JPH10105923A - 半導体式磁界検出器付き書込み及び読取り用磁気ヘッド - Google Patents

半導体式磁界検出器付き書込み及び読取り用磁気ヘッド

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JPH10105923A
JPH10105923A JP16356897A JP16356897A JPH10105923A JP H10105923 A JPH10105923 A JP H10105923A JP 16356897 A JP16356897 A JP 16356897A JP 16356897 A JP16356897 A JP 16356897A JP H10105923 A JPH10105923 A JP H10105923A
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JP
Japan
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air gap
magnetic
layer
detector
magnetic head
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JP16356897A
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Jean Pierre Lazzari
ラザリ ジャン−ピエール
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Silmag
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    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/37Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices using Hall or Hall-related effect, e.g. planar-Hall effect or pseudo-Hall effect
    • G11B5/376Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices using Hall or Hall-related effect, e.g. planar-Hall effect or pseudo-Hall effect in semi-conductors
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    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 ノイズフリーの半導体式磁界検出器付きの書
込み及び読取り用磁気ヘッド。 【解決手段】 飛翔面のレベルで、エアギャップの中に
直接半導体式検出器を設置する。検出器は、記録媒体に
最も近く位置づけされ、磁束誘導用磁気回路の介入なし
にこの媒体からの漏洩磁界に対し感応性をもつ。それが
書込み用エアギャップの中にあることから、書込み動作
と読取り動作の間の完璧な幾何学的一致が同時に確保さ
れる。検出器の寸法は、記録ゾーンの寸法に適するもの
で、記録トラックの幅に等しい幅及び記録ゾーンの長さ
以下の長さを有していてよい。1つの飛翔面を構成しエ
アギャップで分離された2つの磁極を伴う磁気回路を含
む書込み及び読取り用磁気ヘッドにおいて、磁気回路を
とり囲む導電性巻線で構成された書込み手段及び読取り
手段を含み、かつ読取り手段を飛翔面レベルでエアギャ
ップの中に置かれた半導体式磁界検出器で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体式磁界検出
器付きの書込み及び読取り用磁気ヘッドを目的とする。
本発明は、情報の磁気記録に応用できる。
【0002】
【従来の技術】1つのエアギャップによって分離され1
つの飛翔面を構成する2つの磁極片を伴う磁気回路を含
む書込み及び読取り用磁気ヘッドは、すでに知られてい
る。このようなヘッドはさらに、書込み電流が循環する
導電性巻線で構成されている書込み手段及び、一般に磁
気抵抗で構成された読取り手段を含んで成る。
【0003】添付図1は、文書FR−A−264531
