JPH09115112A - 磁気抵抗効果素子およびその製造方法ならびに磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンバルブ型磁気抵抗効果素子の耐食性を
向上させ、動作の均一化を図る。 【解決手段】 ２つの磁性層間に非磁性層２３を介在さ
せ、一方の固定層２２には、バイアスリード層２１を隣
接させる。バイアスリード層２１にバイアス電流を流し
て発生させるバイアス磁界によって、固定層２２に一定
方向の磁化を与える。シグナルリード２５からバイアス
電流と逆方向のセンス電流を流すことによって、自由層
２４の磁化状態を制御し、磁気ヘッドとして外部磁界を
検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録装置の再
生用磁気ヘッドなどに用いられ、特に巨大磁気抵抗効果
を利用する磁気抵抗効果素子およびその製造方法ならび
に磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、磁気ディスクなどを記録担体
とした磁気記録装置では、パーマロイ等の軟磁性膜を用
いた磁気抵抗効果（以下、「ＭＲ」と略称することがあ
る）素子を備える再生用磁気ヘッドが搭載されているこ
とが多い。磁気抵抗効果素子は、一般に異方性磁気抵抗
効果と呼ばれる現象、すなわち、素子の磁化方向とそこ
を流れる電流方向とのなす角度に依存して抵抗値が変化
する現象を利用する。磁気抵抗効果による抵抗値の変化
率は、材料としてパーマロイを用いた場合で３％程度で
ある。今後の磁気記録の高密度化に伴って、磁気抵抗効
果素子も小型化する必要があり、より大きな磁気抵抗の
変化率を示す材料が要望されている。

【０００３】近年、上述の異方性磁気抵抗効果とは異な
る原理で磁気抵抗効果を示す巨大磁気抵抗効果（以下、
「ＧＭＲ」と略称することがある）と呼ばれる現象が見
いだされ、注目されている。図７は、多層構造型の巨大
磁気抵抗効果素子１の断面構成を示す。磁性層２と非磁
性層３とが交互に積層され、外部磁場がかかっていない
状態では、ある膜厚の非磁性層３を介して互いに隣接す
る磁性層２の磁化方向が反平行になっており、いわゆる
反強磁性的結合が実現されている。外部磁場を印加して
磁性層２の磁化方向を平行に揃えると、電気抵抗値が変
化する。抵抗値は、反平行状態で最大、平行状態で最小
となり、異方性磁気抵抗効果よりも大きな磁気抵抗変化
率が得られる。

【０００４】しかしながら、多層構造型の巨大磁気抵抗
効果素子１の場合、磁性層２間の反強磁性的な結合によ
る交換相互作用が強く、外部磁界に対して磁性層２の磁
化方向が変化しにくい。大きい磁気抵抗変化を得るため
には、ｋＯｅオーダーの高い磁界を印加しなければなら
ず、磁気ヘッド等に用いるには動作磁界範囲における磁
気抵抗変化率の大きさが不十分であり、感度が不足す
る。

【０００５】そこで考案されたのが、たとえば特開平４
ー３５８３１０号公報等に開示され、図８に概略的な断
面構造を示すスピンバルブ型磁気抵抗効果素子５であ
る。磁性層である固定層６は、非磁性層７を介して磁性
層である自由層８と積層されている。固定層６には、反
強磁性層９を隣接させ、交換相互作用による交換バイア
ス磁界が印加させる。反強磁性層９は、マンガン鉄（Ｆ
ｅＭｎ）等の反強磁性材料の薄膜として形成する。自由
層８の磁化方向は、外部磁界によって自由に変化させる
ことができる。したがって、多層構造型の巨大磁気抵抗
効果素子１の場合と同様に、外部磁界によって、２層の
磁性層間の磁化方向を反平行あるいは平行な状態に変え
ることができ、固定層６と自由層８との磁化方向の角度
依存によって、磁気抵抗効果を生じさせることができ
る。しかも、磁性層間には、つよい交換相互作用が働か
ないので、外部磁場に対する抵抗変化の感度が大きく、
磁気ヘッド等に用いるのに好適である。なお、スピンバ
ルブ型磁気抵抗効果素子５を磁気ヘッドに用いる場合、
信号磁界に対して良好な直線性を得るため、外部磁場が
０のときに固定層６と自由層８との間の磁化方向の角度
が９０°になるようにする。すなわち、固定層６の磁化
方向がスピンバルブ型磁気抵抗効果素子５の素子高さ方
向に、自由層８の磁化方向が記録トラックの幅方向に、
それぞれ向くように設計する必要がある。

【０００６】図９および図１０は、日経ＢＰ社発行の日
経エレクトロニクス誌１９９５年４月２４日号の第９９
頁〜第１０７頁に示されている異方性磁気抵抗効果およ
び巨大磁気抵抗効果についての解説をそれぞれ示す。図
９（ａ）および（ｂ）に示すように、ＭＲ膜１１の磁化
方向１２を電流方向１３と平行および垂直にすると、電
気抵抗値はそれぞれ高抵抗および低抵抗となり、図９
（ｃ）に示すように変化する。ＧＭＲ素子１５では、図
１０（ａ）のように固定層１６の磁化方向は一定でも、
非磁性層１７を介して隣接する自由層１８の磁化方向が
反平行、すなわち逆方向のとき高抵抗となり、図１０
（ｂ）のように自由層１８の磁化方向が平行なときは低
抵抗となる。ある磁化方向を持つ磁性層中の電子が他の
磁性層に侵入しようとするとき、磁化方向が異なると界
面で散乱を受けるので、抵抗値が高くなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図８に示すような、ス
ピンバルブ型磁気抵抗効果素子５では、反強磁性層９の
材料であるＦｅＭｎに耐食性がなく、磁気ヘッドとして
の製造過程、あるいは使用の際に、腐食等の問題が生じ
やすく、信頼性をいかにたかめるかという課題がある。
またＦｅＭｎは、ネール点の温度が１５０℃程度と言わ
れており、耐熱性が充分ではない。さらに１枚の基板上
に多数の磁気ヘッドを形成するバッチ処理においては、
成膜時の膜厚分布や組成の制御等によって、基板内でＦ
ｅＭｎ膜やパーマロイ等の磁性膜に特性のばらつきが生
じやすく、個々の磁気ヘッドにも性能のばらつきが生じ
る可能性がある。

【０００８】本発明の目的は、反強磁性層を用いること
なくスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を形成することが
でき、性能の均一化を図ることができる磁気抵抗効果素
子およびその製造方法ならびに磁気ヘッドを提供するこ
とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性層の両
側に磁性層を積層し、一方の磁性層の磁化方向を固定
し、他方の磁性層に外部磁界を印加し、外部磁界の変化
を磁化方向の変化による電気抵抗値の変化として検出す
るスピンバルブ型磁気抵抗効果素子において、一方の磁
性層に、磁化方向を固定するためのバイアス磁界発生用
の電流を流すために、一方の磁性層の表面に電気絶縁層
を介して形成される導電層を含み、バイアス磁界発生用
の電流は、電気抵抗値の変化検出用として流すセンス電
流の方向と逆方向に流れるように供給されることを特徴
とする磁気抵抗効果素子である。 本発明に従えば、反強磁性層を用いることなく導電層に
電流を流してバイアス磁界を発生させ、電気絶縁層を介
して隣接する磁性層の一方の磁化方向を固定する。導電
層から離れている他方の磁性層では、バイアス電流によ
る磁界は小さくなる。磁性層にバイアス電流と逆方向の
センス電流を流すことによって、磁界が固定される一方
の磁性層には同方向、他方の磁性層には逆方向の磁界が
形成される。他方の磁性層の磁化方向は、バイアス電流
およびセンス電流を制御することによって、外部磁場が
０の状態で一方の磁性層の磁化方向に対して垂直な方向
に向けることができる。

【００１０】また本発明で、前記一方および他方の磁性
層は軟磁性材料からなり、前記非磁性層は銅（Ｃｕ）ま
たは金（Ａｕ）からなり、前記導電層はアルミニウム銅
（Ａｌ−Ｃｕ）または金からなり、前記電気絶縁層は無
機酸化物からなることを特徴とする。 本発明に従えば、磁気抵抗効果素子には耐食性に劣るマ
ンガン鉄などの反強磁性材料を使用する必要がない。導
電層は無機酸化物からなる電気絶縁層を介して一方の磁
性層上に形成されるので、耐熱性に優れ、高い信頼性を
得ることができる。

【００１１】さらに本発明は、非磁性層の両側に磁性層
を積層し、一方の磁性層の磁化方向を、その表面側に配
置する導電層にバイアス電流を流して発生する磁界によ
って固定し、他方の磁性層に外部磁界を印加し、外部磁
界の変化を磁化方向の変化による電気抵抗値の変化とし
て検出するスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の製造方法
であって、バイアス電流を流すための導電層を形成する
工程と、導電層上に、電気絶縁層を形成する工程と、電
気絶縁層上に、前記一方の磁性層を形成する工程と、磁
性層上に、非磁性層を形成する工程と、非磁性層上に、
前記他方の磁性層を形成する工程とを含むことを特徴と
する磁気抵抗効果素子の製造方法である。 本発明に従えば、反強磁性層を用いることなく一方の磁
性層を固定層とするスピンバルブ型磁気抵抗効果素子
を、バイアス電流通電用の導電層側から形成することが
でき、耐食性の向上と性能の均一化とを図ることができ
る。

【００１２】さらにまた本発明は、非磁性層の両側に磁
性層を積層し、一方の磁性層の磁化方向を、その表面側
に配置する導電層にバイアス電流を流して発生する磁界
によって固定し、他方の磁性層に外部磁界を印加し、外
部磁界の変化を磁化方向の変化による電気抵抗値の変化
として検出するスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の製造
方法であって、前記他方の磁性層を形成する工程と、磁
性層上に、非磁性層を形成する工程と、非磁性層上に、
前記一方の磁性層を形成する工程と、磁性層上に、電気
絶縁層を形成する工程と、電気絶縁層上に、バイアス電
流を流すための導電層を形成する工程とを含むことを特
徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法である。 本発明に従えば、バイアス電流によって一方の磁性層の
磁化方向を固定して、反強磁性層を用いることなくスピ
ンバルブ型磁気抵抗効果素子を形成することができ、耐
食性の向上と性能の均一化とを図ることができる。

【００１３】さらに本発明は、非磁性層の両側に磁性層
を積層し、一方の磁性層の磁化方向を固定し、他方の磁
性層に外部磁界を印加し、外部磁界の変化を磁化方向の
変化による電気抵抗値の変化として検出するスピンバル
ブ型磁気抵抗効果素子であって、一方の磁性層に、磁化
方向を固定するためのバイアス磁界発生用の電流を流す
ために、一方の磁性層の表面に電気絶縁層を介して形成
される導電層を含み、バイアス磁界発生用の電流は、電
気抵抗値の変化検出用として流すセンス電流の方向と逆
方向に流れるように供給される、磁気抵抗効果素子を含
むことを特徴とする磁気ヘッドである。 本発明に従えば、一方の磁性層を固定層として他方の磁
性層内の磁界の強さをほとんど零にすることができる。
外部磁場がバイアス磁界と同方向に加わると磁場の強さ
に応じて電気抵抗値が減少し、外部磁場がバイアス磁界
と逆方向に加わると磁場の強さに応じて電気抵抗が増加
する。抵抗値の変化をセンス電流による電圧降下の変化
として検出すれば、磁気記録媒体の記録内容を検出する
磁気ヘッドを容易に実現することができる。

【００１４】また本発明は、前記磁気抵抗効果素子は磁
性記録媒体の表面から間隔をあけて、かつセンス電流の
流れる方向が磁性記録媒体の表面と大略的に平行になる
ように配置され、磁性記録媒体の表面に臨む端面を有
し、磁性記録媒体の表面からの磁束を、センス電流の流
れる方向に垂直な方向となるように、前記他方の磁性層
に導く前方ヨークと、磁気抵抗効果素子の前記導電層側
に間隔をあけて配置され、前記前方ヨークとともに磁気
ギャップを形成するヨークと、磁気抵抗効果素子の前記
他方の磁性層からの磁束を前記ヨークに導き、閉磁路を
形成する後方ヨークとを含むことを特徴とする。 本発明に従えば、前方ヨーク、磁気抵抗効果素子、後方
ヨークおよびシールドによって形成される磁路を磁束が
流れるヨーク型磁気ヘッドを容易に実現することができ
る。

【００１５】また本発明は、前記磁気抵抗効果素子はセ
ンス電流の流れる方向が磁性記録媒体の表面と大略的に
平行となるように、かつ端面が磁性記録媒体の表面に臨
むように配置され、磁気抵抗効果素子の前記一方の磁性
層側および前記他方の磁性層側にそれぞれ間隔をあけ
て、かつ端面が磁性記録媒体の表面に臨むように配置さ
れるシールドを有することを特徴とする。 本発明に従えば、磁気抵抗効果素子の端面から磁気記録
媒体の記録内容に対応する磁束が直接導入され、両側に
シールドが設けられているので、磁気抵抗効果素子に効
率よく磁束を流すことができ、いわゆるシールド型磁気
ヘッドを実現することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態に
よる磁気抵抗効果素子２０を、下方から上方に製造する
際の概略的な構成を示す。導電層であるバイアスリード
層２１は、電気絶縁層を介してスピンバルブ型磁気抵抗
効果素子上に形成される。スピンバルブ型磁気抵抗効果
素子としての最上層には、磁性層のうちの固定層２２が
形成され、非磁性層２３を介しての下層には磁性層のう
ちの自由層２４が形成されている。

【００１７】自由層２４の下方には、センス電流通電用
のシグナルリード２５が形成される。シグナルリード２
５は、たとえばアルミニウム銅などの銅合金や、金、
銀、あるいはアルミニウムなどの導電性が良好な金属材
料からなる。シグナルリード２５の設定膜厚は、たとえ
ば約３０００Åであり、０．１〜１μｍの範囲で使用可
能である。形成プロセスとしては、真空蒸着法を用いる
ことができる。他の成膜方法、たとえばスパッタリング
法等でも可能である。平滑な基板上に一様な皮膜を生成
した後で、パターニングを行う際には、たとえばフォト
リソグラフィ技術を利用し、フォトレジストパターンを
形成し、湿式エッチングによって加工する。他の加工方
法、たとえばイオンビームエッチング等のドライエッチ
ングも可能である。

【００１８】シグナルリード２５上には、磁性層／非磁
性層／磁性層のサンドイッチ構造で、自由層２４、非磁
性層２３および固定層２２を形成する。自由層２４およ
び固定層２３の２層の磁性層には、軟磁性材料、たとえ
ばニッケル鉄（ＮｉＦｅ）合金の一種であるパーマロイ
を用い、その磁化容易軸方向を磁気ディスクや磁気テー
プなどの磁気記録トラックの幅方向に合わせる。コバル
トニッケル（ＣｏＮｉ）やニッケル鉄コバルト（ＮｉＦ
ｅＣｏ）合金等も使用可能である。各磁性層の設定膜厚
は、たとえば８０Åとする。６０〜１２０Åの範囲で使
用可能である。非磁性層２３としては、たとえば銅（Ｃ
ｕ）や金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）の金属を材料として、た
とえば２２Åの膜厚に形成するけれども、１７〜２７Å
の範囲で使用可能である。この膜厚は、特に、磁気抵抗
の変化に影響し、その制御は重要である。

【００１９】自由層２４、非磁性層２３、および固定層
２２の３層は、同一バッチ内でスパッタリング法によっ
て成膜する。他の成膜方法、例えば分子線エピタクシー
（ＭＢＥ）法などによっても製造可能である。パターニ
ングについては、フォトリソグラフィ技術によってフォ
トレジストパーンを形成し、湿式エッチング加工を施す
ようにしているけれども、他の加工方法、たとえばイオ
ンビームエッチング等のドライエッチングでも加工可能
である。

【００２０】前述のサンドイッチ構造磁性層上に、絶縁
層を介してバイアスリード層２１を形成する。図示を省
略した絶縁層には、無機酸化物、たとえば酸化ケイ素
（Ｓｉ₂Ｏ₃）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）などを使
用することができる。絶縁層は、約３０００Åの設定膜
厚とする。０．１〜１μｍの範囲で使用可能であるただ
し、バイアスリード層２１と固定層２２との間では、短
絡を防ぐ必要がある。このような絶縁層を形成するため
には、スパッタリング法による成膜プロセスを用いる。
バイアスリード層２１は、たとえばアルミニウム銅（Ａ
ｌＣｕ）を設定膜厚３０００Åとして真空蒸着して形成
する。金、銀、銅、アルミニウムなどを用いることもで
きる。金などの材料では、密着層を介在させる。膜厚に
ついても、０．１〜１μｍの範囲で使用可能である。形
成の際に、他の成膜方法、たとえばスパッタリング法等
も用いることができる。パターニングについては、フォ
トリソグラフィ技術によってフォトレジストパターンを
形成し、湿式エッチングによる加工を施すようにしてい
るけれども、イオンビームエッチング等のドライエッチ
ング加工も可能である。

