JP2001332783A - スピン・バルブ・センサ及びディスク・ドライブ装置 - Google Patents
スピン・バルブ・センサ及びディスク・ドライブ装置Info
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
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- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
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- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
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- G11B5/3109—Details
- G11B5/313—Disposition of layers
- G11B5/3143—Disposition of layers including additional layers for improving the electromagnetic transducing properties of the basic structure, e.g. for flux coupling, guiding or shielding
Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気媒体から情報信号を読み取るためのスピ
ン・バルブ磁気変換器、特にスピン・バルブ・センサの
ための新たな構造とそのようなセンサを備えた磁気記録
装置であるディスク・ドライブ装置を提供。 【解決手段】 スピン・バルブ・センサの下部構造は、
一実施態様では結晶学的に配置されたシード層の利用に
よって、また他の実施態様では改善されたピン留め層の
利用によって、ＧＭＲ係数を高めるように構成されてい
る。このような改善は、均一な層テクスチャを介してセ
ンシング層の電流分路、センシング層及びピン留め層の
軟化を防ぐことによって得られる。本発明の改善された
シード層は、下にある基板に対して平行な（１１１）結
晶学的平面を持つ面心立方（ＦＣＣ）材料によって形成
することができる。シード層で使用される好ましい材料
の１つは、Ｎｉ42Ｆｅ50Ｎｂ8である。
ン・バルブ磁気変換器、特にスピン・バルブ・センサの
ための新たな構造とそのようなセンサを備えた磁気記録
装置であるディスク・ドライブ装置を提供。 【解決手段】 スピン・バルブ・センサの下部構造は、
一実施態様では結晶学的に配置されたシード層の利用に
よって、また他の実施態様では改善されたピン留め層の
利用によって、ＧＭＲ係数を高めるように構成されてい
る。このような改善は、均一な層テクスチャを介してセ
ンシング層の電流分路、センシング層及びピン留め層の
軟化を防ぐことによって得られる。本発明の改善された
シード層は、下にある基板に対して平行な（１１１）結
晶学的平面を持つ面心立方（ＦＣＣ）材料によって形成
することができる。シード層で使用される好ましい材料
の１つは、Ｎｉ42Ｆｅ50Ｎｂ8である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気媒体から情報
信号を読み取るためのスピン・バルブ磁気変換器、特に
スピン・バルブ・センサのための新たな構造とそのよう
なセンサを備えた磁気記録装置とに関する。
信号を読み取るためのスピン・バルブ磁気変換器、特に
スピン・バルブ・センサのための新たな構造とそのよう
なセンサを備えた磁気記録装置とに関する。
【０００２】
【関連する技術】コンピュータ・システムは、データを
後で使用するためにデータの書き込みや読み取りが可能
な補助記憶装置を一般に利用する。回転磁気ディスクを
組み込む直接アクセス記憶装置、例えばディスク・ドラ
イブは、ディスク面上に磁気的形態によるデータの格納
を行うために一般に使用される。データは、ディスク面
上の同心的かつ放射状に間隔を置いたトランク上に記録
される。次に、読み取りセンサを持つ磁気ヘッドがディ
スク面上のトラックからデータを読み取るために使われ
る。
後で使用するためにデータの書き込みや読み取りが可能
な補助記憶装置を一般に利用する。回転磁気ディスクを
組み込む直接アクセス記憶装置、例えばディスク・ドラ
イブは、ディスク面上に磁気的形態によるデータの格納
を行うために一般に使用される。データは、ディスク面
上の同心的かつ放射状に間隔を置いたトランク上に記録
される。次に、読み取りセンサを持つ磁気ヘッドがディ
スク面上のトラックからデータを読み取るために使われ
る。
【０００３】容量の大きいディスク・ドライブでは、一
般にＭＲヘッドと呼ばれる磁気抵抗型読み取りセンサが
現在最も一般的な読み取りセンサである。このことは、
従来使用された薄膜誘導ヘッドが可能な線密度よりも大
きい線密度のディスク上でデータを読み取る能力をＭＲ
ヘッドが有するということが大きく関係している。ＭＲ
センサは、該ＭＲセンサに備わったＭＲセンシング層
（ＭＲ素子ともいう）によって検出されている磁束の強
さ及び方向の関数としての抵抗の変化を介して磁場を検
出する。
般にＭＲヘッドと呼ばれる磁気抵抗型読み取りセンサが
現在最も一般的な読み取りセンサである。このことは、
従来使用された薄膜誘導ヘッドが可能な線密度よりも大
きい線密度のディスク上でデータを読み取る能力をＭＲ
ヘッドが有するということが大きく関係している。ＭＲ
センサは、該ＭＲセンサに備わったＭＲセンシング層
（ＭＲ素子ともいう）によって検出されている磁束の強
さ及び方向の関数としての抵抗の変化を介して磁場を検
出する。
【０００４】従来のＭＲセンサは、ＭＲ素子の磁化と該
ＭＲ素子を流れるセンス電流の方向との間の余弦角の平
方としてＭＲ素子抵抗が変化する異方性磁気抵抗（ＡＭ
Ｒ）効果に基づいて動作する。記録データは磁気媒体か
ら読み取ることができる。なぜなら、記録された磁気媒
体からの外部磁場（信号場）は、ＭＲ素子における磁化
の方向に変化を生じさせ、同様にＭＲ素子の抵抗に変化
を生じさせ、さらにそれに対応した変化がセンス電流又
は電圧に生ずる。
ＭＲ素子を流れるセンス電流の方向との間の余弦角の平
方としてＭＲ素子抵抗が変化する異方性磁気抵抗（ＡＭ
Ｒ）効果に基づいて動作する。記録データは磁気媒体か
ら読み取ることができる。なぜなら、記録された磁気媒
体からの外部磁場（信号場）は、ＭＲ素子における磁化
の方向に変化を生じさせ、同様にＭＲ素子の抵抗に変化
を生じさせ、さらにそれに対応した変化がセンス電流又
は電圧に生ずる。
【０００５】ＭＲセンサの別の種類は、ＧＭＲ効果を示
す巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサである。ＧＭＲセンサ
では、ＭＲセンシング層の抵抗は非磁気層（スペーサ）
によって分割された磁気層間の伝導電子とそれに付随す
スピン依存散乱との関数として変化する。スピン依存散
乱は磁気層と非磁気層との境界面で起こる。
す巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサである。ＧＭＲセンサ
では、ＭＲセンシング層の抵抗は非磁気層（スペーサ）
によって分割された磁気層間の伝導電子とそれに付随す
スピン依存散乱との関数として変化する。スピン依存散
乱は磁気層と非磁気層との境界面で起こる。
【０００６】非磁気的導電材料からなる層によって分離
された強磁性体からなる２つの層のみを用いるＧＭＲセ
ンサは、ＧＭＲを示すスピン・バルブ（ＳＶ）センサと
して一般に言及される。ＳＶセンサでは、それらの強磁
性層のうち、一層はピン留め（pinned）層と呼ばれ、通
常は反強磁性層（例えば、ＮｉＯ又はＦｅ−Ｍｎ）層と
交換結合（exchange coupling）によってピン留めされ
た磁化を有する。
された強磁性体からなる２つの層のみを用いるＧＭＲセ
ンサは、ＧＭＲを示すスピン・バルブ（ＳＶ）センサと
して一般に言及される。ＳＶセンサでは、それらの強磁
性層のうち、一層はピン留め（pinned）層と呼ばれ、通
常は反強磁性層（例えば、ＮｉＯ又はＦｅ−Ｍｎ）層と
交換結合（exchange coupling）によってピン留めされ
た磁化を有する。
【０００７】しかし、自由層と呼ばれる他の強磁性層の
磁化は、固定されず、記録された磁気媒体からの磁場
（信号場）に応答した回転から解放される。ＳＶセンサ
では、ＳＶ効果はピン留め層の磁化と自由層の磁化との
間の余弦角として変化する。記録されたデータは、磁気
媒体から読み出すことができる。なぜなら、記録された
磁気媒体からの外部磁場によって自由層における磁化の
方向が変化し、それによってＳＶセンサの抵抗の変化及
びセンス電流又は電圧のそれに対応した変化が生ずる。
留意すべきことは、ＡＭＲ効果もまたＳＶセンサの自由
層で現れ、それによって全体的なＧＭＲ効果が減少する
傾向にある。
磁化は、固定されず、記録された磁気媒体からの磁場
（信号場）に応答した回転から解放される。ＳＶセンサ
では、ＳＶ効果はピン留め層の磁化と自由層の磁化との
間の余弦角として変化する。記録されたデータは、磁気
媒体から読み出すことができる。なぜなら、記録された
磁気媒体からの外部磁場によって自由層における磁化の
方向が変化し、それによってＳＶセンサの抵抗の変化及
びセンス電流又は電圧のそれに対応した変化が生ずる。
留意すべきことは、ＡＭＲ効果もまたＳＶセンサの自由
層で現れ、それによって全体的なＧＭＲ効果が減少する
傾向にある。
【０００８】図１は、従来のＳＶセンサの典型的な構成
を説明するための模式図である。図に示すように、ＳＶ
センサ１００は中央領域１０２によって分かれる一対の
端部領域１０４及び１０６を有する。中央領域１０２
は、適当な方法、例えばスパッタリングによって形成さ
れ、該中央領域の縁と連続かつ隣接した端部領域を限定
する。自由層（自由強磁性層）１１０は非磁気的導電ス
ペーサ層１１５によってピン留め層（ピン留め強磁性
層）１２０から分離されている。ピン留め層１２０の磁
化は、反強磁性（ＡＦＭ）層１２１による交換結合を介
して固定されている。
を説明するための模式図である。図に示すように、ＳＶ
センサ１００は中央領域１０２によって分かれる一対の
端部領域１０４及び１０６を有する。中央領域１０２
は、適当な方法、例えばスパッタリングによって形成さ
れ、該中央領域の縁と連続かつ隣接した端部領域を限定
する。自由層（自由強磁性層）１１０は非磁気的導電ス
ペーサ層１１５によってピン留め層（ピン留め強磁性
層）１２０から分離されている。ピン留め層１２０の磁
化は、反強磁性（ＡＦＭ）層１２１による交換結合を介
して固定されている。
【０００９】自由層１１０、スペーサ層１１５、ピン留
め層１２０及びＡＦＭ層１２１は全て中央領域１０２に
形成されている。ハード・バイアス層１３０及び１３５
はそれぞれ端部領域１０４及び１０６に形成されてお
り、自由層１１０の長手方向バイアスを与える。リード
１４０及び１４５はそれぞれハード・バイアス層１３０
及び１３５上に形成され、電源１６０からＳＶセンサ１
００へ流れるセンス電流ＩSのための電気的接続を提供
する。リード１４０及び１４５に接続された検出装置１
７０は、外部磁場（例えば、ディスクに格納されたデー
タ・ビットによって生成する場）によって自由層１１０
に誘導された変化による抵抗の変化を検出する。ＩＢＭ
の米国特許第５，２０６，５９０号（Dieny他）はＳＶ
効果に基づいて動作するＭＲセンサを開示している。な
お、本明細書についてはこの特許の開示内容を参照する
とよい。
め層１２０及びＡＦＭ層１２１は全て中央領域１０２に
形成されている。ハード・バイアス層１３０及び１３５
はそれぞれ端部領域１０４及び１０６に形成されてお
り、自由層１１０の長手方向バイアスを与える。リード
１４０及び１４５はそれぞれハード・バイアス層１３０
及び１３５上に形成され、電源１６０からＳＶセンサ１
００へ流れるセンス電流ＩSのための電気的接続を提供
する。リード１４０及び１４５に接続された検出装置１
７０は、外部磁場（例えば、ディスクに格納されたデー
タ・ビットによって生成する場）によって自由層１１０
に誘導された変化による抵抗の変化を検出する。ＩＢＭ
の米国特許第５，２０６，５９０号（Dieny他）はＳＶ
効果に基づいて動作するＭＲセンサを開示している。な
お、本明細書についてはこの特許の開示内容を参照する
とよい。
【００１０】最近開発されたスピン・バルブ・センサの
別のタイプは、逆平行（ＡＰ）ピン留めスピン・バルブ
・センサである。図２は、ＡＰピン留めスピン・バルブ
・センサの一例を示す。ＡＰピン留めスピン・バルブ・
センサ２００は中央領域２０６によって互いに分離され
た一対の端部領域２０２及び２０４を有する。また、図
に示すように、ＡＰピン留めスピン・バルブ・センサ２
００は、銅スペーサ層２２０によって、積層されたＡＰ
ピン留め層２１０から分離したＮi−Ｆｅ自由層２２５
を有する。積層されたＡＰピン留め層２１０の磁化は、
ＮｉＯからなるＡＦＭ層２０８によって固定されてい
る。
別のタイプは、逆平行（ＡＰ）ピン留めスピン・バルブ
・センサである。図２は、ＡＰピン留めスピン・バルブ
・センサの一例を示す。ＡＰピン留めスピン・バルブ・
センサ２００は中央領域２０６によって互いに分離され
た一対の端部領域２０２及び２０４を有する。また、図
に示すように、ＡＰピン留めスピン・バルブ・センサ２
００は、銅スペーサ層２２０によって、積層されたＡＰ
ピン留め層２１０から分離したＮi−Ｆｅ自由層２２５
を有する。積層されたＡＰピン留め層２１０の磁化は、
ＮｉＯからなるＡＦＭ層２０８によって固定されてい
る。
【００１１】積層されたＡＰピン留め層２１０は、コバ
ルトからなる第１の強磁性層２１２とコバルトからなる
第２の強磁性層２１６とを有し、これらの層はルテニウ
ム（Ｒｕ）逆平行結合層２１４によって互いに分離され
ている。ＡＦＭ層２０８、ＡＰピン留め層２１０、銅ス
ペーサ２２０、自由層２２５、及びキャップ層２３０
は、すべて中央領域２０６に連続的に形成されている。
一対のハード・バイアス層２３５及び２４０が端部領域
２０２及び２０４に形成され、自由層２２５の長手方向
バイアスを提供する。
ルトからなる第１の強磁性層２１２とコバルトからなる
第２の強磁性層２１６とを有し、これらの層はルテニウ
ム（Ｒｕ）逆平行結合層２１４によって互いに分離され
ている。ＡＦＭ層２０８、ＡＰピン留め層２１０、銅ス
ペーサ２２０、自由層２２５、及びキャップ層２３０
は、すべて中央領域２０６に連続的に形成されている。
一対のハード・バイアス層２３５及び２４０が端部領域
２０２及び２０４に形成され、自由層２２５の長手方向
バイアスを提供する。
【００１２】一対のリード２４５及び２５０もまた、そ
れぞれ端部領域２０２及び２０４に形成されており、電
源（不図示）からスピン・バルブ・センサ２００へ電流
を供給する。図示した例では、外部磁場が存在しない状
態で平行自由層２２５の磁化方向と空気軸受（ベアリン
グ）面（ＡＢＳ）とが平行に定められている。ピン留め
層２１２及び２１４の磁化方向もそれぞれＡＢＳに対し
て垂直に定められている。ピン留め層２１２及び２１４
の磁化方向は、それぞれ図中では、符号２６０で示す部
分から図面に対して垂直方向に飛び出る方向、及び符号
２５５で示す部分に外から図面に対して垂直に入る方向
である。自由層２２５の磁化は、ＡＢＳと平行となるよ
うに図示されている。
れぞれ端部領域２０２及び２０４に形成されており、電
源（不図示）からスピン・バルブ・センサ２００へ電流
を供給する。図示した例では、外部磁場が存在しない状
態で平行自由層２２５の磁化方向と空気軸受（ベアリン
グ）面（ＡＢＳ）とが平行に定められている。ピン留め
層２１２及び２１４の磁化方向もそれぞれＡＢＳに対し
て垂直に定められている。ピン留め層２１２及び２１４
の磁化方向は、それぞれ図中では、符号２６０で示す部
分から図面に対して垂直方向に飛び出る方向、及び符号
２５５で示す部分に外から図面に対して垂直に入る方向
である。自由層２２５の磁化は、ＡＢＳと平行となるよ
うに図示されている。
【００１３】ディスク・ドライブ産業は、スピン・バル
ブ・センサの全体的な感度又はＧＭＲ係数を高めること
でドライブ・ヘッドが磁束におけるよりいっそう小さな
変化を読み取ることが可能となるように努力してきた。
ＧＭＰ係数がよりいっそう高ければ、任意に与えられた
ディスク面上によりいっそう多くの情報ビットを格納す
ることが可能となる。スピン・バルブ・センのＧＭＲ係
数は、Ｒ'／Ｒ、又はセンサ材料の全体的な抵抗によっ
て割った該材料の磁気抵抗における変化である。ＧＭＲ
係数は材料の「軟度（softness）」と全体的な抵抗との
両方に依存する。
ブ・センサの全体的な感度又はＧＭＲ係数を高めること
でドライブ・ヘッドが磁束におけるよりいっそう小さな
変化を読み取ることが可能となるように努力してきた。
ＧＭＰ係数がよりいっそう高ければ、任意に与えられた
ディスク面上によりいっそう多くの情報ビットを格納す
ることが可能となる。スピン・バルブ・センのＧＭＲ係
数は、Ｒ'／Ｒ、又はセンサ材料の全体的な抵抗によっ
て割った該材料の磁気抵抗における変化である。ＧＭＲ
係数は材料の「軟度（softness）」と全体的な抵抗との
両方に依存する。
【００１４】スピン・バルブ・センサの軟度は、材料の
磁気抵抗を、該材料の磁気モーメントを１つの配向から
別の配向へ動かし、最初から９０Eでオフセットするの
に一般に要求される所定の量変化させるのに必要な磁場
の閾値の目安である。材料の軟度は、材料が磁壁を示す
時、さらに一般的には磁気結晶異方性特性（propertyma
gnetocrystal line anisotropy）ＨKによって、その飽
和保持力ＨCとして言及される。磁気抵抗Ｒ'の変化は、
材料の軟度で増大した磁束の変化に比例する。高度の軟
度は、ディスク・ドライブ密度が増加し、かつ記録され
た材料の磁場強度がそれに対応したかたちで減少するの
で、重要性が高まっている。
磁気抵抗を、該材料の磁気モーメントを１つの配向から
別の配向へ動かし、最初から９０Eでオフセットするの
に一般に要求される所定の量変化させるのに必要な磁場
の閾値の目安である。材料の軟度は、材料が磁壁を示す
時、さらに一般的には磁気結晶異方性特性（propertyma
gnetocrystal line anisotropy）ＨKによって、その飽
和保持力ＨCとして言及される。磁気抵抗Ｒ'の変化は、
材料の軟度で増大した磁束の変化に比例する。高度の軟
度は、ディスク・ドライブ密度が増加し、かつ記録され
た材料の磁場強度がそれに対応したかたちで減少するの
で、重要性が高まっている。
【００１５】センサ材料の抵抗の変化は、材料の全体的
な抵抗Ｒと比較して大きい場合のみ容易に測定すること
ができる。したがって磁気抵抗Ｒ'の変化が大きいこと
と組合わさって、全体的な抵抗Ｒが低いと、高いＧＭＲ
係数が生ずるであろう。
な抵抗Ｒと比較して大きい場合のみ容易に測定すること
ができる。したがって磁気抵抗Ｒ'の変化が大きいこと
と組合わさって、全体的な抵抗Ｒが低いと、高いＧＭＲ
係数が生ずるであろう。
【００１６】ＧＭＲヘッドの特性に関連した他の特性と
して、例えば磁気歪み、ＡＦＭとピン留め層又は複数の
ピン留め層との間の交換結合、及びＡＦＭの電気的固有
抵抗が挙げられる。磁気歪みは、磁気の変化を被る時の
材料のストレス又は変形の目安となる。スピン・バルブ
の構成として求められることは、磁気歪みを最小限にす
ることである。なぜなら、ＧＭＲヘッドの材料が変形す
ることで層間の貧弱なインタフェースと磁束変化として
の非線形性能とが生ずる。
して、例えば磁気歪み、ＡＦＭとピン留め層又は複数の
ピン留め層との間の交換結合、及びＡＦＭの電気的固有
抵抗が挙げられる。磁気歪みは、磁気の変化を被る時の
材料のストレス又は変形の目安となる。スピン・バルブ
の構成として求められることは、磁気歪みを最小限にす
ることである。なぜなら、ＧＭＲヘッドの材料が変形す
ることで層間の貧弱なインタフェースと磁束変化として
の非線形性能とが生ずる。
【００１７】ＡＦＭと複数のピン留め層との間の交換結
合は重要である。なぜなら、ＡＦＭからの磁束は、安定
した配向でピン留め層の磁気モーメントを保つように最
小限のリラクタンス又は漏れでピン留め層に到達しなけ
ればならない。不十分な交換結合が生ずるとピン留めが
不十分になるので、ＧＭＲヘッドの感度が減少すること
がある。
合は重要である。なぜなら、ＡＦＭからの磁束は、安定
した配向でピン留め層の磁気モーメントを保つように最
小限のリラクタンス又は漏れでピン留め層に到達しなけ
ればならない。不十分な交換結合が生ずるとピン留めが
不十分になるので、ＧＭＲヘッドの感度が減少すること
がある。
【００１８】また、スピン・バルブ・センサを流れる電
流が該スピン・バルブ・センサのピン留め及び感知部分
に制限されることも重要である。もし電流がＡＦＭ層に
分流することが可能となるならば、センサによって記録
された磁気抵抗は人為的に低下し、その結果ＧＭＲ係数
及び非線形信号が低下する。したがって、ＡＦＭ層のた
めに選択された材料は、分流を防ぐために高い電気的固
有抵抗を持たなければならない。
流が該スピン・バルブ・センサのピン留め及び感知部分
に制限されることも重要である。もし電流がＡＦＭ層に
分流することが可能となるならば、センサによって記録
された磁気抵抗は人為的に低下し、その結果ＧＭＲ係数
及び非線形信号が低下する。したがって、ＡＦＭ層のた
めに選択された材料は、分流を防ぐために高い電気的固
有抵抗を持たなければならない。
【００１９】ドライブ・ヘッドの製造は、基板の上又は
近傍にシード層又はバッファ層を形成し、続いてシード
層の上部に残りの層を形成することによって行われてき
た。シード層の結晶構造及び配向は、残りの層の構成を
決める。ＮｉＦｅ等の材料は、シード層の全体又は一部
の形成に使われてきた。
近傍にシード層又はバッファ層を形成し、続いてシード
層の上部に残りの層を形成することによって行われてき
た。シード層の結晶構造及び配向は、残りの層の構成を
決める。ＮｉＦｅ等の材料は、シード層の全体又は一部
の形成に使われてきた。
【００２０】残念なことに、従来使用された下部層は不
均一な結晶学的平面に沿って形成される傾向があり、し
ばしば複数の非平行平面の組み合わせと平坦ではない境
界面までもが生ずる。その結果、シード層の境界を形成
する複数の原子が遠ざかるように広がり、シード層の上
に形成された層は不均一なテクスチャ及び弱い結合を示
す。その結果、磁気軟度が低くなり、またＡＦＭとピン
留め層又は複数のピン留め層との間の交換結合が不良に
なる。
均一な結晶学的平面に沿って形成される傾向があり、し
ばしば複数の非平行平面の組み合わせと平坦ではない境
界面までもが生ずる。その結果、シード層の境界を形成
する複数の原子が遠ざかるように広がり、シード層の上
に形成された層は不均一なテクスチャ及び弱い結合を示
す。その結果、磁気軟度が低くなり、またＡＦＭとピン
留め層又は複数のピン留め層との間の交換結合が不良に
なる。
【００２１】本発明者が確信したことは、よりいっそう
稠密で、かつよりいっそう均質な境界を持つシード層を
設けることで、層の一様なテクスチャ形成が促進される
ということである。したがって、スピン・バルブ・セン
サのＧＭＲ係数は、軟度を高くし、複数のセンシング層
間の電流の動きに対する抵抗を低くすると思われる。ま
た、ＡＦＭとピン留め層又は複数のピン留め層との間の
交換結合を改善することで、磁気感度がさらに増大する
だろう。
稠密で、かつよりいっそう均質な境界を持つシード層を
設けることで、層の一様なテクスチャ形成が促進される
ということである。したがって、スピン・バルブ・セン
サのＧＭＲ係数は、軟度を高くし、複数のセンシング層
間の電流の動きに対する抵抗を低くすると思われる。ま
た、ＡＦＭとピン留め層又は複数のピン留め層との間の
交換結合を改善することで、磁気感度がさらに増大する
だろう。
【００２２】ピン留め層又は複数のピン留め層を作るた
めに使用する構造の選択もまた重要だと考えられる。Ｎ
ｉＦｅも従来の多くのピン留め層に使用されている。現
在使用されているピン留め層の多くは、電流に対して重
大な障害を与えるものではない。したがって、ＮｉＦｅ
等の材料の電気抵抗は、電流分路を防ぐには不十分であ
る。その結果、センシング層及びピン留め層又は複数の
ピン留め層を通過するのでより高い抵抗に遭遇しなけれ
ばならない電流は、ＡＦＭを通る「近道」をとることが
可能である。したがって、Ｒ'が減少し、それに対応し
たＧＭＲ係数の減少が生ずる。
めに使用する構造の選択もまた重要だと考えられる。Ｎ
ｉＦｅも従来の多くのピン留め層に使用されている。現
在使用されているピン留め層の多くは、電流に対して重
大な障害を与えるものではない。したがって、ＮｉＦｅ
等の材料の電気抵抗は、電流分路を防ぐには不十分であ
る。その結果、センシング層及びピン留め層又は複数の
