JPH10208216A - 磁気抵抗効果ヘッドおよびその初期化方法 - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドおよびその初期化方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 上下シールドおよび上下ポールの磁化容易軸
を乱さずに第2の強磁性層の磁化方向を再初期化するこ
と。 【解決手段】 非磁性金属層を介して積層された第1の
強磁性層及び第2の強磁性層と、第2の強磁性層の磁化
方向を信号磁界と平行にピン止めするための手段として
当該第2の強磁性層に隣接して積層された反強磁性層と
を備えて成る感磁部を有する。この感磁部に流す検出電
流により第1の強磁性層に生じる電流磁界の方向を、第
2の強磁性層によって第1の強磁性層に生じる静磁界の
方向とは逆方向となるように予め設定する。そして、感
磁部に、該感磁部に流す検出電流と逆方向に、検出電流
より大なるパルス波高値を有するパルス状の初期化電流
を供給する初期化電流供給手段を併設したこと。
を乱さずに第2の強磁性層の磁化方向を再初期化するこ
と。 【解決手段】 非磁性金属層を介して積層された第1の
強磁性層及び第2の強磁性層と、第2の強磁性層の磁化
方向を信号磁界と平行にピン止めするための手段として
当該第2の強磁性層に隣接して積層された反強磁性層と
を備えて成る感磁部を有する。この感磁部に流す検出電
流により第1の強磁性層に生じる電流磁界の方向を、第
2の強磁性層によって第1の強磁性層に生じる静磁界の
方向とは逆方向となるように予め設定する。そして、感
磁部に、該感磁部に流す検出電流と逆方向に、検出電流
より大なるパルス波高値を有するパルス状の初期化電流
を供給する初期化電流供給手段を併設したこと。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果ヘッ
ドおよびその初期化方法に係り、特に、磁気記録媒体の
磁化の向きにより情報を保存し且つ磁気ヘッドにより記
録再生を行う磁気ディスク装置に装備され、再生出力の
高出力化および動作の安定性向上を図った磁気抵抗効果
ヘッドおよびその初期化方法に関するものである。
ドおよびその初期化方法に係り、特に、磁気記録媒体の
磁化の向きにより情報を保存し且つ磁気ヘッドにより記
録再生を行う磁気ディスク装置に装備され、再生出力の
高出力化および動作の安定性向上を図った磁気抵抗効果
ヘッドおよびその初期化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気センサの高感度化および磁気
記録における高密度化が進められており、これに伴い磁
気抵抗効果型磁気センサ(以下、MRセンサという)お
よび磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下、MRヘッドとい
う)の開発が盛んに進められている。
記録における高密度化が進められており、これに伴い磁
気抵抗効果型磁気センサ(以下、MRセンサという)お
よび磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下、MRヘッドとい
う)の開発が盛んに進められている。
【0003】MRセンサもMRヘッドも、磁性材料から
なる読み取りセンサ部の抵抗変化により、外部磁界信号
を読みだす訳であるが、MRセンサおよびMRヘッド
は、記録媒体との相対速度が再生出力に依存しないこと
から、MRセンサでは高感度が、MRヘッドでは高密度
磁気記録においても高い出力が得られるという特長があ
る。
なる読み取りセンサ部の抵抗変化により、外部磁界信号
を読みだす訳であるが、MRセンサおよびMRヘッド
は、記録媒体との相対速度が再生出力に依存しないこと
から、MRセンサでは高感度が、MRヘッドでは高密度
磁気記録においても高い出力が得られるという特長があ
る。
【0004】最近、非磁性薄膜を介した磁性人工格子に
よる多層膜において、スピン依存散乱による、より顕著
な磁気抵抗効果が観測されている(フィジカル レビュ
ーレターズ(Phys.Rev.Letters)第6
1巻、2472頁、1988年)。
よる多層膜において、スピン依存散乱による、より顕著
な磁気抵抗効果が観測されている(フィジカル レビュ
ーレターズ(Phys.Rev.Letters)第6
1巻、2472頁、1988年)。
【0005】この磁気抵抗効果は巨大磁気抵抗効果(G
MR効果)と呼ばれ、従来の磁気抵抗効果に比べ桁違い
に大きな抵抗変化を示すという特徴がある。
MR効果)と呼ばれ、従来の磁気抵抗効果に比べ桁違い
に大きな抵抗変化を示すという特徴がある。
【0006】一方、スピン依存散乱による磁気抵抗効果
について開示したものとして、特開平2−61572号
公報では、中間層により分離される少なくとも二層の強
磁性層からなる磁場センサが記載されており、境界面で
スピン方向に依存する電子散乱が生じる作用を及ぼす材
料から構成されることが示されている。
について開示したものとして、特開平2−61572号
公報では、中間層により分離される少なくとも二層の強
磁性層からなる磁場センサが記載されており、境界面で
スピン方向に依存する電子散乱が生じる作用を及ぼす材
料から構成されることが示されている。
【0007】また、非磁性金属層を介して積層された少
なくとも二層の強磁性層を有しており、一方の強磁性層
に反強磁性層を隣接して設けることで抗磁力を与え、非
磁性金属層を介して隣接した他方の強磁性層を外部磁界
で磁化回転させることによって抵抗変化させる巨大磁気
抵抗効果膜(又は「スピンバルブ」と呼ばれる)が、フ
ィジカル レビューB(Phys.Rev.B)第43
巻、1297頁、1991年、又は特開平4−3583
10号公報に開示されている。
