JPH07254114A - Magnetic head - Google Patents
Magnetic headInfo
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- JPH07254114A JPH07254114A JP4347994A JP4347994A JPH07254114A JP H07254114 A JPH07254114 A JP H07254114A JP 4347994 A JP4347994 A JP 4347994A JP 4347994 A JP4347994 A JP 4347994A JP H07254114 A JPH07254114 A JP H07254114A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気ヘッドの特性バラツキやノイズの原因と
なるバルクハウゼンノイズを防止出来、しかも狭トラッ
ク部でもヘッド感度の低下を抑えた特に磁気抵抗効果型
に有効な磁気ヘッドを提供すること。
【構成】 磁気抵抗効果膜50上に磁区制御層60及び
電極膜70を配置し、前記磁区制御層60が導電性の非
磁性膜55と磁気的にソフトな強磁性膜65とを順次積
層した2層以上の積層膜から構成する。これにより磁気
抵抗効果膜端部でのポ−ルの発生及びを防止して、感磁
部の磁気抵抗効果膜に影響を及ぼすことなく感度の低下
を抑制することができると共に、磁区制御層60から生
じる縦バイアス磁界によって、磁気抵抗効果膜の中央部
に磁壁が発生するのを抑制し、磁壁の不規則な移動が原
因であるバルクハウゼンノイズを抑えることができる。
(57) [Abstract] [Purpose] A magnetic head that can prevent Barkhausen noise, which causes variations in the characteristics of the magnetic head and noise, and that suppresses the reduction in head sensitivity even in narrow tracks, is particularly effective for the magnetoresistive effect type magnetic head. To provide. A magnetic domain control layer 60 and an electrode film 70 are disposed on the magnetoresistive film 50, and the magnetic domain control layer 60 has a conductive nonmagnetic film 55 and a magnetically soft ferromagnetic film 65 sequentially laminated. It is composed of a laminated film of two or more layers. As a result, it is possible to prevent the occurrence of a pole at the end portion of the magnetoresistive effect film, suppress the decrease in sensitivity without affecting the magnetoresistive effect film of the magnetic sensing portion, and suppress the magnetic domain control layer 60. It is possible to suppress the generation of a domain wall in the central portion of the magnetoresistive film by the longitudinal bias magnetic field generated from the above, and to suppress Barkhausen noise caused by the irregular movement of the domain wall.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、狭トラック対応の磁気
ヘッドに係り、特にバルクハウゼンノイズを低減する磁
区制御膜を持つ磁気抵抗効果型に好適な磁気ヘッドに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head for narrow tracks, and more particularly to a magnetic head suitable for a magnetoresistive effect type having a magnetic domain control film for reducing Barkhausen noise.
【0002】[0002]
【従来技術】一般に磁気ディスク装置に適用される磁気
抵抗効果(MR)型薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果膜
の電気抵抗が磁気ディスクからの磁化によって変化する
現象を利用した再生用の磁気ヘッドであり、通常は書き
込み用のインダクティブ型磁気ヘッドと組み合わせたM
R・インダクティブ複合磁気ヘッドとして使用されてい
る。この磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、複合磁気ヘッド
構成を示す図9(a)及びMRヘッド部分の拡大を示す
図9(b)の様に、磁性体から成る下部(磁気)シ−ル
ド10及びインダクティブ型磁気ヘッドの上部磁気コア
110が搭載された上部(磁気)シ−ルド90との間
に、磁気抵抗効果素子100を配置している。2. Description of the Related Art A magnetoresistive (MR) type thin film magnetic head generally applied to a magnetic disk device is a reproducing magnetic head utilizing a phenomenon in which the electric resistance of a magnetoresistive film is changed by magnetization from a magnetic disk. Yes, usually M combined with an inductive magnetic head for writing
It is used as an R / inductive composite magnetic head. As shown in FIG. 9A showing a composite magnetic head structure and FIG. 9B showing an enlargement of the MR head portion, this magnetoresistive effect magnetic head has a lower (magnetic) shield 10 made of a magnetic material and The magnetoresistive effect element 100 is arranged between the upper magnetic core 110 of the inductive magnetic head and the upper (magnetic) shield 90.
【0003】この磁気抵抗効果素子100は、磁気抵抗
効果膜と磁気抵抗効果膜にバイアスを加えるためのバイ
アス膜を含む多層膜であると共に、該磁気抵抗効果膜の
磁区に縦バイアス磁界を印加して単一磁区状態に保つた
めの磁区制御層60及び電極70が上部左右端に配置さ
れている。This magnetoresistive effect element 100 is a multilayer film including a magnetoresistive effect film and a bias film for applying a bias to the magnetoresistive effect film, and applies a longitudinal bias magnetic field to the magnetic domains of the magnetoresistive effect film. A magnetic domain control layer 60 and electrodes 70 for maintaining a single magnetic domain state are arranged at the upper and left ends.
【0004】この磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、磁気抵
抗効果膜100にバイアス膜からの横方向バイアス及び
電極70からの検出電流を印加しながら磁気ディスク上
を相対移動することによって、磁気ディスクからの磁界
により変化する磁気抵抗効果膜に流れる検出電流の抵抗
値変化を検出してデータの再生を行なうものである。This magnetoresistive effect magnetic head moves relative to the magnetoresistive film 100 by applying a lateral bias from the bias film and a detection current from the electrode 70 to the magnetoresistive film 100 so as to move relative to the magnetoresistive film 100. The data is reproduced by detecting the change in the resistance value of the detection current flowing through the magnetoresistive film that changes due to the magnetic field.
【0005】この磁気抵抗効果型磁気ヘッドの課題は、
高出力化とノイズフリーの両立である。それを実現する
方法が今までに数多く開示されており、その内で磁気抵
抗効果膜の両端部領域のみを前記磁区制御層によって単
一磁区状態とする方法が有力である。この磁区制御層の
例としては、例えば特開昭62−40610号公報に記
載された如く、磁気抵抗効果膜の端部上側に磁区制御層
として作用する反強磁性膜を直接形成し、磁気抵抗効果
膜の端部上側を単一磁区状態に維持するものが知られて
いる。この技術は、磁気抵抗効果膜の端部だけに磁気抵
抗効果膜の長さ方向縦バイアス磁界を印加する磁区制御
層を配置し、この端部を単一磁区状態に維持するもので
ある。また、特開平2−220213号公報では磁気抵
抗効果膜の磁区制御層として、非磁性膜上に永久磁石膜
を積層して単一磁区状態を実現する技術が開示されてい
る。また同様に磁区制御層が記載された文献としては、
特開平3−120610号公報及び特開平2−2202
13号公報が挙げられ、これら文献には磁区制御材料と
して、非磁性膜及び永久磁石膜を連続積層したものを使
用する例が記載されている。The problem with this magnetoresistive effect magnetic head is that
It is both high output and noise free. Many methods have been disclosed so far, and among them, a method in which only the both end regions of the magnetoresistive film are made into a single magnetic domain state by the magnetic domain control layer is effective. As an example of this magnetic domain control layer, an antiferromagnetic film acting as a magnetic domain control layer is directly formed on the upper side of the end of the magnetoresistive film as described in JP-A-62-40610, and the magnetic resistance is It is known that the upper end of the effect film is kept in a single magnetic domain state. In this technique, a magnetic domain control layer that applies a longitudinal bias magnetic field in the longitudinal direction of the magnetoresistive film is arranged only at the end of the magnetoresistive film, and this end is maintained in a single magnetic domain state. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-220213 discloses a technique for realizing a single magnetic domain state by laminating a permanent magnet film on a non-magnetic film as a magnetic domain control layer of a magnetoresistive effect film. Similarly, as a document describing the magnetic domain control layer,
JP-A-3-120610 and JP-A-2-2202
No. 13 is cited, and these documents describe an example in which a nonmagnetic film and a permanent magnet film are continuously laminated as a magnetic domain control material.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によ
る磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、以下に述べるような不
具合があった。The magnetoresistive effect magnetic head according to the prior art described above has the following problems.
【0007】まず、前記公報に記載された磁区制御層と
して作用する反強磁性膜は、反強磁性材料としてFeM
n系及びNiO等が知られているが、FeMn系反強磁
性膜は耐食性が乏いために保護膜を設ける必要があり、
またNiOは酸化物のため耐食性は優れているものの絶
縁膜であるため磁気抵抗効果膜上に形成出来ず、磁区制
御層の端部位置と電極間隔の位置をセルフアライメント
に決定出来ないと言う不具合があった。前記二種類の反
強磁性材料の長所・短所より類推すると、耐食性の優れ
た導電性磁区制御膜の開発は磁気抵抗効果型磁気ヘッド
の感度を向上できることになるが、今までのところ実現
されていない。First, the antiferromagnetic film acting as the magnetic domain control layer described in the above publication is made of FeM as an antiferromagnetic material.
Although n-based and NiO are known, a FeMn-based antiferromagnetic film is poor in corrosion resistance, so a protective film must be provided.
Further, since NiO is an oxide and has excellent corrosion resistance, it cannot be formed on the magnetoresistive film because it is an insulating film, and the position of the end of the magnetic domain control layer and the position of the electrode interval cannot be determined by self-alignment. was there. By analogy with the strengths and weaknesses of the above two types of antiferromagnetic materials, the development of a conductive magnetic domain control film with excellent corrosion resistance can improve the sensitivity of the magnetoresistive effect magnetic head, but it has been realized so far. Absent.
【0008】また前記実施例に記載された反強磁性膜に
代わる磁区制御材料として非磁性膜及び永久磁石膜を連
続積層した磁区制御層を使用するものは、永久磁石膜の
パタ−ン端部より生じるポ−ルが磁気抵抗効果膜の感磁
部中央にも影響して磁界感度が低下すると言う不具合を
招いていた。この永久磁石膜を用いるものは、磁気抵抗
効果膜上の非磁性膜と永久磁石膜の厚さを最適化出来れ
ば上記感磁部の磁気抵抗効果膜に及ぼす影響を小さく出
来ることが考えられるが、膜形成プロセスにおいて磁気
抵抗効果膜及びその上に形成する非磁性膜と永久磁石膜
の厚さの変動を抑制することは出来ないため、磁気抵抗
効果膜の感磁部に永久磁石膜のパタ−ン端部より生じる
ポ−ルが影響し、磁界感度の低下は避けられないもので
あった。Further, as a magnetic domain control material replacing the antiferromagnetic film described in the above embodiment, a magnetic domain control layer in which a nonmagnetic film and a permanent magnet film are continuously laminated is used, and the pattern end portion of the permanent magnet film is used. The resulting pollutions also affect the center of the magnetic sensitive portion of the magnetoresistive film, resulting in a problem that the magnetic field sensitivity is lowered. In the case of using this permanent magnet film, if the thicknesses of the non-magnetic film and the permanent magnet film on the magnetoresistive effect film can be optimized, it is considered that the influence on the magnetoresistive effect film of the magnetic sensing part can be reduced. In the film forming process, it is not possible to suppress variations in the thickness of the magnetoresistive film and the non-magnetic film and the permanent magnet film formed on the magnetoresistive film. It was unavoidable that the magnetic field sensitivity was deteriorated due to the influence of the poles generated from the end of the burner.
【0009】特に近年の高密度記録の要求によって磁気
ディスクのトラック幅が狭くなると感磁部の大部分が磁
界感度の低い領域となり、出力低下が避けられず、永久
磁石膜を磁気抵抗効果型磁気ヘッドに適用することが困
難であると言う不具合があった。In particular, when the track width of the magnetic disk is narrowed due to the recent demand for high-density recording, most of the magnetically sensitive portion becomes a region with low magnetic field sensitivity, and output reduction is unavoidable. There was a problem that it was difficult to apply to the head.
【0010】本発明の目的は、前記従来技術による不具
合を除去することであり、感磁部の磁気抵抗効果膜に影
響を及ぼすことなくバルクハウゼンノイズを抑制するこ
とができる導電性磁区制御層を持つ磁気抵抗効果型磁気
ヘッドを提供することである。また耐食性にすぐれ且つ
感磁部の磁気抵抗効果膜に影響を及ぼすことなく感度の
低下及びバルクハウゼンノイズの発生を抑制することが
できる導電性磁区制御層及び該導電性磁区制御層を持つ
磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供することである。An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems caused by the conventional technique, and to provide a conductive magnetic domain control layer capable of suppressing Barkhausen noise without affecting the magnetoresistive film of the magnetic sensing section. The present invention is to provide a magnetoresistive effect type magnetic head having the same. In addition, a conductive magnetic domain control layer having excellent corrosion resistance and capable of suppressing a decrease in sensitivity and generation of Barkhausen noise without affecting the magnetoresistive film of the magnetic sensitive section, and a magnetic resistance having the conductive magnetic domain control layer An object is to provide an effect type magnetic head.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、磁気抵抗効果膜と、該磁気抵抗効果膜に検出
電流を印加させる電極と、前記磁気抵抗効果膜に横方向
バイアスを加える横バイアス膜と、前記磁気抵抗効果膜
の上側両端部に配置した磁区制御層とを備える磁気抵抗
効果型の磁気ヘッドにおいて、前記磁区制御層が、非磁
性膜と磁気的にソフトな強磁性膜とを積層した多層膜で
あることを第1の特徴とする。To achieve the above object, the present invention provides a magnetoresistive effect film, an electrode for applying a detection current to the magnetoresistive effect film, and a lateral bias applied to the magnetoresistive effect film. In a magnetoresistive effect type magnetic head comprising a lateral bias film and magnetic domain control layers arranged at both upper ends of the magnetoresistive film, the magnetic domain control layer includes a non-magnetic film and a magnetically soft ferromagnetic film. The first feature is that it is a multi-layer film in which and are laminated.
【0012】また本発明は、薄い金属層で分離された第
1の強磁性膜と第2の強磁性膜より構成され、少なくと
も一方の強磁性膜の磁化方向を固定する手段を持つスピ
ンバルブ型の磁気ヘッドにおいて、前記磁化方向を固定
する手段として非磁性膜と磁気的にソフトな強磁性膜と
を順次積層して構成された多層膜の磁区制御層を設けた
ことを第2特徴とする。Further, the present invention is a spin valve type which is composed of a first ferromagnetic film and a second ferromagnetic film separated by a thin metal layer, and has means for fixing the magnetization direction of at least one of the ferromagnetic films. The second feature of the magnetic head of the present invention is to provide a magnetic domain control layer of a multilayer film constituted by sequentially laminating a non-magnetic film and a magnetically soft ferromagnetic film as a means for fixing the magnetization direction. .
【0013】更に本発明は、前記第1又は第2の特徴に
よる磁気ヘッドにおいて、前記磁区制御層の非磁性膜
が、銀又は銅又は金又はこれらの合金又はこれらの積層
膜であることを第3の特徴とし、前記磁区制御層の非磁
性膜の厚さが、磁気抵抗効果膜及び磁区制御層の磁性膜
の厚さよりも薄いことを第4の特徴とする。Further, according to the present invention, in the magnetic head according to the first or second feature, the non-magnetic film of the magnetic domain control layer is silver, copper, gold, an alloy thereof or a laminated film thereof. The third characteristic is that the thickness of the non-magnetic film of the magnetic domain control layer is thinner than the thickness of the magnetic film of the magnetoresistive effect film and the magnetic domain control layer.
【0014】[0014]
【作用】前記第1の特徴による磁気ヘッドは、磁気抵抗
効果膜の両端部上側に、反強磁性結合を利用した磁区制
御層を配置したことにより、磁気抵抗効果膜端部でのポ
−ルの発生及びを防止して、感磁部の磁気抵抗効果膜に
影響を及ぼすことなく感度の低下を抑制することができ
る。また本磁気ヘッドは、磁気抵抗効果膜両端部上側に
設けられた磁気抵抗効果膜と磁区制御層との反強磁性結
合により生じる縦バイアス磁界によって、磁気抵抗効果
膜の中央部に磁壁が発生するのを抑制できるので、磁壁
の不規則な移動が原因であるバルクハウゼンノイズを抑
えることができる。In the magnetic head according to the first feature, the magnetic domain control layers utilizing antiferromagnetic coupling are arranged above both ends of the magnetoresistive effect film, so that the pole at the end of the magnetoresistive effect film is formed. It is possible to prevent the occurrence of and the occurrence of, and to suppress the decrease in sensitivity without affecting the magnetoresistive effect film of the magnetic sensing section. Further, in this magnetic head, a domain wall is generated in the central portion of the magnetoresistive effect film due to a longitudinal bias magnetic field generated by antiferromagnetic coupling between the magnetoresistive effect film and the magnetic domain control layer provided on both ends of the magnetoresistive effect film. Can be suppressed, so that Barkhausen noise caused by the irregular movement of the domain wall can be suppressed.
【0015】第2の特徴による磁気ヘッドは、磁化方向
を固定する手段として非磁性膜と磁気的にソフトな強磁
性膜とを順次積層して構成された多層膜の磁区制御層を
用いることによって、感度の低下及びバルクハウゼンノ
イズの発生を抑制し、ヘッド特性の安定化に寄与するこ
ともできる。更に前記第1及び第2の特徴による磁気ヘ
ッドにおいて、非磁性膜の材質及び厚さを任意に選定す
ることにり更に耐食性にすぐれ且つ感磁部の磁気抵抗効
果膜に影響を及ぼすことなく感度の低下及びバルクハウ
ゼンノイズの発生を抑制することができる磁気ヘッドを
提供することができる。The magnetic head according to the second feature uses a multi-layer magnetic domain control layer formed by sequentially laminating a non-magnetic film and a magnetically soft ferromagnetic film as a means for fixing the magnetization direction. It is also possible to suppress the decrease in sensitivity and the occurrence of Barkhausen noise, and contribute to the stabilization of the head characteristics. Further, in the magnetic head according to the first and second characteristics, the material and the thickness of the non-magnetic film are arbitrarily selected to further improve the corrosion resistance and the sensitivity without affecting the magnetoresistive film of the magnetic sensing part. And a Barkhausen noise can be suppressed.
【0016】[0016]
【実施例】以下、本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドの一実施例を図面を参照して詳細に説明する。図1は
本実施例による磁気抵抗効果型磁気ヘッドを含むMR・
インダクティブ複合磁気ヘッドを説明するための図、図
2は本実施例による磁気抵抗効果型磁気ヘッドの拡大斜
視図である。尚、図1では上部シ−ルド膜90より上側
のライトヘッドの片側半面を省略し、図2では上部ギャ
ップ膜と上部シ−ルド膜90とを省略して図示してい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a magnetoresistive magnetic head according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an MR including a magnetoresistive effect magnetic head according to this embodiment.
FIG. 2 is a diagram for explaining the inductive composite magnetic head, and FIG. 2 is an enlarged perspective view of the magnetoresistive effect magnetic head according to the present embodiment. In FIG. 1, one half surface of the write head above the upper shield film 90 is omitted, and in FIG. 2, the upper gap film and the upper shield film 90 are omitted.
【0017】図1に示したMR・インダクティブ複合磁
気ヘッドは、磁性体から成る下部磁気シ−ルド10と、
インダクティブ型磁気ヘッドの上部磁気コア110が搭
載された上部磁気シ−ルド90と、該下部磁気シ−ルド
10及び上部磁気シ−ルド90間に設けられた磁気抵抗
効果素子100と、該磁気抵抗効果素子100の両端上
部に配置された本実施例の特徴である磁区制御層60
と、磁気抵抗効果素子100に検出電流を印加するため
の一対の電極70とを備える。The MR / inductive composite magnetic head shown in FIG. 1 includes a lower magnetic shield 10 made of a magnetic material,
An upper magnetic shield 90 on which an upper magnetic core 110 of an inductive magnetic head is mounted, a magnetoresistive effect element 100 provided between the lower magnetic shield 10 and the upper magnetic shield 90, and the magnetic resistance. A magnetic domain control layer 60, which is a feature of the present embodiment and is arranged on both ends of the effect element 100.
And a pair of electrodes 70 for applying a detection current to the magnetoresistive effect element 100.
【0018】この磁気抵抗効果型磁気ヘッドの詳細構成
は、図2に示す如く、下部磁気シ−ルド層10上に形成
される下部ギャップ膜20と、該下部ギャップ膜20上
に形成されて磁気抵抗効果膜50にソフトバイアス磁界
を加えるソフトバイアス膜30と、該ソフトバイアス膜
30上に形成されて磁気抵抗効果膜50に横バイアスを
印加するシャント膜(金属薄膜)40と、このシャント
膜40上に形成される磁気抵抗効果膜50と、この磁気
抵抗効果膜50上の所定場所に所定の間隔をおいて形成
される一対の層からなる磁区制御層60と、この磁区制
御層60と同一にリフトオフ法で形成される信号取り出
し用の電極70と、前記各膜/層/電極を覆うように形
成される上部ギャップ膜と、この上部ギャップ膜上に形
成される上部磁気シ−ルド層90とを備える。As shown in FIG. 2, the detailed structure of the magnetoresistive effect magnetic head is as follows: a lower gap film 20 formed on the lower magnetic shield layer 10; and a magnetic layer formed on the lower gap film 20. A soft bias film 30 for applying a soft bias magnetic field to the resistance effect film 50, a shunt film (metal thin film) 40 formed on the soft bias film 30 for applying a lateral bias to the magnetoresistive effect film 50, and this shunt film 40. The magnetoresistive effect film 50 formed thereon, a magnetic domain control layer 60 composed of a pair of layers formed at predetermined locations on the magnetoresistive effect film 50 at predetermined intervals, and the magnetic domain control layer 60 are the same. A signal extraction electrode 70 formed by a lift-off method, an upper gap film formed so as to cover each film / layer / electrode, and an upper magnetic film formed on the upper gap film. - and a field layer 90.
【0019】次に各層/膜の作用及び材料等を順をおっ
て説明する。 まず、前記上部/下部磁気シ−ルド層90及び10
は、磁気抵抗効果膜50に磁気ディスクからの磁界が影
響するのを防止し、磁気抵抗効果型磁気ヘッド100の
信号分解能を高めるために配置され、その材料は、Ni
Fe系合金/Co系非晶質/Co系結晶質及びFe系結
晶質等の軟磁性であり、膜厚はおおよそ0.5〜3μm
が望ましい。Next, the function and material of each layer / film will be described step by step. First, the upper / lower magnetic shield layers 90 and 10
Is arranged in order to prevent the magnetic field from the magnetic disk from affecting the magnetoresistive film 50 and to improve the signal resolution of the magnetoresistive head 100, and the material thereof is Ni.
Fe-based alloy / Co-based amorphous / Co-based crystalline and Fe-based crystalline, etc. are soft magnetic and the film thickness is approximately 0.5 to 3 μm.
Is desirable.
【0020】上部及び下部ギャップ膜80及び20
は、ソフト膜30/シャント膜40/磁気抵抗効果膜5
0からなる磁気抵抗効果素子100及び磁区制御層60
並びに電極70をはさみ込むように配置され、該磁気抵
抗効果素子100と上部/下部磁気シ−ルド層90/1
0とを電気的及び磁気的に隔離する作用を行うものであ
り、アルミナ膜等の非磁性且つ絶縁性材料よりなる。ま
た膜厚は、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの再生分解能に影
響するため、磁気ヘッドに望まれる記録密度に依存し、
通常は、0.4〜0.1μmの範囲である。尚、これら
ギヤップ膜80及び20の膜厚が0.1μmオ−ダにな
ると耐圧性が弱まるため、膜形成時にバイアスを印加し
たり、スパッタリングガスとしてArにH2やHeを混
合したガス中で膜形成したり、アルミナにSiO2また
はTa2O5を添加することにより膜中のピンホ−ルを低
減して、アルミナの膜質を改善し耐圧を向上することが
行われる。Upper and lower gap films 80 and 20
Is the soft film 30 / shunt film 40 / magnetoresistive effect film 5
Magnetoresistive element 100 and magnetic domain control layer 60
The magnetoresistive element 100 and the upper / lower magnetic shield layer 90/1 are arranged so as to sandwich the electrode 70 therebetween.
It acts to electrically and magnetically isolate 0 from each other, and is made of a non-magnetic and insulating material such as an alumina film. Further, the film thickness affects the reproduction resolution of the magnetoresistive effect magnetic head, and therefore depends on the recording density desired for the magnetic head,
Usually, it is in the range of 0.4 to 0.1 μm. Since the pressure resistance is weakened when the thickness of the gear-up films 80 and 20 is on the order of 0.1 μm, a bias is applied at the time of film formation or in a gas in which H 2 and He are mixed with Ar as a sputtering gas. By forming a film or adding SiO 2 or Ta 2 O 5 to alumina, the pinhole in the film is reduced, the film quality of alumina is improved, and the breakdown voltage is improved.
【0021】 ソフトバイアス膜30は、磁気抵抗効
果膜50に流れる検出電流により印加される磁界により
ソフトバイアス磁界を発生し、このソフトソフトバイア
ス磁界により非磁性層(ここではシャント膜40)を介
して磁気抵抗効果膜50に逆に横バイアスを印加するも
のである。The soft bias film 30 generates a soft bias magnetic field by the magnetic field applied by the detection current flowing through the magnetoresistive film 50, and the soft soft magnetic field causes the non-magnetic layer (here, the shunt film 40) to intervene. Reverse bias is applied to the magnetoresistive film 50.
【0022】通常、バイアス印加には、シャントバイア
ス法とソフト膜バイアス法がよく使われている。ソフト
膜と磁気抵抗効果膜との磁化比はバイアス法の使われ方
により異なり、両者の複合バイアス法の場合は0.5〜
0.7の範囲が望ましく、ソフト膜バイアス法単独では
1.0程度である。これらの値は、磁気抵抗効果膜50
の材料/厚さを選定することにより、磁気抵抗効果膜の
磁化量を計算して膜厚制御により容易に達成することが
できる。ソフト膜30の材料を選定することによって
も、所定の磁化比に合うようにその厚さを限定できる。Generally, a shunt bias method and a soft film bias method are often used for bias application. The magnetization ratio between the soft film and the magnetoresistive film varies depending on how the bias method is used.
The range of 0.7 is desirable, and the soft film bias method alone is about 1.0. These values are the magnetoresistive film 50.
By selecting the material / thickness of, the amount of magnetization of the magnetoresistive effect film can be calculated and easily achieved by controlling the film thickness. By selecting the material of the soft film 30, the thickness can be limited so as to meet the predetermined magnetization ratio.
【0023】前記シャント膜40は、磁気抵抗効果膜
50を高感度にするに十分なレベルにするものであっ
て、このシャント膜を用いる方法はシャントバイアス法
と呼ばれている。このシャント膜40は、磁気抵抗効果
膜50に隣接して、Ti/Nb/Ta/Mo/W等のい
ずれか一種類以上の薄い金属又は合金膜を通常0.01
〜0.05μmの厚みで形成するのが一般的である。こ
のシャントバイアス法は、シャント膜40に流れる電流
によって横バイアス磁界が変化するので、シャント膜4
0の膜厚制御が必要であり、比抵抗値は通常200μΩ
−cm程度である。The shunt film 40 has a level sufficient to make the magnetoresistive film 50 highly sensitive, and a method using this shunt film is called a shunt bias method. The shunt film 40 is formed of a thin metal or alloy film of at least one kind such as Ti / Nb / Ta / Mo / W, which is usually 0.01, adjacent to the magnetoresistive film 50.
Generally, it is formed with a thickness of 0.05 μm. In this shunt bias method, the lateral bias magnetic field is changed by the current flowing through the shunt film 40, so that the shunt film 4
It is necessary to control the film thickness to 0, and the specific resistance value is usually 200 μΩ.
It is about −cm.
【0024】磁気抵抗効果膜50は、前述の様に電気
抵抗が磁気ディスクからの磁化によって変化する特性を
持ち、材質としては優れた軟磁気特性を示すNiFe合
金膜がよく知られ、その組成は、磁歪定数が1×10-6
〜−1×10-6の範囲にある80〜84原子%Niで残
部Feよりなることが望ましい。これは、ヘッド特性が
応力誘起異方性に大いに影響されるため、その絶対値を
小さくすることが望ましいためである。この磁気抵抗効
果膜50の材質は、NiFeCo合金膜/NiCo合金
膜等の磁化の方向によって電気抵抗が変化する強磁性薄
膜で形成しても良い。As described above, the magnetoresistive effect film 50 has a characteristic that the electric resistance changes depending on the magnetization from the magnetic disk, and as a material, a NiFe alloy film exhibiting excellent soft magnetic characteristics is well known. , The magnetostriction constant is 1 × 10 -6
It is desirable that the balance is 80 to 84 atomic% Ni in the range of -1 × 10 -6 and the balance is Fe. This is because the head characteristics are greatly affected by the stress-induced anisotropy, and it is desirable to reduce the absolute value. The material of the magnetoresistive film 50 may be a ferromagnetic thin film whose electric resistance changes depending on the direction of magnetization, such as a NiFeCo alloy film / NiCo alloy film.
【0025】本実施例の特徴である磁区制御層60
は、非磁性膜55と磁気的にソフトな強磁性膜65とを
順次積層した積層膜構造であり、磁気抵抗効果膜50の
左右両端上部にだけ形成され、磁気抵抗効果膜50の端
部と反強磁性結合を用いて該端部を単一磁区状態に維持
して長さ方向の縦バイアス磁界を磁気抵抗効果膜50に
与えるものである。該非磁性膜55と磁気的にソフトな
強磁性膜65は、その間が反強磁性交換結合を利用して
結合されている。この反強磁性交換結合の作用について
は後述する。The magnetic domain control layer 60, which is a feature of this embodiment.
Is a laminated film structure in which a non-magnetic film 55 and a magnetically soft ferromagnetic film 65 are sequentially laminated. The non-magnetic film 55 and the magnetically soft ferromagnetic film 65 are formed only on the left and right upper ends of the magnetoresistive effect film 50. The end portion is maintained in a single magnetic domain state by using antiferromagnetic coupling, and a longitudinal bias magnetic field in the longitudinal direction is applied to the magnetoresistive effect film 50. The non-magnetic film 55 and the magnetically soft ferromagnetic film 65 are coupled together by using antiferromagnetic exchange coupling. The action of this antiferromagnetic exchange coupling will be described later.
【0026】前記磁気的にソフトな強磁性膜65として
は、磁気抵抗効果膜50と同一材料とすることが制御面
で最も望ましい。これは、前述した様に磁化比の点で膜
厚が決められることによる。即ち、dを膜厚/Bsを飽
和磁束密度とし、例えばソフトバイアス膜30の厚さを
「(d)ソフト」と表した場合、次数式1の関係が望まし
い。The magnetically soft ferromagnetic film 65 is most preferably made of the same material as the magnetoresistive film 50 in terms of control. This is because the film thickness is determined in terms of the magnetization ratio as described above. That is, when d is the film thickness / Bs is the saturation magnetic flux density and, for example, the thickness of the soft bias film 30 is expressed as “(d) software”, the relationship of the following expression 1 is desirable.
【0027】[0027]
【数1】(d)ソフト=(Bs・d)磁気抵抗/(Bs)ソフト また前記非磁性膜55としては、銀/銅/金及び二種以
上の導電性の良い合金または積層膜を所定厚みとするこ
とが望ましい。この理由は、非磁性膜が両磁性膜65及
び50間の磁気的な交換結合をコントロ−ルして、反強
磁性結合を安定に得るためである。## EQU1 ## (d) Soft = (Bs.multidot.d) Magnetoresistance / (Bs) Soft As the non-magnetic film 55, silver / copper / gold and an alloy or a laminated film of two or more kinds having good conductivity are predetermined. It is desirable to set the thickness. The reason for this is that the non-magnetic film controls the magnetic exchange coupling between the magnetic films 65 and 50 to stably obtain the antiferromagnetic coupling.
【0028】次に前記磁気的な交換相互作用と磁気抵抗
効果膜50と磁気的にソフトな強磁性膜65との間に介
在する非磁性膜55の膜厚との関係を図7に示す。図7
は、磁気抵抗効果膜50と磁気的にソフトな強磁性膜6
5との間に作用する磁気交換結合状態[反強磁性結合磁
界Haf(Oe)]が非磁性膜厚55の厚みtにより変
動することを示し、強磁性結合と反強磁性結合との間を
振動する特性があり、また非磁性膜55の膜厚が厚い
程、結合力そのものは小さくなるものの反強磁性結合と
なる非磁性膜厚のマ−ジンが広くなることを示してい
る。このことは、非磁性膜の膜厚変動があっても反強磁
性結合を維持出来ることを示しており、本発明に係わる
磁区制御方式が膜形成上のマ−ジンが広いことを意味し
ている。Next, FIG. 7 shows the relationship between the magnetic exchange interaction and the film thickness of the nonmagnetic film 55 interposed between the magnetoresistive film 50 and the magnetically soft ferromagnetic film 65. Figure 7
Is a magnetoresistive film 50 and a magnetically soft ferromagnetic film 6
It is shown that the magnetic exchange coupling state [antiferromagnetic coupling magnetic field Haf (Oe)] acting between the magnetic field and the magnetic field 5 varies depending on the thickness t of the non-magnetic film thickness 55. It is shown that as the non-magnetic film 55 has a vibrating characteristic, and the thicker the non-magnetic film 55, the smaller the coupling force itself, but the wider the margin of the non-magnetic film for antiferromagnetic coupling. This indicates that antiferromagnetic coupling can be maintained even if the thickness of the non-magnetic film varies, which means that the magnetic domain control method according to the present invention has a wide margin in film formation. There is.
【0029】更に、非磁性膜55は熱プロセスでの特性
安定性が重要となるが、200℃までの熱履歴では磁気
的な交換結合が変化しないことは別途確認してあり、ヘ
ッド形成プロセス時の最高温度を200℃以下とする必
要がある。Further, the characteristic stability of the non-magnetic film 55 in the thermal process is important, but it has been separately confirmed that the magnetic exchange coupling does not change in the thermal history up to 200 ° C., and during the head forming process. It is necessary to keep the maximum temperature of 200 ° C. or lower.
【0030】前記信号取り出し用電極導体70は、磁
気抵抗効果膜50に充分な電流(例えば、1×106〜
1×108A/cm2)を流すため、通常、電気抵抗が十
分小さい銅や金等の薄膜が望ましい。The signal extracting electrode conductor 70 has a sufficient current (for example, 1 × 10 6 to 1 × 10 6 to the magnetoresistive film 50).
Since a current of 1 × 10 8 A / cm 2 ) is applied, a thin film of copper, gold or the like having a sufficiently low electric resistance is usually desirable.
【0031】次にこの様に構成された磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの各膜及び層間の磁気交換結合状態を図6を
参照して説明する。図6は、図2に示した各膜及び層の
構成を模式的に示したもので、各膜及び層内の電流を印
加した場合の磁性体イオンの持つスピンモーメント向き
を太矢印B/M/Cにより表している。図中、矢印B
LSRはソフトバイアス膜30内のスピンモーメントの向
き、矢印MLSRは磁気抵抗効果膜50内のスピンモーメ
ントの向き、矢印CLRは磁気的にソフトな強磁性膜65
のスピンモーメントの向きを示している。本図において
は電流を印加した場合の磁化方向を示している。Next, the state of magnetic exchange coupling between the films and the layers of the magnetoresistive magnetic head having the above structure will be described with reference to FIG. FIG. 6 schematically shows the configuration of each film and layer shown in FIG. 2, and the spin moment direction of the magnetic ions when a current in each film and layer is applied is indicated by a thick arrow B / M. It is represented by / C. Arrow B in the figure
LSR is the direction of the spin moment in the soft bias film 30, arrow M LSR is the direction of the spin moment in the magnetoresistive film 50, and arrow C LR is the magnetically soft ferromagnetic film 65.
Shows the direction of the spin moment of. This figure shows the magnetization direction when a current is applied.
【0032】これら各膜及び層間の磁気交換結合状態
は、磁気抵抗効果膜50の両端に図示しない電極70に
より検出電流が印加されると、まず磁気抵抗効果膜50
を流れる電流により1次磁界(左方向)が発生し、この
磁界がソフトバイアス膜30及び磁区制御層60の磁気
的にソフトな強磁性膜65に印加される。この磁界が印
加されたソフトバイアス膜30が矢印Bの如く右方向の
2次磁界を発生すると共に、磁区制御層60の磁気的に
ソフトな強磁性膜65が矢印Cの如く左方向の3次磁界
を発生する。これら2次及び3次磁界は、磁気抵抗効果
膜50の1次磁界に例えば符号31の如く影響して磁気
抵抗効果膜50の両端部のスピンモーメント(矢印ML
/MR)を一方向に揃え、この交換バイアスが磁気抵抗
効果膜50の中央領域(感磁部分)にも伝わり、中央領
域のスピンモーメントも強制的に一方向に揃える力が働
く。これと同時にソフトバイアス膜30の中央領域の磁
化(矢印BS)は磁気抵抗効果膜50から生じる磁界
(矢印MS)により飽和が生じて傾きが発生し、この傾
いたスピンモーメント(矢印BS)が磁気抵抗効果膜5
0の磁界(矢印MS)に作用して縦バイアスが印加され
た状態になる。In the magnetic exchange coupling state between these films and layers, when a detection current is applied to both ends of the magnetoresistive film 50 by electrodes 70 (not shown), the magnetoresistive film 50 is first detected.
A primary magnetic field (leftward direction) is generated by the current flowing through the magnetic field, and this magnetic field is applied to the soft bias film 30 and the magnetically soft ferromagnetic film 65 of the magnetic domain control layer 60. The soft bias film 30 to which this magnetic field is applied generates a rightward secondary magnetic field as indicated by arrow B, and the magnetically soft ferromagnetic film 65 of the magnetic domain control layer 60 is leftward tertiary as indicated by arrow C. Generates a magnetic field. These secondary and tertiary magnetic field, the magnetoresistive film 50 of the primary magnetic field, for example, both ends of the spin moment of the magnetoresistive film 50 affects as reference numeral 31 (arrow M L
/ M R ) is aligned in one direction, and this exchange bias is also transmitted to the central region (magnetically sensitive portion) of the magnetoresistive effect film 50, and a force for forcibly aligning the spin moment in the central region also acts in one direction. Magnetization of the same time soft bias film 30 the central region of the (arrow B S) the inclination occurs saturation caused by the magnetic field (arrow M S) resulting from the magnetoresistive film 50, the tilted spin moment (arrow B S ) Is a magnetoresistive film 5
It acts on the magnetic field of 0 (arrow M S ) and the longitudinal bias is applied.
【0033】この様に本実施例による磁気抵抗効果型磁
気ヘッドは、磁区制御層60の磁気的にソフトな強磁性
膜65が、磁気抵抗効果膜50の両端部のスピンモーメ
ント(矢印ML/MR)を一方向に揃え、この交換バイア
スが磁気抵抗効果膜50の中央領域にも伝わり、中央領
域のスピンモーメントも強制的に一方向に揃える力が働
くことによって、磁気抵抗効果膜50の中央領域での磁
壁の発生を抑制することができ、バルクハウゼンノイズ
を防止することができる。As described above, in the magnetoresistive effect type magnetic head according to the present embodiment, the magnetically soft ferromagnetic film 65 of the magnetic domain control layer 60 causes the spin moments (arrows M L / arrow) at both ends of the magnetoresistive effect film 50. (M R ) is aligned in one direction, this exchange bias is also transmitted to the central region of the magnetoresistive effect film 50, and a force for forcibly aligning the spin moment in the central region also acts in one direction. Generation of domain walls in the central region can be suppressed, and Barkhausen noise can be prevented.
【0034】尚、磁区制御層60を、磁気抵抗効果膜5
0の端部に限定して設けるのは、この端部を単一磁区状
態に維持すると、上記中央領域も強制的に単一磁区状態
になることを利用するためである。また、このような構
造では、上記中央領域の磁気モ−メントが容易に角度変
化することができるので、磁気抵抗効果膜50全体に磁
区制御層を形成したときに生じる感度の低下を防止でき
る。また磁気抵抗効果膜の中央領域では、磁気抵抗効果
膜の異方性磁界の増加がないので、磁気抵抗効果素子の
感度が低下することはなく、ヘッド感度の低下を防止で
きる。The magnetic domain control layer 60 is replaced with the magnetoresistive film 5.
The reason for providing only the end portion of 0 is to utilize that the center region is forced to be in the single magnetic domain state when the end portion is maintained in the single magnetic domain state. Further, in such a structure, the angle of the magnetic moment in the central region can be easily changed, so that it is possible to prevent the decrease in sensitivity that occurs when the magnetic domain control layer is formed on the entire magnetoresistive effect film 50. Further, in the central region of the magnetoresistive effect film, since the anisotropic magnetic field of the magnetoresistive effect film does not increase, the sensitivity of the magnetoresistive effect element does not decrease, and the decrease in head sensitivity can be prevented.
【0035】次に、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方
法の一例を説明する。なお、下記の薄膜形成方法および
パターニング方法は、周知の技術であるスパッタリング
法やエッチング法及びリフトオフ法を用いもものである
が、他の手法によっても製造することができる。Next, an example of a method of manufacturing the magnetoresistive effect magnetic head will be described. The thin film forming method and the patterning method described below can use the well-known techniques such as the sputtering method, the etching method, and the lift-off method, but can also be manufactured by other methods.
【0036】最初に、非磁性基板上に下部磁気シールド
層10とする2μm厚のパ−マロイ膜を形成し、その上
に下部ギャップ膜20を形成する0.1μm厚のアルミ
ナ膜を形成する。その後、下部ギャップ膜20上に、2
00オングストローム厚のソフト膜30を設け、更に1
50オングストローム厚のシャント膜40及び200オ
ングストローム厚の磁気抵抗効果膜50をスパッタリン
グ法、蒸着法などにより順次積層した後、イオンミリン
グ法により不要な箇所を除去して所定形状にパターニン
グする。次に、図5に示すリフトオフプロセス法を用い
て、ホトレジスト−PI2層塗布,ホトレジスト−P1
パターン成形,Deep UVキュアアンダカット,ス
パッタリング金属膜作成及びホトレジスト−PI除去を
行うことにより、磁区制御層60及び電極70とする金
膜を0.1μm程度の厚さに形成する。続いて、下部磁
気シールド10と下部ギャップ膜20とを所定の形状に
パターニングし、上部ギャップ膜80を形成するアルミ
ナを0.1μmの厚さに形成する。更に、上部磁気シー
ルド層90とするパーマロイ膜を2μmの厚さに形成
後、アルミナ保護膜を形成し、磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド作製を完了する。First, a 2 μm thick permalloy film to be the lower magnetic shield layer 10 is formed on a non-magnetic substrate, and a 0.1 μm thick alumina film to form the lower gap film 20 is formed thereon. Then, on the lower gap film 20, 2
A soft film 30 with a thickness of 00 angstrom is provided, and further 1
A shunt film 40 having a thickness of 50 Å and a magnetoresistive film 50 having a thickness of 200 Å are sequentially laminated by a sputtering method, a vapor deposition method, or the like, and then unnecessary portions are removed by an ion milling method and patterned into a predetermined shape. Next, using the lift-off process method shown in FIG. 5, photoresist-PI two-layer coating, photoresist-P1
By patterning, deep UV cure undercut, sputtering metal film formation and photoresist-PI removal, a gold film to be the magnetic domain control layer 60 and the electrode 70 is formed to a thickness of about 0.1 μm. Subsequently, the lower magnetic shield 10 and the lower gap film 20 are patterned into a predetermined shape, and alumina forming the upper gap film 80 is formed to a thickness of 0.1 μm. Further, after forming a permalloy film as the upper magnetic shield layer 90 to a thickness of 2 μm, an alumina protective film is formed, and the manufacture of the magnetoresistive effect magnetic head is completed.
【0037】この様に本発明に係る磁気抵抗効果型磁気
ヘッドでは、磁区制御層と電極膜をリフトオフ法を用い
て形成するため製造工程中で磁気抵抗効果膜50にダメ
ージを与えることがなく、磁気抵抗効果膜50を損傷す
る恐れがないため、磁気特性の良好な磁気抵抗効果膜5
0を形成することができ、性能が安定した磁気抵抗効果
型磁気ヘッドを製造することができる。As described above, in the magnetoresistive effect type magnetic head according to the present invention, since the magnetic domain control layer and the electrode film are formed by the lift-off method, the magnetoresistive effect film 50 is not damaged during the manufacturing process. Since there is no risk of damaging the magnetoresistive effect film 50, the magnetoresistive effect film 5 having good magnetic characteristics.
0 can be formed, and a magnetoresistive magnetic head with stable performance can be manufactured.
【0038】更に、本発明による磁区制御層は、スピン
バルブ型磁気ヘッドにも適用することができ、この実施
例を図8を参照して説明する。Furthermore, the magnetic domain control layer according to the present invention can also be applied to a spin valve type magnetic head, and this embodiment will be described with reference to FIG.
【0039】本実施例によるスピンバルブ型磁気ヘッド
は、導電性の非磁性膜の上下に第1及び第2の導電性の
強磁性膜から構成し、第1又は第2のいずれか一方の強
磁性膜が磁化方向を固定させる磁区制御膜と磁気的に結
合させることを特徴とする。The spin-valve type magnetic head according to the present embodiment is composed of first and second conductive ferromagnetic films above and below a conductive non-magnetic film, and has either the first or second strong magnetic film. The magnetic film is magnetically coupled to a magnetic domain control film that fixes the magnetization direction.
【0040】本実施例による磁気抵抗効果型磁気ヘッド
は、図8に示すようなシャント膜40/強磁性膜65−
3/非磁性膜55/強磁性膜65−2/非磁性膜55及
び強磁性膜65−1から成る磁区制御層60/電極70
を積層した膜構成とすることにより、磁気的に交換結合
して磁気的にソフトな強磁性膜65−2の磁化方向を固
定する。この交換結合は、多層膜間(図中では2層膜6
5−1と65−2間)の反強磁性結合で決まり、外部磁
界に対して安定な結合を示す。また磁気的にソフトな強
磁性膜65の磁化方向は強磁性膜65−1と強磁性膜6
5−2で互いに反平行であり、信号磁界に対して直角と
する。一方、強磁性膜65−3では信号磁界と同一方向
となるように制御する。さらに磁区制御層が膜面側にあ
る図8に対し、膜構成を逆にして磁区制御層を基板側に
配置することも可能である。その結果、スピンバルブ型
磁気ヘッドのヘッド特性の安定化に寄与することもでき
る。尚、図中の符号82は検出用電流を供給する電気回
路、符号81は感知手段であるさらに、本発明に係る磁
気抵抗効果型磁気ヘッドの磁区制御層は、磁気抵抗効果
膜の形成後に、リフトオフ法を用いて電極膜と同時に形
成される。従って、磁区制御層の形成工程において、磁
気抵抗効果膜を損傷する恐れはなく、多数の磁気ヘッド
間の性能のバラツキを抑え、大量生産に有利となる。本
発明の磁区制御構造では後の実施例でも記述するが、磁
区制御膜を構成する膜厚が10%程度変動すると反強磁
性結合力も変動するが、磁区制御として適用出来るレベ
ルにある。The magnetoresistive effect magnetic head according to this embodiment has a shunt film 40 / ferromagnetic film 65-as shown in FIG.
3 / nonmagnetic film 55 / ferromagnetic film 65-2 / magnetic domain control layer 60 composed of nonmagnetic film 55 and ferromagnetic film 65-1 / electrode 70
Is used to fix the magnetization direction of the magnetically soft ferromagnetic film 65-2 by magnetically exchange-coupling. This exchange coupling is performed between the multilayer films (two-layer film 6 in the figure).
It is determined by the antiferromagnetic coupling (between 5-1 and 65-2) and shows stable coupling to an external magnetic field. The magnetization direction of the magnetically soft ferromagnetic film 65 is the same as that of the ferromagnetic film 65-1 and the ferromagnetic film 6.
5-2 are antiparallel to each other and are perpendicular to the signal magnetic field. On the other hand, the ferromagnetic film 65-3 is controlled so as to have the same direction as the signal magnetic field. Further, it is possible to arrange the magnetic domain control layer on the substrate side by reversing the film configuration with respect to FIG. 8 in which the magnetic domain control layer is on the film surface side. As a result, it is possible to contribute to stabilization of the head characteristics of the spin valve magnetic head. In the figure, reference numeral 82 is an electric circuit for supplying a detection current, reference numeral 81 is a sensing means, and the magnetic domain control layer of the magnetoresistive effect magnetic head according to the present invention is It is formed simultaneously with the electrode film by using the lift-off method. Therefore, in the step of forming the magnetic domain control layer, there is no risk of damaging the magnetoresistive film, variation in performance among a large number of magnetic heads is suppressed, and it is advantageous for mass production. In the magnetic domain control structure of the present invention, which will be described later in Examples, when the film thickness of the magnetic domain control film changes by about 10%, the antiferromagnetic coupling force also changes, but it is at a level applicable to magnetic domain control.
【0041】次に前記実施例による磁気抵抗効果型磁気
ヘッドが適用される磁気ディスク装置の一例を図3を用
いて説明する。図3は、磁気ディスク装置の内部構造を
示す概略斜視図であり、本装置は、スピンドル202に
保持される複数の磁気ディスク203と、該スピンドル
202を駆動するモータと、移動可能なキャリッジ20
5に保持された磁気ヘッド群204と、このキャリッジ
205を駆動するボイスコイルモータと、これらを支持
するベース201とを備える。また、図には表示してい
ないが磁気ディスク制御装置などの上位装置から送り出
される信号に従ってボイスコイルモータを制御するボイ
スコイルモータ制御回路を備えている。また本装置は、
上位装置から送られてきたデータを書き込み方式に対応
し、磁気ヘッドに流すべき電流に変換する機能と、磁気
ディスク203から再生したデータ信号を増幅し、ディ
ジタル信号に変換する機能とを持つリードライト回路及
びインタフェースを備える。Next, an example of a magnetic disk device to which the magnetoresistive magnetic head according to the above embodiment is applied will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic perspective view showing the internal structure of the magnetic disk device. In this device, a plurality of magnetic disks 203 held by a spindle 202, a motor for driving the spindle 202, and a movable carriage 20.
5, a magnetic head group 204 held by the magnetic head 5, a voice coil motor that drives the carriage 205, and a base 201 that supports these. Although not shown in the figure, a voice coil motor control circuit for controlling the voice coil motor according to a signal sent from a higher-level device such as a magnetic disk control device is provided. This device also
Read / write having a function of converting data sent from a host device into a current corresponding to a writing system and having a function of amplifying a data signal reproduced from the magnetic disk 203 and converting it into a digital signal. It has a circuit and an interface.
【0042】次に、この磁気ディスク装置の動作を、読
みだしの場合を例として説明する。上位装置からインタ
ーフェイスを介して制御回路に読みだすべきデータの指
示が与えられると、本装置は、ボイスコイルモータ制御
回路からの制御電流によって、ボイスコイルモータがキ
ャリッジを駆動させ、指示されたデータが記憶されてい
るトラックの位置に磁気ヘッド群204等を高速で移動
させ、正確に位置付けを行う。この位置付けには、デー
タ面サーボ方式を用いる。即ち、磁気ディスク203上
にデータと共にサーボ情報が記録されており、サーボ情
報により位置決めの精度を向上している。また、ベース
201に支持されたモータは、スピンドル202に取り
付けた直径3.5インチ以下の円板203を回転させ
る。次に、リードライト回路からの信号に従って指示さ
れた所定の磁気ヘッドを選択し、指示された領域の先頭
位置を検出後、円板上のデータ信号を読みだす。この読
み出しは、リードライト回路に接続されている磁気ヘッ
ド群204が磁気ディスク203との間で信号の授受を
行うことにより行われる。読みだされたデータは所定の
信号に変換される。Next, the operation of this magnetic disk device will be described by taking the case of reading as an example. When an instruction of data to be read is given from the host device to the control circuit through the interface, this device causes the voice coil motor to drive the carriage by the control current from the voice coil motor control circuit, and the instructed data is transmitted. The magnetic head group 204 or the like is moved to the stored track position at high speed to perform accurate positioning. A data surface servo system is used for this positioning. That is, the servo information is recorded together with the data on the magnetic disk 203, and the positioning accuracy is improved by the servo information. Further, the motor supported by the base 201 rotates a disc 203 having a diameter of 3.5 inches or less attached to the spindle 202. Next, a predetermined magnetic head designated by the signal from the read / write circuit is selected, the head position of the designated area is detected, and then the data signal on the disk is read. This reading is performed by the magnetic head group 204 connected to the read / write circuit exchanging signals with the magnetic disk 203. The read data is converted into a predetermined signal.
【0043】本発明に係わる磁気ヘッドの効果を発揮す
るには、図4にヘッド特性の一例を示す如く、トラック
密度が1インチ当り5000トラック以上となる磁気デ
ィスク装置に搭載することが望ましい。図4では比較の
ために、本発明による磁区制御方式による磁気ヘッド特
性と永久磁石膜を用いた従来公知の磁気ヘッドの特性を
併記する。同図はトラック幅が狭くなるにつれての感度
変化を示し、永久磁石膜を磁区制御に適用したトラック
幅2.5μm以下の磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは感度
が急激に低下することがわかる。これは、永久磁石膜の
パターン端部で発生するポールが磁気抵抗効果膜の感磁
部に大いに影響するためである。これに対し、本実施例
による磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、狭トラック幅に
なっても感度が低下しない。これは、前述したように本
発明の磁区制御層が磁気抵抗効果膜の感磁部に影響せ
ず、磁界感度を低下させないことによるためである。こ
のことは、本発明を用いた磁気ヘッドが狭トラック対応
であることがわかる。In order to exert the effects of the magnetic head according to the present invention, it is desirable to mount the magnetic head on a magnetic disk device having a track density of 5000 tracks or more per inch as shown in FIG. For comparison, FIG. 4 shows the characteristics of the magnetic head according to the magnetic domain control method of the present invention and the characteristics of a conventionally known magnetic head using a permanent magnet film. The figure shows the change in sensitivity as the track width becomes narrower, and it can be seen that the sensitivity drops sharply in a magnetoresistive head having a track width of 2.5 μm or less in which a permanent magnet film is applied to magnetic domain control. This is because the poles generated at the end portions of the pattern of the permanent magnet film greatly affect the magnetic sensitive portion of the magnetoresistive film. On the other hand, in the magnetoresistive effect magnetic head according to the present embodiment, the sensitivity does not decrease even when the track width is narrow. This is because, as described above, the magnetic domain control layer of the present invention does not affect the magnetic sensitive portion of the magnetoresistive film and does not lower the magnetic field sensitivity. This means that the magnetic head using the present invention is compatible with narrow tracks.
【0044】[0044]
【発明の効果】以上述べた如く本発明による磁気ヘッド
は、磁気抵抗効果膜の両端部上側に、反強磁性結合を利
用した磁区制御層を配置したことにより、磁気抵抗効果
膜端部でのポ−ルの発生及びを防止して、感磁部の磁気
抵抗効果膜に影響を及ぼすことなく感度の低下を抑制す
ることができる。また本磁気ヘッドは、磁気抵抗効果膜
両端部上側に設けられた磁気抵抗効果膜と磁区制御層と
の反強磁性結合により生じる縦バイアス磁界によって、
磁気抵抗効果膜の中央部に磁壁が発生するのを抑制でき
るので、磁壁の不規則な移動が原因であるバルクハウゼ
ンノイズを抑えることができる。As described above, in the magnetic head according to the present invention, the magnetic domain control layer utilizing the antiferromagnetic coupling is arranged above both ends of the magnetoresistive effect film, so that the end of the magnetoresistive effect film is formed. It is possible to prevent the generation and generation of pollutants, and to suppress the decrease in sensitivity without affecting the magnetoresistive film of the magnetic sensing section. In addition, the present magnetic head uses a longitudinal bias magnetic field generated by the antiferromagnetic coupling between the magnetoresistive effect film and the magnetic domain control layer provided on both ends of the magnetoresistive effect film,
Since it is possible to suppress the generation of the domain wall in the central portion of the magnetoresistive film, it is possible to suppress Barkhausen noise caused by the irregular movement of the domain wall.
【0045】更に本発明による磁気ヘッドは、磁化方向
を固定する手段として非磁性膜と磁気的にソフトな強磁
性膜とを順次積層して構成された多層膜の磁区制御層を
用いることによって、感度の低下及びバルクハウゼンノ
イズの発生を抑制し、ヘッド特性の安定化に寄与するこ
ともできる。更に非磁性膜の材質及び厚さを任意に選定
することにり更に耐食性にすぐれ且つ感磁部の磁気抵抗
効果膜に影響を及ぼすことなく感度の低下及びバルクハ
ウゼンノイズの発生を抑制することができる。Further, in the magnetic head according to the present invention, as a means for fixing the magnetization direction, a multi-layer magnetic domain control layer constituted by sequentially laminating a non-magnetic film and a magnetically soft ferromagnetic film is used. It is also possible to suppress the decrease in sensitivity and the generation of Barkhausen noise and contribute to the stabilization of the head characteristics. Further, by arbitrarily selecting the material and thickness of the non-magnetic film, it is possible to further improve the corrosion resistance and suppress the decrease in sensitivity and the generation of Barkhausen noise without affecting the magnetoresistive film of the magnetically sensitive portion. it can.
【図1】本発明の一実施例による磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドを示す図。FIG. 1 is a diagram showing a magnetoresistive effect magnetic head according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す磁気抵抗効果型磁気ヘッドの拡大
図。FIG. 2 is an enlarged view of the magnetoresistive magnetic head shown in FIG.
【図3】本発明による磁気ヘッドが適用される磁気ディ
スク装置を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a magnetic disk device to which a magnetic head according to the present invention is applied.
【図4】ヘッド感度とトラック幅との関係を示す線図。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between head sensitivity and track width.
【図5】代表的なリフトオフプロセスを示すプロセスチ
ャート図。FIG. 5 is a process chart showing a typical lift-off process.
【図6】本発明による磁区制御層の機能を説明するため
の模式図。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the function of a magnetic domain control layer according to the present invention.
【図7】本発明の磁区制御層の磁気的結合と非磁性膜厚
との関係を示す図。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the magnetic coupling and the non-magnetic film thickness of the magnetic domain control layer of the present invention.
【図8】本発明の一実施例の狭トラック対応スピンバル
ブ型磁気ヘッドを示す斜視図。FIG. 8 is a perspective view showing a spin valve type magnetic head for narrow tracks according to an embodiment of the present invention.
【図9】従来技術による磁気抵抗効果型磁気ヘッドを説
明するための図。FIG. 9 is a diagram for explaining a magnetoresistive effect magnetic head according to a conventional technique.
10…下部磁気シールド層、20…下部ギャップ膜、3
0…ソフト膜、40…シャント膜、50…磁気抵抗効果
膜、55…導電性非磁性膜、60…磁区制御層、65…
磁気的にソフトな強磁性膜、70…信号検出電極、80
…上部ギャップ膜、90…上部磁気シールド膜、100
…磁気抵抗効果型磁気ヘッド、110…ライトヘッド用
上部磁気コア、201…ベース、202…スピンドル、
203…円板、204…磁気ヘッド、205…キャリッ
ジ。10 ... Lower magnetic shield layer, 20 ... Lower gap film, 3
0 ... Soft film, 40 ... Shunt film, 50 ... Magnetoresistive film, 55 ... Conductive non-magnetic film, 60 ... Magnetic domain control layer, 65 ...
Magnetically soft ferromagnetic film, 70 ... Signal detection electrode, 80
... upper gap film, 90 ... upper magnetic shield film, 100
... magnetic resistance effect type magnetic head, 110 ... upper magnetic core for write head, 201 ... base, 202 ... spindle,
203 ... Disc, 204 ... Magnetic head, 205 ... Carriage.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神尾 浩 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Kamio 2880 Kozu, Odawara City, Kanagawa Prefecture Storage Systems Division, Hitachi Ltd.
Claims (4)
検出電流を印加させる電極と、前記磁気抵抗効果膜に横
方向バイアスを加える横バイアス膜と、前記磁気抵抗効
果膜の上側両端部に配置した磁区制御層とを備える磁気
抵抗効果型の磁気ヘッドにおいて、前記磁区制御層が、
非磁性膜と磁気的にソフトな強磁性膜とを積層した多層
膜であることを特徴とする磁気ヘッド。1. A magnetoresistive effect film, an electrode for applying a detection current to the magnetoresistive effect film, a lateral bias film for applying a lateral bias to the magnetoresistive effect film, and upper end portions of the magnetoresistive effect film. In a magnetoresistive effect type magnetic head comprising a magnetic domain control layer arranged in
A magnetic head comprising a multi-layered film in which a non-magnetic film and a magnetically soft ferromagnetic film are laminated.
と第2の強磁性膜より構成され、少なくとも一方の強磁
性膜の磁化方向を固定する手段を持つスピンバルブ型の
磁気ヘッドにおいて、前記磁化方向を固定する手段とし
て非磁性膜と磁気的にソフトな強磁性膜とを順次積層し
て構成された多層膜の磁区制御層を設けたことを特徴と
する磁気ヘッド。2. A spin-valve type magnetic head comprising a first ferromagnetic film and a second ferromagnetic film separated by a thin metal layer and having means for fixing the magnetization direction of at least one of the ferromagnetic films. 2. The magnetic head according to claim 1, further comprising a multi-layer magnetic domain control layer formed by sequentially laminating a non-magnetic film and a magnetically soft ferromagnetic film as a means for fixing the magnetization direction.
又は金又はこれらの合金又はこれらの積層膜であること
を特徴とする請求項1又は2記載の磁気ヘッド。3. The magnetic head according to claim 1, wherein the non-magnetic film of the magnetic domain control layer is silver, copper, gold, an alloy thereof, or a laminated film thereof.
気抵抗効果膜及び磁区制御層の磁性膜の厚さよりも薄い
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気ヘッド。4. The magnetic head according to claim 1, wherein the non-magnetic film of the magnetic domain control layer is thinner than the magnetic films of the magnetoresistive film and the magnetic domain control layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4347994A JPH07254114A (en) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | Magnetic head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4347994A JPH07254114A (en) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | Magnetic head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07254114A true JPH07254114A (en) | 1995-10-03 |
Family
ID=12664866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4347994A Pending JPH07254114A (en) | 1994-03-15 | 1994-03-15 | Magnetic head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07254114A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636392B2 (en) * | 2000-07-11 | 2003-10-21 | Tdk Corporation | Thin-film magnetic head with magnetoresistive effect element |
| US6704176B2 (en) * | 2001-11-13 | 2004-03-09 | Seagate Technology Llc | Spin valve sensor |
-
1994
- 1994-03-15 JP JP4347994A patent/JPH07254114A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6636392B2 (en) * | 2000-07-11 | 2003-10-21 | Tdk Corporation | Thin-film magnetic head with magnetoresistive effect element |
| US6704176B2 (en) * | 2001-11-13 | 2004-03-09 | Seagate Technology Llc | Spin valve sensor |
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