JPH11213354A - 磁気抵抗効果型ヘッド、磁気記録再生方法及び磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気抵抗効果型ヘッド、磁気記録再生方法及び磁気記録再生装置Info
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- JPH11213354A JPH11213354A JP1141098A JP1141098A JPH11213354A JP H11213354 A JPH11213354 A JP H11213354A JP 1141098 A JP1141098 A JP 1141098A JP 1141098 A JP1141098 A JP 1141098A JP H11213354 A JPH11213354 A JP H11213354A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 保磁力の差の小さな２種類の磁性層を備える
磁気ヘッドを用いて高性能な磁気記録再生を行う。 【解決手段】 第１の磁性層１２と第２の磁性層１４と
を非磁性層１３を挟んで積層した多層膜１０を備える磁
気抵抗効果型ヘッドにおいて、第１の磁性層の磁化容易
方向を磁気記録媒体から印加される磁界の方向にほぼ平
行にし、第２の磁性層の磁化容易方向を磁気記録媒体か
ら印加される磁界の方向に対してほぼ直交させる。第１
の磁性層１２は磁気記録媒体から印加される磁界によっ
て磁化が反転可能な大きさの保磁力を有し、第２の磁性
層１４は第１の磁性層の保磁力より小さな異方性磁界を
有する。磁気記録媒体から多層膜１０に印加される磁界
が反転するとき２層の磁性層の磁化のなす角度が一時的
に反平行になることによる多層膜の磁気抵抗変化を検出
する。
磁気ヘッドを用いて高性能な磁気記録再生を行う。 【解決手段】 第１の磁性層１２と第２の磁性層１４と
を非磁性層１３を挟んで積層した多層膜１０を備える磁
気抵抗効果型ヘッドにおいて、第１の磁性層の磁化容易
方向を磁気記録媒体から印加される磁界の方向にほぼ平
行にし、第２の磁性層の磁化容易方向を磁気記録媒体か
ら印加される磁界の方向に対してほぼ直交させる。第１
の磁性層１２は磁気記録媒体から印加される磁界によっ
て磁化が反転可能な大きさの保磁力を有し、第２の磁性
層１４は第１の磁性層の保磁力より小さな異方性磁界を
有する。磁気記録媒体から多層膜１０に印加される磁界
が反転するとき２層の磁性層の磁化のなす角度が一時的
に反平行になることによる多層膜の磁気抵抗変化を検出
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い感度を有する
再生用磁気ヘッド並びに、その磁気ヘッドを用いた磁気
記録再生方法及び磁気記録再生装置に関する。
再生用磁気ヘッド並びに、その磁気ヘッドを用いた磁気
記録再生方法及び磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、再生用磁気
ヘッドとして巨大磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果型ヘ
ッドが用いられ始めている。巨大磁気抵抗効果を示す材
料としては、Dieny らによる Physical Review B、第４
３巻、第１号、１２９７〜１３００頁に記載の「Giant
Magneto-resistance in Soft Ferromagnetic Multilaye
rs」のように、２層の磁性層を非磁性層で分離し、一方
の磁性層に反強磁性層からの交換バイアス磁界を印加す
る多層膜が考案されている。また、Hoshino らによるJa
panese Journal of Applied Physics、第３４巻、第３
号、１５２６〜１５３３頁に記載の「Magnetoresistanc
e Effects in Ni-Fe-Co/Cu/Co-Pt Trilayers」のよう
に、異なる保磁力を有する２層の磁性層を非磁性層で分
離した多層膜においても巨大磁気抵抗効果は観測されて
いる。
ヘッドとして巨大磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果型ヘ
ッドが用いられ始めている。巨大磁気抵抗効果を示す材
料としては、Dieny らによる Physical Review B、第４
３巻、第１号、１２９７〜１３００頁に記載の「Giant
Magneto-resistance in Soft Ferromagnetic Multilaye
rs」のように、２層の磁性層を非磁性層で分離し、一方
の磁性層に反強磁性層からの交換バイアス磁界を印加す
る多層膜が考案されている。また、Hoshino らによるJa
panese Journal of Applied Physics、第３４巻、第３
号、１５２６〜１５３３頁に記載の「Magnetoresistanc
e Effects in Ni-Fe-Co/Cu/Co-Pt Trilayers」のよう
に、異なる保磁力を有する２層の磁性層を非磁性層で分
離した多層膜においても巨大磁気抵抗効果は観測されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】異なる保磁力を有する
２層の磁性層を非磁性層で分離した多層膜では、従来、
一方の磁性層（磁性層Ａ）の保磁力は高く、他方の磁性
層（磁性層Ｂ）の保磁力は低いことが必要とされてき
た。しかし、前述の Hoshinoらによる報告のように、高
い保磁力を有する磁性層Ａからの漏れ磁界が、比較的低
い保磁力を有する磁性層Ｂに印加され、そのため、磁性
層Ｂの保磁力が高くなってしまうという問題があった。
磁性層Ａの保磁力を低くすると、上述のような漏れ磁界
