JP3233396B2 - 磁気トンネル接合センサおよびディスク・ドライブ・システム - Google Patents
磁気トンネル接合センサおよびディスク・ドライブ・システムInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に磁気媒体か
ら情報信号を読み取るための磁気トンネル接合変換器に
関し、詳細には電気絶縁反強磁性層を有する磁気トンネ
ル接合センサおよびそのようなセンサを組み込んだ磁気
記憶システムに関する。
ら情報信号を読み取るための磁気トンネル接合変換器に
関し、詳細には電気絶縁反強磁性層を有する磁気トンネ
ル接合センサおよびそのようなセンサを組み込んだ磁気
記憶システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータは、データを書き込むこと
ができ、かつ後で使用するためにデータを読み取ること
ができる媒体を有する補助記憶装置を含んでいることが
多い。回転する磁気ディスクを組み込んでおり、ディス
ク表面上にデータを磁気の形で記憶する直接アクセス記
憶装置（ディスク・ドライブ）が一般に使用される。デ
ータは、ディスク表面上の半径方向に離間した同心トラ
ック上に記録される。その場合、読取りセンサを含んで
いる磁気ヘッドを使用して、ディスク表面上のトラック
からデータを読み取る。
ができ、かつ後で使用するためにデータを読み取ること
ができる媒体を有する補助記憶装置を含んでいることが
多い。回転する磁気ディスクを組み込んでおり、ディス
ク表面上にデータを磁気の形で記憶する直接アクセス記
憶装置（ディスク・ドライブ）が一般に使用される。デ
ータは、ディスク表面上の半径方向に離間した同心トラ
ック上に記録される。その場合、読取りセンサを含んで
いる磁気ヘッドを使用して、ディスク表面上のトラック
からデータを読み取る。
【０００３】大容量ディスク・ドライブでは、一般にＭ
Ｒセンサと呼ばれる磁気抵抗（ＭＲ）読取りセンサが、
薄膜誘導ヘッドよりも大きいトラック密度および線密度
でディスクの表面からデータを読み取ることができるた
め、主流の読取りセンサとなっている。ＭＲセンサは、
ＭＲ層によって検知された磁束の強度および方向に応じ
たＭＲ検知層（「ＭＲ要素」や「ＭＲエレメント」とも
呼ばれる）の抵抗の変化によって磁界を検出する。
Ｒセンサと呼ばれる磁気抵抗（ＭＲ）読取りセンサが、
薄膜誘導ヘッドよりも大きいトラック密度および線密度
でディスクの表面からデータを読み取ることができるた
め、主流の読取りセンサとなっている。ＭＲセンサは、
ＭＲ層によって検知された磁束の強度および方向に応じ
たＭＲ検知層（「ＭＲ要素」や「ＭＲエレメント」とも
呼ばれる）の抵抗の変化によって磁界を検出する。
【０００４】従来のＭＲセンサは、ＭＲ要素の抵抗がＭ
Ｒ要素の磁化とＭＲ要素中を流れるセンス電流の方向と
の間の角度のコサインの二乗に従って変化するという異
方性磁気抵抗（ＡＭＲ）効果に基づいて動作する。記録
されたデータは磁気媒体から読み取ることができる。こ
れは、記録された磁気媒体からの外部磁界（信号磁界）
によりＭＲ要素の磁化の方向が変化し、その結果ＭＲ要
素の抵抗が変化し、それに応じて検知された電流または
電圧が変化するためである。
Ｒ要素の磁化とＭＲ要素中を流れるセンス電流の方向と
の間の角度のコサインの二乗に従って変化するという異
方性磁気抵抗（ＡＭＲ）効果に基づいて動作する。記録
されたデータは磁気媒体から読み取ることができる。こ
れは、記録された磁気媒体からの外部磁界（信号磁界）
によりＭＲ要素の磁化の方向が変化し、その結果ＭＲ要
素の抵抗が変化し、それに応じて検知された電流または
電圧が変化するためである。
【０００５】他のタイプのＭＲセンサは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検知層の抵抗は、非磁性層（スペーサ）によ
って分離された磁性層間の伝導電子のスピン依存性移
動、およびそれに付随して磁性層と非磁性層の境界およ
び磁性層の内部で起こるスピン依存性散乱に応じて変化
する。
す巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサである。ＧＭＲセンサ
では、ＭＲ検知層の抵抗は、非磁性層（スペーサ）によ
って分離された磁性層間の伝導電子のスピン依存性移
動、およびそれに付随して磁性層と非磁性層の境界およ
び磁性層の内部で起こるスピン依存性散乱に応じて変化
する。
【０００６】非磁性材料（例えば銅）の層によって分離
された強磁性材料（例えばＮｉ−Ｆｅ）の２つの層のみ
を使用したＧＭＲセンサは一般にスピン・バルブ（Ｓ
Ｖ）効果を示すＳＶセンサと呼ばれる。
された強磁性材料（例えばＮｉ−Ｆｅ）の２つの層のみ
を使用したＧＭＲセンサは一般にスピン・バルブ（Ｓ
Ｖ）効果を示すＳＶセンサと呼ばれる。
【０００７】図１に中央領域１０２によって分離された
端部領域１０４および１０６を含んでいる従来技術のＳ
Ｖセンサ１００を示す。ピン止め層１２０と呼ばれる第
１の強磁性層の磁化は、一般に反強磁性（ＡＦＭ）層１
２５との交換結合によって固定（ピン止め）される。自
由層１１０と呼ばれる第２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界（信号磁界）に応
答して自由に回転することができる。自由層１１０は非
磁性、電気伝導スペーサ層１１５によってピン止め層１
２０から分離される。端部領域１０４および１０６中に
それぞれ形成されたハード・バイアス層１３０および１
３５は、自由層１１０に縦方向バイアスを提供する。ハ
ード・バイアス層１３０および１３５上にそれぞれ形成
されたリード線１４０および１４５は、ＳＶセンサ１０
０の抵抗を検知する電気接続を提供する。参照により本
発明の一部となるディーニー（Dieny）他に付与された
ＩＢＭの米国特許第５２０６５９０号には、ＳＶ効果に
基づいて動作するＧＭＲセンサが開示されている。
端部領域１０４および１０６を含んでいる従来技術のＳ
Ｖセンサ１００を示す。ピン止め層１２０と呼ばれる第
１の強磁性層の磁化は、一般に反強磁性（ＡＦＭ）層１
２５との交換結合によって固定（ピン止め）される。自
由層１１０と呼ばれる第２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界（信号磁界）に応
答して自由に回転することができる。自由層１１０は非
磁性、電気伝導スペーサ層１１５によってピン止め層１
２０から分離される。端部領域１０４および１０６中に
それぞれ形成されたハード・バイアス層１３０および１
３５は、自由層１１０に縦方向バイアスを提供する。ハ
ード・バイアス層１３０および１３５上にそれぞれ形成
されたリード線１４０および１４５は、ＳＶセンサ１０
０の抵抗を検知する電気接続を提供する。参照により本
発明の一部となるディーニー（Dieny）他に付与された
ＩＢＭの米国特許第５２０６５９０号には、ＳＶ効果に
基づいて動作するＧＭＲセンサが開示されている。
【０００８】現在開発中の他のタイプの磁気デバイスは
磁気トンネル接合（ＭＴＪ）デバイスである。ＭＴＪデ
バイスはメモリ・セルおよび磁界センサとして応用が可
能である。ＭＴＪデバイスは、薄い電気絶縁トンネル・
バリア層によって分離された２つの強磁性層を含んでい
る。トンネル・バリア層は、強磁性層間に電荷担体の量
子力学的トンネル効果が起こるほど十分薄い。トンネル
効果過程は電子スピン依存性であり、これは接合上のト
ンネル効果電流が強磁性材料のスピン依存性電子特性に
依存し、また２つの強磁性層の磁気モーメントの相対配
向、または磁化の方向によって変化することを意味す
る。ＭＴＪセンサでは、一方の強磁性層の磁気モーメン
トは固定され、他方の強磁性層の磁気モーメントは記録
媒体からの外部磁界（信号磁界）に応答して自由に回転
することができる。２つの強磁性層間に電位を加えた場
合、センサの抵抗は、その強磁性層間の絶縁層上のトン
ネル効果電流によって変化する。トンネル・バリア層中
を垂直方向に流れるトンネル効果電流は２つの強磁性層
の相対磁化方向に依存するので、記録されたデータを磁
気媒体から読み取ることができる。これは、信号磁界に
より自由層の磁化の方向が変化し、その結果ＭＴＪセン
サの抵抗が変化し、それに応じて検知された電流または
電圧が変化するためである。参照により全体が本発明の
一部となるガラガー（Gallagher）他に付与されたＩＢ
Ｍの米国特許第５６５０９５８号には、磁気トンネル接
合効果に基づいて動作するＭＴＪセンサが開示されてい
る。
磁気トンネル接合（ＭＴＪ）デバイスである。ＭＴＪデ
バイスはメモリ・セルおよび磁界センサとして応用が可
能である。ＭＴＪデバイスは、薄い電気絶縁トンネル・
バリア層によって分離された２つの強磁性層を含んでい
る。トンネル・バリア層は、強磁性層間に電荷担体の量
子力学的トンネル効果が起こるほど十分薄い。トンネル
効果過程は電子スピン依存性であり、これは接合上のト
ンネル効果電流が強磁性材料のスピン依存性電子特性に
依存し、また２つの強磁性層の磁気モーメントの相対配
向、または磁化の方向によって変化することを意味す
る。ＭＴＪセンサでは、一方の強磁性層の磁気モーメン
トは固定され、他方の強磁性層の磁気モーメントは記録
媒体からの外部磁界（信号磁界）に応答して自由に回転
することができる。２つの強磁性層間に電位を加えた場
合、センサの抵抗は、その強磁性層間の絶縁層上のトン
ネル効果電流によって変化する。トンネル・バリア層中
を垂直方向に流れるトンネル効果電流は２つの強磁性層
の相対磁化方向に依存するので、記録されたデータを磁
