JPH08212517A - バイアスされた巨大磁気抵抗(gmr)要素を有する小型の読出/書込磁気ヘッド、その製造方法、及びそれによるフラックス遷移検出方法 - Google Patents
バイアスされた巨大磁気抵抗(gmr)要素を有する小型の読出/書込磁気ヘッド、その製造方法、及びそれによるフラックス遷移検出方法Info
- Publication number
- JPH08212517A JPH08212517A JP7294210A JP29421095A JPH08212517A JP H08212517 A JPH08212517 A JP H08212517A JP 7294210 A JP7294210 A JP 7294210A JP 29421095 A JP29421095 A JP 29421095A JP H08212517 A JPH08212517 A JP H08212517A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- layer
- pole
- medium
- layers
- 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.)
- Pending
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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- 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
- G11B5/3945—Heads comprising more than one sensitive element
-
- 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
- G11B5/3967—Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
-
- 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
- G11B2005/3996—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 large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で、高信頼性、高利得、良好な応答線型
性の巨大磁気抵抗要素を有する読出/書込ヘッドを実現
する。 【解決手段】 磁気的な方位領域51-54 を有する磁気的
にあらかじめパターン化された媒体50におけるフラック
スの遷移を検出するための磁気ヘッドであって、媒体の
方位領域51-54 と磁気的に結合し、それに応答して内部
に対応する方位の主領域部分211,221 を形成する磁気抵
抗要素123 と、磁気抵抗要素123 に動作的に結合され、
主領域部分511,521 の方位を磁気的にバイアスするバイ
アス手段180 とを備え、媒体上の記録パルスの立ち上が
りと立ち下がりエッジが識別できるようにする。
性の巨大磁気抵抗要素を有する読出/書込ヘッドを実現
する。 【解決手段】 磁気的な方位領域51-54 を有する磁気的
にあらかじめパターン化された媒体50におけるフラック
スの遷移を検出するための磁気ヘッドであって、媒体の
方位領域51-54 と磁気的に結合し、それに応答して内部
に対応する方位の主領域部分211,221 を形成する磁気抵
抗要素123 と、磁気抵抗要素123 に動作的に結合され、
主領域部分511,521 の方位を磁気的にバイアスするバイ
アス手段180 とを備え、媒体上の記録パルスの立ち上が
りと立ち下がりエッジが識別できるようにする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッドに
関し、特に、誘導書込(ライト)ヘッドと磁気抵抗(M
R)読出(リード)ヘッドとを合体した薄膜磁気ヘッド
の製作方法及び構造に関する。
関し、特に、誘導書込(ライト)ヘッドと磁気抵抗(M
R)読出(リード)ヘッドとを合体した薄膜磁気ヘッド
の製作方法及び構造に関する。
【0002】
【従来の技術】1994年2月28日付けで、発明者が
Robert Rottmayer、発明の名称が"MAGNETIC HEAD ASSEM
BLY WITH MR SENSOR" で出願された出願番号第8/203,22
5 号の米国特許出願は、1995年8月29日に米国特
許第5,446,613 号として特許された。この特許の譲受け
人は本願の出願人である。この米国出願の主体事項は本
願に関係しており、参照文献とする。
Robert Rottmayer、発明の名称が"MAGNETIC HEAD ASSEM
BLY WITH MR SENSOR" で出願された出願番号第8/203,22
5 号の米国特許出願は、1995年8月29日に米国特
許第5,446,613 号として特許された。この特許の譲受け
人は本願の出願人である。この米国出願の主体事項は本
願に関係しており、参照文献とする。
【0003】現時点で既知の薄膜磁気ヘッドは、誘電書
き込みヘッドと記録された信号を読むのに使用するMR
ヘッドとを有している。書き込み動作は、1組の磁気書
込極(ライトポール)を使用して誘電的に行われる。こ
れらの磁気書込極は磁気経路を形成し、極先端(ポール
チップ)部内に変換用非磁気ギャップ(間隔)を規定す
る。極は背後の締切り部に接触している。変換用ギャッ
プは、極を隣接する記録媒体(例えば、磁気ディスク)
の表面に近接して浮かすように配置される。電気的コイ
ル又は巻線は、ポールの間にそれらから絶縁されて形成
され、信号情報を表す電流を生じ、極の磁気経路内に束
(フラックス)流を生じさせる。変化するフラックス
は、磁気ヘッド構造に非常に近接して移動又は回転する
磁気媒体上に信号情報を記録することになる。
き込みヘッドと記録された信号を読むのに使用するMR
ヘッドとを有している。書き込み動作は、1組の磁気書
込極(ライトポール)を使用して誘電的に行われる。こ
れらの磁気書込極は磁気経路を形成し、極先端(ポール
チップ)部内に変換用非磁気ギャップ(間隔)を規定す
る。極は背後の締切り部に接触している。変換用ギャッ
プは、極を隣接する記録媒体(例えば、磁気ディスク)
の表面に近接して浮かすように配置される。電気的コイ
ル又は巻線は、ポールの間にそれらから絶縁されて形成
され、信号情報を表す電流を生じ、極の磁気経路内に束
(フラックス)流を生じさせる。変化するフラックス
は、磁気ヘッド構造に非常に近接して移動又は回転する
磁気媒体上に信号情報を記録することになる。
【0004】読出動作は、1組の磁気障壁(遮蔽)から
離れている磁気抵抗(MR)要素(エレメント)によっ
て実行される。検出電流は、MR要素の抵抗を検出する
ためにMR要素を通って流れる。MR要素の抵抗は、磁
気フラックスにおける変化又は隣接する媒体から受ける
変化に応じて変化する。遮蔽は、迷フラックスからMR
要素を保護する。
離れている磁気抵抗(MR)要素(エレメント)によっ
て実行される。検出電流は、MR要素の抵抗を検出する
ためにMR要素を通って流れる。MR要素の抵抗は、磁
気フラックスにおける変化又は隣接する媒体から受ける
変化に応じて変化する。遮蔽は、迷フラックスからMR
要素を保護する。
【0005】従来、MR要素は、1組の磁気遮蔽から電
気的に分離されており、1組の分離した導体がMR要素
の1つの表面上に位置しており、いわゆる“CIP”モ
ード(平面電流(Current In the Plane) モード)にお
いて、MR要素を基準電流が通過するようにしている。
CIPモードは、電気移行(electromigration)に起因す
るショートのような問題を生じていた。CIP型のMR
要素は、大きさが相対的に大きく、構造が複雑なため大
量生産するには高価である。
気的に分離されており、1組の分離した導体がMR要素
の1つの表面上に位置しており、いわゆる“CIP”モ
ード(平面電流(Current In the Plane) モード)にお
いて、MR要素を基準電流が通過するようにしている。
CIPモードは、電気移行(electromigration)に起因す
るショートのような問題を生じていた。CIP型のMR
要素は、大きさが相対的に大きく、構造が複雑なため大
量生産するには高価である。
【0006】最近、磁気書込極(ライトポール)がMR
要素用の遮蔽(シールド)としても作用し、更にMR検
出電流を導通させる手段としても作用する小型MRヘッ
ドが開発された。このような小型のMRヘッドを形成す
る構造及び方法が、上記の米国特許第5,446,613 号に開
示されている。米国特許第5,446,613 号の小型MRヘッ
ドについて以下に簡単に説明する。薄膜蒸着及びフォト
リソグラフィ技術が、セラミック基板上にブロック型の
薄膜構造を形成するのに使用される。この薄膜構造は、
底から順に、(a)磁気的に及び電気的に導通である材
料で作られた下側の極(ポール)/遮蔽(シールド)層
と、(b)磁気的には非導通であるが電気的には導通で
ある材料で作られた下側の接触層と、(c)主平面を通
って垂直に電流が流れるCPPとして知られるモードで
動作するように配置された巨大なMR要素(GMR)
と、(d)磁気的には非導通であるが電気的には導通で
ある材料で作られた上側の接触層と、(e)磁気的に及
び電気的に導通である材料で作られ、変換動作をする前
側ギャップと逆の後側ギャップの両方で底の極/遮蔽層
から離れている上側の極/遮蔽層とを有する。
要素用の遮蔽(シールド)としても作用し、更にMR検
出電流を導通させる手段としても作用する小型MRヘッ
ドが開発された。このような小型のMRヘッドを形成す
る構造及び方法が、上記の米国特許第5,446,613 号に開
示されている。米国特許第5,446,613 号の小型MRヘッ
ドについて以下に簡単に説明する。薄膜蒸着及びフォト
リソグラフィ技術が、セラミック基板上にブロック型の
薄膜構造を形成するのに使用される。この薄膜構造は、
底から順に、(a)磁気的に及び電気的に導通である材
料で作られた下側の極(ポール)/遮蔽(シールド)層
と、(b)磁気的には非導通であるが電気的には導通で
ある材料で作られた下側の接触層と、(c)主平面を通
って垂直に電流が流れるCPPとして知られるモードで
動作するように配置された巨大なMR要素(GMR)
と、(d)磁気的には非導通であるが電気的には導通で
ある材料で作られた上側の接触層と、(e)磁気的に及
び電気的に導通である材料で作られ、変換動作をする前
側ギャップと逆の後側ギャップの両方で底の極/遮蔽層
から離れている上側の極/遮蔽層とを有する。
【0007】GMR要素は、典型的には、パターン化さ
れた多層構造で作られ、例えば、Cu/Co又はFe/
Crを材料として使用する。本発明では、GMR薄膜
は、GMR薄膜に印加されるバイアス電流が薄膜の平面
に垂直、すなわち、Cppモードになるように、方位さ
れている。読出(リード)電流は、電気的に導通である
極/遮蔽層と接触層により、GMR要素を通って垂直に
流れる。読出回路は、磁気抵抗の変動を検出するよう
に、上側及び下側の極/遮蔽層に組み合わされる。書き
込み(ライト)フラックスは、電流が小型のGMRヘッ
ド構造の後側のギャップの回りに形成された電気的コイ
ルを通過する時に、前側のギャップを通って流れる。
れた多層構造で作られ、例えば、Cu/Co又はFe/
Crを材料として使用する。本発明では、GMR薄膜
は、GMR薄膜に印加されるバイアス電流が薄膜の平面
に垂直、すなわち、Cppモードになるように、方位さ
れている。読出(リード)電流は、電気的に導通である
極/遮蔽層と接触層により、GMR要素を通って垂直に
流れる。読出回路は、磁気抵抗の変動を検出するよう
に、上側及び下側の極/遮蔽層に組み合わされる。書き
込み(ライト)フラックスは、電流が小型のGMRヘッ
ド構造の後側のギャップの回りに形成された電気的コイ
ルを通過する時に、前側のギャップを通って流れる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】米国特許第5,446,613
号の小型MRヘッドは、非常に利点が多いが、更に改良
した。特に、読出(リード)雑音が低減でき、GMR応
答の線型性と利得(ゲイン)が以下に開示するように改
善されることが分かった。
号の小型MRヘッドは、非常に利点が多いが、更に改良
した。特に、読出(リード)雑音が低減でき、GMR応
答の線型性と利得(ゲイン)が以下に開示するように改
善されることが分かった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、小型読
出(リード)/書込(ライト)ヘッドは、磁気的にバイ
アスされたGMR要素を有し、読出(リード)信号にお
ける雑音を低減し、フラックス検出の線型性と利得(ゲ
イン)を改善する。MR要素は、隣接する媒体によって
励起場が供給されない時、交互の(alternate)MR層の
主領域がはさみ(scissor) 状の形状になるように磁気的
にバイアスされる。MR要素の第1層の主領域部分は、
バイアス場によって、バイアスされない状態の位置から
+45°回転するようにバイアスされることが望まし
い。MR要素の隣接する第2層の主領域部分は、バイア
ス場によって、バイアスされない状態の位置から−45
°回転するようにバイアスされることが望ましい。これ
により、バイアスに起因する第1層と第2層の主領域部
分間の角度差が約90°になる。
出(リード)/書込(ライト)ヘッドは、磁気的にバイ
アスされたGMR要素を有し、読出(リード)信号にお
ける雑音を低減し、フラックス検出の線型性と利得(ゲ
イン)を改善する。MR要素は、隣接する媒体によって
励起場が供給されない時、交互の(alternate)MR層の
主領域がはさみ(scissor) 状の形状になるように磁気的
にバイアスされる。MR要素の第1層の主領域部分は、
バイアス場によって、バイアスされない状態の位置から
+45°回転するようにバイアスされることが望まし
い。MR要素の隣接する第2層の主領域部分は、バイア
ス場によって、バイアスされない状態の位置から−45
°回転するようにバイアスされることが望ましい。これ
により、バイアスに起因する第1層と第2層の主領域部
分間の角度差が約90°になる。
【0010】励起場が隣接する媒体によって供給される
時、はさみ形状が、この励起場の極性に応じて、交わっ
た状態(90°)から、閉じた状態(0°)又は逆平行
状態(180°)のいずれかになる。従って、それによ
る余弦(cos)値における変化(cos関数であるM
R要素の抵抗)は、ゼロから正の1(cos0°=+
1.0)又は負の1(cos180°=−1.0)まで
である。従って、それによるMR要素の抵抗における変
化は、励起場の極性の変化を示す。
時、はさみ形状が、この励起場の極性に応じて、交わっ
た状態(90°)から、閉じた状態(0°)又は逆平行
状態(180°)のいずれかになる。従って、それによ
る余弦(cos)値における変化(cos関数であるM
R要素の抵抗)は、ゼロから正の1(cos0°=+
1.0)又は負の1(cos180°=−1.0)まで
である。従って、それによるMR要素の抵抗における変
化は、励起場の極性の変化を示す。
【0011】バイアスのはさみ形状への変換の更なる利
点は、改善された感度と低レベルの励起場に対するリニ
ア(線型)な応答、及びエッジ効果による雑音の低減で
ある。本発明に基づく構造は、(a)GMR要素、
(b)読出(リード)モード中には遮蔽として働くと同
時に検出電流を供給し、更に書込(ライト)モード中に
は書込(ライト)フラックスを生成するためのGMR要
素の回りに配置された1組の極要素(ポールエレメン
ト)と、(c)読出モード中には所定の方位の磁気的バ
イアスをGMR要素に対して印加するためにGMR要素
に隣接して配置されたソフト(柔軟な)磁気要素(エレ
メント)と、(d)ソフト要素の主領域部分を前記の所
定の方位に沿って配置するための、ソフト要素に隣接し
て配置された反強磁***換要素(エレメント)とを有す
る。
点は、改善された感度と低レベルの励起場に対するリニ
ア(線型)な応答、及びエッジ効果による雑音の低減で
ある。本発明に基づく構造は、(a)GMR要素、
(b)読出(リード)モード中には遮蔽として働くと同
時に検出電流を供給し、更に書込(ライト)モード中に
は書込(ライト)フラックスを生成するためのGMR要
素の回りに配置された1組の極要素(ポールエレメン
ト)と、(c)読出モード中には所定の方位の磁気的バ
イアスをGMR要素に対して印加するためにGMR要素
に隣接して配置されたソフト(柔軟な)磁気要素(エレ
メント)と、(d)ソフト要素の主領域部分を前記の所
定の方位に沿って配置するための、ソフト要素に隣接し
て配置された反強磁***換要素(エレメント)とを有す
る。
【0012】本発明に基づく製造方法は、(a)基板の
設定工程と、(b)基板上への磁気抵抗要素の配置工程
と、(c)磁気抵抗要素に隣接して、磁気抵抗要素に磁
気バイアスを印加するためのバイアス要素(エレメン
ト)を基板上に配置する工程とを備える。バイアス要素
は、永久磁石、又はあらかじめ配位された交換層とソフ
ト層の組み合わせ、又は磁気バイアス場を誘導する電流
源、又はこれらのバイアス供給手段の1個以上の組み合
わせで実現できる。
設定工程と、(b)基板上への磁気抵抗要素の配置工程
と、(c)磁気抵抗要素に隣接して、磁気抵抗要素に磁
気バイアスを印加するためのバイアス要素(エレメン
ト)を基板上に配置する工程とを備える。バイアス要素
は、永久磁石、又はあらかじめ配位された交換層とソフ
ト層の組み合わせ、又は磁気バイアス場を誘導する電流
源、又はこれらのバイアス供給手段の1個以上の組み合
わせで実現できる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明は、付属の図面を参照して
より詳しく説明される。図1は、本発明に基づくヘッド
構造100とヘッド100に隣接した磁気媒体50の断
面図である。参考のため、上方に延びるZ軸と右方に延
びるX軸とを有するデカルト座標格子が参照番号30で
示される。Y軸は図1の平面から内側に、Z軸とX軸に
垂直に延びている。
より詳しく説明される。図1は、本発明に基づくヘッド
構造100とヘッド100に隣接した磁気媒体50の断
面図である。参考のため、上方に延びるZ軸と右方に延
びるX軸とを有するデカルト座標格子が参照番号30で
示される。Y軸は図1の平面から内側に、Z軸とX軸に
垂直に延びている。
【0014】磁気媒体50は、その表面上に規定された
複数の+Z方向又は−Z方向のいずれかに向いた初期方
位フラックス領域を有する。例えば、対向する方位のフ
ラックス領域51によって規定される第1の遷移52
は、媒体を越えて+X方向に延びる第1の外辺(フリン
ジ:fringe )領域を生成するように示してある。他の対
向する方位のフラックス領域51によって規定される第
2の遷移53は、−X方向に延びる第2のフリンジ領域
を生成するように示してある。
複数の+Z方向又は−Z方向のいずれかに向いた初期方
位フラックス領域を有する。例えば、対向する方位のフ
ラックス領域51によって規定される第1の遷移52
は、媒体を越えて+X方向に延びる第1の外辺(フリン
ジ:fringe )領域を生成するように示してある。他の対
向する方位のフラックス領域51によって規定される第
2の遷移53は、−X方向に延びる第2のフリンジ領域
を生成するように示してある。
【0015】磁気媒体50はヘッド構造100に対して
Z(+Z又は−Z)方向に沿って移動する。ヘッド構造
100は、X方向に空気力学的に規定される浮上高さH
だけ磁気媒体50から離れる。ヘッド構造100が遷移
領域52と53を通過する時、ヘッド構造100の磁気
抵抗123はフラックスすなわちフリンジ場を検出し、
その抵抗を変化させるように応答する。
Z(+Z又は−Z)方向に沿って移動する。ヘッド構造
100は、X方向に空気力学的に規定される浮上高さH
だけ磁気媒体50から離れる。ヘッド構造100が遷移
領域52と53を通過する時、ヘッド構造100の磁気
抵抗123はフラックスすなわちフリンジ場を検出し、
その抵抗を変化させるように応答する。
【0016】セラミックのような磁気的に非導通である
材料でできているスライダ型(すべり型)基板110
は、ヘッド構造100の大部分を形成し、空気力学的浮
上を行わせる。説明を簡単にするために、空気力学的基
板110の大部分は示さない。基板110は、X方向に
延びる実質的に平面である上表面111と、Z方向に延
びるように上表面111を実質的に直角に切る媒体に面
する側壁115とを有する。基板側壁115に交わる基
板上表面111の端を、ここでは前側エッジ113とす
る。
材料でできているスライダ型(すべり型)基板110
は、ヘッド構造100の大部分を形成し、空気力学的浮
上を行わせる。説明を簡単にするために、空気力学的基
板110の大部分は示さない。基板110は、X方向に
延びる実質的に平面である上表面111と、Z方向に延
びるように上表面111を実質的に直角に切る媒体に面
する側壁115とを有する。基板側壁115に交わる基
板上表面111の端を、ここでは前側エッジ113とす
る。
【0017】電気的にも磁気的にも導通である材料で作
られた第1の極/遮蔽層121は、前側エッジ113に
延びる基板上表面111上に適合して形成される。第1
の極/遮蔽層121の材料は、パーマロイ、又は高透過
性を有する高磁性体のようなニッケル−鉄組成物であ
る。第1の極/遮蔽層121のZ方向の厚さは、0.5
μmから19μmの範囲であることが望ましく、特に2
μmから3μmの範囲であることが望ましい。
られた第1の極/遮蔽層121は、前側エッジ113に
延びる基板上表面111上に適合して形成される。第1
の極/遮蔽層121の材料は、パーマロイ、又は高透過
性を有する高磁性体のようなニッケル−鉄組成物であ
る。第1の極/遮蔽層121のZ方向の厚さは、0.5
μmから19μmの範囲であることが望ましく、特に2
μmから3μmの範囲であることが望ましい。
【0018】省略の形式として、Ex/Mxが各種の材
料の電気的及び磁気的導通特性を記述するのに使用さ
れ、xがCの時には導通であることを意味し、xがNの
時には非導通であることを意味し、xがXの時にはいず
れかであることを意味する。これにより、EN/MCは
電気的には非導通で磁気的に導通であることを意味す
る。EX/MNは電気的には導通又は非導通のいずれか
であるが、磁気的には非導通であることを意味する。
料の電気的及び磁気的導通特性を記述するのに使用さ
れ、xがCの時には導通であることを意味し、xがNの
時には非導通であることを意味し、xがXの時にはいず
れかであることを意味する。これにより、EN/MCは
電気的には非導通で磁気的に導通であることを意味す
る。EX/MNは電気的には導通又は非導通のいずれか
であるが、磁気的には非導通であることを意味する。
【0019】電気的に導通であるが磁気的には非導通の
材料(EC/MN材料)でできた第1の接触要素(エレ
メント)122は、第1の極/遮蔽層121の前側部分
の上の基板の前側エッジ113に近い所に形成される。
第1の接触要素122は、例えば銅(Cu)、金(A
u)、銀(Ag)、及びこれらの金属の合金で構成され
るグループから選択されたEC/MN材料の1つ又は組
み合わせで構成することができる。第1の接触要素12
2のZ方向の厚さは、100オングストロームから20
00オングストロームの範囲であることが望ましく、特
に300オングストロームから1500オングストロー
ムの範囲であることが望ましい。
材料(EC/MN材料)でできた第1の接触要素(エレ
メント)122は、第1の極/遮蔽層121の前側部分
の上の基板の前側エッジ113に近い所に形成される。
第1の接触要素122は、例えば銅(Cu)、金(A
u)、銀(Ag)、及びこれらの金属の合金で構成され
るグループから選択されたEC/MN材料の1つ又は組
み合わせで構成することができる。第1の接触要素12
2のZ方向の厚さは、100オングストロームから20
00オングストロームの範囲であることが望ましく、特
に300オングストロームから1500オングストロー
ムの範囲であることが望ましい。
【0020】巨大磁気抵抗(GMR)要素123は、第
1の接触要素122上に形成される。GMR要素123
は、例えば、コバルト(Co)及び銅(Cu)のような
磁気的に導通と非導通である材料の約20オングストロ
ームの厚さの非常に薄い層を交互に重ねた複数の層を配
置することにより形成される。公知のように、このよう
なGMR要素123の電気抵抗は、時間的に変化する磁
気フラックスにさらされる時に変動する。誘導変換器
(トランスデューサ(transducers) )と異なり、磁気抵
抗要素は、フラックス遷移の変化率よりむしろフラック
ス遷移の強度に敏感である。これにより、磁気抵抗要素
がディスク速度の変化に対して感度を有しないといった
誘導トランスデューサに対する特定の効果を生じる。
1の接触要素122上に形成される。GMR要素123
は、例えば、コバルト(Co)及び銅(Cu)のような
磁気的に導通と非導通である材料の約20オングストロ
ームの厚さの非常に薄い層を交互に重ねた複数の層を配
置することにより形成される。公知のように、このよう
なGMR要素123の電気抵抗は、時間的に変化する磁
気フラックスにさらされる時に変動する。誘導変換器
(トランスデューサ(transducers) )と異なり、磁気抵
抗要素は、フラックス遷移の変化率よりむしろフラック
ス遷移の強度に敏感である。これにより、磁気抵抗要素
がディスク速度の変化に対して感度を有しないといった
誘導トランスデューサに対する特定の効果を生じる。
【0021】GMR要素123のZ方向の全体の厚さ
は、60オングストロームから1000オングストロー
ムの範囲であることが望ましく、特に、100オングス
トロームから500オングストロームの範囲であること
が望ましい。第1の接触要素122と同一又は等価なE
C/MN材料で作られた第2の接触要素124は、GM
R要素123上に形成される。第2接触要素124のZ
方向の厚さは、実質的に第1接触要素122の厚さと同
一であることが望ましい。
は、60オングストロームから1000オングストロー
ムの範囲であることが望ましく、特に、100オングス
トロームから500オングストロームの範囲であること
が望ましい。第1の接触要素122と同一又は等価なE
C/MN材料で作られた第2の接触要素124は、GM
R要素123上に形成される。第2接触要素124のZ
方向の厚さは、実質的に第1接触要素122の厚さと同
一であることが望ましい。
【0022】第1の極/遮蔽層121と同一又は等価な
EC/MC材料で作られた第2の極/遮蔽層125は、
第2の接触要素124上に形成される。第2の極/遮蔽
層125のZ方向の厚さは、実質的に第1の極/遮蔽層
121の厚さと同一かそれ以下である。第1及び第2の
極/遮蔽層121、125と同一又は等価なEC/MC
材料で作られた第3の極/遮蔽層126は、第2の極/
遮蔽層125の上に背後に(+X方向に)延びるように
形成され、第1の極/遮蔽層121との間に背後(バッ
ク)ギャップ130を規定する。第3の極/遮蔽層12
6のZ方向の厚さは、実質的に第1の極/遮蔽層121
の厚さと同一かそれ以上である。
EC/MC材料で作られた第2の極/遮蔽層125は、
第2の接触要素124上に形成される。第2の極/遮蔽
層125のZ方向の厚さは、実質的に第1の極/遮蔽層
121の厚さと同一かそれ以下である。第1及び第2の
極/遮蔽層121、125と同一又は等価なEC/MC
材料で作られた第3の極/遮蔽層126は、第2の極/
遮蔽層125の上に背後に(+X方向に)延びるように
形成され、第1の極/遮蔽層121との間に背後(バッ
ク)ギャップ130を規定する。第3の極/遮蔽層12
6のZ方向の厚さは、実質的に第1の極/遮蔽層121
の厚さと同一かそれ以上である。
【0023】バックギャップ130は、少なくとも電気
的には非導通(EN/MX)の材料で満たされるが、ア
ルミナ(Al2O3) 、強焼結レジスト(hard-baked resist)
又は(ダウケミカル社から供給される)ベンゾシクロブ
テン(BCB)のような磁気的にも電気的にも非導通で
ある材料(EN/MN)によって満たされることが望ま
しい。
的には非導通(EN/MX)の材料で満たされるが、ア
ルミナ(Al2O3) 、強焼結レジスト(hard-baked resist)
又は(ダウケミカル社から供給される)ベンゾシクロブ
テン(BCB)のような磁気的にも電気的にも非導通で
ある材料(EN/MN)によって満たされることが望ま
しい。
【0024】前側エッジ113のところの第1の極/遮
蔽層121の先端と第2の極/遮蔽層125の底との間
の間隔は、図2でGで示される前側書込ギャップを規定
する。前側ギャップGの大きさは、第1の接触要素12
2、GMR要素123及び第2の接触要素124のZ方
向の厚さによって規定される。バックギャップ130の
Z方向の大きさは、前側ギャップの大きさより以下であ
り、第1及び第3の極/遮蔽層121、126間の電気
的絶縁を保証可能な範囲でできるだけ小さくすることが
望ましい。
蔽層121の先端と第2の極/遮蔽層125の底との間
の間隔は、図2でGで示される前側書込ギャップを規定
する。前側ギャップGの大きさは、第1の接触要素12
2、GMR要素123及び第2の接触要素124のZ方
向の厚さによって規定される。バックギャップ130の
Z方向の大きさは、前側ギャップの大きさより以下であ
り、第1及び第3の極/遮蔽層121、126間の電気
的絶縁を保証可能な範囲でできるだけ小さくすることが
望ましい。
