JPH1011721A - 多層巨大磁気抵抗型薄膜変換器 - Google Patents

多層巨大磁気抵抗型薄膜変換器

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JPH1011721A
JPH1011721A JP4458197A JP4458197A JPH1011721A JP H1011721 A JPH1011721 A JP H1011721A JP 4458197 A JP4458197 A JP 4458197A JP 4458197 A JP4458197 A JP 4458197A JP H1011721 A JPH1011721 A JP H1011721A
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flux guide
magnetic flux
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giant magnetoresistive
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Marcos M Lederman
マルコス・エム・レダーマン
Derek Jan Kroes
デレク・ジャン・クローズ
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 磁気変換ギャップGを画定する1対の磁束ガ
イドヨーク部材14、15を用いた巨大磁気抵抗型(G
MR)変換器。多数の層の積層体で形成されたGMR構
造11が、一方の磁束ガイドヨーク部材の離隔された部
分14a、14b間に、変換ギャップから離して配置さ
れ、かつこれら離隔部分の対向面と電気的に結合されて
いる。一方の磁束ガイドヨーク部材の離隔された部分及
びGMR構造を通してセンス電流を供給すると、変換器
の平面内電流(CIP)モードの動作が実現される。磁
気バイアスは、磁石21により又は電流を伝導するバイ
アス導電体によりGMR構造に供給される。 【効果】 GMR積層体構造を変換ギャップから離隔し
て増加したスペースを利用して、該GMR積層体構造の
層の数、その長さ及び幅を最適化できる。製造工程を簡
単化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁束のガイドとして働
く磁気ヨーク部材と、磁気的に記録された情報を読み取
るための巨大磁気抵抗型センサとを組み込んだ薄膜磁気
変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】本願発明に関連する先行技術として、本
願と同じ出願人に譲渡された1996年2月12日付け
米国特許出願番号第08/600,238号明細書に
は、磁束ガイドヨーク構造を備えた巨大磁気抵抗(GM
R)を用いて、平面に対して垂直な電流(current-perp
endicular-to-the-plane)(CPP)モードで動作する
薄膜変換器が開示されている。
【0003】従来より巨大磁気抵抗(GMR)を利用し
たセンサを用いた磁気変換器の使用が知られている。グ
ルンバーグ(Grunberg)の米国特許第4,949,03
9号公報には、銅、銀、又は金のような非磁性金属、若
しくは反強磁性材料の層により互いに分離して積層され
た多数の強磁性層を用いた薄膜変換器が開示されてい
る。従って、交互に配置された強磁性層は逆向きに磁化
される。前記非磁性/反強磁性材料は、層の界面でスピ
ン依存(spin-dependent)電子の散乱を生じさせる材料
からなる。このようなアセンブリにおいて変換器が感知
した磁束に応答した、巨大磁気抵抗と称する磁気抵抗の
変化は、逆平行磁化層やこのような非磁性/反強磁性中
間層を用いない構造に見られる場合よりも非常に大き
い。
【0004】リグロック(Ruigrok)他の米国特許第
5,270,895号公報には、変換器の読取り部分と
書込み部分との間で共有されるヨーク型の磁束ガイドを
用いて、読取り及び書込み機能の動作を改善するように
した薄膜磁気変換器が記載されている。この特許公報に
記載される構造では、磁気抵抗(MR)要素がヨーク部
材の外側に配置される。
【0005】ベイビッチ(Baibich)他による論文「Gia
nt Magnetoresistance of (001) Fe/(001) Cr Magnetic
Superlattices」、Physical Review Letters、Volume
61、Number 21、1998年発行、第2472頁には、Cr層の
厚さにおける変化のFe/Cr磁気格子の磁気抵抗への
影響が記載されている。巨大磁気抵抗は、Fe層とCr
層間の界面におけるスピン依存の散乱に帰するものであ
る。
【0006】フォルカーツ(Folkerts)他による論文
「Performance Of Yoke Type GMR Heads」、IEEE Trans
action on Magnetics、1995年11月発行には、感知素子
がヨーク型磁束ガイドの分離された2つの部品の上に配
置されたスピンバルブ変換器が記載されている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、薄膜多
層GMR変換器アセンブリは、磁束をGMR構造に結合
する上側及び下側磁束ガイドヨーク部材からなる。一方
の前記磁束ガイドヨーク部材は、前記GMR構造を収容
する間隙を有する。前記GMR構造は、前記変換器を支
持する空気ベアリングスライダ(図示せず)の空気ベア
リング面(ABS)から離隔され、それにより増加した
スペースを利用して、前記GMR積層体構造の層の数及
び該積層体の長さ及び幅を最適化できるようになってい
る。このような構成により、製造プロセスの複雑さが大
幅に減少する。
【0008】本発明のある実施例では、導体リードによ
り磁束ガイドヨーク部材を介してセンス電流が多層GM
R構造に供給されて、平面内電流(current-in-the-pla
ne)(CIP)モードを生じさせる。磁気バイアスは、
前記GMR構造の各端部に近接配置された永久磁石を用
いて多層GMR構造に印加される。別の実施例では、磁
気バイアスが、前記GMR構造に近接配置された電流伝
導用導体により与えられる。更に別の実施例では、バイ
アス磁界が、前記GMR構造の上に配置された永久磁石
構造により生成される。
【0009】
【発明の実施の形態】図1Aに関して、薄膜磁気変換器
は、それぞれに変換ギャップGを画定するポール先端部
分を有する下側磁束ガイドヨーク部材14と上側磁束ガ
イドヨーク部材15とで形成された磁気ヨークを備え
る。多層GMR構造11は、下側磁束ガイド部材14の
2個の分割された部分14a、14b間にかつそれらと
磁気的及び電気的に接触させて配置される。当業者に良
く知られるように、かつ図1Bに示されるように、多層
GMR構造11は、強磁性層11bと非磁性金属/反強
磁性層11cとを交互に配した積層体からなる。また、
GMR構造11は、Fe又はRuのような材料又は他の
適当な材料からなる下側シード(seed)層又はバッファ
層11dを設けて、該GMR構造の磁気抵抗を最大にす
ることができる。
【0010】図1A に関して、センス電流が1対の導
電リード部材20a、bを介してGMR構造11に供給
される。電流は、導電リード部材20aから下側磁束ガ
イドヨーク部分14aを通ってGMR構造11に流れ、
更に下側磁束ガイドヨーク部分14bを通って導電リー
ド部材20bに流れ、その結果装置の動作がCIPモー
ドになる。図1Bに示すように、前記センス電流は、電
源17から供給することができる。GMR構造11の両
端における電圧降下の変化は、増幅器18において検出
され、かつ前記変換器が感知した磁束の表示として適当
な利用手段(図示せず)に供給される。
【0011】誘導された磁場に対して垂直に磁場を作用
させる永久磁石手段21により、多層GMR構造11に
磁気バイアスが与えられて、バルクハウゼンノイズを低
減させ、かつ該GMR構造の感度(動作点)を最適化す
る。上側磁束ガイドヨーク部材15は、GMR構造11
の上を延長して、前記誘導磁場をGMR構造11に磁気
結合させている。下側及び上側磁束ガイドヨーク部材1
4、15の各面14d、15dは、互いに読取り変換ギ
ャップを表す距離Gだけ僅かに離隔されている。動作時
には、読取りギャップGが、変換器により感知される情
報信号を変換するために磁気媒体(図示せず)のような
記録媒体に近接し又は断続的に接触するように配置され
る。
【0012】図1Aの構造により、GMR構造11がヨ
ーク部材14、15の端部により前記ABSから離隔さ
れ、かつ前記GMR構造の層の数及び寸法を、その長さ
及び幅を含めて最適化し得るGMR変換器アセンブリが
提供される。図1Aの構造の変形例として、GMR構造
11は、図1Aに示される下側ヨーク部材14の部分間
ではなく、上側ヨーク部材15の部分間に配置すること
ができる。
【0013】図2A及び図2Bは、GMR構造への磁気
バイアスが導電手段により与えられるようにした本発明
の別の実施例を示している。図2Aにおいて、参照符号
30は導電体を示しており、これによりバイアス電流が
伝導されて、バイアス磁場をGMR積層構造11上に、
ヨーク部材14、15を通る磁場により生成される磁場
と平行な向きに生成する。図2Bは、バイアス導電体3
0をGMR構造11の上方にかつ磁気的に近接配置し
て、導電リード部材20a、20b及び磁束ガイドヨー
ク部分14a、14bを流れるセンス電流を供給する電
源17を示している。
【0014】図3A及び図3Bは、永久磁石35の形態
をなす永久磁石バイアス手段を用いた本発明の更に別の
実施例を示している。永久磁石35は、当業者に周知の
ようにバイアス磁界を発生させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】A図は本発明の実施例を示す概略斜視図、B図
はA図の実施例の磁気及び電気要素を概略的に示す平面
図である。
【図2】A図は、バイアス電流を伝導する導電体により
磁気バイアスが与えられる本発明の別の実施例を示す斜
視図、B図は、A図の実施例の磁気及び電気要素を示す
概略図である。
【図3】A図は、永久磁石を用いた本発明の更に別の実
施例を示す斜視図、B図はA図の実施例の磁気及び電気
要素を示す概略図である。
【符号の説明】
11 GMR積層体構造 11b 強磁性層 11c 非磁性/反強磁性金属層 11d バッファ層 14 下側磁束ガイドヨーク部材 14a、14b 下側磁束ガイドヨーク部分 14d 面 15 上側磁束ガイドヨーク部材 15d 面 17 電源 18 増幅器 20a、20b 導体リード部材 21 永久磁石手段 30 バイアス導電体 35 永久磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デレク・ジャン・クローズ アメリカ合衆国・カリフォルニア州・ 94539,フリーモント,キノールト・ウェ イ・185

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気記録媒体と共働する多層巨大磁気抵
    抗型薄膜変換器であって、 第1の磁束ガイド部材と該第1磁束ガイド部材から離隔
    された第2磁束ガイド部材とを有し、前記第1及び第2
    磁束ガイド部材の端部が、互いに離隔されて、磁気記録
    媒体に近接して設けられる変換ギャップを形成し、かつ
    一方の前記磁束ガイド部材が2個の分割部分を有する磁
    気ヨークと、 前記磁気記録媒体により前記磁気ヨーク内に誘導される
    磁束の通路内に位置するように、前記一方の磁束ガイド
    部材の前記2個の分割部分間に配置され、かつ前記変換
    ギャップから離隔された多層巨大磁気抵抗構造とを備
    え、 前記巨大磁気抵抗構造が、前記各分割部分が前記多層磁
    気抵抗構造の電気リードとして動作するように、前記一
    方の磁束ガイド部材の前記2個の分割部分と電気的に接
    続され、それにより前記多層巨大磁気抵抗構造及び前記
    磁束ガイド部材の前記分割部分の中を通過する電流が、
    前記多層巨大磁気抵抗構造の多数の層の平面内を流れる
    ようになっており、 前記多層巨大磁気抵抗構造が、強磁性材料の層と、銅、
    銀及び金からなる群から選択した1つの金属からなる層
    との複数の対からなり、 前記各強磁性材料層が前記選択金属のいずれかの前記層
    に近接して配置され、かつ前記巨大磁気抵抗構造に磁気
    バイアスを与えるために、前記多層巨大磁気抵抗構造に
    磁気的に近接して配置された磁気バイアス手段を更に備
    えることを特徴とする多層巨大磁気抵抗型薄膜変換器。
  2. 【請求項2】 前記磁気バイアス手段が、前記巨大磁気
    抵抗構造の両側に配置された永久磁石手段からなること
    を特徴とする請求項1記載の多層巨大磁気抵抗型薄膜変
    換器。
  3. 【請求項3】 前記磁気バイアス手段が、前記多層巨大
    磁気抵抗構造に磁気的に近接させて、かつバイアス電流
    を搬送する前記第1及び第2磁束ガイド部材間に配置さ
    れた導電体からなることを特徴とする請求項1記載の多
    層巨大磁気抵抗型薄膜変換器。
  4. 【請求項4】 前記磁気バイアス手段が、前記磁気抵抗
    構造の上側に配置された永久磁石手段からなり、それに
    より前記永久磁石手段の磁化方向が、前記多層磁気抵抗
    構造の前記層と平行な平面内の向きで、かつ前記第1及
    び第2磁束ガイド部材に平行又は垂直な向きをなすこと
    を特徴とする請求項1記載の多層巨大磁気抵抗型薄膜変
    換器。
  5. 【請求項5】 バッファ材料の層を更に備え、前記磁気
    抵抗構造が前記バッファ材料層の上に配置され、それに
    より前記磁気抵抗構造の磁気抵抗が効果的に増大するよ
    うにしたことを特徴とする請求項1記載の多層巨大磁気
    抵抗型薄膜変換器。
  6. 【請求項6】 前記磁気バイアス手段が、前記多層磁気
    抵抗構造の両側に配置された永久磁石からなることを特
    徴とする請求項5記載の多層巨大磁気抵抗型薄膜変換
    器。
  7. 【請求項7】 前記磁気バイアス手段が、前記多層巨大
    磁気抵抗構造に磁気的に近接させて、かつバイアス電流
    を搬送する前記第1及び第2磁束ガイド部材間に配置さ
    れた導電体からなることを特徴とする請求項5記載の多
    層巨大磁気抵抗型薄膜変換器。
  8. 【請求項8】 前記磁気バイアス手段が、前記多層磁気
    抵抗構造の上側に配置された永久磁石手段からなり、そ
    れにより前記永久磁石手段の磁化方向が、前記多層磁気
    抵抗構造の前記層と平行な平面内の向きで、かつ前記第
    1及び第2磁束ガイド部材に平行又は垂直な向きをなす
    ことを特徴とする請求項5記載の多層巨大磁気抵抗型薄
    膜変換器。
JP4458197A 1996-02-12 1997-02-12 多層巨大磁気抵抗型薄膜変換器 Pending JPH1011721A (ja)

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US60023896A 1996-02-12 1996-02-12
US08/600,238 1996-02-12

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JP (1) JPH1011721A (ja)

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EP0789250A2 (en) 1997-08-13

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