KR100234172B1 - 박막 자기헤드의 자기 저항소자 - Google Patents

박막 자기헤드의 자기 저항소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자에 관한여 개시한 것으로서, 본 발명에 의한 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자는 자기저항막을 일측이 개구된 타원형의 C자형으로 형성하고, 그 개구부 양끝단에 가로방향의 바이어스를 주기 위한 자기교환막을 구비한 구조를 이루도록 함으로써, 자기교환막의 자계를 이용하여 자기저항막을 가로방향으로 충분히 자화시켜 출력특성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

박막 자기 헤드의 자기 저항 소자
제1도는 종래 자기 저항 소자의 다층막 구조에 대한 일예를 나타내 보인 개략도.
제2도는 종래 자기 저항 소자의 다층막 구조에 대한 다른예를 나타내 보인 개략도.
제3도는 제2도에 도시된 자기 저항 소자의 평단면도.
제5도는 제4도에 도시된 본 발명에 의한 자기 저항 소자의 Ⅴ방향에서 본 측면도이고, 그리고
제6도는 제4도에 도시된 본 발명에 의한 자기 저항 소자의 Ⅵ-Ⅵ선 단면도이다.
〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉
11 : 자기 저항막 12 : 스페이서막
13 : 절연막 14, 15 : 연자성 인접막
16 : 스페이서막 17 : 자기 저항막
18 : 자기 교환막 19 : 접합단자
25 : 연자성 인접막 26 : 스페이서막
27 : 자기 저항막 28 : 자기 교환막
29 : 접합단자
본 발명은 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기 저항 소자에 세로방향의 바이어스를 주기 위한 자기교환막을 구비하여 내부 환경특성을 개선함으로써 출력특성을 향상시킨 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자에 관한 것이다.
일반적으로, 박막 자기 헤드는 HDD(Hard Disk Drive), VTR 등의 디지털 신호 처리 체계를 갖는 장치에 주로 적용되고 있는데, 이것은 최근에 개발된 DCC(Digital Compact Casette) 플레이어에도 채용되고 있다.
이러한 박막형 자기 헤드는 자기장에 의해 그 저항치가 변화되는 자기 저항 소자(MR ; Magneto Resitive Element)를 이용한 것으로서, 자기 저항 소자는 통상 그 출력특성을 향상시키기 위해서 소자의 가로방향과 세로방향으로 각각 바이어스를 인가해 주어야 하며, 이를 위해 자기 저항 소자는 자기저항막, 스페이서막, 바이어스막 등이 적층된 다층막 구조를 이루게 된다.
제1도는 상기한 바와 같은 다층막 구조를 가지는 자기 저항 소자의 일예를 도시한 것으로서, 자기 저항막(11)에 스페이서막(12)과 절연막(13) 및 연자성 연자성 인접막(14)이 순차적으로 적층된 구조를 이루고 있으나, 이러한 적층구조는 가로방향의 바이어스가 인가되지 못하므로, 재생시 문제가 되는 바크하우젠 노이즈(Barkhausen noise)가 크고, 또한 협트랙의 기록에는 적합하지 못해 고밀도 기록용으로는 사용할 수 없는 단점이 있다.
제2도는 상기한 바와 같은 단점을 보완하기 위하여 소자의 가로방향으로 바이어스를 인가해 주는 자기교환막(exchange layer)을 소자의 양끝단에 설치함으로써 다층막의 구조를 개선한 자기 저항 소자를 나타내 보인 것이다. 제2도에 도시된 자기 저항 소자는 연자성 인접막(15)에 스페이서막(16)과 자기 저항막(17)이 순차적으로 적층되어 있고, 상기 자기 저항막(17)의 양끝단에는 각각 소자의 가로방향으로 바이어스를 가해 주기 위한 자기 교환막(18)(18)이 적층되고, 상기 자기 교환막(18)(18) 위에 접합단자(19)(19)가 순차적으로 적층된 다층막 구조를 이루고 있다.
이러한 구조를 상기 자기 저항 소자는 연자성 인접막(15)에의한 세로방향의 바이어스와 자기 교환막(18)에 의한 가로방향의 바이어스가 자기 저항막(17)에 적절히 바이어스를 가해줌으로써 높은 출력특성을 가질 수 있도록 한 것이다.
그러나, 상기와 같은 다층막 구조를 가지는 자기 저항 소자에 있어서 상기 자기 교환막(18)은 주로 FeMn합금이나 CoPt합금 등이 사용되고 있고, 이들 합금은 기록매체와 접촉면에 직접 노출되기 때문에 부식의 가능성이 높아서 자기 저항 소자의 내부 환경특성을 저하시키는 단점이 있다.
그리고, 소자 내의 반자계(HDL)는 다음식 (1)과 같이 표시된다.
즉, HDL= -4 ∏ MSh/L -----(1)
여기서, MS는 자기 저항 소자의 포화자속밀도이고, h는 자기 저항 소장의 폭, L은 자기 저항 소자의 길이를 나타낸다.
상기 (1)식에서 h/L 값은 제3도에서 알 수 있는 바와 같이 소자의 구조 특성상 최소한으로 줄여주는데 한계가 있다.
따라서, 자기 저항 소자의 가로방향으로 단자구를 만들어 주기위한 바이어스자계 (HBL)은 다음식 (2)와 같이 된다.
HBL〉 HDL+HC-----(2)
여기서, HC는 자기 저항 소자의 보자력이다.
따라서, 자기 저항 소자의 반자계 값(HDL)이 커짐에 따라 이를 보상해 주기 위한 바이어스자계 값(HBL)도 증가하게 되어 자기헤드의 감도를 저하시키는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 자기 저항 소자의 단점을 감안하여 이를 개선코자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 자기 저항 소자에 세로방향의 바이어스를 주기 위한 자기 교환막을 구비하여 내부 환경특성을 개선함으로써 출력특성을 향상시킨 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자는, 연자성 인접막에 스페이서막과 자기저항막 그리고, 자기교환막과 접합단자를 순차적으로 적층하여 이루어진 다층막 구조를 형성하고 있고, 상기 자기저항막의 개구부 양끝단에 각각 상기 자기교환막이 적층 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 의한 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자에 있어서, 특히 상기 자기저항막은 그 자화용이축이 소자의 가로방향으로 되도록 한것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자에 대한 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
첨부된 도면 중, 제4도는 본 발명에 의한 자기 저항 소자의 개략적 평면도이고, 제5도는 제4도에 도시된 본 발명에 의한 자기 저항 소자의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도, 그리고 제6도는 제4도에 도시된 본 발명에 의한 자기 저항 소자의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도 이다.
상기 제4도 내지 제6도를 참조하면, 본 발명에 의한 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자는 연자성 인접막(25)에 스페이서막(26)이 적층되고, 이 스페이서막(26)에 일측이 개구된 타원형의 C자형상을 이루는 자기 저항막(27)이 순차적으로 적층되어 있다. 그리고, 상기 C자형상의 자기 저항막(27)은 그 개구부 양끝단의 이격 거리가 매우 근접되어 실질적으로 폐회로에 가까운 상태를 이루도록 되어 있는 한편, 상기 개구부 양끝단에는 소자의 가로방향으로 바이어스를 주기위한 자기 교환막(28)(28)이 각각 적층구비되어 있고, 이 자기교환막(28)(28)에는 접합단자(29)가 적층되어 덮여 있는 상태의 다층막 구조를 이루고 있다.
상기와 같은 구조를 이루는 본 발명에 의한 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자에 있어서, 상기 자기 저항막(27)은 자화용이축이 소자의 가로방향으로 이루어지도록 되어 있다. 그리고 가로방향으로 바이어스자장을 인가하기 위한 자기 교환막(28)(28)을 C자형상의 자기 저항막(27) 개구부 양끝단에 구비함으로써 기록매체와 접촉면에 노출되는 것을 방지할 수 있도록 하였으며, 접합단자(29)가 이들을 완전히 덮어 주는 역할을 하게 된다.
따라서, 상술한 바와 같은 구조는 상기한 (1)식에 있어서의 h/L값을 최소한으로 유지 가능하게 되므로, 반자계 값(HDL)을 줄여 역자구의 생성을 억제할 수 있게 된다.
또한, 반강자성체인 상기 자기 교환막(28)(28)의 자계를 이용하여 상기 자기 저항막(27)을 가로방향으로 충분히 자화시킴으로써 기록매체와 접촉면부분의 소자도 단자구 상태로 되어 바크하우젠 노이즈를 제거할 수 있게 되어 자기 헤드의 출력특성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자는 자기저항막을 일측이 개구된 타원형의 C자형으로 형성하고, 그 개구부 양끝단에 가로방향의 바이어스를 주기 위한 자기교환막을 구비한 구조를 이루도록 함으로써, 자기교환막의 자계를 이용하여 자기저항막을 가로방향으로 충분히 자화시켜 출력특성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Claims (2)

  1. 연자성 인접막에 스페이서막과 자기저항막 그리고, 자기교환막과 접합단자를 순차적으로 적층하여 이루어진 다층막 구조를 형성하고 있고, 상기 자기저항막은 일측이 개구된 타원형의 C자형으로 형성되며, 상기 자기저항막의 개구부 양끝단에 각각 상기 자기교환막이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 자기저항막은 자화용이축이 소자의 가로방향이 되도록 한 것을 특징으로 하는 박막 자기 헤드의 자기 저항 소자.
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