JP2510625B2 - 磁気抵抗効果型磁気ヘツド - Google Patents
磁気抵抗効果型磁気ヘツドInfo
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気記録再生専用の磁気ヘツドである磁気抵
抗効果型磁気ヘツドに係り、特に高密度記録再生に好適
で高出力が可能な磁気抵抗効果型磁気ヘツドに関する。
抗効果型磁気ヘツドに係り、特に高密度記録再生に好適
で高出力が可能な磁気抵抗効果型磁気ヘツドに関する。
今後、磁気記録の高密度化とともにこれに対応する磁
気抵抗効果型磁気ヘツドの再生出力も高めていく必要が
ある。再生出力を高める方法の一つとして考えられるこ
とは、磁気抵抗効果型磁気ヘツドの磁気抵抗効果素子部
に使用する強磁性薄膜体の磁気抵抗効果率自体を高める
ということである。従来、当該強磁性薄膜体には磁歪零
かあるいは特開昭55-105822号に記載されているようにN
i組成が81.0wt％以下（残りFe）の磁歪が正で０〜＋1.3
×10-6の範囲内にあるNi-Fe合金薄膜体が使用されてい
る。しかし、このNi-Fe合金薄膜体自体の磁気抵抗効果
率（Δρ／ρ）は、通常上記磁気抵抗効果型磁気ヘツド
に使用される30〜50nmの膜厚範囲内では２〜2.5％と小
さく、今後さらに高密度化が進んだ場合にはこの程度の
Δρ／ρでは充分な出力を得ることができないという問
題がある。さらにまた、上記磁歪が正のNi-Fe合金薄膜
体を使用した磁気抵抗効果型磁気ヘツドでは、出力を増
大するために検出電流を増加した場合ある検出電流値か
らノイズが急激に増加し始め、この電流値が上記Ni-Fe
合金薄膜体の内部応力の変化あるいは温度の変化に対し
て大幅に変動するためあまり高い検出電流を流すことが
できないという欠点がある。したがつて、この点からも
高密度化に対応した充分な出力を得ることができないと
いう問題がある。
気抵抗効果型磁気ヘツドの再生出力も高めていく必要が
ある。再生出力を高める方法の一つとして考えられるこ
とは、磁気抵抗効果型磁気ヘツドの磁気抵抗効果素子部
に使用する強磁性薄膜体の磁気抵抗効果率自体を高める
ということである。従来、当該強磁性薄膜体には磁歪零
かあるいは特開昭55-105822号に記載されているようにN
i組成が81.0wt％以下（残りFe）の磁歪が正で０〜＋1.3
×10-6の範囲内にあるNi-Fe合金薄膜体が使用されてい
る。しかし、このNi-Fe合金薄膜体自体の磁気抵抗効果
率（Δρ／ρ）は、通常上記磁気抵抗効果型磁気ヘツド
に使用される30〜50nmの膜厚範囲内では２〜2.5％と小
さく、今後さらに高密度化が進んだ場合にはこの程度の
Δρ／ρでは充分な出力を得ることができないという問
題がある。さらにまた、上記磁歪が正のNi-Fe合金薄膜
体を使用した磁気抵抗効果型磁気ヘツドでは、出力を増
大するために検出電流を増加した場合ある検出電流値か
らノイズが急激に増加し始め、この電流値が上記Ni-Fe
合金薄膜体の内部応力の変化あるいは温度の変化に対し
て大幅に変動するためあまり高い検出電流を流すことが
できないという欠点がある。したがつて、この点からも
高密度化に対応した充分な出力を得ることができないと
いう問題がある。
これに対し、例えばアイ・イー・イー・イー，トラン
ザクシヨン オン マグネチツクス，エムエー、ジー1
1,1975,第1018頁から第1038頁（IEEE,Trans.,Magnetic
s,MAG11（1975）,pp1018〜1038）に記載されているよう
に、82wt％Ni以上のNi組成を持つNi-Fe合金薄膜体のΔ
ρ／ρは、89wt％Ni近傍で4.8％程度にもなることが知
られている。しかし、このNi組成のNi-Fe合金薄膜体は
磁歪が負のため、上記磁気ヘツドに使用した場合これに
起因した上記薄膜体内の磁化分布の乱れからバルクハウ
ゼンノイズが増加するおそれがあるとされていたため、
これまで上記磁気抵抗効果型磁気ヘツドに使用された例
はなく、実際にこのNi組成のNi-Fe合金薄膜体を上記磁
気ヘツドに使用した場合にどの程度の出力が得られるか
はわからないという現状であつた。
ザクシヨン オン マグネチツクス，エムエー、ジー1
1,1975,第1018頁から第1038頁（IEEE,Trans.,Magnetic
s,MAG11（1975）,pp1018〜1038）に記載されているよう
に、82wt％Ni以上のNi組成を持つNi-Fe合金薄膜体のΔ
ρ／ρは、89wt％Ni近傍で4.8％程度にもなることが知
られている。しかし、このNi組成のNi-Fe合金薄膜体は
磁歪が負のため、上記磁気ヘツドに使用した場合これに
起因した上記薄膜体内の磁化分布の乱れからバルクハウ
ゼンノイズが増加するおそれがあるとされていたため、
これまで上記磁気抵抗効果型磁気ヘツドに使用された例
はなく、実際にこのNi組成のNi-Fe合金薄膜体を上記磁
気ヘツドに使用した場合にどの程度の出力が得られるか
はわからないという現状であつた。
上述したように、従来のNi組成が81wt％Ni以下で磁歪
が正のNi-Fe合金薄膜体の磁気抵抗効果率（Δρ／ρ）
は２〜2.5％と小さく、当該Ni-Fe合金薄膜体を使用した
磁気抵抗効果型磁気ヘツドでは、今後さらに高密度化が
進んだ場合には充分な出力を得ることができないという
問題があつた。さらにまた、上記磁気抵抗効果型磁気ヘ
ツドではノイズ発生を抑えるためにあまり高い検出電流
を流すことができないという欠点があり、この点からも
高密度化に対応した充分な出力を得ることができないと
いう問題があつた。
が正のNi-Fe合金薄膜体の磁気抵抗効果率（Δρ／ρ）
は２〜2.5％と小さく、当該Ni-Fe合金薄膜体を使用した
磁気抵抗効果型磁気ヘツドでは、今後さらに高密度化が
進んだ場合には充分な出力を得ることができないという
問題があつた。さらにまた、上記磁気抵抗効果型磁気ヘ
ツドではノイズ発生を抑えるためにあまり高い検出電流
を流すことができないという欠点があり、この点からも
高密度化に対応した充分な出力を得ることができないと
いう問題があつた。
本発明の目的は上記問題を解決し、高密度化に好適な
高出力化が可能な磁気抵抗効果型磁気ヘツドを提供する
ことにある。
高出力化が可能な磁気抵抗効果型磁気ヘツドを提供する
ことにある。
上記目的は、該磁気抵抗効果型磁気ヘツドの磁気抵抗
効果素子に使用されるNi-Fe合金薄膜体のNi組成を82wt
％〜92wt％Ni（残りFe）範囲内とし、また、上記磁気抵
抗効果型磁気ヘツドに使用する基板と該基板上に形成さ
れる上記Ni-Fe合金薄膜体との熱膨張係数の差が±３×1
0-6／℃以内となるようにすると同時に、100〜350℃の
範囲内の基板温度で上記Ni-Fe合金薄膜体を作製し、さ
らにまた、必要に応じて上記磁気抵抗効果素子に流す検
出電流の方向と平行に１〜20Oeのバイアス磁界を印加す
ることにより、達成される。
効果素子に使用されるNi-Fe合金薄膜体のNi組成を82wt
％〜92wt％Ni（残りFe）範囲内とし、また、上記磁気抵
抗効果型磁気ヘツドに使用する基板と該基板上に形成さ
れる上記Ni-Fe合金薄膜体との熱膨張係数の差が±３×1
0-6／℃以内となるようにすると同時に、100〜350℃の
範囲内の基板温度で上記Ni-Fe合金薄膜体を作製し、さ
らにまた、必要に応じて上記磁気抵抗効果素子に流す検
出電流の方向と平行に１〜20Oeのバイアス磁界を印加す
ることにより、達成される。
上記Ni組成が82wt％〜92wt％Ni（残りFe）の範囲内に
あるNi-Fe合金薄膜体の磁気抵抗変化率（Δρ／ρ）は
3.5〜4.8％である。上記Ni-Fe合金薄膜体を磁気抵抗効
果型磁気ヘツドに使用すれば、磁気抵抗効果型磁気ヘツ
ドの出力は理論的にはこれに使用するNi-Fe合金薄膜体
のΔρ／ρに比例するので、従来のΔρ／ρが２〜2.5
％であるNi-Fe合金薄膜体を使用した磁気抵抗効果型磁
気ヘツドの出力よりも2.4倍高いヘツド出力が期待でき
る。しかし実際のヘツド出力は、上記磁気ヘツドに使用
する基板とその上に形成される上記Ni-Fe合金薄膜体と
の熱膨張係数の差および形成された上記Ni-Fe合金薄膜
体の結晶構造欠陥等に起因する内部応力により上記Ni-F
e合金薄膜体内部の磁化の向きが磁化容量方向（上記磁
気抵抗効果素子に流す検出電流方向と平行）から乱れる
ために、理論値よりは低下する。この影響は、特に上記
Ni-Fe合金薄膜体の磁歪が負で大きい程強く、したがつ
て出力低下も大きい。しかし、本発明では、上記82wt％
〜92wt％NiのNi-Fe合金薄膜体を形成する際の基板温度
を100〜350℃の範囲とし、さらに基板と上記Ni-Fe合金
薄膜体との熱膨張係数の差を±３×10-6以内にすること
で上記内部応力を非常に小さくすることができ、これに
よつて上記薄膜体内部の磁化の乱れも小さくなり、実際
のヘツド出力の低下も小さく抑えることができるので、
上記82wt％〜92wt％Ni組成のNi-Fe合金薄膜体を使用し
た磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出力は理論値に近づく。
あるNi-Fe合金薄膜体の磁気抵抗変化率（Δρ／ρ）は
3.5〜4.8％である。上記Ni-Fe合金薄膜体を磁気抵抗効
果型磁気ヘツドに使用すれば、磁気抵抗効果型磁気ヘツ
ドの出力は理論的にはこれに使用するNi-Fe合金薄膜体
のΔρ／ρに比例するので、従来のΔρ／ρが２〜2.5
％であるNi-Fe合金薄膜体を使用した磁気抵抗効果型磁
気ヘツドの出力よりも2.4倍高いヘツド出力が期待でき
る。しかし実際のヘツド出力は、上記磁気ヘツドに使用
する基板とその上に形成される上記Ni-Fe合金薄膜体と
の熱膨張係数の差および形成された上記Ni-Fe合金薄膜
体の結晶構造欠陥等に起因する内部応力により上記Ni-F
e合金薄膜体内部の磁化の向きが磁化容量方向（上記磁
気抵抗効果素子に流す検出電流方向と平行）から乱れる
ために、理論値よりは低下する。この影響は、特に上記
Ni-Fe合金薄膜体の磁歪が負で大きい程強く、したがつ
て出力低下も大きい。しかし、本発明では、上記82wt％
〜92wt％NiのNi-Fe合金薄膜体を形成する際の基板温度
を100〜350℃の範囲とし、さらに基板と上記Ni-Fe合金
薄膜体との熱膨張係数の差を±３×10-6以内にすること
で上記内部応力を非常に小さくすることができ、これに
よつて上記薄膜体内部の磁化の乱れも小さくなり、実際
のヘツド出力の低下も小さく抑えることができるので、
上記82wt％〜92wt％Ni組成のNi-Fe合金薄膜体を使用し
た磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出力は理論値に近づく。
また、上記検出電流方向と平行に印加するバイアス磁
界は、上記Ni-Fe合金薄膜体内部の磁化の向きを該バイ
アス磁界の方向に添えるように作用するので、該バイア
ス磁界を印加することによつて上記内部応力の影響で乱
れている磁化の向きはさらにバイアス磁界の方向、すな
わち検出電流の方向に添うようになる。これによつて、
実際の磁気ヘツドの出力の低下をさらに抑えることが可
能であり、上記磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出力はほぼ
理論値と同等になる。
界は、上記Ni-Fe合金薄膜体内部の磁化の向きを該バイ
アス磁界の方向に添えるように作用するので、該バイア
ス磁界を印加することによつて上記内部応力の影響で乱
れている磁化の向きはさらにバイアス磁界の方向、すな
わち検出電流の方向に添うようになる。これによつて、
実際の磁気ヘツドの出力の低下をさらに抑えることが可
能であり、上記磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出力はほぼ
理論値と同等になる。
さらにまた、上記Ni-Fe合金薄膜体を使用した磁気抵
抗効果型磁気ヘツドの検出電流を増加した場合、上記Ni
-Fe合金薄膜体はジユール熱により膨張するが、上記薄
膜体の両端は電極で固定されているために上記薄膜体内
部には圧縮応力が誘起される。そしてこの圧縮応力は従
来の磁歪正の薄膜体に対しては磁化の方向を乱すように
作用するので従来の磁気ヘツドはあまり高い検出電流を
流すことはできなかつたが、これに対し、82wt％〜92wt
％Niの磁歪負の薄膜体に対しては逆に磁化の方向を添え
るように作用するので、磁歪負のNi-Fe合金薄膜体を使
用した磁気ヘツドでは高い検出電流を流すことが可能で
ある。
抗効果型磁気ヘツドの検出電流を増加した場合、上記Ni
-Fe合金薄膜体はジユール熱により膨張するが、上記薄
膜体の両端は電極で固定されているために上記薄膜体内
部には圧縮応力が誘起される。そしてこの圧縮応力は従
来の磁歪正の薄膜体に対しては磁化の方向を乱すように
作用するので従来の磁気ヘツドはあまり高い検出電流を
流すことはできなかつたが、これに対し、82wt％〜92wt
％Niの磁歪負の薄膜体に対しては逆に磁化の方向を添え
るように作用するので、磁歪負のNi-Fe合金薄膜体を使
用した磁気ヘツドでは高い検出電流を流すことが可能で
ある。
実施例１ 以下に、実施例を用いて本発明を詳しく説明する。第
１図は本発明を用いた一実施例である磁気抵抗効果型磁
気ヘツドの正面図（第１図（ａ））と断面図（第１図
（ｂ））である。本実施例では、熱膨張係数が9.2×10
-6／℃であるNi-ZnフエライトあるいはMn-Znフエライト
などの磁性体からなり下部磁気シールドを兼ねた基板１
上にAl2O3膜やSiO2膜からなる絶縁層２をスパツタ法等
により約0.6μｍ積層し、さらにその上に蒸着法あるい
はスパツタ法等により100〜350℃の基板温度で熱膨張係
数が11×10-6／℃である89wt％Ni（残りFe）組成のNi-F
e合金薄膜体３を約45nm,続けてTiあるいはMo,Ta等から
なるシヤントバイアス膜４を約130nm積層した。そし
て、ホトリソグラフイーの手法とイオンミリング等のエ
ツチング法により、上記Ni-Fe合金薄膜体３とシヤント
バイアス膜４の積層膜を所定の大きさの信号磁界検出部
５と検出電流導入導体部６とを持つ磁気抵抗効果素子部
７を形成した後、さらに、Al2O3膜やSiO2膜からなる絶
縁層８を0.2〜0.4μｍ積層し、最後に上部磁気シールド
体９としてNi-ZnフエライトあるいはMn-Znフエライトか
らなる磁性体を接着剤10によつて接着した。この後記録
媒体と対向する摺動面11をラツピングして磁気抵抗効果
型磁気ヘツド12の作製を終了した。
１図は本発明を用いた一実施例である磁気抵抗効果型磁
気ヘツドの正面図（第１図（ａ））と断面図（第１図
（ｂ））である。本実施例では、熱膨張係数が9.2×10
-6／℃であるNi-ZnフエライトあるいはMn-Znフエライト
などの磁性体からなり下部磁気シールドを兼ねた基板１
上にAl2O3膜やSiO2膜からなる絶縁層２をスパツタ法等
により約0.6μｍ積層し、さらにその上に蒸着法あるい
はスパツタ法等により100〜350℃の基板温度で熱膨張係
数が11×10-6／℃である89wt％Ni（残りFe）組成のNi-F
e合金薄膜体３を約45nm,続けてTiあるいはMo,Ta等から
なるシヤントバイアス膜４を約130nm積層した。そし
て、ホトリソグラフイーの手法とイオンミリング等のエ
ツチング法により、上記Ni-Fe合金薄膜体３とシヤント
バイアス膜４の積層膜を所定の大きさの信号磁界検出部
５と検出電流導入導体部６とを持つ磁気抵抗効果素子部
７を形成した後、さらに、Al2O3膜やSiO2膜からなる絶
縁層８を0.2〜0.4μｍ積層し、最後に上部磁気シールド
体９としてNi-ZnフエライトあるいはMn-Znフエライトか
らなる磁性体を接着剤10によつて接着した。この後記録
媒体と対向する摺動面11をラツピングして磁気抵抗効果
型磁気ヘツド12の作製を終了した。
本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘツド12では上記摺動面
11と対向する磁気記録媒体13から漏れ出る信号磁束14を
上記磁気抵抗効果を有するNi-Fe合金薄膜体３の信号磁
界検出部５によつて抵抗変化として検出し、さらに上記
検出電流導入導体部６から抵抗変化に対応した電圧変化
を検出することで上記記録媒体13上の記録信号を読み取
ることができる。また、本発明による磁気抵抗効果型磁
気ヘツド12の分解能は、上記Ni-Feフエライト基板１と
上部磁気シールド体９との間隔によつて決まり、本実施
例の場合この間隔は0.975〜1.175μｍとしているが、こ
れは決まつたものではなく、高記録密度化とともに上記
間隔を狭くしていつても何らさしつかえない。さらに、
本実施例の第１図ではバイアス印加方式としてシヤント
バイアス方式を使用した例を示したが、本発明による磁
気抵抗効果型磁気ヘツドではシヤントバイアス方式に限
らず各種バイアス方式の使用が可能であることは言うま
でもない。
11と対向する磁気記録媒体13から漏れ出る信号磁束14を
上記磁気抵抗効果を有するNi-Fe合金薄膜体３の信号磁
界検出部５によつて抵抗変化として検出し、さらに上記
検出電流導入導体部６から抵抗変化に対応した電圧変化
を検出することで上記記録媒体13上の記録信号を読み取
ることができる。また、本発明による磁気抵抗効果型磁
気ヘツド12の分解能は、上記Ni-Feフエライト基板１と
上部磁気シールド体９との間隔によつて決まり、本実施
例の場合この間隔は0.975〜1.175μｍとしているが、こ
れは決まつたものではなく、高記録密度化とともに上記
間隔を狭くしていつても何らさしつかえない。さらに、
本実施例の第１図ではバイアス印加方式としてシヤント
バイアス方式を使用した例を示したが、本発明による磁
気抵抗効果型磁気ヘツドではシヤントバイアス方式に限
らず各種バイアス方式の使用が可能であることは言うま
でもない。
第２図は、250℃の基板温度で蒸着した上記89wt％Ni
組成のNi-Fe合金薄膜体３を上記磁気抵抗効果素子部７
に使用した場合の上記本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘツ
ドの出力（曲線１）と、基板１と上記Ni-Fe合金薄膜体
３との熱膨張係数の差との関係を、従来の磁歪正のNi-F
e合金薄膜体を使用した磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出
力（曲線２）と比較したものである。同図より上記本発
明による磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出力は、基板１と
Ni-Fe合金薄膜体３との熱膨張係数の差が±３×10-6／
℃以内であれば従来の磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出力
よりも増大し、最大２倍程度になることがわかる。
組成のNi-Fe合金薄膜体３を上記磁気抵抗効果素子部７
に使用した場合の上記本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘツ
ドの出力（曲線１）と、基板１と上記Ni-Fe合金薄膜体
３との熱膨張係数の差との関係を、従来の磁歪正のNi-F
e合金薄膜体を使用した磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出
力（曲線２）と比較したものである。同図より上記本発
明による磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出力は、基板１と
Ni-Fe合金薄膜体３との熱膨張係数の差が±３×10-6／
℃以内であれば従来の磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出力
よりも増大し、最大２倍程度になることがわかる。
また、第３図は、上記本実施例の磁気抵抗効果型磁気
ヘツドの出力（曲線３）と上記89wt％Ni組成のNi-Fe合
金薄膜体作製時の基板温度との関係を、従来の磁気抵抗
効果型磁気ヘツドの場合（曲線４）と比較したものであ
る。同図より上記本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘツ
ドの出力は、100〜350℃の範囲の基板温度で上記Ni-Fe
合金薄膜体３を作製すれば従来の磁気抵抗効果型磁気ヘ
ツドの出力よりも増大することがわかる。以上のように
本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘツドでは、上記基板
１と上記Ni-Fe合金薄膜体３との熱膨張係数の差を±３
×10-6／℃以内とし、さらにNi-Fe合金薄膜体３作製時
の基板温度を100〜350℃の範囲とすれば従来のヘツドの
出力よりも大きな出力が得られ、発明の効果が大きい
が、これは上記熱膨張係数の差を±３×10-6／℃以内と
し、さらに基板温度を100〜350℃とすることにより上記
Ni-Fe合金薄膜体３内部に生ずる内部応力を小さく抑え
ることが可能であるためと考えられる。
ヘツドの出力（曲線３）と上記89wt％Ni組成のNi-Fe合
金薄膜体作製時の基板温度との関係を、従来の磁気抵抗
効果型磁気ヘツドの場合（曲線４）と比較したものであ
る。同図より上記本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘツ
ドの出力は、100〜350℃の範囲の基板温度で上記Ni-Fe
合金薄膜体３を作製すれば従来の磁気抵抗効果型磁気ヘ
ツドの出力よりも増大することがわかる。以上のように
本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘツドでは、上記基板
１と上記Ni-Fe合金薄膜体３との熱膨張係数の差を±３
×10-6／℃以内とし、さらにNi-Fe合金薄膜体３作製時
の基板温度を100〜350℃の範囲とすれば従来のヘツドの
出力よりも大きな出力が得られ、発明の効果が大きい
が、これは上記熱膨張係数の差を±３×10-6／℃以内と
し、さらに基板温度を100〜350℃とすることにより上記
Ni-Fe合金薄膜体３内部に生ずる内部応力を小さく抑え
ることが可能であるためと考えられる。
さらにまた、第４図に上記本発明による磁気抵抗効果
型磁気ヘツドにおいて基板１にNi-Znフエライト磁性体
を使用し、上記Ni-Fe合金薄膜体３を250℃の基板温度で
蒸着した場合のヘツド出力と上記Ni-Fe合金薄膜体のNi
組成との関係を示すが、これより82wt％〜92wt％Ni範囲
の組成のNi-Fe合金薄膜体を本発明に使用すれば従来の8
1wt％以下のNi-Fe合金薄膜体を使用した磁気抵抗効果型
磁気ヘツドの出力よりも大きなヘツド出力が得られるこ
とがわかる。
型磁気ヘツドにおいて基板１にNi-Znフエライト磁性体
を使用し、上記Ni-Fe合金薄膜体３を250℃の基板温度で
蒸着した場合のヘツド出力と上記Ni-Fe合金薄膜体のNi
組成との関係を示すが、これより82wt％〜92wt％Ni範囲
の組成のNi-Fe合金薄膜体を本発明に使用すれば従来の8
1wt％以下のNi-Fe合金薄膜体を使用した磁気抵抗効果型
磁気ヘツドの出力よりも大きなヘツド出力が得られるこ
とがわかる。
実施例２ 第５図は本発明を用いた他の実施例である磁気抵抗効
果型磁気ヘツドの正面図（第５図（ａ））と断面図（第
５図（ｂ））である。本実施例の構成は、上記実施例１
で示した磁気抵抗効果型磁気ヘツドに検出電流の方向と
平行にバイアス磁界を印加するためのCo-Pt膜等からな
る膜厚20〜100nmの永久磁石膜15を上記89wt％Ni組成のN
i-Fe合金薄膜体３の下に膜厚0.1〜0.4μｍのAl2O3膜やS
iO2膜からなる絶縁層16を介して設けたものであり、他
の構成は実施例１と全く同様である。さらに、本実施例
による磁気抵抗効果型磁気ヘツドの動作も上記実施例１
による磁気抵抗効果型磁気ヘツドの動作と同様である
が、本実施例では永久磁石膜15を用いて検出電流の方向
と平行にバイアス磁界を印加することによりヘツド出力
をさらに増加することができる。
果型磁気ヘツドの正面図（第５図（ａ））と断面図（第
５図（ｂ））である。本実施例の構成は、上記実施例１
で示した磁気抵抗効果型磁気ヘツドに検出電流の方向と
平行にバイアス磁界を印加するためのCo-Pt膜等からな
る膜厚20〜100nmの永久磁石膜15を上記89wt％Ni組成のN
i-Fe合金薄膜体３の下に膜厚0.1〜0.4μｍのAl2O3膜やS
iO2膜からなる絶縁層16を介して設けたものであり、他
の構成は実施例１と全く同様である。さらに、本実施例
による磁気抵抗効果型磁気ヘツドの動作も上記実施例１
による磁気抵抗効果型磁気ヘツドの動作と同様である
が、本実施例では永久磁石膜15を用いて検出電流の方向
と平行にバイアス磁界を印加することによりヘツド出力
をさらに増加することができる。
第６図はこの効果を示したもので、Ni-Znフエライト
磁性体を基板１としてその上に82wt％,89wt％,92wt％Ni
組成のNi-Fe合金薄膜体をそれぞれ上記磁気抵抗効果素
子部７に使用した場合である。これよりバイアス磁界を
20Oeまで印加すれば82〜92wt％Ni組成に対してヘツド出
力を飽和させることが可能であり、この飽和した値はほ
ぼ理論値と一致する。また、上記バイアス磁界は、上記
永久磁石膜15の膜厚とNi-Fe合金薄膜体３と永久磁久膜1
5との間の絶縁層16の膜厚を変えることによつて１〜20O
eの間の任意の値に調節することが可能である。
磁性体を基板１としてその上に82wt％,89wt％,92wt％Ni
組成のNi-Fe合金薄膜体をそれぞれ上記磁気抵抗効果素
子部７に使用した場合である。これよりバイアス磁界を
20Oeまで印加すれば82〜92wt％Ni組成に対してヘツド出
力を飽和させることが可能であり、この飽和した値はほ
ぼ理論値と一致する。また、上記バイアス磁界は、上記
永久磁石膜15の膜厚とNi-Fe合金薄膜体３と永久磁久膜1
5との間の絶縁層16の膜厚を変えることによつて１〜20O
eの間の任意の値に調節することが可能である。
なお本実施例ではバイアス磁界印加に永久磁石膜を使
用したが、この他Fe-Mn合金膜やFe2O3膜を上記Ni-Fe合
金薄膜体３に直接接触させて交換相互作用を利用してバ
イアス磁界を印加させる方法を使用しても本発明の効果
は何ら変わることはない。
用したが、この他Fe-Mn合金膜やFe2O3膜を上記Ni-Fe合
金薄膜体３に直接接触させて交換相互作用を利用してバ
イアス磁界を印加させる方法を使用しても本発明の効果
は何ら変わることはない。
さらにまた、上記実施例１および２では基板および上
部磁気シールド体として磁性体を使用しているが、この
代わりに非磁性基板とその上に絶縁層を介して磁束シー
ルド用の軟磁性薄膜体を積層したものを使用しても本実
施例の効果には変わりはない。
部磁気シールド体として磁性体を使用しているが、この
代わりに非磁性基板とその上に絶縁層を介して磁束シー
ルド用の軟磁性薄膜体を積層したものを使用しても本実
施例の効果には変わりはない。
本発明によれば、3.5〜4.8％と従来使用されているよ
りも非常に大きな磁気抵抗効果率（Δρ／ρ）を持つ82
〜92wt％Ni組成のNi-Fe合金薄膜体を上記磁気抵抗効果
素子部７に使用する。そして、上記基板１と上記Ni-Fe
合金薄膜体との熱膨張係数の差を±３×10-6／℃以内と
し、さらに上記Ni-Fe合金薄膜体作製時の基板温度を100
〜350℃の範囲内とすることにより上記Ni-Fe合金薄膜体
内に生ずる内部応力を非常に小さく抑えることができ、
これによつて該内部応力が上記Ni-Fe合金薄膜体内部の
磁化の分散に及ぼす影響も抑えることが可能となるの
で、磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出力を従来よりも２倍
程度高める効果がある。また、本発明によれば、検出電
流の方向、すなわち上記Ni-Fe合金薄膜体の磁化容易方
向に１〜20Oeのバイアス磁界を印加し、このバイアス磁
界によつて上記Ni-Fe合金薄膜体内の内部応力によつて
わずかに乱れていた磁化の向きを全て磁化容易方向にそ
ろえることができるので、上記磁気抵抗効果型磁気ヘツ
ドの出力をさらに高め、ほぼ理論値と同等にする効果が
ある。
りも非常に大きな磁気抵抗効果率（Δρ／ρ）を持つ82
〜92wt％Ni組成のNi-Fe合金薄膜体を上記磁気抵抗効果
素子部７に使用する。そして、上記基板１と上記Ni-Fe
合金薄膜体との熱膨張係数の差を±３×10-6／℃以内と
し、さらに上記Ni-Fe合金薄膜体作製時の基板温度を100
〜350℃の範囲内とすることにより上記Ni-Fe合金薄膜体
内に生ずる内部応力を非常に小さく抑えることができ、
これによつて該内部応力が上記Ni-Fe合金薄膜体内部の
磁化の分散に及ぼす影響も抑えることが可能となるの
で、磁気抵抗効果型磁気ヘツドの出力を従来よりも２倍
程度高める効果がある。また、本発明によれば、検出電
流の方向、すなわち上記Ni-Fe合金薄膜体の磁化容易方
向に１〜20Oeのバイアス磁界を印加し、このバイアス磁
界によつて上記Ni-Fe合金薄膜体内の内部応力によつて
わずかに乱れていた磁化の向きを全て磁化容易方向にそ
ろえることができるので、上記磁気抵抗効果型磁気ヘツ
ドの出力をさらに高め、ほぼ理論値と同等にする効果が
ある。
さらにまた、本発明による82〜92wt％Niの磁歪負の組
成のNi-Fe合金薄膜体を上記磁気抵抗効果素子部７に使
用した場合、検出電流を増加した時でも、上記Ni-Fe合
金薄膜体はジユール熱により膨張し該Ni-Fe合金薄膜体
の両端が検出電流導入導体部６で固定されているため該
Ni-Fe合金薄膜体内部には圧縮応力が誘起されるが、該
圧縮応力は上記磁歪負のNi-Fe合金薄膜体に対しては磁
化の方向を磁化容易方向にそろえるように働くので、高
い検出電流まで流すことが可能となり、その分ヘツド出
力を高められるという効果が得られる。
成のNi-Fe合金薄膜体を上記磁気抵抗効果素子部７に使
用した場合、検出電流を増加した時でも、上記Ni-Fe合
金薄膜体はジユール熱により膨張し該Ni-Fe合金薄膜体
の両端が検出電流導入導体部６で固定されているため該
Ni-Fe合金薄膜体内部には圧縮応力が誘起されるが、該
圧縮応力は上記磁歪負のNi-Fe合金薄膜体に対しては磁
化の方向を磁化容易方向にそろえるように働くので、高
い検出電流まで流すことが可能となり、その分ヘツド出
力を高められるという効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例になるヘツドの正面図（ａ）
および断面図（ｂ）、第２図，第３図および第４図は本
発明の効果を示す特性曲線図、第５図は本発明の他の実
施例になるヘツドの正面図（ａ）および断面図（ｂ）、
第６図は本発明の他の実施例の効果を示す特性曲線図で
ある。 １……基板、2,8,16……絶縁層、３……Ni-Fe合金薄膜
体、４……シヤントバイアス膜、５……信号磁界検出
部、６……検出電流導入導体部、７……磁気抵抗効果素
子部、９……上部シールド体、12……磁気抵抗効果型磁
気ヘツド、13……磁気記録媒体、14……信号磁束、15…
…永久磁石膜。
および断面図（ｂ）、第２図，第３図および第４図は本
発明の効果を示す特性曲線図、第５図は本発明の他の実
施例になるヘツドの正面図（ａ）および断面図（ｂ）、
第６図は本発明の他の実施例の効果を示す特性曲線図で
ある。 １……基板、2,8,16……絶縁層、３……Ni-Fe合金薄膜
体、４……シヤントバイアス膜、５……信号磁界検出
部、６……検出電流導入導体部、７……磁気抵抗効果素
子部、９……上部シールド体、12……磁気抵抗効果型磁
気ヘツド、13……磁気記録媒体、14……信号磁束、15…
…永久磁石膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 斉 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 脇 政義 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所小田原工場内 (56)参考文献 特開 昭62−128015（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】磁気記録媒体に記録された信号磁束を検出
する磁気抵抗効果素子と該磁気抵抗効果素子に検出電流
を流すために設けられた導電体とさらに上記磁気抵抗効
果素子にバイアス磁界を印加するバイアス印加手段とを
有する磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、Ni組成が82
Wt％〜92Wt％Ni範囲にある磁歪が負のNi-Fe合金薄膜体
を上記磁気抵抗効果素子に使用し、上記磁気抵抗効果型
磁気ヘッドに使用する基板の熱膨張係数と該基板上に形
成される上記磁気抵抗効果素子に使用されるNi-Fe合金
薄膜体の熱膨張係数との差が±３×10-6／℃以内となる
ようにし、100〜350℃の範囲内の基板温度で該Ni-Fe合
金薄膜体を作製したことを特徴とする磁気抵抗効果型磁
気ヘッド。 - 【請求項２】上記磁気抵抗効果素子に流す検出電流の方
向と平行に１〜20Oeのバイアス磁界を印加したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気抵抗効果型磁
気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25363387A JP2510625B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25363387A JP2510625B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196815A JPH0196815A (ja) | 1989-04-14 |
| JP2510625B2 true JP2510625B2 (ja) | 1996-06-26 |
Family
ID=17254055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25363387A Expired - Lifetime JP2510625B2 (ja) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | 磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2510625B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6088204A (en) * | 1994-12-01 | 2000-07-11 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive magnetic recording head with permalloy sensor layer deposited with substrate heating |
| JP3971934B2 (ja) | 2001-03-07 | 2007-09-05 | ヤマハ株式会社 | 磁気センサとその製法 |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP25363387A patent/JP2510625B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0196815A (ja) | 1989-04-14 |
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