JPH08321014A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents

磁気抵抗効果型磁気ヘッド

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JPH08321014A
JPH08321014A JP12482995A JP12482995A JPH08321014A JP H08321014 A JPH08321014 A JP H08321014A JP 12482995 A JP12482995 A JP 12482995A JP 12482995 A JP12482995 A JP 12482995A JP H08321014 A JPH08321014 A JP H08321014A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic layer
layer
head
permeability
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12482995A
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English (en)
Inventor
Yasushi Fukumoto
康司 福元
Yutaka Hayata
裕 早田
Norio Saito
憲男 斉藤
Takuji Shibata
拓二 柴田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 下部,上部磁性層の特別な形状最適化を図る
ことなく、簡易な構成で極めて高い再生出力を有するM
Rヘッドを提供する。 【構成】 下部磁性層2及び上部磁性層3の双方の透磁
率をMR素子1における有効感磁部の透磁率以下とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体からの記
録磁界によって抵抗率が変化する磁気抵抗効果を有する
磁性層が設けられてなる磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、ハードディスク装置における小型
大容量化が進行する中で、特にノート型パーソナルコン
ピュータに代表されるような可搬型コンピュータへの適
用が考慮される用途では、例えば2.5インチ程度の小
型ハードディスク装置に対する要求が高まっている。
【0003】このような小型ハードディスクでは、ディ
スク径に依存して媒体速度が遅くなるため、再生出力が
媒体速度に依存する従来の誘導型磁気ヘッドでは、再生
出力が低下し、大容量化の妨げとなっている。
【0004】これに対して、磁界によって抵抗率が変化
する磁気抵抗効果を有する磁性層(以下、単にMR素子
と称する。)の抵抗変化を再生出力電圧として検出する
磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下、単にMRヘッドと称
する。)は、その再生出力が媒体速度に依存せず、低媒
体速度でも高再生出力が得られるという特徴を有するた
め、小型ハードディスクにおいて大容量化を実現する磁
気ヘッドとして注目されている。
【0005】このMRヘッドは、遷移金属に見られる磁
化の向きとその内部を流れる電流の向きのなす角によっ
て電気抵抗値が変化する、いわゆる磁気抵抗効果現象を
利用した再生用磁気ヘッドである。すなわち、磁気記録
媒体からの漏洩磁束を上記MR素子が受けると、その磁
束により上記MR素子の磁化の向きが反転し、上記MR
素子内部に流れる電流の向きに対して磁性量に応じた角
度をもつようになる。それ故に上記MR素子の電気抵抗
値が変化し、この変化量に応じた電圧変化が電流が流れ
ているMR素子の両端の電極に現れる。したがって、こ
の電圧変化を電圧信号として磁気記録信号を読みだせる
ことになる。
【0006】上記MRヘッドは、基板上に薄膜技術によ
り上記MR素子や電極膜、絶縁層等を成膜し、フォトリ
ソ技術によってこれらを所定形状にエッチングすること
により形成され、再生時のギャップ長を規定して不要な
磁束の上記MR素子への浸入を防止するために、シール
ド材となる下部磁性層及び上部磁性層を上下に配したシ
ールド構造を採用している。
【0007】具体的に、例えば、センス電流がトラック
幅方向と直交する方向に流れる、いわゆる縦型のMRヘ
ッドは、軟磁性膜である下部磁性層上にAl2 3 或は
SiO2 を材料とする絶縁層が積層され、この絶縁層上
に、MR素子が、その長手方向が磁気記録媒体との対向
面(磁気記録媒体走行面)と垂直になるように配され、
且つその一方の端面が磁気記録媒体走行面に露出するか
たちに形成されている。さらに、MR素子の両端部上
に、このMR素子にセンス電流を提供するための前端電
極及び後端電極が設けられ、上記MR素子上にAl2
3 或はSiO2 を材料とする絶縁層が形成されている。
この絶縁層上には上記MR素子と対向してバイアス導体
が配されて、さらにこの上に絶縁層が形成され、上記絶
縁層上に軟磁性膜である上部磁性層が積層されて上記M
Rヘッドが構成されている。
【0008】ここで、上記MRヘッドにおいて、上記M
R素子の機能について説明する。このMR素子の電気抵
抗Rは、当該MR素子に入力される磁束強度(磁束量)
に応じて変化する。すなわち、MR素子の電気抵抗Rの
外部磁界依存性がMR特性として図3に示すMR曲線で
表される。
【0009】上記MR素子を駆動させる際には、先ず、
