JPH0714126A - 録再分離型の磁気ヘッドおよび磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のようなバイアス機構専用の構成が不要
で構成を簡略化できる録再分離型の磁気ヘッドを提供す
る。 【構成】 録再分離型の磁気ヘッド１０において、コア
１１の主磁極１２より発生する記録磁界の磁力線の通り
道で、補助磁極１３の近傍に磁気抵抗効果素子１５を配
置する。再生時に、記録時に供給する電流レベルより低
いレベルの電流をコイル１４に供給して、記録磁界より
も弱い磁界を主磁極１２より発生させ、その磁界を磁気
抵抗効果素子１５のバイアス磁界とする。 【効果】 従来のようなバイアス機構専用の構成が不要
で構成を簡略化できる。数Ｇｂ／ｉｎ²の高密度磁気記
録が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、記録部と再生部とが
分離された磁気ヘッドと、その磁気ヘッドを用いた磁気
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置では、従来より、情報
の記録と再生を単一素子で行なう「自己録再型」の磁気
ヘッドが用いられて来たが、近年の記録密度の高度化に
伴い、情報記録用の素子と情報再生用の素子とを別個に
形成した「録再分離型」の磁気ヘッドが用いられ始めて
いる。

【０００３】録再分離型の磁気ヘッドでは通常、記録部
にはコアとコイルからなる誘導型素子が用いられ、再生
部には流入磁界が変化したときにその電気抵抗が変化す
る磁気抵抗効果素子が用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】録再分離型の磁気ヘッ
ドでは、磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加するた
めの機構が必要である。このバイアス機構には、シャン
トバイアス方式、電流バイアス方式などの種々の方式が
ある。シャントバイアス方式では、磁気抵抗効果素子に
絶縁層を介さずに導体を被着し、磁気抵抗効果素子に供
給される検出電流の一部を前記導体に分流させることに
よってバイアス磁界を発生させる。電流バイアス方式で
は、磁気抵抗効果素子に近接して導体を配置し、磁気抵
抗効果素子に供給される検出電流とは別にバイアス電流
を前記導体に流すことによってバイアス磁界を発生させ
る。

【０００５】このように、いずれの方式においてもバイ
アス機構専用の構成を設けることが必要である。このた
め、従来の録再分離型の磁気ヘッドでは、バイアス機構
の分だけ構成が複雑になっているという問題がある。

【０００６】そこで、この発明の目的は、構成を簡略化
することができる録再分離型の磁気ヘッドを提供するこ
とにある。

【０００７】この発明の他の目的は、従来のようなバイ
アス機構専用の構成が不要である録再分離型の磁気ヘッ
ドを提供することにある。

【０００８】この発明のさらに他の目的は、例えば数Ｇ
ｂ／ｉｎ²以上の高密度記録に適した磁気記録装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

（１） この発明の磁気ヘッドは、記録磁界を発生させ
る誘導型素子を有する記録部と、磁気抵抗効果素子を有
する再生部とを備えてなる磁気ヘッドにおいて、再生時
に前記記録磁界よりも弱い磁界を前記誘導型素子より発
生させ、その磁界を前記磁気抵抗効果素子のバイアス磁
界として用いることを特徴とする。

【００１０】前記誘導型素子としては、コアの磁極より
磁界を発生できるものであれば、任意のものを使用でき
る。また、前記磁気抵抗効果素子としても、印加磁界の
変化に応じてその電気抵抗値が変化するものであれば、
任意のものを使用できる。前記磁気抵抗効果素子の配置
位置も任意であり、前記誘導型素子より発生する磁界の
内部にあれば足りる。

【００１１】前記誘導型素子のコアは、主磁極と補助磁
極を有しており、且つ前記磁気抵抗効果素子が前記補助
磁極の近傍に配置されているのが好ましい。前記補助磁
極の近傍では、磁界強度が前記主磁極の近傍に比べて弱
くなっているので、この発明にとって好都合である。ま
た製造も容易となる。

【００１２】前記誘導型素子のコアは、第１および第２
の磁極を有するリング型であってもよい。この場合、前
記第２の磁極の近傍の磁界強度が前記第１の磁極の近傍
の磁界強度よりも小さくなるように設定されており、前
記磁気抵抗効果素子が前記第２の磁極の近傍に配置され
ているのが好ましい。

【００１３】磁気シ−ルド層が、前記磁気抵抗効果素子
に近接して設けてあるのが好ましい。この場合、ノイズ
を低減することが可能となる。

【００１４】前記磁気シ−ルド層は、前記磁気抵抗効果
素子が近接して配置されている前記磁極の一部により形
成されているのが好ましい。こうすると、構成がいっそ
う簡略化される。