ピン留め層を通過するのでより高い抵抗に遭遇しなけれ
ばならない電流は、ＡＦＭを通る「近道」をとることが
可能である。したがって、Ｒ'が減少し、それに対応し
たＧＭＲ係数の減少が生ずる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、電気抵抗
が大きいＡＦＭの上に層を形成することも望まれる。そ
のような層によって、電流分路を防ぐことができ、Ｒ'
を磁束の変化に対して高感度に保つことが確実になり、
さらにＧＭＲ係数が改善されるだろう。
が大きいＡＦＭの上に層を形成することも望まれる。そ
のような層によって、電流分路を防ぐことができ、Ｒ'
を磁束の変化に対して高感度に保つことが確実になり、
さらにＧＭＲ係数が改善されるだろう。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明の装置は、当該技
術分野の現在の状況に応じて、特に現在入手可能なスピ
ン・バルブ・センサによっては完全に解決されていない
当該技術分野における問題及び要求に応じて、開発され
たものである。したがって、本発明の全体的な目的は、
当該技術分野に存在する上記した問題のいくつか、又は
全てを解決する改良されたスピン・バルブ・センサを提
供することである。
術分野の現在の状況に応じて、特に現在入手可能なスピ
ン・バルブ・センサによっては完全に解決されていない
当該技術分野における問題及び要求に応じて、開発され
たものである。したがって、本発明の全体的な目的は、
当該技術分野に存在する上記した問題のいくつか、又は
全てを解決する改良されたスピン・バルブ・センサを提
供することである。
【００２５】そのような目的を達成するために、また好
ましい実施形態としてここに体現され、また幅広く記述
された本発明にもとづいて、スピン・バルブ・センサ
は、結晶学的に位置合わせされた電気的抵抗層を１つ以
上加えることによって強化された下部構造によって提供
及び構成される。
ましい実施形態としてここに体現され、また幅広く記述
された本発明にもとづいて、スピン・バルブ・センサ
は、結晶学的に位置合わせされた電気的抵抗層を１つ以
上加えることによって強化された下部構造によって提供
及び構成される。
【００２６】本発明のスピン・バルブ・センサは、Ｎｉ
ＦｅＮｂからなる層と金属酸化物（例えば、ＮｉＯ）か
らなる層とを含むシード層を有する。本発明の別の実施
形態では、重金属（例えば、Ｔａ）からなる層を、シー
ド層の一部としてＮｉＦｅＮｂからなる層と金属酸化物
からなる層との間に設けてもよい。
ＦｅＮｂからなる層と金属酸化物（例えば、ＮｉＯ）か
らなる層とを含むシード層を有する。本発明の別の実施
形態では、重金属（例えば、Ｔａ）からなる層を、シー
ド層の一部としてＮｉＦｅＮｂからなる層と金属酸化物
からなる層との間に設けてもよい。
【００２７】選択された実施形態は、ピン留め層の中に
ＮｉＦｅＮｂからなる層を設ける。この構成では、Ｎｉ
ＦｅＮｂ層は下にある層の高固有抵抗バッファ層として
作用する。この高固有抵抗バッファ層は、シード層のＮ
ｉＦｅＮｂの使用の有無に関わりなく提供可能である。
ＮｉＦｅＮｂからなる層を設ける。この構成では、Ｎｉ
ＦｅＮｂ層は下にある層の高固有抵抗バッファ層として
作用する。この高固有抵抗バッファ層は、シード層のＮ
ｉＦｅＮｂの使用の有無に関わりなく提供可能である。
【００２８】スピン・バルブ・センサは、キャップ層、
自由層、スペーサ層、上記したような強磁性体のピン留
め層、反強磁性層（ＡＦＭ層）、及び基板を有するもの
であってもよい。しかし、本発明のシード層及び高固有
抵抗バッファ層は、適当な構成を有するスピン・バルブ
・センサの任意のタイプによる使用を意図したものであ
る。
自由層、スペーサ層、上記したような強磁性体のピン留
め層、反強磁性層（ＡＦＭ層）、及び基板を有するもの
であってもよい。しかし、本発明のシード層及び高固有
抵抗バッファ層は、適当な構成を有するスピン・バルブ
・センサの任意のタイプによる使用を意図したものであ
る。
【００２９】本発明のスピン・バルブ・センサは、ディ
スク・ドライブ装置に組み込まれてもよい。このディス
ク・ドライブ装置は、磁気ディスクと、上記のように構
成された逆平行（ＡＰ）ピン留めスピン・バルブ（Ｓ
Ｖ）・センサと、磁気ディスク上の磁気的に記録された
データの異なる領域をスピン・バルブ・センサがアクセ
スできるように、磁気記録ディスクの端から端までスピ
ン・バルブ・センサを移動させるアクチュエータと、磁
気的に記録されたデータからの磁場に応じてＡＰピン留
め層の固定された磁化に関連した自由強磁性層の磁化軸
の回転を生じさせるスピン・バルブ・センサの抵抗変化
を検出するためにスピン・バルブ・センサに電気的に結
合した検出器とを有する。
スク・ドライブ装置に組み込まれてもよい。このディス
ク・ドライブ装置は、磁気ディスクと、上記のように構
成された逆平行（ＡＰ）ピン留めスピン・バルブ（Ｓ
Ｖ）・センサと、磁気ディスク上の磁気的に記録された
データの異なる領域をスピン・バルブ・センサがアクセ
スできるように、磁気記録ディスクの端から端までスピ
ン・バルブ・センサを移動させるアクチュエータと、磁
気的に記録されたデータからの磁場に応じてＡＰピン留
め層の固定された磁化に関連した自由強磁性層の磁化軸
の回転を生じさせるスピン・バルブ・センサの抵抗変化
を検出するためにスピン・バルブ・センサに電気的に結
合した検出器とを有する。
【００３０】
【発明の実施の形態】図３は、本発明の一実施形態であ
るディスク・ドライブ３００の一例を示す。図３に示す
ように、ディスク・ドライブ３００は、少なくとも１つ
の回転可能な磁気ディスク３１２を有する。この磁気デ
ィスク３１２はスピンドル３１４によって支持され、か
つディスク・ドライブ・モータ３１８によって回転す
る。各磁気ディスク３１２上の磁気記録媒体は、同心
的、かつ環状のデータ・トラック（不図示）の形状をな
している。
るディスク・ドライブ３００の一例を示す。図３に示す
ように、ディスク・ドライブ３００は、少なくとも１つ
の回転可能な磁気ディスク３１２を有する。この磁気デ
ィスク３１２はスピンドル３１４によって支持され、か
つディスク・ドライブ・モータ３１８によって回転す
る。各磁気ディスク３１２上の磁気記録媒体は、同心
的、かつ環状のデータ・トラック（不図示）の形状をな
している。
【００３１】少なくとも１つのスライダ３１３がディス
ク３１２上に位置している。各スライダ３１３は、本発
明のＧＭＲセンサを取り込む１つ以上の磁気読み取り／
書き込みヘッド３２１を支持する。ディスクが回転する
ことで、スライダ３１３はディスク面３２２上を放射状
に往復移動する。それによってヘッド３２１は所望のデ
ータが記録されている磁気ディスク３２２の異なる部位
にアクセスすることができる。各スライダ３１３は、サ
スペンジョン３１５からなる手段によってアクチュエー
タ・アーム３１９に取り付けられている。サスペンジョ
ン３１５は、ディスク面３２２に対してスライダ３１３
をバイアスする僅かなバネ力を提供する。各アクチュエ
ータ・アーム３１９はアクチュエータ手段３２７に取り
付けられている。
ク３１２上に位置している。各スライダ３１３は、本発
明のＧＭＲセンサを取り込む１つ以上の磁気読み取り／
書き込みヘッド３２１を支持する。ディスクが回転する
ことで、スライダ３１３はディスク面３２２上を放射状
に往復移動する。それによってヘッド３２１は所望のデ
ータが記録されている磁気ディスク３２２の異なる部位
にアクセスすることができる。各スライダ３１３は、サ
スペンジョン３１５からなる手段によってアクチュエー
タ・アーム３１９に取り付けられている。サスペンジョ
ン３１５は、ディスク面３２２に対してスライダ３１３
をバイアスする僅かなバネ力を提供する。各アクチュエ
ータ・アーム３１９はアクチュエータ手段３２７に取り
付けられている。
【００３２】図３に示すようなアクチュエータ手段３２
７は、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）であってもよ
い。ＶＣＭは、固定された磁場内で移動可能なコイルを
有し、コイル動作の方向及び速度はコントローラによっ
て供給されたモータ電流信号によって制御される。
７は、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）であってもよ
い。ＶＣＭは、固定された磁場内で移動可能なコイルを
有し、コイル動作の方向及び速度はコントローラによっ
て供給されたモータ電流信号によって制御される。
【００３３】ディスク記憶装置の作動中、磁気ディスク
３１２の回転によってスライダ３１３（ヘッド３２１を
含み、かつ磁気ディスク３１２の表面と向かい合うスラ
イダ３１３の表面を空機軸受け面（ＡＢＳ）と呼ぶ）と
該スライダ３１３の上方向の力又は浮力を生じるディス
ク面３２２との間に空気軸受けを生成する。したがっ
て、正常に作動している間、空気軸受けはサスペンジョ
ン３１５の僅かなバネ力をカウンタ・バランスし、実質
的に一定の僅かな空間によって、スライダ３１３を僅か
にディスク面と離間させ、かつその上に支持する。
３１２の回転によってスライダ３１３（ヘッド３２１を
含み、かつ磁気ディスク３１２の表面と向かい合うスラ
イダ３１３の表面を空機軸受け面（ＡＢＳ）と呼ぶ）と
該スライダ３１３の上方向の力又は浮力を生じるディス
ク面３２２との間に空気軸受けを生成する。したがっ
て、正常に作動している間、空気軸受けはサスペンジョ
ン３１５の僅かなバネ力をカウンタ・バランスし、実質
的に一定の僅かな空間によって、スライダ３１３を僅か
にディスク面と離間させ、かつその上に支持する。
【００３４】ディスク記憶装置の種々の構成要素は、制
御ユニット３２９によって生成される制御信号によって
作動中に制御される。制御信号は、アクセス制御信号及
び内部クロック信号を含む。一般に、制御ユニット３２
９は論理回路、記憶手段、及びマイクロプロセッサを有
する。制御ユニット３２９は、ライン３２３上の駆動モ
ータ制御信号、ライン３２８上のヘッド位置及びシーク
制御信号等の様々なシステム動作を制御するための制御
信号を生成する。ライン３２８上の制御信号は、スライ
ダ３１３をディスク３１２上の所望のデータ・トラック
に向けて最適に移動かつ配置させる所望の電流プロフィ
ールを提供する。読み取り及び書き込み信号は、記録チ
ャンネル３２５からなる手段によって、読み取り／書き
込みヘッド３２１へ伝達されたり、そこから受けたりす
る。図に示す実施形態では、読み取り／書き込みヘッド
３２１は、本発明のスピン・バルブを有するＧＭＲセン
サが組み込まれている。
御ユニット３２９によって生成される制御信号によって
作動中に制御される。制御信号は、アクセス制御信号及
び内部クロック信号を含む。一般に、制御ユニット３２
９は論理回路、記憶手段、及びマイクロプロセッサを有
する。制御ユニット３２９は、ライン３２３上の駆動モ
ータ制御信号、ライン３２８上のヘッド位置及びシーク
制御信号等の様々なシステム動作を制御するための制御
信号を生成する。ライン３２８上の制御信号は、スライ
ダ３１３をディスク３１２上の所望のデータ・トラック
に向けて最適に移動かつ配置させる所望の電流プロフィ
ールを提供する。読み取り及び書き込み信号は、記録チ
ャンネル３２５からなる手段によって、読み取り／書き
込みヘッド３２１へ伝達されたり、そこから受けたりす
る。図に示す実施形態では、読み取り／書き込みヘッド
３２１は、本発明のスピン・バルブを有するＧＭＲセン
サが組み込まれている。
【００３５】図４は、ＦＣＣ又は面心立方構造を有する
読み取り／書き込みヘッド３２１で使用される多くの材
料を示す。ＦＣＣ構造の原子が最も密に、かつ均一に
（１１１）結晶学的平面に沿って配置されるという知見
が得られた。したがって、（１１１）結晶学的平面が基
板に対して平行となるように、読み取り／書き込みヘッ
ド３２１のＦＣＣ材料が配向される場合に読み取り／書
き込みヘッド３２１が最適に機能する。図４では、基板
３７２上に配置されたＦＣＣ材料の立方体試料３７０が
図示されている。（１１１）面心立方材料は基板に対し
て平行に置かれている。立方体試料３７０の角にある３
つの原子３７６及び面の中心にある３つの原子３７８
は、（１１１）平面３７４の中にあり、隣接する原子間
の距離を小さくして相対的に等しく離間している。
読み取り／書き込みヘッド３２１で使用される多くの材
料を示す。ＦＣＣ構造の原子が最も密に、かつ均一に
（１１１）結晶学的平面に沿って配置されるという知見
が得られた。したがって、（１１１）結晶学的平面が基
板に対して平行となるように、読み取り／書き込みヘッ
ド３２１のＦＣＣ材料が配向される場合に読み取り／書
き込みヘッド３２１が最適に機能する。図４では、基板
３７２上に配置されたＦＣＣ材料の立方体試料３７０が
図示されている。（１１１）面心立方材料は基板に対し
て平行に置かれている。立方体試料３７０の角にある３
つの原子３７６及び面の中心にある３つの原子３７８
は、（１１１）平面３７４の中にあり、隣接する原子間
の距離を小さくして相対的に等しく離間している。
【００３６】後段の層の境界面を形成するために（１１
１）平面３７４が露出される場合、新たな層の結晶構造
はシード層のものと位置合わせして形成される。層と層
との間の境界面は、いくつかの不連続（原子のずれたセ
ット）又は隙間（原子が存在すべき空いた空間）を有す
る。その結果、（１１１）平面３７４は、密に結合した
一様のテクスチャ層の成長のための効果的な礎である。
１）平面３７４が露出される場合、新たな層の結晶構造
はシード層のものと位置合わせして形成される。層と層
との間の境界面は、いくつかの不連続（原子のずれたセ
ット）又は隙間（原子が存在すべき空いた空間）を有す
る。その結果、（１１１）平面３７４は、密に結合した
一様のテクスチャ層の成長のための効果的な礎である。
【００３７】図５は、本発明にもとづく改善された下部
構造が設けられたスピン・バルブ４００の一実施形態の
空気軸受け面（ＡＢＳ）を示す。ＡＰピン留めスピン・
バルブ・センサ４００が図示され、かつそれが本発明の
改良された下部構造で使用するのに好ましい一方で、そ
れにもかかわらず、本発明の改良された下部構造もまた
スピン・バルブ・センサの他のタイプ、例えば図１に示
す単純なスピン・バルブ・センサ１００で使用すること
ができる。
構造が設けられたスピン・バルブ４００の一実施形態の
空気軸受け面（ＡＢＳ）を示す。ＡＰピン留めスピン・
バルブ・センサ４００が図示され、かつそれが本発明の
改良された下部構造で使用するのに好ましい一方で、そ
れにもかかわらず、本発明の改良された下部構造もまた
スピン・バルブ・センサの他のタイプ、例えば図１に示
す単純なスピン・バルブ・センサ１００で使用すること
ができる。
【００３８】図５のスピン・バルブ・センサ４００は、
中央領域４０４によって互いに分離された一対の端部領
域４０２とともに図示されている。中央領域４０４は所
定の縁端部を有し、端部領域４０２は該縁端部と連続し
た接合部を形成し、かつ縁縁部に隣接する。スピン・バ
ルブ・センサ４００は基板４０６に形成されている。基
板４０６は、適当な任意の基板であってもよく、例えば
ガラス、半導体材料、又はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等のセ
ラミック材料が挙げられる。基板４０６は当業者に既知
のシールド層及びギャップ層を含むものであってもよ
い。以下の記述では、「上」は基板４０６よりもさらに
遠ざかることを意味し、「下」は基板４０６に近づくこ
とを意味する。同様に、「下部」層は基板４０６にもっ
とも近いものを意味し、さらに「上部」層は基板４０６
から最も遠ざかったものを意味する。
中央領域４０４によって互いに分離された一対の端部領
域４０２とともに図示されている。中央領域４０４は所
定の縁端部を有し、端部領域４０２は該縁端部と連続し
た接合部を形成し、かつ縁縁部に隣接する。スピン・バ
ルブ・センサ４００は基板４０６に形成されている。基
板４０６は、適当な任意の基板であってもよく、例えば
ガラス、半導体材料、又はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等のセ
ラミック材料が挙げられる。基板４０６は当業者に既知
のシールド層及びギャップ層を含むものであってもよ
い。以下の記述では、「上」は基板４０６よりもさらに
遠ざかることを意味し、「下」は基板４０６に近づくこ
とを意味する。同様に、「下部」層は基板４０６にもっ
とも近いものを意味し、さらに「上部」層は基板４０６
から最も遠ざかったものを意味する。
【００３９】第２の層４０７は基板４０６の上部に形成
される。シード層４０７は本発明にもとづくいくつかの
異なる方法で構成されてもよい。シード層４０７の主な
働きは、その上部に複数の層が成長する礎を形成するこ
とである。したがって、本発明ではシード層４０７を形
成するのに使用された材料が、図４に関連して説明した
ように、基板４０６に平行な（１１１）平面を持って形
成されることが好ましい。もしシード層４０７の（１１
１）平面が基板に平行であるならば、シード層４０７を
覆うように形成された後段のＦＣＣ層は一貫した結晶構
造及び配向を持って形成される。シード層４０７は、好
ましくは約２５オングストローム乃至約１８５オングス
トローム、より好ましくは約５０オングストローム乃至
約８０オングストロームの厚さを有する。
される。シード層４０７は本発明にもとづくいくつかの
異なる方法で構成されてもよい。シード層４０７の主な
働きは、その上部に複数の層が成長する礎を形成するこ
とである。したがって、本発明ではシード層４０７を形
成するのに使用された材料が、図４に関連して説明した
ように、基板４０６に平行な（１１１）平面を持って形
成されることが好ましい。もしシード層４０７の（１１
１）平面が基板に平行であるならば、シード層４０７を
覆うように形成された後段のＦＣＣ層は一貫した結晶構
造及び配向を持って形成される。シード層４０７は、好
ましくは約２５オングストローム乃至約１８５オングス
トローム、より好ましくは約５０オングストローム乃至
約８０オングストロームの厚さを有する。
【００４０】反強磁性（ＡＦＭ）層４０８は、好ましく
は中央領域４０４内のシート層４０７上に形成される。
あるいは、ＡＦＭ層４０８を端部領域４０２と同様に中
央領域４０４を形成してもよい。ＡＦＭ層４０８は、一
つの実施形態ではＩｒＭｎから形成され、その厚さは約
４０オングストローム乃至約１００オングストロームの
範囲内である。約５０オングストローム乃至約８０オン
グストロームの範囲の厚さが好ましい。また、約６０オ
ングストロームの厚さがＩｒＭｒを用いた実施形態にと
って最も好ましい。
は中央領域４０４内のシート層４０７上に形成される。
あるいは、ＡＦＭ層４０８を端部領域４０２と同様に中
央領域４０４を形成してもよい。ＡＦＭ層４０８は、一
つの実施形態ではＩｒＭｎから形成され、その厚さは約
４０オングストローム乃至約１００オングストロームの
範囲内である。約５０オングストローム乃至約８０オン
グストロームの範囲の厚さが好ましい。また、約６０オ
ングストロームの厚さがＩｒＭｒを用いた実施形態にと
って最も好ましい。
【００４１】高温で良好なピニング（pinning）を保つ
ために、ＰｔＭｎを使用して反強磁性層４０８を形成し
てもよい。また、そのような層は、好ましくは１００オ
ングストローム乃至約３００オングストロームで、より
好ましくは約１２５オングストローム乃至約２２５オン
グストロームで、さらにＰｔＭｎにとっては最も好まし
くは約１５０オングストロームに好ましくは形成する。
ＩｒＭｎを使用する場合と比較してＰｔＭｎを使用する
際に犠牲にしなければならない点は、ＩｒＭｎよりも反
強磁性層４０８を厚くしなければならないことである。
同様な点を犠牲にすることで、ＰｔＰｄＭｎ、ＮｉＯ、
ＮｉＭｎ、ＣｒＰｔＭｎ等、他の材料を使用して反強磁
性層４０８を形成してもよい。
ために、ＰｔＭｎを使用して反強磁性層４０８を形成し
てもよい。また、そのような層は、好ましくは１００オ
ングストローム乃至約３００オングストロームで、より
好ましくは約１２５オングストローム乃至約２２５オン
グストロームで、さらにＰｔＭｎにとっては最も好まし
くは約１５０オングストロームに好ましくは形成する。
ＩｒＭｎを使用する場合と比較してＰｔＭｎを使用する
際に犠牲にしなければならない点は、ＩｒＭｎよりも反
強磁性層４０８を厚くしなければならないことである。
同様な点を犠牲にすることで、ＰｔＰｄＭｎ、ＮｉＯ、
ＮｉＭｎ、ＣｒＰｔＭｎ等、他の材料を使用して反強磁
性層４０８を形成してもよい。
【００４２】次に、ＡＦＭ層４０８上に積層された逆平
行（ＡＰ）ピン留め層４１０について説明する。図に示
す実施形態では、ＡＰピン留め層４１０は、第１のピン
留め層４１２、第２のピン留め層４１４、及び第３のピ
ン留め層４１６から構成される。あるいは、積層された
ピン留め層４１４の代わりに、図１の層１２０と同様
に、単一のピン留め層を使用することも可能である。図
に示す実施形態では、第１及び第２のＡＰピン留め層４
１４及び４１４は、好ましくは高固有抵抗を有する金属
材料から形成された層４１８によって互いに分かれてい
る。逆平行結合（ＡＰＣ）層４２０は、好ましくは非磁
気材料から形成され、それによって第１及び第２のＡＰ
ピン留め層４１２及び４１４が反強磁性的に第３のＡＰ
ピン留め層４１６と結合することを可能とする。
行（ＡＰ）ピン留め層４１０について説明する。図に示
す実施形態では、ＡＰピン留め層４１０は、第１のピン
留め層４１２、第２のピン留め層４１４、及び第３のピ
ン留め層４１６から構成される。あるいは、積層された
ピン留め層４１４の代わりに、図１の層１２０と同様
に、単一のピン留め層を使用することも可能である。図
に示す実施形態では、第１及び第２のＡＰピン留め層４
１４及び４１４は、好ましくは高固有抵抗を有する金属
材料から形成された層４１８によって互いに分かれてい
る。逆平行結合（ＡＰＣ）層４２０は、好ましくは非磁
気材料から形成され、それによって第１及び第２のＡＰ
ピン留め層４１２及び４１４が反強磁性的に第３のＡＰ
ピン留め層４１６と結合することを可能とする。
【００４３】層４１８は、任意の抵抗材料から形成する
ことができる。そのような材料として、例えばＮＦｅＮ
ｂ、ＮｉＦｅＭｏ、及びＮｉＦｅＣｒが挙げられる。し
かし、ＮｉＦｅＮｂは、電気的な固有抵抗が高く、また
均質なＦＣＣ構造を有することから特に効果的であると
考えられる。任意の適当な非磁気材料を用いて逆平行結
合層４２０を用いてもよいが、Ｒｕが好ましい。第１、
第２、及び第３のＡＰピン留め層４１２、４１４、及び
４１６は適当な材料、例えばＣｏＦｅ及びＣｏから形成
することができる。図に示す実施形態では、ＡＰピン留
め層４１２はＣｏＦｅからなる層であり、ＡＦＭ層４０
８上に堆積かつ接触している。第２及び第３のＡＰピン
留め層４１４及び４１６もまたＣｏＦｅから形成しても
よい。逆平行結合層４２０が第２のＡＰピン留め層４１
４と第３のＡＰピン留め層４１６との間に形成されてい
る。好ましくは、第１及び第２のＡＰピン留め層４１２
及び４１４は、第３のＡＰピン留め層４１６の方向４２
４とは反対の方向４２２にピン留めされている。
ことができる。そのような材料として、例えばＮＦｅＮ
ｂ、ＮｉＦｅＭｏ、及びＮｉＦｅＣｒが挙げられる。し
かし、ＮｉＦｅＮｂは、電気的な固有抵抗が高く、また
均質なＦＣＣ構造を有することから特に効果的であると
考えられる。任意の適当な非磁気材料を用いて逆平行結
合層４２０を用いてもよいが、Ｒｕが好ましい。第１、
第２、及び第３のＡＰピン留め層４１２、４１４、及び
４１６は適当な材料、例えばＣｏＦｅ及びＣｏから形成
することができる。図に示す実施形態では、ＡＰピン留
め層４１２はＣｏＦｅからなる層であり、ＡＦＭ層４０
８上に堆積かつ接触している。第２及び第３のＡＰピン
留め層４１４及び４１６もまたＣｏＦｅから形成しても
よい。逆平行結合層４２０が第２のＡＰピン留め層４１
４と第３のＡＰピン留め層４１６との間に形成されてい
る。好ましくは、第１及び第２のＡＰピン留め層４１２
及び４１４は、第３のＡＰピン留め層４１６の方向４２
４とは反対の方向４２２にピン留めされている。
【００４４】ピン留め層全体は、好ましくは厚さが約３
４オングストローム乃至約１０５オングストローム、よ
り好ましくは約５６オングストロームである。第１のＡ
Ｐピン留め層４１２は、好ましくは厚さが約５オングス
トローム乃至約２５オングストロームであり、より好ま
しくは約８オングストローム乃至約１５オングストロー
ムである。最も好ましい厚さは約１０オングストローム
である。ピン留め層４１０の中の高固有抵抗層４１８の
厚さは、約５オングストローム乃至約１５オングストロ
ームの範囲内に収まることが好ましい。また、より好ま
しくは厚さが約６オングストローム乃至約１０オングス
トロームである。高固有抵抗層４１８が約７オングスト
ロームの厚さであることが最も好ましい。第２のＡＰピ
ン留め層４１４は好ましくは約５オングストローム乃至
約２５オングストロームの厚さであり、より好ましくは
約５オングストローム乃至約２５オングストローム、さ
らに最も好ましくは約５オングストロームである。逆平
行結合層４２０の厚さは、好ましくは約４オングストロ
ーム乃至約１０オングストローム、より好ましくは約６
オングストローム乃至約９オングストローム、さらに最
も約８オングストロームである。
４オングストローム乃至約１０５オングストローム、よ
り好ましくは約５６オングストロームである。第１のＡ
Ｐピン留め層４１２は、好ましくは厚さが約５オングス
トローム乃至約２５オングストロームであり、より好ま
しくは約８オングストローム乃至約１５オングストロー
ムである。最も好ましい厚さは約１０オングストローム
である。ピン留め層４１０の中の高固有抵抗層４１８の
厚さは、約５オングストローム乃至約１５オングストロ
ームの範囲内に収まることが好ましい。また、より好ま
しくは厚さが約６オングストローム乃至約１０オングス
トロームである。高固有抵抗層４１８が約７オングスト
ロームの厚さであることが最も好ましい。第２のＡＰピ
ン留め層４１４は好ましくは約５オングストローム乃至
約２５オングストロームの厚さであり、より好ましくは
約５オングストローム乃至約２５オングストローム、さ
らに最も好ましくは約５オングストロームである。逆平
行結合層４２０の厚さは、好ましくは約４オングストロ
ーム乃至約１０オングストローム、より好ましくは約６
オングストローム乃至約９オングストローム、さらに最
も約８オングストロームである。
【００４５】第３のAPピン留め層４１６の厚さは、好ま
しくは約１５オングストローム乃至約３０オングストロ
ーム、より好ましくは２２オングストローム乃至約２８
オングストローム、さらに最も好ましくは約２６オング
ストロームである。第１及び第３のＡＰピン留め層４１
２及び４１６の厚さは、同時に調整されなければならな
い。なぜなら、スピン・バルブ・センサ４００の性能は
それらの間の差に依存するからである。この差、又は第
３のＡＰピン留め層４１６の厚さを差し引いた第１のＡ
Ｐピン留め層４１２の厚さは、約３オングストローム乃
至約２０オングストロームである。
しくは約１５オングストローム乃至約３０オングストロ
ーム、より好ましくは２２オングストローム乃至約２８
オングストローム、さらに最も好ましくは約２６オング
ストロームである。第１及び第３のＡＰピン留め層４１
２及び４１６の厚さは、同時に調整されなければならな
い。なぜなら、スピン・バルブ・センサ４００の性能は
それらの間の差に依存するからである。この差、又は第
３のＡＰピン留め層４１６の厚さを差し引いた第１のＡ
Ｐピン留め層４１２の厚さは、約３オングストローム乃
至約２０オングストロームである。
【００４６】図示したように、スピン・バルブ・センサ
４００は、第３のＡＰピン留め層４１６の上に接触する
ようにして形成されたスペーサ層４２６を同様に有す
る。スペーサ層４２６は、好ましくはＧＭＲ促進物質
（例えば銅（Ｃｕ））から形成されるが、 金（Ａｕ）
又は銀（Ａｇ）等の他のＧＭＲ促進物質から形成されて
もよい。本発明にとってスペーサ層４２６の厚さは重要
であり、好ましくは約１５オングストローム乃至約３０
オングストローム、より好ましくは約１８オングストロ
ーム乃至約２５オングストローム、さらに最も好ましく
は約２１オングストロームである。
４００は、第３のＡＰピン留め層４１６の上に接触する
ようにして形成されたスペーサ層４２６を同様に有す
る。スペーサ層４２６は、好ましくはＧＭＲ促進物質
（例えば銅（Ｃｕ））から形成されるが、 金（Ａｕ）
又は銀（Ａｇ）等の他のＧＭＲ促進物質から形成されて
もよい。本発明にとってスペーサ層４２６の厚さは重要
であり、好ましくは約１５オングストローム乃至約３０
オングストローム、より好ましくは約１８オングストロ
ーム乃至約２５オングストローム、さらに最も好ましく
は約２１オングストロームである。
【００４７】図に示すように、自由強磁性層４２８がス
ペーサ層４２６の上に隣接したかたちで形成されてい
る。本発明の優れた点が得られるように、自由強磁性層
４２８は好ましくは磁気抵抗の度合いが高い材料から形
成される。そのような材料の一例として、Ｃｏ−Ｆｅ合
金が挙げられる。好ましくは、自由強磁性層４２８は、
該自由強磁性層４２８の構造が第２の材料に張り合わせ
られている構造とともに磁気軟度ＨKを保つ。図示した
実施形態では、自由層４２８はＣｏＦｅからなる抵抗層
（ラミネート層）４３０とＮｉＦｅからなるラミネート
層４３２とから形成され、それはその磁気抵抗が高いこ
と及びその磁気歪みが低いことから選択される。ＣｏＦ
ｅからなるラミネート層４３０及びＮｉＦｅからなるラ
ミネート層４３２は、磁気軟度達成の助けとなる。
ペーサ層４２６の上に隣接したかたちで形成されてい
る。本発明の優れた点が得られるように、自由強磁性層
４２８は好ましくは磁気抵抗の度合いが高い材料から形
成される。そのような材料の一例として、Ｃｏ−Ｆｅ合
金が挙げられる。好ましくは、自由強磁性層４２８は、
該自由強磁性層４２８の構造が第２の材料に張り合わせ
られている構造とともに磁気軟度ＨKを保つ。図示した
実施形態では、自由層４２８はＣｏＦｅからなる抵抗層
（ラミネート層）４３０とＮｉＦｅからなるラミネート
層４３２とから形成され、それはその磁気抵抗が高いこ
と及びその磁気歪みが低いことから選択される。ＣｏＦ
ｅからなるラミネート層４３０及びＮｉＦｅからなるラ
ミネート層４３２は、磁気軟度達成の助けとなる。
【００４８】好ましくは、自由磁強磁性層４２８は、全
体の厚さが約２５オングストローム乃至約７５オングス
トロームである。より好ましくは約３５オングストロー
ム乃至約５５オングストロームの厚さである。約４５オ
ングストロームが最も好ましい。したがって、抵抗層４
３０は好ましくは厚さが約５オングストローム乃至約１
５オングストロームであり、より好ましくは約１０オン
グストローム乃至約１５オングストローム、さらに最も
好ましくは約１５オングストロームである。さらに、ラ
ミネート層４３２は、好ましくは厚さが約２０オングス
トローム乃至約６０オングストロームの範囲内で形成さ
れる。より好ましい範囲は、約２５オングストローム乃
至約４０オングストロームである。最も好ましい厚さは
約３０オングストロームである。
体の厚さが約２５オングストローム乃至約７５オングス
トロームである。より好ましくは約３５オングストロー
ム乃至約５５オングストロームの厚さである。約４５オ
ングストロームが最も好ましい。したがって、抵抗層４
３０は好ましくは厚さが約５オングストローム乃至約１
５オングストロームであり、より好ましくは約１０オン
グストローム乃至約１５オングストローム、さらに最も
好ましくは約１５オングストロームである。さらに、ラ
ミネート層４３２は、好ましくは厚さが約２０オングス
トローム乃至約６０オングストロームの範囲内で形成さ
れる。より好ましい範囲は、約２５オングストローム乃
至約４０オングストロームである。最も好ましい厚さは
約３０オングストロームである。
【００４９】ラミネート層４３２は、好ましいＮｉ−Ｆ
ｅ合金とともに複数の材料から構成されるものであって
もよい。例えば、ＣｏをＮｉ−Ｆｅ合金に加えることで
自由強磁性層４２８の全体的な磁気抵抗が実質的に増加
し、一方で自由強磁性層４２８の磁気軟度ＨKが実質的
に減少するという知見が得られている。クロム、タンタ
ル、ロジウム、及びモリブデンもまたＮｉ−Ｆｅ合金に
加えることでラミネート層４３２の抵抗を高め、それに
よって抵抗層４３０を流れる電流の量を高めることがで
きる。
ｅ合金とともに複数の材料から構成されるものであって
もよい。例えば、ＣｏをＮｉ−Ｆｅ合金に加えることで
自由強磁性層４２８の全体的な磁気抵抗が実質的に増加
し、一方で自由強磁性層４２８の磁気軟度ＨKが実質的
に減少するという知見が得られている。クロム、タンタ
ル、ロジウム、及びモリブデンもまたＮｉ−Ｆｅ合金に
加えることでラミネート層４３２の抵抗を高め、それに
よって抵抗層４３０を流れる電流の量を高めることがで
きる。
【００５０】再び図５を参照する。図に示すように、ス
ピン・バルブ・センサ４００は、中央領域４０４に堆積
された材料を酸化から保護するために自由強磁性層４２
８上に形成されたキャップ層４３５が設けられている。
キャップ層４３５は、好ましくはタンタル（Ｔａ）から
作られるが、任意の適当な材料を使用してもよいことは
当然である。また、図に示すように、スピン・バルブ・
センサ４００は端部領域４０２に一対の長手方向にバイ
アスする層４３６が形成されている。バイアス層４３６
は、好ましくはＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ合金等の硬質材料から
作られ、中央領域４０４を長手方向にバイアスするため
に使用される。
ピン・バルブ・センサ４００は、中央領域４０４に堆積
された材料を酸化から保護するために自由強磁性層４２
８上に形成されたキャップ層４３５が設けられている。
キャップ層４３５は、好ましくはタンタル（Ｔａ）から
作られるが、任意の適当な材料を使用してもよいことは
当然である。また、図に示すように、スピン・バルブ・
センサ４００は端部領域４０２に一対の長手方向にバイ
アスする層４３６が形成されている。バイアス層４３６
は、好ましくはＣｏ−Ｐｔ−Ｃｒ合金等の硬質材料から
作られ、中央領域４０４を長手方向にバイアスするため
に使用される。
【００５１】図に示すように、一対のリード４３８もま
たバイアス層４３６上に形成されており、スピン・バル
ブ・センサ４００、電源４４２、及び検出装置４４０の
間の回路経路を形成するのに用いられる。好ましい実施
の形態では、検出装置４４０は２本のリード４０２間の
電圧信号を検出する。ディスク上の磁気信号が変化する
ことでこの電圧信号が変化する。
たバイアス層４３６上に形成されており、スピン・バル
ブ・センサ４００、電源４４２、及び検出装置４４０の
間の回路経路を形成するのに用いられる。好ましい実施
の形態では、検出装置４４０は２本のリード４０２間の
電圧信号を検出する。ディスク上の磁気信号が変化する
ことでこの電圧信号が変化する。
【００５２】センス電圧信号は、記録された媒体からの
印加磁気信号に応答して自由強磁性層４２８の磁化方向
ＭＦが回転することで中央領域４０４の抵抗Ｒ''が変化
することで生ずる。検出装置は、当業者に知られている
部分応答最尤（ＰＲＭＬ）チャンネル等のデジタル記録
チャンネルを有するものであってもよい。あるいは、検
出装置は当業者に知られているピーク検出チャンネルを
含むものであってもよい。一実施形態では、検出装置は
ＰＲＭＬ形のデジタル記録チャンネルを有する。
印加磁気信号に応答して自由強磁性層４２８の磁化方向
ＭＦが回転することで中央領域４０４の抵抗Ｒ''が変化
することで生ずる。検出装置は、当業者に知られている
部分応答最尤（ＰＲＭＬ）チャンネル等のデジタル記録
チャンネルを有するものであってもよい。あるいは、検
出装置は当業者に知られているピーク検出チャンネルを
含むものであってもよい。一実施形態では、検出装置は
ＰＲＭＬ形のデジタル記録チャンネルを有する。
【００５３】図６（ａ）を参照すると、シード層４０７
はそれ自体が複数の層から形成されていてもよい。図に
示す例では、下部層５１０が基板４０６上に直接置かれ
ており、またシード層４０７の上に形成された層のテク
スチャを制御するために下部層５１０の上部にテクスチ
ャ層５３０が置かれている。テクスチャ層５３０は、好
ましくは面心立方（ＦＣＣ）結晶構造を持つ材料から形
成されており、該結晶構造の（１１１）平面を基板４０
６に対して平行にする材料からテクスチャ層５３０を形
成することが優れた点であると考えられる。そのような
材料として、ＮｉＦｅｂが最も好ましいが、適当な特性
を持つ他の材料（例えばＮｉＦｅＭｏ及びＮｉＦｅＣ
ｒ）を用いてもよい。
はそれ自体が複数の層から形成されていてもよい。図に
示す例では、下部層５１０が基板４０６上に直接置かれ
ており、またシード層４０７の上に形成された層のテク
スチャを制御するために下部層５１０の上部にテクスチ
ャ層５３０が置かれている。テクスチャ層５３０は、好
ましくは面心立方（ＦＣＣ）結晶構造を持つ材料から形
成されており、該結晶構造の（１１１）平面を基板４０
６に対して平行にする材料からテクスチャ層５３０を形
成することが優れた点であると考えられる。そのような
材料として、ＮｉＦｅｂが最も好ましいが、適当な特性
