JPH0419809A

JPH0419809A - 磁気抵抗効果型ヘッド

Info

Publication number: JPH0419809A
Application number: JP12249790A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kanai; 均金井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1990-05-11
Publication date: 1992-01-23

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】〔概要〕磁気抵抗効果型ヘッドに関し、磁気抵抗効果型ヘッドの再生波形に生しるバルクハウセ
ン雑音を防いだり、磁気抵抗効果素子の出力レベルの変
動を回避することを目的とし、磁気抵抗効果型ヘッドを
磁気ギャップを有さない円環状に形成されている磁気抵
抗効果素子によって構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、磁気抵抗効果型ヘッド（以下、ＭＲヘッドと
いう。）に関する。

近年、コンピューターの外部記憶装置である磁気ディス
ク装置の大容量化に伴い、高性能磁気ヘッドが要求され
ている。この要求を満足するものとして記録媒体の速度
に依存せず高出力か得られるＭＲヘッドか注目されてい
る。

〔従来の技術〕

ＭＲヘッドは強磁性薄膜（ＭＲ膜）で構成された再生専
用の磁気ヘッドてあり、パーマロイ等によって形成され
る強磁性薄膜の電気抵抗か外部磁界によって変化すると
いう磁気抵抗効果を利用して信号磁界の変化を電気抵抗
の変化として検出するものである。そして、上記強磁性
薄膜によって構成される素子は磁気抵抗効果素子（以下
、ＭＲ素子という。）といわれている。

従来のＭＲヘッドは、第６図（ａ）、（ｂ）に示すよう
な構造となっていた。６１は矩形のＭＲ素子、６２は引
き出し導体層、６３ａ、６３ｂは磁気シールドである。

ＭＲ素子６１は、その長手方向（ｙ軸方向）Ｉ：ＭＲ膜
の容易軸方向か一致するようにパターン形成されている
。ここて、容易軸とは磁化容易軸ともいわれ、ＭＲ膜か
磁化されやすい方向である。引き出し導体層６２は、Ｍ
Ｒ素子６１の長手方向に対して所定幅で切除されてＭＲ
素子６１０両端で素子に接合している。ＭＲ素子６１及
び引き出し導体層６２は、２つの磁気ノールドロ３ａ、
６３ｂの間（再生ギャップに相当する。）に配置され、
非磁性絶縁層６４を介して磁気シールド６３ａ、６３ｂ
と電気的に絶縁されている。センス電流６５は引き出し
導体層６２を通して素子に流れ、ＭＲ素子６１及び引き
出し導体層６２によって画定される長方形の信号検出領
域６６に流れる。そして、磁気記録媒体６７はヘッドの
下をＸ軸方向に移動し、ＭＲヘッドは、媒体からの信号
磁界を該信号検出領域６６で抵抗変化として検知する。

またこの場合、センス電流６５は、信号磁界に対してＭ
Ｒヘッドの再生を線型化するためにも利用されていた。

即ち、ＭＲ素子６１は、一方の磁気シールド６３ａに近
接させて配置され、センス電流６５によって磁化した磁
気シールド６３ａ表面からの漏洩磁界によって素子高さ
方向にバイアス磁界か印加されていた（このバイアス方
式をセルフバイアス法という。）〔発明が解決しようと
する課題〕 ■従来のＭＲ素子６１の形状ては、容易軸（ｙ軸方向）
の磁化方向に対してＭＲ素子６１か有限長であるため素
子端部に磁極（Ｎ、Ｓ極）か生し、素子内部には磁化方
向とは反対向きの磁界（反磁界）か発生していた。この
ためＭＲ素子６１は、反磁界によって誘起された静磁エ
ネルギーを下げるために、第６図（Ｃ）に示すようない
くつかの磁区に分割した磁区構造を示し、磁区の境界に
は磁壁か生じていた。

一方、一般にはＭＲ膜においては、成膜の不完全さから
結晶粒界、格子欠陥、不純物介在等の不均一性かある。

このため従来のＭＲヘッドでは、記録媒体からの信号磁
界に対して磁壁は引っ掛かりなから移動し、磁化回転か
不連続となって再生波形にはバルクハウセン雑音か生し
たり、ＭＲ素子の出力レベルか変動するという課題かあ
った。

