JPH1064019A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果型磁気ヘッドInfo
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- JPH1064019A JPH1064019A JP21578196A JP21578196A JPH1064019A JP H1064019 A JPH1064019 A JP H1064019A JP 21578196 A JP21578196 A JP 21578196A JP 21578196 A JP21578196 A JP 21578196A JP H1064019 A JPH1064019 A JP H1064019A
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- layer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、MR素子感度及び出力を大幅に向
上させることができる磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供
することを課題とする。 【解決手段】 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た2つの磁気抵抗効果素子
5A,5Bと、磁気記録媒体との対向面yに臨み上記各
磁気抵抗効果素子5A,5Bの先端側に積層される先端
電極7と、各磁気抵抗効果素子5A,5Bの後端側に各
々積層される第1の後端電極8Aと第2の後端電極8B
とを備える。そして、2つの磁気抵抗効果素子5A,5
Bがトラック幅Twの方向に直列状態で接続され、各磁
気抵抗効果素子5A,5Bが上側の磁気抵抗効果感磁層
11と下側の磁気抵抗効果安定化層13からなる2層構
造とされ、非磁性絶縁層12a,12b,12cを介し
て磁気抵抗効果感磁層11のみが上記電極7,8A,8
Bと接続されている。
上させることができる磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供
することを課題とする。 【解決手段】 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た2つの磁気抵抗効果素子
5A,5Bと、磁気記録媒体との対向面yに臨み上記各
磁気抵抗効果素子5A,5Bの先端側に積層される先端
電極7と、各磁気抵抗効果素子5A,5Bの後端側に各
々積層される第1の後端電極8Aと第2の後端電極8B
とを備える。そして、2つの磁気抵抗効果素子5A,5
Bがトラック幅Twの方向に直列状態で接続され、各磁
気抵抗効果素子5A,5Bが上側の磁気抵抗効果感磁層
11と下側の磁気抵抗効果安定化層13からなる2層構
造とされ、非磁性絶縁層12a,12b,12cを介し
て磁気抵抗効果感磁層11のみが上記電極7,8A,8
Bと接続されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体から
の記録磁界によって抵抗率が変化する磁気抵抗効果を有
する磁性層が設けられてなる磁気抵抗効果型磁気ヘッド
に関する。
の記録磁界によって抵抗率が変化する磁気抵抗効果を有
する磁性層が設けられてなる磁気抵抗効果型磁気ヘッド
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ハードディスク装置における小型
大容量化が進行する中で、特にノート型パーソナルコン
ピュータに代表されるような可搬型コンピュータへの適
用が考慮される用途では、例えば2.5インチ程度の小
型ハードディスク装置に対する要求が高まっている。
大容量化が進行する中で、特にノート型パーソナルコン
ピュータに代表されるような可搬型コンピュータへの適
用が考慮される用途では、例えば2.5インチ程度の小
型ハードディスク装置に対する要求が高まっている。
【0003】このような小型ハードディスクでは、ディ
スク径に依存して媒体速度が遅くなるため、再生出力が
媒体速度に依存する従来の誘導型磁気ヘッドでは、再生
出力が低下し、大容量化の妨げとなっている。
スク径に依存して媒体速度が遅くなるため、再生出力が
媒体速度に依存する従来の誘導型磁気ヘッドでは、再生
出力が低下し、大容量化の妨げとなっている。
【0004】これに対して、磁界によって抵抗率が変化
する磁気抵抗効果を有する磁性膜を用いた感磁素子(以
下、単にMR素子と称する。)の抵抗変化を再生出力電
圧として検出する磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下、単
にMRヘッドと称する。)は、その再生出力が媒体速度
に依存せず、低媒体速度でも高再生出力が得られるとい
う特徴を有するため、小型ハードディスクにおいて大容
量化を実現する磁気ヘッドとして注目されている。
する磁気抵抗効果を有する磁性膜を用いた感磁素子(以
下、単にMR素子と称する。)の抵抗変化を再生出力電
圧として検出する磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下、単
にMRヘッドと称する。)は、その再生出力が媒体速度
に依存せず、低媒体速度でも高再生出力が得られるとい
う特徴を有するため、小型ハードディスクにおいて大容
量化を実現する磁気ヘッドとして注目されている。
【0005】このMRヘッドは、遷移金属に見られる磁
化の向きとその内部を流れる電流の向きのなす角によっ
て電気抵抗値が変化する、いわゆる磁気抵抗効果現象を
利用した再生用磁気ヘッドである。すなわち、磁気記録
媒体からの漏洩磁束を上記MR素子が受けると、その磁
束により上記MR素子の磁化の向きが変化し、上記MR
素子内部に流れる電流の向きに対して、磁束に応じた角
度をもつようになる。それ故に上記MR素子の電気抵抗
値が変化し、この変化量に応じた電圧変化が電流が流れ
ているMR素子の両端の電極に現れる。したがって、こ
の電圧変化を電圧信号として磁気記録信号を読みだせる
ことになる。
化の向きとその内部を流れる電流の向きのなす角によっ
て電気抵抗値が変化する、いわゆる磁気抵抗効果現象を
利用した再生用磁気ヘッドである。すなわち、磁気記録
媒体からの漏洩磁束を上記MR素子が受けると、その磁
束により上記MR素子の磁化の向きが変化し、上記MR
素子内部に流れる電流の向きに対して、磁束に応じた角
度をもつようになる。それ故に上記MR素子の電気抵抗
値が変化し、この変化量に応じた電圧変化が電流が流れ
ているMR素子の両端の電極に現れる。したがって、こ
の電圧変化を電圧信号として磁気記録信号を読みだせる
ことになる。
【0006】図4,図5に従来のMRヘッドの構造を示
す。このMRヘッド101は、基板102上にMR素子
105を、その長手方向を媒体対向面と垂直方向に配し
てなる、いわゆる縦型のMRヘッド101である、そし
て、MR素子105の長手方向の両端から電極を取り出
すとともに、該MR素子105の上下に絶縁層104b
を介してシールド磁性体103,109を配して構成さ
れている。
す。このMRヘッド101は、基板102上にMR素子
105を、その長手方向を媒体対向面と垂直方向に配し
てなる、いわゆる縦型のMRヘッド101である、そし
て、MR素子105の長手方向の両端から電極を取り出
すとともに、該MR素子105の上下に絶縁層104b
を介してシールド磁性体103,109を配して構成さ
れている。
【0007】ところで、この縦型のMRヘッド101で
は、MR素子105は、図6,図7に示すように、磁壁
が発生しないように、磁気的絶縁中間膜105aを介し
て2層のNi−Feからなる磁性体膜105b,105
cを積層することにより構成されている。これは、従
来、MR素子105は、単層構造が採用されていたが、
単層構造のMR素子では、磁壁が生じやすく、磁壁の移
動によるバルクハウゼンノイズが発生しやすいといった
問題点があった。そこで、これを防止するために2層構
造のMR素子が採用されている。
は、MR素子105は、図6,図7に示すように、磁壁
が発生しないように、磁気的絶縁中間膜105aを介し
て2層のNi−Feからなる磁性体膜105b,105
cを積層することにより構成されている。これは、従
来、MR素子105は、単層構造が採用されていたが、
単層構造のMR素子では、磁壁が生じやすく、磁壁の移
動によるバルクハウゼンノイズが発生しやすいといった
問題点があった。そこで、これを防止するために2層構
造のMR素子が採用されている。
【0008】この2層構造のMR素子105によれば、
2層構造の一方の層に流れるセンス電流から発生する磁
界により他方の層の磁区を安定化することができるとと
もに、図7に示すように、センス電流によらない2層相
互のいわゆる静磁気結合によって、互いの磁区を安定化
することができる。このため、MR素子105の構造と
しては、この2層構造が主流になりつつある。
2層構造の一方の層に流れるセンス電流から発生する磁
界により他方の層の磁区を安定化することができるとと
もに、図7に示すように、センス電流によらない2層相
互のいわゆる静磁気結合によって、互いの磁区を安定化
することができる。このため、MR素子105の構造と
しては、この2層構造が主流になりつつある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】MRヘッドには、再生
出力の向上が望まれている。ここで、MRヘッドの出力
電圧ΔVについては、MRヘッドの構造を別にすれば、
MR素子感度(単位磁界当たりの抵抗変化率)、センス
電流Is、磁束の引き込み量をパラメータとすることが
できる。
出力の向上が望まれている。ここで、MRヘッドの出力
電圧ΔVについては、MRヘッドの構造を別にすれば、
MR素子感度(単位磁界当たりの抵抗変化率)、センス
電流Is、磁束の引き込み量をパラメータとすることが
できる。
【0010】MR素子感度は、図8に示すように、MR
カーブで示すことができ、出力に関係する素子感度ΔV
(飽和出力)/Hk(異方性磁界)は急峻なほど良好な
傾向を示す。このなかで、MR素子感度である出力電圧
ΔVはIs(センス電流)×ΔR(抵抗変化)として表
され、センス電流Isの増加と比例し大きくなる。
カーブで示すことができ、出力に関係する素子感度ΔV
(飽和出力)/Hk(異方性磁界)は急峻なほど良好な
傾向を示す。このなかで、MR素子感度である出力電圧
ΔVはIs(センス電流)×ΔR(抵抗変化)として表
され、センス電流Isの増加と比例し大きくなる。
【0011】しかしながら、上記従来の2層のMR素子
105の場合、センス電流Isを大きくするとセルフバ
イアスの効果も大きくなるので、図9に示すように、異
方性磁界Hkも増加し、MR素子感度としては、ある電
流値を境に低下することになる。そのため、必然的にM
R素子としての出力が決定されてしまい、期待される大
幅な出力の向上が得られない。
105の場合、センス電流Isを大きくするとセルフバ
イアスの効果も大きくなるので、図9に示すように、異
方性磁界Hkも増加し、MR素子感度としては、ある電
流値を境に低下することになる。そのため、必然的にM
R素子としての出力が決定されてしまい、期待される大
幅な出力の向上が得られない。
【0012】なお、センス電流Isを大きくする以外に
MR素子の厚みを薄くして、電流密度を上げることで出
力を上げることも考えられるが、薄膜化にともない膜質
の問題が絡んでくるので、限界がある。また、磁束の引
き込み量については、MR素子の透磁率を上げることに
関係し、特に、先端電極側の透磁率を低下させないこと
が必要である。
MR素子の厚みを薄くして、電流密度を上げることで出
力を上げることも考えられるが、薄膜化にともない膜質
の問題が絡んでくるので、限界がある。また、磁束の引
き込み量については、MR素子の透磁率を上げることに
関係し、特に、先端電極側の透磁率を低下させないこと
が必要である。
【0013】そこで、本発明は、MR素子感度及び出力
を大幅に向上させることができる磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドを提供することを課題とする。
を大幅に向上させることができる磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドを提供することを課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果型
磁気ヘッドは、上記課題を解決するために、磁気記録媒
体摺動面に対してセンス電流が略垂直に供給され、非磁
性層を介して磁気抵抗効果層と磁気抵抗効果安定化層と
が積層されてなる一対の磁気抵抗効果素子と、磁気記録
媒体摺動面に臨み上記一対の磁気抵抗効果素子の先端側
に積層される先端電極と、上記各磁気抵抗効果素子の後
端部に各々積層される第1の後端電極と第2の後端電極
とを備える。この磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、上記
一対の磁気抵抗効果素子がトラック幅方向に並設され、
上記一対の磁気抵抗効果素子の各磁気抵抗効果層が上記
先端電極を介して電気的に接続されていることを特徴と
する。
磁気ヘッドは、上記課題を解決するために、磁気記録媒
体摺動面に対してセンス電流が略垂直に供給され、非磁
性層を介して磁気抵抗効果層と磁気抵抗効果安定化層と
が積層されてなる一対の磁気抵抗効果素子と、磁気記録
媒体摺動面に臨み上記一対の磁気抵抗効果素子の先端側
に積層される先端電極と、上記各磁気抵抗効果素子の後
端部に各々積層される第1の後端電極と第2の後端電極
とを備える。この磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、上記
一対の磁気抵抗効果素子がトラック幅方向に並設され、
上記一対の磁気抵抗効果素子の各磁気抵抗効果層が上記
先端電極を介して電気的に接続されていることを特徴と
する。
【0015】以上のように構成された本発明に係る磁気
抵抗効果型磁気ヘッドでは、磁気抵抗効果層が磁気記録
媒体の信号磁界により抵抗変化を示す磁性層(Acti
ve−layer)として使われ、磁気抵抗効果安定化
層が抵抗変化をするかどうかを問わない磁性層(Pin
−layer)として使われる。すなわち、この磁気抵
抗効果型磁気ヘッドでは、一対の磁気抵抗効果層の先端
部が先端電極を介して電気的に接続され、各磁気抵抗効
果層の後端部が第1の後端電極と第2の後端電極とそれ
ぞれ接続されてなるために、センス電流が磁気抵抗効果
層にのみ供給される。このとき、センス電流は、第1の
後端電極より一方の磁気抵抗効果層に供給され、先端電
極を通り他方の磁気抵抗効果層に供給され、第2の後端
電極に供給さる。そして、下側の磁気抵抗効果安定化層
の磁区制御は、上側の磁気抵抗効果感磁層の静磁結合と
磁気抵抗効果感磁層のセルフバイアスによって行い、他
方、上側の磁気抵抗効果感磁層の磁区制御は、下側の磁
気抵抗効果安定化層の磁化によって行う。
抵抗効果型磁気ヘッドでは、磁気抵抗効果層が磁気記録
媒体の信号磁界により抵抗変化を示す磁性層(Acti
ve−layer)として使われ、磁気抵抗効果安定化
層が抵抗変化をするかどうかを問わない磁性層(Pin
−layer)として使われる。すなわち、この磁気抵
抗効果型磁気ヘッドでは、一対の磁気抵抗効果層の先端
部が先端電極を介して電気的に接続され、各磁気抵抗効
果層の後端部が第1の後端電極と第2の後端電極とそれ
ぞれ接続されてなるために、センス電流が磁気抵抗効果
層にのみ供給される。このとき、センス電流は、第1の
後端電極より一方の磁気抵抗効果層に供給され、先端電
極を通り他方の磁気抵抗効果層に供給され、第2の後端
電極に供給さる。そして、下側の磁気抵抗効果安定化層
の磁区制御は、上側の磁気抵抗効果感磁層の静磁結合と
磁気抵抗効果感磁層のセルフバイアスによって行い、他
方、上側の磁気抵抗効果感磁層の磁区制御は、下側の磁
気抵抗効果安定化層の磁化によって行う。
【0016】このため、出力電圧ΔVは、センス電流I
sの増加で増える一方、異方性磁界Hkはセンス電流I
sに依存しにくい構造となり、出力電圧ΔV/異方性磁
界Hkはセンス電流Isの増加で増える。
sの増加で増える一方、異方性磁界Hkはセンス電流I
sに依存しにくい構造となり、出力電圧ΔV/異方性磁
界Hkはセンス電流Isの増加で増える。
【0017】しかも、上記構造の上記2つの磁気抵抗効
果素子がトラック幅の方向に直列状態で接続されるため
に、異方性磁界Hkは同程度の値をもちつつ抵抗変化量
ΔRが2倍になる効果で、出力電圧ΔVは21/2倍とな
り、MR素子感度も21/2相当になる。
果素子がトラック幅の方向に直列状態で接続されるため
に、異方性磁界Hkは同程度の値をもちつつ抵抗変化量
ΔRが2倍になる効果で、出力電圧ΔVは21/2倍とな
り、MR素子感度も21/2相当になる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るMRヘッドの
実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【0019】本実施の形態のMRヘッド1の主要な構成
は、図1及び図2に示すように、磁気記録媒体との対向
面yに対して長手方向が垂直となるように配された2つ
の磁気抵抗効果素子5A,5Bと、磁気記録媒体との対
向面yに臨み上記各磁気抵抗効果素子5A,5Bの先端
側に積層される先端電極7と、各磁気抵抗効果素子5
A,5Bの後端側に積層される第1の後端電極8Aと第
2の後端電極8Bとを備えた構成とされている。
は、図1及び図2に示すように、磁気記録媒体との対向
面yに対して長手方向が垂直となるように配された2つ
の磁気抵抗効果素子5A,5Bと、磁気記録媒体との対
向面yに臨み上記各磁気抵抗効果素子5A,5Bの先端
側に積層される先端電極7と、各磁気抵抗効果素子5
A,5Bの後端側に積層される第1の後端電極8Aと第
2の後端電極8Bとを備えた構成とされている。
【0020】すなわち、MRヘッド1は、スライダーと
して機能する基板2上に配される下部シールド磁性体3
と上部シールド磁性体9がヘッド摺動面yに臨む再生ギ
ャップを構成するように対向して配され、これら下部シ
ールド磁性体3と上部シールド磁性体9との間に、上記
磁気抵抗効果素子5A,5Bがその一端を媒体対向面y
に臨ませるように配されている。なお、以下、上記磁気
抵抗効果素子5Aを「第1のMR素子5A」、上記磁気
抵抗効果素子5Bを「第2のMR素子5B」と称して説
明する。
して機能する基板2上に配される下部シールド磁性体3
と上部シールド磁性体9がヘッド摺動面yに臨む再生ギ
ャップを構成するように対向して配され、これら下部シ
ールド磁性体3と上部シールド磁性体9との間に、上記
磁気抵抗効果素子5A,5Bがその一端を媒体対向面y
に臨ませるように配されている。なお、以下、上記磁気
抵抗効果素子5Aを「第1のMR素子5A」、上記磁気
抵抗効果素子5Bを「第2のMR素子5B」と称して説
明する。
【0021】まず、上記下部シールド磁性体3及び上部
シールド磁性体9と第1のMR素子5A及び第2のMR
素子5B間には、それぞれ絶縁層4a,4bが介在さ
れ、磁気的に分離されている。
シールド磁性体9と第1のMR素子5A及び第2のMR
素子5B間には、それぞれ絶縁層4a,4bが介在さ
れ、磁気的に分離されている。
【0022】また、上部シールド磁性体9は、媒体対向
面y付近で屈曲した形状となされており、該上部シール
ド磁性体9と下部シールド磁性体3間の距離が媒体対向
面y側において狭まるようになされ、上部シールド磁性
体9と下部シールド磁性体3の先端部間に再生用ギャッ
プが形成されている。
面y付近で屈曲した形状となされており、該上部シール
ド磁性体9と下部シールド磁性体3間の距離が媒体対向
面y側において狭まるようになされ、上部シールド磁性
体9と下部シールド磁性体3の先端部間に再生用ギャッ
プが形成されている。
【0023】一方、下部シールド磁性体3は、Al2 0
3 −TiC等の非磁性材料からなる基板2上に配置され
ている。第1のMR素子5A及び第2のMR素子5Bの
媒体対向面yと反対側には、第1の後端電極8A及び第
2の後端電極8Bが第1のMR素子5A及び第2のMR
素子5B上に積層されるように接続されている。
3 −TiC等の非磁性材料からなる基板2上に配置され
ている。第1のMR素子5A及び第2のMR素子5Bの
媒体対向面yと反対側には、第1の後端電極8A及び第
2の後端電極8Bが第1のMR素子5A及び第2のMR
素子5B上に積層されるように接続されている。
【0024】また、バイアス導体10は、第1のMR素
子5A及び第2のMR素子5Bにバイアス磁界を印加す
るためのもので、先端電極7と第1の後端電極8A及び
第2の後端電極8Bの間であって、該第1のMR素子5
A及び第2のMR素子5Bと上部シールド磁性体4との
間に絶縁層を介して設けられている。このバイアス導体
10は、第1のMR素子5A及び第2のMR素子5Bの
長手方向に亘ってバイアス磁界を印加する役目をするも
ので、第1のMR素子5A及び第2のMR素子5Bと直
交させて配置されている。
子5A及び第2のMR素子5Bにバイアス磁界を印加す
るためのもので、先端電極7と第1の後端電極8A及び
第2の後端電極8Bの間であって、該第1のMR素子5
A及び第2のMR素子5Bと上部シールド磁性体4との
間に絶縁層を介して設けられている。このバイアス導体
10は、第1のMR素子5A及び第2のMR素子5Bの
長手方向に亘ってバイアス磁界を印加する役目をするも
ので、第1のMR素子5A及び第2のMR素子5Bと直
交させて配置されている。
【0025】このバイアス導体10と第1のMR素子5
A及び第2のMR素子5Bとの間には、これらの間の絶
縁を図る絶縁膜4cが介在されている。なお、このバイ
アス導体10には、例えば、電導性の良いAu,Cu等
を用いる。
A及び第2のMR素子5Bとの間には、これらの間の絶
縁を図る絶縁膜4cが介在されている。なお、このバイ
アス導体10には、例えば、電導性の良いAu,Cu等
を用いる。
【0026】そして特に、上記第1のMR素子5A及び
第2のMR素子5Bは、その長手方向が磁気記録媒体、
例えば磁気ディスクと対向する媒体対向面yに対し垂直
となるように形成され、この2つの第1のMR素子5A
と第2のMR素子5Bは、トラック幅Twの方向に並設
されている。
第2のMR素子5Bは、その長手方向が磁気記録媒体、
例えば磁気ディスクと対向する媒体対向面yに対し垂直
となるように形成され、この2つの第1のMR素子5A
と第2のMR素子5Bは、トラック幅Twの方向に並設
されている。
【0027】すなわち、第1のMR素子5Aと第2のM
R素子5Bは、図2に示すように、非磁性絶縁層12a
を介して、第1のMR素子5Aと第2のMR素子5Bと
の間隔Dをおいて、トラック幅Twの方向に並設されて
いる。
R素子5Bは、図2に示すように、非磁性絶縁層12a
を介して、第1のMR素子5Aと第2のMR素子5Bと
の間隔Dをおいて、トラック幅Twの方向に並設されて
いる。
【0028】ここで、MRヘッド1のトラック幅をT
w、第1のMR素子5Aの幅をTr1、第2のMR素子
5Bの幅をTr2、第1のMR素子5Aと第2のMR素
子5Bとの間隔をDとすると、Tw=Tr1+Tr2+
Dで表されるようになされている。
w、第1のMR素子5Aの幅をTr1、第2のMR素子
5Bの幅をTr2、第1のMR素子5Aと第2のMR素
子5Bとの間隔をDとすると、Tw=Tr1+Tr2+
Dで表されるようになされている。
【0029】また、本実施の形態の第1のMR素子5A
と第2のMR素子5Bの感磁部長Hは、0.1μm〜
3.0μmであり、第1のMR素子5Aと第2のMR素
子5Bとの間隔Dは、0.5μm〜3.0μmであり、
第1のMR素子5Aと第2のMR素子5Bの幅Tr1,
r2は、各々0.1μm〜2.0μmである。
と第2のMR素子5Bの感磁部長Hは、0.1μm〜
3.0μmであり、第1のMR素子5Aと第2のMR素
子5Bとの間隔Dは、0.5μm〜3.0μmであり、
第1のMR素子5Aと第2のMR素子5Bの幅Tr1,
r2は、各々0.1μm〜2.0μmである。
【0030】ただし、本実施の形態では、第1のMR素
子5Aと第2のMR素子5Bの寸法が同一のもので説明
したが、必ずしも第1のMR素子5Aと第2のMR素子
5Bの寸法はは、同一寸法でなくともよい。
子5Aと第2のMR素子5Bの寸法が同一のもので説明
したが、必ずしも第1のMR素子5Aと第2のMR素子
5Bの寸法はは、同一寸法でなくともよい。
【0031】上記第1のMR素子5Aと第2のMR素子
5Bは、各々、図3に示すように、磁気抵抗効果感磁層
13のみが先端電極7と第1の後端電極8A及び第2の
後端電極8Bと接続されている。すなわち、第1のMR
素子5Aと第2のMR素子5Bは、これら第1のMR素
子5Aと第2のMR素子5Bとの間に配される非磁性絶
縁層12aと、両側の非磁性絶縁層12bにより、側方
側の絶縁が図られている。また、第1のMR素子5Aと
第2のMR素子5Bは、各々、磁気抵抗効果安定化層1
1と磁気抵抗効果感磁性層13との間に、非磁性絶縁層
12cが介在されている。
5Bは、各々、図3に示すように、磁気抵抗効果感磁層
13のみが先端電極7と第1の後端電極8A及び第2の
後端電極8Bと接続されている。すなわち、第1のMR
素子5Aと第2のMR素子5Bは、これら第1のMR素
子5Aと第2のMR素子5Bとの間に配される非磁性絶
縁層12aと、両側の非磁性絶縁層12bにより、側方
側の絶縁が図られている。また、第1のMR素子5Aと
第2のMR素子5Bは、各々、磁気抵抗効果安定化層1
1と磁気抵抗効果感磁性層13との間に、非磁性絶縁層
12cが介在されている。
【0032】そして、先端電極7と第1の後端電極8A
及び第2の後端電極8Bに、上記各磁気抵抗効果感磁層
13の上側が接続されている。このため、磁気抵抗効果
安定化層11と磁気抵抗効果感磁層13は、磁気的には
結合しているが、電気的には分離されている。したがっ
て、センス電流Isは、磁気抵抗効果感磁性層13にの
み流れ、磁気抵抗効果安定化層11にセンス電流Isが
流れない構成とされている。したがって、第1のMR素
子5Aと第2のMR素子5Bは、磁気抵抗効果感磁性層
13が抵抗変化をする磁性層(Active−laye
r)として使われ、磁気抵抗効果安定化層11が抵抗変
化をするかどうかを問わない磁性層(Pin−laye
r)として使われる。
及び第2の後端電極8Bに、上記各磁気抵抗効果感磁層
13の上側が接続されている。このため、磁気抵抗効果
安定化層11と磁気抵抗効果感磁層13は、磁気的には
結合しているが、電気的には分離されている。したがっ
て、センス電流Isは、磁気抵抗効果感磁性層13にの
み流れ、磁気抵抗効果安定化層11にセンス電流Isが
流れない構成とされている。したがって、第1のMR素
子5Aと第2のMR素子5Bは、磁気抵抗効果感磁性層
13が抵抗変化をする磁性層(Active−laye
r)として使われ、磁気抵抗効果安定化層11が抵抗変
化をするかどうかを問わない磁性層(Pin−laye
r)として使われる。
【0033】上記非磁性絶縁層12a,12b,12c
は、Al2O3等のような電気的に絶縁性を有する非磁性
材料からなるものであればよい。
は、Al2O3等のような電気的に絶縁性を有する非磁性
材料からなるものであればよい。
【0034】また、上記磁気抵抗効果感磁性層13と磁
気抵抗効果安定化層11は、磁気抵抗効果を有する磁気
抵抗効果膜を含んでいればよく、例えば、NiFe等か
らなる磁気抵抗効果膜だけからなるものであっても、あ
るいは、Ta等からなる下地膜上にNiFe等からなる
磁気抵抗効果膜が成膜されたものであってもよい。
気抵抗効果安定化層11は、磁気抵抗効果を有する磁気
抵抗効果膜を含んでいればよく、例えば、NiFe等か
らなる磁気抵抗効果膜だけからなるものであっても、あ
るいは、Ta等からなる下地膜上にNiFe等からなる
磁気抵抗効果膜が成膜されたものであってもよい。
【0035】本実施の形態では、膜厚25nmのNiF
e膜/膜厚3〜20nmのAl2O3膜/膜厚25nmの
NiFe膜を順次蒸着又はスパッタリングによって成膜
して第1のMR素子5A及び第2のMR素子5Bを形成
するようにしている。
e膜/膜厚3〜20nmのAl2O3膜/膜厚25nmの
NiFe膜を順次蒸着又はスパッタリングによって成膜
して第1のMR素子5A及び第2のMR素子5Bを形成
するようにしている。
【0036】さらに、本実施の形態のMRヘッド1は、
上記第1のMR素子5A及び第2のMR素子5Bの一方
の端面を記録媒体摺動面yに露出させたかたちになって
いる。この第1のMR素子5A及び第2のMR素子5B
の記録媒体摺動面側端(前端側)には先端部電極7が形
成され、後端側には後端電極8A及び第2の後端電極8
Bが形成されている。
上記第1のMR素子5A及び第2のMR素子5Bの一方
の端面を記録媒体摺動面yに露出させたかたちになって
いる。この第1のMR素子5A及び第2のMR素子5B
の記録媒体摺動面側端(前端側)には先端部電極7が形
成され、後端側には後端電極8A及び第2の後端電極8
Bが形成されている。
【0037】先端電極7は、磁気記録媒体との対向面y
に臨み上記各第1のMR素子5A,第2のMR素子5B
の先端側に積層され、上記第1のMR素子5A及び第2
のMR素子5Bと電気的に接続されるようになってい
る。この先端電極7は、上記第1のMR素子5A及び第
2のMR素子5Bにセンス電流Isを通電する電極とし
て機能を有する他、再生用磁気ギャップの上層ギャップ
膜として機能するようになっている。したがって、先端
電極7には、Ta、Mo、W、Cr、Cu等の如き電導
性を有し且つ非磁性の金属材料を用いることが好まし
い。
に臨み上記各第1のMR素子5A,第2のMR素子5B
の先端側に積層され、上記第1のMR素子5A及び第2
のMR素子5Bと電気的に接続されるようになってい
る。この先端電極7は、上記第1のMR素子5A及び第
2のMR素子5Bにセンス電流Isを通電する電極とし
て機能を有する他、再生用磁気ギャップの上層ギャップ
膜として機能するようになっている。したがって、先端
電極7には、Ta、Mo、W、Cr、Cu等の如き電導
性を有し且つ非磁性の金属材料を用いることが好まし
い。
【0038】一方、第1の後端電極8Aと第2の後端電
極8Bは、上記第1のMR素子5A及び第2のMR素子
5Bの後端側に各々積層され、各々、第1の後端電極8
Aと第2の後端電極8Bに電気的に接続されるようにな
っている。
極8Bは、上記第1のMR素子5A及び第2のMR素子
5Bの後端側に各々積層され、各々、第1の後端電極8
Aと第2の後端電極8Bに電気的に接続されるようにな
っている。
【0039】この第1の後端電極8Aと第2の後端電極
8Bは、先の先端電極7とは異なりギャップ膜としての
機能はなく、単に上記第1のMR素子5A及び第2のM
R素子5Bにセンス電流Isを通電する役目を有する。
8Bは、先の先端電極7とは異なりギャップ膜としての
機能はなく、単に上記第1のMR素子5A及び第2のM
R素子5Bにセンス電流Isを通電する役目を有する。
【0040】このように、先端電極7と、第1の後端電
極8Aと第2の後端電極8Bを配することにより、セン
ス電流Isは、第1の後端電極8Aから先端電極7へ、
この先端電極7から第2の後端電極8Bへと、図2中符
号Fに示すように流されることになる。そして、図2中
符号Mに示すような誘導磁化が生じる。
極8Aと第2の後端電極8Bを配することにより、セン
ス電流Isは、第1の後端電極8Aから先端電極7へ、
この先端電極7から第2の後端電極8Bへと、図2中符
号Fに示すように流されることになる。そして、図2中
符号Mに示すような誘導磁化が生じる。
【0041】ところで、MR素子抵抗Rは、図8に示す
ように、素子に入力される磁界強度(磁束量)に応じて
変化する。すなわち、MR素子抵抗Rの外部磁界依存性
がMR曲線である。実際にMR素子を駆動させる場合、
外部磁界に対する抵抗変化の線形性が良く、且つ最もM
R素子抵抗Rの変化するところまで予めバイアス磁界H
bを加えておき、その点を動作ポイントとする。
ように、素子に入力される磁界強度(磁束量)に応じて
変化する。すなわち、MR素子抵抗Rの外部磁界依存性
がMR曲線である。実際にMR素子を駆動させる場合、
外部磁界に対する抵抗変化の線形性が良く、且つ最もM
R素子抵抗Rの変化するところまで予めバイアス磁界H
bを加えておき、その点を動作ポイントとする。
【0042】そこに、メディアからの信号磁界が入力さ
れると、それを抵抗変化に変換するのがMR素子であ
る。MR素子にセンス電流Isを流しておけば、この抵
抗変化を電圧出力ΔVとして取り出せるわけである。す
なわち、オームの法則(ΔV=R×Is)に準ずる。
れると、それを抵抗変化に変換するのがMR素子であ
る。MR素子にセンス電流Isを流しておけば、この抵
抗変化を電圧出力ΔVとして取り出せるわけである。す
なわち、オームの法則(ΔV=R×Is)に準ずる。
【0043】このことにより、MR素子感度とは、信号
磁界の抵抗変化への変換効率であり、素子動作ポイント
におけるMR曲線の傾きで決まる。つまり、単位磁界強
度当たりの抵抗変化量がMR素子感度となるわけであ
る。このMR素子感度を決めるパラメータは、図9に示
すように、抵抗変化量ΔRとMR素子の異方性磁界Hk
である。ここでの抵抗変化量ΔRは、MR素子抵抗Rの
の最大値と最小値の差である。一方、異方性磁界Hk
は、MR曲線の傾きの最大点に接線を引いて、ベースラ
インと交わる磁界強度と定義して算出する。
磁界の抵抗変化への変換効率であり、素子動作ポイント
におけるMR曲線の傾きで決まる。つまり、単位磁界強
度当たりの抵抗変化量がMR素子感度となるわけであ
る。このMR素子感度を決めるパラメータは、図9に示
すように、抵抗変化量ΔRとMR素子の異方性磁界Hk
である。ここでの抵抗変化量ΔRは、MR素子抵抗Rの
の最大値と最小値の差である。一方、異方性磁界Hk
は、MR曲線の傾きの最大点に接線を引いて、ベースラ
インと交わる磁界強度と定義して算出する。
【0044】MR素子抵抗変化量ΔRが同じ場合、異方
性磁界Hkが小さい程、また、異方性磁界Hkが同じ場
合、MR素子抵抗変化量ΔRが大きい程、素子動作点A
でのMR曲線が急峻となり、MR素子感度が大きくなる
と言える。
性磁界Hkが小さい程、また、異方性磁界Hkが同じ場
合、MR素子抵抗変化量ΔRが大きい程、素子動作点A
でのMR曲線が急峻となり、MR素子感度が大きくなる
と言える。
【0045】このなかで、出力電圧ΔVはセンス電流I
s×ΔR(抵抗変化)として表され、センス電流Isの
増加と比例し大きくなる。一方、センス電流Isの増加
はセルフバイアスの増加を生むために異方性磁界Hkの
増加を引き起こす。そのため、磁気抵抗効果安定化層1
1の感度は、あるセンス電流Isの値で飽和する。
s×ΔR(抵抗変化)として表され、センス電流Isの
増加と比例し大きくなる。一方、センス電流Isの増加
はセルフバイアスの増加を生むために異方性磁界Hkの
増加を引き起こす。そのため、磁気抵抗効果安定化層1
1の感度は、あるセンス電流Isの値で飽和する。
【0046】この点、本実施の形態のMRヘッド1は、
磁気抵抗効果素子5が磁気抵抗効果感磁層13と磁気抵
抗効果安定化層11からなる2層構造とされ、非磁性絶
縁層12a,12b,12cを介して磁気抵抗効果感磁
層13のみが上記先端電極7と第1の後端電極8A及び
第2の後端電極8と接続されることから、出力電圧ΔV
は、センス電流Isの増加で増える一方、異方性磁界H
kはセンス電流Isに依存しにくい構造となり、出力電
圧ΔV/異方性磁界Hkで表されるMR素子感度はセン
ス電流Isの増加で増える。
磁気抵抗効果素子5が磁気抵抗効果感磁層13と磁気抵
抗効果安定化層11からなる2層構造とされ、非磁性絶
縁層12a,12b,12cを介して磁気抵抗効果感磁
層13のみが上記先端電極7と第1の後端電極8A及び
第2の後端電極8と接続されることから、出力電圧ΔV
は、センス電流Isの増加で増える一方、異方性磁界H
kはセンス電流Isに依存しにくい構造となり、出力電
圧ΔV/異方性磁界Hkで表されるMR素子感度はセン
ス電流Isの増加で増える。
【0047】ただし、この構造としても、出力電圧ΔV
は、センス電流Is以外でΔρ(磁気記録媒体からの信
号磁界の強さによって変化する磁気抵抗効果膜の比抵抗
の変化量)と素子サイズに依存し、上限を持つ。
は、センス電流Is以外でΔρ(磁気記録媒体からの信
号磁界の強さによって変化する磁気抵抗効果膜の比抵抗
の変化量)と素子サイズに依存し、上限を持つ。
【0048】そこで、上記2つの磁気抵抗効果素子がト
ラック幅の方向に直列状態で接続されいる。このため、
異方性磁界Hkは同程度の値をもちつつ抵抗変化ΔRが
2倍になる効果で出力電圧ΔVは21/2倍となり、MR
素子感度も21/2相当になる。したがって、本実施の形
態のMRヘッド1によれば、1.4倍程度にすることが
できる。
ラック幅の方向に直列状態で接続されいる。このため、
異方性磁界Hkは同程度の値をもちつつ抵抗変化ΔRが
2倍になる効果で出力電圧ΔVは21/2倍となり、MR
素子感度も21/2相当になる。したがって、本実施の形
態のMRヘッド1によれば、1.4倍程度にすることが
できる。
【0049】これにより、本実施の形態のMRヘッド1
は、強磁性材よりなる磁性層と導電層を有する非磁性材
よりなる導電層とが交互に複数層積層された多層膜素子
である、いわゆる人工格子膜である巨大磁気抵抗効果素
子(GMR素子)を磁気抵抗効果素子として用いたもの
であってもよい
は、強磁性材よりなる磁性層と導電層を有する非磁性材
よりなる導電層とが交互に複数層積層された多層膜素子
である、いわゆる人工格子膜である巨大磁気抵抗効果素
子(GMR素子)を磁気抵抗効果素子として用いたもの
であってもよい
【0050】
【発明の効果】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、
磁気抵抗効果素子が磁気抵抗効果感磁層と磁気抵抗効果
安定化層からなる2層構造とされ、非磁性層を介して磁
気抵抗効果感磁層のみが上記先端電極及び後端電極と接
続されることから、出力電圧ΔVは、センス電流Isの
増加で増える一方、異方性磁界Hkはセンス電流Isに
依存しにくい構造となり、出力電圧ΔV/異方性磁界H
kはセンス電流Isの増加で増える。
磁気抵抗効果素子が磁気抵抗効果感磁層と磁気抵抗効果
安定化層からなる2層構造とされ、非磁性層を介して磁
気抵抗効果感磁層のみが上記先端電極及び後端電極と接
続されることから、出力電圧ΔVは、センス電流Isの
増加で増える一方、異方性磁界Hkはセンス電流Isに
依存しにくい構造となり、出力電圧ΔV/異方性磁界H
kはセンス電流Isの増加で増える。
【0051】しかも、上記2つの磁気抵抗効果素子がト
ラック幅の方向に直列状態で接続されているために、異
方性磁界Hkは同程度の値をもちつつΔR(抵抗変化)
が2倍になる効果で出力電圧ΔVは2倍となり、MR素
子感度も21/2相当になる。
ラック幅の方向に直列状態で接続されているために、異
方性磁界Hkは同程度の値をもちつつΔR(抵抗変化)
が2倍になる効果で出力電圧ΔVは2倍となり、MR素
子感度も21/2相当になる。
【0052】したがって、本発明の磁気抵抗効果型磁気
ヘッドによれば、MR素子感度及び出力を大幅に向上さ
せることができる。
ヘッドによれば、MR素子感度及び出力を大幅に向上さ
せることができる。
【図1】本発明に係るMRヘッドの一実施例の概略構成
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図2】上記MRヘッドの第1のMR素子、第2のMR
素子等の主要部を示す斜視図である。
素子等の主要部を示す斜視図である。
【図3】上記第1のMR素子と第2のMR素子の構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図4】従来のMRヘッドを示す断面図である。
【図5】上記MRヘッドのMR素子及び電極を示す要部
斜視図である。
斜視図である。
【図6】上記MRヘッドのMR素子膜を示す拡大断面図
である。
である。
【図7】上記MRヘッドのMR素子のセルフバイアスを
示す模式図である。
示す模式図である。
【図8】上記MR素子の動作原理を示す特性図である。
【図9】上記MR素子の異方性磁界Hkを示す特性図で
ある。
ある。
1 MRヘッド、5A 第1のMR素子(磁気抵抗効果
素子)、 5B 第2のMR素子(磁気抵抗効果素
子)、7 先端電極、8A 第1の後端電極、8B第2
の後端電極、11 磁気抵抗効果安定化層、12a,1
2b,12c 非磁性絶縁層、13 磁気抵抗効果感磁
層 Tw トラック幅、y 磁気記録媒体との対向面
素子)、 5B 第2のMR素子(磁気抵抗効果素
子)、7 先端電極、8A 第1の後端電極、8B第2
の後端電極、11 磁気抵抗効果安定化層、12a,1
2b,12c 非磁性絶縁層、13 磁気抵抗効果感磁
層 Tw トラック幅、y 磁気記録媒体との対向面
Claims (1)
- 【請求項1】 磁気記録媒体摺動面に対してセンス電流
が略垂直に供給され、非磁性層を介して磁気抵抗効果層
と磁気抵抗効果安定化層とが積層されてなる一対の磁気
抵抗効果素子と、 磁気記録媒体摺動面に臨み上記一対の磁気抵抗効果素子
の先端側に積層される先端電極と、 上記各磁気抵抗効果素子の後端部に各々積層される第1
の後端電極と第2の後端電極とを備え、 上記一対の磁気抵抗効果素子がトラック幅方向に並設さ
れ、 上記一対の磁気抵抗効果素子の各磁気抵抗効果層が上記
先端電極を介して電気的に接続されていることを特徴と
する磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21578196A JPH1064019A (ja) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21578196A JPH1064019A (ja) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064019A true JPH1064019A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16678130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21578196A Withdrawn JPH1064019A (ja) | 1996-08-15 | 1996-08-15 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1064019A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2802011A1 (fr) * | 1999-12-01 | 2001-06-08 | Planhead Silmag P H S | Tete de lecture planaire a element magneto-resistif |
-
1996
- 1996-08-15 JP JP21578196A patent/JPH1064019A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2802011A1 (fr) * | 1999-12-01 | 2001-06-08 | Planhead Silmag P H S | Tete de lecture planaire a element magneto-resistif |
| EP1107236A1 (fr) * | 1999-12-01 | 2001-06-13 | Planhead-Silmag Phs | Tête de lecture planaire à élément magnéto-résistif |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031104 |