JPH07297465A - 絶縁ピン留め層を備えた巨大磁気抵抗センサ - Google Patents
絶縁ピン留め層を備えた巨大磁気抵抗センサInfo
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- JPH07297465A JPH07297465A JP7112492A JP11249295A JPH07297465A JP H07297465 A JPH07297465 A JP H07297465A JP 7112492 A JP7112492 A JP 7112492A JP 11249295 A JP11249295 A JP 11249295A JP H07297465 A JPH07297465 A JP H07297465A
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- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】磁気抵抗の大きい磁気抵抗センサを提供する。
【構成】基板（１０２）上に絶縁ピン留め層（１０４）
を設けさらに第一、第二、第三の磁性層（１０６、１１
０、１１４）を非磁性層（１０６、１１２）と交互につ
みあげる。上部表面を成すピン留め層（１１６）は導電
性あるいは絶縁性である。スピン・バルブ（１１８、１
２０）が形成される。両端に電極をつけて磁気抵抗素子
とする。
を設けさらに第一、第二、第三の磁性層（１０６、１１
０、１１４）を非磁性層（１０６、１１２）と交互につ
みあげる。上部表面を成すピン留め層（１１６）は導電
性あるいは絶縁性である。スピン・バルブ（１１８、１
２０）が形成される。両端に電極をつけて磁気抵抗素子
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に、磁気抵抗セン
サに関するものであり、とりわけ、巨大磁気抵抗効果に
基づく磁気抵抗センサに関するものである。
サに関するものであり、とりわけ、巨大磁気抵抗効果に
基づく磁気抵抗センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】巨大磁気抵抗効果に基づく磁気抵抗セン
サに関して、さまざまな装置が発明されている。巨大磁
気抵抗効果に関する一般的な説明については、「Ｍａｇ
ｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ｓｅｎｓｏｒ ｗｉｔｈ Ｆ
ｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｈｉｎ Ｌａｙｅｒｓ
Ｈａｖｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ａｎｔｉ−
Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｃｏｍｐｏｎ
ｅｎｔｓ」と題する、Ｇｒｕｎｂｅｒｇに対する米国特
許第４，９４９，０３９号において見いだすことが可能
である。スピン・バルブ効果として知られる巨大磁気抵
抗効果の様相の１つに関する一般的な論考については、
両方とも、「Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｓｅ
ｎｄｏｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｔｈｅ Ｓｐｉｎ Ｖａ
ｌｖｅ Ｅｆｆｅｃｔ」と題する、両方とも、Ｄｉｅｎ
ｙ他に対する米国特許第５，１５９，５１３号及び第
５，２０６，５９０号において見いだすことが可能であ
る。
サに関して、さまざまな装置が発明されている。巨大磁
気抵抗効果に関する一般的な説明については、「Ｍａｇ
ｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ｓｅｎｓｏｒ ｗｉｔｈ Ｆ
ｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｈｉｎ Ｌａｙｅｒｓ
Ｈａｖｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ Ａｎｔｉ−
Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｃｏｍｐｏｎ
ｅｎｔｓ」と題する、Ｇｒｕｎｂｅｒｇに対する米国特
許第４，９４９，０３９号において見いだすことが可能
である。スピン・バルブ効果として知られる巨大磁気抵
