JP2000339635A - 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気ヘッド及び磁気記録再生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バルクハウゼンノイズが低いヨーク型の磁気
ヘッド及び磁気記録装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 良好な軟磁性と高抵抗を併せ持つグラニ
ュラー磁性膜を磁気ヨークとして用いることで、磁束を
効率よく磁気ヘッド内に導入でき、センス電流の磁気ヨ
ークヘの分流を抑制して感度の低下を防ぐ。さらに高周
波領域での使用においても渦電流を抑制できることか
ら、周波数応答性も改善される。さらに、グラニュラー
磁性膜での磁性粒子はナノサイズとなっていることから
そのサイズに合わせて磁区のサイズも微細化し、磁壁の
移動もほとんど起こらない、もしくは細分化されること
からバルクハウゼンノイズの発生を抑制することができ
る。磁気ヨークに縞状磁区を導入することによっても同
様の効果が得られる。
ヘッド及び磁気記録装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 良好な軟磁性と高抵抗を併せ持つグラニ
ュラー磁性膜を磁気ヨークとして用いることで、磁束を
効率よく磁気ヘッド内に導入でき、センス電流の磁気ヨ
ークヘの分流を抑制して感度の低下を防ぐ。さらに高周
波領域での使用においても渦電流を抑制できることか
ら、周波数応答性も改善される。さらに、グラニュラー
磁性膜での磁性粒子はナノサイズとなっていることから
そのサイズに合わせて磁区のサイズも微細化し、磁壁の
移動もほとんど起こらない、もしくは細分化されること
からバルクハウゼンノイズの発生を抑制することができ
る。磁気ヨークに縞状磁区を導入することによっても同
様の効果が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッド及び磁
気記録再生装置に関し、より詳細には、高感度且つ高出
力で、バルクハウゼンノイズが抑制され、高密度記録が
可能な磁気ヘッド及び磁気記録再生装置に関する。
気記録再生装置に関し、より詳細には、高感度且つ高出
力で、バルクハウゼンノイズが抑制され、高密度記録が
可能な磁気ヘッド及び磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハードディスク装置（ＨＤＤ）などの磁
気記録再生装置は、近年、小型化・高密度化が急速に進
んでおり、今後さらに高密度化されることが見込まれて
いる。磁気記録において高密度化を行うには、「記録ト
ラック幅」を狭くして記録トラック密度を高めるととも
に、長手方向の記録密度すなわち「線記録密度」を高め
る必要がある。
気記録再生装置は、近年、小型化・高密度化が急速に進
んでおり、今後さらに高密度化されることが見込まれて
いる。磁気記録において高密度化を行うには、「記録ト
ラック幅」を狭くして記録トラック密度を高めるととも
に、長手方向の記録密度すなわち「線記録密度」を高め
る必要がある。
【０００３】記録トラック幅が狭くなり記録された磁化
の大きさが小さくなっても十分な再生信号出力が得られ
るよう、磁気抵抗効果（ＡＭＲ）を用いた再生感度の高
いＡＭＲヘッドが開発され、用いられるようになった。
また、最近では巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用し
た、より感度の高いスピンバルブ型ＧＭＲヘッドが用い
られるようになり、さらに高い再生感度が実現されてい
る。さらに、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用し
た磁気ヘッドの研究が進められている。
の大きさが小さくなっても十分な再生信号出力が得られ
るよう、磁気抵抗効果（ＡＭＲ）を用いた再生感度の高
いＡＭＲヘッドが開発され、用いられるようになった。
また、最近では巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用し
た、より感度の高いスピンバルブ型ＧＭＲヘッドが用い
られるようになり、さらに高い再生感度が実現されてい
る。さらに、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用し
た磁気ヘッドの研究が進められている。
【０００４】このように再生感度の高い磁気ヘッドが開
発され、それらを用いることによって、ごく狭い「記録
トラック幅」であっても記録信号の再生が可能になって
きた。
発され、それらを用いることによって、ごく狭い「記録
トラック幅」であっても記録信号の再生が可能になって
きた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、記録トラック
の長手方向の密度である「線記録密度」を高めるために
は、磁気ヘッドの「ギャップ」を狭くする必要がある。
ところが、磁気抵抗効果素子を用いた従来の磁気ヘッド
では、ヘッドギャップ内に磁気抵抗効果素子を入れてい
る。磁気抵抗効果素子の大きさはＡＭＲヘッドであって
も、またスピンバルブＧＭＲヘッドであっても、２０〜
３０ｎｍの厚さを必要とし、シールドとの絶縁を考慮す
るとシールド間は１００ｎｍ程度を必要とする。したが
って、「線記録密度」を向上する上で大きな制約が生じ
ていた。
の長手方向の密度である「線記録密度」を高めるために
は、磁気ヘッドの「ギャップ」を狭くする必要がある。
ところが、磁気抵抗効果素子を用いた従来の磁気ヘッド
では、ヘッドギャップ内に磁気抵抗効果素子を入れてい
る。磁気抵抗効果素子の大きさはＡＭＲヘッドであって
も、またスピンバルブＧＭＲヘッドであっても、２０〜
３０ｎｍの厚さを必要とし、シールドとの絶縁を考慮す
るとシールド間は１００ｎｍ程度を必要とする。したが
って、「線記録密度」を向上する上で大きな制約が生じ
ていた。
【０００６】この問題は、「磁気ヨーク」を用いること
により解消できる。
により解消できる。
【０００７】図２１は、ヨーク型磁気ヘッドの構造を表
す概念図である。すなわち、ヨーク型磁気ヘッドは、一
対の磁気ヨーク２０２、２０２とそれらの間に接続され
た磁界検出センサ２０４とを有する。磁気ヨーク２０
２、２０２の先端付近には、ギャップ２０６が設けられ
ている。磁界検出センサ２０４としては、例えば、磁気
抵抗効果素子を用いることができる。
す概念図である。すなわち、ヨーク型磁気ヘッドは、一
対の磁気ヨーク２０２、２０２とそれらの間に接続され
た磁界検出センサ２０４とを有する。磁気ヨーク２０
２、２０２の先端付近には、ギャップ２０６が設けられ
ている。磁界検出センサ２０４としては、例えば、磁気
抵抗効果素子を用いることができる。
【０００８】すなわち、磁気ヘッドのギャップ２０６か
ら磁気抵抗効果素子２０４を排除してヘッドギャップを
十分狭めることができるようにし、記録媒体からの信号
磁束をヘッドギャップ部より取り込んで磁気ヨーク２０
２により導き、磁気ヘッドの後部に配置された磁気抵抗
効果素子２０４に伝達することによって、この磁気抵抗
効果素子２０４から再生信号を得ることができる。
ら磁気抵抗効果素子２０４を排除してヘッドギャップを
十分狭めることができるようにし、記録媒体からの信号
磁束をヘッドギャップ部より取り込んで磁気ヨーク２０
２により導き、磁気ヘッドの後部に配置された磁気抵抗
効果素子２０４に伝達することによって、この磁気抵抗
効果素子２０４から再生信号を得ることができる。
【０００９】このヨーク型磁気ヘッドであればヘッドギ
ャップを十分に小さくできるので、再生の分解能が向上
し、高い「線記録密度」に対応が可能となる。また、
「トラック密度」に関しても、従来型では磁気抵抗効果
素子２０４の両端にセンス電流を供給するために設置す
るリードの間隔で再生トラック幅が規定されるが、ヨー
ク型の場合は磁気ヨーク２０２の膜厚でトラック幅を規
定できるので、従来型に比べて狭トラック化が容易であ
る。これらの点でヨーク型の磁気ヘッドは、今後の高記
録密度化に十分対応できると期待できる。
ャップを十分に小さくできるので、再生の分解能が向上
し、高い「線記録密度」に対応が可能となる。また、
「トラック密度」に関しても、従来型では磁気抵抗効果
素子２０４の両端にセンス電流を供給するために設置す
るリードの間隔で再生トラック幅が規定されるが、ヨー
ク型の場合は磁気ヨーク２０２の膜厚でトラック幅を規
定できるので、従来型に比べて狭トラック化が容易であ
る。これらの点でヨーク型の磁気ヘッドは、今後の高記
録密度化に十分対応できると期待できる。
【００１０】しかしながら、ヨーク型磁気ヘッドの場
合、磁気ヨーク２０２として用いる磁性体の磁壁が不連
続に移動し、この結果、磁束の伝達が不連続に磁気抵抗
効果素子２０４に伝えられるので、磁気抵抗効果素子２
０４からの再生出力には大きなバルクハウゼンノイズが
伴う。このノイズが大きいという点が、磁気ヨーク２０
２を用いた磁気ヘッドを実用化する上での大きな障害と
なっている。
合、磁気ヨーク２０２として用いる磁性体の磁壁が不連
続に移動し、この結果、磁束の伝達が不連続に磁気抵抗
効果素子２０４に伝えられるので、磁気抵抗効果素子２
０４からの再生出力には大きなバルクハウゼンノイズが
伴う。このノイズが大きいという点が、磁気ヨーク２０
２を用いた磁気ヘッドを実用化する上での大きな障害と
なっている。
【００１１】また、磁気抵抗効果素子２０４を用いた磁
気ヘッドの場合、磁気抵抗効果素子２０４にセンス電流
を供給する必要がある。しかし、ヨーク型の場合には、
このセンス電流が磁気抵抗効果素子２０４から磁気ヨー
ク２０２ヘ分流してしまい、感度の低下を招くこととな
る。これを阻止するために磁気ヨーク２０２と磁気抵抗
効果素子２０４との間にアルミナ等の絶縁膜を配置する
と、この部分での磁束の「伝搬」が悪くなり、いずれに
しても感度の低下を招いてしまうという問題があった。
気ヘッドの場合、磁気抵抗効果素子２０４にセンス電流
を供給する必要がある。しかし、ヨーク型の場合には、
このセンス電流が磁気抵抗効果素子２０４から磁気ヨー
ク２０２ヘ分流してしまい、感度の低下を招くこととな
る。これを阻止するために磁気ヨーク２０２と磁気抵抗
効果素子２０４との間にアルミナ等の絶縁膜を配置する
と、この部分での磁束の「伝搬」が悪くなり、いずれに
しても感度の低下を招いてしまうという問題があった。
【００１２】以上詳述したように、従来のヨーク型磁気
ヘッドでは、磁気ヨーク２０２での磁壁の不連続な移動
に伴うバルクハウゼンノイズが発生すること、磁気ヨー
ク２０２と磁気抵抗効果素子２０４との間で磁束の「伝
搬」が悪くなるかセンス電流の分流が起こることにより
感度が低下すること、といった問題があった。
ヘッドでは、磁気ヨーク２０２での磁壁の不連続な移動
に伴うバルクハウゼンノイズが発生すること、磁気ヨー
ク２０２と磁気抵抗効果素子２０４との間で磁束の「伝
搬」が悪くなるかセンス電流の分流が起こることにより
感度が低下すること、といった問題があった。
【００１３】本発明は、かかる課題の認識に基づいてな
されたものである。すなわち、その目的は、バルクハウ
ゼンノイズの発生を抑制し、同時に感度の低下も生じな
い磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供
することにある。
されたものである。すなわち、その目的は、バルクハウ
ゼンノイズの発生を抑制し、同時に感度の低下も生じな
い磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の磁気
ヘッドは、記録媒体から信号磁束を取り込む磁気ヨーク
と、前記磁気ヨークから伝達される前記信号磁束を検出
する磁気抵抗効果素子と、を備え、前記信号磁束がグラ
ニュラー磁性膜を介して前記磁気抵抗効果素子に伝達さ
れるものとして構成されたことを特徴とする。
ヘッドは、記録媒体から信号磁束を取り込む磁気ヨーク
と、前記磁気ヨークから伝達される前記信号磁束を検出
する磁気抵抗効果素子と、を備え、前記信号磁束がグラ
ニュラー磁性膜を介して前記磁気抵抗効果素子に伝達さ
れるものとして構成されたことを特徴とする。
【００１５】ここで、「グラニュラー磁性膜」とは、後
に詳述するように、磁性金属微粒子とそれを囲む非磁性
の材質とからなるグラニュラー構造を有する材料からな
る薄膜をいう。
に詳述するように、磁性金属微粒子とそれを囲む非磁性
の材質とからなるグラニュラー構造を有する材料からな
る薄膜をいう。
【００１６】または、本発明の磁気ヘッドは、略同一平
面上に配置された一対の層状の磁気ヨークを備えた磁気
ヘッドであって、前記一対の層状の磁気ヨークのそれぞ
れは、前記平面に対して平行でない主磁化方向を有する
複数の磁区に分割されてなることを特徴とする。
面上に配置された一対の層状の磁気ヨークを備えた磁気
ヘッドであって、前記一対の層状の磁気ヨークのそれぞ
れは、前記平面に対して平行でない主磁化方向を有する
複数の磁区に分割されてなることを特徴とする。
【００１７】さらに、本発明の望ましい実施の形態とし
ては、媒体対向面側に磁気ギャップが介在された磁気ヨ
ークと、前記媒体対向面から所定距離後退した位置に形
成された磁気抵抗効果素子とを具備し、前記磁気ヨーク
がグラニュラー磁性膜を含むか、あるいは、前記磁気ヨ
ークと前記磁気抵抗効果素子との間にグラニュラー磁性
膜が介在することを特徴とする。
ては、媒体対向面側に磁気ギャップが介在された磁気ヨ
ークと、前記媒体対向面から所定距離後退した位置に形
成された磁気抵抗効果素子とを具備し、前記磁気ヨーク
がグラニュラー磁性膜を含むか、あるいは、前記磁気ヨ
ークと前記磁気抵抗効果素子との間にグラニュラー磁性
膜が介在することを特徴とする。
【００１８】または、媒体対向面側に磁気ギャップが介
在された磁気ヨークと、前記媒体対向面から所定距離後
退した位置に形成された磁気抵抗効果素子とを具備し、
前記磁気ヨークが反強磁性膜とグラニュラー磁性膜との
積層膜からなることを特徴とする。
在された磁気ヨークと、前記媒体対向面から所定距離後
退した位置に形成された磁気抵抗効果素子とを具備し、
前記磁気ヨークが反強磁性膜とグラニュラー磁性膜との
積層膜からなることを特徴とする。
【００１９】または、媒体対向面側に磁気ギャップが介
在された磁気ヨークと、前記媒体対向面から所定距離後
退した位置に形成された磁気抵抗効果素子とを具備し、
前記磁気ヨークの磁区が微細化されてなることを特徴と
する。
在された磁気ヨークと、前記媒体対向面から所定距離後
退した位置に形成された磁気抵抗効果素子とを具備し、
前記磁気ヨークの磁区が微細化されてなることを特徴と
する。
【００２０】または、媒体対向面側に磁気ギャップが介
在された磁気ヨークと、前記媒体対向面から所定距離後
退した位置に形成された磁気抵抗効果素子とを具備し、
前記磁気ヨークの異方性磁界の向きが略均等に分布して
なることを特徴とする。
在された磁気ヨークと、前記媒体対向面から所定距離後
退した位置に形成された磁気抵抗効果素子とを具備し、
前記磁気ヨークの異方性磁界の向きが略均等に分布して
なることを特徴とする。
【００２１】または、媒体対向面側に磁気ギャップが介
在された磁気ヨークと、前記媒体対向面から所定距離後
退した位置に形成された磁気抵抗効果素子とを具備し、
前記磁気ヨークの異方性磁界の向きが放射状であること
を特徴とする。
在された磁気ヨークと、前記媒体対向面から所定距離後
退した位置に形成された磁気抵抗効果素子とを具備し、
前記磁気ヨークの異方性磁界の向きが放射状であること
を特徴とする。
【００２２】または、略同一面内に配置された、少なく
とも一対の磁気ヨークおよび磁気ヨークの媒体対向面に
磁気ギャップが形成されている磁気ヘッドにおいて、磁
気ヨークの主磁化方向はヨーク面内から傾斜しているこ
とを特徴とする。
とも一対の磁気ヨークおよび磁気ヨークの媒体対向面に
磁気ギャップが形成されている磁気ヘッドにおいて、磁
気ヨークの主磁化方向はヨーク面内から傾斜しているこ
とを特徴とする。
【００２３】または、ヨークに形成されている磁区は縞
状磁区であることを特徴とする。
状磁区であることを特徴とする。
【００２４】または、ヨークは少なくとも強磁性膜と反
強磁性膜の積層で構成されていることを特徴とする。
強磁性膜の積層で構成されていることを特徴とする。
【００２５】または、強磁性結晶粒と結晶粒界に存在す
る非強磁性体によりヨークが形成されていることを特徴
とする。
る非強磁性体によりヨークが形成されていることを特徴
とする。
【００２６】一方、本発明の磁気記録再生装置は、前述
したいずれかの磁気ヘッドを備え、磁気記録媒体に対し
て情報を記録または再生することを特徴とする。
したいずれかの磁気ヘッドを備え、磁気記録媒体に対し
て情報を記録または再生することを特徴とする。
【００２７】ここで、前記磁気ヘッドと、前記磁気記録
媒体とが略接触した状態で前記情報の記録または再生が
実行されることを特徴とする。
媒体とが略接触した状態で前記情報の記録または再生が
実行されることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。
て図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２９】（第１の実施の形態）本実施形態において
は、磁気ヨークからの信号磁束が「グラニュラー磁性
膜」を介して前記磁気抵抗効果素子に伝達される磁気ヘ
ッドを提供する。すなわち、「グラニュラー磁性膜」に
より磁気ヨークなどの部材を形成することにより、高感
度と低ノイズを両立することができる。
は、磁気ヨークからの信号磁束が「グラニュラー磁性
膜」を介して前記磁気抵抗効果素子に伝達される磁気ヘ
ッドを提供する。すなわち、「グラニュラー磁性膜」に
より磁気ヨークなどの部材を形成することにより、高感
度と低ノイズを両立することができる。
【００３０】図１は、本発明の第１の実施の形態にかか
る磁気ヘッドの構成を例示する概念図である。すなわ
ち、同図は、図示しない磁気記録媒体に対する対向面か
ら眺めた斜視図であり、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ／Ａｌ２Ｏ
３（アルチック基板の上に酸化アルミニウム層を堆積し
た積層構造）からなる基板１の上に、一対の磁気ヨーク
２、２が形成されている。磁気ヨーク２、２のそれぞれ
は、グラニュラー磁性膜３からなる。
る磁気ヘッドの構成を例示する概念図である。すなわ
ち、同図は、図示しない磁気記録媒体に対する対向面か
ら眺めた斜視図であり、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ／Ａｌ２Ｏ
３（アルチック基板の上に酸化アルミニウム層を堆積し
た積層構造）からなる基板１の上に、一対の磁気ヨーク
２、２が形成されている。磁気ヨーク２、２のそれぞれ
は、グラニュラー磁性膜３からなる。
【００３１】磁気ヨーク２、２は、基板面と略平行とな
る同一平面を有するように並列に形成されている。その
膜厚Ｔはトラック幅を規定するものであり、例えば０．
３μｍとすることができる。
る同一平面を有するように並列に形成されている。その
膜厚Ｔはトラック幅を規定するものであり、例えば０．
３μｍとすることができる。
【００３２】一対の磁気ヨーク２、２の先端、すなわち
図示しない記録媒体と対向する面側には、磁気ギャップ
４が介在されている。磁気ギャップ４はギャップ長を規
定するものであり、その幅Ｗは例えば０．０５μｍとす
ることができる。その材質としては非磁性材料が用いら
れ、例えばＡｌ２Ｏ３により形成することができる。
図示しない記録媒体と対向する面側には、磁気ギャップ
４が介在されている。磁気ギャップ４はギャップ長を規
定するものであり、その幅Ｗは例えば０．０５μｍとす
ることができる。その材質としては非磁性材料が用いら
れ、例えばＡｌ２Ｏ３により形成することができる。
【００３３】磁気ヨーク２の基板面と略平行な平面、言
い換えると磁気ヨーク２の中を通る磁束と略平行な平面
上には、磁気抵抗効果（ＭＲ）素子５が記録媒体との対
向面から所定距離だけ後退した位置に配置されている。
すなわちＭＲ素子５は、一対の磁気ヨーク２、２の双方
と磁気的に結合するように配置されている。磁気ヨーク
２とＭＲ素子５は磁気ギャップ４を介してリング状の磁
気回路を形成している。すなわち、記録媒体から磁気ギ
ャップ４を介して磁気ヨーク２に流入した信号磁界は、
磁気ヨーク２を通ってＭＲ素子５に導かれる。
い換えると磁気ヨーク２の中を通る磁束と略平行な平面
上には、磁気抵抗効果（ＭＲ）素子５が記録媒体との対
向面から所定距離だけ後退した位置に配置されている。
すなわちＭＲ素子５は、一対の磁気ヨーク２、２の双方
と磁気的に結合するように配置されている。磁気ヨーク
２とＭＲ素子５は磁気ギャップ４を介してリング状の磁
気回路を形成している。すなわち、記録媒体から磁気ギ
ャップ４を介して磁気ヨーク２に流入した信号磁界は、
磁気ヨーク２を通ってＭＲ素子５に導かれる。
【００３４】ＭＲ素子５としては、ＡＭＲ素子であるＮ
ｉＦｅや、スピンバルブＧＭＲ素子であるＣｏＦｅ／Ｃ
ｕ／ＣｏＦｅ積層膜などを用いることができる。また、
図１においては省略したが、ＭＲ素子５の両端にはセン
ス電流を供給するための一対のリードが形成されてい
る。
ｉＦｅや、スピンバルブＧＭＲ素子であるＣｏＦｅ／Ｃ
ｕ／ＣｏＦｅ積層膜などを用いることができる。また、
図１においては省略したが、ＭＲ素子５の両端にはセン
ス電流を供給するための一対のリードが形成されてい
る。
【００３５】本実施形態においては、磁気ヨーク２がグ
ラニュラー磁性膜３により形成されている点にひとつの
特徴がある。ここで「グラニュラー磁性膜」とは、磁性
金属微粒子とそれを囲む非磁性の材質とからなるグラニ
ュラー構造を有する材料からなる薄膜をいう。
ラニュラー磁性膜３により形成されている点にひとつの
特徴がある。ここで「グラニュラー磁性膜」とは、磁性
金属微粒子とそれを囲む非磁性の材質とからなるグラニ
ュラー構造を有する材料からなる薄膜をいう。
【００３６】図２は、グラニュラー磁性膜の構造を表す
概念図である。同図に表したように、ＡｌＯｘ（酸化ア
ルミニウム）などからなる絶縁体マトリクスＭの中に、
ＣｏＦｅ（コバルト鉄）などからなる磁性粒子Ｇが分散
された構造を有する。磁性粒子Ｇの粒径は、例えば数ナ
ノメータ〜数１０ナノメータ程度とすることができる。
概念図である。同図に表したように、ＡｌＯｘ（酸化ア
ルミニウム）などからなる絶縁体マトリクスＭの中に、
ＣｏＦｅ（コバルト鉄）などからなる磁性粒子Ｇが分散
された構造を有する。磁性粒子Ｇの粒径は、例えば数ナ
ノメータ〜数１０ナノメータ程度とすることができる。
【００３７】グラニュラー磁性膜は、一般式Ｔ−Ｍ−Ｘ
で表すことができる。ここで、本発明において用いて好
適な元素としては、元素ＴとしてはＦｅ（鉄），Ｃｏ
（コバルト），Ｎｉ（ニッケル）から選ばれた１種また
は２種以上、元素ＭとしてはＢ（ホウ素），Ａｌ（アル
ミニウム），Ｇａ（ガリウム），Ｃ（炭素），Ｓｉ（シ
リコン），Ｇｅ（ゲルマニウム），Ｌｉ（リチウム），
Ｍｇ（マグネシウム），Ｃａ（カルシウム），Ｓｒ（ス
トロンチウム），Ｂａ（バリウム），Ｚｒ（ジルコニウ
ム），Ｈｆ（ハフニウム），Ｓｃ（スカンジウム），Ｙ
（イットリウム）および希土類元素から選ばれた１種ま
たは２種以上、元素ＸとしてはＮ（窒素），Ｏ（酸
素），Ｆ（フッ素）から選ばれた１種または２種以上と
することが望ましい。
で表すことができる。ここで、本発明において用いて好
適な元素としては、元素ＴとしてはＦｅ（鉄），Ｃｏ
（コバルト），Ｎｉ（ニッケル）から選ばれた１種また
は２種以上、元素ＭとしてはＢ（ホウ素），Ａｌ（アル
ミニウム），Ｇａ（ガリウム），Ｃ（炭素），Ｓｉ（シ
リコン），Ｇｅ（ゲルマニウム），Ｌｉ（リチウム），
Ｍｇ（マグネシウム），Ｃａ（カルシウム），Ｓｒ（ス
トロンチウム），Ｂａ（バリウム），Ｚｒ（ジルコニウ
ム），Ｈｆ（ハフニウム），Ｓｃ（スカンジウム），Ｙ
（イットリウム）および希土類元素から選ばれた１種ま
たは２種以上、元素ＸとしてはＮ（窒素），Ｏ（酸
素），Ｆ（フッ素）から選ばれた１種または２種以上と
することが望ましい。
【００３８】その膜厚は、良好な軟磁気特性が得られれ
ばよく、例えば１０ｎｍ〜１０００ｎｍとすることがで
きる。
ばよく、例えば１０ｎｍ〜１０００ｎｍとすることがで
きる。
【００３９】また、グラニュラー構造の膜を作成する方
法としては、上述した一般式における元素Ｔに相当する
ターゲットと、（元素Ｍ＋元素Ｘ）のターゲットを用い
て同時スパッタする方法や、元素Ｘを含有する雰囲気中
で（元素Ｔ＋元素Ｍ）のターゲットを用いて反応性スパ
ッタを行う方法などを挙げることができる。
法としては、上述した一般式における元素Ｔに相当する
ターゲットと、（元素Ｍ＋元素Ｘ）のターゲットを用い
て同時スパッタする方法や、元素Ｘを含有する雰囲気中
で（元素Ｔ＋元素Ｍ）のターゲットを用いて反応性スパ
ッタを行う方法などを挙げることができる。
【００４０】例えば、Ｃｏ９０Ｆｅ１０ターゲットとＡ
ｌ２Ｏ３ターゲットとを用いてＲＦマグネトロンスパッ
タ法により同時スパッタすることにより、グラニュラー
磁性膜を成膜することができる。
ｌ２Ｏ３ターゲットとを用いてＲＦマグネトロンスパッ
タ法により同時スパッタすることにより、グラニュラー
磁性膜を成膜することができる。
【００４１】図３は、このようなグラニュラー磁性膜の
組成と、抵抗率および飽和磁化の関係を例示したグラフ
図である。ここでは、磁性粒子ＧとしてＣｏＦｅ、絶縁
体マトリクスＭとしてＡｌＯｘを用いた場合について表
されている。グラフの横軸は、グラニュラー磁性膜中に
おけるＡｌＯｘの占める割合（原子％）であり、左側の
縦軸は飽和磁化、右側の縦軸は抵抗率をそれぞれ表す。
組成と、抵抗率および飽和磁化の関係を例示したグラフ
図である。ここでは、磁性粒子ＧとしてＣｏＦｅ、絶縁
体マトリクスＭとしてＡｌＯｘを用いた場合について表
されている。グラフの横軸は、グラニュラー磁性膜中に
おけるＡｌＯｘの占める割合（原子％）であり、左側の
縦軸は飽和磁化、右側の縦軸は抵抗率をそれぞれ表す。
【００４２】図３から分かるように、絶縁体マトリクス
の占有率を増加すると、飽和磁化は低下し、抵抗率は上
昇する傾向を有する。従って、磁性粒子と絶縁体マトリ
クスとの比率を適宜調節すれば、飽和磁化と抵抗率とを
両立させることが可能となる。すなわち、グラニュラー
磁性膜を用いることにより、良好な軟磁性と高抵抗とを
両立させることができる。
の占有率を増加すると、飽和磁化は低下し、抵抗率は上
昇する傾向を有する。従って、磁性粒子と絶縁体マトリ
クスとの比率を適宜調節すれば、飽和磁化と抵抗率とを
両立させることが可能となる。すなわち、グラニュラー
磁性膜を用いることにより、良好な軟磁性と高抵抗とを
両立させることができる。
【００４３】このようなグラニュラー磁性膜により磁気
ヨーク２を形成することにより、軟磁性であることから
磁束を効率よく磁気ヘッド内に導入でき、高抵抗である
ことからセンス電流の磁気ヨークヘの分流がほとんどな
くなることから感度の低下をほとんど引き起こすことが
ない。
ヨーク２を形成することにより、軟磁性であることから
磁束を効率よく磁気ヘッド内に導入でき、高抵抗である
ことからセンス電流の磁気ヨークヘの分流がほとんどな
くなることから感度の低下をほとんど引き起こすことが
ない。
【００４４】つまり、図示しないリードからＭＲ素子５
に供給されるセンス電流の磁気ヨーク２への分流はほと
んどなく、記録媒体の信号磁束をＭＲ素子５へ効率良く
導くことができる。
に供給されるセンス電流の磁気ヨーク２への分流はほと
んどなく、記録媒体の信号磁束をＭＲ素子５へ効率良く
導くことができる。
【００４５】加えて、高周波帯域での使用においても渦
電流を抑制できることから、周波数応答性も改善され
る。
電流を抑制できることから、周波数応答性も改善され
る。
【００４６】さらに、グラニュラー磁性膜に含有される
磁性粒子はナノメータサイズであるので、そのサイズに
合わせて磁区のサイズも微細化し、磁壁の移動もほとん
ど起こらず、または細分化されることからバルクハウゼ
ンノイズの発生を抑制することができる。
磁性粒子はナノメータサイズであるので、そのサイズに
合わせて磁区のサイズも微細化し、磁壁の移動もほとん
ど起こらず、または細分化されることからバルクハウゼ
ンノイズの発生を抑制することができる。
【００４７】加えて、後に詳述するように、磁界中熱処
理や磁界中成膜を行うことによって「磁気異方性」を導
入することも可能である。すなわち、回転磁界中での熱
処理を施したり、回転磁界中でグラニュラー磁性膜を形
成すれば、異方性磁界の向きを略均等にすることができ
る。つまり、磁気的にみて等方的な膜となり、閉磁路を
形成した場合に非常に有利となる。
理や磁界中成膜を行うことによって「磁気異方性」を導
入することも可能である。すなわち、回転磁界中での熱
処理を施したり、回転磁界中でグラニュラー磁性膜を形
成すれば、異方性磁界の向きを略均等にすることができ
る。つまり、磁気的にみて等方的な膜となり、閉磁路を
形成した場合に非常に有利となる。
【００４８】また、通電熱処理などの方法により放射状
の磁気異方性を導入することもできる。この場合は、磁
束の流れに沿って常に困難軸方向に励磁されるので線形
応答性が上がり、周波数応答性も向上する。
の磁気異方性を導入することもできる。この場合は、磁
束の流れに沿って常に困難軸方向に励磁されるので線形
応答性が上がり、周波数応答性も向上する。
【００４９】次に、本実施形態の変型例について説明す
る。
る。
【００５０】図４は、本実施形態の第２の磁気ヘッドを
表す概念図である。すなわち、同図も、図示しない磁気
記録媒体に対する対向面から眺めた斜視図である。同図
に関しては、図１に関して前述した部分と同一の部分に
は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
表す概念図である。すなわち、同図も、図示しない磁気
記録媒体に対する対向面から眺めた斜視図である。同図
に関しては、図１に関して前述した部分と同一の部分に
は同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５１】本具体例においては、磁気ヨーク２、２
は、軟磁性体６により形成されている。ここで、「軟磁
性体」としては、高透磁率を有する各種の材料を使用で
き、例えばＮｉＦｅやＣｏＺｒＮｂなどを用いることが
できる。
は、軟磁性体６により形成されている。ここで、「軟磁
性体」としては、高透磁率を有する各種の材料を使用で
き、例えばＮｉＦｅやＣｏＺｒＮｂなどを用いることが
できる。
【００５２】そして、このような軟磁性体６からなる磁
気ヨーク２、２のそれぞれとＭＲ素子５との間には、グ
ラニュラー磁性膜３、３が介在されている。グラニュラ
ー磁性膜３は、図１乃至図３に関して前述した「グラニ
ュラー磁性膜」により構成される薄膜である。そして、
磁気ヨーク２とＭＲ素子５とは、グラニュラー磁性膜３
を介して磁気的に結合されている。つまり、図示しない
記録媒体から磁気ギャップ４を介して磁気ヨーク２に流
入した信号磁界は、磁気ヨーク２を通り、グラニュラー
磁性膜３を介してＭＲ素子５に導かれる。
気ヨーク２、２のそれぞれとＭＲ素子５との間には、グ
ラニュラー磁性膜３、３が介在されている。グラニュラ
ー磁性膜３は、図１乃至図３に関して前述した「グラニ
ュラー磁性膜」により構成される薄膜である。そして、
磁気ヨーク２とＭＲ素子５とは、グラニュラー磁性膜３
を介して磁気的に結合されている。つまり、図示しない
記録媒体から磁気ギャップ４を介して磁気ヨーク２に流
入した信号磁界は、磁気ヨーク２を通り、グラニュラー
磁性膜３を介してＭＲ素子５に導かれる。
【００５３】従来のヨーク型磁気ヘッドにおいては、磁
気ヨークと磁気抵抗効果素子との間をアルミナなどの単
純な絶縁膜で電気的に絶縁していた。これは、磁気ヨー
クヘの分流による感度の低下や、電流が記録媒体へ流れ
ることでノイズを発生したり、極端な場合記録媒体を破
壊することを防ぐためである。しかしながら、アルミナ
などの非磁性の絶縁膜は磁束を導入することを阻害し、
その結果として磁気抵抗効果素子への磁束の流入量を著
しく減らしてしまうため感度の低下を引き起こしてい
た。
気ヨークと磁気抵抗効果素子との間をアルミナなどの単
純な絶縁膜で電気的に絶縁していた。これは、磁気ヨー
クヘの分流による感度の低下や、電流が記録媒体へ流れ
ることでノイズを発生したり、極端な場合記録媒体を破
壊することを防ぐためである。しかしながら、アルミナ
などの非磁性の絶縁膜は磁束を導入することを阻害し、
その結果として磁気抵抗効果素子への磁束の流入量を著
しく減らしてしまうため感度の低下を引き起こしてい
た。
【００５４】これに対して、本具体例によれば、グラニ
ュラー磁性膜３を用いることで、電気的な絶縁を確保し
ながら磁束を効率よく磁気抵抗効果素子５へ導入でき
る。すなわち、本具体例においては、グラニュラー磁性
膜３を介在させることにより、図示しないリードから供
給されるセンス電流の磁気ヨーク２への分流はほとんど
なく、また、記録媒体から信号磁束を効率良くＭＲ素子
５へと導くことができる。
ュラー磁性膜３を用いることで、電気的な絶縁を確保し
ながら磁束を効率よく磁気抵抗効果素子５へ導入でき
る。すなわち、本具体例においては、グラニュラー磁性
膜３を介在させることにより、図示しないリードから供
給されるセンス電流の磁気ヨーク２への分流はほとんど
なく、また、記録媒体から信号磁束を効率良くＭＲ素子
５へと導くことができる。
【００５５】次に、本実施形態の第３の具体例について
説明する。
説明する。
【００５６】図５は、本実施形態の第３の磁気ヘッドを
表す概念図である。すなわち、同図も、図示しない磁気
記録媒体に対する対向面から眺めた斜視図である。同図
に関しても、図１乃至図４に関して前述した部分と同一
の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
表す概念図である。すなわち、同図も、図示しない磁気
記録媒体に対する対向面から眺めた斜視図である。同図
に関しても、図１乃至図４に関して前述した部分と同一
の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５７】本具体例においては、一対の磁気ヨーク
２、２のそれぞれが、グラニュラー磁性膜３と反強磁性
膜７との積層構造により構成されている。反強磁性膜７
は、反強磁性体により形成された薄膜である。
２、２のそれぞれが、グラニュラー磁性膜３と反強磁性
膜７との積層構造により構成されている。反強磁性膜７
は、反強磁性体により形成された薄膜である。