【００１５】前記磁気抵抗効果素子が近接して配置され
ている前記磁極の先端面の高さは、前記磁気抵抗効果素
子が近接して配置されていない前記磁極の先端面の高さ
よりも低くなっていてもよいし、実質的に同じであって
もよい。後者の場合は、前記磁気抵抗効果素子がそれが
近接している前記磁極の内部に埋設されているのが好ま
しい。

【００１６】前記磁気抵抗効果素子が、磁性膜と非磁性
膜とを積層して形成した多層膜からなるのが好ましい。

【００１７】前記磁気抵抗効果素子は、磁性膜と非磁性
膜を積層して形成した多層膜からなるのが好ましい。こ
のような多層膜は極めて大きな磁気抵抗変化率を持つの
で、極めて大きな再生出力が得られ、その結果、記録密
度が大幅に向上する利点がある。

【００１８】（２） この発明の磁気記録装置は、前記
（１）のいずれかの磁気ヘッドと磁気記録媒体とを備え
てなることを特徴とする。

【００１９】前記磁気ヘッドの先端面と前記磁気記録媒
体の表面との距離は、０．１μｍ以下であるのが好まし
い。この範囲であれば、この発明の磁気ヘッドの特徴を
生かしてよりいっそうの高密度磁気記録（例えば５００
Ｍｂ／ｉｎ²〜１Ｇｂ／ｉｎ²前記距離は０．０３〜０．
０８μｍの範囲がより好ましい。０．０３μｍ未満であ
れば、前記磁気ヘッドの浮上特性が不安定であり、０．
０８μｍを越えると、スペーシング損失により再生出力
が減少するからである。

【００２０】前記磁気記録媒体は、垂直磁気記録媒体で
あってもよいし、面内磁気記録媒体であってもよい。垂
直磁気記録媒体の場合、軟磁性膜と垂直磁化膜とを有す
る記録媒体であるのが好ましい。

【００２１】前記記録部の記録トラック幅は、０．１μ
ｍ以上、２μｍ以下の範囲にあるのが好ましい。０．１
μｍ未満とすれば製造歩留りと信頼性が低下する。２μ
ｍを越えると、十分なトラック密度が達成されない。

【００２２】

【作用】この発明の磁気ヘッドでは、再生時に記録磁界
よりも弱い磁界を記録部の誘導型素子より発生させ、そ
の磁界を再生部の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とし
て用いるので、従来のようなバイアス機構専用の構成を
省略することが可能となる。その結果、磁気ヘッドの構
造が簡略化される。

【００２３】他方、再生時にも記録部の誘導型素子に電
流が供給され、その際の電流値を記録時のそれとは異な
らせる必要がある。しかし、このような電流値の変更
は、磁気ヘッドの駆動電流供給用の電気回路をわずかに
修正するだけで実現することができる。

【００２４】この発明の磁気記録装置では、上記のよう
な磁気ヘッドを用いるので、例えば、磁気ヘッドの先端
と媒体表面のスペ−シングを０．１μｍ以下とすること
により、線記録密度を数十ｋＦＣＩ以上、トラック密度
を数ｋＴＰＩ以上にすることができるので、例えば数Ｇ
ｂ／ｉｎ²以上の高密度磁気記録が可能となる。

【００２５】

【実施例】以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例
を説明する。

【００２６】［第１実施例］図１および図２はこの発明
の第１実施例の磁気ヘッドを示す。この磁気ヘッド１０
は録再分離型であり、ジルコニア焼結体よりなるスライ
ダ基板１７上に形成してある。スライダ基板１７は、滑
走浮上用のスライダレール（図示せず）を有している。

【００２７】磁気ヘッド１０の記録部は、コア１１にコ
イル１４が巻き付けられた誘導型素子を備えている。パ
−マロイ膜よりなるコア１１は、図１に示すように断面
略Ｕ字状で、両側にそれぞれ主磁極１２と補助磁極１３
とを有している。コア１１の補助磁極１３の部分は厚さ
２０μｍであり、主磁極１２の部分は先端部を除き、厚
さ２μｍである。主磁極１２の先端部の厚さは０．２μ
ｍ、幅は１．７μｍである。

【００２８】補助磁極１３側の部分は、図２に示すよう
に、主磁極１２側の部分よりも短く（低く）形成されて
いる。このため、この磁気ヘッド１０を磁気記録媒体２
０に近接して配置すると、補助磁極１３の先端面と磁気
記録媒体２０の表面との距離が、主磁極１２の先端面と
垂直磁気記録媒体２０の表面との距離よりも大きくな
る。

【００２９】Ｃｕ膜（厚さ３μｍ）よりなるコイル１４
は、コア１１の主磁極１２の部分に巻き付けてあり、し
たがってこの磁気ヘッドは主磁極励磁型である。コイル
１４の周りはＡｌ₂Ｏ₃の電気絶縁膜（図示せず）で覆わ
れている。

