JPH0249213A - 補償形磁気抵抗読取りヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、補償形磁気抵抗読取りヘッドに関し、例えば
、ハードディスク磁気記憶システムに用いることが可能
な新規性のある読取りヘッドアセンブリに関する。

〔従来の技術〕

磁気変換ヘッドは、固定ディスク、着脱自在フロッピー
ディスク及びリジッドディスク、及び、磁気記録テープ
のような磁気記憶媒体からの読取り、及び、これらへの
書込みに広く用いられている。誘導ヘッドは、読取り機
能及び書込み機能の両方に広く用いられてきた。誘導素
子による読取りには、媒体における磁束変化を読取り、
書込みヘッドから出力される電気信号に変換することが
必要である。

誘導ヘッドからの読取り出力信号の強さは、トラック幅
、ピント長さ、及びヘッドに対する媒体の速度に比例し
ている。磁気媒体の進歩によって、誘導ヘッドからの出
力強度にとって不利な形で、各パラメーターへの影響が
生じるようになってきた。飽和保磁力の向上した磁気媒
体の開発によって、記憶密度の増大が可能になった。こ
の記憶容量の増大を利用するため、トラック幅及びビッ
ト長さが減少する。更に、ディスク形状の記録媒体がよ
りコンパクトになり、−船釣な形状係数は、直径が１４
′から８’、　５．２５”、更に、最近では３．５＃へ
と進展してきた。一般に、直径が小さくなることによっ
て、ヘッドに対する媒体の線速度が低下してきた。この
傾向は、媒体で利用可能な磁束が、誘導ヘッドから信頗
性のある読取り出力を得るには不十分となるおそれがあ
るところまで到達している。

誘導読取りヘッドは、主として、読取り出力信号のエネ
ルギー源として、媒体における磁束反転に依拠している
点において受動性と考えられる。これに対し、能動読取
りヘッドは、磁束反転を利用して、電流又は他の信号キ
ャリヤーに変調を加える。従って、信号出力は、磁束の
強さによって直接制限されることはない。利用できる出
力が強くなると、検出が容易になり、ノイズに影響され
にくくなる。

能動読取りヘッドの１種である磁気抵抗読取りヘッドは
、誘導読取りヘッドに比べると、信号出力がほぼ１桁は
向上する。これによって、密度の高い記憶媒体の狭いト
ラック幅と短いビット長により適したものになる。更に
、磁気抵抗読取りヘッドは、誘導読取りヘッドが応答す
る磁束変化率ではなく、磁束レベルに対し感応する。従
って、線速度の低い最新のコンパクトな媒体を利用する
場合には、磁気抵抗ヘッドの方が読取りに適している。

つまり、コンパクトで、飽和保磁力の高い媒体に高密度
で記憶されている情報を読取る場合には、磁気抵抗ヘッ
ドの方が誘導読取りヘッドより優れていることになる。

書込み機能は、平行して発達してきたわけではない。読
取り機能とは逆に作用するので、書込み機能は、ホスト
システムからの電気信号を媒体における磁束反転に変換
する。電気信号の強さは、誘導書込みの制限要素になる
と証明されたわけではない。

一方、磁気抵抗書込みヘッドが実際に役立つと証明され
たわけでもない。磁気抵抗ヘッドの基本原理は、磁束変
化が磁気抵抗センサにおける抵抗の変化に変換されると
いうことである。

この抵抗は、電流が磁気抵抗センサを含む電気経路に流
れる際、その経路における電圧の変化として検出される
。書込みに必要な磁界を発生するこの導体は、厚すぎて
、読取り時における磁気抵抗の効果に必要な感度が得ら
れない。従って、誘導ヘッドは、書込みに望ましく、磁
気抵抗ヘッドは、コンパクトで高密度な媒体の読取りに
望ましい。

一般に、磁気抵抗センサは、「磁化容易軸」と呼ばれる
磁気モーメントに対しアライメントのとれる磁気抵抗材
料のストリップである。磁化容易軸に直交するセンサ平
面の軸は、［磁化困難軸」である。隣接媒体の磁束レベ
ルに線形に応答する読取りヘッドの場合、磁気抵抗セン
サを通る電流は、その磁気モーメントに対し斜交しなけ
ればならない。しかし、磁気抵抗センサの磁化容易軸は
、その長さに沿って存在する傾向があり、これが電流の
流れる。望ましい方向を決めることになる。磁化容易軸
は、電流と磁気モーメントの両方にとって望ましい方向
であるため、横方向のバイアス印加を利用して、媒体の
ゼロ磁場条件に関する線形動作磁区の形成に用いられる
。

