JPH10116404A - 自己バイアス磁気抵抗スピン・バルブ・センサ、それを含むヘッド及びこれらを含む磁気ディスク・ドライブ - Google Patents
自己バイアス磁気抵抗スピン・バルブ・センサ、それを含むヘッド及びこれらを含む磁気ディスク・ドライブInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 磁化を配向させる反強磁性層を不必要とす
る。 【解決手段】 非磁性導電性スペーサ層１４６が強磁性
のフリー層１４２とピン止め層１４４の間に挟まれる。
フリー層とピン止め層の間の磁気結合のため、検知電流
Ｉｓが流れるとき第１の方向に向く強磁性結合磁場ＨFC
が生じ、ピン止め層からフリー層内に誘導される浮遊脱
磁化磁場ＨDEMAGも生じる。第１の磁束ガイドがエア・
ベアリング面（ＡＢＳ）において上記の層の第１の端面
へ、第２の磁束ガイドがＡＢＳから奥まったフリー層の
第２の端面へ磁気的に結合され、フリー層に対する脱磁
化磁場ＨDEMAGの影響を最小限とする。ピン止め層から
の検知電流磁場がフリー層に対する強磁性結合を相殺
し、フリー層からの検知電流磁場がピン止め層に対する
強磁性結合に加算される。フリー層の磁気モーメント１
４９はで自由に回転し、ピン止め層の磁気モーメントは
方向１４７へピン止めされる。
る。 【解決手段】 非磁性導電性スペーサ層１４６が強磁性
のフリー層１４２とピン止め層１４４の間に挟まれる。
フリー層とピン止め層の間の磁気結合のため、検知電流
Ｉｓが流れるとき第１の方向に向く強磁性結合磁場ＨFC
が生じ、ピン止め層からフリー層内に誘導される浮遊脱
磁化磁場ＨDEMAGも生じる。第１の磁束ガイドがエア・
ベアリング面（ＡＢＳ）において上記の層の第１の端面
へ、第２の磁束ガイドがＡＢＳから奥まったフリー層の
第２の端面へ磁気的に結合され、フリー層に対する脱磁
化磁場ＨDEMAGの影響を最小限とする。ピン止め層から
の検知電流磁場がフリー層に対する強磁性結合を相殺
し、フリー層からの検知電流磁場がピン止め層に対する
強磁性結合に加算される。フリー層の磁気モーメント１
４９はで自由に回転し、ピン止め層の磁気モーメントは
方向１４７へピン止めされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自己バイアス磁気
抵抗スピン・バルブ・センサに関し、このセンサは、ピ
ン止め層の磁化をピン止めするために反強磁性層を必要
せず、ピン止め層の磁化をピン止めしかつフリー層の磁
化を非バイアス（unbias）とするために検出電流からの
磁場を利用するものである。
抵抗スピン・バルブ・センサに関し、このセンサは、ピ
ン止め層の磁化をピン止めするために反強磁性層を必要
せず、ピン止め層の磁化をピン止めしかつフリー層の磁
化を非バイアス（unbias）とするために検出電流からの
磁場を利用するものである。
【０００２】
【従来の技術】スピン・バルブ・センサは、磁気抵抗
（ＭＲ）センサの一種であり、磁気ディスクや磁気テー
プ等の移動磁気媒体上の磁場を検出するために読取りヘ
ッドにより用いられる。スピン・バルブ・センサは、非
磁性導電層（以下「スペーサ層」と称する）を有し、こ
の層は、第１と第２の強磁性層の間に挟まれる。以下、
第１の強磁性層を「ピン止め層（Pinned layer）」と称
し、第２の強磁性層を「フリー層」と称する。第１の及
び第２のリードが、検知電流を導通させるためにスピン
・バルブ・センサへ接続される。第１の強磁性層の磁化
は、第２の強磁性層の磁化に対して９０°にピン止めさ
れる。第２の強磁性層の磁化は、外部磁場に対して自由
に応答する。スペーサ層の厚さは、センサを通る電子伝
導の平均自由工程より短くなるように選択される。この
ような配置において伝導電子のいくつかは、スペーサ層
がピン止め層及びフリー層と共有する界面により散乱さ
れる。ピン止め層とフリー層の磁化が互いに平行である
とき、散乱は最小となる。ピン止め層とフリー層の磁化
が互いに反平行であるとき、散乱は最大となる。散乱の
量は、ｃｏｓθに比例するようにスピン・バルブ・セン
サの抵抗を変化させる。ここで、θはピン止め層とフリ
ー層の磁化の間の角度である。スピン・バルブ・センサ
は、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサに比べて極めて大
きな磁気抵抗（ＭＲ）係数を有する。このことから、ス
ピン・バルブ・センサはジャイアント磁気抵抗（ＧＭ
Ｒ）センサと称されることがある。
（ＭＲ）センサの一種であり、磁気ディスクや磁気テー
プ等の移動磁気媒体上の磁場を検出するために読取りヘ
ッドにより用いられる。スピン・バルブ・センサは、非
磁性導電層（以下「スペーサ層」と称する）を有し、こ
の層は、第１と第２の強磁性層の間に挟まれる。以下、
第１の強磁性層を「ピン止め層（Pinned layer）」と称
し、第２の強磁性層を「フリー層」と称する。第１の及
び第２のリードが、検知電流を導通させるためにスピン
・バルブ・センサへ接続される。第１の強磁性層の磁化
は、第２の強磁性層の磁化に対して９０°にピン止めさ
れる。第２の強磁性層の磁化は、外部磁場に対して自由
に応答する。スペーサ層の厚さは、センサを通る電子伝
導の平均自由工程より短くなるように選択される。この
ような配置において伝導電子のいくつかは、スペーサ層
がピン止め層及びフリー層と共有する界面により散乱さ
れる。ピン止め層とフリー層の磁化が互いに平行である
とき、散乱は最小となる。ピン止め層とフリー層の磁化
が互いに反平行であるとき、散乱は最大となる。散乱の
量は、ｃｏｓθに比例するようにスピン・バルブ・セン
サの抵抗を変化させる。ここで、θはピン止め層とフリ
ー層の磁化の間の角度である。スピン・バルブ・センサ
は、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサに比べて極めて大
きな磁気抵抗（ＭＲ）係数を有する。このことから、ス
ピン・バルブ・センサはジャイアント磁気抵抗（ＧＭ
Ｒ）センサと称されることがある。
【０００３】スピン・バルブ読取りヘッドは、通常、組
合せヘッドを形成するために誘導書込みヘッドと組み合
わされる。組合せヘッドは、マージ・ヘッド若しくはピ
ギーバック・ヘッドのいずれかの構造を有する。マージ
・ヘッドにおいては、第２のシールドが、読取りヘッド
用のシールドとしてかつ書込みヘッド用の第１極片とし
て働く。ピギーバック・ヘッドは、書込みヘッド用の第
１極片として働く別の層を有する。磁気ディスク・ドラ
イブにおいては、ディスクに情報を書き込むために又は
ディスクから情報を読み取るために、組合せヘッドのエ
ア・ベアリング面（ＡＢＳ）が回転ディスクの近傍に支
持される。情報は磁場により回転ディスクへ書き込ま
れ、磁場は、書込みヘッドの第１極片と第２極片の間の
隙間を縁取る。読取りモードにおいては、スピン・バル
ブ・センサの抵抗は、回転ディスクからの磁場の大きさ
に比例して変化する。検知電流がスピン・バルブ・セン
サを通って流れるとき、抵抗変化のために電位変化が生
じ、これが再生信号として検出されて処理される。
合せヘッドを形成するために誘導書込みヘッドと組み合
わされる。組合せヘッドは、マージ・ヘッド若しくはピ
ギーバック・ヘッドのいずれかの構造を有する。マージ
・ヘッドにおいては、第２のシールドが、読取りヘッド
用のシールドとしてかつ書込みヘッド用の第１極片とし
て働く。ピギーバック・ヘッドは、書込みヘッド用の第
１極片として働く別の層を有する。磁気ディスク・ドラ
イブにおいては、ディスクに情報を書き込むために又は
ディスクから情報を読み取るために、組合せヘッドのエ
ア・ベアリング面（ＡＢＳ）が回転ディスクの近傍に支
持される。情報は磁場により回転ディスクへ書き込ま
れ、磁場は、書込みヘッドの第１極片と第２極片の間の
隙間を縁取る。読取りモードにおいては、スピン・バル
ブ・センサの抵抗は、回転ディスクからの磁場の大きさ
に比例して変化する。検知電流がスピン・バルブ・セン
サを通って流れるとき、抵抗変化のために電位変化が生
じ、これが再生信号として検出されて処理される。
【０００４】第１の強磁性層の磁化は、通常、反強磁性
層との交換結合によりピン止めされる。反強磁性層は、
ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ及びＮｉＯを含む材料のグループか
ら形成される。これらの材料のブロッキング温度は、１
６０℃から２００℃の範囲にある。ブロッキング温度
は、材料中の磁気スピンがその配向を失う温度である。
反強磁性材料がブロッキング温度を超えると、反強磁性
層のスピンがその配向を失うために第１の強磁性層はも
はやピン止めされなくなる。不都合なことに、上記のブ
ロッキング温度は、ディスク・ドライブの製造、検査又
は動作中の静電気放電（ＥＳＤ）や静電気過負荷（ＥＯ
Ｓ：Electrostatic Over Stress）により容易に超えら
れてしまう可能性がある。ＥＳＤはスピン・バルブ・セ
ンサを破壊することがあり、ＥＯＳはその効率を低下さ
せることがある。従来の反強磁性層の別の問題は、検知
電流の一部を短絡させてしまうため、センサの効率が下
がることである。
層との交換結合によりピン止めされる。反強磁性層は、
ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ及びＮｉＯを含む材料のグループか
ら形成される。これらの材料のブロッキング温度は、１
６０℃から２００℃の範囲にある。ブロッキング温度
は、材料中の磁気スピンがその配向を失う温度である。
反強磁性材料がブロッキング温度を超えると、反強磁性
層のスピンがその配向を失うために第１の強磁性層はも
はやピン止めされなくなる。不都合なことに、上記のブ
ロッキング温度は、ディスク・ドライブの製造、検査又
