JPS58220241A - 磁気抵抗効果型磁気ヘツド - Google Patents

磁気抵抗効果型磁気ヘツド

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JPS58220241A
JPS58220241A JP10139582A JP10139582A JPS58220241A JP S58220241 A JPS58220241 A JP S58220241A JP 10139582 A JP10139582 A JP 10139582A JP 10139582 A JP10139582 A JP 10139582A JP S58220241 A JPS58220241 A JP S58220241A
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武 沢田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気抵抗効果型磁気ヘッドに係り、さらに詳し
くは反磁界を減少させ、短波長の再生能力を著るしく増
大させた磁気抵抗効果型磁気ヘツドに関するものである
磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下MRヘッドと言 ゛う
)は磁気抵抗効果、素子(MR素子)を用いた磁気ヘッ
ドである。MR素子は抵抗値が磁界の強さに依存して変
化する特性を利用したもので、再生出力が記録媒体走行
速度に依存せず、磁気信号の波長のみによって決まるた
め、低速でも十分な再生出力が得られ、I C(Int
eglated C1rcuit集積回路)と同様な薄
膜技術で製造することができるた・め、マルチトラック
化が容易であるなど利点を有し、最近では磁気記録再生
装置の再生用ヘッドとして注目を集めている。
従来のこの種のMRヘッドの構造は第1図に示すような
構成とされていた。
第1図において符号Iで示すものは基板で、その一端は
磁気記録媒体摺動面2となっている。
基板1の側面には磁気記録媒体摺動面2に臨んでMR素
子3が形成されている。符号4で示すものは導電部で、
MR素子3と同様に薄膜堆積法などの薄膜技術によって
形成される。
(3) 第1図においてMR素子3の幅Wをストライプ幅といい
、その厚みはtであられす。
MR素子3は例えば80%Ni−Fe合金や、C。
−Ni合金の薄膜として形成され、その厚みtは約50
0オングストロームd)である。また、電極4の材料と
してはアルミニウムや金等の薄膜が用いられている。通
常はMR素子3の部分は保護板でおおわれているが、第
1図べおいては、これらを省略しである。
このような構造のMRヘッドにおける信号出力とストラ
イブ幅方向の磁界の関係は第2図に示すような特性をも
つ。第2図において横軸は磁界の強さHを、縦軸は抵抗
値Rまたは信号出力を示している。
第2図に示すように、正負いずれの磁界であっても絶対
値が等しければ、同一の信号出力となる。
この場合の磁界の正負の方向はストライプ幅の方向と一
致している。この信号出力特性を補正するために、第2
図に符号Hbで示すバイアス磁界をMR素子に印加し、
磁界の方向も検出来るように(4) したMRヘッドも提案されている。
バイアス磁界を印加する方法は永久磁石をMR素子近傍
に設ける、薄膜永久磁石をMR素子に重ねる、電流路を
MR素子に重ねて設け、これに通電することによシバイ
アス磁界を発生させるなど各種の方法が提案されている
第2図において符号aで示す曲線とbで示す曲線の違い
は、ストライプ幅の差によるもので、曲線aの方が曲線
すの方よりストライプ幅が大きい当 場合に相等する。ストライプ幅の差が第2図に示すよう
に、感度の差となってあられれることがわかる。
この現象は、Mll−素子の磁化の反磁界によるものと
推定されている。すなわち、第3図に示すようにMR素
子3に定電流源5から一定電流を供給し、信号磁界ヲH
8とすると、MR素子3のもつ磁化方向MSは電流iの
通電方向とθの角度をなすようになる。このときの抵抗
Rの最大抵抗変化量をΔR9最小抵抗をR8とすると次
の式であられされる。
R−Ro十ΔRcos2θ ・甲・曲・・曲(1)とこ
ろがMR素子3は強磁性体であり1磁化方向MSが信号
磁界Hsと同じ方向を向くことにより、Hsの磁界を減
じるように働く。これを反磁界Hdと呼ぶが、この反磁
界Hdは次の(2)式であられされる。、 Hd = −47cMs sinθw(Oe)・・・・
・・・・・・・・(2)すなわち、Hdの分だけ信号磁
界が減少してMR素子に印加されることになる。
また、反磁界Hdの値はストライプ幅Wが狭ければ狭い
ほど大きくなり、結果的には感度低下につながってしま
うことを(2)式は示している。
このような特性を有するMR素子を磁気ヘッドとして利
用し、短波長を再生する場合には本発明者等の研究によ
ると、再生波長λとストライプ幅の間には、次の(3)
で示す関係が成り立つ時、良好な再生効率が得られるこ
とが明らかとなった。
5λ≧W   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・(3)(3)式は短波長再生を行う為には
、ストライプ幅をできるだけ小さくすることが望ましい
ことを示している。例えば、波長λが0.5〜1.0μ
mの磁気信号の再生を考えるとこれによって決凍るスト
ライプ幅はその約5倍である25〜5μmとなる。
一方、(2)式で示す47eMSはほぼ10,000ガ
ウスであり、MR素子3の厚みを005μmとし、 θ
=90°とすると、Hd = −100〜−2000e
の反磁界が発生することになる。MR素子3の厚みは0
05μm以下とすると耐蝕性が悪くなり実用に耐えない
一]、 OO〜−2000eの反磁界が発生すると言う
ことは、この量だけMR素子に加わる信号磁界が実質上
弱くなったことと等価であり、第2図の曲線すに示すよ
うな抵抗変化曲線を利用することになる。従って、第2
図に示す特性曲線の直線領域を使用しようとする場合に
は、第2図に示すようにバイアス磁界面がh′に増大す
る結果となる。
ところが、バイアス磁界面が大きくなると、磁気記録媒
体がバイアス磁界Hbによって消磁されfcシ、また電
流路を用いて、バイア夏”磁界を与えようとした場合に
は電流の増大と発熱が問題となってくる。
(7) このような構造と特性を有する従来のMRヘッドを用い
て短波長の再生を行おうとすると次に述べるようないく
つかの欠点がある。
(1)  ストライプ幅の減少と共に、感度低下が著し
くなる。
(2)  MR素子部分のバイアス磁界によって磁気記
録媒体の情報が消去されたり、減磁されたりすることが
ある。
(3)上記(1)(2)の理由により、磁気記録媒体と
しては特殊なものしか使用することが出来なかった。
(4)MR素子部にバイアス磁界を与えるために、電流
路を設ける場合には、電流の増大に伴う、発熱の問題が
生じる。
本発明は以上のような従来の欠点を除去するためになさ
れたもので、バイアス磁界を印加しやすいようにし、短
波長の再生効率を著しく向上させた磁気抵抗効果型磁気
ヘッドを提供することを目的としている。 ”l”l’
l:、:。
本発明においては、上記の目的を達成する為にMR素子
を2層以上設けた積層構造を採用し、反(8) 磁界を減少させる構成を採用した。
以下、図面に示す実施例に基いて本発明の詳細な説明す
る。
第4図(a)、 (b)は本発明の一実施例を説明する
もので、図中、第1図と同一部分には、同一符号を付し
、その説明は省略する。
第4図(a)、 (b)において、符号6で示すものは
MR素子3と同様な軟磁性体薄膜であり、この軟磁性体
薄膜6とMR素子3とは、絶縁層7′f:介して積層さ
れている。
なお軟磁性体薄膜6がMn−ZnフェライトやNi−Z
nフェライトのような高抵抗軟磁性体の場合には絶縁層
1は不用となる。
第4図中)において、符号8で示す矢印は軟磁性体薄膜
6の磁化の方向を示し、符号9で示す矢印はMR素子3
の磁化の方向を示している。また符号10で示すものは
軟磁性体薄膜6、MR素子から漏れ出る磁力線を示して
いる。
このような構造のMRヘッドを採用すると、軟磁性体薄
膜6と、MR素子3の磁力線が閉ループを作り、磁気的
相互作用によって軟磁性体薄膜6゜MR素子3から発生
する反磁界を吸収することができる。このように反磁界
が小さくなった状態においては、信号磁界によるMR素
子3の磁化方向9の変化が、小信号磁界で生じ、感度の
向上を計かることができる。   ゛ 今、MR素子3の厚みをily飽和磁束密度をBIt軟
磁性体薄膜6のそれぞれをt4.B、とすると次の(4
)式で示す関係が成立する場合に、反磁界現象に特に効
果をもつことがわかった。
t8・B1≦t、・B4   ・・・・・・・・・・・
・・・・ (4)(4)式において符号が成立するのは
MR素子に付与されている異方性磁界の方向が、電流方
向と一致しないように成膜され、外部からバイアス磁界
を印加する必要がない場合である。不等号が成立する場
合は、バイアス磁界を印加する場合ヱ、特に永久磁石を
基板のどこかに設け、バイアス磁界を与える場合に効果
がある。このバイアス磁界を与えた場合には第4図中)
に示す磁力線の流れは実験した結果としては、(4)式
の不等号が成tしている方が信号磁界に対し高感度を示
し、印加するバイアス磁界も極めてわずかですむことが
わかった。
この結果、バイアス磁界によって記録媒体の信号が減磁
されることがなく、短波長の再生が可能となった。
第5図は本発明の他の実施例を説明するもので、図にお
いて符号11で示すものは軟磁性体薄膜であるが、バイ
アス磁界を与えるための永久磁石12の設置位置までこ
の軟磁性体薄膜11は延びている。
このような構造を採用すると印加するバイアス磁界が安
定する効果が得られる。又、軟磁性体薄膜11が軟磁性
フェライトのような場合には前述した実施例と同様に絶
縁層1は不用となる。
尚、軟磁晶膜11は基板1上に成膜するものとして例示
したが、基板1そのものが磁性材であっても同様な効果
が得られる。
第6図は本発明のもう1つの実施例を説明するもので、
本実施例にあっては軟磁性体薄膜6と恩素子3との間に
それぞれ絶縁層12.13を介して(11) 電流路14を設けた構造を採用している。
このような構造にあっては電流路14に通電する電流に
よって、MR素子3.軟磁性体薄膜6にバイアス磁界を
与えるが、電流路14をとりまくようにして磁性体を配
置したことにより、バイアス磁界用の電流を減少させ、
バイアス磁界方向を安定させることができる。
第7図は本発明の更に他の実施例を説明するもので、本
実施例にあっては軟磁性体薄膜6を絶縁層1を介して3
層積層し、最も外側にMR素子3を形成した積層構造を
採用している。
このような構造を採用すると、第4図に示した実施例同
様の効果がある他にMR素子3の磁化方向軸が安定し、
長波長領域、即ち磁化回転が大きい領域でのバルクハウ
ゼンノイズが減少する。又、周波数特性を安定させるこ
とができる。
尚、第7図に示す実施例にあっては最上層に罐素子3を
形成した例を示したが、MR素子31r:形成する位置
は最下段であっても中間であってもほとんど効果として
は変らないことが実験の結果判(12) 明している。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、MR
素子と軟磁性体薄膜とを積層した構造を採用しているた
め、次のような効果が得られる。
(1)ストライプ幅を減少させても再生感度が低下せず
、短波長再生が確実に行なえる。
(2)バイアス磁界を印加しても記録媒体を消磁或いは
減磁させることはなく、特殊な磁気記録媒体を使用する
必要もない。
(3)電流によりバイアス磁界を与える場合においても
、磁界発生効率が高く発熱の問題が少ない。
(4)反磁界補償用としての軟磁性体薄膜を多層にした
場合にはバルクハウゼンノイズが減少し、SN比が向上
し、周波数特性を大きく改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のMRヘッドの構造を説明する一部拡大斜
視図、第2図はMR素子の抵抗変化と磁界との関係を説
明する線図、第3図はMR素子の出力と反磁界との関係
を示す説明図、第4図(a)。 (b)は本発明の一実施例を説明する一部拡大斜視図。 及び一部拡大側面図、第5図〜第7図はそれぞれ本発明
の異なった実施例を説明する一部拡大側面図である。 1・・・基板       2・・・磁気記録媒体摺動
面3・・・MR素子     4・・・導電部6・・・
軟磁性体薄膜  1・・・絶縁層第1図 第4図 (Q) 1 11 76 第6図 第7図 手続補正書(自り 昭和57年 9月 1日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和 57 年 特許願 第 101395  号2、
発明の名称 磁気抵抗効果型磁気ヘッド 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 名  称     (100)  キャノン株式会社4
、代理人    電話 03 (268)2481 (
N別紙の通り 補正の内容 1)明細書第7頁第6行目から第8行目のrMR素子3
の厚みは・・・・・・・・・実用に耐えない。」を削除
する。 薄くすることによって反磁界を減少させようとすると0
.05Prs以下のMR素子は耐蝕性が悪くなり、実用
に耐えないことが判っている。」を加入する。 3)同第1O頁第6行目の「・・・ができる。」の次に
[またMR素子の磁束が閉ループをつくるので、磁化が
安定し、バルクハウゼンノイズが減少する。」を加入す
る。 4)同第1O頁第9行目のF反磁界現象」を1反磁界の
抑制」に訂正する。 5) 同第12頁第15行目の「・・・が減少する。」
を[l・・かさらに減少する。」に訂正する。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  基板上に薄膜堆積法によシ磁気抵抗効果素子
    を形成した磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、前記磁
    気抵抗効果素子と同一以上の面積を有する軟磁性薄膜を
    磁気抵抗効果素子と平行に絶縁層を介して薄膜堆積法に
    よシ形成したことを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッ
    ド。
  2. (2)磁気抵抗効果素子の厚みをtI、飽和磁束密度を
    81m軟磁性薄膜の厚みをj4を飽和磁束密度をB4と
    してtl・B1≦t4・B4となるように形成したこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁気抵抗効果
    型磁気ヘッド。
  3. (3)軟磁性薄膜は磁気抵抗効果素子部から基板上に設
    けられたバイアス磁界印加用永久磁石の設置位置まで連
    続していることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  4. (4)軟磁性薄膜として高抵抗の高透磁率磁性材を使用
    し、磁気抵抗効果素子との間の絶縁層を省略したことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項〜第3項までのいずれ
    か1項記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  5. (5)磁気抵抗効果素子が形成される基板自身を磁性材
    から構成し、軟磁性薄膜に代えたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項〜第3項までのいずれか1項記載の磁
    気抵抗効果型磁気ヘッド。
  6. (6)磁気抵抗効果素子と軟磁性薄膜との間に絶縁層を
    介してバイアス磁界用電流路を設けたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド
    。 (力 軟磁性薄膜は絶縁層を介して2層以上形成したこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項、第3項
    、第4項、又は第6項記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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