JPH02265006A - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドに関し、特に
、再生出力を高めるようにし７た磁気紙ｔ＞を効果型薄
膜磁気ヘットに関するものである。

〔従来の技術〕

磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、強磁性膜によ、って
単磁区化され、センス電流を通電されるＭＲ素子を使用
して、磁気記録媒体から発生する信号磁界をＭＲ素子に
印加し、この信号磁界の変化をセンス電流の電圧変化と
して取りだせるように構成したものであり、大別すれば
、両面シールド型−・ラドと呼ばれるものと、ヨーク型
ヘッド（以下、ＹＭＲヘッドという。）と呼ばれるもの
がある。両面シールド型ヘッドでは、ＭＲ素子は磁気ヘ
ッドの磁気記録媒体摺動面に露出する位置に配置され、
ＹＭＲヘッドではＭＲ素子が磁気ヘッドの磁気記録媒体
摺動面から離れた位置に配置され、ヨークによって磁気
記録媒体摺動面からＭＲ素子に信号磁界の変化を伝達す
るように構成される。ＹＭＲヘッドは、ＭＲ素子が磁気
ヘッドの磁気記録媒体摺動面に露出していないので、磁
気記録媒体摺動面の摩耗によるＭＲ素子の損傷やＭＲ素
子の腐食が生じ難い等の点で両面シールド型ヘッドより
も有利とされている。

従来のＹＭＲヘッドは、第７図ないし第９図に示すよう
に、磁気記録媒体９から発生する信号磁界を抵抗変化と
して検出するＭＲ素子２と、ヘッドギャップ１０からＭ
Ｒ素子２に磁束を導く上側フロントヨーク１、上側ハッ
クヨーク５及び下側ヨーク７と、ＭＲ素子２を単磁区状
態とする強磁性膜３・３と、ＭＲ素子２の幅方向（矢印
Ｙの方向）にバイアス磁界を印加するバイアス導体６と
、ＭＲ素子２の長手方向にセンス電流を流すとともに、
ＭＲ素子２の両端間の電圧を検出するための１対のり一
ト導体４・４とを備えている。これら上側フロントヨー
ク１、ＭＲ素子２、上側ハックヨーク５、バイアス導体
６及び下側ヨーク７の間には、それぞれ磁気的電気的な
絶縁層が設けられ、更に、これらを保護するために図示
しない保護層及び保護板が設けられる。また、上記リー
ド導体４・４のＭＲ素子２との接続部及び強磁性膜３・
３は、ＹＭＲヘッドのＭＲ素子２の長手方向の寸法を小
さくするため、上側フロントヨーク１及び上側ハックヨ
ーク５の両端面に接近した位置に配置されている。更に
、ＭＲ素子２における磁化容易軸の方向は、ＭＲ素子２
を作る際にＭＲ素子２の長手方向に設定される。加えて
、磁気記録媒体９とヘッドとの間には、スペーシング（
隙間）８が設定される。

ＭＲ素子２にセンス電流を流し、磁気記録媒体９を走行
させると、磁気記録媒体９から発生する信号磁界が上側
フロントヨーク１及び上側ハックヨーク５を介してＭＲ
素子２に印加され、信号磁界の変化に対応してＭＲ素子
２の両端の電圧が変化する。また、バイアス導体６に直
流電流を流すことにより、所望のバイアス磁界を発生さ
せてＭＲ素子２に印加し、ＭＲ素子２の動作点が線型性
の良い点に設定される。更に、ＭＲ素子２と強磁性膜３
・３とを強磁性交換結合させてＭＲ素子２の長手方向に
弱磁界を印加させることにより、ＭＲ２が単磁区状態に
され、ＭＲ素子２の内部の磁化が上記磁壁移動によって
不連続に変化することが防止され、いわゆるバルクハウ
ゼンノイズの発生が抑制される。

