(57)【要約】【課題】ヨーク内での磁束のリークの低減を可能とし、検出感度の向上が可能な高感度ヨーク型ＭＲヘッドおよびそれを用いた磁気再生装置を提供すること。【解決手段】所定の磁気抵抗効果素子１１０と１または複数の所定部材によって構成され高透磁率磁性材料からなる第１ヨーク１０４と第２ヨーク１０５の２つのヨークとを備え、磁気抵抗効果素子１１０が第１ヨーク後部１０４ｂと第２ヨーク後部１０５ｂの端間を橋渡しするように配置され、第１ヨーク前部１０４ａと第２ヨーク前部１０５ｂの端間で間隙１２０が形成される磁気回路を構成する磁気ヘッドにおいて、間隙１２０を形成する対向面は、第１ヨーク前部１０４ａと第２ヨーク前部１０５ａの端における第１ヨーク前部１０４ａと第２ヨーク前部１０５ａの中心軸に垂直な面に対して５０°以下の角度傾いて形成されることを備えた構成を有する。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の磁気抵抗効果素子と１または複数の所定部材によって構成される２つのヨークとを備え、前記磁気抵抗効果素子が前記各ヨークの第１の端間を橋渡しするように配置され、前記各ヨークの第１の端以外の端である第２の端間で間隙が形成される磁気回路を構成する磁気ヘッドにおいて、前記間隙を形成する対向面は、前記第２の端における前記各ヨークの中心軸に垂直な面に対して５０°以下の角度傾いて形成されることを特徴とする高感度ヨーク型ＭＲヘッド。
【請求項２】
前記各ヨークが、たがいに積層することなく逆向きの弧を描くように配置されたことを特徴とする請求項１記載の高感度ヨーク型ＭＲヘッド。
【請求項３】
前記磁気抵抗効果素子が、非磁性の絶縁層と前記非磁性の絶縁層を挟んで積層された２層以上の強磁性層を備え、前記非磁性の絶縁層近傍の磁界に応じて、前記非磁性の絶縁層を通過してトンネル電流が流れるトンネル磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高感度ヨーク型ＭＲヘッド。
【請求項４】
磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に記録された情報を読み取る磁気再生装置において、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の高感度ヨーク型ＭＲヘッドを磁気ヘッドとして備えることを特徴とする磁気再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル磁気抵抗効果（Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ　ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔｉｖｅ　ｅｆｆｅｃｔ）素子（以下、「ＴＭＲ素子」という）を含む磁気抵抗効果（ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔｉｖｅ　ｅｆｆｅｃｔ）素子（以下、「ＭＲ素子」という）とヨークとを備える磁気ヘッド（以下「ヨーク型ＭＲヘッド」という）を備える磁気再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録媒体を利用した情報の記録密度はますます増加し、情報の読み取りに使用される磁気ヘッドは、磁気記録媒体に記録された磁気信号を電気信号に変換する超高密度再生に適応するため、再生出力を高めることが要求されている。
磁気ヘッドは、ＭＲ素子とヨークを備えるヨーク型ＭＲヘッドが用いられており、図９に示す構造を有する。構造の説明に先立ち図中のＦの方向を前部とし、Ｂの方向を後部とする。図９の上部はヨーク型ＭＲヘッド９００の上面図で、図９の下部はヨーク型ＭＲヘッド９００の側面図である。
【０００３】
図９においてヨーク型ＭＲヘッド９００は、間隙１２０、上部ヨーク９０３、下部ヨーク３０２、ＭＲ素子１１０、ヨーク間ギャップ１０９、上部引き出し電極１０８、および下部引き出し電極１０７で構成される。また下部ヨーク３０２は、下部ヨーク前部３０２ａと下部ヨーク後部３０２ｂで構成される。
【０００４】
記録ビット１５０は、信号が記録される磁気記録媒体上のトラックであり、記録ビット１５０からの磁気信号は、上部ヨーク９０３と下部ヨーク前部３０２ａで形成された間隙１２０を介して、上部ヨーク９０３から下部ヨーク後部３０２ｂを経て、また下部ヨーク前部３０２ａからそれぞれＭＲ素子１１０を励磁する。
