DE69218711T2

DE69218711T2 - Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf

Info

Publication number: DE69218711T2
Application number: DE69218711T
Authority: DE
Inventors: Akiyoshi Fujii; Tohru Kira; Tomohisa Komoda; Ryoji Minakata; Atsuo Mukai; Hiroshi Suzuki
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-09-27
Filing date: 1992-09-25
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2012-09-26
Also published as: JPH05314430A; EP0534791A2; US5402292A; DE69218711D1; EP0534791A3; EP0534791B1; JP2857286B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf (nachfolgend als "Dunnfilm-MR-Kopf" bezeichnet) mit einem Magnetowiderstandselement (nachfolgend als "MR-Element" bezeichnet), dessen elektrischer Widerstand sich abhängig von einer Änderung des angelegten Signalmagnetfelds ändert, um eine Änderung des Signalmagnetfelds zu erfassen, wie es auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger aufgezeichnet ist, und spezieller betrifft sie eine Verbesserung des Aufbaus eines Dünnfilm-MR-Kopfs zum Verringern von Barkhausenrauschen.

Beschreibung der hintergrundbildenden Technik

Es ist bekannt, dass ein Dünnfilm-MR-Kopf im Vergleich mit einem Volumenmagnetkopf vom Spulentyp viele Vorteile aufweist. Ein Dünnfilm-MR-Kopf reagiert auf Magnetfluss durch Empfangen eines Signalmagnetfelds, wie es auf einem magnetischen Aufzeichnungsträger wie einem Magnetband aufgezeichnet ist, und er ändert seinen Innenwiderstand abhängig von der Änderung der Magnetisierungsrichtung innerhalb eines Magnetowiderstandselements. Daher ist der Wert des Signals unabhängig von der Geschwindigkeit des magnetischen Aufzeichnungsträgers. Es wird erwartet, dass ein solcher dünner MR- Kopf großes Potential als Wiedergabemagnetkopf für einen PCM(Pulse Code Modulation)-Recorder mit festem Kopf hat, bei dem Aufzeichnungen mit hoher Dichte dank hoher Integrationsdichte und mehrerer Elemente, wie sie leicht durch eine Halbleiterherstelltechnik erhalten werden, ausgeführt wird.
Aus der Tatsache heraus, dass ein MR-Element ein quadratisches Verhalten in bezug auf ein externes Magnetfeld hat, ist es erforderlich, die Elementkonfiguration streifenförmig anzuordnen, um für Stabilität des MR-Elements zu sorgen. Um auch lineares Ansprechverhalten des MR-Elements zu erhalten, ist ein Vormagnetisierungsfeld für das MR-Element erforderlich.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Dünnfilm-MR- Kopfs in der Nachbarschaft eines MR-Elements Gemäß Fig. 8 umfasst ein herkömmlicher Dünnfilm-MR-Kopf ein MR-Element 1, eine mit den Enden des MR- Elements 1 verbundene Zuleitungselektrode 2 und eine Vormagnetisierungselektrode 3, die unterhalb dem MR-Element 1 liegt, um an dieses MR-Element 1 ein Vormagnetisierungsfeld anzulegen. In diesem Dünnfilm-MR-Kopf wird das aus dem Ende eines Spalts austretende Magnetfeld (Pfeil A) an das MR-Element 1 angelegt, wodurch dieses MR-Element 1 magnetisiert wird.
Das Wiedergabeausgangssignal des MR-Elements spiegelt die Magnetisierung dieses MR-Elements 1 wieder. Das MR-Element 1 ist so ausgebildet, dass die Eingangsrichtung eines Magnetfelds in der Richtung der Achse schwerer Magnetisierung liegt. Im idealen Fall, in dem die Magnetisierungsrichtung des MR-Elements 1 gemäß einem Rotationsmodus verstellt wird, ist My (Magnetisierung in der Richtung der y-Achse in Fig. 8) eine lineare Funktion von Hy (Magnetfeld in der y-Richtung) und das Ausgangssignal des MR-Elements 1 ändert sich als quadratische Funktion in bezug auf das Eingangsmagnetfeld. Fig. 9A zeigt die Beziehung zwischen einem Eingangsmagnetfeld und dem Ausgangssignal eines MR-Elements im Idealfall ohne Störsignale. Das Ausgangssignal des MR-Elements 1 ist bei hohem Magnetfeld entsprechend der Sättigung von My gesättigt.
Obwohl das ideale Ausgangssignal eines MR-Elements dergestalt ist, wie oben beschrieben, erfolgt eine Änderung von My nur in einem Rotationsmodus eines tatsächlichen MR-Elements In einem MR-Element tritt Magnetdomänenauflösung auf, was eine Verschiebung von Magnetdomänen hervorruft. Insbesondere dann, wenn die Spurbreite eines MR-Elements verringert wird, wird eine Änderung von My durch Verschiebungen magnetischer Domänen aufgrund der magnetostatischen Energie deutlich. Eine Verschiebung magnetischer Domänen bewirkt eine diskontinuierliche Änderung des Werts My, die als Barkhausensprung (nachfolgend als "B-Sprung" bezeichnet) bezeichnet wird. Die Beziehung zwischen dem Ausgangssignal eines MR-Elements und dem Eingangsmagnetfeld ist in Fig. 9B dargestellt, wobei ein Gemisch aus dem oben genannten Rotationsmodus und einer Verschiebung magnetischer Domänen existiert. Ein B-Sprung führt zu einem Störsignal im Wiedergabeausgangssignal, was das S/R-Verhältnis für den MR-Kopf stark beeinträchtigt. Es ist unabdingbar, den B-Sprung bei einem MR-Element zu unterdrücken, um einen hervorragenden MR-Kopf zu erhalten.
Herkömmlicherweise ist es bekannt, für ein MR-Element einen Zustand mit einer einzelnen magnetischen Domäne dadurch zu errichten, dass ein schwaches Magnetfeld von einigen Oersted (1 Oe = 10/4π A/cm) in der Richtung der Achse leichter Magnetisierung des MR-Elements angelegt wird, um den B- Sprung zu unterdrücken.
Ein ein derartiges MR-Element verwendender Dünnfilmmagnetkopf verfügt über einen Jochtyp, wie in Fig. 10 dargestellt, und einen Abschirmungstyp, wie in Fig. 11 dargestellt. Gemäß Fig. 10 umfasst ein Dünnfilmmagnetkopf vom Jochtyp ein unteres, einen Magnetpfad bildendes Joch 4, ein oberes Joch 5, das in den Richtungen nach vorne und hinten zweigeteilt ist, und ein MR- Element 1 und eine Vormagnetisierungselektrode 3, die zwischen dem oberen Joch 5 und dem unteren Joch 4 angeordnet sind. Dazwischen liegt eine Isolierschicht 6 zum Isolieren des MR-Elements 1 und der Vormagnetisierungselektrode 3. Hierbei bezeichnet die "Richtung nach vorne und hinten" die horizontale Richtung in Fig. 10, wobei die linke Seite die Vorderseite und die rechte Seite die Rückseite ist. Der von einem magnetischen Aufzeichnungsträger 7 erzeugte Magnetfluss wird durch den Spaltbereich 8 im vorderen Endabschnitt des oberen und unteren Jochs 5 und 4 in einen Magnetkreis eingeleitet, der durch das obere Joch 5 und das untere Joch 4 gebildet wird. Genauer gesagt, fließt der magnetische Fluss vom getrennten Abschnitt des oberen, vorderen Jochs 5a ausgehend, um dann durch das MR-Element 1 zu laufen und dann erneut vom getrennten Abschnitt des oberen, hinteren Jochs 5b in das obere Joch 5 einzutreten. Der Magnetfluss durchläuft das untere Joch 4, um zum magnetischen Aufzeichnungsträger 7 zurückzukehren. Das untere Joch 4 dient auch als Substrat für den Dünnfilmmagnetkopf, und es besteht aus einem weichmagnetischen Material wie Ferrit.
