JP3266590B2 - Spin valve sensor with multiple hard magnetic bias layers - Google Patents

Spin valve sensor with multiple hard magnetic bias layers

Info

Publication number
JP3266590B2
JP3266590B2 JP27592299A JP27592299A JP3266590B2 JP 3266590 B2 JP3266590 B2 JP 3266590B2 JP 27592299 A JP27592299 A JP 27592299A JP 27592299 A JP27592299 A JP 27592299A JP 3266590 B2 JP3266590 B2 JP 3266590B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
film
magnetic
forming
ferromagnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP27592299A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000132817A (en
Inventor
ムスタファ・ピナーバシ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JP2000132817A publication Critical patent/JP2000132817A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3266590B2 publication Critical patent/JP3266590B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure 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
    • G11B5/3903Structure 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 using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/62Record carriers characterised by the selection of the material
    • G11B5/73Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer
    • G11B5/733Base layers, i.e. all non-magnetic layers lying under a lowermost magnetic recording layer, e.g. including any non-magnetic layer in between a first magnetic recording layer and either an underlying substrate or a soft magnetic underlayer characterised by the addition of non-magnetic particles
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure 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
    • G11B2005/3996Structure 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 large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B2220/00Record carriers by type
    • G11B2220/20Disc-shaped record carriers
    • G11B2220/25Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
    • G11B2220/2508Magnetic discs

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スピン・バルブ・
センサを磁気的に安定化する高飽和保磁力多重膜硬磁性
層に関し、特に、被ピン止め層(pinned layer)を固定
する酸化ニッケル反強磁性ピン止め層(pinning laye
r)を有するスピン・バルブ・センサの、それぞれの側
縁部の高飽和保磁力多重膜硬磁性層に関する。
The present invention relates to a spin valve valve.
High coercivity multi-layer hard magnetic layers that magnetically stabilize the sensor, and in particular, nickel oxide antiferromagnetic pinning layers that pin a pinned layer
r) a high coercivity multilayer hard magnetic layer on each side edge of the spin valve sensor having r).

【0002】[0002]

【従来の技術】スピン・バルブ・センサは、回転磁気デ
ィスクなどの移動磁気媒体上の磁場を感知する読取りヘ
ッドにより使用される。スピン・バルブ・センサは、強
磁性被ピン止め層と強磁性自由層間に挟まれる、非磁性
且つ導電性の第1のスペーサ層を含む。反強磁性ピン止
め層は被ピン止め層と境界し、被ピン止め層の磁気モー
メントを、磁気媒体と対向するセンサの露出面であるエ
ア・ベアリング面(ABS)に対して90゜に固定す
る。第1及び第2のリードがスピン・バルブ・センサに
接続され、感知電流を伝導する。自由層の磁気モーメン
トは、移動磁気媒体からの正負の磁場に応答して、ゼロ
・バイアス・ポイント位置から正負の方向に自由に回転
することができる。ゼロ・バイアス位置は、センサが静
止状態の時の、すなわち回転磁気ディスクからの磁場侵
入無しに、感知電流がセンサを通じて伝導される時の、
自由層の磁気モーメントの位置である。センサの静止状
態では、磁気モーメントは好適にはABSに平行であ
る。静止状態において、自由層の磁気モーメントが実質
的にABSに平行でない場合、回転ディスクからの正負
の磁場侵入の発生時、読取り信号に非対称性が存在す
る。
2. Description of the Related Art Spin valve sensors are used by read heads that sense a magnetic field on a moving magnetic medium, such as a rotating magnetic disk. The spin valve sensor includes a non-magnetic and conductive first spacer layer sandwiched between a ferromagnetic pinned layer and a ferromagnetic free layer. The antiferromagnetic pinned layer bounds the pinned layer and fixes the magnetic moment of the pinned layer at 90 ° with respect to the air bearing surface (ABS), the exposed surface of the sensor facing the magnetic medium. . First and second leads are connected to the spin valve sensor and conduct a sensing current. The magnetic moment of the free layer is free to rotate in the positive and negative directions from the zero bias point position in response to positive and negative magnetic fields from the moving magnetic medium. The zero bias position is when the sensor is stationary, i.e., when the sensed current is conducted through the sensor without magnetic field penetration from the rotating magnetic disk.
This is the position of the magnetic moment of the free layer. When the sensor is stationary, the magnetic moment is preferably parallel to the ABS. At rest, if the magnetic moment of the free layer is not substantially parallel to the ABS, there is asymmetry in the read signal when positive and negative magnetic fields penetrate from the rotating disk.

【0003】スペーサ層の厚さは、センサを通じて伝導
される電子の平均自由行路より小さく選択される。この
構成によれば、伝導電子の一部がスペーサ層と、被ピン
止め層及び自由層との界面により散乱される。被ピン止
め層及び自由層の磁気モーメントが互いに平行の時、散
乱は最小であり、それらの磁気モーメントが反平行の
時、散乱は最大となる。散乱の変化は、スピン・バルブ
・センサの抵抗をcosθの関数として変化させる。ここ
でθは、被ピン止め層と自由層の磁気モーメント間の角
度である。スピン・バルブ・センサは、異方性磁気抵抗
(AMR)センサよりも、極めて高い磁気抵抗(MR)
係数を有する。この理由から、スピン・バルブ・センサ
は、時に巨大磁気抵抗(GMR)センサと呼ばれる。
[0003] The thickness of the spacer layer is selected to be smaller than the mean free path of electrons conducted through the sensor. According to this configuration, some of the conduction electrons are scattered by the interface between the spacer layer and the pinned layer and the free layer. Scattering is minimal when the magnetic moments of the pinned and free layers are parallel to each other and maximal when their magnetic moments are antiparallel. The change in scattering changes the resistance of the spin valve sensor as a function of cosθ. Where θ is the angle between the magnetic moment of the pinned layer and the free layer. Spin valve sensors have much higher magnetoresistance (MR) than anisotropic magnetoresistance (AMR) sensors
With coefficients. For this reason, spin valve sensors are sometimes called giant magnetoresistive (GMR) sensors.

【0004】スピン・バルブ・センサの層は、一般にA
BSに垂直な第1及び第2の側縁部を形成する。第1及
び第2の硬磁性バイアス層(ハード・バイアス層)及び
リード層が、センサの第1及び第2の側縁部に結合され
る。第1及び第2のリード層は、センサを通じて感知電
流を伝導し、第1及び第2の硬磁性バイアス層は、セン
サの様々な磁性層の磁区を安定化する。磁区は、内部の
磁気スピンの方向に沿って整列される磁気モーメントを
有する。磁区は、安定せずに不規則に配置される磁壁に
沿って互いに境界する。磁気侵入の発生時、磁壁は移動
し、磁気侵入の消滅時、磁壁はそれらの元の位置には戻
らないかもしれず、或いは、センサが回転ディスクから
磁気侵入を感知するとき、続いて移動し得る。磁壁がそ
れらの同一位置に戻らないとき、これは自由層に異なる
磁気バイアスを課し、読取り信号を非対称にする。更
に、磁壁が読取りサイクルの間に移動するとき、これは
信号にノイズを課する。第1及び第2の硬磁性バイアス
層が磁場をセンサに印加し、これがセンサの自由層の磁
壁の移動を阻止することにより、それらを安定化する。
[0004] The layer of the spin valve sensor is generally A
Form first and second side edges perpendicular to the BS. First and second hard magnetic bias layers (hard bias layers) and lead layers are coupled to the first and second side edges of the sensor. The first and second lead layers conduct sensing current through the sensor, and the first and second hard magnetic bias layers stabilize magnetic domains of various magnetic layers of the sensor. The magnetic domains have magnetic moments that are aligned along the direction of the internal magnetic spin. Domains border each other along domain walls that are not stable and are randomly arranged. When a magnetic intrusion occurs, the domain walls move, and upon disappearance of the magnetic intrusion, the domain walls may not return to their original position, or may move subsequently when the sensor senses the magnetic intrusion from the rotating disk. . When the domain walls do not return to their same position, this imposes a different magnetic bias on the free layer, making the read signal asymmetric. Furthermore, as the domain wall moves during a read cycle, this imposes noise on the signal. First and second hard magnetic bias layers apply a magnetic field to the sensors, which stabilizes them by blocking the movement of the domain walls of the free layer of the sensor.

【0005】第1及び第2の硬磁性バイアス層として使
用される典型的な材料は、コバルト・プラチナ・クロム
(CoPtCr)である。この材料は高い飽和保磁力
(coercivity)を有する硬磁性材料である。高い飽和保
磁力は、センサを安定化する磁場を提供するために、及
び第1及び第2の硬磁性バイアス層を安定化するため
に、好ましい。第1及び第2の硬磁性バイアス層が、そ
れらの飽和保磁力を越える磁場に晒されるとき、硬磁性
バイアス層の原子スピンが、それらの位置を磁場の方向
にスイッチする。これらの磁場は、書込みヘッドの書込
み磁場または回転磁気ディスクに由来する。特に問題と
なるのは、ABSに垂直なこれらの磁場の成分である。
スピン・バルブ読取りヘッドを実現させるために、高飽
和保磁力の硬磁性バイアス層が待望される。
[0005] A typical material used for the first and second hard magnetic bias layers is cobalt platinum chromium (CoPtCr). This material is a hard magnetic material with high coercivity. A high coercivity is preferred to provide a magnetic field that stabilizes the sensor and to stabilize the first and second hard magnetic bias layers. When the first and second hard magnetic bias layers are exposed to a magnetic field that exceeds their coercivity, the atomic spins of the hard magnetic bias layers switch their position in the direction of the magnetic field. These fields come from the write field of the write head or from the rotating magnetic disk. Of particular concern are those components of these fields that are perpendicular to the ABS.
In order to realize a spin valve read head, a hard magnetic bias layer having high coercivity is desired.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、酸化
ニッケル(NiO)・ピン止め層の部分上に、底部スピ
ン・バルブ・センサの磁区を安定化させる高い飽和保磁
力の硬磁性バイアス層を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high coercivity hard magnetic bias layer for stabilizing the magnetic domain of a bottom spin valve sensor over a portion of a nickel oxide (NiO) pinned layer. It is to provide.

【0007】本発明の別の目的は、スピン・バルブ・セ
ンサの高い飽和保磁力を推進するシード層を提供するこ
とにより、底部スピン・バルブ・センサの酸化ニッケル
(NiO)・ピン止め層の部分上に配置される、コバル
ト(Co)・ベースの硬磁性バイアス層を安定化するこ
とである。
Another object of the present invention is to provide a seed layer that promotes the high coercivity of the spin valve sensor, thereby providing a portion of the nickel oxide (NiO) pinned layer of the bottom spin valve sensor. And stabilizing the cobalt (Co) -based hard magnetic bias layer disposed thereon.

【0008】更に本発明の別の目的は、スピン・バルブ
・センサの高い飽和保磁力を推進する実質的に45Åの
厚さのシード層を提供することにより、底部スピン・バ
ルブ・センサの酸化ニッケル(NiO)・ピン止め層の
拡張部分上に配置される、コバルト(Co)・ベースの
硬磁性バイアス層を安定化することである。
It is a further object of the present invention to provide a nickel oxide for a bottom spin valve sensor by providing a substantially 45 ° thick seed layer that promotes the high coercivity of the spin valve sensor. The stabilization of the cobalt (Co) based hard magnetic bias layer, which is located on the extension of the (NiO) pinned layer.

【0009】更に本発明の別の目的は、底部スピン・バ
ルブ・センサを安定化する最小の厚さの高い飽和保磁力
の硬磁性バイアス層を提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide a minimum thickness, high coercivity hard magnetic bias layer that stabilizes the bottom spin valve sensor.

【0010】本発明の他の目的及び利点は、添付の図面
を参照しながら、以下の説明から明らかとなろう。
[0010] Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description, taken in conjunction with the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は、コバルト・
プラチナ・クロム(CoPtCr)の飽和保磁力が、底
部スピン・バルブ読取りヘッドにおいて、著しく低下す
ることを発見した。底部スピン・バルブ読取りヘッドで
は、酸化ニッケル(NiO)層が反強磁性ピン止め層と
して使用される。酸化ニッケル(NiO)・ピン止め層
は、スピン・バルブ・センサの側縁部を越えて延びる第
1及び第2の部分を有する。第1及び第2のコバルト・
プラチナ・クロム(CoPtCr)硬磁性バイアス層
は、酸化ニッケル(NiO)・ピン止め層の第1及び第
2の部分上に配置される。クロム・シード層が、酸化ニ
ッケル(NiO)層の第1及び第2の部分と、第1及び
第2のコバルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)硬
磁性バイアス層との間で使用される場合でさえも、第1
及び第2のコバルト・プラチナ・クロム(CoPtC
r)硬磁性バイアス層の飽和保磁力は、酸化ニッケル
(NiO)・ピン止め層の存在により著しく低下する。
本発明者は、72Åの自由層、及び35Åのクロム(C
r)・シード層上の135Åの第1及び第2のコバルト
・プラチナ・クロム(CoPtCr)硬磁性バイアス層
において、第1及び第2のコバルト・プラチナ・クロム
(CoPtCr)硬磁性バイアス層の飽和保磁力が、約
650Oeであることを見いだした。この飽和保磁力は
受け入れ可能であるが、スピン・バルブ読取りヘッドの
トラック読取り線密度を増加するために、自由層及び第
1及び第2のコバルト・プラチナ・クロム(CoPtC
r)硬磁性バイアス層の厚さが低減されるとき、悪化す
る。例えば、自由層の厚さが45Åに低減され、35Å
の第1及び第2のクロム層上の第1及び第2のコバルト
・プラチナ・クロム(CoPtCr)硬磁性バイアス層
の厚さが、75Åに低減されるとき、飽和保磁力は55
0Oeに減少する。
Means for Solving the Problems The present inventor has proposed a method of forming
It has been discovered that the coercivity of platinum chromium (CoPtCr) is significantly reduced in the bottom spin valve read head. In the bottom spin valve read head, a nickel oxide (NiO) layer is used as the antiferromagnetic pinning layer. The nickel oxide (NiO) pinning layer has first and second portions that extend beyond a side edge of the spin valve sensor. First and second cobalt
Platinum chrome (CoPtCr) hard magnetic bias layers are disposed on the first and second portions of the nickel oxide (NiO) pinned layer. Even when a chromium seed layer is used between the first and second portions of the nickel oxide (NiO) layer and the first and second cobalt platinum chromium (CoPtCr) hard magnetic bias layers. Also the first
And second cobalt platinum chromium (CoPtC
r) The coercivity of the hard magnetic bias layer is significantly reduced due to the presence of the nickel oxide (NiO) pinning layer.
We have found that a free layer of 72 ° and a chrome (C
r) maintaining the saturation of the first and second cobalt platinum chromium (CoPtCr) hard magnetic bias layers in the 135 ° first and second cobalt platinum chromium (CoPtCr) hard magnetic bias layers on the seed layer; The magnetic force was found to be about 650 Oe. Although this coercivity is acceptable, the free layer and the first and second cobalt platinum chromium (CoPtC) may be used to increase the track read linear density of the spin valve read head.
r) It becomes worse when the thickness of the hard magnetic bias layer is reduced. For example, the thickness of the free layer is reduced to 45 ° and 35 °
When the thickness of the first and second cobalt platinum chromium (CoPtCr) hard magnetic bias layers on the first and second chromium layers is reduced to 75 °, the coercivity is 55
It decreases to 0 Oe.

【0012】本発明者は、第1及び第2のコバルト・プ
ラチナ・クロム(CoPtCr)硬磁性バイアス層と、
第1及び第2の酸化ニッケル(NiO)層部分間の、タ
ンタル(Ta)及びクロム(Cr)の2層シード層の使
用により、第1及び第2のコバルト・プラチナ・クロム
(CoPtCr)硬磁性バイアス層の飽和保磁力が、著
しく増加することを発見した。例えば、45Åの自由
層、及び第1及び第2の酸化ニッケル(NiO)層部分
上の35Åのタンタル(Ta)の第1及び第2のシード
層、及び第1及び第2のタンタル(Ta)層上の35Å
の第1及び第2のクロム(Cr)層、及び第1及び第2
のクロム(Cr)層上の75Åの第1及び第2のコバル
ト・プラチナ・クロム(CoPtCr)硬磁性バイアス
層において、第1及び第2のコバルト・プラチナ・クロ
ム(CoPtCr)硬磁性バイアス層の飽和保磁力は、
900Oeに増加した。更に、本発明者は、両方のシー
ド層の厚さを低減しても、依然75Åの第1及び第2の
コバルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)硬磁性バ
イアス層において、実質的に同一の飽和保磁力を達成で
きることを発見した。
The inventor of the present invention has provided first and second cobalt platinum chromium (CoPtCr) hard magnetic bias layers,
First and second Cobalt Platinum Chromium (CoPtCr) hard magnets by using a two-layer seed layer of tantalum (Ta) and chromium (Cr) between the first and second nickel oxide (NiO) layer portions The coercivity of the bias layer was found to increase significantly. For example, a 45 ° free layer, and 35 ° first and second seed layers of tantalum (Ta) on first and second nickel oxide (NiO) layer portions, and first and second tantalum (Ta). 35Å on the layer
First and second chromium (Cr) layers, and first and second
Saturation of the first and second cobalt platinum chromium (CoPtCr) hard magnetic bias layers in the first and second cobalt platinum chromium (CoPtCr) hard magnetic bias layers of 75 ° on the chromium (Cr) layer of The coercivity is
It increased to 900 Oe. In addition, the inventors have found that even though the thickness of both seed layers is reduced, the substantially identical saturation preservation is still achieved in the 75 ° first and second cobalt platinum chromium (CoPtCr) hard magnetic bias layers. Discovered that magnetic force can be achieved.

