JP2000276720A - 反強磁性ピン止め層を有さないデュアル・ストライプ・スピン・バルブ・センサ - Google Patents

反強磁性ピン止め層を有さないデュアル・ストライプ・スピン・バルブ・センサ

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JP2000276720A
JP2000276720A JP2000032395A JP2000032395A JP2000276720A JP 2000276720 A JP2000276720 A JP 2000276720A JP 2000032395 A JP2000032395 A JP 2000032395A JP 2000032395 A JP2000032395 A JP 2000032395A JP 2000276720 A JP2000276720 A JP 2000276720A
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ferromagnetic layer
layer
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マルコス・レダーマン
R Gibbons Matthew
マシュー・アール．・ギボンズ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサ内の反強磁性（ＡＦＭ）層の必要性を
なし、読取り信号の倍増と、高い対称性を示すディファ
レンシャル・モードでの動作とを実現し、高い読取りパ
フォーマンスを達成する。 【解決手段】 読取りセンサは、第１スペーサ層によっ
て互いに分離された第１及び第２ソフト強磁性（ＦＭ）
層と、第２スペーサ層によって互いに分離された第３及
び第４ソフトＦＭ層と、を有する。第１スペーサ層は第
１ソフトＦＭ層を飽和するために、十分な強さを有する
第１磁界を形成する第１バイアス電流を通すよう形成さ
れ、第２スペーサ層は第４ソフトＦＭ層を飽和するため
に、十分な強さを有する第２磁界を形成する第２バイア
ス電流を通すよう形成されている。絶縁層が第２及び第
３ソフトＦＭ層の間に配置されている。これによって、
第１及び第２バイアス電流は第１及び第４ソフトＦＭ層
の磁化をピン止めする。第１及び第２バイアス電流は第
２及び第３ソフト強磁性層のかなりの部分の磁化に対す
る無視可能な複合作用を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク・ドラ
イブ、より詳細には、スピン・バルブ磁気抵抗（magnet
oresistive、略して、ＭＲ）読取りヘッドに関する。さ
らに詳細には、本発明はパルス振幅の非対称性を最小限
に抑制するとともに、スピン・バルブ・センサのピン止
めメカニズムを提供する方法及び構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ等のディジタル電子装置の
データの格納及びリトリーブを実施するために、磁気デ
ィスク・ドライブが使用されている。図１（Ａ）及び図
１（Ｂ）において、従来の磁気ディスク・ドライブＤは
シールド・エンクロージャ１と、ディスク駆動モータ２
と、モータ２のスピンドルＳ１によって回転可能に支持
された磁気ディスク３と、アクチュエータ４と、アクチ
ュエータ４のスピンドルＳ２へ取り付けられたアーム５
とを有する。サスペンション６の一端はアーム５へ結合
され、他端は読取り／書込みヘッド、即ち、トランスデ
ューサ７へ結合されている。一般的に、トランスデュー
サ７はセンサ読取りエレメントを有するインダクティブ
書込みエレメントである。モータ２がディスク３を矢印
Ｒで示すように回転させている間、トランスデューサ７
を僅かに持ち上げてディスク３の表面から離間させるた
めに、エア・ベアリングがトランスデューサ７の下側に
形成される。矢印Ｐで示すように、アクチュエータ４が
短い円弧内で回動する間、複数の磁気情報“トラック”
を磁気ディスク３から読取り得る。磁気ディスク・ドラ
イブの設計及び製造方法は当業者によく知られている。
【０００３】トランスデューサ７に使用されている最も
一般的なタイプのセンサは、磁気抵抗（ＭＲ）センサで
ある。読取りエレメント内の抵抗の変化によって磁界信
号を検出するために、ＭＲセンサが使用される。従来の
ＭＲセンサは異方性磁気抵抗（anisotropic magnetores
istive、略して、ＡＭＲ）効果をこの検出に使用してい
る。そして、読取りエレメント内の磁化の方向と、読取
りエレメントを通るセンス電流の方向との間の角度の余
弦の二乗に比例して、読取りエレメントの抵抗は変化す
る。相対的移動がＡＭＲセンサ及び磁気媒体（ディスク
表面など）の間に存在する際、磁気媒体から発生する磁
界は読取りエレメント内の磁化の方向を変化させる。こ
れによって、この磁化の方向の変化に対応した読取りエ
レメントの抵抗の変化が起こる。磁気媒体上の記録デー
タを復元するために、抵抗の変化を検出し得る。
【０００４】磁気抵抗効果の別の形態は、巨大磁気抵抗
（giant magnetoresistive、略して、ＧＭＲ）効果とし
て知られている。ＧＭＲセンサの抵抗も外部磁界の変化
によって変化する。但し、ＧＭＲセンサの抵抗はＡＭＲ
センサのメカニズムとは別のメカニズムによって変化す
る。ＡＭＲセンサより更に高い感度と、抵抗の更に高い
トータル・レンジとに起因して、ＧＭＲ効果を使用する
センサは特に魅力的である。ＧＭＲセンサの１つのタイ
プはスピン・バルブ・センサとして知られている。スピ
ン・バルブ・センサでは、２つの強磁性（ferromagneti
c、略して、ＦＭ）層が銅などの非磁性金属の層によっ
てそれぞれ分離されている。一方の強磁性層は、外部磁
界に露出された際に通常は自由に回転する磁化を有する
“フリー”層、即ち、センシング層である。これとは対
照的に、他方の強磁性層は“ピン止め”層であり、この
層の磁化は特定の方向に実質的に固定されている、即
ち、ピン止めされている。従来技術では、一般的に、こ
のピン止めはピン止め層に隣接する交換結合された反強
磁性（antiferromagnetic、略して、ＡＦＭ）層によっ
て行われる。
【０００５】より具体的には、図２に示すように、シー
ルドされた単一エレメントである磁気抵抗ヘッド（magn
etoresistive head、略して、ＭＲＨ）１０は第1シール
ド１２と、第２シールド１４と、これら２つのシールド
１２，１４間のギャップ（Ｇ）内に配置されたスピン・
バルブ・センサ１６とを有する。エア・ベアリング面Ａ
ＢＳはＭＲＨ１０によって画定されている。自己バイア
ス効果を防止するために、スピン・バルブ・センサをギ
ャップＧ内の中心に配置し得る。スピン・バルブ・セン
サへ印加された磁束線は検出可能な抵抗の変化を形成す
る。ＭＲＨ１０などの磁気抵抗ヘッドの設計及び製造方
法は当業者によく知られている。
【０００６】図３において、図２の３−３線における断
面図（即ち、エア・ベアリング面ＡＢＳの方向から見た
断面図）は従来のスピン・バルブ・センサ１６の構造を
示す。スピン・バルブ・センサ１６はフリー層１８、銅
層２０、ピン止め層２２及び反強磁性（ＡＦＭ）層２４
を有する。スピン・バルブ・センサ１６は絶縁基板１７
及びバッファ層１９によって支持されており、このバッ
ファ層１９は製造中にフリー層１８を形成するためのシ
ード層として機能し得る。ハード・バイアスとして機能
する複数の強磁性端部領域２１はスピン・バルブ・セン
サ１６の両端へそれぞれ当接し、かつ、フリー層１８を
安定化する。金または他の低抵抗材料から一般的に形成
されるリード２５は、電流をスピン・バルブ・センサ１
６へ供給する。キャッピング層２７はＡＦＭ層２４上に
設けられている。電流源２９はセンサ１６の前記の複数
の層を通って流れる電流Ｉｂを供給する。そして、セン
サ１６が磁界に遭遇した際、信号検出回路３１はセンサ
１６の抵抗の変化を検出する。
【０００７】一般的に、フリー層及びピン止め層は、パ
ーマロイなどのソフト強磁性材料からなる。当業者によ
く知られているように、パーマロイは８１％のニッケル
（Ｎｉ）及び１９％の鉄（Ｆｅ）を公称上含有する磁性
材料である。一般的に、層２０は銅である。以下に詳述
するように、ＡＦＭ層２４はピン止め層２２の磁気方向
をセットするために使用される。
【０００８】ピン止め層２２の目的を図４及び図５に基
づいて以下に詳述する。図４では、フリー層１８は事実
上フリーな磁化方向２６を有し得る。その一方、ピン止
め層２２はピン止めされた磁化２８を有する。ピン止め
層２２の静磁気結合と、銅層２０を介した強磁性交換結
合と、センス電流ＩSが形成する磁界とが存在しない場
合、フリー層１８は初期フリー磁化３０を有し得る。事
実上フリーな磁化方向２６は、初期フリー磁化３０と、
ピン止め層２２の静磁気結合と、銅層２０を介した強磁
性交換結合と、センス電流ＩSが形成する磁界との和で
ある。当該技術分野で知られているように、フリー層１
８の磁化方向は、外部磁界（例：隣接する磁気媒体から
の外部磁界）の変化に応じて変化し得ることが好まし
い。
【０００９】スピン・バルブ・センサの抵抗と磁界の関
係を示す図５の曲線から分かるように、フリー層１８の
初期フリー磁化３０に直交するピン止め層２２のピン止
めされた磁化２８は、フリー・エレメントを比較的直線
的であって、かつ、比較的大きな傾斜を有する曲線上の
ポイント３２へ付勢する。線形応答を提供するために
は、直線性が勿論望ましい。更に、比較的大きな傾斜は
磁界の変化に応じた大きな抵抗の変化を形成するので望
ましい。
【００１０】一般的に、ＡＦＭ層２４の反強磁性材料は
鉄−マンガン（FeMn）などのマンガン（Mn）合金または
酸化ニッケル（NiO）などの酸化物である。ＡＦＭ層２
４はピン止め層２２の磁化が回転することを殆どの動作
条件下で防止し、これによって、フリー層１８の磁気モ
ーメントだけが外部磁界の存在下で回転し得る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】最大の線形応答及び最
も広いダイナミック・レンジを有するスピン・バルブ・
センサとは、その強磁性ピン止め層２２の磁化が信号フ
ィールドに平行であり、かつ、そのフリー層１８の磁化
が信号フィールドに直交するスピン・バルブ・センサで
ある。しかし、ピン止め層２２をピン止めするためのＡ
ＦＭ層２４の使用には、幾つかの問題点がある。１つの
問題点としては、ＡＦＭが形成する交換磁界強度が温度
に非常に敏感な点が挙げられる。温度が上昇するに従っ
て、ＡＦＭは“軟化”し、強磁性ピン止め層の磁化を固
定するＡＦＭの能力が低下する。この結果、静電放電
（electrostatic discharge、略して、ＥＳＤ）電流
と、これによって生じるＡＦＭ層２４の加熱とに対し
て、スピン・バルブ・センサは非常に敏感である。更
に、FeMnなどのＡＦＭ材料はスピン・バルブ・センサに
使用されている他の材料よりも腐食に弱い。ＡＦＭ材料
の感度は製造工程の慎重な制御と、スピン・バルブ・セ
ンサに対する保護材料の使用とを要求する。適切な結晶
学的反強磁性相を獲得するために、ＡＦＭ膜２４は高い
焼なまし温度を必要とし得る。このため、ＡＦＭ膜２４
は製造が困難である。
【００１２】本発明はスピン・バルブ・センサ内の反強
磁性（ＡＦＭ）層の必要性をなくするとともに、スピン
・バルブ・センサの読取り信号の倍増と、高い対称性を
示すディファレンシャル・モード、即ち、コモン・リジ
ェクト・モードでの動作とを実現し、これによって、高
い読取りパフォーマンスを達成する。
【００１３】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】正
しく形成されたフリー層及びピン止め層をそれぞれ有す
る一対のスピン・バルブ・ストライプを提供することに
よって、これを実現する。更に、独立した２つの電流を
これらのスピン・バルブ・ストライプへ供給する。これ
によって、各電流は各ピン止め層の磁化を実質的に固定
すべく作用するが、フリー層に対する２つの電流の複合
磁気作用は最小限に抑制される。更に、読取り回路は、
各スピン・バルブ・ストライプからの電圧信号の差を結
合するように形成されている。
【００１４】本発明の一形態では、デュアル・ストライ
プ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ
（dual-stripe current-pinned spin valve magnetores
istive read sensor）は第１Ｍｒｔを有する第１ソフト
強磁性（ＦＭ）層と、第１Ｍｒｔより大きい第２Ｍｒｔ
を有する第２ソフトＦＭ層とを含む。導電材料からなる
第１スペーサ層は第１ソフトＦＭ層及び第２ソフトＦＭ
層の間に配置され、第１ソフトＦＭ層及び第２ソフトＦ
Ｍ層をそれぞれ分離している。第１ソフトＦＭ層を飽和
するために、第１スペーサ層は、第１Ｍｒｔに対する十
分な強さを有する第１磁界を形成する第１バイアス電流
を通すように形成されている。読取りセンサは、第３Ｍ
ｒｔを有する第３ソフトＦＭ層と、第３Ｍｒｔより小さ
い第４Ｍｒｔを有する第４ソフトＦＭ層とを、更に含
む。導電材料から形成された第２スペーサ層は、第３ソ
フトＦＭ層及び第４ソフトＦＭ層の間に配置され、第３
ソフトＦＭ層及び第４ソフトＦＭ層をそれぞれ分離して
いる。更に、第４ソフトＦＭ層を飽和するために、第２
スペーサ層は、第４Ｍｒｔに対する十分な強さを持つ第
２磁界を形成する第２バイアス電流を通すように形成さ
れている。絶縁層が第２ソフトＦＭ層及び第３ソフトＦ
Ｍ層の間に配置されている。更に、第１磁界及び第２磁
界が第１ソフトＦＭ層及び第４ソフトＦＭ層をそれぞれ
飽和する十分な強さを持つ際、第２ソフト強磁性層及び
第３ソフト強磁性層のかなりの部分の磁化に対する無視
可能な複合作用を、第１磁界及び第２磁界が有するよう
に、第１ソフト強磁性層、第２ソフト強磁性層、第３ソ
フト強磁性層及び第４ソフト強磁性層はそれぞれ形成さ
れている。２つのスピン・バルブ読取り信号を操作する
ことによって、デュアル・ストライプ電流ピン止め型ス
ピン・バルブ読取りセンサの全体的なレスポンスは、対
称性が高く、大きな読取り信号を示すとともに、ディフ
ァレンシャル・モード、即ち、コモン・リジェクト・モ
ードで機能し、これによって、高い読取りパフォーマン
スを示す。更に、ＡＦＭ層がないことにより、センサの
製造の複雑さと、温度及びＥＳＤに対するセンサの感度
とが低下するとともに、センサの信頼性が高くなる。
【００１５】本発明の別の形態では、媒体上のデータへ
のアクセスと、媒体へのデータの格納とを行うための読
取り/書込みヘッドは、インダクティブ書込みエレメン
トと、デュアル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バ
ルブ磁気抵抗読取りエレメント（dual-stripe current-
pinned spin valve magnetoresistive read element）
とを有する。デュアル・ストライプ電流ピン止め型スピ
ン・バルブ磁気抵抗読取りエレメントは、導電材料から
なる第１スペーサ層によって互いに分離された第１ソフ
ト強磁性層及び第２ソフト強磁性層を有する。更に、読
取りエレメントは導電材料からなる第１リード・セット
を有する。第１リード・セットは第１スペーサ層へ電気
的に接続されるとともに、第１ソフト強磁性層をピン止
めすべく、第１バイアス電流を第１スペーサ層に通すた
めに形成されている。更に、導電材料からなる第２スペ
ーサ層によって互いに分離された第３ソフト強磁性層及
び第４ソフト強磁性層を、読取りエレメントは有する。
導電材料からなる第２リード・セットは、第２スペーサ
層へ電気的に接続されるとともに、第４ソフト強磁性層
をピン止めすべく、第２バイアス電流を通すために形成
されている。更に、絶縁層は第２ソフト強磁性層及び第
３ソフト強磁性層の間に配置され、電気絶縁材料から形
成されている。より具体的には、第１バイアス電流及び
第２バイアス電流が第１ソフト強磁性層及び第４ソフト
強磁性層をピン止めする際、第２ソフト強磁性層及び第
３ソフト強磁性層のかなりの部分の磁化に対する無視可
能な複合作用を、第１バイアス電流及び第２バイアス電
流が有するように、第１ソフト強磁性層、第２ソフト強
磁性層、第３ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁性層は
それぞれ形成されている。これにより、２つの層はＡＦ
Ｍ層を使用することなく実質的にピン止めされるととも
に、他の２つの層の磁化は実質的にフリーな状態に維持
される。更に、ＡＦＭ層がないことにより、センサの製
造の複雑さが大幅に低減し、温度及びＥＳＤに対するセ
ンサの感度が低下するとともに、センサの信頼性が高く
なる。更に、２セットのフリー層及びピン止め層を使用
することにより、更に大きな信号、高い対称性及びデュ
アル・モード・オペレーションを実現し、これによっ
て、読取り/書込みヘッドの読取りパフォーマンスを大
幅に改善できる。
【００１６】本発明の更に別の形態において、デュアル
・ストライプ電流ピン止め型スピン・バルブ読取りセン
サの製造方法は、第１ソフト強磁性層を形成する工程
と、導電材料からなる第１スペーサ層を第１ソフト強磁
性層の上に形成する工程と、第２ソフト強磁性層を第１
スペーサ層の上に形成する工程とを含む。更に、本発明
の方法は、電気絶縁材料からなる絶縁層を第２ソフト強
磁性層の上に形成する工程を含む。そして、第３ソフト
強磁性層を絶縁層の上に形成し、導電材料からなる第２
スペーサ層を第３ソフト強磁性層の上に形成し、第４ソ
フト強磁性層を第２スペーサ層の上に形成する。更に、
本発明の方法は、第１ソフト強磁性層をピン止めすべ
く、第１バイアス電流を第１スペーサ層に通すために第
１スペーサ層へ電気的に接続された第１リード・セット
を形成する工程と、第４ソフト強磁性層をピン止めすべ
く、第２バイアス電流を第２スペーサ層に通すために第
２スペーサ層へ電気的に接続された第２リード・セット
を形成する工程とを含む。更に、第１バイアス電流及び
第２バイアス電流が第１ソフト強磁性層及び第４ソフト
強磁性層をピン止めする際、第２ソフト強磁性層及び第
３ソフト強磁性層のかなりの部分の磁化に対する無視可
能な複合作用を、第１バイアス電流及び第２バイアス電
流が有するように、第１ソフト強磁性層、第２ソフト強
磁性層、第３ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁性層は
それぞれ形成されている。これによって、読取りセンサ
の製造及び使用に制限を加え得るＡＦＭ層を使用するこ
となく、本発明の方法は十分にピン止めされたピン止め
層を有する読取りセンサを提供する。更に、本発明の方
法により、高い対称性を示す大きな読取り信号を提供す
るとともに、高い読取りパフォーマンスを提供するため
に、デュアル・モードで動作する読取りセンサが製造さ
れる。
【００１７】本発明の以下の説明を読み、図面を検討す
ることによって、当業者は上記の効果を含む本発明の効
果を認識し得る。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図３
〜図５は従来技術に関連して詳述した。
【００１９】反強磁性（ＡＦＭ）層の必要性をなくする
一方で、従来技術より優れた読取りパフォーマンスを実
現するために、絶縁層で分離された２つの互いに隣接す
る電流ピン止め型スピン・バルブ・エレメントを使用し
得る。ピン止め層のピン止め作用を更に高めるために、
各スピン・バルブ・エレメントを通る独立したバイアス
電流は、他方のスピン・バルブ・エレメントの磁化にも
影響を及ぼす。更に、適切な構成により、スピン・バル
ブは高いパフォーマンスを提供するためにディファレン
シャル・モードで動作し得る。
【００２０】図６は本発明の一実施例の断面図を示す。
デュアル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バルブ読
取りエレメント５０は、第１シールド１２と第２シール
ド１４との間に配置されたデュアル・ストライプ電流ピ
ン止め型スピン・バルブ読取りセンサ５２を有し、これ
ら３つの部材は、読取りオペレーション中に磁気ディス
ク（図１（Ａ）及び図１（Ｂ）参照）の表面に対向する
エア・ベアリング面ＡＢＳをｘ−ｙ平面５４内で画定し
ている。シールド間距離ＳＴＳによって、第１シールド
１２及び第２シールド１４を互いに分離できる。シール
ド間距離ＳＴＳはｘ方向、即ち、ダウントラック方向で
測定している。デュアル・ストライプ電流ピン止め型ス
ピン・バルブ読取りセンサ５２はＡＢＳからｚ方向、即
ち、横方向へストライプ高さＳＨと称される距離にわた
って延びている。２つのスピン・バルブを有することに
より、本実施例の読取りセンサ５２は単一スピン・バル
ブの読取り信号の約２倍の読取り信号を示すことが可能
であり、これによって、読取り能力を大幅に改善する。
【００２１】デュアル・ストライプ電流ピン止め型スピ
ン・バルブ読取りセンサ５２は、絶縁層ＩＮＳによって
互いに分離された第１スピン・バルブ・ストライプＳＶ
１及び第２スピン・バルブ・ストライプＳＶ２を有す
る。各スピン・バルブ・ストライプは、導電性スペーサ
によって互いに分離された２つのソフト強磁性層からな
る。従って、第１スピン・バルブ・ストライプＳＶ１は
第１スペーサ６２によって互いに分離された第１ソフト
強磁性（ＦＭ）層５８及び第２ソフト強磁性層６０を有
する。同様に、第２スピン・バルブ・ストライプＳＶ２
は、第２スペーサ６８によって互いに分離された第３ソ
フト強磁性層６４及び第４ソフト強磁性層６６を有す
る。従来技術とは対照的に、反強磁性（ＡＦＭ）層がス
ピン・バルブ・ストライプに含まれていない点に注意す
る必要がある。第１ＦＭ層５８、第２ＦＭ層６０、第３
ＦＭ層６４及び第４ＦＭ層６６はパーマロイ（NiFe）、
コバルト（Co）若しくはコバルト−鉄（CoFe）などのソ
フトＦＭ材料から形成するか、またはニッケル、鉄及び
コバルトのうちの少なくともいずれか１つを含む他のソ
フトＦＭ合金から形成し得る。当業者によく知られてい
るように、“ソフト”強磁性材料は低い飽和保磁力
（例：１５エルステッド未満）を有する。第１スペーサ
６２及び第２スペーサ６８は銅などの任意の適切な高導
電性材料から実質的に形成可能である。
【００２２】これらの層の厚さは互いに異なり得るとと
もに、正確な縮尺率で描かれていない。第２ソフトＦＭ
層６０の厚さｔf1及び第３ソフトＦＭ層６４の厚さｔf2
は、約４０オングストローム〜約１００オングストロー
ムの範囲内とし得る。第１スペーサ層６２の厚さｔs1及
び第２スペーサ層６８の厚さｔs2は、約２０オングスト
ローム〜約５５オングストロームの範囲内とし得る。第
１ソフトＦＭ層５８の厚さｔp1及び第４ソフトＦＭ層６
６の厚さｔp2は、約１０オングストローム〜約５５オン
グストロームの範囲内とし得る。
【００２３】図示はしていないが、バッファ層を、第２
ソフトＦＭ層６０と第１スペーサ６２との間、及び第３
ソフトＦＭ層６４と第２スペーサ６８との間に、それぞ
れ配置可能である。例えば、CoFeからなるバッファ層
を、実質的に銅からなるスペーサ層と実質的にNiFeから
なるソフトＦＭ層との間に配置可能である。更に、デュ
アル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バルブ読取り
センサ５２は、製造中に第１ソフトＦＭ層５８を形成す
るためのシード層として機能し得るバッファ層（図示
略）と、キャッピング層（図示略）と、を更に有するこ
とが可能であり、これらは図３の従来技術で示すものに
類似している。バッファ層及びキャッピング層は、例え
ば、タンタル（Ta）またはジルコニウム（Zr）から形成
し得る。これらの複数の層５８，６０，６２，６４，６
６，６８及びＩＮＳを形成するための方法及び装置はス
ピン・バルブ・センサの技術分野の当業者によく知られ
ている。
【００２４】第１スピン・バルブ・ストライプＳＶ１と
第２スピン・バルブ・ストライプＳＶ２との間の絶縁層
ＩＮＳはAl2O3、 SiNまたはTa2O5などの任意の適切な電
気絶縁材料から形成可能である。以下に詳述する理由か
ら、２つのスピン・バルブ・ストライプ間の電気的絶縁
を維持する一方で、これら２つのスピン・バルブ・スト
ライプ間の磁気結合を最適化するという要求が、絶縁層
ＩＮＳの厚さを決定している。特に、絶縁層ＩＮＳの両
側にそれぞれ異なる電圧が加わることによって生じるピ
ン・ホールの形成または破壊を招来することなく、製造
プロセスによって形成できる絶縁層ＩＮＳの薄さが、絶
縁層ＩＮＳの最小厚さを制限している。また、この絶縁
層ＩＮＳの厚さは２つのスピン・バルブ・エレメント間
の磁気相互作用に影響を及ぼす。更に、磁気媒体から読
取り得るデータの密度に影響を及ぼす所望のセンシング
信号パルス幅に基づく所望のシールド間距離ＳＴＳによ
って、絶縁層ＩＮＳの最大厚さは制限される。例えば、
絶縁層ＩＮＳは約５０オングストローム〜約３００オン
グストロームの範囲の厚さを有し得る。
【００２５】図７はｘ−ｙ平面内における図６の７−７
線におけるデュアル・ストライプ電流ピン止め型スピン
・バルブ読取りセンサ５２の断面図を概略回路図と一緒
に示す。この図では、トラック幅ＴＷと呼ばれるストラ
イプの寸法はｙ方向、即ち、長手方向に示されている。
リードの第１セット、即ち、第１リード・セット７２は
第１スピン・バルブ・ストライプＳＶ１の両端へそれぞ
れ接続されている。同様に、リードの第２セット、即
ち、第２リード・セット７４は第２スピン・バルブ・ス
トライプＳＶ２の両端へそれぞれ接続されている。これ
らのリード・セット７２，７４はハード・バイアス・ス
トラクチャ７３，７５をそれぞれ有する。横断バイアス
をスピン・バルブへ印加するために、これらのハード・
バイアス・ストラクチャ７３，７５は、第１スピン・バ
ルブ・ストライプ及び第２スピン・バルブ・ストライプ
の両端にそれぞれ当接している。リードの各セット７
２，７４は、独立したバイアス電流を各スピン・バルブ
・ストライプに流すことを促進する。従って、ハード・
バイアス・ストラクチャ７３，７５は導電性磁性材料か
ら形成可能であり、各リード・セットの残りの部分は金
または銅などの高導電性材料から形成される。これによ
って、リードの第１セット７２は第１バイアス電流Ｉｂ
１を第１電流源ＣＳ１から第１スピン・バルブ・ストラ
イプＳＶ１を通じて流すために使用可能であり、第２バ
イアス電流Ｉｂ２は第２電流源ＣＳ２からリードの第２
セット７４を介して第２スピン・バルブ・ストライプＳ
Ｖ２を通じて流れ得る。更に、各スピン・バルブ・スト
ライプＳＶ１，ＳＶ２を横切る電圧の変化を検出するた
めに、リードの第１セット及び第２セットは第１電圧セ
ンサＶＳ１及び第２電圧センサＶＳ２などの信号検出器
を第１スピン・バルブ・ストライプＳＶ１及び第２スピ
ン・バルブ・ストライプＳＶ２へそれぞれ接続してい
る。そして、第１電圧センサＶＳ１の出力及び第２電圧
センサＶＳ２の出力は、第１電圧センサＶＳ１及び第２
電圧センサＶＳ２へそれぞれ接続された差動増幅器ＤＡ
などの信号マニピュレータによって組み合わされる。差
動増幅器ＤＡの出力は２つのスピン・バルブ信号の間の
差を示す尺度であり、これについては図１２に関連して
以下に詳述する。
【００２６】第１バイアス電流Ｉｂ１及び第２バイアス
電流Ｉｂ２は各スピン・バルブ・ストライプの層をピン
止めするために使用可能であり、これは図８を参照する
ことによって更によく理解できる。図８はｘ−ｚ平面内
におけるデュアル・ストライプ電流ピン止め型スピン・
バルブ読取りセンサ５２の拡大断面図である。図示する
大きさは正確な尺度で描かれておらず、説明を目的とし
て選択されたにすぎない点を理解する必要がある。この
図から、紙面に直交する方向に流れるバイアス電流に起
因して発生する磁界を更に簡単に理解できる。第１バイ
アス電流Ｉｂ１及び第２バイアス電流Ｉｂ２は実質的に
同一方向に流れているので、第１バイアス磁界ＨＩｂ１
及び及び第２バイアス磁界ＨＩｂ２は実質的に同じ方向
（本実施例では、反時計方向）を向いている。適切なレ
ベルの第１バイアス電流Ｉｂ１を用いることにより、発
生する第１バイアス磁界ＨＩｂ１は第１ソフトＦＭ層５
８を飽和可能である。これによって、第１ピン止め層Ｐ
１を形成するために、第１ソフトＦＭ層５８の磁化がピ
ン止めされる。同様に、適切な第２バイアス電流Ｉｂ２
は第２バイアス磁界ＨＩｂ２を形成可能である。第４ソ
フトＦＭ層６６の磁化をピン止めして、第２ピン止め層
Ｐ２を形成するために、第２バイアス磁界ＨＩｂ２は第
４ソフトＦＭ層６６を飽和する十分な強さを有する。本
実施例では、第１バイアス電流Ｉｂ１及び第２バイアス
電流Ｉｂ２は実質的に同じ方向に流れ、実質的に同じ大
きさを有する。第１ピン止め層Ｐ１及び第２ピン止め層
Ｐ２をピン止めするためのＡＦＭ層が含まれていない。
このため、第１バイアス電流及び第２バイアス電流がな
ければ、第１ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁性層は
実質的にピン止めされない。
【００２７】しかし、第１バイアス磁界ＨＩｂ１及び第
２バイアス磁界ＨＩｂ２は第２ソフトＦＭ層６０及び第
３ソフトＦＭ層６４へそれぞれ異なる影響を及ぼす。特
に、２つの磁界は実質的に同じ方向を向いているので、
第２ソフトＦＭ層及び第３ソフトＦＭ層のそれぞれに対
する２つの磁界の影響は、これら２つの層の大半にわた
って互いに打ち消し合う傾向にある。例えば、第１バイ
アス磁界ＨＩｂ１は右側から左側へ向かって第２ソフト
ＦＭ層６０全体にわたって作用し、第２バイアス磁界Ｈ
Ｉｂ２は左側から右側へ向かって第２ソフトＦＭ層６０
全体にわたって作用する。適切な層寸法及びバイアス電
流レベルを使用することによって、互いに相反する方向
における作用は互いに実質的に打ち消し合う。同じよう
な作用が第３ソフトＦＭ層６４内で発生する。第２ソフ
ト強磁性層及び第３ソフト強磁性層の磁化はバイアス電
流の影響を実質的に受けないので、これらの層の磁化及
び抵抗は磁気媒体などから生じる外部磁界によって自由
に変化する。従って、これらの層は第１スピン・バルブ
・ストライプ内の第１フリー層Ｆ１及び第２スピン・バ
ルブ・ストライプ内の第２フリー層Ｆ２としてそれぞれ
機能する。
【００２８】バイアス電流が第１ソフトＡＦＭ層及び第
４ソフトＡＦＭ層をピン止めするためには、第１ソフト
ＡＦＭ層５８及び第４ソフトＡＦＭ層６６のＭｒｔの積
が、第２ソフトＡＦＭ層６０及び第３ソフトＡＦＭ層６
４のＭｒｔの積よりそれぞれ小さくなる。更に、各ソフ
トＡＦＭ層は約０．３〜約０．５ｍｅｍｕ／ｃｍ2のＭ
ｒｔを有し得る。更に、フリー層のピン止め層に対する
Ｍｒｔ比は約１．１〜約１０の範囲内とし得る。第１ソ
フトＡＦＭ層５８及び第４ソフトＡＦＭ層６６をピン止
めするためには、ピン止めする各層のＭｒｔに対する十
分な大きさのバイアス電流が必要である。例えば、上記
のＭｒｔを使用する場合、本実施例の第１ソフトＡＦＭ
層５８及び第４ソフトＡＦＭ層６６は４ｍＡの小さなバ
イアス電流で飽和できる。
【００２９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）では、第１フリ
ー層Ｆ１及び第１ピン止め層Ｐ１の磁化に対するバイア
ス電流の作用を確認できる。図８（Ａ）は第１フリー層
Ｆ１を横切る磁化方向のｙ−ｚ成分を示す。製造中、第
１フリー層Ｆ１の磁化は実質的に長手方向（即ち、ｙ方
向）にセットされている。図８（Ａ）に示すように、バ
イアス電流に起因するバイアス磁界は、第１フリー層Ｆ
１の磁化に対する無視可能な作用を第１フリー層Ｆ１の
かなり広い部分にわたって有する。これとは逆に、図８
（Ａ）に示すように、このバイアス磁界は第１ピン止め
層Ｐ１を横切る磁化を、第１フリー層Ｆ１を横切る磁化
に実質的に直交するバイアス磁界に対して整列させる。
反強磁性（ＡＦＭ）層を使用することなく、第１ピン止
め層Ｐ１及び第２ピン止め層Ｐ２をピン止めするので、
本実施例の読取りセンサは温度の荒々しさに対する感度
を極めて小さくし、これによって、読取りセンサの全体
的な読取りパフォーマンスを改善する。
【００３０】フリー層Ｆ１，Ｆ２の“自由”な性質は図
１０及び図１１から更によく理解できる。例えば、＋
０．５ｍｅｍｕ／ｃｍ2、０ｍｅｍｕ／ｃｍ2及び−０．
５ｍｅｍｕ／ｃｍ2のＭｒｔをそれぞれ有する媒体が発
する磁界に露出された際に、第１ピン止め層Ｐ１を横切
る磁化を、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）及び図１０
（Ｃ）はそれぞれ示す。同様に、これらと同じ磁界に露
出された際に、第１フリー層Ｆ１を横切る磁化を、図１
１（Ａ）、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）はそれぞれ示
す。特に、これらの結果はマイクロマグネティック理論
シュミレーションを用いて算出したものである。これら
の図が示すように、第１ピン止め層の磁化は外部磁界の
印加による実質的な影響を受けない（図１０（Ａ）及び
図１０（Ｃ）参照）。しかし、これとは対照的に、第１
フリー層Ｆ１を横切る磁化はＭｒｔ＝＋０．５ｍｅｍｕ
／ｃｍ2に起因する特定の量で変化する（図１１（Ａ）
参照）。更に、この磁化はＭｒｔ＝−０．５ｍｅｍｕ／
ｃｍ2に起因する実質的に同じ量によって逆方向へ変化
する（図１１（Ｃ）参照）。従って、両方のバイアス磁
界ＨＩｂ１，ＨＩｂ２の存在下では、第１フリー層Ｆ１
は外部磁界の変化に対して反応して、抵抗の応答を変化
させる。これによって、データ・リトリーバルが促進さ
れる。外部磁界への露出に対する各層の磁化の応答は、
図１２のグラフからも理解できる。
【００３１】図１２は印加した媒体磁界に対するデュア
ル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バルブ・センサ
５２の各ソフトＦＭ層の磁化Ｍｚの横方向成分、即ち、
ｚ方向成分を示す。第１フリー層Ｆ１及び第２フリー層
Ｆ２は、横方向磁化Ｍｚの大きな変化を示す。その一
方、第１ピン止め層Ｐ１及び第２ピン止め層Ｐ２は外部
磁界の変化に対して僅かに反応するか、または全く反応
しない。更に、第１フリー層Ｆ１の複数のデータ・ポイ
ント及び第２フリー層Ｆ２の複数のデータ・ポイントは
非対称的な反応を示している。この非対称性はパーセン
テージで表現される“トラック・アベレージ・アンプリ
チュード・アシンメトリー（track average amplitude
asymmetry、略して、ＴＡＡＡ）”と呼ばれる尺度によ
ってその量を表し得る。読取りセンサのＴＡＡＡが大き
いほど、読取りパフォーマンスは低くなる。本発明の各
スピン・バルブ・ストライプの非対称性は図１３から更
によく理解できる。
【００３２】図１３では、図７及び図８の第１スピン・
バルブ・ストライプＳＶ１及び第２スピン・バルブ・ス
トライプＳＶ２の読取りヘッドの出力を様々な媒体Ｍｒ
ｔ値に関して示している。各スピン・バルブ・ストライ
プの非対称性を破線の曲線で示す。応答は非対称的であ
り、従って、読取りパフォーマンスは最適値より低くな
っている。しかし、図６〜図８のデュアル・ストライプ
電流ピン止め型スピン・バルブ読取りセンサ５２は、第
１スピン・バルブ・ストライプＳＶ１からの信号及び第
２スピン・バルブ・ストライプＳＶ２からの信号の間の
差の大きさを示す出力を有する。図７に示すように、こ
れは出力が差動増幅器によって組み合わされていること
に起因する。第１スピン・バルブ・ストライプ・ヘッド
の出力と第２スピン・バルブ・ストライプ・ヘッドの出
力との間の差を示す図１２の実線の曲線から分かるよう
に、読取りセンサ全体としては、実質的に対称をなす応
答を示す（例：ＴＡＡＡMrt=0.5≒−０．０９５％）。
読取りセンサのこのオペレーションはディファレンシャ
ル・モードまたはコモン・リジェクト・モードと呼ば
れ、スピン・バルブ・ストライプＳＶ１またはＳＶ２単
独の場合よりも更に高い読取りパフォーマンスを示す。
ディファレンシャル・モード・オペレーションはデバイ
ス全体の抵抗を変化させ得る温度の荒々しさの影響を和
らげ得る。各スピン・バルブからの信号の差を取ること
によって、デバイスのベースライン抵抗をキャンセルで
きる。
【００３３】本発明を幾つかの好ましい実施例に関して
詳述したが、本明細書を読み、図面を検討することによ
って、当業者がこれらの実施例の別例、変更例、変形例
及び等価なものを容易に認識できることを予想し得る。
従って、本発明の真の精神及び範囲に属するこれら全て
の別例、変更例、変形例及び等価なものを含むことを、
請求の範囲は意図している。
【００３４】要するに、従来の読取りセンサよりも更に
大きな読取り信号と、温度及びＥＳＤに対する更に低い
感度と、更に高い信頼性とを有するとともに、ディファ
レンシャル・モードで動作し、これによって、更に高い
読取りパフォーマンスを達成する磁気抵抗スピン・バル
ブ・デバイスを実現する構造及び方法を、本発明は提供
する。本発明を幾つかの好ましい実施例に関して詳述し
た。本明細書の検討、図面の検討及び本発明の実施によ
り、当業者は本明細書で詳述した実施例の別例、変更
例、変形例及び等価なものを含む本発明の他の実施例を
容易に認識できる。例えば、読取り/書込みヘッドを提
供するために、前記の読み取りセンサを書込みエレメン
トと合体したり、ディスク・ドライブ・システムの他の
コンポーネントと合体させたりできる。前記の実施例及
び好ましい特徴は、請求の範囲によって定義される本発
明を例示するものと見なすべきである。従って、請求の
範囲は本発明の真の精神及び範囲に属する前記の全ての
別例、変更例、変形例及び等価なものを含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は磁気ディスク・ドライブ組立体の一部
を破断して示す正面図である。（Ｂ）は図１（Ａ）の１
Ｂ−１Ｂ線における断面図である。
【図２】従来のシールド垂直磁気抵抗スピン・バルブ・
センサ・ヘッドの斜視図である。
【図３】スピン・バルブ・センサと、関連する基板、サ
ポート・ストラクチャ及び回路とを示す図２の３−３線
における断面図である。
【図４】図３のスピン・バルブ・センサのフリー層及び
ピン止め層の磁気モーメントの方向を示す図である。
【図５】図３のスピン・バルブ・センサの抵抗と磁界の
関係を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施例に従うデュアル・ストライプ
・スピン・バルブ・センサの断面図である。
【図７】本発明の一実施例に従う図６のデュアル・スト
ライプ・スピン・バルブ・センサの７−７線における断
面図である。
【図８】本発明の一実施例に従う図６のデュアル・スト
ライプ・スピン・バルブ・センサの断面の拡大図であ
る。
【図９】（Ａ）は２つのバイアス電流の存在下における
本発明の一実施例に従うデュアル・ストライプ・スピン
・バルブ・センサのフリー層を横切る磁化を示す図であ
る。（Ｂ）は２つのバイアス電流の存在下における本発
明の一実施例に従うデュアル・ストライプ・スピン・バ
ルブ・センサのピン止め層を横切る磁化を示す図であ
る。
【図１０】（Ａ）〜（Ｃ）は３つの異なる外部磁界にそ
れぞれ露出された際に、本発明の一実施例に従う図９
（Ｂ）のピン止め層を横切る磁化を示す図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）は３つの異なる外部磁界にそ
れぞれ露出された際に、本発明の一実施例に従う図９
（Ａ）のフリー層を横切る磁化を示す図である。
【図１２】本発明の一実施例に従うデュアル・ストライ
プ・スピン・バルブ・センサのソフト強磁性層内の横方
向磁化成分を様々な外部磁界に関して示すグラフであ
る。
【図１３】本発明の一実施例に従う図６及び図７のデュ
アル・ストライプ・スピン・バルブ・センサの２つのス
ピン・バルブ・ストライプのそれぞれのヘッド出力と、
これら２つのスピン・バルブ・ストライプのヘッド出力
の間の差とを様々な外部Ｍｒｔに関して示すグラフであ
る。
【符号の説明】
１…エンクロージャ ２…ディスク駆動モータ ３…磁気ディスク ４…アクチュエータ ５…アーム ６…サスペンション ７…トランスデューサ １０…磁気抵抗ヘッド（ＭＲＨ） １４…第２シールド １６…スピン・バルブ・センサ １７…絶縁基板 １８…フリー層 １９…バッファ層 ２０…銅層 ２１…強磁性端部領域 ２２…ピン止め層 ２４…ＡＦＭ層 ２５…リード ２６…磁化方向 ２７…キャッピング層 ２８…磁化 ２９…電流源 ３０…初期フリー磁化 ３１…信号検出回路 ３２…ポイント ５０…デュアル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バ
ルブ読取りエレメント ５２…デュアル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バ
ルブ読取りセンサ ５４…ｘ−ｙ平面 ５８…第１ソフトＦＭ層 ６０…第２ソフトＦＭ層 ６２…第１スペーサ層 ６４…第３ソフトＦＭ層 ６６…第４ソフトＦＭ層 ６８…第２スペーサ層 ７２…第１リード・セット ７２…第１セット ７３，７５…ハード・バイアス・ストラクチャ ７４…第２リード・セット ＡＢＳ…エア・ベアリング面 ＣＳ１…第１電流源 ＣＳ２…第２電流源 Ｄ…磁気ディスク・ドライブ ＤＡ…差動増幅器 Ｆ１…第１フリー層 Ｆ２…第２フリー層 Ｇ…ギャップ Ｉ…センス電流 ＩＮＳ…絶縁層 Ｉｂ…電流 Ｉｂ１…第１バイアス電流 Ｉｂ２…第２バイアス電流 Ｐ１…第１ピン止め層 Ｐ２…第２ピン止め層 Ｓ１…スピンドル Ｓ２…スピンドル ＳＴＳ…シールド間距離 ＳＶ１…第１スピン・バルブ・ストライプ ＳＶ２…第２スピン・バルブ・ストライプ ＶＳ１…第１電圧センサ ＶＳ２…第２電圧センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マシュー・アール．・ギボンズ アメリカ合衆国 カリフォルニア州94550 リバーモア，スプリングタウン・ブルバ ード ＃11シー，1550

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デュアル・ストライプ電流ピン止め型ス
    ピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサであって、 第１ソフト強磁性層と、 第２ソフト強磁性層と、 前記第１ソフト強磁性層と第２ソフト強磁性層との間に
    配置され、前記第１ソフト強磁性層及び第２ソフト強磁
    性層をそれぞれ分離する導電材料からなる第１スペーサ
    層と、 前記第１スペーサ層へ電気的に接続されるとともに、前
    記第１ソフト強磁性層をピン止めするために、前記第１
    スペーサ層を介して第１バイアス電流を通すよう構成さ
    れた導電材料からなる第１リード・セットと、 第３ソフト強磁性層と、 第４ソフト強磁性層と、 前記第３ソフト強磁性層と第４ソフト強磁性層との間に
    配置され、前記第３ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁
    性層をそれぞれ分離する導電材料からなる第２スペーサ
    層と、 前記第２スペーサ層へ電気的に接続されるとともに、前
    記第４ソフト強磁性層をピン止めするために、第２バイ
    アス電流を受けるよう構成された導電材料からなる第２
    リード・セットと、 前記第２ソフト強磁性層と第３ソフト強磁性層との間に
    配置され、電気絶縁材料からなる絶縁層と、 を備え、 前記第１バイアス電流及び第２バイアス電流が前記第１
    ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁性層をそれぞれピン
    止めする際、前記第１バイアス電流及び第２バイアス電
    流が前記第２ソフト強磁性層及び第３ソフト強磁性層の
    かなりの部分の磁化に対する無視可能な複合作用を有す
    るように、前記第１ソフト強磁性層、第２ソフト強磁性
    層、第３ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁性層はそれ
    ぞれ構成されているデュアル・ストライプ電流ピン止め
    型スピン・バルブ読取りセンサ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のデュアル・ストライプ
    電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサに
    おいて、 前記第１ソフト強磁性層は第１Ｍｒｔを有し、前記第２
    ソフト強磁性層は前記第１Ｍｒｔより大きい第２Ｍｒｔ
    を有し、前記第３ソフト強磁性層は第３Ｍｒｔを有し、
    前記第４ソフト強磁性層は前記第３Ｍｒｔより小さい第
    ４Ｍｒｔを有するデュアル・ストライプ電流ピン止め型
    スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のデュアル・ストライプ
    電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサに
    おいて、 前記第１バイアス電流がない場合、前記第１ソフト強磁
    性層はピン止めされていない磁化を有し、前記第２バイ
    アス電流がない場合、前記第４ソフト強磁性層はピン止
    めされていない磁化を有するデュアル・ストライプ電流
    ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載のデュアル・ストライプ
    電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサに
    おいて、 前記第１ソフト強磁性層を飽和するために、前記第１Ｍ
    ｒｔに対する十分な強さを持つ第１磁界を形成し得る前
    記第１バイアス電流を提供すべく、前記第１スペーサ層
    へ接続された第１電流源と、 前記第４ソフト強磁性層を飽和するために、前記第４Ｍ
    ｒｔに対する十分な強さを持つ第２磁界を形成し得る前
    記第２バイアス電流を提供すべく、前記第２スペーサ層
    へ接続された第２電流源と、 を更に備えるデュアル・ストライプ電流ピン止め型スピ
    ン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のデュアル・ストライプ
    電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサに
    おいて、 前記第２ソフト強磁性層へ接続された第１電圧センサ
    と、 前記第３ソフト強磁性層へ接続された第２電圧センサ
    と、 前記第１電圧センサ及び第２電圧センサへ接続され、前
    記第１電圧センサの出力と前記第２電圧センサの出力と
    の差を出力するよう構成された信号マニピュレータと、 を更に備えるデュアル・ストライプ電流ピン止め型スピ
    ン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載のデュアル・ストライプ
    電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサに
    おいて、前記信号マニピュレータは差動増幅器を含むデ
    ュアル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気
    抵抗読取りセンサ。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載のデュアル・ストライプ
    電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサに
    おいて、 前記第１ソフト強磁性層、第２ソフト強磁性層、第３ソ
    フト強磁性層及び第４ソフト強磁性層はパーマロイ（登
    録商標）（NiFe）、コバルト（Co）、鉄−コバルト（Co
    Fe）、他のソフト強磁性鉄合金、他のソフト強磁性ニッ
    ケル合金及び他のソフト強磁性コバルト合金からなる材
    料グループのうちのいずれか１つの材料からそれぞれ形
    成されているデュアル・ストライプ電流ピン止め型スピ
    ン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ。
  8. 【請求項８】 請求項２に記載のデュアル・ストライプ
    電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサに
    おいて、 前記第２ソフト強磁性層の前記第２Ｍｒｔは少なくとも
    ０．３ｍｅｍｕ／ｃｍ 2であり、前記第１ソフト強磁性
    層の前記第１Ｍｒｔは多くとも０．２８ｍｅｍｕ／ｃｍ
    2であり、これにより、前記第２Ｍｒｔの前記第１Ｍｒ
    ｔに対する比が約１．１〜約１０の範囲内であるデュア
    ル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗
    読取りセンサ。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載のデュアル・ストライプ
    電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサに
    おいて、 前記第３Ｍｒｔは前記第２Ｍｒｔに実質的に等しく、前
    記第４Ｍｒｔは前記第１Ｍｒｔに実質的に等しいデュア
    ル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗
    読取りセンサ。
  10. 【請求項１０】 請求項４に記載のデュアル・ストライ
    プ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ
    において、 前記第１バイアス電流及び第２バイアス電流は実質的に
    同じ大きさを有し、実質的に同じ方向であるデュアル・
    ストライプ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取
    りセンサ。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載のデュアル・ストラ
    イプ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセン
    サにおいて、 前記第１バイアス電流及び第２バイアス電流は少なくと
    も４ｍＡであるデュアル・ストライプ電流ピン止め型ス
    ピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ。
  12. 【請求項１２】 請求項１に記載のデュアル・ストライ
    プ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ
    において、 前記第１スペーサ及び第２スペーサは銅からなるデュア
    ル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗
    読取りセンサ。
  13. 【請求項１３】 請求項１に記載のデュアル・ストライ
    プ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ
    において、 前記第１ソフト強磁性層の厚さ及び第４ソフト強磁性層
    の厚さは約１０オングストローム〜約５５オングストロ
    ームの範囲内であり、前記スペーサ層の厚さは約２０オ
    ングストローム〜約５５オングストロームの範囲内であ
    るデュアル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バルブ
    磁気抵抗読取りセンサ。
  14. 【請求項１４】 請求項１に記載のデュアル・ストライ
    プ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ
    において、 前記絶縁層の厚さは前記第２ソフト強磁性層及び第３ソ
    フト強磁性層の厚さ以下であるデュアル・ストライプ電
    流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ。
  15. 【請求項１５】 請求項１に記載のデュアル・ストライ
    プ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセンサ
    において、 前記絶縁層はAl2O3、SiN及びTa2O5からなるグループか
    ら選択された材料で形成されているデュアル・ストライ
    プ電流ピン止め型スピン・バルブ磁気抵抗読取りセン
    サ。
  16. 【請求項１６】 媒体上のデータへのアクセスと、前記
    媒体へのデータの格納とを行うための読取り/書込みヘ
    ッドであって、 インダクティブ書込みエレメントと、 デュアル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バルブ磁
    気抵抗読取りエレメントと、 を備え、 前記デュアル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バル
    ブ磁気抵抗読取りエレメントは、 第１ソフト強磁性層と、 第２ソフト強磁性層と、 前記第１ソフト強磁性層と第２ソフト強磁性層との間に
    配置され、前記第１ソフト強磁性層及び第２ソフト強磁
    性層をそれぞれ分離する導電材料からなる第１スペーサ
    層と、 前記第１スペーサ層へ電気的に接続されるとともに、前
    記第１ソフト強磁性層をピン止めするために、前記第１
    スペーサ層を介して第１バイアス電流を通すよう構成さ
    れた導電材料からなる第１リード・セットと、 第３ソフト強磁性層と、 第４ソフト強磁性層と、 前記第３ソフト強磁性層と第４ソフト強磁性層との間に
    配置され、前記第３ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁
    性層をそれぞれ分離する導電材料からなる第２スペーサ
    層と、 前記第２スペーサ層へ電気的に接続されるとともに、前
    記第４ソフト強磁性層をピン止めするために、第２バイ
    アス電流を受けるよう構成された導電材料からなる第２
    リード・セットと、 前記第２ソフト強磁性層と第３ソフト強磁性層との間に
    配置され、電気絶縁材料からなる絶縁層と、 を備え、 前記第１バイアス電流及び第２バイアス電流が前記第１
    ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁性層をそれぞれピン
    止めする際、前記第１バイアス電流及び第２バイアス電
    流が前記第２ソフト強磁性層及び第３ソフト強磁性層の
    かなりの部分の磁化に対する無視可能な複合作用を有す
    るように、前記第１ソフト強磁性層、第２ソフト強磁性
    層、第３ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁性層はそれ
    ぞれ構成されている読取り/書込みヘッド。
  17. 【請求項１７】 請求項１６に記載の読取り/書込みヘ
    ッドにおいて、 前記第１バイアス電流がゼロである際、前記第１ソフト
    強磁性層はピン止めされていない磁化を有し、前記第２
    バイアス電流がゼロである際、前記第４ソフト強磁性層
    はピン止めされていない磁化を有する読取り/書込みヘ
    ッド。
  18. 【請求項１８】 請求項１６に記載の読取り/書込みヘ
    ッドにおいて、 前記第１ソフト強磁性層を飽和するために、前記第１Ｍ
    ｒｔに対する十分な強さを持つ第１磁界を形成し得る前
    記第１バイアス電流を提供すべく、前記第１スペーサ層
    へ接続された第１電流源と、 前記第４ソフト強磁性層を飽和するために、前記第４Ｍ
    ｒｔに対する十分な強さを持つ第２磁界を形成し得る前
    記第２バイアス電流を提供すべく、前記第２スペーサ層
    へ接続された第２電流源と、 を更に備える読取り/書込みヘッド。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の読取り/書込みヘ
    ッド 前記第２ソフト強磁性層へ接続された第１電圧センサ
    と、 前記第３ソフト強磁性層へ接続された第２電圧センサ
    と、 前記第１電圧センサ及び第２電圧センサへ接続され、前
    記第１電圧センサの出力と前記第２電圧センサの出力と
    の差を出力するよう構成された信号マニピュレータと、 を更に備える読取り/書込みヘッド。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の読取り/書込みヘ
    ッドにおいて、 前記信号マニピュレータは差動増幅器を含む読取り/書
    込みヘッド。
  21. 【請求項２１】 請求項１８に記載の読取り/書込みヘ
    ッドにおいて、 前記第１バイアス電流及び第２バイアス電流は実質的に
    同じ大きさを有し、実質的に同じ方向である読取り/書
    込みヘッド。
  22. 【請求項２２】 請求項１８に記載の読取り/書込みヘ
    ッドにおいて、 前記第１バイアス電流及び第２バイアス電流は少なくと
    も４ｍＡである読取り/書込みヘッド。
  23. 【請求項２３】 磁気データ・ストレージ・アンド・リ
    トリーバル・システムであって、 インダクティブ書込みエレメントと、デュアル・ストラ
    イプ電流ピン止め型スピン・バルブ読取りエレメント
    と、を含む読取り/書込みヘッドを備え、 前記デュアル・ストライプ電流ピン止め型スピン・バル
    ブ読取りエレメントは、 第１ソフト強磁性層と、 第２ソフト強磁性層と、 前記第１ソフト強磁性層と第２ソフト強磁性層との間に
    配置され、前記第１ソフト強磁性層及び第２ソフト強磁
    性層をそれぞれ分離する導電材料からなる第１スペーサ
    層と、 第３ソフト強磁性層と、 第４ソフト強磁性層と、 前記第３ソフト強磁性層と第４ソフト強磁性層との間に
    配置され、前記第３ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁
    性層をそれぞれ分離する導電材料からなる第２スペーサ
    層と、 前記第２ソフト強磁性層と第３ソフト強磁性層との間に
    配置され、電気絶縁材料からなる絶縁層と、 前記読取り/書込みヘッドが接続され、それによって、
    前記読取り/書込みヘッドが磁気媒体上で支持されるこ
    とが可能なサスペンション・システムと、 前記第１ソフト強磁性層を飽和するために、十分な強さ
    を持つ第１磁界を形成する第１バイアス電流を提供すべ
    く、前記第１スペーサ層へ接続された第１電流源と、 前記第４ソフト強磁性層を飽和するために、十分な強さ
    を持つ第２磁界を形成する第２バイアス電流を提供すべ
    く、前記第２スペーサ層へ接続された第２電流源と、 を有し、 前記第１磁界及び第２磁界は、前記第２ソフト強磁性層
    及び第３ソフト強磁性層のかなりの部分の磁化に対する
    無視可能な複合作用を有するために、十分な強さを有す
    る磁気データ・ストレージ・アンド・リトリーバル・シ
    ステム。
  24. 【請求項２４】 請求項２３に記載の磁気データ・スト
    レージ・アンド・リトリーバル・システムにおいて、 前記読取り/書込みヘッドの下で回転可能に支持され、
    軸周りで回転するためにモータへ連結された磁気媒体を
    更に備える磁気データ・ストレージ・アンド・リトリー
    バル・システム。
  25. 【請求項２５】 請求項２３に記載の磁気データ・スト
    レージ・アンド・リトリーバル・システムにおいて、 前記第１バイアス電流及び第２バイアス電流は実質的に
    等しく、少なくとも約４ｍＡである磁気データ・ストレ
    ージ・アンド・リトリーバル・システム。
  26. 【請求項２６】 デュアル・ストライプ電流ピン止め型
    スピン・バルブ読取りセンサの製造方法であって、 第１ソフト強磁性層を形成する工程と、 導電材料からなる第１スペーサ層を前記第１ソフト強磁
    性層の上に形成する工程と、 第２ソフト強磁性層を前記第１スペーサ層の上に形成す
    る工程と、 電気絶縁材料からなる絶縁層を前記第２ソフト強磁性層
    の上に形成する工程と、 第３ソフト強磁性層を前記絶縁層の上に形成する工程
    と、 導電材料からなる第２スペーサ層を前記第３ソフト強磁
    性層の上に形成する工程と、 第４ソフト強磁性層を前記第２スペーサ層の上に形成す
    る工程と、 前記第１ソフト強磁性層をピン止めすべく、前記第１ス
    ペーサ層を介して第１バイアス電流を通すために前記第
    １スペーサ層へ電気的に接続された第１リード・セット
    を形成する工程と、 前記第４ソフト強磁性層をピン止めすべく、前記第２ス
    ペーサ層を介して第２バイアス電流を通すために前記第
    ２スペーサ層へ電気的に接続された第２リード・セット
    を形成する工程と、 を備え、 前記第１バイアス電流及び第２バイアス電流が前記第１
    ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁性層をピン止めする
    際、前記第１バイアス電流及び第２バイアス電流が前記
    第２ソフト強磁性層及び第３ソフト強磁性層のかなりの
    部分の磁化に対する無視可能な複合作用を有するよう
    に、前記第１ソフト強磁性層、第２ソフト強磁性層、第
    ３ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁性層はそれぞれ形
    成されているデュアル・ストライプ電流ピン止め型スピ
    ン・バルブ読取りセンサの製造方法。
  27. 【請求項２７】 請求項２６に記載の方法において、 前記第１ソフト強磁性層及び第４ソフト強磁性層はCoFe
    からなり、前記第２ソフト強磁性層及び第３ソフト強磁
    性層はNiFeからなる方法。
  28. 【請求項２８】 請求項２６に記載の方法において、 前記第１ソフト強磁性層は多くとも０．２８ｍｅｍｕ／
    ｃｍ2の第１Ｍｒｔを有するように形成され、前記第２
    ソフト強磁性層は少なくとも０．３ｍｅｍｕ／ｃｍ2の
    第２Ｍｒｔを有するように形成され、これにより、前記
    第２Ｍｒｔの前記第１Ｍｒｔに対する比が約１．１〜約
    １０の範囲内である方法。
  29. 【請求項２９】 請求項２６に記載の方法において、 前記第１バイアス電流を提供するために、第１電流源を
    前記第１スペーサ層へ接続する工程と、 前記第２バイアス電流を提供するために、第２電流源を
    前記第２スペーサ層へ接続する工程と、 を更に備える方法。
  30. 【請求項３０】 磁気媒体の読取り方法であって、 第１磁化を有する第１ソフト強磁性層を用意する工程
    と、 第２ソフト強磁性層を用意する工程と、 導電材料からなる第１スペーサ層を前記第１ソフト強磁
    性層と第２ソフト強磁性層との間に用意する工程と、 を含む第１スピン・バルブ・ストライプを用意する工程
    と、 第３ソフト強磁性層を用意する工程と、 第４磁化を有する第４ソフト強磁性層を用意する工程
    と、 導電材料からなる第２スペーサ層を前記第３ソフト強磁
    性層と第４ソフト強磁性層との間に用意する工程と、 を含む第２スピン・バルブ・ストライプを用意する工程
    と、 電気絶縁材料からなる絶縁層を前記第１スピン・バルブ
    ・ストライプと第２スピン・バルブ・ストライプとの間
    に用意する工程と、 前記第１スペーサを介する第１バイアス電流を用意する
    工程と、 前記第２スペーサを介する第２バイアス電流を用意し、
    前記第１バイアス電流及び第２バイアス電流によって、
    前記第１磁化及び第４磁化を一緒に実質的にピン止めす
    る工程と、 前記第１スピン・バルブ・ストライプがデータを有する
    磁気媒体に露出された際、前記第１スピン・バルブ・ス
    トライプを横切る第１電圧を検出する工程と、 前記第２スピン・バルブ・ストライプが前記磁気媒体に
    露出された際、前記第１スピン・バルブ・ストライプを
    横切る第２電圧を検出する工程と、 前記磁気媒体上の前記データを決定するために使用可能
    な前記第１電圧と前記第２電圧との差を決定するため
    に、前記第１電圧及び第２電圧を組み合わせる工程と、 を備える磁気媒体の読取り方法。
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