JPS6015813A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

薄膜磁気ヘツド

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JPS6015813A
JPS6015813A JP12380983A JP12380983A JPS6015813A JP S6015813 A JPS6015813 A JP S6015813A JP 12380983 A JP12380983 A JP 12380983A JP 12380983 A JP12380983 A JP 12380983A JP S6015813 A JPS6015813 A JP S6015813A
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JP
Japan
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thin film
magnetic
head
recording medium
magnetic permeability
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JP12380983A
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Nobumasa Kaminaka
紙中 伸征
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • G11B5/3919Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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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】 産業上の利用分野 本発明は磁気抵抗効果素子(以下単にMR素子と称す)
を用いた薄膜磁気ヘッドに関するものであり、磁気テー
プ、磁気ディスク、永久磁石などの磁気信号情報源とな
る磁気記録媒体に当近接して信号再生を行なうだめのも
のであって、コンピュータ用のディスク装置あるいはテ
ープ装置、PC’M(パルスコード変調)録音機、ビデ
オテープレコーダなどに用いられる磁気ヘッド、あるい
は各種磁気センサとして利用できるものである。
従来例の構成とその問題点 従来のMR素子1を用いた薄膜磁気ヘッドとして、第1
図に示すように、磁気テープなどの磁気記録媒体2に対
向してMR素子1が配置され、その両側に磁性体3,4
を配置して短波長再生特性を向上させたいわゆるシール
ド型MRヘッドがある。通常、一方の磁性体3としては
フェライト基板を使用し、この上にMR素子1を配置し
、他方の磁性体4としてシールド層がMFI素子1に関
しフェライト基板3とは反対側に配置された構成となっ
ている。MR素子1とフェライト基板からなる磁性体3
との間、およそMR素子1とシールド層4からなる磁性
体との間には、非磁性層によってそれぞれギャップ層が
形成されている。それぞれの厚みを91.q2 とする
。MR素子1の厚みをt、巾をWとする。なお、2方向
の寸法はトラック巾に相当する。磁気記録媒体2からの
信号磁束がMR素子1に印加され、MR素子1に2方向
に流れる検知電流iにより、MR素子1両端の抵抗変化
として信号再生を行うものである。第1図で示されたシ
ールド型MRヘッドの場合は、磁性体3.4の透磁率を
無限大としたとき、信号磁束ΦはMR素子1中で次式に
示すような分布となる。
透磁率)で表わされ、 W〉−の場合には、上式で示される分布は、概γ 略、第2図に示すようになる。すなわちMR素子1の先
端の寄与率がきわめて大きい。この傾向はMR素子1の
透磁率が小さい場合、あるいは、ギャップ長q1+92
が小さい場合、MR素子1の厚みtが小さい場合に、よ
り顕著になる。このことは狭ギャップ化を図り、短波長
再生特性を向上させようとすればするほど、先端部の寄
与が高まることを意味する。
このようなヘッドの特性を解析すると、ヘッドと磁気記
録媒体2との間に存在するスペーシングSが実効的にき
わめて大きくないと説明がつかない特性曲線を示す。通
常スペーシングSは、ヘッドの表面粗さと磁気記録媒体
の表面粗さと空気層とによって決まっていると考えられ
るが、磁気記録媒体の走行速度が76 cm 7秒以下
では空気層はほとんど無視できる。この時どんなに表面
粗さを大きく見積っても0.2μmを超えないと考えら
れてきた。しかし、実際にヘッドを測定し、その特性面
からみると、S;o、yμη1.程度と逆算され、この
不一致のきわめて大きいことがわかった。
MR素子での比抵抗変化ΔρはMR素子を流れる電流i
とMR素子内の磁化の向きとのなす角ψで関係づけられ
、 ΔρXΔρmax房ψ となる。ここでΔpmaxは飽和磁界下での最大比抵抗
変化である。磁化の向きは信号磁束によって変化するこ
とは勿論である。
ここで述べた実効的なスペーシングS。ffの原因とし
て、ヘッド前面加工時、あるいは磁気記録媒体との摺接
によって残留する歪層の影響でMR素子先端部の磁化の
方向がばらばらとなり、本来もっとも敏感に信号磁束と
相互作用を起こさねばならない部分が不感状態になって
いるためではないかと考えられる。このような状態では
、ギャップ長を小さくしギャップ損失を少なくして短波
長再生特性を改善しようとしても、それ以上に大きな要
因でスペーシング損失が存在することになり、実現は不
可能である。この解決法として各種の加工法が検討され
て来たが、このような加工変質層を皆無にすることはで
きなかった。また、加工段階で仮に皆無にできたとして
も、磁気記録媒体との摺接によってなんらかの変質層が
入りこんでいるようであり、最終的には特性を測定する
ことでしか評価する方法がないため、細かい解析が困難
であり、きわめて短い波長を再生するヘッドは実現され
ていなかった。
発明の目的 本発明の目的は、MR素子を用いた薄膜磁気ヘッドにお
いてその短波長再生特性を改善した新規なヘッド構成を
提供することにある。
発明の構成 本発明によれば、磁気記録媒体に面する側に高透磁率薄
膜の端部が露呈し、その高透磁率薄膜のもう一方の端部
に隣接しもしくはその端部と磁気的に十分接触して、M
R素子が並置され、さらにとの高透磁率薄膜およびMR
素子の厚み方向の少くとも一方の側に磁性体が配置され
てシールド型MRヘッドを構成したものである。
実施例の説明 本発明の第1の実施例について、第3図を用いて説明す
る。磁気記録媒体5に対向して、MR素子6が配置され
ており、このMR素子6に隣接してその磁気配録媒体5
に面する側に高透磁率薄膜7が並置されている。短波長
再生を行なうために、MR素子6および高透磁率薄膜7
の厚み方向の少なくとも一方の側に磁性体が配置されて
いる。この場合、基板8.シールド層9の両方とも磁性
体である方がより短波長再生は効果的である。MR素子
6には2方向に検知電流iが流れ、高透磁率薄膜子より
誘導された信号磁束がMR素子6に流れることにより、
信号再生を行なう。このように高透磁率薄膜7の役割は
磁束を誘導することが、この部分の厚みTは、MR素子
6の厚みtと同程度の厚みに選ぶ。すなわち、高透磁率
薄膜7の厚みTが厚くなりすぎると、その部分でのギャ
ップ長が小さくなり、磁束をMR素子6に伝達する効率
が悪くなる。一方、それが薄すぎると、高透磁率薄膜7
自身での磁束誘導効率が低下し、しかもその部分でギャ
ップ長が犬になって、ギャップ損失が増加する方向とな
る。高透磁率薄膜7の巾Wは、MR素子6の巾Wより小
さく選択される。実際にはWの寸法は、高透磁率薄膜7
の性質に、依存して決められる。すなわち、高透磁率薄
膜7が磁気抵抗効果を有しないか、あるいはMR素子6
に比べてその効果がきわめて小さい。たとえばΔρma
X/ρの比で比較したとき、1/10o以下である場合
、(Δρmax: 飽和磁界下での最大比抵抗変化:ρ
:磁界Qの時の比抵抗)高透磁率薄膜子の比抵抗が、M
R素子6のそれに比べて十分大きく、たとえばほぼ10
0倍以上である場合には、Wの選択の巾は広がる。この
ように高透磁率薄膜7はMR素子6への磁束誘導路とし
てのみ作用することが理想であるが、一般には材質的な
意味からもMR素子6の抵抗変化を小さくするよう作用
する。したがって、高透磁率薄膜7としての性質は上述
したような付帯条件がある方が望ましくなる。
第4図に、本発明の構成をより具体化した第2の実施例
を示す。この実施例は、MR素子を形成する下地面にき
わめて細かいピッチの縞状の凹凸があるヘアライン型M
Rヘッド(参照;信学会磁気記録研究会資料;MRB2
−39 ; 1983年3月)に応用した例であるが、
このヘアラインヘッドはセルフバイアス機能を有してお
シ、他のタイプのMRヘッド、たとえばシャントバイア
ス型MRヘッドよりも、MR素子先端部が重要であり本
発明の作用がより顕著になる。第4図を用すて、以下詳
細に説明する。
フェライト基板10上に縞状の凹凸をピンチ0.35μ
m、深さ100〜500八で2方向と角度θ(θ−30
〜8Q0の範囲)で形成する。形成法については、ホロ
グラフィ技術とイオンミリング技術を用いる。ついで第
1のギャップ層となるS X 02、あるいはAl2O
3といった非磁性絶縁層(図示せず)をスパッタ法によ
シ形成する。ついでNi−Fe系合金薄膜、あるいはN
i−Co系合金薄膜といった磁気抵抗効果が大きいMR
素子11を形成する。ついで高透磁率薄膜12を、MR
素子11にその一部が重なるよう形成する。重なり部分
は数μm以下とする。高透磁率薄膜12としてはたとえ
ばフェライトなどの酸化物磁性体あるいはアモルファス
磁性体等をスパッタすることによって形成される。フェ
ライト薄膜は、比抵抗も数Ω・(7)程度のものが得ら
れ、また磁気抵抗効果はほとんど観測されない。一方、
アモルファス薄膜は比抵抗は数μΩ・副とMR素子11
のそれに比べて一桁程度しか大きくないが、磁気抵抗効
果はきわめて小さく有望である。ついでMR素子11に
電流iを供給するためのAu/Cr、あるいはAI等の
導体層(図示していない)が形成され、第2のギャップ
層となるSiO2あるいはAl2O3からなる非磁性絶
縁層(図示していない)がその上部に形成され、さらに
Ni−Fe系合金、アモルファス合金などによる0、1
μm〜数μ???の/−ルド層13が積層される。その