4によって開示された1変形形態におけるこのような1
つのヘッドを示している。
【0004】この国では、1つのボックス構造12が中
に彫刻された例えばケイ素などの基板10を含むヘッド
が見られる。このボックス構造の中では、1つの下部磁
気層14が電解によって形成され、垂直な2本の柱16
1 、162 により延長されている。これらの柱を導電性
コイル18がとり囲んでいる。このコイルは絶縁層20
の中に埋め込まれている。磁気回路は、エアギャップ2
4により分離された2つの磁極片221 、222 で形成
された上部磁気部品で完全な形となっている。これらの
磁極片は、飛翔面25を構成する。例えば鉄−ニッケル
といった磁気抵抗要素MRがエアギャップ24の下に配
置される。ヘッドは、読取り又は書込みすべき情報が記
録される磁気媒体の前を移動する。
【0005】文書FR−A−2712420は、第2の
エアギャップにより分離された端部をもつ2つの磁気部
品により構成された磁束集束装置を備えた、類似のヘッ
ドについて記述している。このとき磁気抵抗要素は、こ
の第2のエアギャップを通って主エアギャップの下に配
置される。
【0006】磁気回路を閉じる下部磁気部品14の中
で、この部品中に設けられた二次的エアギャップの中に
磁気抵抗要素が配置されているようなその他のヘッドも
さらに知られている。
【0007】当該出願人はすでに、例えばホール効果タ
イプの半導体式磁界検出器により磁気抵抗MRを置き換
えることを提案してきた。かくして、文書FR−A−2
700633は、エアギャップにより下部磁気部品を2
つに分割し、そこにホール効果式装置を収納させること
を推奨している。
【0008】当該出願人は同様に、磁極片と磁気回路の
残りの部分の間にある間隔の中に半導体式磁界検出器を
設置することも提案した。(1996年4月12付のフ
ランス出願EN9604583及びEN9604585
号)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】いくつかの点では満足
のいくものではあるものの、これらのヘッドにはなお欠
点がある。実際、これらのヘッドが生成する読取り信号
は、読取り磁界がとる磁気回路に由来する雑音の影響を
受ける。検出器が磁極片の1つと集束装置の1つの間に
設置されている場合でも回路の長さは特に短縮されてい
るものの、この雑音は存続する。
【0010】本発明の目的は、この欠点を補正すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この目的で、本発明は、
まさに飛翔面のレベルで、エアギャップの中に直接半導
体式検出器を設置することを提案している。従って、こ
の検出器は、記録媒体に最も近いところに位置づけられ
る。この検出器は、磁束誘導用磁気回路が介入すること
なくこの媒体から発出される漏洩磁界に対し感応性をも
つ。それが書込み用エアギャップの中に位置づけされて
いることから、書込み動作と読取り動作の間の完璧な幾
何学的一致が同時に確保されることになる。
【0012】なお、検出器の寸法は、記録ゾーンの寸法
に適するものであってよい。つまり、記録トラックの幅
に等しい幅及び記録ゾーンの長さ以下の長さ(ヘッドの
移動方向に計数した場合)を有していてよい。
【0013】厳密に言うと、本発明は、1つの飛翔面を
構成しエアギャップによって分離された2つの磁極を伴
う磁気回路を含んで成る書込み及び読取り用磁気ヘッド
において、さらに、この磁気回路をとり囲む導電性巻線
で構成された書込み手段及び読取り手段を含み、かつ読
取り手段が飛翔面レベルでエアギャップの中に置かれた
半導体式磁界検出器によって構成されていることを特徴
とする磁気ヘッドを目的とする。
【0014】エアギャップ内へ検出器を導入するには、
エアギャップを幾分か拡大せざるを得なくなる。この拡
大は、記録層の内部への磁界線の優れた進入にとって有
利に作用するが、書込み磁界の強度を低減させ、磁気遷
移の(ヘッドの移動方向に計数された)長さを増大させ
る。従って、書込み磁界のマッピングを特に入念に行な
うことが適切である。そのため、本発明では、上部磁気
層を2つの全く異なる磁気層すなわち一定のエアギャッ
プを伴う下部層及び第1のものよりもさらに狭いもう1
つのエアギャップを伴う上部層に分割することが考えら
れている。検出器が配置されることになるのは、この狭
いエアギャップの中である。
【0015】好ましくは、上部層を構成する材料は、例
えばFeNTa、FeCuCoなどといった強い磁化を
伴う材料でできている。下部層を構成する材料はFeN
iであってもよいし、或いは又同様に強い磁化の材料で
できていてもよい。
【0016】
【発明の実施の形態】図2は、本発明に従った磁気ヘッ
ドを斜視図で示している。この図には、すでに図1に表
示されたいくつかの要素、すなわち、下部磁気層14、
2本の柱161 、162 、導電性巻線18及びエアギャ
ップ24により分離された磁極片221 、222 が再度
見られる。例示されている実施形態においては、磁気回
路は、2つの集束装置171 、172 で完成した形とな
る。
【0017】本発明に従うと、半導体式磁界検出器40
は、飛翔面のレベルでつまり磁極片221 、222 の高
い部分と同じ高さで、エアギャップ内に設置される。
【0018】図3は、上部磁気層が、第1のエアギャッ
プE1を構成する下部層421 、422 と第2のエアギ
ャップE2を構成する上部層441 、442 という2つ
の層に分割されている変形形態におけるこの構造の詳細
を示している。ヘッドの移動方向に測定されるこの後者
のエアギャップの長さは、0.2〜数ミクロンであり得
る。これが、いわゆる書込みエアギャップである。下部
層(下位層とも呼ばれる)のエアギャップE1は、数分
の1マイクロメートル又は数マイクロメートル分だけ長
い。
【0019】下部層421 、422 の厚みは、1μmと
3μmの間であってよく、上部層の厚みは0.1μmと
数マイクロメートルの間である。下部エアギャップE1
は、例えばシリカなどの絶縁材料46によりふさがれ
る。半導体式磁界検出器40は、狭いエアギャップE2
の中に設置される。この検出器は、同様にシリカであっ
てよい絶縁体48の中に埋め込まれる。
【0020】本発明に従って利用される半導体式磁界検
出器は、既知のあらゆるタイプのものであってよいが、
有利には、図4及び図5を用いて例示されている独創性
を呈していてよい。図4では、まず最初に、例えばGa
Asでできた基板50の上に、例えばAlGaSb製の
第1の封じ込め層521 、例えばInAsベースの量子
ウェルで形成された活性層54、例えばAlGaSb製
の第2の封じ込め層522 そして最後に例えばGaSb
製の不動態化層56を含む積層を被着させることによっ
て得られる従来の構造が見られる。
【0021】AlGaSb製の第1の封じ込め層521
はかなり厚みがあり、約1〜数マイクロメートルであ
る。第2の封じ込め層522 は一般に第1のものよりも
薄く、例えば約数10ナノメートルである。
【0022】このような構造を忠実に再現しても、本発
明には全く適さないだろう。それは、まず第1に、基板
50をひとたび削除した時点で第1の封じ込め層521
が表面に現われ急速に酸化すると思われるからである。
次に、活性層54が、比較的厚い封じ込め層521 を理
由として、表面からかなり離隔することになるからであ
る。
【0023】従って、本発明に従うと、図5に例示した
異なる積層が実施される。例えばGaAs製の1つの基
板60の上に、まず、約10ナノメートルの厚みの例え
ばGaSb製の層661 を被着させる。この層は、ひと
たび基板60が無くなると、不動態化層を構成すること
になる。その後例えばAlGaSb製の第1の封じ込め
層621 を被着させるが、通例とは異なり、この層は、
約数10ナノメートルの薄いものとして選択される。そ
の後、約10ナノメートルの例えばInAs製の感応層
64、及び第1のものよりも厚いものであってよい例え
ばAlGaSbでできた第2の封じ込め層622 を被着
させる。最後に、例えばGaSb製の第2の不動態化層
662 を被着させる。かくして、基板60が無くなった
時点で、層621 が薄いために、感応層64は飛翔面の
表面にきわめて近いところ(数10ナノメートル)にく
ることになる。
【0024】図6は、検出器の電気結線がどこに配置さ
れているかを概略的に示している。これらの結線は、以
下でその構造を示す固定接点電極71及び72の形で、
検出器40の下に位置づけされていることがわかる。
【0025】ここで、本発明に従ったヘッドの一実施例
について記述する。当然のことながら、この方法は、説
明を目的として記述されるにすぎず、いかなる点におい
ても本発明を制限するものではない。
【0026】まず最初に、絶縁体46によりふさがれる
エアギャップE1により分離された2つの部品421
422 で形成された磁気層が得られるまで、冒頭で引用
した文書内で教示されている通りに、従来の磁気回路を
制作することから始める。
【0027】これと別に、図5に従った積層を作る。G
aSbでできた最後の層662 の上に、感光又は電気感
応性の樹脂を被着させ、その後、高解像度の光受容体又
は電子ビーム露光装置を用いて樹脂を露光して図7に下
面図で表わされた4つのパターンを決定する。樹脂の現
像の後、陰極スパッタリングにより例えばAuGeとい
った導電性層を被着させる。(「リフトオフ」と呼ばれ
る)剥離作業により、抵抗性接点71、72、73及び
74のみ存続させるように余剰の表面を削除する。
【0028】その後、接点をマスクとしてとることによ
り、もう1つの写真平版を実施する。かくして、連続的
に層662 、封じ込め層622 、感応層64、封じ込め
層621 、不動態化層661 を彫刻して基板まで到達す
る。このとき、図8に上面図の形で輪郭が表わされてい
る積層75が得られる。この輪郭は、抵抗性接点71〜
74の外部輪郭に沿っている。
【0029】ヘッドの従来の部分を製作した時点で、下
位層421 、422 が中に形成されている絶縁層46上
に、図9に外観を示す結線を製作しようとした。これら
の結線には、結線71、72、73、74の端部に向か
い合うことになる矩形の固定接点電極81、82、8
3、84、及び構造全体を横断し飛翔面とは反対側の面
上に通じる円筒形の電流ブッシング91、92、93、
94が含まれる。これらの結線は、銅製であってよい。
【0030】矩形部品81〜84の上には、例えばSu
Pbといった低温で溶融する金属合金を被着させる。両
面アライメント装置を用いて、磁気回路で構成されたサ
ブアセンブリと積層物で構成されたサブアセンブリを組
立てる。アライメントは±0.4μmで行なうことがで
きる。固定接点電極の位置及び寸法は、最悪の場合で
も、2つのサブアセンブリの間の接点の重なり合いが正
しくなるようなものである。このとき、合金を溶融させ
結線固定接点電極の溶接を行なうのに充分な温度でアセ
ンブリを焼きなましする。
【0031】その後、基板60の厚みを減少させ、基板
60の薄層が保存されたと想定した図10の中に例示さ
れたアセンブリを得る。この図では、下位層421 、4
2のエアギャップE1との関係における検出器の偏心
は、それが全く重要でなく、それでもなお接触が樹立さ
れることを示すため誇張されている。
【0032】その後アセンブリの上に、例えばシリカ製
の絶縁体の薄膜を被着させ、検出器を側方に絶縁する2
つの垂直壁しか存続させないように、反応性イオンエッ
チングにより小口全体を彫刻する。これら2つの壁は、
図11で921 、922 として示されている。
【0033】ここで残るは、すでに図3に表されたヘッ
ドを得るため、狭い磁化の上部磁気層を、例えば陰極ス
パッタリングによって被着することである。アセンブリ
を平坦化することができ、又(非反応性)イオンエッチ
ングにより表面を腐食させて、感応層64が飛翔面ひい
ては記録媒体に最も近くなるように、GaAsの残留層
(層60)の厚みを低減させることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】先行技術に従った書込み及び読取りヘッドを表
す。
【図2】本発明に従ったヘッドを表す。
【図3】エアギャップレベルでの本発明に従ったヘッド
の詳細を示す。
【図4】量子ウェルを伴うホール効果式検出器の既知の
構造を示す。
【図5】本発明において利用されるホール効果式検出器
の構造を示す。
【図6】電気接点の場所を断面図で示す。
【図7】上面図で電気接点を示す。
【図8】半導体式検出器の断面を上面図で示す。
【図9】固定接点電極及び電流ブッシングを上面図で示
す。
【図10】結線と共に、組立て後のホール効果式検出器
を示す。
【図11】半導体式検出器の側方絶縁段階を示す。
【符号の説明】
14、161 、162 、221 、222 磁気回路 18 導電性巻線 24 エアギャップ 25 飛翔面 40 半導体式磁界検出器 421 、422 下部磁気層 441 、442 上部磁気層 46 第1の絶縁材料 621 、622 封じ込め層 64 感応層 661 不動態化層 662 接触層 70、71、72、73、74 電気結線 81、82、83、84 固定接点電極

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つの飛翔面(走行面)(25)を構成
    しエアギャップ(24)によって分離された2つの磁極
