JPH11328631A - 録再分離複合型磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気シールド層と記録用の磁極層を兼用した磁
性層に関して、両者の特性を満足できるようなヘッド構
造を与える 【解決手段】記録ヘッドと再生ヘッドを分離して複合化
した磁気ヘッドにおいて、両ヘッドの磁極および磁気シ
ールド層として共用する磁性層が膜厚差を有し、この膜
厚差によって生じた段差の上部側の凸部が上部磁極に対
向する下部磁極となる録再分離複合型磁気ヘッド。 【効果】オフトラックオーバライト特性が向上し、ま
た、トラック間クロストークを減少することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録において、
高密度記録に適した録再分離型複合ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の高密度化を進めるため、記録
ヘッドと再生ヘッドを分離して、それぞれを最適化して
高性能化を図った録再分離型の磁気ヘッドの検討がすす
められている。このヘッドの一つとして記録ヘッドに誘
導型、再生ヘッドに磁気抵抗効果型を用い、両者を複合
化した構造が知られている。このようなヘッドにおい
て、磁気シールド層として用いる磁性層の一方または両
方を誘導型ヘッドの磁極と兼用する構造が知られてい
る。このような構造の例としては特公昭５９−３５０８
８をはじめとして数多くの公知例がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気シール
ド層が記録ヘッドの磁極を兼ねる場合にはそのトラック
幅方向の寸法が問題となる。一般に、磁気抵抗効果素子
はトラック幅方向に異方性を付与するため、その長さは
トラック幅よりも長くする必要がある。この場合、トラ
ック幅以外の部分で生じるノイズを抑えるため、磁気シ
ールド層としては、磁気抵抗効果素子全体を覆う必要が
ある。一方、記録用の磁極としては、その寸法はトラッ
ク幅と一致させる必要がある。このように、従来のヘッ
ドでは磁性層のトラック幅方向の寸法に関して両者を満
足することはできなかった。このため、磁気抵抗効果素
子の上に記録用ヘッドを積層した分離型ヘッドの場合、
折衷案として、上部磁極はトラック幅に一致させ、下部
磁極は磁気抵抗効果素子全体を覆えるような長さとする
構造が知られている。しかしながら、この場合、記録用
磁極としては上部磁極と下部磁極のトラック幅は一致し
ないので、磁極端部で記録にじみが生じやすく、良好な
記録特性を得ることは難しかった。

【０００４】本発明の目的は磁気シールド層と記録用の
磁極層を兼用した磁性層に関して、両者の特性を満足で
きるようなヘッド構造を与えるものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点は、兼用する
磁性層の下部および上部の寸法をそれぞれシールド層お
よび磁極に必要な幅に一致させる。すなわち、磁性層の
断面にテーパーまたは段差を設けて、磁性層の上部と下
部で寸法を変えることにより解決することができる。

【０００６】上記構造にすることにより、一方の記録用
磁極に対面する鍵の磁性層の幅はトラック幅と一致させ
ることができるので、書き込み時の磁束はトラック幅部
に集中する。このため、記録ヘッドの記録にじみを低減
することができる。一方、磁気抵抗効果素子に対面する
側の磁極の幅は素子を十分覆うように長くすることがで
きる。このため、隣接トラックからの信号磁束によって
生じる磁気抵抗効果素子のノイズを低減することができ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】実施例１ 本発明の一実施例を図１を用いて説明する。同図（ａ）
は本発明による磁気ヘッドの平面図、（ｂ）は媒体対抗
面から見た断面図をそれぞれ示す。ヘッド基体１上に下
部磁気シールド層２を積層し、その上に絶縁層３を介し
て磁気抵抗効果素子４を積層する。続いて、絶縁層５を
介して上部磁気シールド層６を積層する。このとき、下
部の寸法は下部の磁気シールド層２と同等にし、上部の
寸法は上部磁極７の寸法と同等になるように加工する。
さらに、その上に絶縁層８を介してコイルとなる導体層
９を積層し、さらに、また、絶縁層１０を介して、上部
磁極７を積層する。このような構造の磁気ヘッドにおい
て、シールド層２，６および磁極層７にはスパッタリン
グ法により作製したパーマロイ（組成８２Ｎｉ−１８Ｆ
ｅ）を用い、その膜厚はいずれも２.０μｍとした。そ
の媒体対抗面における寸法は下部シールド層２が１００
μｍ、下部磁極を兼ねた上部シールド層６の下部が９０
μｍ、上部が１０μｍ、上部磁極７が８μｍである。な
お、２段になった下部磁極６における段差１６は０.７
μｍとした。また、積層するときの各層のあわせに余裕
を持たせるため、各層の寸法は上に行くほど小さくなる
ようにした。絶縁層３，５，８，１０にはすべてアルミ
ナを用いた。磁極にはさまれた部分における各絶縁層
３，５，８，１０の膜厚はそれぞれ、０.３μｍ、０.４
μｍ、０.７μｍ、０.７μｍである。これらの絶縁層の
平坦化は通常用いられるエッチバック法を用いておこな
った。導体層９には膜厚２.０μｍの銅を用い、１ター
ンのコイルを形成した。磁気抵抗効果素子４には真空蒸
着により形成した膜厚４０ｎｍのパーマロイ（組成８２
Ｎｉ−１８Ｆｅ）をもちい、その形状は、トラック幅方
向の長さが５０μｍで、その高さは１０μｍである。こ
の素子の両端には電極層１１を設け、Ｔｉ（膜厚：５０
ｎｍ）／Ａｕ（１５０ｎｍ）の２層膜を用いた。また、
磁気抵抗効果素子のバイアス方法として、ここではバー
バーポール法を用いた。このため、感磁部１２における
電極端部は素子に対して４５°傾けた。また、トラック
幅方向の電極感覚は６μｍとし、この感覚が実効的なト
ラック幅に相当する。なお、上記実施例ではエッチバッ
ク法を用いて絶縁層の平坦化を図った。しかしながら、
磁気抵抗効果素子による段差は０.３μｍ以下であり、
その上に形成する磁気シールド層の膜厚２.０μｍに比
べて小さい。また、磁極上の段差（０.７μｍ）もコイ
ル導体の厚さ（２μｍ）に比べれば小さい。このため、
絶縁層の平坦化は必ずしも必要ではない。

【０００８】実施例２ 図２は上記ヘッドのオフトラックオーバーライト特性と
隣接トラックによるクロストーク特性を示す。パラメー
タは下部磁極の段差（ｄ）とその膜厚（ｔ）の比であ
る。同図の上に、それぞれの比率における媒体対抗面か
ら見た記録ヘッドの磁極携帯の模式図を示す。磁極の側
面は加工時にテーパ状となるため、その断面は台形状に
なる。同図の結果においてオフトラック量はトラック幅
の１０％にした。段差量（ｄ）が増加するとオフトラッ
クオーバーライト特性が改善される。これは段差の増加
に伴い記録時の磁束が記録トラック幅部分に集中し、記
録にじみが減少するためである。また隣接トラックによ
るクロストーク特性も、段差量に依存し、段差が大きく
なると、Ｓ／Ｎが低下する。これは、ｄが厚くなるとシ
ールド層の厚さが薄くなるのでシールド効果が低下する
ためである。特に、ｄ／ｔが１の場合、すなわち、磁気
シールド層の幅が上部磁極と一致する場合には、磁気抵
抗効果素子の端部はシールドされないためＳ／Ｎは著し
く劣化する。ここで、磁気ヘッドの動作に必要なＳ／Ｎ
の下限として２６ｄＢをとると図のようになる。したが
って、段差量（ｄ）には最適値があり、上記実施例の２
μｍ厚さのパーマロイの場合は、約０.６μｍから１.４
μｍの範囲にあることがわかる。

【０００９】なお、この値はテーパ状の断面の角度に依
存する。すなわち、側面が急峻なほど記録にじみは減少
するため、オフトラックオーバーライト特性は向上す
る。さらに、上部磁極をメッキ法で形成する場合には断
面は逆テーパ状になる。この場合には、さらに記録にじ
みを低減することができる。ここで、当然のことなが
ら、上記の値は磁極に用いる磁性膜の磁気特性（飽和磁
束密度ＢＳ，透磁率η）や膜厚に依存する。

【００１０】実施例３ 本発明の他の実施例を図３を用いて説明する。同図
（ａ）は磁気ヘッドの平面図，（ｂ）はその媒体対抗面
から見た断面図で、記録用の上下磁極の間に磁気抵抗効
果型素子をはさんだ構造のヘッドを示す。はじめに基体
１上に磁気シールド層を兼ねた記録ヘッド用の下部磁極
１３を形成する。次に、絶縁層１４を形成し、その上に
磁気抵抗効果素子４を設ける。続いて、記録ヘッドのコ
イルとなる導体層９を設ける。その上に絶縁層１５を積
層後、記録トラック幅に相当する溝１７を形成する。続
いて磁性膜を積層し上部磁極兼磁気シールド膜１８とす
る。ここで、磁性膜としては、飽和磁束密度１.３Ｔの
Ｃｏ系アモルファス合金を用いた。膜厚はいずれも１.
５μｍである。トラック幅方向の下部磁極の寸法が５０
μｍ、上部磁極の幅が４５μｍでその溝の幅は６μｍで
ある。絶縁層１４，１５にはスパッタ法で形成したアル
ミナを用いた。それぞれの膜厚は、上下の磁極間で０.
４μｍ、０.４μｍとなるようにした。磁気抵抗効果素
子４は膜厚４０ｎｍのパーマロイで形成した。バイアス
方法は実施例の１と同じようにバーバーポール法をもち
いた。素子の形状は、長さが３０μｍで高さが１２μｍ
である。磁気抵抗効果素子の電極層１１には膜厚０.２
μｍのＡ１を用いた。トラック幅方向の電極間距離、す
なわち、トラック幅は４μｍである。なお、溝の深さを
種々変えるため、深さに応じて絶縁層１５の膜厚をあら
かじめ変えておく必要がある。

【００１１】本ヘッドを用いて溝の深さをパラメータに
実施例２と同じようにオフトラックオーバーライト特性
と隣接トラッククロストーク特性を評価した。その結
果、溝の深さが０.５μｍから１.０μｍの範囲で２６ｄ
Ｂ以上のＳ／Ｎが得られることがわかった。このように
磁気シールド層に溝、すなわち段差を設けることによ
り、オフトラックオーバーライト特性、隣接トラックク
ロストークとも改善される。なお本実施例では、下部磁
極を兼ねた磁気シールド層１３に段差を設けていない
が、この層にも段差を設けることができる。この場合に
も段差の効果が表れ、オフトラックオーバーライト特
性、隣接トラッククロストークとも改善される。

【００１２】但し、磁気抵抗効果素子は平坦部に形成す
る必要が有るため、絶縁層１４をエッチバック法により
平坦化することが必要になる。

【００１３】実施例４ 本発明の他の実施例として他のバイアス法を用いた磁気
抵抗効果素子を使用することもできる。例えば、従来知
られているような相互バイアス、電流バイアス、永久磁
石バイアスを用いた磁気抵抗効果素子を使用することも
できる。さらに、素子の形状としては本実施例で述べた
矩形状だけでなく、微小なギャップを持つ閉磁路構造の
素子も用いることができる。

【００１４】なお、上記の実施例ではいずれも再生ヘッ
ドとして再生効率のよい磁気抵抗効果素子を用いた場合
を示したが、従来の誘導型のヘッドを用いることもでき
る。この場合は、記録ヘッドのトラック幅を広く、再生
ヘッドのトラック幅を狭くすることによって、オフトラ
ックオーバライト特性およびトラック間クロストークを
減少することができる。したがって、記録用と再生用と
を兼ねる磁極に段差を設け、段差の上下の寸法をそれぞ
れのトラック幅に一致させることによって特性向上を図
ることができる。

【００１５】実施例５ 次に、共用する磁性膜の上部と下部で比透磁率や飽和磁
束密度が異なる場合の実施例について述べる。図４は磁
気抵抗効果型再生ヘッドの上に記録用の磁極が積層され
たものである。再生ヘッドは先の実施例１の場合と同様
でパーマロイで形成したシールド層２、６のあいだに絶
縁層を介して薄膜パーマロイからなる磁気抵抗効果素子
４を形成する。次に、上部磁気シールド層６のうえに記
録ヘッドの下部磁極１９を形成する。このとき、磁気シ
ールドは膜厚０.７μｍのパーマロイである。磁極１９
には飽和磁束密度１.３ＴのＣｏＴａＺｒを用いた。膜
厚は０.８μｍとした。その後、絶縁層８を介してコイ
ルを形成し、そのうえに上部磁極７を形成する。この磁
極は膜厚１.５μｍのＣｏＴａＺｒで形成する。ここ
で、各磁性層のトラック幅方向の寸法は下部シールド層
２が１００μｍ、上部シールド層６が９０μｍ、下部磁
極１９が８μｍ、上部磁極７が６μｍである。

【００１６】なお、絶縁層の膜厚や磁気抵抗効果素子の
構造などは実施例１と同様である。

【００１７】このように、記録ヘッド側の磁極の飽和磁
束密度を大きくすることによって、記録磁界のにじみだ
しが抑えられるので、記録特性の向上を図ることができ
る。

【００１８】実施例６ 次に、記録再生ヘッドとも誘導型ヘッドをもちいた場合
の実施例について、図５を用いて説明する。はじめに、
基体１上に記録用の磁極１９、７を形成する。

【００１９】このときのトラック幅はそれぞれ１０μ
ｍ、８μｍである。また、膜厚はどちらも３μｍであ
る。材料は飽和磁束密度が１.３ＴのＣｏＴａＺｒであ
る。その上に、再生ヘッド用の磁極２０、２１としてパ
ーマロイを積層する。膜厚はどちらも１μｍである。再
生ヘッドのトラック幅方向の寸法は、下部磁極２０は５
μｍ，上部磁極２１は、４μｍである。このとき、比透
磁率はＣｏＴａＺｒでは１２００、パーマロイでは２０
００である。ギャップ層となる絶縁３，５の膜厚は、そ
れぞれ１.５μｍ，０.２μｍである。また記録と再生ヘ
ッドのコイルの巻数は、それぞれ８ターン、２４ターン
である。

【００２０】このように、記録ヘッド側の磁極の飽和磁
束密度を大きくし、再生ヘッド側の磁極の透磁率を大き
くすることにより、記録磁界のにじみだしが抑えられ、
記録特性の向上を図ることができる。また、再生時の磁
束が再生用の磁極に集中するので効率良く再生すること
ができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば記録ヘッドの磁極端部に
生じる記録にじみが抑えられるため、オフトラックオー
バライト特性が向上する。また、磁気抵抗素子の端部ま
で磁気シールド層でカバーできるため、トラック間クロ
ストークを減少することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明する磁気ヘッドの平面
図と断面図。

【図２】本発明の磁気ヘッドにおけるオフトラックオー
バライト特性および隣接トラッククロストーク特性を示
すグラフ。

【図３】異なる他の実施例を示すヘッドの平面図と断面
図。

【図４】異なる他の実施例を示すヘッドの断面図。

【図５】異なる他の実施例を示すヘッドの断面図。

【符号の説明】

１…基体、２，６，１３，１８…磁極兼磁気シールド
層、３，５，８，１０，１４，１５…絶縁層、４…磁気
抵抗効果素子、７…上部磁極、９…コイル導体、１１…
電極層、１２…感磁部、１６…段差部、１７…溝、１
９，２０，２１…磁極。

フロントページの続き (72)発明者 椎木 一夫 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部磁気シールドと上部磁気シールドの間
   に再生素子が配置された再生ヘッドと、下部磁極と上部
   磁極を有する記録ヘッドとを具備し、前記再生ヘッドの
   上部磁気シールドと前記記録ヘッドの下部磁極が兼用さ
   れ、前記上部磁極と対向する部分に膜厚差による突出し
   た部分を設け、該突出した部分の飽和磁束密度が前記下
   部磁気シールドと対向する部分の飽和磁束密度より大き
   いことを特徴とする磁気ヘッド。
2. 【請求項２】再生素子を挟む上部シールド層及び下部シ
   ールド層を有する再生ヘッドと、上部磁極及び下部磁極
   を有し、該下部磁極が前記上部シールドと兼用され、前
   記上部磁極と対向する面側に膜厚差による突出した部分
   が設けられ、前記突出した部分の飽和磁束密度が前記下
   部磁気シールドと対向する部分の飽和磁束密度より大き
   く、該突出した部分と前記上部磁極とで記録ギャップを
   構成する記録ヘッドとを具備することを特徴とする磁気
   ヘッド。
3. 【請求項３】少なくとも前記突出した部分の一部の飽和
   磁束密度が前記下部磁気シールドと対向する部分の飽和
   磁束密度より大きいことを特徴とする請求項１または２
   記載の磁気ヘッド。
4. 【請求項４】前記突出した部分の前記上部磁極と対向す
   る部分の飽和磁束密度が前記下部磁気シールドと対向す
   る部分の飽和磁束密度より大きいことを特徴とする請求
   項１または２記載の磁気ヘッド。
5. 【請求項５】前記上部磁極の飽和磁束密度が前記上部磁
   気シールドと下部磁極が兼用された膜の下部磁気シール
   ドと対向する部分の飽和磁束密度より大きいことを特徴
   とする請求項１乃至４記載の磁気ヘッド。
6. 【請求項６】前記上部磁気シールドと下部磁極が兼用さ
   れた膜は、前記突出した部分の透磁率より前記下部磁気
   シールドと対向する部分の透磁率が大きいことを特徴と
   する請求項１乃至５記載の磁気ヘッド。
7. 【請求項７】前記突出した部分のトラック幅方向の幅
   は、前記上部磁極のトラック幅方向の幅に一致している
   ことを特徴とする請求項１乃至６記載の磁気ヘッド。
8. 【請求項８】前記突出した部分のトラック幅方向の幅
   は、前記上部磁極のトラック幅方向の幅よりもわずかに
   大きいことを特徴とする請求項１乃至６記載の磁気ヘッ
   ド。
9. 【請求項９】前記再生素子は磁気抵抗効果素子であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至８記載の磁気ヘッド。