なくとも二層の強磁性層を有しており、一方の強磁性層
に反強磁性層を隣接して設けることで抗磁力を与え、非
磁性金属層を介して隣接した他方の強磁性層を外部磁界
で磁化回転させることによって抵抗変化させる巨大磁気
抵抗効果膜(又は「スピンバルブ」と呼ばれる)が、フ
ィジカル レビューB(Phys.Rev.B)第43
巻、1297頁、1991年、又は特開平4−3583
10号公報に開示されている。
【0008】図3に、従来のGMR効果を用いた磁気ヘ
ッドの一例を示す。この図3において装備された信号磁
界を感知する感磁部50は、非磁性金属層52によって
分離された第1の強磁性層51及び第2の強磁性層53
と、この第2の強磁性層53の磁化を交換結合によりピ
ン止めするための反強磁性層54とを備えている。
ッドの一例を示す。この図3において装備された信号磁
界を感知する感磁部50は、非磁性金属層52によって
分離された第1の強磁性層51及び第2の強磁性層53
と、この第2の強磁性層53の磁化を交換結合によりピ
ン止めするための反強磁性層54とを備えている。
【0009】そして、ピン止めされていない自由な第1
の強磁性層51の磁化方向は、ピン止めされた第2の強
磁性層53の磁化方向Aと直交するように設定される。
の強磁性層51の磁化方向は、ピン止めされた第2の強
磁性層53の磁化方向Aと直交するように設定される。
【0010】線形応答が最も大きく、ダイナミックレン
ジが最も広いのは、ピン止めされた第2の強磁性層53
の磁化方向Aが信号磁界の方向Bに平行であり、自由な
第1の強磁性層51の磁化方向が信号磁界の方向Bに直
角なものである。このとき、第1の強磁性層51の磁化
のみが自由に回転し、二層の磁化の間の角度が変化し、
これが抵抗変化として感知される。
ジが最も広いのは、ピン止めされた第2の強磁性層53
の磁化方向Aが信号磁界の方向Bに平行であり、自由な
第1の強磁性層51の磁化方向が信号磁界の方向Bに直
角なものである。このとき、第1の強磁性層51の磁化
のみが自由に回転し、二層の磁化の間の角度が変化し、
これが抵抗変化として感知される。
【0011】また、図には示していないが、第1の強磁
性層51を単磁区化するための縦バイアス磁界を生じさ
せる手段として、永久磁石層あるいは反強磁性層が端部
に設けられる。
性層51を単磁区化するための縦バイアス磁界を生じさ
せる手段として、永久磁石層あるいは反強磁性層が端部
に設けられる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従来のGMR効果を用
いた磁気ヘッドにおける第1の問題点は、信号磁界と平
行な方向にピン止めされている第2の強磁性層53の磁
化が、磁気ヘッドを構成する他の磁性層の磁化方向と直
交することである。
いた磁気ヘッドにおける第1の問題点は、信号磁界と平
行な方向にピン止めされている第2の強磁性層53の磁
化が、磁気ヘッドを構成する他の磁性層の磁化方向と直
交することである。
【0013】図4は、記録にインダクティブ部を,再生
にGMR効果を示す感磁部を用いた磁気ヘッドの感磁部
50の一例を示す。通常、磁気ヘッドは、磁気抵抗効果
を示す感磁部50のほかに、ビット方向の記録密度を向
上するための下シールド57及び上シールド58、およ
び記録媒体に信号を記録するための下ポール59及び上
ポール61を、更には第1の強磁性層51の磁区安定化
のために設けられる永久磁石層56から構成されてい
る。ここで、この図4では、上シールド58は下ポール
59を兼用した共通型ヘッドが示されている。
にGMR効果を示す感磁部を用いた磁気ヘッドの感磁部
50の一例を示す。通常、磁気ヘッドは、磁気抵抗効果
を示す感磁部50のほかに、ビット方向の記録密度を向
上するための下シールド57及び上シールド58、およ
び記録媒体に信号を記録するための下ポール59及び上
ポール61を、更には第1の強磁性層51の磁区安定化
のために設けられる永久磁石層56から構成されてい
る。ここで、この図4では、上シールド58は下ポール
59を兼用した共通型ヘッドが示されている。
【0014】高周波において、記録媒体に信号を記録し
又は信号の再生に際しては、これら上下シールドおよび
上下ポールの磁化容易軸は、信号磁界の方向Bに対して
直交している必要がある。従って、これらの磁性層は、
通常、磁界中成膜,或いは磁界中熱処理等によって磁気
異方性が制御され、望ましい方向の磁化容易軸を有す
る。
又は信号の再生に際しては、これら上下シールドおよび
上下ポールの磁化容易軸は、信号磁界の方向Bに対して
直交している必要がある。従って、これらの磁性層は、
通常、磁界中成膜,或いは磁界中熱処理等によって磁気
異方性が制御され、望ましい方向の磁化容易軸を有す
る。
【0015】また、第1の強磁性層51の磁区安定化の
ために設けられた永久磁石層56に関しても、その磁気
異方性も信号磁界の方向Bと直交する方向である。
ために設けられた永久磁石層56に関しても、その磁気
異方性も信号磁界の方向Bと直交する方向である。
【0016】このように、上下シールド58,57、上
下ポール61,59の磁化容易軸方向、第1の強磁性層
51の磁区安定化のために設けられた永久磁石層56の
磁化方向、また、第1の強磁性層51の磁化容易軸方向
が、すべて信号磁界の方向Bと直交する方向であるのに
対し、第2の強磁性層53の磁化方向Aは、信号磁界の
方向Bと平行になるようにピン止めされている必要があ
る。
下ポール61,59の磁化容易軸方向、第1の強磁性層
51の磁区安定化のために設けられた永久磁石層56の
磁化方向、また、第1の強磁性層51の磁化容易軸方向
が、すべて信号磁界の方向Bと直交する方向であるのに
対し、第2の強磁性層53の磁化方向Aは、信号磁界の
方向Bと平行になるようにピン止めされている必要があ
る。
【0017】反強磁性層を用いて第2の強磁性層53を
ピン止めするためには、磁界中,成膜或いは反強磁性層
のネール温度近くまで昇温することによって着磁する必
要がある。しかしながら、かかる処理をGMR膜全膜の
成膜時に行った場合、下シールド57の磁化容易軸が乱
される可能性があり、また、GMR膜成膜後の上シール
ド58、上下ポール61,59の磁気異方性の制御プロ
セスによって逆に第2の強磁層53のピン止めが乱され
る可能性がある。
ピン止めするためには、磁界中,成膜或いは反強磁性層
のネール温度近くまで昇温することによって着磁する必
要がある。しかしながら、かかる処理をGMR膜全膜の
成膜時に行った場合、下シールド57の磁化容易軸が乱
される可能性があり、また、GMR膜成膜後の上シール
ド58、上下ポール61,59の磁気異方性の制御プロ
セスによって逆に第2の強磁層53のピン止めが乱され
る可能性がある。
【0018】一方、磁気ヘッドの全層成膜後に、第2の
強磁性層53のピン止めのための昇温および着磁プロセ
スを行った場合には、上下シールド58,57、上下ポ
ール61,59、永久磁石層56等、磁気ヘッドを構成
する他の部分の磁化容易軸および磁気特性等に、悪影響
を及ぼすことが知られている。
強磁性層53のピン止めのための昇温および着磁プロセ
スを行った場合には、上下シールド58,57、上下ポ
ール61,59、永久磁石層56等、磁気ヘッドを構成
する他の部分の磁化容易軸および磁気特性等に、悪影響
を及ぼすことが知られている。
【0019】更に、磁気ヘッドの加工途中において、磁
気ヘッドを構成する磁性材料の磁気特性が変わる場合が
あるが、第2の強磁性層53のみ、他の磁性層の磁化方
向と異なるため、最終的な磁気ヘッドの状態で再初期設
定を行うことは、非常に困難であった。
気ヘッドを構成する磁性材料の磁気特性が変わる場合が
あるが、第2の強磁性層53のみ、他の磁性層の磁化方
向と異なるため、最終的な磁気ヘッドの状態で再初期設
定を行うことは、非常に困難であった。
【0020】従来のGMR効果を用いた磁気ヘッドにお
ける第2の問題点は、磁気抵抗効果膜に流す検出電流に
よって生じる電流磁界が、ピン止めされている第2の強
磁性層53の磁化を弱める方向となることである。
ける第2の問題点は、磁気抵抗効果膜に流す検出電流に
よって生じる電流磁界が、ピン止めされている第2の強
磁性層53の磁化を弱める方向となることである。
【0021】図4に示すように、磁気抵抗効果膜には信
号磁界を検出するため、検出電流を流すための一対の電
極55が配されるが、この検出電流を流す方向によって
再生波形の対称性は大きく左右される。
号磁界を検出するため、検出電流を流すための一対の電
極55が配されるが、この検出電流を流す方向によって
再生波形の対称性は大きく左右される。
【0022】これは、まず、第2の強磁性層53の磁化
が反強磁性層54によってピン止めされた状態であるた
め、第1の強磁性層51との間に静磁結合が生じ、第1
の強磁性層51の磁化方向は、信号磁界の方向Bと直交
した方向からずれ、信号磁界に対するダイナミックレン
ジが狭くなっている。
が反強磁性層54によってピン止めされた状態であるた
め、第1の強磁性層51との間に静磁結合が生じ、第1
の強磁性層51の磁化方向は、信号磁界の方向Bと直交
した方向からずれ、信号磁界に対するダイナミックレン
ジが狭くなっている。
【0023】ここで、検出電流の方向Cを、検出電流に
よって第1の強磁性層51に生じる電流磁界の方向を、
反強磁性層54によってピン止めされた第2の強磁性層
53によって第1の強磁性層51に生じる静磁界の方向
と、逆方向になるように設定することにより、第2の強
磁性層53による静磁界を弱めることができ、再生波形
対称性の改善に効果を発揮する。
よって第1の強磁性層51に生じる電流磁界の方向を、
反強磁性層54によってピン止めされた第2の強磁性層
53によって第1の強磁性層51に生じる静磁界の方向
と、逆方向になるように設定することにより、第2の強
磁性層53による静磁界を弱めることができ、再生波形
対称性の改善に効果を発揮する。
【0024】しかしながら、この検出電流による電流磁
界は、逆に第2の強磁性層53のピン止めを弱める方向
となり、信号磁界の再生中に、徐々に第2の強磁性層5
3の磁化が乱される可能性が生じる。
界は、逆に第2の強磁性層53のピン止めを弱める方向
となり、信号磁界の再生中に、徐々に第2の強磁性層5
3の磁化が乱される可能性が生じる。
【0025】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに最終的な磁気ヘッドの状態で上下シー
ルドおよび上下ポールの磁化容易軸を乱さずに第2の強
磁性層の磁化方向を再初期化することが可能な、磁気抵
抗効果ヘッドおよびその初期化方法を提供することを、
その目的とする。
を改善し、とくに最終的な磁気ヘッドの状態で上下シー
ルドおよび上下ポールの磁化容易軸を乱さずに第2の強
磁性層の磁化方向を再初期化することが可能な、磁気抵
抗効果ヘッドおよびその初期化方法を提供することを、
その目的とする。
【0026】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1乃至請求項8記載の発明では、非磁性金属
層を介して積層された第1の強磁性層および第2の強磁
性層と、この第2の強磁性層の磁化方向を信号磁界と平
行にピン止めするための手段として当該第2の強磁性層
に隣接して積層された反強磁性層とを備え且つこれによ
って巨大磁気抵抗効果素子としての機能を備えた感磁部
を有する。
め、請求項1乃至請求項8記載の発明では、非磁性金属
層を介して積層された第1の強磁性層および第2の強磁
性層と、この第2の強磁性層の磁化方向を信号磁界と平
行にピン止めするための手段として当該第2の強磁性層
に隣接して積層された反強磁性層とを備え且つこれによ
って巨大磁気抵抗効果素子としての機能を備えた感磁部
を有する。
【0027】感磁部に流す検出電流によって第1の強磁
性層に生じる電流磁界の方向を、前述した第2の強磁性
層によって第1の強磁性層に生じる静磁界の方向とは逆
方向となるように予め設定する。
性層に生じる電流磁界の方向を、前述した第2の強磁性
層によって第1の強磁性層に生じる静磁界の方向とは逆
方向となるように予め設定する。
【0028】そして、感磁部に、当該感磁部に流す検出
電流と逆方向に、当該検出電流より大なるパルス波高値
を有するパルス状の初期化電流を供給する初期化電流供
給手段を併設する、という構成を採っている。
電流と逆方向に、当該検出電流より大なるパルス波高値
を有するパルス状の初期化電流を供給する初期化電流供
給手段を併設する、という構成を採っている。
【0029】このため、この請求項1乃至請求項8記載
の発明では、図1に示すように、第2の強磁性層3の磁
化方向Aは、信号磁界の方向Bに沿った方向に反強磁性
層4によってピン止めされた状態であるため、相互間に
は静磁結合が生じている。このため、検出電流の方向C
は、検出電流によって第1の強磁性層1に生じる電流磁
界の方向を、反強磁性層4によってピン止めされた第2
の強磁性層3によって、第1の強磁性層1に生じている
静磁界の方向と逆方向になるように設定され、これによ
って第1の強磁性層1の磁化は信号磁界の方向Bと直交
し、ダイナミックレンジの広い線形応答が得られる。
の発明では、図1に示すように、第2の強磁性層3の磁
化方向Aは、信号磁界の方向Bに沿った方向に反強磁性
層4によってピン止めされた状態であるため、相互間に
は静磁結合が生じている。このため、検出電流の方向C
は、検出電流によって第1の強磁性層1に生じる電流磁
界の方向を、反強磁性層4によってピン止めされた第2
の強磁性層3によって、第1の強磁性層1に生じている
静磁界の方向と逆方向になるように設定され、これによ
って第1の強磁性層1の磁化は信号磁界の方向Bと直交
し、ダイナミックレンジの広い線形応答が得られる。
【0030】一方、この検出電流の方向Cは、第2の強
磁性層3の磁化のピン止めを弱める方向でもある。ここ
で、初期化電流の方向Eとして、検出電流とは逆方向に
パルス状の初期化電流eを供給することによって、第2
の強磁性層3には、ピン止めされた磁化方向と同一の方
向に電流磁界が印加される。この方向に検出電流より値
の大なる初期化電流eを供給することにより、磁気ヘッ
ドを構成する磁性材料の成膜やプロセス中,或いは磁気
ヘッドの加工中に乱された第2の強磁性層の磁化方向A
を再初期化することが可能となる。即ち、この請求項1
乃至請求項8記載の発明では、初期化電流供給手段が有
効に機能し、初期化電流を印加せずに検出電流を供給し
た場合と、初期化電流印加後に検出電流を印加した場合
の記録再生実験を行ったところ、初期化電流を印加した
場合の方が、安定性に優れ、かつ、高出力で対称性の良
い再生波形が得られた。
磁性層3の磁化のピン止めを弱める方向でもある。ここ
で、初期化電流の方向Eとして、検出電流とは逆方向に
パルス状の初期化電流eを供給することによって、第2
の強磁性層3には、ピン止めされた磁化方向と同一の方
向に電流磁界が印加される。この方向に検出電流より値
の大なる初期化電流eを供給することにより、磁気ヘッ
ドを構成する磁性材料の成膜やプロセス中,或いは磁気
ヘッドの加工中に乱された第2の強磁性層の磁化方向A
を再初期化することが可能となる。即ち、この請求項1
乃至請求項8記載の発明では、初期化電流供給手段が有
効に機能し、初期化電流を印加せずに検出電流を供給し
た場合と、初期化電流印加後に検出電流を印加した場合
の記録再生実験を行ったところ、初期化電流を印加した
場合の方が、安定性に優れ、かつ、高出力で対称性の良
い再生波形が得られた。
【0031】又、前述した初期化電流供給手段として
は、その出力電流である初期化電流のパルス波高値を検
出電流の3倍以上とし、且つその通電パルスの時間幅を
1秒以下とすると、高出力で対称性の良い再生波形を確
実に且つ安定して得ることができる点で、都合がよい。
ここで、パルス波高値とは、パルス状の初期化電流の各
パルスの最大値のことである。
は、その出力電流である初期化電流のパルス波高値を検
出電流の3倍以上とし、且つその通電パルスの時間幅を
1秒以下とすると、高出力で対称性の良い再生波形を確
実に且つ安定して得ることができる点で、都合がよい。
ここで、パルス波高値とは、パルス状の初期化電流の各
パルスの最大値のことである。
【0032】更に、前述した反強磁性層としては、Fe
Mn,NiMn,PtMn,CrMn,IrMnを主成
分とする群、或いはNi,Co,Feの酸化物を主成分
とする群から選択された材料で成膜してもよい。
Mn,NiMn,PtMn,CrMn,IrMnを主成
分とする群、或いはNi,Co,Feの酸化物を主成分
とする群から選択された材料で成膜してもよい。
【0033】前述した第1の強磁性層及び第2の強磁性
層としては、Fe,Co,Ni並びにFe,Co,Ni
の合金からなる群から選択された材料で成膜してもよ
い。
層としては、Fe,Co,Ni並びにFe,Co,Ni
の合金からなる群から選択された材料で成膜してもよ
い。
【0034】前述した非磁性金属層としては、Cu,A
g,Au並びにCu,Ag,Auの合金からなる群から
選択された材料で成膜してもよい。
g,Au並びにCu,Ag,Auの合金からなる群から
選択された材料で成膜してもよい。
【0035】また、前述した第1の強磁性層を単磁区化
するために十分な縦バイアス磁界を印加するための縦バ
イアス印加手段を設けてもよい。この場合、前述した縦
バイアス印加手段については、永久磁石層や反強磁性層
で形成してもよい。
するために十分な縦バイアス磁界を印加するための縦バ
イアス印加手段を設けてもよい。この場合、前述した縦
バイアス印加手段については、永久磁石層や反強磁性層
で形成してもよい。
【0036】更に又、請求項9乃至10記載の発明に示
すたように、上述した初期化電流は、検出電流の供給に
先立って供給すると、出力の安定した磁気抵抗効果ヘッ
ドを提供することができる。更に、初期化電流について
は、定期的に供給するようにしてもよい。このようにす
ると、経時的にも、磁気抵抗効果ヘッドの出力の安定性
向上が期待できる。
すたように、上述した初期化電流は、検出電流の供給に
先立って供給すると、出力の安定した磁気抵抗効果ヘッ
ドを提供することができる。更に、初期化電流について
は、定期的に供給するようにしてもよい。このようにす
ると、経時的にも、磁気抵抗効果ヘッドの出力の安定性
向上が期待できる。
【0037】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
1乃至図3に基づいて説明する。この図1乃至図3に示
す実施形態は、記録にインダクティブ部を,再生にGM
R効果を示す感磁部を用いた磁気ヘッドの感磁部10の
一例を示す。
1乃至図3に基づいて説明する。この図1乃至図3に示
す実施形態は、記録にインダクティブ部を,再生にGM
R効果を示す感磁部を用いた磁気ヘッドの感磁部10の
一例を示す。
【0038】通常、磁気ヘッドは、磁気抵抗効果を示す
感磁部10のほかに、ビット方向の記録密度を向上する
ための下シールド7及び上シールド8、および記録媒体
に信号を記録するための下ポール9及び上ポール11
を、更には第1の強磁性層1の磁区安定化のために設け
られる永久磁石層6から構成されている。ここで、この
図1乃至図2では、上シールド8は下ポール9を兼用し
た共通型ヘッドが示されている。
感磁部10のほかに、ビット方向の記録密度を向上する
ための下シールド7及び上シールド8、および記録媒体
に信号を記録するための下ポール9及び上ポール11
を、更には第1の強磁性層1の磁区安定化のために設け
られる永久磁石層6から構成されている。ここで、この
図1乃至図2では、上シールド8は下ポール9を兼用し
た共通型ヘッドが示されている。
【0039】図1において、感磁部10は、図1の下方
から上方に向けて順に積層された反強磁性層4,第2の
強磁性層3,非磁性金属層2,および第1の強磁性層1
によって構成されている。ここで、第2の強磁性層3
は、反強磁性層4との交換結合により信号磁界の方向B
と平行な方向にピン止め磁界を受ける。
から上方に向けて順に積層された反強磁性層4,第2の
強磁性層3,非磁性金属層2,および第1の強磁性層1
によって構成されている。ここで、第2の強磁性層3
は、反強磁性層4との交換結合により信号磁界の方向B
と平行な方向にピン止め磁界を受ける。
【0040】第1の強磁性層1,非磁性金属層2および
第2の強磁性層3としては、前述したGMR効果を示す
いくつかの材料の組み合わせを用いることができる。
第2の強磁性層3としては、前述したGMR効果を示す
いくつかの材料の組み合わせを用いることができる。
【0041】第1の強磁性層1および第2の強磁性層3
としては、Fe,Co,Ni,並びにFe,Co,Ni
の合金からなる群から選択することができる。又、非磁
性金属層2としては、Cu,Ag,Au,並びにCu,
Ag,Auの合金からなる群から選択することができ
る。
としては、Fe,Co,Ni,並びにFe,Co,Ni
の合金からなる群から選択することができる。又、非磁
性金属層2としては、Cu,Ag,Au,並びにCu,
Ag,Auの合金からなる群から選択することができ
る。
【0042】反強磁性層4としては、FeMn,NiM
n,PtMn,CrMn,IrMnからなる群,或いは
Ni,Co,Feの酸化物からなる群から選択すること
ができる。
n,PtMn,CrMn,IrMnからなる群,或いは
Ni,Co,Feの酸化物からなる群から選択すること
ができる。
【0043】上記感磁部10を構成する磁気抵抗効果膜
には、信号磁界検出のため、検出電流を流すための一対
の電極5が併設されている。また、検出電流の方向C
は、検出電流によって第1の強磁性層1に生じる電流磁
界の方向が、第2の強磁性層3によって第1の強磁性層
1に生じる静磁界の方向とは逆方向となるように設定さ
れている。
には、信号磁界検出のため、検出電流を流すための一対
の電極5が併設されている。また、検出電流の方向C
は、検出電流によって第1の強磁性層1に生じる電流磁
界の方向が、第2の強磁性層3によって第1の強磁性層
1に生じる静磁界の方向とは逆方向となるように設定さ
れている。
【0044】このとき、検出電流の方向Cと逆方向に、
検出電流の3倍以上のパルス波高値と1秒以下のパルス
幅値を有するパルス状の初期化電流を供給する。この初
期化電流は、図3に示す初期化電流供給手段20によっ
て供給されるようになっている。ここで、符号20Aは
オン/オフスイッチを示す。このオン/オフスイッチ2
0Aは外部操作によって任意にオン/オフ可能に装備し
ても、或いは一定時間経過後に所定のタイミングでオン
/オフしてもよい。
検出電流の3倍以上のパルス波高値と1秒以下のパルス
幅値を有するパルス状の初期化電流を供給する。この初
期化電流は、図3に示す初期化電流供給手段20によっ
て供給されるようになっている。ここで、符号20Aは
オン/オフスイッチを示す。このオン/オフスイッチ2
0Aは外部操作によって任意にオン/オフ可能に装備し
ても、或いは一定時間経過後に所定のタイミングでオン
/オフしてもよい。
【0045】又、第1の強磁性層1を単磁区化するため
に縦バイアスを印加する手段として、永久磁石層6が、
図1に示すように感磁部10の両端部に設けられてい
る。
に縦バイアスを印加する手段として、永久磁石層6が、
図1に示すように感磁部10の両端部に設けられてい
る。
【0046】次に、上記実施形態の動作について説明す
る。
る。
【0047】図1に示すように、第2の強磁性層3の磁
化方向Aは、信号磁界の方向Bに沿った方向に反強磁性
層4によってピン止めされた状態であるため、第1の強
磁性層1との間には静磁結合が生じている。
化方向Aは、信号磁界の方向Bに沿った方向に反強磁性
層4によってピン止めされた状態であるため、第1の強
磁性層1との間には静磁結合が生じている。
【0048】このため、検出電流の方向Cは、検出電流
によって第1の強磁性層1に生じる電流磁界の方向を、
反強磁性層4によってピン止めされた第2の強磁性層3
によって、第1の強磁性層1に生じている静磁界の方向
と逆方向になるように設定され、これによって第1の強
磁性層1の磁化は信号磁界の方向Bと直交し、ダイナミ
ックレンジの広い線形応答が得られる。
によって第1の強磁性層1に生じる電流磁界の方向を、
反強磁性層4によってピン止めされた第2の強磁性層3
によって、第1の強磁性層1に生じている静磁界の方向
と逆方向になるように設定され、これによって第1の強
磁性層1の磁化は信号磁界の方向Bと直交し、ダイナミ
ックレンジの広い線形応答が得られる。
【0049】一方、この検出電流の方向Cは、第2の強
磁性層3の磁化のピン止めを弱める方向でもある。
磁性層3の磁化のピン止めを弱める方向でもある。
【0050】ここで、初期化電流の方向Eとして、検出
電流とは逆方向にパルス状の初期化電流eを供給するこ
とによって、第2の強磁性層3には、ピン止めされた磁
化方向と同一の方向に電流磁界が印加される。この方向
に検出電流より大なる初期化電流eを供給することによ
り、磁気ヘッドを構成する磁性材料の成膜やプロセス
中,或いは磁気ヘッドの加工中に乱された第2の強磁性
層の磁化方向Aを再初期化することが可能となる。
電流とは逆方向にパルス状の初期化電流eを供給するこ
とによって、第2の強磁性層3には、ピン止めされた磁
化方向と同一の方向に電流磁界が印加される。この方向
に検出電流より大なる初期化電流eを供給することによ
り、磁気ヘッドを構成する磁性材料の成膜やプロセス
中,或いは磁気ヘッドの加工中に乱された第2の強磁性
層の磁化方向Aを再初期化することが可能となる。
【0051】この場合、上下シールド8,7、上下ポー
ル11,9の磁気特性に影響を与えることがないため、
これらの再初期化とは独立に行うことが可能である。
ル11,9の磁気特性に影響を与えることがないため、
これらの再初期化とは独立に行うことが可能である。
【0052】また、初期化電流eは、例えばそのパルス
波高値が検出電流の3倍以上に設定され、又パルス幅値
として1秒以下とされている。これは、繰り返し実験的
にて求めた値であり、かかる場合に電流磁界と同時に瞬
間的な熱処理効果が加わり、再初期化に有効なものとし
て効果を発揮することが見いだされた。
波高値が検出電流の3倍以上に設定され、又パルス幅値
として1秒以下とされている。これは、繰り返し実験的
にて求めた値であり、かかる場合に電流磁界と同時に瞬
間的な熱処理効果が加わり、再初期化に有効なものとし
て効果を発揮することが見いだされた。
【0053】ただし、パルス幅値1秒以上では発熱の影
響が現れるため、1秒以下とすることが望ましい。
響が現れるため、1秒以下とすることが望ましい。
【0054】これらの処理は、最終的な磁気ヘッドの状
態で可能であり、信号磁界の再生中に、検出電流によっ
て徐々に乱された第2に強磁性層の磁化方向を定期的に
再初期化することも可能である。
態で可能であり、信号磁界の再生中に、検出電流によっ
て徐々に乱された第2に強磁性層の磁化方向を定期的に
再初期化することも可能である。
【0055】
【実施例】次に、本発明の実施例(具体例)について図
面を参照して詳細に説明する。
面を参照して詳細に説明する。
【0056】図2において、まず、セラミック製の非磁
性基板(図示せず)上に、厚さ2〔μm〕のNiFeを
用いた下シールド7がメッキ法により成膜され、イオン
ミリングにより幅60〔μm〕にパターン化される。そ
の上に、厚さ0.1〔μm〕のAl2 O3 を用いた下シ
ールド間ギャップ7Aがスパッタリング法により成膜さ
れる。
性基板(図示せず)上に、厚さ2〔μm〕のNiFeを
用いた下シールド7がメッキ法により成膜され、イオン
ミリングにより幅60〔μm〕にパターン化される。そ
の上に、厚さ0.1〔μm〕のAl2 O3 を用いた下シ
ールド間ギャップ7Aがスパッタリング法により成膜さ
れる。
【0057】次に、反強磁性層4として厚さ30〔n
m〕のNiMn膜,第2の強磁性層3として厚さ3〔n
m〕のNiFe,非磁性金属層2として厚さ2.5〔n
m〕のCu層,および第1の強磁性層1として厚さ6
〔nm〕のNiFe層が、スパッタリング法によって順
次成膜される。
m〕のNiMn膜,第2の強磁性層3として厚さ3〔n
m〕のNiFe,非磁性金属層2として厚さ2.5〔n
m〕のCu層,および第1の強磁性層1として厚さ6
〔nm〕のNiFe層が、スパッタリング法によって順
次成膜される。
【0058】ここで、10〔kOe〕の磁界を信号磁界
方向Bに印加しながら270度で熱処理することによ
り、第2の強磁性層3の磁化が、磁化方向Aにピン止め
されるように交換磁界をかける。
方向Bに印加しながら270度で熱処理することによ
り、第2の強磁性層3の磁化が、磁化方向Aにピン止め
されるように交換磁界をかける。
【0059】その後、ステンシル型のレジストを付けた
後、第1の強磁性層1,非磁性金属層2,第2の強磁性
層3,反強磁性層4は、イオンミリングによって幅1.
5〔μm〕にパターン化される。
後、第1の強磁性層1,非磁性金属層2,第2の強磁性
層3,反強磁性層4は、イオンミリングによって幅1.
5〔μm〕にパターン化される。
【0060】更に、第1の強磁性層1に縦バイアス磁界
を加えるための永久磁石層6として、厚さ15〔nm〕
のCoCrPtが、また電極5として厚さ0.2〔μ
m〕のAu層が、それぞれスパッタリングされ、レジス
トが除去される。ここで、永久磁石層6を着磁するため
に、10〔kOe〕の磁界を信号磁界方向12と直交す
る方向に常温で印加する。
を加えるための永久磁石層6として、厚さ15〔nm〕
のCoCrPtが、また電極5として厚さ0.2〔μ
m〕のAu層が、それぞれスパッタリングされ、レジス
トが除去される。ここで、永久磁石層6を着磁するため
に、10〔kOe〕の磁界を信号磁界方向12と直交す
る方向に常温で印加する。
【0061】次に、この上に厚さ0.1〔μm〕のAl
2 O3 を用いた上シールド間ギャップがスパッタリング
法により成膜される。そして、その上に厚さ2〔μm〕
のNiFeを用いた上シールド8がメッキ法により成膜
され、イオンミリングにより幅60〔μm〕にパターン
化される。
2 O3 を用いた上シールド間ギャップがスパッタリング
法により成膜される。そして、その上に厚さ2〔μm〕
のNiFeを用いた上シールド8がメッキ法により成膜
され、イオンミリングにより幅60〔μm〕にパターン
化される。
【0062】更に、記録ギャップ層として厚さ0.3
〔μm〕のAl2 O3 、コイル(図示せず)、また上ポ
ール11として厚さ4〔μm〕のNiFeが成膜され、
これによって記録部の記録領域が設定される。
〔μm〕のAl2 O3 、コイル(図示せず)、また上ポ
ール11として厚さ4〔μm〕のNiFeが成膜され、
これによって記録部の記録領域が設定される。
【0063】以上のように作成された磁気ヘッドにおい
て、信号磁界は、検出電流を電流方向Cに流すことによ
って検出されるが、検出電流の供給に先立って、初期化
電流供給手段20を作動させ(オン/オフスイッチ20
Aをオンし)て検出電流の3倍以上のパルス波高値、且
つ1秒以下のパルス幅値を有するパルス状の初期化電流
が方向14に印加する。
て、信号磁界は、検出電流を電流方向Cに流すことによ
って検出されるが、検出電流の供給に先立って、初期化
電流供給手段20を作動させ(オン/オフスイッチ20
Aをオンし)て検出電流の3倍以上のパルス波高値、且
つ1秒以下のパルス幅値を有するパルス状の初期化電流
が方向14に印加する。
【0064】ここで、初期化電流を印加せずに検出電流
を供給した場合と、初期化電流印加後に検出電流を印加
した場合の記録再生実験を行ったところ、初期化電流を
印加した場合の方が、安定性に優れ、かつ、高出力で対
称性の良い再生波形が得られた。
を供給した場合と、初期化電流印加後に検出電流を印加
した場合の記録再生実験を行ったところ、初期化電流を
印加した場合の方が、安定性に優れ、かつ、高出力で対
称性の良い再生波形が得られた。
【0065】
【発明の効果】以上のように本発明によると、信号磁界
検出のための検出電流供給と同様の方法を用いた初期化
電流の供給によって行うことができるため、磁気ヘッド
を構成する磁性材料の成膜やプロセス中,或いは磁気ヘ
ッドの加工中に乱された第2の強磁性層の磁化方向を、
最終的な磁気ヘッドの状態において再初期化することが
可能となり、同時に初期化電流を感磁部(即ち磁気抵抗
効果素子)に直接供給するようにしたので、最終的な磁
気ヘッドの状態で上下シールドおよび上下ポールの磁化
容易軸を乱さずに第2の強磁性層の磁化方向を再初期化
することができ、かかる点において従来経時的に生じて
いた感度低下等の経時的な劣化を有効に抑制することが
できるという従来にない優れた磁気抵抗効果ヘッドおよ
びその初期化方法を提供することができる。
検出のための検出電流供給と同様の方法を用いた初期化
電流の供給によって行うことができるため、磁気ヘッド
を構成する磁性材料の成膜やプロセス中,或いは磁気ヘ
ッドの加工中に乱された第2の強磁性層の磁化方向を、
最終的な磁気ヘッドの状態において再初期化することが
可能となり、同時に初期化電流を感磁部(即ち磁気抵抗
効果素子)に直接供給するようにしたので、最終的な磁
気ヘッドの状態で上下シールドおよび上下ポールの磁化
容易軸を乱さずに第2の強磁性層の磁化方向を再初期化
することができ、かかる点において従来経時的に生じて
いた感度低下等の経時的な劣化を有効に抑制することが
できるという従来にない優れた磁気抵抗効果ヘッドおよ
びその初期化方法を提供することができる。
【図1】本発明にかかる磁気抵抗効果ヘッドの主要部で
ある感磁部の一実施の形態を示す部分斜視図である。
ある感磁部の一実施の形態を示す部分斜視図である。
【図2】図1の開示した感磁部を含む磁気抵抗効果ヘッ
ドの例を示す断面図である。
ドの例を示す断面図である。
【図3】図1に示す感磁部に併設された初期化電流供給
手段を示すブロック図である。
手段を示すブロック図である。
【図4】従来例における磁気抵抗効果ヘッドの基本構成
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図5】図4に示す従来例の一形態を示す概略断面図で
ある。
ある。
1 第1の強磁性層 2 非磁性金属層 3 第2の強磁性層 4 反強磁性層 5 電極 6 永久磁石層 10 感磁部 20 初期化電流供給手段 A 第2の強磁性層の磁化方向 B 信号磁界の方向 C 検出電流の方向 E 初期化電流の方向
Claims (10)
- 【請求項1】 非磁性金属層を介して積層された第1の
強磁性層および第2の強磁性層と、この第2の強磁性層
の磁化方向を信号磁界と平行にピン止めするための手段
として当該第2の強磁性層に隣接して積層された反強磁
性層とを備え且つこれによって巨大磁気抵抗効果素子と
しての機能を備えた感磁部を有し、 前記感磁部に流す検出電流によって前記第1の強磁性層
に生じる電流磁界の方向を、前記第2の強磁性層によっ
て第1の強磁性層に生じる静磁界の方向とは逆方向とな
るように予め設定し、 前記感磁部に、当該感磁部に流す検出電流と逆方向に、
当該検出電流より大なるパルス波高値を有するパルス状
の初期化電流を供給する初期化電流供給手段を併設した
ことを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項2】 前記初期化電流供給手段は、その出力電
流である初期化電流のパルス波高値を検出電流の3倍以
上とし、且つその通電パルスの時間幅を1秒以下とした
ことを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項3】 前記反強磁性層が、FeMn,NiM
n,PtMn,CrMn,IrMnを主成分とする群、
或いはNi,Co,Feの酸化物を主成分とする群から
選択された材料であることを特徴とする請求項1又は2
記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項4】 前記第1の強磁性層および第2の強磁性
層が、Fe,Co,Ni並びにFe,Co,Niの合金
からなる群から選択された材料であることを特徴とする
請求項1又は2記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項5】 前記非磁性金属層が、Cu,Ag,Au
並びにCu,Ag,Auの合金からなる群から選択され
た材料であることを特徴とした請求項1又は2記載の磁
気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項6】 前記第1の強磁性層を単磁区化するため
に十分な縦バイアス磁界を印加するための縦バイアス印
加手段を有することを特徴とした請求項1又は2記載の
磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項7】 前記縦バイアス印加手段が、永久磁石層
からなることを特徴とした請求項6記載の磁気抵抗効果
ヘッド。 - 【請求項8】 前記縦バイアス印加手段が、第1の強磁
性層に感磁部以外のところで直接接触する反強磁性層か
らなることを特徴とした請求項6記載の磁気抵抗効果ヘ
ッド。 - 【請求項9】 非磁性金属層を介して積層された第1の
強磁性層および第2の強磁性層と、この第2の強磁性層
の磁化方向を信号磁界と平行にピン止めするための手段
として当該第2の強磁性層に隣接して積層された反強磁
性層とを備え且つこれによって巨大磁気抵抗効果素子と
しての機能を備えた感磁部を有し、 前記感磁部に流す検出電流によって前記第1の強磁性層
に生じる電流磁界の方向を、前記第2の強磁性層によっ
て第1の強磁性層に生じる静磁界の方向とは逆方向とな
るように予め設定し、 前記感磁部に、当該感磁部に流す検出電流と逆方向に、
当該検出電流より大なるパルス波高値を有するパルス状
の初期化電流を供給する初期化電流供給手段を併設する
と共に、 前記初期化電流を、前記検出電流の供給に先立って供給
することを特徴とした磁気抵抗効果ヘッドの初期化方
法。 - 【請求項10】 非磁性金属層を介して積層された第1
の強磁性層および第2の強磁性層と、この第2の強磁性
層の磁化方向を信号磁界と平行にピン止めするための手
段として当該第2の強磁性層に隣接して積層された反強
磁性層とを備え且つこれによって巨大磁気抵抗効果素子
としての機能を備えた感磁部を有し、 前記感磁部に流す検出電流によって前記第1の強磁性層
に生じる電流磁界の方向を、前記第2の強磁性層によっ
て第1の強磁性層に生じる静磁界の方向とは逆方向とな
るように予め設定し、 前記感磁部に、当該感磁部に流す検出電流と逆方向に、
当該検出電流より大なるパルス波高値を有するパルス状
の初期化電流を供給する初期化電流供給手段を併設する
と共に、 前記初期化電流を定期的に繰り返し供給するようにした
ことを特徴とする磁気抵抗効果ヘッドの初期化方法。
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