JP2005167214A - 磁気記憶装置のフリー層における磁気歪を制御する方法および装置 - Google Patents

磁気記憶装置のフリー層における磁気歪を制御する方法および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 磁気記憶装置のフリー層において、磁気歪を制御する方法および装置を開示する。
【解決手段】 ピン層６１０，分離層６２０，フリー層６３０を有する磁気記憶装置のフリー層に対し，第一層厚ｔ１を有す第一フリー層６３２と第２層厚ｔ２を有す第２フリー層６３４を設ける。磁気抵抗比ΔR/Rを変更せずに所望の磁気歪を得るため第一，第２フリー層６３２，６３４のターゲット組成物を変更せずに，相対厚さ値を修正することにより，フリー層６３０の磁気歪を制御する。
【選択図】 図６

Description

本発明は一般に磁気記憶装置のセンサに関するもので、更に詳細には、磁気記憶装置のフリー層において磁気歪を制御する方法および装置に関するものである。
磁気記録は、情報処理産業の主要分野である。その基本原理は初期のテープ装置については100年、また磁気ハードディスクドライブについては40年以上あるが、技術革新の到来により、磁気記録製品の記憶能力や性能は伸び続けている。最初のディスクドライブがデータ保存として用いられるようになって以来、ハードディスクドライブ用磁気媒体の面密度または書込データビットは2百万以上にまで増加した。磁気記録ヘッド、媒体、ドライブについての電子工学および力学の向上により、面密度が増加し続けている。
面密度が増加する際の最重要要素として磁気記録ヘッドが考えられてきた。ギガバイト／平方インチ（Gbits/in2）の領域でデータ密度が十分な場合、磁気記録ヘッドは媒体から磁気的に記録されたデータを書込み、続いて読取りができるので、長き将来にわたりハードディスクドライブが優勢な記憶装置であり続けられる威力を得た。
コンピューティング プラットフォームの重要な構成要素とは、磁気ディスクおよび磁気テープ装置を備えた大容量記憶装置である。この場合に、例えばデータバックアップ アプリケーションにおいては、磁気テープ装置が普及している。書込および読取ヘッドは、磁気データを記録媒体に書込したり、また磁気データを記録媒体から読取したりすることに用いる。読取および書込ヘッドは、読取および書込機能を実行するコンピュータプログラムに従って動作する処理回路に接続されている。
磁気抵抗（ＭＲ）センサは、磁界が存在する抵抗を変える。記録された磁気媒体から磁界が、読取素子における磁化方向を変化させ、またセンサ抵抗に対応する変化をおこすために、磁気ディスクのような記録された磁気媒体から記録データを読取ることができる。
検出素子が検出する磁束の強度と方向の関数としての、検出素子の抵抗変化を介して、磁気抵抗（ＭＲ）センサが磁界信号を検知する。たとえばＭＲ読取ヘッドとして、磁気記録ディスクやテープ装置でデータ読取用に用いられるこれらのような従来のＭＲセンサは、通常大部分はパーマロイからなる磁気材料の磁気異方性の抵抗（ＡＭＲ）効果に基づいて動作する。読取素子の磁化方向と読取素子を介したセンス電流の方向との間にできる角度の余弦二乗に応じて、読取素子の抵抗成分は変動する。記録された磁気媒体（信号フィールド）からの外部磁界が、読取素子の磁化の向きに変化を生じさせ、また順次、読取素子の抵抗に変化を生じさせるため、磁気ディスクドライブの磁気ディスクのような磁気媒体から、記録データの読取が可能である。抵抗のこのような変化は、記録媒体に記録された磁気の遷移を検知するために用いられることがある。
過去数年間、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）あるいはスピンバルブとしても知られる効果に基づくセンサの発見と開発が、記憶能力を増大できる公算を高めた。スピンバルブセンサは、ピン層の磁化とフリー層の磁化との間にできる角度の余弦に応じて、ＧＭＲ効果が変化する。記録された磁気媒体が外部磁界、あるいは信号フィールドがフリー層の磁化方向を変化させ、順次スピンバルブセンサの抵抗を変化させ、センス電流あるいは電圧が対応して変化をするので、記録データは磁気媒体から読取可能となる。
ＧＭＲ効果を用いた磁気センサは、磁気ディスクやテープ装置のような大容量記憶装置に見られ、またスピンバルブセンサとして度々言及される。ＡＦＭピンスピンバルブにおいて、ピン層に隣接する固定させるピニング層により磁気的にピン層が固定され、すなわち配向される。自己固定スピンバルブにおいて、ピン層の磁気モーメントは製造工程中に固定される。すなわち磁気モーメントは薄膜の特定の厚さと構成とによって設定される。
最近、磁気トンネル接合センサが、磁気ディスク並びに磁気抵抗ランダムアクセスメモリ用の読取ヘッドを備えた種々の応用を提案してきた。磁気トンネル接合（ＭＪＴ）は、絶縁壁によって隔離された少なくとも２層の磁気膜からなる特定のタイプすなわち磁気抵抗器である。この絶縁壁は電子が量子力学的に壁を通過するに十分な程薄い。磁気層の磁化ベクトルの相対配向に依存したトンネリングの可能性とＭＴＪの抵抗は直接関連する。磁気ベクトルの配向が適応する磁界に依存しているために、ＭＴＪ装置の抵抗は磁界の存在しているところで変化する。
スピンバルブセンサおよびＭＴＪ装置には、単一構造に組み入れられる薄材の少なくとも３層が含まれている。フリー層はセンサ層として作動する。フリー層は読取予定のデータビット面上を通過している。ディスク上の磁気パターンに応じて回転自在である。分離層がフリー層に隣接して提供される。ＧＭＲセンサにおいて、分離層は銅のような導体である。ＭＴＪ装置において、分離層は酸化アルミニウム（Al2O3）のような絶縁層である。ピン層は、上述のように固定された磁気配向で保持された材料からなる層である。
フリー層の磁気歪は、センサ性能を良好に制御するよう要求された主要パラメータの一つである。フリー層は、CoFe およびNiFeのような二重層構造を用いて形成されることがよくある。現在、たとえば、NiFeあるいはCoFe層のような一層の化合物を変えることによって、フリー層の二重層構造に生じる磁気歪の制御を達成する。ひとつの層の化合物を変えることは時間と経費を非常に浪費するが、センサ設計を変更することがしばしば必要とされている。
磁気記憶装置のフリー層における磁気歪を制御する方法および装置の必要性があることが見受けられる。
上述のような先行技術での限界を克服するために、また本明細書を読み理解した際に明らかとなるであろう他の限界を克服するために、本発明は、磁気記憶装置のフリー層における磁気歪を制御する方法および装置を開示する。
フリー層に対して同様のターゲット組成物を提供し、しかし磁気抵抗比、ΔR/Rを実質的に変更せずに所望の磁気歪を得るために相対厚さ値を修正することによって、本発明は、上述の問題を解決する。
本発明の原理に従った方法は、ピン層の形成、そのピン層を覆う分離層の形成、第１層厚を有す第１フリー層の形成、第２層厚を有す第２フリー層の形成からなり、第１層厚と第２層厚との比は所望の磁気歪を実現するために選択される。
本発明の別の実施形態においては、磁気センサが提供される。磁気センサは、ピン層と、ピン層を覆って形成された分離層と、分離層を覆って形成された第１層厚を有す第１フリー層と、第1フリー層を覆って形成された第２層厚を有す第２フリー層とを備え、また所望の磁気歪を実現するために第１層厚および第２層厚の比が選択される。
本発明の別の実施形態においては、磁気トンネル接合センサが提供される。この磁気トンネル接合センサは、ピン層とこのピン層を覆って形成された絶縁層と所望の磁気歪を実現するように第１層厚および第２層厚の比が選択された、絶縁層を覆って形成された第1層厚を有す第１フリー層およびこの第１フリー層を覆って形成された第２層厚を有す第２フリー層を含んだ磁気トンネル接合デバイスと、この磁気トンネル接合デバイスに連結された電流源と、第1および第2フリー層の磁気配向に基づく磁気トンネル接合デバイスを介して電気抵抗を検出するためにこの磁気トンネル接合デバイスに連結された磁気抵抗検出器とからなっている。
本発明の別の実施形態においては、磁気記憶システムが提供される。この磁気記憶システムは、可動磁気記録媒体と、ピン層とこのピン層を覆って形成された分離層と所望の磁気歪を実現するように第１層厚および第２層厚の比が選択された、分離層を覆って形成された第１層厚を有す第１フリー層およびこの第１フリー層を覆って形成された第２層厚を有す第２フリー層を含む可動記録媒体の磁気信号を検知する磁気センサと、第1および第2フリー層の磁気配向に基づき磁気センサを介して電気抵抗を検出するために磁気センサに連結された磁気抵抗検出器と、媒体に応じてセンサを移動させるためにこの磁気センサに結合されたアクチュエータとからなっている。
本発明の別の実施形態においては、スピンバルブセンサが提供される。このスピンバルブセンサは、所望の磁気歪を実現するように第１層厚および第２層厚の比が選択された、第１層厚を有す第１フリー層およびこの第１フリー層を覆って形成された第２層厚を有す第２フリー層を備えた二重フリー層構造と、磁気モーメントを有す強磁性ピン層構造と、このフリー層構造とこのピン層構造との間に配置された非磁性導電性分離層と、このピン層構造のこの磁気モーメントを固定させる、ピン層構造に連結した反強磁性ピニング層と、このフリー層構造の両側にこのフリー層構造と隣接する関係にある硬質磁気薄膜と、このピニング層構造に隣接するシード層構造とからなっている。
本発明の別の実施形態においては、スピンバルブセンサが提供される。このスピンバルブセンサは、所望の磁気歪を実現するように第１層厚および第２層厚の比が選択された、第１層厚を有す第１フリー層およびこの第１フリー層を覆って形成された第２層厚を有す第２フリー層とを備えた二重フリー層構造と、磁気モーメントを有す自己固定層構造と、フリー層構造と自己固定層構造との間に配置された非磁性導電性分離層と、このフリー層構造の両側にこのフリー層構造と隣接する関係にある硬質磁気薄膜と、固定させる層構造に隣接するシード層構造とからなっている。
本発明の別の実施形態においては、磁気センサが提供される。この磁気センサは、固定された磁気配向を提供する手段と、磁界を検知する第１層厚を第１手段が有し磁界を検知する第２層厚を第２手段が有すような回転自由な磁化を提供する第１および第２手段を備えた、磁界を検知し固定された磁気配向を提供するためにこの手段を覆って配置された二重層の手段と、この二重層の手段から磁界を固定させる手段を分離する手段とからなっており、さらに所望の磁気歪を実現するように第１層厚および第２層厚の比を選択する。
これらの、また本発明を特徴づけるその他の種々の新規な利点および性質とを、ここに添付した請求項における特異性をもって指摘し、かつ本明細書の一部はそれらを形成する。しかしながら、本発明と、本発明の利点と、また本発明を用いることにより得られる目的とをより良く理解するために、本明細書の更なる部分を形成する図面、および添付の記述的事項を参照する必要がある。そこには本発明に従った装置の特定の例示がなされている。
次の実施形態の記載においては、本願の一部をなす添付図面を参照する。そして、本発明を実施することがある、特定の実施形態を図示する方法で示す。本発明の範囲を逸脱しない限り、構造の変更をすることがあるので別の実施例を用いても良いことが理解されよう。
