JPH08212519A

JPH08212519A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH08212519A
Application number: JP1727895A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kawai; 哲郎川井; Masahiro Tobiyo; 飛世　　正博; Toshiyuki Idei; 寿之出井; Keiko Kikuchi; 慶子菊地
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1995-02-03
Filing date: 1995-02-03
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、ＭＲ膜
（磁気抵抗効果膜），ＳＡＬ膜（軟磁性バイアス膜）の
磁区を永久磁石膜で制御する構造で、当該永久磁石膜か
ら漏れる磁界をノイズ発生を抑制する程度に弱くし、再
生出力の大きい磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供する。【構成】前記永久磁石膜としては従来ＣoＰt膜などが
一般に用いられているが残留磁束密度が0.7Ｔ程度と大
きいため、発生縦方向バイアス磁界が大き過ぎて再生出
力が弱くなる。そこで、ＣoＣrＰt系膜，ＣoＣrＮi系膜
およびＣoＣrＴa系膜の組成を変化させ、0.2〜0.6Ｔ程
度の膜を用いることにより充分ノイズが抑制でき、かつ
従来ヘッドより出力の高いヘッドが得られた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気媒体から磁気情報信
号を読み取るための磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、高記録密
度で磁気記録媒体に記録されているデータを読み取るこ
とのできる磁気ヘッドとして従来から知られている。こ
のヘッドは磁気抵抗効果を示す材料で作られた磁気抵抗
効果素子の抵抗が、外部磁界の強度および方向の関数と
して変化することを利用して媒体からの情報信号を検出
するものである。

【０００３】種々の磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘ
ッド）が開発されており、これらは従来用いられて記録
再生装置の要件を満たしていた。しかしながら、記録再
生装置には更に高い記録密度が要求され、トラック幅が
ますます狭まくなり、且つ、トラックと直角方向の線記
録密度も高くなる状況になっている。従来のMRヘッド作
製技術では、狭いトラック幅や高い線記録密度に適合し
たMRヘッドを得ることは困難になりつつある。

【０００４】従来のMRヘッドでは、MR素子が最適に動作
するためには２つのバイアス磁界が与えられなければな
らない。ひとつは磁界に対する応答が線形になるよう
に、MR素子をバイアスするための横方向のバイアス磁界
である。このバイアス磁界は磁気媒体の面に垂直であ
り、かつMR素子の膜高さ方向に平行である。他のバイア
ス磁界は、磁気媒体の面に平行であり、かつMR素子の磁
化容易軸方向である長手方向に平行に延びる縦バイアス
磁界である。この縦バイアス磁界はMR素子における多磁
区構造によって生ずるバルクハウゼンノイズを抑止する
ことである。

【０００５】特開昭52-062417号公報にはSALバイアス法
によるMRヘッドが開示されている。一方、特開昭57-198
528号公報には絶縁膜によってMR素子をバイアス膜から
離したMRヘッドが開示されており、トラック幅はヘッド
の信号検出用電極の内側間隔によって定められている。
特開昭62-40610号公報には反強磁性膜を用いた縦方向バ
イアスの方法が開示されている。また、特開昭64-35717
号公報には絶縁膜を挿入したトラック幅規制法が開示さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これら先行技術に開示
されているバイアス法において、縦方向バイアス磁界発
生膜としてＦeＭn膜などの反強磁性膜を用いた場合には
縦方向バイアス磁界が弱いため、センス電流当たりの再
生出力は比較的高いが、横方向バイアス磁界や媒体から
の信号磁界によるＭＲ素子の多磁区構造化に起因すると
思われるバルクハウゼンノイズが発生しやすかった。そ
のため、振幅が大きくかつ上下の波形対称性の良好な再
生出力を得るのに、充分な強さのセンス電流の印加が困
難であった。一方、縦方向バイアス磁界発生膜としてＣ
oＰt膜などの永久磁石膜を用いた場合には縦方向バイア
ス磁界が強いため、バルクハウゼンノイズは発生しにく
いが、再生出力は低かった。再生出力の減少は信号の記
録波長（線記録密度）が短くなる程顕著となった。