■また、従来のＭＲ素子６１は信号検出領域６６かそれ
以外の部分と一体になっているために、隣接記録トラッ
クからのサイト・クロストークを受は易いという課題か
あった。即ち、磁気記録媒体は容易軸方向に磁化されて
いるか、被記録検出トラックに隣接するトラックの磁界
か記録検出部に影響しＭＲヘッドに雑音か生し、再生処
理の性能を悪くするという課題もあった。

■更に、ＭＲ素子の表面に不均一な加工部分かあれば、
局部的に微少の磁壁か生し前記バルクハウセン雑音や８
カレベルの変動か生しるという課題もあった。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題のうち■の課題を解決するために、本発明では
、ＭＲヘッドにおけるＭＲ素子を円環状とした。

また、■の課題を解決するために、本発明では、円環形
状としたＭＲ素子を磁気記録媒体から離し、該ＭＲ素子
のうち記録媒体から信号検出する部分（以下、記録検出
部という。）だけを記録媒体まで延長した。

更に、■の課題を解決するために、本発明では、円環形
状としたＭＲ素子に交換結合磁界、電流磁界等の磁界を
円周方向たる磁化容易軸方向に印加した。

〔作用〕

ＭＲ素子か円環状であるため磁極か生じず反磁界は発生
しない。このため、静磁エネルギーは零となって、素子
は磁壁か発生しない単一磁区構造となる。

また、ＭＲ素子を磁気記録媒体から離せは、サイド・ク
ロストークに強くなる。

更に、ＭＲ素子を容易軸方向に印加すれは、磁区は安定
化される。

〔実施例〕

次に本発明の一実施例について図面と共に説明する。第
１図に本発明の一実施例の説明するための図として（ａ
）〜（ｃ）を示す。

第１図（ａ）は本発明のＭＲヘッドの要部断面図である
。ＭＲヘッドは同図に示すように、２つの磁気シールド
１３ａ・１３ｂの間に、非磁性絶縁層１４を介して引き
出し導体層１２の内部にＭＲ素子１１が配置される構造
となる。

ＭＲ素子１１は、例えばＮ、Ｆ。膜等の強磁性体から成
り、厚さｔｌは４００〜５００人の薄膜構造て、幅ｔ２
は３μｍ１外径ｔ３は５０〜１００μｍ程度に設定され
ている。ここに、ＭＲ素子１１の形状は第１図（ｂ）に
示すように円環状になっている。そして、所定幅で切除
され、幅ｔ、を有する引き出し導体層１２と第１図（Ｃ
）に示すように円環の信号検出領域１６の両端で接続し
ている。

かかるＭＲ素子の形状異方性からＭＲ素子の容易軸は円
環の円周方向に一致する。即ち、容易軸の方向は形状に
よって異なり、容易軸方向は長さの長い方向、二の場合
は無限長の円周方向と一致するということである。ここ
で、ＭＲ素子１１か円環状で、磁化方向に対してその長
さか有限長に形成されていないため素子内部には磁極は
発生せず、反磁界は生じない。従って、静磁エネルギー
か零となって素子は磁壁か発生しない単一磁区構造とな
る。

引き出し導体層１２はＡ。膜等からなる。本実施例では
、第１図（Ｃ）のように、ＭＲ素子１１の輻ｔ２とほぼ
同一の幅ｔ、を有し、直角り型に形成されているか、か
かる形状に限定されることはない。信号検出領域１６に
センス電流１５か流れれば十分だからである。信号検出
領域の輻ｔ４は、２〜３μｍ程度である。

磁気シールド１３ａ、１３ｂはＮ、Ｆ、あるいはフェラ
イト材等からできている。これらは、記録媒体１７から
の信号磁界に対し、ＭＲ素子１１の再生分解能を高める
働きをするものである。