は動作中の静電気放電（ＥＳＤ）や静電気過負荷（ＥＯ
Ｓ：Electrostatic Over Stress）により容易に超えら
れてしまう可能性がある。ＥＳＤはスピン・バルブ・セ
ンサを破壊することがあり、ＥＯＳはその効率を低下さ
せることがある。従来の反強磁性層の別の問題は、検知
電流の一部を短絡させてしまうため、センサの効率が下
がることである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ピン
止め層の磁気モーメントをピン止めするために反強磁性
層を必要としない自己バイアス・スピン・バルブ・セン
サを提供することである。
止め層の磁気モーメントをピン止めするために反強磁性
層を必要としない自己バイアス・スピン・バルブ・セン
サを提供することである。
【０００６】本発明の更なる目的は、ピン止め層及びフ
リー層の磁化の配向を形成するために検知電流からの磁
場を用いる自己バイアス・スピン・バルブ・センサを提
供することである。
リー層の磁化の配向を形成するために検知電流からの磁
場を用いる自己バイアス・スピン・バルブ・センサを提
供することである。
【０００７】本発明の更なる目的は、検知電流の短絡と
最小とすることにより感度を増した自己バイアス・スピ
ン・バルブ・センサを提供することである。
最小とすることにより感度を増した自己バイアス・スピ
ン・バルブ・センサを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、反強磁性層を
もたない磁気抵抗（ＭＲ）スピン・バルブ・センサを提
供する。このスピン・バルブ・センサは、第１の強磁性
層をピン止めしかつ第２の強磁性層の磁化を非バイアス
とするために検知電流からの磁場に依存する。この磁場
は、ピン止め層とフリー層を流れる検知電流から生じ
る。検知電流のうちピン止め層とスペーサ層を流れる部
分は、フリー層に対して検知電流磁場を誘導し、そして
検知電流のうちフリー層とスペーサ層を流れる部分は、
ピン止め層に対して検知電流磁場を誘導する。従って、
本発明は、自己バイアスＭＲスピン・バルブ・センサを
実現する。しかしながら、この方式は、ピン止め層によ
りフリー層に誘導される最初の強力な減磁または消磁
（demagnetization）の磁場（以下、減磁磁場）を考慮
することなくして有効に働かない。ピン止め層からフリ
ー層に対する減磁磁場は、センサが第１と第２のシール
ド層間の中央にあるとき５１Ｏｅ程度である。スピン・
バルブ・センサの通常の検知電流は６ｍＡであり、これ
は１０〜１２Ｏｅの検知電流磁場を発生することができ
る。従って、検知電流磁場には、フリー層に対して誘導
される減磁磁場を相殺するための十分な強さがない。
もたない磁気抵抗（ＭＲ）スピン・バルブ・センサを提
供する。このスピン・バルブ・センサは、第１の強磁性
層をピン止めしかつ第２の強磁性層の磁化を非バイアス
とするために検知電流からの磁場に依存する。この磁場
は、ピン止め層とフリー層を流れる検知電流から生じ
る。検知電流のうちピン止め層とスペーサ層を流れる部
分は、フリー層に対して検知電流磁場を誘導し、そして
検知電流のうちフリー層とスペーサ層を流れる部分は、
ピン止め層に対して検知電流磁場を誘導する。従って、
本発明は、自己バイアスＭＲスピン・バルブ・センサを
実現する。しかしながら、この方式は、ピン止め層によ
りフリー層に誘導される最初の強力な減磁または消磁
（demagnetization）の磁場（以下、減磁磁場）を考慮
することなくして有効に働かない。ピン止め層からフリ
ー層に対する減磁磁場は、センサが第１と第２のシール
ド層間の中央にあるとき５１Ｏｅ程度である。スピン・
バルブ・センサの通常の検知電流は６ｍＡであり、これ
は１０〜１２Ｏｅの検知電流磁場を発生することができ
る。従って、検知電流磁場には、フリー層に対して誘導
される減磁磁場を相殺するための十分な強さがない。
【０００９】本発明は、スピン・バルブ層の第１と第２
の縁端近傍において第１と第２の磁束ガイドを用いる。
これらの縁端はＡＢＳに対して平行である。従って、第
１の磁束ガイドは、ＡＢＳの一部を形成することとな
り、スピン・バルブ・センサは第１の磁束ガイド上にあ
り、第２の磁束ガイドはスピン・バルブ・センサ上にあ
る。磁束ガイドは、底面（ＡＢＳ）及びピン止め層の最
上端における磁極強度（magnetic pole strength）を低
減することにより、ピン止め層により発生される減磁磁
場をほとんど０に低減することができる。考慮しなけれ
ばならない他の唯一の磁場は、ピン止め層とフリー層と
の間の強磁性結合磁場である。この磁場は、１０〜１２
Ｏｅ程度であり、これは検知電流からの磁場に相当す
る。従って、検知電流の方向を選択することにより、フ
リー層からの検知電流磁場をピン止め層の強磁性結合磁
場に追加してピン止め層をピン止めすることとなる。そ
してピン止め層からの検知電流磁場がフリー層に対する
強磁性磁場と相殺しあうことにより、フリー層は回転デ
ィスクからの磁場信号の影響下で自由に回転することが
できる。本発明は、所望の結果を得るために、ピン止め
層、スペーサ層及びフリー層の厚さを変えたり、検知電
流の量を選択したりする等、様々な方式を利用する。
の縁端近傍において第１と第２の磁束ガイドを用いる。
これらの縁端はＡＢＳに対して平行である。従って、第
１の磁束ガイドは、ＡＢＳの一部を形成することとな
り、スピン・バルブ・センサは第１の磁束ガイド上にあ
り、第２の磁束ガイドはスピン・バルブ・センサ上にあ
る。磁束ガイドは、底面（ＡＢＳ）及びピン止め層の最
上端における磁極強度（magnetic pole strength）を低
減することにより、ピン止め層により発生される減磁磁
場をほとんど０に低減することができる。考慮しなけれ
ばならない他の唯一の磁場は、ピン止め層とフリー層と
の間の強磁性結合磁場である。この磁場は、１０〜１２
Ｏｅ程度であり、これは検知電流からの磁場に相当す
る。従って、検知電流の方向を選択することにより、フ
リー層からの検知電流磁場をピン止め層の強磁性結合磁
場に追加してピン止め層をピン止めすることとなる。そ
してピン止め層からの検知電流磁場がフリー層に対する
強磁性磁場と相殺しあうことにより、フリー層は回転デ
ィスクからの磁場信号の影響下で自由に回転することが
できる。本発明は、所望の結果を得るために、ピン止め
層、スペーサ層及びフリー層の厚さを変えたり、検知電
流の量を選択したりする等、様々な方式を利用する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１、図２及び図３には、磁気デ
ィスク・ドライブ３０を示す。同一又は類似の部分につ
いては同一の参照符号で示す。ドライブ３０は、磁気デ
ィスク３４を支持しかつ回転させる主軸３２を有する。
主軸３２はモーター３６により回転させられ、モーター
３６はモータ制御装置３８により制御される。磁気ヘッ
ド４０は、記録及び読取り用のマージＭＲヘッドとする
ことができ、スライダ４２上に装着される。スライダ４
２はサスペンション４３及びアクチュエータ・アーム４
４により支持される。図３に示す大容量の直接アクセス
記憶装置（ＤＡＳＤ）において、複数のディスク、スラ
イダ及びサスペンションを用いることができる。サスペ
ンション４３及びアクチュエータ・アーム４４は、スラ
イダ４２の位置決めを行うことにより、磁気ヘッド４０
を磁気ディスク３４の表面と変換関係に保持する。ディ
スク３４がモーター３６により回転させられるとき、ス
ライダは、エア・ベアリング面（ＡＢＳ）４６による空
気の薄いクッション（通常０．０７５μｍ）上に支持さ
れる。その後、磁気ヘッド４０は、ディスク表面上の複
数の円形トラックに情報を書き込んだり、情報を読み取
ったりするために用いられる。処理回路４８は、上記の
情報を表す信号を磁気ヘッド４０と交換すると共に、モ
ーター駆動信号を与え、スライダを様々なトラックへ移
動させるための制御信号を与える。
ィスク・ドライブ３０を示す。同一又は類似の部分につ
いては同一の参照符号で示す。ドライブ３０は、磁気デ
ィスク３４を支持しかつ回転させる主軸３２を有する。
主軸３２はモーター３６により回転させられ、モーター
３６はモータ制御装置３８により制御される。磁気ヘッ
ド４０は、記録及び読取り用のマージＭＲヘッドとする
ことができ、スライダ４２上に装着される。スライダ４
２はサスペンション４３及びアクチュエータ・アーム４
４により支持される。図３に示す大容量の直接アクセス
記憶装置（ＤＡＳＤ）において、複数のディスク、スラ
イダ及びサスペンションを用いることができる。サスペ
ンション４３及びアクチュエータ・アーム４４は、スラ
イダ４２の位置決めを行うことにより、磁気ヘッド４０
を磁気ディスク３４の表面と変換関係に保持する。ディ
スク３４がモーター３６により回転させられるとき、ス
ライダは、エア・ベアリング面（ＡＢＳ）４６による空
気の薄いクッション（通常０．０７５μｍ）上に支持さ
れる。その後、磁気ヘッド４０は、ディスク表面上の複
数の円形トラックに情報を書き込んだり、情報を読み取
ったりするために用いられる。処理回路４８は、上記の
情報を表す信号を磁気ヘッド４０と交換すると共に、モ
ーター駆動信号を与え、スライダを様々なトラックへ移
動させるための制御信号を与える。
【００１１】図４は、書込みヘッド部分及び読取りヘッ
ド部分を有するマージされたＭＲヘッド５０の側断面図
である。読取りヘッド部分は、本発明によるスピン・バ
ルブＭＲセンサ５２を用いる。ＭＲセンサ５２は、第１
と第２の間隙（ギャップ）層５４と５６の間に挟まれ
る。第１と第２の間隙層は、第１と第２のシールド層５
８と６０に挟まれる。外部磁場に応答して、ＭＲセンサ
５２の抵抗は変化する。センサを通って流れる検知電流
がこれらの変化を生じ、電位変化として顕在化させる。
これらの電位変化は、図３に示された処理回路４８によ
り処理される。
ド部分を有するマージされたＭＲヘッド５０の側断面図
である。読取りヘッド部分は、本発明によるスピン・バ
ルブＭＲセンサ５２を用いる。ＭＲセンサ５２は、第１
と第２の間隙（ギャップ）層５４と５６の間に挟まれ
る。第１と第２の間隙層は、第１と第２のシールド層５
８と６０に挟まれる。外部磁場に応答して、ＭＲセンサ
５２の抵抗は変化する。センサを通って流れる検知電流
がこれらの変化を生じ、電位変化として顕在化させる。
これらの電位変化は、図３に示された処理回路４８によ
り処理される。
【００１２】磁気ヘッドの書込みヘッド部分は、コイル
層６４を有する。コイル層６４は、第１と第２の絶縁層
６６と６８の間に挟まれる。第３の絶縁層７０は、コイ
ル層６４により第２の絶縁層に生じるリップルを除去す
るべく磁気ヘッドを平坦化するために用いられる。コイ
ル層６４、並びに第１、第２及び第３の絶縁層６６、６
８及び７０は、第１と第２の極片層７２と７４の間に挟
まれる。第１と第２の極片層７２と７４は、ＡＢＳにお
いて書込み間隙層７６により分離され、ＡＢＳから離れ
たバックギャップ（図示せず）において磁気的に結合さ
れる。図２に示すように、第１と第２のはんだ接続８０
と８２は、ＭＲセンサ５２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）へと接続す
る。そして第３と第４のはんだ接続８４と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）へと接続する。
層６４を有する。コイル層６４は、第１と第２の絶縁層
６６と６８の間に挟まれる。第３の絶縁層７０は、コイ
ル層６４により第２の絶縁層に生じるリップルを除去す
るべく磁気ヘッドを平坦化するために用いられる。コイ
ル層６４、並びに第１、第２及び第３の絶縁層６６、６
８及び７０は、第１と第２の極片層７２と７４の間に挟
まれる。第１と第２の極片層７２と７４は、ＡＢＳにお
いて書込み間隙層７６により分離され、ＡＢＳから離れ
たバックギャップ（図示せず）において磁気的に結合さ
れる。図２に示すように、第１と第２のはんだ接続８０
と８２は、ＭＲセンサ５２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）へと接続す
る。そして第３と第４のはんだ接続８４と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）へと接続する。
【００１３】図５は、磁気抵抗（ＭＲ）スピン・バルブ
・センサの従来例を示し、第１と第２の強磁性層すなわ
ちフリー層１０２とピン止め層１０４を有する。非磁性
導電性スペーサ層１０６が、フリー層１０２とピン止め
層１０４の間に挟まれる。反強磁性（ＡＦＭ）層１０８
が、ピン止め層１０４の膜表面と接する膜表面を有して
いることから、反強磁性層１０８との交換結合によりピ
ン止め層１０４の磁化１１０が所定の方向にピン止めさ
れる。例えば、ＡＢＳに対して垂直な方向等である。フ
リー層１０２は、回転ディスクからの磁場信号の影響下
において自由に回転する磁化１１１を有する。フリー層
１０２及びピン止め層１０４は、通常、パーマロイ（Ｎ
ｉＦｅ）から作られ、スペーサ層１０６は、通常、銅か
ら作られる。反強磁性層１０８は、ＮｉＭｎ及びＦｅＭ
ｎのグループから選択された材料から作られる。第１及
び第２のリード１１２及び１１４は、間隔１１６を設け
てセンサ１００へ電気的に接続され、これらの間の間隔
により、ＭＲセンサのアクティブ領域と、スピン・バル
ブ・センサを用いる読取りヘッドのトラック幅とが規定
される。検知電流源１１８は、スピン・バルブ・センサ
を通って流れる検知電流（Ｉｓ）を与えるために、第１
及び第２のリード１１２及び１１４へ電気的に接続され
る。図１に示す回転ディスク３４によりスピン・バルブ
・センサに磁場が誘導されるとき、スピン・バルブ・セ
ンサ１００における電位変化を検知する検知回路１２０
が、検知電流源１１８と並列に設けられる。検知電流源
１１８及び検知回路１２０は、図３の処理回路４８の一
部である。
・センサの従来例を示し、第１と第２の強磁性層すなわ
ちフリー層１０２とピン止め層１０４を有する。非磁性
導電性スペーサ層１０６が、フリー層１０２とピン止め
層１０４の間に挟まれる。反強磁性（ＡＦＭ）層１０８
が、ピン止め層１０４の膜表面と接する膜表面を有して
いることから、反強磁性層１０８との交換結合によりピ
ン止め層１０４の磁化１１０が所定の方向にピン止めさ
れる。例えば、ＡＢＳに対して垂直な方向等である。フ
リー層１０２は、回転ディスクからの磁場信号の影響下
において自由に回転する磁化１１１を有する。フリー層
１０２及びピン止め層１０４は、通常、パーマロイ（Ｎ
ｉＦｅ）から作られ、スペーサ層１０６は、通常、銅か
ら作られる。反強磁性層１０８は、ＮｉＭｎ及びＦｅＭ
ｎのグループから選択された材料から作られる。第１及
び第２のリード１１２及び１１４は、間隔１１６を設け
てセンサ１００へ電気的に接続され、これらの間の間隔
により、ＭＲセンサのアクティブ領域と、スピン・バル
ブ・センサを用いる読取りヘッドのトラック幅とが規定
される。検知電流源１１８は、スピン・バルブ・センサ
を通って流れる検知電流（Ｉｓ）を与えるために、第１
及び第２のリード１１２及び１１４へ電気的に接続され
る。図１に示す回転ディスク３４によりスピン・バルブ
・センサに磁場が誘導されるとき、スピン・バルブ・セ
ンサ１００における電位変化を検知する検知回路１２０
が、検知電流源１１８と並列に設けられる。検知電流源
１１８及び検知回路１２０は、図３の処理回路４８の一
部である。
【００１４】層１０２、１０４、１０６及び１０８の各
々は、第１と第２のリード１１２と１１４の間の検知電
流の一部を通す。スピン・バルブ・センサのオペレーシ
ョンにおけるキー・パラメータは、スペーサ層１０６
が、第１と第２のリード１１２と１１４の間を流れる伝
導電子の平均自由工程よりも短い厚さを有することであ
る。電子散乱の程度は、フリー層１０２の磁化１１１と
ピン止め層１０４の磁化１１０の間の相対角度に依存
し、検知電流Ｉｓに対するＭＲセンサの抵抗を決定す
る。最大の散乱及びそれに対応する最大の抵抗増加は、
磁化１１０と１１１とが反平行であるときに生じ、最小
の散乱及びそれに対応する最小の抵抗変化は、磁化１１
０と１１１とが互いに平行であるときに生じる。フリー
層１０２の磁化１１１は、通常、ＡＢＳに対して平行に
配向しているため、回転ディスクから正及び負の磁場信
号を受け取ったとき磁化１１１が上方又は下方へ回転す
ることによりセンサの抵抗を減少させたり増加させたり
する。これは、ピン止め層１０４の磁化１１０が上方で
はなく下方へ配向している場合には、逆の状況となる。
々は、第１と第２のリード１１２と１１４の間の検知電
流の一部を通す。スピン・バルブ・センサのオペレーシ
ョンにおけるキー・パラメータは、スペーサ層１０６
が、第１と第２のリード１１２と１１４の間を流れる伝
導電子の平均自由工程よりも短い厚さを有することであ
る。電子散乱の程度は、フリー層１０２の磁化１１１と
ピン止め層１０４の磁化１１０の間の相対角度に依存
し、検知電流Ｉｓに対するＭＲセンサの抵抗を決定す
る。最大の散乱及びそれに対応する最大の抵抗増加は、
磁化１１０と１１１とが反平行であるときに生じ、最小
の散乱及びそれに対応する最小の抵抗変化は、磁化１１
０と１１１とが互いに平行であるときに生じる。フリー
層１０２の磁化１１１は、通常、ＡＢＳに対して平行に
配向しているため、回転ディスクから正及び負の磁場信
号を受け取ったとき磁化１１１が上方又は下方へ回転す
ることによりセンサの抵抗を減少させたり増加させたり
する。これは、ピン止め層１０４の磁化１１０が上方で
はなく下方へ配向している場合には、逆の状況となる。
【００１５】スペーサ層１０６の薄さ及び界面における
粗さのため、図６の符号１２４に示すようにピン止め層
によりフリー層１０２に誘導される強磁性結合ＨFCがあ
る。検知電流が流れるときにフリー層に作用する別の磁
場は、ピン止め層１０４からの減磁磁場であり、符号１
２６で示すようにフリー層１０２に対して減磁磁場Ｈ
DEMAGを生じる。これは、図４に示すようにスピン・バ
ルブ・センサが第１と第２のシールド層５８と６０間の
中央にあるとき、通常、５１Ｏｅの程度である。層１０
２、１０４及び１０６の厚さ並びに検知電流Ｉｓを適切
に制御することにより、磁場１２４と１２６とを互いに
実質的に相殺させることができる。そうすることによ
り、図５に示すように、フリー層の磁気モーメント１１
１をＡＢＳに対して平行とすることができる。
粗さのため、図６の符号１２４に示すようにピン止め層
によりフリー層１０２に誘導される強磁性結合ＨFCがあ
る。検知電流が流れるときにフリー層に作用する別の磁
場は、ピン止め層１０４からの減磁磁場であり、符号１
２６で示すようにフリー層１０２に対して減磁磁場Ｈ
DEMAGを生じる。これは、図４に示すようにスピン・バ
ルブ・センサが第１と第２のシールド層５８と６０間の
中央にあるとき、通常、５１Ｏｅの程度である。層１０
２、１０４及び１０６の厚さ並びに検知電流Ｉｓを適切
に制御することにより、磁場１２４と１２６とを互いに
実質的に相殺させることができる。そうすることによ
り、図５に示すように、フリー層の磁気モーメント１１
１をＡＢＳに対して平行とすることができる。
【００１６】図５及び図６に示す従来のスピン・バルブ
・センサ１００における問題の１つは、反強磁性層１０
８が１６０℃〜２００℃の間のブロッキング温度を有す
ることである。磁気ディスク・ドライブにおけるスピン
・バルブ・センサの製造、試験及び動作中に反強磁性層
１０８のブロッキング温度を超えてしまう可能性がある
ため、静電気放電（ＥＳＤ）によるスピン・バルブ・セ
ンサの全体的な破壊や静電気過負荷（ＥＯＳ）による効
率低下を生じる。反強磁性層１０８における別の問題
は、この層が検知電流Ｉｓの一部を短絡させてしまうた
めに、スピン・バルブ・センサの効率を低下させてしま
うことである。
・センサ１００における問題の１つは、反強磁性層１０
８が１６０℃〜２００℃の間のブロッキング温度を有す
ることである。磁気ディスク・ドライブにおけるスピン
・バルブ・センサの製造、試験及び動作中に反強磁性層
１０８のブロッキング温度を超えてしまう可能性がある
ため、静電気放電（ＥＳＤ）によるスピン・バルブ・セ
ンサの全体的な破壊や静電気過負荷（ＥＯＳ）による効
率低下を生じる。反強磁性層１０８における別の問題
は、この層が検知電流Ｉｓの一部を短絡させてしまうた
めに、スピン・バルブ・センサの効率を低下させてしま
うことである。
【００１７】図７は、本発明のスピン・バルブ・センサ
１４０の第１の実施例を示す。このスピン・バルブ・セ
ンサは自己バイアスをかけるものであり、図５に示すよ
うな反強磁性層１０８を用いない。後に詳細に説明する
が、フリー層及びピン止め層の磁化は、検知電流Ｉｓに
起因するこれらの層からの検知電流磁場により形成され
る。センサ１４０は、第１及び第２の強磁性層、すなわ
ちフリー層１４２及びピン止め層１４４を有する。非磁
性導電性スペーサ層１４６は、フリー層１４２とピン止
め層１４４との間に挟まれる。ピン止め層１４４は、Ａ
ＢＳに対して垂直にピン止めされた磁化１４７を有す
る。フリー層１４２は、ＡＢＳに対して平行に向いた磁
化１４９を有し、その向きからいずれの方向へも自由に
回転できる。リード１１２と１１４は、間隔を空けてセ
ンサに対して電気的に接続され、それにより間隔１１６
が、センサのアクティブ領域を規定すると共にセンサを
用いる読取りヘッドのトラック幅を規定する。
１４０の第１の実施例を示す。このスピン・バルブ・セ
ンサは自己バイアスをかけるものであり、図５に示すよ
うな反強磁性層１０８を用いない。後に詳細に説明する
が、フリー層及びピン止め層の磁化は、検知電流Ｉｓに
起因するこれらの層からの検知電流磁場により形成され
る。センサ１４０は、第１及び第２の強磁性層、すなわ
ちフリー層１４２及びピン止め層１４４を有する。非磁
性導電性スペーサ層１４６は、フリー層１４２とピン止
め層１４４との間に挟まれる。ピン止め層１４４は、Ａ
ＢＳに対して垂直にピン止めされた磁化１４７を有す
る。フリー層１４２は、ＡＢＳに対して平行に向いた磁
化１４９を有し、その向きからいずれの方向へも自由に
回転できる。リード１１２と１１４は、間隔を空けてセ
ンサに対して電気的に接続され、それにより間隔１１６
が、センサのアクティブ領域を規定すると共にセンサを
用いる読取りヘッドのトラック幅を規定する。
【００１８】図８に示すように、フリー層１４２とピン
止め層１４４の互いの強磁性結合によりこれらの層に誘
導された強磁性結合磁場ＨFC１４８と１５０が存在す
る。これは、スペーサ層１４６の薄さとこれらの層の界
面における粗さによるものである。強磁性結合磁場ＨFC
は、フリー層１４２及びピン止め層１４４の各々におい
て上方向に示される。これらの強磁性結合磁場は、ピン
止め層の磁気モーメント１４７が反対方向を向いている
場合、反対方向となる。検知電流Ｉｓは、選択された方
向でセンサ１４０を通って流れることができる。このこ
とは、紙面上では矢印１５２の後端で示される。検知電
流の一部は、ピン止め層１４４を通って紙面に向かうよ
うに流れるため、フリー層１４２に対して検知電流磁場
１５４を生じる。また、検知電流の一部は、フリー層１
４２を通って紙面へ向かうように流れるため、ピン止め
層１４４内に検知電流磁場１５６を生じる。ここで、検
知電流磁場１５４及び１５６は、反対方向を向いている
ことを注記する。検知電流磁場１５６が強磁性結合磁場
１５０に加算されることにより、ピン止め層１４４の磁
化１４７をＡＢＳに対して垂直な上方向にピン止めする
ことができる。フリー層１４２に誘導される検知電流磁
場１５４は、強磁性結合磁場１４８に対して反対方向で
ある。用いられる検知電流の量は、強磁性結合磁場１４
８を実質的に相殺することができる。それにより、図９
に示すようにフリー層の磁化１４９が、回転ディスクか
らの磁場信号に影響されて上方へも下方へも自由に回転
する。
止め層１４４の互いの強磁性結合によりこれらの層に誘
導された強磁性結合磁場ＨFC１４８と１５０が存在す
る。これは、スペーサ層１４６の薄さとこれらの層の界
面における粗さによるものである。強磁性結合磁場ＨFC
は、フリー層１４２及びピン止め層１４４の各々におい
て上方向に示される。これらの強磁性結合磁場は、ピン
止め層の磁気モーメント１４７が反対方向を向いている
場合、反対方向となる。検知電流Ｉｓは、選択された方
向でセンサ１４０を通って流れることができる。このこ
とは、紙面上では矢印１５２の後端で示される。検知電
流の一部は、ピン止め層１４４を通って紙面に向かうよ
うに流れるため、フリー層１４２に対して検知電流磁場
１５４を生じる。また、検知電流の一部は、フリー層１
４２を通って紙面へ向かうように流れるため、ピン止め
層１４４内に検知電流磁場１５６を生じる。ここで、検
知電流磁場１５４及び１５６は、反対方向を向いている
ことを注記する。検知電流磁場１５６が強磁性結合磁場
１５０に加算されることにより、ピン止め層１４４の磁
化１４７をＡＢＳに対して垂直な上方向にピン止めする
ことができる。フリー層１４２に誘導される検知電流磁
場１５４は、強磁性結合磁場１４８に対して反対方向で
ある。用いられる検知電流の量は、強磁性結合磁場１４
８を実質的に相殺することができる。それにより、図９
に示すようにフリー層の磁化１４９が、回転ディスクか
らの磁場信号に影響されて上方へも下方へも自由に回転
する。
【００１９】強磁性結合磁場１４８及び１５０は、１０
〜１２Ｏｅ程度の小さい磁場である。同様に、フリー層
１４２及びピン止め層１４４からの検知電流磁場１５４
及び１５６もまた、１０〜１２Ｏｅ程度の小さい磁場で
ある。図６に示す減磁磁場ＨDEMAGを打ち消すような検
知電流磁場を生成するために十分な量となるように検知
電流Ｉｓを増加させることは非実用的である。本発明で
は、ピン止め層１４４からフリー層１４２に対する減磁
磁場ＨDEMAGの影響を実質的に無くすことができる。こ
れは、ＡＢＳに対して平行な面に沿った層１４２、１４
６及び１４４の下端及び上端へ接続される第１の磁束ガ
イド１５８及び第２の磁束ガイド１６０を設けることに
よる。磁束ガイドは、下端（ＡＢＳ）及び上端における
磁極を打ち消すことにより、ピン止め膜の減磁磁場を実
際に除去する。磁束ガイド１５８と１６０がなければ、
図６に示したと同様に、ピン止め層１４４はフリー層１
４２内に５１Ｏｅ程度の減磁磁場ＨDEMAGを誘導する。
本発明は、磁束ガイド１５８及び１６０なしでは動作し
ない。なぜなら、減磁磁場ＨDEMAGを打ち消すだけの十
分な量の検知電流磁場をスピン・バルブ・センサ内に発
生することはできないからである。図９に示すように、
検知電流の短絡を防ぐために、第１の絶縁層１６２が磁
束ガイド１５８と各層の下端の間に挟まれ、そして、第
２の絶縁層１６４が磁束ガイド１６４と各層の上端の間
に挟まれる。磁束ガイドが、コバルトベースの材料等、
非常に高抵抗の材料から作製される場合、絶縁層１６２
及び１６４を省くことができる。
〜１２Ｏｅ程度の小さい磁場である。同様に、フリー層
１４２及びピン止め層１４４からの検知電流磁場１５４
及び１５６もまた、１０〜１２Ｏｅ程度の小さい磁場で
ある。図６に示す減磁磁場ＨDEMAGを打ち消すような検
知電流磁場を生成するために十分な量となるように検知
電流Ｉｓを増加させることは非実用的である。本発明で
は、ピン止め層１４４からフリー層１４２に対する減磁
磁場ＨDEMAGの影響を実質的に無くすことができる。こ
れは、ＡＢＳに対して平行な面に沿った層１４２、１４
６及び１４４の下端及び上端へ接続される第１の磁束ガ
イド１５８及び第２の磁束ガイド１６０を設けることに
よる。磁束ガイドは、下端（ＡＢＳ）及び上端における
磁極を打ち消すことにより、ピン止め膜の減磁磁場を実
際に除去する。磁束ガイド１５８と１６０がなければ、
図６に示したと同様に、ピン止め層１４４はフリー層１
４２内に５１Ｏｅ程度の減磁磁場ＨDEMAGを誘導する。
本発明は、磁束ガイド１５８及び１６０なしでは動作し
ない。なぜなら、減磁磁場ＨDEMAGを打ち消すだけの十
分な量の検知電流磁場をスピン・バルブ・センサ内に発
生することはできないからである。図９に示すように、
検知電流の短絡を防ぐために、第１の絶縁層１６２が磁
束ガイド１５８と各層の下端の間に挟まれ、そして、第
２の絶縁層１６４が磁束ガイド１６４と各層の上端の間
に挟まれる。磁束ガイドが、コバルトベースの材料等、
非常に高抵抗の材料から作製される場合、絶縁層１６２
及び１６４を省くことができる。
【００２０】図１０は、本発明のスピン・バルブ・セン
サ１７０の別の実施例を示す。スピン・バルブ・センサ
１７０は、第１及び第２のコバルト層１７２及び１７４
を有する点で図７のスピン・バルブ・センサ１４０と異
なる。コバルト層１７２は、フリー層１４２とスペーサ
層１４６の間に挟まれ、コバルト層１７４は、ピン止め
層１４４とスペーサ層１４６の間に挟まれる。コバルト
層１７２及び１７４は、５Å〜１０Åの厚さであり、ス
ピン・バルブ・センサのＭＲ係数を５０％増加させる。
図８の例と同様に、ピン止め層１４４からの検知電流磁
場１５４が強磁性結合磁場１４８を相殺することによ
り、図１２に示すように、回転ディスクからの磁場信号
の影響下でフリー層の磁化１４９が上方へも下方へも自
由に回転する。さらに、フリー層１４２によりピン止め
層１４４内に誘導される検知電流磁場１５６が強磁性結
合磁場１５０に加算されることにより、ピン止め層の磁
化１４７を図１２に示すように上向きにピン止めする。
