DE69534314T2

DE69534314T2 - Magnetoresistiver Spinventilfühler mit selbstverankernder laminierter Schicht und Benutzung des Fühlers in einem magnetischen Aufzeichnungssystem

Info

Publication number: DE69534314T2
Application number: DE69534314T
Authority: DE
Inventors: Kevin Robert Coffey; Bruce Alvin Gurney; David Eugene Heim; Haralambos Lefakis; Daniele Mauri; Virgil Simon Speriosu; Dennis Richard Wilhoit
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1995-05-02
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2015-05-03
Also published as: JP3033934B2; CN1064132C; KR960002308A; CN1121178A; US5583725A; MY115958A; EP0687917B1; JPH087235A; EP0687917A3; DE69534314D1; KR0175984B1; EP0687917A2; EP0687917B2

Description

Diese Patentanmeldung ist mit US-A-08/139,477, eingereicht am 15. Oktober 1993 (der japanischen Patentanmeldung N. 6-206 311, eingereicht am 31. August 1994 und der koreanischen Patentanmeldung N. 94-23 917, eingereicht am 15. September 1994) verwandt.
Diese Erfindung betrifft einen auf dem Spinventileffekt beruhenden magnetoresistiven Fühler (MR-Fühler) zum Erfassen von Magnetfeldern und magnetische Aufzeichnungssysteme, in die solche Fühler eingebaut sind.
Ein MR-Fühler erfasst Magnetfeldsignale durch die Widerstandsänderungen eines Leseelements, das aus einem Magnetmaterial hergestellt ist, als Funktion der Stärke und der Richtung des Magnetflusses, der durch das Leseelement erfasst wird. Der herkömmliche MR-Fühler, wie etwa der, der beim IBM Plattenlaufwerk "Corsair" verwendet wird, funktioniert auf der Basis der anisotropen Magnetowiderstandswirkung (AMR-Wirkung), bei der sich eine Komponente des Leseelementwiderstands als das Quadrat des Kosinus des Winkels zwischen der Magnetisierung in dem Leseelement und der Richtung des Lesestromflusses durch das Leseelement verändert. Aufgezeichnete Daten können aus einem Magnetspeicher gelesen werden, weil das äußere Magnetfeld von dem beschriebenen Magnetspeicher (das Nutzfeld) eine Änderung der Magnetisierungsrichtung in dem Leseelement bewirkt, die wiederum eine Änderung des Widerstands in dem Leseelement und eine entsprechende Änderung des Lesestromes oder der Lesespannung bewirkt.
Ein anderer und stärker ausgeprägter Magnetowiderstand, der gigantischer Magnetowiderstand (GMR) oder Magneto-Spinventilwiderstand (SVMR) genannt wird, ist in einer Vielfalt von magnetischen Mehrschichtstrukturen bemerkt worden, wobei das wesentliche Merkmal wenigstens zwei durch eine nichtferromagnetische Metallschicht getrennte ferromagnetische Metallschichten sind. Dieser GMR-Effekt ist bei einer Vielfalt von Systemen, wie etwa bei Fe/Cr- oder Co/Cu-Mehrfachschichten gefunden worden, die sowohl eine starke antiferromagnetische Kopplung der ferromagnetischen Schichten als auch im Wesentlichen entkoppelte Mehrschichtstrukturen aufweisen, bei denen die Magnetisierungsausrichtung in einer der beiden ferromagnetischen Schichten speicherresident oder verankert ist. Der physikalische Ursprung ist bei allen Arten von Strukturen der Gleiche: Das Anlegen eines äußeren Magnetfeldes bewirkt eine Änderung der relativen Ausrichtung der Magnetisierungen der benachbarten ferromagnetischen Schichten. Dies wiederum bewirkt eine Änderung in der spinabhängigen Streuung der Leitungselektronen und folglich des elektrischen Widerstands der Struktur. Der Widerstand der Struktur ändert sich folglich, während sich die relative Ausrichtung der Magnetisierungen der ferromagnetischen Schichten ändert.
Eine besonders nützliche Anwendung des GMR ist eine Sandwichstruktur, die zwei im Wesentlichen entkoppelte ferromagnetische Schichten umfasst, die durch eine nichtmagnetische Metallabstandsschicht getrennt sind, in der die Magnetisierung von einer der ferromagnetischen Schichten "verankert" ist. Das Verankern kann erreicht werden, indem auf der ferromagnetischen Schicht, die verankert werden soll, eine antiferromagnetische Eisen-/Manganschicht (Fe-Mn-Schicht) abgelagert wird, sodass diese beiden benachbarten Schichten austauschgekoppelt sind. Bei der nichtverankerten oder "freien" ferromagnetischen Schicht ist die Magnetisierung ihrer Erweiterungen (jenen Abschnitten der freien Schicht auf jeder Seite des mittleren Abfühlbereichs) ebenfalls speicherresident, jedoch in einer zur Magnetisierung der verankerten Schicht senkrechten Richtung, sodass nur die Magnetisierung des Mittelbereichs der freien Schicht bei der Anwesenheit eines äußeren Feldes frei drehbar ist. Typischerweise ist die Magnetisierung in den Erweiterungen der freien Schicht durch Austauschkopplung mit einer antiferromagnetischen Schicht ebenfalls speicherresident. Um die verankerte Schicht zu verankern, muss das dafür verwendete antiferromagnetische Material jedoch von dem antiferromagnetischen Fe-Mn-Material, das verwendet wird, verschieden sein. Die entstehende Struktur ist ein magnetoresistiver Spinventilsensor (SVMR-Sensor), bei dem nur die freie ferromagnetische Schicht bei der Anwesenheit eines äußeren Magnetfeldes frei drehbar ist. Das auf IBM übertragene US-Patent 5 206 590 offenbart einen prinzipiellen SVMR-Fühler. Das ebenfalls auf IBM übertragene US-Patent 5 159 513 offenbart einen SVMR-Fühler, bei dem wenigstens eine der ferromagnetischen Schichten aus Kobalt oder aus einer Kobaltlegierung ist und bei dem die Magnetisierungen der beiden ferromagnetischen Schichten ohne von außen angelegtem Magnetfeld durch Austauschkopplung der verankerten ferromagnetischen Schicht mit einer antiferromagnetischen Schicht im Wesentlichen senkrecht zueinander gehalten werden.
