JPS6258410A - 磁気抵抗効果型磁気ヘツド - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関わる。

〔発明の概要〕

本発明は、磁気抵抗効果感磁部が対の高透磁率磁性体間
に挟み込まれた構成によるいわゆるシールド型の磁気抵
抗効果型磁気ヘッドにおいて、その磁気抵抗効果感磁部
と一方の商店磁率磁性体との距離を前方側、後方側とで
異なるようにして磁気抵抗効果感磁部に所要のバイアス
磁界を与えるものである。

〔従来の技術〕

磁気媒体との対接ないしは対向する而に臨んでＦｅ−Ｎ
ｉ、Ｆｅ−Ｃｏ等の帯状の磁気抵抗効果を有する強磁性
金属ＷＪ膜を有して成る磁気抵抗効果感磁部が対の高透
磁率磁性体間に挟み込まれたいわゆるシールド型の磁気
抵抗効果型磁気ヘッドは、磁気媒体との摺接によってそ
の再生を行う通電のテープレコーダにあっては、金属蒸
着テープが使用不能であるとか耐磨耗性の点で信頼性に
欠けるなどの問題があるが、磁気媒体が、例えはハード
ディスクであってこれと直接接触せずにその再生を行う
いわゆる浮上型の磁気ヘッドとして用いる場合には、上
述した問題は生ぜず、むしろ、種々の利点をもたらす。

例えば、その出力波形が、電磁誘導型のいわゆるリング
型磁気ヘッドと共通であるために、信号処理が共通化で
きるとか、大きな信号磁束が磁気抵抗効果感磁部に作用
し得るので、感度が高いとか、分解能が磁気抵抗効果感
磁部が配置された磁気ギャップで決るので、周波数特性
が良くなるなどの利点をもたらし得る。

ところが１、このシールド型の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドは、信号磁束の分布が恕いので、ダイナミックレンジ
が狭く非線形が多い。そしてこのことは、信号磁束分布
と、バイアス磁界による磁化分布が異なっていると余計
に大きくなる。また、特に、信号磁束の分布が先端部に
片寄っ′ζいることと、磁気抵抗効果感磁部が高透磁率
磁性体によって挟み込まれていることによってバイアス
磁界を与える手段を設けるに色々の問題点がある。

この磁気抵抗効果感磁部に対し、バイアス磁界を与える
ための手段としては、各種のものが提案されている。例
えば、磁気抵抗効果感磁部を挟み込んでその両側に配さ
れる高透磁率磁性体の一方を導電薄膜によって構成し、
これに通電することによってバイアス磁界を得るとか、
高透磁率磁性体間の磁気ギャップ内に磁気抵抗効果感磁
部と共にバイアス磁界発生用の薄膜永久磁石を配置する
とか、磁気抵抗効果感磁部に絶縁層を介して導体′？４
膜を宙ね合わせてこれに通電することによって所要のバ
イアス磁界をう゛、えることが知られている。

しかしながら、このように磁気ギャップ内に絶縁ｌｔＡ
を介し°ζ導体薄成金設けるとか、永久値イ１を設ける
ような構成とする場合は、磁気ギヤツブを充分狭小にで
きない。そごで、磁気抵抗効果感磁部に磁気抵抗効果を
有する強磁性金属薄膜にバイアス磁界発生用の通電導体
薄膜を絶縁層を介在させることなく車ね合わせるいわゆ
るシャントバイアスの方法も考えられた。この場合、抵
抗変化が犠牲になり多少の出力細土は来すものの磁気ギ
ャップの狭小化が図られる。また、他の方法としては、
磁気抵抗効果感磁部の磁気異方性を斜めに選定して反磁
界と外部磁界とによっ′ζ所定方向の磁化が、得られる
ようにした異方性を利用する方法とか、更に、他の方法
として磁気抵抗効果感磁部の磁気抵抗効果を有する強磁
性金属薄膜自体に、良電気伝導性のストライプ状の例え
ばＡｕ１ｔ４を斜めに所要のピッチをもって平行に配列
被着したいわゆるバーバーポールパターンを設け、磁化
の方向を選定せずに磁気抵抗効果感磁部におけるセンス
電流の通電方向を傾むけるようにした方法の提案もなさ
れている。しかしながら、いずれのものも製造方法が面
倒であるとかバーバーポール型のものにおいては、狭ト
ラツク化に不利であるなどの問題点がある。

更に、この種の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいてその
バイアス磁界が、磁気媒体との対向前方側に漏洩するこ
とは、再生時に媒体の残留磁化に’、ｕｔい影響を与え
てしまい抗磁力の小さい磁気媒体が使用できなくなるの
で、このような漏洩磁界は極力回避されることが望まれ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上述のシールド型の磁気ヘッドにおける磁気
抵抗効果感磁部に対するバイアス磁界の印加に関する諸
問題を解消し、簡潔な構成にょって狭磁気ギャップ、狭
トラツク幅の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供するもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、第１図及び第２図にそれぞれその拡大断面図
を示すように、互いに対向する対の高透磁率磁性体、す
なわち第１及び第２の高透磁率磁性体１１）及び（２）
の、互いに対向し磁気ギャップ（４）を構成する前方端
間に、磁気抵抗効果感磁部（３）を挟み込んだ配置構成
をとる。

そして、この磁気ギャップにおいて一方の高透磁率磁性
体（１１と磁気抵抗効果感磁部（３）との磁気的距離り
は一定とするが、他方の第２の高透磁率磁性体（２）と
磁気抵抗効果感磁部（３）との距離が０１１方側と後方
側とで異なるようにこの第２のａｉ高透磁率磁性体２）
の磁気抵抗効果感磁部（３）との対向面を加工する。

第１図の例では前方のｌＱ［Ｌｆと後方の距離１．ｈを
、Ｌｆ＜　Ｌｂとし、第２図の例ではＬｂ＜　Ｌｆとし
た場合である。

他方の高透磁率磁性体（１１は、磁気抵抗効果感磁部（
３）との距離が均一になるようにこの磁気抵抗効果感磁
部（３）との対向面が平坦に形成される。

一方、高透磁率磁性体（１１及び（２）を含む磁気回路
を励磁する手段（５）を設ける。

この構成による磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、その磁気
ギャップ（４）内に配置された磁気抵抗効果感磁部（３
）の前方端縁が臨む前面（８）が磁気媒体（６）例えば
ハードディスクに対向されこの磁気媒体（６）との相対
的移行によって磁気媒体（６）上の磁気的記録の読み出
しを行う。

この場合、磁気抵抗効果感磁部（３）に通ずるセンス電
流を励磁手段（５）によるバイアス磁界の磁気媒体との
対向面前方への漏洩磁界を打ち消す方向となるように選
定する。

〔作用〕

上述したように、本発明においては、磁気抵抗効果感磁
部（３）を挟み込む第１及び第２の高透磁率磁性体（１
１及び（２）の一方の高透磁率磁性体（２）の磁気抵抗
効果感磁部（３）と対向する面の前方側と後方側とで磁
気抵抗効果感磁部（３）との距離を変えたことによっ°
ζ磁気ギャップ（４）内に励磁手段（５）を設けずにこ
れにバイアス磁界を与えることができる。

第３ν１は、第１図に４＜シた例におい°ζ、その第１
及び第２の高透磁率磁性体ＴＩ）及び（２）と磁気抵抗
効果感磁部（３）とを含む磁気回路に、励磁手段によっ
て磁束を印加した状態におけるその磁気ギャップ（４）
の近傍における磁界分布を細線で４＜シたものである。

これを見て明らかなように、この構造における磁気ギャ
ップ（４）では、磁気抵抗効果感磁部（３）との距離が
異なる第２の高透磁率磁性体（２）側においては、小な
る距離を有する部分、この例では前方側での分布が大と
なり、対向面が平坦な第１のｒＢ］透磁率磁性体（１３
側においては、殆ど一様な磁界分布を示す、これは、磁
気抵抗効果感磁部（３）の磁気抵抗効果を有する強磁性
金属薄膜が高透磁率を有するが故にこれの静磁気的ボテ
ンシ中ルが均一となるためである。このようにし”ζ磁
気抵抗効果感磁部（３）の磁気抵抗効果を有する強磁性
金属薄Ｉ３にその面方向の磁束が生ずるごとになり、こ
れによって磁気抵抗効果感磁部（３）に矢印ａのバイア
ス磁界を与えることができるものである。

このようにして、磁気ギャップ内にバイアス磁界を与え
るための手段の配置を回避できる。

そしζ、第２図に示したように、磁気ギャップの後方側
で第２の高透磁率磁性体（２）と磁気抵抗効果感磁部（
３）との距ＭＬｂを前方側のそれＬｆより小にしたもの
においては、励磁手段（５）による励磁方向を同方向と
した場合磁気抵抗効果感磁部（３）における磁化の方向
は逆向きとなる。

そしてこの場合、磁気ギャップ（４）からその前方に磁
束の漏洩が生じるとこれが磁気媒体（６）に悪い影響を
及ぼすが、本発明においては、上述したようにセンス電
流の方向選定によってこの磁界の漏洩をキャンセルする
ことができる。

〔実施例〕

第１図に示した本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッド
の一例を詳細に説明する。

その理解を容易にするために、第４図を参照してその製
造方法と共に説明する。

第１の高透磁率磁性体（１）は、そのｌ主面が平坦な面
とされた例えばＮｉ−Ｚｎフェライト基板より成り、こ
れの上に厚さが例えば　０．６μｍの５ｉ（ｈより成る
絶縁ｍ　（７）を被着し、これの上に磁気抵抗効果感磁
部（３）を形成してこの絶縁層（７）によって第１の高
透磁率磁性体＋１）との磁気的距１Ｉｆｔ、が均一とな
された磁気抵抗効果感磁部（３）を形成する。ごの磁気
抵抗効果感磁部（３）は、例えば厚さ３００〜５００人
の厚さにＮｉ−Ｆｅ金金属水り成る磁気抵抗効果を有す
る強磁性金属薄膜をスパッタリング或いは蒸着等によっ
て被着し、選択的エツチングすることによって所定の形
状に形成する。すなわち、同し１において紙面と直交す
る方向に伸びる帯状に形成する。

一方この磁気抵抗効果感磁部（３）の後方に、励磁手段
（５）を形成する。この励磁手段（５）は、例えば、Ｍ
ｏＮ（５ａ）と、八ｕｌＷ４　（５ｂ）と、更に、Ｍｏ
層（５ｃ）との多層構造より成る導電層の１層構造とす
るか、もしくは図承しないが、例えばこの導電層を夫々
絶縁層を介して複数の層に積層することによ−、て構成
することもできるなど種々の構成をとり得る。

この励磁手段（５）の形成に関してもスパッタリング或
いは蒸着等によって被着し、選択的エツチングによって
不要部分を除去することによって形成し得る。

そし°ζ、これら磁気抵抗効果感磁部（３）と励磁手段
（５）を覆って５ｉ０２等の非磁性絶縁層（１８）を被
着し、これを部分的にエツチングする。この例では、最
終的に磁気ギャップ（４）を形成する部分のうちの前方
を所定の幅Ｗにわたってエツチングする。

次にこれら磁気抵抗効果感磁部（３）及び励磁手段（５
）上を横切るように、第２の高透磁率磁性体（２）を構
成する磁性材を被着する。この場合、予め絶縁Ｎ（７）
の励磁手段（５）より後方において、窓（７ａ）を穿設
しておき、この窓（７ａ）を通じ゛ζ両高透磁率磁性体
（１）及び（２）とがその後端において、磁気的に密に
結合して磁気ギャップ（４）を含んで両第１及び第２の
高透磁率磁性体（１１及び（２）によって磁気回路を構
成する。

そして、両画透磁率磁性体（１１及び（２）に差し渡っ
て前方側を鎖線にでボす第１の高透磁率磁性体（１）ま
で切削研磨して磁気媒体との対向面（８）を形成する。

このようにすれば第１及び第２の高透磁率磁性体（１）
及び（２）間の前方側に磁気抵抗効果感磁部（３）を挟
んで磁気ギャップ（４）が構成され、この磁気ギャップ
（４）の第１の商ｉ３磁率磁性体（１）が磁気抵抗効果
感磁部（３）と対向する側の曲には段部が形成されζ、
磁気抵抗効果感磁部（３）との距離が前方側と後方側と
で異なるＬｆ＜　Ｌｂの磁気抵抗効果型磁気ヘッドが構
成される。

第５図はこのような構成による磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドを模式的に示したもので、第５図において第４図と対
応する部分には同一符号を付す。

第５図においてはセンス電流を流さない状態で、励磁手
段（５）に通電してバイアス磁界を１ｊえた場合をボし
たもので、この場合、同図に鎖線矢印すで示すように、
磁気媒体との対向面（８）の前方に漏洩磁束が発生ずる
。

この構成におい°ζ、磁気抵抗効果感磁部（３）に特定
の方向のセンス電流を通ずる。すなわち、令弟５図の構
成においζ、励磁手段（５）に紙面の上方から上方に向
かう電流を通ずる場合においζは、励磁手段（５）への
通電方向とは逆向きの通電、すなわち第６図にボずよう
に、紙面の上方から一ト万に向かう通電を行う。このよ
うにすると、センス電流によって対向面（８）の前方に
は、第６図に実線矢印Ｃでボずように、第５図における
漏洩電流すとは逆向きの磁束が発生するので、このセン
ス電流を適当に選定することによって、漏洩電流すを実
質的に打ち消すか減少させることができる。なお、この
場合、磁気ギャップ（４）の形状の特殊性から、磁気抵
抗効果感磁部（３）に励磁手段（５）によるバイアス磁
界とは逆向きの磁界が第６図に矢印ｄで不ずように生ず
るが、この磁界ｄは、実際上きわめ°Ｃ小さいのでこれ
による影響は殆どない０例えば、第５図における励磁手
段（５）への通電によるバイアス効率（励磁手段（６）
への通電電流１ｍ八へたりの磁気抵抗効果感磁部（３）
の磁気抵抗効果を有する強磁性金属薄膜の磁化Ｍｙの、
飽和磁化Ｍｓに対する割合、すなわち、（Ｍｙ／　Ｍｓ
）　Ｘ　１００　）が　２．６％／ａ＋Ａである場合、
磁気抵抗効果感磁部（３）へのセンス電流によって、−
０，３７％／１１八というわずかな逆向きのバイアス磁
界が生ずるに過ぎない。具体的には、励磁手ｖ！ｔ（５
）　ニ３６〜４５ｍＡＴ例、ｔ　ハ３６＋ｓＡＴ　Ｏ）
　通電ヲ行った場合、センス電流を−３３〜−４０＋ｓ
Ａ例えば−３３１１１八とするとき、対向向（８）の前
方への漏洩電流は殆どキャンセルされて実質的に生じな
かった。

なお、上述した例では、磁気ギャップ（４）の第２の高
透磁率磁性体（２）と磁気抵抗効果感磁部（３）との距
離を前方側において狭小とした場合であるが、第２図に
ボした例のように、後方側で狭小とした、つまり、Ｌｂ
＜　Ｌｆとした構成とする場合を、第７図及び第８図を
参照して説明する。尚、第７図及び第８図において、第
５図及び第６図と対応する部分には、同一符号を付して
重複説明を省略するが、この場合においては、例えば、
第７図に承ずように励磁手段（５）に紙面の下方から上
方に向かう通電を行うときにおいては、磁気抵抗効果感
磁部（３）には、第５図で説明したとは逆向きのバイア
ス磁界が同図中矢印ｅで示ずようにりえられる。この構
成においても、本発明においては、磁気抵抗効果感磁部
（３）の磁気抵抗効果を有する強磁性金属薄ｎ央に特定
の方向のセンス電流を通ずる。ずなわら、このセンス電
流は、励磁手段（５）への通電方向とは逆向きの通電、
すなわち令弟７図の構成において、励磁手段（５）に紙
面の上方から上方に向かう電流を通ずる場合においては
、第８図に示すように、紙面の上方から下方に向かう通
電を１ｒう。このようにすると、センス電流により”ζ
対向面（８）の前方には、第８図に実線矢印ｇでボずよ
うに、第７図における漏洩磁界すとは逆向きの磁界が発
生するので、このセンス電流を適当に選定するごとによ
って、漏洩磁界すを実質的に打ち消すか減少させること
ができる。なお、この場合、磁気ギャップ（４）の形状
の特殊性から、磁気抵抗効果感磁部（３）に励磁手段（
５）によるバイアス磁界ｅとは逆向きの磁界が第８図に
矢印りで示すように生ずるが、この磁界りは、実際上き
わめて小さいのでこれによる影響は殆どない。例えば、
第７図における励磁手段（５）への通電によるバイアス
効率が、−３，１％／＋＋＋Ａである場合、磁気抵抗効
果感磁部（３）へのセンス電流によって、＋０．７％／
−＾というわずかな逆向きのバイアス磁界りが生ずるに
過ぎない、具体的には、励磁手￥１（５）に３２〜４０
−へ丁例えば３２醜＾↑の通電を行った場合、センス電
流を２８〜３４ｍＡ例えば２Ｂ＋ａ＾とするとき、対向
面（８）の前方への漏洩電界は殆どキャンセルされ°Ｃ
実質的に生じなかった。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、磁気抵抗効果感磁部
（３）を配置する磁気ギャップ（４）の構成を特殊の構
成としたことによって、磁気ギャップ（川内にこれにバ
イアス磁界を与えるための手段を設けることなく磁気抵
抗効果感磁部（３）に所要のバイアス磁界を５えること
ができるので、構成の簡潔化と共に狭トラツク、狭ギャ
ップが化が図られ、製造の簡略化が図られるものである
。

そして、本発明構成におい°（、センス電流の通電態様
を選定するごとによって、磁気媒体との対向面前方への
漏洩磁界を効果的に解消ないしは減少することができる
。にうにしたので漏洩磁界による磁気媒体への影響を回
避でき、比較的１１に抗磁力を有する磁気媒体の使用が
１＋Ｊ能になるなど多くの利益をもたらずものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドの各側の路線的拡大断面図、第３図はその磁界分布
をボす図、第４図は本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドの一例の一製造工程における拡大断面図、第５図〜
第８図は本発明の説明に供する路線図である。 °””゛　　゛“Ａ　％３Ｅ　、、、、、、じ′８ｋｍ
Ａ−，）−４１！式、　ＩＩＱ　　　　　　　　　ａ　
％へ、、ｖ１贅ｄ　Ｔ５Ｑ第５図　　　　第６図 第７図　　　　　第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対の高透磁率磁性体間に磁気抵抗効果感磁部が挟み込ま
   れ、一方の高透磁率磁性体は、上記磁気抵抗効果感磁部
   と対向する面が、上記磁気抵抗効果感磁部との距離が前
   方側と後方側とで異なるように加工され、他方の高透磁
   率磁性体は、上記磁気抵抗効果感磁部と対向する面が平
   坦に形成されて上記磁気抵抗効果感磁部との距離が均一
   に構成されて成ることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気
   ヘッド。