JPH1186231A - 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

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JPH1186231A
JPH1186231A JP25422997A JP25422997A JPH1186231A JP H1186231 A JPH1186231 A JP H1186231A JP 25422997 A JP25422997 A JP 25422997A JP 25422997 A JP25422997 A JP 25422997A JP H1186231 A JPH1186231 A JP H1186231A
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JP
Japan
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thermal conductivity
magnetic
head
insulating layer
magnetic insulating
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JP25422997A
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English (en)
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Izumi Nomura
いづみ 野村
Tsutomu Aoyama
勉 青山
Toshitake Sato
勇武 佐藤
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TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来技術のように、スライダに凸形状の丘等
を設けることなく、サーマル・アスペリティを確実に低
減することのできる磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供す
る。 【解決手段】 本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、
磁気抵抗効果型素子の両側にそれぞれ非磁性絶縁層を介
してシールド磁性層が設けられた磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドにおいて、前記非磁性絶縁層のうち少なくとも一方
は、その熱伝導率が300W/m・K以上であることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッド、特に磁気ディスク装置に用いられる磁気抵抗効果
型磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気センサの高感度化や磁気記録
における高密度化が進められており、これに伴い磁気抵
抗変化を用いた磁気抵抗効果型センサ(以下MRセン
サ)や磁気抵抗効果型ヘッド(以下MRヘッド)の開発
が盛んに進められている。MRセンサもMRヘッドも、
磁性材料を用いた磁場検出部の電気抵抗変化により、外
部信号を読み出すものである。記録媒体の小型化によ
り、従来のインダクティブヘッドによる情報読み出しで
は、媒体とヘッドの相対速度の低下によりヘッド出力が
低下してしまうが、MRヘッドでは記録媒体との相対速
度により再生出力が依存しないため、高密度磁気記録で
も高い出力が得られるという特徴を有する。
【0003】磁気ディスク装置においては、この磁気抵
抗効果型磁気ヘッドを浮上型として用いている。このよ
うな磁気ディスク装置において、磁気ディスクに記録さ
れた磁気情報を再生する際に、磁気ヘッドのエアベアリ
ング面(ABS面)が、磁気ディスク面に存在するバン
プと呼ばれる微小な凹凸に衝突した場合、その衝突に伴
う発熱により、MR素子にサーマル・アスペリティ(以
下、TAと略する)と称される熱ノイズが発生するとい
う問題がある。
【0004】このような問題を解決するため、特開平8
−287444号公報では、MR素子を取り付けるスラ
イダに凸状の丘等の加工を施して、上記MR素子のトラ
ック幅部が磁気ディスク表面に接触するのを防止して、
上記TAを防止する技術が開示されている。
【0005】しかしながら、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
に用いられるスライダは、たかだか縦1.25mm×横
1.00mm×高さ0.3mm程度の大きさであり、加工が
困難であり、しかも加工部分が破損し易くなるという問
題がある。
【0006】また、スライダの加工部分には、ほこり等
の異物が侵入した際除去し難いという問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記従来技術のように、スライダに凸形状の丘等を設ける
ことなく、上記TAを確実に低減することのできる磁気
抵抗効果型磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の本
発明(1)〜(2)により達成される。 (1) 磁気抵抗効果型素子の両側にそれぞれ非磁性絶
縁層を介してシールド磁性層が設けられた磁気抵抗効果
型磁気ヘッドにおいて、前記非磁性絶縁層のうち少なく
とも一方は、その熱伝導率が300W/m・K以上であ
ることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 (2) 前記熱伝導率300W/m・K以上の非磁性絶
縁層が、水素濃度26%以下のダイアモンドライクカー
ボン膜で形成されている上記(1)の磁気抵抗効果型磁
気ヘッド。
【0009】
【発明の作用・効果】本発明によれば、磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの磁気抵抗効果型素子に隣接して設けられる
非磁性絶縁層の熱伝導率を300W/m・K以上とした
ことにより、TAのピークを低減することができるとと
もに、TAの減衰時間を短縮することができるため、補
正用の電気回路の負担を減らし小型化することができ、
磁気情報の高速化を図ることができる。
【0010】なお、特開平6−223331号公報に
は、絶縁層を熱伝導率の高いシリコンやダイヤモンドラ
イクカーボン(以下DLC)で形成し、MR素子層に生
じた熱を放熱し、MR素子層の温度上昇を防止する技術
が開示されている。しかし、この従来技術は、MR素子
層に流されるセンス電流により生ずるジュール熱により
MR素子層が破壊することを防止することを課題とし、
本発明とは課題を全く異にする。実際、上記公開公報の
表1からも分かるように、この従来技術で用いられてい
る絶縁層の材料の熱伝導率は最高でも240W/m・K
であり、これは上記のジュール熱による問題を解消する
には充分かも知れないが、本発明の課題であるTAノイ
ズの対策用としては不十分である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成につい
て詳細に説明する。図1に本発明の好ましい構造の磁気
抵抗効果型磁気ヘッドの一例を概略平面図で示す。
【0012】この図において、磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドHは、再生部RにMR素子1を有し、このMR素子1
の両端には、電極2a、2bが接続されている。上記M
R素子1および電極2a、2bの両側には、それぞれ非
磁性絶縁層3a、3bが形成され、これらの非磁性絶縁
層3a、3b上にはそれぞれシールド磁性層4a、4b
が形成されている。以上の再生部Rは、下地層5を介し
て基板6上に形成されている。一方、記録部Wは、再生
部R上に設けられた非磁性絶縁層9に埋め込まれた記録
磁極8を有している。なお、図中、符号7はリードギャ
ップを示す。
【0013】上記MR素子1は、従来のどのようなタイ
プのMR素子であっても、TAノイズの問題があるの
で、従来構造のいずれのものであってもよい。
【0014】上記電極2a、2bとしては、銅、タンタ
ル等により、500〜2000A程度の膜厚に形成され
る。
【0015】上記シールド層4a、4bは、パーマロ
イ、センダスト、Co系アモルファス合金(CoZrN
b、CoZrMo等)、FeZrN、FeTaN等、ま
た上記の材料にCr等を微量添加した場合を含み、1〜
4μm 程度の膜厚に形成される。
【0016】上記下地層5は、アルミナ、SiO2、S
iC、AlN、BN等により、2〜15μm 程度の膜厚
に形成される。
【0017】上記基板6は、AlTiC、アルミナ、S
iO2、SiC、Si34、AlNである。
【0018】記録部については、本発明とは直接関係が
ないのでこれ以上の説明は省略する。
【0019】再生部の非磁性絶縁層については、後述す
るが、再生部の他の構成層は、上述の代表的例の他、従
来の構成層のいずれをも採用することができる。
【0020】次に、本発明の特徴部分である非磁性絶縁
層3a、3bについて詳細に説明する。
【0021】本発明においては、上記非磁性絶縁層3
a、3bのうち少なくとも一方、好ましくは、少なくと
も基板側を、熱伝導率が300W/m・K以上の材料で
形成する。この熱伝導率は高ければ高いほど望ましい。
【0022】上記非磁性絶縁層3a、3bは、その厚さ
が50〜150A程度に設定される。
【0023】上記非磁性絶縁層3a、3bの熱伝導率を
上記のように300W/m・K以上に設定した理由を以
下述べる。
【0024】まず、実験用として、次のようなMRヘッ
ドを作製した。
【0025】AlTiC基板6上に下地層5としてアル
ミナ膜を成膜し、その上にパーマロイNiFeの下部シ
ールド4aを成膜した後、非磁性絶縁層3aとして、熱
伝導率が3.5W/m・Kの物質アルミナを成膜し、そ
の上にNiFeのMR膜とTaからなるシャントバイア
ス膜とソフトバイアス膜を積層し、所定の形状に加工し
たMR素子1、その両端にTaの電極2a、2bを成膜
し、その上に上記と同じDLCで非磁性絶縁層3bを成
膜し、さらにその上にセンダストFeAlSiの上部シ
ールド4bを成膜してMRヘッドを作製した。
【0026】実験に用いたMRヘッドのディメンション
を下記する。 MR−h(素子高さ) =2.0μm Tw(トラック幅) =2.0μm リードギャップ長 =0.27μm
【0027】実験では、アルミ基板に高さ49nmのバ
ンプを加工したディスクを用いた。ディスク速度v=1
0m/s、浮上量51nmで、MRヘッドのABSにデ
ィスクバンプを衝突させた。計算では、MRヘッドスラ
イダのABS面にディスクバンプが衝突し、摩擦により
式(1)の熱量が発生したものと仮定した。 式(1) q=fNv/A ここで、qは発熱量(W/μm2 )、ディスクバンプと
ABSとの動摩擦係数f=0.2、加重N=1.5g
W、ディスク線速度v=10m/s、接触面積A=4μ
2 とした。熱量は、2μm角の正方形に、時間t=2
0nsecで均等に与えた。
【0028】そして、この計算によりMR素子の温度の
時間変化を求め、この温度変化からTAの時間変化を求
めたところ、実測値と良く合っていた。
【0029】そこで、計算により上記MRヘッドの非磁
性絶縁層3a、3bを、アルミナ薄膜の熱伝導率(3.
5W/m・K)を1に規格化し、その4倍、10倍、1
9倍、38倍、100倍および1000倍の熱伝導率を
有する材料で形成したとして、それぞれのMR素子の温
度の増分ΔT、TAノイズ(TA/信号)の最大値を下
記表1に示した。
【0030】
【表1】
【0031】そして、TAノイズ(TA/信号)の時間
変化を図2のグラフに示した。なお、図2には、規格化
された熱伝導率で1、10、100および1000のも
ののみ示した。そして、このグラフ等からTAノイズの
半値幅t1/2 を求めた。この半値幅t1/2 とは、図3に
示したように、TAノイズ発生時から、TAノイズが最
高値の半値になるまでの時間をいう。非磁性絶縁層3
a、3bが上記各熱伝導率における半値幅t1/2 を、上
記表1および図4のグラフに示した。この半値幅t1/2
は、上記の補正回路に次のような重大な影響を及ぼす。
【0032】TAノイズが発生すると、再生を一時停止
し、信号をバッファに一時記憶し、TAノイズを含んだ
再生信号に200〜500MHzの高周波のハイパスフ
ィルターをかけ信号からTAノイズのみを取り出し、こ
れと元のTAノイズを含んだ再生信号との差をとり補正
する。そこで、半値幅t1/2が小さければ、補正時間が
短くなる。また、信号補正用のバッファの容量を小さく
できる。
【0033】上記図4を検討したところ、非磁性絶縁層
3a、3bの熱伝導率がアルミナ薄膜の100倍程度に
なると、上記半値幅t1/2が急激に小さくなり、その後
は僅かに小さくなることが判明した。
【0034】そこで、本発明においては、非磁性絶縁層
3a、3bの材料をアルミナ薄膜の熱伝導率の100倍
程度以上とし、すなわち熱伝導率が300W/m・K以
上の材料を用いることとし、これにより上記要求を満た
すこととした。
【0035】具体的には、熱伝導率が300W/m・K
以上を示す材料としては、DLCが挙げられる。しか
も、このDLCのなかでも、水素濃度30%を超えるD
LCにあっては、熱伝導率が250W/m・K程度以下
しか示さず、このようなDLCは本発明でも用いること
ができない。
【0036】DLCにおける水素濃度と熱伝導率との関
係を調べたところ、表2に示すとおりであった。水素濃
度は、水素前方散乱分析(HFS)で測定した。
【0037】
【表2】
【0038】以上のように本発明の磁気抵抗効果型磁気
ヘッドにおいては、リードギャップ材として用いられる
非磁性絶縁層の熱伝導率を300W/m・K以上とした
ので、補正回路に多大な負荷をかけることなく、良好な
再生出力を得ることができる。
【0039】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。AlTiC基板6上に下地層
5としてアルミナ膜を成膜し、その上にパーマロイNi
Feの下部シールド4a(厚さ2.5μm )を成膜した
後、非磁性絶縁層3aとして、バイアス電圧をかけたプ
ラズマCVDにより熱伝導率が300W/m・Kの物質
DLCを成膜し(厚さ0.12μm )、その上にNiF
eのMR膜とTaからなるシャントバイアス膜とソフト
バイアス膜を積層し、所定の形状に加工したMR素子
(330A)、その両端にTaの電極2a、2bを成膜
し、その上に上記と同じDLCで非磁性絶縁層3b(厚
さ0.12μm )を成膜し、さらにその上にセンダスト
FeAlSiの上部シールド4b(厚さ3.5μm )を
成膜してMRヘッドを作製した。
【0040】他の条件は、上記のリードギャップの非磁
性絶縁層にアルミナを用いた際の実験の条件と同じにし
て、TAノイズの最大値および半値幅t1/2 を測定した
ところ、実測値で、それぞれ1.9、0.2μsecであ
り、本発明の効果が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの層構成の
一例を示す概略平面図である。
【図2】リードギャップの非磁性絶縁層の熱伝導率を種
々変化させた場合のTAノイズの時間変化を示すグラフ
図である。
【図3】TAノイズの半値幅t1/2 を説明するためのグ
ラフ図である。
【図4】リードギャップの非磁性絶縁層の熱伝導率を種
々変化させた場合のTAノイズの半値幅t1/2 の変化の
状態を示すグラフ図である。
【符号の説明】
H 磁気抵抗効果型磁気ヘッド 1 MR素子 2a 電極 2b 電極 3a 非磁性絶縁層 3b 非磁性絶縁層 4a シールド磁性層 4b シールド磁性層 5 下地層 6 基板 7 リードギャップ 8 記録磁極 9 非磁性絶縁層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気抵抗効果型素子の両側にそれぞれ非
    磁性絶縁層を介してシールド磁性層が設けられた磁気抵
    抗効果型磁気ヘッドにおいて、前記非磁性絶縁層のうち
    少なくとも一方は、その熱伝導率が300W/m・K以
    上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】 前記熱伝導率300W/m・K以上の非
    磁性絶縁層が、水素濃度26%以下のダイアモンドライ
    クカーボン膜で形成されている請求項1の磁気抵抗効果
    型磁気ヘッド。
JP25422997A 1997-09-03 1997-09-03 磁気抵抗効果型磁気ヘッド Pending JPH1186231A (ja)

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