を持つ他の材料（例えばＮｉＦｅＭｏ及びＮｉＦｅＣ
ｒ）を用いてもよい。
【００５４】下部層５１０は、好ましくは基板４０６及
びテクスチャ層５３０の両方と適合性のある構造を有す
る。適合性のある構造は、一般に類似の結晶構造、結晶
配向、及び格子定数を有する。結晶材料の格子定数は、
結晶内の隣接する原子間の最も短い距離として定義され
る。類似の格子定数によって、隣接する層の結晶が互い
に整列し、殆ど不規則なところがない均質なきめの細か
い境界が得られる。したがって、下部層５１０は、好ま
しくは基板４１０に平行な（１１１）平面を持つＦＣＣ
結晶構造も有するべきである。また、基板４０６及びテ
クスチャ層５３０と類似の格子定数を有することが下部
層５１０に求められる。 ＮｉＯは下部層５１０を形成
する上で好ましい材料ではあるが、他の材料、例えばＮ
ｉＭｎＯを用いてもよい。
びテクスチャ層５３０の両方と適合性のある構造を有す
る。適合性のある構造は、一般に類似の結晶構造、結晶
配向、及び格子定数を有する。結晶材料の格子定数は、
結晶内の隣接する原子間の最も短い距離として定義され
る。類似の格子定数によって、隣接する層の結晶が互い
に整列し、殆ど不規則なところがない均質なきめの細か
い境界が得られる。したがって、下部層５１０は、好ま
しくは基板４１０に平行な（１１１）平面を持つＦＣＣ
結晶構造も有するべきである。また、基板４０６及びテ
クスチャ層５３０と類似の格子定数を有することが下部
層５１０に求められる。 ＮｉＯは下部層５１０を形成
する上で好ましい材料ではあるが、他の材料、例えばＮ
ｉＭｎＯを用いてもよい。
【００５５】このように構成することで、下部層５１０
は好ましくは厚さが約２０オングストローム乃至約１０
０オングストロームである。より好ましくは、下部層５
１０の厚さは、約３０オングストローム乃至約７０オン
グストロームである。最も好ましくは、下部層５１０は
厚さが４０オングストロームとするべきである。テクス
チャ層５３０の厚さは、好ましくは約５オングストロー
ム乃至約３０オングストロームである。より好ましく
は、テクスチャ層５３０の厚さは約７オングストローム
乃至約２０オングストロームである。最も好ましくは、
テクスチャ層５３０の厚さは約１０オングストロームで
ある。
は好ましくは厚さが約２０オングストローム乃至約１０
０オングストロームである。より好ましくは、下部層５
１０の厚さは、約３０オングストローム乃至約７０オン
グストロームである。最も好ましくは、下部層５１０は
厚さが４０オングストロームとするべきである。テクス
チャ層５３０の厚さは、好ましくは約５オングストロー
ム乃至約３０オングストロームである。より好ましく
は、テクスチャ層５３０の厚さは約７オングストローム
乃至約２０オングストロームである。最も好ましくは、
テクスチャ層５３０の厚さは約１０オングストロームで
ある。
【００５６】次に図６（ｂ）を参照しながら説明する。
この図では、図５のシード層４０７に取って代わる実施
形態が示されている。図に示すように、下部層５１０と
テクスチャ層５３０との間に移行層５２０が挿入されて
いる。移行層５２０は、下部層５１０とテクスチャ層５
３０との間の移行をたやすくすることができ、反強磁性
層４０８のよりいっそう適当な礎を提供することができ
る。一つの例として、反強磁性層４０８はＰｔＭｎから
形成され、かつ移行層５２０が好ましくは含まれること
で薄い反強磁性層４０８の良好な形成が可能となる。Ｔ
ａは移行層５２０を形成する上で好ましい材料ではなる
が、他の適当な材料（例えばＺｒ）を用いてもよい。
この図では、図５のシード層４０７に取って代わる実施
形態が示されている。図に示すように、下部層５１０と
テクスチャ層５３０との間に移行層５２０が挿入されて
いる。移行層５２０は、下部層５１０とテクスチャ層５
３０との間の移行をたやすくすることができ、反強磁性
層４０８のよりいっそう適当な礎を提供することができ
る。一つの例として、反強磁性層４０８はＰｔＭｎから
形成され、かつ移行層５２０が好ましくは含まれること
で薄い反強磁性層４０８の良好な形成が可能となる。Ｔ
ａは移行層５２０を形成する上で好ましい材料ではなる
が、他の適当な材料（例えばＺｒ）を用いてもよい。
【００５７】下部層５１０及びテクスチャ層５３０の厚
さは、この実施形態で構成したように、好ましくは既に
述べたように先行する実施形態と関連させることが好ま
しい。移行層５２０の厚さは、好ましくは約２０オング
ストローム乃至約６０オングストロームの範囲内となる
ようにする。より好ましくは、移行層５２０の厚さは約
２５オングストローム乃至約４５オングストロームであ
る。この実施形態の移行層５２０は最も好ましくは約３
０オングストロームの厚さを有する。
さは、この実施形態で構成したように、好ましくは既に
述べたように先行する実施形態と関連させることが好ま
しい。移行層５２０の厚さは、好ましくは約２０オング
ストローム乃至約６０オングストロームの範囲内となる
ようにする。より好ましくは、移行層５２０の厚さは約
２５オングストローム乃至約４５オングストロームであ
る。この実施形態の移行層５２０は最も好ましくは約３
０オングストロームの厚さを有する。
【００５８】図７は、本発明にもとづくＧＭＲセンサの
別の実施形態を示す。図７の実施形態では、シート層４
０７が省かれている。高固有抵抗層４１８を残して、図
５に関連して説明したような構成とすることができる。
反強磁性層４０８は、この構成では、好ましくはＮｉＯ
から形成されるが、反強磁性層４０８のピン留め機能を
実施するために他の材料を使用してもよい。他の層及び
構成要素は、図５に関連した説明通りに形成することが
できる。
別の実施形態を示す。図７の実施形態では、シート層４
０７が省かれている。高固有抵抗層４１８を残して、図
５に関連して説明したような構成とすることができる。
反強磁性層４０８は、この構成では、好ましくはＮｉＯ
から形成されるが、反強磁性層４０８のピン留め機能を
実施するために他の材料を使用してもよい。他の層及び
構成要素は、図５に関連した説明通りに形成することが
できる。
【００５９】高固有抵抗層４１８及びシード層４０７を
一緒に用いた場合、特定の相乗効果が得られる。高比抵
抗バッファリング、均一なテクスチャ成長、及び高交換
結合の組み合わせによって、一意的に高いＧＭＲ係数を
もたらすことができる。図７の実施形態は、固有抵抗層
４１８がシード層４０７の不在下で機能することができ
ることを例証している。同様に、シード層４０７はピン
留め層４１０が高固有抵抗層４１８を含まない実施形態
でも機能することができる。
一緒に用いた場合、特定の相乗効果が得られる。高比抵
抗バッファリング、均一なテクスチャ成長、及び高交換
結合の組み合わせによって、一意的に高いＧＭＲ係数を
もたらすことができる。図７の実施形態は、固有抵抗層
４１８がシード層４０７の不在下で機能することができ
ることを例証している。同様に、シード層４０７はピン
留め層４１０が高固有抵抗層４１８を含まない実施形態
でも機能することができる。
【００６０】本発明の好ましい合金及び濃度は以下の通
りである。第１、第２、及び第３のピン留め層４１２、
４１４、及び４１６で使用するＣｏ−Ｆｅ合金の現在の
ところ好ましい例は、Ｃｏ90Ｆｅ10である。ラミネート
層で使用するＮｉ−Ｆｅ合金の好ましい例は、Ｎｉ81Ｆ
ｅ19である。高固有抵抗層４１８又はテクスチャ層５３
０で使用するＮｉ−Ｆｅ合金の好ましい例は、Ｎｉ42Ｆ
ｅ50Ｎｂ8であり、Ｎｉ及びＦｅの部分は変更すること
ができるが、Ｎｂの部分とほとんど等しいか大きいこと
が好ましい。
りである。第１、第２、及び第３のピン留め層４１２、
４１４、及び４１６で使用するＣｏ−Ｆｅ合金の現在の
ところ好ましい例は、Ｃｏ90Ｆｅ10である。ラミネート
層で使用するＮｉ−Ｆｅ合金の好ましい例は、Ｎｉ81Ｆ
ｅ19である。高固有抵抗層４１８又はテクスチャ層５３
０で使用するＮｉ−Ｆｅ合金の好ましい例は、Ｎｉ42Ｆ
ｅ50Ｎｂ8であり、Ｎｉ及びＦｅの部分は変更すること
ができるが、Ｎｂの部分とほとんど等しいか大きいこと
が好ましい。
【００６１】反強磁性層４０８又は下部層５１０で使用
する上でＮｉ合金の好ましい一例は、Ｎｉ50Ｏ50であ
る。反強磁性層５１０で使用する上でＩｒＭｎの好まし
い例は、Ｉｒ25Ｍｎ75であり、Ｉｒの部分は約２０％か
ら約２５％の間で変動してもよく、またＭｎの部分は約
７５％から約８０％の間で同様に変動してもよい。反強
磁性層４０８で使用する上でＰｔＭｎの好ましい例は、
Ｐｔ40Ｍｎ60である。Ｐｔの部分は約４０％から約５０
％の間で変動してもよく、またＭｎの部分は同様に約５
０％から約６０％の間で変動してもよい。
する上でＮｉ合金の好ましい一例は、Ｎｉ50Ｏ50であ
る。反強磁性層５１０で使用する上でＩｒＭｎの好まし
い例は、Ｉｒ25Ｍｎ75であり、Ｉｒの部分は約２０％か
ら約２５％の間で変動してもよく、またＭｎの部分は約
７５％から約８０％の間で同様に変動してもよい。反強
磁性層４０８で使用する上でＰｔＭｎの好ましい例は、
Ｐｔ40Ｍｎ60である。Ｐｔの部分は約４０％から約５０
％の間で変動してもよく、またＭｎの部分は同様に約５
０％から約６０％の間で変動してもよい。
【００６２】以上のことから、本発明の改善された下部
スピン・バルブ構造は、ＧＭＲ係数を改善するので、ス
ピン・バルブの測定感度が改善される。改善されたシー
ド層及び高固有抵抗層は、層のテクスチャが改善される
ことで自由層の測定可能な抵抗変化を高めるので、自由
層の磁気軟度が増加し、層間の結合が強固となり、さら
に電流分路が減少する。
スピン・バルブ構造は、ＧＭＲ係数を改善するので、ス
ピン・バルブの測定感度が改善される。改善されたシー
ド層及び高固有抵抗層は、層のテクスチャが改善される
ことで自由層の測定可能な抵抗変化を高めるので、自由
層の磁気軟度が増加し、層間の結合が強固となり、さら
に電流分路が減少する。
【００６３】本発明は、その必須の特徴から離れること
なく他の特定の形態で具体化することができる。記述し
た実施形態は、全ての点で例証することのみを考慮した
ものであり、何ら限定を加えるためのものではない。し
たがって、本発明の範囲は、上記の説明によってではな
く特許請求の範囲によって示される。各請求項に開示さ
れた発明と等価なものが意味すること及びその範囲に入
る全ての変更は、本発明の特許請求の範囲に包含され
る。
なく他の特定の形態で具体化することができる。記述し
た実施形態は、全ての点で例証することのみを考慮した
ものであり、何ら限定を加えるためのものではない。し
たがって、本発明の範囲は、上記の説明によってではな
く特許請求の範囲によって示される。各請求項に開示さ
れた発明と等価なものが意味すること及びその範囲に入
る全ての変更は、本発明の特許請求の範囲に包含され
る。
【００６４】まとめとして、本発明の構成に関して以下
に事項を開示する。 （１）基板と、前記基板上に設けられ、かつ前記基板に
対して実質的に平行に配置された（１１１）結晶学的平
面を形成するために選択された面心立方材料を含むシー
ド層と、磁束が通り、かつ該磁束の変化に応答して変化
する電気抵抗を有するように構成され、前記シード層の
上に位置した磁性材料からなる自由層と、を有すること
を特徴とするスピン・バルブ・センサ。 （２）前記シード層は、一般式 ＮｉＦｅＸ（式中、ＸはＮｂ、Ｍｏ、及びＣｒからなる
群から選択される） で表される化合物からなる群から選択される化合物を含
む第１の層を有することを特徴とする上記（１）に記載
のスピン・バルブ・センサ。 （３）前記シード層は、前記第１の層と前記基板との間
に位置した第２の層をさらに有し、また前記第２の層は
Ｎｉ合金を含むことを特徴とする上記（２）に記載のス
ピン・バルブ・センサ。 （４）第１の層はＮｉＦｅＮｂを含むことを特徴とする
上記（３）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （５）前記第２の層はＮｉＯを含むことを特徴とする上
記（４）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （６）前記第１の層の厚さは５オングストローム乃至３
０オングストロームであり、また前記第２の層の厚さは
２０オングストローム乃至１００オングストロームであ
ることを特徴とする上記（５）に記載のスピン・バルブ
・センサ。 （７）前記第１の層と前記第２の層との間に第３の層を
さらに有し、前記第３の層はＴａ及びＺｒからなる群か
ら選択される金属を含有することを特徴とする上記