の印加がなくなるため、磁性層Ｂの保磁力は高くならな
い。しかし、従来のような磁気抵抗効果型ヘッドの電極
間の電圧変化の勾配を利用して再生する磁気記録再生装
置では、磁性層Ａ及び磁性層Ｂの保磁力の値が近いと電
圧変化の線形領域が狭いために再生に問題が生じる。
２層の磁性層を非磁性層で分離した多層膜では、従来、
一方の磁性層（磁性層Ａ）の保磁力は高く、他方の磁性
層（磁性層Ｂ）の保磁力は低いことが必要とされてき
た。しかし、前述の Hoshinoらによる報告のように、高
い保磁力を有する磁性層Ａからの漏れ磁界が、比較的低
い保磁力を有する磁性層Ｂに印加され、そのため、磁性
層Ｂの保磁力が高くなってしまうという問題があった。
磁性層Ａの保磁力を低くすると、上述のような漏れ磁界
の印加がなくなるため、磁性層Ｂの保磁力は高くならな
い。しかし、従来のような磁気抵抗効果型ヘッドの電極
間の電圧変化の勾配を利用して再生する磁気記録再生装
置では、磁性層Ａ及び磁性層Ｂの保磁力の値が近いと電
圧変化の線形領域が狭いために再生に問題が生じる。
【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、保磁力の差の小さな２種類の磁性層を備え
る磁気ヘッドを用いて高性能な磁気記録再生を行う手段
を提供することを目的とする。
れたもので、保磁力の差の小さな２種類の磁性層を備え
る磁気ヘッドを用いて高性能な磁気記録再生を行う手段
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、保磁力の異
なる２種類の磁性層を有する多層膜を用いた磁気抵抗効
果型ヘッドによる磁気記録の再生方法について鋭意研究
を重ねた結果、電極間の電圧変化の勾配を検出するので
はなく、磁気記録媒体から印加される磁界によって両方
の磁性層を異なるタイミングで磁化反転させ、２層の磁
性層の磁化のなす角度が反平行になったことによる磁気
抵抗の増大（電圧ピーク）を検出して磁気記録の再生を
行うことができることを見出し、本発明を完成するに至
った。
なる２種類の磁性層を有する多層膜を用いた磁気抵抗効
果型ヘッドによる磁気記録の再生方法について鋭意研究
を重ねた結果、電極間の電圧変化の勾配を検出するので
はなく、磁気記録媒体から印加される磁界によって両方
の磁性層を異なるタイミングで磁化反転させ、２層の磁
性層の磁化のなす角度が反平行になったことによる磁気
抵抗の増大（電圧ピーク）を検出して磁気記録の再生を
行うことができることを見出し、本発明を完成するに至
った。
【０００６】すなわち、本発明による磁気抵抗効果型ヘ
ッドは、第１の磁性層と第２の磁性層とを非磁性層を挟
んで積層した多層膜を備える磁気抵抗効果型ヘッドにお
いて、第１の磁性層は磁気記録媒体から印加される磁界
によって磁化が反転可能な大きさの保磁力を有し、第２
の磁性層は第１の磁性層の保磁力より小さな保磁力を有
することを特徴とする。
ッドは、第１の磁性層と第２の磁性層とを非磁性層を挟
んで積層した多層膜を備える磁気抵抗効果型ヘッドにお
いて、第１の磁性層は磁気記録媒体から印加される磁界
によって磁化が反転可能な大きさの保磁力を有し、第２
の磁性層は第１の磁性層の保磁力より小さな保磁力を有
することを特徴とする。
【０００７】第１の磁性層の磁化容易方向は磁気記録媒
体から印加される磁界の方向にほぼ平行であり、第２の
磁性層の磁化容易方向は磁気記録媒体から印加される磁
界の方向に対してほぼ直交していることが、高い周波数
での磁気記録媒体からの磁界を検出する点で好ましい。
また、本発明による磁気抵抗効果型ヘッドは、第１の磁
性層と第２の磁性層とを非磁性層を挟んで積層した多層
膜を備える磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、第１の磁性
層の磁化容易方向は磁気記録媒体から印加される磁界の
方向にほぼ平行であり、第２の磁性層の磁化容易方向は
磁気記録媒体から印加される磁界の方向に対してほぼ直
交しており、第１の磁性層は磁気記録媒体から印加され
る磁界によって磁化が反転可能な大きさの保磁力を有
し、第２の磁性層は第１の磁性層の保磁力より小さな異
方性磁界を有することを特徴とする。
体から印加される磁界の方向にほぼ平行であり、第２の
磁性層の磁化容易方向は磁気記録媒体から印加される磁
界の方向に対してほぼ直交していることが、高い周波数
での磁気記録媒体からの磁界を検出する点で好ましい。
また、本発明による磁気抵抗効果型ヘッドは、第１の磁
性層と第２の磁性層とを非磁性層を挟んで積層した多層
膜を備える磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、第１の磁性
層の磁化容易方向は磁気記録媒体から印加される磁界の
方向にほぼ平行であり、第２の磁性層の磁化容易方向は
磁気記録媒体から印加される磁界の方向に対してほぼ直
交しており、第１の磁性層は磁気記録媒体から印加され
る磁界によって磁化が反転可能な大きさの保磁力を有
し、第２の磁性層は第１の磁性層の保磁力より小さな異
方性磁界を有することを特徴とする。
【０００８】また、本発明による磁気記録再生方法は、
前述した２層の磁性層を非磁性層を挟んで積層した多層
膜を備える磁気抵抗効果型ヘッドを用い、磁気記録媒体
から多層膜に印加される磁界が反転するとき第１の磁性
層の磁化と第２の磁性層の磁化とのなす角度が一時的に
反平行になることによる多層膜の磁気抵抗変化を検出す
ることを特徴とする。
前述した２層の磁性層を非磁性層を挟んで積層した多層
膜を備える磁気抵抗効果型ヘッドを用い、磁気記録媒体
から多層膜に印加される磁界が反転するとき第１の磁性
層の磁化と第２の磁性層の磁化とのなす角度が一時的に
反平行になることによる多層膜の磁気抵抗変化を検出す
ることを特徴とする。
【０００９】この磁気記録再生方法によると、多層膜の
