JP2002222506A

JP2002222506A - 磁気ヘッド及びこれを用いる磁気再生装置

Info

Publication number: JP2002222506A
Application number: JP2001017605A
Authority: JP
Inventors: Naoto Hayashi; 直人林; Kenji Machida; 賢司町田; Takahiko Tamaki; 孝彦玉城
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2001-01-25
Filing date: 2001-01-25
Publication date: 2002-08-09

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】耐久性に優れ、簡易な構成で高出力で低ノイ
ズ化が可能なヨーク型のＭＲヘッドを提供する。【解決手段】磁気抵抗効果素子１３と、この磁気抵抗
効果素子により磁気記録媒体からの信号磁界を検出させ
るように磁気再生ギャップ１１を形成する磁気ヨーク１
２とを有するヨーク型の磁気ヘッドであって、磁気ヨー
ク１２Ｂを軟磁性材料で形成し、該軟磁性材料の一部に
反強磁性材料１５を付加して複合膜とした構成を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体に記
録されたディジタル情報を磁界強度の信号として読み取
るため磁気抵抗効果（ＭＲ）素子を用いた磁気ヘッドに
関し、特に磁気回路部を備えるヨーク型の磁気ヘッド及
びこれを用いる磁気再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ等の外部記憶装置として用
いられている磁気記録装置の小型化、大容量化への要請
は著しく、より高記録密度化を図る必要がある。このよ
うな状況に対応して近年、高記録密度で記録された情報
を高感度に読み取り（再生）できる再生用の磁気ヘッド
として、ＭＲ素子を用いた磁気ヘッド（以下、ＭＲヘッ
ドという）が広く採用されている。

【０００３】図１５に、従来のＭＲヘッドの一例として
ヨーク型のＭＲヘッドの概略を示す。図１５（Ａ）はヨ
ーク型のＭＲヘッド１００の側部概略構成を、図１５
（Ｂ）はヨーク型のＭＲヘッド１００を上部から見た概
略構成を示している。

【０００４】ヨーク型のＭＲヘッド１００は、ＭＲ素子
１０３と、磁気再生ギャップ１０１を形成するように配
置される第１磁気ヨーク１０２Ａ及び第２磁気ヨーク１
０２Ｂ、さらに第３磁気ヨーク１０２Ｃを備えている。

【０００５】このヨーク型のＭＲヘッド１００では、磁
界検出部となるＭＲ素子１０３が第２磁気ヨーク１０２
Ｂと第３磁気ヨーク１０２Ｃとの間に配置され磁気記録
媒体と摺動しない構成である。よって、ヨーク型のＭＲ
ヘッド１００は、磁気記録媒体の表面に対向するように
ＭＲ素子を配置させたシールドタイプの磁気ヘッドと比
較して、耐久性に優れているという優れた特長がある。
すなわち、図１５に示したようなヨーク型のＭＲヘッド
１００は、ＭＲ素子が直接、磁気記録媒体に接すること
がないので磨耗するという問題を生じない優れた特長を
有する磁気ヘッドである。

【０００６】上記ヨーク型のＭＲヘッド１００は、図１
５に示すように、第１磁気ヨーク１０２Ａと第２磁気ヨ
ーク１０２Ｂとが所定間隔を持って対向配置されること
で磁気再生ギャップ１０１を形成し、この磁気再生ギャ
ップ１０１を介して磁気記録媒体からの信号磁界を引き
込む。そして、このヨーク型のＭＲヘッド１００では引
き込まれた磁界が、上記第１磁気ヨーク１０２Ａ、第３
磁気ヨーク１０２Ｃ、ＭＲ素子１０３及び第２磁気ヨー
ク１０２Ｂのように流れる環状の磁気回路を構成する。
このときＭＲ素子１０３では磁気回路内を流れる磁束に
より磁化方向が変化し、これに基づいてその磁気抵抗値
が変化する。

【０００７】ヨーク型のＭＲヘッド１００では、このＭ
Ｒ素子１０３の磁気抵抗変化を検出することにより、磁
気記録媒体からの信号磁界を検出する。このようにヨー
ク型のＭＲヘッド１００のＭＲ素子１０３は、磁気記録
媒体からの信号磁界を直接的に検出するのではなく、磁
気再生ギャップ１０１を介して磁気ヨーク１０２Ａ、１
０２Ｂ及び１０２Ｃに引き込まれた磁界を間接的に検出
する構成である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述したようなヨーク
型のＭＲヘッド１００では、磁気ヨーク部におけるバル
クハウゼンジャンプに起因するノイズが生じ易いという
欠点が一般に知られている。磁気記録媒体からの信号磁
界により形成される磁路の方向が磁気ヨークの磁化容易
軸と平行である場合に、前記信号磁界が反転した際に磁
気ヨークの急激な磁化反転が発生する。この急激な磁化
反転は再生信号のバルクハウゼンノイズの発生原因とな
る。

