JPH08129719A - 磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録装置 - Google Patents

磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録装置

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JPH08129719A
JPH08129719A JP26654994A JP26654994A JPH08129719A JP H08129719 A JPH08129719 A JP H08129719A JP 26654994 A JP26654994 A JP 26654994A JP 26654994 A JP26654994 A JP 26654994A JP H08129719 A JPH08129719 A JP H08129719A
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JP
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film
thin film
magnetic
soft magnetic
head
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JP26654994A
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English (en)
Inventor
Yukimasa Okada
行正 岡田
Masayuki Takagi
政幸 高木
Eiji Nakanishi
栄司 中西
Mitsuo Suda
三雄 須田
Hirotsugu Fukuoka
弘継 福岡
Tetsuo Kobayashi
哲夫 小林
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】バルクハウゼンノイズの少ない安定な動作特性
と十分な再生出力の確保の両立が可能な磁気抵抗効果型
ヘッドを提供する。 【構成】磁気抵抗効果型ヘッドにおいて軟磁性薄膜にN
i−Fe−Co−Nb系合金を用いることにより、前記
軟磁性薄膜の異方性磁界を10Oe以上16Oe以下に
することができ、比較的容易に軟磁性薄膜における多磁
区構造の形成が抑制でき、バルクハウゼンノイズの少な
い安定な動作特性と十分な再生出力の確保の両立が可能
な磁気抵抗効果型ヘッドが得られる。さらに前記磁気抵
抗効果型ヘッドを搭載することにより、記録密度を大幅
に向上した磁気記録装置の実現が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果型ヘッド
及びそれを搭載した磁気記録装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、磁気抵抗効果型ヘッド(MRヘッ
ド)は、動作特性が不安定で、バルクハウゼンノイズが
発生することがある。これらの問題は、一般に磁化に2
つ以上の安定状態、つまり多磁区構造を形成する減磁作
用があるために生じる。この多磁区構造における不規則
な変化が、上記の不安定な動作特性と、バルクハウゼン
ノイズの原因となる。これらの問題の解決は、米国特許
第4639806号、米国特許第4663685号に記
載されている。この発明は、磁気抵抗効果膜の端部領域
のみに、縦方向のバイアスを形成して、端部領域を単一
磁区状態に維持し、これらの単一磁区状態が、磁気抵抗
効果膜の中央領域に単一磁区状態を誘導するというもの
である。
【0003】また一般に、MRヘッドは、磁気記録媒体
からの漏洩磁界に対する応答を線形にするために、記録
媒体と対抗する面に垂直な方向(以下素子高さ方向と呼
ぶ)にバイアス磁界を印加して用いる。このバイアス磁
界は、上述の磁気抵抗効果素子の磁区構造を制御するた
めの縦バイアス磁界と区別するために、しばしば横方向
バイアス磁界と呼ばれる。代表的な横方向バイアス磁界
の印加方法の一つとして、特開昭50−65213号記
載のソフト膜バイアス法がある。これは、磁気抵抗効果
膜の近傍に磁気分離膜を介して軟磁性薄膜(ソフト膜)
を設け、磁気抵抗効果膜に流れるセンス電流が作る磁界
によって軟磁性膜を磁化し、磁化された軟磁性薄膜から
発生する磁界によって磁気抵抗効果膜にバイアス磁界を
印加するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来例における
軟磁性膜の導入は、他の磁気的な問題を起こすことがあ
る。特に、上記の従来例では磁気抵抗効果膜の端部領域
のみに単一磁区を形成し、磁気抵抗効果膜の中央領域に
単一磁区状態を誘導しているが、前記軟磁性薄膜にはそ
のような磁区制御は施されておらず、軟磁性薄膜が多磁
区構造を形成することがある。この軟磁性薄膜の多磁区
構造における不規則な変化が、上記MRヘッドの不安定
な動作特性と、バルクハウゼンノイズの原因となる。
【0005】そこで本発明の目的は、軟磁性薄膜の多磁
区構造の形成を十分抑え、かつ再生出力が十分確保出来
る範囲の一軸異方性を有するNi−Fe−Nb−Co系
軟磁性薄膜をMRヘッドに適用し、バルクハウゼンノイ
ズの少ない安定な動作特性と、十分な再生出力の確保の
両立が可能なMRヘッドを実現することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成すべく、上記軟磁性薄膜の組成が重量で55〜75%
のNi、10〜15%のFe、10〜30%のCo、0
〜5%のNbからなる合金薄膜を用いることを特徴とす
る。このとき、異方性磁界が10Oe以上16Oe以下
の範囲にあることが望ましい。
【0007】
【作用】上記手段による作用を図1、2、3に示す。
【0008】(作用1)図1は、磁気抵抗効果膜、磁気
分離膜、軟磁性薄膜及び前記磁気抵抗効果膜に縦方向バ
イアス磁界を与える磁区制御膜からなるMRヘッドの概
略図である。このMRヘッドに媒体からの漏洩磁界を検
出するための電流(センス電流)を通電し、MRヘッド
に外部から素子高さ方向へ、記録媒体への記録時に記録
ヘッドから発生する磁界に相当する大きさの磁界を与え
た場合の、前記磁気抵抗効果膜及び前記軟磁性薄膜の磁
化状態のシミュレ−ション結果を図2に示す。シミュレ
−ションは、前記軟磁性薄膜の異方性磁界が5Oeの場
合と、10Oeの場合で行った。
【0009】図2において、外部磁界に対し、前記磁気
抵抗効果膜は、端部10bで、磁区制御膜により縦方向
バイアス磁界を与えられ、単一磁区状態が維持され、さ
らに中央領域10aに単一磁区状態が誘導されている。
しかし、前記軟磁性薄膜においては、センス電流が作り
出す磁界、及び前記磁気抵抗効果膜が発生する横方向バ
イアス磁界により外部磁界の影響を受けにくい中央領域
12aと、そのような横方向バイアス磁界がほとんどな
く外部磁界の影響を受けやすい端部12bの存在してい
るため、前記軟磁性薄膜の異方性磁界が5Oeと低い場
合には、前記軟磁性薄膜の中央領域12aと端部12b
の境界に渦状の磁化分布が発生する。この渦上の磁化分
布が外部磁界除去後も残存し、前記軟磁性薄膜内に多磁
区構造が形成される。そこで、前記軟磁性薄膜の異方性
磁界を10Oeまで上げた場合、前記軟磁性薄膜におけ
る端部12bの外部磁界に対する感度が下がり、前記軟
磁性薄膜の多磁区構造の原因となる、渦上の磁化分布の
発生が抑えられ、前記軟磁性薄膜内は、単一磁区状態に
維持される。
【0010】さらに、近年の磁気ディスク装置の高記録
密度化に伴い、記録媒体の高保持力化が進み、高保持力
媒体に十分記録しうるために、記録時に記録ヘッドから
発生する磁界は増々強くなる。記録ヘッドから発生する
磁界という前記軟磁性薄膜に多磁区構造を誘発する因子
が大きくなればなるほど、前記軟磁性薄膜の多磁区構造
形成を抑えるために前記軟磁性薄膜の異方性磁界は大き
くする必要があり、前記軟磁性薄膜の異方性を10Oe
以上にすることが、安定な動作特性と、バルクハウゼン
ノイズの少ないMRヘッドを実現する上で増々重要とな
る。
【0011】(作用2)図3に前記軟磁性薄膜の異方性
磁界に対するMRヘッドの再生出力の変化をシミュレ−
ションした結果を示す。図3の縦軸は、前記軟磁性薄膜
の異方性磁界が5Oeの場合の再生出力値で規格化した
ものである。図3において前記軟磁性薄膜の異方性磁界
が16Oeを越えたところで再生出力は急に減少しはじ
め、前記軟磁性薄膜の異方性磁界が5Oeの時の再生出
力と比較して、16Oeにおいて5%減少、20Oeに
おいて15%減少した再生出力となる。これは、前記軟
磁性薄膜の異方性磁界の増加に伴い、前記軟磁性薄膜の
磁化が素子高さ方向に十分向かずに未飽和の状態となり
易く、前記軟磁性薄膜の磁化が素子高さ方向に十分に向
いた飽和状態と比べ、前記軟磁性薄膜は磁化回転しやす
い状態となり、記録媒体からの漏洩磁界の一部が前記軟
磁性薄膜の磁化回転に使用され、結果として前記磁気抵
抗効果膜へ作用する記録媒体からの漏洩磁界の割合が減
少することによる。
【0012】図3より、作用1で述べたように安定な動
作特性と、バルクハウゼンノイズの少ないMRヘッドを
実現するために、前記軟磁性薄膜の異方性磁界は10O
e以上にした場合、前記軟磁性薄膜の異方性磁界の上限
を16Oe以下にすることにより、出力低下は5%以下
に抑えられ、十分な再生出力を確保することが出来る。
【0013】
【実施例】以下に、実施例により本発明を説明する。な
お、各種実施例を説明するにつき、同一の部位について
は、同一の符号で示し、重複した説明を省略した。
【0014】(実施例1)図4に本発明の一実施例であ
るMRヘッドの記録媒体に対抗する面から見た構成概略
図を示す。アルミナなどの絶縁層を薄膜形成し精密研磨
を施した非磁性基板上に、下部シ−ルド膜21としてス
パッタリングによりパ−マロイを形成し、フォトリソグ
ラフィ−技術により所定の形状にパタ−ン化し、その上
にアルミナ絶縁膜22を成膜する。磁区制御膜として絶
縁性反強磁性膜であるNiO23を積層し所定の形状に
パタ−ン化した後、リフトオフ法により高抵抗薄膜24
であるアルミナを所定の形状に作成した。その上に、磁
気抵抗効果膜25であるパ−マロイ、非磁性導電性薄膜
26であるTa及び軟磁性薄膜27をスパッタリングに
より形成する。なお、軟磁性薄膜27については、異方
性磁界が10Oe以上16Oe以下を有するものとして
表1に示す組成の薄膜合金を用いた。電極28をリフト
オフ法によって作成し、その上にアルミナ絶縁膜29を
成膜し、パタ−ン化する。その上にパ−マロイからなる
上部シ−ルド/下部磁極兼用膜30を成膜、パタ−ン化
する。アルミナ絶縁膜29及び上部シ−ルド膜30のパ
タ−ン化には、フォトリソグラフィ−技術を用いる。更
にその上に、ギャップ膜31、コイル、絶縁膜及びパ−
マロイからなる上部磁極膜32を成膜及び形成した後
に、所定の大きさのMRヘッドに加工する。
【0015】本実施例において、磁気抵抗効果膜25
は、端部において磁区制御膜23により単一磁区状態が
維持され、中央部において単一磁区状態が誘導される。
さらに、磁区制御が施されていない軟磁性薄膜27にお
いても異方性磁界が10Oe以上16Oe以下の材料を
用いているので、多磁区構造の形成が抑制され単一磁区
状態が維持され、また、再生出力の低下は5%以下に抑
えられる。これらより、安定な動作特性と、バルクハウ
ゼンノイズの少なく、十分な再生出力を得ることが可能
なMRヘッドが実現される。
【0016】
【表1】
【0017】(実施例2)図5に本発明の他の実施例で
あるMRヘッドの記録媒体に対抗する面から見た構成概
略図を示す。アルミナなどの絶縁層を薄膜形成し精密研
磨を施した非磁性基板上に、下部シ−ルド膜21として
スパッタリングによりパ−マロイを形成し、フォトリソ
グラフィ−技術により所定の形状にパタ−ン化し、その
上にアルミナ絶縁膜22を成膜する。その上に、軟磁性
薄膜27、非磁性導電性薄膜26であるTa及び磁気抵
抗効果膜25であるパ−マロイをスパッタリングにより
形成する。なお、軟磁性薄膜27については、異方性磁
界が10Oe以上16Oe以下を有するものとして表1
に示す組成の薄膜合金を用いた。磁区制御膜33として
導電性反強磁性膜であるFeMnあるいは導電性硬磁性
膜CoPtを、そして電極28をリフトオフ法によって
作成し、その上にアルミナ絶縁膜29を成膜し、パタ−
ン化する。その上にパ−マロイからなる上部シ−ルド/
下部磁極兼用膜30を成膜、パタ−ン化する。アルミナ
絶縁膜29及び上部シ−ルド膜30のパタ−ン化には、
フォトリソグラフィ−技術を用いる。更にその上に、ギ
ャップ膜31、コイル、絶縁膜及びパ−マロイからなる
上部磁極膜32を成膜及び形成した後に、所定の大きさ
のMRヘッドに加工する。
【0018】本実施例において、磁気抵抗効果膜25
は、端部において磁区制御膜33により単一磁区状態が
維持され、中央部において単一磁区状態が誘導される。
さらに、磁区制御が施されていない軟磁性薄膜27にお
いても異方性磁界が10Oe以上16Oe以下の材料を
用いているので、多磁区構造の形成が抑制され単一磁区
状態が維持され、また、再生出力の低下は5%以下に抑
えられる。これらより、安定な動作特性と、バルクハウ
ゼンノイズの少なく、十分な再生出力を得ることが可能
なMRヘッドが実現される。
【0019】(実施例3)図6に実施例1、2で示した
MRヘッドを搭載した磁気ディスク装置の構成概略図を
示す。これは、ヘッド−ディスクアッセンブリであり、
情報を記録再生する前記MRヘッドを形成したヘッドス
ライダ40、表面に情報が記録される磁気媒体が形成さ
れた磁気ディスク41、複数の前記磁気ディスクを同一
軸に固定するハブ42、固定された前記磁気ディスクを
回転させるスピンドルモ−タ43、前記ヘッドスライダ
が取り付けられ、前記磁気ディスクとのスペ−スを安定
に維持するためのバネ部材、及びヘッドアッセンブリ4
4、前記バネ部材、及びヘッドアッセンブリを固定し、
位置決め機構に連結されるガイドア−ムからなるヘッド
キャリッジ部45及びその制御機構46から構成され
る。
【0020】本実施例において、例えばヘッド浮上量
0.1μm、媒体のHc1600Oe、トラック密度
2.5kTPI、線記録密度60kBPI、面記録密度
150Mbits/inch2で十分動作可能な磁気記
録装置を実現することが可能となる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、磁気抵抗効果型ヘッド
において軟磁性薄膜にNi−Fe−Co−Nb系合金を
用いることにより、前記軟磁性薄膜の異方性磁界を10
Oe以上16Oe以下にすることができ、比較的容易に
軟磁性薄膜における多磁区構造の形成が抑制でき、バル
クハウゼンノイズの少ない安定な動作特性と十分な再生
出力の確保の両立が可能な磁気抵抗効果型ヘッドが得ら
れる。さらに前記磁気抵抗効果型ヘッドを搭載すること
により、記録密度を大幅に向上した磁気記録装置の実現
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】シミュレ−ションに用いた磁気抵抗効果型ヘッ
ドの概略図
【図2】磁気抵抗効果膜と軟磁性薄膜の磁化状態のシミ
ュレ−ション結果を示す図
【図3】磁気抵抗効果型ヘッドの再生出力のシミュレ−
ション結果を示す図
【図4】本発明の一実施例を示す磁気抵抗効果型ヘッド
の概略構成図
【図5】本発明の一実施例を示す磁気抵抗効果型ヘッド
の概略構成図
【図6】本発明の一実施例を示す磁気ディスク装置の概
略構成図
【符号の説明】
10a、10b、25・・・磁気抵抗効果膜、 11、
26・・・磁気分離膜、12a、12b、27・・・軟磁性薄
膜、 13、23、33・・・磁区制御膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須田 三雄 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 福岡 弘継 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 小林 哲夫 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵
    抗効果膜の近傍に位置し磁気分離膜によって前記磁気抵
    抗効果膜と磁気的に分離された軟磁性薄膜と、前記磁気
    抵抗効果膜に電流を流す電極を有する磁気抵抗効果型ヘ
    ッドにおいて、前記軟磁性薄膜が重量で55〜75%の
    Ni、10〜15%のFe、10〜30%のCo、0〜
    5%のNbからなる合金薄膜であることを特徴とする磁
    気抵抗効果型ヘッド。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記軟磁性薄膜が10
    Oe以上16Oe以下の異方性磁界を有することを特徴
    とする磁気抵抗効果型ヘッド。
  3. 【請求項3】請求項1、2のいずれかのヘッドを搭載し
    た磁気記録装置。
JP26654994A 1994-10-31 1994-10-31 磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録装置 Pending JPH08129719A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100293861B1 (ko) * 1996-07-31 2001-09-17 가네꼬 히사시 교환바이어스자이언트자기저항소자를이용한자기저항센서

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100293861B1 (ko) * 1996-07-31 2001-09-17 가네꼬 히사시 교환바이어스자이언트자기저항소자를이용한자기저항센서

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