磁気抵抗が所定の値を超えたことを、多層膜に定電流を
流す電極間の電圧によって検出することで、磁気記録媒
体に記録された記録磁化の反転を検出することができ
る。本発明による磁気記録再生装置は、磁気記録媒体
と、磁気記録媒体を駆動する記録媒体駆動手段と、信号
記録部と信号再生部とを備える磁気ヘッドと、磁気ヘッ
ドを駆動する磁気ヘッド駆動手段と、磁気ヘッドの記録
再生信号処理手段とを含む磁気記録再生装置において、
磁気ヘッドの前記再生部として前述した２層の磁性層を
非磁性層を挟んで積層した多層膜を備える磁気抵抗効果
型ヘッドを備え、記録再生信号処理手段は磁気抵抗効果
型ヘッドからの検出信号が所定の値を超えたとき磁気記
録媒体に記録された信号の符号が反転しているとする判
定手段を備えることを特徴とする。
磁気抵抗が所定の値を超えたことを、多層膜に定電流を
流す電極間の電圧によって検出することで、磁気記録媒
体に記録された記録磁化の反転を検出することができ
る。本発明による磁気記録再生装置は、磁気記録媒体
と、磁気記録媒体を駆動する記録媒体駆動手段と、信号
記録部と信号再生部とを備える磁気ヘッドと、磁気ヘッ
ドを駆動する磁気ヘッド駆動手段と、磁気ヘッドの記録
再生信号処理手段とを含む磁気記録再生装置において、
磁気ヘッドの前記再生部として前述した２層の磁性層を
非磁性層を挟んで積層した多層膜を備える磁気抵抗効果
型ヘッドを備え、記録再生信号処理手段は磁気抵抗効果
型ヘッドからの検出信号が所定の値を超えたとき磁気記
録媒体に記録された信号の符号が反転しているとする判
定手段を備えることを特徴とする。
【００１０】第１の磁性層、非磁性層、第２の磁性層の
順に形成されている多層膜を用いた磁気抵抗効果型ヘッ
ドを有する磁気記録再生装置において、第１の磁性層と
第２の磁性層の保磁力が異なる場合、磁気記録媒体から
ヘッドの多層膜に印加される磁界により、２層の磁性層
の磁化なす角度が、平行、反平行、平行と変化する。こ
の時、この磁化なす角度の平行、反平行、平行という変
化のサイクルにより、磁気抵抗効果型ヘッドの電極間の
電圧にピークが生じる。この電圧のピークは、磁気記録
媒体から印加される磁界の極性が変化したことを示すた
め、電圧のピークを検出することにより磁気記録の再生
を行うことが可能である。
順に形成されている多層膜を用いた磁気抵抗効果型ヘッ
ドを有する磁気記録再生装置において、第１の磁性層と
第２の磁性層の保磁力が異なる場合、磁気記録媒体から
ヘッドの多層膜に印加される磁界により、２層の磁性層
の磁化なす角度が、平行、反平行、平行と変化する。こ
の時、この磁化なす角度の平行、反平行、平行という変
化のサイクルにより、磁気抵抗効果型ヘッドの電極間の
電圧にピークが生じる。この電圧のピークは、磁気記録
媒体から印加される磁界の極性が変化したことを示すた
め、電圧のピークを検出することにより磁気記録の再生
を行うことが可能である。
【００１１】この方法を利用することにより、保磁力の
差の小さい２種類の磁性層を使うことができる。すなわ
ち、保磁力の高い方の磁性層の保磁力を比較的低くする
ことができる。比較的低い保磁力の磁性層を利用できる
ため、磁性層の軟磁気特性を損なうことなく、高感度磁
気抵抗効果型ヘッドを構成することができる。
差の小さい２種類の磁性層を使うことができる。すなわ
ち、保磁力の高い方の磁性層の保磁力を比較的低くする
ことができる。比較的低い保磁力の磁性層を利用できる
ため、磁性層の軟磁気特性を損なうことなく、高感度磁
気抵抗効果型ヘッドを構成することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、異なる保磁力を有する２
層の磁性層を非磁性層で分離して積層した本発明による
多層膜１０の構造を示す断面模式図である。図１におい
て、基板１１にはＳｉ（１００）単結晶、磁性層１２に
は厚さ５ｎｍのＣｏ層、非磁性層１３には厚さ２．５ｎ
ｍのＣｕ層、磁性層１４には厚さ５ｎｍのＮｉ−２０ａ
ｔ％Ｆｅ合金層を用いた。磁性層１２の保磁力は８００
Ａ／ｍ、磁性層１４の保磁力は８０Ａ／ｍ、異方性磁界
は４００Ａ／ｍである。この多層膜１０をパターン化
し、多層膜の両端に電極を形成して磁気抵抗効果素子を
作製した。
施の形態を説明する。図１は、異なる保磁力を有する２
層の磁性層を非磁性層で分離して積層した本発明による
多層膜１０の構造を示す断面模式図である。図１におい
て、基板１１にはＳｉ（１００）単結晶、磁性層１２に
は厚さ５ｎｍのＣｏ層、非磁性層１３には厚さ２．５ｎ
ｍのＣｕ層、磁性層１４には厚さ５ｎｍのＮｉ−２０ａ
ｔ％Ｆｅ合金層を用いた。磁性層１２の保磁力は８００
Ａ／ｍ、磁性層１４の保磁力は８０Ａ／ｍ、異方性磁界
は４００Ａ／ｍである。この多層膜１０をパターン化
し、多層膜の両端に電極を形成して磁気抵抗効果素子を
作製した。
【００１３】この多層膜１０を備える磁気抵抗効果素子
を磁気ヘッドの再生ヘッドとして用いる場合、磁気記録
媒体から多層膜１０に印加される磁界強度は磁気ヘッド
と磁気記録媒体との距離を制御することにより１０００
Ａ／ｍ程度にできるため、磁気記録媒体から多層膜１０
に印加される磁界が反転すると、磁性層１４の磁化のみ
ならず、磁性層１２の磁化の向きも変化（反転）する。
を磁気ヘッドの再生ヘッドとして用いる場合、磁気記録
媒体から多層膜１０に印加される磁界強度は磁気ヘッド
と磁気記録媒体との距離を制御することにより１０００
Ａ／ｍ程度にできるため、磁気記録媒体から多層膜１０
に印加される磁界が反転すると、磁性層１４の磁化のみ
ならず、磁性層１２の磁化の向きも変化（反転）する。
【００１４】磁性層１２に比較的保磁力の低い材料を用
いているため、磁性層１２からの漏れ磁界の影響が少な
く、磁性層１４の保磁力及び異方性磁界が低くなる。前
述した Hoshinoらの報告（Japanese Journal of Applie
