JPH0375925B2 - - Google Patents

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JPH0375925B2
JPH0375925B2 JP57050586A JP5058682A JPH0375925B2 JP H0375925 B2 JPH0375925 B2 JP H0375925B2 JP 57050586 A JP57050586 A JP 57050586A JP 5058682 A JP5058682 A JP 5058682A JP H0375925 B2 JPH0375925 B2 JP H0375925B2
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JP
Japan
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magnetization
degrees
magnetic field
head according
groove
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JP57050586A
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English (en)
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JPS58166527A (ja
Inventor
Nobuyuki Hayama
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10Magnetoresistive devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気記憶媒体に書き込まれた磁気的情
報を、いわゆる磁気抵抗効果を利用して読み出し
を行う強磁性磁気抵抗効果素子(以下、MR素子
と称す)を備えた磁気抵抗効果ヘツド(以下、
MRヘツドと称す)に関する。
MRヘツドは、磁気記録における記録密度の向
上に大きく貢献するものとして注目されている。
しかし、周知の如く、MR素子を高効率の再生用
ヘツドとして用いる場合には何等かのバイアス手
段が必要である。第1図aに示す様に、MR素子
1の電気抵抗Rはその中を流れる電流(センス電
流)IとMR素子自身の磁化Mのなす角をθとす
ると R=R0−ΔR0sin2θ ……(1) の形で変化する。ここでR0はセンス電流Iと磁
化Mのなす角θがゼロのときのMR素子1の電気
抵抗で、R0−ΔR0はθが90度のときの電気抵抗
である。更に、MR素子1の磁化容易軸E.Aが図
示する如くセンス電流Iと平行であれば、(1)式に
よつて外部磁場Heの強度が、磁化容易軸E.Aと
直交方向に変化すると、同図bに示す様なMR素
子1の抵抗変化Aが得られる。こう言つた曲線上
で磁気記録媒体からの微小信号磁界HsをMR素
子の抵抗変化に変換する際、再生感度及び出力を
高めるため、予めセンス電流Iと磁化Mのなす角
θを略45度に設定する必要がある。これが前述の
バイアス手段である。
従来、MR素子のセンス電流Iと磁化Mとのな
す角θを略45度に設定するためのバイアス方法と
して各種のものが提案されている。第2図はコン
ダクタバイアス法と称するもので、MR素子1に
近接対抗して、或いは、接触させて電気的良導体
(バイアスコンダクタ)2を配置し、バイアスコ
ンダクタ2に電流を流すことによつて発生する磁
化容易軸E.Aと直交した磁界をバイアス磁界Hb
とし、このバイアス磁界Hbにより磁化MをMR
素子1の長手方向に流れるセンス電流Iの方向に
対して45度の角度に設定する手法である。しか
し、この手法は、バイアスコンダクタ2に比較的
大電流を流す必要があり、従つて、MR素子1の
電気抵抗が熱的ドリフトを起し、かつ熱雑音の原
因にもなつていた。更に、センス電流Iと磁化M
のなす角度θを厳密に45度に設定する必要性から
バイアスコンダクタ2の電流値の調整が煩雑であ
つた。又、バイアスコンダクタ2に変えてハード
膜バイアス法と称する、磁気的にハードな磁性体
をMR素子1に近接対抗(或いは、接触)させ
て、バイアス磁界Hbを得る方法も公知であるが、
この手法も先のコンダクタバイアス法と同様、角
度θを厳密に45度に設定するのが困難であつた。
更に前述の2つの公知例ではバイアス磁界Hbが
比較的大きな値が要求されるため、磁気記憶媒体
上の情報がこのバイアス磁界Hbによつて変化す
る恐れがあつた。
又、他の公知例(図示せず)として、MR素子
の長手方向に流すセンス電流Iに対して、始めか
らMR素子の磁化容易軸を45度に設定する手法が
ある。しかし、この手法はMR素子の自らの形状
異方性のため磁化Mの方向は厳密に磁化容易軸に
一致させることが困難で、再現性もなかつた。
一方、前2者の公知例で示したMR素子の磁化
Mがセンス電流Iに対して略45度に偏向される手
法とは対照的に、第3図、第4図はセンス電流I
を磁化Mに対して略45度に偏向させる公知例であ
る。第3図はMR素子1に磁化容易軸E.A方向に
対し略45度の角度をなすスリツトを多数形成し、
電流の通路を変化させる方法である。しかし、こ
の手法も、前述のMR素子1の自らの形状異方性
により、磁化Mは、磁化容易軸E.Aと平行になら
ず、ほとんどセンス電流Iと平行な方向をなし、
結局、磁化Mとセンス電流Iとを略45度に保つに
は困難であつた。以上、述べた従来のバイアス法
の難点を解決するものとして第4図に示すバーバ
ーポール(Barber Pole)型MR素子が注目を集
めている。バーバーポール型MR素子は図示する
如く、MR素子1の磁化容易軸E.Aに対して略45
度の角度をなして多数の短冊状電気的良導体3を
MR素子1に接触させ、MR素子1を通るセンス
電流Iを磁化Mと略45度に設定せしめるものであ
る。しかし、かかる構造では、多数の短冊状電気
的良導体3の存在により、MR素子1の全体的な
電気抵抗の低下を招き、更に信号磁界の有効的な
検出領域が減少し、結局出力が低下するという欠
点を免れ得ないものであつた。
本発明の目的は、前記、従来の欠点を解決した
磁気抵抗効果ヘツドを提供することである。
本発明は、1個または複数個の相互に平行で直
線的な凹凸を設けた絶縁性基板材上にMR素子を
設け、前記MR素子を流れる電流が前記直線的な
凹凸部の境界線に対し最小30度から最大60度の範
囲の角度を成すことを特徴とする。
即ち、本発明の原理は、MR素子の形状異方性
を利用し、磁化Mと電流Iとの成す角度を凹凸パ
ターンによつて決定するものである。
以下、本発明の実施例を図面を用いて、詳細に
説明する。
第5図は本発明のMRヘツドの主要構成要素で
あるMR素子部分の実施例である。他の構成部分
例えば磁気シールド等は説明を簡単にするため省
略した。
第5図aに示す如く、絶縁性基板材4には多数
の直線的な溝5がそれぞれ略平行となるように形
成されている。基板材4上には多数の溝5を形成
することにより必然的に多数の斜面6及び平坦面
7が同時に形成される。この溝5、斜面6、平坦
面7を覆つて、強磁性体からなるMR素子(例え
ば、Fe−Ni合金、Ni−Co合金等)8が薄膜状に
長さL、幅Wを有して形成されている。MR素子
8の長手方向の両端は電気的良導体(例えば、
Au,Cu,Ag等)から成る2つの電気端子9と接
続されている。この場合、MR素子の有効的な信
号磁界検知部の長さはL′となる。MR素子8の長
手方向と溝5の長手方向は最小30度から最大60度
の範囲の或る値(望ましくは45度)の角度θを成
すように形成される。従つて、電気端子9を介し
てMR素子8中を流れる電流Iは溝5の長手方向
に対して最小30度から最大60度の範囲の前記角度
θを成すことになる。
上述の多数の溝5、斜面6、平坦面7の存在に
より、MR素子8は、第5図bの平面図に示す如
く溝5上のMR素子10、斜面6上のMR素子1
1、平坦面7上のMR素子12と磁気的に分割さ
れることになる。この結果、MR素子10,11
及び12の長手方向の長さはW/sinθの値となり、 それぞれのMR素子の幅方向の長さに比して十分
大きな値を取ることになる。従つて、MR素子1
0,11及び12の磁化容易軸E.Aの方向、即ち
磁化Mの方向は、それぞれのMR素子の自らの形
状異方性によつて、MR素子10,11及び12
の長手方向、即ち溝5の方向と略平行となる。一
方、溝5の存在はMR素子8の電気的分割に何等
寄与せず、従つてセンス電流Iの方向はMR素子
10,11及び12において連続である一つまり
各MR素子の磁化MとMR素子のセンス電流Iは
溝5によつて決定される最小30度から最大60度の
範囲の前記の角度θをなすことになる。
以下、上述した本発明の構成、即ち、基板上に
形成された溝によつて、MR素子の磁化Mとセン
ス電流Iのなす角度を設定せしめたMR素子を
「ジヨツグ(Jog)MR素子」と称することにす
る。
本発明のジヨツグMR素子に外部から微小信号
磁界Hsがセンス電流Iと直交する様に印加され
ると、MR素子の磁化Mとセンス電流Iとの成す
角度は角度θを中心に変化することになり、第1
図bに示した如き、バイアス磁界Hbが印加され
たものと同様なMR素子の抵抗変化Cが得られる
ことになる。
ジヨツグMR素子の溝形状は、第5図の様な台
形的な形状に限るものでなく、第6図a,b,c
に示す形状でも良い。ただし第6図の実施例で
も、溝5とMR素子を流れる電流方向のなす角度
θは最小30度から最大60度の範囲の或値に選定さ
れることは言うまでもない。第6図aはMR素子
が斜面6及び平坦面7のみに形成され、同図bは
斜面6のみに、同図cは溝5と斜面6に形成され
る様な溝形状を有する。
更に、ジヨツグMR素子の長さL′、膜厚及び幅
Wの変更の際には、MR素子の磁気的分割数を適
切な値に変更すれば良く、これは、溝形状、溝の
深さ、及び溝の間隔、更には溝の数を変更するこ
とで容易に達成でき、常に磁化Mの方向が溝と略
平行と成る様に設定できる。又、MR素子は蒸
着、スパツタリング及びメツキ等の手法によつて
形成されるが、その際、基板材の溝方向に平行に
外部磁界を印加すれば、更に厳密に磁化容易軸即
ち磁化Mの方向を溝方向に一致せしめることがで
きる。
尚、本発明のジヨツグMR素子の磁化Mの方向
は前述の、溝形状、溝の深さ及び溝の間隔、更に
は溝の数によつては、隣接する短冊状MR素子中
の磁化Mが互いに反平行になつた方が安定な場合
も存在する。この場合は明らかに微小信号磁界
HsによつてジヨツグMR素子の電気抵抗は何等
変化しないことになる。こう言つた事態を避ける
にはジヨツグMR素子のそれぞれのMR素子の磁
化Mを同一方向に揃えるため何等かのバイアス手
段を用いるのが望ましい。例えば第7図に示す如
く、ジヨツグMR素子8に近接対抗して(或い
は、接触させて)電気的導体(バイアスコンダク
タ)2を配置し、バイアスコンダクタ2にジヨツ
グMR素子8のセンス電流Iと平行にバイアス電
流IBを流すことによつて発生する磁界HBを利用
してMR素子の磁化Mの方向を揃えれば良い。
又、電気的良導体2に変えて、磁気的にハードな
磁性体を近接対抗(或いは、接触)させて、磁気
的にハードな磁性体からの漏洩磁界によつてMR
素子の磁化Mの方向を揃えても良い。これ等の手
法は、前述した従来技術、即ちコンダクタバイア
ス法及びハード膜バイアス法と同じであるが、ジ
ヨツグMR素子では基板に形成された溝によつて
一意的に磁化容易軸方向が決定されかつ、磁化M
は磁化容易軸E.Aと平行で、更に磁化Mの方向の
反転は、それぞれのMR素子の抗磁力程度の磁界
で行なわれるため、従来技術の難点であるところ
の厳密なMR素子のセンス電流Iと磁化Mとの角
度θの調整及び大きなバイアス磁界Hbが不要と
なる。
以上、本発明のMRヘツドの主要構成要素であ
るMR素子について説明したが、一般にMRヘツ
ドはMR素子単体で構成されるものではなく分解
能を向上させ高周波特性を良好にするための磁気
シールドが必要である。本発明のジヨツグMR素
子を磁気シールド付MRヘツドに適用した実施例
を第8図に示す。第8図ではMRヘツドのスライ
ダーとなるべく絶縁性基体13の上に高透磁率磁
性体、例えばパーマロイから成る第一の磁気シー
ルド14が形成され、その上に本発明のジヨツグ
MR素子(前述の如く、凹凸の溝を有する基板材
4上のMR素子8が形成されたもの)が形成され
ジヨツグMR素子の両端から電気端子9が取り出
され、前記、ジヨツグMR素子を第一の磁気シー
ルド14とで狭む様に第二の磁気シールド16が
絶縁層15を介して形成されたMRヘツドの構成
を示すものである。周知の如く、本構成の様に第
一及び第二の磁気シールド14及び16が形成す
るギヤツプGのみに、磁気記憶媒体からの微小信
号磁界Hsが到達することになり、他の部分、即
ち第一及び第二の磁気シールド14及び16の領
域での微小信号磁界Hsは前記二つの磁気シール
ドに吸収されてしまうものである。従つて、ギヤ
ツプG内にあるジヨツグMR素子は、ギヤツプG
に到達する微小信号磁界Hsのみを検出すること
になり、高周波特性の優れたMRヘツドを提供で
きる。
以上、説明した様に本発明のジヨツグMR素子
を用いた磁気ヘツドは、従来のバーバーポール
MR素子の欠点を全て解決している。即ちバーバ
ーポールMR素子では短冊状電気導体の存在によ
り信号磁界の検出領域が狭くなり、しかも電気抵
抗が小さくなるという欠点を持つのに対し、本発
明は実質的な信号磁界の検出領域を何等減少させ
るどころか、逆に、従来のMR素子に比し増加さ
せており、また、MR素子の全電気抵抗も増加さ
せ、出力に寄与する抵抗変化が大きくなる特徴が
ある。更に、ジヨツグMR素子の容易磁化方向、
即ち磁化Mの方向は溝の方向のみによつて一意的
に決定されるため、再現性の良いMRヘツドを提
供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はMR素子のセンス電流Iと磁化Mの関
係とその抵抗変化を示す図、第2図〜第4図は従
来のMR素子の構成を示す概略図、第5図は本発
明の実施例で、同図aはMR素子の形状を示す概
略斜視図、同図bはMR素子の磁化Mと電流Iの
関係を示す平面図、第6図は本発明の他の実施例
の溝形状を示す概略斜視図、第7図は本発明の
MR素子の磁化Mの方向を揃えるためのバイアス
手段の実施例を示す概略斜視図、第8図は本発明
のMR素子を磁気シールド付MRヘツドに適用し
た実施例を示す概略斜視図である。 図において、1,8,10,11,12はMR
素子、4は基板材、5は溝、9は電気端子、14
及び15は第一及び第二の磁気シールドを示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1個又は複数個の相互に平行で直線状の溝
    (又は凸部)を有する絶縁性基板上に強磁性磁気
    抵抗効果素子を設け、前記溝(又は凸部)と前記
    強磁性磁気抵抗効果素子を流れる電流とのなす角
    度が30度乃至60度に設定されていることを特徴と
    する磁気抵抗効果ヘツド。 2 強磁性磁気抵抗効果素子の磁化容易軸が強制
    的に前記溝(又は凸部)と略平行に付与されたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁気
    抵抗効果ヘツド。 3 強磁性磁気抵抗効果素子の磁化方向が前記溝
    (又は凸部)と略平行となる様なバイアス手段を
    有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の磁気抵抗効果ヘツド。 4 強磁性磁気抵抗効果素子が、高透磁率磁性体
    から成る二つの磁気シールドに狭まれていること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁気抵
    抗効果ヘツド。 5 バイアス手段がコンダクタバイアス法である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の磁
    気抵抗効果ヘツド。 6 バイアス手段がハード膜バイアス法であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の磁気
    抵抗効果ヘツド。 7 バイアス手段が磁気抵抗効果ヘツドの外部に
    設けられた永久磁石によることを特徴とする特許
    請求の範囲第3項記載の磁気抵抗効果ヘツド。
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JP57050586A JPS58166527A (ja) 1982-03-29 1982-03-29 磁気抵抗効果ヘツド
DE19833311242 DE3311242A1 (de) 1982-03-29 1983-03-28 Magnetoresistiver kopf

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Publication Number Publication Date
JPS58166527A JPS58166527A (ja) 1983-10-01
JPH0375925B2 true JPH0375925B2 (ja) 1991-12-03

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Also Published As

Publication number Publication date
DE3311242C2 (ja) 1987-04-23
DE3311242A1 (de) 1983-11-17
JPS58166527A (ja) 1983-10-01

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