JPH0810486B2 - 磁気抵抗型磁気ヘッド - Google Patents

磁気抵抗型磁気ヘッド

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JPH0810486B2
JPH0810486B2 JP60098360A JP9836085A JPH0810486B2 JP H0810486 B2 JPH0810486 B2 JP H0810486B2 JP 60098360 A JP60098360 A JP 60098360A JP 9836085 A JP9836085 A JP 9836085A JP H0810486 B2 JPH0810486 B2 JP H0810486B2
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magnetic
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裕二 永田
利雄 深沢
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • 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
    • G11B5/398Specially shaped layers
    • G11B5/3987Specially shaped layers with provision for closing the magnetic flux during operation

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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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,磁気ディス
クを使用した磁気記録装置の磁気ヘッドにおいて、特
に、薄膜作製技術およびフォトリソグラフィを用いて作
製される磁気抵抗型磁気ヘッドに関するものである。
従来の技術 最近、磁気記録装置においてトラック密度の向上の伴
うトラック幅の短縮と磁気テープ走行速度の低速化など
から再生ヘッドとして磁気抵抗素子(以後MREと呼ぶ)
を使った磁気抵抗型磁気ヘッド(以後MRヘッドと呼ぶ)
が広く使用されつつある。その基本的かつ代表的構造を
第3図に示す。(例えば「マグネトレジスタンス リー
ドアウトトランスジューサー」(Magnetoresistance Re
adout Transducer IEEE.Trans.Mag7 150頁)) 第3図において非磁性基板101上にMRE102としてパー
マロイ(Ni−Fe),Ni−Co合金のような強磁性薄膜を短
冊状に形成する。この時、MRE102は磁界中蒸着などによ
ってトラック幅方向を磁化容易軸とするように一軸磁気
異方性が誘起される。MRE102は、磁気記録媒体103に近
接して配置される。磁気記録媒体103の磁界により、MRE
102の磁化が変化し、磁気抵抗効果によってMRE102の抵
抗が変化する。この抵抗変化を検出するために、MRE102
の両端に設けられた電極104a,104bからMRE102へ検知電
流が通じられる。前記電極を介して検出回路が接続さ
れ、MREの抵抗変化が検出することにより、磁気記録媒
体に記憶されている情報の読み出しが行われる。
また、MRE102を磁気記録媒体103から離して配置し、
磁気記録媒体からの信号磁界をMREに導くための導磁性
材料で構成されたヨークを有するMRヘッドも広く知られ
ている。(例えば、「マグネトレジスティブヘッド」
(Magnetoresistive Head IEEE Trans Mag 172884
頁)) 一般にMREの抵抗変化ΔRは、検知電流の向きと、MRE
の磁化の向きとがなす角度をθ,最大抵抗変化をΔRmax
とした時、以下の(1)式が成り立つ。
ΔR=ΔRmaxcos2θ ……(1) また、MRE内の信号磁束密度をBsig,MREの飽和磁束密
度をBsとした時、近似的に が成立し(1)式,(2)式より が導れる。即ち理論的にはMREは磁界変化に対して第4
図のような抵抗変化を示す。そしてMREの抵抗変化によ
る出力を高感度化および直線応答化する目的で、磁気平
衡点を第4図のBの位置のバイアス磁界強度にするため
のバイアス磁界がMREの困難軸方向に印加される。
発明が解決しようとする問題点 しかし、高記録密度化に従って、MREが微少パターン
化されると、変則的な磁壁移動に起因するバルクハウゼ