d Physics、第３４巻、第３号、１５２６〜１５３３
頁）にあるように、磁性層１２に保磁力の高い材料を用
いると、磁性層１４の保磁力は高くなり、この型の多層
膜を磁気抵抗効果型ヘッドに用いることができなくな
る。
いているため、磁性層１２からの漏れ磁界の影響が少な
く、磁性層１４の保磁力及び異方性磁界が低くなる。前
述した Hoshinoらの報告（Japanese Journal of Applie
d Physics、第３４巻、第３号、１５２６〜１５３３
頁）にあるように、磁性層１２に保磁力の高い材料を用
いると、磁性層１４の保磁力は高くなり、この型の多層
膜を磁気抵抗効果型ヘッドに用いることができなくな
る。
【００１５】図２は図１に示した多層膜１０中の２層の
磁性層１２，１４の磁化容易方向を説明する図であり、
図２（ａ）は磁性層１２の平面模式図、図２（ｂ）は磁
性層１２の上方に形成されている磁性層１４の平面模式
図である。この多層膜を備える磁気抵抗効果素子を磁気
ヘッドの再生ヘッドに用いるとき、ヘッドの摺動面は図
２（ａ）、（ｂ）に図示した磁性層１２，１４の下側に
位置するものとする。また、磁気記録媒体の記録磁化か
らの漏洩磁界は、ヘッド摺動面に直交する方向から多層
膜中の磁性層１２，１４に印加される。
磁性層１２，１４の磁化容易方向を説明する図であり、
図２（ａ）は磁性層１２の平面模式図、図２（ｂ）は磁
性層１２の上方に形成されている磁性層１４の平面模式
図である。この多層膜を備える磁気抵抗効果素子を磁気
ヘッドの再生ヘッドに用いるとき、ヘッドの摺動面は図
２（ａ）、（ｂ）に図示した磁性層１２，１４の下側に
位置するものとする。また、磁気記録媒体の記録磁化か
らの漏洩磁界は、ヘッド摺動面に直交する方向から多層
膜中の磁性層１２，１４に印加される。
【００１６】保磁力の高い方の磁性層１２の磁化容易方
向Ａは、磁気記録媒体の記録磁化からの漏洩磁界の方向
と平行な方向である。従って、磁性層１２の磁化方向に
対して逆向きにその保磁力を超える磁界が印加される
と、磁性層１２の磁化は反転する。一方、磁性層１４の
磁化容易方向Ｂは、磁気記録媒体の記録磁化からの漏洩
磁界の方向に垂直な方向である。従って、磁性層１４の
磁化を反転させる磁界は異方性磁界である。このような
磁性層の配置、組み合わせは、高い周波数での磁気記録
媒体からの磁界を検出する点で好ましい。磁性層１４の
異方性磁界は磁性層１２の保磁力より小さい。
向Ａは、磁気記録媒体の記録磁化からの漏洩磁界の方向
と平行な方向である。従って、磁性層１２の磁化方向に
対して逆向きにその保磁力を超える磁界が印加される
と、磁性層１２の磁化は反転する。一方、磁性層１４の
磁化容易方向Ｂは、磁気記録媒体の記録磁化からの漏洩
磁界の方向に垂直な方向である。従って、磁性層１４の
磁化を反転させる磁界は異方性磁界である。このような
磁性層の配置、組み合わせは、高い周波数での磁気記録
媒体からの磁界を検出する点で好ましい。磁性層１４の
異方性磁界は磁性層１２の保磁力より小さい。
【００１７】次に、図３及び図４を用いて、本発明によ
る磁気記録再生の方法を説明する。図３（ａ）は垂直磁
気記録媒体５０に記録された記録磁化５１〜５５を模式
的に表す図、図３（ｂ）はその磁気記録媒体５０に対し
て図１に示した多層膜１０を備える磁気抵抗効果素子を
組み込んだ再生ヘッドを相対的に移動させたとき、磁性
層１２と磁性層１４の磁化状態の変化を説明する図、図
３（ｃ）は再生ヘッドの出力を説明する図である。図４
は、図１に示した多層膜１０を備える磁気抵抗効果素子
を組み込んだ再生ヘッドの電極間の電圧変化量と印加磁
界との関係を示す図である。
る磁気記録再生の方法を説明する。図３（ａ）は垂直磁
気記録媒体５０に記録された記録磁化５１〜５５を模式
的に表す図、図３（ｂ）はその磁気記録媒体５０に対し
て図１に示した多層膜１０を備える磁気抵抗効果素子を
組み込んだ再生ヘッドを相対的に移動させたとき、磁性
層１２と磁性層１４の磁化状態の変化を説明する図、図
３（ｃ）は再生ヘッドの出力を説明する図である。図４
は、図１に示した多層膜１０を備える磁気抵抗効果素子
を組み込んだ再生ヘッドの電極間の電圧変化量と印加磁
界との関係を示す図である。
【００１８】いま、多層膜１０を備える磁気抵抗効果素
子を組み込んだ再生ヘッドに磁気記録媒体５０の記録磁
化５１からの上向きの漏洩磁界が印加されているとき、
図３（ｂ）の左端に図示するように多層膜１０中の磁性
層１２，１４は、いずれも記録磁化５１からの漏洩磁界
の方向に磁化されている。このときは、磁性層１２，１
４の磁化方向が平行であるため多層膜１０の磁気抵抗は
小さく、再生ヘッドからの出力は図４にａで示すように
小さい。再生ヘッドが磁気記録媒体５０上を記録磁化５
１の上方から記録磁化５２の上方に移動するとき、磁性
層１２，１４の磁化方向に変化はない。従って、図３
（ｃ）に示すように、再生ヘッドの出力には変化がな
い。
子を組み込んだ再生ヘッドに磁気記録媒体５０の記録磁
化５１からの上向きの漏洩磁界が印加されているとき、
図３（ｂ）の左端に図示するように多層膜１０中の磁性
層１２，１４は、いずれも記録磁化５１からの漏洩磁界
の方向に磁化されている。このときは、磁性層１２，１
４の磁化方向が平行であるため多層膜１０の磁気抵抗は
小さく、再生ヘッドからの出力は図４にａで示すように
小さい。再生ヘッドが磁気記録媒体５０上を記録磁化５
１の上方から記録磁化５２の上方に移動するとき、磁性
層１２，１４の磁化方向に変化はない。従って、図３
（ｃ）に示すように、再生ヘッドの出力には変化がな
い。
【００１９】次に、再生ヘッドが上向きの記録磁化５２
の上方から下向きの磁化に磁化反転した記録磁化５３の
上方に移動する場合を考える。このとき、図３（ｂ）の
下段に示すように、異方性磁界の小さな磁性層１４の磁
化のみが記録磁化５３からの漏洩磁界の影響を受けて下
向きに反転し、保磁力の大きな磁性層１２の磁化は上向
きのままである状態、すなわち磁性層１２，１４の磁化
の向きが反平行になっている状態を経由して、図３
（ｂ）の上段に示したように２つの磁性層１２，１４の
磁化がいずれも記録磁化５３の漏洩磁界の影響を受けて
下向きに反転した状態に至る。
の上方から下向きの磁化に磁化反転した記録磁化５３の
上方に移動する場合を考える。このとき、図３（ｂ）の
下段に示すように、異方性磁界の小さな磁性層１４の磁
化のみが記録磁化５３からの漏洩磁界の影響を受けて下
向きに反転し、保磁力の大きな磁性層１２の磁化は上向
きのままである状態、すなわち磁性層１２，１４の磁化
の向きが反平行になっている状態を経由して、図３
（ｂ）の上段に示したように２つの磁性層１２，１４の
磁化がいずれも記録磁化５３の漏洩磁界の影響を受けて
下向きに反転した状態に至る。
【００２０】磁性層１２，１４の磁化が反平行な状態で
は多層膜１０の磁気抵抗は大きな値を示し、再生ヘッド
の出力は図４にｂで示すように増大する。このように磁
性層１２，１４の磁化が反平行状態になるのは、記録磁
化から磁性層１２，１４に印加される漏洩磁界が反転す
る際に一時的に起こる現象であり、多層膜１０中の磁性
層１２，１４に記録磁化５３からの漏洩磁界が充分に印
加されるような状態になると、２層の磁性層１２，１４
の磁化は平行になって多層膜１０の磁気抵抗は図４にｃ
で示すように再び小さな値をとるようになる。従って、
再生ヘッドの出力には、図３（ｃ）に示すように、記録
磁化が反転する部分に対応してピークＢが現れる。
は多層膜１０の磁気抵抗は大きな値を示し、再生ヘッド
の出力は図４にｂで示すように増大する。このように磁
性層１２，１４の磁化が反平行状態になるのは、記録磁
化から磁性層１２，１４に印加される漏洩磁界が反転す
る際に一時的に起こる現象であり、多層膜１０中の磁性
層１２，１４に記録磁化５３からの漏洩磁界が充分に印
加されるような状態になると、２層の磁性層１２，１４
の磁化は平行になって多層膜１０の磁気抵抗は図４にｃ
で示すように再び小さな値をとるようになる。従って、
再生ヘッドの出力には、図３（ｃ）に示すように、記録
磁化が反転する部分に対応してピークＢが現れる。
【００２１】同様に、再生ヘッドが下向きに磁化した記
録磁化５４の上方から上向きに磁化した記録磁化５５の
上方に移動するときも、図３（ｂ）の下段に示すよう
に、異方性磁界の小さな磁性層１４の磁化のみが記録磁
化５５からの漏洩磁界の影響を受けて上向きに反転し、
保磁力の大きな磁性層１２の磁化は下向きのままである
状態、すなわち磁性層１２，１４の磁化の向きが反平行
になっている状態を経由して、図３（ｂ）の上段に示し
たように２つの磁性層１２，１４の磁化がいずれも記録
磁化５５の漏洩磁界の影響を受けて上向きに反転した状
態に至る。
録磁化５４の上方から上向きに磁化した記録磁化５５の
上方に移動するときも、図３（ｂ）の下段に示すよう
に、異方性磁界の小さな磁性層１４の磁化のみが記録磁
化５５からの漏洩磁界の影響を受けて上向きに反転し、
保磁力の大きな磁性層１２の磁化は下向きのままである
状態、すなわち磁性層１２，１４の磁化の向きが反平行
になっている状態を経由して、図３（ｂ）の上段に示し
たように２つの磁性層１２，１４の磁化がいずれも記録
磁化５５の漏洩磁界の影響を受けて上向きに反転した状
態に至る。
【００２２】このときも、磁性層１２，１４の磁化が反
平行な状態では多層膜１０の磁気抵抗は大きな値を示
し、再生ヘッドの出力は図４にｄで示すように増大す
る。そして、多層膜１０中の磁性層１２，１４に記録磁
化５５からの上向きの漏洩磁界が充分に印加されるよう
な状態になると、２層の磁性層１２，１４の磁化はいず
れも上向きになり、両者の磁化は平行になるため多層膜
１０の磁気抵抗は図４にａで示すように再び小さな値を
とるようになる。従って、再生ヘッドの出力には、図３
（ｃ）に示すように、記録磁化が反転する部分に対応し
てピークＤが現れる。
平行な状態では多層膜１０の磁気抵抗は大きな値を示
し、再生ヘッドの出力は図４にｄで示すように増大す
る。そして、多層膜１０中の磁性層１２，１４に記録磁
化５５からの上向きの漏洩磁界が充分に印加されるよう
な状態になると、２層の磁性層１２，１４の磁化はいず
れも上向きになり、両者の磁化は平行になるため多層膜
１０の磁気抵抗は図４にａで示すように再び小さな値を
とるようになる。従って、再生ヘッドの出力には、図３
（ｃ）に示すように、記録磁化が反転する部分に対応し
てピークＤが現れる。
【００２３】このようにして、再生ヘッドの出力には、
磁気記録媒体５０の記録磁化の反転に対応したピークが
出現する。従って、再生ヘッドの出力に現れるピークを
検出し、それを記録媒体から印加される磁界の極性変
化、すなわち磁気記録の記録磁化の反転に対応付ける処
理を行うことで、磁気記録媒体に記録されている情報を
読み取ることができる。
磁気記録媒体５０の記録磁化の反転に対応したピークが
出現する。従って、再生ヘッドの出力に現れるピークを
検出し、それを記録媒体から印加される磁界の極性変
化、すなわち磁気記録の記録磁化の反転に対応付ける処
理を行うことで、磁気記録媒体に記録されている情報を
読み取ることができる。
【００２４】図５は、このような信号処理を行う回路の
一例の概略ブロック図である。再生ヘッド２１の出力信
号は、入力信号が予め設定された閾値を超えたとき出力
を発生するピーク検出器２２に入力される。ピーク検出
器２２からの出力信号は、クロックなどの一定周波数信
号発生器２４から発生された周波数信号が入力されてい
る同期検出器２３に入力される。同期検出器２３では、
一定周波数信号発生器２４から供給された周波数信号に
同期してピーク検出器２２から出力が供給されたとき、
磁気記録媒体に記録されている信号の符号が反転したも
のとし、周波数信号に同期した時間にピーク検出器２２
からの信号が供給されないときには、磁気記録媒体に記
録されている信号の符号は反転していないものとする。
同期検出器２３からの出力は信号再生回路２５に供給さ
れ、信号再生回路２５は前記した符号の反転及び非反転
についての情報から、磁気記録媒体に記録された信号を
再生する。ここで、ピーク検出器２２、同期検出器２３
及び一定周波数信号発生器２４は、磁気記録媒体に記録
されている信号の符号が反転したか否かを判定する判定
回路２６を構成する。
一例の概略ブロック図である。再生ヘッド２１の出力信
号は、入力信号が予め設定された閾値を超えたとき出力
を発生するピーク検出器２２に入力される。ピーク検出
器２２からの出力信号は、クロックなどの一定周波数信
号発生器２４から発生された周波数信号が入力されてい
る同期検出器２３に入力される。同期検出器２３では、
一定周波数信号発生器２４から供給された周波数信号に
同期してピーク検出器２２から出力が供給されたとき、
磁気記録媒体に記録されている信号の符号が反転したも
のとし、周波数信号に同期した時間にピーク検出器２２
からの信号が供給されないときには、磁気記録媒体に記
録されている信号の符号は反転していないものとする。
同期検出器２３からの出力は信号再生回路２５に供給さ
れ、信号再生回路２５は前記した符号の反転及び非反転
についての情報から、磁気記録媒体に記録された信号を
再生する。ここで、ピーク検出器２２、同期検出器２３
及び一定周波数信号発生器２４は、磁気記録媒体に記録
されている信号の符号が反転したか否かを判定する判定
回路２６を構成する。
【００２５】本発明による磁気抵抗効果素子を用い、磁
気ヘッドを作製した。図６は、本発明の磁気抵抗効果素
子を組み込んだ記録再生分離型ヘッドの一部分を切断し
た斜視図である。多層膜３１をシールド層３２，３３で
挾んだ部分が再生ヘッドとして働き、コイル３４を挾む
下部磁極３５、上部磁極３６の部分が記録ヘッドとして
働く。また、電極３８には、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒという多
層構造の材料を用いた。
気ヘッドを作製した。図６は、本発明の磁気抵抗効果素
子を組み込んだ記録再生分離型ヘッドの一部分を切断し
た斜視図である。多層膜３１をシールド層３２，３３で
挾んだ部分が再生ヘッドとして働き、コイル３４を挾む
下部磁極３５、上部磁極３６の部分が記録ヘッドとして
働く。また、電極３８には、Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒという多
層構造の材料を用いた。
【００２６】以下に、このヘッドの作製方法を示す。Ａ
ｌ2Ｏ3・ＴｉＣを主成分とする焼結体をスライダ用の基
板３７とした。シールド層３２，３３、記録磁極３５，
３６にはスパッタリング法で形成したＮｉ−Ｆｅ合金を
用いた。各磁性層の膜厚は、以下のようにした。上下の
シールド層３２，３３は１．０μｍ、下部磁極３５、上
部磁極３６は３．０μｍ、各層間のギャップ材としては
スパッタリングで形成したＡｌ2Ｏ3を用いた。ギャップ
層の膜厚は、シールド層と磁気抵抗効果素子間で０．２
μｍ、記録磁極間では０．４μｍとした。さらに再生ヘ
ッドと記録ヘッドの間隔は約４μｍとし、このギャップ
もＡｌ2Ｏ3で形成した。コイル３４には膜厚３μｍのＣ
ｕを使用した。
ｌ2Ｏ3・ＴｉＣを主成分とする焼結体をスライダ用の基
板３７とした。シールド層３２，３３、記録磁極３５，
３６にはスパッタリング法で形成したＮｉ−Ｆｅ合金を
用いた。各磁性層の膜厚は、以下のようにした。上下の
シールド層３２，３３は１．０μｍ、下部磁極３５、上
部磁極３６は３．０μｍ、各層間のギャップ材としては
スパッタリングで形成したＡｌ2Ｏ3を用いた。ギャップ
層の膜厚は、シールド層と磁気抵抗効果素子間で０．２
μｍ、記録磁極間では０．４μｍとした。さらに再生ヘ
ッドと記録ヘッドの間隔は約４μｍとし、このギャップ
もＡｌ2Ｏ3で形成した。コイル３４には膜厚３μｍのＣ
ｕを使用した。
【００２７】上記磁気ヘッドを用いて、図７に概略を示
す磁気記録再生装置を作製した。図７（ａ）は装置の平
面模式図、図７（ｂ）は縦断面模式図である。この磁気
記録再生装置は、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、上記磁気ヘッドの記録再生信号処理手段４５を
有してなる周知の構成を持つ磁気記憶装置である。
す磁気記録再生装置を作製した。図７（ａ）は装置の平
面模式図、図７（ｂ）は縦断面模式図である。この磁気
記録再生装置は、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、上記磁気ヘッドの記録再生信号処理手段４５を
有してなる周知の構成を持つ磁気記憶装置である。
【００２８】磁気記録媒体４１は垂直磁気記録媒体と
し、残留磁束密度０．７５ＴのＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系合金
からなる材料を用いた。磁気ヘッド４３のトラック幅は
１．５μｍとした。記録再生信号処理系４５では、磁気
抵抗効果型ヘッドの電極間の電圧がある一定以上の高さ
になった時に、磁気記録媒体からの磁界の極性が変化し
たこととした。
し、残留磁束密度０．７５ＴのＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系合金
からなる材料を用いた。磁気ヘッド４３のトラック幅は
１．５μｍとした。記録再生信号処理系４５では、磁気
抵抗効果型ヘッドの電極間の電圧がある一定以上の高さ
になった時に、磁気記録媒体からの磁界の極性が変化し
たこととした。
【００２９】上述の本発明の方式を採用したことによ
り、軟磁気特性の優れた、高い磁気抵抗変化率を示す多
層膜を磁気記録再生装置用の磁気ヘッドに用いることが
できるため、現状の磁気抵抗効果型ヘッドを用いた場合
よりも、約６倍高い記録密度を有する磁気記録再生装置
を容易に実現することができる。
り、軟磁気特性の優れた、高い磁気抵抗変化率を示す多
層膜を磁気記録再生装置用の磁気ヘッドに用いることが
できるため、現状の磁気抵抗効果型ヘッドを用いた場合
よりも、約６倍高い記録密度を有する磁気記録再生装置
を容易に実現することができる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によると、保磁力の差の小さい２
種類の磁性層を使うことができ、保磁力の高い方の磁性
層の保磁力を比較的低くできため、磁性層の軟磁気特性
を損なうことなく、高感度磁気抵抗効果型ヘッドを得る
ことができる。また、この磁気抵抗効果型ヘッドを用い
ることにより高性能磁気記録再生装置を得ることができ
る。
種類の磁性層を使うことができ、保磁力の高い方の磁性
層の保磁力を比較的低くできため、磁性層の軟磁気特性
を損なうことなく、高感度磁気抵抗効果型ヘッドを得る
ことができる。また、この磁気抵抗効果型ヘッドを用い
ることにより高性能磁気記録再生装置を得ることができ
る。
【図１】本発明による多層膜の構造を示す断面模式図。
【図２】多層膜中の２層の磁性層の磁化容易方向を説明
する図。
する図。
【図３】本発明による磁気記録再生の方法を説明する
図。
図。
【図４】本発明による磁気抵抗効果素子への印加磁界と
電極間の電圧変化量との関係を示す図。
電極間の電圧変化量との関係を示す図。
【図５】信号処理回路の一例のブロック図。
【図６】磁気ヘッドの構造を示す斜視図。
【図７】磁気記録再生装置の模式図。
１０…多層膜、１１…基板、１２，１４…磁性層、１３
…非磁性層、２１…再生ヘッド、２２…ピーク検出器、
２３…同期検出器、２４…一定周波数信号発生器、２５
…信号再生回路、２６…判定回路、３１…多層膜、３
２，３３…シールド層、３４…コイル、３５…下部磁
極、３６…上部磁極、３７…基板、３８…電極、４１…
磁気記録媒体、４２…磁気記録媒体駆動部、４３…磁気
ヘッド、４４…磁気ヘッド駆動部、４５…記録再生信号
処理系
…非磁性層、２１…再生ヘッド、２２…ピーク検出器、
２３…同期検出器、２４…一定周波数信号発生器、２５
…信号再生回路、２６…判定回路、３１…多層膜、３
２，３３…シールド層、３４…コイル、３５…下部磁
極、３６…上部磁極、３７…基板、３８…電極、４１…
磁気記録媒体、４２…磁気記録媒体駆動部、４３…磁気
ヘッド、４４…磁気ヘッド駆動部、４５…記録再生信号
処理系
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (6)
- 【請求項１】 第１の磁性層と第２の磁性層とを非磁性
層を挟んで積層した多層膜を備える磁気抵抗効果型ヘッ
ドにおいて、 前記第１の磁性層は磁気記録媒体から印加される磁界に
よって磁化が反転可能な大きさの保磁力を有し、前記第
２の磁性層は前記第１の磁性層の保磁力より小さな保磁
力を有することを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項２】 請求項１記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
おいて、前記第１の磁性層の磁化容易方向は磁気記録媒
体から印加される磁界の方向にほぼ平行であり、前記第
２の磁性層の磁化容易方向は磁気記録媒体から印加され
る磁界の方向に対してほぼ直交していることを特徴とす
る磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項３】 第１の磁性層と第２の磁性層とを非磁性
層を挟んで積層した多層膜を備える磁気抵抗効果型ヘッ
ドにおいて、 前記第１の磁性層の磁化容易方向は磁気記録媒体から印
加される磁界の方向にほぼ平行であり、前記第２の磁性
層の磁化容易方向は磁気記録媒体から印加される磁界の
方向に対してほぼ直交しており、前記第１の磁性層は磁
気記録媒体から印加される磁界によって磁化が反転可能
な大きさの保磁力を有し、前記第２の磁性層は前記第１
の磁性層の保磁力より小さな異方性磁界を有することを
特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の磁気抵抗効果
型ヘッドを用い、磁気記録媒体から前記多層膜に印加さ
れる磁界が反転するとき前記第１の磁性層の磁化と第２
の磁性層の磁化とのなす角度が一時的に反平行になるこ
とによる前記多層膜の磁気抵抗変化を検出することを特
徴とする磁気記録再生方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の磁気記録再生方法におい
て、前記多層膜の磁気抵抗が所定の値を超えたことによ
って、磁気記録媒体に記録された記録磁化の反転を検出
することを特徴とする請求項４記載の磁気記録再生方
法。 - 【請求項６】 磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を駆
動する記録媒体駆動手段と、信号記録部と信号再生部と
を備える磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを駆動する磁気
ヘッド駆動手段と、前記磁気ヘッドの記録再生信号処理
手段とを含む磁気記録再生装置において、 前記磁気ヘッドの前記再生部として請求項１、２又は３
記載の磁気抵抗効果型ヘッドを備え、前記記録再生信号
処理手段は前記磁気抵抗効果型ヘッドからの検出信号が
所定の値を超えたとき前記磁気記録媒体に記録された信
号の符号が反転しているとする判定手段を備えることを
特徴とする磁気記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10011410A JP3048552B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 磁気記録再生方法及び磁気記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10011410A JP3048552B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 磁気記録再生方法及び磁気記録再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11213354A true JPH11213354A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3048552B2 JP3048552B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=11777263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10011410A Expired - Fee Related JP3048552B2 (ja) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | 磁気記録再生方法及び磁気記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3048552B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7016169B2 (en) | 2001-02-01 | 2006-03-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive head with first and second pairs of antiferromagnetic films imparting magnetic bias to first and second magnetization free layers and perpendicular magnetic recording-reproducing apparatus |
| JP2011095003A (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Alps Electric Co Ltd | 磁気センサ |
| JP2011095004A (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Alps Electric Co Ltd | 磁気センサ |
| JP5417325B2 (ja) * | 2008-05-30 | 2014-02-12 | アルプス電気株式会社 | 磁気センサ及び磁気エンコーダ |
-
1998
- 1998-01-23 JP JP10011410A patent/JP3048552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7016169B2 (en) | 2001-02-01 | 2006-03-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive head with first and second pairs of antiferromagnetic films imparting magnetic bias to first and second magnetization free layers and perpendicular magnetic recording-reproducing apparatus |
| US7027273B2 (en) | 2001-02-01 | 2006-04-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive head with an intermediate layer between first and second magnetization free layers and perpendicular magnetic recording-reproducing apparatus |
| US7061732B2 (en) | 2001-02-01 | 2006-06-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive head and perpendicular magnetic recording-reproducing apparatus |
| JP5417325B2 (ja) * | 2008-05-30 | 2014-02-12 | アルプス電気株式会社 | 磁気センサ及び磁気エンコーダ |
| JP2011095003A (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Alps Electric Co Ltd | 磁気センサ |
| JP2011095004A (ja) * | 2009-10-27 | 2011-05-12 | Alps Electric Co Ltd | 磁気センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3048552B2 (ja) | 2000-06-05 |
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