気媒体から読み取ることができる。これは、信号磁界に
より自由層の磁化の方向が変化し、その結果ＭＴＪセン
サの抵抗が変化し、それに応じて検知された電流または
電圧が変化するためである。参照により全体が本発明の
一部となるガラガー（Gallagher）他に付与されたＩＢ
Ｍの米国特許第５６５０９５８号には、磁気トンネル接
合効果に基づいて動作するＭＴＪセンサが開示されてい
る。
【０００９】図２に、第１の電極２０４と第２の電極２
０２とトンネル・バリア層２１５とを含む従来のＭＴＪ
センサ２００を示す。第１の電極２０４はピン止め層
（ピン止め強磁性層）２２０、反強磁性（ＡＦＭ）層２
３０、およびシード層２４０を含んでいる。ピン止め層
２２０の磁化はＡＦＭ層２３０との交換結合によって固
定される。第２の電極２０２は自由層（自由強磁性層）
２１０およびキャップ層２０５を含んでいる。自由層２
１０は非磁性電気絶縁トンネル・バリア層２１５によっ
てピン止め層２２０から分離される。外部磁界がない場
合、自由層２１０の磁化は、矢印２１２で示される方向
を向いている、すなわち概して矢印２２２（矢印の尾部
が紙面を指す）で示されるピン止め層２２０の磁化方向
に対して直角である。第１の電極２０４および第２の電
極２０２と接触してそれぞれ形成された第１のリード線
２６０および第２のリード線２６５は、検知電流Ｉsが
電流源２７０からＭＴＪセンサ２００へ流れるための電
気接続を与える。第１のリード線２６０および第２のリ
ード線２６５に接続された部分応答最尤（ＰＲＭＬ）チ
ャネルなどの記録チャネルを一般に含んでいる信号検出
器２８０は、外部磁界により自由層２１０中に生じた変
化に起因する抵抗の変化を検知する。
０２とトンネル・バリア層２１５とを含む従来のＭＴＪ
センサ２００を示す。第１の電極２０４はピン止め層
（ピン止め強磁性層）２２０、反強磁性（ＡＦＭ）層２
３０、およびシード層２４０を含んでいる。ピン止め層
２２０の磁化はＡＦＭ層２３０との交換結合によって固
定される。第２の電極２０２は自由層（自由強磁性層）
２１０およびキャップ層２０５を含んでいる。自由層２
１０は非磁性電気絶縁トンネル・バリア層２１５によっ
てピン止め層２２０から分離される。外部磁界がない場
合、自由層２１０の磁化は、矢印２１２で示される方向
を向いている、すなわち概して矢印２２２（矢印の尾部
が紙面を指す）で示されるピン止め層２２０の磁化方向
に対して直角である。第１の電極２０４および第２の電
極２０２と接触してそれぞれ形成された第１のリード線
２６０および第２のリード線２６５は、検知電流Ｉsが
電流源２７０からＭＴＪセンサ２００へ流れるための電
気接続を与える。第１のリード線２６０および第２のリ
ード線２６５に接続された部分応答最尤（ＰＲＭＬ）チ
ャネルなどの記録チャネルを一般に含んでいる信号検出
器２８０は、外部磁界により自由層２１０中に生じた変
化に起因する抵抗の変化を検知する。
【００１０】図３に、従来技術のＭＴＪセンサ２００の
空気ベアリング面に対して直角な断面図を示す。ＭＴＪ
センサ２００はセンサ・ストリップ２９０を含んでお
り、センサ・ストライプ２９０はＡＢＳのところに前縁
部２９１を有し、またＡＢＳからトンネル・バリア層２
１５の後縁部によって画定された後縁部２９２まで延び
る。リード線２６０、２６５は、検知電流Ｉsがトンネ
ル・バリア層２１５に対して直角な方向に流れるための
電気接続を提供する。電気絶縁層２５０は、センサ・ス
トライプ２９０の後縁部２９２のトンネル・バリア層の
まわりに検知電流が分流するのを防ぐ。
空気ベアリング面に対して直角な断面図を示す。ＭＴＪ
センサ２００はセンサ・ストリップ２９０を含んでお
り、センサ・ストライプ２９０はＡＢＳのところに前縁
部２９１を有し、またＡＢＳからトンネル・バリア層２
１５の後縁部によって画定された後縁部２９２まで延び
る。リード線２６０、２６５は、検知電流Ｉsがトンネ
ル・バリア層２１５に対して直角な方向に流れるための
電気接続を提供する。電気絶縁層２５０は、センサ・ス
トライプ２９０の後縁部２９２のトンネル・バリア層の
まわりに検知電流が分流するのを防ぐ。
【００１１】ＭＴＪセンサでは、検知電流がトンネル・
バリア層に対して直角な方向に流れるので、トンネル・
バリア層を除いてリード線層間に配置されたすべての層
について適度に高い電気伝導性が必要とされる。これら
の層の１つは、強磁性ピン止め層の磁化方向を固定する
ために使用されるＡＦＭ層である。Ｍｎ−Ｆｅは、以前
のＭＴＪセンサで使用されていた良好な電気伝導性を有
する反強磁性磁石である。しかしながら、Ｍｎ−Ｆｅ
は、製造工程中の関心事である耐食性が不十分であり、
ディスク・ドライブ環境でＭＴＪセンサの長期の安定度
を得るためには望ましくない。高い耐食性を有する代替
ＡＦＭ材料はＮｉＯおよびα−Ｆｅ2Ｏ3／ＮｉＯ二重層
であるが、これらのＡＦＭ材料は電気絶縁性であり、し
たがって検知電流がリード線間で通常のＭＴＪセンサ構
造を有するトンネル・バリア層に対して直角な方向に流
れるための経路を与えない。
バリア層に対して直角な方向に流れるので、トンネル・
バリア層を除いてリード線層間に配置されたすべての層
について適度に高い電気伝導性が必要とされる。これら
の層の１つは、強磁性ピン止め層の磁化方向を固定する
ために使用されるＡＦＭ層である。Ｍｎ−Ｆｅは、以前
のＭＴＪセンサで使用されていた良好な電気伝導性を有
する反強磁性磁石である。しかしながら、Ｍｎ−Ｆｅ
は、製造工程中の関心事である耐食性が不十分であり、
ディスク・ドライブ環境でＭＴＪセンサの長期の安定度
を得るためには望ましくない。高い耐食性を有する代替
ＡＦＭ材料はＮｉＯおよびα−Ｆｅ2Ｏ3／ＮｉＯ二重層
であるが、これらのＡＦＭ材料は電気絶縁性であり、し
たがって検知電流がリード線間で通常のＭＴＪセンサ構
造を有するトンネル・バリア層に対して直角な方向に流
れるための経路を与えない。
【００１２】ピン止め層の磁化を固定するために使用さ
れるピン止め層に、高い耐食性を有するＮｉＯやα−Ｆ
ｅ2Ｏ3／ＮｉＯなどの電気絶縁ＡＦＭ材料を使用するこ
とができるＭＴＪセンサの構造、およびこの構造を有す
るＭＴＪセンサを製造する方法が必要である。
れるピン止め層に、高い耐食性を有するＮｉＯやα−Ｆ
ｅ2Ｏ3／ＮｉＯなどの電気絶縁ＡＦＭ材料を使用するこ
とができるＭＴＪセンサの構造、およびこの構造を有す
るＭＴＪセンサを製造する方法が必要である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、電
気絶縁ＡＦＭ層を有する磁気抵抗トンネル接合（ＭＴ
Ｊ）センサを開示することである。
気絶縁ＡＦＭ層を有する磁気抵抗トンネル接合（ＭＴ
Ｊ）センサを開示することである。
【００１４】本発明の他の目的は、ＮｉＯから製造した
ＡＦＭ層を有するＭＴＪセンサを開示することである。
ＡＦＭ層を有するＭＴＪセンサを開示することである。
【００１５】本発明の他の目的は、電気絶縁ＡＦＭ層を
使用し、電気リード線の役目もする磁気シールドに電気
的に接触するピン止め層構造を有するＭＴＪセンサを開
示することである。
使用し、電気リード線の役目もする磁気シールドに電気
的に接触するピン止め層構造を有するＭＴＪセンサを開
示することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の原理によれば、
概して長方形の形状を有するＭＴＪセンサ・ストライプ
と、対向する２つの側縁部、すなわちＡＢＳ表面の後縁
部および前縁部とを含むＭＴＪセンサが開示される。セ
ンサ・ストライプは、ＮｉＯ、反絶縁強磁性材料のＡＦ
Ｍ層を含む層のスタックを含んでいる。ＡＦＭ層上に付
着させた強磁性ピン止め層はＭＴＪセンサ・ストライプ
の後縁部（空気ベアリング面のストライプの前縁部に対
向する縁部）の後ろの第１の強磁性シールドと電気接触
して、検知電流が電気絶縁ＡＦＭ層をバイパスするため
の経路を与える。その場合、検知電流は、ピン止め層か
らトンネル・バリア層およびＭＴＪセンサ・ストライプ
の自由層を横断して、ＭＴＪセンサの第２の電気リード
線の役目をする第２の強磁性シールドまで流れる。
概して長方形の形状を有するＭＴＪセンサ・ストライプ
と、対向する２つの側縁部、すなわちＡＢＳ表面の後縁
部および前縁部とを含むＭＴＪセンサが開示される。セ
ンサ・ストライプは、ＮｉＯ、反絶縁強磁性材料のＡＦ
Ｍ層を含む層のスタックを含んでいる。ＡＦＭ層上に付
着させた強磁性ピン止め層はＭＴＪセンサ・ストライプ
の後縁部（空気ベアリング面のストライプの前縁部に対
向する縁部）の後ろの第１の強磁性シールドと電気接触
して、検知電流が電気絶縁ＡＦＭ層をバイパスするため
の経路を与える。その場合、検知電流は、ピン止め層か
らトンネル・バリア層およびＭＴＪセンサ・ストライプ
の自由層を横断して、ＭＴＪセンサの第２の電気リード
線の役目をする第２の強磁性シールドまで流れる。
【００１７】ＭＴＪセンサは、シード層、ＡＦＭ層、ピ
ン止め強磁性層、トンネル・バリア層、自由強磁性層、
および第１のシールド上に順次に付着させたキャップ層
を含んでいる。シード層およびＡＦＭ層を付着させた
後、ＡＦＭ層をセンサ・ストライプの後縁部の先に延び
るＡＦＭ後縁部を有するようにフォトリソグラフィによ
って画定する。ピン止め強磁性層をＡＦＭ層上、ＡＭＦ
後縁部上および第１のシールドと電気接触する第１のシ
ールド上に付着させる。次いで、トンネル・バリア層、
自由層、およびキャップ層を順次に付着させ、フォトリ
ソグラフィによってパターン形成して、ＭＴＪセンサ・
ストライプを形成する。次いで、電気絶縁層をＭＴＪセ
