JPH0542729B2 - - Google Patents

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JPH0542729B2
JPH0542729B2 JP20002684A JP20002684A JPH0542729B2 JP H0542729 B2 JPH0542729 B2 JP H0542729B2 JP 20002684 A JP20002684 A JP 20002684A JP 20002684 A JP20002684 A JP 20002684A JP H0542729 B2 JPH0542729 B2 JP H0542729B2
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JP
Japan
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thin film
magnetic
mre
insulating layer
bias
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JP20002684A
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English (en)
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JPS6177115A (ja
Inventor
Juji Nagata
Takahisa Aoi
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP20002684A priority Critical patent/JPS6177115A/ja
Publication of JPS6177115A publication Critical patent/JPS6177115A/ja
Publication of JPH0542729B2 publication Critical patent/JPH0542729B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • G11B5/3906Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3916Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide
    • G11B5/3919Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path
    • G11B5/3922Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure
    • G11B5/3925Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure the two parts being thin films

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は磁気記録媒体として、磁気テープ、磁
気デイスクを使用した磁気記録装置において、高
記録密度化、高信頼性化、低価格化等の要請が強
まる中で従来のバルク材料で作製される磁気ヘツ
ドに代わり、薄膜作製技術、フオトリソグラフイ
技術を駆使して、狭ギヤツプ、狭トラツク、マル
チトラツク化を実現し、かつ上記要請をも満足す
る薄膜磁気ヘツドに関するものである。
従来例の構成とその問題点 最近、磁気記録装置においてトラツク密度の向
上に伴なうトラツク幅の短縮と磁気テープ走行速
度の低速化などから再生ヘツドとして磁気抵抗効
果素子(以下MREと言う)を使つた磁気抵抗効
果型ヘツド(以下MRヘツドと言う)が広く使用
されつつある。その代表的な構造を第1図に示
す。第1図において強磁性基板、例えばMn−
Zn、Ni−Znなどのフエライト基板1上にSiO2
どの第1の絶縁層2をスパツタ法にて積層し、そ
の上にMREとしてのNi−Fe膜3を形成し磁気テ
ープ9と接する如くフオトリソグラフイ技術によ
つてパターン化される。その後SiO、SiO2などの
第2の絶縁層4が蒸着、スパツタなどで形成され
る。この第2の絶縁層4上に強磁性薄膜、例えば
Ni−Fe膜5を電子ビーム蒸着、スパツタなどで
形成した後、SiO、SiO2など、保護層6を蒸着、
スパツタ等で積層する。その後接着剤7などでガ
ラス又はセラミツク等の保護基板8が接着され
る。以上の工程後ヘツド、テープ摺動面がラツプ
されて完成される。第1図に示す従来構造におけ
る問題点を列挙していく。
(1) MREには再生出力を取り出すためにセンス
電流を流す必要がある。しかし近年高密度記録
用の金属蒸着磁気テープが開発され、この蒸着
テープの記録磁性層は導電性を有しているた
め、MREに流すべきセンス電流がテープ磁性
層に流れ込むことになる。この結果はMRヘツ
ドとして満足すべき再生出力が得られない。
(2) 第1図のMRE3の両側には第1の絶縁層2
及び第2の絶縁層4を形成せねばならない。こ
のMRヘツドでの磁気ギヤツプ長は第1の絶縁
層2と第2の絶縁層4との膜厚を等しくすれ
ば、この膜厚が等価ギヤツプ長となる。しか
し、一般にこの2つの膜厚を正確に合致させる
ことは難しい。この時のMRヘツドはダブルギ
ヤツプ的挙動を示し、複雑な周波数特性を示
す。
(3) 第1図のMRE3に磁気バイアスをかける手
段として電流法を適用すると、MREと同幅の
バイアス線をMREの下層又は上層に形成する
必要があり、バイアス線の厚さ分だけギヤツプ
長は広がることになり、短波長信号再生時は極
めて不都合である。
(4) MRE3の先端部がヘツド先端部で露出して
いること及び再生時には常時テープ面に接する
ことなどからMRE3の耐摩耗性、周囲環境条
件による耐久性に問題がある。
(5) 上記(1)の問題の解決策としてMRE3をヘツ
ド先端から奥まつたところに配置する構成のも
のがあるが、この方式はMRヘツドがMRE3
のリセス量だけ磁気テープ9との間にスペーシ
ングを発生したことと等価であり、短波長再生
出力に大きな減衰原因となる。
また、以上に示された欠点を改良するヘツドと
して、従来、第2図に示されているように、磁気
記録媒体からの信号磁界をMREに導くためのヨ
ークを有する磁気ヘツド(以下YMRHと言う)
が知られている。
第2図において、強磁性基板11上にSiO2
るいはAl2O3などの第1絶縁層12をスパツタな
どにより形成し、次いで、その上にMREにバア
イス磁界を印加するための第1の導体薄膜13が
形成される。材料としてCr下地Au、あるいはAl
などを使用しフオトリソグラフイ技術によつて所
定の形状にパターン化される。その後、SiO、
SiO2などの第2絶縁層14が蒸着、スパツタな
どで形成される。この第2絶縁層14上にMRE
15としてのNi−Fe薄膜を電子ビーム蒸着、ス
パツタなどで形成した後、このNi−Fe薄膜はフ
オトリソグラフイ技術によつてパターン化され
る。次に、MRE15にセンス電流を流すための
第2の導体薄膜(図示せず)が形成され、パター
ン化される。これらの上に第3絶縁層16が形成
された後、磁気記録媒体からの信号磁界をMRE
15に導くための強磁性薄膜、例えばNi−Fe膜
あるいはFe−Al−Si膜、アモルフアス軟磁性膜
が、形成され、フオトリソグラフイ技術によつ
て、前部ヨーク部17、後部ヨーク部18が構成
される。この時、前部ヨーク部17および後部ヨ
ーク部18はMRE15と一部オーバーラツプし
ており、磁気記録媒体からの信号磁界が、MRE
15に導びかれやすいように構成される。次い
で、SiO、SiO2などのパツシベーシヨン膜19が
形成され、その後、接着剤などによつてガラス、
セラミツク等の保護基板20が接着される。以上
の工程後、ヘツドテープ摺動面がラツプされて完
成される。第2図における21は磁気テープであ
りAはテープ走行方向である。
以上、第2図に示したYMRHは、MRE15が
記録媒体と直接、接しないため、蒸着テープの使
用が可能になる。ギヤツプ部絶縁層が薄く形成で
きるため、より短波長信号の再生が可能になるな
どの第1図に示したヘツドにない利点を有する
が、以下に述べるような欠点がある。
MRE15における抵抗変化△ρは、電流の向
きと磁化の向きとがなす角度をθ、最大抵抗変化
を△ρmaxとした時 △ρ=△ρmax cos2θ ……(1) また、MRE15内の信号磁束密度Bsig、MRE
15の飽和磁束密度をBsとした時、近似的に sinθBsig/Bs ……(2) が成立し(1)、(2)式より △ρ=△ρmax{1−(Bsig/Bs)2} ……(3) が導れる。すなわち、MRE15は磁界変化に対
して第3図のような抵抗変化を示す。
このため、MREは、ふつう、バイアス磁界が
印加され、磁気平衡点を、第3図の矢印Bに示さ
れる位置にすることにより、高感度化および線形
応答するようにして用いられる。
このバイアス磁界を印加する方法として、第2
図に示されたYMRHでは、MRE15の下部に絶
縁層を介して設けられた第1の導体薄膜13にバ
イアス電流を流す方法がとられる。
また、バイアス導体薄膜材料として、Cr下地
のAu、Alなどが使用されるが、Cr/Auの場合
には、この以後の工程で、熱にさらされるとCr
が拡散し薄膜表面の表面性が悪化する欠点があ
り、Alの場合には蒸着中に酸化され、この場合
にも表面性が悪い欠点があつた。一般に、MRE
は、形成される基板の平滑性により、その特性が
大きく影響される。すなわち、第2図に示した薄
膜磁気ヘツドにおいてはMREの下地基板の凹凸
により、MREの磁区構造が複雑となり、信号磁
界が印加された時に、磁区構造が不連続に変化
し、これに起因するバルクハウゼンノイズが増大
し、良好な信号再生を実現できない欠点があつ
た。
発明の目的 本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、狭ト
ラツク化によりトラツク密度を上げ、さらに狭ギ
ヤツプ化による周波数特性の高帯域化を図り、磁
気テープ磁気記録装置における高密度記録、高信
頼性を実現するもので、特に信号磁界をMREに
導くための強磁性薄膜により形成されるヨークを
有するMRヘツドの高S/N化を実現する薄膜磁
気ヘツドを提供することを目的としている。
発明の構成 本発明は、強磁性基板を下部磁性層とし、ヨー
クとして作動する強磁性薄膜を前部、後部に分割
され、その両磁性層間にMREを形成する。例え
ば磁気テープからの信号磁束は強磁性薄膜の前部
から流入し強磁性薄膜の前部→MRE→後部と直
列的に流れ、バツクギヤツプ部で下部磁性層であ
る強磁性基板に流入し、最終的に磁気記録媒体に
還流する閉磁路構造を基本としている。そして、
バイアス磁界をMREに印加するための導体薄膜
を強磁性薄膜と下部磁性層間に設けたことを特徴
としている。すなわち導体薄膜にバイアス電流を
流すと、導体薄膜の周りに磁界を発生する。この
磁界は強磁性薄膜の前部および後部および強磁性
基板に導かれてMREにバイアス磁界を印加する。
以上の構成により、従来のバルクハウゼンノイ
ズを防止し、高密度記録、高信頼性を有するとと
もに、高S/N比を実現できるものである。
実施例の説明 本発明の実施例について、以下、図面と共に説
明する。
第4図は本発明の一実施例の薄膜磁気ヘツドの
平面図で、第5図はそのX−X′断面図で同一個
所には同一番号を付してある。第4図、第5図に
おいて、Mn−Zn単結晶フエライトなどの強磁性
基板30は、まず、GC砥石あるいはダイヤモン
ドペーストなどで光学研磨される。そしてこの基
板30上に0.3μm程度の第1の絶縁層31、例え
ばSiO2がスパツタによつて強磁性基板30上全
面に形成される。この膜厚によつてフロントギヤ
ツプ長はコントロールされる。この第1の絶縁層
31上の同一平面上にMRE32としてのNi−Fe
膜、共通バイアス用の第1の導電性薄膜33が蒸
着及びホトリソグラフイ技術によつてトラツク幅
方向に平行に形成される。次に、第1の導電性薄
膜33上にのみ絶縁層34がフオトリソグラフイ
技術によつて形成された後、MREにセンス電流
を流すための電極として第2の導電性薄膜35,
36が形成される。第1および第2の導電性薄膜
33,35,36の材料としては、Cr下地のAu、
Alなどが使用される。次いで、MRE32、第2
の導電性薄膜35,36を絶縁するためのSiO、
SiO2などの第2の絶縁層37が蒸着あるいはス
パツタなどで形成される。
この後、ヨーク部としての強磁性薄膜層、例え
ばNi−Fe膜、Fe−Al−Su膜、アモルフアス軟磁
性膜が形成され、フオトリソグラフイ技術によつ
て、前部ヨーク部38、後部ヨーク部39が構成
される。
次に、パツシベーシヨン膜40としてSiO、
SiO2層が蒸着あるいはスパツタで形成された後、
保護基板41たとえばガラス、セラミツクスなど
が接着される。この後、テープ摺動面がラツピン
グされて磁気ヘツドが完成される。第5図におけ
る42は磁気テープ、矢印は磁気テープ走行方向
を示す。
今、第2の導体薄膜35,36にバイアス電流
を流すと誘起された磁界は、後部ヨーク部39か
ら強磁性基板30、前部ヨーク部38へと流れ、
MRE32にバイアス磁界として印加されること
になる。バイアス磁界はバイアス電流の大きさを
調節することにより、第3図の最適バイアスに設
定される。
なお、バイアス用導体薄膜は前部ヨーク部38
の下層に設けることも可能である。
しかし、後部ヨーク部39の下層に設けた場合
には、フロントギヤツプからのバイアス磁界の漏
洩が少なく、磁性媒体にほとんど悪影響を与えな
いバイアス印加が可能である。
発明の効果 本発明による薄膜磁気ヘツドにおいては、以下
の効果を得ることができる。
(1) 磁気抵抗効果を有する金属薄膜(以下MRE
という)は光学研磨された強磁性基板上に絶縁
層を介して形成され、前記MREの下層にバイ
アス用の導体が存在しないので絶縁層表面の表
面性は強磁性基板のそれとほぼ同一で、表面性
悪化による磁気抵抗効果特性の劣化がほとんど
ない。すなわち、磁区構造の不連続変化に起因
するバルクハウゼンノイズなどをほとんど発生
せずS/Nの高い信号再生を実現することがで
きる。
(2) バイアス磁界に対しても、磁気回路構成は閉
磁路となつており、効率良くMREにバイアス
磁界を印加できる。
(3) さらに2分割された強磁性薄膜の後部の下層
にバイアス用導体薄膜を設けることにより、フ
ロントギヤツプからのバイアス磁界の漏洩を少
なくし、磁性媒体に悪影響を与えないバイアス
印加が可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の磁気抵抗効果型ヘツドの断面
図、第2図は従来のヨークを有する磁気ヘツドの
断面図、第3図は磁気抵抗効果型ヘツドの磁界強
度による抵抗変化を示す特性図、第4図は本発明
の一実施例における薄膜磁気ヘツドを示す平面
図、第5図は同断面図である。 30…強磁性基板、31…第1の絶縁層、32
…磁気抵抗効果素子、33…第1の導電性薄膜、
34…絶縁層、35,36…第2の導電性薄膜、
37…第2の絶縁層、38…前部ヨーク部、39
…後部ヨーク部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 強磁性基板上に第1の絶縁層を形成し、上記
    第1の絶縁層上に磁気抵抗効果を有する金属薄膜
    と、上記金属薄膜にセンス電流を流す一対の電極
    と、上記金属薄膜にバイアス磁界を印加する導体
    薄膜を上記金属薄膜に平行に形成し、第2の絶縁
    層を介して上記金属薄膜のほぼ中央部で前部、後
    部に分割され磁気記録媒体からの信号磁界を上記
    金属薄膜に導く強磁性薄膜を形成したことを特徴
    とする薄膜磁気ヘツド。 2 2分割された強磁性薄膜の後部を導体薄膜の
    上部に形成した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。
JP20002684A 1984-09-25 1984-09-25 薄膜磁気ヘツド Granted JPS6177115A (ja)

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JPS6177115A JPS6177115A (ja) 1986-04-19
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