JPS6227449B2 - - Google Patents
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- JPS6227449B2 JPS6227449B2 JP55186502A JP18650280A JPS6227449B2 JP S6227449 B2 JPS6227449 B2 JP S6227449B2 JP 55186502 A JP55186502 A JP 55186502A JP 18650280 A JP18650280 A JP 18650280A JP S6227449 B2 JPS6227449 B2 JP S6227449B2
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- magnetic
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Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure 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
- G11B5/3903—Structure 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、再生磁気ヘツド、特に薄膜磁気抵抗
効果素子を有して成る磁気抵抗効果型磁気ヘツド
に係わる。
効果素子を有して成る磁気抵抗効果型磁気ヘツド
に係わる。
磁気抵抗（以下MRという）効果型の磁気ヘツ
ドは、サフアイア等の非磁性基板上に、Ni−Fe
系合金、或いはNi−Co系合金等のMR効果を有す
る薄膜磁性合金が、数100Åの膜厚をもつて、ト
ラツク幅に相当する長さが数10〜数100μｍに被
着されたMR素子が構成されて成る。このMR型
磁気ヘツドは、磁気媒体との対接面が薄膜MR素
子の一端面とされ、磁気媒体との相対的移行方向
が薄膜MR素子の膜厚方向とされる。
ドは、サフアイア等の非磁性基板上に、Ni−Fe
系合金、或いはNi−Co系合金等のMR効果を有す
る薄膜磁性合金が、数100Åの膜厚をもつて、ト
ラツク幅に相当する長さが数10〜数100μｍに被
着されたMR素子が構成されて成る。このMR型
磁気ヘツドは、磁気媒体との対接面が薄膜MR素
子の一端面とされ、磁気媒体との相対的移行方向
が薄膜MR素子の膜厚方向とされる。
このようなMR効果型の再生磁気ヘツドは、通
常一般の電磁誘導型再生磁気ヘツドに比し、狭ト
ラツク再生、短波長再生、超低速再生において高
い感度が得られるとされている。
常一般の電磁誘導型再生磁気ヘツドに比し、狭ト
ラツク再生、短波長再生、超低速再生において高
い感度が得られるとされている。
ところがこの種MR効果型再生磁気ヘツドにお
いても、実際上短波長での応答特性が十分向上さ
れない場合がある。これは、薄膜MR素子におい
て、磁気媒体との対接部附近でMR効果が十分発
揮できない不感帯が存在し、これが短波長での応
答特性を低めていると思われる。
いても、実際上短波長での応答特性が十分向上さ
れない場合がある。これは、薄膜MR素子におい
て、磁気媒体との対接部附近でMR効果が十分発
揮できない不感帯が存在し、これが短波長での応
答特性を低めていると思われる。
今、第１図に示すように、帯状にパターン化さ
れた薄膜MR素子１を設け、その長手方向に電流
Ｉを通じ、これに、その電流Ｉの方向と直交し、
且つ素子１の膜面に沿う方向の平等磁界Ｈを与え
ると、その印加磁界Ｈに対するMR素子１の抵抗
変化Δρしたがつて出力Δｅは、第２図中曲線２
に示す特性、すなわち、磁界±Ｈに関し対称的な
特性を示す。この場合、今、バイアス磁界が与え
られない状態で、第２図中に符号３をもつて示す
信号磁界が記録磁気媒体から与えられたとする
と、MR素子１の出力として、第２図中に符号４
をもつて示す極性の判別できない出力信号がとり
出される。そこで、通常この種MR型再生素子磁
気ヘツドにおいては、第３図に示すように、MR
素子に、所要の直流バイアス磁界ＨBを与えた状
態で動作させ、第３図中に符号３′で示す入力信
号磁界に対し、第３図中符号４′で示すように、
入力信号磁界の極性を判別できる出力信が得られ
るようにしている。
れた薄膜MR素子１を設け、その長手方向に電流
Ｉを通じ、これに、その電流Ｉの方向と直交し、
且つ素子１の膜面に沿う方向の平等磁界Ｈを与え
