JPS63204506A - 非線形磁気抵抗センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野１ 本発明は磁気抵抗センサーの技術分野に関し、特に磁気
ディスク・ドライブの磁気抵抗ヘッドにＩＩＩりる。

し従来の技術１ 磁界の存在による比抵抗の変化に応ｎ　”ｊる磁気抵抗
センサーは、第１に比ｎ（抗の変化が磁気ディスクの速
度から独立して磁束のみに依存しており、ｆｆ１２に磁
気抵抗センサーの出力レベルが検知電流により定められ
るので、磁気ディスク・ドライブのヘッドにＪ３ける読
み出しトランスジューＩすとして利用が拡大している。

これらの磁気抵抗センサーは、典を的なものとして低い
磁気保持力の容易軸に沿って磁化されたＮ　ｉ　Ｆ　ｅ
　合金（パーマロイ）の薄いストリップを備えでいる。

伯の多くの強磁性体合金も候補に上げられる。通常、こ
のストリップｔよ容易軸が磁気フーイスクの回転方向と
交差し、かつ磁気ディスクの血に平行である。磁気ディ
スクからの磁束はストリップの磁化ベクトルを回転させ
、またこれが横方向のコンタクト間を流れる検出電流の
比抵抗を変化さぜる。この比抵抗はほぼ磁化ベクトルと
電流ベクトルとの闇の角１ｆｃｏｓ”ｌ＋ち、Δρ＝ｐ
Ｈｌａｘ′ＣＯ３２０゜ただし、θｔよ磁化ベクトルと
電流ベクトルとの聞の角１．α、ρは比抵抗である。）
により変化リ−る。このＣＯ５２関係のために、磁化ベ
クトル及び電流ベクトルが最初に揃えられたとぎは、磁
気ディスクのｇｉ東による比抵抗の初期変化は小さく、
一方向である。従って、典型的なｂのでは、容易軸磁化
ベクトル又は￥ｉ流ベク１−ルを約４５゛にバイアスし
て磁化ベタ１−ルの１６１、Ｃ［変化に対する応９１！
；ｆ’ｌを増加さＵるとバに、センナ−出力を線形化さ
せる。

磁気抵抗ヒンＩナーで発生する一つの問題には、印加さ
れる場が存在するときに磁区の非可逆的な運すＪを要因
どするバルクハウゼン雑音がある。即ち、退化ベトルの
、：１ヒーレンｌ−な回転が不均一であり、かつ抑１．
ＩＩされると共に、磁壁のＩｆｉｍに依存している。こ
の雑音のメカニズムはストリップの検出電流領域に甲−
磁区を生成することにより除重される。

センサー出力を線形化し、かつ検出領域の単−磁区にｌ
Ｉ′４なった多数の手段が用いられていた。検出領域に
単−磁区を１ｉＩるために、例えば、その高さに対する
ストリップの侵ざを増加させることが知られている。多
重１！１鎖の１１区は長いストリップの終端で発生する
ことが知られている。これらは外部磁界の影響により中
心に向かって移動する。

しかし、長いストリップはストリップの横方向の部分で
クロスｊ・−りを生じ、また隣接するトラックからスト
リップの検出領域に磁束を誘導スることがある。これに
対して、短いストリップは殆どの場合に多重磁区に自発
的に「分裂」する。

端部の減ｖｉｉ界を減少させるようにストリップを成形
りることにより、検出領域で単一磁区を冑ると杖に、検
出領域の大きさを物理的に相対的に短く４る努力がなさ
れていた。例えば、容易軸に対ｖ、　ｔ、、　’ｃ　Ｆ
下の水平部分を終端で垂直部分に接続しη゛［ンドレス
ループを形成するカワカミらの米困特ｎ第４．５０３，
３９４号の第４ａ図を参照されたい。更に、ストリップ
が上方に伸延する二本の中間脚を右する米国特許第４．
５５５，７４０月を参照されたい。しかし、磁気抵抗セ
ンサーを従来方法で１ｈ載している誘尋占き込み磁極か
ら６たらされる強い横方向磁界がひ在するときは、成形
されたストリップであっても、多ｉｎ区に「分裂」する
（磁極は、センサーに直接隣接していないｔａ界からセ
ンサーを融離するように、内磁性体シールドとして作用
する）。

更に、読み出しの前に、「長い」即ち成形されたストリ
ップにおいて長さ方向の磁界をｊ９ることにより、甲−
磁区を成形する努力も払われていた。

このような磁界は中央センサー領域で比較的に安定な単
一磁区を形成さけるのに充分な強さを有するムのとなる
。一般的に、この初期ｖｉｉ界はバーバ柱（ｂａｒｂｅ
ｒ　ｐｏｌｅ　）にＪ：す１！１られ、バーバ柱は容易
軸磁化ベク］−ルに対する検出電流の方向を傾斜させる
ためにも用いられている。

知いストリップの場合は、隣接する永久１ｌｔ１石から
、又は交換バイアスをもたらす自動釣に結合されに反強
磁性体からの永久的な横方向のバイアスにＪ：す、単一
磁区を保持する努力が払われていた。

このようなバイアス手段は、前述のように、センサー出
力を線形化するために磁化ベタ１〜ルを容易軸から離し
て交差方向にバイアスするいくつかの応用面でも備えら
れでいる。

これらのバイアス機構（初期及び永久）はいずれら、バ
イアス磁界が磁気ディスクに予め記録されている情報に
逆効果をもたらすという欠点があり、更に永久バイアス
磁界（縦方向及び長さ方向の両方）はセンサーの実効界
方性を増加させ、これによってｔａ気ディスクの磁束に
対する感度を減少さＵる。バーバ柱（傾斜電流）の設Ｈ
１には、センサー領域の実効長がセンサー・コンタクト
間の長さ方向距離より短いという他の欠点もある。また
、バーバ柱も傾斜コンタクｉ〜及び短いストリップを適
用するために正確なリソグラフィー処理が必要である。

交換バイアス法は、露出したインタフェースに２つの異
質の材料（磁気抵抗体及び反強磁性体）が存在するため
に、実際面では通常用いられていない。これは、ヘッド
を破壊にする１１ｇ食原因となる。史に、交換バイアス
法は加子力学的な相ｎ干渉の影響もあるので、信頼異性
のある原子的な干渉が不可欠であるが、このような処理
は困難であり、効率も悪い。さらに、この効果は強い温
度依存性があり、はぼ通常の磁気ディスク・ドライブの
典型的な動作環境でかなり減少している。

［発明の要約］ 本発明は、従来の磁気抵抗ヘッドのいくつかの問題を処
理し、単独、又は組合わせによりヘッドを改良する一連
の改良を加えたものである。この開示ｔよ、いくつかの
係属出願に共通しており、イ′れぞれ組合わせにより改
良された磁気抵抗セン勺−及びヘッドを形成する個々の
改良を合む。

これらの改良には、疑似楕円形式のストリップを成形り
゛ることが含まれる。この形状はストリップの中央検出
領域で非常に安定な単−磁区を有する。次に、交換バイ
アスの反強磁性体は、単一磁区状ｆぶの中央領域を保持
するために、任意ストリップの終端に自動的に結合され
てもよい。交換バイアスの反強磁性休養よ、そのＩ−子
力学効果により、ストリップの全終端を覆う必要はなく
、露出したインタフェース領域から引っ込めて、腐食に
対する感受性を減少させてもよい。疑似楕円形及び／又
は境界ｆｉ制御の交換安定化により、安定性が確立した
場合に、磁気抵抗（ＭＲ）センサーを線形化するために
電流方向の変更に必要どするのは、傾斜した２つのコン
タクトだけである。これは、磁区状態を完全に安定化す
るために用いるバーバ柱の必要性を完全になくすもので
あり、バーバ柱を６はや必要としないので、多数の電気
コンタクトを２つの検知コンタクトのみに減少させてい
る。

史に、傾斜電流の設計は、磁気ディスクの水平面に対し
てストリップの容易磁区を傾斜させるように、ストリッ
プをパターン化し、これに対応してコンタクトの角度傾
斜を緩やかにすることにより改善される。これ番よ、長
さ方向の実効検出領域を拡大するものとなる。

史に、磁気抵抗センサーをその非線形モードで作動さ「
ることにより、イの磁力又は方向よりもデータの位置が
巾要な符号化ディジタル応用において縦方向バイアスが
完全に不必要となる。ダイナミック・レンジを小さな範
囲に減少さぼると共に、検出した読み出し信号の抽出に
よるピロ交差決定がＪｌ：線形応答の傾斜の増加により
取外される。

最後に、好ましいものとして、さき込み動作中に存在す
る強力な磁界を原因とする有害な各市磁区の形成効果を
なくすために、磁気抵抗センサーは誘導ｆ’＝１！き込
みギャップの外側に配ｄされる。長い磁気抵抗センサー
をシールドすると其に、良好なｆ’４さ゛込み／読み出
し特性が得られるように、幅広の中心シールド／磁極を
有する付加的なギャップ構造が付加される。

［実茄ＩＷＩ 第１図は容易軸Ｍに沿って磁化された磁気抵抗センサー
１０の疑似楕円構造を示す。Ｌににり承り中央部分は、
真の楕円として曲げられたのではむく、比較的に平らな
側面を有する。高さに対りる総合艮のアスペクト比ΔＦ
＜は３以手であるが、効果の■失なしに史に大きくする
ことができる。

その側面は中火領域１−から磁区１２及び１４が自発的
に形成り゛る１０点に収束する。好ましくは、Ｗ≦Ｌ及
び［、終端の長さは最小のときに［程度ぐあり、既知の
最大値をもたく【い。この構造は右１）向の大矢印によ
り示す非常に安定な中央領域の単−磁区を形成する。

コノ構）告ニよる実験は、Ｎｉ８０：Ｆｅ：１８合金か
らなる２００〜５００オングストロームの薄膜が、２５
ミクロンの＃！ｉ艮、９ミクロンのＬ部分、及び８ミク
ロンの幅Ｗであり、困難軸に対する中央領域の磁化ベク
トルを切り換えるためには３５エルステツドを必要とす
るが、非パターン化のバルク・フィルムでは０．７５エ
ルステツドを必要とするだ【ノであることを示している
。これは４６１８の改良に相当する。

強いｍ磁界が予想されるとき、例えばシールドされＣい
ないセンサーが誘導性古き込みヘッドの柱の間に、又は
これらの近傍に配Ｊされたときは依然として１ｌｌ−１
ａ区状態の初期化、又は保持に長さ方向のバイアスが必
要である。以下で説明するように、これを達成するのに
多くの異なる手段がある。例えば、バーバ柱バイアスは
長さ方向の磁界を発生ずる。史に、永久磁石バイアス又
は交換バイアスも長さ方向の磁界を発生ずることができ
る。新しい安定化手段を第２図に示す。

従来の交換安定化／バイアス技術は、典型的なものとし
て基板上に先ず強磁生体層を堆積し、次いＣパターン化
後に２つの層が一致Ｊ゛るように、強磁牛体居士に反強
磁性体層をＭｌ　ｇ＋　することにより準備り゛るｂの
であった。

交換バイアスはシャント効果により信号損失をもたら１
ｏ良さ方向の交換磁界は負の温度依存特性を右する。最
後に、バイメタル・フィルムｖＡＲＪにより腐食の可能
性がある。

いずれにしろ磁化が薄膜ストリップの境界に拘束された
ときは、境界１ｍの中央ｆｔ４域でｉ、ＩＩ罪できるこ
とを確認することにより、磁区安定化処理を埋、Ｍ！す
ることができる。第２図に示すクロスハツチ領域に［ｃ
ＭｎをＩｆｆ　ｌＡすることにより、先に指摘した標準
的な交換バイアス技術の欠点をなくすことができる。第
１に、中央活性領域に交換材料が存在しないので、電流
の側路による信弓損失が有り１！！ない。第２に、この
安定化技術は、長さ方向の交換磁界の大きさでなく、磁
化の方向のみが固定される必要があるので、極端にＳ浪
に不感となる。最後に、適当なパターン化により、バイ
メタル・インタフェースを露出端で省略することができ
る。

好ましい実ＩＩ！例では、ＦｅＭｎがＳ電性なので、交
換バイアス材料はＦｅＭｎである。

交換バイアスの終端を用いる安定な単一磁区の中央ｆｌ
′１ｌｌｉ、を有する実ＭＳを第２図に示す。ここで。

ストリップは、比較的に狭い中央領域と、上方に伸延し
、中央領域から史に離れている脱磁界を々＜　Ｉｌｌ＃
　２６及び２８を右する横方向の端部とによりＣ形をな
す。これが中央領域の単−磁区の安定性を４舊りる。交
換バーｆアス材料３２．３４及びコンタクト金属化（図
示なし）は、図示のパターンにより次に説明する処１ｊ
ｌｌを用いて、これらの終端に印加される。このパター
ンは全体として後で印加される傾斜電流端コンタクト（
図示なし）のパターンに調和している。この交換バイア
ス材料のパターンは縁及び終端領域をなくし、安定な中
央単一磁区検出領域が得られる。８出インタフエースで
前記の腐食１７Ｊ題をなくすために、抵抗パターンは交
換材料と磁気抵抗センサー１０の下端との間に引っ込み
Ｓを得るように成形され、大抵の設計で縁が磁気ディス
クに対して露出し−Ｃいる。

第２図に示す構造を形成する処理を第３図に示１゜ ステップ１：容易軸を向き、パターン化された均一の磁
界内の基板（明確にするために図示Ｕず）上に磁気抵抗
材料（ＭＯＲ）のス１ヘリツブを熱情、スパッタリング
等により形成づ゛る。

スデツブ２：通常の処理によりフォト・レジスト層を設
け、側面を内側に傾斜させた島抵抗層２０を形成４る。

ステップ３：この組合わせに交換材料２２を蒸着、スパ
ッタリング等を行なう。

ステツブ４：コンタクト金属２３をＸｔ梢さゼる。

ステップ５：除去処理を用いて、何社している交Ｊ９！
祠ＦＩ２４及びフンタクト金属２３を除去する。

第４図は疑似楕円磁気抵抗ストリップを示し、その終端
の交！Ｉ！材料が平坦な中央領域［、に伸延している。

Ｊｉｊ１様の引っ込み（Ｓ）３６を婦えな（Ｊればなら
ない。

第５図は、第２図又は！ｊ１４ド１の磁気抵抗センナ−
１０の断面を示し、磁気抵抗ピンサー１０は磁気ディス
ク５０の上の典型的なヘッドのシールド４２とシールド
４４との間に搭載されている。図において、交換バイア
ス材料３２はヘッド表面から短い距離の引っ込み（Ｓ）
３６により引っ込められ、コンタクト金属３８の脚４０
は磁気抵抗センサー１０側に伸延して、交換バイアス材
料３２を露出させないように覆っている。少なくともシ
ールド４２及び４４も誘導性古ぎ込み装置のポールのう
ちの１つを有する。シールド４２は、典型的なものとし
てＡｌ２Ｏ３のような非磁性体からなるスベーＩす５２
を介して分館されている。コンタクｉ・金属３８の脚４
ｏは、交換バイアス材料３２を設【プることにより、磁
気抵抗センサー１０に直接接触している。これは交換バ
イアス材料３２を露出させないようにａ所している。磁
気ディスク５０が停止したとぎは、大部分のヘッドが磁
気ディスク５０上に着地し、ヘッド材料を少し摩耗させ
る。引っ込み量に対する摩耗の程度は、交換バイアス材
料３２が露出して強い腐食を生じるまでのヘッド寿命を
決定する。

強力な縦方向のｌａ界が存在すると、比較的に安定な甲
−磁区領域をバルクハウピン雑音源となる多数のｌｌＮ
！区に「分裂」ざ［る。強力な磁界は誘導　　、性書き
込みヘッド装置のポール・チップ闇、即ち多くの磁気抵
抗ヘッドの通常位置間に存在する。

誘導性古ぎ込みヘッドの１■内き込みポール・デツプの
影響を低減するために、誘導性古き込みポール・ブツブ
に沿つ１誘導竹書き込みヘッドを配置することが知られ
ている（例えば、リ−（１，ｃｅ）の米国性ｎ第４，３
２１，６４１号を参照されたい〉。この形式の構造は軟
磁性シールドと、シールド／後縁ポール・ブツブと、前
縁ポール・ｆ−ツブとを心間とする。この特許の設計は
、Ｅｔとして後縁ポール・チップ９０のシールドを超え
てＭ　ＲＨ材料６．７８（米国特許第４，３２１゜６４
１号の第４図又は第７図を参照されたい）が伸延するた
めに、完全に満足できるものではない。

第６図及び第７図の設に１は磁気抵抗ヒンサーで磁気的
に非常に静かな領域が得られる。誘導性書き込みトラン
スジューサのｆｎ極からの残留磁束は非常に低いので、
長さ方向のバイアスなしに、非常に安定した形状の単一
磁区センサー（例えば、第１図の磁気抵抗センサー１０
）が得られる。

第６因は改良した設計の基本的な要素の断面図（・ある
。軟磁性体基板６０（好ましいものとしてＮ　ｉ　Ｚ　
ｒ））上には、酸化物６２（好ましいものとして酸化ア
ルミニウム）が堆積される。次に、磁界中で磁気抵抗ス
トリップ６４を堆積し、パターン化する（所望により、
交換バイアス４ＡＦｌを堆積し、パターン化してｂよい
）。次いで、磁気抵抗ストリップ６４上に金属コンタク
ト６６を堆積する。史に、第２Ｆ１の酸化物６８を堆積
する。これら２つの酸化物６２及び６８の層は読み出し
ギャップを形成する。次に、ポリイミド層ＥＶらフＡ゛
ト・レジスト７０をＭｔ積し、図示のようにパターン化
してヘッドのギヤツブ端にＦａｌする層を除去する。次
に、強磁性体７２、好ましいものとしてＮ１Ｆｅ（パー
マロイ）を置く。この強磁性体層７２を後縁の磁極／シ
ールドとなる。次に、内き込みギャップの酸化物７５（
アルミニウム又は酸化ケイ素）に続いて第２層のポリイ
ミド即ちフォト・レジスト７４を堆積する。金属コイル
７８を堆積してパターン化する。２層のポリイミド即ち
フォト・レジスト７６をＪｔｔ　Ｍ　Ｌ、て金属＝１イ
ル７８に隣接しない部分を除去するようにパターン化す
る。最後に、最終層の前Ｉ！磁極７９をＩｆｆ積して金
属コイル７８を取り囲み、かつ他の強磁性体ＦＩ７２に
接触して連続する磁路を形成する。パッケージを形成し
た後に、典型的なしのとしてパッケージを適当な非磁性
体にシールし、処即された（通常は包まれた）ｒ１７ツ
ブ終端を信頼性のある１！九アツプ高を得るようにギＡ
７ツ１（又は複数のギＡ１ツブ）を露出させる。

第７図は好ましい実施例の二重ギｒツブ・ヘッドの基本
的な要木の端面図である。明確にするために、スペース
層を省略している。第７図では、軟磁性体基板６０、磁
気抵抗ストリップ６４、長さしの中央セン會ナー領ｔＩ
１．６５を定める横方向の金属コンタク！・６６、強磁
性体の後縁磁極／シールドア２、及び前縁６ｆｌｌｆ！
７９を示している。前縁磁極７９の長さは、第７図に示
すように少縁！ｉ極／シールド７２による磁気ミラーを
介して古き込み幅を定める。この良さは、長さしく子処
理ガード・バンド、ただし、長さしはり［］ス・トーク
の可能性をなりＩＪ！こめに円ぎ込み幅より意識的に狭
くされている。）に対応する。典型的なものとして、磁
気抵抗ストリップは、安定な中央領域で・単−磁区が容
易に１１１られるように、トラック幅よりも長い。磁気
抵抗ストリップ６４である限り、４０　Ｂ！１極／シー
ルド７２が書き込み処理中に発生する側縁磁界から後縁
１１極／シールド７２を完全に遮蔽することは、基本的
なことである。これは、異なる長さのリード及び前縁磁
極７９．７２になる。

しかし、これｔよ、前縁磁極７９及び前記磁気ミラー効
果に良さにより定められる木き込みトラック幅にＩＩを
与えることはないということが分かった。

多くの応用において、例えばＡ−デイオにおいて、磁気
抵抗センサーは線形動作するのが好ましい。先に述べた
ように、線形化には容易軸の磁化ベクトルの傾斜か、又
は電流ベタ１−ルの傾斜が必要Ｃある。典型的なものと
して、磁化ベクトルの顛ｒ目よｙｔ方性を増加さ１１比
抵抗の変化範囲、従って磁気抵抗センサーの感度範囲を
減少させる。

１ｉｉ１様に、電流を傾斜させることにより、第８図に
よく示されているように感度をかなり低下さＵる。

第８図は典型的な傾斜電流バイアスの技術を示している
。ここで、導体８０．８２は、長さし、の磁気抵抗スト
リップ９２を直接接触させており、電源８８によりコン
タクト間で全体として方向’−ｅｒｆの傾斜電流を流す
。一般的に、電流方向はコンタクトのコンタクト面８４
．８６に垂直である。これらのコンタクト面８４．８６
は、最大の線形性及び感度の角度θ、が４０゛と４５°
との間で傾斜している。比抵抗の変化は後縁ポール・チ
ップ９０（電源８８が定電流源のときは電圧センサー、
電源８８が定電圧のとぎはトランスインピーダンス電流
センサー、又は電源８８が「ソフト」電源のときは電源
センサー）により検出される。一般に、比抵抗の変化は
比抵抗は全般的に［。１ｆに比例しており、Ｌ　　は検
査によると、長ｅ「「 さ方向にＪ３いて」ンタクト間の長ざＬより短い。

史に、長さしはほぼ狭いトラック幅であり、検出領域の
良さを定める。従って、装置ｆの感度は比し。、、／Ｌ
により減少する。Ｌ　　をトラック幅にｆｔ Ｖシ敵するものにすると、隣接トラックとクロス・１・
−りを生ずるのに充分な良さとなってしまう。

第９図は改１０した傾斜電流ヒンサーを示１゜この傾斜
電流センサーは］ンタクト面８４．８６の傾斜を角度θ
８が約５０’に緩和する。これは木質的にＬ　　、従っ
て感度を増加さけると共に、Ｈ 容易軸を有する約／ＩＱ〜４５゛を保持する。この押出
は、その容易軸を約１０゛の角度θＥＡだ（）傾斜させ
るように、磁気抵抗ス１−リップをパターン化したこと
による。

図では、＝１ンタクト面８４．８６が、好ましいしのと
して５０°の角度０．でそれぞれ傾斜されている。磁気
抵抗ストリップの下端９６は、従来技術のように磁気デ
ィスクの表面に平行しているが、上端９８が角度Ｏ１で
パターン化されて下端と約１０°の角度θＥＡで合成容
易軸磁気ベクトルＭをＩ）える。

ストリップ９４は下端９６に対して１行にされた均一の
１ａ界中で適当／、ｉ　４％板上に堆積されたバルク・
ノイルムから形成されている。その後、バルク・ノイル
ムは通常のリソグラフィツク技術を用いて下端により示
すパターンを形成し、下端により１ｈに伸延する角度を
形成する。この形状は、上端の角度よりｂ小さな角度に
より、Ｌ方に、容易軸磁気ベクｌ−ルを固有に傾斜させ
ている。正味１０°の容易軸回転を達成するために、設
ｈ１省は人きざ、良さ、厚さ、磁気抵抗材料と上端の角
度との合成により、非偏向￥ＶＭ軸磁気へりｊ−ルの強
さをバランスさＵる心間がある。

好ましい実施例では、ス１−リップ９４は、厚さが約５
００オンゲストＯ−ム、長さが１−約９ミクロン、高さ
ｈが約８ミクロン（点１０４でのセンサーの高さ）の８
０　：　２ＯＮ　ｉ　Ｆｅ合金からなり、角１αθ　は
１０°である。ただし、角度θ８は５０°であり、角度
θ、Ａは１０°である。第１０図は傾斜した容易軸の疑
似楕円１００と、コンククト面８４．８６による相対配
向の例を示１（コンタクトの平衡は図示していない）。

遷移（パルスのピーク）のｆＯ茸のみがその方向及び大
きさよりも１１％な多くのディジタル応用では、磁気デ
ィスクにデータ（例えば、可変員２゜７）をコードで占
き込む。パルス振幅は信号と雑音との間の識別するため
にトリガ基準のＣ１能に役１γつ。従って、磁化ベクト
ル回転に対して改良し初期感度を除き、センサーを線形
に動作させる良い理由はない。従って、磁気抵抗センナ
−・ス１−リップの最終改良は、いま説明したパターン
化バイアスを除い℃も、縦方向バイアスが全く得られず
、非線形モードでセンサーを動ｆ１さゼ、磁気ディスク
の磁束に応答して磁化ベクトル回転が４０〜５０”程度
となるように磁気抵抗センサー及び磁気ディスクの磁束
を設計する。

！■要なのは遷移（パルスのピーク）の位置であるから
、通常、磁気ディスクの信号は微分され、げ口交差が検
出される。雑？１はげ［１交差の位置を不明確にさせ、
このために最終的に穎？′１がデータの密度を制限する
。しかし、磁気抵抗センサーをバイアスしないことによ
り、磁気抵抗しンリーはその非線形モードで動ｎＥする
ことになり（従来技術で説明した等式を参照されたい。

）、微分した乙のは線形にバイアスしたセンナ−のもの
よりｂゼ１交ｌが鋭い角度になる。Ｕ口交差の傾斜の増
加は雑音に対する応答を低くし、ぜ［］交差位置の検出
を更にｊ［確にり−る。その他は全て同一である。

磁気Ｈ（抗廿ンナーから適＋Ｉな線形４３号を得るため
には、磁化ベクトルをバイアスした歩合よりち大きな度
合で回転させる心髄がある（原理の説明については第１
１図を参照されたい）。第１１図のに半分は正規化磁気
比抵抗応答の半分をグラフにしたものである（前述のＣ
０８２式）。第１１図の下半分は２つの磁気ディスクの
磁束入力ＧＥ号をグラフにしたものであり、左の１０４
は非線形磁気抵抗センサーの入力信号を表わし、右の１
０６は線形磁気抵抗センサーの人力を表わす。これらの
２信号は大きな差をもって示されているが、実際にａ３
いて磁気抵抗センサーの相対応答が図示の差に比例して
いるときは、大きざが同一となる。

実際には、磁気ディスク及び磁気抵抗センサーの相対応
答を共に調整することが好ましい。

線形上−ドの動作では、入力（ｉ’＋月１０６は段階１
．２，３、及び４を通過し、磁気抵抗センサー（ユ比抵
抗状態１’　、２’　、３’　、及び４′を通過するこ
とにより応答する（逆方極性のパルスのときは、状態が
１′の反対側のものとなる）。全ての状態で、人力及び
出力は線形応答である。

非線形ｔ−ドにおいて、入力信号１０４は状態△→Ｆを
通過し、磁気抵抗センサーは状ＢＡ′→「′により応答
する（３！極性の信号パルスは同一の出力だが、非抵抗
曲線の他半分のものとなる）。

出力は、再び入力に線形に応答する領ｔＩ！ｌ！０’→
Ｆ′まで非線形である。

非線形磁気抵抗セン勺−の総合的な応答（Δ′〜Ｆ’　
）が線形磁気抵抗センサーの総合的な応答（１′〜４′
　）よりも大きいことは、図から明らかである。従って
、総合感瓜が大きくなり、遷移の中心（パルス・ピーク
）が更に正確に決定される。実際の磁気抵抗センサー出
力は２５％〜３０％も増加する。

第１１図に示す応答を得る材料について多くの選択が可
能であるが、好ましい選択はパーマロイと、通常のフラ
イＡ７−に搭載されたヘッドにより検出される磁化ベク
トルの回転を発生させるように、充分な磁束を有する磁
気ディスク祠ｒａｔとからなるセンサーである。

第１２図は、傾斜のない疑似楕円１Ｑａと、−」ンタク
ト面８４．８６と、定電流源８８ａと、電圧ピン１ナー
９０　ａどからなる磁気抵抗ヒンυ−の実施例を示す。

この磁気センサーは好ましいしのとして、第６図及び第
７図の二１ｐギャップ・ヘッドに搭載されている。磁気
センサーは、いずれにしろバイアスなしにＪ、す、非線
形モードで）７３　ｆ’［する。二重ギャップ・ヘッド
のシールドした第２のギＸ７ツブの形状及び位置は、セ
ンサーをｉｌ−磁区状態に保持している。この実施例が
与えられた応用℃゛充分強固でないときは、前述のよう
に領域１１０及び１１２の交換材料を備えることにより
安定性を更に強めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は疑似楕円の磁気抵抗センサー・ストリップの拡
大図、 第２図は終端で交換バイアス林料を有する第１図の磁気
抵抗センサー・ストリップを示す図、第３図は磁気抵抗
センサー・ストリップの終端トでのみ交換バイアスを配
置する基本的なステップを丞り図、 第４図は終端で交換バイアス材料による上方に突出する
艮い長磁気低抗ストリップを示す図、第５図は引っ込み
交換バイアス材料による磁気抵抗センサー・ストリップ
を右する磁気抵抗ヘッドの断面図、 第６図は二重ギャップ磁気抵抗ヘッドの層［ｉを示す図
、 第７図は二ΦギＡ７ツプ磁気抵抗ヘッドの基本素子の拡
大図、 第８図ｔよ従来技術の傾斜電流コンタクト及びこれに接
続されている電気回路図、 第９図は本発明の容易軸パターン・バイアスされたスト
リップを示す図、 第１０図は容易軸パターン・バイアスの疑似楕円磁気抵
抗ストリップ、及び傾斜を緩和したｆｒｉ流コンタクト
を示す図、 第１１図は線形及び非線形モードにおＧする磁気抵抗セ
ンサーの相対応答を示す図、 第１２図は非線形応答用に傾斜コンタクトを有する疑似
楕円磁気抵抗センサーを示す図である。 １０・・・磁気抵抗センサー、 １０ａ・・・疑似楕円、 ２２．２４・・・交換材料、 ３６・・・引っ込み（Ｓ）、 ４２．４４・・・シールド。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）符号化された情報を有する磁気媒体を読み出すヘ
   ッドにおいて、磁束のピーク位置は情報を有し、非線形
   磁気抵抗センサーを備えていることを特徴とするヘッド
   。
2. （２）非磁気抵抗センサーにおいて、 中央検出領域及び一対の横方向延長を有する磁気抵抗ス
   トリップと、 それぞれ前記横方向延長に電気的に接触し、かつ中央検
   出領域に隣接した傾斜のない互いに平行な表面を有する
   一対のコンタクトとを備え、更に横方向バイアス手段を
   必要としないことを特徴とする非磁気抵抗センサー。
3. （３）磁気抵抗センサーにおいて、 上縁及び下縁のある中央検出領域を有する細長い磁気抵
   抗ストリップと、前記中央検出領域の各側面上の一対の
   磁気抵抗延長と、前記下縁に平行な前記延長間に向けら
   れた容易軸磁化ベクトルと、前記磁気抵抗延長に電気的
   に接触し、かつ前記中央検出領域に隣接した表面を有す
   ると共に、前記表面は互いに平行し、傾斜のない、かつ
   前記下縁に垂直な一対の電気コンタクトとを備えること
   を特徴とする磁気抵抗センサー。
4. （４）特許請求の範囲第２項記載の前記非磁気抵抗セン
   サーを用いる磁気抵抗検出方法において、記録された磁
   束の遷移を有し、相対移動する磁気媒体に隣接したヘッ
   ドに前記非磁気抵抗センサーを搭載するステップと、 前記ヘッド及び媒体が相対移動したときに前記ヘッドに
   おいてパルス波形を有する前記遷移からの磁束を原因と
   する比抵抗の変化を検出し、比抵抗の変化信号を供給す
   る検出手段及び電流源を前記電気コンタクト間に接続す
   るステップと、前記比抵抗の変化信号を微分して微分信
   号を得るステップと、 前記微分信号のゼロ交差により前記パルス波形のピーク
   位置を判断するステップと を含むことを特徴とする磁気抵抗検出方法。
5. （５）特許請求の範囲第３項記載の磁気抵抗センサーを
   用いる磁気検出方法において、 記録された磁束の遷移を有し、相対移動する磁気媒体に
   隣接したヘッドに前記非磁気抵抗センサーを搭載するス
   テップと、 前記ヘッド及び媒体が相対移動するときに前記ヘッドに
   おいてパルス波形を有する前記遷移からの磁束を原因と
   する比抵抗の変化を検出し、比抵抗の変化信号を供給す
   る検出手段及び電流源を前記電気コンタクト間に接続す
   るステップと、前記比抵抗の変化信号を微分して微分信
   号を得るステップと、 前記微分信号のゼロ交差により前記パルス波形のピーク
   位置を検出するステップと、 前記微分信号のゼロ交差により前記パルス波形のピーク
   位置を判断するステップと を含むことを特徴とする磁気抵抗検出方法。
6. （６）特許請求の範囲第５項記載の磁気抵抗検出方法に
   おいて、更に 前記ヘッドにおいて前記媒体からの磁束が少なくとも容
   易軸の磁化ベクトルを４０°回転させるように前記磁気
   抵抗材料及び媒体を選択するステップを含むことを特徴
   とする磁気抵抗検出方法。
7. （７）特許請求の範囲第１項記載の非磁気抵抗センサー
   において、非磁気抵抗センサーは疑似楕円形を有するス
   トリップを備えていることを特徴とする非磁気抵抗セン
   サー。
8. （８）特許請求の範囲第７項記載の非磁気抵抗センサー
   において、前記疑似楕円形は平坦な中央検出領域と、横
   方向突端を有することを特徴とする非磁気抵抗センサー
   。
9. （９）特許請求の範囲第８項記載の非磁気抵抗センサー
   において、交換バイアス材料は前記中央検出領域を除く
   、前記横方向突端に原子的に結合されることを特徴とす
   る非磁気抵抗センサー。
10. （１０）特許請求の範囲第９項記載の非磁気抵抗センサ
    ーにおいて、前記ストリップは底縁を有し、前記交換バ
    イアス材料は前記底縁から短い距離で離されていること
    を特徴とする非磁気抵抗センサー。
11. （１１）特許請求の範囲第７項記載の非磁気抵抗センサ
    ーにおいて、更にそれぞれ前記ストリップの横方向の突
    端に接触する２つの電気的なコンタクトを有することを
    特徴とする非磁気抵抗センサー。
12. （１２）特許請求の範囲第１１項記載の非磁気抵抗セン
    サーにおいて、前記コンタクトは前記平坦な中央検出領
    域に傾斜のない平行な表面を有することを特徴とする非
    磁気抵抗センサー。
13. （１３）特許請求の範囲第７項記載の非磁気抵抗センサ
    ーにおいて、前記ストリップは一対の誘導性書き込みポ
    ールと、２つのギャップを形成する軟磁性体シールドと
    を有する磁気ヘッドに搭載され、第１のギャップは磁極
    間にあり、第２のギャップは前記磁極のうちの前記シー
    ルドとの間にあり、前記ストリップは前記第２のギャッ
    プに搭載され、前記磁極のうちの前縁の磁極はトラック
    幅を定める長さを有し、前記中央検出領域はほぼ前記前
    縁の磁極と同一の長さであり、前記後縁磁極は少なくと
    も前記ストリップの長さを有することを特徴とする非磁
    気抵抗センサー。
14. （１４）特許請求の範囲第１３項記載の非磁気抵抗セン
    サーにおいて、更に前記軟磁性体シールドは少なくとも
    前記ストリップの長さであることを特徴とする非磁気抵
    抗センサー。
15. （１５）特許請求の範囲第１３項記載の非磁気抵抗セン
    サーにおいて、更に前記コンタクトのそれぞれの間に接
    続された電流源と、前記コンタクトのそれぞれの間に更
    に接続された電圧検出回路とを含むことを特徴とする非
    磁気抵抗センサー。