JPH0737229A - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センス電流の許容値を大きくすることができ
汎用性に優れ、万一センス電流の大きさが許容値を越え
た場合であってもＭＲヘッドの破壊を防止することがで
きる信頼性に優れたＭＲヘッドの提供。 【構成】 下部絶縁層４と、下部絶縁層４上に積層され
て磁気を検出するためのＭＲ素子層５と、ＭＲ素子層５
と電気的に接続されたＭＲ素子層５へセンス電流を流す
とともにＭＲ素子層５からの放熱効果を高めるための２
つのリード層１５と、ＭＲ素子層５上等に積層される上
部絶縁層７と、を備えた磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
であって、リード層１５のＭＲ素子層５との接続部の近
傍のＭＲ素子層５側に形成された凸部１５ａを備えた構
成からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気情報記録装置等にお
いて用いられる磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド（以下Ｍ
Ｒヘッドと略す）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスク等の磁気記録装置
の小型化，大容量化を行うために、磁気記録媒体の速度
によらずに高い出力を得ることができるＭＲヘッドが、
特開平２−６８７０６号公報に開示されたもの等、種々
開発されている。

【０００３】以下に従来のＭＲヘッドについて説明す
る。図５は従来のＭＲヘッドの要部断面図であり、図６
は図５のＡ点における拡大図であり、図７は従来のＭＲ
ヘッドのＭＲ素子層及びリード層の要部断面図である。
１は基板、２は基板１上に積層される下地絶縁層、３は
下地絶縁層２上に積層される下部シールド層、４は下部
シールド層３上に積層される下部絶縁層、５は下部絶縁
層４上に積層されて磁気を検出するためのＭＲ素子層、
６はＭＲ素子層５と電気的に接続されてＭＲ素子層５に
センス電流を流すとともにＭＲ素子層５からの放熱効果
を高めるための２つのリード層、７はＭＲ素子層５上等
に積層される上部絶縁層、８は上部絶縁層７上に積層さ
れる上部シールド層である。図７において、９は磁束の
変化を信号に変換する磁気抵抗層、１０は磁気抵抗層９
にバイアス磁界を印加するための軟磁性体層、１１は非
磁性体からなり磁気抵抗層９と軟磁性体層１０とを磁気
的に分離するためのスペーサ、１２は磁気抵抗層９の上
部へセンス電流と平行な方向に磁気的な交換バイアスを
印加するための反強磁性体バイアス層、１３は磁気抵抗
層９へセンス電流を流すとともに磁気抵抗層９で発生し
た熱の放熱効果を高めるための導電性リード層、１４は
反強磁性体バイアス層１２と導電性リード層１３とを密
着させる密着性強化層である。

【０００４】ここで、図６に示すように、短冊状のＭＲ
素子層５には、このＭＲ素子層５側が平坦なリード層６
が電気的に接続されており、ＭＲ素子層５の上部には、
熱伝導性の低い上部絶縁層７のみが積層されている。

【０００５】以上のように構成された従来のＭＲヘッド
について、以下その動作を説明する。図８は従来のＭＲ
ヘッドのＭＲ素子層の放熱状態を示す図である。

【０００６】従来のＭＲヘッドでは、一方のリード層６
から定格電流であるセンス電流を流し、このセンス電流
がＭＲ素子層５を流れ、他方のリード層６から電源（図
示せず）へと戻っていく。この時、ＭＲ素子層５を流れ
るセンス電流によって、センス電流とは直角な方向に磁
界が発生し、反強磁性体バイアス層１２と軟磁性体層１
０に磁界が誘起されて、磁気抵抗層９がセンス電流とは
直角な方向にバイアスされる。磁気抵抗層９が、このよ
うにバイアスされた状態で外部から入力磁界を受ける
と、磁気抵抗層９の抵抗値が入力磁界の変化に伴って変
化し、この変化を信号として処理することで出力を得て
いる。

【０００７】ここで、ＭＲ素子層５の磁気抵抗層９が抵
抗体であるため、これにセンス電流を流すとジュール熱
が発生する。この熱は、図８に示すように、ＭＲ素子層
５の両端部の熱伝導率の高いリード層６及びＭＲ素子層
５の上部の熱伝導率の低い上部絶縁層７を介して、下部
シールド層３，上部シールド層８、あるいは基板１へと
放熱されて、ＭＲ素子層５の溶断等による破壊を防止し
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、ＭＲ素子層５の上部が熱伝導率の低い上部
絶縁層７のみからなり、ＭＲ素子層５がセンス電流によ
って発熱するため、ＭＲヘッドの放熱効率が低くなり、
ＭＲ素子層５の溶断等を防止するために、センス電流の
許容値を大きくすることができず汎用性に欠けるという
問題点を有していた。また、万一センス電流の大きさが
許容値を越えた場合には、ＭＲヘッドの放熱効率が低い
ために、ＭＲ素子層５が溶断する等して、ＭＲヘッドが
破壊され信頼性に欠けるという問題点を有していた。

【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、センス電流の許容値を大きくすることができ汎用性
に優れ、万一センス電流の大きさが許容値を越えた場合
であってもＭＲヘッドの破壊を防止することができる信
頼性に優れたＭＲヘッドを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のＭＲヘッドは、下部絶縁層と、下部絶縁層上
に積層されて磁気を検出するためのＭＲ素子層と、ＭＲ
素子層と電気的に接続されたＭＲ素子層へセンス電流を
流すとともにＭＲ素子層からの放熱効果を高めるための
２つのリード層と、ＭＲ素子層上等に積層される上部絶
縁層と、を備えた磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドであっ
て、リード層のＭＲ素子層との接続部の近傍のＭＲ素子
層側に形成された凸部を備えた構成を有している。

【００１１】ここで、凸部とＭＲ素子層との距離として
は、０．５μｍ〜１μｍとするのが好ましい。この距離
がこの範囲より小さくなると凸部とＭＲ素子層との間が
電気的に導通してＭＲ素子層の動作領域が狭くなるため
に好ましくなく、逆にこの範囲より大きくなると凸部と
ＭＲ素子層との間にある上部絶縁層の幅が広くなって放
熱効率が低下するために好ましくない。また、２つの凸
部間の距離としては、０．５μｍ〜１μｍとするのが好
ましい。この距離がこの範囲より小さくなると２つの凸
部間で短絡が生じるために好ましくなく、逆にこの範囲
より大きくなると凸部間の上部絶縁層の幅が広くなりＭ
Ｒ素子層上部での放熱効率が低下するために好ましくな
い。また、凸部は２つのリード層の内いずれか一方のみ
に形成してもよい。

【００１２】

【作用】この構成によって、リード層のＭＲ素子層との
接続部との近傍のＭＲ素子層側に凸部を形成し、この凸
部がリード層と同様な高い熱伝導率を有しているため
に、ＭＲ素子層で発生した熱を、ＭＲ素子層の上部から
も容易に放熱することができるため、ＭＲヘッドの放熱
効率を向上させてセンス電流の許容値を大きくすること
ができる。また、放熱効率が高いために、万一センス電
流の大きさが許容値を越えた場合であっても、ＭＲ素子
層で発生した熱が速やかに放温されて、ＭＲ素子の温度
の上昇を抑え、ＭＲヘッドの破壊を防止することができ
る。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例におけるＭＲヘッドに
ついて、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の
一実施例におけるＭＲヘッドの要部断面図であり、図２
は図１のＢ点における拡大図である。１は基板、２は下
地絶縁層、３は下部シールド層、４は下部絶縁層、５は
ＭＲ素子層、７は上部絶縁層、８は上部シールド層であ
り、これらは従来例と同様なものなので同一の符号を付
し説明を省略する。１５はＭＲ素子層５と接続されてＭ
Ｒ素子層５へセンス電流を流すとともにＭＲ素子層５で
発生した熱を効率よく放熱するリード層である。図２に
おいて、１５ａはリード層１５のＭＲ素子層５との接続
部近傍のＭＲ素子層５側に形成されてＭＲ素子層５の上
部からの放熱効率を向上させるための凸部である。

【００１４】以上のように構成された本発明の一実施例
におけるＭＲヘッドについて、以下その動作を説明す
る。図３は本発明の一実施例におけるＭＲヘッドのＭＲ
素子層の放熱状態を示す図である。リード層１５にセン
ス電流を流すと、従来例と同様にＭＲ素子層５がバイア
スされて外部からの入力磁界を信号として出力する。こ
こで、ＭＲ素子層５が抵抗体であるため、これがセンス
電流を流すことで発熱する。しかし、ＭＲ素子層５の両
端部に熱伝導率の高いリード層１５が接続されており、
更にＭＲ素子層５の上部には薄い上部絶縁層７を介して
熱伝導率の高い凸部１５ａが形成されているため、図３
に示すように、ＭＲ素子層５で発生した熱が直接あるい
は薄い上部絶縁層７，凸部１５ａを介してリード層１５
へと伝導し、下部シールド層３，上部シールド層８及び
基板１から放熱されるために、ＭＲヘッドの放熱効率を
向上させて、ＭＲ素子層５の温度の上昇を抑えることが
できる。

【００１５】以上のように動作する本発明の一実施例に
おけるＭＲヘッドと、従来のＭＲヘッドについて性能比
較試験を行った。以下その結果について説明する。

【００１６】（実験例１）本発明の一実施例におけるＭ
Ｒヘッドにセンス電流を流し、その時のＭＲ素子層５の
温度を測定して、センス電流−ＭＲ素子層温度特性を求
めた。その結果を図４に示す。

【００１７】（比較例１）図６に示した従来のＭＲヘッ
ドを用い、実験例１と同様にして、センス電流−ＭＲ素
子層温度特性を求めた。その結果を図４に示す。

【００１８】（実験例２）本発明の一実施例におけるＭ
Ｒヘッド（センス電流許容値が２０ｍＡのもの）に３０
ｍＡの過大電流を３０秒間流した後に、溶断等のＭＲ素
子層５の破壊の発生率を測定して、耐過大電流試験を行
った。その結果を（表１）に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】（比較例２）凸部１５ａが形成されていな
い他は、本発明の一実施例におけるＭＲヘッドと同様な
従来のＭＲヘッド（センス電流許容値が１５ｍＡのも
の）を用い、実験例２と同様にして、耐過大電流試験を
行った。その結果を（表１）に示す。

【００２１】図４から明らかなように、同一のセンス電
流を流した時のＭＲ素子層５の温度は、比較例１に対し
て実験例１の方が低く抑えられていることがわかる。そ
のため、実験例１が比較例１よりもＭＲヘッドの放熱効
率が高いといえる。また、実験例１の方が比較例１より
も許容電流を大きくでき、汎用性が高いといえる。次
に、（表１）から明らかなように、比較例２では１０％
のＭＲヘッドのＭＲ素子層５が破壊されたのに対して、
実験例２ではＭＲヘッドのＭＲ素子層５の破壊は全く生
じておらず、実験例２の方が比較例２よりも著しく信頼
性が高いといえる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明は、リード層のＭＲ
素子層との接続部との近傍のＭＲ素子層側に凸部を形成
し、この凸部がリード層と同様な高い熱伝導率を有して
いるために、ＭＲ素子層で発生した熱をＭＲ素子層の上
部からも容易に放熱することができるため、ＭＲヘッド
の放熱効率を向上させてセンス電流の許容値を大きくす
ることができ汎用性に優れ、放熱効率が高いために、万
一センス電流の大きさが許容値を越えた場合であって
も、ＭＲ素子層で発生した熱が速やかに放温されて、Ｍ
Ｒ素子層の温度の上昇を抑え、ＭＲヘッドの破壊を防止
することができ信頼性に優れたＭＲヘッドを実現できる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるＭＲヘッドの要部断
面図

【図２】図１のＢ点における拡大図

【図３】本発明の一実施例におけるＭＲヘッドのＭＲ素
子層の放熱状態を示す図

【図４】本発明の一実施例におけるＭＲヘッドと従来例
との性能比較試験のセンス電流−ＭＲ素子層温度特性を
示すグラフ

【図５】従来のＭＲヘッドの要部断面図

【図６】図５のＡ点における拡大図

【図７】従来のＭＲヘッドのＭＲ素子層及びリード層の
要部断面図

【図８】従来のＭＲヘッドのＭＲ素子層の放熱状態を示
す図

【符号の説明】

１ 基板 ２ 下地絶縁層 ３ 下部シールド層 ４ 下部絶縁層 ５ ＭＲ素子層 ６ リード層 ７ 上部絶縁層 ８ 上部シールド層 ９ 磁気抵抗層 １０ 軟磁性体層 １１ スペーサ １２ 反強磁性体バイアス層 １３ 導電性リード層 １４ 密着性強化層 １５ リード層 １５ａ 凸部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下部絶縁層と、前記下部絶縁層上に積層さ
   れた磁気を検出するためのＭＲ素子層と、前記ＭＲ素子
   層と電気的に接続されて前記ＭＲ素子層へセンス電流を
   流すとともに前記ＭＲ素子層からの放熱効果を高めるた
   めの２つのリード層と、前記ＭＲ素子層上等に積層され
   る上部絶縁層と、を備えた磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
   ドであって、前記リード層の前記ＭＲ素子層との接続部
   の近傍の前記ＭＲ素子層側に形成された凸部を備えたこ
   とを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。