JPH0836715A - 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Info
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- JPH0836715A JPH0836715A JP17220794A JP17220794A JPH0836715A JP H0836715 A JPH0836715 A JP H0836715A JP 17220794 A JP17220794 A JP 17220794A JP 17220794 A JP17220794 A JP 17220794A JP H0836715 A JPH0836715 A JP H0836715A
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- laminated
- magnetoresistive
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＭＲ素子の安定化を図り、狭トラック化した
場合でもバルクハウゼンノイズの発生を抑える。 【構成】 ＭＲ素子を媒体対向面に対してその長手方向
が垂直となるように配した，いわゆる縦型のＭＲヘッド
において、ＭＲ素子７として下地膜１４、反強磁性膜１
５、軟磁性膜１６、非磁性中間膜１７、ＭＲ素子膜１８
をこの順に積層した積層膜構造を用いる。
場合でもバルクハウゼンノイズの発生を抑える。 【構成】 ＭＲ素子を媒体対向面に対してその長手方向
が垂直となるように配した，いわゆる縦型のＭＲヘッド
において、ＭＲ素子７として下地膜１４、反強磁性膜１
５、軟磁性膜１６、非磁性中間膜１７、ＭＲ素子膜１８
をこの順に積層した積層膜構造を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばハードディスク
駆動装置等の如き高密度記憶装置に用いられる磁気抵抗
効果型磁気ヘッドに関し、特に磁気抵抗効果素子の改良
に関する。
駆動装置等の如き高密度記憶装置に用いられる磁気抵抗
効果型磁気ヘッドに関し、特に磁気抵抗効果素子の改良
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータの高性能化に伴いハ
ードディスクの小型化、高容量化が要求されている。特
に、小型化に伴い磁気記録媒体の速度が低下してくる
と、該磁気記録媒体との速度に依存しない磁気抵抗効果
型磁気ヘッド（以下、ＭＲヘッドという）の必要性が高
くなってきた。
ードディスクの小型化、高容量化が要求されている。特
に、小型化に伴い磁気記録媒体の速度が低下してくる
と、該磁気記録媒体との速度に依存しない磁気抵抗効果
型磁気ヘッド（以下、ＭＲヘッドという）の必要性が高
くなってきた。
【０００３】ＭＲヘッドは、パーマロイ等の磁気抵抗効
果素子（以下、ＭＲ素子という）の電気抵抗が磁気記録
媒体から漏れ出る信号磁化の方向によって変化する現象
を利用して、該磁気記録媒体上の磁気的信号を電気的信
号に変換するものである。このＭＲヘッドでは、ＭＲ素
子を読出し専用ヘッドとして使用しているため、読出し
出力が磁気記録媒体との相対速度に依存せず、原理的に
は磁気記録媒体が回転しなくともデータを読み取ること
ができる。
果素子（以下、ＭＲ素子という）の電気抵抗が磁気記録
媒体から漏れ出る信号磁化の方向によって変化する現象
を利用して、該磁気記録媒体上の磁気的信号を電気的信
号に変換するものである。このＭＲヘッドでは、ＭＲ素
子を読出し専用ヘッドとして使用しているため、読出し
出力が磁気記録媒体との相対速度に依存せず、原理的に
は磁気記録媒体が回転しなくともデータを読み取ること
ができる。
【０００４】かかるＭＲヘッドとしては、例えばハード
ディスクとの対向面に対して長手方向が垂直となるよう
に配されたＭＲ素子と、このＭＲ素子にバイアス磁界を
印加するバイアス導体と、ＭＲ素子の先端部に積層され
る先端電極及び素子後端部に積層される後端電極と、こ
れらを挟み込む一対のシールド磁性体とによって構成さ
れた、いわゆる縦型ＭＲヘッドが提案されている。
ディスクとの対向面に対して長手方向が垂直となるよう
に配されたＭＲ素子と、このＭＲ素子にバイアス磁界を
印加するバイアス導体と、ＭＲ素子の先端部に積層され
る先端電極及び素子後端部に積層される後端電極と、こ
れらを挟み込む一対のシールド磁性体とによって構成さ
れた、いわゆる縦型ＭＲヘッドが提案されている。
【０００５】この縦型ＭＲヘッドでは、バルクハウゼン
ノイズの発生が問題となるため、例えば図７に示すよう
に、パーマロイ等からなる一対のＭＲ素子膜１０１，１
０２を非磁性中間膜１０３を介して積層した構造とする
ことが行われている。この場合の素子動作安定化は、次
の３つの手法が採用されている。
ノイズの発生が問題となるため、例えば図７に示すよう
に、パーマロイ等からなる一対のＭＲ素子膜１０１，１
０２を非磁性中間膜１０３を介して積層した構造とする
ことが行われている。この場合の素子動作安定化は、次
の３つの手法が採用されている。
【０００６】ＭＲ素子膜１０１，１０２を磁場中成膜
し、図８（ａ）に示すように、誘導磁気異方性Ｈを素子
短辺方向に誘起させる。
し、図８（ａ）に示すように、誘導磁気異方性Ｈを素子
短辺方向に誘起させる。
【０００７】ＭＲ素子動作時の電流ＩS1，ＩS2を、図