【００３０】磁気ヘッド１０の再生部は、磁気抵抗効果
素子１５と、その磁気抵抗効果素子１５の両端にそれぞ
れ接続された一対の電極１６とを備えている。これら電
極１６を通じて、磁気抵抗効果素子１５に所定の検出電
流が供給される。

【００３１】磁気抵抗効果素子１５は、図２に明瞭に示
すように、スライダ基板１７の上で補助磁極１３の先端
面とスライダ基板１７の端面との間の領域に取り付けて
ある。主磁極１２の先端面の位置は、磁気抵抗効果素子
１５の端面の位置にほぼ一致し、またスライダ基板１７
の端面の位置にもほぼ一致する。

【００３２】磁気抵抗効果素子１５と電極１６の周り
は、Ａｌ₂Ｏ₃の電気絶縁膜（図示せず）で覆われてい
る。磁気抵抗効果素子１５は、厚さ１５ｎｍのパ−マロ
イ（Ｎｉ−Ｆｅ合金）膜からなり、１．５μｍ ｘ ５μ
ｍの矩形状である。磁気抵抗変化率は２．５％であ
る。、一対の電極１６は、厚さ２μｍのＣｕ膜よりな
り、それら電極１６間の距離は１．５μｍに規定してあ
る。

【００３３】記録部および再生部の表面は、さらにパッ
シベ−ション保護膜（図示せず）により覆われている。

【００３４】以上の構成を持つ磁気ヘッド１０は、次の
ようにして製造される。まず、スライダ基板１７として
のジルコニア焼結体の上に、磁気抵抗効果素子１３とし
てパ−マロイ（Ｎｉ−Ｆｅ合金）膜をスパッタ法で１５
ｎｍの厚さに形成する。その後、フォトリソグラフィ−
法によりそのパ−マロイ膜の形を１．５μｍ ｘ ５μｍ
の矩形に成形した後、マスクを用いたスパッタ法により
電極１６としてのＣｕ膜を２μｍの厚さ形成する。この
とき、前記パ−マロイ膜の両端に形成したＣｕ電極１９
の間の距離が１．５μｍとなるように規定する。

【００３５】次に、磁気抵抗効果素子１３の後方におい
て、ジルコニア焼結体の上に補助磁極１３としてのパ−
マロイ膜をスパッタ法で２０μｍの厚さに形成する。そ
して、磁気抵抗効果素子１３および電極１６をＡｌ₂Ｏ₃
の電気絶縁膜で覆った後、スパッタ法とフォトリソグラ
フィ法により厚さ３μｍのＣｕ膜を形成してコイル１４
とする。

【００３６】続いて、コイル１４をＡｌ₂Ｏ₃の電気絶縁
膜で覆った後、その上に主磁極２２となるパ−マロイ膜
を２μｍの厚さに形成する。そして、このパ−マロイ膜
をフォトリソグラフィ−法により先端部の幅が１．７μ
ｍになるように規定すると同時に、先端部付近の厚さが
０．２μｍになるようにエッチングする。

【００３７】その後、この上にパッシベ−ション保護膜
を形成してから、スライダ−基板１７より切り出し、上
記構成の磁気ヘッドを得る。

【００３８】この磁気ヘッド１０と組み合わせて使用さ
れるディスク状の磁気記録媒体２０は、２層膜型の垂直
磁気記録媒体であり、図１に示すように、直径２．５イ
ンチのガラス基板２１の上に順に積層・形成された、下
地となる軟磁性膜２２と、垂直磁気記録を行なう垂直磁
化膜２３と、垂直磁化膜２３を保護するための保護膜２
４とから構成されている。

【００３９】軟磁性膜２２は厚さ２μｍのＦｅ−Ｎｉ合
金膜よりなり、垂直磁化膜２３は飽和磁束密度６８０ｅ
ｍｕ／ｃｃで厚さ１５０ｎｍのＣｏＣｒ膜よりなり、保
護膜２４は厚さ１０ｎｍのＣ膜よりなっている。保磁力
は１．２ｋＯｅである。この磁気記録媒体２０は、例え
ばマグネトロンスパッタ法により製造される。

【００４０】以上の構成を持つ磁気ヘッド１０では、記
録部の誘導型素子より発生する磁界の様子は図１に示す
ようになる。すなわち、コア１１の主磁極１２の先端面
から記録媒体２０に向かって出た磁力線は、ヘッド１０
に近接して配置された磁気記録媒体２０の保護膜２４と
軟磁性膜２２と垂直磁化膜２３とを経由して補助磁極１
３に還流する。この磁力線は、保護膜２４と垂直磁化膜
２３に対してはそれらに垂直に通過し、軟磁性膜２２に
対してはそれに平行（その膜面方向）に通過する。補助
磁極１３の先端面の近傍では、磁力線は媒体２０に対し
てほぼ垂直になる。

