JPS6032885B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

薄膜磁気ヘッド

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Publication number
JPS6032885B2
JPS6032885B2 JP3930080A JP3930080A JPS6032885B2 JP S6032885 B2 JPS6032885 B2 JP S6032885B2 JP 3930080 A JP3930080 A JP 3930080A JP 3930080 A JP3930080 A JP 3930080A JP S6032885 B2 JPS6032885 B2 JP S6032885B2
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JP
Japan
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thin film
magnetic head
magnetic
current
film magnetic
Prior art date
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Expired
Application number
JP3930080A
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English (en)
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JPS56137519A (en
Inventor
伸征 紙中
謙二 金井
紀台 能智
登 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3930080A priority Critical patent/JPS6032885B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気へッド‘こ
関するもので、外部よりバイアス磁界を磁気抵抗効果素
子に印加する手段を必要とせず、しかも高感度で歪率の
少ない磁気再生を可能とする薄膜磁気ヘッドを提供する
ことを目的とする。
従来のこの種磁気ヘッドは、第1図に示すように、基板
1上にほぼ方形状の磁気抵抗効果素子(以降単にMR素
子とよぶ)2を配置し、その両端部に導体層3を接続し
たもので、MR素子2へ検知電流iを、外部回路より供
給する。MR素子2は、記録媒体4上のトラック5に記
録された記録情報に対応した出力eをその両端電圧とし
て示す。この場合、M旧素子2において飽和磁化Msの
方向が長手方向(x方向)に平行に配向するよう製造プ
ロセスにおいて工夫がなされる。しかし、この状態では
感度が悪く、しかも、記録情報の周波数の倍周波の応答
であり、実際に使用する場合、不都合を生じる。そのた
め、MR素子2の中方向(y方向)にバイアス磁界HB
を印加し、電流iとaだけの角度をなすように飽和磁化
Msの方向をバイアス設定し、高感度でかつ線形性のよ
い信号再生を可能としてきた。このことを第2図を用い
て補足説明する。
第2図にM旧素子の比抵抗変化の81こ対する変化を図
示している。
比抵抗△pは次式で表わされる。△p功=△p皿COS
28 この関係より、8:450に動作点Pを設定することが
、感度の点および線形性の点で重要であることがわかる
このようにMR素子2にバイアス磁界HBを印加する方
法としては、{1’外部から磁石片を設定する。‘2M
R素子2の近傍に高抗磁石薄膜を配置する、{3’MR
素子2の近傍に導体膜を配置し、バイアス電流をこの導
体膜に流すことによりMR素子2にバイアス磁界を印加
する、{4}M旧素子に接触させて導体膜をつくり、検
知電流iをMR素子、導体膜に分流させ、導体膜中を流
れる電流による磁界をバイアス磁界として用いるなどの
方法がある。しかしながら、いずれの方法にも一長一短
がある。まずヘッド構成としては、第1図のような薄膜
層が形成されたのち、保持板が接着されるのであるが、
短波長再生に通したヘッドを構成する場合には、基板1
、保持板は磁性体であることが必要となる。このような
ときバイアス印加方法のうち{1}の方法では、基板1
と保持板にその磁束を吸収されてしまい、MR素子2に
所定のバイアス磁界HBを印加するのが困難となる。‘
31の印加方法では、記録媒体との超後面で、M旧素子
2と絶縁層を介して導体層が隣りあわせになるため、摺
接によってその分子層が移動して、物理的に接触し、電
気的な短絡現象をおこしやすい。【4}の方法では、電
気的な短絡には強い(初めから接触しているため)が、
同じM旧素子中(トラック中に相当)に対して期待され
る出力値が低下する。これらの方法は、いずれもMR素
子の長手方向に一般的には誘導異方性を有するように製
造される。実際の素子では第3図に示すようにあわせて
形状異方性が作用し、ビッター法等による滋区観察から
は、長手方向に比較的よくそろった滋壁の現われること
が、確認される。一方、これらのようにバイアス磁界の
印加を必要としない構成として、素子の長手方向とほぼ
450傾いた方向に異方性を生じさせる製造上の工夫も
種々なされてきたが、第4図に示すように、磁区構造は
必ずしも、450方向に均一にそろった状態にはならず
、複雑な磁壁が現われる。特に端部付近では、磁荷が発
生し、反磁界が働くため、飽和磁化Msの方向がMR素
子の長手方向に傾く。本発明は以上述べたような従来例
の欠点を改善し、簡単な構成でしかも特性のよい薄膜磁
気ヘッドを提供するものである。第5図に本発明の第1
の実施例の要部の構成を示す。
基板1上にFe−Ni合金等の磁気抵抗効果を有する磁
性薄膜を電子ビーム、スパッタリング等の方法で生成す
る。この際、磁場中で生成して、誘導磁気異方性を磁性
薄膜中に生じさせる。その後ホトリソグラフィ等の技術
を用いて、図に示す如く櫛歯状形状を有する形状に磁性
薄膜をエッチングし、MR素子2とする。ついで、MR
素子2に電流を供給するための導体層3を蒸着し、M旧
素子2の両端で接続するように所定のパターンにエッチ
ングする。以下、図には示していないが、必要であれば
保護層あるいはギャップ長を決める非磁性絶縁層を形成
し、ついで保護板を接着する。ここで基板1、保護板等
はガラス、アルミナ等の非磁性体である場合もあるし、
フェライト、Ni一Fe合金、センダスト等の強磁性体
の場合もある。また、これら強磁性体を用いた場合には
、必要に応じて、Si0やSi02等の非磁性絶縁層を
穣層したものを基板1とする場合もある。しかし、この
ような点は本発明と直後かかわりあいがないのでこれ以
上詳しくは触れない。櫛歯状の方向は、MR素子2に流
れる電流i方向Pと0だけ傾いた方向Qにする。
ここでOGま鋭角であり、おおよそ450が選択され得
る。そのためMR素子2を構成する磁性薄膜を磁場中で
生成する際は、磁場方向がQ方向であるようにする。こ
れによって磁性薄膜はQ方向に飽和磁化Msが配向し、
図のような形状にMR素子2がエッチングされた場合で
も、形状異方性の効果から櫛歯状方向にMsが容易に保
持される。電流iは櫛歯状の部分には流れないため、M
旧素子2のMsが電流i方向と45o額く構成を確実に
実現する。MR素子2の比抵抗変化△pと印加磁界日と
の関係は第6図に示すようになり、バイアス磁界なくし
て直線領域での動作が可能となり、極めて構成が簡単で
かつ特性のよいヘッドが実現できる。第5図はM旧素子
2が記録媒体摺嬢面4に接していない図を示すが、長波
長の信号再生にはこのような使用も可能である。また、
第5図のような状態から研削、あるいはラッピング等に
よりMR素子2の端部を記録媒体摺嬢面4に露呈させて
用いる場合もあり、その様子を第7図に示す。
この図では、櫛歯状形状がM庇素子2の片側だけに現わ
れた構成となる。このようなM旧素子2の櫛歯状形状は
、ホトリソグラフィ技術の可能性と密接な関係がある。
第8図にもとづき説明する。櫛歯の中a、ピッチb、長
さ1、電流iが実質的に流れるM旧素子2の部分の中w
とする。(b−a)についてはできるだけ小さい方が飽
和磁化Msの配向にとっては有利であるが、0.5〜4
ムの程度が現在の技術では妥当な値である。1/w≧1
とすることにより反磁場による端部でのスピンの乱れを
実質的に無視できるようになる。
aはできるだけ小さくした方が、櫛歯部分で電流iの拡
がる範囲を小さくできる。すなわち、この電流の拡がり
を半径a′2の拡がりと仮定すると、この領域で電流i
の方向が傾くため、飽和磁化Msの方向との関係は最適
状態からずれる。この影響を軽減するためには、a/小
ミ0.2崖度とすることが適当と考えられるが、実際の
使用時での特性からこの範囲外でも妥当な特性になり得
る可能性があることがわかる。また、本発明の構成は飽
和磁化Msの向きが影響を与えるが、電流iがMR素子
2に流れることによって生じる磁界がMsを一つの向き
にそろえることに寄与する。この効果に加えて、M旧素
子2自身を一つの向きに着磁したり、MR素子2の長手
方向に磁界を印加する手段によりMsの向きを一つ向き
保持したりしてもよい。また、このように飽和磁イひM
sの方向を櫛歯状方向により確実に保持するため、熱膨
張係数が異方性を有する基板、たとえば単結晶アルミナ
等を用いることは十分可能である。
すなわち、MR素子2の磁歪定数入が正(または負)の
場合、単結晶ァルミナのA面を基板として用い、その単
結晶ァルミナのC軸を第5図のQ方向と直角方向(また
はQ方向と平行方向)にして用いることにより、逆磁歪
による譲導異方性をQ方向に重ねることが可能である。
以上述べたように、本発明によれ‘よ、櫛歯状形状を有
するM旧素子を用いているため、飽和磁化Msの方向を
確実に電流方向に対して懐けることが可能となり、バイ
アス磁界を供給する手段が不必要な、簡単でかつ特性の
よ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図は磁気抵抗効果素子を用いた従来の磁気ヘッドを
説明するための斜視図、第2図はその飽和磁イOMsと
電流iとのなす角8と比抵抗変化△pとの関係を示す図
、第3図および第4図は従来例におけるM肝素子におけ
る飽和磁他Msの状態、および磁壁の状態をそれぞれ示
す図、第5図は本発明にかかる薄膜磁気ヘッドの一実施
例の要部を示す平面図、第6図はその動作を示す印加磁
界日と比抵抗変化△pの関係を示す図、第7図は本発明
の薄膜磁気ヘッドの他の実施例の要部を示す平面図、第
8図は本発明の薄膜磁気へッドーこおける櫛歯状形状の
磁気抵抗効果素子を示す拡大図である。 1…・・・基板、2…・・・磁気抵抗効果素子、3・・
・・・・導体層。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基板上に磁気抵抗効果素子を配置し、この磁気抵抗
    効果素子の少なくとも両端部が導体層と接続して前記磁
    気抵抗効果素子に電流を供給するよう構成されている薄
    膜磁気ヘツドにおいて、前記磁気抵抗効果素子の少なく
    とも片側に、前記電流方向と鋭角に傾いた方向に櫛歯形
    状が形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘツド。 2 鋭角がほぼ45°であ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ツド。3 基板が、熱膨
    張係数に異方性を有する材料であ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ツド。
JP3930080A 1980-03-26 1980-03-26 薄膜磁気ヘッド Expired JPS6032885B2 (ja)

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JPS6323890U (ja) * 1986-07-30 1988-02-17
JPS6444783U (ja) * 1987-09-14 1989-03-17

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