JPH07254114A

JPH07254114A - 磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH07254114A
Application number: JP4347994A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Mitsuoka; 勝也光岡; Hiroshi Fukui; 宏福井; Koichi Nishioka; 浩一西岡; Hiroshi Kamio; 浩神尾
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1995-10-03

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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Ｍ_LSRは磁気抵抗効果膜５０内のスピンモーメ
ントの向き、矢印Ｃ_LR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。

【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Ｍ_L
／Ｍ_R）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Ｂ_S）は磁気抵抗効果膜５０から生じる磁界
（矢印Ｍ_S）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Ｂ_S）が磁気抵抗効果膜５
０の磁界（矢印Ｍ_S）に作用して縦バイアスが印加され
た状態になる。

【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Ｍ_L／Ｍ_R）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。

【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。

【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。

【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，ＤｅｅｐＵＶ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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】図１に示す磁気抵抗効果型磁気ヘッドの拡大
図。

【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。

【図４】ヘッド感度とトラック幅との関係を示す線図。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
膜であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】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特徴と
する磁気ヘッド。
【請求項３】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
を特徴とする請求項１又は２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】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
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ヘッド。