【００４１】磁気抵抗効果素子１５は、主磁極１２から
発生する磁界の内部、換言すればその磁界の磁力線の通
り道に配置されているので、その磁界の影響を受ける。
主磁極１２と補助磁極１３の先端面の形状の相違および
それらの媒体２０からの距離の相違から、補助磁極１３
の先端面の近傍の磁界強度（磁束密度）は主磁極１２の
先端面の近傍よりも小さくなるため、磁気抵抗効果素子
１５が受ける磁界の強度は、主磁極１２より発生する磁
界よりも弱く、その方向は媒体２０に対して垂直であ
る。

【００４２】記録時に主磁極１２から発生する磁界（記
録磁界）は、磁気記録媒体２０の保磁力を上回る強度
（例えば１〜数ｋＯｅ）である必要がある。このため、
補助磁極１３の近傍の磁界はその記録磁界の強度より弱
くなるが、それでも再生時における磁気抵抗効果素子５
のバイアス磁界としてそのまま利用するには強すぎる。
他方、このバイアス磁界の強度は、磁気記録媒体２０に
記録されている情報が実質的に変化しない程度に弱いも
の（例えば、磁気記録媒体の保磁力の１／２以下）であ
ることが必要である。

【００４３】磁気抵抗効果素子１５のバイアス磁界とし
て適当な強度は、磁気抵抗効果素子１５の種類にも依存
するが、一般に、記録用よりかなり低い磁界、例えば
０．１〜数百Ｏｅで十分である。そこで、再生時に、使
用する磁気抵抗効果素子１５に応じて、バイアス磁界と
して好適な強度の磁界が磁気抵抗効果素子１５に印加さ
れるように、コイル１４に供給する電流の大きさを記録
時のそれに比べて小さくする。

【００４４】例えば、再生時には、コイル１４に記録時
のそれの数十分の一以下の弱い電流を供給し、磁気抵抗
効果素子１５に約数Ｏｅのバイアス磁界が印加されるよ
うにすればよい。

【００４５】このように、この磁気ヘッド１０では、再
生時には記録部に供給する駆動電流のレベルを下げて供
給することにより、磁気抵抗効果素子１５に好適なバイ
アス磁界を印加することが可能となる。したがって、こ
の磁気ヘッド１０では、従来のような、磁気抵抗効果素
子１５にバイアス磁界を供給する特別な機構は不要であ
る。記録時と再生時に記録部へ供給する駆動電流レベル
を変更することは、磁気ヘッド制御用の電気回路を変更
することにより、極めて容易に行なうことができる。

【００４６】この磁気ヘッド１０では、磁気抵抗効果素
子１５用の特別のバイアス機構が不要となるので、構成
が簡略となるだけでなく、製造歩留まりの向上および製
造コストの低減も達成できる。

【００４７】図５および図６は、この発明の一実施例の
磁気記録装置を示す。この磁気記録装置６０では、ケー
シング内に、スピンドルに固定された複数のディスク状
磁気記録媒体６１を備えており、それら記録媒体６１が
磁気記録媒体駆動部６２により回転駆動される。各磁気
記録媒体６１の両面に近接して、一対の磁気ヘッド６３
が配置してあり、それら磁気ヘッド６３は磁気ヘッド駆
動部６４によって駆動・制御される。この磁気記録装置
６０に接続されている計算機（図示せず）から送られ
た、磁気記録媒体６１に記録されるべき情報を表わす記
録信号は、記録再生信号処理系６５において処理されて
から磁気ヘッド６３に送られる。磁気ヘッド６３により
磁気記録媒体６１から読み出された再生信号は、記録再
生信号処理系６５において処理されてから、前記計算機
に送られる。

【００４８】磁気記録媒体６１としては上記の磁気記録
媒体２０が用いられ、各磁気ヘッド６３としては上記の
磁気ヘッド１０が用いられている。

【００４９】この磁気記録装置６０を用い、磁気ヘッド
１０の主磁極１２の先端面と磁気記録媒体２０の保護膜
２４の表面との間のスペーシングを変えて、記録再生特
性を測定したところ、図７に示す結果が得られた。再生
時には、磁気ヘッド１０のコイル１４に供給する電流レ
ベルを、記録時の数十分の一以下に設定し、磁気抵抗効
果素子１５に約数Ｏｅのバイアス磁界が印加されるよう
にした。

【００５０】図７では、再生出力のグラフは、スペ−シ
ングが０．１μｍで線記録密度が１ｋＦＣＩの時の再生
出力を１とし、それに対する相対値として示している。
出力半減記録密度Ｄ₅₀のグラフは、その再生出力が（１
／２）になる時の線記録密度をｋＦＣＩの単位で示して
いる。

