专利汇可以提供Magneto-resistance effect head专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且,下面是Magneto-resistance effect head专利的具体信息内容。
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は磁気ディスク装置或いは磁気テープ装置等の磁気記録再生装置に用いられる薄膜磁気ヘッドに関し、特に磁気抵抗効果により記録媒体に記録された情報を再生する磁気抵抗効果ヘッドに関する。
【0002】
近年、磁気ディスク装置の小型化・高密度化に伴い、ヘッドスライダの浮上量が減少し、ごく低浮上或いはスライダが記録媒体に接触する接触記録/再生の実現が望まれている。
【0003】
また、従来の磁気誘導ヘッドは、磁気ディスクの小径化により周速(ヘッドと媒体との間の相対速度)が減少すると、再生出力が劣化する。 そこで、再生出力が周速に依存せず、低周速でも大出力の得られる磁気抵抗効果ヘッド(以下MRヘッドと略称する)の開発が望まれている。
【0004】
【従来の技術】
MRヘッドは磁気抵抗効果素子に一定のセンス電流を供給して、記録媒体の記録トラックから漏洩する信号磁界の大きさの変化を抵抗変化に変換し、媒体に記録された情報を電圧値の変化として再生する。
【0005】
従来のMRヘッドでは、磁気抵抗効果素子がヘッドの媒体対向面に露出していた。 そのため金属製の記録媒体と組み合わせてのごく低浮上、接触記録の実現は記録媒体との短絡や放電のため非常に困難であった。
【0006】
そこで本発明者らは、磁気抵抗効果素子がヘッドの媒体対向面に露出せず、軟磁性層からなるフラックスガイドによって媒体からの漏洩磁界を磁気抵抗効果素子に導く構造の、フラックスガイド型磁気抵抗効果ヘッドを特開平5−114119号で提案した。
【0007】
この公開公報に開示されたMRヘッドは、記録媒体に対向するヘッドの先端面から後退して設けられたNi−Feからなる磁気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子に接続され、その間に磁気抵抗効果素子のセンス領域を画成する一対の端子を含んでおり、これらの端子には一定のセンス電流が供給される。
【0008】
MRヘッドは更に、一端がヘッドの先端面に露出し他端が磁気抵抗効果素子の一端に磁気的に結合した、記録媒体からの磁束を磁気抵抗効果素子に案内するフラックスガイドを含んでいる。
【0009】
フラックスガイド、磁気抵抗効果素子及び端子は、非磁性絶縁層中に埋め込まれており、一対の上下磁気シールドが非磁性絶縁層をその間にサンドイッチするように設けられて、ヘッドの先端面に記録媒体からの磁束を受け入れるギャップを画成している。
【0010】
一対の端子により画成される磁気抵抗効果素子のセンス領域は、記録媒体上の記録トラック幅よりも広く形成してある。 フラックスガイドの平面形状は、台形状、ホームベース形状、又は三角形状等をしており、磁気抵抗効果素子のセンス領域よりその幅が狭く形成されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公開公報に記載された従来のフラックスガイド型MRヘッドにおいては、幅の狭いフラックスガイドを採用していたため、その磁区制御が困難であった。 その結果、フラックスガイド自身の磁区変動によって、磁気抵抗効果素子の再生出力及び再生波形が影響を受けて変動しやすくなるという問題があった。
【0012】
この問題を解決するために、フラックスガイドを記録トラックの幅方向に伸長して概略細長い長方形状とし、その上に反強磁性膜を積層した磁気抵抗効果ヘッドを先に提案した(特願平5−302637号)。
【0013】
この先願発明によると、フラックスガイドの単磁区構造を実現できるため、フラックスガイドの磁区変動に起因する磁気抵抗効果素子の再生出力及び再生波形の変動を有効に防止することができる。
【0014】
しかし、この先願発明では磁気抵抗効果素子及びフラックスガイドの磁化方向は、その上に積層した反強磁性膜の効果によって同一方向に決定されているので、互いに発生する磁界のため、磁気抵抗効果素子の感度低下及びフラックスガイドの透磁率の低下を引き起こすという問題があった。
【0015】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、磁気抵抗効果素子及びフラックスガイドの感度を向上することができ、再生出力の高い磁気抵抗効果ヘッドを提供することである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、記録媒体に記録された情報を再生する磁気抵抗効果ヘッドであって、記録媒体の記録トラックから漏洩する信号磁界の変化を抵抗変化に変換する、該記録媒体に対向する前記ヘッドの先端面から後退して設けられた磁気抵抗効果素子と;前記磁気抵抗効果素子に接続され、その間に磁気抵抗効果素子のセンス領域を画成する一対の端子と;一端が前記ヘッドの先端面に露出し他端が前記磁気抵抗効果素子の一端に磁気的に結合した、記録媒体からの磁束を前記磁気抵抗効果素子に案内する前部フラックスガイドと;前記磁気抵抗効果素子の中央部分を除いてその両側部分上に積層された、記録トラックの幅方向に平行な第1の磁化方向を有する第1磁性膜と;前記前部フラックスガイドの中央部分を除いてその両側部分上に積層された、前記第1の磁化方向と反対方向の第2の磁化方向を有する第2磁性膜とを具備し;前記前部フラックスガイドは、前記磁気抵抗効果素子のセンス領域を超えて前記記録媒体の記録トラックの幅方向に伸長した概略長方形状をしており、さらに、前記第2磁性膜が有する前記第2の磁化方向の磁化との静磁結合により、前記第1の磁化方向と同方向の磁化を有し、前記磁気抵抗効果素子は、前記第1磁性膜が有する前記第1の磁化方向の磁化との静磁結合により、前記第2の磁化方向と同方向の磁化を有していることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッドが提供される。
【0017】
【作用】
第1磁性膜と第2磁性膜の磁化方向を逆方向に規制することにより、磁気抵抗効果素子と前部フラックスガイドの磁化方向も逆方向に規制される。 その結果、互いに発生する磁界による磁気抵抗効果素子の感度低下及び前部フラックスガイドの透磁率の低下がなくなり、再生出力の向上を図ることができる。
【0018】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図1(A)は本発明第1実施例のMRヘッド10の概略平面図、図1(B)は図1(A)のB−B線に沿った断面図をそれぞれ示している。
【0019】
例えば、アルミナ−チタニウムカーバイド(Al 2 O 3 −TiC)からなる導電性基板12上には、例えばアルミナ(Al 2 O 3 )からなる絶縁層14が積層されている。
【0020】
符号16,18は例えばニッケル−鉄(Ni−Fe)から形成された第1及び第2磁気シールドであり、その間にアルミナからなる非磁性絶縁層20が介在されている。
【0021】
第1及び第2磁気シールド16,18はヘッド10の先端面(媒体対向面)26に再生分解能を向上させるためにギャップ25を画成している。 非磁性絶縁層20内には、ヘッド10の先端面26から離間して例えばニッケル−鉄(Ni−Fe)から形成された磁気抵抗効果素子22が埋め込まれている。
【0022】
非磁性絶縁層20内には更に、一端がヘッド10の先端面26に露出し、他端が磁気抵抗効果素子22の一端に磁気的に結合した、例えばニッケル−鉄(Ni−Fe)からなる前部フラックスガイド24が埋め込まれている。 前部フラックスガイド24は記録媒体34からの磁束を磁気抵抗効果素子22に案内する。
【0023】
前部フラックスガイド24は図1(A)を参照すると明らかなように、磁気抵抗効果素子22の前縁に沿って横方向に伸長した長方形状をしている。 前部フラックスガイド24と磁気抵抗効果素子22との重なり部分の間隔は、例えば0.05〜0.2μm程度である。
【0024】
磁気抵抗効果素子22のセンス領域22aは一対の端子28a,28bの間隔で決定され、記録媒体34の記録トラック35の幅よりもその幅が狭く形成されている。
【0025】
端子28a,28bはセンス電流源30に接続されており、磁気抵抗効果素子22にはセンス電流源30から一定のセンス電流が供給される。 端子28a,28bは例えばAu,Cu,Al等から形成される。
【0026】
第2磁気シールド18上には例えばアルミナからなる絶縁保護膜32が被覆されて、磁気抵抗効果ヘッド10が完成する。 ヘッド10の製造はよく知られた薄膜プロセスにより行なう。
【0027】
図3に示すように、磁気抵抗効果素子22の中央部分を除いたその両側部分上にはCr下地層38を介して硬磁性膜40が積層されている。 硬磁性膜40はCoCrTa,CoCrPt等から形成される。
【0028】
同様に、前部フラックスガイド24の中央部分を除いたその両側部分上には、Cr下地層42を介して硬磁性膜44が積層されている。 硬磁性膜44は硬磁性膜40と同様に、CoCrTa,CoCrPt等から形成される。
【0029】
硬磁性膜40は記録トラックの幅方向に平行な第1の磁化方向を有しており、硬磁性膜44は第1の磁化方向と反対方向の第2の磁化方向を有している。 よって、磁気抵抗効果素子22上に硬磁性膜40が積層されているため、磁気抵抗効果素子22は静磁結合により第1の磁化方向と反対方向の第2の磁化方向を有するようになる。
【0030】
同様に、前部フラックスガイド24上には硬磁性膜44が積層されているため、前部フラックスガイド24は第2の磁化方向と反対方向の第1の磁化方向を有するようになる。
【0031】
その結果、図3に矢印で示すように、磁気抵抗効果素子22及び前部フラックスガイド24は、互いに逆の磁化方向を有するように規制される。 これにより、互いに発生する磁界に起因する磁気抵抗効果素子22の感度低下及び前部フラックスガイド24の透磁率の低下がなくなり、MRヘッドの再生出力の向上を図ることができる。
【0032】
Cr下地膜38,42の膜厚を制御することにより、硬磁性膜40及び44の保磁力を調整することができる。 尚、硬磁性膜40を形成しない磁気抵抗効果素子22の中央部分の幅と、硬磁性膜44を形成しない前部フラックスガイド24の中央部分の幅とは異なっていてもかまわない。
【0033】
然して、記録媒体34の記録トラック35からの信号磁束はヘッド10内に受け入れられ、前部フラックスガイド24に案内されて磁気抵抗効果素子22に流入し、磁気抵抗効果素子22を磁化させる。 磁気抵抗効果素子22を通過した磁束は第1及び第2磁気シールド16,18に吸収される。
【0034】
磁気抵抗効果素子22は信号磁束の大きさの変化に応じて、その抵抗値が変化する。 磁気抵抗効果素子22にはセンス電流源30からの一定のセンス電流が供給されているので、抵抗値の変化に応じて端子28a,28bの間の電圧が変化し、記録媒体34に記録された情報を電圧信号として再生することができる。
【0035】
本実施例では、前部フラックスガイド24がセンス領域22a及び記録トラック35の幅を越えて横方向に伸長した長方形状をしているので、前部フラックスガイド24の形状異方性により、その磁化容易軸方向を記録トラック35の幅方向に平行にすることができ、容易に単磁区構造を実現できる。
【0036】
更に、磁気抵抗効果素子22及び前部フラックスガイド24は互いに逆の磁化方向を有しているので、互いに発生する磁界に起因する磁気抵抗効果素子22の感度低下及び前部フラックスガイド24の透磁率の低下がなくなり、再生出力の向上を図ることができる。
【0037】
図2を参照すると、本発明第2実施例のMRヘッドの平面図(A)及び断面図(B)が示されている。 図1に示した第1実施例と実質的に同一構成部分については同一符号を付し、重複を避けるためその説明を省略する。
【0038】
本実施例は図1に示した第1実施例に後部フラックスガイド36を追加したものである。 後部フラックスガイド36は、前部フラックスガイド24と同様に、例えばニッケル−鉄(Ni−Fe)から形成されており、その一端が磁気抵抗効果素子22に磁気的に結合している。
【0039】
図2(A)のIII ′−III ′断面図は図3に示した図1(A)のIII −III 断面図に類似しており、後部フラックスガイド36の中央部分を除いたその両側部分上には、Cr下地層を介して硬磁性膜48が積層されている。 硬磁性膜48は硬磁性膜44と同一の磁化方向を有している。 よって、後部フラックスガイド36は前部フラックスガイド24と同一の磁化方向を有している。
【0040】
本実施例では、後部フラックスガイド36を設けたことにより、上述した第1実施例の効果に加えて、磁気抵抗効果素子22の反磁界を抑制して、再生出力を向上させる効果を有している。
【0041】
図4を参照すると、本発明の他の実施例の断面図が示されている。 図4(A)は図3に示した構造と類似しており、磁気抵抗効果素子22及び前部フラックスガイド24の下側に硬磁性膜40及び44をそれぞれ形成したものである。 各膜の磁化方向が矢印で示されている。 本実施例は図3に示した実施例と同様に作用する。
【0042】
図4(B)に示す実施例においては、磁気抵抗効果素子22′がトラック35の幅方向に短く、その幅全体がセンス領域となっており、前部フラックスガイド24′は磁気抵抗効果素子22′と概略等しい幅に形成されている。 そして、磁気抵抗効果素子22′及び前部フラックスガイド24′の両側にそれぞれ硬磁性膜40,44が形成されている。
【0043】
硬磁性膜40と硬磁性膜44は互いに逆の磁化方向を有するように規定される。 これにより、磁気抵抗効果素子22′の磁化方向は静磁結合により硬磁性膜40の磁化方向と同一方向となり、前部フラックスガイド24′の磁化方向は硬磁性膜44の磁化方向と同一方向となり、上述した各実施例と同様な効果を達成することができる。
【0044】
図4(C)に示した実施例は、磁気抵抗効果素子22の中央部分を除いてその両側部分上に反強磁性膜46を積層し、硬磁性膜44の上に前部フラックスガイド24を積層したものである。 反強磁性膜46はFeMn,NiO等から形成される。
【0045】
本実施例においては、磁気抵抗効果素子22は静磁結合により反強磁性膜46の磁化方向が転写されるため、硬磁性膜44と反強磁性膜46を同一方向に着磁する。 これにより、磁気抵抗効果素子22と前部フラックスガイド24は互いに逆の磁化方向を有するようになる。
【0046】
図4(C)に示した実施例の変形例として、硬磁性膜で磁気抵抗効果素子22の磁化方向を規定し、反強磁性膜で前部フラックスガイド24の磁化方向を規定するようにしてもよい。
【0047】
図5(A)及び図5(B)を参照して、本発明の更に他の実施例について説明する。 図5(A)に示した実施例は、磁気抵抗効果素子22の中央部分を除いてその両側部分上に反強磁性膜46を積層し、前部フラックスガイド24′の両側に硬磁性膜44を形成したものである。
【0048】
本実施例においては、硬磁性膜44と反強磁性膜46とを反対方向に着磁する。 これにより、磁気抵抗効果素子22と前部フラックスガイド24′は互いに逆の磁化方向を有するようになる。
【0049】
図5(B)に示した実施例は、磁気抵抗効果素子22′の両側に硬磁性膜40を形成し、前部フラックスガイド24の中央部分を除いてその両側部分上に反強磁性膜48を積層したものである。
【0050】
本実施例においても、硬磁性膜40と反強磁性膜48とは逆方向に着磁する。 これにより、磁気抵抗効果素子22′と前部フラックスガイド24は互いに逆の磁化方向を有するようになる。
【0051】
次に図6を参照して、磁化方向の規定方法を説明する。 CoCrTa等からなる硬磁性膜40,44は、例えばCr下地層の膜厚を変化させることにより、保磁力Hcを100〜2000エルステッド(Oe)程度に変化させることができる。
【0052】
図6(A)に示すように、磁気抵抗効果素子22′の両側に保磁力Hcが500OeのCoCrTa膜40を設置し、前部フラックスガイド24′の両側に保磁力Hcが1000OeのCoCrTa膜44を設置する。
【0053】
そして、1000Oeより大きい外部磁界Hを印加して、硬磁性膜40,44の磁化方向を揃える。 図6(B)は外部磁界の印加を停止した状態を示している。
【0054】
次いで、図6(C)に示すように、500Oeより大きく1000Oeより小さい外部磁界Hを逆方向に印加して、磁気抵抗効果素子22′の両側の硬磁性膜40のみの磁化方向を反転させる。 外部磁界の印加を停止すれば、図6(D)に示すように磁気抵抗効果素子22′及び前部フラックスガイド24′の磁化方向を逆方向に規定することができる。
【0055】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したように、磁気抵抗効果素子とフラックスガイドの磁化方向を逆方向に規定することにより、互いに発生する磁界に起因する磁気抵抗効果素子の感度低下及びフラックスガイドの透磁率の低下を防止することができ、MRヘッドの再生出力の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1実施例を示す図である。
【図2】本発明第2実施例を示す図である。
【図3】図1及び図2のIII−III 線断面図である。
【図4】本発明の他の実施例断面図である。
【図5】本発明の更に他の実施例断面図である。
【図6】磁化方向の規定方法説明図である。
【符号の説明】
22 磁気抵抗効果素子24 前部フラックスガイド34 記録媒体35 記録トラック36 後部フラックスガイド40,44,48 硬磁性膜46 反強磁性膜
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