JPH0589435A - 磁気抵抗効果型磁気ヘツド - Google Patents

磁気抵抗効果型磁気ヘツド

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JPH0589435A
JPH0589435A JP3249137A JP24913791A JPH0589435A JP H0589435 A JPH0589435 A JP H0589435A JP 3249137 A JP3249137 A JP 3249137A JP 24913791 A JP24913791 A JP 24913791A JP H0589435 A JPH0589435 A JP H0589435A
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JP
Japan
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magnetoresistive effect
magnetic
magneto
resistance effect
magnetic head
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JP3249137A
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Hiroaki Yoda
博明 與田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • 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
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    • 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
    • G11B5/399Structure 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 with intrinsic biasing, e.g. provided by equipotential strips
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Abstract

(57)【要約】 【目的】特別な部材を付加することなく、MR素子に単
磁区化するためのバイアス磁界を与えることができる磁
気抵抗効果型磁気ヘッドを提供すること。 【構成】磁気抵抗効果素子3と、この磁気抵抗効果素子
3の両端部に接続された導電性リード4とを有する磁気
抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効果素子3の
両端部5を導電性リード4の構成材料などの不純物元素
を混入させて硬磁性体化し、この硬磁性体化された両端
部5を少なくとも磁気抵抗効果素子3の長手方向に平行
な磁化成分を持つように磁化した磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気記録再生装置の
再生ヘッドとして使用される磁気抵抗効果型磁気ヘッド
に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録媒体に記録された信号を再生す
るための磁気ヘッドとして、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
が注目され出している。磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、
磁気抵抗効果素子(以下、MR素子という)と呼ばれ
る、ある種の強磁性体の電気抵抗が外部磁界の大きさに
応じて変化する現象を利用して、磁気記録媒体からの信
号磁界をMR素子の平均磁化方向の変化に伴う電気抵抗
の変化として検出して再生を行うヘッドである。MR素
子の電気抵抗の変化は、MR素子にセンス電流を流した
ときの電圧降下または電流変化として検出される。
【0003】このような磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、
媒体との相対速度に依存せずに大きな再生出力が得られ
るため、小型・大容量の磁気ディスク装置などの磁気記
憶装置用の再生ヘッドに適している。
【0004】しかしながら、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
はMR素子内の磁壁移動に伴うバルクハウゼンノイズを
有するという特有の問題を持っている。このノイズを抑
圧するためには、1)磁壁を固定するか、あるいは2)
磁壁そのものを除去する、即ちMR素子を単磁区構造と
すればよい。通常は、後者の方法がとられる。MR素子
を単磁区にすることについては、例えばC.H.Bajoreck e
t al.AIP ConferencePreceedings No.10,Part1,“Magne
tism and Magnetic Materials”に開示されている。
【0005】MR素子を安定した単磁区構造とするため
には、形状効果からくるMR素子の長手方向の反磁界
(〜Ms ・t/w)よりも大きなバイアス磁界を長手方
向に印加することが有効である。ここに、tはMR素子
の厚さ、wは幅、Ms は飽和磁化である。この手法を実
現したものとして、図4に示すように基板11上に絶縁
層12を介して形成されたMR素子13の端部上に、通
電用の導体リード14との間に位置して硬磁性体膜15
を配置し、この硬磁性体膜15をMR素子13の長手方
向に磁化することにより、MR素子13に長手方向のバ
イアス磁界を印加するようにした磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドが提案されている(例えば椎葉他、電子通信学会技
法、MR86−37)。