こうした横方向のバイアスを加えるための４つの提案が
、１９８４年３月１５日発行の「ジャーナル・オブ・ア
プライド・フィジックス（Ｊ、　Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、）　５５　（６）、　２２２６〜３１真」に
掲載のチン・ツァン（Ｃｈｉｎｇ　Ｔｓａｎｇ）による
「小型磁気抵抗センサの磁気（Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ　ｏ
ｆ　Ｓｍａｌｌ　Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｔｓｔｉｖｅ　
５ｅｎｓｏｒｓ）　Ｊに開示されている。第１の案は、
電流が、磁気抵抗センサに隣接した導体センサを通過す
る分路バイアスであり；この電流の磁気効果によって、
磁気抵抗ヘッドにバイアスが加えられることになる。第
２の案であるソフトフィルムバイアスの場合、ソフト磁
気フィルムが、磁気抵抗センサに隣接して配置されてお
り；磁気抵抗センサを通るバイアス電流によって、ソフ
トフィルムが磁化され、これにより、磁界が加えられて
、磁気抵抗センサにバイアスがかかることになる。磁気
抵抗センサに隣接して永久磁化センサが配置される、ハ
ードフィルムバイアスも考案され；この動作原理は、ソ
フトフィルム案に似ている。以上の案の場合、磁気モー
メントは、磁化容易軸に対し回転するが、さらに傾斜電
流又は「バーバーポール」バイアス案の場合には、傾斜
導体センサーにより、強制的に電流が磁化容易軸に対し
斜めに流される。

フエーゲリ（Ｖｏｅｇｅｌｉ）に対する米国特許第３゜
８６０　、９６５号に開示の第５の「相互」バイアス案
の場合、２つの磁気抵抗センサが静磁気的に結合されて
、互いにバイアスを加えることになる。

即ち、分路バイアスの手法に関連した方法で、一方のセ
ンサの電流が、他方のバイアス印加に用いられる磁界を
発生したり、この逆が行われたりする。従って、各磁気
抵抗センサを通る電流は、センス電流とバイアス電流の
両方の働きをする。２つの磁気抵抗センサから出力差読
取り信号が得られる。これには、信号出力が倍加するが
、コモンモードノイズは排除されるという利点がある。

誘導書込みヘッドと磁気抵抗読取りヘッドを一体化する
手法の１つにおいて、隣接する読取りと書込みの明確な
ギャップが形成される。この手法については、シー・デ
イ・グラハム（Ｃ０Ｄ、　Ｇｒａｈａｎ＋）、、ジュニ
ア・ジー・エイッチ・ラング（Ｊｒ、、　Ｇ、　Ｈ，Ｌ
ａｎｄｅｒ）及びジエイ・ジエイ・ライン（Ｊ、　Ｊ、
　Ｒｈｙｎｅ）編集による、「磁気及び磁性材料（Ｍａ
ｇｎｅｔｉｓａ＋　ａｎｄ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｍａｔ
ｅｒｉａｌｓ）１９７４、アメリカン・インスティテユ
ート・オブ・フィジックス・コンフェレンス・ブロシー
デインダス（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ　
ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｃｏｎｆｅ−ｒｅｎｃｅ　Ｐｒ
ｏｃｅｅｄｉｎｇｓ）　　Ｎα２４」に掲載のシー・エ
インチ・バジゴレンク（Ｃ，Ｈ，Ｂａｊｏｒｅｋ）、ニ
ス・クロンゲルプ（Ｓ、　Ｋｒｏｎｇｅｌｂ）、エル・
ティ・ロマンキウ（Ｌ、　Ｔ、　Ｒｏｎ＋ａｎｋｉｗ）
及びデイ・エイ・トンプソン（Ｄ、　Ａ、　Ｔｈｏｍｐ
ｓｏｎ）による「一体型磁気抵抗読取り／誘導書込み用
高感度レコーディング・ヘッド（Ａｎ　ｉｎｔｅｇｒａ
ｔｅｄ　ＭａｇｎｅｔｏｒｅｓｆｓｔｉｖｅＲｅａｄ、
　Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｗｒｉｔｅ　Ｈｉｇｈ　５ｅｎ
ｓｉｔｉｖｉｔｙ　Ｒｅ−ｃｏｎｄｉｎｇＨｅａｄ）　
Ｊに開示されている。この一体型ヘッドは、垂直方向に
−巻きシールドが施された磁気抵抗ヘッドを誘導ヘッド
の上に直接重ねたものから構成されている。中央の磁気
層は、磁気抵抗ヘッドのシールド及び誘導ヘッドの磁極
端の両方の働きをする。磁気抵抗ヘッドは、永久磁石に
よるバイアス案を用いている。この中央の磁気層を共用
することによって、独立したヘッドの場合に比べて、必
要なリトグラフィ処理ステップが少なくてすむという製
造上の利点がある。

