DE3644388A1 - Duennfilm-joch-magnetkopf - Google Patents
Duennfilm-joch-magnetkopfInfo
- Publication number
- DE3644388A1 DE3644388A1 DE19863644388 DE3644388A DE3644388A1 DE 3644388 A1 DE3644388 A1 DE 3644388A1 DE 19863644388 DE19863644388 DE 19863644388 DE 3644388 A DE3644388 A DE 3644388A DE 3644388 A1 DE3644388 A1 DE 3644388A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- film
- magnetic
- yoke
- yokes
- magnetoresistive element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3916—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide
- G11B5/3919—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path
- G11B5/3922—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure
- G11B5/3925—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure the two parts being thin films
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3109—Details
- G11B5/3113—Details for improving the magnetic domain structure or avoiding the formation or displacement of undesirable magnetic domains
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Joch-Dünnfilm-Magnetwiderstandskopf
(ein Dünnfilm-Joch-Magnetkopf wird im folgenden
als YMR bezeichnet), der ein magnetorestistives Element
aufweist (ein Element mit Magnetwiderstandseffekt
wird im folgenden als MR-Element bezeichnet), der den
Magnetwiderstandseffekt eines ferromagnetischen Dünnfilms
erzeugt, um den auf einen magnetischen Aufzeichnungsmedium
aufgezeichneten magnetischen Signalfluß
abzutasten.
Gemäß Fig. 19 weist ein bekannter YMR-Kopf die folgenden
Teile auf: eine erste Isolierschicht 52, die auf
einem Substrat 51 mit hoher Permeabilität angeordnet
ist, einen Leiter zum Übertragen eines Vormagnetisierungsfeldes
zu einem MR-Element, welches auf der
ersten Isolierschicht 52 angeordnet ist, eine zweite
Isolierschicht 53, die den Leiter 54 bedeckt, ein MR-
Element 55, das auf der zweiten Isolierschicht 53 angeordnet
ist, eine Spaltisolierschicht 56, die das gesamte
MR-Element 55, die zweite Isolierschicht 53 und die
erste Isolierschicht 52 bedeckt, ein erstes Joch 57 und
ein zweites Joch 58. Der YMR-Kopf ist in der Nähe eines
magnetischen Aufzeichnungsmediums 59 plaziert.
Für die Joche 57 und 58, die auf der Spaltisolierschicht
56 ausgebildet sind, werden aufgesprühte Ni-
Fe-Filme verwendet, weil diese eine leichte Eigenschaftssteuerung,
eine überdurchschnittliche Produktivität
und Magnetisierbarkeit ermöglichen, die bei einem
Stufenunterschied im Substrat 51 etc. vorteilhaft sind.
Im allgemeinen jedoch zeigen die genannten aufgesprühten
Ni-Fe-Filme keine zufriedenstellende Magnetisierbarkeit,
wenn sie nicht beim Aufsprühen mit einer hohen
negativen Substrat-Vorspannung versehen werden (vgl.
I. E. E. E. TRANSACTION ON MAGNETIC, Bd. MAG-15, No. 6
(1979), S. 1821, "Structure-sensitive Magnetic Properties
of RF Sputtered Ni-Fe Films"). Dies bedeutet, daß
bei einem niedrigen Substrat-Vorspannungswert die
Leichtmagnetisierungsachse der aufgesprühten Filme senkrecht
zur Filmoberfläche verläuft. Wenn während des
Aufsprühens keine negative Substrat-Vorspannung zugeführt
wird, muß zudem die Zielspannung hoch sein, um
die Energie der auf das Substrat auftreffenden Partikel
zu erhöhen. Folglich vergrößert sich bei jedem der erwähnten
Verfahren wegen des Hämmereffektes eine in den
aufgesprühten Ni-Fe-Filmen verbliebene Druckspannung.
Die verbliebene Spannung in dem magnetischen Dünnfilm,
der das erste und das zweite Joch 57 und 58 bildet,
verbleibt auch, nachdem man dem Dünnfilm die Form eines
Jochs gegeben hat. Als Reaktion auf die verbliebene
innere Spannung in den Jochen 57 und 58 tritt eine
Spannung im MR-Element 55 auf. Diese Spannung wiederum
erzeugt eine magnetische Anisotropie innerhalb des MR-
Elements 55, die die magnetisches Anisotropie stört,
welche dem MR-Element 55 auf natürliche Weise zugeführt
wird, wenn dieses bedampft wird. Die Anisotropie-Verteilung
im MR-Element 55 führt zu Unstetigkeiten der Magnetisierungskurve
im MR-Element 55, wodurch ein Barkhausen-
Rauschen entsteht. Somit übt die Restspannung in
den Jochen einen negativen Einfluß auf die Leistung des
YMR-Kopfes aus. Deshalb hält man die innere Spannung so
gering wie möglich. Da jedoch eine Verringerung der
restlichen Druckspannung des aufgesprühten Films
selbst, z. B. eines Ni-Fe-Films, schwierig ist, ist es
nachteilig, daß Barkhausen-Rauschen unvermeidbar erzeugt
wird, wenn ein aufgesprühter Ni-Fe-Film als Material
für das Joch verwendet wird.
Dementsprechend soll die Erfindung den beschriebenen
Nachteil vermeiden. Es ist die wesentliche Aufgabe der
Erfindung, einen Dünnfilm-Joch-Magnetkopf zu schaffen,
d. h. einen YMR-Kopf, der die restliche Druckspannung in
den Jochen indirekt beseitigt, um ein durch die innere
Druckspannung erzeugtes Barkhausen-Rauschen weitgehend
zu verringern.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Hauptanspruchs.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist ein Dünnfilm-Joch-Magnetkopf vorgesehen, dessen
Joche so angeordnet sind, daß sie den magnetischen Signalfluß
von einem magnetischen Aufzeichnungsmedium zu
einem magnetoresistiven Element leiten, wobei die Joche
aus aufgesprühten Filmen bestehen, die in sich eine
Druckspannung haben. Der Dünnfilm-Joch-Magnetkopf weist
zudem auf den Jochen einen aufgedampften Metallfilm mit
einem hohen Schmelzpunkt auf. Da die innere Anspannung
des aufgedampften Metallfilms mit einem hohen Schmelzpunkt
ungefähr der inneren Druckspannung in den Jochen
gleicht, beseitigt der erfindungsgemäße Dünnfilm-Magnetkopf
indirekt die nachteiligen Einflüsse, die eine
in den Jochen erzeugte innere Druckspannung auf ein
Element mit magnetoresistivem Effekt ausübt.
Im weiteren weist der Dünnfilm-Joch-Magnetkopf die folgenden
Teile auf: ein Element mit magnetoresistivem
Effekt, welches das durch das Magnetaufzeichnungsmedium
erzeugte Magnetsignalfeld als Änderung des Widerstandes
ermittelt, Joche zum Übermitteln des Magnetflusses von
einem Kopfspalt zum MR-Element, Elemente zum Erzeugen
eines Gleichstrom-Magnetfeldes, um dem MR-Element in
dessen Längsrichtung ein gewünschtes schwaches Magnetfeld
zuzuführen, und einen Leiter, um dem MR-Element in
Breitenrichtung des Streifens ein gewünschtes Vorspannungs-
Magnetfeld zuzuführen. Bei dem Dünnfilm-Joch-Magnetkopf
ist die Leichtmagnetisierungsachse des MR-Elements
in Längsrichtung des Magnetkopfes um 5-20° geneigt,
so daß die Unstetigkeiten entweder auf der positiven
oder auf der negativen Seite der Abszisse der
Δ R/R-Kurve erscheinen, d. h. des Magnetfeldes Ha, welches
dem Magnetsignalfeld entspricht. Zudem wird der
Arbeitspunkt des MR-Elementes zu einem Punkt bewegt,
bei dem sich eine gute Linearität erzielen läßt, d. h.
seitlich des Magnetfeldes Ha, wo keine Unstetigkeiten
auftreten. Dementsprechend erfolgt das Schalten der
Magnetisierung im Bereich des Magnetfeldes in der gleichen
Richtung wie das Vorspannungsmagnetfeld, und ein
durch das Schalten der Magnetisierung erzeugtes Barkhausen-
Rauschen wird verhindert.
