JPH11120523A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高感度と低ノイズで低浮上量下又は摺動下で
の録再動作可能で且つ、高密度化と高速化が可能なマル
チトラック化も実現する磁気低抗効果型磁気ヘッドを提
供すること。 【解決手段】 所定の再生分解能が得られるようなギャ
ップ(4,5) を有する一組の磁気ヨーク(2,7f,7r) と、こ
の磁気ヨークの一部を薄くした近傍に設置された異方性
磁気抵抗効果素子(AMR) ８又は巨大磁気抵抗効果素子(G
MR) と、この何れの磁気抵抗効果素子(MR)へ通電する為
の引出導体(9,10)と、必要に応じ磁気抵抗効果素子８へ
のバイアス磁界印加用導体６と、からヨーク構造の磁気
抵抗効果型磁気ヘッドを構成する。このとき、磁気抵抗
効果素子８を磁気ヨーク(7f,7r) に接触または、１００
nm以下の距離に充分近接させて配置する。また、隣接す
るトラック間距離を１μm 以下になるように複数磁気ヘ
ッドを配列してマルチトラック化にも応用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスク装
置あるいは磁気テープ装置等に代表される磁気記録装置
に用いられる磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録装置の大容量化を図るた
め、高感度でかつ高速応答可能な磁気ヘッドが益々求め
られており、この要望に応えるべく、従来の誘導型の薄
膜ヘッドをはじめとして、磁気抵抗効果素子( ＭＲ素
子) を用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッド( ＭＲヘッド)
等がハードディスク装置や磁気テープ装置用に開発され
実用に供されている。この磁気抵抗効果型磁気ヘッドに
はその用途または構造の違いにより大別して以下のよう
な２種類のタイプがある。

【０００３】この一例として図８には、ハードディスク
装置に使用されるシールド構造を有する従来の抵抗効果
型磁気ヘッド、所謂「シールド型磁気抵抗効果磁気ヘッ
ド」を例示する。このＭＲヘッドは、磁気抵抗効果素子
８がヘッド浮上面に露出し、記録媒体としての磁気ディ
スクに近接して、例えば、狭いギャップでアクセス動作
するために高感度な再生特性を有する。

【０００４】一方、図９にはＶＴＲやデータストリーマ
ー等の磁気テープ装置に用いられているヨーク構造を有
する従来の抵抗効果型磁気ヘッド、所謂「ヨーク型磁気
抵抗効果磁気ヘッド」の例を示す。このＭＲヘッドの基
本構造は、磁気ヨーク２２の一部を切り欠いて、その部
分に磁気抵抗効果素子８を配置したものである。磁気抵
抗素子が記録媒体対向面から内部に後退して配置されて
いるために、摺動耐久性や熱雑音などの点で優れた特徴
を有している。

【０００５】これらの磁気ヘッドに用いられている磁気
抵抗素子は異方性磁気抵抗膜により作られているが、近
年さらにこれに代わってより高感度な特性を発揮する巨
大磁気抵抗膜( ＧＭＲ膜) を実用化するための検討が進
行している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に、磁気ヘッドの
立場から観た記録密度の向上は、トラック幅の減少によ
るトラック密度の増大と、磁気ヘッドと記録媒体とのス
ペーシング( 浮上量) の低減や磁気ヘッドのギャップ長
の短縮による線記録密度の増大によって成される。前述
の如くシールド型磁気抵抗効果ヘッドは高感度であるた
めに、これまでトラック幅の狭小化による高密度化が強
く押し進められてきたが、将来の更なる大容量化のため
には、この高密度化に加えて「低浮上量化」とシールド
ギャップ長の縮小による「高線記録密度化」が不可欠で
ある。

【０００７】しかしながら、上記の低浮上量化に際して
は、どうしても磁気ヘッドが記録媒体と接触する確率が
高まるので、摩擦により一時的に発生するスパイク熱が
原因の雑音や、磁気ヘッドや記録媒体の表面に施された
保護膜の摩耗の結果として起こり得る磁気抵抗効果素子
の腐食、そして磁気ヘッドと導電性磁気媒体の電気的接
触による素子動作の不安定性が生じることが一般的に懸
念される。但し、従来構造の磁気抵抗効果型磁気ヘッド
の例として図１０に挙げる「縦型( バーティカル) 」磁
気抵抗効果磁気ヘッドでは、磁気抵抗効果素子８がヘッ
ド浮上面から奥まった位置に配置されているために、こ
れらの問題は原理的には軽微になる。しかし、前述の
「シールド型」磁気抵抗効果磁気ヘッドと同様にギャッ
プ長を小さくするためには素子とシールド間の絶縁膜を
薄くする必要があり、これは絶縁耐力の低下を招く故
に、やはり上記の縦型ヘッドでも著しい「狭ギャップ
化」の実現は困難である。

【０００８】一方、ヨーク構造を有するヨーク型磁気抵
抗効果ヘッドにおいては、上述の諸問題は構造的には無
く、ヘッドとしての分解能を決定するギャップの内部に
は何等の機能物も無いことから、狭ギャップ化、即ち
「高線記録密度化」が容易である。但し、磁気ヨークか
ら成る磁気回路の途中にパーミアンスの小さい磁気抵抗
素子が挿入されることと、磁気ヨークと磁気抵抗素子と
がおよそ３００nmをもって磁気的に絶縁されていること
に起因して、従来技術では再生感度が低いという問題は
あった。また、特にトラック幅を狭めた場合に、ヘッド
を構成する磁気ヨークの磁区構造の乱れに起因したノイ
ズが生じるという問題もあった。

【０００９】そこで本発明の目的の１つは、特にヨーク
構造を有するヨーク型磁気抵抗効果ヘッドの構造に工夫
を加えることで高感度化及び低ノイズ化を図り、高分解
能で且つ低浮上量下あるいは摺動下での記録再生動作も
可能なヨーク型磁気抵抗効果磁気ヘッドを提供すること
にある。

【００１０】また、従来のヨーク型磁気抵抗効果磁気ヘ
ッドにおいては、磁気抵抗素子をトラック幅方向に配置
し、これと同方向にセンス電流を通電するために、磁気
ヘッド両側に引出導体( リード) を設ける必要があり、
このため、ヘッドの「マルチトラック化」に際しては、
隣接するトラックを充分に近づけることが困難であると
いう問題があった。そこで本発明のもう１つの目的は、
多数のトラック間隔の短縮化を図りマルチトラック化を
実現して、記録再生の高密度化と高速化を可能とするヨ
ーク型磁気抵抗効果磁気ヘッドを提供することにある。

【００１１】

【問題を解決するための手段】上記の問題を解決し目的
を達成するために、本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドは次のような手段を講じている。すなわち、 ［１］ 本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、ギャッ
プを有する一組の磁気ヨークと、この磁気ヨークの一部
に設置された異方性磁気抵抗効果素子( ＡＭＲ)または
巨大磁気抵抗効果素子( ＧＭＲ) と、この磁気抵抗効果
素子に通電するため接続された引出導体と、磁気抵抗効
果素子へのバイアス磁界印加用としての導体とをトラッ
ク方向に積層して磁気ヨーク構造に形成する。そして、
磁気抵抗効果素子は、磁気ヨークに対して接触または、
１００nm以下（理想的には、０〜５nm）の厚さの導体層
を介して接触配置し、磁気ヨークを経由して磁気抵抗効
果素子にセンス電流が印加されるように構成する。 ［２］ この場合、磁気ヨークと磁気抵抗効果素子は電
気的に接続され、センス電流はヨークを通して磁気抵抗
効果素子に供給されるように構成する。またこれと同時
に、磁気ヨークと磁気抵抗効果素子は磁気的にも接続も
しくは、所定の導体で膜厚が１００nm以下の非磁性層ま
たは反強磁性層、あるいは硬質磁性層の何れか、または
それらの積層膜を隔てて近接するように構成する。 ［３］ 磁気ヨークの少なくとも１つを、磁気抵抗効果
素子に電気的に接続されている近傍で分断するか、また
はその磁気ヨークの一部を例えば切り欠いたような形状
にして部分的に薄い厚さに連続的に形成する。 ［４］ また、磁気ヨークのトラック幅方向の外部に
は、この磁気ヨークと例えば１μm 以下の間隙で当該磁
気ヨーク及び磁気抵抗効果素子の形成に用いた磁性薄膜
と同一な薄膜を配した構成にするか、または、磁気ヨー
クのトラック幅方向の外部に１種類以上あるいは膜厚の
異なる硬質磁性膜を配して、これら磁気ヨーク及び磁気
抵抗効果素子の磁区制御を行うように構成する。 ［５］ 上述した複数の磁気ヘッドをトラック幅方向に
一列に集積してマルチトラックヘッドを形成し、複数の
引出導体のうちの媒体に対面する側に設けた引出導体を
複数の磁気ヘッドで共用し、他方の引出導体を各磁気ヘ
ッドごとに使用できるように接続する。また、隣接磁気
ヘッド間のトラック間隙が１μm 以下に構成し、該磁気
ヘッド両端のヘッド外側部分に磁気抵抗効果素子の磁区
制御を行えるように膜を設ける。 ［６］ 本発明では、同じくヨーク型磁気抵抗効果磁気
ヘッドにおいて、媒体対向面の近傍でこの面に対しおよ
そ平行で且つ、磁気ヨークを１回〜数回巻回した巻線を
施して垂直磁気記録用磁気媒体に記録可能に構成し、同
一の磁気ヘッドによって記録・再生可能にする。

【００１２】（作用）上記の手段によれば次のような作
用を奏する。本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドは従来
型のヨーク型磁気抵抗効果ヘッドとは異なり、磁気ヨー
クと磁気抵抗効果素子間の距離を理想的にはゼロ( ０n
m) または１００nm以下の充分に小さな値（例えば５nm
程度）に設定できる。したがって、この接続部分の磁気
抵抗が小さくなり更に高感度なヨーク型磁気抵抗効果磁
気ヘッドが実現できる。

【００１３】また、磁気ヨークが引出導体を兼ねるため
に、磁気ヨーク後部からセンス電流を導入し、磁気抵抗
効果素子を経由してギャップ近傍の前部磁気ヨークに導
く電流経路が形成できる。よって、マルチトラック化に
際して前部磁気ヨークに接続される引出導線を共通電極
端子とすると、トラック幅方向への引出導線の引き回し
が不要となり、１μm 以下の間隙でトラックを並べて形
成できる。この結果、従来のマルチトラック磁気ヘッド
に比べて極めて高集積化した磁気ヘッドが構築可能であ
る。なお、後述のバイアス導体が必要となる場合であっ
ても、本発明が例示する構成の実現には何ら問題とはな
らない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の磁気抵抗効果型
磁気ヘッドに係わる複数の実施形態例を挙げて詳しく説
明する。 （第１実施形態例）図１には本発明の第１実施形態例と
しての磁気ヘッドの構造を示している。同図１( ａ) は
その断面図であり、( ｂ) はその平面図である。但しこ
の( ｂ) にはバイアス導体６が省略されている。また同
図１( ｃ) には、本実施形態例に基づき作製した磁気ヘ
ッドが斜視図で示している。

【００１５】本第１実施形態例に係わる磁気ヘッドは、
断面図( ａ) に示すような薄膜層構造に形成されてい
る。すなわち、非磁性基板１の上に所定の軟磁性薄膜か
ら成る第１磁気ヨーク２が形成され、所定の非磁性絶縁
材料から成る非磁性絶縁層３を介してバイアス導体６が
形成されている。更に、非磁性絶縁材料から成るそれぞ
れに適正な厚みと長さを有するギャップ４及びバックギ
ャップ５が形成された後、第２磁気ヨーク７が形成さ
れ、この第２磁気ヨークの前部磁気ヨーク７ｆと後部磁
気ヨーク７ｒとの間隙部分にこれらの第２磁気ヨーク７
( ７ｆ，７ｒ) と電気的に接するように磁気砥抗効果素
子８が配置され、一体的に形成されている。これら第２
磁気ヨーク７と磁気抵抗効果素子８は直接的に接触ある
いは、１００nm以下の厚みの導体層( 不図示) を介して
接触している。さらに、所望により前部引出導線９と後
部引出導線１０を形成する。但し、本実施形態の磁気ヘ
ッドにおいては、前部引出導線９は媒体対向面11に沿っ
てトラック幅方向の両側に延伸して成る２つの前部引出
導体( ９ｌ，９ｒ) として配置されているが、片側( 例
えば９ｌ) のみの構成も可能である。

【００１６】なお、本例の磁気抵抗効果素子８は、例え
ば異方性磁気抵抗効果素子( ＡＭＲ) を用いている。更
に、前部引出導体の９ｌと９ｒの一方から他方に電流を
流すことで磁気抵抗効果素子８にバイアス磁界を印加で
きることから、この場合には独立したバイアス導体６は
不要である。

【００１７】また、バイアス導体６は必要に応じて適宜
形成されるものであり、例えば「スピンバルブ型」の巨
大磁気抵抗薄膜を磁気抵抗効果素子として使用する場
合、即ち巨大磁気抵抗効果素子( ＧＭＲ) を用いる場合
には原理的にこの様なバイアス導体が不要となる。な
お、このＧＭＲは、スピンバルブ巨大磁気抵抗効果素子
の他にも、多層膜巨大磁気抵抗効果素子や微粒子巨大磁
気抵抗効果素子( グラニュラ−ＧＭＲ) 等でもよい。

【００１８】また、第１磁気ヨーク２には非磁性基板１
上に被着した薄膜磁性材料を用いているが、これらに替
えて軟磁気特性を有する磁性基板を用いることもでき
る。さらに、磁気抵抗効果素子８は磁気ヨーク上面に配
置されているが、磁気ヨーク下面に配置してもよい。な
お、上記の実施内容は以下に述べる第２〜第６実施形態
例においても成立するものである。

【００１９】（作用効果１）このように構成された本第
１実施形態例においては、ヘッドにより記録媒体上の磁
気に感知して電圧を発生させるセンス電流は、後部引出
導体１０より導入され、後部磁気ヨーク７ｒ、磁気抵抗
効果素子８および前部磁気ヨーク７ｆを経由して前部引
出導線９へと流れ出る。ここでは、磁気抵抗効果( ＭＲ
効果) を発揮する磁気抵抗効果素子８と磁気ヨーク７
ｆ，７ｒの絶縁を図る必要がないことから、これらの構
成要素を磁気的に接触または近接して配置することが可
能であり、その結果、ヘッド磁気回路部の磁束伝達効率
が向上し、再生効率の向上が図られる。

【００２０】また、磁気抵抗効果素子８には、磁束の伝
達を担う磁性層( 磁束伝達層) 以外の層も含まれる故
に、この磁束伝達層と磁気ヨークとの厳密な磁気的接触
を実現するためには、磁気抵抗効果素子８内の層形成順
序を考慮する必要がある。例えば、スピンバルブ型の巨
大磁気抵抗効果素子( ＧＭＲ) を使用する場合、本第１
実施形態例ではＧＭＲ素子の最下層に、所謂「自由磁化
層( フリー層) 」を配置している。

【００２１】なお、この本第１実施形態例に対し、以下
に示す第２実施形態例では逆に、ＧＭＲ素子の最上層に
自由磁化層を配置する層構造が適切であるとして例示し
ている。また、磁気ヨークにセンス電流が流れるため、
磁気ヨーク部分の磁気抵抗変化が磁気抵抗効果素子の信
号に対してノイズとして加わることが懸念されるが、し
かし、磁気ヨーク内の磁化レベルが低いことや、磁気抵
抗効果のほとんど無い軟磁性材料( 例えば、CoZrNb等）
を使用することで、これに起因するノイズは問題とはな
らないと言える。即ち、磁気抵抗変化率（Δρ／ρS
（％））による外部印加磁界依存性を示す図２のグラフ
において、各層の材質と厚さが、Ta（5nm）／NiFe（10n
m）／Cu（2.4nm ）／NiFe（5nm ）／FeMn（10nm）／Ta
（5nm ）の膜構成の磁気抵抗効果素子に、例えば、CoZr
Nb（150nm ）／Ti（10nm）／CoZrNb（150nm ）の磁気ヨ
ークを接続して均一磁界下での磁気抵抗効果特性を表わ
したグラフ（図２( ａ) ）を、磁気ヨークに替えて銅を
使用した場合の特性を表わすグラフ（図２( ｂ) ）と比
較して示すように、磁気ヨークの磁気抵抗効果に起因す
る問題は見られない。本第１実施形態例では第１磁気ヨ
ーク２と第２磁気ヨーク７( ７ｆ，７ｒ) との間の電気
的絶縁の必要性からバックギャップ５を設けているが、
この部分の両ヨークの対向面積を広く設計することでこ
のバックギャップの影響による磁束伝達効率の低下を充
分に小さくできるので、この周知技術の採用で実施対応
可能である。

【００２２】よって、本実施形態例の構造によれば、再
生効率の高い磁気ヘッドが実現でき、しかも摩耗や腐
食、熱雑音または導電性磁気媒体との電気的短絡の影響
を受け難い特性を備えることが可能となる。したがっ
て、本発明に係わる磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、磁気
ディスク装置や磁気テープ装置などの如何なる装置にも
搭載が可能となる。また、本第１実施形態例に示した磁
気ヘッドは、後述する第２および第３実施形態例の磁気
ヘッドに対比して次のような特徴を有する。即ち、磁気
抵抗効果素子が磁気ヘッドの作製工程のほぼ最後に形成
されるために、作製工程での加熱による磁気抵抗効果素
子の特性劣化の悪影響を回避できる。このことは、巨大
磁気抵抗効果素子を用いる場合に特に有効となる。

【００２３】（第２実施形態例）図３には本発明の第２
実施形態例としての磁気ヘッドの構造を示す。まず同図
３( ａ）に示す一例は、前述した第１実施形態例におけ
る層構造での各層の形成順序を逆に実施したものであ
る。すなわち、初めに引出導体９，１０を形成し、次に
これらの間に磁気抵抗効果素子８を形成するという順序
で図示のような層構造に構築する。そして最後に、連続
した形状の第１磁気ヨーク２を形成する。

【００２４】なお、引出導体９，１０の形成の仕方には
種々の変形も可能である。例えば、非磁性基板１に予め
所定の溝( 不図示) を形成しておき、ここに所望の引出
導体を埋め込み形成する構造とすることで、非磁性絶縁
層１２を省くことも可能である。

【００２５】次に、図３( ｂ) に示す例は、非磁性基板
１に形成した凹形状の溝に第１磁気ヨーク２を埋め込み
形成することで第２磁気ヨーク７を平坦な面上に形成で
きるようにした点が、前述の第１実施形態例と異なると
ころである。

【００２６】（作用効果２）よって、本第２実施形態例
によれば、前者の第２実施形態例（図３( ａ) ）では、
段差が無く平滑性の良い非磁性基板あるいはこの基板に
近い層上に磁気抵抗効果素子を形成できるため、特性の
良好な磁気砥抗効果素子を得やすい特徴を有し、一方、
後者の実施形態例（図３( ｂ) ）では、媒体対向面に近
い部分の磁気ヨークに段差が無いことから、フォトリソ
グラフィ技術を用いて磁気ヨークを形成する際にトラッ
ク幅の加工精度を向上しやすいという特徴を有する。

【００２７】（第３実施形態例）次に第３実施形態例
は、前述の第２実施形態例（図３( ａ) ）と概略同じ形
態ではあるが、第２磁気ヨーク７が前後に分割されずに
一体となっている点が異なる。詳しくは、第２磁気ヨー
クの一部分の膜厚を他の部分よりも薄くして、この部分
に磁気抵抗効果素子８を接触させた構成（図４( ａ) 参
照）、あるいは１００nm以下の間隙で近接配置した構成
（図４( ｂ) 参照）を有している。後者の構成では、磁
気抵抗効果素子８と磁気ヨーク７の間隙に導体層１３を
挿入して両者間の導通を確保する。

【００２８】本実施形態例では、磁気ヨークの導電率
と、パーミアンス（即ち、ヨーク断面積×透磁率）を適
切に選定することで、磁気抵抗効果素子にセンス電流と
磁束が共に分流され、信号出力が検出できる。例えば、
磁気ヨークとして高抵抗率のCoZrNbから成る非晶質磁性
薄膜を用い、磁気抵抗効果素子近傍の膜厚を０. ３μm
に設定した場合には、各層の材質と厚さがそれぞれ、Ni
Fe（lOnm）／Cu（2.4nm）／NiFe（５nm）／FeMn（lOn
m）のスピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果素子に約５０
％のセンス電流を分流することができる。また、図４に
示す実施形態例では、磁気抵抗効果素子８が第２磁気ヨ
ーク７の上面側に配置されているが、所望によりヨーク
の下面側に配置してもよい。

【００２９】（作用効果３）よって、本第３実施形態例
によれば、前述の実施形態例に比較して磁気ヨークの磁
束伝搬効率の更なる改善により、高感度な磁気ヘッドを
実現することができる。

【００３０】（第４実施形態例）図５には前述の第１〜
第３実施形態例に記録機能を付加した第４の実施形態と
しての磁気ヘッドを示す。１ターン( 巻回) または数タ
ーンの記録コイル１４が第１磁気ヨーク２及び第２磁気
ヨーク７を取り囲み、かつ磁気ヘッドの媒体対向面１１
近傍で当該面に概略平行に巻かれた構造を有する。図５
に示す第４実施形態例では、巻数が２ターンで、ヨーク
型磁気抵抗効果磁気ヘッドが第１実施形態例のものの場
合について示しており、巻線の引出導体は図示していな
い。本第４実施形態例の磁気ヘッドは「垂直磁気記録
用」の軟磁性裏打ち層を有する記録媒体と組み合わせて
用いられる。磁気ヘッドの第１及び第２磁気ヨークの厚
みをそれぞれt1、t2とし、その飽和磁化をＭshとし、磁
気媒体の軟磁性層の膜厚をδ、飽和磁化をＭsmとする
と、望ましい記録特性を得るためには磁気ヨークとして
下式が表わす条件を満足する必要がある。

【００３１】 Ｍsh（tl＋t2）＜ ２Ｍsm・δ …（式）。 （作用効果４）よって、本第４実施形態例によれば、同
一の磁気ヨークを用いて記録と再生が可能となる。但
し、記録時は単磁極ヘッド、再生時はリングヨークヘッ
ドとして動作するために、記録点と再生点が磁気ヨーク
の厚み分だけずれる。しかし、磁気ヨーク厚に関する上
記条件式より求まるこのずれ量は、通常の磁気メディア
諸元に対しては１μm より短い。この値は、現用のマー
ジ型シールド磁気抵抗効果磁気ヘッドの1/3 〜1/2 以下
である。媒体対向面における記録媒体走行方向の流出端
側のヨークの幅を他の一方のヨーク幅より広くすること
で、記録トラック幅を再生トラック幅より広くすること
ができるが、スキュー角に伴う記録トラックと再生トラ
ックの位置ずれが小さいために、再生トラック幅に対す
る記録トラック幅を従来に比べて狭くでき、結果として
トラック密度の向上が計れる。また、現用のマージ型シ
ールド磁気抵抗効果磁気ヘッドに比べて単純な構造であ
り、作製もより容易である。

【００３２】（第５実施形態例）図６( ａ）,(ｂ) に示
す第５実施形態例は、磁気ヨークや磁気抵抗効果素子の
磁区制御に関わる一例である。前述した第１〜第３実施
形態例の磁気ヘッド構造においては、磁気ヨークのトラ
ック幅方向外側には磁気ヨークと同一あるいは極近接し
た高さ( 但し、基板面を基準とする）の素子構造物が存
在しない構造である故に、本第５実施形態例としては、
この何も存在しない部分に所定の磁区制御膜を配置する
ことが可能である。詳しくは次の二例のように実現す
る。

【００３３】図６( ａ）には第２磁気ヨーク７及び磁気
抵抗効果素子８に用いたのとそれぞれ同一の磁性薄膜１
５，１６を磁区制御膜として、磁気ヘッドの外側にも配
置した構成を示す。この例は、トラック幅方向の反磁界
を軽減することによって磁区の不規則化を防止すること
を目的とするものであり、本機能を有効に作用させるに
は磁気ヨークや磁気抵抗効果素子と磁区制御膜との間隙
が１μm 以下であることが要求される。したがって、本
実施形態例では磁性薄膜の成膜後に収束イオンビームエ
ッチング( ＦＩＢ) 装置を用い、磁気ヘッド形状の外周
に沿って磁性薄膜をエッチング除去することにより容易
に作製可能であり、当該間隙を０. ２μm 以下とするこ
とも可能である。

【００３４】図６( ｂ) には、磁気ヘッドの外側に永久
磁石材料から成る硬質磁性薄膜１７, １８を磁区制御膜
として配置した例を示している。この例は、上記の薄膜
から発生する磁界で第２磁気ヨーク７及び磁気抵抗効果
素子８の磁区を制御しようとするものである。

【００３５】なお、本第５実施形態例は前部磁気ヨーク
７ｆと磁気抵抗効果素子８及び後部磁気ヨーク７ｒのそ
れぞれに対応する位置に異なる種類の磁区制御膜１７,
１６, １８を配置したものとして例示してあるが、これ
に限らず、磁気ヨーク７( ７ｆ，７ｒ) や磁気抵抗効果
素子８の各部位に対して磁区制御膜の磁性材料の種類や
膜厚を適宜に選定し、印加磁界の強度を調節することが
できる。本実施形態例は、磁気抵抗効果素子８及び磁気
ヨーク７の形成後にリフトオフ法を用いて磁区制御膜を
必要部分にのみ選択的に被着させることで容易に形成可
能である。また、図６( ａ）,(ｂ) では第２磁気ヨーク
７及び磁気砥抗効果素子８に対する磁区制御に関しての
み示したが、第１磁気ヨーク２に関しても同様に適用す
ることが可能である。

【００３６】（作用効果５）このように本第５実施形態
例によれば、磁気抵抗効果素子やトラック幅の減少に伴
って生じる磁気ヨークの磁化挙動の不安定性を改善し、
波形変動やノイズの少ない記録再生が可能となる。

【００３７】（第６実施形態例）次に、図７( ａ) ，(
ｂ) に示す第６実施形態例は、前述の第１〜第３実施形
態例で示した磁気ヘッドを利用してマルチトラック化を
実現する本発明の磁気ヘッドの例を示している。ただし
この例では、マルチトラック用磁気ヘッドとして最も集
積度の高い場合について示すため、前述の各実施形態例
とは異なり、磁気ヨーク幅がトラック幅に等しく設定さ
れている。

【００３８】図７( ａ) には、この磁気ヘッドの配列構
成と磁気媒体上のマルチトラックとの概要を示してい
る。磁気媒体１１に形成される複数のトラックT1〜T4の
それぞれには磁気ヘッドｈ1 〜ｈ4 が専用にアクセスさ
れる近接位置にトラック長手方向に直角に配列されてい
る。各磁気ヘッドｈ1 〜ｈ4 への入力電流( ＩＮ) は個
別に設けられたそれぞれの後部引出導体１０を経由して
供給され、一方、前部引出導体９は図示の如くすべての
磁気ヘッドｈ1 〜ｈ4 に共通して接続されおり、それぞ
れのトラックT1〜T4から読み出されたデータに基づくセ
ンス電流( ＯＵＴ) を所定の共通端子を経由して得るこ
とができる。

【００３９】詳しくは、磁気媒体１１のトラック幅方向
に、４つの磁気ヘッドｈ1 〜ｈ4 を一列に集積したマル
チトラックヘッドであり、各磁気ヨークに接続されてい
る引出導体のうち、この磁気媒体１１に対向する面側に
設けられた前部引出導体９をこれら磁気ヘッドｈ1 〜ｈ
4 に亘って共通使用し、他の複数の後部引出導体１０を
各ヘッド毎に個別に有している。このとき、隣接する磁
気ヘッドのトラック間隙が例えば１μm 以下になるよう
に配列する。

【００４０】また、同図７( ｂ) には、このマルチトラ
ック化に対応する本実施形態例の実際の磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの平面構成を示している。但し、前述したバ
イアス導体は省略している。本例では特に、磁気ヘッド
が８個配列された場合について例示しているが、この数
には限定されずトラック数に対応した数でもよい。

【００４１】本実施形態例のマルチトラック化対応磁気
ヘッドは、第１〜第３実施形態例で説明した単一の磁気
ヘッドを引出導体の部分を変更して平面的に配列したも
のである。そして上述のようにずべての磁気ヘッドｈ1
〜ｈ8 が１つの前部引出導体９を共有し、後部引出導体
１０は各磁気ヘッドｈ1 〜ｈ8 に結線された回路構成を
特徴としていることが解る。

【００４２】（作用効果６）本第６実施形態例の磁気ヘ
ッドは、複数の磁気ヘッドをその引出導体部分のわずか
な変更により実現している。例えば、磁気ヨーク用磁性
薄膜と磁気抵抗効果素子用磁性薄膜の成膜後に、ＦＩＢ
装置等を用いて各々の磁気ヘッドを分離し、用途に合致
するような回路およびレイアウトを考慮して配線を変更
することによって容易に製造可能であるばかりでなく、
隣接する磁気ヘッドとの距離( トラック間隔に同じ) を
１μm 以下にすることができる。また、前述した第１〜
第４の各実施形態例に示したトラック幅よりも磁気抵抗
効果素子８が接続される近傍の磁気ヨークの幅が広い磁
気ヘッドに関しても当然ながらマルチトラック化が実現
可能である。また、前述の第５実施形態例で示した磁区
制御の方法は、本実施形態例においても当該磁気ヘッド
の最も外側に対して適用可能である。

【００４３】よって、本第６実施形態例によれば、１μ
m 以下の間隙を有する高感度なマルチトラック磁気ヘッ
ドの実現が可能である。この結果、連続した複数トラッ
クを用いる記録再生が可能となり、マルチトラック記録
に適する信号処理技術との併用によって、大容量でかつ
高転送速度を有する記録装置を構築することが可能とな
る。

【００４４】（その他の変形実施例）このように複数の
実施形態例を挙げて本発明を説明してきたが、例えば、
採用する各部の形状、材質または寸法等は、搭載しよう
とする装置に最適なように変形実施が可能である。その
ほかにも、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変形実
施も可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上、本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドによれば次のような効果が得られる。すなわち、 （１） 本発明の磁気ヘッドの利点は、ヨーク構造を有
する抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、磁気ヨークを通じ
てセンス電流を印加するような構成にすることで磁気抵
抗効果素子を磁気ヨークに接触または近接配置させるこ
とが可能となり、これにより磁気ヘッドとしての磁束伝
達効率が向上して、高感度化が達成できる。また、構造
の簡素化により磁区制御膜の配置が可能となるため、低
ノイズ化も達成できる。 （２） また、構造が単純であるため、集積化によるマ
ルチトラックヘッド化の実現が容易である。しかも、各
々の磁気ヘッドのトラック間距離を１μm 以下にするこ
とが可能であり、これは、大容量・高転送速度の記録装
置を実現する上で極めて有用となる。 （３） 更にまた、上記ヨーク型磁気抵抗効果磁気ヘッ
ドに記録巻き線を施すことにより、垂直磁気記録用の磁
気媒体に対して同一磁気ヘッドで記録と再生が可能な磁
気ヘッドが提供でき、実用上極めて有用な磁気ヘッドと
なる。

【００４６】よって、本発明によれば、高感度と低ノイ
ズで低浮上量下又は摺動下での録再動作可能で且つ、高
密度化と高速化が可能なマルチトラック化も実現する磁
気低抗効果型磁気ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態例の磁気ヘッドの構造
を示し、( ａ) は、磁気抵抗素子等の位置関係を示すこ
のヘッドの断面図、( ｂ) は、同じくこのヘッドの平面
図、( ａ) は、実際のこのヘッドの斜視図。

【図２】 磁気抵抗変化率に基づく本発明の第２実施形
態例の磁気ヘッドに関する外部印加磁界依存性を表わ
し、( ａ) は、４０μm 幅のスピンバルブ型の磁気抵抗
効果素子に、CoZrNbの薄膜から成る磁気ヨークが接続さ
れた場合のグラフ、( ｂ) は、銅の非磁性ヨークが接続
された場合のグラフ。

【図３】 本発明の第２実施形態例の磁気ヘッドの構造
を示し、( ａ) は、基板側に第２磁気ヨーク及びこれに
接触配置された磁気抵抗素子が形成された磁気ヘッドの
断面図、( ｂ) は、第２磁気ヨーク及びこれに接触配置
された磁気抵抗素子がヘッド表面にあり、該磁気ヨーク
が概ねフラットであるヘッドの断面図。

【図４】 本発明の第３実施形態例の磁気ヘッドの構造
を示し、( ａ) は、磁気抵抗素子が磁気ヨークに接触配
置されたヘッドの断面図、( ｂ) は、磁気抵抗素子が磁
気ヨークに導体層を介して近接配置されたヘッドの断面
図。

【図５】 本発明の第４実施形態例の磁気ヘッドの構造
を示す断面図。

【図６】 本発明の第５実施形態例の磁気ヘッドを示
し、( ａ) は、磁区制御膜として軟磁性薄膜を用いた場
合の平面構造図、( ｂ) は、硬質磁性薄膜を用いた場合
の平面構造図。

【図７】 本発明の第６実施形態例としてマルチトラッ
ク化に対応できる磁気ヘッドを示し、( ａ) は、この磁
気ヘッドの配列構成と磁気媒体上のマルチトラックとの
関係を示す斜視図、( ｂ) は、本実施形態例の実際の磁
気抵抗効果型磁気ヘッドを示す平面図。

【図８】 従来のシールド型磁気抵抗効果磁気ヘッドを
示す斜視図。

【図９】 磁性基板を片側の磁気ヨークに兼用した従来
のヨーク型磁気抵抗効果磁気ヘッドの断面図。

【図１０】 従来の縦型磁気抵抗効果磁気ヘッドを示す
斜視図。

【符号の説明】

１… 非磁性基板、 ２… 第１磁気ヨーク、 ３… 非磁性絶縁層、 ４… ギャップ、 ５… バックギャップ、 ６… バイアス導体、 ７，７f ，７r … 第２磁気ヨーク、 ８… 磁気抵抗効果素子、 ９, ９ｒ, ９ｌ … 前部引出導体( 前部リード) 、 １０… 後部引出導体( 後部リード) 、 １１… 媒体対向面、 １２… 非磁性絶縁層、 １３… 導体層、 １４… 記録用巻線、 １５… 磁気ヨーク用磁性薄膜、 １６… 磁気抵抗効果素子用磁性薄膜、 １７，１８，１９… 硬質磁性薄膜、 ２０… 引出導体( リード) 、 ２１… 磁気シールド、 ２２… 磁気ヨーク、 ２３… 磁性基板、 ２４… バイアス導体（引出導体を兼用）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のギャップを有する一組の磁気ヨー
   クと、この磁気ヨークの一部に設置された異方性磁気抵
   抗効果素子または巨大磁気抵抗効果素子と、この磁気抵
   抗効果素子に通電するため前記磁気ヨークに接続された
   引出導体と、前記磁気抵抗効果素子へのバイアス磁界印
   加用として必要に応じて配置される導体と、を具備して
   トラック方向に積層して成る磁気ヨーク構造を有するヨ
   ーク型磁気抵抗効果型磁気ヘッドであって、 前記磁気抵抗効果素子は、前記磁気ヨークに対して接触
   または、１００nm以下の膜厚の導体層を介して接触配置
   され、前記磁気ヨークを経由して前記磁気抵抗効果素子
   にセンス電流が印加されるように構成されて成ることを
   特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 前記磁気ヨークと前記磁気抵抗効果素子
   は電気的に接続され、該センス電流が前記磁気ヨークを
   介して前記磁気抵抗効果素子に供給される構成であると
   共に、 前記磁気ヨークと前記磁気抵抗効果素子は磁気的に接続
   または、所定の導体で膜厚が１００nm以下の非磁性層、
   反強磁性層あるいは硬質磁性層の何れか、またはこれら
   各層の積層膜を隔てて近接して成ることを特徴とする、
   請求項１に記載の磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 前記磁気ヨークの少なくとも１つは、前
   記磁気抵抗効果素子に電気的に接続されている近傍にお
   いて、分断されているか、あるいは、当該磁気ヨークの
   一部を切り欠いた形状で部分的に薄い膜厚を成して連続
   していることを特徴とする、請求項１に記載の磁気ヘッ
   ド。
4. 【請求項４】 前記磁気ヨークのトラック幅方向の外部
   に、この磁気ヨークと1 μm 以下の間隙にて前記磁気ヨ
   ーク及び前記磁気抵抗効果素子の形成に用いた磁性薄膜
   と同一の薄膜を配した構成とすることにより、前記磁気
   ヨーク及び前記磁気抵抗効果素子の磁区制御を行うこと
   を特徴とする磁気ヘッドであるか、または、前記磁気ヨ
   ークのトラック幅方向の外部に、１種類または複数種
   類、あるいは膜厚の異なる硬質磁性膜を配した構成とす
   ることにより、前記磁気ヨーク及び前記磁気抵抗効果素
   子の磁区制御を行うことを特徴とする、請求項１または
   請求項３に記載の磁気ヘッド。
5. 【請求項５】 当該トラック幅方向に一列に複数の前記
   磁気ヘッドを集積して成るマルチトラックヘッドであっ
   て、 前記引出導体のうちで所定の媒体に対面する側に設けら
   れた一方の引出導体を複数の磁気ヘッドで共用し、他方
   の引出導体を各磁気ヘッドごとに個別に使用できるよう
   に接続されて成り、 隣接する前記磁気ヘッドのそれぞれの間のトラック間隙
   が１μm 以下に設定可能なように構成された構造を有
   し、 当該磁気ヘッドの両端の磁気ヘッド外側部分に所定の膜
   を、前記磁気抵抗効果素子の磁区制御を行えるように設
   けたことを特徴とする、請求項１，３または４に記載の
   磁気ヘッド。
6. 【請求項６】 磁気ヨーク構造を有するヨーク型磁気抵
   抗効果磁気ヘッドにおいて、 アクセスする所定の媒体の対向面近傍でこの面に対し概
   略平行で且つ、前記磁気ヨークを１回〜数回巻回して成
   る巻線を施して垂直磁気記録用磁気媒体に記録可能に構
   成され、 同一の当該磁気ヘッドによって記録及び再生可能に構成
   されて成ることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッ
   ド。