本発明は、磁気記憶装置のフリー層における磁気歪を制御する方法および装置を提供する。同様の目的の化合物をフリー層に用いてもよいが、磁気抵抗比、ΔR/Rを変更せずに所望の磁気歪を得るため相対層厚値を修正する。
図1は本発明による例示的記憶システム１００を示す。変換器１１０はアクチュエータ１２０に制御されており、よってアクチュエータ１２０が変換器１１０の位置を制御する。変換器１１０が磁気媒体１３０にデータを書込み、そしてデータを読取る。この読取り／書込み信号をデータチャンネル１４０に伝達する。外部入力／出力（I/O）１７０とデータ交換するため、信号処理器１５０によりアクチュエータ１２０が制御され、データチャンネル１４０の信号が処理される。たとえば、I/O１７０がデータを提供して、記憶システム１００を用いたデスクトップコンピュータのアプリケーションのルート制御をしてもよい。さらに、磁気媒体１３０が変換器１１０に関連して動くようにするため、信号処理器１５０が媒体トランスレータ１６０を制御する。本発明により、記憶システム１００の特定のタイプあるいは記憶システム１００で用いられる媒体１３０のタイプに限定されるべき趣旨はない。
図２は本発明による複数の磁気ディスクからなる記憶システム２００の特定の一実施形態を示す。図２において、ハードディスクドライブ記憶システム２００が示される。このシステム２００は、複数の磁気ディスク２２０を支持し回転させるスピンドル２１０を備える。モータコントローラ２３０が制御するモータ２８０によりスピンドル２１０が回転する。読取りと書込みが組合さった磁気ヘッド２７０は、サスペンション２５０およびアクチュエータアーム２４０により支持されたスライダ２６０に装着している。読取り／書込み磁気ヘッド２７０と情報を表す信号をやり取りする処理回路が、磁気ディスク２２０を回転させるモータ駆動信号を与え、また種々のトラックにスライダ２６０を移動させる制御信号を与える。マルチディスク記憶システムが描かれているが、シングル磁気ディスク記憶システムが同様に実行可能である。
サスペンション２５０およびアクチュエータアーム２４０がスライダ２６０を位置決めし、そして読取り/書込み磁気ヘッド２７０が磁気ディスク２２０面と変換する関係にある。磁気ディスク２２０をモータ２８０が回転させる際、スライダ２４０はディスク２２０面とＡＢＳ２９０との間の薄い空気クッション（空気軸受）上に支持される。そして、読取り/書込み磁気ヘッド２７０が、磁気ディスク２２０面上のマルチ回転トラックに情報を書込み、さらにそこから情報を読取るために利用される。
図３はサスペンション３２２に装着されたスライダ３２０を示す。サスペンション３２２上で、第１および第２はんだ付接続３０２および３０８が、センサ３１８からリード３１０および３１４にかけてリードを各々接続し、また、サスペンション３２２上で、第３および第４はんだ付接続３０４および３０６が、書込コイル（図示せず）からリード３１２および３１６を各々接続する。
図４はスライダ４００および磁気ヘッド４１０を示す。スライダは、磁気ヘッド４１０、サイドレール４３０および４６０を支持するセンタレール４２０を備えている。このサポートレール４２０、４３０および４６０はクロスレール４４０から延びている。磁気ディスクの回転に関して、クロスレール４４０はスライダ４００の前縁４５０にありまた磁気ヘッド４１０はスライダ４００の後縁４７０にある。
添付の図１乃至４に示されている典型的な磁気記録ディスクドライブシステムについての上述の記載は、説明だけの目的でなされている。記憶システムには多くの記録媒体とアクチュエータを備えていてもよく、また各々のアクチュエータが多くのスライダを支持していてもよい。さらに、空気軸受スライダの替わりにヘッドキャリアが、一方が、たとえば液体軸受のようにディスクに接したあるいはほぼ接したヘッドを保持し、そして他方が記録ディスクドライブと接したあるいはほぼ接したヘッドを保持してもよい。
図５は本発明の一実施の形態によるGMRセンサ５００の空気軸受面図を示している。GMRヘッドはリードバック出力電圧が高く、直線形レスポンスが速く、対称となる読取プロフィールが高感度であるために、高密度記録磁気抵抗（ＭＲ）ヘッドへの使用を非常に魅力あるものとしている。
図５には、中央部５１６によって分断された端部５１２および５１４を備えたＧＭＲセンサ５００の空気軸受面図が示されている。非磁性導電性の分離層５２２（典型的には主として銅）によりフリー層（強磁性自由層）５１８がピン層（強磁性ＡＰ-固定層）５２０から分離されている。本発明の実施の形態によるフリー層５１８についてさらに詳細に下記に述べる。ピン層５２０の磁化が反強磁性（ＡＦＭ）層５２４と結合した交換を経て固定されてもよい。しかしフリー層５１８の磁化は、外部磁界が存在する際には自由に回転する。フリー層５１８、分離層５２２、ピン層５２０、ＡＦＭ層５２４の全てが中央部５１６を構成する。
端部５１２および５１４で各々形成されたハードバイアス層５２６および５２８は、フリー層５１８に対して長手方向のバイアスを与える。シード層構造５５０は基板上５１０に備えられ、集合組織を促進し、かつたとえばハードバイアス層のようにシード層構造５５０に隣接して引き続き成長する各層の結晶粒の成長を促進する。ハードバイアス層５２６および５２８を各々覆って形成されるリード５３０および５３２は、電流源５３４からGMRセンサ５００にセンス電流Isの流れに対する電気的接続を提供する。外部磁界（たとえば、GMRセンサ５００を通過してディスク上にフィールド遷移する際に生じた磁界）により誘導された変化によって、リード５３０および５３２に電気的に接続した信号検出器５４０がGMRセンサ５００の抵抗の変化を感知する。フリー層５１８上に選択的にキャップ（図示せず）が備えられている。GMRセンサ５００の別の構成が可能であり、当業者はこのような代替構成を利用するため本発明を容易に適応することがある。
GMRヘッドセンサのサンドイッチ構造内、すなわち、「フリー層を感知し」、「間隙層を導電し」そして「固定された層」内では、フリー層の磁化が媒体から外部磁界に自由に応答する。ピン層の磁化はフリー層の磁化に約９０°で固定されている。分離層を介してフリー層とピン層間を伝導電子が散乱するにつれて、フリー層とピン層間の磁化方向の角度に応じて、ヘッドの抵抗が変化する。
図６は本発明の実施の形態による層構造６００を示す。図６では、ピン層６１０、分離層６２０、フリー層６３０が示される。フリー層６３０は、たとえばCoFe層６３２およびNiFe層６３４からなってもよく二重層構造である。フリー層６３０の複合磁気歪は、磁気記憶アプリケーションを厳しく制御する必要がある。層６３２、６３４すなわちNiFeターゲットの組成の一つを変更することによって、この制御はかねてから達成されている。しかしながら、本発明の実施形態にしたがって、フリー層６３０にある層６３２、６３４間の厚さ比を変更することによって、さらに良好な制御を達成する。所望の磁気歪をもたらす比を備えるためにフリー層６３２、６３４の相対厚を選択するフリー層６３０を図６に示す。したがって、第１層および第２層６３２、６３４のターゲット組成物を変更せずに、むしろ、所望の磁気歪を得るためにフリー層６３２，６３４の相対厚値を修正することにより、フリー層６３０の磁気歪を制御する。図６では、第1フリー層６３２がt1６４０の厚さを有すように設計されており、第2フリー層６３４がt２６４２の厚さを有すように設計されている。t1/t２の比率が磁気歪を決定する。当業者らは、本発明が、フリー層６３２、６３４を特別の材料に限定することを意味しないことを認めるであろう。それにもかかわらず、本発明の好適な実施形態には、t1の厚さを有すように選択されたCoFe層６３２、および厚さt２を有すように設計されたNiFeフリー層６３４が含まれる。
たとえばCoFe/NiFeフリー層６３０の組成を変更するよりも、磁気歪を制御するためにフリー層６３２、６３４の相対厚比を変更することの方が容易で安価である。さらに、磁気歪を制御するためにフリー層６３０の層６３２、６３４間の相対厚比を変更することにより、フリー層６３０の要求に適した範囲内でいかなる磁気歪値の選択もできる。対比して、磁気歪を制御するためにフリー層６３２、６３４の組成を変更するには、同タイプの磁気歪値を得るためターゲット組成物を多く用いることが必要となる。
図７は本発明の実施の形態によるCoFe/NiFeフリー層間の比のグラフ７００を示す。図7は、フリー層のCoFe/NiFe比を変更することにより、さらに良好な制御を達成できることを示している。図７では、CoFe/NiFe堆積時間比７１０が約0.75 ７１２から1.35 ７１４に変化する。複合磁気歪７３０が-1.8 ×10-6 ７３２から -0.4 ×10-6 ７３４に変化する。
図８は本発明の実施の形態によるセンサについてのCoFe/NiFe比の範囲に対するdR/ Rのグラフ８００を示す。図８では、外部磁界が高い値と低い値を切り替える際、磁気抵抗比（ＭＲ比）８３０、dR/ Rが抵抗の変化率となる。図８は、ＭＲ比８３０がほぼ一定してCoFe/NiFe比８１０を、つまり12.95%から13.37%に、増加させていることを表している。
図９は、本発明の実施の形態によるCoFe/NiFe比の範囲に対するセンサ抵抗のグラフ９００である。図９では、センサ抵抗９３０はCoFe/NiFe比９１０の増加を著しくは変更していない。CoFe/NiFe比９１０の約0.75 ９１２から1.05 ９１４の範囲に対して、センサ抵抗９３０が、23.3 ohms/sq. ９３２から23.4 ohms/sq. ９３４に変化する。
図１０は、本発明の実施の形態によるCoFe/NiFe比の範囲に対するフリー層の保磁力のグラフ１０００である。図１０では、保持力１０３０はCoFe/NiFe比１０１０の著しい増加を伴わない。CoFe/NiFe比１０１０の約0.75 １０１２から1.35 １０１４の範囲に対して、保磁力１０３０が、約6 Oe １０３２から約4.8 Oe １０３４に変化する。
図１１は、本発明の実施の形態によるCoFe/NiFe比の範囲に対するフリー層の硬軸保磁力のグラフ１１００を表す。図１１では、硬軸保磁力１１３０が相対的に一定してCoFe/NiFe比１１１０を増加させている。CoFe/NiFe比１１１０の約0.75 １１１２から1.35 １１１４の範囲に対して、硬軸保磁力が、約1.1 Oe １１３２から約0.95 Oe １１３４に変化する。
図１２は、磁気記憶装置のフリー層における所望の磁気歪を備えた磁気記憶装置を形成するフローチャート１２００である。図１２では、ピン層が形成されている １２１０。分離層がピン層を覆って形成される １２２０。第1フリー層および第2フリー層間の厚さ比、t1/t２が所望の磁気歪をもたらすために選択される第1フリー層および第2フリー層、たとえばCoFeおよびNiFeを堆積することにより、フリー層が形成される １２３０。
したがって、本発明は、磁気記憶装置のフリー層における磁気歪を制御する方法および装置を提供する。同様のターゲット組成物がCoFeおよびNiFeに対して用いられるが、所望の磁気歪を得るために相対厚み比が修正される。さらに、図８乃至１２では、本発明の実施の形態による構造の特性がCoFe/NiFe比を変化させても劣化しないことを立証する。
本発明の実施形態についての前述の記載は例示と記載の目的で表された。開示された厳密な形式に本発明を徹底させ限定する意思はない。上記の教示に照らして多くの修正や変更が可能である。本発明の範囲がこの詳細な記載と共にではなく、むしろここに添付の請求項によって限定される意図がある。
図面について説明する。図中、類似参照文字は全図にわたって該当部分を示すものである。
本発明の一実施の形態による記憶システムを示す。 本発明の一実施の形態による一記憶システムを示す。 本発明の一実施の形態によるサスペンションに装着されたスライダを示す。 本発明の一実施の形態によるスライダと磁気ヘッドのＡＢＳ図を示す。 本発明の一実施の形態によるＧＭＲセンサの空気軸受面の図を示す。 本発明の一実施の形態による層構造を示す。 本発明の一実施の形態によるCoFe/NiFe比のグラフを示す。 本発明の一実施の形態によるセンサのCoFe/NiFe比の範囲に対するdR/Rのグラフである。 本発明の一実施の形態によるCoFe/NiFe比の範囲に対するセンサ抵抗のグラフである。 本発明の一実施の形態によるCoFe/NiFe比の範囲に対するフリー層の保磁力のグラフである。 本発明の一実施の形態によるCoFe/NiFe比の範囲に対するフリー層の硬軸保磁力のグラフである。 磁気記憶装置のフリー層における所望の磁気歪を備えた磁気記憶装置を形成するフローチャートである。
符号の説明
１００…記憶システム、
１１０…変換器、
１２０…アクチュエータ、
１３０…磁気媒体、
１４０…データチャンネル、
１５０…信号処理器、
１６０…媒体トランスレータ、
１７０…外部入力／出力（I/O）、
２００…記憶システム、
２１０…スピンドル、
２２０、４１０…磁気ディスク、
２３０…モータコントローラ、
２４０…アクチュエータアーム、
２５０、３２２…サスペンション、
２６０、３２０、４００…スライダ、
２７０、４１０…読取り／書込み磁気ヘッド、
２８０…モータ、
３０２、３０４、３０６、３０８…はんだ付接続、
３１０、３１２、３１４、３１６…リード線、
３１８…センサ、
４２０…センタレール、
４３０、４６０…サイドレール、
４４０…クロスレール、
４５０…スライダの前縁、
４７０…スライダの後縁、
５００…GMRセンサ、
５１０…基板、
５１２、５１４…端部、
５１６…中央部、
５１８…フリー層（強磁性自由層）、
５２０、６１０…ピン層、
５２２、６２０…分離層、
５２４…反強磁性（ＡＦＭ）層、
５２６、５２８…ハードバイアス層、
５５０…シード層構造、
５３０、５３２…リード、
５３４…電流源、
５４０…信号検出器、
６００…層構造、
６１０…ピン層、
６３０…CoFe/NiFeフリー層、
６３２…第１フリー層・CoFe層、
６３４…第２フリー層・NiFe層、
６４０…t1、
６４２…t２。

Claims (17)

  1. ピン層を形成し、前記ピン層を覆う分離層を形成し、第１層厚を有す第１フリー層を形成し、第２層厚を有す第２フリー層を形成し、所望の磁気歪を実現するように前記第１層厚と第２層厚との比を選択することを特徴とする磁気記憶装置のフリー層における磁気歪を制御する方法。
  2. 前記第１フリー層がCoFeを含み、前記第２フリー層がNiFeを含むことを特徴とする請求項１記載の磁気記憶装置のフリー層における磁気歪を制御する方法。
  3. 前記分離層が導体層であることを特徴とする請求項１記載の磁気記憶装置のフリー層における磁気歪を制御する方法。
  4. 前記分離層が絶縁層であることを特徴とする請求項１記載の磁気記憶装置のフリー層における磁気歪を制御する方法。
  5. ピン層と、前記ピン層を覆う分離層と、前記分離層を覆って形成された第１層厚を有す第１フリー層と、前記第１フリー層を覆って形成された第２層厚を有す第２フリー層とを備えた磁気センサであって、所望の磁気歪を実現するように前記第１層厚と第２層厚との比を選択することを特徴とする磁気センサ。
  6. 前記第１フリー層がCoFeを含み、前記第２フリー層がNiFeを含むことを特徴とする請求項５記載の磁気センサ。
  7. 前記分離層が導体層であることを特徴とする請求項５記載の磁気センサ。
  8. 前記分離層は絶縁層であることを特徴とする請求項５記載の磁気センサ。
  9. ピン層と前記ピン層を覆って形成された絶縁層と所望の磁気歪を実現するように第１層厚および第２層厚の比が選択された前記絶縁層を覆って形成された第1層厚を有す第１フリー層および前記第１フリー層を覆って形成された第２層厚を有す第２フリー層とを備えた磁気トンネル接合デバイスと、
    前記磁気トンネル接合デバイスに連結された電流源と、
    前記第1および第2フリー層の磁気配向に基づく前記磁気トンネル接合デバイスを介して電気抵抗を検出するために前記磁気トンネル接合デバイスに連結された磁気抵抗検出器とを備えた磁気トンネル接合センサ。
  10. 前記第１フリー層がCoFeを含み、前記第２フリー層がNiFeを含むことを特徴とする請求項９記載の磁気トンネル接合センサ。
  11. 可動磁気記録媒体と、
    ピン層と前記ピン層を覆って形成された分離層と所望の磁気歪を実現するように第１層厚および第２層厚の比が選択された前記分離層を覆って形成された第１層厚を有す第１フリー層および前記第１フリー層を覆って形成された第２層厚を有す第２フリー層とを備えた前記可動記録媒体の磁気信号を検知する磁気センサと、
    前記第1および第2フリー層の磁気配向に基づき前記磁気センサを介して電気抵抗を検出するために前記磁気センサに連結された磁気抵抗検出器と、
    前記媒体に応じて前記センサを移動させるため前記磁気センサに結合されたアクチュエータとを備えた磁気記憶システム。
  12. 前記第１フリー層がCoFeを含み、前記第２フリー層がNiFeを含むことを特徴とする請求項１１記載の磁気記憶システム。
  13. 所望の磁気歪を実現するように第１層厚および第２層厚の比が選択された第１層厚を有す第１フリー層および前記第１フリー層を覆って形成された第２層厚を有す第２フリー層を含んだ二重フリー層構造と、
    磁気モーメントを有す強磁性ピン層構造と、
    前記フリー層構造と前記ピン層構造との間に配置された非磁性導電性分離層と、
    前記ピン層構造の前記磁気モーメントを固定させる前記ピン層構造に連結した反強磁性ピニング層と、
    前記フリー層構造の両側に前記フリー層構造と隣接する関係にある硬質磁気薄膜と、
    前記ピニング層構造に隣接するシード層構造とを備えたスピンバルブセンサ。
  14. 前記第１フリー層がCoFeを含み、前記第２フリー層がNiFeを含むことを特徴とする請求項１３記載のスピンバルブセンサ。
  15. 所望の磁気歪を実現するように第１層厚および第２層厚の比が選択された第１層厚を有す第１フリー層および前記第１フリー層を覆って形成された第２層厚を有す第２フリー層を含んだ二重フリー層構造と、
    磁気モーメントを有す自己固定層構造と、
    前記フリー層構造と前記自己固定層構造との間に配置された非磁性導電性分離層と、
    前記フリー層構造の両側に前記フリー層構造と隣接する関係にある硬質磁気薄膜と、
    この固定させる層構造に隣接するシード層構造とを備えたスピンバルブセンサ。
  16. 前記第１フリー層がCoFeを含み、前記第２フリー層がNiFeを含むことを特徴とする請求項１５記載のスピンバルブセンサ。
  17. 固定された磁気配向を提供する手段と、
    磁界を検知する第１層厚を第１手段が有し磁界を検知する第２層厚を第２手段が有すような回転自由な磁化を提供する第１および第２手段を備えた、磁界を検知し固定された磁気配向を提供するために前記手段を覆って配置された二重層の手段と、
    前記二重層の手段から磁界を固定させる手段を分離する手段とからなる磁気センサであり、第１層厚および第２層厚の比が所望の磁気歪を実現するように選択された磁気センサ。
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