JPS63117309A - 磁気抵抗性読取変換器 - Google Patents

磁気抵抗性読取変換器

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JPS63117309A
JPS63117309A JP62195432A JP19543287A JPS63117309A JP S63117309 A JPS63117309 A JP S63117309A JP 62195432 A JP62195432 A JP 62195432A JP 19543287 A JP19543287 A JP 19543287A JP S63117309 A JPS63117309 A JP S63117309A
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magnetoresistive
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magnetic
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    • 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

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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】 、Ａ、産業上の利用分野 本発明は磁気記憶媒体から情報信号を読み取る磁気変換
器に関するものであり、特に磁気抵抗性読取変換器に関
するものである。
Ｂ、従来技術 従来より、記憶媒体の磁性面から高い線密度でデータを
読み取ることができる磁気抵抗（ＭＲ）センサまたはヘ
ッドと称する磁気変換器が知られている。ＭＲセンサは
、磁気抵抗性材料の読取エレメントの抵抗値の変化から
、磁界信号を読取エレメントが検知した磁束の大きさと
方向の関数として検出する。
従来、ＭＲセンサは、動作特性が不安定で、バルクハウ
ゼン雑音を有するため、使用が限定されていた。これら
の問題は、一般に磁化に２つ以上の安定状態、すなわち
多磁区（マルチドメイン）構造を形成する減磁作用があ
るために生じる。この構造における不規則な変化は、上
記の不安定な動作特性と、バルクハウゼン雑音の原因と
なる。
これらの従来技術における問題の解決は、つい最近にな
ってようやく、パターン化した縦バイアスの実施によっ
て達成された。この解決方法は、チン　Ｈ６ファン（Ｃ
ｈｉｎｇ　Ｈ，Ｔｓａｎｇ）の、１９８５年８月１５日
出願の米国特許出願番号第７６６１５７号「磁気抵抗読
取変換器 （Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ　Ｒｅａｄ　Ｔｒ
ａｎｓｄｕｃｅｒｓ）　Ｊに記載されている。簡単に述
べれば、この発明は、ＭＲ層の端部領域のみに、適当な
単一磁区を直接形成しようとするものである。これは、
ＭＲ層の端部領域のみに、縦方向のバイアスを形成して
、端部領域を単一磁区状態に維持することにより達成さ
れ、これらの単一磁区状態が、ＭＲ層の中央領域に単一
磁区状態を誘導する。このような従来例では、軟質磁性
体の薄膜をＭＲ層に平行に且っＭＲ［から離して形成し
て、ＭＲ層の中央領域のみに横方向バイアスを形成させ
、出力信号を検知する中央領域を線形応答モードに維持
している。
Ｃ０発明が解決しようとする問題点 上述の従来例では、軟質磁性体の導入は、他の磁気的な
問題を起こすことがある。特に、上述の従来例ではＭＲ
層の端部領域のみに単一磁区を誘導し、軟質磁性体の端
部領域は非確定状態のまま残すため、受動的（非活動的
あるいは信号を受信しない）端部領域からの磁束の総量
は非確定のままとなり、なお不安定な動作特性とバルク
ハウゼン雑音を生じることがある。
Ｄ１問題点を解決するための手段 本発明の目的は、ＭＲおよび軟質磁性体バイアス層の受
動的端部領域内の磁化を単一磁区状態に維持することに
より、受動的端部領域からＭＲセンサの中央活性（検知
あるいは信号を受信する）領域に入る磁束を一定値に保
つことにある。本発明によれば、この目的は、受動的端
部領域に、ＭＲ層七軟質磁性体バイアス層との間に非磁
性層（スペーサ層）を挟ませないことにより、変換バイ
アス効果を、縦方向バイアス層からＭＲ層ｍを介して軟
質磁性体バイアス層へ伝播させることによって達成され
る。
特定の実施例では、本発明の磁気読取変換器アセンブリ
は、磁性材料で形成した磁気抵抗（ＭＲ）導電層の薄膜
と、ＭＲ導電層の中央領域のみを被覆する非磁性の減磁
層からなる。軟質磁性体の薄膜はＭＲ導電層上に、ＭＲ
層の端部領域にあってはＭＲ層に接触するが、中央領域
にあっては減磁層に接触して延びており、したがって、
軟質磁性体の薄膜は中央領域ではＭＲ導電層から分離し
、端部領域ではＭＲ導電層と接触する。反強磁性体の薄
膜は、軟質磁性体の薄膜あるいはＭＲ層の端部領域のみ
に直接接触して、ＭＲ導電層および軟質磁性体の薄膜の
端部領域を単一磁区状態に維持するのに十分なレベルに
変換バイアスすることにより、端部領域のみ縦方向バイ
アスを形成し、こ導体手段（導体リード）は、端部領域
内でＭＲ層に接続される。電流源は導体手段にバイアス
電流を供給してＭＲ層の中央領域に電流を通じ、中央領
域を高感度に維持するのに十分なレベルの磁気的な横方
向バイアスを加え、導体手段が信号検知手段に接続され
ると、信号検知手段は、ＭＲｆｆｉ中の抵抗変化を、Ｍ
Ｒｆｆにより遮断される磁場の関数として決定する。
Ｅ、実施例 本発明について説明する前に、第５図を参照して前述の
従来例について簡単に説明する。磁気読取ヘッドは磁気
抵抗（ＭＲ層）センサ１０を使用し、ＭＲセンサ１０は
、２つの領域、すなわちデータの実際の検知が行なわれ
る中央活性（検出）領域１４と、端部領域１２とに分け
られる。２つの領域１２．１４は、異なる方法でバイア
スが行なわれなければならないことが知られている。す
なわち、端部領域１２のみは縦方向に、活性領域１４は
横方向にバイアスが行なわれる。縦方向のバイアスは、
ＭＲ，［１０に物理的に直接接触して付着させた反強磁
性の変換バイアス層１５により実現される。横方向のバ
イアスは、薄い非磁性スペーサ層１７によってＭＲ層１
０から分離された軟質磁性薄膜層１６により実現される
。このスペーサ層１７の目的は、中央活性領域１４内で
、ＭＲ層１０と軟質磁性薄膜層１６との間の磁気変換バ
イアスを防止することにある。導体１８および１９の内
縁の間隔は、出力信号が検知される活性領域１４を画成
する。
この従来例は、単一磁区状態にある端部領域１２により
、縦方向にバイアスされない中央領域がセンサの高さに
比較して長過ぎない限り、中央領域１４は強制的に単一
磁区状態になるという前提に基づくものである。このセ
ンサの設計は、変換バイアスを形成しないような従来技
術の設計より動作特性の安定性が高（、バルクハウゼン
雑音が抑制されると同時に、ＭＲセンサの検知部（中央
領域）および受動部（端部領域）に連続変換バイアスを
有するような従来技術の設計のようにセンサの感度に悪
影響を与えることがない。
第１図を参照すると、本発明による磁気読取ヘッド・ア
センブリ２０は、磁気抵抗（ＭＲ）センサ２２を有して
いる。このＭＲセンサ２２の端部領域２４には磁区抑制
のための長手方向バイアスが与えられ、ＭＲセンサ２２
の中央領域２６には線形応答モードのための横方向バイ
アスが与えられている。出力信号が検知される活性読取
領域は、横方向バイアスが与えられている中央領域２６
である。
最初にＭＲセンサ２２を、端部領域２４および中央領域
２６の両方の上に付着させる。薄い非磁性スペーサ層２
８は中央領域２６のみに付着させ、軟質磁性薄膜層３０
は両端部領域２４および中央領域２６の両方に付着させ
る。軟質磁性薄膜層３０は、中央領域２６中のＭＲセン
サ２２からは薄いスペーサ層２８により分離され、ＭＲ
センサ２２の中央領域２６のみに横方向バイアスが形成
され、ＭＲセンサ２２中に線形応答モードが形成される
。第１図では、ＭＲセンサ２２を最初に付着させるよう
に示されているが、軟質磁性薄膜層３０も同時に最初に
付着させた後、薄いスペーサ層２８を付着させ、次にＭ
Ｒセンサ２２を付着させることもできる。反強磁性層３
２は、端部領域２４のみの軟質磁性薄膜層３０上に付着
させる。反強磁性層３２は軟質磁性薄膜層３０との間で
境界変換相互作用を形成し、その結果、軟質磁性薄膜層
３０、および軟質磁性薄膜層３０と接するＭＲセンサ２
２に効果的なバイアス磁界を生ずる。生じたバイアス磁
界は、第３図に示すように、磁区抑制のため、縦方向に
配向する。出力信号が検知される導体リード３４および
３６は、反強磁性層３２上の端部領域２４上のみに付着
する。
バイアス電流源３５は導体リード３４と３６の間に接続
されてＭＲセンサ２２の中央領域中にバイアス電流を与
え、ＭＲセンサを磁気的に横方向にバイアスする。横方
向バイアスは、バイアス電流と薄いスペーサ層２８の両
方が存在するＭＲセンサ２２の中央領域２６の部分に形
成される。横方向バイアスは、第３図に示すように、Ｍ
Ｒセンサ２２の中央領域２６を、選択された角度で磁化
するため、ＭＲセンサ２２は高感度の状態に維持される
。第１図に示す実施例では、横方向のバイアスは、中央
活性領域Ｒａに形成される。
本発明の他の実施例を第２図に示す。第２図の実施例で
は、ＭＲ層２２°は前述と同様に付着させるが、薄い非
磁性スペーサ層２８“の範囲は、導体リード３４１およ
び３６′の範囲より小さい。
この場合も、中央活性領域Ｒａは、バイアス電流と薄い
スペーサ層２８°が存在する中央領域内のＭＲセンサの
範囲により画成される。第１図に示す実施例と共通に、
必要があれば、ＭＲセンサ２２′および軟質磁性薄膜層
３０“の位置は逆にすることかできる。
ＭＲ読取変換器アセンブリのさらに別の実施例を第４図
に示す。この実施例では、ＭＲ読取変換器アセンブリは
、通常動作中は磁性媒体に近接して離された検知端５６
を有する。この実施例では、ＭＲエレメント５８は、セ
ンサの活性中央領域６０のみが検知端に延びるような形
状とされている。
活性領域（図の斜線部分）６０は、第２図の実施例と共
通なスペーサ部材の範囲により画成されている。ＭＲエ
レメント５８の端部領域６２は、中央領域からの距離が
増大するにつれて傾斜し、検知端部から傾いており、導
体リード６４および６６は、検出端から離れて端部領域
６２と接触している。
第４図に示すＭＲ読取変換器アセンブリは、ＭＲエレメ
ントの中央領域のみが検知端部に延びているため、動作
環境に影響を受けにくいという利点を有する。導体リー
ドが検知端部に延びていないため、機械的な問題が緩和
され、端部領域でＭＲセンサが傾斜しているため、副次
的な読取りが減少する。ＭＲセンサと導体リードとの電
気的接触の劣化による、感度への悪影響を受けないため
、電気的接触は検知端部に露出せず、この設計は劣化を
防止する。
本発明による磁気読取ヘッドは、適当な周知の方法で製
作することができる。特定の実施例では、たとえばＮｉ
Ｆｅ等の適当なＭＲ材料の薄膜、たとえばＴａ等の適当
な材料のパターン化した薄膜スペーサ層、たとえばＮｉ
ＦｅＲｈ等の適当な材°料の軟質磁性薄膜層、たとえば
ＭｎＦｅ等の反強磁性体層、および導電リードを、周知
のりソグラフィによる薄膜形成技術を用いて、適切にパ
ターン化した連続層の形で適当な基板上に付着させる。
本発明による磁気読取ヘッドは、スペーサ層がＭＲセン
サと軟質磁性薄膜との間の変換結合を破壊する作用をす
るので、ヘッドの活性中央領域のみに軟質薄膜の磁気的
な横方向バイアスを有することがわかる。本発明により
、種々の妨害状態に対して安定動作範囲が増大する。ま
た、本発明では、適正な磁化構成を自己初期化するため
、デバイスを初期化する必要がな（なる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による磁気抵抗性読取変換器の一実施例
の断面図、 第２図は前記以外の実施例の断面図、 第３図は第２図の実施例の磁化状態を示す分解平面図、 第４図は前記以外の実施例の平面図、 第５図は従来の磁気抵抗性変換器の一例を示す断面図で
ある。 ２０．２０ｇ・・・・磁気変換器、２２．２２°、５８
・・・・磁気抵抗センサ、２４．６２・・・・端部領域
、２６．６０、Ｒａ　＝−・中央領域、２８．２８°・
・・・非磁性の減磁層としてのスペーサ層、３０．３０
’・・・・軟質磁性材層（薄膜）。 第１図 第２図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）磁性材から形成され、中央領域と当該中央領域に
    よって離隔された端部領域とを有する磁気抵抗性導電層
    と、 前記磁気抵抗性導電層の前記中央領域の上にのみ形成さ
    れた非磁性のスペーサ層と、 前記中央領域においては前記スペーサ層の上に形成され
    て前記磁気抵抗性導電層から離隔しており、前記端部領
    域においては前記磁気抵抗性導電層上に直接接触して形
    成されている軟磁性薄膜層と、 前記磁気抵抗性導電層の前記端部領域を単一ドメイン状
    態に維持するに十分なレベルに磁気的に縦バイアスする
    ことにより、前記磁気抵抗性導電層の前記中央領域に単
    一ドメイン状態を誘発する縦バイアス発生手段と、 前記磁気抵抗性導電層に接続された導体と、前記導体に
    バイアス電流を供給して前記磁気抵抗性導電層が高感度
    状態を維持するに十分なレベルに前記磁気抵抗性導電層
    に磁気的に横バイアスを与える手段と、 を備えることを特徴とする磁気抵抗性読取変換器。
  2. （２）特許請求の範囲第１項記載の磁気抵抗性読取変換
    器において、前記縦バイアス発生手段は、前記磁気抵抗
    性導電層に前記端部領域においてのみ直接的に接触して
    前記磁気抵抗性導電層との間で交換結合を行う反強磁性
    材の薄膜であることを特徴とする磁気抵抗性読取変換器
    。
JP62195432A 1986-10-31 1987-08-06 磁気抵抗性読取変換器 Granted JPS63117309A (ja)

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