【００２１】図２は、図１の磁気抵抗効果素子２０を用
いる磁気ヘッドの再生原理を示す。磁気ディスクや磁気
テープなどの磁性記録媒体２６には、磁気ヘッドが相対
的に移動する経路に沿って、トラック２７が形成され
る。トラック２７は、一定の記録密度で情報が記録され
ており、磁化方向２８に対応して磁界２９が発生してい
る。バイアスリード層２１およびサンドイッチ構造に
は、それぞれトラックの幅方向にバイアス電流およびセ
ンス電流を、相互に反対方向となるように流す。これに
よって固定層２２にはバイアス電流とセンス電流とから
同一方向の磁界が印加されるため、固定層２２の磁化は
飽和し、磁性記録媒体２６からの磁界２９程度では変化
しないが、自由層２４の磁化は磁性記録媒体２６からの
磁界２９の方向に回転する。このとき、固定層２２と自
由層２４の磁化の方向には角度変化が生じ、この角度の
余弦の関数として抵抗変化が起こる。図３は、抵抗変化
と磁化の強さとの関係を示す。抵抗値Ｒは、固定層２２
からの磁界と自由層２４からの磁界とが打消し合うＨ＝
０の付近で最大となり、Ｈの絶対値が大きくなると、抵
抗Ｒは小さくなる。この抵抗変化をシグナルリード２５
から電圧の変化として検出することで記録信号の再生が
できる。なお、固定層２２の磁化容易軸は、磁性記録媒
体２６の磁界２９の方向に設定し、自由層２４の磁化容
易軸はこれに直交するように設定することが望ましい。
また、バイアス電流はたとえば５０ｍＡ、センス電流は
たとえば５〜１０ｍＡ程度、それぞれ流すようにする。
電流値が大きくなれば、出力も大きくなるけれども、発
熱等も大きくなり、素子特性の変化、さらには劣化を招
くので、限界がある。

【００２２】図４は、図１の磁気抵抗効果素子２０の動
作原理と、磁気ヘッドへの応用状態を示す。図４（ａ）
に示すように、バイアスリード層２１に通電して発生す
るバイアス磁界３１は、センス電流によって発生するセ
ンス電流磁界３２に対して、固定層２２内では同一方
向、自由層２４内では反対方向となる。バイアス電流が
たとえば紙面に垂直に手前側に向かい、センス電流が紙
面に垂直に向こう向きに流れるからである。このような
磁気抵抗効果素子２０は、図４（ｂ）および図４（ｃ）
に示すシールド型ヘッド３３およびヨーク型ヘッド３４
にそれぞれ使用可能である。シールド型ヘッド３３で
は、平行なシールド３５，３６間に磁気抵抗効果素子２
０が装着され、その端面は磁性記録媒体２６の表面に臨
む。ヨーク型ヘッド３４では、ヨーク３７，３８とシー
ルド３９との間で、ヨーク３７，３８間の切断部に臨ん
で磁気抵抗効果素子２０が収納される。シールド型ヘッ
ド３３の方が一般的な磁気ヘッドとしては多く使用され
ているけれども、本実施の形態による磁気抵抗効果素子
２０は、バイアスリード層２１を有し、シールド３５，
３６の間隔を狭くすることが困難であるので、ヨーク型
ヘッド３４の方が製造しやすい。

【００２３】図５は、図４（ｃ）に示すようなヨーク型
ヘッド３４の動作中の磁束の流れを示す。磁性記録媒体
２６では、記録された磁化方向２８に対応して周囲の空
間に磁界２９を発生させる。ヨーク型ヘッド３４では、
磁界２９によって、前方ヨークであるヨーク３８、磁気
抵抗効果素子２０、後方ヨークであるヨーク３７および
シールド３９が磁路を形成し、ヨーク３８およびシール
ド３９の端面間に磁束２９ａが流れる。

【００２４】図６は、本発明の実施の他の形態による磁
気抵抗効果素子４０の概略的な構成を示す。本実施の形
態は図１の実施の形態に磁気抵抗効果素子２０に類似
し、各層の形成順序を逆にしているので、図１に対応す
る部分には同一の参照符を付し説明を省略する。バイア
スリード層２１を形成する順序の前後による磁気抵抗効
果素子４０と磁気抵抗効果素子２０との性能上の違いは
ない。しかしながら、各層の膜厚が数十Å程度であるの
で、下地の表面粗さが素子の特性に大きく影響する。本
実施の形態では、先に形成するバイアスリード層２１の
表面が荒れないようにする必要がある。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、スピンバ
ルブ型磁気抵抗効果素子で、巨大磁気抵抗効果を生じさ
せるための固定層を、一方の磁性層に電気絶縁層を介し
て接合される導電層にバイアス電流を通電させて発生す
るバイアス磁界によって形成するので、反強磁性膜など
を用いる必要はなく、耐食性の向上と性能の均一化とを
図ることができる。他方の磁性層にはセンス電流をバイ
アス電流と逆方向に流すことによって、発生する磁界で
バイアス磁界を相殺し、自由層としての磁化方向を制御
することができる。さらに１枚の基板上に多数の磁気ヘ
ッドをバッチ処理によって形成し、個々の磁気ヘッドに
性能のばらつきがあるような場合であっても、バイアス
電流およびセンス電流の制御によって、磁気ヘッドとし
ての性能の均一化を図ることができる。

【００２６】また本発明によれば、耐食性が悪いマンガ
ン鉄などの反強磁性材料を使用しないでスピンバルブ型
磁気抵抗効果素子を得ることができるので、信頼性を高
めることができる。

【００２７】さらに本発明によれば、反強磁性層を用い
ることなく、バイアス電流を通電させる導電層側から、
一方の磁性層を固定層とするスピンバルブ型磁気抵抗効
果素子を形成することができ、耐食性の向上と性能の均
一化とを図ることができる。

【００２８】さらにまた本発明によれば、バイアス電流
によってスピンバルブ型磁気抵抗効果素子が形成され、
磁性記録媒体からの磁束を高感度に検出することができ
る。

【００２９】また本発明によれば、ヨーク型磁気ヘッド
をスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を用いて容易に実現
することができる。

【００３０】また本発明によれば、シールド型磁気ヘッ
ドをスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を用いて容易に実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態による磁気抵抗効果素子
の概略的な構成を示す斜視図である。

【図２】図１の磁気抵抗効果素子２０を用いる磁気ヘッ
ドの概略的な動作原理を示す斜視図である。

【図３】図１の磁気抵抗効果素子２０に対する磁界Ｈの
強さと、抵抗Ｒの変化との関係を示すグラフである。

【図４】図１の磁気抵抗効果素子２０を用いる磁気ヘッ
ドの概略的な動作原理を示す側面図と磁気ヘッドへの装
着状態を示す側面断面図である。

【図５】図４（ｃ）のヨーク型ヘッド３４の動作状態を
示す簡略化した断面図である。

【図６】本発明の実施の一形態による磁気抵抗効果素子
の概略的な構成を示す斜視図である。

【図７】従来からの多層構造型磁気抵抗効果素子の概略
的な構成を示す側面断面図である。

【図８】従来からのスピンバルブ型磁気抵抗効果素子の
概略的な構成を示す分解斜視図である。

【図９】従来からの磁気抵抗効果の現象を示す斜視図お
よびグラフである。

【図１０】巨大磁気抵抗効果の現象を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

２０，４０ 磁気抵抗効果素子 ２１ バイアスリード層 ２２ 固定層 ２３ 非磁性層 ２４ 自由層 ２５ シグナルリード ２６ 磁性記録媒体 ３１ バイアス磁界 ３２ センス電流磁界

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性層の両側に磁性層を積層し、一方
   の磁性層の磁化方向を固定し、他方の磁性層に外部磁界
   を印加し、外部磁界の変化を磁化方向の変化による電気
   抵抗値の変化として検出するスピンバルブ型磁気抵抗効
   果素子において、 一方の磁性層に、磁化方向を固定するためのバイアス磁
   界発生用の電流を流すために、一方の磁性層の表面に電
   気絶縁層を介して形成される導電層を含み、 バイアス磁界発生用の電流は、電気抵抗値の変化検出用
   として流すセンス電流の方向と逆方向に流れるように供
   給されることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
2. 【請求項２】 前記一方および他方の磁性層は軟磁性材
   料からなり、 前記非磁性層は銅（Ｃｕ）または金（Ａｕ）からなり、 前記導電層はアルミニウム銅（Ａｌ−Ｃｕ）または金か
   らなり、 前記電気絶縁層は無機酸化物からなることを特徴とする
   請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
3. 【請求項３】 非磁性層の両側に磁性層を積層し、一方
   の磁性層の磁化方向を、その表面側に配置する導電層に
   バイアス電流を流して発生する磁界によって固定し、他
   方の磁性層に外部磁界を印加し、外部磁界の変化を磁化
   方向の変化による電気抵抗値の変化として検出するスピ
   ンバルブ型磁気抵抗効果素子の製造方法であって、 バイアス電流を流すための導電層を形成する工程と、 導電層上に、電気絶縁層を形成する工程と、 電気絶縁層上に、前記一方の磁性層を形成する工程と、 磁性層上に、非磁性層を形成する工程と、 非磁性層上に、前記他方の磁性層を形成する工程とを含
   むことを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
4. 【請求項４】 非磁性層の両側に磁性層を積層し、一方
   の磁性層の磁化方向を、その表面側に配置する導電層に
   バイアス電流を流して発生する磁界によって固定し、他
   方の磁性層に外部磁界を印加し、外部磁界の変化を磁化
   方向の変化による電気抵抗値の変化として検出するスピ
   ンバルブ型磁気抵抗効果素子の製造方法であって、 前記他方の磁性層を形成する工程と、 磁性層上に、非磁性層を形成する工程と、 非磁性層上に、前記一方の磁性層を形成する工程と、 磁性層上に、電気絶縁層を形成する工程と、 電気絶縁層上に、バイアス電流を流すための導電層を形
   成する工程とを含むことを特徴とする磁気抵抗効果素子
   の製造方法。
5. 【請求項５】 非磁性層の両側に磁性層を積層し、一方
   の磁性層の磁化方向を固定し、他方の磁性層に外部磁界
   を印加し、外部磁界の変化を磁化方向の変化による電気
   抵抗値の変化として検出するスピンバルブ型磁気抵抗効
   果素子であって、 一方の磁性層に、磁化方向を固定するためのバイアス磁
   界発生用の電流を流すために、一方の磁性層の表面に電
   気絶縁層を介して形成される導電層を含み、 バイアス磁界発生用の電流は、電気抵抗値の変化検出用
   として流すセンス電流の方向と逆方向に流れるように供
   給される、 磁気抵抗効果素子を含むことを特徴とする磁気ヘッド。
6. 【請求項６】 前記磁気抵抗効果素子は磁性記録媒体の
   表面から間隔をあけて、かつセンス電流の流れる方向が
   磁性記録媒体の表面と大略的に平行になるように配置さ
   れ、 磁性記録媒体の表面に臨む端面を有し、磁性記録媒体の
   表面からの磁束を、センス電流の流れる方向に垂直な方
   向となるように、前記他方の磁性層に導く前方ヨーク
   と、 磁気抵抗効果素子の前記導電層側に間隔をあけて配置さ
   れ、前記前方ヨークとともに磁気ギャップを形成するヨ
   ークと、 磁気抵抗効果素子の前記他方の磁性層からの磁束を前記
   ヨークに導き、閉磁路を形成する後方ヨークとを含むこ
   とを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッド。
7. 【請求項７】 前記磁気抵抗効果素子はセンス電流の流
   れる方向が磁性記録媒体の表面と大略的に平行となるよ
   うに、かつ端面が磁性記録媒体の表面に臨むように配置
   され、 磁気抵抗効果素子の前記一方の磁性層側および前記他方
   の磁性層側にそれぞれ間隔をあけて、かつ端面が磁性記
   録媒体の表面に臨むように配置されるシールドを有する
   ことを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッド。