JPH026490Y2 - - Google Patents
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- JPH026490Y2 JPH026490Y2 JP4820184U JP4820184U JPH026490Y2 JP H026490 Y2 JPH026490 Y2 JP H026490Y2 JP 4820184 U JP4820184 U JP 4820184U JP 4820184 U JP4820184 U JP 4820184U JP H026490 Y2 JPH026490 Y2 JP H026490Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は磁気記憶媒体に書き込まれた磁気的情
報を、いわゆる磁気抵抗効果を利用して、読み出
しを行う強磁性磁気抵抗効果素子（以下、MR素
子と称す）を備えた磁気抵抗効果ヘツド（以下、
MRヘツドと称す）に関する。
報を、いわゆる磁気抵抗効果を利用して、読み出
しを行う強磁性磁気抵抗効果素子（以下、MR素
子と称す）を備えた磁気抵抗効果ヘツド（以下、
MRヘツドと称す）に関する。
（従来技術とその問題点）
周知の如く、MR素子を磁気記憶媒体に書き込
まれた磁気的情報に対して、線形応答を呈する高
効率の再生用ヘツドとして用いる場合には、MR
素子に流すセンス電流ＩとMR素子の磁化Ｍの成
す角度θB（以下、バイアス角度と称す）を所定の
値（望ましくは45゜）に設定するバイアス手段を
具備しなければならない。
まれた磁気的情報に対して、線形応答を呈する高
効率の再生用ヘツドとして用いる場合には、MR
素子に流すセンス電流ＩとMR素子の磁化Ｍの成
す角度θB（以下、バイアス角度と称す）を所定の
値（望ましくは45゜）に設定するバイアス手段を
具備しなければならない。
従来、MR素子のバイアス方法として、第１図
に示す、いわゆるシヤントバイアス法が開示され
ている。第１図は、MR素子１に接触させて非磁
性導体層２（例えば、Ti，Mo等）を配置し、
MR素子１に供給するセンス電流Ｉの一部が導体
層２にも分流するとことによつて発生する磁界
HBを利用して、センス電流Ｉに対してMR素子
１の磁化Ｍを偏向させる構成となつている。
に示す、いわゆるシヤントバイアス法が開示され
ている。第１図は、MR素子１に接触させて非磁
性導体層２（例えば、Ti，Mo等）を配置し、
MR素子１に供給するセンス電流Ｉの一部が導体
層２にも分流するとことによつて発生する磁界
HBを利用して、センス電流Ｉに対してMR素子
１の磁化Ｍを偏向させる構成となつている。
しかし、この手法では、所定のバイアス角θBを
得るために、比較的大電流を非磁性導体層２に流
す必要があり、従つて、MR素子１の電気的抵抗
が熱的ドリフトを起し、かつ熱雑音の原因にもな
つていた。更に比較的大電流を導体層２に分流さ
せるには、MR素子１の電気抵抗と同程度もしく
は以下の電気抵抗を有する様に非磁性導体層２の
膜厚及び材料を選定する必要があり、これは結局
MRヘツドの外部信号磁界に対する正味の抵抗変
化を低下させ、従つてMRヘツドの再生出力をも
低下させていた。
得るために、比較的大電流を非磁性導体層２に流
す必要があり、従つて、MR素子１の電気的抵抗
が熱的ドリフトを起し、かつ熱雑音の原因にもな
つていた。更に比較的大電流を導体層２に分流さ
せるには、MR素子１の電気抵抗と同程度もしく
は以下の電気抵抗を有する様に非磁性導体層２の
膜厚及び材料を選定する必要があり、これは結局
MRヘツドの外部信号磁界に対する正味の抵抗変
化を低下させ、従つてMRヘツドの再生出力をも
低下させていた。
一方、他のバイアス法が特公昭53−37205に開
示されている。このバイアス法は第２図に示す如
