JPH0330110A - 磁束漏洩を減少せしめた３極磁気ヘッド - Google Patents

磁束漏洩を減少せしめた３極磁気ヘッド

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JPH0330110A
JPH0330110A JP2165477A JP16547790A JPH0330110A JP H0330110 A JPH0330110 A JP H0330110A JP 2165477 A JP2165477 A JP 2165477A JP 16547790 A JP16547790 A JP 16547790A JP H0330110 A JPH0330110 A JP H0330110A
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magnetic flux
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Shyam C Das
シャイアム　チャンドラ　ダス
Michael L Mallary
マイケル　エル　マラリー
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 本発明は部分的に、■９８７年７月２９日付合衆国一連
番号０　７／０　７　９，１１　７号、１９８８年１０
月４日付合衆国一連番号０　７／２　５　３，３９　０
号の継続であり、後者は１９８７年４月１日付破棄され
た合衆国一連番号０　７／０　３　３．４４　６号の継
続である。
〔発明の分野〕
本発明はギャソプから離間させたＭＲセンサを読み取り
極上に有する３極磁気記録ヘッドに関する。
〔従来の技術〕
磁気媒体にデータを記録し、磁気媒体内に記憶されてい
るデータをリードバックするために垂直及び縦方向の両
技術が使用される。垂直記録においては、従来技術は主
として、軟い下層媒体上の単極読み取り／書き込みヘッ
ドか、或は軟い下層を有する或は有しない２極ヘッドか
らなる。これらの両ヘッドは低い書き込み磁界勾配を有
する。
低磁界勾配は遮蔽書き込み極によって改善できることは
周知である。また従来の方式は、比較的広いリードバン
クパルス巾に悩まされる。縦方向記録においては、従来
技術は２極ヘソドと、２極間のギャソプにＭＲ（ｉｆ！
気・抵抗性）素子を有するＭＲヘッドとからなる。しか
し、ギャップ内にＭＲ素子を設けるとトランク巾に幾何
学的制約を付課する。
〔発明の１既要〕 本発明による磁気記録ヘッドは、一対の書き込み極間の
ギャップ内に配置された読み取り極を含む。読み取り極
は磁束を遠隔配置された磁束センサヘ導びく。磁束セン
サはＭＲセンサ、ホールセンサ或は誘導性センサであっ
てよい。
好ましい実施例においては、センサは側遮蔽を含み、読
み取り及び書き込み極は積層されている。
読み取り極積層は磁性層間に配置された薄い非磁性層を
含む。
磁気記録ヘッドは、分離した読み取り及び書き込みヘッ
ドを使用する場合に必要とされるよりも少ないプロセス
段階で、読み取り及び書き込み特性が最適化される。ヘ
ッドは、単一のアーキテクチャから垂直及び縦方向の両
方の読み取り／書き込みが可能であり、垂直書き込みに
おいては高い書き込み磁界勾配（狭い書き込み遷移）を
提供する。縦方向読み取り／書き込みにおいては小さい
読み取りギヤ・７プに結合された大きい書き込みギャッ
プが高い重ね書き及び良好なり−ドハック分解能を与え
る。積層された読み取り極は狭いトラック巾において良
好なドメイン構造を提供する。
本発明の重要な面は遠隔のリードバックセンサ位置であ
り、これにより狭いトラックに対してセンサが最適化さ
れ、トラック中をセンサ長には無関係ならしめる．トラ
ソク巾方向においては、本発明の３極の広い書き込み巾
と狭い読み取り巾が、スピンドルランナウト及びトラッ
ク間妨害の効果を最低化する。ビノト方向においては、
広い実効書き込みギャップ及び狭い実効読み取りギャッ
プが、高い重ね書き磁界と細いリードバンクパルスを発
生する。狭いリードバ７クパルスは高い線形ビット密度
をもたらす。ヘッドのアーキテクチャの柔軟性が、読み
取り極上の信号を検出する誘導性、ホール或はＭＲセン
サの何れの使用をも可能ならしめる。
ヘッドのリードバンク分解能は２極ヘソドに比して高い
。同一の有効ギャップに対して、２極磁束検知用ヘッド
が１８％の分解能であるのに対して、本発明の３極ヘッ
ドは７０％の分解能である。
高密度におけるヘッドの信号密度は、同等２極ヘッドに
比して高い。特定的には、最高動作周波数における信号
強度の利得は約４倍である。３極ヘッドからの信号は、
２極ヘソドの場合のように微分する必要はないから、誘
導される信号処理雑音が少なくなる。低雑音と組合わさ
れた信号利得は約×７の純信号対雑音利得を与える。ま
た３極ヘッドは縦方向及び垂直の両記録に対して書き込
みプロセスを最適化する。縦方向記録の場合には比較的
大きい書き込みギャップが高い重ね書きを与え、また垂
直記録の場合には遮蔽された極が狭い書き込み遷移を与
える。
３極ＭＲヘッドを形成する好ましい方法は、ＡＬＳＩＭ
八Ｇ或は他のサブストレート上に形成されたアルミナベ
ース層内に空洞を形成し、この空洞の全体に亘って及び
少なくとも首領域と後囲領域とが空洞の外部にあるよう
に磁極片を形成する。次に空洞を満たすようにアル旦ナ
を沈積させ、平面化する。次でＭＲバイアス導体を形成
させることができる（バイアスを他の方法で供給しない
場合）。
次でもし必要ならばＭＲ素子及びリードを適当なｉｎ　
ｓｉと共に形成する。次に、好ましくは積層された第２
の極Ｐ２を形成する。
更に、本発明の実施例においては、ギャソブから遠去け
られているセンサを有する磁気３極ヘソドの読み取り極
は磁束をセンサに導びくようになっており、各書き込み
極は各極と読み取り極との間に第１及び第２の間隔を形
成し、センサの活動部分は第２の間隔上に形成すること
ができる。従って書き込み極は、少なくともヘッドの中
央において、センサ及び読み取り極から離間させ、磁束
分路を最小にすることができる。変形として、第１の書
き込み極上に、且つ少なくとも該極のチップ附近が磁束
を側路して磁束がセンサを通過することがないヘッドの
領域中にセンサの活動部分を形成し、書き込み極を読み
取り極から離間させて磁束分路が最小となるように構戒
することができる。センサはＭＲ，ホール或は誘導性と
することができる。
〔実施例〕
第１図に示す縦方向記録に適する３極ヘッド１０は書き
込み極１２及びｌ４と読み取り極１６とを含む。書き込
み極１２及びｌ４は読み取り極ｌ６から離間してギャソ
プ１８及び２０を形成している。読み出し極１６は磁束
をインジウム・アンチモン化物製のホールセンサに導び
く。ホールセンサ２２は電流を供給する銅リード２４に
接続されている。ホールセンサ２２から電子回路へ電気
信号を導びくりードは図示してない。書き込み極１２及
び１４と共に書き込みを行うために書き込みコイル２５
が設けられている。第２図に示すように、読み取り中の
隣接トラックからのフリンジング妨害を抑圧するために
可飽和側遮蔽２６が設けられている．遮蔽２６は書き込
み中は飽和し、従って実効的に存在しないことになる。
遮蔽２６は薄く、約７６．２ｎｍ（３マイクロインチ）
の厚さである。
一実施例においては、記録用ヘッド１０は以下のように
して製造されている。書き込み極１２、の製造は第１ａ
図に示す積層された種眉構造３０から始められる。５０
人厚のＡ　Ｊ　２０３の層を７５０人［のＮｉＦｅＣｏ
の層間に沈積させる。次の層はｉ，　ｏ　ｏ　ｏ人厚の
Ａ　ｌ　２０３であり、その次の層は７５０人厚のＮｉ
Ｆｅ或はＮｉＦｅＣｏ層である。種層構造３０は狭いト
ラックドメイン制御を提供する。
この種層構造３０上に、マスクブレーティング或はシー
ト真空蒸着によって２０，０００人厚のＮｉＦｅ或はＮ
ｉＦｅＣｏ層３２を沈積させ、次でイオンミリングによ
って書き込み極を残す。次にインジウムアンチモン化物
ホール素子２２を形成させる。読み取り極１６は、第２
ａ図に示すような別の積層された強磁性種層構造を、ホ
ールセンサ２２に接続するヨーク構造と共に沈積させる
ことによって形成する。この構造からイオンミリングに
よって読み取り極１６を形成する。非磁性緩衝層１９（
例えば硬く焼成したフォトレジスト）を読み取り極１６
上に沈積させて読み取り極１６からの磁束の漏洩を最小
ならしめる。この時点で書き込みコイル２５を形成させ
、別の絶縁層によって絶縁する。次に第１ａ図に示すよ
うな別の磁気種層積層横造３０及びＮｉＦｅ　　（或は
ＮｉＦｅＣｏ　）層３２を沈積させて他の書き込み極１
４を形成させる。極ｌ４は、書き込み中に極１２と共に
動作し、読み取り中は（極１２の援助を得て）読み取り
極１６を遮蔽する。薄いセラξツク層（図示せず）を記
録用ヘッドＩＯ上に沈積させ、その上に可飽和側遮蔽２
６を形成するようにパターン化された薄い強磁性層を沈
積させる。
第３図は、読み取り極ｌ６の２つの部分を接続するＭＲ
素子４０を使用した本発明の実施例を示す．ＭＲ素子４
０は平面化されたＡｚｚｏｚＪｉ上に載っている。第１
図の実施例と同様に書き込みコイル４２が設けられてい
る。ＭＲ素子４０は典型的にはＮｉＦｅの薄膜である。
ビスマスＭＲ素子も第１図のものと類似のジオメトリで
動作する。
ＭＲ素子から離間した書き込み極１２の形態が、読み取
り極１６から書き込み極１２への不要磁束漏洩を減少さ
せてＭＲの効率を壜加させる。
３極ＭＲヘッドを形成する好ましい方法は、ＡＬＳＩＭ
＾Ｇ或は他のサブストレート上に形成されたアルミナベ
ース層内に空洞を形成し、この空洞の全体に亘って及び
少なくとも首領域と後囲領域とが空洞の外部にあるよう
に磁極片を形成する。次に空洞を満たすようにアルミナ
を沈積させ、平面化する。次でＭＲバイアス導体を形成
させることができる（バイアスを他の方法で供給しない
場合）。
次でもし必要ならばＭＲ素子及びリードを適当な絶縁と
共に形成する．次に好ましくは積層にして第２の極Ｐ２
を形成する。
第４図は、読み取り極１６を取り囲む誘導性コイル５０
を使用した本発明の実施例を示す。書き込みは書き込み
コイル５２によって遂行される。
上記各実施例において磁束センサが何であっても（第１
図ではホール素子２２、第３図ではＭＲ素子４０、或は
第４図では誘導性コイル５０）、センサは読み取り極と
書き込み極との間のギャップから離れて位置しているこ
とに注目されたい。
磁束センサが遠隔位置にあることは性能を最適化できる
ような重要な設計自由度をもたらす。例えば、腐食及び
熱効果を回避することができる。ギャップ内にセンサ素
子が存在する場合のトラック中及びセンサ寸法に付課さ
れる幾何学制約も打破することができる。
リードパック中、読み取り極１６は磁束を媒体から磁束
センサヘ導びく。書き込み極１２及び１４は、ｉｉｉＸ
（記録されたビット）が殆んど読み取り極ｌ６の直下に
来るまで読み取り磁束を読み取り極１６から締め出す遮
蔽として働らく。この形態は狭いリードバックパルスを
与え、従ってより高密度の記録（より多くのビット／イ
ンチ）を可能ならしめる。３つの全ての極に組込まれて
いる薄い積層されたフィルムによって、極めて狭いトラ
ック巾であっても、回転によって横方向に配向されたド
メインパターン及び磁束伝導を可能ならしめる。書き込
み中は書き込みコイル２５が磁束を極１２から極１４へ
駆動し、読み取り極１６を飽和させるので読み取り極１
６はあたかもそこに存在しないかの如く動作する。従っ
て実効書き込みギャソプは極１２から極１４までの距離
であり、一方実効読み取りギャップ距離はその約半分で
ある。従って、高い書き込み磁界から良好な重ね書きを
得ることが可能となり、同時にリードバンク中には小さ
い実効読み取りギャップから良好な分解能を得ることが
できる。側遮蔽２６は書き込み中は飽和するので、あた
かも存在しない如くに動作する。リードバソク中は極ｌ
６を磁束のオフトラック源から遮蔽する。読み取り極１
６の巾は書き込み極ｌ２及び１４の巾よりも小さくする
ことが可能であるため、書き込みは広く、読み取りは狭
くなりトラッキングエラーに対して余裕が得られる。
本発明においては磁束センサが遠隔位置にあるために、
センサのジオメトリ構戒に多くの自由度が存在する。更
に３極配列が極めて集束されたリードバンク能力を与え
る。この設計は信号処理に伴って誘導される雑音の大巾
な減少をももたらす。
３極ヘソドは、２極ヘソドとは異なってハードウエアに
おいて微分段階を遂行する。
更に、本発明の実施例においては、ギャップから離間し
たセンサを有する磁気３極ヘッドの読み取り極は磁束を
センサヘ導びくようになっており、各書き込み極は各極
と読み出し極との間にそれぞれ間隔を形成し、センサの
活動部分は第２の間隔上に形成させることができる。少
なくともヘッドの中央部分において書き込み極をセンサ
及び読み取り極から離間させて磁束分路を最小にするこ
とができる。変形として、第１の書き込み極上に、且つ
少なくとも該極のチップ附近が磁束を側路して磁束がセ
ンサを通過することがないヘッドの領域内にセンサの活
動部分を形成させることができ、また書き込み極は磁束
分路を最小ならしめるように読み取り極から離間させて
形成させることができる．センサはＭＲ，ホール、或は
誘導性のセンサとすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はホールセンサを使用した記録用ヘッドの断面図
、 第１ａ図は書き込み極用強磁性積層種層の概要図、 第２図は第１図の２−２矢視断面図、 第２ａ図は読み取り極用積層強磁性種層の概要図、 第３図はＭ　Ｒ　ｉｆｔ束検知素子を使用した本発明の
断面図、及び 第４図は磁束センサとして誘導コイルを使用した本発明
の断面図。 １０・・・３極ヘッド、 １２．１４・・・書き込み極、 １６・・・読み取り極、 １８．２０・・・ギャップ、 １９・・・非磁性緩衝層、 ２２・・・ホールセンサ、 ２　４　・ ２５， ２　６　・ ３　０　・ ３　２　・ ４　０　・ ５　０　・ 銅リード、 ５２・・・書き込みコイル、 可飽和側遮蔽、 書き込み極用種層構造、 ＮｔＦｅ　（或はＮｉＦｅＣｏ　）層、ＭＲ素子、 誘導コイル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、一対の書き込み極間のギャップ内に配置されている
    読み取り極、及び 前記ギャップから離間したセンサ を具備し、読み取り極は磁束をセンサまで導くようにな
    っており、各書き込み極は各極と読み取り極との間に間
    隔を形成し、狭いトラックを限定するために少なくとも
    一方の書き込み極の外側はその極のチップに向って先細
    になっており、書き込み極はチップ間隔の方がセンサ附
    近における間隔よりも接近している磁気記録用ヘッド。 ２、少なくとも一方の間隔内に配置されている書き込み
    コイルをも具備する請求項１記載のヘッド。 ３、書き込み極の一方がそのチップに向って曲げられて
    形成されている請求項１記載のヘッド。 ４、第１の間隔が読み取り極の一方の側上に形成され、
    他方の間隔が読み取り極の他方の側上に形成され、磁気
    媒体から見て第１の間隔が第２の書き込み極と組合わさ
    れ、第２の間隔が第１の書き込み極と組合わされている
    磁気媒体と共に使用する請求項３記載のヘッド。 ５、センサの活動部分が第２の間隔上に形成され、それ
    によって少なくともヘッドの中央においてセンサ及び読
    み取り極から離間された書き込み極が磁束分路を最小な
    らしめ、センサがＭＲ素子である請求項４記載のヘッド
    。 ６、第１の書き込み極上に、且つ少なくとも該極のチッ
    プ附近が磁束を側路して磁束がセンサを通過することが
    ないヘッドの領域内にセンサの活動部分を形成し、書き
    込み極は磁束分路を最小ならしめるように読み取り極か
    ら離間されている請求項４記載のヘッド。 ７、センサがＭＲ或はホール素子である請求項６記載の
    ヘッド。 ８、センサがホール素子であり、センサの活動領域が第
    １の書き込み極に近接している請求項６記載のヘッド。 ９、ＡＬＳＩＭＡＧ或は他のサブストレート上に形成さ
    れたアルミナベース層内に空洞を形成し、空洞全体に亘
    って及び少なくとも首領域と後面領域とが空洞の外部に
    あるように磁極片を形成し、空洞を満たすようにアルミ
    ナを沈積させて平面化し、次でＭＲ素子及びそのリード
    を形成し、次に第２の極Ｐ２を形成する諸段階を含む３
    極ＭＲヘッド製造方法。 １０、第１の極Ｐ１を、極Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の接続のた
    めに空洞の外部の後囲領域内に形成する請求項９記載の
    方法。 １１、ＭＲバイアス導体を、平面化された空洞上に形成
    する請求項９記載の方法。 １２、ＭＲ素子を、絶縁体と共に形成する請求項９記載
    の方法。 １３、極Ｐ２を積層して形成する請求項９記載の方法。
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