ＭＲ素子１１及び引き出し導体層１２は２つの磁気シー
ルド１３ａ、＋３ｂの間に配置され、両者はＳ、Ｏ２膜
あるいはΔ１２０３膜の非磁性絶縁層１４を介して磁気
シールドと電気的に絶縁される構成となっている。ＭＲ
素子１１は非磁性絶縁層１４の内部に配置されている。

外部磁界あるいは外部電流の影響を受けないようにする
ためである。

センス電流１５は、引き出し導体層１２を通してＭＲ素
子１１の信号検出領域１６に流れる。そして、前述のセ
ルフバイアス方式によりＭＲか線型動作することによっ
て、ＭＲヘッドは、直下を移動する磁気記録媒体１７か
らの信号磁界を検知する。二の際、前述した発明原理に
従いＭＲ素子１１は単一磁区構造となってバルクハウセ
ン雑音は発生しない。また、ＭＲ素子の出力レベルの変
動を回避できる。

第３図は本発明の第２の実施例であり、ＭＲへラドの平
面図である。同図中、ＭＲ素子３１、引き出し導体層３
２は、第１図と同じ構成であり、また、図示しない磁気
シールドも第１図と同じ構成である。

第３図に示す実施例ては、ＭＲ素子３１を磁気記録媒体
３３から離し、信号検出部３４ａを磁気記録媒体３３ま
て延長させて配置する構成としている。本実施例ではＭ
Ｒ素子３１か磁気記録媒体３３から離れているため、第
１図の実施例に比へて隣接記録トラックからのサイド・
クロストークに強いとい−う特徴がある。具体的には第
】図と同じ寸法であれば、１μｍ程度である。即ち、円
環としての形状が保たれる範囲でなければならない。

磁壁の発生を防ぐためである。なお、ＭＲ素子の形状に
かかわらず、ＭＲ素子を磁気記録媒体から離し、記録検
出部だけを磁気記録媒体まで延長する方法は、サイド・
ストロークに強いという特徴を有する。

第４図（ａ）に示す本発明の第３の実施例は、ＭＲ素子
４１の円周方向に交換結合磁界を発生させる膜４２を積
層するというものである。交換結合磁界は局部的に発生
した磁界を容易軸方向へ向けようとするための磁界であ
る。交換結合磁界を発生させる膜としては、反強磁性膜
（Ｆ、Ｍ、　）あるいはフェリ磁性膜（Ｔ、Ｃ，）　、
高抗磁性膜（Ｎ、Ｆ、Ｃ０’）が適当であり、これらの
膜は蒸着法あるいはスパッタ法にて形成される。これら
のうち、交換結合磁界の強さか最も強いものはフ工り磁
性膜であり、次いて反強磁性膜、高抗磁性膜となるが、
どれを用いても本発明の目的は達成できる。

第４図（ｂ）は、同図（ａ）における積層箇所の右断面
図である。積層は同図（ｂ）に示すようｆ：ＭＲ素子４
】の片面にのみ積層していれば十分てあり、ＭＲ素子４
１の表面全体を覆うよりも交換結合磁界の発生に適して
いる。積層箇所は同図（ａ）において縦幅ｔ６はＭＲ素
子４１の輻ｔ２よりも大きければよく、横幅ｔ７は、信
号検出領域３６に及はなければ特に制限はない。信号検
出領域３６に及ぶと信号検出に影響するからである。

また、交換結合磁界を発生させる膜４２はＭＲ素子４１
の曲率に合わせて積層される必要はない。

ＭＲ素子と接合さえすれば、交換結合磁界か発生するか
らである。

第５図は、ＭＲ素子に蒸着あるいはスパッタ法にて形成
された薄膜コイル５３を巻いてＭＲ素子５１ｉ：電流磁
界を印加するという本発明の第４の実施例である。ここ
で、薄膜コイル５３はＭＲ素子５１に数ターン巻かれれ
ば十分である。また、薄膜コイル５３にはセンス電流５
４とほぼ同等な電流（例えば、１０ｍＡ程度）かかけら
れる。第４図及び第５図に示す実施例では、磁界がＭＲ
素子の容易軸（円周方向）に印加され、第１図及び第３
図に示す実施例に比へて更に磁区を安定化てきる。これ
らは、ＭＲ素子の表面加工か不均一て磁壁か生しても、
バルクハウセン雑音を抑制できる効果かある。なお、こ
れらの例では、ＭＲヘッド再生の線型化方式にはセルフ
バイアス法を用いているか、本発明は、線型化のバイア
ス手段について特に制限しない。バイアス方式としては
、他のシャントバイアス法あるいは永久磁石バイアス法
、電流バイアス法、バーバーポールバイアス法等のいず
れてあっても良い。また、本実施例では第４図と第５図
において容易軸方向に印加する磁界を交換結合磁界と電
流磁界としたか、加える磁界はこれらに限定されない。

例えは、永久磁石を用いて印加することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれは以下の効果を生し
る。即ち、 ■ＭＲ素子の形状を磁気ギャップを育さない円管状に形
成されることによって再生波形のバルクハウゼン雑音の
発生を抑えるとともに、ＭＲ素子の出力レベルの変動を
防止する。

■ＭＲ素子を磁気記録媒体から離し、信号検出部を磁気
記録媒体まで延長することによって、被検出トラックに
隣接するトラックからのサイド・タロストークを防ぎ、
雑音を抑える。

■ＭＲ素子の容易軸方向たる円周方向に磁界を印加する
ことによって、表面加工か不均一であっても、局部的に
発生する磁壁によるバルクハウゼン雑音を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第一実施例によるＭＲヘッドの
要部断面図、第１図（ｂ）は本発明の第一実施例によるＭＲ素子の平
面図、第１図（Ｃ）は本発明の第一実施例によるＭＲヘッドの
要部斜視図、第２図はＭＲ素子が閉ループ構造の場合に信号検出領域
に流れる電流を説明する図、第３図は本発明の第二実施例を説明する図、第４図（ａ
）は本発明の第三実施例を説明する図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）の積層箇所における右断面
図、第５図は本発明の第４実施例を説明する図、第６図（ａ
）は従来のＭＲヘッドを示す要部断面図、第６図（ｂ）は従来のＭＲヘッ祖国、第６図（ｃ）は従来のＭＲヘツ素子磁区構造である。ドを示す要部斜ドにおけるＭＲ図において、１はＭＲ素子、２は引き出し導体層、３ａは磁気シールド、３ｂは磁気シールド、４は非磁性絶縁層、５はセンス電流、６は信号検出領域、６ａは信号検出部、７は磁気記録媒体、７ａは磁気記録媒体の接合面１はＭＲ素子、２は引き出し導体層、３は磁気記録媒体、３３ａは磁気記録媒体の接合面、３４は信号検出領域、３４ａは信号検出部、４１はＭＲ素子、４２は交換結合磁界を発生させる膜、４３は引き出し導体層、５１はＭＲ素子、５２は引き出し導体層、５３は薄膜コイル、５４はセンス電流を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁界の変化を磁気抵抗効果素子（１１）の抵抗値
の変化として検出する磁気抵抗効果型ヘッドおいて、該
磁気抵抗効果素子（１１）を、磁気ギャップを有さない
円環状に形成したことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッ
ド。
（２）請求項１記載の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、
該磁気抵抗効果素子（３１）を磁気記録媒体（３３）か
ら離し、該磁気抵抗効果素子のうち磁気記録媒体（３３
）から信号検出する部分（３４ａ）だけを磁気記録媒体
（３３）まで延長したことを特徴とする磁気抵抗効果型
ヘッド。
（３）請求項１又は請求項２記載の磁気抵抗効果型ヘッ
ドにおいて、該磁気抵抗効果素子（４１）の円周方向に
交換結合磁界を印加するための部材（４２）を有するこ
とを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
（４）請求項１又は請求項２記載の磁気抵抗効果型ヘッ
ドにおいて、該磁気抵抗効果素子（５１）の円周方向に
電流磁界を印加するための部材（５３）を有することを
特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
（５）請求項１又は請求項２記載の磁気抵抗効果型ヘッ
ドにおいて、該磁気抵抗効果素子の円周方向に磁界を印
加することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。