
示されている。US Pat. No. 4,663,685 discloses tantalum as a suitable material for the non-magnetic spacer layer.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、電磁誘導型
磁気ヘッドに比べて高い再生出力の得られる磁気抵抗型
ヘッドにおいても、今後の急速な記録密度の高度化に対
応するには、いっそうの高出力化が必要と考えられる。By the way, even in a magnetoresistive head capable of obtaining a high reproduction output as compared with the electromagnetic induction type magnetic head, it is necessary to further improve the magnetic recording head in order to cope with the rapid increase in recording density in the future. It is considered that output is required.
【０００８】磁気抵抗型ヘッドでは、感磁部に流す検出
電流を大きくすることにより、再生出力を大きくするこ
とができる。しかし、検出電流をあまり大きくすると感
磁部が直ちに破断してしまう。また、通電直後には磁界
検出部が破断しない程度の検出電流でも、通電開始から
破断に至るまでの時間が短くなる、あるいは、通電時間
の増加に伴って磁界感度が低下するなど、磁気抵抗ヘッ
ドの寿命に悪影響を及ぼす。したがって、従来の磁気抵
抗型ヘッドでは、今後の急速な記録密度の高度化に対応
できるように検出電流を増加することはできないという
問題がある。In the magnetoresistive head, the reproduction output can be increased by increasing the detection current flowing in the magnetic sensing section. However, if the detected current is too large, the magnetic sensitive section will be immediately broken. In addition, even if the detected current is such that the magnetic field detector does not break immediately after energization, the time from the start of energization to the break becomes short, or the magnetic field sensitivity decreases as the energization time increases, and so on. Adversely affect the life of the. Therefore, the conventional magnetoresistive head has a problem that the detection current cannot be increased so as to cope with the rapid advancement of recording density in the future.
【０００９】そこで、この発明の目的は、検出電流を大
きくしても、通電時間の増加に伴って磁界感度が低下し
難く且つ感磁部が破断する恐れが少ない磁気抵抗センサ
を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetoresistive sensor in which magnetic field sensitivity is less likely to decrease with increasing energizing time and the magnetic sensitive section is less likely to break even if the detected current is increased. is there.
【００１０】この発明の他の目的は、従来より高い再生
出力が得られ、例えば１平方インチ当たり６００メガビ
ット程度の高密度で記録された情報を感度良く再生する
ことができる磁気ヘッドを提供することにある。Another object of the present invention is to provide a magnetic head which can obtain a reproduction output higher than before and can reproduce with high sensitivity information recorded at a high density of, for example, about 600 megabits per square inch. It is in.
【００１１】この発明のさらに他の目的は、高い信頼性
をもって、例えば１平方インチ当たり６００メガビット
程度の高密度で情報の記録・再生が可能な磁気記憶装置
を提供することにある。Yet another object of the present invention is to provide a magnetic storage device capable of recording / reproducing information with high reliability, for example, at a high density of about 600 megabits per square inch.
【００１２】[0012]
（１） この発明の磁気抵抗センサは、基体上に形成さ
れた磁気抵抗性導電層と、その磁気抵抗性導電層の少な
くとも一部分でバイアス磁界を発生させる、前記基体上
に形成されたバイアス層とを有する磁気抵抗センサにお
いて、前記磁気抵抗性導電層に隣接してその磁気抵抗性
導電層を保護する保護層が形成されており、且つその保
護層が、通電に伴ってその磁気抵抗性導電層に生じるエ
レクトロマイグレーション現象を抑制する機能を持つ物
質より形成されていることを特徴とする。(1) A magnetoresistive sensor according to the present invention comprises a magnetoresistive conductive layer formed on a substrate, and a bias layer formed on the substrate to generate a bias magnetic field in at least a part of the magnetoresistive conductive layer. In the magnetoresistive sensor, a protective layer for protecting the magnetoresistive conductive layer is formed adjacent to the magnetoresistive conductive layer, and the protective layer is formed by energizing the magnetoresistive conductive layer. It is characterized by being formed of a substance having a function of suppressing the electromigration phenomenon that occurs in the above.
【００１３】前記保護層は、通電に伴ってその磁気抵抗
性導電層に生じるエレクトロマイグレーション現象を抑
制する機能を持つ物質であればよい。具体的には、チタ
ン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、モリブデン、
ニオブ、ハフニウム、タンタルおよびタングステンから
成る第１群より選ばれた少なくとも１種の元素と、窒
素、炭素、硼素および珪素から成る第２群より選ばれた
少なくとも１種の元素との化合物が挙げられる。The protective layer may be any substance having a function of suppressing the electromigration phenomenon that occurs in the magnetoresistive conductive layer due to energization. Specifically, titanium, vanadium, chromium, zirconium, molybdenum,
A compound of at least one element selected from the first group consisting of niobium, hafnium, tantalum and tungsten and at least one element selected from the second group consisting of nitrogen, carbon, boron and silicon can be mentioned. .
【００１４】前記保護層の材質は、チタン、バナジウム
などの前記第１群の少なくとも１種の単体元素と前記第
２群の少なくとも１種の単体元素との化合物、すなわ
ち、前記第１群の少なくとも１種の単体元素の窒化物、
炭化物、硼化物あるいは珪化物などとすればよい。しか
し、前記第１群の元素については、例えばニオブとタン
タル、ニオブとジルコニウム、ニオブとタングステン、
バナジウムとクロム、バナジウムとジルコニウム、タン
グステンとクロム、チタンとタンタルなど、前記第１群
の２種あるいは３種以上の元素同士からなる合金を用い
てもよい。The material of the protective layer is a compound of at least one elemental element of the first group such as titanium and vanadium and at least one elemental element of the second group, that is, at least the first group. A single elemental nitride,
Carbide, boride, or silicide may be used. However, regarding the elements of the first group, for example, niobium and tantalum, niobium and zirconium, niobium and tungsten,
An alloy composed of two or more elements of the first group such as vanadium and chromium, vanadium and zirconium, tungsten and chromium, titanium and tantalum may be used.
【００１５】前記第２群の元素についても同様であり、
前記第２群の単体元素であってもよいし、前記第２群の
２種あるいは３種以上の元素同士からなる化合物であっ
てもよい。The same applies to the second group of elements,
It may be a single element of the second group or a compound composed of two or more elements of the second group.
【００１６】前記保護層を、前記第１群の元素同士の合
金、例えばＺｒＮｂ、ＴｉＶ、ＴａＣｒ、ＷＮｂあるい
はＷＭｏと、前記第２群の少なくとも１種の元素との化
合物により形成した場合、これら合金は比抵抗が高く、
検出電流の前記保護層あるいはバイアス層への分流が低
く抑えられる結果、電流効率が高くなる利点が得られ
る。When the protective layer is formed of a compound of an alloy of the elements of the first group, such as ZrNb, TiV, TaCr, WNb or WMo, and at least one element of the second group, these alloys are used. Has a high resistivity,
As a result of suppressing the shunt of the detection current to the protective layer or the bias layer to be low, there is an advantage that the current efficiency is high.