これら全ての実施例における磁化の方向は、検知電流の
向きが反対になると反転されることは自明であろう。本
発明は、検知電流がスピン・バルブ・センサを通ってい
ずれの方向へ流れる場合も包含する。
サ１７０の別の実施例を示す。スピン・バルブ・センサ
１７０は、第１及び第２のコバルト層１７２及び１７４
を有する点で図７のスピン・バルブ・センサ１４０と異
なる。コバルト層１７２は、フリー層１４２とスペーサ
層１４６の間に挟まれ、コバルト層１７４は、ピン止め
層１４４とスペーサ層１４６の間に挟まれる。コバルト
層１７２及び１７４は、５Å〜１０Åの厚さであり、ス
ピン・バルブ・センサのＭＲ係数を５０％増加させる。
図８の例と同様に、ピン止め層１４４からの検知電流磁
場１５４が強磁性結合磁場１４８を相殺することによ
り、図１２に示すように、回転ディスクからの磁場信号
の影響下でフリー層の磁化１４９が上方へも下方へも自
由に回転する。さらに、フリー層１４２によりピン止め
層１４４内に誘導される検知電流磁場１５６が強磁性結
合磁場１５０に加算されることにより、ピン止め層の磁
化１４７を図１２に示すように上向きにピン止めする。
これら全ての実施例における磁化の方向は、検知電流の
向きが反対になると反転されることは自明であろう。本
発明は、検知電流がスピン・バルブ・センサを通ってい
ずれの方向へ流れる場合も包含する。
【００２１】図１５及び図１６は、実施例１７０の変形
実施例１８０を示しており、ＡＢＳへ向かって見た場合
の図１０及び図１１におけるスピン・バルブ・センサの
横断面図である。実施例１８０は、層１４２、１４４、
１４６、１７２及び１７４の２つの垂直方向の側端へ接
続された第１及び第２のリード１８２及び１８４を有す
る。
実施例１８０を示しており、ＡＢＳへ向かって見た場合
の図１０及び図１１におけるスピン・バルブ・センサの
横断面図である。実施例１８０は、層１４２、１４４、
１４６、１７２及び１７４の２つの垂直方向の側端へ接
続された第１及び第２のリード１８２及び１８４を有す
る。
【００２２】（実施例）図７及び図８に示したスピン・
バルブ・センサ１４０の一例は、ピン止め層１４４の厚
さの２倍の厚さのフリー層１４２を有する。フリー層１
４２の厚さを１００Åとし、ピン止め層１４４の厚さを
５０Åとし、そしてスペーサ層１４６の厚さを２５Åと
する。スピン・バルブ・センサを通って流れる検知電流
Ｉｓは６ｍＡである。絶縁層１６２と１６４の間の層１
４２、１４４及び１４６の高さは１μｍである。この配
置において強磁性結合磁場１４８及び１５０は、それぞ
れ１２Ｏｅ程度である。検知電流磁場１５４及び１５６
は、１０〜１２Ｏｅとなる。従って、強磁性結合磁場１
５０と検知電流磁場１５６は加算されて、ピン止め層１
４４内の磁化１４７を約２４Ｏｅの力で配向させること
になる。強磁性結合磁場１４８と検知電流磁場１５４と
は実質的に等しいので、互いに相殺し合うことにより、
図７に示すようにフリー層の磁化１４９が上方へも下方
へも自由に回転する。ある層へ誘導される検知電流磁場
ＨIは、式ＨI＝２πＩｓ÷高さで示される。ここで、Ｉ
ｓは検知電流のうち誘導する層を通って流れる部分（ｍ
Ａ）であり、誘導する層の高さはμｍで表される。この
式は、スピン・バルブ・センサが図４に示される第１と
第２のシールド層５８と６０の中央に位置すると仮定し
ている。ここで、ＡＢＳにおける下端磁束ガイド１５８
は高さが低く０．５μｍ程度であることが重要である。
これにより回転ディスクからの磁場信号が、層１４２、
１４６及び４４へ到達する前に第１と第２のシールド層
に対して減衰することがない。
バルブ・センサ１４０の一例は、ピン止め層１４４の厚
さの２倍の厚さのフリー層１４２を有する。フリー層１
４２の厚さを１００Åとし、ピン止め層１４４の厚さを
５０Åとし、そしてスペーサ層１４６の厚さを２５Åと
する。スピン・バルブ・センサを通って流れる検知電流
Ｉｓは６ｍＡである。絶縁層１６２と１６４の間の層１
４２、１４４及び１４６の高さは１μｍである。この配
置において強磁性結合磁場１４８及び１５０は、それぞ
れ１２Ｏｅ程度である。検知電流磁場１５４及び１５６
は、１０〜１２Ｏｅとなる。従って、強磁性結合磁場１
５０と検知電流磁場１５６は加算されて、ピン止め層１
４４内の磁化１４７を約２４Ｏｅの力で配向させること
になる。強磁性結合磁場１４８と検知電流磁場１５４と
は実質的に等しいので、互いに相殺し合うことにより、
図７に示すようにフリー層の磁化１４９が上方へも下方
へも自由に回転する。ある層へ誘導される検知電流磁場
ＨIは、式ＨI＝２πＩｓ÷高さで示される。ここで、Ｉ
ｓは検知電流のうち誘導する層を通って流れる部分（ｍ
Ａ）であり、誘導する層の高さはμｍで表される。この
式は、スピン・バルブ・センサが図４に示される第１と
第２のシールド層５８と６０の中央に位置すると仮定し
ている。ここで、ＡＢＳにおける下端磁束ガイド１５８
は高さが低く０．５μｍ程度であることが重要である。
これにより回転ディスクからの磁場信号が、層１４２、
１４６及び４４へ到達する前に第１と第２のシールド層
に対して減衰することがない。
【００２３】所与の実施例では、図１３に示すように、
フリー層１４２及びピン止め層１４４の双方の容易軸を
ＡＢＳに対して平行に向けることが望ましい。さらに、
所与の実施例では、図１４に示すように、フリー層１４
２及びピン止め層１４４の容易軸をＡＢＳに対して垂直
に向けることが望ましい。図１３及び図１４の双方の実
施例とも、双方の層の容易軸を同時に形成することがで
きるので製造プロセスが単純である。フリー層１４２及
びピン止め層１４４の材料は、パーマロイベースであ
り、スペーサ層１４６の材料は銅である。
フリー層１４２及びピン止め層１４４の双方の容易軸を
ＡＢＳに対して平行に向けることが望ましい。さらに、
所与の実施例では、図１４に示すように、フリー層１４
２及びピン止め層１４４の容易軸をＡＢＳに対して垂直
に向けることが望ましい。図１３及び図１４の双方の実
施例とも、双方の層の容易軸を同時に形成することがで
きるので製造プロセスが単純である。フリー層１４２及
びピン止め層１４４の材料は、パーマロイベースであ
り、スペーサ層１４６の材料は銅である。
【００２４】図１６乃至図１９は、本発明の実施例にお
ける製造工程を説明するための図である。第１のステッ
プでは、ウェハ（図示せず）上のシート・フォームにス
ピン・バルブ材料を置く。シート材料は、Ｔａ／ＮｉＦ
ｅ／Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ／ＮｉＦｅ／Ｔａとする。写真リ
フトオフ・プロセス（図示せず）を用いて、リード１９
２及び１９４が配置される領域をイオンで切除すること
により、その中にリード材料を置くことができる。これ
により、図１７に示すようにスピン・バルブ１９０との
連続的な結合を形成する。再び、写真リフトオフ・プロ
セスを用いて、磁束ガイド１９６及び１９８が配置され
る領域を切除した後、絶縁層２００及び磁束ガイド１９
６と１９８が置かれる。リード１９２及び１９４が配置
される領域においては、絶縁層２００が、リード１９２
と１９４を磁束ガイド１９６から絶縁する。
ける製造工程を説明するための図である。第１のステッ
プでは、ウェハ（図示せず）上のシート・フォームにス
ピン・バルブ材料を置く。シート材料は、Ｔａ／ＮｉＦ
ｅ／Ｃｏ／Ｃｕ／Ｃｏ／ＮｉＦｅ／Ｔａとする。写真リ
フトオフ・プロセス（図示せず）を用いて、リード１９
２及び１９４が配置される領域をイオンで切除すること
により、その中にリード材料を置くことができる。これ
により、図１７に示すようにスピン・バルブ１９０との
連続的な結合を形成する。再び、写真リフトオフ・プロ
セスを用いて、磁束ガイド１９６及び１９８が配置され
る領域を切除した後、絶縁層２００及び磁束ガイド１９
６と１９８が置かれる。リード１９２及び１９４が配置
される領域においては、絶縁層２００が、リード１９２
と１９４を磁束ガイド１９６から絶縁する。
【００２５】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。
【００２６】（１）エア・ベアリング面（ＡＢＳ）を有
する磁気ヘッドにおいて用いられる自己バイアス磁気抵
抗（ＭＲ）スピン・バルブ・センサにおいて、第１及び
第２の強磁性層並びに非磁性導電性スペーサ層であって
各層が前記ＡＢＳに対して実質的に平行な第１及び第２
の端面と前記ＡＢＳに対して実質的に垂直な第３及び第
４の端面とを設けられた第１及び第２の強磁性層並びに
非磁性導電性スペーサ層と、前記第１と第２の強磁性層
の間に挟まれたスペーサ層と、検知電流を流すために前
記第１及び第２の強磁性層並びに前記スペーサ層の前記
第３及び第４の端面へそれぞれ電気的に接続された第１
及び第２のリードと、第１及び第２の磁束ガイドとを有
し、前記第１及び第２の強磁性層が磁気的に結合される
ことにより強磁性結合磁場（ＨFC）が前記第１及び第２
の強磁性層の各々に形成され、前記第２の強磁性層が前
記第１の強磁性層内に誘導される浮遊減磁磁場ＨDEMAG
を有し、前記第１の磁束ガイドが前記各層の前記第１の
端面へ磁気的に結合されかつ前記第２の磁束ガイドが前
記各層の前記第２の端面へ磁気的に結合されることによ
り前記第１の強磁性層内に誘導される前記浮遊減磁磁場
ＨDEMAGを低減し、それにより、検知電流が流れると
き、前記第１の強磁性層からの検知電流磁場が前記第２
の強磁性層内の強磁性結合磁場を補足して該第２の強磁
性層の磁化をピン止めし、かつ、前記第２の強磁性層か
らの検知電流磁場が前記第１の強磁性層内の強磁性結合
磁場と反対向きとなることで該第１の強磁性層の磁化が
適用される磁場の影響下で自由に回転する、自己バイア
ス磁気抵抗スピン・バルブ・センサ。 （２）前記読取りヘッドが、第１及び第２の間隙層と、
前記第１と第２の間隙層の間に挟まれた前記ＭＲセンサ
と、第１及び第２のシールド層とを有し、前記第１及び
第２の間隙層が前記第１と第２のシールド層の間に挟ま
れる上記（１）に記載のＭＲセンサを有するＭＲ読取り
ヘッド。 （３）絶縁層に埋め込まれた誘導コイルを有し、前記絶
縁層及び前記誘導コイルが第１と第２の極片の間に挟ま
れ、前記第１及び第２の極片はエア・ベアリング面にお
いて第３の間隙層により離される上記（２）に記載のＭ
Ｒ読取りヘッドを含む組み合わされたＭＲ読取りヘッド
及び誘導書込みヘッド。 （４）フレームと、前記フレーム上に回転可能に支持さ
れる磁気ディスクと、前記磁気ディスクと変換関係を保
持するように組合せヘッドを支持するべく前記フレーム
上に装着された支持部と、前記磁気ディスクを回転させ
る手段と、前記ヘッドを前記磁気ディスクに関係する複
数の位置へ移動させるべく前記支持部へ接続される位置
決め手段と、前記ヘッド、前記回転手段、及び前記位置
決め手段へ接続され、前記組合せヘッドと信号を交換
し、前記磁気ディスクの移動を制御し、かつ前記組合せ
ヘッドの位置を制御する手段とを有する上記（３）に記
載の組み合わされたＭＲ読取りヘッド及び誘導書込みヘ
ッドを含む磁気ディスク・ドライブ。 （５）前記第１及び第２の強磁性層並びに前記スペーサ
層を通して選択された方向へ検知電流を流すために前記
第１及び第２のリードへ接続される検知電流手段を有
し、前記選択された方向により前記検知電流が、前記第
１の強磁性層の強磁性結合磁場ＨFCから減算される検知
電流磁場ＨIを誘導し、かつ、前記第２の強磁性層の強
磁性結合磁場ＨFCに加算される検知電流磁場ＨIを誘導
する 上記（１）に記載のセンサ。 （６）前記第１及び第２の磁束ガイドによる前記第１及
び第２の強磁性層の前記第１及び第２の端面に対する磁
気結合により、前記第２の強磁性層の前記浮遊減磁磁場
ＨDEMAGから前記第１の強磁性層内に誘導される磁場を
実質的にゼロに低減する上記（１）に記載のセンサ。 （７）第１及び第２のコバルト層を有し、前記第１のコ
バルト層が前記第１の強磁性層と前記スペーサ層の間に
挟まれ、かつ、前記第２のコバルト層が前記第２の強磁
性層と前記スペーサ層の間に挟まれる上記（１）に記載
のセンサ。 （８）前記第１及び第２の強磁性層の各々が、その第１
と第２の膜表面の間における厚さを有し、前記第１の強
磁性層の厚さが、前記第２の強磁性層の厚さよりも厚い
上記（１）に記載のセンサ。 （９）前記第１の強磁性層の厚さが、前記第２の強磁性
層の厚さの実質的に２倍である上記（８）に記載のセン
サ。 （１０）前記第１及び第２の強磁性層の各々が容易軸を
有し、前記第１の強磁性層の容易軸が前記ＡＢＳに対し
て実質的に平行に向き、かつ、前記第２の強磁性層の容
易軸が前記ＡＢＳに対して実質的に垂直に向いている上
記（１）に記載のセンサ。 （１１）第１及び第２の絶縁層を有し、前記第１の絶縁
層が、前記第１の磁束ガイドと前記第１の強磁性層の前
記第１の端面との間に挟まれ、かつ、前記第２の絶縁層
が、前記第２の磁束ガイドと前記第１の強磁性層の前記
第２の端面との間に挟まれる上記（１）に記載のセン
サ。 （１２）第１及び第２のコバルト層を有し、前記第１の
コバルト層が、前記第１の強磁性層と前記スペーサ層の
間に挟まれ、かつ、前記第２のコバルト層が、前記第２
の強磁性層と前記スペーサ層の間に挟まれる上記（１
１）に記載のセンサ。 （１３）前記第１の強磁性層の厚さが実質的に１００Å
であり、前記第２の強磁性層の厚さが実質的に５０Åで
あり、前記スペーサ層の厚さが実質的に２５Åであり、
前記検知電流が実質的に６ｍＡである上記（１２）に記
載のセンサ。 （１４）前記第１の磁束ガイドが、前記ＡＢＳと前記第
１の強磁性層の前記第１の端面との間の高さとして実質
的に０．５μｍの高さを有する上記（１３）に記載のセ
ンサ。 （１５）前記第１及び第２の強磁性層並びに前記スペー
サ層を通して検知電流を流すために検知電流手段を有
し、前記第１の強磁性層を通る前記検知電流が、前記第
２の強磁性層に対して前記第１の方向へ検知電流磁場Ｈ
Iを誘導することにより、前記第２の強磁性層における
前記強磁性結合磁場ＨFCと検知電流磁場ＨIが加算し合
い、前記第２の強磁性層を通る前記検知電流が、前記第
１の強磁性層に対して前記第１の方向と反対の反平行の
方向へ検知電流磁場ＨIを誘導することにより、前記第
２の強磁性層における前記強磁性結合磁場ＨFCと検知電
流磁場ＨIが減算し合う上記（１）に記載のセンサ。 （１６）前記第１及び第２の強磁性層の前記第１及び第
２の端面に対する前記第１及び第２の磁束ガイドの磁気
結合が、前記第２の強磁性層の浮遊減磁磁場ＨDE MAGか
ら前記第１の強磁性層内に誘導された磁場を実質的にゼ
ロへ低減する上記（１５）に記載のセンサ。 （１７）第１及び第２のコバルト層を有し、前記第１の
コバルト層が前記第１の強磁性層と前記スペーサ層の間
に挟まれ、前記第２のコバルト層が前記第２の強磁性層
と前記スペーサ層の間に挟まれる上記（１６）に記載の
センサ。 （１８）前記第１及び第２の強磁性層の各々が厚さを有
し、前記第１の強磁性層の厚さが前記第２の強磁性層の
厚さよりも厚い上記（１７）に記載のセンサ。 （１９）前記第１及び第２の強磁性層の各々が容易軸を
有し、前記第１の強磁性層の容易軸が前記ＡＢＳに対し
て実質的に平行に向き、前記第２の強磁性層の容易軸が
前記ＡＢＳに対して実質的に垂直に向けられる上記（１
８）に記載のセンサ。 （２０）第１及び第２の絶縁層を有し、前記第１の絶縁
層が前記磁束ガイドと前記第１の強磁性層の前記第１の
端面との間に挟まれ、かつ、前記第２の絶縁層が前記第
２の磁束ガイドと前記第１の強磁性層の前記第２の端面
との間に挟まれる上記（１９）に記載のセンサ。 （２１）前記第１の強磁性層の厚さが、前記第２の強磁
性層の厚さの実質的に２倍である上記（２０）に記載の
センサ。 （２２）前記第１及び第２の強磁性層の各々がＮｉＦｅ
を含み、前記スペーサ層が銅を含み、前記第１の強磁性
層の厚さが実質的に１００Å、前記第２の強磁性層の厚
さが実質的に５０Å、そして前記スペーサ層の厚さが実
質的に２５Åであり、前記検知電流が実質的に６ｍＡで
ある上記（２１）に記載のセンサ。 （２３）前記読取りヘッドが、第１及び第２の間隙層
と、前記第１と第２の間隙層の間に挟まれた前記ＭＲセ
ンサと、第１及び第２のシールド層とを有し、前記第１
及び第２の間隙層が前記第１と第２のシールド層の間に
挟まれる上記（２２）に記載のＭＲセンサを有するＭＲ
読取りヘッド。 （２４）絶縁層に埋め込まれた誘導コイルを有し、前記
絶縁層及び前記誘導コイルが第１と第２の極片の間に挟
まれ、前記第１及び第２の極片はエア・ベアリング面に
おいて第３の間隙層により離される上記（２３）に記載
のＭＲ読取りヘッドを含む組み合わされたＭＲ読取りヘ
ッド及び誘導書込みヘッド。 （２５）フレームと、前記フレーム上に回転可能に支持
される磁気ディスクと、前記磁気ディスクと変換関係を
保持するように組合せヘッドを支持するべく前記フレー
ム上に装着された支持部と、前記磁気ディスクを回転さ
せる手段と、前記ヘッドを前記磁気ディスクに関係する
複数の位置へ移動させるべく前記支持部へ接続される位
置決め手段と、前記ヘッド、前記回転させる手段、及び
前記位置決め手段へ接続され、前記組合せヘッドと信号
を交換し、前記磁気ディスクの移動を制御し、かつ前記
組合せヘッドの位置を制御する手段とを有する上記（２
４）に記載の組み合わされたＭＲ読取りヘッド及び誘導
書込みヘッドを含む磁気ディスク・ドライブ。
する磁気ヘッドにおいて用いられる自己バイアス磁気抵
抗（ＭＲ）スピン・バルブ・センサにおいて、第１及び
第２の強磁性層並びに非磁性導電性スペーサ層であって
各層が前記ＡＢＳに対して実質的に平行な第１及び第２
の端面と前記ＡＢＳに対して実質的に垂直な第３及び第
４の端面とを設けられた第１及び第２の強磁性層並びに
非磁性導電性スペーサ層と、前記第１と第２の強磁性層
の間に挟まれたスペーサ層と、検知電流を流すために前
記第１及び第２の強磁性層並びに前記スペーサ層の前記
第３及び第４の端面へそれぞれ電気的に接続された第１
及び第２のリードと、第１及び第２の磁束ガイドとを有
し、前記第１及び第２の強磁性層が磁気的に結合される
ことにより強磁性結合磁場（ＨFC）が前記第１及び第２
の強磁性層の各々に形成され、前記第２の強磁性層が前
記第１の強磁性層内に誘導される浮遊減磁磁場ＨDEMAG
を有し、前記第１の磁束ガイドが前記各層の前記第１の
端面へ磁気的に結合されかつ前記第２の磁束ガイドが前
記各層の前記第２の端面へ磁気的に結合されることによ
り前記第１の強磁性層内に誘導される前記浮遊減磁磁場
ＨDEMAGを低減し、それにより、検知電流が流れると
き、前記第１の強磁性層からの検知電流磁場が前記第２
の強磁性層内の強磁性結合磁場を補足して該第２の強磁
性層の磁化をピン止めし、かつ、前記第２の強磁性層か
らの検知電流磁場が前記第１の強磁性層内の強磁性結合
磁場と反対向きとなることで該第１の強磁性層の磁化が
適用される磁場の影響下で自由に回転する、自己バイア
ス磁気抵抗スピン・バルブ・センサ。 （２）前記読取りヘッドが、第１及び第２の間隙層と、
前記第１と第２の間隙層の間に挟まれた前記ＭＲセンサ
と、第１及び第２のシールド層とを有し、前記第１及び
第２の間隙層が前記第１と第２のシールド層の間に挟ま
れる上記（１）に記載のＭＲセンサを有するＭＲ読取り
ヘッド。 （３）絶縁層に埋め込まれた誘導コイルを有し、前記絶
縁層及び前記誘導コイルが第１と第２の極片の間に挟ま
れ、前記第１及び第２の極片はエア・ベアリング面にお
いて第３の間隙層により離される上記（２）に記載のＭ
Ｒ読取りヘッドを含む組み合わされたＭＲ読取りヘッド
及び誘導書込みヘッド。 （４）フレームと、前記フレーム上に回転可能に支持さ
れる磁気ディスクと、前記磁気ディスクと変換関係を保
持するように組合せヘッドを支持するべく前記フレーム
上に装着された支持部と、前記磁気ディスクを回転させ
る手段と、前記ヘッドを前記磁気ディスクに関係する複
数の位置へ移動させるべく前記支持部へ接続される位置
決め手段と、前記ヘッド、前記回転手段、及び前記位置
決め手段へ接続され、前記組合せヘッドと信号を交換
し、前記磁気ディスクの移動を制御し、かつ前記組合せ
ヘッドの位置を制御する手段とを有する上記（３）に記
載の組み合わされたＭＲ読取りヘッド及び誘導書込みヘ
ッドを含む磁気ディスク・ドライブ。 （５）前記第１及び第２の強磁性層並びに前記スペーサ
層を通して選択された方向へ検知電流を流すために前記
第１及び第２のリードへ接続される検知電流手段を有
し、前記選択された方向により前記検知電流が、前記第
１の強磁性層の強磁性結合磁場ＨFCから減算される検知
電流磁場ＨIを誘導し、かつ、前記第２の強磁性層の強
磁性結合磁場ＨFCに加算される検知電流磁場ＨIを誘導
する 上記（１）に記載のセンサ。 （６）前記第１及び第２の磁束ガイドによる前記第１及
び第２の強磁性層の前記第１及び第２の端面に対する磁
気結合により、前記第２の強磁性層の前記浮遊減磁磁場
ＨDEMAGから前記第１の強磁性層内に誘導される磁場を
実質的にゼロに低減する上記（１）に記載のセンサ。 （７）第１及び第２のコバルト層を有し、前記第１のコ
バルト層が前記第１の強磁性層と前記スペーサ層の間に
挟まれ、かつ、前記第２のコバルト層が前記第２の強磁
性層と前記スペーサ層の間に挟まれる上記（１）に記載
のセンサ。 （８）前記第１及び第２の強磁性層の各々が、その第１
と第２の膜表面の間における厚さを有し、前記第１の強
磁性層の厚さが、前記第２の強磁性層の厚さよりも厚い
上記（１）に記載のセンサ。 （９）前記第１の強磁性層の厚さが、前記第２の強磁性
層の厚さの実質的に２倍である上記（８）に記載のセン
サ。 （１０）前記第１及び第２の強磁性層の各々が容易軸を
有し、前記第１の強磁性層の容易軸が前記ＡＢＳに対し
て実質的に平行に向き、かつ、前記第２の強磁性層の容
易軸が前記ＡＢＳに対して実質的に垂直に向いている上
記（１）に記載のセンサ。 （１１）第１及び第２の絶縁層を有し、前記第１の絶縁
層が、前記第１の磁束ガイドと前記第１の強磁性層の前
記第１の端面との間に挟まれ、かつ、前記第２の絶縁層
が、前記第２の磁束ガイドと前記第１の強磁性層の前記
第２の端面との間に挟まれる上記（１）に記載のセン
サ。 （１２）第１及び第２のコバルト層を有し、前記第１の
コバルト層が、前記第１の強磁性層と前記スペーサ層の
間に挟まれ、かつ、前記第２のコバルト層が、前記第２
の強磁性層と前記スペーサ層の間に挟まれる上記（１
１）に記載のセンサ。 （１３）前記第１の強磁性層の厚さが実質的に１００Å
であり、前記第２の強磁性層の厚さが実質的に５０Åで
あり、前記スペーサ層の厚さが実質的に２５Åであり、
前記検知電流が実質的に６ｍＡである上記（１２）に記
載のセンサ。 （１４）前記第１の磁束ガイドが、前記ＡＢＳと前記第
１の強磁性層の前記第１の端面との間の高さとして実質
的に０．５μｍの高さを有する上記（１３）に記載のセ
ンサ。 （１５）前記第１及び第２の強磁性層並びに前記スペー
サ層を通して検知電流を流すために検知電流手段を有
し、前記第１の強磁性層を通る前記検知電流が、前記第
２の強磁性層に対して前記第１の方向へ検知電流磁場Ｈ
Iを誘導することにより、前記第２の強磁性層における
前記強磁性結合磁場ＨFCと検知電流磁場ＨIが加算し合
い、前記第２の強磁性層を通る前記検知電流が、前記第
１の強磁性層に対して前記第１の方向と反対の反平行の
方向へ検知電流磁場ＨIを誘導することにより、前記第
２の強磁性層における前記強磁性結合磁場ＨFCと検知電
流磁場ＨIが減算し合う上記（１）に記載のセンサ。 （１６）前記第１及び第２の強磁性層の前記第１及び第
２の端面に対する前記第１及び第２の磁束ガイドの磁気
結合が、前記第２の強磁性層の浮遊減磁磁場ＨDE MAGか
ら前記第１の強磁性層内に誘導された磁場を実質的にゼ
ロへ低減する上記（１５）に記載のセンサ。 （１７）第１及び第２のコバルト層を有し、前記第１の
コバルト層が前記第１の強磁性層と前記スペーサ層の間
に挟まれ、前記第２のコバルト層が前記第２の強磁性層
と前記スペーサ層の間に挟まれる上記（１６）に記載の
センサ。 （１８）前記第１及び第２の強磁性層の各々が厚さを有
し、前記第１の強磁性層の厚さが前記第２の強磁性層の
厚さよりも厚い上記（１７）に記載のセンサ。 （１９）前記第１及び第２の強磁性層の各々が容易軸を
有し、前記第１の強磁性層の容易軸が前記ＡＢＳに対し
て実質的に平行に向き、前記第２の強磁性層の容易軸が
前記ＡＢＳに対して実質的に垂直に向けられる上記（１
８）に記載のセンサ。 （２０）第１及び第２の絶縁層を有し、前記第１の絶縁
層が前記磁束ガイドと前記第１の強磁性層の前記第１の
端面との間に挟まれ、かつ、前記第２の絶縁層が前記第
２の磁束ガイドと前記第１の強磁性層の前記第２の端面
との間に挟まれる上記（１９）に記載のセンサ。 （２１）前記第１の強磁性層の厚さが、前記第２の強磁
性層の厚さの実質的に２倍である上記（２０）に記載の
センサ。 （２２）前記第１及び第２の強磁性層の各々がＮｉＦｅ
を含み、前記スペーサ層が銅を含み、前記第１の強磁性
層の厚さが実質的に１００Å、前記第２の強磁性層の厚
さが実質的に５０Å、そして前記スペーサ層の厚さが実
質的に２５Åであり、前記検知電流が実質的に６ｍＡで
ある上記（２１）に記載のセンサ。 （２３）前記読取りヘッドが、第１及び第２の間隙層
と、前記第１と第２の間隙層の間に挟まれた前記ＭＲセ
ンサと、第１及び第２のシールド層とを有し、前記第１
及び第２の間隙層が前記第１と第２のシールド層の間に
挟まれる上記（２２）に記載のＭＲセンサを有するＭＲ
読取りヘッド。 （２４）絶縁層に埋め込まれた誘導コイルを有し、前記
絶縁層及び前記誘導コイルが第１と第２の極片の間に挟
まれ、前記第１及び第２の極片はエア・ベアリング面に
おいて第３の間隙層により離される上記（２３）に記載
のＭＲ読取りヘッドを含む組み合わされたＭＲ読取りヘ
ッド及び誘導書込みヘッド。 （２５）フレームと、前記フレーム上に回転可能に支持
される磁気ディスクと、前記磁気ディスクと変換関係を
保持するように組合せヘッドを支持するべく前記フレー
ム上に装着された支持部と、前記磁気ディスクを回転さ
せる手段と、前記ヘッドを前記磁気ディスクに関係する
複数の位置へ移動させるべく前記支持部へ接続される位
置決め手段と、前記ヘッド、前記回転させる手段、及び
前記位置決め手段へ接続され、前記組合せヘッドと信号
を交換し、前記磁気ディスクの移動を制御し、かつ前記
組合せヘッドの位置を制御する手段とを有する上記（２
４）に記載の組み合わされたＭＲ読取りヘッド及び誘導
書込みヘッドを含む磁気ディスク・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II−II面に沿った断面図である。
【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IV−IV面に沿った断面図である。
【図５】従来のスピン・バルブ・センサの斜視図であ
る。
る。
【図６】図５のVI−VI面に沿った断面図である。
【図７】本発明のスピン・バルブ・センサの一実施例の
斜視図である。
斜視図である。
【図８】図７のVIII−VIII面に沿った断面図である。
【図９】図８のスピン・バルブ・センサにおいてリード
及び磁束ガイドのないピン止め層、フリー層及びスペー
サ層の展開斜視図である。
及び磁束ガイドのないピン止め層、フリー層及びスペー
サ層の展開斜視図である。
【図１０】本発明のスピン・バルブ・センサの別の実施
例の斜視図である。
例の斜視図である。
【図１１】図１０のXI−XI面に沿った断面図である。
【図１２】図１１のスピン・バルブ・センサにおいてリ
ード及び磁束ガイドのないピン止め層、フリー層及びス
ペーサ層の展開斜視図である。
ード及び磁束ガイドのないピン止め層、フリー層及びス
ペーサ層の展開斜視図である。
【図１３】容易軸に対する方向を示すスピン・バルブ・
センサのピン止め層及びフリー層の展開斜視図である。
センサのピン止め層及びフリー層の展開斜視図である。
【図１４】容易軸に対する方向を示すスピン・バルブ・
センサのピン止め層及びフリー層の展開斜視図である。
センサのピン止め層及びフリー層の展開斜視図である。
【図１５】リードの接続に関して異なる配置をもつ図１
０及び図１１のＭＲセンサをＡＢＳに向かってみた横断
面図である。
０及び図１１のＭＲセンサをＡＢＳに向かってみた横断
面図である。
【図１６】本発明の実施例の概略的平面図である。
【図１７】図１６のXVII−XVII面に沿った断面図であ
る。
る。
【図１８】図１６のXVIII−XVIII面に沿った断面図であ
る。
る。
【図１９】図１６のXIX−XIX面に沿った断面図である。
３０ 磁気ディスク・ドライブ ３２ 主軸 ３４ 磁気ディスク ３６ モーター ３８ モーター制御装置 ４０ 磁気ヘッド ４２ スライダ ４３ サスペンション ４４ アクチュエータ・アーム ４６ エア・ベアリング面（ＡＢＳ） ４８ 処理回路 ５２ スピン・バルブＭＲセンサ ５４、５６ 間隙層 ５８、６０ シールド層 ６４ コイル層 ６６、６８、７０ 絶縁層 ７２、７４ 極片 ７６ 書込み間隙層 ８０、８２、８４、８６ はんだ接続
Claims (25)
- 【請求項１】エア・ベアリング面（ＡＢＳ）を有する磁
気ヘッドにおいて用いられる自己バイアス磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）スピン・バルブ・センサにおいて、 第１及び第２の強磁性層並びに非磁性導電性スペーサ層
であって各層が前記ＡＢＳに対して実質的に平行な第１
及び第２の端面と前記ＡＢＳに対して実質的に垂直な第
３及び第４の端面とを設けられた第１及び第２の強磁性
層並びに非磁性導電性スペーサ層と、 前記第１と第２の強磁性層の間に挟まれたスペーサ層
と、 検知電流を流すために前記第１及び第２の強磁性層並び
に前記スペーサ層の前記第３及び第４の端面へそれぞれ
電気的に接続された第１及び第２のリードと、 第１及び第２の磁束ガイドとを有し、 前記第１及び第２の強磁性層が磁気的に結合されること
により強磁性結合磁場（ＨFC）が前記第１及び第２の強
磁性層の各々に形成され、 前記第２の強磁性層が前記第１の強磁性層内に誘導され
る浮遊減磁磁場ＨDEMA Gを有し、 前記第１の磁束ガイドが前記各層の前記第１の端面へ磁
気的に結合されかつ前記第２の磁束ガイドが前記各層の
前記第２の端面へ磁気的に結合されることにより前記第
１の強磁性層内に誘導される前記浮遊減磁磁場ＨDEMAG
を低減し、それにより、検知電流が流れるとき、前記第
１の強磁性層からの検知電流磁場が前記第２の強磁性層
内の強磁性結合磁場を補足して該第２の強磁性層の磁化
をピン止めし、かつ、前記第２の強磁性層からの検知電
流磁場が前記第１の強磁性層内の強磁性結合磁場と反対
向きとなることで該第１の強磁性層の磁化が適用される
磁場の影響下で自由に回転する、 自己バイアス磁気抵抗スピン・バルブ・センサ。 - 【請求項２】前記読取りヘッドが、 第１及び第２の間隙層と、 前記第１と第２の間隙層の間に挟まれた前記ＭＲセンサ
と、 第１及び第２のシールド層とを有し、 前記第１及び第２の間隙層が前記第１と第２のシールド
層の間に挟まれる請求項１に記載のＭＲセンサを有する
ＭＲ読取りヘッド。 - 【請求項３】絶縁層に埋め込まれた誘導コイルを有し、 前記絶縁層及び前記誘導コイルが第１と第２の極片の間
に挟まれ、 前記第１及び第２の極片はエア・ベアリング面において
第３の間隙層により離される請求項２に記載のＭＲ読取
りヘッドを含む組み合わされたＭＲ読取りヘッド及び誘
導書込みヘッド。 - 【請求項４】フレームと、 前記フレーム上に回転可能に支持される磁気ディスク
と、 前記磁気ディスクと変換関係を保持するように組合せヘ
ッドを支持するべく前記フレーム上に装着された支持部
と、 前記磁気ディスクを回転させる手段と、 前記ヘッドを前記磁気ディスクに関係する複数の位置へ
移動させるべく前記支持部へ接続される位置決め手段
と、 前記ヘッド、前記回転手段、及び前記位置決め手段へ接
続され、前記組合せヘッドと信号を交換し、前記磁気デ
ィスクの移動を制御し、かつ前記組合せヘッドの位置を
制御する手段とを有する請求項３に記載の組み合わされ
たＭＲ読取りヘッド及び誘導書込みヘッドを含む磁気デ
ィスク・ドライブ。 - 【請求項５】前記第１及び第２の強磁性層並びに前記ス
ペーサ層を通して選択された方向へ検知電流を流すため
に前記第１及び第２のリードへ接続される検知電流手段
を有し、 前記選択された方向により前記検知電流が、前記第１の
強磁性層の強磁性結合磁場ＨFCから減算される検知電流
磁場ＨIを誘導し、かつ、前記第２の強磁性層の強磁性
結合磁場ＨFCに加算される検知電流磁場ＨIを誘導する
請求項１に記載のセンサ。 - 【請求項６】前記第１及び第２の磁束ガイドによる前記
第１及び第２の強磁性層の前記第１及び第２の端面に対
する磁気結合により、前記第２の強磁性層の前記浮遊減
磁磁場ＨDEMAGから前記第１の強磁性層内に誘導される
磁場を実質的にゼロに低減する請求項１に記載のセン
サ。 - 【請求項７】第１及び第２のコバルト層を有し、 前記第１のコバルト層が前記第１の強磁性層と前記スペ
ーサ層の間に挟まれ、かつ、前記第２のコバルト層が前
記第２の強磁性層と前記スペーサ層の間に挟まれる請求
項１に記載のセンサ。 - 【請求項８】前記第１及び第２の強磁性層の各々が、そ
の第１と第２の膜表面の間における厚さを有し、 前記第１の強磁性層の厚さが、前記第２の強磁性層の厚
さよりも厚い請求項１に記載のセンサ。 - 【請求項９】前記第１の強磁性層の厚さが、前記第２の
強磁性層の厚さの実質的に２倍である請求項８に記載の
センサ。 - 【請求項１０】前記第１及び第２の強磁性層の各々が容
易軸を有し、 前記第１の強磁性層の容易軸が前記ＡＢＳに対して実質
的に平行に向き、かつ、前記第２の強磁性層の容易軸が
前記ＡＢＳに対して実質的に垂直に向いている請求項１
に記載のセンサ。 - 【請求項１１】第１及び第２の絶縁層を有し、 前記第１の絶縁層が、前記第１の磁束ガイドと前記第１
の強磁性層の前記第１の端面との間に挟まれ、かつ、前
記第２の絶縁層が、前記第２の磁束ガイドと前記第１の
強磁性層の前記第２の端面との間に挟まれる請求項１に
記載のセンサ。 - 【請求項１２】第１及び第２のコバルト層を有し、 前記第１のコバルト層が、前記第１の強磁性層と前記ス
ペーサ層の間に挟まれ、かつ、前記第２のコバルト層
が、前記第２の強磁性層と前記スペーサ層の間に挟まれ
る請求項１１に記載のセンサ。 - 【請求項１３】前記第１の強磁性層の厚さが実質的に１
００Åであり、前記第２の強磁性層の厚さが実質的に５
０Åであり、前記スペーサ層の厚さが実質的に２５Åで
あり、 前記検知電流が実質的に６ｍＡである請求項１２に記載
のセンサ。 - 【請求項１４】前記第１の磁束ガイドが、前記ＡＢＳと
前記第１の強磁性層の前記第１の端面との間の高さとし
て実質的に０．５μｍの高さを有する請求項１３に記載
のセンサ。 - 【請求項１５】前記第１及び第２の強磁性層並びに前記
スペーサ層を通して検知電流を流すために検知電流手段
を有し、 前記第１の強磁性層を通る前記検知電流が、前記第２の
強磁性層に対して前記第１の方向へ検知電流磁場ＨIを
誘導することにより、前記第２の強磁性層における前記
強磁性結合磁場ＨFCと検知電流磁場ＨIが加算し合い、 前記第２の強磁性層を通る前記検知電流が、前記第１の
強磁性層に対して前記第１の方向と反対の反平行の方向
へ検知電流磁場ＨIを誘導することにより、前記第２の
強磁性層における前記強磁性結合磁場ＨFCと検知電流磁
場ＨIが減算し合う請求項１に記載のセンサ。 - 【請求項１６】前記第１及び第２の強磁性層の前記第１
及び第２の端面に対する前記第１及び第２の磁束ガイド
の磁気結合が、前記第２の強磁性層の浮遊減磁磁場Ｈ
DEMAGから前記第１の強磁性層内に誘導された磁場を実
質的にゼロへ低減する請求項１５に記載のセンサ。 - 【請求項１７】第１及び第２のコバルト層を有し、 前記第１のコバルト層が前記第１の強磁性層と前記スペ
ーサ層の間に挟まれ、前記第２のコバルト層が前記第２
の強磁性層と前記スペーサ層の間に挟まれる請求項１６
に記載のセンサ。 - 【請求項１８】前記第１及び第２の強磁性層の各々が厚
さを有し、 前記第１の強磁性層の厚さが前記第２の強磁性層の厚さ
よりも厚い請求項１７に記載のセンサ。 - 【請求項１９】前記第１及び第２の強磁性層の各々が容
易軸を有し、 前記第１の強磁性層の容易軸が前記ＡＢＳに対して実質
的に平行に向き、前記第２の強磁性層の容易軸が前記Ａ
ＢＳに対して実質的に垂直に向けられる請求項１８に記
載のセンサ。 - 【請求項２０】第１及び第２の絶縁層を有し、 前記第１の絶縁層が前記磁束ガイドと前記第１の強磁性
層の前記第１の端面との間に挟まれ、かつ、前記第２の
絶縁層が前記第２の磁束ガイドと前記第１の強磁性層の
前記第２の端面との間に挟まれる請求項１９に記載のセ
ンサ。 - 【請求項２１】前記第１の強磁性層の厚さが、前記第２
の強磁性層の厚さの実質的に２倍である請求項２０に記
載のセンサ。 - 【請求項２２】前記第１及び第２の強磁性層の各々がＮ
ｉＦｅを含み、前記スペーサ層が銅を含み、 前記第１の強磁性層の厚さが実質的に１００Å、前記第
２の強磁性層の厚さが実質的に５０Å、そして前記スペ
ーサ層の厚さが実質的に２５Åであり、 前記検知電流が実質的に６ｍＡである請求項２１に記載
のセンサ。 - 【請求項２３】前記読取りヘッドが、 第１及び第２の間隙層と、 前記第１と第２の間隙層の間に挟まれた前記ＭＲセンサ
と、 第１及び第２のシールド層とを有し、 前記第１及び第２の間隙層が前記第１と第２のシールド
層の間に挟まれる請求項２２に記載のＭＲセンサを有す
るＭＲ読取りヘッド。 - 【請求項２４】絶縁層に埋め込まれた誘導コイルを有
し、 前記絶縁層及び前記誘導コイルが第１と第２の極片の間
に挟まれ、 前記第１及び第２の極片はエア・ベアリング面において
第３の間隙層により離される請求項２３に記載のＭＲ読
取りヘッドを含む組み合わされたＭＲ読取りヘッド及び
誘導書込みヘッド。 - 【請求項２５】フレームと、 前記フレーム上に回転可能に支持される磁気ディスク
と、 前記磁気ディスクと変換関係を保持するように組合せヘ
ッドを支持するべく前記フレーム上に装着された支持部
と、 前記磁気ディスクを回転させる手段と、 前記ヘッドを前記磁気ディスクに関係する複数の位置へ
移動させるべく前記支持部へ接続される位置決め手段
と、 前記ヘッド、前記回転させる手段、及び前記位置決め手
段へ接続され、前記組合せヘッドと信号を交換し、前記
磁気ディスクの移動を制御し、かつ前記組合せヘッドの
位置を制御する手段とを有する請求項２４に記載の組み
合わされたＭＲ読取りヘッド及び誘導書込みヘッドを含
む磁気ディスク・ドライブ。
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|---|---|---|---|
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| US08/713623 | 1996-09-13 |
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|---|---|
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