（３）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （８）前記第３の層はＴａを含むことを特徴とする上記
（７）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （９）前記第３の層の厚さは、２０オングストローム乃
至６０オングストロームであることを特徴とする上記
（８）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （１０）前記シード層と前記自由層との間に位置したピ
ン留め層をさらに有し、前記ピン留め層から前記反強磁
性層へ流れる電流の量を減少させるようにして選択され
た抵抗材料からなる層を前記ピン留め層が有することを
特徴とする上記（３）に記載のスピン・バルブ・セン
サ。 （１１）前記ピン留め層は、一般式ＮｉＦｅＸ（式中、
ＸはＮｂ、Ｍｏ、及びＣｒからなる群から選択される）
で表される化合物からなる群から選択される化合物を含
むことを特徴とする上記（１０）に記載のスピン・バル
ブ・センサ。 （１２）前記ピン留め層はＮｉＦｅＮｂを含むことを特
徴とする上記（１１）に記載のスピン・バルブ・セン
サ。 （１３）基板と、前記基板の上に位置した反強磁性（Ａ
ＦＭ）層と、強磁性体から形成され、かつ前記反強磁性
層の上に配置されたピン留め層と、磁束が通り、かつ該
磁束の変化に応答して変化する電気抵抗を有するように
構成され、前記反強磁性（ＡＦＭ）層の上に位置した磁
性材料からなる自由層とを有し、さらに、前記ピン留め
層の磁気配向が実質的に前記反強磁性層によって固定さ
れ、さらに前記ピン留め層から反強磁性層に流れる電流
の量を減少させるために選択された電気抵抗材料からな
る層を前記ピン留め層が有することを特徴とするスピン
・バルブ・センサ。 （１４）前記ピン留め層は、前記反強磁性層に隣接した
第１の逆平行ピン留め層をさらに有し、前記第１の逆平
行ピン留め層はＣｏＦｅとＣｏとからなる群から選択さ
れる材料を含むことを特徴とする上記（１３）に記載の
スピン・バルブ・センサ。 （１５）前記ピン留め層は、前記第１の逆平行ピン留め
層の上に位置した第２の逆平行ピン留め層をさらに有
し、前記第２の逆平行ピン留め層はＣｏＦｅとＣｏとか
らなる群から選択される材料を含むことを特徴とする上
記（１４）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （１６）電気的抵抗材料からなる層は第１及び第２の逆
平行ピン留め層の間、及び隣接して位置することを特徴
とする上記（１５）のスピン・バルブ・センサ。（１
７）前記電気抵抗材料からなる層は、一般式 ＮｉｆｅＸ（式中、Ｘは、Ｎｂ、Ｍｏ、及びＣｒからな
る群から選択される元素） で表される化合物からなる群から選択される化合物から
なる材料を含むことを特徴とする上記（１６）に記載の
スピン・バルブ・センサ。 （１８）前記電気抵抗材料からなる層は、ＮｉＦｅＮｂ
を含むことを特徴とする上記（１７）に記載のスピン・
バルブ・センサ。 （１９）前記電気抵抗材料からなる層は、厚さが５オン
グストローム乃至１５オングストロームであることを特
徴とする上記（１８）に記載のスピン・バルブ・セン
サ。 （２０）前記第１の逆平行ピン留め層及び第２の逆平行
ピン留め層は、それぞれ厚さが５オングストローム乃至
２０オングストロームであることを特徴とする上記（１
９）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （２１）（１）磁気記録ディスクと、（２）基板、 一般式 ＮｉＦｅＸ（式中、ＸはＮｂ、Ｍｏ、及びＣｒからなる
群から選択される） で表される化合物からなる群から選択される化合物を含
む第１の層と、前記第１の層と前記基板との間に位置
し、かつＮｉ合金を含む第２の層とを有し、前記基板の
上に配置されたシード層、前記シード層の上に配置した
反強磁性（ＡＦＭ）層、強磁性体から形成され、かつ前
記反強磁性層の上に配置され、さらに磁気的配向が実質
的に固定されたピン留め層、前記ピン留め層の上に配置
されたスペーサ層、磁束が通り、かつ該磁束の変化に応
答して変化する電気抵抗を有するように構成され、前記
反強磁性（ＡＦＭ）層の上に位置した磁性材料からなる
自由層、及び前記自由層の上に配置されたキャップ層を
有し、前記磁気記録ディスク上に記録されたデータを読
み取るための逆平行ピン留めスピン・バルブ・センサ
と、（３）前記磁気記録ディスク上に磁気記録された異
なるデータに前記スピン・バルブ・センサがアクセスす
るために前記磁気記録ディスク上で前記スピン・バルブ
・センサを移動させるアクチュエータと、（４）前記ス
ピン・バルブ・センサに電気的に連結し、かつ前記磁気
記録されたデータによって誘導される磁場の変化に応答
して前記ピン留め層の一定の磁化を基準とした前記自由
層の磁化軸の回転によって生ずる前記スピン・バルブ・
センサの抵抗の変化を検出するように構成された検出器
と、を備えることを特徴とするディスク・ドライブ装
置。 （２２）前記第１の層はＮｉＦｅＮｂを含み、また前記
第２の層はＮｉＯを含むことを特徴とする上記（２１）
に記載のディスク・ドライブ装置。 （２３）前記第１の層は厚さが５オングストローム乃至
３０オングストロームであり、また前記第２の層は厚さ
が２０オングストローム乃至１００オングストロームで
あることを特徴とする上記（２２）に記載のディスク・
ドライブ装置。 （２４）前記シード層は、前記第１の層と前記第２の層
との間に位置したＴａからなる第３の層をさらに有する
ことを特徴とする上記（２３）に記載のディスク・ドラ
イブ装置。 （２５）前記ピン留め層は前記ピン留め層から前記反強
磁性層へ流れる電流の量を減少させるように選択された
電気抵抗材料からなる層を有することを特徴とする上記
（２４）に記載のディスク・ドライブ装置。
に事項を開示する。 （１）基板と、前記基板上に設けられ、かつ前記基板に
対して実質的に平行に配置された（１１１）結晶学的平
面を形成するために選択された面心立方材料を含むシー
ド層と、磁束が通り、かつ該磁束の変化に応答して変化
する電気抵抗を有するように構成され、前記シード層の
上に位置した磁性材料からなる自由層と、を有すること
を特徴とするスピン・バルブ・センサ。 （２）前記シード層は、一般式 ＮｉＦｅＸ（式中、ＸはＮｂ、Ｍｏ、及びＣｒからなる
群から選択される） で表される化合物からなる群から選択される化合物を含
む第１の層を有することを特徴とする上記（１）に記載
のスピン・バルブ・センサ。 （３）前記シード層は、前記第１の層と前記基板との間
に位置した第２の層をさらに有し、また前記第２の層は
Ｎｉ合金を含むことを特徴とする上記（２）に記載のス
ピン・バルブ・センサ。 （４）第１の層はＮｉＦｅＮｂを含むことを特徴とする
上記（３）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （５）前記第２の層はＮｉＯを含むことを特徴とする上
記（４）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （６）前記第１の層の厚さは５オングストローム乃至３
０オングストロームであり、また前記第２の層の厚さは
２０オングストローム乃至１００オングストロームであ
ることを特徴とする上記（５）に記載のスピン・バルブ
・センサ。 （７）前記第１の層と前記第２の層との間に第３の層を
さらに有し、前記第３の層はＴａ及びＺｒからなる群か
ら選択される金属を含有することを特徴とする上記
（３）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （８）前記第３の層はＴａを含むことを特徴とする上記
（７）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （９）前記第３の層の厚さは、２０オングストローム乃
至６０オングストロームであることを特徴とする上記
（８）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （１０）前記シード層と前記自由層との間に位置したピ
ン留め層をさらに有し、前記ピン留め層から前記反強磁
性層へ流れる電流の量を減少させるようにして選択され
た抵抗材料からなる層を前記ピン留め層が有することを
特徴とする上記（３）に記載のスピン・バルブ・セン
サ。 （１１）前記ピン留め層は、一般式ＮｉＦｅＸ（式中、
ＸはＮｂ、Ｍｏ、及びＣｒからなる群から選択される）
で表される化合物からなる群から選択される化合物を含
むことを特徴とする上記（１０）に記載のスピン・バル
ブ・センサ。 （１２）前記ピン留め層はＮｉＦｅＮｂを含むことを特
徴とする上記（１１）に記載のスピン・バルブ・セン
サ。 （１３）基板と、前記基板の上に位置した反強磁性（Ａ
ＦＭ）層と、強磁性体から形成され、かつ前記反強磁性
層の上に配置されたピン留め層と、磁束が通り、かつ該
磁束の変化に応答して変化する電気抵抗を有するように
構成され、前記反強磁性（ＡＦＭ）層の上に位置した磁
性材料からなる自由層とを有し、さらに、前記ピン留め
層の磁気配向が実質的に前記反強磁性層によって固定さ
れ、さらに前記ピン留め層から反強磁性層に流れる電流
の量を減少させるために選択された電気抵抗材料からな
る層を前記ピン留め層が有することを特徴とするスピン
・バルブ・センサ。 （１４）前記ピン留め層は、前記反強磁性層に隣接した
第１の逆平行ピン留め層をさらに有し、前記第１の逆平
行ピン留め層はＣｏＦｅとＣｏとからなる群から選択さ
れる材料を含むことを特徴とする上記（１３）に記載の
スピン・バルブ・センサ。 （１５）前記ピン留め層は、前記第１の逆平行ピン留め
層の上に位置した第２の逆平行ピン留め層をさらに有
し、前記第２の逆平行ピン留め層はＣｏＦｅとＣｏとか
らなる群から選択される材料を含むことを特徴とする上
記（１４）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （１６）電気的抵抗材料からなる層は第１及び第２の逆
平行ピン留め層の間、及び隣接して位置することを特徴
とする上記（１５）のスピン・バルブ・センサ。（１
７）前記電気抵抗材料からなる層は、一般式 ＮｉｆｅＸ（式中、Ｘは、Ｎｂ、Ｍｏ、及びＣｒからな
る群から選択される元素） で表される化合物からなる群から選択される化合物から
なる材料を含むことを特徴とする上記（１６）に記載の
スピン・バルブ・センサ。 （１８）前記電気抵抗材料からなる層は、ＮｉＦｅＮｂ
を含むことを特徴とする上記（１７）に記載のスピン・
バルブ・センサ。 （１９）前記電気抵抗材料からなる層は、厚さが５オン
グストローム乃至１５オングストロームであることを特
徴とする上記（１８）に記載のスピン・バルブ・セン
サ。 （２０）前記第１の逆平行ピン留め層及び第２の逆平行
ピン留め層は、それぞれ厚さが５オングストローム乃至
２０オングストロームであることを特徴とする上記（１
９）に記載のスピン・バルブ・センサ。 （２１）（１）磁気記録ディスクと、（２）基板、 一般式 ＮｉＦｅＸ（式中、ＸはＮｂ、Ｍｏ、及びＣｒからなる
群から選択される） で表される化合物からなる群から選択される化合物を含
む第１の層と、前記第１の層と前記基板との間に位置
し、かつＮｉ合金を含む第２の層とを有し、前記基板の
上に配置されたシード層、前記シード層の上に配置した
反強磁性（ＡＦＭ）層、強磁性体から形成され、かつ前
記反強磁性層の上に配置され、さらに磁気的配向が実質
的に固定されたピン留め層、前記ピン留め層の上に配置
されたスペーサ層、磁束が通り、かつ該磁束の変化に応
答して変化する電気抵抗を有するように構成され、前記
反強磁性（ＡＦＭ）層の上に位置した磁性材料からなる
自由層、及び前記自由層の上に配置されたキャップ層を
有し、前記磁気記録ディスク上に記録されたデータを読
み取るための逆平行ピン留めスピン・バルブ・センサ
と、（３）前記磁気記録ディスク上に磁気記録された異
なるデータに前記スピン・バルブ・センサがアクセスす
るために前記磁気記録ディスク上で前記スピン・バルブ
・センサを移動させるアクチュエータと、（４）前記ス
ピン・バルブ・センサに電気的に連結し、かつ前記磁気
記録されたデータによって誘導される磁場の変化に応答
して前記ピン留め層の一定の磁化を基準とした前記自由
層の磁化軸の回転によって生ずる前記スピン・バルブ・
センサの抵抗の変化を検出するように構成された検出器
と、を備えることを特徴とするディスク・ドライブ装
置。 （２２）前記第１の層はＮｉＦｅＮｂを含み、また前記
第２の層はＮｉＯを含むことを特徴とする上記（２１）
に記載のディスク・ドライブ装置。 （２３）前記第１の層は厚さが５オングストローム乃至
３０オングストロームであり、また前記第２の層は厚さ
が２０オングストローム乃至１００オングストロームで
あることを特徴とする上記（２２）に記載のディスク・
ドライブ装置。 （２４）前記シード層は、前記第１の層と前記第２の層
との間に位置したＴａからなる第３の層をさらに有する
ことを特徴とする上記（２３）に記載のディスク・ドラ
イブ装置。 （２５）前記ピン留め層は前記ピン留め層から前記反強
磁性層へ流れる電流の量を減少させるように選択された
電気抵抗材料からなる層を有することを特徴とする上記
（２４）に記載のディスク・ドライブ装置。
【図１】従来のスピン・バルブ・センサの構成要素を説
明するための模式的断面図である。
明するための模式的断面図である。
【図２】従来のＡＰピン留めスピン・バルブ・センサの
構成要素を説明するための模式的断面図である。
構成要素を説明するための模式的断面図である。
【図３】本発明の磁気記録ディスク・ドライブ装置の一
実施形態の概略的構成を説明するためのブロック図であ
る。
実施形態の概略的構成を説明するためのブロック図であ
る。
【図４】本発明にもとづくＳＶヘッドの基板に対して平
行な（１１１）平面を持つ面心立方体（ＦＣＣ）の微視
的部分の模式的斜視図である。
行な（１１１）平面を持つ面心立方体（ＦＣＣ）の微視
的部分の模式的斜視図である。
【図５】本発明にもとづく改善されたシード層を組み込
んだスピン・バルブ・センサの一実施形態の構成要素を
説明するための模式的断面図である。
んだスピン・バルブ・センサの一実施形態の構成要素を
説明するための模式的断面図である。
【図６】図５に示す改善されたシード層を形成する複数
の層を説明するための断面図で、（ａ）はテクスチャ層
と下部層との間に移行層がない場合、（ｂ）はテクスチ
ャ層と下部層との間に移行層が設けられた場合を示す。
の層を説明するための断面図で、（ａ）はテクスチャ層
と下部層との間に移行層がない場合、（ｂ）はテクスチ
ャ層と下部層との間に移行層が設けられた場合を示す。
【図７】本発明にもとづく改善されたピン留め層を組み
込んだスピン・バルブ・センサの一実施形態の構成要素
を説明するための模式的断面図である。
込んだスピン・バルブ・センサの一実施形態の構成要素
を説明するための模式的断面図である。
３００ ディスク・ドライブ ３１２ 磁気ディスク３１２ ３１３ スライダ ３１４ スピンドル ３１５ サスペンジョン ３１８ ディスク・ドライブ・モータ ３１９ アクチュエータ・アーム ３２１ 磁気読み取り／書き込みヘッド ３２２ ディスク面 ３２７ アクチュエータ手段 ３２９ 制御ユニット ３２３、３２８ ライン ３２５ 記録チャンネル ３７０ 立方体試料 ３７２ 基板３７２ ３７４ （１１１）平面 ３７８ 原子 ４００ スピン・バルブ・センサ ４０２ 端部領域 ４０４ 中央領域 ４０６ 基板 ４０７ 第２の層（シード層） ４０８ 反強磁性（ＡＦＭ）層 ４１０ ＡＰピン留め層 ４１２ 第１のピン留め層 ４１４ 第２のピン留め層 ４１６ 第３のピン留め層 ４１８ 高固有抵抗層 ４２０ 逆平行結合（ＡＰＣ）層 ４２２、４２４ 方向 ４２６ スペーサ層 ４２８ 自由強磁性層 ４３０ 抵抗層（ラミネート層） ４３２ ラミネート層 ４３５ キャップ層 ４３６ バイアス層 ４３８ リード ４４０ 検出装置 ４４２ 電源 ５１０ 下部層 ５２０ 移行層 ５３０ テクスチャ層
Claims (25)
- 【請求項１】基板と、 前記基板上に設けられ、かつ前記基板に対して実質的に
平行に配置された（１１１）結晶学的平面を形成するた
めに選択された面心立方材料を含むシード層と、 磁束が通り、かつ該磁束の変化に応答して変化する電気
抵抗を有するように構成され、前記シード層の上に位置
した磁性材料からなる自由層と、 を有することを特徴とするスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項２】前記シード層は、一般式 ＮｉＦｅＸ（式中、ＸはＮｂ、Ｍｏ、及びＣｒからなる
群から選択される） で表される化合物からなる群から選択される化合物を含
む第１の層を有することを特徴とする請求項１に記載の
スピン・バルブ・センサ。 - 【請求項３】前記シード層は、前記第１の層と前記基板
との間に位置した第２の層をさらに有し、また前記第２
の層はＮｉ合金を含むことを特徴とする請求項２に記載
のスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項４】第１の層はＮｉＦｅＮｂを含むことを特徴
とする請求項３に記載のスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項５】前記第２の層はＮｉＯを含むことを特徴と
する請求項４に記載のスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項６】前記第１の層の厚さは５オングストローム
乃至３０オングストロームであり、また前記第２の層の
厚さは２０オングストローム乃至１００オングストロー
ムであることを特徴とする請求項５に記載のスピン・バ
ルブ・センサ。 - 【請求項７】前記第１の層と前記第２の層との間に第３
の層をさらに有し、前記第３の層はＴａ及びＺｒからな
る群から選択される金属を含有することを特徴とする請
求項３に記載のスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項８】前記第３の層はＴａを含むことを特徴とす
る請求項７に記載のスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項９】前記第３の層の厚さは、２０オングストロ
ーム乃至６０オングストロームであることを特徴とする
請求項８に記載のスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項１０】前記シード層と前記自由層との間に位置
したピン留め層をさらに有し、前記ピン留め層から前記
反強磁性層へ流れる電流の量を減少させるようにして選
択された抵抗材料からなる層を前記ピン留め層が有する
ことを特徴とする請求項３に記載のスピン・バルブ・セ
ンサ。 - 【請求項１１】前記ピン留め層は、一般式 ＮｉＦｅＸ（式中、ＸはＮｂ、Ｍｏ、及びＣｒからなる
群から選択される） で表される化合物からなる群から選択される化合物を含
むことを特徴とする請求項１０に記載のスピン・バルブ
・センサ。 - 【請求項１２】前記ピン留め層はＮｉＦｅＮｂを含むこ
とを特徴とする請求項１１に記載のスピン・バルブ・セ
ンサ。 - 【請求項１３】基板と、 前記基板の上に位置した反強磁性（ＡＦＭ）層と、 強磁性体から形成され、かつ前記反強磁性層の上に配置
されたピン留め層と、 磁束が通り、かつ該磁束の変化に応答して変化する電気
抵抗を有するように構成され、前記反強磁性（ＡＦＭ）
層の上に位置した磁性材料からなる自由層とを有し、さ
らに、 前記ピン留め層の磁気配向が実質的に前記反強磁性層に
よって固定され、さらに前記ピン留め層から反強磁性層
に流れる電流の量を減少させるために選択された電気抵
抗材料からなる層を前記ピン留め層が有することを特徴
とするスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項１４】前記ピン留め層は、前記反強磁性層に隣
接した第１の逆平行ピン留め層をさらに有し、前記第１
の逆平行ピン留め層はＣｏＦｅとＣｏとからなる群から
選択される材料を含むことを特徴とする請求項１３に記
載のスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項１５】前記ピン留め層は、前記第１の逆平行ピ
ン留め層の上に位置した第２の逆平行ピン留め層をさら
に有し、前記第２の逆平行ピン留め層はＣｏＦｅとＣｏ
とからなる群から選択される材料を含むことを特徴とす
る請求項１４に記載のスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項１６】電気的抵抗材料からなる層は第１及び第
２の逆平行ピン留め層の間、及び隣接して位置すること
を特徴とする請求項１５のスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項１７】前記電気抵抗材料からなる層は、一般式 ＮｉｆｅＸ（式中、Ｘは、Ｎｂ、Ｍｏ、及びＣｒからな
る群から選択される元素） で表される化合物からなる群から選択される化合物から
なる材料を含むことを特徴とする請求項１６に記載のス
ピン・バルブ・センサ。 - 【請求項１８】前記電気抵抗材料からなる層は、ＮｉＦ
ｅＮｂを含むことを特徴とする請求項１７に記載のスピ
ン・バルブ・センサ。 - 【請求項１９】前記電気抵抗材料からなる層は、厚さが
５オングストローム乃至１５オングストロームであるこ
とを特徴とする請求項１８に記載のスピン・バルブ・セ
ンサ。 - 【請求項２０】前記第１の逆平行ピン留め層及び第２の
逆平行ピン留め層は、それぞれ厚さが５オングストロー
ム乃至２０オングストロームであることを特徴とする請
求項１９に記載のスピン・バルブ・センサ。 - 【請求項２１】（１）磁気記録ディスクと、 （２）基板、 一般式 ＮｉＦｅＸ（式中、ＸはＮｂ、Ｍｏ、及びＣｒからなる
群から選択される） で表される化合物からなる群から選択される化合物を含
む第１の層と、 前記第１の層と前記基板との間に位置し、かつＮｉ合金
を含む第２の層とを有し、前記基板の上に配置されたシ
ード層、 前記シード層の上に配置した反強磁性（ＡＦＭ）層、 強磁性体から形成され、かつ前記反強磁性層の上に配置
され、さらに磁気的配向が実質的に固定されたピン留め
層、 前記ピン留め層の上に配置されたスペーサ層、 磁束が通り、かつ該磁束の変化に応答して変化する電気
抵抗を有するように構成され、前記反強磁性（ＡＦＭ）
層の上に位置した磁性材料からなる自由層、及び前記自
由層の上に配置されたキャップ層を有し、前記磁気記録
ディスク上に記録されたデータを読み取るための逆平行
ピン留めスピン・バルブ・センサと、 （３）前記磁気記録ディスク上に磁気記録された異なる
データに前記スピン・バルブ・センサがアクセスするた
めに前記磁気記録ディスク上で前記スピン・バルブ・セ
ンサを移動させるアクチュエータと、 （４）前記スピン・バルブ・センサに電気的に連結し、
かつ前記磁気記録されたデータによって誘導される磁場
の変化に応答して前記ピン留め層の一定の磁化を基準と
した前記自由層の磁化軸の回転によって生ずる前記スピ
ン・バルブ・センサの抵抗の変化を検出するように構成
された検出器と、 を備えることを特徴とするディスク・ドライブ装置。 - 【請求項２２】前記第１の層はＮｉＦｅＮｂを含み、ま
た前記第２の層はＮｉＯを含むことを特徴とする請求項
２１に記載のディスク・ドライブ装置。 - 【請求項２３】前記第１の層は厚さが５オングストロー
ム乃至３０オングストロームであり、また前記第２の層
は厚さが２０オングストローム乃至１００オングストロ
ームであることを特徴とする請求項２２に記載のディス
ク・ドライブ装置。 - 【請求項２４】前記シード層は、前記第１の層と前記第
２の層との間に位置したＴａからなる第３の層をさらに
有することを特徴とする請求項２３に記載のディスク・
ドライブ装置。 - 【請求項２５】前記ピン留め層は前記ピン留め層から前
記反強磁性層へ流れる電流の量を減少させるように選択
された電気抵抗材料からなる層を有することを特徴とす
る請求項２４に記載のディスク・ドライブ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/532,000 US6650512B1 (en) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | GMR coefficient enhancement of a spin valve structure |
| US09/532000 | 2000-03-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001332783A true JP2001332783A (ja) | 2001-11-30 |
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