JP2787174B2 - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドInfo
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- JP2787174B2 JP2787174B2 JP4050689A JP5068992A JP2787174B2 JP 2787174 B2 JP2787174 B2 JP 2787174B2 JP 4050689 A JP4050689 A JP 4050689A JP 5068992 A JP5068992 A JP 5068992A JP 2787174 B2 JP2787174 B2 JP 2787174B2
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- yoke
- head
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は磁気ディスク装置、磁
気テープ装置等の磁気記録媒体に記録された信号を強磁
性薄膜の磁気抵抗効果を応用した磁気抵抗効果素子（以
下ＭＲ素子という）を用いて再生を行なう磁気抵抗効果
型薄膜磁気ヘッドに関するものである。
気テープ装置等の磁気記録媒体に記録された信号を強磁
性薄膜の磁気抵抗効果を応用した磁気抵抗効果素子（以
下ＭＲ素子という）を用いて再生を行なう磁気抵抗効果
型薄膜磁気ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄膜磁気ヘッドは磁気誘導型の巻
線タイプのヘッドで記録を行ない、再生も同じ構造のヘ
ッドで行なうために、磁気コア内に通す導体コイルの数
を多くする必要があり、これを薄膜形成技術で実現する
ことは非常に困難であった。
線タイプのヘッドで記録を行ない、再生も同じ構造のヘ
ッドで行なうために、磁気コア内に通す導体コイルの数
を多くする必要があり、これを薄膜形成技術で実現する
ことは非常に困難であった。
【０００３】一方、強磁性薄膜の磁気抵抗効果を利用し
た薄膜磁気ヘッドは前記巻線タイプのヘッドに比較して
多くの利点を有することが知られている。すなわち、磁
気記録媒体の移送速度が低い場合でも磁束に直接比例し
た出力が得られるため、移送速度に依存せずに信号の再
生が可能であり、そのため移送速度が低い場合でも巻線
型の磁気ヘッドより高出力の再生信号が得られるという
点である。
た薄膜磁気ヘッドは前記巻線タイプのヘッドに比較して
多くの利点を有することが知られている。すなわち、磁
気記録媒体の移送速度が低い場合でも磁束に直接比例し
た出力が得られるため、移送速度に依存せずに信号の再
生が可能であり、そのため移送速度が低い場合でも巻線
型の磁気ヘッドより高出力の再生信号が得られるという
点である。
【０００４】ここで実際の応用に際してはＭＲ素子単体
で薄膜磁気ヘッドを構成するよりも、ＭＲ素子部をヘッ
ド先端から離し、磁気記録媒体にて発生した磁束をＭＲ
素子部まで導く磁束導入路（以下ヨークという）を配置
したヨークタイプＭＲヘッド（以下ＹＭＲヘッドとい
う）と呼ばれる薄膜磁気ヘッドのほうが信号の分解能の
向上やＭＲ素子の耐久性の向上に有効であることが公知
（たとえば日本応用磁気学会第３９回研究会資料Ｐ６１
−Ｐ７２「薄膜ＭＲヘッド」参照）となっている。
で薄膜磁気ヘッドを構成するよりも、ＭＲ素子部をヘッ
ド先端から離し、磁気記録媒体にて発生した磁束をＭＲ
素子部まで導く磁束導入路（以下ヨークという）を配置
したヨークタイプＭＲヘッド（以下ＹＭＲヘッドとい
う）と呼ばれる薄膜磁気ヘッドのほうが信号の分解能の
向上やＭＲ素子の耐久性の向上に有効であることが公知
（たとえば日本応用磁気学会第３９回研究会資料Ｐ６１
−Ｐ７２「薄膜ＭＲヘッド」参照）となっている。
【０００５】図１は、従来の薄膜ＹＭＲヘッドの斜視図
である。フェライト等の強磁性材料よりなる基板１上
に、パーマロイ等の強磁性薄膜よりなる下部ヨーク３が
形成されている。下部ヨーク３上には、下部ヨークと同
じ材料からなる上部ヨーク５ａ、５ｂが形成されてい
る。
である。フェライト等の強磁性材料よりなる基板１上
に、パーマロイ等の強磁性薄膜よりなる下部ヨーク３が
形成されている。下部ヨーク３上には、下部ヨークと同
じ材料からなる上部ヨーク５ａ、５ｂが形成されてい
る。
【０００６】下部ヨーク３と上部ヨーク５ａ、５ｂとの
間には、バイアス線９、ＭＲ素子７が形成されている。
ＭＲ素子７の両端には、リード線１３ａ、１３ｂが形成
されている。ＭＲ素子７の磁化の向きは一方向（単磁区
状態）にされている。
間には、バイアス線９、ＭＲ素子７が形成されている。
ＭＲ素子７の両端には、リード線１３ａ、１３ｂが形成
されている。ＭＲ素子７の磁化の向きは一方向（単磁区
状態）にされている。
【０００７】図２は、図１に示す薄膜ＹＭＲヘッドの断
面図である。図１中に示す符号と同一のものについては
同一番号を付してある。下部ヨーク３とバイアス線９と
の間には層間絶縁膜１５ｃが形成されている。バイアス
線９とＭＲ素子７との間には層間絶縁膜１５ｂが形成さ
れている。ＭＲ素子７と上部ヨーク５ａ、５ｂとの間に
は層間絶縁膜１５ａが形成されている。上部ヨーク５ａ
と上部ヨーク５ｂとの間にはギャップ１７が形成されて
いる。また、上部ヨーク５ａと下部ヨーク３との間には
フロントギャップ１１が形成されている。
面図である。図１中に示す符号と同一のものについては
同一番号を付してある。下部ヨーク３とバイアス線９と
の間には層間絶縁膜１５ｃが形成されている。バイアス
線９とＭＲ素子７との間には層間絶縁膜１５ｂが形成さ
れている。ＭＲ素子７と上部ヨーク５ａ、５ｂとの間に
は層間絶縁膜１５ａが形成されている。上部ヨーク５ａ
と上部ヨーク５ｂとの間にはギャップ１７が形成されて
いる。また、上部ヨーク５ａと下部ヨーク３との間には
フロントギャップ１１が形成されている。
【０００８】従来の薄膜ＹＭＲヘッドの動作を図１を用
いて簡単に説明する。磁気テープの磁界が上部ヨーク５
ａを介してＭＲ素子７の磁化の方向に影響を及ぼす。つ
まり、ＭＲ素子７の磁化の向きが上部ヨーク５ａの磁界
の方向に回転する。これをリード線１３ａ、１３ｂが信
号として拾う。
いて簡単に説明する。磁気テープの磁界が上部ヨーク５
ａを介してＭＲ素子７の磁化の方向に影響を及ぼす。つ
まり、ＭＲ素子７の磁化の向きが上部ヨーク５ａの磁界
の方向に回転する。これをリード線１３ａ、１３ｂが信
号として拾う。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図３に示すように、Ｍ
Ｒ素子７を単磁区状態に保つためには、上部ヨーク５
ａ、５ｂを還流磁区の状態にしなければならない。つま
り、図４に示すように、上部ヨーク５ａ、５ｂが還流磁
区状態でないと、上部ヨーク５ａ、５ｂから磁界１９の
漏れを生じる。この磁界１９によってＭＲ素子７には磁
区２１が発生する。これにより、図１に示すリード線１
３ａ、１３ｂを通る信号にノイズが発生する。
Ｒ素子７を単磁区状態に保つためには、上部ヨーク５
ａ、５ｂを還流磁区の状態にしなければならない。つま
り、図４に示すように、上部ヨーク５ａ、５ｂが還流磁
区状態でないと、上部ヨーク５ａ、５ｂから磁界１９の
漏れを生じる。この磁界１９によってＭＲ素子７には磁
区２１が発生する。これにより、図１に示すリード線１
３ａ、１３ｂを通る信号にノイズが発生する。
【００１０】この発明は係る従来の問題点を解決するた
めなされたものである。この発明の目的は、ヨークの磁
区を還流磁区状態にすることができる磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドを提供することである。
めなされたものである。この発明の目的は、ヨークの磁
区を還流磁区状態にすることができる磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドは、パーマロイ膜の磁歪定数λ
を−０．５×１０−６≦λ≦０．３×１０−６の範囲内
に設定するとともにヨークの内部応力を調整しており、
それによりヨークの磁区を還流磁区状態とすることを特
徴としている。
抗効果型薄膜磁気ヘッドは、パーマロイ膜の磁歪定数λ
を−０．５×１０−６≦λ≦０．３×１０−６の範囲内
に設定するとともにヨークの内部応力を調整しており、
それによりヨークの磁区を還流磁区状態とすることを特
徴としている。
【００１２】請求項２に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッドは、ヨークの内部応力σ（ｄｙｎ／ｃｍ２）を−
５．６×１０９≦σ≦２．９×１０９の範囲内に設定し
ていることを特徴とする。請求項３に記載の磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドは、パーマロイ膜の磁歪定数λとヨ
ークの内部応力σ（ｄｙｎ／ｃｍ２）の積λσを−１６
００≦λσ≦２３００の範囲内に設定していることを特
徴とする。
ヘッドは、ヨークの内部応力σ（ｄｙｎ／ｃｍ２）を−
５．６×１０９≦σ≦２．９×１０９の範囲内に設定し
ていることを特徴とする。請求項３に記載の磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドは、パーマロイ膜の磁歪定数λとヨ
ークの内部応力σ（ｄｙｎ／ｃｍ２）の積λσを−１６
００≦λσ≦２３００の範囲内に設定していることを特
徴とする。
【００１３】
【作用】請求項１に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドは、ヨークの材料であるパーマロイ膜の磁歪定数λを
−０．５×１０−６≦λ≦０．３×１０−６の範囲内に
設定するとともにヨークの内部応力を調整しているの
で、ヨークが還流磁区状態になる可能性が高くなる。
ドは、ヨークの材料であるパーマロイ膜の磁歪定数λを
−０．５×１０−６≦λ≦０．３×１０−６の範囲内に
設定するとともにヨークの内部応力を調整しているの
で、ヨークが還流磁区状態になる可能性が高くなる。
【００１４】請求項２に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッドは、ヨークの内部応力σ（ｄｙｎ／ｃｍ２）を−
５．６×１０９≦σ≦２．９×１０９の範囲内に設定し
たので、ヨークが還流磁区状態になる可能性が高くな
る。請求項３に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
は、パーマロイ膜の磁歪定数λとヨークの内部応力σ
（ｄｙｎ／ｃｍ ２ ）の積λσを−１６００≦λσ≦２３
００の範囲内に設定したので、ヨークが還流磁区状態に
なる可能性が更に高くなる。
ヘッドは、ヨークの内部応力σ（ｄｙｎ／ｃｍ２）を−
５．６×１０９≦σ≦２．９×１０９の範囲内に設定し
たので、ヨークが還流磁区状態になる可能性が高くな
る。請求項３に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
は、パーマロイ膜の磁歪定数λとヨークの内部応力σ
（ｄｙｎ／ｃｍ ２ ）の積λσを−１６００≦λσ≦２３
００の範囲内に設定したので、ヨークが還流磁区状態に
なる可能性が更に高くなる。
【００１５】
【実施例】この発明の一実施例を図５を用いて説明す
る。図５に示すような条件の下で上部ヨークを作製した
サンプル１〜１１を作製し、ビッター法を用いて磁区の
観察を行なった。なお上部ヨークはスパッタリング法を
用いて形成した。ターゲットとは、スパッタリングに用
いるターゲット板のことである。８１．５Ｎｉ−Ｆｅと
は、ターゲット中にＮｉが８１．５重量％含まれている
という意味である。Ｖｂとは、薄膜ＹＭＲヘッドが形成
される基板に印加される電圧のことである。Ｉｂは、こ
の基板に流れる電流である。内部応力とは、上部ヨーク
の内部応力ということである。還流磁区状態のものを○
とし、そうでないものを×としている。
る。図５に示すような条件の下で上部ヨークを作製した
サンプル１〜１１を作製し、ビッター法を用いて磁区の
観察を行なった。なお上部ヨークはスパッタリング法を
用いて形成した。ターゲットとは、スパッタリングに用
いるターゲット板のことである。８１．５Ｎｉ−Ｆｅと
は、ターゲット中にＮｉが８１．５重量％含まれている
という意味である。Ｖｂとは、薄膜ＹＭＲヘッドが形成
される基板に印加される電圧のことである。Ｉｂは、こ
の基板に流れる電流である。内部応力とは、上部ヨーク
の内部応力ということである。還流磁区状態のものを○
とし、そうでないものを×としている。
【００１６】まず磁歪定数について見ていく。還流磁区
状態となる磁歪定数の最小値は、サンプル４の−１．０
×１０-6である。一方サンプル５は磁歪定数が−１．０
×１０-6であるが還流磁区構造となっていない。したが
って、−０．１×１０-6を磁歪定数の最小値とする。還
流磁区状態となる磁歪定数の最大値はサンプル１１の
０．１３×１０-6である。そして、サンプル９を見れば
分かるように磁歪定数が０．４７×１０-6のとき還流磁
区状態となっていなかった。したがって平均値である
０．３×１０-6を磁歪定数の最大値とする。
状態となる磁歪定数の最小値は、サンプル４の−１．０
×１０-6である。一方サンプル５は磁歪定数が−１．０
×１０-6であるが還流磁区構造となっていない。したが
って、−０．１×１０-6を磁歪定数の最小値とする。還
流磁区状態となる磁歪定数の最大値はサンプル１１の
０．１３×１０-6である。そして、サンプル９を見れば
分かるように磁歪定数が０．４７×１０-6のとき還流磁
区状態となっていなかった。したがって平均値である
０．３×１０-6を磁歪定数の最大値とする。
【００１７】次に内部応力について説明する。還流磁区
状態となる内部応力の最小値はサンプル３の−５．２５
×１０9 であった。そしてサンプル７を見れば分かるよ
うに内部応力が−６×１０9 のとき還流磁区状態となっ
ていなかった。したがって、平均値である−５．６×１
０9 を内部応力の最小値とする。還流磁区状態となる内
部応力の最大値はサンプル４の−０．３５×１０9 であ
った。そして、サンプル１を見れば分かるように内部応
力が６．０５×１０9 のとき還流磁区状態となっていな
かった。したがって、平均値である２．９×１０9 を内
部応力の最大値とする。
状態となる内部応力の最小値はサンプル３の−５．２５
×１０9 であった。そしてサンプル７を見れば分かるよ
うに内部応力が−６×１０9 のとき還流磁区状態となっ
ていなかった。したがって、平均値である−５．６×１
０9 を内部応力の最小値とする。還流磁区状態となる内
部応力の最大値はサンプル４の−０．３５×１０9 であ
った。そして、サンプル１を見れば分かるように内部応
力が６．０５×１０9 のとき還流磁区状態となっていな
かった。したがって、平均値である２．９×１０9 を内
部応力の最大値とする。
【００１８】次に磁歪定数と内部応力との積について説
明する。還流磁区状態となる積の最小値はサンプル１１
の−２２１であった。そして、サンプル９を見れば分か
るように、積が−２９３７のとき還流磁区状態となって
いなかった。したがって、平均値である−１５７９を積
の最小値とする。還流磁区状態となる積の最大値はサン
プル６の１４０４であった。そして、サンプル５を見れ
ば分かるように、積が３３００のとき還流磁区状態とな
っていなかった。したがって、平均値である２３００を
積の最大値とする。
明する。還流磁区状態となる積の最小値はサンプル１１
の−２２１であった。そして、サンプル９を見れば分か
るように、積が−２９３７のとき還流磁区状態となって
いなかった。したがって、平均値である−１５７９を積
の最小値とする。還流磁区状態となる積の最大値はサン
プル６の１４０４であった。そして、サンプル５を見れ
ば分かるように、積が３３００のとき還流磁区状態とな
っていなかった。したがって、平均値である２３００を
積の最大値とする。
【００１９】図５を見れば分かるように、磁歪定数λを
−１．０×１０-6≦λ≦０．３×１０-6範囲内の場合、
サンプル５を除いて還流磁区状態となった。
−１．０×１０-6≦λ≦０．３×１０-6範囲内の場合、
サンプル５を除いて還流磁区状態となった。
【００２０】内部応力σを−５．６×１０9 ≦σ≦２．
９×１０9 の範囲内に設定したとき、サンプル５を除い
て還流磁区状態となった。
９×１０9 の範囲内に設定したとき、サンプル５を除い
て還流磁区状態となった。
【００２１】磁歪定数λを−１．０×１０-6≦λ≦０．
３×１０-6の範囲内に設定し、かつ内部応力σを−５．
６×１０9 ≦σ≦２．９×１０9 の範囲内に設定し、さ
らに磁歪定数と内部応力との積λσを−１６００≦λσ
≦２３００の範囲内に設定すると、必ず還流磁区状態と
なった。
３×１０-6の範囲内に設定し、かつ内部応力σを−５．
６×１０9 ≦σ≦２．９×１０9 の範囲内に設定し、さ
らに磁歪定数と内部応力との積λσを−１６００≦λσ
≦２３００の範囲内に設定すると、必ず還流磁区状態と
なった。
【００２２】ところで、図６は磁歪定数とスパッタ時間
との関係を表すグラフである。図６を見れば分かるよう
に、ターゲット中のＮｉの含有量によって磁歪定数の値
を調整することができる。
との関係を表すグラフである。図６を見れば分かるよう
に、ターゲット中のＮｉの含有量によって磁歪定数の値
を調整することができる。
【００２３】また、図７は基板バイアス電圧×基板バイ
アス電流と内部応力との関係を表すグラフである。なお
○はサンプルのＸ方向の応力であり、●はＸ方向と９０
度つまりＹ方向の応力である。図７を見れば分かるよう
に、内部応力を正の方向に大きく、つまり引張り応力を
大きくするには、電流と電圧の積を大きくすればよい。
内部応力を負の方向に大きく、つまり圧縮応力を大きく
するには、電流と電圧の積を小さくすればよい。
アス電流と内部応力との関係を表すグラフである。なお
○はサンプルのＸ方向の応力であり、●はＸ方向と９０
度つまりＹ方向の応力である。図７を見れば分かるよう
に、内部応力を正の方向に大きく、つまり引張り応力を
大きくするには、電流と電圧の積を大きくすればよい。
内部応力を負の方向に大きく、つまり圧縮応力を大きく
するには、電流と電圧の積を小さくすればよい。
【００２４】本発明はフェライト等の強磁性材料よりな
る基板上に下部ヨークを設けない構造のヘッド、またセ
ラミックス等の非磁性材料よりなる基板上にパーマロ
イ、センダスト等の強磁性薄膜よりなる下部ヨークを設
けた構造のヘッドにおいても有効である。
る基板上に下部ヨークを設けない構造のヘッド、またセ
ラミックス等の非磁性材料よりなる基板上にパーマロ
イ、センダスト等の強磁性薄膜よりなる下部ヨークを設
けた構造のヘッドにおいても有効である。
【００２５】
【発明の効果】ＭＲ素子は単磁区状態でなければならな
いが、ヨークが還流磁区状態でないとヨークから漏れた
磁界によってＭＲ素子が単磁区状態にならないことがあ
る。
いが、ヨークが還流磁区状態でないとヨークから漏れた
磁界によってＭＲ素子が単磁区状態にならないことがあ
る。
【００２６】請求項１、２、３に記載の発明によれば、
ヨークを還流磁区状態にする可能性を高くすることがで
きる。
ヨークを還流磁区状態にする可能性を高くすることがで
きる。
【図１】従来の薄膜ＹＭＲヘッドの斜視図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】還流磁区状態の上部ヨークの部分平面図であ
る。
る。
【図４】還流磁区状態でない上部ヨークの部分平面図で
ある。
ある。
【図５】この発明の一実施例の条件および結果を示すグ
ラフを表す図である。
ラフを表す図である。
【図６】パーマロイ中のニッケルの含有量が多いと磁歪
定数の値が小さくなることを示すグラフを表す図であ
る。
定数の値が小さくなることを示すグラフを表す図であ
る。
【図７】基板バイアス電圧×基板バイアス電流と内部応
力との関係を示すグラフを表す図である。
力との関係を示すグラフを表す図である。
３ 下部ヨーク ５ａ、５ｂ 上部ヨーク ７ ＭＲ素子 １１ ヘッドギャップ
Claims (3)
- 【請求項１】 ヘッドギャップ部の上に形成されたパー
マロイ膜からなる上部ヨークを磁路の一部とし、前記磁
路と磁気的に結合された磁気抵抗素子を内設してなる磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記パーマロイ膜の磁歪定数λを−０．５×１０−６≦
λ≦０．３×１０−６の範囲内に設定するとともに前記
ヨークの内部応力を調整しており、それにより前記ヨー
クの磁区を還流磁区状態とすることを特徴とする磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項２】 ヘッドギャップ部の上に形成されたパー
マロイ膜からなる上部ヨークを磁路の一部とし、前記磁
路と磁気的に結合された磁気抵抗素子を内設してなる磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記ヨークの内部応力σ（ｄｙｎ／ｃｍ２）を−５．６
×１０９≦σ≦２．９×１０９の範囲内に設定している
ことを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項３】 ヘッドギャップ部の上に形成されたパー
マロイ膜からなる上部ヨークを磁路の一部とし、前記磁
路と磁気的に結合された磁気抵抗素子を内設してなる磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記パーマロイ膜の磁歪定数λと前記ヨークの内部応力
σ（ｄｙｎ／ｃｍ２）の積λσを−１６００≦λσ≦２
３００の範囲内に設定していることを特徴とする磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4050689A JP2787174B2 (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4050689A JP2787174B2 (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05250641A JPH05250641A (ja) | 1993-09-28 |
| JP2787174B2 true JP2787174B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=12865897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4050689A Expired - Fee Related JP2787174B2 (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787174B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63129511A (ja) * | 1986-11-18 | 1988-06-01 | Sharp Corp | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツド |
-
1992
- 1992-03-09 JP JP4050689A patent/JP2787174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05250641A (ja) | 1993-09-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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