【0025】Y−Z平面31におけるヘッド構造100
の関係部分の好適な前側平面図を示す図2に関しては、
参照番号121から126の要素は、好適なIビーム輪
郭(プロフィール)を示している。要素121と122
から125の上側部分によって規定されるIビームプロ
フィールのステム(柄)部分におけるY方向の厚さは、
2μmから100μmであることが望ましく、特に3μ
mから5μmの範囲であることが望ましい。要素121
と126の上側部分によってそれぞれ規定されるIビー
ムプロフィールの底と先端のキャップ(ふた)は、より
幅広く、特に1.5から2倍であることが望ましい。
の関係部分の好適な前側平面図を示す図2に関しては、
参照番号121から126の要素は、好適なIビーム輪
郭(プロフィール)を示している。要素121と122
から125の上側部分によって規定されるIビームプロ
フィールのステム(柄)部分におけるY方向の厚さは、
2μmから100μmであることが望ましく、特に3μ
mから5μmの範囲であることが望ましい。要素121
と126の上側部分によってそれぞれ規定されるIビー
ムプロフィールの底と先端のキャップ(ふた)は、より
幅広く、特に1.5から2倍であることが望ましい。
【0026】図2の要素125(第2極/遮蔽層)のZ
方向の高さは、図示のGの1.0倍から10倍であるこ
とが望ましく、特にGの約3倍であることが望ましい。
要素121(第1極/遮蔽層)の上側のステム状の部分
のZ方向の高さは、Gの1.0倍から10倍であること
が望ましく、特にGの約3倍であることが望ましい。全
ては示してないが、アルミナ(Al2O3) 、強焼結レジスト
(hard-baked resist) 又はBCBのような材料の1つ又
はそれ以上で構成されるEN/MNで満たした平面化構
造170は、Iビームプロフィールの基板の先端表面1
11から少なくとも第3極/遮蔽層126の底までを囲
む。第3極/遮蔽層126は、必要ならば、不活性EN
/MN材料で包むこともできる。
方向の高さは、図示のGの1.0倍から10倍であるこ
とが望ましく、特にGの約3倍であることが望ましい。
要素121(第1極/遮蔽層)の上側のステム状の部分
のZ方向の高さは、Gの1.0倍から10倍であること
が望ましく、特にGの約3倍であることが望ましい。全
ては示してないが、アルミナ(Al2O3) 、強焼結レジスト
(hard-baked resist) 又はBCBのような材料の1つ又
はそれ以上で構成されるEN/MNで満たした平面化構
造170は、Iビームプロフィールの基板の先端表面1
11から少なくとも第3極/遮蔽層126の底までを囲
む。第3極/遮蔽層126は、必要ならば、不活性EN
/MN材料で包むこともできる。
【0027】再び図1に戻って、要素122から125
のX方向の長さは、50μmから200μmであること
が望ましく、特に100μmから150μmの範囲であ
ることが望ましい。図1に示すように、第1と第3極/
遮蔽層121、126は挟まれる要素122から125
より+X方向に延びている。参照番号141−144で
示したような電気的に導通性の巻線部材を有する平面コ
イル140は、バックギャップ130の回りに形成さ
れ、EN/MNで満たした平面化構造170又は他の適
当なEN/MN指示構造によって、第1と第3極/遮蔽
層121、126から電気的に絶縁される。
のX方向の長さは、50μmから200μmであること
が望ましく、特に100μmから150μmの範囲であ
ることが望ましい。図1に示すように、第1と第3極/
遮蔽層121、126は挟まれる要素122から125
より+X方向に延びている。参照番号141−144で
示したような電気的に導通性の巻線部材を有する平面コ
イル140は、バックギャップ130の回りに形成さ
れ、EN/MNで満たした平面化構造170又は他の適
当なEN/MN指示構造によって、第1と第3極/遮蔽
層121、126から電気的に絶縁される。
【0028】書込回路150は、コイル140の対向す
る端に接続され、例えば、コイルがら線状の先端を有す
る場合には部材142と144に接続され、書込モード
の間、バックギャップ130の前側に位置する巻線部材
141−142を通って第1の方向(+Y方向)に通過
する電流Iwを送り、バックギャップ130の後側に位
置する巻線部材143−144を通って第2の方向(−
Y方向)に通過する電流Iwを送る。これにより、前側
のギャップとバックギャップを通過するフラックスの流
れを誘導する。前側のギャップを横切るフラックスの流
れにおける変化は、書込動作の間磁気媒体50の磁化さ
れた領域51の異なる磁気方位を生じる。
る端に接続され、例えば、コイルがら線状の先端を有す
る場合には部材142と144に接続され、書込モード
の間、バックギャップ130の前側に位置する巻線部材
141−142を通って第1の方向(+Y方向)に通過
する電流Iwを送り、バックギャップ130の後側に位
置する巻線部材143−144を通って第2の方向(−
Y方向)に通過する電流Iwを送る。これにより、前側
のギャップとバックギャップを通過するフラックスの流
れを誘導する。前側のギャップを横切るフラックスの流
れにおける変化は、書込動作の間磁気媒体50の磁化さ
れた領域51の異なる磁気方位を生じる。
【0029】読出回路160は、第1と第3極/遮蔽層
121、126の対向する後側の端に接続され、読出動
作の間、挟まれる要素122乃至125を通ってZ方向
に流れる検出電流IR を送る。読出検出電流IR は、G
MR要素123を垂直に流れ、これにより、平面に沿っ
た電気の移動の問題と平面モードにおける電流(CI
P)動作に基づく初期の設計に関係する平行な電流の問
題に起因する磁気バイアスを回避できる。
121、126の対向する後側の端に接続され、読出動
作の間、挟まれる要素122乃至125を通ってZ方向
に流れる検出電流IR を送る。読出検出電流IR は、G
MR要素123を垂直に流れ、これにより、平面に沿っ
た電気の移動の問題と平面モードにおける電流(CI
P)動作に基づく初期の設計に関係する平行な電流の問
題に起因する磁気バイアスを回避できる。
【0030】電気的に非導通の磁気バイアス要素180
は、第1の接触要素122と、GMR要素123と、第
2の接触要素124の組み合わせの後ろに位置する。バ
イアス要素180は、第1と第2極/遮蔽層121、1
25の間に挟まれる。バイアス要素180は、図示の矢
印によって示されるように実質的にX方向(+X又は−
x方向)に沿ってGMR要素123内に延びる磁気バイ
アス場を生成する。
は、第1の接触要素122と、GMR要素123と、第
2の接触要素124の組み合わせの後ろに位置する。バ
イアス要素180は、第1と第2極/遮蔽層121、1
25の間に挟まれる。バイアス要素180は、図示の矢
印によって示されるように実質的にX方向(+X又は−
x方向)に沿ってGMR要素123内に延びる磁気バイ
アス場を生成する。
【0031】バイアス要素180の目的を、図3と図1
8を参照して説明する。図18はバイアス要素180が
ない場合の状態を示し、図3はバイアス要素180が存
在する状態を示す。図18は、バイアス要素180がな
い場合に、微小レベルでバイアスされないGMR要素内
の磁界分布を決定するコンピュータシミュレーションの
結果を示す。簡単のため、3層GMR要素は、20オン
グストロームの厚さの磁気/非磁気/磁気層で、それぞ
れXの長さとYの厚さは0.5μmで、遮蔽と遮蔽のギ
ャップ(G)は0.35μmで、浮上高さは500オン
グストロームであると仮定した。実際のシミュレーショ
ンの出力は色で分けられている。図18は色分けされた
結果の粗い、白黒の略図である。
8を参照して説明する。図18はバイアス要素180が
ない場合の状態を示し、図3はバイアス要素180が存
在する状態を示す。図18は、バイアス要素180がな
い場合に、微小レベルでバイアスされないGMR要素内
の磁界分布を決定するコンピュータシミュレーションの
結果を示す。簡単のため、3層GMR要素は、20オン
グストロームの厚さの磁気/非磁気/磁気層で、それぞ
れXの長さとYの厚さは0.5μmで、遮蔽と遮蔽のギ
ャップ(G)は0.35μmで、浮上高さは500オン
グストロームであると仮定した。実際のシミュレーショ
ンの出力は色で分けられている。図18は色分けされた
結果の粗い、白黒の略図である。
【0032】図18の左上側の部分は、2つの隣接する
GMR層510と520における磁化状態の第1の上面
図の断片図を示し、ヘッドは媒体磁化遷移点53上の第
1の相対位置ZR =1にあり、媒体からの励起場である
外辺場(フリンジフィールド)551を下方向に生成す
る。Z方向に順に積み上げられているので、XY平面3
2で見るとGMR層510と520は実際には相互に重
なっているが、これらの各GMR層で生じることが分か
るように、説明のために、互いに上下方向に離して、分
離して示してある。媒体50によって生成される外部励
起場551は、XY平面内で、媒体から重なったGMR
層510と520内に延びる。
GMR層510と520における磁化状態の第1の上面
図の断片図を示し、ヘッドは媒体磁化遷移点53上の第
1の相対位置ZR =1にあり、媒体からの励起場である
外辺場(フリンジフィールド)551を下方向に生成す
る。Z方向に順に積み上げられているので、XY平面3
2で見るとGMR層510と520は実際には相互に重
なっているが、これらの各GMR層で生じることが分か
るように、説明のために、互いに上下方向に離して、分
離して示してある。媒体50によって生成される外部励
起場551は、XY平面内で、媒体から重なったGMR
層510と520内に延びる。
【0033】説明を簡単にするために、各断片図では媒
体励起場と同一の参照番号をサフィックス“S−”を前
に付けて使用することとする。従って、断片図S−55
1は媒体励起場551を有する図18の左上の断片図を
示す。断片図S−551の副領域511における下向き
の矢印は、第1の層510の中央主部分における領域の
磁気方位を示す。図示のように、副領域の磁気方位51
1は、断片図S−551における対応する媒体励起場5
51の磁気方位に沿っている。
体励起場と同一の参照番号をサフィックス“S−”を前
に付けて使用することとする。従って、断片図S−55
1は媒体励起場551を有する図18の左上の断片図を
示す。断片図S−551の副領域511における下向き
の矢印は、第1の層510の中央主部分における領域の
磁気方位を示す。図示のように、副領域の磁気方位51
1は、断片図S−551における対応する媒体励起場5
51の磁気方位に沿っている。
【0034】断片図S−551の副領域521における
下向きの矢印は、第2の層520の中央主部分における
領域の磁気方位を示す。図示のように、副領域の磁気方
位521も、対応する媒体励起場551の磁気方位に沿
っている。従って、第1と第2のGMR層の中央磁気方
位511と521の角度差は、ゼロである。この角度差
の余弦(Cos)値は+1.0(Cos0=+1.0)
である。
下向きの矢印は、第2の層520の中央主部分における
領域の磁気方位を示す。図示のように、副領域の磁気方
位521も、対応する媒体励起場551の磁気方位に沿
っている。従って、第1と第2のGMR層の中央磁気方
位511と521の角度差は、ゼロである。この角度差
の余弦(Cos)値は+1.0(Cos0=+1.0)
である。
【0035】GMR層510と520のエッジ副領域に
おける領域の磁気方位は、同様に矢印で示される。第1
のGMR層510は、断片図S−551において、左、
上、右の各エッジ副領域512、513、514を有し
ている。第2のGMR層は、断片図S−551におい
て、左、上、右の各エッジ副領域522、523、52
4を有している。各GMR層510、520の中央
(主)副領域511、521と対応するエッジ副領域5
12−214と522−224の間の接合は、ここでは
「副領域壁」として定義される。
おける領域の磁気方位は、同様に矢印で示される。第1
のGMR層510は、断片図S−551において、左、
上、右の各エッジ副領域512、513、514を有し
ている。第2のGMR層は、断片図S−551におい
て、左、上、右の各エッジ副領域522、523、52
4を有している。各GMR層510、520の中央
(主)副領域511、521と対応するエッジ副領域5
12−214と522−224の間の接合は、ここでは
「副領域壁」として定義される。
【0036】左/右側方エッジ副領域512、514、
522及び524における領域の磁気方位は、断片図S
−551では、対応する(下を指している)媒体の励起
場551の磁気方位に沿って配置されている。上エッジ
副領域513と523における領域の磁気方位は、GM
R層の反強磁性特性のために逆の左と右を指すように配
位される。
522及び524における領域の磁気方位は、断片図S
−551では、対応する(下を指している)媒体の励起
場551の磁気方位に沿って配置されている。上エッジ
副領域513と523における領域の磁気方位は、GM
R層の反強磁性特性のために逆の左と右を指すように配
位される。
【0037】次の断片図S−552では、媒体に対する
ヘッドの相対位置が、ZR =2に進められ、下にある媒
体励起場552は強度は低下するがまだ下方向を指して
いる。(相対位置ZR =1、2、3等は連続であるが、
かならずしも相互の距離が等しいとは限らない。) エッジ副領域512−514、522−524における
領域の磁気方位は、断片図S−552では変化せずその
ままである。第1のGMR層510の中央副領域におけ
る磁気方位は、参照番号511’で示すように、前エッ
ジ副領域513との相互作用のために反時計方向に若干
回転している。第2のGMR層520の中央副領域にお
ける領域の磁気方位は、参照番号521’で示すよう
に、前エッジ副領域513との相互作用のために時計方
向に若干回転している。中央磁気方位511’、52
1’との間の角度差は、ゼロより大きいが、180°よ
りは小さい。この角度差の余弦(Cos)値は、+1.
0と−1.0の間である。
ヘッドの相対位置が、ZR =2に進められ、下にある媒
体励起場552は強度は低下するがまだ下方向を指して
いる。(相対位置ZR =1、2、3等は連続であるが、
かならずしも相互の距離が等しいとは限らない。) エッジ副領域512−514、522−524における
領域の磁気方位は、断片図S−552では変化せずその
ままである。第1のGMR層510の中央副領域におけ
る磁気方位は、参照番号511’で示すように、前エッ
ジ副領域513との相互作用のために反時計方向に若干
回転している。第2のGMR層520の中央副領域にお
ける領域の磁気方位は、参照番号521’で示すよう
に、前エッジ副領域513との相互作用のために時計方
向に若干回転している。中央磁気方位511’、52
1’との間の角度差は、ゼロより大きいが、180°よ
りは小さい。この角度差の余弦(Cos)値は、+1.
0と−1.0の間である。
【0038】第3の断片図S−553においては、媒体
に対するヘッドの相対位置が、ZR=3に進められ、下
にある媒体励起場553は強度がゼロに減少している。
エッジ副領域512−514、522−524における
領域の磁気方位は、断片図S−552では変化せずその
ままである。第1のGMR層510の中央副領域におけ
る磁気方位は、参照番号511''で示すように、前エッ
ジ副領域513との相互作用のために更に反時計方向に
若干回転し、右を指している。第2のGMR層520の
中央副領域における領域の磁気方位は、参照番号52
1''で示すように、前エッジ副領域523との相互作用
のために更に時計方向に若干回転し、左を指している。
中央磁気方位511''、521''との間の角度差は、1
80°である。この角度差の余弦(Cos)値は、−
1.0である。(Cos180°=−1.0) 第4の断片図S−554では、媒体に対するヘッドの相
対位置が、ZR =4に進められ、下にある媒体励起場5
54は方向が切り換わり、小さな強度で上方向を指して
いる。エッジ副領域512−514、522−524に
おける領域の磁気方位は、ヒステリシスのために、変化
せずそのままである。第1のGMR層510の中央副領
域における磁気方位は、媒体励起場554との相互作用
のために反時計方向に更に回転し、右上を指している。
第2のGMR層520の中央副領域における領域の磁気
方位は、媒体励起場554との相互作用のために時計方
向に更に回転し、左上を指している。
に対するヘッドの相対位置が、ZR=3に進められ、下
にある媒体励起場553は強度がゼロに減少している。
エッジ副領域512−514、522−524における
領域の磁気方位は、断片図S−552では変化せずその
ままである。第1のGMR層510の中央副領域におけ
る磁気方位は、参照番号511''で示すように、前エッ
ジ副領域513との相互作用のために更に反時計方向に
若干回転し、右を指している。第2のGMR層520の
中央副領域における領域の磁気方位は、参照番号52
1''で示すように、前エッジ副領域523との相互作用
のために更に時計方向に若干回転し、左を指している。
中央磁気方位511''、521''との間の角度差は、1
80°である。この角度差の余弦(Cos)値は、−
1.0である。(Cos180°=−1.0) 第4の断片図S−554では、媒体に対するヘッドの相
対位置が、ZR =4に進められ、下にある媒体励起場5
54は方向が切り換わり、小さな強度で上方向を指して
いる。エッジ副領域512−514、522−524に
おける領域の磁気方位は、ヒステリシスのために、変化
せずそのままである。第1のGMR層510の中央副領
域における磁気方位は、媒体励起場554との相互作用
のために反時計方向に更に回転し、右上を指している。
第2のGMR層520の中央副領域における領域の磁気
方位は、媒体励起場554との相互作用のために時計方
向に更に回転し、左上を指している。
【0039】第5の断片図S−555では、媒体に対す
るヘッドの相対位置が、ZR =5に進められ、下にある
媒体励起場555は強度が増加し、上方向を示し続けて
いる。エッジ副領域514と522における領域の磁気
方位は変化せずそのままであるが、512と524とし
て前に言及されたエッジ副領域の部分は、媒体励起場5
55の増加した強度に応じて変化し始める。
るヘッドの相対位置が、ZR =5に進められ、下にある
媒体励起場555は強度が増加し、上方向を示し続けて
いる。エッジ副領域514と522における領域の磁気
方位は変化せずそのままであるが、512と524とし
て前に言及されたエッジ副領域の部分は、媒体励起場5
55の増加した強度に応じて変化し始める。
【0040】特に、断片図S−555に示すように、元
の副領域512と524の副領域の壁は、新しい形状5
12’と524’に収縮される。新しい副領域(すなわ
ち「泡(バブル)」)552と554は、下方向の代わ
りに上方向を指す磁気方位を有して、切り換わったエッ
ジ副領域部分に現れる。エッジ副領域内の磁気領域は、
境界領域のために回転できないが、代わりに切り換えに
よって方位を変化させる。切り換えのメカニズム(機
構)は、公知のバークハウゼン効果(Barkhausen effec
t)に従って、不連続的に各GMR層510と520内で
変化する。いずれの例においても、切り換えは、GMR
層510の1つのエッジ部分内で起き、対称な対応する
切り換えがそれとは同時にGMR層510と520の他
の層で生じることはない。このエッジ副領域での領域の
不釣り合いな切り換えがGMR要素の抵抗の変化にラン
ダム雑音の要素を生じるものと信じられている。
の副領域512と524の副領域の壁は、新しい形状5
12’と524’に収縮される。新しい副領域(すなわ
ち「泡(バブル)」)552と554は、下方向の代わ
りに上方向を指す磁気方位を有して、切り換わったエッ
ジ副領域部分に現れる。エッジ副領域内の磁気領域は、
境界領域のために回転できないが、代わりに切り換えに
よって方位を変化させる。切り換えのメカニズム(機
構)は、公知のバークハウゼン効果(Barkhausen effec
t)に従って、不連続的に各GMR層510と520内で
変化する。いずれの例においても、切り換えは、GMR
層510の1つのエッジ部分内で起き、対称な対応する
切り換えがそれとは同時にGMR層510と520の他
の層で生じることはない。このエッジ副領域での領域の
不釣り合いな切り換えがGMR要素の抵抗の変化にラン
ダム雑音の要素を生じるものと信じられている。
【0041】第6の断片図S−556では、媒体に対す
るヘッドの相対位置が、ZR =6に進められ、下にある
媒体励起場556は強度は増加するがまだ上方向を指し
ている。副領域511''' と521''' における領域の
磁気方位は、媒体励起場556に沿うように回転する。
エッジ副領域514と522における領域の磁気方位
は、媒体の励起場556の増加した強度と中央副領域5
11''' と521''' における領域との相互作用に応じ
て変化もし始める。
るヘッドの相対位置が、ZR =6に進められ、下にある
媒体励起場556は強度は増加するがまだ上方向を指し
ている。副領域511''' と521''' における領域の
磁気方位は、媒体励起場556に沿うように回転する。
エッジ副領域514と522における領域の磁気方位
は、媒体の励起場556の増加した強度と中央副領域5
11''' と521''' における領域との相互作用に応じ
て変化もし始める。
【0042】特に、断片図S−556に示すように、元
の副領域512と524の副領域壁は、更に収縮し、新
しい副領域(バブル)552と554は実質的に大きく
なる。同時に、元の副領域514と522の副領域の壁
は、新しい形状514’と522’に収縮する。新しい
副領域(すなわちバブル)562と564は、下の代わ
りに上を指す磁気方位を有するようになる。新しい副領
域(バブル)562と564の延長は、より古いバブル
552と554の場合のように不連続であり、非対称で
ある。
の副領域512と524の副領域壁は、更に収縮し、新
しい副領域(バブル)552と554は実質的に大きく
なる。同時に、元の副領域514と522の副領域の壁
は、新しい形状514’と522’に収縮する。新しい
副領域(すなわちバブル)562と564は、下の代わ
りに上を指す磁気方位を有するようになる。新しい副領
域(バブル)562と564の延長は、より古いバブル
552と554の場合のように不連続であり、非対称で
ある。
【0043】第7の断片図S−557では、媒体に対す
るヘッドの相対位置が、ZR =7に進められ、下にある
媒体励起場556は上方向を指したまま強度は最大値に
なる。GMR層510と520の中央(主)の副領域と
左と右のエッジ副領域の両方において、領域の磁気方位
はすべて、下の媒体励起場557に沿って上方向を示
す。各GMR層510と520の上エッジ副領域513
と523における領域は、それぞれ左と右の逆の方向を
示し続ける。
るヘッドの相対位置が、ZR =7に進められ、下にある
媒体励起場556は上方向を指したまま強度は最大値に
なる。GMR層510と520の中央(主)の副領域と
左と右のエッジ副領域の両方において、領域の磁気方位
はすべて、下の媒体励起場557に沿って上方向を示
す。各GMR層510と520の上エッジ副領域513
と523における領域は、それぞれ左と右の逆の方向を
示し続ける。
【0044】第7の断片図S−557における磁化状態
は、中央及びエッジの副領域における磁気方位が下側で
あるよりむしろ上側である点を除けば、第1の断片図S
−551におけるのと基本的には同一である。媒体励起
場の次の切り換えへの応答は、上/下の方位が逆にな
り、中央副領域の回転が逆になる点を除けば、断片図S
−551からS−557と同様の過程である。
は、中央及びエッジの副領域における磁気方位が下側で
あるよりむしろ上側である点を除けば、第1の断片図S
−551におけるのと基本的には同一である。媒体励起
場の次の切り換えへの応答は、上/下の方位が逆にな
り、中央副領域の回転が逆になる点を除けば、断片図S
−551からS−557と同様の過程である。
【0045】中央磁気方位511と521間の角度差
は、断片図S−551と同様に第7の断片図S−557
ではゼロであり、この角度差の余弦(Cos)値は+
1.0である。(Cos0°=+1.0) 図19は、励起場強度における変化に対するバイアスさ
れないGMR要素の余弦(Cos)関数状の応答をプロ
ットした図である。図示のように、この応答は、GMR
層510と520が媒体励起場の遷移を通して掃引する
時の、GMR層510と520の中央(主)副領域の磁
気方位間の角度差の余弦(Cos)関数である。GMR
要素の抵抗は、交互のGMR層の中央副領域の磁気方位
の角度差の余弦(Cos)関数におおよそ比例する。
は、断片図S−551と同様に第7の断片図S−557
ではゼロであり、この角度差の余弦(Cos)値は+
1.0である。(Cos0°=+1.0) 図19は、励起場強度における変化に対するバイアスさ
れないGMR要素の余弦(Cos)関数状の応答をプロ
ットした図である。図示のように、この応答は、GMR
層510と520が媒体励起場の遷移を通して掃引する
時の、GMR層510と520の中央(主)副領域の磁
気方位間の角度差の余弦(Cos)関数である。GMR
要素の抵抗は、交互のGMR層の中央副領域の磁気方位
の角度差の余弦(Cos)関数におおよそ比例する。
【0046】図19の縦軸は、媒体励起場に対する抵抗
又は電圧で表した磁気抵抗を示す。図19の横軸は、1
平方センチメータ(cm2 )当たりのミリEMU(電気
磁気単位)で表した媒体励起場の強度を示す。0ミリE
MU/cm2 の場の強度位置は、図18の第3の断片図
S−553に対応する。−1.2ミリEMU/cm2の
場の強度位置は、図18の第1の断片図S−551に対
応する。+1.2ミリEMU/cm2 の場の強度位置
は、図18の第7の断片図S−557に対応する。
又は電圧で表した磁気抵抗を示す。図19の横軸は、1
平方センチメータ(cm2 )当たりのミリEMU(電気
磁気単位)で表した媒体励起場の強度を示す。0ミリE
MU/cm2 の場の強度位置は、図18の第3の断片図
S−553に対応する。−1.2ミリEMU/cm2の
場の強度位置は、図18の第1の断片図S−551に対
応する。+1.2ミリEMU/cm2 の場の強度位置
は、図18の第7の断片図S−557に対応する。
【0047】図19において、余弦(Cos)関数状の
応答曲線のもっとも非線型(ノンリニア)な部分(f
〔Cos180°〕)は、0ミリEMU/cm2 の場の
強度位置(S−553)上に位置している。余弦(Co
s)関数状の応答曲線のこの部分(f〔Cos180
°〕)は、最小の傾斜部分でもある。これは、バイアス
されないGMR要素の非常に小さい強度の振動励起場に
対する応答は、相対的に非線型であり、振動励起場の強
度が小さくなるに従って、より非線型になるということ
を意味する。更に、バイアスされないGMR要素の利得
は、振動励起場の強度が小さくなるに従って、小さくな
ることも意味する。これらの両方の特徴は、不利な点で
あり、相対的に低い強度の磁気遷移を検出しようとする
時に特に不利である。
応答曲線のもっとも非線型(ノンリニア)な部分(f
〔Cos180°〕)は、0ミリEMU/cm2 の場の
強度位置(S−553)上に位置している。余弦(Co
s)関数状の応答曲線のこの部分(f〔Cos180
°〕)は、最小の傾斜部分でもある。これは、バイアス
されないGMR要素の非常に小さい強度の振動励起場に
対する応答は、相対的に非線型であり、振動励起場の強
度が小さくなるに従って、より非線型になるということ
を意味する。更に、バイアスされないGMR要素の利得
は、振動励起場の強度が小さくなるに従って、小さくな
ることも意味する。これらの両方の特徴は、不利な点で
あり、相対的に低い強度の磁気遷移を検出しようとする
時に特に不利である。
【0048】図20は、GMR要素が媒体上にあらかじ
め記録された正弦波状に振動する励起場強度により励起
される時のバイアスされないGMR要素の出力電圧又は
抵抗をプロットした図である。図20の縦軸は外部の励
起場に対する磁気抵抗を示し、横軸は媒体のトラックに
沿った位置をミクロンメートル(μm)単位で示す。あ
らかじめ記録された励起信号は、3μmの周期の方形波
で強度が正と負に対称に振れる(南北に振れる。) 図20における0.0μmの右のZR の位置は、図18
の断片図S−551に対応する。応答が潜伏するのはヒ
ステリシスのためである。0.75μmの右のZR の位
置は、図18の断片図S−557に対応する。約0.0
μmでの出力(S−551)は、たとえ励起場がこれら
のそれぞれの位置で逆の極性であっても、約1.5μm
での出力(S−557)から区別されない。GMR要素
の出力から、検出した磁気遷移が下から上への変化か、
上から下への変化であるかを識別することはできない。
あらかじめ記録された磁気信号内の極性情報は、バイア
スされないGMR要素の出力には現れない。
め記録された正弦波状に振動する励起場強度により励起
される時のバイアスされないGMR要素の出力電圧又は
抵抗をプロットした図である。図20の縦軸は外部の励
起場に対する磁気抵抗を示し、横軸は媒体のトラックに
沿った位置をミクロンメートル(μm)単位で示す。あ
らかじめ記録された励起信号は、3μmの周期の方形波
で強度が正と負に対称に振れる(南北に振れる。) 図20における0.0μmの右のZR の位置は、図18
の断片図S−551に対応する。応答が潜伏するのはヒ
ステリシスのためである。0.75μmの右のZR の位
置は、図18の断片図S−557に対応する。約0.0
μmでの出力(S−551)は、たとえ励起場がこれら
のそれぞれの位置で逆の極性であっても、約1.5μm
での出力(S−557)から区別されない。GMR要素
の出力から、検出した磁気遷移が下から上への変化か、
上から下への変化であるかを識別することはできない。
あらかじめ記録された磁気信号内の極性情報は、バイア
スされないGMR要素の出力には現れない。
【0049】図3から図5は、GMR要素がバイアス要
素180によってバイアスされる場合の1組の図であ
る。図3は、媒体励起場が十分に下を示す場合(断片図
S−251)と、媒体励起場が中立の場合(断片図S−
253)と、媒体励起場が十分に上を示す場合(断片図
S−257)の磁気方位を示す。下方向を示す矢印28
1は、バイアス場を示す。バイアス場は、中立の外部励
起状態(S−253)においては、主(中央)磁気方位
が他の上に重なる時には「はさみ」状の形状を規定する
ようになっている。GMR要素の第1の層の主領域部分
はバイアスされ、バイアス場によりバイアスされない時
の方位に対して+45°回転することが望ましい。GM
R要素の隣接する第2層における主領域部分はバイアス
され、バイアス場によりバイアスされない時の方位に対
して−45°回転することが望ましい。これにより、第
1と第2の層の主領域部分にバイアスに起因する約90
°の角度差を生じる。このバイアスにより生じた角度差
(90°)の余弦(Cos)値は約ゼロである。
素180によってバイアスされる場合の1組の図であ
る。図3は、媒体励起場が十分に下を示す場合(断片図
S−251)と、媒体励起場が中立の場合(断片図S−
253)と、媒体励起場が十分に上を示す場合(断片図
S−257)の磁気方位を示す。下方向を示す矢印28
1は、バイアス場を示す。バイアス場は、中立の外部励
起状態(S−253)においては、主(中央)磁気方位
が他の上に重なる時には「はさみ」状の形状を規定する
ようになっている。GMR要素の第1の層の主領域部分
はバイアスされ、バイアス場によりバイアスされない時
の方位に対して+45°回転することが望ましい。GM
R要素の隣接する第2層における主領域部分はバイアス
され、バイアス場によりバイアスされない時の方位に対
して−45°回転することが望ましい。これにより、第
1と第2の層の主領域部分にバイアスに起因する約90
°の角度差を生じる。このバイアスにより生じた角度差
(90°)の余弦(Cos)値は約ゼロである。
【0050】図3の(バイアスされたGMR要素の)磁
化の状態S−251、S−253、S−257のそれぞ
れにおいて、エッジ副領域の方位は実質的に変化せずに
そのままである。バイアスされたGMR要素のエッジに
おける領域の切り換えは基本的に生じない。これによ
り、バークハウゼン効果(Barkhausen effect) に起因し
て生じるランダム雑音の問題は除去される。
化の状態S−251、S−253、S−257のそれぞ
れにおいて、エッジ副領域の方位は実質的に変化せずに
そのままである。バイアスされたGMR要素のエッジに
おける領域の切り換えは基本的に生じない。これによ
り、バークハウゼン効果(Barkhausen effect) に起因し
て生じるランダム雑音の問題は除去される。
【0051】図19、図20、図4、及び図5に示した
結果は、完全な余弦(Cos)関数曲線ではないが、コ
ンピュータシミュレーションの結果であると理解され
る。シミュレーションの条件においては、3層のGMR
要素は、磁気/導電/磁気の3層から構成され、それぞ
れ厚さが2ナノメータ(2nm)で、Y方向の幅が0.
5μmで、X方向の長さが0.25μmである。媒体信
号は、1.5μmの期間で記録された立ち上がりと立ち
下がりのエッジが90°の完全な方形波として表され
る。媒体表面とヘッドの間の磁気的な30nmの間隔
(この間隔は薄膜磁気ヘッドが配置されるエアベアリン
グスライダのエアベアリング表面(ABS:AirBearing
Surface)が磁気ディスク表面に面する間隔である。)
であると仮定する。強度Mrt=0.45ミリEMU/
cm2 の永久磁石のバイアスが−X方向に延びると仮定
し、それぞれ「バイアスされた」と付記してある。
結果は、完全な余弦(Cos)関数曲線ではないが、コ
ンピュータシミュレーションの結果であると理解され
る。シミュレーションの条件においては、3層のGMR
要素は、磁気/導電/磁気の3層から構成され、それぞ
れ厚さが2ナノメータ(2nm)で、Y方向の幅が0.
5μmで、X方向の長さが0.25μmである。媒体信
号は、1.5μmの期間で記録された立ち上がりと立ち
下がりのエッジが90°の完全な方形波として表され
る。媒体表面とヘッドの間の磁気的な30nmの間隔
(この間隔は薄膜磁気ヘッドが配置されるエアベアリン
グスライダのエアベアリング表面(ABS:AirBearing
Surface)が磁気ディスク表面に面する間隔である。)
であると仮定する。強度Mrt=0.45ミリEMU/
cm2 の永久磁石のバイアスが−X方向に延びると仮定
し、それぞれ「バイアスされた」と付記してある。
【0052】バイアスされていない時の図20に示すよ
うに、方形波の立ち上がりエッジ(ZR =0.0μm)
における読出(リードバック)電圧は、方形波の立ち下
がりエッジ(ZR =1.5μm)におけるリードバック
電圧とは、同じ極性で同じ強度であるため識別できな
い。もし雑音の上方向へのスパイク(突起)が、例え
ば、ZR =1.0μmに現れると、雑音から信号を分離
するのは難しい。
うに、方形波の立ち上がりエッジ(ZR =0.0μm)
における読出(リードバック)電圧は、方形波の立ち下
がりエッジ(ZR =1.5μm)におけるリードバック
電圧とは、同じ極性で同じ強度であるため識別できな
い。もし雑音の上方向へのスパイク(突起)が、例え
ば、ZR =1.0μmに現れると、雑音から信号を分離
するのは難しい。
【0053】これに対して、バイアスされている時の図
5に示すように、方形波の立ち上がりエッジ(ZR =
0.0μm)におけるリードバック電圧は、方形波の立
ち下がりエッジ(ZR =1.5μm)におけるリードバ
ック電圧と、同じ極性でないため識別できることは明ら
かである。もし雑音の上方向へのスパイクが、例えば、
ZR =1.0μmに現れたとしても、交互の極性をフィ
ルタリングの基礎として使用することにより雑音から信
号を分離するのは相対的に良好である。
5に示すように、方形波の立ち上がりエッジ(ZR =
0.0μm)におけるリードバック電圧は、方形波の立
ち下がりエッジ(ZR =1.5μm)におけるリードバ
ック電圧と、同じ極性でないため識別できることは明ら
かである。もし雑音の上方向へのスパイクが、例えば、
ZR =1.0μmに現れたとしても、交互の極性をフィ
ルタリングの基礎として使用することにより雑音から信
号を分離するのは相対的に良好である。
【0054】第4図において、余弦(Cos)関数状応
答曲線のもっとも線型(リニア)な部分は、0ミリEM
U/cm2 の場の強度位置(S−253)に位置してい
る。余弦(Cos)関数状応答曲線(f〔Cos90
°〕)のこの部分は、最大の傾斜の部分でもある。これ
は、バイアスされたGMR要素の微小な強度で振動する
励起場に対する応答は、相対的に線型で、振動する励起
場の強度が小さくなるに従ってより線型になることを意
味する。更に、バイアスされたGMR要素の利得も、振
動する励起場の強度が小さくなるに従って増加すること
も意味する。これらの両方の利点は非常に有利であり、
特に、相対的に低い強度の磁気遷移を検出使用とする場
合に有利である。
答曲線のもっとも線型(リニア)な部分は、0ミリEM
U/cm2 の場の強度位置(S−253)に位置してい
る。余弦(Cos)関数状応答曲線(f〔Cos90
°〕)のこの部分は、最大の傾斜の部分でもある。これ
は、バイアスされたGMR要素の微小な強度で振動する
励起場に対する応答は、相対的に線型で、振動する励起
場の強度が小さくなるに従ってより線型になることを意
味する。更に、バイアスされたGMR要素の利得も、振
動する励起場の強度が小さくなるに従って増加すること
も意味する。これらの両方の利点は非常に有利であり、
特に、相対的に低い強度の磁気遷移を検出使用とする場
合に有利である。
【0055】バイアスされない場合とバイアスされる場
合における移転曲線特性の比較は、図21に分かりやす
く示されており、丸はバイアスされない配置を示し、三
角形はバイアスされた配置を示す。鍵となる対称領域
は、破線で示したゼロ軸に等しい場の強度の部分であ
る。相対的に低い強度の振動する励起場は、バイアスさ
れないGMR要素に対してバイアスしたGMR要素を使
用し、それ以外の要因は等しい時に、より線型な応答を
行い、より大きな出力の振れを生じる。
合における移転曲線特性の比較は、図21に分かりやす
く示されており、丸はバイアスされない配置を示し、三
角形はバイアスされた配置を示す。鍵となる対称領域
は、破線で示したゼロ軸に等しい場の強度の部分であ
る。相対的に低い強度の振動する励起場は、バイアスさ
れないGMR要素に対してバイアスしたGMR要素を使
用し、それ以外の要因は等しい時に、より線型な応答を
行い、より大きな出力の振れを生じる。
【0056】(図3に参照番号281で示す)バイアス
された場は、永久磁石、又はあらかじめ配位された交換
層と柔軟な層の組み合わせ、又は磁気バイアス場を誘導
する電流源、又はこれらのバイアス提供手段の1つ又は
それ以上の組み合わせによって実現される。永久磁石
は、磁石の磁化を永久的に損なう強い書込場のない場合
に使用できる。強い書込場がバイアス提供手段を通過す
る可能性がある場合には、あらかじめ配位された交換層
(反強磁性層)と柔軟な層(強磁性層)の組み合わせの
ような回復可能なバイアスシステムを使用することが望
ましい。
された場は、永久磁石、又はあらかじめ配位された交換
層と柔軟な層の組み合わせ、又は磁気バイアス場を誘導
する電流源、又はこれらのバイアス提供手段の1つ又は
それ以上の組み合わせによって実現される。永久磁石
は、磁石の磁化を永久的に損なう強い書込場のない場合
に使用できる。強い書込場がバイアス提供手段を通過す
る可能性がある場合には、あらかじめ配位された交換層
(反強磁性層)と柔軟な層(強磁性層)の組み合わせの
ような回復可能なバイアスシステムを使用することが望
ましい。
【0057】図6は、本発明に基づいてバイアスされる
GMRヘッドを製造する方法を示す。可能であれば、図
1と図2で使用された100番台の参照番号で示される
要素を、対応する300番台の参照番号を有するものと
して示す。以下の層は、スパッタリング、CVD(chem
ical vapor deposition)、又は他の適当な蒸着方法によ
り、セラミックの基板310上に堆積される。その好適
な順番は、EN/MN材料で作られた任意のベース絶縁
層311、EC/MC材料で作られた第1の極/遮蔽層
321、EC/MN材料で作られた第1の接触層32
2、EC/MNとEC/MCの材料を非常に薄く交互に
重ねた膜で作られた層323、EC/MN材料で作られ
た第2の極/遮蔽層324、及びフォトリソグラフィで
規定されたアパーチャ(開口)301を有し、そこを通
って垂直に延びるパターン化された第1のフォトレジス
ト層302である。
GMRヘッドを製造する方法を示す。可能であれば、図
1と図2で使用された100番台の参照番号で示される
要素を、対応する300番台の参照番号を有するものと
して示す。以下の層は、スパッタリング、CVD(chem
ical vapor deposition)、又は他の適当な蒸着方法によ
り、セラミックの基板310上に堆積される。その好適
な順番は、EN/MN材料で作られた任意のベース絶縁
層311、EC/MC材料で作られた第1の極/遮蔽層
321、EC/MN材料で作られた第1の接触層32
2、EC/MNとEC/MCの材料を非常に薄く交互に
重ねた膜で作られた層323、EC/MN材料で作られ
た第2の極/遮蔽層324、及びフォトリソグラフィで
規定されたアパーチャ(開口)301を有し、そこを通
って垂直に延びるパターン化された第1のフォトレジス
ト層302である。
【0058】図7においては、アパーチャ301が層3
22から324を通って延びる空洞303を形成するの
に使用される。(説明を簡単にするために、任意のベー
ス絶縁層311はこれ以上は示していないが、存在する
場合には、基板310の上表面上に形成されると理解さ
れる。)空洞303のY方向の幅は、空洞の左側に形成
されるGMR要素の幅に等しいか、それより大きい。空
洞303のX方向の長さは、GMR要素の最大の長さよ
り長いことが望ましく、できれば最大の長さの5倍から
10倍であることが望ましい。空洞303は、例えばア
ルゴン(Ar)イオン加工又は再活性イオンエッチッグ
(RIE)を使用して加工される。加工の方法は、層3
22−324の各材料の応じて適当に選択される。空洞
の形成は、典型的には等方性の側方切断を有し、その結
果図示のような傾斜した側壁になる。傾斜の度合いΔ
Z:ΔXは、おおよそ1:1から2:1の範囲である。
22から324を通って延びる空洞303を形成するの
に使用される。(説明を簡単にするために、任意のベー
ス絶縁層311はこれ以上は示していないが、存在する
場合には、基板310の上表面上に形成されると理解さ
れる。)空洞303のY方向の幅は、空洞の左側に形成
されるGMR要素の幅に等しいか、それより大きい。空
洞303のX方向の長さは、GMR要素の最大の長さよ
り長いことが望ましく、できれば最大の長さの5倍から
10倍であることが望ましい。空洞303は、例えばア
ルゴン(Ar)イオン加工又は再活性イオンエッチッグ
(RIE)を使用して加工される。加工の方法は、層3
22−324の各材料の応じて適当に選択される。空洞
の形成は、典型的には等方性の側方切断を有し、その結
果図示のような傾斜した側壁になる。傾斜の度合いΔ
Z:ΔXは、おおよそ1:1から2:1の範囲である。
【0059】図8では、RFスパッタされたアルミ酸化
物(Al2O3) のようなEN/MN材料の薄膜が配置され
る。参照番号305で示されるEN/MN材料の一部は
層321の上及び層322−324の側壁に付着する。
参照番号304で示される残りは、第1のフォトレジス
ト層302の上に付着する。内部空洞部のEN/MNの
薄膜305は、以下第1の絶縁層305とする。
物(Al2O3) のようなEN/MN材料の薄膜が配置され
る。参照番号305で示されるEN/MN材料の一部は
層321の上及び層322−324の側壁に付着する。
参照番号304で示される残りは、第1のフォトレジス
ト層302の上に付着する。内部空洞部のEN/MNの
薄膜305は、以下第1の絶縁層305とする。
【0060】次に説明する反強磁性材料306−307
が電気的に絶縁される時、第1の絶縁層305は除いて
もよい。図9において、参照番号306と307で示さ
れるNiCoO又はMnFe又はTbCo又はMnNi
のような反強磁性材料の薄膜が配置される。反強磁性の
薄膜の空洞内部307は、以下交換層307として示さ
れる。交換層307の磁気領域方位は、蒸着の間又は蒸
着後の高温アニールの間のいずれかで同様の方位の外部
場を印加することにより、X方向に向く。
が電気的に絶縁される時、第1の絶縁層305は除いて
もよい。図9において、参照番号306と307で示さ
れるNiCoO又はMnFe又はTbCo又はMnNi
のような反強磁性材料の薄膜が配置される。反強磁性の
薄膜の空洞内部307は、以下交換層307として示さ
れる。交換層307の磁気領域方位は、蒸着の間又は蒸
着後の高温アニールの間のいずれかで同様の方位の外部
場を印加することにより、X方向に向く。
【0061】図10において、パーマロイのようなソフ
ト強磁性材料の薄膜が蒸着され、参照番号308と30
9で示される。強磁性薄膜の空洞内部309は、以下バ
イアス層309とされる。バイアス層309は、少なく
とも部分的には層323のXY平面内にある。交換層3
07とバイアス層309のXY境界を横切る反強磁性カ
ップリングは、バイアス層309の磁気領域がX方向に
沿って配位されるようにし、これによりGMR要素32
3にX方向の磁気バイアスを印加する。磁気バイアス
は、図16に示すように、書込場が第1の極/遮蔽層3
21と形成される第3の極/遮蔽層326の間に形成さ
れる時に、一時的に***されるが、交換層307の方位
は影響されず、書込(記録)が完了した後バイアス層3
09内の領域の方位をX方向に戻すようにする。
ト強磁性材料の薄膜が蒸着され、参照番号308と30
9で示される。強磁性薄膜の空洞内部309は、以下バ
イアス層309とされる。バイアス層309は、少なく
とも部分的には層323のXY平面内にある。交換層3
07とバイアス層309のXY境界を横切る反強磁性カ
ップリングは、バイアス層309の磁気領域がX方向に
沿って配位されるようにし、これによりGMR要素32
3にX方向の磁気バイアスを印加する。磁気バイアス
は、図16に示すように、書込場が第1の極/遮蔽層3
21と形成される第3の極/遮蔽層326の間に形成さ
れる時に、一時的に***されるが、交換層307の方位
は影響されず、書込(記録)が完了した後バイアス層3
09内の領域の方位をX方向に戻すようにする。
【0062】装置が磁気記録(書込)のために使用され
なかったり、磁気書込場が中立化できないほど強度が十
分に弱い場合には、永久磁石(図示せず)が交換層30
7とバイアス層309の組み合わせの代わりに使用され
る。バイアス層309が少なくとも部分的にはGMR層
323のXY平面内にある時、バイアス層309が交換
層307の上にあるかどうかで動作の点で少しではある
が差が生じる。いくつかの場合では、蒸着の順番を逆に
して、まずバイアス層309を蒸着し、次にバイアス層
309の上に交換層307を蒸着するとよい。この場
合、最初に蒸着されるバイアス層309のソフト磁気材
料は、次に蒸着される交換層307に対する結晶学的境
界整列が改良される。
なかったり、磁気書込場が中立化できないほど強度が十
分に弱い場合には、永久磁石(図示せず)が交換層30
7とバイアス層309の組み合わせの代わりに使用され
る。バイアス層309が少なくとも部分的にはGMR層
323のXY平面内にある時、バイアス層309が交換
層307の上にあるかどうかで動作の点で少しではある
が差が生じる。いくつかの場合では、蒸着の順番を逆に
して、まずバイアス層309を蒸着し、次にバイアス層
309の上に交換層307を蒸着するとよい。この場
合、最初に蒸着されるバイアス層309のソフト磁気材
料は、次に蒸着される交換層307に対する結晶学的境
界整列が改良される。
【0063】交換層307が電気的に導通の材料で作ら
れており、バイアス層309が絶縁材料で作られている
時、図8の第1の絶縁層305と図11の以下に説明す
る第2の絶縁層313の一方又は両方の蒸着を除くこと
も効果がある。しかし、両方の絶縁層305と313
は、図1の電流がバイアス要素180を通って漏れない
ことを最大限保証できるように、設ける方がよい。
れており、バイアス層309が絶縁材料で作られている
時、図8の第1の絶縁層305と図11の以下に説明す
る第2の絶縁層313の一方又は両方の蒸着を除くこと
も効果がある。しかし、両方の絶縁層305と313
は、図1の電流がバイアス要素180を通って漏れない
ことを最大限保証できるように、設ける方がよい。
【0064】図11において、磁気的にも電気的にも非
導通(EN/MN)の材料が更に蒸着され、第1のフォ
トレジスト層301を通過し、第2の絶縁層313を形
成し、図1の第2の接触層324の上面のほぼ沿う上表
面を有する部分が形成される。EN/MN材料の残り
は、参照番号312で示すバイアス沿う308の上面を
形成する。
導通(EN/MN)の材料が更に蒸着され、第1のフォ
トレジスト層301を通過し、第2の絶縁層313を形
成し、図1の第2の接触層324の上面のほぼ沿う上表
面を有する部分が形成される。EN/MN材料の残り
は、参照番号312で示すバイアス沿う308の上面を
形成する。
【0065】図12では、第1のフォトレジスト層30
2を分解して、図11で参照番号304、306、30
8、そして312で示される重ねられた材料を流し去る
のに適当な溶剤が使用される。これにより、上表面を成
す第2の接触層324と第2の絶縁層313を有する一
般的な平面構造が残される。図13では、第2の極/遮
蔽層325が蒸着される。その後、第2のフォトレジス
ト層334が図示のようなパターンで蒸着される。これ
により、前面がマスクされて露光される構造の背面部が
残される。
2を分解して、図11で参照番号304、306、30
8、そして312で示される重ねられた材料を流し去る
のに適当な溶剤が使用される。これにより、上表面を成
す第2の接触層324と第2の絶縁層313を有する一
般的な平面構造が残される。図13では、第2の極/遮
蔽層325が蒸着される。その後、第2のフォトレジス
ト層334が図示のようなパターンで蒸着される。これ
により、前面がマスクされて露光される構造の背面部が
残される。
【0066】図14では、第2のフォトレジスト層33
4が、それまで領域335を占めていた材料を除去する
加工に使用される。除去する加工は、第1の極/遮蔽層
321の先端の近くまで又は若干それより下まで切り込
まれる。層321−325と305−313用に選択さ
れた材料に応じて、アルゴンイオンミリングとRIE及
び他の異方性エッチング方法の1つ又はそれらの組み合
わせが、除去部335の形成のために適宜使用される。
4が、それまで領域335を占めていた材料を除去する
加工に使用される。除去する加工は、第1の極/遮蔽層
321の先端の近くまで又は若干それより下まで切り込
まれる。層321−325と305−313用に選択さ
れた材料に応じて、アルゴンイオンミリングとRIE及
び他の異方性エッチング方法の1つ又はそれらの組み合
わせが、除去部335の形成のために適宜使用される。
【0067】次に、図13に示した第2のフォトレジス
ト層334が除かれ、図14に示した構造が残される。
図15では、次にEN/MN材料で作られた第3の絶縁
層336が図14の構造上に蒸着され、平面化される。
その後、第3のフォトレジスト層337が、第2の極/
遮蔽層325の上の第3の絶縁層336上に蒸着され、
図2のIビームの正面図のステム部のY方向の幅を規定
するようにパターン化される。
ト層334が除かれ、図14に示した構造が残される。
図15では、次にEN/MN材料で作られた第3の絶縁
層336が図14の構造上に蒸着され、平面化される。
その後、第3のフォトレジスト層337が、第2の極/
遮蔽層325の上の第3の絶縁層336上に蒸着され、
図2のIビームの正面図のステム部のY方向の幅を規定
するようにパターン化される。
【0068】図16においては、図2のEM/MNの側
方の支持材料170が次に蒸着され、構造は再び平面化
される。その後、更にフォトレジスト層(図示せず)が
蒸着され、図16に示した構造がY方向にまたがって、
第3の極/遮蔽層326が図示のように蒸着されるよう
にパターン化される。第3の極/遮蔽層326は、第1
及び第2の極/遮蔽層321、325を作るのに使用さ
れたのと同一の又は実質的に類似した合成物で構成され
る。
方の支持材料170が次に蒸着され、構造は再び平面化
される。その後、更にフォトレジスト層(図示せず)が
蒸着され、図16に示した構造がY方向にまたがって、
第3の極/遮蔽層326が図示のように蒸着されるよう
にパターン化される。第3の極/遮蔽層326は、第1
及び第2の極/遮蔽層321、325を作るのに使用さ
れたのと同一の又は実質的に類似した合成物で構成され
る。
【0069】平面書込コイル140のようなヘッドの他
の部分は、公知の方法で、上記の工程の後又はその間に
形成される。大量生産の場合には、図6から図16の構
造は、複数のウエハのそれぞれについて多数回再現さ
れ、各読出/書込ヘッドは、工程の最後に各ウエハから
切り出される。従って、小型でCPP型のバイアスされ
る磁気抵抗ヘッドの大量生産の経済的な方法が実現され
る。
の部分は、公知の方法で、上記の工程の後又はその間に
形成される。大量生産の場合には、図6から図16の構
造は、複数のウエハのそれぞれについて多数回再現さ
れ、各読出/書込ヘッドは、工程の最後に各ウエハから
切り出される。従って、小型でCPP型のバイアスされ
る磁気抵抗ヘッドの大量生産の経済的な方法が実現され
る。
【0070】図17は、損傷を与える書込フラックスの
遷移に周期的にさらされても、GMR要素423をバイ
アスする機構の図である。交換層407は、その反強磁
性材料の磁気領域がX方向(GMR要素423から図示
していない隣接する媒体の表面に延びる線の方向)の逆
の方向を指すようにあらかじめ配向される。交換層40
7と強磁性バイアス層409の間の境界の結合表面は、
強磁性バイアス層409内でX方向の一方の方向を指す
磁気領域を生成する。これらの一方の方向を指す領域の
フラックスは、境界493を横切ってGMR要素423
内に延び、GMR要素423をバイアスする。反強磁性
の交換層407内で対向する方向を指す領域の方位は、
書込フラックスの印加によっては永久には損なわれな
い。従って、たとえヘッドが相対的に強力な書込パルス
を生成するようにあらかじめ使用されていても読出モー
ドの間バイアスは維持される。
遷移に周期的にさらされても、GMR要素423をバイ
アスする機構の図である。交換層407は、その反強磁
性材料の磁気領域がX方向(GMR要素423から図示
していない隣接する媒体の表面に延びる線の方向)の逆
の方向を指すようにあらかじめ配向される。交換層40
7と強磁性バイアス層409の間の境界の結合表面は、
強磁性バイアス層409内でX方向の一方の方向を指す
磁気領域を生成する。これらの一方の方向を指す領域の
フラックスは、境界493を横切ってGMR要素423
内に延び、GMR要素423をバイアスする。反強磁性
の交換層407内で対向する方向を指す領域の方位は、
書込フラックスの印加によっては永久には損なわれな
い。従って、たとえヘッドが相対的に強力な書込パルス
を生成するようにあらかじめ使用されていても読出モー
ドの間バイアスは維持される。
【0071】本発明は、上記の特別のパラメータ及び材
料に限られるものではない。各種の変形例や変化が、本
発明の範囲内で可能である。
料に限られるものではない。各種の変形例や変化が、本
発明の範囲内で可能である。
【0072】
【発明の効果】本発明により、高い信頼性で読み取るこ
とが可能で、相対的に小さい励起場でも高い利得で読み
取ることが可能で、線型性のよい応答が得られる小型の
読出/書込ヘッドが実現できる。
とが可能で、相対的に小さい励起場でも高い利得で読み
取ることが可能で、線型性のよい応答が得られる小型の
読出/書込ヘッドが実現できる。
【図1】本発明に基づくバイアスされたGMRヘッド構
造を示す側断面図である。
造を示す側断面図である。
【図2】図1のバイアスされたGMRヘッド構造の例の
正面図である。
正面図である。
【図3】バイアスされたGMR要素が隣接する媒体にお
けるフラックスの遷移を掃引した時のバイアスされたG
MR要素における微小磁気領域の分布を示す断片図のグ
ループである。
けるフラックスの遷移を掃引した時のバイアスされたG
MR要素における微小磁気領域の分布を示す断片図のグ
ループである。
【図4】フラックスの強度を変化させた時の磁気的にバ
イアスされたGMR要素の余弦関数(Cos)状の応答
をプロットした図である。
イアスされたGMR要素の余弦関数(Cos)状の応答
をプロットした図である。
【図5】磁気的にバイアスされたGMR要素が媒体にお
ける1組のフラックスの遷移を掃引した時の磁気的にバ
イアスされたGMR要素の極性感度をプロットした図で
ある。
ける1組のフラックスの遷移を掃引した時の磁気的にバ
イアスされたGMR要素の極性感度をプロットした図で
ある。
【図6】本発明に基づいたバイアスされたGMRヘッド
を製造する方法における第1の工程を示す側断面図であ
り、パターン化されたフォトレジストマスクが複数の蒸
着層の上に設けられている。
を製造する方法における第1の工程を示す側断面図であ
り、パターン化されたフォトレジストマスクが複数の蒸
着層の上に設けられている。
【図7】空洞が堀り込まれた第2の工程を示す側断面図
である。
である。
【図8】絶縁層が蒸着された第3の工程を示す側断面図
である。
である。
【図9】反強磁性の交換層が蒸着された第4の工程を示
す側断面図である。
す側断面図である。
【図10】ソフト磁気層が蒸着された第5の工程を示す
側断面図である。
側断面図である。
【図11】他の絶縁層層が蒸着された第6の工程を示す
側断面図である。
側断面図である。
【図12】第1のフォトレジスト層が除去された第7の
工程を示す側断面図である。
工程を示す側断面図である。
【図13】上側の極層が蒸着され、第2のフォトレジス
ト層がパターン化されて蒸着された第8の工程を示す側
断面図である。
ト層がパターン化されて蒸着された第8の工程を示す側
断面図である。
【図14】マスクされない材料が除去された第9の工程
を示す側断面図である。
を示す側断面図である。
【図15】付加的な絶縁層が蒸着され、その後の第3の
パターン化されたフォトレジスト層により平面化された
第10の工程を示す側断面図である。
パターン化されたフォトレジスト層により平面化された
第10の工程を示す側断面図である。
【図16】Iビームの正面図のステム部分がパターン化
され第3のフォトレジスト層が除去され、充満材料(図
示せず)がIビームの正面図のステム部分の回りに加え
られ、その後広い上側の極層がIビームの正面図の先端
を形成するように蒸着された第11の工程を示す側断面
図である。
され第3のフォトレジスト層が除去され、充満材料(図
示せず)がIビームの正面図のステム部分の回りに加え
られ、その後広い上側の極層がIビームの正面図の先端
を形成するように蒸着された第11の工程を示す側断面
図である。
【図17】交換層からソフトバイアス層及びそこからG
MR要素への磁気的結合を示す側断面図である。
MR要素への磁気的結合を示す側断面図である。
【図18】バイアスされないGMR要素が媒体における
1組のフラックスの遷移を掃引した時のバイアスされな
いGMR要素における微小磁気領域の分布を示す断片図
のグループである。
1組のフラックスの遷移を掃引した時のバイアスされな
いGMR要素における微小磁気領域の分布を示す断片図
のグループである。
【図19】フラックスの強度を変化させた時のバイアス
されないGMR要素の余弦関数(Cos)状の応答をプ
ロットした図である。
されないGMR要素の余弦関数(Cos)状の応答をプ
ロットした図である。
【図20】バイアスされないGMR要素が媒体における
1組のフラックスの遷移を掃引した時のバイアスされな
いGMR要素の応答をプロットした図である。
1組のフラックスの遷移を掃引した時のバイアスされな
いGMR要素の応答をプロットした図である。
【図21】フラックスの強度を変化させた時の、バイア
スされないGMR要素と磁気的にバイアスされるGMR
要素の余弦関数(Cos)状の応答を比較できるように
プロットした図である。
スされないGMR要素と磁気的にバイアスされるGMR
要素の余弦関数(Cos)状の応答を比較できるように
プロットした図である。
50…磁気媒体 51−54…方位領域 100…ヘッド(構造) 121、125…極/遮蔽層 122、124…接触要素 123…巨大磁気抵抗(GMR)要素 511、521…主領域部分
Claims (9)
- 【請求項1】 磁気的な方位領域を有する磁気的な記録
がされる磁気記録媒体における遷移を検出するための磁
気ヘッドであって、 磁気経路を提供すると共に磁気シールドを提供する離さ
れた第1と第2の磁気極/遮蔽層と、 該磁気極/遮蔽層の間に配置された上側の平面状の主表
面と底側の平面状の主表面で形成され、前記磁気媒体上
に記録された前記遷移を検出するように前記媒体の方位
領域と磁気的に結合し、前記媒体上に主領域部分を有す
る巨大磁気抵抗層と、 前記第1の磁気極/遮蔽層と前記巨大磁気抵抗層の間に
配置された第1の導電接触要素と、 前記第2の磁気極/遮蔽層と前記巨大磁気抵抗層の間に
配置された第2の導電接触要素と、 前記磁気抵抗層に隣接し且つつながれ、前記主領域部分
の方位を磁気的にバイアスするバイアス手段とを備え、 前記磁気抵抗層は、検出電流が前記磁気抵抗層の前記平
面状の主表面に対して実質的に垂直に移動する電流垂直
平面モードで動作するように配置されていることを特徴
とする磁気ヘッド。 - 【請求項2】 磁気的な方位領域を有する磁気的な記録
がされる磁気記録媒体における遷移を検出するための磁
気ヘッドの製造方法であって、 支持基板を設置する工程と、 磁気経路を提供すると共に磁気シールドを提供する離さ
れた第1と第2の磁気極/遮蔽層を前記基板上に配置す
る工程と、 前記磁気極/遮蔽層の間に、上側の平面状の主表面と底
側の平面状の主表面で形成され、前記磁気媒体上に記録
された前記遷移を検出するように前記媒体の方位領域と
磁気的につなぎ、前記媒体上に主領域部分を有する巨大
磁気抵抗層を配置する工程と、 前記第1の磁気極/遮蔽層と前記巨大磁気抵抗層の間に
配置された第1の導電接触要素と、前記第2の磁気極/
遮蔽層と前記巨大磁気抵抗層の間に配置された第2の導
電接触要素とを設ける工程と、 前記磁気抵抗層に隣接し且つつながれ、前記主領域部分
の方位を磁気的にバイアスするバイアス手段を設ける工
程とを備え、 前記磁気抵抗層は、検出電流が前記磁気抵抗層の前記平
面状の主表面に対して実質的に垂直に移動する電流垂直
平面モードで動作するように配置されていることを特徴
とする磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項3】 前記第1及び第2の極/遮蔽層を通過
し、前記第1及び第2の極/遮蔽層が前記第1及び第2
の接触要素と前記巨大磁気抵抗要素の組み合わせを挟む
位置で実質的に規定される前側ギャップを横切る磁気書
込フラックスの流れを誘導するコイルを、前記第1及び
第2の極/遮蔽層の一方又は両方の回りに形成する工程
を更に備える請求項2に記載の磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項4】 それぞれ磁気的主方位を有すると共に磁
気的主方位のエッジ副領域を有する第1と第2の中央主
副領域によって特徴付けられる第1と第2の磁気抵抗層
を少なくとも有する磁気抵抗要素で、外部励起場のフラ
ックス遷移を検出する方法であって、 前記外部励起場が実質的に強度がない時に、前記第1及
び第2の磁気抵抗層の前記第1及び第2の中央主副領域
の磁気領域方位がはさみ(scissor) 形状を規定するよう
に、前記磁気抵抗要素(123)を磁気的にバイアスす
ることを特徴とするフラックス遷移検出方法。 - 【請求項5】 前記第1と第2の主副領域の各磁気方位
間の角度は、前記外部励起場が実質的に強度がない場合
に、近似的に90°である請求項4に記載のフラックス
遷移検出方法。 - 【請求項6】 前記磁気的にバイアスする工程は、前記
外部励起場が一方向における最大強度から逆の第2の方
向で最大強度になる時に、前記エッジ副領域の各領域方
位における切り換えが実質的に生じない請求項4に記載
のフラックス遷移検出方法。 - 【請求項7】 前記磁気抵抗要素は、巨大磁気抵抗要素
である請求項4に記載のフラックス遷移検出方法。 - 【請求項8】 前記巨大磁気抵抗要素を、電流が平面に
垂直に流れるモードで動作させる請求項45に記載のフ
ラックス遷移検出方法。 - 【請求項9】 前記磁気的にバイアスする工程は、あら
かじめ方位された交換層とソフト層の組み合わせを使用
して、バイアス場を形成することを含む請求項4に記載
のフラックス遷移検出方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/337,878 US5576914A (en) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | Compact read/write head having biased GMR element |
US337878 | 1994-11-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08212517A true JPH08212517A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=23322407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7294210A Pending JPH08212517A (ja) | 1994-11-14 | 1995-11-13 | バイアスされた巨大磁気抵抗(gmr)要素を有する小型の読出/書込磁気ヘッド、その製造方法、及びそれによるフラックス遷移検出方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5576914A (ja) |
EP (1) | EP0712117A3 (ja) |
JP (1) | JPH08212517A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010092579A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Headway Technologies Inc | 磁気再生ヘッドおよびその形成方法 |
US7916429B2 (en) | 2007-07-30 | 2011-03-29 | Tdk Corporation | Magnetic field detecting element having thin stack with a plurality of free layers and thick bias magnetic layer |
Families Citing this family (100)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5886523A (en) * | 1994-06-18 | 1999-03-23 | University Of Sheffield, The Western Bank | Magnetic field responsive device having giant magnetoresistive material and method for forming the same |
US5991125A (en) * | 1994-09-16 | 1999-11-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic head |
US5576914A (en) * | 1994-11-14 | 1996-11-19 | Read-Rite Corporation | Compact read/write head having biased GMR element |
US5818684A (en) * | 1995-09-13 | 1998-10-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Shield type magnetoresistive head arranged for weakening of a galvano-current magnetic field |
EP0768642A3 (en) * | 1995-10-13 | 1998-12-16 | Read-Rite Corporation | Magnetic head with biased GMR element and sense current compensation |
US5622874A (en) * | 1995-12-14 | 1997-04-22 | Nec Research Institute, Inc. | Process for forming a magnetoresistive sensor for a read/write head |
EP0782129A3 (en) * | 1995-12-29 | 1998-12-09 | Read-Rite Corporation | Magnetoresistive cpp mode transducer with multiple spin valve members |
US6084752A (en) * | 1996-02-22 | 2000-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin film magnetic head |
US5726841A (en) * | 1996-06-11 | 1998-03-10 | Read-Rite Corporation | Thin film magnetic head with trimmed pole tips etched by focused ion beam for undershoot reduction |
US6064552A (en) * | 1997-03-18 | 2000-05-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive head having magnetic yoke and giant magnetoresistive element such that a first electrode is formed on the giant magnetoresistive element which in turn is formed on the magnetic yoke which acts as a second electrode |
US5818685A (en) * | 1997-05-05 | 1998-10-06 | Read-Rite Corporation | CIP GMR sensor coupled to biasing magnet with spacer therebetween |
US5883763A (en) * | 1997-08-19 | 1999-03-16 | Read-Rite Corporation | Read/write head having a GMR sensor biased by permanent magnets located between the GMR and the pole shields |
US6061210A (en) * | 1997-09-22 | 2000-05-09 | International Business Machines Corporation | Antiparallel pinned spin valve with high magnetic stability |
US5986978A (en) * | 1998-01-12 | 1999-11-16 | Read-Rite Corporation | Read/write head and method for magnetic reading and magneto-optical writing on a data storage medium |
US6215301B1 (en) | 1998-04-24 | 2001-04-10 | U.S. Philips Corporation | Magnetoresistive detector comprising a layer structure and a current directing means |
US6055138A (en) * | 1998-05-06 | 2000-04-25 | Read-Rite Corporation | Thin film pedestal pole tips write head having narrower lower pedestal pole tip |
KR20010075724A (ko) | 1998-11-18 | 2001-08-09 | 토마스 에프.멀베니 | 차분 vgmr 센서 |
US6404706B1 (en) * | 1999-02-12 | 2002-06-11 | Read-Rite Corporation | Laser mounting for a thermally assisted GMR head |
US6016290A (en) * | 1999-02-12 | 2000-01-18 | Read-Rite Corporation | Read/write head with shifted waveguide |
US6765756B1 (en) | 1999-03-12 | 2004-07-20 | Western Digital (Fremont), Inc. | Ultra-short yoke and ultra-low stack height writer and method of fabrication |
US6490125B1 (en) | 1999-04-09 | 2002-12-03 | Read-Rite Corporation | Thin film write head with improved yoke to pole stitch |
US6421212B1 (en) | 1999-09-21 | 2002-07-16 | Read-Rite Corporation | Thin film read head structure with improved bias magnet-to-magnetoresistive element interface and method of fabrication |
US6519119B1 (en) | 1999-11-03 | 2003-02-11 | Seagate Technology, Llc | Structure for current perrpendicular to plane giant magnetoresistive read heads |
US6807032B1 (en) | 2000-02-04 | 2004-10-19 | Seagate Technology Llc | Magnetic read head wherein the shields are used as electrical leads and have a minimized anisotropic magneto-resistance effect |
JP2001237469A (ja) * | 2000-02-22 | 2001-08-31 | Fujitsu Ltd | 磁気センサ及びその製造方法 |
US6621664B1 (en) | 2000-02-28 | 2003-09-16 | Seagate Technology Llc | Perpendicular recording head having integrated read and write portions |
US6700759B1 (en) | 2000-06-02 | 2004-03-02 | Western Digital (Fremont), Inc. | Narrow track width magnetoresistive sensor and method of making |
US20020023338A1 (en) * | 2000-07-27 | 2002-02-28 | Seigler Michael Allen | Method for making a magnetoresistive sensor |
US6512660B1 (en) * | 2000-08-07 | 2003-01-28 | Tdk Corporation | Current perpendicular-to-the-plane magnetoresistance read head with longitudinal or transverse bias provided by current |
US6563679B1 (en) * | 2000-08-08 | 2003-05-13 | Tdk Corporation | Current perpendicular-to-the-plane magnetoresistance read heads with transverse magnetic bias |
JP3647736B2 (ja) * | 2000-09-29 | 2005-05-18 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置 |
US6724583B2 (en) | 2000-12-19 | 2004-04-20 | Seagate Technology Llc | Adjustable permanent magnet bias |
US6654209B2 (en) | 2001-01-10 | 2003-11-25 | Seagate Technology Llc | Low resistance lead structure for a low resistance magnetic read head |
US6809900B2 (en) | 2001-01-25 | 2004-10-26 | Seagate Technology Llc | Write head with magnetization controlled by spin-polarized electron current |
US6798623B2 (en) | 2001-02-08 | 2004-09-28 | Seagate Technology Llc | Biased CPP sensor using spin-momentum transfer |
US6667862B2 (en) | 2001-02-20 | 2003-12-23 | Carnegie Mellon University | Magnetoresistive read head having permanent magnet on top of magnetoresistive element |
US6686068B2 (en) * | 2001-02-21 | 2004-02-03 | International Business Machines Corporation | Heterogeneous spacers for CPP GMR stacks |
US6707649B2 (en) | 2001-03-22 | 2004-03-16 | Alps Electric Co., Ltd. | Magnetic sensing element permitting decrease in effective element size while maintaining large optical element size |
JP2002314168A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Fujitsu Ltd | Cpp構造電磁変換素子およびその製造方法 |
US6833982B2 (en) | 2001-05-03 | 2004-12-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic tunnel junction sensor with a free layer biased by longitudinal layers interfacing top surfaces of free layer extensions which extend beyond an active region of the sensor |
JP4043438B2 (ja) | 2001-07-24 | 2008-02-06 | シーゲイト テクノロジー エルエルシー | 高度異方性メディア用の書き込みヘッド |
US6826022B2 (en) * | 2001-08-13 | 2004-11-30 | Alps Electric Co., Ltd. | CPP type magnetic sensor or magnetic sensor using tunnel effect, and manufacturing method therefor |
US6731477B2 (en) | 2001-09-20 | 2004-05-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Current-perpendicular-to-plane spin-valve sensor with metallic oxide barrier layer and method of fabrication |
US7151654B1 (en) * | 2002-03-12 | 2006-12-19 | Seagate Technology Llc | TMR head structure with conductive shunt |
KR100455296B1 (ko) * | 2002-05-15 | 2004-11-06 | 삼성전자주식회사 | 자기재생헤드 |
US6806523B2 (en) * | 2002-07-15 | 2004-10-19 | Micron Technology, Inc. | Magnetoresistive memory devices |
US7068582B2 (en) * | 2002-09-30 | 2006-06-27 | The Regents Of The University Of California | Read head for ultra-high-density information storage media and method for making the same |
US20040071951A1 (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-15 | Sungho Jin | Ultra-high-density information storage media and methods for making the same |
US20050079282A1 (en) * | 2002-09-30 | 2005-04-14 | Sungho Jin | Ultra-high-density magnetic recording media and methods for making the same |
US7170720B2 (en) * | 2003-08-28 | 2007-01-30 | Headway Technologies, Inc. | CPP read head for high density and shield noise suppression |
US7177122B2 (en) * | 2003-10-27 | 2007-02-13 | Seagate Technology Llc | Biasing for tri-layer magnetoresistive sensors |
US7492550B2 (en) * | 2003-11-18 | 2009-02-17 | Tandberg Storage Asa | Magnetic recording head and method for high coercivity media, employing concentrated stray magnetic fields |
US7019371B2 (en) * | 2004-01-26 | 2006-03-28 | Seagate Technology Llc | Current-in-plane magnetic sensor including a trilayer structure |
US7248434B2 (en) * | 2004-03-10 | 2007-07-24 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Planarized perpendicular pole tip system and method for manufacturing the same |
US7246424B2 (en) * | 2004-04-13 | 2007-07-24 | Seagate Technology Llc | Magnetic devices having magnetic features with CMP stop layers |
US7324310B2 (en) * | 2004-04-30 | 2008-01-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Self-pinned dual CPP sensor exchange pinned at stripe back-end to avoid amplitude flipping |
US7256969B1 (en) * | 2004-06-07 | 2007-08-14 | Storage Technology Corporation | Discrete step stabilization of narrow-track AMR read sensors |
US7382589B2 (en) * | 2004-11-18 | 2008-06-03 | Headway Technologies, Inc. | CPP with elongated pinned layer |
US7310206B2 (en) * | 2004-12-28 | 2007-12-18 | Sae Magnetics (H.K.) Ltd. | Magnetic thin film head with heat-assisted write section and hard disk drive incorporating same |
US8178165B2 (en) * | 2005-01-21 | 2012-05-15 | The Regents Of The University Of California | Method for fabricating a long-range ordered periodic array of nano-features, and articles comprising same |
US7414817B2 (en) * | 2005-02-07 | 2008-08-19 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetoresistive sensor having a laminated hard magnet structure for free layer biasing |
US7570461B2 (en) * | 2005-02-28 | 2009-08-04 | Seagate Technology Llc | Magnetic sensor with in-stack biasing |
US7715154B2 (en) * | 2005-04-13 | 2010-05-11 | Seagate Technology Llc | Suppression of spin momentum transfer and related torques in magnetoresistive elements |
US20060250726A1 (en) * | 2005-05-09 | 2006-11-09 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B. V. | Shield structure in magnetic recording heads |
JP2007157250A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | Alps Electric Co Ltd | 磁気ヘッド装置 |
US7522391B2 (en) * | 2005-12-14 | 2009-04-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Current perpendicular to plane magnetoresistive sensor having a shape enhanced pinned layer and an in stack bias structure |
US7405909B2 (en) * | 2006-03-14 | 2008-07-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Current perpendicular to plane (CPP) magnetoresistive sensor with free layer biasing by exchange pinning at back edge |
US8015694B2 (en) * | 2007-12-18 | 2011-09-13 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for making a scissoring-type current-perpendicular-to-the-plane (CPP) magnetoresistive sensor |
US7876534B2 (en) * | 2008-01-15 | 2011-01-25 | Tdk Corporation | Magneto-resistive effect device of the CPP type, and magnetic disk system |
US7881023B2 (en) * | 2008-01-24 | 2011-02-01 | Tdk Corporation | Magnetoresistive device of the CPP type, and magnetic disk system |
US8233247B2 (en) * | 2008-04-11 | 2012-07-31 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Scissoring-type current-perpendicular-to-the-plane giant magnetoresistance (CPP-GMR) sensors with damped free layer structures |
US8018691B2 (en) | 2008-10-20 | 2011-09-13 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | CPP dual free layer magnetoresistive head for magnetic data storage |
US8194363B2 (en) * | 2009-02-26 | 2012-06-05 | Tdk Corporation | Thin film magnetic head provided with dual synthetic free layers |
US8077424B2 (en) * | 2009-05-28 | 2011-12-13 | Seagate Technology, Llc | Transducer design with a sensor close to write pole |
US20110007426A1 (en) | 2009-07-13 | 2011-01-13 | Seagate Technology Llc | Trapezoidal back bias and trilayer reader geometry to enhance device performance |
US8659855B2 (en) * | 2010-03-19 | 2014-02-25 | Seagate Technology Llc | Trilayer reader with current constraint at the ABS |
US8289660B2 (en) | 2010-06-16 | 2012-10-16 | Seagate Technology Llc | Auxiliary magnetoresistive shield |
US8553369B2 (en) | 2010-11-30 | 2013-10-08 | Seagate Technology Llc | Magnetic element with improved stability and including at least one antiferromagnetic tab |
US8705212B2 (en) | 2011-04-25 | 2014-04-22 | Seagate Technology Llc | Magnetic element with enhanced coupling portion |
US8390963B2 (en) * | 2011-04-25 | 2013-03-05 | Seagate Technology Llc | Trilayer reader with current constraint at the ABS |
US8582249B2 (en) | 2011-04-26 | 2013-11-12 | Seagate Technology Llc | Magnetic element with reduced shield-to-shield spacing |
US8922950B2 (en) | 2011-05-06 | 2014-12-30 | Seagate Technology Llc | Multi-layer magnetoresistive shield with transition metal layer |
US8675315B2 (en) | 2011-07-29 | 2014-03-18 | Seagate Technology Llc | Magnetic sensor with anisotropic liner |
US8755154B2 (en) | 2011-09-13 | 2014-06-17 | Seagate Technology Llc | Tuned angled uniaxial anisotropy in trilayer magnetic sensors |
US8749924B2 (en) | 2011-09-13 | 2014-06-10 | Seagate Technology Llc | Tuned shunt ratio for magnetic sensors |
US8907666B2 (en) | 2011-09-30 | 2014-12-09 | HGST Netherlands B.V. | Magnetic bias structure for magnetoresistive sensor having a scissor structure |
US8879214B2 (en) | 2011-12-21 | 2014-11-04 | HGST Netherlands B.V. | Half metal trilayer TMR reader with negative interlayer coupling |
US8780508B2 (en) | 2012-06-29 | 2014-07-15 | Seagate Technology Llc | Magnetic element with biased side shield lamination |
US8837092B2 (en) | 2012-06-29 | 2014-09-16 | Seagate Technology Llc | Magnetic element with biasing structure distal the air bearing surface |
US8896971B2 (en) | 2012-08-21 | 2014-11-25 | Seagate Technology Llc | Aligned magnetic insulating feature |
US9153258B2 (en) | 2013-12-03 | 2015-10-06 | HGST Netherlands B.V. | Scissor magnetic read sensor with novel multi-layer bias structure for uniform free layer biasing |
US9513349B2 (en) | 2014-02-06 | 2016-12-06 | HGST Netherlands B.V. | Scissor type magnetic sensor with high magnetic moment bias structure for reduced signal asymmetry |
US9406320B2 (en) | 2014-08-20 | 2016-08-02 | HGST Netherlands B.V. | Scissor unidirectional biasing with hard bias stabilized soft bias |
US9007725B1 (en) | 2014-10-07 | 2015-04-14 | Western Digital (Fremont), Llc | Sensor with positive coupling between dual ferromagnetic free layer laminates |
US9449621B1 (en) | 2015-03-26 | 2016-09-20 | Western Digital (Fremont), Llc | Dual free layer magnetic reader having a rear bias structure having a high aspect ratio |
US10891974B1 (en) * | 2017-06-07 | 2021-01-12 | Sandisk Technologies Llc | Magnetic head with current assisted magnetic recording and method of making thereof |
US10896690B1 (en) | 2017-06-07 | 2021-01-19 | Sandisk Technologies Llc | Magnetic head with current assisted magnetic recording and method of making thereof |
US10839844B1 (en) | 2018-06-18 | 2020-11-17 | Western Digital Technologies, Inc. | Current-assisted magnetic recording write head with wide conductive element in the write gap |
US10891975B1 (en) | 2018-10-09 | 2021-01-12 | SanDiskTechnologies LLC. | Magnetic head with assisted magnetic recording and method of making thereof |
US11017801B1 (en) | 2018-10-09 | 2021-05-25 | Western Digital Technologies, Inc. | Magnetic head with assisted magnetic recording and method of making thereof |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4476454A (en) * | 1983-06-30 | 1984-10-09 | International Business Machines Corporation | New magnetoresistive materials |
US4967298A (en) * | 1987-02-17 | 1990-10-30 | Mowry Greg S | Magnetic head with magnetoresistive sensor, inductive write head, and shield |
US4881143A (en) * | 1988-01-19 | 1989-11-14 | Hewlett-Packard Company | Compensated magneto-resistive read head |
FR2665011B1 (fr) * | 1990-07-20 | 1992-09-18 | Thomson Csf | Tete magnetique de lecture a effet magneto-resistif. |
US5206590A (en) * | 1990-12-11 | 1993-04-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
JPH0520646A (ja) * | 1991-07-15 | 1993-01-29 | Sony Corp | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツド |
EP0565102A2 (en) * | 1992-04-10 | 1993-10-13 | Hitachi Maxell, Ltd. | Magnetic laminations and magnetic heads and magnetic recording/reproducing devices using a magnetic lamination |
JPH06150259A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-05-31 | Hitachi Ltd | 磁気ヘッド |
US5373238A (en) * | 1992-11-06 | 1994-12-13 | International Business Machines Corporation | Four layer magnetoresistance device and method for making a four layer magnetoresistance device |
US5301079A (en) * | 1992-11-17 | 1994-04-05 | International Business Machines Corporation | Current biased magnetoresistive spin valve sensor |
TW265440B (ja) * | 1993-04-30 | 1995-12-11 | Ibm | |
US5966272A (en) * | 1993-06-21 | 1999-10-12 | Read-Rite Corporation | Magnetoresistive read head having an exchange layer |
US5465185A (en) * | 1993-10-15 | 1995-11-07 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive spin valve sensor with improved pinned ferromagnetic layer and magnetic recording system using the sensor |
US5576914A (en) * | 1994-11-14 | 1996-11-19 | Read-Rite Corporation | Compact read/write head having biased GMR element |
-
1994
- 1994-11-14 US US08/337,878 patent/US5576914A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-11-13 EP EP95117873A patent/EP0712117A3/en not_active Withdrawn
- 1995-11-13 JP JP7294210A patent/JPH08212517A/ja active Pending
-
1996
- 1996-07-17 US US08/682,270 patent/US5784224A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7916429B2 (en) | 2007-07-30 | 2011-03-29 | Tdk Corporation | Magnetic field detecting element having thin stack with a plurality of free layers and thick bias magnetic layer |
JP2010092579A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Headway Technologies Inc | 磁気再生ヘッドおよびその形成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5576914A (en) | 1996-11-19 |
EP0712117A3 (en) | 1996-08-28 |
EP0712117A2 (en) | 1996-05-15 |
US5784224A (en) | 1998-07-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH08212517A (ja) | バイアスされた巨大磁気抵抗(gmr)要素を有する小型の読出/書込磁気ヘッド、その製造方法、及びそれによるフラックス遷移検出方法 | |
US5637235A (en) | Shaped spin valve type magnetoresistive transducer and method for fabricating the same incorporating domain stabilization technique | |
US5972420A (en) | Magnetoresistive sensor manufacturing method | |
US6103136A (en) | Method for forming a soft adjacent layer (SAL) magnetoresistive (MR) sensor element with transversely magnetically biased soft adjacent layer (SAL) | |
US6914761B2 (en) | Magnetoresistive sensor with magnetic flux paths surrounding non-magnetic regions of ferromagnetic material layer | |
US5883763A (en) | Read/write head having a GMR sensor biased by permanent magnets located between the GMR and the pole shields | |
EP0269129B1 (en) | Thin film magnetic head | |
JP2812826B2 (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッドおよびその製造方法 | |
US20020017018A1 (en) | Manufacturing method of magneto-resistive effect type head | |
US7511928B2 (en) | Magnetic tunnel effect type magnetic head, and recorder/player | |
JP2849354B2 (ja) | 磁気変換素子及び薄膜磁気ヘッド | |
US6120920A (en) | Magneto-resistive effect magnetic head | |
WO2001004878A1 (fr) | Tete a effet de resistance magnetique, procede de fabrication, et dispositif de reproduction d'information | |
JPH10163544A (ja) | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 | |
JP2002100011A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方法 | |
JPH1131313A (ja) | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 | |
JPH11232616A (ja) | 磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造方法 | |
JPH11134612A (ja) | 薄膜磁気ヘッド及び記録再生分離型ヘッドの製造方法 | |
JPH08129718A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気センサ | |
JP3210139B2 (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド | |
JPH08221717A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド | |
JPH10275310A (ja) | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 | |
JPH07307502A (ja) | 磁気センサとそれを用いた磁気記録再生ヘッドおよび磁気記録再生装置 | |
JP2003059011A (ja) | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法及び磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド | |
JPH0863716A (ja) | 磁気抵抗効果型ヘッド |