JPH0916923A - Magnetoresistive sensor and spin valve sensor - Google Patents
Magnetoresistive sensor and spin valve sensorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置に用い
られる磁気抵抗センサ及びスピンバルブセンサに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetoresistive sensor and a spin valve sensor used in a magnetic disk device.
【0002】[0002]
【従来の技術】磁気的に記録されたデータをセンスする
ため異方性磁気抵抗効果(以下AMR)を用いた磁気抵抗
センサを使用することはよく知られている。また、バル
クハウゼンノイズを除去するため、また、センサをその
最もリニアな動作範囲内に維持するため、縦方向及び横
方向の両方のバイアスが提供されなければならないこと
も知られている。本発明の目的でもある縦方向バイアス
に適合するために提案された一つの解決が特願平7−572
23号明細書に述べられている。特願平7−57223号明細書
では、磁気抵抗センサ層がセンサ中央活性領域上にのみ
配置され、その両端部に隣接接合して強磁性膜,反強磁
性膜を順次形成し、強磁性膜と反強磁性膜との間に生じ
る交換バイアスを利用し、磁気抵抗効果膜に縦方向バイ
アスを印加して磁気抵抗効果膜の磁壁発生を防止し、バ
ルクハウゼンノイズを除去する技術を開示している。BACKGROUND OF THE INVENTION It is well known to use magnetoresistive sensors utilizing the anisotropic magnetoresistive effect (AMR) to sense magnetically recorded data. It is also known that both longitudinal and lateral bias must be provided to eliminate Barkhausen noise and to keep the sensor within its most linear operating range. One solution proposed to meet the longitudinal bias, which is also the object of the present invention, is Japanese Patent Application No. 7-572.
No. 23. In Japanese Patent Application No. 7-57223, a magnetoresistive sensor layer is arranged only on the central active region of the sensor, and a ferromagnetic film and an antiferromagnetic film are sequentially formed by adjoining both ends of the magnetoresistive sensor layer. A technique for removing Barkhausen noise by applying a longitudinal bias to the magnetoresistive film by using an exchange bias generated between the magnetoresistive film and the antiferromagnetic film to prevent generation of a magnetic domain wall of the magnetoresistive film is disclosed. There is.
【0003】最近では、磁気抵抗センサの抵抗変化が、
非磁性層を介する磁性層間での伝導電子のスピン依存性
伝送、及び、それに付随する層界面でのスピン依存性散
乱に帰される、より顕著な磁気抵抗効果が記載されてい
る。この磁気抵抗効果は、「巨大磁気抵抗効果」や「ス
ピンバルブ効果」などの名称で呼ばれている。このよう
な磁気抵抗センサはAMR効果を利用する磁気抵抗セン
サで観察されるよりも感度が改善され抵抗変化が大き
い。欧州特許EP−490608A2号は、スピンバルブ効果を利
用した磁気抵抗センサ(以後、スピンバルブセンサと呼
ぶ。)を記載している。以下、スピンバルブセンサの原
理を説明する。スピンバルブセンサは、非磁性膜によっ
て分離された第一の強磁性膜及び第二の強磁性膜を含む
適切な物質上に形成された積層構造を含んでいる。強磁
性膜の一つ、たとえば第二の強磁性膜の磁化方向は、外
部印加磁場ゼロで、第一の強磁性膜の磁化方向と垂直に
固定されている。第二の強磁性膜の磁化方向の固定は、
たとえば、反強磁性膜を隣接させ、反強磁性膜と第二の
強磁性膜との交換バイアスによってなされる。そのた
め、しばしば第二の強磁性膜は「固定層」と命名されて
いる。その代表的な磁化の固定方向は、浮上面と垂直方
向である。一方、第一の強磁性膜の磁化方向は外部印加
磁場に応じて自由に回転でき、しばしば「自由層」と命
名されている。外部印加磁場に応じて自由層の磁化方向
が自由に回転し、必然的に固定層の磁化方向と自由層の
磁化方向との間の角度が変化する。スピンバルブセンサ
は、これら磁化方向の角度変化に応じて電気抵抗が変化
することを利用し、媒体からの磁気的信号を電気的信号
に変換する磁気抵抗センサである。また、欧州特許EP−
490608A2号は本発明の目的でもある縦方向バイアス印加
手段を開示している。たとえば、センサ中央活性領域上
に配置されたスピンバルブセンサ層の両端部に隣接して
反強磁性膜を形成し、自由層両端部で反強磁性膜/強磁
性膜の交換バイアスを発生させることにより、自由層に
縦方向バイアスを印加し、自由層の磁壁発生を防止して
バルクハウゼンノイズを除去する技術を開示している。Recently, the resistance change of the magnetoresistive sensor has been
A more pronounced magnetoresistive effect has been described, which is attributed to the spin-dependent transmission of conduction electrons between the magnetic layers through the non-magnetic layer and the accompanying spin-dependent scattering at the layer interfaces. This magnetoresistance effect is called by a name such as “giant magnetoresistance effect” or “spin valve effect”. Such a magnetoresistive sensor has improved sensitivity and a larger resistance change than observed with a magnetoresistive sensor utilizing the AMR effect. European Patent EP-490608A2 describes a magnetoresistive sensor utilizing the spin valve effect (hereinafter referred to as a spin valve sensor). The principle of the spin valve sensor will be described below. The spin valve sensor includes a layered structure formed on a suitable material including a first ferromagnetic film and a second ferromagnetic film separated by a non-magnetic film. The magnetization direction of one of the ferromagnetic films, such as the second ferromagnetic film, is fixed perpendicular to the magnetization direction of the first ferromagnetic film when the externally applied magnetic field is zero. The fixed magnetization direction of the second ferromagnetic film is
For example, the antiferromagnetic films are made to be adjacent to each other, and exchange bias between the antiferromagnetic film and the second ferromagnetic film is used. Therefore, the second ferromagnetic film is often named "fixed layer". The typical fixed direction of magnetization is perpendicular to the air bearing surface. On the other hand, the magnetization direction of the first ferromagnetic film can freely rotate according to an externally applied magnetic field, and is often referred to as a "free layer". The magnetization direction of the free layer freely rotates according to the externally applied magnetic field, and the angle between the magnetization direction of the fixed layer and the magnetization direction of the free layer inevitably changes. The spin valve sensor is a magnetoresistive sensor that converts a magnetic signal from a medium into an electrical signal by utilizing the fact that the electrical resistance changes according to the change in the angle of the magnetization direction. In addition, European patent EP-
No. 490608A2 discloses a longitudinal bias applying means which is also an object of the present invention. For example, forming an antiferromagnetic film adjacent to both ends of a spin valve sensor layer disposed on the central active region of the sensor, and generating an antiferromagnetic film / ferromagnetic film exchange bias at both ends of the free layer. Discloses a technique in which a longitudinal bias is applied to the free layer to prevent the generation of domain walls in the free layer, thereby removing Barkhausen noise.
【0004】縦方向バイアス印加手段としての反強磁性
膜には、強磁性膜と反強磁性膜との間に発生する「結合
磁界」、これは磁化曲線の原点からのシフト量で定義さ
れるものであるが、結合磁界が大きいこと、さらに、結
合磁界が消失する温度で定義される「ブロッキング温
度」が大きいことが要求される。特願平7−57223号明細
書及び欧州特許EP−490608A2号では、これらを満足する
反強磁性膜はFeMn,NiMn系反強磁性膜であるこ
とが開示されている。In the antiferromagnetic film as the longitudinal bias applying means, a "coupling magnetic field" generated between the ferromagnetic film and the antiferromagnetic film is defined by the shift amount from the origin of the magnetization curve. However, it is required that the coupling magnetic field is large and that the “blocking temperature” defined by the temperature at which the coupling magnetic field disappears is large. Japanese Patent Application No. 7-57223 and European Patent EP-490608A2 disclose that an antiferromagnetic film satisfying these requirements is a FeMn, NiMn based antiferromagnetic film.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、磁気抵抗
センサ層、あるいは、スピンバルブセンサ層をセンサ中
央活性領域にのみ配置し、また、中央活性領域の両端部
に電極を兼ねている磁区制御層、すなわち、反強磁性膜
/強磁性膜、あるいは、反強磁性膜を隣接接合したセン
サ構造であり、狭トラック化が可能な構造である。ま
た、各膜,各層の膜厚を非常に薄くできるので狭ギャッ
プ化が可能な構造でもある。さらに、中央活性領域の両
端部に隣接接合された反強磁性膜/強磁性膜、あるい
は、反強磁性膜からの交換バイアスにより、磁気抵抗効
果膜、あるいは、固定層に十分な縦方向バイアスを印加
できるため、磁気抵抗効果膜、あるいは、固定層の磁壁
発生を防止し、バルクハウゼンノイズを除去できる構造
でもある。In the prior art, a magnetoresistive sensor layer or a spin valve sensor layer is arranged only in the central active region of the sensor, and the magnetic domain control functioning also as electrodes at both ends of the central active region. A layer, that is, an antiferromagnetic film / ferromagnetic film, or a sensor structure in which antiferromagnetic films are adjacently joined is a structure capable of narrowing the track. Further, since the film thickness of each film and each layer can be made extremely thin, it is also a structure capable of narrowing the gap. Furthermore, an exchange bias from the antiferromagnetic film / ferromagnetic film or the antiferromagnetic film that is adjacently joined to both ends of the central active region provides a sufficient longitudinal bias to the magnetoresistive film or the fixed layer. Since it can be applied, it also has a structure capable of preventing generation of a domain wall in the magnetoresistive film or the fixed layer and removing Barkhausen noise.
【0006】反強磁性膜を磁区制御層として磁気抵抗セ
ンサ、あるいは、スピンバルブセンサへ応用するとき、
結合磁界,ブロッキング温度などの交換結合特性の他
に、耐食性,電気伝導性,作成容易性を同時に満足する
必要がある。When the antiferromagnetic film is applied to a magnetoresistive sensor or a spin valve sensor as a magnetic domain control layer,
In addition to exchange coupling characteristics such as coupling magnetic field and blocking temperature, it is necessary to simultaneously satisfy corrosion resistance, electrical conductivity, and ease of preparation.
【0007】しかし、これまでに開示されている反強磁
性膜でこれらを同時に満足できる材料は非常に少ない。
たとえば、特願平7−57223号明細書、または、欧州特許
EP−490608A2号に開示されている反強磁性FeMn/強
磁性NiFe膜は大きな結合磁界,ブロッキング温度を
示すが、反強磁性FeMn膜は耐食性が著しく低い問題
点があり、応用上困難な点が多い。また、反強磁性Fe
Mn膜の耐食性を改善するため、Crを添加するなどの
試みがなされたが、結合磁界,ブロッキング温度が低下
する問題点が生じている。さらに、反強磁性NiMn/
強磁性NiFe膜は非常に大きな結合磁界,ブロッキン
グ温度を示すが耐食性が低い問題点を残している。唯
一、交換結合特性,耐食性,電気伝導性,作成容易性を
同時に満足する反強磁性NiMnCr膜が、特願平6−76247号
明細書に開示されている。また、反強磁性NiMnCr/強磁
性NiFe膜で大きな結合磁界,ブロッキング温度を確
保するためには高温熱処理が必要であることが開示して
ある。そのため、反強磁性NiMnCr膜をスピンバルブセン
サの磁区制御層に適用する際には、製造プロセス途上熱
処理によりスピンバルブセンサ層内の固定層と磁区制御
層の磁化固定方向が同一方向となってしまうことが避け
られない。反強磁性NiMnCr膜はスピンバルブセンサの磁
区制御層としては応用困難である。However, very few antiferromagnetic films disclosed so far can satisfy these requirements at the same time.
For example, Japanese Patent Application No. 7-57223 or European Patent
The antiferromagnetic FeMn / ferromagnetic NiFe film disclosed in EP-490608A2 exhibits a large coupling magnetic field and a blocking temperature, but the antiferromagnetic FeMn film has a problem that its corrosion resistance is extremely low, which makes it difficult to apply. Many. In addition, antiferromagnetic Fe
Attempts have been made to add Cr or the like in order to improve the corrosion resistance of the Mn film, but there is a problem that the coupling magnetic field and the blocking temperature are lowered. Furthermore, antiferromagnetic NiMn /
The ferromagnetic NiFe film has a very large coupling magnetic field and blocking temperature, but has a problem of low corrosion resistance. An antiferromagnetic NiMnCr film which satisfies only the exchange coupling property, corrosion resistance, electric conductivity and easiness of preparation is disclosed in Japanese Patent Application No. 6-76247. Further, it is disclosed that a high temperature heat treatment is necessary in order to secure a large coupling magnetic field and a blocking temperature in the antiferromagnetic NiMnCr / ferromagnetic NiFe film. Therefore, when applying the antiferromagnetic NiMnCr film to the magnetic domain control layer of the spin valve sensor, the pinned layer in the spin valve sensor layer and the magnetic domain control layer have the same magnetization fixed direction due to heat treatment during the manufacturing process. Is inevitable. The antiferromagnetic NiMnCr film is difficult to apply as a domain control layer for spin valve sensors.
【0008】本発明の目的は、交換結合特性,耐食性,
電気伝導性,作成容易性を同時に満足できる反強磁性膜
を磁区制御層に適用し、その反強磁性膜と強磁性膜との
間に生じる交換バイアスによって磁気抵抗効果膜、ある
いは、固定層のバルクハウゼンノイズ除去手段を設け
た、さらに、狭トラック化,狭ギャップ化手段を設けた
高密度記録用の磁気抵抗センサ及びスピンバルブセンサ
を提供することにある。The objects of the present invention are: exchange coupling characteristics, corrosion resistance,
An antiferromagnetic film that can satisfy both electrical conductivity and easiness of production is applied to the magnetic domain control layer, and an exchange bias generated between the antiferromagnetic film and the ferromagnetic film causes a magnetoresistive film or a fixed layer to be formed. It is an object of the present invention to provide a magnetoresistive sensor and a spin valve sensor for high-density recording provided with Barkhausen noise removing means and further provided with means for narrowing a track and narrowing a gap.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的は、センサ中央
活性領域にのみ磁気抵抗センサ層、あるいは、スピンバ
ルブセンサ層を形成し、その中央活性領域の両端部に以
下の磁区制御層を電気的連続性を保ちながら隣接接合し
て形成することにより達成できる。The above-mentioned object is to form a magnetoresistive sensor layer or a spin valve sensor layer only in the central active region of the sensor, and electrically connect the following magnetic domain control layers to both ends of the central active region. This can be achieved by forming them by adjoining while maintaining continuity.
【0010】磁区制御層は、強磁性NiFe膜上に反強
磁性膜CrMnPt膜を形成した磁区制御層、または、Ta膜
上に、強磁性NiFe膜を形成し、その上に反強磁性Cr
MnPt膜を形成した磁区制御層、または、bcc 構造を有す
る強磁性膜上に反強磁性CrMnPt膜を形成した磁区制御層
である。The magnetic domain control layer is a magnetic domain control layer in which an antiferromagnetic film CrMnPt film is formed on a ferromagnetic NiFe film, or a ferromagnetic NiFe film is formed on a Ta film, and the antiferromagnetic Cr film is formed thereon.
The magnetic domain control layer has an MnPt film formed thereon, or the magnetic domain control layer has an antiferromagnetic CrMnPt film formed on a ferromagnetic film having a bcc structure.
【0011】これらの積層膜は、スパッタリング法など
の技術を用い、室温で、一定の大きさの磁場を印加しな
がら真空中で連続形成すればよい。These laminated films may be continuously formed in vacuum at room temperature while applying a magnetic field of a certain magnitude, using a technique such as a sputtering method.
【0012】反強磁性CrMnPt膜の組成はCraMnbPtcと表
わした場合、aは30〜70at.%、bは30〜70a
t.%、cは3.0〜30.0at.%であり、a,b,c
の合計は100である。When the composition of the antiferromagnetic CrMnPt film is expressed as Cr a Mn b Pt c , a is 30 to 70 at.% And b is 30 to 70 a.
t,% and c are 3.0 to 30.0 at.%, and a, b, c
Is 100.
【0013】[0013]
【作用】本発明の磁気抵抗センサ層、あるいは、スピン
バルブセンサ層は、中央活性領域にのみ形成しているの
で、センサの狭トラック化が容易である。さらに、セン
サの各膜,各層は、非常に薄い膜厚で構成されているた
め、狭ギャップ化が容易である。Since the magnetoresistive sensor layer or the spin valve sensor layer of the present invention is formed only in the central active region, it is easy to narrow the track of the sensor. Further, since each film and each layer of the sensor are formed to have an extremely thin film thickness, it is easy to narrow the gap.
【0014】従来、CrMn系反強磁性膜は、bccの結
晶構造を有しておりfccの結晶構造を有している強磁性
NiFe膜とは交換結合しないと考えられていた。米国
特許第4103315 号には、反強磁性CrMn膜は使いもの
にならないとまで記載されている。しかし、発明者らは
反強磁性CrMn膜にPtを添加し、強磁性NiFe膜
上あるいはbcc 結晶構造を有する強磁性膜上に形成する
ことにより、交換結合することを見出した。しかも、そ
れらの間の結合磁界,ブロッキング温度は大きかった。Conventionally, it has been considered that the CrMn-based antiferromagnetic film has the bcc crystal structure and does not exchange-couple with the ferromagnetic NiFe film having the fcc crystal structure. U.S. Pat. No. 4,103,315 even states that antiferromagnetic CrMn films are useless. However, the inventors have found that Pt is added to the antiferromagnetic CrMn film to form exchange coupling by forming it on the ferromagnetic NiFe film or on the ferromagnetic film having the bcc crystal structure. Moreover, the coupling magnetic field between them and the blocking temperature were large.
【0015】そのため、本発明の磁区制御層を中央活性
領域の両端部に形成することにより、中央活性領域に形
成された磁気抵抗センサ層、あるいは、スピンバルブセ
ンサ層に縦方向バイアスを印加でき、磁気抵抗効果膜、
あるいは、固定層の磁壁発生を防止し、バルクハウゼン
ノイズを除去することが可能である。Therefore, by forming the magnetic domain control layer of the present invention at both ends of the central active region, a longitudinal bias can be applied to the magnetoresistive sensor layer or the spin valve sensor layer formed in the central active region. Magnetoresistive film,
Alternatively, it is possible to prevent generation of domain walls in the fixed layer and remove Barkhausen noise.
【0016】さらに、反強磁性CrMnPt膜は、Cr含有量
が多いため、耐食性を著しく改善できる作用がある。Further, since the antiferromagnetic CrMnPt film has a large Cr content, it has an effect of remarkably improving the corrosion resistance.
【0017】さらに、反強磁性CrMnPt膜は金属であるた
め電気伝導性に優れており、磁気抵抗センサ層、あるい
は、スピンバルブセンサ層の電極を兼ねる作用がある。Further, since the antiferromagnetic CrMnPt film is a metal, it has excellent electric conductivity and also functions as an electrode of the magnetoresistive sensor layer or the spin valve sensor layer.
【0018】さらに、室温形成しただけで大きな結合磁
界,ブロッキング温度を示すため、高温熱処理工程が不
必要であり、スピンバルブセンサの磁区制御層として応
用が容易となるだけでなく、作製を容易とできる作用が
ある。Further, since a high coupling magnetic field and a blocking temperature are exhibited only when formed at room temperature, a high temperature heat treatment step is unnecessary, and not only is it easy to apply as a magnetic domain control layer of a spin valve sensor, but also easy to manufacture. There is an action that can be done.
【0019】従って、本発明の磁区制御層を、センサ中
央活性領域の両端部に隣接接合して形成することによ
り、バルクハウゼンノイズを抑止でき、耐食性に優れ、
作製容易な、高密度磁気記録用の磁気抵抗センサ及びス
ピンバルブセンサを提供することができる。Therefore, by forming the magnetic domain control layer of the present invention by adjoining both ends of the sensor central active region, Barkhausen noise can be suppressed and corrosion resistance is excellent.
It is possible to provide a magnetoresistive sensor and a spin valve sensor for high-density magnetic recording that are easy to manufacture.
【0020】[0020]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0021】まず、本発明の磁区制御層の作製方法につ
いて説明する。図2は代表的な磁区制御層10の膜構成
を示す説明図である。磁区制御層10はスパッタリング
法などの技術を用い、室温で、強磁性NiFe膜10
1,反強磁性CrMnPt膜102を真空中で連続形成した。
また、膜をスパッタリングする際には、膜に一定の大き
さの磁場を印加した。磁場を印加することにより、まず
強磁性NiFe膜101の磁気モーメントが印加磁場の
方向を向き、ついでその強磁性NiFe膜101の内部
磁場につられて反強磁性CrMnPt膜102の磁気モーメン
トが揃えられる。その結果、強磁性NiFe膜101に
一方向異方性(交換バイアス)を付与することができ
る。First, a method of manufacturing the magnetic domain control layer of the present invention will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a film structure of a typical magnetic domain control layer 10. The magnetic domain control layer 10 is formed by using a technique such as a sputtering method at room temperature at the ferromagnetic NiFe film 10
1. The antiferromagnetic CrMnPt film 102 was continuously formed in vacuum.
In addition, when the film was sputtered, a magnetic field of a certain magnitude was applied to the film. By applying a magnetic field, the magnetic moment of the ferromagnetic NiFe film 101 first faces the direction of the applied magnetic field, and then the magnetic field of the antiferromagnetic CrMnPt film 102 is aligned with the internal magnetic field of the ferromagnetic NiFe film 101. As a result, unidirectional anisotropy (exchange bias) can be applied to the ferromagnetic NiFe film 101.
【0022】図3は強磁性NiFe/反強磁性CrMnPt2
層膜の磁化曲線である。ここで、強磁性NiFe膜10
1の厚さは、約40nmである。2層膜の磁化曲線は、
完全に一方向にシフトしており、強磁性NiFe膜に一
方向異方性が付与されている。また、そのシフト量から
結合磁界は約20Oeである。図4は強磁性NiFe/
反強磁性CrMnPt2層膜の結合磁界の温度依存性である。
2層膜の結合磁界が消失する温度、すなわち、ブロッキ
ング温度は約370℃であり、非常に大きな値を示して
いる。これら、結合磁界,ブロッキング温度は、反強磁
性CrMnPt膜が磁気抵抗センサ層あるいはスピンバルブセ
ンサ層の磁区制御層として機能するために可能な大きさ
である。FIG. 3 shows ferromagnetic NiFe / antiferromagnetic CrMnPt2.
It is a magnetization curve of a layer film. Here, the ferromagnetic NiFe film 10
The thickness of 1 is about 40 nm. The magnetization curve of the two-layer film is
It is completely unidirectionally shifted, and the unidirectional anisotropy is given to the ferromagnetic NiFe film. Further, the coupling magnetic field is about 20 Oe from the shift amount. Figure 4 shows ferromagnetic NiFe /
This is the temperature dependence of the coupling magnetic field of the antiferromagnetic CrMnPt bilayer film.
The temperature at which the coupling magnetic field of the two-layer film disappears, that is, the blocking temperature is about 370 ° C., which is a very large value. These coupling magnetic field and blocking temperature are as large as possible for the antiferromagnetic CrMnPt film to function as the magnetic domain control layer of the magnetoresistive sensor layer or the spin valve sensor layer.
【0023】本発明の反強磁性CrMnPt膜はbcc の結晶構
造を有していた。強磁性NiFe膜は、良く知られてい
るようにfcc の結晶構造を有している。反強磁性CrMnPt
膜は、bccの結晶構造を持っているにもかかわらず、fcc
の結晶構造を有するNiFe膜上にエピタキシャル成長
していることが確認された。より詳細には、NiFe膜
の(111)面上にCrMnPt膜の(110)面がエピタキ
シャル成長するとき大きな結合磁界,ブロッキング温度
が観察された。尚、積層構造を逆転した場合、結合磁界
を得ることはできなかった。The antiferromagnetic CrMnPt film of the present invention had a bcc crystal structure. The ferromagnetic NiFe film has a fcc crystal structure as is well known. Antiferromagnetic CrMnPt
Even though the film has a bcc crystal structure, fcc
It was confirmed that the film was epitaxially grown on the NiFe film having the crystal structure of. More specifically, a large coupling magnetic field and blocking temperature were observed when the (110) plane of the CrMnPt film was epitaxially grown on the (111) plane of the NiFe film. When the laminated structure was reversed, it was not possible to obtain a coupling magnetic field.
【0024】図5は本発明の反強磁性CrMnPt膜のセンサ
加工時に用いている、いわゆるラップ液中での耐食性試
験の結果である。比較のため、反強磁性NiMn系の結
果も示した。反強磁性CrMnPt膜の腐食電流密度は10-4
A/m2 であり、反強磁性NiMn膜の10-2A/m2
と比較して、極めて優れている。FIG. 5 shows the result of a corrosion resistance test in a so-called lapping liquid, which is used during sensor processing of the antiferromagnetic CrMnPt film of the present invention. For comparison, the results of antiferromagnetic NiMn system are also shown. Corrosion current density of antiferromagnetic CrMnPt film is 10 -4
A / m 2, which is 10 -2 A / m 2 of the antiferromagnetic NiMn film.
It is extremely superior to
【0025】さらに、耐食性改善を計り、Crを添加し
た反強磁性NiMnCr膜でもその腐食電流密度は10-3A/
m2 程度であった。このように、反強磁性CrMnPt膜は、
Crベースの材料であるため他の反強磁性膜に比較する
と圧倒的に耐食性に優れている。Further, by improving the corrosion resistance, the corrosion current density of the antiferromagnetic NiMnCr film containing Cr is 10 −3 A /
It was about m 2 . Thus, the antiferromagnetic CrMnPt film is
Since it is a Cr-based material, it has overwhelmingly superior corrosion resistance compared to other antiferromagnetic films.
【0026】図1は本発明の実施例1の磁気抵抗センサ
1の浮上面から見た拡大断面図である。センサ中央領域
200は、軟磁性膜203,非磁性膜202,磁気抵抗
効果膜201を順次積層した層で構成される。磁気抵抗
効果膜201は、異方性磁気抵抗効果を用い媒体からの
磁気的信号を電気的信号に変換する強磁性膜であり、こ
こではNiFe膜としている。軟磁性膜203は、磁気
抵抗効果膜201の感度を向上させ、抵抗変化の線形性
を向上させるために、磁気抵抗効果膜201に横方向バ
イアスを印加するためのバイアス膜であり、ここでは、
NiFe−ZrO2膜としている。非磁性膜202は、磁気抵抗
効果膜201と軟磁性膜203を磁気的に隔離するため
の分離膜で、ここではTa膜としている。また、磁気抵
抗効果膜201,軟磁性膜203,非磁性膜202の厚
さは、それぞれ、15〜30nm,15〜30nm,2
〜30nmである。本発明の磁区制御層10は、磁気抵
抗センサ層200両端に、電気的連続性を保ちながら隣
接接合して形成し、強磁性NiFe膜101,反強磁性
CrMnPt膜102を順次積層して形成する。その後、反強
磁性CrMnPt膜102の上方に一対の信号検出電極110
を形成して磁気抵抗センサ1の形成を完了する。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the magnetoresistive sensor 1 according to the first embodiment of the present invention as seen from the air bearing surface. The sensor central region 200 is composed of a layer in which a soft magnetic film 203, a non-magnetic film 202, and a magnetoresistive effect film 201 are sequentially stacked. The magnetoresistive film 201 is a ferromagnetic film that converts a magnetic signal from the medium into an electrical signal by using the anisotropic magnetoresistive effect, and is a NiFe film here. The soft magnetic film 203 is a bias film for applying a lateral bias to the magnetoresistive effect film 201 in order to improve the sensitivity of the magnetoresistive effect film 201 and improve the linearity of resistance change.
It is a NiFe-ZrO 2 film. The non-magnetic film 202 is a separation film for magnetically isolating the magnetoresistive film 201 and the soft magnetic film 203, and is a Ta film here. The magnetoresistive film 201, the soft magnetic film 203, and the nonmagnetic film 202 have thicknesses of 15 to 30 nm, 15 to 30 nm, and 2 respectively.
3030 nm. The magnetic domain control layer 10 of the present invention is formed by adjoining both ends of the magnetoresistive sensor layer 200 while maintaining electrical continuity.
The CrMnPt films 102 are sequentially laminated and formed. Then, a pair of signal detection electrodes 110 is formed above the antiferromagnetic CrMnPt film 102.
To complete the formation of the magnetoresistive sensor 1.
【0027】中央活性領域の両端部に形成された、強磁
性NiFe膜101と反強磁性CrMnPt膜102との間の
交換結合により、強磁性NiFe膜101に交換バイア
スが付与される。この交換バイアスは大きいので、中央
活性領域に形成されている磁気抵抗効果膜201に縦方
向バイアスとして入り込む。そのため、磁気抵抗効果膜
201の磁壁発生を防止し、バルクハウゼンノイズを除
去できる。Exchange bias is applied to the ferromagnetic NiFe film 101 by exchange coupling between the ferromagnetic NiFe film 101 and the antiferromagnetic CrMnPt film 102 formed at both ends of the central active region. Since this exchange bias is large, it enters the magnetoresistive effect film 201 formed in the central active region as a longitudinal bias. Therefore, it is possible to prevent the generation of the domain wall of the magnetoresistive effect film 201 and remove the Barkhausen noise.
【0028】図6は本発明の実施例2の磁気抵抗センサ
2の浮上面から見た断面図である。磁気抵抗センサ層2
00の構成及び材料等は実施例1と同じであり説明を省
略する。実施例2では、磁区制御層20を磁気抵抗セン
サ層200両端部に電気的連続性を保ちながら隣接接合
して形成している。磁区制御層20は、Ta膜103,
強磁性NiFe膜101,反強磁性CrMnPt膜102を、
真空中で順次積層して形成する。その後、反強磁性CrMn
Pt膜102の上方に一対の信号検出電極110を形成し
て磁気抵抗センサ2の形成を完了する。FIG. 6 is a sectional view of the magnetoresistive sensor 2 according to the second embodiment of the present invention as seen from the air bearing surface. Magnetoresistive sensor layer 2
The configuration and materials of No. 00 are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted. In the second embodiment, the magnetic domain control layer 20 is formed by adjoining both ends of the magnetoresistive sensor layer 200 while maintaining electrical continuity. The magnetic domain control layer 20 includes the Ta film 103,
The ferromagnetic NiFe film 101 and the antiferromagnetic CrMnPt film 102 are
It is formed by sequentially stacking in a vacuum. Then antiferromagnetic CrMn
The pair of signal detection electrodes 110 is formed above the Pt film 102 to complete the formation of the magnetoresistive sensor 2.
【0029】Ta膜を強磁性NiFe膜の下地膜として
用いることによりNiFe膜の(111)面配向性が向
上することが確認され、その上に形成されたCrMnPt膜の
(110)面の配向性も向上することが確認された。そ
のため、Ta膜を下地膜として用いることにより、強磁
性NiFe膜101と反強磁性CrMnPt膜102の結合磁
界を向上させることができる。It was confirmed that the (111) plane orientation of the NiFe film was improved by using the Ta film as a base film of the ferromagnetic NiFe film, and the orientation of the (110) plane of the CrMnPt film formed thereon was confirmed. It was also confirmed that it improved. Therefore, by using the Ta film as the base film, the coupling magnetic field between the ferromagnetic NiFe film 101 and the antiferromagnetic CrMnPt film 102 can be improved.
【0030】従って、中央活性領域の両端部に形成した
磁区制御層20の強磁性NiFe膜101には、磁区制
御層10のそれよりも大きな交換バイアスを付与するこ
とができる。この交換バイアスは、中央活性領域に形成
されている磁気抵抗効果膜201に、より大きな縦方向
バイアスとして入り込む。そのため、磁気抵抗効果膜2
01の磁壁発生を防止し、バルクハウゼンノイズを除去
できる。Therefore, a larger exchange bias than that of the magnetic domain control layer 10 can be applied to the ferromagnetic NiFe film 101 of the magnetic domain control layer 20 formed at both ends of the central active region. This exchange bias enters the magnetoresistive effect film 201 formed in the central active region as a larger longitudinal bias. Therefore, the magnetoresistive effect film 2
It is possible to prevent the generation of the domain wall of No. 01 and remove Barkhausen noise.
【0031】図7は本発明の実施例3の磁気抵抗センサ
3の浮上面から見た拡大断面図である。磁気抵抗センサ
層200の構成及び材料等は実施例1と同じであり説明
を省略する。実施例3では、下記の磁区制御層30を磁
気抵抗センサ層200両端部に電気的連続性を保ちなが
ら隣接接合して形成している。磁区制御層30は、bcc
の結晶構造を有する強磁性膜104,反強磁性CrMnPt膜
102を、真空中で順次積層して形成する。その後、反
強磁性CrMnPt膜102の上方に一対の信号検出電極11
0を形成して磁気抵抗センサ3の形成を完了する。FIG. 7 is an enlarged sectional view of the magnetoresistive sensor 3 according to the third embodiment of the present invention as seen from the air bearing surface. The structure, material, etc. of the magnetoresistive sensor layer 200 are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. In Example 3, the following magnetic domain control layer 30 is formed by adjoining both ends of the magnetoresistive sensor layer 200 while maintaining electrical continuity. The magnetic domain control layer 30 is bcc
The ferromagnetic film 104 having the crystal structure of 1 and the antiferromagnetic CrMnPt film 102 are sequentially formed in vacuum by stacking. After that, a pair of signal detection electrodes 11 is formed above the antiferromagnetic CrMnPt film 102.
0 is formed to complete the formation of the magnetoresistive sensor 3.
【0032】強磁性膜104は、bcc の結晶構造を有す
るため、同じbcc の結晶構造を有するCrMnPt膜をその上
方に形成すると、強磁性膜104の(110)面上にCr
MnPt膜の(110)面がエピタキシャル成長することが
確認された。また、それにより、それらの間の結合磁界
を向上させることができる。Since the ferromagnetic film 104 has a bcc crystal structure, when a CrMnPt film having the same bcc crystal structure is formed above the CrMnPt film, Cr is formed on the (110) plane of the ferromagnetic film 104.
It was confirmed that the (110) plane of the MnPt film was epitaxially grown. Also, thereby, the coupling magnetic field between them can be improved.
【0033】従って、中央活性領域の両端部に形成した
磁区制御層30のbcc の結晶構造を有する強磁性膜10
4には、磁区制御層10のそれよりも大きな交換バイア
スを付与することができる。この交換バイアスは、中央
活性領域に形成されている磁気抵抗効果膜201に、よ
り大きな縦方向バイアスとして入り込む。そのため、磁
気抵抗効果膜201の磁壁発生を防止し、バルクハウゼ
ンノイズを除去できる。Therefore, the ferromagnetic film 10 having the bcc crystal structure of the magnetic domain control layer 30 formed at both ends of the central active region.
An exchange bias larger than that of the magnetic domain control layer 10 can be applied to the magnetic field control layer 4. This exchange bias enters the magnetoresistive effect film 201 formed in the central active region as a larger longitudinal bias. Therefore, it is possible to prevent the generation of the domain wall of the magnetoresistive effect film 201 and remove the Barkhausen noise.
【0034】図8は本発明の実施例4のスピンバルブセ
ンサ4の浮上面から見た拡大断面図である。センサ中央
領域は、下地膜301,第一の強磁性膜(自由層)30
2,非磁性膜303,第二の強磁性膜304(固定
層),反強磁性膜305を順次積層した層で構成され
る。反強磁性膜305は、固定層304に交換バイアス
を付与するための層であり、ここでは比較的耐食性のよ
いNiMnCr膜としている。固定層304内の磁気モーメン
トは、反強磁性膜305からの交換バイアスによって浮
上面と垂直な方向に揃えられており、ここではNiFe
膜とした。非磁性層303は、固定層304と自由層3
02とを磁気的に分離する膜であり、ここではCu膜と
している。自由層302の磁気モーメントは、媒体から
の磁気的信号に応じて自由に回転することができる膜で
あり、NiFe膜とした。下地膜301は、凹凸及びその
上方に形成される膜の配向性を制御する膜であり、ここ
ではTa膜とした。また、反強磁性膜305の厚さは、
5〜20nm、下地膜301の厚さは2〜10nm、自
由層302の厚さは3〜10nm、非磁性層303,固
定層304の厚さは1.5 〜5nmとした。本発明の磁
区制御層10は、スピンバルブセンサ層300両端に、
電気的連続性を保ちながら隣接接合して形成し、強磁性
膜NiFe膜101,反強磁性CrMnPt膜102を順次積
層して形成する。その後、反強磁性CrMnPt膜102の上
方に一対の信号検出電極110を形成してスピンバルブ
センサ4の形成を完了する。FIG. 8 is an enlarged sectional view as seen from the air bearing surface of the spin valve sensor 4 according to the fourth embodiment of the present invention. The central region of the sensor includes a base film 301 and a first ferromagnetic film (free layer) 30.
2, a nonmagnetic film 303, a second ferromagnetic film 304 (fixed layer), and an antiferromagnetic film 305 are sequentially stacked. The antiferromagnetic film 305 is a layer for applying an exchange bias to the fixed layer 304, and is a NiMnCr film having relatively good corrosion resistance here. The magnetic moment in the fixed layer 304 is aligned in the direction perpendicular to the air bearing surface by the exchange bias from the antiferromagnetic film 305. Here, NiFe is used.
It was a membrane. The nonmagnetic layer 303 includes the fixed layer 304 and the free layer 3.
02 is a film which is magnetically separated from each other, and is a Cu film here. The magnetic moment of the free layer 302 is a film that can freely rotate according to a magnetic signal from the medium, and is a NiFe film. The base film 301 is a film that controls the orientation of the unevenness and the film formed above it, and is a Ta film here. The thickness of the antiferromagnetic film 305 is
5 to 20 nm, the thickness of the base film 301 is 2 to 10 nm, the thickness of the free layer 302 is 3 to 10 nm, and the thicknesses of the nonmagnetic layer 303 and the fixed layer 304 are 1.5 to 5 nm. The magnetic domain control layer 10 of the present invention is provided on both ends of the spin valve sensor layer 300,
The ferromagnetic film NiFe film 101 and the antiferromagnetic CrMnPt film 102 are sequentially formed by sequentially adjoining while maintaining electrical continuity. After that, the pair of signal detection electrodes 110 is formed above the antiferromagnetic CrMnPt film 102 to complete the formation of the spin valve sensor 4.
【0035】中央活性領域の両端部に形成された、強磁
性NiFe膜101と反強磁性CrMnPt膜102との間の
交換結合により、強磁性NiFe膜101に交換バイア
スが付与される。この交換バイアスは大きいので、中央
活性領域に形成されている自由層302に縦方向バイア
スとして入り込む。そのため、自由層302の磁壁発生
を防止し、バルクハウゼンノイズを除去できる。Exchange bias is applied to the ferromagnetic NiFe film 101 by exchange coupling between the ferromagnetic NiFe film 101 and the antiferromagnetic CrMnPt film 102 formed at both ends of the central active region. Since this exchange bias is large, it enters the free layer 302 formed in the central active region as a longitudinal bias. Therefore, it is possible to prevent the generation of the domain wall of the free layer 302 and remove the Barkhausen noise.
【0036】図9は本発明の実施例5のスピンバルブセ
ンサ5の浮上面から見た拡大断面図である。スピンバル
ブセンサ層300の構成及び材料等は実施例4と同じで
あり説明を省略する。実施例5では、磁区制御層20を
スピンバルブセンサ層300両端部に電気的連続性を保
ちながら隣接接合して形成している。磁区制御層20
は、Ta膜103,強磁性NiFe膜101,反強磁性
CrMnPt膜102を、真空中で順次積層して形成する。そ
の後、反強磁性CrMnPt膜102の上方に一対の信号検出
電極110を形成してスピンバルブセンサ5の形成を完
了する。FIG. 9 is an enlarged sectional view of the spin valve sensor 5 according to the fifth embodiment of the present invention as seen from the air bearing surface. The structure, material, and the like of the spin valve sensor layer 300 are the same as those in the fourth embodiment, and the description will be omitted. In the fifth embodiment, the magnetic domain control layer 20 is formed by adjoining both ends of the spin valve sensor layer 300 while maintaining electrical continuity. Magnetic domain control layer 20
Is Ta film 103, ferromagnetic NiFe film 101, antiferromagnetism
The CrMnPt film 102 is formed by sequentially stacking in a vacuum. Then, a pair of signal detection electrodes 110 are formed above the antiferromagnetic CrMnPt film 102 to complete the formation of the spin valve sensor 5.
【0037】Ta膜を強磁性NiFe膜の下地膜として
用いることによりNiFe膜の(111)面配向性が向
上することが確認され、その上に形成されたCrMnPt膜の
(110)面の配向性も向上することが確認された。そ
のため、Ta膜を下地膜として用いることにより、強磁
性NiFe膜と反強磁性CrMnPt膜の結合磁界を向上させ
ることができる。It was confirmed that the (111) plane orientation of the NiFe film was improved by using the Ta film as the base film of the ferromagnetic NiFe film, and the orientation of the (110) plane of the CrMnPt film formed thereon was confirmed. It was also confirmed that it improved. Therefore, by using the Ta film as the base film, the coupling magnetic field between the ferromagnetic NiFe film and the antiferromagnetic CrMnPt film can be improved.
【0038】従って、中央活性領域の両端部に形成した
磁区制御層20の強磁性NiFe膜101には、磁区制
御層10のそれよりも大きな交換バイアスを付与するこ
とができる。この交換バイアスは、中央活性領域に形成
されている自由層302に、より大きな縦方向バイアス
として入り込む。そのため、自由層302の磁壁発生を
防止し、バルクハウゼンノイズを除去できる。Therefore, a larger exchange bias than that of the magnetic domain control layer 10 can be applied to the ferromagnetic NiFe film 101 of the magnetic domain control layer 20 formed on both ends of the central active region. This exchange bias enters the free layer 302 formed in the central active region as a larger longitudinal bias. Therefore, it is possible to prevent the generation of the domain wall of the free layer 302 and remove the Barkhausen noise.
【0039】図10は本発明の実施例6のスピンバルブ
センサ6の浮上面から見た拡大断面図である。スピンバ
ルブセンサ層300の構成及び材料等は実施例4と同じ
であり説明を省略する。実施例6では、磁区制御層30
をスピンバルブセンサ層300両端部に電気的連続性を保
ちながら隣接接合して形成している。磁区制御層30
は、bcc の結晶構造を有する強磁性膜104,反強磁性
CrMnPt膜102を、真空中で順次積層して形成する。そ
の後、反強磁性CrMnPt膜102の上方に一対の信号検出
電極110を形成してスピンバルブセンサ6の形成を完
了する。FIG. 10 is an enlarged sectional view of the spin valve sensor 6 according to the sixth embodiment of the present invention as seen from the air bearing surface. The structure, material, and the like of the spin valve sensor layer 300 are the same as those in the fourth embodiment, and the description will be omitted. In Example 6, the magnetic domain control layer 30
Are formed by adjoining both ends of the spin valve sensor layer 300 while maintaining electrical continuity. Magnetic domain control layer 30
Is a ferromagnetic film 104 having a bcc crystal structure, antiferromagnetic
The CrMnPt film 102 is formed by sequentially stacking in a vacuum. After that, the pair of signal detection electrodes 110 is formed above the antiferromagnetic CrMnPt film 102 to complete the formation of the spin valve sensor 6.
【0040】強磁性膜104は、bccの結晶構造を有す
るため、同じbccの結晶構造を有するCrMnPt膜をその上
方に形成すると、強磁性膜104の(110)面上にCr
MnPt膜の(110)面がエピタキシャル成長することが
確認された。また、それにより、それらの間の結合磁界
を向上させることができる。Since the ferromagnetic film 104 has a bcc crystal structure, when a CrMnPt film having the same bcc crystal structure is formed above the CrMnPt film, Cr is formed on the (110) plane of the ferromagnetic film 104.
It was confirmed that the (110) plane of the MnPt film was epitaxially grown. Also, thereby, the coupling magnetic field between them can be improved.
【0041】従って、中央活性領域の両端部に形成した
磁区制御層30のbcc の結晶構造を有する強磁性膜10
4には、磁区制御層10のそれよりも大きな交換バイア
スを付与することができる。この交換バイアスは、中央
活性領域に形成されている自由層302に、より大きな
縦方向バイアスとして入り込む。そのため、自由層30
2の磁壁発生を防止し、バルクハウゼンノイズを除去で
きる。Therefore, the ferromagnetic film 10 having the bcc crystal structure of the magnetic domain control layer 30 formed at both ends of the central active region.
An exchange bias larger than that of the magnetic domain control layer 10 can be applied to the magnetic field control layer 4. This exchange bias enters the free layer 302 formed in the central active region as a larger longitudinal bias. Therefore, the free layer 30
It is possible to prevent the generation of domain wall 2 and remove Barkhausen noise.
【0042】本発明の反強磁性CrMnPt膜102の組成
は、CraMnbPtc と表わした場合、aは30〜70at.
%、bは30〜70at.%、cは3.0〜30.0at,
% であり、a,b,cの合計は100である。さら
に、CraMnbMcと表わした場合、MがCu,Au,Co,
Ni及び白金族の内から選択された一種以上の金属元素
でも同様の効果が期待できる。When the composition of the antiferromagnetic CrMnPt film 102 of the present invention is expressed as Cr a Mn b Pt c , a is 30 to 70 at.
%, B is 30 to 70 at.%, C is 3.0 to 30.0 at.
%, And the total of a, b, and c is 100. Further, when expressed as Cr a Mn b M c , M is Cu, Au, Co,
Similar effects can be expected with one or more metal elements selected from the group consisting of Ni and platinum.
【0043】本発明の強磁性膜101の組成は、Nia
Febと表わした場合、aは75〜85at.%であり、
bは15〜25at.%であり、a,bの合計は100
である。The composition of the ferromagnetic film 101 of the present invention is Ni a
When represented as Fe b , a is 75 to 85 at.%,
b is 15 to 25 at.%, and the sum of a and b is 100.
It is.
【0044】本発明の反強磁性CrMnPt膜102は、金属
膜のため電気伝導性に優れる。さらに、室温形成で大き
な結合磁界,ブロッキング温度が得られるので作成容易
である。さらに、磁気抵抗センサ層及びスピンバルブセ
ンサ層を中央活性領域にのみ形成しているので狭トラッ
ク化が可能である。さらに、磁気抵抗センサ層及びスピ
ンバルブセンサ層を構成している各膜,各層の膜厚は非
常に薄く、狭ギャップ化が可能である。Since the antiferromagnetic CrMnPt film 102 of the present invention is a metal film, it has excellent electrical conductivity. Furthermore, since a large coupling magnetic field and a blocking temperature can be obtained at room temperature, it is easy to prepare. Further, since the magnetoresistive sensor layer and the spin valve sensor layer are formed only in the central active region, it is possible to narrow the track. Further, the films forming the magnetoresistive sensor layer and the spin valve sensor layer, and the film thicknesses of the respective layers are very thin, and the gap can be narrowed.
【0045】従って、中央活性領域に磁気抵抗センサ層
あるいはスピンバルブセンサ層を配置し、その両端部に
本発明の磁区制御層を形成することにより、バルクハウ
ゼンノイズが抑止でき、高耐食性,作成容易性,狭トラ
ック,狭ギャップを同時に満足できる磁気抵抗センサ及
びスピンバルブセンサを提供できる。Therefore, by arranging the magnetoresistive sensor layer or the spin valve sensor layer in the central active region and forming the magnetic domain control layers of the present invention at both ends thereof, Barkhausen noise can be suppressed, high corrosion resistance, and easy to prepare. It is possible to provide a magnetoresistive sensor and a spin valve sensor that can simultaneously satisfy the characteristics, narrow track, and narrow gap.
【0046】さらに、実施例1,2,3,4で軟磁性膜
203,非磁性膜202,磁気抵抗効果膜201の積層
順序を逆にした磁気抵抗センサとしてもよい。Further, in the first, second, third, and fourth embodiments, the magnetoresistive sensor in which the soft magnetic film 203, the nonmagnetic film 202, and the magnetoresistive effect film 201 are laminated in reverse order may be used.
【0047】さらに、実施例5,6,7,8で自由層3
02,非磁性層303,固定層304,反強磁性膜305
の積層順序を逆にしたスピンバルブセンサとしてもよ
い。Furthermore, in Examples 5, 6, 7 and 8, the free layer 3 is used.
02, non-magnetic layer 303, fixed layer 304, antiferromagnetic film 305
A spin valve sensor in which the stacking order is reversed may be used.
【0048】さらに、実施例5,6,7,8で下地膜3
01は、Hf膜,Zr膜,NiO膜としてもよい。Furthermore, in Examples 5, 6, 7 and 8, the base film 3 was used.
01 may be an Hf film, a Zr film, or a NiO film.
【0049】さらに、本発明の磁区制御層10,20,
30はいわゆる二重スピンバルブセンサに適用しても同
様の効果が期待できる。Further, the magnetic domain control layers 10, 20,
The same effect can be expected when 30 is applied to a so-called double spin valve sensor.
【0050】[0050]
【発明の効果】強磁性NiFe膜と反強磁性CrMnPt膜と
の間の結合磁界,ブロッキング温度は大きく、これらを
順次積層して構成される磁区制御層を中央活性領域の両
端部に形成することにより、中央活性領域に形成した磁
気抵抗センサ層、あるいは、スピンバルブセンサ層に十
分な大きさの縦方向バイアスを印加でき、磁気抵抗効果
膜、あるいは、固定層の磁壁発生を防止して、バルクハ
ウゼンノイズを防止することが可能である。さらに、反
強磁性CrMnPt膜は、Cr含有料が多いため、耐食性を著
しく改善できる。さらに、反強磁性CrMnPt膜は金属であ
るために電気伝導性に優れており、センサの電極を兼ね
ることが可能である。さらに、室温形成しただけで良好
な交換結合特性を示すため、高温熱処理工程は不必要で
あり、作製が容易である。さらに、中央活性領域にのみ
センサ層を形成しているので狭トラック化が容易であ
る。さらに、センサの各膜,各層は極めて薄い膜で構成
されているため、狭ギャップ化が可能である。The coupling magnetic field and blocking temperature between the ferromagnetic NiFe film and the antiferromagnetic CrMnPt film are large, and the magnetic domain control layers formed by sequentially stacking these are formed at both ends of the central active region. Allows a sufficiently large longitudinal bias to be applied to the magnetoresistive sensor layer or the spin valve sensor layer formed in the central active region, preventing the domain wall of the magnetoresistive film or the fixed layer from being generated, and It is possible to prevent Hausen noise. Furthermore, since the antiferromagnetic CrMnPt film contains a large amount of Cr, the corrosion resistance can be significantly improved. Furthermore, since the antiferromagnetic CrMnPt film is a metal, it has excellent electrical conductivity and can also serve as an electrode of the sensor. Furthermore, since it exhibits good exchange coupling characteristics only when formed at room temperature, a high temperature heat treatment step is unnecessary and the fabrication is easy. Further, since the sensor layer is formed only in the central active region, it is easy to narrow the track. Further, since each film and each layer of the sensor are composed of extremely thin films, it is possible to narrow the gap.
【0051】従って、本発明の磁区制御層を、センサ中
央活性領域の両端部に隣接接合して形成することによ
り、バルクハウゼンノイズを防止でき、耐食性に優れ、
作製が容易であり、狭トラック,狭ギャップとできる高
密度磁気記録用の磁気抵抗センサ及びスピンバルブセン
サを提供することができる。Therefore, by forming the magnetic domain control layer of the present invention by adjoining both ends of the sensor central active region, Barkhausen noise can be prevented and excellent corrosion resistance can be obtained.
It is possible to provide a magnetoresistive sensor and a spin valve sensor for high-density magnetic recording that can be easily manufactured and have a narrow track and a narrow gap.
【図1】本発明の実施例1を示す磁気抵抗センサの断面
図。FIG. 1 is a sectional view of a magnetoresistive sensor showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の磁区制御層を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a magnetic domain control layer of the present invention.
【図3】本発明の代表的なCrMnPt/NiFe積層膜の磁
化特性図。FIG. 3 is a magnetization characteristic diagram of a typical CrMnPt / NiFe laminated film of the present invention.
【図4】本発明の代表的なCrMnPt/NiFe積層膜の結
合磁界の温度依存性の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of temperature dependence of a coupling magnetic field of a typical CrMnPt / NiFe laminated film of the present invention.
【図5】本発明のCrMnPt膜の耐食性試験の結果の説明
図。FIG. 5 is an explanatory diagram of results of a corrosion resistance test of the CrMnPt film of the present invention.
【図6】本発明の実施例2を示す磁気抵抗センサの断面
図。FIG. 6 is a sectional view of a magnetoresistive sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施例3を示す磁気抵抗センサの断面
図。FIG. 7 is a sectional view of a magnetoresistive sensor showing a third embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例4を示すスピンバルブセンサの
断面図。FIG. 8 is a sectional view of a spin valve sensor showing a fourth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施例5を示すスピンバルブセンサの
断面図。FIG. 9 is a sectional view of a spin valve sensor showing a fifth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施例6を示すスピンバルブセンサ
の断面図。FIG. 10 is a sectional view of a spin valve sensor showing a sixth embodiment of the present invention.
10…磁区制御層、101…強磁性NiFe膜、102
…反強磁性CrMnPt膜、110…信号検出電極、200…
磁気抵抗センサ層、201…磁気抵抗効果膜、202…
非磁性膜、203…軟磁性膜。10 ... Magnetic domain control layer, 101 ... Ferromagnetic NiFe film, 102
... Antiferromagnetic CrMnPt film, 110 ... Signal detection electrode, 200 ...