ンサ領域全体上に付着させる。次いで、ＭＴＪセンサ・
ストライプを覆っているフォトレジストを除去し、ＭＴ
Ｊセンサ・ストライプの第２の電極と電気接触する強磁
性材料の第２のシールドをＭＴＪセンサ上に付着させ
る。
ン止め強磁性層、トンネル・バリア層、自由強磁性層、
および第１のシールド上に順次に付着させたキャップ層
を含んでいる。シード層およびＡＦＭ層を付着させた
後、ＡＦＭ層をセンサ・ストライプの後縁部の先に延び
るＡＦＭ後縁部を有するようにフォトリソグラフィによ
って画定する。ピン止め強磁性層をＡＦＭ層上、ＡＭＦ
後縁部上および第１のシールドと電気接触する第１のシ
ールド上に付着させる。次いで、トンネル・バリア層、
自由層、およびキャップ層を順次に付着させ、フォトリ
ソグラフィによってパターン形成して、ＭＴＪセンサ・
ストライプを形成する。次いで、電気絶縁層をＭＴＪセ
ンサ領域全体上に付着させる。次いで、ＭＴＪセンサ・
ストライプを覆っているフォトレジストを除去し、ＭＴ
Ｊセンサ・ストライプの第２の電極と電気接触する強磁
性材料の第２のシールドをＭＴＪセンサ上に付着させ
る。
【００１８】本発明のＭＴＪセンサ構造では、第１およ
び第２の強磁性シールド層は、当技術分野で知られてい
るように漂遊磁界からの磁気遮蔽を行い、またＭＴＪス
タックの第１および第２の電極にそれぞれ検知電流を供
給するための電気リード線を提供する。この実施形態で
使用されるＡＦＭ層は電気絶縁性であるので、センサ・
ストライプの後縁部の先で第１のシールドとピン止め層
とが直接接触することによりＭＴＪセンサの第１の電極
への検知電流経路が与えられる。ＭＴＪセンサの端部領
域およびセンサ・ストライプの後縁部の材料の電気絶縁
層は、検知電流の流れが第１のシールドと第２のシール
ドの間のトンネル・バリア層のまわりに分流するのを防
ぐ。
び第２の強磁性シールド層は、当技術分野で知られてい
るように漂遊磁界からの磁気遮蔽を行い、またＭＴＪス
タックの第１および第２の電極にそれぞれ検知電流を供
給するための電気リード線を提供する。この実施形態で
使用されるＡＦＭ層は電気絶縁性であるので、センサ・
ストライプの後縁部の先で第１のシールドとピン止め層
とが直接接触することによりＭＴＪセンサの第１の電極
への検知電流経路が与えられる。ＭＴＪセンサの端部領
域およびセンサ・ストライプの後縁部の材料の電気絶縁
層は、検知電流の流れが第１のシールドと第２のシール
ドの間のトンネル・バリア層のまわりに分流するのを防
ぐ。
【００１９】以下の図面では、同じまたは類似の部品は
すべて同じ参照番号で示す。
すべて同じ参照番号で示す。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下の説明は本発明を実施するた
めの現在考えられる最善の実施形態である。この説明は
本発明の一般原理を説明するために行うものであり、本
明細書で特許請求する本発明の概念を限定するものでは
ない。
めの現在考えられる最善の実施形態である。この説明は
本発明の一般原理を説明するために行うものであり、本
明細書で特許請求する本発明の概念を限定するものでは
ない。
【００２１】次に図４および図５を参照すると、本発明
を実施するディスク・ドライブ３００が示されている。
図４および図５に示すように、少なくとも１つの回転可
能磁気ディスク３１２がスピンドル３１４上に支持さ
れ、ディスク・ドライブ・モータ３１８によって回転す
る。各ディスク上の磁気記録媒体はディスク３１２上の
同心データ・トラック（図示せず）の環状パターンの形
をしている。
を実施するディスク・ドライブ３００が示されている。
図４および図５に示すように、少なくとも１つの回転可
能磁気ディスク３１２がスピンドル３１４上に支持さ
れ、ディスク・ドライブ・モータ３１８によって回転す
る。各ディスク上の磁気記録媒体はディスク３１２上の
同心データ・トラック（図示せず）の環状パターンの形
をしている。
【００２２】少なくとも１つのスライダ３１３がディス
ク３１２上に位置しており、各スライダ３１３は１つま
たは複数の磁気読取り／書込みヘッド３２１を支持して
いる。ヘッド３２１は本発明のＭＴＪセンサを組み込ん
でいる。ディスクが回転すると、スライダ３１３はディ
スク表面３２２上を半径方向内側および外側に動き、そ
れによりヘッド３２１は所望のデータが記録されている
ディスクの異なる部分にアクセスすることができる。各
スライダ３１３はサスペンション３１５によってアクチ
ュエータ・アーム３１９に取り付けられる。サスペンシ
ョン３１５はディスク表面３２２に対してスライダ３１
３をバイアスするわずかなばね力を与える。各アクチュ
エータ・アーム３１９はアクチュエータ３２７に取り付
けられる。図４および図５に示されるアクチュエータは
ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）のこともある。ＶＣ
Ｍは固定の磁界中で動くことができるコイルを含んでお
り、コイルの動きの方向および速度はコントローラ３２
９によって供給されるモータ電流信号によって制御され
る。
ク３１２上に位置しており、各スライダ３１３は１つま
たは複数の磁気読取り／書込みヘッド３２１を支持して
いる。ヘッド３２１は本発明のＭＴＪセンサを組み込ん
でいる。ディスクが回転すると、スライダ３１３はディ
スク表面３２２上を半径方向内側および外側に動き、そ
れによりヘッド３２１は所望のデータが記録されている
ディスクの異なる部分にアクセスすることができる。各
スライダ３１３はサスペンション３１５によってアクチ
ュエータ・アーム３１９に取り付けられる。サスペンシ
ョン３１５はディスク表面３２２に対してスライダ３１
３をバイアスするわずかなばね力を与える。各アクチュ
エータ・アーム３１９はアクチュエータ３２７に取り付
けられる。図４および図５に示されるアクチュエータは
ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）のこともある。ＶＣ
Ｍは固定の磁界中で動くことができるコイルを含んでお
り、コイルの動きの方向および速度はコントローラ３２
９によって供給されるモータ電流信号によって制御され
る。
【００２３】ディスク記憶システムの動作中、ディスク
３１２の回転により、スライダ３１３（ヘッド３２１を
含みかつディスク３１２の表面に対向するスライダ３１
３の表面を空気ベアリング面（ＡＢＳ）と呼ぶ）とスラ
イダに上向きの力または揚力を加えるディスク表面３２
２との間に空気ベアリングが生じる。したがって、空気
ベアリングは、サスペンション３１５のわずかなばね力
を相殺し、スライダ３１３を通常動作中に小さい、実質
上一定の間隔でディスク表面からわずかに上方に支持す
る。
３１２の回転により、スライダ３１３（ヘッド３２１を
含みかつディスク３１２の表面に対向するスライダ３１
３の表面を空気ベアリング面（ＡＢＳ）と呼ぶ）とスラ
イダに上向きの力または揚力を加えるディスク表面３２
２との間に空気ベアリングが生じる。したがって、空気
ベアリングは、サスペンション３１５のわずかなばね力
を相殺し、スライダ３１３を通常動作中に小さい、実質
上一定の間隔でディスク表面からわずかに上方に支持す
る。
【００２４】ディスク記憶システムの様々な構成要素
は、アクセス制御信号や内部クロック信号など、制御装
置３２９によって生成された制御信号によって動作中に
制御される。一般に、制御装置３２９は論理制御回路、
記憶チップ、およびマイクロプロセッサを含んでいる。
制御装置３２９は、線３２３上の駆動モータ制御信号
や、線３２８上のヘッド位置信号およびシーク制御信号
など、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。線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・トラックへ最適に動
かし、位置決めするための所望の電流プロファイルを与
える。記録チャネル３２５によって読取りおよび書込み
信号が読取り／書込みヘッド３２１との間で伝達され
る。
は、アクセス制御信号や内部クロック信号など、制御装
置３２９によって生成された制御信号によって動作中に
制御される。一般に、制御装置３２９は論理制御回路、
記憶チップ、およびマイクロプロセッサを含んでいる。
制御装置３２９は、線３２３上の駆動モータ制御信号
や、線３２８上のヘッド位置信号およびシーク制御信号
など、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。線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・トラックへ最適に動
かし、位置決めするための所望の電流プロファイルを与
える。記録チャネル３２５によって読取りおよび書込み
信号が読取り／書込みヘッド３２１との間で伝達され
る。
【００２５】代表的な磁気ディスク記憶システムの上記
の説明、および添付の図４および図５は提示のためのも
のにすぎない。ディスク記憶システムは多数のディスク
およびアクチュエータを含むことができ、各アクチュエ
ータはいくつかのスライダを支持することができること
は明らかであろう。
の説明、および添付の図４および図５は提示のためのも
のにすぎない。ディスク記憶システムは多数のディスク
およびアクチュエータを含むことができ、各アクチュエ
ータはいくつかのスライダを支持することができること
は明らかであろう。
【００２６】図５に、ＭＴＪ読取りヘッド位置および誘
導書込みヘッド位置を含む本発明を実施する読取り／書
込みヘッド３２１の概略断面図を示す。ヘッド３２１は
