JP3609104B2

JP3609104B2 - 磁気抵抗効果型薄膜ヘッド

Info

Publication number: JP3609104B2
Application number: JP11555293A
Authority: JP
Inventors: 善徳大塚
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-05-18
Filing date: 1993-05-18
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2020-01-12
Also published as: JPH06325328A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は磁気ディスク装置、或いは磁気テープ装置等に用いられる再生専用の磁気抵抗効果型薄膜ヘッドに関するものである。
【０００２】
近年、磁気ディスク装置等においては、小型、大容量化に伴って高密度記録化が進められ、その高密度記録化に対して再生出力の高い磁気ヘッドが要求されている。このため、再生専用の磁気ヘッドとして再生出力が磁気記録媒体の移動速度に依存せず、しかも大きな再生出力が得られる磁気抵抗効果型薄膜ヘッド（以下、ＭＲヘッドと略称する）が提案されているが、更に再生特性が良好で、信頼性の高い磁気抵抗効果型薄膜ヘッドが必要とされている。
【０００３】
【従来の技術】
従来の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド（以下、ＭＲヘッドと称する）は図６の概略斜視図及び図７の要部側断面図に示すように、長手方向の中央部に信号検出領域１１ａを画定するようにその両端部にそれぞれ磁区制御用磁性膜１２ａと１２ｂ及びＡｌ膜等からなる引出し導体１３ａと１３ｂとが積層配置された磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と称する）１１の両側に、それぞれＡｌ_２Ｏ_３等からなる非磁性絶縁膜１４を介してＮｉＦｅ膜等からなる第１シールド磁性体１５と第２シールド磁性体１６とが配置された構成からなっている。
【０００４】
なお、前記磁区制御用磁性膜１２ａ，１２ｂはＦｅＭｎ膜からなり、この磁区制御用磁性膜１２ａ，１２ｂの配置によりＭＲ素子１１の長手方向に異方性磁界が印加されて該ＭＲ素子１１の磁区構造を単磁区化し、再生時に磁壁の不規則な移動に起因するバルクハウゼン雑音の発生により再生信号が劣化することを防止している。
【０００５】
そしてかかるＭＲヘッドを矢印Ａの方向に移動する磁気記録媒体１８上に所定間隔をもって浮上動作させた状態で、前記ＭＲ素子１１にその両端の各引出し導体１３ａと１３ｂを通してセンス電流Ｉｓを供給することにより発生する磁界によって前記第１シールド磁性体１５が磁化され、その磁化により該ＭＲ素子１１にバイアス磁界が印加される。
【０００６】
このバイアス磁界の印加によるＭＲ素子１１での信号検出領域１１ａの磁化は、前記磁気記録媒体１８からの信号磁界により変化され、それに対応して磁気抵抗効果により生じる信号検出領域１１ａの電気抵抗値の変化を前記引出し導体１３ａ，１３ｂより電圧の変化として出力することによって再生を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した構成の従来のＭＲヘッドにおいては、再生時にＭＲ素子１１の多磁区化による磁壁の不規則な移動により発生するバルクハウゼンノイズを低減するために、長手方向に長いアスペクト比の大きい矩形形状のＭＲ素子１１を用いると共に、その長手方向の両端部に反強磁性膜であるＦｅＭｎ膜からなる磁区制御用磁性膜１２ａ，１２ｂを配置することにより該ＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａの長手方向に大きな異方性磁界が印加されてその磁区構造を単磁区化していることから、その印加された大きな異方性磁界のために、再生時におけるＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａの長手方向への磁化が対向する磁気記録媒体１８からの信号磁界により直交する方向に回転する、所謂、磁化回転が抑制されてスムーズに行われないので該ＭＲ素子１１での抵抗変化が緩慢になる。
【０００８】
従って、磁気記録媒体１８からの微弱な記録磁界信号に対して再生感度が十分に得られないという問題と、そのような再生感度の低下により磁気記録媒体１８の高密度記録の再生に対処できないといった問題があった。
【０００９】
本発明は上記した従来の問題点に鑑み、磁区制御用磁性膜の配置により印加されるＭＲ素子の信号検出領域への異方性磁界を減少させて磁気記録媒体からの信号磁界による磁化回転を円滑化して抵抗の変化率を急峻にし、再生感度の向上を図った新規な磁気抵抗効果型薄膜ヘッドを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するため、矩形形状の磁気抵抗効果素子であって、その長手方向の両端部に第１の磁区制御用の一対の磁性膜が接合され、かつその磁区制御用の磁性膜上を含む両端部に設けた一対の引出し導体により中央部に画定され、前記矩形形状の長手方向に平行な一辺を記録媒体対向面とする信号検出領域を有し、前記磁気抵抗効果素子の両側に非磁性絶縁膜を介して設けられたシールド磁性体とを備える磁気抵抗効果型薄膜ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子の記録媒体対向面側とは反対側に該磁気抵抗効果素子と磁気的に結合された磁界制御用の磁性膜を配置し、該磁界制御用の磁性膜の表面に第２の磁区制御用の磁性膜を接合した構成とする。
【００１１】
また、矩形形状の磁界制御用の磁性膜が磁気抵抗効果素子に平行して配設され、該磁性膜の記録媒体対向側端部を非磁性絶縁膜を介して該磁気抵抗効果素子に重ね合わせた構成とする。
【００１２】
また、矩形形状の磁界制御用の磁性膜が磁気抵抗効果素子に平行して配設され、該磁性膜の記録媒体対向面端部を部分的に突出させ、該突出部を前記磁気抵抗効果素子の信号検出領域の縁端部に非磁性絶縁膜を介して重ね合わせた構成とする。
【００１３】
また、前記磁界制御用の磁性膜が前記一対の引出し導体間に配設され、該磁性膜の記録媒体対向側端部を磁気抵抗効果素子の信号検出領域の縁端部に非磁性絶縁膜を介して重ね合わせた構成とする。
【００１４】
また、矩形形状の磁界制御用の磁性膜が、記録媒体対向側端部を磁気抵抗効果素子の記録媒体対向側とは反対側の端部と微小間隔を隔てて突き合わせて配置された構成とする。
【００１５】
更に、前記した磁界制御用の磁性膜の全表面に磁区制御用の磁性膜を接合した構成とする。
更に、前記磁気抵抗効果素子の長手方向に沿って長い矩形形状からなる第２の磁界制御用の磁性膜の両端部に磁区制御用の磁性膜を接合した構成とする。
【００１６】
【作用】
本発明の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド（ＭＲヘッド）では、本来のアスペクト比を変えることなく両端部に磁区制御用の磁性膜が接合された磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）の記録媒体対向面側とは反対側の全縁端部、或いは信号検出領域の縁端部に非磁性絶縁膜を介して磁界制御用の磁性膜を磁気的に結合配置した構成とすることにより、ＭＲ素子の長手方向に対する高さを恰も高くしたことと同様な形状的な作用効果によって該ＭＲ素子の信号検出領域に印加される異方性磁界を減少させることが可能となり、再生時におけるＭＲ素子の信号検出領域の長手方向への磁化が対向する磁気記録媒体からの信号磁界により回転する、所謂、磁化回転がスムーズに行われる。その結果、該ＭＲ素子での抵抗の変化が急峻になり、再生感度が向上する。
【００１７】
また、前記ＭＲ素子の記録媒体対向面側とは反対側に磁界制御用の磁性膜を磁気的に結合配置することにより、再生時にバルクハウゼンノイズが発生する恐れがある場合には、該磁界制御用の磁性膜の長手方向の両端部上、または該磁性膜全面に磁区制御用の磁性膜を結合配置することで前記バルクハウゼンノイズの発生を防止することができる。
【００１８】
【実施例】
以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明する。
図１（ａ），（ｂ）は本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜ヘッドの第１実施例を示す図であり、図（ａ）は要部側断面図、図（ｂ）はその磁気抵抗効果素子の要部平面図である。なお、図６及び図７と同等部分には同一符号を付している。
【００１９】
これら両図に示すように本実施例では、ＮｉＦｅ軟磁性膜等からなる第１シールド磁性体１５と第２シールド磁性体１６との間に、Ａｌ_２Ｏ_３等からなる非磁性絶縁膜１４をそれぞれ介在して磁気記録媒体１８と対向するヘッドの先端面、即ち、記録媒体対向面に先端面が露出するように配置したＮｉＦｅ膜からなる磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）１１としては、その一方の面の中央部に信号検出領域１１ａを画定するようにその両端部にそれぞれ約２００Åの膜厚のＦｅＭｎ膜等からなる磁区制御用磁性膜１２ａと１２ｂ及びＡｕ膜、或いはＷ膜等からなる引出し導体１３ａと１３ｂとが積層配置されている。