【0006】また、図5に示すようにMR素子13の端
部上に反強磁性体膜16を配置し、磁性体膜間の交換相
互作用により、MR素子45の反強磁性体膜16直下の
領域のみにバイアス磁界を印加するようにした磁気抵抗
効果型磁気ヘッドも提案されている(米国特許第4,6
63,685号明細書)。
【0007】しかしながら、図4および図5に示した磁
気抵抗効果型磁気ヘッドは、いずれも硬磁性体膜15や
反強磁性体膜16といったバイアス磁界付与のための部
材を別個に必要とするため、製造工程が複雑になるばか
りでなく、これらの部材の配置のためのスペースが必要
となり、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの利点であるマルチ
チャネル化に不利である。
【0008】また、図5の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの
場合、MR素子13の端部が隣接トラック上に位置し、
不要な隣接トラックの情報をも検出してしまうためにク
ロストークノイズが発生する、反強磁性体膜16が腐食
しやすいなど、実用化に際して多くの問題がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、MR
素子を単磁区化するために、MR素子の端部上に硬磁性
体膜や反強磁性体膜を配置してMR素子に長手方向のバ
イアス磁界を印加する従来の手法では、バイアス磁界印
加のための部材が新たに必要であるため、製造工程が増
えてコストが上昇すると共に、これらの部材の占有スペ
ースによりマルチチャネル化に適さないという問題があ
った。
【0010】従って、本発明は特別に部材を付加するこ
となく、MR素子に単磁区化するためのバイアス磁界を
与えることができる磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供す
ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するため、磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素
子の両端部に接続された導電性リードとを有する磁気抵
抗効果型磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効果素子の両端
部を不純物元素の混入により硬磁性体化し、かつ少なく
とも磁気抵抗効果素子の長手方向に平行な磁化成分を持
つように所定方向に磁化したことを特徴とする。
【0012】好ましい実施態様としては、磁気抵抗効果
素子の両端部は導電性リードの構成材料の混入により硬
磁性体化される。また、磁気抵抗効果素子がパーマロイ
により形成される場合、不純物元素としてCuまたはT
iが添加されることにより、両端部が硬磁性体化され
る。
【0013】磁気抵抗効果素子の硬磁性体化された両端
部の磁化方向は、磁気抵抗効果素子の長手方向と平行で
もよいが、磁気抵抗効果素子の長手方向に対して斜め方
向でもよい。
【0014】
【作用】磁気抵抗効果素子の硬磁性体化された両端部
は、磁気抵抗効果素子の長手方向に平行な磁化成分を持
つように磁化されているため、磁気抵抗効果素子の両端
部を除く部分(感磁部)に対して、少なくとも長手方向
にバイアス磁界を印加するように作用する。この長手方
向のバイアス磁界により、磁気抵抗効果素子の感磁部は
単磁区となって、バルクハウゼンノイズの発生が防止さ
れる。
【0015】そして、本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドでは、磁気抵抗効果素子の両端部で上記のバイアス磁
界を発生させるため、特別な部材を新たな付加すること
なしに磁気抵抗効果素子を単磁区化することができる。
【0016】さらに、磁気抵抗効果素子の硬磁性体化さ
れた両端部を磁気抵抗効果素子の長手方向に対して斜め
方向に磁化すれば、磁気抵抗効果素子を流れるセンス電
流による磁気抵抗効果素子に斜め方向の自己バイアス磁
界と組み合わせて磁気抵抗効果素子の動作点を磁気抵抗
効果磁電変換特性の直線性の良い領域に設定することが
できる。すなわち、磁気抵抗効果素子の硬磁性体化され
た両端部を単磁区化と動作点バイアスのためのバイアス
磁界発生源として共用できる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は、本発明の一実施例に係る磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの要部の斜視図である。ヘッド基板1は例え
ばAl2 O3 またはTiCなどからなり、この基板1上
にSiO2 膜などの絶縁層2を介して帯状の磁気抵抗素
子(以下、MR素子という)3が形成され、さらにMR
素子3の長手方向両端に一端が接するように、通電用の
導体リード4が設けられている。MR素子3は例えばパ
ーマロイ(Fe−Ni合金)膜であり、また導体リード
4はCuまたはTiなどの金属材料膜により形成され
る。
【0018】MR素子3の両端部5、すなわち導体リー
ド4の直下の部分は不純物元素、例えば導体リード4の
構成材料であるCuまたはTiが混入されることによ
り、硬磁性体化されている。そして、この硬磁性体化さ
れた両端部5はMR素子3の矢印AまたはBで示す長手
方向に磁化されている。この磁化によってMR素子3に
長手方向のバイアス磁界が印加されることにより、MR
素子3は単磁区化されている。従って、この磁気抵抗効
果型磁気ヘッドでは、MR素子が単磁区構造でないこと
に起因する磁壁移動に伴うバルクハウゼンノイズは生じ
ない。
【0019】このような磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、
薄膜プロセスにより容易に製造することができる。以
下、その製造方法の一例を説明する。通常の磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドと同様に、まず基板1上にスパッタ
装置やイオンエッチング装置等を用いて絶縁層2および
磁気抵抗効果素子3を順次形成した後、SiO2 膜等の
絶縁層を形成し、その絶縁層の磁気抵抗効果素子3の両
端部5上(導体リード4の接続部)を開口する。
【0020】次に、導体リード4となるCuまたはTi
膜をバイアススパッタ法で形成し、CuまたはTiを磁
気抵抗効果素子3の両端部に混入させる。他の方法とし
て、あるいはCuまたはTiをイオン注入や熱拡散によ
って磁気抵抗効果素子3の両端部5に混入させてもよ
い。こうしてCuまたはTiが混入された磁気抵抗効果
素子(Fe−Ni合金)3の両端部5は、Fe−Ni−
CuまたはFe−Ni−Ti合金となる。このような合
金は、例えば、(1) Marsh,Alloys of Iron andNickel,M
cgraw-hill,New York,1938、(2) E.P.WOHLFARTH 編集、
FERROMAGNETICMATERIALS VOL.3,p117に記載されてよう
に、抗磁力が数百エルステッドの硬磁性体となる。
【0021】次に、CuまたはTi膜を所定形状にエッ
チングして導体リード4を形成し、さらに図1には示さ
れていない保護層を形成した後、該硬磁性体の抗磁力よ
り大きな直流磁界を印加することにより、硬磁性体を矢
印AまたはBの向きに磁化する。最後に保護層を全面に
形成して、磁気ヘッドが完成する。
【0022】次に、本発明の他の実施例を図3により説
明する。この実施例の磁気抵抗効果型磁気ヘッドは構造
は図1と同様であるが、MR素子3の硬磁性体化された
両端部5がMR素子3の長手方向xに対して斜めの矢印
CまたはDの方向に磁化されている点が異なる。
【0023】ここで、MR素子3が矢印C方向に磁化さ
れている場合は矢印A方向にセンス電流を流し、また矢
印D方向に磁化されている場合は矢印B方向にセンス電
流を流すと、センス電流によってMR素子3が発生する
自己バイアス磁界は、長手方向xに対して直交する方向
yの成分を持つ。この自己バイアス磁界のy方向成分に
より、図3に示すMR素子の磁気抵抗効果磁電変換特性
において、MR素子3の動作点は印加磁界Hext に対し
てHext =0の点からずれる。このような自己バイアス
と、斜めに磁化されたMR素子3の両端の磁化によるバ
イアスを組み合わせることにより、MR素子3は直線性
の良い領域L、すなわち印加磁界Hextに対して抵抗率
ρが直線的に変化する領域で、磁気記録媒体からの信号
磁界を検出できる。従って、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
の検出感度が向上し、大きな再生出力が得られるように
なる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればM
R素子の両端部を導体リードの構成材料などの不純物元
素を混入させて硬磁性体化した上で、磁気抵抗効果素子
の長手方向に平行な磁化成分を持つように磁化すること
により、MR素子を単磁区化して、バルクハウゼンノイ
ズの発生を防止できる。この場合、単磁区化のために硬
磁性体や反強磁性体からなる部材を特別に設ける必要が
ないので、製造工程が簡単になるとともに、スペース的
に有利となり、ヘッドのマルチチャネル化にも容易に対
応することができる。
【0025】さらに、MR素子の硬磁性体化した両端部
の磁化方向をMR素子の長手方向に対して傾けること
で、MR素子の動作点バイアスを与えることも可能とな
り、ヘッドの応答の直線性が向上し、大きな再生出力が
得られるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドの要部の斜視図
【図2】本発明の他の実施例に係る磁気抵抗効果型磁気
ヘッドの要部の斜視図
【図3】同実施例の効果を説明するためのMR素子の磁
電変換特性を示す図
【図4】従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの要部の斜視
【図5】従来の他の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの要部の
斜視図。
【符号の説明】
1…ヘッド基板 2…絶縁層 3…MR素子 4…導体リー
ド 5…硬磁性化された両端部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素
    子の両端部に接続された導電性リードとを有する磁気抵
    抗効果型磁気ヘッドにおいて、 前記磁気抵抗効果素子の両端部が不純物元素の混入によ
    り硬磁性体化され、かつ少なくとも磁気抵抗効果素子の
    長手方向に平行な磁化成分を有するように所定方向に磁
    化されていることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッ
    ド。
JP3249137A 1991-09-27 1991-09-27 磁気抵抗効果型磁気ヘツド Pending JPH0589435A (ja)

Priority Applications (2)

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JP3249137A JPH0589435A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 磁気抵抗効果型磁気ヘツド
US08/277,368 US5430592A (en) 1991-09-27 1994-07-20 Method of manufacturing a magneto-resistive head adapted to be used as the reproducing head of a magnetic recording/reproducing device

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