【０００７】又、トラック幅が狭くなるにつれて、MRヘ
ッドからの再生出力はますます減少し、信号検出が困難
になる傾向がある。この傾向はＣoＰt膜などの永久磁石
膜を用いた場合に顕著となる。したがって、本発明は、
縦方向バイアス磁界および横方向バイアス磁界が存在す
る狭トラックMR素子において、振幅が大きくかつ上下の
波形対称性の良好な再生出力を得られ、かつバルクハウ
ゼンノイズの発生しにくいMRヘッドを提供するものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記永久磁石
膜として面内異方性を持つ膜を用いかつ、前記永久磁石
膜として残留磁束密度0.2〜0.6Ｔの膜を用いることによ
り、従来ヘッドより再生出力振幅が大きくかつ、バルク
ハウゼンノイズの充分抑制されるMRヘッドを供給するも
のである。

【０００９】また、前記永久磁石膜として保磁力400Ｏe
以上の永久磁石膜を用いることにより、記録時に記録用
ヘッドからの漏洩磁界及び再生時に記録媒体からの漏洩
磁界に対してMR素子の多磁区化を抑制し、バルクハウゼ
ンノイズの充分抑制されるMRヘッドを供給するものであ
る。

【００１０】このような永久磁石膜として、ＣoＣrＰt
系膜もしくはＣoＣrＮi系膜もしくはＣoＣrＴa系膜を用
い、かつ、図１に示すように、これらの膜の材料組成が
ＣoＣrＰt系膜ではＣo 50〜80at％，Ｃr 15〜25at％，
Ｐt 5〜25at％，かつ各組成の合計が100at％、ＣoＣrＮ
i系膜ではＣo 33〜78at％，Ｃr 6〜22at％，Ｎi8〜58at
％，かつ各組成の合計が100at％、ＣoＣrＴa系膜ではＣ
o 77〜83at％，Ｃr 6〜20at％，Ｔa 9at％以下，かつ各
組成の合計が100at％である膜を用いることにより、保
磁力400Ｏe以上かつ残留磁束密度0.2〜0.6Ｔの膜が得ら
れる。

【００１１】永久磁石膜の下地膜として図２に示すよう
に、3nm以上50nm以下の膜厚のＣrもしくはＷもしくはＭ
oを用いることにより、前記のような比較的広い組成範
囲で面内保磁力400Ｏe以上の膜が得られる。

【００１２】また、ＭＲ膜の線膨張率約130×10^-7/Ｋに
対して、図３に示すように、線膨張率が115×10^-7/Ｋか
ら145×10^-7/Ｋの永久磁石膜を用いることにより、素子
作成時などにMR膜に加わる熱応力を比較的小さい範囲内
に制御し、バルクハウゼンノイズの充分抑制されたMRヘ
ッドを得られる。

【００１３】

【作用】本発明によれば、縦方向バイアス磁界および横
方向バイアス磁界が存在するMRヘッドにおいて、最適化
した縦方向バイアス磁界を印加することにより、振幅が
大きくかつ上下の波形対称性の良好な再生出力を検出す
ることができる。

【００１４】図４に縦方向バイアス磁界発生膜としてＦ
eＭn膜を用いた場合の従来ヘッドの再生出力、その波形
の対称性及び動作角度を示す。出力波形の上下対称性を
表すパラメターηとして、Ｊ．Ｓ．Ｆeng，ＩＥＥＥ
Ｔrans．Ｍagn．，ＭＡＧ-28，1031(1992)に示されてい
る次式を用いた。

【数式１】ここで、Ｅ_Nは横方向バイアス磁界と逆方向の信号磁界
による再生出力のピークとバイアス信号レベルとの差，
Ｅ_Sは同方向の信号磁界によるピークとバイアスレベル
との差である。このパラメターηが0に近い程、再生波
形の上下対称性が良い状態となる（図４挿入図参照）。

【００１５】図４に縦バイアス磁界発生膜として従来材
料であるＦeＭn膜及びＣoＰt膜を用いた場合の再生出力
のセンス電流依存性を、それぞれ実線及び破線で示す。
ＦeＭn膜を用いたヘッドではセンス電流13mＡで再生出
力は最大値を示し、最大値での波形対称性は約−0.3と
なった。つまり、同方向の信号磁界が形成する下のピー
クＥ_Sの方が、逆方向の信号磁界が形成する上のピーク
Ｅ_Nより4割程度大きくなった。検出される再生波形には
信号以外にも様々なノイズが発生するため、波形対称性
が悪いと信号とノイズの判別が困難となる。η＝±0.3
は検出以後の電気回路による増幅処理などで信号として
処理できる限界に近く、安定な信号検出のためには出力
／ノイズ比の向上とともに、波形対称性の向上が望まれ
る。

【００１６】一般に磁気抵抗効果は

【数式２】で与えられ、ＭＲヘッドの出力が最大となりかつ出力波
形が上下ほぼ対称となる理想的な動作角度は45度と言わ
れている。ここで、θは磁化ベクトルＭとセンス電流ベ
クトルのなす角度であり、縦バイアス磁界及びセンス電
流による横バイアス磁界のみ印加され媒体からの信号磁
界が印加されない場合のθを動作角度と呼ぶ。Δρ_mは
最大比抵抗変化、ρ₀はＭＲ膜の消磁状態の比抵抗であ
る。ＭＲ膜の磁化分布をシミュレーションして予測した
結果、図４の電流範囲では再生出力は電流にほぼ比例し
て増加し26mＡ（動作角度47度）で最大値を示した。
又、この電流値で波形の上下対称性もほぼ0となった。

【００１７】ＦeＭn膜を用いたヘッドでは10mＡ以上で
はバルクハウゼンノイズによる再生波形の変形が著しく
なっており、13mＡ以上で出力が減少するのは縦方向バ
イアス磁界が不充分なためＭＲ素子が多磁区構造化して
しまったので、シミュレーションで予想されるＭＲ素子
の性能を充分引き出すことができなかったためと思われ
る。一方、縦方向バイアス磁界発生膜としてＣoＰt膜
などの永久磁石膜を用いた場合には縦方向バイアス磁界
が強いため、バルクハウゼンノイズは発生しにくいが、
図４破線のように再生出力は低く、センス電流13mＡで
はＦeＭn膜を用いた場合の半分程度となった。又、再生
出力の減少は信号の記録波長（線記録密度）及びトラッ
ク幅が短くなる程顕著となった。

【００１８】本発明では、ＳＡＬバイアス方式ＭＲヘッ
ドにおいて最適化した縦方向バイアスを印加することに
より、これを解決した。

【００１９】本発明は、ＳＡＬバイアス方式ＭＲヘッド
において最適化した縦方向バイアスを印加することによ
り、磁気抵抗性薄膜導電膜の中央感磁領域の磁化状態を
比較的弱い縦方向バイアス磁界で安定に制御し、振幅が
大きくかつ上下の波形対称性の良好な再生出力を得ら
れ、かつバルクハウゼンノイズの発生しにくい磁気抵抗
効果型ヘッドを提供するものである。

【００２０】従来、縦方向バイアス磁界発生膜用の永久
磁石膜としては、ＣoＰt膜などが一般に用いられてい
る。ＣoＰt膜の使用はバルクハウゼンノイズ抑制には効
果的だが、その残留磁束密度が0.7Ｔ程度と大きいた
め、発生縦方向バイアス磁界が大き過ぎて再生出力が弱
くなってしまう。

【００２１】また、記録密度を上げるためトラック幅を
狭くすると、この傾向はますます顕著になる。例えば、
トラック幅を4μｍから1μｍに狭くするとトラック幅当
たりの規格化再生出力は20％程度にまで減少すると、シ
ミュレーションにより予測されている。また、同様の場
合でも、縦バイアス磁界を弱くするとトラック幅4μｍ
の場合の80％程度の出力が得られると予測されている
(Ｃ．Ｉshikawa etal.，Ｊ．Ａppl．Ｐhys．vol．75，
No．2，15，1036(1994))。

【００２２】最も単純な手段として考えられるのは、Ｃ
oＰt膜を薄くすることにより、縦バイアス磁界をバルク
ハウゼンノイズ抑制に充分な程度まで弱めることであ
る。しかし、ＣoＰt膜は膜厚0.05μｍ以下では保磁力が
急激に低下し、縦バイアス磁界も急激に弱くなることが
報告されている（Ｋ．Ｍitsuoka et al.，ＩＥＥＥＴ
rans．Ｍagn.，to be published）。現在一般に使用
されているＣoＰt膜厚が0.05〜0.06μｍ程度であること
を考えると、膜厚により縦バイアス磁界を安定に制御す
ることは困難と予想される。

【００２３】次の手段として考えられるのは、永久磁石
膜の残留磁束密度を小さくすることにより、縦バイアス
磁界をバルクハウゼンノイズ抑制に充分な程度まで弱め
ることである。そこで、筆者らは従来記録媒体によく用
いられていたＣoＣrＮi系膜及びＣoＣrＴa系膜に着目し
て、その組成を変化させることにより残留磁束密度を系
統的に制御した。さらに、これらの膜を磁気抵抗効果型
ヘッドの縦方向バイアス磁界発生用の膜として試用し、
バルクハウゼンノイズ抑制に必要な縦方向バイアス磁界
を検討した。その結果、必要とされる縦方向バイアス磁
界はトラック幅，ギャップ長（上下シールド膜の間
隔），ＭＲ膜の高さ，記録電流により異なるが、0.2〜
0.6Ｔ程度の膜を用いることにより充分バルクハウゼン
ノイズが抑制できることを確認した。

【００２４】縦方向バイアス磁界発生用の膜として永久
磁石膜に要求されるもう一つの性質は保磁力Ｈcであ
る。Ｈcの目安は、再生時に媒体から漏洩する磁界及び
記録時に記録部から漏洩する磁界で与えられる。これら
の磁界は、媒体の残留磁束密度及び膜厚，浮上量，ギャ
ップ長や記録電流，ギャップ中心間距離により異なる
が、400Ｏe程度で充分と予想される。筆者らは、400Ｏe
以上の膜を用いることにより充分バルクハウゼンノイズ
が抑制できることを確認した。

【００２５】図１に示すように、この残留磁束密度及び
保磁力を得られる組成範囲は、ＣoＣrＰt系膜ではＣo 5
0〜80at％，Ｃr 15〜25at％，Ｐt 5〜25at％、ＣoＣrＮ
i系膜ではＣo 33〜78at％，Ｃr 6〜22at％，Ｎi 8〜58a
t％、ＣoＣrＴa系膜ではＣo 77〜83at％，Ｃr 6〜20at
％，Ｔa 0〜9at％となった。縦バイアス磁界の最適値は
トラック幅，ギャップ長（上下シールド膜の間隔），Ｍ
Ｒ膜の高さ，記録電流等により変化するが、これらの材
料はその組成を変えることにより比較的容易に再現良く
残留磁束密度を系統的に制御できるため、最適化した縦
バイアス磁界を印加することができる。また、ＣoＣrＮ
i系膜もしくはＣoＣrＴa系膜では高価なＰtをこれらの
材料に置き換えたため、より安価なヘッドが提供でき
る。

【００２６】図２に下地Ｃrの膜厚がＣoＣrＴa系膜の面
内保磁力に及ぼす影響を示す。３ｎｍ程度の膜厚で充分
な面内異方性が生じていることが分かる。Ｃｒの代わり
にＷもしくはＭoを下地膜として用いてもほぼ同様の傾
向が得られると予想される。また、ＣoＣrＮi系膜につ
いても下地膜厚はほぼ同様の傾向を示した。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例を参照しながら詳細に
説明する。（実施例１）図５に録再分離型ヘッドの構造図と、端部
領域に縦方向バイアス膜として永久磁石膜および電極を
形成したSALバイアスMRヘッドのMR素子部の拡大断面図
とを示す。

【００２８】本実施例では、下部シールド膜７上に絶縁
膜１８を介して、SAL膜Ni-Fe-Cr１５、分離膜Ta１４を
はさんで下地Ｃr膜１７及びＣoＣrＮi膜１６、MR膜Ni-F
e１３が積層され、さらに絶縁性トラック幅規制層１１
をはさんで電極Mo１２を形成した。さらに絶縁膜１８を
介して上部シールド膜５を形成した。

【００２９】ＣoＣrＮi膜の組成を変化させることによ
り、残留磁束密度を0.1〜0.8Ｔまで制御した。ＣoＣrＮ
iの膜厚は0.05μｍとした。ＣoＣrＮi膜の組成及び下地
膜厚を制御することにより、Ｈcは400Ｏe以上とした。
この時、トラック幅規制層のAl₂O₃膜はウエットエッチ
ング法によって幅4μmになるように加工した。ＭＲ膜の
膜高さは3μｍ、上下のシールド膜の間隔（ギャップ
長）は0.45μｍである。

【００３０】実際にMR素子上に形成した誘導型ヘッド１
を用いて媒体に記録し、MR素子の再生特性を検討した。
このとき、誘導型ヘッドのトラック幅は5μｍとした。
また、バルクハウゼンノイズの検討としては、記録再生
過程を10回繰り返して再生波形をオシロスコープで観察
した。そして、この繰り返し測定中に目視観察で明らか
な程度のピーク値の変動，波形のジャンプ，ベースライ
ンシフトのいずれかが現れた場合、そのサンプルヘッド
にバルクハウゼンノイズが出現したと判定した。センス
電流は13mＡとした。ＣoＣrＮiの各組成についてサンプ
ルヘッドを20セット作製し、薄膜誘導型記録ヘッドに記
録電流0.3ＡＴを印加して、上記の繰り返し測定を行っ
た。再生出力は各組成及び各記録電流についてそれぞれ
平均値を図に示した。

【００３１】この結果、図６に示すように、永久磁石膜
の残留磁束密度Ｂrの減少に伴ってMR再生出力は増加し
た。0.7Ｔでの再生出力はほぼ従来のＣoＰt膜を用いた
場合の出力と等しく、縦方向バイアス磁界の制御は再生
出力の増加に有効であると思われる。しかし、0.2Ｔ以
下の膜では出力が減少し、バルクハウゼンノイズ出現確
率が急増した。又、最大出力が得られたＢr＝0.2〜0.3
Ｔでの波形対称性ηは＋0.05〜−0.06と、従来ヘッドの
−0.3より良好な波形を得ることができた。

【００３２】残留磁束密度Ｂrを変化させた場合の縦バ
イアス磁界をシミュレーションによって予測した結果を
図７に示す。図の横軸は永久磁石膜の残留磁束密度Ｂr
であり、縦軸はＭＲ膜高さ中央位置での縦バイアス磁界
である。図中に矢印で示した従来材料に比べて、縦バイ
アス磁界はＢrにほぼ比例して小さくなると予想され
る。これは永久磁石膜からの発生磁束に比べてシールド
膜が充分大きく、シールド膜が未飽和領域にあるためで
ある。

【００３３】Ｂr＝0.2Ｔの磁石膜を用いた場合のＭＲ膜
の中央感磁領域内の磁化分布をシミュレ−ションによっ
て予測した結果を図８（ａ）に示す。分布図の横軸は磁
化容易軸Ｘ軸であり、縦軸はＭＲ高さ方向である。又、
下の辺が媒体対向面である。従来ヘッド（図８（ｂ））
に比べて、全体に磁化回転量θが増えているが、特に磁
石膜近傍で増加が著しい。その結果、磁気抵抗効果型ヘ
ッドの線形動作が期待されるθ＞30°の領域は、従来ヘ
ッドではトラック幅の中央約3μｍ幅の領域のみである
が、Ｂr＝0.2Ｔの膜を用いた場合にはトラック幅のほぼ
全域にまで拡がっていることが分かる。従って、磁石膜
のＢrを小さくした方が、比較的低電流でも横バイアス
磁界がかかりやすく、本実施例のように対称性の良い波
形が得られたと思われる。

【００３４】次に、媒体磁界によるＭＲ膜の磁化分布の
変化をシミュレーションによって予測した結果を図９に
示す。媒体からの信号磁界がバイアス磁界と同方向の場
合と逆方向の場合との、磁化回転角の差Δθppを示し
た。従来ヘッド（（ｂ））では磁石膜近傍0.5μｍ幅で
はΔθppがほとんど0°となっていて実効的なトラック
幅が3μｍ程度まで狭くなっているのに対して、Ｂr＝0.
2Ｔの場合（（ａ））は実効的なトラック幅は3.6μｍ程
度まで拡がっている。又、磁化回転角の差ΔθppもＢr
＝0.2Ｔの方が大きくなっている。従って、Ｂrを小さく
した場合の方が図６のように出力が増加し、トラック幅
が狭くなるとこの傾向はより顕著になると思われる。