【００１７】前記保護層は、この発明の効果を得るに
は、前記磁気抵抗性導電層に接触して形成されるのが好
ましい。この場合、前記保護層を、前記磁気抵抗性導電
層の前記基体とは反対側の面に接触して配置するのがよ
い。In order to obtain the effects of the present invention, the protective layer is preferably formed in contact with the magnetoresistive conductive layer. In this case, it is preferable that the protective layer is disposed in contact with the surface of the magnetoresistive conductive layer opposite to the base.
【００１８】また、前記保護層は、前記磁気抵抗性導電
層と前記バイアス層とを磁気的に隔離する機能を有して
いるのが好ましい。こうすると、この機能を持つ層を別
個に設ける必要がなくなる利点がある。The protective layer preferably has a function of magnetically isolating the magnetoresistive conductive layer and the bias layer. This has the advantage that it is not necessary to separately provide a layer having this function.
【００１９】しかし、前記保護層を介して前記磁気抵抗
性導電層と前記バイアス層との間に作用する磁気的相互
作用を抑制するための非磁性スペーサ層を別個に設けて
もよい。こうすると、前記保護層にピンホールが生じて
も、そのピンホールを介して前記磁気抵抗性導電層と前
記バイアス層との間に生じる磁気的相互作用が抑制また
は完全に除去されるので、良好なバイアス特性が得られ
る。However, a non-magnetic spacer layer for suppressing magnetic interaction acting between the magnetoresistive conductive layer and the bias layer via the protective layer may be separately provided. By doing so, even if a pinhole is formed in the protective layer, magnetic interaction generated between the magnetoresistive conductive layer and the bias layer via the pinhole is suppressed or completely removed, which is favorable. Bias characteristics can be obtained.
【００２０】前記非磁性スペーサ層は、前記保護層と前
記バイアス層との間に配置してもよいし、前記磁気抵抗
性導電層と前記保護層との間に配置してもよい。The non-magnetic spacer layer may be arranged between the protective layer and the bias layer, or may be arranged between the magnetoresistive conductive layer and the protective layer.
【００２１】前記基体は、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ5−ＴｉＣ
などの非磁性セラミック材料などから形成することがで
き、その構成および材料は特に限定されない。The substrate is ZrO 2 , Al 2 O 5 -TiC.
It can be formed from a non-magnetic ceramic material such as, and the structure and material thereof are not particularly limited.
【００２２】前記磁気抵抗性導電層は、磁気抵抗効果を
示す導電層であれば特に限定されず、例えばＮｉ−Ｆｅ
合金、ＮｉＦｅＣｏ合金が使用できる。The magnetoresistive conductive layer is not particularly limited as long as it is a conductive layer exhibiting a magnetoresistive effect, and is, for example, Ni--Fe.
Alloys and NiFeCo alloys can be used.
【００２３】前記バイアス層は、前記磁気抵抗性導電層
の少なくとも一部でバイアス磁界を発生する層であれば
特に限定されない。先に述べた従来の「軟磁性膜バイア
ス法」を利用するＮｉＦｅＮｂなどの軟磁性薄膜でもよ
いし、Ｃｏ70Ｃｒ10Ｐｔ20などの永久磁石薄膜でもよ
い。The bias layer is not particularly limited as long as it is a layer that generates a bias magnetic field in at least a part of the magnetoresistive conductive layer. It may be a soft magnetic thin film such as NiFeNb utilizing the conventional “soft magnetic film bias method” described above, or a permanent magnet thin film such as Co 70 Cr 10 Pt 20 .
【００２４】（２） この発明の磁気ヘッドは、情報再
生用として上記（１）の磁気抵抗センサを備えているこ
とを特徴とするものである。(2) The magnetic head of the present invention is characterized by including the magnetoresistive sensor of the above (1) for reproducing information.
【００２５】（３） この発明の磁気記憶装置は、上記
（２）の磁気ヘッドを備えていることを特徴とするもの
である。(3) The magnetic storage device of the present invention is characterized by including the magnetic head of the above (2).
【００２６】この磁気記憶装置では、情報記録密度を１
平方インチ当たり６００メガビット以上とする場合は、
平均故障間隔が１５万時間以上、情報記録密度を１平方
インチ当たり３００メガビット以上とする場合は、平均
故障間隔が３０万時間以上となる。In this magnetic storage device, the information recording density is 1
If you want more than 600 megabits per square inch,
When the average failure interval is 150,000 hours or more and the information recording density is 300 megabits per square inch or more, the average failure interval is 300,000 hours or more.
【００２７】[0027]
【作用】この発明の磁気抵抗センサにおいて、前記保護
層によって前記磁気抵抗性導電層の感磁部の磁界感度の
低下が抑制される機構は次のように推定される。In the magnetoresistive sensor of the present invention, the mechanism by which the protective layer suppresses the decrease in the magnetic field sensitivity of the magnetically sensitive portion of the magnetoresistive conductive layer is presumed as follows.
【００２８】すなわち、検出電流を大きくした場合に感
磁部が破断に至るまでの時間が短くなるのは、感磁部を
構成する物質の原子が電子の流れに伴って移動して生じ
る「エレクトロマイグレーション」現象が、電流値の増
加に伴って加速されるためである。この発明のように、
磁気抵抗性導電層に接触してあるいはスペーサ層を介し
て保護層を形成すると、この原子の移動が抑制されるた
め、エレクトロマイグレーション現象が発生し難くなる
というものである。That is, when the detected current is increased, the time until the magnetic sensitive section is broken becomes short because "atom of the substance forming the magnetic sensitive section moves with the flow of electrons. This is because the "migration" phenomenon is accelerated as the current value increases. Like this invention,
When the protective layer is formed in contact with the magnetoresistive conductive layer or via the spacer layer, the movement of the atoms is suppressed, so that the electromigration phenomenon is less likely to occur.
【００２９】一般に、磁気抵抗性導電層はバイアス層よ
りも電流密度が大きいから、保護層を設けることによ
り、磁気抵抗性導電層のエレクトロマイグレーション現
象を効果的に抑制することができると考えられる。Generally, since the magnetoresistive conductive layer has a larger current density than the bias layer, it is considered that the electromigration phenomenon of the magnetoresistive conductive layer can be effectively suppressed by providing the protective layer.
【００３０】また、このようにしてエレクトロマイグレ
ーション現象が抑制されるため、長時間通電しても感磁
部が破断し難くなる。Further, since the electromigration phenomenon is suppressed in this manner, the magnetically sensitive portion is less likely to break even when a current is applied for a long time.
【００３１】この発明の磁気ヘッドでは、このような磁
気抵抗センサを用いるため、検出電流を大きくすること
によって高い再生出力を得ることができる。Since the magnetic head of the present invention uses such a magnetoresistive sensor, a high reproduction output can be obtained by increasing the detection current.
【００３２】この発明の磁気記憶装置では、このような
磁気ヘッドを用いるので、例えば１平方インチ当たり６
００メガビット程度の高密度で情報の記録・再生が可能
となある。また、磁気記録媒体の表面からの磁気ヘッド
浮上量を高く設定できるため、１平方インチ当たり６０
０メガビットの高密度で、１５万時間以上の平均故障間
隔（Mean Time Between Failure： ＭＴＢＦ）を実現す
ることができる。記録密度を１平方インチ当たり３００
メガビットとした場合には、３０万時間以上の平均故障
間隔を実現することができる。In the magnetic memory device of the present invention, since such a magnetic head is used, for example, 6 per square inch is used.
It is possible to record / reproduce information at a high density of about 00 megabits. In addition, since the flying height of the magnetic head from the surface of the magnetic recording medium can be set high, 60
With a high density of 0 megabit, a Mean Time Between Failure (MTBF) of 150,000 hours or more can be realized. Recording density 300 per square inch
With megabits, an average failure interval of 300,000 hours or more can be realized.
【００３３】[0033]
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面を参照し
ながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００３４】［第１実施例］図１はこの発明の第１実施
例の磁気抵抗センサを示す。この磁気抵抗センサでは、
Ａｌ2Ｏ5−ＴｉＣからなる板状の基体１上に、Ｎｉ−Ｆ
ｅ合金薄膜（厚さ３０ｎｍ）からなる磁気抵抗効果を生
じる磁気抵抗性導電層２が形成してあり、その磁気抵抗
性導電層２上には、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜（厚さ２０ｎ
ｍ）からなる保護層３が形成してある。その保護層３上
には、磁気抵抗性導電層２の感磁部４に対してバイアス
磁界を発生する、ＮｉＦｅＮｂ軟磁性薄膜（厚さ４０ｎ
ｍ）からなるバイアス層５が形成してある。そのバイア
ス層５上には、Ｃｕ薄膜（厚さ１００ｎｍ）からなる一
対の電極６が形成してあり、それら一対の電極６の間が
感磁部４として設定してある。検出電流は、一対の電極
６よりバイアス層５および保護層３を介して磁気抵抗性
導電層２に供給される。磁気抵抗性導電層２からの出力
信号は、保護層３およびバイアス層５を介して一対の電
極６より外部に取り出される。[First Embodiment] FIG. 1 shows a magnetoresistive sensor according to a first embodiment of the present invention. In this magnetoresistive sensor,
On a plate-shaped substrate 1 made of Al 2 O 5 —TiC, Ni—F
A magnetoresistive conductive layer 2 having a magnetoresistive effect is formed of an e-alloy thin film (thickness: 30 nm), and a Zr—N compound thin film (thickness: 20 n) is formed on the magnetoresistive conductive layer 2.
The protective layer 3 consisting of m) is formed. On the protective layer 3, a NiFeNb soft magnetic thin film (having a thickness of 40 n) that generates a bias magnetic field for the magnetic sensitive portion 4 of the magnetoresistive conductive layer 2 is formed.
Bias layer 5 of m) is formed. A pair of electrodes 6 made of a Cu thin film (thickness: 100 nm) is formed on the bias layer 5, and a space between the pair of electrodes 6 is set as a magnetic sensing section 4. The detection current is supplied from the pair of electrodes 6 to the magnetoresistive conductive layer 2 via the bias layer 5 and the protective layer 3. The output signal from the magnetoresistive conductive layer 2 is taken out from the pair of electrodes 6 via the protective layer 3 and the bias layer 5.
【００３５】この実施例では、保護層３を磁気抵抗性導
電層２の基体１とは反対側の面に接触して設けているた
め、磁気抵抗性導電層２のエレクトロマイグレーション
現象を効果的に抑制することができる。In this embodiment, since the protective layer 3 is provided in contact with the surface of the magnetoresistive conductive layer 2 on the side opposite to the substrate 1, the electromigration phenomenon of the magnetoresistive conductive layer 2 is effectively performed. Can be suppressed.
【００３６】Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜からなる保護層３は、
磁気抵抗性導電層２の保護だけでなく、磁気抵抗性導電
層２とバイアス層５を磁気的に隔離するための非磁性ス
ペーサ層としての役割も果たすものである。したがっ
て、この実施例では、非磁性スペーサ層を別個に設ける
必要がない利点がある。The protective layer 3 made of a Zr-N compound thin film is
It not only protects the magnetoresistive conductive layer 2 but also serves as a non-magnetic spacer layer for magnetically isolating the magnetoresistive conductive layer 2 and the bias layer 5. Therefore, this embodiment has an advantage that it is not necessary to separately provide the nonmagnetic spacer layer.
【００３７】以上の構成を持つ磁気抵抗センサは次のよ
うにして製造される。まず、Ａｌ2Ｏ5−ＴｉＣの基体１
の上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、磁気抵抗
性導電層２としての厚さ３０ｎｍのＮｉ−Ｆｅ合金薄膜
を形成する。次に、Ａｒスパッタガス中に窒素ガスを５
０％導入し、反応性スパッタ法により、保護層３として
の厚さ２０ｎｍのＺｒ−Ｎ化合物薄膜をＮｉ−Ｆｅ合金
薄膜の上に形成する。続いて、ＤＣマグネトロンスパッ
タ法により、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜の上に、バイアス層５
としての厚さ４０ｎｍのＮｉＦｅＮｂ軟磁性薄膜、およ
び一対の電極６としての厚さ１００ｎｍのＣｕ薄膜を順
に形成する。こうして図１の磁気抵抗センサが得られ
る。The magnetoresistive sensor having the above structure is manufactured as follows. First, the Al 2 O 5 —TiC substrate 1
A Ni-Fe alloy thin film having a thickness of 30 nm as the magnetoresistive conductive layer 2 is formed on the above by the DC magnetron sputtering method. Next, nitrogen gas is added to the Ar sputtering gas at 5
A Zr—N compound thin film having a thickness of 20 nm as a protective layer 3 is formed on the Ni—Fe alloy thin film as a protective layer 3 by introducing 0% by reactive sputtering. Subsequently, the bias layer 5 was formed on the Zr—N compound thin film by DC magnetron sputtering.
A 40 nm thick NiFeNb soft magnetic thin film and a 100 nm thick Cu thin film as the pair of electrodes 6 are sequentially formed. In this way, the magnetoresistive sensor of FIG. 1 is obtained.
