JPH1166519A - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】記録再生兼用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
（ＭＲヘッド）で、記録動作を行った直後に再生出力に
現れる通称ポップコーンノイズと呼ばれるスパイク状の
ランダムなノイズ成分を低減させること。 【解決手段】磁気抵抗効果センサー部１４を挟んで配置
されている上部磁気シールド層１６、下部磁気シールド
層１２の内の下部磁気シールド層１２を、書込み動作時
にこの下部磁気シールド層に加わる磁界よりも保磁力Ｈ
ｃが大きい材料若しくは異方性磁界Ｈｋが大きい材料又
はその両者の特性を有する材料から構成するようにした
ＭＲヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
等に用いる記録再生複合型の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年磁気ディスク装置等の記録密度の高
密度化に伴い記録再生兼用のインダクティブ型磁気ヘッ
ドに代わり、記録動作を従来のインダクティブ型磁気ヘ
ッド、記録の読み出しを磁気抵抗効果（ＭＲ）センサー
を用いて行う記録再生複合型の磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッド（以下、ＭＲヘッドと略す）が用いられている。

【０００３】磁気記録媒体に記録されたデータを読み取
るために、ＭＲヘッドの磁気抵抗効果センサー部分は２
つの磁気シールド層の間に配置される必要がある。米国
特許第４６３９８０６号公報には、２つの磁気シールド
層の間に配置された磁気抵抗効果センサー部を含むＭＲ
ヘッドを開示している。さらにこの公報には、磁気シー
ルド層の材料として、ＮｉＺｎフェライト、ＭｎＺｎフ
ェライト、一般にセンダストと呼称されるＦｅＡｌＳｉ
系合金及び一般にパーマロイと呼称されるＮｉＦｅ系合
金等の高い透磁率を持つ磁性材料が用いられることが開
示されている。

【０００４】また、特開昭５９−９０２２２号公報に
は、アモルファス磁性膜をＭＲヘッドの磁気シールド層
とすることが開示されており、特にアモルファス磁性膜
としてＣｏＮｂＺｒ合金を用いて、透磁率及び飽和磁束
密度のいずれもが従来のシールド層材料に比べ優れた特
性を持つことが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の記録再生兼用の
インダクティブ型磁気ヘッドでは、記録動作を行った直
後に再生出力を測定すると、通称ポップコーンノイズと
呼ばれるスパイク状のランダムなノイズ成分がしばしば
現れる。これは記録時と再生時に同じ磁気コアを使用す
るため、記録磁界で大きく動かされた磁気コアの磁気モ
ーメントが元の状態に戻る前にある準安定な状態にな
り、そこから元の状態へある時間的な遅れを持って戻る
際にこのようなノイズが現れると理解されている。

【０００６】そこで、従来の記録再生兼用のインダクテ
ィブ型磁気ヘッドでは、磁気コアのプロセス中にかかる
応力並びに磁気シールド及び磁気コアの磁気特性をコン
トロールすることにより、このようなポップコーンノイ
ズの発生を抑制していた。

【０００７】上記特開昭５９−９０２２２号公報等に記
載の従来のＭＲヘッドは、記録用のインダクティブ型磁
気ヘッドと再生用の磁気抵抗効果（ＭＲ）センサーとに
分かれているので、記録用磁気ヘッドに相当する上部磁
気シールド及び記録用上部磁気コアの磁気特性並びにこ
の磁気コアのプロセス中にかかる応力を上述の記録再生
兼用のインダクティブ型磁気ヘッドと同様にコントロー
ルすることにより、ポップコーンノイズの発生を抑制で
きると考えられていた。

【０００８】しかし、検討の結果、必ずしも上部磁気シ
ールド及び記録用上部磁気コアの磁気特性をコントロー
ルしてもポップコーンノイズの発生を抑制できないこと
が明らかになった。

【０００９】本発明の目的は、記録動作を行った直後に
再生出力に現れる通称ポップコーンノイズと呼ばれるス
パイク状のランダムなノイズ成分を低減することのでき
るＭＲヘッドを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＭＲヘッドは、下部磁気シールド層を、書
込み動作時にこの下部磁気シールド層に加わる磁界より
も保磁力Ｈｃが大きい材料若しくは異方性磁界Ｈｋが大
きい材料又はその両者の特性を有する材料としたもので
ある。

【００１１】この下部磁気シールド層は、Ｃｏを主成分
とし、その保磁力Ｈｃが５（Ｏｅ）以上の材料か、その
異方性磁界Ｈｋが２０（Ｏｅ）以上の材料か、両者の特
性を有する材料からなることが好ましい。

