JPH08138215A - 磁気抵抗型ヘッドおよびそれを用いた磁気記録再生ヘッド - Google Patents

磁気抵抗型ヘッドおよびそれを用いた磁気記録再生ヘッド

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JPH08138215A
JPH08138215A JP23639095A JP23639095A JPH08138215A JP H08138215 A JPH08138215 A JP H08138215A JP 23639095 A JP23639095 A JP 23639095A JP 23639095 A JP23639095 A JP 23639095A JP H08138215 A JPH08138215 A JP H08138215A
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magnetic
film
magnetoresistive
head
yoke
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Hiroaki Yoda
博明 與田
Hitoshi Iwasaki
仁志 岩崎
Tadahiko Kobayashi
忠彦 小林
Yuichi Osawa
裕一 大沢
Masashi Sahashi
政司 佐橋
Atsuhito Sawabe
厚仁 澤邊
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 奥行きやヨークとMR膜とのオーバーラップ
量の変動による再生出力の変動を抑制することができる
と共に、良好な出力が得られ、且つ低コスト化が可能な
磁気抵抗効果型ヘッドおよびそれを用いた磁気記録再生
ヘッドを提供する。 【解決手段】 第1の磁気ヨーク部材と第2の磁気ヨー
ク部材からなる磁気ヨークと磁気抵抗効果型膜からなる
磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記第1と第2の磁気
ヨーク部材は、前記磁気ヨークの媒体対向面において磁
気ギャップを介して配置されており、前記磁気抵抗効果
型膜は、一対のリードが接続され且つ前記磁気ヨークの
一主面に前記媒体対向面から所定距離後退した位置に配
置されており、および前記主面は、記記録媒体から前記
第1の磁気ヨーク部材、磁気抵抗効果型膜、および前記
第2の磁気ヨーク部材へと順番に流れる磁束と実質的に
平行であることを特徴とする磁気抵抗型ヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録再生装置
の再生ヘッド等として使用される磁気抵抗効果型ヘッド
とそれを用いた磁気記録再生ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気記録の高密度化が進み、VT
Rでは500Mb/inch2 、HDDでは 200Mb/inch 2 という
高記録密度のシステムが実用化されており、さらなる高
密度化が要求されている。このような高記録密度システ
ムにおける再生ヘッドとしては、ある種の磁性薄膜や磁
性多層薄膜等の電気抵抗が外部磁界によって変化すると
いう、磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果型ヘッド(以
下、MRヘッドと記す)が注目されている。
【0003】図22は、従来の一般的なシールド型MR
ヘッドの一構成例を示す図である。同図において、1は
Al2 O 3 ・TiC 等からなる基板であり、この基板1上に
はAl2 O 3 等からなる絶縁層2を介して、パーマロイ等
からなる下側のシールド層3が形成されている。下側シ
ールド層3上には、再生磁気ギャップを構成する絶縁膜
4を介して、磁気抵抗効果膜(以下、MR膜と記す)5
が配置されており、このMR膜5の両端に一対のリード
6が接続されて、磁気抵抗効果素子(以下、MR素子と
記す)7が構成されている。MR素子7上には、再生磁
気ギャップを構成する絶縁膜8を介して、上側のシール
ド層9が配置されている。このようなシールド型MRヘ
ッドにおける信号磁界の検出は、例えば一対のリード6
にセンス電流を流し、MR膜5の平均磁化方向の変化に
伴う素子抵抗の変化を測定することにより行われる。
【0004】ところで、上述したようなシールド型MR
ヘッドを用いて、例えば金属系記録媒体から信号磁界を
検出する場合、MRヘッドと金属媒体とがショートし、
MR素子7に過大な電流が流れてMRヘッドが破損する
等の問題を招くおそれがあった。また、デプス加工の際
にMR膜5が研磨液等に直接接するため、工程中にMR
膜5が腐食するという重大な問題を有していた。
【0005】一方、上述したシールド型MRヘッドと金
属媒体とのショートを防止するために、MRヘッドの媒
体対向面や媒体表面に絶縁性の保護膜を形成する等の対
策が採られてきたが、このような方法は線記録密度の向
上に不可欠な低浮上化には不向きである。さらに、将来
の高密度化技術として期待されている接触記録では、特
に媒体対向面が磨耗して保護膜が消滅するおそれがある
