JPH05159247A - Magneto-resistance effect head - Google Patents
Magneto-resistance effect headInfo
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- JPH05159247A JPH05159247A JP32491191A JP32491191A JPH05159247A JP H05159247 A JPH05159247 A JP H05159247A JP 32491191 A JP32491191 A JP 32491191A JP 32491191 A JP32491191 A JP 32491191A JP H05159247 A JPH05159247 A JP H05159247A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置,磁
気テープ装置等の磁気記録装置に使用されるシールド型
磁気抵抗効果ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield type magnetoresistive head for use in magnetic recording devices such as magnetic disk devices and magnetic tape devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】磁気抵抗効果ヘッド(以下、MRヘッド
と記す)は、高い再生感度を有し、かつ、再生出力が磁
気記録媒体−磁気ヘッド間の相対速度に依存しないの
で、磁気記録装置の高密度化,小型化に対して有利なデ
バイスである。MRヘッドにおいて、磁気抵抗効果素子
(以下、MR素子と記す)は、一般に、磁気記録媒体に
対して垂直に配置され、磁気記録媒体から発生する磁束
のうち、磁気記録媒体に垂直な成分を検出する。分解能
を高めたMRヘッドの例として、MR素子の両側に軟磁
性体からなる磁気シールドを配置したシールド型MRヘ
ッドが知られており、1975年刊のアイ・イー・イー
・イー・トランザクションズ・オン・マグネティクス誌
第MAG−11巻1206ページ、特開昭60−151
816号公報、特開昭63−184906号公報、特公
昭63−50769号公報などに示されている。2. Description of the Related Art A magnetoresistive head (hereinafter referred to as an MR head) has a high reproducing sensitivity and a reproducing output does not depend on a relative speed between a magnetic recording medium and a magnetic head. This device is advantageous for higher density and smaller size. In an MR head, a magnetoresistive effect element (hereinafter referred to as an MR element) is generally arranged perpendicularly to a magnetic recording medium and detects a component of a magnetic flux generated from the magnetic recording medium which is perpendicular to the magnetic recording medium. To do. As an example of an MR head with improved resolution, a shield type MR head in which a magnetic shield made of a soft magnetic material is arranged on both sides of an MR element is known, and it is published in 1975.・ Magnetics Magazine MAG-11 Vol. 1206, JP-A-60-151
No. 816, JP-A-63-184906 and JP-B-63-50769.
【0003】シールド型MRヘッドにおいては、磁気シ
ールドが磁気記録媒体から発する磁束のうちの余分な磁
束を吸収し、低線記録密度領域から高線記録密度領域に
至るまで、MR素子が検出する磁束量はほぼ一定にな
る。よって、MR素子により再生される出力電圧は、低
線記録密度領域から高線記録密度領域に至るまで振幅が
一定となり、波形干渉が小さく読み取り誤りのない信号
を得ることができる。In the shield type MR head, the magnetic shield absorbs an excessive magnetic flux of the magnetic flux generated from the magnetic recording medium, and the magnetic flux detected by the MR element from the low linear recording density region to the high linear recording density region. The amount is almost constant. Therefore, the output voltage reproduced by the MR element has a constant amplitude from the low linear recording density region to the high linear recording density region, and it is possible to obtain a signal with small waveform interference and no read error.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】磁気シールドを配置し
てMRヘッドの分解能を高めるためには、MR膜とシー
ルドとの間の距離を小さくするためギャップ層を薄くす
ることが有効である。しかし、ギャップ層を薄くするこ
とはMR素子層あるいは電極とシールドが電気的にショ
ートしてしまう危険を伴っている。従って、ギャップ層
の厚さはギャップ層材料の質や電極の形状により制限さ
れ、線記録密度に応じて決定する必要がある。In order to increase the resolution of the MR head by arranging the magnetic shield, it is effective to make the gap layer thin in order to reduce the distance between the MR film and the shield. However, thinning the gap layer involves a risk of electrically shorting the MR element layer or the electrode and the shield. Therefore, the thickness of the gap layer is limited by the quality of the gap layer material and the shape of the electrode, and needs to be determined according to the linear recording density.
【0005】図3は従来のシールド形MRヘッドの断面
図の一例である。下シールド間ギャップ7、上シールド
間ギャップ8はSiO2 であり、それぞれの厚さは0.
2、0.3μmである。上シールド間ギャップは電極の
角でのショートを避けるために下シールド間ギャップよ
り大きくなっている。また、MR膜1、シャント膜2、
バイアス膜3の膜厚はそれぞれ、0.04、0.02、
0.06μmである。分解能を決定するのは、MR素子
層と上下シールドとの間の距離であるが、MR素子層と
下シールド5との間の距離10が0.2μmであるのに
対して、MR素子層と上シールド6との間の距離9は
0.38μmと異なっている。この上下の異なるギャッ
プ長が分解能に与える影響は明らかになっていなかっ
た。なお、図中4は電極を示している。FIG. 3 is an example of a sectional view of a conventional shield type MR head. The lower shield gap 7 and the upper shield gap 8 are made of SiO 2 , and each has a thickness of 0.
2, 0.3 μm. The gap between the upper shields is larger than the gap between the lower shields to avoid shorts at the corners of the electrodes. In addition, the MR film 1, the shunt film 2,
The bias film 3 has film thicknesses of 0.04, 0.02,
It is 0.06 μm. It is the distance between the MR element layer and the upper and lower shields that determines the resolution. The distance 10 between the MR element layer and the lower shield 5 is 0.2 μm, whereas The distance 9 from the upper shield 6 is different from 0.38 μm. The effect of different gap lengths above and below on resolution was not clarified. In the figure, 4 indicates an electrode.
【0006】本発明の目的は、高い分解能を得ることの
できる磁気抵抗効果ヘッドを提供することにある。An object of the present invention is to provide a magnetoresistive head capable of obtaining high resolution.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性基板上
に下シールド層、下シールド間ギャップ層、磁気抵抗効
果層及びバイアス層からなる磁気抵抗効果素子、電極
層、上シールド間ギャップ層、上シールド層を積層した
構造を有する磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記磁気抵
抗効果層と下シールド層との間の距離と、磁気抵抗効果
層と上シールド層との間の距離が等しいことを特徴とす
る。The present invention is directed to a magnetoresistive effect element comprising a lower shield layer, a lower shield gap layer, a magnetoresistive effect layer and a bias layer, an electrode layer, and an upper shield gap layer on a non-magnetic substrate. In a magnetoresistive effect head having a structure in which an upper shield layer is laminated, the distance between the magnetoresistive effect layer and the lower shield layer is equal to the distance between the magnetoresistive effect layer and the upper shield layer. And
【0008】[0008]
【作用】シールド型MRヘッドの分解能の解析として、
デービスらによる相反定理を用いたものが、1975年
刊のアイ・イー・イー・イー・トランザクションズ・オ
ン・マグネティクス誌第MAG−11巻1689ページ
に示されている。そこでは、MR膜と上下シールドとの
間の距離が等しい場合の孤立再生波形の半値幅(以下、
PW50と記す)が示されている。そこで用いられたモデ
ルをMR膜と上下シールドとの間の距離が異なる場合に
適用すると、PW50は、[Operation] As an analysis of the resolution of the shield type MR head,
A method using the reciprocity theorem by Davis et al. Is shown in 1975, iE, E, Transactions on Magnetics, MAG-11, pp. 1689. There, the half-value width (hereinafter, referred to as the following, of the isolated reproduction waveform when the distance between the MR film and the upper and lower shields is equal.
PW 50 ). When the model used there is applied when the distance between the MR film and the upper and lower shields is different, the PW 50 is
【0009】[0009]
【数1】 [Equation 1]
【0010】となる。ここで、d,a,T,g1,g2
はそれぞれスペーシング,磁化遷移長,MR膜厚,MR
膜と上シールドとの間の距離,MR膜と下シールドとの
間の距である。MR膜と上下シールドとの間の距離が異
なることにより、第1項が生じており、距離の差がPW
50を大きくし、分解能を低下させることが分かる。ま
た、その影響はスペーシング,磁化遷移長が小さくなる
ほど強くなる、従って、MR膜と上シールドとの間の距
離とMR膜と下シールドとの間の距離を等しくすること
により、高い分解能を持つシールド型MRヘッドを得る
ことができる。[0010] Where d, a, T, g1, g2
Are spacing, magnetization transition length, MR film thickness, MR
The distance between the film and the upper shield, and the distance between the MR film and the lower shield. The first term is caused by the difference in the distance between the MR film and the upper and lower shields, and the difference in the distance is PW.
It can be seen that increasing 50 increases the resolution. Further, the effect becomes stronger as the spacing and the magnetization transition length become smaller. Therefore, by making the distance between the MR film and the upper shield equal to the distance between the MR film and the lower shield, a high resolution can be obtained. A shield type MR head can be obtained.
【0011】[0011]
【実施例】図は本発明の実施例を示す断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The drawings are sectional views showing an embodiment of the present invention.
【0012】この磁気抵抗効果ヘッドは、次のようにし
て製造される。まず、セラミックの非磁性基板上の厚さ
3μmのパーマロイを用いた下シールド5が、メッキ法
により成膜され、イオンミリングにより幅100μmに
パターン化される。その上に、厚さ0.23μmのSi
O2 を用いた下シールド間ギャップ7がスパッタリング
法により成膜される。さらに、厚さ0.05μmのCo
ZrMoを用いたバイアス膜3、厚さ0.02μmのT
iを用いたシャント膜2、及び厚さ0.04μmのパー
マロイを用いたMR膜1がスパッタリング法により成膜
される。バイアス膜3は、MR膜と磁気的に結合してバ
イアス磁界を与え、MR膜の磁気抵抗効果が検出され
る。シャント膜2は、MR膜1とバイアス膜3を磁気的
に分離する。その上に、厚さ0.2μmのAuを用いた
電極4が蒸着法により成膜され、フォトリソグラフィー
技術とイオンエッチング技術を用いてMR素子と電極4
が同時にパターン化される。次に、MR素子の検出部分
8μmのみ、電極4が化学エッチングにより除去され
る。さらに、厚さ0.3μmのSiO2 膜を用いた上シ
ールド間ギャップ8がスパッタリング法により成膜さ
れ、その上に、厚さ3μmのパーマロイを用いた上シー
ルド6がメッキ法により成膜され、フォトリソグラフィ
ー技術とイオンエッチング技術を用いて幅100μmの
パターンに形成される。This magnetoresistive head is manufactured as follows. First, a lower shield 5 using permalloy having a thickness of 3 μm on a ceramic non-magnetic substrate is formed by a plating method and patterned to have a width of 100 μm by ion milling. On top of that, 0.23 μm thick Si
The lower shield gap 7 using O 2 is formed by the sputtering method. Furthermore, Co with a thickness of 0.05 μm
Bias film 3 using ZrMo, T having a thickness of 0.02 μm
The shunt film 2 using i and the MR film 1 using permalloy having a thickness of 0.04 μm are formed by the sputtering method. The bias film 3 is magnetically coupled to the MR film to apply a bias magnetic field, and the magnetoresistive effect of the MR film is detected. The shunt film 2 magnetically separates the MR film 1 and the bias film 3. An electrode 4 made of Au and having a thickness of 0.2 μm is formed thereon by an evaporation method, and the MR element and the electrode 4 are formed by using a photolithography technique and an ion etching technique.
Are patterned at the same time. Next, the electrode 4 is removed by chemical etching only in the detection portion 8 μm of the MR element. Further, a gap 8 between upper shields using a SiO 2 film having a thickness of 0.3 μm is formed by a sputtering method, and an upper shield 6 using permalloy having a thickness of 3 μm is formed thereon by a plating method. A pattern having a width of 100 μm is formed by using the photolithography technique and the ion etching technique.
【0013】本実施例においてはMR膜1と上下シール
ド6,5との間の距離9,10は、ともに0.3μmで
ある。同様にして、下シールド間ギャップ7が0.2μ
m、上シールド間ギャップ8が0.3μmのものを比較
例1とした。比較例1においては、MR膜と上下シール
ドとの間の距離はそれぞれ、0.33μm、0.27μ
mである。また、実施例1において、MR膜1とバイア
ス膜3の位置を入れ換えたものを比較例2とした。比較
例2においてはMR膜と上下シールドとの間の距離はそ
れぞれ、0.23μm、0.37μmである。。In this embodiment, the distances 9 and 10 between the MR film 1 and the upper and lower shields 6 and 5 are both 0.3 μm. Similarly, the lower shield gap 7 is 0.2μ.
m and the gap 8 between the upper shields was 0.3 μm. In Comparative Example 1, the distances between the MR film and the upper and lower shields are 0.33 μm and 0.27 μm, respectively.
m. Further, Comparative Example 2 was obtained by exchanging the positions of the MR film 1 and the bias film 3 in Example 1. In Comparative Example 2, the distances between the MR film and the upper and lower shields are 0.23 μm and 0.37 μm, respectively. .
【0014】これらのシールド型MRヘッドの記録密度
特性の測定を行ったところ、表1の結果が得られた。線
記録密度の尺度としては5kFClの出力と50kFC
lの出力の比で定義される分解能を用いた。これらのヘ
ッドのMR膜と上下シールドとの間の距離の和は全て
0.6μmであるが、MR膜と上下シールドとの間の距
離がともに等しい実施例1のヘッドが最も優れた分解能
を持ち、高線記録密度を達成できることがわかる。When the recording density characteristics of these shield type MR heads were measured, the results shown in Table 1 were obtained. Output of 5 kFCl and 50 kFC as a measure of linear recording density
A resolution defined by the ratio of l outputs was used. Although the sum of the distances between the MR film and the upper and lower shields of these heads is all 0.6 μm, the head of Example 1 having the same distance between the MR film and the upper and lower shields has the best resolution. It can be seen that a high linear recording density can be achieved.
【0015】[0015]
【表1】 [Table 1]
【0016】次に、実施例2としてシャントバイアス法
を用いた例を示す。図2は実施例2を示す断面図であ
る。本実施例ではMR素子はパーマロイでできたMR膜
1とTiでできたシャント膜2だけからできており、T
i膜に流れる電流により生じる磁界がバイアス磁界とな
る。その他の構成は、図1の実施例1の構成と同じであ
る。MR膜1の膜厚は0.04μm、シャント膜2の膜
厚は0.15μm、下シールド間ギャップ7は0.2μ
m、上シールド間ギャップ8は0.35μmであり、M
R膜と上下シールドとの間の距離はともに0.35μm
である。同様にして、MR膜1とシャント膜2の積層順
序を変えたヘッドを作成し、比較例2とした。比較例3
のヘッドのMR膜と下シールドとの間の距離は0.2μ
mであり、MR膜と上シールドとの間の距離は0.5μ
mである。Next, an example using the shunt bias method will be shown as a second embodiment. FIG. 2 is a sectional view showing the second embodiment. In this embodiment, the MR element is composed of only the MR film 1 made of permalloy and the shunt film 2 made of Ti.
The magnetic field generated by the current flowing through the i film becomes the bias magnetic field. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. The MR film 1 has a thickness of 0.04 μm, the shunt film 2 has a thickness of 0.15 μm, and the lower shield gap 7 is 0.2 μm.
m, the gap 8 between the upper shields is 0.35 μm, and M
The distance between the R film and the upper and lower shields is 0.35 μm.
Is. In the same manner, a head in which the stacking order of the MR film 1 and the shunt film 2 was changed was prepared, and was set as Comparative Example 2. Comparative Example 3
The distance between the MR film of the head and the lower shield is 0.2μ
m, and the distance between the MR film and the upper shield is 0.5 μm.
m.
【0017】これらのシールドMRヘッドの記録密度特
性を行い、分解能を求めたところ、実施例2のヘッドで
は50%、比較例3のヘッドでは32%の分解能が得ら
れた。この実施例より、シャントバイアス法によるシー
ルド型MRヘッドにおいても本発明が適用されることが
わかる。When the recording density characteristics of these shielded MR heads were measured and the resolution was determined, the head of Example 2 had a resolution of 50% and the head of Comparative Example 3 had a resolution of 32%. From this example, it is understood that the present invention is also applied to the shield type MR head by the shunt bias method.
【0018】また、本発明で得られた結果が、実施例で
示したソフトフィルムバイアス法,シャントバイアス法
以外のバイアス法についても成り立つことは言うまでも
ない。Needless to say, the results obtained by the present invention hold true for bias methods other than the soft film bias method and the shunt bias method shown in the examples.
【0019】なお、上記実施例では、シールドとしてパ
ーマロイを用いたが、他の軟磁性材料であっても同様の
効果が得られる。Although permalloy is used as the shield in the above embodiment, the same effect can be obtained with other soft magnetic materials.
【0020】[0020]
【発明の効果】以上のように、本発明による磁気抵抗効
果ヘッドにおいては、高い分解能を得ることができる。As described above, in the magnetoresistive head according to the present invention, high resolution can be obtained.
【図1】本発明の実施例1の磁気抵抗効果ヘッドを示す
断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a magnetoresistive effect head according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例2の磁気抵抗効果ヘッドを示す
断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a magnetoresistive effect head according to a second embodiment of the present invention.
【図3】従来のシールド型MRヘッドを示す断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional shield type MR head.
1 MR膜 2 シャント膜 3 バイアス膜 4 電極 5 下シールド 6 上シールド 7 下シールド間ギャップ 8 上シールド間ギャップ 9 MR膜と下シールドの距離 10 MR膜と上シールドの距離 1 MR film 2 Shunt film 3 Bias film 4 Electrode 5 Lower shield 6 Upper shield 7 Lower shield gap 8 Upper shield gap 9 Distance between MR film and lower shield 10 Distance between MR film and upper shield
Claims (1)
間ギャップ層、磁気抵抗効果層及びバイアス層からなる
磁気抵抗効果素子、電極層、上シールド間ギャップ層、
上シールド層を積層した構造を有する磁気抵抗効果ヘッ
ドにおいて、前記磁気抵抗効果層と下シールド層との間
の距離と、磁気抵抗効果層と上シールド層との間の距離
が等しいことを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。1. A magnetoresistive effect element including a lower shield layer, a lower shield gap layer, a magnetoresistive layer and a bias layer, an electrode layer, and an upper shield gap layer on a nonmagnetic substrate.
In a magnetoresistive effect head having a structure in which an upper shield layer is laminated, the distance between the magnetoresistive effect layer and the lower shield layer is equal to the distance between the magnetoresistive effect layer and the upper shield layer. Magnetoresistive head.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32491191A JPH05159247A (en) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | Magneto-resistance effect head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32491191A JPH05159247A (en) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | Magneto-resistance effect head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05159247A true JPH05159247A (en) | 1993-06-25 |
Family
ID=18171001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32491191A Pending JPH05159247A (en) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | Magneto-resistance effect head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05159247A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5428491A (en) * | 1993-12-03 | 1995-06-27 | Eastman Kodak Company | Magnetoresistive head with deposited biasing magnet |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59231728A (en) * | 1983-06-13 | 1984-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thin film magnetic head |
JPS62143223A (en) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Hitachi Ltd | Soft bias type magneto-resistance effect element |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP32491191A patent/JPH05159247A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59231728A (en) * | 1983-06-13 | 1984-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thin film magnetic head |
JPS62143223A (en) * | 1985-12-18 | 1987-06-26 | Hitachi Ltd | Soft bias type magneto-resistance effect element |
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