JP2790811B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
薄膜磁気ヘッドInfo
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- 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
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- G11B5/3932—Magnetic biasing films
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、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素子と称する）を用いて磁気記録
媒体に記録された信号の検出を行う薄膜磁気ヘッドに関
するものである。
抵抗効果素子（以下MR素子と称する）を用いて磁気記録
媒体に記録された信号の検出を行う薄膜磁気ヘッドに関
するものである。
第７図に一般のヨーク型薄膜磁気ヘッド（以下YMRヘ
ッドと称する）の構造を示す。上側ヨーク１・５は、通
常0.5〜1.0μｍ程度の膜厚のパーマロイ膜で作製されて
おり、磁気記録媒体で発生した信号磁界をMR素子２に導
くための磁速導入を構成している。強磁性膜３・３は良
好な導電性を有する保磁力の大なる膜で、Co−Ｐ、Ni−
Co、Ni−Co−Ｐ等で作製されており、その膜厚は、1000
〜2000Åである。リード導体部４・４はAl−Cu膜で作製
されており、その膜厚は1000〜2000Åである。また、上
記MR素子２の下方には、このMR素子２にバイアス磁界を
印加するためにAl−Cuから成る導体６が配設されてい
る。下側ヨーク７は高透磁率磁性体から成り、この高透
磁率性体としては、一般に、多結晶Ni−Znフェライト基
板や、単結晶或いは多結晶Mn−Znフェライト基板が用い
られる。ヘッドギャップ10は、実際に使用される記録波
長が最小0.5μｍ程度であるから、0.2〜0.3μｍ程度に
設定されている。また、上記ヘッドギャップに近接する
個所には、第８図に示すように、磁気記録媒体９が位置
しており、この磁気記録媒体９とヘッドギャップ10との
間にはスペーシング８が形成されている。
ッドと称する）の構造を示す。上側ヨーク１・５は、通
常0.5〜1.0μｍ程度の膜厚のパーマロイ膜で作製されて
おり、磁気記録媒体で発生した信号磁界をMR素子２に導
くための磁速導入を構成している。強磁性膜３・３は良
好な導電性を有する保磁力の大なる膜で、Co−Ｐ、Ni−
Co、Ni−Co−Ｐ等で作製されており、その膜厚は、1000
〜2000Åである。リード導体部４・４はAl−Cu膜で作製
されており、その膜厚は1000〜2000Åである。また、上
記MR素子２の下方には、このMR素子２にバイアス磁界を
印加するためにAl−Cuから成る導体６が配設されてい
る。下側ヨーク７は高透磁率磁性体から成り、この高透
磁率性体としては、一般に、多結晶Ni−Znフェライト基
板や、単結晶或いは多結晶Mn−Znフェライト基板が用い
られる。ヘッドギャップ10は、実際に使用される記録波
長が最小0.5μｍ程度であるから、0.2〜0.3μｍ程度に
設定されている。また、上記ヘッドギャップに近接する
個所には、第８図に示すように、磁気記録媒体９が位置
しており、この磁気記録媒体９とヘッドギャップ10との
間にはスペーシング８が形成されている。
上記の如く構成されたYMRヘッドにおいて、MR素子２
における磁化容易軸の方向は、MR素子２を作製する際に
MR素子２の長手方向に設定されている。また、上記磁気
記録媒体９より発生する信号磁界の検出は、MR素子２の
長手方向にセンス電流を流し、かかるMR素子２の両端発
生する電圧の変化を取り出すことにより行っている。ま
た導体６に電流を流すことによって所望のバイアス磁界
を発生させ、これをMR素子２に印加し、MR素子２の動作
点を線型性の良い点に移動させている。さらに、上記強
磁性膜３・３とMR素子２とを強磁性交換結合させてMR素
子２の長手方向に弱磁界を印加している。そして、この
弱磁界によってMR素子２を単磁区状態とし、MR素子２内
部の磁化が不連続変化するのを防止して、バルクハウゼ
ンノイズの発生を抑制している。
における磁化容易軸の方向は、MR素子２を作製する際に
MR素子２の長手方向に設定されている。また、上記磁気
記録媒体９より発生する信号磁界の検出は、MR素子２の
長手方向にセンス電流を流し、かかるMR素子２の両端発
生する電圧の変化を取り出すことにより行っている。ま
た導体６に電流を流すことによって所望のバイアス磁界
を発生させ、これをMR素子２に印加し、MR素子２の動作
点を線型性の良い点に移動させている。さらに、上記強
磁性膜３・３とMR素子２とを強磁性交換結合させてMR素
子２の長手方向に弱磁界を印加している。そして、この
弱磁界によってMR素子２を単磁区状態とし、MR素子２内
部の磁化が不連続変化するのを防止して、バルクハウゼ
ンノイズの発生を抑制している。
ところが、一般にMR素子２の磁気容易軸の向きは、MR
素子２の全領域で全て同じ方向に向いているというわけ
ではない。これは、MR素子２を作製する際、或いは、上
記ヘッドギャップ10や上側ヨーク１・５を形成する際は
磁化容易軸の角度分散を生じがちとなるため、MR素子２
内の各領域で磁化容易軸の向きには、一定の分布が形成
されてしまうからである。また、この分布を無くす事は
