DE3604720C2

DE3604720C2 -

Info

Publication number: DE3604720C2
Application number: DE19863604720
Authority: DE
Inventors: Naoki Hachioji Jp Sato; Yoshihisa Kokubunji Jp Kamo; Tooru Takeura; Masao Odawara Jp Katsumata; Kazuhiro Chigasaki Jp Momata
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: HGST Japan Ltd
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1990-06-21
Also published as: DE3604720A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetwiderstandskopf der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Art.

Dichten der magnetischen Aufzeichnungseinheiten wurden mehr und mehr gesteigert. Als Köpfe zur Herstellung sol cher Aufzeichnungseinheiten kamen Dünnschichtköpfe unter Anwendung der Dünnschichttechnik in Gebrauch. Unter diesen Dünnschichtköpfen liefert ein Magnetwiderstandskopf für Vielspurbetrieb (im folgenden mit MW-Kopf bezeichnet), der den magnetoresistiven Effekt einer ferromagnetischen Dünnschicht ausnutzt, vorteilhaft einen Hochpegelausgang trotz seiner hohen Aufzeichnungsdichte, da sein Wiedergabeausgang nicht von der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Aufzeich nungsmedium und dem Magnetkopf abhängt, sondern nur von der Größe des durch das Aufzeichnungsmedium verursach ten Signalmagnetfeld abhängt. Die MW-Köpfe werden bei magnetischen Aufzeichnungseinheiten in verschiedenen Gebieten als Wiedergabeköpfe verwendet.

Der allgemeine Aufbau des MW-Kopfes wird in der JP-OS 50-59 023 offenbart. Wie Fig. 2 zeigt, ist auf einer Basisplatte 1 ein Paar von magnetischen Abschirm schichten 6, 7 auf beiden Seitenflächen eines MW-Ele ments 2 über dünne Isolierschichten 8, 9 vorgesehen. Eine Leiterschicht 5 zum Einlaß eines Stromflusses in das MW-Element und zum Auslaß eines wiedergegebenen Signals vom MW-Element ist mit dem MW-Element 2 verbun den. Die magnetischen Abschirmschichten 6, 7 sind vor gesehen, um einen unnötigen Teil des durch das Auf zeichnungsmedium verursachten Signalmagnetfeldes abzu schirmen, welcher Teil vom MW-Element 2 erfaßt, jedoch nicht benötigt wird. So werden die Frequenzeigenschaf ten des wiedergegebenen Signals verbessert, und die Auf lösung wird gesteigert.

Bei einem solchen Aufbau werden jedoch Rausch spitzen verursacht, wenn ein Auszeichnungsmedium, das ein Isolator ist, in einem engen, der Kopfoberfläche zugewandten Spalt läuft. Wenn die Information wiederge geben wird, senken solche Rauschspitzen das Rauschab standsverhältnis und verursachen Wiedergabefehler.

Aus der US-PS 45 23 243 ist ein Magnetwiderstandskopf mit einer Einrichtung zum Anlegen eines Vorspannungsfeldes an magnetoresistive Elemente mit drei Anschlüssen bekannt, die so angeordnet ist, daß ein Kurzschluß zwischen Vor spannungsleitern und Fühlerelementen vermieden wird, die Vorspannungsleiter weniger Umgebungseinflüssen ausgesetzt sind und Vorspannungsänderungen mit der Lebensdauer des Magnetwiderstandskopfes vermieden werden. Diese US-PS befaßt sich jedoch nicht mit dem Problem von Rauschspitzen durch Reibung und Kontakt zwischen dem Magnetwiderstands kopf und dem bewegten Aufzeichnungsmedium.

J. E. Rohen "Electrostatic shielding for magnetoresistive read heads" in "IBM Technical Disclosure Bulletin", April 1979, Vol. 21, No. 11, S. 4459-60 beschreibt einen Magnetwiderstandskopf, bei dem zu beiden Seiten eines magnetoresistiven Elements geerdete Leiterbahnen ange ordnet sind, die zum Erhalten eines Faraday-Schirmeffekts zwecks Verringerung des Effekts indirekter elektrostati scher Entladungen dienen. Auf die durch die Reibung und den Kontakt zwischen dem Magnetwiderstandskopf und einem bewegten Aufzeichnungsmedium verursachte Rauschspitzen geht auch diese Druckschrift nicht ein.

Schließlich ist aus der DE 32 30 416 A1 ein Magnetkopf mit einem Magnetoresistenz-Wandlerelement bekannt, bei dem das leitende Substrat geerdet oder eine bestimmte Vorspannung daran angelegt wird, um eine Erosion des Magneto resistenz-Wandlerelements zu vermeiden. Diese DE-OS befaßt sich jedoch nicht mit einer Vermeidung von Rauschspitzen beim Wiedergabebetrieb des Magnetkopfes durch dessen Rei bung und Kontakt mit dem bewegten Aufzeichnungsmedium und offenbart keinen Vierspuraufbau mit einer Mehrzahl von magnetoresistiven Elementen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Magnet widerstandskopf der eingangs vorausgestzten Art zu ent wickeln, bei dem durch Reibung und Kontakt zwischen dem Magnetwiderstandskopf und dem bewegten Aufzeichnungsmedium verursachte Rauschspitzen und dadurch auftretende Wieder gabefehler erheblich verringert werden.

Die Erfinder untersuchten das erwähnte Problem des Auf tretens der Rauschspitzen im einzelnen. Als Ergebnis wurde der Grund des Auftretens der Rauschspitzen folgendermaßen aufgeklärt. Reibung und Kontakt werden zwischen dem Medium 130 und der Kopfoberfläche gemäß Darstellung in Fig. 1 hervorgerufen. Als Ergebnis entsteht Reibungselektrizität und wird auf der Kopfoberfläche gespeichert. Die Elektri zität wird auf dem Leiterteil (z. B. der Abschirmschicht 3) der Kopfoberfläche konzentriert, wobei die Spannung des Leiterteils merklich geändert wird. Eine Isolierschicht 4 ist zwischen dem magnetoresistiven Element 2 und diesen Leiterteilen vorgesehen. Wenn die Spannungsdifferenz zwi schen dem magnetoresistiven Element 2 und dem Leiterteil 3 soweit ansteigt, daß sie die Durchschlagspannung der Luft übersteigt, tritt jedoch der Isolationsdurchschlag der zwischen dem magnetoresistiven Element 2 und dem Leiterteil 3 auf. Der Einfluß des Durchschlags wird im Ausgang des magnetoresistiven Elements 2 als Rauschspitzen beobachtet. Vor anderen haben somit die Erfinder den Grund des Auf tretens von für das magnetoresistive Element 2 charakteristi schen Rauschspitzen ermittelt. Weiter entwarfen die Erfin der einen konkreten Aufbau eines Magnetwiderstandskopfes, der sich zur Verringerung des im wiedergegebenen Signal enthaltenen Rauschanteils eignet.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Elektrizität aufgrund der Reibung od. dgl., die verur sacht wird, wenn das Aufzeichnungsmedium läuft, kann so durch die elektrische Leiterschicht beseitigt werden.

Ausgestaltungen dieses Magnetwiderstandskopfes sind in den Unteransprüchen 2 und 3 gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschau lichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Aufbaus eines be kannten MW-Kopfes und eines Speichermediums zur Veranschaulichung der Grundidee der Erfindung;

Fig. 2 eine Perpektivdarstellung des schon erläuterten MW-Kopfes bekannter Art;

Fig. 3a einen Grundriß eines ersten Ausführungsbeispiels eines einzelnen MR-Elements und

Fig. 3b eine Schnittdarstellung nach der Linie IIIb-IIIb in Fig. 3a;

Fig. 4a einen Grundriß eines zweiten Ausführungsbei spiels eines einzelnen MR-Elements und

Fig. 4b eine Schnittdarstellung nach der Linie IVb-IVb in Fig. 4a;

Fig. 5a einen Grundriß eines dritten Ausfüh rungsbeispiels eines einzelnen MR-Elements und

Fig. 5b eine Schnittdarstellung nach der Linie Vb-Vb in Fig. 5a;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines einzelnen MR-Ele ments;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines einzelnen MR-Ele ments;

Fig. 8a einen Grundriß eines sechsten Ausfüh rungsbeispiels eines einzelnen MR-Elements und

Fig. 8b eine Schnittdarstellung längs der Linie VIIIb-VIIIb in Fig. 8a;

Fig. 9a einen Grundriß eines siebenten Aus führungsbeispiels eines einzelnen MR-Elements und

Fig. 9b eine Schnittdarstellung nach der Linie IXb-IXb in Fig. 9a;

Fig. 10a einen Grundriß eines achten Ausfüh rungsbeispiels eines einzelnen MR-Elements und

Fig. 10b eine Schnittdarstellung nach der Linie Xb-Xb in Fig. 10a;

Fig. 11a einen Grundriß eines ersten Ausführungs beispiels eines Vielspur-MW-Kopfes gemäß der Erfindung und

Fig. 11b eine Schnitt darstellung nach der Linie XIb-XIb in Fig. 11a;

Fig. 12a einen Grundriß eines zweiten Ausführungs beispiels eines Vielspur-MW-Kopfes gemäß der Erfindung,

Fig. 12b einen Grundriß eines Ausführungsbeispiels, das eine Variante des Ausführungsbeispiels von Fig. 12a ist, und

Fig. 12c einen Grund riß eines anderen Ausführungsbeispiels, das eine Variante des Ausfüh rungsbeispiels von Fig. 12a ist;

Fig. 13a eine Schnittdarstellung nach der Linie XIIIa-XIIIa in Fig. 12a,

Fig. 13b eine Schnittdarstellung nach der Linie XIIIb- XIIIb in Fig. 12a und

Fig. 13c eine Schnittdarstellung längs der Linie XIIIc-XIIIc in Fig. 12a.

Es werden nun Beispiele einzelner MR-Elemente und des Vielspur-Kopfes gemäß der Erfindung im einzelnen erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung des Aufbaus eines bekannten MW-Kopfes zur Veranschaulichung des Grundgedan kens der Erfindung. Leitende permeable Abschirmschich ten (z. B. aus "Permalloy") 3 sind auf beiden Seiten des MW-Elements 2 über Isolierschichten (z. B. aus SiO₂) 4 angeordnet. Ein Anschluß 50 ist von den leitenden Ab schirmschichten 3 herausgeführt und geerdet. Das Ende des Kopfes liegt unter Bildung einer dem Aufzeichnungs medium 130 zugewandten Oberfläche frei. Das Ende des Kopfes ist bezüglich der Richtung, in der das Aufzeich nungsmedium 130 läuft, gekrümmt. Das MW-Element 2 ist am Gipfel der gekrümmten Oberfläche positioniert. Bei diesem Ausführungsbeispiel konnten die Elektrizität aufgrund der Reibung od. dgl. beseitigt und die Auf trittshäufigkeit von durch das durch den engen Spalt laufende Medium 130 verursachten Rauschspitzen von zwei- oder dreimal je Sekunde auf keinmal je Sekunde verbessert werden.

Ein ähnlicher Effekt kann auch erhalten werden, wenn entweder die Abschirmschicht 3 auf einer Seite oder die Abschirmschichten 3 auf beiden Seiten aus nichtmagnetischen Leiterschichten gemacht werden.

Konkrete Ausführungsbeispiele einzelner MR-Elemente und des Vielspur-MW-Kopfes gemäß der Erfindung werden nun anhand der Fig. 3a bis 13c erläutert. Fig. 3a ist ein Grundriß eines Beispiels eines Kopfes. Fig. 3b ist eine Schnittdarstellung des längs der Linie IIIb-IIIb in Fig. 3a gesehenen Kopfes. In einem MW-Kopf muß ein geeignetes Vorspannungsfeld an das MW- Element angelegt werden, um die Betriebseigenschaften des MW-Kopfes zu linearisieren und die Verzerrung der wiedergegebenen Wellenform zu beseitigen. Als Verfahren zum Anlegen des Vorspannungsfeldes an das MW-Element sind das Nebenschluß-Vorspannungsverfahren und das Dauermagnet-Vorspannungsverfahren bekannt. Beim Neben schluß-Vorspannungsverfahren wird das Vorspannungsfeld erzeugt, indem man einen Strom durch die an das MW-Ele ment angrenzende Schicht aus einem leitenden Material fließen läßt. Beim Dauermagnet-Vorspannungsverfahren wird eine Dauermagnetschicht nahe dem MW-Element ange ordnet, und das Streufeld der Dauermagnetschicht wird als das Vorspannungsfed verwendet. Das vorliegende Aus führungsbeispiel wird für den MW-Kopf unter Anwendung des Nebenschluß-Vorspannungsverfahrens beschrieben.

Nachdem eine untere Abschirmschicht 6 aus einem magnetischen Material, wie z. B. "Permalloy", auf einer Basisplatte 1 gebildet ist, wird eine erste Isolier schicht 8 aus einem Isoliermaterial, wie z. B. Al₂O₃ oder SiO₂, gebildet. Nachdem dann ein MW-Element 2 (z. B. "Permalloy") gebildet ist, wird eine Vorspannungs schicht 13 aus einem leitenden Material, wie z. B. Ti, gebildet. Dann wird die erste Isolierschicht 8 geätzt, um ein durchgehendes Loch 20 herzustellen. Anschließend wird eine Leiterschicht 5 aus Au, Al, Cu od. dgl. ge bildet und elektrisch mit der unteren Abschirmschicht 6 verbunden. Das durchgehende Loch 20 kann unmittelbar nach der Bildung der ersten Isolierschicht 8 gebildet werden. Dann wird eine zweite Isolierschicht 9 aus Al₂O₃, SiO₂ od. dgl. gebildet und zur Herstellung eines durch gehenden Loches 21 geätzt. Weiter wird eine obere Ab schirmschicht 7 aus einem magnetischen Material, wie z. B. "Permalloy", gebildet und elektrisch mit der leiten den Schicht 5 verbunden. Danach wird die zweite Isolier schicht 9 zur Herstellung eines durchgehenden Loches 22 geätzt. Anschließend wird ein Anschluß 10 aus einem leitenden Material, wie z. B. Au, Al, Cu od. dgl., gebildet und elektrisch mit der leitenden Schicht 5 verbunden. Schließlich wird eine Schutzschicht 11 aus Al₂O₃, SiO₂ od. dgl. gebildet, und ihre Oberfläche wird durch Läppen od. dgl. bearbeitet, bis der Anschluß 10 freigelegt ist. Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau werden die untere Abschirmschicht 6 und die obere Abschirmschicht 7 elektrisch mit dem Anschluß 10 durch die leitende Schicht 5 verbunden. Wenn der mitt lere Anschluß 10 mit Erde verbunden wird und eine Strom quelle zum Steuern des MW-Elements 2 sowie ein Differen tialverstärker 12 zum Verstärken des vom MW-Element 2 abgelesenen wiedergegebenen Signals zwischen den beiden übrigen Anschlüssen 10, wie in Fig. 3a dargestellt, ver bunden werden, werden daher vom MW-Element 2 abgelesene Rauschanteile durch die Differenzialverstärkung besei tigt. Die Rauschanteile der unteren Abschirmschicht 6 und der oberen Abschirmschicht 7 können durch den ge erdeten Anschluß 10 beseitigt werden. So werden die durch den gesamten MW-Kopf erzeugten Rauschanteile ver ringert, wobei das Rauschabstandsverhältnis S/N ver bessert wird.

Ein gleichartiger Effekt läßt sich erzielen, auch wenn die obere oder untere Abschirmschicht aus einer nicht-magnetischen Leiterschicht besteht.

Fig. 4a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines neben schluß-vorgespannten MW-Kopfes mit einem Doppelanschluß aufbau, bei dem zwei Leiterschichten 5 für das MW-Element 2 gebildet sind. Fig. 4b ist eine Schnittdarstellung des längs der in Fig. 4a dargestell ten Linie IVb-IVb gesehenen Kopfes. Die untere Abschirm schicht 6 und die obere Abschirmschicht 7 sind mit je einer der mit dem MW-Element 2 verbundenen Leiter schichten 5 verbunden. In diesem Fall sind der Aufbau und das Herstellverfahren zum elektrischen Verbinden der Leiterschichten 5 mit der unteren Abschirmschicht 6 und der oberen Abschirmschicht 7 mittels des in der ersten Isolierschicht 8 gebildeten durchgehenden Loches 20 und der in der zweiten Isolierschicht 9 gebildeten durchgehenden Löcher 21 und 22 die gleichen wie die des in den Fig. 3a und 3b veranschaulichten Ausführungsbei spiels. Nur die Grundrißfigur 4a unterscheidet sich von dem Grundriß nach Fig. 3a. Wenn der auf der Leiter schicht 5 mit der oberen Abschirmschicht 7 angeordnete Anschluß 10 und die damit verbundene Abschirmschicht 6 geerdet werden und die Stromquelle sowie der Differen tialverstärker 12 zwischen diesem Anschluß 10 und dem anderen Anschluß 10 angeschlossen werden, lassen sich die Rauschanteile in der gleichen Weise wie beim Aus führungsbeispiel nach den Fig. 3a und 3b verringern.

Fig. 5a ist ein Grundriß eines anderen Ausführungs beispiels eines MW-Kopfes. Fig. 5b is eine Schnittdarstellung des längs einer in Fig. 5a dargestellten Linie Vb-Vb gesehenen MW-Kopfes. Der MW- Kopf dieses Aufbaus kennzeichnet sich dadurch, daß an einer von der des auf der Leiterschicht 5 angeordneten Anschlusses 10 verschiedenen Stelle ein Anschluß 10 aus einem leitenden Material, wie z. B. Au, Al oder Cu, angeordnet ist, um die untere Abschirmschicht 6 und die obere Abschirmschicht 7 mit Erde in einem äußeren Kreis zu verbinden. Das Herstellverfahren für den in den Fig. 5a und 5b veranschaulichten MW-Kopf wird nun erläutert.

Nachdem die untere Abschirmschicht 6, die erste Isolierschicht 8, das MW-Element 2, eine Vorspannungs schicht 13, die zweite Isolierschicht 9 nacheinander auf der Basisplatte 1 gebildet sind, wird ein durch gehendes Loch 23 durch die erste Isolierschicht 8 und die zweite Isolierschicht 9 gebildet. Danach wird die obere Abschirmschicht 7 gebildet und elektrisch mit der unteren Abschirmschicht 6 verbunden. Nachdem der An schluß 10 gebildet ist, wird die Schutzschicht 11 ge bildet und durch Läppen od. dgl. bearbeitet, bis der Anschluß 10 an der Oberfläche freiliegt. Dadurch wird der Anschluß 10 elektrisch mit der unteren Abschirm schicht 6 und der oberen Abschirmschicht 7 verbunden. Durch Erden des Anschlusses 10 und Verbinden der Strom quelle sowie des Differentialverstärkers 12 zwischen den übrigen Anschlüssen 10 können daher die Rauschan teile des MW-Kopfes in der gleichen Weise wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen verringert werden.

Es werden nun weitere Ausführungsbeispiele einzelner MR-Elemente beschrieben. Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels, bei dem der Aufbau des an der Vorspannungsschicht 13 des in den Fig. 5a und 5b veranschaulichten MW-Kopfes angebrachten durchgehenden Loches 23 modifiziert ist. Nachdem die untere Abschirm schicht 6, die erste Isolierschicht 8, das MW-Element 2, die Vorspannungsschicht 13, die zweite Isolierschicht 9 und die obere Abschirmschicht 7 gebildet sind, werden alle diese Schichten geätzt, um ein durchgehendes Loch 24 zu erzeugen. Danach werden ein Anschluß 14 aus Au, Cu od. dgl. und die Schutzschicht 11 gebildet. Das durchgehende Loch 24 kann alternativ gebildet werden, indem man die erste Isolierschicht 8 ohne Ätzen der unteren Abschirmschicht 6 ätzt. Bei diesem Aufbau kann ebenfalls der Anschluß 14 elektrisch mit der unteren Abschirmschicht 6 und der oberen Abschirm schicht 7 verbunden werden. Weiter kann dieser Aufbau auf die entsprechend den Darstellungen in den Fig. 3a, 3b, 4a und 4b aufgebauten MW-Köpfe angewandt werden. Und zwar können die durchgehenden Löcher 20 und 22 gleichzeitig nach der Bildung der oberen Abschirm schicht 7 gebildet werden.

Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung eines Ausfüh rungsbeispiels, bei dem der Aufbau des durchgehenden Loches 21 der in den Fig. 3b und 4b gezeigten MW-Köpfe modifiziert ist. Nachdem die zweite Isolierschicht 9 gebildet ist, werden alle Schichten geätzt, um ein durchgehendes Loch 25 zu erzeugen. Das durchgehende Loch 25 kann alternativ durch Ätzen der ersten Isolier schicht 8 gebildet werden. Indem man die obere Abschirm schicht 7 danach bildet, kann die Leiterschicht 5 elektrisch mit der oberen Abschirmschicht 7 und der unteren Abschirmschicht 6 verbunden werden.

Fig. 8a ist ein Grundriß eines Ausführungsbeispiels eines MW-Kopfes des Dauermagnet-Vorspannungstyps mit einem Doppelanschlußaufbau, bei dem zwei Leiterschichten 5 am MW-Element 2 gebildet sind. Fig. 8b ist eine Schnittdarstellung des in Fig. 8a ge zeigten MW-Kopfes. Die untere Abschirmschicht 6 und die obere Abschirmschicht 7 werden mit je einer der mit dem MW-Element 2 verbundenen Leiterschichten 5 verbunden. In diesem Fall sind der Aufbau und das Herstellverfahren zum elektrischen Verbinden der Leiterschicht 5 mit der unteren Abschirmschicht 6 und der oberen Abschirmschicht 7 über das in der ersten Isolierschicht 8 gebildete durchgehende Loch 20 und die in der zweiten Isolier schicht 9 gebildeten durchgehenden Löcher 21 und 22 die gleichen wie die des in den Fig. 3a und 3b gezeig ten Ausführungsbeispiels des Nebenschluß-Vorspannungs typs. Nur der Schnittdarstellungsaufbau unterscheidet sich von dem nach Fig. 3a und 3b. Eine in Fig. 8b dar gestellte Schicht 14 ist eine Isolierschicht zum Iso lieren einer Dauermagnetschicht 13 vom MW-Element 2. Jeder der Anschlüsse der Dauermagnetschicht 13, die ein Vorspannungselement ist, wird mit der vom MW-Element 2 herausgeführten Leiterschicht 5 über die Leiterschicht 5 verbunden. Demgemäß wird die in der Dauermagnet schicht 13 erzeugte Elektrizität unmittelbar durch den Anschluß 10 entladen, so daß keine Rauschanteile verur sacht werden.

Fig. 9a ist ein Grundriß eines Ausführungsbeispiels eines Nichtabschirmungs-Nebenschlußvorspannungs-MW- Kopfes mit einem Doppelanschlußaufbau, bei dem die Nebenschluß-Vorspannungsschicht 13 über dem MW-Element gebildet ist und zwei Leiterschich ten 5 an beiden Enden der Nebenschluß-Vorspannungs schicht 13 gebildet sind. Fig. 9b ist eine Schittdar stellung des in Fig. 9a dargestellten MW-Kopfes. Nach dem die erste Isolierschicht 8 auf der nicht-magneti schen leitenden Basisplatte 1 aus Aluminiumoxid-Titan carbid (Al₂O₃-TiC) od. dgl. gebildet ist, wird das MW- Element 2 gebildet. Anschließend wird die Vorspannungs schicht 13 aus einem leitenden Material, wie z. B. Titan (Ti) oder Molybdän (Mo), gebildet, und danach werden die Leiterschichten 5 an beiden Enden der Vor spannungsschicht 13 gebildet. Dann wird der Anschluß 10 gebildet. Weiter wird die Schutzschicht 11 gebildet, und ihre Oberfläche wird einem Läppen unterworfen, bis der Anschluß 10 freiliegt. Schließlich wird ein MW- Kopfelementblock 100 an einem aus einem Metallmaterial, wie z. B. Bronze, bestehenden Kopfblock 101 mittels eines leitenden Bindemittels 105 befestigt. Dann wird ein Anschluß 102 im Kopfblock 101 z. B. mittels eines Schraubenlochs vorgesehen. Wenn der Anschluß 102 und der vom MW-Element herausgeführte Anschluß 10 geerdet werden und die Stromquelle mit dem verbleibenden An schluß 10 verbunden wird, wird die Wechselspannungs differenz zwischen den Anschlüssen 10 und 10 über Kon densatoren 103 und einen Differentialverstärker 12 ab gelesen. Die an der Oberfläche der Basisplatte 1 durch Reibung erzeugte Elektrizität wird unmittelbar durch den Anschluß 102 entladen, wodurch keine Rauschanteile verursacht werden.

Die Fig. 10a und 10b zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Differential-MW-Kopfes. Fig. 10a ist ein Grundriß des MW-Kopfes. Fig. 10b ist eine Schnittdarstellung des MW-Kopfes. Nachdem die untere Abschirmschicht 6 auf der Basisplatte 1 gebildet ist, wird die erste Isolierschicht 8 gebildet. An schließend wird das MW-Element 2 gebildet, und dann wird die Vorspannungsschicht 13 aus einem leitenden Material, wie z. B. Ti, gebildet. Die erste Isolier schicht 8 wird zur Erzeugung des durchgehenden Loches 20 geätzt. Dann wird die Leiterschicht 5 gebildet und elek trisch mit der unteren Abschirmschicht 6 verbunden. Die zweite Isolierschicht 9 wird gebildet und schräg geätzt, um die Leiterschicht 5 des mittleren Teils an der Oberfläche freizulegen. Weiter wird die obere Abschirmschicht 7 gebildet und elektrisch mit der Leiterschicht 5 ver bunden. Danach werden die Anschlüsse 10 gebildet. Schließlich wird die Schutzschicht 11 gebildet und durch Läppen od. dgl. bearbeitet, bis die Anschlüsse 10 an der Oberfläche freiliegen. Beim vorstehend beschrie benen Aufbau werden die untere Abschirmschicht 6, die obere Abschirmschicht 7 und die Leiterschicht 5 elek trisch mit den Anschlüssen 10 verbunden. Wenn der mittlere Anschluß 10 geerdet wird und die Stromquelle zum Steuern des MW-Elements 2 sowie der Differential verstärker 12 zum Verstärken des vom MW-Element 2 ab gelesenen wiedergegebenen Signals zwischen den übrigen zwei Anschlüssen 10 angeschlossen werden, erfährt daher das vom MW-Element 2 abgelesene Signal eine Differential verstärkung, und gleichzeitig wird die in den oberen und unteren Abschirmschichten 6, 7 erzeugte Elektrizität unmittelbar durch den Anschluß 10 entladen. Daher werden die Rauschanteile des MW-Kopfes verringert, was zu einem erhöhten Rauschabstandsverhältnis S/N führt. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die durchgehenden Löcher in nur einem Verfahrensschritt gebildet werden, was ein vereinfachtes Verfahren bedeutet.

Bei einem Vielspur-MW-Kopf mit einem Aufbau, bei dem Abschirmschichten der einzelnen Elemente als ein Körper vereinigt werden, können die obere Abschirm schicht und die untere Abschirmschicht leicht unter Verwendung des oben beschriebenen Aufbaus geerdet werden. Fig. 11a ist ein Grundriß eines MW-Kopfes gemäß der Erfindung zur Veran schaulichung dieses Ausführungsbeispiels. Fig. 11b ist die zugehörige Schnittdarstellung. An von denen der Stromquelle zum Steuern des MW-Elements 2 und der An schlüsse 10 zum Ablesen der wiedergegebenen Signale unterschiedlichen Stellen werden Anschlüsse 13′ zum Erden der unteren Abschirmschicht 6 und der oberen Abschirmschicht 7 vorgesehen. Der Anschluß 13′ kann an einer Seite vorgesehen werden. Jedoch wird der Rausch anteil-Verringerungseffekt verbessert, wenn die An schlüsse 13′ an beiden Seiten vorgesehen werden. Das Herstellverfahren ist das gleiche wie für das Aus führungsbeispiel gemäß den Fig. 5a und 5b. Weiter können der Aufbau und das Herstellverfahren, die in den Fig. 4a und 4b veranschaulicht sind, auch auf einen Vielelement-MW-Kopf mit einem Aufbau angewandt werden, bei dem Abschirmschichten 6, 7 der einzelnen Elemente als ein Körper vereinigt sind. Und zwar wird über eine oder zwei Leiterschichten 5 unter einer Mehrzahl von Elementen die Leiterschicht 5 elektrisch mit der unte ren Abschirmschicht 6 und der oberen Abschirmschicht 7 unter Verwendung des Aufbaus und des Herstellverfahrens verbunden, die in den Fig. 4a und 4b veranschaulicht sind. Weiter werden die Anschlüsse 10 zum Verbinden der Leiterschichten 5 mit äußeren Kreisen vorgesehen. Aufgrund dieser können die Rauschanteile des Vielelement- MW-Kopfes mit einem Aufbau, bei dem die Abschirmschich ten 6, 7 als ein Körper vereinigt sind, verringert werden. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungs beispiel können die obere Abschirmschicht 7 und die untere Abschirmschicht 6 geerdet werden. Der Aufbau zum Erden entweder der oberen Abschirmschicht 7 oder der unteren Abschirmschicht 6 kann analog dem vor stehenden Ausführungsbeispiel leicht vorgenommen werden. Beispielsweise kann nur die obere, in den Fig. 3a, 3b, 4a und 4b dargestellte Abschirmschicht 7 mit der Leiter schicht 5 verbunden werden, indem man die Bildung des durchgehenden Loches 20 der ersten Isolierschicht 8 im Fall der Fig. 3a, 3b, 4a und 4b vermeidet und die Bil dung des durchgehenden Loches 23 der ersten Isolier schicht 8 und der zweiten Isolierschicht 9 im Fall der Fig. 5a und 5b vermeidet.

Weitere Ausführungsbeispiele eines Vielspur-MW-Kopfes gemäß der Erfindung werden nun anhand der Fig. 12a bis 12c und 13a bis 13c beschrieben. Fig. 12a ist ein Grundriß eines Beispiels eines Kopfes gemäß der Er findung. Fig. 13a, 13b und 13c sind Schnittdarstellungen nach den Linien XIIIa-XIIIa bzw. XIIIb-XIIIb bzw. XIIIc-XIIIc. Im MW-Kopf muß ein geeignetes Vorspannungs feld an das MW-Element 2 angelegt werden, um die Be triebseigenschaften zu linearisieren und die Empfind lichkeit zu verbessern. Als Verfahren zum Anlegen des Vorspannungsfeldes an das MW-Element sind, wie schon erwähnt, das Nebenschluß-Vorspannungsverfahren und das Dauermagnet-Vorspannungsverfahren bekannt. Das vorlie gende Ausführungsbeispiel wird für den MW-Kopf bei An wendung des Nebenschluß-Vorspannungsverfahrens beschrie ben.

Nachdem eine erste Abschirmschicht 6 aus einem leitenden, weichmagnetischen Material, wie z. B. "Permalloy", auf der Basisplatte 1 gebildet ist, wird die erste Isolierschicht 8 aus einem Isoliermaterial, wie z. B. Al₂O₃ oder SiO₂, gebildet. Nachdem dann das MW- Element 2 (z. B. "Permalloy") gebildet ist, wird die Vorspannungsschicht 13 aus einem leitenden Material, wie z. B. Ti, gebildet. Dann wird die zweite Isolier schicht 9 als Al₂O₃, SiO₂ od. dgl. gebildet. Das durch gehende Loch 20 wird durch die Isolierschichten 8 und 9 hergestellt, um die Leitfähigkeit mit der zweiten Ab schirmschicht 7 und der ersten Abschirmschicht 6 zu sichern. Der Anschluß 10 aus einem leitenden Material, wie z. B. Au, Al oder Cu, wird auf dem oberen Teil des durchgehenden Loches gebildet. Schließlich wird die Schutzschicht 11 aus Al₂O₃, SiO₂ od. dgl. gebildet und durch Läppen od. dgl. bearbeitet, bis der Anschluß 10 an der Oberfläche freiliegt. Beim vorstehend beschrie benen Aufbau wird die erste Abschirmschicht 6 elek trisch mit der zweiten Abschirmschicht 7 am Anschluß 10 über das durchgehende Loch 20 verbunden. Durch Verbin den des Anschlusses 10 mit entweder einem festen Poten tial oder Erde wird es möglich, die Rauschanteile, die in die Abschirmschicht eintreten, zu entladen und ihren Eintritt in das MW-Element zu verhindern. Wie in Fig. 12a dargestellt ist, wird ein Bereich der Abschirm schicht zwischen den MW-Elementen, der eine Breite W und eine Tiefe L hat, entfernt. Die Breite W muß breit genug sein, um den in die Abschirmschicht in diesem Bereich eintretenden Magnetfluß nicht kurzzuschließen. Und die Breite W muß wenigstns den Abschirmabstand (angenähert die Summe der Dicke der in Fig. 13 darge stellten Isolierschichten 8 und 9) betragen. Der geeignete Wert von W ist üblicherweise etwa das 2,5- bis 5fache des Abschirmabstandes. Es ist erwünscht, daß die Tiefe L groß ist, soweit die Leitfähigkeit der Abschir mung zwischen den Spuren gesichert werden kann. Die Tiefe L darf nicht geringer als die Höhe H des MW- Elements 2 sein und wird üblicherweise im Bereich des 2- bis 3fachen der Höhe H gewählt. Da im Ausführungs beispiel der Abschirmabstand 2 µm war und die Höhe H des MW-Elements 10 µm war, wurden die Breite und die Tiefe mit W = 5 µm bzw. L = 25 µm festgesetzt, und die Elektrode 10 wurde geerdet. Der äußere Rauschanteil konnte auf nahezu 0 verringert werden. Außerdem konnte ein Signalaustritt von der angrenzenden Spur auf ein Drittel desjenigen des in Fig. 11 dargestellten Aufbaus verringert werden.

Es ist offenbar, daß ein gleichartiger Effekt auch erhalten werden kann, wenn der Bereich mit der entfern ten Abschirmung durch einen Isolierstoff gebildet wird.

Bei der vorstehenden Beschreibung dieses Ausfüh rungsbeispiels wurde das Nebenschluß-Vorspannungsver fahren zum Vorspannen des MW-Elements verwendet. Jedoch ist es klar, daß der Effekt der Erfindung gleichfalls erhalten werden kann, wenn andere Vorspannungsverfahren angewandt werden.

In diesem Ausführungsbeispiel war der entfernte Bereich der Abschirmschicht rechteckigen Querschnitts. Jedoch ist es offenbar, daß ein gleichartiger Effekt erwartet werden kann, auch wenn diese Querschnittsform dreieckig, wie in Fig. 12b dargestellt ist, oder ge krümmt ist, wie in Fig. 12c dargestellt ist.

Weiter wurde in diesem Beispiel der von der Ab schirmung herausgeführte Anschluß geerdet. Jedoch ist es klar, daß ein gleichartiger Effekt auch erhalten werden kann, wenn der Anschluß mit einem festen Gleich strompotential, wie z. B. einem Potential verbunden wird, das an einem mittleren Abgriff auftritt, wenn die MW- Elemente 2 in der Differentialart angeschlossen sind.

Claims

1. Magnetwiderstandskopf mit
einer Mehrzahl von magnetoresistiven Elementen (2), die auf einer ersten Seite einer ersten Isolierschicht (8) gebildet sind,
einer Mehrzahl von Leiterschichten (5), die auf der ersten Seite der ersten Isolierschicht gebildet und mit den magneto resistiven Elementen (2) zum Zuführen von Steuerströmen zu den magnetoresistiven Elementen und zur Ableitung von Wiedergabesignalen aus den magnetoresistiven Elementen verbunden sind,
einer zweiten Isolierschicht (9), die auf den magneto resistiven Elementen (2) und der Mehrzahl von Leiterschich ten (5) gebildet ist, und
einer ersten magnetischen Abschirmschicht (7), die auf der zweiten Isolierschicht (9) gebildet und mit einem Gleichstrompotential verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste magnetische Abschirmschicht (7) darin gebildete Nuten aufweist, deren jede so zwischen benachbarten der Mehrzahl der magnetoresistiven Elemente (2) angeordnet ist, daß unerwüschte elektrische Ladungen, die sich an einem Teil der magnetischen Abschirmschicht (7) für eines der magnetoresistiven Elemente ansammeln können, nicht in einen anderen Teil der magnetischen Abschirmschicht (7) für ein anderes, an das eine magnetoresistive Element angrenzendes magnetoresistives Element beim Entladen der unerwünschten elektrischen Ladungen zum Gleichstrompotential fließen, welcher andere Teil der magnetischen Abschirmschicht nahe einem Aufzeichnungsmedium ist, wenn der Magnetwider standskopf im Wiedergabebetrieb ist.

2. Magnetwiderstandskopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite magnetische Abschirmschicht (6), die auf einer zweiten Seite der ersten Isolierschicht (8) gebildet und mit der ersten magnetischen Abschirmschicht (7) verbunden ist.

3. Magnetwiderstandskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Nuten einen darin enthaltenen Isolator auf weist.