誘導ヘッドの磁極端の間に磁気抵抗センサを配置するこ
とによって、両方の磁極端が読取りヘッドに対するシー
ルドの働きをするという、処理上のもう１つの利点が得
られる。これによって、磁気抵抗センサに対する独立し
たシールドの必要がなくなる。この手法については、１
９７６年１１月発行の「電気電子学会編、磁気反転（Ｉ
ＥＢＥ　　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　　ｏｎ　　Ｍａ
ｇｎｅｔｉｃｓ）　　巻　ＭＡＧ−１２゜Ｎα６．７１
６〜７１８頁に掲載された、ジェー・ジーブイ・リール
Ｕ、　Ｃ，ｖ、　Ｌｉａｒ）、ジー・ジエー・ケール（
Ｇ、Ｊ、　Ｋｏｅｌ）、ダブリユウ・ジエー・ブイ・ゲ
スチル（Ｌ　Ｊ、　ｖ、　Ｇｅ５ｔｅｌ）、エル・ボス
トマン（Ｌ、　Ｐｏｓｔｍａｎ）、ジェー・ティ・ゲル
ケーマ（Ｊ、　Ｔ、　Ｇｅｒｋｅｍａ）、エフ・ダブリ
ユウ・ボルタ−（Ｆ、　Ｈ，Ｇｏｒｔｅｒ）及びダブリ
ユウ・エフ・ドリュベシュタイン（Ｗ、　Ｆ、　Ｄｒｕ
ｙｖｅｓｔｅｙｎ）による結合薄膜形磁気抵抗読取り／
誘導書込み用ヘッド（Ｃｏｎ＋ｂｉｎｅｄ　Ｔｈ１ｎ　
Ｆｉｌｍ　Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ　Ｒｅａ
ｄ。

Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｕｒ＋ｔｅ　Ｈｅａｄ”に開示さ
れている。このようにリール等によって、誘導書込みヘ
ッド内に配置された読取りヘッドに関するバーバーポー
ルバイアス案が開示された。

〔発明が解決しようとする課題］ このように、バジョレック等及びリール等による参考文
献は、誘導書込みと磁気抵抗読取りの一体化における進
歩を明らかにしている。

体化の利点には、処理ステップの減少、及び、他の製造
及び操作上の省力等がある。しかしながら、各技術的進
歩は、いくつかの目的を達成する一方で、確認し、克服
しなければならない新たな障害をもたらすことにもなっ
ている。本発明は、一体化した誘導書込みヘッドと磁気
抵抗読取りヘッドにおける性能限界の重要な原因の発見
に基づき、更にその限界を克服しようとするものである
。すなわち、本発明の主たる課題は、誘導性書込みヘッ
ドに磁気抵抗読取りヘッドを一体化させ、高密度記録の
読取りに関する分解能を向上させることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明によれば、読取り手
段に関し相対移動する磁気媒体内に記録された磁束レベ
ルの関数としての信号を供給するために、読取り電流に
生じた電圧降下を変調するための前記読取り手段であっ
て、前記読取り電流を受けるための入力手段と、前記信
号を伝送するための出力手段とを含む前記読取り手段と
；前記読取り手段に対し所定位置にある前記磁気媒体の
部分以外のソースからの磁界から、前記読取り手段を絶
縁するためのシールド手段であって、前記読取り電流が
前記シールド手段内に磁界（シールド・読取り磁界）を
誘導するように、前記読取り手段に対して位置決めされ
た前記シールド手段と；さらに前記シールド・読取り磁
界を概ね相殺するための相殺手段とを含むことを特徴と
する、補償形磁気抵抗読取りヘッドが提供される。