【００５１】図７より、スペ−シングが減少するにつ
れ、再生出力と出力半減記録密度Ｄ₅₀がいずれも上昇し
ていることが分かる。特に、スペ−シングが０．１μｍ
以下の領域では、出力半減記録密度Ｄ₅₀が５０ｋＦＣＩ
を越えており、高密度磁気記録に好適であることが確認
された。

【００５２】具体的には、線記録密度 数十ｋＦＣＩ以
上（例えば６０〜７０ｋＦＣＩ）、トラック密度 数ｋ
ＴＰＩ以上（例えば６〜７ｋＴＰＩ）の磁気記録に好適
である。この場合、記録密度は例えば約５００Ｍｂ／ｉ
ｎ²以上となる。

【００５３】線記録密度 数十ｋＦＣＩ以上で磁気記録
を行なう場合、記録ビット長さは０．５μｍ以下となる
ため、有効に磁気記録を行なうには、磁気ヘッド先端と
媒体表面のスペ−シングを０．１μｍ以下とすることが
必要となる。また、磁気記録のトラック幅は５μｍ以
下、できれば２μｍ以下、０．１μｍ以上とすることが
望まれる。

【００５４】トラック幅が５μｍを越えると、トラック
密度６ｋＴＰＩを実現するのが不可能となる。２μｍ以
下にすると、ガードバンド幅を例えば１μｍに設定して
も、高密度磁気記録を実現するのに望ましい８ｋＴＰＩ
以上のトラック密度を実現可能となる。

【００５５】トラック幅が０．１μｍ以下になると磁気
ヘッドを再現性よく製造することが困難になる。

【００５６】なお、図１に破線で示すように、補助磁極
１３に近接して、磁気ヘッド１０と磁気記録媒体２０の
相対移動方向において、磁気抵抗効果素子１５の片側に
磁気シールド層Ｓ１またはＳ２をさらに設けてもよい
し、その両側に磁気シールド層Ｓ１およびＳ２を設けて
もよい。こうすると、再生信号のノイズが低減される効
果がある。

【００５７】［第２実施例］図３は、この発明の第２実
施例の磁気ヘッドを示す。この磁気ヘッド３０も録再分
離型であるが、その形状が第１実施例とは異なりリング
型となっている。

【００５８】磁気ヘッド３０の記録部は、パ−マロイ膜
よりなるコア３１にＣｕ膜よりなるコイル３４が巻き付
けられた誘導型素子を備えている。コア３１は、断面が
一部を切欠したリング状で、両端にそれぞれ磁極３２、
３３を有している。コイル３４は、コア３１の略中央部
に巻き付けてある。

【００５９】磁極３３側の部分は、磁極３２に近接する
部分を除き、磁極３２側の部分よりも短く（低く）形成
されている。このため、この磁気ヘッド３０を磁気記録
媒体４０に近接して配置すると、磁極３３の先端面と磁
気記録媒体４０の表面との距離が、磁極３２の先端面と
磁気記録媒体４０の表面との距離よりも大きくなる。磁
極３３側の磁極３２に近接する突出部分は、磁極３２側
の部分とほぼ同じ長さ（高さ）に形成されている。

【００６０】磁極３２は、磁力線が集中して出入りする
ように先端が鋭利に形成されているが、磁極３３は、磁
極３２に比べて磁力線の出入りする部分が広く形成して
ある。磁極３３の磁極３２に近接する突出部分の後方は
切欠されており、その切欠部に再生部を構成する磁気抵
抗効果素子３５が配置されている。パ−マロイ膜からな
磁気抵抗効果素子３５は、実際には、ジルコニア焼結体
よりなるスライダ基板（図示せず）の上に取り付けてあ
る。磁極３３の突出部分は、磁気抵抗効果素子３５の磁
気シールドの作用をする。

【００６１】記録部および再生部の表面は、さらにパッ
シベ−ション保護膜（図示せず）により覆われている。

【００６２】この磁気ヘッド３０のここで述べていない
部分の構成は、第１実施例とほぼ同様である。また、こ
の磁気ヘッド３０は、第１実施例とほぼ同様にして製造
される。

【００６３】磁気ヘッド３０と組み合わせて使用される
ディスク状の磁気記録媒体４０は、単層膜型である。こ
の単層膜型の媒体は、面内磁化膜あるいは垂直磁化膜の
いずれでもよい。面内磁化膜の場合は、磁極３２から発
生する磁界の面内成分が用いられ、垂直磁化膜の場合は
その磁界の垂直成分が用いられる。垂直磁化膜の場合、
磁極３２を主磁極と解することができるので、この磁気
ヘッド３０は主磁極励磁型となる。

【００６４】以上の構成を持つ磁気ヘッド３０では、記
録部の誘導型素子より発生する磁界の様子は図３に示す
ようになる。すなわち、コア３１の磁極３２の先端面か
ら出た磁力線は、一部は磁気記録媒体４０を通らずに磁
極３３に環流し、残りは記録媒体４０の内部を通って磁
極３３に環流する。記録媒体４０の内部では、磁力線は
略円弧状になる。

【００６５】この第２実施例においても、磁気抵抗効果
素子３５は磁極３２から発生する磁界の内部、換言すれ
ばその磁力線の通り道に配置されているので、その磁界
の影響を受ける。磁極３３の先端面の近傍の磁界強度
（磁束密度）は磁極３２の先端面の近傍よりも小さくな
るため、磁気抵抗効果素子３５が受ける磁界の強度は、
磁極３２より発生する磁界よりも弱く、その方向は媒体
３０に対してほぼ垂直である。

【００６６】再生時には、第１実施例と同様に、バイア
ス磁界として好適な強度の磁界が磁気抵抗効果素子３５
に印加されるように、コイル３４に供給する電流の大き
さを記録時のそれに比べて小さくされる。これにより、
記録部の誘導型素子の発生する磁界を利用して磁気抵抗
効果素子３５に好適なバイアス磁界を印加することが可
能となる。

【００６７】第１実施例と同じ構成の磁気記録装置を製
作し、磁気ヘッド３０の磁極３２の先端面と磁気記録媒
体２４の保護膜４４の表面との間のスペーシングを変え
て、記録再生特性を測定したところ、図７と同様の結果
が得られた。

【００６８】［第３実施例］図４は、この発明の第３実
施例の磁気ヘッドを示す。この磁気ヘッド５０も録再分
離型であり、Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ焼結体よりなるスライダ
基板５７上に形成してある。

【００６９】この磁気ヘッド５０は、第１実施例の磁気
ヘッド１０とほぼ同じ構成を有しているが、パーマロイ
膜よりなるコア５１の補助磁極５３側の部分を主磁極５
２の部分とほぼ同じ高さまで形成し、その補助磁極５３
側の部分の内部にパーマロイ膜よりなる磁気抵抗効果素
子５５が埋設されている点が異なる。補助磁極５３の磁
気抵抗効果素子５５を挟む部分は、磁気シールド膜５８
として作用する、すなわち、補助磁極５３自体が磁気シ
ールドの役目を果たすのである。

【００７０】磁気抵抗効果素子５５の周囲の隙間には、
非磁性材５９すなわちＡｌ₂Ｏ₃が充填されている。主磁
極５２の部分には、Ｃｕ膜よりなるコイル５４が巻き付
けてある。

【００７１】磁気シ−ルド膜５８は、補助磁極５３と磁
気的に結合していてもよいし、結合していなくてもよ
い。磁気抵抗効果素子５５の片側だけに設けてもよい。

【００７２】以上の構成を持つ磁気ヘッド５０は、第１
実施例と同様にして製造される。すなわち、まず、Ａｌ
₂Ｏ₃・ＴｉＣ焼結体よりなるスライダ基板５７の上に、
マグネトロンスパッタ法により、補助磁極５３の一部と
なる厚さ５μｍのパ−マロイ膜を形成した後、そのパ−
マロイ膜の下部をイオンビ−ムで深さ０．５μｍだけエ
ッチングする。このエッチング部分は、磁気抵抗効果素
子５５が埋設される部分である。

【００７３】次に、前記パ−マロイ膜のエッチング部分
の上に、非磁性材５９としてのＡｌ2Ｏ₃膜を厚さ０．１
５μｍに形成した後、その上に厚さ２０ｎｍのパ−マロ
イ膜を形成し、矩形に成形して磁気抵抗効果素子５５と
する。

【００７４】次に、非磁性材５９と磁気抵抗効果素子５
５の上に、厚さ２ｎｍのＣｒ膜を介して膜厚２００ｎｍ
のＣｕ膜を形成した後、成形して磁気抵抗効果素子５５
の一対の電極（図示せず）を形成する。このとき、電極
間の距離が０．７μｍになるように規定する。

【００７５】さらに、その上に非磁性材５９として厚さ
０．１５μｍのＡｌ₂Ｏ₃膜を形成した後、その上に、後
方部（磁極５２、５３の先端面とは反対側）において補
助磁極５３となる前記パ−マロイ膜に連続になるよう
に、さらにパ−マロイ膜を厚さ０．５μｍに形成する。
こうして、図４のように、切欠部に磁気抵抗効果素子５
５が埋設された補助磁極５３が得られる。

【００７６】次いで、第１実施例と同様にして、Ｃｕ膜
よりなるコイル５４およびパ−マロイ膜よりなる主磁極
部５２を形成すると、磁気ヘッド５０が得られる。

【００７７】この第３実施例においても、磁気抵抗効果
素子５５は主磁極５２から発生する磁界の内部、換言す
ればその磁力線の通り道に配置されているので、その磁
界の影響を受ける。補助磁極５３の先端面は主磁極５２
のそれよりも広くなっているので、補助磁極５３の先端
面の近傍の磁界強度（磁束密度）は主磁極５２の先端面
の近傍よりも小さくなる。このため、磁気抵抗効果素子
５５が受ける磁界の強度は、主磁極５２より発生する磁
界よりも弱く、その方向は媒体に対してほぼ垂直であ
る。

