JPH0376536B2 - - Google Patents

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JPH0376536B2
JPH0376536B2 JP57220744A JP22074482A JPH0376536B2 JP H0376536 B2 JPH0376536 B2 JP H0376536B2 JP 57220744 A JP57220744 A JP 57220744A JP 22074482 A JP22074482 A JP 22074482A JP H0376536 B2 JPH0376536 B2 JP H0376536B2
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JP
Japan
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magnetic
magnetoresistive
magnetic field
magnetic head
angle
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JP57220744A
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English (en)
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JPS59112422A (ja
Inventor
Shigemi Imakoshi
Yutaka Hayata
Hideo Suyama
Yasuhiro Iida
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Priority to DE8383307648T priority patent/DE3372680D1/de
Priority to EP83307648A priority patent/EP0113980B1/en
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Publication of JPH0376536B2 publication Critical patent/JPH0376536B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure 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
    • G11B5/3903Structure 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
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/40Protective measures on heads, e.g. against excessive temperature 

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は磁気抵抗効果型磁気ヘツドに係る。
背景技術とその問題点 従来の磁気抵抗効果(以下MRという)型再生
磁気ヘツドとしてそのMR素子が磁気媒体との対
接面より後退した位置に配置されるようにしたい
わゆるリア型磁気ヘツドがある。このリア型の
MR再生磁気ヘツドは、例えば第1図にその要部
の拡大略線的平面図を示し、第2図にそのA−A
線上の拡大略線的断面図を示すように例えばNi
−Zn系フエライトよりなる絶縁性の磁性基体1
が設けられ、これの上に例えばNi−Co系合金薄
膜等よりなる磁気抵抗効果を有するMR素子2が
帯状に披着形成される。このMR素子2下には
SiO2等の絶縁層3を介してMR素子2に対して例
えば電磁誘導によつてバイアス磁界を与えるため
の電流通路となる帯状導電膜4が基体1上に被着
される。またMR素子2上には絶縁層5を介して
例えばNi−Fe系合金よりなる対の磁性層6及び
7が、素子2を横切る方向に且つ素子2上におい
て所要の間隔Gを保持するように対向披着され、
一方の磁性層6の外端部が絶縁層3及び5の少く
ともいずれか一方を介して基体1と対向すること
によつて作動磁気ギヤツプgが形成されるように
なされ、他方の磁性層7の外端(後端)が絶縁層
3及び5に穿設された窓を通じて基体1に直接的
に連接するようになされる。そしてこれら導電層
4、MR素子2、磁性層6及び7を覆つて非磁性
保護層8が被覆され、これの上に接着剤層9によ
つて保護基体10が接着されてなる。そして両基
体1及び10に差し渡つて磁気記録媒体との対接
面11が形成され、この対接面11に磁気ギヤツ
プgが臨むようになされ、この磁気ギヤツプg及
びMR素子2を含む磁路、すなわち磁性基体1−
作動磁気ギヤツプg−磁性層6−MR素子2−磁
性層7−磁性基体1の磁路が形成されるようにな
される。この場合、MR素子2は、その磁性層6
及び7の間隔Gに対応する部分が実効動作部分と
なるものであり、その異方性方向、すなわち磁化
容易軸方向は、長手方向に選ばれている。
このような構成において、導電層4にバイアス
磁界発生用の電流iBを通じてMR素子2に所要の
バイアス磁界を与え、MR素子2の長手方向に検
出電流iを流すことによつてその磁気ギヤツプg
に対接ないしは対向する磁気記録媒体よりこの媒
体に記録された信号磁界をMR素子2に与えるこ
とによる抵抗変化によつて電気的信号すなわち、
出力信号がMR素子2の両端から得られる。
ところがこのようなMR磁気ヘツド、特にリア
型のこの種のMR型磁気ヘツドのようにMR素子
の両側端縁に磁性体(磁性層6及び7)が近接し
て配置される磁気ヘツドにおいては、その磁気抵
抗特性の非線形が問題となる。すなわち、この種
の磁気ヘツドでは、そのMR素子の磁界H−抵抗
R特性が第3図に示すように2次曲線を呈する。
従つてこの場合同図に示すようにこのMR素子2
にバイアス磁界HBが与えられた状態で符号12
で示す信号磁界HSが素子2に与えられたとする
と、MR素子2における抵抗変化による出力信号
は、同図中に符号13を付して示すような歪んだ
信号となる。因みにMR素子に磁性体が近接して
いない場合の磁気特性は第4図に示されるように
その裾が広がるような特性を示し、その特性に直
線性に優れた部分が存在するので所要のバイアス
磁界HB′を与えることによつて信号磁界12′に
対して歪のほとんどない対称性に優れた出力信号
13′を得ることができる。これはMR素子の両
側端縁に顕著に生じる反磁界の影響によるもので
あるが、第1図及び第2図で説明したいわゆるリ
ア型構成のもののようにMR素子2を含んで磁路
を形成するための対の磁性層6及び7がMR素子
2の両側端縁に近接して配置されるものにおいて
は、このような反磁界の発生がほとんどなく、こ
れによる特性への影響が小さくなり第3図で説明
した2次曲線を示す。
このようなMR素子における非線型型分を解消
するものとしては、差動型構成を採るものが提案
されている。この差動型MRヘツドは、第5図に
示すように一端が共通に接続され夫々長手方向に
異方性方向HKを有する2個のMR素子MR1及び
MR2よりなり、各MR素子MR1及びMR2の各他
端から導出した端子t1及びt2が夫々独立の定電流
源S1及びS2に接続すると共に差動増幅器Ampの
入力側に接続されてなる。そして両MR素子MR1
及びMR2の接続中点から導出した共通の端子t3
所定電位例えば接池電位を与え、各MR素子MR1
及びMR2に定電流iを逆向きに与え、これと直
交する方向に各MR素子MR1及びMR2にバイア
ス磁界HBを与えるようになす。各MR素子MR1
及びMR2に磁気媒体から共通の信号磁界を与え
る。このような構成による差動型磁気ヘツドによ
れば、各MR素子MR1及びMR2に共通の信号磁
界が磁気記録媒体から与えられた場合、第6に示
す互いに極性の異なる出力信号141及び142
えられることから増幅器Ampの出力端子tputから
は、これらの信号の合成による正負対称性を有す
る、すなわち非線形線分が相殺されたた信号14
が得られる。
また非線形の改善を図つた他のMR磁気ヘツド
としては、例えば第7図示すようにMR素子12
の長手方向に異方性方向、すなわち磁化容易軸方
向HKが形成されたものにおいて、これに対して
45°の角度をもつて帯状の例えばAuよりなる導電
細線15を所要の間隔を保持して形成したバーバ
ーポール型MRヘツドがある。この場合、Au導
線15は、その抵抗が低いのでこれらはほぼ同電
位となり、このとき電流は互いに隣り合うAu導
線に向かつて最短距離をもつて流れるのでこの検
出電流iの流れる方向はHKに対して45°となる。
このときの磁気抵抗特性は、第8図に示すように
なり、このとき直線性を示す部分の中心点Qにバ
イアス点をとるときリニア特性が得られることに
なる。
しかしながら、上述した差動型構成を採るもの
においてはその構造が複雑となり、またバーバー
ポール型構成を採るものにおいては、そのMR素
子12の縮小化を図る場合、そのAu導線15の
間隔を狭める必要が生じ、これに伴つてMR素子
の実質的抵抗が小さくなつて出力信号の取り扱い
がなしにくくなるなどの欠点がある。
発明の目的 本発明は上述した諸欠点を解消した磁気抵抗効
果型磁気ヘツドを提供するものである。
発明の概要 本発明においてはMR素子の異方性方向すなわ
ち磁化容易軸方向と磁界の方向とのなす角によつ
てその磁気抵抗特性が変化することに着目して、
特にその磁気抵抗効果素子の異方性方向と信号磁
界の方向とのなす角を50°85°の範囲に設
定するとき優れた直線性を得ることを見出し、こ
のような構成によつて磁気抵抗効果型磁気ヘツド
を構成する。
実施例 本発明による磁気ヘツドは、第9図及び第10
図に示すように、第1図及び第2図で説明したと
同様の構成を採り得るも、特にそのMR素子に関
して特殊の構成となすもので、第9図及び第10
図において第1図及び第2図と対応する部分には
同一符号を付して重複説明を省略する。
本発明においては、第9図及び第10図に示す
ように第1図及び第2図におけるMR素子2に代
えて異方性方向HKを特定した特殊のMR素子2
2を構成する。この素子22は、第11図に示す
ように、前述したと同様に例えばNi−Co系合金
薄膜より構成し、その長手方向に検出電流iを通
じ、これと直交する方向に信号磁界HSを与える
ようになすも、特にその磁化容易軸方向すなわち
その異方性方向HKを、信号磁界HSに対してなす
角が50°85°に設定する。
尚、このMR素子における異方性方向すなわち
容易磁化方向の選定は、周知のようにその蒸着方
向熱処理態様等によつて任意の方向に選定し得る
ものであるのでこの素子の長手方向すなわち検出
電流方向に対して所要の角度をもつて異方性方向
を選定することは任意に行うことができるもので
ある。
第12図は、第11図に示した構成によるMR
素子において異方性方向と検出電流方向とのなす
角を=90°にした場合の磁気抵抗特性を比較
のために示したもので、この=90°において、
その磁気抵抗特性は2次曲線を示してしまう。
第13図は本発明に用いられるMR素子22の
磁気抵抗特性を示し、この場合=85°とした場
合で、この場合ヒステリシス効果によつてその特
性は磁化が2個所において反転する2本の特性を
示すが各特性曲線において直線性にすぐれている
ので、この場合において、そのバイアス点を例え
ば第13図における一方の特性曲線における点P
に設定して磁化の反転が生じない範囲の磁界が与
えられるようになせば、直線性に優れた出力を取
り出すことができる。また、第14図、第15
図、第16図、第17図及び第18図は夫々=
80°、=70°、=60°、=50°、=40°におけ
る同様の磁気抵抗特性を示す。これら第12図な
いし第18図から明らかなように本発明における
磁気ヘツドすなわち50°85°に選定したもの
においてはその磁気抵抗特性曲線において優れた
直線性を示す部分を有している。このような本発
明構成によるときに直線性に優れた特性が得られ
るのは次に示す解析によつて裏付けられる。すな
わち今第11図に示したように、磁化の方向をM
とし、これと検出電流iの方向の角度をθとし、
磁化Mと異方性方向HKとのなす角をαとすると
き、この磁化の向きは、この系の下記(1)式で与え
られる異方性エネルギーとポテンシヤルエネルギ
ーの和が極小となる方向で安定する。
E=Kusin2α−HMcos(−α) ……(1) (Kuは異方性定数) この極小の条件は、 ∂E/∂α=O ……(2) ∂2E/∂α2>O ……(3) である。
まず(2)式について計算すると、 ∂E/∂α=Kusin2α−HMsin(−α) ……(4) Ku=1/2HKM ……(5) であるので、これを(4)式に代入すると、 ∂E/∂α=MHK(1/2sin2α−H/HKsin(−α)
=O ……(6) 一方、(3)式についてみると、 ∂E2/∂α2=2Kucos2α+HMcos(−α) =HK・M(cos2α+H/HKcos(−α))>O…… (7) でなければならない。すなわち、これら(6)及び(7)
式を満足する角度θで磁化Mが安定する。これに
ついてに対して数値計算で解くことができる。
このようにして求められる磁化Mのy成分は、い
わゆる一軸異方性膜のヒステリシスループとな
る。
また、MR素子の抵抗値ρは、 ρ=ρ0+Δρcos2θ ……(8) で表わされ、(6)(7)式の条件から求めた角θを代入
すればMR特性(磁気抵抗特性)が得られ、これ
は、第12図ないし第18図の特性と一致してい
る。
このMR特性の直線性は、=90°では悪いが
=85°では良好となり、=40°では下に凸にな
るが=50°では良好な直線性が得られている。
発明の効果 上述したように本発明によれば単に、異方性方
向の選定によつてその磁気抵抗特性に優れた直線
性を有する部分を形成することができるようにし
たので前述したような差動型構成或いはバーバー
ポール型構成を採る場合のような構成の複雑な或
いは製造の煩雑さ、更にはMR素子の小型化を阻
害するような欠点を解消でき、実用に供してその
利益は勘大である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は夫々本発明の説明に供する
磁気抵抗効果型磁気ヘツドの要部の略線的拡大平
面図、及び第1図におけるA−A線上の拡大断面
図、第3図及び第4図はその特性の説明図、第5
図は差動型磁気抵抗効果型磁気ヘツドの構成図、
第6図はその特性の説明図、第7図はバーバーポ
ール型磁気抵抗効果型磁気ヘツドの略線的構成
図、第8図はその磁気抵抗特性曲線図、第9図及
び第10図は本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘ
ツドの一例の要部の略線的拡大平面図及びそのA
−A線上の拡大断面図、第11図はその磁気抵抗
効果素子の説明図、第12図ないし第18図は磁
気抵抗特性曲線図である。 12,22は、磁気抵抗効果素子、1は磁性基
体、4はバイアス導体、gは磁気ギヤツプ、6及
び7は対の磁性層である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 磁気抵抗効果素子の長手方向と垂直方向に作
    用する信号磁界を上記磁気抵抗効果素子の長手方
    向に検出電流を流して検出する磁気抵抗効果型磁
    気ヘツドにおいて、上記磁気抵抗効果素子の異方
    性方向と上記信号磁界の方向とのなす角が、 50°85 とすることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘツ
    ド。
JP57220744A 1982-12-11 1982-12-16 磁気抵抗効果型磁気ヘツド Granted JPS59112422A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57220744A JPS59112422A (ja) 1982-12-16 1982-12-16 磁気抵抗効果型磁気ヘツド
CA000442632A CA1209261A (en) 1982-12-16 1983-12-06 Magnetic transducer head utilizing magnetoresistance effect
KR1019830005820A KR920001129B1 (ko) 1982-12-11 1983-12-08 자기저항효과형 자기헤드
DE8383307648T DE3372680D1 (en) 1982-12-16 1983-12-15 Magnetic transducer heads utilising magnetoresistance effect
EP83307648A EP0113980B1 (en) 1982-12-16 1983-12-15 Magnetic transducer heads utilising magnetoresistance effect

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JPS59112422A JPS59112422A (ja) 1984-06-28
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Also Published As

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