JP2838942B2 - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドInfo
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- JP2838942B2 JP2838942B2 JP13497892A JP13497892A JP2838942B2 JP 2838942 B2 JP2838942 B2 JP 2838942B2 JP 13497892 A JP13497892 A JP 13497892A JP 13497892 A JP13497892 A JP 13497892A JP 2838942 B2 JP2838942 B2 JP 2838942B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気記録媒体に書き込ま
れた磁気的情報を、強磁性磁気抵抗効果を利用して読み
出す強磁性磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と略す）
を具備した磁気抵抗効果ヘッド（以下、ＭＲヘッドと略
す）関するものである。
れた磁気的情報を、強磁性磁気抵抗効果を利用して読み
出す強磁性磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と略す）
を具備した磁気抵抗効果ヘッド（以下、ＭＲヘッドと略
す）関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のごとく、ＭＲ素子は高い出力が得
られ、出力が素子と記録媒体との相対速度に依存しない
ため、小型高密度の磁気記録装置の再生用ヘッドへの応
用が期待されている。しかし、ＭＲ素子を磁気記録の信
号再生用ヘッドとして実用化するためには、２つの基本
的な要請を満足する必要がある。
られ、出力が素子と記録媒体との相対速度に依存しない
ため、小型高密度の磁気記録装置の再生用ヘッドへの応
用が期待されている。しかし、ＭＲ素子を磁気記録の信
号再生用ヘッドとして実用化するためには、２つの基本
的な要請を満足する必要がある。
【０００３】まず第１点は、ＭＲ素子を磁気記憶媒体に
書き込まれた磁気的情報に対して線形応答させることで
ある。このため、ＭＲヘッドはＭＲ素子に流すセンス電
流ＩとＭＲ素子の磁化Ｍの成す角度θ（以下、バイアス
角度と呼ぶ）を所定の値（望ましくは４５度）に設定す
るようセンス電流と直交する方向にバイアス磁界を加え
る必要がある（以下横方向バイアス磁界と呼ぶ）。上述
のバイアス手段としては種々の方法が開示されている。
米国特許第３８６４７５１号に軟磁性バイアス補助層と
ＭＲ素子が絶縁層を挟んで積層された構造が開示されて
いる。この例においては、ＭＲ素子にセンス電流を供給
して軟磁性バイアス補助層を磁化するとともに、軟磁性
バイアス補助層が発生する磁界でＭＲ素子に横方向バイ
アス磁界を印加する方法が示されている。
書き込まれた磁気的情報に対して線形応答させることで
ある。このため、ＭＲヘッドはＭＲ素子に流すセンス電
流ＩとＭＲ素子の磁化Ｍの成す角度θ（以下、バイアス
角度と呼ぶ）を所定の値（望ましくは４５度）に設定す
るようセンス電流と直交する方向にバイアス磁界を加え
る必要がある（以下横方向バイアス磁界と呼ぶ）。上述
のバイアス手段としては種々の方法が開示されている。
米国特許第３８６４７５１号に軟磁性バイアス補助層と
ＭＲ素子が絶縁層を挟んで積層された構造が開示されて
いる。この例においては、ＭＲ素子にセンス電流を供給
して軟磁性バイアス補助層を磁化するとともに、軟磁性
バイアス補助層が発生する磁界でＭＲ素子に横方向バイ
アス磁界を印加する方法が示されている。
【０００４】また、他のバイアス手段として実開昭６０
−１５９５１８号公報には、非晶質軟磁性バイアス補助
層とＭＲ素子が非磁性導体層を挟んで積層された構造が
開示されている。この構成では、非晶質軟磁性バイアス
