JPH09185809A - 磁気ヘッド - Google Patents
磁気ヘッドInfo
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- JPH09185809A JPH09185809A JP8270702A JP27070296A JPH09185809A JP H09185809 A JPH09185809 A JP H09185809A JP 8270702 A JP8270702 A JP 8270702A JP 27070296 A JP27070296 A JP 27070296A JP H09185809 A JPH09185809 A JP H09185809A
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- magnetoresistive element
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- 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
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- 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
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気バイアス磁界が付与された巨大磁気抵抗
要素等を組み込んだ場合に、使用し得る感知電流の大き
さが制限されることなく、拡大された感知電流値の範囲
にて磁気ヘッド応答の線形化を実現するような磁気ヘッ
ドを提供する。 【解決手段】 磁気ヘッドが、磁気媒体中の磁気配向領
域を感知する磁気抵抗要素と、磁気抵抗要素と結合する
ことにより、所定のバイアス磁化方向を有する磁気バイ
アス磁界を磁気抵抗要素内に発生させる磁気バイアス手
段と、磁気ヘッド内に磁界を発生させる感知電流を上記
磁気抵抗要素へ供給することにより、磁気媒体の磁気配
向領域に応じた磁気抵抗要素の抵抗変化を検出する感知
手段とを備える。磁気バイアス手段は、感知手段による
磁気バイアス磁界への影響を効果的に軽減するために、
磁気バイアス磁界の所定のバイアス磁化方向を修正する
手段を有し、これによって比較的振幅の大きい感知電流
を使用できるようにする。
要素等を組み込んだ場合に、使用し得る感知電流の大き
さが制限されることなく、拡大された感知電流値の範囲
にて磁気ヘッド応答の線形化を実現するような磁気ヘッ
ドを提供する。 【解決手段】 磁気ヘッドが、磁気媒体中の磁気配向領
域を感知する磁気抵抗要素と、磁気抵抗要素と結合する
ことにより、所定のバイアス磁化方向を有する磁気バイ
アス磁界を磁気抵抗要素内に発生させる磁気バイアス手
段と、磁気ヘッド内に磁界を発生させる感知電流を上記
磁気抵抗要素へ供給することにより、磁気媒体の磁気配
向領域に応じた磁気抵抗要素の抵抗変化を検出する感知
手段とを備える。磁気バイアス手段は、感知手段による
磁気バイアス磁界への影響を効果的に軽減するために、
磁気バイアス磁界の所定のバイアス磁化方向を修正する
手段を有し、これによって比較的振幅の大きい感知電流
を使用できるようにする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は薄膜形の磁気ヘッド
に関し、さらに詳しくは、巨大磁気抵抗(GiantMagneto
resistive:GMRと略記することもある)読出し用ヘ
ッドを組み込んだ薄膜形の磁気ヘッドの構造に関する。
に関し、さらに詳しくは、巨大磁気抵抗(GiantMagneto
resistive:GMRと略記することもある)読出し用ヘ
ッドを組み込んだ薄膜形の磁気ヘッドの構造に関する。
【0002】
【従来の技術、および、発明が解決しようとする課題】
本願発明の出願人が1994年11月14日に出願した同時係属
の米国特許願第08/337,878号(本願発明と同じ譲渡人に
譲渡された同時係属出願)は、軟磁性要素によって磁区
領域の配向に対しバイアス磁界を付与した構成の巨大磁
気抵抗要素(GMR要素)を開示している。この同時係
属出願の主題は本願発明の主題と関連しているので、こ
こでの説明は省略する。
本願発明の出願人が1994年11月14日に出願した同時係属
の米国特許願第08/337,878号(本願発明と同じ譲渡人に
譲渡された同時係属出願)は、軟磁性要素によって磁区
領域の配向に対しバイアス磁界を付与した構成の巨大磁
気抵抗要素(GMR要素)を開示している。この同時係
属出願の主題は本願発明の主題と関連しているので、こ
こでの説明は省略する。
【0003】従来の磁気ヘッドの代表例に関していえ
ば、現在知られている薄膜形の磁気ヘッドまたはトラン
スデューサ(Transducer)は、信号を記録するための誘
導形書込み要素と、記録した信号を読み出すための磁気
抵抗(Magnetoresistive:MRと略記することもある)
要素とを有している。書込み動作は一対の磁気書込み用
ポール(Magnetic Write Poles)によって行われる。こ
の磁気書込み用ポールは、磁路を形成すると共に、同磁
気書込み用ポールの先端領域に非磁性の電気/磁気エネ
ルギー変換用ギャップ(Transducing Nonmagnetic Gap
)を形成する。この電気/磁気エネルギー変換用ギャ
ップは、回転する磁気ディスクのような隣接する記録媒
体の表面近傍に浮上した状態で配置されている。この場
合、記録媒体上に記録される信号情報を表し、かつ、ポ
ールの磁路内に磁束の流れを生じさせるような電流を形
成するために、上記一対の磁気書込み用ポールの間には
電気コイルが形成されている。
ば、現在知られている薄膜形の磁気ヘッドまたはトラン
スデューサ(Transducer)は、信号を記録するための誘
導形書込み要素と、記録した信号を読み出すための磁気
抵抗(Magnetoresistive:MRと略記することもある)
要素とを有している。書込み動作は一対の磁気書込み用
ポール(Magnetic Write Poles)によって行われる。こ
の磁気書込み用ポールは、磁路を形成すると共に、同磁
気書込み用ポールの先端領域に非磁性の電気/磁気エネ
ルギー変換用ギャップ(Transducing Nonmagnetic Gap
)を形成する。この電気/磁気エネルギー変換用ギャ
ップは、回転する磁気ディスクのような隣接する記録媒
体の表面近傍に浮上した状態で配置されている。この場
合、記録媒体上に記録される信号情報を表し、かつ、ポ
ールの磁路内に磁束の流れを生じさせるような電流を形
成するために、上記一対の磁気書込み用ポールの間には
電気コイルが形成されている。
