JPS63129511A - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツド - Google Patents
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツドInfo
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- JPS63129511A JPS63129511A JP27488386A JP27488386A JPS63129511A JP S63129511 A JPS63129511 A JP S63129511A JP 27488386 A JP27488386 A JP 27488386A JP 27488386 A JP27488386 A JP 27488386A JP S63129511 A JPS63129511 A JP S63129511A
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- Japan
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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
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3916—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide
- G11B5/3919—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path
- G11B5/3922—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure
- G11B5/3925—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure the two parts being thin films
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。
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〉
本発明は磁気ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記
録媒体に記録された信号を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
いて再生を行なう磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドに関す
る。
録媒体に記録された信号を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
いて再生を行なう磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドに関す
る。
〈従来の技術〉
従来、薄膜磁気ヘッドは磁気誘導型の巻線タイプのヘッ
ドで記録を行ない、再生も同じ構造のヘッドで行なうた
めに、磁気コア内に通す導体コイルの数を多くする必要
があり、これを薄膜形成技術で実現することは非常に困
難であった。一方、強磁性薄膜の磁気抵抗効果（以下Ｍ
Ｒと称する。）を利用した薄膜磁気ヘッドは前記巻線タ
イプのヘッド辷比較して多くの利点を有することが知ら
れている。すなわち、磁気記録媒体の移送速度が低い場
合でも磁束に直接比例した出力が得られるため、移送速
度に依存せずに信号の再生が可能であり、その為移送速
度が低い場合でも巻線型の磁気ヘッドより高出力の再生
信号が得られるという点である。
ドで記録を行ない、再生も同じ構造のヘッドで行なうた
めに、磁気コア内に通す導体コイルの数を多くする必要
があり、これを薄膜形成技術で実現することは非常に困
難であった。一方、強磁性薄膜の磁気抵抗効果（以下Ｍ
Ｒと称する。）を利用した薄膜磁気ヘッドは前記巻線タ
イプのヘッド辷比較して多くの利点を有することが知ら
れている。すなわち、磁気記録媒体の移送速度が低い場
合でも磁束に直接比例した出力が得られるため、移送速
度に依存せずに信号の再生が可能であり、その為移送速
度が低い場合でも巻線型の磁気ヘッドより高出力の再生
信号が得られるという点である。
ここで実際の応用に際しては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（以下ヨークと称する。）を配置したヨーク
タイプＭ Ｒヘッド（以下ＹＭＲヘッドと称する。）と
呼ばれる薄膜磁気ヘッドの方が信号の分解能の向上やＭ
Ｒ素子の耐久性の向上に有効であることが公知（たとえ
ば日本応用磁気学会第３９回研究会資料Ｐ６１−Ｐ７２
「薄膜ＭＲヘッド」参照。）となっている。
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（以下ヨークと称する。）を配置したヨーク
タイプＭ Ｒヘッド（以下ＹＭＲヘッドと称する。）と
呼ばれる薄膜磁気ヘッドの方が信号の分解能の向上やＭ
Ｒ素子の耐久性の向上に有効であることが公知（たとえ
ば日本応用磁気学会第３９回研究会資料Ｐ６１−Ｐ７２
「薄膜ＭＲヘッド」参照。）となっている。
第２図に本発明者等が既に開発したＹＭＲヘッドのトラ
ック巾方向に対して垂直方向の断面図を示す。尚、第２
図のＹＭＲヘッドの各構造パラメータを表１に示す。
ック巾方向に対して垂直方向の断面図を示す。尚、第２
図のＹＭＲヘッドの各構造パラメータを表１に示す。
第３図に第２図のＹＭＲヘッドの斜視図を示すが、上側
ヨーク３１はパーマロイ（ＮｉＦｅ ）のスパッタデポ
ジションで形成された膜を使用し、下側ヨークとしては
ＮｉＺｎフェライトなどの基板を使用していた。
ヨーク３１はパーマロイ（ＮｉＦｅ ）のスパッタデポ
ジションで形成された膜を使用し、下側ヨークとしては
ＮｉＺｎフェライトなどの基板を使用していた。
又、ＹＭＲヘッドの上側ヨークをパーマロイスパッタ膜
で形成した時にそのパーマロイの磁歪が０付近のＮｉ８
］Ｆｅ１９重量比のパーマロイが逆磁歪効果が小さくな
るのでその値に近い組成比のパーマロイ膜を上側ヨーク
３１の膜として採用していた。
で形成した時にそのパーマロイの磁歪が０付近のＮｉ８
］Ｆｅ１９重量比のパーマロイが逆磁歪効果が小さくな
るのでその値に近い組成比のパーマロイ膜を上側ヨーク
３１の膜として採用していた。
〈発明が解決すべき問題点〉
しかし、以上の構成を採用した場合、スパッタリング時
の高速粒子の基板に対する釘打ち効果によって上側ヨー
ク３１には圧縮応力が発生する。
の高速粒子の基板に対する釘打ち効果によって上側ヨー
ク３１には圧縮応力が発生する。
（他の成膜手法によっても圧縮応力が発生する場合があ
る。）一方、ＹＭＲヘッドをマルチトラック構成とした
場合、トラック巾が５０μｍ程度となるので上側ヨーク
の形状が第３図の３１として示す様に長方形状になると
ともに５ｉ０２などの下地段差を持つ形状となる。その
ために上側ヨーク３１内には大きな応力異方性が発生し
、応力と磁歪との結合による逆磁歪効果によって、本来
上側ヨーク３１の磁化容易軸がトラック巾方向であった
ものが乱されることを本発明者等は解明した。
る。）一方、ＹＭＲヘッドをマルチトラック構成とした
場合、トラック巾が５０μｍ程度となるので上側ヨーク
の形状が第３図の３１として示す様に長方形状になると
ともに５ｉ０２などの下地段差を持つ形状となる。その
ために上側ヨーク３１内には大きな応力異方性が発生し
、応力と磁歪との結合による逆磁歪効果によって、本来
上側ヨーク３１の磁化容易軸がトラック巾方向であった
ものが乱されることを本発明者等は解明した。
く間渓点を解決するための手段〉
第４図に第３図の上部より見たＸ方向の応力（σＸ）分
布、第５図に同じく第３図の上部より見たＺ方向の応力
（σ２）分布を示す。両図から上側ヨーク３１では強い
圧縮応力になっていることがわかる。また上側ヨーク３
Ｉの段差部Ａ、Ｂ、Ｃでσ２−σＸは特に大きくなって
おり、Ａで一４５６ＭＰａ。
布、第５図に同じく第３図の上部より見たＺ方向の応力
（σ２）分布を示す。両図から上側ヨーク３１では強い
圧縮応力になっていることがわかる。また上側ヨーク３
Ｉの段差部Ａ、Ｂ、Ｃでσ２−σＸは特に大きくなって
おり、Ａで一４５６ＭＰａ。
Ｂで一４５６ＭＰａ、Ｃで−６３５ＭＰａとなっている
。
。
一方段差の無いＤの部分では応力は等方的になっている
。
。
ここで上側ヨーク３１の磁化容易軸の向きは上側ヨーク
３１の一軸異方性定数をＫｕ 、飽和磁歪定数をλＳと
すると、ＺＸ面内のせん断応力を無視した場合、上側ヨ
ーク３１の磁気弾性エネルギーと一軸性異方性エネルギ
ーの和が最小となる方向になる。そのエネルギーはＫｕ
）ＯとしてＥ ＝ ＣＫｕ＋’λ３（（ｌｚ−σｘ）’
）Ｓｌｎθ＝に古ｓｉｎ ２θ ・・
・・・・・・・・・ ■と書ける。θは本来の磁化容易
軸（θ＝０）Ｚ方向から測った磁化容易軸方向を示す。
３１の一軸異方性定数をＫｕ 、飽和磁歪定数をλＳと
すると、ＺＸ面内のせん断応力を無視した場合、上側ヨ
ーク３１の磁気弾性エネルギーと一軸性異方性エネルギ
ーの和が最小となる方向になる。そのエネルギーはＫｕ
）ＯとしてＥ ＝ ＣＫｕ＋’λ３（（ｌｚ−σｘ）’
）Ｓｌｎθ＝に古ｓｉｎ ２θ ・・
・・・・・・・・・ ■と書ける。θは本来の磁化容易
軸（θ＝０）Ｚ方向から測った磁化容易軸方向を示す。
上記０式より、
回転する。そこで前述の段差部Ａ、Ｂ、Ｃにおけるσ２
−σｘ（Ｏの条件では■の条件で磁化容易軸が９０’回
転する可能性がある。
−σｘ（Ｏの条件では■の条件で磁化容易軸が９０’回
転する可能性がある。
次に前述した応力計算の結果である６つの応力成分（σ
ｘｘ、σｘｙ、σｙｙ、σｘｚ、σｙＺ、σｚｚ）を用
いてヨークの磁化容易軸の分布を求める。ここでは、本
来の上側ヨークの磁化容易軸をＺ軸方向として膜面に垂
直方向の反磁界と磁気弾性エネルギーを考慮した。この
場合■にかわるエネルギーの式はＫＤ＝２πＭ２５（Ｍ
Ｓは飽和磁化の値）として、Ｅ＝ｔαＡα
・・・・・・・・・・・・・・・・・■の２次形式
の形に書ける。■、■式からＥが最小となるＸ ｙ ’
ｆ ＊ ｚ方向の方向余弦（α１．α２．α３）λｓ（
０、（ｅ）〜（ｈ）はλｓ＞０のときのヨーク上の磁化
容易軸分布を示す。同図かられかる様にヨーク下側の絶
縁層との段差部Ａ、Ｂ、Ｃでは、λＳ〉０のとき本来の
磁化容易軸２方向から容易軸がＸ方向へと回転しやすく
なっている。また（ｇ） 、 （ｈ）などのλＳの大き
い値では段差部上での上側ヨークの磁化容易軸は２方向
からＸ方向へと変化している。一方λｓ（０の場合軸）
〜（ｄ）の様にヨークのほぼ全域にわたって磁化容易軸
は本来の磁化容易軸２方向となる。ココテパーマロイの
異方性磁界は５０ｅとし、従ってＫｕ＝ＭＳ−ＨＫ／２
＝７９６・５／２＝１９９Ｊ／−とした。
ｘｘ、σｘｙ、σｙｙ、σｘｚ、σｙＺ、σｚｚ）を用
いてヨークの磁化容易軸の分布を求める。ここでは、本
来の上側ヨークの磁化容易軸をＺ軸方向として膜面に垂
直方向の反磁界と磁気弾性エネルギーを考慮した。この
場合■にかわるエネルギーの式はＫＤ＝２πＭ２５（Ｍ
Ｓは飽和磁化の値）として、Ｅ＝ｔαＡα
・・・・・・・・・・・・・・・・・■の２次形式
の形に書ける。■、■式からＥが最小となるＸ ｙ ’
ｆ ＊ ｚ方向の方向余弦（α１．α２．α３）λｓ（
０、（ｅ）〜（ｈ）はλｓ＞０のときのヨーク上の磁化
容易軸分布を示す。同図かられかる様にヨーク下側の絶
縁層との段差部Ａ、Ｂ、Ｃでは、λＳ〉０のとき本来の
磁化容易軸２方向から容易軸がＸ方向へと回転しやすく
なっている。また（ｇ） 、 （ｈ）などのλＳの大き
い値では段差部上での上側ヨークの磁化容易軸は２方向
からＸ方向へと変化している。一方λｓ（０の場合軸）
〜（ｄ）の様にヨークのほぼ全域にわたって磁化容易軸
は本来の磁化容易軸２方向となる。ココテパーマロイの
異方性磁界は５０ｅとし、従ってＫｕ＝ＭＳ−ＨＫ／２
＝７９６・５／２＝１９９Ｊ／−とした。
上記のように上側ヨークの容易軸をトラック巾方向と平
行にして磁化が回転モードで変化できる様にするために
λＳを負にすればよい。
行にして磁化が回転モードで変化できる様にするために
λＳを負にすればよい。
〈作 用〉
上側ヨークのλＳを負にすることによって外部磁界に対
して磁化回転による磁化変化を起こる様にし、λＳが正
の場合に発生する不規則な磁壁移動を避けることができ
、安定なヘッド出力を得ることができる。
して磁化回転による磁化変化を起こる様にし、λＳが正
の場合に発生する不規則な磁壁移動を避けることができ
、安定なヘッド出力を得ることができる。
〈実施例〉
本発明の一実施例を第１図に基づいて以下に説明する。
尚、この構造バタメータは表１に示される値を採用した
。
。
本発明に係るヨーク型薄膜磁気ヘッドにおいて基板をな
す下側ヨーク１１はＮｉ−Ｚｎフェライト等の高透磁率
磁性体で形成されている。下側ヨーク１１上に＆Ｊギャ
ップ層をなす絶縁層１２が形成されており、この絶縁層
１２は５ｉ０２．ＳｉＯ等の素材からなっている。絶縁
層＋３ａ上には、磁気抵抗効果素子１４にバイアス磁場
を印加するための電流を通電する電流バイアス導体１５
が設けられている。電流バイアス導体１５上にはＳ ｉ
Ｏ２ｔＳｉＯ等の素材からなる絶縁層１８ｂが被覆され
ている。絶縁層１３ｂ上には、パーマロイ蒸着膜からな
るＭＲ素子１４が形成されている。ＭＲ素子１４上には
５ｉ０２．ＳｉＯ等の素材からなる絶縁層１６が被覆さ
れている。上記絶縁層１６上には図示しない磁気記録媒
体から発生する信号磁束を上記ＭＲ素子１４に導く磁束
導入路の上側ヨーク１７が被覆される。このヨークをパ
ーマロイ（Ｎｉ Ｆｅ）のスパッタによって形成する際
に次の様な手法を採る。
す下側ヨーク１１はＮｉ−Ｚｎフェライト等の高透磁率
磁性体で形成されている。下側ヨーク１１上に＆Ｊギャ
ップ層をなす絶縁層１２が形成されており、この絶縁層
１２は５ｉ０２．ＳｉＯ等の素材からなっている。絶縁
層＋３ａ上には、磁気抵抗効果素子１４にバイアス磁場
を印加するための電流を通電する電流バイアス導体１５
が設けられている。電流バイアス導体１５上にはＳ ｉ
Ｏ２ｔＳｉＯ等の素材からなる絶縁層１８ｂが被覆され
ている。絶縁層１３ｂ上には、パーマロイ蒸着膜からな
るＭＲ素子１４が形成されている。ＭＲ素子１４上には
５ｉ０２．ＳｉＯ等の素材からなる絶縁層１６が被覆さ
れている。上記絶縁層１６上には図示しない磁気記録媒
体から発生する信号磁束を上記ＭＲ素子１４に導く磁束
導入路の上側ヨーク１７が被覆される。このヨークをパ
ーマロイ（Ｎｉ Ｆｅ）のスパッタによって形成する際
に次の様な手法を採る。
スパッタ装置としてターゲット電圧、ターゲット電流を
独立に制御可能なガンタイプの直流３極スパツタ装置を
使用し、アルゴンガス圧５ ｔｍ Ｔ ｏｒｒ以下、タ
ーゲット電圧２００Ｖ、ターゲット電流十〇、４Ａ、基
板バイアス電圧−＋５０Ｖをスパッタ条件とした。パー
マロイの重量パーセントとしてはＮｉを８１．５、Ｆｅ
を１８．５とした時飽和磁歪定数λＳが−０，５ＸＩＯ
−６程度であり、所期の目的の値を達成できる。この飽
和磁歪定数λＳの値が更に負の側に大きくなっても使用
可能であり、−４×１Ｏ−６程度が使用可能限界である
。λＳの値を更に負の側に大きくする為にはＮｉの割合
を更に大きくする等の方法で可能である。尚、上記値よ
りλＳの値が更に負の側に大きくなると逆磁歪効果によ
り実効透磁率が低下し、又、面内磁気異カ性がくずれ膜
面に対して垂直な磁気異方性を持つようになる為上側ヨ
ークとして使用が出来なくなる。
独立に制御可能なガンタイプの直流３極スパツタ装置を
使用し、アルゴンガス圧５ ｔｍ Ｔ ｏｒｒ以下、タ
ーゲット電圧２００Ｖ、ターゲット電流十〇、４Ａ、基
板バイアス電圧−＋５０Ｖをスパッタ条件とした。パー
マロイの重量パーセントとしてはＮｉを８１．５、Ｆｅ
を１８．５とした時飽和磁歪定数λＳが−０，５ＸＩＯ
−６程度であり、所期の目的の値を達成できる。この飽
和磁歪定数λＳの値が更に負の側に大きくなっても使用
可能であり、−４×１Ｏ−６程度が使用可能限界である
。λＳの値を更に負の側に大きくする為にはＮｉの割合
を更に大きくする等の方法で可能である。尚、上記値よ
りλＳの値が更に負の側に大きくなると逆磁歪効果によ
り実効透磁率が低下し、又、面内磁気異カ性がくずれ膜
面に対して垂直な磁気異方性を持つようになる為上側ヨ
ークとして使用が出来なくなる。
以上の点からλＳを一４×１０ ≦λＳ≦−０．５×１
０−の範囲に設定すればよい。以上の様に設定すること
によって前述で述べた様にヨーク上の容易軸をトラック
巾方向に配向させることができ、磁気記録媒体から発生
する信号磁束に対して容易軸が垂直となり回転磁化モー
ドで磁化変化するためノイズのない再生出力を得ること
が可能となる。
０−の範囲に設定すればよい。以上の様に設定すること
によって前述で述べた様にヨーク上の容易軸をトラック
巾方向に配向させることができ、磁気記録媒体から発生
する信号磁束に対して容易軸が垂直となり回転磁化モー
ドで磁化変化するためノイズのない再生出力を得ること
が可能となる。
〈発明の効果〉
本発明に係るヨーク型薄膜磁気ヘッドは以上のように上
側ヨークの磁歪を負にすることによって外部磁界に対し
て磁化回転による磁化変化が生じる様にし、ノイズの小
さいヘッド出力を得ることができる。
側ヨークの磁歪を負にすることによって外部磁界に対し
て磁化回転による磁化変化が生じる様にし、ノイズの小
さいヘッド出力を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示し、ヨーク型薄膜磁気ヘ
ッドの概略断面図、第２図はヨーク型薄膜磁気ヘッドの
概略断面図、第３図はその斜視図、第４図は上側ヨーク
付近のＸ成分応力分布図、第５図は上側ヨーク付近のＺ
成分応力分布図、第６図はヨークの磁歪の変化に対する
容易軸の分布を示した説明図である。 図中、ｌＩ：下側ヨーク、＋２．１３．＋６ ：絶縁層
、１５：電流バイアス層、＋４：ＭＲ素子、１７：上側
ヨーク 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１図 弔２図 第４９
ッドの概略断面図、第２図はヨーク型薄膜磁気ヘッドの
概略断面図、第３図はその斜視図、第４図は上側ヨーク
付近のＸ成分応力分布図、第５図は上側ヨーク付近のＺ
成分応力分布図、第６図はヨークの磁歪の変化に対する
容易軸の分布を示した説明図である。 図中、ｌＩ：下側ヨーク、＋２．１３．＋６ ：絶縁層
、１５：電流バイアス層、＋４：ＭＲ素子、１７：上側
ヨーク 代理人 弁理士 杉 山 毅 至（他１名）第１図 弔２図 第４９
Claims (1)
- （１）ヘッドギャップ部の上下に形成されたヨークを磁
路とし、該磁路と磁気的に結合された磁気抵抗素子を内
設して成る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記磁気抵抗素子より上側に形成されたヨークを圧縮応
力が働くパーマロイ膜で構成し、該パーマロイ膜の飽和
磁歪定数λ＿Ｓを略−４×１０＾−＾６≦λ＿Ｓ≦−０
．５×１０＾−＾６の範囲内に設定したことを特徴とす
る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27488386A JPS63129511A (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27488386A JPS63129511A (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63129511A true JPS63129511A (ja) | 1988-06-01 |
Family
ID=17547866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27488386A Pending JPS63129511A (ja) | 1986-11-18 | 1986-11-18 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63129511A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05250641A (ja) * | 1992-03-09 | 1993-09-28 | Sharp Corp | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
| US5641557A (en) * | 1994-08-29 | 1997-06-24 | Nec Corporation | Magnetoresistive element |
| US5858508A (en) * | 1994-07-28 | 1999-01-12 | Custom Plastics Molding, Inc. | Method of forming antislip surfaces on thermoformed products |
-
1986
- 1986-11-18 JP JP27488386A patent/JPS63129511A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05250641A (ja) * | 1992-03-09 | 1993-09-28 | Sharp Corp | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
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