JPH0572643B2 - - Google Patents

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JPH0572643B2
JPH0572643B2 JP9126384A JP9126384A JPH0572643B2 JP H0572643 B2 JPH0572643 B2 JP H0572643B2 JP 9126384 A JP9126384 A JP 9126384A JP 9126384 A JP9126384 A JP 9126384A JP H0572643 B2 JPH0572643 B2 JP H0572643B2
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JP
Japan
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magnetic
storage medium
bias
electrodes
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JP9126384A
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English (en)
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JPS60236110A (ja
Inventor
Nobuyuki Hayama
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60236110A publication Critical patent/JPS60236110A/ja
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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
    • G11B5/3906Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3912Arrangements in which the active read-out elements are transducing in association with active magnetic shields, e.g. magnetically coupled shields
    • 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
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    • 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

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  • 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ISとMR素子の磁化Mの成す角度θb(以
下、バイアス角と称す)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、その再生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(流さ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ISが供給され
適当なバイアス磁界によつて前記センス電流IS
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たも
のの、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様に設定され(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、
特に、再生分解能の向上をはかるため、特開昭50
−59023号に、MR素子の両側に所定の距離をお
いて、高透磁率磁性体からなる磁気シールドを並
設した構成のMRヘツドが開示されている。この
種の磁気シールドを設けたMRヘツドは二つの磁
気シールド間の距離、即ち、キヤツプ長が小さい
程、磁気シールドとMR素子の静磁的結合が強固
となりMR素子の反磁界を軽減して、より高い分
解能の特性が得られるものの、MR素子のセンス
電流ISと磁化Mを所定のバイアス角θbに設定する
ためのバイアス手段のスペースを磁気シールドに
はさまれたキヤツプの中において必要とするた
め、ギヤツプ長の大きさを小さくしようとしても
限られたものとなり、情報読み出しに所望の分解
能を得ることが困難になつていた。
この磁気シールド付MRヘツドのバイアス手段
の問題を解決するため、特願昭51−114038号に、
第2図の断面図に示す如き、MRヘツドが開示さ
れている。第2図のMRヘツドはギヤツプ長Gを
有する二つの磁気シールド3及び4の間に、MR
素子1が並置された磁気シールト付MRヘツドに
おいて、磁気シールド3及び4の少くなくとも一
方に、MR素子1に流すセンス電流ISと平行な電
流IB(以下、バイアス電流と称す)を流し、該バ
イアス電流IBによつて磁気シールド3及び4の周
囲に発生するバイアス磁界HBを利用して、MR
素子1の磁化Mをセンス電流ISに対して回転さ
せ、θb45°に設定せしめることができる。
この種のMRヘツドは、磁気シールド3及び4
のギヤツプ内にバイアス手段を必要としないた
め、ギヤツプ長Gを小さく設定でき、比較的高い
分解能特性を達成することができるが、MR素子
1に印加されるバイアス磁界HBがMR素子1の
幅h方向に略一様であるため、MR素子1のバイ
アス状態は幅hの中央部で最適となるか、もしく
は、MR素子1の幅hが磁気シールド3及び4の
幅SHよりも小さい時は、磁気記憶媒体2に最も
遠隔した領域で最適となる様に設定される。即
ち、第1図を用いて説明した単独のMR素子のみ
で構成されるMRヘツドと同様高記録密度時に最
も抵抗変化に寄与する、磁気記憶媒体2に最近接
する領域では理想的バイアス状態が実現されてお
らず、再生感度を低下させていた。これを避ける
ため、h≫SHなる構成にし、MR素子1の磁気
記憶媒体2に最近接する領域に最も大きなバイア
ス磁界HBが印加される様に設定することができ
るが、これは結果として磁気シールドの本来の効
果(即ち、MR素子1の反磁界を軽減する効果、
不要外来磁界をしやへいする効果)を著しく低下
させることになる。
(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更に向上することのできる
バイアス状態を実現した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と所定のギヤツ
プを介して形成した高透磁率磁性体からなる少な
くとも1枚の磁気シールドを備え、少なくとも1
枚の磁気シールドは前記磁気シールドに電流を供
給するための1対の電極を備え、前記電流によ
り、前記磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加
する構成の磁気抵抗効果ヘツドにおいて、前記1
対の電極間隔は磁気記憶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、磁気
シールド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磁気シールドに流れ
るバイアス電流は、磁気シールドの幅方向で不均
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、MR素子の磁気記
憶媒体に最近接する領域に最も大きなバイアス磁
界が印加されることにより、この領域を最大感度
とするバイアス状態が実現される。これにより、
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、さらに本発明の構成例について、図面を
参照して詳細に説明する。第3図は、本発明の第
1の構成例を示す概略斜視図で、長さL、幅hを
有する短冊状MR素子1の厚み方向の両側に、高
透磁率磁性体から成る磁気シールド3及び4がギ
ヤツプ長Gの間隔をおいて並設されている。又、
MR素子1には、その長さL方向と平行なセンス
電流ISが外部からの電源(図示せず)より供給さ
れ、磁気シールド3及び4には、その長さ方向の
両端に接続された電極5a,5b及び5c,5d
を径由してバイアス電流Ibが外部からの電源(図
示せず)より供給されている。電極5aと電極5
bの間隔及び電極5cと電極5dの間隔は、磁気
シールド3及び磁気シールド4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
値を有し、W1>W2の関係を満す様に設定されて
いる。即ち、電極5a,5b及び電極5c,5d
の間隔は磁気シールド3及び4の幅SH方向に対
し、傾斜をもつて接続されている。
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μ
m、長さLを数μm乃至数百μmにされる。又、
磁気シールド3及び4は、例えばパーマロイ、非
晶質軟磁性体等の導電性の薄膜が適し、その寸法
は厚みを数千Å乃至数μm、幅SHをMR素子1
の幅hに対し、数倍の大きさを持つ様に選定され
る。更に、電極5a,5b,5c及び5dは、磁
気シールド3及び4よりも固有抵抗の小さい、例
えば、Au、Al、Cu等が選定される。
かかる構成により、電極5a及び5b更には電
極5c及び5dを径由して、磁気シールド3及び
4に供給されるバイアス電流Ibは電極間隔が最も
小さなW1を有する領域、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4図は、この磁気シールド3又は4の幅SH
方向における電流分布を示す。第4図において、
横軸の零目盛は、磁気シールド3又は4が磁気記
憶媒体2に最近接する側、SH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2SH/W1−W2を取つている。
第4図より、磁気シールド3又は4の幅SHを
一定とした場合、W1−W2の値が大きくなるほ
ど、バイアス電流Ib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、バイアス電流Ibによつて磁気シール
ド3及び4の周囲に発生した磁界の内、MR素子
1の膜面内を通る成分は、幅h方向に強度分布を
有するバイアス磁界を与え、MR素子1の磁化M
をセンス電流ISに対して、角度θbだけ回転させ
る。
第5図に、バイアス角θbのMR素子1の幅h方
向の分布を示す。又、参考のため、バイアス電流
IBが幅SH方向に均一に分布する従来例における
バイアス角度θbの分布を破線で示す。尚、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
中央部で最大のバイアス角θbが得られるのに対
し、本発明では磁気記憶媒体2に近接する側にバ
イアス角θbの最大値がシフトしている。このシフ
ト量は、バイアス電流IBが磁気シールド3及び4
の磁気記憶媒体2に最近接する側に集中する程、
即ち、W1−W2の値が大きくなる程、大きくな
る。
従つて、本発明では、MR素子1の高記録密度
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。
尚、第3図では、磁気シールド3及び4の両方
にバイアス電流IBを供給する構成を示している
が、製造プロセスを簡単にするため、磁気シール
ド3又は4の一方のみにバイアス電流IBを供給す
る構成であつても良い。この場合は、バイアス磁
界が弱まるものの、第5図に示したと同様なバイ
アス角θbの分布が得られる。また磁気シールドは
1枚であつても前記と同様にバイアス磁界は弱ま
るが同様な効果が得られる。
第1の実施例におけるMRヘツドは、1つの
MR素子及び1対の磁気シールドで構成されてい
るが、本発明は、複数のMR素子を磁気記憶媒体
上の複数のトラツクにわたつて並置した、言わゆ
るマルチトラツク用MRヘツドにも好適である。
以下、第6図を用いて、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6図は、マルチトラツク用MRヘツドの平面
概略図である。図において、複数のMR素子1が
磁気記憶媒体2のトラツク幅方向に平行に所定の
間隔をおいて、配置され、それぞれのMR素子1
には、その長さL方向と平行なセンス電流ISが供
給される。該MR素子1の上に絶縁層を介して磁
気シールド3が積層され、その長さ方向の両端に
は、磁気シールド3にバイアス電流IBを供給する
ための電極5a及び5bが設けられ、更に、隣接
するMR素子1の間に相当する部分に複数のシヨ
ート用電極6が磁気シールド3上に積層されてい
る。又、隣接するシヨート電極6間の間隔及び、
電極5a,5bと隣接するシヨート用電極6の間
隔は、電気記憶媒体2に最近接する側でW2、最
も遠隔した側でW1を有し、W2<W1の関係を満
す様に設定されている。
シヨート用電極6は電極5a及び5bと同様、
磁気シールド3よりも固有抵抗の小さい、材料で
形成される。
かかる構成により、電極5a,5b及びシヨー
ト電極6を径由して磁気シールド3に供給される
バイアス電流Ibは、第4図に示したと同様に磁気
記憶媒体2に最近接する領域に集中し、それによ
つて発生するバイアス磁界の分布により、MR素
子1のバイアス角θbの最大値は磁気記憶媒体2に
最近接する側にシフトすることになる。
尚、この構造においてシヨート用電極6は必ず
しも必要としないが、シヨート用電極6が存在し
ない場合、磁気シールド3の幅SH方向のバイア
ス電流IBの分布は電極5a及び5bのみで制御し
なければならず、特に電極5a及び5b間の距離
が大きくなれば、バイアス電流IBの幅SH方向の
分布はほぼ均一になつてしまう恐れがある。一方
シヨート用電極6が存在する場合、シヨート用電
極6の内部では略等電位となるため、隣接するシ
ヨート用電極間の間隔に応じたバイアス電流IB
分布を得ることができる。
又、シヨート用電極6が存在することにより、
磁気シールド3の電極5a及び5b間の電気抵抗
がその分だけ低下し、バイアス電流IBによるジユ
ール熱の発生を押さえることができる。
尚、第6図において磁気シールド3は複数の
MR素子1にわたつて連続して形成されている
が、トラツク間の磁気シールドを径由した磁気的
相互作用を避けるため、磁気シールド3をシヨー
ト用電極6の部分で分割しても良い。この場合の
シヨート用電極6は分割された磁気シールド3を
電気的に接続する効果も有する。
以上、本発明の構成例について述べたが、本発
明で示した磁気シールドの電極及びシヨート用電
極の間隔は第3図及び第6図に示した如く、磁気
シールドの幅方向に直線的に広がつた構造に限る
ものでなく、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、本発明では磁気シールドの磁気記憶媒体に
最近接する側の電極間隔は、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)もしくはMR素
子の長さ方向の有効検知幅よりも大きいことが望
ましい。これは、MR素子の有効検知幅全域にバ
イアス磁界を印加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素子に並設
された磁気シールドにバイアス電流を供給するた
めの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素子に印加されるバ
イアス磁界が磁気記憶媒体に近接する側で最大と
なり、この領域が最大感度となるバイアス状態が
実現でき、極めて簡単にかつ磁気シールドの効果
を損うことなく高記録密度において極めて再生分
解能の高いMRヘツドが得られる。
【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図は従来の磁気シールド付磁気抵抗効果
ヘツドの断面図、第3図は本発明の構成例を示す
概略斜視図、第4図は磁気シールドに流れるバイ
アス電流の分布を示すグラフ、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
は本発明の他の構成例を示す平面図である。 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……磁気シー
ルド、5a,5b,5c,5d,6……電極をそ
れぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 強磁性薄膜を含む磁気抵抗効果素子と、前記
    磁気抵抗効果素子と所定のギヤツプを介して形成
    された高透磁率磁性体からなる少なくとも1枚の
    磁気シールドを備え、さらにこの磁気シールドの
    少なくとも1枚には磁気シールドに電流を供給す
    るための1対の電極を備えた構成の磁気抵抗効果
    ヘツドであつて、前記1対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。
JP9126384A 1984-05-08 1984-05-08 磁気抵抗効果ヘツド Granted JPS60236110A (ja)

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JPS60236110A JPS60236110A (ja) 1985-11-22
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US5311385A (en) * 1991-12-18 1994-05-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Magnetoresistive head with integrated bias and magnetic shield layer

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JPS60236110A (ja) 1985-11-22

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