【0013】本発明者は、各シード層の厚さが20Åの
時、75Åの第1及び第2のコバルト・プラチナ・クロ
ム(CoPtCr)硬磁性バイアス層の飽和保磁力が、
依然900Oeであることを見いだした。第1及び第2
の硬磁性バイアス層及びリード層は、一般にスピン・バ
ルブ・センサよりも厚いので、硬磁性バイアス層のこの
低減された厚さは、センサと硬磁性バイアス層及びリー
ド層間の段差を低減する。この低減された段差が、読取
りヘッドを第2のシールド層とリード層間の短絡から保
護するために、第2のギャップ層のより好適な被覆を保
証する。本発明は、単純な底部スピン・バルブ、及び反
平行(AP)被ピン止め底部スピン・バルブの両方に適
用可能である。反平行被ピン止め層は、米国特許第57
01223号で述べられるように、第1及び第2のコバ
ルト(Co)膜間にルテニウム(Ru)を有する。
The inventor of the present invention has found that when the thickness of each seed layer is 20 °, the coercivity of the 75 ° first and second cobalt platinum chromium (CoPtCr) hard magnetic bias layers is:
I still found it to be 900 Oe. First and second
This reduced thickness of the hard magnetic bias layer reduces the step between the sensor and the hard magnetic bias layer and the lead layer since the hard magnetic bias layer and the lead layer are generally thicker than the spin valve sensor. This reduced step ensures a better coverage of the second gap layer to protect the read head from short circuits between the second shield layer and the read layer. The invention is applicable to both simple bottom spin valves and anti-parallel (AP) pinned bottom spin valves. Anti-parallel pinned layers are disclosed in US Pat.
As described in 01223, ruthenium (Ru) is provided between the first and second cobalt (Co) films.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図面を通じて、同一の参照番号
が、同一のまたは類似の要素を指し示すために使用され
る。図1乃至図3は、磁気ディスク・ドライブ30を示
す。ドライブ30は、磁気ディスク34を支持し回転す
るスピンドル32を含む。スピンドル32は、モータ制
御装置38により制御されるモータ36により回転され
る。結合式読取り/書込み磁気ヘッド40が、サスペン
ション44及びアクチュエータ・アーム46により支持
されるスライダ42上に取り付けられる。複数のディス
ク、スライダ及びサスペンションが図3に示されるよう
な、大容量直接アクセス記憶装置(DASD)内で使用
され得る。サスペンション44及びアクチュエータ・ア
ーム46は、磁気ヘッド40が磁気ディスク34の表面
と変換関係を成すようにスライダ42を位置決めする。
ディスク34がモータ36により回転されるとき、スラ
イダ42は、ディスク34の表面とエア・ベアリング面
(ABS)48との間の、空気の薄い(通常0.05μ
m)クッション(エア・ベアリング)上で支持される。
磁気ヘッド40は次に、ディスク34の表面上の複数の
環状トラックに情報を書込むために、及びそこから情報
を読取るために使用される。処理回路50は、こうした
情報を表す信号を磁気ヘッド40と交換し、磁気ディス
ク34を回転するためのモータ駆動信号を提供し、スラ
イダを様々なトラックに移動するための制御信号を提供
する。図4では、スライダ42がサスペンション44に
取り付けられて示される。上述の構成要素は、図3に示
されるように、ハウジング55のフレーム54上に取り
付けられる。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The same reference numbers are used throughout the drawings to indicate the same or similar elements. 1 to 3 show the magnetic disk drive 30. FIG. The drive 30 includes a spindle 32 that supports and rotates a magnetic disk 34. The spindle 32 is rotated by a motor 36 controlled by a motor control device 38. A combined read / write magnetic head 40 is mounted on a slider 42 supported by a suspension 44 and an actuator arm 46. Multiple disks, sliders and suspensions can be used in mass direct access storage devices (DASD), as shown in FIG. The suspension 44 and the actuator arm 46 position the slider 42 so that the magnetic head 40 has a transducing relationship with the surface of the magnetic disk 34.
When the disk 34 is rotated by the motor 36, the slider 42 moves a thin (typically 0.05 μm) air between the surface of the disk 34 and the air bearing surface (ABS) 48.
m) Supported on cushions (air bearings).
The magnetic head 40 is then used to write information to and read information from a plurality of annular tracks on the surface of the disk 34. The processing circuit 50 exchanges signals representing such information with the magnetic head 40, provides a motor drive signal for rotating the magnetic disk 34, and provides control signals for moving the slider to various tracks. FIG. 4 shows the slider 42 attached to the suspension 44. The above components are mounted on a frame 54 of a housing 55, as shown in FIG.

【0015】図5は、スライダ42及び磁気ヘッド40
のABSを示す。スライダは、磁気ヘッド40を支持す
る中央レール56、及びスライド・レール58及び60
を有する。レール56、58及び60は、クロス・レー
ル62から延びる。磁気ディスク34の回転に対して、
クロス・レール62はスライダの前縁部64に位置し、
磁気ヘッド40はスライダの後縁部66に位置する。
FIG. 5 shows a slider 42 and a magnetic head 40.
2 shows the ABS of FIG. The slider includes a central rail 56 that supports the magnetic head 40, and slide rails 58 and 60.
Having. Rails 56, 58 and 60 extend from cross rail 62. With respect to the rotation of the magnetic disk 34,
The cross rail 62 is located at the front edge 64 of the slider,
The magnetic head 40 is located at the trailing edge 66 of the slider.

【0016】磁気ヘッド:図6は、書込みヘッド部分7
0及び読取りヘッド部分72を有する磁気ヘッド40の
側方断面図であり、読取りヘッド部分72は、本発明の
スピン・バルブ・センサ74を使用する。図7は、図6
のABSを示す図である。スピン・バルブ・センサ74
は、第1及び第2のギャップ層76及び78間に配置さ
れ、これらのギャップ層は、第1及び第2のシールド層
80及び82間に配置される。外部磁場に応答して、ス
ピン・バルブ・センサ74の抵抗は変化する。センサを
通じて伝導される感知電流ISが、これらの抵抗変化を
ポテンシャル変化として明示する。そして、これらのポ
テンシャル変化が図3に示される処理回路50により、
リードバック信号として処理される。
FIG. 6 shows a write head portion 7
FIG. 4 is a side cross-sectional view of a magnetic head 40 having a zero and a read head portion 72, wherein the read head portion 72 uses a spin valve sensor 74 of the present invention. FIG. 7 shows FIG.
It is a figure which shows ABS. Spin valve sensor 74
Is disposed between the first and second gap layers 76 and 78, and these gap layers are disposed between the first and second shield layers 80 and 82. In response to an external magnetic field, the resistance of the spin valve sensor 74 changes. The sense current I S conducted through the sensor manifests these resistance changes as potential changes. Then, these potential changes are processed by the processing circuit 50 shown in FIG.
Processed as a readback signal.

【0017】磁気ヘッドの従来の書込みヘッド部分は、
第1及び第2の絶縁層86及び88間に配置されるコイ
ル層84を含む。第3の絶縁層90が、コイル層84に
より生じる第2の絶縁層内の起伏を除去するように、ヘ
ッドを平坦化するために使用され得る。第1、第2及び
第3の絶縁層は、"絶縁スタック(insulation stack)"
と呼ばれる。コイル層84及び第1、第2及び第3の絶
縁層86、88及び90は、磁極片層92及び94間に
配置される。第1及び第2の磁極片層92及び94は、
後方ギャップ96において磁気的に結合され、更にAB
Sにおいて書込みギャップ層102により分離される、
第1及び第2の極先端98及び100を有する。図2及
び図4に示されるように、第1及び第2のはんだ接続1
04及び116が、スピン・バルブ・センサ74からの
リードを、サスペンション44上のリード112及び1
24に接続する。第3及び第4のはんだ接続118及び
106は、コイル84(図8参照)からのリード120
及び122を、サスペンション44上のリード126及
び114に接続する。ここで磁気ヘッド40は、読取り
ヘッド用の第2のシールド層として、同時に書込みヘッ
ド用の第1の磁極片として2重の機能に作用する、単一
の層82/92を使用する。このタイプの磁気ヘッド
は、"併合ヘッド(merged head)"と呼ばれる。それに
対してピギーバック・ヘッドは、これらの機能のため
に、2つの別々の層を使用する。
The conventional write head portion of the magnetic head is
It includes a coil layer 84 disposed between the first and second insulating layers 86 and 88. A third insulating layer 90 may be used to planarize the head so as to remove undulations in the second insulating layer caused by the coil layer 84. The first, second and third insulating layers may comprise an "insulation stack"
Called. The coil layer 84 and the first, second and third insulating layers 86, 88 and 90 are located between the pole piece layers 92 and 94. The first and second pole piece layers 92 and 94
Magnetically coupled at the rear gap 96 and
Separated by the write gap layer 102 in S,
It has first and second pole tips 98 and 100. As shown in FIGS. 2 and 4, first and second solder connections 1
04 and 116 transfer leads from spin valve sensor 74 to leads 112 and 1 on suspension 44.
24. Third and fourth solder connections 118 and 106 connect leads 120 from coil 84 (see FIG. 8).
And 122 are connected to leads 126 and 114 on suspension 44. Here, the magnetic head 40 uses a single layer 82/92, which acts as a second shield layer for the read head and at the same time acts as a first pole piece for the write head, with a dual function. This type of magnetic head is called a "merged head". Piggyback heads, on the other hand, use two separate layers for these functions.

【0018】図9は、底部スピン・バルブ読取りヘッド
200のABSの斜視図である。スピン・バルブ・セン
サ202は、底部単純スピン・バルブ・センサまたは底
部反平行(AP)被ピン止めスピン・バルブ・センサで
あり、これらについては以下で詳述する。底部スピン・
バルブ・センサでは、反強磁性(AFM)ピン止め層2
04が、スピン・バルブ・センサ202内の強磁性被ピ
ン止め層(後述)と境界し、被ピン止め層の磁気モーメ
ントをABSに垂直に固定する。本発明では、酸化ニッ
ケル(NiO)がピン止め層204として使用される。
FIG. 9 is a perspective view of the ABS of the bottom spin valve read head 200. Spin valve sensor 202 is a bottom simple spin valve sensor or a bottom anti-parallel (AP) pinned spin valve sensor, which is described in more detail below. Bottom spin
In the valve sensor, the antiferromagnetic (AFM) pinning layer 2
04 bounds a ferromagnetic pinned layer (described below) in the spin valve sensor 202 and fixes the magnetic moment of the pinned layer perpendicular to the ABS. In the present invention, nickel oxide (NiO) is used as the pinning layer 204.

【0019】ピン止め層204を含むスピン・バルブ・
センサ202は、酸化アルミニウム(Al23)など
の、第1及び第2の非磁性且つ非導電性のギャップ層2
06及び208間に配置される。第1及び第2のギャッ
プ層206及び208は、ニッケル鉄またはセンダスト
などの、第1及び第2の強磁性シールド層210及び2
12間に配置される。第1及び第2のシールド層210
及び212間の距離は、読取りヘッド200の読取りギ
ャップを決定する。ギャップを低減しようとする努力が
継続的に続けられており、読取りヘッドは読取りビット
線密度能力を向上した。これは第1及び第2のシールド
層210及び212間の層の厚さを低減することによ
り、達成される。
Spin valve including pinned layer 204
The sensor 202 includes first and second non-magnetic and non-conductive gap layers 2 such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
06 and 208. The first and second gap layers 206 and 208 are made of first and second ferromagnetic shield layers 210 and 2 such as nickel iron or sendust.
12 are arranged. First and second shield layers 210
And 212 determine the read gap of read head 200. Efforts to reduce the gap are ongoing and read heads have improved read bit line density capability. This is achieved by reducing the thickness of the layer between the first and second shield layers 210 and 212.

【0020】スピン・バルブ・センサ202は、ABS
に垂直な第1及び第2の側縁部214及び216を有す
る。第1及び第2の硬磁性バイアス層及びリード層21
8及び220は、スピン・バルブ・センサ202の第1
及び第2の側縁部214及び216と界面で結合する側
縁部を有し、これは米国特許第5018037号で述べ
られるように、連続接合(contiguous junction)と呼
ばれる。第1の硬磁性バイアス層及びリード層218
は、第1の多重膜硬磁性バイアス層222及び多重膜の
第1のリード層224を有し、第2の硬磁性バイアス層
及びリード層220は、第2の多重膜硬磁性バイアス層
226及び多重膜の第2のリード層228を有する。硬
磁性バイアス層222及び226の各々は、スピン・バ
ルブ・センサ202の磁性層を長手方向にバイアスする
ことにより、これらの磁性層の磁区を安定化する高い飽
和保磁力の硬磁性膜を含む。硬磁性膜は磁区の磁気スピ
ンを共通の方向に向けて固定するので、磁区の界面にお
ける磁壁がシフトせず、スピン・バルブ・センサの自由
層のバイアス・ポイントの変化または読取り信号へのノ
イズの導入を回避する。
The spin valve sensor 202 includes an ABS
And first and second side edges 214 and 216 that are perpendicular to. First and second hard magnetic bias layers and lead layer 21
8 and 220 are the first of the spin valve sensor 202.
And at the interface with the second side edges 214 and 216, which are referred to as contiguous junctions, as described in U.S. Pat. No. 5,018,037. First hard magnetic bias layer and lead layer 218
Has a first multi-layer hard magnetic bias layer 222 and a multi-layer first lead layer 224, and the second hard magnetic bias layer and lead layer 220 include a second multi-layer hard magnetic bias layer 226 It has a multi-layer second lead layer 228. Each of the hard magnetic bias layers 222 and 226 includes a high coercivity hard magnetic film that stabilizes the magnetic domains of the spin valve sensor 202 by longitudinally biasing the magnetic layers of the spin valve sensor 202. The hard magnetic film fixes the magnetic spins of the magnetic domains in a common direction, so that the domain wall at the magnetic domain interface does not shift and the bias point of the free layer of the spin valve sensor changes or the noise on the read signal is reduced. Avoid adoption.

【0021】本発明者は、硬磁性バイアス層222及び
226の硬磁性膜が、センサを越えて延びるピン止め層
204の第1及び第2の部分上に配置されるとき、硬磁
性膜の飽和保磁力が著しく低下することを発見した。こ
の問題は、磁気ヘッドの読取り線密度を増加するため
に、スピン・バルブ・センサ202の自由層の厚さの減
少に伴い、硬磁性バイアス層222及び226の硬磁性
膜の厚さが減少するとき、更に悪化する。その上、スピ
ン・バルブ・センサ202の第1及び第2の側縁部21
4及び216に隣接する、第1及び第2の硬磁性バイア
ス層及びリード層218及び220間において、硬磁性
バイアス層と自由層段差間のより効率的な結合を提供す
るため、硬磁性バイアス層222及び226の硬磁性膜
の厚さを、できるだけ低減する必要がある。これらの位
置における段差は、第2のギャップ層208による被覆
を不十分なものとし、そのため第1及び第2のリード層
224及び228と、第2のシールド層212間の短絡
を阻止し得ない。本発明者は、硬磁性バイアス層222
及び226として低減された厚さを有する特定の膜が、
飽和保磁力を犠牲にすることなく、スピン・バルブ・セ
ンサを安定化することを発見した。
The inventor has determined that when the hard magnetic films of the hard magnetic bias layers 222 and 226 are disposed on the first and second portions of the pinned layer 204 that extend beyond the sensor, the saturation of the hard magnetic films It has been found that the coercive force is significantly reduced. The problem is that the thickness of the hard magnetic films of the hard magnetic bias layers 222 and 226 decreases as the thickness of the free layer of the spin valve sensor 202 decreases in order to increase the read linear density of the magnetic head. Sometimes it gets worse. In addition, the first and second side edges 21 of the spin valve sensor 202
A hard magnetic bias layer between the first and second hard magnetic bias layers and the lead layers 218 and 220 adjacent to the hard magnetic bias layer and the free layer step adjacent to the first and second hard magnetic bias layers. It is necessary to reduce the thickness of the hard magnetic films 222 and 226 as much as possible. Steps at these locations may result in poor coverage by the second gap layer 208 and therefore may not prevent a short circuit between the first and second lead layers 224 and 228 and the second shield layer 212. . The present inventor has proposed a hard magnetic bias layer 222.
Certain membranes having reduced thickness as and 226
It has been discovered that the spin valve sensor can be stabilized without sacrificing coercivity.

【0022】図10は、第1のギャップ層206上の底
部単純スピン・バルブ・センサの第1の実施例300A
のABSを示す図である。スピン・バルブ・センサ30
0Aは、スピン・バルブ・センサの側縁部306及び3
08を越えて延びる、第1及び第2の部分302及び3
04を有するピン止め層204を含む。非磁性且つ非導
電性のスペーサ層310が、強磁性被ピン止め層312
と強磁性自由層314との間に挟まれる。キャップ層3
16が自由層314上に配置され得る。例えば、ピン止
め層204は425Åの酸化ニッケル(NiO)であ
り、被ピン止め層312は10Åのニッケル鉄(NiF
e)であり、GMRエンハンスメント層313は15Å
のコバルト(Co)であり、スペーサ層310は20Å
の銅(Cu)であり、自由層314は72Åのニッケル
鉄(NiFe)であり、キャップ層316は50Åのタ
ンタル(Ta)である。
FIG. 10 shows a first embodiment 300A of a bottom simple spin valve sensor on the first gap layer 206.
It is a figure which shows ABS. Spin valve sensor 30
0A is the side edge 306 and 3 of the spin valve sensor.
08 and the first and second portions 302 and 3
And a pinning layer 204 having the same. A non-magnetic and non-conductive spacer layer 310 is
And the ferromagnetic free layer 314. Cap layer 3
16 may be disposed on the free layer 314. For example, the pinned layer 204 is 425 ° nickel oxide (NiO) and the pinned layer 312 is 10 ° nickel iron (NiF).
e), and the GMR enhancement layer 313 is 15 °
Of cobalt (Co), and the spacer layer 310 has a thickness of 20 °.
The free layer 314 is made of 72 ° nickel-iron (NiFe), and the cap layer 316 is made of 50 ° tantalum (Ta).

【0023】読取りヘッドの読取り線密度を向上するた
めに、図10における自由層314の厚さを低減するた
めの努力が、継続的に払われている。図11は、45Å
の厚さの強磁性自由層を使用する底部単純スピン・バル
ブ・センサの実施例300Bを示す。自由層の厚さを、
図10の72Åから図11の45Åに低減することは、
それに対応する薄い硬磁性バイアス層を提供する難題を
課し、しかもこの硬磁性バイアス層は、その飽和保磁力
を越える強度を有するいずれかの磁場によりスイッチさ
れることなく、スピン・バルブ・センサの磁性層を長手
方向にバイアスする十分な飽和保磁力を有さねばならな
い。以下で詳述する本発明は、こうした硬磁性バイアス
層を提供するものである。
In order to increase the read line density of the read head, efforts are continuously being made to reduce the thickness of the free layer 314 in FIG. FIG.
FIG. 3B illustrates an embodiment 300B of a bottom simple spin valve sensor using a ferromagnetic free layer of thickness of 300 mm. The thickness of the free layer,
Reducing from 72 ° in FIG. 10 to 45 ° in FIG.
This poses the challenge of providing a correspondingly thin hard magnetic bias layer, and this hard magnetic bias layer is not switched by any magnetic field having a strength exceeding its coercive force, and thus is not necessary for the spin valve sensor. It must have sufficient coercivity to bias the magnetic layer in the longitudinal direction. The present invention described in detail below provides such a hard magnetic bias layer.

【0024】図12は、第1のギャップ層206上に配
置される底部反平行(AP)被ピン止めスピン・バルブ
・センサ400Aを示す。反平行被ピン止めスピン・バ
ルブ・センサ400Aは、酸化ニッケル(NiO)のピ
ン止め層402を含む。スピン・バルブ・センサは更
に、反平行被ピン止め層406と自由層408間に配置
される非磁性且つ非導電性のスペーサ層404を含む。
キャップ層410が自由層408上に配置され得る。反
平行被ピン止め層406は、第1及び第2の強磁性被ピ
ン止め膜414及び416間に配置されるスペーサ層4
12を含む。交換結合を強化し、第1の被ピン止め層4
14の磁気モーメントを、ABSに垂直な方向に固定す
るために、強磁性界面膜418が、第1の被ピン止め膜
414とピン止め層402間に配置され得る。第2の被
ピン止め膜416と第1の被ピン止め膜414間の交換
結合により、第2の被ピン止め膜416が第1の被ピン
止め膜414に反平行に固定される。例えば、ピン止め
層は425Åの酸化ニッケル(NiO)であり、界面膜
418は10Åのニッケル鉄(NiFe)であり、第1
の被ピン止め膜414は20Åのコバルト(Co)であ
り、スペーサ層412は8Åのルテニウム(Ru)であ
り、第2の被ピン止め膜416は20Åのコバルト(C
o)であり、スペーサ層404は20Åの銅(Cu)で
あり、自由層408は72Åのニッケル鉄(NiFe)
であり、スペーサ層410は50Åのタンタル(Ta)
である。
FIG. 12 shows a bottom anti-parallel (AP) pinned spin valve sensor 400A disposed on the first gap layer 206. The anti-parallel pinned spin valve sensor 400A includes a pinned layer 402 of nickel oxide (NiO). The spin valve sensor further includes a non-magnetic and non-conductive spacer layer 404 disposed between the anti-parallel pinned layer 406 and the free layer 408.
A cap layer 410 may be disposed on the free layer 408. The antiparallel pinned layer 406 comprises a spacer layer 4 disposed between the first and second ferromagnetic pinned films 414 and 416.
12 inclusive. The first pinned layer 4 enhances the exchange coupling.
A ferromagnetic interfacial film 418 may be disposed between the first pinned film 414 and the pinned layer 402 to pin the magnetic moment of 14 in a direction perpendicular to the ABS. The exchange coupling between the second pinned film 416 and the first pinned film 414 fixes the second pinned film 416 antiparallel to the first pinned film 414. For example, the pinning layer is 425 ° nickel oxide (NiO), the interface film 418 is 10 ° nickel iron (NiFe),
The pinned film 414 is 20 ° cobalt (Co), the spacer layer 412 is 8 ° ruthenium (Ru), and the second pinned film 416 is 20 ° cobalt (C).
o), the spacer layer 404 is 20 ° copper (Cu) and the free layer 408 is 72 ° nickel iron (NiFe).
And the spacer layer 410 is made of 50 ° tantalum (Ta).
It is.

【0025】図12における自由層408の厚さを低減
するための努力が、継続的に払われている。図13で
は、その厚さが45Åに低減された自由層420を有す
る底部反平行被ピン止めスピン・バルブ・センサ400
Bが示される。再度、この場合の難題は、外部磁場が硬
磁性バイアス層の磁気スピンの方向をスイッチしないよ
うに、図13のスピン・バルブ・センサの自由層を十分
な飽和保磁力により長手方向にバイアスする、硬磁性バ
イアス層を提供することである。
Efforts are continuously being made to reduce the thickness of the free layer 408 in FIG. FIG. 13 shows a bottom antiparallel pinned spin valve sensor 400 having a free layer 420 whose thickness has been reduced to 45 °.
B is shown. Again, the challenge in this case is to longitudinally bias the free layer of the spin valve sensor of FIG. 13 with sufficient coercivity so that the external magnetic field does not switch the direction of magnetic spin in the hard magnetic bias layer. It is to provide a hard magnetic bias layer.

【0026】1つ以上のシード層を有するコバルト・プ
ラチナ・クロム(CoPtCr)の様々な硬磁性バイア
ス層の飽和保磁力を決定するための、幾つかの検討が行
われた。更に、底部スピン・バルブ・センサが45Åに
低減されたときの、コバルト・プラチナ・クロム(Co
PtCr)硬磁性バイアス層に対するシード層の最小の
厚さを決定するための検討が行われた。これらの検討に
ついて、後述の例において述べることにする。
Several studies were performed to determine the coercivity of various hard magnetic bias layers of cobalt platinum chromium (CoPtCr) having one or more seed layers. In addition, cobalt platinum chromium (Co) when the bottom spin valve sensor is reduced to 45 °
Considerations have been made to determine the minimum thickness of the seed layer for the (PtCr) hard magnetic bias layer. These considerations will be described in examples below.

【0027】例1:最初の検討は、被ピン止め層が存在
しない点で、スピン・バルブ・センサとは異なる異方性
磁気抵抗(AMR)センサ500に関連する。AMRセ
ンサでは、回転磁気ディスクからの磁束侵入に応答し
て、単一のニッケル鉄(NiFe)層がその抵抗を変化
する。図14に示されるように、AMRセンサ500
は、酸化アルミニウム(Al23)の第1のギャップ層
502上に配置される。第1及び第2の硬磁性層504
及び506が、第1及び第2のシード層508及び51
0により、第1のギャップ層502から分離される。硬
磁性層504及び506の各々は、135Åのコバルト
・プラチナ・クロム(CoPtCr)であり、シード層
508及び510は、35Åのクロム(Cr)である。
第1のシード層508は、第1の硬磁性層504とAM
Rセンサの第1の側縁部512との間に配置され、第2
のシード層510は、第2の硬磁性層506とAMRセ
ンサの第2の側縁部514との間に配置されることがわ
かる。従って、硬磁性層504及び506は、AMRセ
ンサ500の磁性層と静磁気的に結合される。AMRセ
ンサの磁区を安定化するのはこの結合である。この例で
は、第1及び第2の硬磁性層504及び506の飽和保
磁力は、1400Oeであった。これは硬磁性層504
及び506に印加される磁場侵入の予想強度よりも高い
ので、飽和保磁力として望ましいレベルである。この例
は、酸化アルミニウム(Al23)層上のクロム(C
r)層508/510上の硬磁性層504/506の飽
和保磁力が、十分に許容される飽和保磁力を有すること
を示す。しかしながら、この飽和保磁力は、後述の例で
述べられるようにスピン・バルブ・センサの被ピン止め
層を固定するために、酸化ニッケル(NiO)反強磁性
ピン止め層が使用される場合、著しく低減される。
Example 1: Initial considerations relate to an anisotropic magnetoresistive (AMR) sensor 500 that differs from a spin valve sensor in that there is no pinned layer. In an AMR sensor, a single nickel-iron (NiFe) layer changes its resistance in response to magnetic flux penetration from a rotating magnetic disk. As shown in FIG. 14, the AMR sensor 500
Is disposed on the first gap layer 502 of aluminum oxide (Al 2 O 3 ). First and second hard magnetic layers 504
And 506 comprise first and second seed layers 508 and 51
0 separates it from the first gap layer 502. Each of the hard magnetic layers 504 and 506 is 135 ° of cobalt platinum chromium (CoPtCr), and the seed layers 508 and 510 are 35 ° of chromium (Cr).
The first seed layer 508 is formed by the first hard magnetic layer 504 and the AM layer.
The second sensor is disposed between the first side edge portion 512 of the R sensor and the second side edge portion.
It can be seen that the seed layer 510 is disposed between the second hard magnetic layer 506 and the second side edge 514 of the AMR sensor. Accordingly, the hard magnetic layers 504 and 506 are magnetostatically coupled to the magnetic layers of the AMR sensor 500. It is this coupling that stabilizes the magnetic domains of the AMR sensor. In this example, the coercivity of the first and second hard magnetic layers 504 and 506 was 1400 Oe. This is the hard magnetic layer 504
And 506, which is higher than the expected strength of the magnetic field penetration applied to it, which is a desirable level for the coercivity. In this example, chromium (C) on an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) layer
r) indicates that the coercivity of the hard magnetic layers 504/506 on the layers 508/510 has a well-tolerated coercivity. However, this coercivity is significant when a nickel oxide (NiO) antiferromagnetic pinned layer is used to pin the pinned layer of the spin valve sensor as described in the examples below. Reduced.

【0028】例2:この例では、自由層が72Åの厚さ
を有する図10の単純スピン・バルブ300A、及び図
12の反平行被ピン止めスピン・バルブ400Aが検討
され、スピン・バルブ・センサ300A及び400A
が、図15に総括的に示される。ピン止め層204また
は402は、425Åの酸化ニッケル(NiO)であ
る。ピン止め層は、スピン・バルブ・センサ300A/
400Aの側縁部600及び602を越えて延びる、第
1及び第2の部分を有する。第1及び第2の硬磁性層6
04及び606は、135Åのコバルト・プラチナ・ク
ロム(CoPtCr)であり、硬磁性層604及び60
6とピン止め層拡張部分204/402との間の第1及
び第2のシード層608及び610は、35Åのクロム
(Cr)である。第1及び第2の硬磁性層604及び6
06の飽和保磁力は、650Oeであった。硬磁性層6
04及び606の飽和保磁力は、酸化ニッケル(Ni
O)・ピン止め層204/402上のそれらの位置によ
り、例1の1400Oeから劇的に低下したことがわか
る。このレベルの飽和保磁力は、硬磁性層の飽和保磁力
を回転する傾向がある磁束侵入にまだ十分に耐え得る
が、自由層の厚さが72Å以下に低減されるとき、後述
の例で示すように問題が生じる。
EXAMPLE 2 In this example, the simple spin valve 300A of FIG. 10 with the free layer having a thickness of 72 ° and the antiparallel pinned spin valve 400A of FIG. 300A and 400A
Is shown generally in FIG. Pinning layer 204 or 402 is 425 ° nickel oxide (NiO). The pinning layer is a spin valve sensor 300A /
It has first and second portions that extend beyond the side edges 600 and 602 of the 400A. First and second hard magnetic layers 6
Nos. 04 and 606 are 135% cobalt platinum chromium (CoPtCr) and hard magnetic layers 604 and 60
The first and second seed layers 608 and 610 between 6 and the pinned layer extensions 204/402 are 35 ° chromium (Cr). First and second hard magnetic layers 604 and 6
The coercivity of 06 was 650 Oe. Hard magnetic layer 6
The coercivity of the nickel oxide (Ni
O). It can be seen that their location on the pinned layers 204/402 dramatically reduced from 1400 Oe in Example 1. This level of coercivity can still withstand magnetic flux penetration that tends to rotate the coercivity of the hard magnetic layer, but will be shown in the examples below when the thickness of the free layer is reduced to 72 ° or less. Problems arise.

【0029】例3:この例(図16)では、45Åの厚
さの自由層を有する、図11及び図13のスピン・バル
ブ・センサ300B及び400Bが検討された。ピン止
め層204/402は、425Åの酸化ニッケル(Ni
O)である。第1及び第2の硬磁性層700及び702
は、75Åのコバルト・プラチナ・クロム(CoPtC
r)であり、第1及び第2のシード層704及び706
は、35Åのクロム(Cr)である。残念ながら、第1
及び第2の硬磁性層700及び702の飽和保磁力は、
例3の650Oeから、この例では550Oeに低下し
た。このレベルの飽和保磁力は、硬磁性層700及び7
02の磁気スピンをスイッチする傾向がある磁束侵入に
耐え得るには、低過ぎると見なされる。
EXAMPLE 3 In this example (FIG. 16), the spin valve sensors 300B and 400B of FIGS. 11 and 13 having a free layer of 45 ° thickness were considered. The pinning layers 204/402 are made of 425 ° nickel oxide (Ni
O). First and second hard magnetic layers 700 and 702
Is a 75% cobalt platinum chrome (CoPtC
r) the first and second seed layers 704 and 706
Is 35% chromium (Cr). Unfortunately, the first
And the coercivity of the second hard magnetic layers 700 and 702 are
From 650 Oe in Example 3, it decreased to 550 Oe in this example. This level of coercivity is due to the hard magnetic layers 700 and 7
02 is considered too low to withstand the flux penetration that tends to switch the magnetic spin.

【0030】例4:この例(図17)では、45Åの厚
さの自由層を有するスピン・バルブ・センサ300B及
び400Bが、再度検討された。スピン・バルブ・セン
サは、425Åの酸化ニッケル(NiO)のピン止め層
204/402を含む。第1及び第2の硬磁性層800
及び802は、75Åのコバルト・プラチナ・クロム
(CoPtCr)であり、第1及び第2のシード層80
4及び806は、35Åのクロム(Cr)である。本発
明者は、第1及び第2のクロム・シード層804及び8
06と、酸化ニッケル(NiO)・ピン止め層204/
402との間に、35Åのタンタル(Ta)の第1及び
第2のシード層808及び810を追加することによ
り、硬磁性層800及び802の飽和保磁力が著しく増
加することを発見した。硬磁性層800及び802の飽
和保磁力は900Oeであり、これは例3の550Oe
から大きな増加である。しかしながら、2層シード層の
70Åの合計の厚さは、硬磁性バイアス層800及び8
02を自由層(F)により近付けることにより、それら
の間のより効率的な静磁気結合を得るために、更に低減
され得る。
Example 4: In this example (FIG. 17), spin valve sensors 300B and 400B having a free layer of 45 ° thickness were again considered. The spin valve sensor includes a 425 ° nickel oxide (NiO) pinned layer 204/402. First and second hard magnetic layers 800
And 802 are 75 ° Cobalt Platinum Chromium (CoPtCr) and the first and second seed layers 80
4 and 806 are 35 ° chromium (Cr). The inventor has determined that the first and second chromium seed layers 804 and 8
06 and nickel oxide (NiO) / pinning layer 204 /
It has been found that the addition of 35 ° tantalum (Ta) first and second seed layers 808 and 810 between the hard magnetic layers 800 and 802 significantly increases the coercivity of the hard magnetic layers 800 and 802. The coercivity of the hard magnetic layers 800 and 802 is 900 Oe, which is 550 Oe of Example 3.
Is a big increase from. However, the total thickness of the 70 ° of the two-layer seed layer is limited to the hard magnetic bias layers 800 and 8
By bringing 02 closer to the free layer (F), it can be further reduced to obtain more efficient magnetostatic coupling between them.

【0031】例5:スピン・バルブ・センサ300B/
400Bは、図18に示されるように、45Åの厚さの
自由層において、更に検討された。スピン・バルブ・セ
ンサは、425Åの酸化ニッケル(NiO)のピン止め
層204/402を含む。第1及び第2の硬磁性層90
0及び902は、75Åのコバルト・プラチナ・クロム
(CoPtCr)であり、第1及び第2のシード層90
4及び906は、20Åのクロム(Cr)であり、第3
及び第4のシード層908及び910は、20Åのタン
タル(Ta)である。クロム(Cr)及びタンタル(T
a)のシード層の合計の厚さは、40Åである。第1及
び第2の硬磁性層900及び902の飽和保磁力は、例
4の飽和保磁力と同じ900Oeであった。これは硬磁
性層として十分に許容されるものであり、スピン・バル
ブ・センサの磁区を効率的に安定化し、外部磁場からの
磁気侵入に耐え得る。
Example 5: Spin valve sensor 300B /
400B was further investigated in a 45 ° thick free layer, as shown in FIG. The spin valve sensor includes a 425 ° nickel oxide (NiO) pinned layer 204/402. First and second hard magnetic layers 90
0 and 902 are 75% cobalt platinum chromium (CoPtCr) and the first and second seed layers 90
Nos. 4 and 906 are 20% chromium (Cr),
And the fourth seed layers 908 and 910 are 20 ° tantalum (Ta). Chrome (Cr) and tantalum (T
The total thickness of the seed layer in a) is 40 °. The coercivity of the first and second hard magnetic layers 900 and 902 was 900 Oe, which is the same as the coercivity of Example 4. This is well tolerated as a hard magnetic layer, and effectively stabilizes the magnetic domain of the spin valve sensor and can withstand magnetic intrusion from an external magnetic field.

【0032】図19乃至図23は、スピン・バルブ読取
りヘッドの一部を形成する様々なステップを示す。図1
9では、第1のギャップ層1000が第1のシールド層
(図示せず)上にスパッタ付着される。次に、酸化ニッ
ケル(NiO)層1002が第1のギャップ層1000
上にスパッタ付着される。次に、複数の層1004がピ
ン止め層1002上にスパッタ付着され、図11または
図13のスピン・バルブ・センサ300Bまたは400
Bの1つを形成する。図20では、アンダカット100
8及び1010を有する2層フォトレジストが、スピン
・バルブ・センサ層(SV層)1004上に形成され、
続くステップにおいて、不要な層がリフトオフされる。
図21では、イオン・ミリングにより、2層フォトレジ
スト1006の下方を除くスピン・バルブ・センサの層
が除去される。これはピン止め層1002内も僅かにミ
リングし、センサ領域を越える、スピン・バルブ・セン
サ層1004の完全な除去を保証する。図22では、硬
磁性バイアス層及びリード層の様々な層が、基板上にス
パッタ付着される。図23では、2層フォトレジスト1
006が除去され、それにより不要な層が除去(リスト
オフ)され、スピン・バルブ・センサの側縁部に結合さ
れた、完成された硬磁性バイアス層及びリード層が取り
残される。このプロセスは、米国特許第5018037
号で述べられる。
FIGS. 19-23 illustrate the various steps of forming part of a spin valve read head. FIG.
At 9, a first gap layer 1000 is sputter deposited on a first shield layer (not shown). Next, a nickel oxide (NiO) layer 1002 is formed on the first gap layer 1000.
Sputter deposited on top. Next, a plurality of layers 1004 are sputter deposited onto the pinned layer 1002 and the spin valve sensor 300B or 400 of FIG. 11 or FIG.
Form one of B. In FIG. 20, the undercut 100
A two-layer photoresist having 8 and 1010 is formed on the spin valve sensor layer (SV layer) 1004,
In a subsequent step, unwanted layers are lifted off.
In FIG. 21, ion milling removes the layers of the spin valve sensor except below the two-layer photoresist 1006. This also slightly mills in the pinned layer 1002, ensuring complete removal of the spin valve sensor layer 1004 beyond the sensor area. In FIG. 22, various layers of a hard magnetic bias layer and a lead layer are sputter deposited on a substrate. In FIG. 23, two-layer photoresist 1
006 is removed, thereby removing (listing off) the unwanted layers, leaving behind the completed hard magnetic bias and lead layers bonded to the side edges of the spin valve sensor. This process is described in US Pat.
No.

【0033】硬磁性材料はコバルト・プラチナ・クロム
(CoPtCr)以外の材料であってもよく、コバルト
・プラチナ(CoPt)やコバルト・プラチナ・クロム
・タンタル(CoPtCrTa)などの、全てのコバル
ト・ベースの硬磁性材料を含むように意図される。
The hard magnetic material may be a material other than cobalt platinum chromium (CoPtCr), and may be any cobalt-based material such as cobalt platinum (CoPt) or cobalt platinum chromium tantalum (CoPtCrTa). It is intended to include hard magnetic materials.

【0034】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。
In summary, the following matters are disclosed regarding the configuration of the present invention.

【0035】(1)エア・ベアリング面(ABS)を有
するスピン・バルブ読取りヘッドであって、非磁性且つ
非導電性の第1のギャップ層と、前記第1のギャップ層
上の反強磁性の酸化ニッケル(NiO)・ピン止め層
と、前記ピン止め層に交換結合される強磁性被ピン止め
層と、強磁性自由層と、前記被ピン止め層と前記自由層
間の非磁性スペーサ層と、前記被ピン止め層、前記スペ
ーサ層、及び前記自由層の端部エッジにより形成される
第1及び第2の端部エッジとを含む、スピン・バルブ・
センサと、前記スピン・バルブ・センサの前記第1及び
第2の端部エッジをそれぞれ越え延びる、前記ピン止め
層の第1及び第2の部分と、前記ピン止め層の前記第1
及び第2の部分のそれぞれの上にあって、界面で結合さ
れる第1及び第2の硬磁性バイアス層及びリード層とを
含み、前記第1及び第2の硬磁性バイアス層の各々が、
前記ピン止め層と界面で結合し、前記スピン・バルブ・
センサの前記第1及び第2の端部エッジのそれぞれと界
面で結合するタンタル(Ta)膜と、前記タンタル(T
a)膜上にあって、該タンタル膜と界面で結合するクロ
ム(Cr)膜と、前記クロム(Cr)膜上にあって、該
クロム膜と界面で結合するコバルト(Co)・ベースの
硬磁性膜とを含む、読取りヘッド。 (2)強磁性の第1のシールド層と、前記第1のシール
ド層上の前記第1のギャップ層と、前記スピン・バルブ
・センサ、前記第1及び第2の硬磁性バイアス層及びリ
ード層、及び前記第1のギャップ層上の、非磁性且つ非
導電性の第2のギャップ層と、前記第2のギャップ層上
の強磁性の第2のシールド層とを含む、前記(1)記載
の読取りヘッド。 (3)前記被ピン止め層が、反平行(AP)被ピン止め
層であり、第1及び第2の強磁性膜と、前記第1及び第
2の強磁性膜間に挟まれるルテニウム(Ru)・スペー
サ膜とを含み、前記第1の強磁性膜が前記ピン止め層と
境界し、前記ピン止め層によりその磁気モーメントを第
1の方向に固定され、前記第2の強磁性膜が前記スペー
サ層と境界し、前記第1の強磁性膜によりその磁気モー
メントを、前記第1の方向と反平行の第2の方向に固定
される、前記(1)または(2)に記載の読取りヘッ
ド。 (4)前記コバルト(Co)・ベースの硬磁性膜が、コ
バルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)、コバルト
・プラチナ(CoPt)及びコバルト・プラチナ・クロ
ム・タンタル(CoPtCrTa)を含むグループから
選択される、前記(1)乃至(3)のいずれか1つに記
載の読取りヘッド。 (5)各硬磁性バイアス層において、前記タンタル(T
a)膜及び前記クロム(Cr)膜の各々の厚さが少なく
とも20Åである、前記(4)記載の読取りヘッド。 (6)エア・ベアリング面(ABS)を有する磁気ヘッ
ドであって、強磁性の第1のシールド層と、前記第1の
シールド層上の非磁性且つ非導電性の第1のギャップ層
と、前記第1のギャップ層上の反強磁性の酸化ニッケル
(NiO)・ピン止め層とを含む、読取りヘッドと、前
記ピン止め層に交換結合される強磁性の被ピン止め層
と、強磁性の自由層と、前記被ピン止め層と前記自由層
間の非磁性のスペーサ層と、前記被ピン止め層、前記ス
ペーサ層及び前記自由層の端部エッジにより形成され
る、第1及び第2の端部エッジとを含む、スピン・バル
ブ・センサとを含み、前記ピン止め層は、前記スピン・
バルブ・センサの前記第1及び第2の端部エッジをそれ
ぞれ越えて延びる、前記ピン止め層の第1及び第2の部
分を有し、前記ピン止め層の前記第1及び第2の部分の
それぞれの上にあって、界面で結合される第1及び第2
の硬磁性バイアス層及びリード層を含み、前記第1及び
第2の硬磁性バイアス層の各々が、前記ピン止め層と界
面で結合し、前記スピン・バルブ・センサの前記第1及
び第2の端部エッジのそれぞれと界面で結合するタンタ
ル(Ta)膜と、前記タンタル(Ta)膜上にあって、
該タンタル膜と界面で結合するクロム(Cr)膜と、前
記クロム(Cr)膜上にあって、該クロム膜と界面で結
合するコバルト(Co)・ベースの硬磁性膜とを含み、
前記スピン・バルブ・センサ、前記第1及び第2の硬磁
性バイアス層及びリード層、及び前記第1のギャップ層
上の、非磁性且つ非導電性の第2のギャップ層と、前記
第2のギャップ層上の強磁性の第2のシールド層と、及
び、書込みギャップ層と、前記ABSにおいて前記書込
みギャップにより分離され、ヘッド内において前記AB
Sから後方にへこんだ後方ギャップにおいて接続され
る、第1及び第2の磁極片層と、少なくとも第1及び第
2の絶縁層を有する絶縁スタックと、前記絶縁スタック
内に埋め込まれる少なくとも1つのコイル層とを含み、
前記絶縁スタック及び前記少なくとも1つのコイル層
が、前記第1及び第2の磁極片間に配置される、書込み
ヘッドとを含む、磁気ヘッド。 (7)前記被ピン止め層が、反平行(AP)被ピン止め
層であり、第1及び第2の強磁性膜と、前記第1及び第
2の強磁性膜間に挟まれるルテニウム(Ru)・スペー
サ膜とを含み、前記第1の強磁性膜が前記ピン止め層と
境界し、前記ピン止め層によりその磁気モーメントを第
1の方向に固定され、前記第2の強磁性膜が前記スペー
サ層と境界し、前記第1の強磁性膜によりその磁気モー
メントを、前記第1の方向と反平行の第2の方向に固定
される、前記(6)記載の磁気ヘッド。 (8)前記コバルト(Co)・ベースの硬磁性膜が、コ
バルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)、コバルト
・プラチナ(CoPt)及びコバルト・プラチナ・クロ
ム・タンタル(CoPtCrTa)を含むグループから
選択される、前記(6)または(7)に記載の磁気ヘッ
ド。 (9)各硬磁性バイアス層において、前記タンタル(T
a)膜及び前記クロム(Cr)膜の各々の厚さが少なく
とも20Åである、前記(8)記載の磁気ヘッド。 (10)エア・ベアリング面(ABS)を有する少なく
とも1つの磁気ヘッドを含む磁気ディスク・ドライブで
あって、前記磁気ヘッドは、結合式読取りヘッド及び書
込みヘッドを含み、前記読取りヘッドは、強磁性の第1
のシールド層と、前記第1のシールド層上の非磁性且つ
非導電性の第1のギャップ層と、前記第1のギャップ層
上の反強磁性の酸化ニッケル(NiO)・ピン止め層と
を含み、さらに、前記ピン止め層に交換結合される強磁
性の被ピン止め層と、強磁性の自由層と、前記被ピン止
め層と前記自由層間の非磁性のスペーサ層と、前記被ピ
ン止め層、前記スペーサ層及び前記自由層の端部エッジ
により形成される、第1及び第2の端部エッジとを含
む、スピン・バルブ・センサとを含み、前記ピン止め層
は、前記スピン・バルブ・センサの前記第1及び第2の
端部エッジをそれぞれ越えて延びる、前記ピン止め層の
第1及び第2の部分を有し、前記ピン止め層の前記第1
及び第2の部分のそれぞれの上にあって、界面で結合さ
れる第1及び第2の硬磁性バイアス層及びリード層を含
み、前記第1及び第2の硬磁性バイアス層の各々が、前
記ピン止め層と界面で結合し、前記スピン・バルブ・セ
ンサの前記第1及び第2の端部エッジのそれぞれと界面
で結合するタンタル(Ta)膜と、前記タンタル(T
a)膜上にあって、該タンタル膜と界面で結合するクロ
ム(Cr)膜と、前記クロム(Cr)膜上にあって、該
クロム膜と界面で結合するコバルト(Co)・ベースの
硬磁性膜とを含み、前記スピン・バルブ・センサ、前記
第1及び第2の硬磁性バイアス層及びリード層、及び前
記第1のギャップ層上の、非磁性且つ非導電性の第2の
ギャップ層と、前記第2のギャップ層上の強磁性の第2
のシールド層とを含み、前記書込みヘッドは、書込みギ
ャップ層と、前記ABSにおいて前記書込みギャップに
より分離され、ヘッド内において前記ABSから後方に
へこんだ後方ギャップにおいて接続される、第1及び第
2の磁極片層と、少なくとも第1及び第2の絶縁層を有
する絶縁スタックと、前記絶縁スタック内に埋め込まれ
る少なくとも1つのコイル層とを含み、前記絶縁スタッ
ク及び前記少なくとも1つのコイル層が、前記第1及び
第2の磁極片間に配置されており、前記第2のシールド
層及び前記第1の磁極片層が共通の層であり、ハウジン
グと、前記ハウジング内に回転可能に支持される磁気デ
ィスクと、前記ハウジング内に設けられ、前記磁気ヘッ
ドが前記磁気ディスクと変換関係を成すように、前記磁
気ヘッドをそのABSが前記磁気ディスクに対向するよ
うに支持する支持部材と、前記磁気ディスクを回転する
手段と、前記支持部材に結合され、前記磁気ヘッドを前
記磁気ディスクに対して複数の位置に移動する位置決め
手段と、前記磁気ヘッド、前記回転手段、及び前記位置
決め手段に結合され、前記併合磁気ヘッドと信号を交換
し、前記磁気ディスクの移動を制御し、前記磁気ヘッド
の位置を制御する処理手段とを含む、磁気ディスク・ド
ライブ。 (11)前記被ピン止め層が、反平行(AP)被ピン止
め層であり、第1及び第2の強磁性膜と、前記第1及び
第2の強磁性膜間に挟まれるルテニウム(Ru)・スペ
ーサ膜とを含み、前記第1の強磁性膜が前記ピン止め層
と境界し、前記ピン止め層によりその磁気モーメントを
第1の方向に固定され、前記第2の強磁性膜が前記スペ
ーサ層と境界し、前記第1の強磁性膜によりその磁気モ
ーメントを、前記第1の方向と反平行の第2の方向に固
定される、前記(10)記載のディスク・ドライブ。 (12)前記コバルト(Co)・ベースの硬磁性膜が、
コバルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)、コバル
ト・プラチナ(CoPt)及びコバルト・プラチナ・ク
ロム・タンタル(CoPtCrTa)を含むグループか
ら選択される、前記(10)または(11)に記載のデ
ィスク・ドライブ。 (13)エア・ベアリング面(ABS)を有する磁気ヘ
ッドを形成する方法であって、強磁性の第1のシールド
層を形成するステップと、前記第1のシールド層上に、
非磁性且つ非導電性の第1のギャップ層を形成するステ
ップと、前記第1のギャップ層上に、反強磁性の酸化ニ
ッケル(NiO)・ピン止め層を形成するステップと、
スピン・バルブ・センサを形成するステップであって、
前記ピン止め層に交換結合される強磁性の被ピン止め層
を形成するステップと、前記被ピン止め層の上に非磁性
のスペーサ層と、前記スペーサ層の上に強磁性の自由層
とを形成するステップと、前記被ピン止め層、前記スペ
ーサ層及び前記自由層の第1及び第2の端部エッジを形
成するステップとを含み、前記スピン・バルブ・センサ
の前記第1及び第2の端部エッジをそれぞれ越えて延び
る前記ピン止め層の第1及び第2の部分を形成するステ
ップと、前記ピン止め層の前記第1及び第2の部分のそ
れぞれの上に、界面で結合される第1及び第2の硬磁性
バイアス層及びリード層を形成するステップであって、
前記第1及び第2の硬磁性バイアス層のそれぞれを形成
するステップが、前記ピン止め層と界面で結合し、前記
スピン・バルブ・センサの前記第1及び第2の端部エッ
ジのそれぞれと界面で結合するタンタル(Ta)膜を形
成するステップと、前記タンタル(Ta)膜上にあっ
て、該タンタル膜と界面で結合するクロム(Cr)膜を
形成するステップと、前記クロム(Cr)膜上にあっ
て、該クロム膜と界面で結合するコバルト(Co)・ベ
ースの硬磁性膜を形成するステップとを含み、前記スピ
ン・バルブ・センサ、前記第1及び第2の硬磁性バイア
ス層及びリード層、及び前記第1のギャップ層上に、非
磁性且つ非導電性の第2のギャップ層を形成するステッ
プと、前記第2のギャップ層上に強磁性の第2のシール
ド層を形成するステップと、前記第2のシールド層が前
記書込みヘッドの第1の磁極片として機能するように、
前記第2のシールド層上に、書込みギャップ層と、内部
にコイル層を埋め込まれた絶縁スタックとを形成するス
テップと、前記絶縁スタック及び前記書込みギャップ上
に、後方ギャップにおいて前記第1の磁極片に結合され
る第2の磁極片層を形成するステップとを含む、方法。 (14)前記被ピン止め層が、反平行(AP)被ピン止
め層であり、前記第1のシールド層上に第1の強磁性膜
を形成するステップと、前記第1の強磁性膜上にルテニ
ウム(Ru)のスペーサ膜を形成するステップと、前記
スペーサ膜上に第2の強磁性膜を形成するステップとを
含む工程により形成される、前記(13)記載の方法。 (15)前記コバルト(Co)・ベースの硬磁性膜が、
コバルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)、コバル
ト・プラチナ(CoPt)及びコバルト・プラチナ・ク
ロム・タンタル(CoPtCrTa)を含むグループか
ら選択される、前記(13)または(14)に記載の方
法。 (16)各硬磁性バイアス層において、前記タンタル
(Ta)膜及び前記クロム(Cr)膜の各々の厚さが少
なくとも20Åであり、前記自由層の厚さが少なくとも
45Åである、前記(15)記載の方法。 (17)エア・ベアリング面(ABS)を有する結合式
読取り/書込みヘッドである、磁気ヘッドを少なくとも
1つ含む磁気ディスク・ドライブを形成する方法であっ
て、強磁性の第1のシールド層を形成するステップと、
前記第1のシールド層上に、非磁性且つ非導電性の第1
のギャップ層を形成するステップと、前記第1のギャッ
プ層上に、反強磁性の酸化ニッケル(NiO)・ピン止
め層を形成するステップと、スピン・バルブ・センサを
形成するステップであって、前記ピン止め層に交換結合
される強磁性の被ピン止め層を形成するステップと、前
記被ピン止め層の上に非磁性のスペーサ層と、前記スペ
ーサ層の上に強磁性の自由層を形成するステップと、前
記被ピン止め層、前記スペーサ層及び前記自由層の第1
及び第2の端部エッジを形成するステップとを含み、前
記スピン・バルブ・センサの前記第1及び第2の端部エ
ッジをそれぞれ越えて延びる前記ピン止め層の第1及び
第2の部分を形成するステップと、前記ピン止め層の前
記第1及び第2の部分のそれぞれの上に、界面で結合さ
れる第1及び第2の硬磁性バイアス層及びリード層を形
成するステップであって、前記第1及び第2の硬磁性バ
イアス層のそれぞれを形成するステップが、前記ピン止
め層と界面で結合し、前記スピン・バルブ・センサの前
記第1及び第2の端部エッジのそれぞれと界面で結合す
るタンタル(Ta)膜を形成するステップと、前記タン
タル(Ta)膜上にあって、該タンタル膜と界面で結合
するクロム(Cr)膜を形成するステップと、前記クロ
ム(Cr)膜上にあって、該クロム膜と界面で結合する
コバルト(Co)・ベースの硬磁性膜を形成するステッ
プとを含み、前記スピン・バルブ・センサ、前記第1及
び第2の硬磁性バイアス層及びリード層、及び前記第1
のギャップ層上に、非磁性且つ非導電性の第2のギャッ
プ層を形成するステップと、前記第2のギャップ層上に
強磁性の第2のシールド層を形成するステップと、前記
第2のシールド層が前記書込みヘッドの第1の磁極片と
して機能するように、前記第2のシールド層上に、書込
みギャップ層と、内部にコイル層を埋め込まれた絶縁ス
タックとを形成するステップと、前記絶縁スタック及び
前記書込みギャップ上に、後方ギャップにおいて前記第
1の磁極片に結合される第2の磁極片層を形成するステ
ップと、ハウジングを提供するステップと、前記ハウジ
ング内に磁気ディスクを回転可能に支持するステップ
と、前記磁気ヘッドが前記磁気ディスクと変換関係を成
すように、前記ハウジング内に、前記磁気ヘッドをその
ABSが前記磁気ディスクに対向するように支持する支
持部材を提供するステップと、前記磁気ディスクを回転
する手段を提供するステップと、前記支持部材に結合さ
れ、前記磁気ヘッドを前記磁気ディスクに対して複数の
位置に移動する位置決め手段を提供するステップと、前
記磁気ヘッド、前記回転手段、及び前記位置決め手段に
結合され、前記併合磁気ヘッドと信号を交換し、前記磁
気ディスクの移動を制御し、前記磁気ヘッドの位置を制
御する処理手段を提供するステップとを含む、方法。 (18)前記被ピン止め層が、反平行(AP)被ピン止
め層であり、前記第1のシールド層上に第1の強磁性膜
を形成するステップと、前記第1の強磁性膜上にルテニ
ウム(Ru)のスペーサ膜を形成するステップと、前記
スペーサ膜上に第2の強磁性膜を形成するステップとを
含む工程により形成される、前記(17)記載の方法。 (19)前記コバルト(Co)・ベースの硬磁性膜が、
コバルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)、コバル
ト・プラチナ(CoPt)及びコバルト・プラチナ・ク
ロム・タンタル(CoPtCrTa)を含むグループか
ら選択される、前記(17)または(18)に記載の方
法。 (20)各硬磁性バイアス層において、前記タンタル
(Ta)膜及び前記クロム(Cr)膜の各々の厚さが少
なくとも20Åであり、前記自由層の厚さが少なくとも
45Åである、前記(19)記載の方法。
(1) A spin valve read head having an air bearing surface (ABS), comprising: a first non-magnetic and non-conductive gap layer; and an anti-ferromagnetic layer on the first gap layer. A nickel oxide (NiO) pinned layer, a ferromagnetic pinned layer exchange coupled to the pinned layer, a ferromagnetic free layer, a non-magnetic spacer layer between the pinned layer and the free layer, A spin valve comprising: a pinned layer; the spacer layer; and first and second end edges formed by end edges of the free layer.
A sensor, first and second portions of the pinned layer extending beyond the first and second end edges of the spin valve sensor, respectively, and the first of the pinned layers.
And first and second hard magnetic bias layers and a lead layer overlying each of the second portions and coupled at the interface, wherein each of the first and second hard magnetic bias layers comprises:
At the interface with the pinned layer, the spin valve
A tantalum (Ta) film coupled at an interface with each of the first and second end edges of the sensor;
a) a chromium (Cr) film on the film and bonded at the interface with the tantalum film; and a cobalt (Co) -based hard film on the chromium (Cr) film and bonded at the interface with the chromium film. A read head comprising: a magnetic film; (2) a ferromagnetic first shield layer, the first gap layer on the first shield layer, the spin valve sensor, the first and second hard magnetic bias layers, and a lead layer And (2) a non-magnetic and non-conductive second gap layer on the first gap layer and a ferromagnetic second shield layer on the second gap layer. Read head. (3) The pinned layer is an anti-parallel (AP) pinned layer, and first and second ferromagnetic films and ruthenium (Ru) sandwiched between the first and second ferromagnetic films. And a spacer film, wherein the first ferromagnetic film is bounded by the pinned layer, the magnetic moment of the first ferromagnetic film is fixed in the first direction by the pinned layer, and the second ferromagnetic film is The read head according to (1) or (2), which is bounded by a spacer layer, and whose magnetic moment is fixed in a second direction antiparallel to the first direction by the first ferromagnetic film. . (4) the cobalt (Co) -based hard magnetic film is selected from a group including cobalt platinum chromium (CoPtCr), cobalt platinum (CoPt), and cobalt platinum chromium tantalum (CoPtCrTa); The read head according to any one of (1) to (3). (5) In each hard magnetic bias layer, the tantalum (T
a) the read head of (4), wherein the thickness of each of the film and the chromium (Cr) film is at least 20 °; (6) A magnetic head having an air bearing surface (ABS), comprising: a first ferromagnetic shield layer; a first nonmagnetic and nonconductive gap layer on the first shield layer; A read head including an antiferromagnetic nickel oxide (NiO) pinned layer on the first gap layer; a ferromagnetic pinned layer exchange coupled to the pinned layer; First and second ends formed by a free layer, a non-magnetic spacer layer between the pinned layer and the free layer, and end edges of the pinned layer, the spacer layer, and the free layer; A spin valve sensor, the spinning pin sensor comprising:
A first and a second portion of the pinned layer extending beyond the first and second end edges of the valve sensor, respectively, the first and second portions of the pinned layer; A first and a second on top of each other and joined at the interface
Wherein each of the first and second hard magnetic bias layers is coupled at an interface with the pinned layer and the first and second hard magnetic bias layers of the spin valve sensor. A tantalum (Ta) film bonded to each of the end edges at the interface, and on the tantalum (Ta) film,
A chromium (Cr) film bonded at the interface with the tantalum film, and a cobalt (Co) -based hard magnetic film on the chromium (Cr) film bonded at the interface with the chromium film;
A second nonmagnetic and nonconductive gap layer on the spin valve sensor, the first and second hard magnetic bias layers and the lead layer, and the first gap layer; A second ferromagnetic shield layer on the gap layer and a write gap layer, separated by the write gap at the ABS;
An insulating stack having first and second pole piece layers, at least first and second insulating layers, and at least one coil embedded within the insulating stack, connected at a rearward gap recessed from the S Layers and
A write head, wherein the insulating stack and the at least one coil layer are disposed between the first and second pole pieces. (7) The pinned layer is an antiparallel (AP) pinned layer, and first and second ferromagnetic films and ruthenium (Ru) sandwiched between the first and second ferromagnetic films. And a spacer film, wherein the first ferromagnetic film is bounded by the pinned layer, the magnetic moment of the first ferromagnetic film is fixed in the first direction by the pinned layer, and the second ferromagnetic film is The magnetic head according to (6), wherein the magnetic moment is fixed in a second direction antiparallel to the first direction by a boundary between the spacer layer and the first ferromagnetic film. (8) the cobalt (Co) -based hard magnetic film is selected from a group including cobalt platinum chromium (CoPtCr), cobalt platinum (CoPt), and cobalt platinum chromium tantalum (CoPtCrTa); The magnetic head according to (6) or (7). (9) In each hard magnetic bias layer, the tantalum (T
a) The magnetic head according to (8), wherein the thickness of each of the film and the chromium (Cr) film is at least 20 °. (10) A magnetic disk drive including at least one magnetic head having an air bearing surface (ABS), the magnetic head including a combined read head and a write head, wherein the read head is a ferromagnetic head. First
A non-magnetic and non-conductive first gap layer on the first shield layer, and an antiferromagnetic nickel oxide (NiO) pinning layer on the first gap layer. Further comprising: a ferromagnetic pinned layer exchange coupled to the pinned layer; a ferromagnetic free layer; a non-magnetic spacer layer between the pinned layer and the free layer; A spin valve sensor comprising a first layer, a spacer layer, and first and second end edges formed by end edges of the free layer, wherein the pinned layer comprises the spin valve. • having first and second portions of the pinned layer extending beyond the first and second end edges of the sensor, respectively, the first of the pinned layers;
And a first hard magnetic bias layer and a lead layer overlying each of the second portions and coupled at the interface, wherein each of the first and second hard magnetic bias layers is A tantalum (Ta) film coupled at an interface with a pinned layer and coupled at an interface with each of the first and second end edges of the spin valve sensor;
a) a chromium (Cr) film on the film and bonded at the interface with the tantalum film; and a cobalt (Co) -based hard film on the chromium (Cr) film and bonded at the interface with the chromium film. A magnetic film, the spin valve sensor, the first and second hard magnetic bias layers and the lead layer, and a nonmagnetic and nonconductive second gap layer on the first gap layer. And a second ferromagnetic layer on the second gap layer.
And a first and second write head, the write head being separated by the write gap at the ABS and connected at a rear gap recessed rearward from the ABS in the head. A pole piece layer, an insulating stack having at least first and second insulating layers, and at least one coil layer embedded in the insulating stack, wherein the insulating stack and the at least one coil layer are the first and second coil layers. A housing and a magnetic disk rotatably supported within the housing, wherein the second shield layer and the first pole piece layer are a common layer disposed between the first and second pole pieces; The magnetic head is provided in the housing, and the magnetic head has its A A support member for supporting the magnetic disk so that the magnetic disk faces the magnetic disk, a means for rotating the magnetic disk, and a positioning means coupled to the support member for moving the magnetic head to a plurality of positions with respect to the magnetic disk And processing means coupled to the magnetic head, the rotating means, and the positioning means, for exchanging signals with the combined magnetic head, controlling movement of the magnetic disk, and controlling the position of the magnetic head. , Magnetic disk drives. (11) The pinned layer is an antiparallel (AP) pinned layer, and first and second ferromagnetic films and ruthenium (Ru) sandwiched between the first and second ferromagnetic films. And a spacer film, wherein the first ferromagnetic film is bounded by the pinned layer, the magnetic moment of the first ferromagnetic film is fixed in the first direction by the pinned layer, and the second ferromagnetic film is The disk drive according to (10), wherein the magnetic moment is fixed in a second direction antiparallel to the first direction by the first ferromagnetic film, which borders a spacer layer. (12) The hard magnetic film based on cobalt (Co)
The disk drive according to (10) or (11), wherein the disk drive is selected from the group comprising cobalt platinum chrome (CoPtCr), cobalt platinum (CoPt), and cobalt platinum chrome tantalum (CoPtCrTa). (13) A method for forming a magnetic head having an air bearing surface (ABS), comprising: forming a ferromagnetic first shield layer;
Forming a non-magnetic and non-conductive first gap layer; and forming an antiferromagnetic nickel oxide (NiO) pinning layer on the first gap layer;
Forming a spin valve sensor, comprising:
Forming a ferromagnetic pinned layer exchange coupled to the pinned layer; forming a non-magnetic spacer layer on the pinned layer; and a ferromagnetic free layer on the spacer layer. Forming the first and second end edges of the pinned layer, the spacer layer and the free layer, the first and second ends of the spin valve sensor. Forming first and second portions of the pinned layer extending beyond respective end edges; and bonding interfacially over each of the first and second portions of the pinned layer. Forming a first and a second hard magnetic bias layer and a lead layer,
The step of forming each of the first and second hard magnetic bias layers is coupled at the interface with the pinned layer and interfaces with each of the first and second end edges of the spin valve sensor. Forming a tantalum (Ta) film bonded by the following steps: forming a chromium (Cr) film on the tantalum (Ta) film bonded to the tantalum film at an interface; and forming the chromium (Cr) film. Forming a cobalt (Co) -based hard magnetic film at the interface with the chromium film, the spin valve sensor, the first and second hard magnetic bias layers, Forming a nonmagnetic and nonconductive second gap layer on the lead layer and the first gap layer; and forming a ferromagnetic second shield layer on the second gap layer. Step If, as the second shield layer functions as a first pole piece of the write head,
Forming, on the second shield layer, a write gap layer and an insulating stack having a coil layer embedded therein; and, over the insulating stack and the write gap, the first pole piece at a back gap. Forming a second pole piece layer coupled to the second pole piece layer. (14) forming the first ferromagnetic film on the first shield layer, wherein the pinned layer is an antiparallel (AP) pinned layer; (13). The method according to (13) above, wherein the method includes a step of forming a ruthenium (Ru) spacer film on the substrate and a step of forming a second ferromagnetic film on the spacer film. (15) The cobalt (Co) -based hard magnetic film comprises:
The method according to (13) or (14), wherein the method is selected from the group comprising cobalt platinum chromium (CoPtCr), cobalt platinum (CoPt) and cobalt platinum chromium tantalum (CoPtCrTa). (16) In each of the hard magnetic bias layers, the thickness of each of the tantalum (Ta) film and the chromium (Cr) film is at least 20 °, and the thickness of the free layer is at least 45 °. The described method. (17) A method for forming a magnetic disk drive including at least one magnetic head, which is a combined read / write head having an air bearing surface (ABS), wherein a first ferromagnetic shield layer is formed. Steps to
On the first shield layer, a non-magnetic and non-conductive first
Forming a gap layer, forming an antiferromagnetic nickel oxide (NiO) pinning layer on the first gap layer, and forming a spin valve sensor. Forming a ferromagnetic pinned layer exchange coupled to the pinned layer; forming a non-magnetic spacer layer on the pinned layer and a ferromagnetic free layer on the spacer layer And the first of the pinned layer, the spacer layer and the free layer.
And forming a second end edge, wherein the first and second portions of the pinned layer extend beyond the first and second end edges, respectively, of the spin valve sensor. Forming, and forming first and second hard magnetic bias layers and a lead layer bonded at an interface on each of the first and second portions of the pinned layer, The step of forming each of the first and second hard magnetic bias layers is coupled at the interface with the pinned layer and interfaces with each of the first and second end edges of the spin valve sensor. Forming a tantalum (Ta) film bonded by the following steps: forming a chromium (Cr) film on the tantalum (Ta) film bonded to the tantalum film at an interface; and forming the chromium (Cr) film. above Forming a cobalt (Co) -based hard magnetic film bonded to the chromium film at the interface, the spin valve sensor, the first and second hard magnetic bias layers, and the lead layer. And the first
Forming a non-magnetic and non-conductive second gap layer on the second gap layer; forming a ferromagnetic second shield layer on the second gap layer; Forming a write gap layer and an insulating stack having a coil layer embedded therein over the second shield layer such that the shield layer functions as a first pole piece of the write head; Forming a second pole piece layer over the insulating stack and the write gap that is coupled to the first pole piece at a back gap; providing a housing; and rotatable magnetic disk within the housing. Supporting the magnetic head with the ABS in the housing so that the magnetic head is in a transducing relationship with the magnetic disk. Providing a support member for supporting the disk so as to face the disk, providing a means for rotating the magnetic disk, and coupled to the support member to move the magnetic head to a plurality of positions with respect to the magnetic disk. Providing a moving positioning means; coupled to the magnetic head, the rotating means, and the positioning means, for exchanging signals with the merged magnetic head, controlling movement of the magnetic disk, and positioning the magnetic head; Providing processing means for controlling the (18) forming the first ferromagnetic film on the first shield layer, wherein the pinned layer is an antiparallel (AP) pinned layer; (17). The method according to (17), wherein the method is formed by a process including a step of forming a ruthenium (Ru) spacer film and a step of forming a second ferromagnetic film on the spacer film. (19) The cobalt (Co) -based hard magnetic film comprises:
The method according to (17) or (18), wherein the method is selected from the group comprising cobalt platinum chromium (CoPtCr), cobalt platinum (CoPt) and cobalt platinum chromium tantalum (CoPtCrTa). (20) In each of the hard magnetic bias layers, the thickness of each of the tantalum (Ta) film and the chromium (Cr) film is at least 20 °, and the thickness of the free layer is at least 45 °. The described method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一般的な磁気ディスク・ドライブの平面図であ
る。
FIG. 1 is a plan view of a general magnetic disk drive.

【図2】磁気ヘッドが隠れ線で示された、図1の平面2
−2に沿うスライダの側面図である。
FIG. 2 is a plane 2 of FIG. 1 with the magnetic head indicated by a hidden line;
FIG. 3 is a side view of the slider, taken along line -2.

【図3】複数のディスク及び磁気ヘッドが使用される、
磁気ディスク・ドライブの立面図である。
FIG. 3 uses a plurality of disks and magnetic heads;
FIG. 2 is an elevation view of a magnetic disk drive.

【図4】スライダ及び磁気ヘッドをサポートする一般的
なサスペンション・システムの斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a general suspension system that supports a slider and a magnetic head.

【図5】図2の平面5−5に沿うスライダのABSを示
す図である。
FIG. 5 is a view showing the ABS of the slider along a plane 5-5 in FIG. 2;

【図6】図2の平面6−6に沿うスライダ及び磁気ヘッ
ドの部分立面図である。
FIG. 6 is a partial elevational view of the slider and the magnetic head along a plane 6-6 in FIG. 2;

【図7】磁気ヘッドの読取り及び書込み素子を示す、図
6の平面7−7に沿うスライダの部分ABSを示す図で
ある。
7 is a diagram showing a portion ABS of the slider along the plane 7-7 of FIG. 6, showing the read and write elements of the magnetic head.

【図8】コイル層上の全ての材料が除去された、図6の
平面8−8に沿う図である。
FIG. 8 is a view along plane 8-8 of FIG. 6, with all material on the coil layer removed.

【図9】現スピン・バルブ読取りヘッドの概略斜視図で
ある。
FIG. 9 is a schematic perspective view of a current spin valve read head.

【図10】72Åの厚さのニッケル鉄(NiFe)自由
層を有する底部スピン・バルブ・センサの一例を示すA
BSの平面図である。
FIG. 10A shows an example of a bottom spin valve sensor having a 72 ° thick nickel iron (NiFe) free layer.
It is a top view of BS.

【図11】45Åの厚さのニッケル鉄(NiFe)自由
層を有する底部スピン・バルブ・センサの一例を示すA
BSの平面図である。
FIG. 11A illustrates an example of a bottom spin valve sensor having a 45 ° thick nickel iron (NiFe) free layer.
It is a top view of BS.

【図12】72Åの厚さのニッケル鉄(NiFe)自由
層を有する、反平行(AP)被ピン止め底部スピン・バ
ルブ・センサの一例を示すABSの平面図である。
FIG. 12 is a top plan view of an ABS illustrating an example of an anti-parallel (AP) pinned bottom spin valve sensor having a 72 ° thick nickel iron (NiFe) free layer.

【図13】45Åの厚さのニッケル鉄(NiFe)自由
層を有する反平行(AP)被ピン止め底部スピン・バル
ブ・センサの一例を示すABSの平面図である。
FIG. 13 is a top plan view of an ABS showing an example of an antiparallel (AP) pinned bottom spin valve sensor having a 45 ° thick nickel iron (NiFe) free layer.

【図14】第1のギャップ層(G1)上に硬磁性バイア
ス膜及びシード層を有する異方性磁気抵抗(AMR)セ
ンサを示すABSの平面図である。
FIG. 14 is a plan view of an ABS showing an anisotropic magnetoresistive (AMR) sensor having a hard magnetic bias film and a seed layer on a first gap layer (G1).

【図15】 72Åの
厚さのニッケル鉄(NiFe)自由層、及び酸化ニッケ
ル(NiO)のピン止め層の拡張部分上の硬磁性バイア
ス層及びシード層を有する、底部スピン・バルブ・セン
サのABSの平面図である。
FIG. 15: ABS of a bottom spin valve sensor having a 72 ° thick nickel iron (NiFe) free layer and a hard magnetic bias layer and a seed layer on an extension of a nickel oxide (NiO) pinned layer. FIG.

【図16】45Åの厚さのニッケル鉄(NiFe)自由
層が使用され、酸化ニッケル(NiO)のピン止め層の
拡張部分上の硬磁性バイアス層の厚さが低減された、底
部スピン・バルブ・センサのABSの平面図である。
FIG. 16 shows a bottom spin valve in which a 45 ° thick nickel iron (NiFe) free layer is used and the thickness of the hard magnetic bias layer on the nickel oxide (NiO) pinned layer extension is reduced. -It is a top view of ABS of a sensor.

【図17】硬磁性バイアス層に2重のシード層が使用さ
れた、45Åの厚さのニッケル鉄(NiFe)自由層、
及び酸化ニッケル(NiO)・ピン止め層拡張部分上の
硬磁性バイアス層を有する、底部スピン・バルブ・セン
サのABSの平面図である。
FIG. 17 shows a 45 ° thick nickel iron (NiFe) free layer with a double seed layer used for the hard magnetic bias layer.
FIG. 9 is a plan view of the ABS of a bottom spin valve sensor having a hard magnetic bias layer on the surface of the substrate and a nickel oxide (NiO) pinning layer extension.

【図18】硬磁性バイアス層の飽和保磁力を犠牲にする
ことなく、2重のシード層の全体の厚さが著しく低減さ
れた、底部スピン・バルブ・センサの1実施例を示すA
BSの平面図である。
FIG. 18A illustrates one embodiment of a bottom spin valve sensor in which the overall thickness of the double seed layer is significantly reduced without sacrificing the coercivity of the hard magnetic bias layer.
It is a top view of BS.

【図19】第1及び第2の硬磁性バイアス層及びそれに
結合されるシード層を有するスピン・バルブ・センサを
構成するための、層形成ステップ(SV層の付着)を示
す立面図である。
FIG. 19 is an elevational view showing the layer formation step (SV layer deposition) for constructing a spin valve sensor having first and second hard magnetic bias layers and a seed layer coupled thereto. .

【図20】第1及び第2の硬磁性バイアス層及びそれに
結合されるシード層を有するスピン・バルブ・センサを
構成するための、層形成ステップ(2層フォトレジスト
の付着)を示す立面図である。
FIG. 20 is an elevation view showing a layer forming step (bilayer photoresist deposition) for constructing a spin valve sensor having first and second hard magnetic bias layers and a seed layer coupled thereto; It is.

【図21】第1及び第2の硬磁性バイアス層及びそれに
結合されるシード層を有するスピン・バルブ・センサを
構成するための、層形成ステップ(SV層の画定)を示
す立面図である。
FIG. 21 is an elevation view showing a layer formation step (definition of an SV layer) for configuring a spin valve sensor having first and second hard magnetic bias layers and a seed layer coupled thereto; .

【図22】第1及び第2の硬磁性バイアス層及びそれに
結合されるシード層を有するスピン・バルブ・センサを
構成するための、層形成ステップ(硬磁性バイアス層及
びリード層の付着)を示す立面図である。
FIG. 22 shows a layer forming step (adhesion of a hard magnetic bias layer and a lead layer) for forming a spin valve sensor having first and second hard magnetic bias layers and a seed layer coupled thereto. It is an elevation view.

【図23】第1及び第2の硬磁性バイアス層及びそれに
結合されるシード層を有するスピン・バルブ・センサを
構成するための、層形成ステップ(不要な層の除去、完
成)を示す立面図である。
FIG. 23 is an elevation view showing a layer formation step (removal of unnecessary layers, completion) for forming a spin valve sensor having first and second hard magnetic bias layers and a seed layer coupled thereto; FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 磁気ディスク・ドライブ 32 スピンドル 34 磁気ディスク 36 モータ 38 モータ制御装置 40 結合式読取り/書込み磁気ヘッド 42 スライダ 44 サスペンション 46 アクチュエータ・アーム 48 エア・ベアリング面(ABS) 50 処理回路 54 フレーム 55 ハウジング 56 中央レール 58、60 スライド・レール 62 クロス・レール 64 スライダの前縁部 66 スライダの後縁部 70 書込みヘッド部分 72 読取りヘッド部分 74、202 スピン・バルブ・センサ 76、78、206、208 ギャップ層 80、82、210、212 シールド層 84 コイル層 86、88、90 絶縁層 92、94 磁極片層 96 後方ギャップ 98、100 極先端 102 書込みギャップ層 104、106、116、118 はんだ接続 112、114、120、122、124、126 リ
ード 200 底部スピン・バルブ読取りヘッド 204、402 ピン止め層 206、208、502、1000 ギャップ層 210、212 強磁性シールド層 214、216、306、308 スピン・バルブ・セ
ンサの側縁部 218、222、226 硬磁性バイアス層 220、224、228 リード層 310、404、412 スペーサ層 312 強磁性被ピン止め層 313 GMRエンハンスメント層 314 強磁性自由層 316、410 キャップ層 406 反平行被ピン止め層 408 自由層 414、416 被ピン止め膜 418 強磁性界面膜 500 異方性磁気抵抗(AMR)センサ 504、506、604、606、700、702、8
00、802、900、902 硬磁性層 508、510、704、706、804、806、9
04、906、908、910 シード層 512、514 側縁部 1002 酸化ニッケル(NiO)層、ピン止め層 1004 スピン・バルブ・センサ層 1006 2層フォトレジスト 1008、1010 アンダカット
Reference Signs List 30 magnetic disk drive 32 spindle 34 magnetic disk 36 motor 38 motor controller 40 combined read / write magnetic head 42 slider 44 suspension 46 actuator arm 48 air bearing surface (ABS) 50 processing circuit 54 frame 55 housing 56 center rail 58, 60 slide rail 62 cross rail 64 slider leading edge 66 slider trailing edge 70 write head portion 72 read head portion 74, 202 spin valve sensor 76, 78, 206, 208 gap layer 80, 82 , 210, 212 Shield layer 84 Coil layer 86, 88, 90 Insulation layer 92, 94 Pole piece layer 96 Back gap 98, 100 Pole tip 102 Write gap layer 104, 106, 116, 118 Connection 112,114,120,122,124,126 lead 200 bottom spin valve read head 204,402 pinned layer 206,208,502,1000 gap layer 210,212 ferromagnetic shield layer 214,216,306, 308 Side edge of spin valve sensor 218, 222, 226 Hard magnetic bias layer 220, 224, 228 Lead layer 310, 404, 412 Spacer layer 312 Ferromagnetic pinned layer 313 GMR enhancement layer 314 Ferromagnetic free layer 316 , 410 Cap layer 406 Anti-parallel pinned layer 408 Free layer 414, 416 Pinned film 418 Ferromagnetic interface film 500 Anisotropic magnetoresistive (AMR) sensor 504, 506, 604, 606, 700, 702, 8
00, 802, 900, 902 Hard magnetic layer 508, 510, 704, 706, 804, 806, 9
04, 906, 908, 910 Seed layer 512, 514 Side edge 1002 Nickel oxide (NiO) layer, pinned layer 1004 Spin valve sensor layer 1006 Bilayer photoresist 1008, 1010 Undercut

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−269531(JP,A) 特開 平10−116403(JP,A) 特開 平6−177453(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 5/39 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-10-269531 (JP, A) JP-A-10-116403 (JP, A) JP-A-6-177453 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G11B 5/39

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】エア・ベアリング面(ABS)を有するス
ピン・バルブ読取りヘッドであって、 非磁性且つ非導電性の第1のギャップ層と、 前記第1のギャップ層上の反強磁性の酸化ニッケル(N
iO)・ピン止め層と、 前記ピン止め層に交換結合される強磁性被ピン止め層
と、強磁性自由層と、前記被ピン止め層と前記自由層間
の非磁性スペーサ層と、前記被ピン止め層、前記スペー
サ層、及び前記自由層の端部エッジにより形成される第
1及び第2の端部エッジとを含む、スピン・バルブ・セ
ンサと、 前記スピン・バルブ・センサの前記第1及び第2の端部
エッジをそれぞれ越え延びる、前記ピン止め層の第1及
び第2の部分と、 前記ピン止め層の前記第1及び第2の部分のそれぞれの
上にあって、界面で結合される第1及び第2の硬磁性バ
イアス層及びリード層とを含み、 前記第1及び第2の硬磁性バイアス層の各々が、 前記ピン止め層と界面で結合し、前記スピン・バルブ・
センサの前記第1及び第2の端部エッジのそれぞれと界
面で結合するタンタル(Ta)膜と、 前記タンタル(Ta)膜上にあって、該タンタル膜と界
面で結合するクロム(Cr)膜と、 前記クロム(Cr)膜上にあって、該クロム膜と界面で
結合するコバルト(Co)・ベースの硬磁性膜とを含
む、読取りヘッド。
1. A spin valve read head having an air bearing surface (ABS), comprising: a first non-magnetic and non-conductive gap layer; and an anti-ferromagnetic oxidation on the first gap layer. Nickel (N
iO) a pinned layer, a ferromagnetic pinned layer exchange-coupled to the pinned layer, a ferromagnetic free layer, a nonmagnetic spacer layer between the pinned layer and the free layer, A spin valve sensor including a stop layer, the spacer layer, and first and second end edges formed by end edges of the free layer; and a first and a second one of the spin valve sensor. First and second portions of the pinned layer, each extending beyond a second end edge; and over the respective one of the first and second portions of the pinned layer, bonded at an interface. First and second hard magnetic bias layers and a lead layer, wherein each of the first and second hard magnetic bias layers is coupled to the pinned layer at an interface, and the spin valve
A tantalum (Ta) film bonded to each of the first and second end edges of the sensor at the interface; and a chromium (Cr) film on the tantalum (Ta) film and bonded to the tantalum film at the interface. And a cobalt (Co) -based hard magnetic film on the chromium (Cr) film and bonded to the chromium film at the interface.
【請求項2】強磁性の第1のシールド層と、 前記第1のシールド層上の前記第1のギャップ層と、 前記スピン・バルブ・センサ、前記第1及び第2の硬磁
性バイアス層及びリード層、及び前記第1のギャップ層
上の、非磁性且つ非導電性の第2のギャップ層と、 前記第2のギャップ層上の強磁性の第2のシールド層と
を含む、請求項1記載の読取りヘッド。
2. A ferromagnetic first shield layer, the first gap layer on the first shield layer, the spin valve sensor, the first and second hard magnetic bias layers, 2. A lead layer, a non-magnetic and non-conductive second gap layer on the first gap layer, and a ferromagnetic second shield layer on the second gap layer. Read head as described.
【請求項3】前記被ピン止め層が、反平行(AP)被ピ
ン止め層であり、 第1及び第2の強磁性膜と、 前記第1及び第2の強磁性膜間に挟まれるルテニウム
(Ru)・スペーサ膜とを含み、 前記第1の強磁性膜が前記ピン止め層と境界し、前記ピ
ン止め層によりその磁気モーメントを第1の方向に固定
され、 前記第2の強磁性膜が前記スペーサ層と境界し、前記第
1の強磁性膜によりその磁気モーメントを、前記第1の
方向と反平行の第2の方向に固定される、請求項1また
は2に記載の読取りヘッド。
3. The pinned layer is an anti-parallel (AP) pinned layer, comprising: first and second ferromagnetic films; and ruthenium sandwiched between the first and second ferromagnetic films. (Ru) spacer film, wherein the first ferromagnetic film is bounded by the pinned layer, and its magnetic moment is fixed in a first direction by the pinned layer; 3. The read head according to claim 1, wherein the first ferromagnetic film fixes the magnetic moment in a second direction antiparallel to the first direction. 4.
【請求項4】前記コバルト(Co)・ベースの硬磁性膜
が、コバルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)、コ
バルト・プラチナ(CoPt)及びコバルト・プラチナ
・クロム・タンタル(CoPtCrTa)を含むグルー
プから選択される、請求項1乃至3のいずれか1つに記
載の読取りヘッド。
4. The hard magnetic film based on cobalt (Co) is selected from the group comprising cobalt platinum chromium (CoPtCr), cobalt platinum (CoPt) and cobalt platinum chromium tantalum (CoPtCrTa). The read head according to claim 1, wherein
【請求項5】各硬磁性バイアス層において、前記タンタ
ル(Ta)膜及び前記クロム(Cr)膜の各々の厚さが
少なくとも20Åである、請求項4記載の読取りヘッ
ド。
5. The read head according to claim 4, wherein in each hard magnetic bias layer, the thickness of each of the tantalum (Ta) film and the chromium (Cr) film is at least 20 °.
【請求項6】エア・ベアリング面(ABS)を有する磁
気ヘッドであって、 強磁性の第1のシールド層と、前記第1のシールド層上
の非磁性且つ非導電性の第1のギャップ層と、前記第1
のギャップ層上の反強磁性の酸化ニッケル(NiO)・
ピン止め層とを含む、読取りヘッドと、 前記ピン止め層に交換結合される強磁性の被ピン止め層
と、強磁性の自由層と、前記被ピン止め層と前記自由層
間の非磁性のスペーサ層と、前記被ピン止め層、前記ス
ペーサ層及び前記自由層の端部エッジにより形成され
る、第1及び第2の端部エッジとを含む、スピン・バル
ブ・センサとを含み、 前記ピン止め層は、前記スピン・バルブ・センサの前記
第1及び第2の端部エッジをそれぞれ越えて延びる、前
記ピン止め層の第1及び第2の部分を有し、 前記ピン止め層の前記第1及び第2の部分のそれぞれの
上にあって、界面で結合される第1及び第2の硬磁性バ
イアス層及びリード層を含み、 前記第1及び第2の硬磁性バイアス層の各々が、 前記ピン止め層と界面で結合し、前記スピン・バルブ・
センサの前記第1及び第2の端部エッジのそれぞれと界
面で結合するタンタル(Ta)膜と、 前記タンタル(Ta)膜上にあって、該タンタル膜と界
面で結合するクロム(Cr)膜と、 前記クロム(Cr)膜上にあって、該クロム膜と界面で
結合するコバルト(Co)・ベースの硬磁性膜とを含
み、 前記スピン・バルブ・センサ、前記第1及び第2の硬磁
性バイアス層及びリード層、及び前記第1のギャップ層
上の、非磁性且つ非導電性の第2のギャップ層と、 前記第2のギャップ層上の強磁性の第2のシールド層
と、及び、 書込みギャップ層と、前記ABSにおいて前記書込みギ
ャップにより分離され、ヘッド内において前記ABSか
ら後方にへこんだ後方ギャップにおいて接続される、第
1及び第2の磁極片層と、少なくとも第1及び第2の絶
縁層を有する絶縁スタックと、前記絶縁スタック内に埋
め込まれる少なくとも1つのコイル層とを含み、前記絶
縁スタック及び前記少なくとも1つのコイル層が、前記
第1及び第2の磁極片間に配置される、書込みヘッドと
を含む、磁気ヘッド。
6. A magnetic head having an air bearing surface (ABS), comprising: a first ferromagnetic shield layer; and a non-magnetic and non-conductive first gap layer on the first shield layer. And the first
Anti-ferromagnetic nickel oxide (NiO)
A read head including a pinned layer; a ferromagnetic pinned layer exchange coupled to the pinned layer; a ferromagnetic free layer; and a non-magnetic spacer between the pinned layer and the free layer. A pin and a spin valve sensor comprising first and second end edges formed by end edges of the pinned layer, the spacer layer and the free layer; A layer having first and second portions of the pinned layer extending beyond the first and second end edges of the spin valve sensor, respectively; And first and second hard magnetic bias layers and a lead layer overlying each of the second portions and coupled at the interface, wherein each of the first and second hard magnetic bias layers comprises: At the interface with the pinning layer, the spin valve -
A tantalum (Ta) film bonded to each of the first and second end edges of the sensor at the interface; and a chromium (Cr) film on the tantalum (Ta) film and bonded to the tantalum film at the interface. And a cobalt (Co) -based hard magnetic film on the chromium (Cr) film and bonded at the interface with the chromium film, wherein the spin valve sensor, the first and second hard films are provided. A magnetic bias layer and a lead layer, a non-magnetic and non-conductive second gap layer on the first gap layer, a ferromagnetic second shield layer on the second gap layer, and A write gap layer and first and second pole piece layers separated by the write gap at the ABS and connected at a rearward gap recessed from the ABS within the head; An insulating stack having a second insulating layer; and at least one coil layer embedded within the insulating stack, wherein the insulating stack and the at least one coil layer are between the first and second pole pieces. A magnetic head, comprising: a write head;
【請求項7】前記被ピン止め層が、反平行(AP)被ピ
ン止め層であり、 第1及び第2の強磁性膜と、 前記第1及び第2の強磁性膜間に挟まれるルテニウム
(Ru)・スペーサ膜とを含み、 前記第1の強磁性膜が前記ピン止め層と境界し、前記ピ
ン止め層によりその磁気モーメントを第1の方向に固定
され、 前記第2の強磁性膜が前記スペーサ層と境界し、前記第
1の強磁性膜によりその磁気モーメントを、前記第1の
方向と反平行の第2の方向に固定される、請求項6記載
の磁気ヘッド。
7. The pinned layer is an anti-parallel (AP) pinned layer, comprising: first and second ferromagnetic films; and ruthenium sandwiched between the first and second ferromagnetic films. (Ru) spacer film, wherein the first ferromagnetic film is bounded by the pinned layer, and its magnetic moment is fixed in a first direction by the pinned layer; 7. The magnetic head according to claim 6, wherein the first magnetic layer is bounded by the first ferromagnetic film, and its magnetic moment is fixed in a second direction antiparallel to the first direction.
【請求項8】前記コバルト(Co)・ベースの硬磁性膜
が、コバルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)、コ
バルト・プラチナ(CoPt)及びコバルト・プラチナ
・クロム・タンタル(CoPtCrTa)を含むグルー
プから選択される、請求項6または7に記載の磁気ヘッ
ド。
8. The cobalt (Co) based hard magnetic film is selected from the group comprising cobalt platinum chromium (CoPtCr), cobalt platinum (CoPt) and cobalt platinum chromium tantalum (CoPtCrTa). The magnetic head according to claim 6, wherein:
【請求項9】各硬磁性バイアス層において、前記タンタ
ル(Ta)膜及び前記クロム(Cr)膜の各々の厚さが
少なくとも20Åである、請求項8記載の磁気ヘッド。
9. The magnetic head according to claim 8, wherein in each of the hard magnetic bias layers, the thickness of each of the tantalum (Ta) film and the chromium (Cr) film is at least 20 °.
【請求項10】エア・ベアリング面(ABS)を有する
少なくとも1つの磁気ヘッドを含む磁気ディスク・ドラ
イブであって、 前記磁気ヘッドは、結合式読取りヘッド及び書込みヘッ
ドを含み、 前記読取りヘッドは、強磁性の第1のシールド層と、前
記第1のシールド層上の非磁性且つ非導電性の第1のギ
ャップ層と、前記第1のギャップ層上の反強磁性の酸化
ニッケル(NiO)・ピン止め層とを含み、さらに、 前記ピン止め層に交換結合される強磁性の被ピン止め層
と、強磁性の自由層と、前記被ピン止め層と前記自由層
間の非磁性のスペーサ層と、前記被ピン止め層、前記ス
ペーサ層及び前記自由層の端部エッジにより形成され
る、第1及び第2の端部エッジとを含む、スピン・バル
ブ・センサとを含み、 前記ピン止め層は、前記スピン・バルブ・センサの前記
第1及び第2の端部エッジをそれぞれ越えて延びる、前
記ピン止め層の第1及び第2の部分を有し、 前記ピン止め層の前記第1及び第2の部分のそれぞれの
上にあって、界面で結合される第1及び第2の硬磁性バ
イアス層及びリード層を含み、 前記第1及び第2の硬磁性バイアス層の各々が、 前記ピン止め層と界面で結合し、前記スピン・バルブ・
センサの前記第1及び第2の端部エッジのそれぞれと界
面で結合するタンタル(Ta)膜と、 前記タンタル(Ta)膜上にあって、該タンタル膜と界
面で結合するクロム(Cr)膜と、 前記クロム(Cr)膜上にあって、該クロム膜と界面で
結合するコバルト(Co)・ベースの硬磁性膜とを含
み、 前記スピン・バルブ・センサ、前記第1及び第2の硬磁
性バイアス層及びリード層、及び前記第1のギャップ層
上の、非磁性且つ非導電性の第2のギャップ層と、 前記第2のギャップ層上の強磁性の第2のシールド層と
を含み、 前記書込みヘッドは、書込みギャップ層と、前記ABS
において前記書込みギャップにより分離され、ヘッド内
において前記ABSから後方にへこんだ後方ギャップに
おいて接続される、第1及び第2の磁極片層と、少なく
とも第1及び第2の絶縁層を有する絶縁スタックと、前
記絶縁スタック内に埋め込まれる少なくとも1つのコイ
ル層とを含み、前記絶縁スタック及び前記少なくとも1
つのコイル層が、前記第1及び第2の磁極片間に配置さ
れており、 前記第2のシールド層及び前記第1の磁極片層が共通の
層であり、 ハウジングと、 前記ハウジング内に回転可能に支持される磁気ディスク
と、 前記ハウジング内に設けられ、前記磁気ヘッドが前記磁
気ディスクと変換関係を成すように、前記磁気ヘッドを
そのABSが前記磁気ディスクに対向するように支持す
る支持部材と、 前記磁気ディスクを回転する手段と、 前記支持部材に結合され、前記磁気ヘッドを前記磁気デ
ィスクに対して複数の位置に移動する位置決め手段と、 前記磁気ヘッド、前記回転手段、及び前記位置決め手段
に結合され、前記併合磁気ヘッドと信号を交換し、前記
磁気ディスクの移動を制御し、前記磁気ヘッドの位置を
制御する処理手段とを含む、磁気ディスク・ドライブ。
10. A magnetic disk drive including at least one magnetic head having an air bearing surface (ABS), the magnetic head including a combined read head and a write head, wherein the read head is a hard disk. A magnetic first shield layer, a non-magnetic and non-conductive first gap layer on the first shield layer, and an antiferromagnetic nickel oxide (NiO) pin on the first gap layer A pinned layer, further comprising a ferromagnetic pinned layer exchange coupled to the pinned layer, a ferromagnetic free layer, a non-magnetic spacer layer between the pinned layer and the free layer, A spin valve sensor including first and second end edges formed by end edges of the pinned layer, the spacer layer and the free layer, wherein the pinned layer comprises: The above First and second portions of the pinned layer extending beyond the first and second end edges, respectively, of a pin valve sensor; and the first and second portions of the pinned layer. First and second hard magnetic bias layers and a lead layer overlying each of the portions and coupled at the interface, wherein each of the first and second hard magnetic bias layers comprises: At the interface, the spin valve
A tantalum (Ta) film bonded to each of the first and second end edges of the sensor at the interface; and a chromium (Cr) film on the tantalum (Ta) film and bonded to the tantalum film at the interface. And a cobalt (Co) -based hard magnetic film on the chromium (Cr) film and bonded at the interface with the chromium film, wherein the spin valve sensor, the first and second hard films are provided. A magnetic bias layer and a lead layer, a non-magnetic and non-conductive second gap layer on the first gap layer, and a ferromagnetic second shield layer on the second gap layer The write head comprises a write gap layer and the ABS
An insulating stack having first and second pole piece layers and at least a first and second insulating layer, separated by the write gap and connected at a rearward gap recessed from the ABS in the head. , At least one coil layer embedded in the insulating stack, the insulating stack and the at least one coil layer.
Two coil layers are disposed between the first and second pole pieces; the second shield layer and the first pole piece layer are a common layer; a housing; And a support member provided in the housing and supporting the magnetic head so that its ABS faces the magnetic disk so that the magnetic head has a conversion relationship with the magnetic disk. Means for rotating the magnetic disk; positioning means coupled to the support member for moving the magnetic head to a plurality of positions with respect to the magnetic disk; and the magnetic head, the rotating means, and the positioning means. Processing means for exchanging signals with the merged magnetic head, controlling the movement of the magnetic disk, and controlling the position of the magnetic head, Magnetic disk drive.
【請求項11】前記被ピン止め層が、反平行(AP)被
ピン止め層であり、 第1及び第2の強磁性膜と、 前記第1及び第2の強磁性膜間に挟まれるルテニウム
(Ru)・スペーサ膜とを含み、 前記第1の強磁性膜が前記ピン止め層と境界し、前記ピ
ン止め層によりその磁気モーメントを第1の方向に固定
され、 前記第2の強磁性膜が前記スペーサ層と境界し、前記第
1の強磁性膜によりその磁気モーメントを、前記第1の
方向と反平行の第2の方向に固定される、請求項10記
載のディスク・ドライブ。
11. The pinned layer is an anti-parallel (AP) pinned layer, comprising: first and second ferromagnetic films; and ruthenium sandwiched between the first and second ferromagnetic films. (Ru) spacer film, wherein the first ferromagnetic film is bounded by the pinned layer, and its magnetic moment is fixed in a first direction by the pinned layer; 11. The disk drive according to claim 10, wherein the first ferromagnetic film fixes the magnetic moment in a second direction antiparallel to the first direction.
【請求項12】前記コバルト(Co)・ベースの硬磁性
膜が、コバルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)、
コバルト・プラチナ(CoPt)及びコバルト・プラチ
ナ・クロム・タンタル(CoPtCrTa)を含むグル
ープから選択される、請求項10または11に記載のデ
ィスク・ドライブ。
12. The cobalt (Co) -based hard magnetic film is made of cobalt platinum chromium (CoPtCr),
12. The disk drive according to claim 10 or 11, wherein the disk drive is selected from the group comprising cobalt platinum (CoPt) and cobalt platinum chrome tantalum (CoPtCrTa).
【請求項13】エア・ベアリング面(ABS)を有する
磁気ヘッドを形成する方法であって、 強磁性の第1のシールド層を形成するステップと、 前記第1のシールド層上に、非磁性且つ非導電性の第1
のギャップ層を形成するステップと、 前記第1のギャップ層上に、反強磁性の酸化ニッケル
(NiO)・ピン止め層を形成するステップと、 スピン・バルブ・センサを形成するステップであって、 前記ピン止め層に交換結合される強磁性の被ピン止め層
を形成するステップと、 前記被ピン止め層の上に非磁性のスペーサ層と、前記ス
ペーサ層の上に強磁性の自由層とを形成するステップ
と、 前記被ピン止め層、前記スペーサ層及び前記自由層の第
1及び第2の端部エッジを形成するステップとを含み、 前記スピン・バルブ・センサの前記第1及び第2の端部
エッジをそれぞれ越えて延びる前記ピン止め層の第1及
び第2の部分を形成するステップと、 前記ピン止め層の前記第1及び第2の部分のそれぞれの
上に、界面で結合される第1及び第2の硬磁性バイアス
層及びリード層を形成するステップであって、前記第1
及び第2の硬磁性バイアス層のそれぞれを形成するステ
ップが、 前記ピン止め層と界面で結合し、前記スピン・バルブ・
センサの前記第1及び第2の端部エッジのそれぞれと界
面で結合するタンタル(Ta)膜を形成するステップ
と、 前記タンタル(Ta)膜上にあって、該タンタル膜と界
面で結合するクロム(Cr)膜を形成するステップと、 前記クロム(Cr)膜上にあって、該クロム膜と界面で
結合するコバルト(Co)・ベースの硬磁性膜を形成す
るステップとを含み、 前記スピン・バルブ・センサ、前記第1及び第2の硬磁
性バイアス層及びリード層、及び前記第1のギャップ層
上に、非磁性且つ非導電性の第2のギャップ層を形成す
るステップと、 前記第2のギャップ層上に強磁性の第2のシールド層を
形成するステップと、 前記第2のシールド層が前記書込みヘッドの第1の磁極
片として機能するように、前記第2のシールド層上に、
書込みギャップ層と、内部にコイル層を埋め込まれた絶
縁スタックとを形成するステップと、 前記絶縁スタック及び前記書込みギャップ上に、後方ギ
ャップにおいて前記第1の磁極片に結合される第2の磁
極片層を形成するステップとを含む、方法。
13. A method of forming a magnetic head having an air bearing surface (ABS), comprising: forming a first ferromagnetic shield layer; and forming a non-magnetic and magnetic layer on the first shield layer. Non-conductive first
Forming an antiferromagnetic nickel oxide (NiO) pinning layer on the first gap layer; and forming a spin valve sensor on the first gap layer. Forming a ferromagnetic pinned layer exchange coupled to the pinned layer; a non-magnetic spacer layer on the pinned layer; and a ferromagnetic free layer on the spacer layer. Forming the first and second end edges of the pinned layer, the spacer layer, and the free layer; and forming the first and second ends of the spin valve sensor. Forming first and second portions of the pinned layer extending beyond respective end edges; and bonding interfacially over each of the first and second portions of the pinned layer. First Forming a second hard magnetic bias layer and a lead layer;
Forming each of the second hard magnetic bias layer and the pinned layer at the interface;
Forming a tantalum (Ta) film interfacing with each of the first and second end edges of the sensor; and chromium on the tantalum (Ta) film and bonding at the interface with the tantalum film. Forming a (Cr) film; and forming a cobalt (Co) -based hard magnetic film on the chromium (Cr) film and bonded at an interface with the chromium film; Forming a second non-magnetic and non-conductive gap layer on the valve sensor, the first and second hard magnetic bias layers and the lead layer, and the first gap layer; Forming a ferromagnetic second shield layer on said gap layer; and forming on said second shield layer such that said second shield layer functions as a first pole piece of said write head.
Forming a write gap layer and an insulating stack having a coil layer embedded therein; a second pole piece coupled to the first pole piece at a back gap over the insulating stack and the write gap Forming a layer.
【請求項14】前記被ピン止め層が、反平行(AP)被
ピン止め層であり、 前記第1のシールド層上に第1の強磁性膜を形成するス
テップと、 前記第1の強磁性膜上にルテニウム(Ru)のスペーサ
膜を形成するステップと、 前記スペーサ膜上に第2の強磁性膜を形成するステップ
とを含む工程により形成される、請求項13記載の方
法。
14. The first pinned layer is an anti-parallel (AP) pinned layer; forming a first ferromagnetic film on the first shield layer; 14. The method of claim 13, formed by a process comprising: forming a ruthenium (Ru) spacer film on the film; and forming a second ferromagnetic film on the spacer film.
【請求項15】前記コバルト(Co)・ベースの硬磁性
膜が、コバルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)、
コバルト・プラチナ(CoPt)及びコバルト・プラチ
ナ・クロム・タンタル(CoPtCrTa)を含むグル
ープから選択される、請求項13または14に記載の方
法。
15. The cobalt (Co) -based hard magnetic film is made of cobalt platinum chromium (CoPtCr),
15. The method according to claim 13 or 14, wherein the method is selected from the group comprising cobalt platinum (CoPt) and cobalt platinum chromium tantalum (CoPtCrTa).
【請求項16】各硬磁性バイアス層において、前記タン
タル(Ta)膜及び前記クロム(Cr)膜の各々の厚さ
が少なくとも20Åであり、前記自由層の厚さが少なく
とも45Åである、請求項15記載の方法。
16. In each hard magnetic bias layer, the thickness of each of the tantalum (Ta) film and the chromium (Cr) film is at least 20 °, and the thickness of the free layer is at least 45 °. 15. The method according to 15.
【請求項17】エア・ベアリング面(ABS)を有する
結合式読取り/書込みヘッドである、磁気ヘッドを少な
くとも1つ含む磁気ディスク・ドライブを形成する方法
であって、 強磁性の第1のシールド層を形成するステップと、 前記第1のシールド層上に、非磁性且つ非導電性の第1
のギャップ層を形成するステップと、 前記第1のギャップ層上に、反強磁性の酸化ニッケル
(NiO)・ピン止め層を形成するステップと、 スピン・バルブ・センサを形成するステップであって、 前記ピン止め層に交換結合される強磁性の被ピン止め層
を形成するステップと、 前記被ピン止め層の上に非磁性のスペーサ層と、前記ス
ペーサ層の上に強磁性の自由層を形成するステップと、 前記被ピン止め層、前記スペーサ層及び前記自由層の第
1及び第2の端部エッジを形成するステップとを含み、 前記スピン・バルブ・センサの前記第1及び第2の端部
エッジをそれぞれ越えて延びる前記ピン止め層の第1及
び第2の部分を形成するステップと、 前記ピン止め層の前記第1及び第2の部分のそれぞれの
上に、界面で結合される第1及び第2の硬磁性バイアス
層及びリード層を形成するステップであって、 前記第1及び第2の硬磁性バイアス層のそれぞれを形成
するステップが、 前記ピン止め層と界面で結合し、前記スピン・バルブ・
センサの前記第1及び第2の端部エッジのそれぞれと界
面で結合するタンタル(Ta)膜を形成するステップ
と、 前記タンタル(Ta)膜上にあって、該タンタル膜と界
面で結合するクロム(Cr)膜を形成するステップと、 前記クロム(Cr)膜上にあって、該クロム膜と界面で
結合するコバルト(Co)・ベースの硬磁性膜を形成す
るステップとを含み、 前記スピン・バルブ・センサ、前記第1及び第2の硬磁
性バイアス層及びリード層、及び前記第1のギャップ層
上に、非磁性且つ非導電性の第2のギャップ層を形成す
るステップと、 前記第2のギャップ層上に強磁性の第2のシールド層を
形成するステップと、 前記第2のシールド層が前記書込みヘッドの第1の磁極
片として機能するように、前記第2のシールド層上に、
書込みギャップ層と、内部にコイル層を埋め込まれた絶
縁スタックとを形成するステップと、 前記絶縁スタック及び前記書込みギャップ上に、後方ギ
ャップにおいて前記第1の磁極片に結合される第2の磁
極片層を形成するステップと、 ハウジングを提供するステップと、 前記ハウジング内に磁気ディスクを回転可能に支持する
ステップと、 前記磁気ヘッドが前記磁気ディスクと変換関係を成すよ
うに、前記ハウジング内に、前記磁気ヘッドをそのAB
Sが前記磁気ディスクに対向するように支持する支持部
材を提供するステップと、 前記磁気ディスクを回転する手段を提供するステップ
と、 前記支持部材に結合され、前記磁気ヘッドを前記磁気デ
ィスクに対して複数の位置に移動する位置決め手段を提
供するステップと、 前記磁気ヘッド、前記回転手段、及び前記位置決め手段
に結合され、前記併合磁気ヘッドと信号を交換し、前記
磁気ディスクの移動を制御し、前記磁気ヘッドの位置を
制御する処理手段を提供するステップとを含む、方法。
17. A method for forming a magnetic disk drive including at least one magnetic head, wherein the magnetic disk drive is a combined read / write head having an air bearing surface (ABS), the method comprising: a first ferromagnetic shield layer; Forming a nonmagnetic and nonconductive first layer on the first shield layer.
Forming an antiferromagnetic nickel oxide (NiO) pinning layer on the first gap layer; and forming a spin valve sensor on the first gap layer. Forming a ferromagnetic pinned layer exchange coupled to the pinned layer; forming a non-magnetic spacer layer on the pinned layer and a ferromagnetic free layer on the spacer layer And forming first and second end edges of the pinned layer, the spacer layer, and the free layer, the first and second ends of the spin valve sensor. Forming first and second portions of the pinned layer extending beyond respective edge portions; and a first interface bonded to each of the first and second portions of the pinned layer at an interface. 1 and Forming a second hard magnetic bias layer and a lead layer, wherein forming each of the first and second hard magnetic bias layers comprises: coupling to the pinned layer at an interface; valve·
Forming a tantalum (Ta) film interfacing with each of the first and second end edges of the sensor; and chromium on the tantalum (Ta) film and bonding at the interface with the tantalum film. Forming a (Cr) film; and forming a cobalt (Co) -based hard magnetic film on the chromium (Cr) film and bonded at an interface with the chromium film; Forming a second non-magnetic and non-conductive gap layer on the valve sensor, the first and second hard magnetic bias layers and the lead layer, and the first gap layer; Forming a ferromagnetic second shield layer on said gap layer; and forming on said second shield layer such that said second shield layer functions as a first pole piece of said write head.
Forming a write gap layer and an insulating stack having a coil layer embedded therein; a second pole piece coupled to the first pole piece at a back gap over the insulating stack and the write gap Forming a layer; providing a housing; rotatably supporting a magnetic disk in the housing; and forming the layer in the housing such that the magnetic head has a transducing relationship with the magnetic disk. Move the magnetic head to its AB
Providing a support member for supporting the magnetic disk so as to face the magnetic disk; providing a means for rotating the magnetic disk; coupling the magnetic head to the magnetic disk with the support member Providing positioning means for moving to a plurality of positions; coupled to the magnetic head, the rotating means, and the positioning means, exchanging signals with the combined magnetic head, controlling movement of the magnetic disk, Providing processing means for controlling the position of the magnetic head.
【請求項18】前記被ピン止め層が、反平行(AP)被
ピン止め層であり、 前記第1のシールド層上に第1の強磁性膜を形成するス
テップと、 前記第1の強磁性膜上にルテニウム(Ru)のスペーサ
膜を形成するステップと、 前記スペーサ膜上に第2の強磁性膜を形成するステップ
とを含む工程により形成される、請求項17記載の方
法。
18. The method according to claim 18, wherein the layer to be pinned is an antiparallel (AP) layer to be pinned, forming a first ferromagnetic film on the first shield layer, 18. The method of claim 17, wherein the method is formed by the steps of: forming a ruthenium (Ru) spacer film on the film; and forming a second ferromagnetic film on the spacer film.
【請求項19】前記コバルト(Co)・ベースの硬磁性
膜が、コバルト・プラチナ・クロム(CoPtCr)、
コバルト・プラチナ(CoPt)及びコバルト・プラチ
ナ・クロム・タンタル(CoPtCrTa)を含むグル
ープから選択される、請求項17または18に記載の方
法。
19. The cobalt (Co) -based hard magnetic film is made of cobalt platinum chromium (CoPtCr),
19. The method according to claim 17 or 18, wherein the method is selected from the group comprising cobalt platinum (CoPt) and cobalt platinum chromium tantalum (CoPtCrTa).
【請求項20】各硬磁性バイアス層において、前記タン
タル(Ta)膜及び前記クロム(Cr)膜の各々の厚さ
が少なくとも20Åであり、前記自由層の厚さが少なく
とも45Åである、請求項19記載の方法。
20. In each hard magnetic bias layer, the thickness of each of the tantalum (Ta) film and the chromium (Cr) film is at least 20 °, and the thickness of the free layer is at least 45 °. 19. The method according to 19.
JP27592299A 1998-10-21 1999-09-29 Spin valve sensor with multiple hard magnetic bias layers Expired - Fee Related JP3266590B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17639698A 1998-10-21 1998-10-21
US09/176396 1998-10-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000132817A JP2000132817A (en) 2000-05-12
JP3266590B2 true JP3266590B2 (en) 2002-03-18

Family

ID=22644189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27592299A Expired - Fee Related JP3266590B2 (en) 1998-10-21 1999-09-29 Spin valve sensor with multiple hard magnetic bias layers

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP3266590B2 (en)
KR (1) KR100338441B1 (en)
CN (1) CN1129892C (en)
MY (1) MY137115A (en)
SG (1) SG81319A1 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6411476B1 (en) * 1999-10-28 2002-06-25 International Business Machines Corporation Trilayer seed layer structure for spin valve sensor
JP2002319111A (en) * 2001-02-15 2002-10-31 Fujitsu Ltd Magnetic head of magnetoresistance type
US6636400B2 (en) 2001-09-18 2003-10-21 International Business Machines Corporation Magnetoresistive head having improved hard biasing characteristics through the use of a multi-layered seed layer including an oxidized tantalum layer and a chromium layer
JP4146818B2 (en) 2004-04-21 2008-09-10 Tdk株式会社 Thin film magnetic head, head gimbal assembly, and hard disk drive
US7428129B2 (en) 2004-06-30 2008-09-23 Hitachi Global Storage Technologies Amsterdam Methods and apparatus for improved hard magnet properties in magnetoresistive read heads using a multi-layered seed layer structure
US7663847B2 (en) 2005-08-09 2010-02-16 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetoresistive sensor having an anisotropic hard bias without a buffer layer
CN102074329B (en) * 2009-11-23 2012-04-18 中国科学院物理研究所 Magnetic multilayer film as well as magnetic logic element and magnetic random access memory thereof
CN102760449B (en) * 2011-04-29 2016-06-08 新科实业有限公司 The method of test magnetic head resistance to elevated temperatures and device thereof
US9893119B2 (en) * 2016-03-15 2018-02-13 Texas Instruments Incorporated Integrated circuit with hall effect and anisotropic magnetoresistive (AMR) sensors
CN105911103A (en) * 2016-04-13 2016-08-31 南京工业大学 Pinning spin valve structure, bio-magnetic sensor, and bio-molecular detection method
KR102144089B1 (en) 2019-01-31 2020-08-12 광주과학기술원 Magnetoresistive Sensor and the Manufacturing Method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739988A (en) * 1996-09-18 1998-04-14 International Business Machines Corporation Spin valve sensor with enhanced magnetoresistance
US5793207A (en) * 1996-10-09 1998-08-11 International Business Machines Corporation Disk drive with a thermal asperity reduction circuitry using a spin valve sensor
US5796561A (en) * 1996-11-27 1998-08-18 International Business Machines Corporation Self-biased spin valve sensor
US5768071A (en) * 1997-06-19 1998-06-16 International Business Machines Corporation Spin valve sensor with improved magnetic stability of the pinned layer

Also Published As

Publication number Publication date
CN1251933A (en) 2000-05-03
MY137115A (en) 2008-12-31
KR100338441B1 (en) 2002-05-27
JP2000132817A (en) 2000-05-12
SG81319A1 (en) 2001-06-19
KR20000028687A (en) 2000-05-25
CN1129892C (en) 2003-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6873499B2 (en) Read head having high resistance soft magnetic flux guide layer for enhancing read sensor efficiency
US6185078B1 (en) Spin valve read head with antiferromagnetic oxide film as longitudinal bias layer and portion of first read gap
US6262869B1 (en) Spin valve sensor with encapsulated keeper layer and method of making
US6473275B1 (en) Dual hybrid magnetic tunnel junction/giant magnetoresistive sensor
US6295187B1 (en) Spin valve sensor with stable antiparallel pinned layer structure exchange coupled to a nickel oxide pinning layer
US5880913A (en) Antiparallel pinned spin valve sensor with read signal symmetry
US6700757B2 (en) Enhanced free layer for a spin valve sensor
JP2001006132A (en) Magnetic reading head and magnetic head assembly and magnetic disk drive
JP3813914B2 (en) Thin film magnetic head
US6744607B2 (en) Exchange biased self-pinned spin valve sensor with recessed overlaid leads
JP3705991B2 (en) Magnetic read head
US7177120B2 (en) Self-pinned spin valve sensor with a high coercivity antiparallel (AP) pinned layer
US6661626B2 (en) Tunnel valve sensor having a pinned layer structure with an iron oxide (Fe3O4) layer
US6859348B2 (en) Hard biased self-pinned spin valve sensor with recessed overlaid leads
US6501626B1 (en) Read head with a combined second read gap and pinning layer for a top spin valve sensor
JP3266590B2 (en) Spin valve sensor with multiple hard magnetic bias layers
US7350284B2 (en) Methods of making a current-perpendicular-to-the-planes (CPP) type sensor by ion milling to the spacer layer using a mask without undercuts
US7145755B2 (en) Spin valve sensor having one of two AP pinned layers made of cobalt
US7194797B2 (en) Method for use in forming a read sensor for a magnetic head
JP3357649B2 (en) Magnetic reproducing head, magnetic head assembly, and magnetic disk drive
JP2001067628A (en) Magnetoresistive element, production of magnetoresistive element, system for detecting magneto-resistance and magnetic recording system
US7570462B2 (en) Read sensor with a uniform longitudinal bias stack
JP2002232036A (en) Vertical conducting type magnetoresistance effect element, vertical conducting type magnetoresistance effect head and magnetic recorder/reproducer
JPH08138216A (en) Magnetic head

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees