JPH03280208A - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドInfo
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Landscapes
- Magnetic Heads (AREA)
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、フロッピ
ーディスク装置に用いられる磁気抵抗効果ヘッドに関す
る。
ーディスク装置に用いられる磁気抵抗効果ヘッドに関す
る。
磁気抵抗効果ヘッドは、 ＮｉＦｅやＮｉＣｏなどの強
磁性体金属において、その抵抗値Ｒが磁化と電流のなす
角度θに対し、次式 ％式％ たたし、ＲＯ：ｉｆｆ界により変化しない抵抗分、 ΔＲ：磁界により変化する抵抗 分 に従フて変化する性質を利用した再生専用の磁気ヘット
である。磁気抵抗効果ヘット（以下、ＭＲヘットと呼ぶ
）では、センス電流を供給して磁・気抵抗効果素子（以
下、’ＭＲ素子と呼ぶ）の両端に発生する信号電圧、す
なわち再生出力を検出する。そのため、再生出力が磁気
記録媒体と磁気ヘッド間の相対速度に依存せず、また、
適切なバイアスを与えることにより、信号磁界に比例し
た再生出力を取り出すことができる。この再生出力の大
きさは、抵抗変化率の大きな材料、たとえばＮ１ａｏＣ
Ｏ２ｏ、あるいはｐｅ６１Ｎ１＋ｅを用いると、従来用
いられてきたインダクティブヘッドより極めて大きくな
るため、ＭＲヘッドは磁気記録装置の高記録密度化を進
めるために有望な磁気ヘッドである。
磁性体金属において、その抵抗値Ｒが磁化と電流のなす
角度θに対し、次式 ％式％ たたし、ＲＯ：ｉｆｆ界により変化しない抵抗分、 ΔＲ：磁界により変化する抵抗 分 に従フて変化する性質を利用した再生専用の磁気ヘット
である。磁気抵抗効果ヘット（以下、ＭＲヘットと呼ぶ
）では、センス電流を供給して磁・気抵抗効果素子（以
下、’ＭＲ素子と呼ぶ）の両端に発生する信号電圧、す
なわち再生出力を検出する。そのため、再生出力が磁気
記録媒体と磁気ヘッド間の相対速度に依存せず、また、
適切なバイアスを与えることにより、信号磁界に比例し
た再生出力を取り出すことができる。この再生出力の大
きさは、抵抗変化率の大きな材料、たとえばＮ１ａｏＣ
Ｏ２ｏ、あるいはｐｅ６１Ｎ１＋ｅを用いると、従来用
いられてきたインダクティブヘッドより極めて大きくな
るため、ＭＲヘッドは磁気記録装置の高記録密度化を進
めるために有望な磁気ヘッドである。
ＭＲ素子単独では、分解能がＭＲ素子の信号磁界検出方
向の幅（以後、ＭＲ素子高さと呼ぶ）に依存するため、
ＭＲヘッドの分解能を高めるために、ＭＲ素子の上部お
よび下部に隣接して軟磁性材料からなる磁気シールドを
設ける場合がある。
向の幅（以後、ＭＲ素子高さと呼ぶ）に依存するため、
ＭＲヘッドの分解能を高めるために、ＭＲ素子の上部お
よび下部に隣接して軟磁性材料からなる磁気シールドを
設ける場合がある。
このように磁気シールドを備えたＭＲヘッドはシールド
型ＭＲヘッドと呼ばれる。このシールド型ＭＲヘッドに
おいては、従来、分解能は磁気シールドとＭＲ素子の間
隔、すなわちシールド間ギャップで規定されると考えら
れてきた。
型ＭＲヘッドと呼ばれる。このシールド型ＭＲヘッドに
おいては、従来、分解能は磁気シールドとＭＲ素子の間
隔、すなわちシールド間ギャップで規定されると考えら
れてきた。
シールド型ＭＲヘッドの分解能を上げるためには、シー
ルド間ギャップを縮めれば良い。しかし、シールド型Ｍ
Ｒヘッドを高分解能化するために、シールド間ギャップ
を縮小することには、次の２つの理由で限界がある。
ルド間ギャップを縮めれば良い。しかし、シールド型Ｍ
Ｒヘッドを高分解能化するために、シールド間ギャップ
を縮小することには、次の２つの理由で限界がある。
第１に、シールド間ギャップを小さくすると、ＭＲ素子
と磁気シールド間の電気的絶縁を確保できなくなる可能
性がある。もし、ＭＲ素子に供給されるべきセンス電流
か磁気シールドに分流すると、その分だけ再生出力が低
下するので好ましくない。
と磁気シールド間の電気的絶縁を確保できなくなる可能
性がある。もし、ＭＲ素子に供給されるべきセンス電流
か磁気シールドに分流すると、その分だけ再生出力が低
下するので好ましくない。
第２に、ＭＲ素子にバイアスを与える手段は、ＭＲ素子
に近接して設けることが効果的であり、シールド間ギャ
ップをこのバイアス印加手段より小さくすることはでき
ない。
に近接して設けることが効果的であり、シールド間ギャ
ップをこのバイアス印加手段より小さくすることはでき
ない。
以上のように、シールド型ＭＲヘッドの高分解能化を、
シールド間ギャップの縮小のみで達成することには限界
があり、そのため、シールド型ＭＲヘッドを用いて読出
し可能な記録密度には限界があった。
シールド間ギャップの縮小のみで達成することには限界
があり、そのため、シールド型ＭＲヘッドを用いて読出
し可能な記録密度には限界があった。
本発明の目的は上記問題を解決した高分解能のシールド
型ＭＲヘッドを提供することにある。
型ＭＲヘッドを提供することにある。
本発明のシールド型ＭＲヘッドは、上部磁気シールドの
厚さＴ１、下部磁気シールドの厚さＴ２、上部磁気シー
ルドとＭＲ素子間のギャップＧ１および下部磁気シール
ドとＭＲ素子間のギャップＧ２が最短読出し波長λに対
して、弐Ｔ１＋２・Ｇ、＝７２＋２・Ｇ２＝λを満足す
る。
厚さＴ１、下部磁気シールドの厚さＴ２、上部磁気シー
ルドとＭＲ素子間のギャップＧ１および下部磁気シール
ドとＭＲ素子間のギャップＧ２が最短読出し波長λに対
して、弐Ｔ１＋２・Ｇ、＝７２＋２・Ｇ２＝λを満足す
る。
本発明では、磁気シールドの厚さとシールド間ギャップ
の和を最短読出し波長に対して最適化することにより、
シールド型ＭＲヘットの高分解能化を実現した。
の和を最短読出し波長に対して最適化することにより、
シールド型ＭＲヘットの高分解能化を実現した。
第２図はシールド間ギャップが０．２μｍ、スペーシン
グが０．２μｍの場合の磁気シールド厚と再生出力の関
係を示したグラフである。記録波長ｌＯμ■の場合を除
き、再生出力は、特定の磁気シールド厚でピークを示す
。すなわち、記録波長が２μ量の場合には磁気シールド
厚１．６μｍ、Ｍ己録波長が１．４μｍの場合には磁気
シールド厚！μｍ、記録波長１μｍの場合には磁気シー
ルド厚０．６μｍの場合に再生出力が最大になる。この
関係をシールド間ギャップＧ、磁気シールド厚Ｔ、記録
波長λて表わすと λ＝２０＋Ｔ となる。また、記録波長］ＯＡｔｍの場合には、再生出
力は磁気シールド厚が０．３μｍで最低となり、それ以
上では緩やかに増加し、それ以下では急増する。磁気シ
ールド厚０，３μｍ以下で再生出方が急増する理由は、
シールド効果が／Ｊ）さくなるためと考えられる。
グが０．２μｍの場合の磁気シールド厚と再生出力の関
係を示したグラフである。記録波長ｌＯμ■の場合を除
き、再生出力は、特定の磁気シールド厚でピークを示す
。すなわち、記録波長が２μ量の場合には磁気シールド
厚１．６μｍ、Ｍ己録波長が１．４μｍの場合には磁気
シールド厚！μｍ、記録波長１μｍの場合には磁気シー
ルド厚０．６μｍの場合に再生出力が最大になる。この
関係をシールド間ギャップＧ、磁気シールド厚Ｔ、記録
波長λて表わすと λ＝２０＋Ｔ となる。また、記録波長］ＯＡｔｍの場合には、再生出
力は磁気シールド厚が０．３μｍで最低となり、それ以
上では緩やかに増加し、それ以下では急増する。磁気シ
ールド厚０，３μｍ以下で再生出方が急増する理由は、
シールド効果が／Ｊ）さくなるためと考えられる。
以上のようにシールド間ギャップ、磁気シールド厚、記
録波長が上記の式を満たす場合には、高分解能のシール
ド型ＭＲヘッドが得らゎる。
録波長が上記の式を満たす場合には、高分解能のシール
ド型ＭＲヘッドが得らゎる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は本発明の第１の実施例のＭＲヘッドを示す斜視
図である。
図である。
１は基板、２は下部磁気シールド、３はＭＲ素子、４は
中間層、５はバイアス印加膜、６は上部磁気シールド、
７は電極、Ｔ１は下部シールド厚、Ｔ２は上部シールド
厚、Ｇ、は下部シールド間ギャップ、Ｇ２は上部シール
ド間ギャップである。第１図において、下部磁気シール
ド厚Ｔ１は０．８μ田、下部シールド間ギャップＧ１は
０．４μｍ、上部磁気シールド厚Ｔ２は０．６μｍ、上
部シールド間キャップＧ２は０，５μｍである。本実施
例のシールド型ＭＲヘッドは、最短読出し波長λか１．
６μｍとなる磁気記録装置で使用される場合に、次式 ％式％ を満たす構造である。
中間層、５はバイアス印加膜、６は上部磁気シールド、
７は電極、Ｔ１は下部シールド厚、Ｔ２は上部シールド
厚、Ｇ、は下部シールド間ギャップ、Ｇ２は上部シール
ド間ギャップである。第１図において、下部磁気シール
ド厚Ｔ１は０．８μ田、下部シールド間ギャップＧ１は
０．４μｍ、上部磁気シールド厚Ｔ２は０．６μｍ、上
部シールド間キャップＧ２は０，５μｍである。本実施
例のシールド型ＭＲヘッドは、最短読出し波長λか１．
６μｍとなる磁気記録装置で使用される場合に、次式 ％式％ を満たす構造である。
次に、第１図を参照して本実施例のシールド型ＭＲヘッ
ドの製造方法を説明する。
ドの製造方法を説明する。
まず、セラミック基板１上に、厚さ０．８μｍのＮｉＦ
ｅ膜をスパッタリング法で成膜し、フォトリソグラフィ
ー技術とイオンエツチング技術を用いて下部磁気シール
ド２を形成する。次に、厚さ０．４μｍのＳｉｎ、絶縁
膜（図示せず）をスパッタリング法により成膜した後、
厚さ０．０４μｍのＮｉＦｅ膜、厚さ０．０１ｐｍのＴ
ｉ膜、厚さ０．０５μｍのＣｏＺｒＭｏ膜をスパッタリ
ング法により連続成膜し、さらに、厚さ０．２μｍのＡ
ｕ膜を真空蒸着法により成膜する。この積層膜は、フォ
トリソグラフィー技術、イオンエツチング技術、および
化学エツチング技術を用いて、ＭＲ素子４、中間層５お
よびバイアス印加膜６の３層構造ＭＲヘッドと、その両
端に接続される電極７に形成される。この３層構造ＭＲ
ヘッドでは、バイアス印加膜６とＭＲ素子４の磁気的な
結合と、センス電流か発生するバイアス磁界により、Ｍ
Ｒ素子４にバイアスが与えられる。この３層構造ＭＲヘ
ッドの上には、厚さ０．４４μｍの５ｉｎ２絶縁膜（図
示せず）をスパッタリング法により成膜した後、厚さ０
．６μｍのＮｉＦｅ膜をスパッタリング法で成膜し、フ
ォトリソグラフィー技術とイオンエツチング技術を用い
て上部磁気シールド６を形成する。ここで、上部シール
ド間ギャップＧ２は、厚さ０．４４μｍのＳｉｎ□膜、
厚さ０．０１μｍのＴｉ膜、および厚さ０．０５μｍの
ＣｏＺｒＭｏ膜の膜厚の総和により規定される。上部磁
気シールド６形成後、端子（図示せず）を形成し、さら
に厚さ３０μｍのＡｌ２Ｏ３保護膜をスパッタリング法
により成膜してトランスジューサを完成させる。完成し
たトランスジューサは、機械加工により磁気へラドスラ
イダに形成する。
ｅ膜をスパッタリング法で成膜し、フォトリソグラフィ
ー技術とイオンエツチング技術を用いて下部磁気シール
ド２を形成する。次に、厚さ０．４μｍのＳｉｎ、絶縁
膜（図示せず）をスパッタリング法により成膜した後、
厚さ０．０４μｍのＮｉＦｅ膜、厚さ０．０１ｐｍのＴ
ｉ膜、厚さ０．０５μｍのＣｏＺｒＭｏ膜をスパッタリ
ング法により連続成膜し、さらに、厚さ０．２μｍのＡ
ｕ膜を真空蒸着法により成膜する。この積層膜は、フォ
トリソグラフィー技術、イオンエツチング技術、および
化学エツチング技術を用いて、ＭＲ素子４、中間層５お
よびバイアス印加膜６の３層構造ＭＲヘッドと、その両
端に接続される電極７に形成される。この３層構造ＭＲ
ヘッドでは、バイアス印加膜６とＭＲ素子４の磁気的な
結合と、センス電流か発生するバイアス磁界により、Ｍ
Ｒ素子４にバイアスが与えられる。この３層構造ＭＲヘ
ッドの上には、厚さ０．４４μｍの５ｉｎ２絶縁膜（図
示せず）をスパッタリング法により成膜した後、厚さ０
．６μｍのＮｉＦｅ膜をスパッタリング法で成膜し、フ
ォトリソグラフィー技術とイオンエツチング技術を用い
て上部磁気シールド６を形成する。ここで、上部シール
ド間ギャップＧ２は、厚さ０．４４μｍのＳｉｎ□膜、
厚さ０．０１μｍのＴｉ膜、および厚さ０．０５μｍの
ＣｏＺｒＭｏ膜の膜厚の総和により規定される。上部磁
気シールド６形成後、端子（図示せず）を形成し、さら
に厚さ３０μｍのＡｌ２Ｏ３保護膜をスパッタリング法
により成膜してトランスジューサを完成させる。完成し
たトランスジューサは、機械加工により磁気へラドスラ
イダに形成する。
本実施例により作製したシールド型ＭＲヘットの再生特
性を測定したところ、シールド間ギャップが同一て、磁
気シールド厚が３μｍの他のシールド型ＭＲヘッドに比
較して、最短読出し波長１．６μｍでの再生出力が３ｄ
Ｂ大きかった。また、読出し波長ｌＯμｍに対する再生
出力は１ｄＢ小さかった。
性を測定したところ、シールド間ギャップが同一て、磁
気シールド厚が３μｍの他のシールド型ＭＲヘッドに比
較して、最短読出し波長１．６μｍでの再生出力が３ｄ
Ｂ大きかった。また、読出し波長ｌＯμｍに対する再生
出力は１ｄＢ小さかった。
次に、第２の実施例として、下部磁気シールド厚Ｔ、が
０，２μｍ、上部磁気シールド厚Ｔ２が０．２μｍ、下
部シールド間ギャップＧ１が０．７μｍおよび上部シー
ルド間ギャップＧ２が０．７μｍのシールド型ＭＲヘッ
トを製作した。本実施例におけるシールド型ＭＲヘッド
の構成は、第１図に示す第１の実施例のシールド型ＭＲ
ヘッドと同じである。このシールド型ＭＲヘットの再生
特性を測定したところ、シールド間ギャップが同で磁気
シールド厚が３μｍの他のシールド型ＭＲヘットに比較
して、最短記録波長１．６μｍでの再生出力が３ｄＢ大
きかった。しかしながら、記録波長ｌＯμ０での再生出
力が６ｄＢ大きく、結果として分解能が低下した。した
がって、磁気シールド厚が極めて薄い場合には長記録波
長に対するシールド効果が低下することか示された。
０，２μｍ、上部磁気シールド厚Ｔ２が０．２μｍ、下
部シールド間ギャップＧ１が０．７μｍおよび上部シー
ルド間ギャップＧ２が０．７μｍのシールド型ＭＲヘッ
トを製作した。本実施例におけるシールド型ＭＲヘッド
の構成は、第１図に示す第１の実施例のシールド型ＭＲ
ヘッドと同じである。このシールド型ＭＲヘットの再生
特性を測定したところ、シールド間ギャップが同で磁気
シールド厚が３μｍの他のシールド型ＭＲヘットに比較
して、最短記録波長１．６μｍでの再生出力が３ｄＢ大
きかった。しかしながら、記録波長ｌＯμ０での再生出
力が６ｄＢ大きく、結果として分解能が低下した。した
がって、磁気シールド厚が極めて薄い場合には長記録波
長に対するシールド効果が低下することか示された。
以上説明したように本発明は、磁気シールド厚とシール
ド間ギャップの和を最短読出し波長に対して最適化する
ことにより、分解能を大幅に改善できる効果がある。
ド間ギャップの和を最短読出し波長に対して最適化する
ことにより、分解能を大幅に改善できる効果がある。
第１図は本発明の一実施例のＭＲヘッドを示す斜視図、
第２図は本発明の作用を示す再生出力の磁気シールド厚
依存性のグラフである。 １・・・基板、 ２・・・下部磁気シールド
、３・・・ＭＲ素子、 ４・・・中間層、５・・・
バイアス印加膜、６・・・上部磁気シールド、７・・・
電極、 Ｇ、−・・下部シールド間ギャップ、 Ｇ２・・・上部シールド間ギャップ、 Ｔ１ ・・・下部シールド厚、 ２ −・上部シールド厚。
第２図は本発明の作用を示す再生出力の磁気シールド厚
依存性のグラフである。 １・・・基板、 ２・・・下部磁気シールド
、３・・・ＭＲ素子、 ４・・・中間層、５・・・
バイアス印加膜、６・・・上部磁気シールド、７・・・
電極、 Ｇ、−・・下部シールド間ギャップ、 Ｇ２・・・上部シールド間ギャップ、 Ｔ１ ・・・下部シールド厚、 ２ −・上部シールド厚。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上部
および下部に隣接した磁気シールドを備えた磁気抵抗効
果ヘッドにおいて、 前記上部磁気シールドの厚さＴ＿１、前記下部磁気シー
ルドの厚さＴ＿２、前記上部磁気シールドと前記磁気抵
抗効果素子間のギャップＧ＿１および前記下部磁気シー
ルドと前記磁気抵抗効果素子間のギャップＧ＿２が、最
短読出し波長λに対して、式Ｔ＿１＋２・Ｇ＿１＝Ｔ＿
２＋２・Ｇ＿２＝λを満足することを特徴とする磁気抵
抗効果ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2079295A JP2718242B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2079295A JP2718242B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03280208A true JPH03280208A (ja) | 1991-12-11 |
| JP2718242B2 JP2718242B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=13685858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2079295A Expired - Lifetime JP2718242B2 (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2718242B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5923502A (en) * | 1995-12-21 | 1999-07-13 | International Business Machines Corporation | Magneto-resistive head including a selectively placed low-reluctance path between shields |
| US7616403B2 (en) | 2004-10-29 | 2009-11-10 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Winged design for reducing corner stray magnetic fields |
| US7764469B2 (en) * | 2004-10-29 | 2010-07-27 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Notched shield and pole structure with slanted wing for perpendicular recording |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6224847A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-02-02 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ガス吹出型溶融金属注入ノズルの通気量測定方法および装置 |
| JPS6326452A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-04 | Isuzu Motors Ltd | 自動変速機の変速制御装置 |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2079295A patent/JP2718242B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6224847A (ja) * | 1985-07-23 | 1987-02-02 | Toshiba Ceramics Co Ltd | ガス吹出型溶融金属注入ノズルの通気量測定方法および装置 |
| JPS6326452A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-04 | Isuzu Motors Ltd | 自動変速機の変速制御装置 |
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| US7616403B2 (en) | 2004-10-29 | 2009-11-10 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Winged design for reducing corner stray magnetic fields |
| US7764469B2 (en) * | 2004-10-29 | 2010-07-27 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Notched shield and pole structure with slanted wing for perpendicular recording |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2718242B2 (ja) | 1998-02-25 |
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