抗効果の様相の１つに関する一般的な論考については、
両方とも、「Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｓｅ
ｎｄｏｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｔｈｅ Ｓｐｉｎ Ｖａ
ｌｖｅ Ｅｆｆｅｃｔ」と題する、両方とも、Ｄｉｅｎ
ｙ他に対する米国特許第５，１５９，５１３号及び第
５，２０６，５９０号において見いだすことが可能であ
る。
【０００３】もう１つのより最近の参考資料である、
「Ｄｕａｌ Ｓｐｉｎ ＶａｌｖｅＭａｇｎｅｔｏｒｅ
ｓｉｓｔｉｖｅ Ｓｅｎｓｏｒ」と題する米国特許第
５，２８７，２３８号には、Ｂａｕｍｇａｒｔ他に与え
られたもので、一方がもう一方のミラー・イメージをな
すように、２つのスピン・バルブ・センサを互いに結合
した、磁気抵抗センサの教示がある。開示の磁気抵抗
は、約６パーセント未満である。
「Ｄｕａｌ Ｓｐｉｎ ＶａｌｖｅＭａｇｎｅｔｏｒｅ
ｓｉｓｔｉｖｅ Ｓｅｎｓｏｒ」と題する米国特許第
５，２８７，２３８号には、Ｂａｕｍｇａｒｔ他に与え
られたもので、一方がもう一方のミラー・イメージをな
すように、２つのスピン・バルブ・センサを互いに結合
した、磁気抵抗センサの教示がある。開示の磁気抵抗
は、約６パーセント未満である。
【０００４】依然として、磁気抵抗の大きい磁気抵抗セ
ンサが必要とされている。
ンサが必要とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、１０
パーセントを超える磁気抵抗を得ることが可能な、磁気
抵抗センサを提供することにある。
パーセントを超える磁気抵抗を得ることが可能な、磁気
抵抗センサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の望ましい実施例に
よれば、磁気抵抗センサ・システムにおけるセンサは、
基板と、基板上の絶縁ピン留め層と、絶縁ピン留め層上
の第１の強磁性層と、第１の強磁性層上の第１の非磁性
層と、第１の非磁性層上の第２の強磁性層と、第２の強
磁性層上の第２の非磁性層と、第２の非磁性層上の第３
の強磁性層と、第３の強磁性層上の第２のピン留め層か
ら構成される。各ピン留め層によって、その隣接する強
磁性層の磁化方向がほぼピン留めされる。この実施例の
場合、第２のピン留め層は、導電ピン留め層である。
よれば、磁気抵抗センサ・システムにおけるセンサは、
基板と、基板上の絶縁ピン留め層と、絶縁ピン留め層上
の第１の強磁性層と、第１の強磁性層上の第１の非磁性
層と、第１の非磁性層上の第２の強磁性層と、第２の強
磁性層上の第２の非磁性層と、第２の非磁性層上の第３
の強磁性層と、第３の強磁性層上の第２のピン留め層か
ら構成される。各ピン留め層によって、その隣接する強
磁性層の磁化方向がほぼピン留めされる。この実施例の
場合、第２のピン留め層は、導電ピン留め層である。
【０００７】第２の実施例の場合、第２のピン留め層
も、絶縁ピン留め層である。
も、絶縁ピン留め層である。
【０００８】第３の実施例の場合、第１と第２の実施例
よりも多くの強磁性層が設けられる。第３の実施例で
は、少なくとも１つの絶縁ピン留め層を備え、各強磁性
層は、少なくとも１つの非磁性層によって別の強磁性層
から隔てられる。
よりも多くの強磁性層が設けられる。第３の実施例で
は、少なくとも１つの絶縁ピン留め層を備え、各強磁性
層は、少なくとも１つの非磁性層によって別の強磁性層
から隔てられる。
【０００９】各絶縁ピン留め層は、酸化ニッケル、酸化
コバルト、酸化ニッケル・酸化コバルト合金（ＮｉＯx
ＣｏＯ1-x）、及び、アルファ相酸化第二鉄を含むグル
ープから選択された材料による１つ以上の層から形成さ
れ、各導電ピン留め層は、マンガン鉄、マンガン・ニッ
ケル、マンガン・ニッケル・鉄、及び、強磁性層の少な
くとも１つの飽和保磁力を大幅に上回る飽和保磁力を備
えた材料を含むグループから選択された材料によって形
成される。
コバルト、酸化ニッケル・酸化コバルト合金（ＮｉＯx
ＣｏＯ1-x）、及び、アルファ相酸化第二鉄を含むグル
ープから選択された材料による１つ以上の層から形成さ
れ、各導電ピン留め層は、マンガン鉄、マンガン・ニッ
ケル、マンガン・ニッケル・鉄、及び、強磁性層の少な
くとも１つの飽和保磁力を大幅に上回る飽和保磁力を備
えた材料を含むグループから選択された材料によって形
成される。
【００１０】発明者は発明が理論によって束縛されるこ
とを望むものではないが、本発明の有利な結果の少なく
とも一部が、１つ以上の絶縁ピン留め層を設けることに
よって得られるものと思われる。絶縁ピン留め層を用い
ることによって、ピン留め層に流れる電流の分流に起因
する信号損失が排除される。
とを望むものではないが、本発明の有利な結果の少なく
とも一部が、１つ以上の絶縁ピン留め層を設けることに
よって得られるものと思われる。絶縁ピン留め層を用い
ることによって、ピン留め層に流れる電流の分流に起因
する信号損失が排除される。
【００１１】本発明の他の態様及び利点については、添
付の図面に関連づけて検討すれば、本発明を例示した下
記の詳細な説明から明らかになるであろう。
付の図面に関連づけて検討すれば、本発明を例示した下
記の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１２】
【実施例】図１には、本発明によるセンサ１００の第１
の望ましい実施例が示されている。磁気抵抗センサ１０
０には、基板１０２と、基板１０２上の絶縁ピン留め層
１０４と、絶縁ピン留め層１０４上の第１の強磁性層１
０６と、第１の強磁性層１０６上の第１の非磁性層１０
８と、第１の非磁性層１０８上の第２の強磁性層１１０
と、第２の強磁性層１１０上の第２の非磁性層１１２
と、第２の非磁性層１１２上の第３の強磁性層１１４
と、第３の強磁性層１１４上の第２のピン留め層１１６
が含まれている。センサ１００は、第１のスピン・バル
ブ１１８と第２のスピン・バルブ１２０に別れ、各スピ
ン・バルブが、第２の強磁性層１１０の約１／２の点で
分割されるようにすることが可能である。
の望ましい実施例が示されている。磁気抵抗センサ１０
０には、基板１０２と、基板１０２上の絶縁ピン留め層
１０４と、絶縁ピン留め層１０４上の第１の強磁性層１
０６と、第１の強磁性層１０６上の第１の非磁性層１０
８と、第１の非磁性層１０８上の第２の強磁性層１１０
と、第２の強磁性層１１０上の第２の非磁性層１１２
と、第２の非磁性層１１２上の第３の強磁性層１１４
と、第３の強磁性層１１４上の第２のピン留め層１１６
が含まれている。センサ１００は、第１のスピン・バル
ブ１１８と第２のスピン・バルブ１２０に別れ、各スピ
ン・バルブが、第２の強磁性層１１０の約１／２の点で
分割されるようにすることが可能である。
【００１３】各ピン留め層は、その隣接する強磁性層の
磁化方向をほぼピン留めする。例えば、絶縁ピン留め層
１０４は、第１の強磁性層１０６の磁化方向がほぼ正の
ｙ方向に沿うようにピン留めし、同様に、第２のピン留
め層１１６は、第３の強磁性層１１４の磁化方向が、や
はり、ほぼ正のｙ方向に沿うようにピン留めする。
磁化方向をほぼピン留めする。例えば、絶縁ピン留め層
１０４は、第１の強磁性層１０６の磁化方向がほぼ正の
ｙ方向に沿うようにピン留めし、同様に、第２のピン留
め層１１６は、第３の強磁性層１１４の磁化方向が、や
はり、ほぼ正のｙ方向に沿うようにピン留めする。
【００１４】望ましい実施例の場合、第２のピン留め層
１１６は、導電ピン留め層であり、従って、センサ１０
０は、一方のピン留め層が絶縁層で、もう一方のピン留
め層が導電層になるため、非対称である。
１１６は、導電ピン留め層であり、従って、センサ１０
０は、一方のピン留め層が絶縁層で、もう一方のピン留
め層が導電層になるため、非対称である。
【００１５】望ましい実施例の場合、第２の強磁性層１
１０の磁化指向方向は、第１の強磁性層１０６からの第
１の交換結合磁界、及び、第３の強磁性層１１４からの
第２の交換結合磁界によって影響される。本書では、交
換結合磁界について詳述しないが、当該技術の熟練者に
は周知のところである。交換結合磁界の詳細な論考につ
いては、１９９１年のＰｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．６
６、ページ２１５２における、Ｐａｒｋｉｎ他による
「Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ ＭａｇｎｅｔｉｃＥｘｃｈ
ａｎｇｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｉ
ｎ Ｃｏｐｐｅｒ Ｌａｙｅｒｓ」に見いだすことがで
きる。
１０の磁化指向方向は、第１の強磁性層１０６からの第
１の交換結合磁界、及び、第３の強磁性層１１４からの
第２の交換結合磁界によって影響される。本書では、交
換結合磁界について詳述しないが、当該技術の熟練者に