【0004】ここで、読出し動作は、一対の磁気シール
ドから一定の間隔を置いて設けられる磁気抵抗要素(M
R要素)によって行われる。隣接する記録済みの媒体か
ら受ける磁束の変化または磁束の遷移(Transitions )
に応じて変化するようなMR要素の抵抗を感知するため
に、このMR要素に対し感知電流が流される。従来の手
法では、MR要素を一対の磁気シールドから電気的に絶
縁すると共に、上記MR要素の一方の表面上に互いに独
立した一組の導電体を設けることによって、平面内電流
モード(Current-in-the-plane Mode )、すなわち、C
IPモードにて上記MR要素に基準電流を流していた。
しかしながら、このCIPモードは、エレクトロマイグ
レーション(Electromigration) に起因する短絡等の問
題を起こしている。また、CIPモードのMR要素は、
そのサイズが比較的大きくなると共に、その構造が複雑
なために大量生産を行うに際しては費用が嵩むという問
題があった。
ドから一定の間隔を置いて設けられる磁気抵抗要素(M
R要素)によって行われる。隣接する記録済みの媒体か
ら受ける磁束の変化または磁束の遷移(Transitions )
に応じて変化するようなMR要素の抵抗を感知するため
に、このMR要素に対し感知電流が流される。従来の手
法では、MR要素を一対の磁気シールドから電気的に絶
縁すると共に、上記MR要素の一方の表面上に互いに独
立した一組の導電体を設けることによって、平面内電流
モード(Current-in-the-plane Mode )、すなわち、C
IPモードにて上記MR要素に基準電流を流していた。
しかしながら、このCIPモードは、エレクトロマイグ
レーション(Electromigration) に起因する短絡等の問
題を起こしている。また、CIPモードのMR要素は、
そのサイズが比較的大きくなると共に、その構造が複雑
なために大量生産を行うに際しては費用が嵩むという問
題があった。
【0005】より最近になって、小型のMRヘッドが開
発されている。この種のMRヘッドでは、磁気書込み用
ポールがMR要素に対するシールドとしての役割を果た
すと共に、さらにMR要素の感知電流を伝導する手段と
しての役割も果たしている。上記のような小型のMRヘ
ッド形成に係る構造、および同MRヘッド形成の方法
は、アール・ロットメイヤ(R.Rottmayer )に付与され
た米国特許第5,446,613号に開示されているので、ここ
での詳細な説明は省略する。
発されている。この種のMRヘッドでは、磁気書込み用
ポールがMR要素に対するシールドとしての役割を果た
すと共に、さらにMR要素の感知電流を伝導する手段と
しての役割も果たしている。上記のような小型のMRヘ
ッド形成に係る構造、および同MRヘッド形成の方法
は、アール・ロットメイヤ(R.Rottmayer )に付与され
た米国特許第5,446,613号に開示されているので、ここ
での詳細な説明は省略する。
【0006】前述の同時係属の米国特許願第08/337,878
号に記載の発明によれば、小型の読出し/書込み用ヘッ
ドは、読出し信号中のノイズを低減し、かつ、磁束を感
知する際の線形性および利得を改善するような磁気的な
バイアス磁界が付与されたGMR要素を有している。典
型的に、このGMR要素は、コバルトおよび銅といった
ように、磁気的に伝導性である材料、および非伝導性で
ある材料からなる超薄形層を交互に積層して作られてい
る。上記GMR要素は、隣接する磁気記憶媒体によって
励起磁界がかかっていない場合、GMR要素において交
互に積層した層の主磁区は、シザー形(Scissor-type)の
構造を形成する。
号に記載の発明によれば、小型の読出し/書込み用ヘッ
ドは、読出し信号中のノイズを低減し、かつ、磁束を感
知する際の線形性および利得を改善するような磁気的な
バイアス磁界が付与されたGMR要素を有している。典
型的に、このGMR要素は、コバルトおよび銅といった
ように、磁気的に伝導性である材料、および非伝導性で
ある材料からなる超薄形層を交互に積層して作られてい
る。上記GMR要素は、隣接する磁気記憶媒体によって
励起磁界がかかっていない場合、GMR要素において交
互に積層した層の主磁区は、シザー形(Scissor-type)の
構造を形成する。
【0007】隣接する磁気記憶媒体によって上記GMR
要素に対し励起磁界がかけられると、この励起磁界は、
同励起磁界の極性に応じて、直交状態(90°の状態)
から接近した状態(0°の状態)の方へ上記シザー形の
構造を回転させるか、または、直交状態から反平行状態
(180°の状態)へ上記シザー形の構造を回転させ
る。この結果、GMR要素の出力に関係する余弦(GM
R要素の抵抗は余弦の関数で表される)の値は、ゼロ
(COS 90°)から正の1(COS 0°=+1)
に変化するか、または、ゼロから負の1(COS 18
0°=−1)に変化する。それゆえに、GMR要素の抵
抗に生じた変化は、上記励起磁界の変化の極性を示すこ
とになる。
要素に対し励起磁界がかけられると、この励起磁界は、
同励起磁界の極性に応じて、直交状態(90°の状態)
から接近した状態(0°の状態)の方へ上記シザー形の
構造を回転させるか、または、直交状態から反平行状態
(180°の状態)へ上記シザー形の構造を回転させ
る。この結果、GMR要素の出力に関係する余弦(GM
R要素の抵抗は余弦の関数で表される)の値は、ゼロ
(COS 90°)から正の1(COS 0°=+1)
に変化するか、または、ゼロから負の1(COS 18
0°=−1)に変化する。それゆえに、GMR要素の抵
抗に生じた変化は、上記励起磁界の変化の極性を示すこ
とになる。
【0008】しかしながら、上記の同時係属の米国特許
願第08/337,878号に記載のシザー形の構造においては、
GMR要素に流す感知電流によって発生する磁界には、
使用し得る感知電流の大きさを制限する傾向があるとい
う問題が生じていることが判明した。本発明は上記問題
点に鑑みてなされたものであり、磁気的なバイアス磁界
が付与されたGMR要素を組み込んだ場合に、GMR要
素に流す感知電流によって使用し得る感知電流の大きさ
が制限されることなく、より拡大された感知電流値の範
囲にわたって磁気ヘッド応答の線形化を実現することが
可能な磁気ヘッドを提供することを目的とするものであ
る。
願第08/337,878号に記載のシザー形の構造においては、
GMR要素に流す感知電流によって発生する磁界には、
使用し得る感知電流の大きさを制限する傾向があるとい
う問題が生じていることが判明した。本発明は上記問題
点に鑑みてなされたものであり、磁気的なバイアス磁界
が付与されたGMR要素を組み込んだ場合に、GMR要
素に流す感知電流によって使用し得る感知電流の大きさ
が制限されることなく、より拡大された感知電流値の範
