JPH01201815A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
薄膜磁気ヘッドInfo
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- JPH01201815A JPH01201815A JP2622088A JP2622088A JPH01201815A JP H01201815 A JPH01201815 A JP H01201815A JP 2622088 A JP2622088 A JP 2622088A JP 2622088 A JP2622088 A JP 2622088A JP H01201815 A JPH01201815 A JP H01201815A
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- piezoelectric layer
- thin film
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/035—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using superconductive devices
-
- 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
- G11B5/35—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only having vibrating elements
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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。
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、磁気記録媒体からの情報を読み取る薄膜磁気
ヘッドに関する。
ヘッドに関する。
情報を磁気的に記録・再生する技術は、オーディオ、ビ
デオ、コンピュータ等の広い分野に応用されており、情
報の記録・再生・消去が容易であり、記録媒体が低コス
トで作製でき、記録密度が高く、不揮発性であって、記
録媒体を容易にテープ状にし得る等の優れた特長を有す
る。
デオ、コンピュータ等の広い分野に応用されており、情
報の記録・再生・消去が容易であり、記録媒体が低コス
トで作製でき、記録密度が高く、不揮発性であって、記
録媒体を容易にテープ状にし得る等の優れた特長を有す
る。
さらに、機器の小型化、記録の高密度化が進み、より飽
和磁束密度が高い小型、軽量の磁気ヘッドが必要とされ
ている。
和磁束密度が高い小型、軽量の磁気ヘッドが必要とされ
ている。
就中、オーディオの分野で急速に普及している携帯用コ
ンパクトカセットテープレコーダの小型化は顕著であっ
て、小型、軽量でありながら音質。
ンパクトカセットテープレコーダの小型化は顕著であっ
て、小型、軽量でありながら音質。
ダイナミックレンジの優れた機器が求められている。
例えば、前述のようなコンパクトカセットテープレコー
ダでは、電子回路は薄膜化が進んで小型。
ダでは、電子回路は薄膜化が進んで小型。
軽量化に貢献しているが、磁気ヘッドはコイルが必要で
あることから薄膜化が進んでおらず、機器の容積に占め
るヘッドの割合が大きくなってきている。
あることから薄膜化が進んでおらず、機器の容積に占め
るヘッドの割合が大きくなってきている。
しかし、コンパクトカセットテープレコーダ等は再生専
用機が主流であって、必ずしも磁気ヘッドにコイルは必
要ではない。
用機が主流であって、必ずしも磁気ヘッドにコイルは必
要ではない。
また、高保磁力のメタルテープ等に対応させるためには
、磁気ヘッドに１万ガウス以上の高い飽和磁束密度を有
する材料が必要である。
、磁気ヘッドに１万ガウス以上の高い飽和磁束密度を有
する材料が必要である。
ところが、飽和磁束密度の高い材料は、結晶材料では、
透磁率の高さ、耐摩耗性等の実用性を考慮するとセンダ
スト系合金に限られるが、センダスト系合金では１万ガ
ウスの飽和磁束密度が限度であり、また鼻品質材料では
、コバルト（Ｃｏ）系非晶質合金があるが、温度に対す
る安定性が低いという問題点がある。
透磁率の高さ、耐摩耗性等の実用性を考慮するとセンダ
スト系合金に限られるが、センダスト系合金では１万ガ
ウスの飽和磁束密度が限度であり、また鼻品質材料では
、コバルト（Ｃｏ）系非晶質合金があるが、温度に対す
る安定性が低いという問題点がある。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもの
であって、飽和磁束密度が高く、小型。
であって、飽和磁束密度が高く、小型。
軽量の磁気ヘッドを提供することを目的とする。
本発明に係る磁気ヘッドは、超電導体薄膜と、該超電導
体薄膜のマイスナ効果により生じる磁場への反発力を応
力として感知する圧電体＊ｎｙ、＝が積層され、この積
層体に該圧電体薄膜が感知した応力によって生じた電圧
を外部回路に出力する電極を備えたことを特徴とする。
体薄膜のマイスナ効果により生じる磁場への反発力を応
力として感知する圧電体＊ｎｙ、＝が積層され、この積
層体に該圧電体薄膜が感知した応力によって生じた電圧
を外部回路に出力する電極を備えたことを特徴とする。
本発明に係る磁気ヘッドは、超電導体薄膜のマイスナ効
果による磁場への反発力が圧電体薄膜に応力として印加
され、印加された応力に応じた電位差が圧電体Ｗｉ膜に
生じ、この電位差を電極を介して外部回路に出力する。
果による磁場への反発力が圧電体薄膜に応力として印加
され、印加された応力に応じた電位差が圧電体Ｗｉ膜に
生じ、この電位差を電極を介して外部回路に出力する。
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき詳述する
。第１図は本発明に係る薄膜磁気へラドの構成を示す模
式的断面図であって、図中１は、磁界に反応する、例え
ばＢａ Ｙ Ｃｕ Ｏ等の酸化物薄膜からなる超電導体
層である。超電導体層１は、Ｗ。
。第１図は本発明に係る薄膜磁気へラドの構成を示す模
式的断面図であって、図中１は、磁界に反応する、例え
ばＢａ Ｙ Ｃｕ Ｏ等の酸化物薄膜からなる超電導体
層である。超電導体層１は、Ｗ。
Ｔｉ、Ｃｒ等の金属からなる電極層３．４をその両面に
積層した、チタン酸バリウム等の薄膜からなる圧電体層
２に、一方の電極層４を介して積層され、窒化ケイ素、
酸化ケイ素の絶縁体からなる下部保護層５によって保護
され、下部保護層５の上面は、窒化チタン、窒化クロム
等の耐摩耗性を有する薄膜からなる上部保護層６が積層
され、薄膜磁気ヘッドの摩耗を防止している。
積層した、チタン酸バリウム等の薄膜からなる圧電体層
２に、一方の電極層４を介して積層され、窒化ケイ素、
酸化ケイ素の絶縁体からなる下部保護層５によって保護
され、下部保護層５の上面は、窒化チタン、窒化クロム
等の耐摩耗性を有する薄膜からなる上部保護層６が積層
され、薄膜磁気ヘッドの摩耗を防止している。
第４図は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの動作原理を説明
する図であって、帯磁した磁気テープ７からの磁界Ｂを
超電導体層１が通過すると、超電導体層１は、マイスナ
効果によりその内部に磁束Ｂが入り込まないように反発
するため、超電導体層１表面に反発力Ｆが生じ、その反
発力Ｆが応力として圧電体層２に加わり、圧電体層・２
の表面に電荷Ｑが発生する０発生した電荷Ｑにより生じ
た圧電体層２の両側の電位差Ｖが電圧信号として電極層
３．４から外部回路へ出力される。
する図であって、帯磁した磁気テープ７からの磁界Ｂを
超電導体層１が通過すると、超電導体層１は、マイスナ
効果によりその内部に磁束Ｂが入り込まないように反発
するため、超電導体層１表面に反発力Ｆが生じ、その反
発力Ｆが応力として圧電体層２に加わり、圧電体層・２
の表面に電荷Ｑが発生する０発生した電荷Ｑにより生じ
た圧電体層２の両側の電位差Ｖが電圧信号として電極層
３．４から外部回路へ出力される。
外部回路へ出力された電圧Ｖは、圧電体層２に対する応
力である反発力Ｆに比例し、反発力Ｆは、磁束Ｂの磁気
強度の二乗に比例するため、電圧■は磁束Ｂの磁気強度
の二乗に比例する。従って、磁束Ｂの磁気強度を検出す
るためには、電圧として出力された信号に微分処理を施
せばよい。
力である反発力Ｆに比例し、反発力Ｆは、磁束Ｂの磁気
強度の二乗に比例するため、電圧■は磁束Ｂの磁気強度
の二乗に比例する。従って、磁束Ｂの磁気強度を検出す
るためには、電圧として出力された信号に微分処理を施
せばよい。
なお、磁気ヘッドの大きさは、磁気テープ７の幅方向を
幅、長さ方向を長さとすれば、幅は磁気テープの幅以上
、例えばカセットテープでは４ｍ以上、長さは超電導体
層１の長さ以上であって、磁気テープ７と潤滑に接し得
る長さであればよく、また超電導体層１の幅は磁気テー
プ７のトラック幅に対応させて５００μ−以下とする。
幅、長さ方向を長さとすれば、幅は磁気テープの幅以上
、例えばカセットテープでは４ｍ以上、長さは超電導体
層１の長さ以上であって、磁気テープ７と潤滑に接し得
る長さであればよく、また超電導体層１の幅は磁気テー
プ７のトラック幅に対応させて５００μ−以下とする。
第３図は、超電導体層１を形成するために使用される高
周波（ラジオ周波数： ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ：ＲＦ）スパッタリング装置の模式的断面図であって
、図中３０は反応容器である０反応容器３０の内部には
、マツチングユニット３３を介して高周波電源３４から
ＲＦ電力が供給されるＲＦ電極を葦ね、試料を加熱する
ヒータ３９と、ヒータ３９を内蔵し、試料を支持する試
料支持台３１と、該試料支持台３１に対向し−てターゲ
ット基板４０を支持し、これに電圧を印加する対向電極
３５とを備え、反応容器３０の一端側は外部に開口され
、ガス導入部３７が図示しないマスフローコントローラ
に接続され、また他の一端側は外部に開口され、排気部
３６が図示しない拡散ポンプに接続される。また、試料
支持台３１は絶縁体３２によって反応容器３０に支持さ
れている。
周波（ラジオ周波数： ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ：ＲＦ）スパッタリング装置の模式的断面図であって
、図中３０は反応容器である０反応容器３０の内部には
、マツチングユニット３３を介して高周波電源３４から
ＲＦ電力が供給されるＲＦ電極を葦ね、試料を加熱する
ヒータ３９と、ヒータ３９を内蔵し、試料を支持する試
料支持台３１と、該試料支持台３１に対向し−てターゲ
ット基板４０を支持し、これに電圧を印加する対向電極
３５とを備え、反応容器３０の一端側は外部に開口され
、ガス導入部３７が図示しないマスフローコントローラ
に接続され、また他の一端側は外部に開口され、排気部
３６が図示しない拡散ポンプに接続される。また、試料
支持台３１は絶縁体３２によって反応容器３０に支持さ
れている。
次に、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造工程を第２図
に示す製造工程の説明図及び第３図に示すＲＦスパッタ
リング装置の模式的断面図に基づき説明する。本実施例
では、圧電体層２を基板とする。
に示す製造工程の説明図及び第３図に示すＲＦスパッタ
リング装置の模式的断面図に基づき説明する。本実施例
では、圧電体層２を基板とする。
十分に洗浄されたチタン酸バリウムからなる圧電体層２
の基板両面に、電子ビーム蒸着法により厚さ１μｍにわ
たって、Ｔｉからなる電極層３．４を形成する（第２図
（ａｌ）。
の基板両面に、電子ビーム蒸着法により厚さ１μｍにわ
たって、Ｔｉからなる電極層３．４を形成する（第２図
（ａｌ）。
次に、電極層３，４が形成された圧電体層２をＲＦスパ
ッタリング装置の反応容器３０内の試料支持台３１に載
置し、排気部３６に接続した拡散ポンプにて反応容器３
０内の減圧を開始するとともに、ヒータ３９に給電して
、圧電体層２の温度を６５０℃に安定させる。反応容器
３０内の圧力が５ Ｘ １０−７Ｔｏｒｒ以下に低下し
た時点で、ガス導入部３７に接続されたマスフローコン
トローラによってアルゴン（Ａｒ）と酸素（０２）との
混合ガス（Ａｒ ： ０２ ！１０ ： ７ ）を導
入し、反応容器３０内の圧力を２ Ｘ １０−２Ｔｏｒ
ｒに保つ。５分後、マツチングユニット３３を調節しな
がら高周波電源３４をオンにして試料支持台３１へ供給
電圧１．４ｋＶの給電を開始し、試料支持台と対向電極
３５上に載置されたＢａ Ｙ Ｃｕ Ｏからなるターゲ
ット基板４０との間に３０分間にわたってプラズマを発
生させ、圧電体層２上に厚さｌ１１ｍ＋のＢａ Ｙ Ｃ
ｕ Ｏからなる超電導体層１を形成する（第２図（ｂｌ
）。
ッタリング装置の反応容器３０内の試料支持台３１に載
置し、排気部３６に接続した拡散ポンプにて反応容器３
０内の減圧を開始するとともに、ヒータ３９に給電して
、圧電体層２の温度を６５０℃に安定させる。反応容器
３０内の圧力が５ Ｘ １０−７Ｔｏｒｒ以下に低下し
た時点で、ガス導入部３７に接続されたマスフローコン
トローラによってアルゴン（Ａｒ）と酸素（０２）との
混合ガス（Ａｒ ： ０２ ！１０ ： ７ ）を導
入し、反応容器３０内の圧力を２ Ｘ １０−２Ｔｏｒ
ｒに保つ。５分後、マツチングユニット３３を調節しな
がら高周波電源３４をオンにして試料支持台３１へ供給
電圧１．４ｋＶの給電を開始し、試料支持台と対向電極
３５上に載置されたＢａ Ｙ Ｃｕ Ｏからなるターゲ
ット基板４０との間に３０分間にわたってプラズマを発
生させ、圧電体層２上に厚さｌ１１ｍ＋のＢａ Ｙ Ｃ
ｕ Ｏからなる超電導体層１を形成する（第２図（ｂｌ
）。
さらに、超電導体層１を形成した後、高周波電源３４を
オフにし、ガス導入部３７のパルプを閉鎖してガス導入
を停止する。圧電体層２の温度が７０℃に低下した時点
で、反応容器３０を開放して電極層３．４及び超電導体
層１が積層された圧電体層２を反応容器３０から取り出
す。
オフにし、ガス導入部３７のパルプを閉鎖してガス導入
を停止する。圧電体層２の温度が７０℃に低下した時点
で、反応容器３０を開放して電極層３．４及び超電導体
層１が積層された圧電体層２を反応容器３０から取り出
す。
次に、超電導体層１にレジスト１０を塗布しく第２図（
Ｃ１）、磁場を検出する超電導体Ｎ１に相当する部分以
外のレジスト１０を露光、現像により除去しく第２図（
ｄ）） 、［いてドライエツチング法により、磁場を検
出する部分以外の超電導体層１を除去しく第２図（ｅｌ
）、さらにレジス目０を除去する（第２図（ｆ））。こ
のようにして、超電導体層１を長さ５μｍ９幅５００μ
清の部分を残してバターニング加工する。
Ｃ１）、磁場を検出する超電導体Ｎ１に相当する部分以
外のレジスト１０を露光、現像により除去しく第２図（
ｄ）） 、［いてドライエツチング法により、磁場を検
出する部分以外の超電導体層１を除去しく第２図（ｅｌ
）、さらにレジス目０を除去する（第２図（ｆ））。こ
のようにして、超電導体層１を長さ５μｍ９幅５００μ
清の部分を残してバターニング加工する。
パターニング加工した超電導体層１・上に、プラズマＣ
ＶＤ法によって、厚さ１μ−の窒化ケイ素膜からなる下
部保護層５を形成する（第２図（８１）。
ＶＤ法によって、厚さ１μ−の窒化ケイ素膜からなる下
部保護層５を形成する（第２図（８１）。
さらに、下部保護層５上に、プラズマＣＶＤ法。
イオンブレーティング法等によって、厚さ１μ−の窒化
チタン膜からなる耐摩耗性の上部保護層６を形成する（
第２図（ｈ））。
チタン膜からなる耐摩耗性の上部保護層６を形成する（
第２図（ｈ））。
最後に、圧電体層２を所要寸法に加工する。
なお、本実施例では電極層３，４を圧電体層２に平行に
積層したが、これらを圧電体層２の側面に形成してもよ
い。
積層したが、これらを圧電体層２の側面に形成してもよ
い。
以上のようにして形成された薄膜磁気ヘッドの特性を数
値を引用して以下に述べる。なお、超電導体層ｌの臨界
温度Ｔｃは９０Ｋ（ケルビン）、臨界磁場Ｈｃは３０Ｔ
（テスラ）であった。
値を引用して以下に述べる。なお、超電導体層ｌの臨界
温度Ｔｃは９０Ｋ（ケルビン）、臨界磁場Ｈｃは３０Ｔ
（テスラ）であった。
基板とした圧電体層２の厚さが２鶴の場合、磁場１００
０ガウスの時に圧電体層２から出力される電圧信号は６
０μＶ、 １００００ガウスノ時に６ ｍＶ、 １００
０００ガウスの時に５８０＋ｗＶといった良好な信号再
生特性を示した。
０ガウスの時に圧電体層２から出力される電圧信号は６
０μＶ、 １００００ガウスノ時に６ ｍＶ、 １００
０００ガウスの時に５８０＋ｗＶといった良好な信号再
生特性を示した。
また、基板２の側面に電極層２を形成した磁器ヘッドの
場合、磁場１００００ガウスの時に圧電体層２から出力
される電圧信号は７０μＶであった。この場合、磁気ヘ
ッドの厚さは２話、長さは１０ ｍ 。
場合、磁場１００００ガウスの時に圧電体層２から出力
される電圧信号は７０μＶであった。この場合、磁気ヘ
ッドの厚さは２話、長さは１０ ｍ 。
幅は６ｎであって、厚さが５〜Ｉｏｔａある従来のコン
パクトカセットレコーダの磁気ヘッドと比較すると、磁
気ヘッドが大幅に小型、軽量化されている。
パクトカセットレコーダの磁気ヘッドと比較すると、磁
気ヘッドが大幅に小型、軽量化されている。
なお、本実施例では圧電体層２を基板として作製したが
、石英等を基板としてこの上に圧電体層。
、石英等を基板としてこの上に圧電体層。
超電導体層及び電極層を形成してもよい。
、また、本実施例では圧電体層２及び超電導体層を１組
１１１ｒｔｉ形成したが、これらを複数組積層してもよ
い。
１１１ｒｔｉ形成したが、これらを複数組積層してもよ
い。
さらに、Ｓｉを基板とすれば、圧電体層２から出力され
る電圧信号の処理回路も磁気ヘッドと同一基板上に作製
でき、この場合は信号処理回路も含めて小型軽量化を図
り得る。
る電圧信号の処理回路も磁気ヘッドと同一基板上に作製
でき、この場合は信号処理回路も含めて小型軽量化を図
り得る。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、超電導体層と圧電体層
とを薄膜形成し、超電導体層のマイスナ効果による磁場
への反発力を応力として圧電体層に加え、加えられた応
力に応じた電圧信号を電極を介して取り出すことにより
、薄膜磁気ヘッドの飽和磁束密度を高め、小型軽量化す
るという優れた効果を奏する。
とを薄膜形成し、超電導体層のマイスナ効果による磁場
への反発力を応力として圧電体層に加え、加えられた応
力に応じた電圧信号を電極を介して取り出すことにより
、薄膜磁気ヘッドの飽和磁束密度を高め、小型軽量化す
るという優れた効果を奏する。
第１図は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの模式的断面図、
第２図はその製造工程を示す模式図、第３図はその製造
に使用する高周波スパッタリング装置の模式的断面図、
第４図はその原理を説明する図である。 ｌ・・・超電導体層 ２・・・圧電体層 ３．４・・・
電極層時 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人
弁理士 河 野 登 夫ｈ） （ｂ） （Ｃ） 簗 ２９ （ｅ） （ｆ） （ｇ） （ｈ） 弔 ４ 図 ↓ Ｉ ３ 図
第２図はその製造工程を示す模式図、第３図はその製造
に使用する高周波スパッタリング装置の模式的断面図、
第４図はその原理を説明する図である。 ｌ・・・超電導体層 ２・・・圧電体層 ３．４・・・
電極層時 許 出願人 住友金属工業株式会社代理人
弁理士 河 野 登 夫ｈ） （ｂ） （Ｃ） 簗 ２９ （ｅ） （ｆ） （ｇ） （ｈ） 弔 ４ 図 ↓ Ｉ ３ 図
Claims (1)
- １、超電導体薄膜と、該超電導体薄膜のマイスナ効果に
より生じる磁場への反発力を応力として感知する圧電体
薄膜とが積層され、この積層体に該圧電体薄膜が感知し
た応力によって生じた電圧を外部回路に出力する電極を
備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2622088A JPH01201815A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 薄膜磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2622088A JPH01201815A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 薄膜磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201815A true JPH01201815A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12187309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2622088A Pending JPH01201815A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 薄膜磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201815A (ja) |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP2622088A patent/JPH01201815A/ja active Pending
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