【０００５】
ＭＲ素子１１０は、記録ビット１５０からの磁気信号により励磁される磁界の向きに応じて電気抵抗が変化し、この抵抗変化を上部引き出し電極１０８、および下部引き出し電極１０７を介して外部へ伝える。
以上説明したように、従来のヨーク型ＭＲヘッドは、磁気記録媒体に記録された磁気信号によりＭＲ素子の抵抗変化させることで電気信号に変換することができるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のヨーク型ＭＲヘッドは、図９に示すように磁気記録媒体に記録された磁気信号を伝える間隙１２０を形成している対向する上部ヨーク９０３と下部ヨーク前部３０２ａが平行に積層されているため、間隙１２０内で磁束のリークを発生しやすいという問題があった。
【０００７】
また、記録ビット１５０から磁気信号を伝えるための相対するヨークが積層することによりヨーク内で磁束のリークがあり、磁気信号をＭＲ素子で電気信号に変換する再生出力を高く得られないという問題があった。
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ヨーク内での磁束のリークの低減を可能とし、検出感度の向上が可能な高感度ヨーク型ＭＲヘッドおよびそれを用いた磁気再生装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の点を考慮して、請求項１に係る発明は、所定の磁気抵抗効果素子と１または複数の所定部材によって構成される２つのヨークとを備え、前記磁気抵抗効果素子が前記各ヨークの第１の端間を橋渡しするように配置され、前記各ヨークの第１の端以外の端である第２の端間で間隙が形成される磁気回路を構成する磁気ヘッドにおいて、前記間隙を形成する対向面は、前記第２の端における前記各ヨークの中心軸に垂直な面に対して５０°以下の角度傾いて形成されることを備えた構成を有している。
この構成により前記間隙中での磁束のリークを防止するため、磁気記録媒体に記録された磁気信号を磁気抵抗効果素子の抵抗変化で電気信号に変換する再生出力を高く得られる高感度ヨーク型ＭＲヘッドを実現できる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、前記各ヨークが、たがいに積層することなく逆向きの弧を描くように配置されることを備えた請求項１記載の高感度ヨーク型ＭＲヘッドの構成を有している。
この構成により前記各ヨーク内における磁束のリークを防止できるため、磁気記録媒体に記録された磁気信号を前記磁気抵抗効果素子の抵抗変化で電気信号に変換する再生出力を高く得られる高感度ヨーク型ＭＲヘッドを実現できる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、前記磁気抵抗効果素子が、非磁性の絶縁層と前記非磁性の絶縁層を挟んで積層された２層以上の強磁性層を備え、前記非磁性の絶縁層近傍の磁界に応じて、前記非磁性の絶縁層を通過してトンネル電流が流れるトンネル磁気抵抗効果素子であることを備えた請求項１または請求項２記載の高感度ヨーク型ＭＲヘッドの構成を有している。
この構成により高効率なトンネル磁気抵抗効果素子であるため、磁気記録媒体に記録された磁気信号を前記磁気抵抗効果素子の抵抗変化で電気信号に変換する再生出力を高く得られる高感度ヨーク型ＭＲヘッドを実現できる。
【００１１】
また、請求項４に係る発明は、磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に記録された情報を読み取る磁気再生装置において、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載した高感度ヨーク型ＭＲヘッドを磁気ヘッドとして備えた構成を有している。
この構成により磁気記録媒体に記録された磁気信号を磁気抵抗効果素子の抵抗変化で電気信号に変換する再生出力を高く得られるため、磁気記録媒体の磁化の向きを記録層の面に対して垂直な方向に記録する垂直記録方式にて記録された磁気信号を電気信号に変換して再生する磁気再生装置を実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す図である。構造の説明に先立ち図中のＦの方向を前部とし、Ｂの方向を後部とする。図１の上部はヨーク型ＭＲヘッド１００の上面図で、図１の下部はヨーク型ＭＲヘッド１００の側面図である。
【００１３】
図１において本発明に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド１００は、間隙１２０、第１ヨーク１０４、ＭＲ素子１１０、第２ヨーク１０５、ヨーク間ギャップ１０９、上部引き出し電極１０８、下部引き出し電極１０７、および非磁性の基板１０１で構成される。ここで高感度ヨーク型ＭＲヘッド１００は、１または複数の所定部材によって構成される高透磁率磁性材料からなる第１ヨーク１０４と第２ヨーク１０５の２つヨークを備え、第１ヨーク１０４が第１ヨーク前部１０４ａと第１ヨーク後部１０４ｂで構成され、第２ヨーク１０５が第２ヨーク前部１０５ａと第２ヨーク後部１０５ｂで構成される。
【００１４】
また、高感度ヨーク型ＭＲヘッド１００は、第１ヨーク後部１０４ｂと第２ヨーク後部１０５ｂの端間を橋渡しするようにＭＲ素子１１０を配し、第１ヨーク前部１０４ａと第２ヨーク前部１０５ａの端間が、非磁性絶縁層を介して積層することにより間隙１２０を構成し、間隙１２０と、第１ヨーク前部１０４ａと、第１ヨーク後部１０４ｂと、ＭＲ素子１１０と、第２ヨーク後部１０５ｂと、第２ヨーク前部１０５ａにより非磁性の基板１０１上で環状の磁気回路を構成している。
【００１５】
記録ビット１５０は、信号が記録される磁気記録媒体上のトラックであり、間隙１２０を介して磁気信号を第１ヨーク前部１０４ａおよび第２ヨーク前部１０５ａへ伝える。
本発明では、第２ヨーク前部１０５ａが第１ヨーク前部１０４ａに対して５０°以下の角度αだけ傾斜し、傾斜部の長さは第１ヨーク前部１０４ａと第２ヨーク前部１０５ａが対向しているｙ方向の長さ、すなわち間隙１２０の深さＤまでとすることにより、間隙１２０中での磁束のリークを防止することができる。
【００１６】
ここで図２は、第１の実施の形態において、第１ヨーク前部１０４ａと第２ヨーク前部１０５ａとがなす角度αと再生出力の関係を示す。再生出力は、角度αが増加するにつれて増大し約４０°付近で最大値（約１５％増）を示した後徐々に減少する。角度αはあまり大きくすることは作製上困難であることと、ヨークの磁気特性を劣化する原因にもなるため、角度αは、０°より大きく５０°以下の範囲に設定するのが望ましい。
【００１７】
第１ヨーク前部１０４ａは、間隙１２０を介して記録ビット１５０からの磁気信号を第１ヨーク後部１０４ｂへ伝える。
第２ヨーク前部１０５ａは、間隙１２０を介して記録ビット１５０からの磁気信号を第２ヨーク後部１０５ｂへ伝える。
第１ヨーク後部１０４ｂは、第１ヨーク前部１０４ａからの磁気信号を伝え、ＭＲ素子１１０を励磁する。
第２ヨーク後部１０５ｂは、第２ヨーク前部１０５ａより磁気信号を伝え、ＭＲ素子１１０を励磁する。
第１ヨーク後部１０４ｂと第２ヨーク後部１０５ｂがそれぞれ積層することなく互いに逆向きの弧を描くように配しているため、各ヨーク内における磁束のリークを防止することができる。
【００１８】
上部引き出し電極１０８、および下部引き出し電極１０７は、高感度ヨーク型ＭＲヘッド１００の外部から電圧を印加されており、ＭＲ素子１１０にこの電圧を印加している。
ＭＲ素子１１０は、上部引き出し電極１０８、および下部引き出し電極１０７から電圧が印加されており、記録ビット１５０からの磁気信号が第１ヨーク後部１０４ｂおよび第２ヨーク後部１０５ｂを介して励磁する磁界の向きに応じて、電流が変化することにより電気抵抗が変化する。
【００１９】
ここで、第１ヨーク前部１０４ａの膜厚および第２ヨーク前部１０５ａの膜厚をそれぞれ間隙長ｔｇの２倍以下に設定することは、再生分解能を決定する孤立再生波形振幅半値幅（以下ＰＷ５０とする。）の値を改善するための公知の技術である。
なお、第１の実施の形態においては、第２ヨーク前部１０５ａの光学的な再生トラック幅Ｗを１２０ｎｍ、第１ヨーク前部１０４ａおよび第２ヨーク前部１０５ａの膜厚を共に４０ｎｍ、第１ヨーク後部１０４ｂ、第２ヨーク後部１０５ｂの膜厚を共に７０ｎｍとし、ＭＲ素子１１０の幅は１５０ｎｍ、高さは４００ｎｍとした。間隙長ｔｇは３０ｎｍ、深さＤは１００ｎｍとした。
【００２０】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドは、公知の技術である上記のＰＷ５０の値を改善する条件を守り、間隙を形成する各ヨークの対向面は、それぞれのヨークの端における中心軸の垂直な面に対して５０°以下の角度αだけ傾いて形成されため、磁気記録媒体からの磁束の放射を広く受けられ、間隙中での磁束のリークを防止することができる。
また本発明の第１の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドは、各ヨークが積層することなく互いに逆向きの弧を描くように配することで、各ヨーク内での磁束のリークを防止できる。
【００２１】
したがって本発明の第１の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドは、磁気記録媒体に記録された磁気信号をＭＲ素子の抵抗変化で電気信号に変換する再生出力を高く得ることができる。
【００２２】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す図である。構造の説明に先だって図中のＦの方向を前部とし、Ｂの方向を後部とする。図３の上部はヨーク型ＭＲヘッド３００の上面図で、図３の下部はヨーク型ＭＲヘッド３００の側面図である。
【００２３】
図３において本発明における高感度ヨーク型ＭＲヘッド３００は、間隙１２０、上部ヨーク３０３、下部ヨーク３０２、ＭＲ素子１１０、ヨーク間ギャップ１０９、上部引き出し電極１０８、下部引き出し電極１０７、および非磁性の基板１０１で構成される。さらに高感度ヨーク型ＭＲヘッド３００は、１または複数の所定部材によって構成される上部ヨーク３０３と下部ヨーク３０２の２つヨークを備え、下部ヨーク３０２が下部ヨーク前部３０２ａと下部ヨーク後部３０２ｂで構成されている。
【００２４】
また高感度ヨーク型ＭＲヘッド３００は、下部ヨーク前部３０２ａの第１の端と下部ヨークの後部３０２ｂ間を橋渡しするようにＭＲ素子１１０を配し、上部ヨーク３０３と下部ヨーク前部３０２ａの第２の端間で間隙１２０が形成され、間隙１２０と、上部ヨーク３０３と、下部ヨークの後部３０２ｂと、ＭＲ素子１１０と、下部ヨークの前部３０２ａにより非磁性の基板１０１上で環状の磁気回路を構成している。
【００２５】
ここで、本発明の第２の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド３００の構造のうち、上記本発明の第１の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド１００の構造と同様のものには同一の符号を付し、それぞれの説明は省略する。
【００２６】
記録ビット１５０は、間隙１２０を介して磁気信号を上部ヨーク３０３および下部ヨーク前部３０２ａへ伝える。
本発明では、上部ヨーク３０３が下部ヨーク前部３０２ａに対して５０°以下の角度αだけ傾斜させ、傾斜部の長さは上部ヨーク３０３と下部ヨークの前部３０２ａが対向しているｙ方向の長さ、すなわち間隙１２０の深さＤまでとすることにより、間隙１２０中での磁束のリークを防止することができる。
【００２７】
上部ヨーク３０３は、間隙１２０を介して記録ビット１５０からの磁気信号を下部ヨーク後部３０２ｂへ伝える。
下部ヨーク前部３０２ａは、間隙１２０を介して記録ビット１５０からの磁気信号を伝え、ＭＲ素子１１０を励磁する。
下部ヨーク後部３０２ｂは、上部ヨーク３０３からの磁気磁束を伝え、ＭＲ素子１１０を励磁する。
【００２８】
ＭＲ素子１１０は、上部引き出し電極１０８、および下部引き出し電極１０７から電圧が印加されており、記録ビット１５０からの磁気信号が下部ヨーク前部３０２ａおよび下部ヨーク後部３０２ｂを介して励磁する磁界の向きに応じて電流を変化させることにより、電気抵抗を変化させる。
またＭＲ素子１１０は、上記抵抗変化を上部引き出し電極１０８、および下部引き出し電極１０７を介して外部へ伝える。
【００２９】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドは、間隙を形成する各ヨークの対向面は、それぞれのヨークの端における中心軸に垂直な面に対して５０°以下の角度で傾いて形成されため、磁気記録媒体からの磁束の放射を広く受けられ、間隙中での磁束のリークを防止することができ、したがって、磁気記録媒体に記録された磁気信号をＭＲ素子の抵抗変化で電気信号に変換する再生出力を高く得ることができる。
【００３０】
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す図である。構造の説明に先だって図中のＦの方向を前部とし、Ｂの方向を後部とする。図４はヨーク型ＭＲヘッド１００の側面図であり、上面図は図３と同じである。
【００３１】
図４において本発明に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド４００は、本発明の第２の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド３００の変形であり、間隙１２０、上部ヨーク３０３、下部ヨーク４０２、ＭＲ素子１１０、ヨーク間ギャップ１０９、上部引き出し電極１０８、下部引き出し電極１０７、および非磁性の基板１０１で構成される。さらに高感度ヨーク型ＭＲヘッド４００は、１または複数の所定部材によって構成される上部ヨーク３０３と下部ヨーク４０２の２つのヨークを備え、下部ヨーク４０２が下部ヨーク前部４０２ａと下部ヨーク後部４０２ｂで構成されている。
【００３２】
また高感度ヨーク型ＭＲヘッド４００は、下部ヨーク前部４０２ａの第１の端と下部ヨークの後部４０２ｂ間を橋渡しするようにＭＲ素子１１０を配し、上部ヨーク３０３と下部ヨーク前部４０２ａの第２の端間で間隙１２０が形成され、間隙１２０と、上部ヨーク３０３と、下部ヨークの後部４０２ｂと、ＭＲ素子１１０と、下部ヨークの前部４０２ａにより非磁性の基板１０１上で環状の磁気回路を構成している。
【００３３】
ここで、本発明の第３の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド４００の構造のうち、上記本発明の第２の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド３００の構造と同様のものには同一の符号を付し、それぞれの説明は省略する。
【００３４】
記録ビット１５０は、第２の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＴＭＲヘッド３００と同様に間隙１２０を介して磁気信号を上部ヨーク３０３および下部ヨーク前部４０２ａへ伝える。
本発明では、上部ヨーク３０３が下部ヨーク前部４０２ａに対して５０°以下の角度αだけ傾斜させるのに加え、下部ヨーク前部４０２ａを上部ヨーク３０３に対しても５０°以下の角度β傾斜させ、傾斜部の長さは上部ヨーク３０３と下部ヨーク前部４０２ａが対向しているｙ方向の長さ、すなわち間隙１２０の深さＤまでとすることにより、間隙１２０中での磁束のリークを防止することができる。
【００３５】
上部ヨーク３０３は、間隙１２０を介して記録ビット１５０からの磁気信号を下部ヨーク後部４０２ｂへ伝える。
下部ヨーク前部４０２ａは、間隙１２０を介して記録ビット１５０からの磁気信号を伝え、ＭＲ素子１１０を励磁する。
下部ヨーク後部４０２ｂは、上部ヨーク３０３からの磁気信号を伝え、ＭＲ素子１１０を励磁する。
【００３６】
ＭＲ素子１１０は、記録ビット１５０からの磁気信号が下部ヨーク前部４０２ａおよび下部ヨーク後部４０２ｂを介して励磁する磁界の向きに応じて電流を変化させることにより、電気抵抗を変化させる。
【００３７】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドは、本発明の第２の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドに対して間隙を構成するヨークの相対する面についてさらに５０°以下の角度βを持たせることにより、間隙中における磁束のリークをより強く防止できるため、本発明の第２の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドより再生出力を高く得ることができる。
【００３８】
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す図である。構造の説明に先だって図中のＦの方向を前部とし、Ｂの方向を後部とする。図５はヨーク型ＭＲヘッド１００の側面図であり、上面図は図１と同じである。
【００３９】
図５において本発明に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド５００は、本発明の第１の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド１００の変形であり、間隙１２０、第１ヨーク５０４、第２ヨーク１０５、上部引き出し電極１０８、下部引き出し電極１０７、および非磁性の基板１０１で構成される。さらに高感度ヨーク型ＭＲヘッド５００は、１または複数の所定部材によって構成される第１ヨーク５０４と第２ヨーク１０５の２つヨークを備え、第１ヨーク５０４が第１ヨーク前部５０４ａと第１ヨーク後部５０４ｂで構成され、第２ヨーク１０５が第２ヨーク前部１０５ａと第２ヨーク後部１０５ｂで構成される。
【００４０】
また高感度ヨーク型ＭＲヘッド１００は、第１ヨーク後部５０４ｂと第２ヨーク後部１０５ｂの端間を橋渡しするようにＭＲ素子１１０を配し、第１ヨーク前部５０４ａと第２ヨーク前部１０５ａの端間が間隙１２０を構成し、間隙１２０と、第１ヨーク前部５０４ａと、第１ヨーク後部５０４ｂと、ＭＲ素子１１０と、第２ヨーク後部１０５ｂと、第２ヨーク前部１０５ａにより非磁性の基板１０１上で環状の磁気回路を構成している。
【００４１】
ここで、本発明の第４の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド５００の構造のうち、上記本発明の第１の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド１００の構造と同様のものには同一の符号を付し、それぞれの説明を省略する。
【００４２】
記録ビット１５０は、第２の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド１００と同様に間隙１２０を介して磁気信号を第１ヨーク前部５０４ａおよび第２ヨーク前部１０５ａへ伝える。
本発明では、第２ヨーク前部１０５ａが第１ヨーク前部５０４ａに対して５０°以下の角度αだけ傾斜させるのに加え、第１ヨーク前部５０４ａを第２ヨーク前部１０５ａに対しても５０°以下の角度β傾斜させ、傾斜部の長さは第１ヨーク前部５０２と第２ヨーク前部１０５ａが対向しているｙ方向の長さ、すなわち間隙１２０の深さＤまでとすることにより、間隙１２０中での磁束のリークを防止することができる。
【００４３】
第１ヨーク前部５０４ａは、間隙１２０を介して記録ビット１５０からの磁気信号を第１ヨーク後部５０４ｂへ伝える。
第２ヨーク前部１０５ａは、間隙１２０を介して記録ビット１５０からの磁気信号を第２ヨーク後部１０５ｂへ伝える。
第１ヨーク後部５０４ｂは、第１ヨーク前部５０４ａからの磁気信号を伝え、ＭＲ素子１１０を励磁する。
第２ヨーク後部１０５ｂは、第２ヨーク前部１０５ａより磁気信号を伝え、ＭＲ素子１１０を励磁する。
第１ヨーク後部５０４ｂと第２ヨーク後部１０５ｂがそれぞれ積層することなく互いに逆向きの弧を描くように配しているため、各ヨーク内における磁束のリークを防止することができる。
【００４４】
ＭＲ素子１１０は、記録ビット１５０からの磁気信号が第１ヨーク後部５０４ｂおよび第２ヨーク後部１０５ｂを介して励磁する磁界の向きに応じて、電流が変化することにより電気抵抗が変化する。
【００４５】
以上説明したように、本発明の第４の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドは、前出のＰＷ５０の値を改善する条件を守り、本発明の第１の実施の形態における高感度ヨーク型ＭＲヘッドに対して間隙を構成するヨークの相対する面についてさらに５０°以下の角度βを持たせることにより、間隙中における磁束のリークをより強く防止できるため、本発明の第１の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドより再生出力を高く得ることができる。
【００４６】
図６は、上記の第１ないし第４の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドで用いられるＭＲ素子である非常に高い感度を有する第１のＴＭＲ素子の構造を示す図である。
第１のＴＭＲ素子は、非磁性の絶縁層と前記非磁性の絶縁層を挟んで積層された２層以上の強磁性層により形成されている。
なお、図６は図１に示した平面Ｌ−Ｌ′で切断した断面図である。
【００４７】
図６においてＴＭＲ素子６００は、非磁性の基盤１０１、下部引き出し電極１０７、第１強磁性層６３０、絶縁層６３１、第２強磁性層６３２、上部引き出し電極１０８、絶縁膜６４１、絶縁膜６４２、ハードバイアス膜６４３、およびハードバイアス膜６４４によって構成される。
下部引き出し電極１０７、第１強磁性層６３０、絶縁層６３１、第２強磁性層６３２、上部引き出し電極１０８、絶縁膜６４１、絶縁膜６４２、ハードバイアス膜６４３、およびハードバイアス膜６４４は、非磁性の基盤１０１上に形成されている。
【００４８】
またハードバイアス膜６４３とハードバイアス膜６４４は、絶縁膜６４１と絶縁膜６４２を介して硬質磁性材料で形成されている。
ここで、ＴＭＲ素子６００の構造のうち、上記本発明の第１の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッド１００の構造と同様のものには同一の符号を付し、それぞれの説明は省略する。
【００４９】
ＴＭＲ素子６００は、絶縁層６３１が厚いと上部引き出し電極１０８と下部引き出し電極１０７間に電流を流すことができない。そのため、ＴＭＲ素子の膜厚は０．３ｎｍ〜２ｎｍ程度の範囲で用いる。このＴＭＲ素子の膜面に対し垂直な方向に流れる電流をトンネル電流と称せられる。
【００５０】
第１強磁性層６３０は、常に同一方向に磁化される磁化固定層として構成される。そのため外部磁界の変動により磁化の方向が変化することのないようなＣｏ−Ｐｔ等の硬質磁性材料で形成するか、あるいはＰｔ−Ｍｎ等の反強磁性膜の上にＣｏ−ＦｅやＮｉ−Ｆｅ等の軟質磁性膜を積層し、反強磁性膜による交換結合磁界によって常に軟質磁性膜が同一方向に磁化されるようにしてもよい。あるいは第１強磁性層６３０を下部磁性層、非磁性層、上部磁性層の少なくとも３層以上の積層構造にて構成することによって、下部磁性層と上部磁性層間の磁気的結合力により、上部磁性層の磁化が常に同一方向となるような磁化固定層として構成としてもよい。
【００５１】
また、第２強磁性層６３２は、外部磁界に応じて磁化の方向が瞬時に変化する材料で磁化自由層として形成される。すなわち、第２強磁性層６３２が、図１で示した第１ヨーク後部１０４ｂのヨーク間ギャップ１０９を形成する側の側面と第２ヨーク後部１０５ｂのヨーク間ギャップ１０９を形成する側の側面に、それぞれ物理的に接触するように形成されている。これにより、第１ヨーク後部１０４ａと第２強磁性層６３２間および第２ヨーク後部１０５ｂと第２強磁性層６３２間の磁気的結合力を高めることができるため、ＭＲ素子１１０を効率よく励磁することができる。
【００５２】
さらに、磁化自由層としての第２強磁性層６３２の磁区を制御して安定した動作を行うために、硬質磁性材料で形成されたハードバイアス膜６４３、６４４により、図中ｙ方向のバイアス磁界が印加されることにより、第２強磁性層６３２には準単磁区構造が形成される。ここでは、ハードバイアス膜６４３、６４４をＣｏ−Ｐｔ等の導電性を有する磁性材料で形成しているため、絶縁膜６４１、６４２を介することによって、磁化固定層としての第１強磁性層６３０と磁化自由層としての第２強磁性層６３２が導通しないような構成となっている。
【００５３】
以上説明したように、図６における第１のＴＭＲ素子は、非磁性の絶縁層と前記非磁性の絶縁層を挟んで積層された２層以上の強磁性層を備え、前記非磁性の絶縁層近傍の磁界に応じて、前記非磁性の絶縁層を通過してトンネル電流を発生させることを特徴とする。
【００５４】
図７は、図６における第１のＴＭＲ素子の変形例で、第２のＴＭＲ素子の構造を示す図である。
図７においてＴＭＲ素子７００は、非磁性の基盤１０１、下部引き出し電極１０７、第１強磁性層６３０、絶縁層６３１、第２強磁性層６３２、上部引き出し電極１０８、ハードバイアス膜７４３、およびハードバイアス膜７４４によって構成される。
ここで、ＴＭＲ素子７００の構造のうち、図６におけるＴＭＲ素子６００の構造と同様のものとには同一の符号を付し、それぞれの説明は省略する。
【００５５】
ＴＭＲ素子７００は、磁化自由層としての第２強磁性層６３２の磁区を制御して安定した動作を行うために、硬質磁性材料で形成されたハードバイアス膜７４３、７４４により、図中ｙ方向のバイアス磁界が印加され第２強磁性層６３２に準単磁区構造が形成されるが、ハードバイアス膜７４３、７４４として高比抵抗を示すＣｏ−Ｆｅ−Ｏ等の磁性材料を用いて形成している。そのため図６のＴＭＲ素子６００に示すような絶縁膜６４１、６４２が不要となる。
【００５６】
以上説明したように、図７における第２のＴＭＲ素子は、図６における第１のＴＭＲ素子から絶縁層が不要となり、ＴＭＲヘッドの作製を容易にすることができる。
【００５７】
図８は、図６における第１のＴＭＲ素子の変形例で、第３のＴＭＲ素子の構造を示す図である。
図８においてＴＭＲ素子８００は、非磁性の基盤１０１、下部引き出し電極１０７、下部電極８０６、第１強磁性層６３０、絶縁層６３１、第２強磁性層６３２、および上部引き出し電極１０８、によって構成される。
ここで、ＴＭＲ素子８００の構造のうち、図６におけるＴＭＲ素子６００の構造と同様のものとには同一の符号を付し、それぞれの説明は省略する。
【００５８】
ＴＭＲ素子８００は、下部電極８０６にＣｏ−Ｐｔなどの導電性を有する硬質磁性材料を用いている。これにより下部電極８０６と第２強磁性層６３２との間で静磁結合が形成されるために、磁化自由層としての第２強磁性層６３２にｙ方向のバイアス磁界を印加することと同等の効果を与えることができる。そのため図６のＴＭＲ素子６００に示すようなハードバイアス膜６４３、ハードバイアス膜６４４、縁膜６４１、および絶縁膜６４２が不要となる。
【００５９】
以上説明したように、図８における第３のＴＭＲ素子は、図６における第１のＴＭＲ素子からハードバイアス層および絶縁層が不要となり、ＴＭＲヘッドの作製をさらに容易にすることができる。
【００６０】
本発明の高感度ヨーク型ＭＲヘッドは、磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に記録された情報を読み取る磁気再生装置に適用することができる。
すなわち、本発明における高感度ヨーク型ＭＲヘッドは、磁気記録媒体の磁化の向きを記録層の面に対して垂直な方向に記録する垂直記録方式にて記録された磁気信号を電気信号に変換して再生することができ、特に、垂直記録媒体を用いることによってローレンツ型の再生波形が得られるために、従来の信号処理回路を用いて磁気再生装置を構成することができる。
【００６１】
以上説明したように、磁気記録媒体の高密度化が進んだ場合でも、１００Ｇｂ／ｉｎｃｈ２以上の超高密度再生を可能とする高感度ヨーク型ＴＭＲヘッドを実現し、垂直記録方式による磁気記録媒体を再生可能な磁気再生装置を提供できる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ヨーク内での磁束のリークの低減を可能とし、検出感度の向上が可能な高感度ヨーク型ＭＲヘッドおよびそれを用いた磁気再生装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態において相対する各ヨークがなす角度αと再生出力の関係を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る高感度ヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す図である。
【図６】第１のＴＭＲ素子の構造を示す図である。
【図７】第２のＴＭＲ素子の構造を示す図である。
【図８】第３のＴＭＲ素子の構造を示す図である。
【図９】従来のヨーク型ＭＲヘッドの構造を示す図である。
【符号の説明】
１００、３００、４００、５００、９００　高感度ヨーク型ＭＲヘッド
１０１　非磁性の基板
１０４、５０４　第１ヨーク
１０４ａ、５０４ａ　第１ヨーク前部
１０４ｂ、５０４ｂ　第１ヨーク後部
１０５　第２ヨーク
１０５ａ　第２ヨーク前部
１０５ｂ　第２ヨーク後部
１０７　下部引き出し電極
１０８　上部引き出し電極
１０９　ヨーク間ギャップ
１１０　ＭＲ素子
１２０　間隙
１５０　記録ビット
３０２、４０２　下部ヨーク
３０２ａ、４０２ａ　下部ヨーク前部
３０２ｂ、４０２ｂ　下部ヨーク後部
３０３、９０３　上部ヨーク
６００、７００、８００　ＴＭＲ素子
６３０　第１強磁性層
６３１　絶縁層
６３２　第２強磁性層
６４１、６４２　絶縁膜
６４３、６４４、７４３、７４４　ハードバイアス膜
８０６　下部電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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