【００７８】再生時には、第１実施例と同様に、バイア
ス磁界として好適な強度の磁界が磁気抵抗効果素子５５
に印加されるように、コイル５４に供給する電流の大き
さを記録時のそれに比べて小さくされる。これにより、
記録部の誘導型素子の発生する磁界を利用して磁気抵抗
効果素子５５に好適なバイアス磁界を印加することが可
能となる。

【００７９】磁気ヘッド５０に第１実施例と同様の垂直
磁気記録媒体を組み合わせて、図５および図６に示す磁
気記録装置を製作し、磁気ヘッド５０の端面と磁気記録
媒体の表面とのスペ−シングを０．０４μｍとして記録
再生特性を測定したところ、線記録密度が２００ｋＦＣ
Ｉでも１００μＶ／μｍ以上の高い再生出力が得られ、
トラックピッチ１μｍでも磁気記録が十分可能なことが
分かった。その結果、数Ｇｂ／ｉｎ²以上の高密度磁気
記録が可能となることが確認された。

【００８０】［第４実施例］第４実施例の磁気ヘッド
は、第１実施例において、磁気抵抗効果素子１５として
パ−マロイ膜の代わりに、以下の構成を持つ多層膜を用
いたものである。それ以外は第１実施例と同じ構成を持
ち、同じ方法で製造される。

【００８１】この実施例に用いた磁気抵抗効果素子の構
成を図８に示す。図８において、スライダ基板７７の上
には、Ｆｅ膜（厚さ５ｎｍ）のよりなるバッファ層７５
ａが形成され、その上にＮｉ−１６ａｔ％Ｆｅ−１７ａ
ｔ％Ｃｏ膜（厚さ１．５ｎｍ）よりなる磁性層７５ｂが
形成され、さらにその上にＣｕ膜（厚さ１．０ｎｍ）よ
りなる非磁性層７５ｃが形成されている。磁性層７５ｂ
と非磁性層７５ｃは、１５周期だけ積層されている。

【００８２】以上の構成を持つ多層膜は、イオンビ−ム
スパッタ法により、次のようにして製造される。膜形成
時のスパッタリング用のＡｒ圧力は、例えば０．０２Ｐ
ａ、膜形成速度は、例えば０．０１−０．０２ｎｍ／ｓ
とする。

【００８３】まず、スライダ基板７７の上に、バッファ
層７５ａとしてのＦｅ膜を厚さ５ｎｍに形成した後、そ
の上に磁性層７５ｂとして厚さ１．５ｎｍのＮｉ−１６
ａｔ％Ｆｅ−１７ａｔ％Ｃｏ膜を形成する。その後、磁
性層７５ｂの上に、非磁性層７５ｃとして厚さ１．０ｎ
ｍのＣｕ膜を形成する。続いて、非磁性層７５ｃの上に
さらに磁性層７５ｂを、というように、磁性層７５ｂと
非磁性層７５ｃを１５周期、交互に積層する。そして、
こうして得た多層膜を矩形に生成し、磁気抵抗効果膜と
する。この膜の磁気抵抗変化率は例えば２３％、飽和磁
界は例えば７３０Ｏｅである。この磁気抵抗効果膜の磁
気抵抗変化率は、第１実施例で用いたパ−マロイ膜の約
１０倍である。

【００８４】第１実施例と同様にして記録再生特性を測
定したところ、高い磁気抵抗変化率を反映して、第１実
施例よりも数倍以上の高い再生出力が得られることが分
かった。なお、再生時に磁気抵抗効果膜からなる素子に
加えるバイアス磁界を、飽和磁界が大きいことに対応し
て２００−５００Ｏｅと大きめに設定する必要があっ
た。

【００８５】

【発明の効果】この発明の磁気ヘッドによれば、録再分
離型の磁気ヘッドの構成を簡略化することができる。ま
た、従来のような再生部のバイアス機構専用の構成が不
要である。

【００８６】この発明の磁気記録装置によれば、例えば
数Ｇｂ／ｉｎ²以上の高密度磁気記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の磁気ヘッドの使用状態
を示す概念図である。