ラップされてＡＢＳを形成する。読取りヘッドは、第１
のシールド層Ｓ１と第２のシールド層Ｓ２の間に配置さ
れたＭＴＪセンサ３４０を含んでいる。第１のシールド
層Ｓ１と第２のシールド層Ｓ２の間でＭＴＪセンサから
離れた領域内には絶縁ギャップ層Ｇ１が配置されてい
る。書込みヘッドはコイル層Ｃと絶縁層ＩＮ２とを含ん
でおり、コイル層Ｃと絶縁層ＩＮ２は絶縁層ＩＮ１と絶
縁層ＩＮ３の間に配置されており、絶縁層ＩＮ１と絶縁
層ＩＮ３は第１の極片Ｐ１と第２の極片Ｐ２の間に配置
されている。第１の極片Ｐ１と第２の極片Ｐ２の間に
は、ＡＢＳに隣接したそれらの極先端部のところに磁気
書込みギャップを与えるギャップ層Ｇ２が配置されてい
る。図５に示される結合読取り／書込みヘッド３２１
は、読取りヘッドの第２のシールド層Ｓ２が書込みヘッ
ド用の第１の極片Ｐ１として使用されている「併合（me
rged）」ヘッドである。
導書込みヘッド位置を含む本発明を実施する読取り／書
込みヘッド３２１の概略断面図を示す。ヘッド３２１は
ラップされてＡＢＳを形成する。読取りヘッドは、第１
のシールド層Ｓ１と第２のシールド層Ｓ２の間に配置さ
れたＭＴＪセンサ３４０を含んでいる。第１のシールド
層Ｓ１と第２のシールド層Ｓ２の間でＭＴＪセンサから
離れた領域内には絶縁ギャップ層Ｇ１が配置されてい
る。書込みヘッドはコイル層Ｃと絶縁層ＩＮ２とを含ん
でおり、コイル層Ｃと絶縁層ＩＮ２は絶縁層ＩＮ１と絶
縁層ＩＮ３の間に配置されており、絶縁層ＩＮ１と絶縁
層ＩＮ３は第１の極片Ｐ１と第２の極片Ｐ２の間に配置
されている。第１の極片Ｐ１と第２の極片Ｐ２の間に
は、ＡＢＳに隣接したそれらの極先端部のところに磁気
書込みギャップを与えるギャップ層Ｇ２が配置されてい
る。図５に示される結合読取り／書込みヘッド３２１
は、読取りヘッドの第２のシールド層Ｓ２が書込みヘッ
ド用の第１の極片Ｐ１として使用されている「併合（me
rged）」ヘッドである。
【００２７】図６に、本発明の好ましい実施形態による
ＭＴＪセンサ４００の空気ベアリング面（ＡＢＳ）の図
を示す。ＭＴＪセンサ４００は、中央領域４６２によっ
て互いに分離された端部領域４６４および４６６を含ん
でいる。ＭＴＪセンサ４００の活性領域は中央領域４６
２内に形成されたＭＴＪセンサ・ストライプ４０３であ
る。ＭＴＪセンサ・ストライプ４０３は、対向する２つ
の側縁部４０７、４０８とＡＢＳの前縁部４９１に対向
する後縁部（図示せず）とを有する概して長方形形状を
有する。ＭＴＪセンサ・ストライプ４０３は第１の電極
４０４、第２の電極４０２、および第１の電極４０４と
第２の電極４０２の間に配置されたトンネル・バリア層
４１５を含んでいる。第１の電極４０４はピン止め層４
２０、ＡＦＭ層４３０およびシード層４４０を含んでお
り、ピン止め層４２０はトンネル・バリア層４１５とＡ
ＦＭ層４３０の間に配置されており、ＡＦＭ層４３０は
ピン止め層４２０とシード層４４０の間に配置されてい
る。第２の電極４０２は自由層４１０およびキャップ層
４０５を含んでおり、自由層４１０はトンネル・バリア
層４１５とキャップ層４０５の間に配置されている。
ＭＴＪセンサ４００の空気ベアリング面（ＡＢＳ）の図
を示す。ＭＴＪセンサ４００は、中央領域４６２によっ
て互いに分離された端部領域４６４および４６６を含ん
でいる。ＭＴＪセンサ４００の活性領域は中央領域４６
２内に形成されたＭＴＪセンサ・ストライプ４０３であ
る。ＭＴＪセンサ・ストライプ４０３は、対向する２つ
の側縁部４０７、４０８とＡＢＳの前縁部４９１に対向
する後縁部（図示せず）とを有する概して長方形形状を
有する。ＭＴＪセンサ・ストライプ４０３は第１の電極
４０４、第２の電極４０２、および第１の電極４０４と
第２の電極４０２の間に配置されたトンネル・バリア層
４１５を含んでいる。第１の電極４０４はピン止め層４
２０、ＡＦＭ層４３０およびシード層４４０を含んでお
り、ピン止め層４２０はトンネル・バリア層４１５とＡ
ＦＭ層４３０の間に配置されており、ＡＦＭ層４３０は
ピン止め層４２０とシード層４４０の間に配置されてい
る。第２の電極４０２は自由層４１０およびキャップ層
４０５を含んでおり、自由層４１０はトンネル・バリア
層４１５とキャップ層４０５の間に配置されている。
【００２８】ＡＦＭ層４３０はピン止め層４２０に交換
結合され、ＡＢＳに対して直角なピン止め層４２０の磁
化方向を固定する交換磁界を与える。自由層４１０の磁
化はＡＢＳに対して平行に配向し、信号磁界が存在する
場合に自由に回転することができる。
結合され、ＡＢＳに対して直角なピン止め層４２０の磁
化方向を固定する交換磁界を与える。自由層４１０の磁
化はＡＢＳに対して平行に配向し、信号磁界が存在する
場合に自由に回転することができる。
【００２９】本発明の好ましい実施形態では、ＭＴＪセ
ンサ・ストライプ４０３は第１のシールド（Ｓ１）４６
０上の中央領域４６２内に形成される。第１のシールド
４６０は、Ｎｉ−Ｆｅ（パーマロイ）、あるいはＡｌ−
Ｆｅ−Ｓｉ（センダスト）などの軟強磁性材料の層であ
り、中央領域４６２および端部領域４６４および４６６
上に延びて、ＭＴＪセンサを漂遊磁界から磁気遮蔽す
る。端部領域４６４および４６６内およびＭＴＪセンサ
・ストライプ４０３の後縁部の後ろにはＡｌ2Ｏ3などの
電気絶縁材料の絶縁層４５０が形成される。絶縁層４５
０上の端部領域内４６４および４６６上、およびＭＴＪ
センサ・ストライプ４０３上の中央領域４６２内にはＮ
ｉ−Ｆｅ、あるいはＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉなどの軟強磁性材
料の第２のシールド（Ｓ２）４６１が形成される。
ンサ・ストライプ４０３は第１のシールド（Ｓ１）４６
０上の中央領域４６２内に形成される。第１のシールド
４６０は、Ｎｉ−Ｆｅ（パーマロイ）、あるいはＡｌ−
Ｆｅ−Ｓｉ（センダスト）などの軟強磁性材料の層であ
り、中央領域４６２および端部領域４６４および４６６
上に延びて、ＭＴＪセンサを漂遊磁界から磁気遮蔽す
る。端部領域４６４および４６６内およびＭＴＪセンサ
・ストライプ４０３の後縁部の後ろにはＡｌ2Ｏ3などの
電気絶縁材料の絶縁層４５０が形成される。絶縁層４５
０上の端部領域内４６４および４６６上、およびＭＴＪ
センサ・ストライプ４０３上の中央領域４６２内にはＮ
ｉ−Ｆｅ、あるいはＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉなどの軟強磁性材
料の第２のシールド（Ｓ２）４６１が形成される。
【００３０】図７にＡＢＳに対して直角なＭＴＪセンサ
４００の断面図を示す。ＭＴＪセンサ・ストライプ４０
３はＡＢＳのところに前縁部４９１を有し、前縁部４９
１はＡＢＳからトンネル・バリア層４１５の後縁部によ
って画定される後縁部４９２まで延びる。本発明のＭＴ
Ｊセンサ内のＡＦＭ層は電気絶縁材料から形成されるの
で、検知電流がＡＦＭ層４３０をバイパスしてトンネル
・バリア層４１５に対して直角な方向に流れるための経
路を与える必要がある。検知電流が流れるための経路
は、ＡＦＭ層４３０をパターン形成して、ＡＦＭ後縁部
４９４をＭＴＪセンサ・ストライプの後縁部４９２より
もかなりさらにＡＢＳから離れて画定し、次いで強磁性
ピン止め層４２０をＡＦＭ層４３０上および第１のシー
ルド４６０の露出領域上にＡＦＭ後縁部４９４よりもさ
らにＡＢＳから離れて付着させることによって形成され
る。ＡＦＭ後縁部４９４はＡＢＳから１０〜５０マイク
ロメートル離れた範囲内に入るようにパターン形成でき
るが、ＭＴＪセンサ・ストライプ後縁部４９２はＡＢＳ
から約０．５マイクロメートルしか離れていない。この
構造は、検知電流Ｉsが第１のシールド４６０からピン
止め層４２０の平面に入り、それに沿って流れ、トンネ
ル・バリア層４１５および自由層４１０を横断して第２
のシールド４６１まで流れるための経路を与える。ピン
止め層４２０上のＭＴＪセンサ・ストライプ後縁部４９
２の先に付着させた絶縁層４５０は、第１のシールド４
６０と第２のシールド４６１とを電気絶縁させ、検知電
流がＭＴＪセンサ・ストライプ４０３のまわりに分流す
るのを防ぐ。検知電流はピン止め層４２０の平面内を流
れるので、その磁界を使用すれば自由層４１０内の安定
な磁気状態を達成することができる。
４００の断面図を示す。ＭＴＪセンサ・ストライプ４０
３はＡＢＳのところに前縁部４９１を有し、前縁部４９
１はＡＢＳからトンネル・バリア層４１５の後縁部によ
って画定される後縁部４９２まで延びる。本発明のＭＴ
Ｊセンサ内のＡＦＭ層は電気絶縁材料から形成されるの
で、検知電流がＡＦＭ層４３０をバイパスしてトンネル
・バリア層４１５に対して直角な方向に流れるための経
路を与える必要がある。検知電流が流れるための経路
は、ＡＦＭ層４３０をパターン形成して、ＡＦＭ後縁部
４９４をＭＴＪセンサ・ストライプの後縁部４９２より
もかなりさらにＡＢＳから離れて画定し、次いで強磁性
ピン止め層４２０をＡＦＭ層４３０上および第１のシー
ルド４６０の露出領域上にＡＦＭ後縁部４９４よりもさ
らにＡＢＳから離れて付着させることによって形成され
る。ＡＦＭ後縁部４９４はＡＢＳから１０〜５０マイク
ロメートル離れた範囲内に入るようにパターン形成でき
るが、ＭＴＪセンサ・ストライプ後縁部４９２はＡＢＳ
から約０．５マイクロメートルしか離れていない。この
構造は、検知電流Ｉsが第１のシールド４６０からピン
止め層４２０の平面に入り、それに沿って流れ、トンネ
ル・バリア層４１５および自由層４１０を横断して第２
のシールド４６１まで流れるための経路を与える。ピン
止め層４２０上のＭＴＪセンサ・ストライプ後縁部４９
２の先に付着させた絶縁層４５０は、第１のシールド４
６０と第２のシールド４６１とを電気絶縁させ、検知電
流がＭＴＪセンサ・ストライプ４０３のまわりに分流す
るのを防ぐ。検知電流はピン止め層４２０の平面内を流
れるので、その磁界を使用すれば自由層４１０内の安定
な磁気状態を達成することができる。
【００３１】再び図６を参照すると、第１のシールド４
６０および第２のシールド４６１は、検知電流Ｉsが電
流源４７０からＭＴＪセンサ・ストライプ４０３まで流
れるための電気接続を与える。シールド４６０および４
６１に電気的に接続された信号検出器４８０は、外部磁
界（例えばディスク上に記憶されたデータ・ビットによ
って生じた磁界）により自由層４１０中に生じた変化に
起因する抵抗の変化を検出する。外部磁界は、ＡＢＳに
対して好ましくは直角に固定されたピン止め層４２０の
磁化方向に対して自由層４１０の磁化方向を回転させる
働きをする。信号検出器４８０は、当業者に知られてい
る部分応答最尤（ＰＲＭＬ）チャネルなどのデジタル記
録チャネルや、ピーク検出チャネルまたは最尤チャネル
などのよく知られている他のタイプの記録チャネルを含
んでいることが好ましい。信号検出器４８０はまた、当
業者に知られている検知された抵抗変化を調整するため
の（センサとチャネルの間に電気的に配置された）前置
増幅器などの他の支持回路を含んでいる。
６０および第２のシールド４６１は、検知電流Ｉsが電
流源４７０からＭＴＪセンサ・ストライプ４０３まで流
れるための電気接続を与える。シールド４６０および４
６１に電気的に接続された信号検出器４８０は、外部磁
界（例えばディスク上に記憶されたデータ・ビットによ
って生じた磁界）により自由層４１０中に生じた変化に
起因する抵抗の変化を検出する。外部磁界は、ＡＢＳに
対して好ましくは直角に固定されたピン止め層４２０の
磁化方向に対して自由層４１０の磁化方向を回転させる
働きをする。信号検出器４８０は、当業者に知られてい
る部分応答最尤（ＰＲＭＬ）チャネルなどのデジタル記
録チャネルや、ピーク検出チャネルまたは最尤チャネル
などのよく知られている他のタイプの記録チャネルを含
んでいることが好ましい。信号検出器４８０はまた、当
業者に知られている検知された抵抗変化を調整するため
の（センサとチャネルの間に電気的に配置された）前置
増幅器などの他の支持回路を含んでいる。
【００３２】ＭＴＪセンサ４００は、図６および図７に
示される多層構造を順次に付着させるマグネトロン・ス
パッタリングまたはイオン・ビーム・スパッタリング・
システムで製造することができる。約５０００〜１００
００Åの厚さを有するＮｉ−Ｆｅ（パーマロイ）の第１
のシールド（Ｓ１）４６０は基板４０１上に付着させ
る。シード層４４０、ＡＦＭ層４３０、ピン止め層４２
０、トンネル・バリア層４１５、自由層４１０、および
キャップ層４０５は、すべての強磁性層の層化容易軸を
配向させるために約４０Ｏｅの縦方向または横方向磁界
の存在下で第１のシールド４６０上に順次に付着させ
る。シード層４４０は、後続の層の結晶学的組織または
結晶粒度を変更するために付着させる層であり、後続の
層の材料によっては必要でないこともある。シード層を
使用する場合は、約３０〜５０Åの厚さを有するタンタ
ル（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル鉄（Ｎｉ
−Ｆｅ）、またはＡｌ2Ｏ3から形成することができる。
約１００〜４００Åの厚さを有するＮｉＯから形成され
たＡＦＭ層４３０は、酸素を含む反応ガスの存在下でニ
ッケル・ターゲットをスパッタすることによってシード
層４４０上に付着させる。ＡＦＭ層４３０は、フォトリ
ソグラフィによってＡＦＭ後縁部４９４を画定すること
によってパターン形成される。強磁性ピン止め層４２０
は、ＡＦＭ層４３０上およびＡＦＭ後縁部４９４のパタ
ーン形成によって露出した第１のシールド４６０の領域
上に付着させる。ピン止め層４２０は、約２０〜５０Å
の厚さを有するＮｉ−Ｆｅから形成することができ、あ
るいは約２０〜５０Åの厚さを有するＮｉ−Ｆｅのサブ
層およびＮｉ−Ｆｅサブ層上に付着させた約５Åの厚さ
を有するＣｏのインタフェース層から形成することがで
きる。トンネル・バリア層４１５は、ピン止め層４２０
上に８〜２０Åのアルミニウム（Ａｌ）層を付着し、次
いでプラズマ酸化させることによってＡｌ2Ｏ3から形成
される。強磁性自由層４１０は、約２０〜５０Åの厚さ
を有するＮｉ−Ｆｅから形成することができ、あるいは
トンネル・バリア層４１５上に付着させた約５Åの厚さ
を有するＣｏのインタフェース層およびＣｏインタフェ
ース層上に付着させた約２０〜５０Åの厚さを有するＮ
ｉ−Ｆｅのサブ層から形成することができる。約５０Å
の厚さを有するＴａから形成されたキャップ層４０５は
自由層４１０上に付着させる。キャップ層４０５上には
フォトレジストを付着させ、当技術分野でよく知られて
いるフォトリソグラフィ方法およびイオン・ミリング方
法を使用して、ＭＴＪセンサ・ストライプ４０３の後縁
部４９２および中央領域４６２を画定することができ
る。
示される多層構造を順次に付着させるマグネトロン・ス
パッタリングまたはイオン・ビーム・スパッタリング・
システムで製造することができる。約５０００〜１００
００Åの厚さを有するＮｉ−Ｆｅ（パーマロイ）の第１
のシールド（Ｓ１）４６０は基板４０１上に付着させ
る。シード層４４０、ＡＦＭ層４３０、ピン止め層４２
０、トンネル・バリア層４１５、自由層４１０、および
キャップ層４０５は、すべての強磁性層の層化容易軸を
配向させるために約４０Ｏｅの縦方向または横方向磁界
の存在下で第１のシールド４６０上に順次に付着させ
る。シード層４４０は、後続の層の結晶学的組織または
結晶粒度を変更するために付着させる層であり、後続の
層の材料によっては必要でないこともある。シード層を
使用する場合は、約３０〜５０Åの厚さを有するタンタ
ル（Ｔａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニッケル鉄（Ｎｉ
−Ｆｅ）、またはＡｌ2Ｏ3から形成することができる。
約１００〜４００Åの厚さを有するＮｉＯから形成され
たＡＦＭ層４３０は、酸素を含む反応ガスの存在下でニ
ッケル・ターゲットをスパッタすることによってシード
層４４０上に付着させる。ＡＦＭ層４３０は、フォトリ
ソグラフィによってＡＦＭ後縁部４９４を画定すること
によってパターン形成される。強磁性ピン止め層４２０
は、ＡＦＭ層４３０上およびＡＦＭ後縁部４９４のパタ
ーン形成によって露出した第１のシールド４６０の領域
上に付着させる。ピン止め層４２０は、約２０〜５０Å
の厚さを有するＮｉ−Ｆｅから形成することができ、あ
るいは約２０〜５０Åの厚さを有するＮｉ−Ｆｅのサブ
層およびＮｉ−Ｆｅサブ層上に付着させた約５Åの厚さ
を有するＣｏのインタフェース層から形成することがで
きる。トンネル・バリア層４１５は、ピン止め層４２０
上に８〜２０Åのアルミニウム（Ａｌ）層を付着し、次
いでプラズマ酸化させることによってＡｌ2Ｏ3から形成
される。強磁性自由層４１０は、約２０〜５０Åの厚さ
を有するＮｉ−Ｆｅから形成することができ、あるいは
トンネル・バリア層４１５上に付着させた約５Åの厚さ
を有するＣｏのインタフェース層およびＣｏインタフェ
ース層上に付着させた約２０〜５０Åの厚さを有するＮ
ｉ−Ｆｅのサブ層から形成することができる。約５０Å
の厚さを有するＴａから形成されたキャップ層４０５は
自由層４１０上に付着させる。キャップ層４０５上には
フォトレジストを付着させ、当技術分野でよく知られて
いるフォトリソグラフィ方法およびイオン・ミリング方
法を使用して、ＭＴＪセンサ・ストライプ４０３の後縁
部４９２および中央領域４６２を画定することができ
る。
【００３３】ここでピン止め層４２０の露出した部分上
のＭＴＪストライプ後縁部４９２の後ろの領域内および
第１のシールド（Ｓ１）４６０上の端部領域４６４、４
６６内に絶縁層４５０を付着することができる。絶縁層
４５０は、中央領域４６２内にＭＴＪセンサ活性層の全
厚さにほぼ等しい厚さを有するアルミニウム（Ａｌ）層
を付着し、次いでプラズマ酸化させることによってＡｌ
2Ｏ3から形成される。次いで、ＭＴＪセンサ・ストライ
プ４０３を保護するフォトレジストを除去し、約５００
０〜１００００Åの厚さを有するＮｉ−Ｆｅ（パーマロ
イ）の第２のシールド４６１を露出したＭＴＪセンサ・
ストライプ４０３上および絶縁層４５０上に付着させ
る。
のＭＴＪストライプ後縁部４９２の後ろの領域内および
第１のシールド（Ｓ１）４６０上の端部領域４６４、４
６６内に絶縁層４５０を付着することができる。絶縁層
４５０は、中央領域４６２内にＭＴＪセンサ活性層の全
厚さにほぼ等しい厚さを有するアルミニウム（Ａｌ）層
を付着し、次いでプラズマ酸化させることによってＡｌ
2Ｏ3から形成される。次いで、ＭＴＪセンサ・ストライ
プ４０３を保護するフォトレジストを除去し、約５００
０〜１００００Åの厚さを有するＮｉ−Ｆｅ（パーマロ
イ）の第２のシールド４６１を露出したＭＴＪセンサ・
ストライプ４０３上および絶縁層４５０上に付着させ
る。
【００３４】第２のシールド４６１は第２の電極４０２
に電気接触する。自由強磁性層４１０は、自由層４１０
と第２のシールド４６１との磁気結合を破壊するために
薄いキャップ層４０５によって第２のシールド４６１か
ら分離される。
に電気接触する。自由強磁性層４１０は、自由層４１０
と第２のシールド４６１との磁気結合を破壊するために
薄いキャップ層４０５によって第２のシールド４６１か
ら分離される。
【００３５】図８に本発明の他の実施形態によるＭＴＪ
センサ５００のＡＢＳの図を示す。この実施形態と図６
および図７に示される実施形態との唯一の差異は、シー
ド層４４０およびＡＦＭ層４３０が第１のシールド（Ｓ
１）４６０上の端部領域４６４および４６６内ならびに
中央領域４６２内に延びていることである。ＡＦＭ層４
３０はＮｉＯなどの電気絶縁ＡＦＭ材料から製造される
ので、端部領域４６４、４６６内のＡＦＭ層４３０は第
１のシールド（Ｓ１）４６０と第２のシールド（Ｓ２）
４６１とを電気的に絶縁し、絶縁層４５０とともにＳ１
とＳ２との電気的短絡を防ぐ。ＭＴＪセンサの後縁部の
構造、および検知電流経路を与えるためにピン止め層４
２０を第１のシールド（Ｓ１）４６０に電気接触させる
方法は、好ましい実施形態について図７に示されるもの
と同じであるか、あるいは図９に示される電気接触の構
造および方法とすることができる。
センサ５００のＡＢＳの図を示す。この実施形態と図６
および図７に示される実施形態との唯一の差異は、シー
ド層４４０およびＡＦＭ層４３０が第１のシールド（Ｓ
１）４６０上の端部領域４６４および４６６内ならびに
中央領域４６２内に延びていることである。ＡＦＭ層４
３０はＮｉＯなどの電気絶縁ＡＦＭ材料から製造される
ので、端部領域４６４、４６６内のＡＦＭ層４３０は第
１のシールド（Ｓ１）４６０と第２のシールド（Ｓ２）
４６１とを電気的に絶縁し、絶縁層４５０とともにＳ１
とＳ２との電気的短絡を防ぐ。ＭＴＪセンサの後縁部の
構造、および検知電流経路を与えるためにピン止め層４
２０を第１のシールド（Ｓ１）４６０に電気接触させる
方法は、好ましい実施形態について図７に示されるもの
と同じであるか、あるいは図９に示される電気接触の構
造および方法とすることができる。
【００３６】図９に本発明の他の実施形態によるＡＢＳ
に対して直角なＭＴＪセンサ５１０の断面を示す。この
実施形態では、第１のシールド（Ｓ１）上に付着させた
シード層４４０およびＡＦＭ層４３０は第１のシールド
（Ｓ１）上でＡＢＳから離れて延びる。ＡＦＭ層４３０
は電気絶縁材料から形成されているので、検知電流Ｉ s
がＡＦＭ層４３０をバイパスしてトンネル・バリア層４
１５に対して直角な方向に流れるための経路を与える必
要がある。検知電流が流れるための経路は、ＡＦＭ層４
３０上にピン止め層４２０を付着する前にＡＦＭ層４３
０中に開口（バイア）４９６を形成することによって作
成される。バイア４９６は、当技術分野でよく知られて
いる方法を使用して、ＡＦＭ層４３０の領域内にＭＴＪ
センサ・ストライプ後縁部４９２よりもさらにＡＢＳか
ら離れて形成される。ピン止め層４２０はＡＦＭ層４３
０上およびＡＦＭ層４３０中にバイア４９６によって露
出した第１のシールド（Ｓ１）４６０の領域上に付着さ
せる。ピン止め層４２０はバイア４９６を介して第１の
シールド（Ｓ１）４６０に電気接触し、検知電流Ｉ sが
第１のシールド（Ｓ１）４６０からピン止め層の平面内
に入り、それに沿って流れ、トンネル・バリア層４１５
および自由層４１０を横断して第２のシールド（Ｓ２）
４６１に至るための経路を与える。ピン止め層４２０上
のＭＴＪストライプ後縁部４９２の先に付着させた絶縁
層４５０は、第１のシールド（Ｓ１）４６０と第２のシ
ールド（Ｓ２）４６１とを電気的に絶縁させ、検知電流
がＭＴＪセンサ・ストライプ４０３のまわりに分流する
のを防ぐ。
に対して直角なＭＴＪセンサ５１０の断面を示す。この
実施形態では、第１のシールド（Ｓ１）上に付着させた
シード層４４０およびＡＦＭ層４３０は第１のシールド
（Ｓ１）上でＡＢＳから離れて延びる。ＡＦＭ層４３０
は電気絶縁材料から形成されているので、検知電流Ｉ s
がＡＦＭ層４３０をバイパスしてトンネル・バリア層４
１５に対して直角な方向に流れるための経路を与える必
要がある。検知電流が流れるための経路は、ＡＦＭ層４
３０上にピン止め層４２０を付着する前にＡＦＭ層４３
０中に開口（バイア）４９６を形成することによって作
成される。バイア４９６は、当技術分野でよく知られて
いる方法を使用して、ＡＦＭ層４３０の領域内にＭＴＪ
センサ・ストライプ後縁部４９２よりもさらにＡＢＳか
ら離れて形成される。ピン止め層４２０はＡＦＭ層４３
０上およびＡＦＭ層４３０中にバイア４９６によって露
出した第１のシールド（Ｓ１）４６０の領域上に付着さ
せる。ピン止め層４２０はバイア４９６を介して第１の
シールド（Ｓ１）４６０に電気接触し、検知電流Ｉ sが
第１のシールド（Ｓ１）４６０からピン止め層の平面内
に入り、それに沿って流れ、トンネル・バリア層４１５
および自由層４１０を横断して第２のシールド（Ｓ２）
４６１に至るための経路を与える。ピン止め層４２０上
のＭＴＪストライプ後縁部４９２の先に付着させた絶縁
層４５０は、第１のシールド（Ｓ１）４６０と第２のシ
ールド（Ｓ２）４６１とを電気的に絶縁させ、検知電流
がＭＴＪセンサ・ストライプ４０３のまわりに分流する
のを防ぐ。
【００３７】別法として、本発明によるＭＴＪセンサ４
００を製造するためにＡＦＭ層４３０をα−Ｆｅ2Ｏ3／
ＮｉＯ二重層から作成することもできる。
００を製造するためにＡＦＭ層４３０をα−Ｆｅ2Ｏ3／
ＮｉＯ二重層から作成することもできる。
【００３８】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００３９】（１）基板と、基板上に形成された強磁性
材料の第１のシールド（Ｓ１）と、前記第１のシールド
上に形成され、概して長方形形状を有し、対向する２つ
の側縁部、すなわち後縁部および前縁部を有し、電気絶
縁反強磁性材料の反強磁性（ＡＦＭ）層、前記ＡＦＭ層
と接触し、前記第１のシールドと電気接触する強磁性材
料のピン止め層、強磁性材料の自由層、および前記ピン
止め層と前記自由層の間に配置された電気絶縁材料のト
ンネル接合層を含む磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサ
・ストライプと、前記ＭＴＪセンサ・ストライプ上に形
成され、それと接触する強磁性材料の第２のシールド
（Ｓ２）と、第１のシールド上の前記ＭＴＪセンサ・ス
トライプの対向する側面、および前記ピン止め層上の前
記ＭＴＪセンサ・ストライプの後縁部の先に形成され、
前記第１のシールドおよび前記ピン止め層を前記第２の
シールドから分離する絶縁層とを備える磁気トンネル接
合（ＭＴＪ）センサ。 （２）前記ＡＦＭ層がＮｉＯから製造される、上記
（１）に記載のＭＴＪセンサ。 （３）前記絶縁層がＡｌ2Ｏ3から製造される、上記
（１）に記載のＭＴＪセンサ。 （４）前記第１のシールドがＮｉ−Ｆｅから製造され
る、上記（１）に記載のＭＴＪセンサ。 （５）前記第２のシールドがＮｉ−Ｆｅから製造され
る、上記（１）に記載のＭＴＪセンサ。 （６）信号検出器と、検出電流を供給する電流源と、前
記第１のシールドを電流源および信号検出器に接続する
第１の電気接続と、前記第２のシールドを電流源および
信号検出器に接続する第２の電気接続とをさらに備え、
前記第１および第２のシールドが、トンネル・バリア層
中および自由層中を垂直方向に流れる検知電流に対する
電気抵抗を検知する電気リード線を提供し、前記検知電
流の流れが前記絶縁層によって前記ＭＴＪセンサ・スト
ライプのまわりに分流するのを妨げられる、上記（１）
に記載のＭＴＪセンサ。 （７）前記ＡＦＭ層がα−Ｆｅ2Ｏ3／ＮｉＯから製造さ
れる、上記（１）に記載のＭＴＪセンサ。 （８）磁気記録ディスクと、前記磁気記録ディスク上に
磁気的に記録されたデータを検知する磁気トンネル接合
（ＭＴＪ）センサであって、基板と、基板上に形成され
た強磁性材料の第１のシールド（Ｓ１）と、前記第１の
シールド上に形成され、概して長方形の形状を有し、対
向する２つの側縁部、すなわち後縁部および前縁部を有
し、電気絶縁反強磁性材料の反強磁性（ＡＦＭ）層、前
記ＡＦＭ層と接触し、前記第１のシールドと電気接触す
る強磁性材料のピン止め層、強磁性材料の自由層、およ
び前記ピン止め層と前記自由層の間に配置された電気絶
縁材料のトンネル接合層を含む磁気トンネル接合（ＭＴ
Ｊ）センサ・ストライプと、前記ＭＴＪセンサ・ストラ
イプ上に形成され、それと接触する強磁性材料の第２の
シールド（Ｓ２）と、第１のシールド上の前記ＭＴＪセ
ンサ・ストライプの対向する側面、および前記ピン止め
層上の前記ＭＴＪセンサ・ストライプの後縁部の先に形
成され、前記第１のシールドおよび前記ピン止め層を前
記第２のシールドから分離する絶縁層とを含むＭＴＪセ
ンサと、ＭＴＪセンサが磁気記録ディスク上に磁気的に
記録されたデータの異なる領域にアクセスできるように
前記ＭＴＪセンサを磁気記録ディスク上で動かすアクチ
ュエータと、ＭＴＪセンサに電気的に結合され、磁気的
に記録されたデータからの磁界に応答してピン止め層の
固定磁化に対する自由強磁性層の磁化軸の回転によって
生じたＭＴＪセンサの抵抗の変化を検出する記録チャネ
ルとを備えるディスク・ドライブ・システム。 （９）前記ＡＦＭ層がＮｉＯから製造される、上記
（８）に記載のディスク・ドライブ・システム。 （１０）前記絶縁層がＡｌ2Ｏ3から製造される、上記
（８）に記載のディスク・ドライブ・システム。 （１１）前記第１のシールドがＮｉ−Ｆｅから製造され
る、上記（８）に記載のディスク・ドライブ・システ
ム。 （１２）前記第２のシールドがＮｉ−Ｆｅから製造され
る、上記（８）に記載のディスク・ドライブ・システ
ム。 （１３）信号検出器と、検出電流を供給する電流源と、
前記第１のシールドを電流源および信号検出器に接続す
る第１の電気接続と、前記第２のシールドを電流源およ
び信号検出器に接続する第２の電気接続とをさらに備
え、前記第１および第２のシールドが、トンネル・バリ
ア層中および自由層中を垂直方向に流れる検知電流に対
する電気抵抗を検知する電気リード線を提供し、前記検
知電流の流れが前記絶縁層によって前記ＭＴＪセンサ・
ストライプのまわりに分流するのを妨げられる、上記
（８）に記載のディスク・ドライブ・システム。 （１４）前記ＡＦＭ層がα−Ｆｅ2Ｏ3／ＮｉＯから製造
される、上記（８）に記載のディスク・ドライブ・シス
テム。
材料の第１のシールド（Ｓ１）と、前記第１のシールド
上に形成され、概して長方形形状を有し、対向する２つ
の側縁部、すなわち後縁部および前縁部を有し、電気絶
縁反強磁性材料の反強磁性（ＡＦＭ）層、前記ＡＦＭ層
と接触し、前記第１のシールドと電気接触する強磁性材
料のピン止め層、強磁性材料の自由層、および前記ピン
止め層と前記自由層の間に配置された電気絶縁材料のト
ンネル接合層を含む磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサ
・ストライプと、前記ＭＴＪセンサ・ストライプ上に形
成され、それと接触する強磁性材料の第２のシールド
（Ｓ２）と、第１のシールド上の前記ＭＴＪセンサ・ス
トライプの対向する側面、および前記ピン止め層上の前
記ＭＴＪセンサ・ストライプの後縁部の先に形成され、
前記第１のシールドおよび前記ピン止め層を前記第２の
シールドから分離する絶縁層とを備える磁気トンネル接
合（ＭＴＪ）センサ。 （２）前記ＡＦＭ層がＮｉＯから製造される、上記
（１）に記載のＭＴＪセンサ。 （３）前記絶縁層がＡｌ2Ｏ3から製造される、上記
（１）に記載のＭＴＪセンサ。 （４）前記第１のシールドがＮｉ−Ｆｅから製造され
る、上記（１）に記載のＭＴＪセンサ。 （５）前記第２のシールドがＮｉ−Ｆｅから製造され
る、上記（１）に記載のＭＴＪセンサ。 （６）信号検出器と、検出電流を供給する電流源と、前
記第１のシールドを電流源および信号検出器に接続する
第１の電気接続と、前記第２のシールドを電流源および
信号検出器に接続する第２の電気接続とをさらに備え、
前記第１および第２のシールドが、トンネル・バリア層
中および自由層中を垂直方向に流れる検知電流に対する
電気抵抗を検知する電気リード線を提供し、前記検知電
流の流れが前記絶縁層によって前記ＭＴＪセンサ・スト
ライプのまわりに分流するのを妨げられる、上記（１）
に記載のＭＴＪセンサ。 （７）前記ＡＦＭ層がα−Ｆｅ2Ｏ3／ＮｉＯから製造さ
れる、上記（１）に記載のＭＴＪセンサ。 （８）磁気記録ディスクと、前記磁気記録ディスク上に
磁気的に記録されたデータを検知する磁気トンネル接合
（ＭＴＪ）センサであって、基板と、基板上に形成され
た強磁性材料の第１のシールド（Ｓ１）と、前記第１の
シールド上に形成され、概して長方形の形状を有し、対
向する２つの側縁部、すなわち後縁部および前縁部を有
し、電気絶縁反強磁性材料の反強磁性（ＡＦＭ）層、前
記ＡＦＭ層と接触し、前記第１のシールドと電気接触す
る強磁性材料のピン止め層、強磁性材料の自由層、およ
び前記ピン止め層と前記自由層の間に配置された電気絶
縁材料のトンネル接合層を含む磁気トンネル接合（ＭＴ
Ｊ）センサ・ストライプと、前記ＭＴＪセンサ・ストラ
イプ上に形成され、それと接触する強磁性材料の第２の
シールド（Ｓ２）と、第１のシールド上の前記ＭＴＪセ
ンサ・ストライプの対向する側面、および前記ピン止め
層上の前記ＭＴＪセンサ・ストライプの後縁部の先に形
成され、前記第１のシールドおよび前記ピン止め層を前
記第２のシールドから分離する絶縁層とを含むＭＴＪセ
ンサと、ＭＴＪセンサが磁気記録ディスク上に磁気的に
記録されたデータの異なる領域にアクセスできるように
前記ＭＴＪセンサを磁気記録ディスク上で動かすアクチ
ュエータと、ＭＴＪセンサに電気的に結合され、磁気的
に記録されたデータからの磁界に応答してピン止め層の
固定磁化に対する自由強磁性層の磁化軸の回転によって
生じたＭＴＪセンサの抵抗の変化を検出する記録チャネ
ルとを備えるディスク・ドライブ・システム。 （９）前記ＡＦＭ層がＮｉＯから製造される、上記
（８）に記載のディスク・ドライブ・システム。 （１０）前記絶縁層がＡｌ2Ｏ3から製造される、上記
（８）に記載のディスク・ドライブ・システム。 （１１）前記第１のシールドがＮｉ−Ｆｅから製造され
る、上記（８）に記載のディスク・ドライブ・システ
ム。 （１２）前記第２のシールドがＮｉ−Ｆｅから製造され
る、上記（８）に記載のディスク・ドライブ・システ
ム。 （１３）信号検出器と、検出電流を供給する電流源と、
前記第１のシールドを電流源および信号検出器に接続す
る第１の電気接続と、前記第２のシールドを電流源およ
び信号検出器に接続する第２の電気接続とをさらに備
え、前記第１および第２のシールドが、トンネル・バリ
ア層中および自由層中を垂直方向に流れる検知電流に対
する電気抵抗を検知する電気リード線を提供し、前記検
知電流の流れが前記絶縁層によって前記ＭＴＪセンサ・
ストライプのまわりに分流するのを妨げられる、上記
（８）に記載のディスク・ドライブ・システム。 （１４）前記ＡＦＭ層がα−Ｆｅ2Ｏ3／ＮｉＯから製造
される、上記（８）に記載のディスク・ドライブ・シス
テム。
【図１】従来技術のＳＶセンサの空気ベアリング面の図
である（縮尺は一定でない）。
である（縮尺は一定でない）。
【図２】従来技術の磁気トンネル接合センサの空気ベア
リング面の図である（縮尺は一定でない）。
リング面の図である（縮尺は一定でない）。
【図３】従来技術の磁気トンネル接合センサの空気ベア
リング面に対して直角な断面図である（縮尺は一定でな
い）。
リング面に対して直角な断面図である（縮尺は一定でな
い）。
【図４】磁気記録ディスク・ドライブ・システムの簡略
化した図である。
化した図である。
【図５】シールド間にあり誘導書込みヘッドに隣接する
ＭＴＪ読取りヘッドを有する誘導書込み／ＭＴＪ読取り
ヘッドの垂直断面図である（縮尺は一定でない）。
ＭＴＪ読取りヘッドを有する誘導書込み／ＭＴＪ読取り
ヘッドの垂直断面図である（縮尺は一定でない）。
【図６】本発明の磁気トンネル接合センサの一実施形態
の空気ベアリング面の図である（縮尺は一定でない）。
の空気ベアリング面の図である（縮尺は一定でない）。
【図７】本発明の磁気トンネル接合センサの空気ベアリ
ング面に対して直角な断面図である（縮尺は一定でな
い）。
ング面に対して直角な断面図である（縮尺は一定でな
い）。
【図８】本発明の磁気トンネル接合センサの他の実施形
態の空気ベアリング面の図である（縮尺は一定でな
い）。
態の空気ベアリング面の図である（縮尺は一定でな
い）。
【図９】本発明の磁気トンネル接合センサの他の実施形
態の空気ベアリング面に対して直角な断面図である（縮
尺は一定でない）。
態の空気ベアリング面に対して直角な断面図である（縮
尺は一定でない）。
４００ ＭＴＪセンサ ４０２ 第２の電極 ４０４ 第１の電極 ４０３ ＭＴＪセンサ・ストライプ ４０５ キャップ層 ４０７ 側縁部 ４０８ 側縁部 ４１０ 自由層 ４１５ トンネル・バリア層 ４２０ ピン止め層 ４３０ ＡＦＭ層 ４４０ シード層 ４５０ 絶縁層 ４６０ 第１のシールド（Ｓ１） ４６１ 第２のシールド（Ｓ２） ４６２ 中央領域 ４６４ 端部領域 ４６６ 端部領域 ４７０ 電流源 ４８０ 信号検出器 ４９１ 前縁部 ４９２ 後縁部 ４９４ ＡＦＭ後縁部 ４９６ バイア Ｓ１ 第１のシールド Ｓ２ 第２のシールド Ｉs 検知電流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダグラス・ジョンソン・ワーナー アメリカ合衆国94539 カリフォルニア 州フレモント フェスティヴォ・コート 593 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/39 G11B 5/02
Claims (18)
- 【請求項１】（ａ）基板と、 （ｂ）前記基板上に形成された強磁性材料の第１のシー
ルドと、 （ｃ）前記第１のシールド上に形成され、対向する２つ
の側縁部と後縁部および前縁部を備える略長方形の薄板
形状を有し、 電気絶縁反強磁性材料の反強磁性層と、前記反強磁性層および前記第１のシールド上に形成さ
れ、前記第１のシールドと直接電気接触する強磁性材料
のピン止め層と、 強磁性材料の自由層と、 前記ピン止め層と前記自由層の間に配置された電気絶縁
材料のトンネル接合層と、 を含む磁気トンネル接合センサ・ストライプと、 （ｄ）前記磁気トンネル接合センサ・ストライプ上に形
成され、それと接触する強磁性材料の第２のシールド
と、（ｅ）少なくとも前記ピン止め層上の前記磁気トン
ネル接合センサ・ストライプの後縁部の先に形成され、
前記第１のシールドおよび前記ピン止め層を前記第２の
シールドから分離する絶縁層と、 を備える磁気トンネル接合センサ。 - 【請求項２】磁気記録ディスクの表面に対向する空気ベ
アリング面を有する磁気トンネル接合センサであって、 （ａ）基板と、 （ｂ）前記基板上に形成された強磁性材料の第１のシー
ルドと、 （ｃ）前記第１のシールド上に形成され、対向する２つ
の側縁部と後縁部および前縁部を備える略長方形の薄板
形状を有し、前記前縁部は前記空気ベアリング面に配置
され、 電気絶縁反強磁性材料の反強磁性層と、前記反強磁性層および前記第１のシールド上に形成さ
れ、前記第１のシールドと直接電気接触する強磁性材料
のピン止め層と、 強磁性材料の自由層と、 前記ピン止め層と前記自由層の間に配置された電気絶縁
材料のトンネル接合層と、 を含む磁気トンネル接合センサ・ストライプと、 （ｄ）前記磁気トンネル接合センサ・ストライプ上に形
成され、それと接触する強磁性材料の第２のシールド
と、（ｅ）少なくとも前記ピン止め層上の前記磁気トン
ネル接合センサ・ストライプの後縁部の先に形成され、
前記第１のシールドおよび前記ピン止め層を前記第２の
シールドから分離する絶縁層と、 を備える磁気トンネル接合センサ。 - 【請求項３】磁気記録ディスクの表面に対向する空気ベ
アリング面を有する磁気トンネル接合センサであって、 （ａ）基板と、 （ｂ）前記基板上に形成された強磁性材料の第１のシー
ルドと、 （ｃ）前記第１のシールド上に形成され、対向する２つ
の側縁部と後縁部および前縁部を備える略長方形の薄板
形状を有し、前記前縁部を前記空気ベアリング面に配置
した磁気トンネル接合センサ・ストライプであって、 前記空気ベアリング面に前縁部を有し、前記磁気トンネ
ル接合センサ・ストライプの後縁部よりも前記空気ベア
リング面から離れた位置に後縁部を有する電気絶縁反強
磁性材料の反強磁性層と、前記反強磁性層上に設けられ、前記反強磁性層の後縁部
よりも前記空気ベアリング面から離れた位置まで延在し
て前記第１のシールドに接触し、前記第１のシールドと
直接電気接触する強磁性材料のピン止め層と、 強磁性材料の自由層と、 前記ピン止め層と前記自由層の間に配置された電気絶縁
材料のトンネル接合層と、 を含む磁気トンネル接合センサ・ストライプと、 （ｄ）前記磁気トンネル接合センサ・ストライプ上に形
成され、それと接触する強磁性材料の第２のシールド
と、（ｅ）少なくとも前記ピン止め層上の前記磁気トン
ネル接合センサ・ストライプの後縁部の先に形成され、
前記第１のシールドおよび前記ピン止め層を前記第２の
シールドから分離する絶縁層と、 を備える磁気トンネル接合センサ。 - 【請求項４】磁気記録ディスクの表面に対向する空気ベ
アリング面を有する磁気トンネル接合センサであって、 （ａ）基板と、 （ｂ）前記基板上に形成された強磁性材料の第１のシー
ルドと、 （ｃ）前記第１のシールド上に形成され、対向する２つ
の側縁部と後縁部および前縁部を備える略長方形の薄板
形状を有し、前記前縁部を前記空気ベアリング面に配置
した磁気トンネル接合センサ・ストライプであって、前記空気ベアリング面に前縁部を有し、前記第１のシー
ルド上に前記空気ベアリング面から延びて存在し、前記
磁気トンネル接合センサ・ストライプの後縁部よりも前
記空気ベアリング面から離れた位置に開口部を有する電
気絶縁反強磁性材料の反強磁性層と、 前記反強磁性層上に設けられ、前記反強磁性層に設けた
前記開口部を介して前記第１のシールド層に接触し、前
記第１のシールドと直接電気接触する強磁性材料のピン
止め層と、 強磁性材料の自由層と、 前記ピン止め層と前記自由層の間に配置された電気絶縁
材料のトンネル接合層と、 を含む磁気トンネル接合センサ・ストライプと、 （ｄ）前記磁気トンネル接合センサ・ストライプ上に形
成され、それと接触する強磁性材料の第２のシールド
と、（ｅ）少なくとも前記ピン止め層上の前記磁気トン
ネル接合センサ・ストライプの後縁部の先に形成され、
前記第１のシールドおよび前記ピン止め層を前記第２の
シールドから分離する絶縁層と、 を備える磁気トンネル接合センサ。 - 【請求項５】前記反強磁性層がＮｉＯから製造される、
請求項１〜４の何れか１つに記載の磁気トンネル接合セ
ンサ。 - 【請求項６】前記絶縁層がＡｌ２Ｏ３から製造される、
請求項１〜４の何れか１つに記載の磁気トンネル接合セ
ンサ。 - 【請求項７】前記第１のシールドがＮｉ−Ｆｅから製造
される、請求項１〜４の何れか１つに記載の磁気トンネ
ル接合センサ。 - 【請求項８】前記第２のシールドがＮｉ−Ｆｅから製造
される、請求項１〜４の何れか１つに記載の磁気トンネ
ル接合センサ。 - 【請求項９】信号検出器と、 検出電流を供給する電流源と、 前記第１のシールドを電流源および信号検出器に接続す
る第１の電気接続と、 前記第２のシールドを電流源および信号検出器に接続す
る第２の電気接続とをさらに備え、 前記第１および第２のシールドが、前記トンネル接合層
中および自由層中を垂直方向に流れる検知電流に対する
電気抵抗を検知する電気リード線を提供し、前記検知電
流の流れが前記絶縁層によって前記磁気トンネル接合セ
ンサ・ストライプのまわりに分流するのを妨げられる、
請求項１〜４の何れか１つに記載の磁気トンネル接合セ
ンサ。 - 【請求項１０】前記反強磁性層がα−Ｆｅ２Ｏ３／Ｎｉ
Ｏから製造される、請求項１〜４の何れか１つに記載の
磁気トンネル接合センサ。 - 【請求項１１】（ａ）磁気記録ディスクと、 （ｂ）前記磁気記録ディスク上に磁気的に記録されたデ
ータを検知する磁気トンネル接合センサであって、 基板と、 前記基板上に形成された強磁性材料の第１のシールド
と、 前記第１のシールド上に形成され、対向する２つの側縁
部と後縁部および前縁部を備える略長方形の薄板形状を
有し、電気絶縁反強磁性材料の反強磁性層と、前記反強
磁性層および前記第１のシールド上に形成され、前記第
１のシールドと直接電気接触する強磁性材料のピン止め
層と、強磁性材料の自由層と、前記ピン止め層と前記自
由層の間に配置された電気絶縁材料のトンネル接合層
と、を含む磁気トンネル接合センサ・ストライプと、 前記磁気トンネル接合センサ・ストライプ上に形成さ
れ、それと接触する強磁性材料の第２のシールドと、
少なくとも前記ピン止め層上の前記磁気トンネル接合セ
ンサ・ストライプの後縁部の先に形成され、前記第１の
シールドおよび前記ピン止め層を前記第２のシールドか
ら分離する絶縁層と、 を含む磁気トンネル接合センサと、 （ｃ）磁気トンネル接合センサが磁気記録ディスク上に
磁気的に記録されたデータの異なる領域にアクセスでき
るように前記磁気トンネル接合センサを磁気記録ディス
ク上で動かすアクチュエータと、 （ｄ）磁気トンネル接合センサに電気的に結合され、磁
気的に記録されたデータからの磁界に応答してピン止め
層の固定磁化に対する自由強磁性層の磁化軸の回転によ
って生じた磁気トンネル接合センサの抵抗の変化を検出
する記録チャネルとを備えるディスク・ドライブ・シス
テム。 - 【請求項１２】（ａ）磁気記録ディスクと、 （ｂ）磁気記録ディスクの表面に対向する空気ベアリン
グ面を有し、前記磁気記録ディスク上に磁気的に記録さ
れたデータを検知する磁気トンネル接合センサであっ
て、 基板と、 前記基板上に形成された強磁性材料の第１のシールド
と、 前記第１のシールド上に形成され、対向する２つの側縁
部と後縁部および前縁部を備える略長方形の薄板形状を
有し、前記前縁部を前記空気ベアリング面に配置した磁
気トンネル接合センサ・ストライプであって、前記空気
ベアリング面に 前縁部を有し、前記第１のシールド上に
前記空気ベアリング面から延びて存在し、前記磁気トン
ネル接合センサ・ストライプの後縁部よりも前記空気ベ
アリング面から離れた位置に開口部を有する電気絶縁反
強磁性材料の反強磁性層と、前記反強磁性層上に設けら
れ、前記反強磁性層に設けた前記開口部を介して前記第
１のシールド層に接触し、前記第１のシールドと直接電
気接触する強磁性材料のピン止め層と、強磁性材料の自
由層と、前記ピン止め層と前記自由層の間に配置された
電気絶縁材料のトンネル接合層と、を含む磁気トンネル
接合センサ・ストライプと、 前記磁気トンネル接合センサ・ストライプ上に形成さ
れ、それと接触する強磁性材料の第２のシールドと、
少なくとも前記ピン止め層上の前記磁気トンネル接合セ
ンサ・ストライプの後縁部の先に形成され、前記第１の
シールドおよび前記ピン止め層を前記第２のシールドか
ら分離する絶縁層と、 を含む磁気トンネル接合センサと、 （ｃ）磁気トンネル接合センサが磁気記録ディスク上に
磁気的に記録されたデータの異なる領域にアクセスでき
るように前記磁気トンネル接合センサを磁気記録ディス
ク上で動かすアクチュエータと、 （ｄ）磁気トンネル接合センサに電気的に結合され、磁
気的に記録されたデータからの磁界に応答してピン止め
層の固定磁化に対する自由強磁性層の磁化軸の回転によ
って生じた磁気トンネル接合センサの抵抗の変化を検出
する記録チャネルとを備えるディスク・ドライブ・シス
テム。 - 【請求項１３】前記反強磁性層がＮｉＯから製造され
る、請求項１１または１２に記載のディスク・ドライブ
・システム。 - 【請求項１４】前記絶縁層がＡｌ２Ｏ３から製造され
る、請求項１１または１２に記載のディスク・ドライブ
・システム。 - 【請求項１５】前記第１のシールドがＮｉ−Ｆｅから製
造される、請求項１１または１２に記載のディスク・ド
ライブ・システム。 - 【請求項１６】前記第２のシールドがＮｉ−Ｆｅから製
造される、請求項１１または１２に記載のディスク・ド
ライブ・システム。 - 【請求項１７】信号検出器と、 検出電流を供給する電流源と、 前記第１のシールドを電流源および信号検出器に接続す
る第１の電気接続と、 前記第２のシールドを電流源および信号検出器に接続す
る第２の電気接続とをさらに備え、 前記第１および第２のシールドが、前記トンネル接合層
中および自由層中を垂直方向に流れる検知電流に対する
電気抵抗を検知する電気リード線を提供し、前記検知電
流の流れが前記絶縁層によって前記磁気トンネル接合セ
ンサ・ストライプのまわりに分流するのを妨げられる、
請求項１１または１２に記載のディスク・ドライブ・シ
ステム。 - 【請求項１８】前記反強磁性層がα−Ｆｅ２Ｏ３／Ｎｉ
Ｏから製造される、請求項１１または１２に記載のディ
スク・ドライブ・システム。
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