JPH05275769A - 磁界センサ - Google Patents

磁界センサ

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JPH05275769A
JPH05275769A JP4067144A JP6714492A JPH05275769A JP H05275769 A JPH05275769 A JP H05275769A JP 4067144 A JP4067144 A JP 4067144A JP 6714492 A JP6714492 A JP 6714492A JP H05275769 A JPH05275769 A JP H05275769A
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JP
Japan
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magnetic field
electrode
film
magnetic
laminated
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JP4067144A
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Hideo Fujiwara
英夫 藤原
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Hitachi Maxell Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁界感度の高い磁界センサを提供することに
ある。 【構成】 基板1上に第1の電極2を設け、その第1の
電極2の端部2a上に巨大磁気抵抗効果を示す積層磁性
膜4を形成し、その積層磁性膜4の上面を第2の電極1
0の端部10aで覆い、前記第1の電極2と第2の電極
10との間に電気絶縁層3を設けたことを特徴とするも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁気ヘツドある
いは磁気センサなどの磁界センサに係り、特に磁気的に
ハードな膜と磁気的にソフトな膜とを一層づつ交互にあ
るいは複数層づつ交互に積層したもの、または多層の磁
気的にソフトな膜と少なくとも一層の磁気的にハードな
膜とを積層したもの、あるいは磁気的にソフトな膜を積
層した人工格子膜からなる積層磁性膜を使用した磁界セ
ンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば磁気デイスクなどの磁気記録媒体
において、それの記録密度を高めるために記録トラツク
幅が益々狭くなる傾向にある。そしてこの高記録密度化
に対応する磁気ヘツドとして、磁気ギヤツプが狭いこと
が要求され、このような磁気ヘツドとして例えばパーマ
ロイなどの磁気抵抗効果を示す磁性薄膜を使用した、所
謂、薄膜磁気ヘツドが種々研究、開発されている。
【0003】図7は、従来の薄膜磁気ヘツドの斜視図で
ある。図中の11は例えばパーマロイなどの磁気抵抗効
果を示す磁性薄膜、12はその磁性薄膜11の両端部に
それぞれ接続された電極、13は主な磁界侵入面、wは
その磁界侵入面13の横幅をそれぞれ示している。図に
示すように従来の薄膜磁気ヘツドでは、磁界侵入面13
の横幅wをもつて前記電極12、12が平行に設けられ
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来のこの種
の薄膜磁気ヘツド膜では、磁気抵抗の変化率がせいぜい
5%程度と低いため、特に磁気記録媒体のトラツク幅が
1〜数μm程度の狭トラツクとなり、それに応じて磁界
侵入面13の横幅wも1〜数μm程度になると磁気抵抗
の変化が極めて小さくなる。そのため外部磁界を検出す
るとき、すなわち磁気記録媒体から情報を読み取るとき
に、磁性薄膜11と電極12との接合部の抵抗などの配
線抵抗の影響が大きく現れて、肝心な検出信号が相対的
に小さくなり、そのために感度が悪く、信頼性の点で超
高密度記録には適していないという問題がある。
【0005】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、さらに磁界感度が高く信頼性が良い磁界セ
ンサを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基体上に第1の電極を設け、その第1の
電極の端部上に巨大磁気抵抗効果を示す積層磁性膜を形
成し、その積層磁性膜の上面を第2の電極の端部で覆
い、前記第1の電極と第2の電極との間に電気絶縁層を
設けたことを特徴とするものである(第1の発明)。
【0007】上記目的を達成するために、さらに本発明
は、基体の上方に設けた積層磁性膜の両端部の上面およ
び(または)下面に第1の電極ならびに第2の電極の端
部を接触してなる磁界センサにおいて、前記積層磁性膜
の主な磁界侵入面側の電極間隔L1 に対して、その磁界
侵入面よりも電極間隔L2 の方が長い(L1 <L2 )こ
とを特徴とするものである(第2の発明)。
【0008】
【作用】前記第1の発明によれば、感磁部に巨大磁気抵
抗効果を示す積層磁性膜を使用することにより、パーマ
ロイなどの従来の磁性薄膜に比較して磁気抵抗の変化率
が大きくとれる。そのため、感磁部の長さが例えば10
μm以下、好ましくは5μm以下と極めて短くなると磁
界感度が高く維持できる。
【0009】さらに前記第2の発明によれば、電極間隔
をL1 <L2 とすることにより感磁部の磁界侵入面側の
磁気抵抗変化率が、磁界侵入面から奥側の磁気抵抗変化
率よりも大となり、そのセンシングする割合を磁界侵入
面側ほど多く、奥側ほど少なくして、トータル的な磁気
抵抗の変化率を大きくすることができ、そのために磁界
感度が高く維持できる。
【0010】
【実施例】次に本発明の実施例を図とともに説明する。
図1は本発明の第1実施例に係る磁気ヘツドの斜視図、
図2はその磁気ヘツドに使用する積層磁性膜の概略拡大
断面図である。
【0011】この第1実施例に係る磁気ヘツドは図1に
示すように、ガラスやセラミツクなどの絶縁材料からな
る基板1の上に、導電性材料からなる第1の電極2がパ
ターンニングされる。この第1の電極2の先端部2aの
上には、平面形状が方形をした積層磁性膜4が形成され
る。
【0012】この積層磁性膜4は図2に示すように、磁
気的にハードな膜5と、中間膜6と、磁気的にソフトな
膜7と、中間膜6と、磁気的にハードな膜5と、中間膜
6とから構成される最小単位の積層体8が数ブロツク〜
数十ブロツク繰り返して積層されている。
【0013】前記磁気的にハードな膜5としては例えば
Co膜が、前記中間膜6としては例えばCuなどの非磁
性膜が、前記磁気的にソフトな膜7としては例えばNi
−Fe合金(パーマロイ)膜がそれぞれ使用され、これ
ら各膜は例えば超高真空の電子ビーム蒸着によつて順次
所定の膜厚に堆積して形成されるが、例えばスパツタリ
ングなどの他の薄膜形成技術をもつて形成してもよい。
なお、前記中間膜6は、場合によつては設けないことも
ある。
【0014】ところで前記ハード膜5ならびにソフト膜
7を製膜するときに、それぞれ異なったある角度をもつ
た方向に磁界を印加した状態で製膜される。そして積層
磁性膜4としたときにソフト膜7の磁化の方向(外部磁
界が零のときの磁化の安定な方向)とハード膜5の磁化
の方向との間にある角度αをもたせて交差させることが
できる。この角度αは、±0°から±90°の範囲内で
適当に選択することができ、特に角度αの絶対値が30
°〜90°、好ましくは45°〜90°、さらに好まし
くは60°〜90°になるとさらに高い磁界感度が得ら
れる。
【0015】前記積層磁性膜4の主な磁界侵入面9(す
なわち、積層磁性膜4の磁気記録媒体と対向する面)を
除いて、他の周辺が例えば合成樹脂などの電気絶縁層3
で覆われる。
【0016】しかる後、前記積層磁性膜4の上面を先端
部10aで覆うように、第2の電極10がパターンニン
グされ、この第2の電極10と前記第1の電極2とは前
記絶縁層3によつて電気的に絶縁される。
【0017】前記実施例では、積層磁性膜4の主な磁界
侵入面9に電気絶縁層3を形成しなかったが、必要に応
じてこの主な磁界侵入面9に非常に薄い電気絶縁層3を
形成することもある。
【0018】図3は本発明の第2実施例を説明するため
の、磁気ヘツドの一部拡大平面図である。
【0019】この実施例において前記第1実施例と相違
する点は、積層磁性膜4の平面形状である。すなわち、
積層磁性膜4の主な磁界侵入面9側の横幅をw1 、その
主な磁界侵入9面よりも奥側の横幅をw2 とした場合、
横幅w2 が横幅w1 よりも狭く(w1 >w2 )なるよう
に、平面形状において両側端が互いに傾斜した台形にな
つている。
【0020】こうすることによってS/N(信号/ノイ
ズ)が向上するので好ましい。このような作用効果は、
主な磁界侵入面9側から奥側に向かって横幅を漸減させ
ることにより、効率よく得ることができる。
【0021】図4ならびに図5は、本発明の第3実施例
ならびに第4実施例を説明するための、磁気ヘツドの一
部拡大平面図である。
【0022】この実施例において前記第2実施例と相違
する点は、第3実施例(図4)の場合は積層磁性膜4の
一方の側端が垂直で他方の側端が傾斜した台形になつて
おり、第4実施例(図5)の場合は積層磁性膜4の平面
形状が凸状をしている。前記第2〜4実施例のいずれの
場合においても、積層磁性膜4の主な磁界侵入9面より
も奥側の横幅w2 が主な磁界侵入面9側の横幅w1 より
も狭く(w1 >w2 )設計されている。
【0023】このようにw1 >w2 にすることにより、
磁界侵入面側の磁気抵抗変化率が、磁界侵入面から奥側
の磁気抵抗変化率よりも大となり、そのセンシングする
割合を磁界侵入面側ほど多く、奥側ほど少なくして、ト
ータル的な磁気抵抗の変化率を大きくすることができ
る。
【0024】図6は、本発明の第5実施例を説明するた
めの、磁気ヘツドの一部拡大平面図である。
【0025】この実施例においては、基板(図示せず)
上に、平面形状が長方形の積層磁性膜4が形成され、そ
の両端部の上に第1の電極2の端部2aと、第2の電極
10の端部10aとが所定の間隔をおいて対向するよう
に設けられている。
【0026】両端部2a,10aの平面形状は内側に向
けと尖ってほぼ三角形状をしており、積層磁性膜4の主
な磁界侵入面9側の電極2,10の間隔をL1 、その磁
界侵入面よりも奥側の電極2,10の間隔をL2 とした
場合、L2 の方がL1 よりも長く設計されている(L1
<L2 )。
【0027】前述のようにソフト膜とハード膜とを交互
に積層してなる巨大磁気抵抗効果人工格子膜(なお本発
明において「巨大磁気抵抗効果」という語句は、外部磁
界の印加による磁気抵抗の増減の符号が電流の方向に依
存しない磁気抵抗効果をいう。)において、前記ソフト
膜とハード膜との磁気的相互作用を交互に強磁性的およ
び反強磁性的にすることにより、上下のハード膜の中間
に配置されるソフト膜には両側から反対方向の磁気的相
互作用が働き、互いに打ち消すことになる。したがつて
前述のようにソフト膜に磁界を印加して磁気異方性を付
与する際、それの磁化の方向を任意の方向に設定するこ
とが容易になる。
【0028】前述のハード膜とソフト膜との磁気的相互
作用を交互に強磁性的および反強磁性的にする具体的な
手段としては、例えば中間膜の膜厚あるいは(ならび
に)材料を異にする方法がある。
【0029】また前記実施例では中間膜を介して、ある
いは介さずしてハード膜とソフト膜とを交互に積層した
(H−S−H−S−……−S−H)が、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば積層磁性膜を全てソフ
ト膜で構成するか(S−S−……−S−S)、あるいは
積層磁性膜の外側付近あるいは外側付近と中間位置にハ
ード膜を配置して、他の部分をソフト膜で構成する(H
−S−……−S−S)ならびに(H−S−S−……−S
−H−S−S−……−S−S−H)することも可能であ
る。
【0030】さらに、前記実施例ではNi−Fe/Cu
/Co系の材料について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、例えば Fe/Cr系,Ag/
Co系,Ni/Ag系,Fe/Co/Cu/Fe系,C
o/Cu系,Cu/Co系/Cu/Ni−Fe系、ある
いはこれらの金属を主成分とする合金系などのような材
料を使用することも可能である。
【0031】なお、前記第5実施例では磁性膜として巨
大磁気抵抗効果を示す積層磁性膜4を使用したが、パー
マロイなどの磁性膜単体を用いることもできる。
【0032】また、前記第5実施例では磁性膜の上面に
第1の電極と第2の電極の端部を形成したが、第1の電
極の端部を磁性膜の下面に形成し、第2の電極の端部を
磁性膜の上面に形成してもよい。
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、感磁部に巨大磁気抵抗
効果を示す積層磁性膜を使用し、上記構造の磁界センサ
とすることにより、感磁部の長さが極めて短くなつても
磁界感度が高く維持できる。
【0034】さらに前述のように、電極間隔をL1 <L
2 とすることにより感磁部の磁界侵入面側の磁気抵抗変
化率が、磁界侵入面から奥側の磁気抵抗変化率よりも大
となり、そのセンシングする割合を磁界侵入面側ほど多
く、奥側ほど少なくして、トータル的な磁気抵抗の変化
率を大きくすることができ、そのために磁界感度が高く
維持できる。このようなことから本発明により、信頼性
の高い磁界センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る磁気ヘツドの斜視
図である。
【図2】その磁気ヘツドに使用する積層磁性膜の概略拡
大断面図である。
【図3】本発明の第2の実施例に係る磁気ヘツドの平面
図である。
【図4】本発明の第3の実施例に係る磁気ヘツドの平面
図である。
【図5】本発明の第4の実施例に係る磁気ヘツドの平面
図である。
【図6】本発明の第5の実施例に係る磁気ヘツドの平面
図である。
【図7】従来の磁気ヘツドの斜視図である。
【符号の説明】
1 基板 2 第1の電極 2a 第1の電極の端部 3 電気絶縁層 4 積層磁性膜 5 磁気的にハードな膜 6 中間膜 7 磁気的にソフトな膜 8 積層体 9 主な磁界侵入面 10 第2の電極 10a 第2の電極の端部 w1 積層磁性膜の主な磁界侵入面側の横幅 w2 積層磁性膜の主な磁界侵入面の奥側の横幅 L1 積層磁性膜の主な磁界侵入面側の電極間隔 L2 積層磁性膜の主な磁界侵入面の奥側の電極間隔

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基体上に第1の電極を設け、その第1の
    電極の端部上に巨大磁気抵抗効果を示す積層磁性膜を形
    成し、その積層磁性膜の上面を第2の電極の端部で覆
    い、前記第1の電極と第2の電極との間に電気絶縁層を
    設けたことを特徴とする磁界センサ。
  2. 【請求項2】 前記積層磁性膜の主な磁界侵入面側の横
    幅w1 に対して、その磁界侵入面よりも奥側の横幅w2
    の方が狭い(w1 >w2 )ことを特徴とする請求項1記
    載の磁界センサ。
  3. 【請求項3】 基体の上方に設けた磁性膜の両端部の上
    面および(または)下面に第1の電極ならびに第2の電
    極の端部を接触してなる磁界センサにおいて、 前記磁性膜の主な磁界侵入面側の電極間隔L1 に対し
    て、その磁界侵入面よりも電極間隔L2 の方が長い(L
    1 <L2 )ことを特徴とする磁界センサ。
  4. 【請求項4】 前記磁性膜が巨大磁気抵抗効果を示す積
    層磁性膜であることを特徴とする請求項3記載の磁界セ
    ンサ。
JP4067144A 1992-03-25 1992-03-25 磁界センサ Withdrawn JPH05275769A (ja)

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