８（ａ）に示すように、素子長手方向に流して誘導磁界
Ｈ1 ，Ｈ2 を素子短辺方向に発生させ、上下２層のＭＲ
素子膜１０１，１０２の磁化Ｍ1 ，Ｍ2 の向きを同図
（ｂ）に示すように素子短辺方向に反平行に向ける。
８（ａ）に示すように、素子長手方向に流して誘導磁界
Ｈ1 ，Ｈ2 を素子短辺方向に発生させ、上下２層のＭＲ
素子膜１０１，１０２の磁化Ｍ1 ，Ｍ2 の向きを同図
（ｂ）に示すように素子短辺方向に反平行に向ける。
【０００８】上記の磁化状態で、上下に設けられる
ＭＲ素子膜１０１，１０２が磁気的にカップリングする
ことで各々単磁区化を図る。
ＭＲ素子膜１０１，１０２が磁気的にカップリングする
ことで各々単磁区化を図る。
【０００９】これらの手法を採用することで、ＭＲ素子
が単磁区化し、磁気的に安定なものとなり、磁壁の移動
に伴うバルクハウゼンノイズの発生を抑制することが可
能となる。
が単磁区化し、磁気的に安定なものとなり、磁壁の移動
に伴うバルクハウゼンノイズの発生を抑制することが可
能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高記録密度化
に伴なって再生トラック幅Ｔｗを狭くすると、ＭＲ素子
膜１０１，１０２の形状異方性が強く働き、動作電流の
誘導磁界だけではＭＲ素子膜１０１，１０２の磁化を素
子短辺方向に向けられなくなる。つまり、単磁区化が次
第に困難になり、やがて磁区，磁壁を生じ、磁壁の移動
に伴うバルクハウゼンノイズが発生することになる。
に伴なって再生トラック幅Ｔｗを狭くすると、ＭＲ素子
膜１０１，１０２の形状異方性が強く働き、動作電流の
誘導磁界だけではＭＲ素子膜１０１，１０２の磁化を素
子短辺方向に向けられなくなる。つまり、単磁区化が次
第に困難になり、やがて磁区，磁壁を生じ、磁壁の移動
に伴うバルクハウゼンノイズが発生することになる。
【００１１】バルクハウゼンノイズは、図９に示すよう
に、再生トラック幅Ｔｗが次第に小さくなるにしたがっ
て発生し、同図（ｃ），（ｄ）の再生トラック幅Ｔｗ２
μｍ以下となると顕著に現れる。このため、狭トラック
化による高記録密度の向上が図れなくなる。なお、図９
中、横軸は磁界Ｈ、縦軸は抵抗変化率ΔＲまたはΔＶを
示す。
に、再生トラック幅Ｔｗが次第に小さくなるにしたがっ
て発生し、同図（ｃ），（ｄ）の再生トラック幅Ｔｗ２
μｍ以下となると顕著に現れる。このため、狭トラック
化による高記録密度の向上が図れなくなる。なお、図９
中、横軸は磁界Ｈ、縦軸は抵抗変化率ΔＲまたはΔＶを
示す。
【００１２】そこで本発明は、上述の従来の有する技術
的な課題に鑑みて提案されたものであって、狭トラック
化した場合の素子動作安定性を確保し、記録密度及びヘ
ッド出力の向上が図れるＭＲヘッドを提供することを目
的とする。
的な課題に鑑みて提案されたものであって、狭トラック
化した場合の素子動作安定性を確保し、記録密度及びヘ
ッド出力の向上が図れるＭＲヘッドを提供することを目
的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＭＲヘッド
は、反強磁性膜、軟磁性膜、非磁性膜、磁気抵抗効果素
子膜からなる積層膜をＭＲ素子とし、そのＭＲ素子を磁
気記録媒体との対向面に対して長手方向が垂直となるよ
うに配し、その先端側と後端側にそれぞれ電極を積層さ
せ、これら電極とＭＲ素子を一対のシールド磁性体によ
って挟み込んだ，いわゆる縦型シールド構造である。
は、反強磁性膜、軟磁性膜、非磁性膜、磁気抵抗効果素
子膜からなる積層膜をＭＲ素子とし、そのＭＲ素子を磁
気記録媒体との対向面に対して長手方向が垂直となるよ
うに配し、その先端側と後端側にそれぞれ電極を積層さ
せ、これら電極とＭＲ素子を一対のシールド磁性体によ
って挟み込んだ，いわゆる縦型シールド構造である。
【００１４】このＭＲヘッドでは、ＭＲ素子の単磁区化
を図るべく、反強磁性膜、軟磁性膜、非磁性膜、ＭＲ素
子膜の積層膜構造とし、その反強磁性膜と軟磁性膜を接
触させる一方、反強磁性膜とＭＲ素子膜を非接触とす
る。これら薄膜の積層順次は、以下の組み合わせとする
ことが望ましい。
を図るべく、反強磁性膜、軟磁性膜、非磁性膜、ＭＲ素
子膜の積層膜構造とし、その反強磁性膜と軟磁性膜を接
触させる一方、反強磁性膜とＭＲ素子膜を非接触とす
る。これら薄膜の積層順次は、以下の組み合わせとする
ことが望ましい。
【００１５】 反強磁性膜、軟磁性膜、非磁性膜、ＭＲ素子膜の順 軟磁性膜、反強磁性膜、非磁性膜、ＭＲ素子膜の順 ＭＲ素子膜、非磁性膜、反強磁性膜、軟磁性膜の順 ＭＲ素子膜、非磁性膜、軟磁性膜、反強磁性膜の順 及びの反強磁性膜と軟磁性膜の下には、下地膜を設
けるようにしてもよい。また、軟磁性膜には、比抵抗の
高いアモルファスを用いることが望ましい。
けるようにしてもよい。また、軟磁性膜には、比抵抗の
高いアモルファスを用いることが望ましい。
【００１６】
【作用】本発明では、ＭＲ素子を反強磁性膜、軟磁性
膜、非磁性膜、ＭＲ素子膜の積層膜構造とし、これら薄
膜の積層順序を反強磁性膜と軟磁性膜とを接触させ、且
つ反強磁性膜とＭＲ素子膜を非接触とする順次をとる。
そのため、反強磁性膜と接触して設けられる軟磁性膜の
磁化（スピン）が、この反強磁性膜によって固定（ピン
ニング）せしめられる。そして、その固定された磁界が
ＭＲ素子膜に印加されることによって、ＭＲ素子の素子
動作が安定なものとなり、狭トラック化によるバルクハ
ウゼンノイズの発生が抑えられる。
膜、非磁性膜、ＭＲ素子膜の積層膜構造とし、これら薄
膜の積層順序を反強磁性膜と軟磁性膜とを接触させ、且
つ反強磁性膜とＭＲ素子膜を非接触とする順次をとる。
そのため、反強磁性膜と接触して設けられる軟磁性膜の
磁化（スピン）が、この反強磁性膜によって固定（ピン
ニング）せしめられる。そして、その固定された磁界が
ＭＲ素子膜に印加されることによって、ＭＲ素子の素子
動作が安定なものとなり、狭トラック化によるバルクハ
ウゼンノイズの発生が抑えられる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。
いて図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】本実施例は、ハードディスク駆動装置に搭
載される記録再生一体型の複合型磁気ヘッド、すなわち
磁気抵抗効果によるＭＲヘッドと電磁誘導によるインダ
クティブヘッドを複合化したヘッドに適用した例であ
る。
載される記録再生一体型の複合型磁気ヘッド、すなわち
磁気抵抗効果によるＭＲヘッドと電磁誘導によるインダ
クティブヘッドを複合化したヘッドに適用した例であ
る。
【００１９】複合型磁気ヘッドは、図１に示すように、
再生専用の磁気ヘッドとしてＭＲヘッドを使用し、書き
込み専用の磁気ヘッドとしてインダクティブヘッドを使
用するもので、通常はスライダー１の一側面１ａに、真
空薄膜形成技術によってＭＲヘッドを形成した後、この
上にインダクティブヘッドを積層形成した構成とされ
る。
再生専用の磁気ヘッドとしてＭＲヘッドを使用し、書き
込み専用の磁気ヘッドとしてインダクティブヘッドを使
用するもので、通常はスライダー１の一側面１ａに、真
空薄膜形成技術によってＭＲヘッドを形成した後、この
上にインダクティブヘッドを積層形成した構成とされ
る。
【００２０】これらＭＲヘッドとインダクティブヘッド
の再生用磁気ギャップと記録用磁気ギャップは、いずれ
もハードディスクとの対向面２であるエア・ベアリング
・サーフエス面（以下、ＡＢＳ面２という）に臨むよう
になっている。
の再生用磁気ギャップと記録用磁気ギャップは、いずれ
もハードディスクとの対向面２であるエア・ベアリング
・サーフエス面（以下、ＡＢＳ面２という）に臨むよう
になっている。
【００２１】ＭＲヘッドは、スライダー１の一側面１ａ
上に形成される一対のシールド磁性体３，４と、これら
シールド磁性体３，４間に先端電極５と後端電極６が積
層されてなるＭＲ素子７と、このＭＲ素子７にバイアス
磁界を印加するバイアス導体８とを有して構成されてい
る。
上に形成される一対のシールド磁性体３，４と、これら
シールド磁性体３，４間に先端電極５と後端電極６が積
層されてなるＭＲ素子７と、このＭＲ素子７にバイアス
磁界を印加するバイアス導体８とを有して構成されてい
る。
【００２２】なお以下、下層に形成されるシールド磁性
体３を下部シールド磁性体３、上層に形成されるシール
ド磁性体４を上部シールド磁性体４と称する。
体３を下部シールド磁性体３、上層に形成されるシール
ド磁性体４を上部シールド磁性体４と称する。
【００２３】ＭＲ素子７は、例えば平面形状が略長方形
パターンとして形成され、その長手方向がＡＢＳ面２に
対して垂直となるように設けられている。また、このＭ
Ｒ素子７の先端側の一側縁は、上記ＡＢＳ面２に臨むよ
うになされている。
パターンとして形成され、その長手方向がＡＢＳ面２に
対して垂直となるように設けられている。また、このＭ
Ｒ素子７の先端側の一側縁は、上記ＡＢＳ面２に臨むよ
うになされている。
【００２４】先端電極５は、その一側縁がＡＢＳ面２に
臨むようにしてＭＲ素子７の先端部に直接積層され、こ
のＭＲ素子７と電気的に接続されるようになっている。
一方、後端電極６は、ＭＲ素子７の後端側に積層され、
このＭＲ素子７に対して電気的に接続されるようになっ
ている。これら先端電極５と後端電極６は、いずれもＭ
Ｒ素子７にセンス電流を通電する電極として機能する。
臨むようにしてＭＲ素子７の先端部に直接積層され、こ
のＭＲ素子７と電気的に接続されるようになっている。
一方、後端電極６は、ＭＲ素子７の後端側に積層され、
このＭＲ素子７に対して電気的に接続されるようになっ
ている。これら先端電極５と後端電極６は、いずれもＭ
Ｒ素子７にセンス電流を通電する電極として機能する。
【００２５】バイアス導体８は、ＭＲ素子７にバイアス
磁界を印加するためのもので、先端電極５と後端電極６
の間であって、該ＭＲ素子７上に絶縁膜を介して積層さ
れている。かかるバイアス導体８は、上記ＭＲ素子７の
長手方向（ＡＢＳ面２に対して垂直方向）に亘ってバイ
アス磁界を印加する役目をするもので、該ＭＲ素子７の
長手方向に対して直交する方向に設けられている。
磁界を印加するためのもので、先端電極５と後端電極６
の間であって、該ＭＲ素子７上に絶縁膜を介して積層さ
れている。かかるバイアス導体８は、上記ＭＲ素子７の
長手方向（ＡＢＳ面２に対して垂直方向）に亘ってバイ
アス磁界を印加する役目をするもので、該ＭＲ素子７の
長手方向に対して直交する方向に設けられている。
【００２６】上記ＭＲ素子７を上下方向から挟み込む形
で設けられる一対のシールド磁性体３，４は、ＭＲ素子
７によって読み取るべき磁気信号の磁束以外のノイズと
なる磁束を吸収するシールドとして機能するもので、例
えばパーマロイやセンダスト等によって形成されてい
る。
で設けられる一対のシールド磁性体３，４は、ＭＲ素子