さらに説明を加えれば、本発明は、磁気抵抗ヘッドの読
取り動作により、読み取られる媒体に記憶されているデ
ータに対する外乱を生じる可能性があるという発見に誘
発されたものである。こうした外乱の可能性は、先行技
術で認識できる限りでは、実用玉取るに足らないことと
して片づけられてきた。受動性の誘導読取りヘッドを用
いる場合には、媒体の外乱は最小限ですむ。しかし、能
動読取りヘッドを用いた場合には、高解像度の読取りを
可能にするため用いられるシールドによって増幅される
磁界を発生する。−最に、磁気抵抗ヘッドの電流ガ増す
と、それだけ磁界も大きくなる。デュアルセンサ式磁気
抵抗ヘッドの場合、各センサによってシールド内に誘導
される磁界が加わることになる。

その結果、磁界が組み合わせられて、磁気媒体における
磁気転移を混乱させる可能性がある。

即ち、媒体における磁区が、変化又は移動して、有効な
情報が失われる可能性がある。

本発明は、センス電流によって誘導される磁界の少なく
とも一部を相殺することによって、媒体の読取り動作に
おける混乱を最小限に抑えるというものである。主たる
混乱の原因は、シールドにより増幅される磁界であるた
め、逆極性の第２の磁界によって、シールドで相殺する
のが望ましい。一体形読取り／書込みヘッドの場合、都
合のよいことには、書込み動作に用いられる同じコイル
に電流を通すことによって、逆の磁界を発生させること
ができる。この構成によって、能動読取り動作に十分な
電流を用いることができると同時に、有効な情報の損失
を生じる可能性のある、媒体における強磁界を回避する
ことが可能になる。更に、この構成によって、処理ステ
ップが省略され、読取り／書込みヘッドがよりコンパク
トになる。

シールドの磁界によって磁気抵抗ヘッドの読取り機能が
乱されないようにするには、各磁気抵抗センサがシール
ドの磁界に対しほぼ垂直であることが望ましい。これは
、シールドの内側表面が磁気抵抗センサと平行にセンサ
の全高にわたって伸びるようにすることによって、可能
になる。磁気抵抗センサ付近においてシールドが平行に
なることによって、独立した磁区の形成が最小限に抑え
られ、これによって、更に、読取り動作時のノイズも最
小限に抑えられることになる。全体としてかなりの電流
になるにもかかわらず、デュアルセンサヘッドを適合さ
せることができる。これらの電流によって発生する磁界
は、シールドによって相殺され、従って、磁気媒体が乱
されることはない。本発明の他の特徴及び長所について
は、添付図面に関する以下の説明から明らかになる。

〔実施例〕

以下添付図面に基づき本発明の好適な実施例について詳
述する。

磁気記憶及び検索システムには、第１図に示すように、
読取り／書込み回路要素１１、読取り／書込みヘッド１
３、及び磁気記録媒体１５が含まれる。記録媒体１５は
、固定ディスクのトラックである。第１図によれば、ト
ラックは、ヘッド１３に対し下方へ移動する磁気記録媒
体の線形ストリップと考えることができる。

ヘッド１３には、その動作素子が組み立てられた基板１
７が備わっている。底部シールド１９と上部シールド２
１は読取り動作時におけるシールドと、誘導書込み動作
時における磁極端片の両方の働きをする。底部磁気抵抗
センサ２３及び上部磁気抵抗センサ２５は、読取り動作
時に、相互バイアス構成で用いられる。第２図において
その構造が最もよく分かる誘導コイル２７は、書込み動
作時におけるシールド１９及び２１の磁化に用いられる
。本発明によれば、コイル２７は、また読取り動作時に
、磁気抵抗センサ２３及び２５を通る電流によってシー
ルド１９及び２１に誘導される磁界を相殺するのに用い
られる。

上部シールド２１には、第３図に最も良く示されている
ように、少なくとも、磁気抵抗センサ２３及び２５が伸
びているのとほぼ同じ距離の高さｈだけ、媒体１５に隣
接したエアベアリング表面３１から伸びているネック２
９が設けられている。

これによって、シールド１９及び２１の相殺磁界によっ
て誘導される磁気抵抗センサー２３及び２５の磁界が、
磁気抵抗センサ２３及び２５に対して直交し、確実に読
取り動作が乱されないですむようになる。第１図に関連
したこの要件について別の言い方をすると、シールド１
９及び２１の内部表面３３及び３５は、磁気抵抗センサ
２３及び２５に対して、少なくとも後者の長さについて
だけは平行であるのが望ましいということになる。内部
表面３５を平行にするには、ネック２９を精確な寸法に
しなければならない。

書込み動作時、読取り／書込み回路要素１１は、第２図
に示すようにコイル２７の最も中心に巻かれた部分３９
と最も外側に巻かれた部分４１に結合されたライン３７
を介してコイル２７に通る電流に制御を加える。コイル
２７に通る電流によって、磁極端片の働きをするシール
ド１９及び２１に磁界が誘導される。これらの磁界によ
って、当該技術においては周知のように、シールド２１
の磁極後端に隣接し、磁気媒体１５内に位置する磁区の
分極が行われる。磁気抵抗センサ２３及び２５内体によ
って発生する磁界は、およそ２〜３エルステツド（Ｏｅ
）程度である。シールド１９及び２１の増幅効果によっ
て発生する磁界は、およそ４０００ｅ程度になる可能性
がある。こうした媒体への信頼性のある書込みには、２
００００ｅの磁界が必要になるが、１００００ｅの飽和
保磁力を有する媒体の磁区を乱すためには、これで十分
である。

読取り動作時、第１図に示すように、ライン４３を介し
て、読取り／書込み回路要素１１によって、一定のセン
サ及びバイアス電流■。が供給され、２つの磁気抵抗セ
ンサ２３と２５間で分割されて、電流Ｉ、及びＩ２を生
じることになる。第３図に示すように、電流ｌ、は、第
１の底部導体６３によって底部磁気抵抗センサ２３に入
力され、第２の底部導体６５によって、磁気抵抗センサ
２３から出力される。第１の底部導体６３と第２の底部
導体６５の間の４ミクロン（＃ＷＩ）のギャップによっ
て、電流Ｉ２が流れる磁気抵抗センサ２３の一部が形成
される。同様に、電流■２は、第１の上部導体７３．４
ＩＩｍの上部磁気抵抗センサ２５の一部、及び、第２の
上部導体７５を通って流れる。

２つの上部導体７３と７５との離隔距離に加えて、２つ
の底部導体６３と６５との離隔距離によって決まる。こ
こでは４４の読取りトラック幅が、ヘッド１３の読取り
解像度を決めることになる。媒体１５の移動方向に対し
垂直なエアベアリング表面３１におけるネック２９の幅
は、適合するシールディングが確実に得られるようにす
るためには、読取りトラック幅を超えることが望ましい
。

磁気抵抗センサ２３及び２５の４４の部分を通る電流に
よって生じる電圧降下によって、第１図のノード４５に
おける電圧に制御が加えられる。

各磁気抵抗センサ２３．２５の抵抗は、通過媒体１５の
隣接した磁界によって影響されるので、ノード４５にお
ける電圧は変調されることになる。磁気抵抗センサ２３
及び２５には、逆方向にバイアスがかけられるので、変
調は相補的である。差動増幅器４７によって、変調の総
和が有効に行われ、ライン４９に沿って出力され、読取
り／書込み回路要素１１に検出され、解読される。

磁気抵抗センサ２３及び２５を通る電流Ｉ、及びＩｔは
、シールド１９及び２１に磁界を誘導し、これが更に、
読取り時には、媒体１５を乱す可能性がある。従って、
読取り／書込み回路要素１１は、コイル２７を介して定
電流Ｉ３を送り、電流１．及びＩ２に誘導された磁界を
相殺またはキャンセルする磁界を発生する。エアベアリ
ング表面３１の近くにおけるシールド１９及び２１の幾
何学形状によって、コイル２７が誘導する磁界が磁気抵
抗センサ２３及び２５に対し垂直方向に制限されるため
、後者は、キャンセル処理による影響をそれほど受けず
にすむことになる。

各磁気抵抗センサ２３．２５を通るセンサ及びバイアス
電流Ｉ、、　エアは、約２０ｍＡである。これは、全部
で４０ｍＡの電流に対応する磁界を発生するのに十分で
ある。異なる磁界の強さ、バイアスのスキーム、ギャッ
プのサイズが必要な場合には、異なる電流を用いること
が可能である。所定の電流の場合、シールド１９及び２
０においてセンス／バイアス電流１１及びＩ２によって
誘発された磁界を相殺するには、図示の９巻きコイル２
７における約６ｍＡの誘導電流で十分である。

