JPH0440774B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は磁気テープなどの磁気記録媒体上の信
号磁化の再生に用いる薄膜磁気ヘツドに関する。

従来例の構成とその問題点 強磁性薄膜の磁気抵抗効果を用いた磁気ヘツド
は、再生出力が記録媒体との相対速度に依存しな
いことや出力が比較的大きいことから、PCM信
号などの再生ヘツドに適している。しかしなが
ら、外部磁界とその抵抗との関係が非直線である
ため、使用するにあたつてその動作点をなるべく
直線性のよい所に設定しなければならない。

ところで、再生用磁気抵抗効果ヘツドでは、信
号磁界に対する分解能を向上させるため、強磁性
薄膜の両側にシールド用磁性体が配されているの
で、強磁性薄膜に有効にバイアス磁界を印加する
ためのバイアス印加手段をシールド内部に置いて
いる。

バイアス磁界を加える方法としては、強磁性薄
膜に近接して硬磁性膜を設置するという方法や、
強磁性薄膜に近接して導電膜を配置しておき、そ
れに電流を流すという方法が考えられている。し
かしながら、前者の方法にはバイアス用硬磁性膜
による記録媒体の消磁という問題がある。また、
後者の方法には狭ギヤツプヘツドの場合膜の電流
容量の制限からバイアス電流を最適点まで流せな
いので歪が大きく、歪を減らすためにプツシユプ
ル構成にした場合には、アジマス精度が非常に要
求され、互換性の点から実用化が困難であるとい
う問題がある。そして、強磁性薄膜とシールド間
のギヤツプ中に前記のようなバイアス手段を設置
すると、ギヤツプ長を短くする場合にそれが障害
となり、短波長再生用ヘツドとしての製造が困難
になる。

発明の目的 本発明は、ギヤツプ長をより小さくする際に制
限となるようなバイアス手段をギヤツプ内に設け
ることなしに強磁性薄膜の動作点を最適値に設定
し、歪が少なく、短波長再生の可能な狭ギヤツプ
薄膜磁気ヘツドを提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、短波長再生可能な両側シールド型磁
気抵抗効果ヘツドにおいて、強磁性薄膜への磁気
異方性付与手段として強磁性薄膜の少なくとも一
面に形成した縞状の凹凸を用い、凹凸の方向を強
磁性薄膜を流れる電流のなす角度を60゜より大き
く、80゜以下とすることにより、外部バイアス手
段なしに２次歪の少ない出力を取り出せる構成に
したものである。

強磁性薄膜の外部磁界による抵抗値変化は、強
磁性薄膜が一軸異方性を有する場合、磁化の方向
と電流の方向のなす角が、45゜を中心として変化
するとき、もつとも直線性がよいので、強磁性薄
膜の磁気異方性を電流の方向に対して45゜の方向
に付与するのがよいと考えられていた。しかしな
がら、第１図に示すように、強磁性薄膜１中の磁
化Ｍの方向は、反磁界の影響で、膜両端部分すな
わち電流ｉの方向と平行な両端縁部分では、膜中
央部分より傾きが緩やかになる。なお、図におい
て、２は電極である。また、強磁性薄膜１の両側
にシールド膜などを配する構造では、第２図に示
すように、外部信号磁束φは強磁性薄膜１の磁気
記録媒体側すなわちヘツド先端部分側を多く通
り、それから遠去かるに従つて、強磁性薄膜１中
を流れる磁束が減少する。このようなことから、
ヘツド出力に寄与する部分は主としてヘツド先端
部分であり、ヘツド出力中の２次歪を減少させる
ためにはヘツド先端部分の磁化Ｍを最適方向に向
ける必要があることがわかつた。つまり、強磁性
薄膜面に形成した縞状の凹凸により異方性をつけ
る場合、強磁性薄膜先端の反磁場の影響を考慮す
ると、その縞の方向と電流の流れる方向とのなす
角度が、ヘツドの形状にもよるが、60゜より大き
く80゜以下であるとき、よい結果が得られた。

また、強磁性薄膜につけられた異方性の強さが
ある程度以上であれば、一方向を向いた磁化は外
部磁界に対して十分安定である。したがつて、凹
凸の角での強磁性薄膜の切断等の問題を考える
と、凹凸の深さが膜厚より小さくても十分な異方
性がつくようにピツチを決めれば、安定な特性の
ヘツドが得られる。

実施例の説明 第３図は本発明の薄膜磁気ヘツドの一実施例の
断面図である。図に示すように、フエライトなど
の強磁性材料よりなる基板３の上に、0.5μｍ厚の
SiO₂などの非磁性絶縁膜４を介して、Ni−Feな
どの500Å厚の強磁性薄膜５が形成されている。
強磁性薄膜５の端部に接触してAuやCuやAlなど
の非磁性導電材料よりなる電極６が設けられてい
る。さらにその上に0.5μｍ厚の非磁性絶縁膜４を
介して、Ni−FeやFe−Al−Siなどよりなる0.5μ
ｍ厚のシールド膜７が形成されている。以上の薄
膜は、蒸着やスパツタ、メツキなどで形成され、
フオトリソグラフイで所望の形状に形作られてい
る。

基板３の表面には、レーザー光の干渉により縞
状に形成されたフオトレジストパターンをマスク
にイオンミリングすることにより、第４図に示す
ように電流ｉに対して70゜の方向に、たとえばピ
ツチ0.3μｍ、深さ200Åの凹凸が形成されている。
強磁性薄膜５につけられる異方性磁界は凹凸のピ
ツチＰと深さＤにより変わり、一例として500Å
厚の83Ni−Fe膜の場合を示すと第５図のように
なり、第４図の例ではH_K＝360eとなる。このよ
うにして作られたヘツドの２次歪の外部バイアス
磁界の強さに対する変化をみると、第６図に示す
ように、本実施例のヘツドではバイアス磁界ゼロ
の点で歪が最小になる。ところが、凹凸の方向と
電流の流れる方向とのなす角度が50゜のヘツドで
は、さらに外部バイアスを加えたところに歪が最
小となる点があり、凹凸によつてつける異方性の
方向と電流の流れる方向とのなす角度は50゜より
大きい値が必要なことがわかる。最適バイアス点
を与える凹凸の方向は本実施例のヘツドでは70゜
であつたが、これは一つの例であり強磁性薄膜の
厚さや、幅、ギヤツプ長などによつて異なること
がわかつた。それを加味し、しかもばつきなどの
観点を考慮すると、より安定に最適バイアス点に
近い状態を得ようとすると60゜より大きく80゜以下
の間にあることがわかつた。

また、凹凸の深さは強磁性薄膜の膜厚より深く
なると、この強磁性薄膜が段部で切れてしまうお
それがあるので、凹凸のピツチを適当に選ぶこと
により、必要な異方性磁界の大きさを得るために
形成すべき凹凸の深さが、膜厚を越さないように
するのが望ましい。

このようにして作つたヘツドに外部から強い磁
界を印加すると、強磁性薄膜中の磁化は一方向に
そろい、電流と直角な方向の外部信号磁界Hsig
に対してその抵抗値の変化ΔRは第７図のように
なる。第７図Ｂは第７図Ａより磁界が強い場合で
あり、このような状態になると強磁性薄膜中の磁
化の方向はランダムになり、出力が減少する。実
際に使用するに際しては、磁気記録媒体からの信
号磁界でこのような状態にならないように、凹凸
のピツチと深さを選んで磁気異方性を付与してお
けば、ヘツドは十分安定に動作する。

シールド膜に関しては、なるべく透磁率の大き
い方が望ましいが、下部の凹凸の影響で異方性が
大きく、従来のヘツドにおけるものと同じ膜厚で
は透磁率に劣るものの、異方性磁界と膜厚の間に
は第８図のような関係があるので、従来よりシー
ルド膜厚を大きくすれば良好な特性が得られる。

以上は両側シールド型磁気抵抗効果ヘツドに本
発明を適用した場合について説明して来たのであ
るが、基本的には本発明の思想を両側にシールド
がない型の磁気抵抗効果ヘツド、あるいは磁気抵
抗効果素子、または片側にのみシールドを有する
片側シールド型磁気抵抗効果ヘツドに適用しても
顕著な効果が得られるのは言うまでもない。

発明の効果 本発明によれば、シールドと強磁性薄膜の間に
他のバイアス手段を必要としないので、記録媒体
の消磁の問題もなく、短波長信号の再生に適した
狭ギヤツプ薄膜磁気ヘツドを実現することができ
る。

また、プツシユプル動作のような歪低減手段を
必要とすることなく低歪動作が可能であるので、
アジマスずれに対しても歪量の変動は少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は強磁性薄膜中の磁化の方向を説明する
図、第２図は両側シールド型磁気ヘツドの強磁性
薄膜中の磁束分布を示す図である。第３図は本発
明の薄膜磁気ヘツドの一実施例の断面図、第４図
はその強磁性薄膜の凹凸の方向を示す図、第５図
は凹凸の深さと異方性磁界との関係を示す図、第
６図はバイアス磁界と出力中の２次歪との関係を
示す図、第７図Ａ，Ｂはそれぞれ外部磁界に対す
る実施例の抵抗値変化の様子を説明する図、第８
図はシールド膜の膜厚と異方性磁界の関係を示す
図である。 ３……基板、４……非磁性絶縁膜、５……強磁
性薄膜、６……電極、７……シールド膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁気抵抗効果を示す強磁性薄膜の少なくとも
   一方の面に縞状の凹凸を有し、前記凹凸の方向と
   前記強磁性薄膜中を流れる電流の方向とのなす角
   度が60゜より大きく80゜以下であることを特徴とす
   る薄膜磁気ヘツド。 ２ 縞状の凹凸の深さが強磁性薄膜の膜厚より小
   さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の薄膜磁気ヘツド。