ため、何等かの対策が求められている。またさらには、
MR素子7が磨耗すると、奥行き(デプス)方向の幅が
変動してヘッド出力が変動するだけでなく、MR膜5自
体が磨耗して消滅する可能性がある。
【0006】上述したようなシールド型MRヘッドの問
題点を回避するヘッド構造としては、図23に示すよう
なヘッド内部に配置されたMR素子7に磁気ヨーク10
により信号磁界を導く、いわゆるヨーク型のMRヘッド
が知られている。このヨーク型のMRヘッドにおいて
は、磁気ヨーク10の一部となる軟磁性体層11上に磁
気ギャップとなる絶縁膜12を介してMR素子7が配置
されていると共に、媒体対向面からMR膜5を介してヘ
ッド内部の軟磁性体層11に接続するように、磁気ヨー
クの一部となる軟磁性体13、14が配置されている。
しかし、このようなヨーク型MRヘッドでは、MR素子
7の位置および磁気ヨーク10への接続状態により再生
出力自体が低下するだけでなく、磁気ヨークの一部とな
る軟磁性体13、14とMR膜5とのアライメント誤差
により、これらのオーバーラップ量Lovが変動して再生
出力が変動しやすいため、特性の揃ったMRヘッドを歩
留りよく製造することが困難であるという問題を有して
いた。
【0007】一方、図24に示すように、基板1上に積
層方向に磁気コア15を設け、その内部にMR素子7を
配置した構造も提案されているが、磁気コア15の膜厚
方向の透磁率はほとんど零であると共に、磁気コア15
の膜厚分だけはMR素子7が媒体対向面から後退するた
め、やはり再生出力が低下するという問題を有してい
た。さらに、上述したようなヨーク型のMRヘッドは、
いずれも磁気ヨークの作製工程が複雑になるため、低コ
スト化しずらいという難点を有していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のシールド型MRヘッドは、金属媒体とのショートによ
るヘッド破損や製造工程中におけるMR膜の腐食が生じ
やすいという問題や、MR素子の磨耗による奥行き変動
により、ヘッド出力が変動するだけでなく、MR膜自体
が消滅するおそれがあるという問題を有していた。一
方、従来のヨーク型のMRヘッドは、再生出力が小さい
と共に、出力にばらつきが生じやすいという問題を有
し、さらには製造工程が複雑で低コスト化しずらいとい
う問題を有していた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題に対処するためになされたもので、奥行きやヨークと
MR膜とのオーバーラップ量の変動による再生出力の変
動を抑制することができると共に、良好な再生出力が得
られ、かつ低コスト化が可能な磁気抵抗効果型ヘッドお
よびそれを用いた磁気記録再性ヘッドを提供することを
目的とする。本発明の磁気抵抗効果型ヘッドは、第1の
磁気ヨーク部材と第2の磁気ヨーク部材からなる磁気ヨ
ーク、前記第1と第2の磁気ヨーク部材は、前記磁気ヨ
ークの媒体対向面において磁気ギャップを介して配置さ
れている、および一対のリードが接続され且つ前記磁気
ヨークの一主面に前記媒体対向面から所定距離後退した
位置に配置されている磁気抵抗効果型膜、前記磁気ヨー
ク主面は、記記録媒体から前記第1の磁気ヨーク部材、
磁気抵抗効果型膜、および前記第2の磁気ヨーク部材へ
と順番に流れる磁束と実質的に平行であることを特徴と
するものである。
【0010】また、本発明の磁気記録再生ヘッドは、上
記本発明の磁気抵抗効果型ヘッドからなる再生ヘッド
と、磁気ギャップを介して配置された磁気コアと記録コ
イルとを有し、前記磁気抵抗効果型ヘッドの磁気ヨーク
および磁気ギャップを前記磁気コアおよび磁気ギャップ
として共用させた誘導型磁気ヘッドからなる記録ヘッド
とを具備することを特徴としている。
【0011】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて
は、一対の磁性体からなる磁気ヨークの一平面、例えば
積層方向上面に沿って磁気抵抗効果膜を配置しているた
め、最低限媒体対向面から後退させた位置、すなわち媒
体対向面に近接した位置に磁気抵抗効果膜を配置するこ
とができる。従って、ヨーク型磁気抵抗効果型ヘッドの
利点を損うことなく、より多くの磁束を磁気抵抗効果膜
に導いて高再生出力を得ることができる。また、媒体と
ヘッドとが接触してヘッドが磨耗しても、後述のように
磁束流入量が大きくは変化しないので、出力変動を小さ
く抑えることができる。また、磁気ヨークとなる一対の
磁性体と磁気抵抗効果膜とのオーバーラップ量を、磁気
抵抗効果膜の媒体対向面からの後退位置とは関係なく、
十分に大きく設定することができるため、再生出力のば
らつきを小さくすることが可能となる。
【0012】また、本発明の磁気記録再生ヘッドにおい
ては、再生ヘッドと記録ヘッドとが磁気ギャップを共用
できると共に、磁気抵抗効果型ヘッドの磁気ヨークと誘
導型磁気ヘッドの磁気コアの少なくとも一部を共用させ
ることが出来るため、トラック幅とギャップ長が記録と
再生で同一となる。従って、録再アライメント誤差を零
とすることができるため、例えば高記録密度システムに
おいても優れた記録・再生特性が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】
【0014】
【実施例】次に、本発明を実施例によってさらに詳細に
説明する。
【0015】図1および図2は、本発明の一実施例によ
る磁気抵抗効果型ヘッド(MRヘッド)の構成を示す図
であり、図1はその媒体対向面方向からの斜視図、図2
(a)は記録媒体40との位置関係を示す平面図、図2
(b)はその断面図である。
【0016】これらの図において、21はAl2 O 3 ・Ti
C 等からなる基板であり、この基板21上にはAl2 O 3
等からなる絶縁層22が設けられている。この絶縁層2
2上には、磁気ヨーク23となる一対の磁性体24が同
一平面を構成するように、Al2 O 3 等からなる磁気ギャ
ップ25を介して配置されている。すなわち、磁気ヨー
ク23となる一対の磁性体24と磁気ギャップ25と
は、基板面に対してほぼ平行に配置されている。一対の
磁性体24は、例えばNiFe合金やCoZrNbのようなアモル
ファス合金等の軟磁性材料からなるものである。また、
磁気ギャップ25となるAl2 O 3 等は、一対の磁性体2
4の少なくとも媒体対向面間に配置されていればよい。
【0017】上述した一対の磁性体24からなる磁気ヨ
ーク23中を通る磁束、すなわち磁気ヨーク23の磁気
回路(図2(a)中に矢印xで示す)と略平行な面上に
は、磁気抵抗効果膜(MR膜)26が媒体対向面から所
定距離後退した位置に配置されている。すなわち、MR
膜26は、一対の磁性体24により構成された積層方向
上面に相当する平面上に、磁気ギャップ25を跨いで一
対の磁性体24の双方と磁気的に結合し得るように配置
されており、その長手方向は磁気ヨーク23の磁気回路
により導かれた信号磁界方向と略平行とされている。
【0018】MR膜26の奥行き方向の配置位置は、記
録媒体40との接触によるショートや磨耗等を考慮した
上で、媒体対向面に近接した位置とすることが好まし
い。上記磁気ヨーク23とMR膜26との配置関係によ
れば、MR膜26を媒体対向面から最低限後退させた上
で、すなわちヨーク型MRヘッドとしての利点を損わな
い範囲で、媒体対向面に近接した位置に精度よく配置形
成することができる。MR膜26の媒体対向面から後退
距離dは、信号磁界の設定導入量にもよるが、 0.2〜10
μm 程度とすることが好ましい。
【0019】上述したMR膜26としては、例えば電流
の方向と磁性層の磁化モーメントの成す角度に依存して
電気抵抗が変化するNi80Fe20等からなる異方性磁気抵抗
効果膜、磁性膜と非磁性膜との積層構造を有し、各磁性
層の磁化の成す角度に依存して電気抵抗が変化する、い
わゆるスピンバルブ効果を示すCo90Fe10/Cu/Co90Fe10
積層膜等からなるスピンバルブ膜、あるいは巨大磁気抵
抗効果を示す人工格子膜が例示される。
【0020】MR膜26上には、その両端に電気的に接
続されたCu等からなる一対のリード27が形成されてお
り、これらによりMR素子28が構成されている。この
一対のリード27は、磁気ヨーク23による磁気回路と
略平行なMR膜26の長手方向にセンス電流が流れるよ
うに配置されている。なお、図1では図示を省略した
が、一対の磁性体24とMR膜26との間には、図2
(b)に示すように、絶縁膜29が配置されており、M
R素子28は磁気ヨーク23とは絶縁されている。以下
の他の実施例においても同様である。
【0021】上述の磁気抵抗効果型ヘッドは例えば図3
(a)、3(b)、3(c)、3(d)、3(e)、3
(f)に示すような方法により製造される。
【0022】先ずAlO x / AlO x ・TiC 等からなる基板
21上にNiFe、CoZrNbのような軟磁性材料膜を製膜
後、、レジストマスクによりイオンビームでヨーク半体
24aを形成する(図3(a))、つぎにAlO x あるい
はSiO x 等の非磁性膜25とNiFe、CoZrNbのような軟磁
性材料膜24を連続製膜(図3(b))、分子量の小さ
いレジスト45をコートし、ベークにより表面平坦化す
る(図3(c))。次にレジスト5とヨークし材24が
同一のエッチングレートでエッチングされるように、例
えばイオン入射角を設定し、イオンビームにてエッチン
グバックしてヨーク半体24bを形成する(図3
(d))。表面にAlO x 等の絶縁膜29を形成し、その
上にMR膜あるいはスピンバルブ膜26を形成する(図
3(e))。最後にTi/Cu/Ti等からなるリード27を、
リフトオフ等により形成する(図3(f))。 上述し
たMR素子28は、例えば図4に示すように、絶縁膜3
0を介して磁気シールド層31により覆うことが好まし
く、これにより外乱磁界によるノイズの発生を防止する
ことができる。また、磁気シールド層31自体も媒体対
向面から例えば 0.5μm 程度後退させることによって、
隣接トラックからの信号磁界を拾うこともなくなるた
め、より一層ノイズの発生等を防止することが可能とな
る。 上記構成のMRヘッドにおいては、上述したよう
に、MR膜26を最低限媒体対向面から後退させた位
置、すなわち媒体対向面に近接した位置に精度よく配置
形成することができるため、多くの信号磁界をMR素子
28に導くことができる。従って、従来のヨーク型MR
ヘッドの欠点の一つであった出力低下を回避することが
可能となる。また、磁気ヨーク23となる一対の磁性体
24とMR膜26とのオーバーラップ量Lov′(図1)
を、MR膜26の媒体対向面からの距離に関係なく大き
く設定することができるため、再生出力のばらつきを小
さくすることが可能となる。以下、その効果を定量的に
説明する。
【0023】すなわち、磁気ギャップ25(幅:g) を挟
んで対向する一対の磁性体24(厚さ:t1 ,t2 、透磁
率:μ1 ,μ2 )により媒体磁束を吸い上げる場合に、
磁性体を通る磁束密度は媒体対向面から遠ざかるにつれ
て減衰する。磁性体を通る磁束密度が磁性体先端におけ
る値より 1/eに減衰する距離λは特性長と呼ばれ、以下
の式により与えられる。
【0024】 1/λ〜(1/g μ1 t1 +1/g μ2 t2 0.5 例えば、記録密度が1Gb/inch2 の場合、図1に示すヨー
ク型MRヘッドではg=0.25μm 、 t1 =t2 =2μm 、μ1
= μ2 =1000 程度であるため、特性長λは16μm 前後と
なる。よって、上記構成のMRヘッドにおいて、MR膜
26を媒体対向面から 1.0μm 程度後退させても、ヘッ
ドに流入する磁束の大部分をMR素子28に導くことが
できるため、基本的に出力低下はない。また、ヘッドが
0.5μm程度磨耗したとしても、その影響は小さく、ヘ
ッドに流入する磁束は若干増えるにすぎないため、出力
変動はほとんど無視することができる。さらに、磁気ヨ
ーク23となる一対の磁性体24とMR膜26とのオー
バーラップ量Lov′を、MR膜26の媒体対向面からの
距離に関係なく、十分に大きく設定することができるた
め、再生出力のばらつきは小さい。
【0025】上述した実施例のヨーク型MRヘッドにお
いては、逆に多くの磁束がMR素子28に流入するた
め、MR素子28の大部分が小さな磁界で飽和する可能
性があり、これにより抵抗変化がすぐに飽和するといっ
た弊害が生じる場合がある。このような場合には、例え
ば図5に示すように、MR膜26の中央付近を上方に屈
曲させて、MR膜26と磁気ヨーク23との間隙を広く
することによって、MR膜に入る磁束量を調整し抵抗変
化の飽和を抑制することができる。
【0026】また、図6に示すように、一対の磁性体2
4間の間隙を、実質的な磁気ギャップとなる媒体対向面
間は狭ギャップを維持し得るような間隔gとした上で、
MR膜26の配置位置となる部分の幅Dを広く設定する
ことも効果的である。このような構造のヨーク型MRヘ
ッドにおいては、MR素子28の抵抗を大きくすること
ができると共に、狭ギャップg(例えば0.05〜 0.2μm
)を維持した上で一対の磁性体間距離Dを 0.5〜 1.0
μm 程度と広くすることにより、媒体磁界で飽和しない
部分を増大させることができる。従って、抵抗変化の飽
和を抑制することができ、さらには線形性のよいMRヘ
ッドが実現できる。
【0027】次に、図6に構造を示したヨーク型MRヘ
ッドを例として、本発明のヨーク型MRヘッドへの磁束
流入量をより定量的に評価した結果について述べる。図
6に示したヨーク型MRヘッドにおいて、媒体対向面間
のギャップ距離gを 0.1μm、その幅d(奥行き)を 5
μm (dも近似的に5 μm とした)、MR膜26の厚
さを0.02μm 、MR素子28の配置位置における一対の
磁性体24間隔Dを 1μm とした場合、素子磁気抵抗R
MRおよびギャップ磁気抵抗R1 は下記の式から算出され
る。MRの透磁率は500 とした。
【0028】RMR x 10 -4 = 1/(500 X 0.02 X 1) = 1/
10 (R=l/μs、lは磁気回路の長さ、sは面積、
μは透磁率) R1 x 10 -4 = 0.1/(1 X 5 X 1) = 1/50 よって、MR素子28に流入する平均磁束量φMRは、磁
気ギャップ間の起磁力V=1 とすると下記の式から算出
される。
【0029】φMR x 10 4 {1/(1/50)} x {(1/50)/
[(1/50) + (1/10)]} 8 φMR 8 x 10 -4 一方、図23に示したような従来のヨーク型MRヘッド
において、ヨークとMR膜とのオバーラップ量Lov
0.1μm 、磁気ギャップ部の奥行きを 5μm とすると、
ovは 1×10-4、Rg ×10-4は1/50となり、よってMR
素子に流入する平均磁束量φYMR は約 0.5×10-4とな
る。なお、この従来のヨーク型MRヘッドにおいて、ヨ
ークとMR膜とのオバーラップ量Lovが 0.2μm と大き
くなった場合には、平均磁束量φYMR は、起磁力を1 と
した場合、約 1×10-4となり、僅かなアライメント誤差
により再生出力が大きく変動することが分かる。
【0030】上述したように、本発明のヨーク型MRヘ
ッドによれば、従来のヨーク型MRヘッドはもちろんの
こと、従来のシールド型MRヘッドに匹敵する程、多く
の磁束をMR素子に導入できることが分かる。この結果
は、図5に示したヨーク型MRヘッドに限られるもので
はなく、本発明の他の構造を有するヨーク型MRヘッド
においても同様な結果が得られる。例えば、図1に示し
たヨーク型MRヘッドにおいて、媒体対向面間のギャッ
プ距離gを 0.1μm 、MR素子28の媒体対向面からの
距離dを 5μm 、MR素子28の幅wを 1μm とする
と、MR素子28に流入する平均磁束量φMRは、ギャッ
プ間の起磁力を1 とした場合、 φMR x 10 4 {1/(1/60)} x {(1/60)/[(1/60) + (1/1
0)]} 8 φMR 8 x 10 -4 となる。
【0031】上述した実施例では、MR素子28を磁気
ヨーク23、すなわち一対の磁性体24上に配置した例
について説明したが、本発明はこれに限られるものでは
なく、磁気ヨーク23をMR素子28上に設けた場合に
も同様な効果が得られる。例えば図6に示すように、基
板21の絶縁層22上にMR素子28(MR膜26およ
び一対のリード27)を媒体対向面から所定距離後退さ
せて配置し、このMR素子28上に膜厚方向に一部屈曲
させた一対の磁性体24および磁気ギャップ25からな
る磁気ヨーク23を設けることによっても、前述した各
実施例と同様な効果が得られる。また、このような構造
の場合、MR素子28を段差のない下地上に形成するこ
とができるため、MR素子28の磁壁発生を抑制するこ
とができると共に、段差部での膜切れ等を防止すること
ができる。
【0032】ただし,ヨーク膜に等方性(異方性のな
い)磁性膜を用いた場合や、逆に異方性磁界が10 Oe を
越えるように大きい場合は、ヨークの透磁率が前者の場
合高周波で、後者の場合全域で低下し、500 以下になる
ことがある。
【0033】また、NiFeのように比抵抗があまり大
きくない材料を用いた場合は、うず電流損により、高周
波の透磁率が300 程度以下になることもある。極端な場
合は100 以下になる。このような場合は、たとえ本発明
の基本構成をとってもλは数μmのオーダーとなる。
【0034】よって、このような場合は、図1に示す
(G)MR素子のリセス量dをより小さくすることが望
ましい。実質的には、(G)MR全域に磁束を導きたい
ので、d+wを小さくすることが望ましい。(d+w)
<λであれば、必要且つ十分に磁束を(G)MRに導く
ことができる。
【0035】次に、本発明の他の実施例について、図8
および図9を参照して説明する。
【0036】図8に示すヨーク型MRヘッドにおいて
は、一対の磁性膜32間に非磁性膜33を介在させた 3
層積層構造のMR膜34を用いると共に、MR膜34の
センス電流方向と磁気回路による磁束方向とが略平行と
なるようにMR膜34が配置されている。
【0037】ここで、MR膜34の幅wは、小さい方が
単位幅当りより多くの磁束(信号磁界)をMR素子28
に導くことができるため、より良好な再生出力が得られ
る。また、MR素子28の磁化は、MR膜34の幅方向
に平行な状態から長手方向(磁気回路による磁束方向)
まで動くことが望ましい。単磁性層からなるMR素子で
は、幅方向のエッジにおいて磁化がカーリングを起こす
ため、MR膜の幅を小さくするとMR素子の磁化が幅方
向と平行になりにくくなる。これに対して、図8に示し
たような一対の磁性膜32間に非磁性膜33を介在させ
た 3層積層構造のMR膜34を用いた場合には、センス
電流方向と磁束方向とが概ね平行となるようにMR素子
28を配置すればMR膜34の幅wを 3μm 程度と狭く
しても、幅方向のエッジで磁化のカーリングが起きにく
いため、媒体磁束により一対の磁性膜32の磁化を幅方
向平行から長手方向まで動かすことができる。よって、
MR膜34における磁化方向の変化を良好に保った上
で、MR膜34の幅を小さくして単位幅当りより多くの
磁束をMR素子28に導くことができ、ひいては大きな
再生出力を得ることが可能となる。この際、上記 3層積
層構造のMR膜34としてスピンバルブ膜を用いれば、
MR膜34の磁化を幅方向平行から長手方向まで動かす
ことができる利点をより有効に活用することができる。
【0038】また、図9に示すように、 3層積層構造の
MR膜34の一方の磁性膜32に接して磁化固着層35
を配置すると共に、磁化固着層35による磁化の固着方
向を概ね磁気回路による磁束方向と平行となるようし、
他方の磁性層の磁化が幅方向を向くように異方性を付与
したり、バイアスを加えることにより、媒体磁界に対す
る応答の線形性を高めることができると共に、透磁率が
大きくなるために、高周波出力を増大させることが可能
となる。
【0039】通常MRヘッドでは、線形性出力を保つた
めMR層の磁気モーメントは磁束のベクトルに対して4
5度でバイアスする。しかし本発明では、磁束はいろい
ろな角度でMR層に入るので、出力の線形性は悪くな
る。例えば、図10に示すMR素子の左側領域では、磁
束はMR層の磁気モーメントと平行になり、透磁率はほ
とんど0になる。
【0040】一方、スピンバルブを用いれば、磁界に対
応する磁化回転層(フリー層)の磁気モーメントが図1
1に示すy軸と平行にセットすることができる。図11
では固着層の固着層の磁気モーメントはx軸に平行にセ
ットされている。この構成では、磁束はフリー層の磁気
モーメントとほとんど直交し、それゆえ、出力の線形性
はほとんど維持される。
【0041】さらに、図12に示すようにスピンバルブ
素子の下にフリー層と比抵抗の大きな軟磁性層を交換結
合させた下地層を挿入すれば、磁束がオーバーラップ領
域において過剰に高い時に、フリー層の磁気飽和を回避
することができる。この下地層はヘッドの設計を容易に
し、また下地層の厚さを最適化することにより各種HD
Dシステム用に数種の型のヘッドの供給が可能となり、
生産上非常に有利となる。特に、ヨークとスピンバルブ
のオーバーラップ部で飽和が起こりがちな本発明で有効
である。
【0042】次に、本発明の磁気記録再生ヘッドの実施
例について、図13を参照して説明する。図13に示す
磁気記録再生ヘッドは、図1と同一構造のヨーク型MR
ヘッド36を再生ヘッドとして有している。なお、図1
と同一部分については同一符号を付して説明を省略す
る。一方、記録ヘッドは、上記ヨーク型MRヘッド36
の磁気ヨーク23となる一対の磁性体24を磁気コア3
7の一部として共用していると同時に、磁気ギャップ2
5も共用した誘導型磁気ヘッド38からなり、磁気コア
37部分に記録コイル39が設けられている。
【0043】上記構成の磁気記録再生ヘッドにおいて
は、トラック幅およびギャップ長が記録と再生で同一と
なるため、録再アライメント誤差を零とすることがで
き、さらに製造コストの低減を図ることが可能となる。
また、記録ヘッドと再生ヘッドが離れている場合に生じ
るディスクローディングにより、特に内周側で問題とな
る記録・再生トラックのずれや、アジマスロスをなくす
ことができる。これらによって、線記録密度を高めた高
記録密度システムにおいても、優れた記録・再生特性を
得ることができる。
【0044】さらに、上記構成の磁気記録再生ヘッドに
おいては、再生時に記録コイル39に電流を流すことに
よって、ヨーク型MRヘッド36にバイアス磁界を印加
することができる。このように、余分なバイアス磁界印
加手段を用いることなく、ヨーク型MRヘッド36にバ
イアス磁界を印加して、再生特性の向上を図ることがで
きる。
【0045】図14から図16は、本発明の磁気効果型
素子を使用した磁気記録再生一体型ヘッドの例を示すも
のである。
【0046】図14は、記録再生用に共通の磁気ギャッ
プを有する磁気記録再生一体型ヘッドを示すものであ
る。
【0047】図15は、記録再生用に共通の磁気ギャッ
プと、ヨーク領域上ではヨーク間の磁気ギャップが媒体
対向面の磁気ギャップ長より大きく設定されており、そ
れにより高い出力を得るようにスピンバルブ素子が1Ω
程度より大きい抵抗を持つのに十分な長さとしている、
スピンバルブ素子を有している磁気記録再生用ヘッドで
ある。
【0048】図16は、同じく記録再生用ヘッドで、再
生ヘッドが記録ヘッドに隣り合って配置されており、記
録後ノイズが最低とするため再生ヘッドと記録ヘッドの
間の磁気的相互作用が少なくなるように、再生ヘッドは
記録ヘッドから絶縁されている構成となっている。
【0049】図17および図18は、高効率の記録用ヘ
ッドで、ヨークがコイルをまたいでいるヨーク領域が磁
気ギャップに近接させた構成となっている。
【0050】図19は、本発明の磁気ヘッドを有するス
ライダーの例を示している。この図では2個のエアベア
リング面を有するスライダーの右側に磁気ヘッドが配置
されている。左のエアベアリング面の幅Wは右のエア
ベアリング面の幅Wより大きく設定されており、ヘッ
ドの磁気ギャップ領域が媒体に接触する構成となってい
る。なお、左のエアベアリングの浮上高さhは右のエ
アベアリングの浮上高さhより大きく電磁変換部がい
つもニアコンタクトするよう構成されている。
【0051】図20は、同じく本発明の磁気ヘッドを有
するスライダーの例を示している。この図では本発明の
磁気ヘッドは右側に配置され、さらにヘッドー媒体接触
を確保するように突出した構成をとっている。この場合
も左のエアベアリング面の幅W1は右のエアベアリング
面の幅W2より大きく設定されている。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気抵抗
効果型ヘッドによれば、再生出力の変動を抑制すること
ができると共に、良好な再生出力が得られる。従って、
例えば低浮上化ヘッド等においても、信頼性と高再生出
力を確保することができ、さらには再生出力のばらつき
や製造コストの低減等によって、量産化への対応を図る
ことが可能となる。また、本発明の磁気記録再生ヘッド
によれば、録再アライメント誤差を零とすることができ
るため、低コストで高記録密度システムにおいても優れ
た記録・再生特性を得ることが可能となる。
【0053】また本発明の磁気抵抗効果型ヘッドは、特
有の構成を有するので、下記のようなマルチヘッドとし
て使用することも可能となった。
【0054】HDD等の転送レートが、数100 Mb/secを
越える程、非常に大きくなるなる場合には、一個のヘッ
ドでは対応出来ない。この場合には、図21に示される
ように、本発明のMR磁気ヘッドを複数個基板上に階段
状に形成することにより、極めて隣接して(ピッチ
s)、再生トラックを配置することが可能となるので、
従来の磁気ヘッドと比較して大きなメリットを有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるヨーク型磁気抵抗効果
型ヘッドの概略構造を示す斜視図である。
【図2】図1に示すヨーク型磁気抵抗効果型ヘッドの記
録媒体との位置関係を示す図であって、(a)はその正
面図、(b)は横断面図である。
【図3】図3(a)、(b)、(c)、(d)、
(e)、および(f)は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッ
ドの製造法の一例を示す説明図である。
【図4】図1に示すヨーク型磁気抵抗効果型ヘッドに磁
気シールド層を設けた状態を示す断面図である。
【図5】図1に示すヨーク型磁気抵抗効果型ヘッドの変
形例を示す斜視図である。
【図6】図1に示すヨーク型磁気抵抗効果型ヘッドの他
の変形例を示す斜視図である。
【図7】本発明の他の実施例による磁気抵抗効果型ヘッ
ドの概略構造を示す斜視図である。
【図8】本発明の他の実施例による磁気抵抗効果型ヘッ
ドの概略構造を示す斜視図である。
【図9】図8に示す磁気抵抗効果型ヘッドの変形例を示
す斜視図である。
【図10】本発明の他の磁気抵抗効果型ヘッドの概略構
造を示す斜視図である。
【図11】本発明の他の磁気抵抗効果型ヘッドの概略構
造を示す斜視図である。
【図12】本発明の他の磁気抵抗効果型ヘッドの概略構
造を示す斜視図である。
【図13】本発明の実施例による磁気記録再生ヘッドの
概略構造を示す斜視図である。
【図14】本発明の他の磁気記録再生ヘッドの概略構造
を示す斜視図である。
【図15】本発明の他の磁気記録再生ヘッドの概略構造
を示す斜視図である。
【図16】本発明の他の磁気記録再生ヘッドの概略構造
を示す斜視図である。
【図17】本発明の他の磁気記録ヘッドの概略構造を示
す斜視図である。
【図18】本発明の他の磁気記録ヘッドの概略構造を示
す斜視図である。
【図19】本発明の磁気ヘッドを有するスライダーの一
例を示す斜視図である。
【図20】 本発明の磁気ヘッドの有するスライダーの
一例を示す斜視図である。
【図21】本発明の複数の磁気抵抗効果型ヘッドをマル
チヘッドに応用した一例を示す斜視図である。
【図22】従来のシールド型磁気抵抗効果型ヘッドの概
略構造を示す斜視図である。
【図23】従来のヨーク型磁気抵抗効果型ヘッドの概略
構造を示す斜視図である。
【図24】従来の他のヨーク型磁気抵抗効果型ヘッドの
概略構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
21………基板、22………絶縁層、23………磁気ヨ
ーク、24………磁性体、25………磁気ギャップ、2
6、34………MR膜、27………リード、28………
MR素子、29、30………絶縁膜、31………シール
ド層、32………磁性膜、33………非磁性膜、40…
……媒体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大沢 裕一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 佐橋 政司 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 澤邊 厚仁 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の磁気ヨーク部材と第2の磁気ヨー
    ク部材からなる磁気ヨークと磁気抵抗効果型膜からなる
    磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記第1と第2の磁気
    ヨーク部材は、前記磁気ヨークの媒体対向面において磁
    気ギャップを介して配置されており、前記磁気抵抗効果
    型膜は、一対のリードが接続され且つ前記磁気ヨークの
    一主面に前記媒体対向面から所定距離後退した位置に配
    置されており、および前記主面は、記記録媒体から前記
    第1の磁気ヨーク部材、磁気抵抗効果型膜、および前記
    第2の磁気ヨーク部材へと順番に流れる磁束と実質的に
    平行であることを特徴とする磁気抵抗型ヘッド。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
    おいて、 前記第1と第2の磁気ヨーク部材と前記磁気抵抗効果型
    膜は、基板上に配置されてい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記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
    おいて、 さらに、前記磁気抵抗効果膜上に非磁性絶縁体膜を介し
    て積層されたシールド層を有し、前記シールド層は、前
    記媒体対向面から所定距離後退した位置に配置されてい
    ることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
    おいて、 前記磁気抵抗効果膜の媒体対向面からの後退距離dと前
    記磁気抵抗効果膜の幅wの和が特性長λより少ないこと
    を特徴とする、ここで特性長λは前記磁性体を通る磁束
    密度が磁性体先端における値より1/eに減衰する距離
    である。
  5. 【請求項5】 請求項2記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
    おいて、前記磁気抵抗効果膜は、前記基板上に形成され
    た前記ヨークの上に形成されている。
  6. 【請求項6】 請求項2記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
    おいて、磁気抵抗効果膜は、前記基板上に形成されてお
    り、前記ヨークは前記磁気抵抗効果膜の上に形成されて
    いる。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
    おいて、前記磁気抵抗効果膜は一対の磁性膜の間に非磁
    性膜を介在させた積層膜である。
  8. 【請求項8】 請求項7記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
    おいて、前記積層膜の一方の磁性膜に接して磁化固着膜
    が形成されている。
  9. 【請求項9】 第1の磁気ヨーク部材と第2の磁気ヨー
    ク部材からなる磁気ヨークと磁気抵抗効果型膜から構成
    された磁気抵抗効果型ヘッドからなる再生ヘッドと記録
    コイルからなる磁気記録再生ヘッドにおいて、前記磁気
    抵抗効果型ヘッドの前記第1と第2の磁気ヨーク部材
    は、前記磁気ヨークの媒体対向面において磁気ギャップ
    を介して配置されており、前記磁気抵抗効果型膜は、一
    対のリードが接続され且つ前記磁気ヨークの一主面に前
    記媒体対向面から所定距離後退した位置に配置されてお
    り、および前記主面は、記記録媒体から前記第1の磁気
    ヨーク部材、磁気抵抗効果型膜、および前記第2の磁気
    ヨーク部材へと順番に流れる磁束と実質的に平行である
    磁気抵抗効果型ヘッド、および前記磁気ヨークに記録磁
    束を供給するように配置された記録コイルとを具備する
    ことを特徴とする磁気記録再生ヘッド。
  10. 【請求項10】 請求項9記載の磁気記録再生ヘッドに
    おいて、 前記記録コイルが前記再生ヘッドにおける磁気抵抗効果
    膜にバイアスを印加する手段を兼ねることを特徴とする
    磁気記録再生ヘッド。
  11. 【請求項11】 一対のリードが接続された磁気抵抗効
    果膜と、前記磁気抵抗効果膜に記録媒体からの信号磁界
    を導く磁気ヨークとを具備する磁気抵抗効果型ヘッド
    が、複数個、階段状に形成された基板上に、形成されて
    いることを特徴とするマルチ磁気ヘッド、ここで各々の
    磁気抵抗効果型ヘッドは前記磁気ヨークは、少なくとも
    媒体対向面が磁気ギャップを介して対向配置され、同一
    平面を構成する一対の磁性体からなり、かつ前記磁気抵
    抗効果膜は、前記磁気ヨーク中を通る磁束と略平行な前
    記一対の磁性体面に沿って、前記媒体対向面から所定距
    離後退した位置に配置されていることを特徴とするマル
    チ磁気ヘッド。
JP23639095A 1994-09-16 1995-09-14 磁気抵抗型ヘッドおよびそれを用いた磁気記録再生ヘッド Pending JPH08138215A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5920447A (en) * 1996-03-14 1999-07-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic disk unit having laminated magnetic heads
US6064552A (en) * 1997-03-18 2000-05-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistive head having magnetic yoke and giant magnetoresistive element such that a first electrode is formed on the giant magnetoresistive element which in turn is formed on the magnetic yoke which acts as a second electrode
US6256171B1 (en) 1996-09-30 2001-07-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Thin film magnetic head having an improved heat dispersion and magnetic recording apparatus using the same

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Effective date: 20011023