【００２０】
そして、そのような構成のＭＲ素子１１の記録媒体対向面１７側とは反対側の前記一対の引出し導体１３ａと１３ｂ上を含む全縁端部上に、約１０００Åの膜厚のＡｌ_２Ｏ_３等からなる図示しない非磁性絶縁膜を介して該ＭＲ素子１１の長手方向に沿って平行に長い矩形形状で５００〜２０００Åの膜厚のＮｉＦｅ膜からなる磁界制御用磁性膜２１を１μｍ程度重ね合わせて磁気的に結合した状態で配置した構成とされている。
【００２１】
このような第１実施例のヘッド構成では、前記ＭＲ素子１１に磁気的に結合配置された磁界制御用磁性膜２１により、該ＭＲ素子１１の長さ方向に対する高さを恰も高くしたのと同様な形状的な作用効果によってそのＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａに印加される異方性磁界を、該ＭＲ素子１１の単磁区化を妨げない程度に減少させることが可能となる。
【００２２】
従って、再生時においてＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａでの長手方向への磁化が対向する磁気記録媒体１８からの信号磁界により円滑に磁化回転が行われるので、該ＭＲ素子１１での抵抗の変化が急峻となり、再生感度が向上する。
【００２３】
図２（ａ），（ｂ）は本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜ヘッドの第２実施例を示す図であり、図（ａ）は要部側断面図、図（ｂ）はその磁気抵抗効果素子の要部平面図であり、図１（ａ），（ｂ）と同等部分には同一符号を付している。
【００２４】
これら両図で示す実施例が図１（ａ），（ｂ）で示す第１実施例と異なる点は、前記ＭＲ素子１１の記録媒体対向面１７側とは反対側の前記一対の引出し導体１３ａと１３ｂ上を含む全縁端部に沿って０．５〜１．０ μｍの間隙を介して該ＭＲ素子１１の長手方向に沿って平行に長い矩形形状で５００〜２０００Åの膜厚のＮｉＦｅ膜からなる磁界制御用磁性膜３１を配置すると共に、その磁性膜３１の記録媒体対向面側の端部を部分的に突出させ、その突出部分を図示のようにＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａの縁端部上に約１０００Åの膜厚のＡｌ_２Ｏ_３等からなる図示しない非磁性絶縁膜を介して１μｍ程度重ね合わせて磁気的に結合した構成とした点にある。
【００２５】
このような第２実施例のヘッド構成によっても図１（ａ），（ｂ）による実施例と同様に前記ＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａに印加される異方性磁界を、該ＭＲ素子１１の単磁区化を妨げない程度に減少させることが可能となり、それによって再生時におけるＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａでの磁化回転が円滑に行われるので、該ＭＲ素子１１での抵抗の変化が急峻となり、再生感度が向上する。
【００２６】
図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜ヘッドの第３実施例を示す図であり、図（ａ）は要部側断面図、図（ｂ）はその磁気抵抗効果素子の要部平面図であり、図１（ａ），（ｂ）と同等部分には同一符号を付している。
【００２７】
これら両図で示す実施例が図１（ａ），（ｂ）で示す第１実施例と異なる点は、前記ＭＲ素子１１の記録媒体対向面１７側とは反対側の前記一対の引出し導体１３ａと１３ｂとの間に５００〜２０００Åの膜厚のＮｉＦｅ膜からなる磁界制御用磁性膜４１を、その一部が図示のようにＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａの縁端部上に約１０００Åの膜厚のＡｌ_２Ｏ_３等からなる図示しない非磁性絶縁膜を介して１μｍ程度重ね合わせて磁気的に結合配置した構成としたことである。
【００２８】
このような第３実施例のヘッド構成によっても図１（ａ），（ｂ）による実施例と同様に前記ＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａに印加される異方性磁界を減少させることが可能となり、それによって再生時におけるＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａでの磁化回転が円滑に行われるので、該ＭＲ素子１１での抵抗の変化が急峻となり、再生感度が向上する。また、前記ＭＲ素子１１に対する磁界制御用磁性膜４１の配設構造により両者がショートする確率も低減することができる。
【００２９】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜ヘッドの第４実施例を示す図であり、図（ａ）は要部側断面図、図（ｂ）はその磁気抵抗効果素子の要部平面図であり、図１（ａ），（ｂ）と同等部分には同一符号を付している。
【００３０】
これら両図で示す実施例が図１（ａ），（ｂ）で示す第１実施例と異なる点は、前記ＭＲ素子１１の記録媒体対向面１７側とは反対側の端部に対して０．５〜１．０ μｍの間隙を隔てて同一平面となるように該ＭＲ素子１１の長手方向に沿った長い矩形形状で５００〜２０００Åの膜厚のＮｉＦｅ膜からなる磁界制御用磁性膜２１を平行に配置して磁気的に結合した構成としたことである。
【００３１】
このような第４実施例のヘッド構成によっても図１（ａ），（ｂ）による実施例と同様に前記ＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａに印加される異方性磁界を減少させることができ、しかも、それによって再生時におけるＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａでの磁化回転が円滑化され、再生感度を向上させることができる。
【００３２】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜ヘッドの第５実施例を示す図であり、図（ａ）は要部側断面図、図（ｂ）はその磁気抵抗効果素子の要部平面図であり、図３（ａ），（ｂ）と同等部分には同一符号を付している。
【００３３】
これら両図で示す実施例が図３（ａ），（ｂ）で示す第３実施例と異なる点は、前記ＭＲ素子１１の記録媒体対向面１７側とは反対側の前記一対の引出し導体１３ａと１３ｂとの間に、ＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａの縁端部に対して図示のように０．５〜１．０ μｍの間隙を隔てて同一平面となるように５００〜２０００Åの膜厚のＮｉＦｅ膜からなる磁界制御用磁性膜４１を平行に配置して磁気的に結合した構成としたことである。
【００３４】
このような第５実施例のヘッド構成によっても図３（ａ），（ｂ）による実施例と同様に前記ＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａに印加される異方性磁界を減少させることができ、しかも、それによって再生時におけるＭＲ素子１１の信号検出領域１１ａでの磁化回転が円滑化され、再生感度を向上させることができる。
【００３５】
なお、以上の第１実施例〜第５実施例においてＭＲ素子１１の記録媒体対向面１７側とは反対側に前記した種々の配設構造により磁界制御用磁性膜を磁気的に結合配置した場合、再生時に該磁界制御用磁性膜の多磁区化による磁壁の不規則な移動によりバルクハウゼンノイズが発生する恐れがあるので、その磁界制御用磁性膜の全面にＦｅＭｎ膜等からなる磁区制御用磁性膜を結合配置する、或いは第１実施例、第２実施例及び第４実施例における磁界制御用磁性膜の長手方向の両端部上にＦｅＭｎ膜等からなる磁区制御用磁性膜を結合配置することにより前記バルクハウゼンノイズの発生を防止することができ、このようなノイズ防止構成を適用することが望ましい。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜ヘッドによれば、本来のアスペクト比を変えることなく両端部に磁区制御用磁性膜を接合した磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）の信号検出領域に印加される異方性磁界を減少させることが可能となり、再生時におけるＭＲ素子の信号検出領域での磁化回転が円滑化されて該ＭＲ素子での抵抗の変化が急峻になり、再生感度を向上させることができるなど高密度記録用の磁気抵抗効果型薄膜ヘッドに適用して極めて有利であり、実用上優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド（ＭＲヘッド）の第１実施例を示す要部側断面図及びその磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）の要部平面図である。
【図２】本発明の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド（ＭＲヘッド）の第２実施例を示す要部側断面図及びその磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）の要部平面図である。
【図３】本発明の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド（ＭＲヘッド）の第３実施例を示す要部側断面図及びその磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）の要部平面図である。
【図４】本発明の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド（ＭＲヘッド）の第４実施例を示す要部側断面図及びその磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）の要部平面図である。
【図５】本発明の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド（ＭＲヘッド）の第５実施例を示す要部側断面図及びその磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）の要部平面図である。
【図６】従来の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド（ＭＲヘッド）を説明するための概略斜視図である。
【図７】従来の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド（ＭＲヘッド）を説明するための要部側断面図である。
【符号の説明】
１１ＭＲ素子
１２ａ，１２ｂ磁区制御用磁性膜
１３ａ，１３ｂ引出し導体
１４非磁性絶縁膜
１５第１シールド磁性体
１６第２シールド磁性体
１７記録媒体対向面
１８磁気記録媒体
２１，３１，４１磁界制御用磁性膜

Claims

矩形形状の磁気抵抗効果素子であって、その長手方向の両端部に第１の磁区制御用の一対の磁性膜が接合され、かつその磁区制御用の磁性膜上を含む両端部に設けた一対の引出し導体により中央部に画定され、前記矩形形状の長手方向に平行な一辺を記録媒体対向面とする信号検出領域を有し、前記磁気抵抗効果素子の両側に非磁性絶縁膜を介して設けられたシールド磁性体とを備える磁気抵抗効果型薄膜ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子の前記記録媒体対向面側とは反対側に該磁気抵抗効果素子に磁気的に結合された磁界制御用の磁性膜を配置し、該磁界制御用の磁性膜の表面に第２の磁区制御用の磁性膜を接合してなることを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜ヘッド。
前記磁界制御用の磁性膜は矩形形状であって、該磁性膜が磁気抵抗効果素子に平行して配設され、該磁性膜の記録媒体対向側端部を非磁性絶縁膜を介して該磁気抵抗効果素子に重ね合わせたことを特徴とする請求項１の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド。
前記磁界制御用の磁性膜は矩形形状であって、該磁性膜が磁気抵抗効果素子に平行して配設され、該磁性膜の記録媒体対向面端部を部分的に突出させ、該突出部を前記磁気抵抗効果素子の信号検出領域の縁端部に非磁性絶縁膜を介して重ね合わせたことを特徴とする請求項１の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド。
前記磁界制御用の磁性膜は矩形形状であって、該磁性膜が、前記一対の引出し導体間に配設され、該磁性膜の記録媒体対向側端部を磁気抵抗効果素子の信号検出領域の縁端部に非磁性絶縁膜を介して重ね合わせたことを特徴とする請求項１の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド。
前記磁界制御用の磁性膜は矩形形状であって、該磁性膜の記録媒体対向側端部を磁気抵抗効果素子の記録媒体側とは反対側の端部と微小間隔を隔てて突き合わせて配置されてなることを特徴とする請求項１の磁気抵抗効果型薄膜ヘッド。
請求項２、または請求項３の磁界制御用の磁性膜の長手方向の両端部に前記第２の磁区制御用の磁性膜を接合してなることを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜ヘッド。