Brevet FR2657189A1 — publié le 19910719

DESCRIPTION TETE MAGNETIQUE DE LECTURE ET D'ECRITURE A ELEMENT MAGNETORESISTANT La présente invention a pour objet une tête de lecture et d'écriture à élément magnétorésistant. L'invention s'applique essentiellement aux têtes dites horizontales à couches minces Une telle tête est représentée sur la figure 1 annexée. Sur cette figure, on voit, en coupe, une tête horizontale comprenant un substrat semiconducteur 1 U, par exemple en silicium, dans lequel a été gravé un caisson 12; dans ce caisson, une couche magnétique inférieure 14 a été formée électrolytiquement et a été prolongée par deux plots verticaux 161, 162; un bobinage 18 entoure les plots; ce bobinage est noyé dans une couche isolante 20 Le circuit magnétique se complète par une pièce polaire supérieure séparée en deux parties 221, 222 par un espaceur amagnétique 24 Un élément magnétorésistant MR, par exemple en Fe-Ni, est disposé sous l'espaceur amagnétique 24. Cet élément est obtenu par photogravure, en prenant l'espaceur comme masque Il est donc autoaligné par rapport à l'espaceur La tête se déplace devant un support magnétique 30 o sont enregistrées les informa- tions à lire ou à écrire. Une telle tête est décrite dans la demande de brevet français déposée par le Demandeur le 29 mars 1989 sous le numéro 89 04 U 60, et intitulée "Tête magnétique à magnétorésistance pour enregistrement longitudinal et procédé de réalisation d'une telle tête". Le fonctionnement de ce dispositif est schématiquement le suivant. A l'écriture, le courant circulant dans le bobinage 18 crée un champ magnétique et, par consé- quent, une induction dans le circuit magnétique Les lignes de champ qui s'épanouissent autour de l'espaceur induisent une aimantation dans le support 30. A la lecture, une information magnétique enregistrée dans le support 30 produit un champ magné- tique de lecture et, par conséquent, une induction dans le circuit magnétique; cette induction se refer- me, en partie, à travers l'élément magnétorésistant MR Il en résulte une aimantation de lecture dans cet éLément, qui va provoquer une variation de résistance de l'éLément. Bien que donnant satisfaction à certains égards, de telles têtes présentent un inconvénient lié à la relative faiblesse du signal de lecture. Cette faiblesse tient essentiellement à ce que le flux magnétique de lecture ne se referme pas en totali- té à travers l'éLément magnétorésistant MR En effet, à la lecture, le flux magnétique issu du support 30 se referme en empruntant deux chemins différents illus- trés sur la figure 2 annexée: un chemin (a) qui emprunte la pièce polaire inférieure 14, un chemin (b) qui se referme à travers l'éLément magnétorésistant MR. Une partie du flux magnétique se trouve donc inutilisée dans l'étape de lecture. La présente invention a justement pour but d'éviter cet inconvénient. A cette fin, l'invention préconise d'ouvrir le circuit magnétique de telle sorte que le chemin (a) mentionné ci-dessus se trouve interrompu Le chemin (b) se trouve alors privilégié. Naturellement, l'amélioration du signal de lecture qui en résulte est obtenue au détriment du signal d'écriture C'est justement le mérite de l'invention d'avoir pu définir un compromis acceptable entre ces deux objectifs antagonistes et d'avoir mon- tré, qu'en dépit d'une réduction de l'efficacité à l'écriture, La tête pouvait être améliorée globalement dans ses performances, grâce à l'augmentation considérable de sa sensibilité en lecture. De façon plus précise, la présente invention a pour objet une tête magnétique de lecture et d'écri- ture comprenant un circuit magnétique avec un entrefer, un élément magnétorésistant situé sous l'entrefer et un bobinage conducteur, caractérisée par le fait que le circuit magnétique est ouvert. Dans une première variante, la tête de l'in- vention est caractérisée par le fait que le circuit magnétique ne comprend qu'une pièce polaire supérieure. Dans une seconde variante, la tête de l'invention est caractérisée par le fait que le circuit magnétique comprend une pièce polaire supérieure et une pièce polaire inférieure parallèle à la pièce polaire supérieure, mais non reliée magnétiquement à celle-ci. De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumiè- re de la description qui va suivre Cette description porte sur des exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif et se réfère à des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1, déjà décrite, montre une tête magnétique selon l'art antérieur, la figure 2, déjà décrite, montre Les deux chemins de fermeture du flux de lectu- re selon l'art antérieur, la figure 3 montre une tête conforme à l'invention, selon un premier mode de réalisation, la figure 4 montre une tête conforme à l'invention, selon un second mode de réalisation. La tête représentée sur la figure 3 comprend des éléments en commun avec celle de la figure 1. Ces éléments portent les mêmes références Il s'agit du substrat 10, du bobinage 18 noyé dans L'isolant , de la pièce polaire supérieure formée des deux parties 221 et 222, de l'entrefer 24 constitué par un espaceur amagnétique, et enfin de l'élément magnéto- résistant MR Cependant, contrairement aux têtes de l'art antérieur, il n'y a pas de pièce polaire inférieure et pas de pilier Le flux de lecture se referme donc en totalité par l'élément MR A l'écriture, le flux créé est naturellement très affaibli et tombe à environ 400 Ce, (soit environ 32000 A/m) au lieu de 6000 C (soit environ 480000 A/m) dans le cas de la tête de la figure 1 Mais cette valeur reste suffisante. On observera que le bobinage 18 se trouve davantage resserré au voisinage de l'entrefer que dans la tête de la figure 1, ce qui améliore quelque peu le champ d'écriture On peut aussi rapprocher le plan du bobinage de la pièce polaire supérieure. La tête de la figure 3 comprend encore un élément référencé C, qui est une couche conductrice dans laquelle un courant de polarisation peut être injecté pour produire une induction de polarisation dans l'élément MR L'induction au repos (c'est-à-dire en l'absence de champ de lecture) est alors inclinée par rapport aux lignes de courant servant à lire la variation de résistance de l'élément MR Une telle disposition est en soi connue et décrite par exemple (dans le cas d'une tête verticale) dans le document de brevet US-A-4 734 644. Mais la présence d'un tel conducteur n'est pas obligatoire On peut lui préférer une couche conductrice dite en "barber pole" déposée sur l'élément MR lui-même et créant un courant oblique par rapport à l'axe longitudinal de l'élément MR Un dispositif à "barber po Le" est décrit notamment dans l'article de M G J HEIJMAN et al intitulé "Multi-track magne- tic heads in thin-film technology", publié dans "Philips Technical Review" vol 44, n 6, Décembre 1988, pp 169-178. La tête de la figure 4 diffère de celle de la figure 3 par l'adjonction d'une pièce polaire inférieure 14 Le champ d'écriture s'élève quelque peu et passe alors à 2400 C (soit 192000 A/m) La pièce polaire inférieure a notamment pour effet de blinder magnétiquement la tête et d'éviter que des champs extérieurs parasites viennent perturber l'élément magnétorésistant MR. Quelle que soit la variante utilisée, il est possible d'utiliser l'élément conducteur C comme moyen de compensation de l'induction de lecture, comme décrit dans une demande de brevet français antérieure déposée par le Demandeur le 17 janvier 1990 sous le numéro EN 90 00490 pour "Tête magnétique à élément magnétorésistant et à asservissement de courant". REVENDICATIONS 1 Tête magnétique de lecture et d'écriture comprenant un circuit magnétique avec un entrefer ( 24), un élément magnétorésistant (MR) situé sous l'entrefer ( 24) et un bobinage conducteur ( 18), caractérisée par le fait que le circuit magnétique est ouvert. 2 Tête magnétique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le circuit magnétique ne comprend qu'une pièce polaire supérieure ( 221, 222). 3 Tête magnétique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le circuit magnétique comprend une pièce polaire supérieure ( 221, 222) et une pièce polaire inférieure ( 14) parallèle à la pièce polaire supérieure ( 221, 222) mais non reliée magnétiquement à celle-ci.