JP2749066B2 - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
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- Magnetic Heads (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、磁気抵抗効果素子（以下MR素子と略す）の
構造に係り、特に磁気抵抗効果膜（以下MR膜と略す）と
導体膜が電気的に接触して成るシャントバイアス型MR素
子に一様な電流を流すための素子構造に関する。
構造に係り、特に磁気抵抗効果膜（以下MR膜と略す）と
導体膜が電気的に接触して成るシャントバイアス型MR素
子に一様な電流を流すための素子構造に関する。
［従来の技術］ 磁気抵抗効果膜を用いた磁気ヘッド（以下MRヘッドと
略す）が用いられつつある。MRヘッドにおいてはMR膜の
感度と線型性を改善するために外部より一定の磁界を印
加する必要がある。この磁界をバイアス磁界と呼びその
方法には、（１）MR膜に近傍に永久磁石を配置する方
法、（２）MR膜に接触して導体膜を配置する方法、
（３）MR膜の近傍に軟磁性膜を配置する方法等数多く提
案されている。特に（２）の方法はシャントバイアス法
と呼ばれ、例えば特開昭49−74522の第２図に記載のよ
うに、外部磁界に感応して磁気抵抗効果を示すセンサ部
10と、センサ部に一定の電流を流してバイアス磁界を発
生させてから抵抗変化を電圧変化としてとり出すリード
線20,25を共にMR膜と導体膜とで形成する構造が提案さ
れている。しかし、本構造においてはMR素子の記録媒体
対向面15とは逆の面に設けられた電極部の幅W,W′につ
いて何ら考慮されていなかった。
略す）が用いられつつある。MRヘッドにおいてはMR膜の
感度と線型性を改善するために外部より一定の磁界を印
加する必要がある。この磁界をバイアス磁界と呼びその
方法には、（１）MR膜に近傍に永久磁石を配置する方
法、（２）MR膜に接触して導体膜を配置する方法、
（３）MR膜の近傍に軟磁性膜を配置する方法等数多く提
案されている。特に（２）の方法はシャントバイアス法
と呼ばれ、例えば特開昭49−74522の第２図に記載のよ
うに、外部磁界に感応して磁気抵抗効果を示すセンサ部
10と、センサ部に一定の電流を流してバイアス磁界を発
生させてから抵抗変化を電圧変化としてとり出すリード
線20,25を共にMR膜と導体膜とで形成する構造が提案さ
れている。しかし、本構造においてはMR素子の記録媒体
対向面15とは逆の面に設けられた電極部の幅W,W′につ
いて何ら考慮されていなかった。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術においては、リード線とセンサ部の関係
が何ら考慮されておらず、このため、センサ部に一様な
電流が流れない場合が起り、MR膜に好適なバイアス磁界
が印加できなかった。
が何ら考慮されておらず、このため、センサ部に一様な
電流が流れない場合が起り、MR膜に好適なバイアス磁界
が印加できなかった。
本発明の目的は、電極部のセンサ部の間に寸法関係を
明らかにし、センサ部に一様な電流を流し好適なバイア
ス磁界を発生させ得るMR素子構造を提供することにあ
る。
明らかにし、センサ部に一様な電流を流し好適なバイア
ス磁界を発生させ得るMR素子構造を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的は、第２図に示す如く外部磁界に感応するセ
ンサ部10とリード線20が接している部分の長さＷを、セ
ンサ部の幅Ｌに対して等しいか、それ以上にすることで
達成される。中間端子については両側の端子の２倍の電
流が流れるためＷ′は、センサ部の幅Ｌの２倍もしくは
それ以上の幅とすることで上記目的が達成される。
ンサ部10とリード線20が接している部分の長さＷを、セ
ンサ部の幅Ｌに対して等しいか、それ以上にすることで
達成される。中間端子については両側の端子の２倍の電
流が流れるためＷ′は、センサ部の幅Ｌの２倍もしくは
それ以上の幅とすることで上記目的が達成される。
［作用］ 一般に直角に曲った導体内を電流が流れる時、その分
布は導体幅の比に依存する。第３図（ａ）はこのような
場合の、電流の流れを計算機シミュレーションによって
解いたもので、図中の曲線30の密度が電流密度を表わ
す。同図のように、一方の導体40が狭く、他方の導体50
が広い時、広い導体50の内側の部分60に電流は集中し、
広い導体に均質に流れなくなる。
布は導体幅の比に依存する。第３図（ａ）はこのような
場合の、電流の流れを計算機シミュレーションによって
解いたもので、図中の曲線30の密度が電流密度を表わ
す。同図のように、一方の導体40が狭く、他方の導体50
が広い時、広い導体50の内側の部分60に電流は集中し、
広い導体に均質に流れなくなる。
これは、導体内の等電位線70（電流はこの線に直角に
流れる）が第３図（ｂ）に示す如くなり、幅広い導体部
分の方が導電位面が大きく変化するためである。
流れる）が第３図（ｂ）に示す如くなり、幅広い導体部
分の方が導電位面が大きく変化するためである。
第４図は、導体幅比W/Lに対して、第３図（ａ）の導
体50のＡ−Ａ′を通過する電流のうち内側の部分（幅L
u）に全体の電流のどの程度流れるかを求めたものであ
り、丁度50％が均一に流れていることを意味する。同図
からW/Lが１以上であれば、電流はほぼ均一に流れてい
るとみなせるようになる。この結果から、第１図に示す
如く導体50がシャントバイアスMR素子のセンサ部10,導
体40が同リード線20と考えればセンサ部に均一な電流を
流すためにはW/Lは１以上が必要となる。
体50のＡ−Ａ′を通過する電流のうち内側の部分（幅L
u）に全体の電流のどの程度流れるかを求めたものであ
り、丁度50％が均一に流れていることを意味する。同図
からW/Lが１以上であれば、電流はほぼ均一に流れてい
るとみなせるようになる。この結果から、第１図に示す
如く導体50がシャントバイアスMR素子のセンサ部10,導
体40が同リード線20と考えればセンサ部に均一な電流を
流すためにはW/Lは１以上が必要となる。
W/Lの値は、あまり大きすぎると、MR素子を複数個並
べてマルチトラックとした時、そのトラックピッチの下
限を決めるためトラック密度を上げることが困難とな
る。また、リード線20とセンサ部10とで囲まれた領域35
（斜線で表示）は電流がトラック幅Ｔの方向に流れてい
ないためバイアスが好適でなく、MR素子としての感度は
低い。しかし、この部分（領域35）にも磁性薄膜である
MR膜は存在しており、本MR素子を情報を重ね書きする磁
気記憶装置では、ヘッドが記録されたトラックからの位
置ずれを起すと先に記録した磁化が雑音となってこの斜
線部35のMR膜部分を磁化し、その雑音による磁化がセン
サ部に伝わり、雑音として再生してしまう。その結果ヘ
ッドからの信号のS/Nを低下させる。従って、W/Lは必要
以上に大きくすることが望ましくなく、通常２〜2.5程
度までにとどめるのが良い。
べてマルチトラックとした時、そのトラックピッチの下
限を決めるためトラック密度を上げることが困難とな
る。また、リード線20とセンサ部10とで囲まれた領域35
（斜線で表示）は電流がトラック幅Ｔの方向に流れてい
ないためバイアスが好適でなく、MR素子としての感度は
低い。しかし、この部分（領域35）にも磁性薄膜である
MR膜は存在しており、本MR素子を情報を重ね書きする磁
気記憶装置では、ヘッドが記録されたトラックからの位
置ずれを起すと先に記録した磁化が雑音となってこの斜
線部35のMR膜部分を磁化し、その雑音による磁化がセン
サ部に伝わり、雑音として再生してしまう。その結果ヘ
ッドからの信号のS/Nを低下させる。従って、W/Lは必要
以上に大きくすることが望ましくなく、通常２〜2.5程
度までにとどめるのが良い。
以上は、センサ部両端の電極20について述べて来た
が、第１図に示す如く、中間端子電極25を設けて差動型
のシャントバイアス型MR素子として使用する場合、電極
25には、両側の電極20の各々に流れる電流の２倍の電流
が流れるため、電流を均質に流すためにはその幅Ｗ′と
Ｌの関係はＷとＬの関係の２倍にする必要がある。すな
わち、Ｗ′/Lは２もしくはそれ以上とすれば均質な電流
分布が得られることは明らかである。
が、第１図に示す如く、中間端子電極25を設けて差動型
のシャントバイアス型MR素子として使用する場合、電極
25には、両側の電極20の各々に流れる電流の２倍の電流
が流れるため、電流を均質に流すためにはその幅Ｗ′と
Ｌの関係はＷとＬの関係の２倍にする必要がある。すな
わち、Ｗ′/Lは２もしくはそれ以上とすれば均質な電流
分布が得られることは明らかである。
中間端子電極25の幅Ｗ′も、必要以上に大きくすると
不都合が生じる。すなわち、第１図でＷ′の幅のセンサ
の部分（第１図の斜線部36の領域）は電流がトラック幅
方向に流れていないため、トラック幅ＴのうちＷ′の長
さの領域36は不感応帯となり、信号再生に寄与せず、低
出力の原因となる。
不都合が生じる。すなわち、第１図でＷ′の幅のセンサ
の部分（第１図の斜線部36の領域）は電流がトラック幅
方向に流れていないため、トラック幅ＴのうちＷ′の長
さの領域36は不感応帯となり、信号再生に寄与せず、低
出力の原因となる。
以上第１図から第４図まで電極部が矩形となっている
場合について説明したが例えば第５図の如くセンサ部と
接している部分は狭くそこから離れるに従って広くなる
電極部についてもセンサ部と接している幅をW,W′と考
えれば、上記関係がセンサ部に均質な電流を流すための
条件であることは明らかである。
場合について説明したが例えば第５図の如くセンサ部と
接している部分は狭くそこから離れるに従って広くなる
電極部についてもセンサ部と接している幅をW,W′と考
えれば、上記関係がセンサ部に均質な電流を流すための
条件であることは明らかである。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について述べる。本発明を実施
したシャントバイアスMRヘッドの概略図を第６図に示
す。本MRヘッドの作製方法は、基本的には特開昭49−74
522に示されている方法と同じである。すなわち、フェ
ライトの基体100上に、アルミナ等の絶縁膜110をスパッ
タする。その上に導体膜120としてチタンを真空蒸着
し、さらにMR膜130を図中の矢印の方向に磁化容易軸が
形成されるようにつける。この上にアルミナ等の絶縁膜
を保護膜として形成し（図示せず）、引出し導体（図示
せず）を付けてMR素子を形成する。MRヘッドとするため
に、上記素子上に基体100と同一材質もしくはパーマロ
イ等の薄膜で形成したブロック140をつける。このブロ
ックは基体100と磁気回路を成し、シールドとして作用
して、MRヘッドを高分解能化する。
したシャントバイアスMRヘッドの概略図を第６図に示
す。本MRヘッドの作製方法は、基本的には特開昭49−74
522に示されている方法と同じである。すなわち、フェ
ライトの基体100上に、アルミナ等の絶縁膜110をスパッ
タする。その上に導体膜120としてチタンを真空蒸着
し、さらにMR膜130を図中の矢印の方向に磁化容易軸が
形成されるようにつける。この上にアルミナ等の絶縁膜
を保護膜として形成し（図示せず）、引出し導体（図示
せず）を付けてMR素子を形成する。MRヘッドとするため
に、上記素子上に基体100と同一材質もしくはパーマロ
イ等の薄膜で形成したブロック140をつける。このブロ
ックは基体100と磁気回路を成し、シールドとして作用
して、MRヘッドを高分解能化する。
MR素子の形状は第７図に示したように、中間端子のあ
る第１図に示した形状と同一である。実施例では、TW＝
20μm,L＝10μｍであり、電極幅Ｗとしては、本発明を
適用した値として20μｍ、比較のための５μｍの２種と
した。中間端子の電極幅Ｗ′はＷ′＝2Wとした。他のMR
膜厚600Å、導体膜厚1800Å等は極力２種のヘッド間で
同じ値とした。
る第１図に示した形状と同一である。実施例では、TW＝
20μm,L＝10μｍであり、電極幅Ｗとしては、本発明を
適用した値として20μｍ、比較のための５μｍの２種と
した。中間端子の電極幅Ｗ′はＷ′＝2Wとした。他のMR
膜厚600Å、導体膜厚1800Å等は極力２種のヘッド間で
同じ値とした。
このようにして作成したシャントバイアスMRヘッドを
同一装置で記録した市販の1/2インチ磁気テープを再生
した。この時、MR素子への電流は両側の端子より中間端
子に流れ込む構成とした。磁気テープ150は、MRヘッド
より微小な間隔（通常１μｍ以下）で配置され図中白抜
きの矢印の方向に移動させている。
同一装置で記録した市販の1/2インチ磁気テープを再生
した。この時、MR素子への電流は両側の端子より中間端
子に流れ込む構成とした。磁気テープ150は、MRヘッド
より微小な間隔（通常１μｍ以下）で配置され図中白抜
きの矢印の方向に移動させている。
本発明を適用してＷ＝20μｍとしたMRヘッドはＷ＝５
μｍとしたヘッドに比べて、同一の電流を素子に流した
時、出力で4dB向上した。これは、本発明の適用によ
り、MR素子を流れる電流、特に導体膜120を流れる電流
が均一するためである。これを第７図で説明する。横軸
はMR膜の高さ方向の位置を縦軸はバイアスおよび信号磁
界を示すは信号磁界分布、は均一な電流が流れた時
のバイアス磁界分布、は電流が後端に片寄った時のバ
イアス磁界分布である。
μｍとしたヘッドに比べて、同一の電流を素子に流した
時、出力で4dB向上した。これは、本発明の適用によ
り、MR素子を流れる電流、特に導体膜120を流れる電流
が均一するためである。これを第７図で説明する。横軸
はMR膜の高さ方向の位置を縦軸はバイアスおよび信号磁
界を示すは信号磁界分布、は均一な電流が流れた時
のバイアス磁界分布、は電流が後端に片寄った時のバ
イアス磁界分布である。
このようにはに比べて信号磁界が大きい磁気テー
プ対向面側がバイアス磁界が大きくなる。このため第８
図のMR膜の抵抗変化特性に示すように、より大きな信号
磁界が好適なバイアス磁界の下でより大きな抵抗変化と
なり、結果として出力が増大する。
プ対向面側がバイアス磁界が大きくなる。このため第８
図のMR膜の抵抗変化特性に示すように、より大きな信号
磁界が好適なバイアス磁界の下でより大きな抵抗変化と
なり、結果として出力が増大する。
［発明の効果］ 本発明によれば、シャントバイアスMR素子のセンサ部
に均質な電流が流せるため、MR膜に好適なバイアス磁界
が印加でき、再生出力を高め、かつ線型性の良い出力が
得られる。さらに、センサ部、電極部とも電流の集中が
ないため、MR素子の寿命を長くする。
に均質な電流が流せるため、MR膜に好適なバイアス磁界
が印加でき、再生出力を高め、かつ線型性の良い出力が
得られる。さらに、センサ部、電極部とも電流の集中が
ないため、MR素子の寿命を長くする。
第１図は本発明を適用したMR素子パターンを示す図、第
２図は従来技術を説明するためのMR素子パターンを示す
図、第３図は第２図のＢ部の拡大図であり、同時に電流
の流れを示す図、第４図は導体幅と電流集中の関係を示
す図、第５図は電極形状の一変形を示す図、第６図は実
施例のMRヘッドを説明するための図、第７図はバイアス
電流分布によるMR膜内のバイアス磁界および信号磁界の
分布を説明するための図、第８図はMR膜の抵抗変化と外
部磁界の関係を示す図である。 10……MR素子の磁気抵抗効果を示すセンサ部、20,25…
…電極部、30……電流の流れ、35,36……電極下部領
域、40,50……導体、60……導体内側の領域。
２図は従来技術を説明するためのMR素子パターンを示す
図、第３図は第２図のＢ部の拡大図であり、同時に電流
の流れを示す図、第４図は導体幅と電流集中の関係を示
す図、第５図は電極形状の一変形を示す図、第６図は実
施例のMRヘッドを説明するための図、第７図はバイアス
電流分布によるMR膜内のバイアス磁界および信号磁界の
分布を説明するための図、第８図はMR膜の抵抗変化と外
部磁界の関係を示す図である。 10……MR素子の磁気抵抗効果を示すセンサ部、20,25…
…電極部、30……電流の流れ、35,36……電極下部領
域、40,50……導体、60……導体内側の領域。
Claims (6)
- 【請求項１】磁気抵抗効果膜と、この膜の側面に形成さ
れ電気的に接触してなる導体膜とを有する外部磁界に感
応して磁気抵抗効果を示すセンサ部と、上記センサ部の
両側から引き出され、上記センサ部の抵抗変化をとり出
すための第１及び第２のリード線とを具備した磁気抵抗
効果素子であって、上記センサ部とリード線とが接触す
る幅（Ｗ）が上記センサ部の幅（Ｌ）に対してＬ≦Ｗ≦
2.5Lであることを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の磁気抵抗効果
素子において、上記センサ部の中間位置から引き出され
上記センサの抵抗変化をとり出すための第３のリード線
を有し、このリード線と、上記センサ部とが接触する幅
（Ｗ′）が、2L≦Ｗ′であることを特徴とする磁気抵抗
効果素子。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の磁気抵抗効果
素子において、上記第３のリード線とセンサ部とが接触
する幅（Ｗ′）が、Ｗ′≦5Lであることを特徴とする磁
気抵抗効果素子。 - 【請求項４】磁気記録媒体上に配置され、上記媒体の磁
界の変化を検出するための磁気抵抗効果膜を有するセン
サ部と、上記センサ部の両側から上記媒体とは反対方向
に引き出され、上記センサ部の磁気抵抗変化をとり出す
ためのリード線とを有し、上記センサ部の上記媒体面側
から上記センサ部の幅（Ｌ）の距離にある面により切っ
たときの上記リード線の幅（Ｗ）は、Ｌ≦Ｗ≦2.5Lであ
ることを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項５】特許請求の範囲第４項記載の磁気抵抗効果
素子において、上記センサ部の中間の位置から上記媒体
とは反対方向に引き出され、上記センサ部の磁気抵抗変
化をとり出すための第３のリード線を有し、上記センサ
部の上記媒体面側から上記センサ幅（Ｌ）の距離にある
面により切ったときの上記リード線の幅（Ｗ′）は2L≦
Ｗ′であることを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項６】特許請求の範囲第５項記載の磁気抵抗効果
素子において、上記センサ幅（Ｌ）と上記リード線の幅
（Ｗ′）はＷ′≦5Lを満たすことを特徴とする磁気抵抗
効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63181898A JP2749066B2 (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 磁気抵抗効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63181898A JP2749066B2 (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 磁気抵抗効果素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0232279A JPH0232279A (ja) | 1990-02-02 |
| JP2749066B2 true JP2749066B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=16108813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63181898A Expired - Lifetime JP2749066B2 (ja) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2749066B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3814863A (en) * | 1972-10-11 | 1974-06-04 | Ibm | Internally biased magnetoresistive magnetic transducer |
-
1988
- 1988-07-22 JP JP63181898A patent/JP2749066B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0232279A (ja) | 1990-02-02 |
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