く、MR素子１、非磁性導体層２、絶縁層３及び
磁気バイアス層４が連続的に積層されることによ
つて達成されている。MR素子１と非磁性導体層
２とを流れる一定に調整されたセンス電流Ｉは、
磁気バイアス層４内に磁界を発生させる。この磁
界は、交互に静磁気結合によつてセンス電流Ｉに
対して所定のバイアス角θBをなすように、MR素
子１内の磁界Ｍを回転させる。
示されている。このバイアス法は第２図に示す如
く、MR素子１、非磁性導体層２、絶縁層３及び
磁気バイアス層４が連続的に積層されることによ
つて達成されている。MR素子１と非磁性導体層
２とを流れる一定に調整されたセンス電流Ｉは、
磁気バイアス層４内に磁界を発生させる。この磁
界は、交互に静磁気結合によつてセンス電流Ｉに
対して所定のバイアス角θBをなすように、MR素
子１内の磁界Ｍを回転させる。
しかし、この手法では、MR素子１及び磁気バ
イアス層４が充分な静磁気的結合をおこない得る
ためには、非磁性導体層２及び絶縁層３の厚みを
極力薄く設定する必要がある。充分な静磁気的結
合を得るため、絶縁層３を薄く設定すると、MR
素子１と磁気バイアス層４間に局所的な短絡が生
じ、MRヘツドとしての特性のバラツキが生じて
いた。
イアス層４が充分な静磁気的結合をおこない得る
ためには、非磁性導体層２及び絶縁層３の厚みを
極力薄く設定する必要がある。充分な静磁気的結
合を得るため、絶縁層３を薄く設定すると、MR
素子１と磁気バイアス層４間に局所的な短絡が生
じ、MRヘツドとしての特性のバラツキが生じて
いた。
（考案の目的）
本考案の目的は前記従来の欠点を解決した良好
なバイアス状態を実現した磁気抵抗効果ヘツドを
提供することである。
なバイアス状態を実現した磁気抵抗効果ヘツドを
提供することである。
（考案の構成）
本考案によれば、強磁性磁気抵抗効果素子と非
磁性導体層と非晶質軟磁性体層とがこの順に積層
された構造を有することを特徴とする磁気抵抗効
果ヘツドが提供できる。
磁性導体層と非晶質軟磁性体層とがこの順に積層
された構造を有することを特徴とする磁気抵抗効
果ヘツドが提供できる。
（構成の詳細な説明）
以下、本考案について、実施例を示す図面を用
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
第３図は本考案のMRヘツドの主要構成要素で
あるMR素子部分を示す実施例である。
あるMR素子部分を示す実施例である。
ガラス、フエライト、セラミツクス等からなる
表面の滑らかな絶縁性基板材（図示せず）上に強
磁性体からなるMR素子１（例えば、Fe−Ni合
金、Ni−Co合金）が略200乃至500Åの範囲の膜
厚を有する様にスパツタ、蒸着等の手法により形
成され、前記MR素子１上には非磁性導体層２
（例えば、Ti，Mo，Cr，Ta）が同様な手法を用
いて形成され、更に、前記非磁性導体層２上には
非晶質軟磁性体層５が積層されている。非磁性導
体層２の膜厚はMR素子１と非晶質軟磁性体層５
とが充分な静磁気的結合を行い得る範囲（例え
ば、略100乃至2000Å）で選定される。非晶質軟
磁性体層５の材料としては、Co−Zr，Co−Ti、
等の非晶質合金が望ましい。これ等の材料におい
ては、MR素子１よりも大きい固有抵抗、同等以
上の飽和磁化を有し、更に重要なことは、外部磁
界による抵抗変化（磁気抵抗効果）が零、もしく
はMR素子１よりも１桁小さい値を有する組成を
選定しえる。例えば、Co−Ti系非晶質軟磁性体
ではCo83％組成において磁気抵抗効果は零とな
り固有抵抗は略140μΩ・cmである。又、Co−Zr
系非晶質軟磁性体では、ジヤーナル・オブ・マグ
ネテイズム・アンド・マグネテイツク・マテリア
ルズ（Journal of Magnetism and Magnetic
Materials）1983年、第31乃至34巻、1475乃至
1476ページに記載の山形等による論文において、
開示された如くZr13％で零の磁気抵抗効果及び
固有抵抗は略110μΩ・cmが得られている。
表面の滑らかな絶縁性基板材（図示せず）上に強
磁性体からなるMR素子１（例えば、Fe−Ni合
金、Ni−Co合金）が略200乃至500Åの範囲の膜
厚を有する様にスパツタ、蒸着等の手法により形
成され、前記MR素子１上には非磁性導体層２
（例えば、Ti，Mo，Cr，Ta）が同様な手法を用
いて形成され、更に、前記非磁性導体層２上には
非晶質軟磁性体層５が積層されている。非磁性導
体層２の膜厚はMR素子１と非晶質軟磁性体層５
とが充分な静磁気的結合を行い得る範囲（例え
ば、略100乃至2000Å）で選定される。非晶質軟
磁性体層５の材料としては、Co−Zr，Co−Ti、
等の非晶質合金が望ましい。これ等の材料におい
ては、MR素子１よりも大きい固有抵抗、同等以
上の飽和磁化を有し、更に重要なことは、外部磁
界による抵抗変化（磁気抵抗効果）が零、もしく
はMR素子１よりも１桁小さい値を有する組成を
選定しえる。例えば、Co−Ti系非晶質軟磁性体
ではCo83％組成において磁気抵抗効果は零とな
り固有抵抗は略140μΩ・cmである。又、Co−Zr
系非晶質軟磁性体では、ジヤーナル・オブ・マグ
ネテイズム・アンド・マグネテイツク・マテリア
ルズ（Journal of Magnetism and Magnetic
Materials）1983年、第31乃至34巻、1475乃至
1476ページに記載の山形等による論文において、
開示された如くZr13％で零の磁気抵抗効果及び
固有抵抗は略110μΩ・cmが得られている。
上記、MR素子１、非磁性導体層２及び非晶質
軟磁性体５の積層体には、端子６が設けられてお
り、端子６から供給されるセンス電流ＩはMR素
子１のみならず非磁性導体層２及び非晶質軟磁性
体５にも分流する。かかる構成において、MR素
子１及び非磁性導体層２に分流したセンス電流Ｉ
は、非晶質軟磁性体５の面内を通りセンス電流に
垂直な磁界を発生し、非晶質軟磁性体５の磁化を
回転させる。そして、非晶質軟磁性体５における
磁化は前記非晶質軟磁性体５の周囲に前記磁化の
方向とは逆方向の磁界を生じ、その一部はMR素
子１に印加される。一方、非晶質軟磁性体５及び
非磁性導体層２に分流したセンス電流Ｉは、MR
素子１の面内を通り、センス電流Ｉに垂直な磁界
を発生する。この磁界の方向は、非晶質軟磁性体
５の磁化によつて発生する磁界の方向と一致す
る。即ち、非晶質軟磁性体５の磁化によつて発生
する磁界とセンス電流Ｉによつて生ずる磁界が
MR素子１にバイアス磁界HBとして印加される。
該バイアス磁界HBは、MR素子１の磁化Ｍをセ
ンス電流Ｉに対して回転させ、所定のバイアス角
θBを得る。
軟磁性体５の積層体には、端子６が設けられてお
り、端子６から供給されるセンス電流ＩはMR素
子１のみならず非磁性導体層２及び非晶質軟磁性
体５にも分流する。かかる構成において、MR素
子１及び非磁性導体層２に分流したセンス電流Ｉ
は、非晶質軟磁性体５の面内を通りセンス電流に
垂直な磁界を発生し、非晶質軟磁性体５の磁化を
回転させる。そして、非晶質軟磁性体５における
磁化は前記非晶質軟磁性体５の周囲に前記磁化の
方向とは逆方向の磁界を生じ、その一部はMR素
子１に印加される。一方、非晶質軟磁性体５及び
非磁性導体層２に分流したセンス電流Ｉは、MR
素子１の面内を通り、センス電流Ｉに垂直な磁界
を発生する。この磁界の方向は、非晶質軟磁性体
５の磁化によつて発生する磁界の方向と一致す
る。即ち、非晶質軟磁性体５の磁化によつて発生
する磁界とセンス電流Ｉによつて生ずる磁界が
MR素子１にバイアス磁界HBとして印加される。
該バイアス磁界HBは、MR素子１の磁化Ｍをセ
ンス電流Ｉに対して回転させ、所定のバイアス角
θBを得る。
以上の説明から明らかな様にMR素子１に印加
されるバイアス磁界HB（即ちバイアス角θB）はセ
ンス電流Ｉによつて任意に設定できる。又、MR
素子１と非晶質軟磁性体５の距離、即ち非磁性導
体層２の厚み及び非晶質軟磁性体５の磁気特性に
よつてもバイアス磁界HBの大きさを変更できる。
例えば、非磁性導体層２の厚みを薄く設定すれ
ば、MR素子１と非晶質軟磁性体５の静磁気結合
は大きくなり、その分だけセンス電流Ｉが小さく
てもバイアス磁界HBを大きく設定できる。
されるバイアス磁界HB（即ちバイアス角θB）はセ
ンス電流Ｉによつて任意に設定できる。又、MR
素子１と非晶質軟磁性体５の距離、即ち非磁性導
体層２の厚み及び非晶質軟磁性体５の磁気特性に
よつてもバイアス磁界HBの大きさを変更できる。
例えば、非磁性導体層２の厚みを薄く設定すれ
ば、MR素子１と非晶質軟磁性体５の静磁気結合
は大きくなり、その分だけセンス電流Ｉが小さく
てもバイアス磁界HBを大きく設定できる。
以上、第３図を用いて、本考案の作用・原理に
ついて述べたが、MRヘツドでは、一般にMR素
子単独で用いることは少なくなく、第４図に示し
た如く、再生分解能を向上させるため、磁気シー
ルドが具備される。
ついて述べたが、MRヘツドでは、一般にMR素
子単独で用いることは少なくなく、第４図に示し
た如く、再生分解能を向上させるため、磁気シー
ルドが具備される。
第４図は磁気シールド付MRヘツドの概略断面
図である。第４図のMRヘツドはMR素子１、非
磁性導体層２及び非晶質軟磁性体層５を両側から
高透磁率磁性体から成る磁気シールド８及び７で
挟む構成となつている。かかる構成を取ることに
より、周知の如く磁気記憶媒体９内の磁化１０か
らの信号磁界HSに対して、再生分解能を大きく
向上でき、高密度記録時の再生も可能とする。上
記再生分解能は二つの磁気シールド７及び８の間
隔Ｇで決定され、間隔Ｇが小さいほど高密度記録
時の再生能力が高まる。しかし、従来はMR素子
１と、MR素子１をバイアスするための手段（例
えば第２図の従来技術）が、比較的大きな領域を
占めているため、間隔Ｇが大きく制限されていた
が、本考案では、前述した如くバイアス手段を含
めたMR素子部分が極めてコンパクトに設計でき
るため、間隔Ｇを小さく設定できる。
図である。第４図のMRヘツドはMR素子１、非
磁性導体層２及び非晶質軟磁性体層５を両側から
高透磁率磁性体から成る磁気シールド８及び７で
挟む構成となつている。かかる構成を取ることに
より、周知の如く磁気記憶媒体９内の磁化１０か
らの信号磁界HSに対して、再生分解能を大きく
向上でき、高密度記録時の再生も可能とする。上
記再生分解能は二つの磁気シールド７及び８の間
隔Ｇで決定され、間隔Ｇが小さいほど高密度記録
時の再生能力が高まる。しかし、従来はMR素子
１と、MR素子１をバイアスするための手段（例
えば第２図の従来技術）が、比較的大きな領域を
占めているため、間隔Ｇが大きく制限されていた
が、本考案では、前述した如くバイアス手段を含
めたMR素子部分が極めてコンパクトに設計でき
るため、間隔Ｇを小さく設定できる。
尚、第４図ではMR素子１の両側に磁気シール
ドを配置しているが、磁気シールドは片側のみ施
しても良い。例えば、磁気シールド７のみ配置す
ることもできる。この場合、非晶質軟磁性体層５
が磁気シールドとしての働きもかねそなえ、MR
ヘツドの再生分解能を決定する二つの磁気シール
ドの間隔はG′に変更され、更に高記録密度の再
生も可能となる。
ドを配置しているが、磁気シールドは片側のみ施
しても良い。例えば、磁気シールド７のみ配置す
ることもできる。この場合、非晶質軟磁性体層５
が磁気シールドとしての働きもかねそなえ、MR
ヘツドの再生分解能を決定する二つの磁気シール
ドの間隔はG′に変更され、更に高記録密度の再
生も可能となる。
（実施例）
第３図において、表面の滑らかなガラス基板上
にNi82％−Fe18％（いずれも重量％）の組成か
ら成るパーマロイがMR素子１として厚み400Å
で成膜され、Tiを非磁性導体層２として厚み500
Åで成膜し、更に非晶質軟磁性体層５として、
Co−Zr（Co87％−Zr13％）非晶質合金を400Åの
厚みで成膜し、これ等の積層体は長さ50μｍ、幅
5μｍの短冊状に加工され、その長さ方向にセン
ス電流Ｉを供給する様に端子６を設けた。上記構
成において、センス電流Ｉを１乃至10mA範囲で
供給するとMR素子１のバイアス角θBは30乃至65
度の範囲で設定できることが確認された。又、こ
の範囲で良好な線形応答を呈するMRヘツドが実
現できた。
にNi82％−Fe18％（いずれも重量％）の組成か
ら成るパーマロイがMR素子１として厚み400Å
で成膜され、Tiを非磁性導体層２として厚み500
Åで成膜し、更に非晶質軟磁性体層５として、
Co−Zr（Co87％−Zr13％）非晶質合金を400Åの
厚みで成膜し、これ等の積層体は長さ50μｍ、幅
5μｍの短冊状に加工され、その長さ方向にセン
ス電流Ｉを供給する様に端子６を設けた。上記構
成において、センス電流Ｉを１乃至10mA範囲で
供給するとMR素子１のバイアス角θBは30乃至65
度の範囲で設定できることが確認された。又、こ
の範囲で良好な線形応答を呈するMRヘツドが実
現できた。
（考案の効果）
以上の述べた様に、本考案では極めて小さなセ
ンス電流Ｉにより、所定のバイアス状態を実現で
きるため、発熱に併うMR素子の電気抵抗の熱的
ドリフト及び熱雑音を極めて小さくできる。又、
大きな電流を非磁性導体層及び非晶質軟磁性体５
に分流させる必要がないため、非磁性導体層及び
非晶質軟磁性体は相対的に薄くもしくは、その固
有抵抗の大きな材料を設定し得る。これは結果的
にMRヘツドの外部信号磁界に対する抵抗変化の
低下を最小限に押さえることができる。
ンス電流Ｉにより、所定のバイアス状態を実現で
きるため、発熱に併うMR素子の電気抵抗の熱的
ドリフト及び熱雑音を極めて小さくできる。又、
大きな電流を非磁性導体層及び非晶質軟磁性体５
に分流させる必要がないため、非磁性導体層及び
非晶質軟磁性体は相対的に薄くもしくは、その固
有抵抗の大きな材料を設定し得る。これは結果的
にMRヘツドの外部信号磁界に対する抵抗変化の
低下を最小限に押さえることができる。
又、本考案ではセンス電流Ｉが非晶質軟磁性体
にも、非磁性導体層を通じて定常的に分流してい
るため、第２図に示した如き従来技術、即ち、磁
気バイアス層とMR素子間に絶縁層を介在させた
場合に生ずる、局所的なセンス電流Ｉのリークに
よる特性のバラツキがなくなる。又、第２図に示
した従来技術ではセンス電流Ｉが磁気バイアス層
に分流した場合において、磁気バイアス層が磁気
抵抗効果素子として動作しないように、磁気的に
常に飽和させる如き、設計上の考慮（例えば、磁
気バイアス層の膜厚、MR素子との距離及びセン
ス電流Ｉの大きさ、更には磁気記憶媒体の特性等
の最適化）が必要であつたが、本考案では磁気抵
抗効果が零もしくは、MR素子より充分小さい非
晶質軟磁性体を用いているため、この様な考慮が
不要となり、設計上のマージンが大きく拡大され
る。
にも、非磁性導体層を通じて定常的に分流してい
るため、第２図に示した如き従来技術、即ち、磁
気バイアス層とMR素子間に絶縁層を介在させた
場合に生ずる、局所的なセンス電流Ｉのリークに
よる特性のバラツキがなくなる。又、第２図に示
した従来技術ではセンス電流Ｉが磁気バイアス層
に分流した場合において、磁気バイアス層が磁気
抵抗効果素子として動作しないように、磁気的に
常に飽和させる如き、設計上の考慮（例えば、磁
気バイアス層の膜厚、MR素子との距離及びセン
ス電流Ｉの大きさ、更には磁気記憶媒体の特性等
の最適化）が必要であつたが、本考案では磁気抵
抗効果が零もしくは、MR素子より充分小さい非
晶質軟磁性体を用いているため、この様な考慮が
不要となり、設計上のマージンが大きく拡大され
る。
第１図及び第２図は従来の磁気抵抗効果ヘツド
の磁気抵抗効果素子部分の概略斜視図、第３図は
本考案の磁気抵抗効果ヘツドの磁気抵抗効果素子
部分の概略斜視図、第４図は本考案の実施例を示
す磁気シールド付磁気抵抗効果ヘツドの概略断面
図である。 図において、１……MR素子、２……非磁性導
体層、３……絶縁層、４……磁気バイアス層、５
……非晶質軟磁性体層、６……端子、７，８……
磁気シールド、９……磁気記憶媒体、１０……磁
化の向きをそれぞれ示す。
の磁気抵抗効果素子部分の概略斜視図、第３図は
本考案の磁気抵抗効果ヘツドの磁気抵抗効果素子
部分の概略斜視図、第４図は本考案の実施例を示
す磁気シールド付磁気抵抗効果ヘツドの概略断面
図である。 図において、１……MR素子、２……非磁性導
体層、３……絶縁層、４……磁気バイアス層、５
……非晶質軟磁性体層、６……端子、７，８……
磁気シールド、９……磁気記憶媒体、１０……磁
化の向きをそれぞれ示す。
Claims (1)
- 強磁性磁気抵抗効果素子と非磁性導体層と非晶
質軟磁性体層とがこの順に積層された構造を有す
ることを特徴とする磁気抵抗効果ヘツド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4820184U JPS60159518U (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 磁気抵抗効果ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4820184U JPS60159518U (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 磁気抵抗効果ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60159518U JPS60159518U (ja) | 1985-10-23 |
| JPH026490Y2 true JPH026490Y2 (ja) | 1990-02-16 |
Family
ID=30564236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4820184U Granted JPS60159518U (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 磁気抵抗効果ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60159518U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0642566B2 (ja) * | 1987-12-09 | 1994-06-01 | 日本電気株式会社 | 磁気低抗効果素子の製造方法 |
-
1984
- 1984-04-02 JP JP4820184U patent/JPS60159518U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60159518U (ja) | 1985-10-23 |
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