JPH0896330A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び複合型磁気ヘッド - Google Patents

磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び複合型磁気ヘッド

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JPH0896330A
JPH0896330A JP18284795A JP18284795A JPH0896330A JP H0896330 A JPH0896330 A JP H0896330A JP 18284795 A JP18284795 A JP 18284795A JP 18284795 A JP18284795 A JP 18284795A JP H0896330 A JPH0896330 A JP H0896330A
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magnetic
magnetoresistive effect
electrode
magnetic head
head
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Osamu Ishikawa
理 石川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 MR素子の感磁部まで到達する磁束量の増大
を図り、再生出力の向上を実現する。 【構成】 MR素子5をABS面7に対してその長手方
向が垂直となるように形成した縦型MRヘッドにおい
て、MR素子5の感磁部側の先端電極3と後端電極4の
端面3a,4aを、それぞれABS面7と垂直な方向X
に対して45度に傾斜させ、且つ、これら端面3a,4
aを互いに平行とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハードディ
スク駆動装置等に用いて有用な磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド(以下、MRヘッドという。)及び複合型磁気ヘッド
に関し、特に電極の形状に関する。
【0002】
【従来の技術】ハードディスクを用いた磁気記録の分野
は、ディスクサイズの小型化の方向へ記録密度の増大を
伴いながら進んでいる。かかる分野に用いられる磁気ヘ
ッドの小型化・記録密度の増加に伴い、ヘッドの再生出
力確保のため従来より用いられてきた電磁誘導型磁気ヘ
ッドであるインダクティブ薄膜ヘッド(以下、INDヘ
ッドという。)から磁気抵抗効果を利用して再生出力を
得るMRヘッドとINDヘッドを複合化した,いわゆる
記録再生一体型の複合型磁気ヘッド(MR/INDヘッ
ド)への移行が行われつつある。
【0003】この複合型磁気ヘッドにおいては、磁気抵
抗効果素子(以下、MR素子という。)を流れる検出電
流の向きから磁気記録媒体に対する対向面(以下、AB
S面という。)に平行に流れる横型と、垂直に流れる縦
型の2種類が主流である。横型と縦型の磁気ヘッドとし
ては、例えば、日経エレクトロニクス1993.7.1
9、no.586、182ページに記載されるものが開
示されている。
【0004】縦型は、横型と比較して、静電破壊が起こ
り難く信頼性の面で優れる、再生感度が左右対称にな
る、素子幅が再生トラック幅にほぼ等しくトラック記録
幅とほぼ等しい実効再生トラック幅が得られる、等の点
で横型に比べて有利であるという特徴を持っている。
【0005】一方、縦型は、横型に対して再生出力が低
くなり易いという欠点がある。縦型が横型に比べて再生
出力が低くなるのは、次のことに基づく。始めに、縦型
MRヘッドの構造について説明する。縦型MRヘッド
は、図13及び図14に示すように、MR素子101が
その長手方向をABS面102に対して垂直となるよう
に、下部シールド磁性体103上に絶縁膜104を介し
て設けられている。そして、このMR素子101上に絶
縁膜105を介して該MR素子101を横切る形でバイ
アス導体106が設けられ、その上に該MR素子101
を下部シールド磁性体103とによって挟み込む形で上
部シールド磁性体(図示は省略する。)が積層された構
成とされている。
【0006】そしてさらに、MR素子101の長手方向
における先端部と後端部には、先端電極(図示は省略す
る。)と後端電極107が設けられている。先端電極
は、ディスクからの磁束をMR素子101の感磁部まで
引き込む磁路も兼ねるため、ABS面102に一側縁を
望ませるようにして図14に示す斜線領域Sに形成され
る。一方、後端電極107は、MR素子101の後端部
にその一部が積層されるようにして、MR素子104の
長手方向に沿ってバック側へ引き出されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】縦型MRヘッドにおい
ては、MR素子101の感磁部は、先端電極と後端電極
107とによって挟み込まれた部分である。この縦型M
Rヘッドでは、その構造上、感磁部がABS面102か
ら引っ込んだ所、つまり先端電極の後方にあることか
ら、同じ記録トラック上での再生において、感磁部まで
到達する磁束量(記録トラック上から発生する)が少な
い。
【0008】この磁束量を減少させる要因は、前述の素
子配置の問題と重なるが、IEETRANSACTIO
N MAGNETICS、VOL.29、NO.6、
P.3820〜3822に示されるPo−Kang−W
angの論文にも記してあるように、センス電流をMR
素子に流すことによって生ずるセルフバイアス効果によ
る励磁界Hzが異方性磁界Hkに付加されるためMR素
子を流れる信号磁界の減衰がセンス電流の増加と共に増
加することにある。
【0009】また、同論文に開示してある式(3)及び
P.3822からも容易に推察できるように信号磁界に
対する線型性を確保するために印加するバイアス磁界に
よるMR素子内の磁化の向きのオフセット角がπ/4
(45°)あることが減衰を早める大きな原因の1つと
なっている。参考に、上記式(3)を示す。
【0010】
【数1】
【0011】そこで本発明は、上述の従来の有する技術
的な課題に鑑みて提案されたものであって、MR素子の
感磁部まで到達する磁束量の増大を図り、再生出力の向
上を実現するMRヘッド及び複合型磁気ヘッドを提供す
ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係るMRヘッド
は、ABS面に対して長手方向が垂直に配されたMR素
子を有した,いわゆる縦型MRヘッドである。縦型MR
ヘッドは、ABS面に対して長手方向が垂直となるよう
に配されるMR素子と、このMR素子の先端側に積層さ
れ、その先端側の一側縁がABS面に臨む先端電極と、
上記MR素子の後端側に積層される後端電極と、MR素
子を含む電気回路と直列に接続されると共に、電流の通
電により発生するバイアス磁界をMR素子の異方性磁界
方向と同一方向に該MR素子に印加するバイアス導体
と、これら先端電極と後端電極が積層されたMR素子及
びバイアス導体を膜厚方向より挟み込む一対のシールド
磁性体とを有した構成である。この構成に加え、バイア
ス導体をABS面に垂直な方向に形成する。また、再生
トラック幅は1μm未満とする。
【0013】そして、上記構成のMRヘッドにおいて、
信号磁束の感磁部への引き込み効率を高めるべく、先端
電極と後端電極で挟まれるMR素子の感磁部側における
先端電極と後端電極の端面を共にABS面と垂直な方向
に対して傾斜(例えば45度)とし、且つこれら両電極
の端面を互いに平行とする。また、媒体対向面と垂直な
方向における先端電極の長さに対して、感磁部の長さを
長くする。
【0014】さらに、上記構成のMRヘッドの上に記録
ヘッドであるインダクティブヘッドを積層した複合型磁
気ヘッドにも適用する。
【0015】本発明においては、MR素子の感磁部側に
おける先端電極の端面形状をABS面と垂直な方向に対
して45度としているため、傾斜させた分、先端電極の
ABS面と垂直な方向での長さが短くなり、その分感磁
部がABS面に近づくことなる。そのため、媒体からの
信号磁束が感磁部に効率良く引き込まれ、再生出力の向
上が図られる。
【0016】また、先端電極のみならず後端電極の端面
形状がABS面と垂直な方向に対して45度とされ、且
つ、これら電極の端面形状が平行とされていることか
ら、感磁部に流れるセンス電流はMR素子の異方性磁界
方向と同一方向に印加されるバイアス磁界に対して45
度となる。したがって、信号磁界に対する線型性が確保
されたうえ、バイア磁界によるオフセット量が零とな
り、感磁部に到達する信号磁束量の増加が図れ、再生出
力の向上が実現される。
【0017】また、媒体対向面と垂直な方向における先
端電極の長さに対して、感磁部の長さが長いので、セン
ス電流はMR素子に対して斜行して流れることなく、当
該MR素子の非線型性が保たれる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。
【0019】MRヘッドは、図1に示すように、図示し
ないスライダーの一側面上に形成される一対のシールド
磁性体1,2と、これらシールド磁性体1,2間に先端
電極3と後端電極4が積層されてなるMR素子5と、こ
のMR素子5にバイアス磁界を印加するバイアス導体6
とを有して構成されている。
【0020】なお以下、下層に形成されるシールド磁性
体1を下部シールド磁性体1、上層に形成されるシール
ド磁性体2を上部シールド磁性体2という。
【0021】MR素子5は、上部シールド磁性体2を省
略して示す図2のように、例えば平面形状が略長方形パ
ターンとして形成され、その長手方向がABS面7に対
して垂直となるように設けられている。そして、このM
R素子5は、例えばパーマロイ等の強磁性体薄膜からな
り、下部シールド磁性体1上に下層ギャップ膜として機
能する絶縁膜8を介して蒸着やスパッタリング等の真空
薄膜形成手段によって形成されている。
【0022】上記MR素子5は、パーマロイよりなる薄
膜素子の単層膜であってもよいが、例えばSiO2 等よ
りなる非磁性の絶縁層を介して静磁的に結合する一対の
薄膜素子を積層した積層膜構造であってもよい。積層膜
構造とすれば、バルクハウゼンノイズの発生を回避する
ことができる。
【0023】先端電極3は、その一側縁がABS面7に
臨むようにしてMR素子5の先端部に直接積層され、こ
のMR素子6と電気的に接続されるようになっている。
かかる先端電極3は、MR素子5にセンス電流を通電す
る電極としての機能を有する他、再生用磁気ギャップの
上層ギャップ膜としても機能するようになっている。一
方、後端電極4は、MR素子5の後端部の一部に重なる
ようにして積層され、MR素子5の長手方向に対して斜
め後方へと引き出されている。
【0024】これら先端電極3と後端電極4は、いずれ
も先端電極3と後端電極4で挟まれるMR素子5の感磁
部側における先端電極3と後端電極4の端面3a,4a
における形状が、ABS面7と垂直な方向Xに対して4
5度をなす傾斜面とされ、且つこれら両電極3,4の端
面3a,4aが互いに平行とされている。これら電極
3,4の端面3a,4aをABS面7と垂直な方向Xに
対して45度とするのは、以下の理由に述べる。
【0025】バイアス導体6は、電流の通電により発生
するバイアス磁界をMR素子5の異方性磁界方向Hkと
同一方向に、このMR素子5に印加するためのものであ
る。異方性磁界方向Hkは、ABS面7と平行な方向,
言い換えるとMR素子5の短辺方向である。このため、
バイアス導体6は、ABS面7に対して垂直な方向であ
ってMR素子5の真上に、該ABS面7よりバック側へ
と引き出されている。また、バイアス導体6の先端部
は、先端電極3の上に積層され、該先端電極3と電気的
に接続されている。その結果、MR素子5を含む電気回
路とバイアス導体6とは直列に接続された形とされる。
なお、バイアス導体6は、MR素子5上に絶縁膜9を介
して積層されている。
【0026】そして、上記MR素子5を上下方向から挟
み込む形で設けられる一対のシールド磁性体1,2は、
MR素子5から離れた位置の媒体からの磁界の影響を受
けないようにするシールドとして機能するもので、例え
ばパーマロイやセンダスト等によって形成されている。
【0027】下部シールド磁性体1は、上記ABS面7
にその一側縁を臨ませるようにして、このABS面7に
対して垂直方向に延在して設けられている。一方、これ
に対向して設けられる上部シールド磁性体2は、先の下
部シールド磁性体1と同様に上記ABS面7にその一側
縁を臨ませるようにして、このABS面7に対して垂直
にバック側へ延在して設けられている。この上部シール
ド磁性体2は、ABS面7側で先端電極3に対して上層
再生ギャップ膜として機能する絶縁膜10を介して積層
され、バック側で下部シールド磁性体1に対して直接接
続されている。上記構成のMRヘッドを製造するには、
先ず図3に示すように、下部シールド磁性体1の上に絶
縁膜8を成膜する。そして、下部シールド磁性体1が上
部シールド磁性体2と接続する部分に成膜される絶縁膜
8をエッチング等によって図4に示すように平面矩形状
に取り除く。
【0028】次に、上記絶縁膜8の上に長手方向がAB
S面7に対して垂直となるようにMR素子5を形成す
る。このとき、再生トラック幅を1μm未満とすること
から、MR素子5のパターン幅Wを1μm未満とする。
【0029】次いで、図5に示すように、MR素子5の
長手方向における先端部と後端部にそれぞれ先端電極3
と後端電極4を形成する。先端電極3と後端電極4を形
成するに際しては、図6に示すように、MR素子5の感
磁部側における先端電極3と後端電極4の端面3a,4
aにおける形状を、ABS面7と垂直な方向Xに対して
45度をなすように傾斜させると共に、且つ、これら端
面3a,4aを互いに平行となるようにする。
【0030】次に、図7に示すように、MR素子5を覆
って絶縁膜9を成膜する。そして、ABS面7側の先端
電極3の一部と後述するバイアス導体6を接続させるた
めに、絶縁膜9の一部をエッチングによって除去する。
【0031】そして、図1に示すように、バイアス導体
6をABS面7に対して垂直にMR素子5の真上に積層
し、ABS面7側において先端電極3に直接積層する。
最後に、絶縁膜10を介して上部シールド磁性体2を積
層することでMRヘッドが完成する。
【0032】MR/INDヘッドである複合型磁気ヘッ
ドを製造するには、この上部シールド磁性体2の上に絶
縁膜を介してスパイラル状の導体コイルを形成した後、
記録用コアを積層する。その結果、上部シールド磁性体
2と記録用コアとによって閉磁路を構成する記録ヘッド
が完成する。この複合型磁気ヘッドは、一対のシールド
磁性体1,2と記録用コアを有することから、いわゆる
3ポール構造のMR/INDヘッドと称される。
【0033】ここで、先端電極3と後端電極4の端面3
a,4aをABS面7と垂直な方向Xに対して45度と
する理由は、以下の通りである。縦型MRヘッドでの出
力アップには、媒体からの信号磁束をMR素子の感磁部
まで効率良く到達させることが必要不可欠である。その
ため、(a)MR素子そのものの透磁率が充分に高いこ
と、(b)MR素子をできるだけABS面に近づけるこ
と、(c)バイアス磁界によるオフセット量θ0 を零に
することが要求される。
【0034】このうち、(a)は特に縦型MRヘッドに
限ったことではないが、縦型MRヘッドで問題となるの
は、(b)と(c)に関連した事項である。MR素子が
磁場による電気抵抗の変化により、媒体からの信号を読
み取る以上、同素子に何らの形で電流(センス電流)を
流す必要がある。このことは、特にセンス電流が直流で
ある限り導体と素子を電気的にコンタクトさせるリード
電極を必要とする。このリード電極のうち(b)に関し
て問題となるのは、従来の縦型MRヘッドでは必然的に
ABS面に1つのリード電極(先端電極)を持ってこざ
るを得ない。
【0035】そこで問題となるのは、この先端電極のA
BS面と垂直な方向の長さである。この長さは、理論的
には、MR素子の厚みと同等の大きさまで低減可能であ
るが、実際問題として先端電極形成時のMR素子上の絶
縁膜のドライエッチング等による穴開け工程時に生ずる
先端電極のばらつき及びABS面の加工時のばらつき等
により、先端電極のABS面と垂直な方向の長さが0.
7μm±0.25μm程の幅を必要とする。
【0036】この先端電極の長さを短くするためには、
図2又は図6に示すように、先端電極3の感磁部側の端
面3aの形状を、ABS面7と垂直な方向Xに対して4
5度をなす傾斜面とする。このように先端電極3を形成
することにより、ABS面7からMR素子5の感磁部ま
での磁路上に配置する長さ(つまり、先端電極3の長
さ)を従来と比べて約1/1.4(1/√2)まで小さ
くできる。その結果、先端電極3の端面3aをABS面
7に対して平行な従来構造のものに比べ、傾斜させた
分、感磁部がABS面7に近づくことになる。
【0037】また、後端電極4の感磁部側の端面4aの
形状は、先端電極3と同じくABS面7と垂直な方向X
に対して45度をなす傾斜面とする。そしてさらに、こ
れら先端電極3と後端電極4の感磁部側の端面3a,4
aを互いに平行となるようにする。
【0038】このように、先端電極3と後端電極4の端
面3a,4aを斜めにすると共に、これら端面3a,4
aを互いに平行にすると、センス電流Isが図2に示す
ように、MR素子5の異方性磁界Hkに対して45度を
なす方向に流れることになる。このとき、MR素子5に
印加するバイアス磁界の方向が該MR素子5の異方性磁
界Hkと同一方向であるから、信号磁界に対する線型性
が確保されたうえ、オフセット量θ0 を零にすることが
できる。したがって、前述した(3)式における励磁界
Hzの寄与を小さくでき、媒体からの感磁部への信号磁
束の引き込みを効率良く行うことができる。
【0039】また、このMRヘッドにおいて、MR素子
の線型性を担保するために、ABS面7と垂直な方向X
における先端電極3の長さをL、MR素子5の感磁部の
長さをSとしたときに、L<Sとする。より好ましく
は、2L≦Sとする。このような関係とするのは、例え
ば図9に示すようにL>Sとした場合、実線に示すよう
にセンス電流IsがMR素子5に対して斜行して流れ、
該MR素子5の非線型性の減少を招くためである。本
来、縦型のMRヘッドでは、図9中破線で示した方向に
センス電流Isが流れるのが望ましい。このような方向
にセンス電流Isを流すためには、図10に示すよう
に、ABS面7と垂直な方向Xにおける先端電極3の長
さLに対して、MR素子5の感磁部の長さSを長くす
る。
【0040】なお、上述した例では、先端電極3及び後
端電極4の感磁部側における端面3a,4aを単に斜め
としたが、図11及び図12に示すように、尖頭状とし
てもよい。かかる場合においても、MR素子の線型性を
担保するために、ABS面7と垂直な方向Xにおける先
端電極3の長さLに対して、MR素子5の感磁部の長さ
Sを長くする。
【0041】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、MR素子の感磁部側における先端電極と後
端電極の端面形状をいずれもABS面と垂直な方向に対
して45度とし、且つこれら電極の端面を互いに平行と
しているため、傾斜させた分先端電極のABS面と垂直
な方向での長さが短くなり、その分感磁部をABS面に
近づけることができる。また、バイアス磁界によるオフ
セット量を零とすることができることから、媒体からの
信号磁束を感磁部へと効率良く引き込むことが可能とな
り、再生出力の向上を実現できる。
【0042】さらに、本発明によれば、媒体対向面と垂
直な方向における先端電極の長さに対して、感磁部の長
さが長いので、センス電流はMR素子に対して斜行して
流れることなく、本来縦型MRヘッドで望ましい方向に
流れ、当該MR素子の非線型性を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】MRヘッドの断面図である。
【図2】上部シールド磁性体を取り除いた状態のMRヘ
ッドの概略平面図である。
【図3】MRヘッドを製造する工程を順次示すもので、
MR素子形成工程を示す断面図である。
【図4】MRヘッドを製造する工程を順次示すもので、
MR素子形成工程を示す平面図である。
【図5】MRヘッドを製造する工程を順次示すもので、
電極形成工程を示す断面図である。
【図6】MRヘッドを製造する工程を順次示すもので、
電極形成工程を示す概略平面図である。
【図7】MRヘッドを製造する工程を順次示すもので、
絶縁膜形成工程を示す断面図である。
【図8】MRヘッドを製造する工程を順次示すもので、
絶縁膜形成工程を示す概略平面図である。
【図9】先端電極の長さLに対して感磁部の長さSを短
くしたときのセンス電流の流れる様子を示す模式図であ
る。
【図10】先端電極の長さLに対して感磁部の長さSを
長くしたときのセンス電流の流れる様子を示す模式図で
ある。
【図11】先端電極を尖頭状とし、その先端電極の長さ
Lに対して感磁部の長さSを長くしたときのセンス電流
の流れる様子を示す模式図である。
【図12】先端電極を図11とは逆向きの尖頭状とし、
その先端電極の長さLに対して感磁部の長さSを長くし
たときのセンス電流の流れる様子を示す模式図である。
【図13】従来のMRヘッドの断面図である。
【図14】従来のMRヘッドの平面図である。
【符号の説明】
1 下部シールド磁性体 2 上部シールド磁性体 3 先端電極 4 後端電極 5 MR素子 6 バイアス導体 7 ABS面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気記録媒体との対向面に対して長手方
    向が垂直となるように配される磁気抵抗効果素子と、 磁気抵抗効果素子の先端側に積層され、その先端側の一
    側縁が媒体対向面に臨む先端電極と、 磁気抵抗効果素子の後端側に積層される後端電極と、 磁気抵抗効果素子を含む電気回路と直列に接続されると
    共に、電流の通電により発生するバイアス磁界を磁気抵
    抗効果素子の異方性磁界方向と同一方向に該磁気抵抗効
    果素子に印加するバイアス導体と、 先端電極と後端電極が積層された磁気抵抗効果素子及び
    バイアス導体を膜厚方向より挟み込む一対のシールド磁
    性体とを備えてなり、 先端電極と後端電極で挟まれる磁気抵抗効果素子の感磁
    部側における電極の端面が共に媒体対向面と垂直な方向
    に対して傾斜されると共に、これら両電極の端面が互い
    に平行であることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッ
    ド。
  2. 【請求項2】 傾斜された両電極の端面が媒体対向面と
    垂直な方向に対して45度とされていることを特徴とす
    る請求項1記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】 バイアス導体が媒体対向面に垂直な方向
    に形成されていることを特徴とする請求項1記載の磁気
    抵抗効果型磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 再生トラック幅が1μm未満であること
    を特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
    ド。
  5. 【請求項5】 媒体対向面と垂直な方向における先端電
    極の長さをL、感磁部の長さをSとしたときに、L<S
    であることを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果型
    磁気ヘッド。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のうち少なくともいず
    れか1記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの上に薄膜磁気
    ヘッドよりなる記録ヘッドが積層されたことを特徴とす
    る複合型磁気ヘッド。
JP18284795A 1994-07-29 1995-07-19 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び複合型磁気ヘッド Withdrawn JPH0896330A (ja)

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