DE4312040A1 - Magnetisches Speicher-/Lesesystem - Google Patents

Magnetisches Speicher-/Lesesystem

Info

Publication number
DE4312040A1
DE4312040A1 DE4312040A DE4312040A DE4312040A1 DE 4312040 A1 DE4312040 A1 DE 4312040A1 DE 4312040 A DE4312040 A DE 4312040A DE 4312040 A DE4312040 A DE 4312040A DE 4312040 A1 DE4312040 A1 DE 4312040A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic
film
medium
reading system
signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4312040A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4312040C2 (de
Inventor
Hiroyuki Hoshiya
Katsuya Mitsuoka
Masaaki Sano
Reiko Arai
Susumu Soeya
Hiroshi Fukui
Moriaki Fuyama
Fumio Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HGST Japan Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE4312040A1 publication Critical patent/DE4312040A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4312040C2 publication Critical patent/DE4312040C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/012—Recording on, or reproducing or erasing from, magnetic disks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/02—Recording, reproducing, or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B5/09—Digital recording
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3909—Arrangements using a magnetic tunnel junction
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3916—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide
    • G11B5/3919—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3967—Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/398—Specially shaped layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
    • G11B5/488—Disposition of heads
    • G11B5/4886—Disposition of heads relative to rotating disc
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft magnetische Speicher- /Lesesysteme und insbesondere magnetische Speicher- /Lesesysteme mit hoher Aufzeichnungsdichte.
Es sind magnetische Speicher-/Lesesysteme bekannt, in de­ nen metallische, magnetische und nichtmagnetische Filme mit verschiedenen magnetischen Eigenschaften übereinan­ dergeschichtet sind.
Ein solches System ist beispielswei­ se im Journal of the Physical Society of Japan, Bd. 59, S. 3061-3064, offenbart.
In der Zeitschrift "Physical Review", B43, S. 1297-1300 ist ein weiteres herkömmliches magnetisches Speicher- /Lesesystem offenbart, in dem ein antiferromagnetischer FeMn-Film ein ferromagnetischer Film, ein nichtmagneti­ scher Film und ein weiterer ferromagnetischer Film über­ einandergeschichtet ist.
Aus der JP 2-61572-A ist ein Magnetfeldsensor bekannt, in dem ein ferromagnetischer Dünnfilm, der durch eine Zwi­ schenschicht unterteilt ist, sowie ein antiferromagneti­ scher Dünnfilm, der an eine Seite des ferromagnetischen Dünnfilms angrenzt, verwendet wird.
Ferner ist aus der JP 2-23681-A ein Mehrschichtfilm be­ kannt, der eine ferromagnetische Dünnschicht mit magneto­ resistiven Effekten und eine metallische, leitende Dünn­ schicht umfaßt.
In den herkömmlichen Techniken ist es schwierig, ein ma­ gnetisches Speicher-/Lesesystem zu verwirklichen, das ei­ ne hohe Aufzeichnungsdichte besitzt und das insbesondere als Speichereinrichtung ein magnetoresistives Element verwendet, das mit ausreichend hoher Empfindlichkeit ge­ genüber einem angelegten Magnetfeld und mit ausreichend hohem Ausgangspegel betrieben werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein magnetisches Speicher-/Lesesystem zu schaffen, das eine hohe Aufzeichnungsdichte besitzt.
Diese Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein magnetisches Speicher- /Lesesystem, das vorzugsweise in Verbindung mit einer ex­ ternen Einrichtung wie etwa einem Computer verwendet wird, und vorzugsweise umfaßt: ein Aufzeichnungsmedium, in dem Signale magnetisch gespeichert werden können, ei­ nen elektrisch-magnetischen Meßwandler, der relativ zum Aufzeichnungsmedium beweglich ist, eine Einrichtung zum Drehen des Aufzeichnungsmediums und eine Einrichtung zum Bewegen des elektrisch-magnetischen Meßwandlers an eine vorgegebene Position auf dem Aufzeichnungsmedium. Das ma­ gnetische Speicher-/Lesesystem umfaßt ferner eine Schnittstellenschaltung, über die das System mit einem externen Datenprozessor und mit einer Schaltung zur Ver­ arbeitung der im Aufzeichnungsmedium gespeicherten Signa­ le verbunden ist.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Aufzeich­ nungsmedium ist eine sogenannte Magnetplatte, die einen magnetischen Film zur magnetischen Speicherung von Signa­ len auf der Platte sowie ein Substrat und eine Schutz­ schicht aufweist. Die auf dem Aufzeichnungsmedium aufzu­ zeichnenden Signale können auf einer Longitudinalauf­ zeichnungsbasis oder auf einer zur Ebene des Aufzeich­ nungsmediums senkrechten Aufzeichnungsbasis aufgezeichnet werden. Der Magnetfilm des Aufzeichnungsmediums muß eine Koerzitivkraft besitzen, mit der die Signale im Film ma­ gnetisch gehalten werden können.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete elektrisch­ magnetische Meßwandler ist ein sogenannter Magnetkopf, der Signale auf das Aufzeichnungsmedium aufzeichnen oder die darauf aufgezeichneten Signale wiedergeben kann. Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Magnetkopf ist ein Doppelkopf mit einem Schreibkopf und einem hiervon getrennten Lesekopf. Insbesondere umfaßt der Lesekopf vorzugsweise einen Magneto-Widerstandskopf oder magneto­ resistiven Kopf, der ein aus dem Aufzeichnungsmedium streuendes Magnetfeld erfaßt und dieses erfaßte Feld in Form einer Änderung des elektrischen Widerstandes wieder­ gibt.
Der Magneto-Widerstandskopf wird auch als magnetoresisti­ ves Element bezeichnet. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete magnetoresistive Element umfaßt vorzugsweise einen magnetoresistiven Film zur Erfassung eines aus dem Aufzeichnungsmedium streuenden Magnetfeldes, einen Domä­ nensteuerfilm zur Steuerung einer im magnetoresistiven Film erzeugten magnetischen Domäne, einen Nebenschlußfilm zum Anlegen eines Magnetfeldes, das die magnetische Ori­ entierung des magnetoresistiven Films in eine bestimmte Richtung im voraus festlegt, und einen weichmagnetischen Film. In diesem Fall ist der Nebenschlußfilm ein elek­ trisch leitender Film, der angrenzend an den magnetoresi­ stiven Film als Tantalfilm oder als Kupferfilm ausgebildet ist und so wirkt, daß an den magnetoresistiven Film ein Magnetfeld angelegt wird, das durch einen durch den Nebenschlußfilm fließenden Strom erzeugt wird. Ähnlich ist der weichmagnetische Film über einem nichtmagneti­ schen Film auf dem magnetoresistiven Film ausgebildet und wirkt so, daß an den magnetoresistiven Film ein Vormagne­ tisierungsfeld angelegt wird, das durch die statische Kopplung an einer Kante des magnetoresistiven Films er­ zeugt wird. Diese Filme liefern an sich keinen physikali­ schen Beitrag zur magnetoresistiven Wirkung, sondern steuern lediglich die Magnetisierungsrichtung des magne­ toresistiven Films.
Gemäß einem Aspekt des erfindungsgemäßen magnetischen Speicher-/Lesesystems ist ein magnetoresistives Element im magnetischen Speicher-/Lesesystem aus einem Substrat, einem antiferromagnetischen Film, einem magnetischen Film, einem nichtmagnetischen, leitenden Film, einem weichmagnetischen Film, einem nichtmagnetischen, leiten­ den Film, einem magnetischen Film und einem antiferroma­ gnetischen Film hergestellt, die in dieser Reihenfolge auf dem Substrat aufgeschichtet sind, wobei das magneto­ resistive Element relativ zum Aufzeichnungsmedium in Längsrichtung desselben bewegt wird.
Der antiferromagnetische Film ist vorzugsweise aus Nickeloxid hergestellt, er kann jedoch auch aus einer Ei­ sen-Mangan-Legierung, einer Chrom-Mangan-Legierung oder einer Chrom-Aluminium-Legierung hergestellt sein oder aus einem hartmagnetischen Material wie etwa einer Kobalt- Platin-Legierung oder einer Eisen-Kobalt-Terbium-Legie­ rung. Von dem hartmagnetischen Film wird angenommen, daß er die Eigenschaft besitzt, daß seine Magnetisierung durch ein angelegtes Magnetfeld nur schwer geändert wer­ den kann und daß er eine Koerzitivkraft von beispielswei­ se mehr als 100 Oe besitzt. Daher wird die Magnetisie­ rungsrichtung des hartmagnetischen Films nicht wesentlich geändert, wenn ein Magnetfeld von 50 Oe angelegt wird. Somit besitzt der hartmagnetische Film die gleiche Wir­ kung wie der antiferromagnetische Film. Wenn daher der hartmagnetische Film die Eigenschaft besitzt, daß er auf der Grundlage der Austauschkopplungs-Vormagnetisierungs­ wirkung auf einen weiteren magnetischen Film eine einach­ sige Anisotropie ausübt, wenn er mit diesem weiteren ma­ gnetischen Film in direkten Kontakt gebracht wird, ist es nicht notwendig, daß der Film antiferromagnetisch ist. Vorzugsweise wird daher ein solcher Film verwendet und allgemein als Vormagnetisierungsfilm bezeichnet.
Der ferromagnetische Film ist vorzugsweise aus einer Le­ gierung mit 70-95 Atom-% Ni, 5-30 Atom-% Fe und 1-5 Atom-% Co oder aus einer Legierung mit 30-85 Atom-% Co, 2-30 Atom-% Ni und 2-50 Atom-% Fe hergestellt. Der ferro­ magnetische Film kann auch aus Permalloy oder aus einer Permendur-Legierung hergestellt sein. Mit anderen Worten kann für den ferromagnetischen Film jedes Material ver­ wendet werden, das ferromagnetisch ist und gute weichma­ gnetische Eigenschaften besitzt.
Der nichtmagnetische Film ist vorzugsweise aus Au, Ag oder Cu hergestellt. Der Film kann aus Cr, Pt, Pd, Ru, Rh oder einer Legierung hieraus hergestellt sein. Das heißt, daß als Material für den nichtmagnetischen Film jedes Ma­ terial verwendet werden kann, das bei Raumtemperatur nicht die Eigenschaft der spontanen Magnetisierung be­ sitzt und das ferner die Eigenschaft einer hohen Elektro­ nendurchlässigkeit besitzt. Der Film besitzt vorzugsweise eine Dicke von ungefähr 2-1000 Å.
Außerdem kann anstelle des nichtmagnetischen, leitenden Films ein sehr dünner, nichtmagnetischer, isolierender Film verwendet werden. Das heißt, daß von diesem Film nur gefordert ist, daß er eine Elektronenbewegung zwischen den magnetischen Filmen zuläßt, beispielsweise kann ein Tunneleffekt ausgenutzt werden, falls dies notwendig ist. Im letzteren Fall ist es erforderlich, daß der nichtma­ gnetische, isolierende Film so dünn ausgebildet wird, daß ein Elektronen-Tunneleffekt möglich ist. Der nichtmagne­ tische, isolierende Film ist so beschaffen, daß er eine Dicke von im allgemeinen weniger als 100 Å und insbeson­ dere weniger als 50 Å besitzt. Der nichtmagnetische, iso­ lierende Film kann vorzugsweise als Oberflächenoxid des weichmagnetischen Films oder als Aluminiumoxidschicht auf einem metallischen Film wie etwa einem Aluminiumfilm, der auf dem weichmagnetischen Film zusätzlich ausgebildet ist, hergestellt werden. Der nichtmagnetische, isolie­ rende Film kann gegebenenfalls aus Aluminiumoxid herge­ stellt sein. Mit anderen Worten kann für den nichtmagne­ tischen, isolierenden Film jeder Film verwendet werden, der die Eigenschaft besitzt, die magnetische Kopplung zwischen den magnetischen Filmen zu verhindern.
Das Substrat wird als Grundlage für die Ausbildung der obenerwähnten Filme verwendet und wirkt vorzugsweise als Gleitelement der Magnetplatteneinrichtung. Das Material des Substrats ist vorzugsweise eine Keramik wie etwa sta­ bilisiertes Zirkondioxid und Aluminiumoxid oder Silizium.
Das magnetoresistive Element, das die obenerwähnte Film­ struktur besitzt, hat die Eigenschaft, daß sich sein elektrischer Widerstand aufgrund eines an das Element an­ gelegten sehr schwachen Magnetfeldes ändert, wobei die Widerstandsänderungsrate 4-10% beträgt. Aus diesem Grund besitzt das erfindungsgemäße magnetische Speicher- /Lesesystem die Funktion einer direkten Digitalisierung eines aufgezeichneten analogen Signals in der Wiedergabe- oder Lesebetriebsart und ferner eine hohe Aufzeichnungs­ kapazität pro Plattenbereich, d. h. eine hohe Aufzeich­ nungsdichte.
Die Filmstruktur kann auch einen flachen Aluminiumoxid- oder Nickeloxidfilm aufweisen, der entweder auf dem Substrat oder auf einem als Unterlage auf dem Substrat ausgebildeten Film aus Eisen, Titan, Zirkonium, Hafnium, Niobium oder einer Kobalt-Eisen-Legierung hergestellt ist.
Dieser auf dem Substrat ausgebildete Film hat vorzugs­ weise die Funktion einer Ebnung des darauf ausgebildeten Mehrschichtfilms und besitzt eine gleichmäßige und flache Filmstruktur auf dem Substrat oder der Basis, wobei die metallischen Filme Dicken von 20 bis 200 Å und die nicht­ metallischen Filme Dicken von ungefähr 5 bis 1000 Å be­ sitzen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein weiteres Beispiel eines magnetoresistiven Ele­ ments geschaffen, das im magnetischen Speicher- /Lesesystem verwendet wird; hierbei besitzt das Element eine Sandwich-Struktur, in der zwischen magnetischen Fil­ men ein nichtmagnetischer, leitender Film angeordnet ist und in der ein antiferromagnetischer Film direkt mit ei­ nem der magnetischen Filme in Kontakt ist, während ein hartmagnetischer Film direkt mit dem anderen magnetischen Film in Kontakt ist.
Durch die Sandwich-Struktur, bei der der nichtmagneti­ sche, leitende Film zwischen den magnetischen Filmen an­ geordnet ist, hat das magnetoresistive Element eine Film­ struktur, die wenigstens einen magnetischen Film, einen nichtmagnetischen, leitenden Film und einen weiteren ma­ gnetischen Film aufweist, welche übereinandergeschichtet sind.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete magnetoresi­ stive Element, das wie oben erwähnt eine Sandwich-Struk­ tur besitzt, hat die Funktion, in Abhängigkeit von der Streuung in der Grenzfläche zwischen dem magnetischen Film und dem nichtmagnetischen Film einen Elektronenspin hervorzurufen, ferner ruft es vorteilhaft zwischen den beiden magnetischen Filmen eine magnetoresistive Wirkung hervor. Das magnetoresistive Element hat außerdem die Funktion, die magnetische Kopplung zwischen den magneti­ schen Filmen zu unterbrechen und außerdem die Empfind­ lichkeit gegenüber einem an das magnetoresistive Element angelegten Magnetfeld vorteilhaft zu verbessern.
Da außerdem einer der magnetischen Filme in der Sandwich- Struktur direkt mit dem antiferromagnetischen Film in Kontakt ist und der andere magnetische Film direkt mit dem hartmagnetischen Film in Kontakt ist, hat das Element die Funktionen, daß an die jeweiligen Magnetfilme Ani­ sotropien in verschiedenen Richtungen und Graden angelegt werden und daß es vorteilhaft die Magnetisierungsrichtung und die Beweglichkeit in jedem magnetischen Film vor­ schreibt.
Im Ergebnis kann mit dem magnetischen Speicher- /Lesesystem der vorliegenden Erfindung vorteilhaft stets ein spezifischer Ausgangspegel auf ein geändertes Signal mit guter Wiedergabequalität erzeugt werden, wobei die Fehlerrate in der Wiedergabebetriebsart verringert wird.
Bei der Herstellung der Filmstruktur kann der antiferro­ magnetische Film vor der Bildung des hartmagnetischen Films auf dem Substrat gebildet werden, alternativ kann der hartmagnetische Film vor der Bildung des antiferroma­ gnetischen Films auf dem Substrat gebildet werden.
Es ist daher wünschenswert, daß das Element eine Film­ struktur besitzt, die aus einem antiferromagnetischen Film, einem magnetischen Film, einen nichtmagnetischen, leitenden Film, einem magnetischen Film und einem hartma­ gnetischen Film hergestellt ist und daß der antiferroma­ gnetische Film und der hartmagnetische Film jeweils eine Dicke von 20 bis 2000 Å besitzen.
Ferner hat sich bei dem in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetoresistiven Element herausgestellt, daß der aus antiferromagnetischem Material hergestellte Vor­ magnetisierungsfilm besonders vorteilhaft in direktem Kontakt mit dem magnetischen Film ausgebildet wird, wo­ durch ein Mittel für die Induzierung der Anisotropie in einer bestimmten Richtung geschaffen wird.
Vorzugsweise ist dieser Vormagnetisierungsfilm näher beim Substrat als bei den magnetischen und nichtmagnetischen Filmen angeordnet, ferner ist er mit einer ebenen Ober­ fläche versehen, um die Gleitfähigkeit der übereinander­ geschichteten Filme zu verbessern und um die Unterlage­ funktion zu schaffen, wobei die Anisotropie eine Verände­ rung der Domänenstruktur des magnetischen Films zu einer einzigen Domäne hervorruft, wodurch eine Rauscherzeugung unterdrückt wird.
Beispielsweise umfaßt die Filmstruktur einen ersten und einen zweiten magnetischen Film, die mit einem nichtma­ gnetischen, leitenden Film übereinandergeschichtet sind, welcher zwischen ihnen angeordnet ist, ferner ist in di­ rektem Kontakt mit dem ersten magnetischen Film ein Vor­ magnetisierungsfilm ausgebildet.
Wenn das magnetoresistive Element einen Schichtfilm auf­ weist, der die magnetoresistive Wirkung oder eine aus der Übereinanderschichtung sich ergebende komplexe Wirkung zeigt, und wenn wenigstens ein Paar von Elektroden mit diesem Element elektrisch verbunden sind, um dessen elek­ trischen Widerstand zu messen, kann das Element als Ma­ gnetfeldsensor arbeiten und ein Signal auf dem Aufzeich­ nungsmedium mit hoher Empfindlichkeit erfassen.
Es ist besonders wünschenswert, auf einer Basis nachein­ ander einen ersten Vormagnetisierungsfilm, einen ersten magnetischen Film, einen nichtmagnetischen Film, einen zweiten magnetischen Film, einen nichtmagnetischen, lei­ tenden Film, einen dritten magnetischen Film, einen zwei­ ten Vormagnetisierungsfilm und Elektroden übereinander zu schichten. Hierbei hat der dritte magnetische Film vor­ zugsweise die gleiche magnetische Funktion wie der erste magnetische Film.
Die Steuerung hinsichtlich der Vormagnetisierungsrichtung des Vormagnetisierungsfilms und der Anisotropierichtung des magnetischen Films wird vorzugsweise durch Anlegen eines geeigneten Magnetfeldes während der Ablagerung der übereinandergeschichteten Filme des Elements gemäß dem Ablagerungsprozeß ausgeführt. Es ist ferner wünschens­ wert, daß der Schichtfilm im wesentlichen in der Mitte oder nach der Bildung des Mehrschichtfilms des Elementes einer Wärmebehandlung im Feld unterworfen wird.
Im Hinblick auf das Anlegen des magnetischen Feldes wäh­ rend der Filmbildung ist es wünschenswert, die Richtung und die Intensität des Magnetfeldes entsprechend dem Gang des Filmbildungsprozesses zu steuern, um dadurch die Vor­ magnetisierungsrichtung und die einachsige Anisotropie des magnetischen Films zu steuern.
Wenn ferner gewünscht wird, daß der Schichtenkomplex wäh­ rend der Filmbildung einer Wärmebehandlung im Feld unter­ worfen wird, werden vorzugsweise die Anisotropie des Vor­ magnetisierungsfilms und die einachsige Anisotropie des magnetischen Films gesteuert.
Bei der Ausbildung des hartmagnetischen Films ist es wün­ schenswert, nach der Herstellung des Elements ein Magnet­ feld anzulegen, um dadurch die Magnetisierung des hartma­ gnetischen Films in einer vorgegebenen Richtung auszu­ richten.
Wenn die Anisotropie durch das obige Verfahren gesteuert wird, kann die Leistung des Elements stabil auf hohem Ni­ veau gehalten werden.
Das Material des Vormagnetisierungsfilms besitzt vorzugs­ weise einen hohen elektrischen Widerstand und genauer ei­ nen spezifischen Widerstand von mehr als 5·10-4 (Ωcm). Der Vormagnetisierungsfilm verhindert eine Absenkung des Ausgangspegels des Elements aufgrund eines Kriechstromver­ lusts, außerdem steuert er die Schichtstruktur, insbeson­ dere deren Ebenheit, wodurch die Schichtstruktur des Ele­ ments ermöglicht wird. Wenn als Vormagnetisierungsfilm im wesentlichen als Isolator ein Nickeloxidfilm (NiO-Film) verwendet wird, nimmt die Feldempfindlichkeit einen Wert von ungefähr 10 Oe an. Daher kann eine Schichtstruktur verwirklicht werden, deren Zuverlässigkeit ungefähr den 2- bis 4fachen Wert einer Struktur des Standes der Tech­ nik besitzt.
Das im magnetischen Speicher-/Lesesystem der vorliegenden Erfindung verwendete magnetoresistive Element besitzt ei­ ne Filmstruktur, die wenigstens einen magnetischen Film, einen nichtmagnetischen Film und einen weiteren magneti­ schen Film aufweist und in der einige magnetische Filme eine Magnetisierung in einer Richtung besitzen, die zum Aufzeichnungsmedium im wesentlichen senkrecht ist und in der Filmebene liegt, während der andere magnetische Film eine Magnetisierung besitzt, deren Richtung zum Aufzeich­ nungsmedium im wesentlichen parallel ist und in der Film­ ebene liegt und aus dieser Richtung rotieren kann.
Die zum Aufzeichnungsmedium im wesentlichen senkrechte Magnetisierungsrichtung bedeutet einen Zustand, in dem sich die Filme des magnetoresistiven Elements senkrecht zum Aufzeichnungsmedium und parallel zu einer zur Ebene des Aufzeichnungsmediums normalen Richtung einander ge­ genüber befinden. Der Ausdruck "im wesentlichen senk­ recht" bezieht sich auf einen Bereich von -10-+10 Grad in der Umgebung der senkrechten Richtung und vorzugsweise einen Bereich von ungefähr -5 bis +5 Grad. Der Ausdruck "Richtung parallel zum Aufzeichnungsmedium in der Ebene des magnetischen Films" bezieht sich auf eine Richtung, die zur Ebene des Aufzeichnungsmediums parallel ist und in Richtung der Ebene des magnetischen Films orientiert ist. Wenn daher kein Feld angelegt wird, ist die Magneti­ sierung des anderen magnetischen Films in der obigen pa­ rallelen Richtung orientiert, wobei sie aus dieser Rich­ tung rotiert.
Die Magnetisierung ist eine physikalische Größe, die die Bedeutung der Größe des Vektors der spontanen Magnetisie­ rung des ferromagnetischen Materials selbst hat, wobei sie in der vorliegenden Erfindung die Funktion hat, auf ein angelegtes Feld zu reagieren. Die Festlegung der Ma­ gnetisierungsrichtung einiger magnetischer Filme und das Versetzen der Magnetisierung der anderen magnetischen Filme in den Rotationszustand entspricht einem Mittel zur Änderung des Magnetisierungswinkels zwischen den magneti­ schen Filmen in bezug auf das angelegte Feld und hat au­ ßerdem die Bedeutung der Funktion, daß es auf das nicht unregelmäßige angelegte Feld ohne Hysterese empfindlich ist und mit hoher Frequenz reagiert. Da das Element der vorliegenden Erfindung eine derartige Funktion besitzt, kann es auf das Aufzeichnungsmedium magnetisch aufge­ zeichnete Signale erfassen und in elektrische Signale um­ wandeln. Daher besitzt ein das erfindungsgemäße Element verwendende magnetische Speicher-/Lesesystem die Vorteile einer niedrigen Fehlerrate, einer hohen Aufzeichnungs­ dichte und einer Analog-/Digital-Umsetzung.
Als Beispiel für das Verfahren der Festlegung der Magne­ tisierung eines magnetischen Films und der Rotation der Magnetisierung des anderen magnetischen Films wird die Bildung des antiferromagnetischen Films betrachtet, der in direktem Kontakt mit lediglich einem magnetischen Film ist; damit wird mittels der Austauschkopplung die Ani­ sotropie in einer vorgegebenen Richtung angelegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, in dem einer von mehreren magnetischen Filmen eine Einrich­ tung aufweist, um eine magnetische Anisotropie in einer zum Aufzeichnungsmedium im wesentlichen senkrechten Rich­ tung in der Filmebene anzulegen, während ein weiterer ma­ gnetischer Film eine Einrichtung aufweist, um eine magne­ tische Anisotropie in einer zur Ebene des Aufzeichnungs­ mediums parallelen Richtung in der Filmebene anzulegen, die größer als die erstgenannte Anisotropie ist. Als Mit­ tel zum Anlegen einer Anisotropie, deren Größe geringer als der obige Wert ist, kommt ein Verfahren in Betracht, in dem die Formanisotropie oder die einachsige Anisotro­ pie des magnetischen Films des magnetoresistiven Elements ausgenutzt wird, um angrenzend an den magnetoresistiven Film einen geeigneten Nebenschlußfilm oder einen weichma­ gnetischen Film anzuordnen oder um den magnetischen Film direkt mit einem weiteren Vormagnetisierungsfilm in Kon­ takt zu bringen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, in dem einer von mehreren magnetischen Filmen eine magneti­ sche Anisotropie besitzt, die in einer zur Ebene des Auf­ zeichnungsmediums im wesentlichen senkrechten Richtung orientiert ist, während ein weiterer magnetischer Film eine magnetische Anisotropie besitzt, deren Größe kleiner als diejenige der erstgenannten magnetischen Anisotropie ist und die in einer zur Ebene des Aufzeichnungsmediums parallelen Richtung in der Filmebene orientiert ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, in dem der Winkel zwischen den Magnetisierungsrichtungen der magnetischen Filme mit einem Magnetfeld von einem Auf­ zeichnungsmedium veränderlich ist, wobei eine der Magne­ tisierungsrichtungen im wesentlichen fest ist und die an­ dere Magnetisierungsrichtung im wesentlichen rotiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, in dem die auf wenigstens zwei magnetische Filme angelegten magnetischen Anisotropien hinsichtlich ihrer Richtung oder ihrer Größe voneinander verschieden sind.
In einem magnetischen Speicher-/Lesesystem der vorliegen­ den Erfindung weisen die magnetischen Filme in einer Richtung parallel zu einem Aufnahmemedium in der Ebene der magnetischen Filme jeweils eine Formanisotropie auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, das versehen ist mit einem Aufzeichnungsmedium mit vorge­ gebener Spurbreite, in dem Signale magnetisch gespeichert werden können, und einem magnetoresistiven Element mit Sandwich-Struktur, in der zwischen magnetischen Filmen ein nichtmagnetischer, leitender Film angeordnet ist und die ein Paar von Elektroden aufweist, um durch die Struk­ tur einen Strom zu schicken, um ein aus dem Medium streu­ endes Magnetfeld zu erfassen. Hierbei ist die Länge der Struktur in einer zum Medium senkrechten Richtung kleiner als die Länge der Struktur zwischen den Elektroden, fer­ ner ist die Länge zwischen den Elektroden kleiner als die Breite einer auf dem Medium ausgebildeten Spur. Dadurch wird die Formanisotropie verursacht, die auf den Wieder­ gabeteil des magnetoresistiven Elements effektiv ein­ wirkt, wodurch der Ausgangspegelbereich des magnetoresi­ stiven Elements kompensiert werden kann und wodurch fer­ ner verhindert werden kann, daß ein Spurverfolgungsfehler in der Wiedergabebetriebsart ,ein fehlerhaftes Auslesen eines Signals am Rand der vorgegebenen Spur verursacht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, das ein magnetoresistives Element enthält, mit dem ein Magnetfeld aus einem Magnetisierungsmuster ausgelesen wird, das in ein Aufzeichnungsmedium mit einer vorgegebe­ nen Spurbreite geschrieben ist, wobei eine Länge d (µm) des Elements in einer zum Medium senkrechten Richtung und eine Spurdichte T (Spuren/Zoll) im Medium die Beziehung d < 12,5·103/T erfüllen. Diese Beziehung ist dadurch er­ halten worden, daß ein magnetisches Speicher-/Lesesystem gemäß der Erfindung in einem Experiment aufgebaut worden ist und in bezug auf seine Schreib- und Leseeigenschaften geprüft worden ist.
Insbesondere kann mit dem magnetischen Speicher- /Lesesystem, in das als Wiedergabe- oder Leseteil das obenerwähnte magnetoresistive Element eingebaut ist, durch Vorschreiben der Breite des Elements senkrecht zu der dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Fläche des Ele­ ments, das heißt, der sogenannten MR-Höhe d, eine gute Wiedergabecharakteristik erhalten werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, das versehen ist mit einem Aufzeichnungsmedium zur magne­ tischen Speicherung eines Signals, einem Schreibkopf zur Aufzeichnung eines Signals im Medium und einem Lesekopf zur Wiedergabe des Signals aus dem Medium, wobei der Le­ sekopf ein magnetoresistives Element mit Sandwich-Struk­ tur enthält, in der zwischen magnetischen Filmen ein nichtmagnetischer, leitender Film angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, das versehen ist mit einem Aufzeichnungsmedium zur magne­ tischen Speicherung eines Signals, einem Schreibkopf zur Aufzeichnung eines Signals im Medium und einem Lesekopf mit Sandwich-Struktur zur Wiedergabe des Signals aus dem Medium, wobei in der Sandwich-Struktur zwischen magneti­ schen Filmen ein nichtmagnetischer, leitender Film ange­ ordnet ist und wobei die Breite einer dem Medium zuge­ wandten Gleitfläche des Lesekopfs kleiner als die 0,8fache Breite einer dem Medium zugewandten Fläche des Schreibkopfes ist. Dieser Wert 0,8 ist erhalten worden, indem ein magnetisches Speicher-/Lesesystem gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut und hinsichtlich seiner Wiedergabeeigenschaft geprüft worden ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, das versehen ist mit einem Aufzeichnungsmedium zur magne­ tischen Speicherung eines Signals und einem magnetoresi­ stiven Element zur Erfassung eines aus dem Medium streu­ enden Magnetfeldes, wobei das Element ein Widerstandsän­ derungsverhältnis von 4,0 bis 8,5% in bezug auf aus dem Medium streuende Magnetfelder mit ±10 Oe besitzt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, das versehen ist mit einem Aufzeichnungsmedium zur magne­ tischen Speicherung eines Signals und einem magnetoresi­ stiven Element mit Sandwich-Struktur, in der zwischen ma­ gnetischen Filmen ein nichtmagnetischer, leitender Film angeordnet ist, um ein aus dem Medium streuendes Magnet­ feld zu erfassen, wobei das Element ein Widerstandsände­ rungsverhältnis von 5,0 bis 9,5% in bezug auf aus dem Me­ dium streuende Magnetfelder mit ±8 Oe besitzt. Diese Werte wurden erhalten, indem ein magnetisches Speicher- /Lesesystem gemäß der Erfindung aufgebaut und hinsicht­ lich seiner Wiedergabeeigenschaften geprüft worden ist.
Diese Werte sind erforderlich, um eine hohe Aufzeich­ nungsdichte des Systems zu erhalten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, das versehen ist mit einem Aufzeichnungsmedium zur magne­ tischen Speicherung eines Signals und einem magnetoresi­ stiven Element zur Erfassung eines aus dem Medium streu­ enden Magnetfeldes, wobei das Element eine Sandwich- Struktur besitzt, in der ein nichtmagnetischer, leitender Film zwischen zwei magnetischen Filmen angeordnet ist und ein Winkel zwischen den Magnetisierungsrichtungen der ma­ gnetischen Filme in Abhängigkeit von dem aus dem Medium streuenden Magnetfeld veränderlich ist, wobei eine der Magnetisierungsrichtungen im wesentlichen konstant ist, während die andere Magnetisierungsrichtung im wesentli­ chen rotiert.
In einem magnetischen Speicher-/Lesesystem der vorliegen­ den Erfindung wird zusätzlich zu der obigen Anordnung auf den anderen magnetischen Film eine Anisotropie in einer zur Richtung des Magnetfeldes senkrechten Richtung ange­ legt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, das versehen ist mit einem Substrat, einem Schreibkopf vom induktiven Typ zur Aufzeichnung eines Signals und ei­ nem magnetoresistiven Lesekopf zur Wiedergabe des Si­ gnals, wobei der Lesekopf eine Sandwich-Struktur besitzt, in der ein nichtmagnetischer, leitender Film zwischen ma­ gnetischen Filmen angeordnet ist, und wobei der Schreib­ kopf zwischen dem Substrat und dem Lesekopf vorgesehen ist.
Ein magnetisches Speicher-/Lesesystem gemäß der vorlie­ genden Erfindung umfaßt ein magnetoresistives Element, das eine Filmstruktur enthält, in der ein magnetischer Film und ein nichtmagnetischer, leitender Film abwech­ selnd übereinandergeschichtet sind, wobei das magnetore­ sistive Element außerdem elektrische Anschlüsse wie etwa Elektroden enthält, um durch die Filmstruktur einen Strom zu schicken, wobei die eine Magnetisierung induzierende Anisotropie auf einen Teil der magnetischen Filme in ei­ ner zur Richtung des zu erfassenden Magnetfeldes paralle­ len Richtung angelegt wird. Ein magnetoresistiver Effekt, der von der Orientierung der Magnetisierung abhängt, fin­ det in der Grenzfläche zwischen dem magnetischen Film und dem nichtmagnetischen, leitenden Film statt, wobei sich in diesem Fall der elektrische Widerstand mit dem Winkel zwischen den Magnetisierungen der durch den nichtmagneti­ schen, leitenden Film getrennten magnetischen Filme ver­ ändert und der magnetoresistive Effekt nicht von der Richtung des in der Filmebene fließenden Stroms abhängt.
In einem magnetischen Speicher-/Lesesystem der vorliegen­ den Erfindung wird zusätzlich zu der obigen Anordnung auf den anderen magnetischen Film in einer zur Richtung des anderen Magnetfeldes senkrechten Richtung eine Anisotro­ pie angelegt.
Da in dem magnetischen Speicher-/Lesesystem der vorlie­ genden Erfindung die Aufzeichnungsdichte erhöht ist, kann eine Aufzeichnungsbereich-Einheit auf dem Aufzeichnungs­ medium entsprechend klein, kurz oder schmal hergestellt werden. Dies wird dadurch erzielt, daß der Wiedergabeteil der magnetischen Aufzeichnungseinheit klein ausgebildet wird.
In der vorliegenden Erfindung kann dies durch Unterdrüc­ ken einer Absenkung der Empfindlichkeit des sehr kleinen magnetoresistiven Elements, welche durch die Formani­ sotropie des magnetischen Films hervorgerufen wird, er­ zielt werden. Das heißt, daß diese Unterdrückung erhalten werden kann, indem die magnetischen Filme dünn ausgebil­ det werden, weil die Größe der Formanisotropie des Ma­ gnetfilms im wesentlichen zur Dicke des Films proportio­ nal ist. Um eine durch die Oberflächenstreuung hervorge­ rufene Absenkung des Ausgangspegels zu verhindern, muß die Gesamtdicke des magnetoresistiven Elements jedoch zwischen ungefähr 100 und 300 Å liegen. Der Grund hierfür besteht darin, daß eine Absenkung des Ausgangspegels selbst dann nicht erzielt wird, wenn die Dicke der durch den nichtmagnetischen, leitenden Film getrennten magneti­ schen Filme, insbesondere die Dicke des weichmagnetischen Films, der sich in der Mitte des Elementes befindet, un­ terhalb von 100 Å und insbesondere unterhalb von 10-20 Å gesetzt wird. Diese Wirkung beruht darauf, daß der physi­ kalische Mechanismus des magnetoresistiven Effekts auf den Grenzflächen zwischen den magnetischen Filmen und dem nichtmagnetischen Film basiert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein magnetisches Speicher-/Lesesystem geschaffen, das versehen ist mit einem Aufzeichnungsmedium zur magne­ tischen Speicherung eines Signals und einem magnetoresi­ stiven Elements zur Erfassung eines aus dem Medium streu­ enden Magnetfeldes, wobei das Element eine Sandwich- Struktur besitzt, in der ein nichtmagnetischer, leitender Film mit magnetischen Filmen übereinandergeschichtet ist, wobei der magnetische Film des magnetoresistiven Elements eine Form besitzt, die in der Richtung, die zu der dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Fläche des Elements senk­ recht ist, eine geringe Größe hat.
In dem magnetischen Speicher-/Lesesystem der vorliegenden Erfindung ist der magnetische Film so beschaffen, daß er die Form eines Rechtecks besitzt, dessen lange Seite zu der dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Fläche des magne­ tischen Films parallel ist und das ein Längenverhältnis von 2 oder mehr besitzt, während die Breite w des magne­ tischen Films in der obigen parallelen Richtung und die Breite d des magnetischen Films in der hierzu senkrechten Richtung in der Ebene die Beziehung d w erfüllen.
Daher ist ein Mittel für die Induzierung der Magnetisie­ rung durch die Ausbildung des magnetischen Films des ma­ gnetoresistiven Elements in einer rechtwinkligen Form ge­ geben, wobei die lange Seite dieses Rechtecks zu der dem Element zugewandten Fläche des Elements parallel ist und ein Längenverhältnis von 2 oder mehr aufweist, um die Formanisotropie des magnetischen Films in dieser Richtung zu induzieren. Ein Mittel für die weitere Erhöhung der Aufzeichnungsdichte der magnetischen Aufzeichnungseinheit dadurch gegeben, daß die Breite (sogenannte MR-Höhe d) des magnetischen Films in einer zu der dem Aufzeichnungs­ medium zugewandten Fläche des magnetoresistiven Elements senkrechten Richtung und die Breite w des magnetischen Films in der zur obigen Richtung senkrechten Richtung die Beziehung d w erfüllen. Der Grund hierfür besteht darin, daß eine wesentliche Formanisotropie häufig durch die Form der Elektroden beeinflußt wird.
Wenn in dem magnetischen Speicher-/Lesesystem der vorlie­ genden Erfindung der magnetische Film eine rechtwinklige Form besitzt, die in der zu der dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Fläche des magnetischen Films senkrechten Richtung eine geringe Länge und ferner ein Längenverhält­ nis von 2 oder mehr besitzt, wobei die Breite d des ma­ gnetischen Films in dieser Richtung unterhalb von 5 µm gesetzt ist, kann das magnetische Speicher-/Lesesystem ein Magnetfeld auf dem Aufzeichnungsmedium wirksam erfas­ sen.
Die Tatsache, daß die Größe oder Dicke des magnetischen Films vorgeschrieben ist, damit im magnetischen Films des magnetoresistiven Elements eine Formanisotropie geeigne­ ter Größe induziert wird, kann als Magnetisierungsindu­ zierungsmittel angesehen werden.
In dem magnetischen Speicher-/Lesesystem der vorliegenden Erfindung kann die Aufzeichnungsdichte gegenüber einem herkömmlichen Speicher-/Lesesystem ungefähr um das 2- bis 10fache erhöht werden, insbesondere kann die Wiedergabe­ leistung des magnetoresistiven Elements des Wiedergabe­ teils um einen Faktor von ungefähr 1,5 bis 20 gesteigert werden.
Nun werden technische Merkmale, die die Grundlage der vorliegenden Erfindung bilden, erläutert.
Ein erstes erfindungsgemäßes Merkmal besteht darin, daß die magnetischen Filme im magnetoresistiven Element durch einen sehr dünnen, nichtmagnetischen Film voneinander ge­ trennt sind.
Genauer wird der durch die Differenz der Magnetisierungs­ richtungen zwischen den voneinander getrennten magneti­ schen Filmen hervorgerufene magnetoresistive Effekt aus­ genutzt, wobei die Dicke der magnetischen Filme aufgrund ihrer gegenseitigen Trennung gering ist und wobei die Er­ zeugung der auf der Form des Elements basierenden magne­ tischen Anisotropie ebenso wie die Absenkung der Empfind­ lichkeit des Elements gegenüber dem magnetischen Feld verhindert werden können. Im Ergebnis kann eine Miniatu­ risierung des magnetoresistiven Elements ohne Verschlech­ terung der Wiedergabeeigenschaften verwirklicht werden. Ferner kann der nichtmagnetische Film im Hinblick auf seinen spezifischen Widerstand ausreichend dünn ausgebil­ det werden, so daß sich Elektronen durch den nichtmagne­ tischen Film zwischen den magnetischen Filmen bewegen können, wobei ein von der Spinrichtung abhängiger magne­ toresistiver Effekt auftreten kann. Außerdem werden die Dicke und die Struktur der magnetischen Filme so gesteu­ ert, daß die magnetische Kopplung zwischen den magneti­ schen Filmen den Wert Null besitzt oder wenigstens im Vergleich zu dem aus dem Aufzeichnungsmedium streuenden Magnetfeld sehr gering ist, so daß die Empfindlichkeit des Elements hoch ist.
Ein zweites Merkmal besteht darin, daß die Magnetisierun­ gen der durch den nichtmagnetischen Film voneinander ge­ trennten magnetischen Filme jeweils in einer spezifischen Richtung induziert werden. Das heißt, daß die Magnetisie­ rung vor allem in einer Richtung induziert wird, die zu der Einfallsrichtung des aus dem Aufzeichnungsmedium streuenden Magnetfeldes parallel ist. Diese Richtung ist parallel zu einer Richtung, die zu der dem Aufzeichnungs­ medium zugewandten Fläche des magnetoresistiven Elements senkrecht ist. Im Ergebnis kann die Magnetisierung eines der magnetischen Filme im magnetoresistiven Element fest auf die obige Richtung eingestellt werden, während die Magnetisierung des anderen magnetischen Films aufgrund des aus dem Aufzeichnungsmedium streuenden Magnetfeldes rotieren kann, was zur Folge hat, daß der Ausgangspegel des magnetoresistiven Elements stabilisiert werden kann.
Ein drittes Merkmal besteht darin, daß die Magnetisierung des anderen magnetischen Films in einer solchen Richtung schwach induziert wird, die zu der Einfallsrichtung des Magnetfeldes senkrecht ist. Der Ausdruck "schwach indu­ ziert" bedeutet, daß die Induzierung der Magnetisierung des genannten anderen magnetischen Films geringer als die Induzierung der Magnetisierung im genannten einen magne­ tischen Film ist.
Im Ergebnis kann die Rotation der Magnetisierungsrichtung des magnetischen Films vorteilhaft gefördert werden, so daß die Empfindlichkeit bei hoher Frequenz gesteigert und ein Rauschen unterdrückt werden können. Da ferner der Ausgangspegel bei einem Null-Feld vorgeschrieben ist, kann das magnetische Speicher-/Lesesystem sowohl auf po­ sitive wie auch auf negative Magnetfelder ansprechen.
Erfindungsgemäß wird ein magnetische Speicher-/Lesesystem geschaffen, das ein Aufzeichnungsmedium zur magnetischen Speicherung eines Signals und ein magnetoresistives Ele­ ment zur Erfassung eines aus dem Medium streuenden Ma­ gnetfeldes umfaßt, wobei die durch das Element erfaßte Ausgangscharakteristik des Systems stufenweise veränder­ lich ist.
Der Ausdruck "stufenweise" bedeutet, daß die Ansprechcha­ rakteristik des magnetoresistiven Lesekopfes auf das an­ gelegte Feld nicht dreieckig, sondern rechteckig ist, das heißt, daß die Charakteristik einen mit dem Magnetfeld verhältnismäßig steil sich verändernden Teil und einen in bezug auf das Magnetfeld konstanten Teil besitzt.
Erfindungsgemäß wird ein magnetisches Speicher- /Lesesystem geschaffen, das ein Aufzeichnungsmedium zum magnetischen Speichern eines Signals und einen elek­ trisch-magnetischen Meßwandler zur Erfassung eines aus dem Medium streuenden Magnetfeldes umfaßt, wobei der Meß­ wandler das aus dem Medium streuende analoge Magnetfeld in Form eines digitalisierten Signals erfaßt.
Das heißt, daß die obige Ansprechcharakteristik des er­ findungsgemäßen magnetoresistiven Elements dazu verwendet wird, ein Signal aus dem Aufzeichnungsmedium zu erfassen und gleichzeitig dieses Signal nichtlinear in ein Recht­ ecksignal umzuwandeln, um dieses Signal direkt als digi­ tales Signal auszugeben. Im Ergebnis können Digitalisie­ rungsschaltungen (z. B. A/D-Umsetzer) in dem Signalverar­ beitungssystem weggelassen werden, wodurch die Wieder­ gabe- und Signalverarbeitungsgeschwindigkeit bei geringe­ rer Fehlerwahrscheinlichkeit erhöht werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein magnetisches Speicher- /Lesesystem geschaffen, das ein Aufzeichnungsmedium zum magnetischen Speichern eines Signals und ein magnetoresi­ stives Element zur Erfassung eines aus dem Medium streu­ enden Magnetfeldes umfaßt, wobei das Element eine Ein­ richtung besitzt, mit der ein Vormagnetisierungsfeld, dessen Wert höher als derjenige des Magnetfeldes ist, an­ gelegt werden kann, und wobei das Element eine kontinu­ ierliche und lineare Ausgangscharakteristik besitzt.
Hierbei wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Ansprech­ charakteristik des magnetoresistiven Elements der vorlie­ genden Erfindung rechtwinklig mit scharfer Kante ist, um ein Signal auf dem Aufzeichnungsmedium linear umzuwandeln und als analoges Signal auszugeben. Der obige scharfkan­ tige Teil des Rechtecks der Ansprechcharakteristik kann durch die Größe der Anisotropie des magnetoresistiven Films gesteuert werden, weshalb es notwendig ist, eine Einrichtung vorzusehen, mit der eine Anisotropie angelegt werden kann, die angenähert gleich oder größer als das magnetische Feld aus dem Aufzeichnungsmedium ist.
Außerdem wird die Dicke des magnetischen Films des in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetoresistiven Ele­ ments vorzugsweise auf einen Wert zwischen 5 und 1000 Å und insbesondere auf einen Wert unterhalb von 100 Å ge­ setzt. Der Grund hierfür besteht darin, daß der magneti­ sche Film eine ausreichende Magnetisierung erhalten kann und daß der Strom wirksam für den magnetoresistiven Ef­ fekt ausgenutzt werden kann.
Vorzugsweise besitzt der die magnetischen Filme trennende nichtmagnetische, leitende Film eine Dicke von 5 bis 1000 Å. Die Dicke des nichtmagnetischen leitenden Films ist so festgelegt, daß die Elektronenleitfähigkeit nicht verhin­ dert wird und daß insbesondere die antiferromagnetische oder die ferromagnetische Kopplung zwischen den magneti­ schen Filmen ausreichend klein gehalten werden kann. Wenn der nichtmagnetische, leitende Film beispielsweise aus Cu hergestellt ist, erhält der Film eine Dicke von vorzugs­ weise 10 bis 30 Å.
Der magnetische Film, insbesondere der weichmagnetische Film ist vorzugsweise aus einer Legierung mit 70-95 Atom-% Ni und 5-30 Atom-% Fe hergestellt.
Der magnetische Film ist vorzugsweise aus der obenerwähn­ ten Ni-Fe-Legierung hergestellt, der auf geeignete Weise weniger als 5 Atom-% Co hinzugefügt sind. Alternativ kann der magnetische Film vorzugsweise aus einer Dünnfilm-Le­ gierung mit kubisch-flächenzentrierter Struktur aus 30-85 Atom-% Co, 2-30 Atom-% Ni und 2-50 Atom-% Fe hergestellt sein. In diesem Fall kann eine gute Schichtstruktur auf­ wachsen, mit der ausgezeichnete weichmagnetische Eigen­ schaften geschaffen werden und ein großer magnetoresisti­ ver Effekt erzeugt wird.
Der nichtmagnetische, leitende Film ist vorzugsweise aus wenigstens einem der Elemente Au, Ag und Cu hergestellt. Der nichtmagnetische, leitende Film erzeugt in Kombina­ tion mit dem magnetischen Film einen magnetoresistiven Ef­ fekt, schafft eine ausgezeichnete, hohe Leitfähigkeit und bildet einen Teil einer guten Schichtstruktur.
In einem beispielhaften Aufbau des magnetoresistiven Ele­ ments der vorliegenden Erfindung sind auf einem Substrat ein NiO-Film, ein NiFe-Film, ein Cu-Film, ein NiFe-Film, ein Cu-Film, ein NiFe-Film und ein NiO-Film in dieser Reihenfolge übereinandergeschichtet, um eine Schicht­ filmstruktur zu bilden, woraufhin auf der Schichtstruktur ein Paar von Elektroden vorgesehen wird. Alternativ kön­ nen auf einem Substrat ein NiO-Film, ein CoNiFe-Film, ein Cu-Film, ein CoNiFe-Film, ein Cu-Film, ein CoNiFe-Film und ein NiO-Film in dieser Reihenfolge übereinanderge­ schichtet werden, um eine Schichtfilmstruktur zu bilden, woraufhin auf der Schichtstruktur ein Paar von Elektroden vorgesehen werden.
In einem weiteren beispielhaften Aufbau des magnetoresi­ stiven Elements der vorliegenden Erfindung werden auf ei­ nem Substrat ein NiO-Film, ein CoNiFe-Film, ein Cu-Film, ein NiFe-Film, ein Cu-Film, ein CoNiFe-Film und ein NiO- Film in dieser Reihenfolge übereinandergeschichtet, um eine Schichtfilmstruktur zu bilden, woraufhin auf der Schichtstruktur ein Paar von Elektroden vorgesehen wer­ den. Mit diesem Aufbau kann eine Absenkung des Ausgangs­ pegels, die durch die Oberflächenstreuung verursacht wird, in hohem Maß wirksam verhindert werden, so daß der effektive Ausgangspegel erhöht werden kann; die Dicke des mittleren Films kann dünn bemessen werden, so daß eine Verschlechterung der Empfindlichkeit des Elements auf­ grund der Formanisotropie des magnetischen Films ohne Verschlechterung des Ausgangspegels verhindert werden kann.
Auf diese Weise kann in dem erfindungsgemäßen magneti­ schen Speicher-/Lesesystem das magnetoresistive Element als Wiedergabeeinheit verwendet werden, wobei eine hohe Aufzeichnungsdichte verwirklicht werden kann, was bedeu­ tet, daß die auf dem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnende Wellenlänge kurz sein kann. Ferner kann die Aufzeichnung bei geringer Breite der Aufzeichnungsspur verwirklicht werden, wobei dennoch ein ausreichend hoher Wiedergabe- Ausgangspegel und somit eine gute Aufzeichnung erhalten werden können.
Mit dem erfindungsgemäßen magnetischen Speicher- /Lesesystem können ein geringeres Rauschen und ein hoher Wiedergabe-Ausgangspegel verwirklicht werden, außerdem kann die Aufzeichnung insbesondere mit einer hohen Auf­ zeichnungsdichte ausgeführt werden. Der Grund hierfür be­ steht darin, daß das erfindungsgemäße magnetoresistive Element eine Änderung des spezifischen Widerstandes von 4 bis 10% bei einem Magnetfeld zeigt, das einen Wert von ±10 Oe oder weniger besitzt.
Genauer sind in dem in dem erfindungsgemäßen magnetischen Speicher-/Lesesystem verwendeten magnetoresistiven Ele­ ment ein erster magnetischer Film, dessen Magnetisierung in einer solchen Richtung stark induziert ist, die zu der dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Fläche des Elements senkrecht ist, und ein zweiter magnetischer Film, dessen Magnetisierungsrichtung in einer solchen Richtung schwach induziert wird, die zu der obigen Richtung starker Indu­ zierung senkrecht ist, nebeneinander angeordnet, wobei zwischen ihnen ein nichtmagnetischer Film vorgesehen ist.
Dieses magnetoresistive Element ist nahe beim Aufzeich­ nungsmedium angeordnet, um ein vom Aufzeichnungsmedium zum Element reichendes Magnetfeld durch die Änderung des elektrischen Widerstandes des Mehrschichtfilms zu erfas­ sen. Das heißt, daß die Richtung der Magnetisierung des zweiten magnetischen Films aufgrund des Magnetfeldes ro­ tiert, während die Richtung der Magnetisierung des ersten magnetischen Films im wesentlichen nicht rotiert. Daher kann der Winkel zwischen den Magnetisierungen des ersten bzw. des zweiten magnetischen Films in Abhängigkeit vom Magnetfeld stabil variieren, so daß ein Ausgangssignal auf der Grundlage des magnetoresistiven Effekts erhalten werden kann.
Zwischen den benachbarten magnetischen Filmen bewegen sich durch den nichtmagnetischen Film Elektronen, wobei die relative Differenz der Magnetisierungsrichtungen zwi­ schen den magnetischen Filmen eine von der Elektronen­ spin-Orientierung abhängige Streuungswahrscheinlichkeit bewirkt, so daß ein großer magnetoresistiver Effekt auf­ tritt. Dieser Effekt hängt nicht von der Richtung des im Film fließenden Stroms und von der Gesamtmagnetisierungs­ richtung ab.
Der Mehrschichtfilm des magnetoresistiven Elements ist in einem Bereich ausgebildet, dessen Größe unterhalb von 5 µm liegt, wobei die Breite des Schichtfilms ungefähr 1 µm beträgt, so daß das Element ein aus dem Aufzeichnungsme­ dium streuendes Magnetfeld mit hoher Empfindlichkeit wirksam erfassen kann und einen Wiedergabebetrieb insbe­ sondere bei hoher Aufzeichnungsdichte ausführen kann.
Die auf der Form des magnetischen Films basierende magne­ tische Anisotropie kann ungefähr durch die folgende Glei­ chung ausgedrückt werden:
In der obigen Gleichung bezeichnet Hk (in Oersted) die Intensität des anisotropischen Feldes, welches auf ein rechtwinkliges magnetisches Material mit einer Dicke t, einer Breite d und einer Länge L wirkt und zu einer Aus­ richtung in dessen Längsrichtung neigt, Bs bezeichnet die Sättigungsflußdichte des magnetischen Materials in Tesla, ferner ist r = (t2 + L2 + d2)-1/2. Wenn t « L, d und d L/2 ist und wenn bei Verwendung des Wertes von Permalloy oder Sendust als typisches magnetisches Material Bs = 1,0 ist, hat das Anisotropiefeld ungefähr den folgenden Wert:
Wenn das einachsige anisotrope Feld des Vormagnetisie­ rungsfilms in der vorliegenden Erfindung einen Wert zwi­ schen 100 und 200 Oe besitzt, ist es wünschenswert, daß das Formanisotropiefeld Hk einen Wert besitzt, der von 0,4 bis (ausschließlich) 100 Oe reicht und somit größer als die Koerzitivkraft des weichmagnetischen Materials und kleiner als das Vormagnetisierungsfeld ist. Mit dem erfindungsgemäßen magnetoresistiven Element wird der Aus­ gangspegel selbst dann nicht abgesenkt, wenn die Dicke des ferromagnetischen Films einen Wert von 10 bis 50 Å besitzt. Daher hat aufgrund der obigen Gleichung das Ani­ sotropiefeld selbst bei einem magnetoresistiven Element mit einer Breite von 1 µm einen Wert von 4 bis 20 Oe, so daß die Empfindlichkeit desselben nicht verschlechtert wird. Im Betrieb des erfindungsgemäßen Systems bewirkt die obige Formanisotropie, daß die Magnetisierungsrichtung des magnetoresistiven Elements vorgeschrieben ist. Diese Wirkung wird noch verstärkt, da die Breite des magnetore­ sistiven Elements in Richtung der Spurbreite verringert ist. Das heißt, daß die Absenkung der Empfindlichkeit mi­ nimiert werden kann, wenn die Abmessungen des magnetore­ sistiven Elements gering sind, so daß der Betrieb des ma­ gnetoresistiven Elements im wesentlichen ausgeglichen ist.
Wie oben bereits erläutert, kann ein magnetoresistiver Kopf mit sehr feiner Struktur verwirklicht werden, der einen großen Ausgangspegel mit guter Wiederholbarkeit in bezug auf ein kleines äußeres Magnetfeld erzeugen kann. Selbst wenn in dem System der vorliegenden Erfindung der obige Wiedergabe- oder Lesekopf in einer Magnetplatten­ einrichtung angebracht wird, kann die Aufzeichnungsdichte durch Vorschreiben der Aufzeichnungswellenlänge, der Auf­ zeichnungsbreite und dergleichen erhöht werden. Aus dem Vergleich mit einem ein herkömmliches magnetoresistives Element verwendenden Magnetkopf können die Wirkungen der vorliegenden Erfindung bewertet werden. Wenn die vorlie­ gende Erfindung mit einem herkömmlichen magnetoresistiven Element verglichen wird, welches einen Permalloy-Film mit einer Dicke von 200 Å verwendet, ergibt die Auswertung der obigen Gleichung für das Anisotropiefeld, daß der er­ findungsgemäße Lesekopf ein Anisotropiefeld besitzen kann, das ungefähr um den Faktor 1/10 kleiner ist. Unter der Annahme, daß die Charakteristik des Aufzeichnungsme­ diums und die Kopf-Platte-Abstandscharakteristik in der Magnetplatteneinrichtung im System der vorliegenden Er­ findung bzw. im herkömmlichen System gleich sind, kann die wiedergebbare Aufzeichnungswellenlänge einen Wert be­ sitzen, der einem Drittel der im Stand der Technik erfor­ derlichen Wellenlänge entspricht. Hingegen ist der Aus­ gangspegel des erfindungsgemäßen Systems ungefähr um den Faktor 3 höher, weil er proportional zur Widerstandsände­ rungsrate ist. Wenn dies in die Spurbreite umgewandelt wird, kann ein erfindungsgemäßes System mit einer Spur­ breite, die ein Drittel der Spurbreite des herkömmlichen Systems beträgt, die gleiche Ausgabe wie dieses herkömm­ liche System erzeugen. Aus der obigen Betrachtung folgt, daß die Aufzeichnungsdichte des erfindungsgemäßen Spei­ cher- / Lesesystems gegenüber einem herkömmlichen magneti­ schen Speicher-/Lesesystem ungefähr um den Faktor 10 er­ höht werden kann. Genauer kann ein magnetisches Speicher- /Lesesystem geschaffen werden, dessen Aufzeichnungswel­ lenlänge 0,1 bis 0,3 µm beträgt, dessen Spurbreite 0,2 bis 4 µm beträgt oder dessen Oberflächen-Aufzeichnungs­ dichte 0,5 bis 30 Gigabytes/Zoll2 beträgt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus­ führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläu­ tert; es zeigen:
Fig. 1 schematisch ein magnetisches Speicher-/Lesesystem gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 einen Aufbau des erfindungsgemäßen Speicher- /Lesesystems;
Fig. 3 schematisch einen Dünnfilm-Magnetkopf, der ein erfindungsgemäßes magnetoresistives Element ver­ wendet;
Fig. 4 schematisch eine Struktur des erfindungsgemäßen magnetoresistiven Elements, das auf einer Grund­ fläche ausgebildet ist;
Fig. 5 eine exemplarische Struktur eines hochempfindli­ chen magnetoresistiven Elements gemäß der vorlie­ genden Erfindung;
Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels der Anisotropiesteuerung der magnetischen Filme in einem magnetoresistiven Element vom Mehr­ schichttyp gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 ein weiteres Beispiel der Anisotropiesteuerung des magnetoresistiven Elements der vorliegenden Erfindung, in dem hartmagnetische und antiferro­ magnetische Filme verwendet werden;
Fig. 8 eine Beziehung zwischen dem Magnetfeld und dem Widerstand in der NiO/NiFe/Cu/NiFe/Cu/NiFe/NiO- Filmstruktur;
Fig. 9 eine Beziehung zwischen dem Magnetfeld und dem Widerstand in der NiO/NiFe/Cu/NiFe/Cu/NiFe/NiO- Filmstruktur bei niedrigen Magnetfeldern;
Fig. 10 eine Beziehung zwischen dem Magnetfeld und dem Widerstand in der NiO/NiFe/Cu/NiFe/Cu/NiFe/NiO- Filmstruktur, nachdem diese Struktur einer Wärme­ behandlung im Feld bei niedrigen Magnetfeldern unterworfen worden ist;
Fig. 11 den elektrischen Widerstand einer NiO/NiFe/Cu/NiFe-Filmstruktur in einem rotieren­ den Magnetfeld;
Fig. 12 eine Beziehung zwischen der Dicke einer Cu- Schicht und der Kopplungsintensität zwischen ma­ gnetischen Filmen in der NiO/NiFe/Cu/NiFe-Film­ struktur;
Fig. 13 die Widerstandsänderungsrate, wenn zum NiFe-Film Co hinzugefügt wird;
Fig. 14 eine Beziehung zwischen dem Magnetfeld und dem Widerstand in einer NiO/Co/Cu/Co-Filmstruktur;
Fig. 15 eine Widerstandsänderungsrate und die Koerzitiv­ kraft, wenn zu einem Co-Film Ni und Fe hinzuge­ fügt werden;
Fig. 16 eine Beziehung zwischen dem Magnetfeld und dem Widerstand in einer NiO/CoNiFe/Cu/NiFe/Cu/CoNiFe/ NiO-Filmstruktur;
Fig. 17 eine Beziehung zwischen dem Längenverhältnis zwi­ schen der Elementbreite und der MR-Breite einer­ seits und der Verschiebung der Widerstandskurve in einem magnetoresistiven Element andererseits;
Fig. 18 eine Beziehung zwischen dem Längenverhältnis zwi­ schen der MR-Höhe und den Elektroden einerseits und der Verschiebung der Widerstandskurve in ei­ nem magnetoresistiven Element andererseits;
Fig. 19 eine Beziehung zwischen der MR-Höhe und der Auf­ zeichnungsspurdichte;
Fig. 20 ein Beispiel des Vorschreibens einer Spurbreite im erfindungsgemäßen magnetoresistiven Element;
Fig. 21 ein Beispiel, in dem ein mittig entfernter anti­ ferromagnetischer Film in einem erfindungsgemäßen magnetoresistiven Element verwendet wird;
Fig. 22 die Intensität eines Wiedergabesignals in bezug auf ein Verhältnis zwischen der MR-Breite eines MR-Kopfes und der Spaltbreite eines Aufzeich­ nungskopfes;
Fig. 23 schematisch einen Dünnfilm-Magnetkopf, in dem zu­ erst auf einer Grundfläche ein Schreibkopf und dann auf dem Schreibkopf ein Wiedergabekopf aus­ gebildet werden;
Fig. 24 eine Darstellung zur Erläuterung des Betriebs des erfindungsgemäßen magnetischen Speicher- /Lesesystems eines Typs mit Analog-/Digital-Um­ setzung; und
Fig. 25 eine Darstellung zur Erläuterung des Betriebs ei­ nes erfindungsgemäßen magnetischen Speicher- /Lesesystems eines Typs mit Analog-/Analog-Funk­ tion.
In Fig. 1 ist schematisch ein magnetisches Speicher- /Lesesystem gezeigt, das ein erfindungsgemäßes magnetore­ sistives Element verwendet. Genauer sind auf einer Grund­ platte 50 ein magnetoresistiver Film 10 und Elektroden 40 ausgebildet, wobei die Grundfläche 50 auch als Kopf- Gleitelement 90 verwendet wird. Ein solches Kopf-Gleit­ element 90 ist auf einem Aufzeichnungsmedium 91 positio­ niert, um daraus Daten auszulegen. Das Aufzeichnungsmedi­ um 91 wird gedreht, wobei das Kopf-Gleitelement 90 rela­ tiv zum Aufzeichnungsmedium 91 bewegt wird und von diesem um einen Abstand von weniger als 0,2 µm beabstandet ist oder mit diesem in Kontakt ist. Bei diesem Mechanismus ist es möglich, daß der magnetoresistive Film 10 an einer Position angebracht wird, an der das im Aufzeichnungsme­ dium 91 aufgezeichnete magnetische Signal über das daraus streuende magnetische Feld ausgelesen werden kann. Der magnetoresistive Film 10 umfaßt mehrere magnetische Schichten und nichtmagnetische, leitende Schichten, die abwechselnd übereinandergeschichtet sind, und außerdem eine Vormagnetisierungsschicht, insbesondere eine anti­ ferromagnetische Schicht. Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß in Teilen der magnetischen Schichten des obigen Schichtfilms eine starke Anisotropie in einer durch einen Pfeil 61 gezeigten Richtung indu­ ziert wird, welche zu einer dem Aufzeichnungsmedium zuge­ wandten Fläche 63 des Films 10 senkrecht ist; diese star­ ke Anisotropie wird vorzugsweise in abwechselnden Schich­ ten der magnetischen Schichtstruktur induziert, wobei die Magnetisierung im wesentlichen in dieser Richtung fest ist. Die anderen Schichten der magnetischen Schichtstruk­ tur wirken so, daß in einer zum Pfeil 61 senkrechten Richtung in der Ebene des magnetoresistiven Films, das heißt in einer durch einen Pfeil 62 gezeigten Richtung eine verhältnismäßig schwache Anisotropie angelegt wird, um die Magnetisierung in dieser Richtung zu induzieren. Mit einer solchen Struktur erreicht ein auf das Aufzeich­ nungsmedium magnetisch aufgezeichnetes Signal den magne­ toresistiven Film 10 als aus dem Medium streuendes Feld 64, wobei die Magnetisierung beginnend bei der durch den Pfeil 62 gezeigten Richtung in durch die Pfeile 65 ge­ zeigten Richtungen entsprechend dem streuenden Magne­ tfeld, insbesondere entsprechend der Komponente in der Ebene des magnetoresistiven Films, rotiert, so daß der Winkel zwischen den Magnetisierungsrichtungen der beiden benachbarten magnetischen Schichten, zwischen denen die nichtmagnetische, leitende Schicht angeordnet ist, vari­ iert, wobei ein magnetoresistiver Effekt auftritt und ein Wiedergabeausgangspegel erhalten wird. Das Signal des ma­ gnetoresistiven Elements wird aus demjenigen Teil des ma­ gnetoresistiven Films 10 erhalten, durch den ein Strom fließt, das heißt aus demjenigen Teil des Films 10, der von den Elektroden 40 in Fig. 1 umgeben ist. Dieser Teil besitzt eine zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 91 parallele Breite 42, die kleiner als eine Breite 44 der Aufzeichnungsspur ist. Wenn insbesondere das Verhältnis zwischen der Breite 42 und der Spurbreite auf einen Wert von weniger als 0,8 gesetzt wird, kann eine Vermischung von benachbarten Spursignalen aufgrund einer gegenseiti­ gen räumlichen Verschiebung verhindert werden.
Fig. 2 zeigt einen Aufbau eines erfindungsgemäßen magne­ tischen Speicher-/Lesesystems. Genauer wird eine Platte 91, die auf ihren beiden Seiten mit einem Aufzeichnungs­ medium 95 versehen ist, mittels eines Spindelmotors 93 gedreht, so daß ein Betätigungselement 92 bewirkt, daß ein Kopf-Gleitelement 90 auf einer Spur des Aufzeich­ nungsmediums 95 geführt wird. In diesem Zusammenhang kann erwähnt werden, daß die Platte 91 nicht in jedem Fall auf beiden Seiten mit einem Aufzeichnungsmedium versehen sein muß. Wenn das Aufzeichnungsmedium, das heißt, der magne­ tische Film, nur auf einer Seite der Platte vorgesehen ist, ist selbstverständlich auch das Kopf-Gleitelement 90 nur auf dieser Seite der Platte angeordnet.
In einer Magnetplatteneinrichtung mit dem obenerwähnten Aufbau werden Lese- und Schreibköpfe, die an dem Kopf- Gleitelement 90 ausgebildet sind, in der Nähe einer vor­ gegebenen Aufzeichnungsposition auf dem rotierenden Auf­ zeichnungsmedium 95 bewegt, um Signale sequentiell zu schreiben oder um daraus sequentiell Signale auszulesen. Ein Aufzeichnungssignal wird auf das Medium mittels des Schreibkopfes über einen Signalprozessor 94 aufgezeich­ net. Wenn gewünscht ist, den Lesekopf an eine gewünschte Aufzeichnungsspur zu bewegen, kann der hochempfindliche Ausgang des vorliegenden Lesekopf es dazu verwendet wer­ den, die gewünschte Spurposition zu erfassen, das Betäti­ gungselement zu steuern und dann das Kopf-Gleitelement zu positionieren.
Eine solche Magnetplatteneinrichtung ist aus der US 07/947261-A, eingereicht am 18. September 1992, bekannt, wobei auf diese Anmeldung in der vorliegenden Beschrei­ bung Bezug genommen wird.
In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Kopfes vom Typ mit Schreib-/Lesetrennung oder vom Doppeltyp ge­ zeigt, der zusätzlich zu dem obigen Element einen Schreibkopf umfaßt. Genauer umfaßt der Doppelkopf den das erfindungsgemäße Element verwendenden Lesekopf, einen in­ duktiven Schreibkopf und Abschirmungsteile, um eine durch das streuende Feld bewirkte Vermischung der Lesekopfsi­ gnale zu verhindern. Obwohl das erfindungsgemäße magneto­ resistive Element in der vorliegenden Ausführungsform mit einem Schreibkopf für eine longitudinale Aufzeichnung kombiniert ist, kann das Element auch mit einem Schreib­ kopf für eine Aufzeichnung in senkrechter Richtung kombi­ niert werden. Der Lesekopf des Doppelkopfes umfaßt einen auf der Grundfläche 50 ausgebildeten unteren Abschir­ mungsfilm 82, den magnetoresistiven Film 10, die Elektro­ den 40 und einen oberen Abschirmungsfilm 81; der Schreib­ kopf des Doppelkopfes umfaßt einen unteren magnetischen Film 84, eine Spule 41 und einen oberen magnetischen Film 83. Dieser Doppelkopf kann in das Aufzeichnungsmedium ein Signal schreiben und ein Signal aus dem Aufzeichnungsme­ dium auslesen. Wenn der Erfassungsteil des Lesekopfes und der Spalt des Schreibkopfs auf dem gleichen Gleitelement in überlappender Position angeordnet sind, kann eine gleichzeitige Positionierung auf derselben Spur verwirk­ licht werden. Dieser Doppelkopftyp ist in ein Gleitele­ ment eingebaut, das seinerseits in ein magnetisches Spei­ cher-/Lesesystem eingebaut ist.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Anordnung des magnetoresi­ stiven Elements gemäß der vorliegenden Erfindung auf ei­ ner Grundfläche. Der magnetoresistive Film 10 ist auf dieser Grundfläche 50 in Form eines länglichen Rechtecks oder eines Streifens ausgebildet und besitzt entlang der dem Aufzeichnungsmedium zugewandten Fläche 63 eine Breite 43. Die Ausbildung des Films 10 zu einem solchen langen Streifen hat die Wirkung, daß an den magnetoresistiven Film 10 in einer Richtung, die zu der Richtung 60, in der das Magnetfeld erfaßt wird, senkrecht ist, eine geeignete Formanisotropie angelegt werden kann. Durch den magneto­ resistiven Film 10 und durch die mit dem Film elektrisch verbundenen Elektroden 40 fließt ein Strom, so daß eine Änderung des Widerstandes des Films 10, der durch das auf den Felderfassungsteil einwirkende Magnetfeld hervorgeru­ fen wird, als Ausgang erhalten werden kann; der Felder­ fassungsteil hat in einer zur Ebene der Platte 91 paral­ lelen Richtung eine Breite 41 und in der dazu senkrechten Richtung eine Breite 42.
In dem vorliegenden schematischen Beispiel ist das magne­ toresistive Element so geformt, daß eine seiner Seiten der gegenüberliegenden Fläche des Aufzeichnungsmediums zugewandt ist. Wenn jedoch auf der gegenüberliegenden Fläche ein weichmagnetisches Material vom Jochtyp zur Führung des aus dem Aufzeichnungsmedium streuenden Ma­ gnetfeldes angeordnet ist, um mit dem darin angeordneten magnetoresistiven Film magnetisch gekoppelt zu werden, kann die mechanische Lebensdauer des Elementes verbessert werden. Wenn insbesondere die MR-Höhe des Elementes ge­ ring ist, können der magnetische Widerstand des Jochs verringert und somit dessen Empfindlichkeit verbessert werden.
Das erfindungsgemäße magnetoresistive Element kann eine Struktur besitzen, wie sie beispielsweise in Fig. 5 ge­ zeigt ist. Das heißt, daß über der Grundfläche 50 der ma­ gnetoresistive Film 10 aufgeschichtet ist. Genauer sind auf der Grundfläche 50 nacheinander ein Vormagnetisie­ rungsfilm 32, eine Schicht 11 eines magnetischen Films, ein nichtmagnetischer, leitender Film 20, ein magneti­ scher Film 12, ein weiterer nichtmagnetischer, leitender Film 20, eine weitere Schicht 11 eines magnetischen Films und ein Vormagnetisierungsfilm 31 ausgebildet, ferner sind mit dem magnetoresistiven Film 10 Elektroden 40 elektrisch verbunden. In der in Fig. 5 gezeigten Element­ struktur sind die Elektroden 40 unterhalb des Vormagneti­ sierungsfilms 31 angeordnet, wobei diese Struktur bei­ spielsweise dann wirksam ist, wenn der obere Vormagneti­ sierungsfilm aus einem Isolator wie etwa Nickeloxid her­ gestellt ist.
Die Elektroden können eine andere Struktur besitzen. Bei­ spielsweise kann der Vormagnetisierungsfilm nur teilweise ausgebildet sein, wobei auf dem Vormagnetisierungsfilm die Elektroden 40 ausgebildet werden können. Alternativ kann in direktem Kontakt mit den Elektroden ein leitender Vormagnetisierungsfilm wie etwa ein FeMn-Film oder ein CoPt-Film ausgebildet werden.
Die vorliegende Erfindung besitzt das Merkmal, daß der magnetische Film 11 mit einer durch die Vormagnetisie­ rungsfilme 31, 32 angelegten starken Anisotropie und der magnetische Film 12 mit einer durch die einachsige Ani­ sotropie, die Formanisotropie, die Nebenschlußfilme oder die weichmagnetischen Filme angelegten verhältnismäßig schwachen Anisotropie abwechselnd mit dem nichtmagneti­ schen, leitenden Film, der zwischen ihnen angeordnet ist, geschichtet sind, so daß diese Filme einen Strom durch­ lassen, jedoch zwischen ihnen keine magnetische Kopplung möglich ist. Die folgende Erläuterung wird insbesondere auf die Richtung, in der die Anisotropie angelegt wird, konzentriert.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels der Anisotropiesteuerung im erfindungsge­ mäßen magnetoresistiven Element und entspricht einer per­ spektivischen Ansicht des Elements von Fig. 5, das ent­ lang den Linien A-A′ ausgeschnitten worden ist. In der Zeichnung bezeichnet ein Pfeil 60 die Richtung eines zu erfassenden Magnetfeldes, während ein Pfeil 61 die Rich­ tung einer im magnetischen Film 11 induzierten einachsi­ gen Anisotropie bezeichnet. Die Richtung der schwachen Magnetisierung des magnetischen Films 12, der mit dem nichtmagnetischen, leitenden Film 20 übereinanderge­ schichtet ist, wird durch die Induzierung der einachsigen Anisotropie in Richtung des Pfeils 62 angelegt. Dies wird dadurch erhalten, daß während des Aufwachsens des magne­ tischen Films in einer vorgegebenen Richtung ein Magnet­ feld angelegt wird. In dem dargestellten Beispiel wird die Anisotropie mittels des Vormagnetisierungsfilms und einer induzierten Anisotropie verwirklicht. Im Ergebnis liegen die beiden Pfeile 61 und 62 in der Filmebene und sind zueinander senkrecht. Wenn die Anisotropie des ma­ gnetischen Films 11 ein großen Wert besitzt und die Ani­ sotropie des magnetischen Films 12 einen im Vergleich zur Größe des zu erfassenden Magnetfeldes kleinen Wert be­ sitzt, ist die Magnetisierung des magnetischen Films 11 in bezug auf das angelegte Feld im wesentlichen konstant, während lediglich die Magnetisierung des magnetischen Films 12 stark auf das angelegte Feld reagiert. Ferner bewirkt in bezug auf das in Richtung des Pfeils 60 ange­ legte Magnetfeld die Anisotropie 61, daß die Magnetisie­ rung des magnetischen Films 11 in Richtung der Achse ge­ ringer Magnetisierung parallel zur angelegten Anisotropie ausgerichtet wird, während die Anisotropie 62 bewirkt, daß die Magnetisierung des magnetischen Films 12 in Rich­ tung der Achse hoher Magnetisierung senkrecht zur ange­ legten Anisotropie orientiert wird. Aufgrund dieser Wir­ kung kann das obenerwähnte Ansprechverhalten stark erhöht werden, wobei die Magnetisierung des magnetischen Films 12 in bezug auf das angelegte Feld ihren Ausgang in Rich­ tung des Pfeils 62 nimmt, derart, daß die Drehung der Achse der starken Magnetisierung bewirkt, daß das Element getrieben wird, wobei ein durch die Magnetisierung verur­ sachtes Rauschen aufgrund einer Verschiebung der Domänen­ wand verhindert werden und ein Hochfrequenzbetrieb ver­ wirklicht werden können.
In Fig. 7 ist eine schematische Darstellung eines magne­ toresistiven Elementes gemäß einer weiteren Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung gezeigt, in dem die Er­ zeugung der Anisotropie beispielsweise mittels zweier Sorten von verschiedenen Vormagnetisierungsfilmen, d. h. eines antiferromagnetischen Films und eines hartmagnetis­ chen Films verwirklicht wird. Genauer sind auf einer Grundfläche 50 ein antiferromagnetischer Film 32, ein ma­ gnetischer Film 11, ein nichtmagnetischer Film 20, ein magnetischer Film 12 und ein hartmagnetischer Film 33 in dieser Reihenfolge übereinandergeschichtet, woraufhin mit dem daraus sich ergebenden Schichtenkomplex Elektroden verbunden werden. Der antiferromagnetische Film 32 und der hartmagnetische Film 33 sind mit zwei magnetischen Filmen 11 und 12, die durch einen nichtmagnetischen Film voneinander getrennt sind, jeweils in engem Kontakt und werden einer Wärmebehandlung im Feld oder einem Magneti­ sierungsprozeß in den Richtungen 72 und 73 parallel bzw. senkrecht zur Richtung 60 des zu erfassenden Magnetfeldes unterworfen, so daß die Magnetisierung der Magnetfilme 11 und 12 in den durch die Pfeile 61 bzw. 62 gezeigten Rich­ tungen induziert wird. Der antiferromagnetische Film ist beispielsweise aus Nickeloxid hergestellt, während der hartmagnetische Film beispielsweise aus einer Kobalt-Pla­ tin-Legierung hergestellt ist. Selbst wenn die Lagen des hartmagnetischen Films und des antiferromagnetischen Films einander entgegengesetzt sind oder wenn die Rich­ tungen, in denen ihre Magnetisierung induziert ist, ein­ ander entgegengesetzt sind, können im wesentlichen die gleichen Wirkungen erhalten werden.
Die das erfindungsgemäße magnetoresistive Element aufbau­ enden Filme werden unter Verwendung eines HF-Magnetron- Kathodenzerstäubungsgerätes vorbereitet. Zunächst werden ein Keramiksubstrat und ein Siliziumeinkristall-Substrat mit einer Dicke von einem Millimeter und einem Durchmes­ ser von 3 Zoll einem Kathodenzerstäubungsprozeß in einer Atmosphäre mit 3 Millitorr Argon unterworfen, um nachein­ ander die folgenden Materialien abzulagern: die Kathoden­ zerstäubungstargets sind aus Nickeloxid, Kobalt, einer Nickel-Eisen-Legierung (mit 20 Atom-% Eisen) und Kupfer hergestellt. Für die Hinzufügung von Kobalt in die Nic­ kel-Eisen-Legierung wurden auf dem Target der Nickel-Ei­ sen-Legierung (mit 20 Atom-% Eisen) Kobaltspäne abgela­ gert. Um dem Kobalt Nickel und Eisen hinzuzufügen, werden auf dem Kobalttarget Nickel- und Eisenspäne abgelagert. Die übereinandergeschichteten Filme werden nacheinander dadurch ausgebildet, daß an die mit den jeweiligen Tar­ gets versehenen, entsprechenden Kathoden HF-Leistung an­ gelegt wird, um eine Plasmaatmosphäre im Ofen zu erzeu­ gen, woraufhin auf den jeweiligen Kathoden positionierte Blenden nacheinander einzeln geöffnet und geschlossen werden, um nacheinander die jeweiligen Schichten auszu­ bilden. Zum Zeitpunkt der Ausbildung der Filme werden zwei Paare von Elektromagneten verwendet, welche in der Ebene des Substrats zueinander senkrecht angeordnet sind, um ein zum Substrat paralleles Magnetfeld von ungefähr 50 Oersted anzulegen, um eine einachsige Anisotropie zu er­ zeugen und um in Richtung der Nickeloxidfilme Austausch­ kopplungs-Vormagnetisierungsrichtungen zu induzieren.
Die Induzierung der Anisotropie wird durch Anlegen eines Magnetfeldes in dessen Induzierungsrichtung während der Ausbildung der einzelnen Magnetfilme unter Verwendung von zwei Paaren von in der Nähe des Substrats angebrachten Elektromagneten ausgeführt. Alternativ kann die Induzie­ rung der Anisotropie dadurch ausgeführt werden, daß der Mehrschichtfilm in der Nähe der Neel-Temperatur des anti­ ferromagnetischen Films nach der Bildung des Mehrschicht­ films einer Wärmebehandlung im Feld unterworfen wird, um dessen ferromagnetische Vormagnetisierungsrichtung in Feldrichtung zu induzieren.
Dieser Schichtenkomplex wird einem Bemusterungsprozeß und anschließend einem Elektrodenbildungsprozeß unterworfen, um ein magnetoresistives Element zu bilden. Dann werden die Leistungseigenschaften des magnetoresistiven Elemen­ tes bewertet. In diesem Fall wird die Richtung der ein­ achsigen Anisotropie des magnetischen Films parallel zur Stromrichtung des Elementes gesetzt. Durch die Elektro­ denanschlüsse wird ein konstanter Strom geschickt, um in der Ebene des Elementes und in einer zur Stromrichtung senkrechten Richtung ein Magnetfeld anzulegen. Der Wider­ stand des Elementes wird in Form einer Widerstandsände­ rungsrate anhand der zwischen den Elektrodenanschlüssen gemessenen Spannung ermittelt.
In Fig. 8 ist eine Widerstandsänderungsrate eines Elemen­ tes mit einer Schichtstruktur wie die Probe Nr. 1 von Ta­ belle 1 mit NiO-Filmen als oberen und unteren Schichten in bezug auf ein angelegtes Magnetfeld gezeigt. Diese Schichtstruktur entspricht Fig. 6, jedoch sind die Vorma­ gnetisierungsfilme 31 und 32 aus NiO hergestellt, während die magnetischen Dünnfilme 11 und 12 aus einer Ni80Fe20- Legierung hergestellt sind und der nichtmagnetische, lei­ tende Film aus Cu besteht. Vor der Ausführung der Feld­ steuerung wird in Richtung des Pfeils 62 in Fig. 6 keine einachsige Anisotropie angelegt. Fig. 9 zeigt eine Wider­ standsänderungsrate desselben Elementes wie in Fig. 8 für ein angelegtes niedriges Magnetfeld. In Fig. 9 zeigt die­ ses Element, das der Feldsteuerung und der Wärmebehand­ lung während der Filmbildung nicht unterworfen worden ist, eine Widerstandsänderung von 7%. Die rechteckige Kurve in Fig. 8 zeigt deutlich das Merkmal des erfin­ dungsgemäßen magnetoresistiven Elementes. Die in der Feldrichtung stark induzierten Wirkungen der magnetischen Filme werden als Schleife erfaßt, die der linken Hälfte der Kurve entsprechen. Die anderen, nicht stark induzier­ ten Wirkungen der magnetischen Filme treten als plötzli­ che Widerstandsänderung in der Nähe des Mittelpunkts der Kurve auf. Daher besitzt das Element ein gutes Ansprech­ verhalten auf ein niedriges Magnetfeld. In Fig. 9 zeigt das Element bei einem Magnetfeld mit einem Wert von -10 bis 0 Oe eine Widerstandsänderung von 6,5%. Da die Größe des Wiedergabe-Ausgangspegels des magnetoresistiven Ele­ mentes der vorliegenden Erfindung der Größe der Wider­ standsänderungsrate entspricht, während die Empfindlich­ keit des Elementes mit abnehmender Größe des Sättigungs­ feldes zunimmt, ergibt sich, das daß erfindungsgemäße Element einen hohen Ausgangspegel und eine hohe Empfind­ lichkeit besitzt. Wenn zwischen den magnetischen Filmen eine starke antiferromagnetische Kopplung vorhanden ist, besitzt die Kurve von Fig. 8 Dreieckform, so daß die Feldempfindlichkeit des Elementes abgesenkt wird.
Selbst wenn der nichtmagnetische, leitende Film aus Cu hergestellt ist, dem Ag und Au hinzugefügt ist, und wenn der Mehrschichtfilm aus Ag und Au hergestellt ist, können im wesentlichen die gleichen Wirkungen erhalten werden.
Da in der in Fig. 9 gezeigten Magnetwiderstandskurve das Element keiner Verarbeitung unterworfen worden ist, die bewirkt, daß die Anisotropien der jeweiligen magnetischen Filme zueinander senkrecht orientiert sind, wird der Mit­ telpunkt der Widerstandsänderungsposition um 5 Oe aus dem Null-Feld zur negativen Seite verschoben. In Fig. 10 ist eine Widerstandsänderungsrate eines Elementes bei niedri­ gem Magnetfeld gezeigt, nachdem die obige Probe für eine Minute einer Wärmebehandlung im Vakuum bei 250°C unter­ worfen worden ist, um die Anisotropien der magnetischen Filme zueinander senkrecht auszurichten. Während der Wär­ mebehandlung wird in der Substratebene ein Magnetfeld von 100 Oe angelegt, welches daher senkrecht zur Magnetfeld­ richtung während der Filmausbildung ist. Die Wärmebehand­ lung im Feld bewirkt, daß die Vormagnetisierungs-Ani­ sotropierichtung zur Richtung der einachsigen Anisotropie der magnetischen Filme senkrecht ist, was zur Folge hat, daß das Element in einem zum Null-Feld symmetrischen Be­ reich von ±3 Oe einen symmetrischen Ausgang bezüglich des Magnetfeldes besitzt. Diese Wirkung ist das Ergebnis der Steuerung der einachsigen Anisotropie des magnetischen Films von Fig. 6 in Richtung des Pfeils 62. Selbst wenn ein Magnetfeld während der Filmbildung so gesteuert wird, daß die Anisotropie beeinflußt wird, können im wesentli­ chen die gleichen Wirkungen erhalten werden.
Fig. 11 zeigt die Ergebnisse, wenn eine Probe, die der Nr. 5 von Tabelle 1 entspricht, einer Wärmebehandlung im Feld unterworfen wird, um eine senkrechte Orientierung der Magnetisierung zu erhalten, wobei der Widerstand des sich ergebenden Elements in einem rotierenden Feld von 25 Oe gemessen wird. Der elektrische Widerstand wird mini­ mal, wenn der Winkel R den Wert 0 besitzt, d. h. wenn die Magnetisierungsrichtung gleich der Induzierungsrichtung ist, während er maximal wird, wenn der Winkel 180° be­ trägt. Der elektrische Widerstand nimmt den mittleren Wert zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert an, wenn der Winkel angenähert 90° ist. Nur wenn die Magneti­ sierungsrichtung des magnetischen Films auf diese Weise festgesetzt wird, kann das resultierende magnetoresistive Element seine vorteilhaften Eigenschaften annehmen, d. h. daß der Widerstand des Elementes in einem Null-Magnetfeld angenähert gleich dem Mittelwert zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert wird und daß das Element einen Aus­ gang sowohl für positive als auch für negative Felder be­ sitzt. Wenn am Element ähnliche Messungen bei äußerst großem Magnetfeld, etwa mit einem Wert von 10 kOe, ausge­ führt werden, hat der Lesekopf gemäß der vorliegenden Er­ findung bei der Rotation im wesentlichen den Ausgangspe­ gel Null. Dies kann erhalten werden, weil die vorliegende Erfindung die magnetoresistiven Effekte des Mehrschicht­ films ausnutzt, die vom Betrieb eines gewöhnlichen, her­ kömmlichen magnetoresistiven Elements verschieden sind, dessen Widerstand sich mit dem Strom und mit dem Magneti­ sierungswinkel ändert. Daher können der magnetoresistive Mechanismus und die Richtung und die Intensität der indu­ zierten Magnetisierung durch Messung der Widerstände bei verschiedenen Feldern und Winkeln gemessen werden.
Fig. 12 zeigt die Ergebnisse, wenn NiO/NiFe/Cu/NiFe-Filme mit Cu-Schichten verschiedener Dicke Messungen ihrer Ma­ gnetisierungskurven und Messungen der Intensität der ma­ gnetischen Kopplung zwischen den NiFe-Schichten unterwor­ fen werden. Die Intensität der magnetischen Kopplung os­ zilliert zwischen dem antiferromagnetischen und dem fer­ romagnetischen Wert mit einer Schrittweite von ungefähr 10 Å in bezug auf die sich verändernde Dicke der Cu- Schicht. Um ein magnetoresistives Element mit einer gege­ nüber einem Magnetfeld hohen Empfindlichkeit zu erhalten, ist es wesentlich, daß die magnetische Kopplung im we­ sentlichen den Wert Null besitzt. Wenn der nichtmagneti­ sche, leitende Film aus Cu hergestellt ist, und die Dicke des leitenden Films in einem Bereich zwischen 11 Å bis 22 Å (oder von 17 Å bis 22 Å) liegt, kann die magnetische Kopplung zwischen den magnetischen Filmen im wesentlichen zu Null gemacht werden. Im Ergebnis kann sich der Wide 16609 00070 552 001000280000000200012000285911649800040 0002004312040 00004 16490r­ stand des Elementes bei einem äußeren magnetischen Feld von einigen Oe stark verändern, d. h., daß ein magnetore­ sistives Element mit hoher Empfindlichkeit erhalten wer­ den kann.
Fig. 13 zeigt eine Beziehung zwischen der zum magneti­ schen NiFe-Film hinzugefügten Co-Menge und der Wider­ standsänderungsrate. Der Aufbau des Mehrschichtfilms ist im wesentlichen gleich demjenigen der Probe Nr. 5 von Ta­ belle 1. Aus der Zeichnung geht hervor, daß bei wachsen­ der Co-Menge die Widerstandsänderungsrate von 4% (nur Ni- Fe) bis auf 5,5% ansteigt. Das bedeutet, daß die Hinzufü­ gung von Co zu NiFe eine Verbesserung der magnetoresisti­ ven Effekte des Schichtfilms bewirkt.
Tabelle 1 zeigt beispielhafte Eigenschaften der mit ver­ schiedenem Schichtaufbau hergestellten magnetoresistiven Elemente.
In Tabelle 1 sind die Elementeigenschaften durch die Wi­ derstandsänderungsrate und durch das Sättigungsfeld aus­ gedrückt. Der Wiedergabe- oder Lese-Ausgangspegel des Elements steigt mit zunehmender Größe der Widerstandsän­ derungsrate an, während die Empfindlichkeit bei einer Ab­ nahme des Sättigungsfeldes ansteigt.
Aus den Ergebnissen von Tabelle 1 wird deutlich, daß die magnetoresistiven Elemente (Proben Nr. 1 bis Nr. 5) der vorliegenden Erfindung Widerstandsänderungsraten von mehr als 4% und gute magnetische Eigenschaften besitzen und somit gegenüber herkömmlichen Filmkomplexen (Proben Nr. 6 und Nr. 7) ausgezeichnete Widerstandsänderungsraten be­ sitzen. Insbesondere zeigen die Proben mit den Nrn. 1, 2 und 4 jeweils eine gute Empfindlichkeit, da die Sätti­ gungsfelder jeweils Werte von wenig mehr als 10 Oe besit­ zen und die Ausgänge durch Widerstandsänderungsraten von 6 bis 7% erzeugt werden.
In Fig. 14 ist eine Widerstandskurve eines NiO/Co/Cu/Co- Filmkomplexes mit aus Co hergestellten Magnetfilmen ge­ zeigt. In der Nähe des 0-Feldes wird eine durch die Koer­ zitivkraft des Co-Films verursachte Hystereseschleife be­ obachtet, die Widerstandsänderungsrate beträgt jedoch 7% und ist somit doppelt so hoch wie die Widerstandsände­ rungsrate bei Verwendung von NiFe in derselben Struktur. In Fig. 15 ist eine Beziehung zwischen der Widerstandsän­ derungsrate und der der Feldempfindlichkeit entsprechen­ den Koerzitivkraft gezeigt, wenn zu Ni und Fe das Element Co hinzugefügt ist. Wenn dieselbe Filmstruktur verwendet wird und der Co-Film aus reinem Co hergestellt ist, be­ tragen die Widerstandsänderungsrate 7% und die Feldemp­ findlichkeit 50 Oe, während dann, wenn der Co-Film aus einer Legierung aus Co, Ni und Fe hergestellt ist, sowohl die Widerstandsänderungsrate als auch die Feldempfind­ lichkeit verbessert werden können. Es ist außerdem zuläs­ sig, gleichzeitig einen NiFe-Film und einen CoNiFe-Film zu verwenden. Fig. 16 zeigt eine Widerstandskurve einer Co51Ni27Fe22/Cu/NiFe/Cu/Co51Ni27Fe22/NiO-Filmstruktur, de­ ren Ausgangspegel mehr als 8% beträgt und die in der Um­ gebung des Null-Magnetfeldes eine hohe Feldempfindlich­ keit besitzt. Somit besitzt ein NiFe- oder CoNiFe/Cu- Schichtenkomplex mit einem als Unterlage dienenden und auf einer Grundfläche ausgebildeten antiferromagnetischen NiO-Film als magnetoresistiver Film eine sehr hohe Empfindlichkeit.
Fig. 17 zeigt eine Beziehung zwischen einem Längenver­ hältnis zwischen der MR-Höhe und der Elementbreite einer­ seits und einer Verschiebung der Widerstandsänderungs­ kurve in bezug auf das Null-Feld andererseits, wenn eine NiO/NiFe/Cu/NiFe/Cu/NiFe/NiO-Filmstruktur mit rechtwink­ liger Form hergestellt wird, deren MR-Höhe 10 µm beträgt und deren Elementbreite 7 bis 40 µm beträgt. Die MR-Brei­ te beträgt 5 µm. Bei dem Element mit dem Längenverhältnis von 2 oder mehr der langen Seite des Rechtecks zur kurzen Seite desselben wirkt die Formanisotropie der Struktur des magnetischen Films so, daß die verhältnismäßig leicht rotierende Magnetisierung in Richtung der langen Achse ausgerichtet wird, während die Magnetisierungen der ma­ gnetischen Filme mit verschiedenen Vormagnetisierungsfel­ dern in zueinander verschiedenen Richtungen orientiert werden, was zur Folge hat, daß die Verschiebung verrin­ gert werden kann und das Element in bezug auf positive und auf negative Magnetfelder einen breiten Ausgangsbe­ reich besitzt.
Fig. 18 zeigt eine Beziehung zwischen dem Längenverhält­ nis zwischen der MR-Höhe und der MR-Breite einerseits und einer Verschiebung der Widerstandsänderungskurve aus dem Null-Feld andererseits, wenn eine NiO/NiFe/Cu/NiFe/Cu/NiFe/NiO-Filmstruktur in einer recht­ winkligen Form hergestellt wird, die eine MR-Höhe von 4 bis 20 µm, eine Elementbreite von 20 µm und eine MR-Brei­ te von 10 µm besitzt. Aus der Zeichnung geht hervor, daß in bezug auf die Form des Felderfassungsteils des magne­ toresistiven Elements bei einer MR-Höhe, die kleiner als MR-Breite ist, die Verschiebung klein wird, so daß das Element sowohl für positive als auch für negative Magnet­ felder einen breiten Ausgangsbereich besitzen kann. Wenn insbesondere die MR-Höhe weniger als 5 µm beträgt, be­ sitzt das Element eine gute Wiedergabecharakteristik. Aus den Ergebnissen der Fig. 17 und 18 wird deutlich, daß in den erfindungsgemäßen magnetoresistiven Elementen bei ge­ eigneter Formgebung derselben die Wirkung der Formani­ sotropie des magnetischen Films wirksam als verhältnismä­ ßig schwache Vormagnetisierung ausgenutzt werden kann.
In Fig. 19 sind Wiedergabecharakteristiken gezeigt, wenn eine Wiedergabe bei Verwendung von verschiedenen Größen der magnetoresistiven Elemente und bei veränderter Auf­ zeichnungsspurdichte ausgeführt wird. In der Zeichnung sind gute Wiedergabecharakteristiken mit einem ○ gekenn­ zeichnet, während schlechte Wiedergabecharakteristiken mit einem X gekennzeichnet sind. Die MR-Breite des Lese­ kopfes ist konstant gesetzt und entsprechend ungefähr dem 0,7fachen Wert der Breite des Spalts des Aufzeichnungs­ kopfes, die Aufzeichnungswellenlänge ist auf 0,8 µm gesetzt, die Umlaufgeschwindigkeit liegt zwischen 5 und 20 m/s, schließlich wird die Schreib- und Leseoperation über einem Medium ausgeführt, auf das Co und Cr aufge­ stäubt worden ist. Es zeigt sich, daß die Beziehung zwi­ schen der Aufzeichnungsspur-Dichte T und der MR-Höhe t für die Gewinnung einer guten Wiedergabecharakteristik wie gezeigt komplementär ist, wobei die Struktur des er­ findungsgemäßen magnetischen Speicher-/Lesesystems geeig­ net ist, wenn sie die Beziehung d < 12,5·103/T erfüllt.
Daher besitzt das erfindungsgemäße magnetische Speicher- /Lesesystem eine ausgezeichnete Wiedergabeeigenschaft und kann einen Wiedergabe-Ausgangspegel erzeugen, der um den Faktor 1,5 bis 3 besser als der Wiedergabe-Ausgangspegel herkömmlicher magnetischer Speicher-/Lesesysteme ist. Insbesondere ist die Aufzeichnungsdichte ausgezeichnet. Wenn ein magnetisches Speicher-/Lesesystem beispielsweise das erfindungsgemäße magnetoresistive Element und außer­ dem einen Wiedergabekopf mit einer MR-Höhe von 2 µm ver­ wendet, beträgt die Spurdichte bis zu 6250 Spuren pro Zoll. Ferner kann für kleine Platteneinrichtungen mit Platten von 2,5 Zoll und einer Aufzeichnungswellenlänge von 0,2 µm eine Speicherkapazität von ungefähr 0,8 Giga­ bytes/Zoll2 oder 1 Gigabyte/Einrichtung verwirklicht wer­ den.
Obwohl der übereinandergeschichtete Film in der vorlie­ genden Ausführungsform mittels eines Kathodenzerstäu­ bungsprozesses hergestellt worden ist, kann die Filmher­ stellung auch mittels eines ähnlichen Dünnfilm-Herstel­ lungsprozesses wie etwa eines Vakuumaufdampfungsprozesses ausgeführt werden, ohne die Charakteristiken zu ver­ schlechtern.
Ferner ist die Vormagnetisierung des magnetischen Films unter Verwendung des antiferromagnetischen Films ausge­ führt worden, andere geeignete Vormagnetisierungssysteme können jedoch ebenso für die Anlegung der Anisotropie verwendet werden, um den Vormagnetisierungsfilm auch als Unterlagefilm verwenden zu können. Auf ähnliche Weise kann die Vormagnetisierungsrichtung des magnetischen Films nicht nur durch ein äußeres Magnetfeld während der Filmherstellung wie in der vorliegenden Ausführungsform, sondern auch durch einen Feldprozeß oder eine Wärmebe­ handlung im Feld bestimmt werden.
Selbst wenn ein Teil des magnetischen Films als Vormagne­ tisierungsfilm verwendet wird, können im wesentlichen die gleichen Wirkungen erhalten werden.
Um eine gute Schichtstruktur herzustellen, wird im erfin­ dungsgemäßen Element vorzugsweise der Unterlagefilm auf der Grundfläche ausgebildet, woraufhin das Element auf dem Unterlagefilm hergestellt wird. Obwohl in den Bei­ spielen von Tabelle 1 der Nickeloxid-Vormagnetisierungs­ film auch als Unterlage verwendet worden ist, kann der Unterlagefilm aus einem von Nickeloxid verschiedenen Oxid hergestellt sein, etwa einer organischen Verbindung wie etwa einem Photoresist, einem Metall wie etwa Ta, Fe und Nb, woraufhin der Schichtfilm auf dem Unterlagefilm aus­ gebildet wird, ohne die Leistungseigenschaften des Ele­ ments der vorliegenden Erfindung zu verschlechtern.
Fig. 20 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen magnetoresistiven Elementes. In diesem Fall wird ein Teil eines den magnetoresistiven Effekt verursa­ chenden Schichtfilms 10, der breiter als die Breite des Felderfassungsteils des Schichtfilms 10 ist, beispiels­ weise auf Elektroden 40 ausgebildet, derart, daß dieser Teil zur Oberfläche einer Grundfläche 50 geneigt ist, um Einflüsse aus benachbarten Aufzeichnungsspuren zu verhin­ dern und somit die Einflüsse von außerhalb der Spur ("Off-Track") zu verbessern.
In Fig. 21 ist eine weitere Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen magnetoresistiven Elements gezeigt. In die­ ser Ausführungsform sind auf einer Grundfläche 50 nach­ einander ein antiferromagnetischer Film 32, ein magneti­ scher Film 11, ein nichtmagnetischer Film 20, ein magneti­ scher Film 12, ein nichtmagnetischer Film 20 und ein ma­ gnetischer Film 11 ausgebildet, um eine Schichtstruktur zu erzeugen; auf der Schichtstruktur ist mit Ausnahme von deren mittigem Teil ein antiferromagnetischer Film 30 ausgebildet; auf der daraus sich ergebenden Struktur sind ein nichtmagnetischer Film 20, ein magnetischer Film 12, ein nichtmagnetischer Film 20, ein magnetischer Film 11 und ein antiferromagnetischer Film 31 in dieser Reihen­ folge ausgebildet; schließlich sind darauf Elektroden 40 ausgebildet. In diesem Element wird eine Austauschkopp­ lungs-Vormagnetisierung erzeugt, ohne daß der mittige an­ tiferromagnetische Film gegenüber seinen oberen und sei­ nen unteren Schichten elektrisch isoliert ist. Daher hat dieses Element die Wirkung, daß es eine Streuung der Elektronen an der Filmoberfläche verhindert und somit ei­ nen hohen Ausgangspegel erzeugen kann.
Fig. 22 zeigt den Wiedergabe-Ausgangspegel und die Wel­ lenformverzerrung, wenn ein Wiedergabekopf mit einer MR- Breite von 2,5 bis 6 µm und ein Aufzeichnungskopf mit ei­ ner Spaltbreite von 5 µm übereinandergeschichtet sind und ihre Aufzeichnungs- und Wiedergabefunktionen ausgeführt werden. Wenn die MR-Breite um den Faktor 0,8 kleiner als die Spaltbreite ist, kann der Wiedergabeteil keine Stö­ rung am Ende der Aufzeichnungsspur erfassen, wobei ein gutes S/R-Verhältnis erhalten wird. Selbst wenn die MR- Breite um den Faktor 0,4 kleiner als die Spaltbreite ist, ist insbesondere der Wiedergabe-Ausgangspegel zufrieden­ stellend. Aus diesen Tatsachen folgt, daß der Kopf mit getrenntem Schreib- und Lesekopf und das erfindungsgemäße magnetische Speicher-/Lesesystem einen guten Wiedergabe- Ausgangspegel erzeugen können, wenn die Breite des Wie­ dergabekopfes kleiner als die Breite des Aufzeichnungs­ kopfes ist.
Fig. 23 zeigt eine weitere Ausführungsform der Struktur der Dünnschicht-Magnetköpfe in dem erfindungsgemäßen ma­ gnetischen Speicher-/Lesesystem. Genauer sind auf einer Grundfläche 50 ein unterer magnetischer Film 83 und ein oberer magnetischer Film 84 vorgesehen, zwischen denen eine Spule 41 angeordnet ist, um eine magnetomotorische Kraft anzulegen; die beiden magnetischen Filme und die Spule bilden einen Aufzeichnungskopf. Ferner ist auf dem Aufzeichnungskopf ein unterer Abschirmungsfilm 82 vorge­ sehen, dem ein magnetoresistiver Film 10, Elektroden 40 und ein oberer Abschirmungsfilm 82 in dieser Reihenfolge folgen. Da der magnetoresistive Film, der eine verhält­ nismäßig empfindliche Struktur besitzt, auf dem Aufzeich­ nungskopf später ausgebildet wird, um Beanspruchungen und Wärmeeinflüsse zu beseitigen, die bei der Herstellung des Aufzeichnungskopfes erzeugt werden, und um die Ausrich­ tung mit dem Aufzeichnungskopf zu erleichtern, kann die Genauigkeit des magnetischen Speicher-/Lesesystems in Spurbreitenrichtung verbessert und somit die Produktivi­ tät gesteigert werden.
In Fig. 24 ist eine schematische Darstellung zur Erläute­ rung des Betriebs eines Analog/Digital-Umsetzers gezeigt, der in dem erfindungsgemäßen magnetischen Speicher- /Lesesystem verwendet wird. In der Zeichnung stellt eine mittige Kurve die Ansprechkurve des magnetoresistiven Elements der vorliegenden Erfindung auf ein äußeres Ma­ gnetfeld dar, während eine untere Sinuskurve ein Auf­ zeichnungssignal in einem Aufzeichnungsmedium darstellt und eine Rechteckwelle auf der rechten Seite eine Aus­ gangswelle darstellt, die aus dem Aufzeichnungsmedium über das erfindungsgemäße magnetoresistive Element ausge­ lesen wird. Da die Feldempfindlichkeit des magnetoresi­ stiven Elements der vorliegenden Erfindung auf die Ampli­ tude eines Magnetfeldes aus dem Aufzeichnungsmedium emp­ findlich ist und Stufenform besitzt, kann das Element ei­ nen auf ein analoges Signal im Aufzeichnungsmedium an­ sprechenden Ausgang als digitales Signal erzeugen. Da­ durch kann das S/R-Verhältnis verbessert werden, wodurch die Signalverarbeitung vereinfacht werden kann.
Fig. 25 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläute­ rung des Betriebs einer auf der vorliegenden Erfindung basierenden Analog/Analog-Wiedergabeeinrichtung. In der Zeichnung stellt eine mittige Kurve eine Ansprechkurve des magnetoresistiven Elements der vorliegenden Erfindung auf ein äußeres Magnetfeld dar. Da auf den magnetoresi­ stiven Film eine geeignete Anisotropie angelegt worden ist, kann der Betriebsbereich des Elementes erweitert werden. In der Zeichnung stellt eine untere Sinuskurve ein Aufzeichnungssignal auf dem Aufzeichnungsmedium dar, während eine Sinuskurve auf der rechten Seite eine Wel­ lenform des Ausgangssignals darstellt, das aus dem Auf­ zeichnungsmedium über das erfindungsgemäße magnetoresi­ stive Element ausgelesen wird. Da die angelegte Anisotro­ pie bewirkt, daß die Feldempfindlichkeit des magnetoresi­ stiven Elements der vorliegenden Erfindung kontinuierlich und linear in bezug auf die Amplitude eines Magnetfeldes aus dem Aufzeichnungsmedium ist, kann das Element auf ein analoges Signal im Aufzeichnungsmedium ansprechen und ein Signal von identischer Form mit guter Linearität und Wie­ dergabequalität ausgeben. Im Ergebnis kann eine Wiederga­ beeinrichtung mit einer guten Wiedergabequalität verwirk­ licht werden, indem eine geeignete Anisotropie gemäß den Eigenschaften des Aufzeichnungsmediums und ein geringer Abstand zwischen dem Wiedergabekopf und dem Aufzeich­ nungsmedium gewählt werden.
Wie in der obigen Beschreibung dargelegt, kann durch die vorliegende Erfindung ein magnetisches Speicher- /Lesesystem geschaffen werden, das eine hohe Aufzeich­ nungsdichte besitzt, ferner kann erfindungsgemäß ein ma­ gnetoresistives Element geschaffen werden, das eine gute Empfindlichkeit und einen hohen Wiedergabe-Ausgangspegel besitzt.

Claims (24)

1. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (9), in dem Signale ma­ gnetisch gespeichert werden können,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein magnetoresistives Element (10) vorgesehen ist, das aus einem Substrat (50), einem antiferromagneti­ schen Film (32), einem ferromagnetischen Film (11) einem nichtmagnetischen Film (20), einem weichmagnetischen Film (12), einem nichtmagnetischen Film (20), einem ferroma­ gnetischen Film (11) und einem antiferromagnetischen Film (31) hergestellt ist; und
die Filme in der genannten Reihenfolge auf dem Substrat (50) übereinandergeschichtet sind und das magne­ toresistive Element (10) relativ zum Medium (9) bewegt wird.
2. Magnetisches Speicher-/Lesesystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der antiferromagnetische Film (31, 32) aus Nickeloxid hergestellt ist.
3. Magnetisches Speicher-/Lesesystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Film (11) entweder aus einer Legierung aus 70-95 Atom-% Ni, 5-30 Atom-% Fe und 1-5 Atom-% Co oder aus einer Legierung aus 30-85 Atom-% Co, 2-30 Atom-% Ni und 2-50 Atom-% Fe hergestellt ist.
4. Magnetisches Speicher-/Lesesystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtmagnetische Film (20) aus einem der Elemente Au, Ag und Cu hergestellt ist.
5. Magnetisches Speicher-/Lesesystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weichmagnetische Film (12) aus einer Legierung aus 70-95 Atom-% Ni und 5-30 Atom-% Fe hergestellt ist.
6. Magnetisches Speicher-/Lesesystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weichmagnetische Film (12) entweder aus einer Legierung aus 70-95 Atom-% Ni, 5-30 Atom-% Fe und 1-5 Atom-% Co oder aus einer Legierung aus 30-85 Atom-% Co, 2-30 Atom-% Ni und 2-50 Atom-% Fe hergestellt ist.
7. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein magnetoresistives Element (10) mit einer Sandwich-Struktur vorgesehen ist, in dem ein nichtmagne­ tischer, leitender Film (20) zwischen magnetischen Filmen (11) angeordnet ist, um ein aus dem Medium (91) streuen­ des Magnetfeld zu erfassen; und
ein antiferromagnetischer Film (32) mit einem der magnetischen Filme (11) in direktem Kontakt ist, während ein hartmagnetischer Film (33) mit dem anderen magneti­ schen Film (11) in direktem Kontakt ist.
8. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein magnetoresistives Element (10) mit einer Struktur vorgesehen ist, die wenigstens einen magneti­ schen Film (11), einen nichtmagnetischen Film (20) und einen weiteren magnetischen Film (11) aufweist, die in dieser Reihenfolge übereinandergeschichtet sind, um ein aus dem Medium (91) streuendes Magnetfeld zu erfassen; und
einer der magnetischen Filme (11) eine Magneti­ sierung besitzt, die in einer zum Medium (91) im wesent­ lichen senkrechten Richtung fest ist, während der andere magnetische Film (11) eine Magnetisierung besitzt, die aus einer Richtung parallel zum Medium (91) in einer Ebene des magnetischen Films (11) rotiert.
9. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein magnetoresistives Element (10) mit einer Struktur vorgesehen ist, die wenigstens einen magneti­ schen Film (11), einen nichtmagnetischen Film (20) und einen magnetischen Film (12) aufweist, die in dieser Rei­ henfolge übereinandergeschichtet sind, um ein aus dem Me­ dium (91) streuendes Magnetfeld zu erfassen; und
einer der magnetischen Filme (11) eine Einrich­ tung (31, 32) besitzt, um in einer zum Medium (91) im we­ sentlichen senkrechten Richtung eine magnetische Ani­ sotropie anzulegen, und der andere magnetische Film (11) eine Einrichtung besitzt, um in einer zum Medium (91) im wesentlichen parallelen Richtung in einer Ebene des ma­ gnetischen Films (11) eine magnetische Anisotropie anzu­ legen, deren Betrag größer als derjenige der magnetischen Anisotropie in der zum Medium (91) senkrechten Richtung ist.
10. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein magnetoresistives Element (10) mit einer Struktur vorgesehen ist, die wenigstens einen magneti­ schen Film (11), einen nichtmagnetischen Film (20) und einen magnetischen Film (11) aufweist, die in dieser Rei­ henfolge übereinandergeschichtet sind, um ein aus dem Me­ dium (91) streuendes Magnetfeld zu erfassen; und
einer der magnetischen Filme (11) eine magneti­ sche Anisotropie besitzt, die in einer zum Medium (91) im wesentlichen senkrechten Richtung orientiert ist, und der andere magnetische Film (11) eine magnetische Anisotropie besitzt, die in einer zum Medium (91) im wesentlichen pa­ rallelen Richtung orientiert ist, in einer Ebene des ma­ gnetischen Films (11) liegt und betragsmäßig größer als die magnetische Anisotropie in der zum Medium (91) senk­ rechten Richtung ist.
11. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können; und
einem magnetoresistiven Element (10) für die Er­ fassung eines aus dem Medium (91) streuenden Feldes, dadurch gekennzeichnet,
daß das Element (10) eine Sandwich-Struktur besitzt, in der zwischen magnetischen Filmen (11) ein nichtmagne­ tischer, leitender Film (20) angeordnet ist, wobei ein Winkel zwischen den Magnetisierungsrichtungen der magne­ tischen Filme (11) in Abhängigkeit von dem aus dem Medium (91) streuenden Magnetfeld veränderlich ist, wobei eine der Magnetisierungsrichtungen im wesentlichen fest ist, während die andere Magnetisierungsrichtung im wesentli­ chen rotiert.
12. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können; und
einem magnetoresistiven Element (10) für die Er­ fassung eines aus dem Medium (91) streuenden Magnetfel­ des, dadurch gekennzeichnet,
daß das Element (10) eine Sandwich-Struktur besitzt, in der zwischen magnetischen Filmen (11) ein nichtmagne­ tischer, leitender Film (20) angeordnet ist, wobei die an die jeweiligen magnetischen Filme (11) angelegten magne­ tischen Anisotropien hinsichtlich ihrer Richtung und/oder ihrer Größe voneinander verschieden sind.
13. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein magnetoresistives Element (10) mit einer Struktur vorgesehen ist, die wenigstens einen magneti­ schen Film (11), einen nichtmagnetischen, leitenden Film (20) und einen magnetischen Film (11) aufweist, die in dieser Reihenfolge übereinandergeschichtet sind, um ein aus dem Medium (91) streuendes Magnetfeld zu erfassen; und
die magnetischen Filme (11) in einer zum Medium (91) im wesentlichen parallelen Richtung in einer Ebene des magnetischen Films (11) jeweils eine Formanisotropie besitzen.
14. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91) mit vorgegebener Spurbreite, in dem Signale magnetisch gespeichert werden können,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein magnetoresistives Element (10) mit einer Sandwich-Struktur vorgesehen ist, in der zwischen magne­ tischen Filmen (11) ein nichtmagnetischer, leitender Film (20) angeordnet ist, wobei an der Struktur zwei Elektro­ den (40) vorgesehen sind, um durch die Struktur einen Strom zu schicken, um ein aus dem Medium (91) streuendes Magnetfeld zu erfassen; und
die Länge der Struktur in einer zum Medium (91) senkrechten Richtung kleiner als die Länge der Struktur zwischen den Elektroden (40) ist, wobei die Länge zwi­ schen den Elektroden (40) kleiner als die Breite der auf dem Medium (91) gebildeten Spur ist.
15. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem ma­ gnetoresistiven Element (10) zum Auslesen eines Magnet­ feldes aus einem auf ein Aufzeichnungsmedium (91) mit vorgegebener Spurbreite geschriebenen Magnetisierungsmu­ ster, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Länge d des Elements in einer zum Medium (91) senkrechten Richtung und eine Spurdichte T (Spuren/Zoll) auf dem Medium (91) die Beziehung d < 12,5·103/T erfüllen.
16. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können;
einem Schreibkopf für die Aufzeichnung von Signa­ len in dem Medium (91); und
einem Lesekopf für die Wiedergabe der Signale aus dem Medium (91), dadurch gekennzeichnet,
daß der Lesekopf ein magnetoresistives Element (10) mit einer Sandwich-Struktur aufweist, in der zwischen ma­ gnetischen Filmen (11) ein nichtmagnetischer, leitender Film (20) angeordnet ist.
17. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können;
einem Schreibkopf vom induktiven Typ, mit dem Si­ gnale in dem Medium (91) aufgezeichnet werden können; und
einem magnetoresistiven Lesekopf, mit dem die Si­ gnale aus dem Medium (91) wiedergegeben werden können, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lesekopf eine Sandwich-Struktur besitzt, in der zwischen magnetischen Filmen (11) ein nichtmagneti­ scher, leitender Film (20) angeordnet ist, wobei eine Dicke t des nichtmagnetischen, leitenden Films (20) und dessen spezifischer elektrischer Widerstand ρ die Bezie­ hung t·ρ < 100 erfüllen.
18. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können;
einem Schreibkopf, mit dem Signale in dem Medium (91) aufgezeichnet werden können; und
einem Lesekopf, mit dem Signale aus dem Medium wiedergegeben werden können, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lesekopf eine Sandwich-Struktur aufweist, in der zwischen magnetischen Filmen (11) ein nichtmagneti­ scher, leitender Film (20) angeordnet ist; und
die Breite der Oberfläche eines Gleitelementes des Lesekopfs, die dem Medium (91) zugewandt ist, kleiner als die 0,8fache Breite einer dem Medium (91) zugewandten Fläche des Schreibkopfes ist.
19. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können; und
einem magnetoresistiven Element (10), mit dem ein aus dem Medium (91) streuendes Magnetfeld erfaßt werden kann, dadurch gekennzeichnet,
daß das Element (10) bei aus dem Medium (91) streuen­ den Magnetfeldern mit einer Stärke von ungefähr ±10 Oe ein Widerstandsänderungsverhältnis von 4,0 bis 8,5% be­ sitzt.
20. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können, dadurch gekennzeichnet,
daß ein magnetoresistives Element (10) mit Sandwich- Struktur vorgesehen ist, in der zwischen magnetischen Filmen (11) ein nichtmagnetischer, leitender Film (20) vorgesehen ist, um ein aus dem Medium (91) streuendes Ma­ gnetfeld zu erfassen; und
das Element (10) bei aus dem Medium (91) streuen­ den Magnetfeldern mit einer Stärke von ±8 Oe eine Wider­ standsänderungsrate von 5,0 bis 9,5% besitzt.
21. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Substrat (50);
einem Schreibkopf vom induktiven Typ, mit dem Si­ gnale aufgezeichnet werden können; und
einem magnetoresistiven Lesekopf, mit dem die aufgezeichneten Signale wiedergegeben werden können, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lesekopf eine Sandwich-Struktur besitzt, in der zwischen magnetischen Filmen (11) ein nichtmagneti­ scher, leitender Film (20) angeordnet ist, wobei der Schreibkopf zwischen dem Substrat (50) und dem Lesekopf angeordnet ist.
22. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können; und
einem magnetoresistiven Element (10), mit dem ein aus dem Medium (91) streuendes Magnetfeld erfaßt werden kann, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangscharakteristik sich in bezug auf das vom magnetoresistiven Element (10) erfaßte Magnetfeld stufenweise verändert.
23. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), in dem Signale magnetisch gespeichert werden können; und
einem elektrisch-magnetischen Meßwandler (10), mit dem ein aus dem Medium (91) streuendes Magnetfeld er­ faßt werden kann, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßwandler (10) das aus dem Medium (91) streuende Magnetfeld in Form eines digitalen Signals er­ faßt.
24. Magnetisches Speicher-/Lesesystem, mit einem Aufzeichnungsmedium (91), mit dem Signale magnetisch gespeichert werden können; und
einem magnetoresistiven Element (10), mit dem ein aus dem Medium (91) streuendes Magnetfeld erfaßt werden kann, dadurch gekennzeichnet,
daß das Element eine Einrichtung aufweist, mit der ein Vormagnetisierungsfeld angelegt werden kann, das be­ tragsmäßig größer als das Magnetfeld ist, wobei das Element (10) ein kontinuierliches und lineares Ansprechver­ halten besitzt.
DE4312040A 1992-04-13 1993-04-13 Magnetisches Speicher-/Lesesystem Expired - Fee Related DE4312040C2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9256292 1992-04-13
JP5018430A JP3022023B2 (ja) 1992-04-13 1993-02-05 磁気記録再生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4312040A1 true DE4312040A1 (de) 1993-10-14
DE4312040C2 DE4312040C2 (de) 1995-07-20

Family

ID=26355109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4312040A Expired - Fee Related DE4312040C2 (de) 1992-04-13 1993-04-13 Magnetisches Speicher-/Lesesystem

Country Status (3)

Country Link
US (4) US5933297A (de)
JP (1) JP3022023B2 (de)
DE (1) DE4312040C2 (de)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0656619A2 (de) * 1993-12-02 1995-06-07 International Business Machines Corporation Plattenantrieb
FR2715507A1 (fr) * 1994-01-25 1995-07-28 Commissariat Energie Atomique Magnétorésistance multicouche polarisée.
EP0670570A2 (de) * 1994-03-03 1995-09-06 Seagate Technology International Magnetoresistiver Kopf und Herstellungsverfahren
EP0676747A2 (de) * 1994-04-07 1995-10-11 Read-Rite Corporation Magnetoresistiver Wandler mit isolierender Oxydaustauschschicht
EP0677750A2 (de) * 1994-04-15 1995-10-18 Hewlett-Packard Company Riesenmagnetoresistiver Sensor mit isolierender Pinning-Lage
EP0682339A2 (de) * 1994-05-06 1995-11-15 Quantum Corporation Magnetoresistiver Kopf mit digitaler Ausgabe
FR2729790A1 (fr) * 1995-01-24 1996-07-26 Commissariat Energie Atomique Magnetoresistance geante, procede de fabrication et application a un capteur magnetique
EP0724301A2 (de) * 1995-01-27 1996-07-31 Nec Corporation Magnetowiderstandseffekt-Film
EP0747887A2 (de) * 1995-06-07 1996-12-11 Seagate Technology, Inc. Herstellungsverfahren eines invertierten magnetoresistiven Kopfes
EP0752700A2 (de) * 1995-07-05 1997-01-08 Sony Corporation Komplexer Dünnfilmmagnetkopf und Herstellungsverfahren
EP0790600A2 (de) * 1996-02-14 1997-08-20 Hitachi, Ltd. Kopf mit magnetoresistivem Effekt
EP0801379A1 (de) * 1996-04-12 1997-10-15 Silmag Herstellungsverfahren eines Magnetkopfes mit Halbleiter-Felddetektor und nach diesem Verfahren hergestellter Kopf
FR2772965A1 (fr) * 1997-12-22 1999-06-25 Silmag Sa Senseur de champ magnetique et tete magnetique de lecture utilisant un tel senseur
US6545847B2 (en) 1996-02-14 2003-04-08 Hitachi, Ltd. Magnetoresistive effect head
DE19528245B4 (de) * 1994-09-09 2006-06-22 Fujitsu Ltd., Kawasaki Magneto-Widerstandskopf und dessen Verwendung in einer Magnetaufzeichnungsvorrichtung

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3022023B2 (ja) 1992-04-13 2000-03-15 株式会社日立製作所 磁気記録再生装置
JP2743806B2 (ja) * 1993-12-28 1998-04-22 日本電気株式会社 磁気抵抗効果膜およびその製造方法
US5874886A (en) * 1994-07-06 1999-02-23 Tdk Corporation Magnetoresistance effect element and magnetoresistance device
SG40875A1 (en) * 1995-06-15 1997-06-14 Tdk Corp Magnetoresistive transducer with spin-valve structure and manufacturing method of the same
WO1997011499A1 (fr) * 1995-09-21 1997-03-27 Tdk Corporation Transducteur magnetique
EP0768641A1 (de) * 1995-10-09 1997-04-16 TDK Corporation Herstellungsverfahren für ein Magnetkopfgerät mit magnetoresistivem Kopf mit Spinventil-Effekt
JP3137580B2 (ja) * 1996-06-14 2001-02-26 ティーディーケイ株式会社 磁性多層膜、磁気抵抗効果素子および磁気変換素子
JP2856165B2 (ja) * 1996-08-12 1999-02-10 日本電気株式会社 磁気抵抗効果素子及びその製造方法
JP2924819B2 (ja) 1996-10-09 1999-07-26 日本電気株式会社 磁気抵抗効果膜及びその製造方法
JPH10162322A (ja) 1996-11-28 1998-06-19 Nec Corp 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法
JPH10198927A (ja) * 1997-01-08 1998-07-31 Nec Corp 磁気抵抗効果膜およびその製造方法
JPH1196516A (ja) * 1997-09-19 1999-04-09 Fujitsu Ltd スピンバルブ磁気抵抗効果型ヘッドの製造法及びこの製造方法で製造されたスピンバルブ磁気抵抗効果型ヘッド
JPH11273033A (ja) * 1998-03-18 1999-10-08 Tdk Corp 磁気抵抗効果多層膜及び該磁気抵抗効果多層膜を備えた薄膜磁気ヘッド
JPH11274600A (ja) * 1998-03-20 1999-10-08 Fujitsu Ltd 磁気抵抗素子の製造方法
JP3075253B2 (ja) * 1998-03-31 2000-08-14 日本電気株式会社 スピンバルブ型感磁素子及びこれを用いた磁気ヘッド並びに磁気ディスク装置
JP4316806B2 (ja) * 1998-05-11 2009-08-19 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 磁気多重層センサ
JPH11354860A (ja) * 1998-06-10 1999-12-24 Read Rite Smi Kk スピンバルブ磁気変換素子及び磁気ヘッド
JP3799168B2 (ja) * 1998-08-20 2006-07-19 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 磁気記録再生装置
JP3575672B2 (ja) * 1999-05-26 2004-10-13 Ｔｄｋ株式会社 磁気抵抗効果膜及び磁気抵抗効果素子
US6295187B1 (en) 1999-06-29 2001-09-25 International Business Machines Corporation Spin valve sensor with stable antiparallel pinned layer structure exchange coupled to a nickel oxide pinning layer
US6449134B1 (en) * 1999-08-05 2002-09-10 International Business Machines Corporation Read head with file resettable dual spin valve sensor
JP3793669B2 (ja) 1999-08-26 2006-07-05 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 巨大磁気抵抗効果ヘッド、薄膜磁気ヘッドならびに磁気記録再生装置
US6411476B1 (en) * 1999-10-28 2002-06-25 International Business Machines Corporation Trilayer seed layer structure for spin valve sensor
US6466417B1 (en) * 1999-11-02 2002-10-15 International Business Machines Corporation Laminated free layer structure for a spin valve sensor
JP3817399B2 (ja) * 1999-12-24 2006-09-06 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 磁気抵抗センサー
US6982854B2 (en) * 2000-06-22 2006-01-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistance effect device and magnetoresistance effect head comprising the same, and magnetic recording/reproducing apparatus
SG91343A1 (en) * 2000-07-19 2002-09-17 Toshiba Kk Perpendicular magnetic recording medium and magnetic recording apparatus
US6914749B2 (en) 2000-07-25 2005-07-05 Seagate Technology Llc Magnetic anisotropy of soft-underlayer induced by magnetron field
JP3260741B1 (ja) * 2000-08-04 2002-02-25 ティーディーケイ株式会社 磁気抵抗効果装置およびその製造方法ならびに薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法
US6709773B1 (en) 2000-09-05 2004-03-23 Seagate Technology, Inc. Magnetic anisotrophy of soft-underlayer induced by seedlayer
JP4025013B2 (ja) * 2000-12-26 2007-12-19 株式会社東芝 垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置
US6798624B2 (en) 2001-03-15 2004-09-28 Seagate Technology Llc Magnetization sensor for sensing the write field characteristics of a perpendicular or longitudinal recording head
TW560095B (en) * 2001-04-02 2003-11-01 Canon Kk Magnetoresistive element, memory element having the magnetoresistive element, and memory using the memory element
SG106080A1 (en) 2001-07-12 2004-09-30 Fuji Photo Film Co Ltd Master carrier for magnetic transfer
US6747852B2 (en) 2001-08-17 2004-06-08 International Business Machines Corporation Magnetoresistance sensors with Pt-Mn transverse and longitudinal pinning layers and a decoupling insulation layer
JP4040276B2 (ja) * 2001-09-17 2008-01-30 昭和電工株式会社 磁気記録媒体、その製造方法、および磁気記録再生装置
JP2003152239A (ja) * 2001-11-12 2003-05-23 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果素子、及び、それを有する読み取りヘッド並びにドライブ
US20030117132A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-26 Gunnar Klinghult Contactless sensing input device
US6876525B2 (en) * 2002-08-27 2005-04-05 International Business Machines Corporation Giant magnetoresistance sensor with stitched longitudinal bias stacks and its fabrication process
US6870716B2 (en) * 2002-09-24 2005-03-22 Hitachi Global Storage Technologies Netherland B.V. Free layer and design for higher areal density
JP4202958B2 (ja) * 2004-03-30 2008-12-24 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子
US7268981B2 (en) * 2004-04-30 2007-09-11 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Spin valve sensor having antiferromagnetic (AFM) pinning layer structures formed in the end regions
US7405908B2 (en) * 2004-07-30 2008-07-29 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Magnetic head with improved free magnetic layer biasing for thinner CPP sensor stack
JP2006196687A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Tdk Corp 磁気メモリ
US20060286413A1 (en) * 2005-06-17 2006-12-21 Seagate Technology Llc Magnetic caplayers for corrosion improvement of granular perpendicular recording media
US7691499B2 (en) * 2006-04-21 2010-04-06 Seagate Technology Llc Corrosion-resistant granular magnetic media with improved recording performance and methods of manufacturing same
JP2008277586A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Toshiba Corp 磁気素子、磁気記録ヘッド及び磁気記録装置
KR20080108016A (ko) * 2007-06-07 2008-12-11 가부시끼가이샤 도시바 자기 기록 헤드 및 자기 기록 장치
JP4358279B2 (ja) 2007-08-22 2009-11-04 株式会社東芝 磁気記録ヘッド及び磁気記録装置
US8994587B2 (en) 2010-05-14 2015-03-31 Qualcomm Incorporated Compressed sensing for navigation data
JP2009070439A (ja) * 2007-09-11 2009-04-02 Toshiba Corp 磁気記録ヘッド及び磁気記録装置
JP2009080875A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Toshiba Corp 磁気ヘッド及び磁気記録装置
JP2009080878A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Toshiba Corp 磁気記録ヘッドおよび磁気記録装置
JP4929108B2 (ja) * 2007-09-25 2012-05-09 株式会社東芝 磁気ヘッドおよび磁気記録装置
JP5361259B2 (ja) 2008-06-19 2013-12-04 株式会社東芝 スピントルク発振子、磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録装置
JP5377893B2 (ja) * 2008-06-19 2013-12-25 株式会社東芝 磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録再生装置
JP2010040060A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Toshiba Corp 高周波アシスト記録用磁気ヘッドおよびそれを用いた磁気記録装置
JP2010040126A (ja) 2008-08-06 2010-02-18 Toshiba Corp 磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録装置
JP5173750B2 (ja) * 2008-11-06 2013-04-03 株式会社東芝 スピントルク発振子、磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録装置
US8881266B2 (en) * 2008-11-13 2014-11-04 Palo Alto Research Center Incorporated Enterprise password reset
JP5558698B2 (ja) 2008-11-28 2014-07-23 株式会社東芝 磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録装置及び磁気記録方法
US8579203B1 (en) 2008-12-19 2013-11-12 Dynamics Inc. Electronic magnetic recorded media emulators in magnetic card devices
US8685547B2 (en) 2009-02-19 2014-04-01 Seagate Technology Llc Magnetic recording media with enhanced writability and thermal stability
US9142240B2 (en) 2010-07-30 2015-09-22 Seagate Technology Llc Apparatus including a perpendicular magnetic recording layer having a convex magnetic anisotropy profile
JP5606482B2 (ja) 2012-03-26 2014-10-15 株式会社東芝 磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置及び磁気ヘッドの製造方法
US20140284733A1 (en) 2013-03-22 2014-09-25 Daisuke Watanabe Magnetoresistive element
US9184374B2 (en) * 2013-03-22 2015-11-10 Kazuya Sawada Magnetoresistive element
US9349397B2 (en) * 2014-03-26 2016-05-24 HGST Netherlands B.V. Higher stability read head utilizing a partial milling process

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4903158A (en) * 1988-07-28 1990-02-20 Eastman Kodak Company MR head with complementary easy axis permanent magnet
US5021909A (en) * 1988-04-20 1991-06-04 Sharp Kabushiki Kaisha Yoke type thin-film magnetic head and method for suppressing Barkhausen noise
DE4027226A1 (de) * 1990-02-13 1991-08-14 Forschungszentrum Juelich Gmbh Magnetfeldsensor mit ferromagnetischer, duenner schicht

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4103315A (en) * 1977-06-24 1978-07-25 International Business Machines Corporation Antiferromagnetic-ferromagnetic exchange bias films
US4881143A (en) * 1988-01-19 1989-11-14 Hewlett-Packard Company Compensated magneto-resistive read head
DE3820475C1 (de) * 1988-06-16 1989-12-21 Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De
JPH0223681A (ja) * 1988-07-12 1990-01-25 Nec Corp 磁気抵抗効果素子
US5089334A (en) * 1988-08-03 1992-02-18 Digital Equipment Corporation Flux spreading thin film magnetic devices
JPH0291807A (ja) * 1988-09-28 1990-03-30 Sanyo Electric Co Ltd 複合型薄膜磁気ヘッド
US5218497A (en) * 1988-12-02 1993-06-08 Hitachi, Ltd. Magnetic recording-reproducing apparatus and magnetoresistive head having two or more magnetoresistive films for use therewith
JP2728487B2 (ja) * 1989-02-08 1998-03-18 株式会社日立製作所 録再分離複合型磁気ヘッド
KR940004989B1 (ko) * 1989-08-04 1994-06-09 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 박막자기헤드
US5287237A (en) * 1990-03-16 1994-02-15 Hitachi, Ltd. Antiferromagnetic film superior in corrosion resistance, magnetoresistance-effect element and magnetoresistance-effect head including such thin film
JP3089674B2 (ja) * 1990-03-16 2000-09-18 株式会社日立製作所 反強磁性膜及びこれを用いた磁気ヘッド
US5206590A (en) * 1990-12-11 1993-04-27 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect
US5159513A (en) * 1991-02-08 1992-10-27 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect
JP3285094B2 (ja) * 1991-08-12 2002-05-27 ティーディーケイ株式会社 薄膜磁気ヘッドの研磨方法
JP2817501B2 (ja) * 1991-09-18 1998-10-30 株式会社日立製作所 磁気ディスク装置及びそれに用いる磁気ヘッド
US5258884A (en) * 1991-10-17 1993-11-02 International Business Machines Corporation Magnetoresistive read transducer containing a titanium and tungsten alloy spacer layer
US5255141A (en) * 1991-12-16 1993-10-19 Read-Rite Corp. Read-write magnetic head with flux sensing read element
JP3022023B2 (ja) 1992-04-13 2000-03-15 株式会社日立製作所 磁気記録再生装置
US5287238A (en) * 1992-11-06 1994-02-15 International Business Machines Corporation Dual spin valve magnetoresistive sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5021909A (en) * 1988-04-20 1991-06-04 Sharp Kabushiki Kaisha Yoke type thin-film magnetic head and method for suppressing Barkhausen noise
US4903158A (en) * 1988-07-28 1990-02-20 Eastman Kodak Company MR head with complementary easy axis permanent magnet
DE4027226A1 (de) * 1990-02-13 1991-08-14 Forschungszentrum Juelich Gmbh Magnetfeldsensor mit ferromagnetischer, duenner schicht

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 16, No. 10, März 1974, S. 3485, 3486 *
IEEE Transactions On Magnetics, Vol. 26, No. 5, Sept. 1990, S. 1689-1693 *
JP 2-91807 A. In: Patents Abstracts of Japan, P-1067, Vol. 14, No. 296, 26.6.1990 *

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0656619A2 (de) * 1993-12-02 1995-06-07 International Business Machines Corporation Plattenantrieb
EP0656619A3 (de) * 1993-12-02 1995-11-22 Ibm Plattenantrieb.
FR2715507A1 (fr) * 1994-01-25 1995-07-28 Commissariat Energie Atomique Magnétorésistance multicouche polarisée.
EP0670570A2 (de) * 1994-03-03 1995-09-06 Seagate Technology International Magnetoresistiver Kopf und Herstellungsverfahren
EP0670570A3 (de) * 1994-03-03 1997-01-22 Seagate Technology Magnetoresistiver Kopf und Herstellungsverfahren.
EP0676747A3 (de) * 1994-04-07 1996-05-01 Read Rite Corp Magnetoresistiver Wandler mit isolierender Oxydaustauschschicht.
EP0676747A2 (de) * 1994-04-07 1995-10-11 Read-Rite Corporation Magnetoresistiver Wandler mit isolierender Oxydaustauschschicht
EP0677750A3 (de) * 1994-04-15 1996-04-24 Hewlett Packard Co Riesenmagnetoresistiver Sensor mit isolierender Pinning-Lage.
EP0677750A2 (de) * 1994-04-15 1995-10-18 Hewlett-Packard Company Riesenmagnetoresistiver Sensor mit isolierender Pinning-Lage
EP0682339A3 (de) * 1994-05-06 1996-01-24 Quantum Corp Magnetoresistiver Kopf mit digitaler Ausgabe.
EP0682339A2 (de) * 1994-05-06 1995-11-15 Quantum Corporation Magnetoresistiver Kopf mit digitaler Ausgabe
DE19528245B4 (de) * 1994-09-09 2006-06-22 Fujitsu Ltd., Kawasaki Magneto-Widerstandskopf und dessen Verwendung in einer Magnetaufzeichnungsvorrichtung
FR2729790A1 (fr) * 1995-01-24 1996-07-26 Commissariat Energie Atomique Magnetoresistance geante, procede de fabrication et application a un capteur magnetique
EP0724302A1 (de) * 1995-01-24 1996-07-31 Commissariat A L'energie Atomique Riesenmagnetowiderstand, Herstellungsverfahren und Anwendung in einem Magnetsensor
US5677625A (en) * 1995-01-24 1997-10-14 Commissariat A L'energie Atomique Giant magnetoresistance, production process and application to a magnetic sensor
EP0724301A3 (de) * 1995-01-27 1997-11-26 Nec Corporation Magnetowiderstandseffekt-Film
EP0724301A2 (de) * 1995-01-27 1996-07-31 Nec Corporation Magnetowiderstandseffekt-Film
US6063491A (en) * 1995-01-27 2000-05-16 Nec Corporation Magnetoresistance effects film
US5917400A (en) * 1995-01-27 1999-06-29 Nec Corporation Magnetoresistance effects film
EP0747887A3 (de) * 1995-06-07 1997-02-26 Seagate Technology Herstellungsverfahren eines invertierten magnetoresistiven Kopfes
EP0747887A2 (de) * 1995-06-07 1996-12-11 Seagate Technology, Inc. Herstellungsverfahren eines invertierten magnetoresistiven Kopfes
EP0752700A3 (de) * 1995-07-05 1998-01-14 Sony Corporation Komplexer Dünnfilmmagnetkopf und Herstellungsverfahren
EP0752700A2 (de) * 1995-07-05 1997-01-08 Sony Corporation Komplexer Dünnfilmmagnetkopf und Herstellungsverfahren
EP0790600A3 (de) * 1996-02-14 1998-03-04 Hitachi, Ltd. Kopf mit magnetoresistivem Effekt
EP0790600A2 (de) * 1996-02-14 1997-08-20 Hitachi, Ltd. Kopf mit magnetoresistivem Effekt
US6141190A (en) * 1996-02-14 2000-10-31 Hitachi, Ltd. Magnetoresistive effect head
US6507465B1 (en) 1996-02-14 2003-01-14 Hitachi, Ltd. Magnetoresistive effect head
US6545847B2 (en) 1996-02-14 2003-04-08 Hitachi, Ltd. Magnetoresistive effect head
US6731478B2 (en) 1996-02-14 2004-05-04 Hitachi, Ltd. Magnetoresistive effect head
FR2747498A1 (fr) * 1996-04-12 1997-10-17 Silmag Sa Procede de realisation d'une tete magnetique a detecteur de champ a semiconducteur et tete obtenue par ce procede
EP0801379A1 (de) * 1996-04-12 1997-10-15 Silmag Herstellungsverfahren eines Magnetkopfes mit Halbleiter-Felddetektor und nach diesem Verfahren hergestellter Kopf
FR2772965A1 (fr) * 1997-12-22 1999-06-25 Silmag Sa Senseur de champ magnetique et tete magnetique de lecture utilisant un tel senseur

Also Published As

Publication number Publication date
US6125019A (en) 2000-09-26
JPH05347013A (ja) 1993-12-27
DE4312040C2 (de) 1995-07-20
US5933297A (en) 1999-08-03
US6633465B2 (en) 2003-10-14
US20010017752A1 (en) 2001-08-30
JP3022023B2 (ja) 2000-03-15
US6249405B1 (en) 2001-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4312040C2 (de) Magnetisches Speicher-/Lesesystem
DE69826090T2 (de) Magnetische Tunnelübergangseinrichtung mit verbesserten ferromagnetischen Schichten
DE69835410T2 (de) Magnetoresistiver Lesekopf mit abgeschirmtem magnetischem Tunnelübergang
DE60029036T2 (de) Magnetoresistives Element und Herstellungsverfahren sowie magnetoresistiver Kopf, magnetischer Aufzeichnungsapparat und magnetoresistives Speicherelement
DE19848110B4 (de) Magnetowiderstandselement
US6387550B1 (en) Giant magnetoresistive material film, method of producing the same and magnetic head using the same
DE69534314T2 (de) Magnetoresistiver Spinventilfühler mit selbstverankernder laminierter Schicht und Benutzung des Fühlers in einem magnetischen Aufzeichnungssystem
DE19708069C2 (de) Magnetowiderstandstransducer, Verfahren zur Bildung eines Magnetfilms und magnetisches Aufzeichnungs-/Wiedergabelaufwerk
DE69233139T2 (de) Magnetowiderstandseffekt-Element und Magnetowiderstandseffekt-Fühler
DE69728920T2 (de) Kopf mit magnetoresistivem Effekt
DE69835650T2 (de) Magnetische Tunnelübergangsvorrichtungen
US6172859B1 (en) Magnetoresistive head and magnetic disk apparatus
DE60200949T2 (de) Magnetoresistives element und dieses verwendender magnetoresistiver lesekopf, magnetisches aufnahmegerät und magnetoresistiver speicher
DE69731177T2 (de) Dünnfilm-Magnetkopf und magnetische Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung
US6282069B1 (en) Magnetoresistive element having a first antiferromagnetic layer contacting a pinned magnetic layer and a second antiferromagnetic layer contacting a free magnetic layer
US5476680A (en) Method for manufacturing granular multilayer mangetoresistive sensor
DE19811857A1 (de) Magnetoresistiver Kopf
DE19528245B4 (de) Magneto-Widerstandskopf und dessen Verwendung in einer Magnetaufzeichnungsvorrichtung
DE69727261T2 (de) Element mit magnetoresistivem Effekt, sein Herstellungsverfahren und Magnetkopf daraus
EP0701142A1 (de) Magnetowiderstandseffektfilm und Herstellungsverfahren
DE19934009A1 (de) Magnetowiderstands-Dünnschichtelement vom Drehventil-Typ
DE19701509A1 (de) Magnetsensor
US6603643B2 (en) Magnetoresistive head containing oxide layer
DE19936378A1 (de) Magnetowiderstands-Dünnschichtelement vom Drehventiltyp
DE19724688A1 (de) Spinvalve-Magnetowiderstandskopf und Verfahren zum Herstellen desselben, sowie magnetisches Aufnahme-/Wiedergabegerät

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: HITACHI GLOBAL STORAGE TECHNOLOGIES JAPAN,LTD., OD

8339 Ceased/non-payment of the annual fee