JPH0572642B2 - - Google Patents

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JPH0572642B2
JPH0572642B2 JP9040084A JP9040084A JPH0572642B2 JP H0572642 B2 JPH0572642 B2 JP H0572642B2 JP 9040084 A JP9040084 A JP 9040084A JP 9040084 A JP9040084 A JP 9040084A JP H0572642 B2 JPH0572642 B2 JP H0572642B2
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JP
Japan
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storage medium
thin film
magnetoresistive
magnetic storage
magnetic
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JP9040084A
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English (en)
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JPS60234213A (ja
Inventor
Nobuyuki Hayama
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は磁気記憶媒体に書き込まれた磁気的情
報を、いわゆる磁気抵抗効果を利用して、読み出
しを行う強磁性磁気抵抗効果素子(以下、MR素
子と称す)を備えた磁気抵抗効果ヘツド(以下、
MRヘツドと称す)に関する。
(従来技術とその問題点) 近年、MRヘツドは、磁気記録における記録密
度の向上に大きく貢献するものとして注目されて
いる。
周知の如く、MR素子を磁気記憶媒体からの信
号磁界に対して、線形応答を呈する高効率の再生
ヘツドとして用いる場合には、MR素子に流すセ
ンス電流IとMR素子の磁化Mの成す角度を所定
の値に設定するバイアス手段が必要である。又、
記録密度の増大に対して、その最成分解能を高め
る手段も必要とされ種々の検討がなされている。
特に、高記録密度における再生分解能の低下は次
の様に説明されている。今、第1図に示すMR素
子1(長さL、幅h、厚みtMのストライプ状に形
成され、長さL方向にセンス電流Iが供給され適
当なバイアス磁界によつて磁化MとΘbの角度を
成す)と磁気記憶媒体2の相対的位置関係におい
て、磁気記憶媒体2からの信号磁界HSは低記録
密度時においては、MR素子1の幅h方向に充分
に印加され、MR素子1全体が抵抗変化に寄与し
大きい再生出力が得られる。しかし高記録密度時
には、MR素子1に充分な信号磁界HSが到達しえ
ず、抵抗変化に寄与するのは、磁気記憶媒体2に
最近接する領域のみとなり、大きく再生出力が低
下するとされている。更に、MR素子1の磁化M
のバイアス状態は一般に、幅hの中央部で最適と
なるように設定され(即ちΘb45度となる様に
設定されている)ているが、高記録密度時に最も
抵抗変化に寄与する、磁気記憶媒体2に最近接す
る領域では、MR素子1の幅h方向の反磁界のた
め、理想的バイアス状態は実現されておらず(即
ちΘb≪45度)、再生感度を低下させていた。
上述したMRヘツドの欠点を解決するため、特
開昭57−109121に、MR素子1の幅h中央部で磁
化Mを飽和させ(即ち、Θb90度に設定)磁気
記憶媒体2に最近接する領域のバイアス状態を最
高に設定(即ちΘb45度)する方法が開示され
ている。この手法によれば、低記録密度から高記
録密度にわたつて、抵抗変化に寄与するのは、磁
気記憶媒体2に最近接する領域のみであるので、
比較的良好な記録密度特性が得られる。
しかし、この様なバイアス状態を実現するため
には、MR素子1に印加されるバイアス磁界は少
なくともMR素子1の幅h方向の反磁界以上に設
定しなかればならない。例えば、MR素子1とし
て飽和磁化M=800emu/c.c.のパーマロイを用い、
その寸法をtM=0.05μm、h=5μmに設定した場
合、反磁界(4πMtM/h)は100程度となり、バイ アス磁界は、100〜200が必要となる。この様な
大きなバイアス磁界は、結果として磁気記憶媒体
2の磁化情報Mrを消磁してしまい、磁気記憶シ
ステムとして、信頼性にとぼしいものとなつてい
た。
(発明の目的) 本発明は、このような欠点を招来することなく
高記録密度側の特性を向上することのできる磁気
抵抗効果ヘツドを提供することにある。
(発明の構成) 本発明によれば、強磁性薄膜を含む磁気抵抗効
果素子と前記磁気抵抗効果素子にセンス電流を供
給するための二つの電極が接続された構造を有す
る磁気抵抗効果ヘツドにおいてこの二つの電極の
間隔は、磁気記憶媒体に最も近い部分が磁気記憶
媒体に最も遠い部分よりも小さいことを特徴とす
る磁気抵抗効果ヘツドが得られる。
(構成の詳細な説明) 本発明は、上述の構成をとることにより従来技
術の問題点を解決した。即ち、本発明では、MR
素子に接続された二つの電極の間隔を磁気記憶媒
体に最近接する領域で小さく設定しているため、
二つの電極を径由してMR素子に流れるセンス電
流は、MR素子の幅方向で不均一に流れ、特に磁
気記憶媒体に最近接する領域に集中することにな
る。従つて、磁気記憶媒体に最近接する領域にお
ける抵抗変化が最も再生出力に寄与することにな
る。即ち、MR素子の高記録密度時に最も抵抗変
化に寄与する領域を常に再生出力として得ている
ため、広範囲にわたる記録密度に対し、ほぼ均一
な再生出力を得ることが可能となる。
更に、センス電流によつて発生する磁界を直
接、又は他の磁性体を径由して間接的に利用して
MR素子のバイアス状態を実現するMRヘツドに
おいては、センス電流に比例したバイアス磁界を
得ることができるため、MR素子の磁気記憶媒体
に最近接する領域を最大感度とするバイアス状態
が実現される。これは、高記録密度時の再生出力
の低下を補正し、良好な記録密度特性が得られ
る。
以下、本発明の構成例について図面を参照して
さらに詳細に説明する。
第2図は、本発明の第1の例を示す概略斜視図
で、短柵状MR素子1の長さ方向の両側に、セン
ス電流Iを供給するための電極3及び4がMR素
子1の幅h方向に対し、傾斜をもつて接続されて
いる。電極3及び4の間隔は、MR素子1が磁気
記憶媒体2に近接する領域でW2、最も離れた領
域でW1の値を有し、W1>W2の関係を満す様に
設定されている。
MR素子1は例えばNiCo系合金、NiFe系合金
(パーマロイ)等が選定され、その寸法は厚みを
数百Å乃至数千Å、幅hを数μm乃至数十μmに
選定される。又、電極3及び4はMR素子1より
も固有抵抗の小さい、例えばAn、Al、Cu等が選
定される。
MR素子1の磁化Mは、永久磁石等の適当な手
段(図示せず)により、センス電流Iに対して、
所定の角度Θbに設定されている。
かかる構成により、電極3及び4を経由して、
MR素子1に供給されるセンス電流Iは電極間隔
が最も小さな領域、即ち、磁気記憶媒体2に最近
接する領域に集中することになる。
第3図はこのMR素子1の幅方向における電流
分布を示す。第3図において、横軸の零目盛は、
MR素子1が磁気記憶媒体2に最近接する側、h
は最も遠い側を示し、縦軸の電流密度は、磁気記
憶媒体2に最近接する側の電流密度で規格化した
値で示している。又、パラメータとして
2h/W1−W2を取つている。
第3図より、MR素子1の幅hを一定とした場
合、W1−W2の値が大きくなるほど、センス電流
Iは、磁気記憶媒体2に最近接する側に大きく集
中することが理解される。
この結果、MR素子1の磁気記憶媒体2に最近
接する領域における抵抗変化が最も再生出力に寄
与することになる。即ち、MR素子1の高記録密
度時に最も抵抗変化が大きい領域を常に再生出力
として得ているため、広範囲にわたる記録密度に
対し、良好な再生出力を得ることができる。
第1の実施例では、MR素子のバイアス状態は
外部からの磁界によつて一意的に決定されていた
が、本発明では、センス電流を利用して、MR素
子のバイアス状態を決定する構成のMRヘツドに
対して最も効果的である。
以下、この様な構成を有するMRヘツドの例に
ついて説明する。
第4図は、本発明の第2の例を示す概略斜視図
である。
図においては、第2図及び第3図を用いて説明
した第1の例のMR素子に対して、非磁性導体導
膜(例えば、Ti、Mo、Ta、Cr等)から成るバ
イアス導体5が数百Å乃至数千Åの厚みをもつて
積層された構成を有する。
かかる構成において、電極3及び4の間隔が、
MR素子1及びバイアス導体5の膜厚より充分大
きければ、電極3及び4から供給されるセンス電
流IはMR素子1とバイアス導体5とにその固有
抵抗及び膜厚に応じて、分流する。バイアス導体
5に分流したセンス電流はMR素子1の膜面内を
通り幅hの方向にバイアス磁界Hbを発生し、
MR素子1の磁化Mをセンス電流に対して、角度
Θbだけ回転させる。又、バイアス導体5に分流
したセンス電流は、MR素子1と同様、第3図に
示した如く、幅h方向に分布するため、磁気記憶
媒体2に最近接する領域に大きなバイアス磁界
Hbを発生し、それに応じて、Θbも大きくなる。
第5図に、ΘbのMR素子1の幅h方向の分布を示
す。又、参考のため、センス電流が幅h方向に均
一に分布する従来例におけるΘbの分布も破線で
示す。
第5図から明らかな如く、従来例では幅hの中
央部で最大のΘbが得られるのに対し、本実施例
では磁気記憶媒体2に近接する側にΘbの最大値
がシフトしている。即ち、この例では、高記録密
度時に最も再生出力として寄与する領域のバイア
ス状態を最適に設定(望ましくはΘb=45°)する
ことができる。
従つて、この構成では、高記録密度時において
MR素子1の磁気記憶媒体2に最近接する領域に
おける抵抗変化が最も再生出力寄与するととも
に、その抵抗変化が信号磁界HSに対して最大感
度と成る様に制定でき、第1の実施例に比較して
更に、良好な記録密度特性が得られる。
第4図ではバイアス導体5に分流するセンス電
流でMR素子1にバイアス磁界HBを印加してい
たが、第6図の断面図に示す如く、バイアス導体
5に更に導電性強磁性薄膜6を積層しても良い。
かかる構成では、センス電流IはMR素子1、バ
イアス導体5及び導電性強磁性薄膜6に、磁気記
憶媒体2に近接する側を最大電流密度となる分布
を有して分流することになる。バイアス導体5及
び導電性強磁性薄膜6に分流したセンス電流I2
びI3は、第4図で示したと同様なバイアス磁界を
与え、又、導電性強磁性薄膜はMR素子1の幅h
方向の反磁界を大きく軽減する効果がある。従つ
て、第4図に示した構成のMRヘツドよりも小さ
なセンス電流で第5図に示したバイアス状態を実
現できる。
導電性強磁性薄膜6には、磁気抵抗効果が小さ
く、固有抵抗の大きい非晶質軟磁性体が望まし
い。又、導電性強磁性薄膜6として特開昭51−
26510号に開始された如く、MR素子1と全く特
性が同一なパーマロイ膜などを用いても良い。こ
の場合は導電性強磁性薄膜6も、信号磁界HS
対し抵抗変化を生じ信号再生に寄与する。
更に、第4図、第6図を用いて説明した例と同
様、MR素子の磁気記憶媒体に最近接する領域を
最大感度とするバイアス状態を実現するには、第
7図に示した構成を有するMRヘツドであつても
良い。
第7図は、特開昭50−59023号に開示された高
透磁率磁性体からなる磁気シールドを具備し、
MR素子部分に第2図で示した本発明を適用した
磁気シールド付MRヘツドの断面図である。
図において、MR素子1の両側にSiO2、Al2O3
等の絶縁層を介して、磁気シールド7及び8が
MR素子1とG1及びG2の間隔をもつて並設され
ている。かかる構成で、MR素子1の幅h方向に
第3図に示した如き分布をもつて流れるセンス電
流Iは、MR素子1の周囲に磁界を発生し、その
磁界は磁気シールド7及び8を着磁する。着磁さ
れた磁気シールド7及び8の内、最もMR素子1
に近接する磁気シールド(例えば、第7図では
G2>G1であるため、磁気シールド7)が、最も
強いバイアス磁界をMR素子1に与えMR素子1
の磁化Mをバイアスする。前記バイアス磁界の
MR素子1内での分布は、センス電流Iの分布に
対応するため、第5図に示したと同様なバイアス
状態が実現される。上述した様な作用を更に顕著
するためには、G2とG1の差が大きい方が望まし
い。極端な場合、G2又はG1の一方が無限大の大
きさ、即ち、MR素子1の一方の側のみに磁気シ
ールドが具備された構成であつても良い。
以上、本発明の構成例について述べたが、本発
明で示した電極は第2図、及び第4図に示した如
く、MR素子の幅方向に直線的に広がつた構造に
限るものではなく、曲線状に広がつた構成であつ
ても良く、本発明の主旨を逸脱しない限り種々の
変形変更をなし得る。
尚、本発明では、磁気記憶媒体上のトラツク幅
(MR素子の長さ方向に対して、磁気的情報が書
き込まれている領域幅)はMR素子の磁気記憶媒
体に最近接する側の電極間隔より小さいことが望
ましい。これは、低記録密度時に磁気記憶媒体か
ら最も離れたMR素子上の領域の抵抗変化を最小
にするのに有効である。
(発明の効果) 以上説明した様に、本発明はMR素子に接続さ
れる電極の間隔を磁気記憶媒体に近接する側で小
さく設定しているため、MR素子の高記録密度時
に最も抵抗変化として寄与する領域を再生出力と
して得ることができ、更にこの領域が最大感度と
なる様なバイアス状態も実現でき、極めて簡単に
かつ、磁気記憶媒体を消磁させることなく、広範
囲にわたる記録密度に対し、ほぼ均一な再生出力
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の磁気抵抗効果ヘツドの概略斜視
図、第2図は本発明の第1の構成例を示す概略斜
視図、第3図は磁気抵抗効果ヘツドに流れるセン
ス電流の分布を示すグラフ、第4図は本発明の第
2の構成例を示す概略斜視図、第5図は磁気抵抗
効果ヘツドのバイアス状態を示すグラフ、第6図
は本発明の第3の構成例を示す断面図、第7図は
本発明の第4の構成例を示す断面図である。 図において、1……磁気抵抗効果素子(MR素
子)、2……磁気記憶媒体、3,4……電極、5
……バイアス導体、6……導電性強磁性薄膜、
7,8……磁気シールドをそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 強磁性薄膜を含む磁気抵抗効果素子と前記磁
    気抵抗効果素子にセンス電流を供給する二つの電
    極が接続された構造を有する磁気抵抗効果ヘツド
    において、該二つの電極の間隔は磁気記憶媒体に
    最も近い部分が磁気記憶媒体に最も遠い部分より
    も小さいことを特徴とする磁気抵抗効果ヘツド。 2 磁気抵抗効果素子は非磁性導体薄膜と強磁性
    薄膜が積層されている構造である特許請求の範囲
    第1項記載の磁気抵抗効果ヘツド。 3 磁気抵抗効果素子は強磁性薄膜と非磁性導体
    薄膜と導電性強磁性薄膜とがこの順で積層されて
    いる構造である特許請求の範囲第1項記載の磁気
    抵抗効果ヘツド。 4 非磁性導体薄膜をはさむ強磁性薄膜は同一材
    料である特許請求の範囲第3項記載の磁気抵抗効
    果ヘツド。 5 導電性強磁性薄膜が非晶質軟磁性体である特
    許請求の範囲第3項記載の磁気抵抗効果ヘツド。 6 磁気抵抗効果素子には絶縁層を介して、高透
    磁率磁性体からなる磁気シールドが形成されてい
    る特許請求の範囲第1項又は第2項又は第3項に
    記載の磁気抵抗効果ヘツド。
JP9040084A 1984-05-07 1984-05-07 磁気抵抗効果ヘツド Granted JPS60234213A (ja)

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JPS63177069U (ja) * 1987-05-08 1988-11-16
JP3388944B2 (ja) * 1995-06-06 2003-03-24 富士通株式会社 磁気ディスク装置及びその再生方法

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