JPH09293219A - 複合型薄膜磁気ヘッド - Google Patents

複合型薄膜磁気ヘッド

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JPH09293219A
JPH09293219A JP29885796A JP29885796A JPH09293219A JP H09293219 A JPH09293219 A JP H09293219A JP 29885796 A JP29885796 A JP 29885796A JP 29885796 A JP29885796 A JP 29885796A JP H09293219 A JPH09293219 A JP H09293219A
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JP
Japan
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thin film
magnetic head
layer
film magnetic
shield layer
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JP29885796A
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English (en)
Inventor
Naoto Matono
直人 的野
Shinji Kobayashi
伸二 小林
Takashi Ogura
隆 小倉
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘導型薄膜磁気ヘッドとともに積層形成され
る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおけるシールド層の
磁区の乱れに伴う磁気抵抗効果素子層の磁区の乱れを抑
制し、バルクハウゼンノイズを低減する。 【解決手段】 本発明による複合型薄膜磁気ヘッドは、
下部シールド層、磁気抵抗効果素子層及び上部シールド
層を備える磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドと、下部コア
層、ギャップ層、コイル層及び上部コア層を備える誘導
型薄膜磁気ヘッドとが、基板上に積層形成された複合型
薄膜磁気ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果型ヘッドの
上部シールド層が一軸磁気異方性を有する磁性材料から
なり、前記一軸磁気異方性が該複合型薄膜磁気ヘッドの
トラック幅方向を磁化容易軸とする一軸異方性であり、
前記一軸異方性の強さを表す異方性磁界の値が約10O
e以上であることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はハードディスクドラ
イブ等の磁気記録装置に使用される磁気ヘッドに関する
ものであり、さらに詳述すれば、再生用の磁気抵抗効果
型薄膜磁気ヘッドと記録用の誘導型薄膜磁気ヘッドとが
基板上に積層形成された複合型薄膜磁気ヘッドに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】ハードディスクドライブ用の磁気ヘッド
として、下部シールド層、磁気抵抗効果素子層及び上部
シールド層を備える再生用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドと、下部コア層、ギャップ層、コイル層及び上部コ
ア層とを備える誘導型薄膜磁気ヘッドヘッドとを、基板
上に積層形成した複合型薄膜磁気ヘッドが注目されてい
る。
【0003】磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて
は、磁気抵抗効果素子層を構成する磁気抵抗効果膜内で
の磁壁の移動に起因するバルクハウゼンノイズを抑制す
る必要がある。該バルクハウゼンノイズを抑制するため
の手段としては、磁気抵抗効果膜のトラック幅方向両端
に永久磁石膜を接触させる技術が特公平7−12292
5号に開示されている。
【0004】磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの下部シー
ルド層及び上部シールド層は、磁気抵抗効果素子層によ
る信号再生分解能向上のために設けられるものである
が、従来、下部シ−ルド層としては高硬度のFeAlS
i合金薄膜が用いられ、上部シ−ルド層としては保持力
が小さく、異方性磁界も小さいNiFe合金薄膜が用い
られることが多かった。
【0005】ハードデイスクドライブ用の複合型薄膜磁
気ヘッドにおいては、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド部
及び誘導型薄膜磁気ヘッド部を構成する各層の薄膜を基
板上に順次成膜、エッチングして形成した後、切断、研
削、研磨等の機械加工を施し、記録媒体(磁気ディス