【００３５】最後に、記録時の電流がＭＲ膜位置に発生
する磁界の強さをシミュレーションによって予測した結
果を図１０に示す。バルクハウゼンノイズ発生原因にな
ると予想される膜高さ方向の発生漏洩磁界は、媒体対向
面近傍で数百Ｏeと大きな値をとった。図の横軸は記録
ヘッド・磁気抵抗効果型ヘッドのそれぞれのギャップ中
心間距離であり、縦軸はＭＲ膜内での膜高さ方向の発生
漏洩磁界の最大値である。図中に示した本実施例でのギ
ャップ中心間距離では、記録電流0.3ＡＴで280Ｏe，0.4
ＡＴで300Ｏeの漏洩磁界が予想され、記録電流が増加す
ると漏洩磁界は若干増加する。また、この値は永久磁石
膜近傍（図７中Ａ位置）での縦バイアス磁界と同じ程度
であり、センス電流により印加されると予想される横バ
イアス磁界よりやや大きい程度の値である。また、ギャ
ップ中心間距離が3μｍ以下になるとこの漏洩磁界は急
激に増加すると予想される。

【００３６】このように、本実施例に対してシミュレー
ションからは再生時の媒体からの漏洩磁界も記録時の記
録部からの漏洩磁界も300Ｏe程度と予想された。出力を
Ｂrに対して整理すると、図６のように顕著な依存性を
示したことからも、Ｈc≧400Ｏe程度で保磁力は充分で
あったと思われる。

【００３７】（実施例２）実施例１と同様の構造のMRヘ
ッドを作製し、MRヘッドの再生特性とバルクハウゼンノ
イズを評価した。ただし、より高密度化対応のヘッドと
して、トラック幅2μｍ，ＭＲ膜の高さ1μｍ，ギャップ
長0.2μｍのヘッドを試作した。また、記録時の漏洩磁
界が比較的大きい場合でのバルクハウゼンノイズ抑制条
件を評価するため、ギャップ中心間距離を3.5μｍ，記
録電流を0.4ＡＴとした。永久磁石膜としてはＣoＣrＮi
膜を用い、組成を変化させることにより残留磁束密度を
0.1〜0.8Ｔまで制御した。各組成に対するサンプルヘッ
ドは20セット作成した。

【００３８】この結果、MR再生出力は図１１に示すよう
に0.5Ｔ以下の膜では出力が減少し、バルクハウゼンノ
イズ出現確率が増加した。又、最大出力での波形対称性
ηは−0.1と、従来ヘッドの−0.3より良好な波形を得る
ことができた。実施例１より波形対称性が悪化したの
は、膜高さが低くなったため膜の上下の反磁界が強くな
ったためである。しかしこれは、下のピークの方が上の
ピークより1割程度大きいという水準であり、信号とノ
イズの判別が容易であり、従って安定な信号検出に充分
な水準である。

【００３９】図３に永久磁石膜の線膨張率αがバルクハ
ウゼンノイズ発生頻度に及ぼす影響を示す。ＭＲ膜との
線膨張率の差が20×10^-7/Kを越えるとバルクハウゼンノ
イズ出現確率が急増した。これは、ＭＲ膜との線膨張率
の差が大きくなると、ＭＲ膜に加わる応力が増加するた
めと思われる。

【００４０】図１２にＭＲ膜の磁歪定数がバルクハウゼ
ンノイズ発生頻度に及ぼす影響を示す。磁歪が大きくな
る程、バルクハウゼンノイズ発生確率は増加し、±5×1
0^-6で20％となった。

【００４１】（実施例３）実施例１と同様の構造及び寸
法のＭＲヘッドを作製し、ＭＲヘッドの再生特性とバル
クハウゼンノイズを評価した。磁区制御膜としてはＣo
ＣrＴa系膜を用い、各組成に対するサンプルヘッドは20
セット作製した。記録電流は0.3ＡＴとした。再生出
力及びバルクハウゼンノイズ発生確率図１３も出力波形
の上下の対称性も実施例１に良く似た傾向を示し、縦バ
イアス磁界の最適化は出力向上に効果的と思われる。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、ＳＡＬバイアス方式Ｍ
Ｒヘッドにおいて最適化した縦方向バイアスを印加する
ことにより、磁気抵抗性薄膜導電膜の中央感磁領域の磁
化状態を比較的弱い縦方向バイアス磁界で安定に制御
し、再生出力の振幅及び上下の波形対称性の向上を図る
ことができ、かつ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】本発明による縦方向バイアス磁界発生用膜の永
久磁石膜のＢrとＨcを満たす組成範囲

【図２】本発明のＣoＣrＴa,ＣoＣrＮi系膜におけるＣr
下地膜厚の範囲

【図３】永久磁石膜の線膨張率とバルクハウゼンノイズ
の出現確率特性

【図４】従来のMRヘッドによる再生出力と上下の波形対
称特性

【図５】本発明によるMRヘッドの構造

【図６】発明によるMRヘッドの再生出力とバルクハウゼ
ンノイズの出現確率特性

【図７】永久磁石膜の残留磁束密度と縦バイアス磁界の
関係

【図８】残留磁束密度Ｂrを変化させた場合のＭＲ膜の
中央感磁領域内の磁化分布

【図９】磁気媒体によるＭＲ膜の磁化分布の変化

【図１０】記録時の電流とＭＲ膜位置に発生する磁界の
強さ

【図１１】本発明による他の実施例のMRヘッドの再生出
力とバルクハウゼンノイズの出現確率特性

【図１２】ＭＲ膜の磁歪定数とバルクハウゼンノイズの
出現確率の関係

【図１３】本発明による他の実施例の再生出力とバルク
ハウゼンノイズの出現確率特性を示す図である。

【符号の説明】

１薄膜誘導型記録ヘッド、２磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッド、３上部磁極、４コイル、５下部磁極兼上部
シールド膜、６ギャップ中心間距離、７下部シール
ド膜、８ＭＲ素子の膜高さ、９基板、１０トラッ
ク幅、１１絶縁性トラック幅規制層、１２電極、１
３ＭＲ膜、１４磁気的分離膜、１５ＳＡＬ膜、１
６永久磁石膜、１７下地膜、１８絶縁膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菊地慶子埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式会社磁性材料研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上にＳＡＬ膜（軟磁性バイアス
膜），磁気的分離膜，ＭＲ膜（磁気抵抗効果膜），絶縁
膜の順で積層され、前記ＳＡＬ膜及び前記磁気的分離膜
の幅は実効的にトラック幅と同じであり、前記ＭＲ膜の
トラック部外側は永久磁石膜に直接接触している構造を
有する磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記永久磁石膜
として面内異方性を持つ膜を用いかつ、前記永久磁石膜
として残留磁束密度0.2〜0.6Ｔの膜を用いたことを特徴
とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項２】請求項１に記載の磁気抵抗効果型ヘッド
において、前記永久磁石膜として保磁力400Ｏe以上の永
久磁石膜を用いたことを特徴とする磁気抵抗効果型磁気
ヘッド。
【請求項３】請求項１および２に記載の磁気抵抗効果
型磁気ヘッドにおいて、前記永久磁石膜としてＣoＣrＰ
t系膜もしくはＣoＣrＮi系膜もしくはＣoＣrＴa系膜を
用い、かつ、これらの膜の材料組成がＣoＣrＰt系膜で
はＣo 50〜80at％，Ｃr 15〜25at％，Ｐt 5〜25at％，
かつ各組成の合計が100at％、ＣoＣrＮi系膜ではＣo 33
〜78at％，Ｃr 6〜22at％，Ｎi 8〜58at％，かつ各組成
の合計が100at％、ＣoＣrＴa系膜ではＣo 77〜83at％，
Ｃr 6〜20at％，Ｔa 9at％以下，かつ各組成の合計が10
0at％であることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド。
【請求項４】請求項１に記載の磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドにおいて、前記永久磁石膜の下地膜として3〜50nm
の膜厚のＣrもしくはＷもしくはＭoを用いたことを特徴
とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項５】請求項１に記載の磁気抵抗効果型ヘッド
において、前記永久磁石膜として線膨張率115〜145×10
^-7/Ｋの膜を用いたことを特徴とする磁気抵抗効果型磁
気ヘッド。
【請求項６】請求項１に記載の磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドにおいて、前記ＭＲ膜として磁歪定数−5〜5×10^-6
の膜を用いたことを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド。