JPH10105928A - Ｍｒ読取りヘッド、それを含む複合ヘッド及びそれを含む磁気ディスク・ドライブ - Google Patents
Ｍｒ読取りヘッド、それを含む複合ヘッド及びそれを含む磁気ディスク・ドライブInfo
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- JPH10105928A JPH10105928A JP9248929A JP24892997A JPH10105928A JP H10105928 A JPH10105928 A JP H10105928A JP 9248929 A JP9248929 A JP 9248929A JP 24892997 A JP24892997 A JP 24892997A JP H10105928 A JPH10105928 A JP H10105928A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/02—Control of operating function, e.g. switching from recording to reproducing
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 絶縁ギャップ層によって分離された第１及び
第２のスピン・バルブ・センサを使用する磁気読取りヘ
ッド用のスピン・バルブ・センサ構造を提供する。 【解決手段】 各スピン・バルブ・センサは、ピン止め
層１６２と積層自由層１６４との間に挟まれたスペーサ
層１６０を有する。ピン止め層の磁気配向は、第１及び
第２の反強磁性層１６６，１７０によって同じ方向にピ
ン止めされる。第１の積層自由層は、第１及び第２の強
磁性自由層１７６，１７８間に挟まれた非常に薄いルテ
ニウム（Ｒｕ）層を含み、第２の積層自由層は、第３及
び第４の強磁性自由層１８２，１８４間に挟まれた非常
に薄い第２のルテニウム（Ｒｕ）層１７４，１８０を含
む。第２の強磁性自由層は第１の強磁性自由層より厚
く、第３の強磁性自由層は第４の強磁性自由層より厚
い。
第２のスピン・バルブ・センサを使用する磁気読取りヘ
ッド用のスピン・バルブ・センサ構造を提供する。 【解決手段】 各スピン・バルブ・センサは、ピン止め
層１６２と積層自由層１６４との間に挟まれたスペーサ
層１６０を有する。ピン止め層の磁気配向は、第１及び
第２の反強磁性層１６６，１７０によって同じ方向にピ
ン止めされる。第１の積層自由層は、第１及び第２の強
磁性自由層１７６，１７８間に挟まれた非常に薄いルテ
ニウム（Ｒｕ）層を含み、第２の積層自由層は、第３及
び第４の強磁性自由層１８２，１８４間に挟まれた非常
に薄い第２のルテニウム（Ｒｕ）層１７４，１８０を含
む。第２の強磁性自由層は第１の強磁性自由層より厚
く、第３の強磁性自由層は第４の強磁性自由層より厚
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、差動スピン・バル
ブ・センサ構造に関し、より具体的には、差動検出及び
コモン・モード除去のために１対のスピン・バルブを使
用する再生ヘッドに関する。
ブ・センサ構造に関し、より具体的には、差動検出及び
コモン・モード除去のために１対のスピン・バルブを使
用する再生ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】スピン・バルブ・センサは、磁気ディス
クまたは磁気テープなどの可動磁気媒体からの磁界を感
知するために読取りヘッドが使用するものである。この
ようなセンサは、第１及び第２の強磁性層（以下、ピン
止め層及び自由層という）の間に挟まれた非磁性導電層
（以下、スペーサ層という）を含む。第１及び第２のリ
ードは、それを通るセンス電流を伝導するためにスピン
・バルブ・センサに接続されている。ピン止め層の磁化
は自由層の磁化に対して９０°の角度にピン止めされ、
自由層の磁化は外部磁界に対して自由に反応することが
できる。ピン止め層の磁化は、通常、反強磁性層との交
換結合によりピン止めされる。スペーサ層の厚さは、セ
ンサを通る伝導電子の平均自由行程より小さくなるよう
に選択される。この配置では、伝導電子の一部分はスペ
ーサ層とピン止め層及び自由層との境界によって散乱す
る。ピン止め層と自由層の磁化が互いに平行である場
合、散乱は最小限になり、ピン止め層と自由層の磁化が
逆平行である場合、散乱は最大限になる。散乱が変化す
ると、ｃｏｓθに比例してスピン・バルブ・センサの抵
抗が変化する。この場合、θはピン止め層と自由層の磁
化間の角度である。スピン・バルブ・センサは、異方性
磁気抵抗（ＡＭＲ）センサよりかなり高い磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）係数を有する。このため、このセンサは、ジャイア
ント磁気抵抗または巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサと呼
ばれることもある。
クまたは磁気テープなどの可動磁気媒体からの磁界を感
知するために読取りヘッドが使用するものである。この
ようなセンサは、第１及び第２の強磁性層（以下、ピン
止め層及び自由層という）の間に挟まれた非磁性導電層
（以下、スペーサ層という）を含む。第１及び第２のリ
ードは、それを通るセンス電流を伝導するためにスピン
・バルブ・センサに接続されている。ピン止め層の磁化
は自由層の磁化に対して９０°の角度にピン止めされ、
自由層の磁化は外部磁界に対して自由に反応することが
できる。ピン止め層の磁化は、通常、反強磁性層との交
換結合によりピン止めされる。スペーサ層の厚さは、セ
ンサを通る伝導電子の平均自由行程より小さくなるよう
に選択される。この配置では、伝導電子の一部分はスペ
ーサ層とピン止め層及び自由層との境界によって散乱す
る。ピン止め層と自由層の磁化が互いに平行である場
合、散乱は最小限になり、ピン止め層と自由層の磁化が
逆平行である場合、散乱は最大限になる。散乱が変化す
ると、ｃｏｓθに比例してスピン・バルブ・センサの抵
抗が変化する。この場合、θはピン止め層と自由層の磁
化間の角度である。スピン・バルブ・センサは、異方性
磁気抵抗（ＡＭＲ）センサよりかなり高い磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）係数を有する。このため、このセンサは、ジャイア
ント磁気抵抗または巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサと呼
ばれることもある。
【０００３】スピン・バルブ・センサを使用する読取り
ヘッド（以下、「スピン・バルブ読取りヘッド」とい
う）を誘導書込みヘッドと組み合わせ、複合ヘッドを形
成することができる。複合ヘッドは、統合ヘッドまたは
ピギーバック・ヘッドのいずれかの構造を有することが
できる。統合ヘッドの単一層は、読取りヘッドのシール
ド及び書込みヘッドの第１の磁極片として機能する。ピ
ギーバック・ヘッドは、書込みヘッドの第１の磁極片と
して機能する個別の層を有する。磁気ディスク・ドライ
ブでは、複合ヘッドの空気ベアリング表面（ＡＢＳ）
は、ディスクに情報を書き込むためにまたはディスクか
ら情報を読み取るために回転ディスクに隣接してサポー
トされている。情報は、書込みヘッドの第１及び第２の
磁極片間のギャップを縁取る磁界によって回転ディスク
に書き込まれる。読取りモードでは、スピン・バルブ・
センサの抵抗は回転ディスクからの磁界の大きさに比例
して変化する。センス電流がスピン・バルブ・センサを
通って伝導すると、抵抗の変化によって電位の変化が発
生し、それが再生信号として検出され処理される。
ヘッド（以下、「スピン・バルブ読取りヘッド」とい
う）を誘導書込みヘッドと組み合わせ、複合ヘッドを形
成することができる。複合ヘッドは、統合ヘッドまたは
ピギーバック・ヘッドのいずれかの構造を有することが
できる。統合ヘッドの単一層は、読取りヘッドのシール
ド及び書込みヘッドの第１の磁極片として機能する。ピ
ギーバック・ヘッドは、書込みヘッドの第１の磁極片と
して機能する個別の層を有する。磁気ディスク・ドライ
ブでは、複合ヘッドの空気ベアリング表面（ＡＢＳ）
は、ディスクに情報を書き込むためにまたはディスクか
ら情報を読み取るために回転ディスクに隣接してサポー
トされている。情報は、書込みヘッドの第１及び第２の
磁極片間のギャップを縁取る磁界によって回転ディスク
に書き込まれる。読取りモードでは、スピン・バルブ・
センサの抵抗は回転ディスクからの磁界の大きさに比例
して変化する。センス電流がスピン・バルブ・センサを
通って伝導すると、抵抗の変化によって電位の変化が発
生し、それが再生信号として検出され処理される。
【０００４】スピン・バルブ・ヘッドの信号対雑音比を
増加するための方式は、コモン・モード雑音除去のため
に差動検出される第１及び第２のスピン・バルブ・セン
サを使用することである。各スピン・バルブ・センサ
は、自由層とピン止め層との間に挟まれた薄い非磁性導
電層を含む。この方式が機能するようにするため、ピン
止め層は互いに逆平行にピン止めしなければならない。
これには、ピン止め層をピン止めする反強磁性層を異な
るブロッキング温度を有する別々の材料で構築しなけれ
ばならない。ブロッキング温度が最も高い反強磁性層を
最初に構築し、次に、最初に構築した反強磁性層の磁気
配向を変えないようにブロッキング温度がそれより低い
反強磁性層を構築する。残念ながら、上記の方式を達成
するために十分異なるブロッキング温度を有する様々な
材料は現在知られていない。
増加するための方式は、コモン・モード雑音除去のため
に差動検出される第１及び第２のスピン・バルブ・セン
サを使用することである。各スピン・バルブ・センサ
は、自由層とピン止め層との間に挟まれた薄い非磁性導
電層を含む。この方式が機能するようにするため、ピン
止め層は互いに逆平行にピン止めしなければならない。