【図２】図１の磁気ヘッドの詳細構成を示す要部斜視図
である。

【図３】この発明の第２実施例の磁気ヘッドの使用状態
を示す概念図である。

【図４】この発明の第３実施例の磁気ヘッドの構成を示
す概念図である。

【図５】この発明の磁気記録装置の実施例の全体構成を
示す平面図である。

【図６】図５の磁気記録装置の全体構成を示す、図５の
Ａ−Ａ’線に沿った断面図である。

【図７】図１の磁気ヘッドを用いた場合の磁気ヘッド−
磁気記録媒体間のスペ−シングと、再生出力および出力
半減記録密度との関係を示すグラフである。

【図８】磁気抵抗効果素子に用いる多層膜の構成を示す
要部断面図である。

【符号の説明】

１０ 磁気ヘッド １１ コア １２ 主磁極 １３ 補助磁極 １４ コイル １５ 磁気抵抗効果素子 １６ 電極 １７ スライダ基板 ２０ 磁気記録媒体 ２１ 基板 ２２ 軟磁性膜 ２３ 垂直磁化膜 ２４ 保護膜 Ｆ 磁束 ３０ 磁気ヘッド ３１ コア ３２、３３ 磁極 ３４ コイル ３５ 磁気抵抗効果素子 ４０ 磁気記録媒体 ４１ 基板 ４４ 保護膜 ４５ 下地膜 ４６ 単層磁性膜 ５０ 磁気ヘッド ５１ コア ５２ 主磁極 ５３ 補助磁極 ５４ コイル ５５ 磁気抵抗効果素子 ５７ スライダ基板 ５８ 磁気シールド膜 ５９ 非磁性材 ６０ 磁気記録装置 ６１ 磁気記録媒体 ６２ 磁気記録媒体駆動部 ６３ 磁気ヘッド ６４ 磁気ヘッド駆動部 ６５ 記録再生信号処理系 ７５ 磁気抵抗効果素子 ７７ スライダ基板 ７５ａ バッファ層 ７５ｂ 磁性層 ７５ｃ 非磁性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 幹夫 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小室 又洋 茨木県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録磁界を発生させる誘導型素子を有す
   る記録部と、磁気抵抗効果素子を有する再生部とを備え
   てなる磁気ヘッドにおいて、 再生時に前記記録磁界よりも弱い磁界を前記誘導型素子
   より発生させ、その磁界を前記磁気抵抗効果素子のバイ
   アス磁界として用いることを特徴とする磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 前記誘導型素子のコアが主磁極と補助磁
   極を有しており、前記磁気抵抗効果素子が前記補助磁極
   の近傍に配置されている請求項１に記載の磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 前記誘導型素子が主磁極励磁型である請
   求項２に記載の磁気ヘッド。
4. 【請求項４】 前記誘導型素子のコアが第１および第２
   の磁極を有するリング型であって、前記第２の磁極の近
   傍の磁界強度が前記第１の磁極の近傍の磁界強度よりも
   小さくなるように設定されており、前記磁気抵抗効果素
   子が前記第２の磁極の近傍に配置されている請求項１〜
   ３のいずれかに記載の磁気ヘッド。
5. 【請求項５】 磁気シ−ルド層が前記磁気抵抗効果素子
   に近接して設けてある請求項１〜４のいずれかに記載の
   磁気ヘッド。
6. 【請求項６】 前記磁気シ−ルド層が、前記磁気抵抗効
   果素子が近接して配置されている前記磁極の一部により
   形成されている請求項５に記載の磁気ヘッド。
7. 【請求項７】 前記磁気抵抗効果素子が近接して配置さ
   れている前記磁極の先端面の高さが、前記磁気抵抗効果
   素子が近接して配置されていない前記磁極の先端面の高
   さよりも低くなっている請求項１〜６のいずれかに記載
   の磁気ヘッド。
8. 【請求項８】 前記磁気抵抗効果素子が近接して配置さ
   れている前記磁極の先端面の高さが、前記磁気抵抗効果
   素子が近接して配置されていない前記磁極の先端面の高
   さと実質的に同じであり、前記磁気抵抗効果素子がそれ
   が近接している前記磁極の内部に埋設されている請求項
   １〜６のいずれかに記載の磁気ヘッド。
9. 【請求項９】 前記磁気抵抗効果素子が、磁性膜と非磁
   性膜とを積層して形成した多層膜からなる請求項１〜８
   のいずれかに記載の磁気ヘッド。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載の磁気
    ヘッドと、磁気記録媒体とを備えてなる磁気記録装置。
11. 【請求項１１】 前記磁気ヘッドの先端面と前記磁気記
    録媒体の表面との距離が０．１μｍ以下である請求項１
    ０に記載の磁気記録装置。
12. 【請求項１２】 前記磁気記録媒体が、垂直磁気記録媒
    体である請求項１０または１１に記載の磁気記録装置。
13. 【請求項１３】 前記磁気記録媒体が、面内磁気記録媒
    体である請求項１０〜１２のいずれかに記載の磁気記録
    装置。
14. 【請求項１４】 前記記録部の記録トラック幅が、０．
    １μｍ以上、２μｍ以下の範囲にある請求項１０〜１３
    のいずれかに記載の磁気記録装置。