JP2946952B2

JP2946952B2 - 複合型薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2946952B2
Application number: JP22364792A
Authority: JP
Inventors: 幹男松崎; 正人高橋; 正則酒井; 一正福田; 昇山中
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1999-09-13
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JPH0652521A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク等の磁気
媒体への記録を行うインダクティブヘッドとその磁気媒
体から再生を行う磁気抵抗ヘッド（ＭａｇｎｅｔｏＲ
ｅｓｉｓｔｉｖｅｈｅａｄ、以下ＭＲヘッドと称す
る）とを組み合わせてなる複合型薄膜磁気ヘッドに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスク等の磁気媒体用の薄
膜磁気ヘッドとして、磁気抵抗効果を利用したＭＲヘッ
ドが実用化され始めている。

【０００３】ＭＲヘッドは、磁気媒体との相対速度に依
存せず大きい再生出力を得ることができるという利点が
あるが、再生専用であるため記録／再生ヘッドとして用
いるためには記録ヘッドと組み合わせた構成とする必要
がある。

【０００４】図８は、ＭＲヘッドと記録用のインダクテ
ィブヘッドとを組み合わせてなる公知の複合型薄膜磁気
ヘッドを、磁気媒体に対向する底面側から概略的に表し
たものである。

【０００５】同図において、８０は再生用のＭＲヘッド
部、８１はこのＭＲヘッド部８０の後方（上部）に設け
られた記録用のインダクティブヘッド部をそれぞれ示し
ている。

【０００６】なお本明細書において、「前」、「後」、
「横」とは、磁気媒体に対する磁気ヘッドの相対的な走
行方向（同図矢印参照）へ向かっての前後、横を表して
いる。

【０００７】ＭＲヘッド部８０は、スライダ８２の後端
面上に、絶縁性の下地膜８３、シールド層８４、ギャッ
プ絶縁膜８５、ＭＲ素子８６、リード８７、ギャップ絶
縁膜８８、及びシールド層８９を順次積層して形成され
ている。

【０００８】インダクティブヘッド部８１には、下部
（前側）磁性層９０及び上部（後側）磁性層９１が形成
されている。下部磁性層９０及び上部磁性層９１の間
隔、即ちギャップ長Ｇ₀ は、一般に、Ｇ₀ ≒０．８μｍ
程度に設定されている。なお、下部磁性層９０の底面の
幅が上部磁性層９１の底面の幅より大きく設定されてい
るが、これは、下部磁性層９０及び上部磁性層９１の底
面が製造上の理由によって互いに幅方向へずれてトラッ
ク幅が変化してしまうのを防止し、上部磁性層９１側の
幅によって一義的にトラック幅が定まるようにするため
になされていたものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本願の発明者等の解析
によれば、この種の従来の複合型薄膜磁気ヘッドによる
と、孤立再生波形に以下のごとき歪（ベース・ライン・
トランジション・ノイズ＝ＢＬＴノイズ）の生じること
が分かった。図９はこの再生波形歪を説明するための図
であり、図１０は図８に示す構造の従来の複合型薄膜磁
気ヘッドによって得られた実際の再生波形図である。

【００１０】図９において、９２はインダクティブヘッ
ド部８１の記録動作により磁気媒体上に形成されたトラ
ックであり、９３はそのトラック９２上の磁化反転位
置、９４は磁化方向である。このトラック９２について
ＭＲヘッド部８０で再生を行うと、理想的には、磁化反
転位置９３でグランドレベル９５から鋭く立ち上がるパ
ルス形状の再生波形９６が得られるべきである。しかし
ながら、従来の複合型薄膜磁気ヘッドで記録再生を行う
と、再生波形９７にはベース・ライン・シフト９７ａ及
び９７ｂが生じ、さらにその主パルス９７ｄに先行して
段差９７ｃが現れた乱れた波形となってしまう。この再
生波形の乱れは、図１０の実測波形図からも見出され
る。

