JPS6192413A - 磁気抵抗効果型磁気変換器 - Google Patents

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、磁気抵抗効果素子を用いた磁気変換器に係り
、特に磁気抵抗効果素子に印加するバイアス磁界を好適
にした再生用薄膜磁気ヘッドの構造に関する。

〔発明の背景Ｊ 磁気抵抗効果素子（以下ＭＲ素子と記す）は、良く知ら
れているようにＭＲ素子がさらされている磁界Ｈにより
その抵抗値Ｒが変化するものであり、第３図に示される
ような、非線形な抵抗値変化を示す。この抵抗値の変化
を検出し磁気変換器として用いるには、最も直線性の良
い線形な領域に動作中心をおきたい。例えば、ノくイア
ス磁界を第３図（ａ）中Ｈｂの値で印加しておけば、最
も直線性の良い動作中心となり、検出しようとする磁界
に対応した線形の抵抗変化を示すことになる。このＷｂ
を最適バイアス点とした時、最適バイアス点がずれた、
例えば第３図（ｂ）に示されるようにｌ（ｂ’のバイア
ス磁界しかＭＲ素子に印加されていなかった場合、抵抗
変化は非線形となシ好ましくない。

このように最適なバイアス点にバイアス磁界を印加する
手段は、例えば、特開昭４９−７４５２２号及び特開昭
４９−７４５２３号のように、ＭＲ素子痕とＭＲ素子膜
に並置されたシャント膜の両膜に電流を流し、シャント
膜に分流する電流でバイアス磁界を印加する方法。また
特開昭５０−１７１２のように、ＭＲ素子膜に近接して
永久磁石膜を配し、永久磁石膜の作る磁界をバイアス磁
界とする方法。等種々提案されている。

ＭＲ素子は通常パーマロイ合金等の軟磁性膜で、高感度
と°するためその膜厚は０１μｍ以下とするが、特開昭
４９−７Ｊ５２２号及び特開昭４９−７４５２３号は、
ＭＲｔ子に欠陥があってもノヤント膜に電流が分流し、
’Ｊ　Ｒ素子の信頼性を良くする等の特徴も有している
。また特開昭５０−１７１２は、構造が簡単でＭＲ素子
の検出効率が良い等の特徴も石している。

しかし、これらの従来技術においては、ＭＲ素子高さお
よびバイアス磁界を印加する膜の高さの微かな変化で、
バイアス点が変化し前記した非線形な領域の動作中心と
なってし寸うため、磁気変換器の表面を仕上げる際のＭ
Ｒ素子高さの加工精度を良くしなければならなかったり
、磁気記録媒体に接触して信号を再生する磁気変換器の
場合の摩耗による再生特性の変化量が大きいことによろ
寿冷を短かくするという問題があった。

〔妬明Ｊ〕目的」 本発明の目的は、ＭＲ素子に最適なバイアス磁界を与え
、かりＭＲ素子及びバイアス磁界印加膜の旨さの変化−
１に対して、バイアス６界の最、ａバイアス点からのズ
レ量を少なくするバイアス磁界印加手段を有する磁気抵
抗効果型磁気変換器を提供することにある。

Ｌ発明の概要Ｊ 第４図（α）はシャント膜でバイアス磁界を印加する、
第４図（”）は永久磁石膜でバイアス磁界を印加する従
来技術による構造の一例を示している。いずれの構造の
場合でもＭＲ累子１とバイアス磁界印加膜であるシャン
ト膜２及び永久磁石膜５のそれぞれの高さｈはほぼ同一
とし、記録媒体２０から信号を再生する際に高分Ｍ能と
するため、前記ＭＲ素子１及びバイアス磁界印加膜２及
び３０両側に軟磁性材のシールド膜４及び４′が配置さ
れている。

第５図は第４図（α）及びＣｈ）で示される磁気変換器
で記録媒体２０上に書かれている信号を読み取った時の
再生波形の一例を示す。波形上下アンると、Δ＝００場
合はバイアス磁界が最適バイアス点にあり、・Δく０の
場合は最適バイアスよシバイアス磁界が小さく、△〉０
の場合は逆に大きくなっている時となる。このΔとＩν
ＩＲ素子１及びバイアス磁界印加膜２及び６の高さｈと
の関係を調べた結果、第６図のようになることがわかっ
た。第６図中（α）の曲線は第４図（α）で示される構
造で、ＭＲ素子１及びシャント膜２を定電圧駆動した場
合を示していて、ｈの減少と共に△が減少している。第
７図はこの現象を理解しやすくするために示したもので
、ＭＲ素子１の高さ方向のバイアス磁界分布を示してい
る。ｈが小であるとＭＲ素子１及びシャント膜２の抵抗
値が上がり、シャント膜２に流れる電流はｈが犬の時よ
り少なくなり、平均値的なバイアス磁界は小さくなるた
め第６図（ａ）に示される様な関係となるのである。

一方、第６図（ｈ）の曲線は第４図（Ａ）で示される構
造の場合を示していて、ｈの減少と共にΔが増大してい
る。第８図は第７図と同じ様に第４図（ｈ）で示される
構造のＭＲ素子１の高さ方向のバイアス磁界分布を示し
ている。ｈが小であるとＭＲ素子１の中央部でバイアス
磁界の回置がｈが大の時より小きいため平均値的なバイ
アス磁界が大きくなり、第６図（ｂ）に示される様な関
係となるのである。

この様にｈの変化に対してΔの変化する傾向が相反する
という性質の発見により、前記した三者を組合せればｈ
がづ（化しでもムがほとんど変化しないという新らたな
効果を得ることが可能であることがわかった。

本発明は前記した様な二種のバイアス印加手段を組合わ
せる、即ちΔ４Ｒ索子の近傍に永久磁石膜を配置し、Ａ
ＩＲ素子に接触して導体膜、いわゆるンヤント膜を設け
、永久磁石膜が作る磁界と、？４　Ｒ索子の抵抗変化を
検知するために流す電流の／ヤント膜への分流によって
作られる磁界とで、Δ４Ｒ素子にバイアス磁界を印加す
る如くｆＡ成したことを特徴とする０ 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例について具体的ｌこ説明する。

〔実施例１〕 第１図は不発明による磁気抵抗効果感度Ｑ　ｆ火へ変換
器の実汎例１０代表例の構造上°示したもグ〕“Ｃあり
、第２図は第１図中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、　ｈｌ、α。

Ｓｔα、あるいは他の任意の非磁性材料からなる基体１
０の上には、蒸着あるいはスタック、さらにはエツチン
グ、イオンミーリング等のフォトリングラフ等の技術を
用いて形成した例えば、Ｃ６Ｃｒ、　Ｃｏ　Ｎｉ　、　
Ｃｏ−Ｐｔ等の硬磁性材料からなる永久磁石膜３が、Ｍ
Ｒ垢子１の高さんとほぼ同一の高さｈ′で配置されてい
る。ＭＲ素子１はＮｈ−Ｆｅ　、Ｎｉ　　Ｃｏ　、Ｎｚ
−Ｆｅ−Ｃｏ等からなる保磁力の小さなバーマイ材料等
の薄膜からなっており、前記永久磁石膜３とＡムＯｓ　
、　５ｔｆｔ等の無機絶縁体あるいは、フォトレジスト
、樹脂等の有機絶縁体からなる絶縁膜７を介して高さｈ
で配置されている。さらにＭＲ素子１上に前記したＭＲ
素子材料と拡散反応が起こりに＜＜、かつＭＲ素子の固
有抵抗に対し大幅に違わない固有抵抗を有１２、蒸着、
スパッタ、ノオトリノグノノ技術等−Ｃ容易に形成出来
る材料、例えばチタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍ（１）
等からなっているシャント膜２が、ＭＲ素子と同一高さ
んで形成されている。さらにシャント膜２上に固有抵抗
の低い材料、例えば金（Ａ、Ｌ）、アルミニウム（Ａｌ
）等からなる引出し導体５を、ＭＲｉ子の磁気抵抗変化
を検出するために設けている。さらにその上には前記し
たＭＲ素子１．シャント膜２．導体５等を機械的ダメー
ジ、腐蝕等から保獲するＡｌｔＯ＋　、　５ｉＣｈ　Ｑ
’Ｆ　ノ無機絶縁体あるいは、フォトレジスト、樹脂等
の有機絶縁体からなる絶縁膜９で覆われている。

ここでＭＲ素子１．絶縁膜７．導体５．絶縁材９等も永
久磁石膜６やシャン）　ｊ；ＩＸ　２と同、様に蒸着、
スパッタ、フォトリングラフ等の技術で容易に形成でき
ることは云うまでもない。従かつて、本実施例は全て蒸
着、スパッタ、フォトリングラフ技術等で高精度に形成
できる。

この様な構造に磁気変換器を形成した後、永久磁石膜３
が所定の残留磁束密度となる磁界強度を前記した磁気変
換器の外部から第１図中矢印５０の方向に印加し、永久
磁石膜３を着磁させ毛。