Magnetoresistive sensor layer, 201 ... Magnetoresistive effect film, 202 ...
Non-magnetic film, 203 ... Soft magnetic film.
Claims (6)
電気的信号に変換する磁気抵抗効果膜を含む磁気抵抗セ
ンサ層をセンサ中央活性領域にのみ形成し、前記中央活
性領域の両端部に、前記磁気抵抗センサ層と電気的連続
性を保ちながら隣接接合して形成した磁区制御層を含む
磁気抵抗センサにおいて、 前記磁区制御層が強磁性NiFe膜,反強磁性CrMnPt膜
を順次積層して構成されることを特徴とする磁気抵抗セ
ンサ。1. A magnetoresistive sensor layer including a magnetoresistive effect film for converting a magnetic signal into an electrical signal by using an anisotropic magnetoresistive effect is formed only in a sensor central active region, and both ends of the central active region are formed. In a magnetoresistive sensor including a magnetic domain control layer formed by adjoining the magnetic resistance sensor layer while maintaining electrical continuity with the magnetoresistive sensor layer, the magnetic domain control layer sequentially stacks a ferromagnetic NiFe film and an antiferromagnetic CrMnPt film. A magnetoresistive sensor characterized by being configured as follows.
電気的信号に変換する磁気抵抗効果膜を含む磁気抵抗セ
ンサ層をセンサ中央活性領域にのみ形成し、前記中央活
性領域の両端部に、前記磁気抵抗センサ層と電気的連続
性を保ちながら隣接接合して形成した磁区制御層を含む
磁気抵抗センサにおいて、 前記磁区制御層がTa膜,強磁性NiFe膜,反強磁性
CrMnPt膜を順次積層して構成されることを特徴とする磁
気抵抗センサ。2. A magnetoresistive sensor layer including a magnetoresistive effect film for converting a magnetic signal into an electric signal by using an anisotropic magnetoresistive effect is formed only in a sensor central active region, and both ends of the central active region are formed. In a magnetoresistive sensor including a magnetic domain control layer formed by adjoining a magnetic domain sensor layer while maintaining electrical continuity with the magnetoresistive sensor layer, the magnetic domain control layer comprises a Ta film, a ferromagnetic NiFe film, and an antiferromagnetic layer.
A magnetoresistive sensor characterized by being formed by sequentially stacking CrMnPt films.
電気的信号に変換する磁気抵抗効果膜を含む磁気抵抗セ
ンサ層をセンサ中央活性領域にのみ形成し、前記中央活
性領域の両端部に、前記磁気抵抗センサ層と電気的連続
性を保ちながら隣接接合して形成した磁区制御層を含む
磁気抵抗センサにおいて、 前記磁区制御層がbcc の結晶構造を有する強磁性膜,反
強磁性CrMnPt膜を順次積層して構成されることを特徴と
する磁気抵抗センサ。3. A magnetoresistive sensor layer including a magnetoresistive effect film for converting a magnetic signal into an electrical signal by using an anisotropic magnetoresistive effect is formed only in a sensor central active region, and both ends of the central active region are formed. In a magnetoresistive sensor including a magnetic domain control layer formed by adjoining the magnetic resistance sensor layer while maintaining electrical continuity with the magnetoresistive sensor layer, the magnetic domain control layer is a ferromagnetic film having a bcc crystal structure, or an antiferromagnetic layer. A magnetoresistive sensor characterized by being formed by sequentially stacking CrMnPt films.
膜,反強磁性膜を含むスピンバルブセンサ層をセンサ中
央活性領域にのみ形成し、前記中央活性領域の両端部
に、前記スピンバルブセンサ層と電気的連続性を保ちな
がら隣接接合して形成した磁区制御層を含む磁気抵抗セ
ンサにおいて、 前記磁区制御層が強磁性NiFe膜,反強磁性CrMnPt膜
を順次積層して構成されることを特徴とするスピンバル
ブセンサ。4. A spin valve sensor layer including a first ferromagnetic film, a non-magnetic film, a second ferromagnetic film, and an antiferromagnetic film is formed only in the sensor central active region, and both ends of the central active region are formed. In a magnetoresistive sensor including a magnetic domain control layer formed by adjoining while maintaining electrical continuity with the spin valve sensor layer, the magnetic domain control layer sequentially stacks a ferromagnetic NiFe film and an antiferromagnetic CrMnPt film. A spin valve sensor characterized by being configured as follows.
膜,反強磁性膜を含むスピンバルブセンサ層をセンサ中
央活性領域にのみ形成し、前記中央活性領域の両端部
に、前記スピンバルブセンサ層と電気的連続性を保ちな
がら隣接接合して形成した磁区制御層を含むスピンバル
ブセンサにおいて、 前記磁区制御層がTa膜,強磁性NiFe膜,反強磁性
CrMnPt膜を順次積層して構成されることを特徴とするス
ピンバルブセンサ。5. A spin valve sensor layer including a first ferromagnetic film, a non-magnetic film, a second ferromagnetic film, and an antiferromagnetic film is formed only in the sensor central active region, and both ends of the central active region are formed. In a spin valve sensor including a magnetic domain control layer formed by adjoining the spin valve sensor layer while maintaining electrical continuity with the spin valve sensor layer, the magnetic domain control layer comprises a Ta film, a ferromagnetic NiFe film, and an antiferromagnetic layer.
A spin valve sensor characterized by being formed by sequentially stacking CrMnPt films.
膜,反強磁性膜を含むスピンバルブセンサ層をセンサ中
央活性領域にのみ形成し、前記中央活性領域の両端部
に、前記スピンバルブセンサ層と電気的連続性を保ちな
がら隣接接合して形成した磁区制御層を含むスピンバル
ブセンサにおいて、 前記磁区制御層がbcc の結晶構造を有する強磁性膜,反
強磁性CrMnPt膜を順次積層して構成されることを特徴と
するスピンバルブセンサ。6. A spin valve sensor layer including a first ferromagnetic film, a non-magnetic film, a second ferromagnetic film, and an antiferromagnetic film is formed only in the sensor central active region, and both ends of the central active region are formed. In a spin valve sensor including a magnetic domain control layer formed by adjoining while maintaining electrical continuity with the spin valve sensor layer, the magnetic domain control layer is a ferromagnetic film having a bcc crystal structure, or an antiferromagnetic CrMnPt. A spin valve sensor characterized by being formed by sequentially stacking films.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16725895A JPH0916923A (en) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | Magnetoresistive sensor and spin valve sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16725895A JPH0916923A (en) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | Magnetoresistive sensor and spin valve sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0916923A true JPH0916923A (en) | 1997-01-17 |
Family
ID=15846407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16725895A Pending JPH0916923A (en) | 1995-07-03 | 1995-07-03 | Magnetoresistive sensor and spin valve sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0916923A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6094325A (en) * | 1997-12-25 | 2000-07-25 | Fujitsu Limited | Spin valve head reducing barkhausen noise |
US6721146B2 (en) | 2001-03-14 | 2004-04-13 | International Business Machines Corporation | Magnetic recording GMR read back sensor and method of manufacturing |
DE102016100423A1 (en) | 2015-01-14 | 2016-07-14 | Tdk Corporation | A magnetic sensor comprising a resistor assembly comprising a plurality of resistive element sections each having magnetoresistive elements |
-
1995
- 1995-07-03 JP JP16725895A patent/JPH0916923A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6094325A (en) * | 1997-12-25 | 2000-07-25 | Fujitsu Limited | Spin valve head reducing barkhausen noise |
US6721146B2 (en) | 2001-03-14 | 2004-04-13 | International Business Machines Corporation | Magnetic recording GMR read back sensor and method of manufacturing |
DE102016100423A1 (en) | 2015-01-14 | 2016-07-14 | Tdk Corporation | A magnetic sensor comprising a resistor assembly comprising a plurality of resistive element sections each having magnetoresistive elements |
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