【０００９】上記のような問題を解決する対策の１つと
して、前記磁気ヨークを単一磁区に保持させるための工
夫、或いは特願平１０−１４３８２１号に開示されるよ
うに、磁気記録媒体からの信号磁界の磁路と直交させる
ように前記磁気ヨークに磁気異方性を付与する工夫につ
いて従来から提案がなされている。

【００１０】しかしながら、前記従来の提案はプロセス
が複雑であり、また磁気ヘッドの構造が限定されしまう
という問題があった。

【００１１】したがって、本発明の目的は耐久性に優
れ、簡易な構成で高出力で低ノイズ化が可能なヨーク型
のＭＲヘッドを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は請求項１に記
載の如く、磁気抵抗効果素子と、該磁気抵抗効果素子に
より磁気記録媒体からの信号磁界を検出させるように磁
気再生ギャップを形成する磁気ヨークとを有するヨーク
型の磁気ヘッドであって、前記磁気ヨークを軟磁性材料
で形成し、該軟磁性材料の一部に反強磁性材料を付加し
て複合膜とした構成により達成できる。

【００１３】また、請求項２に記載される如く、請求項
１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記反強磁性材料は少
なくとも、前記磁気再生ギャップを形成する部分の前記
軟磁性材料に付加されている構成とすることが好まし
い。

【００１４】また、請求項３に記載される如く、請求項
１又は２に記載の磁気ヘッドにおいて、前記複合膜の磁
化容易軸の方向は、前記磁気記録媒体のトラック方向と
略平行となるように設定されている構成とすることが好
ましい。

【００１５】また、請求項４に記載される如く、請求項
１から３のいずれかに記載の磁気ヘッドにおいて、前記
磁気再生ギャップを形成する磁気ヨークの膜厚は、前記
磁気再生ギャップのギャップ長の２倍以下に設定されて
いる構成とすることが好ましい。

【００１６】また、請求項５に記載される如く、請求項
１から４のいずれかに記載の磁気ヘッドにおいて、前記
磁気再生ギャップを形成する部分の前記軟磁性材料の膜
厚は、他の部分よりも薄く形成されている構成とするこ
とが好ましい。

【００１７】以上のような本発明の磁気ヘッドでは、軟
磁性材料に反強磁性材料が付加された複合膜を有するの
で交換結合磁界を利用して磁気ヨークの単磁区化を促進
できる。その際、単磁区化する磁化容易軸の方向を磁気
記録媒体のトラック幅方向と平行に設定することで高出
力で低ノイズな磁気ヘッドとすることができる。

【００１８】本発明の磁気ヘッドは、スパッタリング
法、蒸着法、エッチング法等、従来の薄膜形成技術を利
用して製作することができ、しかも磁気ヨークを成す軟
磁性材料に反強磁性材料を付加するという簡易な構成で
ある。

【００１９】また、磁気再生ギャップを形成する磁気ヨ
ークの膜厚を磁気再生ギャップのギャップ長の２倍以下
にすることで、さらに再生分解能を向上させた磁気ヘッ
ドとすることができ、またさらに磁気再生ギャップを形
成する部分の軟磁性材料の膜厚を他の部分よりも薄く形
成することで再生感度についても向上させた磁気ヘッド
とすることができる。

【００２０】そして、請求項６に記載される如く、請求
項１から５のいずれかに記載の磁気ヘッドと、該磁気ヘ
ッドにより情報の再生がなされる磁気記録媒体と、前記
磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の所望位置に移動させ
るアクチュエータ手段とを含む、磁気再生装置に構成す
ることもできる。

【００２１】前記のような磁気再生装置は、高記録密度
化を図るコンピュータ等の外部記憶装置として極めて有
望である。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明のヨ
ーク型のＭＲヘッドを詳細に説明する。図１は本発明に
係るヨーク型のＭＲヘッド１０の概略構成を示す図であ
る。図１（Ａ）はヨーク型のＭＲヘッド１０の側部概略
構成を、図１（Ｂ）はヨーク型のＭＲヘッド１０を上部
から見た概略構成を示している。

【００２３】図１において、ヨーク型のＭＲヘッド１０
は、第１磁気ヨーク１２Ａ、第２磁気ヨーク１２Ｂ及び
第３磁気ヨーク１２Ｃで基本的な磁気回路を構成してい
る。そして、上記第２磁気ヨーク１２Ｂと第３磁気ヨー
ク１２Ｃとを跨ぐように磁界検出手段としてのＭＲ素子
１３が配置されている。さらに、上記第１磁気ヨーク１
２Ａと第２磁気ヨーク１２Ｂとは、磁気再生ギャップ１
１を形成するように所定間隔を持って配設されている。

【００２４】本発明では、この前記磁気ヨーク１２を軟
磁性材料で形成し、その全部又は一部に反強磁性材料を
付加して複合膜とすることにより低ノイズ化したＭＲヘ
ッドを実現させる。上記のように磁気ヨーク１２は第１
磁気ヨーク１２Ａ、第２磁気ヨーク１２Ｂ及び第３磁気
ヨーク１２Ｃの３つから成るが、これらの全て或いは一
部に複合膜を採用することで再生時のノイズ低減を図る
ことができる。磁気ヨーク１２に複合膜を形成する態様
としては種々の構造を採用でき、その具体的な構成につ
いては、後述する実施例でより具体的に示す。

【００２５】ちなみに、図１では第２磁気ヨーク１２Ｂ
を構成する軟磁性材料、すなわち磁気再生ギャップ１１
を形成する上側の軟磁性材料にのみ反強磁性膜１５を形
成して複合膜とした一例を示している。この複合膜の磁
化容易軸方向は磁気記録媒体のトラック幅の方向と平行
に設定されている。

【００２６】前記磁気ヨーク１２は基本的に軟磁性材料
で形成され、この軟磁性材料の全部又は一部に反強磁性
材料が接触して付加されることでその部分が複合膜とな
る。この複合膜は、磁気再生ギャップ１１を形成する部
分を少なくとも含むように形成することが好ましい。す
なわち、少なくとも磁気再生ギャップ１１を形成する軟
磁性材料に反強磁性膜を付加することが好ましい。

【００２７】上記軟磁性材料としては良好な軟磁性特性
を有することが必要であり、例えばＮｉ−Ｆｅ系合金、
Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｔａ等のＣｏ系
非晶質合金、Ｆｅ−Ｔａ−Ｎ等の微結晶軟磁性膜、Ｃｏ
−Ｆｅ−Ａｌ−Ｏ等のグラニュラー材料、Ｎｉ−Ｍｎフ
ェライト等の軟磁性フェライト材料等を用いることが好
ましい。

【００２８】また、磁気ヨーク１２に用いる前記反強磁
性材料としては、ヘッド製作の容易性等を考慮して、薄
い膜厚でも軟磁性材料との間で大きな交換結合磁界を示
す材料が好ましく、例えばＦｅ−Ｍｎ、Ｉｒ−Ｍｎ、Ｐ
ｔ−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｍｎ、Ｎｉ-Ｍｎ、Ｎｉ−Ｏ、Ｆｅ_２
Ｏ_３等を用いることが好ましい。

【００２９】また、ＭＲ素子としてはＤａｖｉｄＡ．
Ｔｈｏｍｐｓｏｎ, ”ＴｈｉｎｆｉｌｍＭａｇｎ
ｅｔｏｒｅｓｉｓｔｏｒｓｉｎＭｅｍｏｒｙ，Ｓ
ｔｏｒａｇｅ，ａｎｄＲｅｌａｔｅｄＡｐｐｌｉ
ｃａｔｉｏｎｓ” ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ｏｎＭ
ａｇｎ．ＭＡＧ-１１，ｐ．１０３９（１９７５）に記
載されている異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）膜を用いる
ＡＭＲ素子、或いは特開平４−３５８３１０号公報に記
載されているＡＭＲ効果よりも再生感度の高い巨大磁気
抵抗効果（ＧＭＲ）膜を用いるスピンバルブ型ＧＭＲ素
子、或いはさらに高い再生感度が得られるトンネル磁気
抵抗効果（ＴＭＲ）膜を用いるトンネル型ＧＭＲ（ＴＭ
Ｒ）素子のいずれも好適に採用することができる。

【００３０】但し、前述したようにヨーク型ＭＲヘッド
１０は耐久性に優れるが、磁気記録媒体からの信号磁界
を磁気ヨーク１２を介して間接的にＭＲ素子１３が検出
する構成であるので、より高感度であるＴＭＲ素子を用
いることが推奨される。

【００３１】以下、さらに本発明に係るヨーク型ＭＲヘ
ッドの複数の実施例について説明するが、その前に本発
明で磁気ヨーク部の軟磁性材料に反強磁性材料を付加し
て複合膜とする効果について図２から図５を参照して説
明する。

【００３２】図２は、従来からヨーク型のＭＲヘッドの
磁気ヨーク材料として一般的に用いられているＮｉ−Ｆ
ｅ膜の磁化応答の測定結果例について示す図である。図
２（Ａ）はＮｉ−Ｆｅ膜２０１を示し、その厚さは２０
ｎｍ、長さは５０μｍ、幅は１０μｍであり、図２
（Ａ）中で矢印で示すように磁化容易軸が幅方向と平行
となるように設定されている。そして、走査型カー効果
顕微鏡（ＳＫＥＭ）を使用し、測定周波数を０．１ＭＨ
ｚ、最大印加磁界を５００Ｏｅo-pとして上記Ｎｉ−Ｆ
ｅ膜の磁化応答の測定を行った。なお、印加磁界方向は
図２（Ａ）中、矢印と直交する方向とした。

【００３３】ここでは、図２（Ａ）に示すように、３つ
の側定点Ａ、Ｂ及びＣについて、印加磁界（Ｏｅ）と磁
化の大きさ（任意単位）との関係について測定を行っ
た。測定点Ａでの磁化応答曲線を図２（Ｂ）に、測定点
Ｂでの磁化応答曲線を図２（Ｃ）に、測定点Ｃでの磁化
応答曲線を図２（Ｄ）に示している。

【００３４】図２（Ｂ）及び（Ｄ）に示す磁化応答曲線
から、測定点Ａ及び測定点Ｃにおいては、磁界Ｈａ及び
磁界Ｈｃまでは印加磁界に対して線形の応答が確認でき
る。しかし、測定点Ｂにおいては不連続な磁化変化、及
び印加磁界Ｈ_１からＨ_２においてＭ_１からＭ_２への磁化
の跳びが観察される。この跳びが前述したバルクハウゼ
ンジャンプであり、測定点Ｂにおいて磁壁移動を伴った
不連続な磁化変化が生じていると推測される。従来にお
いては、Ｎｉ−Ｆｅ膜のみで磁気ヨークが形成されてい
たので、上記バルクハウゼンジャンプに基づくバルクハ
ウゼンノイズが発生することになっていた。

【００３５】これに対し、図３に示す磁気ヨーク材料
は、Ｎｉ-Ｆｅ膜２１の一部に反強磁性材料２２を付加
して形成した複合膜２０が形成されている。なお、図３
のＮｉ-Ｆｅ膜２１は、図２に示されたＮｉ−Ｆｅ膜２
０１と同様の条件で形成されており、反強磁性膜２２は
反強磁性材料Ｆｅ−Ｍｎを厚さ約１０ｎｍに形成してい
る。

【００３６】図３に示したＮｉ−Ｆｅ膜２１について、
図２の場合と同様に３つの測定点ＡからＣを設定し、同
じ評価方法で磁化応答測定を行った。図３に示した複合
膜２０部分では不連続な磁化変化は観察されず、単磁区
化が促進されているものと推測できる。

【００３７】図２及び図３において、測定点Ｂでの磁化
応答を比較すると、図３（Ｃ）では磁化の大きさが飽和
するのに要する印加磁界強度Ｈｂは大きくなるものの、
図２（Ｃ）で観察されたようなバルクハウゼンジャンプ
が発生しておらず線形に変化している。

【００３８】なお、反強磁性膜２２上に形成したＮｉ−
Ｆｅ膜の任意の場所における磁化応答は、測定点Ａ及び
測定点Ｂで同様であった。つまり反強磁性膜２２上のＮ
ｉ−Ｆｅ膜は一様に線形な磁化応答をしていることも確
認できる。すなわち、Ｎｉ−Ｆｅ膜に反強磁性膜２２を
付加して複合膜とすることにより交換結合磁界が生じ、
反強磁性膜２２によりＮｉ−Ｆｅ膜が単磁区化されてい
ると推測できる。

【００３９】次に、図２（Ａ）に示した従来のＮｉ−Ｆ
ｅ膜２０１を用いてＭＲヘッドを形成した場合と、図３
（Ａ）に示したＮｉ−Ｆｅ膜２１と反強磁性膜２２との
複合膜２０を用いてＭＲヘッドを形成した場合の比較に
ついて説明する。

【００４０】図４はＮｉ−Ｆｅ膜２０１のみを用い、前
記図１５で示した従来型のＭＲヘッドを製作して磁気記
録媒体からの信号磁界を検出した際の再生波形を示して
いる。図５は図３に示した複合膜２０を有するＮｉ−Ｆ
ｅ膜２１を用い、図１で示した本発明のＭＲヘッドを製
作して磁気記録媒体からの信号磁界を検出した際の再生
波形を示している。

【００４１】図４に示す従来型のＭＲヘッドによる再生
波形は、バルクハウゼンノイズの発生により歪みが生
じ、対称性が失われている。これに対し、図５に示す本
発明のＭＲヘッドによる場合では、歪みのない対称性が
ある良好な再生波形が得られている。よって、磁気ヨー
ク材料に複合膜を用いることがノイズ低減に極めて有効
であることが確認できる。

【００４２】以下では、さらに本発明の実施例となるＭ
Ｒヘッドの構造を複数示す。図６は第１実施例のＭＲヘ
ッド４０の概要構成を示す図である。図６（Ａ）はヨー
ク型ＭＲヘッド４０の側部概略構成を、図６（Ｂ）はこ
のヨーク型ＭＲヘッド４０を上部から見た概略構成を示
している。なお、図６（Ｃ）は磁気再生ギャップ周辺Ｍ
Ａを拡大して示す図である。

【００４３】図６（Ａ）及び（Ｂ）において、基板４６
上に絶縁膜４４を介してＴＭＲ素子４３を形成し、この
ＴＭＲ素子４３と磁気的に接合するように第１磁気ヨー
ク４２Ａ、第２磁気ヨーク４２Ｂが形成されている。こ
らら第１磁気ヨーク４２Ａと第２磁気ヨーク４２Ｂと
で、磁気再生ギャップ４１を形成し、ここから引き込ま
れる磁界によって、第１磁気ヨーク４２Ａ、ＴＭＲ素子
４３及び第２磁気ヨーク４２Ｂに磁束が流れて磁気回路
を構成する。

【００４４】なお、図６（Ｂ）に示すように、図示せぬ
磁気記録媒体からの信号磁界の入力方向Ｘに対し、第１
磁気ヨーク４２Ａ及び第２磁気ヨーク４２Ｂの磁化容易
軸の方向は直角なＹ方向に設定されている。このＹ方向
は磁気記録媒体のトラック幅方向と平行である。また、
本実施例のヨーク型ＭＲヘッド４０では、図６（Ｂ）か
ら明らかなように、ＴＭＲ素子４３の大きさは、再生ト
ラック幅とは独立しており、面積を大きくすることで素
子抵抗を小さくすることができる。

【００４５】第１実施例のＭＲヘッド４０では、磁気ヨ
ーク４２の全てが複合膜化されて形成されている。すな
わち、磁気ヨーク材料となるＦｅ−Ｍｎ等の軟磁性膜４
２に、反強磁性膜４５が付加されて複合膜が形成され
る。図６のＭＲヘッド４０では、軟磁性膜４２Ａ、４２
Ｂに対し磁気再生ギャップ４１とは反対側に反強磁性膜
４５Ａ、４５Ｂが形成されている。

【００４６】上記第１実施例のＭＲヘッド４０によれ
ば、磁気ヨーク４２の全てが複合膜化されているので、
磁気ヨーク４２全体の単磁区化を促進させることがで
き、バルクハウゼンノイズの発生を確実に抑制して歪み
のない高出力の再生波形を得ることができる。

【００４７】図７は、本発明の第２実施例に係るＭＲヘ
ッド５０の概要構成を示す図である。図７（Ａ）はヨー
ク型ＭＲヘッド５０の側部概略構成を、図７（Ｂ）はこ
のヨーク型ＭＲヘッド５０を上部から見た概略構成を示
している。なお、図７では、図６と同様の部位に同一符
号を付すことで、重複した説明は省略する。

【００４８】本第２実施例のＭＲヘッド５０の特徴的構
成は、第１磁気ヨーク４２Ａ及び第２磁気ヨーク４２Ｂ
の磁気再生ギャップ４１側の端部にのみ反強磁性膜５５
Ａ、５５Ｂを付加して複合膜化した点である。このよう
な構成でも、前記第１実施例の場合と同様に再生時のノ
イズを低減させて、歪みのない高出力の再生波形を得る
ことができる。

【００４９】次に、図８（Ａ）から（Ｃ）は、本発明の
複合膜を形成するために採用可能な反強磁性膜の構造例
について示している。

【００５０】前述した第１及び第２実施例では一層の反
強磁性膜を用いる例を示していた。しかし、反強磁性膜
は一層に限らず多層構造であってもよい。すなわち、図
８（Ａ）に示すように軟磁性膜８２の上に反強磁性層８
１を配設した多層構造、図８（Ｂ）に示すように軟磁性
膜８２の下に反強磁性層８１を配設した多層構造、図８
（Ｃ）に示すように軟磁性膜８２を間にしてその上下に
反強磁性層８１、８１を配設した多層構造とすることも
可能である。

【００５１】ここで、複合膜を形成する軟磁性膜と反強
磁性膜の膜厚について説明する。図９は、軟磁性膜とし
てＮｉ−Ｆｅ膜、反強磁性膜として膜厚１０ｎｍのＦｅ
−Ｍｎ膜を用いた場合に、Ｎｉ−Ｆｅ膜厚ｔ（ｎｍ）に
対する交換結合磁界強度Ｈｕ（Ｏｅ）の変化を示す図で
ある。また、図１０はＮｉ−Ｆｅ膜厚ｔ（ｎｍ）による
１００ＭＨｚでの有効透磁率μ’の変化を示す図であ
る。

【００５２】図９及び図１０から膜厚ｔを小さくするほ
ど、交換結合磁界強度Ｈｕが大きくなり、有効透磁率
μ’は小さくなることが確認できる。ＭＲヘッドの磁気
ヨーク材としては、有効透磁率μ’が大きくなるほど磁
気伝導効率が高くなり、高い再生出力を期待できる。従
って、ＭＲヘッドの高感度化という観点からは、軟磁性
膜を厚く形成することが好ましいと言える。その一方
で、再生分解能を向上させるという観点からは、磁気ヨ
ーク材の膜厚は薄い方が望ましい。

【００５３】上記のように、ヨーク型のＭＲヘッドにお
いては、軟磁性膜の膜厚ｔに関しては、高感度化と再生
分解能の向上とが相反する関係にある。よって、この関
係を考慮しながらより好ましいＭＲヘッドとなるように
磁気ヨーク材の膜厚を設定することが必要である。

【００５４】図１１は、再生ギャップ長ｔｇと磁気ヨー
ク膜厚との関係について示す図である。この図１１は、
先に図６で示した第１実施例のＭＲヘッド４０に関する
ものである。ここで前出の図６（Ｃ）を参照する。図６
（Ｃ）には、磁気再生ギャップ４１の周辺を拡大し、第
１磁気ヨーク４２Ａの膜厚ｔ_１、第２磁気ヨーク４２Ｂ
の膜厚ｔ_２及び磁気再生ギャップ長ｔ_ｇが示されてい
る。

【００５５】図１１は、縦軸に磁気再生ギャップ長ｔｇ
に対するＰＷ_５０の比を取り、横軸には磁気再生ギャッ
プ長ｔｇに対する第１磁気ヨーク４２Ａの膜厚ｔ_１の比
を取っり、膜厚ｔ_１を変化させてプロットしたものであ
る。但し、第１磁気ヨーク４２Ａの膜厚ｔ_１と第２磁気
ヨーク４２Ｂの膜厚ｔ_２とは同一であり、図１１におい
てはこれらをｔ_ｆで示している。すなわち、ｔ_１＝ｔ_２
＝ｔ_ｆである。

【００５６】ここで、現状の信号処理回路の能力から前
記ＰＷ_５０の値は、磁気再生ギャップ長ｔ_ｇの４倍程度
に抑制することが望ましい。よって、図１１から磁気再
生ギャップを形成する第１磁気ヨーク４２Ａと第２磁気
ヨーク４２Ｂの膜厚は、磁気再生再生ギャップ長ｔ_ｇの
２倍以下とするように設計することが望ましいことが分
かる。前述したように再生感度と分解能との間でトレー
ドオフの関係にあるので、前記図１０及び図１１から磁
気ヨークの厚さに関しては２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に
設計することが望ましい。

【００５７】さらに、図１２及び図１３に基づき本発明
の他の実施例に係るＭＲヘッドについて説明する。以下
に示すＭＲヘッドは前述した第１及び第２実施例と同様
に磁気ヨーク部に複合膜を用いるので、高出力で低ノイ
ズ化が実現されていると共に、高感度かつ高分解能とし
たＭＲヘッドの構造例である。これらのＭＲヘッドで
は、磁気ヨークの前部、すなわち磁気再生ギャップ側の
磁気ヨークの膜厚を他の部分と比較して薄く形成してい
る。この様に形成することで、前述した軟磁性膜の膜厚
ｔに関して相反する関係にある高感度化と再生分解能の
向上とを同時に高めた構造を実現できる。

【００５８】図１２は、本発明の第３実施例に係るＭＲ
ヘッド６０の概要構成を示す図である。図１２（Ａ）は
ヨーク型のＭＲヘッド６０の側部概略構成を、図１２
（Ｂ）はこのヨーク型のＭＲヘッド６０を上部から見た
概略構成を示している。なお、図１２においても、図６
と同様の部位に同一符号を付すことで、重複した説明を
省略する。

【００５９】図１２において、基板４６側に位置する第
１の磁気ヨークは、前部側（図において左側）に配置す
る薄い第１磁気ヨーク６２Ａと後部に位置する第２磁気
ヨーク６２Ｂとで形成されている。他方の第２の磁気ヨ
ークは、前部側に配置する薄い第３磁気ヨーク６２Ｃと
後部に位置する第４磁気ヨーク６２Ｄとで形成されてい
る。本実施例の第１〜第４磁気ヨーク６２Ａ、６２Ｂ、
６２Ｃ、６２Ｄの全ては複合膜化されている。すなわ
ち、各磁気ヨーク６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄは軟
磁性材料で形成され、これら各々には反強磁性膜６５
Ａ、６５Ｂ、６５Ｃ、６５Ｄが付加されて複合膜化され
ている。

【００６０】ヨーク型ＭＲヘッド６０では、第１磁気ヨ
ーク６２Ａと第３磁気ヨーク６２Ｃとで、磁気再生ギャ
ップ４１を形成し、ここから引き込まれた磁界は、第１
磁気ヨーク６２Ａ、第２磁気ヨーク６２Ｂ、ＭＲ素子４
３、第４磁気ヨーク６２ｄ及び第３磁気ヨーク６２Ｃに
流れる磁気回路を構成する。

【００６１】上記第１磁気ヨーク６２Ａ及び第３磁気ヨ
ーク６２Ｃは、再生分解能を向上させるという観点から
は薄い方が好ましいので、２０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に
設定するのが望ましい。その一方で、第２磁気ヨーク６
２Ｂ及び第４磁気ヨーク６２Ｄは再生感度を向上させる
観点から厚い方が好ましいので、１００ｎｍ〜１μｍ程
度に設定するが望ましい。

【００６２】以上のように、本第３実施例のＭＲヘッド
６０によれば、分解能が高くしかも磁気ヨークの有効透
磁率の低下を最小限にすることができるので、前述した
実施例の場合と同様に低ノイズ化を図りつつ、さらに高
分解能かつ高感度なＭＲヘッドとすることができる。

【００６３】さらに、図１３は、本発明の第４実施例に
係るＭＲヘッド７０の概要構成を示す図である。図１３
（Ａ）はヨーク型ＭＲヘッド７０の側部概略構成を、図
１３（Ｂ）はこのヨーク型ＭＲヘッド７０を上部から見
た概略構成を示している。なお、図１３においては図１
２と同様の部位に同一符号を付すことで、重複した説明
を省略する。

【００６４】本第４実施例のＭＲヘッド７０の特徴的構
成は、薄く形成された第１磁気ヨーク６２Ａ及び第３磁
気ヨーク６２ｃ上にのみ反強磁性膜７５Ａ、７５Ｃを付
加して複合膜化した点である。このような構成でも、前
記第３実施例の場合と同様に低ノイズ化を図りつつ、さ
らに高分解能かつ高感度なＭＲヘッドとすることができ
る。

【００６５】なお、上記第３及び第４実施例のヨーク型
ＭＲヘッド６０、７０においても、図６及び図７で示し
た実施例と同様に、ＴＭＲ素子４３の大きさは再生トラ
ック幅とは独立しており、その面積を大きくすることで
素子抵抗を低く抑制することができるさらに、図１４は
前述した複数の実施例のＭＲヘッドを搭載することがで
きる磁気記録再生装置９０の要部を示す図である。磁気
記録再生装置９０には磁気記録媒体としてのハードディ
スク９１が搭載され、回転駆動されるようになってい
る。このハードディスク９１の表面に対向して所定の浮
上量で、例えば第１実施例のＭＲヘッド６０により再生
動作が行われる。ＭＲヘッド６０はアーム９２の先端に
あるスライダ９３の前端部に固定されている。ＭＲヘッ
ド６０の位置決めはハードディスク９１のトラック幅方
向にアーム９２を移動させるアクチュエータ手段９５に
より実行される。上記磁気再生装置９０は、ハードディ
スク９１のディジタル情報を高出力で低ノイズ状態で検
出する。

【００６６】以上本発明の好ましい実施例について詳述
したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の
範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したところから明らかなよう
に、本発明によれば、軟磁性材料に反強磁性材料が付加
された複合膜を有することで高出力で低ノイズな磁気ヘ
ッドとすることができる。

【００６８】また、磁気再生ギャップを形成する磁気ヨ
ークの膜厚を磁気再生ギャップのギャップ長の２倍以下
にすることで、さらに再生分解能を向上させた磁気ヘッ
ドとすることができる。

【００６９】また、さらに磁気再生ギャップを形成する
部分の軟磁性材料の膜厚を他の部分よりも薄く形成する
ことで再生感度についても向上させた磁気ヘッドとする
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るヨーク型のＭＲヘッドの概略構成
を示す図である。

【図２】Ｎｉ−Ｆｅ膜の磁化応答の測定結果例について
示す図である。

【図３】反強磁性材料を付加して形成した複合膜を含む
Ｎｉ-Ｆｅ膜の磁化応答の測定結果例について示す図で
ある。

【図４】Ｎｉ−Ｆｅ膜のみを用い、従来型のＭＲヘッド
を製作して磁気記録媒体からの信号磁界を検出した際の
再生波形を示す図である。

【図５】複合膜を有するＮｉ−Ｆｅ膜を用い、本発明の
ＭＲヘッドを製作して磁気記録媒体からの信号磁界を検
出した際の再生波形を示す図である。

【図６】本発明の第１実施例に係るＭＲヘッドの概要構
成を示す図である。

【図７】本発明の第２実施例に係るＭＲヘッドの概要構
成を示す図である。

【図８】本発明の複合膜を形成するために採用可能な反
強磁性膜の構造例について示す図である。

【図９】軟磁性膜としてＮｉ−Ｆｅ膜、反強磁性膜とし
てＦｅ−Ｍｎ膜を用いた場合に、Ｎｉ−Ｆｅ膜厚ｔに対
する交換結合磁界強度Ｈｕの変化を示す図である。

【図１０】Ｎｉ−Ｆｅ膜厚ｔによる１００ＭＨｚでの有
効透磁率μ’の変化を示す図である。

【図１１】再生ギャップ長ｔｇと磁気ヨーク膜厚との関
係について示す図である。

【図１２】本発明の第３実施例に係るＭＲヘッドの概要
構成を示す図である。

【図１３】本発明の第４実施例に係るＭＲヘッドの概要
構成を示す図である。

【図１４】実施例のＭＲヘッドを搭載することができる
磁気記録再生装置の要部を示す図である。

【図１５】従来のＭＲヘッドの一例としてヨーク型のＭ
Ｒヘッドの概略を示す図である。

【符号の説明】

１０、４０ヨーク型のＭＲヘッド１１、４１磁気再生ギャップ１２、４２磁気ヨーク１３、４３磁気抵抗効果（ＭＲ）素子１５、４５反強磁性膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 43/02 Ｈ０１Ｌ 43/08 Ｚ 43/08 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ (72)発明者玉城孝彦東京都世田谷区砧一丁目10番11号日本放送協会放送技術研究所内Ｆターム(参考） 2G017 AA02 AC07 AD55 AD59 AD63 AD65 5D034 AA02 BA02 BA18 BA19 CA06 5D111 AA01 AA12 BB04 BB05 BB15 BB17 BB25 FF01 KK03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気抵抗効果素子と、該磁気抵抗効果素
子により磁気記録媒体からの信号磁界を検出させるよう
に磁気再生ギャップを形成する磁気ヨークとを有するヨ
ーク型の磁気ヘッドであって、前記磁気ヨークを軟磁性材料で形成し、該軟磁性材料の
一部に反強磁性材料を付加して複合膜とした、ことを特
徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、前記反強磁性材料は少なくとも、前記磁気再生ギャップ
を形成する部分の前記軟磁性材料に付加されている、こ
とを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】請求項１又は２に記載の磁気ヘッドにお
いて、前記複合膜の磁化容易軸の方向は、前記磁気記録媒体の
トラック方向と略平行となるように設定されている、こ
とを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の磁気
ヘッドにおいて、前記磁気再生ギャップを形成する磁気ヨークの膜厚は、
前記磁気再生ギャップのギャップ長の２倍以下に設定さ
れている、ことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】請求項１から４のいずれかに記載の磁気
ヘッドにおいて、前記磁気再生ギャップを形成する部分の前記軟磁性材料
の膜厚は、他の部分よりも薄く形成されている、ことを
特徴とする磁気ヘッド。
【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載の磁気
ヘッドと、該磁気ヘッドにより情報の再生がなされる磁
気記録媒体と、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の
所望位置に移動させるアクチュエータ手段とを含む、こ
とを特徴とする磁気再生装置。