JPH10149514A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果型磁気ヘッドInfo
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- JPH10149514A JPH10149514A JP30468496A JP30468496A JPH10149514A JP H10149514 A JPH10149514 A JP H10149514A JP 30468496 A JP30468496 A JP 30468496A JP 30468496 A JP30468496 A JP 30468496A JP H10149514 A JPH10149514 A JP H10149514A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 狭トラック化しても振幅が大きく、且つ波形
の上下対称性が良い出力信号が得られる磁気抵抗効果型
磁気ヘッドを提供する。 【構成】 ＭＲ膜の磁化容易軸方向と永久磁石膜による
長手方向の磁界とを直交させることにより、ＭＲ膜にバ
イアス磁界を印加する。このバイアス方法の磁気抵抗効
果型磁気ヘッドでは、狭トラックでも充分なバイアス磁
界が印加でき、且つ従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドよ
り出力信号の振幅が大きく波形の上下対称性が良好な出
力が得られる。
の上下対称性が良い出力信号が得られる磁気抵抗効果型
磁気ヘッドを提供する。 【構成】 ＭＲ膜の磁化容易軸方向と永久磁石膜による
長手方向の磁界とを直交させることにより、ＭＲ膜にバ
イアス磁界を印加する。このバイアス方法の磁気抵抗効
果型磁気ヘッドでは、狭トラックでも充分なバイアス磁
界が印加でき、且つ従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドよ
り出力信号の振幅が大きく波形の上下対称性が良好な出
力が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は記録媒体から磁気信号を
読み取るための磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関するもの
であって、特に高感度特性を有する横バイアス型のＭＲ
素子に係わる。
読み取るための磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関するもの
であって、特に高感度特性を有する横バイアス型のＭＲ
素子に係わる。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、ＭＲ
ヘッドと称する）は、記録媒体に高密度で記録されてい
る磁気信号を読み取ることのできる磁気ヘッドとして従
来から知られている。このヘッドは、記録時と再生時と
でそれぞれ専用のヘッドを使用する録再分離型磁気ヘッ
ドの再生専用ヘッドとして広く用いられている。
ヘッドと称する）は、記録媒体に高密度で記録されてい
る磁気信号を読み取ることのできる磁気ヘッドとして従
来から知られている。このヘッドは、記録時と再生時と
でそれぞれ専用のヘッドを使用する録再分離型磁気ヘッ
ドの再生専用ヘッドとして広く用いられている。
【０００３】このヘッドは磁気抵抗効果を示す材料で作
られた磁気抵抗効果膜（以下、ＭＲ膜と称する）の電気
抵抗が、外部磁界の強度及び方向の関数として変化する
ことを利用して記録媒体からの磁気信号を検出するもの
である。様々な検出方法を用いるＭＲヘッドが開発され
ており、これらは従来用いられて記録再生装置の要件を
満たしていた。
られた磁気抵抗効果膜（以下、ＭＲ膜と称する）の電気
抵抗が、外部磁界の強度及び方向の関数として変化する
ことを利用して記録媒体からの磁気信号を検出するもの
である。様々な検出方法を用いるＭＲヘッドが開発され
ており、これらは従来用いられて記録再生装置の要件を
満たしていた。
【０００４】ＭＲ膜が最適に動作するためには、方向の
異なる２種類のバイアス磁界が与えられなければならな
い。一つは外部磁界に対する応答が線形性を有するよう
に、ＭＲ膜の磁化を傾斜させるために印加する横バイア
ス磁界である。ＭＲヘッドの出力信号は、センス電流と
ＭＲ膜の磁化とのなす角（バイアス角）が４５°程度の
場合に、出力振幅が最大となり波形の上下対称性が最も
良好となる。
異なる２種類のバイアス磁界が与えられなければならな
い。一つは外部磁界に対する応答が線形性を有するよう
に、ＭＲ膜の磁化を傾斜させるために印加する横バイア
ス磁界である。ＭＲヘッドの出力信号は、センス電流と
ＭＲ膜の磁化とのなす角（バイアス角）が４５°程度の
場合に、出力振幅が最大となり波形の上下対称性が最も
良好となる。
【０００５】他のバイアス磁界は、ＭＲ膜における多磁
区構造によって生ずるバルクハウゼンノイズを抑止する
ための縦バイアス磁界である。ＭＲ膜は異方性磁界が弱
く磁区構造が不安定で、多磁区構造を取りやすい薄膜で
ある。ＭＲ膜の磁区構造を安定化させるためには、ＭＲ
膜の異方性磁界を強めるようにＭＲ膜の磁化容易軸方向
に縦バイアス磁界を印加する。縦バイアス磁界を印加す
る代わりに、ＭＲ膜の形状異方性磁界を強めるように磁
化容易軸方向の寸法を他の寸法よりも大きくしても、Ｍ
Ｒ膜の多磁区は抑制される。
区構造によって生ずるバルクハウゼンノイズを抑止する
ための縦バイアス磁界である。ＭＲ膜は異方性磁界が弱
く磁区構造が不安定で、多磁区構造を取りやすい薄膜で
ある。ＭＲ膜の磁区構造を安定化させるためには、ＭＲ
膜の異方性磁界を強めるようにＭＲ膜の磁化容易軸方向
に縦バイアス磁界を印加する。縦バイアス磁界を印加す
る代わりに、ＭＲ膜の形状異方性磁界を強めるように磁
化容易軸方向の寸法を他の寸法よりも大きくしても、Ｍ
Ｒ膜の多磁区は抑制される。
【０００６】横バイアス磁界を印加する手段として、特
開昭５２−０６２４１７号公報には、図６のようにＳＡ
Ｌバイアス法を用いたＭＲヘッドが開示されている。Ｓ
ＡＬバイアス法はもっとも一般的に使用されているバイ
アス法である。図６では、ＭＲ膜１に非磁性膜２１を介
して配置したＳＡＬ膜２２の飽和磁化を利用してＭＲ膜
１に横バイアス磁界を印加してＭＲ膜１の磁化４を傾斜
させている。さらに、ＭＲ膜１に隣接する永久磁石膜２
からＭＲ膜１の磁化容易軸方向に縦バイアス磁界を印加
して、ＭＲ膜の磁区構造を安定化させている。電極３は
永久磁石膜２を介してＭＲ膜にセンス電流を供給する手
段である。このような構造で記録媒体９からの磁気信号
をＭＲ膜１で読みとっている。
開昭５２−０６２４１７号公報には、図６のようにＳＡ
Ｌバイアス法を用いたＭＲヘッドが開示されている。Ｓ
ＡＬバイアス法はもっとも一般的に使用されているバイ
アス法である。図６では、ＭＲ膜１に非磁性膜２１を介
して配置したＳＡＬ膜２２の飽和磁化を利用してＭＲ膜
１に横バイアス磁界を印加してＭＲ膜１の磁化４を傾斜
させている。さらに、ＭＲ膜１に隣接する永久磁石膜２
からＭＲ膜１の磁化容易軸方向に縦バイアス磁界を印加
して、ＭＲ膜の磁区構造を安定化させている。電極３は
永久磁石膜２を介してＭＲ膜にセンス電流を供給する手
段である。このような構造で記録媒体９からの磁気信号
をＭＲ膜１で読みとっている。
【０００７】一方、特開昭５２−１００２１７号公報に
は、図７のような永久磁石バイアス法によるＭＲヘッド
が開示されている。図７では、非磁性膜２１を介してＭ
Ｒ膜１に積層させた永久磁石膜２の磁石磁界を利用して
横バイアス磁界を印加してＭＲ膜１の磁化４を傾斜させ
ている。さらに、ＭＲ膜１に隣接する永久磁石膜２から
ＭＲ膜１の磁化容易軸方向に縦バイアス磁界を印加し
て、ＭＲ膜の磁区構造を安定化させている。
は、図７のような永久磁石バイアス法によるＭＲヘッド
が開示されている。図７では、非磁性膜２１を介してＭ
Ｒ膜１に積層させた永久磁石膜２の磁石磁界を利用して
横バイアス磁界を印加してＭＲ膜１の磁化４を傾斜させ
ている。さらに、ＭＲ膜１に隣接する永久磁石膜２から
ＭＲ膜１の磁化容易軸方向に縦バイアス磁界を印加し
て、ＭＲ膜の磁区構造を安定化させている。
【０００８】記録再生装置には更に高い記録密度が要求
され、トラック幅がますます狭くなっている。しかし、
図６の従来ＳＡＬバイアス法ＭＲ素子の立面図や図７の
従来永久磁石バイアス法ＭＲ素子の立面図に示す従来の
バイアス法ではより狭いトラック幅を有するＭＲヘッド
を得ることが困難になっている。
され、トラック幅がますます狭くなっている。しかし、
図６の従来ＳＡＬバイアス法ＭＲ素子の立面図や図７の
従来永久磁石バイアス法ＭＲ素子の立面図に示す従来の
バイアス法ではより狭いトラック幅を有するＭＲヘッド
を得ることが困難になっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以下に従来のバイアス
法の問題点を述べる。図６のＳＡＬバイアス法は、セン
ス電流によってＳＡＬ膜の磁化を飽和させ、ＳＡＬ膜か
らの漏洩磁界によりＭＲ膜にバイアス磁界を印加する法
である。このため、センス電流の大きさによりバイアス
角が変化する。バイアス角とは、センス電流とＭＲ膜の
磁化とのなす角である。従って、センス電流の大きさに
より出力の上下対称性が変動する。
法の問題点を述べる。図６のＳＡＬバイアス法は、セン
ス電流によってＳＡＬ膜の磁化を飽和させ、ＳＡＬ膜か
らの漏洩磁界によりＭＲ膜にバイアス磁界を印加する法
である。このため、センス電流の大きさによりバイアス
角が変化する。バイアス角とは、センス電流とＭＲ膜の
磁化とのなす角である。従って、センス電流の大きさに
より出力の上下対称性が変動する。
【００１０】しかし、高記録密度化に伴いＭＲ膜高さが
低くなると、ＭＲ膜高さ方向の反磁界が増加し、充分な
横バイアス磁界の印加のためにより大きなセンス電流を
流す必要がある。一方、より大きなセンス電流を流す
と、ジュール発熱によりＭＲ素子の素子温度が上昇しＭ
Ｒ膜の抵抗変化率が減少し、ＭＲヘッドの出力信号も減
少してしまう。以上の理由により、高記録密度ではＳＡ
Ｌバイアス法を用いて線形応答に必要なバイアス磁界を
印加することが困難となる。
低くなると、ＭＲ膜高さ方向の反磁界が増加し、充分な
横バイアス磁界の印加のためにより大きなセンス電流を
流す必要がある。一方、より大きなセンス電流を流す
と、ジュール発熱によりＭＲ素子の素子温度が上昇しＭ
Ｒ膜の抵抗変化率が減少し、ＭＲヘッドの出力信号も減
少してしまう。以上の理由により、高記録密度ではＳＡ
Ｌバイアス法を用いて線形応答に必要なバイアス磁界を
印加することが困難となる。
【００１１】一方、温度上昇抑制のために２×１０7Ａ
／ｃｍ2程度のセンス電流を流した場合、トラック幅が
狭くなる程バイアス磁界が不十分となり、出力信号が減
少する。ＭＲヘッドの出力信号としては、振幅が大きい
だけでなく波形の上下対称性が良いことが要求される。
バイアス角が４５°からはずれると記録媒体の磁界に対
するＭＲヘッドの応答が非線形になり、正負いずれかの
信号に対応する振幅が他方より大きくなり、上下対称性
が悪化する。ＭＲヘッドの出力信号検出以後の電気回路
による増幅処理などで信号として処理するためには、こ
の正負の振幅差が平均振幅の２０％程度以内であること
が必要である。ところが、温度上昇抑制のために２×１
０7Ａ／ｃｍ2程度のセンス電流を流した場合、トラック
幅が狭くなる程バイアス磁界が不十分となり、上下対称
性が悪化してしまう。
／ｃｍ2程度のセンス電流を流した場合、トラック幅が
狭くなる程バイアス磁界が不十分となり、出力信号が減
少する。ＭＲヘッドの出力信号としては、振幅が大きい
だけでなく波形の上下対称性が良いことが要求される。
バイアス角が４５°からはずれると記録媒体の磁界に対
するＭＲヘッドの応答が非線形になり、正負いずれかの
信号に対応する振幅が他方より大きくなり、上下対称性
が悪化する。ＭＲヘッドの出力信号検出以後の電気回路
による増幅処理などで信号として処理するためには、こ
の正負の振幅差が平均振幅の２０％程度以内であること
が必要である。ところが、温度上昇抑制のために２×１
０7Ａ／ｃｍ2程度のセンス電流を流した場合、トラック
幅が狭くなる程バイアス磁界が不十分となり、上下対称
性が悪化してしまう。
【００１２】先行技術に開示されているもう一つのバイ
アス法は、図７のように非磁性膜２１を介してＭＲ膜１
に積層させた永久磁石膜２の磁石磁界を利用して横バイ
アス磁界を印加する永久磁石バイアス法である。狭トラ
ック化しても上述のＳＡＬバイアス法のようなジュール
発熱による素子温度上昇の問題が生じないという利点が
ある。
アス法は、図７のように非磁性膜２１を介してＭＲ膜１
に積層させた永久磁石膜２の磁石磁界を利用して横バイ
アス磁界を印加する永久磁石バイアス法である。狭トラ
ック化しても上述のＳＡＬバイアス法のようなジュール
発熱による素子温度上昇の問題が生じないという利点が
ある。
【００１３】ただし、従来の永久磁石バイアス法はＳＡ
Ｌバイアス法に比べて出力信号が小さいという問題点が
あった。図７では、ＭＲ膜１の磁化容易軸方向がほぼト
ラック幅方向に、永久磁石膜の磁化容易軸がほぼＭＲ膜
高さ方向に向くように成膜される。そのため、記録媒体
磁界の最も大きい浮上面近傍でのＭＲ膜の磁化４が、永
久磁石膜２によって強く固定され、ＳＡＬバイアス法に
比べて出力信号が小さくなってしまう。
Ｌバイアス法に比べて出力信号が小さいという問題点が
あった。図７では、ＭＲ膜１の磁化容易軸方向がほぼト
ラック幅方向に、永久磁石膜の磁化容易軸がほぼＭＲ膜
高さ方向に向くように成膜される。そのため、記録媒体
磁界の最も大きい浮上面近傍でのＭＲ膜の磁化４が、永
久磁石膜２によって強く固定され、ＳＡＬバイアス法に
比べて出力信号が小さくなってしまう。
【００１４】したがって、本発明は、狭トラック化して
も、線形応答に必要なバイアス磁界を充分に印加でき、
出力信号波形の上下対称性が良好な出力信号が得られる
ＭＲヘッドを提供するものである。
も、線形応答に必要なバイアス磁界を充分に印加でき、
出力信号波形の上下対称性が良好な出力信号が得られる
ＭＲヘッドを提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のＭＲヘッドは、
ＭＲ膜高さ方向の寸法をトラック幅より大きくして、Ｍ
Ｒ膜のトラック幅方向両端部に配置する永久磁石膜によ
り、ＭＲ膜に横バイアス磁界を印加することを特徴とす
る。
ＭＲ膜高さ方向の寸法をトラック幅より大きくして、Ｍ
Ｒ膜のトラック幅方向両端部に配置する永久磁石膜によ
り、ＭＲ膜に横バイアス磁界を印加することを特徴とす
る。
【００１６】また、本発明のＭＲヘッドは、前記ＭＲ膜
の磁化容易軸をほぼＭＲ膜高さ方向、前記永久磁石膜の
磁化容易軸をほぼトラック幅方向とすることにより、Ｍ
Ｒ膜に横バイアス磁界を印加することを特徴とする。
の磁化容易軸をほぼＭＲ膜高さ方向、前記永久磁石膜の
磁化容易軸をほぼトラック幅方向とすることにより、Ｍ
Ｒ膜に横バイアス磁界を印加することを特徴とする。
【００１７】また、本発明のＭＲヘッドは、前記ＭＲ膜
の全面もしくは一部に反強磁性膜を配置することによ
り、ＭＲ膜の磁区構造を安定化しつつ、横バイアス磁界
を印加することを特徴とする。
の全面もしくは一部に反強磁性膜を配置することによ
り、ＭＲ膜の磁区構造を安定化しつつ、横バイアス磁界
を印加することを特徴とする。
【００１８】また、本発明のＭＲヘッドは、ＭＲ膜高さ
を電極高さより高くすることにより、磁区構造が安定で
波形の上下対称性のよい出力信号が得られることを特徴
とする。
を電極高さより高くすることにより、磁区構造が安定で
波形の上下対称性のよい出力信号が得られることを特徴
とする。
【００１９】以下に本発明の作用を説明する。本発明に
よる永久磁石バイアス法は、ＭＲ膜のトラック幅方向両
端部に永久磁石膜を配置して横バイアス磁界を印加する
ことにより、ＭＲ膜の浮上面近傍部分の磁化を回転しや
すくして、従来の永久磁石バイアス法に比べて振幅の大
きな出力信号が得られる。
よる永久磁石バイアス法は、ＭＲ膜のトラック幅方向両
端部に永久磁石膜を配置して横バイアス磁界を印加する
ことにより、ＭＲ膜の浮上面近傍部分の磁化を回転しや
すくして、従来の永久磁石バイアス法に比べて振幅の大
きな出力信号が得られる。
【００２０】ＭＲ膜の磁区構造は、磁化容易軸方向の寸
法（ここではＭＲ膜高さ７）が他の寸法（ここではトラ
ック幅６と膜厚）よりも大きい程安定となる。一方、記
録媒体の磁界はＭＲ膜高さ方向に急激に減衰するので、
ＭＲ膜１の抵抗変化が出力信号電圧の差として検出され
る領域のＭＲ膜高さ（ここでは電極高さ８）が小さい方
が、より高い出力信号電圧が得られる。従って、図１の
ようにＭＲ膜高さ７を電極高さ８より高くすると、磁区
構造が安定で出力信号の高いＭＲヘッドが得られる。
法（ここではＭＲ膜高さ７）が他の寸法（ここではトラ
ック幅６と膜厚）よりも大きい程安定となる。一方、記
録媒体の磁界はＭＲ膜高さ方向に急激に減衰するので、
ＭＲ膜１の抵抗変化が出力信号電圧の差として検出され
る領域のＭＲ膜高さ（ここでは電極高さ８）が小さい方
が、より高い出力信号電圧が得られる。従って、図１の
ようにＭＲ膜高さ７を電極高さ８より高くすると、磁区
構造が安定で出力信号の高いＭＲヘッドが得られる。
【００２１】よって、本発明では図１のようにＭＲ膜高
さ７をトラック幅６に比べて充分大きくするとＭＲ膜１
の磁区構造が安定となり、磁区構造安定化のための縦バ
イアス磁界は不要である。
さ７をトラック幅６に比べて充分大きくするとＭＲ膜１
の磁区構造が安定となり、磁区構造安定化のための縦バ
イアス磁界は不要である。
【００２２】以下では、本発明による永久磁石バイアス
法と従来例のＳＡＬバイアス法との特性を比較した。
法と従来例のＳＡＬバイアス法との特性を比較した。
【００２３】図３に、本発明による永久磁石膜を用いた
バイアス法、及び従来のＳＡＬバイアス法について、ト
ラック幅Ｔｗを変化させた場合のバイアス角のシミュレ
ーション結果を示す。ここで、電極高さは各トラック幅
の６０％として計算した。線形応答に望ましいバイアス
角は、図にグレー領域で示したように４５°程度であ
る。
バイアス法、及び従来のＳＡＬバイアス法について、ト
ラック幅Ｔｗを変化させた場合のバイアス角のシミュレ
ーション結果を示す。ここで、電極高さは各トラック幅
の６０％として計算した。線形応答に望ましいバイアス
角は、図にグレー領域で示したように４５°程度であ
る。
【００２４】従来のＳＡＬバイアス法は○印で示す。Ｓ
ＡＬ膜の飽和磁化等の条件によって異なるが、ＭＲ膜高
さ１．０μｍ程度以下ではＭＲ膜高さ方向の反磁界が急
増し、線形応答に必要なバイアス磁界を印加するために
流すセンス電流も急増してしまう。例えば、１０ＧＢ／
ｉｎ2相当（トラック幅０．５μｍ、ＭＲ膜高さ０．３
μｍ）のＭＲ膜に必要なバイアス磁界を印加するために
は、ＳＡＬバイアス法では２×１０8Ａ／ｃｍ2程度のセ
ンス電流を流さなければならない。
ＡＬ膜の飽和磁化等の条件によって異なるが、ＭＲ膜高
さ１．０μｍ程度以下ではＭＲ膜高さ方向の反磁界が急
増し、線形応答に必要なバイアス磁界を印加するために
流すセンス電流も急増してしまう。例えば、１０ＧＢ／
ｉｎ2相当（トラック幅０．５μｍ、ＭＲ膜高さ０．３
μｍ）のＭＲ膜に必要なバイアス磁界を印加するために
は、ＳＡＬバイアス法では２×１０8Ａ／ｃｍ2程度のセ
ンス電流を流さなければならない。
【００２５】ＭＲヘッドに流すセンス電流を増加した場
合、ジュール発熱により素子温度が上昇しＭＲ膜の抵抗
変化率が減少し、ＭＲヘッドの出力信号も抵抗変化率に
比例して減少してしまうという問題点がある。ジュール
発熱はセンス電流密度の２乗に比例し、一般に温度上昇
を摂氏１５度程度以下に抑えるために、センス電流の上
限は２×１０7Ａ／ｃｍ2、望ましくは１×１０7Ａ／ｃ
ｍ2程度とされている。従って、ＳＡＬバイアス法で１
０ＧＢ／ｉｎ2相当のＭＲ膜に必要バイアスを印加する
と、発熱に依る出力信号低下に加え、摂氏１０００度近
い温度上昇によるＭＲ素子の溶断を招く。
合、ジュール発熱により素子温度が上昇しＭＲ膜の抵抗
変化率が減少し、ＭＲヘッドの出力信号も抵抗変化率に
比例して減少してしまうという問題点がある。ジュール
発熱はセンス電流密度の２乗に比例し、一般に温度上昇
を摂氏１５度程度以下に抑えるために、センス電流の上
限は２×１０7Ａ／ｃｍ2、望ましくは１×１０7Ａ／ｃ
ｍ2程度とされている。従って、ＳＡＬバイアス法で１
０ＧＢ／ｉｎ2相当のＭＲ膜に必要バイアスを印加する
と、発熱に依る出力信号低下に加え、摂氏１０００度近
い温度上昇によるＭＲ素子の溶断を招く。
【００２６】一方、温度上昇抑制のために２×１０7Ａ
／ｃｍ2程度のセンス電流を流した場合、トラック幅が
狭くなる程横バイアス磁界が不十分となり、１０ＧＢ／
ｉｎ2相当では１０°程度しかバイアスを印加できな
い。
／ｃｍ2程度のセンス電流を流した場合、トラック幅が
狭くなる程横バイアス磁界が不十分となり、１０ＧＢ／
ｉｎ2相当では１０°程度しかバイアスを印加できな
い。
【００２７】これに対し、●印で示す本発明は１０ＧＢ
／ｉｎ2相当のＭＲ膜に必要なバイアス磁界を印加でき
る。本発明は永久磁石膜による磁界で横バイアスを印加
する法であり、図３から明らかなようにバイアス角はセ
ンス電流の大きさに依らない。従って、ＳＡＬバイアス
法ではセンス電流の大きさに依り出力信号波形の上下対
称性が変動するが、本発明では上下対称性がセンス電流
に依存しないという特長を持つ。
／ｉｎ2相当のＭＲ膜に必要なバイアス磁界を印加でき
る。本発明は永久磁石膜による磁界で横バイアスを印加
する法であり、図３から明らかなようにバイアス角はセ
ンス電流の大きさに依らない。従って、ＳＡＬバイアス
法ではセンス電流の大きさに依り出力信号波形の上下対
称性が変動するが、本発明では上下対称性がセンス電流
に依存しないという特長を持つ。
【００２８】また、ＳＡＬバイアス法ではジュール熱が
主として膜厚方向にのみ放熱するのに比べ、本発明では
ＭＲ膜のＭＲ膜高さが大きいためＭＲ膜高さ方向にも放
熱できる。このため、５×１０7Ａ／ｃｍ2という高セン
ス電流密度で使用しても素子の温度上昇は摂氏１５度弱
に抑えられた。
主として膜厚方向にのみ放熱するのに比べ、本発明では
ＭＲ膜のＭＲ膜高さが大きいためＭＲ膜高さ方向にも放
熱できる。このため、５×１０7Ａ／ｃｍ2という高セン
ス電流密度で使用しても素子の温度上昇は摂氏１５度弱
に抑えられた。
【００２９】ただし、本発明ではトラック幅が広くなる
程ＭＲ膜中央付近への磁石膜による漏洩磁界は減少し、
ＭＲ膜の磁化は磁化容易軸であるＭＲ膜高さ方向を向き
易くなる。図３からはトラック幅４μｍ以上で、この傾
向が見られる。従って、本発明によるヘッドで線形応答
に望ましいバイアス角を得るためには、トラック幅が狭
い領域（図３からはトラック幅２μｍ以下）で用いるこ
とが望ましい。
程ＭＲ膜中央付近への磁石膜による漏洩磁界は減少し、
ＭＲ膜の磁化は磁化容易軸であるＭＲ膜高さ方向を向き
易くなる。図３からはトラック幅４μｍ以上で、この傾
向が見られる。従って、本発明によるヘッドで線形応答
に望ましいバイアス角を得るためには、トラック幅が狭
い領域（図３からはトラック幅２μｍ以下）で用いるこ
とが望ましい。
【００３０】本発明の構造に対し、ＭＲ膜の一部に反強
磁性膜を図２のように積層させると、トラック幅やセン
ス電流密度に依らず線形応答に望ましいバイアス角が得
られた。これは、上述の永久磁石膜による磁界に加え
て、反強磁性膜とＭＲ膜との交換相互作用により横バイ
アス磁界が印加されたためである。
磁性膜を図２のように積層させると、トラック幅やセン
ス電流密度に依らず線形応答に望ましいバイアス角が得
られた。これは、上述の永久磁石膜による磁界に加え
て、反強磁性膜とＭＲ膜との交換相互作用により横バイ
アス磁界が印加されたためである。
【００３１】図４に、従来ＳＡＬバイアス法及び本発明
による実施例のＭＲヘッドによる再生出力信号振幅のト
ラック幅Ｔｗ依存性を示す。ここで、センス電流は従来
法、本発明法についてそれぞれ５×１０7Ａ／ｃｍ2、２
×１０7Ａ／ｃｍ2とした。
による実施例のＭＲヘッドによる再生出力信号振幅のト
ラック幅Ｔｗ依存性を示す。ここで、センス電流は従来
法、本発明法についてそれぞれ５×１０7Ａ／ｃｍ2、２
×１０7Ａ／ｃｍ2とした。
【００３２】両法とも、出力信号はトラック幅にほぼ比
例している。トラック幅４μｍの場合を除いて、本発明
の方が従来例より出力信号が大きい。また、従来例はト
ラック幅２μｍ未満で出力信号が急減した。
例している。トラック幅４μｍの場合を除いて、本発明
の方が従来例より出力信号が大きい。また、従来例はト
ラック幅２μｍ未満で出力信号が急減した。
【００３３】出力信号は磁気抵抗変化を示すＭＲ膜に流
れるセンス電流に比例する。本発明ではＭＲ膜単層でバ
イアスを印加することが可能であるため、ＳＡＬバイア
ス法のような（ＳＡＬ膜及び非磁性膜への）センス電流
の分流に起因する効率の低下がなく、高感度なヘッドが
実現できる。また、本発明ではＭＲ膜のＭＲ膜高さが高
いため放熱性が良く、ＳＡＬバイアス法の２．５倍の高
センス電流密度で使用しても温度上昇は同程度に抑制で
きる。さらに、ＭＲヘッドの出力信号はバイアス角が４
５°程度の場合に出力信号振幅が最大となるが、従来例
ではトラック幅が０．５μｍまで狭くなるとバイアスが
１０°程度しか印加できない。この３点から、本発明は
従来のＳＡＬバイアス法より出力信号が大きくなる。
れるセンス電流に比例する。本発明ではＭＲ膜単層でバ
イアスを印加することが可能であるため、ＳＡＬバイア
ス法のような（ＳＡＬ膜及び非磁性膜への）センス電流
の分流に起因する効率の低下がなく、高感度なヘッドが
実現できる。また、本発明ではＭＲ膜のＭＲ膜高さが高
いため放熱性が良く、ＳＡＬバイアス法の２．５倍の高
センス電流密度で使用しても温度上昇は同程度に抑制で
きる。さらに、ＭＲヘッドの出力信号はバイアス角が４
５°程度の場合に出力信号振幅が最大となるが、従来例
ではトラック幅が０．５μｍまで狭くなるとバイアスが
１０°程度しか印加できない。この３点から、本発明は
従来のＳＡＬバイアス法より出力信号が大きくなる。
【００３４】永久磁石膜のみを用いた実施例１でトラッ
ク幅３μｍ以上で出力信号が減少したのは、図３に示し
たように、トラック幅が広くなるとバイアスがかかり過
ぎてしまうためである。これに対し反強磁性膜も併用し
た実施例２は、従来ＳＡＬバイアス法および実施例１よ
り出力信号が大きく、トラック幅３μｍ以上でもほぼト
ラック幅に比例して出力信号が増加する。
ク幅３μｍ以上で出力信号が減少したのは、図３に示し
たように、トラック幅が広くなるとバイアスがかかり過
ぎてしまうためである。これに対し反強磁性膜も併用し
た実施例２は、従来ＳＡＬバイアス法および実施例１よ
り出力信号が大きく、トラック幅３μｍ以上でもほぼト
ラック幅に比例して出力信号が増加する。
【００３５】これは、反強磁性膜も併用した実施例２で
は図３に示したように、反強磁性膜とＭＲ膜との交換相
互作用により、広いトラック幅でも線形応答に望ましい
バイアス角が得られるためである。また、永久磁石膜の
みの実施例１では、永久磁石膜近傍でのＭＲ膜の磁化が
永久磁石膜によって強く固定され、出力信号が小さくな
ってしまう。これに対し、反強磁性膜も併用した実施例
２は、実施例１より弱い永久磁石膜でも充分横バイアス
磁界が印加でき、実施例１より出力信号が増加した。反
強磁性膜をＭＲ膜の全面に積層させた場合には、さらに
弱い永久磁石膜でも充分横バイアス磁界が印加できる。
しかし全面に積層させると、記録媒体の磁界の最も大き
い浮上面近傍でもＭＲ膜の磁化が反強磁性膜によって強
く固定され、実施例１に比べて出力信号が小さくなって
しまう。このため、反強磁性膜を併用する場合には、図
２のようにセンス電流のほとんど流れない領域、あるい
は浮上面から離れていて記録媒体の磁界が弱い領域にパ
ターニング積層させることが望ましい。
は図３に示したように、反強磁性膜とＭＲ膜との交換相
互作用により、広いトラック幅でも線形応答に望ましい
バイアス角が得られるためである。また、永久磁石膜の
みの実施例１では、永久磁石膜近傍でのＭＲ膜の磁化が
永久磁石膜によって強く固定され、出力信号が小さくな
ってしまう。これに対し、反強磁性膜も併用した実施例
２は、実施例１より弱い永久磁石膜でも充分横バイアス
磁界が印加でき、実施例１より出力信号が増加した。反
強磁性膜をＭＲ膜の全面に積層させた場合には、さらに
弱い永久磁石膜でも充分横バイアス磁界が印加できる。
しかし全面に積層させると、記録媒体の磁界の最も大き
い浮上面近傍でもＭＲ膜の磁化が反強磁性膜によって強
く固定され、実施例１に比べて出力信号が小さくなって
しまう。このため、反強磁性膜を併用する場合には、図
２のようにセンス電流のほとんど流れない領域、あるい
は浮上面から離れていて記録媒体の磁界が弱い領域にパ
ターニング積層させることが望ましい。
【００３６】ＭＲヘッドの出力信号としては、振幅が大
きいだけでなく波形の上下対称性が良いことが要求され
る。ＭＲヘッドの信号検出以後の電気回路による増幅処
理などで信号として処理するためには、この正負の振幅
差が平均振幅の２０％程度以内であることが必要であ
る。この上下対称性の基準を満たすトラック巾の範囲
は、永久磁石膜のみを用いた実施例１では３μｍ以下、
反強磁性膜も併用した実施例２では検討した全範囲、Ｓ
ＡＬバイアス法では２μｍ以上であった。この範囲は図
３にグレー領域で示した範囲にほぼ対応し、バイアス角
４５°程度でＭＲヘッドは磁界に対しての線形応答性が
良好である。
きいだけでなく波形の上下対称性が良いことが要求され
る。ＭＲヘッドの信号検出以後の電気回路による増幅処
理などで信号として処理するためには、この正負の振幅
差が平均振幅の２０％程度以内であることが必要であ
る。この上下対称性の基準を満たすトラック巾の範囲
は、永久磁石膜のみを用いた実施例１では３μｍ以下、
反強磁性膜も併用した実施例２では検討した全範囲、Ｓ
ＡＬバイアス法では２μｍ以上であった。この範囲は図
３にグレー領域で示した範囲にほぼ対応し、バイアス角
４５°程度でＭＲヘッドは磁界に対しての線形応答性が
良好である。
【００３７】また、上下対称性のセンス電流依存性を調
べるために、各法についてセンス電流を０．２×１０7
Ａ／ｃｍ2増加させて上下対称性の変動を測定した。そ
の結果、本発明法ではいずれも変動が２％以内であった
が、ＳＡＬバイアス法では２０％近く変動した。
べるために、各法についてセンス電流を０．２×１０7
Ａ／ｃｍ2増加させて上下対称性の変動を測定した。そ
の結果、本発明法ではいずれも変動が２％以内であった
が、ＳＡＬバイアス法では２０％近く変動した。
【００３８】
【実施例】以下、本発明を実施例を参照しながら詳細に
説明する。 （実施例１）図１に本発明による永久磁石バイアス法の
ＭＲ素子の立面図を示す。ＭＲ膜１はＭＲ膜高さ方向に
磁化容易軸方向をあわせて、且つトラック幅より長く形
成する。ＭＲ膜１のトラック幅方向の両側に永久磁石膜
１を配置して、ＭＲ膜高さ方向を向いているＭＲ膜の磁
化４を前記永久磁石膜により傾斜させる。ＭＲ膜１にセ
ンス電流を供給するために永久磁石２上に電極３を配置
する。以上の構造からなるＭＲ素子で記録媒体９からの
磁気信号を読みとることができる。尚、図１にかかるＭ
Ｒ素子のＭＲヘッドにおける配置を図５に示す。図５に
録再分離型ヘッドの立面図、およびＭＲ素子の拡大図２
０とを示す。録再分離型ヘッドは、基板１９上に薄膜誘
導型記録ヘッド１５と磁気抵抗効果型再生ヘッド１６と
を積層したものである。薄膜誘導型記録ヘッド１５は上
部磁極１７と連結する下部磁極兼上部シールド膜１２を
コイル１８で励磁して記録媒体に磁気情報の書き込みを
行う。また、磁気抵抗効果型再生ヘッド１６は下部磁極
兼上部シールド膜１２と下部シールド膜１３の間に本発
明のＭＲ素子２０を有する。各部位の間には絶縁膜１４
を設けるが図５では記載を省略する。
説明する。 （実施例１）図１に本発明による永久磁石バイアス法の
ＭＲ素子の立面図を示す。ＭＲ膜１はＭＲ膜高さ方向に
磁化容易軸方向をあわせて、且つトラック幅より長く形
成する。ＭＲ膜１のトラック幅方向の両側に永久磁石膜
１を配置して、ＭＲ膜高さ方向を向いているＭＲ膜の磁
化４を前記永久磁石膜により傾斜させる。ＭＲ膜１にセ
ンス電流を供給するために永久磁石２上に電極３を配置
する。以上の構造からなるＭＲ素子で記録媒体９からの
磁気信号を読みとることができる。尚、図１にかかるＭ
Ｒ素子のＭＲヘッドにおける配置を図５に示す。図５に
録再分離型ヘッドの立面図、およびＭＲ素子の拡大図２
０とを示す。録再分離型ヘッドは、基板１９上に薄膜誘
導型記録ヘッド１５と磁気抵抗効果型再生ヘッド１６と
を積層したものである。薄膜誘導型記録ヘッド１５は上
部磁極１７と連結する下部磁極兼上部シールド膜１２を
コイル１８で励磁して記録媒体に磁気情報の書き込みを
行う。また、磁気抵抗効果型再生ヘッド１６は下部磁極
兼上部シールド膜１２と下部シールド膜１３の間に本発
明のＭＲ素子２０を有する。各部位の間には絶縁膜１４
を設けるが図５では記載を省略する。
【００３９】ＭＲ素子２０は、ＭＲ膜１のトラック幅方
向の両端に永久磁石膜２を配置して、前記永久磁石膜２
上に電極Ｍｏ３を配置して、ＭＲ膜の膜面に反強磁性膜
１０を配置構造からなる。ここでＭＲ膜１はＮｉＦｅ
で、永久磁石膜２はＣｏＰｔで、電極３はＭｏで形成す
る。
向の両端に永久磁石膜２を配置して、前記永久磁石膜２
上に電極Ｍｏ３を配置して、ＭＲ膜の膜面に反強磁性膜
１０を配置構造からなる。ここでＭＲ膜１はＮｉＦｅ
で、永久磁石膜２はＣｏＰｔで、電極３はＭｏで形成す
る。
【００４０】この時、トラック幅、即ち電極間隔は０．
５〜４．０μｍになるように形成する。ＭＲ膜のＭＲ膜
高さ７は２０μｍ膜厚は２５ｎｍとした。上下のシール
ド膜の間隔（ギャップ長）は、従来法、本発明それぞれ
０．２５μｍ、０．２３μｍとした。磁石膜の膜厚は、
従来法、本発明それぞれ５０ｎｍ、２５ｎｍである。磁
石膜の飽和磁化はいずれも０．７Ｔである。センス電流
を流す領域はトラック両端の電極の高さ８で規定する。
ＭＲ素子２０の抵抗は図８のような素子抵抗の電極高さ
依存性を示すので、ＭＲ素子とは別に設けたＲＬＧ素子
（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｌａｐｐｉｎｇ Ｇｕｉｄｅ
素子、抵抗をモニターして素子高さを規制してラッピン
グするための素子）を使用して素子抵抗を測定し、電極
高さがトラック幅の６０％となるように加工した。
５〜４．０μｍになるように形成する。ＭＲ膜のＭＲ膜
高さ７は２０μｍ膜厚は２５ｎｍとした。上下のシール
ド膜の間隔（ギャップ長）は、従来法、本発明それぞれ
０．２５μｍ、０．２３μｍとした。磁石膜の膜厚は、
従来法、本発明それぞれ５０ｎｍ、２５ｎｍである。磁
石膜の飽和磁化はいずれも０．７Ｔである。センス電流
を流す領域はトラック両端の電極の高さ８で規定する。
ＭＲ素子２０の抵抗は図８のような素子抵抗の電極高さ
依存性を示すので、ＭＲ素子とは別に設けたＲＬＧ素子
（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｌａｐｐｉｎｇ Ｇｕｉｄｅ
素子、抵抗をモニターして素子高さを規制してラッピン
グするための素子）を使用して素子抵抗を測定し、電極
高さがトラック幅の６０％となるように加工した。
【００４１】実際にＭＲ素子上に形成した誘導型ヘッド
１５を用いて記録媒体に記録し、ＭＲ素子２０の再生特
性を検討した。このとき、誘導型ヘッドとしてはトラッ
ク幅３μｍ幅のヘッドを用いた。センス電流密度は、従
来ヘッドは２×１０7Ａ／ｃｍ2に本発明ヘッドは５×１
０7Ａ／ｃｍ2とした。各トラック幅に対してサンプルヘ
ッドを２０セット作製し、薄膜誘導型記録ヘッドに記録
電流０．３ＡＴを印加して測定を行い、平均値を図４に
示した。
１５を用いて記録媒体に記録し、ＭＲ素子２０の再生特
性を検討した。このとき、誘導型ヘッドとしてはトラッ
ク幅３μｍ幅のヘッドを用いた。センス電流密度は、従
来ヘッドは２×１０7Ａ／ｃｍ2に本発明ヘッドは５×１
０7Ａ／ｃｍ2とした。各トラック幅に対してサンプルヘ
ッドを２０セット作製し、薄膜誘導型記録ヘッドに記録
電流０．３ＡＴを印加して測定を行い、平均値を図４に
示した。
【００４２】この結果、図４に示すように、両法とも出
力信号はトラック幅にほぼ比例している。トラック幅４
μｍの場合を除いて、本発明ヘッドの方が従来法より出
力信号が大きい。また、従来法はトラック幅２μｍ未満
で出力信号が急減した。
力信号はトラック幅にほぼ比例している。トラック幅４
μｍの場合を除いて、本発明ヘッドの方が従来法より出
力信号が大きい。また、従来法はトラック幅２μｍ未満
で出力信号が急減した。
【００４３】出力信号は磁気抵抗変化を示すＭＲ膜に流
れるセンス電流に比例する。本発明法ではＭＲ膜単層で
バイアスを印加することが可能であるため、ＳＡＬバイ
アス法のような（ＳＡＬ膜及び非磁性膜への）センス電
流の分流に起因する効率の低下がなく、高感度なヘッド
が実現できる。また、本発明法ではＭＲ膜のＭＲ膜高さ
が高いため放熱性が良く、ＳＡＬバイアス法の２．５倍
の高センス電流密度で使用しても温度上昇は同程度に抑
制できる。さらに、ＭＲヘッドの信号はバイアス角が４
５°程度の場合に出力信号振幅が最大となるが、従来法
ではトラック幅が０．５μｍまで狭くなるとバイアスが
１０°程度しか印加できない。この３点から、本発明法
は従来ＳＡＬバイアス法より出力信号が大きくなった。
れるセンス電流に比例する。本発明法ではＭＲ膜単層で
バイアスを印加することが可能であるため、ＳＡＬバイ
アス法のような（ＳＡＬ膜及び非磁性膜への）センス電
流の分流に起因する効率の低下がなく、高感度なヘッド
が実現できる。また、本発明法ではＭＲ膜のＭＲ膜高さ
が高いため放熱性が良く、ＳＡＬバイアス法の２．５倍
の高センス電流密度で使用しても温度上昇は同程度に抑
制できる。さらに、ＭＲヘッドの信号はバイアス角が４
５°程度の場合に出力信号振幅が最大となるが、従来法
ではトラック幅が０．５μｍまで狭くなるとバイアスが
１０°程度しか印加できない。この３点から、本発明法
は従来ＳＡＬバイアス法より出力信号が大きくなった。
【００４４】本発明で、トラック幅３μｍ以上で出力信
号が減少したのは、図３に示したように、トラック幅が
広くなるとバイアスがかかり過ぎてしまったためであ
る。
号が減少したのは、図３に示したように、トラック幅が
広くなるとバイアスがかかり過ぎてしまったためであ
る。
【００４５】ＭＲヘッドの出力信号としては、振幅が大
きいだけでなく波形の上下対称性が良いことが要求され
る。ＭＲヘッドの信号検出以後の電気回路による増幅処
理などで信号として処理するためには、この正負の振幅
差が平均振幅の２０％程度であることが必要である。こ
の上下対称性の基準を満たすトラック巾の範囲は、本発
明法では３μｍ以下ＳＡＬバイアス法では２μｍ以上で
あった。バイアス角をシミュレーションで予測した図３
と比較すると、この範囲はグレー領域で示した範囲にほ
ぼ対応し、バイアス角４５°程度でＭＲヘッドは磁界に
対しての線形応答性が良好である。
きいだけでなく波形の上下対称性が良いことが要求され
る。ＭＲヘッドの信号検出以後の電気回路による増幅処
理などで信号として処理するためには、この正負の振幅
差が平均振幅の２０％程度であることが必要である。こ
の上下対称性の基準を満たすトラック巾の範囲は、本発
明法では３μｍ以下ＳＡＬバイアス法では２μｍ以上で
あった。バイアス角をシミュレーションで予測した図３
と比較すると、この範囲はグレー領域で示した範囲にほ
ぼ対応し、バイアス角４５°程度でＭＲヘッドは磁界に
対しての線形応答性が良好である。
【００４６】次に、上下対称性のセンス電流依存性を調
べるために、各法についてセンス電流を０．２×１０7
Ａ／ｃｍ2増加させて上下対称性の変動を測定した。そ
の結果、本発明法では変動は２％以内であったが、ＳＡ
Ｌバイアス法では２０％近く変動した。
べるために、各法についてセンス電流を０．２×１０7
Ａ／ｃｍ2増加させて上下対称性の変動を測定した。そ
の結果、本発明法では変動は２％以内であったが、ＳＡ
Ｌバイアス法では２０％近く変動した。
【００４７】また、本発明法でもＭＲ素子における多磁
区構造に起因するバルクハウゼンノイズは観測されなか
った。これは、磁化容易軸方向の寸法であるＭＲ膜高さ
が２０μｍと他の寸法（トラック巾０．５〜４μｍ、Ｍ
Ｒ膜厚２５ｎｍ）よりも充分大きく、ＭＲ膜が単磁区状
態に保たれたためである。
区構造に起因するバルクハウゼンノイズは観測されなか
った。これは、磁化容易軸方向の寸法であるＭＲ膜高さ
が２０μｍと他の寸法（トラック巾０．５〜４μｍ、Ｍ
Ｒ膜厚２５ｎｍ）よりも充分大きく、ＭＲ膜が単磁区状
態に保たれたためである。
【００４８】このように、本実施例では狭トラック化し
ても、線形応答に必要なバイアスが充分印加でき、従来
のヘッドに比べ出力信号の振幅が大きく波形の上下対称
性が良好な出力信号が得られる。これは、本発明法では
ＭＲ膜単層でバイアスを印加することが可能であるた
め、ＳＡＬバイアス法のようなセンス電流の分流に起因
する効率の低下がなく、高感度なヘッドが実現できる。
ても、線形応答に必要なバイアスが充分印加でき、従来
のヘッドに比べ出力信号の振幅が大きく波形の上下対称
性が良好な出力信号が得られる。これは、本発明法では
ＭＲ膜単層でバイアスを印加することが可能であるた
め、ＳＡＬバイアス法のようなセンス電流の分流に起因
する効率の低下がなく、高感度なヘッドが実現できる。
【００４９】（実施例２）図２に本発明による永久磁石
バイアス法のＭＲ素子の立面図を示す。実施例１に対し
て、図２はＭＲ膜１の一部に反強磁性膜１０をパターニ
ング積層させたＭＲ素子を作成した。ここで、永久磁石
膜２は飽和磁化０．４ＴのＣｏＮｉ系磁石膜を用いた。
また、反強磁性膜としてＦｅＭｎを用いた。
バイアス法のＭＲ素子の立面図を示す。実施例１に対し
て、図２はＭＲ膜１の一部に反強磁性膜１０をパターニ
ング積層させたＭＲ素子を作成した。ここで、永久磁石
膜２は飽和磁化０．４ＴのＣｏＮｉ系磁石膜を用いた。
また、反強磁性膜としてＦｅＭｎを用いた。
【００５０】この結果、図３に示したように反強磁性膜
も併用した実施例２は、従来ＳＡＬバイアス法および実
施例１より出力信号が増加した。また、永久磁石膜のみ
を用いた実施例１ではトラック幅３μｍ以上で出力信号
が減少したが、反強磁性膜も併用した実施例２ではトラ
ック幅３μｍ以上でもほぼトラック幅に比例して出力信
号が増加した。
も併用した実施例２は、従来ＳＡＬバイアス法および実
施例１より出力信号が増加した。また、永久磁石膜のみ
を用いた実施例１ではトラック幅３μｍ以上で出力信号
が減少したが、反強磁性膜も併用した実施例２ではトラ
ック幅３μｍ以上でもほぼトラック幅に比例して出力信
号が増加した。
【００５１】これは、図３に示したように、反強磁性膜
１０とＭＲ膜１との交換相互作用により、広いトラック
幅でも線形応答に望ましいバイアス角が得られるためで
ある。また、永久磁石膜２のみを用いた実施例１では、
永久磁石膜近傍でのＭＲ膜の磁化が永久磁石膜によって
強く固定され、出力信号が小さくなってしまう。これに
対し、反強磁性膜１０も併用した実施例２は、実施例１
より弱い永久磁石膜でも充分横バイアス磁界が印加で
き、実施例１より出力信号が増加した。
１０とＭＲ膜１との交換相互作用により、広いトラック
幅でも線形応答に望ましいバイアス角が得られるためで
ある。また、永久磁石膜２のみを用いた実施例１では、
永久磁石膜近傍でのＭＲ膜の磁化が永久磁石膜によって
強く固定され、出力信号が小さくなってしまう。これに
対し、反強磁性膜１０も併用した実施例２は、実施例１
より弱い永久磁石膜でも充分横バイアス磁界が印加で
き、実施例１より出力信号が増加した。
【００５２】反強磁性膜をＭＲ膜の全面に積層させた場
合には、さらに弱い永久磁石膜でも充分横バイアス磁界
が印加できる。しかし全面に積層させると、記録媒体の
磁界の最も大きい浮上面近傍でもＭＲ膜の磁化が反強磁
性膜によって強く固定され、実施例１に比べて出力信号
が小さくなってしまう。このため、反強磁性膜を併用す
る場合には、図２のようにセンス電流の流れない領域に
パターニング積層させることが望ましい。
合には、さらに弱い永久磁石膜でも充分横バイアス磁界
が印加できる。しかし全面に積層させると、記録媒体の
磁界の最も大きい浮上面近傍でもＭＲ膜の磁化が反強磁
性膜によって強く固定され、実施例１に比べて出力信号
が小さくなってしまう。このため、反強磁性膜を併用す
る場合には、図２のようにセンス電流の流れない領域に
パターニング積層させることが望ましい。
【００５３】ＭＲヘッドの出力信号としては、振幅が大
きいだけでなく波形の上下対称性が良いことが要求され
る。ＭＲヘッドの信号検出以後の電気回路による増幅処
理などで信号として処理するためには、この正負の振幅
差が平均振幅の２０％程度以内であることが必要であ
る。この上下対称性の基準を満たすトラック巾の範囲
は、永久磁石膜のみを用いた実施例１では３μｍ以下、
反強磁性膜も併用した実施例２では検討した全範囲、Ｓ
ＡＬバイアス法では２μｍ以上であった。この範囲は図
３にグレー領域で示した範囲にほぼ対応し、バイアス角
４５°程度でＭＲヘッドは磁界に対しての線形応答性が
良好である。
きいだけでなく波形の上下対称性が良いことが要求され
る。ＭＲヘッドの信号検出以後の電気回路による増幅処
理などで信号として処理するためには、この正負の振幅
差が平均振幅の２０％程度以内であることが必要であ
る。この上下対称性の基準を満たすトラック巾の範囲
は、永久磁石膜のみを用いた実施例１では３μｍ以下、
反強磁性膜も併用した実施例２では検討した全範囲、Ｓ
ＡＬバイアス法では２μｍ以上であった。この範囲は図
３にグレー領域で示した範囲にほぼ対応し、バイアス角
４５°程度でＭＲヘッドは磁界に対しての線形応答性が
良好である。
【００５４】また、上下対称性のセンス電流依存性を調
べるために、各法についてセンス電流を０．２×１０7
Ａ／ｃｍ2増加させて上下対称性の変動を測定した。そ
の結果、本発明法ではいずれも変動が２％以内であった
が、ＳＡＬバイアス法では２０％近く変動した。これ
は、ＳＡＬバイアス法は、センス電流によってＳＡＬ膜
を飽和させ、ＳＡＬ膜からの漏洩磁界によりＭＲ膜にバ
イアスを印加する法であり、センス電流の大きさにより
バイアス角が変化するためである。この結果、図４に示
すように、両法とも出力信号はトラック幅にほぼ比例し
ている。トラック幅４μｍの場合を除いて、本発明ヘッ
ドの方が従来法より出力信号が大きい。また、従来法は
トラック幅２μｍ未満で出力信号が急減した。
べるために、各法についてセンス電流を０．２×１０7
Ａ／ｃｍ2増加させて上下対称性の変動を測定した。そ
の結果、本発明法ではいずれも変動が２％以内であった
が、ＳＡＬバイアス法では２０％近く変動した。これ
は、ＳＡＬバイアス法は、センス電流によってＳＡＬ膜
を飽和させ、ＳＡＬ膜からの漏洩磁界によりＭＲ膜にバ
イアスを印加する法であり、センス電流の大きさにより
バイアス角が変化するためである。この結果、図４に示
すように、両法とも出力信号はトラック幅にほぼ比例し
ている。トラック幅４μｍの場合を除いて、本発明ヘッ
ドの方が従来法より出力信号が大きい。また、従来法は
トラック幅２μｍ未満で出力信号が急減した。
【００５５】また、本発明法でもＭＲ素子における多磁
区構造に起因するバルクハウゼンノイズは観測されな
い。これは、磁化容易軸方向の寸法であるＭＲ膜高さが
２０μｍと他の寸法（トラック巾０．５〜４μｍ、ＭＲ
膜厚２５ｎｍ）よりも充分大きく、ＭＲ膜が単磁区状態
に保たれたためである。
区構造に起因するバルクハウゼンノイズは観測されな
い。これは、磁化容易軸方向の寸法であるＭＲ膜高さが
２０μｍと他の寸法（トラック巾０．５〜４μｍ、ＭＲ
膜厚２５ｎｍ）よりも充分大きく、ＭＲ膜が単磁区状態
に保たれたためである。
【００５６】このように、本実施例では狭トラック化し
ても、線形応答に必要なバイアスが充分印加でき、従来
のヘッドに比べ出力信号の振幅が大きく波形の上下対称
性が良好な出力信号が得られる。これは、本発明法では
ＭＲ膜単層でバイアスを印加することが可能であるた
め、ＳＡＬバイアス法のような多層膜におけるセンス電
流の分流に起因する効率の低下がなく、高感度なヘッド
が実現できる。
ても、線形応答に必要なバイアスが充分印加でき、従来
のヘッドに比べ出力信号の振幅が大きく波形の上下対称
性が良好な出力信号が得られる。これは、本発明法では
ＭＲ膜単層でバイアスを印加することが可能であるた
め、ＳＡＬバイアス法のような多層膜におけるセンス電
流の分流に起因する効率の低下がなく、高感度なヘッド
が実現できる。
【発明の効果】本発明によれば、狭トラック化しても、
線形応答に必要なバイアスが充分印加でき、従来のヘッ
ドに比べ出力信号の振幅が大きく波形の上下対称性が良
好な出力信号が得られる。
線形応答に必要なバイアスが充分印加でき、従来のヘッ
ドに比べ出力信号の振幅が大きく波形の上下対称性が良
好な出力信号が得られる。
【図１】本発明による永久磁石バイアス法のＭＲ素子の
立面図
立面図
【図２】本発明による永久磁石バイアス法のＭＲ素子の
立面図
立面図
【図３】本発明による永久磁石膜を用いたバイアス法、
及び従来のＳＡＬバイアス法について、トラック幅Ｔｗ
を変化させた場合のバイアス角
及び従来のＳＡＬバイアス法について、トラック幅Ｔｗ
を変化させた場合のバイアス角
【図４】本発明による実施例のＭＲヘッドによる再生出
力信号振幅のトラック幅Ｔｗ依存性
力信号振幅のトラック幅Ｔｗ依存性
【図５】録再分離型ヘッドの立面図、およびＭＲ素子の
拡大図
拡大図
【図６】従来ＳＡＬバイアス法ＭＲ素子の立面図
【図７】従来永久磁石バイアス法ＭＲ素子の立面図
【図８】素子抵抗の電極高さ依存性
１ ＭＲ膜、２ 永久磁石膜、３ 電極、４ ＭＲ膜の
磁化方向、６ ＭＲ素子のトラック幅、７ ＭＲ膜高
さ、８ 電極高さ、９ 記録媒体、１０ 反強磁性膜、
１１ 反強磁性膜の磁化容易軸 １２ 下部磁極兼上部
シールド膜、１３ 下部シールド膜、１４ 絶縁膜、１
５ 薄膜誘導型記録ヘッド、１６ 磁気抵抗効果型再生
ヘッド、１７ 上部磁極、１８ コイル、１９ 基板、
２０ ＭＲ素子、２１ 非磁性膜、２２ ＳＡＬ膜。
磁化方向、６ ＭＲ素子のトラック幅、７ ＭＲ膜高
さ、８ 電極高さ、９ 記録媒体、１０ 反強磁性膜、
１１ 反強磁性膜の磁化容易軸 １２ 下部磁極兼上部
シールド膜、１３ 下部シールド膜、１４ 絶縁膜、１
５ 薄膜誘導型記録ヘッド、１６ 磁気抵抗効果型再生
ヘッド、１７ 上部磁極、１８ コイル、１９ 基板、
２０ ＭＲ素子、２１ 非磁性膜、２２ ＳＡＬ膜。
Claims (3)
- 【請求項１】 ＭＲ膜のトラック幅方向両端部に永久磁
石膜を配置する構成の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおい
て、ＭＲ膜高さ方向の寸法をトラック幅より大きくし
て、前記永久磁石膜を用いて横バイアス磁界を印加する
ことを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項２】 請求項１に記載の磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドにおいて、前記ＭＲ膜の磁化容易軸はほぼＭＲ膜高
さ方向であり、前記永久磁石膜の磁化容易軸はほぼトラ
ック幅方向であることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気
ヘッド。 - 【請求項３】 請求項１および２のいずれかに記載の磁
気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、前記ＭＲ膜の全面も
しくは一部に反強磁性膜を配置することを特徴とする磁
気抵抗効果型磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30468496A JP3756593B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30468496A JP3756593B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10149514A true JPH10149514A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3756593B2 JP3756593B2 (ja) | 2006-03-15 |
Family
ID=17935983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30468496A Expired - Fee Related JP3756593B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3756593B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7441324B2 (en) * | 2003-03-21 | 2008-10-28 | Headway Technologies, Inc. | Method for preventing magnetic damage to a GMR head during back-end processing |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP30468496A patent/JP3756593B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7441324B2 (en) * | 2003-03-21 | 2008-10-28 | Headway Technologies, Inc. | Method for preventing magnetic damage to a GMR head during back-end processing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3756593B2 (ja) | 2006-03-15 |
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