JPH10124822A - 磁気抵抗効果型再生ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルクハウゼンノイズ等の影響により再生ヘ
ッド（磁界検出素子）の磁性膜に生じる磁区構造を除去
し、再生ヘッドの特性向上、及び信頼性向上を図るこ
と。 【解決手段】 ＳＡＬ膜１１の上層に、中間層１２を介
しＭＲ膜１０を積層してなる磁界検出素子を含む磁気抵
抗効果型再生ヘッドにおいて、少なくともＭＲ膜１０を
円形状ないし楕円形状に形成したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果型再
生ヘッドに係り、特に、磁気ディスク装置等の磁気記録
再生に用いられる磁気抵抗効果型再生ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】図３乃至図４に従来例を示す。それぞれ
（ａ）が正面図を、（ｂ）が断面図を示している。

【０００３】図３示す再生ヘッドでは、ＳＡＬ膜５１の
上層に、中間層５２を介しＭＲ膜５３が積層され、磁界
検出素子が構成されている。ＭＲ膜５３は、主に媒体か
らの磁界を検出する磁気抵抗効果を有する。ＳＡＬ膜５
１は、ＭＲ膜５０に横バイアスをかける軟磁性膜であ
る。また、ＭＲ膜５３の上層には、ＭＲ膜５０の中央部
が方形（矩形）に覗くようにして交換結合膜５３が積層
されている。交換結合膜５３は、ＭＲ膜５３の磁化を安
定化させる目的で積層される。

【０００４】また、図４に示す再生ヘッドでは、ＳＡＬ
膜６１の上層に中間層６２を介しＭＲ膜６０を積層して
なる磁界検出素子が方形（矩形）に形成され、その両側
にＭＲ膜６０及びＳＡＬ膜６１を安定化させるための硬
磁性膜６４が形成されている。

【０００５】ここで、ＳＡＬとは、Saturated-Adjacent
-layerの略語である。また、ＭＲとは、Magneto-Resist
iveの略語である（以下、同じ）。

【０００６】上記の構成を持つ磁界検出素子において、
外部磁界（例えば媒体磁界）がＭＲ膜に印加されるとＭ
Ｒ膜内の磁化方向が変化することによってＭＲ膜の電気
抵抗値が変化する。ＭＲ膜にこの電気抵抗の変化を検出
するための一定の電流を流しておくことにより、外部磁
界の変化を電圧の変化として取り出すことが可能であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、ＭＲ膜、あるいはＳＡＬ膜の磁化が外
部磁界に対して不安定、あるいは再現性がない場合、再
生電圧（出力）が不安定となり正確な情報の読みとりが
できない不都合があった。

【０００８】即ち、矩形の構造を持ったＭＲ膜、及びＳ
ＡＬ膜では、膜の端部に発生する磁荷による反磁界が膜
内部で一様とならず磁区構造を形成しやすいところ、こ
の磁区構造の形成により、例えばバルクハウゼンノイズ
の影響による再生出力の不安定化が生じる不都合があっ
た。

【０００９】また、磁界検出素子が矩形状であるため、
外部磁界に対する素子の応答が直線的にならず、媒体に
記録された情報を読みとった再生波形に非線形成分が含
まれるので、正確な読みとりができない不都合が生ずる
場合があった。

【００１０】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、バルクハウゼンノイズ等の影響により
再生ヘッド（磁界検出素子）の磁性膜に生じる磁区構造
を除去し、再生ヘッドの特性向上、及び信頼性向上を図
った磁気抵抗効果型再生ヘッドを提供することを、その
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、ＳＡＬ膜の上層に、中間
層を介しＭＲ膜を積層してなる磁界検出素子を含む磁気
抵抗効果型再生ヘッドにおいて、少なくともＭＲ膜を円
形状ないし楕円形状に形成した、という構成を採ってい
る。

【００１２】ここで、「円形状乃至楕円形状」には、こ
れに類する形状を含む。

【００１３】請求項２記載の発明では、上記構成に加
え、ＳＡＬ膜も円形状ないし楕円形状に形成した、とい
う構成を採っている。

【００１４】請求項３記載の発明では、磁界検出素子の
径方向の一端部と他端部に当該磁界検出素子を挟み込む
硬磁性膜を形成した、という構成を採っている。

【００１５】請求項４記載の発明では、硬磁性膜を、Ｍ
Ｒ膜の円形状ないし楕円形状の輪郭に沿って設けた、と
いう構成を採っている。

【００１６】上記請求項１乃至４記載の発明では、ＭＲ
膜を円形状乃至楕円形状に形成したことにより、膜の端
部に発生する磁荷による反磁界が膜内部で一様となり磁
区構造の形成が抑制される。

【００１７】請求項５記載の発明では、ＳＡＬ膜の上層
に中間層を介しＭＲ膜を積層してなる磁界検出素子と、
ＭＲ膜の上層に当該ＭＲ膜が外部に覗くように空間を設
けて積層された交換結合膜とを含む磁気抵抗効果型再生
ヘッドにおいて、交換結合膜に設けられたＭＲ膜の覗き
穴を円形状ないし楕円形状に設定した、という構成を採
っている。本発明では、交換結合膜により、ＭＲ膜の端
部の磁化が固定され、請求項１乃至４記載の発明と同様
の作用を奏する。

【００１８】これらにより、前述した目的を達成しよう
とするものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
に基づいて説明する。図１（ａ）は再生ヘッドの正面
図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ断面図を
示す。

【００２０】図１（ｂ）において、ＳＡＬ膜１１の上層
には中間層１２及びＭＲ膜１０がこの順で積層されてい
る。以下、この積層された膜群を磁界検出素子という。
そして、本実施形態では、これら積層された膜１０，１
１，１２の一端部と他端部が硬磁性膜１４に挟まれてい
る。このうち、ＭＲ膜１０，ＳＡＬ膜１１及びその中間
層１２は、図１（ａ）に示すように、円形状乃至楕円形
状又はこれに近い形状に形成され、媒体から磁界を検出
する際の磁化の安定化が図られている。

【００２１】ここで、これらそれぞれの膜１０，１１，
１２は、必ずしも同じ大きさを持つ必要はなく、例えば
ＭＲ膜１０に比べＳＡＬ膜１１の面積が大きくても良
く、逆にＭＲ膜１０の方が大きくても良い。このように
形成された磁界検出素子に、磁化方向の変化を読みとる
ための電流を流すことで磁界を検出することができる。
また、上記の磁界検出素子をより安定的に動作させるた
め、硬磁性膜１４は、図１（ａ）に示すように積層され
た膜１０，１１，１２の楕円形輪郭に沿って配置される
ことが望ましい。

【００２２】本実施形態における再生ヘッドは、．プ
レート状に形成した硬磁性膜１４の中央部を略円形に切
削加工する第１工程と、当該切削部内にＳＡＬ膜，中間
層及びＭＲ層をこの順で積層する第２工程とを経て製造
されても良い。また、．ＳＡＬ膜１１上に中間層１２
及びＭＲ膜１０をこの順で積層する第１工程と、略円形
状に積層された膜１０，１１，１２の全体を硬磁性膜１
４で覆い込む第２工程と、積層された膜１０，１１，１
２の全体を覆う硬磁性膜１４のＭＲ膜１０側（媒体に対
向する面）を切削加工してＭＲ膜を覗かせる第３工程と
を経て製造されても良い。更に、．ＳＡＬ膜１１上に
中間層１２及びＭＲ膜１０をこの順で積層する第１工程
と、積層された略円形の膜１１，１２，１３の一端部と
他端部を硬磁性膜１４で覆う第２工程とを経て製造され
ても良い。

【００２３】本実施形態によれば、ＭＲ膜１０、ＳＡＬ
膜１１の反磁界を膜内部で一様にすることができるた
め、再生出力の不安定性の要因である磁区構造の形成を
抑制することができ、また同時に、磁界を検出する素子
部における磁化の外部磁界（媒体磁界）に対する応答の
非線形性を抑制することができ、安定した再生出力を得
ることができる。

【００２４】ここで、硬磁性膜１４は、磁界検出素子１
３を全て覆う形となっても良い。

【００２５】次に、本発明の他の実施形態を図２に基づ
いて説明する。図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は図２
（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図を示す。

【００２６】図２において、任意形状のＳＡＬ膜２１の
上層に同様に任意形状の中間層２２及びＭＲ膜２０がこ
の順で積層されている。本実施形態では、積層されたそ
れぞれの膜２０，２１，２２を方形として図示してい
る。また、ＭＲ膜２０の上層には、当該ＭＲ膜２０の磁
化を安定させるために、該ＭＲ膜２０が円形乃至楕円形
又はこれに類する形状で外部に覗くようにして、交換結
合膜２３が積層されている。

【００２７】ここで、交換結合膜２３は、ＭＲ膜２０の
端部の磁化を固定する目的で形成されている。

【００２８】本実施形態の再生ヘッドは、ＳＡＬ膜２１
の上層に中間層２２，ＭＲ膜２０及び交換結合膜２３を
この順で積層する第１工程と、ＭＲ膜２０が略円形に外
部に覗くように交換結合膜２３を切削加工する第２工程
とを経て製造されても良い。

【００２９】このようにしても上記実施形態と同様の作
用効果を奏する他、上記実施形態に比べ製造が容易にな
るという利点がある。また、本実施形態の適用により媒
体の再生トラック幅を記録トラック幅よりも広く設定す
ることも可能となる。

【００３０】ここで、ＭＲ膜２０及びＳＡＬ膜２１の両
端も曲線化することが望ましい。

【００３１】

【実施例】以下、上記各実施形態に基づく実施例を示す
と共に、当該実施例における磁界に対する素子の応答特
性を従来例と比較した結果を図５に基づいて説明する。

【００３２】最初に示した実施形態（図１）において、
ＳＡＬ膜１１及びＭＲ膜１０を軟磁性膜，中間層１２を
非磁性膜とすると共に円形とし、磁界検出素子の両側か
ら電圧を印加して電流を流すことにより、磁界検出素子
に外部磁界がかかったときの素子の出力を得た（図５の
実施例１）。

【００３３】この出力は、従来の矩形構造を持つ場合
（図４）に比べてバルクハウゼンノイズが顕著に低減さ
れ、また素子の磁界に対する応答の直線性も向上した。

【００３４】また、素子の両側に配置した硬磁性膜１４
の形状を、円形以外の任意形状とした場合も、円形の場
合に近い有効な効果が得られた。

【００３５】更に、上記素子において、磁界検出素子を
円形のかわりに楕円形状とした場合（実施例２）やＭＲ
膜１０を楕円形状としてＳＡＬ膜１１を矩形形状とした
場合（実施例３）も、同等の結果が得られた。

【００３６】これに加え、上記再生ヘッドにおいて、両
側の硬磁性膜１４がない場合においても軟磁性膜に磁気
異方性を付与することによって同様の効果が得られた。

【００３７】一方、後に示した他の実施形態（図２）に
おいて、ＭＲ膜２０及びＳＡＬ膜２１を軟磁性膜とし、
中間層２２を非磁性膜とすると共に、交換結合膜２３を
反強磁性膜等とし、交換結合膜２３からＭＲ膜２０が覗
く穴を円形状とした場合（実施例４）、従来例（図３）
のように交換結合膜の形状が矩形構造を持つ場合に比べ
てバルクハウゼンノイズが顕著に低減され、また素子の
磁界に対する応答の直線性も向上した。

【００３８】また、本構造において交換結合膜の穴を楕
円形状とした場合にも同等の効果が得られた。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、円形状、あるいは楕円形状を持
つ磁性膜においては、磁性膜端部に発生する磁荷による
反磁界が磁性膜内部で一様となるために磁区構造が形成
されにくくなるので、ＭＲ膜、あるいはＭＲ膜及びＳＡ
Ｌ膜の形状を円形状、あるいは楕円形状等にすることに
より、磁界検出素子内に形成される磁区構造が抑制さ
れ、これらに起因する再生出力の不安定性をなくすこと
が可能となる。また、磁界検出素子が外部磁界（媒体磁
界）に対する線形的な応答を得られやすくなり、磁界検
出素子の出力が非線形応答であＲ場合の様々な問題点を
解決することができる、という従来にない優れた磁気抵
抗効果型再生ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す構成図であり、図１
（ａ）が正面図、図１（ｂ）が図１（ａ）におけるＡ−
Ａ断面図を示す。

【図２】本発明の他の実施形態を示す構成図であり、図
２（ａ）が正面図、図２（ｂ）が図２（ａ）におけるＢ
−Ｂ断面図を示す。

【図３】従来例を示す構成図であり、図３（ａ）が正面
図、図３（ｂ）が図３（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図を示
す。

【図４】他の従来例を示す構成図であり、図４（ａ）が
正面図、図４（ｂ）が図４（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図
を示す。

【図５】ＭＲ膜及びＳＡＬ膜の形状と再生信号特性の良
否との関係を表した図表である。

【符号の説明】

１０，２０ ＭＲ膜 １１，２１ ＳＡＬ膜 １２，２２ 中間層 １４ 硬磁性膜 ２３ 交換結合膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＳＡＬ膜の上層に、中間層を介しＭＲ膜
   を積層してなる磁界検出素子を含む磁気抵抗効果型再生
   ヘッドにおいて、 少なくとも前記ＭＲ膜を円形状ないし楕円形状に形成し
   たことを特徴とする磁気抵抗効果型再生ヘッド。
2. 【請求項２】 前記ＳＡＬ膜を円形状ないし楕円形状に
   形成したことを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果
   型再生ヘッド。
3. 【請求項３】 前記磁界検出素子の径方向の一端部と他
   端部に当該磁界検出素子を挟み込む硬磁性膜を形成した
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の磁気抵抗効果型
   再生ヘッド。
4. 【請求項４】 前記硬磁性膜を、前記ＭＲ膜の円形状な
   いし楕円形状の輪郭に沿って設けたことを特徴とする請
   求項３記載の磁気抵抗効果型再生ヘッド。
5. 【請求項５】 ＳＡＬ膜の上層に中間層を介しＭＲ膜を
   積層してなる磁界検出素子と、前記ＭＲ膜の上層に当該
   ＭＲ膜が外部に覗くように空間を設けて積層された交換
   結合膜とを含む磁気抵抗効果型再生ヘッドにおいて、 前記交換結合膜に設けられた前記ＭＲ膜の覗き穴を円形
   状ないし楕円形状に設定したことを特徴とする磁気抵抗
   効果型再生ヘッド。