JPS6171407A - 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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Publication number
JPS6171407A
JPS6171407A JP19154584A JP19154584A JPS6171407A JP S6171407 A JPS6171407 A JP S6171407A JP 19154584 A JP19154584 A JP 19154584A JP 19154584 A JP19154584 A JP 19154584A JP S6171407 A JPS6171407 A JP S6171407A
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JP
Japan
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permanent magnet
magnetoresistive element
film
magnetoresistive
magnet film
Prior art date
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Pending
Application number
JP19154584A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Tanabe
英男 田辺
Masahiro Kitada
北田 正弘
Noboru Shimizu
昇 清水
Yoshihisa Kamo
加茂 善久
Hiroshi Tsuchiya
洋 土屋
Masao Katsumata
勝亦 正雄
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS6171407A publication Critical patent/JPS6171407A/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
    • G11B5/3906Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3929Disposition of magnetic thin films not used for directly coupling magnetic flux from the track to the MR film or for shielding
    • G11B5/3932Magnetic biasing films

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、磁気抵抗効果を利用して磁気記録媒体に記録
された信号磁束を検出する磁気ヘッドに係り、特に磁気
抵抗素子に印加するバイアス磁界を好適にした磁気抵抗
効果型磁気ヘッドに関する。
〔発明の背景〕
磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいては、信号検出波形の
非対称性の向上、高調波歪の低減等のために、磁気抵抗
効果を有する強磁性体薄膜素子(磁気抵抗素子)に流す
信号検出電流の方向に対して当該磁気抵抗素子内の磁化
の方向が略45゜の角度をなすように、適当なバイアス
磁界を磁気抵抗素子に対して外部から印加する必要があ
る。
従来、このようなバイアス磁界印加方法としては、特開
昭50−1712号のように、磁気抵抗素子に近接して
永久磁石膜を配置し、永久磁石膜の作る磁界をバイアス
磁界とする永久磁石バイアス方法、また、特開昭49−
74522号、および特開昭49−74523号のよう
に磁気抵抗素子と当該磁気抵抗素子に接置されたシャン
ト膜の両方に電流を流し、シャント膜に分流する電流の
作る磁界をバイアス磁界とするシャントバイアス方法等
が知られている。これらのバイアス磁界印加方法につい
てみると、永久磁石バイアス方法は、検出出力が大きく
再生感度が高いという有利な点を持つが、永久磁石膜か
らのバイアス磁界の大きさは当該永久磁石膜の特性によ
っているため、上記磁気抵抗素子に対する最適なバイア
ス点が変動した場合にはその変動に対してバイアス磁界
のiwWJができず、また膜特性のばらつきによってバ
イアス磁界強度がばらつくという欠点がある。また、シ
ャントバイアス方法は。
上記磁気抵抗素子に欠陥があっても、シャント膜に電流
が分流するために磁気抵抗素子の信頼性を高めるととも
にバイアス磁界の調節が可能であるが、検出出力が低く
素子が摩耗した場合のバイアス磁界の低下と検出出力の
低下を補うためには素子電流を増加しなければならない
ため、電力の消費が大きく、さらに磁気抵抗素子のジュ
ール熱により熱雑音も発生するという欠点がある。この
ように、個々のバイアス印加方法には、それぞれ長所が
あると同時に欠点もある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、磁気抵抗素子の出力を高く保ち、上記
磁気抵抗素子に印加するバイアス磁界の調節が可能で該
磁気抵抗素子に最適なバイアス磁界を与えるバイアス磁
界印加手段を有する磁気抵抗効果型磁界ヘッドを提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
上述したように、永久磁石バイアス方法、゛シャントバ
イアス方法等のバイアス磁界印加方法には、各々の長所
もあれば欠点もある0本発明は、上記バイアス方法の各
々の長所を生かして欠点を補い合うという考えに基づい
て案出したものであり、永久磁石バイアス方法にシャン
トバイアス方法等の長所を取り入れた構造からなる。
永久磁石バイアス方法では、当該永久磁石膜から上記磁
気抵抗素子に印加される磁気抵抗素子内のバイアス磁界
は、第9図(a)に示すように磁気抵抗素子の両端近傍
において最大で、内部において減少している(曲線1)
が、摩耗等により磁気抵抗素子の幅が小さくなった場合
には、内部のバイアス磁界の減少量は小さくなって(曲
線2)、平均のバイアス磁界が第9図(b)に示すよう
に磁気抵抗素子幅の減少とともに増加するという現象が
ある。一方、シャントバイアス方法では、当該シャント
膜に流れる電流により上記磁気抵抗素子に印加される磁
気抵抗素子内のバイアス磁界は、第10図(a)に示す
ように、磁気抵抗素子の両端でほぼ零で中心部で最大と
なる(曲線1)。しがし、定電圧駆動において、摩耗等
により磁気抵抗素子の幅が小さくなった場合には、素子
抵抗の増加に伴なう素子電流の減少のために中心部のバ
イアス磁界も減少しく曲線2)、平均のバイアス磁界が
第10図(b)に示すように磁気抵抗素子幅の減少とと
もに減少するという現象がある。上記2つの現象は、本
発明において見出された新たな現象であり、上記現象を
組み合せることで、摩耗によって磁気抵抗素子幅が減少
してもバイアス磁界の変動を抑えることができる。すな
わち、永久磁石バイアス方法において、磁気抵抗素子上
にシャント膜を積層した複合構造とすることで可能であ
る。しかし、シャント膜を設けた場合、上記磁気抵抗素
子の出力はシャント膜に素子電流が分流される割合に比
例して低下することになるため、シャント膜の抵抗を小
さくする、すなわちシャント膜を厚くした場合、出力が
大きいという永久磁石バイアス方法の利点を損う恐れが
ある。一方、シャント膜中に流れる電流が小さい場合に
は、上記のバイアス磁界の変動を抑える効果が不十分に
なる恐れもある。そこで、本発明においては、さらに、
当該永久磁石膜の端部に一対の導体を設けて永久磁石膜
中に電流を流せるようにし、その電流の作る磁界を当該
磁気抵抗素子に印加させることで、シャント膜の効果の
不十分な点を補うようにしたものである。上記永久磁石
膜中に流す電流の作る磁界の分布は、シャント膜の作る
磁界の分布とほぼ同様であるので、シャント膜の効果を
補うことが可能である。
〔発明の実施例〕
以下1本発明の実施例について具体的に説明する。
実施例1 第1図は本発明の一実施例による磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドの構造を示すものである。第2図は、第1図の一点
鎖線で示した部分の断面図を示す。
セラミック材、ガラス、AQ、03.5in2あるいは
他の任意の非磁性材料からなる基体1の上には、蒸着あ
るいはスパッタ、さらにはエツチング。
イオンミーリング等のフォトリソグラフィの技術を用い
て形成した、例えばGo−Pt、Go−Cr等の硬磁性
材料からなる永久磁石膜2で配置され、その両端にはA
 Q HM o等からなる上記永久磁石膜2に電流を流
すための一対の導体3が形成されている。また、磁気抵
抗素子4は、Ni−Fe、N1−Go、N1−Fe−G
o等の磁気抵抗効果を有する軟磁性体の薄膜からなり、
上記永久磁石膜2とはSiO□、 AM、O,等からな
る絶縁層6を介して配置されているが、当該磁気抵抗素
子4の上記永久磁石膜2に対する側面には磁気抵抗素子
4の比抵抗と大幅に違わない比抵抗をもつ、例えばTi
、Mo等の導電体薄膜5が積層される。上記磁気抵抗素
子4および上記導電体薄膜5の両端にはAn、Mo等か
らなる一対の導体7が形成され、最後に保護膜としてA
n t Oa −8iO,等からなる絶縁層8が覆われ
ている。ここで、導体3,7、磁気抵抗素子4、導電体
薄膜5、絶縁層6,8等も上記永久磁石膜2と同様にフ
ォトリソグラフィの技術で容易に形成できることは言う
までもなく、シたがって1本実施例は全てフォトリソグ
ラフィ技術で高精度に形成可能である。
かカフる構造の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいては、
永久磁石llI2から磁、低抵抗素子4に対して、第9
図(a)の曲線1に示すようなバイアス磁界印加がなさ
れる。また一方、導電体薄膜5のシャントバイアスの効
果によって、第10図(a)の曲線1に示すようなバイ
アス磁界が印加されるため、当該磁気抵抗素子内のバイ
アス磁界はほぼ一様の大きさになる。さらに、摩耗等に
より当該磁気抵抗素子の幅が小さくなった場合でも、上
記永久磁石膜2からのバイアス磁界は、第9図(a)の
曲線2のように、中心部において増大し、上記導電体薄
膜5からのバイアス磁界は第10図(a)の曲線2のよ
うに逆に中心部で減少するため、当該磁気抵抗素子内の
バイアス磁界はほぼ一定にしたままであり、磁気抵抗素
子幅の減少によるバイアス磁界の変動を抑えることが可
能となる。しかし、実際には、例えば出力を高めるため
に上記導電体簿膜を薄くしたりして上記導電体薄膜によ
るシャントバイアスの効果が常に十分であるとは限らず
、さらにまた、上記永久磁石膜2からのバイアス磁界も
当該永久磁石膜2の磁気特性等の変動により常に一定で
あるとは限らない。したがって、本発明では、上記永久
磁石膜2の両端に設けた一対の導体3より永久磁石膜中
に電流を流し、この電流の大きさを増減したり、この電
流の方向を変えたりすることにより、該電流の作る磁界
の強度を増減する、あるいは磁界の方向を逆転すること
で、上記磁気抵抗素子内のバイアス磁界をほぼ一定の大
きさに調節することを可能とする。したがって、かかる
構造の磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、常に最適なバイ
アス磁界印加が可能なので、検出波形の非対称性を向上
し、さらに検出波形における高調波歪を常に最小の状態
に保つことができる特徴を有する。
本発明では、特に永久磁石膜2の膜厚が200〜200
0人、導電体薄膜5の膜厚が200〜3000人、磁気
抵抗素子4の膜厚が200〜2000人、さらに絶縁層
6の膜厚が500〜5000人のときに効果的である。
実施例2 第3図に、本発明による他の実施例(断面図)を示す6
本実施例は上記磁気抵抗素子4の上記永久磁石膜2と反
対側の側面に当該磁気抵抗素子4の比抵抗と大幅に遠ね
ない比抵抗をもつ1例えば。
Ti、Mo等の導電体薄膜5が積層された構造を有し、
その他の構造は実施例1の場合と同様である。したがっ
て、本実施例の効果を実施例1と全く同じ効果が期待で
きる。
実施例3 第4図に、本発明による他の実施例(断面図)を示す。
本実施例では上記磁気抵抗素子4の両側面に当該磁気抵
抗素子4の比抵抗と大幅に違わない比抵抗をもつ、例え
ばTi、Mo等の導電体薄膜5が積層された構造を有し
、その他の構造は実施例1の場合と同様である。したが
って、本実施例の効果も実施例1と全く同じ効果が期待
できる。
実施例4 第5図に1本発明によるさらに他の実施例(断面図)を
示す0本発明では、セラミック材、ガラス、S i O
H、A Q、O,あるいは他の任意の非磁性材料からな
る基体1上にまず上記磁気抵抗素子4を形成し、その後
絶縁層6を介して上記永久磁石膜2を形成し、さらに上
記磁気抵抗素子4の上記永久磁石膜2に面する側面上に
当該磁気抵抗素子4の比抵抗と大幅に違わない比抵抗を
もつ、例えばTi、Mo等の導電体薄ll15を積層し
た構造を有し、その他の構造は実施例1の場合と同様で
ある1本実施例の効果も実施例1と同様であるが、本実
施例の場合、上記磁気抵抗素子4を上記永久磁石膜2形
成前に形成するので、上記磁気抵抗素子4の磁気特性は
永久磁石膜の影響を受けないという利点を有する。
実施例5 第6図に、本発明によるさらに他の実施例(断面図)を
示す。本発明では、実施例4における磁気抵抗素子4上
の導電体薄膜5を当該磁気抵抗素子4の上記永久磁石膜
2側と反対側の側面、すなわち基板1側の側面上に積層
した構造を有するもので、その他の構造は実施例4の場
合と同様である。したがって、本実施例の効果も実施例
4と全く同じ効果が期待できる。
実施例6 第7図に、本発明によるさらに他の実施例(断面図)を
示す6本発明では、実施例4における磁気抵抗素子4上
の導電体薄膜5を当該磁気抵抗素子4の両側面に積層し
た構造を有し、その他の構造は実施例4の場合と同様で
ある。したがって、本実施例の効果も実施例4と全く同
じ効果が期待・ できる。
実施例7 第8図に、本発明によるさらに他の実施例(断面図)を
示す。本実施例では、実施例1に示した永久磁石膜2.
磁気抵抗素子4.導電体薄膜5等を全て挾むようにSi
n、、AM、O,等からなる絶縁M8,9を介して軟磁
性材料よりなる一対の磁気シールド層10.11を設け
た構造を有するもので、実施例1の効果にさらに磁気シ
ールド層の効果が加わった効果が期待できる。また、実
施例2〜6の構造において一対の磁気シールド層を同様
に設けた場合、効果は全く同様である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、磁気抵抗素子内のバイアス磁界分布は
永久磁石バイアス磁界とシャントバイアス磁界との合成
によりほぼ一様となり、さらに摩耗等により磁気抵抗素
子の幅が減少した場合にも、永久磁石バイアス磁界が上
記磁気抵抗素子中心部で増加するのに対して、シャント
バイアス磁界が上記磁気抵抗素子中心部で減少するので
、上記磁気抵抗素子内のバイアス磁界の変動を小さく抑
えることができる。さらに、本発明では、永久磁石膜の
両端に設けた一対の導体より永久磁石膜に電流を流し、
この電流の大きさ、方向を調節することでこの電流の作
る上記磁気抵抗素子にかかる磁界の大きさ、方向を調節
し、上記磁気抵抗素子内のバイアス磁界の大きさ等を微
調節することが可能である。したがって、本発明によれ
ば、上記磁気抵抗素子にかかるバイアス磁界を常に最適
バイアス磁界に設定することができるので、磁気抵抗効
果型磁気ヘッドの検出波形の非対称性および高調波歪を
常に最小の状態に保つ効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッドの概略
を示す斜視図、第2図は第、1図の一点鎖線の断面図、
第3図〜第8図は本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドの概略を示す断面図、第9図(a)は永久磁石バイア
ス方法における磁気抵抗素子内のバイアス磁界分布を示
す図、第9図(b)は平均バイアス磁界と磁気抵抗素子
幅との関係を示す図、第10図(a)はシャントバイア
ス方法における磁気抵抗素子内のバイアス磁界分布を示
す図、第10図(b)は平均バイアス磁界と磁気抵抗素
子幅との関係を示す図である。 1・・・基体、2・・・永久磁石膜、3・・・導体、4
・・・磁気抵抗素子、5・・・導電体薄膜、6・・・絶
縁層、7・・・導体、8.9・・・絶縁層、10.11
・・・磁気シールド層。 Ml  口 第Z 図      y13  図 第6 図        ″fJ’M21第δ 口 第 10 ((L) (bン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、基体上に直接あるいは絶縁層を介して設けられたバ
    イアス磁界印加用の永久磁石膜と、該永久磁石膜上に絶
    縁層を介して設けられた強磁性体薄膜からなる磁気抵抗
    素子と、該磁気抵抗素子の両端部に素子中に電流を流す
    るために設けられた一対の導体とから成る磁気抵抗効果
    型磁気ヘッドにおいて、上記永久磁石膜の両端部に該永
    久磁石膜中に電流を流するため一対の導体を設け、さら
    に上記磁気抵抗素子の上記永久磁石膜に面する側面に接
    するように導電体薄膜を設けたことを特徴とする磁気抵
    抗効果型磁気ヘッド。 2、上記磁気抵抗素子と接するように設けた上記導電体
    薄膜を上記磁気抵抗素子の上記永久磁石膜側の面と反対
    側の側面に接するように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。 3、上記導電体薄膜を上記磁気抵抗素子の両側面に接す
    るように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。 4、基板上に直接あるいは絶縁層を介して設けられた上
    記磁気抵抗素子と、該磁気抵抗素子上に絶縁層を介して
    設けられた上記永久磁石膜と、上記磁気抵抗素子の両端
    部に素子中に電流を流すために設けられた一対の導体と
    から成る磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、上記永久
    磁石膜の両端部に該永久磁石膜中に電流を流すため一対
    の導体を設け、さらに上記磁気抵抗素子の上記永久磁石
    膜に面する側面に接するように導電体薄膜を設けたこと
    を特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 5、上記導電体薄膜を上記磁気抵抗素子の上記永久磁石
    膜側の面と反対側の側面に接するように設けたことを特
    徴とする特許請求の範囲第4項記載の磁気抵抗効果型磁
    気ヘッド。 6、上記導電体薄膜を上記磁気抵抗素子の両側面に接す
    るように設けたことを特徴とする特許請求の範囲第4項
    記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 7、上記磁気抵抗素子の上記永久磁石膜側と反対の側お
    よび該永久磁石膜の該磁気抵抗素子側と反対の側に絶縁
    層を介して該磁気抵抗素子と該永久磁石膜とを挾むよう
    に強磁性体薄膜からなる一対の磁気シールド層を配置し
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項から第6項の
    いずれかの項記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
JP19154584A 1984-09-14 1984-09-14 磁気抵抗効果型磁気ヘツド Pending JPS6171407A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6323216A (ja) * 1986-06-26 1988-01-30 Fujitsu Ltd 薄膜磁気ヘツドの製造方法
US5402292A (en) * 1991-09-27 1995-03-28 Sharp Kabushiki Kaisha Magnetoresistance effect type thin film magnetic head using high coercion films

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6323216A (ja) * 1986-06-26 1988-01-30 Fujitsu Ltd 薄膜磁気ヘツドの製造方法
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