JPH08321015A - 磁気抵抗効果再生ヘッドおよびそれを用いた磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】対称性良いオフトラック特性を有する磁気抵抗
効果型再生ヘッドを提供する。 【構成】媒体からの漏洩磁界を検出する中央部感磁領域
１１およびその磁区構造を制御し、バルクハウゼンノイ
ズの発生を制御するための端部磁区制御領域１２からな
る磁気抵抗層，横方向バイアス印加用シャント膜，ＳＡ
Ｌ膜，縦方向バイアス印加用の硬磁性体層，電極層から
構成される磁気抵抗効果再生ヘッドにおいて、台形状を
した内端面を有する電極４０および中央部感磁領域１
１，横方向バイアス印加用のシャント膜，ＳＡＬ膜を有
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体から情報
信号を読み取るための再生ヘッドに係り、特に、改良さ
れた磁気抵抗効果型再生ヘッドおよび改良された磁気抵
抗効果型再生ヘッドを用いた磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気抵抗効果（以下ＭＲ）センサ
またはヘッドと呼ばれる磁気読み取り変換機が知られて
いる。このようなセンサは、大きな線密度の磁気表面か
らデータを読み取ることができることが知られている。
ＭＲヘッドは、磁気抵抗効果材料から作った読み取り素
子の抵抗変化を使って、磁気信号を素子が感知する磁束
の量及び方向の関数として検出する。

【０００３】従来の技術では、ＭＲヘッドが最適に動作
するためには、二つのバイアス磁界をかける必要がある
ことが開示されている。一つは磁束に対する応答が線形
になるようにＭＲヘッドに横方向バイアス磁界をかけ
る。このバイアス磁界は、磁気媒体の面に垂直で、平坦
なＭＲヘッドの表面に平行である。いま一つは、ＭＲヘ
ッド内の多磁区作用から生じるバルクハウゼンノイズを
抑えるために、磁気媒体の表面に平行、かつＭＲヘッド
の長手方向にかける縦方向バイアスである。

【０００４】ＭＲヘッド用のバイアス法および装置が従
来技術で多数開発されている。しかし、記録密度を大き
くするにつれて、記録トラックをより狭くし、トラック
に沿った線記録密度を大きくすることが必要になってき
た。これらの用件を満たす小形ＭＲヘッドは、従来技術
を使用して実現することはできない。

【０００５】これらの従来技術の問題に対する概念上の
解決策が、パターン化した縦方向バイアスの実施によっ
て得られた。この解決策は、特開昭60−59518 号および
特開平2−220213 号公報に記述されている。簡単にいう
と、従来例はＭＲ層の端部領域を適切な単磁区状態に
し、この結果、ＭＲ層の中央感磁部領域内に単磁区状態
が誘導されるものである。これは、ＭＲ層の端部領域に
接して、ＭＲ膜より保磁力の大きい強磁性体層を設ける
ことで、端部領域内だけに縦方向バイアスを発生させる
ことによって実現できる。この概念の実施例では、縦方
向バイアスは、硬磁性体層と軟磁性ＭＲ層の強磁性交換
結合もしくは静磁結合により実現される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術で
は、いずれもヘッドの感度もしくはヘッドのバルクハウ
ゼンノイズ抑制等に着目しているが、トラック幅方向の
感度分布は図５のｂに示すように左右非対称になる。ト
ラック幅方向の感度分布が左右非対称であると、少しの
ヘッドの位置ずれによっても再生信号が大きく変化す
る。従来のような低記録密度装置では、トラック幅が大
きく、またビット長が長かったので、上記感度分布の非
対称性は大きな問題にならなかったが、高記録密度装置
で安定した再生信号を得るには、オフトラック特性の高
い対称性が必要である。

【０００７】本発明の目的は、オフトラック特性の左右
の対称性が良好な磁気抵抗効果型再生ヘッドを得ること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は電極内端面および中央感磁部または横方向
バイアス膜あるいはその両方の形状を、従来のように長
方形に形成するのでなく、実効感磁領域に沿った平行四
辺形を含む台形状に形成し、左右の感磁部端部の実効感
磁領域の非対称性を低減することにより達せられる。

【０００９】

【作用】図３は従来の矩形のＭＲヘッドに横方向バイア
スを印加した状態で、下部に本来のトラック幅より狭い
マイクロトラックを置いたときのヘッドの動作を模式的
に示したものである。横方向バイアス磁界により、感磁
部領域の磁化は約４５度傾けておく。この状態で、ヘッ
ドの下部にマイクロトラックを置くと、マイクロトラッ
クからの漏洩磁界により感磁部の磁化は、設定された方
向から、バイアス磁界の向きと大きさにしたがって約−
２０度から＋２０度回転する。マイクロトラックからの
磁束は回転後の磁化の方向に対して、９０度の向きに伝
搬する。このマイクロトラックからの磁束の伝搬領域を
実効感磁領域と呼ぶことにする。

【００１０】実効感磁領域は、回転後の磁化の方向と９
０度の向きをなし、ほぼトラック幅を下辺とする平行四
辺形である。例えば、図３に示したように、上向きの漏
洩磁界に対しては、実線で囲まれた領域が実効感磁領域
になり、下向きの漏洩磁界に対しては、点線で囲まれた
領域が実効感磁領域になる。

【００１１】ＭＲヘッドの応答は実効感磁領域を電流が
流れることによって生じる。すなわち、ＭＲヘッドの応
答は実効感磁領域と左右の電極の内端面が作る図形の共
通部分によって定まる。この共通部分を、実効応答領域
と呼ぶことにする。従来のＭＲヘッドのトラック幅方向
の感度分布が左右で非対称になる原因は、左右の電極の
内端部の形状が長方形であるので、マイクロトラックが
トラックの左右両端にあるときの実効応答領域の面積が
異なることによる。

【００１２】図１は本発明のＭＲヘッドの説明図であ
り、ヘッドはセンス電流を流すための電極層４０および
トラックからの漏洩磁界を検出するための台形状の実効
応答領域１１を有する磁気抵抗層１０によって特徴付け
られる。さらに磁気抵抗層１０は、中央部感磁領域１１
および中央部感磁領域の磁区構造を制御し、バルクハウ
ゼンノイズの発生を制御するための高磁性体層もしくは
反強磁性体層と接した端部磁区制御領域１２に分けられ
る。電極層および中央感磁部または横方向バイアス膜あ
るいはその両方の形状を、実効感磁領域を含む台形状に
形成とすることにより、左右の感磁部端部の実効応答領
域の非対称性が低減されるので、オフトラック特性の対
称性が良好な磁気抵抗効果型再生ヘッドを得ることがで
きる。

【００１３】

【実施例】

（実施例１）図２は本発明による代表的な磁気抵抗効果
再生ヘッドの断面図であり、ヘッドは磁気抵抗層１０，
横方向バイアス印加用シャント膜２０，ＳＡＬ膜２１，
縦方向バイアス印加用硬磁性体層３０，電極層４０から
構成される。本実施例では、ＳＡＬ膜形状も台形状に形
成した。これらの層はスパッタリング法により形成し
た。ここで、縦方向バイアスは磁気抵抗層１０に平行と
し、端部磁区制御領域１２に直接接する硬磁性体層３０
によって発生させる。また、横方向バイアスは磁気抵抗
層１０に平行するシャント膜２０およびＳＡＬ膜２１に
よって発生させる。電極層４０は、信号検出電流および
バイアス電流を磁気抵抗層１０およびシャント膜２０に
伝え、出力信号を外部電気回路に伝えるための電気経路
である。

【００１４】本実施例では、磁気抵抗層の厚さを２０ｎ
ｍ，硬磁性体層の厚さを２０ｎｍ，シャント膜の厚さを
１５ｎｍとした。電極下部の内端面間の距離は５μｍ、
左側の電極の開き角度を２５度にし右側の電極の開き角
度を１１５度の上開きの台形とし、硬磁性体内面間距離
は７μｍとした。本実施例ではトラックからの漏洩磁界
が無い場合の磁化の向きが上向きに４５度になるように
設定したが、磁化の向きが下向きに４５度になるように
設定する場合は左右の電極の開き角度が逆になる。磁気
抵抗層は下部の磁気抵抗層間距離が５μｍの台形状に形
成した。また磁気抵抗層はＮｉ−Ｆｅ合金、硬磁性体層
はＣｏＰｔＣｒ合金、シャント膜はＮｂ膜とした。硬磁
性体層はＣｏ合金系の磁気記録媒体材料が有効であっ
た。

【００１５】（実施例２）実施例１のＭＲヘッドを組み
込んで、磁気記憶装置を作成した。図４（ａ）および図
４（ｂ）に、それぞれその平面図および断面図を示す。
この装置は、磁気記録媒体４１と、これを回転駆動する
駆動部４２と、磁気ヘッド４３およびその駆動手段４４
と、磁気ヘッドの記録再生処理手段４５を有して成る周
知の構成から成る磁気記憶装置である。この磁気記憶装
置で、磁気ヘッドとして、再生用ＭＲヘッドとギャップ
長０.５μｍ の磁気誘導型ヘッド（アイイーイーイー
トランザクションズ オン マグネティクス(IEEE Tran
s. Magn.)Ｖol.２７，４６７８（１９９１））を組み合
わせた複合磁気ヘッドを用いて装置化した。

【００１６】図５は本実施例２で作成した装置を用い
て、ＭＲヘッドのトラック幅より狭い領域に記録した媒
体を、トラック幅方向に移動しながら再生出力の計測を
行い、実施例１のＭＲヘッドと、従来ヘッドのトラック
幅方向の感度分布を示したものである。図においてａは
本実施例のＭＲヘッドのトラック幅方向の感度分布を示
し、ｂは従来型ＭＲヘッドのトラック幅方向の感度分布
を示す。

【００１７】図から、従来型のＭＲヘッドのトラック幅
方向の感度分布は、本実施例のＭＲヘッドのトラック幅
方向の感度分布より左右の非対称性が大きいことが分か
る。実際、本実施例のＭＲヘッドの感度のピークはヘッ
ドの中心にあるが、従来型のＭＲヘッドの感度のピーク
は１２.５％中心から左側にある。

【００１８】なお、ＭＲヘッドに横方向バイアス磁界を
印加する方法として、電流バイアス法，シャントバイア
ス法，ソフトバイアス法，ＳＡＬバイアス法またはハー
ドバイアス法のいずれを用いても、同様の効果が得られ
る。また膜の順序を入れ替えても、対称性が良く成る効
果は保持される。

【００１９】本実施例では、電極内端面の形状，中央部
感磁領域およびＳＡＬ膜の両方を台形状に形成を行った
が、電極内端面の形状および中央部感磁領域を台形状に
形成しても、電極内端間の形状のみを台形状に形成して
も、対称化の効果が認められる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、電極内端面の形状および中央
感磁部または横方向バイアス膜あるいはその両方の形状
を、従来のように長方形に形成するのでなく、実効感磁
領域に沿った平行四辺形を含む台形状に形成し、左右の
感磁部端部の実効応答領域の非対称性を低減することに
より、オフトラック特性の対称性が良好な磁気抵抗効果
型再生ヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の磁気抵抗効果再生ヘッドの
要部の説明図。

【図２】本発明の一実施例の磁気抵抗効果再生ヘッドの
断面図。

【図３】従来の磁気抵抗効果再生ヘッドにおけるマイク
ロトラックに対する実効感磁領域の説明図。

【図４】本発明の実施例２の磁気記憶装置の説明図。

【図５】本発明と従来のヘッドにおける、トラック幅方
向の感度を示す特性図。

【符号の説明】

１０…磁気抵抗層、１１…中央部感磁領域、１２…端部
磁区制御領域、２０…シャント膜、２１…ＳＡＬ膜、３
０…硬磁性体層、４０…電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 和悦 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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中央部感磁領域と端部磁区制御領域を有す
   る磁気抵抗層，この両側に接続された電極，前記磁気抵
   抗層に横方向バイアスを発生するためのパターン，前記
   磁気抵抗層を磁気シールドするために両側に設けた軟磁
   性膜、およびこれを支持する基体からなる磁気抵抗効果
   再生ヘッドにおいて、前記中央部感磁領域に接する電極
   端の一方、もしくは両方を傾け、二つの電極端と感磁部
   領域の上下端が作る領域の形状を平行四辺形を含む台形
   状に形成することを特徴とする磁気抵抗効果再生ヘッ
   ド。
2. 【請求項２】前記中央感磁領域または横方向バイアス膜
   の形状を台形状に形成する請求項１に記載の磁気抵抗効
   果再生ヘッド。
3. 【請求項３】前記磁気抵抗層は磁気抵抗効果または巨大
   磁気抵抗効果で動作する請求項１に記載の磁気抵抗効果
   再生ヘッド。
4. 【請求項４】請求項１，２または３において、前記磁気
   抵抗効果再生ヘッドを用いた磁気記憶装置。