Der Dünnfilm-Magnetkopf ist mit einem Joch-Film-Muster
bedeckt, um den Magnetfluß zum MR-Element zu leiten.
Das Joch-Film-Muster ist mit einem Spannungsreduzierer
beschichtet, so daß die in dem Joch-Film erzeugte Spannung
beseitigt oder verringert wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Dünnfilmkopf
mit magnetischem Widerstand zu schaffen. Der
Dünnfilmkopf mit magnetischem Widerstand hat ein erstes
Joch, ein magnetoresistives Element (MR-Element) und
ein zweites Joch; diese bestehen aus einem ferromagnetischen
Dünnfilm und sind miteinander in der genannten
Reihenfolge auf einem Susbstrat magnetisch verbunden.
Wenn bei dem Dünnfilmkopf mit Magnetwiderstand die innere
Spannung des ersten und des zweiten Jochen größer
als 0 ist, wird die Magnetostriktionskonstante des MR-
Elements auf einen Wert unter 0 eingestellt. Wenn dagegen
die innere Spannung des ersten und des zweiten
Jochs kleiner als 0 ist, ist die Magnetostriktionskonstante
des MR-Elements größer als 0. Durch diese Anordnung
stimmt, obwohl die im ersten und im zweiten Joch
erzeugte innere Spannung im MR-Element die magnetische
Anisotropie erzeugt, die Richtung der magnetischen Anisotropie
im MR-Element mit der Richtung der induzierten
magnetischen Anisotropie überein, die natürlicherweise
im MR-Element vorhanden ist. Dementsprechend wird eine
Streuung der Anisotropie vermieden, und folglich wird
ein Barkhausen-Rauschen verringert.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaubild des Verlaufs der Leichtmagnetisierungsachse
etc., wenn entsprechend einer ersten Ausführungsform
der Erfindung der durchschnittliche Neigungswinkel
ϑ a der Leichtmagnetisierungsachse in einem MR-
Element 10 µ beträgt;
Fig. 2(a) bis 2(e) Schaubilder der Magnetisierungskurve
in Breitenrichtung des Streifens des MR-Elements an den
entsprechenden Punkten a-e in Fig. 1;
Fig. 2(f) ein Schaubild der ΔR/R-Kurve entsprechend
einem reproduzierten Ausgangssignals des MR-Elements;
Fig. 3 ein Schaubild zur Grundidee der Einzeldomänen-
Theorie des Stoner-Wohlfarth-Modells;
Fig. 4(a), 5(a), 6(a) und 7(a) Schaubilder der Magnetisierungskurve,
wenn der Neigungswinkel ϑ′, 0°, 10°, 20°
und 25° beträgt;
Fig. 4(b), 5(b), 6(b) und 7(b) Schaubilder der ΔR/R-
Kurve, wenn der Neigungswinkel ϑ′ 0°, 10°, 20° und 25°
beträgt;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Aufbaus des
YMR-Kopfes gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 eine Draufsicht auf den YMR-Kopf gemäß Fig. 8;
Fig. 10 einen senkrechten Querschnitt einer zweiten
Ausführungsform des YMR-Kopfes in Spurbreitenrichtung;
Fig. 11 eine Darstellung der Richtungen der Restspannungen
in den Jochen und in dem aufgedampften Metallfilms
mit einem hohen Schmelzpunkt auf dem YMR-Kopf
gemäß Fig. 10;
Fig. 12 eine Darstellung der Richtungen der Restspannung
eines einzelnen Dünnfilms, der den YMR-Kopf gemäß
Fig. 10 bildet;
Fig. 13 eine Draufsicht parallel zu einem Substrat des
YMR-Kopfes gemäß Fig. 10;
Fig. 14 ein Schaubild des Verhältnisses zwischen dem
Substrat-Vorspannungswert und der Restspannung eines
aufgesprühten Ni-Fe-Films, und des Verhältnisses zwischen
dem Substrat-Vorspannungswert und der magnetischen
Permeabilität des aufgesprühten Ni-Fe-Films;
Fig. 15 einen Längs-Querschnitt eines YMR-Kopfes gemäß
einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 16 und 17 Darstellungen der Verhältnisse zwischen
der Restspannung des oberen Jochs eines Kopfes, der
inneren Spannung, die gegen die Restspannung des oberen
Joches in einem MR-Element wirkt, und der Magnetostriktionskonstante
des MR-Elements;
Fig. 18 eine Darstellung der Richtung der in dem MR-Element
induzierten magnetischen Anisotopie; und
Fig. 19 einen senkrechten Querschnitt in Spurbreitenrichtung
eines herkömmlichen YMR-Kopfes.
Im folgenden wird im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 9 ein
Dünnfilm-Joch-Magnetkopf gemäß einer ersten Ausführungsform
beschrieben. Die Beschreibung bezieht sich
vornehmlich auf Fig. 8 und 9.
Fig. 8 zeigt den Aufbau eines Dünnfilm-Joch-Magnetkopfes
(YMR-Kopf). Dieser weist obere Joche 1 und 5 auf,
die aus einem Permalloy-Film bestehen, dessen Dicke im
wesentlichen 0.1-4.1 µm beträgt, und die einen Magnetfluß-
Einführungsweg bilden, durch den das von einem
magnetischen Aufzeichnungsmedium erzeugte Magnetsignalfeld
in ein MR-Element 2 eingeleitet wird. Ferromagnetische
Filme 2 und 3 haben eine hervorragende Leitfähigkeit
und eine hohe Koerzitivkraft; sie bestehen aus
Co-P, Ni-Co, Ni-Co-P etc. mit einer Dicke von 1000-
2000 Å. Leitungen 4, 4 bestehen aus einem Al-Cu-Film
mit einer Dicke von 1000 bis 10000 Å. Zudem ist ein
elektrischer Leiter 6 aus Al-Cu unter dem MR-Element 2
vorgesehen, um dem MR-Element 2 das Vorspannungs-Magnetfeld
zuzuführen. Ein unteres Joch 7 besteht aus einem
magnetisch hochdurchlässigen Material wie Polykristall-
Ni-Zn-Ferritsubstrat, einem Einfachkristall- oder Polykristall-
Mn-Zn-Ferritsubstrat, oder einem ferrogmagnetischen
Metall. Ein Kopfspalt 10 ist ungefähr 0,1 bis
0,3 µm breit, da gegenwärtig die Aufzeichnungs-Wellenlänge
mindestens ungefähr 0,5 µm beträgt. Im weiteren
ist gemäß Fig. 9 ein magnetisches Aufzeichnungsmedium 9
in der Nähe des Kopfspaltes 10 plaziert, und zwischen
dem magnetischen Aufzeichnungsmedium 9 und dem Kopfspalt
10 existiert ein Zwischenraum 8.
Somit besteht der YMR-Kopf bei der ersten Ausführungsform
gemäß Fig. 8 und 9 aus den folgenden Teilen: dem
magnetoresistiven Element, d. h. dem MR-Element 2 zum
Abtasten des magnetischen Signalflusses, der vom magnetischen
Aufzeichnungsmedium 9 als Widerstandsveränderung
erzeugt wird, den oberen Jochen 1 und 5, die den
magnetischen Signalfluß vom Kopfspalt 10 zum MR-Element
2 leiten, den ferromagnetischen Filmen 2 und 3, die ein
Gleichstrom-Magnetfeld zuführen, um dem MR-Element in
dessen Längsrichtung ein gewünschtes schwaches Magnetfeld
zu übermitteln und das MR-Element 2 zu einem einzigen
magnetisierten Bereich zu machen, und dem elektrischen
Leiter 6, der dem MR-Element 2 in der gesamten
Breite seines Streifens ein gewünschtes Vorspannungs-
Magnetfeld zuführt. Bei dem YMR-Kopf mit dem beschriebenen
Aufbau ist die Leichtmagnetisierungsachse der
magnetischen Anisotropie im MR-Element 2 relativ zur
Längsrichtung des MR-Elementes 2 gemäß Fig. 1 um 10° im
Uhrzeigersinn geneigt.
Der ferromagnetische Film 3 übermittelt dem MR-Element
das Leichtmagnetfeld in Richtung der Pfeile in Fig. 1,
d. h. von links nach rechts. Zudem ist die Richtung der
Leichtmagnetisierungsachse im MR-Element 2 an jedem
Punkt des Elementes sowohl an der positiven und als
auch an der negativen Seite der eingestellten Leichtmagnetisierungsachse
im gleichem Ausmaß abgewinkelt.
Wenn die Winkelabweichung ungefähr ±10° beträgt, verläuft
die Leichtmagnetisierungsachse in einem Winkelbereich
von 0° bis 20° in Längsrichtung des MR-Elementes
2 über das gesamte Element 2. Z. B. ist am Punkt a auf
dem MR-Element 2 die Leichtmagnetisierungsachse relativ
zur Längsrichtung des MR-Elements um 20° geneigt. Dagegen
ist am Punkt e des MR-Elementes 2 die Leichtmagnetisierungsachse
annähernd gleich ausgerichtet wie die
Längsachse des MR-Elements. Somit existiert keine Zone
bzw. kein Bereich im MR-Element 2, wo die Leichtmagnetisierungsachse
im Gegenuhrzeigersinn zur Längsrichtung
geneigt ist. Zu diesem Zeitpunkt verläuft die Magnetisierungskurve
in der Breitenrichtung des Streifens des
MR-Elementes 2 an den Punkten a, b, c, d und e jeweils
gemäß Fig. 2(a) bis 2(e), während die Δ R/R-Kurve Fig.
2(f) entspricht. Aus Fig. 2(f) ist ersichtlich, daß
Unstetigkeiten an einem Teil der Δ R/R-Kurve nur an der
negativen Seite des Magnetfeldes Ha auftreten. Wenn
deshalb der Arbeitspunkt des MR-Elements 2 zu einem
Punkt verschoben worden ist, der durch das Wählen der
Polarität des Vorspannungsmagnetfeldes eine gute Linearität
ermöglicht, und wenn sich dieser bevorzugte
Punkt auf der positiven Seite des Magnetfeldes Ha befindet,
wird das Barkhausen-Rauschen, welches andernfalls
beim Reproduzieren des magnetischen Signalfeldes
durch den YMR-Kopf erzeugt würde, unterdrückt. Wenn die
Leichtmagnetisierungsache im Gegenuhrzeigersinn zur
Längsrichtung des MR-Elementes 2 bei der Herstellung
des Elementes in Gegenrichtung zu Fig. 1 um 10° geneigt
wird, während alle anderen Bedingungen gleichbleiben,
zeigt die ΔR/R-Kurve Unstetigkeiten auf der positiven
Seite des Magnetfeldes Ha, womit sich eine Umkehrung
der Darstellung der Kurve gemäß Fig. 2(f) ergibt. In
diesem Fall sollte das MR-Element 2 mit einem solchen
Vorspannungs-Magnetfeld versehen werden, daß der Arbeitspunkt
des MR-Elementes zur negativen Seite des
Magnetfeldes Ha verschoben wird und folglich die wiedergegebenen
Ausgangssignale kein Barkhausen-Rauschen
enthalten.
Im folgenden werden die Hauptaspekte bei der Wahl des
Neigungswinkels der Leichtmagnetisierungsachse relativ
zur Längsrichtung des MR-Elements 2 bei der Herstellung
des MR-Elements beschrieben.
Das MR-Element 2 des YMR-Kopfes reagiert dann auf das
Magnetsignalfeld, wenn das Demagnetisierfeld im MR-Element
klein ist, weil das MR-Element magnetisch mit den
oberen Jochen 1 und 5 und dem unteren Joch 7 verbunden
ist. Da dem MR-Element 2 durch den eine hohe Koerzitivkraft
besitzenden ferromagnetischen Film 3 ein schwaches
Magnetfeld zugeführt wird, befindet sich das MR-
Element 2 in einem magnetischen Einzeldomänenzustand.
Unter Berücksichtigung dieser Aspekte läßt sich ein
geeigneter Wert für den anisotropischen Neigungswinkel
mittels Stoner-Wohlfarth's Einzeldomänenmodell gemäß
Fig. 3 abschätzen. Fig. 3 zeigt den anisotropischen
Neigungswinkel ϑ′, das dem MR-Element 2 durch den ferromagnetischen
Film 3 zugeführte Leichtmagnetfeld H E ,
die Sättigungsmagnetisierung Ms des MR-Elements 2 und
das dem magnetischen Signalfeld entsprechende äußere
Magnetfeld Ha. Der Drehwinkel Φ der Magnetisierung M im
MR-Element relativ zum äußeren Magnetfeld Ha wird auf
der Basis der Eigenschaften des versuchsweise hergestellten
MR-Elements berechnet. Dabei wird angenommen,
daß H E 1,3 (Oe), Ms 796 (emu/cc) und H K 4 (Oe) ist, so
daß die Summe der Anisotropie-Energie und der magnetostatischen
Energie der Magnetisierung M den geringstmöglichen
Wert annimmt. Dann erhält man die Magnetisierungskurve
in der x-Richtung (Fig. 3) und die Δ R/R-Kurven,
die in Fig. 4-7(a) bzw. 4-7(b) gezeigt sind.
Gemäß Fig. 6(a) und 6(b) wird bei einem anisotropischen
Neigungswinkel ϑ von ca. 20° die Magnetisierung auf der
positiven Seite des äußeren Magnetfeldes Ha umgeschaltet.
Zudem erfolgt gemäß Fig. 7(a) und 7(b) bei einem
anisotropischen Neigungswinkel ϑ von ca. 25° nicht nur
das Umschalten der Magnetisierung auf der positiven und
auf der negativen Seite von Ha, sondern zudem spaltet
sich die Magnetkurve in zwei Teile (nachfolgend als
Hysteresis bezeichnet). Wenn dagegen bei der Berechnung
H E 0,8 (Oe) ist und die übrigen Bedingungen den obengenannten
gleichen, erfolgt das Umschalten der Magnetisierung
an der positiven Seite von Ha, wenn der anisotropische
Neigungswinkel ϑ ca. 12° beträgt. Wenn der
anisotropische Neigungswinkel ϑ sich vergrößert, steigt
das Umschalten der Magnetisierung auf der positiven und
auf der negativen Seite von Ha an. Zudem entsteht eine
Hysteresis in der Magnetisierungskurve entsprechend der
Zunahme des anisotropischen Neigungswinkels ϑ. Wenn,
wie oben beschrieben, der anisotropische Neigungswinkel
ϑ einen Schwellenwert überschreitet, der von den magnetischen
Eigenschaften des MR-Elementes 2 und H E abhängt,
erfolgt das Umschalten der Magnetisierung an beiden
Seiten von Ha, wodurch ein Barkhausen-Rauschen erzeugt
wird. Wenn sich dagegen der anisotropische Neigungswinkel
ϑ in dem Bereich bewegt, in dem das Umschalten der
Magnetisierung auf einer Seite von Ha erfolgt, verringert
sich erwiesenermaßen die Empfindlichkeit des MR-
Elementes 2 (gezeigt durch die Neigung in Tangentialrichtung
an jedem Punkt der Δ R/R-Kurve) entsprechend
der Zunahme des anisotropischen Neigungswinkels ϑ. Aufgrund
des Ergebnisses der oben aufgeführten Berechnungen
und in Anbetracht der magnetischen Eigenschaften
eines allgemeinen MR-Elements und der Tatsache, daß die
Winkelstreuung der Leichtmagnetisierachse in dem allgemeinen
MR-Element ungefähr 5°-10° beträgt, sollte
der Neigungswinkel der Leichtmagnetisierachse des MR-
Elementes 2 geeigneterweise auf 5°-20° eingestellt
werden.
Aufgrund der beschriebenen Anordnung läßt sich bei dem
Dünnfilm-Joch-Magnetkopf ein Punkt, an dem Unstetigkeiten
auftreten, in Abszissenrichtung der ΔR/R-Kurve
bewegen, d. h. entsprechend dem magnetischen Signalfeld
entweder zur positiven oder zur negativen Seite des
Magnetfeldes Ha. Wenn deshalb der Arbeitspunkt des MR-
Elementes 2 durch das Vorspannungs-Magnetfeld zu einem
Punkt mit guter Linearität bewegt worden ist, und wenn
sich der Arbeitspunkt an der Seite befindet, wo keine
Unstetigkeiten im Magnetfeld Ha auftreten, wird das
Umschalten der Magnetisierung unterdrückt, das in dem
magnetischen Feld in der gleichen Polarität wie das
Vorspannungs-Magnetfeld erfolgen würde. Folglich wird
das durch das Umschalten der Magnetisierung erzeugte
Barkhausen-Rauschen beseitigt, wodurch die vom Dünnfilm-
Joch-Magnetkopf wiedergegebenen Ausgangssignale eine
hohe Qualität erreichen.
Im folgenden wird ein Dünnfilm-Joch-Magnetkopf gemäß
einer zweiten Ausführungsform im Zusammenhang mit Fig.
10 bis 14 beschrieben.
Der Dünnfilm-Joch-Magnetkopf gemäß der zweiten Ausführungsform
weist gemäß Fig. 10 die folgenden Teile auf:
eine erste Isolierschicht 12 mit einer vorbestimmten
Dicke, die auf einem Substrat 11 mit hoher magnetischer
Permeabilität angeordnet ist, z. B. einem Ni-Zn-Ferritsubstrat,
einen Leiter 14, um einem auf der ersten Isolierschicht
12 angeordneten MR-Element ein Vormagnetisierungsfeld
zuzuführen, und eine zweite Isolierschicht
13, um den Leiter 14 zu ummanteln. Der Dünnfilm-Joch-
Magnetkopf weist zudem ein magnetoresistives Element 15
(nachfolgend als MR-Element bezeichnet) auf der zweiten
Isolierschicht 13 auf, welche aus einem ferromagnetischen
Film wie einem Ni-Fe-Film, einem Ni-Co-Film etc.
besteht. Dieser ferromagnetische Film aus Ni-Fe oder
Ni-Co etc. hat im allgemeinen eine endliche Magnetostriktionskonstante.
Auf dem MR-Element 15 ist eine
Spaltisolierungsschicht 16 so angeordnet, daß sie die
erste Isolierschicht 12 und die zweite Isolierschicht
13 bedeckt. Ein erstes Joch 17 und ein zweites Joch 18,
die auf der Spaltisolierschicht 16 angeordnet sind,
bilden einen Einleitweg (einen magnetischen Spalt) zum
Einleiten des von einem magnetischen Aufzeichnungsmedium
21 erzeugten magnetischen Signalfluss zum MR-Element
15. Das erste Joch 17 und das MR-Element 15 und
das zweite Joch 18 und das Substrat 11 sind so angeordnet,
daß sie nacheinander eine geschlossenen Magnetkreis
bilden. Aufgedampfte Spannungsausgleichsfilme
19 und 20 (Filme zum Beseitigen der Restspannung in den
Jochen 17, 18) mit hohen Schmelzpunkten sind auf den
Jochen 17 und 18 gebildet. Die Filme 19, 20 haben im
wesentlichen die gleiche Konfiguration wie die Joche 17
und 18. Als Metalle mit hohen Schmelzpunkten eignen
sich Mo, Nb, Ta, Hf, Ti, Cr, V o. ä.
Die Joche 17 und 18 sind durch Aufsprühen mit einem
ferromagnetischen Film aus Ni-Fe oder Ni-Co beschichtet.
Die Dicke des ferromagnetischen Films beträgt z. B.
ungefähr 0,6 µm. Um in diesem Fall für die Joche erforderliche
günstige Magneteigenschaften zu erreichen (hohe
magnetische Permeabilität, geringe Koerzitivkraft),
muß während des Aufsprühens eine negative Substrat-Vorspannung
zugeführt werden. Gemäß der zweiten Ausführungsform
wird, bevor der als Schicht vorgesehene Ni-
Fe-Film in die Form eines Jochs gebracht wird, ein Film
mit hohen Schmelzpunkten, z. B. wie oben angeführt aus
Mo oder Nb, durch Aufdampfen als Schicht auf dem Ni-
Fe-Film angeordnet. Dann werden dem Ni-Fe-Film und dem
aufgedampften Metallfilm gleichzeitig durch Ionenbearbeitung
Joch-Gestalt verliehen, so daß aus ihnen das
erste und das zweite Joch 17 und 18 bzw. die aufgedampften
Metallfilme 19 und 20 mit dem hohen Schmelzpunkt
entstehen.
Die innere Spannung in den Jochen 17 und 18 und in den
MR-Elementen des Dünnfilm-Magnetkopfes gemäß Fig. 10
ist in Fig. 11 gezeigt, bei der Δ Y die Druckspannung
der Joche 17 und 18, d. h. der aufgesprühten Ni-Fe-Filme,
und Δ c die Zugspannung des Spannungsausgleichsfilms
19, d. h. den aufgesprühten Ni-Fe-Film darstellen.
Da sich die dem MR-Element 15 durch die Joche 17 und 18
zugeführte Spannung proportional zu (Δ y - Δ c ) verhält,
wird die im MR-Element 15 erzeugte Spannung beträchtlich
verringert, wenn Δ y so gewählt ist, daß Δ y ≃ Δ c
gilt.
Die innere Spannung des aufgesprühten Ni-Fe-Films auf
den Jochen 17 und 18 bei der zweiten Ausführungsform
beträgt ca. -7 × 109 dyn/cm2, während diejenige des
aufgedampften Ni-Fe-Films im Falle des Spannungsausgleichsfilms
19 ungefähr +15 × 109 dyn/cm2 beträgt.
Deshalb kann die gegen das MR-Element 15 gerichtete
Spannung von dem zweischichtigen Film der Joche 17 und
18 und des Spannungsausgleichsfilms 19 wesentlich reduziert
werden, indem aufgedampfte Ni-Fe-Filme, von denen
jeder die halbe Dicke des aufgesprühten Ni-Fe-Films
hat, gemäß Fig. 12 aufeinander geschichtet werden. Gemäß
Fig. 12, die einen Vertikalschnitt in Breitenrichtung
der Kopfspur darstellt, sind die Joche 17 und 18
mit Spannungsaufnahmefilmen 19 und 20 beschichtet, die
jeweils halb so dick sind wie die Joche 17 und 20, so
daß die durch die Joche 17 und 18 dem MR-Element 15
zugeführte Spannung vollständig beseitigt wird.
Der so durch Anwendung der negativen Substratvorspannung
gebildete Ni-Fe-Film hat die innere Druckspannung
Δ c von etwa 1 × 1010 dyn/cm2, die gemäß Fig. 11 disanisotropisch
ist. Andererseits ist bei den aufgedampften
Metallfilmen 19 und 20 aus Mo, Nb o. ä. gemäß Fig.
11 die innere Spannung Δ y von etwa 1,2 × 1010 dyn/
cm2
in Erstreckungsrichtung dis-anisotropisch (gemäß "Thin
Film Handbook", S. 341-342, Ohm Publishing Co., Ltd.).
Da deshalb die innere Druckspannung im ersten und zweiten
Joch 17 und 18 und die innere Zugspannung in den
aufgedampften Metallfilmen 19 und 20 gegeneinander gerichtet
sind, wird die dem MR-Element 15 zugeführte
Spannung (Δ y - Δ c ) im wesentlichen null oder im Vergleich
mit dem Stand der Technik wesentlich verringert.
Folglich wird eine Störung der magnetischen Anisotropie
verhindert, wodurch ein Barkhausen-Rauschen so weit wie
möglich vermieden wird. Obwohl die aufgedampften
Metallfilme, die einen hohen Schmelzpunkt haben und aus
Mo oder Mb etc. bestehen, ungefähr gleich dick sind wie
der Ni-Fe-Film, müssen die aufgedampften Metallfilme,
wenn sie aus einem anderen Material als Mo und Nb
bestehen, dicker sein als die aus Mo und Nb bestehenden
Filme, da die innere Zugspannung solcher aufgedampfter
Filme, die nicht aus Mo und Nb bestehen,
vergleichsweise gering ist. Deshalb ist es hinsichtlich
einer leichten Herstellung der Joche günstig, die
beschriebenen aufgedampften Metallfilme aus Mo oder Nb
zu verwenden. Da zudem der aufgedampfte Metallfilm 19
zusammen mit einem Endteil des Jochs 17 der Gleitflächenseite
des magnetischen Aufzeichnungsmediums 21 zugewandt
ist, ist es wichtig, daß der Film 19 hoch widerstandsfähig
gegen Korrosion ist, um die Zuverlässigkeit
des YMR-Kopfes zu verbessern. In Hinblick auf die
Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion eignet sich am
besten ein aufgedampfter Metallfilm aus Mo oder Nb.
Fig. 14 zeigt die innere Belastung in dem aufgesprühten
Ni-Fe-Film, der durch eine Drei-Elektroden-Sprühvorrichtung
gebildet ist, bei der die Zielspannung (target
curent) und der Zielgegenstand (target object) unabhängig
voneinander steuerbar sind, und die magnetische
Permeabilität des mittels der Drei-Elektroden-Sprühvorrichtung
auf das Substrat mit einer Unebenheit von 2 µm
gesprühten Ni-Fe-Films (der gleiche Zustand wie beim
YMR-Kopf). Wenn sich der Substrats-Vorspannungswert im
Bereich von 0∼150 V bewegt, verläuft die Leichtmagnetisierungsachse
der magnetischen Anisotropie in dem
Ni-Fe-film senkrecht zur Filmoberfläche. Somit ist die
magnetische Permeabilität gering, und der Ni-Fe-Film
kann nicht als Joch-Film verwendet werden. Wenn die
Substrat-Vorspannung geringer ist als -150 V, verläuft
die Leichtmagnetisierungsachse in dem Ni-Fe-Film waagerecht
zur Filmoberfläche, wobei sich die magnetische
Permeabilität entsprechend dem Abnehmen des Substrat-
Vorspannungswertes erhöht, und folglich ist der einer
Substrat-Vorspannung unterhalb von -150° ausgesetzte
Ni-Fe-Film als Joch verwendbar. Wenn die Substrat-Vorspannung
unterhalb von -150 V liegt, überschreitet die
innere Druckspannung in dem Ni-Fe-Film 8 × 109 dyn/cm2,
und anschließend wächst die innere Druckspannung graduell
entsprechend dem Abnehmen der Substrat-Vorspannung.
Wie oben beschrieben ändert sich die innere Druckspannung
in dem aufgesprühten Ni-Fe-Film entsprechend der
Änderung der Substrat-Vorspannung. Jedoch läßt sich die
gesamte innere Zugspannung in dem aufgedampften Metallfilm
leicht ändern, indem die Dicke des aufgedampften
Metallfilms geändert wird. Somit kann der Änderung der
inneren Druckspannung in dem aufgedampften Ni-Fe-Film
leicht Rechnung getragen werden. Deshalb ist es möglich,
die Bedingungen für das gewünschte Aufsprühen des
Ni-Fe-Films festzusetzen, ohne daß dabei durch die innere
Spannung des Ni-Fe-Films Einschränkungen bestehen.
Folglich läßt sich der Ni-Fe-Film unter derartigen Bedingungen
formen, daß seine magnetischen Eigenschaften
optimal ausfallen. Dies führt nicht nur zur Unterdrückung
des Barkhausen-Rauschens, sondern zudem zu
einer hohen Empfindlichkeit des YMR-Kopfes.
Fig. 13 zeigt als Beispiel eine parallele Anordnung des
erfindungsgemäßen Dünnfilm-Magnetkopfes und des herkömmlichen
Dünnfilm-Magnetkopfes auf einem einzigen Substrat.
Abbildungsgemäß besteht jeder Chip aus einem Kopf
mit 20 Spuren. 8 durch Schraffierung gekennzeichnete
Chips sind entsprechend der Erfindung aufgebaut, während
die übrigen 8 Chips nach dem Stand der Tecknik
aufgebaut sind; beide Gruppen bestehen aus dem gleichen
Substrat. Bei dieser Anordnung tritt auf 87 von 160
Spuren (20 × 8 = 160) in dem erfindungsgemäßen Dünnfilm-
Magnetkopf ein Barkhausen-Rauschen auf. Demgegenüber
erscheint bei dem bekannten Dünnfilm-Magnetkopf
auf 140 von 160 Spuren ein Barkhausen-Rauschen. Somit
ist der erfindungsgemäße Dünnfilm-Magnetkopf merklich
frei von Barkhausen-Rauschen.
Obwohl bei der zweiten Ausführungsform die Joche 17 und
18 durch Aufsprühen gebildete Ni-Fe-Filme und die Spannungsausgleichsfilme
19, 19 durch Aufdampfen gebildete
Ni-Fe-Filme sind, ist auch die umgekehrte Kombination
der Filme möglich. Zudem sind verschiedene andere Kombinationen
für die Joche 17 und 18 denkbar, bei denen
die Spannungsbeseitigungsfilme 19, 19 verwendbar sind.
Dies bedeutet, daß als Jochfilme die folgenden Filme
verwendbar sind: ein Ni-Fe-Film (Druckspannung), ein
aufgedampfter Fe-Al-Si-Film (Zugspannung), ein aufgesprühter
Fe-Al-Si-Film (Druck- oder Zugspannung), ein
aufgedampfter amorpher Film (Zugspannung), in dem Co
etwa 10-20% eines Halbmetalls wie Si, B und P oder
eines Metalls wie Zr, Ti, Nb, Th, Hf oder W enthält,
ein aufgesprühter amorpher Film (Druckspannung), bei
dem Co etwa 10-20% eines Halbmetalls wie Si, B oder P
enthält, oder ein Übergangsmetall wie Zr, Ti, Nb, Ta,
Hf oder W. Für den Spannungsausgleichsfilm sind zusätzlich
zu den vorgenannten Filmen für die Joche 17 und 18
folgende Filme verwendbar: ein aufgedampfter Metallfilm
(Zugspannung) aus W, Ti, Ta, Zr, Nb, Hf o. ä., eine aufgesprühter
Metallfilm (Druckspannung) aus W, Ti, Ta,
Zr, Nb, Hf etc., ein aufgesprühter Isolierfilm (Druckspannung)
aus SiO2, Al2O3, Si3N4, o. ä. Jedoch muß die
Polarität der Spannungen in den Filmen 17 und 18 derjenigen
in den Filmen 18 und 19 entgegengesetzt sein.
Der Dünnfilm-Joch-Magnetkopf gemäß der zweiten Ausführungsform
weist wie oben beschrieben Joche auf, um den
von dem magnetischen Aufzeichnungsmedium erzeugten magnetischen
Signalfluß zum MR-Element zu leiten. Die Joche
bestehen aus aufgesprühten Filmen, um die Druckspannung
darin festzuhalten. Zudem weist der Dünnfilm-Joch-
Magnetkopf aufgedampfte Metallfilme auf den Jochen auf.
Da die innere Zugspannung der aufgedampften Metallfilme
annähernd der inneren Druckspannung der Joche gleicht,
wird die in den Jochen erzeugte innere Druckspannung im
wesentlichen beseitigt oder verringert. Somit wird die
durch die Restspannung in den Jochen erzeugte Störung
der magnetischen Anisotropie in dem MR-Element unterdrückt,
und gleichzeitig wird das Barkhausen-Rauschen
verringert. Zudem können die Bedingungen zum Aufsprühen
des Jochmaterials günstig gewählt werden, ohne daß Einschränkungen
durch die innere Spannung des Materials
bestehen. Somit kann der Jochfilm unter den Bedingungen
aufgesprüht werden, die die besten magnetischen Eigenschaften
des Materials gewährleisten. Folglich läßt
sich eine hohe Empfindlichkeit des Dünnfilm-Joch-Magnetkopfes
erzielen.
Im folgenden wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung
im Zusammenhang mit Fig. 15 bis 18 beschrieben.
Gemäß Fig. 15 weist der YMR-Kopf entsprechend der dritten
Ausführungsform an einem Ende 31 a eines Substrates
31 einen Gleitfläche auf, an der ein magnetisches Aufzeichnungsmedium
32 entlanggleitet. Das ein unteres
Joch bildende Substrat 31 besteht aus einem Ferritsubstrat
wie Polykristall-Ni-Zn-Ferritsubstrat oder Einfachkristall-
oder Polykristall-Mn-Zn-Ferritsubstrat,
oder einem Substrat mit hoher magnetischer Permeabilität
mit einem magnetisch hoch durchlässigen Dünnfilm
wie Ni-Fe, Fe-Al-Si oder Co-Zr, der auf ein nicht-magnetisches
Substrat geschichtet ist. Da der YMR-Kopf im
allgemeinen mehrere Spuren hat, wird die Breite einer
Spur des magnetischen Aufzeichnungsmediums 32 z. B. auf
ungefähr 50 µm eingestellt. Eine Isolierschicht 33 aus
SiO2 etc. ist auf dem Substrat 31 in der Nähe der Endoberfläche
31 a angeordnet, wobei ein magnetoresistivess
Element 34 (MR-Element) auf der Isolierschicht 33 plaziert
ist. Das MR-Element 34 besteht aus einem ferromagnetischen
Film wie einem Ni-Fe-Film, einem Ni-Co-
Film etc. mit einer Dicke von 200 Å bis 1000 Å und
einer Länge, die ungefähr der Spurbreite des magnetischen
Aufzeichnungsmediums 32 gleicht. Zudem hat das
MR-Element 34 eine später zu beschreibende positive
oder negative Magnetostriktionskonstante, die der Polarität
der Restspannung entspricht, d. h. entweder der
Druckspannung oder der Zugspannung, die in den oberen
Jochen 36 und 37 erzeugt werden. Wenn deshalb die innere
Spannung de y der oberen Joche 36 und 37 eine Zugspannung,
d. h. positiv ist, wird die Magnetostriktionskonstante
des MR-Elements negativ eingestellt. Wenn
dagegen die innere Spannung Δ y eine Druckspannung,
d. h. negativ ist, wird die Magnetostriktionskonstante
λ s positiv eingestellt. Zudem wird bei der Herstellung
des MR-Elements 34 die Leichtmagnetisierungsachse im
MR-Element 34 in dessen Längsrichtung angeordnet. Wenn
ein Taststrom I s in Längsrichtung des MR-Elements 34
verläuft, verwandelt das MR-Element 34 das Magnetsignalfeld
vom magnetischen Aufzeichnungsmedium 32 in die
Spannungsveränderung an den entgegengesetzten Enden des
MR-Elements 34. Auf dem Substrat 31, der Isolierschicht
33 und dem MR-Element 34 ist ein Spaltisolierfilm 35
derart angeordnet, daß er das Substrat 31, die Schicht
33 und das Element 34 bedeckt. Dieser Spaltisolierfilm
35 besteht aus SiO2 o. ä. Ein oberes Joch 36, welches
das erste Joch ist, und ein oberes Joch 37, welches das
zweite Joch ist, sind auf dem Spaltisolierfilm 35 einander
gegenüberliegend angeordnet, wobei zwischen ihnen
ein Spalt ausgebildet ist. Die ferromagnetischen oberen
Joche 36 und 37 bestehen im allgemeinen aus Permalloy-
Filmen mit einer Dicke von ungefähr 0,5-4,0 µm und
bilden einen magnetischen Weg für die abgetasteten magnetischen
Aufzeichnungssignale vom magnetischen Aufzeichnungsmedium
32. Das obere Joch 36, das MR-Element
34 und das obere Joch 37 sind in der genannten Reihenfolge
magnetisch miteinander verbunden.
Der YMR-Kopf ist so aufgebaut, daß, wenn ein Strom I B
zum Zuführen eines Vorspannungsmagnetfeldes in einen
(nicht gezeigten) Vorspannungsleiter geleitet wird, das
MR-Element 34 mit einem gewünschten Vorspannungsmagnetfeld
versehen wird, so daß der Arbeitspunkt des MR-Elements
34 zu einem Punkt mit guter Linearität bewegt
wird.
Bei dieser Anordnung wird die vorbestimmte Magnetostriktionskonstante
Δ s für das MR-Element 34 wie zuvor erwähnt
eingestellt und kann in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen
des MR-Elements 34 bestimmt werden.
Wenn jedoch das MR-Element 34 z. B. aus einem Ni-
Fe-Film besteht, wobei der Fall ausgenommen ist, daß
dieser 79-82 wt% Ni enthält, dann wird die Magnetostriktionskonstante
λ s des MR-Elements 34 durch den
Einfluß der Kristallorientierung des Ni-Fe-Films verändert.
Dershalb ist es schwierig, den Ni-Fe-Film derart
vorzubereiten, daß die Magnetostriktionskonstante λ s
null wird (vgl. J. Appl. Phys. 52(3), März 1981, S.
2474-2476, "The Saturation Magnetostriction of Permalloy
Film"). Dagegen ist das MR-Element 34 leicht so
herzustellen, daß die Magnetostriktionskonstante des
Ni-Fe-Films derart gesteuert wird, daß sie entweder den
positiven oder den negativen Wert der Magnetostriktionskonstante
λ s des MR-Elements 34 annimmt.
Wenn deshalb die Polarität der Magnetostriktionskonstante
λ s des Films des MR-Elements 34 entsprechend
der Polarität der inneren Spannung Δ y in den oberen
Jochen 36 und 37 gewählt wird, wird im MR-Element des
Joch-Films der Magnetostriktionseffekt erzeugt, so daß
der Einfluß der Restspannung des Joch-Films vermindert
wird. Wenn dabei Δ y positiv ist, wird die Zugspannung
in dem Film der oberen Joche 36 und 37 erzeugt. Ist
dagegen Δ y negativ, wird in dem Film der oberen Joche
36 und 37 die Druckspannung erzeugt. Dies bedeutet, daß
bei einer negativen Polarität der inneren Spannung Δ y
des Films der oberen Joche 36 und 37 die äußeren Spannungen
Δ MR und Δ′ MR , die gemäß Fig. 16 dem MR-Element
34 als Reaktion auf die innere Spannung Δ y zugeführt
werden, in Längsrichtung des MR-Elements als Zugspannung
und in Breitenrichtung als Druckspannung arbeiten.
Dabei ist Δ MR die Spannung in Längsrichtung des MR-
Elements
34 und Δ′ MR die Spannung in dessen Breitenrichtung.
Wenn die innere Spannung Δ y in dem Film der oberen
Joche 36 und 37 in positiver Richtung gerichtet
wird, treten die äußeren Spannungen Δ MR und Δ′ MR , die
gemäß Fig. 17 dem MR-Element 34 als Reaktion auf die
innere Spannung Δ y zugeführt werden, in Längsrichtung
als Druckspannung und in Breitenrichtung als Zugspannung
auf. Wenn deshalb die Beziehung zwischen der inneren
Spannung Δ y in dem Film der oberen Joche 36 und
37 und der Magnetostriktionskonstante λ s des MR-
Elements
34 wie folgt erscheint:
Δ y ≦ωτ0, Δ s ≦λτ0 und
Δ y ≦λτ0, Δ s ≦ωτ0,
Δ y ≦λτ0, Δ s ≦ωτ0,
dann verläuft die durch die Spannung der oberen Joche
36 und 37 erzeugte magnetisches Anistropie L-L′ des
MR-Elements 34 in Längsrichtung des MR-Elements 34. Da
die Richtung dieser magnetischen Anisotropie L-L′ mit
der Richtung der bei der Herstellung des MR-Elements
induzierten magnetischen Anisotropie K-K′ zusammenfällt,
stimmt sie auch mit der Längsrichtung des MR-
Elements 34 überein. Folglich können kaum Unstetigkeiten
in der Magnetisierung innerhalb des MR-Elements 34
auftreten, wodurch vorteilhafterweise die innere Spannung
in dem Film der oberen Joche 36 und 37 nie zu
einer Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften
des MR-Elements 34 durch ein Barkhausen-Rauschen etc.
führt.
Dies soll durch ein konkretes Beispiel veranschaulicht
werden. Wenn die oberen Joche 36 und 37 aus einem aufgesprühten
Ni-Fe-Film oder einem aufgesprühten Co-Cr-
Film bestehen, wird, da die Spannung in den oberen Jochen
36 und 37 im wesentlichen eine Druckspannung ist,
die Magnetostriktionskonstante λ s des MR-Elements 34
positiv eingestellt. Wenn die oberen Joche 36 und 37
aus einem aufgedampften Ni-Fe-Film oder einem plattierten
Ni-Fe-Film bestehen, ist die Spannung in den oberen
Jochen 36 und 37 eine Zugspannung, und folglich wird
die Magnetostriktionskonstante λ s des MR-Elementes 34
negativ eingestellt. Auf ähnliche Weise wird bei Verwendung
von anderen Materialien als den obengenannten für
die oberen Joche 36 und 37 die Magnetostriktionskonstante
λ s des MR-Elements 34 entsprechend der im Jochmaterial
erzeugten Spannung wahlweise positiv oder negativ
festgelegt.
Wie oben beschrieben weist der widerstandsfähige Dünnfilmkopf,
d. h. der YMR-Kopf gemäß der dritten Ausführungsform
das erste Joch, das MR-Element und das zweite
Joch auf, die alle aus ferromagnetischen Dünnfilmen
bestehen und in der genannten Reihenfolge magnetisch
miteinander verbunden sind. Der widerstandsfähige Dünnfilmkopf
ist so aufgebaut, daß, wenn die im ersten und
im zweiten Joch erzeugte innere Spannung positiv ist,
die Magnetostriktionskonstante des MR-Elements negativ
eingestellt wird und daß, wenn die im ersten und im
zweiten Joch erzeugte innere Spannung negativ ist, die
Magnetostriktionskonstante des MR-Elements positiv eingestellt
wird. Aufgrund der oben beschriebenen Anordnung
wird die Richtung der magnetischen Anisotropie des
MR-Elements, die durch die innere Spannung in den ersten
und zweiten Jochen induziert wird, mit der Richtung
der bei der Herstellung des MR-Elementes induzierten
magnetischen Anisotropie in Übereinstimmung gebracht.
Folglich wird eine Dispersion der Anisotropie
im MR-Element verhindert, wodurch ein Barkhausen-Rauschen
verringert wird. Dadurch erlangt der widerstandsfähige
Dünnfilmkopf eine hohe Zuverlässigkeit.
Claims (4)
1. Dünnfilm-Joch-Magnetkopf,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein magnetoresistives (MR) Element (15, 34) das in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium (9, 21) erzeugte Magnetfeld der Signale als eine Widerstandsveränderung abtastet;
Joche (1, 5, 7, 17, 18, 58, 59) den magnetischen Fluß von einem Kopfspalt (10) zu dem magnetoresistiven Element (15, 34) leiten;
Elemente (3) zum Zuleiten eines Gleichstrom-Magnetfeldes dem magnetoresistiven Element (15, 34) in dessen Längsrichtung ein vorbestimmtes schwaches Magnetfeld zuführen;
ein Leiter (54) dem magnetoresistiven Element (15, 34) in Breitenrichtung des Streifens des Elementes ein vorbestimmtes Vormagnetisierungsfeld zuführt; und
die Leichtmagnetisierungsachse des magnetoresistiven Elements (15, 34) hinsichtlich der Längsachse des magnetoresistiven Elements (15, 34) um 5°-20° geneigt ist.
ein magnetoresistives (MR) Element (15, 34) das in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium (9, 21) erzeugte Magnetfeld der Signale als eine Widerstandsveränderung abtastet;
Joche (1, 5, 7, 17, 18, 58, 59) den magnetischen Fluß von einem Kopfspalt (10) zu dem magnetoresistiven Element (15, 34) leiten;
Elemente (3) zum Zuleiten eines Gleichstrom-Magnetfeldes dem magnetoresistiven Element (15, 34) in dessen Längsrichtung ein vorbestimmtes schwaches Magnetfeld zuführen;
ein Leiter (54) dem magnetoresistiven Element (15, 34) in Breitenrichtung des Streifens des Elementes ein vorbestimmtes Vormagnetisierungsfeld zuführt; und
die Leichtmagnetisierungsachse des magnetoresistiven Elements (15, 34) hinsichtlich der Längsachse des magnetoresistiven Elements (15, 34) um 5°-20° geneigt ist.
2. Dünnfilm-Joch-Magnetkopf, dadurch gekennzeichnet,
daß Joche (1, 5, 7, 17, 18, 58, 59) so angeordnet sind,
daß sie den magnetischen Fluß von Signalen, die von
einem magnetischen Aufzeichnungsmedium (9, 21) erzeugt
werden, zu einem magnetoresistiven Element (15, 34)
leiten, daß die Joche (1, 5, 7, 17, 18, 58, 59) aus
aufgesprühten Filmen bestehen, die eine Rest-Druckspannung
in sich aufnehmen, und daß ein aufgedampfter Metallfilm
mit hohem Schmelzpunkt auf den Jochen (1, 5,
7, 17, 18, 58, 59) gebildet ist, der eine restliche
Zugspannung aufweist, die der restlichen Druckspannung
in den Jochen (1, 5, 7, 17, 18, 58, 59) ungefähr
gleicht.
3. Dünnfilm-Joch-Magnetkopf, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Muster eines Joch-Films auf einem magnetoresistiven
Element (15, 34) geschichtet ist, um den Magnetfluß
zu leiten, wobei das Muster des Joch-Films mit
einem Film beschichtet ist, der den Einfluß der Restspannung
in dem Joch (1, 5, 7, 17, 18, 58, 59) auf das
magnetoresistive Element (15, 34) beseitigt oder reduziert.
4. Dünnfilm-Joch-Magnetkopf, dadurch gekennzeichnet,
daß ein erstes Joch (36), ein magnetoresistives Element
(34) und ein zweites Joch (37) aus ferromagnetischen
Dünnfilmen bestehen und in der genannten Reihenfolge
magnetisch miteinander verbunden sind, und daß, wenn
die innere Spannung im ersten und im zweiten Joch positiv
ist, die Magnetostriktionskonstante des magnetoresistiven
Elements (34) negativ eingestellt ist, während,
wenn die innere Spannung negativ ist, die Magnetostriktionskonstante
positiv eingestellt ist.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29805085A JPS62154317A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 薄膜磁気ヘツド |
JP23505786A JPH07107730B2 (ja) | 1986-10-02 | 1986-10-02 | ヨ−ク型薄膜磁気ヘツド |
JP61241818A JP2559109B2 (ja) | 1986-10-09 | 1986-10-09 | ヨ−ク型薄膜磁気ヘッド |
JP25395686A JPH07107732B2 (ja) | 1986-10-24 | 1986-10-24 | 磁気抵抗効果型薄膜ヘツド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3644388A1 true DE3644388A1 (de) | 1987-07-02 |
DE3644388C2 DE3644388C2 (de) | 1991-06-13 |
Family
ID=27477610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863644388 Granted DE3644388A1 (de) | 1985-12-27 | 1986-12-24 | Duennfilm-joch-magnetkopf |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5155644A (de) |
DE (1) | DE3644388A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0338811A2 (de) * | 1988-04-20 | 1989-10-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Bügelförmiger Dünnfilmmagnetkopf |
EP0472188A1 (de) * | 1990-08-24 | 1992-02-26 | Sony Corporation | Magnetkopf |
EP0545835A1 (de) * | 1991-12-02 | 1993-06-09 | GOVERNMENT OF THE UNITED STATES OF AMERICA as represented by THE ADMINISTRATOR OF THE NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADM. | Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung der Material-Restbeanspruchung bei Registrierung der Widerstandsänderung einer Detektorspule |
US5508868A (en) * | 1993-01-25 | 1996-04-16 | Read-Rite Corporation | Dual element magnetoresistive sensing head having in-gap flux guide and flux closure piece with particular connection of magnetoresistive sensing elements to differential amplifier |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL9000546A (nl) * | 1990-03-09 | 1991-10-01 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een dunnefilm magneetkop alsmede een dunnefilm magneetkop vervaardigbaar volgens de werkwijze. |
US5379172A (en) * | 1990-09-19 | 1995-01-03 | Seagate Technology, Inc. | Laminated leg for thin film magnetic transducer |
NL9100155A (nl) * | 1991-01-30 | 1992-08-17 | Philips Nv | Magneetkop, alsmede werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke magneetkop. |
JPH04351706A (ja) * | 1991-05-30 | 1992-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 複合型薄膜磁気ヘッド |
JPH07287812A (ja) * | 1992-05-04 | 1995-10-31 | Read Rite Corp | 複数のヨークを備えた薄膜磁気ヘッド |
JP2780916B2 (ja) * | 1993-12-08 | 1998-07-30 | 富士通株式会社 | 垂直磁気記録用磁気ヘッド |
US5874886A (en) * | 1994-07-06 | 1999-02-23 | Tdk Corporation | Magnetoresistance effect element and magnetoresistance device |
JP2901501B2 (ja) * | 1994-08-29 | 1999-06-07 | ティーディーケイ株式会社 | 磁性多層膜およびその製造方法ならびに磁気抵抗効果素子 |
US5493467A (en) * | 1994-12-27 | 1996-02-20 | International Business Machines Corporation | Yoke spin valve MR read head |
US6034848A (en) | 1998-04-22 | 2000-03-07 | International Business Machines Corporation | Low profile multi-layer coil merged thin film magnetic head |
DE112018005674T5 (de) * | 2018-01-25 | 2020-09-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Magnetsensor und stromsensor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0064786A2 (de) * | 1981-05-01 | 1982-11-17 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Magnetischer Sensor und magnetisch permeable Komponente für einen magnetischen Sensor |
EP0113980A1 (de) * | 1982-12-16 | 1984-07-25 | Sony Corporation | Magnetischer Wandlerkopf welcher den magnetoresistiven Effekt verwendet |
DE3404273A1 (de) * | 1983-09-09 | 1985-03-28 | Sharp K.K., Osaka | Duennfilm-magnetkopf |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4052748A (en) * | 1974-04-01 | 1977-10-04 | U.S. Philips Corporation | Magnetoresistive magnetic head |
JPS5613513A (en) * | 1979-07-11 | 1981-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetic head and its manufacture |
JPS58100217A (ja) * | 1981-12-11 | 1983-06-14 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果ヘツド |
JPS5977618A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-04 | Sony Corp | 磁気抵抗効果形磁気ヘツド |
JPS59107417A (ja) * | 1982-12-13 | 1984-06-21 | Hitachi Ltd | 永久磁石バイアス型磁気抵抗効果磁気ヘツド |
JPS6047223A (ja) * | 1983-08-25 | 1985-03-14 | Sony Corp | 磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
US4663684A (en) * | 1984-01-27 | 1987-05-05 | Hitachi, Ltd. | Magnetic transducer using magnetoresistance effect |
DE3613619A1 (de) * | 1985-04-26 | 1986-10-30 | Sharp K.K., Osaka | Duennfilm-magnetkopf |
US4649447A (en) * | 1985-08-15 | 1987-03-10 | International Business Machines | Combed MR sensor |
JPH07105006B2 (ja) * | 1985-11-05 | 1995-11-13 | ソニー株式会社 | 磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
-
1986
- 1986-12-24 DE DE19863644388 patent/DE3644388A1/de active Granted
-
1991
- 1991-04-22 US US07/688,701 patent/US5155644A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0064786A2 (de) * | 1981-05-01 | 1982-11-17 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Magnetischer Sensor und magnetisch permeable Komponente für einen magnetischen Sensor |
EP0113980A1 (de) * | 1982-12-16 | 1984-07-25 | Sony Corporation | Magnetischer Wandlerkopf welcher den magnetoresistiven Effekt verwendet |
DE3404273A1 (de) * | 1983-09-09 | 1985-03-28 | Sharp K.K., Osaka | Duennfilm-magnetkopf |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
BATE, MCGUIRE, SHELLEDY, Magnetoresistire Read Heads, In: IBM Technical Disclosure Bulletin, Sept. 1974, Vol. 17, No. 4, S. 967,968 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0338811A2 (de) * | 1988-04-20 | 1989-10-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Bügelförmiger Dünnfilmmagnetkopf |
EP0338811A3 (en) * | 1988-04-20 | 1990-01-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Yoke type thin-film magnetic head |
US5021909A (en) * | 1988-04-20 | 1991-06-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Yoke type thin-film magnetic head and method for suppressing Barkhausen noise |
EP0472188A1 (de) * | 1990-08-24 | 1992-02-26 | Sony Corporation | Magnetkopf |
US5296989A (en) * | 1990-08-24 | 1994-03-22 | Sony Corporation | High density dual gap magnetic head using polar Kerr effect |
EP0545835A1 (de) * | 1991-12-02 | 1993-06-09 | GOVERNMENT OF THE UNITED STATES OF AMERICA as represented by THE ADMINISTRATOR OF THE NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADM. | Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung der Material-Restbeanspruchung bei Registrierung der Widerstandsänderung einer Detektorspule |
US5508868A (en) * | 1993-01-25 | 1996-04-16 | Read-Rite Corporation | Dual element magnetoresistive sensing head having in-gap flux guide and flux closure piece with particular connection of magnetoresistive sensing elements to differential amplifier |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5155644A (en) | 1992-10-13 |
DE3644388C2 (de) | 1991-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69104671T2 (de) | Strukturen von Dünnschichten für Magnetköpfe. | |
DE3404273C2 (de) | Dünnfilm-Magnetkopf | |
DE69130368T2 (de) | Planarer Dünnfilmmagnetkopf | |
DE3650040T2 (de) | Den Magnetwiderstandseffekt verwendender Magnetwandlerkopf. | |
DE3644388C2 (de) | ||
DE69124850T2 (de) | Dünnfilmaufzeichnungskopf mit Magnetpolkonfiguration zur Aufzeichnung mit hoher Dichte | |
DE3876849T2 (de) | Magnetkopfzusammenbau fuer senkrechte magnetaufzeichnung. | |
DE2924013C2 (de) | ||
DE2841633C2 (de) | Magnetaufzeichnungs- und wiedergabegerät | |
DE69426318T2 (de) | Magnetowiderstandseffekt-Magnetkopf und zusammengesetzter Magnetkopf | |
DE3229774C2 (de) | Magnetoresistives Bauelement | |
DE69321930T2 (de) | Geschichtete magnetische Struktur zum Gebrauch in einem Magnetkopf | |
EP0150371B1 (de) | Dünnschicht-Magnetkopf für ein senkrecht zu magnetisierendes Aufzeichnungsmedium | |
EP0146861B1 (de) | Anordnung mit Dünnschicht-Magnetkopf zur senkrechten (vertikalen) Aufzeichnung | |
DE2827429A1 (de) | Magnetische duennfilmstruktur mit ferro- und antiferromagnetischem austausch- vorspannungsfilm | |
EP0150368A1 (de) | Kombinierter Schreib- und Lese-Magnetkopf zur senkrechten Magnetisierung eines entsprechenden Aufzeichnungsmedium | |
DE2842609A1 (de) | Magnetisches aufzeichnungsmedium fuer senkrechte signalaufzeichnung | |
DE19936378B4 (de) | Magnetowiderstands-Dünnschichtelement vom Spin-Valve-Typ | |
EP0311854A1 (de) | Dünnfilm-Magnetkopf mit schichtweisem Aufbau zur senkrechten Magnetisierung | |
DE19528245A1 (de) | Magneto-Widerstandskopf | |
DE3213928A1 (de) | Senkrecht - magnetkopf | |
DE69123487T2 (de) | Dünnfilmmagnetkopf | |
DE69516215T2 (de) | Magneto-Widerstandseffekt-Dünnfilmmagnetkopf | |
DE3607500C2 (de) | ||
DE3607501A1 (de) | Quermagnetisierungsaufzeichnungs- und wiedergabeanordnung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |