JP2728487B2

JP2728487B2 - 録再分離複合型磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2728487B2
Application number: JP1027415A
Authority: JP
Inventors: 直樹小山; 公史 ▲高▼野; 英稔森脇; 一夫椎木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-02-08
Filing date: 1989-02-08
Publication date: 1998-03-18
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: US5168409A; JPH02208812A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は磁気記録において、高密度記録に適した録再
分離型複合ヘッドに関する。

【従来の技術】

磁気記録の高密度化を進めるため、記録ヘッドと再生
ヘッドを分離して、それぞれを最適化して高性能化を図
った録再分離型の磁気ヘッドの検討がすすめられてい
る。このヘッドの一つとして記録ヘッドに誘導型、再生
ヘッドに磁気抵抗効果型を用い、両者を複合化した構造
が知られている。このようなヘッドにおいて、磁気シー
ルド層として用いる磁性層の一方または両方を誘導型ヘ
ッドの磁極と兼用する構造が知られている。このような
構造の例としては特公昭59−35088をはじめとして数多
くの公知例がある。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、磁気シールド層が記録ヘッドの磁極を兼ね
る場合にはそのトラック幅方向の寸法が問題となる。一
般に、磁気抵抗効果素子はトラック幅方向に異方性を付
与するため、その長さはトラック幅よりも長くする必要
がある。この場合、トラック幅以外の部分で生じるノイ
ズを抑えるため、磁気シールド層としては、磁気抵抗効
果素子全体を覆う必要がある。一方、記録用の磁極とし
ては、その寸法はトラック幅と一致させる必要がある。
このように、従来のヘッドでは磁性層のトラック幅方向
の寸法に関して両者を満足することはできなっかた。こ
のため、磁気抵抗効果素子の上に記録用ヘッドを積層し
た分離型ヘッドの場合、折衷案として、上部磁極はトラ
ック幅に一致させ、下部磁極は磁気抵抗効果素子全体を
覆えるような長さとする構造が知られている。しかしな
がら、この場合、記録用磁極としては上部磁極と下部磁
極のトラック幅は一致しないので、磁極端部で記録にじ
みが生じやすく、良好な記録特性を得ることは難しかっ
た。本発明の目的は磁気シールド層と記録用の磁極層を兼
用した磁性層に関して、両者の特性を満足できるような
ヘッド構造を与えるものである。

【課題を解決するための手段】

上記問題点は、兼用する磁性層の下部および上部の寸
法をそれぞれシールド層および磁極に必要な幅に一致さ
せる、すなわち、磁性層の断面にテーパーまたは段差に
よる膜厚差を設けて、磁性層の上部と下部で浮上面側か
らみたトラック幅方向の寸法を変えることにより解決す
ることができる。

【作用】

上記構造にすることにより、一方の記録用磁極に対面
する側の磁性層の幅はトラック幅と一致させることがで
きるので、書き込み時の磁束はトラック幅部に集中す
る。このため、記録ヘッドの記録にじみを低減すること
ができる。一方、磁気抵抗効果素子に対面する側の磁極
の幅は素子を十分覆うように長くすることができる。こ
のため、隣接トラックからの信号磁束によって生じる磁
気抵抗効果素子のノイズを低減することができる。

【実施例】

実施例１本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。同図
（ａ）は本発明による磁気ヘッドの平面図、（ｂ）は媒
体対抗面から見た断面図をそれぞれ示す。ヘッド基体１
上に下部磁気シールド層２を積層し、その上に絶縁層３
を介して磁気抵抗効果素子４を積層する。続いて、絶縁
層５を介して上部磁気シールド層６を積層する。このと
き、下部の寸法は下部の磁気シールド層２と同等にし、
上部の寸法は上部磁極７の寸法と同等になるように加工
する。さらに、その上に絶縁層８を介してコイルとなる
導体層９を積層し、さらに、また、絶縁層10を介して、
上部磁極７を積層する。このような構造の磁気ヘッドに
おいて、シールド層2,6および磁極層７にはスパッタリ
ング法により作製したパーマロイ（組成82Ni−18Fe）を
用い、その膜厚はいずれも2.0μｍとした。その媒体対
抗面における寸法は下部シールド層２が100μｍ、下部
磁極を兼ねた上部シールド層６の下部が90μｍ、上部が
10μｍ、上部磁極７が８μｍである。なお、２段になっ
た下部磁極６における段差16は0.7μｍとした。また、
積層するときの各層のあわせに余裕を持たせるため、各
層の寸法は上に行くほど小さくなるようにした。絶縁層
3,5,8,10にはすべてアルミナを用いた。磁極にはさまれ
た部分における各絶縁層3,5,8,10の膜厚はそれぞれ、0.
3μｍ、0.4μｍ、0.7μｍ、0.7μｍである。これらの絶
縁層の平坦化は通常用いられるエッチバック法を用いて
おこなった。導体層９には膜厚2.0μｍの銅を用い、１
ターンのコイルを形成した。磁気抵抗効果素子４には真
空蒸着により形成した膜厚40nmのパーマロイ（組成82Ni
−18Fe）をもちい、その形状は、トラック幅方向の長さ
が50μｍで、その高さは10μｍである。この素子の両端
には電極層11を設け、Ti（膜厚:50nm）/Au（150nm）の
２層膜を用いた。また、磁気抵抗効果素子のバイアス方
法として、ここではバーバーポール法を用いた。このた
め、感磁部12における電極端部は素子に対して45゜傾け
た。また、トラック幅方向の電極間隔は６μｍとし、こ
の間隔が実効的なトラック幅に相当する。なお、上記実
施例ではエッチバック法を用いて絶縁層の平坦化を図っ
た。しかしながら、磁気抵抗効果素子による段差は0.3
μｍ以下であり、その上に形成する磁気シールド層の膜
厚2.0μｍに比べて小さい。また、磁極上の段差（0.7μ
ｍ）もコイル導体の厚さ（２μｍ）に比べれば小さい。
このため、絶縁層の平坦化は必ずしも必要ではない。実施例２第２図は上記ヘッドのオフトラックオーバーライト特
性と隣接トラックによるクロストーク特性を示す。パラ
メータは下部磁極の膜厚差（ｄ）と下部磁極において上
部磁極と対面する部分の膜厚（ｔ）の比である。同図の
上に、それぞれの比率における媒体対抗面から見た記録
ヘッドの磁極形状の模式図を示す。磁極の側面は加工時
にテーパ状となるため、その断面は台形状になる。同図
の結果においてオフトラック量はトラック幅の10％にし
た。膜厚差（ｄ）が増加するとオフトラックオーバーラ
イト特性が改善される。これは段差の増加に伴い記録時
の磁束が記録トラック幅部分に集中し、記録にじみが減
少するためである。また隣接トラックによるクロストー
ク特性も、膜厚差に依存し、膜厚差が大きくなると、S/
Nが低下する。これは、ｄが大きくなるとシールド層の
厚さが薄くなるのでシールド効果が低下するためであ
る。特に、d/tが１の場合、すなわち、磁気シールド層
の幅が上部磁極と一致する場合には、磁気抵抗効果素子
の端部はシールドされないためS/Nは著しく劣化する。
ここで、磁気ヘッドの動作に必要なS/Nの下限として26d
Bをとると図のようになる。したがって、膜厚差（ｄ）
には最適値があり、上記実施例の２μｍ厚さのパーマロ
イの場合は、約0.6μｍから1.4μｍの範囲にあることが
わかる。なお、この値はテーパ状の断面の角度に依存す
る。すなわち、側面が急俊なほど記録にじみは減少する
ため、オフトラックオーバーライト特性は向上する。さ
らに、上部磁極をメッキ法で形成する場合には断面は逆
テーパ状になる。この場合には、さらに記録にじみを低
減することができる。ここで、当然のことながら、上記
の値は磁極に用いる磁性膜の磁気特性（飽和磁束密度B
s,透磁率η）や膜厚に依存する。実施例３本発明の他の実施例を第３図を用いて説明する。同図
（ａ）は磁気ヘッドの平面図、（ｂ）はその媒体対抗面
から見た断面図で、記録用の上下磁極の間に磁気抵抗効
果型素子をはさんだ構造のヘッドを示す。はじめに基体
１上に磁気シールド層を兼ねた記録ヘッド用の下部磁極
13を形成する。次に、絶縁層14を形成し、その上に磁気
抵抗効果素子４を設ける。続いて、記録ヘッドのコイル
となる導体層９を設ける。その上に絶縁層15を積層後、
記録トラック幅に相当する溝17を形成する。続いて磁性
膜を積層し上部磁極兼磁気シールド膜18とする。ここ
で、磁性膜としては、飽和磁束密度1.3TのCo系アモルフ
ァス合金を用いた。膜厚はいずれも1.5μｍである。ト
ラック幅方向の下部磁極の寸法が50μｍ、上部磁極の幅
が45μｍでその溝の幅は６μｍである。絶縁層14,15に
はスパッタ法で形成したアルミナを用いた。それぞれの
膜厚は、上下の磁極間で0.4μｍ、0.4μｍとなるように
した。磁気抵抗効果素子４は膜厚40nmのパーマロイで形
成した。バイアス方法は実施例の１と同じようにバーバ
ーポール法をもちいた。素子の形状は、長さが30μｍで
高さが12μｍである。磁気抵抗効果素子の電極層11には
膜厚0.2μｍのAlを用いた。トラック幅方向の電極間距
離、すなわち、トラック幅は４μｍである。なお、溝の
深さを種々変えるため、深さに応じて絶縁層15の膜厚を
あらかじめ変えておく必要がある。本ヘッドを用いて溝の深さをパラメータに実施例２と
同じようにオフトラックオーバーライト特性と隣接トラ
ッククロストーク特性を評価した。その結果、溝の深さ
が0.5μｍから1.0μｍの範囲で26dB以上のS/Nが得られ
ることがわかった。このように磁気シールド層に溝、す
なわち段差を設けることにより、オフトラックオーバー
ライト特性、隣接トラッククロストークとも改善され
る。なお本実施例では、下部磁極を兼ねた磁気シールド
層13に段差を設けていないが、この層にも段差を設ける
ことができる。この場合にも段差の効果が表れ、オフト
ラックオーバーライト特性、隣接トラッククロストーク
とも改善される。但し、磁気抵抗効果素子は平坦部に形
成する必要が有るため、絶縁層14をエッチバック法によ
り平坦化することが必要になる。実施例４本発明の他の実施例として他のバイアス法を用いた磁
気抵抗効果素子を使用することもできる。例えば、従来
知られているような相互バイアス、電流バイアス、永久
磁石バイアスを用いた磁気抵抗効果素子を使用すること
もできる。さらに、素子の形状としては本実施例で述べ
た矩形状だけでなく、微小なギャップを持つ閉磁路構造
の素子も用いることができる。なお、上記の実施例ではいずれも再生ヘッドとして再
生効率のよい磁気抵抗効果素子を用いた場合を示した
が、従来の誘導型のヘッドを用いることもできる。この
場合は、記録ヘッドのトラック幅を広く、再生ヘッドの
トラック幅を狭くすることによって、オフトラックオー
バライト特性およびトラック間クロストークを減少する
ことができる。したがって、記録用と再生用とを兼ねる
磁極に膜厚差を設け、膜厚差の上下の寸法をそれぞれの
トラック幅に一致させることによって特性向上を図るこ
とができる。実施例５次に、共用する磁性膜の上部と下部で比透磁率や飽和
磁束密度が異なる場合の実施例について述べる。第４図
は磁気抵抗効果型再生ヘッドの上に記録用の磁極が積層
されたものである。再生ヘッドは先の実施例１の場合と
同様でパーマロイで形成したシールド層２、６のあいだ
に絶縁層を介して薄膜パーマロイからなる磁気抵抗効果
素子４を形成する。次に、上部磁気シールド層６のうえ
に記録ヘッドの下部磁極19を形成する。このとき、磁気
シールドは膜厚0.7μｍのパーマロイである。磁極19に
は飽和磁束密度1.3TのCoTaZrを用いた。膜厚は0.8μｍ
とした。その後、絶縁層８を介してコイルを形成し、そ
のうえに上部磁極７を形成する。この磁極は膜厚1.5μ
ｍのCoTaZrで形成する。ここで、各磁性層のトラック幅
方向の寸法は下部シールド層２が100μｍ、上部シール
ド層６が90μｍ、下部磁極19が８μｍ、上部磁極７が６
μｍである。なお、絶縁層の膜厚や磁気抵抗効果素子の
構造などは実施例１と同様である。このように、記録ヘッド側の磁極の飽和磁束密度を大
きくすることによって、記録磁界のにじみだしが抑えら
れるので、記録特性の向上を図ることができる。実施例６次に、記録再生ヘッドとも誘導型ヘッドをもちいた場
合の実施例について、第５図を用いて説明する。はじめ
に、基体１上に記録用の磁極19、７を形成する。このと
きのトラック幅はそれぞれ10μｍ、８μｍである。ま
た、膜厚はどちらも３μｍである。材料は飽和磁束密度
が1.3TのCoTaZrである。その上に、再生ヘッド用の磁極
20、21としてパーマロイを積層する。膜厚はどちらも１
μｍである。再生ヘッドのトラック幅方向の寸法は、下
部磁極20は５μm,上部磁極21は、４μｍである。このと
き、比透磁率はCoTaZrでは1200、パーマロイでは2000で
ある。ギャップ層となる絶縁膜3,5の膜厚は、それぞれ
1.5μm,0.2μｍである。また記録と再生ヘッドのコイル
の巻数は、それぞれ８ターン、24ターンである。このように、記録ヘッド側の磁極の飽和磁束密度を大
きくし、再生ヘッド側の磁極の透磁率を大きくすること
により、記録磁界のにじみだしが抑えられ、記録特性の
向上を図ることができる。また、再生時の磁束が再生用
の磁極に集中するので効率良く再生することができる。

【発明の効果】本発明によれば記録ヘッドの磁極端部に生じる記録に
じみが抑えられるため、オフトラックオーバライト特性
が向上する。また、磁気抵抗素子の端部まで磁気シール
ド層でカバーできるため、トラック間クロストークを減
少することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明する磁気ヘッドの平面
図と断面図。第２図は本発明の磁気ヘッドにおけるオフ
トラックオーバライト特性および隣接トラッククロスト
ーク特性を示すグラフ。第３図、第４図、第５図はそれ
ぞれ異なる他の実施例を示すヘッドの平面図と断面図。符号の説明１……基体、2,6,13,18……磁極兼磁気シールド層、3,
5,8,10,14,15……絶縁層、４……磁気抵抗効果素子、７
……上部磁極、９……コイル導体、11……電極層、12…
…感磁部、16……段差部、17……溝、19,20,21……磁
極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者椎木一夫東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献特開昭55−14571（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドと再生ヘッドを分離して複合化
した磁気ヘッドにおいて、両ヘッドの磁極および磁気シ
ールド層として共用する磁性層が膜厚差を有し、この膜
厚差によって生じた段差の上部側と下部側のトラック幅
方向の寸法によって、磁気ヘッドのトラック幅またはシ
ールド層の幅が規定されていることを特徴とする録再分
離複合型磁気ヘッド。
【請求項２】前記再生ヘッドが磁気抵抗効果素子を用い
て構成されることを特徴とする特許請求の範囲第一項記
載の録再分離複合型磁気ヘッド。
【請求項３】前記共用する磁性層における膜厚差とこの
磁性層において上部磁極と対面する部分の膜厚との比が
0.3から0.7の間にあることを特徴とする特許請求の範囲
第一項または第二項に記載の録再分離複合型磁気ヘッ
ド。
【請求項４】前記共用する磁性層の上部と下部の磁気特
性が異なり、上部と下部のどちらか一方の比透磁率が他
方に比べて大きいか、または、上部と下部のどちらか一
方の飽和磁束密度が他方に比べて大きいことを特徴とす
る特許請求の範囲第一項記載の録再分離複合型磁気ヘッ
ド。