JP2697422B2 - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents

磁気抵抗効果ヘッド

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JP2697422B2
JP2697422B2 JP3302585A JP30258591A JP2697422B2 JP 2697422 B2 JP2697422 B2 JP 2697422B2 JP 3302585 A JP3302585 A JP 3302585A JP 30258591 A JP30258591 A JP 30258591A JP 2697422 B2 JP2697422 B2 JP 2697422B2
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裕文 今岡
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク等磁気記録
装置に使用される磁気抵抗効果ヘッドに係わり、特に高
分解能で高出力の得られる磁気抵抗効果ヘッドに関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年においては、磁気ディスク装置の大
容量化に伴い、高密度に対応したヘッドが望まれてい
る。この磁気記録の高密度化は、線記録密度とトラック
密度の向上により達成される。しかし、従来のインダク
ティブヘッドではギャップ損失による出力低下(これは
線記録密度を制限する要因となる)、狭トラックによる
出力低下とクロスト−クノイズ(これはトラック密度を
制限する要因となる)の問題から磁気記録の高密度化に
は限界が予想されている。これらの問題はいずれも再生
特性に係わることから、磁気記録における更なる高密度
化を成し得るためには、高分解能でかつ狭トラックにお
いても高出力の得られる再生専用ヘッドの開発が必要で
ある。そのような再生ヘッドとしては磁気抵抗効果ヘッ
ド(以下MRヘッドとも記す)が有望である。MRヘッ
ドには磁気抵抗効果素子(以下MR素子とも記す)の両
側に軟磁性材(シ−ルド)を配したシ−ルド型MRヘッ
ドや、MR素子に媒体から漏洩した磁束を導くための軟
磁性材からなるヨ−クを有するヨ−ク型MRヘッドがあ
る。
【0003】図6(A)は、その従来のシ−ルド型MR
ヘッドの磁気抵抗効果素子(以下MR素子とも記す)の
概略平面図を示し、図6(B)は、そのZ−Z断面図を
夫々示す。同図に示すようにシ−ルド型MRヘッドは、
MR素子1、軟磁性材(シ−ルド材)2,3、非磁性絶
縁層4,5、リ−ド線11及びバイアス導体14等より
構成されるている。高密度化の観点からすれば、ヘッド
構造的にはシ−ルド型MRヘッドの方が有利であり、M
R素子とシ−ルド間隔(シ−ルドギャップ長)を狭くす
ることにより、より高密度化が実現できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図6のような
ヘッド構造では、MR素子1に流入した磁束の多くは隣
接する軟磁性材(シ−ルド材)2,3に漏れ、MR素子
内の磁界分布は図7に示すようにMR素子1の先端部で
強く、後方に行くにしたがって急激に減衰してしまう。
結局、再生出力に寄与するのは素子先端部だけとなる。
特に、シ−ルドギャップ長G及びG’が狭くなればなる
程この傾向は強くなり、素子の利用効率は下がり再生出
力は低下する。
【0005】このように、高密度化のためにはシ−ルド
ギャップ長G、G’を狭くしなければならないが、シ−
ルドギャップ長が狭くなると再生出力が低下してしま
い、結局再生出力との兼ね合いからシ−ルドギャップ長
は制限を受けてしまっていた。また、シ−ルドギャップ
長が狭くなるとMR素子1とシ−ルド材2,3との絶縁
を確保することが難しくなる他、MR素子1にセンス電
流を供給するためのリ−ド線11及びMR素子1にバイ
アス磁界を印加するためのバイアス導体14の存在はシ
−ルドギャップ長を狭くすることを妨げていた。このよ
うな理由から、現状シ−ルドギャップ長は0.3μm程
度に抑えられ、線記録密度も130KFCI程度に止ま
っていた。そこで、本発明が解決しようとする課題は、
上記問題を解決し、高密度記録再生に好適な高分解能で
高出力の得られるMRヘッドを提供しようとするもので
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果ヘ
ッドは、以上のような課題を解決するものであり、以下
の1)〜5)の構成より成る。即ち、 1)磁気抵抗効果素子の両側にそれぞれ非磁性絶縁層を
介して軟磁性材を配したシールド型磁気抵抗効果ヘッド
において、媒体対向面側の前方部に、前記磁気抵抗効果
素子と前記軟磁性材とにより所定の間隙を有してギャッ
プを形成し、前記ギャップの後方位置で、前記磁気抵抗
効果素子と前記軟磁性材とを、前記ギャップより広く互
いに対向させると共に、これより後方の前記磁気抵抗効
果素子の終端近傍位置で、前記ギャップよりも狭い間隔
で近接又は磁気的に接合させて、前記磁気抵抗効果素子
の両側に前記非磁性絶縁層を介して凸状部をそれぞれ形
成するように配置し、前記凸状部に、前記磁気抵抗効果
素子にバイアス磁界を印加するためのバイアス手段を設
けるようにしたことを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。 2)軟磁性材の少なくとも一方が、磁気抵抗効果素子よ
りも高い比抵抗を有する軟磁性材であることを特徴とす
る請求項1記載の磁気抵抗効果ヘッド。 3)バイアス手段の少なくとも一つは導体であり、この
導体が高比抵抗の軟磁性材に設けられた溝に埋設されて
いることを特徴とする請求項1又は2記載の磁気抵抗効
果ヘッド。 4)磁気抵抗効果素子の長辺に信号磁界を作用させる構
成に成し、前記磁気抵抗効果素子にセンス電流を供給す
るためのリード線接続部が、非磁性絶縁層の凸部に設け
られていることを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効
果ヘッド。 5)磁気抵抗効果素子の短辺に信号磁界を作用させる構
成に成し、前記磁気抵抗効果素子にセンス電流を供給す
るためのリード線のうち媒体対向面側のリード線が、軟
磁性材の少なくとも一方に接するように成したことを特
徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【0007】
【作用】磁気抵抗効果素子の両側に非磁性絶縁層を介し
て軟磁性材を配したシ−ルド型MRヘッドであり、磁気
抵抗効果素子と前記軟磁性材とを、媒体対向面側におい
て所定の間隙を有してギャップを形成する。後方部にお
いては、前記磁気抵抗素子と前記軟磁性材とを、前記ギ
ャップよりも狭い間隔で互いに接近させるか、または磁
気的に接合させる。更に磁気抵抗効果素子の奥行き方向
においては、前記磁気抵抗効果素子と前記軟磁性材とを
前記ギャップよりも広い間隔で対向配置し、前記磁気抵
抗効果素子の中央付近の非磁性絶縁層に凸部を形成す
る。そして、この凸部に前記磁気抵抗効果素子にバイア
ス磁界を印加するためのバイアス手段を配するようにし
て、磁気抵抗効果素子に流入した磁束の多くを隣接した
シ−ルド材に漏らすことなく、磁気抵抗効果素子の後端
部まで強い磁界強度で作用させ、狭ギャップ長にかかわ
らず再生出力の向上を図る。
【0008】また、前記軟磁性材の少なくとも一方を磁
気抵抗効果素子よりも高い抵抗を有する軟磁性材とする
ことにより、軟磁性材と磁気抵抗効果素子の絶縁を気に
することなくシ−ルドギャップ長を狭くすることが出来
る。
【0009】更に、前記磁気抵抗効果素子にバイアス磁
界を印加するためのバイアス手段を、前記高抵抗の軟磁
性材に設けた溝に埋設するように成すことにより、前記
高抵抗の軟磁性材の表面を平坦化でき薄い絶縁層でも容
易に絶縁を確保でき狭ギャップ化が容易になる。
【0010】更にまた、磁気抵抗効果素子の長辺に信号
磁界を作用させるように成したMRヘッドであって、前
記磁気抵抗効果素子にセンス電流を供給するための電極
接続部を、ヘッドの媒体対向面より後方であり前記非磁
性絶縁層の前記凸部に設けることにより、前記磁気抵抗
効果素子にセンス電流を供給するための電極部の存在を
気にすることなくシ−ルドギャップ長を狭くすることが
できる。
【0011】また、磁気抵抗効果素子の短辺に信号磁界
を作用させるように成したMRヘッドであって、前記磁
気抵抗効果素子にセンス電流を供給するための電極のう
ち、媒体摺動面側の電極を前記軟磁性材に接触させシ−
ルドギャップ長を前記媒体摺動面側の電極の厚みでもっ
て規制するように成せば、前記磁気抵抗効果素子と前記
軟磁性材との絶縁の問題は全く無視してシ−ルドギャッ
プ長を狭くすることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。図1は、本発明の第1実施例に係るMRヘッドの要
部拡大断面図で、図2はMR素子内の素子高さ方向の信
号磁界の磁界分布を示したものである。尚、前記従来例
と同一構成要素には同一符号を付す。同図に示すヘッド
は、MR素子1の両側に非磁性絶縁層4,5を介して軟
磁性材2,3が配されたシ−ルド型MRヘッドの構造で
あり、媒体対向面8側においてMR素子1と軟磁性材2
及び3は各々所定のギャップ長G,G’(以下シ−ルド
ギャップ長とも称する)を有して対向し、かつ後方部に
おいてはMR素子1と軟磁性材2及び3は前記シ−ルド
ギャップ長G,G’よりも狭い間隔で互いに接近する
か、または磁気的に接合させたものである。
【0013】更に、MR素子の奥行き方向であって、M
R素子1の中央付近に前記非磁性絶縁層4,5に凸部
6,7を設けて、MR素子1と軟磁性材2,3の間隔が
シ−ルドギャップ長G,G’よりも広くなるように成
し、前記非磁性絶縁層4、又は5の凸部6、又は7にM
R素子1にバイアス磁界を印加するためのバイアス手段
(図示せず)が配されている。
【0014】このようなヘッド構成にすることにより、
MR素子1と軟磁性材2、3との間の磁気抵抗がMR素
子1の中央部よりも後端部で小さく、媒体から漏洩しM
R素子1の先端部に流入した磁束の多くは、MR素子の
中央部から隣接する軟磁性材2、3に漏れることなくM
R素子1の後端部まで有効に作用することになり高出力
を得ることができる。このことは、図2に示したように
MR素子1内の素子高さ方向の信号磁界の磁界分布から
も明らかである。
【0015】図1の本発明のMRヘッドにおいて、軟磁
性材2又は3の少なくとも一方、例えば軟磁性材2をM
R素子1よりも高い比抵抗を有する軟磁性材、例えば強
磁性酸化物磁性材とすることによりMR素子1と軟磁性
材2間の電気的な絶縁性は問題にする必要性がなくな
り、非磁性絶縁層5は可能な限り薄くできシ−ルドギャ
ップ長Gを狭くすることができる。
【0016】また、軟磁性材2を高比抵抗の軟磁性材と
し、該軟磁性材に設けられた溝9にMR素子1にバイア
ス磁界を印加するためのバイアス手段の一つである導体
10を埋設することにより軟磁性材2の表面は平坦化で
き、その上に被着される非磁性絶縁層5は極薄い膜であ
っても容易に電気的絶縁性は確保でき、シ−ルドギャッ
プ長Gは狭くすることができる。
【0017】図3は第2実施例を示し、MR素子1の長
辺に信号磁界が作用するように成したMRヘッドであ
る。図3(A)は該MRヘッドのMR素子部を抜き出し
た概略平面図で、図3(B)は図3(A)のX−X断面
図である。この実施例によるヘッドはMR素子1と該M
R素子1にセンス電流を供給するためのリ−ド線11と
の接続部12を、MRヘッドの媒体対向面8よりも後退
した位置であって、非磁性絶縁層4の凸部6に対応した
部分に設けたものである。こうすることにより、リ−ド
線11に影響されないでシ−ルドギャップ長G’を狭く
することができる。本実施例の場合、特に狭トラックの
MRヘッドにおいても安定してシ−ルドギャップ長G’
の狭ギャップ化を可能にするものである。
【0018】図4は第3実施例を示し、MR素子1の短
辺に信号磁界が作用するように成したMRヘッドであ
る。図4(A)は該MRヘッドのMR素子部を抜き出し
た概略平面図で、図4(B)は、図4(A)のY−Y断
面図である。この実施例においては、MR素子1と該M
R素子にセンス電流を供給するためのリ−ド線11の媒
体対向面8側に位置するリ−ド線13を軟磁性材3に接
触させたものであり、前記リ−ド線13の膜厚でもって
シ−ルドギャップ長G’を規制するように成したもので
ある。本実施例によれば、リ−ド線13と軟磁性材3と
は意識的に接触させているから、あえて両者間の絶縁を
考える必要はなくシ−ルドギャップ長G’の狭ギャップ
化に対してはリ−ド線13の膜厚を薄くするだけでよい
から、シ−ルドギャップ長G’を容易に狭くすることが
できる。またMR素子にセンス電流を供給するのに、軟
磁性材3を通して媒体対向面側リ−ド線13に導く構成
としてもよい。
【0019】図5により以上説明した本実施例に係るM
Rヘッドと従来のシ−ルド型MRヘッドとの記録密度特
性の比較を示した。同図において明らかなように、シ−
ルドギャップ長G、G’が0.3μmの本実施例のヘッ
ドと従来例を比較すると、本実施例のヘッドはD50=1
20KFCIの従来例のシ−ルド型MRヘッドの線記録
密度を維持したまま高出力化が図られることが分かる。
また、シ−ルドギャップ長G、G’が0.1μmの本実
施例のヘッドとシ−ルドギャップ長G、G’が0.3μ
mの従来例のシ−ルド型MRヘッドの記録密度特性を比
較すると、本実施例のMRヘッドは狭ギャップでありな
がらその再生出力は従来のシ−ルド型MRヘッドとほぼ
同等であるばかりでなく、線記録密度はD50=180K
FCIと高密度記録再生を可能にしている。
【0020】
【発明の効果】請求項1記載の磁気抵抗効果ヘッドによ
れば、抵抗効果素子に流入した磁束の多くを隣接したシ
−ルド材に漏らすことなく、磁気抵抗効果素子の後端部
まで強い磁界強度で作用させ、狭ギャップ長にかかわら
ず再生出力の向上化を図ることができる。請求項2記載
の磁気抵抗効果ヘッドによれば、請求項1記載の磁気抵
抗効果ヘッドの効果に加えて、軟磁性材と磁気抵抗効果
素子の絶縁を気にすることなくシ−ルドギャップ長を狭
くすることが出来る。請求項3記載の磁気抵抗効果ヘッ
ドによれば、請求項1又は2記載の磁気抵抗効果ヘッド
の効果に加えて、高抵抗の軟磁性材の表面を平坦化でき
薄い絶縁層でも容易に絶縁を確保でき狭ギャップ化が容
易になる。請求項4記載の磁気抵抗効果ヘッドによれ
ば、請求項1記載の磁気抵抗効果ヘッドの効果に加え
て、前記磁気抵抗効果素子にセンス電流を供給するため
の電極部の存在を気にすることなくシ−ルドギャップ長
を狭くすることができる。請求項5記載の磁気抵抗効果
ヘッドによれば、磁気抵抗効果素子と軟磁性材との絶縁
の問題は全く無視してシ−ルドギャップ長を狭くするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るMRヘッドの要部拡
大断面図である。
【図2】MR素子内の素子高さ方向の信号磁界の磁界分
布を示した図である。
【図3】(A)はMRヘッドのMR素子部を抜き出した
概略平面図である。 (B)は図3(A)のX−X断面図である。
【図4】(A)はMRヘッドのMR素子部を抜き出した
概略平面図である。 (B)は、図4(A)のY−Y断面図である。
【図5】本実施例に係るMRヘッドと従来のシ−ルド型
MRヘッドとの記録密度特性の比較図である。
【図6】従来のヘッド構造を示す図である。
【図7】従来ヘッドのMR素子内の磁界分布を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 MR素子 2,3 軟磁性材 4,5 非磁性材 6,7 凸部 8 媒体対抗面 9 溝 10 導体 13 リ−ド線 14 バイアス導体 G,G’ ギャップ長

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気抵抗効果素子の両側にそれぞれ非磁性
    絶縁層を介して軟磁性材を配したシールド型磁気抵抗効
    果ヘッドにおいて、 媒体対向面側の前方部に、前記磁気抵抗効果素子と前記
    軟磁性材とにより所定の間隙を有してギャップを形成
    し、前記ギャップの後方位置で、前記磁気抵抗効果素子と前
    記軟磁性材とを、前記ギャップより広く互いに対向させ
    ると共に、これより後方の前記磁気抵抗効果素子の終端
    近傍位置で、前記ギャップよりも狭い間隔で近接又は磁
    気的に接合させて、前記磁気抵抗効果素子の両側に前記
    非磁性絶縁層を介して凸状部をそれぞれ形成するように
    配置し、 前記凸状部に、前記磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を
    印加するためのバイアス手段を設けるようにした ことを
    特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。
  2. 【請求項2】 軟磁性材の少なくとも一方が、磁気抵抗
    効果素子よりも高い比抵抗を有する軟磁性材であること
    を特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果ヘッド。
  3. 【請求項3】 バイアス手段の少なくとも一つは導体で
    あり、この導体が高比抵抗の軟磁性材に設けられた溝に
    埋設されていることを特徴とする請求項1又は2記載の
    磁気抵抗効果ヘッド。
  4. 【請求項4】 磁気抵抗効果素子の長辺に信号磁界を作
    用させる構成に成し、前記磁気抵抗効果素子にセンス電
    流を供給するためのリ−ド線接続部が、非磁性絶縁層の
    凸部に設けられていることを特徴とする請求項1記載の
    磁気抵抗効果ヘッド。
  5. 【請求項5】 磁気抵抗効果素子の短辺に信号磁界を作
    用させる構成に成し、前記磁気抵抗効果素子にセンス電
    流を供給するためのリ−ド線のうち媒体対向面側のリ−
    ド線が、軟磁性材の少なくとも一方に接するように成し
    たことを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果ヘッ
    ド。
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JPS58189819A (ja) * 1982-04-30 1983-11-05 Nec Corp 磁気抵抗効果ヘツド
JPS6113415A (ja) * 1984-06-28 1986-01-21 Nec Kansai Ltd 薄膜磁気ヘツド
JPS6258411A (ja) * 1985-09-09 1987-03-14 Sony Corp 磁気抵抗効果型磁気ヘツド

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