Ein Dünnfilmmagnetkopf vom Abschirmungstyp, wie in Fig. 11 dargestellt, umfasst ein MR-Element 1, einen Zuleitungsdraht 2 und eine Vormagnetisierungselektrode 3, zwischen einer oberen und einer unteren magnetischen Substanz 9a und 9b mit hoher Permeabilität, die ein Paar bilden, wobei eine Isolierschicht 10 dazwischen liegt. Der Dünnfilmmagnetkopf vom Abschirmungstyp verfügt über ein vom magnetischen Aufzeichnungsträger 7 erzeugtes Magnetfeld, das unmittelbar an das MR-Element 1 angelegt wird.
Wenn die oben beschriebenen zwei Typen von Dünnfilmmagnetköpfen unter Verwendung von MR-Elementen verglichen werden, ergibt es sich, dass der Jochtyp vom Standpunkt einer Verbesserung der Signalauflösung und der Lebensdauer eines MR-Elements gegenüber dem Abschirmungstyp von Vorteil ist.
Um eine Vergleichmäßigung der magnetischen Domäne eines MR-Elements auszuführen, sind das in Fig. 12 dargestellte Verfahren, bei dem ein MR-Element 1 magnetisch abgeschirmt wird, oder ein Verfahren, bei dem ein schwaches Magnetfeld in einer Richtung an das MR-Element angelegt wird, bekannt. Betreffend das Verfahren mit einem Anlegen eines schwachen Magnetfelds an ein MR-Element existiert ein Verfahren, bei dem magnetische Filme mit hoher Koerzitivkraft an den Enden eines MR-Elements hergestellt und in der Längsrichtung des MR-Elements magnetisiert werden. Diese magnetischen Filme erzeugen ein schwaches Magnetfeld am MR-Element, da ihre Restmagnetisierung in derselben Richtung liegt, in der sie magnetisiert sind. Dieses Verfahren ist bereits in der Offenlegungsveröffentlichung Nr. 60-59518 zu einem von der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung eingereichten Japanischen Patent vorgeschlagen. Das dort offenbarte MR-Element verfügt über einen Leiterabschnitt 2, der an den Endabschnitten des MR-Elements 1 mit darunterliegenden Filmen 11 hoher Koerzitivkraft ausgebildet ist, wie in Fig. 14 dargestellt, im Gegensatz zum in Fig. 11 dargestellten Aufbau eines MR-Elements in herkömmlichen Dünnfilmmagnetköpfen gemäß Fig. 10 und 11.
Die Japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 60-59518 offenbart den in den Fig. 15A und 15B dargestellten Dünnfilmmagnetkopf vom Abschirmungstyp als Ausführungsform, die ein derartiges MR-Element verwendet.
Die Bezugszeichen in den Fig. 15A und 15B entsprechen denen in den Fig. 11 und 14. Daher wird eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus und der Funktion derselben nicht wiederholt.
Als Material für jeden Film 11 mit hoher Koerzitivkraft wird wegen des einfachen Herstellprozesses ein durch stromloses Plattieren hergestellter Co-P-Film verwendet.
Gemäß der Theorie für eine einzelne magnetische Domäne zeigt ein ferromagnetischer Dünnfilm, der zu einer magnetischen Domäne vereinheitlicht wurde, einen "Sprung", wie er aufgrund eines Magnetisierungswechsels in der Magnetisierungskurve erzeugt wird, wenn der Winkel der Achse einfacher Magnetisierung in bezug auf ein Signalmagnetfeld einen rechten Winkel um einen bestimmten Winkel überschreitet. Da hinsichtlich der magnetischen Anisotropie eines ferromagnetischen Dünnfilms wie eines solchen aus Ni-Fe, durch den ein MR-Bauteil realisiert wird, anisotrope Dispersion vorliegt, ist die Achse einfacher Magnetisierung innerhalb eines Bereichs von Winkeln in bezug auf eine spezifizierte Richtung der Achse einfacher Magnetisierung geneigt. Daher weist die Charakteristik des MR-Elements in verschiedenen Positionen in bezug auf das angelegte Magnetfeld diesen "Sprung" auf. Aufgrund dieses "Sprungs", wie er durch Umschaltergebnisse bei Schaltstörsignalen hervorgerufen wird, ist es erforderlich, den "Sprung" auf diejenige Seite zu verschieben, auf der nicht der Arbeitspunkt des Magnetkopfs liegt. Zu diesem Zweck ist ein Verfahren des Ausbildens der Achse einfacher Magnetisierung eines MR-Bauteils, die unter einem vorbestimmten Winkel in bezug auf die Längsrichtung des MR-Elements geneigt ist, bekannt, wobei die anisotrope Dispersion des MR-Elements berücksichtigt ist (siehe Komoda, Minakata, Jomt Meeting promoted by Kansai Branch Offices of Electricity Related Society, S. 37, 1988).
Ein MR-Kopf mit einem Film 11 hoher Koerzitivkraft, der an den beiden Enden eines MR-Elements angeordnet ist, kann nicht nur beim Abschirmungstyp sondem auch beim Jochtyp verwendet werden. In den Fig. 16A und 16B ist der Aufbau eines Dünnfilmmagnetkopfs vom Jochtyp mit Filmen 11 hoher Koerzitivkraft, die an den Enden eines MR-Elements ausgebildet sind, dargestellt. Ein Kopf dieses Typs ist aus dem Dokument JP-A-63-91818 bekannt. Die Bezugszeichen in den Fig. 16A und 16B entsprechen denen in den Fig. 10 und 14, so dass keine Einzelheiten zum Aufbau und der Funktion wiederholt werden. Der oben beschriebene Film hoher Koerzitivkraft führt eine Vereinheitlichung einer magnetischen Domäne eines MR-Elements zum Unterdrücken von Barkhausenrauschen aus, und zwar durch Anlegen eines schwachen Magnetfelds an ein MR-Element. Da jedoch die Stärke des Magnetfelds des Films hoher Koerzitivkraft abhängig vom Abstand vom Film hoher Koerzitivkraft abnimmt, existiert beinahe kein Magnetfeld, wie es vom Film hoher Koerzitivkraft im Zentrum des MR-Elements angelegt wird, wenn die Länge des MR-Elements in der Richtung der Spurbreite erhöht wird. Daher wird eine Vereinheitlichung einer magnetischen Domäne dann leicht ausgeführt, wenn die Länge des MR- Elements klein ist. Wenn jedoch das MR-Element lang ist, existiert die Möglichkeit, dass die Vereinheitlichung einer magnetischen Domäne nicht gründlich ausgeführt wird, was zur Erzeugung einer magnetischen Domänenwand führt. Daher ist die Ausgangskurve des MR-Elements dergestalt, wie es in Fig. 9C dargestellt ist, was zum Problem der Erzeugung von Barkhausenrauschen führt.
Im Fall eines Jochtyps wird der Zustand der magnetischen Domäne aufgrund einer Zunahme der Jochlänge in der Richtung der Spurbreite instabil, was zur Möglichkeit einer instabilen Magnetisierungsänderung führt, die in diskontinuierlicher Weise als Änderung des Widerstands des MR-Elements auftritt.
Wenn die Spurbreite erhöht wird, um ein großes Ausgangssignal zu erhalten, ist ein größeres, vom Film hoher Koerzitivkraft erzeugtes Magnetfeld erforderlich, so dass die Filmdicke des Films 11 hoher Koerzitivkraft entsprechend erhöht werden muss. Z.B. hat eine Wiedergabespur für ein analoges Signal bei einer DCC (Digital Compact Cassette) zum Wiedergeben des analogen Signals einer Kompaktkassette eine Breite von ungefähr 600 µm. Beim in den Fig. 16A und 16B dargestellten Aufbau nimmt die Länge des MR-Elements 1 zu, wenn die Breite des Jochs groß ist, um ein Signal von einem Magnetband ausreichend einzuführen, was zu einem größeren Abstand zwischen den Filmen 11 hoher Koerzitivkraft führt, wie sie an den beiden Enden des MR-Elements 1 ausgebildet sind. Die Intensität des Magnetfelds ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen den magnetischen Substanzen. Daher muss das Volumen des Films 11 hoher Koerzitivkraft vervierfacht werden, um ein Magnetfeld derselben Intensität zu erzeugen, wenn der Abstand verdoppelt wird.
Beim Verfahren zum Herstellen eines Dünnfilmmagnetkopfs ist es typisch, die Filmdicke des Films 11 hoher Koerzitivkraft zu erhöhen, um sein Volumen zu erhöhen. Wenn die Filmdicke erhöht wird, wird auch der Abstand zwischen dem MR-Element 1 und dem Leiter 2 erhöht. Im Ergebnis nimmt der elektrische Widerstand über das MR-Element 1 und den Leiter 2 aufgrund des Anwachsens der Filmdicke des Films 11 hoher Koerzitivkraft zu, was zu einem instabilen Ausgangswert oder einem Unterbrechungsproblem führt. Ferner variiert im Fall eines Dünnfilmmagnetkopfs für mehrere Spuren der Widerstand des MR- Elements für jede Spur, was die Wiedergabenutzung verringert. Auch dies bewirkt einen Nachteil hinsichtlich Schwierigkeiten beim Einstellen der Signalverarbeitungsschaltung.
Das Dokument GB-A-2 146 482 offenbart einen Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2. Der im Dokument GB-A-2 146 482 beschriebene Magnetkopf ist vom Abschirmungstyp.
IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol 20, Nr. 2, Juli 1977, Seiten 791- 793 offenbart das Anbringen, auf dem langgestreckten, magnetoresistiven Element eines Magnetkopfs, mehrerer schräg angeordneter Vormagnetisierungsstreifen, von denen jeder aus einer Schicht eines elektrisch leitenden Materials besteht, das mit einer dünnen Schicht eines magnetischen Materials bedeckt ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Magnetowiderstandsefekt-Dünnfilmmagnetkopf zu schaffen, der die Vereinheitlichung einer magnetischen Domäne in einem MR-Element erleichtern kann, um die Erzeugung von Barkhausenrauschen zu verhindern, ohne dass die Dicke eines Films mit Koerzitivkraft erhöht wird, und zwar selbst im Fall großer Spurbreite.
Die Erfindung schafft den durch Anspruch 1 oder Anspruch 2 definierten Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf.
Die Unteransprüche 3 bis 10 sind auf Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Gemäß der Erfindung kann eine Vereinheitlichung der magnetischen Domänen eines MR-Elements leicht ausgeführt werden, da ein schwaches Magnetfeld im wesentlichen gleichmäßig über den gesamten Bereich des MR-Elements in der Längsrichtung angelegt wird, und zwar selbst im Fall eines langen MR-Elements aufgrund einer großen Spurbreite. Daher wird die Erzeugung von Barkhäusenrauschen beim Betreiben des Dünnfilmmagnetkopfs unterdrückt, um eine durch Barkhausenrauschen hervorgerufene Verringerung der Signalnutzung durch einen Dünnfilmmagnetkopf zu verhindern.
Durch Einbauen eines Jochs werden die Auflösung eines Signals vom Dünnfilmmagnetkopf und auch die Lebensdauer des MR-Elements verbessert.
Ferner wird durch die Verwendung der definierten Konstruktion des Jochs die Erzeugung eines Magnetfelds im Joch in einer Richtung entgegengesetzt zu der des schwachen Magnetfelds, wie es durch die Filme hoher Koerzitivkraft an das MR-Element angelegt wird, in der Nähe jedes Films mit hoher Koerzitivkraft verhindert. Daher wird die Erzeugung einer magnetischen Domänenwand, die der Grund für Barkhausenrauschen ist, unterdrückt, was die Eigenschaften und die Signalnutzung des Dünnfilmmagnetkopfs weiter verbessert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A und 1B sind eine Draufsicht bzw. eine perspektivische Ansicht eines Dünnfilmmagnetkopfs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 ist ein Diagramm zum Beschreiben von Problemen, wenn ein oberes Joch 5 nicht in Richtung der Spurbreite unterteilt ist.
Fig. 3A ist eine Draufsicht auf einen Dünnfilmmagnetkopf gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 3B ist ein Schnittdiagramm entlang der Linie A-A in Fig. 3A.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Dünnfilmmagnetkopfs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 5A und 5B sind jeweils eine Draufsicht auf Beispiele, die zum Verständnis der Erfindung von Nutzen sind.
Fig. 5C ist eine Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Fig. 6A-6E sind Diagramme zum Beschreiben der Korrelation zwischen dem streifenförmigen Aufbau eines MR-Elements und der Konfiguration der ausgebildeten magnetischen Domäne.
Fig. 7a ist eine perspektivische Ansicht eines Dünnfilmmagnetkopfs gemäß einem weiteren Beispiel, das zum Verständnis der Erfindung von Nutzen ist und das nur die Umgebung eines MR-Elements zeigt.
Fig. 7B ist eine Schnittansicht des Dünnfilmmagnetkopfs des weiteren Beispiels.
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopfs, und sie zeigt schematisch den Aufbau in der Umgebung des MR-Elements.
Fig. 9A ist eine ideale Magnetisierungskurve eines MR-Elements, bei dem kein Barkhausenrauschen auftritt.
Fig. 9B und 9C sind Magnetisierungskurven eines MR-Elements, bei dem Barkhausenrauschen auftritt.
Fig. 10 zeigt schematisch eine Schnittansicht eines herkömmlichen Dünnfilmmagnetkopfs vom Jochtyp.
Fig. 11 zeigt schematisch eine Schnittansicht eines herkömmlichen Dünnfilmmagnetkopfs vom Abschirmungstyp.
Fig. 12 zeigt ein Beispiel eines Musters, bei dem ein MR-Element magnetisch eingeschränkt ist, und zwar als ein Verfahren zum Ausführen einer Vereinheitlichung einer magnetischen Domäne eines MR-Elements.
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen MR-Elements mit einem Aufbau, bei dem kein Film hoher Koerzitivkraft verwendet ist.
Fig. 14 ist eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen MR-Elements, bei dem ein Film hoher Koerzitivkraft in der Nähe der beiden Enden ausgebildet ist.
Fig. 15A zeigt eine Schnittansicht entlang einer Richtung parallel zur Richtung der Spurbreite eines Aufbaus, bei dem ein MR-Kopf mit einem Film hoher Koerzitivkraft, der nur in der Nähe der beiden Enden eines MR-Elements ausgebildet ist, bei einem Dünnfilmmagnetkopf vom Abschirmungstyp verwendet ist.
Fig. 15B zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 15A.
Fig. 16A und 16B sind eine Draufsicht bzw. eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Dünnfilmmagnetkopfs vom Jochtyp mit einem Film hoher Koerzitivkraft, der nur in der Nähe der beiden Enden eines MR-Elements ausgebildet ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1A, 1B und 2 das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist eine Anwendung der Erfindung auf einen Dünnfilmmagnetkopf vom Jochtyp, wobei Fig. 1A eine Draufsicht und Fig. 1B eine perspektivische Ansicht zeigt. Gemäß den Fig. 1A und 1B ist ein aberes Joch 5 über einem unteren Joch 4 vorhanden, das als Substrat dient. Das obere Joch 5 ist in der Nähe des Zentrums in einen linken Abschnitt und einen rechten Abschnitt (in der Richtung der Spurbreite) unterteilt. TW in Fig. 1A repräsentiert die Spurbreite.
In der Nähe der Enden eines MR-Elements 1 ist in der Richtung der Spurbreite ein Paar Filme ha hoher Koerzitivkraft ausgebildet. Im zentralen Abschnitt des MR-Elements 1, in dem das obere Joch 5 zweigeteilt ist, ist ein Film 11b hoher Koerzitivkraft ausgebildet. Ein Paar Zuleitungselektroden 2, die mit den Enden des MR-Elements 1 verbunden sind, leitet einen Messstromfluss zum MR-Element 1, um eine Spannungsänderung über die Enden zu erfassen, um ein Signal an eine Signalverarbeitungsschaltung zu liefern. Unter dem MR-Element 1 ist eine Vormagnetisierungselektrode 3 ausgebildet. Durch Hindurchführen eines vorbestimmten Stromflusses durch die Vormagnetisierungselektrode 3 wird ein Vormagnetisierungsfeld an das MR-Element angelegt.
Der Grund, weswegen das obere Joch 5 zweigeteilt ist und an dieser Position ein Film 11b hoher Koerzitivkraft ausgebildet ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Wenn in der Mitte des oberen Jochs 5, das nicht in einen linken und einen rechten Abschnitt auf dem MR-Element 1 unterteilt wäre, ein Film 11b hoher Koerzitivkraft ausgebildet wird, wird im oberen Joch 5 in der Nähe des Films 11b hoher Koerzitivkraft ein Magnetfluss in horizontaler Richtung erzeugt, wie durch einen Pfeil m dargestellt. Da das obere Joch 5 im allgemeinen aus einem weichmagnetischen Material wie Permalloy besteht, führt eine derartige Änderung der Richtung des magnetischen Flusses zur Möglichkeit, dass in diesem Abschnitt eine neue magnetische Domänenwand erzeugt wird. Dies bedeutet, dass die Möglichkeit besteht, dass als Ergebnis der magnetischen Domänenwand im Joch Barkhausenrauschen erzeugt wird. Es wird davon ausgegangen, dass eine Vorgehensweise darin besteht, den Abstand zwischen dem oberen Joch und dem Film 11b mit hoher Koerzitivkraft zu erhöhen oder die Fläche des Films 11b hoher Koerzitivkraft zu verringern, um ein solches Problem zu vermeiden. Jedoch ruft diese Vorgehensweise Schwierigkeiten dahingehend hervor, dass das vom oberen Joch 5 her eingegebene Magnetfeld das MR-Element 1 nicht erreicht oder dass das vom Film 11b hoher Koerzitivkraft an das MR-Element 1 angelegte schwache Magnetfeld unzureichend ist. So ist das obere Joch 5 in der Nähe des Films 11b hoher Koerzitivkraft unterteilt, wie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel.
Gemäß dem Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann über den gesamten Bereich des MR-Elements 1 hinweg ein gleichmäßigeres schwaches Magnetfeld selbst dann angelegt werden, wenn ein langes MR-Element 1 vorliegt, im Vergleich mit einem herkömmlichen Dünnfilmmagnetkopf vom Jochtyp, wie in den Fig. 16A und 16B dargestellt. Daher ist eine Vereinheitlichung einer magnetischen Domäne des MR-Elements 1 erleichtert, um einen Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf mit großer Spurbreite und ohne Barkhausenrauschen zu realisieren.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3A, 3B und 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ähnlich, bei dem die Erfindung auf einen Dünnfilmmagnetkopf vom Jochtyp angewandt ist, bei dem das obere Joch 5 in der Richtung der Spurbreite unterteilt ist. Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, dass das obere Joch 5 in der Richtung der Spurbreite in sechs Abschnitte unterteilt ist, wobei dazwischen ein Film 11b hoher Koerzitivkraft ausgebildet ist, was zur Ausbildung von insqesamt fünf Filmen 11b hoher Koerzitivkraft führt.
Gemäß dem Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann über den gesamten Bereich des MR-Elements 1 ein gleichmäßigeres schwaches Magnetfeld angelegt werden, was die Vereinfachung einer Vereinheitlichung einer magnetischen Domäne des MR-Elements 1 selbst im Fall einer größeren Spurbreite weiter verbessert.
Der Dünnfilmmaqnetkopf des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird wie folgt hergestellt. Da die Schnittansicht von Fig. 3A entlang der Linie B-B derjenigen von Fig. 10 entspricht, wird bei der Beschreibung des Herstellverfahrens auch auf Fig. 10 Bezug genommen.