読取り／書込みへラド１３は、主として第４図に関連し
て後述する薄膜技術を用いて、ウェーハ基板上のいくつ
かのうちの１つとして製作することができる。例えば、
ウェーハは、厚さ１０ミクロン（＃ｌ１ｌ）の酸化アル
ミニウムの平滑層を有する酸化アルミニウムと炭化チタ
ンの混合物（＾ｉ　ｚ　ｏ　３／　Ｔ　ｉ　ｃ　）から
成る厚さ１６０ミルの基板１７で構成できる。平滑層は
裸のＡｈ（ｈ／ＴｉＣによって得られるものに比べてよ
りなめらかな、後続の薄膜処理ステップのための基礎を
提供する。

誘導書込み機能のための磁極端と、磁気抵抗読取り機能
のためのシールドの、両方の働きをする底部シールド１
９が、２つの層５３及び５５に形成される。上部層５５
は、エアベアリング表面まで伸びているが、下部１ｉ５
３はそこまで伸びていない。かかる構成によって、より
鮮明な書込み転移が可能な、媒体１５に隣接した比較的
薄い構造と、より強力な磁界に供えたシールド１９の本
体をなす比較的厚い構造が得られることになる。

従って、この２つの層構造によって、高い磁束強度と高
い書込処理の解像度が得られる。

シールド材料は、飽和磁性りが高く、誘導コイル２７に
よって発生する磁界の増幅を容易にするものが望ましい
。下部シールド層５３は、基板１７にスパッタリングで
付着させることができる。

この付着層には、イオンミリングとエツチングの両方又
は一方を施して、所望の形状にし、エアベアリング表面
３１から引っ込むようにする。

合金にエツチングを施した領域には、例えば５７のよう
なＡＩ！０３といった誘電材料が充填され、後続の処理
ステップに備えてフラットな上部表面が形成される。底
部シールド１９の上部層は、同様の手順により、付着さ
せ、成形し、平面化することができる。下部層５３は厚
さが約１．５−であり、上部層５５の厚さは約２／ｌｌ
１１である。

更に第４図を参照すると、上部７１５５には、Ａｈａ、
の底部絶縁用誘導体５９がスパッタリングで付着させら
れている。厚さが約５０ナノメートル（ｎｍ）になる可
能性のある誘電体５９によって、底部シールド１９と底
部導体層６１の間が電気的に絶縁される。代替案として
、絶縁用誘電材料として、ポリイミドを用いることも可
能である。

底部導体層６１には、底部磁気抵抗センサ２３へ、及び
このセンサから電流を通す、第３図に示された導体６３
及び６５が含まれている。底部導体層６１は、厚さが１
３０ｎｍの金属フィルムとしてスパッタリングで付着さ
せることが可能である。底部導体６３及び６５には、直
接化学エツチング又はリフトオフ技術を用いてパターン
形成を施すことができる。更に、底部導体層６１の平面
化が行われる。

底部磁気抵抗センサ２３は、ニッケル鉄コバルト合金で
作ることが可能な底部磁気フィルム６７に形成すること
ができる。この合金は、その磁気異方性が高くなり、磁
気制限条件の制御が行えるよう選択されたものである。

このフィルム６７は、厚さが約４０ｎｍあり１、出力の
読取りが行えるようにするのに十分な、例えば、ΔＲ／
Ｒ−３％といった抵抗率の変化を生じさせる。底部磁気
抵抗センサ２３は、湿式化学エツチングを用いてパター
ン形成を施すことが可能である。結果得られるセンサ２
３は、高さが約３岬で、長さが約２５０−になる。

底部磁気抵抗センサ２３に対し、Ａｈ０３のセンサ間誘
電体６９が、スパッタリングで付着させられる。代替案
として、ポリイミドの層を底部磁気抵抗フィルムに回転
塗布し、２つの磁気抵抗センサの間に平面絶縁層を形成
することが可能である。底部磁気抵抗センサ２３の形成
に適用されたのと同じ仕様及び手順を用いて、上部磁気
抵抗フィルム７１に上部磁気抵抗センサ２５が形成され
る。底部磁気抵抗導体６３及び６５の形成に用いられた
、平面化を含む手順及び仕様を利用して、第４図に示す
上部導電層７７に、第３図に示す上部導体７３及び７５
が形成される。

上部導電層７７の上に、Ａｌｆｆ１０３の薄い絶縁用誘
電体７９がスパッタリングで付着させられる。この誘電
体には、フォトリトグラフィーを用いて、パターン形成
が施される。各導体６３．６５．７３゜及び７５に対す
る分路をなす経路として、中心コイル接点３９と外側コ
イル接点（図示せず）が、この層に化学エツチングで形
成される。ポリイミド、あるいは、これに代替し得るも
のとして、ポリアミドイミドの底部コイル誘電体８１が
、コイル２７の厚さの１．５〜２．０倍の厚さになるま
で回転塗布される。底部コイル誘電体８１には、更に、
コイル２７の厚さに等しい深さになるまで反応イオンエ
ツチングが施され、そのベツドが形成される。平行付着
処理において、アルミニウムの蒸着が行われ、コイル２
７が形成される。上部コイル誘電体８３が、底部コイル
誘電体８１に用いたのと同じ材料を使って回転塗布され
、コイル２７の平面化及びカプセル封じが行われる。上
部コイル誘電体８３の厚さは、コイルの厚さにほぼ等し
い。

分路ギャップのエツチングが施されて、第２図に示す、
分路８５、電気接点バッド頭載８７、センサ及びコイル
導体用の電気接点経路、及び、ギャップ領域８９からコ
イルのカプセル封じ材料が取り除かれる。上部シールド
２１は、上部コイル誘電体８３の上部表面からギャップ
領域８９までの微細構成に従うので、第４図に示す上部
コイル誘電体８３のエツジの頂角φを制御することが重
要になる。図示実施例の場合、角度φは、約４５″であ
る。

第１図に示すように、上部シールド２１は、下部層９１
と上部層９３で構成され、高磁界強度と高書込み解像度
を兼ね備えている。上部絶縁用誘電体７９は、エッチ保
護層として働き、底部レジスト層のエツチング時に、ギ
ャップ領域８９の誘電体を保護する。この処理の別の実
施例として、上部シールド２１とほぼ同じ厚さのポリイ
ミドを利用して、コイルの処理と同様の処理を実施した
り、あるいは、厚い底部レジストを用いることも可能で
ある。いずれの場合にも、反応イオンエツチング、さも
なければ、パターンエツチングを保護層９５に施してか
ら、下方の上部シールド層９】の付着を行う必要がある
０代替案として、イオンミリングを利用して、上部シー
ルド２１を形成することも可能である。工業規格のバン
ドブレーティング及びパッシベーション９７を用いて、
ヘッド１３が完成される。

上部シールド２１の形成において、ネック２９及び傾斜
部分９９には、磁気抵抗センサ２３及び２５の磁区構造
を乱す可能性のある磁界を最小限に抑え、同時に、書込
み動作に十分な磁界強度が媒体１５において得られるよ
うにする設計が施される。ネック２９は磁気抵抗センサ
２３及び２５と少なくとも同じ高さ、即ち、ｈ＞３−だ
け伸びるのが望ましい。実際には、ネック２９は、製作
公差に適応する３、ａ＞ｈ＞５−とすることができる。

本発明の説明を読取り／書込みヘッドに関連して行って
きたが、他の実施例では、書込み能力を備えた読取り機
能が得られる。シールドにおける磁界の相殺手段は、誘
導コイルである必要はなく、誘導コイルを相殺手段に用
いる場合にも、書込み磁界の発生に誘導コイルを用いる
必要はない。読取りセンサに、代替バイアスのスキーム
を利用することが可能であり、異なる材料及び処理を利
用して、本発明を組み入れたヘッドの製作を行うことも
可能である。媒体は、ディスク又はテープに基づくもの
でも可能である。磁気層に広範囲の飽和保持力が働（よ
うにすることも可能である。媒体に縦方向だけでなく垂
直方向にも作用するダイポールオリエンテーションが施
される。電流及び磁界の強度は、所定のヘッド及び媒体
に適合するように変更することができる。既述の実施例
に関するこれらの、及び、その他の修正、変更について
は、本発明によって規定されているが、その適用範囲に
制限を加えるのは、請求の範囲に記載した事項のみであ
る。