補助層の比抵抗がＭＲ素子の比抵抗に比較して著しく高
いので、センス電流の大部分がＭＲ素子を流れ、実効的
に非晶質軟磁性バイアス補助層とＭＲ素子が絶縁されて
いる構成と同等のバイアス効果が得られる。更に、この
バイアス方法では、非晶質軟磁性バイアス補助層とＭＲ
素子の絶縁を保つ必要がないため、非磁性導体層の膜厚
を薄くした、コンパクトなＭＲヘッドが形成される。
−１５９５１８号公報には、非晶質軟磁性バイアス補助
層とＭＲ素子が非磁性導体層を挟んで積層された構造が
開示されている。この構成では、非晶質軟磁性バイアス
補助層の比抵抗がＭＲ素子の比抵抗に比較して著しく高
いので、センス電流の大部分がＭＲ素子を流れ、実効的
に非晶質軟磁性バイアス補助層とＭＲ素子が絶縁されて
いる構成と同等のバイアス効果が得られる。更に、この
バイアス方法では、非晶質軟磁性バイアス補助層とＭＲ
素子の絶縁を保つ必要がないため、非磁性導体層の膜厚
を薄くした、コンパクトなＭＲヘッドが形成される。
【０００５】次に第２点は、再生信号のノイズの主因と
なり、再生信号の再現性を低下させるバルクハウゼンノ
イズを抑制することである。バルクハウゼンノイズの原
因は、ＭＲ素子端部での反磁界によって生じる磁壁の移
動であると考えられる。このため、ＭＲ素子部を単磁区
化して磁壁をなくす方法が数多く提案されている。特開
昭６２−４０６１０号公報には、ＭＲ素子の両端に反強
磁性材料を置いて反強磁性材料の交換交互作用によって
センス電流方向にバイアス磁界（以下縦方向バイアス磁
界と呼ぶ）を加える構造が開示されている（前記公報の
第２図）。
なり、再生信号の再現性を低下させるバルクハウゼンノ
イズを抑制することである。バルクハウゼンノイズの原
因は、ＭＲ素子端部での反磁界によって生じる磁壁の移
動であると考えられる。このため、ＭＲ素子部を単磁区
化して磁壁をなくす方法が数多く提案されている。特開
昭６２−４０６１０号公報には、ＭＲ素子の両端に反強
磁性材料を置いて反強磁性材料の交換交互作用によって
センス電流方向にバイアス磁界（以下縦方向バイアス磁
界と呼ぶ）を加える構造が開示されている（前記公報の
第２図）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような交
換力によるバイアスを用いる場合には、その設置位置が
ヘッドの特性に大きな影響を与える。即ち、反強磁性層
がＭＲ素子の磁界検知部分に近過ぎると、反強磁性層の
大きな異方性磁界によってＭＲ素子の応答性が低下する
といった問題点があった。また、反強磁性層が磁界検知
部分から遠すぎると、縦方向バイアスの効果が低下して
バルクハウゼンノイズが発生するといった問題点があっ
た。しかし、反強磁性層の最適設置位置については、こ
れまで明確に示されていなかった。
換力によるバイアスを用いる場合には、その設置位置が
ヘッドの特性に大きな影響を与える。即ち、反強磁性層
がＭＲ素子の磁界検知部分に近過ぎると、反強磁性層の
大きな異方性磁界によってＭＲ素子の応答性が低下する
といった問題点があった。また、反強磁性層が磁界検知
部分から遠すぎると、縦方向バイアスの効果が低下して
バルクハウゼンノイズが発生するといった問題点があっ
た。しかし、反強磁性層の最適設置位置については、こ
れまで明確に示されていなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のＭＲヘッドでは、強磁性磁気抵抗効果層
と、前記強磁性磁気抵抗効果層にセンス電流を印加する
ための電極と、前記強磁性磁気抵抗効果層との間に交換
力によってセンス電流と平行方向にバイアス磁界を生じ
させるために前記強磁性磁気抵抗効果層と直接的に接し
て設けた反強磁性層と、前記強磁性磁気抵抗効果層にセ
ンス電流と直交方向にバイアス磁界を生じさせるための
手段とを有し、前記電極に挟まれた強磁性磁気抵抗効果
層の中央部分で磁気記録媒体から生じる信号磁界を検知
