KR920001147B1 - Multi-channel magnetic ressistance aqqect type magnetic head - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 자기저항효과형 자기헤드의 요부의 확대평면도.1 is an enlarged plan view of the main portion of a magnetoresistive effect magnetic head.
제2도는 그 A-A선상의 단면도.2 is a cross-sectional view taken along line A-A.
제3도는 그 자기저항소자의 자기저항특성곡선도.3 is a magnetoresistance characteristic curve of the magnetoresistive element.
제4도는 그 비교 설명을 위한 자기저항특성곡선도.4 is a magnetoresistive characteristic curve for explaining the comparison.
제5도는 정전류 구동에 의한 차동형의 자기저항효과형 자기헤드의 구성도.5 is a block diagram of a differential magnetoresistance effect type magnetic head by constant current driving.
제6도는 그 출력파형도.6 is an output waveform diagram.
제7도는 본원 발명에 의한 자기헤드의 기본적 구성도.7 is a basic configuration of a magnetic head according to the present invention.
제8도는 본원 발명의 일예의 전기적 접속도.8 is an electrical connection diagram of an example of the present invention.
제9도는 본원 발명에 의한 자기헤드의 자기저항효과소자의 일예의 약선적 배치구성도.9 is a schematic arrangement diagram of an example of a magnetoresistive element of a magnetic head according to the present invention.
제10도는 바이어스 발생수단의 바이어스도체의 일예의 배치구성도.10 is a layout diagram of an example of a bias conductor of the bias generating means.
제11도는 본원 발명에 의한 자기헤드의 일예의 요부의 약선적 확대 평면도.11 is an enlarged plan view of a main portion of an example of a magnetic head according to the present invention.
제12도 및 제13도는 제11도 A-A선상 및 B-B선상의 확대 단면도.12 and 13 are enlarged sectional views taken along line A-A and line B-B of FIG.
제14도는 자기저항효과소자에의 바이어스자계 발생수단의 일예의 패턴도.14 is a pattern diagram of an example of a bias magnetic field generating means for a magnetoresistive element.
제15도는 자기저항효과소자의 자체바이어스를 소거하는 바이어스 보정용 도체를 구비하는 자기헤드의 패턴도.15 is a pattern diagram of a magnetic head including a bias correction conductor for canceling the self bias of the magnetoresistive element.
제16도는 그 요부의 확대 단면도.16 is an enlarged cross-sectional view of the main portion.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
MRn1및 MRn2(MR11및 MR12, MR21및 MR22,…) : 자기저항효과 소자MRn 1 and MRn 2 (MR 11 and MR 12 , MR 21 and MR 22 ,…): magnetoresistive element
21 : 자기저항효과를 갖는 박막 22 : 바이어스도체21: thin film having a magnetoresistive effect 22: bias conductor
23 : 자성기체 24,37 : 절연층23:
411,412,421),422: 자성층 45 : 상부보호기판41 1 , 41 2 , 42 1 ), 42 2 : Magnetic layer 45: Upper protective substrate
본원 발명은 다채널 자기저항효과형 자기헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a multichannel magnetoresistive effect magnetic head.
종래의 자기저항효과(이하 MR이라고 함)형 재생자기헤드, 특히 그 MR소자가 자기매체와의 대접면(對接面)보다 후퇴한 위치에 배치되도록 한 이른바 리어형 자기헤드의 예는 예를들면 제1도에 그 요부의 확 약선적 평면도를 나타내고, 제2도에 그 A-A선상의 확대약선적 단면도를 나타낸 바와 같이, 예를들면 Ni-Zn계 페라이트로 이루어진 절연성의 자성기체(基體)(1)상에 MR소자에 대해서 전자유도등에 의하여 바이어스자계를 부여하기 위한 바이어스자계 발생수단으로서의 전류통로로 되는 대상(帶狀)도전막(2)이 피착되며,이 위에 절연층(3)을 통하여 예를들면 Ni-Fe계 합금 또는 Ni-Co계합금박막등으로 이루어진 MR효과소자(4)가 피착형성되며, 다시 이 위에 절연층(5)을 통하여 Ni-fE계 합금등으로 이루어진 한쌍의 자성층(6) 및 (7)이 소자(4)상을 가로지르는 방향으로 또한 소자(4)상에 있어서 소요의 간격을 유지하여 대향유지되며,한쪽의 자성층(6)의 외단부가 절연층(3) 및 (5)의 최소한 어느 한쪽을 통하여 기체(1)와 대향함으로써 자기갭 g이 형성되도록 이루어지며,다른쪽의 자성층(7)의 외단이 절연층(3) 및 (5)에 뚫어 형성된 창을 통하여 기체(1)에 연접하도록 이루어진다. 그리고, 이들 도전층(2),MR소자(4),자성층(6) 및 (7)을 덮어서 비자성보호층(8)이 피복되며, 이 위에 접착제층(9)에 의해서 보호기체(10)가 접착되도록 이루어진다.그리고, 양 기체(1) 및 (10)에 걸쳐서 자기기록매체와의 대접면(11)이 형성되며, 이 대접면(11)에 자기갭 g이 면하도록 이루어지며, 이 자기갭 g 및 MR소자(4)를 포함하는 자로(磁路), 즉 자성기체(1)-자기갭 g-자성층(6)-MR소자(4)-자성층(7)-자성기체(1)의 자로가 형성된다.An example of a conventional magnetoresistive effect (hereinafter referred to as MR) type regenerated magnetic head, in particular, a so-called rear type magnetic head in which the MR element is disposed at a position receding from a contact surface with a magnetic medium, is for example. As shown in FIG. 1, an enlarged plan view of the main part of the recess is shown, and an enlarged weak cross-sectional view of the AA line is shown in FIG. 2, for example, an insulating magnetic gas composed of Ni-Zn-based ferrite (1). ), A target
이와 같은 구성에 있어서, 도전층(2)에 바이어스자계발생요의 전류Is를 통하여 MR소자(4)에 소요의 바이어스자계를 부여하며, MR소자(4)에 전류 I를 흐르게 할 때,그 자기갭 g에 대접 내지는 대향하는 자기기록매체로부터의 이것에 기록된 기록된 기록자화에 의한 신호자계가 MR소자(4)에 주어지는 것으로 인한 저항변화에 의한 전기적 신호, 즉 출력신호가 MR소자(4)의 양단에서 얻어진다.In such a configuration, when the biasing magnetic field required for the MR element 4 is applied to the
그런데, 이와 같은 MR효과형 자기헤드, 특히 리어형과 같이 자성체가 근접하여 배치되는 자기헤드는 그 특성의 비선형(非線形)이 문제가 된다. 즉, 이 종류의 자기헤드에서는 그 MR소자의 자기 H-저항 R특성이 제3도에 나타낸 바와 같이 2차 곡선을 나타내기 때문에, 지금 이 도면에서 나타낸 바와 같이,이 MR소자(4)에 바이어스자계 HB가 주어진 상태에서 부호(12)로 표시한 신호자계가 주어졌다고 하면, MR소자(4)에 있어서의 저항변화에 의한 출력시호는 이 도면에서 부호(13)를 붙여서 표시한 바와 같은 비대칭의 왜곡된 신호로 된다. 더욱이, MR소자에 자성체가 근접해 있지 않을 경우의 자기 저항특성은 제4도에 나타낸 바와 같이 밑부분이 넓어지는 특성을 나타내며, 그 특성이 우수한 직선성을 갖는 부분이 존재하므로, 소요의 바이어스자계 H′B에서 신호자계(12′)에 대해서 왜곡되지 않은 대칭성이 우수한 출력신호(13′)를 얻을 수 있다. 이것은 MR소자의 양측단면에 생기는 반자계(反磁界)의 영향에 의한 것이나, 제1도 및 제2도에 설명한 리어형 구성의 것과 같이, MR소자(4)의 양측 단면에 근접하여 자성층(6) 및 (7)이 배치되는 것에 있어서는 이와 같은 반자계에 의한 특성에의 영향이 작아지는 것에 의한 것으로 생각된다.However, such an MR effect type magnetic head, particularly a magnetic head in which magnetic bodies are arranged in close proximity, such as a rear type, has a problem of nonlinearity. That is, in this type of magnetic head, since the magnetic H-resistance R characteristic of the MR element shows a secondary curve as shown in FIG. 3, as shown in this figure, the MR element 4 is biased. Given that the signal magnetic field indicated by the
이와 같은 MR소자에 있어서의 비선형성분을 해소하는 것으로서, 차동형(差動型) 구성으로 하는 것이 제안되어 있다. 이 차동형 MR자기헤드는 제5도에 나타낸 바와 같이 일단이 공통으로 저복된 2개의 MR소자 MR1및 MR2로 이루어지며, 각 MR소자 MR1및 MR2의 각 타단으로부터 도출된 단자 t1및 t2가 각각 독립된 정전류원(定電流源) S1및 S2에 접속되는 동시에 차동증폭기 Amp의 입력측에 접속되어 이루어진다. 양 MR소자 MR1및 MR2의 접속중점으로부터 도출된 공통위 단자 t3에는 소정전위 예를들면 접지전위가 주어지며, 각 MR소자 MR1및 MR2에 정전류(定電流) i가 역방향으로 주어지고, 이것과 직교하는 방향으로 각 MR소자 MR1및 MR2에 바이어스계 HB가 역방향으로 주어진다. 이와 같은 구성에 의한 차동형 자기헤드에 의하면, 각 MR소자 MR1및 MR2에 공통의 입력신호자계가 자기기록 매체로부터 주어진 경우, 제6도에 나타낸 서로 구성이 다른 출력신호(141) 및 (142)가 주어지며, 증폭기 Amp의 출력단자 tout로부터는 이들이 신호의 합성에 의한 정부(正負) 대칭성을 가진, 즉 비선형성분이 상쇄된 신호(14)가 얻어진다.In order to eliminate such a nonlinear component in such an MR element, it is proposed to set it as a differential type | mold structure. As shown in FIG. 5, this differential MR magnetic head is composed of two MR elements MR 1 and MR 2 having one end in common, and terminals t 1 and each derived from the other end of each MR element MR 1 and MR 2 . t 2 is connected to independent constant current sources S 1 and S 2 , respectively, and is connected to the input side of the differential amplifier Amp. The common potential terminal t 3 derived from the midpoint of connection between the two MR elements MR 1 and MR 2 is given a predetermined potential, for example, a ground potential, and a constant current i is given to each MR element MR 1 and MR 2 in the reverse direction. It is, in a direction perpendicular to this is given by the bias-based H B reverse to each MR element MR 1 and 2 MR. According to the differential magnetic head having such a configuration, when the input signal magnetic field common to each of the MR elements MR 1 and MR 2 is given from the magnetic recording medium, the
이와 같은 정전류형의 자동형 MR자기헤드에 의하면, MR소자의 비선형 성분을 상쇄할 수 있고, 대칭성이 우수한 왜곡이 없는 재생신호를 얻을 수 있다. 그러나, 이종류의 자기헤드에서는 3개의 단자 t1∼t3의 도출을 필요로 하며, 차동증폭기 Amp에 접속되는 독립된 2개의 신호선과, 독립된 2개의 정전류원을 필요로 한다. 따라서, 다채널 자기헤드에 적용할 경우, 채널수가 n개라고 하면, 이 다채널 자기헤드에 최소한 2n+1개의 단자의 도출이 필요해지며, 다시 최소한 2n개의 정전류원이 필요해진다. 또, 정전류구동기이기 때문에, 그 소비전력은 크며, 회로규모도 커져서, 예를들면 n이 10∼50의 다채널 자기헤드에의 적용에는 부적당한 것이다.According to such a constant current automatic MR magnetic head, the nonlinear component of the MR element can be canceled and a reproduction signal without distortion excellent in symmetry can be obtained. However, this type of magnetic head requires the derivation of three terminals t 1 to t 3 , and requires two independent signal lines connected to the differential amplifier Amp and two independent constant current sources. Therefore, when applied to a multichannel magnetic head, assuming that the number of channels is n, at least 2n + 1 terminals need to be derived from the multichannel magnetic head, and at least 2n constant current sources are required again. In addition, since it is a constant current driver, its power consumption is large and its circuit size is large, for example, n is unsuitable for application to a multi-channel magnetic head of 10 to 50.
이와 같은 결점을 해소하는 것으로서는 쌍을 이우는 MR소자를 직렬로 연결하여, 그 양 외단에 정전압을 부여하고, 양 소자의 접속중점으로부터 출력을 차동적으로 취출하는 구성을 취하는 것이 제안되었다.As a solution to such a drawback, it has been proposed to connect a pair of MR elements in series, apply constant voltage to both ends thereof, and take out the output differentially from the midpoint of connection of both elements.
이와 같은 정전압구동에 의한 차동형 자기헤드에 의하면, 상술한 정전류규동의 경우와 마찬가지로 2차 고조파성분을 캔슬할 수 있으며, 동일소비전력시의 감도는 정전류구동의 경우의 절반으로 되나, 또한 이 동일 소비전력시의 SN비 및 신호파워는 정전류구동의 경우와 같아진다. 그리고, 정전류형의 차동형 MR자기헤드에 비하면 각 채널에 관하여 독립적으로 각각2개의 정전류원을 설치할 필요성이나, 다수의 단자도출 및 다수의 배선이 불필요해지므로, 구성의 간결화를 도모할 수 있다고 하는 다채널형 자기헤드에 있어서의 큰 이익을 가져온다.According to the differential magnetic head by the constant voltage driving, the second harmonic component can be canceled as in the case of the constant current driving described above. SN ratio and signal power at power become the same as in the case of constant current drive. Compared to the constant current differential MR magnetic head, it is necessary to provide two constant current sources for each channel independently, and a large number of terminal outflows and a large number of wirings are unnecessary, thereby simplifying the configuration. It brings great benefits in the channel type magnetic head.
이미 이와 같은 정전압구동에 의한 MR헤드로서 이른바 자체바이어스형 구성을 취하는 것이 제안되어 있다. 이 자체바이어스형 구성을 취하는 것으로서는 예를들면 일본국 특개소 52-23920호 공개공보에 개시된 것이나, 또는 이른바 바버볼형이라고 불리우는 것등이 있다. 이들은 각 MR소자에 통하는 전류의 방향이 각 소자의 용이자화(磁化)방향과 소요의 각도를 갖도록 이루어지며, 소자에 통하는 전류에 의해서 이것과 소요의 각도를 갖는 바이어스자계가 발생하도록 하는 것이다.It has already been proposed to take a so-called self-biased configuration as the MR head by such constant voltage driving. Examples of this self-biased configuration include those disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-23920, or so-called barb balls. These are made so that the direction of the current through each MR element has an easy magnetization direction and the required angle, and a bias magnetic field having this and the required angle is generated by the current through the element.
예를들면 바버볼형의 MR헤드에 있어서는 그 박막 MR소자의 길이방향에 따르는 용이자화방향에 대해서 경사지게, 즉 마치바버볼에 있어서의 경사모양과 같이, 예를들면 Au로 이루어진 양 도전성의 복수의 대선(帶線)을 소요의 간격으로 유지하여 평행배열시키는 것이나, 이 경우 다채널 자기헤드에 있어서, 그 채널피치의 축소화를 도모하고자 MR소자의 최소화를 도모하려고 하면, 도전성대선의 간격을 좁힐 필요가 생기며, 이에 따라서 MR소자의 실질적으로 저항이 작아져서 출력신호를 취급하기 어렵게 된다고 하는 등의 여러 가지 문제가 생긴다.For example, in a bobbin ball-type MR head, a plurality of biconductors of both conductive lines made of, for example, Au are inclined with respect to the easy magnetization direction along the longitudinal direction of the thin-film MR element, i. In order to minimize the MR element in order to reduce the channel pitch in the multi-channel magnetic head, in this case, it is necessary to narrow the interval between the conductive wires. This causes various problems such as the fact that the MR element becomes substantially smaller in resistance, making the output signal difficult to handle.
또한, 바이어스자계를 부여하기 위한 바이어스도체단자는 2개의 MR소자의 중점과 그 양측에 필요하며, 각 자기헤드소자당 3개가 필요해진다. 따라서, 다채널 자기헤드에서는 다수의 단자도출이 필요해진다.In addition, bias conductor terminals for imparting a bias magnetic field are required at the midpoints and both sides of two MR elements, and three for each magnetic head element. Therefore, multiple terminal drawing is required in a multichannel magnetic head.
본원 발명은 이와 같은 결점을 해소한 다채널 자기저항효과형 자기헤드를 제공하는 동시에, 특히 그 각채널에 관한 바이어스자계발생수단에 있어서의 전류공급전원단자를 예를들면 전 채널에 대해서 공통으로 2개 배설하는 것만으로 각 채널의 각 MR소자에 각각 소요의 바이어스자계가 주어지도록 하여 구성의 간결화를 도모하는 것이다.The present invention provides a multi-channel magnetoresistive effect type magnetic head which eliminates such drawbacks, and in particular, the current supply power supply terminal in the bias magnetic field generating means for each channel is common to all channels, for example. It is possible to simplify the configuration by providing the required bias magnetic field to each MR element of each channel only by excavation.
본원 발명에 있어서는 그 기본적구성을 제7도에 나타낸 바와 같이 각 채널마다 직렬로 연결한 한쌍의 자기저항효과소자 MR소자 MRn1및 MRn2을 배설한다. 그리고, 이들 각 쌍의 MR소자 MRn1및 MRn2의 양단에 정전압 V1,V2을 공급하는 동시에, 각 MR소자 MRn1및 MRn2에 이것에 통하는 각 전류 i와 소정의 각도 예를들면 90°를 이루며, MR소자막을 따라 서로 크기가 같고 역방향의 바이어스자계 HB및 -HB을 인가한다. 또, MR소자 MRn1및 MRn2의 그 직렬접속중점으로부터 출력단자 tsn를 도출하여 이것으로부터 증폭기 A를 통하여 출력을 취한다.In the present invention, as shown in FIG. 7, the basic configuration is provided with a pair of magnetoresistive element MR elements MRn 1 and MRn 2 connected in series for each channel. Then, the constant voltages V 1 and V 2 are supplied to both ends of each of the pair of MR elements MRn 1 and MRn 2 , and each current i through the MR elements 1 and MRn 2 and a predetermined angle, for example, 90 degrees. In degrees, the same bias magnetic fields H B and -H B are applied to each other along the MR element film. The output terminal t sn is derived from the serial connection midpoints of the MR elements MRn 1 and MRn 2 , and the output is taken from the amplifier A through this.
다음에, 본원 발명의 실시예에 대하여 도면에 따라서 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, the Example of this invention is described in detail according to drawing.
제8도는 본원 발명에 의한 다채널 자기저항효과형 자기헤드의 일예의 전기적 접속양태를 나타낸 것으로서, 각 채널 CH1,CH2,CH3…CHm에 관하여 각각 제7도에서 설명한 각쌍의 MR소자 MRn1및 MRn2(MR11및 MR12,MR21, 및 MR22MR31및 MR32…MRm1및 MRm2)이 배설되며, 그 각쌍의 접속중점으로부터 각각 단자 tsn(ts1, ts2, ts3,…tsm)가 도출된다. 또, 각 채널 CHn에 있어서의 각 쌍의 MR소자 MRn1및 MRn2의 각 타단은 각각 각 소정의 전압 V1,V2이 인기된 공통의 급전선로 l1및 l2에 대하여 병렬로 접속된다.8 shows an example of an electrical connection of a multi-channel magnetoresistive magnetic head according to the present invention, wherein each channel CH 1 , CH 2 , CH 3 . Each pair of MR elements MRn 1 and MRn 2 (MR 11 and MR 12 , MR 21 , and MR 22 MR 31 and MR 32 ... MRm 1 and MRm 2 ) described in FIG. 7 with respect to CHm are excreted. Terminals t sn (t s1 , t s2 , t s3 , ... t sm ) are derived from the connection points, respectively. In addition, each other end of each pair of MR elements MRn 1 and MRn 2 in each channel CHn is connected in parallel to a common feed line l 1 and l 2 in which predetermined voltages V 1 and V 2 are popular, respectively. .
이들 각 MR소자 MRn1(MRn11,M21,…MRm1) 및 MRn2(MR12,MR22,…MRm2)는 각각 예를들면 제9도에 나타낸 바와 같이 자기저항효과를 가진 E자형 패턴의 금속박막 예를들면 Ni-Fe계 합금 또는 Ni-Co계 합금박막(21)으로 형성되며, 그 양 외측 각부(脚部)(211) 및 (212)가 각각 전압 V1,V2이 주어지는 선로 l1및 l2에 접속되며, 중앙각부(21s)로부터 각각 신호출력단자 tsn(ts1, ts2,…tsm)가 도출된다. 그리고, 박막(21)의 각 각부(211) 및 (21s) 사이, (21s) 및 (212) 사이에 각각 MR소자 MRn1및 MRn2을 형성한다. 이와 같이하여, 각 채널 CHn의 각 MR소자 MRn1및 MRn2이 직렬접속됨으로써, 이들에 동일방향의 전류 i를 통하게 한다. E자형패턴의 박막(21)은 중앙각부(21s)의 중앙을 지나는 중심선에 대해 좌우대칭적으로 형성되어서, 양 MR소자 MRn1및 MRn2이 동일한 특징으로 갖도록 이루어진다.Each of these MR elements MRn 1 (MRn 11 , M 21 ,... MRm 1 ) and MRn 2 (MR 12 , MR 22 ,... MRm 2 ) are each E-shaped with magnetoresistance effect as shown in FIG. Metal thin film of a pattern, for example, Ni-Fe-based alloy or Ni-Co-based alloy
그리고, 이들 각 MR소자 MRn1및 MRn2에 대해서 이들의 전류방향에 대해 이것과 일치하지 않는 소요의 각도, 예를들면 이것과 직교하며, 서로 역방향의 바이어스자계 HB및 -HB을 외부로부터 부여한다. 이와 같이 쌍을 이루는 MR소자 MRn1및 MRn2에 역방향의 바이어스자계를 부여하는 수단으로서, 특히 본원 발명에 있어서는 전자유도에 의한다. 그 예로서는 예를들면 제10도에 나타낸 바와 같이, 상술한 예를들면 E자형패널의 자기저항효과를 가지며, 각 쌍의 MR소자 MRn1및 MRn2을 구성하는 MR박막(21)과 절연층으로 통하여 적층되도록 이것에 따라서 마찬가지의 예를들면 E자형패턴을 가진 정전기저항을 갖는 도전층으로 이루어진 바이어스도체(22)를 적층하여 형성한다. 이 바이어스도체(22)는 그 E자형패턴의 양측각부(221) 및 (222)를 서로 연결하는 연결부(22c)를 가진 형상으로 하고, 각 인접하는 채널이 순차 E자형패턴의 중앙각부(22s), 즉 쌍을이루는 MR소자 MRn1및 MRn2의 접속중점에 대응하는 부분이, 다음 단계의 채널의 도체패턴(22)의 양측 각부의 연결부(22c)에 접속되도록 하고, 가장 외측에 위치하는 한쪽의 채널 CH1의 E자형패턴의 양 각부의 연결부(22c)와, 역시 다른쪽에 위치하는 채널 CHm의 중앙각부(22s)와의 사이에 바이어스자계발생용의 전류원을 접속한다. 이와 같이해서, 이 바이어스도체(22)가 쌍을 이루는 MR소자 MRn1및 MRn2에 대해서 병렬의, 인접하는 채널 사이에서는 직렬의 배치관계로 되도록 하고, 그 양단으로부터 바이어스자계 발생용 전류원단자 tb및 t′b를 도출한다.Then, for each of these MR elements MRn 1 and MRn 2 , the required angles that do not coincide with this in the current direction, for example, orthogonal to this, and the bias magnetic fields H B and -H B reverse from each other Grant. As a means for imparting a reverse bias magnetic field to the paired MR elements MRn 1 and MRn 2 in this manner, in particular, in the present invention, it is due to electron induction. As an example, as shown in FIG. 10, for example, the above-described example has the magnetoresistive effect of the E-shaped panel, and is composed of the MR
그리고, 양 단자 tbt′b사이에 바이어스자계발생용 전류원에서 ib1+ib2를 공급하여 도체로서의 박막(21)의 각 소자 MRn1및 MRn2에 대응하는 통전부에 각각 바이어스자계발생용 전류 ib1+ib2를 통하게 함으로써, 각 쌍의 MR소자 MRn1및 MRn2에 서로 역방향의 바이어스자계 HB-HB을 부여할 수 있다.Then, the positive terminal t b t for each of the bias magnetic field occurs in the conductive parts corresponding to the respective elements MRn 1 and MRn 2 of "supplying ib 1 + ib 2 in the current source for the bias magnetic field is generated between b and the
이와 같이 본원 발명에 있어서는 바이어스도체(22)를 설치하는 것이나, 이 경우의 통전양태를 특히 각 채널에 있어서의 쌍을 이루는 MR소자 MRn1및 MRn2에 관해서는 병렬로 되도록 하였으나, 채널 상호에서는 순차 직렬로 되도록 했으므로, 바이어스자계발생을 위한 통전단자는 도시한 바와 같이 전 채널에 대해서 공통의 전원에 접속되는 2개의 단자 tb,t′b가 배설되는 것에 불과하므로, 그 구성은 간단해진다.As described above, in the present invention, the
다음에, 상술한 본원 발명에 의한 다채널 MR형 자기헤드의 구체적 구조를 제11도 내지 제13도에 의거하여 설명한다. 제11도는 본원 발명에 의한 다채널 MR형 자기헤드의 일예의 요부의 개략적 확대평면도이며, 제12도는 그 A-A선상의 확대평면도, 제13도는 또한 제11도 B-B선상의 확대단면도를 나타낸다. (23)은 하부코어로 되는 자성기체 예를들면 Ni-Zn계 페라이트로 이루어지는 자성기체(23)가 설치되고, 이 위에 바이어스도체(22)와, 정전압 V1및 V2의 각 급전선로 l1및 l2을 구성하는 도체(31) 및 (32)이 피착형성되며, 이 위에 절연층(24)을 통하여 각 채널 CHn(CH1,CH2…CHm)의 각 쌍의 MR소자의 MRn1및 MRn2(MRn11및 MRn12,MRn21및 MRn22…MRm1및 MRm2)을 형성하는 MR박막(21)이 각각 소요의 패턴으로 피착형성된다. 이들 바이어스도체(22), 절연층(24) 및 MR박막(21)은 자성기체(23)상에 순차 각각 전면적(全面的)으로 증착, 스패터링 등에 의해 피착되며, 그후 이들을 패턴화한다.Next, the specific structure of the multichannel MR type magnetic head according to the present invention described above will be described based on FIG. 11 to FIG. FIG. 11 is a schematic enlarged plan view of a main portion of an example of a multi-channel MR type magnetic head according to the present invention, FIG. 12 shows an enlarged plan view on line AA, and FIG. 13 also shows an enlarged sectional view on
이 경우, 이 도체층의 기체(23)에 대한 피착강도를 높이기 위해 필요에 따라서 바탕층으로서의 예를들면 Cr층을 전면적으로 예를들면 3000Å의 두께로 증착 또는 스패터링 등에 의해 피착한다. 그리고, 이 위에 전술한 바와 같이 바이어스도체(22), 급전도체(31) 및 (32)을 형성하는 도전층, 예를들면 Au금속층을 역시 증착, 스패터링등에 의해 피착하고, 이어서 이 위에 역시 전면적으로 절연층(24)을 형성하는 Si3N4또는 Al2O3등을 피착하며, 다시 이 위에 MR박막(21)을 형성하는 예를들면 Ni-Fe계 합금, 또는 Ni-Fe계 합금, 또는 Ni-Co계 합금박막을 전면적으로 역시 증착 또는 스패터링 등에 의해 피착한다. 그리고, 그 후에 이들 MR박막(21)을 형성하는 부분과, 이 밑의 절연층과, 이 밑의 도전층과, 또한 이 밑의 바탕층에 걸쳐서 선택적으로 예를들면 각 채널 CHn에 있어서의 각 쌍의 MR소자 MRn1및 MRn2을 형성하기 위한 전술한 E자형패턴의 MR박막(21)을 형성하는 부분과, 역시 바이어스도체를 형성하는 부분과, 정전압 V1및 V2의 급전도체를 형성하는 부붙, 또는 단자부를 형성하는 부분등을 남기고, 다른 부분을 각층에 대해서 예를들면 동일 마스크에 의해, 또는 상층의 패턴을 마스크로 함으로써 순차 에칭제거한다. 이 경우, 상층에 향하여 폭이 좁아지는 단면제형(梯形)의 에칭으로 하는 것이 바람직하다.In this case, in order to raise the adhesion strength to the
다음에, 다시 MR박막층에만 선택적에칭을 하여 전술한 E자형 패턴의 박막(21)을 형성한다. 이들 에칭은 습식법에 의한 에칭 또는 건식법에 의한 에칭, 즉 예를들면 화학적에칭 또는 이온에칭등에 의하여 행할 수 있다.Next, selective etching is performed only on the MR thin film layer again to form the
이와 같이하면, 각 쌍의 MR소자 MRn1및 MRn2을 구성하는 E자형 패턴의 MR박막(21)의 형성이 이루어지며, 이 밑에 중첩하여 절연층(24)에 의해 절연된 E자형 패턴의 바이어스도체(22)와, 급전도체(31) 및 (32)의 형성이 이루어진다. 여기서, 바이어스도체(22)는 제10도에서는 설명한 바와 마찬가지로 그 양 외측 각부(221) 및 (222)을 연결하는 연결부(22c)가 인접하는 채널의 예를들면 전단측의 채널 CHn-1이 각 도체(22)의 중앙각부(22s)에 연결부(22c)를 사이에 두고 대향하는 위치까지 연장하는 연장부(22′c)를 설치해 둔다. 또, 급전도체(31) 및 (32)은 각 채널 CHn의 배열방향에 따라서 연장되는 대상의 패턴으로서 형성할 수 있다.In this way, the MR
다음에, 바이어스도체(22)의 중앙각부(22s)의 단부상과, 연장부(22′c)상과, 각 급전도체(31) 및 (32)의 각 채널 CHn에 대응하는 부분상의 절연층(24) 각각 후술하는 배선도체층을 접속하기 위한 콘택트용 창(33)∼(36)을 뚫어서 형성한다.Next, an insulating layer on an end portion of the
그리고, 다음에 이들 패턴을 덮고 전면적으로 예를들면 SiO2로 이루어지며, 절연층(24)과는 상이한 에칭성을 가진 비자성절연층(37)을 주지의 기술로 피착한다. 이 절연층(37)의 두께는 후술하는 자기기록매체와의 대접면에 있어서의 자기갭길이를 규정하는 두께, 예를들면 0.3㎛의 두께로 전면적으로 형성한다. 그리고, 이 절연층(37)에 대하여 예를들면 습식성에칭 또는 플라즈마에칭 등에 의한 건식에칭에 의해 선택적으로 에칭하여, 각 채널의 각 E자형 MR박막(21)의 각 각부사이에 있어서 각 쌍의 MR소자 MRn1및 MRn2과 인접하는 위치에 각각 창(381) 및 (382)을 뚫어 형성하여 자성기체(23)의 표면의 일부를 면하게 하는 동시에, 각 MR박막(21)의 각 각부(211),(212),(21s)의 각 단부상에 각각 창(391),(392),(39s)을 뚫어 형성하여 이들 각 각부(211),(212),(21s)의 각 표면의 일부를 외부에 면하게 한다. 또한, 이들 각 창을 뚫어 형성하는 동시에, 앞서 뚫어 형성한 창(33)∼(36)상의 절연층(37)을 에칭제거하여 다시 이틀 창(33)∼(36)을 외부에 면하게 한다.Subsequently, a nonmagnetic insulating
다음에, 창(381) 및 (382)내를 포함하며, 또한 각 쌍의 MR소자 MRn1및 MRn2을 가로지는 위치를 포함하여 예를들면 전면적으로 증착, 스패터링 등에 의해 Ni-Fe계 합금층 등으로 이루어진 자성층을 형성하고, 이것을 선택적으로 전술한 바와 같이 습식법 또는 건식법에 의해 에칭하여 각 MR소자 MRn1및 MRn2에 대응하여 각각 쌍을 이루는 자성층(411) 및 (412),(421),(422)이 각 MR소자의 양측에 지상에 절연층(37) 통하여 걸치며, 이 MR소자상에 있어서 양자간에 소요의 간격 G을 유지하여 대향하도록 형성한다. 자성층(411) 및 (412),(421), 및 (422)의 MR소자의 옆에지상에 걸치는 폭은 각각 예를들면 MR소자의 폭이 5㎛일 때 1㎛정도로 되도록 선정된다. 그리고, 여기에 한쪽의 자성층(421), 및 (422)는 그 일부가 절연층(37)의 창(381) 및 (382)을 통해서 자성기체(23)에 연접하도록 이루어진다.Next, Ni-Fe is included in the windows 38 1 and 38 2 , and also includes a position across each pair of MR elements MRn 1 and MRn 2 . A magnetic layer made of a system alloy layer or the like is formed, and is selectively etched by a wet method or a dry method as described above to form a
한편, 기체(23)상의 자성층(411) 및 (412),(421), 및 (422)이 배열된 부분을 제외하고, 최소한 각 창(33)∼(36),(391),(392),(39s)상에 걸쳐서 전면적으로 예를들면 도전층(40)을 피착하고, 선택적으로 에칭하여 각 창(391)과 (36)와의 사이, 창(392)과 (35)와의 사이, 창(33)과 (34)와의 사이에 걸치는 배선도전부와 또한 창(39s)으로부터 외부출력단자 tsn을 도출하기 위한 배선부를 남기고 에칭제거한다. 그리고, 일단의 채널 CH1의 바이어스도체(21)의 연장부(22′c)로부터 한쪽의 바이어전원단자 tb를 도출하고, 타단의 채널의 중앙각부(22s)에 접속된 배선부(40)로부터 단른쪽의 단자 tb′를 도출한다.On the other hand, at least in each of the windows 33 to 36, 39 1 except for the portion where the magnetic layers 4 1 1 and 4 1 2 , 42 1 , and 42 2 on the
그리고, 이들 각 패턴을 포함하여 전면적으로 예를들면 SiO2등으로 이루어진 보호막(43)을 피착하여, 유리와 같은 무기 또는 유기 접착제층(44)으로 상부보호기판(45), 예를들면 유리판등을 접합한다. 그리고, 이들 보호기판(45)에서 자성기체(23)에 걸쳐서 그 각 채널 CHn의 쌍을 이루는 각 MR소자에 대한 한쪽의 자성층(411),(412)의 외단측을 절삭연마하여 자기기록매체와의 대접면(51)을 형성한다.In addition, a protective film 43 made of, for example, SiO 2 or the like is deposited on the entire surface including each of these patterns, and the upper
이와 같이해서 대접면(51)에 면하여, 비자성절연층(37)의 두께에 따라 규정되는 갭길이를 가진 자기갭 g1,g2을 자성기체(23)와 자성층(411),(412)과의 사이에 의해서 형성된다. 이와 같은 구성에 의하면, 자기갭 g1및 g2과 MR소자 MRn1및 MRn2을 각각 포함하는 각 쌍의 폐자로가 각각 자성층(411) 및 (412)-자성기체(23), 자성층(411) 및 (412)-자성기체(23)로 형성한 다채널 자기헤드가 구성된다.In this way, the magnetic gaps g 1 , g 2 having a gap length defined according to the thickness of the nonmagnetic insulating
본원 발명에 의한 다채널 MR형 자기헤드를 제조하는 방법은 전술한 예에 한정되는 것은 아니나, 전술한 바와 같이 바이어스도체(22)를 구성하는 도전층과, MR박막(21)을 구성하는 MR박막층을 절연층을 통해서 전면적으로 적층한 다음, 이들을 패턴화할 때는 그 각 MR소자를 구성하는 예를들면 E자형패턴의 MR박막(21)과 바이어스도체(22)가 서로 위치가 어긋나지 않고, 더욱이 절연층(24)에 의해서 확실하게 전기적으로 절연하여 배치되므로, 각 MR소자 MRn1및 MRn2에의 바이어스자계를 확실히 또한 효율적으로 부여할 수 있다. 또한, 절연층(24)은 갭 g1,g2에 있어서 제거되므로, 이 갭 g1,g2의 갭길이는 상층의 절연층(37)의 두께에 의하여만 규정되게 되므로, 이 갭길이의 설정을 용이하게 할 수 있다. 그리고, 양 절연층(24) 및 (37)은 서로 그 에칭성을 달리하는 예를들면 Al2O3또는 Si3N4와 SiO2에 의하여 구성할때는 상층의 SiO2에 의한 절연층(37)에 대하여 예를들면 플라즈마에칭에 의해 선택적으로 에칭해도, 하층의 Al2O3또는 Si3N4에 대하여는 거의 에칭효과가 발생하지 않도록 할 수 있는 이익이 있다.The method of manufacturing the multi-channel MR type magnetic head according to the present invention is not limited to the above examples, but as described above, the conductive layer constituting the
그리고, 전술한 예에서는 각 채널에 한쌍의 MR소자를 배설할 경우나, 복수쌍 배설한 구성으로 할 수도 있다.In the above example, a pair of MR elements may be disposed in each channel, or a plurality of pairs of MR elements may be disposed.
또, 전술한 예에서는 리어형 MR자기헤드에 적용한 경우이나, 자기매체와의 대접면에 MR소자의 단면이 면하도록 배치된 경우에 있어서도 MR소자를 사이에 두고, 자성체가 근접배설될 경우에는 역시 이들 MR소자의 자기저항특성이 2차곡선을 나타내므로, 이와 같은 이른바 시일드형 MR자기헤드에 적용할 수도 있다.Further, in the above-described example, even when the magnetic element is interposed between the magnetic element and the magnetic element is disposed close to each other, even when applied to the rear MR magnetic head or when the end face of the MR element is disposed so as to face the magnetic medium. Since the magnetoresistance characteristics of these MR elements exhibit secondary curves, they can be applied to such a so-called shielded MR magnetic head.
또, 전술한 바와 같이 본원 발명에 있어서는 각 MR소자 MRn1및 MRn2에 바이어스도체(22)에 대한 통전에 의해서 발생시킨 바이어스자계를 MR소자 밖에서 부여하도록 한 것이나, MR소자체에 통하는 전류 i에 의한 자체바이어스효과의 영향에 따라서 실질적으로 각 채널의 쌍을 이루는 양 MR소자 MRn1및 MRn2에 대한 바이어스자계의 강도가 불균일해져서 비선형성분의 캔슬이 불충분해지는 경우가 있다.As described above, in the present invention, each of the MR elements MRn 1 and MRn 2 is provided with a bias magnetic field generated by energization of the
따라서, 이 경우는 이 자체바이어스의 효과를 고려하여 외부로부터의 바이어스자계를 각 MR소자 MRn1및 MRn2에 관해서 다르게 하는 것이 요망된다. 그 예로서는 외부 바이어스자계를 부여하기 위한 상술한 바이어스도체(22)의 각 MR소자 MRn1및 MRn2에 따라서 통하는 전류 ib1및 ib2자체를 각 MR소자 MRn1및 MRn2의 자체바이어스의 영향에 따른 값으로 설정한다. 즉, 제10도에서 알 수 있는 바와 같이, 한쪽의 MR소자 MRn1에 통하는 전류 i의 방향과, 이것에 외부 바이어스자계를 부여하기 위한 도체(22)의 각부(22s) 및 (221)사이에 통하는 전류 ib1는 서로 그 방향이 일치하는데 비해, 다른쪽의 MR소자 MRn2에 통하는 전류 i의 방향과, 이것에 외부 바이어스자계를 부여하기 위한 도체(22)의 각 부(22s) 및 (221)사이에 통하는 전류 ib2는 서로 그 방향이 역방향으로 된다. 즉, 한쪽의 소자 MRn1에 관하여는 자체바이어스자계의 방향과 외부에서 부여하는 바이어스자계가 동일 방향으로 자체바이어스에 의해 바이어스자계가 강해지는 방향으로 작용하며, 다른쪽의 소자 MRn2에 관해서는 자체비아어스자계의 방향과 외부에서 부여하는 바이어스자계가 역방향으로 자체바이어스에 의해서 바이어스자계가 약해지는 방향으로 작용한다. 즉, 지금 양소자 MRn1및 MRn2에 실질적으로 부여되는 자계 H1및 H2은In this case, therefore, it is desired to make the bias magnetic field from the outside different for each MR element MRn 1 and MRn 2 in consideration of the effect of this self bias. As an example, the currents ib 1 and ib 2 themselves passing through each of the MR elements MRn 1 and MRn 2 of the above-described
로 된다. 여기서, HB1및 HB2는 각 소자 MRn1및 MRn2에의 외부 바이어스자계, HMR1및 HMR2은 각 소자 MRn1및 MRn2의 자체 바이어스자계이다.It becomes Here, H H B1 and B2 are the respective elements MRn MRn 1 and 2 to the outside of the bias magnetic field, H H MR1 and MR2 is a self-bias magnetic field of each element MRn MRn 1 and 2.
그런데, 실제로 도체(22)에 통하는 전류 ib에 의한 MR소자에의 바이어스자계로서 작용하는 그 기여율 A와, MR소자 자체에 흐르는 전류 i에 의한 자계의 바이어스자계로서 작용하는 기여율 B와는 상이하다. 이것은 예를들면 상술한 자기헤드에 있어서와 같이 하부자성기체(23)-자성층(41)((411)(412))-MR소자-자성층(42)((421)(422))에 의한 폐자로가 형성되며, 도체(22)가 MR소자 밑에 있고, 이 도체(22)의 MR소자와의 적층부가 이 폐자로에 의해서 둘러싸여 있을 경우에는 그 기여율 A은 대략 1로 간주할 수 있으나, MR소자자체는 자성층(41) 및 (42)사이의 간격 G를 통하여 폐자로 밖에 면하고, 있으므로, 이것으로부터의 자속의 누설에 의하여 그 기여율 B는 B〈1이며, 실측에 의하면, B/A≒1/2∼4/5였다.By the way, the contribution rate A which actually acts as a bias magnetic field to the MR element by the current ib through the
한편, 차동형의 구성으로 하기 위해서는 양 MR소자 MRn1,MRn2에 실질적으로 부여할 자계 H1및 H2는 H1및 -H2은 H1=H2의 조건이 충족되어야 할 필요가 있으므로 H1및 H2를 얻기 위한 전류 iH1및 IH2는On the other hand, in order to achieve a differential configuration, the magnetic fields H 1 and H 2 to be substantially applied to both MR elements MRn 1 and MRn 2 need to satisfy the condition of H 1 and -H 2 for H 1 = H 2 . The currents iH 1 and IH 2 to obtain 1 and H 2
따라서therefore
로 각 전류 ib1및 ib2를 설명하면 된다.Each of the currents ib 1 and ib 2 may be described as follows.
이와 같이, 도체(22)의 각부(22s)와 (221) 및 (222)과의 사이의 각 MR소자 MRn1및 MRn2에 각각 따르는 각 변 st1및 st2에 통하는 전류 ib1,ib2에 서로 상이한 상기 (3)식에 의거한 전류치를 얻는 방법으로서는 중앙부(22s)와 각 변 st1및 st2을 통해 연결부(22c)에의 급전위치 P사이에 있어서의 저항 R1,R2을 소요의 값으로 설정함으로써 얻는다. 예를들면 제14도에 나타낸 바와 같이 각 각부(221) 및 (222)에 각각 소요의 저항치로 설정한 저항체층 등으로 이루어진 R1및 R2을 개재시키으로써 설정할 수 있다. 이 저항 R1및 R2의 설정은 예를들면 서로 그 저항체층의 비저항(比抵抗), 막두께, 막폭 등의 설정, 나아가서는 연결부(22c)에 대한 급전선의 P와 각 부 221및 222와의 각 간격을 변화시킴으로써 얻을 수 있다.In this manner, the currents ib 1 through the respective sides st 1 and st 2 corresponding to the respective MR elements MRn 1 and MRn 2 between the
또, 전술한 예에 있어서는 도전체(22)의 각 변 st1및 st2에 관련되는 저항치 R1및 R2의 설정에 의해서 이들 각 변 st1및 st2을 통하는 전류 ib1및 ib2을 소요의 값으로 설정하여 각 MR소자 MRn1및 MRn2의 자체바이어스에 의한 실질적으로 자계의 불균일성을 배제하도록 한 경우이나, 어떤 경우에는 이들 MR소자 MRn1및 MRn2에 있어서의 자체바이어스분을 바이어스도체(22)와는 별도로 배설한 바이어스보정용 도체에의 통전에 의해서 발생시킨 자계에 의하여 상쇄하도록 할 수도 있다. 이 경우의 예로서는 예를들면 제15도에 나타낸 바와 같이 각 채널 CHn에 관하여 공통으로 각 MR소자 MRn1및 MRn2의 연장방향, 따라서 바이어스도체(22)이 각 변 st1및 st2의 연장방향에 따라서 1개의 바이어스보정용 도체(50)를 배치하고, 이것에 MR소자에 통하는 전류 i와는 역방향의 소요의 전류 ic를 통하게 한다.In the above-described example, the currents ib 1 and ib 2 through these sides st 1 and st 2 are set by setting the resistance values R 1 and R 2 associated with each side st 1 and st 2 of the
이 바이어스보정용 도체(50)는 예를들면 제16도에 나타낸 바와 같이 바이어스도체(22) 밑에 절연층(51)을 통해서 박막도체를 배치함으로써 형성할 수 있다. 이와 같이 하여 바이어스보정용 도체의 통전에 의하여 발생하는 자계가 각 MR소자에 있어서의 자체바이어스자계를 상쇄할 수 있도록 한다.This
그리고, 이들 MR소자의 자체바이어스에 의한 영향을 배제하는 수단자체는 말할 것도 없이 전수란 본원 발명에 의한 바이어스자계 발생을 위한 양태, 즉 2단자, tb,tb′구성을 취하고, 쌍을 이루는 MR소자 MRn1및 MRn2에 대하여는 병렬로, 인접하는 채널간에서는 직렬로 한 이른바 체인형 구성을 취하는 경우에 한정되지 않는다.And, not to mention the means by which the effect of self-bias of these MR elements is eliminated, all of them are an MR element which takes an aspect for generating a bias field according to the present invention, that is, a two-terminal, tb, tb 'configuration, and forms a pair. The MRn 1 and MRn 2 are not limited to the case of taking a so-called chain configuration in parallel and in series between adjacent channels.
전술한 바와 같이, 본원 발명에 의하면 MR소자에 서로 역방향의 바이어스자계를 인가하고, 차동적으로 출력을 취출하도록 한 예를들면 정전압구동에 의한 차동형 구성에 의한 자기헤드에 있어서 그 역방향의 바이어스자계를 발생하는 바이어스발생수단에 있어서의 바이어스도체(22)의 통전패턴을 쌍을 이루는 MR소자 MRn1및 MRn2에 관하여는 병렬로, 인접하는 채널 사이에서는 직렬로 한 체인형 패턴으로 함으로써, 전 채널에 대해서 공통의 전류원, 즉 2개의 단자 tb,tb′의 도출만으로 할 수 있으므로, 구성의 간결화, 따라서 제조의 용이화, 나아가서는 트랙피치의 축소화를 도모할 수 있고, 다채널 자기헤드로서의 이익이 크다.As described above, according to the present invention, the reverse bias magnetic field is applied to a magnetic head of a differential configuration by applying constant voltage driving, for example, by applying a reverse bias magnetic field to the MR elements and taking out the output differentially. In the bias generating means, the conduction pattern of the
Claims (1)
Applications Claiming Priority (3)
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