JPS62154317A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

薄膜磁気ヘツド

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JPS62154317A
JPS62154317A JP29805085A JP29805085A JPS62154317A JP S62154317 A JPS62154317 A JP S62154317A JP 29805085 A JP29805085 A JP 29805085A JP 29805085 A JP29805085 A JP 29805085A JP S62154317 A JPS62154317 A JP S62154317A
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Japan
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film
yoke
stress
films
magnetic
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JP29805085A
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JPH0346885B2 (ja
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Toru Kira
吉良 徹
Koji Otsuka
光司 大塚
Kazuyoshi Imae
一義 今江
Mitsuhiko Yoshikawa
吉川 光彦
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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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】 く技術分野〉 本発明は強磁性薄膜の磁気抵抗効果を応用した磁気抵抗
効果素子(以下MR素子と称す)を用いて磁気記録媒体
に記録された信号の検出を行なう薄膜磁気ヘッドに関す
る。
く従来技術〉 強磁性薄膜の磁気抵抗効果を利用した薄膜磁気ヘッドは
、一般に多用されている巻線型磁気ヘッドと比較して多
くの利点を有することが知られている。即ち上記薄膜磁
気ヘッドは磁気記録媒体に記録された磁化パターンから
発生する信号磁界を受け、これをMR素子の抵抗変化に
基く電圧変化として取り出すものであるため、磁気記録
媒体の移送速度に依存せずに信号を再生することができ
、特に磁気記録媒体の移送速度が低い場合に巻線型の磁
気ヘッドよりも高出力の再生信号が得られるという利点
を備えている。実際の使用に際してはMR素子単体で薄
膜磁気ヘッドを構成するよりもMR素子部をヘッド先端
から離し、磁気記録媒体にて発生した磁束をMR素子部
まで導く磁束導入路(ヨーク)を配置した第2図の如き
構造の通常ヨークタイプMRヘッド(以下YMRヘッド
と称す)と呼ばれる薄膜磁気ヘッドの方が信号の分解能
の同上やMR素子の耐久性の同上の為に有効であり、近
年このタイプのヘッドが固定ヘッド・ディジタルオーデ
ィオ用再生ヘッドとして注目されている(第8回日本応
用磁気学会学術講演概要集(1984)14FB−11
rヨークタイプMRヘッドの再生特性」参照)。
第2図は従来のYMRヘッドのトラック幅方向に垂直な
方向の断面図である。上側ヨーク7.8は通常0.5〜
1.0μm 程度の膜厚のパーマロイ膜で作製されてお
り磁気記録媒体(磁気テープ)10で発生した磁界をM
RR子5に導くための磁路となる。MRR子5はパーマ
ロイ蒸着膜で作製きれ、の約50μmvc設定されてい
る。またMRR子5にバイアス磁界を印加するためにA
t−Cuから成る導体4が絶縁膜2.3間に配設されて
いる。尚、3′も絶縁膜である。ヘンドギャソプ6は実
際に使用される記録波長が最小0.5μm程度であるの
で0.2乃至0.3μm程度に設定される。下側ヨーク
Iは高透磁率磁性体から成り、一般には多結晶NiZn
フェライト基板や単結晶(又は多結晶)MnZnフェラ
イト基板が用いられる。トラック幅は通常YMRヘッド
が多トラツク構成となるため50μm程度に設定される
上記の如(MR素子を構成した薄膜磁気ヘッドにおいて
、MRR子5を作製する際にその磁化容易軸はトラック
幅方向に選ばれている。又、バイアス磁場発生用の電流
IB(以下バイアス電流IBさ称す)を導体4(以下バ
イアス導体と称す)て流すことにより、MRR子5部に
所要のバイアス磁場を与え、MRR子5の動作点を線型
性の良い点に移動させている。又、MRR子5のトラッ
ク幅方向にセンス電流Isを流し、磁気媒体10より発
生する信号磁場をMR素素子5端端電圧変化に変換する
。尚、このときMRR子5から得られる出力信号の中に
は、MR素子5内部の磁区が不連続に移動することに起
因するバルク・ノ・ウゼン・ノイズが含まれており、こ
のノイズは上記Y M Rヘッドの出力信号処理を行う
上で極めて悪い影響を与えることが知られている(上記
第8回日本応用磁気学会学術講演概要集(1984)1
4PB−I+「ヨークタイプMRヘッドの再生特性」参
照)。
バルク・ハウゼン・ノイズは前記したようにMR素子5
内部の磁区の移動に起因するものであるが、そもそもM
R素子5内部に磁区が発生し不連続に移動する原因とし
ては、MR素子5内部の磁気異方性の乱れ(以下、異方
性分散と称す)が挙げられる。MRR子5は第3図の平
面図中の符号に−に′ で示すようにそのトラック幅方
向に磁化容易軸を持つように成膜されるが、種々の外的
要因の影響により薄膜磁気ヘッド完成時にはこの一軸異
方性は乱される。この外的要因としては、ヘッド製作工
程における熱履歴等によりMRR子5の膜自身が劣化し
異方性分散が増大することや、MRR子5の膜に外部よ
り応力が加わり、MRR子5の膜の逆磁歪効果により応
力誘起の磁気異方性がMRR子膜の中に発生し成膜時の
一軸異方性を乱すことなどが挙げられる。
MRR子5の膜に加わる外部からの応力としてはMRR
子5の上に積層される薄膜である第3図に示すギャップ
用絶縁膜3′、第1のヨーク膜7、第2のヨーク膜8V
Cおいて発生する内部応力の反作用としてMRR子5に
加わる力が考えられる。
ここで、上記したいずれの膜も内部応力は等吉例と考え
られるので、ギャップ用絶縁膜3′のようにMRR子5
の上に一様に被着されている膜ではMRR子5に加わる
応力は等吉例と考えられ、従って己れを基にしてMRR
子5には、応力誘起の磁気異方性は発生しないと考えら
れる。しかし、ヨーク膜7,8のようKMR素子5近傍
においてパターン化されて被着されている膜からは、M
RR子5Vc異方的な応力が加わる為、これを原因とす
る応力誘起の磁気異方性がMRR子5Vcおいて発生す
る。この現象を第4図に示す。第4図において第1.第
2のヨーク膜7,8の内部応力を圧縮応力δYとすると
MRR子5には図中のaMR、δ’MRで示す応力が発
生し、ここでM R素子部の磁歪定数λSが負であると
、応力誘起の磁気異方性Hトラック幅方向(成膜時のM
R素子の異方性の方向)と垂直な方向に発生する。従っ
て異方性の回きが2軸になり成膜時の磁気異方性が乱さ
れ異方性分散が増大し、バルク・ハウゼン・ノイズの原
因トなる。このように、ヨーク膜の内部応力はMRR子
部に応力誘起の異方性を発生させるため、ヘッド特性に
有害な影響を与えるが、ヨーク膜を内部応力が零の状態
で成膜することは、現実的には困難である。すなわち、
ヨーク材としては、Fe−、At−Si合金、Ni−F
e合金等がもちいられるが、スパッタ、蒸着、メッキ等
の成膜方法の何れの方法を用いても固有の内部応力を有
し、ヨーク材として要求される磁気特性を十分保ちつつ
内部応力を小さくすることは不可能であった。
〈発明の目的〉 ここで本発明の目的は、上記のMR素子特性に有害な影
響を与えるヨーク膜の内部応力を打ち消し若しくは低減
し、バルク・ノ・ウゼン・ノイズの少ないYMRヘッド
を提供することにある。
〈実施例〉 第1図は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの一実施例を示す
もので、トラック幅方向に垂直な面における断面図を示
している。同図で第2図と同一部分は同一符号で示す。
第1図においてlは高透磁率基板であり、例えばNi−
Znフェライト基板が使用される。5はMR素子部であ
り、Ni−Fe、Ni−Co等の強磁性薄膜で形成され
る。尚、これらの膜は有限な値の磁歪定数を有する。ギ
ヤツブ部絶縁膜6を被着加工した後に、ヨーク膜7,8
(例えばNi−Fe膜)をスパッタリングで成膜すると
、そのヨーク膜7,8の内部応力は一般に強い圧縮応力
となる。従って、MR素子部5に加わる応力を打ち消す
ために、引っ張り応力を有する上記ヨーク膜7,8シて
対する応力キャンセル@9をヨーク膜7,8上に、積層
した後に、イオンミリング法などのエツチング法により
、ヨーク膜7.8及び応力キャンセル膜9を二層同時に
所定のヨーク形状に加工する。上記応力キャンセル膜9
として1NiFeの蒸N膜を使用した。
第1図の薄膜磁気ヘッドに働く応力の様子を第5図に示
す。図中、δYはヨーク膜7.8でろるNi−Feスパ
ッタ膜の圧縮応力であり、δCは応力キャンセル膜9で
あるNi−Fe蒸着膜の引っ張り応力である。ここでM
R素子部5に加わる応力は(δY−δC)に比例するた
め、δY二δcVC選べばMR素子部51C加わる応力
を著しく低減することが可能である。
本実施例において使用したヨーク膜7.8のN1−Fe
スパッタ膜の内部応力は約−7xlO9dyne/cm
2であり、応力キャンセル膜9のNi−Fe蒸着膜の内
部応力は約+l 5X I 09dyne /C1n2
であった。
従って、NiFeスパンタ膜のl/2の膜厚のN1−F
6蒸層膜を積層することによりヨーク膜7,8と応力キ
ャンセル膜9の2層膜からMR素子部5に加わる応力を
著しく低減できた。この様子を第6図に示す。同図はト
ラック幅方向と垂直な面における断面図であり、ヨーク
膜7.8に、そのl/2の膜厚の応力キャンセル膜9を
積層することにより、全体として応力がキャンセルされ
た状態を示す。
第7図に一つの基板上に本発明に係る薄膜磁気ヘッドと
従来の薄膜磁気ヘッドの両方を並設した例を示す。同図
で各チップは、それぞれ20トランクのヘッドから構成
される。このうち、斜線を付した8チツプは、本発明に
係る薄膜磁気ヘッド溝造乏し、残りの8チツプを従来の
薄膜磁気ヘッド構造とし、同一基板によって試作した−
0この様にした場合、本発明に係るヘッド(8チツプ)
のトラック(20X8=]60 トラック)中バルク・
ハウゼン・ノイズの出現したトランクは’ %)?ッ。
であり、一方従来の構造のヘッド(8チツプ)のトラッ
クについて(,1砕枯石ッ、であった。この様に、本発
明に係る薄膜磁気ヘッドではバルク・)・ウゼン・ノイ
ズの顕著な低減効果が得られた。
ここで、以上の実施例においてはヨーク膜7゜8として
スパッタリング法で成膜したNi−Fe膜を用い、応力
キャンセル膜9,9として蒸着法で成膜したNi−Fe
膜を用いた例を示したが、この逆の組み合わせでもよく
、更にこれ以外にもヨーク膜7,8及び応力キャンセル
膜9,9の組み合わせとして種々のものを使用可能であ
る。
即ちヨーク膜7,8として、N i −F e膜(圧縮
応力)、Fe−At−Si蒸着膜(引っ張り応力)、F
e−AtSiスパッタ膜(圧縮若しくは引っ張り応力)
、COに5i、B、P等の反金属あるいはZ r+Ti
 + N l) + Ta + Hf + W等の金1
il’1lO−20チ程度含有させてなるアモルファス
蒸着膜(引っ張り応力)、coにSi、B、P等の反金
属あるいはZr、 Ti、 Nb、 Ta、 Hf、〜
V等の遷移金属i10〜20%程度含有させてなるアモ
ルファススパッタ膜(圧縮応力)が適用可能であり、一
方応力キャンセル膜9,9として上記ヨーク膜7,8の
適用可能な膜以外にW 、 T i + T a 、 
Z r + N b + Hf等の金属蒸着膜(引っ張
り応力)、W、 Ti、 Ta、 Zr。
Nb、Hf等の金属スパッタ膜(圧縮応力) 、SiO
2+At203. Si3N4等の絶縁物スパッタ膜(
圧縮応力)が適用可能である。但し互いに応力の向きが
反対のものを選択する必要があることは言うまでもない
ぐ発明の効果〉 以上説明した如く本発明によれば、MR素子部における
応力誘起の磁気異方性の発生を低減することが可能にな
り、その結果、バルク・ハウゼン・ノイズの少ない低雑
音のYMRヘッドを実現することができるため、磁気媒
体からの信号を忠実に再生できる利点がある。
【図面の簡単な説明】 図、第3図はその平面図、第4図はその応力の作用を示
す説明図、第5図、第6図は本発明に係る薄膜磁気ヘッ
ドの応力の作用を示す説明図、第7図は基板の平面図を
示す。 図中、1:高透磁率基板  5:MR素子部6:ギヤツ
ブ部絶縁膜 7.8:ヨーク膜 9:E3カキャンセル膜 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)O 第3 図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、磁気抵抗効果素子上に磁束を導く為のヨーク膜パタ
    ーンが被覆され、該ヨーク膜パターン上に該ヨーク膜内
    部に発生する応力を打ち消し若しくは低減せしめる応力
    キャンセルが被覆されてなることを特徴とする薄膜磁気
    ヘッド。
JP29805085A 1985-12-27 1985-12-27 薄膜磁気ヘツド Granted JPS62154317A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29805085A JPS62154317A (ja) 1985-12-27 1985-12-27 薄膜磁気ヘツド
DE19863644388 DE3644388A1 (de) 1985-12-27 1986-12-24 Duennfilm-joch-magnetkopf
US07/688,701 US5155644A (en) 1985-12-27 1991-04-22 Yoke thin film magnetic head constructed to avoid Barkhausen noises
US07/869,056 US5225951A (en) 1985-12-27 1992-04-16 Thin film magnetic head with reduced internal stresses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29805085A JPS62154317A (ja) 1985-12-27 1985-12-27 薄膜磁気ヘツド

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JPS62154317A true JPS62154317A (ja) 1987-07-09
JPH0346885B2 JPH0346885B2 (ja) 1991-07-17

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ID=17854482

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JP (1) JPS62154317A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0580027A2 (en) * 1992-07-20 1994-01-26 Read-Rite Corporation Thin film magnetic head
JP2013232273A (ja) * 2012-04-30 2013-11-14 Seagate Technology Llc データ記憶装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0580027A2 (en) * 1992-07-20 1994-01-26 Read-Rite Corporation Thin film magnetic head
EP0580027A3 (ja) * 1992-07-20 1994-08-03 Read Rite Corp
JP2013232273A (ja) * 2012-04-30 2013-11-14 Seagate Technology Llc データ記憶装置

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