JPH043305A - 磁気抵抗効果型ヘッド - 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〕 本発明は磁気ディスク装置あるいはＶＴＲ等の磁気記録
装置における再生用磁気抵抗効果型ヘッドの高出力化に
関する。

〔従来の技術〕

従来の磁気抵抗効果ヘッド（ＭＲヘッド）の１例を第４
図に示す。このようなＭＲヘッドは、例えば特開昭６０
−１６３２２２に示されている。ＭＲヘツトは基＠１上
に形成された磁気抵抗効果膜２、および磁気抵抗効果膜
２．磁気抵抗効果膜２の両端に設けられ磁気抵抗効果膜
２に信号検出用電極（センス電流）を流すための信号検
出電極３ａ。

３ｂ、さらには図には明示してないが磁気抵抗効果膜２
をはさむようにギャップ層およびシールド層より構成さ
れている。信号検出用電極３ａ。

３ｂの間隔がトラック幅、すなわち信号の再生領域にな
る。

ＭＲヘッドにおいては、信号磁界による磁気抵抗効果膜
２の電気抵抗の変化を電圧変化として検出し、信号を再
生する。

〔発明が解決しようとする課題〕

磁気記録装置において記録密度を高めるためには、トラ
ック幅を小さくし高トラツク密度化する必要がある。し
かし、トラック幅を小さくすると再生出力値も小さくな
ってしまう。このことはＭＲヘッドも同様である。再生
出力値の低下は磁気記録装置のＳ／Ｎを劣化させ、最悪
の場合、装置が動作しなくなる。

薄膜ヘッドに代表される誘導型ヘッドにおいては、上記
問題に対しヘッドのコイル巻数を増す、あるいは、ヘッ
ドと記録媒体との相対速度を高める等で出力の低下を防
止できる。しかし、ＭＲヘッドでは上記方法による出力
の向上は望めない。

ＭＲヘッドの再生出力向上策としては、センス電流を増
加することが考えられる。これは再生出力値がセンス電
流に比例するためであるが、センス電流の増加は磁気抵
抗効果膜のジュール発熱を増し、ヘッド寿命の低下を招
く。

以上述べたように、従来技術においてはトラック幅を小
さくした場合の再生出力の低下については配慮されてい
なかった。

本発明の目的はトラック幅が小さくなった場合において
も再生出力の低下が小さいＭＲヘッドを提供することで
ある。

〔課題を解決するための手段〕

第５図は信号磁界が印加された場合の磁気抵抗効果膜２
内の電気抵抗の変化の分布を示す。横軸はトラック幅に
対し垂直に測った時の摺動面からの距離、縦軸は電気抵
抗の変化である。電気抵抗の変化は摺動面側で最大を示
し、摺動面から遠ざかるとともに小さくなっていく。

従来のＭＲヘッドでは信号検出用電極３ａ。

３ｂが、トラック幅に対し垂直方向にみた磁気抵抗効果
膜２全域で電気的に接続されていた。すなわち、磁気抵
抗効果２内の電流密度がほぼ均一になるような信号検出
用電極構造となっていた。このため、検出される出力は
第３図に示した電気抵抗の平均的な値となる。この平均
的出力値は摺動面側でみられる最大の電気抵抗変化のみ
による出力値より当然小さくなる。

本発明においては、その目的を達成するために信号磁界
に対し電気抵抗の変化が最大となる領域近傍にのみセン
ス電流を流すことにより、再生出力の向上を図ったもの
である。このために、本発明では信号検出力電極３ａ、
３ｂの磁気抵抗効果膜２との電気的接続領域を、従来の
ＭＲヘッドのようにトラック幅方向に対し垂直にみた時
の磁気抵抗効果膜２の全域とはせず、その１部とした。

また、上記電気的接続領域の位置および、その幅は、磁
気抵抗効果膜２の電気抵抗変化の最大となる領域に有効
に電流を流せるように形成した。

また、上記電気的接続領域のトラック幅方向にみた幅が
長すぎると、電気抵抗変化の小さい領域に電流が分流し
てしまう。このために、上記幅をできるだけ小さくする
検出電極構造とした。

〔作用〕

第１図は本発明によるヘッド構造を示す。本ヘッドは、
基板１上に磁気抵抗効果膜２．絶縁層４゜絶縁層４に設
けられたスルホール５ａ、５ｂを介し磁気抵抗効果膜２
と電気的に接続された信号検出用電極３ａ、３ｂより構
成されている。また、第２図は第１図に示したヘッドの
平面図である。

本ヘッドにおいては、センス電流はスルホール５ａ（あ
るいは５ｂ）より流入し、磁気抵抗効果膜２中を流れ、
スルホール５ｂ（あるいは５ａ）より流出する。センス
電流の大部分は両スルホール５ａ、５ｂの最短距離領域
（第２図中斜線領域）を流れるが、いく分かはその周囲
に分流する。この最短距離領域内に前述した電気抵抗変
化の最も大きい領域を含めることにより、大きな再生出
力値を得ることができる。最短距離領域外に分流する電
流値はトラック幅が狭い程小さくなる。したがって、本
ヘッド構造は狭トラツクになる程有効となる。

また、スルホール形状に関してはＷｌが大きい程最短距
離領域外に分流する電流が増加する。したがって、Ｗ工
〈Ｗ２であることが望ましく、さらにはその差ができる
だけ大きいことが好ましい６本ヘッド構造においてはセ
ンス電流値を低減できる。例えば、センス電流が理想的
に前記スルホール５ａ、５ｂ間の最短距離領域内のみを
流れたとする。また、磁気抵抗効果膜２のトラック幅に
対し垂直方向に測った長さをｈ、従来のヘッドでのセン
ス電流値を工。とする。この場合、本ヘッドでの必要セ
ンス電流値Ｉは Ｉ＝Ｉ。・− で充分であり、かつ、再生出力も高い。実際には最短距
離領域外に分流する電流分を若干工に加えることが有効
である。この結果、磁気抵抗効果膜２でのジュール発熱
量も（Ｗ２／ｈ）２に低下し、ヘッド寿命の点からも有
利となる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明する。

〔実施例１〕 第１図、第２図を用いて述べる。基板１にはＡＱ２０．
−ＴｉＣ板を用いた。基板１上に蒸着法により磁気抵抗
効果膜２となるＮｉ−Ｆｅ薄膜およびＮｂ薄膜を堆積し
、ホトリソグラフィ技術により所定形状のパターニング
する。ここではＮｉＦｅ薄膜の厚さは４０ｎｍ、パター
ン形状は５０μｍＸｌ０μｍとし、トラック幅方向に長
い長方形とした。Ｎｂ薄膜はバイアス印加用のシャント
膜で、厚さは０．１μｍである。次に絶縁層４を堆積し
た。材質はＳｉＣ２で、膜厚は０．３μｍである。

絶縁層４中に信号検出用電極３ａ、３ｂと磁気抵抗効果
膜２との電気的接続をとるためのスルホール５ａ、５ｂ
を形成する。パターニングはホトレジスト膜をマスクと
して、ＣＦ４ガスによる反応性プラズマエツチング法で
行なった。スルホールの大きさは、Ｗ、＝０．５　μｍ
、Ｗ２＝３ｐｍとした。また、Ｗ２の中心から摺動面ま
での距離は３μｍとした。続いて信号検出用電極３ａ、
３ｂを形成する。材質はＣｒ　／　Ｃｕ　／　Ｃｒの複
合膜で蒸着法により堆積した。膜厚はそれぞれ５０ｎｍ
。

０．４　μｍ、５０ｎｍである。トラック幅は５μｍで
ある。なお、図には示していないが磁気抵抗効果膜２の
両側にはギャップ層（膜厚０．３μｍ）、シールド膜（
膜厚１μｍ）を形成した。絶縁層４は両ギャップ層の片
側を兼ねている。

第３図は記録密度に対する規格化再生出力の関係である
。規格化再生出力とは単位トラック幅、単位電流密度あ
たりの出力である。なお、電流密度は従来ヘッドにおい
てはセンス電流／ｈ・磁気抵抗効果膜厚、本実施例のヘ
ッドにおいてはセンス電流／Ｗ、　　・磁気抵抗効果膜
厚であり、従来ヘッドの低密度記録時の再生出力を１と
しである。

本ヘッドは従来ヘッドに比較し３０〜４０％高出力であ
ることが分る。

また、本ヘッドにおいては信号検出用電極３ａ。

３ｂを摺動面より０．５〜１μｍ後退させることにより
、信号検出用電極３ａ、３ｂが摺動面に露呂しないよう
にした。

本ヘッドにおいてはスルホール５ａ、５ｂの大きさ、お
よび、その形成位置が重要である。望ましくは両スルホ
ールのｗ２の中心を結んだ線と電気抵抗変化の最大の領
域が一致している方がよい。

しかし、電気抵抗変化の最大の領域が摺動面近傍にある
場合には、スルホール５ａ、５ｂの形成が困難となる。

この場合にはスルホール５　ａ　、’５　ｂおよび信号
検出用電極３ａ、３ｂを摺動面に露出させ、かつ信号検
出用電極材料として高耐食性材料を用いることが有効で
ある。このような材料としては、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａ
ｕ等が有効である。

また、若干の再生出力の低下はあるが、上記中心線と電
気抵抗変化の最大の領域をずらすことも有効である。こ
の場合においても、スルホールの形成される領域はｈの
中心より摺動面側に形成することが望ましい。

スルホールの形状Ｗ１、およびＷ２はＷ　１＜　Ｗ　Ｚ
であることが望ましい。ここではＷｉ＝０．５μｍ、Ｗ
２＝３μｍとしたが、電流密度が高まることによる寿命
の低下が生じない限り、Ｗ工はより小さいことが望まし
い。スルホールの面積を考えるとＷ１＝０．１〜０．２
μｍは可能である。

〔実施例２〕 ここではより狭トラツクになった場合について述べる。

本実施例においては実施例１と同様のヘッド作製工程に
より、トラック幅２μｍのヘッドを作製した。

第３図に示した規格化出力で比較すると、本ヘッドでは
従来ヘッドに比較し、５０％以上高い再生出力が得られ
た。この理由は両信号検出用電極間隔が狭くなることに
より、電流の分布が少なくなるためである。

〔発明の効果〕 本発明によれば磁気抵抗効果膜２内において信号磁界に
対して電気抵抗変化の最も大きい領域近傍にのみセンス
電流を集中できる。この結果、従来ヘッドに比べ高い再
生出力値を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図の
平面図、第３図は本発明の効果を示す特性図、第４図は
従来ヘッドの斜視図、第５図は磁気抵抗効果膜内の電気
抵抗変化の分布を示すグラフである。 １・・・基板、２・・・磁気抵抗効果膜、３ａ、３ｂ・
・・信号検出用電極、４・・・絶縁層、５ａ、５ｂ・・
・スルホ第 図 囁　２　図 ス 面 訂銖芝戻 （ＫＦ（、Ｉ） 嘱

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気抵抗効果膜、該磁気抵抗効果膜に電流を流し信
   号を検出するための２本の電極、磁気抵抗効果膜の磁化
   の方向をトラック幅方向に対し約４５度傾むけるためバ
   イアス磁界印加部、該磁気抵抗効果膜の両側に設けられ
   たシールド膜、および該シールド膜と該磁気抵抗効果膜
   の間に形成されたギャップ層よりなる磁気抵抗効果型ヘ
   ッドにおいて、該電極がトラック幅に対し垂直方向にみ
   た該磁気抵抗効果膜の全域とは電気的に接続されておら
   ず、かつ、トラック幅に対し垂直方向にみた該２本の電
   極の幅の中心を結ぶ線が、信号磁界に対し該磁気抵抗効
   果膜内の電気抵抗変化の最も大きい領域とほぼ一致して
   いることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。 ２、該電極と該磁気抵抗効果膜との電気的接続領域のト
   ラック幅方向にみた幅Ｗ＿１がトラック幅に対し垂直方
   向にみた幅Ｗ＿２に対しＷ＿１≦Ｗ＿２であることを特
   徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 ３、該磁気抵抗効果と該信号検出用電極との電気的接続
   領域Ｗ＿２が、該磁気抵抗効果膜のトラック幅に対し垂
   直にみた長さの１／２以下で、かつ摺動面側に形成され
   ていることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果型
   ヘッド。 ４、該電極が記録媒体との摺動面に露出しないことを特
   徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気抵抗
   効果型ヘッド。