囲にわたって磁気ヘッド応答の線形化を実現することが
可能な磁気ヘッドを提供することを目的とするものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、磁気配向領域を有する磁気媒体中の磁束の遷移を
検出するための本発明の磁気ヘッドは、上記磁気媒体中
の磁気配向領域を感知する磁気抵抗要素と、この磁気抵
抗要素と結合することによって、所定のバイアス磁化方
向を有する磁気バイアス磁界を上記磁気抵抗要素内に発
生させる磁気バイアス手段と、上記磁気ヘッド内に磁界
を発生させる感知電流を上記磁気抵抗要素へ供給するこ
とによって、上記磁気媒体の磁気配向領域に応じた磁気
抵抗要素の抵抗変化を検出する感知手段とを備えてい
る。さらに、上記磁気バイアス手段は、上記感知手段に
よる上記磁気バイアス磁界への影響を効果的に軽減する
ために、上記磁気バイアス磁界の所定のバイアス磁化方
向を修正する手段を有しており、この修正手段によっ
て、比較的振幅の大きい感知電流が使用できるように、
より拡大された感知電流値の範囲にわたって上記磁気ヘ
ッド応答の線形化を実現するように構成される。
めに、磁気配向領域を有する磁気媒体中の磁束の遷移を
検出するための本発明の磁気ヘッドは、上記磁気媒体中
の磁気配向領域を感知する磁気抵抗要素と、この磁気抵
抗要素と結合することによって、所定のバイアス磁化方
向を有する磁気バイアス磁界を上記磁気抵抗要素内に発
生させる磁気バイアス手段と、上記磁気ヘッド内に磁界
を発生させる感知電流を上記磁気抵抗要素へ供給するこ
とによって、上記磁気媒体の磁気配向領域に応じた磁気
抵抗要素の抵抗変化を検出する感知手段とを備えてい
る。さらに、上記磁気バイアス手段は、上記感知手段に
よる上記磁気バイアス磁界への影響を効果的に軽減する
ために、上記磁気バイアス磁界の所定のバイアス磁化方
向を修正する手段を有しており、この修正手段によっ
て、比較的振幅の大きい感知電流が使用できるように、
より拡大された感知電流値の範囲にわたって上記磁気ヘ
ッド応答の線形化を実現するように構成される。
【0010】好ましくは、上記磁気バイアス磁界の配向
が、上記感知手段により発生する上記磁界の配向方向と
反対になるような実質的な成分を有するようになってい
る。さらに詳しく説明すると、本発明の磁気ヘッドで
は、磁気バイアス磁界によるバイアス磁化の方向を、上
記の同時係属の米国特許願第08/337,878号に記載の方向
に対して傾斜させる。この磁気バイアス磁界の傾斜は、
感知電流に由来する磁界を効果的に減少させ、使用可能
な感知電流を1.2倍から4倍に増加させることが可能
になる。
が、上記感知手段により発生する上記磁界の配向方向と
反対になるような実質的な成分を有するようになってい
る。さらに詳しく説明すると、本発明の磁気ヘッドで
は、磁気バイアス磁界によるバイアス磁化の方向を、上
記の同時係属の米国特許願第08/337,878号に記載の方向
に対して傾斜させる。この磁気バイアス磁界の傾斜は、
感知電流に由来する磁界を効果的に減少させ、使用可能
な感知電流を1.2倍から4倍に増加させることが可能
になる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施の形態(以下、実施例と称する)を詳細に説明する。
図1は、本発明の磁気ヘッドの一実施例によるバイアス
磁界付与形GMR磁気ヘッドの構造を示す側面断面図で
ある。すなわち、図1は、磁気ヘッド100の断面を、
この磁気ヘッド近傍にある磁気媒体50と共に示す図で
ある。磁気媒体50は、磁気ヘッド構造に対してZ軸方
向(+Zまたは−Z)沿って移動する。この磁気ヘッド
100の構造は、磁気媒体50からX方向に向かって、
空気力学的に決まる浮上量(Flying Height )Hだけ離
間している。 磁気媒体50は、その表面上に形成され
る複数の予め配向された磁束領域51を有しており、こ
れらの磁束領域51の各々は+Z方向または−Z方向の
いずれかに配向される。例示の目的から、対向して配向
された複数の磁束領域51によって規定される第1の遷
移領域52は、媒体を越えて+X方向に延びる第1のフ
リンジ磁界(FringeField)を形成するように図示され
ている。また一方で、対向して配向された複数の磁束領
域51によって規定される第2の遷移領域53は、媒体
を越えて─X方向に延びる第2のフリンジ磁界を形成す
るように図示されている。
施の形態(以下、実施例と称する)を詳細に説明する。
図1は、本発明の磁気ヘッドの一実施例によるバイアス
磁界付与形GMR磁気ヘッドの構造を示す側面断面図で
ある。すなわち、図1は、磁気ヘッド100の断面を、
この磁気ヘッド近傍にある磁気媒体50と共に示す図で
ある。磁気媒体50は、磁気ヘッド構造に対してZ軸方
向(+Zまたは−Z)沿って移動する。この磁気ヘッド
100の構造は、磁気媒体50からX方向に向かって、
空気力学的に決まる浮上量(Flying Height )Hだけ離
間している。 磁気媒体50は、その表面上に形成され
る複数の予め配向された磁束領域51を有しており、こ
れらの磁束領域51の各々は+Z方向または−Z方向の
いずれかに配向される。例示の目的から、対向して配向
された複数の磁束領域51によって規定される第1の遷
移領域52は、媒体を越えて+X方向に延びる第1のフ
リンジ磁界(FringeField)を形成するように図示され
ている。また一方で、対向して配向された複数の磁束領
域51によって規定される第2の遷移領域53は、媒体
を越えて─X方向に延びる第2のフリンジ磁界を形成す
るように図示されている。
【0012】第1および第2の遷移領域52、53が磁
気ヘッド100の構造を通過すると、磁気ヘッド100
の構造内のGMR要素123は、磁束、すなわち、フリ
ンジ磁界を検出し、GMR要素自体の抵抗を変化させて
応答する。セラミック等の磁気的非伝導性材料からな
り、かつ、空気軸受スライダとして成形させる基板11
0は、磁気ヘッド100のバルク(Bulk)の部分を形成
すると共に、空気力学的な揚力を付与する。
気ヘッド100の構造を通過すると、磁気ヘッド100
の構造内のGMR要素123は、磁束、すなわち、フリ
ンジ磁界を検出し、GMR要素自体の抵抗を変化させて
応答する。セラミック等の磁気的非伝導性材料からな
り、かつ、空気軸受スライダとして成形させる基板11
0は、磁気ヘッド100のバルク(Bulk)の部分を形成
すると共に、空気力学的な揚力を付与する。
【0013】基板110は、X軸方向に延びる実質的に
平らな上表面111と、この上表面111に対して実質
的に直角に、かつ、Z軸方向へ延在するように切断加工
がなされた磁気媒体に対向する側壁115とを有してい
る。この基板側壁115と出会う上表面の端部を、以
下、前縁部113とよぶこととする。磁気的にも電気的
にも伝導性である材料(EC/MC材料)から作製され
る第1のポール/シールド層121は、前縁部113ま
で延在する基板の上表面111上に適合するように形成
される。この第1のポール/シールド層121は、パー
マロイのようなニッケル−鉄組成体でもよく、または、
高い透磁率を有する強磁性体であってもよい。第1のポ
ール/シールド層のZ軸方向の好ましい厚さは0.5μ
m(ミクロン)乃至10μmであり、さらに好ましい厚
さは2μm乃至3μmである。 種々の材料の電気的お
よび磁気的性質の記述にあたっては、以下、略式表示E
x/Mxを用いる。ここで、x=Cは伝導性であるこ
と、x=Nは非伝導性であること、x=Xは伝導性また
は非伝導性のいずれかであることを意味する。したがっ
て、EC/MCは電気的に非伝導性で、磁気的には伝導
性であることを意味し、そしてEX/MNは電気的には
伝導性または非伝導性のいずれかであり、磁気的には非
伝導性であることを表す。
平らな上表面111と、この上表面111に対して実質
的に直角に、かつ、Z軸方向へ延在するように切断加工
がなされた磁気媒体に対向する側壁115とを有してい
る。この基板側壁115と出会う上表面の端部を、以
下、前縁部113とよぶこととする。磁気的にも電気的
にも伝導性である材料(EC/MC材料)から作製され
る第1のポール/シールド層121は、前縁部113ま
で延在する基板の上表面111上に適合するように形成
される。この第1のポール/シールド層121は、パー
マロイのようなニッケル−鉄組成体でもよく、または、
高い透磁率を有する強磁性体であってもよい。第1のポ
ール/シールド層のZ軸方向の好ましい厚さは0.5μ
m(ミクロン)乃至10μmであり、さらに好ましい厚
さは2μm乃至3μmである。 種々の材料の電気的お
よび磁気的性質の記述にあたっては、以下、略式表示E
x/Mxを用いる。ここで、x=Cは伝導性であるこ
と、x=Nは非伝導性であること、x=Xは伝導性また
は非伝導性のいずれかであることを意味する。したがっ
て、EC/MCは電気的に非伝導性で、磁気的には伝導
性であることを意味し、そしてEX/MNは電気的には
伝導性または非伝導性のいずれかであり、磁気的には非
伝導性であることを表す。
【0014】EC/MN材料からなる第1接触要素12
2は、基板の前縁部113近くの第1のポール/シール
ド層121の前方部上に形成される。第1接触要素12
2は、例えば銅、金、銀、およびこれらの金属の合金か
らなるグループから選定したEC/MN材料の一つまた
は同EC/MN材料の任意の組合せにより構成すること
ができる。第1接触要素122のZ軸方向の好ましい厚
さは100Å(0.01μm)から2000Å(0.2
μm)の範囲にあり、そして、さらに好ましい厚さは3
00Å(0.03μm)から1500Å(0.15μ
m)の範囲にある。GMR要素123は、第1接触要素
122の上に形成される。GMR要素123は、例えば
コバルトおよび銅のような磁気的に伝導性および非伝導
性である材料からなる厚さ約20Å(0.002μm)
の複数層の超薄形層を交互に付着させて形成することが
できる。GMR要素123のZ軸方向の全体の厚さは好
ましくは60Å(0.006μm)から1000Å
(0.1μm)の範囲であり、そしてさらに好ましい厚
さは100Å(0.01μm)から500Å(0.05
μm)の範囲である。
2は、基板の前縁部113近くの第1のポール/シール
ド層121の前方部上に形成される。第1接触要素12
2は、例えば銅、金、銀、およびこれらの金属の合金か
らなるグループから選定したEC/MN材料の一つまた
は同EC/MN材料の任意の組合せにより構成すること
ができる。第1接触要素122のZ軸方向の好ましい厚
さは100Å(0.01μm)から2000Å(0.2
μm)の範囲にあり、そして、さらに好ましい厚さは3
00Å(0.03μm)から1500Å(0.15μ
m)の範囲にある。GMR要素123は、第1接触要素
122の上に形成される。GMR要素123は、例えば
コバルトおよび銅のような磁気的に伝導性および非伝導
性である材料からなる厚さ約20Å(0.002μm)
の複数層の超薄形層を交互に付着させて形成することが
できる。GMR要素123のZ軸方向の全体の厚さは好
ましくは60Å(0.006μm)から1000Å
(0.1μm)の範囲であり、そしてさらに好ましい厚
さは100Å(0.01μm)から500Å(0.05
μm)の範囲である。
【0015】GMR要素123の電気抵抗が、時間的に
変化する磁束に晒されたときに変動することは、一般に
知られていることである。誘導形トランスジューサとは
違って、磁気抵抗トランスジューサ(MRトランスジュ
ーサ)は、磁束遷移の変化の速さよりもむしろ磁束遷移
の大きさに対して感応し易い。このことは、例えばディ
スクの速度には非感応性であるといったような、誘導形
トランスデューサに勝る利点を磁気抵抗要素(MR要
素)に提供する。
変化する磁束に晒されたときに変動することは、一般に
知られていることである。誘導形トランスジューサとは
違って、磁気抵抗トランスジューサ(MRトランスジュ
ーサ)は、磁束遷移の変化の速さよりもむしろ磁束遷移
の大きさに対して感応し易い。このことは、例えばディ
スクの速度には非感応性であるといったような、誘導形
トランスデューサに勝る利点を磁気抵抗要素(MR要
素)に提供する。
【0016】第1接触要素122の材料と同じか、また
は同第1接触要素122の材料と等価なEC/MN材料
からなる第2の接触要素124は、GMR要素123上
に形成される。この第2接触要素124のZ軸方向の厚
さは、第1接触要素122の厚さとほぼ同じである。第
1のポール/シールド層121の材料と同じか、または
同第1のポール/シールド層121の材料と等価なEC
/MC材料からなる第2のポール/シールド層126
は、第2接触要素124上に形成されると共に、+X方
向に延びて第1のポール/シールド層121との間に後
方ギャップ130を形成する。第2のポール/シールド
層126のZ軸方向の厚さは、第1のポール/シールド
層121の厚さにほぼ等しいかまたはそれよりも厚くな
っている。
は同第1接触要素122の材料と等価なEC/MN材料
からなる第2の接触要素124は、GMR要素123上
に形成される。この第2接触要素124のZ軸方向の厚
さは、第1接触要素122の厚さとほぼ同じである。第
1のポール/シールド層121の材料と同じか、または
同第1のポール/シールド層121の材料と等価なEC
/MC材料からなる第2のポール/シールド層126
は、第2接触要素124上に形成されると共に、+X方
向に延びて第1のポール/シールド層121との間に後
方ギャップ130を形成する。第2のポール/シールド
層126のZ軸方向の厚さは、第1のポール/シールド
層121の厚さにほぼ等しいかまたはそれよりも厚くな
っている。
【0017】後方ギャップ130には、Al2O3 (酸化ア
ルミニウム)、SiN (窒化珪素)、またはハード焼付(h
ard-baked)型レジストのような電気的に非伝導性の材料
が充填される。第1のポール/シールド層121の上面
と、第2のポール/シールド層126の底面との間の前
縁部113における間隔は、前方書込みギャップ(図2
のG)を規定する。前方書込みギャップGの寸法は、第
1接触要素122、GMR要素123、および第2接触
要素124の各々のZ軸方向の厚さを組み合せたものに
よって決定される。後方ギャップ130のZ軸方向の寸
法は、前方書込みギャップより大きくなってはならず、
かつ、第1のポール/シールド層121および第2のポ
ール/シールド層126間の電気的絶縁性が保証される
限りにおいて、できるだけ小さい寸法であるのが好まし
い。
ルミニウム)、SiN (窒化珪素)、またはハード焼付(h
ard-baked)型レジストのような電気的に非伝導性の材料
が充填される。第1のポール/シールド層121の上面
と、第2のポール/シールド層126の底面との間の前
縁部113における間隔は、前方書込みギャップ(図2
のG)を規定する。前方書込みギャップGの寸法は、第
1接触要素122、GMR要素123、および第2接触
要素124の各々のZ軸方向の厚さを組み合せたものに
よって決定される。後方ギャップ130のZ軸方向の寸
法は、前方書込みギャップより大きくなってはならず、
かつ、第1のポール/シールド層121および第2のポ
ール/シールド層126間の電気的絶縁性が保証される
限りにおいて、できるだけ小さい寸法であるのが好まし
い。
【0018】次に、図2を参照する。この図2は、Y−
Z面31から見た磁気ヘッド構造100に関連する部分
の前方から見た正面図である。なお、これ以降、前述し
た構成要素と同様のものについては、同一の参照番号を
付して表すこととする。第1のポール/シールド層12
1から第2のポール/シールド層126までに含まれる
要素121〜126はI字状ビーム(梁)のプロフィー
ルを有しているのが好ましい。このI字状ビームのプロ
フィールのY軸方向の幅は、要素(第1のポール/シー
ルド層)121の上方部分、要素(第1接触要素、GM
R要素および第2接触要素)122から124、および
要素(第2のポール/シールド層)126の下方部分に
よって規定され、その幅は0.1μmから0.2μmの
範囲にあるのが好ましい。要素121の上部分と要素1
26によってそれぞれ決定されるI字状ビームの底部キ
ャップおよび上部キャップは、1.5乃至10倍だけ他
の部分よりも広くなっているのが好ましい。
Z面31から見た磁気ヘッド構造100に関連する部分
の前方から見た正面図である。なお、これ以降、前述し
た構成要素と同様のものについては、同一の参照番号を
付して表すこととする。第1のポール/シールド層12
1から第2のポール/シールド層126までに含まれる
要素121〜126はI字状ビーム(梁)のプロフィー
ルを有しているのが好ましい。このI字状ビームのプロ
フィールのY軸方向の幅は、要素(第1のポール/シー
ルド層)121の上方部分、要素(第1接触要素、GM
R要素および第2接触要素)122から124、および
要素(第2のポール/シールド層)126の下方部分に
よって規定され、その幅は0.1μmから0.2μmの
範囲にあるのが好ましい。要素121の上部分と要素1
26によってそれぞれ決定されるI字状ビームの底部キ
ャップおよび上部キャップは、1.5乃至10倍だけ他
の部分よりも広くなっているのが好ましい。
【0019】図2の第2のポール/シールド層126の
下方部分のZ軸方向の高さはGの1乃至10倍であるの
が好ましく、Gの3約倍であるのがさらに好ましい。同
様に、要素(第1のポール/シールド層)121の上方
部分、すなわち、茎部を形成する部分のZ軸方向高さ
は、Gの1乃至10倍であるのが好ましく、Gの約3倍
であるのがさらに好ましい。
下方部分のZ軸方向の高さはGの1乃至10倍であるの
が好ましく、Gの3約倍であるのがさらに好ましい。同
様に、要素(第1のポール/シールド層)121の上方
部分、すなわち、茎部を形成する部分のZ軸方向高さ
は、Gの1乃至10倍であるのが好ましく、Gの約3倍
であるのがさらに好ましい。
【0020】詳細には図示されていないが、Al2O3 、ハ
ード焼付型レジスト、またはSiN のような材料を単独
で、あるいは複数用いて構成したEN/MN充填・平坦
化構造により、基板の上表面111から少なくとも第2
のポール/シールド層126の底部に至るまでの範囲に
わたってI字状ビームのプロフィールが覆われる。さら
に、もし望ましければ、第2のポール/シールド層12
6を不活性化EN/MN材料によって覆うことができ
る。
ード焼付型レジスト、またはSiN のような材料を単独
で、あるいは複数用いて構成したEN/MN充填・平坦
化構造により、基板の上表面111から少なくとも第2
のポール/シールド層126の底部に至るまでの範囲に
わたってI字状ビームのプロフィールが覆われる。さら
に、もし望ましければ、第2のポール/シールド層12
6を不活性化EN/MN材料によって覆うことができ
る。
【0021】ここで、再び図1を参照する。要素122
から124のX軸方向の長さは、50μmから200μ
mであるのが好ましく、さらに100μmから150μ
mの範囲にあるのが好ましい。図1からわかるように、
第1および第2のポール/シールド層121、126
は、サンドイッチ状の要素122から124の部分を超
えてX軸方向に延在している。
から124のX軸方向の長さは、50μmから200μ
mであるのが好ましく、さらに100μmから150μ
mの範囲にあるのが好ましい。図1からわかるように、
第1および第2のポール/シールド層121、126
は、サンドイッチ状の要素122から124の部分を超
えてX軸方向に延在している。
【0022】参照番号141から144で示される伝導
性の巻線部材を有するプレーナ形コイル(Planar coil、
またはフラットコイルともいう)140は、後方ギャッ
プの周囲に形成されるが、EN/MN充填・平坦化構造
によって第1および第2のポール/シールド層121、
126からは絶縁される。書込み回路150は、プレー
ナ形コイル140の対向端(例えば、上記プレーナ形コ
イルを上から見たときに同コイルが螺旋形である場合、
巻線部材141と143)に結線される。そして、上記
書込み回路150は、書込みモードの動作中、後方ギャ
ップ130の前方側に位置する巻線部材141、142
を介して電流IW を第1方向(+Y)に流すと共に、後
方ギャップ130の後方側に位置する巻線部材143、
144を介して電流IW を第2方向(−Y)に流し、前
方ギャップ(前方書込みギャップ)および後方ギャップ
を通して磁束の流れを誘導する。書込み動作中、前方ギ
ャップを横切る磁束の流れの変化は、磁性媒体50の磁
束領域(すなわち、磁化領域)51に対し異なった磁気
配向を生じさせる。
性の巻線部材を有するプレーナ形コイル(Planar coil、
またはフラットコイルともいう)140は、後方ギャッ
プの周囲に形成されるが、EN/MN充填・平坦化構造
によって第1および第2のポール/シールド層121、
126からは絶縁される。書込み回路150は、プレー
ナ形コイル140の対向端(例えば、上記プレーナ形コ
イルを上から見たときに同コイルが螺旋形である場合、
巻線部材141と143)に結線される。そして、上記
書込み回路150は、書込みモードの動作中、後方ギャ
ップ130の前方側に位置する巻線部材141、142
を介して電流IW を第1方向(+Y)に流すと共に、後
方ギャップ130の後方側に位置する巻線部材143、
144を介して電流IW を第2方向(−Y)に流し、前
方ギャップ(前方書込みギャップ)および後方ギャップ
を通して磁束の流れを誘導する。書込み動作中、前方ギ
ャップを横切る磁束の流れの変化は、磁性媒体50の磁
束領域(すなわち、磁化領域)51に対し異なった磁気
配向を生じさせる。
【0023】読出し回路160は、第1および第2のポ
ール/シールド層121、126の対向する後端部に接
続される。そして、上記読出し回路160は、読出しモ
ードの動作中、サンドイッチ状の要素122から124
までを介してZ軸方向に感知電流IR を流す。IR 中の
読出し−感知電流は、GMR要素(GMR素子)123
を通して同GMR素子の面に垂直に流れるので、CIP
動作に基づいて設計されたこれまでのものに付随してい
た問題、すなわち、面内エレクトロマイグレーション(I
n-the-plane Electromigration) に関する問題や、磁気
バイアス磁界に関する問題を解消することができる。
ール/シールド層121、126の対向する後端部に接
続される。そして、上記読出し回路160は、読出しモ
ードの動作中、サンドイッチ状の要素122から124
までを介してZ軸方向に感知電流IR を流す。IR 中の
読出し−感知電流は、GMR要素(GMR素子)123
を通して同GMR素子の面に垂直に流れるので、CIP
動作に基づいて設計されたこれまでのものに付随してい
た問題、すなわち、面内エレクトロマイグレーション(I
n-the-plane Electromigration) に関する問題や、磁気
バイアス磁界に関する問題を解消することができる。
【0024】電気的に非伝導性である磁気バイアス要素
180は、第1接触要素122、GMR要素123、お
よび第2接触要素124の組合せ体の背後に位置してい
る。また一方で、この磁気バイアス要素180は、第1
および第2のポール/シールド層121、126の間に
挟まれるようにして配置される。磁気バイアス要素18
0は、実質的にX軸方向(+Xまたは−X)に延びる磁
気バイアス磁界をGMR要素123内に形成する。
180は、第1接触要素122、GMR要素123、お
よび第2接触要素124の組合せ体の背後に位置してい
る。また一方で、この磁気バイアス要素180は、第1
および第2のポール/シールド層121、126の間に
挟まれるようにして配置される。磁気バイアス要素18
0は、実質的にX軸方向(+Xまたは−X)に延びる磁
気バイアス磁界をGMR要素123内に形成する。
【0025】図3の拡大された側面図において、参照番
号161はバイアスマグネット等の磁気バイアス要素1
80によるバイアス磁化磁界を示す矢印であって、丸で
囲んだX記号162は、バイアスマグネットの傾きによ
って誘導される磁界の磁力線(図4中にの矢印162に
よって示す)の端を示す。底部の第1のポール/シール
ド層121や、GMR要素や、上部の第2のポール/シ
ールド層126を流れる感知電流は、矢印163によっ
て示されている。上部の第2のポール/シールド層12
6と、第2接触要素である導電体124とを取り除いた
状態を示す図4の上面図は、本発明による磁気バイアス
磁界の傾きを矢印161により示す。この矢印161
は、図4の水平面に関して傾けられ、そのX−Y平面の
成分は参照番号162aおよび162bによって示され
ている。
号161はバイアスマグネット等の磁気バイアス要素1
80によるバイアス磁化磁界を示す矢印であって、丸で
囲んだX記号162は、バイアスマグネットの傾きによ
って誘導される磁界の磁力線(図4中にの矢印162に
よって示す)の端を示す。底部の第1のポール/シール
ド層121や、GMR要素や、上部の第2のポール/シ
ールド層126を流れる感知電流は、矢印163によっ
て示されている。上部の第2のポール/シールド層12
6と、第2接触要素である導電体124とを取り除いた
状態を示す図4の上面図は、本発明による磁気バイアス
磁界の傾きを矢印161により示す。この矢印161
は、図4の水平面に関して傾けられ、そのX−Y平面の
成分は参照番号162aおよび162bによって示され
ている。
【0026】上方に延びるバイアス磁界の垂直成分16
2a(図3)は、矢印163によって示される感知電流
によって形成される円形磁界を低減するかまたは除去す
る効果を有している。磁気バイアス磁界161のY軸方
向成分162aは、マグネット近傍で強められると共
に、感知電流による磁界を消去する。GMR要素123
の他の側では、磁界162aはより小さくなり、感知電
流による磁界に加えられる。この結果、全体的な効果と
して、磁気バイアス磁界のY軸方向成分の傾きによって
感知電流の正味の部分が消去される。
2a(図3)は、矢印163によって示される感知電流
によって形成される円形磁界を低減するかまたは除去す
る効果を有している。磁気バイアス磁界161のY軸方
向成分162aは、マグネット近傍で強められると共
に、感知電流による磁界を消去する。GMR要素123
の他の側では、磁界162aはより小さくなり、感知電
流による磁界に加えられる。この結果、全体的な効果と
して、磁気バイアス磁界のY軸方向成分の傾きによって
感知電流の正味の部分が消去される。
【0027】図5は、本発明を適用しない場合の感知電
流の振幅の変化に対するGMRヘッドの応答の様子を示
すグラフである。図5に図示のグラフは、感知電流の振
幅の変化が、平面に直交する電流モード(Current-perp
endicular-to-the-plane Mode )、すなわち、CPPモ
ードで動作するGMRトランスデューサの出力に与える
影響を示す。0から4ミリアンペア(mA)の振幅の範
囲の感知電流に関していえば、GMR出力信号は、遷移
励起強さ(Transition Excitation Strength)が−0.
5memu/cm2 から+0.2memu/cm2 まで
完全に線形である。しかし、感知電流の振幅が4mA以
上になると、5mAおよび10mAのグラフが示すよう
にGMR出力信号は非線形となり、感知電流として上記
の値を使用することは不適当である。
流の振幅の変化に対するGMRヘッドの応答の様子を示
すグラフである。図5に図示のグラフは、感知電流の振
幅の変化が、平面に直交する電流モード(Current-perp
endicular-to-the-plane Mode )、すなわち、CPPモ
ードで動作するGMRトランスデューサの出力に与える
影響を示す。0から4ミリアンペア(mA)の振幅の範
囲の感知電流に関していえば、GMR出力信号は、遷移
励起強さ(Transition Excitation Strength)が−0.
5memu/cm2 から+0.2memu/cm2 まで
完全に線形である。しかし、感知電流の振幅が4mA以
上になると、5mAおよび10mAのグラフが示すよう
にGMR出力信号は非線形となり、感知電流として上記
の値を使用することは不適当である。
【0028】この非直線性こそ、本発明に従って、図4
に示すようにバイアスマグネット手段(例えば、バイア
スマグネットである磁気バイアス要素180)による磁
界に傾斜、すなわち、角度を与えることによって消去さ
れるものである。傾斜した磁気バイアス磁界の垂直成分
は、感知電流によって生ずる磁界のバイアス磁界への影
響を減少させると共に、感知電流の広範な値に対して、
GMRトランスデューサの応答に対し線形性を付与す
る。それゆえに、傾斜した磁気バイアス磁界を使用しな
い場合に比べて、1.2倍から4倍の振幅を有する感知
電流の使用が可能になる。図5の例では、形状寸法が1
/2μm×1/4μmであり、浮上量が250Å以下
(H≦250Å)である読出し要素の場合、GMR出力
応答の線形動作を保証するための遷移励起強さの好まし
い範囲は、−0.3memu/cm2から+0.3me
mu/cm2 である。
に示すようにバイアスマグネット手段(例えば、バイア
スマグネットである磁気バイアス要素180)による磁
界に傾斜、すなわち、角度を与えることによって消去さ
れるものである。傾斜した磁気バイアス磁界の垂直成分
は、感知電流によって生ずる磁界のバイアス磁界への影
響を減少させると共に、感知電流の広範な値に対して、
GMRトランスデューサの応答に対し線形性を付与す
る。それゆえに、傾斜した磁気バイアス磁界を使用しな
い場合に比べて、1.2倍から4倍の振幅を有する感知
電流の使用が可能になる。図5の例では、形状寸法が1
/2μm×1/4μmであり、浮上量が250Å以下
(H≦250Å)である読出し要素の場合、GMR出力
応答の線形動作を保証するための遷移励起強さの好まし
い範囲は、−0.3memu/cm2から+0.3me
mu/cm2 である。
【図1】本発明の磁気ヘッドの一実施例によるバイアス
磁界付与形GMR磁気ヘッドの構造を示す側面断面図で
ある。
磁界付与形GMR磁気ヘッドの構造を示す側面断面図で
ある。
【図2】図1に図示のバイアス磁界付与形GMR磁気ヘ
ッドの構造の正面断面図である。
ッドの構造の正面断面図である。
【図3】新規なGMRヘッド構造の一部の拡大し、か
つ、その内部の磁界方向を示す側面断面図である。
つ、その内部の磁界方向を示す側面断面図である。
【図4】本発明の実施例により構成されるGMRヘッド
構造の一部を拡大し、かつ、バイアス磁界の傾きを示す
平面断面図である。
構造の一部を拡大し、かつ、バイアス磁界の傾きを示す
平面断面図である。
【図5】本発明を適用しない場合の感知電流の振幅の変
化に対するGMRヘッドの応答の様子を示すグラフであ
る。
化に対するGMRヘッドの応答の様子を示すグラフであ
る。
50…磁気媒体 52…第1の遷移領域 53…第2の遷移領域 100…磁気ヘッド 111…基板 121…第1のポール/シールド層 122…第1接触要素 123…GMR要素 124…第2接触要素 126…第2のポール/シールド層 140…プレーナ形コイル 150…書込み回路 160…読出し回路 180…磁気バイアス要素
Claims (6)
- 【請求項1】 磁気配向領域を有する磁気媒体中の磁束
の遷移を検出するための磁気ヘッドであって、 前記磁気媒体中の磁気配向領域を感知する磁気抵抗要素
と、 該磁気抵抗要素と結合することによって、所定のバイア
ス磁化方向を有する磁気バイアス磁界を該磁気抵抗要素
内に発生させる磁気バイアス手段と、 前記磁気ヘッド内に磁界を発生させる感知電流を前記磁
気抵抗要素へ供給することによって、前記磁気媒体の前
記磁気配向領域に応じた前記磁気抵抗要素の抵抗変化を
検出する感知手段とを備え、 前記磁気バイアス手段は、前記感知手段による前記磁気
バイアス磁界への影響を効果的に軽減するために、前記
磁気バイアス磁界の所定のバイアス磁化方向を修正する
手段を有しており、 該磁気バイアス磁界の所定のバイアス磁化方向を修正す
る手段によって、比較的振幅の大きい感知電流が使用で
きるように、より拡大された感知電流値の範囲にわたっ
て前記磁気ヘッド応答の線形化を実現するように構成さ
れることを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項2】 前記磁気バイアス磁界の配向が、前記感
知手段により発生する前記磁界の配向方向と反対になる
ような実質的な成分を有するように修正される請求項1
記載の磁気ヘッド。 - 【請求項3】 前記磁気抵抗要素が巨大磁気抵抗要素か
らなる請求項1記載の磁気ヘッド。 - 【請求項4】 前記巨大磁気抵抗要素が、複数の平行な
平面を有し、かつ、平面に直交する電流モードで動作す
る請求項3記載の磁気ヘッド。 - 【請求項5】 前記磁気ヘッドが、さらに、第1の接触
要素および第2の接触要素を備えており、該第1および
第2接触要素は、前記巨大磁気抵抗要素をサンドイッチ
状に挟み、 前記第1および第2接触要素は、前記巨大磁気抵抗要素
の前記複数の平行な平面を通して、該平行な平面に対し
ほぼ垂直に流れる前記感知手段からの感知電流を前記磁
気抵抗要素に供給するために、磁気的には非伝導性であ
って電気的には伝導性である請求項4記載の磁気ヘッ
ド。 - 【請求項6】 前記磁気ヘッドが、さらに、前記第1お
よび第2接触要素、ならびに前記巨大磁気抵抗要素から
なる組合せ体をサンドイッチ状に挟む第1のポール/シ
ールド層および第2のポール/シールド層を備えてお
り、 該第1および第2のポール/シールド層は、前記巨大磁
気抵抗要素を漂遊磁束から遮蔽するために磁気的に伝導
性であって、かつ、前記感知電流を前記巨大磁気抵抗要
素に供給するために電気的に伝導性である請求項5記載
の磁気ヘッド。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002076471A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Nec Corp | 磁気抵抗センサ、磁気抵抗ヘッド、および磁気記録/再生装置 |
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 (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5898548A (en) * | 1997-10-24 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Shielded magnetic tunnel junction magnetoresistive read head |
US6356404B1 (en) | 1998-06-05 | 2002-03-12 | Seagate Technology Llc | Simultaneously biasing multiple magneto-resistive read elements |
US6519119B1 (en) * | 1999-11-03 | 2003-02-11 | Seagate Technology, Llc | Structure for current perrpendicular to plane giant magnetoresistive read heads |
JP3575683B2 (ja) | 2000-10-05 | 2004-10-13 | 松下電器産業株式会社 | 多素子型磁気抵抗素子 |
US6700759B1 (en) | 2000-06-02 | 2004-03-02 | Western Digital (Fremont), Inc. | Narrow track width magnetoresistive sensor and method of making |
US6563679B1 (en) * | 2000-08-08 | 2003-05-13 | Tdk Corporation | Current perpendicular-to-the-plane magnetoresistance read heads with transverse magnetic bias |
US6693756B2 (en) | 2000-09-28 | 2004-02-17 | Seagate Technology Llc | Reducing read element power dissipation levels in a disc drive |
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 |
US6798623B2 (en) | 2001-02-08 | 2004-09-28 | Seagate Technology Llc | Biased CPP sensor using spin-momentum transfer |
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 |
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 |
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 |
US7151654B1 (en) * | 2002-03-12 | 2006-12-19 | Seagate Technology Llc | TMR head structure with conductive shunt |
US7370404B2 (en) * | 2002-03-21 | 2008-05-13 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for resetting pinned layer magnetization in a magnetoresistive sensor |
US6866751B2 (en) * | 2002-03-21 | 2005-03-15 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method of setting self-pinned AP pinned layers with a canted field |
US6873501B2 (en) * | 2003-04-03 | 2005-03-29 | Headway Technologies, Inc. | CPP spin valve head with bias point control |
US7016168B2 (en) * | 2003-11-20 | 2006-03-21 | Headway Technologies, Inc. | Method of increasing CPP GMR in a spin valve structure |
US7019371B2 (en) * | 2004-01-26 | 2006-03-28 | Seagate Technology Llc | Current-in-plane magnetic sensor including a trilayer structure |
US7423849B2 (en) * | 2005-09-19 | 2008-09-09 | Hitachi Global Sotrage Technologies Netherlands B.V. | Magnetoresistive (MR) elements having pinned layers with canted magnetic moments |
US8907666B2 (en) | 2011-09-30 | 2014-12-09 | HGST Netherlands B.V. | Magnetic bias structure for magnetoresistive sensor having a scissor structure |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56165923A (en) * | 1980-05-24 | 1981-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetic head |
JPS57208621A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-21 | Hitachi Ltd | Erasion unified magneto-resistance effect head |
CA1209260A (en) * | 1982-10-29 | 1986-08-05 | Tetsuo Sekiya | Magnetic transducer head using magnetroresistance effect |
GB2143071B (en) * | 1983-07-09 | 1987-10-28 | Magnetic Components Limited | Magnetoresistive transducers |
JPH05114119A (ja) * | 1991-10-21 | 1993-05-07 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
JP2784457B2 (ja) * | 1993-06-11 | 1998-08-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 磁気抵抗センサ装置 |
US5375022A (en) * | 1993-08-06 | 1994-12-20 | International Business Machines Corporation | Magnetic disk drive with electrical shorting protection |
US5446613A (en) * | 1994-02-28 | 1995-08-29 | Read-Rite Corporation | Magnetic head assembly with MR sensor |
JPH07272221A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Yamaha Corp | 磁気抵抗効果型薄膜ヘッド |
JPH07296340A (ja) * | 1994-04-26 | 1995-11-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 磁気抵抗効果素子およびその素子を使用した薄膜磁気ヘッド |
US5576914A (en) * | 1994-11-14 | 1996-11-19 | Read-Rite Corporation | Compact read/write head having biased GMR element |
JPH08147631A (ja) * | 1994-11-16 | 1996-06-07 | Hitachi Ltd | 磁気記録再生装置 |
-
1996
- 1996-10-09 EP EP96116182A patent/EP0768642A3/en not_active Withdrawn
- 1996-10-14 JP JP8270702A patent/JPH09185809A/ja active Pending
-
1997
- 1997-10-30 US US08/998,925 patent/US5880912A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002076471A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Nec Corp | 磁気抵抗センサ、磁気抵抗ヘッド、および磁気記録/再生装置 |
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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0768642A3 (en) | 1998-12-16 |
US5880912A (en) | 1999-03-09 |
EP0768642A2 (en) | 1997-04-16 |
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