困難である。このように、MR素子２上の各点ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅにおける磁化容易軸の向きが、第９図に示す
ように、矢印の方向を向いていたとし、かつ、強磁性
膜３によるMR素子２の長手方向の弱磁界が紙面左から右
に、即ち、矢印→の方向に向いていたとすると、各点
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅにおけるMR素子２のストライ幅方向
の磁化曲線は、各々第10図（ａ）〜（ｅ）によって表さ
れる。また、このようなMR素子２の再生出力に対応する
ΔR/R曲線は、同図（ｆ）に示すように、MR素子２上の
磁化を不連続な変化に応答して、ΔR/R曲線の一部に不
連続なとびを生じ、磁化スイッチングに起因するバルク
ハウゼンノイズを発生させることになる。しかも、MR素
子２を作製する際に、上記磁化容易軸の向きを、長手方
向に設定した場合、MR素子２内の磁化容易軸の向きの分
布は、長手方向に対して正負両方向に分布することにな
る。従って、ΔR/R曲線の横軸、即ち、信号磁界に相当
する磁界Haの正負両側に不連続なとびが発生することに
なり、バイアス磁界によって線型性の良い点にMR素子２
の動作点を移動させる際に、かかる動作点を正側負側い
ずれの磁界方向に移動させても磁化スイッチングに起因
するバルクハウゼンノイズを誘発してしまうという問題
を招来していた。
素子２の全領域で全て同じ方向に向いているというわけ
ではない。これは、MR素子２を作製する際、或いは、上
記ヘッドギャップ10や上側ヨーク１・５を形成する際は
磁化容易軸の角度分散を生じがちとなるため、MR素子２
内の各領域で磁化容易軸の向きには、一定の分布が形成
されてしまうからである。また、この分布を無くす事は
困難である。このように、MR素子２上の各点ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅにおける磁化容易軸の向きが、第９図に示す
ように、矢印の方向を向いていたとし、かつ、強磁性
膜３によるMR素子２の長手方向の弱磁界が紙面左から右
に、即ち、矢印→の方向に向いていたとすると、各点
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅにおけるMR素子２のストライ幅方向
の磁化曲線は、各々第10図（ａ）〜（ｅ）によって表さ
れる。また、このようなMR素子２の再生出力に対応する
ΔR/R曲線は、同図（ｆ）に示すように、MR素子２上の
磁化を不連続な変化に応答して、ΔR/R曲線の一部に不
連続なとびを生じ、磁化スイッチングに起因するバルク
ハウゼンノイズを発生させることになる。しかも、MR素
子２を作製する際に、上記磁化容易軸の向きを、長手方
向に設定した場合、MR素子２内の磁化容易軸の向きの分
布は、長手方向に対して正負両方向に分布することにな
る。従って、ΔR/R曲線の横軸、即ち、信号磁界に相当
する磁界Haの正負両側に不連続なとびが発生することに
なり、バイアス磁界によって線型性の良い点にMR素子２
の動作点を移動させる際に、かかる動作点を正側負側い
ずれの磁界方向に移動させても磁化スイッチングに起因
するバルクハウゼンノイズを誘発してしまうという問題
を招来していた。
本発明の薄膜磁気ヘッドは、磁気記録媒体において発
生した信号磁界を抵抗変化として検出する磁気抵抗効果
素子と、該磁気抵抗効果素子の長手方向に所望の弱磁界
を印加する直流磁界印加手段と、上記磁気抵抗効果素子
のストライプ幅方向に所望のバイアス磁界を印加するバ
イアス磁界印加手段とを備えた薄膜磁気ヘッドにおい
て、上記磁気抵抗効果素子は、上記直流磁界効果素子の
長手方向に対して20゜〜40゜傾けられていることを特徴
としている。
生した信号磁界を抵抗変化として検出する磁気抵抗効果
素子と、該磁気抵抗効果素子の長手方向に所望の弱磁界
を印加する直流磁界印加手段と、上記磁気抵抗効果素子
のストライプ幅方向に所望のバイアス磁界を印加するバ
イアス磁界印加手段とを備えた薄膜磁気ヘッドにおい
て、上記磁気抵抗効果素子は、上記直流磁界効果素子の
長手方向に対して20゜〜40゜傾けられていることを特徴
としている。
上記の構成によれば、上記磁気抵抗効果素子は、上記
直流磁界印加手段により単磁区化されているので、磁壁
が存在しない。これにより、磁壁移動に伴うバルブハウ
ゼンノイズの発生を抑制することができる。
直流磁界印加手段により単磁区化されているので、磁壁
が存在しない。これにより、磁壁移動に伴うバルブハウ
ゼンノイズの発生を抑制することができる。
また、上記磁気抵抗効果素子における磁化容易軸が磁
気抵抗効果素子の長手方向に対して20゜〜40゜傾けられ
ていることで、信号磁界に相当する磁界における正側負
側何れか一方の側に不連続なとびの発生地点を移動させ
ることができる。従って、バイアス磁界によって線形性
の良い点に磁気抵抗効果素子素子の動作点を移動させる
際に、上記磁界における上記不連続なとびのない側にか
かる動作点を移動させれば、バイアス磁界と同一方向の
磁界領域において発生する磁化スイッチングを防止する
ことが可能となる。よって、この磁化スイッチングに起
因するバルクハウゼンノイズの発生を回避することが可
能となる。
気抵抗効果素子の長手方向に対して20゜〜40゜傾けられ
ていることで、信号磁界に相当する磁界における正側負
側何れか一方の側に不連続なとびの発生地点を移動させ
ることができる。従って、バイアス磁界によって線形性
の良い点に磁気抵抗効果素子素子の動作点を移動させる
際に、上記磁界における上記不連続なとびのない側にか
かる動作点を移動させれば、バイアス磁界と同一方向の
磁界領域において発生する磁化スイッチングを防止する
ことが可能となる。よって、この磁化スイッチングに起
因するバルクハウゼンノイズの発生を回避することが可
能となる。
以上のことから、磁気抵抗効果素子における、磁壁移
動に伴うバルクハウゼンノイズの発生の抑制と、磁化ス
イッチングに起因するバルクハウゼンノイズの発生の回
避とが可能となり、薄膜磁気ヘッドにおける再生出力信
号の高品質化を可能にしている。
動に伴うバルクハウゼンノイズの発生の抑制と、磁化ス
イッチングに起因するバルクハウゼンノイズの発生の回
避とが可能となり、薄膜磁気ヘッドにおける再生出力信
号の高品質化を可能にしている。
本発明の一実施例を第１図乃至第８図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、第７
図及び第８図を再び用いることとし、また、第１図にお
ける部材の符号を第７図、第８図に対応させている。
すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、第７
図及び第８図を再び用いることとし、また、第１図にお
ける部材の符号を第７図、第８図に対応させている。
本発明に係るヨーク型薄膜磁気ヘッド（以下YMRヘッ
ドと称する）は、第７図及び第８図に示すように、磁気
記録媒体９において発生した信号磁界を抵抗変化として
検出する磁気抵抗効果素子（以下MR素子と称する）２
と、ヘッドギャップ10から上記MR素子２へ信号磁束を導
く上側ヨーク１・５と、上記MR素子２を単磁区化するた
めにMR素子２の長手方向に所望に弱磁界を印加する直流
磁界印加手段としての強磁正膜３・３と、上記MR素子２
のストライプ幅方向に所望のバイアス磁界を印加する導
体６とを備えている。かかるYMRヘッドにおいて、そのM
R素子２における磁化容易軸の方向は、第１図に示すよ
うに、MR素子２の長手方向に対して時計回り30゜傾けら
れている。
ドと称する）は、第７図及び第８図に示すように、磁気
記録媒体９において発生した信号磁界を抵抗変化として
検出する磁気抵抗効果素子（以下MR素子と称する）２
と、ヘッドギャップ10から上記MR素子２へ信号磁束を導
く上側ヨーク１・５と、上記MR素子２を単磁区化するた
めにMR素子２の長手方向に所望に弱磁界を印加する直流
磁界印加手段としての強磁正膜３・３と、上記MR素子２
のストライプ幅方向に所望のバイアス磁界を印加する導
体６とを備えている。かかるYMRヘッドにおいて、そのM
R素子２における磁化容易軸の方向は、第１図に示すよ
うに、MR素子２の長手方向に対して時計回り30゜傾けら
れている。
上記の構成において、MR素子２には、上記強磁性膜３
・３により、→矢印で示す方向、即ち、紙面左から右へ
の方向の弱磁界が印加されている。また、上記MR素子２
における磁化容易軸の方向は、MR素子２の各部分につい
てみると設定された磁化容易軸の向きに対して正負両側
に略同程度の角度分散が生じている。ここで、この角度
分散による局所的な磁化容易軸に傾き角度が最大で±30
゜程度あるとすると、磁化容易軸の向きは、MR素子２の
全領域においては、その長手方向に対して０〜60゜の範
囲で分布する。例えば、MR素子２上のａ点では、磁気容
易軸は当長手方向に対して60゜程度傾き、ｅ点ではほと
んど長手方向と同方向を向いている。従って、磁化容易
軸の向きが長手方向に対して反時計回りに傾いている領
域は、この場合存在していない。このこきのａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅの各点でのMR素子ストライプ幅方向の磁化曲
線は、各々第２図（ａ）〜（ｅ）で示すようになり、Δ
R/R曲線は、同図（ｆ）に示すように、磁界Haの負側に
おいてのみ曲線の一部に不連続のとびを生じる。従っ
て、MR素子２の動作点をバイアス磁界によって線形性の
良い点へ移動させる際に、上記磁界Haの正側へかかる動
作点を移動させれば、YMRヘッドが信号磁界を再生する
場合に磁化スイッチングに起因するバルクハウゼンノイ
ズの発生を回避することができる。尚、MR素子２の作製
時において、その磁化容易軸の向きを、第１図に示すも
のとは反対に反時計回りに30゜傾け、他の条件は同じで
あったとしてすると、ΔR/R曲線において磁界Haの正側
で不連続なとびが生じ、第２図（ｆ）とは磁界Haの正
側、負側において逆の結果となる。この場合には、MR素
子２の動作点を磁界Haの負側へ移動させるようにバイア
ス磁界を印加すれば、その再生出力信号中磁化スイッチ
ングに起因するバルクハウゼンノイズが含まれることは
なくなる。
・３により、→矢印で示す方向、即ち、紙面左から右へ
の方向の弱磁界が印加されている。また、上記MR素子２
における磁化容易軸の方向は、MR素子２の各部分につい
てみると設定された磁化容易軸の向きに対して正負両側
に略同程度の角度分散が生じている。ここで、この角度
分散による局所的な磁化容易軸に傾き角度が最大で±30
゜程度あるとすると、磁化容易軸の向きは、MR素子２の
全領域においては、その長手方向に対して０〜60゜の範
囲で分布する。例えば、MR素子２上のａ点では、磁気容
易軸は当長手方向に対して60゜程度傾き、ｅ点ではほと
んど長手方向と同方向を向いている。従って、磁化容易
軸の向きが長手方向に対して反時計回りに傾いている領
域は、この場合存在していない。このこきのａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅの各点でのMR素子ストライプ幅方向の磁化曲
線は、各々第２図（ａ）〜（ｅ）で示すようになり、Δ
R/R曲線は、同図（ｆ）に示すように、磁界Haの負側に
おいてのみ曲線の一部に不連続のとびを生じる。従っ
て、MR素子２の動作点をバイアス磁界によって線形性の
良い点へ移動させる際に、上記磁界Haの正側へかかる動
作点を移動させれば、YMRヘッドが信号磁界を再生する
場合に磁化スイッチングに起因するバルクハウゼンノイ
ズの発生を回避することができる。尚、MR素子２の作製
時において、その磁化容易軸の向きを、第１図に示すも
のとは反対に反時計回りに30゜傾け、他の条件は同じで
あったとしてすると、ΔR/R曲線において磁界Haの正側
で不連続なとびが生じ、第２図（ｆ）とは磁界Haの正
側、負側において逆の結果となる。この場合には、MR素
子２の動作点を磁界Haの負側へ移動させるようにバイア
ス磁界を印加すれば、その再生出力信号中磁化スイッチ
ングに起因するバルクハウゼンノイズが含まれることは
なくなる。
以上のことから、MR素子２における磁壁移動に伴うバ
ルクハウゼンノイズの発生と、磁化スイッチングに起因
するバルクハウゼンノイズの発生とを回避することが可
能となり、ヨーク型薄膜磁気ヘッドにおける再生出力信
号の高品質化を可能にしている。
ルクハウゼンノイズの発生と、磁化スイッチングに起因
するバルクハウゼンノイズの発生とを回避することが可
能となり、ヨーク型薄膜磁気ヘッドにおける再生出力信
号の高品質化を可能にしている。
次に、MR素子２の作製時における磁化容易軸の長手方
向に対する傾き角（以下、異方正傾き角と称する）の決
定要領を以下に説明する。
向に対する傾き角（以下、異方正傾き角と称する）の決
定要領を以下に説明する。
YMRヘッドにおけるMR素子２は信号磁界に対して、上
側ヨーク１・５及び下側ヨーク７の磁気的結合のため反
磁界の小さい状態で対応している。また、保磁力の大な
る強磁性膜３によりMR素子２に印加される弱磁界のた
め、MR素子２は単磁区状態である。これらの点から第３
点に示されるような簡単な単磁区モデルにより、異方性
傾き角の適当な値を見積ることができる。第３図におい
てθは異方性傾き角、HEは強磁性膜３によってMR素子２
に印加される弱磁界、MSはMR素子２の飽和磁化、Haは信
号磁界に相当する外部磁界である。ここで、試作したMR
素子２の特性に基づき、MS＝796［emu/cc］、HK＝4.0
［Oe］（HkはMR素子２に付与された一軸異方性の大きさ
を示異方性磁界）として、或る適当な値HEについて磁化
MSの異方性エネルギー、磁化MSとHEとの静磁エネルギ
ー、及び、磁化MSとHaとの静磁エネルギーの和が最小に
なるよう磁化MSの磁化容易軸に対する回転角ψを計算
し、ΔR/R曲線を求めると、第４図乃至第６図のよう
に、異方性傾き角Θの値によって３種類のΔR/R曲線が
得られる。第４図のΔR/R曲線は磁化のスイッチングは
発生しておらず、非対称のみが現れた場合、第５図のΔ
R/R曲線は外部磁界Haの片側でのみ磁化のスイッチング
が発生している場合、第６図のΔR/R曲線は外部磁界Ha
の両側で磁化のスイッチングが発生している場合を示し
ている。第６図示されているような磁化のスイッチング
は、第10図（ｆ）に示されているような磁化スイッチン
グに起因するバルクハウゼンノイズと異なり、外部磁界
Haのを正負何れかの側だけ印加した場合には、磁化スイ
ッチングは発生しない。従って、磁化スイッチングに起
因するバルクハウゼンノイズの原因となる磁化スイッチ
ングは、第５図に示されるような場合である。そして、
この第５図のΔR/R曲線を与える異方性傾き角Θの範囲
（最小傾き角Θ1,最大傾き角Θ２）についてHEの値を0.
5〜2.0［Oe］まで変えて求めたものを第１表に示す。こ
の場合、最小傾き角Θ１および最大傾き角Θ２が正負い
ずれの値であっても同じ結果となる。なお、時計回りの
角度を正側とし、反時計回りの角度を負側としている。
側ヨーク１・５及び下側ヨーク７の磁気的結合のため反
磁界の小さい状態で対応している。また、保磁力の大な
る強磁性膜３によりMR素子２に印加される弱磁界のた
め、MR素子２は単磁区状態である。これらの点から第３
点に示されるような簡単な単磁区モデルにより、異方性
傾き角の適当な値を見積ることができる。第３図におい
てθは異方性傾き角、HEは強磁性膜３によってMR素子２
に印加される弱磁界、MSはMR素子２の飽和磁化、Haは信
号磁界に相当する外部磁界である。ここで、試作したMR
素子２の特性に基づき、MS＝796［emu/cc］、HK＝4.0
［Oe］（HkはMR素子２に付与された一軸異方性の大きさ
を示異方性磁界）として、或る適当な値HEについて磁化
MSの異方性エネルギー、磁化MSとHEとの静磁エネルギ
ー、及び、磁化MSとHaとの静磁エネルギーの和が最小に
なるよう磁化MSの磁化容易軸に対する回転角ψを計算
し、ΔR/R曲線を求めると、第４図乃至第６図のよう
に、異方性傾き角Θの値によって３種類のΔR/R曲線が
得られる。第４図のΔR/R曲線は磁化のスイッチングは
発生しておらず、非対称のみが現れた場合、第５図のΔ
R/R曲線は外部磁界Haの片側でのみ磁化のスイッチング
が発生している場合、第６図のΔR/R曲線は外部磁界Ha
の両側で磁化のスイッチングが発生している場合を示し
ている。第６図示されているような磁化のスイッチング
は、第10図（ｆ）に示されているような磁化スイッチン
グに起因するバルクハウゼンノイズと異なり、外部磁界
Haのを正負何れかの側だけ印加した場合には、磁化スイ
ッチングは発生しない。従って、磁化スイッチングに起
因するバルクハウゼンノイズの原因となる磁化スイッチ
ングは、第５図に示されるような場合である。そして、
この第５図のΔR/R曲線を与える異方性傾き角Θの範囲
（最小傾き角Θ1,最大傾き角Θ２）についてHEの値を0.