    片(221 ,222 )を伴う磁気回路(14,161
    162 ,221 ,222 )を含んで成る書込み及び読取
    り用磁気ヘッドにおいて、さらに、この磁気回路をとり
    囲む導電性巻線(18)で構成された書込み手段及び読
    取り手段を含み、かつ読取り手段が飛翔面(25)レベ
    ルでエアギャップ(24)の中に置かれた半導体式磁界
    検出器(40)によって構成されていることを特徴とす
    る磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 磁極片(221 ,222 )が、エアギャ
    ップのレベルで、第1のエアギャップ(E1)をもつ下
    部磁気層(421 ,422 )及び第1のエアギャップ
    (E1)よりも狭い第2のエアギャップ(E2)をもつ
    上部磁気層(441 ,442 )によって形成されてお
    り、半導体式磁界検出器(40)がこの第2のエアギャ
    ップ(E2)の中に置かれていることを特徴とする請求
    項1に記載の磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】 上部磁気層(441 ,442 )が、強い
    磁化をもつ磁気材料で作られていることを特徴とする請
    求項2に記載の磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 第1のエアギャップ(E1)が第1の幅
    を有し第2のエアギャップ(E2)が第2の幅を有し、
    第2の幅は第1のエアギャップ(E1)の第1の幅より
    もさらに狭く、これらの幅は媒体との関係におけるヘッ
    ドの移動方向に対して垂直な方向で測定されていること
    を特徴とする請求項2に記載の磁気ヘッド。
  5. 【請求項5】 下部磁気層(421 ,422 )により形
    成された第1のエアギャップ(E1)は、半導体式検出
    器(40)が上に載っている第1の絶縁材料(46)に
    よってふさがれていることを特徴とする請求項2に記載
    の磁気ヘッド。
  6. 【請求項6】 半導体式磁界検出器がホール効果タイプ
    のものであることを特徴とする請求項1に記載の磁気ヘ
    ッド。
  7. 【請求項7】 ホール効果式検出器が、不動態化層(6
    1 )、第1の封じ込め層(621 )、量子ウェルをも
    つ感応層(64)、第2の封じ込め層(622 )及び接
    触層(662 )から成る積層を含んで成り、感応層(6
    4)を飛翔面から離隔している第1の封じ込め層は第2
    の封じ込め層(622 )よりも薄いことを特徴とする請
    求項6に記載の磁気ヘッド。
  8. 【請求項8】 半導体式検出器(40)が、接触層(6
    2 )の下に配置され磁極片(221 ,222 )との関
    係において横方向に延びる電気結線(70,71,7
    2,73,74)を含むことを特徴とする請求項7に記
    載の磁気ヘッド。
  9. 【請求項9】 検出器(40)の電気結線(71,7
    2,73,74)が、第1のエアギャップ(42)をふ
    さいでいる第1の絶縁材料(46)上に配置された固定
    接点電極(81,82,83,84)と電気的接触状態
    にあることを特徴とする請求項8に記載の磁気ヘッド。
  10. 【請求項10】 固定接点電極(81,82,83,8
    4)は、ヘッドを横断し飛翔面とは反対側にある面上に
    通じている電流ブッシングに接続されていることを特徴
    とする請求項9に記載の磁気ヘッド。
JP16356897A 1996-06-06 1997-06-06 半導体式磁界検出器付き書込み及び読取り用磁気ヘッド Withdrawn JPH10105923A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9607000 1996-06-06
FR9607000A FR2749695B1 (fr) 1996-06-06 1996-06-06 Tete magnetique d'ecriture et de lecture a detecteur de champ a semiconducteur

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