ると、その印加磁界Ｈに対するMR素子１の抵抗
変化Δρしたがつて出力Δｅは、第２図中曲線２
に示す特性、すなわち、磁界±Ｈに関し対称的な
特性を示す。この場合、今、バイアス磁界が与え
られない状態で、第２図中に符号３をもつて示す
信号磁界が記録磁気媒体から与えられたとする
と、MR素子１の出力として、第２図中に符号４
をもつて示す極性の判別できない出力信号がとり
出される。そこで、通常この種MR型再生素子磁
気ヘツドにおいては、第３図に示すように、MR
素子に、所要の直流バイアス磁界ＨBを与えた状
態で動作させ、第３図中に符号３′で示す入力信
号磁界に対し、第３図中符号４′で示すように、
入力信号磁界の極性を判別できる出力信が得られ
るようにしている。
一方、上述した薄膜MR素子１における反磁界
分布についてみると、MR素子１の幅方向に関し
ての反磁界の強さは、第４図に示すように、MR
素子１の幅方向の中央で小さく、両側端面１ａ及
び１ｂにおいて高くなつている。したがつて今、
第５図に示すように、素子１の膜幅ｗ、すなわ
ち、素子１の、磁気媒体５と対接する側の端面１
ａとこれに対向する他側の端面１ｂ間の距離ｗを
例えば５μｍに選定し、素子１の膜厚を500Å
に、長さを60μｍとした場合において、両端面１
ａ及び１ｂ間を各破線a1〜a5で示すように等間隔
に区分し、端面１ａ側からの各区分域領を第１〜
第６領域とするとき、各領域におけるバイアス磁
界ＨBに対する抵抗変化の特性は、第６図に示す
ように異る特性を示す。すなわち、第６図におい
て曲線６は、第１及び第６領域における特性、曲
線７は、第２及び第５領域における特性、曲線８
は、第３及び第４領域における特性を示す。すな
わち、素子１の膜幅の中央の領域、すなわち第３
及び第４の領域では特に素子１の膜厚が薄く反磁
界が小さく更に異方性磁界ＨKが小さい場合、比
較的小さい磁界で磁化が飽和し、これによつて抵
抗変化も飽和してしまう。これに比し、面端面１
ａ及び１ｂ側の第１及び第６領域においては端縁
の効果によつて反磁界の強さが大きく磁化が飽和
しにくいので抵抗変化特性はその直線性範囲が広
い特性を示す。
分布についてみると、MR素子１の幅方向に関し
ての反磁界の強さは、第４図に示すように、MR
素子１の幅方向の中央で小さく、両側端面１ａ及
び１ｂにおいて高くなつている。したがつて今、
第５図に示すように、素子１の膜幅ｗ、すなわ
ち、素子１の、磁気媒体５と対接する側の端面１
ａとこれに対向する他側の端面１ｂ間の距離ｗを
例えば５μｍに選定し、素子１の膜厚を500Å
に、長さを60μｍとした場合において、両端面１
ａ及び１ｂ間を各破線a1〜a5で示すように等間隔
に区分し、端面１ａ側からの各区分域領を第１〜
第６領域とするとき、各領域におけるバイアス磁
界ＨBに対する抵抗変化の特性は、第６図に示す
ように異る特性を示す。すなわち、第６図におい
て曲線６は、第１及び第６領域における特性、曲
線７は、第２及び第５領域における特性、曲線８
は、第３及び第４領域における特性を示す。すな
わち、素子１の膜幅の中央の領域、すなわち第３
及び第４の領域では特に素子１の膜厚が薄く反磁
界が小さく更に異方性磁界ＨKが小さい場合、比
較的小さい磁界で磁化が飽和し、これによつて抵
抗変化も飽和してしまう。これに比し、面端面１
ａ及び１ｂ側の第１及び第６領域においては端縁
の効果によつて反磁界の強さが大きく磁化が飽和
しにくいので抵抗変化特性はその直線性範囲が広
い特性を示す。
しかしながらMR素子１の全体としての出力は
第１〜第６の全域に亘る各特性によつて決まり、
従来においてはこの全体として特性においてその
抵抗変化が直線性を有する磁界の範囲のほぼ中央
の値にそのバイアス磁界を設定していた。すなわ
ち、比較的低い例えば150〜2000Oeにバイアス磁
界の設定がなされていた。そして、このような低
いバイアス磁界は、曲線６に関してみるとき、す
なわち、MR素子１の両端面１ａ及び１ｂ側の第
１及び第６領域に関しては、抵抗変化Δρの小さ
な領域となつてしまう。ところが、この素子１に
与えられる信号磁界が短波長となるほどスペーシ
ング損失が大きくなつて素子１の信号磁界の与え
られる側の表面近傍、すなわち第５図において、
信号磁界を与えて磁気媒体５との対接面側の端面
１ａの近傍領域のみが、すなわち、例えば主とし
て前述の第１領域のみがその再生に供することに
なる。しかるに、この第１領域においては第６図
中曲線６で示す特性を示し、これに関しては前述
したようにバイアス磁界が適正に選ばれていない
ので、その結果冒頭に述べたように、この種MR
型再生磁気ヘツドは、短波長特性が十分向上され
ていない。
第１〜第６の全域に亘る各特性によつて決まり、
従来においてはこの全体として特性においてその
抵抗変化が直線性を有する磁界の範囲のほぼ中央
の値にそのバイアス磁界を設定していた。すなわ
ち、比較的低い例えば150〜2000Oeにバイアス磁
界の設定がなされていた。そして、このような低
いバイアス磁界は、曲線６に関してみるとき、す
なわち、MR素子１の両端面１ａ及び１ｂ側の第
１及び第６領域に関しては、抵抗変化Δρの小さ
な領域となつてしまう。ところが、この素子１に
与えられる信号磁界が短波長となるほどスペーシ
ング損失が大きくなつて素子１の信号磁界の与え
られる側の表面近傍、すなわち第５図において、
信号磁界を与えて磁気媒体５との対接面側の端面
１ａの近傍領域のみが、すなわち、例えば主とし
て前述の第１領域のみがその再生に供することに
なる。しかるに、この第１領域においては第６図
中曲線６で示す特性を示し、これに関しては前述
したようにバイアス磁界が適正に選ばれていない
ので、その結果冒頭に述べたように、この種MR
型再生磁気ヘツドは、短波長特性が十分向上され
ていない。
そして、このような短波長の特性の向上は、例
えば、MR素子の膜幅を小さくすることによつ
て、或る程度、その向上がはかられるが、磁気媒
体との摺接による摩耗を考慮すると、長寿命化の
上からこの幅を十分小とすることはできない。
えば、MR素子の膜幅を小さくすることによつ
て、或る程度、その向上がはかられるが、磁気媒
体との摺接による摩耗を考慮すると、長寿命化の
上からこの幅を十分小とすることはできない。
本発明はこのような欠点を招来することなく短
波長側の特性を向上することのできる磁気抵抗効
果型磁気ヘツドを提供するものである。
波長側の特性を向上することのできる磁気抵抗効
果型磁気ヘツドを提供するものである。
すなわち本発明においては、薄膜MR素子にお
いて、その膜幅の中央における磁化を、バイアス
磁界によつて飽和させ、実質的に常に薄膜MR素
子の端面近傍においてのみ、すなわち磁気媒体と
の対接面側の近傍においてのみこれが動作するよ
うになす。更に述べるなら、薄膜MR素子として
その膜厚及び材料の特性、例えば異方性磁界の大
きさ等を考慮してその膜幅方向の中央における外
部磁界による抵抗変化の飽和が顕著に生じるよう
に、すなわち、例えば第６図で説明した曲線８の
特性が急峻となるように選定し、そのバイアス磁
界が薄膜MR素子の端面近傍における例えば第６
図の曲線６に対しては適正バイアスとなり、薄膜
MR素子の幅方向の中央における例えば第６図で
示す曲線８、更に或る場合は曲線７の特性に対し
ては抵抗変化がほぼ飽和するようなバイアス値Ｈ
B1、例えば250〜300Oeに設定する。
いて、その膜幅の中央における磁化を、バイアス
磁界によつて飽和させ、実質的に常に薄膜MR素
子の端面近傍においてのみ、すなわち磁気媒体と
の対接面側の近傍においてのみこれが動作するよ
うになす。更に述べるなら、薄膜MR素子として
その膜厚及び材料の特性、例えば異方性磁界の大
きさ等を考慮してその膜幅方向の中央における外
部磁界による抵抗変化の飽和が顕著に生じるよう
に、すなわち、例えば第６図で説明した曲線８の
特性が急峻となるように選定し、そのバイアス磁
界が薄膜MR素子の端面近傍における例えば第６
図の曲線６に対しては適正バイアスとなり、薄膜
MR素子の幅方向の中央における例えば第６図で
示す曲線８、更に或る場合は曲線７の特性に対し
ては抵抗変化がほぼ飽和するようなバイアス値Ｈ
B1、例えば250〜300Oeに設定する。
第７図及び第８図を参照して本発明によるMR
効果型磁気ヘツドの一例を説明しよう。本発明に
よる磁気ヘツドにおいても例えばサフアイアより
成る基体１１上に、例えばＵ字状パターンの薄膜
MR素子１が被着されて成る。MR素子１の両端
には、良電気伝導性の導電層が被着され端子部１
２が構成される。この基体１１上には更に、素子
１及びその端子部１２上を含んで絶縁層１３、例
えば高周波スパツタリング法によるSiO2層が被
着され、例えば永久磁石より成る直流バイアス磁
界の発生手段１４が配置され、更にこれの上に補
強基板１５が配置される。１５はこれら磁石１４
及び補強基板１５を接着する接着剤である。１７
は磁気媒体５との対接面で鏡面に仕上げられ、こ
れに素子１の端面１ａが臨む。
効果型磁気ヘツドの一例を説明しよう。本発明に
よる磁気ヘツドにおいても例えばサフアイアより
成る基体１１上に、例えばＵ字状パターンの薄膜
MR素子１が被着されて成る。MR素子１の両端
には、良電気伝導性の導電層が被着され端子部１
２が構成される。この基体１１上には更に、素子
１及びその端子部１２上を含んで絶縁層１３、例
えば高周波スパツタリング法によるSiO2層が被
着され、例えば永久磁石より成る直流バイアス磁
界の発生手段１４が配置され、更にこれの上に補
強基板１５が配置される。１５はこれら磁石１４
及び補強基板１５を接着する接着剤である。１７
は磁気媒体５との対接面で鏡面に仕上げられ、こ
れに素子１の端面１ａが臨む。
そして、特に本発明においては、バイアス磁界
発生手段、すなわち磁石１４として、これによる
素子１への磁界の強さが先に述べたように素子１
における膜幅方向の端面１ａより遠い中央部分に
おいては、これのMR効果を飽和させ、端面１ａ
の近傍において適正バイアスとする強さ例えば
250〜300Oeに設定する。
発生手段、すなわち磁石１４として、これによる
素子１への磁界の強さが先に述べたように素子１
における膜幅方向の端面１ａより遠い中央部分に
おいては、これのMR効果を飽和させ、端面１ａ
の近傍において適正バイアスとする強さ例えば
250〜300Oeに設定する。
上述の本発明による磁気ヘツドによれば、薄膜
MR素子１の第６図中曲線６に示すように直線性
を示す範囲が広く、且つ短波長の信号磁界に関し
て高い感度を示す端面近傍（磁気媒体５との対接
面１７近傍）においてのみ実質的にMR効果が生
じ、且つこの部分において適正のバイアス磁界を
与えたので、特に短波長における特性の向上をは
かることができる。
MR素子１の第６図中曲線６に示すように直線性
を示す範囲が広く、且つ短波長の信号磁界に関し
て高い感度を示す端面近傍（磁気媒体５との対接
面１７近傍）においてのみ実質的にMR効果が生
じ、且つこの部分において適正のバイアス磁界を
与えたので、特に短波長における特性の向上をは
かることができる。
第９図Ａ〜Ｅは夫々第７図及び第８図で説明し
た構造の磁気ヘツドにおいて、バイアス磁界ＨB
を50Oe、100Oe、150Oe、200Oe、300Oeに選定
した場合でその薄膜MR素子１が、膜幅５μｍの
パーマロイより構成し、これに5.0ｍＡの電流を
通じた場合の2KHzにおける再生出力波形で、こ
れより明らかなように、300Oe程度の強いバイア
ス磁界で高い分解能が得られている。
た構造の磁気ヘツドにおいて、バイアス磁界ＨB
を50Oe、100Oe、150Oe、200Oe、300Oeに選定
した場合でその薄膜MR素子１が、膜幅５μｍの
パーマロイより構成し、これに5.0ｍＡの電流を
通じた場合の2KHzにおける再生出力波形で、こ
れより明らかなように、300Oe程度の強いバイア
ス磁界で高い分解能が得られている。
また、第１０図中曲線２０及び２１は夫々バイ
アス磁界ＨBを前述した本発明における高い値の
300Oeに選んだ場合と、通常の150〜200Oeに選
んだ場合の夫々の周波数特性で、これにより、短
波長側で特性が著しく向上していることがわか
る。
アス磁界ＨBを前述した本発明における高い値の
300Oeに選んだ場合と、通常の150〜200Oeに選
んだ場合の夫々の周波数特性で、これにより、短
波長側で特性が著しく向上していることがわか
る。
更に、第１１図は、バイアス磁界に対する周波
数特性の依存性を測定したもので、この場合
20kHzと2kHzにおける各レベルの比をもつて測
定したものでこれによつてもバイアス磁界が高い
300Oe程度で2kHzと20kHzと変化が小さい、す
なわち平坦な周波数特性を示している。
数特性の依存性を測定したもので、この場合
20kHzと2kHzにおける各レベルの比をもつて測
定したものでこれによつてもバイアス磁界が高い
300Oe程度で2kHzと20kHzと変化が小さい、す
なわち平坦な周波数特性を示している。
上述したように、本発明による磁気ヘツドにお
いては、薄膜MR素子１の幅方向の中央部の影響
を積極的に排除したのでこの部分における特性へ
の悪影響を排除でき、したがつてこの特性上の影
響を考慮することなく、この膜幅を充分大にでき
磁気媒体との相対的摺接による摩耗によつても充
分長期に亘つて使用が可能となり、常にその摩耗
によつて生じた磁気媒体との対接面が素子１の感
度の高い面となるので、長期に高感度の周波数特
性にすぐれた磁気ヘツドとして用いることができ
る。
いては、薄膜MR素子１の幅方向の中央部の影響
を積極的に排除したのでこの部分における特性へ
の悪影響を排除でき、したがつてこの特性上の影
響を考慮することなく、この膜幅を充分大にでき
磁気媒体との相対的摺接による摩耗によつても充
分長期に亘つて使用が可能となり、常にその摩耗
によつて生じた磁気媒体との対接面が素子１の感
度の高い面となるので、長期に高感度の周波数特
性にすぐれた磁気ヘツドとして用いることができ
る。
第１図は薄膜磁気抵抗効果素子の略線的拡大平
面図、第２図及び第３図は夫々その特性及び動作
の説明図、第４図は同様にその説明に供する反磁
界分布図、第５図は薄膜磁気抵抗効果素子の説明
図、第６図はその特性図、第７図は本発明による
磁気抵抗効果型磁気ヘツドの一例の拡大断面図、
第８図はその補助上板をとり除いた状態の平面
図、第９図Ａ〜Ｅは夫々そのバイアス磁界を変化
させた場合の再生出力波形図、第１０図は周波数
特性曲線図、第１１図はその周波数特性のバイア
ス磁界依存性を示す図である。 １は薄膜MR素子、１１は基体、１３は絶縁
層、１４はバイアス磁界発生手段である。
面図、第２図及び第３図は夫々その特性及び動作
の説明図、第４図は同様にその説明に供する反磁
界分布図、第５図は薄膜磁気抵抗効果素子の説明
図、第６図はその特性図、第７図は本発明による
磁気抵抗効果型磁気ヘツドの一例の拡大断面図、
第８図はその補助上板をとり除いた状態の平面
図、第９図Ａ〜Ｅは夫々そのバイアス磁界を変化
させた場合の再生出力波形図、第１０図は周波数
特性曲線図、第１１図はその周波数特性のバイア
ス磁界依存性を示す図である。 １は薄膜MR素子、１１は基体、１３は絶縁
層、１４はバイアス磁界発生手段である。
Claims (1)
- １ 薄膜磁気抵抗効果素子を有する磁気抵抗効果
型磁気ヘツドにおいて、直流バイアス磁界の量
が、上記薄膜磁気抵抗効果素子の磁気媒体との対
接面となる膜端部のみに有効に感度を持たせ、膜
幅の中央附近を飽和させる量に選定された磁気抵
抗効果型磁気ヘツド。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55186502A JPS57109121A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Magnetic resistance effect type magnetic head |
| DE19813150892 DE3150892A1 (de) | 1980-12-26 | 1981-12-22 | Magnetkopf mit einem magnetoresistenz-wandlerelement |
| NL8105786A NL192895C (nl) | 1980-12-26 | 1981-12-22 | Magnetische transducentkop met een magnetoresistief element. |
| GB8138604A GB2091025B (en) | 1980-12-26 | 1981-12-22 | Magnetic transducer heads utilizing magneto-resistance effect |
| US06/333,423 US4524401A (en) | 1980-12-26 | 1981-12-22 | Magnetic transducer head utilizing magneto resistance effect with a bias field and partial saturation |
| FR8124174A FR2496952B1 (fr) | 1980-12-26 | 1981-12-23 | Tete de transducteur magnetique a effet de magneto-resistance |
| CA000393279A CA1161950A (en) | 1980-12-26 | 1981-12-29 | Magnetic transducer head utilizing magneto resistance effect |
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