(57)【要約】【課題】高ＭＲ比の抵抗変化を生じさせるために大きな磁界を必要とするＣＭＲ膜を用い、小さな磁界の変化を検出する磁気センサを実現する。【解決手段】第１の軟磁性層と、第２の軟磁性層と、第１の軟磁性層と第２の軟磁性層との間に形成されたコロッサル磁気抵抗効果膜と、第１の軟磁性層とコロッサル磁気抵抗効果膜との間及び第２の軟磁性層とコロッサル磁気抵抗効果膜との間に形成された絶縁膜と、コロッサル磁気抵抗効果膜に電流を供給する一対の電極膜とを有し、外部磁界により第１の軟磁性層の磁化方向が変化し、磁化方向の変化により第１の軟磁性層及び第２の軟磁性層間に磁界が誘起され、誘起された磁界により一対の電極膜間の抵抗が変化する構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軟磁性層と、
第２の軟磁性層と、
前記第１の軟磁性層と第２の軟磁性層との間に形成されたコロッサル磁気抵抗効果膜と、
前記第１の軟磁性層とコロッサル磁気抵抗効果膜との間に形成された第１の絶縁膜と、
前記第２の軟磁性層とコロッサル磁気抵抗効果膜との間に形成された第２の絶縁膜と、
前記コロッサル磁気抵抗効果膜に電流を供給する一対の電極膜とを有し、
外部磁界により前記第１の軟磁性層の磁化方向が変化し、前記磁化方向の変化により前記第１の軟磁性層及び第２の軟磁性層間に磁界が誘起され、前記誘起された磁界により前記一対の電極膜間の抵抗が変化することを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
基板上に、前記媒体へ前記磁気センサが対向する面に接する領域、及び前記対向面から離れた領域に、それぞれ軟磁性体からなる薄膜からなる領域が、かつまた前記二つの軟磁性体膜の間に、絶縁膜、コロサッル磁気抵抗（ＣＭＲ）効果を発現する薄膜、絶縁膜からなる領域がこの順に形成されており、かつ前記ＣＭＲ効果膜に接し、かつ前記二つの軟磁性体と異なった領域に前記ＣＭＲ膜に電流を通電するための電極膜領域が、設けられていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項３】
基板上に、前記媒体へ前記磁気センサが対向する面に接する領域、及び前記対向面から離れた領域に、それぞれ軟磁性体からなる薄膜からなる領域が、かつまた前記二つの軟磁性体膜の間に、絶縁膜、コロサッル磁気抵抗（ＣＭＲ）効果を発現する薄膜、絶縁膜からなる領域がこの順に形成されており、かつ前記ＣＭＲ効果膜の上下には、前記ＣＭＲ膜に電流を通電するための電極膜が設けられていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項４】
請求項２記載の磁気センサにおいて、前記基板上に形成された二つの軟磁性薄膜領域、二つの絶縁膜領域、ＣＭＲ効果膜領域を挟む一対の軟磁性材料からなる磁気シールドが設けられていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項５】
請求項３記載の磁気センサにおいて、前記基板上に形成された二つの軟磁性薄膜領域、二つの絶縁膜領域、電極膜及び電極膜に挟まれたＣＭＲ効果膜領域を挟む、一対の軟磁性材料からなる磁気シールドが設けられていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項６】
請求項１から５記載の磁気センサにおいて、前記二つの軟磁性膜のうち、磁気ヘッドの記録媒体との対向面から離れた領域に形成された軟磁性体膜の上または下に、該軟磁性膜の磁化方向を一方向に固定する手段が設けられていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項７】
請求項６記載の磁気センサにおいて、前記軟磁性膜の磁化方向を一方向に固定する手段が前記軟磁性体膜に積層されて設けられた反強磁性膜であることを特徴する磁気センサ。
【請求項８】
請求項１から７記載の磁気センサにおいて、外部から印加される磁界が略ゼロである場合、前記二つの軟磁性膜のうち、磁気センサの記録媒体との対向面から離れた領域に形成された軟磁性体膜の磁化方向が前記対向面と垂直方向であり、磁気ヘッドの記録媒体との対向面に接した領域に形成された軟磁性体膜の磁化方向が前記対向面と平行方向であることを特徴とする磁気センサ。
【請求項９】
基板上に、いずれも軟磁性体材料で形成された、下部磁気コア、上部磁気コア、及び下部磁気コアと上部磁気コアを接続するバックコンタクト部を有する磁気回路において、前記上部磁気コアが二つの部分に分割されており、分割された二つの部分の間に、絶縁膜、コロサッル磁気抵抗（ＣＭＲ）効果を発現する薄膜、絶縁膜がこの順序に設けられており、かつ前記上部磁気コアと垂直かつ前記基板と平行の方向から、ＣＭＲ膜に電流を通電するための一対の電極が設けられていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項１０】
請求項９の磁気センサにおいて、前記上部磁気コアの上部、及び前記上部磁気コアと下部磁気コアの間に軟磁性材料からなる磁気シールドが設けられていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項１１】
請求項１から１０記載の磁気センサにおいて、用いられるＣＭＲ効果を発現する薄膜が、二重ペロブスカイト型導電性酸化物を含むことを特徴とする磁気センサ。
【請求項１２】
請求項１から１０記載の磁気センサにおいて、用いられるＣＭＲ効果を発現する薄膜が、Ｍｎを含む導電性ないし半導体化合物であることを特徴とする磁気センサ。
【請求項１３】
請求項１から１２記載の磁気センサ上に、下部磁気コアと、先端部で磁気ギャップ膜を介して下部磁気コアと結合し、後端部では磁性体により形成されたバックコンタクト部により直接下部磁気コアと結合した上部磁気コアと、上部磁気コア及び下部磁気コアとの間に形成された非磁性層を有する誘導型薄膜磁気ヘッドが形成されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項１４】
磁気記録媒体に記録された記録情報を再生する磁気記録再生装置において、請求項１から１３記載の磁気センサを有することを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気センサに関し、より具体的には磁気記録媒体からの漏洩磁束を検出して情報を再生する情報記録再生装置、およびそれに搭載される磁気記録再生ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置の高記録密度化に伴い、記録ビットのトラックサイズは微小化の一途をたどり、これに伴い磁気再生ヘッドには一層の高感度化が求められている。特に近年、非特許文献１に記載されているように、次世代の超高感度磁気センサーとしてトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）膜を用いた磁気再生ヘッドが注目されている。
【０００３】
この非特許文献１では、下部磁気シールド上に電極、軟磁性自由層、非磁性絶縁層、強磁性固定層、強磁性固定層の磁化方向を固定する反強磁性層、電極が順次積層されてなる積層膜を形成した後パターニングを行い、積層膜の両端に非磁性自由層の磁化方向を安定化するための硬質磁性層および上部磁気シールド、下部シールドを絶縁するため絶縁膜を有するヘッド構造が開示されている（以下、第１の従来例と称する）。
【０００４】
上記ＴＭＲ効果より飛躍的に高感度を実現する磁界検出素子として、近年、コロッサル磁気抵抗効果（ＣＭＲ）を応用した磁気抵抗効果型素子が注目されている。例えば、非特許文献２に記載されているように、ペロブスカイト型のＰｒ１−ｘＣａｘＭｎＯ３化合物を用い、ｘの値を最適化することにより、１２テスラ（Ｔ）の磁界印加により抵抗が６桁以上低下することが報告されている。
【０００５】
前記、ＣＭＲ効果とは、ペロブスカイト型のＭｎ酸化物が、常磁性体ないし反強磁性体から強磁性体へ転移し、物質内の電気伝導状態が大きく変化することに起因している。しかし上記転移を起こすには、一般に数Ｔ以上の大きな磁界が必要であり、そのままでは、１００Ｏｅ以下の微小な磁界を検出する必要がある磁気再生ヘッド用の磁界センサーとしては使用できない。
【０００６】
これを解決するアイディアとして、非特許文献３では、軟磁性体であるＭｎＺｎＦｅ２Ｏ４コアで、ペロブスカイト型Ｌａ２／３Ｃａ１／３ＭｎＯ３化合物をサンドイッチし、４００ｍＴで２０％以上の磁気抵抗変化を得られる構造が開示されている（以下、第２の従来例と称する）。
【０００７】
また、非特許文献４には、上記ＣＭＲ効果を示すＭｎ酸化物を、上記ＴＭＲセンサー膜として用いた、ＣｏＦｅ合金／ＳｒＴｉＯ３／Ｌａ０．７Ｓｒ０．３ＭｎＯ３の積層膜を用いた構造が開示されており（以下、第３の従来例と称する。）、４．２Ｋで印加バイアス電圧Ｖｓ＝−０．４Ｖで最大５０％の大きなＭＲ比が観測されている。
【０００８】
【非特許文献１】
日経エレクトロニクスの第７７４号（２０００年７月１７日）の第１７７頁から７７４頁
【非特許文献２】
フィジカル・レビューの、Ｂ５３巻、Ｒ１号のＲ１６８９頁からＲ１６９２頁
【非特許文献３】
アプライド・フィジクス・レターズ、６８巻、２４号の３９３４頁から３４９６頁（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  Ｖｏｌ．  ６８，  Ｎｏ．  ２４，  ｐｐ．３４９４−３４９６（１９９６））
【非特許文献４】
フィジカル・レビュー・レターズの８２巻、２１号の４２８８頁から４２９１頁（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  Ｖｏｌ．８１，Ｎｏ．２１，  ｐｐ．４２８８−４２９１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、以上の従来例には以下のような課題がある。
【００１０】
まず、第１の従来例では室温で低抵抗かつ高ＭＲ比のセンサー膜が開示されているが、このようなＣｏＦｅ／酸化Ａｌ／ＣｏＦｅの積層膜からなるトンネル磁気抵抗型センサーでは、二つのＣｏＦｅ層にバイアス電圧を印加すると、ＭＲ比が急激に減少してしまうという問題がある。ＭＲ比がゼロバイアス時の半分になるバイアス電圧Ｖｈは、通常は０．４Ｖ程度である。このようなセンサー膜を磁気再生ヘッドに適用すると、現在実用化されている巨大磁気抵抗型磁気再生ヘッドと異なり、バイアス電圧を大きくすると逆に出力が減少してしまうという問題がある。
【００１１】
また、トンネル磁気抵抗型ヘッドでは、従来の巨大磁気抵抗型磁気再生ヘッドと異なり、バイアス電圧に比例するショット雑音が原理的に存在するため、ＳＮＲ（信号対雑音比）が一層低下してしまうという問題がある。これらの原理的な問題を回避し、将来の超高記録密度の磁気記録再生装置に好適なトンネル磁気抵抗型ヘッドを実用化するには、ヘッド抵抗を極めて小さくする必要がある、そのためには非磁性絶縁層であるＡｌ酸化物の膜厚を極めて薄くしなければならない。これは工業的に考えると極めて困難である。
【００１２】
また、ＣＭＲ効果を示すＭｎ酸化物を軟磁性体で挟むという第２の従来例では、素子全体の体積が大きく、将来高密度化に対応して素子面積を微細化することが困難である。
【００１３】
また、ＣＭＲ効果を示すＭｎ酸化物をＴＭＲ素子へ応用するという上記第３の従来例では、ＭＲ比は、Ｖｓ＝−０．５Ｖというヘッド動作電圧付近で最大となり、第１の従来例よりヘッド抵抗に対する要求が緩やかになる。しかし、Ｌａ０．７Ｓｒ０．３ＭｎＯ３はほぼ室温付近で強磁性体から常磁性体に相転移する物質であり、磁気記録装置の動作温度である０℃から６０℃付近では、ＭＲ比がほとんどゼロとなってしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は、上述の問題を解決し、一般に１０ｋＯｅ以上という大きな磁場で高ＭＲ比を示すＣＭＲ効果を用い、例えば１ｋＯｅ以下という低磁場検出が可能な磁気センサを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る磁気センサは、第１の軟磁性層と、第２の軟磁性層と、前記第１の軟磁性層と第２の軟磁性層との間に形成されたコロッサル磁気抵抗効果膜と、前記第１の軟磁性層とコロッサル磁気抵抗効果膜との間に形成された第１の絶縁膜と、前記第２の軟磁性層とコロッサル磁気抵抗効果膜との間に形成された第２の絶縁膜と、前記コロッサル磁気抵抗効果膜に電流を供給する一対の電極膜とを有し、外部磁界により前記第１の軟磁性層の磁化方向が変化し、前記磁化方向の変化により前記第１の軟磁性層及び第２の軟磁性層間に磁界が誘起され、前記誘起された磁界により前記一対の電極膜間の抵抗が変化することを特徴とする。
【００１６】
また、磁気記録媒体に記録された記録情報を再生する磁気再生ヘッドにおいて、基板上に、前記媒体へ前記磁気再生ヘッドが対向する面に接する領域、及び前記対向面から離れた領域に、それぞれ軟磁性体からなる薄膜からなる領域を、かつまた前記二つの軟磁性体膜の間に、絶縁膜、コロサッル磁気抵抗（ＣＭＲ）効果を発現する薄膜、絶縁膜からなる領域をこの順に形成し、かつ前記ＣＭＲ効果膜に接し、かつ前記二つの軟磁性体と異なった領域に前記ＣＭＲ膜に電流を通電するための電極膜領域を設ける。あるいは、前記電極膜を、前記ＣＭＲ効果膜の上下に設けた構造とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明を適用した磁気センサは、基板上に、第１の軟磁性層と、第２の軟磁性層と、第１の軟磁性層と第２の軟磁性層との間に形成されたコロッサル磁気抵抗効果膜と、第１の軟磁性層とコロッサル磁気抵抗効果膜との間に形成された第１の絶縁膜と、第２の軟磁性層とコロッサル磁気抵抗効果膜との間に形成された第２の絶縁膜と、コロッサル磁気抵抗効果膜に電流を供給する一対の電極膜とを有する。そして、この磁気センサは、外部磁界により第１の軟磁性層の磁化方向が変化し、磁化方向の変化により第１の軟磁性層及び第２の軟磁性層間に磁界が誘起され、誘起された磁界により一対の電極膜間の抵抗が変化する。
【００１８】
また、前記基板上に形成された二つの軟磁性薄膜領域、二つの絶縁膜領域、ＣＭＲ効果膜領域を挟む一対の軟磁性材料からなる磁気シールドを設けることにより、再生分解能を向上してもよい。
【００１９】
さらにまた、前記二つの軟磁性膜のうち、磁気センサの記録媒体との対向面から離れた領域に形成された軟磁性体膜の上または下に、該軟磁性膜の磁化方向を一方向に固定する手段を設ける。さらにまた、前記軟磁性膜の磁化方向を一方向に固定する手段として、前記軟磁性体膜に積層されて設けられた反強磁性膜を用いる。
【００２０】
これらにより、磁気センサの出力がさらに向上する。さらにまた、外部から印加される磁界が略ゼロである場合、二つの軟磁性膜のうち、磁気センサの記録媒体との対向面から離れた領域に形成された軟磁性体膜の磁化方向を前記対向面と垂直方向とし、磁気センサの記録媒体との対向面に接した領域に形成された軟磁性体膜の磁化方向が前記対向面と平行方向とする。これにより、磁気センサの磁界感度が向上する。
【００２１】
あるいは、基板上に、いずれも軟磁性体材料で形成された、下部磁気コア、上部磁気コア、及び下部磁気コアと上部磁気コアを接続するバックコンタクト部を有する磁気回路を形成し、前記上部磁気コアを二つの部分に分割し、分割した二つの部分の間に、絶縁膜、コロサッル磁気抵抗（ＣＭＲ）効果を発現する薄膜、絶縁膜をこの順序に設け、かつ前記上部磁気コアと垂直かつ前記基板と平行の方向からＣＭＲ膜に電流を通電するための一対の電極を設けた構造とする。さらに前記磁気再生ヘッドにおいて、前記上部磁気コアの上部、及び前記上部磁気コアと下部磁気コアの間に軟磁性材料からなる磁気シールドを設ける。
【００２２】
さらに、これまで述べてきた磁気センサにおいて用いられるＣＭＲ効果を発現する薄膜を、二重ペロブスカイト型導電性酸化物を含む材料とする。あるいはまた、これまで述べてきた磁気再生ヘッドにおいて用いられるＣＭＲ効果を発現する薄膜として、Ｍｎを含む導電性ないし半導体化合物を用いる。
【００２３】
さらにまた、これまで述べてきた磁気センサ上に、下部磁気コアと、先端部で磁気ギャップ膜を介して下部磁気コアと結合し、後端部では磁性体により形成されたバックコンタクト部により直接下部磁気コアと結合した上部磁気コアと、上部磁気コア及び下部磁気コアとの間に形成された非磁性層を有する誘導型薄膜磁気ヘッドを有する磁気センサを形成する。
【００２４】
さらにまた、磁気記録媒体と、前記磁気センサとを用いて、磁気記録再生装置を構成する。
【００２５】
以下、本発明を適用した磁気センサの具体的な実施例について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２６】
本発明を適用した磁気センサの一実施例である磁気再生ヘッドを図１に示す。
【００２７】
図１（ａ）は本発明による磁気再生ヘッドの斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ｂの線で切った断面図である。図１において、基板１０１上に一対の磁気シールド１０２が形成され、磁気シールドの間に、磁気ヘッドの磁気記録媒体への対向面に露出した第１の軟磁性体膜領域１０３、磁気記録媒体から離れた位置に形成された第２の軟磁性体膜領域１０７、及び二つの軟磁性体領域の間に、ＣＭＲ効果を発現する薄膜領域１０５を挟んで絶縁体領域１０４が形成されている。ＣＭＲ効果を発現する薄膜領域の左右には、ＣＭＲ膜に電流を通電するための一対の電極１０６が設けられている。
【００２８】
このような構造にすることによって、磁気記録媒体からの漏洩磁束は、第１の軟磁性膜領域１０３に吸い上げられ、絶縁体領域１０４及びＣＭＲ効果領域１０５を通過して、第２の軟磁性膜領域へと導かれる。一方、前記第１、第２の軟磁性膜領域は絶縁体領域１０４でＣＭＲ効果領域１０５と絶縁されているので、電極１０６によって供給された電流は、ＣＭＲ効果領域のみを効率良く流れる。
【００２９】
このように第１の軟磁性膜領域１０３及びＣＭＲ効果領域１０５の間、第２の軟磁性膜領域１０７及びＣＭＲ効果領域１０５の間に絶縁体１０４を形成することにより、第１の軟磁性膜領域１０３及び第２の軟磁性膜領域１０７を電気的に絶縁し且つ磁気的に結合することができる。また、詳細は後述するが、外部磁界が印加されることにより磁化の方向が変化する、即ち感磁部として機能する第１の軟磁性膜領域１０３には電流が流れないので、熱ゆらぎや安定性が高められた磁気センサを実現できる。
【００３０】
次に、上記各層の構成材料および寸法等を詳述する。前記、第１の軟磁性膜１０３及び第２の軟磁性膜１０７材料としては飽和磁束密度が２．３Ｔ以上と高く、かつ軟磁気特性に優れたＦｅＣｏとＮｉ８０Ｆｅ２０の多層膜を用いた。その膜厚は記録密度に応じて、飽和磁束密度及び保磁力といった磁気特性を変えることなく２０−４０ｎｍで変化させることが可能である。軟磁性材料及に関しては、これに限られるものではないが、飽和磁束密度ができるだけ高く、かつ軟磁気特性に優れた（すなわち保磁力の小さな）材料が望ましい。
【００３１】
絶縁体１０４の材料としてはＡｌ２Ｏ３を用い、ＣＭＲ材料１０５としてはＬａ０．７Ｓｒ０．３ＭｎＯ３を用いた。軟磁性材膜１０３、１０７とＣＭＲ材料のキ゛ャッフ゜長は、Ａｌ２Ｏ３の絶縁特性が保たれる範囲でできるだけ薄いことが望ましい。本実施例では５０−１００ｎｍとした。ＣＭＲ材料１０５であるＬａ０．６６６Ｓｒ０．３４ＭｎＯ３が大きなＣＭＲを発現するには、配向性の高い薄膜を得ることが重要である。
【００３２】
本実施では、下地に高配向のＰｔないしＭｇＯの下地を用いて形成し、高配向のＬａ０．６６Ｓｒ０．３４ＭｎＯ３膜を形成した。電極材料はできるだけ電気伝導率の大きな材料、例えばＣｕ、Ａｕ等を用いた。なお、ＣＭＲ材料としては、上記Ｌａ０．６６Ｓｒ０．３４ＭｎＯ３膜のほかに、Ｌａ０．６６Ｃａ０．３４ＭｎＯ３、ＬａｘＰｂ１−ｘＭｎＯ３（０．３  ≦ｘ  ≦  ０．４  ）、Ｌａ０．３Ｓｒ０．７ＮｉＯ３等のＭｎ酸化物も使用可能である。これらの膜の場合、下地膜としては同様にＰｔやＭｇＯ等を用いる。また例えばＭｎＳｂ等の、Ｍｎを含む強磁性半導体化合物も、前記ＣＭＲ材料として用いることも可能である。
【００３３】
上下のシールド１０２の間隔は６０ｎｍとし、軟磁性材料１０３、１０７、ＣＭＲ材料１０５、及び電極１０６と上下のシールド１０２の間隔は、Ａｌ２Ｏ３で絶縁した。軟磁性膜１０３、１０７及びＣＭＲ膜１０５の幅は記録密度によって５０−１００ｎｍと変化させた。例えば、軟磁性膜１０３、１０７及びＣＭＲ膜１０５の幅を５０ｎｍとした場合では、記録密度２００Ｇｂｐｓｉ以上の磁気記録装置も十分に対応可能である。
【００３４】
また、軟磁性膜１０３、１０７の媒体対向面からの奥行き方向の長さは、上記軟磁性膜１０３、１０７膜の幅に対して１．５から２倍程度に設定するのが好ましい。このようにすると、軟磁性膜膜１０３、１０７は形状異方性により、媒体対向面に対し垂直方向に磁化が向きやすくなる。
【００３５】
磁気記録媒体からの磁界（その大きさは媒体対向面で数１００Ｏｅ程度）が軟磁性膜１０３に加わると、軟磁性膜１０３及び１０７の磁化方向が前記磁界と同じ方向となるように変化する。このとき両者の間に大きな磁界が生じるためＣＭＲ材料の抵抗は、磁界が加わらない場合に比べ大きく低下する。上記のＬａ０．６６Ｓｒ０．３４ＭｎＯ３膜の場合は、最大で１００％の抵抗減少が観測され、従来のＧＭＲヘッドに比べ５倍以上の高感度化が図れた。
【００３６】
図２は、電流を膜面に垂直に流す、いわゆるＣｕｒｒｅｎｔ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｔｏ  ｐｌａｎｅ（ＣＰＰ）タイプの構造を有する第２の磁気再生ヘッドの実施例である。図２（ａ）はその斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ｂにおける断面図である。図２の構造は、電極２０１の配置場所以外はほとんど図１と同じである。図１に示す磁気再生ヘッドでは電極膜がＣＭＲ膜１０５の左右に設けられているが、図２に示すＣＰＰタイプの磁気再生ヘッドでは、電極膜がＣＭＲ膜の上下に設置されていることが特徴である。ＣＭＲ膜１０５の上下に設けられる電極２０１は、直接上下の磁気シールド１０２に接続され、電流はシールドを通して通電されることが特徴である。ＣＭＲ材料の下地膜は、抵抗を低減するため、Ｐｔ等の金属を用いることが望ましい。
【００３７】
図３は、本発明の第３の実施例を表す断面図である。本実施例では媒体対向面から離れた領域に設けられている軟磁性膜１０７の下に、軟磁性膜１０７の磁化方向を固定する反強磁性膜３０１が設けられていることが特徴である。
【００３８】
反強磁性膜３０１としては、磁化固定の能力が高いＭｎＰｔを用いた。軟磁性膜１０７は、磁気記録媒体からの磁界が加わっても磁化方向が変化せず、軟磁性膜１０３の磁化方向のみが変化する。軟磁性膜１０３と軟磁性膜１０７の磁化方向が同一の場合は、ＣＭＲ材料に大きな磁界が印加され抵抗が減少するが、反対向きの場合は磁界が印加されず抵抗値は最大となる。
【００３９】
図１、図２の構造を用いる場合と比較し、媒体から印加される磁界の向きに忠実に応答する抵抗変化が得られるので、より信頼性の高い動作をする磁気再生ヘッドが構成できる。
【００４０】
図４は、本発明の第４の実施例を表す斜視図である。本実施例では、媒体対向面に近い領域に設けられた軟磁性膜１０３の左右に、永久磁石膜４０１が設置されている。軟磁性膜１０３の磁化方向は、成膜中の磁化印加あるいは成膜後の磁場中熱処理等の方法により、あらかじめ媒体対向面と平行に向けられている。
【００４１】
本実施例の場合は、軟磁性膜１０３の磁化方向を媒体対向面と平行にするため、軟磁性膜１０３の奥行き方向の長さは、軟磁性膜１０３の幅の１／２から３／４程度にすることが好ましい。本実施例の場合は、軟磁性膜１０３の左右の端部に出現する磁荷が、永久磁石膜４０１によって打ち消されるため、軟磁性膜１０３中に磁壁ができにくく、より安定な動作が可能となる。
【００４２】
媒体対向面から離れた領域に設けられた軟磁性膜１０７は、図３と同じく反強磁性膜等で磁化方向が一方向に固定されていることがのぞましい。図４の構造の場合、媒体から磁界が印加されたとき、軟磁性膜１０３の磁化方向は、図４のように媒体対向面と平行な方向を中心に左右に回転する。その方向はが軟磁性膜１０７の磁化方向に近づくとＣＭＲ膜へ印加される磁界が大きくなり抵抗が減少し、その方向が軟磁性膜１０７の磁化方向と反対方向に近づくとＣＭＲ膜へ印加される磁界が大きくなって抵抗が増加する。これにより、媒体の磁化方向の変化、すなわち磁気記録媒体に記録された情報を検出することができる。
【００４３】
図５は、図１から図４の実施例とは、大きく構造が異なる第５の実施例である。図５において、５０１は基板、５０２は下部磁気コア、５０３はピラー、５０７は上部磁気コア、５０６は絶縁体、５０５はＣＭＲ膜、５０４は磁気シールド、５０８は軟磁性下地層、５０９は垂直磁気記録媒体層である。
【００４４】
また図示していないが、ＣＭＲ膜５０５の紙面と垂直方向の上下には、ＣＭＲ膜に電流を通電するための電極がもうけられている。媒体からの磁界が印加されない場合は、上部磁気コア５０２の先端部の磁化方向は媒体対向面とほぼ平行である。
【００４５】
一方、媒体からの磁界が印加された場合、下部磁気コア５０２、ピラー５０３、上部磁気コア５０７、軟磁性下地層５１０を通じて閉じた磁気回路が形成され、上部磁気コア５０２の先端部の磁化方向が媒体対向面と垂直方向に向くとともに、ＣＭＲ膜５０５に磁界が印加される。これによりＣＭＲ膜の抵抗が変化し、媒体の磁化方向の変化、すなわち磁気記録媒体に記録された情報を検出することができる。図５の場合、上記のように磁束が閉じた磁気回路中にＣＭＲ膜５０５が設けられているので、図１から４の構造に比べ、さらに高感度の磁界検出が可能となる。
【００４６】
図６は、これまでの第１の実施例から第５の実施例のいずれかの磁気再生ヘッド上に誘導型の磁気記録ヘッドを形成してなる磁気記録再生ヘッドの例を示したものである。図６では、例として図１の第１実施例の磁気再生ヘッドを応用した例を示したが、その他の実施例の場合も磁気再生ヘッドの部分を入れ替えるのみで、同様の磁気記録再生ヘッドが構成できる。
【００４７】
図６において、基板１０１上に、図１の磁気再生ヘッドを形成したのち、非磁性の絶縁層を形成し、その上に下部磁気コア６０４およびバックコンタクト６０２を介して下部磁気コアと接続された上部磁気コア６０１を形成する。バックコンタクトの周りには、絶縁層６０５に囲まれて、磁気コアに磁束を誘起するために用いられるコイル６０３が形成されている。以上の磁気記録再生ヘッドを面内方向に磁化される面内磁気記録媒体６０６に近接して設置し、情報の記録再生を行う。
【００４８】
図７は、これまでの第１の実施例から第５の実施例のいずれかの磁気再生ヘッド上に単磁極型の垂直磁気記録ヘッドを形成してなる磁気記録再生ヘッドの例を示したものである。図７では、例として図１の磁気再生ヘッドを応用した例を示したが、その他の実施例の場合もトンネル磁気抵抗型磁気再生ヘッドの部分を入れ替えるのみで、同様の磁気記録再生ヘッドが構成できる。
【００４９】
図７において、基板１０１上に、図１の磁気再生ヘッドを形成したのち、非磁性の絶縁層を形成し、その上に下部磁気コア７０４およびバックコンタクト７０２を介して下部磁気コアと接続された単磁極型の上部磁気コア７０１を形成する。バックコンタクトの周りには、絶縁層７０５に囲まれて、磁気コアに磁束を誘起するために用いられるコイル７０３が形成されている。以上の磁気記録再生ヘッドを媒体面に垂直に磁化される垂直磁気記録層７０７および軟磁性裏打ち層７０６からなる垂直磁気記録媒体に近接して設置し、情報の記録再生を行う。
【００５０】
図８は、図１から図７の実施例で記載した磁気再生ヘッドおよび磁気記録ヘッドを搭載したスライダ８０１と記録円板８０２を搭載した磁気記録再生装置を示す図である。記録円板８０２は、ベース８０３に固定されたスピンドルモータ（図８には図示せず。）に接続された軸８０４に取り付けられている。
【００５１】
記録円板８０２はスピンドルの回転により回転運動し、スライダ８０１に対し相対運動する。スライダ８０１は、サスペンション８０５に固定され、さらにサスペンション８０５はアーム８０６に取り付けられている。アーム８０６は、可動機構８０７により軸８０４の回りを回転し、記録円板８０２の半径方向にスライダ８０１を移動させ、情報トラックのアクセスならびに所定の情報トラックに対するトラッキング動作を行う。ベース８０３に取り付けられたインターフェース８０８には、コネクタ８０９が接続され、コネクタ８０９に接続されたケーブルを通して、本装置を駆動するための電源の供給、装置に対する記録再生命令、記録情報の入力、再生情報の出力等が行われる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、高ＭＲ比を示すＣＭＲ効果を用い、低磁場検出が可能な磁気センサ、具体的には超高感度の磁気再生ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生ヘッド及びそれらを用いた超高密度磁気記録再生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気再生ヘッドの第１の実施例を示す図で、（ａ）は斜視図、  （ｂ）は断面図である。
【図２】本発明による磁気再生ヘッドの第２の実施例を示す図で、（ａ）は斜視図、  （ｂ）は断面図である。
【図３】本発明による磁気再生ヘッドの第３の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明による磁気再生ヘッドの第４の実施例を示す斜視図である。
【図５】本発明による磁気再生ヘッドの第３の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明のトンネル効果型磁気再生ヘッドと誘導型磁気記録ヘッドからなる磁気記録再生ヘッドの断面図である。
【図７】本発明のトンネル効果型磁気再生ヘッドと垂直記録用の単磁極磁気記録ヘッドからなる磁気記録再生ヘッドの断面図である。
【図８】本発明の図１から図５の実施例のいずれかの磁気再生ヘッド、あるい図６、図７の磁気記録再生ヘッドを搭載した磁気記録再生素装置を示す図である。
【符号の説明】
１０１・・・基板、１０２・・・磁気シールド、１０３・・・軟磁性体膜、１０４・・・絶縁体、１０５・・・ＣＭＲ膜、１０６・・・電極、１０７・・・軟磁性膜、２０１・・・電極、３０１・・・反強磁性膜、４０１・・・永久磁石膜、５０１・・・基板、５０２・・・下部磁気コア、５０３・・・ピラー、５０４・・・磁気シールド、５０５・・・ＣＭＲ膜、５０６・・・絶縁体、５０７・・・上部磁気コア、５０８・・・軟磁性下地層、５０９・・・垂直磁気記録層、６０１・・・上部磁気コア、６０２・・・バックコンタクト、６０３・・・コイル、６０４・・・・下部磁気コア、６０５・・・絶縁層、６０６・・・面内記録媒体、７０１・・・上部磁気コア、７０２・・・バックコンタクト、７０３・・・コイル、７０４・・・下部磁気コア、７０５・・・絶縁層、７０６・・・軟磁性裏打ち層、７０７・・・垂直磁気記録層、８０１・・・基板、８０２・・・記録円板、８０３・・・ベース、８０４・・・軸、８０５・・・サスペンション、８０６・・・アーム、８０７・・・可動機構、８０８・・・インターフェース、８０９・・・コネクタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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