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KR20000064955A - 자기저항 소자를 구비한 단일 채널 자기 헤드 - Google Patents

자기저항 소자를 구비한 단일 채널 자기 헤드 Download PDF

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KR20000064955A
KR20000064955A KR1019980708396A KR19980708396A KR20000064955A KR 20000064955 A KR20000064955 A KR 20000064955A KR 1019980708396 A KR1019980708396 A KR 1019980708396A KR 19980708396 A KR19980708396 A KR 19980708396A KR 20000064955 A KR20000064955 A KR 20000064955A
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야코부스 요세푸스 마리아 루이그로크
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

단일 채널 자기 헤드는 헤드면(1)을 가지며, 상기 헤드면(1)은 자기 기록 매체(3)가 상기 자기 헤드에 대하여 상대적으로 이동할 수 있는 제 1 방향(Ⅰ) 및 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향(Ⅱ)으로 연장된다. 상기 자기 헤드는 제 1 방향에서 보았을 때, 다른 층의 상부에 하나의 층이 위치하며 실질적으로 제 2 방향 및 상기 제 1방향과 제 2 방향에 직교하는 제 3 방향(Ⅲ)으로 연장되는 층구조를 가진다. 상기 구조는 자기 저항 측정 소자(5), 제 1 자기 소자(7), 제 2 자기 소자(9)를 구비한다. 두 자기 소자는 모두 전기 전도성이며, 상기 측정 소자는 상기 두 자기 소자들 사이에 전기적으로 직렬로 배열되어 상기 측정 소자를 통하여 실질적으로 제 3 방향으로 측정 전류(i)를 통과시킨다. 각각의 자기 소자는 전기 접촉면(7a, 9a)을 가진다. 좁고 뚜렷한 스캐닝 폭을 가지는 안정된 단일 채널 자기 헤드를 얻기 위하여, 상기 헤드면까지 연장되는 적어도 하나의 자기 소자는 제 2 방향의 폭이 제 3 방향의 폭보다 더 크다. 상기 제 2 방향의 폭은 또한 상기 측정 소자의 유효 폭(w)보다 더 크다. 제 3 방향에서, 관련 자기 소자는 제 2 방향에서보다 더 큰 적절한 자기 투자율(μrⅢ)을 가진다.

Description

자기 저항 소자를 구비한 단일 채널 자기 헤드
이러한 타입의 자기 헤드는 US-A 5,493,467호에 공지되어 있다. 상기 공지의 자기 헤드는 자기 요크(yoke)에 포함되어 있는 스핀값의 자기 저항 센서를 가진다. 상기 요크의 두 요크 부분들은 전기 전도성 갭 층에 의해 자기 헤드의 헤드면에서 전기적으로 상호접속되고, 상기 요크 부분들 중 한 부분은 전기 및 자기적으로 상기 센서에 의해 브리지되는 인터럽션을 가진다. 각각의 요크 부분은 상기 요크 부분들과 직교하도록 배향된 전기 전도성 층들을 가지는 헤드면으로부터 공간적으로 떨어진 영역에 제공되고, 상기 층들은 상기 요크 부분들 측면에 위치된 접속면으로 한정된다. 상기 센서는 유효부를 가지며, 스태닝하는 동안 상기 유효부 내에서 자기화의 변화가 검출된다. 상기 공지된 자기 헤드를 이용하여 비교적 협소한 판독 채널을 구현할 수 있지만, 상기 헤드는 사용된 요크 구성으로 인해 최적의 안정성을 갖추지 못한다. 특히 요크의 폭이 작은 경우, 요크 부분들이 쪼개어져 자기 영역으로 흘러들어가서 불안정 및 바르크하우젠 노이즈가 발생하기 때문에 이러한 현상이 두드러진다.
본 발명은 단일 채널 자기 헤드에 관한 것으로서, 자기 기록 캐리어가 자기 헤드에 대하여 상대적으로 이동할 수 있는 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 연장되는 헤드면과, 제 1 방향에서 보았을 때 한 층이 다른 층의 상부에 위치하며 실질적으로 제 2 방향 및 상기 제 1 및 제 2 방향과 직교하는 제 3 방향으로 연장되는 층들의 구조를 가지며, 상기 구조는 제 2 방향으로 연장되는 유효 폭을 가지는 자기 저항 측정 소자와, 제 1 자기 소자 및 제 2 자기 소자를 구비하고, 제 1 방향에서 보았을 때 상기 자기 소자들은 서로에 대하여 반대쪽에 위치하고, 상기 소자들 중 적어도 제 1 자기 소자는 상기 헤드면까지 연장되고 두 자기 소자 모두 전기 전도성이며, 상기 측정 소자는 상기 측정 소자를 통하여 실질적으로 제 3 방향으로 측정 전류를 통과시키도록 두 개의 자기 소자들 사이에 전기적으로 직렬로 배열되어 있으며, 각각의 자기 소자는 전기 접속면을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 자기 헤드의 제 1 실시예의 개략적인 단면도.
도 2는 제 1 실시예의 개략적인 평면도.
도 3은 제 2 실시예의 개략적인 단면도.
도 4는 제 2 실시예의 개략적인 평면도.
도 5는 제 3 실시예의 개략적인 단면도.
도 6은 제 3 실시예의 개략적인 평면도.
도 7은 제 4 실시예의 개략적인 단면도.
도 8은 제 5 실시예의 개략적인 단면도.
도 9는 제 6 실시예의 개략적인 단면도.
도 10은 제 7 실시예의 개략적인 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 장치의 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
도 12는 상기 도시된 장치와 함께 사용하기에 적합한 자기 테이프 카세트의 실시예를 개략적으로 도시한 도면.
본 발명의 목적은 비교적 협소하고 뚜렷한 폭을 가지는 안정된 단일 채널 자기 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드는 헤드면까지 연장되는 자기 소자가 제 3 방향보다 제 2 방향의 폭이 더 크고, 상기 제 2 방향의 폭은 상기 측정 소자의 유효 폭보다 더 크고, 관련 자기 소자는 제 2 방향보다 제 3 방향으로의 상대적인 자기 투자율이 더 큰 것을 특징으로 한다. 상기 헤드면까지 연장되는 상기 넓은 소자는 제 1 자기 소자일 수도 있다. 상대적으로 넓은 자기 소자를 사용함으로서, 적절한 모양의 이방성을 얻을 수 있으며, 따라서 이 소자가 자기 영역들로 들어갈 위험이 작아진다. 제 2 방향의 측정 소자 외부로 연장되는 자기 소자에 존재하는 폐쇄 영역들은 상기 측정 소자의 영향을 전혀 또는 거의 받지 않는다. 결국, 이들은 출력 신호의 노이즈에 어떠한 부정적인 영향을 전혀 또는 거의 받지 않는다. 상기 헤드면에 직교하는 방향으로 비교적 큰 투자율을 가지는 이방성 재료를 사용하면, 판독 채널을 정확하게 정의할 수 있다. 따라서 상기 측정들에 의해 판독 신호가 크게 안정되고, 바르크하우젠 노이즈의 위험이 작아지고 판독 또는 스캐닝 폭이 분명해진다.
본 발명에 따른 자기 헤드는 넓은 자기 소자의 큰 자기 안정성으로 인해 상당한 범위까지 양호한 신호대 잡음비를 가진다. 실제 실시예에서는, 상기 소자의 제 2 방향의 폭이 제 3 방향의 폭에 비하여 적어도 두 배이다.
분명히 정의된 판독 채널은 제 2 방향에서의 자기 투자율의 약 25배 더 높은 제 3 방향으로의 상대적인 자기 투자율로 이미 구현될 수 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드로는 박막 구조가 기판상에 제공되는 박막 자기 헤드가 양호하다. 상기 자기 소자들은 예를 들면, NiFe, CoNbZr 또는 FeNbSi-N으로 형성된 박막들이다.
이방성 자기 저항(AMR) 소자 또는 큰 자기 저항(GMR) 소자가 측정 소자로서 사용될 수도 있다. AMR 소자는 예를 들면, 전도성 스트립들의 띠 구조를 가지거나 또는 가지지 않는 NiFe 합금층으로 형성된다. 상기 AMR 소자의 양호한 구조는 US-A 4,686,472(본 명세서에 참조됨)에 도시된 타입의 적층된 자기 저항 소자이다. 예를 들면, WO-A 96/07926(PHN 14.992; 본 명세서에 참조됨)에 양호한 GMR 소자가 개시되어 있다. AMR 소자는 상기 자기 소자들 사이에 양호하게 위치되어 있는 DC 전류 운반 콘덕터를 사용하여 바이어스될 수도 있다. 예를 들면, 스핀 값 타입의 GMR 소자는 바이어싱이 꼭 필요하지는 않다는 이점이 있다.
본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드는 간격이 조밀하거나 조밀하지 않은 협소한 트랙들을 가지는 자기 매체를 스케닝하는데 적합하고, 예를 들면, 테이프 스트리머, 디지털 비디오 시스템, 하드디스크 드라이브, 멀티미디어 시스템에 사용된다.
본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드의 실시예는 헤드면까지 연장되는 전기적으로 도전성인 제 3 자기 소자가 상기 헤드면까지 연장되는 제 2 자기 소자와 함께 제공되어 상기 자기 저항 측정 소자에 의해 브리지되는 비자기 공간을 한정하며, 상기 자기 저항 측정 소자는 상기 공간 옆에서 상기 제 2 및 제 3 자기 소자와 전기 접촉하고, 전기 전도성인 갭 층이 상기 제 1 자기 소자와 거의 상기 헤드면까지 연장되는 상기 제 3 자기 소자를 전기적으로 상호접속하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및/또는 제 2 자기 소자와 함께 또는 함께 하지 않고, 상기 헤드면까지 연장되는 상기 제 3 자기 소자는 상기 제 3 방향의 폭보다 더 큰 제 2 방향의 폭을 가지며, 상기 제 2 방향의 폭은 상기 자기 저항 측정 소자의 유효 폭보다 더 크다. 또한 이러한 측정에 의해 바르크하우젠 노이즈를 감소시켜 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 3 자기 소자는 제 2 방향보다 제 3 방향으로의 자기 투자율이 더 크다. 명확한 판독 폭을 위해서는 이렇게 하는 것이 양호하다. 상기 갭 층은 예를 들면 골드 또는 구리를 적절히 포함하는 금속층이다.
본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드의 일실시예는 상기 자기 저항 측정 소자와 상기 제 2 자기 소자는 상기 헤드면까지 연장되고, 상기 헤드면 근방에 위치된 상기 측정 소자의 일부분은 상기 제 1 자기 소자 또는 제 2 자기 소자와 전기접촉하고, 상기 헤드면으로부터 공간을 두고 떨어져 있는 측정 소자의 일부분은 상기 자기 소자들 중 다른 한 자기 소자와 전기접촉하는 것을 특징으로 한다. 실드 타입의 상기 자기 헤드에서, 자기 소자들은 전기적으로 측정 전류를 전도하고 상기 측정 소자를 자기적으로 보호하는데 사용된다. 따라서 상기 제 1 및 제 2 자기 소자들은 동작에 있어서 전류 운반 실드들이다.
상기 제 1 및/또는 제 2 자기 소자와 함께 또는 함께 하지 않고, 상기 헤드면까지 연장되는 상기 제 2 자기 소자는 상기 제 3 방향의 폭보다 더 큰 제 2 방향의 폭을 가지며, 상기 제 2 방향의 폭은 상기 자기 저항 측정 소자의 유효 폭보다 더 크다. 이러한 측정의 장점은 바르크하우젠 노이즈를 감소시켜 안정성을 향상시킬 수 있다는 것이다. 또한, 상기 제 2 자기 소자는 제 2 방향보다 제 3 방향으로의 자기 투자율이 더 크다. 명확한 스캐닝 폭을 위해서는 이렇게 하는 것이 양호하다. 상기 측정 소자는 상기 자기 소자들과 직접 접촉하거나, 전기 전도성 중간층, 예를 들면, 금속층을 통하여 자기 소자들과 접촉할 수도 있다.
상기 실드 타입의 자기 헤드는 EP-A 0 457 278에 공지되어 있다. 상기 공지된 자기 헤드는 실드형 MR 소자를 구비한 박막 자기 헤드이다. 상기 자기 헤드는 하위 및 상위 실딩 자기층을 구비하며, 상기 층들 사이에서 상기 MR 소자가 연장된다. 상기 자기 헤드의 헤드면에 인접한 MR 소자의 일부분과 상기 헤드면으로부터 공간적으로 떨어져 있는 부분은 전극을 구비한다. 상기 헤드면 상의 전극은 전기 전도성인 층을 통하여 상위 실딩층에 전기적으로 접속되고, 상기 실딩층은 전선을 통하여 접지되며, 상기 헤드면으로부터 공간적으로 떨어져 있는 전극은 전선을 통하여 증폭기 유닛의 입력에 전기접속된다.
본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드의 일실시예는 상기 제 1 및 제 2 자기 소자들의 접속면들은 상기 헤드면까지 연장되는 자기 소자의 제 2 방향의 폭에 의해 결정되는 상기 제 2 방향의 폭을 가지는 영역 내에 위치되는 것을 특징으로 한다. 이 실시예에서, 제조과정에서 웨이퍼 표면 영역이 효과적으로 사용된다.
본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드의 일실시예는 상기 제 1 및 제 2 자기 소자들의 접속면들은 관련 소자들 상에 위치되는 것을 특징으로 한다. 이 실시예에서는, 제 3 방향에서 상쇄되는 접속면을 구현하기 위하여 단지 몇 개의 기술 단계만이 요구된다.
본 발명은 자기 테이프 또는 자기 디스크와 같은 기록 매체를 스캐닝하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 본 발명에 따른 자기 헤드를 구비한다.
이하, 본 발명의 상기 및 다른 특징들은 하기의 실시예를 참조하여 명확하게 설명한다.
도 1 및 2에 도시된 본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드는 실드 타입이다. 도 1에 도시된 단면도는 도 2에서 I-I 라인을 절취하여 얻은 것이다. 상기 자기 헤드는 이 실시예에서는 자기 테이프인 자기 기록 매체(3)와 함께 사용하기 위한 헤드면(1)을 가진다. 상기 헤드면(1)은 상기 기록 매체(3)가 이동하는 제 1 방향(Ⅰ) 및 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향(Ⅱ)으로 연장된다. 상기 자기 헤드는 제 1 방향(Ⅰ)에서 보았을 때, 하나의 층이 다른 층의 상부에 위치되는 층들을 가지는 박막 구조를 포함한다. 상기 층들은 실질적으로 제 2 방향(Ⅱ) 및 상기 제 1 및 제 2 방향에 직교하는 제 3 방향(Ⅲ)으로 연장된다. 상기 박막 구조는 제 2 방향으로 연장되는 유효 폭(w)을 가지는 자기 저항 측정 소자(5)를 구비한다. 상기 측정 소자(5)로는 GMR 소자 또는 AMR 소자가 사용될 수 있다. 상기 구조는 또한 제 1 자기 소자(7) 및 제 2 자기 소자(9)인 두 개의 전기 전도성 및 자기 투자성 층들, 예를 들면 NiFe 층들을 구비한다. 상기 자기 소자들(7 및 9)과 이들 소자 사이에 위치된 측정 소자(5)는 헤드면(1)까지 연장된다. 이 실시예에서는 자기 실드로서 기능하는 상기 자기 소자들(7 및 9)은 각각 전류원과 전기접속하기 위하여 전기 접속면(7a, 9a)을 가진다. 상기 접속면(7a 및 9a)은 전기 전도성 층(11, 13), 예를 들면, 골드 층 상에 각각 위치한다. 상기 층들(11 및 13)은 공지된 증착 및 평탄화 방법에 의해서 형성되고 제 1 자기 소자(7) 및 제 2 자기 소자(9)에 각각 전기적으로 전도하는 방식으로 접속된다. 상기 박막 구조는 공지된 기술을 이용하여, 예를 들면, Al2O3/TiC의 비자기 기판(19)로부터 시작하여 구현될 수도 있다. 예를 들면, SiO 또는 AlO의 절연층은 다양한 자기층들 또는 전기 전도성 층들 사이에 위치한다. 도 1에서, 이 층들은 참조 번호 21로 묶어서 표시되어 있다.
공지된 증착, 구조화 및 평탄화 방법은 EP-A 0 617 409 및 E-A 0 617 410(PHN 14.428 및 14.429, 본 명세서에 참조됨)에 기술되어 있다. 상기 측정 소자(5)는 두 개의 전기 전도성 중간층들(15 및 17), 예를 들면, 골드 또는 구리의 금속층들에 의해 두 자기 소자(7 및 9) 사이에 직렬로 배열되어 있고, 상기 전기 전도성인 층(15)은 헤드면(1) 상에 위치하여 상기 측정 소자(5)를 상기 제 1 자기 소자(7)에 전기적으로 접속하며, 상기 전기 전도성인 층(17)은 상기 헤드면(1)으로부터 공간적으로 떨어져 있으며 상기 측정 소자(5)를 상기 제 2 자기 소자(9)에 접속한다. 이와 같은 구조에 의해, 측정 전류 I는 동작 동안 상기 제 3 방향(Ⅲ)으로 상기 측정 소자(5)를 통과한다. 도 2에 도시된 전류 방향은 물론 180°회전될 수도 있다.
자기 저항 측정 소자(5)에 바이어스를 인가하기 위하여, 상기 헤드면(1)으로부터 공간적으로 떨어져 있는 전도성 중간층(17)이 FeMn 합금과 같은 전기 전도성 인 반강자성체 재료의 전도층으로 구성될 수도 있고, 또는 CoPt 합금과 같은 전기 전도성인 경화 자성(hard-magnetic) 재료로 구성될 수도 있다.
도시된 실시예에서, 자기 소자들(7 및 9)은 모두 제 3 방향보다 제 2 방향으로의 크기가 더 크며, 상기 제 2 자기 소자(9)에 대한 두 크기 사이의 비는 2 이상이다. 상기 제 2 방향의 크기는 또한 측정 소자(5)의 유효 폭(w)보다 더 크며, 따라서 상기 두 소자(7 및 9)는 모두 상기 측정 소자(5)의 두 측면에서 연장된다. 이 실시예에서는, 자기 소자들(7 및 9)이 모두 제 2 방향보다 제 3 방향에서 더 큰 상대적인 자기 투자율을 가진다. 상기 제 3 방향의 상대적인 투자율(μrⅢ)의 계수는 상기 제 2 방향의 상대적인 투자율(μrⅡ)보다 25의 팩터(factor) 이상 더 크다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 접속면(7a 및 9a)은 상기 자기 소자(7 및 9)를 제 2 방향으로 각각 연장하여 한정되는 제 2 방향으로 연장되는 영역 내에 위치된다.
불필요한 반복을 피하기 위하여, 다른 실시예들에 대한 다음의 설명은 주로 전술한 상기 실시예와 다른 특징으로 한정한다. 방향 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ은 모든 실시예에 적용된다.
도 3, 및 4에 도시된 본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드는 박막 구조를 가진다. 도 3에 도시된 단면도는 도 4의 라인 Ⅲ-Ⅲ을 따라서 절취한 도면이다. 상기 박막 구조는 두 개의 전기 전도성 및 자기 투자성 층, 예를 들면, CoNbZr 층이며, 이들 중 한 층은 제 1 자기 소자(107)를 포함하고 다른 층은 제 2 및 제 3 자기 소자(109, 110)를 각각 포함한다. 상기 제 2 및 제 3 자기 소자 사이에는 비자기 투자 공간(112)이 존재한다. 상기 구조는 상기 공간(112)을 브리지하는, 예를 들면, GMR 타입의 자기 저항 측정 소자(105)를 더 구비한다. 도시된 자기 헤드는 자기 소자(107 및 110)에 인접한 헤드면(101)을 가진다. 골드 또는 구리와 같은 전기 전도성인 갭 층(116)은 상기 헤드면(101)에 인접하게 위치하여 상기 박막 구조의 일부분을 형성하며, 상기 제 1 자기 소자(107)를 상기 측정 소자(105)에 전기적으로 접속하며, 상기 측정 소자(105)는 그 자체로 상기 제 2 자기 소자(109)와의 공통 전기 접촉부를 구성하며, 따라서 상기 측정 소자(105)는 상기 자기 소자들(107 및 109) 사이에 직렬로 배열된다. 측정 소스에 접속하기 위한 전기 접속면(107a, 109a)은 두 개의 소자들(107 및 109) 상에 각각 위치된다. 따라서 동작 동안, 상기 제 1 자기 소자(107) 및 제 3 자기 소자(109)는 전류를 운반하며, 측정 소자(105)를 통과하는 상기 전류는 상기 헤드면(101)에 직교하는 방향(i)을 가진다. 이 실시예에서, 제 3 자기 소자(110)는 상기 측정 소자(105)의 유효 폭(w)보다 더 크고, 상기 제 3 소자(110)가 제 3 방향으로 연장되는 것보다 적어도 두 배는 더 크게 제 2방향으로 연장된다. 상기 제 1 자기 소자(107)는 가급적 제 2 방향(Ⅱ)으로 크게 연장되어 상기 소자(107) 내에 존재하는 도메인 월(domain wall)이 상기 측정 소자(205)로부터 비교적 멀리 떨어져 있을 수 있고, 도메인 월의 변위가 출력 신호에 대하여 어떠한 영향도 받지 않거나 단지 약간의 영향만 받을 수 있다.
도 5 및 6에 도시된 본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드는 자기 저항 측정 소자(205), 제 1 자기 소자(207), 제 2 자기 소자(209), 제 3 자기 소자(210)를 구비하는 비자기 기판(219)상에 제공된 박막 구조를 포함한다. 도 5에 도시된 단면도는 도 6의 라인 Ⅴ-Ⅴ를 따라 절취한 도면이다. 요크 타입의 상기 자기 헤드는 자기 소자(207 및 210)의 종단부에 헤드면(201)을 가진다. 상기 측정 소자(205)는 제 2 자기 소자(209)와 제 3 자기 소자(210) 사이의 비자기 공간(212)을 브리지한다. 전술한 세 개의 자기 소자들(207, 209, 210)은 모두 전기 전도성이고 자기 투자성 FeNbSi-N과 같은 재료로 형성되며, 제 3 방향으로의 자기 투자율이 가장 크다. 헤드면(201)에 인접하게 위치된 전기 전도성이고 비자기적인 갭층(216)은 제 1 자기 소자(207)와 제 3 자기 소자(210) 사이의 전기 접촉층으로 기능한다. 상기 측정 소자(205)는 제 2 자기 소자(209) 및 제 3 자기 소자(210) 모두와 전기 접촉하고, 상기 소자(205)는 제 1 자기 소자(207)와 제 2 자기 소자(209) 사이에 전기적으로 배열된다. 전술한 소자들(207 및 209)은 각각 전기 접속면(207a, 209a)을 구비한다. 상기 접속면(207a 및 209a)은 제 3 방향(Ⅲ)에서 보았을 때, 상기 소자들(207 및 209)과 일렬로 연장되는 박막 구조의 전기적으로 전도층(211 및 213) 상에 제공된다. 제 2 방향(Ⅱ)에서, 상기 제 1 자기 소자(207)는 제 3 방향(Ⅲ)에서보다 2의 팩터 이상의 크기를 가지며, 그 크기는 제 2 방향의 측정 소자(205)의 크기보다 또한 더 크다.
도 7 내지 10은 이미 도시한 실시예의 변형들을 도시한 것으로, 상기 변형들로 도시된 자기 소자들은 전술한 자기 소자들에 대응하는 특성 및 크기를 가진다. 전술한 실시예와의 밀접한 관계를 고려하여, 이 변형들의 평면도는 생략한다.
도 7에 도시된 본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드는 제 1 자기 소자(307), 제 2 자기 소자(309), 제 3 자기 소자(310), 자기 저항 측정 소자(305)를 포함하는 자기 요크를 가지는 층구조를 구비하는 비자기 기판(319)과 헤드면(301)을 가진다. 상기 자기 소자들(307, 309, 310)은 전기 전도성 재료의 소프트 자기층으로 형성된다. 상기 측정 소자(305)는 AMR 소자이다. 상기 측정 소자(305)는 상기 자기 소자들(309 및 310)을 결합하여, 전기 접촉부를 형성하고 상기 소자들(309 및 310) 사이에 비자기적이고 비전기 전도성의 스페이스 또는 갭(312)을 브리지한다. 비자기적이고 전기 전도성인 갭 층(316)은 상기 자기 소자들(307 및 310)을 상호 접속하며, 상기 헤드면(301) 상에 위치된다. 상기 자기 소자들(307 및 309)은 접속면(307a, 309a)을 가지며, 상기 접속면들은 상기 자기 소자들(307 및 309)에 전기적으로 접속된 전도성의 비자기층들(311 및 313) 상에 제공되어, 상기 측정 소자(305)와 상기 자기 소자들(307, 309, 310)을 포함하는 전기 회로가 상기 접속면들(307a 및 309a) 사이에 형성된다. 측정 소자(305)에 바이어스를 인가하기 위하여, NiOx와 같은 반강자성 재료층(312)이 측정 소자(305) 상에 제공된다.
도 8에 도시된 본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드는 요크 타입이며, 자기 저항 측정 소자(405)를 포함하며, 상기 자기 저항 측정 소자는 도 7을 참조하여 기술한 것과 마찬가지로 제 1 자기 소자(407), 제 2 자기 소자(409), 제 3 자기 소자(410)를 가지는 전류 회로에 포함된다. 전기 전도성인 갭 층(416)은 헤드 면(401) 상에 위치된다. 자기 소자들(407 및 409)은 접속면(407a 및 409a)을 각각 가진다. 전기 전도성인 바이어스 권선(414)은 상기 측정 소자(405)에 바이어스를 인가하기 위해 제공된다.
도 9에 도시된 본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드는 예를 들면, NiFe, CoNBZr 또는 FeTa-N의 자기 투자성 층(514), 자기 저항 측정 소자(505), 두 개의 공간적으로 떨어져있는 자기 투자층들(본 설명의 전문용어), 제 2 자기 소자(509), 제 3 자기 소자(510)를 포함하는 박막 구조를 구비하는 비자기 기판(519)과 헤드면(501)을 가지며, 자기 투자층, 즉, 제 1 자기 소자(507)를 더 포함한다. 상기 자기 소자들(507 및 509)은 전기 전도성 층(511, 513)에 각각 제공된 전기 접속면(507a, 509a)을 가진다. 전기 전도성인 비자기 갭 층(516)은 상기 자기 소자들(507 및 510)을 전기적으로 상호접속하고, 상기 측정 소자(505)는 상기 자기 소자(510)와 상기 자기 소자(509)를 상호접속하여, 동작 동안 상기 측정 소자(505)를 통하여 상기 헤드면(501)에 직교하는 방향(i)으로 전류가 흐른다. 이 실시예에서, 자기 소자들(507, 509, 510)은 모두 동작 동안 전류 운반 플럭스 가이드이며, 자기 투자층(514)은 긴 자기파에 대한 실드(shield)를 구성한다.
도 10에 도시된 변형은 다중층 구조를 구비하는 비자기 기판과 헤드면(601), 자기 저항 측정 소자(605), 두 개의 전기 전도성인 자기 투자성 층들(607A 및 607B)로 형성된 제 1 자기 소자, 전기 전도성인 자기 투자성 층(609)으로 형성된 제 2 자기 소자, 전기 전도성인 자기 투자성 층(610)으로 형성된 제 3 자기 소자를 가진다. 상기 측정 소자(605)는 상기 제 2 자기 소자(609)와 제 3 자기 소자(610) 사이에 비전기적인 비자기 공간(612)을 전기 및 기계적으로 브리지한다. 헤드면(601)에 가까운 제 3 자기 소자(610)는 전기 전도성 층들(616a 및 616b)에 의해 상기 층들(607A 및 607B)에 각각 전기적으로 접속된다. 상기 제 2 자기 소자(609), 상기 층들(607A 및 607B)은 전기 접속면(609a, 607Aa, 607Bb)을 각각 가진다.
제 1 자기 소자의 층들(607A 및 607B)을 통과하는 전류의 합과 동일한 전류가 도 10에 도시된 자기 헤드에 사용된 전기 회로 내의 상기 측정 소자(605)를 통하여 흐르고, 상기 측정 소자(605) 내의 상기 전류의 방향은 상기 헤드면(601)에 직교한다. 상기 층들(607A 및 607B)은 긴 자기파에 대하여 실딩 효과를 가지며, 여기에 관련된 도 1 및 도 9에 도시된 자기 헤드와 같은 상기 자기 헤드는 도 3, 5, 7, 8에 도시된 실시예와 비교해볼 때 실질적으로 공간적으로 상이한 효과를 가진다.
본 발명의 영역 내에서 도시된 실시예들과 다른 실시예들이 가능함을 주지한다. 예를 들면, 본 발명에 따른 자기 헤드는 판독/기록 자기 헤드 유닛의 일부를 형성할 수도 있다. 또한, 상기 측정 소자의 폭, 즉, 상기 측정 소자가 실제로는 센서로서 작용하는 제 2 방향으로의 폭이 상기 측정 소자의 기하학적인 폭과 같은 상기 실시예들에서 나타나는 것과 대비하여, 상기 측정 소자의 실제 폭은 상기 유효 폭보다 더 클 수도 있다. 이것은 예를 들면, 제 2 방향에서 보았을 때, 경화 자성 재료 또는 반강자성 재료의 바이어스 층들이 상기 측정 소자의 말단에 존재하는 경우일 수도 있다. 또한, 실제 실시예의 자기 헤드는 일반적으로 카운터 블록을 구비하여 상기 다중층 구조를 보호한다.
도 11에 도시된 본 발명에 따른 장치는 이 실시예에서 도 12에 도시된 카세트(801)에 제공되는 자기 테이프(803)를 기록 또는 판독하는데 적합하다. 상기 장치는 프레임(703)을 가지는 하우징(701)을 가진다. 상기 하우징(701)은 특히 드라이브 롤(707)을 구동하는 드라이브 모터(705)와 본 발명에 따른 단일 채널 자기 헤드(711)를 수용하는데, 이 실시예에서는 상기 자기 헤드가 드라이브 모터(713)에 의해 안내축(715)을 따라서 이동할 수 있는 서브프레임(709)에 고정된다. 상기 장치는 또한 상기 카세트(801)를 하우징(701)으로 또는 상기 하우징으로부터 슬라이딩시키는 직선 안내 부재(717)를 가진다. 상기 카세트(801)는 예를 들면, 정보를 디지털 형태로 기억하는데 사용될 수도 있다. 상기 카세트는 자기 테이프(803)의 일부분이 존재하는 두 개의 릴(805 및 807)을 가진다. 상기 두 개의 릴 사이에 존재하는 자기 테이프(803) 부분은 이 실시예에서 고정되어 있는 두 개의 테이프 안내 부재(809 및 811)를 따라서 안내되어 캡스턴(813)을 따라서 진행한다. 상기 카세트(801)는 상기 캡스턴(813)을 따라서 진행하는 순환 드라이브 벨트(815)와, 릴(805 및 807)과 두 개의 벨트 안내 부재(817 및 819)를 포함한다. 동작시, 상기 카세트(801)는 본 발명에 따른 장치(701)와 협력하며, 상기 자기 헤드(711)가 카세트의 요부(821)로 돌출하여 자기 테이프(803)와 접촉한다. 동시에, 상기 드라이브 롤(707)이 캡스턴(813)과 접촉하고, 이 캡스턴을 통하여 자기 테이프(803)가 한 쪽 릴로부터 다른 쪽 릴로 길이 방향으로 이동할 수 있다.
도시된 장치는 데이터 기억 장치인데, 예를 들면, 오디오 및/또는 비디오 장치일 수도 있다. 상기 장치는 기록 매체로서 자기 디스크를 채용하거나 또는 자기 디스크 대신 자기 카드를 채용할 수도 있다.

Claims (8)

  1. 단일 채널 자기 헤드로서, 상기 자기 헤드는 자기 기록 매체가 상기 자기 헤드에 대하여 상대적으로 이동할 수 있는 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 연장하는 헤드면과, 제 1 방향에서 보았을 때 적층된 층의 구조를 가지며 제 2 방향과, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에 직교하는 제 3 방향으로 실질적으로 연장되는 층구조를 가지며, 상기 층구조에는 상기 제 2 방향으로 연장되는 유효 폭을 가지는 자기 저항 측정 소자와 제 1 자기 소자 및 제 2 자기 소자가 제공되며, 상기 제 1 방향에서 보았을 때 상기 자기 소자들은 서로 반대쪽에 위치하며, 상기 소자들 중 적어도 제 1 자기 소자는 헤드면까지 연장되고 두 자기 소자 모두 전기 전도성이며, 상기 측정 소자는 상기 두 개의 자기 소자들 사이에 전기적으로 직렬로 배열되어 상기 측정 소자를 통하여 실질적으로 제 3 방향으로 측정 전류를 통과시키며, 각각의 자기 소자는 전기 접속면을 가지는 단일 채널 자기 헤드에 있어서,
    상기 헤드면까지 연장되는 자기 소자는 제 3 방향보다 제 2 방향으로의 폭이 더 크고, 상기 제 2 방향으로의 폭은 상기 측정 소자의 유효 폭보다 더 크며, 상기 헤드면까지 연장되는 자기 소자는 제 2 방향보다 제 3 방향으로의 크기가 더 큰 상대적인 투자율을 가지는 것을 특징으로 하는 단일 채널 자기 헤드.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 헤드까지 연장되는 자기 소자의 폭은 제 2 방향으로의 폭이 제 3 방향으로의 폭의 두 배 이상 더 큰 것을 특징으로 하는 단일 채널 자기 헤드.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 제 3 방향으로의 상대적인 자기 투자율은 상기 제 2 방향으로의 상대적인 자기 투자율보다 적어도 25의 팩터(factor)가 더 큰 것을 특징으로 하는 단일 채널 자기 헤드.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 헤드면까지 연장되는 전기 전도성인 제 3 자기 소자가 상기 헤드면까지 연장되지 않는 제 2 자기 소자와 함께 제공되어 상기 자기 저항 측정 소자에 의해 브리지되는 비자기 공간을 한정하며, 상기 자기 저항 측정 소자는 상기 공간 옆에서 상기 제 2 및 제 3 자기 소자와 전기 접촉하고, 전기 전도성인 갭 층이 상기 제 1 자기 소자와 거의 상기 헤드면까지 연장되는 상기 제 3 자기 소자를 전기적으로 상호접속하는 것을 특징으로 하는 단일 채널 자기 헤드.
  5. 제 1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 저항 측정 소자와 상기 제 2 자기 소자는 상기 헤드면까지 연장되고, 상기 헤드면 근방에 위치된 상기 자기 저항 측정 소자의 일부분은 상기 제 1 자기 소자 또는 제 2 자기 소자와 전기접촉하고, 상기 헤드면으로부터 공간을 두고 떨어져 있는 자기 저항 측정 소자의 일부분은 상기 자기 소자들 중 다른 한 자기 소자와 전기접촉하는 것을 특징으로 하는 단일 채널 자기 헤드.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자기 소자들의 접속면들은 상기 헤드면까지 연장되는 자기 소자의 제 2 방향으로의 폭에 의해 결정되는 상기 제 2 방향의 폭을 가지는 영역 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 단일 채널 자기 헤드.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 자기 소자들의 접속면들은 관련 소자들 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 단일 채널 자기 헤드.
  8. 자기 기록 매체를 스캐닝하는 장치로서,
    제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에서 청구된 단일 채널 자기 헤드를 포함하는 자기 기록 매체 스캐닝 장치.
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