【００１２】さらに、下部磁気シールド層を、互いに異
なる材料からなる２層構造とし、少なくともその１層
を、上記材料からなるようにすることが好ましい。上記
材料からなる層は、０．３μｍ以上、０．７μｍ以下の
範囲の厚さとすることが好ましい。

【００１３】また、このような２層構造としたとき、上
記材料からなる層をＭＲセンサー部から遠い側にするこ
とが好ましい。上記材料からなる層は、多くは結晶性磁
性薄膜であるが、その上、すなわちＭＲセンサー部側に
アモルファス磁性膜からなる磁気シールド層を設ければ
その表面が平坦になり、ＭＲセンサー部の形成が容易に
なるからである。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のＭＲヘッドの一
実施例の模式的な一部切り欠け斜視図である。このＭＲ
ヘッドは、基板１０上に、ベース膜層１１、下部磁気シ
ールド層１２、絶縁層１３が形成され、この上にＭＲセ
ンサー部１４、ハードバイアス層１５ｂ、電極層１５
ａ、上部磁気シールド層１６、有機絶縁膜層１７、励磁
用コイル１８、書込用上部磁気コア１９等が配置されて
いる。従来のＭＲヘッドと異なる点は、下部磁気シール
ド層１２に、記録動作時にかかる磁界よりもその膜の保
磁力Ｈｃが大きい材料か、異方性磁界Ｈｋが大きい材料
をを用いたことにある。保磁力Ｈｃが大きく、かつ、異
方性磁界Ｈｋが大きい材料であってもよい。

【００１５】下部磁気シールドの磁気特性が満足すべき
条件を知るために、図２に、記録動作時に下部磁気シー
ルドにかかる磁界の大きさをシミュレーションした結果
を示す。横軸は浮上面からの距離（μｍ）、縦軸は下部
磁気シールドに作られる磁界の大きさである。一般的に
使われる起磁力の大きさとして０．８５（Ａ／Ｔ）以下
を考えると、トラック幅方向の磁界の大きさは約５（Ｏ
ｅ）以下となる。つまり下部磁気シールドに一軸磁気異
方性の付いた膜をその磁化容易軸をトラック幅方向に向
けて配置したＭＲヘッドの場合、膜の保磁力Ｈｃを５
（Ｏｅ）以上とした場合には励磁用コイルで動作した場
合でも、下部磁気シールドの磁化変化はいわゆるマイナ
ーループ内に留まり、磁気的なヒステリシスによって記
録動作後の磁化状態が不安定になることがなく、記録動
作を行った後にＭＲセンサーの再生出力を測定するとき
に現れる通称ポップコーンノイズと呼ばれるスパイク状
のランダムなノイズ成分を抑制することができる。

【００１６】図３及び図４に適用可能な材料として検討
したＣｏＮｉＦｅ系及びＣｏＮｉＦｅ−Ｘ（Ｘ：Ｃｒ、
Ｎｂ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ等）の結晶性磁性薄膜の
Ｃｏ組成と磁化容易軸方向の膜の保磁力Ｈｃと異方性磁
界Ｈｋの関係を示す。Ｃｏの組成を３０〜５５ｗｔ％と
すれば、下部磁気シールドの磁気特性に対する要求を満
足することができる。従ってこれらの磁性薄膜をＭＲヘ
ッドの下部磁気シールドに使用することによって、記録
動作後の磁化状態が不安定になることがなく、ポップコ
ーンノイズを抑制することができる。

【００１７】なお、従来のＭＲヘッドの下部磁気シール
ドとして用いられていたＣｏ系合金磁性膜はアモルファ
スであり、透磁率μが高く、その保磁力Ｈｃは１（Ｏ
ｅ）程度であった。

【００１８】さらに、ＭＲヘッドとしての性能をさらに
改善させるために、下部磁気シールド層を２層膜にした
実施例を説明する。図５は、下部磁気シールド層１２と
して、ＭＲセンサー部１４側に、よりシールド効果を高
めるために一般的に透磁率μの高い材料の第１の下部磁
気シールド層１２ａを配置し、ＭＲセンサー部１４から
遠い側に上述の材料の第２の下部磁気シールド層１２ｂ
を配置する。すなわちＭＲセンサー部１４側に配置され
る第１の下部磁気シールド層１２ａの材料の異方性磁界
Ｈｋ、保磁力Ｈｃがそれぞれ２０（Ｏｅ）以下、５（Ｏ
ｅ）以下であっても、ＭＲセンサー部１４から遠い側に
配置された第２の下部磁気シールド層１２ｂの材料の保
磁力Ｈｃが５（Ｏｅ）以上又は異方性磁界Ｈｋを２０
（Ｏｅ）以上とすることによって同様の効果を得ること
ができる。この場合も第２の下部磁気シールド層１２ｂ
の材料は、保磁力Ｈｃが５（Ｏｅ）以上で、かつ、異方
性磁界Ｈｋを２０（Ｏｅ）以上であってもよい。

【００１９】これは、２層膜の接合面で磁気的なカップ
リングが起こり、高透磁率の第１の下部磁気シールド層
１２ａの磁気モーメントが記録動作時に大きく動いたと
しても、低透磁率の第２の下部磁気シールド層１２ｂは
飽和するまでは動いておらず、磁区構造の変化を起こす
ことはない。よって高透磁率の第１の下部磁気シールド
層１２ａの磁区構造も記録動作後に接合面での磁気的な
カップリングにより直ちに元の状態に戻り、その結果、
記録動作後の磁化状態が不安定になることがなく、ポッ
プコーンノイズを抑制することができる。

【００２０】このような効果を得るためには、低透磁率
の第２の下部磁気シールド層１２ｂにはある程度以上の
膜厚が必要であり、またこの層が厚くなると相対的に高
透磁率の第１の下部磁気シールド層１２ａの膜厚が薄く
なり、充分なシールド効果が得られなくなる。低透磁率
の第２の下部磁気シールド層１２ｂの膜厚は、０．３μ
ｍ以上、０．７μｍ以下とすることが好ましく、この膜
厚範囲でポップコーンノイズを抑制し、かつ充分なシー
ルド効果が得られる。

【００２１】また、第１の下部磁気シールド層１２ａと
第２の下部磁気シールド層１２ｂを上述のような位置に
すると、第２の下部磁気シールド層１２ｂの材料として
結晶性磁性薄膜を用いても、その上部（ＭＲセンサー部
１４側）に配置される第１の下部磁気シールド層１２ａ
の材料としてアモルファス磁性膜が用いられるため、そ
の表面が平坦になり、この上にＭＲセンサー部１４を容
易に形成することができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、通称ポ
ップコーンノイズと呼ばれる記録動作直後に再生波形に
現れるスパイク状のランダムなノイズ成分を抑制したＭ
Ｒヘッドを得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＭＲヘッドの一実施例の模式的な一部
切り欠け斜視図。

【図２】記録動作時に下部磁気シールドにかかる磁界の
大きさとＭＲヘッドの浮上面からの距離の関係を示す
図。

【図３】磁気シールド層のＣｏ組成と磁化容易軸方向の
保磁力の関係を示す図。

【図４】磁気シールド層のＣｏ組成と異方性磁界の関係
を示す図。

【図５】本発明のＭＲヘッドの他の実施例の模式的な一
部切り欠け斜視図。

【符号の説明】

１０…基板 １１…ベース膜層 １２…下部磁気シールド層 １２ａ…第１の下部磁気シールド層 １２ｂ…第２の下部磁気シールド層 １３…絶縁層 １４…ＭＲセンサー部 １５ａ…電極層 １５ｂ…ハードバイアス層 １６…上部磁気シールド層 １７…有機絶縁膜層 １８…励磁用コイル １９…書込用上部磁気コア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 哲夫 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 斉藤 治信 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部磁気シールド層、再生用磁気抵抗効果
   センサー、上部磁気シールド層、記録用上部磁気コア及
   び記録動作用励磁コイルを有する磁気抵抗効果型薄膜磁
   気ヘッドにおいて、上記下部磁気シールド層は、書込み
   動作時に下部磁気シールド層に加わる磁界よりも保磁力
   が大きい材料若しくは異方性磁界が大きい材料又はその
   両者の特性を有する材料からなることを特徴とする磁気
   抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
2. 【請求項２】上記下部磁気シールド層は、Ｃｏを主成分
   とし、その保磁力が５（Ｏｅ）以上の材料若しくはその
   異方性磁界が２０（Ｏｅ）以上の材料又はその保磁力が
   ５（Ｏｅ）以上で、かつ、その異方性磁界が２０（Ｏ
   ｅ）以上の材料からなることを特徴とする請求項１記載
   の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
3. 【請求項３】上記下部磁気シールド層は、互いに異なる
   材料からなる２層構造であり、少なくともその１層が、
   上記材料からなることを特徴とする請求項１又は２記載
   の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。