【００１１】このような波形の乱れは、次の主パルスに
それぞれ重畳されていくため、最終的にパルスの振幅を
変化させたりパルス位置を変化させたりし、エラーレー
トの悪化をもたらしてしまう。

【００１２】従って本発明は、孤立再生波形の歪を低減
させることができる複合型薄膜磁気ヘッドを提供するも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、記録用
のインダクティブヘッド部と再生用のＭＲヘッド部とを
組み合わせた新規な構成を有する浮上型の複合型薄膜磁
気ヘッドが提供される。この複合型薄膜磁気ヘッドにお
いて、インダクティブヘッド部はＭＲヘッド部上に積層
して形成されており、このインダクティブヘッド部のコ
アが、記録すべき磁気媒体に先端が対向する下部磁性層
（相対的走行方向が前側の磁性層）及び上部磁性層（相
対的走行方向が後側の磁性層）から構成されている。即
ち、磁気媒体に対する相対的走行方向が下部磁性層側か
ら上部磁性層側へ進むように構成されている。また、下
部磁性層及び上部磁性層の先端の形状が矩形形状であ
り、下部磁性層の横方向の長さ（トラック幅方向長さ）
が上部磁性層の横方向の長さ（トラック幅方向長さ）よ
り大きく、下部磁性層及び上部磁性層間のギャップ長が
０．４μｍ未満に設定されている。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【作用】ＭＲヘッド部を備えた浮上型の複合型磁気ヘッ
ドにおいては、インダクティブヘッド部の矩形形状の先
端形状を有しかつ相対的走行方向が前側の下部磁性層の
トラック幅方向の長さが矩形形状の先端形状を有しかつ
相対的走行方向が後側の上部磁性層のトラック幅方向の
長さより大きい場合にそのインダクティブヘッド部側方
にフリンジング磁界が発生する。そこで、これら下部磁
性層及び上部磁性層のギャップ長を０．４μｍ未満と大
幅に短くすることにより、磁束がギャップ部を通り易く
なり、記録時に生じるフリンジング磁界が低減する。そ
の結果、後述するように、再生波形の波形歪（ベース・
ライン・トランジション・ノイズ＝ＢＬＴノイズ）が大
幅に低減せしめられるのである。

【００１７】

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する。

【００１８】図２は、本発明の一実施例として、複合型
薄膜磁気ヘッドを備えた浮上型磁気ヘッドユニットを示
す斜視図である。

【００１９】同図に示すように、本実施例の浮上型磁気
ヘッドユニットは、スライダ２０とその後端面上に設け
られた２つの複合型薄膜磁気ヘッド２１とその保護膜２
２とから主として構成されている。スライダ２０は、例
えばＡｌ₂ Ｏ₃ −ＴｉＣ等のセラミック材料によるセラ
ミック構造体２３とそのセラミック構造体２３の後端面
にＡｌ₂ Ｏ₃ 又はＳｉＯ₂ 等の電気絶縁材料をスパッタ
して形成される下地膜２４とから構成されている。

【００２０】複合型薄膜磁気ヘッド２１は下地膜２４上
に形成される薄膜素子であり、これらヘッド２１には保
護膜２２の表面に露出するように形成された４つの電極
２５が４つのリード２６をそれぞれ介して接続されてい
る。

【００２１】保護膜２２はＡｌ₂ Ｏ₃ 又はＳｉＯ₂ 等を
スパッタして形成されており、複合型薄膜磁気ヘッド２
１、下地膜２４、及びリード２６の全面を覆うように形
成されている。

【００２２】図３は、複合型薄膜磁気ヘッド２１の構造
をより詳細に示すために図２のＡＡ線で切断した部分断
面図である。

【００２３】上述したセラミック構造体２３の後端面上
に形成された下地膜２４上には、パーマロイ等のＮｉ−
Ｆｅ合金をめっきすること等によりシールド層（下部シ
ールド層）３０が形成されている。

【００２４】このシールド層３０上には、ＭＲ素子３１
がギャップ絶縁膜３２に挟まれる形で形成されている。
即ちＭＲ素子３１は、シールド層３０上にＡｌ₂ Ｏ₃ 等
をスパッタして形成された下部ギャップ絶縁膜上にパー
マロイ等のＮｉ−Ｆｅ合金をスパッタしパターニングす
ることによって形成される。ＭＲ素子３１には、Ｃｕ等
によるリード２６（図２）がめっき等によって形成され
る。また、ＭＲ素子にバイアスを与えるためのシャント
層、ソフト・フィルム・バイアス層等がスパッタ等によ
って必要に応じて併設される。ＭＲ素子３１、リード２
６、及び下部ギャップ絶縁膜上にはＡｌ₂ Ｏ₃ 等をスパ
ッタすることにより上部ギャップ絶縁膜が形成され、こ
れにより上述のギャップ絶縁膜３２が形成されることと
なる。

【００２５】ギャップ絶縁膜３２の上には、パーマロイ
等のＮｉ−Ｆｅ合金をめっき等することによりシールド
層（上部シールド層）３３が形成されている。

【００２６】これらシールド層３０、ＭＲ素子３１、リ
ード２６、ギャップ絶縁膜３２、及びシールド層３３が
再生用のＭＲヘッド部を構成している。シールド層３３
上には、Ａｌ₂ Ｏ₃ 等をスパッタすることにより絶縁膜
３４が形成されている。

【００２７】絶縁膜３４上には、パーマロイ等のＮｉ−
Ｆｅ合金をめっきすることにより下部磁性層（前側磁性
層）３５が形成されており、その上にＡｌ₂ Ｏ₃ 又はＳ
ｉＯ₂ 等の絶縁膜３６に挟まれてＣｕ又はＡｕ等による
コイル導体３７が設けられており、さらにその上にパー
マロイ等のＮｉ−Ｆｅ合金をめっきすることにより上部
磁性層（後側磁性層）３８が形成されている。

【００２８】下部磁性層３５及び上部磁性層３８は、磁
気媒体に対向する面３９とは反対側の部分３８ａで互い
に結合されており、これにより記録用のインダクティブ
ヘッド部のコアを構成している。コイル導体３７は、下
部磁性層３５及び上部磁性層３８の結合部３８ａの回り
をうず巻き状に巻回するように形成されている。

【００２９】上部磁性層３８の上には、前述した保護膜
２２が形成されている。

【００３０】なお、下部磁性層３５がシールド層３３の
機能をも果たすように兼用する構成としてもよいことは
明らかである。この場合、当然のことながら絶縁膜３４
は省略される。

【００３１】図１は、本実施例における複合型薄膜磁気
ヘッド２１を磁気媒体に対向する底面側（図３の面３９
側）から概略的に表したものである。

【００３２】同図において、１０は再生用のＭＲヘッド
部、１１はこのＭＲヘッド部１０の後方に設けられた記
録用のインダクティブヘッド部をそれぞれ示している。

【００３３】ＭＲヘッド部１０は、前述したようにセラ
ミック構造体２３、下地膜２４、下部シールド層３０、
下部ギャップ絶縁膜３２ａ、ＭＲ素子３１、リード２
６、上部ギャップ絶縁膜３２ｂ、及び上部シールド層３
３が順次積層されて形成されており、インダクティブヘ
ッド部１１は、下部磁性層３５及び上部磁性層３８を有
している。

【００３４】本実施例においては、これら下部磁性層３
５及び上部磁性層３８の磁気媒体に対向する底面の形状
が共に矩形であり、下部磁性層３５の横方向の長さ
（幅）が上部磁性層３８の横方向の長さ（幅）より大き
く設定されている。しかも、下部磁性層３５及び上部磁
性層３８の間隔、即ちギャップ長Ｇ₁ がＧ₁ ＜０．７μ
ｍ、好ましくはＧ₁ ＜０．５μｍとかなり小さい値に設
定されている。

【００３５】このように、下部磁性層３５及び上部磁性
層３８間のギャップ長を大幅に短くすることによって、
記録時に生じるフリンジング磁界を大幅に減少させるこ
とができる。

【００３６】本発明者等は、フリンジング磁界を減少さ
せることによって波形歪（ベース・ライン・トランジシ
ョン・ノイズ＝ＢＬＴノイズ）が大幅に低減されること
を見出している。以下この点について詳しく説明する。

【００３７】図４は従来のインダクティブヘッドによっ
て発生する磁界とこれによって磁気媒体上に記録される
磁極とを説明する図であり、図５はこのインダクティブ
ヘッドが相対的にさらに走行して記録電流が反転した場
合にこのヘッドによって発生する磁界とこれによって磁
気媒体上に記録される磁極とこのトラックをＭＲヘッド
によって読み出した場合の再生波形とを説明する図であ
る。

【００３８】図４からも明らかのように、従来のインダ
クティブヘッドにおいては、記録時にそのギャップ４０
で生じる本来の磁界４１に加えて上部磁性層９１の両側
の側部からも多量の磁界（フリンジング磁界）４２が発
生する。この磁界４２により、磁気媒体上のトラック４
３の両方のエッジの外側部分が図示の方向に斜めに磁化
され、トラックの両サイドで同一極性のトラック・サイ
ド磁極４４が形成される。

【００３９】インダクティブヘッドがさらに相対的に走
行し図５の位置で記録電流が反転したとする。これによ
って磁化方向が反転し、その時の上部磁性層９１の前面
９１ａの位置付近がトラック４３上で磁化反転位置（ビ
ット位置）４５となりこのトラック４３上に本来の磁極
４６が形成される。このとき同時に、上部磁性層９１の
両方の側部へ向かう強いフリンジング磁界４７によりト
ラック４３の両方のエッジの外側部分は前と逆の方向に
斜めに磁化され、トラック・サイド磁極４４とは逆極性
のトラック・サイド磁極４８が形成される。同図におい
て、５０はトラック・サイド磁極の反転領域を示してお
り、この反転領域５０のトラック方向長さは、上部磁性
層９１の前後方向長さ（トラック方向長さ）にほぼ等し
い。

【００４０】このようにして記録されたトラック４３を
ＭＲヘッドによって読み出した場合、その再生波形４９
には、トラック・サイド磁極４４及びその反転トラック
・サイド磁極４８の影響を受けてベース・ライン・シフ
ト４９ａ及び４９ｂが生じると共に、段差４９ｃが磁化
反転位置４５における主パルス４９ｄに反転領域５０の
長さに応じた量だけ先行して生じることとなり、波形の
乱れ（ベース・ライン・トランジション・ノイズ＝ＢＬ
Ｔノイズ）が生じるのである。

【００４１】なお、このような再生波形の乱れは、記録
用インダクティブヘッドと再生用ＭＲヘッドとを組み合
わせて用いる際に現れる特有のものである。即ち、イン
ダクティブヘッドで記録したものを、磁位に感応するＭ
Ｒヘッドで読み取った場合に初めて生じるものであり、
磁位の微分に感応するインダクティブヘッドでこれを読
み取っても再生波形のこの種の乱れはほとんど現れな
い。

【００４２】これに対して本実施例のごとく構成する
と、フリンジング磁界の発生が大幅に低減されて再生波
形の乱れ（ベース・ライン・トランジション・ノイズ＝
ＢＬＴノイズ）を防止できることとなり、その結果、再
生波形のピークシフトを低減させることができ、エラー
レートを向上させることができるのである。以下この点
について詳しく説明する。

【００４３】図６は本実施例のインダクティブヘッドに
よって発生する磁界とこれによって磁気媒体上に記録さ
れる磁極とを説明する図であり、図７はこのインダクテ
ィブヘッドが相対的にさらに走行して記録電流が反転し
た場合にこのヘッドによって発生する磁界とこれによっ
て磁気媒体上に記録される磁極とこのトラックをＭＲヘ
ッドによって読み出した場合の再生波形とを説明する図
である。

【００４４】本実施例では下部磁性層３５と上部磁性層
３８との間のギャップ長がＧ₁ がＧ₁ ＜０．５μｍとか
なり小さい値に設定されている。このため、そのギャッ
プ６０における磁気抵抗が上部磁性層３８の側方を通る
フリンジング部の磁気抵抗より相対的に小さくなり、磁
束がギャップ６０を通り易くなる。従って、図６に示す
ように、そのギャップ６０で生じる本来の磁界６１に対
して、上部磁性層３８の側部から下部磁性層３５の後端
への磁界（フリンジング磁界）６２が相対的に大幅に減
少することとなり、この磁界６２によって磁気媒体上の
トラック６３のエッジ外側部分に形成されるトラック・
サイド磁極６４が非常に弱くなる。

【００４５】インダクティブヘッドがさらに相対的に走
行して図７の位置で記録電流が反転したとする。これに
よって磁化方向が反転し、その時の上部磁性層３８の前
面３８ａの位置付近がトラック６３上で磁化反転位置
（ビット位置）６５となりこのトラック６３上に本来の
磁極６６が形成され、同時に下部磁性層３５の後端から
上部磁性層３８の側部へのフリンジング磁界６７が発生
するが、このフリンジング磁界６７も前述の場合と同じ
理由でトラック６３上の本来の磁束より相対的にかなり
減少したものとなる。このため、トラック６３のエッジ
の外側部分に形成される逆極性のトラック・サイド磁極
６８も非常に弱いものとなる。換言すれば、トラック６
３上の磁極６６がトラック・サイド磁極６８よりはるか
に強いものとなる。なお同図において、７０はトラック
・サイド磁極の反転領域を示しており、この反転領域７
０のトラック方向長さは、下部磁性層３８の前後方向長
さ（トラック方向長さ）にほぼ等しい。

【００４６】このようにして記録されたトラック６３を
ＭＲヘッドによって読み出した場合、その再生波形６９
は、トラック両サイドに形成されるトラック・サイド磁
極６４及び６８が非常に弱いため、６９ａ及び６９ｂの
部分に示すようにベース・ライン・シフトがほとんど生
じない。さらに反転領域における逆極性のトラック・サ
イド磁極６８も小さいため、主パルス６９ｄに先行して
生じる段差６９ｃのレベルが小さくなる。その結果、孤
立再生波形の歪（ベース・ライン・トランジション・ノ
イズ＝ＢＬＴノイズ）を大幅に低減することができるの
である。

【００４７】以上述べた実施例では、下部磁性層及び上
部磁性層の磁気媒体に対向する底面の形状のトラック幅
方向長さは、下部磁性層の方が上部磁性層のそれより長
く設定されている。

【００４８】また、下部磁性層及び上部磁性層の底面形
状は必ずしも矩形形状である必要はなく、他の任意の形
状であってもよい。

【００４９】上述した実施例では、下部磁性層及び／又
は上部磁性層の磁気媒体に対向する底面の形状、パター
ンについて述べているが、本発明においては、下部磁性
層及び／又は上部磁性層の磁気媒体に対向する少なくと
も先端のパターンが上述のごときパターンであればよ
く、従って、磁性層の全長に渡って上述のごときパター
ンの断面としてもよいし、磁気媒体に対向する底面から
所定位置までを上述のごときパターンの断面としてもよ
い。

【００５０】本発明は、上述の実施例に限定されるもの
ではなく、下部磁性層のトラック幅方向の長さが上部磁
性層のトラック幅方向の長さより大きく、かつ下部磁性
層及び上部磁性層の磁気媒体に対向する先端のギャップ
長が、０．７μｍ未満であればいかなる構造のものであ
ってもよい。

【００５１】以上磁気ヘッドについて説明したが、磁気
媒体をトラック方向と直交する方向に磁化されにくい
（トラック方向に配向させる）構成とすれば、フリンジ
ング磁界の発生自体を大幅に抑圧することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、ＭＲヘッド部を備えた浮上型の複合型磁気ヘッドに
おいて、インダクティブヘッド部はＭＲヘッド部上に積
層して形成されており、このインダクティブヘッド部の
コアが、記録すべき磁気媒体に先端が対向する下部磁性
層（相対的走行方向が前側の磁性層）及び上部磁性層
（相対的走行方向が後側の磁性層）から構成されてお
り、下部磁性層及び上部磁性層の先端の形状が矩形形状
であり、下部磁性層の横方向の長さが上部磁性層の横方
向の長さより大きく、下部磁性層及び上部磁性層間のギ
ャップ長が０．４μｍ未満に設定されている。このた
め、相対的走行方向が前側の下部磁性層の横方向長さが
相対的走行方向が後側の上部磁性層の横方向の長さより
大きい場合にも、記録時に発生するフリンジング磁界が
トラック上の本来の磁界に対して相対的に低減せしめら
れる。その結果、再生波形の波形歪（ベース・ライン・
トランジション・ノイズ＝ＢＬＴノイズ）が大幅に低減
せしめられ、再生波形のピークシフトを低減させること
ができ、エラーレートの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２の実施例における複合型薄膜磁気ヘッドを
磁気媒体に対向する底面側から概略的に示す底面図であ
る。

【図２】本発明の一実施例として、複合型薄膜磁気ヘッ
ドを備えた浮上型磁気ヘッドユニットを示す斜視図であ
る。

【図３】図２のＡＡ線による部分断面図である。

【図４】従来のインダクティブヘッドによって発生する
磁界とこれによって磁気媒体上に記録される磁極とを説
明する図である。

【図５】図４のインダクティブヘッドが相対的にさらに
走行して記録電流が反転した場合にこのヘッドによって
発生する磁界とこれによって磁気媒体上に記録される磁
極とこのトラックをＭＲヘッドによって読み出した場合
の再生波形とを説明する図である。

【図６】図２の実施例におけるインダクティブヘッドに
よって発生する磁界とこれによって磁気媒体上に記録さ
れる磁極とを説明する図である。

【図７】図６のインダクティブヘッドが相対的にさらに
走行して記録電流が反転した場合にこのヘッドによって
発生する磁界とこれによって磁気媒体上に記録される磁
極とこのトラックをＭＲヘッドによって読み出した場合
の再生波形とを説明する図である。

【図８】従来の複合型薄膜磁気ヘッドを磁気媒体に対向
する底面側から概略的に示す底面図である。

【図９】従来の複合型薄膜磁気ヘッドによる再生波形歪
を説明するための図である。

【図１０】従来の複合型薄膜磁気ヘッドによる実際の再
生波形図である。

【符号の説明】

１０ＭＲヘッド部１１インダクティブヘッド部２３セラミック構造体２４下地膜２６リード３０下部シールド層３３上部シールド層３１ＭＲ素子３２ａ下部ギャップ絶縁膜３２ｂ上部ギャップ絶縁膜３５下部磁性層３８上部磁性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福田一正東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者山中昇東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (56)参考文献特開平３−108113（ＪＰ，Ａ) 特開平５−258248（ＪＰ，Ａ) 特開平５−143939（ＪＰ，Ａ) 特開平３−295003（ＪＰ，Ａ) 特開平１−91313（ＪＰ，Ａ) 特開平４−188418（ＪＰ，Ａ) 特開平１−96814（ＪＰ，Ａ) 特開平６−28628（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 5/39

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】再生用の磁気抵抗ヘッド部と該磁気抵抗
ヘッド部上に積層して形成された記録用のインダクティ
ブヘッド部とを有しており、該インダクティブヘッド部
のコアが、記録すべき磁気媒体に先端が対向する下部磁
性層及び上部磁性層から構成されており、前記磁気媒体
に対する相対的走行方向が前記下部磁性層側から前記上
部磁性層側へ進むように構成されている浮上型の複合型
薄膜磁気ヘッドであって、前記下部磁性層及び前記上部
磁性層の前記先端の形状が矩形形状であり、該下部磁性
層の横方向の長さが該上部磁性層の横方向の長さより大
きく、該下部磁性層及び該上部磁性層間のギャップ長が
０．４μｍ未満に設定されていることを特徴とする複合
型薄膜磁気ヘッド。