【００５８】このような積層構造を採用することによ
り、グラニュラー磁性膜３は反強磁性膜７との交換結合
を有する。グラニュラー磁性膜３を用いる効果は、図１
に関して前述したとおりであるが、反強磁性膜７との交
換結合が加わることにより、さらに低ノイズとすること
ができる。
り、グラニュラー磁性膜３は反強磁性膜７との交換結合
を有する。グラニュラー磁性膜３を用いる効果は、図１
に関して前述したとおりであるが、反強磁性膜７との交
換結合が加わることにより、さらに低ノイズとすること
ができる。
【００５９】すなわち、反強磁性膜７が磁気異方性を有
していればグラニュラー磁性膜３は交換結合を通じて磁
気異方性を受けることになる。この場合、反強磁性膜７
との交換結合により、各磁区ごとにグラニュラー磁性膜
３の磁化が拘束されるため、磁壁の移動を抑制すること
ができる。この作用によってバルクハウゼンノイズを抑
制することができる。したがって、後に詳述するよう
に、回転磁界中熱処理や磁界中成膜により磁気的な等方
性を導入したものでもバルクハウゼンノイズの発生を防
ぐことができる。
していればグラニュラー磁性膜３は交換結合を通じて磁
気異方性を受けることになる。この場合、反強磁性膜７
との交換結合により、各磁区ごとにグラニュラー磁性膜
３の磁化が拘束されるため、磁壁の移動を抑制すること
ができる。この作用によってバルクハウゼンノイズを抑
制することができる。したがって、後に詳述するよう
に、回転磁界中熱処理や磁界中成膜により磁気的な等方
性を導入したものでもバルクハウゼンノイズの発生を防
ぐことができる。
【００６０】ここで用いる反強磁性膜７は各種の材料を
用いることができる。好適には、ＩｒＭｎ，ＦｅＭｎ，
ＰｔＭｎなどを挙げることができる。また、その膜厚は
グラニュラー磁性膜３と交換結合し、異方性磁界を付与
できる範囲であれば良く、例えば５ｎｍ〜５００ｎｍと
することができる。
用いることができる。好適には、ＩｒＭｎ，ＦｅＭｎ，
ＰｔＭｎなどを挙げることができる。また、その膜厚は
グラニュラー磁性膜３と交換結合し、異方性磁界を付与
できる範囲であれば良く、例えば５ｎｍ〜５００ｎｍと
することができる。
【００６１】次に、本実施形態の第４の具体例について
説明する。
説明する。
【００６２】図６は、本実施形態の第４の磁気ヘッドを
表す概念図である。すなわち、同図も、図示しない磁気
記録媒体に対する対向面から眺めた斜視図である。同図
に関しても、図１乃至図４に関して前述した部分と同一
の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
表す概念図である。すなわち、同図も、図示しない磁気
記録媒体に対する対向面から眺めた斜視図である。同図
に関しても、図１乃至図４に関して前述した部分と同一
の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６３】本具体例においても、一対の磁気ヨーク
２、２は、反強磁性膜７とグラニュラー磁性膜３との積
層構造を有する。さらに、本具体例においては、反強磁
性膜７とグラニュラー磁性膜３の磁区が、図中に磁化８
として表したような微細で等方的なものとされている。
このような磁区構造を形成するためには、磁界中で熱処
理を施す方法を挙げることができる。
２、２は、反強磁性膜７とグラニュラー磁性膜３との積
層構造を有する。さらに、本具体例においては、反強磁
性膜７とグラニュラー磁性膜３の磁区が、図中に磁化８
として表したような微細で等方的なものとされている。
このような磁区構造を形成するためには、磁界中で熱処
理を施す方法を挙げることができる。
【００６４】図７は、本具体例における磁気ヨーク２の
磁区構造を形成する成膜装置を表す概念図である。すな
わち、同図の成膜装置は、搬送室１０９と成膜用チャン
バ１１０，１１１，１１２とを有する。成膜チャンバの
それぞれは、下地膜用、反強磁性膜用、グラニュラー磁
性膜用である。
磁区構造を形成する成膜装置を表す概念図である。すな
わち、同図の成膜装置は、搬送室１０９と成膜用チャン
バ１１０，１１１，１１２とを有する。成膜チャンバの
それぞれは、下地膜用、反強磁性膜用、グラニュラー磁
性膜用である。
【００６５】また、搬送室１０９および成膜用チャンバ
１１０，１１１，１１２は個別に図示しない真空ポンプ
と連結されており、膜を大気にさらすことなく成膜でき
る。その成膜の手順は、以下の如くである。
１１０，１１１，１１２は個別に図示しない真空ポンプ
と連結されており、膜を大気にさらすことなく成膜でき
る。その成膜の手順は、以下の如くである。
【００６６】まず、成膜用チャンバ１１０内に基板１を
導入し、下地膜を成膜する。この下地膜は、安定した構
造の反強磁性膜７を得るための膜である。下地膜の材料
としては、Ｔａ，Ｃｕ，ＮｉＦｅなどを用いることがで
きる。
導入し、下地膜を成膜する。この下地膜は、安定した構
造の反強磁性膜７を得るための膜である。下地膜の材料
としては、Ｔａ，Ｃｕ，ＮｉＦｅなどを用いることがで
きる。
【００６７】次に、成膜用チャンバ１１１に基板を移
し、反強磁性膜７を成膜する。ここで、成膜用チャンバ
１１１には、基板１を反強磁性膜７のブロッキング温度
以上まで加熱するための図示しない加熱装置と、磁界を
基板１に加えるためのコイル１１３とが設けられてい
る。これらを用い、反強磁性膜であるＩｒＭｎの成膜
中、基板１を約３００℃に加熱し、５０Ｈｚの周波数で
最大２００Ｏｅ程度の交流磁界を基板１に加える。
し、反強磁性膜７を成膜する。ここで、成膜用チャンバ
１１１には、基板１を反強磁性膜７のブロッキング温度
以上まで加熱するための図示しない加熱装置と、磁界を
基板１に加えるためのコイル１１３とが設けられてい
る。これらを用い、反強磁性膜であるＩｒＭｎの成膜
中、基板１を約３００℃に加熱し、５０Ｈｚの周波数で
最大２００Ｏｅ程度の交流磁界を基板１に加える。
【００６８】次に、成膜用チャンバ１１２に基板１を移
し、同様に基板１を約３００℃に加熱し、５０Ｈｚの周
波数で最大２００Ｏｅ程度の交流磁界を基板１に加えな
がらグラニュラー磁性膜３を成膜する。
し、同様に基板１を約３００℃に加熱し、５０Ｈｚの周
波数で最大２００Ｏｅ程度の交流磁界を基板１に加えな
がらグラニュラー磁性膜３を成膜する。
【００６９】以上説明したような方法により、図６に表
したような磁区構造を持つ反強磁性膜７とグラニュラー
磁性膜３の積層膜を作成することができる。
したような磁区構造を持つ反強磁性膜７とグラニュラー
磁性膜３の積層膜を作成することができる。
【００７０】本具体例のヨーク型磁気ヘッドでは、反強
磁性膜７とグラニュラー磁性膜３の積層膜を磁気ヨーク
２として用いていることから、図５に関して前述した具
体例と同様に、リードから供給されるセンス電流の磁気
ヨーク２への分流はほとんどなく、また異方性が分散さ
れているために軟磁性がさらに上がり、効率よく記録媒
体の信号磁束をＭＲ素子へと導くことができる。さら
に、本具体例によれば、磁区が微細にされており、その
磁区内の磁化は交換結合により束縛されているので磁壁
の移動はほとんどなく、バルクハウゼンノイズをさらに
効果的に抑制することができる。
磁性膜７とグラニュラー磁性膜３の積層膜を磁気ヨーク
２として用いていることから、図５に関して前述した具
体例と同様に、リードから供給されるセンス電流の磁気
ヨーク２への分流はほとんどなく、また異方性が分散さ
れているために軟磁性がさらに上がり、効率よく記録媒
体の信号磁束をＭＲ素子へと導くことができる。さら
に、本具体例によれば、磁区が微細にされており、その
磁区内の磁化は交換結合により束縛されているので磁壁
の移動はほとんどなく、バルクハウゼンノイズをさらに
効果的に抑制することができる。
【００７１】次に、本実施形態の第５の具体例について
説明する。
説明する。
【００７２】図８は、本実施形態の第５の磁気ヘッドの
製造途中の状態を表す概念図である。同図に関しても、
図１乃至図７に関して前述した部分と同一の部分には同
一の符号を付して詳細な説明は省略する。
製造途中の状態を表す概念図である。同図に関しても、
図１乃至図７に関して前述した部分と同一の部分には同
一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７３】本具体例においては、基板１の上に一対の
通電層１４、１４が形成され、その上に、反強磁性膜７
とグラニュラー磁性膜３との積層構造からなる一対の磁
気ヨーク２、２が設けられている。さらに、グラニュラ
ー磁性膜３には、図示したような放射状の磁気異方性１
６が導入されている。
通電層１４、１４が形成され、その上に、反強磁性膜７
とグラニュラー磁性膜３との積層構造からなる一対の磁
気ヨーク２、２が設けられている。さらに、グラニュラ
ー磁性膜３には、図示したような放射状の磁気異方性１
６が導入されている。
【００７４】このような放射状の磁気異方性は、通電層
１４に電流を流しながら加熱することにより導入するこ
とができる。例えば、スライダに加工する前に通電層１
４に電流１５を流しながら約３００℃で加熱処理を施す
ことにより、放射状の磁気異方性１６をグラニュラー磁
性膜３に導入することができる。
１４に電流を流しながら加熱することにより導入するこ
とができる。例えば、スライダに加工する前に通電層１
４に電流１５を流しながら約３００℃で加熱処理を施す
ことにより、放射状の磁気異方性１６をグラニュラー磁
性膜３に導入することができる。
【００７５】このようにして磁気異方性を導入した後、
切断線Ｃに沿って切断することにより、図示しない記録
媒体との対向面を形成することができる。
切断線Ｃに沿って切断することにより、図示しない記録
媒体との対向面を形成することができる。
【００７６】ここで、通電熱処理などの方法により図示
したような放射状の磁気異方性を導入するに際して、反
強磁性膜７を積層しない場合は、グラニュラー磁性膜３
内の交換結合にある程度抗して異方性を導入しなければ
ならないため、比較的高い温度や強い電流が必要とな
る。
したような放射状の磁気異方性を導入するに際して、反
強磁性膜７を積層しない場合は、グラニュラー磁性膜３
内の交換結合にある程度抗して異方性を導入しなければ
ならないため、比較的高い温度や強い電流が必要とな
る。
【００７７】これに対して、本具体例においては、反強
磁性膜７を積層することにより反強磁性膜７との交換結
合を利用でき、より低い温度や弱い電流でも放射状の磁
気異方性１６を導入できる。
磁性膜７を積層することにより反強磁性膜７との交換結
合を利用でき、より低い温度や弱い電流でも放射状の磁
気異方性１６を導入できる。
【００７８】本具体例によれば、反強磁性膜７とグラニ
ュラー磁性膜３との積層膜を磁気ヨーク２として用いて
いることから、リードから供給されるセンス電流の磁気
ヨーク２への分流はほとんどなく、また効率よく記録媒
体の信号磁束をＭＲ素子５へと導くことができる。
ュラー磁性膜３との積層膜を磁気ヨーク２として用いて
いることから、リードから供給されるセンス電流の磁気
ヨーク２への分流はほとんどなく、また効率よく記録媒
体の信号磁束をＭＲ素子５へと導くことができる。
【００７９】さらに、放射状の磁気異方性１６により、
磁気ヨーク２のどの場所においても磁束の流れる方向と
磁化の方向とが略直交し、いわゆる磁化困難軸方向に励
磁されることになる。その結果として、磁壁の移動が抑
えられ、磁化回転のみで磁束が流れることからバルクハ
ウゼンノイズの発生を極めて効果的に抑制することがで
きる。すなわち、線形応答性が上がり、周波数応答性も
向上する。
磁気ヨーク２のどの場所においても磁束の流れる方向と
磁化の方向とが略直交し、いわゆる磁化困難軸方向に励
磁されることになる。その結果として、磁壁の移動が抑
えられ、磁化回転のみで磁束が流れることからバルクハ
ウゼンノイズの発生を極めて効果的に抑制することがで
きる。すなわち、線形応答性が上がり、周波数応答性も
向上する。
【００８０】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。本実施形態において
は、磁気ヨークの磁化の状態を「縞状磁区」あるいはそ
れに近い状態とすることにより、高感度と低ノイズを両
立することができる。
の実施の形態について説明する。本実施形態において
は、磁気ヨークの磁化の状態を「縞状磁区」あるいはそ
れに近い状態とすることにより、高感度と低ノイズを両
立することができる。
【００８１】図９は、本実施の形態にかかる磁気ヘッド
の構成を例示する概念図である。すなわち、同図は、図
示しない磁気記録媒体に対する対向面から眺めた斜視図
であり、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ／Ａｌ２Ｏ３（アルチック
基板の上に酸化アルミニウム層を堆積した積層構造）か
らなる基板２１の上に、 Ｔａ／Ｃｕ／Ｔａ積層膜２２
が形成され、その上に反強磁性膜２３を介して一対の磁
気ヨーク２４、２４が形成されている。磁気ヨークの材
料としては、例えばＦｅ−Ｎ（窒化鉄）を用いることが
できる。また、その膜厚Ｔは、再生トラック幅を規定
し、例えば、０．３μｍ程度とすることができる。
の構成を例示する概念図である。すなわち、同図は、図
示しない磁気記録媒体に対する対向面から眺めた斜視図
であり、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ／Ａｌ２Ｏ３（アルチック
基板の上に酸化アルミニウム層を堆積した積層構造）か
らなる基板２１の上に、 Ｔａ／Ｃｕ／Ｔａ積層膜２２
が形成され、その上に反強磁性膜２３を介して一対の磁
気ヨーク２４、２４が形成されている。磁気ヨークの材
料としては、例えばＦｅ−Ｎ（窒化鉄）を用いることが
できる。また、その膜厚Ｔは、再生トラック幅を規定
し、例えば、０．３μｍ程度とすることができる。
【００８２】また、磁気ヨーク２４、２４の先端に設け
られた再生ギャップ２５Ａの間隔は例えば５０ｎｍと
し、再生ギャップ２５ＡにはＣｕが充填されている。磁
気ヨーク２４の上には絶縁膜２６形成されている。絶縁
膜２６は例えばアルミナにより形成することができ、そ
の膜厚は例えば３０ｎｍ程度とすることができる。絶縁
膜２６の上においては、バックギャップ上の再生ギャッ
プ２５Ａから０．５μｍ程度離れたところに、磁界セン
サ２７が設けられている。磁界センサ２７としては、例
えば、ＧＭＲ素子やＡＭＲ素子などの各種の素子を用い
ることができる。同図は、ＧＭＲ素子を用いた場合を例
示し、その端面には、磁区を調節する目的でバイアス膜
２８が形成されている。さらに、磁界センサ２７には一
対のリード２９、２９が接続され、センス電流が供給さ
れる。
られた再生ギャップ２５Ａの間隔は例えば５０ｎｍと
し、再生ギャップ２５ＡにはＣｕが充填されている。磁
気ヨーク２４の上には絶縁膜２６形成されている。絶縁
膜２６は例えばアルミナにより形成することができ、そ
の膜厚は例えば３０ｎｍ程度とすることができる。絶縁
膜２６の上においては、バックギャップ上の再生ギャッ
プ２５Ａから０．５μｍ程度離れたところに、磁界セン
サ２７が設けられている。磁界センサ２７としては、例
えば、ＧＭＲ素子やＡＭＲ素子などの各種の素子を用い
ることができる。同図は、ＧＭＲ素子を用いた場合を例
示し、その端面には、磁区を調節する目的でバイアス膜
２８が形成されている。さらに、磁界センサ２７には一
対のリード２９、２９が接続され、センス電流が供給さ
れる。
【００８３】以上説明したような構成において、本実施
形態においては、磁気ヨーク２７に、垂直方向に近い磁
化が導入されている。すなわち、窒化鉄などのように垂
直磁気異方性を有する材料を用いて磁気ヨーク２４を構
成し、磁気ヨーク２４の磁化をその膜面に対して垂直な
方向に向ける。または、垂直方向に傾けて「縞状磁区」
を発生させる。
形態においては、磁気ヨーク２７に、垂直方向に近い磁
化が導入されている。すなわち、窒化鉄などのように垂
直磁気異方性を有する材料を用いて磁気ヨーク２４を構
成し、磁気ヨーク２４の磁化をその膜面に対して垂直な
方向に向ける。または、垂直方向に傾けて「縞状磁区」
を発生させる。
【００８４】磁気ヨーク面に対して略垂直な方向に配向
した磁化は、基本的に面内における磁気異方性がなく等
方的となる。すなわち、等方的な透磁率が得られる。ま
た、磁化がさらに垂直配向に近づくと「縞状磁区」を形
成することが知られている。
した磁化は、基本的に面内における磁気異方性がなく等
方的となる。すなわち、等方的な透磁率が得られる。ま
た、磁化がさらに垂直配向に近づくと「縞状磁区」を形
成することが知られている。
【００８５】図１０は、磁気ヨーク２４の「縞状磁区」
を模式的に表した一部拡大図である。
を模式的に表した一部拡大図である。
【００８６】また、図１１は、本実施形態の磁気ヘッド
における磁束の流れを表す概念図である。これらの図に
表したように、「縞状磁区」は、磁気ヨーク面に対し
て、上向きの磁化を有する磁区Ｕと、下向きの磁化を有
する磁区Ｄとが、縞状に隣接した状態を表す。「縞状磁
区」における磁区Ｕ、Ｄの幅はそれぞれ０．２〜０．３
μｍ程度であり、磁路にくらべて極めて小さい。つま
り、磁区の変化がバルクハウゼンノイズとして感知され
にくくなる。また、ギャップ２５Ａの近傍でも還流磁区
は形成されない。さらに、磁気ヨーク２４の透磁率は等
方的であり、例えば約５００程度が得られる。
における磁束の流れを表す概念図である。これらの図に
表したように、「縞状磁区」は、磁気ヨーク面に対し
て、上向きの磁化を有する磁区Ｕと、下向きの磁化を有
する磁区Ｄとが、縞状に隣接した状態を表す。「縞状磁
区」における磁区Ｕ、Ｄの幅はそれぞれ０．２〜０．３
μｍ程度であり、磁路にくらべて極めて小さい。つま
り、磁区の変化がバルクハウゼンノイズとして感知され
にくくなる。また、ギャップ２５Ａの近傍でも還流磁区
は形成されない。さらに、磁気ヨーク２４の透磁率は等
方的であり、例えば約５００程度が得られる。
【００８７】一方、本実施形態においては、磁気ヨーク
２４を構成する軟磁性膜と反強磁性膜２３とが磁気的に
結合することで、「縞状磁区」などの磁区状態を安定化
し、経時変化を防ぐことができる。
２４を構成する軟磁性膜と反強磁性膜２３とが磁気的に
結合することで、「縞状磁区」などの磁区状態を安定化
し、経時変化を防ぐことができる。
【００８８】以上詳述したように、本実施形態によれ
ば、磁気ヨーク面内において等方的な透磁率が得られ、
微小磁区を形成することによりバルクハウゼンノイズを
抑制し、さらに磁区の経時変化を抑制してバルクハウゼ
ンノイズに対して高い信頼性を確保できる。その結果と
して、高効率で、低ノイズなプラナーヨーク型磁気ヘッ
ドを提供できる。
ば、磁気ヨーク面内において等方的な透磁率が得られ、
微小磁区を形成することによりバルクハウゼンノイズを
抑制し、さらに磁区の経時変化を抑制してバルクハウゼ
ンノイズに対して高い信頼性を確保できる。その結果と
して、高効率で、低ノイズなプラナーヨーク型磁気ヘッ
ドを提供できる。
【００８９】次に、本実施形態の磁気ヘッドの第１の具
体例について、その製造工程を参照しつつ説明する。
体例について、その製造工程を参照しつつ説明する。
【００９０】図１２〜図１５は、本実施形態の磁気ヘッ
ドの製造工程を表す模式図である。
ドの製造工程を表す模式図である。
【００９１】まず、図１２に表したように、基板２１の
上に、磁気ヨーク２４を構成する膜までの積層構造を形
成する。基板２１としては、アルチック基板上にアルミ
ナ膜をコートして表面を平坦化したものを用いることが
できる。この基板２１の上に、Ｔａ１０ｎｍ／Ｃｕ１０
０ｎｍ／Ｔａｌ０ｎｍからなる積層膜を堆積する。さら
に、反強磁性膜２３として膜厚２０ｎｍのＩｒＭｎ膜を
堆積し、磁気ヨーク２４として膜厚３００ｎｍのＦｅ−
Ｎ（窒化鉄）膜を堆積する。これらの膜の堆積は、例え
ばスパッタ法を用いて連続的に行うことが可能である。
上に、磁気ヨーク２４を構成する膜までの積層構造を形
成する。基板２１としては、アルチック基板上にアルミ
ナ膜をコートして表面を平坦化したものを用いることが
できる。この基板２１の上に、Ｔａ１０ｎｍ／Ｃｕ１０
０ｎｍ／Ｔａｌ０ｎｍからなる積層膜を堆積する。さら
に、反強磁性膜２３として膜厚２０ｎｍのＩｒＭｎ膜を
堆積し、磁気ヨーク２４として膜厚３００ｎｍのＦｅ−
Ｎ（窒化鉄）膜を堆積する。これらの膜の堆積は、例え
ばスパッタ法を用いて連続的に行うことが可能である。
【００９２】ここで、ＩｒＭｎ膜２３とＦｅ−Ｎ膜２４
を成膜する際に、３００℃に加熱し、１００Ｏｅの回転
磁界を印加する。成膜後、さらに５００℃に加熱し、５
ｋＯｅの回転磁界を印加して１時間の回転磁界熱処理を
施す。
を成膜する際に、３００℃に加熱し、１００Ｏｅの回転
磁界を印加する。成膜後、さらに５００℃に加熱し、５
ｋＯｅの回転磁界を印加して１時間の回転磁界熱処理を
施す。
【００９３】このようにして、磁気ヨーク２４に略垂直
方向の磁区または縞状磁区を導入することができる。
方向の磁区または縞状磁区を導入することができる。
【００９４】次に、磁気ヨーク２４のパターニングを行
う。
う。
【００９５】具体的には、まず、磁気ヨーク２４を構成
するＦｅ−Ｎ膜をイオンミリングで加工して磁気ヨーク
２４の外形を形成する。
するＦｅ−Ｎ膜をイオンミリングで加工して磁気ヨーク
２４の外形を形成する。
【００９６】次に、ＦＩＢ（収束イオンビーム）を用
い、再生ギャップを幅０．０５μｍで、またバックギャ
ップ部分を幅０．５μｍとなるようにストライプ状の開
口を形成する。
い、再生ギャップを幅０．０５μｍで、またバックギャ
ップ部分を幅０．５μｍとなるようにストライプ状の開
口を形成する。
【００９７】さらに、図１３に表したように、Ｃｕ
（銅）メッキにより再生ギャップ２５Ａおよびバックギ
ャップ２５ＢヘのＣｕ膜埋め込みを行う。
（銅）メッキにより再生ギャップ２５Ａおよびバックギ
ャップ２５ＢヘのＣｕ膜埋め込みを行う。
【００９８】次に、図１４に表したように、ＣＭＰ（Ch
emical Mechanical Polishing：化学機械研磨法）を用
いて、磁気ヨーク２４の表面から突出したＣｕおよび磁
気ヨーク２４の表面を若干を削って平坦化を行う。
emical Mechanical Polishing：化学機械研磨法）を用
いて、磁気ヨーク２４の表面から突出したＣｕおよび磁
気ヨーク２４の表面を若干を削って平坦化を行う。
【００９９】次に、図１５に表したように、その上に再
生エレメントを形成する。具体的には、まず、絶縁膜２
６として、ＩＢＤ（Ion Beam Deposition）によりアル
ミナ膜を０．０３μｍ程度堆積する。さらに、ＧＭＲ素
子２７を成膜し、ＧＭＲ素子２７とアバット形成するよ
うにデプス方向のパターニングを行う。バイアス膜２８
を成膜しリフトオフの後、ＧＭＲ素子２７の媒体面側の
規定を行う。例えば、記録媒体との対向面からのハイト
が０．５μｍとなるように形成する。
生エレメントを形成する。具体的には、まず、絶縁膜２
６として、ＩＢＤ（Ion Beam Deposition）によりアル
ミナ膜を０．０３μｍ程度堆積する。さらに、ＧＭＲ素
子２７を成膜し、ＧＭＲ素子２７とアバット形成するよ
うにデプス方向のパターニングを行う。バイアス膜２８
を成膜しリフトオフの後、ＧＭＲ素子２７の媒体面側の
規定を行う。例えば、記録媒体との対向面からのハイト
が０．５μｍとなるように形成する。
【０１００】さらに、センス電流供給用Ｃｕリード２９
をＧＭＲ素子２７と０．２μｍ程度オーバーラップさせ
て形成する。こうすることにより、ＧＭＲ素子２７とセ
ンス電流供給用リード２９との接触抵抗を低下させるこ
とができ、ＥＳＤ（Electrostatic Discharge）に強い
エレメントを形成することができる。
をＧＭＲ素子２７と０．２μｍ程度オーバーラップさせ
て形成する。こうすることにより、ＧＭＲ素子２７とセ
ンス電流供給用リード２９との接触抵抗を低下させるこ
とができ、ＥＳＤ（Electrostatic Discharge）に強い
エレメントを形成することができる。
【０１０１】なお、リード２９のシート抵抗は低いほど
望ましい。従って、その材料としては、Ａｕ（金），Ａ
ｌ（アルミニウム）などの電気伝導度の低いものを用い
ることが望ましい。このようにすれば、ＧＭＲ素子２７
の近傍でのクラウディング抵抗（crowding resistanc
e）を低下させ、接触抵抗の低減効果と相まって、ＥＳ
Ｄに対する耐圧が高い磁気ヘッド子を形成できる。
望ましい。従って、その材料としては、Ａｕ（金），Ａ
ｌ（アルミニウム）などの電気伝導度の低いものを用い
ることが望ましい。このようにすれば、ＧＭＲ素子２７
の近傍でのクラウディング抵抗（crowding resistanc
e）を低下させ、接触抵抗の低減効果と相まって、ＥＳ
Ｄに対する耐圧が高い磁気ヘッド子を形成できる。
【０１０２】再生素子部の形成が終了した後、保護膜を
形成し、デプス研磨加工を行って再生ギャップのデプス
を規定する。
形成し、デプス研磨加工を行って再生ギャップのデプス
を規定する。
【０１０３】このようにして形成した再生ヘッドで、１
０ｋＦＣＩの線記録密度における孤立再生波形を測定し
た結果、５００μＶ以上の出力が得られ、且つバルクハ
ウゼンノイズがほぼ完全に抑制されていることが確認で
きた。
０ｋＦＣＩの線記録密度における孤立再生波形を測定し
た結果、５００μＶ以上の出力が得られ、且つバルクハ
ウゼンノイズがほぼ完全に抑制されていることが確認で
きた。
【０１０４】ところで、本実施形態において磁気ヨーク
２４の材料として用いることのできるものは、Ｆｅ−Ｎ
（窒化鉄）には限定されない。以下に、その他の材料を
用いた場合を例示して説明する。
２４の材料として用いることのできるものは、Ｆｅ−Ｎ
（窒化鉄）には限定されない。以下に、その他の材料を
用いた場合を例示して説明する。
【０１０５】まず、磁気ヨーク２４としてＮｉＦｅ膜を
用いた場合の具体例を説明する。
用いた場合の具体例を説明する。
【０１０６】Ｎｉ８０Ｆｅ２０は、一般的には、ｆｃｃ
構造を有し、［１１１］配向を示す。その場合、結晶磁
気異方性すなわち結晶固有の磁気異方性によっては垂直
配向を示さない。これに対して、本発明においては、図
１６に例示したように、結晶粒を微結晶にし、且つ膜厚
方向に延ばす。こうすることによって、形状磁気異方性
を発生させ、垂直方向への磁化配向を形成できる。
構造を有し、［１１１］配向を示す。その場合、結晶磁
気異方性すなわち結晶固有の磁気異方性によっては垂直
配向を示さない。これに対して、本発明においては、図
１６に例示したように、結晶粒を微結晶にし、且つ膜厚
方向に延ばす。こうすることによって、形状磁気異方性
を発生させ、垂直方向への磁化配向を形成できる。
【０１０７】以下に、図９を参照しつつ、その形成例を
示す。基板１としては、アルチック基板上に、アルミナ
膜がコートされ、表面が平坦化された基板を用いる。
示す。基板１としては、アルチック基板上に、アルミナ
膜がコートされ、表面が平坦化された基板を用いる。
【０１０８】まず、下から、Ｔａ１０ｎｍ／Ｃｕ１００
ｎｍ／Ｔａ１０ｎｍ／ＩｒＭｎ２０ｎｍ／Ｎｉ８０Ｆｅ
２０３００ｎｍをスパッタ法で連続的に形成する。これ
らは、図１において積層膜２２、反強磁性膜２３、磁気
ヨーク２４に対応するものである。ここで、ＩｒＭｎ２
０ｎｍを成膜する際に、圧力を１０ｍＴｏｒｒ程度と
し、結晶粒を１０ｎｍ程度に微細化することができる。
ｎｍ／Ｔａ１０ｎｍ／ＩｒＭｎ２０ｎｍ／Ｎｉ８０Ｆｅ
２０３００ｎｍをスパッタ法で連続的に形成する。これ
らは、図１において積層膜２２、反強磁性膜２３、磁気
ヨーク２４に対応するものである。ここで、ＩｒＭｎ２
０ｎｍを成膜する際に、圧力を１０ｍＴｏｒｒ程度と
し、結晶粒を１０ｎｍ程度に微細化することができる。
【０１０９】ＮｉＦｅは０．２ｍＴｏｒｒで成膜する。
その際に、１００Ｏｅの回転磁界を印加する。つまり、
ＮｉＦｅ膜２４の下地となるＩｒＭｎ膜２３を高スパッ
タ圧力成膜で微結晶化し、そのうえに成長するＮｉＦｅ
膜２４は低スパッタ圧力成膜で下地（ＩｒＭｎ膜２３）
の結晶情報を極力保持するような条件で成膜する。この
ような方法により、図１６に例示したような微細な配向
結晶膜を得ることが゛てきる。
その際に、１００Ｏｅの回転磁界を印加する。つまり、
ＮｉＦｅ膜２４の下地となるＩｒＭｎ膜２３を高スパッ
タ圧力成膜で微結晶化し、そのうえに成長するＮｉＦｅ
膜２４は低スパッタ圧力成膜で下地（ＩｒＭｎ膜２３）
の結晶情報を極力保持するような条件で成膜する。この
ような方法により、図１６に例示したような微細な配向
結晶膜を得ることが゛てきる。
【０１１０】成膜後、このサンプルを３００℃に加熱
し、５ｋＯｅの回転磁界を印加して１時間ほど熱処理す
る。これ以降は、図１３乃至図１５に関して前述したよ
うにして磁気ヘッドを形成することができる。
し、５ｋＯｅの回転磁界を印加して１時間ほど熱処理す
る。これ以降は、図１３乃至図１５に関して前述したよ
うにして磁気ヘッドを形成することができる。
【０１１１】このようにして形成した磁気ヘッドについ
て、カー効果を利用した測定装置で磁気ヨーク２４の磁
区を観察したところ、「縞状磁区」が観察された。つま
り、微細な配向構造を人工的に形成することにより、形
状磁気異方性を利用して「縞状磁区」を形成できること
が確認された。
て、カー効果を利用した測定装置で磁気ヨーク２４の磁
区を観察したところ、「縞状磁区」が観察された。つま
り、微細な配向構造を人工的に形成することにより、形
状磁気異方性を利用して「縞状磁区」を形成できること
が確認された。
【０１１２】ところで、このような微細な配向結晶粒の
すきまに非磁性体を析出させて、結晶粒ひとつひとつを
磁気的に分離すれば、さらに垂直な磁化が促進される。
以下に、結晶粒界に非磁性成分を析出させる具体例を説
明する。
すきまに非磁性体を析出させて、結晶粒ひとつひとつを
磁気的に分離すれば、さらに垂直な磁化が促進される。
以下に、結晶粒界に非磁性成分を析出させる具体例を説
明する。
【０１１３】基板１としては、前述した具体例と同様
に、アルチック基板上にアルミナ膜がコートされ表面が
平坦化された基板を用いることができる。 まず、下か
ら、Ｔａ１０ｎｍ／Ｃｕ１００ｎｍ／Ｔａ１０ｎｍ／Ｉ
ｒＭｎ２０ｎｍ／ＣｏＦｅＴａＣｕ合金３００ｎｍをス
パッタ法で連続的に形成する。これらは、図１において
積層膜２２、反強磁性膜２３、磁気ヨーク２４に対応す
るものである。ここで、ＩｒＭｎ２０ｎｍを成膜する際
に、圧力を１０ｍＴｏｒｒ程度とし、結晶粒を１０ｎｍ
程度に微細化することができる。
に、アルチック基板上にアルミナ膜がコートされ表面が
平坦化された基板を用いることができる。 まず、下か
ら、Ｔａ１０ｎｍ／Ｃｕ１００ｎｍ／Ｔａ１０ｎｍ／Ｉ
ｒＭｎ２０ｎｍ／ＣｏＦｅＴａＣｕ合金３００ｎｍをス
パッタ法で連続的に形成する。これらは、図１において
積層膜２２、反強磁性膜２３、磁気ヨーク２４に対応す
るものである。ここで、ＩｒＭｎ２０ｎｍを成膜する際
に、圧力を１０ｍＴｏｒｒ程度とし、結晶粒を１０ｎｍ
程度に微細化することができる。
【０１１４】ＣｏＦｅＴａＣｕ合金は０．２ｍＴｏｒｒ
で成膜する。その際に、基板温度を３００℃程度に昇温
し、１００Ｏｅの回転磁界を印加する。つまり、下地と
なるＩｒＭｎ膜２３を高スパッタ圧力成膜で微結晶化
し、そのうえに成長するＣｏＦｅＴａＣｕ膜２４は低ス
パッタ圧力成膜で下地（ＩｒＭｎ膜２３）の結晶情報を
極力保持するような条件で成膜する。同時に、本具体例
においては、成膜中に基板を加熱して、ＣｏＦｅＴａＣ
ｕ合金中において、Ｃｕを結晶粒界に析出させる。
で成膜する。その際に、基板温度を３００℃程度に昇温
し、１００Ｏｅの回転磁界を印加する。つまり、下地と
なるＩｒＭｎ膜２３を高スパッタ圧力成膜で微結晶化
し、そのうえに成長するＣｏＦｅＴａＣｕ膜２４は低ス
パッタ圧力成膜で下地（ＩｒＭｎ膜２３）の結晶情報を
極力保持するような条件で成膜する。同時に、本具体例
においては、成膜中に基板を加熱して、ＣｏＦｅＴａＣ
ｕ合金中において、Ｃｕを結晶粒界に析出させる。
【０１１５】成膜後、このサンプルを４００℃に加熱
し、５ｋＯｅの回転磁界を印加して１時間ほど熱処理す
る。この際の熱処理によってもＣｕの析出が促進され
る。
し、５ｋＯｅの回転磁界を印加して１時間ほど熱処理す
る。この際の熱処理によってもＣｕの析出が促進され
る。
【０１１６】これ以降は、図１３乃至図１５に関して前
述したようにして磁気ヘッドを形成することができる。
述したようにして磁気ヘッドを形成することができる。
【０１１７】図１７は、このようにして形成した磁気ヘ
ッドの磁気ヨーク２４を構成するＣｏＦｅＴａＣｕ合金
中でＣｕが粒界に析出した状態を表す概略図である。
ッドの磁気ヨーク２４を構成するＣｏＦｅＴａＣｕ合金
中でＣｕが粒界に析出した状態を表す概略図である。
【０１１８】ＣｏＦｅＴａ合金は、ｈｃｐ構造を有し、
［０００１］方向に磁化容易磁区があり、一般に［００
０１］成長しやすい。一方、Ｃｕ（銅）はＣｏ（コバル
ト）と非固溶であるために、加熱によって粒界への析出
が促進される。その結果として、垂直配向したＣｏＦｅ
Ｔａ結晶と結晶粒界に析出したＣｕとに分離される。こ
のようにして隣接する結晶粒同士の磁気的な相互作用が
分離されることにより、結晶粒磁化の垂直配向を促進す
ることができる。
［０００１］方向に磁化容易磁区があり、一般に［００
０１］成長しやすい。一方、Ｃｕ（銅）はＣｏ（コバル
ト）と非固溶であるために、加熱によって粒界への析出
が促進される。その結果として、垂直配向したＣｏＦｅ
Ｔａ結晶と結晶粒界に析出したＣｕとに分離される。こ
のようにして隣接する結晶粒同士の磁気的な相互作用が
分離されることにより、結晶粒磁化の垂直配向を促進す
ることができる。
【０１１９】図１６に例示したように、単に、結晶粒形
状による形状磁気異方性を利用することによっても垂直
方向への磁化配向を発生させることができる。ただし、
隣りあう結晶粒は磁気的に交換結合するので、その影響
から面内に磁化が向きやすい傾向がある。これに対し
て、本具体例においては、これらの結晶粒のすきまに非
磁性体を析出させて、結晶粒ひとつひとつを磁気的に分
離することにより、さらに垂直方向への磁化配向を促進
することができる。
状による形状磁気異方性を利用することによっても垂直
方向への磁化配向を発生させることができる。ただし、
隣りあう結晶粒は磁気的に交換結合するので、その影響
から面内に磁化が向きやすい傾向がある。これに対し
て、本具体例においては、これらの結晶粒のすきまに非
磁性体を析出させて、結晶粒ひとつひとつを磁気的に分
離することにより、さらに垂直方向への磁化配向を促進
することができる。
【０１２０】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態としての磁気記録再生装置について説明す
る。
の実施の形態としての磁気記録再生装置について説明す
る。
【０１２１】以上説明した各実施形態の磁気抵抗効果型
ヘッドは、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドに組み
込まれ、磁気記録再生装置に搭載することができる。
ヘッドは、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドに組み
込まれ、磁気記録再生装置に搭載することができる。
【０１２２】図１８は、このような磁気記録再生装置の
概略構成を例示する要部斜視図である。すなわち、本発
明の磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエ
ータを用いた形式の装置である。同図において、磁気デ
ィスク１５１は、スピンドル１５２に装着され、図示し
ない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しな
いモータにより回転する。磁気ディスク１５１に格納す
る情報の記録再生を行うヘッドスライダ１５３は、薄膜
状のサスペンション１５４の先端に取り付けられてい
る。ここで、ヘッドスライダ１５３は、例えば、前述し
たいずれかの実施の形態にかかる磁気ヘッドをその先端
付近に搭載している。
概略構成を例示する要部斜視図である。すなわち、本発
明の磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエ
ータを用いた形式の装置である。同図において、磁気デ
ィスク１５１は、スピンドル１５２に装着され、図示し
ない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しな
いモータにより回転する。磁気ディスク１５１に格納す
る情報の記録再生を行うヘッドスライダ１５３は、薄膜
状のサスペンション１５４の先端に取り付けられてい
る。ここで、ヘッドスライダ１５３は、例えば、前述し
たいずれかの実施の形態にかかる磁気ヘッドをその先端
付近に搭載している。
【０１２３】磁気ディスク１５１が回転すると、ヘッド
スライダ１５３の媒体対向面（ＡＢＳ）は磁気ディスク
１５１の表面から所定の浮上量をもって保持される。
スライダ１５３の媒体対向面（ＡＢＳ）は磁気ディスク
１５１の表面から所定の浮上量をもって保持される。
【０１２４】サスペンション１５４は、図示しない駆動
コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータ
アーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータ
アーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボ
イスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイ
ルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビ
ン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコ
イルを挟み込むように対向して配置された永久磁石およ
び対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。
コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータ
アーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータ
アーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボ
イスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイ
ルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビ
ン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコ
イルを挟み込むように対向して配置された永久磁石およ
び対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。
【０１２５】アクチュエータアーム１５５は、固定軸１
５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリ
ングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６によ
り回転摺動が自在にできるようになっている。
５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリ
ングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６によ
り回転摺動が自在にできるようになっている。
【０１２６】ここで、ヘッドスライダ１５３の媒体対向
面（ＡＢＳ）と磁気ディスク１５１の表面との間には、
所定の浮上量が設定されている。
面（ＡＢＳ）と磁気ディスク１５１の表面との間には、
所定の浮上量が設定されている。
【０１２７】図１９は、浮上量が所定の正の値の場合の
ヘッドスライダ１５３と磁気ディスク１５１との関係を
表す概念図である。同図に例示したように、通常、多く
の磁気記録再生装置においては、磁気ヘッド１８０を搭
載したスライダ１５３は、磁気ディスク１５１の表面か
ら所定の距離だけ浮上した状態で動作する。本発明にお
いては、このような「浮上走行型」の磁気記録再生装置
においても、従来よりも高感度で低ノイズの読み取りを
行うことができる。すなわち、前述した各実施形態にか
かる磁気ヘッドを採用することにより、高感度且つ低ノ
イズで磁気ディスク１５１からの信号磁束を再生するこ
とができる。つまり、高出力と高感度化が実現し、記録
密度を高くすることもできる。さらに、バルクハウゼン
ノイズも低減して、安定した信号の記録再生が可能とな
る。
ヘッドスライダ１５３と磁気ディスク１５１との関係を
表す概念図である。同図に例示したように、通常、多く
の磁気記録再生装置においては、磁気ヘッド１８０を搭
載したスライダ１５３は、磁気ディスク１５１の表面か
ら所定の距離だけ浮上した状態で動作する。本発明にお
いては、このような「浮上走行型」の磁気記録再生装置
においても、従来よりも高感度で低ノイズの読み取りを
行うことができる。すなわち、前述した各実施形態にか
かる磁気ヘッドを採用することにより、高感度且つ低ノ
イズで磁気ディスク１５１からの信号磁束を再生するこ
とができる。つまり、高出力と高感度化が実現し、記録
密度を高くすることもできる。さらに、バルクハウゼン
ノイズも低減して、安定した信号の記録再生が可能とな
る。
【０１２８】一方、記録密度がさらに上がると、浮上高
を低下させて、より磁気ディスク１５１に近いところを
滑空させて情報を読み取る必要が生ずる。例えば、１イ
ンチ平方あたり３０Ｇ（ギガ）ビット程度の記録密度を
得るためには、もはや、浮上にしていることによるスペ
ーシングロスが大きくなり過ぎ、極低浮上によるヘッド
１８０と磁気ディスク１５１とのクラッシュの問題も無
視できなくなる。
を低下させて、より磁気ディスク１５１に近いところを
滑空させて情報を読み取る必要が生ずる。例えば、１イ
ンチ平方あたり３０Ｇ（ギガ）ビット程度の記録密度を
得るためには、もはや、浮上にしていることによるスペ
ーシングロスが大きくなり過ぎ、極低浮上によるヘッド
１８０と磁気ディスク１５１とのクラッシュの問題も無
視できなくなる。
【０１２９】そのため、磁気ヘッド１８０と磁気ディス
ク１５１とを逆に積極的に接触させて、走行させる方式
も考えられる。
ク１５１とを逆に積極的に接触させて、走行させる方式
も考えられる。
【０１３０】図２０は、このような「接触走行型」のヘ
ッドスライダ１５３と磁気ディスク１５１との関係を表
す概念図である。本発明の磁気ヘッドは、磁気ヨークを
備え、磁気抵抗効果素子は、所定のハイトだけ磁気ディ
スクから隔離されている。従って、図１８に例示したよ
うな「接触走行型」の磁気記録再生装置においても、磁
気抵抗効果素子が磁気ディスクに接触して破損するとい
う問題を解消することができる。その結果として、従来
よりもさらに高密度の記録再生を安定して行うことがで
きるようになる。
ッドスライダ１５３と磁気ディスク１５１との関係を表
す概念図である。本発明の磁気ヘッドは、磁気ヨークを
備え、磁気抵抗効果素子は、所定のハイトだけ磁気ディ
スクから隔離されている。従って、図１８に例示したよ
うな「接触走行型」の磁気記録再生装置においても、磁
気抵抗効果素子が磁気ディスクに接触して破損するとい
う問題を解消することができる。その結果として、従来
よりもさらに高密度の記録再生を安定して行うことがで
きるようになる。
【０１３１】以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施
の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの
具体例に限定されるものではない。例えば、第２実施形
態に関して前述した「縞状磁区」を有する磁気ヨーク
と、ＧＭＲ素子との間に、図４に表したような「グラニ
ュラー磁性膜３」を介在させることも可能である。
の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの
具体例に限定されるものではない。例えば、第２実施形
態に関して前述した「縞状磁区」を有する磁気ヨーク
と、ＧＭＲ素子との間に、図４に表したような「グラニ
ュラー磁性膜３」を介在させることも可能である。
【０１３２】その他、各具体例同士のあらゆる組み合わ
せにより、それぞれの効果を合わせて得ることができ
る。
せにより、それぞれの効果を合わせて得ることができ
る。
【０１３３】また、図１８に例示した磁気記録再生装置
も一例に過ぎず、当業者が適宜設計変更して実施しうる
すべての磁気記録再生装置も同様に本発明の範囲に属す
る。
も一例に過ぎず、当業者が適宜設計変更して実施しうる
すべての磁気記録再生装置も同様に本発明の範囲に属す
る。
【０１３４】
【発明の効果】本発明は、以上説明した形態で実施さ
れ、以下に説明する効果を奏する。
れ、以下に説明する効果を奏する。
【０１３５】すなわち、本発明によれば、良好な軟磁性
と高抵抗を併せ持つグラニュラー磁性膜を磁気ヨークと
して用いることで、軟磁性であることから磁束を効率よ
く磁気ヘッド内に導入でき、高抵抗であることからセン
ス電流の磁気ヨークヘの分流がほとんどなくなることか
ら感度の低下をほとんど引き起こすことがない。加えて
高周波領域での使用においても渦電流を抑制できること
から、周波数応答性も改善される。
と高抵抗を併せ持つグラニュラー磁性膜を磁気ヨークと
して用いることで、軟磁性であることから磁束を効率よ
く磁気ヘッド内に導入でき、高抵抗であることからセン
ス電流の磁気ヨークヘの分流がほとんどなくなることか
ら感度の低下をほとんど引き起こすことがない。加えて
高周波領域での使用においても渦電流を抑制できること
から、周波数応答性も改善される。
【０１３６】さらに、グラニュラー磁性膜での磁性粒子
はナノサイズとなっていることからそのサイズに合わせ
て磁区のサイズも微細化し、磁壁の移動もほとんど起こ
らない、もしくは細分化されることからバルクハウゼン
ノイズの発生を抑制することができる。加えて、磁界中
熱処理や磁界中成膜を行うことで磁気異方性を導入する
ことも可能である。特に回転磁界中熱処理を施したり、
回転磁界中でグラニュラー磁性膜を形成すれば、異方性
磁界の向きを略均等にすることができる。すなわち、磁
気的に等方な膜となり、閉磁路を形成した場合非常に有
利となる。また通電熱処理を施すなどして放射状の磁気
異方性を導入することもでき、この場合磁束の流れに沿
って常に困難軸方向に励磁されるので線形応答性が上が
り、周波数応答性も向上する。
はナノサイズとなっていることからそのサイズに合わせ
て磁区のサイズも微細化し、磁壁の移動もほとんど起こ
らない、もしくは細分化されることからバルクハウゼン
ノイズの発生を抑制することができる。加えて、磁界中
熱処理や磁界中成膜を行うことで磁気異方性を導入する
ことも可能である。特に回転磁界中熱処理を施したり、
回転磁界中でグラニュラー磁性膜を形成すれば、異方性
磁界の向きを略均等にすることができる。すなわち、磁
気的に等方な膜となり、閉磁路を形成した場合非常に有
利となる。また通電熱処理を施すなどして放射状の磁気
異方性を導入することもでき、この場合磁束の流れに沿
って常に困難軸方向に励磁されるので線形応答性が上が
り、周波数応答性も向上する。
【０１３７】また、本発明によれば、磁気ヨークと磁気
抵抗効果素子との間にグラニュラー磁性膜が介在するこ
とにより、電気的な絶縁を確保しながら磁束は効率よく
磁気抵抗効果素子へ導入できる。この場合には、磁気ヨ
ークとしてはＮｉＦｅやＣｏＺｒＮｂなどの軟磁性金属
膜を用いることが可能となる。
抵抗効果素子との間にグラニュラー磁性膜が介在するこ
とにより、電気的な絶縁を確保しながら磁束は効率よく
磁気抵抗効果素子へ導入できる。この場合には、磁気ヨ
ークとしてはＮｉＦｅやＣｏＺｒＮｂなどの軟磁性金属
膜を用いることが可能となる。
【０１３８】また、本発明によれば、磁気ヨークを反強
磁性膜とグラニュラー磁性膜との積層膜からなるものと
することにより、反強磁性膜との交換結合により各磁区
ごとにグラニュラー磁性膜の磁化が拘束されているた
め、磁壁の移動を抑制することができ、これによりバル
クハウゼンノイズを抑制することができる。したがって
回転磁界中熱処理や磁界中成膜により磁気的な等方性を
導入したものでもバルクハウゼンノイズの発生を防ぐこ
とができる。
磁性膜とグラニュラー磁性膜との積層膜からなるものと
することにより、反強磁性膜との交換結合により各磁区
ごとにグラニュラー磁性膜の磁化が拘束されているた
め、磁壁の移動を抑制することができ、これによりバル
クハウゼンノイズを抑制することができる。したがって
回転磁界中熱処理や磁界中成膜により磁気的な等方性を
導入したものでもバルクハウゼンノイズの発生を防ぐこ
とができる。
【０１３９】さらに、反強磁性膜を積層した場合は、反
強磁性膜との交換結合が利用できることからより、低い
温度や弱い電流でも放射状の磁気異方性を導入できる。
この場合、磁束の流れに沿って常に困難軸方向に励磁さ
れるので線形応答性が上がり、周波数応答性も向上す
る。
強磁性膜との交換結合が利用できることからより、低い
温度や弱い電流でも放射状の磁気異方性を導入できる。
この場合、磁束の流れに沿って常に困難軸方向に励磁さ
れるので線形応答性が上がり、周波数応答性も向上す
る。
【０１４０】また、本発明によれば、ヨーク面に対して
略垂直方向に配向した磁化を導入することにより、基本
的に面内における磁気異方性がなく等方的となる。すな
わち等方的な透磁率が得られる。また、磁化がさらに垂
直配向に近づくと縞状磁区をとる。これらの磁区は磁路
にくらべて極めて小さいために、磁区の変化がバルクハ
ウゼンノイズとして感知されにくい。また、ヨーク軟磁
性膜と反強磁性膜とが結合する事で形成された縞状磁区
の磁区状態の経時変化を防ぐことができる。
略垂直方向に配向した磁化を導入することにより、基本
的に面内における磁気異方性がなく等方的となる。すな
わち等方的な透磁率が得られる。また、磁化がさらに垂
直配向に近づくと縞状磁区をとる。これらの磁区は磁路
にくらべて極めて小さいために、磁区の変化がバルクハ
ウゼンノイズとして感知されにくい。また、ヨーク軟磁
性膜と反強磁性膜とが結合する事で形成された縞状磁区
の磁区状態の経時変化を防ぐことができる。
【０１４１】さらに、本発明によれば、上述したいずれ
かの磁気ヘッドを用いることにより、高密度で低ノイズ
の磁気記録再生装置を実現することができ、産業上のメ
リットは多大である。
かの磁気ヘッドを用いることにより、高密度で低ノイズ
の磁気記録再生装置を実現することができ、産業上のメ
リットは多大である。
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる磁気ヘッド
の構成を例示する概念図である。
の構成を例示する概念図である。
【図２】グラニュラー磁性膜の構造を表す概念図であ
る。
る。
【図３】グラニュラー磁性膜の組成と、抵抗率および飽
和磁化の関係を例示したグラフ図である。
和磁化の関係を例示したグラフ図である。
【図４】第１実施形態の第２の磁気ヘッドを表す概念図
である。
である。
【図５】第１実施形態の第３の磁気ヘッドを表す概念図
である。
である。
【図６】第１実施形態の第４の磁気ヘッドを表す概念図
である。
である。
【図７】磁気ヨーク２の磁区構造を形成する成膜装置を
表す概念図である。
表す概念図である。
【図８】第１実施形態の第５の磁気ヘッドの製造途中の
状態を表す概念図である。
状態を表す概念図である。
【図９】第２実施形態にかかる磁気ヘッドの構成を例示
する概念図である。
する概念図である。
【図１０】磁気ヨーク２４の「縞状磁区」を模式的に表
した一部拡大図である。
した一部拡大図である。
【図１１】第２実施形態の磁気ヘッドにおける磁束の流
れを表す概念図である。
れを表す概念図である。
【図１２】第２実施形態の磁気ヘッドの製造工程を表す
模式図である。
模式図である。
【図１３】第２実施形態の磁気ヘッドの製造工程を表す
模式図である。
模式図である。
【図１４】第２実施形態の磁気ヘッドの製造工程を表す
模式図である。
模式図である。
【図１５】第２実施形態の磁気ヘッドの製造工程を表す
模式図である。
模式図である。
【図１６】結晶粒を微結晶にし、且つ膜厚方向に延ばし
た状態を表す概念図である。
た状態を表す概念図である。
【図１７】磁気ヘッドの磁気ヨーク２４を構成するＣｏ
ＦｅＴａＣｕ合金中でＣｕが粒界に析出した状態を表す
概略図である。
ＦｅＴａＣｕ合金中でＣｕが粒界に析出した状態を表す
概略図である。
【図１８】磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部
斜視図である。
斜視図である。
【図１９】浮上走行を表す概念図である。
【図２０】接触走行を表す概念図である。
【図２１】ヨーク型磁気ヘッドの構造を表す概念図であ
る。
る。
１、２１ 基板 ２、２４ 磁気ヨーク ３ グラニュラー磁性膜 ４ 磁気ギヤツプ ５ ＭＲ素子 ６ 軟磁性膜 ７ 反強磁性膜 ８，１６ グラニュラー磁性膜の磁化の方向 １４ 通電層 ２５ ギャップ ２６ 絶縁膜 ２７ 検出素子 ２８ バイアス膜 ２９ リード
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年６月１０日（１９９９．６．１
０）
０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１６】
【図１７】
【図１５】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉 川 将 寿 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 小 沢 則 雄 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 與 田 博 明 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 Ｆターム(参考） 5D034 AA02 AA03 BA02 BA18 CA04
Claims (4)
- 【請求項１】磁気記録媒体から信号磁束を取り込む磁気
ヨークと、 前記磁気ヨークから伝達される前記信号磁束を検出する
磁気抵抗効果素子と、 を備え、 前記信号磁束がグラニュラー磁性膜を介して前記磁気抵
抗効果素子に伝達されるものとして構成されたことを特
徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項２】略同一平面上に配置された一対の層状の磁
気ヨークを備えた磁気ヘッドであって、 前記一対の層状の磁気ヨークのそれぞれは、前記平面に
対して平行でない主磁化方向を有する複数の磁区に分割
されてなることを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項３】請求項１または２に記載の磁気ヘッドを備
え、磁気記録媒体に格納されている情報を再生する磁気
記録再生装置。 - 【請求項４】前記磁気ヘッドと前記磁気記録媒体とが略
接触した状態において前記情報の再生が実行されること
を特徴とする請求項３記載の磁気記録再生装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11152858A JP2000339635A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
| US09/583,575 US6606225B1 (en) | 1999-05-31 | 2000-05-31 | Yoke-type magnetic head and device having a granular structure in which a non-magnetic and electrical insulating material surrounds magnetic particles |
| US10/424,844 US6804089B2 (en) | 1999-05-31 | 2003-04-29 | Yoke-type magnetic head and magnetic recording/reproducing device |
| US10/424,822 US6741431B2 (en) | 1999-05-31 | 2003-04-29 | Magnetic head and magnetic recording/reproduction device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11152858A JP2000339635A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000339635A true JP2000339635A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15549672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11152858A Pending JP2000339635A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6606225B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000339635A (ja) |
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