これには、ピン止め層をピン止めする反強磁性層を異な
るブロッキング温度を有する別々の材料で構築しなけれ
ばならない。ブロッキング温度が最も高い反強磁性層を
最初に構築し、次に、最初に構築した反強磁性層の磁気
配向を変えないようにブロッキング温度がそれより低い
反強磁性層を構築する。残念ながら、上記の方式を達成
するために十分異なるブロッキング温度を有する様々な
材料は現在知られていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、印
加した磁界の差動検出のために第１及び第２のスピン・
バルブ・センサを使用するスピン・バルブ読取りヘッド
を提供することにある。
加した磁界の差動検出のために第１及び第２のスピン・
バルブ・センサを使用するスピン・バルブ読取りヘッド
を提供することにある。
【０００６】他の目的は、ほぼ同じブロッキング温度を
有するほぼ同じ材料の第１及び第２の反強磁性層を有す
る第１及び第２のスピン・バルブを使用するスピン・バ
ルブ読取りヘッドを提供することにある。
有するほぼ同じ材料の第１及び第２の反強磁性層を有す
る第１及び第２のスピン・バルブを使用するスピン・バ
ルブ読取りヘッドを提供することにある。
【０００７】他の目的は、コモン・モード除去及び強化
信号出力を行うスピン・バルブ・センサを提供すること
にある。
信号出力を行うスピン・バルブ・センサを提供すること
にある。
【０００８】他の目的は、先行技術のスピン・バルブ読
取りヘッドに比べ、読戻し信号の信号対雑音比を大幅に
改善するスピン・バルブ読取りヘッドを提供することに
ある。
取りヘッドに比べ、読戻し信号の信号対雑音比を大幅に
改善するスピン・バルブ読取りヘッドを提供することに
ある。
【０００９】他の目的は、１０Ｇｂ／インチ2以上の面
密度が可能なスピン・バルブ読取りヘッドを提供するこ
とにある。
密度が可能なスピン・バルブ読取りヘッドを提供するこ
とにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、単一極性の磁
界に反応して反対極性の応答を生成する第１及び第２の
スピン・バルブ・センサを使用するスピン・バルブ構造
を提供する。反対極性応答は、雑音のコモン・モード除
去及び強化複合信号の生成のために差動増幅器によって
処理される。第１及び第２のスピン・バルブ・センサ
は、ギャップ層によって磁気的に分離されている。第１
のスピン・バルブ・センサは第１及び第２のリードと直
列に接続され、第２のスピン・バルブ・センサは第３及
び第４のリードと直列に接続されている。第２及び第４
のリードは電気的に相互接続され、第１及び第３のリー
ドは差動増幅器に接続できるようになっている。第１の
スピン・バルブ・センサは、第１の積層自由層と第１の
強磁性ピン止め層との間に挟まれた第１の非磁性導電ス
ペーサ層を含む。第２のスピン・バルブ・センサは、第
２の積層自由層と第２の強磁性ピン止め層との間に挟ま
れた第２の非磁性導電スペーサ層を含む。第１及び第２
のピン止め層の磁気モーメントの配向は、互いに平行で
しかもスピン・バルブ構造を取り入れた読取りヘッドの
空気ベアリング表面（ＡＢＳ）に対して垂直に、第１及
び第２の反強磁性層によってそれぞれピン止めされる。
界に反応して反対極性の応答を生成する第１及び第２の
スピン・バルブ・センサを使用するスピン・バルブ構造
を提供する。反対極性応答は、雑音のコモン・モード除
去及び強化複合信号の生成のために差動増幅器によって
処理される。第１及び第２のスピン・バルブ・センサ
は、ギャップ層によって磁気的に分離されている。第１
のスピン・バルブ・センサは第１及び第２のリードと直
列に接続され、第２のスピン・バルブ・センサは第３及
び第４のリードと直列に接続されている。第２及び第４
のリードは電気的に相互接続され、第１及び第３のリー
ドは差動増幅器に接続できるようになっている。第１の
スピン・バルブ・センサは、第１の積層自由層と第１の
強磁性ピン止め層との間に挟まれた第１の非磁性導電ス
ペーサ層を含む。第２のスピン・バルブ・センサは、第
２の積層自由層と第２の強磁性ピン止め層との間に挟ま
れた第２の非磁性導電スペーサ層を含む。第１及び第２
のピン止め層の磁気モーメントの配向は、互いに平行で
しかもスピン・バルブ構造を取り入れた読取りヘッドの
空気ベアリング表面（ＡＢＳ）に対して垂直に、第１及
び第２の反強磁性層によってそれぞれピン止めされる。
【００１１】第１の積層自由層は、第１及び第２の強磁
性自由層間に挟まれた非常に薄い第１のルテニウム（Ｒ
ｕ）層を含み、第２の積層自由層は、第３及び第４の強
磁性自由層間に挟まれた非常に薄い第２のルテニウム
（Ｒｕ）層を含む。第１及び第２のルテニウム層のそれ
ぞれはおよそ約４〜１０Åの厚さになっているので、第
１及び第２の自由層は強力に交換結合し、それぞれの磁
気モーメントが互いに逆平行になり、第３及び第４の自
由層は強力に交換結合し、それぞれの磁気モーメントが
互いに逆平行になる。第１、第２、第３、第４の強磁性
自由層の磁気モーメントはＡＢＳに対して平行の向きに
なっている。したがって、磁界が存在すると、第１及び
第２の自由層の磁気モーメントが一緒に回転し、第３及
び第４の自由層の磁気モーメントが一緒に回転する。第
２及び第３の強磁性自由層はそれぞれ第１及び第４の強
磁性自由層より厚いので、第２及び第３の強磁性自由層
の磁気モーメントは磁界に応答して回転し、第１及び第
４の強磁性自由層の磁気モーメントは追随する。
性自由層間に挟まれた非常に薄い第１のルテニウム（Ｒ
ｕ）層を含み、第２の積層自由層は、第３及び第４の強
磁性自由層間に挟まれた非常に薄い第２のルテニウム
（Ｒｕ）層を含む。第１及び第２のルテニウム層のそれ
ぞれはおよそ約４〜１０Åの厚さになっているので、第
１及び第２の自由層は強力に交換結合し、それぞれの磁
気モーメントが互いに逆平行になり、第３及び第４の自
由層は強力に交換結合し、それぞれの磁気モーメントが
互いに逆平行になる。第１、第２、第３、第４の強磁性
自由層の磁気モーメントはＡＢＳに対して平行の向きに
なっている。したがって、磁界が存在すると、第１及び
第２の自由層の磁気モーメントが一緒に回転し、第３及
び第４の自由層の磁気モーメントが一緒に回転する。第
２及び第３の強磁性自由層はそれぞれ第１及び第４の強
磁性自由層より厚いので、第２及び第３の強磁性自由層
の磁気モーメントは磁界に応答して回転し、第１及び第
４の強磁性自由層の磁気モーメントは追随する。
【００１２】第１のスペーサ層は第１のピン止め層と第
２の強磁性自由層との間に挟まれ、第２のスペーサ層は
第２のピン止め層と第４の強磁性自由層との間に挟まれ
ているので、印加した磁界が存在すると、第１のスピン
・バルブの第１のピン止め層と第２の強磁性自由層との
間に第１のスピン・バルブ効果が発生し、第２のスピン
・バルブの第２のピン止め層と第４の強磁性自由層との
間に第２のスピン・バルブ効果が発生する。第１及び第
３の強磁性自由層は、伝導電子の平均自由行程を上回
り、スピン・バルブ効果に貢献しない。上記の通り、第
１及び第２のピン止め層の磁気モーメントの配向は平行
であり、ＡＢＳに対して垂直である。第２及び第４の強
磁性自由層の磁気モーメントの配向は互いに逆平行であ
り、ＡＢＳに対して平行である。したがって、磁界が存
在すると、第２の強磁性自由層の磁気モーメントは第１
のピン止め層の磁気モーメントに対して一方向に回転
し、第４の強磁性自由層の磁気モーメントは第２のピン
止め層の磁気モーメントに対して反対方向に回転する。
その結果、第１のスピン・バルブは一方の極性の応答信
号を生成し、第２のスピン・バルブは反対極性の応答信
号を生成する。次にこれらの応答信号は、コモン・モー
ド除去及び強化信号出力のために差動増幅器によって処
理される。上記の配置では、第１及び第２の反強磁性層
は同じブロッキング温度を有する同じ材料でできてい
る。第１及び第２の積層自由層については、本出願人に
譲渡された米国特許第５４０８３７７号に十分記載され
ている。この積層自由層は、大きさが等しくない逆平行
磁化を備えた複数の層の組合せなので、一般に「合成フ
ェリ磁性体（synthetic ferrimagnet）」という。
２の強磁性自由層との間に挟まれ、第２のスペーサ層は
第２のピン止め層と第４の強磁性自由層との間に挟まれ
ているので、印加した磁界が存在すると、第１のスピン
・バルブの第１のピン止め層と第２の強磁性自由層との
間に第１のスピン・バルブ効果が発生し、第２のスピン
・バルブの第２のピン止め層と第４の強磁性自由層との
間に第２のスピン・バルブ効果が発生する。第１及び第
３の強磁性自由層は、伝導電子の平均自由行程を上回
り、スピン・バルブ効果に貢献しない。上記の通り、第
１及び第２のピン止め層の磁気モーメントの配向は平行
であり、ＡＢＳに対して垂直である。第２及び第４の強
磁性自由層の磁気モーメントの配向は互いに逆平行であ
り、ＡＢＳに対して平行である。したがって、磁界が存
在すると、第２の強磁性自由層の磁気モーメントは第１
のピン止め層の磁気モーメントに対して一方向に回転
し、第４の強磁性自由層の磁気モーメントは第２のピン
止め層の磁気モーメントに対して反対方向に回転する。
その結果、第１のスピン・バルブは一方の極性の応答信
号を生成し、第２のスピン・バルブは反対極性の応答信
号を生成する。次にこれらの応答信号は、コモン・モー
ド除去及び強化信号出力のために差動増幅器によって処
理される。上記の配置では、第１及び第２の反強磁性層
は同じブロッキング温度を有する同じ材料でできてい
る。第１及び第２の積層自由層については、本出願人に
譲渡された米国特許第５４０８３７７号に十分記載され
ている。この積層自由層は、大きさが等しくない逆平行
磁化を備えた複数の層の組合せなので、一般に「合成フ
ェリ磁性体（synthetic ferrimagnet）」という。
【００１３】本発明の上記その他の目的及び利点は、添
付図面とともに以下の説明を読むとより明らかになるだ
ろう。
付図面とともに以下の説明を読むとより明らかになるだ
ろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照するが、複
数の図面で使用する同じ参照番号は同じ部分または同様
の部分を示し、図１、図２、図３には磁気ディスク・ド
ライブ３０が示されている。ドライブ３０は、磁気ディ
スク３４をサポートし回転するスピンドル３２を含む。
スピンドル３２はモータ３６によって回転し、このモー
タはモータ・コントローラ３８によって制御される。磁
気ヘッド４０は、記録及び読取り用の統合ＭＲヘッドに
することができるが、スライダ４２上に取り付けられ、
このスライダはサスペンション４３及びアクチュエータ
・アーム４４によってサポートされている。図３に示す
ように、大容量直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）では
複数のディスク、スライダ、サスペンションを使用する
ことができる。サスペンション４３とアクチュエータ・
アーム４４は、磁気ディスク３４の表面と変換関係にな
るように磁気ヘッド４０を配置するようにスライダ４２
を位置決めする。ディスク３４がモータ３６によって回
転すると、スライダ４２は空気ベアリング表面（ＡＢ
Ｓ）４６によって空気（空気ベアリング）の薄い（通常
は０．０７５μｍ）クッション上にサポートされる。次
に、ディスクの表面上の複数の環状トラックに情報を書
き込むためならびにそこから情報を読み取るために、磁
気ヘッド４０を使用する。処理回路４８は、前記情報を
表す信号をヘッド４０と交換し、モータ駆動信号を出力
し、スライダ４２を様々なトラックに移動させるための
制御信号を出力する。
数の図面で使用する同じ参照番号は同じ部分または同様
の部分を示し、図１、図２、図３には磁気ディスク・ド
ライブ３０が示されている。ドライブ３０は、磁気ディ
スク３４をサポートし回転するスピンドル３２を含む。
スピンドル３２はモータ３６によって回転し、このモー
タはモータ・コントローラ３８によって制御される。磁
気ヘッド４０は、記録及び読取り用の統合ＭＲヘッドに
することができるが、スライダ４２上に取り付けられ、
このスライダはサスペンション４３及びアクチュエータ
・アーム４４によってサポートされている。図３に示す
ように、大容量直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）では
複数のディスク、スライダ、サスペンションを使用する
ことができる。サスペンション４３とアクチュエータ・
アーム４４は、磁気ディスク３４の表面と変換関係にな
るように磁気ヘッド４０を配置するようにスライダ４２
を位置決めする。ディスク３４がモータ３６によって回
転すると、スライダ４２は空気ベアリング表面（ＡＢ
Ｓ）４６によって空気（空気ベアリング）の薄い（通常
は０．０７５μｍ）クッション上にサポートされる。次
に、ディスクの表面上の複数の環状トラックに情報を書
き込むためならびにそこから情報を読み取るために、磁
気ヘッド４０を使用する。処理回路４８は、前記情報を
表す信号をヘッド４０と交換し、モータ駆動信号を出力
し、スライダ４２を様々なトラックに移動させるための
制御信号を出力する。
【００１５】図４は、書込みヘッド部分と読取りヘッド
部分とを有する統合ＭＲヘッド５０の側面断面図であ
り、読取りヘッド部分は本発明による２重（デュアル）
スピン・バルブＭＲセンサ５２を取り入れたセンサ構造
を使用する。ＭＲヘッド５２は第１及び第２のギャップ
層５４と５６との間に挟まれ、第１及び第２のギャップ
層は第１及び第２のシールド層５８と６０との間に挟ま
れている。外部磁界に応答して、ＭＲセンサ５２の抵抗
が変化する。センサを通って伝導されたセンス電流によ
り、このような変化が電位の変化として明らかになる。
このような電位の変化は、図３に示す処理回路４８によ
って処理される。
部分とを有する統合ＭＲヘッド５０の側面断面図であ
り、読取りヘッド部分は本発明による２重（デュアル）
スピン・バルブＭＲセンサ５２を取り入れたセンサ構造
を使用する。ＭＲヘッド５２は第１及び第２のギャップ
層５４と５６との間に挟まれ、第１及び第２のギャップ
層は第１及び第２のシールド層５８と６０との間に挟ま
れている。外部磁界に応答して、ＭＲセンサ５２の抵抗
が変化する。センサを通って伝導されたセンス電流によ
り、このような変化が電位の変化として明らかになる。
このような電位の変化は、図３に示す処理回路４８によ
って処理される。
【００１６】ヘッドの書込みヘッド部分は、第１及び第
２の絶縁層６６と６８との間に挟まれたコイル層６４を
含む。第３の絶縁層７０を使用してヘッドを平面化し、
コイル層６４によって発生する第２の絶縁層のリプルを
除去することができる。コイル層６４と、第１、第２、
第３の絶縁層６６、６８、７０は、第１及び第２の磁極
片層７２と７４との間に挟まれている。第１及び第２の
磁極片層７２と７４は、ＡＢＳの書込みギャップ層７６
によって分離され、ＡＢＳから間隔をおいた後部ギャッ
プ（図示せず）で電磁結合される。図２に示す通り、第
１及び第２のはんだ接続部８０及び８２はＭＲセンサ５
２からのリード（図示せず）をサスペンション４３上の
リード（図示せず）に接続し、第３及び第４のはんだ接
続部８４及び８６はコイル６４からのリード（図示せ
ず）をサスペンション上のリード（図示せず）に接続す
る。
２の絶縁層６６と６８との間に挟まれたコイル層６４を
含む。第３の絶縁層７０を使用してヘッドを平面化し、
コイル層６４によって発生する第２の絶縁層のリプルを
除去することができる。コイル層６４と、第１、第２、
第３の絶縁層６６、６８、７０は、第１及び第２の磁極
片層７２と７４との間に挟まれている。第１及び第２の
磁極片層７２と７４は、ＡＢＳの書込みギャップ層７６
によって分離され、ＡＢＳから間隔をおいた後部ギャッ
プ（図示せず）で電磁結合される。図２に示す通り、第
１及び第２のはんだ接続部８０及び８２はＭＲセンサ５
２からのリード（図示せず）をサスペンション４３上の
リード（図示せず）に接続し、第３及び第４のはんだ接
続部８４及び８６はコイル６４からのリード（図示せ
ず）をサスペンション上のリード（図示せず）に接続す
る。
【００１７】図７は、以下に記載する本発明の２重スピ
ン・バルブ・センサ５２の背景として説明する磁気抵抗
（ＭＲ）スピン・バルブ・センサの先行技術の実施例１
００を示している。ＭＲセンサ１００は、自由層１０２
とピン止め層１０４である第１及び第２の強磁性層を有
する。非磁性導電スペーサ層１０６は、自由層１０２と
ピン止め層１０４との間に挟まれている。反強磁性（Ａ
ＦＭ）層１０８はピン止め層１０４のフィルム表面と境
界を接するフィルム表面を有するので、ピン止め層１０
４の磁化１１０は反強磁性層１０８との交換結合によ
り、ＡＢＳに対して垂直など、所定の方向にピン止めさ
れる。自由層１０２は、回転ディスクからの磁界信号の
影響を受けて自由に回転できる磁化１１１を有する。自
由層１０２とピン止め層１０４は通常、パーマロイ（Ｎ
ｉＦｅ）で作られ、スペーサ層１０６は通常、銅で作ら
れる。反強磁性層１０８はＮｉＭｎとＦｅＭｎからなる
グループから選択した材料で作ることができる。第１及
び第２のリード１１２及び１１４は、リード間の間隔が
読取りヘッドのトラック幅を定義するように、連続接合
部などの適当な手段によってセンサ１００に電気接続さ
れている。センス電流源１１８は、スピン・バルブ・セ
ンサを通って伝導されるセンス電流（Ｉs）を供給する
ために第１及び第２のリード１１２及び１１４に電気接
続されている。センス電流源１１８と並列の感知回路１
２０は、図１に示す回転ディスク３４によってスピン・
バルブ・センサ内に磁界信号を誘導したときのスピン・
バルブ・センサ１００における電位の変化を感知するた
めのものである。センス電流源１１８と感知回路１２０
は図３の処理回路４８の一部である。
ン・バルブ・センサ５２の背景として説明する磁気抵抗
（ＭＲ）スピン・バルブ・センサの先行技術の実施例１
００を示している。ＭＲセンサ１００は、自由層１０２
とピン止め層１０４である第１及び第２の強磁性層を有
する。非磁性導電スペーサ層１０６は、自由層１０２と
ピン止め層１０４との間に挟まれている。反強磁性（Ａ
ＦＭ）層１０８はピン止め層１０４のフィルム表面と境
界を接するフィルム表面を有するので、ピン止め層１０
４の磁化１１０は反強磁性層１０８との交換結合によ
り、ＡＢＳに対して垂直など、所定の方向にピン止めさ
れる。自由層１０２は、回転ディスクからの磁界信号の
影響を受けて自由に回転できる磁化１１１を有する。自
由層１０２とピン止め層１０４は通常、パーマロイ（Ｎ
ｉＦｅ）で作られ、スペーサ層１０６は通常、銅で作ら
れる。反強磁性層１０８はＮｉＭｎとＦｅＭｎからなる
グループから選択した材料で作ることができる。第１及
び第２のリード１１２及び１１４は、リード間の間隔が
読取りヘッドのトラック幅を定義するように、連続接合
部などの適当な手段によってセンサ１００に電気接続さ
れている。センス電流源１１８は、スピン・バルブ・セ
ンサを通って伝導されるセンス電流（Ｉs）を供給する
ために第１及び第２のリード１１２及び１１４に電気接
続されている。センス電流源１１８と並列の感知回路１
２０は、図１に示す回転ディスク３４によってスピン・
バルブ・センサ内に磁界信号を誘導したときのスピン・
バルブ・センサ１００における電位の変化を感知するた
めのものである。センス電流源１１８と感知回路１２０
は図３の処理回路４８の一部である。
【００１８】層１０２、１０４、１０６、１０８のそれ
ぞれは、第１及び第２のリード１１２と１１４との間の
センス電流の一部分を伝導する。スピン・バルブ・セン
サの動作の重要なパラメータは、スペーサ層１０６が第
１及び第２のリード１１２と１１４との間を流れる伝導
電子の平均自由行程より小さい厚さを有することであ
る。電子散乱の度合いは、自由層１０２の磁化１１１と
ピン止め層１０４の磁化１１０との相対角度によって決
まるが、センス電流Ｉsに対するＭＲセンサの抵抗を決
定する。最大散乱とそれに対応する最大抵抗は、磁化１
１０と１１１が逆平行であるときに発生し、最小散乱と
それに対応する最小抵抗は、磁化１１０と１１１が互い
に平行であるときに発生する。自由層１０２の磁化１１
１は、通常、ＡＢＳに対して平行に配向されるので、回
転ディスクから正と負の磁界信号を受け取ると、磁化１
１１は上向きまたは下向きに回転し、センサの抵抗を増
加または減少させる。これは、ピン止め層１０４の磁化
１１０がＡＢＳに向かうのではなくＡＢＳから離れる向
きに配向されている場合、反対の状況になるはずであ
る。
ぞれは、第１及び第２のリード１１２と１１４との間の
センス電流の一部分を伝導する。スピン・バルブ・セン
サの動作の重要なパラメータは、スペーサ層１０６が第
１及び第２のリード１１２と１１４との間を流れる伝導
電子の平均自由行程より小さい厚さを有することであ
る。電子散乱の度合いは、自由層１０２の磁化１１１と
ピン止め層１０４の磁化１１０との相対角度によって決
まるが、センス電流Ｉsに対するＭＲセンサの抵抗を決
定する。最大散乱とそれに対応する最大抵抗は、磁化１
１０と１１１が逆平行であるときに発生し、最小散乱と
それに対応する最小抵抗は、磁化１１０と１１１が互い
に平行であるときに発生する。自由層１０２の磁化１１
１は、通常、ＡＢＳに対して平行に配向されるので、回
転ディスクから正と負の磁界信号を受け取ると、磁化１
１１は上向きまたは下向きに回転し、センサの抵抗を増
加または減少させる。これは、ピン止め層１０４の磁化
１１０がＡＢＳに向かうのではなくＡＢＳから離れる向
きに配向されている場合、反対の状況になるはずであ
る。
【００１９】スペーサ層１０６が薄く、ピン止め層１０
４との境界でその層が粗いため、強磁性結合ＨFCが発生
し、これがピン止め層１０４によって自由層１０２に誘
導される。自由層１０２に作用するもう１つの磁界はピ
ン止め層１０４からの減磁磁界であり、これが自由層上
に誘導減磁磁界ＨDEMAGを引き起こす。これは、スピン
・バルブ・センサが図４に示すように第１及び第２のシ
ールド層５８と６０との間にセンタリングされたとき
に、通常、およそ５１Ｏｅになる。層１０２、１０４、
１０６の厚さとセンス電流Ｉsの量を適切に制御するこ
とにより、実質的に互いに相殺するために前述の磁界を
作ることができるので、読取りヘッドが静止状態のとき
に（センス電流はあるが印加された信号はない）、図７
に示すように、自由層の磁気モーメント１１１がＡＢＳ
と平行になる。
４との境界でその層が粗いため、強磁性結合ＨFCが発生
し、これがピン止め層１０４によって自由層１０２に誘
導される。自由層１０２に作用するもう１つの磁界はピ
ン止め層１０４からの減磁磁界であり、これが自由層上
に誘導減磁磁界ＨDEMAGを引き起こす。これは、スピン
・バルブ・センサが図４に示すように第１及び第２のシ
ールド層５８と６０との間にセンタリングされたとき
に、通常、およそ５１Ｏｅになる。層１０２、１０４、
１０６の厚さとセンス電流Ｉsの量を適切に制御するこ
とにより、実質的に互いに相殺するために前述の磁界を
作ることができるので、読取りヘッドが静止状態のとき
に（センス電流はあるが印加された信号はない）、図７
に示すように、自由層の磁気モーメント１１１がＡＢＳ
と平行になる。
【００２０】図７に示す先行技術のスピン・バルブ・セ
ンサ１００の問題は、センサが拾い上げる雑音が信号と
ともに処理されることである。信号対雑音比（ＳＮＲ）
を高めるためにこの雑音を低減または除去することがで
きれば、望ましいはずである。１対の先行技術のセンサ
１００を適切に使用できれば、雑音はコモン・モード雑
音除去によって除去できるはずである。この１対の先行
技術のセンサは、一方の極性の磁界に応答して反対極性
の信号を生成するために必要になるはずである。応答信
号は、コモン・モード雑音を除去し、それによりＳＮＲ
を高めるために、差動増幅器によって処理されるはずで
ある。ピン止め層は、そのうちの１つを図７の１０４に
示すが、互いに逆平行にピン止めする必要があると思わ
れる。このため、そのうちの１つを図７の１０８に示す
反強磁性層は、互いに１８０°位相が外れた磁気配向に
よって設定しなければならないはずである。
ンサ１００の問題は、センサが拾い上げる雑音が信号と
ともに処理されることである。信号対雑音比（ＳＮＲ）
を高めるためにこの雑音を低減または除去することがで
きれば、望ましいはずである。１対の先行技術のセンサ
１００を適切に使用できれば、雑音はコモン・モード雑
音除去によって除去できるはずである。この１対の先行
技術のセンサは、一方の極性の磁界に応答して反対極性
の信号を生成するために必要になるはずである。応答信
号は、コモン・モード雑音を除去し、それによりＳＮＲ
を高めるために、差動増幅器によって処理されるはずで
ある。ピン止め層は、そのうちの１つを図７の１０４に
示すが、互いに逆平行にピン止めする必要があると思わ
れる。このため、そのうちの１つを図７の１０８に示す
反強磁性層は、互いに１８０°位相が外れた磁気配向に
よって設定しなければならないはずである。
【００２１】製作中、加熱フェーズ中に所望の方向に層
に磁界を印加することにより、磁化の配向の設定を行
う。たとえば、反強磁性層がＦｅＭｎである場合、その
磁気配向は、層を２００℃まで加熱することによる製作
中に確立されるはずであり、それは所望の方向の磁界に
さらされる。この２００°のレベルは、ＦｅＭｎのブロ
ッキング温度という。２つの反強磁性層が同じ材料でで
きている場合、その磁化を互いに逆平行に配向すること
は不可能であると思われる。どちらの反強磁性層も同じ
温度と同じ磁界にさらされる。したがって、反強磁性層
が、その磁気配向を互いに逆平行に確立できるように十
分異なるブロッキング温度を有するのであれば、望まし
いはずである。十分異なるブロッキング温度を有するこ
のような１対の強磁性層は現在、存在が知られていな
い。したがって、コモン・モード雑音除去は、スピン・
バルブ読取りヘッドにとっては望ましい機能であるが、
その強磁性層に必要な材料が欠如しているので達成不能
であった。
に磁界を印加することにより、磁化の配向の設定を行
う。たとえば、反強磁性層がＦｅＭｎである場合、その
磁気配向は、層を２００℃まで加熱することによる製作
中に確立されるはずであり、それは所望の方向の磁界に
さらされる。この２００°のレベルは、ＦｅＭｎのブロ
ッキング温度という。２つの反強磁性層が同じ材料でで
きている場合、その磁化を互いに逆平行に配向すること
は不可能であると思われる。どちらの反強磁性層も同じ
温度と同じ磁界にさらされる。したがって、反強磁性層
が、その磁気配向を互いに逆平行に確立できるように十
分異なるブロッキング温度を有するのであれば、望まし
いはずである。十分異なるブロッキング温度を有するこ
のような１対の強磁性層は現在、存在が知られていな
い。したがって、コモン・モード雑音除去は、スピン・
バルブ読取りヘッドにとっては望ましい機能であるが、
その強磁性層に必要な材料が欠如しているので達成不能
であった。
【００２２】図４、図５、図６に示すように、本発明の
スピン・バルブ読取りヘッド５２は、Ａｌ2Ｏ3などのギ
ャップまたは絶縁層１３４によって分離される第１及び
第２のスピン・バルブ・センサ１３０及び１３２を使用
する。図６に示すように、第１のスピン・バルブ・セン
サ１３０は第１及び第２のリード１３６及び１３８と直
列に接続され、第２のスピン・バルブ・センサ１３２は
第３及び第４のリード１４０及び１４２と直列に接続さ
れている。接続のタイプは、図６に示すように、連続接
合部にすることができる。リード１３８及び１４２はア
ースに相互接続することができ、リード１３６及び１４
０は第１及び第２のキャパシタ１４６及び１４８により
差動増幅器１４４を越えて接続することができる。第１
及び第２のセンス電流源１５０及び１５２は第２及び第
４のリード１３６及び１４０にそれぞれ接続されるの
で、センス電流Ｉsはそれぞれのスピン・バルブ・セン
サ１３０及び１３２を通ってアースに伝導される。好ま
しい実施例では、センス電流Ｉsは等しく、第１及び第
２のセンサ１３０及び１３２の抵抗は静止状態（センス
電流なし）のときに等しくなる。スピン・バルブ・セン
サ１３０及び１３２は反対極性を有する応答信号を生成
するように構成されているので、コモン・モード雑音除
去を達成するために応答信号を差動増幅器１４４によっ
て差別的に処理することができる。差動増幅器１４４は
図３に示す処理回路４８の一部である。スピン・バルブ
・センサ１３０及び１３２によって生成され１８０°位
相が外れた応答信号は差動増幅器１４４によって加算さ
れ、コモン・モード雑音は打ち消される。
スピン・バルブ読取りヘッド５２は、Ａｌ2Ｏ3などのギ
ャップまたは絶縁層１３４によって分離される第１及び
第２のスピン・バルブ・センサ１３０及び１３２を使用
する。図６に示すように、第１のスピン・バルブ・セン
サ１３０は第１及び第２のリード１３６及び１３８と直
列に接続され、第２のスピン・バルブ・センサ１３２は
第３及び第４のリード１４０及び１４２と直列に接続さ
れている。接続のタイプは、図６に示すように、連続接
合部にすることができる。リード１３８及び１４２はア
ースに相互接続することができ、リード１３６及び１４
０は第１及び第２のキャパシタ１４６及び１４８により
差動増幅器１４４を越えて接続することができる。第１
及び第２のセンス電流源１５０及び１５２は第２及び第
４のリード１３６及び１４０にそれぞれ接続されるの
で、センス電流Ｉsはそれぞれのスピン・バルブ・セン
サ１３０及び１３２を通ってアースに伝導される。好ま
しい実施例では、センス電流Ｉsは等しく、第１及び第
２のセンサ１３０及び１３２の抵抗は静止状態（センス
電流なし）のときに等しくなる。スピン・バルブ・セン
サ１３０及び１３２は反対極性を有する応答信号を生成
するように構成されているので、コモン・モード雑音除
去を達成するために応答信号を差動増幅器１４４によっ
て差別的に処理することができる。差動増幅器１４４は
図３に示す処理回路４８の一部である。スピン・バルブ
・センサ１３０及び１３２によって生成され１８０°位
相が外れた応答信号は差動増幅器１４４によって加算さ
れ、コモン・モード雑音は打ち消される。
【００２３】スピン・バルブ・センサ１３０は、ピン止
め層１５６と積層自由層１５８との間に挟まれた第１の
薄いスペーサ層１５４を含む。スピン・バルブ・センサ
１３２は、ピン止め層１６２と積層自由層１６４との間
に挟まれた薄いスペーサ層１６０を含む。スピン・バル
ブ・センサ１３０は、矢印１６８が示すように交換結合
によりその磁気配向を紙面の奥に向かってピン止めする
ためにピン止め層１５６との境界になる反強磁性層（Ａ
ＦＭ）１６６をさらに含む。同様に、スピン・バルブ・
センサ１３２は、矢印１７２が示すように交換結合によ
りそのピン止め層の磁化を紙面の奥に向かって配向する
ためにピン止め層１６２との境界になる反強磁性層（Ａ
ＦＭ）１７０を含む。本発明では、反強磁性層１６６及
び１７０は、同じブロッキング温度を有するＦｅＭｎな
どの同じ材料で構築されているので、磁気配向１６８及
び１７２は互いに平行になり、好ましくはＡＢＳに対し
て垂直になる。必要であれば、任意で、磁気配向１６８
及び１７２を紙面の外に向けることもできる。この配置
では、紙面の外に向けられた磁界の下で反強磁性層１６
６及び１７０を２００℃の熱にさらすことにより、反強
磁性層１６６及び１７０の磁気配向が製作中に確立され
る。
め層１５６と積層自由層１５８との間に挟まれた第１の
薄いスペーサ層１５４を含む。スピン・バルブ・センサ
１３２は、ピン止め層１６２と積層自由層１６４との間
に挟まれた薄いスペーサ層１６０を含む。スピン・バル
ブ・センサ１３０は、矢印１６８が示すように交換結合
によりその磁気配向を紙面の奥に向かってピン止めする
ためにピン止め層１５６との境界になる反強磁性層（Ａ
ＦＭ）１６６をさらに含む。同様に、スピン・バルブ・
センサ１３２は、矢印１７２が示すように交換結合によ
りそのピン止め層の磁化を紙面の奥に向かって配向する
ためにピン止め層１６２との境界になる反強磁性層（Ａ
ＦＭ）１７０を含む。本発明では、反強磁性層１６６及
び１７０は、同じブロッキング温度を有するＦｅＭｎな
どの同じ材料で構築されているので、磁気配向１６８及
び１７２は互いに平行になり、好ましくはＡＢＳに対し
て垂直になる。必要であれば、任意で、磁気配向１６８
及び１７２を紙面の外に向けることもできる。この配置
では、紙面の外に向けられた磁界の下で反強磁性層１６
６及び１７０を２００℃の熱にさらすことにより、反強
磁性層１６６及び１７０の磁気配向が製作中に確立され
る。
【００２４】積層自由層１５８は、第１及び第２の強磁
性自由層１７６と１７８との間に挟まれた非常に薄いル
テニウム（Ｒｕ）層１７４を含む。積層自由層１６４
は、第３及び第４の強磁性自由層１８２と１８４との間
に挟まれた非常に薄いルテニウム（Ｒｕ）層１８０を含
む。ルテニウム層１７４及び１８０は４Å〜１０Åの範
囲の厚さを有する。第１及び第２の強磁性自由層１７６
と１７８との間ならびに強磁性自由層１８２と１８４と
の間には強い交換結合が存在する。以下に記載する目的
の場合、第２の強磁性自由層１７８が第１の強磁性自由
層１７６より厚く、第３の強磁性自由層１８２が第４の
強磁性自由層１８４より厚いことが重要である。
性自由層１７６と１７８との間に挟まれた非常に薄いル
テニウム（Ｒｕ）層１７４を含む。積層自由層１６４
は、第３及び第４の強磁性自由層１８２と１８４との間
に挟まれた非常に薄いルテニウム（Ｒｕ）層１８０を含
む。ルテニウム層１７４及び１８０は４Å〜１０Åの範
囲の厚さを有する。第１及び第２の強磁性自由層１７６
と１７８との間ならびに強磁性自由層１８２と１８４と
の間には強い交換結合が存在する。以下に記載する目的
の場合、第２の強磁性自由層１７８が第１の強磁性自由
層１７６より厚く、第３の強磁性自由層１８２が第４の
強磁性自由層１８４より厚いことが重要である。
【００２５】製作中、第２及び第３の強磁性自由層１７
８及び１８２の磁気モーメントの配向は、磁気モーメン
ト１８６及び１８８が示すように、互いに平行でＡＢＳ
に対して平行な同じ方向に位置合せされる。このような
磁気モーメントは、任意で反対方向に位置合せすること
もできる。第２の強磁性自由層１７８は第１の強磁性自
由層１７６に交換結合された反強磁性体なので、第１の
強磁性自由層１７６の磁気モーメント１９０は磁気モー
メント１８６に対して逆平行である。同様に、第３の強
磁性自由層１８２は第４の強磁性自由層１８４に交換結
合された反強磁性体なので、第４の強磁性自由層の磁気
モーメント１９２は第３の強磁性自由層の磁気モーメン
ト１８８に対して逆平行である。読取りヘッド５２が静
止状態の場合、すなわち、センス電流の伝導中である
が、信号は印加されていない場合、自由層の磁気配向は
１８６、１８８、１９０、１９２に示す通りになる。回
転ディスクからの磁界信号によって励起すると、これら
の磁気モーメントはピン止め層１５６及び１６２の固定
磁気モーメント１６８及び１７２に対して相対的に回転
する。第１のスピン・バルブ１３０のスピン・バルブ効
果は第２の強磁性自由層１７８の磁気モーメント１８６
とピン止め層１５６の磁気モーメント１６８との相対回
転間でのみ発生する。第１の自由層１７６はセンス電流
の伝導電子の平均自由行程の外側で回転するので、その
磁気モーメント１９０の回転はスピン・バルブ効果に対
して一切影響を及ぼさない。同様に、スピン・バルブ・
センサ１３２のスピン・バルブ効果を引き起こすのは、
ピン止め層１６２の磁気モーメント１７２に対する第４
の強磁性自由層１８４の磁気モーメント１９２の回転で
ある。同様に、第３の強磁性自由層１８２はセンス電流
の伝導電子の平均自由行程を上回るので、その磁気モー
メント１８８の回転はスピン・バルブ効果に対して一切
影響を及ぼさない。
８及び１８２の磁気モーメントの配向は、磁気モーメン
ト１８６及び１８８が示すように、互いに平行でＡＢＳ
に対して平行な同じ方向に位置合せされる。このような
磁気モーメントは、任意で反対方向に位置合せすること
もできる。第２の強磁性自由層１７８は第１の強磁性自
由層１７６に交換結合された反強磁性体なので、第１の
強磁性自由層１７６の磁気モーメント１９０は磁気モー
メント１８６に対して逆平行である。同様に、第３の強
磁性自由層１８２は第４の強磁性自由層１８４に交換結
合された反強磁性体なので、第４の強磁性自由層の磁気
モーメント１９２は第３の強磁性自由層の磁気モーメン
ト１８８に対して逆平行である。読取りヘッド５２が静
止状態の場合、すなわち、センス電流の伝導中である
が、信号は印加されていない場合、自由層の磁気配向は
１８６、１８８、１９０、１９２に示す通りになる。回
転ディスクからの磁界信号によって励起すると、これら
の磁気モーメントはピン止め層１５６及び１６２の固定
磁気モーメント１６８及び１７２に対して相対的に回転
する。第１のスピン・バルブ１３０のスピン・バルブ効
果は第２の強磁性自由層１７８の磁気モーメント１８６
とピン止め層１５６の磁気モーメント１６８との相対回
転間でのみ発生する。第１の自由層１７６はセンス電流
の伝導電子の平均自由行程の外側で回転するので、その
磁気モーメント１９０の回転はスピン・バルブ効果に対
して一切影響を及ぼさない。同様に、スピン・バルブ・
センサ１３２のスピン・バルブ効果を引き起こすのは、
ピン止め層１６２の磁気モーメント１７２に対する第４
の強磁性自由層１８４の磁気モーメント１９２の回転で
ある。同様に、第３の強磁性自由層１８２はセンス電流
の伝導電子の平均自由行程を上回るので、その磁気モー
メント１８８の回転はスピン・バルブ効果に対して一切
影響を及ぼさない。
【００２６】回転ディスクからの磁界を検出すると、厚
い方の自由層１７８及び１８２は同じ方向に回転する。
薄い方の強磁性自由層１７６及び１８４は厚い方の層１
７８及び１８２に対して強く交換結合しているので、そ
の磁気モーメント１９０及び１９２は磁気モーメント１
８６及び１８８にそれぞれ追随する。各スピン・バルブ
・センサの厚い層と薄い層との交換結合の力はおよそ１
０，０００Ｏｅである。Ｆ１はＦ２に対してしっかり逆
平行結合し、同様にＦ３はＦ４に対してしっかり逆平行
結合している。これらの層は、磁界に応答しながら、逆
平行磁化配向を維持する。磁界が紙面の奥に向かって向
けられていると想定すると、第２の強磁性自由層１７８
の磁気モーメント１８６は矢印１９４が示すように、飽
和状態になるように紙面の奥に向かって回転する。第２
の強磁性自由層の磁気モーメント１９４がピン止め層１
５６の磁気モーメント１６８と平行であると、スピン・
バルブ・センサ１３０の抵抗が最小になる。強磁性自由
層１７６の磁気モーメント１９０は、矢印１９６が示す
ように、第２の強磁性自由層１７８の磁気モーメント１
８６に対して反対方向に回転する。同様に、紙面の奥に
向かって信号が印加されると、第３の強磁性自由層１８
２の磁気モーメント１８８は、矢印１９８が示すよう
に、飽和状態になるように紙面の奥に向かって回転す
る。第４の強磁性自由層１８４の磁気モーメント１９２
は、矢印２００が示すように、紙面の外側に回転する。
第４の強磁性自由層の磁気モーメント２００は紙面の外
へ向かい、ピン止め層１６２の磁気モーメント１７２は
紙面の奥に向かうので、これらは逆平行であり、スピン
・バルブ・センサ１３２の抵抗はセンス電流に対して最
大になる。回転ディスクからの磁界信号が紙面の奥では
なく紙面の外に向かっている場合、矢印１９４、１９
６、１９８、２００は方向が逆になるはずである。
い方の自由層１７８及び１８２は同じ方向に回転する。
薄い方の強磁性自由層１７６及び１８４は厚い方の層１
７８及び１８２に対して強く交換結合しているので、そ
の磁気モーメント１９０及び１９２は磁気モーメント１
８６及び１８８にそれぞれ追随する。各スピン・バルブ
・センサの厚い層と薄い層との交換結合の力はおよそ１
０，０００Ｏｅである。Ｆ１はＦ２に対してしっかり逆
平行結合し、同様にＦ３はＦ４に対してしっかり逆平行
結合している。これらの層は、磁界に応答しながら、逆
平行磁化配向を維持する。磁界が紙面の奥に向かって向
けられていると想定すると、第２の強磁性自由層１７８
の磁気モーメント１８６は矢印１９４が示すように、飽
和状態になるように紙面の奥に向かって回転する。第２
の強磁性自由層の磁気モーメント１９４がピン止め層１
５６の磁気モーメント１６８と平行であると、スピン・
バルブ・センサ１３０の抵抗が最小になる。強磁性自由
層１７６の磁気モーメント１９０は、矢印１９６が示す
ように、第２の強磁性自由層１７８の磁気モーメント１
８６に対して反対方向に回転する。同様に、紙面の奥に
向かって信号が印加されると、第３の強磁性自由層１８
２の磁気モーメント１８８は、矢印１９８が示すよう
に、飽和状態になるように紙面の奥に向かって回転す
る。第４の強磁性自由層１８４の磁気モーメント１９２
は、矢印２００が示すように、紙面の外側に回転する。
第４の強磁性自由層の磁気モーメント２００は紙面の外
へ向かい、ピン止め層１６２の磁気モーメント１７２は
紙面の奥に向かうので、これらは逆平行であり、スピン
・バルブ・センサ１３２の抵抗はセンス電流に対して最
大になる。回転ディスクからの磁界信号が紙面の奥では
なく紙面の外に向かっている場合、矢印１９４、１９
６、１９８、２００は方向が逆になるはずである。
【００２７】したがって、スピン・バルブ読取りヘッド
５２が一方の極性の磁界にさらされると、スピン・バル
ブ・センサ１３０は一方の極性の応答信号を生成し、ス
ピン・バルブ・センサ１３２は反対極性の第２の信号を
生成する。これらの応答信号は互いに１８０°位相が外
れており、差動増幅器１４４によって差別的に検出され
るが、この差動増幅器は応答信号を合成し、コモン・モ
ード雑音除去のためにセンサが拾い上げた雑音のない強
化応答信号を生成する。積層自由層１５８及び１６４に
ついては、本出願人に譲渡された米国特許第５４０８３
７７号に記載されている。本発明では、反強磁性層１６
６及び１７０は、同じ材料で構築し、製作中にその磁気
配向を同時に設定することができる。
５２が一方の極性の磁界にさらされると、スピン・バル
ブ・センサ１３０は一方の極性の応答信号を生成し、ス
ピン・バルブ・センサ１３２は反対極性の第２の信号を
生成する。これらの応答信号は互いに１８０°位相が外
れており、差動増幅器１４４によって差別的に検出され
るが、この差動増幅器は応答信号を合成し、コモン・モ
ード雑音除去のためにセンサが拾い上げた雑音のない強
化応答信号を生成する。積層自由層１５８及び１６４に
ついては、本出願人に譲渡された米国特許第５４０８３
７７号に記載されている。本発明では、反強磁性層１６
６及び１７０は、同じ材料で構築し、製作中にその磁気
配向を同時に設定することができる。
【００２８】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００２９】（１）空気ベアリング表面（ＡＢＳ）を備
えたＭＲ読取りヘッドにおいて、磁界に反応して反対の
極性を有する応答を生成する第１及び第２のスピン・バ
ルブ・センサと、第１及び第２のスピン・バルブ・セン
サ間に挟まれたギャップ層と、第１のスピン・バルブ・
センサに直列に接続された第１及び第２のリードと、第
２のスピン・バルブ・センサに直列に接続された第３及
び第４のリードとを含み、第１及び第３のリードは電気
的に相互接続され、第１のスピン・バルブ・センサは、
それらの間に交換結合を形成するために互いに境界をな
す第１のピン止め層と第１の反強磁性層とを含み、第２
のスピン・バルブ・センサは、それらの間に交換結合を
形成するために互いに境界をなす第２のピン止め層と第
２の反強磁性層とを含み、第１及び第２の反強磁性層
は、第１及び第２のピン止め層の磁気モーメントを同じ
方向にピン止めすることを特徴とする、ＭＲ読取りヘッ
ド。 （２）第１及び第２の反強磁性層が、ほぼ同じブロッキ
ング温度を有するほぼ同じ材料であることを特徴とす
る、上記（１）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （３）複合ヘッドが、絶縁スタック内に埋め込まれた誘
導コイルを含み、絶縁スタック及び誘導コイルが第１及
び第２の磁極片間に挟まれ、第１及び第２の磁極片が空
気ベアリング表面で書込みギャップ層によって間隔があ
けられていることを特徴とする、上記（２）に記載のＭ
Ｒ読取りヘッドを含む、複合ＭＲ読取りヘッド及び誘導
書込みヘッド。 （４）差動増幅器を含み、第２及び第４のリードが差動
増幅器を越えて第１及び第２のスピン・バルブ・センサ
を並列に接続することを特徴とする、上記（３）に記載
の複合ヘッド。 （５）第１及び第２のセンス電流源を含み、第１のセン
ス電流源が第２のリードに接続され、第２のセンス電流
源が第４のリードに接続されていることを特徴とする、
上記（４）に記載の複合ヘッド。 （６）上記（５）に記載の複合ヘッドを含む磁気ディス
ク・ドライブにおいて、ドライブが、フレームと、フレ
ーム上に回転式にサポートされる磁気ディスクと、フレ
ーム上に取り付けられ、磁気ディスクと変換関係になる
ように複合ヘッドをサポートするためのサポートと、磁
気ディスクを回転させる手段と、サポートに接続され、
前記磁気ディスクに対して複数の位置にヘッドを移動さ
せるための位置決め手段と、ヘッドと、磁気ディスクを
回転させる手段と、位置決め手段とに接続され、複合ヘ
ッドと信号を交換し、磁気ディスクの動きを制御し、複
合ヘッドの位置を制御する手段とを含むことを特徴とす
る、磁気ディスク・ドライブ。 （７）第１のスピン・バルブ・センサが第１の非磁性導
電スペーサ層と第１の積層自由層とを含み、第２のスピ
ン・バルブ・センサが第２の非磁性導電スペーサ層と第
２の積層自由層とを含み、第１のスペーサ層が第１の積
層自由層と第１のピン止め層との間に挟まれ、第２のス
ペーサ層が第２の積層自由層と第２のピン止め層との間
に挟まれ、第１の積層自由層が第１及び第２の強磁性自
由層間に挟まれた第１のルテニウム層を含み、第２の積
層自由層が第３及び第４の強磁性自由層間に挟まれた第
２のルテニウム層を含み、第１及び第２のルテニウム層
は十分薄いので、第１及び第２の強磁性自由層が交換結
合により結合し、第３及び第４の強磁性自由層が交換結
合により結合し、第２の自由層は第１の強磁性自由層よ
り大きい磁化を有し、第３の強磁性自由層は第４の自由
層より大きい磁化を有するので、第１の強磁性自由層が
第２の強磁性自由層の磁気回転に追随し、第４の強磁性
自由層が第３の強磁性自由層の磁気回転に追随し、第１
のスペーサ層が第１のピン止め層と第２の強磁性自由層
との間に挟まれ、第２のスペーサ層が第２のピン止め層
と第４の強磁性自由層との間に挟まれていることを特徴
とする、上記（１）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （８）第１及び第２の反強磁性層が、ほぼ同じブロッキ
ング温度を有するほぼ同じ材料であることを特徴とす
る、上記（７）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （９）複合ヘッドが、絶縁スタック内に埋め込まれた誘
導コイルを含み、絶縁スタック及び誘導コイルが第１及
び第２の磁極片間に挟まれ、第１及び第２の磁極片が空
気ベアリング表面で書込みギャップ層によって間隔があ
けられていることを特徴とする、上記（８）に記載のＭ
Ｒ読取りヘッドを含む、複合ＭＲ読取りヘッド及び誘導
書込みヘッド。 （１０）差動増幅器を含み、第２及び第４のリードが差
動増幅器を越えて第１及び第２のスピン・バルブ・セン
サを並列に接続することを特徴とする、上記（９）に記
載の複合ヘッド。 （１１）第１及び第２のセンス電流源を含み、第１のセ
ンス電流源が第２のリードに接続され、第２のセンス電
流源が第４のリードに接続されていることを特徴とす
る、上記（１０）に記載の複合ヘッド。 （１２）上記（１１）に記載の複合ヘッドを含む磁気デ
ィスク・ドライブにおいて、ドライブが、フレームと、
フレーム上に回転式にサポートされる磁気ディスクと、
フレーム上に取り付けられ、磁気ディスクと変換関係に
なるように複合ヘッドをサポートするためのサポート
と、磁気ディスクを回転させる手段と、サポートに接続
され、前記磁気ディスクに対して複数の位置にヘッドを
移動させるための位置決め手段と、ヘッドと、磁気ディ
スクを回転させる手段と、位置決め手段とに接続され、
複合ヘッドと信号を交換し、磁気ディスクの動きを制御
し、複合ヘッドの位置を制御する手段とを含むことを特
徴とする、磁気ディスク・ドライブ。 （１３）ピン止め層の磁気モーメントがＡＢＳに対して
垂直に配向され、第２及び第３の強磁性自由層がＡＢＳ
に対して平行な同じ方向に配向されている磁気モーメン
トを有することを特徴とする、上記（８）に記載のＭＲ
読取りヘッド。 （１４）各強磁性自由層がＮｉＦｅであることを特徴と
する、上記（８）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （１５）各ルテニウム層が４〜１０Åの厚さであること
を特徴とする、上記（８）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （１６）第１及び第２のセンス電流源を含み、第１のセ
ンス電流源が第２のリードに接続され、第２のセンス電
流源が第４のリードに接続されていることを特徴とす
る、上記（８）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （１７）ピン止め層の磁気モーメントが同じ方向でＡＢ
Ｓに対して垂直に配向され、第２及び第３の強磁性自由
層がＡＢＳに対して平行な同じ方向に配向されている磁
気モーメントを有することを特徴とする、上記（１６）
に記載のＭＲ読取りヘッド。 （１８）各強磁性自由層がＮｉＦｅであることを特徴と
する、上記（１７）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （１９）各ルテニウム層が４〜１０Åの厚さであること
を特徴とする、上記（１８）に記載のＭＲ読取りヘッ
ド。 （２０）複合ヘッドが、絶縁スタック内に埋め込まれた
誘導コイルを含み、絶縁スタック及び誘導コイルが第１
及び第２の磁極片間に挟まれ、第１及び第２の磁極片が
空気ベアリング表面で書込みギャップ層によって間隔が
あけられていることを特徴とする、上記（１９）に記載
のＭＲ読取りヘッドを含む、複合ＭＲ読取りヘッド及び
誘導書込みヘッド。 （２１）差動増幅器を含み、第２及び第４のリードが差
動増幅器を越えて第１及び第２のスピン・バルブ・セン
サを並列に接続することを特徴とする、上記（２０）に
記載の複合ヘッド。 （２２）上記（２１）に記載の複合ヘッドを含む磁気デ
ィスク・ドライブにおいて、ドライブが、フレームと、
フレーム上に回転式にサポートされる磁気ディスクと、
フレーム上に取り付けられ、磁気ディスクと変換関係に
なるように複合ヘッドをサポートするためのサポート
と、磁気ディスクを回転させる手段と、サポートに接続
され、前記磁気ディスクに対して複数の位置にヘッドを
移動させるための位置決め手段と、ヘッドと、磁気ディ
スクを回転させる手段と、位置決め手段とに接続され、
複合ヘッドと信号を交換し、磁気ディスクの動きを制御
し、複合ヘッドの位置を制御する手段とを含むことを特
徴とする、磁気ディスク・ドライブ。
えたＭＲ読取りヘッドにおいて、磁界に反応して反対の
極性を有する応答を生成する第１及び第２のスピン・バ
ルブ・センサと、第１及び第２のスピン・バルブ・セン
サ間に挟まれたギャップ層と、第１のスピン・バルブ・
センサに直列に接続された第１及び第２のリードと、第
２のスピン・バルブ・センサに直列に接続された第３及
び第４のリードとを含み、第１及び第３のリードは電気
的に相互接続され、第１のスピン・バルブ・センサは、
それらの間に交換結合を形成するために互いに境界をな
す第１のピン止め層と第１の反強磁性層とを含み、第２
のスピン・バルブ・センサは、それらの間に交換結合を
形成するために互いに境界をなす第２のピン止め層と第
２の反強磁性層とを含み、第１及び第２の反強磁性層
は、第１及び第２のピン止め層の磁気モーメントを同じ
方向にピン止めすることを特徴とする、ＭＲ読取りヘッ
ド。 （２）第１及び第２の反強磁性層が、ほぼ同じブロッキ
ング温度を有するほぼ同じ材料であることを特徴とす
る、上記（１）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （３）複合ヘッドが、絶縁スタック内に埋め込まれた誘
導コイルを含み、絶縁スタック及び誘導コイルが第１及
び第２の磁極片間に挟まれ、第１及び第２の磁極片が空
気ベアリング表面で書込みギャップ層によって間隔があ
けられていることを特徴とする、上記（２）に記載のＭ
Ｒ読取りヘッドを含む、複合ＭＲ読取りヘッド及び誘導
書込みヘッド。 （４）差動増幅器を含み、第２及び第４のリードが差動
増幅器を越えて第１及び第２のスピン・バルブ・センサ
を並列に接続することを特徴とする、上記（３）に記載
の複合ヘッド。 （５）第１及び第２のセンス電流源を含み、第１のセン
ス電流源が第２のリードに接続され、第２のセンス電流
源が第４のリードに接続されていることを特徴とする、
上記（４）に記載の複合ヘッド。 （６）上記（５）に記載の複合ヘッドを含む磁気ディス
ク・ドライブにおいて、ドライブが、フレームと、フレ
ーム上に回転式にサポートされる磁気ディスクと、フレ
ーム上に取り付けられ、磁気ディスクと変換関係になる
ように複合ヘッドをサポートするためのサポートと、磁
気ディスクを回転させる手段と、サポートに接続され、
前記磁気ディスクに対して複数の位置にヘッドを移動さ
せるための位置決め手段と、ヘッドと、磁気ディスクを
回転させる手段と、位置決め手段とに接続され、複合ヘ
ッドと信号を交換し、磁気ディスクの動きを制御し、複
合ヘッドの位置を制御する手段とを含むことを特徴とす
る、磁気ディスク・ドライブ。 （７）第１のスピン・バルブ・センサが第１の非磁性導
電スペーサ層と第１の積層自由層とを含み、第２のスピ
ン・バルブ・センサが第２の非磁性導電スペーサ層と第
２の積層自由層とを含み、第１のスペーサ層が第１の積
層自由層と第１のピン止め層との間に挟まれ、第２のス
ペーサ層が第２の積層自由層と第２のピン止め層との間
に挟まれ、第１の積層自由層が第１及び第２の強磁性自
由層間に挟まれた第１のルテニウム層を含み、第２の積
層自由層が第３及び第４の強磁性自由層間に挟まれた第
２のルテニウム層を含み、第１及び第２のルテニウム層
は十分薄いので、第１及び第２の強磁性自由層が交換結
合により結合し、第３及び第４の強磁性自由層が交換結
合により結合し、第２の自由層は第１の強磁性自由層よ
り大きい磁化を有し、第３の強磁性自由層は第４の自由
層より大きい磁化を有するので、第１の強磁性自由層が
第２の強磁性自由層の磁気回転に追随し、第４の強磁性
自由層が第３の強磁性自由層の磁気回転に追随し、第１
のスペーサ層が第１のピン止め層と第２の強磁性自由層
との間に挟まれ、第２のスペーサ層が第２のピン止め層
と第４の強磁性自由層との間に挟まれていることを特徴
とする、上記（１）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （８）第１及び第２の反強磁性層が、ほぼ同じブロッキ
ング温度を有するほぼ同じ材料であることを特徴とす
る、上記（７）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （９）複合ヘッドが、絶縁スタック内に埋め込まれた誘
導コイルを含み、絶縁スタック及び誘導コイルが第１及
び第２の磁極片間に挟まれ、第１及び第２の磁極片が空
気ベアリング表面で書込みギャップ層によって間隔があ
けられていることを特徴とする、上記（８）に記載のＭ
Ｒ読取りヘッドを含む、複合ＭＲ読取りヘッド及び誘導
書込みヘッド。 （１０）差動増幅器を含み、第２及び第４のリードが差
動増幅器を越えて第１及び第２のスピン・バルブ・セン
サを並列に接続することを特徴とする、上記（９）に記
載の複合ヘッド。 （１１）第１及び第２のセンス電流源を含み、第１のセ
ンス電流源が第２のリードに接続され、第２のセンス電
流源が第４のリードに接続されていることを特徴とす
る、上記（１０）に記載の複合ヘッド。 （１２）上記（１１）に記載の複合ヘッドを含む磁気デ
ィスク・ドライブにおいて、ドライブが、フレームと、
フレーム上に回転式にサポートされる磁気ディスクと、
フレーム上に取り付けられ、磁気ディスクと変換関係に
なるように複合ヘッドをサポートするためのサポート
と、磁気ディスクを回転させる手段と、サポートに接続
され、前記磁気ディスクに対して複数の位置にヘッドを
移動させるための位置決め手段と、ヘッドと、磁気ディ
スクを回転させる手段と、位置決め手段とに接続され、
複合ヘッドと信号を交換し、磁気ディスクの動きを制御
し、複合ヘッドの位置を制御する手段とを含むことを特
徴とする、磁気ディスク・ドライブ。 （１３）ピン止め層の磁気モーメントがＡＢＳに対して
垂直に配向され、第２及び第３の強磁性自由層がＡＢＳ
に対して平行な同じ方向に配向されている磁気モーメン
トを有することを特徴とする、上記（８）に記載のＭＲ
読取りヘッド。 （１４）各強磁性自由層がＮｉＦｅであることを特徴と
する、上記（８）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （１５）各ルテニウム層が４〜１０Åの厚さであること
を特徴とする、上記（８）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （１６）第１及び第２のセンス電流源を含み、第１のセ
ンス電流源が第２のリードに接続され、第２のセンス電
流源が第４のリードに接続されていることを特徴とす
る、上記（８）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （１７）ピン止め層の磁気モーメントが同じ方向でＡＢ
Ｓに対して垂直に配向され、第２及び第３の強磁性自由
層がＡＢＳに対して平行な同じ方向に配向されている磁
気モーメントを有することを特徴とする、上記（１６）
に記載のＭＲ読取りヘッド。 （１８）各強磁性自由層がＮｉＦｅであることを特徴と
する、上記（１７）に記載のＭＲ読取りヘッド。 （１９）各ルテニウム層が４〜１０Åの厚さであること
を特徴とする、上記（１８）に記載のＭＲ読取りヘッ
ド。 （２０）複合ヘッドが、絶縁スタック内に埋め込まれた
誘導コイルを含み、絶縁スタック及び誘導コイルが第１
及び第２の磁極片間に挟まれ、第１及び第２の磁極片が
空気ベアリング表面で書込みギャップ層によって間隔が
あけられていることを特徴とする、上記（１９）に記載
のＭＲ読取りヘッドを含む、複合ＭＲ読取りヘッド及び
誘導書込みヘッド。 （２１）差動増幅器を含み、第２及び第４のリードが差
動増幅器を越えて第１及び第２のスピン・バルブ・セン
サを並列に接続することを特徴とする、上記（２０）に
記載の複合ヘッド。 （２２）上記（２１）に記載の複合ヘッドを含む磁気デ
ィスク・ドライブにおいて、ドライブが、フレームと、
フレーム上に回転式にサポートされる磁気ディスクと、
フレーム上に取り付けられ、磁気ディスクと変換関係に
なるように複合ヘッドをサポートするためのサポート
と、磁気ディスクを回転させる手段と、サポートに接続
され、前記磁気ディスクに対して複数の位置にヘッドを
移動させるための位置決め手段と、ヘッドと、磁気ディ
スクを回転させる手段と、位置決め手段とに接続され、
複合ヘッドと信号を交換し、磁気ディスクの動きを制御
し、複合ヘッドの位置を制御する手段とを含むことを特
徴とする、磁気ディスク・ドライブ。
【図１】磁気ディスク・ドライブの平面図である。
【図２】図１の平面ＩＩ−ＩＩに沿って切り取った図で
ある。
ある。
【図３】図１の磁気ディスク・ドライブの側面図であ
る。
る。
【図４】図２の平面ＩＶ−ＩＶに沿って切り取った図で
ある。
ある。
【図５】図４の平面Ｖ−Ｖに沿って切り取った図４の読
取りヘッドのＡＢＳ図である。
取りヘッドのＡＢＳ図である。
【図６】図５のスピン・バルブの読取りヘッド部分の拡
大概略ＡＢＳ図である。
大概略ＡＢＳ図である。
【図７】先行技術のスピン・バルブ・センサの概略ＡＢ
Ｓ図である。
Ｓ図である。
５２ スピン・バルブ読取りヘッド １３０ 第１のスピン・バルブ・センサ １３２ 第２のスピン・バルブ・センサ １３４ ギャップまたは絶縁層 １３６ 第１のリード １３８ 第２のリード １４０ 第３のリード １４２ 第４のリード １４４ 差動増幅器 １４６ 第１のキャパシタ １４８ 第２のキャパシタ １５０ 第１のセンス電流源 １５２ 第２のセンス電流源 １５４ 第１のスペーサ層 １５６ ピン止め層 １５８ 積層自由層 １６０ スペーサ層 １６２ ピン止め層 １６４ 積層自由層 １６６ 反強磁性層（ＡＦＭ） １６８ 磁気配向 １７０ 反強磁性層（ＡＦＭ） １７２ 磁気配向 １７４ ルテニウム（Ｒｕ）層 １７６ 第１の強磁性自由層 １７８ 第２の強磁性自由層 １８０ ルテニウム（Ｒｕ）層 １８２ 第３の強磁性自由層 １８４ 第４の強磁性自由層 １８６ 磁気モーメント １８８ 磁気モーメント １９０ 磁気モーメント １９２ 磁気モーメント １９４ 磁気モーメント ２００ 磁気モーメント
Claims (22)
- 【請求項１】空気ベアリング表面（ＡＢＳ）を備えたＭ
Ｒ読取りヘッドにおいて、 磁界に反応して反対の極性を有する応答を生成する第１
及び第２のスピン・バルブ・センサと、 第１及び第２のスピン・バルブ・センサ間に挟まれたギ
ャップ層と、 第１のスピン・バルブ・センサに直列に接続された第１
及び第２のリードと、第２のスピン・バルブ・センサに
直列に接続された第３及び第４のリードとを含み、 第１及び第３のリードは電気的に相互接続され、 第１のスピン・バルブ・センサは、それらの間に交換結
合を形成するために互いに境界をなす第１のピン止め層
と第１の反強磁性層とを含み、第２のスピン・バルブ・
センサは、それらの間に交換結合を形成するために互い
に境界をなす第２のピン止め層と第２の反強磁性層とを
含み、 第１及び第２の反強磁性層は、第１及び第２のピン止め
層の磁気モーメントを同じ方向にピン止めすることを特
徴とする、ＭＲ読取りヘッド。 - 【請求項２】第１及び第２の反強磁性層が、ほぼ同じブ
ロッキング温度を有するほぼ同じ材料であることを特徴
とする、請求項１に記載のＭＲ読取りヘッド。 - 【請求項３】複合ヘッドが、 絶縁スタック内に埋め込まれた誘導コイルを含み、 絶縁スタック及び誘導コイルが第１及び第２の磁極片間
に挟まれ、 第１及び第２の磁極片が空気ベアリング表面で書込みギ
ャップ層によって間隔があけられていることを特徴とす
る、請求項２に記載のＭＲ読取りヘッドを含む、複合Ｍ
Ｒ読取りヘッド及び誘導書込みヘッド。 - 【請求項４】差動増幅器を含み、 第２及び第４のリードが差動増幅器を越えて第１及び第
２のスピン・バルブ・センサを並列に接続することを特
徴とする、請求項３に記載の複合ヘッド。 - 【請求項５】第１及び第２のセンス電流源を含み、 第１のセンス電流源が第２のリードに接続され、第２の
センス電流源が第４のリードに接続されていることを特
徴とする、請求項４に記載の複合ヘッド。 - 【請求項６】請求項５に記載の複合ヘッドを含む磁気デ
ィスク・ドライブにおいて、ドライブが、 フレームと、 フレーム上に回転式にサポートされる磁気ディスクと、 フレーム上に取り付けられ、磁気ディスクと変換関係に
なるように複合ヘッドをサポートするためのサポート
と、 磁気ディスクを回転させる手段と、 サポートに接続され、前記磁気ディスクに対して複数の
位置にヘッドを移動させるための位置決め手段と、 ヘッドと、磁気ディスクを回転させる手段と、位置決め
手段とに接続され、複合ヘッドと信号を交換し、磁気デ
ィスクの動きを制御し、複合ヘッドの位置を制御する手
段とを含むことを特徴とする、磁気ディスク・ドライ
ブ。 - 【請求項７】第１のスピン・バルブ・センサが第１の非
磁性導電スペーサ層と第１の積層自由層とを含み、第２
のスピン・バルブ・センサが第２の非磁性導電スペーサ
層と第２の積層自由層とを含み、 第１のスペーサ層が第１の積層自由層と第１のピン止め
層との間に挟まれ、第２のスペーサ層が第２の積層自由
層と第２のピン止め層との間に挟まれ、 第１の積層自由層が第１及び第２の強磁性自由層間に挟
まれた第１のルテニウム層を含み、第２の積層自由層が
第３及び第４の強磁性自由層間に挟まれた第２のルテニ
ウム層を含み、第１及び第２のルテニウム層は十分薄い
ので、第１及び第２の強磁性自由層が交換結合により結
合し、第３及び第４の強磁性自由層が交換結合により結
合し、 第２の自由層は第１の強磁性自由層より大きい磁化を有
し、第３の強磁性自由層は第４の自由層より大きい磁化
を有するので、第１の強磁性自由層が第２の強磁性自由
層の磁気回転に追随し、第４の強磁性自由層が第３の強
磁性自由層の磁気回転に追随し、 第１のスペーサ層が第１のピン止め層と第２の強磁性自
由層との間に挟まれ、第２のスペーサ層が第２のピン止
め層と第４の強磁性自由層との間に挟まれていることを
特徴とする、請求項１に記載のＭＲ読取りヘッド。 - 【請求項８】第１及び第２の反強磁性層が、ほぼ同じブ
ロッキング温度を有するほぼ同じ材料であることを特徴
とする、請求項７に記載のＭＲ読取りヘッド。 - 【請求項９】複合ヘッドが、 絶縁スタック内に埋め込まれた誘導コイルを含み、 絶縁スタック及び誘導コイルが第１及び第２の磁極片間
に挟まれ、 第１及び第２の磁極片が空気ベアリング表面で書込みギ
ャップ層によって間隔があけられていることを特徴とす
る、請求項８に記載のＭＲ読取りヘッドを含む、複合Ｍ
Ｒ読取りヘッド及び誘導書込みヘッド。 - 【請求項１０】差動増幅器を含み、 第２及び第４のリードが差動増幅器を越えて第１及び第
２のスピン・バルブ・センサを並列に接続することを特
徴とする、請求項９に記載の複合ヘッド。 - 【請求項１１】第１及び第２のセンス電流源を含み、 第１のセンス電流源が第２のリードに接続され、第２の
センス電流源が第４のリードに接続されていることを特
徴とする、請求項１０に記載の複合ヘッド。 - 【請求項１２】請求項１１に記載の複合ヘッドを含む磁
気ディスク・ドライブにおいて、ドライブが、 フレームと、 フレーム上に回転式にサポートされる磁気ディスクと、 フレーム上に取り付けられ、磁気ディスクと変換関係に
なるように複合ヘッドをサポートするためのサポート
と、 磁気ディスクを回転させる手段と、 サポートに接続され、前記磁気ディスクに対して複数の
位置にヘッドを移動させるための位置決め手段と、 ヘッドと、磁気ディスクを回転させる手段と、位置決め
手段とに接続され、複合ヘッドと信号を交換し、磁気デ
ィスクの動きを制御し、複合ヘッドの位置を制御する手
段とを含むことを特徴とする、磁気ディスク・ドライ
ブ。 - 【請求項１３】ピン止め層の磁気モーメントがＡＢＳに
対して垂直に配向され、第２及び第３の強磁性自由層が
ＡＢＳに対して平行な同じ方向に配向されている磁気モ
ーメントを有することを特徴とする、請求項８に記載の
ＭＲ読取りヘッド。 - 【請求項１４】各強磁性自由層がＮｉＦｅであることを
特徴とする、請求項８に記載のＭＲ読取りヘッド。 - 【請求項１５】各ルテニウム層が４〜１０Åの厚さであ
ることを特徴とする、請求項８に記載のＭＲ読取りヘッ
ド。 - 【請求項１６】第１及び第２のセンス電流源を含み、 第１のセンス電流源が第２のリードに接続され、第２の
センス電流源が第４のリードに接続されていることを特
徴とする、請求項８に記載のＭＲ読取りヘッド。 - 【請求項１７】ピン止め層の磁気モーメントが同じ方向
でＡＢＳに対して垂直に配向され、第２及び第３の強磁
性自由層がＡＢＳに対して平行な同じ方向に配向されて
いる磁気モーメントを有することを特徴とする、請求項
１６に記載のＭＲ読取りヘッド。 - 【請求項１８】各強磁性自由層がＮｉＦｅであることを
特徴とする、請求項１７に記載のＭＲ読取りヘッド。 - 【請求項１９】各ルテニウム層が４〜１０Åの厚さであ
ることを特徴とする、請求項１８に記載のＭＲ読取りヘ
ッド。 - 【請求項２０】複合ヘッドが、 絶縁スタック内に埋め込まれた誘導コイルを含み、 絶縁スタック及び誘導コイルが第１及び第２の磁極片間
に挟まれ、 第１及び第２の磁極片が空気ベアリング表面で書込みギ
ャップ層によって間隔があけられていることを特徴とす
る、請求項１９に記載のＭＲ読取りヘッドを含む、複合
ＭＲ読取りヘッド及び誘導書込みヘッド。 - 【請求項２１】差動増幅器を含み、 第２及び第４のリードが差動増幅器を越えて第１及び第
２のスピン・バルブ・センサを並列に接続することを特
徴とする、請求項２０に記載の複合ヘッド。 - 【請求項２２】請求項２１に記載の複合ヘッドを含む磁
気ディスク・ドライブにおいて、ドライブが、 フレームと、 フレーム上に回転式にサポートされる磁気ディスクと、 フレーム上に取り付けられ、磁気ディスクと変換関係に
なるように複合ヘッドをサポートするためのサポート
と、 磁気ディスクを回転させる手段と、 サポートに接続され、前記磁気ディスクに対して複数の
位置にヘッドを移動させるための位置決め手段と、 ヘッドと、磁気ディスクを回転させる手段と、位置決め
手段とに接続され、複合ヘッドと信号を交換し、磁気デ
ィスクの動きを制御し、複合ヘッドの位置を制御する手
段とを含むことを特徴とする、磁気ディスク・ドライ
ブ。
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