７によって読み取るべき磁気信号の磁束以外のノイズと
なる磁束を吸収するシールドとして機能するもので、例
えばパーマロイやセンダスト等によって形成されてい
る。
【００２７】下部シールド磁性体３は、上記ＡＢＳ面２
にその一側縁を臨ませるようにして、このＡＢＳ面２に
対して垂直方向に延在して設けられている。一方、上部
シールド磁性体４は、先の下部シールド磁性体３と同様
に上記ＡＢＳ面２にその一側縁を臨ませるようにしてこ
のＡＢＳ面２に対して垂直にバック側へ延在して設けら
れている。
にその一側縁を臨ませるようにして、このＡＢＳ面２に
対して垂直方向に延在して設けられている。一方、上部
シールド磁性体４は、先の下部シールド磁性体３と同様
に上記ＡＢＳ面２にその一側縁を臨ませるようにしてこ
のＡＢＳ面２に対して垂直にバック側へ延在して設けら
れている。
【００２８】一方、インダクティブヘッドは、上部シー
ルド磁性体４を一方の薄膜磁気コアとして、この上部シ
ールド磁性体４上に積層される記録コア９と、上部シー
ルド磁性体４と記録コア９間に設けられる導体コイル１
０とを有して構成されている。
ルド磁性体４を一方の薄膜磁気コアとして、この上部シ
ールド磁性体４上に積層される記録コア９と、上部シー
ルド磁性体４と記録コア９間に設けられる導体コイル１
０とを有して構成されている。
【００２９】記録コア９は、上部シールド磁性体４に対
してＡＢＳ面２側において近接して設けられ、該ＡＢＳ
面２に記録ギャップを形成するようになっている。そし
て、この記録コア９は、その中間部分で絶縁膜を介して
導体コイル１０を挟み込むと共に、バック側において上
部シールド磁性体４と磁気的に接触するようになってい
る。
してＡＢＳ面２側において近接して設けられ、該ＡＢＳ
面２に記録ギャップを形成するようになっている。そし
て、この記録コア９は、その中間部分で絶縁膜を介して
導体コイル１０を挟み込むと共に、バック側において上
部シールド磁性体４と磁気的に接触するようになってい
る。
【００３０】導体コイル１０は、上部シールド磁性体４
と記録コア９の磁気的結合部１１を中心としてスパイラ
ル状に形成されている。この導体コイル１０の巻き始め
と巻き終わり部分には、電極端子部１２，１３が設けら
れている。
と記録コア９の磁気的結合部１１を中心としてスパイラ
ル状に形成されている。この導体コイル１０の巻き始め
と巻き終わり部分には、電極端子部１２，１３が設けら
れている。
【００３１】そして特に、この複合型磁気ヘッドでは、
狭トラック化した場合に問題となるバルクハウゼンノイ
ズの発生を抑えるべく、ＭＲ素子７が積層膜構造とされ
ている。すなわち、ＭＲ素子７は、図２に示すように、
下から下地膜１４、反強磁性膜１５、軟磁性膜１６、非
磁性中間膜１７、ＭＲ素子膜１８の順に積層された積層
膜構造とされている。
狭トラック化した場合に問題となるバルクハウゼンノイ
ズの発生を抑えるべく、ＭＲ素子７が積層膜構造とされ
ている。すなわち、ＭＲ素子７は、図２に示すように、
下から下地膜１４、反強磁性膜１５、軟磁性膜１６、非
磁性中間膜１７、ＭＲ素子膜１８の順に積層された積層
膜構造とされている。
【００３２】反強磁性膜１５は、軟磁性膜１６の磁化を
固定するために設けられるもので、該軟磁性膜１６に接
して設けられている。かかる反強磁性膜１５としては、
例えばＮｉＯ、ＦｅＭｎ、ＣｏＭｎ、ＮｉＣｏＯ等の如
き磁性材料から形成されている。
固定するために設けられるもので、該軟磁性膜１６に接
して設けられている。かかる反強磁性膜１５としては、
例えばＮｉＯ、ＦｅＭｎ、ＣｏＭｎ、ＮｉＣｏＯ等の如
き磁性材料から形成されている。
【００３３】この反強磁性膜１５の上に積層される軟磁
性膜１６は、上記反強磁性膜１５によって固定された磁
化をＭＲ素子膜１８に印加するもので、例えばＮｉＦｅ
Ｃｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＰｂＭｏ等の如きアモル
ファスからなる。
性膜１６は、上記反強磁性膜１５によって固定された磁
化をＭＲ素子膜１８に印加するもので、例えばＮｉＦｅ
Ｃｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＰｂＭｏ等の如きアモル
ファスからなる。
【００３４】この一方、反強磁性膜１５の下に設けられ
る下地膜１４は、かかる反強磁性膜１５の下地膜として
機能する。下地膜１４としては、例えばＴａやＴｉ等の
如き金属材料からなる。
る下地膜１４は、かかる反強磁性膜１５の下地膜として
機能する。下地膜１４としては、例えばＴａやＴｉ等の
如き金属材料からなる。
【００３５】ＭＲ素子膜１８は、磁気抵抗効果を示す薄
膜素子であり、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ等の磁性
材料からなる。このＭＲ素子膜１８は、軟磁性膜１６と
の間に非磁性中間膜１７を介して最上層に積層されてい
る。
膜素子であり、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ等の磁性
材料からなる。このＭＲ素子膜１８は、軟磁性膜１６と
の間に非磁性中間膜１７を介して最上層に積層されてい
る。
【００３６】この積層膜構造で重要なのは、反強磁性膜
１５と軟磁性膜１６を接触させ、しかも反強磁性膜１５
とＭＲ素子膜１８を非接触とする。反強磁性膜１５と軟