ク)との対向面に空気ベアリング面が形成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ここで、磁気抵抗効果
型薄膜磁気ヘッドの上部シ−ルド層形成時には磁界中成
膜法等によりトラック幅方向を容易軸とする一軸異方性
を付与するが、上部シールド層材として異方性磁界の小
さいNiFe合金薄膜を用いると、誘導型薄膜磁気ヘッ
ドの各層薄膜を形成する工程において発生する残留応力
や記録媒体対向面(空気ベアリング面)を研磨する工程
において発生するスクラッチ等により上部シールド層内
の磁区構造が乱れ、トラック幅方向に垂直な磁化を有す
る磁区が記録媒体対向部に発生する。
【0007】すなわち、上部シールド層の形成直後にお
いては図7の(a)に示す如き磁区構造であったもの
が、記録媒体対向面研磨の後には図7の(b)に示す如
き磁区構造となる。図7の(a)及び(b)は、誘導型
薄膜磁気ヘッドの下部コア層を兼ねる磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドの上部シールド層の平面図であり、左右が
トラック幅方向、上方が記録媒体対向部で、研磨後
(b)においては該上方端辺が後退しており、下方の幅
狭になっている部分は上部コア層との結合部であり、矢
印は磁壁により区切られた磁区内の磁化方向を示してい
る。
【0008】トラック幅方向に垂直な磁化を有する磁区
が上部シ−ルド層の記録媒体対向部に発生すると、該上
部シールド層によるシールド効果が低減するばかりでな
く、図8に示すように、上部シールド層68に近接した
磁気抵抗効果素子層2内にもトラック幅方向に垂直な磁
化を有する磁区が発生し、前記従来技術の項で述べたバ
ルクハウゼンノイズが発生しやすくなる。なお、図8に
おける符号1は下部シールド層を示しており、上部シー
ルド層と磁気抵抗効果素子層との間及び磁気抵抗効果素
子層と下部シールド層との間には絶縁層(図示せず)が
介在している。
【0009】磁気抵抗効果素子内の磁区がトラック幅方
向に平行な磁化を有する単磁区により構成される場合と
トラック幅方向に垂直な磁化を有する磁区を含む場合と
でバルクハウゼンノイズの発生状況が変わることに対応
する現象は、マイクロオフトラックプロファイルにも現
れる。マイクロオフトラックプロファイルとは、1本の
トラックに記録された信号を再生する際に再生ヘッドの
走査位置をトラック幅方向に徐々に移動させ、走査位置
(横軸)と再生出力(縦軸)との関係をプロットしたも
のである。磁気抵抗効果素子内の磁区がトラック幅方向
に平行な磁化を有する単磁区により構成される場合のマ
イクロオフトラックプロファイルは、図9の(a)に示
すように一つの山となるのに対して、トラック幅方向に
垂直な磁化を有する磁区を含む場合には、記録トラック
にさしかかる時と記録トラックから外れかかる時に磁化
が大きく回転し、図9の(b)に示すように二つの山が
現れる。
【0010】斯くして本発明は、誘導型薄膜磁気ヘッド
とともに積層形成される磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
におけるシールド層の磁区の乱れに伴う磁気抵抗効果素
子層の磁区の乱れを抑制し、バルクハウゼンノイズを低
減する手段を明らかにするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明による複合型薄膜
磁気ヘッドは、下部シールド層、磁気抵抗効果素子層及
び上部シールド層を備える磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドと、下部コア層、ギャップ層、コイル層及び上部コア
層を備える誘導型薄膜磁気ヘッドとが、基板上に積層形
成された複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記磁気抵抗
効果型ヘッドの上部シールド層が一軸磁気異方性を有す
る磁性材料からなり、前記一軸磁気異方性が該複合型薄
膜磁気ヘッドのトラック幅方向を磁化容易軸とする一軸
異方性であり、前記一軸異方性の強さを表す異方性磁界
の値が約10Oe以上であることを特徴とするものであ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明実施例による複合型薄膜磁
気ヘッドの記録媒体対向面の要部を図1に示す。
【0013】この複合型薄膜磁気ヘッドは、スライダ基
体となる基板(図示せず)上に磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッドの下部シールド層1、第1絶縁層2、磁気抵抗効
果素子層3、トラック幅方向バイアス磁界印加用磁石層
4、第2絶縁層5、上部シールド層兼誘導型薄膜磁気ヘ
ッドの下部コア層68、コイル層(図示せず)、ギャッ
プ層9、上部コア層10等が順次積層形成されたもので
あり、前記上部シールド層兼下部コア層68が一軸磁気
異方性を有する材料からなり、前記一軸磁気異方性は該
複合型薄膜磁気ヘッドのトラック幅方向を磁化容易軸と
する一軸異方性であり、前記一軸異方性の強さを表す異
方性磁界の値が約10Oe以上であることを特徴とする
ものである。
【0014】前記上部シ−ルド層兼下部コア層の材料と
しては、88〜96at%Co−4〜7at%Zr−
0.1〜5at%Sn−0〜5at%Cr合金、88〜
96at%Co−4〜7at%Zr−0.1〜5at%
Ru−0〜5at%Cr合金等からなるアモルファス磁
性薄膜や、Feを主成分としN及びOを含有する合金等
からなるナノクリスタル磁性薄膜等が適し、例えば、磁
界中スパッタリング法により形成されて磁界中熱処理が
施された93.5at%Co−5at%Zr−0.5a
t%Sn−1at%Cr合金からなるアモルファス磁性
薄膜の異方性磁界Hkの値は約17Oeとなる。
【0015】ここで異方性磁界Hkの値は、一軸異方性
を有する正方形状の磁性薄膜の磁化困難軸に沿って磁界
を印加し、該磁性薄膜全体としての磁化が飽和漸近状態
になる時の磁界の値として定義される。
【0016】上記本発明実施例による複合型薄膜磁気ヘ
ッドの上部シールド層兼下部コア層においては、図2に
示すように、記録媒体対向面研磨の前(a)において
も、記録媒体対向面研磨の後(b)においても、トラッ
ク幅方向に垂直な磁化を有する磁区が記録媒体対向部に
発生しない。図2の(a)及び(b)は、該上部シール
ド層兼下部コア層の平面図であり、左右がトラック幅方
向、上方が記録媒体対向部で、研磨後(b)においては
該上方端辺が後退しており、下方の幅狭になっている部
分は上部コア層との結合部であり、矢印は磁壁により区
切られた磁区内の磁化方向を示している。
【0017】上部シールド層兼下部コア層が上記93.
5at%Co−5at%Zr−0.5at%Sn−1a
t%Cr合金薄膜(異方性磁界Hk=約17Oe)によ
り構成される本発明実施例の複合型薄膜磁気ヘッドと、
上部シールド層兼下部コア層がNiFe合金薄膜(異方
性磁界Hk=約5Oe)により構成される従来例の複合
型薄膜磁気ヘッドとをそれぞれ多数個試作し、再生出力
の安定性を評価した結果を図3の(a:実施例)及び
(b:従来例)に示す。
【0018】図3の横軸は各ヘッドについて100回の
記録再生を行った時の再生出力の標準偏差σと平均μと
の比(σ/μ)の値、縦軸は前記σ/μが横軸に示す値
となったヘッドの相対個数を示している。
【0019】図3を見ればわかるように、本発明実施例
(a)においては従来例(b)に比べてσ/μの値が小
さくなるヘッドが多い。すなわち、本発明実施例におい
ては従来例に比べて再生出力のバラツキが少なくなる。
【0020】次に、材料や成膜条件、熱処理条件等を変
えて異方性磁界Hkの異なる磁性薄膜試料を作製し、磁
区構造のHk依存性を調べた結果を図4に示す。図4に
おける180度磁壁長Lは、磁化容易軸を短辺(長さW
=10μm)とした図5に示すような矩形の試料パター
ンを準備して磁区構造をビッタ−法により観察し、前記
磁化容易軸に沿った180度磁壁の長さLを測定したも
のであり、垂直磁区発生率Pは、前記図1に示した複合
型薄膜磁気ヘッドの上部シールド層兼下部コア層と同じ
形状を有する試料パターンを多数個準備して記録媒体対
向面研磨に相当する研磨加工を施し、その後の磁区構造
をビッタ−法により観察してトラック幅方向に垂直な磁
化を有する磁区が研磨面近傍に現れる試料の割合を求め
たものである。
【0021】図4を見ればわかるように、Hkの値が9
Oe以下においては180度磁壁長が0μmで垂直磁区
発生率が100%に近い。一方、Hkの値が10Oeを
越えると180度磁壁が現れるようになるとともに垂直
磁区発生率は急激に低下し、Hk=14.5Oeになる
と垂直磁区発生率が0%となる。
【0022】すなわち、複合型薄膜磁気ヘッドにおける
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド部の上部シールド層を異
方性磁界Hkが10Oe以上の磁性薄膜により構成すれ
ば、バルクハウゼンノイズの遠因となる上部シールド層
内の垂直磁区発生が抑制される。ただし、異方性磁界H
kがあまりに大きくなると透磁率が低くなってシールド
効果が低減するので、約30Oe以下とすることが好ま
しい。
【0023】以上、複合型薄膜磁気ヘッドにおいて磁気
抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの上部シールド層が誘導型薄
膜磁気ヘッドの下部コア層を兼ねる場合について説明し
たが、図6に示すように上部シールド層6と下部コア層
8とが絶縁層7により隔離された構成に対しても、本発
明は有効である。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、誘導型薄膜磁気ヘッド
とともに積層形成される磁気抵抗効果型磁気ヘッドにお
けるシールド層の磁区構造が安定化し、シールド層の磁
区の乱れに伴う磁気抵抗効果素子層の磁区の乱れが抑制
されて、バルクハウゼンノイズが低減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの記
録媒体対向面要部平面図である。
【図2】本発明実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの上
部シールド層兼下部コア層の磁区構造を示す平面図であ
る。
【図3】本発明実施例及び従来例による複合型薄膜磁気
ヘッドの再生出力の安定性評価結果図である。
【図4】本発明実施例及び比較例による複合型薄膜磁気
ヘッドに用いられる磁性薄膜の磁区構造評価結果図であ
る。
【図5】図4に示した磁区構造評価に用いた磁性薄膜パ
ターンの平面図である。
【図6】本発明実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの記
録媒体対向面要部平面図である。
【図7】従来例による複合型薄膜磁気ヘッドの上部シー
ルド層兼下部コア層の磁区構造を示す平面図である。
【図8】従来例による複合型薄膜磁気ヘッドの上部シー
ルド層、磁気抵抗効果素子層及び下部シールド層の磁区
構造を示す斜視図である。
【図9】従来例による複合型薄膜磁気ヘッドのマイクロ
オフトラックプロファイルである。
【符号の説明】
1 下部シ−ルド層 2 絶縁層 3 磁気抵抗効果素子層 4 バイアス層 5 絶縁層 6 上部シールド層 68 上部シールド層兼下部コア層 7 絶縁層 8 下部コア層 9 ギャップ層 10 上部コア層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部シールド層、磁気抵抗効果素子層及
    び上部シールド層を備える磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
    ドと、下部コア層、ギャップ層、コイル層及び上部コア
    層を備える誘導型薄膜磁気ヘッドとが、基板上に積層形
    成された複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記磁気抵抗効果型ヘッドの上部シールド層が一軸磁気
    異方性を有する磁性材料からなり、 前記一軸磁気異方性が該複合型薄膜磁気ヘッドのトラッ
    ク幅方向を磁化容易軸とする一軸異方性であり、 前記一軸異方性の強さを表す異方性磁界の値が約10O
    e以上であることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの上
    部シールド層が、前記誘導型薄膜磁気ヘッドの下部コア
    層を兼ねることを特徴とする請求項1記載の複合型薄膜
    磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記上部シールド層兼下部コア層が、C
    o及びZrを主成分としてSnを含有するアモルファス
    磁性薄膜からなることを特徴とする請求項2記載の複合
    型薄膜磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記上部シールド層兼下部コア層が、C
    o及びZrを主成分としてRuを含有するアモルファス
    磁性薄膜からなることを特徴とする請求項2記載の複合
    型薄膜磁気ヘッド。
  5. 【請求項5】 前記上部シールド層兼下部コア層が、F
    eを主成分としてN及びOを含有するナノクリスタル磁
    性薄膜からなることを特徴とする請求項2記載の複合型
    薄膜磁気ヘッド。
JP29885796A 1996-03-01 1996-11-11 複合型薄膜磁気ヘッド Pending JPH09293219A (ja)

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JP4484296 1996-03-01
JP8-44842 1996-03-01
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JP (1) JPH09293219A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275360B1 (en) * 1997-09-29 2001-08-14 Hitachi, Ltd. Read-write head
US6597545B2 (en) * 2000-05-25 2003-07-22 Seagate Technology Llc Shield design for magnetoresistive sensor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6275360B1 (en) * 1997-09-29 2001-08-14 Hitachi, Ltd. Read-write head
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