ンノイズがヘッド出力中に生ずるという問題があった。
即ち、消磁状態のMREは多数の磁区を有しており、第
5図は、その長手方向に磁化容易軸を有する短冊状のMR
Eの磁区構造の一例を示している。この例においては、
磁化容易軸方向に反平行の磁化を有する2つの主磁区15
1,152と還流磁区とよばれる2つの磁区153,154を有し、
MRE全体としての磁化を有しない構造となっている。
そして、磁気記録媒体からの信号磁界がMREに作用
し、上記の磁区が変則的な移動を行った時に、第6図に
示すようなバルクハウゼンノイズN1〜N4を発生すること
になる。その結果、良好な信号再生を実現できない問題
を有していた。
一般に、MREの磁区構造はその形状により大きく依存
し、特にMREのアスペクト比(MREの長さ/MREの幅)が大
きくなり、長さ方向の反磁界が小さくなると、MREの磁
区構造は第7図のようにその中央部で磁壁を有しない単
磁区にすることができ、バルクハウゼンノイズの発生を
抑制できることが知られている。
しかし、MREの長さは、トラック幅の制限をうける。
特に高密度記録用として、狭トラックおよびマルチトラ
ック化された磁気ヘッドにおいて、MRE長を長くするこ
とは不可能であった。
また、MREを単磁区にする別の方法として、MREの長さ
方向に磁気バイアスを印加する方法が知られている。し
かし、この方法では、前記バイアス磁界が、磁気記録媒
体へ洩漏し、磁気記録媒体上の情報を損う問題点があっ
た。
本発明の目的は磁気記録媒体に記憶された情報を損う
ことなしに、トラック幅,トラックピッチなどにより長
さ制限されたMREの有効部分を単磁区構造にしてバルク
ハウゼンノイズを発生しない磁気抵抗型磁気ヘッドを安
価にかつ容易に提供することである。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の磁気抵抗型磁気
ヘッドは、磁気記録媒体と当接しない部分の少なくとも
1ヵ所に微小な間隙を設けた長方形の組み合わせである
額縁形状で、かつ平面的に連続体として形成された磁気
抵抗素子(MRE)と、前記磁気抵抗素子中央部の抵抗変
化を検知する一対の電極とで構成されることを特徴とし
ている。
作用 本発明における作用は、MREの両端に発生する反磁界
の影響をおさえ、MREの中央有効部分を単磁区化するこ
と。及び、額縁形状のMREの中央有効部分の両側に延び
た側辺部分における単磁区構造及び磁化がMRE中央有効
部における信号磁界印可中の磁化変化を突然の磁区発生
及び磁区消滅のない安定なものとすることによってバル
クハウゼンノイズの発生を抑制するものである。
本発明の磁気抵抗型磁気ヘッドにおいては、反磁界の
影響を最小に抑えるため、二つの作用がある。
今、間隙内の磁場Hg,MRE内の反磁界Hd,間隙をδ,MRE
の磁路長をlとし、 Hg・δ=Hd(l−δ) ……(4) が成立する。またMREが一様に磁化Pmを持っているとす
ると、 Pm=μo(Hg−HD) ……(5) が成立する。(μoは真空透磁率) (4)式と(5)式よりHgを消去して(6)式が導か
れる。
HD=(Pm/μo)(δ/l) ……(6) まず、第1の作用は、本発明のMREにおいて、素子を
折り畳むことにより、磁路長を長くすることによる。即
ち、(6)式で、Pm,δを一定とし、lを大きくするこ
とに対応するその結果、(6)式に従ってMRE内の反磁
界がおさえられる。
第2の作用は、本発明のMREが間隙を有していること
による。即ち、これは(6)式でδを小さくすることに
対応し従ってMRE内の反磁界がおさえられる。この作用
はδを小さくするほど大きい。以上の2つの作用によっ
て、MRE内の反磁界は最小となり、MRE中央有効部31は単
磁区化される。
実 施 例 第1図は本発明における一実施例の磁気抵抗型磁気ヘ
ッドを示すものである。
第1図において、非磁性基板10上に、MRE11としてのN
i−Fe薄膜が300Å〜500Åの厚さで形成され、フォトリ
ソグラフィ技術によって、間隙12を有する額縁形状で、
かつ平面的に連続体として形成された閉磁路にパターン
化される。
この時Ni−Fe薄膜は磁界中蒸着によりトラック幅方向が
磁化容易軸に設定される。次に、MRE11の中央有効部13
の抵抗変化のみを検出するように電極14a,14bが形成さ
れる。
この後、MRE11,電極14a,14bの上部にSiO2などの保護
層(図示せず)が形成され、磁気記録媒体15との摺接面
が所定の形状に加工,ラッピングされMRヘッドが完成さ
れる。
磁気記録媒体15からの信号磁界はMRE11の中央有効部1
3を横切り、MRE11の抵抗変化を発生する。第2図は本実
施例のMREの磁区を示す平面図である。
第2図に示すように、額縁形状のMRE11の四つのコー
ナー部に90度磁壁41,42,43,44が発生し、中央有効部1
3、二つの側辺部21,22及び二つの後辺部23,24がそれぞ
れ単磁区31,32,33,34,35となる。
特に、中央有効部はバルクハウゼンノイズの原因とな
る磁壁が初期状態において存在せず、また記録媒体から
信号磁界が印加された動的状態においても、両側辺部の
安定した単磁区構造の磁化がMRE中央有効部における突
然の磁区発生もしくは磁区消滅のような変則的な磁区構
造変化を発生することを抑制するためにノイズのない良
好な信号再生が可能になる。
MREの幅L1を10μm,間隙L2を5μm,長さL3を100μm,電
極間距離即ちMR有効部の長さL4を70μm,鉛直部長さL5
10μmとしたMREによる再生波形中のバルクハウゼンノ
イズによる高調波成分をスペクトロアナライザーで分析
し幅10μm,長さ100μm,電極間距離70μmの短冊状のMRE
による高調波成分と比較すると、本実施例のものは、高
調波成分が15〜30dB少なくなる。
なお、本実施例では、MREは磁気記録媒体直接当接し
ているが、MREを磁気記録媒体から離して設置し、その
間に磁気記録媒体からの信号磁界をMREに導くヨークを
設けた構成も可能である。
発明の効果 以上のように本発明によれば、以下の優れた効果を奏
することができる。
(1) MREを間隙を有する額縁形状で、かつ平面的に
連続体として形成された閉磁路構造とすることによって
MRE内部の反磁界の影響を最小に抑え、MREの中央有効部
の初期の磁区構造を単磁区とするとともに記録媒体から
信号磁界が印加された動的状態においても、MRE両側辺
部の安定した単磁区構造の磁化がMRE中央有効部におけ
る変則的な磁区構造変化を抑制する。
この時MREは従来のものとその形状だけが異なり、本
発明の磁気抵抗型磁気ヘッドを作製するための新たな作
製工程、材料を必要としないものである。即ち、本発明
に従えば、バルクハウゼンノイズのない良好な信号再生
を実現する磁気抵抗型磁気ヘッドを容易に安価に提供で
きる。
(2) MREを完全に閉磁路にしても単磁区化は可能で
ある。しかし、この場合には、MREの磁気記録媒体から
離れている部分にも検知電流が流れるため、再生感度を
低下する問題点が存在する。一方、本発明においては、
MREは間隙を有しており、検知電流はMREの抵抗変化する
有効部分だけに流れる。従って、再生感度が大きい利点
を有する。
(3) MREの単磁区化に外部バイアス磁界を使用して
いないため、磁気記録媒体上の情報は外部バイアス磁界
の洩漏磁界によって損われることはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における磁気抵抗型磁気ヘッ
ドの概要を示す斜視図、第2図はMREの消磁状態の磁区
構造を示す平面図、第3図は従来の磁気抵抗型磁気ヘッ
ドの概要を示す斜視図、第4図はMREの磁界強度と抵抗
変化を示す理論特性図、第5図は従来のMREの消磁時に
おける磁区構造を示す平面図、第6図はアスペクト比が
非常に大きいMREの消磁時における単磁区状態を示す平
面図、第7図はバルクハウゼンノイズを発生する微小パ
ターンMREの磁界強度による抵抗変化を示す特性図であ
る。 10……非磁性基板、11……磁気抵抗素子(MRE)、12…
…間隙、14a,14b……電極、15……磁気記録媒体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気記録媒体と当接しない部分の少なくと
    も1ヵ所に微小な間隙を設けた長方形の組み合わせであ
    る額縁形状で、かつ平面的に連続体として形成された磁
    気抵抗素子と、この磁気抵抗素子中央部の抵抗変化を検
    知する一対の電極を具備し、 前記磁気記録媒体からの情報を前記磁気抵抗素子の抵抗
    変化として検知することを特徴とする磁気抵抗型磁気ヘ
    ッド。
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JPS5736428A (ja) * 1980-08-11 1982-02-27 Hitachi Ltd Jikiteikohetsudo
JPS5736427A (ja) * 1980-08-11 1982-02-27 Hitachi Ltd Jikiteikohetsudo

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