する構造の磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記反強磁性
層の磁界検知部分側の端部が前記電極の端部よりも後退
している構造を用いる。また、この時の後退量を１．５
μｍ以上３μｍ以下とすることにより、特に優れた効果
が得られる。
に、本発明のＭＲヘッドでは、強磁性磁気抵抗効果層
と、前記強磁性磁気抵抗効果層にセンス電流を印加する
ための電極と、前記強磁性磁気抵抗効果層との間に交換
力によってセンス電流と平行方向にバイアス磁界を生じ
させるために前記強磁性磁気抵抗効果層と直接的に接し
て設けた反強磁性層と、前記強磁性磁気抵抗効果層にセ
ンス電流と直交方向にバイアス磁界を生じさせるための
手段とを有し、前記電極に挟まれた強磁性磁気抵抗効果
層の中央部分で磁気記録媒体から生じる信号磁界を検知
する構造の磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記反強磁性
層の磁界検知部分側の端部が前記電極の端部よりも後退
している構造を用いる。また、この時の後退量を１．５
μｍ以上３μｍ以下とすることにより、特に優れた効果
が得られる。
【０００８】
【作用】以下に図面を参照して本発明を説明する。図１
は本発明のＭＲヘッドの一例を示すものである。このヘ
ッドの断面構造は図１に示すように、表面の滑らかな絶
縁性基板１上にバイアス補助層２、非磁性中間層３、磁
気抵抗効果の大きい軟磁性材料からなるＭＲ層４、縦方
向バイアス層となるＦｅＭｎ層５を積層し、さらに電極
層６が形成され、最後にＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 等からな
る保護層７を積層した構造である。図１に示すように、
本発明の磁気抵抗効果ヘッドでは、磁界検知部分を規定
する電極層６の端部よりも、反強磁性層５の端部が後退
した構造となっている。
は本発明のＭＲヘッドの一例を示すものである。このヘ
ッドの断面構造は図１に示すように、表面の滑らかな絶
縁性基板１上にバイアス補助層２、非磁性中間層３、磁
気抵抗効果の大きい軟磁性材料からなるＭＲ層４、縦方
向バイアス層となるＦｅＭｎ層５を積層し、さらに電極
層６が形成され、最後にＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 等からな
る保護層７を積層した構造である。図１に示すように、
本発明の磁気抵抗効果ヘッドでは、磁界検知部分を規定
する電極層６の端部よりも、反強磁性層５の端部が後退
した構造となっている。
【０００９】また、図１では電極層がＦｅＭｎ層の上に
積層される構造を示したが、本発明の効果は電極層の積
層順序には依存せず、電極層の上にＭＲ素子が形成され
る構造でも同様の効果が得られる。また、図１に示した
構造のＭＲ素子を磁気シールド層で挟持した構造のいわ
ゆるシールド型ＭＲヘッドにおいても、本発明の効果は
有効である。
積層される構造を示したが、本発明の効果は電極層の積
層順序には依存せず、電極層の上にＭＲ素子が形成され
る構造でも同様の効果が得られる。また、図１に示した
構造のＭＲ素子を磁気シールド層で挟持した構造のいわ
ゆるシールド型ＭＲヘッドにおいても、本発明の効果は
有効である。
【００１０】
【実施例】表面にスパッタＡｌ2 Ｏ3 層を形成したＡｌ
2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体基板１上に、電気メッキ法による
厚さ１μｍのＮｉＦｅ層上に、所定のフォトレジストパ
ターンを形成し、Ａｒガス雰囲気でイオンエッチングを
行い、５０μｍ×５０μｍの距形にパターン加工し、下
シールドとした。次に、厚さ０．２μｍのＡｌ2 Ｏ3 層
を成膜し、下シールドギャップ層とした。この上にＣｏ
ＺｒＭｏの合金ターゲットを用いたＡｒガス中でのｒｆ
スパッタ法により、厚さ５０ｎｍのバイアス補助層２、
非磁性中間層３となる膜厚２０ｎｍのＴｉ層、ＭＲ素子
となる膜厚４０ｎｍのパーマロイ（Ｎｉ８２％−Ｆｅ１
８％ 重量％）層４、縦バイアス層となる膜厚２０ｎｍ
のＦｅＭｎ層５を順次積層した。この後、この積層体上
に所定のフォトレジストパターンを形成し、Ａｒガス雰
囲気でイオンエッチングを行い、ＦｅＭｎを部分的にパ
ターン加工した。
2 Ｏ3 −ＴｉＣ焼結体基板１上に、電気メッキ法による
厚さ１μｍのＮｉＦｅ層上に、所定のフォトレジストパ
ターンを形成し、Ａｒガス雰囲気でイオンエッチングを
行い、５０μｍ×５０μｍの距形にパターン加工し、下
シールドとした。次に、厚さ０．２μｍのＡｌ2 Ｏ3 層
を成膜し、下シールドギャップ層とした。この上にＣｏ
ＺｒＭｏの合金ターゲットを用いたＡｒガス中でのｒｆ
スパッタ法により、厚さ５０ｎｍのバイアス補助層２、
非磁性中間層３となる膜厚２０ｎｍのＴｉ層、ＭＲ素子
となる膜厚４０ｎｍのパーマロイ（Ｎｉ８２％−Ｆｅ１
８％ 重量％）層４、縦バイアス層となる膜厚２０ｎｍ
のＦｅＭｎ層５を順次積層した。この後、この積層体上
に所定のフォトレジストパターンを形成し、Ａｒガス雰
囲気でイオンエッチングを行い、ＦｅＭｎを部分的にパ
ターン加工した。
【００１１】次いで、前述の積層体にセンス電流を供給
する電極層６をＴｉとＡｕの積層膜を用いて形成した。
さらに、この積層体上に所定のフォトレジストパターン
を形成し、Ａｒガス雰囲気イオンエッチングを行い外形
形状を決定し、次いで電極の一部を化学エッチングによ
って除去して磁界検出部を形成した。この上に厚さ０．
２μｍのＡｌ2 Ｏ3 層を成膜し、上シールドギャップ層
とした。さらに、フレームメッキ法によって厚さ１μ
ｍ、５０μｍ×５０μｍの距形のＮｉＦｅ層を形成し、
上シールドとした。最後に、３μｍ厚のＡｌ2 Ｏ3 保護
層７を成膜した。こうして本発明の磁気抵抗効果ヘッド
が完成した。
する電極層６をＴｉとＡｕの積層膜を用いて形成した。
さらに、この積層体上に所定のフォトレジストパターン
を形成し、Ａｒガス雰囲気イオンエッチングを行い外形
形状を決定し、次いで電極の一部を化学エッチングによ
って除去して磁界検出部を形成した。この上に厚さ０．
２μｍのＡｌ2 Ｏ3 層を成膜し、上シールドギャップ層
とした。さらに、フレームメッキ法によって厚さ１μ
ｍ、５０μｍ×５０μｍの距形のＮｉＦｅ層を形成し、
上シールドとした。最後に、３μｍ厚のＡｌ2 Ｏ3 保護
層７を成膜した。こうして本発明の磁気抵抗効果ヘッド
が完成した。
【００１２】この時、トラック幅に相当する電極間隔は
４μｍと２μｍとし、電極端部からのＦｅＭｎ層端部の
後退量を０〜５μｍの範囲で変化させた。これらのヘッ
ドの電磁変換特性を測定し、相対再生感度の変化を図
２、バルクハウゼンノイズによる出力変動の変化を図３
にまとめた。図２、図３から明かなように、本発明の磁
気抵抗効果ヘッドは、感度の低下を招く事なくバルクハ
ウゼンノイズの抑制が可能である。
４μｍと２μｍとし、電極端部からのＦｅＭｎ層端部の
後退量を０〜５μｍの範囲で変化させた。これらのヘッ
ドの電磁変換特性を測定し、相対再生感度の変化を図
２、バルクハウゼンノイズによる出力変動の変化を図３
にまとめた。図２、図３から明かなように、本発明の磁
気抵抗効果ヘッドは、感度の低下を招く事なくバルクハ
ウゼンノイズの抑制が可能である。
【００１３】
【発明の効果】本発明の磁気抵抗効果ヘッドは、強磁性
磁気抵抗効果層と、前記強磁性磁気抵抗効果層にセンス
電流を印加するための電極と、前記強磁性磁気抵抗効果
層との間に交換力によってセンス電流と平行方向にバイ
アス磁界を生じさせるために前記強磁性磁気抵抗効果層
と直接的に接して設けた反強磁性層と、前記強磁性磁気
抵抗効果層にセンス電流と直交方向にバイアス磁界を生
じさせるための手段とを有し、前記電極に挟まれた強磁
性磁気抵抗効果層の中央部分で磁気記録媒体から生じる
信号磁界を検知する構造の磁気抵抗効果ヘッドにおい
て、前記反強磁性層の磁界検知部分側の端部が前記電極
の端部よりも後退している構造を用いる。また、この時
の後退量を１．５μｍ以上３μｍ以下とすることによ
り、再生感度に優れ、バルクハウゼンノイズの無い磁気
抵抗効果ヘッドが得られるという効果がある。
磁気抵抗効果層と、前記強磁性磁気抵抗効果層にセンス
電流を印加するための電極と、前記強磁性磁気抵抗効果
層との間に交換力によってセンス電流と平行方向にバイ
アス磁界を生じさせるために前記強磁性磁気抵抗効果層
と直接的に接して設けた反強磁性層と、前記強磁性磁気
抵抗効果層にセンス電流と直交方向にバイアス磁界を生
じさせるための手段とを有し、前記電極に挟まれた強磁
性磁気抵抗効果層の中央部分で磁気記録媒体から生じる
信号磁界を検知する構造の磁気抵抗効果ヘッドにおい
て、前記反強磁性層の磁界検知部分側の端部が前記電極
の端部よりも後退している構造を用いる。また、この時
の後退量を１．５μｍ以上３μｍ以下とすることによ
り、再生感度に優れ、バルクハウゼンノイズの無い磁気
抵抗効果ヘッドが得られるという効果がある。
【図１】本発明の磁気抵抗効果ヘッドの構造を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明の磁気抵抗効果ヘッドの再生感度（相対
値）を示す図である。
値）を示す図である。
【図３】本発明の磁気抵抗効果ヘッドのバルクハウゼン
ノイズによる出力変動を示す図である。
ノイズによる出力変動を示す図である。
１ 絶縁性基板 ２ バイアス補助層 ３ 非磁性中間層 ４ ＭＲ層 ５ 縦方向バイアス層 ６ 電極層 ７ 保護層
Claims (1)
- 【請求項１】 強磁性磁気抵抗効果層と、前記強磁性磁気
抵抗効果層にセンス電流を印加するための電極と、前記
強磁性磁気抵抗効果層との間に交換力によってセンス電
流と平行方向にバイアス磁界を生じさせるために前記強
磁性磁気抵抗効果層と直接的に接して設けた反強磁性層
と、前記強磁性磁気抵抗効果層にセンス電流と直交方向
にバイアス磁界を生じさせるための手段とを有し、前記
電極に挟まれた強磁性磁気抵抗効果層の中央部分で磁気
記録媒体から生じる信号磁界を検知する構造の磁気抵抗
効果ヘッドにおいて、前記反強磁性層の磁界検知部分側
の端が前記電極の端よりも後退し、該後退量が１．５μ
ｍ以上３μｍ以下であることを特徴とする磁気抵抗効果
ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13497892A JP2838942B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13497892A JP2838942B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0660332A JPH0660332A (ja) | 1994-03-04 |
| JP2838942B2 true JP2838942B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=15141059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13497892A Expired - Fee Related JP2838942B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2838942B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP13497892A patent/JP2838942B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0660332A (ja) | 1994-03-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980916 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |