JP3705991B2 - 磁気読取りヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改善された巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）及び磁気安定性を有する逆平行（ＡＰ）被ピン止め読取りヘッドに関し、特に、改善されたＧＭＲを促進し、読取りヘッドのエア・ベアリング面（ＡＢＳ）に平行なスイッチング磁場に晒されるとき、磁気的に安定なＡＰ被ピン止め構造を有する読取りセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータの心臓部は、磁気ディスク・ドライブと呼ばれるアセンブリである。磁気ディスク・ドライブは、回転磁気ディスクと、回転ディスク上でサスペンション・アームにより浮遊される読取り及び書込みヘッドと、サスペンション・アームを回転させ、読取り及び書込みヘッドを回転ディスク上の選択された環状トラック上に位置決めするアクチュエータとを含む。読取り及び書込みヘッドは、エア・ベアリング面（ＡＢＳ）を有するスライダ上に直接取り付けられる。サスペンション・アームは、ディスクが回転していないとき、スライダをディスクの表面と接触するように偏らせるが、ディスクが回転すると、空気が回転ディスクによりＡＢＳの近傍で旋回され、スライダを回転ディスクの表面から僅かな距離だけエア・ベアリング上に浮上させる。スライダがエア・ベアリング上に浮上すると、読取り及び書込みヘッドが磁気効果を回転ディスクに読み書きするために使用される。読取り及び書込みヘッドは処理回路に接続され、処理回路がコンピュータ・プログラムに従い動作し、読取り及び書込み機能を実行する。
【０００３】
書込みヘッドは、第１、第２及び第３の絶縁層（絶縁スタック）内に埋め込まれるコイル層を含み、絶縁スタックは第１及び第２の磁極片層間に挟まれる。書込みヘッドのエア・ベアリング面（ＡＢＳ）における非磁性ギャップ層により、第１及び第２の磁極片層間にギャップが形成される。磁極片層は後方ギャップにおいて接続される。コイル層に伝導される電流は磁極片内に磁場を誘起し、これがＡＢＳにおいて磁極片間のギャップを横断してフリンジ（fringe）する。フリンジ磁場またはその欠如が回転ディスク上の環状トラックなど、移動媒体上のトラック内に情報を書込む。
【０００４】
最近の読取りヘッドでは、回転磁気ディスクからの磁場を感知するために、スピン・バルブ・センサが使用される。スピン・バルブ・センサは、第１及び第２の強磁性層（以下ではそれぞれピン止め層及び自由層と呼ぶ）間に挟まれる、非磁性導電層（以下ではスペーサ層と呼ぶ）を含む。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、感知電流を導通する。被ピン止め層（pinned layer）の磁化は、ヘッドのエア・ベアリング面（ＡＢＳ）に垂直にピン止めされ、自由層の磁気モーメントはＡＢＳに平行に向けられるが、外部磁場に応答して自由に回転できる。被ピン止め層の磁化は、一般に反強磁性層との交換結合によりピン止めされる。
【０００５】
スペーサ層の厚さは、センサを通じる伝導電子の平均自由行程よりも小さく選択される。この構成により、伝導電子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化が互いに平行の時、散乱は最小となり、被ピン止め層と自由層の磁化が逆平行の時、散乱は最大となる。散乱の変化は、ｃｏｓθに比例して、スピン・バルブ・センサの抵抗を変化させる。ここでθは被ピン止め層と自由層の磁化方向間の角度である。読取りモードでは、スピン・バルブ・センサの抵抗は回転ディスクからの磁場の大きさに比例して変化する。感知電流がスピン・バルブ・センサを通じて伝導されるとき、抵抗変化がポテンシャル変化を生じ、これが検出され、処理回路により再生信号として処理される。
【０００６】
スピン・バルブ・センサは、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）としても知られる磁気抵抗（ＭＲ）率により特徴付けされ、これは本質的に、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサのＭＲ率よりも高い。ここでｄｒがスピン・バルブ・センサの抵抗の変化、Ｒが変化前のスピン・バルブ・センサの抵抗とすると、ＭＲ率はｄｒ／Ｒである。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。スピン・バルブ・センサが単一の被ピン止め層を使用するとき、それは単純スピン・バルブと呼ばれる。
【０００７】
別のタイプのスピン・バルブ・センサは、逆平行（ＡＰ）スピン・バルブ・センサである。ＡＰ被ピン止めスピン・バルブ・センサは、単一の被ピン止め層の代わりに、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層を有するＡＰ被ピン止め構造を有する点で、単純スピン・バルブ・センサとは異なる。ＡＰ結合層は、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層（pinned layer）の間に挟まれる。第１のＡＰ被ピン止め層は、反強磁性ピン止め層（pinning layer）との交換結合により、その磁気モーメントを第１の方向に向けられる。第２のＡＰ被ピン止め層は自由層と直接隣接し、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層間のＡＰ結合膜の最小の厚さ（約８Å）のために、第１のＡＰ被ピン止め層と逆平行交換結合される。従って、第２のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントは、第１のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントの方向と逆平行の第２の方向に向けられる。
【０００８】
ＡＰ被ピン止め構造は、単一の被ピン止め層上に在ることが好ましい。なぜなら、ＡＰ被ピン止め構造の第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントは、減算結合され、単一の被ピン止め層の磁気モーメントよりも小さな正味の磁気モーメントを提供するからである。正味の磁気モーメントの方向は、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の厚い方により決定される。低減された正味の磁気モーメントは、ＡＰ被ピン止め構造からの低減された反磁場（demagnetization field）を意味する。反強磁性交換結合は正味のピン止めモーメントに反比例するので、これは第１のＡＰ被ピン止め層とピン止め層との間の交換結合を増加させる。ＡＰ被ピン止めスピン・バルブ・センサは、Heim及びParkinによる米国特許第５４６５１８５号で述べられている。
【０００９】
ＡＰ被ピン止め構造の第１及び第２のＡＰ被ピン止め層は、一般にコバルト（Ｃｏ）から成る。残念ながら、コバルトは高い飽和保磁力、高い磁気ひずみ、及び低い抵抗を有する。ＡＰ被ピン止め構造の第１及び第２のＡＰ被ピン止め層が形成されるとき、それらはＡＢＳに垂直な磁場の存在の下でスパッタ付着され、それによりＡＰ被ピン止め層の容易軸がＡＢＳに垂直にセットされる。磁気ヘッドの続く形成の間にＡＰ被ピン止め構造は、ＡＢＳに平行に向けられる磁場に晒される。これらの磁場は、第１の被ピン止め層の磁気モーメントをＡＢＳに垂直な望ましい第１の方向から、第１の方向に逆平行の望ましくない第２の方向にスイッチする。ＡＰ被ピン止め構造の第２の被ピン止め層に対しても、同一のことが発生する。ＡＰ被ピン止め構造の第１の被ピン止め層の飽和保磁力が、第１の被ピン止め層とピン止め層との間の交換結合よりも高い場合、交換結合は第１の被ピン止め層の磁気モーメントをその元の方向に戻さない。これは読取りヘッドを破壊する。ＡＰ被ピン止め構造の第１の被ピン止め層の飽和保磁力よりも強い平行磁場が、読取りヘッドに影響を及ぼす場合の磁気ヘッドのオペレーションの間にも同一の問題が発生し得る。
【００１０】
更に、コバルト（Ｃｏ）は高い負の磁気ひずみを有する。負の符号は、任意の応力により誘起される異方性の方向を決定する。磁気ヘッドがラップ仕上げ（ＡＢＳを形成するための研磨プロセス）されるとき、不均一な圧縮応力がセンサの層内に発生する。磁気ひずみ及び圧縮応力により、ＡＰ被ピン止め構造のコバルト（Ｃｏ）ＡＰ被ピン止め層がＡＢＳに平行な応力誘起異方性を獲得する。これは悪い方向である。この応力誘起異方性は、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントを、ＡＢＳに垂直な方向からある程度回転させ得る（それに対して、交換結合磁場は垂直位置を維持する傾向がある）。この状態は、重大な読取り信号の非対称性を生じる。また、コバルト（Ｃｏ）被ピン止め層の低抵抗は、感知電流の一部を自由層及びスペーサ層を通過して分路させる。これは読取り信号の損失を招く。
【００１１】
ＧＭＲヘッドのスピン・バルブ効果を増加させる努力が続けられている。スピン・バルブ効果の増加は、読取りヘッドにより読出される高いビット密度（回転磁気ディスクの１平方インチ当たりのビット数）を意味する。従って、飽和保磁力を低減し、本質的に磁気ひずみを除去し、ＡＰ被ピン止め構造の被ピン止め層などの、スピン・バルブ・センサの一部のクリティカル層の抵抗を増加するための探求が依然続けられている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、改善されたＧＭＲを有し、ＡＢＳに平行に向けられる磁場に晒されるときに、磁気的に安定な逆平行（ＡＰ）被ピン止め読取りヘッドを提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、反強磁性（ＡＦＭ）酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層と交換結合される、ＡＰ被ピン止め構造の第１のＡＰ被ピン止め層が、第１のＡＰ被ピン止め層とピン止め層間の交換結合磁場よりも小さな飽和保磁力を有する、ＡＰ被ピン止め読取りヘッドを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は最初に、ＡＰ被ピン止め構造の第１及び第２のコバルト（Ｃｏ）ＡＰ被ピン止め層を、第１及び第２のコバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）被ピン止め層により置換することについて調査した。コバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）被ピン止め層は低飽和保磁力、ほとんど零（near zero）の磁気ひずみ、及び高抵抗を有する。ほとんど零の磁気ひずみは、磁気ヘッドのラップ仕上げ後のコバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）被ピン止め層の誘起応力が、応力誘起異方性磁場を生じないことを意味する。なぜなら、応力誘起異方性磁場は、磁気ひずみ及び誘起応力の積であるからである。コバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）被ピン止め層の高抵抗は、感知電流の分路を最小化し、それにより読取り信号を増加させる。
【００１５】
ＡＰ被ピン止め構造のコバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力は、第１のＡＰ被ピン止め層と酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層間の交換結合磁場よりも依然高かった。なぜなら、酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層が第１の被ピン止め層の飽和保磁力を増加させるからである。第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力Ｈcが、５００エルステッド（Ｏｅ）であったのに対して、酸化ニッケル（ＮｉＯ）と第１のＡＰ被ピン止め層間の交換結合磁場は、４５０Ｏｅであった。その結果、交換結合磁場が十分に強くなかったために、飽和保磁力に打ち勝つことができず、第１のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントが、その元の方向に逆平行な方向にスイッチされた後に、それを再度元の方向に戻すことができなかった。
【００１６】
交換結合磁場の小さい例えばＮｉＯ材のような反強磁性ピン止め層と、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）材の第１のＡＰ被ピン止め層との間に、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）中間層を配置して界面結合することにより、第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力が５００Ｏｅから３５０Ｏｅに著しく低減された。交換結合磁場もまた、４５０Ｏｅから４００Ｏｅに低減された。しかしながら、第１のＡＰ被ピン止め層の３５０Ｏｅの飽和保磁力は、４００Ｏｅの交換結合磁場よりも小さいので、第１のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントが磁場により逆平行方向にスイッチされるとき、ピン止め層はそれを元の位置に戻すことを可能にする。結果的に、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第２のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層により影響されず、第１のＡＰ被ピン止め層とのＡＰ交換結合により、第１のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントの方向に逆平行な方向に向けられる。このスピン・バルブ・センサはまた、改善されたＧＭＲを有することが判明した。
【００１７】
【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。併合型読取り／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（transducing relationship）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０．０５μｍ）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。前述の構成要素は、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。
【００１８】
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。
【００１９】
図６は、書込みヘッド部分７０及び読取りヘッド部分７２を含むピギーバック磁気ヘッド４０の側方断面図であり、読取りヘッド部分７２は、本発明のＡＰ被ピン止めスピン・バルブ・センサ７４を使用する。図８は、図６のＡＢＳを示す図である。スピン・バルブ・センサ７４は、非磁性且つ絶縁性の第１及び第２の読取りギャップ層７６及び７８間に配置され、これらの読取りギャップ層は、強磁性の第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(図９参照）が、これらの抵抗変化をポテンシャル変化として現わす。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。
【００２０】
磁気ヘッド４０の書込みヘッド部分７０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"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、またＡＢＳ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。絶縁層１０３は、第２のシールド層８２と第１の磁極片層９２との間に配置される。第２のシールド層８２及び第１の磁極片層９２は、別々の層であるので、このヘッドはピギーバック・ヘッドとして知られる。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１０４及び１０６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１１４に接続し、第３及び第４のはんだ接続１１６及び１１８は、コイル８４（図８参照）からのリード１２０及び１２２（図１０参照）をサスペンション４４上のリード１２４及び１２６に接続する。
【００２１】
図７及び図９は、第２のシールド層８２及び第１の磁極片層９２が共通の層である以外は、図６及び図８と同一である。このタイプのヘッドは、併合型磁気ヘッドとして知られる。図６及び図８に示されるピギーバック・ヘッドの絶縁層１０３が省かれる。
【００２２】
図１１は、図６または図８に示される読取りヘッド７２のＡＢＳの斜視図である。読取りヘッド７２は、反強磁性（ＡＦＭ）ピン止め層１３２上に配置される本発明のスピン・バルブ・センサ１３０を有する。スピン・バルブ・センサ１３０は、その磁気モーメントがピン止め層１３２の磁気スピンによりピン止めされるＡＰ被ピン止め層（後述）を有する。ＡＦＭピン止め層１３２は、好適には４２５Åの酸化ニッケル（ＮｉＯ）である。第１及び第２の硬磁性バイアス層（またはハード・バイアス層）及びリード層１３４及び１３６は、スピン・バルブ・センサの第１及び第２の側縁部１３８及び１４０に接続される。この接続は、隣接接合（contiguous junction）として知られ、米国特許第５０１８０３７号で述べられている。第１の硬磁性バイアス層及びリード層１３４は、第１の硬磁性バイアス層１４０及び第１のリード層１４２を有し、第２の硬磁性バイアス層及びリード層１３６は、第２の硬磁性バイアス層１４４及び第２のリード層１４６を有する。硬磁性バイアス層１４０及び１４４は、スピン・バルブ・センサ１３０を通じて長手方向に延びる磁場を生成し、内部の磁区を安定化する。ＡＦＭピン止め層１３２、スピン・バルブ・センサ１３０、及び第１及び第２の硬磁性バイアス層及びリード層１３４及び１３６は、非磁性且つ絶縁性の第１及び第２のギャップ層１４８及び１５０間に配置される。更に、第１及び第２のギャップ層１４８及び１５０は、強磁性の第１及び第２のシールド層１５２及び１５４間に配置される。
【００２３】
本発明のＡＰ被ピン止め構造２００が、図１２に示される。これはエア・ベアリング面（ＡＢＳ）において見られる、ＡＰ被ピン止め読取りセンサ１３０の様々な層の断面図である。ＡＰ被ピン止めセンサ２００は、逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造２０４と強磁性自由層（Ｆ）２０６との間に配置される、非磁性且つ導電性のスペーサ層（Ｓ）２０２を含む。ＡＰ被ピン止め構造２０４は、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２間に配置されるＡＰ結合層２０８を含む。本発明では、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２が、コバルト（Ｃｏ）の代わりにコバルト鉄（ＣｏＦｅ）である。第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２のコバルト鉄（ＣｏＦｅ）は、ＡＢＳに垂直な磁場の存在の下で付着され、それにより第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２の容易軸が、ＡＢＳに垂直に向けられる。
【００２４】
第１のＡＰ被ピン止め層２１０の磁気モーメントは、反強磁性（ＡＦＭ）ピン止め層２１４により、ＡＢＳに垂直にピン止めされる。本発明はピン止め層２１４として、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を使用する。ピン止め層２１４とＡＰ被ピン止め構造の第１のＡＰ被ピン止め層２１０との間には、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）の中間層２１６が配置され、これについては以下で詳述する。
【００２５】
ピン止め層２１４の磁気スピンはＡＢＳに垂直に向けられ、これは中間層２１６との交換結合により、中間層２１６の磁気モーメントを図中の矢印の尾マークにより示されるように、ＡＢＳに垂直にＡＢＳからはなれる方向に向ける。中間層２１６と第１のＡＰ被ピン止め層２１０との間の交換結合により、第１のＡＰ被ピン止め層２１０の磁気モーメントも、同様に矢印の尾マークにより示されるように、ＡＢＳに垂直に、ＡＢＳからはなれる方向に向けられる。第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２間の逆平行交換結合により、第２のＡＰ被ピン止め層２１２の磁気モーメントは、図中矢印の先端マークにより示されるように、第１のＡＰ被ピン止め層２１０の磁気モーメントに逆平行に、すなわち、ＡＢＳに垂直にＡＢＳに向かう方向に向けられる。ピン止め層の磁気スピン、及び中間層２１６及び第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２のの磁気モーメントの磁気方位は、必要に応じて反転され得る。矢印により示されるように、自由層２０６の磁気モーメントはＡＢＳに平行に向けられ、この方向は右方向または左方向のどちらであっても良い。第２のＡＰ被ピン止め層２１２及び自由層２０６の磁気モーメント間の相対方位は、回転磁気ディスクからの印加信号に応答する、スピン・バルブ・センサ２００の抵抗の変化を決定する。例えば前述の例では、自由層２０６の磁気モーメントがＡＢＳに平行な位置から上方または下方に回転すると、スピン・バルブ・センサの磁気抵抗が、回転磁気ディスクからのそれぞれ正及び負の信号に応答して、それぞれ減少または増加する。
【００２６】
ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）中間層２１６は、第１のＡＰ被ピン止め層２１０の飽和保磁力Ｈcを低減する。コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第１のＡＰ被ピン止め層２１０が、酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層２１４に直接相接する場合、その飽和保磁力は５００Ｏｅであり、これらの２つの層の間の交換結合は４５０Ｏｅである。従って、第１のＡＰ被ピン止め層２１０の磁気モーメントが、ＡＢＳに垂直でＡＢＳからはなれる方向から、ＡＢＳに垂直でＡＢＳに向かう逆平行位置にスイッチされる場合、４５０Ｏｅの交換結合磁場は、第１のＡＰ被ピン止め層２１０の５００Ｏｅの飽和保磁力Ｈcに打ち勝って、それをＡＢＳに垂直でＡＢＳからはなれる元の位置に戻すほど十分に大きくない。その結果、読取りヘッドが破壊される。しかしながら、酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層２１４と、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第１のＡＰ被ピン止め層２１０との間に、ニッケル鉄の中間層２１６が使用される場合、第１のＡＰ被ピン止め層２１０は、３５０Ｏｅの低減された保磁力Ｈcを有し、それらの間の交換結合磁場が４００Ｏｅに僅かに低減される。４００Ｏｅの交換結合磁場は３５０Ｏｅの飽和保磁力場よりも大きいので、これは第１のＡＰ被ピン止め層２１０が逆平行方向にスイッチされた後、ピン止め層２１４に第１のＡＰ被ピン止め層２１０の磁気モーメントを、矢印の尾マークにより示されるその元の位置に戻させる。
【００２７】
好適な実施例では、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）のＧＭＲ改良層２２０が、スペーサ層２０２と自由層２０６との間に配置されて、それらと相接する。ＧＭＲ改良層２２０は時にナノレイヤ（nanolayer）と呼ばれ、読取りヘッドのｄｒ／Ｒ比率を改善することが判明している。ＧＭＲ改良層は任意選択である。タンタル（Ｔａ）のキャッピング層２２２が一般に自由層２０６上に設けられ、それを保護する。各層の好適な厚さとしては、ピン止め層２１４は４２５Åの酸化ニッケル（ＮｉＯ）であり、中間層２１６は４Å乃至３０Å、好適には１０Åのニッケル鉄（Ｎｉ80Ｆｅ20）であり、第１のＡＰ被ピン止め層２１０は１０Å乃至５０Å、好適には２４Åのコバルト鉄（ＣｏＦｅ）であり、ＡＰ結合層２０８は８Åのルテニウム（Ｒｕ）であり、第２のＡＰ被ピン止め層は１０Å乃至５０Å、好適には２４Åのコバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）であり、スペーサ層２０２は２３Åの銅（Ｃｕ）であり、ＧＭＲ改良層２２０は３Å乃至３０Å、好適には１０Åのコバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）であり、自由層２０６は７０Åのニッケル鉄（Ｎｉ80Ｆｅ20）であり、キャッピング層２２２は５０Åのタンタル（Ｔａ）である。コバルト鉄は好適にはＣｏ90Ｆｅ10である。
【００２８】
コバルト（Ｃｏ）被ピン止め層との比較：
図１３のスピン・バルブ・センサ３００は、ＡＰ被ピン止め構造３０４がコバルト鉄（ＣｏＦｅ）の代わりに、コバルト（Ｃｏ）から成る第１及び第２のＡＰ被ピン止め層を使用する以外は、図１２のスピン・バルブ・センサと同一である。残りの層は、図１２に示されるものと同一の厚さの同一の材料から成る。スピン・バルブ・センサ２００及び３００の各々は２度テストされ、１度目はスピン・バルブ層を付着し、その後、酸化ニッケルのピン止め層２１４をリセットした後に実行した。２度目は、スピン・バルブ・センサを２５０℃に６時間晒し、その後、酸化ニッケルのピン止め層２１４の磁気スピンを別途リセットした後に実行した。ピン止め層２１４のリセットは、以下では酸化ニッケル（ＮｉＯ）・リセットと呼ばれ、スピン・バルブ・センサをウエハ・レベルにおいて２３０℃の温度にて、ＡＢＳに垂直な約１２０００Ｏｅの磁場内に５分間晒すことを意味する。これは酸化ニッケル（ＮｉＯ）・ピン止め層２１４の磁気スピンを、ＡＢＳに垂直にセットする。読取りヘッドの２５０℃における６時間のアニーリングは、書込みヘッドの絶縁スタックのフォトレジスト層のベーキングをシミュレートする。
【００２９】
図１２及び図１３のスピン・バルブ・センサ２００及び３００に関する次のデータは、任意選択のナノレイヤ２２０が存在しない場合のものである。図１３に示されるスピン・バルブ・センサ３００の付着、及び酸化ニッケル・リセットの後、ナノレイヤ２２０を有さない読取りヘッド３００のｄｒ／Ｒは、４．１５％であった。読取りヘッドが２５０℃のアニーリングに６時間晒され、別の酸化ニッケル・リセットの後、ｄｒ／Ｒは３．５５％に低下した。これは読取り信号の振幅の１０％の損失を生じた。図１２に示されるスピン・バルブ・センサの付着、及び酸化ニッケル・リセットの後、ナノレイヤ２２０を有さないｄｒ／Ｒは４．６％であった。これはスピン・バルブ・センサ３００に対して６％の改善である。スピン・バルブ・センサ２００を２５０℃に６時間晒し、別の酸化ニッケル・リセットの後、ｄｒ／Ｒは４．０１％であった。これはスピン・バルブ・センサ３００のアニーリング及び酸化ニッケル・リセット後のｄｒ／Ｒに対して、依然１０％の改善である。従って、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層３１０及び３１２としてコバルト（Ｃｏ）が使用される図１３のスピン・バルブ・センサに対して、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２としてコバルト鉄（ＣｏＦｅ）が使用される図１２のスピン・バルブ・センサのｄｒ／Ｒが、改善されることが証明された。
【００３０】
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。
【００３１】
（１）スピン・バルブ・センサを含む磁気読取りヘッドであって、前記スピン・バルブ・センサが、
強磁性自由層と、
多層逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造と、
前記自由層と前記ＡＰ被ピン止め構造との間に配置される非磁性且つ導電性のスペーサ層と、
反強磁性ピン止め層と
を含み、
前記ＡＰ被ピン止め構造が前記ピン止め層と前記スペーサ層との間に配置され、
前記ＡＰ被ピン止め構造が、
第１のＡＰ被ピン止め層が、前記ピン止め層との交換結合により第１の方向にピン止めされる、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第１及び第２の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層間に配置されて、前記第２のＡＰ被ピン止め層が前記第１のＡＰ被ピン止め層により、前記第１の方向と逆平行の第２の方向にピン止めされるようにする、逆平行（ＡＰ）結合層と
を含み、更に、
前記ピン止め層と前記第１のＡＰ被ピン止め層との間に配置されて、それらと界面で結合されるニッケル鉄（ＮｉＦｅ）から成る交換結合中間層
を含む、磁気読取りヘッド。
（２）前記スピン・バルブ・センサが、
前記第２のＡＰ被ピン止め層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層を含む、
前記（１）記載の磁気読取りヘッド。
（３）前記ＧＭＲ改良層が１０Åの厚さを有する、前記（２）記載の磁気読取りヘッド。
（４）前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、前記（１）記載の磁気読取りヘッド。
（５）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（４）記載の磁気読取りヘッド。
（６）前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の各々が２４Åの厚さを有する、前記（４）記載の磁気読取りヘッド。
（７）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（６）記載の磁気読取りヘッド。
（８）前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層を含む、
前記（７）記載の磁気読取りヘッド。
（９）前記ＧＭＲ改良層が３Å乃至３０Åの厚さを有する、前記（８）記載の磁気読取りヘッド。
（１０）前記ＡＰ結合層が８Åの厚さを有するルテニウム（Ｒｕ）から成る、前記（９）記載の磁気読取りヘッド。
（１１）読取りヘッド及び書込みヘッドを有する磁気ヘッドであって、
前記書込みヘッドが、
極先端部分と後方ギャップ部分との間に配置されるヨーク部分を有し、前記後方ギャップ部分において接続される、第１及び第２の磁極片層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記極先端部分間に配置される非磁性書込みギャップ層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記ヨーク部分間に配置されて、少なくとも１つのコイル層が埋め込まれる絶縁スタックと
を含み、
前記読取りヘッドが、
非磁性且つ導電性の第１及び第２の読取りギャップ層と、
スピン・バルブ・センサと、
前記スピン・バルブ・センサに接続される、第１及び第２の導電性の硬磁性バイアス層及びリード層と、
第１のシールド層と
を含み、
前記スピン・バルブ・センサ及び前記第１及び第２の硬磁性バイアス層及びリード層が、前記第１及び第２の読取りギャップ層間に配置され、
前記第１及び第２のギャップ層が、前記第１のシールド層と前記第１の磁極片層との間に配置され、
前記スピン・バルブ・センサが、
強磁性自由層と、
多層逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造と、
前記自由層と前記ＡＰ被ピン止め構造との間に配置される非磁性且つ導電性のスペーサ層と、
反強磁性ピン止め層と
を含み、
前記ＡＰ被ピン止め構造が前記ピン止め層と前記スペーサ層との間に配置され、
前記ＡＰ被ピン止め構造が、
第１のＡＰ被ピン止め層が、前記ピン止め層との交換結合により第１の方向にピン止めされる、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第１及び第２の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層間に配置されて、前記第２のＡＰ被ピン止め層が前記第１のＡＰ被ピン止め層により、前記第１の方向と逆平行の第２の方向にピン止めされるようにする、逆平行（ＡＰ）結合層と
を含み、更に、
前記ピン止め層と前記第１のＡＰ被ピン止め層との間に配置されて、それらと界面で結合されるニッケル鉄（ＮｉＦｅ）から成る交換結合中間層
を含む、磁気ヘッド・アセンブリ。
（１２）前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、前記（１１）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１３）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（１２）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１４）前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の各々が２４Åの厚さを有し、前記中間層が１０Åの厚さを有する、前記（１２）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１５）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（１４）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１６）前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層を含む、前記（１５）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１７）
前記ＧＭＲ改良層が３Å乃至３０Åの厚さを有する、前記（１６）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１８）前記ＡＰ結合層が８Åの厚さを有するルテニウム（Ｒｕ）から成る、前記（１７）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１９）エア・ベアリング面（ＡＢＳ）を有する少なくとも１つのスライダを含む磁気ディスク・ドライブであって、前記スライダが読取りヘッド及び書込みヘッドを含む、少なくとも１つの磁気ヘッド・アセンブリをサポートするものにおいて、
前記書込みヘッドが、
極先端部分と後方ギャップ部分との間に配置されるヨーク部分を有し、前記後方ギャップ部分において接続される、第１及び第２の磁極片層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記極先端部分間に配置される非磁性書込みギャップ層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記ヨーク部分間に配置されて、少なくとも１つのコイル層が埋め込まれる絶縁スタックと
を含み、
前記読取りヘッドが、
非磁性且つ導電性の第１及び第２の読取りギャップ層と、
スピン・バルブ・センサと、
前記スピン・バルブ・センサに接続される、第１及び第２の導電性の硬磁性バイアス層及びリード層と、
第１のシールド層と
を含み、
前記スピン・バルブ・センサ及び前記第１及び第２の硬磁性バイアス層及びリード層が、前記第１及び第２の読取りギャップ層間に配置され、
前記第１及び第２のギャップ層が、前記第１のシールド層と前記第１の磁極片層との間に配置され、
前記スピン・バルブ・センサが、
強磁性自由層と、
多層逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造と、
前記自由層と前記ＡＰ被ピン止め構造との間に配置される非磁性且つ導電性のスペーサ層と、
反強磁性ピン止め層と
を含み、
前記ＡＰ被ピン止め構造が前記ピン止め層と前記スペーサ層との間に配置され、
前記ＡＰ被ピン止め構造が、
第１のＡＰ被ピン止め層が、前記ピン止め層との交換結合により第１の方向にピン止めされる、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第１及び第２の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層間に配置されて、前記第２のＡＰ被ピン止め層が前記第１のＡＰ被ピン止め層により、前記第１の方向と逆平行の第２の方向にピン止めされるようにする、逆平行（ＡＰ）結合層と
を含み、更に、
前記ピン止め層と前記第１のＡＰ被ピン止め層との間に配置されて、それらと界面で結合されるニッケル鉄（ＮｉＦｅ）から成る交換結合中間層と、
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・アセンブリをそのＡＢＳが前記磁気ディスクに面するように支持することにより、前記磁気ヘッド・アセンブリと前記磁気ディスクとを変換関係に保つ支持材と、
前記磁気ディスクを回転する手段と、
前記支持材に接続されて、前記磁気ヘッド・アセンブリ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・アセンブリ、前記回転手段、及び前記位置決め手段に接続されて、信号を前記磁気ヘッド・アセンブリと交換し、前記磁気ディスクの移動を制御し、前記磁気ヘッド・アセンブリの位置を制御する、処理手段と
を含む、磁気ディスク・ドライブ。
（２０）前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、前記（１９）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２１）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（２０）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２２）前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の各々が２４Åの厚さを有し、前記中間層が１０Åの厚さを有する、前記（２０）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２３）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（２２）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２４）前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層を含む、
前記（２３）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２５）前記ＧＭＲ改良層が３Å乃至３０Åの厚さを有する、前記（２４）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２６）前記ＡＰ結合層が８Åの厚さを有するルテニウム（Ｒｕ）から成る、前記（２５）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２７）磁気読取りヘッドを形成する方法であって、
スピン・バルブ・センサを形成するステップが、
反強磁性（ＡＦＭ）ピン止め層を形成するステップと、
前記ピン止め層上に、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）の交換結合中間層を形成するステップと、
前記交換結合中間層上に、逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造を形成するステップと
を含み、
前記ＡＰ被ピン止め構造を形成するステップが、
前記交換結合中間層上に直接、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第１のＡＰ被ピン止め層を形成するステップと、
前記第１のＡＰ被ピン止め層上に、逆平行（ＡＰ）結合層を形成するステップと、
前記ＡＰ結合層上に、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第２のＡＰ被ピン止め層を形成するステップと、
前記第２のＡＰ被ピン止め層上に、非磁性且つ導電性のスペーサ層を形成するステップと、
前記スペーサ層上に、強磁性自由層を形成するステップと
を含む、方法。
（２８）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、非磁性且つ絶縁性の第１の読取りギャップ層を形成するステップと、
前記第１の読取りギャップ層上に、前記スピン・バルブ・センサを形成するステップと、
前記スピン・バルブ・センサと接続される、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と、
前記スピン・バルブ・センサ及び前記第１及び第２の硬磁性バイアス層及びリード層上に、非磁性且つ絶縁性の第２の読取りギャップ層を形成するステップと、
前記第２の読取りギャップ層上に、強磁性の第２のシールド層を形成するステップと
を含む、前記（２７）記載の方法。
（２９）前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、前記（２８）記載の方法。
（３０）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（２９）記載の方法。
（３１）前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の各々が２４Åの厚さを有し、前記中間層が１０Åの厚さを有する、前記（２９）記載の方法。
（３２）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（３１）記載の方法。
（３３）前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層
を含む、前記（３２）記載の方法。
（３４）前記ＧＭＲ改良層が３Å乃至３０Åの厚さを有する、前記（３３）記載の方法。
（３５）前記ＡＰ結合層が８Åの厚さを有するルテニウム（Ｒｕ）から成る、前記（３４）記載の方法。
（３６）読取りヘッド及び書込みヘッドを有する磁気ヘッド・アセンブリを形成する方法であって、
前記読取りヘッドを形成するステップが、
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絶縁性の第１の読取りギャップ層を形成するステップと
を含み、
前記第１の読取りギャップ層上にスピン・バルブ・センサを形成するステップが、
反強磁性（ＡＦＭ）ピン止め層を形成するステップと、
前記ピン止め層上に、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）の交換結合中間層を形成するステップと、
前記交換結合中間層上に、逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造を形成するステップと
を含み、
前記ＡＰ被ピン止め構造を形成するステップが、
前記交換結合中間層上に直接、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第１のＡＰ被ピン止め層を形成するステップと、
前記第１のＡＰ被ピン止め層上に、逆平行（ＡＰ）結合層を形成するステップと、
前記ＡＰ結合層上に、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第２のＡＰ被ピン止め層を形成するステップと、
前記第２のＡＰ被ピン止め層上に、非磁性且つ導電性のスペーサ層を形成するステップと、
前記スペーサ層上に、強磁性自由層を形成するステップと、
前記スピン・バルブ・センサと接続される、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と、
前記スピン・バルブ・センサ及び前記第１及び第２の硬磁性バイアス層及びリード層上に、非磁性且つ絶縁性の第２の読取りギャップ層を形成するステップと
を含み、
前記書込みヘッドを形成するステップが、
前記第２の読取りギャップ層上に、強磁性の第１の磁極片層を形成するステップであって、前記第１の磁極片層が、極先端領域と後方ギャップ領域間にヨーク領域を含み、
前記第１の磁極片層上の前記極先端及び前記ヨーク領域内に、それぞれ非磁性書込みギャップ層、及び少なくとも１つの書込みコイル層を埋め込まれる絶縁スタックを形成するステップと、
前記書込みギャップ層及び前記絶縁スタック上に、前記第１の磁極片層と前記後方ギャップにおいて接続される、強磁性の第２の磁極片層を形成するステップと
を含む、方法。
（３７）前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、前記（３６）記載の方法。
（３８）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（３７）記載の方法。
（３９）前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の各々が２４Åの厚さを有し、前記中間層が１０Åの厚さを有する、前記（３７）記載の方法。
（４０）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（３９）記載の方法。
（４１）前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層
を含む、前記（４０）記載の方法。
（４２）前記ＧＭＲ改良層が３Å乃至３０Åの厚さを有する、前記（４１）記載の方法。
（４３）前記ＡＰ結合層が８Åの厚さを有するルテニウム（Ｒｕ）から成る、前記（４２）記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な磁気ディスク・ドライブの平面図である。
【図２】平面２−２に沿って見たときの、ディスク・ドライブの磁気ヘッドを有するスライダの側面図である。
【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。
【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。
【図５】図２の平面５−５に沿って見たときの、磁気ヘッドのＡＢＳを示す図である。
【図６】図２の平面６−６に沿って見たときの、スライダ及びピギーバック磁気ヘッドの部分断面図である。
【図７】図２の平面６−６に沿って見たときの、スライダ及び併合型磁気ヘッドの部分断面図である。
【図８】ピギーバック磁気ヘッドの読取り及び書込み素子を示す、図６の平面８−８に沿って見たときのスライダの部分ＡＢＳを示す図である。
【図９】併合型磁気ヘッドの読取り及び書込み素子を示す、図７の平面９−９に沿って見たときのスライダの部分ＡＢＳを示す図である。
【図１０】コイル層上の全ての材料及びリードが除去された、図６または図７の平面１０−１０に沿って見たときの図である。
【図１１】ＡＰ被ピン止めスピン・バルブ（ＳＶ）・センサを使用する読取りヘッドのＡＢＳの斜視図である。
【図１２】本発明のＡＰ被ピン止めスピン・バルブ・センサのＡＢＳを示す図である。
【図１３】比較のために、ＡＰ被ピン止め構造の第１及び第２の被ピン止め層として、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の代わりに、コバルト（Ｃｏ）が使用される以外は、図１２の同一のＡＢＳを示す図である。
【符号の説明】
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 併合型読取り／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
７２ 読取りヘッド
７４、１３０ スピン・バルブ・センサ
７６、７８、１４８、１５０ ギャップ層
８０、８２、１５２、１５４ シールド層
８４ コイル層
８６、８８、９０、１０３ 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
１３２ ピン止め層
１３８、１４０ スピン・バルブ・センサの側縁部
１４０、１４４ 硬磁性バイアス層
１４２、１４６ リード層
２００ ＡＰ被ピン止め構造
２０２ スペーサ層（Ｓ）
２０４、３０４ 逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造
２０６ 強磁性自由層（Ｆ）
２０８ ＡＰ結合層
２１０、２１２ ＡＰ被ピン止め層
２１４ 反強磁性（ＡＦＭ）ピン止め層
２１６ 中間層
２２０ ＧＭＲ改良層
２２２ キャッピング層
【発明の属する技術分野】
本発明は、改善された巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）及び磁気安定性を有する逆平行（ＡＰ）被ピン止め読取りヘッドに関し、特に、改善されたＧＭＲを促進し、読取りヘッドのエア・ベアリング面（ＡＢＳ）に平行なスイッチング磁場に晒されるとき、磁気的に安定なＡＰ被ピン止め構造を有する読取りセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータの心臓部は、磁気ディスク・ドライブと呼ばれるアセンブリである。磁気ディスク・ドライブは、回転磁気ディスクと、回転ディスク上でサスペンション・アームにより浮遊される読取り及び書込みヘッドと、サスペンション・アームを回転させ、読取り及び書込みヘッドを回転ディスク上の選択された環状トラック上に位置決めするアクチュエータとを含む。読取り及び書込みヘッドは、エア・ベアリング面（ＡＢＳ）を有するスライダ上に直接取り付けられる。サスペンション・アームは、ディスクが回転していないとき、スライダをディスクの表面と接触するように偏らせるが、ディスクが回転すると、空気が回転ディスクによりＡＢＳの近傍で旋回され、スライダを回転ディスクの表面から僅かな距離だけエア・ベアリング上に浮上させる。スライダがエア・ベアリング上に浮上すると、読取り及び書込みヘッドが磁気効果を回転ディスクに読み書きするために使用される。読取り及び書込みヘッドは処理回路に接続され、処理回路がコンピュータ・プログラムに従い動作し、読取り及び書込み機能を実行する。
【０００３】
書込みヘッドは、第１、第２及び第３の絶縁層（絶縁スタック）内に埋め込まれるコイル層を含み、絶縁スタックは第１及び第２の磁極片層間に挟まれる。書込みヘッドのエア・ベアリング面（ＡＢＳ）における非磁性ギャップ層により、第１及び第２の磁極片層間にギャップが形成される。磁極片層は後方ギャップにおいて接続される。コイル層に伝導される電流は磁極片内に磁場を誘起し、これがＡＢＳにおいて磁極片間のギャップを横断してフリンジ（fringe）する。フリンジ磁場またはその欠如が回転ディスク上の環状トラックなど、移動媒体上のトラック内に情報を書込む。
【０００４】
最近の読取りヘッドでは、回転磁気ディスクからの磁場を感知するために、スピン・バルブ・センサが使用される。スピン・バルブ・センサは、第１及び第２の強磁性層（以下ではそれぞれピン止め層及び自由層と呼ぶ）間に挟まれる、非磁性導電層（以下ではスペーサ層と呼ぶ）を含む。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、感知電流を導通する。被ピン止め層（pinned layer）の磁化は、ヘッドのエア・ベアリング面（ＡＢＳ）に垂直にピン止めされ、自由層の磁気モーメントはＡＢＳに平行に向けられるが、外部磁場に応答して自由に回転できる。被ピン止め層の磁化は、一般に反強磁性層との交換結合によりピン止めされる。
【０００５】
スペーサ層の厚さは、センサを通じる伝導電子の平均自由行程よりも小さく選択される。この構成により、伝導電子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化が互いに平行の時、散乱は最小となり、被ピン止め層と自由層の磁化が逆平行の時、散乱は最大となる。散乱の変化は、ｃｏｓθに比例して、スピン・バルブ・センサの抵抗を変化させる。ここでθは被ピン止め層と自由層の磁化方向間の角度である。読取りモードでは、スピン・バルブ・センサの抵抗は回転ディスクからの磁場の大きさに比例して変化する。感知電流がスピン・バルブ・センサを通じて伝導されるとき、抵抗変化がポテンシャル変化を生じ、これが検出され、処理回路により再生信号として処理される。
【０００６】
スピン・バルブ・センサは、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）としても知られる磁気抵抗（ＭＲ）率により特徴付けされ、これは本質的に、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサのＭＲ率よりも高い。ここでｄｒがスピン・バルブ・センサの抵抗の変化、Ｒが変化前のスピン・バルブ・センサの抵抗とすると、ＭＲ率はｄｒ／Ｒである。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。スピン・バルブ・センサが単一の被ピン止め層を使用するとき、それは単純スピン・バルブと呼ばれる。
【０００７】
別のタイプのスピン・バルブ・センサは、逆平行（ＡＰ）スピン・バルブ・センサである。ＡＰ被ピン止めスピン・バルブ・センサは、単一の被ピン止め層の代わりに、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層を有するＡＰ被ピン止め構造を有する点で、単純スピン・バルブ・センサとは異なる。ＡＰ結合層は、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層（pinned layer）の間に挟まれる。第１のＡＰ被ピン止め層は、反強磁性ピン止め層（pinning layer）との交換結合により、その磁気モーメントを第１の方向に向けられる。第２のＡＰ被ピン止め層は自由層と直接隣接し、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層間のＡＰ結合膜の最小の厚さ（約８Å）のために、第１のＡＰ被ピン止め層と逆平行交換結合される。従って、第２のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントは、第１のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントの方向と逆平行の第２の方向に向けられる。
【０００８】
ＡＰ被ピン止め構造は、単一の被ピン止め層上に在ることが好ましい。なぜなら、ＡＰ被ピン止め構造の第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントは、減算結合され、単一の被ピン止め層の磁気モーメントよりも小さな正味の磁気モーメントを提供するからである。正味の磁気モーメントの方向は、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の厚い方により決定される。低減された正味の磁気モーメントは、ＡＰ被ピン止め構造からの低減された反磁場（demagnetization field）を意味する。反強磁性交換結合は正味のピン止めモーメントに反比例するので、これは第１のＡＰ被ピン止め層とピン止め層との間の交換結合を増加させる。ＡＰ被ピン止めスピン・バルブ・センサは、Heim及びParkinによる米国特許第５４６５１８５号で述べられている。
【０００９】
ＡＰ被ピン止め構造の第１及び第２のＡＰ被ピン止め層は、一般にコバルト（Ｃｏ）から成る。残念ながら、コバルトは高い飽和保磁力、高い磁気ひずみ、及び低い抵抗を有する。ＡＰ被ピン止め構造の第１及び第２のＡＰ被ピン止め層が形成されるとき、それらはＡＢＳに垂直な磁場の存在の下でスパッタ付着され、それによりＡＰ被ピン止め層の容易軸がＡＢＳに垂直にセットされる。磁気ヘッドの続く形成の間にＡＰ被ピン止め構造は、ＡＢＳに平行に向けられる磁場に晒される。これらの磁場は、第１の被ピン止め層の磁気モーメントをＡＢＳに垂直な望ましい第１の方向から、第１の方向に逆平行の望ましくない第２の方向にスイッチする。ＡＰ被ピン止め構造の第２の被ピン止め層に対しても、同一のことが発生する。ＡＰ被ピン止め構造の第１の被ピン止め層の飽和保磁力が、第１の被ピン止め層とピン止め層との間の交換結合よりも高い場合、交換結合は第１の被ピン止め層の磁気モーメントをその元の方向に戻さない。これは読取りヘッドを破壊する。ＡＰ被ピン止め構造の第１の被ピン止め層の飽和保磁力よりも強い平行磁場が、読取りヘッドに影響を及ぼす場合の磁気ヘッドのオペレーションの間にも同一の問題が発生し得る。
【００１０】
更に、コバルト（Ｃｏ）は高い負の磁気ひずみを有する。負の符号は、任意の応力により誘起される異方性の方向を決定する。磁気ヘッドがラップ仕上げ（ＡＢＳを形成するための研磨プロセス）されるとき、不均一な圧縮応力がセンサの層内に発生する。磁気ひずみ及び圧縮応力により、ＡＰ被ピン止め構造のコバルト（Ｃｏ）ＡＰ被ピン止め層がＡＢＳに平行な応力誘起異方性を獲得する。これは悪い方向である。この応力誘起異方性は、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントを、ＡＢＳに垂直な方向からある程度回転させ得る（それに対して、交換結合磁場は垂直位置を維持する傾向がある）。この状態は、重大な読取り信号の非対称性を生じる。また、コバルト（Ｃｏ）被ピン止め層の低抵抗は、感知電流の一部を自由層及びスペーサ層を通過して分路させる。これは読取り信号の損失を招く。
【００１１】
ＧＭＲヘッドのスピン・バルブ効果を増加させる努力が続けられている。スピン・バルブ効果の増加は、読取りヘッドにより読出される高いビット密度（回転磁気ディスクの１平方インチ当たりのビット数）を意味する。従って、飽和保磁力を低減し、本質的に磁気ひずみを除去し、ＡＰ被ピン止め構造の被ピン止め層などの、スピン・バルブ・センサの一部のクリティカル層の抵抗を増加するための探求が依然続けられている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、改善されたＧＭＲを有し、ＡＢＳに平行に向けられる磁場に晒されるときに、磁気的に安定な逆平行（ＡＰ）被ピン止め読取りヘッドを提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、反強磁性（ＡＦＭ）酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層と交換結合される、ＡＰ被ピン止め構造の第１のＡＰ被ピン止め層が、第１のＡＰ被ピン止め層とピン止め層間の交換結合磁場よりも小さな飽和保磁力を有する、ＡＰ被ピン止め読取りヘッドを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は最初に、ＡＰ被ピン止め構造の第１及び第２のコバルト（Ｃｏ）ＡＰ被ピン止め層を、第１及び第２のコバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）被ピン止め層により置換することについて調査した。コバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）被ピン止め層は低飽和保磁力、ほとんど零（near zero）の磁気ひずみ、及び高抵抗を有する。ほとんど零の磁気ひずみは、磁気ヘッドのラップ仕上げ後のコバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）被ピン止め層の誘起応力が、応力誘起異方性磁場を生じないことを意味する。なぜなら、応力誘起異方性磁場は、磁気ひずみ及び誘起応力の積であるからである。コバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）被ピン止め層の高抵抗は、感知電流の分路を最小化し、それにより読取り信号を増加させる。
【００１５】
ＡＰ被ピン止め構造のコバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力は、第１のＡＰ被ピン止め層と酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層間の交換結合磁場よりも依然高かった。なぜなら、酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層が第１の被ピン止め層の飽和保磁力を増加させるからである。第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力Ｈcが、５００エルステッド（Ｏｅ）であったのに対して、酸化ニッケル（ＮｉＯ）と第１のＡＰ被ピン止め層間の交換結合磁場は、４５０Ｏｅであった。その結果、交換結合磁場が十分に強くなかったために、飽和保磁力に打ち勝つことができず、第１のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントが、その元の方向に逆平行な方向にスイッチされた後に、それを再度元の方向に戻すことができなかった。
【００１６】
交換結合磁場の小さい例えばＮｉＯ材のような反強磁性ピン止め層と、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）材の第１のＡＰ被ピン止め層との間に、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）中間層を配置して界面結合することにより、第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力が５００Ｏｅから３５０Ｏｅに著しく低減された。交換結合磁場もまた、４５０Ｏｅから４００Ｏｅに低減された。しかしながら、第１のＡＰ被ピン止め層の３５０Ｏｅの飽和保磁力は、４００Ｏｅの交換結合磁場よりも小さいので、第１のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントが磁場により逆平行方向にスイッチされるとき、ピン止め層はそれを元の位置に戻すことを可能にする。結果的に、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第２のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層により影響されず、第１のＡＰ被ピン止め層とのＡＰ交換結合により、第１のＡＰ被ピン止め層の磁気モーメントの方向に逆平行な方向に向けられる。このスピン・バルブ・センサはまた、改善されたＧＭＲを有することが判明した。
【００１７】
【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。併合型読取り／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（transducing relationship）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０．０５μｍ）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。前述の構成要素は、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。
【００１８】
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。
【００１９】
図６は、書込みヘッド部分７０及び読取りヘッド部分７２を含むピギーバック磁気ヘッド４０の側方断面図であり、読取りヘッド部分７２は、本発明のＡＰ被ピン止めスピン・バルブ・センサ７４を使用する。図８は、図６のＡＢＳを示す図である。スピン・バルブ・センサ７４は、非磁性且つ絶縁性の第１及び第２の読取りギャップ層７６及び７８間に配置され、これらの読取りギャップ層は、強磁性の第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(図９参照）が、これらの抵抗変化をポテンシャル変化として現わす。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。
【００２０】
磁気ヘッド４０の書込みヘッド部分７０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"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、またＡＢＳ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。絶縁層１０３は、第２のシールド層８２と第１の磁極片層９２との間に配置される。第２のシールド層８２及び第１の磁極片層９２は、別々の層であるので、このヘッドはピギーバック・ヘッドとして知られる。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１０４及び１０６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１１４に接続し、第３及び第４のはんだ接続１１６及び１１８は、コイル８４（図８参照）からのリード１２０及び１２２（図１０参照）をサスペンション４４上のリード１２４及び１２６に接続する。
【００２１】
図７及び図９は、第２のシールド層８２及び第１の磁極片層９２が共通の層である以外は、図６及び図８と同一である。このタイプのヘッドは、併合型磁気ヘッドとして知られる。図６及び図８に示されるピギーバック・ヘッドの絶縁層１０３が省かれる。
【００２２】
図１１は、図６または図８に示される読取りヘッド７２のＡＢＳの斜視図である。読取りヘッド７２は、反強磁性（ＡＦＭ）ピン止め層１３２上に配置される本発明のスピン・バルブ・センサ１３０を有する。スピン・バルブ・センサ１３０は、その磁気モーメントがピン止め層１３２の磁気スピンによりピン止めされるＡＰ被ピン止め層（後述）を有する。ＡＦＭピン止め層１３２は、好適には４２５Åの酸化ニッケル（ＮｉＯ）である。第１及び第２の硬磁性バイアス層（またはハード・バイアス層）及びリード層１３４及び１３６は、スピン・バルブ・センサの第１及び第２の側縁部１３８及び１４０に接続される。この接続は、隣接接合（contiguous junction）として知られ、米国特許第５０１８０３７号で述べられている。第１の硬磁性バイアス層及びリード層１３４は、第１の硬磁性バイアス層１４０及び第１のリード層１４２を有し、第２の硬磁性バイアス層及びリード層１３６は、第２の硬磁性バイアス層１４４及び第２のリード層１４６を有する。硬磁性バイアス層１４０及び１４４は、スピン・バルブ・センサ１３０を通じて長手方向に延びる磁場を生成し、内部の磁区を安定化する。ＡＦＭピン止め層１３２、スピン・バルブ・センサ１３０、及び第１及び第２の硬磁性バイアス層及びリード層１３４及び１３６は、非磁性且つ絶縁性の第１及び第２のギャップ層１４８及び１５０間に配置される。更に、第１及び第２のギャップ層１４８及び１５０は、強磁性の第１及び第２のシールド層１５２及び１５４間に配置される。
【００２３】
本発明のＡＰ被ピン止め構造２００が、図１２に示される。これはエア・ベアリング面（ＡＢＳ）において見られる、ＡＰ被ピン止め読取りセンサ１３０の様々な層の断面図である。ＡＰ被ピン止めセンサ２００は、逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造２０４と強磁性自由層（Ｆ）２０６との間に配置される、非磁性且つ導電性のスペーサ層（Ｓ）２０２を含む。ＡＰ被ピン止め構造２０４は、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２間に配置されるＡＰ結合層２０８を含む。本発明では、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２が、コバルト（Ｃｏ）の代わりにコバルト鉄（ＣｏＦｅ）である。第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２のコバルト鉄（ＣｏＦｅ）は、ＡＢＳに垂直な磁場の存在の下で付着され、それにより第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２の容易軸が、ＡＢＳに垂直に向けられる。
【００２４】
第１のＡＰ被ピン止め層２１０の磁気モーメントは、反強磁性（ＡＦＭ）ピン止め層２１４により、ＡＢＳに垂直にピン止めされる。本発明はピン止め層２１４として、酸化ニッケル（ＮｉＯ）を使用する。ピン止め層２１４とＡＰ被ピン止め構造の第１のＡＰ被ピン止め層２１０との間には、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）の中間層２１６が配置され、これについては以下で詳述する。
【００２５】
ピン止め層２１４の磁気スピンはＡＢＳに垂直に向けられ、これは中間層２１６との交換結合により、中間層２１６の磁気モーメントを図中の矢印の尾マークにより示されるように、ＡＢＳに垂直にＡＢＳからはなれる方向に向ける。中間層２１６と第１のＡＰ被ピン止め層２１０との間の交換結合により、第１のＡＰ被ピン止め層２１０の磁気モーメントも、同様に矢印の尾マークにより示されるように、ＡＢＳに垂直に、ＡＢＳからはなれる方向に向けられる。第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２間の逆平行交換結合により、第２のＡＰ被ピン止め層２１２の磁気モーメントは、図中矢印の先端マークにより示されるように、第１のＡＰ被ピン止め層２１０の磁気モーメントに逆平行に、すなわち、ＡＢＳに垂直にＡＢＳに向かう方向に向けられる。ピン止め層の磁気スピン、及び中間層２１６及び第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２のの磁気モーメントの磁気方位は、必要に応じて反転され得る。矢印により示されるように、自由層２０６の磁気モーメントはＡＢＳに平行に向けられ、この方向は右方向または左方向のどちらであっても良い。第２のＡＰ被ピン止め層２１２及び自由層２０６の磁気モーメント間の相対方位は、回転磁気ディスクからの印加信号に応答する、スピン・バルブ・センサ２００の抵抗の変化を決定する。例えば前述の例では、自由層２０６の磁気モーメントがＡＢＳに平行な位置から上方または下方に回転すると、スピン・バルブ・センサの磁気抵抗が、回転磁気ディスクからのそれぞれ正及び負の信号に応答して、それぞれ減少または増加する。
【００２６】
ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）中間層２１６は、第１のＡＰ被ピン止め層２１０の飽和保磁力Ｈcを低減する。コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第１のＡＰ被ピン止め層２１０が、酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層２１４に直接相接する場合、その飽和保磁力は５００Ｏｅであり、これらの２つの層の間の交換結合は４５０Ｏｅである。従って、第１のＡＰ被ピン止め層２１０の磁気モーメントが、ＡＢＳに垂直でＡＢＳからはなれる方向から、ＡＢＳに垂直でＡＢＳに向かう逆平行位置にスイッチされる場合、４５０Ｏｅの交換結合磁場は、第１のＡＰ被ピン止め層２１０の５００Ｏｅの飽和保磁力Ｈcに打ち勝って、それをＡＢＳに垂直でＡＢＳからはなれる元の位置に戻すほど十分に大きくない。その結果、読取りヘッドが破壊される。しかしながら、酸化ニッケル（ＮｉＯ）ピン止め層２１４と、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第１のＡＰ被ピン止め層２１０との間に、ニッケル鉄の中間層２１６が使用される場合、第１のＡＰ被ピン止め層２１０は、３５０Ｏｅの低減された保磁力Ｈcを有し、それらの間の交換結合磁場が４００Ｏｅに僅かに低減される。４００Ｏｅの交換結合磁場は３５０Ｏｅの飽和保磁力場よりも大きいので、これは第１のＡＰ被ピン止め層２１０が逆平行方向にスイッチされた後、ピン止め層２１４に第１のＡＰ被ピン止め層２１０の磁気モーメントを、矢印の尾マークにより示されるその元の位置に戻させる。
【００２７】
好適な実施例では、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）のＧＭＲ改良層２２０が、スペーサ層２０２と自由層２０６との間に配置されて、それらと相接する。ＧＭＲ改良層２２０は時にナノレイヤ（nanolayer）と呼ばれ、読取りヘッドのｄｒ／Ｒ比率を改善することが判明している。ＧＭＲ改良層は任意選択である。タンタル（Ｔａ）のキャッピング層２２２が一般に自由層２０６上に設けられ、それを保護する。各層の好適な厚さとしては、ピン止め層２１４は４２５Åの酸化ニッケル（ＮｉＯ）であり、中間層２１６は４Å乃至３０Å、好適には１０Åのニッケル鉄（Ｎｉ80Ｆｅ20）であり、第１のＡＰ被ピン止め層２１０は１０Å乃至５０Å、好適には２４Åのコバルト鉄（ＣｏＦｅ）であり、ＡＰ結合層２０８は８Åのルテニウム（Ｒｕ）であり、第２のＡＰ被ピン止め層は１０Å乃至５０Å、好適には２４Åのコバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）であり、スペーサ層２０２は２３Åの銅（Ｃｕ）であり、ＧＭＲ改良層２２０は３Å乃至３０Å、好適には１０Åのコバルト鉄（Ｃｏ90Ｆｅ10）であり、自由層２０６は７０Åのニッケル鉄（Ｎｉ80Ｆｅ20）であり、キャッピング層２２２は５０Åのタンタル（Ｔａ）である。コバルト鉄は好適にはＣｏ90Ｆｅ10である。
【００２８】
コバルト（Ｃｏ）被ピン止め層との比較：
図１３のスピン・バルブ・センサ３００は、ＡＰ被ピン止め構造３０４がコバルト鉄（ＣｏＦｅ）の代わりに、コバルト（Ｃｏ）から成る第１及び第２のＡＰ被ピン止め層を使用する以外は、図１２のスピン・バルブ・センサと同一である。残りの層は、図１２に示されるものと同一の厚さの同一の材料から成る。スピン・バルブ・センサ２００及び３００の各々は２度テストされ、１度目はスピン・バルブ層を付着し、その後、酸化ニッケルのピン止め層２１４をリセットした後に実行した。２度目は、スピン・バルブ・センサを２５０℃に６時間晒し、その後、酸化ニッケルのピン止め層２１４の磁気スピンを別途リセットした後に実行した。ピン止め層２１４のリセットは、以下では酸化ニッケル（ＮｉＯ）・リセットと呼ばれ、スピン・バルブ・センサをウエハ・レベルにおいて２３０℃の温度にて、ＡＢＳに垂直な約１２０００Ｏｅの磁場内に５分間晒すことを意味する。これは酸化ニッケル（ＮｉＯ）・ピン止め層２１４の磁気スピンを、ＡＢＳに垂直にセットする。読取りヘッドの２５０℃における６時間のアニーリングは、書込みヘッドの絶縁スタックのフォトレジスト層のベーキングをシミュレートする。
【００２９】
図１２及び図１３のスピン・バルブ・センサ２００及び３００に関する次のデータは、任意選択のナノレイヤ２２０が存在しない場合のものである。図１３に示されるスピン・バルブ・センサ３００の付着、及び酸化ニッケル・リセットの後、ナノレイヤ２２０を有さない読取りヘッド３００のｄｒ／Ｒは、４．１５％であった。読取りヘッドが２５０℃のアニーリングに６時間晒され、別の酸化ニッケル・リセットの後、ｄｒ／Ｒは３．５５％に低下した。これは読取り信号の振幅の１０％の損失を生じた。図１２に示されるスピン・バルブ・センサの付着、及び酸化ニッケル・リセットの後、ナノレイヤ２２０を有さないｄｒ／Ｒは４．６％であった。これはスピン・バルブ・センサ３００に対して６％の改善である。スピン・バルブ・センサ２００を２５０℃に６時間晒し、別の酸化ニッケル・リセットの後、ｄｒ／Ｒは４．０１％であった。これはスピン・バルブ・センサ３００のアニーリング及び酸化ニッケル・リセット後のｄｒ／Ｒに対して、依然１０％の改善である。従って、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層３１０及び３１２としてコバルト（Ｃｏ）が使用される図１３のスピン・バルブ・センサに対して、第１及び第２のＡＰ被ピン止め層２１０及び２１２としてコバルト鉄（ＣｏＦｅ）が使用される図１２のスピン・バルブ・センサのｄｒ／Ｒが、改善されることが証明された。
【００３０】
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。
【００３１】
（１）スピン・バルブ・センサを含む磁気読取りヘッドであって、前記スピン・バルブ・センサが、
強磁性自由層と、
多層逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造と、
前記自由層と前記ＡＰ被ピン止め構造との間に配置される非磁性且つ導電性のスペーサ層と、
反強磁性ピン止め層と
を含み、
前記ＡＰ被ピン止め構造が前記ピン止め層と前記スペーサ層との間に配置され、
前記ＡＰ被ピン止め構造が、
第１のＡＰ被ピン止め層が、前記ピン止め層との交換結合により第１の方向にピン止めされる、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第１及び第２の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層間に配置されて、前記第２のＡＰ被ピン止め層が前記第１のＡＰ被ピン止め層により、前記第１の方向と逆平行の第２の方向にピン止めされるようにする、逆平行（ＡＰ）結合層と
を含み、更に、
前記ピン止め層と前記第１のＡＰ被ピン止め層との間に配置されて、それらと界面で結合されるニッケル鉄（ＮｉＦｅ）から成る交換結合中間層
を含む、磁気読取りヘッド。
（２）前記スピン・バルブ・センサが、
前記第２のＡＰ被ピン止め層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層を含む、
前記（１）記載の磁気読取りヘッド。
（３）前記ＧＭＲ改良層が１０Åの厚さを有する、前記（２）記載の磁気読取りヘッド。
（４）前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、前記（１）記載の磁気読取りヘッド。
（５）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（４）記載の磁気読取りヘッド。
（６）前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の各々が２４Åの厚さを有する、前記（４）記載の磁気読取りヘッド。
（７）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（６）記載の磁気読取りヘッド。
（８）前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層を含む、
前記（７）記載の磁気読取りヘッド。
（９）前記ＧＭＲ改良層が３Å乃至３０Åの厚さを有する、前記（８）記載の磁気読取りヘッド。
（１０）前記ＡＰ結合層が８Åの厚さを有するルテニウム（Ｒｕ）から成る、前記（９）記載の磁気読取りヘッド。
（１１）読取りヘッド及び書込みヘッドを有する磁気ヘッドであって、
前記書込みヘッドが、
極先端部分と後方ギャップ部分との間に配置されるヨーク部分を有し、前記後方ギャップ部分において接続される、第１及び第２の磁極片層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記極先端部分間に配置される非磁性書込みギャップ層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記ヨーク部分間に配置されて、少なくとも１つのコイル層が埋め込まれる絶縁スタックと
を含み、
前記読取りヘッドが、
非磁性且つ導電性の第１及び第２の読取りギャップ層と、
スピン・バルブ・センサと、
前記スピン・バルブ・センサに接続される、第１及び第２の導電性の硬磁性バイアス層及びリード層と、
第１のシールド層と
を含み、
前記スピン・バルブ・センサ及び前記第１及び第２の硬磁性バイアス層及びリード層が、前記第１及び第２の読取りギャップ層間に配置され、
前記第１及び第２のギャップ層が、前記第１のシールド層と前記第１の磁極片層との間に配置され、
前記スピン・バルブ・センサが、
強磁性自由層と、
多層逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造と、
前記自由層と前記ＡＰ被ピン止め構造との間に配置される非磁性且つ導電性のスペーサ層と、
反強磁性ピン止め層と
を含み、
前記ＡＰ被ピン止め構造が前記ピン止め層と前記スペーサ層との間に配置され、
前記ＡＰ被ピン止め構造が、
第１のＡＰ被ピン止め層が、前記ピン止め層との交換結合により第１の方向にピン止めされる、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第１及び第２の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層間に配置されて、前記第２のＡＰ被ピン止め層が前記第１のＡＰ被ピン止め層により、前記第１の方向と逆平行の第２の方向にピン止めされるようにする、逆平行（ＡＰ）結合層と
を含み、更に、
前記ピン止め層と前記第１のＡＰ被ピン止め層との間に配置されて、それらと界面で結合されるニッケル鉄（ＮｉＦｅ）から成る交換結合中間層
を含む、磁気ヘッド・アセンブリ。
（１２）前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、前記（１１）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１３）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（１２）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１４）前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の各々が２４Åの厚さを有し、前記中間層が１０Åの厚さを有する、前記（１２）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１５）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（１４）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１６）前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層を含む、前記（１５）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１７）
前記ＧＭＲ改良層が３Å乃至３０Åの厚さを有する、前記（１６）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１８）前記ＡＰ結合層が８Åの厚さを有するルテニウム（Ｒｕ）から成る、前記（１７）記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
（１９）エア・ベアリング面（ＡＢＳ）を有する少なくとも１つのスライダを含む磁気ディスク・ドライブであって、前記スライダが読取りヘッド及び書込みヘッドを含む、少なくとも１つの磁気ヘッド・アセンブリをサポートするものにおいて、
前記書込みヘッドが、
極先端部分と後方ギャップ部分との間に配置されるヨーク部分を有し、前記後方ギャップ部分において接続される、第１及び第２の磁極片層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記極先端部分間に配置される非磁性書込みギャップ層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記ヨーク部分間に配置されて、少なくとも１つのコイル層が埋め込まれる絶縁スタックと
を含み、
前記読取りヘッドが、
非磁性且つ導電性の第１及び第２の読取りギャップ層と、
スピン・バルブ・センサと、
前記スピン・バルブ・センサに接続される、第１及び第２の導電性の硬磁性バイアス層及びリード層と、
第１のシールド層と
を含み、
前記スピン・バルブ・センサ及び前記第１及び第２の硬磁性バイアス層及びリード層が、前記第１及び第２の読取りギャップ層間に配置され、
前記第１及び第２のギャップ層が、前記第１のシールド層と前記第１の磁極片層との間に配置され、
前記スピン・バルブ・センサが、
強磁性自由層と、
多層逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造と、
前記自由層と前記ＡＰ被ピン止め構造との間に配置される非磁性且つ導電性のスペーサ層と、
反強磁性ピン止め層と
を含み、
前記ＡＰ被ピン止め構造が前記ピン止め層と前記スペーサ層との間に配置され、
前記ＡＰ被ピン止め構造が、
第１のＡＰ被ピン止め層が、前記ピン止め層との交換結合により第１の方向にピン止めされる、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第１及び第２の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層間に配置されて、前記第２のＡＰ被ピン止め層が前記第１のＡＰ被ピン止め層により、前記第１の方向と逆平行の第２の方向にピン止めされるようにする、逆平行（ＡＰ）結合層と
を含み、更に、
前記ピン止め層と前記第１のＡＰ被ピン止め層との間に配置されて、それらと界面で結合されるニッケル鉄（ＮｉＦｅ）から成る交換結合中間層と、
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・アセンブリをそのＡＢＳが前記磁気ディスクに面するように支持することにより、前記磁気ヘッド・アセンブリと前記磁気ディスクとを変換関係に保つ支持材と、
前記磁気ディスクを回転する手段と、
前記支持材に接続されて、前記磁気ヘッド・アセンブリ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・アセンブリ、前記回転手段、及び前記位置決め手段に接続されて、信号を前記磁気ヘッド・アセンブリと交換し、前記磁気ディスクの移動を制御し、前記磁気ヘッド・アセンブリの位置を制御する、処理手段と
を含む、磁気ディスク・ドライブ。
（２０）前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、前記（１９）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２１）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（２０）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２２）前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の各々が２４Åの厚さを有し、前記中間層が１０Åの厚さを有する、前記（２０）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２３）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（２２）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２４）前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層を含む、
前記（２３）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２５）前記ＧＭＲ改良層が３Å乃至３０Åの厚さを有する、前記（２４）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２６）前記ＡＰ結合層が８Åの厚さを有するルテニウム（Ｒｕ）から成る、前記（２５）記載の磁気ディスク・ドライブ。
（２７）磁気読取りヘッドを形成する方法であって、
スピン・バルブ・センサを形成するステップが、
反強磁性（ＡＦＭ）ピン止め層を形成するステップと、
前記ピン止め層上に、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）の交換結合中間層を形成するステップと、
前記交換結合中間層上に、逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造を形成するステップと
を含み、
前記ＡＰ被ピン止め構造を形成するステップが、
前記交換結合中間層上に直接、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第１のＡＰ被ピン止め層を形成するステップと、
前記第１のＡＰ被ピン止め層上に、逆平行（ＡＰ）結合層を形成するステップと、
前記ＡＰ結合層上に、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第２のＡＰ被ピン止め層を形成するステップと、
前記第２のＡＰ被ピン止め層上に、非磁性且つ導電性のスペーサ層を形成するステップと、
前記スペーサ層上に、強磁性自由層を形成するステップと
を含む、方法。
（２８）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、非磁性且つ絶縁性の第１の読取りギャップ層を形成するステップと、
前記第１の読取りギャップ層上に、前記スピン・バルブ・センサを形成するステップと、
前記スピン・バルブ・センサと接続される、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と、
前記スピン・バルブ・センサ及び前記第１及び第２の硬磁性バイアス層及びリード層上に、非磁性且つ絶縁性の第２の読取りギャップ層を形成するステップと、
前記第２の読取りギャップ層上に、強磁性の第２のシールド層を形成するステップと
を含む、前記（２７）記載の方法。
（２９）前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、前記（２８）記載の方法。
（３０）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（２９）記載の方法。
（３１）前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の各々が２４Åの厚さを有し、前記中間層が１０Åの厚さを有する、前記（２９）記載の方法。
（３２）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（３１）記載の方法。
（３３）前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層
を含む、前記（３２）記載の方法。
（３４）前記ＧＭＲ改良層が３Å乃至３０Åの厚さを有する、前記（３３）記載の方法。
（３５）前記ＡＰ結合層が８Åの厚さを有するルテニウム（Ｒｕ）から成る、前記（３４）記載の方法。
（３６）読取りヘッド及び書込みヘッドを有する磁気ヘッド・アセンブリを形成する方法であって、
前記読取りヘッドを形成するステップが、
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絶縁性の第１の読取りギャップ層を形成するステップと
を含み、
前記第１の読取りギャップ層上にスピン・バルブ・センサを形成するステップが、
反強磁性（ＡＦＭ）ピン止め層を形成するステップと、
前記ピン止め層上に、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）の交換結合中間層を形成するステップと、
前記交換結合中間層上に、逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造を形成するステップと
を含み、
前記ＡＰ被ピン止め構造を形成するステップが、
前記交換結合中間層上に直接、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第１のＡＰ被ピン止め層を形成するステップと、
前記第１のＡＰ被ピン止め層上に、逆平行（ＡＰ）結合層を形成するステップと、
前記ＡＰ結合層上に、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の第２のＡＰ被ピン止め層を形成するステップと、
前記第２のＡＰ被ピン止め層上に、非磁性且つ導電性のスペーサ層を形成するステップと、
前記スペーサ層上に、強磁性自由層を形成するステップと、
前記スピン・バルブ・センサと接続される、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と、
前記スピン・バルブ・センサ及び前記第１及び第２の硬磁性バイアス層及びリード層上に、非磁性且つ絶縁性の第２の読取りギャップ層を形成するステップと
を含み、
前記書込みヘッドを形成するステップが、
前記第２の読取りギャップ層上に、強磁性の第１の磁極片層を形成するステップであって、前記第１の磁極片層が、極先端領域と後方ギャップ領域間にヨーク領域を含み、
前記第１の磁極片層上の前記極先端及び前記ヨーク領域内に、それぞれ非磁性書込みギャップ層、及び少なくとも１つの書込みコイル層を埋め込まれる絶縁スタックを形成するステップと、
前記書込みギャップ層及び前記絶縁スタック上に、前記第１の磁極片層と前記後方ギャップにおいて接続される、強磁性の第２の磁極片層を形成するステップと
を含む、方法。
（３７）前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、前記（３６）記載の方法。
（３８）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（３７）記載の方法。
（３９）前記第１及び第２のＡＰ被ピン止め層の各々が２４Åの厚さを有し、前記中間層が１０Åの厚さを有する、前記（３７）記載の方法。
（４０）前記ピン止め層が４２５Åの厚さを有する、前記（３９）記載の方法。
（４１）前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層
を含む、前記（４０）記載の方法。
（４２）前記ＧＭＲ改良層が３Å乃至３０Åの厚さを有する、前記（４１）記載の方法。
（４３）前記ＡＰ結合層が８Åの厚さを有するルテニウム（Ｒｕ）から成る、前記（４２）記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な磁気ディスク・ドライブの平面図である。
【図２】平面２−２に沿って見たときの、ディスク・ドライブの磁気ヘッドを有するスライダの側面図である。
【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。
【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。
【図５】図２の平面５−５に沿って見たときの、磁気ヘッドのＡＢＳを示す図である。
【図６】図２の平面６−６に沿って見たときの、スライダ及びピギーバック磁気ヘッドの部分断面図である。
【図７】図２の平面６−６に沿って見たときの、スライダ及び併合型磁気ヘッドの部分断面図である。
【図８】ピギーバック磁気ヘッドの読取り及び書込み素子を示す、図６の平面８−８に沿って見たときのスライダの部分ＡＢＳを示す図である。
【図９】併合型磁気ヘッドの読取り及び書込み素子を示す、図７の平面９−９に沿って見たときのスライダの部分ＡＢＳを示す図である。
【図１０】コイル層上の全ての材料及びリードが除去された、図６または図７の平面１０−１０に沿って見たときの図である。
【図１１】ＡＰ被ピン止めスピン・バルブ（ＳＶ）・センサを使用する読取りヘッドのＡＢＳの斜視図である。
【図１２】本発明のＡＰ被ピン止めスピン・バルブ・センサのＡＢＳを示す図である。
【図１３】比較のために、ＡＰ被ピン止め構造の第１及び第２の被ピン止め層として、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）の代わりに、コバルト（Ｃｏ）が使用される以外は、図１２の同一のＡＢＳを示す図である。
【符号の説明】
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 併合型読取り／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
７２ 読取りヘッド
７４、１３０ スピン・バルブ・センサ
７６、７８、１４８、１５０ ギャップ層
８０、８２、１５２、１５４ シールド層
８４ コイル層
８６、８８、９０、１０３ 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
１３２ ピン止め層
１３８、１４０ スピン・バルブ・センサの側縁部
１４０、１４４ 硬磁性バイアス層
１４２、１４６ リード層
２００ ＡＰ被ピン止め構造
２０２ スペーサ層（Ｓ）
２０４、３０４ 逆平行（ＡＰ）被ピン止め構造
２０６ 強磁性自由層（Ｆ）
２０８ ＡＰ結合層
２１０、２１２ ＡＰ被ピン止め層
２１４ 反強磁性（ＡＦＭ）ピン止め層
２１６ 中間層
２２０ ＧＭＲ改良層
２２２ キャッピング層
Claims (9)
- 交換結合磁場により第１の方向にピン止めされるコバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第１の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
前記ＡＰ被ピン止め層上に逆平行（ＡＰ）結合層を介して配置され前記第１のＡＰ被ピン止め層により前記第１の方向と逆平行の第２の方向にピン止めされるコバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第２の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
非磁性且つ導電性のスペーサ層を介して、前記第２のＡＰ被ピン止め層上に配置された強磁性自由層と、
前記スペーサ層とは反対側で前記第１のＡＰ被ピン止め層に対向して配置され、接触配置時に前記第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力よりも実質的に低い交換結合磁場を前記第１のＡＰ被ピン止め層に与えるように作用する反強磁性ピン止め層と、
から成るスピン・バルブ・センサを有する磁気読取りヘッドにおいて、
前記スピン・バルブ・センサが、
前記ピン止め層及び前記第１のＡＰ被ピン止め層間に配置されてそれらと界面結合され、前記第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力を前記反強磁性ピン止め層との交換結合磁場よりも大きく減少させ、飽和保磁力を交換結合磁場よりも低く維持するように作用するニッケル鉄（ＮｉＦｅ）から成る交換結合中間層、
を含む磁気読取りヘッド。 - 前記スピン・バルブ・センサが、
前記第２のＡＰ被ピン止め層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層を含む、
請求項１記載の磁気読取りヘッド。 - 前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層を含む、
請求項１記載の磁気読取りヘッド。 - 前記ＧＭＲ改良層が３Å乃至３０Åの厚さを有する、請求項２または請求項３記載の磁気読取りヘッド。
- 前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、請求項１記載の磁気読取りヘッド。
- 読取りヘッド及び書込みヘッドを有する磁気ヘッド・アセンブリであって、
前記書込みヘッドが、
極先端部分と後方ギャップ部分との間に配置されるヨーク部分を有し、前記後方ギャップ部分において接続される、第１及び第２の磁極片層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記極先端部分間に配置される非磁性書込みギャップ層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記ヨーク部分間に配置されて、少なくとも１つのコイル層が埋め込まれる絶縁スタックと、
を含み、
前記読取りヘッドが、
非磁性且つ導電性の第１及び第２の読取りギャップ層と、
スピン・バルブ・センサと、
前記スピン・バルブ・センサに接続される、第１及び第２の導電性の硬磁性バイアス及びリード層と、
第１のシールド層と
を含み、
前記スピン・バルブ・センサ及び前記第１及び第２の硬磁性バイアス及びリード層が、前記第１及び第２の読取りギャップ層間に配置され、
前記第１及び第２のギャップ層が、前記第１のシールド層と前記第１の磁極片層との間に配置され、
前記スピン・バルブ・センサが、
交換結合磁場により第１の方向にピン止めされるコバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第１の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
前記ＡＰ被ピン止め層上に逆平行（ＡＰ）結合層を介して配置され前記第１のＡＰ被ピン止め層により前記第１の方向と逆平行の第２の方向にピン止めされるコバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第２の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
非磁性且つ導電性のスペーサ層を介して、前記第２のＡＰ被ピン止め層上に配置された強磁性自由層と、
前記スペーサ層とは反対側で前記第１のＡＰ被ピン止め層に対向して配置され、接触配置時に前記第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力よりも実質的に低い交換結合磁場を前記第１のＡＰ被ピン止め層に与えるように作用する反強磁性ピン止め層と、
前記ピン止め層及び前記第１のＡＰ被ピン止め層間に配置されてそれらと界面結合され、前記第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力を反強磁性ピン止め層との交換結合磁場よりも大きく減少させ、飽和保磁力を交換結合磁場よりも低く維持するように作用するニッケル鉄（ＮｉＦｅ）から成る交換結合中間層と、
を含む磁気ヘッド・アセンブリ。 - 前記スピン・バルブ・センサが、
前記スペーサ層と前記自由層との間に配置されて、前記自由層と界面で結合される、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）改良層を含む、請求項６記載の磁気ヘッド・アセンブリ。 - 前記ピン止め層が酸化ニッケル（ＮｉＯ）から成る、請求項６記載の磁気ヘッド・アセンブリ。
- エア・ベアリング面（ＡＢＳ）を有する少なくとも１つのスライダを含む磁気ディスク・ドライブであって、前記スライダが読取りヘッド及び書込みヘッドを含む、少なくとも１つの磁気ヘッド・アセンブリをサポートするものにおいて、
前記書込みヘッドが、
極先端部分と後方ギャップ部分との間に配置されるヨーク部分を有し、前記後方ギャップ部分において接続される、第１及び第２の磁極片層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記極先端部分間に配置される非磁性書込みギャップ層と、
前記第１及び第２の磁極片層の前記ヨーク部分間に配置されて、少なくとも１つのコイル層が埋め込まれる絶縁スタックと、
を含み、
前記読取りヘッドが、
非磁性且つ導電性の第１及び第２の読取りギャップ層と、
スピン・バルブ・センサと、
前記スピン・バルブ・センサに接続される、第１及び第２の導電性の硬磁性バイアス及びリード層と、
第１のシールド層と、
を含み、
前記スピン・バルブ・センサ及び前記第１及び第２の硬磁性バイアス及びリード層が、前記第１及び第２の読取りギャップ層間に配置され、
前記第１及び第２のギャップ層が、前記第１のシールド層と前記第１の磁極片層との間に配置され、
前記スピン・バルブ・センサが、
交換結合磁場により第１の方向にピン止めされるコバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第１の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
前記ＡＰ被ピン止め層上に逆平行（ＡＰ）結合層を介して配置され前記第１のＡＰ被ピン止め層により前記第１の方向と逆平行の第２の方向にピン止めされるコバルト鉄（ＣｏＦｅ）から成る第２の強磁性ＡＰ被ピン止め層と、
非磁性且つ導電性のスペーサ層を介して、前記第２のＡＰ被ピン止め層上に配置された強磁性自由層と、
前記スペーサ層とは反対側で前記第１のＡＰ被ピン止め層に対向して配置され、接触配置時に前記第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力よりも実質的に低い交換結合磁場を前記第１のＡＰ被ピン止め層に与えるように作用する反強磁性ピン止め層と、
前記ピン止め層及び前記第１のＡＰ被ピン止め層間に配置されてそれらと界面結合され、前記第１のＡＰ被ピン止め層の飽和保磁力を反強磁性ピン止め層との交換結合磁場よりも大きく減少させ、飽和保磁力を交換結合磁場よりも低く維持するように作用するニッケル鉄（ＮｉＦｅ）から成る交換結合中間層と、
を含み、
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・アセンブリをそのＡＢＳが前記磁気ディスクに面するように支持することにより、前記磁気ヘッド・アセンブリと前記磁気ディスクとを変換関係に保つ支持材と、
前記磁気ディスクを回転する手段と、
前記支持材に接続されて、前記磁気ヘッド・アセンブリ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・アセンブリ、前記回転手段、及び前記位置決め手段に接続されて、信号を前記磁気ヘッド・アセンブリと交換し、前記磁気ディスクの移動を制御し、前記磁気ヘッド・アセンブリの位置を制御する、処理手段と、
を含む、磁気ディスク・ドライブ。
Applications Claiming Priority (2)
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