本実施例による磁気変換器の各構成要素の典型的な厚さ
は次の如くである。

基体１０：任意の厚さ ＭＲ素子１：５０λ〜ｉ　ｏｏｏ　Ｘ シャント膜２　：　２００久〜３０００　Ｘ永久磁石膜
ｓ　：　５ｏｏＸ−ｓｏｏｏＸ絶縁膜９　　：任意の厚
さ 絶縁膜７は永久磁石膜３が作る磁界を有効に作用させる
ため、良好な電気的絶縁が出来るならば極力薄く、例え
ば５００Å以下にすることが望ま九る。

かかる構造におけるＭＲ素子１の高さｈと、第５図で示
される再生波形上下対称性Δの関係を示したのが第９図
である。ＭＲ素子１に流す電流は磁気抵抗効果感度やＭ
Ｒ素子信頼性等ｌこよシ最適な値に設定する必要があ夛
、ＭＲ素子１の厚さｔＭとシャント膜の厚さｔ５との比
ｔｓ／ｌｙはＭＲ素子１とシャント膜２のそれぞれの固
有抵抗とｔＭ、ｔｓで決まる電流の分流比即ち、シャン
ト膜２に流れる電流によって作られるバイアス磁界強度
に大きく寄与する。従がってｔｓ／ｌｙの値によＪ）Ｍ
　Ｒ素子高さｋとバイアス磁界強度すなわち再生波形上
下対称性Δの関係が変わる。

第９図に示す様にｔｓ／１Ｍ＝ａの時、即ちシャントＭ
２がなく永久磁石膜３のみの場合は、前記した様に人の
減少と共にΔが大きくなる傾向にあるのに対し、ｔｓ／
’ｔｕを除々に犬きくしていくと４の変化に対する乙の
変化する傾向が逆になり変化割合も増大していくつこの
様にｔ５／１Ｍを最適な値、言い換えればＭＲ素子１と
シャント膜２に分流される曲流の分流比ケ永久磁石膜３
により作られるバイアス磁界強度のＭＲ素子高さんのΔ
への寄与率を考慮した最適な値とすれば、ｈが変化して
も△かほとんど変化しなくなる。

さらｌこΔ＝０が最良である事は前記したｎ・、Δ＝０
とするには、永久磁石膜ろとシャント膜２のそれぞれが
作る磁界の合成されたバイアス磁界強度が最適バイアス
点となる様にしておけば良い。

本実施例のさらに具体的な一例をあげるならば、永久磁
石膜３の残留磁束密度を６０００ガウス。

膜厚な１ｏａｏＸ、絶縁膜７の厚さを２０００λ、シャ
ント膜２に流れる電流の電流密度をｔ７Ｘ１０Ａ／Ｗと
した時、ＭＲ素子１の高さが５〜２０μルの範囲ではΔ
は一５〜＋５チとなり変化量は１０％以内となる０ バイアス磁界を印加する手段が永久磁石膜のみの場合は
、ｈが５〜２０μルの範囲でΔの変化量はおよそ２０％
程度、シャント膜のみで定電圧駆動した場合は５０〜６
０％であるから本実施例（こよれば、んの変化に対する
乙の変化割合が非常に小さくなっていることかわかる。

永久磁石膜３と／ヤント膜２のそれぞれが作る磁界の合
成さ！したバイアス磁界強度を最適バイアス点とするた
めには、前記した様に人の変化に対するΔの変化を微少
にするためにシャフト膜２に流す電流値を大きく変える
ことは得策ではなく、主に永久磁石膜乙の作る磁界強度
７変えることにより行うのが好ましい。永久磁石膜３に
よるＭＲ素子１へ印加される磁界強度は、ＭＲ素子１と
永久磁石膜３との距離、即ち絶縁膜７の厚さや、永久磁
石ｆ１５の材質、膜厚、さらには、永久磁石膜３の着磁
強度等により調整が可能である。勿論、前記したような
永久磁石膜３の材質、膜厚等により調整しても良いか、
これらのうち磁気変換器を所定の構成に製造した後調整
が行え、製造バラツキを吸収できる着磁強度による調整
が最も望ましい。例えば永久磁石膜３に残留飽和磁束着
席が５０００ガウス以上となる材質２例えばコバルト−
白金（Ｃｏ−Ｐｔ）材等を用い、その厚さを１０００Ｘ
、絶縁膜７の厚さを２０００　Ｘに構成しておき、磁気
変換器を製造完了後、永久磁石膜３が飽和する磁界強度
よりも小さい残留磁束密度がほぼ６０００ガウスとなる
ようにする。よシ現実的に言えば前記したΔを測定しな
がらΔがほぼＯとなる様な磁界強度を永久磁石膜３に゛
与え着磁するという調整を行う。

以上、前記した様に永久磁石膜３とシャント膜２のそれ
ぞれの作る磁界の合成されたバイアス磁界強度が最適バ
イアス点以上となれば、永久磁石膜６の材質や膜厚、絶
縁膜７の膜厚は制限される必要はない。

また、同様にシャント膜２が作る磁界によりＭＲ素子１
に印加するバイアス磁界が、永久磁石膜３によシ印加さ
れるバイアス磁界強度のＭＲ素子高さんのΔへの寄与率
を考慮した最適な値、言い換えればシャント膜２に流れ
る電流が最適な電流密度であれば、シャント膜２の材質
や膜厚は制限を受ける必要はない。

以上の実施例ではＭＲ素子１及びシャント膜２の高さん
と、永久磁石膜３の高さｈ′がほぼ等しい場合の効果に
ついてのべたが、これらの相対的な高さ関係によって、
前記した↑４Ｒ素子高さんの変化に対する再生波形対称
性への変化割合を少なく出きるという効果が制限さ２す
る事はない。即ち、ｔ、＞ｈ’の場合でもＡ、　（Ａ’
の場合でも永久磁石膜３によるＭＲ素子１へ印加される
バイアス磁界はｈ′に依存するため、ｈ及びｈ′の高さ
が同時ζこ変化すれば、永久磁石膜６によるＭＲ素子１
へ印加されるバイアス磁界の変化量は、Ａ　＝＝　ｘ／
の場合と何ら変わらない為である。前記した各構成要素
の高さの相互関係は、後記するいくつかの実施例におい
ても同じ事が言える。

本実施例のように磁気変換器を構成すれば、前記した様
にｈによってΔの変化割合を少なくする事が出来るので
、磁気変換器の性能バラツキが少なり、製造歩留υが向
上するばかりでなく、磁気変換器の表面を仕上げ加工す
る際の加工精度も緩められ製造し易すくなる。従がって
製造コストを引下げる効果も生まれる。

また磁気変換器の表面が記録媒体等によりこすられてＭ
　Ｒ素子高さが使用中に変化するような使い方をした場
合でも、長期にわたりΔは安定しており、磁気変換器の
摩耗による寿命も長くなる。

さらに本実施例ではＭＲ素子と分流されるシャント膜の
電流値がシャント膜のみでノくイアス磁界を印加するも
のよシ小さいため、磁気変換器が検知する磁束変化に対
する抵抗変化率いわゆる磁気抵抗効果率が良くなり、再
生効率が向上し磁気変換器の再生感度という性能も向上
する０ また、永久磁石膜のみでバイアス磁界を印加するものは
、前記したようにＭＲ素子の膜厚は５０〜ｔｏｏｏ　Ｘ
と極めて薄く、膜欠陥が生じやすくなっていて、電流が
流れる事により欠陥部に電流集中が起こり膜が切断され
やすくなるが、本実施例の場合は膜欠陥があったとして
もシャント膜に電流がバイパスされるためＭＲ素子膜の
切断の危険性が少なくなるという信頼性も向上する。

本実施例が前記した効果を持つためには、ＭＲ素子とは
電気的に絶縁された永久磁石膜と、ＭＲ素子と電気的に
接触したシャント膜とがノ（イアス磁界印加膜として備
えられていて、それぞれの膜で作られる磁界を合成して
適切な）くイアス磁界強度をＭＲ素子に与えられている
ことが基本であるから、基体１０に対して永久磁石膜！
ｌ、ＭＲ素子１．シャント膜２のそれぞれの位置関係が
前後しても、本実施例と何んら変わらない。例えば、第
１０図〜第１２図は、第２図と同様の断面構造を示すも
のであるが、各構成要素の相互位置が異なっているだけ
である。尚構成要素は前記した番号と一致している。

〔実施例２Ｊ 第１３図は本発明による磁気抵抗効果型磁気変換器の実
施例２０代表例を示した第２図と同様のＦｆｒｌｌｉ！
ｊ図を示す。実施例１ではＭＲ素子１の片側のみシャン
ト膜２を配しているのに対し、本実施例では、ＭＲ素子
１０反対側にもシャント膜２′を配していて、他の部分
は実施例１と同じ構成及び材料にしている。シャント膜
２及び２′は、実施例１で前記した様に例えば、チタン
（’ｒｔ　）やモリブデン（ＭＯ）等からなるＭＲ素子
材料と拡散反応が起こりに＜＜、ＭＲ素子と大幅に違わ
ない固有抵抗を有している材料で形成している。シャン
ト膜２′の膜厚は６００Ｘ以上とするのが好ましく、シ
ャント膜２の膜厚はシャント膜２′の膜厚、言い換えれ
ばシャント膜２′に流れる電流値に応じてシャント膜２
に流れる適正な電流値となるように設定しである。適正
な電流値とは、シャント膜２′及び２のそれぞれに流れ
る電流によって生じる磁界はＭＲ素子１には互いに逆方
向の磁界が印加されるわけであるが、この合成されたＭ
Ｒ素子１に印加されるバイアス磁界が、実施例１で前記
した様に永久磁石膜３により印加されるバイアス磁界強
度のＭＲ素子高さんの再生波形上下対称性Δへの寄与率
を考慮した最適な値となる電流値ということである。

例えば、永久磁石膜３の残留磁束密度を３０００ガウス
（勿論実施例１で前記した様に残留飽和磁束密度がｓ、
ｏｏｏガウス以上となる材料を用い磁気変換器が製造完
了後、再生波形上下対称性Δを測定しながら永久磁石膜
３０着磁強度を調整しても良い）、膜厚を１ｏｏｏＸ　
、絶縁膜７の膜厚な２０００人、シャント膜２′に流れ
る電流密度を１、７　Ｘ　１０”　Ｍｍ’で膜厚を５０
０Ｘにした時、シャント膜２に流れる電流値がシャント
膜２′に流れる電流値の２〜５倍となるように設定する
。

この様にする事によりＭＲ素子１の高さ人が５〜２０μ
ｍの範囲では、再生波形上下対称性Δは一７〜＋７％と
なり実施例１よシ変化割合が若干増加するが、従来技術
によるものに比較すれば効果があがる。

また本実施例では、シャント膜２′及び２に流れる分流
比が実施例１より多い為、磁気抵抗効果による再生感度
は若干落ちるが、シャント膜のみでバイアス磁界を印加
する構造のものに比しては同レベルか若干向上する。

本実施例の最大の眼目は、ＭＲ素子１の膜厚が５００久
以Ｆと極めて薄くした場合において有効であるという事
である。

磁気変換器は通常磁束変化を読み取る面、例えば磁気ヘ
ッドの磁気媒体対向面は、高精度で加工仕上げを行うが
、この時ＭＲ索子１０片側だけでも無機絶縁膜の様な極
めて硬く加工しにくい材料であった時、ＭＲ素子１にダ
メージを与え易くなる。しかもＭＲ素子１が薄い程ＭＲ
素子１の磁気抵抗効果特性に与える影響が大となる。本
実施例においては、ＭＲ素子１の両側に微かではあるが
導電材で無機絶縁膜よりは軟かいシャント膜が配置され
ていて加工時の保護膜のような働きをする為、表面を仕
上加工する際ＭＲ素子１にはダメージを与えに＜〈シて
いる。従がってＭＲ素子１の磁気抵抗効果特性を劣化を
最少限におさえることが可能となる。

さらに、記録媒体が磁気変換器表面に接触し摩耗するよ
うな使われ方をする磁気変換器においても仕上加工を行
う場合と同様ｌこＭＲ素子１が受けるダメージによる特
性劣化も微かになる。

本実施例では、シャント膜２及び２′が同一の材質であ
ったが、前記した様にシャント膜２′に流れる電流値に
応じた適正な電流値をシャント膜２に流せるようにすれ
ば良いのであるから、比抵抗の異なる材料をシャント膜
２あるいはシャント膜２′に用いても良い事は明らかで
、シャント膜２及び２′の材質、膜厚についての制限を
受けるものではない。

まして、ＭＲ素子１の高さんに対する再生波形対称性Δ
の変化量の効果より、磁気変換器の表面の加工あるいは
摩耗によるダメージ低減効果の方が重要である場合につ
いてはなおさらシャント膜２及び２′の材質、膜厚はさ
らに自由に選定することができる。即ちΔの変化量を無
祝すれば、シャント膜２及び２′の材質及び膜厚は同じ
であっても良い。

第１４図は本実施例による別の一例を示した第１３図と
同じＷｒ断面図示すものである。基体１０に対しまずシ
ャント膜２１次いでＭＲ素子１．シャント膜２′、絶縁
膜７を形成後、永久磁石膜３を形成するという順序とな
っていて、第１３図で示される実施例とは磁気変換器の
形成順序が異なるだけで、永久磁石膜３及びＭＲ素子１
０両側にシャント膜２及び２′が配されることによる動
作及び効果は、第１６図で示される実施例と全く同じと
なることは明らかである。

また第１３図で示される実施例においても第１４図で示
される実施例においても、シャント膜２及び２′が入れ
替わっても、シャント膜２及び２′に流れる電流によっ
てＭＲ素子１に印加される合成されたバイアス磁界が、
前記した様な最良の値にする例えば、電流の流す方向を
前記した実施例の逆方向にする等して最良な値にできる
ため、本実施例と全く同じ動作及び効果が生じる事も明
らかである。

〔実施例３〕 第１５図は、本発明による磁気抵抗効果型磁気変換器の
実施例３０代表例の構造を示したものであり、第１６図
は、第１５図中の一点鎖線で示した部分の断面図を示す
。本実施例は、実施例１の永久磁石膜、ＭＲ素子、シャ
ント膜の外側の両側に、透磁率の良い軟磁性材例えば、
パーマロイ合金、アモルファス合金等の材料からなる’
／−ル）”４及び４′が、例えば５Ｌｏｔ　、　Ａｌｔ
ｏｓ等の無機材料及びフォトレジスト材、樹脂等の有機
材からなる絶縁膜６及び８を介して配置されている。

かかる構造の磁気変換器は、検出しようとする磁束の磁
化反転幅が微少に、例えば、１０μｍ以下になってくる
場合に有効で、シールド４及び４′が不要な磁束をＭＲ
素子１に吸い込まない様に磁気遮蔽する作用を持ってい
るため、再生時の分解能が向上する。ＭＲ素子１とシー
ルド４及び４′の距ｍ　Ｇｌ及びＧ！は、前記した検出
しようとする最小磁化反転幅に応じて最適な値を設定す
る必要があることは言うまでもない。

しかし、かかる構造の場合、前記した永久磁石膜３と７
ヤント膜２の作る磁界はシールド４及び４′に吸い込ま
れ、永久磁石膜６及びシャント膜２が作る磁界強度が実
施例１と同じ値のままではＭＲ索子１には充分な磁界強
度がかからず、前記した再生波形上下対称性を悪くする
。

従かって本実施例においては、ＭＲ素子１及びバイアス
磁界付加膜２及び３の高さんあるいはｈ′に対する波形
対称性Δの変化量を少なくするという動作内容は実施例
１と同一であるか、永久磁石膜６及びシャント膜２が作
るノ（イアス磁界強度は、シールド４及び４′に吸い込
まれる磁束量を考慮し、実施例１の場合より大きくしで
ある。大きくする童については、シールド４及び４′に
吸い込まれる磁束量が、永久礎石膜６及びシャント膜２
からの７−ルド４及び４′までの距離、大略的にはＧ、
及びＧｙの値によって異るので、それぞれの構造寸法に
適した値とすることはいうまでもない。

実施例３のよシ具体的な一例をめげるならば、Ｇ＋　＝
　Ｇｔ　＝　０．８μｍとし、永久磁石膜の残留磁束密
度を８０００ガウス、膜厚１ｏｏｏＸ　、絶縁膜８の厚
さを２０００　Ｘシャント膜２に分流して流れる電流密
度を２　Ｘ　１０”　Ａ／ｍ２とした時、ｈとΔの関係
は第１７図に示す様にｈが５〜２０μｍの範囲では、Δ
は、−５〜＋５チとなシ良好な効果を示す。

本実施例では実施例１の場合と同様、歩留シ向上及び製
造容易性による製造コストの引下げ、磁気変換器の長寿
命化、ＭＲ素子膜欠陥に対する信頼性向上等の効果があ
ると同時に、再生時の分解能が良い。即ち、高密度の磁
化反転のものまで再生できるという効果も有する。

本実施例において重要な事は、ＭＲ素子１とは電気的に
絶縁された永久磁石膜３と、ＭＲ素子１と電気的に接触
したシャント膜２とがバイアス磁界印加膜として備えら
れていて、それぞれの膜で作られる磁界がシールド膜４
及び４′に吸われても、それぞれが合成され適切なバイ
アス磁界強度をＭＲ素子に与えられていることに有るた
め、実施例１で前記したと同じ様に、永久磁石膜３の残
留飽和磁束密度が本実施例で前記した良好な効果を得る
残留磁束密度以上となる材料を用いたり、良好な効果を
得る永久磁石膜３によるＭＲ素子１に印加するバイアス
磁界強度を得る永久磁石膜３の膜厚及び絶縁膜７の膜厚
にしたシして磁気変換器が製造児了後、永久磁石膜６０
着磁強度を調整する手段も用いられる。従がって、実施
例１と同じ様に永久磁石膜３とシャント膜２のそれぞれ
の作る磁界の合成されたバイアス磁界強度（シールド４
及び４′に吸われる分を考慮した）が、最適バイアス点
以上となれば良いのであるから永久磁石膜３の材質や膜
厚、絶縁膜６の膜厚は制限を受けるものではない。

また実施例１で前記したと同じ条件を満たせば良いので
あるから、シャント膜２の材質や膜厚は制限を受けろも
のではない。

さらに、第二〇図、第１１図、第１２図に示されるよう
な構造の両側に、絶縁膜６及び８を介してシールド４及
び４′が配置されている構造のもの（図示せず）につい
ても、基体１０に対してそれぞれの各信成要素の相互位
置が異なるフどけで本実施例と何ら変わらない。

さらに加うるには、実施例２で示さ几たＭＲ素子１０両
側にシャント膜２及び２′が配され、かつ前記したＭＲ
素子１の近傍に永久磁石膜を配置した構造の両側に、本
実施例の様に絶縁膜６及び８を介してシールド４及び４
′が配置されている構造のもの（図示せず）についても
、実施例２で前記した効果を得る事は明らかである。

〔実施例４〕 第１８図は本発明による磁気抵抗効果型磁気変換器の実
施例４０代表例の構造を示したものであり、第１９図は
第１８図中の一点鎖線で示した部分の断面図を示す。Ｎ
１−ＺｒＬ７エライトやＭｒＬ−２ｒＬフエライトある
いは他の任意の軟磁性材料からなる基体３０の上に、Ａ
ムＯｓ　、　Ｓｔ’ｓ等の無機絶縁体あるいはフォトレ
ジスト、樹脂等の有機絶縁体からなる絶縁膜６を介し、
Ｃ６Ｃｒ　、　Ｃ６Ｎｔ　。

Ｃ，−Ｐｔ等の硬磁性材料からなる永久磁石膜３を形成
する。次に絶縁膜６と同種の絶縁体からなる絶縁膜７を
介し、Ｎｚ　Ｆ　ｔ　、　Ｎｔ　Ｃ６、Ｎｔ　Ｆ　ｔ　
Ｃ。

等からなる保磁力の小さなパーマロイ材等の薄膜のＭＲ
Ｒ子１．チタン、モリブデン等の様なＭＲ水素子固有抵
抗と大幅に違わないで、ＭＲＲ子１と拡散反応の起りに
くい導電体からなるシャント膜２、例えば金、アルミニ
ウム等の様な固有抵抗の低い材料からなる引出し導体５
を形成する。次に絶縁膜６と同種の絶縁体からなる絶縁
膜８を介し、例えばパーマロイ合金、アモルファス合金
等の様な透磁率の良い軟磁性材からなるシールド４を形
成する。さらにその上には、前記した永久磁石膜３．Ｍ
ＲＲ子１．シャント膜２．シールド４．引出し導体４等
を機械的ダメージ、腐蝕等から保護する絶縁膜６と同種
の絶縁体からなる絶縁膜９を覆っている。

かかる構造では、基体３０が実施例６におけるシールド
４′と同じ役割りをはだすことが実施例３と異なる点で
他のシャント膜２．永久磁石膜６、絶縁Ａ！Ｘ７．シー
ルド４等の各構成要素の役割り及び動作内容は実施例３
と同じである。

本実施例においては、実施例３で前記した効果以外に基
体５０そのものがシールドの役割りをはだす為、実施例
３のようにわざわざシールド４′なるものを形成する必
要がなく製造プロセスの工程を短縮できるという利点を
有している。

−本実施例は、軟磁性体からなる基体３０の上に、ＭＲ
水素子は電気的に絶縁された硬磁性である永久磁石膜と
、Ｍ　Ｒ素子と電気的に接触したシャント膜とがバイア
ス印加膜として備えられていて、かつ、ＭＲＲ子１の基
体６０側とは反対側に軟磁性からなるシールドが備えら
れている事が特徴であるから、ＭＲＲ子１．シャント膜
２゜永久磁石膜ろ等の各（δ成要素が基体３０に対して
実施例１で前記した第１０図、第１１図、第１２図に示
されるような相対位置のみを異ならして構成（図示せず
）したもの、さらには実施例２で前記した様な永久磁石
膜とＭＲ水素子両側にシャント膜を配する様に構成（図
示せず）したもの’？Ａｆｆ記した基体５０の上に形成
し、絶縁体８を介してシールド４を形成した構造の磁気
変換器においても本実施列に包含されるものである。

また、シールド４が前記した様に絶縁膜８の上に形成さ
れたシ第２０図に示される様な磁気変換器として組立て
る際シールド４にかわる基体３０と同じ種類の材料から
なる軟磁性材１１を配置させるような構造のものも本実
施例あるいは実施例３に包含されるものである。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば、永久磁石膜とシャント膜と
のそれぞれによるＭＲ水素子印加するバイアス磁界が、
ＭＲ素素子源の変化ｌと対し一方が減少すれば他方が増
加するという様に互いに相反するように働くので、ＭＲ
水素子高さが変化してもＭＲ水素子印加される合成され
たバイアス磁界強度は変化しにくくなる。しかも二要素
でバイアス磁界を印加するので充分な磁界強度を得る事
ができ、容易に最適バイアス磁界強度に調整できる。ざ
らに磁気抵抗効果を検出するための電流がシャント膜へ
分流するので、ＭＲ水素子欠陥が生じていてもＭＲ水素
子の電流集中が防止できる。

即ち、再生波形上下対称性の良い、しかもＭＲ水素子高
さが変化しても再生波形上下対称性が変化しにくく、信
頼性の良い磁気抵抗効果型磁気変換器を実現できる。

従がって本発明による磁気変換器では、ＭＲ素素子源の
仕上げ精度をそれ根源精度化することなく安定した性能
を得る事が出来るし、磁気変換器の表面の摩耗による性
能低下量が少なく長寿命化もはかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の磁気変換器の第１の実施例
を示す斜視図及び断面図、第６図（ａ）。 （Ｓ）及び第５図は再生波形の上下対称性を説明するた
めの図、第４図（α）及び（６）は従来技術による構造
を示す図、第６図は従来技術によるＭＲ素素子源の変化
に対する再生波形上下対称性の変化を説明する図、第７
図はシャント膜によるバイアス印加手段でのＭＲ水素子
高さ方向のバイアス磁界分布を示す図、第８図は永久磁
石膜によるバイアス印加手段でのＭＲ素素子源方向のバ
イアス磁界分布を示す図、第９図は第１の実施例におけ
るＭＲ素子高さの変化に対する再生波形上下対称性の変
化を説明する図、第１０図。 第１１図、第１２図は第１の実施例の変形例を示す断面
図、第１５図は本発明の磁気変換器の第２の実施例を示
′ｆ断面図、第１４図は第２の実施例の変形例を示す断
面図、第１５図及び第１６図は本発明の磁気変換器の第
６の実施例を示す斜視図及び断面図、第１７図は本発明
の第３の実施例におけるＭＲ素子高さの変化に対する再
生波形上下対称性の変化の一例を示す図、第１８図及び
第１９図は本発明の磁気変換器の第４の実施例を示す斜
視図及び断面図、第２０図は第３もしくは第４の実施例
の変形を示す断面図である。 １・・・ＭＲ素子、　　　　　２・・シャント膜、３・
・永久磁石膜、　　　　４及び４′・・・シールド、５
・・引出し導体、６，７．８・・・絶縁膜、１０・・非
磁性基体、３０・・・軟磁性基体、代理人弁理士　測　
橋　明　美ζ−″ １１図 笑４ズ　　　　　　　第壬図 （α〕　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）葛ダ
文　　　　　　　　　２７図 頓も゛４図　　　　　　　　　　　。８２−　　　　　
（ユノ 一一一１０図　　　　　　　　１■７）図　　　　　　
　　烙ｔテ／２２コγ１３図　　　　　　ネ１４−図 ７ン１ノ７ 第１夕図 第７回　　　　　　名７７図 寓／と図 第１９図　　　　　竿２ｏ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気抵抗効果素子と当該素子にバイアス磁界を印加
   する手段とからなる磁気変換器において、前記磁気抵抗
   効果素子と電気的に接触して配置された導体部材と、当
   該磁気抵抗効果素子と絶縁体を介して配置された硬磁性
   部材とを具備したことを特徴とする磁気抵抗効果型磁気
   変換器。 ２、前記導体部材は前記磁気抵抗効果素子の両側に配置
   され、前記硬磁性部材は前記導体部材と絶縁体を介して
   配置され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変換器。