外部磁界に対する線形性に優れ且つ最も電気抵抗Rの変
化の大きい箇所まで予めMR素子にバイアス磁界Hbを
加えておく。この箇所を動作点Aとする。このとき磁気
記録媒体からの信号磁界ΔHsが入力すると、それが抵
抗変化ΔRsに変換されることになる。すなわち、MR
素子に所定のセンス電流Isを流しておけば、オームの
法則ΔVs=ΔRs×Isに基づいて、この抵抗変化Δ
Rsを出力電圧ΔVsとして取り出せるわけである。
【0010】上記MRヘッドは、上記MR素子を上部磁
性層及び下部磁性層で挟む構造としているため、分解能
が向上し、これら上部,下部磁性層のないものと比較し
て、再生出力のS/N及び記録密度を向上させることが
できる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】近時では、ハードディ
スク等の更なる高記録密度化が進行し、それに伴って短
波長領域における再生出力の向上が要求されている。
【0012】ところで、上記縦型のMRヘッドにおいて
は、MR素子の前端電極と後端電極とで挟持された領域
が有効感磁部となる。したがって、前端電極の存在によ
り磁気記録媒体走行面からこの有効感磁部までに距離
(以下、デプス長と記す。)が生じるため、若干の再生
出力低下が惹起される。
【0013】従来では、このデプス長による再生出力低
下を抑えるために、下部,上部磁性層の形状の最適化を
図ることによって対処している。このデプス長は、近時
ではいわゆるサブミクロンのオーダーとなっており、通
常の機械加工法にてデプス長を小値に制御することは困
難であり、同様に下部,上部磁性層の形状最適化にも限
界がある。
【0014】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、下部,上部磁性層
の特別な形状最適化を図ることなく、簡易な構成で極め
て高い再生出力を有するMRヘッドを提供することにあ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の対象となるもの
は、磁界によって抵抗率が変化する磁気抵抗効果を有す
る磁気抵抗効果素子(MR素子)が設けられてなり、当
該MR素子の抵抗変化を再生出力電圧として検出する磁
気抵抗効果型磁気ヘッド(MRヘッド)であり、MR素
子がその長手方向が磁気記録媒体走行方向と略々直交す
るように配されるとともに、当該磁気抵抗効果素子の前
端部,後端部にそれぞれ前端電極,後端電極が配され、
磁気抵抗効果素子の前端電極と後端電極との間の領域が
有効感磁部とされてなるMRヘッドである。
【0016】本発明のMRヘッドは、上部磁性層及び下
部磁性層が磁気抵抗効果素子を挟持するように配される
とともに、上部磁性層及び下部磁性層の少なくとも一方
の透磁率が上記有効感磁部の透磁率の5倍以下であるこ
とを特徴とするものである。
【0017】この場合、さらに好ましくは、上部磁性層
及び下部磁性層の各透磁率を上記有効感磁部の透磁率以
下とすることが好適である。
【0018】
【作用】本発明に係るMRヘッドにおいては、上部磁性
層及び下部磁性層の少なくとも一方の透磁率がMR素子
における有効感磁部の透磁率の5倍以下であるため、上
部磁性層及び下部磁性層に吸収される磁束量が減少す
る。したがって、上部磁性層及び下部磁性層を設けたこ
とにより実現される高分解能が維持されるとともに、再
生時において上記有効感磁部に入る磁束量が相対的に増
大して再生出力が向上することになる。
【0019】なお、従来では、上部,下部磁性層の透磁
率はMR素子における有効感磁部の透磁率の8倍程度で
あり、このMR素子に対して5倍程度の透磁率をもつ上
部,下部磁性層を実現させることは容易であると考えら
れる。
【0020】
【実施例】以下、本発明に係るMRヘッドの実施例を図
面を参照しながら詳細に説明する。
【0021】この実施例に係るMRヘッドは、図1に示
すように、長手方向が磁気記録媒体走行面aと直交する
ように形成された磁気抵抗効果を奏するMR素子1が下
部磁性層2と上部磁性層3とで挟持された構造とされて
おり、いわゆる縦型の薄膜磁気ヘッドとして構成されて
いる。
【0022】具体的には、Ni−Fe等よりなるシール
ド磁性膜である下部磁性層2が設けられ、この下部磁性
磁極2上に二酸化珪素(SiO2 )等よりなる絶縁層1
1が積層されている。
【0023】さらに、上記絶縁層11上にMR素子1が
形成され、さらにこのMR素子1上及びその近傍の所定
箇所にSiO2 等よりなる絶縁層12が成膜されてい
る。この絶縁層12内には、MR素子1と所定距離離間
されて当該MR素子にバイアス磁界を印加するためのバ
イアス導体13が成膜されている。すなわち、このバイ
アス導体13は絶縁層12内に埋め込まれたかたちに成
膜されていることになる。すなわち、MRヘッドにおい
ては、MR素子1を、その長手方向が磁気記録媒体との
対向面、即ち磁気記録媒体走行面aと垂直になるように
配置し、その一方の端面を当該磁気記録媒体走行面aに
露出させたかたちとされている。
【0024】ここで、MR素子1の磁気記録媒体走行面
a側の一端部と、この一端部から所定距離隔てた他端部
に、それぞれ導電膜による電極(前端電極14a及び後
端電極14b)が形成されている。これら前端電極14
a及び後端電極14bは、MR素子1の長手方向に沿っ
て(即ち、上記磁気記録媒体走行面aと直交する方向
に)センス電流を流す目的で形成される。すなわち、前
端電極14a及び後端電極14bによりMR素子1が狭
持されたかたちとなっており、当該MR素子1のうち、
前端,後端電極14a,14b間の領域dが磁気抵抗効
果を示す有効感磁部となる。このとき、磁気記録媒体走
行面aから前端電極14aを介して当該有効感磁部に至
るまでの距離がデプス長となる。
【0025】そして、絶縁層12上にMR素子1を挟み
込むようにNi−Fe等の磁性膜による上部磁性層3が
積層されて上記MRヘッドが構成されている。
【0026】ここで特に、下部磁性層2及び上部磁性層
3の少なくとも一方の透磁率は、MR素子1における有
効感磁部の透磁率の5倍以下、本実施例では下部磁性層
2及び上部磁性層3の双方の透磁率がMR素子1におけ
る有効感磁部の透磁率以下とされている。
【0027】この場合、下部磁性層2及び上部磁性層3
の少なくとも一方の透磁率が上記有効感磁部の透磁率の
5倍より小値となると、上部,下部磁性層3,2に吸収
される磁束量が増大して再生出力の低下を来すことにな
る。
【0028】なお、従来では、下部,上部磁性層2,3
の透磁率はMR素子1における有効感磁部の透磁率の8
倍程度であり、このMR素子1に対して5倍程度の透磁
率をもつ下部,上部磁性層2,3を実現させることは容
易であると考えられる。
【0029】なお、バイアス導体13の配置位置及びそ
のパターンは種々の構造を取り得るものであり、例えば
2層構造や渦巻構造とすることも可能である。また、こ
のような通電による誘導磁界を利用するに限らず、永久
磁石薄膜を設けることもできる。
【0030】このように、本実施例のMRヘッドにおい
ては、下部磁性層2及び上部磁性層3の少なくとも一方
の透磁率がMR素子における有効感磁部の透磁率の5倍
以下、具体的には、下部磁性層2及び上部磁性層3の双
方の透磁率がMR素子1における有効感磁部の透磁率以
下であるため、下部磁性層2及び上部磁性層3に吸収さ
れる磁束量が減少する。したがって、下部磁性層2及び
上部磁性層3の特別な形状最適化を図ることなく、下部
磁性層2及び上部磁性層3を設けたことにより実現され
る高分解能が維持されるとともに、再生時においてMR
素子1の有効感磁部に入る磁束量が相対的に増大して再
生出力が向上することになる。
【0031】ここで、1つの実験例について説明する、
この実験は、同一の透磁率を有する下部磁性層2及び上
部磁性層3の透磁率μ1とMR素子1における有効感磁
部の透磁率μ2との比μ1/μ2を変化させた際の再生
出力をシミュレーションにより調べたものである。
【0032】実験結果を図2に示す。ここで、再生出力
値は相対値として表示されている。この図2に示すよう
に、比μ1/μ2の値が減少する程、再生出力が向上す
ることが分かる。特に、比μ1/μ2の値が1以下とな
ると再生出力が顕著な向上を示した。
【0033】
【発明の効果】本発明に係るMRヘッドにおいては、上
部磁性層及び下部磁性層の少なくとも一方の透磁率がM
R素子における有効感磁部の透磁率の5倍以下であるた
め、上部磁性層及び下部磁性層に吸収される磁束量が減
少する。したがって、上部磁性層及び下部磁性層を設け
たことにより実現される高分解能が維持されるととも
に、MR素子の有効感磁部に入る磁束量が相対的に増大
して再生出力が向上することになる。
【0034】したがって、上記MRヘッドによれば、下
部,上部磁性層の特別な形状最適化を図ることなく、簡
易な構成で極めて高い再生出力を実現することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係るMRヘッドを模式的に示す縦断
面図である。
【図2】同一の透磁率を有する下部磁性層及び上部磁性
層の透磁率とMR素子における有効感磁部の透磁率との
比と、再生出力との関係を示す特性図である。
【図3】MRヘッドのMR特性を示す特性図である。
【符号の説明】
1 MR素子 2 下部磁性層 3 上部磁性層 11,12 絶縁層 13 バイアス導体 14a 前端電極 14b 後端電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 拓二 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気抵抗効果素子がその長手方向が磁気
    記録媒体走行方向と略々直交するように配されるととも
    に、当該磁気抵抗効果素子の前端部,後端部にそれぞれ
    前端電極,後端電極が配され、磁気抵抗効果素子の前端
    電極と後端電極との間の領域が有効感磁部とされてなる
    磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、 上部磁性層及び下部磁性層が磁気抵抗効果素子を挟持す
    るように配されるとともに、上部磁性層及び下部磁性層
    の少なくとも一方の透磁率が上記有効感磁部の透磁率の
    5倍以下であることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘ
    ッド。
  2. 【請求項2】 上部磁性層及び下部磁性層の各透磁率が
    有効感磁部の透磁率以下であることを特徴とする請求項
    1記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
JP12482995A 1995-05-24 1995-05-24 磁気抵抗効果型磁気ヘッド Withdrawn JPH08321014A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020806