Der SVMR-Fühler, der das linearste Ansprechverhalten und den breitesten dynamischen Bereich aufweist, ist ein Fühler, in dem die Magnetisierung der verankerten ferromagnetischen Schicht zum Nutzfeld parallel ist und die Magnetisierung der freien ferromagnetischen Schicht zum Nutzfeld senkrecht ist. In dem Fall, in dem der SVMR-Fühler bei einem horizontalen Magnetspeicherplatten-Laufwerk verwendet werden soll, bedeutet dies, dass die Ebene des Fühlers zur Plattenoberfläche senkrecht ist, wobei die Magnetisierung der verankerten Schicht senkrecht zur Plattenoberfläche und die Magnetisierung der freien Schicht parallel zur Plattenoberfläche ausgerichtet sind. Eine Schwierigkeit, diese Magnetisierungsausrichtung zu erreichen, wird durch das von der verankerten Schicht erzeugte Dipolfeld hervorgerufen. Die verankerte Schicht hat ein magnetisches Nettomoment und wirkt folglich im Wesentlichen als ein makroskopischer Dipolmagnet, dessen Feld auf die freie Schicht wirkt. Bei SVMR-Fühlern, bei denen die Höhe des Leseelements relativ klein ist, ist das Ergebnis dieser magnetostatischen Kopplung, dass die Magnetisierungsrichtung in der freien Schicht nicht gleichmäßig ist. Dies bewirkt, dass bei der Anwesenheit des Nutzfeldes Abschnitte des Fühlers vorzeitig gesättigt werden, was den dynamischen Bereich des Fühlers und folglich die Speicherdichte und die Gesamtleistung des magnetischen Aufzeichnungssystems begrenzt.
Die verwandte Patentanmeldung US-A-08/139,477 betrifft einen SVMR-Fühler, der dieses Problem durch die Verwendung einer laminierten, verankerten ferromagnetischen Mehrfachdünnschicht statt der herkömmlichen bei einer Einzelschicht verankerten Schicht angeht. Die laminierte verankerte Schicht weist wenigstens zwei ferromagnetische Dünnschichten auf, die über eine antiferromagnetische Kopplungsdünnschicht (antiferromagnetical coupling film – AF) antiferromagnetisch miteinander gekoppelt sind. Da die magnetischen Momente der verankerten ferromagnetische Dünnschichten antiparallel zueinander ausgerichtet sind, kann bewirkt werden, dass sich die beiden Momente im Wesentlichen einander aufheben. Das führt dazu, dass es im Wesentlichen kein Dipolfeld gibt, das die freie ferromagnetische Schicht negativ beeinflusst.
In SVMR-Fühlern, die entweder die bei einer Einzelschicht verankerte Schicht oder die laminierte verankerte Schicht verwenden, die in der ebenfalls anhängigen Patentanmeldung beschrieben ist, ist die Austauschkopplung mit einer antiferromagnetischen Fe-Mn-Schicht das bevorzugte Verfahren zum Verankern der Schicht. Die Verwendung von Fe-Mn als die Austauschkopplungsschicht wirft mehrere Probleme auf. Die Stärke des durch das Fe-Mn erzeugte Austauschfeldes ist sehr empfindlich gegenüber der Temperatur. Wenn die Temperatur ansteigt, "wird das Fe-Mn weich", wobei seine Fähigkeit, die Magnetisierung der verankerten ferromagnetischen Schicht festzulegen, abnimmt. Folglich können SVMR-Fühler durch den elektrostatischen Entladestrom (electrostatic discharge – ESD) und die sich daraus ergebende Erwärmung des Fe-Mn beschädigt werden. Fe-Mn ist auch gegenüber Korrosion viel anfälliger als die anderen beim SVMR-Fühler verwendeten Materialien. Diese Tatsache erfordert eine sorgfältige Steuerung der Schritte des Herstellungsverfahrens und die Verwendung von Schutzmaterialien für den SVMR. Die Verwendung von Fe-Mn erfordert auch, dass das zum Austauschvorspannen der Erweiterungen der freien ferromagnetischen Schicht verwendete antiferromagnetische Material aus einem anderen Material, vorzugsweise aus Ni-Mn hergestellt ist. Um eine ausreichende Austauschkopplungs-Feldstärke sicherzustellen, muss das Ni-Mn bei etwa 240°C getempert werden. Bei dieser Temperatur kann die wechselseitige Diffusion der anderen Materialien in die freie ferromagnetische Schicht auftreten. Dies kann zu einem verminderten Magnetowiderstand, einer erhöhten Anisotropiefeldstärke und einer großen Änderung der Magnetostriktion der freien ferromagnetischen Schicht führen.
Beispiele für Fühler des Standes der Technik können in Jour. Appl. Phys., Bd. 75, Nr. 10, 15. Mai 1994, Seiten 7061 bis 7063, A. Schul u. a. "Epitaxial spin-valve structures for ultra-low field detection"; oder in Zhang Z u. a., "FMR in strongly coupled Co/Ru/Co Structures", 13. April 1993, Zusammenfassungen der International Magnetic Conference (INTERMAG), 13. bis 16. Apr. 1993, DB-3; oder in der US-Patentschrift 5 287 238 gefunden werden.
Die oben genannten Nachteile des Stands der Technik werden durch die Erfindung, wie sie beansprucht ist, überwunden.
Es gibt also einen Bedarf nach einem SVMR-Fühler, der keine der mit einer Fe-Mn-Austauschkopplungsschicht verbundenen Nachteile aufweist und der eine verankerte ferromagnetische Schicht aufweist, die eine minimale magnetostatische Kopplung mit der freien ferromagnetischen Schicht bewirkt.
Die Erfindung ist ein verbesserter SVMR-Fühler und ein magnetisches Aufzeichnungssystem, in das der Fühler integriert ist. Der SVMR-Fühler verwendet eine selbstverankernde laminierte Schicht als die verankerte ferromagnetische Schicht statt der herkömmlichen bei einer Einzelschicht verankerten Schicht. Da diese laminierte Schicht "selbstverankernd" ist, ist eine Hartvorspannungs- oder Austauschvorspannungsschicht nicht erforderlich. Die selbstverankernde laminierte Schicht weist wenigstens zwei ferromagnetische Dünnschichten auf, die über eine antiferromagnetische Kopplungsdünnschicht antiferromagnetisch miteinander gekoppelt sind. Da die magnetischen Momente der beiden ferromagnetischen Dünnschichten in dieser laminierten Schicht antiparallel ausgerichtet sind, kann bewirkt werden, dass sich ihre beiden magnetischen Momente durch die entsprechende Wahl der Dicken im Wesentlichen einander aufheben. Die durch das Nutzfeld erzeugte Magnetfeldenergie, die an dieser laminierten Schicht wirkt, wird bedeutend kleiner als die wirksame Anisotropieenergie der laminierten Schicht sein. Dies ist so, weil die Erstere zur Differenz zwischen den Stärken der beiden ferromagnetischen Dünnschichten in der laminierten Schicht proportional ist, während die Letztere zur Summe der Stärken proportional ist. Infolgedessen dreht sich die laminierte Schicht bei der Anwesenheit des Nutzfeldes nicht nennenswert, sondern wird "selbst-verankernd" sein. Die Entfernung der Austauschvorspannungsschicht, die zuvor zum Verankern benötigt wurde, beseitigt auch die Notwendigkeit von Ni-Mn und seinem zugeordneten Hochtemperaturverfahren, weil andere Antiferromagnete wie etwa Fe-Mn-Cr oder NiO es ersetzen können.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden jetzt beispielhaft anhand der beigefügten Figuren ausführlich beschrieben in denen:
1 eine vereinfachte Darstellung eines Magnetspeicherplatten-Laufwerks für die Verwendung mit dem SVMR-Fühler gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Draufsicht des Plattenlaufwerks aus 1 ist, bei dem die Abdeckung entfernt ist;
3 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines SVMR-Fühlers des Standes der Technik ist, die die verankerte ferromagnetische Schicht und ihre zugeordnete Austauschvorspannungsschicht zeigt;
4 eine Ansicht des SVMR-Fühlers des Standes der Technik aus 3 wie von der Magnetplatte gesehen ist, die auch die Deckschicht und elektrische Zuleitungen zeigt;
5 eine Ansicht des SVMR-Fühlers gemäß der vorliegenden Erfindung wie von der Magnetplatte gesehen ist.
Obwohl der SVMR-Fühler der vorliegenden Erfindung als in ein Magnetplatten-Speichersystem, wie es in 1 gezeigt ist, aufgenommen beschrieben wird, ist die Erfindung auch auf andere magnetische Aufzeichnungssysteme wie etwa auf ein Magnetband-Aufzeichnungssystem und auf Direktzugriffs-Magnetspeichersysteme anwendbar, wobei ein magnetoresistives Element als eine Bitzelle dient.
1 zeigt einen Schnitt durch ein Plattenlaufwerk nach dem Standes der Technik des Typs, bei dem ein MR-Fühler verwendet wird. Das Plattenlaufwerk umfasst einen Aufnahmekörper 10, an dem ein Plattenlaufwerkmotor 12 und ein Zugriffsarm 14 sowie eine Abdeckung 11 befestigt sind. Der Aufnahmekörper 10 und die Abdeckung 11 stellen ein im Wesentlichen abgedichtetes Gehäuse für das Plattenlaufwerk bereit. Typischerweise befinden sich eine Dichtung 13 und ein (nicht gezeigtes) kleines Druckausgleichsloch zum Ausgleichen des Drucks zwischen dem Inneren des Plattenlaufwerks und der äußeren Umgebung zwischen dem Aufnahmekörper 10 und der Abdeckung 11. Eine Magnetspeicherplatte 16 ist mittels einer Nabe 18 mit dem Antriebsmotor 12 verbunden, an der sie für Drehung durch den Antriebsmotor 12 befestigt ist. Ein dünner Schmierfilm 50 wird auf der Oberfläche der Platte 16 aufrechterhalten. Ein Schreib-/Lesekopf oder Wandler 25 ist an dem hinteren Ende eines Trägers wie etwa an einem Luftpolstergleiter 20 ausgebildet. Der Wandler 25 kann ein induktiver Lese- und Schreibwandler oder ein induktiver Schreibwandler mit einem SVMR-Lesewandler des zu beschreibenden Typs sein. Der Gleiter 20 ist mittels eines starren Plattenzugriffsarms 22 und einer Aufhängung 24 mit dem Zugriffsarm 14 verbunden. Die Aufhängung 24 erzeugt eine Vorspannkraft, die den Gleiter 20 auf die Oberfläche der Speicherplatte 16 drückt. Während des Betriebs des Plattenlaufwerks dreht der Antriebsmotor 12 die Platte 16 mit einer konstanten Drehzahl, wobei der Zugriffsarm 14, der typischerweise ein Linear- oder Dreh-Schwingspulenmotor (VCM) ist, den Gleiter 20 im Allgemeinen radial über die Oberfläche der Platte 16 bewegt, sodass der Schreib-/Lesekopf auf verschiedene Datenspuren auf der Platte 16 zugreifen kann.
2 ist eine Draufsicht auf das Innere des Plattenlaufwerks bei entfernter Abdeckung 11 und zeigt detaillierter die Aufhängung 24, die dem Gleiter 20 eine Kraft verleiht, um ihn auf die Platte 16 zu drücken. Die Aufhängung kann eine herkömmliche Art der Aufhängung wie etwa die bekannte Watrous-Aufhängung sein, wie sie in der US-Patentschrift 4167-765 von IBM beschrieben ist. Diese Art der Aufhängung sorgt auch für eine kardanische Befestigung des Gleiters, die die Nickbewegung und die Rollbewegung des Gleiters ermöglicht, während er auf dem Luftpolster schwebt. Die durch den Wandler 25 von der Platte 16 erfassten Daten werden durch Signalverstärkung und eine auf dem Chip integrierte Verarbeitungsschaltung 15 zu einem Datenkontrolllesesignal verarbeitet, wobei sich der Chip auf dem Plattenzugriffsarm 22 befindet. Die Signale vom Wandler 25 laufen über ein biegsames Kabel 17 zum Chip 15, der seine Ausgangssignale über das Kabel 19 übermittelt.
Die obige Beschreibung eines typischen Magnetplatten-Speichersystems und die beigefügten 1 und 2 dienen nur für Darstellung. Es sollte klar sein, dass Plattenspeichersysteme eine große Anzahl von Platten und Zugriffsarmen enthalten können und dass jeder Zugriffsarm eine Anzahl von Gleitern tragen kann. Außerdem kann es sich bei dem Kopfträger gegebenenfalls nicht um ein Luftpolstergleiter, sondern um einen Träger handeln, bei dem der Kopf in Kontakt oder in nahem Kontakt mit der Platte gehalten wird, wie dies etwa in einem Flüssigkeitslager und in anderen Kontakt-Speicherplattenlaufwerken der Fall ist.
Ein SVMR-Fühler 30 des Standes der Technik ist in 3 gezeigt. Die Dünnschichten, die den fertiggestellten Fühler bilden, werden auf einem geeigneten Substrat 31 getragen. Der SVMR-Fühler 30 kann einen Teil des Wandlers 25 in dem Plattenlaufwerksystem aus 1 und 2 bilden, und das Substrat 31 kann das hintere Ende des Kopfträgers oder Gleiters 20 sein.
Eine Pufferschicht 33 ist auf dem Substrat 31 aufgebracht, gefolgt von einer ersten dünnen Schicht 35 aus weichem ferromagnetischem Material. Eine dünne nicht ferromagnetische Metallabstandsschicht 37, eine zweite dünne Schicht 39 aus ferromagnetischem Material und eine dünne Schicht 41 aus einem Austauschvorspannungsmaterial, die einen relativ hohen elektrischen Widerstand aufweist und in direktem Kontakt mit der ferromagnetischen Schicht 39 ist, sind über der Schicht 35 aufgebracht. Die Schichten 37, 39, 41 werden dann abgeätzt, damit sie eine vorgegebene Breite aufweisen, die im Allgemeinen der Breite der Datenspur auf dem Magnetspeicher wie etwa der Platte 16 entspricht. Die antiferromagnetischen Schichten 42, 43 werden direkt auf den Erweiterungen an den Seiten des mittleren Abfühlbereichs 36 der ferromagnetischen Schicht 35 gebildet. Nicht in 3 gezeigt sind die Deckschicht zum Korrosionsschutz und die elektrischen Zuleitungen, die in Mustern auf die Schichten 42, 43 aufgebracht sind.
Bei der Abwesenheit eines äußeren angelegten Magnetfeldes von der beschriebenen Magnetplatte 16 sind die Magnetisierungen der beiden Schichten 35, 39 aus ferromagnetischem Material vorzugsweise mit einem Winkel von etwa 90 Grad in Bezug zueinander ausgerichtet, wie durch die Pfeile 32 bzw. 38 gezeigt ist. Die ferromagnetische Schicht 35 wird deshalb die "freie" ferromagnetische Schicht genannt, weil sich die Richtung der Magnetisierung in ihrem mittleren Bereich 36 als Antwort auf ein äußeres angelegtes Magnetfeld (wie etwa das Magnetfeld h, wie in 3 gezeigt ist) frei drehen kann, wie durch die gestrichelten Pfeile auf der Schicht 35 gezeigt ist. Die ferromagnetische Schicht 39 wird die "verankerte" ferromagnetische Schicht genannt, weil ihre Magnetisierungsrichtung in einer bevorzugten Ausrichtung speicherresident oder verankert ist, wie durch den Pfeil 38 gezeigt ist. Die Schicht 41 erzeugt durch Austauschkopplung ein Vorspannfeld und verankert somit die Magnetisierung der ferromagnetischen Schicht 39 in einer bevorzugten Richtung (Pfeil 38), sodass sich ihre Richtung bei der Anwesenheit eines angelegten äußeren Magnetfeldes, das eine Stärke im Bereich des Nutzfeldes der Platte 16 aufweist, nicht wesentlich drehen kann. Ebenso erzielen die Schichten 42, 43 durch Austauschkopplung mit den Erweiterungen des mittleren Bereichs 36 der freien ferromagnetischen Schicht 35 ein Längsvorspannen. Dies stell sicher, dass die Magnetisierung des mittleren Abfühlbereichs 36 der freien ferromagnetischen Schicht 35 bei der Abwesenheit eines äußeren angelegten Magnetfeldes im Allgemeinen senkrecht zur Magnetisierung der verankerten ferromagnetischen Schicht 39 gehalten wird.
4 ist eine Ansicht der Struktur aus 3, wie sie von der Oberfläche der Platte 16 nach oben gesehen erscheinen würde. 4 zeigt auch die Deckschicht 44 und die in Mustern aufgebrachten elektrischen Zuleitungen 45, 46 zum Herstellen der elektrischen Verbindung mit dem Fühler 30. Die verankerte ferromagnetische Schicht 39 hat ein makroskopisches magnetisches Nettomoment, das durch den Pfeil 38 in die Papierebene hinein dargestellt ist. Das diesem magnetischen Moment zugehörige Magnetfeld hat eine Wirkung auf die freie ferromagnetische Schicht 35 in ihrem mittleren Abfühlbereich 36. Die Magnetisierung (Pfeil 32) der freien Schicht 35 ist mit einem Winkel von etwa 90 Grad zur Magnetisierung der verankerten Schicht 39 ausgebildet. Das Feld der verankerten Schicht 39 bewirkt, dass die Magnetisierung in der freien Schicht 35 ungleichförmig ist. Die Ungleichförmigkeit der Magnetisierung bewirkt, dass Abschnitte des Fühlers 30 bei der Anwesenheit eines äußeren angelegten Nutzfeldes von dem Magnetspeicher vorzeitig gesättigt werden.
Die Verwendung der antiferromagnetischen Austauschkopplungsschichten 41 und 42, 43 ist das bevorzugte Verfahren zum Verankern der Magnetisierungen der ferromagnetischen Schicht 39 bzw. der Erweiterungen der freien Schicht 35. Jedoch können die Magnetisierungen der zweiten ferromagnetischen Schicht 39 und der Erweiterungen der freien Schicht 35 durch Alternativverfahren wie etwa durch die Verwendung einer (nicht gezeigten) Hartvorspannungsschicht verankert werden, wie den Fachleuten bekannt ist. Die Austauschvorspannungsschichten 41, und 42, 43 sind typischerweise aus einem geeigneten antiferromagnetischen Material wie etwa aus Eisen-Mangan (Fe-Mn) oder aus Nickel-Mangan (Ni-Mn) hergestellt. Die Schicht 41 muss jedoch aus einem antiferromagnetischen Material hergestellt werden, das von dem Material, das für die Schichten 42, 43 verwendet wird, verschieden ist. Dies ist so, weil die Magnetisierung der Schicht 41 zu den Magnetisierungen der Schichten 42, 43 senkrecht gemacht werden muss. Während der Bearbeitung ist das antiferromagnetische Material einem angelegten Magnetfeld ausgesetzt, während es auf eine spezifische kritische Temperatur erwärmt wird, um seine Magnetisierung auszurichten. Es müssen verschiedene Materialien gewählt werden, sodass, wenn ein Material auf seine kritische Temperatur erwärmt wird, um seine Magnetisierung auszurichten, diese Temperatur unter der kritischen Temperatur des anderen Materials liegt und seine Magnetisierung nicht beeinflusst wird. Folglich wird die Schicht 41 typischerweise aus Fe-Mn hergestellt, das eine kritische Temperatur von etwa 160°C aufweist, wobei die Schichten 42, 43 aus Ni-Mn hergestellt werden, das eine kritische Temperatur von etwa 240°C aufweist.
Die oben beschriebene Ausführungsform ist für einen bei einem Magnetspeicherplatten-Laufwerk verwendeten SVMR-Fühler. Das SVMR-Element der vorliegenden Erfindung ist jedoch auch bei der Verwendung in Direktzugriffs-Magnetspeichersystemen anwendbar. In einer solchen Ausführungsform dient das SVMR-Element als eine Bitzelle, wobei die Magnetisierungen der freien Schicht und der verankerten Schicht nicht rechtwinklig, sondern parallel oder antiparallel ausgerichtet wären.
In der vorliegenden Erfindung wird die bei einer Einzelschicht verankerte ferromagnetische Schicht in dem SVMR-Fühler durch eine selbstverankernde laminierte Struktur ersetzt, die wenigstens zwei durch eine antiferromagnetische Kopplungsdünnschicht getrennte ferromagnetische Dünnschichten umfasst. Die antiferromagnetische Schicht zum Verankern der verankerten Schicht wird entfernt. Die beiden ferromagnetischen Dünnschichten, die die laminierte verankerte Schicht bilden, sind mittels geeignetem Typ und Dicke der antiferromagnetischen Kopplungsdünnschicht antiferromagnetisch miteinander gekoppelt, sodass ihre Magnetisierungen antiparallel zueinander ausgerichtet sind.
Die bevorzugte Ausführungsform des SVMR-Fühlers gemäß der vorliegenden Erfindung ist schematisch in 5 gezeigt, die wie 4 eine Ansicht der Struktur ist, wie sie von der Oberfläche des Magnetspeichers aus nach oben gesehen erscheinen würde. In 5 ist der SVMR-Fühler 60 jedoch als mit der verankerten Schicht und der freien Schicht umgekehrt gegenüber dem SVMR-Fühler des Standes der Technik aus 4 hergestellt gezeigt.
Der SVMR-Fühler 60, wie er in 5 gezeigt ist, wird durch Gleichstrommagnetron-Zerstäubungsablagerung bei der Anwesenheit eines angelegten Magnetfeldes hergestellt. Zuerst wird eine Dünnschicht von 50 bis 100 Å (1 Å = 10^–10 m) aus Tantal (Ta) als eine Pufferschicht 62 auf ein Substrat 61 aufgebracht, das in dieser Ausführungsform Glas war. Das Substrat könnte jedoch auch aus anderen Materialien wie etwa aus einem Halbleitermaterial oder aus einem Keramikmaterial sein, wie es beispielsweise für herkömmliche Gleiter verwendet wird. Die verankerte ferromagnetische Schicht 70, welche die bei einer Einzelschicht verankerten Schicht 39 in der Struktur des Standes der Technik aus 3 ersetzt, ist eine selbstverankernde laminierte Struktur. Sie umfasst eine erste Kobaltdünnschicht (Co film) 72 mit einer Dicke im Bereich von 20 bis 50 Å, die direkt auf der Ta-Pufferschicht 62 ausgebildet ist, eine Rutheniumdünnschicht (Ru film) 73 von 3 bis 10 Å, die auf der ersten Co-Dünnschicht 72 aufgebracht ist, und eine zweite Co-Dünnschicht 74 von 10 bis 40 Å Dicke, die auf dem Ru-Film 73 ausgebildet ist. Die Vorzugsachsen der Magnetisierungen der Dünnschichten 72, 74 sind auf Grund des angelegten Feldes senkrecht zur Ebene der Figur (in die Papierebene hinein) ausgerichtet. Die Richtungen der Magnetisierung der beiden Dünnschichten 72, 74 werden später eingestellt, nachdem alle Dünnschichten auf dem SVMR-Fühler 60 aufgebracht worden sind. Diese Magnetisierungsrichtungen liegen wie gezeigt, d.h. bei der Dünnschicht 72 zum Datenträger hin, wie durch den Pfeil 76 gezeigt ist, und bei dem Film 74 weg von dem Datenträger, wie durch den Pfeil 78 gezeigt ist, obwohl auch das Gegenteil funktionieren würde.
Dann wird eine Kupferschicht (Cu Layer 63 mit einer Dicke im Bereich von 20 bis 40 Å auf der zweiten Co-Dünnschicht 74 aufgebracht, die als die nichtferromagnetische Metallabstandsschicht dient. Während in dieser Ausführungsform Cu als die Abstandsschicht verwendet wurde, können andere nichtferromagnetische metallische Materialien mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit wie etwa Silber (Ag) Gold (Au) und ihre Legierungen verwendet werden.
Als Nächstes wird die freie ferromagnetische Schicht 64 über der Abstandsschicht 63 gebildet. Sie umfasst eine auf der Cu-Abstandsschicht 63 aufgebrachte Co-Dünnschicht 65 von 3 bis 12 Å Dicke und eine über der Co-Dünnschicht 65 aufgebrachte Ni-Fe-Dünnschicht 66 von 15 bis 60 Å Dicke. Beide Dünnschichten 65, 66, die die freie ferromagnetische Schicht 64 bilden, werden bei der Anwesenheit desselben angelegten Magnetfeldes aufgebracht, das während des Aufbringens der verankerten Dünnschichten 72, 74 verwendet wird, sodass dieses Feld auch die Vorzugsachsen der Magnetisierung der freien Schicht 64 definiert. Alternativ könnte das angelegte Feld von seiner vorherigen Richtung um 90 Grad gedreht sein. Die Magnetisierungsrichtung der freien ferromagnetischen Schicht 64 wird später eingestellt, nachdem alle Filme in dem SVMR-Fühler 60 aufgebracht und strukturierte worden sind. Diese Magnetisierungsrichtung wird wie durch den Pfeil 67 gezeigt liegen, d.h. im Allgemeinen parallel zum Datenträger und senkrecht zu den Magnetisierungsrichtungen 76, 78 der verankerten Dünnschichten 72 bzw. 74. Während die freie ferromagnetische Schicht 64 in der bevorzugten Ausführungsform eine an die Cu-Abstandsschicht 63 angrenzende Co-Dünnschicht 65 enthält, kann die Dünnschicht 65 auch eine Co-Legierung sein. Es ist auch möglich, die freie ferromagnetische Schicht 64 aus einem einzelnen ferromagnetischen Material zu bilden. Die Co-Dünnschicht oder Co-Legierungsdünnschicht 65 erhöht den Magnetowiderstand des Fühlers, wird aber relativ dünn, im Bereich von 2 bis 20 Å, gehalten, um die Wirkung des relativ "hart" magnetischen Co-Materials auf die Permeabilität des Fühlers zu minimieren.
Nach dem Aufbringen der freien ferromagnetischen Schicht 64 wird eine erste Ta-Schicht 69 über der freien ferromagnetischen Schicht 64 gebildet. Als Nächstes wird die Ta-Schicht 69 auf dem mittleren Bereich 80 der freien ferromagnetischen Schicht 64 abgedeckt. Die Struktur wird dann zur Zerstäubungsablagerungskammer zurückgebracht, wobei das angelegte Feld senkrecht zu ihrer ursprünglichen Richtung ausgerichtet ist. Die Ta-Schicht 69 wird dann abgeätzt, um die seitlichen Erweiterungen 81, 82 der freien ferromagnetischen Schicht 64 freizulegen. Das Ätzen des Ta definiert die Kanten 90, 91 des mittleren Abfühlbereichs 80 der freien ferromagnetischen Schicht 64. Die Breite des Bereichs 80 zwischen den Kanten 90, 91 wird so gewählt, dass sie im Allgemeinen mit der Breite der Datenspur auf dem Magnetspeicher übereinstimmt. Da diese Breite im Mikrometerbereich (im Bereich 10.000 Å) liegt, ist die Zeichnung der 5 nicht maßstäblich, sodass die Fühlerdünnschichten gezeigt werden können.
Die antiferromagnetischen Austauschvorspannungsschichten 83, 84 werden dann direkt auf die seitlichen Erweiterungen 81, 82 der freien ferromagnetischen Dünnschicht 66 aufgebracht. Dies bewirkt, dass die Richtung der Magnetisierungen der Erweiterungen 81, 82 senkrecht zu ihren ursprünglichen Vorzugsachsen eingestellt wird. Obwohl es in 5 nicht gezeigt ist, kann es wünschenswert sein, zuerst zusätzliches Ni-Fe auf die seitlichen Erweiterungen 81, 82 aufzubringen, weil während des vorangehenden Ätzschritts etwas von dem Ni-Fe aus dem Film 66 entfernt worden sein kann. In der bevorzugten Ausführungsform ist das für die Schichten 83, 84 verwendete Material Fe-Mn-Cr. Das Fe-Mn-Cr wird dann einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt und auf 180°C erwärmt, was erheblich niedriger als die bei Ni-Mn erforderliche Temperatur 240°C ist. Die Fe-Mn-Cr Schichten 83, 84 erzielen ein Längsvorspannen der Erweiterungen 81, 82 der freien Schicht, um ihre Magnetisierungen in der Richtung des Pfeils 67 festzulegen. Dieser zusätzliche Schritt des Erwärmens und Abkühlens in dem Feld stellt sicher, dass die gewünschten Magnetisierungsausrichtungen der Erweiterungen 81, 82 aufrechterhalten werden.
Eine Deckschicht 85 von 40 bis 60 Å aus Ta wird dann über den antiferromagnetischen Fe-Mn-Cr-Austauschvorspannungsschichten 83, 84 aufgebracht, um dem Fühler 60 Korrosionsbeständigkeit zu verleihen. Andere geeignete Deckmaterialien sind Materialien mit hoher Widerstandsfähigkeit wie etwa Ruthenium (Ru), Zirkonium (Zr) oder Legierungen von Cu und Gold (Au).
5 zeigt ebenfalls schematisch das Mittel zum Verbinden des SVMR-Fühlers 60 mit der Abfühlschaltung in dem magnetischen Aufzeichnungssystem. Die elektrischen Zuleitungen 86, 87, die vorzugsweise aus Au oder aus mit Ta beschichtetem Au gebildet sind, werden außerhalb des Abfühlbereichs 80 auf die Deckschicht 85 aufgebracht, um eine Leiterbahn zwischen dem SVMR-Fühler 60 und einer Stromquelle 88 sowie einem Abfühlmittel 89 zu bilden.
Nachdem die Fühlergeometrie fertig gestellt ist, werden die Richtungen der Magnetisierungen der Schichten 72, 74 durch das Anlegen eines ausreichend starken Magnetfeldes (~10 Koe = 1 Tesla) eingestellt. Die Magnetisierungsrichtung der Schicht 66 ist auf Grund ihrer Formanisotropie und der Wirkung der verankerten Erweiterungen 81, 82 selbstverankernd.
In der bevorzugten Ausführungsform wird ein magnetisches Signal in dem Datenträger durch Abfühlmittel 89 abgefühlt, die die Änderung des Widerstands Delta R des SVMR 60 erfassen, während sich die Magnetisierung des mittleren Bereichs 80 der freien ferromagnetischen Schicht 64 als Reaktion auf das angelegte magnetische Signal von dem beschriebenen Datenträger dreht.
Die beiden Co-Dünnschichten 72, 74 in der laminierten verankerten Schicht 70 weisen die durch die Pfeile 76 bzw. 78 gezeigte Magnetisierungsrichtungen auf. Die antiparallele Ausrichtung der Magnetisierungen der beiden Co-Dünnschichten 72, 74 wird durch eine antiferromagnetische Austauschkopplung durch der antiferromagnetischen Ru-Kopplungsdünnschicht 73 bewirkt. Wegen dieser antiferromagnetischen Kopplung und da die beiden Co-Dünnschichten 72, 74 im Wesentlichen dieselbe Dicke aufweisen können, können sich die magnetischen Momente von jeder der Dünnschichten im Wesentlichen einander aufheben. Das magnetische Nettomoment der laminierten Schicht 70 ist folglich wesentlich kleiner als die Summe der magnetischen Momente der beiden einzelnen Dünnschichten 72, 74.
Während in der in 5 dargestellten Ausführungsformen die selbstverankernde laminierte ferromagnetische Schicht 70 zwei antiferromagnetisch gekoppelte Dünnschichten 72, 74 umfasst, die durch eine einzelne antiferromagnetische Kopplungsdünnschicht 73 getrennt sind, kann die Schicht 70 eine mehrfache Anzahl von ferromagnetischen Dünnschichten umfassen, die durch antiferromagnetische Kopplungsdünnschichten getrennt sind.
In Abhängigkeit von den für die ferromagnetischen Dünnschichten 72, 74 und die antiferromagnetische Kopplungsdünnschicht 73 in der laminierten verankerten Schicht 70 ausgewählten Materialien gibt es eine bevorzugte Dicke der antiferromagnetischen Kopplungsdünnschicht, bei der die ferromagnetischen Dünnschichten stark antiferromagnetisch gekoppelt werden. Die Dicke der antiferromagnetischen Kopplungsdünnschicht darf jedoch nicht so gering sein, dass eine nennenswerte Anzahl von Poren in der Dünnschicht vorkommt, was seine antiferromagnetische Kopplungsstärke beeinflussen würde. Die Stärke des antiferromagnetischen Kopplungsfeldes weist ein Schwingungsverhalten als Funktion der zunehmenden Dicke des antiferromagnetischen Films auf. Dieses Schwingungskopplungsverhältnis ist von Parkin u. a. in Phys. Rev. Lett., Bd. 64, S. 2304 (1990) für ausgewählte Materialkombinationen beschrieben.
Während die laminierte verankerte Schicht in dem SVMR-Fühler 60 mit den bevorzugten Materialien Co und Ru als die ferromagnetische Kopplungsdünnschicht bzw. die antiferromagnetische Kopplungsdünnschicht gezeigt worden ist, sind andere Materialkombinationen wie etwa Eisen/Chrom (Fe/Cr) und andere ferromagnetische Materialien (wie etwa Fe, Ni, Co oder Legierungen von Fe, Ni oder Co) mit anderen antiferromagnetischen Kopplungsdünnschichten (wie etwa Cr, Rhodium (Rh), Iridium (Ir) und ihren Legierungen) möglich. Jedoch müsste das Schwingungs-Austauschkopplungsverhältnis für jede solche Materialkombination ermittelt werden, wenn es nicht bereits bekannt ist, sodass die Dicke der antiferromagnetischen Kopplungsdünnschicht so gewählt werden kann, dass die antiferromagnetische Kopplung zwischen den beiden ferromagnetischen Dünnschichten gesichert ist.
Würden die "Live"-Dicken der beiden ferromagnetischen Dünnschichten 72, 74, die die laminierte verankerte Schicht 70 bilden, identisch sein, wäre das Nettomoment der verankerten Schicht 70 theoretisch null, weil sich jedes der magnetischen Momente genau aufheben würde. (Mit "Live"-Dicke ist die tatsächliche Dicke der verankerten Dünnschichten 72, 74 gemeint, die ein magnetisches Moment besitzt, wobei sie folglich die Oberflächen der Dünnschichten ausschließt, die mit angrenzenden Dünnschichten gemischt oder oxidiert worden sein können. Folglich ist die Livedicke von jedem der Dünnschichten 72, 74 kleiner als ihre Gesamtdicke). Da es nicht möglich ist, jede der Dünnschichten präzise mit der genau gleichen Dicke zu bilden, wird das Nettomoment der verankerten Schicht 70 als ein natürliches Ergebnis des normalen Aufbringungsverfahrens wahrscheinlich ein kleiner, aber von null verschiedener Wert sein. Es ist jedoch wünschenswert, eine der verankerten ferromagnetischen Dünnschichten absichtlich bis zu einer Stärke aufzubringen, die etwas größer als die Stärke der anderen Dünnschicht ist, wie in Bezug auf 5 beschrieben ist, sodass es ein kleines, von null verschiedenes magnetisches Nettomoment in der verankerten Schicht gibt. Dies stellt sicher, dass die Magnetisierung der verankerten Schicht 70 bei der Anwesenheit von kleinen Magnetfeldern stabil ist, sodass die Richtung ihrer Magnetisierung voraussagbar ist.
Der Hauptaspekt des SVMR 60 der vorliegenden Erfindung ist die Abwesenheit entweder einer Hartvorspannungsschicht oder einer antiferromagnetischen Schicht, die an die verankerte ferromagnetische Schicht 70 angrenzen, zum Verankern der Magnetisierung der verankerten ferromagnetischen Schicht 70. Das Fehlen dieser Schicht erübrigt zusätzliche Bearbeitungsschritte und ermöglicht, dass Fe-Mn (oder Fe-Mn-Cr in der bevorzugten Ausführungsform) als die antiferromagnetische Schicht zum Vorspannen der Erweiterungen 81, 82 der freien ferromagnetischen Schicht 63 in Längsrichtung verwendet wird. Folglich können die mit der Verwendung von Ni-Mn verbundenen Probleme beseitigt werden.
Im Gegensatz zur Verwendung der bei Einzelschichten verankerten Schichten des Standes der Technik mit der zughörigen Hartvorspannungs- oder Austauschvorspannungsschicht ist in dem SVMR-Fühler 60 der vorliegenden Erfindung keine Hartvorspannungs- oder Austauschvorspannungsschicht erforderlich, weil die laminierte Schicht 70 "selbstverankernd" ist. Da die beiden ferromagnetischen Dünnschichten 72, 74 in der laminierten Schicht 70 beinahe dieselbe Stärke aufweisen, ihre Magnetisierungen aber in entgegengesetzte Richtungen verlaufen, ist das magnetische Nettomoment der Schicht 70 klein. Ein äußeres angelegtes Feld erzeugt eine magnetostatische Energie, die mit dem Produkt aus diesem kleinen Nettomoments und der angelegten Feldstärke in Beziehung steht. Diese angelegte Feldenergie bewirkt nicht, dass sich die laminierte Schicht 70 dreht, weil diese Energie kleiner als die wirksame Anisotropiefeldenergie der laminierten Schicht 70 sein wird. Der Grund, warum die angelegte Feldenergie kleiner als die wirksame Anisotropiefeldenergie ist, liegt darin, dass sie zur Differenz der Livedicken der beiden ferromagnetischen Dünnschichten 72, 74 proportional ist, während die wirksame Anisotropiefeldenergie zur Summe der Livedicken dieser beiden Dünnschichten proportional ist. Damit die laminierte Schicht 70 selbstverankernd ist, muss auch das Eigenanisotropiefeld von jedem der Dünnschichten 72, 74 um ein Vielfaches größer als das Kopplungsfeld der freien Schicht 64 sein. Dies wird durch die Auswahl der Materialien für die laminierte verankerte Schicht 70 bei einer gegebenen. Kombination Abstandsschicht/freie Schicht erreicht. Beispielsweise ist in der in 5 beschriebenen und gezeigten Ausführungsform das Eigenanisotropiefeld von jeder Co-Dünnschicht 72, 74 etwa 60 Oe, während das Kopplungsfeld der freien Schicht 64 unter 20 Oe liegt. Die laminierte Schicht 70 dreht sich folglich bei der Anwesenheit eines angelegten Nutzfeldes nicht und ist somit selbstverankernd.
Der SVMR-Fühler gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine gegenüber dem Stand der Technik bedeutend verbesserte Leistung auf. Verglichen mit SVMR-Fühlern, die dem 240°C-Berarbeitungsschritt ausgesetzt werden, der erforderlich ist, wenn Ni-Mn verwendet wird, ist der Magnetowiderstand (Delta R/R) etwa 20 bis 30% erhöht, und das Anisotropiefeld der freien ferromagnetischen Schicht ist etwa 70% geringer. Auch die Änderung der Magnetostriktion, die durch den Hochtemperatur-Bearbeitungsschritt bewirkt wird, wird um einen Faktor von 10 verringert. Im Ergebnis wurde ein Signalansprechwert von 5 Millivolt/Mikrometer berechnet, was ungefähr eine Verbesserung von 300% gegenüber dem SVMR-Fühler des Standes der Technik ist.

Claims

Magnetoresistives Spinventilelement (60), das umfasst: eine erste Schicht (64) und eine zweite Schicht (70) aus ferromagnetischem Material, die durch eine Abstandsschicht (63) aus nicht magnetischem Material getrennt sind, wobei die Magnetisierungsrichtung der ersten Schicht (64) aus ferromagnetischem Material mit einem Winkel in Bezug auf die Magnetisierungsrichtung der zweiten Schicht (70) aus ferromagnetischem Material bei null angelegtem Magnetfeld ausgerichtet ist, wobei die zweite Schicht (70) aus ferromagnetischem Material eine laminierte Schicht ist, die einen ersten ferromagnetischen Film (72) und einen zweiten ferromagnetischen Film (74) umfasst, die mittels eines antiferromagnetischen Kopplungsfilms (73), der sich zwischen dem ersten ferromagnetischen Film (72) und dem zweiten ferromagnetischen Film (74) befindet und in Kontakt mit den beiden Filmen ist, um den ersten ferromagnetischen Film und den zweiten ferromagnetischen Film antiferromagnetisch zusammenzukoppeln, sodass ihre Magnetisierungen antiparallel zueinander ausgerichtet sind und bei der Anwesenheit eines angelegten Magnetfeldes antiparallel bleiben, antiferromagnetisch miteinander gekoppelt sind, wobei die laminierte Schicht ein magnetisches Nettomoment aufweist, das wesentlich kleiner als die Summe der magnetischen Momente ihres ersten ferromagnetischen Films und ihres zweiten ferromagnetischen Films ist, wodurch die in der laminierten Schicht durch das angelegte Magnetfeld erzeugte Magnetfeldenergie unzureichend ist, eine Drehung der Magnetisierungen der ferromagnetischen Filme zu bewirken, wobei dem Element keine Hartvorspannungsschicht oder Austauschvorspannungsschicht erfordert, um die Magnetisierung der zweiten ferromagnetischen Schicht (70) zu verankern.
Magnetoresistives Spinventilelement (60) wie in Anspruch 1, wobei der antiferromagnetische Kopplungsfilm (73) in der zweiten ferromagnetischen Schicht (70) im Wesentlichen aus Ru besteht.
Magnetoresistives Spinventilelement (60) wie in Anspruch 1 oder 2, wobei der erste ferromagnetische Film (72) und der zweite ferromagnetische Film (74) in der zweiten ferromagnetischen Schicht (70) im Wesentlichen aus Co bestehen.
Magnetoresistives Spinventilelement (60) wie in Anspruch 1, wobei der erste ferromagnetische Film (72) und der zweite ferromagnetische Film (74) in der zweiten ferromagnetischen Schicht (70) aus einem Material hergestellt sind, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Co, Fe, Ni und Legierungen von Co, Fe oder Ni besteht, und wobei der antiferromagnetische Kopplungsfilm (73) in der zweiten ferromagnetischen Schicht (70) aus einem Material hergestellt ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ru, Cr, Rh, Ir und ihren Legierungen besteht.
Magnetoresistives Spinventilelement (60) nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der erste Film (72) und der zweite Film (74) in der zweiten ferromagnetischen Schicht (70) im Wesentlichen dasselbe magnetische Moment aufweisen.
Magnetoresistives Spinventilelement (60) nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die nicht magnetische Abstandsschicht (63) ein Material umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ag, Au, Cu und Legierungen von Ag, Au und Cu besteht.
Magnetoresistives Spinventilelement (60) nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die erste ferromagnetische Schicht (64) einen dünnen Film (65) aus Co oder einer Co-Legierung enthält, der an die Abstandsschicht (63) angrenzt.
Magnetoresistives Spinventilelement (60) nach einem vorangehenden Anspruch, das ferner eine über der ersten ferromagnetischen Schicht (64) ausgebildete Deckschicht (85) umfasst.
Magnetoresistiver Spinventilfühler, der umfasst: das magnetoresistive Spinventilelement (60) nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die erste ferromagnetische Schicht (64) eine freie ferromagnetische Schicht ist, die bei der Abwesenheit eines angelegten Magnetfeldes eine gegebene Ausrichtung der Magnetisierung aufweist, und die zweite ferromagnetische Schicht (70) die laminierte, selbstverankernde Schicht ist, wobei der erste ferromagnetische Film (72) ein erster verankerter ferromagnetischer Film ist, der eine Magnetisierung aufweist, die mit einem Winkel zur Magnetisierung der freien ferromagnetischen Schicht (64) ausgerichtet ist, und der zweite ferromagnetische Film (74) ein zweiter verankerter ferromagnetischer Film ist, der eine Magnetisierungsrichtung aufweist, die im Allgemeinen antiparallel zur Magnetisierung des ersten verankerten ferromagnetischen Films (72) ist.
Magnetoresistiver Spinventilfühler nach Anspruch 9, wobei die freie ferromagnetische Schicht (64) einen mittleren Abfühlbereich (80) und Erweiterungen (81, 82) auf den Seiten des mittleren Abfühlbereichs (80) aufweist, und der ferner Schichten (83, 84) aus einer Legierung, die Fe und Mn umfasst, umfasst, die an die Erweiterungen der freien ferromagnetischen Schicht angrenzend ausgebildet sind, um die Magnetisierungen der Erweiterungen der freien Schicht in Längsrichtung vorzuspannen.
Magnetoresistiver Spinventilfühler wie in Anspruch 9 oder 10, der ferner ein Substrat (61) umfasst, wobei sich die selbstverankernde laminierte Schicht (70) zwischen dem Substrat (61) und der freien ferromagnetischen Schicht (64) befindet.
Magnetoresistiver Spinventilfühler wie in Anspruch 11, der ferner eine Pufferschicht (62) zwischen dem Substrat (61) und der selbst verankernden laminierten Schicht (70) umfasst.
Magnetspeichersystem, das den magnetoresistiven Spinventilfühler nach einem der Ansprüche 9 bis 12 umfasst.