5〜2.0［Oe］まで変えて求めたものを第１表に示す。こ
の場合、最小傾き角Θ１および最大傾き角Θ２が正負い
ずれの値であっても同じ結果となる。なお、時計回りの
角度を正側とし、反時計回りの角度を負側としている。
ところで、MR素子２の角度分散は、形成される下地の
面粗度に大きく影響される。例えば、面粗度10Å程度の
ガラス基板上のMR素子の角度分散による局所的な磁化容
易軸の傾き角は、最大±20゜程度であるが、YMRヘッド
に形成されるMR素子の下地の面粗度は20Å程度以上あ
り、このときのMR素子２の角度分散による局所的な磁化
容易軸の傾き角は、最大±40゜程度になることがある。
このような場合においても、第２図（ｆ）に示すよう
に、磁化のスイッチングが信号磁界に相当する磁界Haの
正負いずれかの側にのみ発生するようにしなければなら
ない。ここで、強磁性膜３によってMR素子２に弱磁界が
印加され、MR素子２が単磁区状態であるとすると、MR素
子２の異方性傾き角Θをほぼ40゜に設定すれば、角度分
散による磁化スイッチングに起因するバルクハウゼンノ
イズを回避することができる。すなわち、MR素子２の角
度分散による局所的に磁化容易軸の傾き角が最大で±40
゜の場合、異方性傾き角Θをほぼ40゜に設定すると、MR
素子２上の磁化容易軸は０゜〜80゜の範囲に渡って分布
することなり、反時計回りに傾いている領域がこの場
合、存在しないことになるからである。
面粗度に大きく影響される。例えば、面粗度10Å程度の
ガラス基板上のMR素子の角度分散による局所的な磁化容
易軸の傾き角は、最大±20゜程度であるが、YMRヘッド
に形成されるMR素子の下地の面粗度は20Å程度以上あ
り、このときのMR素子２の角度分散による局所的な磁化
容易軸の傾き角は、最大±40゜程度になることがある。
このような場合においても、第２図（ｆ）に示すよう
に、磁化のスイッチングが信号磁界に相当する磁界Haの
正負いずれかの側にのみ発生するようにしなければなら
ない。ここで、強磁性膜３によってMR素子２に弱磁界が
印加され、MR素子２が単磁区状態であるとすると、MR素
子２の異方性傾き角Θをほぼ40゜に設定すれば、角度分
散による磁化スイッチングに起因するバルクハウゼンノ
イズを回避することができる。すなわち、MR素子２の角
度分散による局所的に磁化容易軸の傾き角が最大で±40
゜の場合、異方性傾き角Θをほぼ40゜に設定すると、MR
素子２上の磁化容易軸は０゜〜80゜の範囲に渡って分布
することなり、反時計回りに傾いている領域がこの場
合、存在しないことになるからである。
ところで、上記MR素子２の異方性傾き角Θを50゜に設
定した場合について述べると、この場合、角度分散によ
る局所的な磁化容易軸の傾き角が最大で±40゜であれ
ば、MR素子２上の磁化容易軸は10゜〜90゜の範囲に渡っ
て分布することになり、この場合も上述と同様に磁化ス
イッチング起因するバルクハウゼンノイズを回避するこ
とができる。しかしながら、このように異方性傾き角Θ
を50゜に設定すると、MR素子の透磁率を低下させて再生
感度の低下を招くことになる。また、MR素子２の異方性
傾き角Θを60゜に設定した場合、MR素子２上の磁化容易
軸は20゜〜100゜の範囲に渡って分布し、再生感度をさ
らに低下させてしまうことになる。その上、磁化容易軸
の向きが90゜を越える領域では、MR素子２上に磁壁を発
生させ、信号磁界の印加による不可逆的な磁壁移動によ
って、バルクハイゼンノイズを生じる可能性がある。こ
れらのことから、異方性傾き角Θの上限はほぼ40゜とな
る。
定した場合について述べると、この場合、角度分散によ
る局所的な磁化容易軸の傾き角が最大で±40゜であれ
ば、MR素子２上の磁化容易軸は10゜〜90゜の範囲に渡っ
て分布することになり、この場合も上述と同様に磁化ス
イッチング起因するバルクハウゼンノイズを回避するこ
とができる。しかしながら、このように異方性傾き角Θ
を50゜に設定すると、MR素子の透磁率を低下させて再生
感度の低下を招くことになる。また、MR素子２の異方性
傾き角Θを60゜に設定した場合、MR素子２上の磁化容易
軸は20゜〜100゜の範囲に渡って分布し、再生感度をさ
らに低下させてしまうことになる。その上、磁化容易軸
の向きが90゜を越える領域では、MR素子２上に磁壁を発
生させ、信号磁界の印加による不可逆的な磁壁移動によ
って、バルクハイゼンノイズを生じる可能性がある。こ
れらのことから、異方性傾き角Θの上限はほぼ40゜とな
る。
また、HE＝1.0［Oe］とし、MR素子２の角度分散によ
る局所的な磁化容易軸の傾き角の最大は±40゜で変わら
ないとし、MR素子２の異方性傾き角Θをほぼ30゜に設定
した場合でも、角度分散による磁化スイッチングに起因
するバルクハウゼンノイズを回避することができる。す
なわち、上述のように、異方性傾き角Θをほぼ30゜とす
ると磁化容易軸は−10゜〜70゜の範囲で分布し、−10゜
〜０゜の範囲で反時計回りに傾いている領域が存在する
ことになるが、信号磁界に相当する磁界Haの正負いずれ
かの側でのみ磁化のスイッチングが発生するのは、第１
表により、MR素子２の磁化容易軸がほぼ14.5゜〜15゜だ
け正または負側に傾いた場合であるから、上記のごとく
−10゜〜０゜の範囲で反時計回りに傾いている領域でも
磁化のスイッチングは発生しないことになる。これによ
り、信号磁界に相当する磁界Haを印加した場合、磁化ス
イッチングに起因するバルクハウゼンノイズの原因とな
るスイッチングはHaの正側では発生しない。それで、MR
素子の動作点を正側に設定すれば、磁化スイッチングに
起因するバルクハウゼンノイズを回避できることにな
る。また、異方性傾き角Θを−30゜に設定したのであれ
ば、MR素子２の動作点を負側に設定すればよい。
る局所的な磁化容易軸の傾き角の最大は±40゜で変わら
ないとし、MR素子２の異方性傾き角Θをほぼ30゜に設定
した場合でも、角度分散による磁化スイッチングに起因
するバルクハウゼンノイズを回避することができる。す
なわち、上述のように、異方性傾き角Θをほぼ30゜とす
ると磁化容易軸は−10゜〜70゜の範囲で分布し、−10゜
〜０゜の範囲で反時計回りに傾いている領域が存在する
ことになるが、信号磁界に相当する磁界Haの正負いずれ
かの側でのみ磁化のスイッチングが発生するのは、第１
表により、MR素子２の磁化容易軸がほぼ14.5゜〜15゜だ
け正または負側に傾いた場合であるから、上記のごとく
−10゜〜０゜の範囲で反時計回りに傾いている領域でも
磁化のスイッチングは発生しないことになる。これによ
り、信号磁界に相当する磁界Haを印加した場合、磁化ス
イッチングに起因するバルクハウゼンノイズの原因とな
るスイッチングはHaの正側では発生しない。それで、MR
素子の動作点を正側に設定すれば、磁化スイッチングに
起因するバルクハウゼンノイズを回避できることにな
る。また、異方性傾き角Θを−30゜に設定したのであれ
ば、MR素子２の動作点を負側に設定すればよい。
また、HE＝1.5［Oe］とし、MR素子２の角度分散によ
る局所的な磁化容易軸の傾き角は最大±40゜で変わらな
いとすると、MR素子２の異平性傾き角Θをほぼ設定すれ
ば、角度分散による磁化スイッチングに起因するバルク
ハウゼンノイズを回避することができる。これは、第１
表に示すように、HE＝1.5［Oe］のときのΘ１がほぼ22
゜であることにより導かれる。しかしながら、HE＝1.5
［Oe］という値は、かなり大きなものであり、MR素子２
の全領域に渡ってこの値の磁界を印加することは相当に
困難であり、また、たとえ、この値を実際のYMRヘッド
で実現できたとしても、MR素子２のHKが４〜５［Oe］で
あることにより大幅は出力低下を招くことになる。この
ため、MR素子２の角度分散による局所的な磁化容易軸の
傾き角が最大±40゜程度である場合の異方性傾き角Θは
ほぼ30゜程度以上に設定することが実現的である。
る局所的な磁化容易軸の傾き角は最大±40゜で変わらな
いとすると、MR素子２の異平性傾き角Θをほぼ設定すれ
ば、角度分散による磁化スイッチングに起因するバルク
ハウゼンノイズを回避することができる。これは、第１
表に示すように、HE＝1.5［Oe］のときのΘ１がほぼ22
゜であることにより導かれる。しかしながら、HE＝1.5
［Oe］という値は、かなり大きなものであり、MR素子２
の全領域に渡ってこの値の磁界を印加することは相当に
困難であり、また、たとえ、この値を実際のYMRヘッド
で実現できたとしても、MR素子２のHKが４〜５［Oe］で
あることにより大幅は出力低下を招くことになる。この
ため、MR素子２の角度分散による局所的な磁化容易軸の
傾き角が最大±40゜程度である場合の異方性傾き角Θは
ほぼ30゜程度以上に設定することが実現的である。
一方、MR素子２の角度分散による局所的な磁化容易軸
の傾き角を最大±30゜程度に押さえることは可能である
から、この場合には、異方性傾き角Θは、上記の理由に
よれば、ほぼ20゜で良いことになる。しかし、磁化容易
軸の傾き角を最大負±40゜程度に抑えたMR素子２に比べ
ると、製作の条件などで不利を伴うことは避けられな
い。従って、MR素子２の角度分散による局所的な磁化容
易軸の傾き角を最大±30゜程度に押さえて異方性傾き角
Θを20゜とするか、異方性傾き角Θを30゜以上としてMR
素子２の角度分散の条件を緩くするかは、製作上の条件
や製作コストなどとの兼ね合いで決定することになる。
このように、MR素子２の角度分散の大きさと異方性傾き
角Θの値との間に不可分の関係があり、また、以上述べ
た理由により、MR素子２の異方性傾き角Θは20゜〜40゜
の範囲に設定するこが適当である。
の傾き角を最大±30゜程度に押さえることは可能である
から、この場合には、異方性傾き角Θは、上記の理由に
よれば、ほぼ20゜で良いことになる。しかし、磁化容易
軸の傾き角を最大負±40゜程度に抑えたMR素子２に比べ
ると、製作の条件などで不利を伴うことは避けられな
い。従って、MR素子２の角度分散による局所的な磁化容
易軸の傾き角を最大±30゜程度に押さえて異方性傾き角
Θを20゜とするか、異方性傾き角Θを30゜以上としてMR
素子２の角度分散の条件を緩くするかは、製作上の条件
や製作コストなどとの兼ね合いで決定することになる。
このように、MR素子２の角度分散の大きさと異方性傾き
角Θの値との間に不可分の関係があり、また、以上述べ
た理由により、MR素子２の異方性傾き角Θは20゜〜40゜
の範囲に設定するこが適当である。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、以上のように、磁気
記録媒体において発生した信号磁界を抵抗変化として検
出する磁気抵抗効果素子と、該磁気抵抗効果素子の長手
方向に所望の弱磁界を印加する直流磁界印加手段と、上
記磁気抵抗効果素子ストライプ幅方向に所望するバイア
ス磁界を印加するバイアス磁界印加手段とを備えた薄膜
磁気ヘッドにおいて、上記磁気抵抗効果素子は、上記直
流磁界印加手段により単磁区化されるとともに、その磁
化容易軸が磁気抵抗効果素子の長手方向に対して20゜〜
40゜傾けられている構成である。
記録媒体において発生した信号磁界を抵抗変化として検
出する磁気抵抗効果素子と、該磁気抵抗効果素子の長手
方向に所望の弱磁界を印加する直流磁界印加手段と、上
記磁気抵抗効果素子ストライプ幅方向に所望するバイア
ス磁界を印加するバイアス磁界印加手段とを備えた薄膜
磁気ヘッドにおいて、上記磁気抵抗効果素子は、上記直
流磁界印加手段により単磁区化されるとともに、その磁
化容易軸が磁気抵抗効果素子の長手方向に対して20゜〜
40゜傾けられている構成である。
これにより、磁気抵抗効果素子内部に磁壁が存在しな
いので、磁壁移動を伴うバルクハウゼンノイズの発生を
抑制することができる。また、信号磁界に相当する磁界
における正側負側何れか一方の側に不連続にとびの発生
地点を移動させることができる。従って、バイアス磁界
によって線形性の良い点に磁気抵抗効果素子の動作点を
移動させる際に、上記磁界における上記不連続なとびの
ない側にかかる動作点を移動させれば、バイアス磁界と
同一方向の磁気領域において発生する磁化スイッチング
を防止することが可能となり、この磁化スイッチングに
起因するバルクハウゼンノイズの発生を回避することが
できる。
いので、磁壁移動を伴うバルクハウゼンノイズの発生を
抑制することができる。また、信号磁界に相当する磁界
における正側負側何れか一方の側に不連続にとびの発生
地点を移動させることができる。従って、バイアス磁界
によって線形性の良い点に磁気抵抗効果素子の動作点を
移動させる際に、上記磁界における上記不連続なとびの
ない側にかかる動作点を移動させれば、バイアス磁界と
同一方向の磁気領域において発生する磁化スイッチング
を防止することが可能となり、この磁化スイッチングに
起因するバルクハウゼンノイズの発生を回避することが
できる。
よって、磁気抵抗効果素子における、磁壁移動に伴う
バルクハウゼンノイズの発生と抑制と、磁化スイッチン
グに起因するバルクハウゼンノイズの発生の回避とが可
能となり、薄膜磁気ヘッドにおける再生出力信号を高品
質化できるという効果を奏する。
バルクハウゼンノイズの発生と抑制と、磁化スイッチン
グに起因するバルクハウゼンノイズの発生の回避とが可
能となり、薄膜磁気ヘッドにおける再生出力信号を高品
質化できるという効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例を示すものであって、磁気抵
抗効果素子における磁化容易軸の異方性傾き角θを30゜
に設定したときの磁化容易軸に分布等を示す説明図、第
２図（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ第１図における各点ａ
〜ｅにおける磁気抵抗効果素子のストライプ幅方向の磁
化曲線図、同図（ｆ）は磁気抵抗効果素子の再生出力に
対応するΔR/R曲線図、第３図は単磁区モデルを示す概
念図、第４図ないし、第６図はそれぞれ或る適当な値HE
において発生し得るΔR/R曲線図、第７図は一般のヨー
ク型薄膜磁気ヘッドの構造を示す斜視図、第８図は一般
のヨーク型薄膜磁気ヘッド示す平面図、第９図は従来例
を示す説明図、第10図（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ第９
図における各点ａ〜ｅにおける磁気抵抗効果素子のスト
ライプ幅方向の磁化曲線図、同図（ｆ）は磁気抵抗効果
素子の再生出力に対応するΔR/R曲線図である。 １・５は上側ヨーク、２は磁気抵抗効果素子（MR素
子）、３は強磁性膜（直流磁界印加手段）、４はリード
導体部、６は導体、７は下側ヨーク、８はスペーシン
グ、９は磁気記録媒体、10はヘッドギャップである。
抗効果素子における磁化容易軸の異方性傾き角θを30゜
に設定したときの磁化容易軸に分布等を示す説明図、第
２図（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ第１図における各点ａ
〜ｅにおける磁気抵抗効果素子のストライプ幅方向の磁
化曲線図、同図（ｆ）は磁気抵抗効果素子の再生出力に
対応するΔR/R曲線図、第３図は単磁区モデルを示す概
念図、第４図ないし、第６図はそれぞれ或る適当な値HE
において発生し得るΔR/R曲線図、第７図は一般のヨー
ク型薄膜磁気ヘッドの構造を示す斜視図、第８図は一般
のヨーク型薄膜磁気ヘッド示す平面図、第９図は従来例
を示す説明図、第10図（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ第９
図における各点ａ〜ｅにおける磁気抵抗効果素子のスト
ライプ幅方向の磁化曲線図、同図（ｆ）は磁気抵抗効果
素子の再生出力に対応するΔR/R曲線図である。 １・５は上側ヨーク、２は磁気抵抗効果素子（MR素
子）、３は強磁性膜（直流磁界印加手段）、４はリード
導体部、６は導体、７は下側ヨーク、８はスペーシン
グ、９は磁気記録媒体、10はヘッドギャップである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 5/39
Claims (1)
- 【請求項１】磁気記録媒体において発生した信号磁界を
抵抗変化として検出する磁気抵抗効果素子と、該磁気抵
抗効果素子の長手方向に所望の弱磁界を印加する直流磁
界印加手段と、上記磁気抵抗効果素子のストライプ幅方
向に所望のバイアス磁界を印加するバイアス磁界印加手
段とを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、 上記磁気抵抗効果素子は、上記直流磁界印加手段により
単磁区化されるとともに、その磁化容易軸が磁気抵抗効
果素子の長手方向に対して20゜〜40゜傾けられているこ
とを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63097484A JP2790811B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 薄膜磁気ヘッド |
| DE89303893T DE68909477T2 (de) | 1988-04-20 | 1989-04-19 | Bügelförmiger Dünnfilmmagnetkopf. |
| US07/340,755 US5021909A (en) | 1988-04-20 | 1989-04-19 | Yoke type thin-film magnetic head and method for suppressing Barkhausen noise |
| EP89303893A EP0338811B1 (en) | 1988-04-20 | 1989-04-19 | Yoke type thin-film magnetic head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63097484A JP2790811B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 薄膜磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01269218A JPH01269218A (ja) | 1989-10-26 |
| JP2790811B2 true JP2790811B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=14193547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63097484A Expired - Fee Related JP2790811B2 (ja) | 1988-04-20 | 1988-04-20 | 薄膜磁気ヘッド |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5021909A (ja) |
| EP (1) | EP0338811B1 (ja) |
| JP (1) | JP2790811B2 (ja) |
| DE (1) | DE68909477T2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5287239A (en) * | 1989-07-05 | 1994-02-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic head using high saturated magnetic flux density film and manufacturing method thereof |
| US5233492A (en) * | 1989-11-14 | 1993-08-03 | Hitachi Metals, Ltd. | Flying type composite magnetic head having Mn-Zn ferrite core |
| JP2857286B2 (ja) * | 1991-09-27 | 1999-02-17 | シャープ株式会社 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
| JP3022023B2 (ja) | 1992-04-13 | 2000-03-15 | 株式会社日立製作所 | 磁気記録再生装置 |
| US5260653A (en) * | 1992-06-03 | 1993-11-09 | Eastman Kodak Company | Thin film very high sensitivity magnetoresistive magnetometer having temperature compensation and simple domain stability |
| US5325253A (en) * | 1993-02-17 | 1994-06-28 | International Business Machines Corporation | Stabilization of magnetoresistive transducer using canted exchange bias |
| US5552589A (en) * | 1993-08-31 | 1996-09-03 | Eastman Kodak Company | Permanent magnet assembly with MR element for detection/authentication of magnetic documents |
| US5428491A (en) * | 1993-12-03 | 1995-06-27 | Eastman Kodak Company | Magnetoresistive head with deposited biasing magnet |
| WO1996007926A1 (en) * | 1994-08-28 | 1996-03-14 | Philips Electronics N.V. | Magnetic field detector device |
| JPH09260742A (ja) * | 1996-03-26 | 1997-10-03 | Sony Corp | 磁気抵抗効果素子 |
| US6005753A (en) * | 1998-05-29 | 1999-12-21 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction magnetoresistive read head with longitudinal and transverse bias |
| JP2000149201A (ja) | 1998-11-09 | 2000-05-30 | Hitachi Ltd | 磁気記憶再生装置 |
| US6447935B1 (en) | 1999-11-23 | 2002-09-10 | Read-Rite Corporation | Method and system for reducing assymetry in a spin valve having a synthetic pinned layer |
| JP4202958B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2008-12-24 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子 |
| US8146756B2 (en) * | 2007-04-18 | 2012-04-03 | Jonathan Manufacturing Corporation | Universal toolless rack mount bracket |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58192392A (ja) * | 1982-05-07 | 1983-11-09 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果型薄膜素子 |
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