後、必要とあれば保護膜。
さらに保護部材等で薄膜素子部を覆い、チップ加工、線
処理などが施されて、薄膜ヘッドに仕上げられる。
ここではフェライト基板11上に直接縞状の凹凸を形成
する例を示したが、MR素子11が形成される下地面が
縞状の凹凸を有してbることが必要であるのであって、
たとえば第1のギャップ層となる非磁性絶縁層上に形成
されてもよいことは自明である。
以上述べた実施例で明らかなように、ヘッド先端部は、
その部分がMR素子そのものであって、磁束と電流iと
の相互作用によシ比抵抗変化が起こり、ヘッド出力に直
接的に影響を与えるメカニズムとして動作する部分では
なく、単に高透磁率材としてのみ作用する部分のため、
ヘッド出力への影響は間接的であり、また比較的軽微と
いえる。
この現象の別の面からの例証として、きわめて短い波長
を再生するビデオヘッドにおいては、加工法を注意深く
選択することによって、スペーシング層が、ヘッドとテ
ープの表面粗さの和と・して算出されるように、加工歪
等による透磁率といった点での磁気的損傷を極限まで小
さくできている事実があげられる。一方、磁気記録媒体
からの磁束利用という点に関しては、先端部がMR素子
として作用しないので、磁束利用効率は低下し、再生出
力自体は若干小さくなる。しかし、周波数特性が第−義
的に重要なのであって、電流1を増加することにより出
力の絶体値自体は大きくすることができる。したがって
、少々出力値が小さくても問題とならない。
発明の効果 本発明によれば、スペーシング損失を極限まで小さくす
ることができ、磁気記録媒体上のきわめて短い記録波長
の情報をも効率よく再生することが可能となった。この
ように周波数特性に優れた特性により、従来むずかしい
とされてきた〜100KPCIといった高密度記録時の
再生をも良好に行なうことが可能となった。また、MR
素子が先端に露呈しないので、磁気記録媒体との摺動等
による熱雑音の発生が抑制される。さらに、高透磁率薄
膜としては磁気抵抗効果を有する必要がなく、耐候性の
良好な薄膜といった観点での材料選択も可能となり、信
頼性の高い薄膜磁気ヘッドを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は薄膜磁気ヘッドの従来例の断面図、第2図はシ
ールド型薄膜磁気ぜラドの磁気抵抗効果素子での磁束分
布を示す図である。第3図は本発明の薄膜磁気ヘッドの
第1の実施例の要部断面図、第4図は同じく第2の実施
例の要部斜視図である。 6・・・・・・磁気抵抗効果素子、7・・・・・・高透
磁率薄膜、8・・・・・・基板、9・・・・・・シール
ド層、10・・・・・・フェライト基板、11・・・・
・・磁気抵抗効果素子、12・・・・・・高透磁率薄膜
、13・・・・・・シールド層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名−6
: 第1図 第3図 第4図 6

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)磁気記録媒体に対向して磁気抵抗効果を有する素
    子が配置され、この磁気抵抗効果を有する素子に隣接し
    て前記磁気記録媒体に面する側に高透磁率薄膜が並置さ
    れ、前記磁気抵抗効果を有する素子および前記高透磁率
    薄膜の厚み方向の少なくとも一方の側に、磁性体が配置
    されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 (→ 磁気抵抗効果を有する素子がNi−Fe系ルミキ もしくはNi−Co系合金薄膜で構成されており、かつ
    高透磁率薄膜がフェライトから々ることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の薄膜磁気ヘッド。 (鴎 磁気抵抗効果を有する素子が形成されている下地
    面が縞状の凹凸を有していることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の薄膜磁気ヘッド。
JP12380983A 1983-07-07 1983-07-07 薄膜磁気ヘツド Pending JPS6015813A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2786909A1 (fr) * 1998-12-03 2000-06-09 Jean Pierre Lazarri Tete magnetique de lecture a magnetoresistance geante pour hautes densites d'informations

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2786909A1 (fr) * 1998-12-03 2000-06-09 Jean Pierre Lazarri Tete magnetique de lecture a magnetoresistance geante pour hautes densites d'informations

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