〔発明の効果〕

以上の説明から本発明の優れた効果は明らかであるが、
今−度それを明らかにすれば、本発明によれば、センス
電流によって誘導される磁界の少なくとも一部を相殺す
ることによって、媒体の読取り動作における混乱を最小
限に抑えることができる。本発明のような一体形読取り
／書込みヘッドにおいては、書込み動作に用いられる同
じコイルに電流を通すことによって、逆の磁界を発生さ
せることができる。そのため能動読取り動作に十分な電
流を用いることができると同時に、有効な情報の損失を
生じる可能性のある、媒体における強磁界を回避するこ
とが可能になる。更に、この構成によって、処理ステッ
プが省略され、読取り／書込みヘッドがよりコンパクト
になる。

また本発明においては、シールドの内側表面が磁気抵抗
センサと平行にセンサの全高にわたって伸びるように構
成されることにより、各磁気抵抗センサがシールドの磁
界に対しほぼ垂直に構成される。そのため、磁気抵抗セ
ンサ付近においてシールドが平行になるため、独立した
磁区の形成が最小限に抑えられ、これによって、更に、
読取り動作時のノイズも最小限に抑えられることになる
。また全体としてかなりの電流になるにもかかわらず、
デュアルセンサヘッドを適合させることができる。これ
らの電流によって発生する磁界は、シールドによって相
殺され、従って、磁気媒体が乱されることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく一体型誘導書込み及び磁気抵
抗読取りヘッドの見取断面図であり、第２図は、第１図
の読取り／書込みヘッドの見取図であり、 第３図は、第２図において円Ｃ３により囲まれた部分の
拡大見取図であり、さらに 第４図は、第１図に示す読取り／書込みヘッドの形成ス
テップを示すための略側面図である。 １１・・・読みと／書込み回路 １３・・・ヘッド １５・・・媒体 １７・・・基板 １９・・・底部シールド ２１・・・上部シールド ２３・・・底部磁気抵抗センサ ２５・・・上部磁気抵抗センサ ２７・・・コイル ２９・・・ネック ３１・・・エアベアリング表面 ３３・・・底部シールドの内面 ３５・・・上部シールドの内面 ３７・・・コイルへのライン ３９・・・コイルの巻の最中唇部分 ４１・・・コイルの巻の最外側部分 ４３・・・センサ／バイアス電流供給ライン４５・・・
電圧ノード ４７・・・作動増幅器 ４９・・・作動増幅器〜読取り／書込み回路へのライン
５３・・・底部シールドの下層 ５５・・・底部シールドの上層 ５７・・・底部シールドの下層に充填されるポリイミド
５９・・・底部絶縁用誘電体 ６１・・・底部導体層 ６３・・・底部人力導体 ６５・・・底部出力導体 ６７・・・底部磁気抵抗フィルム ６９・・・センサ間誘電体 ７１・・・上部磁気抵抗フィルム ７３・・・上部入力導体 ７５・・・上部出力導体 ７７・・・上部導電層 ７９・・・上部絶縁用誘電体 ８１・・・底部コイル誘電体 ８３・・・上部コイル誘電体 ８５・・・分路 ８７・・・電気接点パッド領域 ８９・・・ギャップ領域 ９１・・・上部シールドの下層 ９３・・・上部シールドの上層 ９７・・・バンシベーション ９９・・・上部シールド２１の傾斜部分ｈ・・・ネック
高さ ■。・・・センサ／バイアス電流 １１・・・底部センサを流れる電流 ■２・・・上部センサを流れる電流

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）読取り手段に関し相対移動する磁気媒体内に記録
   された磁束レベルの関数としての信号を供給するために
   、読取り電流に生じた電圧降下を変調するための前記読
   取り手段であって、前記読取り電流を受けるための入力
   手段と、前記信号を伝送するための出力手段とを含む前
   記読取り手段と； 前記読取り手段に対し所定位置にある前記 磁気媒体の部分以外のソースからの磁界から、前記読取
   り手段を絶縁するためのシールド手段であって、前記読
   取り電流が前記シールド手段内に磁界（シールド・読取
   り磁界）を誘導するように、前記読取り手段に対して位
   置決めされた前記シールド手段と；さらに 前記シールド・読取り磁界を概ね相殺する ための相殺手段とを含むことを特徴とする、補償形磁気
   抵抗読取りヘッド。