なお、従来のＹＭＲヘッドとしては、ＭＲ素子２の磁化
容易軸をＭＲ素子２の長手方向に対して所定角度傾斜す
る傾斜方向に設定することにより、ＭＲ素子２の磁化容
易軸の角度分散に起因する磁化回転におけるスイッチン
グによるバルクハウゼンノイズの発生領域を動作範囲外
の磁界領域に限定させるように構成したものもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、次のような実験をした結果、従来のＹＭＲヘ
ッドでは、リード導体４・４のＭＲ素子２との接続部及
び強磁性膜３・３が、ＹＭＲヘッドのＭＲ素子２の長手
方向の寸法を小さくするように上側フロントヨーク１及
び上側ハックヨーク５の両端面に接近した位置に配置さ
れているため、ＭＲ素子２の抵抗変化を検出する効率が
低くなり、再生出力が低くなることが分かった。

すなわち、非磁性一体の下側ヨーク７からなる疑似ヘッ
ドを使用し、このヘッドｔＴ、　Ｍ　Ｒ素子２の幅方向
に−様な交流磁界を印加して、スポット系約５μｍのカ
ー効果測定装置により、ＭＲ素子２０幅方向の中心付近
を長手方向に沿ってＭＲ素子２の局所的な磁化の幅方向
成分の分布状態を測定し、印加磁界に対する磁化曲線よ
り磁化飽和する印加磁界Ｈｓを求めた。この印加磁界Ｈ
Ｓは大きいほど磁界が固定化され、小さい程その局所的
な部分の磁化は信号磁界により回転１〜易く、感度が高
いことを意味している。

上記の測定結果は第１３図に示され、強磁性膜３・３か
ら約５μｍの範囲（第８図及び第９図でハツチングを施
した部分）ではその中間の部分に比べて極端に感度が低
下していることが認められる。ここで、第１０図に示す
ようにＭＲ素子２の幅をＷ、強磁性膜３・３で覆われて
いないＭＲ素子２の長さをＩ７、ＭＲ素了２の膜厚をｔ
、磁化固定されるため抵抗変化しないＭ　Ｒ素子２の領
域（磁化固定領域）長手方向の長さをＣ，ＭＲ素子２の
比抵抗をρ、ＭＲ素子２の比抵抗ρの最大変化量をΔρ
とすれば、次のようにして再生出力の効率低下が生じる
程度を見積もることができる。

すなわち、ＭＲ素子部分の抵抗Ｒば、 ■。

最大変化抵抗ΔＲば、 従って、抵抗変化率ΔＲ／Ｒば、 ＲＷＴ　　　　　　　　　ρ であり、ＭＲ素了２の全領域が抵抗変化する場合（Ｃ＝
Ｏ）の抵抗変化率と比較して、 （Ｉ、−２０）／Ｌ 倍低下することになる。ここで、第１０図に示すように
Ｌ−５０ｕｍ、Ｃ＝５μｍとすると、（Ｌ−２Ｃ）／Ｌ
＝０．７５ となり、再生出力の効率は２５％低下することになる。

また、高密度記録のためトラック幅が狭くなると、ＭＲ
素子２の長ざＬが短くなるのに対して磁化固定領域の長
さＣは殆ど変化しないので、再生出力が一層低下するご
とになる。

シールド型ヘッドにおいても、このように再生出力の効
率が低く、また、小型化ｔこ伴って再生出力の効率が一
層低下するという問題があることば同様である。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、
再生出力を高めるようにした磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドの提供を目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、磁気記録媒
体から発生ずる信号磁界を抵抗変化として検出するＭＲ
素子と、ヘッドギャップからＭＲ素子に磁束を導くヨー
クと、ＭＲ素子を単磁区状態とする強磁性膜と、ＭＲ素
子の幅方向にバイアス磁界を印加するバイアス導体と、
Ｍ　Ｒ素子の長手方向にセンス電流を流すとともに該Ｍ
Ｒ素子の両端に発生ずる電圧変化を取り出すための１対
のリード導体とを備えた構成を前提とするものであって
、上記の目的を達成するため、次のような手段を講しる
。

ずなわら、士、記リード導体のＭＲ素子との接続部が上
記ヨークと対向するＭＲ素子の部分よりも所定量以上夕
（側の部分でＭＲ素子に接続され、上記強磁性膜がＭＲ
素子のリード導体接続部分収トに外側に配置された構成
となっている。

（作　用〕 上記の構成において、ＭＲ素子は強磁性膜により単磁区
状態に置かれるとともに、バイアス導体によって形成さ
れるバイアス磁界によって動作点が線型性の良い点に設
定される。そして、磁気記録媒体によって発生される信
号磁界の磁束はヨークによってヘッドギャップからＭＲ
素子に導くことにより、信号磁界の変化をこれに対応し
て変化するＭＲ素子の抵抗変化に変換し、ＭＲ素子の両
端子間型圧として取り出すごとになる。ここで、強磁性
膜をリード導体のＭＲ素子との接続部が上記ヨークと対
向するＭＲ素了の部分よりも所定量以上外側に配置する
ことにより、ＭＲ素子の磁化固定領域をヨークと対向す
る磁気抵抗効果素子の部分の外側に設定することができ
、ヨークと対向する磁気抵抗効果素子の部分全体にわた
って信号磁界の変化に対応する磁化の回転が可能になり
、磁気抵抗効果を高めて再生出力の効率を高めることが
できる。

本発明において、リード導体の磁気抵抗効果素子との接
続部が上記ヨークと対向する磁気抵抗効果素子の部分か
ら離れる距離は、５〜１０μｍとすることが好ましく、
この距離が５μｍより小さくなると再生出力を高める効
果が低減するので好ましくなく、この距離が１０μｍを
越えて大きくなると、ヘッドの長さが大きくなり過ぎる
ので好ましくない。

また、本発明において、リード導体を強磁性膜よりもヨ
ークの端面側に拡大して形成し、信号磁界により磁化回
転可能な磁気抵抗効果素子の領域に接続することができ
る。この場合には、リード導体間に磁化固定されたＭＲ
素子の領域が無くなるので、再生出力を一層高めること
ができる。

〔実施例〕

第１図ないし第３図は本発明の一実施例に係るＹＭＲヘ
ッドを示すもの、である。

このＹＭＲヘッドは、例えば多結晶Ｎｉ−Ｚｎフェライ
ト基板、単結晶あるいは多結晶Ｍｎ−Ｚｎフェライト基
板等の高透磁率磁性体からなる下側ヨーク７を備え、下
側ヨーク７の上側に上側フロントヨーク１及び下側ハッ
クヨーク５が配設される。上側フロントヨーク１は下側
ヨーク７の前端面７ａから後方に延設され、上側ハック
ヨーク５は上側フロントヨーク１の後方に適当な間隔を
おいて更に後方に延設されている。上側フロントヨーク
１は、その前端部においては下側ヨーク７との間にヘッ
ドギャップ１０を隔てて対面させてあり、後端側で斜め
上に股上がり状に折り曲げられる。

上側バックヨーク５の前端面ば、上側フロントヨーク１
の後端面に適当な間隔を置いて対向させてあり、後方で
斜め下に段落ち状に折り曲げて下側ヨーク７に接続しで
ある。これら上側フロントヨーク１と上側へツクヨーク
５とは例えば０．　５〜１．０μｍ程度の膜厚のパーマ
ロイで作られ、磁気記録媒体９において発生した信号磁
界をヘッドギャップ１０からＭＲ素子２に導く磁束導入
路を構成している。

磁気記録媒体９から発生する信号磁界を抵抗変化として
検出するＭＲ素子２は、例えば２００〜４００人の膜厚
のパーマロイで形成され、上側フロントヨーク１及び上
側バックヨーク５０間の隙間の下側に適当な絶縁層を介
して配設される。このＭＲ素子２の幅方向の端部は、そ
れぞれ上側フロントヨーク１の後端部あるいは上側バッ
クヨーク５の前端部と０．５〜１．５μｍ程度オーバー
ラツプさせである。また、その磁化容易軸は、ＭＲ素子
２の長手方向に対して約１０〜４０°傾斜した傾斜方向
に設定してもよいが、ここでは、ＭＲ素子２の長手方向
に設定されている。

ＭＲ素子２の両端部の上面には、良好な導電性と保磁力
の大きなＣｏ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎ１Ｃｏ−Ｐ等の強磁
性体からなる強磁性膜３・３が形成される。この強磁性
膜３・３は、上側フロントヨーク１及び上側ハックヨー
ク５の両端面から外側に５〜１０μｍの間隔をおいた位
置に形成され、その膜厚は１０００〜２０００人とされ
る。

これら強磁性膜３・３の上側に、更に例えばＡｌＣｕ膜
等の良好な導電性を有する薄膜からなるリード導体４・
４が接合される。

ＭＲ素子２と下側ヨーク７と間には、これらとそれぞれ
適当な絶縁層を介してバイアス導体６が配設される。こ
のバイアス導体６は例えばＡｌＣｕ膜で作られ、これに
直流を通電することによりＭＲ素子２の幅方向に所望の
強さのバイアス磁界を印加できるようになっている。

尚、上記磁気記録媒体９ば、−・ラドギャップ１０の前
方のスペーシング８を隔てた位置を通って上下方向（矢
印Ｚの方向）に走行するように構成され、ヘッドギャッ
プ１０の大きさは実際の記録される最小波長０．５μｍ
に対応して、これよりも小さい０．２〜０．３μｍ程度
に設定される。

上記のＹＭＲヘッドにおいては、強磁性膜３・３によっ
て磁化固定される領域が、上側フロントヨーク１及び上
側バックヨーク５の両端面から外側に位置する。この上
側フロントヨーク１及び上側へツクヨーク５の両端面に
対向するＭＲ素子２の部分では、上側フロントコーク１
及び上側ハックヨーク５を介してヘッドギャップ１０か
ら伝達される信号磁界に対応し７て磁化回転が可能であ
り、磁界信号の変化を効率よく抵抗変化に変換すること
ができ、再生出力が効率良く得られる。上記のようにし
て、このＹ　Ｍ　Ｒヘッドの再生出力の効率を、第１１
図に示すように、Ｌ、−４０μｍ、　Ｃ−５μｍとして
見積もると、 ΔＲ／Ｒ＝０．８Δρ／ρ となり、再生出力の低−Ｆ　！；Ｊ：約２０％に＋ｌよ
り、従来例における抵抗変化率（０，７５Δρ／ρ）に
比べると、 （２５−２０）÷７５Ｘ１００＃６％ の出力増加が得られるごとになる。

第４図ないし第６図は、本発明の他の実施例に係るＹＭ
Ｒヘッドを示す。

本実施例では、リ−１’導体４・４の前端部４ａ・４ａ
が、強磁１１膜３・３の北側から上側フロントヨーク１
及び上側バックヨーク５の両端面側に拡大されて、リー
ド導体４・４の一部分が信号（ｎ界に対応して磁化回転
が可能なＭＲ素了２の領域に直接接合されている。この
場合、リード′導体４・４が信号磁界に対応して磁化回
転が可能なＭＲ素子２の領域に直接接合されているので
、第１２図に示すように、磁化固定領域の長さＣ＝Ｏと
なり、ＭＲ素子部分の抵抗値Ｒを、 Ｒ＝Ｌ／Ｗｔ・ρ 最大変化抵抗ΔＲを、 ΔＲ＝Ｌ／Ｗｔ・Δρ とすることができ、ΔＲ／Ｒ−Δρ／ρとなって、従来
のＹＭＲヘットに比べると、 ２５÷７５Ｘ１００°−１３３％ の出力増加となる。

尚、上記の各実施例は、Ｙ　Ｍ　Ｒヘッドについて説明
したが、両面シールド型ヘッドにも本発明を適用できる
ことは勿論である。

（発明の効果〕 本発明の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、以−トのよ
うに、リード導体の磁気抵抗効果素子との接続部が上記
ヨークと対向する磁気抵抗効果素子の部分よりも所定量
以上外側の部分で磁気抵抗効果素子に接続され、上記強
磁性膜が磁気抵抗効果素子のリード導体接続部う（以−
［−に外側に配置しＣあるので、強磁性膜によって磁化
固定されるＭＲ素子の領域が磁気記録媒体の信号磁界を
ヘッドギャップからＭＲ素子に印加するヨークに対向す
る領域の夕）側に位置させて、磁気記録媒体で発生され
る信号磁界を効率良＜ＭＲ素子の抵抗変化とし′ζ検出
することができ、高い再仕出力を得ることができる。

特に本発明において、強磁性膜をヨークの端面から５〜
１０μｍ隔てた位置に設りる場合には、ヘットを大型化
させることなく強磁性膜によって磁化固定されるＭＲ素
子の領域が磁気記録媒体の信号磁界をヘッドギャップか
らＭＲ素子に印加するヨークに対向する領域の外側に位
置させて、再生出力を高めることができる。

また、リード導体が強磁性膜よりもヨークの端面側に拡
大され、信号磁界により磁化回転可能な磁気抵抗効果素
子の領域に接続させる場合には、磁化固定されたＭ　Ｒ
素子の領域の内側にリード導体を接続できるので、再生
出力を一層高めることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例に係るＹＭＲヘ
ットを示すものであって、第１図は斜視図、第２図は平
面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線縦断面図である。 第４図ないし第６図は本発明の他の実施例に係るＹＭＲ
ヘッドを示すものであって、第４図は斜視図、第５図は
平面図、第６図は第５図のＢ−Ｂ線縦断面図である。 第７図ないし第９図は従来例のＹＭＲヘッドを示し、第
７図は斜視図、第８図は平面図、第９図は第８図のＩ）
−Ｄ線縦断面図である。 第１０図は、従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの抵
抗変化率を算出するだめの模式図である。 第１１図は、本発明の一実施例に係るＹＭＲヘッドの抵
抗変化率を算出するための模式図である。 第１２図は、本発明の他の実施例に係るＹＭＲヘッドの
抵抗変化率を算出するだめの模式図であ第１３図は、従
来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドのＭＲ素子上の磁化
状態を示す特性図である。 １は上側フロントヨーク、２はＭＲ素子、３は強磁性膜
、４はリード導体、５は上側ハックヨーク、６はバイア
ス導体、７は下側ヨーク、９は磁気記録媒体、１０はへ
ラドギャップである。 特許出願人　　　　シャープ　株式会社−Ｊ円 Ｏ （○ｅ） 第 １３図 ＼　　　７ ＼〜　　　　−８，ｘ／ ｘ−Ｘ−Ｘ−Ｘ−Ｘ−Ｘ−Ｘ−Ｘ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気記録媒体から発生する信号磁界を抵抗変化とし
   て検出する磁気抵抗効果素子と、ヘッドギャップから磁
   気抵抗効果素子に磁束を導くヨークと、磁気抵抗効果素
   子を単磁区状態とする強磁性膜と、磁気抵抗効果素子の
   幅方向にバイアス磁界を印加するバイアス導体と、磁気
   抵抗効果素子の長手方向にセンス電流を流すとともに該
   磁気抵抗効果素子の両端に発生する電圧変化を取り出す
   ための１対のリード導体とを備えた磁気抵抗効果型薄膜
   磁気ヘッドにおいて、 上記リード導体の磁気抵抗効果素子との接続部が上記ヨ
   ークと対向する磁気抵抗効果素子の部分よりも所定量以
   上外側の部分で磁気抵抗効果素子に接続され、上記強磁
   性膜が磁気抵抗効果素子のリード導体接続部分以上に外
   側に配置されていることを特徴とする磁気抵抗効果型薄
   膜磁気ヘッド。 ２、上記強磁性膜は、上記ヨークと対向する磁気抵抗効
   果素子の部分よりも５〜１０μｍ離れた位置に配置され
   ている請求項第１項に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
   ッド。 ３、上記リード導体は、強磁性膜よりもヨークの端面側
   に拡大され、信号磁界により磁化回転可能な磁気抵抗効
   果素子の領域に接続されている請求項第１項に記載の磁
   気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。