【００３８】以上の構成を持つ磁気抵抗センサを実際に
製作し、一対の電極６よりこれに通電して、このセンサ
の電流密度に対する磁界感度（単位磁界当たりの抵抗変
化率）の変化を測定した。また、比較例として、この実
施例のＺｒ−Ｎ化合物に代えて、保護層５を非磁性スペ
ーサ層として好適な公知のタンタルにより形成した磁気
抵抗センサを実際に製作し、同じ条件で電流密度に対す
る磁界感度の変化を測定した。その結果を図２に示す。
図２において、曲線７はこの発明のセンサのものであ
り、曲線８は比較例のセンサのものである。A magnetoresistive sensor having the above structure was actually manufactured, and a pair of electrodes 6 were energized to measure the change in magnetic field sensitivity (resistance change rate per unit magnetic field) with respect to the current density of the sensor. . Further, as a comparative example, a magnetoresistive sensor in which the protective layer 5 was formed of known tantalum suitable as a non-magnetic spacer layer in place of the Zr—N compound of this example was actually manufactured, and the current density was changed under the same conditions. The change in magnetic field sensitivity was measured. The result is shown in FIG.
In FIG. 2, curve 7 is for the sensor of the present invention and curve 8 is for the sensor of the comparative example.
【００３９】図２より、この発明の磁気抵抗センサで
は、比較例の磁気抵抗センサに比べて、高い電流密度ま
で磁界感度が低下しておらず、したがって、磁界感度を
低下させずに比較例の約２倍の大きな電流を流すことが
可能であることが分かる。この結果から、保護層３で磁
気抵抗性導電層２の片面を覆うことにより、通電に伴う
磁界感度の低下を抑制できることが理解される。As shown in FIG. 2, the magnetoresistive sensor of the present invention does not have lower magnetic field sensitivity up to a higher current density than the magnetoresistive sensor of the comparative example. Therefore, the magnetoresistive sensor of the comparative example does not decrease. It can be seen that it is possible to pass a current that is about twice as large. From this result, it is understood that by covering one surface of the magnetoresistive conductive layer 2 with the protective layer 3, it is possible to suppress a decrease in magnetic field sensitivity due to energization.
【００４０】なお、バイアス層５として、ＮｉＦｅＮｂ
軟磁性薄膜に代えてＣｏ70Ｃｒ10Ｐｔ20からなる永久磁
石膜を形成し、その他は上記と同じ構成とした磁気抵抗
センサを製作した。そして、電流密度に対する磁界感度
を測定したところ、上記と同じ結果が得られた。As the bias layer 5, NiFeNb is used.
A magnetoresistive sensor having the same structure as above except that a permanent magnet film made of Co 70 Cr 10 Pt 20 was formed instead of the soft magnetic thin film was manufactured. When the magnetic field sensitivity to the current density was measured, the same result as above was obtained.
【００４１】［第２実施例］図３はこの発明の第２実施
例の磁気抵抗センサを示す。第２実施例は、第１実施例
における次のような難点を解決するものである。[Second Embodiment] FIG. 3 shows a magnetoresistive sensor according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment solves the following problems in the first embodiment.
【００４２】第１実施例では、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜から
なる保護層３が、磁気抵抗性導電層２とバイアス層５を
磁気的に隔離する非磁性スペーサ層の役割も果たしてい
る。しかし、非磁性スペーサ層としてのＺｒ−Ｎ化合物
薄膜には、タンタル等の金属製薄膜に比べてピンホール
欠陥が生じ易いという難点がある。ピンホール欠陥が発
生すると、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜のピンホールを介して磁
気抵抗性導電層２とバイアス層５とが直接的に磁気的結
合するため、良好なバイアス特性が得られなくなる。こ
の現象は、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜の厚さが２０ｎｍ以下の
場合に特に顕著になる。この第２実施例によれば、この
問題は解決される。In the first embodiment, the protective layer 3 made of a Zr-N compound thin film also serves as a non-magnetic spacer layer that magnetically separates the magnetoresistive conductive layer 2 and the bias layer 5. However, the Zr—N compound thin film as the non-magnetic spacer layer has a drawback that pinhole defects are more likely to occur than a metal thin film such as tantalum. When a pinhole defect occurs, the magnetoresistive conductive layer 2 and the bias layer 5 are directly magnetically coupled to each other via the pinhole of the Zr—N compound thin film, so that good bias characteristics cannot be obtained. This phenomenon becomes particularly remarkable when the thickness of the Zr—N compound thin film is 20 nm or less. According to this second embodiment, this problem is solved.
【００４３】第２実施例の磁気抵抗センサでは、図３に
示すように、ＺｒＯ2からなる基体１の上に直接、Ｃｕ
薄膜（厚さ４０ｎｍ）からなる一対の電極６が形成して
あり、それら一対の電極６の間が感磁部４としてある。
一対の電極６の上には、ＮｉＦｅＣｏ合金層（厚さ１．
５ｎｍ）とＣｕ層（厚さ２ｎｍ）を交互にそれぞれ３０
層積層して構成した磁性人工格子薄膜からなる磁気抵抗
性導電層２と、第１実施例と同じＺｒ−Ｎ化合物薄膜
（厚さ１０ｎｍ）からなる保護層３と、タンタル薄膜
（厚さ５ｎｍ）からなる非磁性スペーサ層９と、第１実
施例と同じＮｉＦｅＮｂ軟磁性薄膜（厚さ４０ｎｍ）か
らなる磁性膜バイアス層５とが順に形成してある。In the magnetoresistive sensor of the second embodiment, as shown in FIG. 3, Cu is directly formed on the substrate 1 made of ZrO 2.
A pair of electrodes 6 made of a thin film (thickness 40 nm) are formed, and a magnetic sensitive portion 4 is provided between the pair of electrodes 6.
On the pair of electrodes 6, a NiFeCo alloy layer (thickness 1.
5 nm) and Cu layer (thickness 2 nm) alternately 30
A magnetoresistive conductive layer 2 made of a magnetic artificial lattice thin film formed by stacking layers, a protective layer 3 made of the same Zr-N compound thin film (thickness 10 nm) as in the first embodiment, and a tantalum thin film (thickness 5 nm). A non-magnetic spacer layer 9 made of and a magnetic film bias layer 5 made of the same NiFeNb soft magnetic thin film (thickness 40 nm) as in the first embodiment are sequentially formed.
【００４４】このような構成を持つ磁気抵抗センサは、
第１実施例とほぼ同様にして製造される。まず、基体１
の上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、一対の電
極６として厚さ４０ｎｍのＣｕ薄膜を形成し、その上
に、厚さ１．５ｎｍのＮｉＦｅＣｏ合金層と厚さ２ｎｍ
のＣｕ層を交互にそれぞれ３０層配置してなる磁性人工
格子膜を形成し、磁気抵抗性導電層２とする。The magnetoresistive sensor having such a structure is
It is manufactured in substantially the same manner as the first embodiment. First, the base 1
A 40 nm-thick Cu thin film was formed as a pair of electrodes 6 on the above by DC magnetron sputtering, and a 1.5 nm-thick NiFeCo alloy layer and a 2 nm-thickness were formed thereon.
A magnetic artificial lattice film is formed by alternately arranging 30 Cu layers each of which is used as a magnetoresistive conductive layer 2.
【００４５】次に、第１実施例と同じ条件の反応性スパ
ッタ法により、磁気抵抗性導電層２の上に、保護層３と
しての厚さ１０ｎｍのＺｒ−Ｎ化合物薄膜を形成する。
その後、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、そのＺｒ
−Ｎ化合物薄膜の上に非磁性スペーサ層９としての厚さ
５ｎｍのタンタル薄膜を形成し、さらにその上に、軟磁
性膜バイアス層５としての厚さ４０ｎｍのＮｉＦｅＮｂ
軟磁性薄膜を形成する。こうして図３の磁気抵抗センサ
が得られる。Next, a 10 nm thick Zr-N compound thin film as the protective layer 3 is formed on the magnetoresistive conductive layer 2 by the reactive sputtering method under the same conditions as in the first embodiment.
After that, the Zr was formed by the DC magnetron sputtering method.
A tantalum thin film having a thickness of 5 nm as the non-magnetic spacer layer 9 is formed on the -N compound thin film, and further, NiFeNb having a thickness of 40 nm as the soft magnetic film bias layer 5 is formed thereon.
A soft magnetic thin film is formed. In this way, the magnetoresistive sensor of FIG. 3 is obtained.
【００４６】この磁気抵抗センサを実際に製作し、第１
実施例と同様にして電流密度の増加に対する磁界感度の
変化を測定した。また、比較例として、この実施例のＺ
ｒ−Ｎ化合物薄膜よりなる保護層３とタンタル薄膜より
なる非磁性スペーサ層９とに代えて、タンタル薄膜（厚
さ１５ｎｍ）を非磁性スペーサ層として形成した磁気抵
抗センサを実際に製作し、同じ条件で電流密度に対する
磁界感度の変化を測定した。This magnetoresistive sensor was actually manufactured, and the first
The change in magnetic field sensitivity to the increase in current density was measured in the same manner as in the example. Further, as a comparative example, Z of this example
Instead of the protective layer 3 made of the r-N compound thin film and the nonmagnetic spacer layer 9 made of the tantalum thin film, a magnetoresistive sensor in which a tantalum thin film (thickness: 15 nm) was used as the nonmagnetic spacer layer was actually manufactured and the same. The change in magnetic field sensitivity to the current density was measured under the conditions.
【００４７】その結果、この第２実施例の磁気抵抗セン
サでは、比較例の磁気抵抗センサに比べて、磁界感度が
低下しない範囲で約１．８倍の大きな電流を流すことが
可能であった。また、タンタルの非磁性スペーサ層９を
設けているため、Ｚｒ−Ｎ化合物薄膜よりなる保護層３
の厚さを１０ｎｍと薄くしたにもかかわらず、ピンホー
ル欠陥に起因するバイアス特性の劣化は見られなかっ
た。As a result, in the magnetoresistive sensor of the second embodiment, it was possible to pass a current of about 1.8 times as large as that of the magnetoresistive sensor of the comparative example in the range where the magnetic field sensitivity was not lowered. . Since the tantalum nonmagnetic spacer layer 9 is provided, the protective layer 3 made of a Zr—N compound thin film is formed.
Although the thickness was reduced to 10 nm, no deterioration of the bias characteristics due to pinhole defects was observed.
【００４８】なお、バイアス層５として、ＮｉＦｅＮｂ
軟磁性薄膜に代えてＣｏ70Ｃｒ10Ｐｔ20永久磁石膜を形
成し、その他は上記と同じ構成とした磁気抵抗センサを
製作して、電流密度に対する磁界感度を測定したとこ
ろ、上記と同じ結果が得られた。As the bias layer 5, NiFeNb is used.
When a magnetoresistive sensor having the same structure as above except that a Co 70 Cr 10 Pt 20 permanent magnet film was formed in place of the soft magnetic thin film and magnetic field sensitivity to current density was measured, the same result as above was obtained. Was obtained.
【００４９】［第３実施例］図４はこの発明の第３実施
例の磁気抵抗センサを示す。第３実施例は、第２実施例
における保護層３と非磁性スペーサ層９の位置を入れ替
えたものに相当する。この第３実施例においても、第２
実施例の磁気抵抗センサと同じ結果が得られた。[Third Embodiment] FIG. 4 shows a magnetoresistive sensor according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment corresponds to the second embodiment in which the positions of the protective layer 3 and the nonmagnetic spacer layer 9 are exchanged. Also in this third embodiment, the second
The same result as that of the magnetoresistive sensor of the example was obtained.
【００５０】また、バイアス層５として、ＮｉＦｅＮｂ
軟磁性薄膜に代えてＣｏ70Ｃｒ10Ｐｔ20永久磁石膜を形
成し、その他は上記と同じ構成とした磁気抵抗センサを
製作して、電流密度に対する磁界感度を測定したとこ
ろ、同じ結果が得られた。As the bias layer 5, NiFeNb is used.
A Co 70 Cr 10 Pt 20 permanent magnet film was formed in place of the soft magnetic thin film, and a magnetoresistive sensor having the same structure as the others was manufactured, and the magnetic field sensitivity to the current density was measured, and the same result was obtained. It was
【００５１】［第４実施例］図５は、この発明の磁気ヘ
ッドの１実施例を示す。この磁気ヘッドは、上記第１実
施例の磁気抵抗センサを用いて構成してあり、この磁気
抵抗センサを情報再生用として用い、情報記録用として
電磁誘導型ヘッドを別個に設けたいわゆる録再分離型ヘ
ッドとしている。[Fourth Embodiment] FIG. 5 shows a magnetic head according to an embodiment of the present invention. This magnetic head is constructed by using the magnetoresistive sensor of the first embodiment. The magnetoresistive sensor is used for reproducing information, and a so-called recording / reproducing separation is provided in which an electromagnetic induction type head is separately provided for recording information. It is used as a mold head.
【００５２】図５において、スライダ用基体１７は、Ａ
ｌ2Ｏ3−ＴｉＣを主成分とする燒結体から形成してあ
る。スライダ用基体１７の上には、厚さ１μｍのＮｉＦ
ｅ合金膜からなる一対の磁気シールド層１２、１３が形
成してあり、それら磁気シールド層１２、１３の間に磁
気抵抗センサ１１が配置してある。磁気抵抗センサ１１
には、一対の電極６を通じて電流が供給される。磁気シ
ールド層１３の基体１７と反対側には、磁気シールド層
１３に近接して厚さ３μｍのＮｉＦｅ合金膜からなる一
対の記録磁極１５、１６が形成してあり、それら記録磁
極１５、１６の間には厚さ３μｍのＣｕ薄膜からなるコ
イル１４が配置してある。In FIG. 5, the slider base 17 is A
It is formed from a sintered body containing l 2 O 3 —TiC as a main component. NiF with a thickness of 1 μm is formed on the slider base 17.
A pair of magnetic shield layers 12 and 13 made of an e-alloy film are formed, and a magnetoresistive sensor 11 is arranged between the magnetic shield layers 12 and 13. Magnetoresistive sensor 11
Is supplied with a current through the pair of electrodes 6. On the side of the magnetic shield layer 13 opposite to the base body 17, a pair of recording magnetic poles 15 and 16 made of a NiFe alloy film having a thickness of 3 μm is formed in the vicinity of the magnetic shield layer 13, and these recording magnetic poles 15 and 16 are formed. A coil 14 made of a Cu thin film having a thickness of 3 μm is arranged between them.
【００５３】一対の磁気シールド層１２、１３と磁気抵
抗センサ１１との間には、それぞれ厚さ０．２μｍのＡ
ｌ2Ｏ3のギャップ層（図示省略）が形成してあり、一対
の記録磁極１５、１６の間には、厚さ０．４μｍのＡｌ
2Ｏ3のギャップ層（図示省略）が形成してある。また、
磁気シールド層１３と記録磁極１５との間には、厚さ約
４μｍのＡｌ2Ｏ3のギャップ層（図示省略）が形成して
あり、このギャップ層により再生ヘッド部と記録ヘッド
部との間隔を約４μｍに設定している。Between the pair of magnetic shield layers 12 and 13 and the magnetoresistive sensor 11, an A layer having a thickness of 0.2 μm is provided.
A gap layer (not shown) of l 2 O 3 is formed, and Al having a thickness of 0.4 μm is formed between the pair of recording magnetic poles 15 and 16.
A gap layer (not shown) of 2 O 3 is formed. Also,
A gap layer (not shown) of Al 2 O 3 having a thickness of about 4 μm is formed between the magnetic shield layer 13 and the recording magnetic pole 15, and the gap layer separates the reproducing head portion from the recording head portion. Is set to about 4 μm.
【００５４】上記第１実施例の磁気抵抗センサ１１は、
一対の磁気シールド層１２、１３で挟まれた部分が再生
ヘッド部を構成し、コイル１４とそのコイル１４を挟む
一対の記録磁極１５、１６が記録ヘッド部を構成する。The magnetoresistive sensor 11 of the first embodiment is
The portion sandwiched between the pair of magnetic shield layers 12 and 13 constitutes the reproducing head portion, and the coil 14 and the pair of recording magnetic poles 15 and 16 sandwiching the coil 14 constitute the recording head portion.
【００５５】以上の構成を持つ磁気ヘッドは、磁気シー
ルド層１２、１３および記録磁極１５、１６を構成する
ＮｉＦｅ合金膜、コイル１４を構成するＣｕ薄膜および
ギャップ層を構成するＡｌ2Ｏ3膜を公知のスパッタ法を
用いて形成することにより、容易に製作することができ
る。The magnetic head having the above-described structure includes the NiFe alloy film forming the magnetic shield layers 12 and 13 and the recording magnetic poles 15 and 16, the Cu thin film forming the coil 14, and the Al 2 O 3 film forming the gap layer. It can be easily manufactured by forming it using a known sputtering method.
【００５６】この磁気ヘッドを実際に製作し、磁気抵抗
センサ１１に通電して電流密度に対する磁界感度の変化
を調べた。また、第１実施例で比較例として製作した磁
気抵抗センサ、すなわち保護層５としてのＺｒ−Ｎ化合
物薄膜に代えてタンタル層を設けたものを用いて、これ
と同一構成の磁気ヘッドを実際に製作し、同じ条件で電
流密度に対する磁界感度の変化を測定した。This magnetic head was actually manufactured, and the magnetoresistive sensor 11 was energized to examine the change in magnetic field sensitivity with respect to the current density. In addition, a magnetoresistive sensor manufactured as a comparative example in the first embodiment, that is, a magnetoresistive sensor having a tantalum layer in place of the Zr-N compound thin film as the protective layer 5 was used to actually implement a magnetic head having the same structure as this. It was manufactured and the change in magnetic field sensitivity to the current density was measured under the same conditions.
【００５７】その結果、第１実施例の磁気抵抗センサ１
１を用いたこの発明の磁気ヘッドでは、比較例の磁気抵
抗センサを用いた磁気ヘッドに比べて、磁界感度が低下
しない範囲で約１．５倍大きな電流を流すことが可能で
あった。これは、再生ヘッド部の磁気抵抗センサ１１に
供給する検出電流を５割ほど大きな値に設定できること
を意味する。As a result, the magnetoresistive sensor 1 of the first embodiment.
In the magnetic head of the present invention using No. 1, it was possible to pass a current about 1.5 times larger than that of the magnetic head using the magnetoresistive sensor of the comparative example within the range where the magnetic field sensitivity was not lowered. This means that the detection current supplied to the magnetoresistive sensor 11 of the reproducing head unit can be set to a large value by about 50%.
【００５８】そこで、記録層としてＣｏＣｒＰｔ薄膜を
備えたディスク状磁気記録媒体に対して、１平方インチ
当たり６００メガビットの高密度で情報の記録・再生を
行なったところ、比較例の磁気抵抗センサを用いた磁気
ヘッドに比べて約５割大きな再生出力が得られた。Therefore, information was recorded / reproduced on a disk-shaped magnetic recording medium having a CoCrPt thin film as a recording layer at a high density of 600 megabits per square inch, and the magnetoresistive sensor of the comparative example was used. The reproducing output was about 50% larger than that of the conventional magnetic head.
【００５９】［第５実施例］図６は、この発明の磁気記
憶装置の１実施例を示す。この磁気記憶装置は、ＣｏＣ
ｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔなどの強磁性薄膜からなる記録膜
を持つディスク状磁気記録媒体１８を備えている。これ
ら磁気記録媒体１８は、駆動部１９によって回転駆動さ
れる。磁気ヘッド２０としては、上記第４実施例の録再
分離型磁気ヘッドを用いている。磁気ヘッド２０の数
は、磁気記録媒体１８の数に応じて設定される。例えば
磁気記録媒体１８が１〜９枚収容されている場合は、例
えば２〜１８個の磁気ヘッド２０が組み込まれる。磁気
ヘッド２０は、駆動手段２１によって駆動・制御され
る。なお２２は記録・再生信号処理系である。[Fifth Embodiment] FIG. 6 shows a magnetic memory device according to an embodiment of the present invention. This magnetic storage device is a CoC
The disk-shaped magnetic recording medium 18 is provided with a recording film made of a ferromagnetic thin film such as rTa or CoCrPt. The magnetic recording medium 18 is rotationally driven by the drive unit 19. As the magnetic head 20, the recording / reproducing separated type magnetic head of the fourth embodiment is used. The number of magnetic heads 20 is set according to the number of magnetic recording media 18. For example, when 1 to 9 magnetic recording media 18 are accommodated, 2 to 18 magnetic heads 20 are incorporated. The magnetic head 20 is driven and controlled by the driving means 21. Reference numeral 22 is a recording / reproducing signal processing system.
【００６０】以上の構成を持つ磁気記憶装置を実際に製
作し、磁気記録媒体１８に対して情報の記憶・再生を行
なって情報記憶容量を調査した。併せて、上記第４実施
例で述べた比較例の磁気ヘッドを用いて磁気記憶装置を
実際に製作し、同様の調査を行なった。その結果、この
発明の情報記憶装置では、比較例の情報記憶装置に比べ
て１．４倍以上の情報記憶容量が得られることが分かっ
た。The magnetic storage device having the above structure was actually manufactured, and information was stored / reproduced on / from the magnetic recording medium 18 to investigate the information storage capacity. At the same time, a magnetic storage device was actually manufactured using the magnetic head of the comparative example described in the fourth embodiment, and the same investigation was conducted. As a result, it has been found that the information storage device of the present invention has an information storage capacity of 1.4 times or more that of the information storage device of the comparative example.
【００６１】また、磁気記録媒体１８として、非磁性Ｃ
ｒ合金薄膜（厚さ５ｎｍ）を間に挟んで２枚のＣｏＣｒ
Ｐｔ磁性薄膜（厚さ１０ｎｍ）を積層してなる３層構造
の記録膜を持つものを用い、磁気ヘッド２０の磁気記録
媒体１８表面からの浮上量を８０ｎｍに設定すると、１
平方インチ当たり６００メガビットの高密度で且つ高い
信頼性をもって情報を記録・再生することができた。し
かも、磁気記憶装置の寿命が伸び、１５万時間の平均故
障間隔（ＭＴＢＦ）が達成された。Further, as the magnetic recording medium 18, a non-magnetic C
Two CoCr films with r alloy thin film (thickness 5 nm) sandwiched between them
Using a recording film having a three-layer structure formed by stacking Pt magnetic thin films (thickness 10 nm) and setting the flying height of the magnetic head 20 from the surface of the magnetic recording medium 18 to 80 nm,
Information could be recorded / reproduced at a high density of 600 megabits per square inch and with high reliability. Moreover, the life of the magnetic storage device was extended, and the mean time between failures (MTBF) of 150,000 hours was achieved.
【００６２】これと同じ３層構造の記録膜を持つ磁気記
録媒体１８を用い、情報記録密度を１平方インチ当たり
３００メガビットに設定した場合、磁気ヘッド２０の浮
上量を１１０ｎｍに設定して記録・再生することがで
き、３０万時間の平均故障間隔が達成できた。When the magnetic recording medium 18 having a recording film of the same three-layer structure is used and the information recording density is set to 300 megabits per square inch, the flying height of the magnetic head 20 is set to 110 nm for recording. It could be regenerated and an average failure interval of 300,000 hours could be achieved.
【００６３】[0063]
【発明の効果】以上説明したように、この発明の磁気抵
抗センサによれば、検出電流を大きくしても、通電時間
の増加に伴って磁界感度が低下し難く、また感磁部の破
断も生じ難い。このため、従来の磁気抵抗センサに比べ
て、寿命を短くすることなく検出電流を大きくすること
ができる。As described above, according to the magnetoresistive sensor of the present invention, even if the detected current is increased, the magnetic field sensitivity is unlikely to be lowered as the energization time is increased, and the magnetic sensitive portion is also broken. Hard to happen. Therefore, compared with the conventional magnetoresistive sensor, the detection current can be increased without shortening the life.
【００６４】この発明の磁気ヘッドによれば、従来より
高い再生出力が得られ、例えば１平方インチ当たり６０
０メガビット程度の高密度で記録された情報を感度良く
再生することが可能である。According to the magnetic head of the present invention, a reproduction output higher than the conventional one can be obtained, for example, 60 per square inch.
Information recorded at a high density of about 0 megabit can be reproduced with high sensitivity.
【００６５】この発明の磁気記憶装置によれば、高い信
頼性をもって、例えば１平方インチ当たり６００メガビ
ット程度の高密度で情報の記録・再生が可能であり、し
かもその場合に例えば平均故障間隔が１５万時間以上と
いう長寿命が得られる。According to the magnetic storage device of the present invention, information can be recorded / reproduced with high reliability at a high density of, for example, about 600 megabits per square inch, and in that case, the mean failure interval is, for example, 15. A long life of 10,000 hours or more can be obtained.
【図１】この発明の磁気抵抗センサの第１実施例の部分
断面図である。FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a first embodiment of a magnetoresistive sensor of the present invention.
【図２】上記第１実施例の磁気抵抗センサの電流密度に
対する磁界感度の変化を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a change in magnetic field sensitivity with respect to a current density of the magnetoresistive sensor of the first embodiment.
【図３】この発明の磁気抵抗センサの第２実施例の部分
断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a second embodiment of the magnetoresistive sensor of the present invention.
【図４】この発明の磁気抵抗センサの第３実施例の部分
断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a third embodiment of the magnetoresistive sensor of the present invention.
【図５】この発明の磁気ヘッドの１実施例の要部斜視図
である。FIG. 5 is a perspective view of a main part of one embodiment of the magnetic head of the present invention.
【図６】（ａ）はこの発明の磁気記憶装置の１実施例の
概略平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ’線に沿った断面図で
ある。6A is a schematic plan view of an embodiment of a magnetic memory device of the present invention, and FIG. 6B is a sectional view taken along the line AA ′.
１ 基体 ２ 磁気抵抗性導電層 ３ 保護層 ４ 磁気抵抗性導電層の感磁部 ５ バイアス層 ６ 電極 ９ 非磁性スペーサ層 １１ 磁気抵抗センサ １２ 磁気シールド層 １３ 磁気シールド層 １４ コイル １５ 記録磁極 １６ 記録磁極 １７ スライダ用基体 １８ 磁気記録媒体 １９ 磁気記録媒体駆動部 ２０ 磁気ヘッド ２１ 磁気ヘッド駆動部 ２２ 記録・再生信号処理系 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2 Magnetoresistive conductive layer 3 Protective layer 4 Magnetosensitive part of magnetoresistive conductive layer 5 Bias layer 6 Electrode 9 Nonmagnetic spacer layer 11 Magnetoresistive sensor 12 Magnetic shield layer 13 Magnetic shield layer 14 Coil 15 Recording pole 16 Recording Magnetic pole 17 Base for slider 18 Magnetic recording medium 19 Magnetic recording medium drive unit 20 Magnetic head 21 Magnetic head drive unit 22 Recording / reproducing signal processing system
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 10/14 (72)発明者 古澤 健志 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 城石 芳博 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H01F 10/14 (72) Inventor Takeshi Furusawa 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo, Hitachi Central Inside the laboratory (72) Inventor Yoshihiro Shiroishi 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.
Claims (14)
と、その磁気抵抗性導電層の少なくとも一部分でバイア
ス磁界を発生させる、前記基体上に形成されたバイアス
層とを有する磁気抵抗センサにおいて、 前記磁気抵抗性導電層に隣接してその磁気抵抗性導電層
を保護する保護層が形成されており、且つその保護層
が、通電に伴ってその磁気抵抗性導電層に生じるエレク
トロマイグレーション現象を抑制する機能を持つ物質よ
り形成されていることを特徴とする磁気抵抗センサ。1. A magnetoresistive sensor having a magnetoresistive conductive layer formed on a substrate and a bias layer formed on the substrate for generating a bias magnetic field in at least a portion of the magnetoresistive conductive layer. A protective layer for protecting the magnetoresistive conductive layer is formed adjacent to the magnetoresistive conductive layer, and the protective layer prevents an electromigration phenomenon that occurs in the magnetoresistive conductive layer with energization. A magnetoresistive sensor, which is formed of a substance having a suppressing function.
ロム、ジルコニウム、モリブデン、ニオブ、ハフニウ
ム、タンタルおよびタングステンから成る第１群より選
ばれた少なくとも１種の元素と、窒素、炭素、硼素およ
び珪素から成る第２群より選ばれた少なくとも１種の元
素との化合物から成っている請求項１に記載の磁気抵抗
センサ。2. The protective layer comprises at least one element selected from the first group consisting of titanium, vanadium, chromium, zirconium, molybdenum, niobium, hafnium, tantalum and tungsten, and nitrogen, carbon, boron and silicon. The magnetoresistive sensor according to claim 1, wherein the magnetoresistive sensor comprises a compound with at least one element selected from the second group consisting of:
合金と、前記第２群より選ばれた少なくとも１種の元素
との化合物から成っている請求項２に記載の磁気抵抗セ
ンサ。3. The magnetoresistive sensor according to claim 2, wherein the protective layer is made of a compound of an alloy of elements of the first group and at least one element selected from the second group. .
前記基体とは反対側の面に接触して形成されている請求
項１〜３のいずれかに記載の磁気抵抗センサ。4. The magnetoresistive sensor according to claim 1, wherein the protective layer is formed in contact with a surface of the magnetoresistive conductive layer opposite to the substrate.
前記バイアス層とを磁気的に隔離する機能を有している
請求項１〜４のいずれかに記載の磁気抵抗センサ。5. The magnetoresistive sensor according to claim 1, wherein the protective layer has a function of magnetically isolating the magnetoresistive conductive layer and the bias layer.
層と前記バイアス層との間に作用する磁気的相互作用を
抑制するための非磁性スペーサ層を備えている請求項１
〜５のいずれかに記載の磁気抵抗センサ。6. A non-magnetic spacer layer for suppressing magnetic interaction that acts between the magnetoresistive conductive layer and the bias layer via the protective layer.
6. The magnetoresistive sensor according to any one of to 5.
前記バイアス層との間に配置されている請求項６に記載
の磁気抵抗センサ。7. The magnetoresistive sensor according to claim 6, wherein the non-magnetic spacer layer is disposed between the protective layer and the bias layer.
性導電層と前記保護層との間に配置されている請求項６
に記載の磁気抵抗センサ。8. The non-magnetic spacer layer is disposed between the magnetoresistive conductive layer and the protective layer.
The magnetoresistive sensor according to 1.
て形成された軟磁性層である請求項１〜８のいずれかに
記載の磁気抵抗センサ。9. The magnetoresistive sensor according to claim 1, wherein the bias layer is a soft magnetic layer formed in contact with the protective layer.
して形成された永久磁石層である請求項１〜８のいずれ
かに記載の磁気抵抗センサ。10. The magnetoresistive sensor according to claim 1, wherein the bias layer is a permanent magnet layer formed in contact with the protective layer.
ずれかに記載の磁気抵抗センサを備えていることを特徴
とする磁気ヘッド。11. A magnetic head comprising the magnetoresistive sensor according to claim 1 for reproducing information.
ていることを特徴とする磁気記憶装置。12. A magnetic storage device comprising the magnetic head according to claim 11.
００メガビット以上で、平均故障間隔が１５万時間以上
である請求項１２に記載の磁気記憶装置。13. The information recording density is 6 per square inch.
13. The magnetic storage device according to claim 12, wherein the magnetic disk device has a failure interval of 100 megabits or more and an average failure interval of 150,000 hours or more.
００メガビット以上で、平均故障間隔が３０万時間以上
である請求項１２に記載の磁気記憶装置。14. The information recording density is 3 per square inch.
13. The magnetic storage device according to claim 12, wherein the failure interval is 00 megabits or more, and the average failure interval is 300,000 hours or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4251330A JPH06104505A (en) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | Magnetoresistive sensor, magnetic head and magnetic storage device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4251330A JPH06104505A (en) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | Magnetoresistive sensor, magnetic head and magnetic storage device using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104505A true JPH06104505A (en) | 1994-04-15 |
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ID=17221217
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4251330A Pending JPH06104505A (en) | 1992-09-21 | 1992-09-21 | Magnetoresistive sensor, magnetic head and magnetic storage device using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104505A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0814460A2 (en) * | 1996-06-20 | 1997-12-29 | Read-Rite Corporation | Magnetic head having encapsulated magnetoresistive transducer and multilayered lead structure |
| KR100245066B1 (en) * | 1996-03-19 | 2000-02-15 | 포만 제프리 엘 | Thin film magnetoresistive element |
| US7268977B2 (en) | 2004-02-12 | 2007-09-11 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Capping layers with high compressive stress for spin valve sensors |
-
1992
- 1992-09-21 JP JP4251330A patent/JPH06104505A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100245066B1 (en) * | 1996-03-19 | 2000-02-15 | 포만 제프리 엘 | Thin film magnetoresistive element |
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| EP0814460A3 (en) * | 1996-06-20 | 1998-09-16 | Read-Rite Corporation | Magnetic head having encapsulated magnetoresistive transducer and multilayered lead structure |
| US7268977B2 (en) | 2004-02-12 | 2007-09-11 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Capping layers with high compressive stress for spin valve sensors |
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