Auf einem unteren Joch 4, das ein magnetisches Substrat wie ein solches aus Ni-Zn-Ferrit oder Mn-Zn-Ferrit bildet, wird unter Verwendung eines Dünnfilmherstellverfahrens wie Sputtern eine Isolierschicht 6 aus SiO&sub2; hergetellt. Durch E/B (Elektronenstrahl)-Aufdampfung eines Aluminium- oder Al- Cu-Films, der durch Photolithographie auf eine vorbestimmte Konfiguration zu strukturieren ist, wird eine Vormagnetisierungselektrode 3 zum Anlegen eines Vormagnetisierungsfelds an das MR-Element 1 hergestellt. Ferromagnetische Dünnfilme, wie solche aus Ni-Fe, die als MR-Element 1 dienen, werden durch Aufdampfen hergestellt. Beim Aufdampfen kann durch Anlegen eines Maqnetfelds von ungefähr 100 Oersted uniaxiale Anisotropie an das MR-Element 1 gegeben werden. Zum Isolieren des MR-Elements 1 wird ein Abschnitt einer Isolierschicht 6, wie aus SiO&sub2;, geschaffen. Wie oben beschrieben, ist die Achse einfacher Magnetisierung im MR-Element 1 um 5-40º in bezug auf den Streifen des MR-Elements geneigt, wobei die anisotrope Dispersion des MR-Elements berücksichtigt wird, um den "Sprung" zu verschieben, hervorgerufen durch ein Wechseln auf die Seite, auf der nicht der Arbeitspunkt liegt.
Die Achse einfacher Magnetisierung des MR-Elements kann dadurch schräggestellt werden, dass der Wafer auf schräge Weise eingesetzt wird, damit das angelegte Magnetfeld um 5-40º gegen die Streifenrichtung des MR-Elements 1 geneigt ist, wenn ein Dünnfilm unter Verwendung von Aufdampfung oder dergleichen mit Ni-Fe als ferromagnetischer Substanz hergestellt wird, der auf dem einen Dünnfilmmagnetkopf bildenden Wafer zum MR-Element 1 wird. Gemäß diesem Verfahren steht die Achse einfacher Magnetisierung des MR-Elements 1 in der speziellen Richtung von 5-40º schräg in bezug auf die Längsrichtung des MR-Elements 1. In der Praxis ist die Achse einfacher Magnetisierung von Ni-Fe örtlich aufgrund anisotroper Dispersion aus einer spezifizierten Richtung heraus schräggestellt. Jedoch kann das Umschaltrauschen dadurch auf die Seite verschoben werden, auf der nicht der Arbeitspunkt des Kopfs liegt, dass ein geeigneter Schrägstellungswinkel des Wafers abhängig von der Stärke der anisotropen Dispersion gewählt wird. Durch Einsetzen des MR- Elements auf die oben beschriebene Weise und durch Ausführen eines Ätzvorgangs für eine vorbestimmte Konfiguration wird der Streifen des MR-Elements strukturiert.
Filme 11a und 11b hoher Koerzitivkraft aus einem plattierten Co-P-Film werden unter Verwendung eines stromlosen Plattierverfahrens hergestellt. Die Filme 11a und 11b hoher Koerzitivkraft werden mit einer Schrittweite von ungefähr 100 µm bei einer Länge des MR-Elements 1 von 600 µm in der Richtung der Spurbreite hergestellt. Die Koerzitivkraft der Filme 11a und 11b hoher Koerzitivkraft wird auf ein solches Maß eingestellt, bei dem die Magnetisierungsrichtung durch ein Signalmagnetfeld oder ein externes Magnetfeld nicht umgekehrt wird.
Es ist zu berücksichtigen, dass das Signalmagnetfeld von einem magnetischen Aufzeichnungsträger höchstens 100 Oersted aufweist und dass ein externes Magnetfeld höchstens 100 Oersted aufweist, wobei der Einfluss des Magnetfelds berücksichtigt ist, wie er von einem Motor zum Antreiben einer Haspel erzeugt wird, auf die der magnetische Aufzeichnungsträger gewickelt ist. Obwohl eine größere Koerzitivkraft erwünscht ist, ist mindestens ein Ausmaß von 300 Oersted ausreichend. Obwohl beim vorliegenden Ausführungsbeispiel für die Filme 11a und 11b hoher Koerzitivkraft ein plattierter Co-P-Film verwendet ist, kann ein plattierter Film wie ein solcher aus Co-Ni-P verwendet werden. Ferner kann durch ein Sputterverfahren und dergleichen, gefolgt von einer Strukturierung, ein Dünnfilm wie ein solcher aus Co-Ni- Cr, Co-Cr oder Co-Pt hergestellt werden.
Ein MR-Element ist ursprünglich ein Element, wie es zum Umsetzen der Änderung eines Magnetfelds in eine Änderung des elektrischen Widerstands verwendet wird. Daher verschlechtert sich die Empfindlichkeit als Magnetkopf, wenn eine Änderung der Magnetisierung durch ein Magnetfeld unterdrückt wird. Ein Film hoher Koerzitivkraft dient im allgemeinen dazu, ein Magnetfeld in einer Richtung anzulegen. Da das Magnetfeld eines Films hoher Koerzitivkraft im Bereich von ungefähr 5 µm in der Nähe des Films hoher Koerzitivkraft stark ist, wird eine Änderung der Magnetisierung eines MR-Elements unterdrückt. (Siehe Shiiba, Kira et al, Institute of Electronics, Information and Communication Engineers of Japan, MR86-37, 1986.) Daher ist eine Zuordnung von Filmen hoher Koerzitivkraft mit kurzer Schrittweite wegen einer Beeinträchtigung der Empfindlichkeit des Kopfs nicht erwünscht.
Beim herkömmlichen Dünnfilmmagnetkopf vom Jochtyp gemäß den Fig. 16A und 16B, bei dem die Länge des MR-Elements 40 um oder 70 µm beträgt, ist die Erzeugung von Barkhausenrauschen kein spezielles großes Problem. Daher wird eine Vereinheitlichung der magnetischen Domäne eines MR-Elements im Fall eines MR-Elements mit solcher Länge ausreichend ausgeführt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Filme 11a und 11b hoher Koerzitivkraft so angeordnet, dass die Länge des MR-Elements 90 µm beträgt. Obwohl die Empfindlichkeit um ungefähr 10% verringert wird, ist eine derartige Beeinträchtigung kein spezielles Problem, da die Länge des ursprünglichen MR- Elements dazu ausreicht, dass ein großes Ausgangssignal des Kopfs erzielt wird.
Durch E/B-Aufdampfung eines Aluminium- oder Al-Cu-Films mit einer Dicke von unqefähr 3000 Å (10 Å = 1 nm) wird eine Zuleitungselektrode 2 zum Erzeugen einer Änderung des Widerstands des MR-Elements 1 als Änderung eines elektrischen Signals hergestellt. Diese Zuleitungselektrode wird so strukturiert, dass sie die Filme 11a und 11b hoher Koerzitivkraft vollständig bedeckt.
Dann wird SiO&sub2; abgeschieden und in verjüngender Weise geätzt, um den Isolierfilm 6 mit Trapezform herzustellen, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, wozu RIE (reaktives Ionenätzen) verwendet wird. Dann wird durch Sputtern oder ein Plasma-CVD-Verfahren ein SiO&sub2;-Film oder ein Al&sub2;O&sub3;-Film hergestellt, der im Spaltabschnitt 8 als Spaltschicht dient.
Dann wird unter Verwendung eines Sputter- oder Plattierverfahrens das obere Joch 5 eines ferromagnetischen Dünnfilms, wie aus Ni-Fe, hergestellt, gefolgt von einem ätzenden Strukturierschritt. Die Dicke des ferromagnetischen Dünnfilms beträgt ungefähr 1500 Å - 1 µm. Die Musterkonfiguration des oberen Jochs 5 wird so errichtet, dass sie nicht in Kontakt mit den Filmen 11a und 11b hoher Koerzitivkraft und der Zuleitungselektrode 2 steht. Dies dient zum Vermeiden eines elektrischen Kurzschlusses zwischen dem MR-Element 1 und dem oberen Joch 5, wobei die dünne Isolierschicht 6 berücksichtigt ist.
Die Isolierschicht 6, wie aus SiO&sub2; oder Al&sub2;O&sub3;, wird ferner als Schutzfilm hergestellt. Diese Isolierschicht 6, die sich auf Kontaktkissen 12 und 13 für einen Drahtbondvorgang befindet, um ein Signal von der Zuleitungselektrode 2 und der Vormagnetisierungselektrode 3 zu liefern, wird durch ein RIE-Verfahren geätzt, um den in den Fig. 3A und 3B dargestellten Dünnfilmmagnetkopffertigzustellen.
Es wurde die Erzeugung von Barkhausenrauschen im Magnetowiderstandseffekt- Dulnnfilmmagnetkopf vom Jochtyp gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel untersucht. Die Abmessung des MR-Elements 1 ist 600 um in der Länge, 10 µm in der Breite und ungefähr 300 Å bezüglich der Filmdicke, und jeder der Filme 11a und 11b hoher Koerzitivkraft aus einem plattierten Co-P-Film hat eine Filmdicke von 2000-4000 Å bei einer Koerzitivkraft Hc von ungefähr 400 Oersted.
Beim Dünnfilmmagnetkopf des vorliegenden Ausführungsbeispiels wurde als Standard eine Signalnutzung nicht unter 95% mit Erzeugung von Barkhausenrauschen erhalten, ähnlich dem Fall, bei dem die Länge des MR-Elements ungefähr 40-70 um betrug. Wenn berücksichtigt wird, dass dieser Wert der Signalnutzung die Erzeugung von Barkhausenrauschen und dergleichen aufgrund äußerer Fehler des MR-Elements, wie durch am MR-Element anhaftenden Staub oder durch einen Musterfehler, beinhaltet, kann ausgeführt werden, dass kaum eine Erzeugung von Barkhausenrauschen vorliegt, wie durch die magnetischen Eigenschaften eines MR-Elements hervorgerufen.
Es wurden die Erzeugung von Barkhausenrauschen durch Anlegen eines externen Magnetfelds sowie das Verschieben von Umschaltstörsignalen auf die Seite des Arbeitspunkts beim Dünnfilmmagnetkopf des vorliegenden Ausführungsbeispiels und beim in den Fig. 16A und 16B herkömmlichen Dünnfilmmagnetkopf untersucht. Beim Dünnfilmmagnetkopf der Erfindung wurde selbst dann, wenn ein externes Magnetfeld von 210 Oersted angelegt wurde, keine Erzeugung von Barkhausenrauschen und kein Verschieben von Schaltstörsignalen zum Arbeitspunkt hin beobachtet. Jedoch wurden beim herkömmlichen Dünnfilmmagnetkopf eine Erzeugung von Barkhausenrauschen oder ein Verschieben von Schaltstörsignalen zur Seite des Arbeitspunkts beobachtet, wenn ein externes Magnetfeld von 140 Oersted angelegt wurde.
Aus den obigen Ergebnissen ist es ersichtlich, dass der Dünnfilmmagnetkopf des vorliegenden Ausführungsbeispiels hinsichtlich eines externen Magnetfelds im Vergleich mit dem herkömmlichen Dünnfilmmagnetkopf stabil ist.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Fig. 5A-5C zwei Beispiele beschrieben, die für das Verständnis der Erfindung und für ein drittes Ausführungsbeispiel derselben von Nutzen sind. Diese Beispiele und das Ausführungsbeispiel sind dem oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel dahingehend ähnlich, dass sie einen Dünnfilmmagnetkopf vom Jochtyp betreffen. Der Unterschied liegt darin, dass das obere Joch 5 nicht in der Richtung der Spurbreite unterteilt ist.
Das in Fig. 5A dargestellte erste Beispiel verfügt über einen Film 11b hoher Koerzitivkraft, der nur im Zentrum des MR-Elements 1 ausgebildet ist. Das in Fig. 5B dargestellte zweite Beispiel verfügt über Filme 11b hoher Koerzitivkraft, die an zwei Stellen ausgebildet sind, die den Abstand zwischen den Enden des MR-Elements 1 im wesentlichen in drei gleiche Abschnitte unterteilen. Das in Fig. 5C dargestellte dritte Ausführungsbeispiel verfügt über einen Film 11b hoher Koerzitivkraft, der an fünf Stellen ausgebildet ist, wie beim oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel. Das dritte Ausführungsbeispiel verfügt über einen Einschnitt 14 im oberen, vorderen Joch 5a und im oberen, hinteren Joch 5b an jeweiligen Positionen, die einem jeweiligen Film 11b hoher Koerzitivkraft gegenüberstehen. Der Einschnitt 14 ist vorhanden, um die Erzeugung von Problemen zu verringern, wie sie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 2 für den Fall beschrieben wurden, dass das obere Joch 5 in der Richtung der Spurbreite unterteilt ist.
Obwohl die Unterdrückung der Erzeugung von Barkhausenrauschen bei diesen Beispielen und beim dritten Ausführungsbeispiel nicht so wesentlich ist wie beim zweiten Ausführungsbeispiel, war Barkhausenrauschen im Vergleich mit dem in den Fig. 16A und 16B dargestellten herkömmlichen Dünnfilmmagnetkopf unterdrückt. Wenn die Werte verglichen werden, ist der Effekt der Unterdrückung von Barkhausenrauschen beim dritten Ausführungsbeispiel am deutlichsten und beim ersten Beispiel am wenigsten deutlich.
Die Vorteile und Nachteile der Eigenschaften werden im Vergleich mit einem Fall betrachtet, bei dem das obere Joch 5 in der Richtung der Spurbreite unterteilt ist, wie beim oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, und für den Fall, dass das obere Joch 5 nicht unterteilt ist, wie bei den obigen zwei Beispielen und dem dritten Ausführungsbeispiel.
Der Unterschied von Eigenschaften abhängig davon, ob das obere Joch 5 in der Richtung der Spurbreite unterteilt ist oder nicht, wird durch den Unterschied der Konfiguration der jeweils im oberen Joch 5 erzeugten magnetischen Domäne hervorgerufen. Die Fig. 6A-6E zeigen die Konfiguration der magnetischen Domäne für verschiedene Streifenkonfigurationen. Die x- und y- Abmessungen jedes Streifens sind in der Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
Aus einem Vergleich der Fig. 6A-6D ist es ersichtlich, dass bei einem Streifen mit einer großen Länge x von 600 µm die magnetische Domäne leicht gestört wird, da die Magnetdomänenwand von 180º nicht leicht parallel zum Streifen wird. Bei einem Streifen einer Länge x von nicht über 100 µm wird eine Achse ohne Störung der Magnetdomäne selbst dann ausgebildet, wenn die Breite Y ungefähr 10 µm beträgt, wie es in Fig. 6D dargestellt ist. Daher kann ein Dünnfilmmagnetkopf mit stabiler magnetischer Domäne dadurch hergestellt werden, dass die Breite des oberen Jochs 5 in der Richtung der Spurbreite schmaler eingestellt wird. Von diesem Standpunkt aus kann ein stabiler Magnetkopf mit verringertem, durch eine Störung der magnetischen Domäne hervorgerufenen Rauschen, dadurch erhalten werden, dass das obere Joch 5 bei einem Dünnfilmmagnetkopf vom Jochtyp mit großer Spurbreite in der Richtung der Spurbreite unterteilt wird.
Jedoch führt ein Streifen mit einer vertikalen Breite y, die relativ größer als die Seitenbreite x ist, zu einer Magnetdomänenstruktur, wie sie in Fig. 6E dargestellt ist. Daher werden mehrere 90º-Magnetdomänenwände 22 erzeugt. Da die Magnetisierungsrichtung einer 90º-Magnetdomänenwand 22 parallel zur Richtung des externen Magnetfelds verläuft, wie durch den Pfeil H in Fig. 6E dargestellt, tritt keine Magnetisierungsrotation auf, so dass einer Änderung des externen Magnetfelds H nicht gefolgt wird. Die mehreren 90º- Magnetdomänenwände 22 werden die Ursache einer Störsignalerzeugung. Daher ist es wichtig, eine Konfiguration eines oberen Jochs 5 zu realisieren, bei der 90º-Magnetdomänenwände nicht leicht erzeugt werden, um Barkhausenrauschen zu unterdrücken. Gemäß dieser Vorgehensweise ist es nicht von Vorteil, das obere Joch 5 in der Spurrichtung zu unterteilen, um Barkhausenrau schen zu unterdrücken.
Es ist erforderlich, die optimale Jochkonfiguration abhängig von der Anwendung eines Dünnfilmmagnetkopfs zu bestimmen, wenn ein Dünnfilmmagnetkopf konzipiert wird, und zwar ausgehend vom Standpunkt einer Stabilisierung der Konfiguration einer 180º-Magnetdomänenwand und einer Schwächung einer 90º- Magnetdomänenwand.
Ferner ist, wenn das obere Joch 5 in der Richtung der Spurbreite unterteilt wird, die Querschnittsfläche des magnetischen Pfads im Vergleich zum Fall verringert, bei dem das Joch nicht unterteilt ist, vorausgesetzt, dass die Spurbreiten identisch sind. Daher kann vom Standpunkt der Empfindlichkeit durch ein Unterteilen des oberen Jochs 5 eine Beeinträchtigung des Magnetkopfs auftreten. Daher wird ein Verfahren, bei dem an der Position des Films 11b mit hoher Koerzitivkraft ein Einschnitt angebracht wird, ohne das obere Joch 5 in der Richtung der Spurbreite zu unterteilen, wie in Fig. 5C dargestellt, als Verfahren angesehen, das die oben beschriebenen Vorteile und Nachteile berücksichtigt.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7A und 7B ein weiteres Beispiel beschrieben, das zum Verständnis der Erfindung von Nutzen ist. Das vorliegende Beispiel ist bei einem Dünnfilmmagnetkopf vom Abschirmungstyp angewandt, im Vergleich mit den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen 1 bis 3, bei denen die Erfindung auf einen Dünnfilmmagnetkopf vom Jochtyp angewandt ist.
Das vorliegende Beispiel ähnelt einem herkömmlichen Kopf, wie er unter Bezugnahme auf die Fig. 15A und 15B beschrieben wurde. Das vorliegende Beispiel verfügt über Filme 11b hoher Koerzitivkraft, die an zwei Positionen ausgebildet sind, die den Abstand zwischen den zwei Enden des MR-Elements 1 im wesentlichen dreiteilen, im Vergleich mit dem herkömmlichen Kopf der Fig. 15A und 15B, bei dem der Film 11 hoher Koerzitivkraft nur in der Nähe der beiden Enden des MR-Elements 1 ausgebildet ist. Die Bezugszeichen in den Fig. 7A und 7B sind identisch mit denen in den anderen Zeichnungen für entsprechende Komponenten, so dass eine detaillierte Beschreibund der Konstruktion nicht wiederholt wird.
Beim vorliegenden Beispiel ist der Abstand ΔW zwischen benachbarten Filmen 11a und 11b hoher Koerzitivkraft auf ungefähr 70 µm eingestellt. Daher wirkt das MR-Element 1 als ideales MR-Element, bei dem die Magnetisierungsrichtung im Rotationsmodus verstellt wird. Daher ist für eine Ausgangscharakteristik mit idealer quadratischer Funktion, wie in Fig. 9A dargestellt, in bezug auf ein magnetisches Eingangsfeld gesorgt, ohne Barkhausenrauschen in einem MR-Magnetkopf mit großer Spurbreite, d.h. bei einem langen MR- Element 1.
Betreffend den Abstand zwischen den Filmen 11a und 11b hoher Koerzitivkraft, haben die Erfinder verschiedene Proben hergestellt, um die Erzeugung von Barkhausenrauschen zu untersuchen. Es stellte sich heraus, dass die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von Barkhausenrauschen zunahm, wenn ΔW größer als 80 µm wurde. Bei einem Abstand von 70 µm existierte bei einem MR-Kopf für neun Spuren keine Störsignalerzeugung. Wenn die Filme 11a und 11b hoher Koerzitivkraft mit einem Abstand von 40 µm angeordnet wurden, wurde selbst bei einem MR-Kopf für 44 Spuren keine Störsignalerzeugung beobachtet.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ermöglicht es die Ausbildung von Filmen hoher Koerzitivkraft nicht nur in den Nähe der beiden Enden eines MR-Elements in der Längsrichtung, sondern auch an einer vorbestimmten Position oder mehreren zwischen den Enden, ein gleichmäßiges schwaches Magnetfeld über den gesamten Bereich des MR-Elements anzulegen, um die Vereinheitlichung einer magnetischen Domäne eines MR-Elements zu erleichtern.
Im Ergebnis kann ein Dünnfilmmagnetkopf realisiert werden, in dem kein Barkhausenrauschen erzeugt wird, und zwar ohne Ändern der Dicke eines Films hoher Koerzitivkraft, selbst dann, wenn die Spurbreite groß ist.
Durch Unterteilen des oberen Jochs in der Richtung der Spurbreite wird eine Stabilisierung der Magnetisierung des oberen Jochs ermöglicht und eine Verringerung der Signalnutzung, wie durch Barkhausenrauschen verursacht, wird selbst bei einem langen MR-Element unterdrückt. Es existiert der weitere Effekt des Unterdrückens von Barkhausenrauschen, wie durch ein externes Magnetfeld oder durch eine Verschiebung von Schaltstörsignalen auf den Arbeitspunkt hin hervorgerufen. Die Erfindung kann auf andere spezielle Formen realisiert werden, ohne vom durch die Ansprüche definierten Schutzumfang abzuweichen.

Claims

1. Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf mit:

- einem langgestreckten magnetoresistiven Element (1) mit einem metallischen, ferromagnetischen Dünnfilm mit uniaxialer magnetischer Anisotropie und mit einem elektrischen Widerstand, der sich abhängig von der Änderung eines angelegten Signalmagnetfelds ändert;

- einer Zuleitungselektrode (2) zum Führen eines Messstromflusses entlang dem magnetoresistiven Element (1) zum Erfassen einer Spannungsänderung, wie sie zwischen den in Längsrichtung beabstandeten Enden des magnetoresistiven Elements erzeugt wird; und

- Filmen (11a, 11b) hoher Koerzitivkraft, die auf der Oberseite des magnetoresistiven Elements (1) ausgebildet sind, um eine Vereinheitlichung einer magnetischen Domäne im magnetoresistiven Element durch Anlegen eines schwachen Magnetfelds an das magnetoresistive Element auszuführen;

- wobei die Filme (11a, 11b) hoher Koerzitivkraft an den Enden des magnetoresistiven Elements (1) und an einer vorbestimmten Position oder mehreren zwischen den Enden vorhanden sind;

gekennzeichnet durch:

- ein Joch (4, 5), das einen Magnetkreis zum Führen eines durch einen magnetischen Aufzeichnungsträger erzeugten Magnetflusses zum magnetoresistiven Element (1) bildet, wobei das Joch (5) einen Spalt aufweist, der sich in der Längsrichtung desselben über das magnetoresistive Element (1) erstreckt; und

- wobei das Joch (5) in der Richtung der Spurbreite des Aufzeichnungsträgers über dem oder über jedem zwischen den Enden liegenden Film (11b) hoher Koerzitivkraft unterteilt ist.

2. Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf mit:

- wobei die Filme (11a, 11b) hoher Koerzitivkraft an den Enden des magnetoresistiven Elements (1) und an einer vorbestimmten Position oder mehreren wischen den Enden vorhanden sind;

gekennzeichnet durch:

- wobei das Joch (5) einen vertieften Einschnitt (14) aufweist, der an der Kante des Spalts in der Nähe des oder jedes zwischen den Enden ausgebildeten Films (11b) hoher Koerzitivkraft ausgebildet ist.

3. Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner mit einer Vormagnetisierungselektrode (3) zum Anlegen eines Vormagnetisierungsfelds an das magnetoresistive Element (1).

4. Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Filme (11a, 11b) hoher Koerzitivkraft in der Längsrichtung des magnetoresistiven Elements (1) magnetisiert sind.

5. Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem einer der zwischen den Enden liegenden Filme (11b) hoher Koerzitivkraft im wesentlichen in der Mitte des magnetoresistiven Elements (1) zwischen dem Paar Filme (11a) hoher Koerzitivkraft an den Enden desselben vorhanden ist.

6. Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem mehrere der zwischen den Enden liegenden Filme (11b) hoher Koerzitivkraft an jeweiligen Positionen vorhanden sind, die den Abstand zwischen dem Paar Filme (11a) hoher Koerzitivkraft an den Enden des magnetoresistiven Elements (1) im wesentlichen in gleicher Weise unterteilen.

7. Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf nach Anspruch 6, bei dem der Abstand zwischen benachbarten Filmen (11a, 11b) hoher Koerzitivkraft nicht größer als 70 µm ist.

8. Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem jeder Film (11a, 11b) hoher Koerzitivkraft aus einem durch stromloses Plattieren hergestellten plattierten Co-P-Film besteht.

9. Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das magnetoresistive Element (1) einen ferromagnetischen Film und einen Leiterfilm aufweist, die sequentiell streifenförmig in der Richtung der Achse einfacher Magnetisierung angeordnet sind, wobei diese Richtung der Achse einfacher Magnetisierung einen Neigungswinkel von 5º bis 40º in bezug auf die Längsrichtung des magnetoresistiven Elements aufweist.

10. Magnetowiderstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Joch ein flaches, plattenförmiges unteres Joch (4) und ein über dem unteren Joch angeordnetes oberes Joch (5) aufweist, das den Spalt bildet.