DE69319501T2

DE69319501T2 - Leiteranordnung eines magnetoresistiven Wandlers

Info

Publication number: DE69319501T2
Application number: DE69319501T
Authority: DE
Inventors: Robert J Davidson; Victor W Hesterman; Steven L Naberhuis; Ralph Simmons; Gioria J Tarnopolsky; Lung The Tran
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1992-06-05
Filing date: 1993-05-12
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2013-05-13
Also published as: US5309304A; EP0573155A2; DE69319501D1; JPH0661548A; EP0573155B1; EP0573155A3; JP3544382B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf magnetoresistive Wandler. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Verbesserungen der Leiterkonfigurationen für magnetoresistive Wandler.
Fortlaufende Fortschritte bei der Magnetmedientechnologie ermöglichen zunehmende Datenspeicherungsdichten. Ein aktiver Bereich der Entwicklung besteht in Lesewandlern mit einer hohen Ausgabe. Sowie derartige Wandler verkleinert werden, werden die Datendichten erhöht. Die Technologie für magnetoresistive (MR) Dünnfilme hat einen besonders vielversprechenden Untersuchungsbereich bezüglich der Erzeugung von kleineren Lesewandlern geschaffen. Bei einer derartigen Technologie werden leitende Dünnfilme auf einem Substrat unter Verwendung von Techniken gebildet, die analog zu denselben der Halbleitertechnik sind.
Der MR-Streifen oder das MR-Element bei einem Einzelstreifen-MR-Wandler (oder die zwei MR-Streifen oder die zwei MR- Elemente bei einem Doppelstreifen-MR-Wandler, wie z. B. in dem U.S. Patent Nr. 3,860,965, erteilt an Voegeli, beschrieben), muß bezüglich einer Magnetmedienspurbreite lang sein. Auf diese Weise zeigt der Wandler einen stabilen Domänenzustand. Verschiedene Konfigurationen wurden zum Kontaktieren des MR-Streifens vorgeschlagen, um eine Stromquelle zu dem Streifen vorzusehen, und um einen Fluß (d. h. Daten) mit der MR-Streifenanordnung zu erfassen.
Die JP-A-60018811 offenbart einen magnetoresistiven Wandler mit einer Luftlageroberfläche, die magnetoresistive Elemente und zugeordnete Leiterpaare zum Tragen eines Stroms zu und von denselben aufweist.
Eine bekannte Leiteranordnung, die in den Fig. 1a und 1b gezeigt ist, sieht zwei Leiter 12, 14 zum Kontaktieren jedes MR-Streifens 16 vor. In den Figuren sind die Stromrichtungen durch die Bezeichnung 'i', die magnetischen Feldrichtungen durch die Bezeichnung 'H' und die Magnetisierungsrichtungen durch die Bezeichnung 'M' gezeigt. Diese Vereinbarungen werden durch die gesamte vorliegende Anmeldung angewendet.
Die gezeigte Anordnung, auf die als Leiter-über-Anordnung Bezug genommen wird, da die Leiter oberhalb eines MR-Streifens angeordnet sind, wird bei vorgespannten Magneto-Widerstands-MR-Köpfen verwendet. Die Leiter-über-Anordnung neigt zu einem Kurzschließen entweder mit den Wandlerabschirmungen (nicht gezeigt) oder mit den anderen MR-Streifen (bei einem Doppelstreifen-MR-Wandler). Ein derartiges Kurzschließen liegt an dem Leiterverschmieren während des Läpprozesses, der verwendet wird, um die Wandlerluftlageroberfläche zu bilden, oder ist eine Konsequenz des Antreffens einer Oberflächenerhebung auf der Oberfläche einer Platte bei einem betriebenen Plattenlaufwerk.
Die Länge des Leiters entlang der Wandlerluftlageroberfläche ist von einer kritischen Wichtigkeit. Die Länge des Leiters in Fig. 1a kann bis zu 400 um betragen und bis zu 40 um klein sein. Je länger diese Abmessung ist, desto eher kann ein Kurzschluß zwischen den Wandlerabschirmungen (nicht gezeigt) und den MR-Leitern oder zwischen den zwei MR-Leitern bei einem Doppelstreifenwandler als eine Konsequenz des Läppens der Wandlerluftlageroberfläche oder als eine Konsequenz des Kontaktierens der Plattenoberflächenerhebungen, wie vorher beschrieben, auftreten.
Auf eine weitere Anordnung, die im Stand der Technik erörtert wird, und die in den Fig. 2a und 2b gezeigt ist, wird zweckmäßig als eine Spitzenanordnung Bezug genommen. Ein Spitzenwandler umfaßt Leiter 21, 22, die angeordnet sind, um einen Strom zu und von einem MR-Element 26 zu tragen. Es wird allgemein bestätigt, daß diese Anordnung durch die International Business Machines of Armonk, NY entwickelt wurde. Es ist die Erfahrung von denjenigen, die mit Wandlern arbeiten, die eine Spitzenanordnung aufweisen, daß eine der artige Konfiguration zu einer ungleichen Spurkantenreaktion führt, wobei dies teilweise an der Art liegt, mit der die Magnetfelder 'H' in unterschiedlichen Richtungen an den Leiterkanten (Spurkante) aufgrund des elektrischen Stroms 'i' auferlegt werden.
In Fig. 2a sind die Richtungen der Magnetfelder 'H', die durch die Ströme 'i' induziert werden, nicht äquivalent, sogar, wenn der Strom sich nicht krümmt, wie es an den Spurkanten angenommen wird. Folglich wird die Magnetisierung 'M' ungleich an den Spurkanten gedreht. Dementsprechend treten unterschiedliche Reaktionen an den Spurkanten auf, und als Resultat werden die Spurprofile asymmetrisch.
Die Länge des MR-Elements (oder der Elemente bei einer Doppelstreifenwandlerkonfiguration) muß ferner wesentlich größer als die Spurbreite sein, um eine hohe Spurdichtenwiedergabe mit einem Einzeldomänen-MR-Wandler zu erreichen. Eine Praxis besteht darin, den MR-Sensorabschnitt eines MR- Wandlers zwischen zwei magnetischen Abschirmungen zu plazieren, um eine hohe Auflösung entlang der Spur zu erhalten. Bei einem MR-Leseelement ist der aktive Bereich als der Bereich definiert, in dem der Erfassungsstrom in dem MR-Element fließt, und derselbe resultiert typischerweise aus der Plazierung der Leiterzuleitungen, die den Strom zu und von dem MR-Element tragen. Die Zuleitungen und das MR-Element bilden in Kombination eine Wicklung mit einer einzelnen Windung, die eine unerwünschte induktive Reaktion auf aufgezeichnete Informationen verursacht. Der Betrag dieser Reaktion wird durch die Anzahl der Spuren bestimmt, über die sich eine derartige Wicklung erstreckt.
Folglich stellt der bekannte MR-Wandler eine Technologie dar, die unter verschiedenen Problemen leidet, die der Leiteranordnung zugeordnet sind, einschließlich niedriger Ausbeuten aufgrund des Kurzschließens, einer niedrigen Symmetrie der Spurprofile aufgrund des Mangels von gleichmäßigen Feldern an den Spurkanten und einem induktiven Abgriff, der zu einer Zwischenspurstörung führt.
Die vorliegende Erfindung schafft eine verbesserte Anordnung für stromtragende Leiter in einem magnetoresistiven Wandler, derart, daß die Probleme des Kurzschließens, des Mangelns der Symmetrie in den Spurkanten und des induktiven Abgriffs minimiert oder sogar eliminiert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein magnetoresistiver Wandler mit einer Luftlageroberfläche geschaffen, wobei der Wandler mindestens ein magnetoresistives Element, einen ersten Leiter zum Tragen eines Stroms zu dem magnetoresistiven Element und einen zweiten Leiter zum Tragen des Stroms von dem magnetoresistiven Element aufweist, wobei jeder der Leiter eine zugespitzte Konfiguration aufweist, wenn derselbe von der Luftlageroberfläche betrachtet wird, und wobei jeder Leiter eine L-förmige Konfiguration (oder eine gespiegelte Version derselben) aufweist, wenn derselbe entlang der Luftlageroberfläche betrachtet wird, wobei die Anordnung derart ist, daß die Magnetfelder in dem Leiter entlang der zugespitzten Kante benachbart zu dem aktiven Bereich des Wandlers in der gleichen Richtung laufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der Leiter, die zu und von dem magnetoresistiven Element führen, eine Breite von 5 um bis 25 um aufweisen, und dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Abschnitte der Leiter, die in der gleichen Richtung liegen, und die sich entlang dem magnetoresistiven Element erstrecken, um 2 um bis 5 um größer ist, wodurch die Leiter in einer eng beabstandeten Konfiguration angeordnet sind, um einen minimalen Bereich zu umfassen, der notwendig ist, um den aktiven Bereich des Wandlers auf eine definierte Spurregion zu begrenzen.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Leiteranordnung für entweder einen Einzel- oder einen Doppel-Streifenwandler vorgesehen, bei der die Magnetfelder in den Leitern in der gleichen Richtung ausgerichtet sind, um symmetrische Spurprofile und folglich eine verbesserte Spurkantenreaktion vorzusehen. Es wird ferner die Leiterfläche an der Luftlageroberfläche minimiert, um das Kurzschließen zu lindern, und um folglich die Bauelements-Ausbeute und -Zuverlässigkeit zu verbessern.
Fig. 1a ist eine Draufsicht einer Leiter-über-Leiteranordnung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 1b ist eine Luftlageroberflächenansicht einer Leiter-über-Leiteranordnung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2a ist eine Draufsicht einer Spitzenleiteranordnung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2b ist eine Luftlageroberflächenansicht einer Spitzenleiteranordnung gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 3a ist eine Draufsicht einer Leiteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 3b ist eine Luftlageroberflächenansicht einer Leiteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung wird am besten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in Verbindung mit einer Überprüfung dieser Beschreibung verstanden. Die vorliegende Erfindung schafft eine einzigartige Leiterkonfiguration für einen magnetoresistiven (MR) Wandler. Durch Anwendung der Lehren der vorliegenden Erfindung ist es möglich, verschiedene Typen von MR-Wandlern zu erzeugen, die alle die Eigenschaften der symmetrischen Spurprofile, der Immunität gegenüber einem induktiven Abgriff und einer geringen Wahrscheinlichkeit eines Kurzschließens aufgrund eines Verschmierens während des Läpprozesses zeigen.
Eine MR-Wandlerkonfiguration ist in den Fig. 3a und 3b gezeigt, in denen Leiter 32, 34 angeordnet sind, um ein MR- Element 36 zum Tragen eines Stroms zu und von dem MR-Element zu kontaktieren. Die Leiter sind in einer allgemein L-förmigen Konfiguration vorgesehen, wobei der breitere Abschnitt des 'L' das MR-Element kontaktiert. Die Leiter, die in den Figuren gezeigt sind, weisen eine Leiterbreite von 5 um bis 25 um an einem Leiterabschnitt, der zu dem MR-Element führt, und eine Breite von 2 um bis 5 um an einem Leiterabschnitt auf, der das MR-Element bedeckt.
Der Stromfluß in den Leitern 'i' ist durch Pfeile in den Figuren gezeigt. Folglich wird der Strom durch den Leiter 32 zu dem MR-Element gebracht, und derselbe wird von dem MR- Element durch den Leiter 34 genommen, und es wird eine gleichmäßige Strominjektion in die MR-Elemente bewirkt. Wie es in den Figuren gezeigt ist, besteht eine wichtige Eigenschaft der vorliegenden Erfindung darin, daß die Magnetfelder 'H' in den Leitern in der gleichen Richtung aufgrund des Stroms in den Leitern an jeder Spurkante laufen. Auf diese Weise schafft die Erfindung gleichmäßige Magnetfelder an den Spurkanten. Dies ist beim Beibehalten eines symmetrischen Spurprofils wichtig, wobei dies keinen negativen Effekt auf die Spurkantenreaktion aufweist. Die Magnetisierung 'M' ist als eine Diagonale quer zu dem aktiven Bereich des Wandlers gezeigt.
Fig. 3b zeigt eine Wandlerluftlageroberflächenansicht der vorliegenden Erfindung, bei der die Leiter 32, 34 ein schmales, zugespitztes Profil aufweisen. Es ist wesentlich zu bemerken, daß dieses schmale Profil eine minimale Leiteroberfläche gegenüber der Luftlageroberfläche des Wandlers darstellt. Es ist folglich weniger wahrscheinlich, daß wenn der Wandler geläppt wird, um die Luftlageroberfläche zu erzeugen, daß der Leiter verschmiert wird, und mit den anderen Wandlerstrukturen einen Kurzschluß bildet. Zusätzlich minimiert der kleine Bereich, der durch die Leiter dargestellt wird, die gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wurden, den induktiven Abgriff. Es ist wichtig zu bemerken, daß die vorhergehende Erörterung mit Bezug auf eine Leiter-über- Wandlerkonfiguration vorgenommen wurde, bei der die Magnetisierungsrichtung in einem vorgespannten Zustand gezeigt ist. Die Erfindung ist nicht auf das oben erörterte exemplarische Ausführungsbeispiel beschränkt, und es wird daran gedacht, daß Leiter unter den MR-Elementen sowie andere Elementtypen beim Praktizieren der Erfindung vorgesehen werden können. Zusätzlich hängt die Erfindung nicht von dem Verfahren ab, das zum Vorspannen des MR-Elements verwendet wird. Diese Anordnung kann ferner bei Doppelstreifen-MR-Wandlern verwendet werden.

Claims

1. Ein magnetoresistiver Wandler mit einer Luftlageroberfläche, wobei der Wandler mindestens ein magnetoresistives Element (36), einen ersten Leiter (32) zum Tragen eines Stroms zu dem magnetoresistiven Element und einen zweiten Leiter (34) zum Tragen des Stroms von dem magnetoresistiven Element aufweist, wobei jeder der Leiter eine zugespitzte Konfiguration aufweist, wenn derselbe von der Luftlageroberfläche betrachtet wird, und wobei jeder der Leiter eine L-förmige Konfiguration oder eine gespiegelte Version derselben aufweist, wenn derselbe entlang der Luftlageroberfläche betrachtet wird, wobei die Anordnung derart ist, daß die Magnetfelder in dem Leiter entlang der zugespitzten Kante benachbart zu dem aktiven Bereich des Wandlers in der gleichen Richtung laufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der Leiter, die zu und von den magnetoresistiven Elementen führen, eine Breite von 5 um bis 25 um aufweisen, und dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung der Abschnitte der Leiter, die in der gleichen Richtung liegen und sich entlang des magnetoresistiven Elements erstrecken, um 2 um bis 5 um größer ist, wodurch die Leiter in einer eng beabstandeten Konfiguration angeordnet sind, um einen minimalen Bereich zu umfassen, der notwendig ist, um den aktiven Bereich des Wandlers auf eine definierte Spurregion zu begrenzen.

2. Ein Wandler gemäß Anspruch 1, bei dem die Leiter (32, 34) in einer Leiter-über-Konfiguration angeordnet sind.

3. Ein Wandler gemäß Anspruch 1 oder 2, der mindestens zwei magnetoresistive Elemente und ein Leiterpaar aufweist, das jedem magnetoresistiven Element zum Tragen eines Stroms zu und von den magnetoresistiven Elementen zugeordnet ist, wobei die Leiterpaare zueinander zusammenfallend angeordnet sind.