JP3039482B2 - 磁気抵抗効果型ヘッドおよびこれを用いた磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気抵抗効果型ヘッドおよびこれを用いた磁気記録再生装置

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JP3039482B2
JP3039482B2 JP9282183A JP28218397A JP3039482B2 JP 3039482 B2 JP3039482 B2 JP 3039482B2 JP 9282183 A JP9282183 A JP 9282183A JP 28218397 A JP28218397 A JP 28218397A JP 3039482 B2 JP3039482 B2 JP 3039482B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体から
情報信号を読み取る磁気記録再生装置に用いる磁気抵抗
効果型ヘッドおよびこれを用いた磁気記録再生装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の磁気抵抗効果型ヘッド
は、磁気抵抗効果を示す材料で作られた磁気抵抗効果素
子(以下、MR素子という)内の磁化の回転によってM
R素子の電気抵抗が変化することを利用し、磁気記録媒
体面から放出される微少な磁界(データ信号)を検出す
るものであって、種々の磁気抵抗効果型ヘッドが開発さ
れており、再生(リード)専用ヘッドとして用いられて
いる。そして、磁気ディスク装置など、いわゆる磁気記
録再生装置には、書き込み(ライト)ヘッドとして誘導
型のインダクティブ素子を用い、これとMR素子を一体
化して形成した複合型磁気ヘッドが搭載されている。
【0003】なお、以下に述べる磁気抵抗効果型ヘッド
とは前記複合型磁気ヘッドを指すものとする。
【0004】さて、現在の記録再生装置に対する需要と
しては、さらに高い記録密度を有する装置が求められて
おり、再生トラックの幅がますます狭くなるとともに、
再生トラックと直角方向をなす線記録密度も高くなる傾
向にある。このような、高トラック密度化および高記録
密度化の要求に対し、従来の磁気抵抗効果型ヘッドの作
製技術では、もはや狭い再生トラック幅や高い線記録密
度に適合した磁気抵抗効果型ヘッドを得ることは困難に
なりつつある。
【0005】従来、磁気抵抗効果型ヘッドには、MR素
子が最適に動作するために2つのバイアス磁界が与えら
れなければならない。その1つは、磁界に対する応答が
線形になるように、MR素子をバイアスするための横方
向のバイアス磁界である。このバイアス磁界方向は磁気
記録媒体面に対して垂直である。そして、他の1つは、
バイアス磁界が磁気記録媒体面に対して平行に延びる縦
バイアス磁界である。この縦バイアス磁界は磁気抵抗効
果素子における多磁区構造によって生ずるバルクハウゼ
ンノイズを抑制するためのものである。
【0006】図4は、従来の縦バイアス膜および電極膜
を形成したSALバイアスによる磁気抵抗効果型ヘッド
の構成を示す図である。
【0007】この磁気抵抗効果型ヘッドは、図4に示す
ように、リード部として、Ni−Fe合金であるパーマ
ロイを用いた下シールド膜3、この上にAl23 を用
いた絶縁層4、これを介してSAL膜(Soft Adjacent
Layer:近接軟磁性膜)5、分離膜6、パーマロイを用い
た磁気抵抗効果膜(以下、MR膜という)7を積層して
ある。
【0008】また、縦バイアス膜1として反強磁性膜で
あるNiMn膜と、かつ金(Au)を用いた電極膜2と
がそれぞれ一対ずつ形成され、図中、MR膜7の左右に
対称的に配置されている。そしてこの3層膜上には、A
23 の絶縁層8を介してパーマロイを用いて上シー
ルド膜9が形成されている。さらに、ライト部は、Al
23 の絶縁層10を介してパーマロイを用いた上ポー
ル11を形成してある。
【0009】続いて、従来の磁気抵抗効果型ヘッドの動
作について説明する。
【0010】通常、磁気抵抗効果型ヘッドは、ライト部
である上シールド膜9と上ポール11から発生する磁束
で磁気記録媒体に信号データ(磁気情報)を書き込み、
この磁気記録媒体に書き込まれた信号データをリード部
で読み出す。通常、縦バイアス膜1の磁化方向は、トラ
ック幅方向に磁化されている。
【0011】この縦バイアス膜1と交換結合しているM
R膜7の磁化方向も縦バイアス膜1と同方向を向く。こ
の状態において電極膜2から電流を流すと、MR膜7,
分離膜6とSAL膜5に分流された電流が流れ、この電
流によって発生した磁界により、SAL膜5の磁化方向
は磁気媒体媒体の対向面に対してほぼ垂直方向を向く。
そして、このSAL膜5からの磁界により、MR膜7に
対してSAL膜5とは反対方向の磁化を回転させること
になる。これをSALバイアス法という。
【0012】このとき、MR膜7内の磁化方向は、この
縦バイアス膜1による磁化方向とSAL膜5からの磁界
による磁化方向とのベクトル和であり、約45度となる
ように制御している。この状態で、磁気記録媒体からの
信号磁界がMR膜7に入ることにより、このMR膜7内
の磁化方向が変化し、MR膜7の電気抵抗が変化する。
そして、この電気抵抗の変化を電圧変化として検出する
ことにより再生信号とする。
【0013】次に、従来の磁気抵抗効果型ヘッドの再生
トラック部の構成について説明する。
【0014】図3は、従来の磁気抵抗効果型ヘッドの再
生トラック部の構成例を示す図である。図3を参照する
と、従来の磁気抵抗効果型ヘッドは、MR膜7の左右に
配置されている縦バイアス膜12a,12bと電極膜1
3a,13bとの形状がそれぞれ対称をなすように構成
されている。また、図中の矢印は、MR膜7および縦バ
イアス膜12a,12bの磁化方向を示す。
【0015】しかし、上述した構成を有する従来の磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、MR膜7の磁界検出領域で
は、縦バイアス膜12a,12bによって保持され、そ
れにより両端部に電荷を生じ、反磁界が発生する。その
結果、図中の下方に示すように、磁界検出領域の磁化分
布が不均一になり、再生感度分布が一様ではなくなるた
め、MR素子の磁界検出領域の一部に磁気記録媒体から
の信号磁界に対して磁化されにくい低感度領域14が生
じる。
【0016】このように、従来の磁気抵抗効果型ヘッド
のオフトラック特性は、MR素子の再生トラック幅中央
に対して再生感度が左右対称にはならず、磁気記録媒体
からの信号磁界を効率よく検出することが困難である。
【0017】一方、狭再生トラックの磁気抵抗効果型ヘ
ッドにおいて、効率よく磁気記録媒体からの信号磁界を
検出する方法として、例えば、特開平6−215333
号公報に、その技術が開示されている。
【0018】また、磁気抵抗効果型ヘッドを作製する際
には、研磨工程において磁気記録媒体に対する長さ方向
である磁気抵抗効果素子の高さを所望の値に調製するた
めにポールハイトの研磨を実施するが、このとき、研磨
工程における加工量のばらつきは±0.3μm程度であ
る。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】この先行技術に開示さ
れている、磁気記録媒体からの信号磁界を効率よく検出
する方法では、次のような問題がある。
【0020】それは、磁気抵抗効果型ヘッドの再生感磁
領域における低感度領域を減らすため、縦バイアス膜と
電極の形状を平行のままで磁気記録媒体の対向面に対し
て直角の状態ではないと、磁気抵抗効果型ヘッドの作製
プロセスであるポールハイト研磨工程における加工量の
ばらつきにより、磁気抵抗効果膜の再生感磁領域が左右
に0.3μm程度のずれを生じる。すなわち、記録用の
ライトヘッドと再生用の磁気抵抗効果型ヘッド(リード
ヘッド)との相対位置が変動する。
【0021】また、磁気抵抗効果型ヘッドの再生感磁領
域での低感度領域を減らすために、縦バイアス膜と電極
の形状を磁気記録媒体の対向面に近づくに従って狭くす
ると、ポールハイト研磨工程における加工量のばらつき
により、再生トラック幅寸法が最大で0.6μm程度変
動する。
【0022】従って、このような磁気抵抗効果型ヘッド
では、記録再生装置の仕様を満たすことができない。
【0023】本発明の目的は、ポールハイトの研磨工程
における加工量ばらつきによるライトヘッドとリードヘ
ッドとの相対位置の変動と、再生トラック幅寸法の変動
とを低減することによって、磁気抵抗効果型ヘッドの製
造歩留まりの向上をはかるとともに、狭再生トラック幅
の再生感磁領域における低感度領域を低減した高記録密
度の記録再生装置に最適な磁気抵抗効果型ヘッドを提供
することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気抵抗効果
膜からなる磁気抵抗効果素子と、その両端部にそれぞれ
左右対称に形成した一対の縦バイアス膜および電極膜と
を有する磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記縦バイア
ス膜および電極膜の再生感磁領域側の端部形状は、一方
が磁気記録媒体面に対して直角をなし、かつ他方が前記
磁気録媒体面に対して所定の傾斜角度をなすように構成
することを特徴とする。そして、前記傾斜角度が30度
から60度の範囲内であることを特徴とする。
【0025】また、磁気抵抗効果膜からなる磁気抵抗効
果素子と、その両端部にそれぞれ左右対称に形成した一
対の縦バイアス膜と電極膜とを有する磁気抵抗効果型ヘ
ッドにおいて、前記縦バイアス膜および電極膜の再生感
磁領域側の端部形状は、一方が磁気記録媒体面に対して
直角をなし、かつ他方が前記磁気記録媒体面側から所定
の寸法でこの磁気記録媒体面に対して直角をなす直角部
と、さらに、前記寸法位置から前記磁気録媒体面に対し
て所定の傾斜角度をなす傾斜部とを有することを特徴と
する。そして、前記直角部の寸法が0.1μmから0.
5μmであり、かつ傾斜部の角度が30度から60度で
あることを特徴とする。
【0026】さらに、このような磁気抵抗効果型ヘッド
を磁気記録再生装置に搭載することを特徴とする。
【0027】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドは、縦方向
バイアス磁界および横方向バイアス磁界が存在する磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、縦バイアス膜および電極膜
の形状を最適化することにより、効率よく磁気記録媒体
からの信号磁界を検出することができる。
【0028】また、ポールハイトの研磨工程における加
工量ばらつきに対するライトヘッドと磁気抵抗効果型ヘ
ッドとの相対位置の変動と再生トラック幅寸法の変動と
を低減できる。
【0029】
【発明の実施の形態】次に、本発明ついて図面を参照し
て説明する。
【0030】本発明による実施例(実施例1とする)の
基本的な構成は、従来例と同様であって、図4に示すよ
うに、まず、リード部としては、膜厚2μmのNi−F
e合金のパーマロイを用いた下シールド膜3、この上に
膜厚0.07μmのAl23 を用いた絶縁層4、これ
を介して膜厚230オングストロームのSAL膜5、膜
厚100オングストロームの分離膜6、膜厚200オン
グストロームのパーマロイを用いたMR膜7を積層し
た。この3層膜の形状は、トラック幅方向の寸法:9μ
m,高さ:1.0μmである。
【0031】さらに、縦バイアス膜1として反強磁性膜
であるNiMn膜を用い、かつAu(金)を用いて電極
膜2を形成した。電極膜間隔は1.3μm、縦バイアス
膜間隔は2.3μmである。そして、前記3層膜上に
は、膜厚0.09μmのAl23 の絶縁層8を介して
膜厚3μmのNi−Fe合金のパーマロイを用いて上シ
ールド膜9を形成した。
【0032】次に、ライト部としては、膜厚0.4μm
のAl23 の絶縁層10を介して膜厚4.5μmのN
i−Fe合金のパーマロイを用いた上ポール11を形成
した。
【0033】続いて、磁気抵抗効果型ヘッドの動作につ
いて、図1を参照して説明する。
【0034】通常、磁気抵抗効果型ヘッドは、ライト部
である上シールド膜9と上ポール11から発生する磁束
で磁気記録媒体に信号データ(磁気情報)を書き込み、
この磁気記録媒体に書き込まれた信号データをリード部
で読み出す。通常、縦バイアス膜1の磁化方向は、トラ
ック幅方向に磁化されている。
【0035】この縦バイアス膜1と交換結合しているM
R膜7の磁化方向も縦バイアス膜1と同方向を向く。こ
の状態において電極膜2から電流を流すと、MR膜7,
分離膜6とSAL膜5に分流された電流が流れ、この電
流によって発生した磁界により、SAL膜5の磁化方向
は磁気媒体媒体の対向面に対してほぼ垂直方向を向く。
そして、このSAL膜5からの磁界により、MR膜7に
対してSAL膜5とは反対方向の磁化を回転させる。
【0036】このとき、MR膜7内の磁化方向は、この
縦バイアス膜1による磁化方向とSAL膜5からの磁界
による磁化方向とのベクトル和であり、約45度の角度
になるように制御している。この状態で、磁気記録媒体
からの信号磁界がMR膜7に入ることにより、このMR
膜7内の磁化方向が変化し、MR膜7の電気抵抗が変化
する。そして、この電気抵抗の変化を電圧変化として検
出することにより再生信号とする。
【0037】次に、本実施例の再生トラック部の構成に
ついて詳細に説明する。
【0038】図1は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの
再生トラック部の構成を示す図である。図1を参照する
と、この再生トラック部は、MR膜7と一対の縦バイア
ス膜1および電極膜2とから構成される。この縦バイア
ス膜1と電極膜2の形状は、一方の側(図中、右側)は
磁気記録媒体の対向面に対して直角をなし、他方の側
(図中、左側)の形状は、MR膜7の磁気記録媒体の対
向面に直角ではなく、45度傾斜している。
【0039】このような構造において、磁気抵抗効果素
子の再生感度分布をシミュレーションによって予測した
結果、縦バイアス膜1と電極膜2の片側の形状を、図中
の下方に示すように、図3に示す従来例と比較して、再
生トラック方向に対して均一になる傾向を示した。
【0040】そして、この実施例1の磁気抵抗効果型ヘ
ッドを用いて磁気記録媒体からの信号磁界を再生した結
果、従来の磁気抵抗効果型ヘッドの再生出力よりも30
%から40%高い出力を得ることができた。これは、縦
バイアス膜1および電極膜2の形状を最適化することに
より、効率よく磁気記録媒体からの信号磁界を検出する
ことができたことが推察される。
【0041】次に、別の実施の形態(実施例2とする)
として、上述した実施例1と同様の構造の磁気抵抗効果
型ヘッドを作製し、その再生特性を評価した。
【0042】図2は、本発明の別の実施の形態(実施例
2)による再生トラック部の構成を示す図である。図2
を参照すると、この再生トラック部は、MR膜7と縦バ
イアス膜1a,縦バイアス膜1cと電極膜2a,電極膜
2cとで構成される。そして、一方の縦バイアス膜1a
と電極膜2aの端部形状は、磁気記録媒体面に対して直
角とし、また、他方の縦バイアス膜1cと電極膜2cの
端部形状は、磁気記録媒体面側から所定の寸法でこの磁
気記録媒体面に対して直角をなす直角部1d,直角部2
dと、この寸法位置から前記磁気録媒体面に対して所定
の傾斜角度をなす傾斜部1e,傾斜部2eとを有し、す
なわち、縦バイアス膜1cと電極膜2cの形状は、磁気
記録媒体の対向面側から0.3μmまでは直角にし、そ
の位置からは磁気記録媒体の対向面に対して45度の角
度に傾斜させた。
【0043】この構造の場合も、シミュレーションによ
って予測した結果、再生感度分布は再生トラック方向に
ほぼ均一となる傾向を示した。そして、磁気記録媒体か
らの信号磁界を再生した結果、従来の磁気抵抗効果型ヘ
ッドの再生出力よりも25%から35%高い出力を得る
ことができた。これは、縦バイアス膜および電極膜の形
状を最適化することによって、効率よく記録磁気記録媒
体からの信号磁界を検出することができたものと推測さ
れる。
【0044】また、磁気抵抗効果型ヘッドを作製するた
めのポールハイトの媒体対向面の研磨工程における加工
量のばらつきにより、磁気抵抗効果素子の高さに±0.
3μmのばらつきがあっても、MR膜の再生感磁領域
が、ライトトラックに対して左右にずれることはなかっ
た。また、磁気抵抗効果型ヘッドの再生トラック幅寸法
が変動することもなかった。
【0045】なお、縦バイアス膜1cおよび電極膜2c
の直角部1d,2dにおける寸法のばらつきは、実際の
製造工程を考慮すると、0.1μmから0.5μm(実
施例2の場合は0.3μm)となるが、特に実施例2の
場合と異なることなく、同様の結果が得られる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気抵抗
効果型ヘッドは、再生トラック部の縦バイアス膜と電極
膜の形状を最適化しているため、磁気抵抗効果型ヘッド
を作製するためのポールハイトの研磨工程における加工
量にばらつがあっても、再生トラック幅寸法が変動せ
ず、かつ再生感磁領域がライトトラックに対して左右に
ずれることもなく、製造歩留まりが向上するとともに、
狭い再生トラックにおいて高再生出力が得られ、高記録
密度の記録再生装置に適用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による再生トラック部の構成
を示す図である。
【図2】本発明の別の実施例による再生トラック部の構
成を示す図である。
【図3】従来の磁気抵抗効果型ヘッドの再生トラック部
の構成例を示す図である。
【図4】SALバイアスの磁気抵抗効果型ヘッドの構成
を示す図である。
【符号の説明】
1,1a 縦バイアス膜 1b,1c 縦バイアス膜 1d,2d 直角部 1e,2e 傾斜部 2,2a 電極膜 2b,2c 電極膜 3 下シールド膜 4,8 絶縁層 5 SAL膜 6 分離膜 7 MR膜 9 上シールド膜 10 絶縁層 11 上ポール 12a,12b 縦バイアス膜 13a,13b 電極膜 14 低感度領域

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気抵抗効果膜からなる磁気抵抗効果素
    子と、その両端部にそれぞれ左右対称に形成した一対の
    縦バイアス膜および電極膜とを有する磁気抵抗効果型ヘ
    ッドにおいて、前記縦バイアス膜および電極膜の再生感
    磁領域側の端部形状は、一方が磁気記録媒体面に対して
    直角をなし、かつ他方が前記磁気録媒体面に対して所定
    の傾斜角度をなすように構成することを特徴とする磁気
    抵抗効果型ヘッド。
  2. 【請求項2】 傾斜角度が30度から60度の範囲内で
    あることを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗効果型
    ヘッド。
  3. 【請求項3】 磁気抵抗効果膜からなる磁気抵抗効果素
    子と、その両端部にそれぞれ左右対称に形成した一対の
    縦バイアス膜と電極膜とを有する磁気抵抗効果型ヘッド
    において、前記縦バイアス膜および電極膜の再生感磁領
    域側の端部形状は、一方が磁気記録媒体面に対して直角
    をなし、かつ他方が前記磁気記録媒体面側から所定の寸
    法でこの磁気記録媒体面に対して直角をなす直角部と、
    さらに、前記寸法位置から前記磁気録媒体面に対して所
    定の傾斜角度をなす傾斜部とを有することを特徴とする
    磁気抵抗効果型ヘッド。
  4. 【請求項4】 直角部の寸法が0.1μmから0.5μ
    mであり、かつ傾斜部の角度が30度から60度である
    ことを特徴とする請求項3に記載の磁気抵抗効果型ヘッ
    ド。
  5. 【請求項5】 請求項1から4のいずれか1項に記載の
    磁気抵抗効果型ヘッドを搭載することを特徴とする磁気
    記録再生装置。
JP9282183A 1997-10-15 1997-10-15 磁気抵抗効果型ヘッドおよびこれを用いた磁気記録再生装置 Expired - Lifetime JP3039482B2 (ja)

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