磁性膜１６を接触させるのは、これら薄膜の成膜時に直
流磁場中で熱処理して軟磁性膜１６の磁化を固定させ、
その固定した磁化をＭＲ素子膜１８に印加させること
で、当該ＭＲ素子膜１８の磁化の向きを安定にし、狭ト
ラック化によるバルクハウゼンノイズの発生を抑制させ
るためである。
１５と軟磁性膜１６を接触させ、しかも反強磁性膜１５
とＭＲ素子膜１８を非接触とする。反強磁性膜１５と軟
磁性膜１６を接触させるのは、これら薄膜の成膜時に直
流磁場中で熱処理して軟磁性膜１６の磁化を固定させ、
その固定した磁化をＭＲ素子膜１８に印加させること
で、当該ＭＲ素子膜１８の磁化の向きを安定にし、狭ト
ラック化によるバルクハウゼンノイズの発生を抑制させ
るためである。
【００３７】これに対して、反強磁性膜１５とＭＲ素子
膜１８を非接触とするのは、反強磁性膜１５によりＭＲ
素子膜１８の磁化固定を回避するためである。
膜１８を非接触とするのは、反強磁性膜１５によりＭＲ
素子膜１８の磁化固定を回避するためである。
【００３８】さらに、ＭＲ素子７の磁化の安定化を図る
上で、軟磁性膜１６の磁化Ｍ3 の固定方向が重要とな
る。すなわち、この反強磁性膜１５による軟磁性膜１６
の磁化Ｍ3 の向きは、図４に示すように、素子動作時に
おける軟磁性膜１６の磁化Ｍ1の向きと同じ向きでなけ
ればならない。逆向きであると、ＭＲ素子膜１８と軟磁
性膜１６が磁気的にカップリングせず、ＭＲ素子７を単
磁区化できないからである。
上で、軟磁性膜１６の磁化Ｍ3 の固定方向が重要とな
る。すなわち、この反強磁性膜１５による軟磁性膜１６
の磁化Ｍ3 の向きは、図４に示すように、素子動作時に
おける軟磁性膜１６の磁化Ｍ1の向きと同じ向きでなけ
ればならない。逆向きであると、ＭＲ素子膜１８と軟磁
性膜１６が磁気的にカップリングせず、ＭＲ素子７を単
磁区化できないからである。
【００３９】なお、素子動作時におけるＭＲ素子膜１８
と軟磁性膜１６に付与する磁化Ｍ1，Ｍ2 の向きを反平
行とするには、前述した従来手法〜を採用する。す
なわち、図４（ａ）に示すように、ＭＲ素子７を成膜す
る際に磁場を印加して素子短辺方向に誘導磁気異方性Ｈ
を付与する。そして、ＭＲ素子動作時における電流
ＩS1，ＩS2を素子長手方向に流すことで誘導磁界Ｈ1 ，
Ｈ2 を素子短辺方向に発生させ、これら誘導磁界Ｈ1 ，
Ｈ2 により同図（ｂ）に示すように、ＭＲ素子膜１８の
磁化Ｍ2 の向きと軟磁性膜１６の磁化Ｍ1 の向きを互い
に素子短辺方向に反平行に向ける。
と軟磁性膜１６に付与する磁化Ｍ1，Ｍ2 の向きを反平
行とするには、前述した従来手法〜を採用する。す
なわち、図４（ａ）に示すように、ＭＲ素子７を成膜す
る際に磁場を印加して素子短辺方向に誘導磁気異方性Ｈ
を付与する。そして、ＭＲ素子動作時における電流
ＩS1，ＩS2を素子長手方向に流すことで誘導磁界Ｈ1 ，
Ｈ2 を素子短辺方向に発生させ、これら誘導磁界Ｈ1 ，
Ｈ2 により同図（ｂ）に示すように、ＭＲ素子膜１８の
磁化Ｍ2 の向きと軟磁性膜１６の磁化Ｍ1 の向きを互い
に素子短辺方向に反平行に向ける。
【００４０】このように、反強磁性膜１５との交換結合
で固定された軟磁性膜１６の磁化Ｍ3 による磁界をＭＲ
素子膜１８に印加すれば、当該ＭＲ素子膜１８の磁化Ｍ
2 が安定する。その結果、狭トラック化しても磁壁の移
動が生ずることがなく、バルクハウゼンノイズの発生が
抑制される。
で固定された軟磁性膜１６の磁化Ｍ3 による磁界をＭＲ
素子膜１８に印加すれば、当該ＭＲ素子膜１８の磁化Ｍ
2 が安定する。その結果、狭トラック化しても磁壁の移
動が生ずることがなく、バルクハウゼンノイズの発生が
抑制される。
【００４１】このような効果を奏するためには、先にも
説明したように、反強磁性膜１５と軟磁性膜１６を接触
させる一方、反強磁性膜１５とＭＲ素子膜１８を非接触
とすることが要求される。この条件を満たせば、上述の
膜構成の他、例えば表１に示すような膜構成のものも使
用できる。
説明したように、反強磁性膜１５と軟磁性膜１６を接触
させる一方、反強磁性膜１５とＭＲ素子膜１８を非接触
とすることが要求される。この条件を満たせば、上述の
膜構成の他、例えば表１に示すような膜構成のものも使
用できる。
【００４２】
【表１】
【００４３】例１は、前記した膜構成のＭＲ素子７であ
るが、例２では第１層目と第２層目を入れ替えたもので
ある。すなわち、下地膜、軟磁性膜、反強磁性膜、非磁
性中間膜、ＭＲ素子膜の順に積層したものである。例３
では、ＭＲ素子膜、非磁性中間膜、反強磁性膜、軟磁性
膜の順に積層したものである。例４では、ＭＲ素子膜、
非磁性中間膜、軟磁性膜、反強磁性膜の順に積層したも
のである。
るが、例２では第１層目と第２層目を入れ替えたもので
ある。すなわち、下地膜、軟磁性膜、反強磁性膜、非磁
性中間膜、ＭＲ素子膜の順に積層したものである。例３
では、ＭＲ素子膜、非磁性中間膜、反強磁性膜、軟磁性
膜の順に積層したものである。例４では、ＭＲ素子膜、
非磁性中間膜、軟磁性膜、反強磁性膜の順に積層したも
のである。
【００４４】なお、例１と例２では、下地膜を設けてい
るが、特に設けなくとも上述した効果を得るには差し支
えない。
るが、特に設けなくとも上述した効果を得るには差し支
えない。
【００４５】ここで、ＭＲ素子７の動作について、図３
を参照しながら簡単に説明する。ＭＲ素子７の抵抗Ｒ
は、素子に入力される磁界強度（磁束量）に応じて変化
する。すなわち、素子抵抗Ｒの外部磁界依存性がＭＲ曲
線Ｂである。実際に、ＭＲ素子７を駆動させる場合、外
部磁界に対する抵抗変化の線形性が良く、且つ最も素子
抵抗Ｒの変化するところまで、予めバイアス磁界Ｈｂを
加えておき、その点を動作点Ａとする。そこに、磁気メ
ディアからの信号磁界ΔＨｓが入力されると、それを抵
抗変化ΔＲｓに変換するのがＭＲ素子７である。ＭＲ素
子７にセンス電流Ｉｓを流しておけば、この抵抗変化Δ
Ｒｓを電圧出力ΔＶｓとして取り出せるわけである。
を参照しながら簡単に説明する。ＭＲ素子７の抵抗Ｒ
は、素子に入力される磁界強度（磁束量）に応じて変化
する。すなわち、素子抵抗Ｒの外部磁界依存性がＭＲ曲
線Ｂである。実際に、ＭＲ素子７を駆動させる場合、外
部磁界に対する抵抗変化の線形性が良く、且つ最も素子
抵抗Ｒの変化するところまで、予めバイアス磁界Ｈｂを
加えておき、その点を動作点Ａとする。そこに、磁気メ
ディアからの信号磁界ΔＨｓが入力されると、それを抵
抗変化ΔＲｓに変換するのがＭＲ素子７である。ＭＲ素
子７にセンス電流Ｉｓを流しておけば、この抵抗変化Δ
Ｒｓを電圧出力ΔＶｓとして取り出せるわけである。
【００４６】この動作点Ａを中心とする動作領域Ｃ、す
なわち磁界にしてＨｂ±ΔＨｓ／２＋マージン領域にお
いて、ＭＲ曲線上にヒステリシスやバルクハウゼンノイ
ズが存在すると、ＭＲ素子から取り出される出力波形に
歪みが生じる。具体的には、出力波形にベースラインシ
フトの発生や出力変動等の不安定動作となって現れる。
こういった現象がＭＲ素子の狭トラック化に伴う形状効
果（反磁界の影響）で顕著に発生する。図９に素子動作
安定性のトラック依存性を示すが、トラック幅Ｔｗが２
μｍ程度までは安定動作するものの、それ以下ではバル
クハウゼンノイズが発生する。
なわち磁界にしてＨｂ±ΔＨｓ／２＋マージン領域にお
いて、ＭＲ曲線上にヒステリシスやバルクハウゼンノイ
ズが存在すると、ＭＲ素子から取り出される出力波形に
歪みが生じる。具体的には、出力波形にベースラインシ
フトの発生や出力変動等の不安定動作となって現れる。
こういった現象がＭＲ素子の狭トラック化に伴う形状効
果（反磁界の影響）で顕著に発生する。図９に素子動作
安定性のトラック依存性を示すが、トラック幅Ｔｗが２
μｍ程度までは安定動作するものの、それ以下ではバル
クハウゼンノイズが発生する。
【００４７】ここで実際に、上述した構成のＭＲ素子７
の素子動作が安定化することを確かめて見た。ここで行
った検討は、表１に示した例１の層構成を持ったＭＲ素
子７の動作に関する。
の素子動作が安定化することを確かめて見た。ここで行
った検討は、表１に示した例１の層構成を持ったＭＲ素
子７の動作に関する。
【００４８】動作特性を図５（ａ）に示すが、比較のた
め一対のＭＲ素子膜を非磁性膜を介して積層した従来構
造のＭＲ素子の動作特性を同図（ｂ）に並記する。これ
らの動作特性は、いずれもトラック幅Ｔｗを１μｍとし
たときの特性である。従来構造のＭＲ素子では、バルク
ハウゼンノイズがＭＲ波形上に出ているものの、本実施
例のＭＲ素子では、バルクハウゼンノイズのないきれい
なＭＲ波形が再現良く得られ、動作安定性の向上が確認
された。
め一対のＭＲ素子膜を非磁性膜を介して積層した従来構
造のＭＲ素子の動作特性を同図（ｂ）に並記する。これ
らの動作特性は、いずれもトラック幅Ｔｗを１μｍとし
たときの特性である。従来構造のＭＲ素子では、バルク
ハウゼンノイズがＭＲ波形上に出ているものの、本実施
例のＭＲ素子では、バルクハウゼンノイズのないきれい
なＭＲ波形が再現良く得られ、動作安定性の向上が確認
された。
【００４９】次に、再生出力について検討した。本実施
例では、軟磁性膜としてアモルファスを用いており、そ
の比抵抗がρ≒１２０μΩｃｍで、ＭＲ素子膜の２５μ
Ωｃｍに比べて４〜５倍大きい。したがって、素子に流
れる電流は、ＭＲ素子膜に集中して流れ、効率良くセン
シングでき高出力化に寄与する。アモルファスとしてＣ
ｏＺｒＮｂを用いたときのＭＲ素子の出力向上の結果を
図６に示す。
例では、軟磁性膜としてアモルファスを用いており、そ
の比抵抗がρ≒１２０μΩｃｍで、ＭＲ素子膜の２５μ
Ωｃｍに比べて４〜５倍大きい。したがって、素子に流
れる電流は、ＭＲ素子膜に集中して流れ、効率良くセン
シングでき高出力化に寄与する。アモルファスとしてＣ
ｏＺｒＮｂを用いたときのＭＲ素子の出力向上の結果を
図６に示す。
【００５０】この図からも明らかなように、同一電流に
関して従来のＮｉＦｅ２層素子に比べて２層の片側にア
モルファス合金（ＣｏＺｒＮｂ）を用いた素子が約１．
５倍もの高出力となっていることがわかる。このアモル
ファスに反強磁性膜を接触成膜したのが、本実施例であ
る。さらに、軟磁性膜の磁化が飽和しているため、その
透磁率が１となり、ヘッド再生ギャップ中の信号磁界は
優先的にＭＲ素子膜に入り込む素子構成となっている。
すなわち、その分高感度化され、ヘッドは高出力化する
ことになる。
関して従来のＮｉＦｅ２層素子に比べて２層の片側にア
モルファス合金（ＣｏＺｒＮｂ）を用いた素子が約１．
５倍もの高出力となっていることがわかる。このアモル
ファスに反強磁性膜を接触成膜したのが、本実施例であ
る。さらに、軟磁性膜の磁化が飽和しているため、その
透磁率が１となり、ヘッド再生ギャップ中の信号磁界は
優先的にＭＲ素子膜に入り込む素子構成となっている。
すなわち、その分高感度化され、ヘッドは高出力化する
ことになる。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のＭＲヘッドにおいては、ＭＲ素子としてＭＲ素子
膜、非磁性膜、軟磁性膜、反強磁性膜の積層膜構造と
し、その軟磁性膜と反強磁性膜とを接触させ、当該軟磁
性膜の磁化を固定せしめ、かかる固定した磁化をＭＲ素
子膜に印加しているので、ＭＲ素子膜の素子動作が安定
し、狭トラック化を図った場合でも磁壁の移動に伴うバ
ルクハウゼンノイズの発生を抑制することができる。
明のＭＲヘッドにおいては、ＭＲ素子としてＭＲ素子
膜、非磁性膜、軟磁性膜、反強磁性膜の積層膜構造と
し、その軟磁性膜と反強磁性膜とを接触させ、当該軟磁
性膜の磁化を固定せしめ、かかる固定した磁化をＭＲ素
子膜に印加しているので、ＭＲ素子膜の素子動作が安定
し、狭トラック化を図った場合でも磁壁の移動に伴うバ
ルクハウゼンノイズの発生を抑制することができる。
【００５２】また、本発明のＭＲヘッドにおいては、軟
磁性膜に比抵抗の高いアモルファスを用いているので、
信号磁界がＭＲ素子膜に集中し、ＭＲ素子の高感度化に
よるヘッド出力の向上を実現することができる。
磁性膜に比抵抗の高いアモルファスを用いているので、
信号磁界がＭＲ素子膜に集中し、ＭＲ素子の高感度化に
よるヘッド出力の向上を実現することができる。
【図１】ハードディスク駆動装置に搭載される複合型磁
気ヘッドの斜視図である。
気ヘッドの斜視図である。
【図２】ＭＲ素子の拡大斜視図である。
【図３】ＭＲ素子動作原理を示す特性図である。
【図４】図４（ａ）はＭＲ素子の電流による印加磁場の
様子を示す模式図であり、同図（ｂ）は素子動作時のＭ
Ｒ素子膜の磁化状態を示す模式図である。
様子を示す模式図であり、同図（ｂ）は素子動作時のＭ
Ｒ素子膜の磁化状態を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）は本実施例のＭＲ素子動作特性を示
す特性図であり、同図（ｂ）は従来構造のＭＲ素子動作
特性を示す特性図である。
す特性図であり、同図（ｂ）は従来構造のＭＲ素子動作
特性を示す特性図である。
【図６】ＭＲ素子の出力特性を示す特性図である。
【図７】従来のＭＲ素子を示す拡大斜視図である。
【図８】図８（ａ）はＭＲ素子の電流による印加磁場の
様子を示す模式図であり、同図（ｂ）はＭＲ素子膜の磁
化状態を示す模式図である。
様子を示す模式図であり、同図（ｂ）はＭＲ素子膜の磁
化状態を示す模式図である。
【図９】トラック幅を変化させたときのバルクハウゼン
ノイズの発生状態を示す特性図である。
ノイズの発生状態を示す特性図である。
１ スライダー ２ ＡＢＳ面 ３ 下部シールド磁性体 ４ 上部シールド磁性体 ５ 先端電極 ６ 後端電極 ７ ＭＲ素子 ８ バイアス導体 ９ 記録コア １０ 導体コイル １２，１３ 電極端子部 １４ 下地膜 １５ 反強磁性膜 １６ 軟磁性膜 １７ 非磁性膜 １８ ＭＲ素子膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 淳一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 斎藤 憲男 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 (8)
- 【請求項１】 磁気記録媒体との対向面に対して長手方
向が垂直となるように配された磁気抵抗効果素子と、 上記磁気記録媒体との対向面に臨み、磁気抵抗効果素子
の先端側に積層される先端電極と、 上記磁気抵抗効果素子の後端側に積層される後端電極
と、 上記磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加するバイア
ス導体と、 上記磁気抵抗効果素子に対して先端電極と後端電極が形
成される側に設けられる上部シールド磁性体と、 上記磁気抵抗効果素子に対して先端電極と後端電極が形
成される側とは反対側に設けられる下部シールド磁性体
とを有してなり、 上記磁気抵抗効果素子が反強磁性膜、軟磁性膜、非磁性
膜、磁気抵抗効果素子膜からなる積層膜とされているこ
とを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項２】 磁気抵抗効果素子は、反強磁性膜、軟磁
性膜、非磁性膜、磁気抵抗効果素子膜の順に積層された
積層膜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。 - 【請求項３】 磁気抵抗効果素子は、軟磁性膜、反強磁
性膜、非磁性膜、磁気抵抗効果素子膜の順に積層された
積層膜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。 - 【請求項４】 磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子
膜、非磁性膜、反強磁性膜、軟磁性膜の順に積層された
積層膜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。 - 【請求項５】 磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子
膜、非磁性膜、軟磁性膜、反強磁性膜の順に積層された
積層膜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。 - 【請求項６】 反強磁性膜の下に下地膜が設けられてい
ることを特徴とする請求項２記載の磁気抵抗効果型磁気
ヘッド。 - 【請求項７】 軟磁性膜の下に下地膜が設けられている
ことを特徴とする請求項２記載の磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッド。 - 【請求項８】 軟磁性膜がアモルファスであることを特
徴とする請求項２ないし請求項７記載の磁気抵抗効果型
磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17220794A JPH0836715A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17220794A JPH0836715A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0836715A true JPH0836715A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=15937582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17220794A Withdrawn JPH0836715A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0836715A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5923505A (en) * | 1997-03-17 | 1999-07-13 | Read-Rite Corporation | Magnetoresistive sensor having a pinned soft magnetic layer |
| US6137662A (en) * | 1998-04-07 | 2000-10-24 | Read-Rite Corporation | Magnetoresistive sensor with pinned SAL |
| WO2001003130A1 (fr) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Fujitsu Limited | Palier flottant magnetoresistif, tete de palier flottant composite ainsi realisee, et unite d'entrainement de support magnetoresistif enregistre |
-
1994
- 1994-07-25 JP JP17220794A patent/JPH0836715A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5923505A (en) * | 1997-03-17 | 1999-07-13 | Read-Rite Corporation | Magnetoresistive sensor having a pinned soft magnetic layer |
| US6137662A (en) * | 1998-04-07 | 2000-10-24 | Read-Rite Corporation | Magnetoresistive sensor with pinned SAL |
| WO2001003130A1 (fr) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Fujitsu Limited | Palier flottant magnetoresistif, tete de palier flottant composite ainsi realisee, et unite d'entrainement de support magnetoresistif enregistre |
| EP1193692A1 (en) * | 1999-07-05 | 2002-04-03 | Fujitsu Limited | Spin-valve magnetoresistance effect head, composite magnetic head comprising the same, and magnetoresistance recorded medium drive |
| EP1193692A4 (en) * | 1999-07-05 | 2002-08-21 | Fujitsu Ltd | SPIN VALVE MAGNETIC RESISTANCE EFFECT HEAD, THE SAME COMPOSITE MAGNETIC HEAD AND RESISTANCE-RECORDED MEDIUM DRIVE |
| US6501627B2 (en) | 1999-07-05 | 2002-12-31 | Fujitsu Limited | Spin-valve magnetoresistive head, and composite-type magnetic head and magnetic recording medium drive using the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011002 |