は周知のところである。交換結合磁界の詳細な論考につ
いては、１９９１年のＰｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．６
６、ページ２１５２における、Ｐａｒｋｉｎ他による
「Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｙ ＭａｇｎｅｔｉｃＥｘｃｈ
ａｎｇｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｉ
ｎ Ｃｏｐｐｅｒ Ｌａｙｅｒｓ」に見いだすことがで
きる。
【００１６】第１の非磁性層１０８と第２の非磁性層１
１２の厚さ１２８、１３２を調整することによって、第
２の強磁性層１１０に対する第１と第２の交換結合磁界
の影響を制御することが可能である。
１２の厚さ１２８、１３２を調整することによって、第
２の強磁性層１１０に対する第１と第２の交換結合磁界
の影響を制御することが可能である。
【００１７】本発明の第２の望ましい実施例の場合、第
２のピン留め層１１６も、絶縁ピン留め層である。
２のピン留め層１１６も、絶縁ピン留め層である。
【００１８】第１と第２の望ましい実施例の場合、第２
の強磁性層１１０の磁化方向は、磁界が印加されなけれ
ば、第１の強磁性層１０６及び第２の強磁性層１１４の
磁化方向に対してほぼ垂直であることが望ましい。望ま
しい実施例の１つでは、第１の強磁性層１０６及び第２
の強磁性層１１４の磁化方向は、ほぼ同じになる。
の強磁性層１１０の磁化方向は、磁界が印加されなけれ
ば、第１の強磁性層１０６及び第２の強磁性層１１４の
磁化方向に対してほぼ垂直であることが望ましい。望ま
しい実施例の１つでは、第１の強磁性層１０６及び第２
の強磁性層１１４の磁化方向は、ほぼ同じになる。
【００１９】本発明の第３の望ましい実施例では、第１
及び第２の望ましい実施例よりも多数の強磁性層が設け
られる。さらに、この実施例では、少なくとも１つの絶
縁ピン留め層が設けられ、各強磁性層は、少なくとも１
つの非磁性層によって別の強磁性層から隔てられる。ピ
ン留めされない強磁性層の総数は、２つ以上である。多
数の層に対して、異なる厚さが利用される。非磁性層を
伴う、こうした多数のピン留めされない層の厚さに関す
る一例については、Ｐａｒｋｉｎ他による参考文献に見
いだすことができる。
及び第２の望ましい実施例よりも多数の強磁性層が設け
られる。さらに、この実施例では、少なくとも１つの絶
縁ピン留め層が設けられ、各強磁性層は、少なくとも１
つの非磁性層によって別の強磁性層から隔てられる。ピ
ン留めされない強磁性層の総数は、２つ以上である。多
数の層に対して、異なる厚さが利用される。非磁性層を
伴う、こうした多数のピン留めされない層の厚さに関す
る一例については、Ｐａｒｋｉｎ他による参考文献に見
いだすことができる。
【００２０】第３の望ましい実施例の場合、構成の１つ
では、強磁性層の数は奇数であり、各強磁性層の磁化指
向方向は、磁界が印加されなければ、その隣接する強磁
性層とは約１８０度異なる。もう１つの構成では、少な
くとも１つのピン留め層に最も近い２つの強磁性層の磁
化指向方向は、ほぼ平行であり、該条件下において、多
くの強磁性層のうち、ピン留め層に最も近い２つの強磁
性層以外の隣接する磁化指向方向は、磁界が印加されな
ければ、ほぼ逆平行であることが望ましい。
では、強磁性層の数は奇数であり、各強磁性層の磁化指
向方向は、磁界が印加されなければ、その隣接する強磁
性層とは約１８０度異なる。もう１つの構成では、少な
くとも１つのピン留め層に最も近い２つの強磁性層の磁
化指向方向は、ほぼ平行であり、該条件下において、多
くの強磁性層のうち、ピン留め層に最も近い２つの強磁
性層以外の隣接する磁化指向方向は、磁界が印加されな
ければ、ほぼ逆平行であることが望ましい。
【００２１】第３の望ましい実施例における第２のピン
留め層は、第１及び第２の望ましい実施例のように、や
はり、導電層または絶縁層とすることが可能である。
留め層は、第１及び第２の望ましい実施例のように、や
はり、導電層または絶縁層とすることが可能である。
【００２２】図２には、第３の望ましい実施例における
センサの一例１５０が示されている。該センサも、基板
１５２上に形成される。基板１５２上には、絶縁ピン留
め層１５４が形成される。絶縁ピン留め層１５４上に
は、第１の強磁性層１５６Ａ及び非磁性層１５６Ｂが形
成される。第１の強磁性層１５６Ａの磁化指向方向は、
ピン留め層によって、ほぼＹ方向に沿うようにピン留め
される。第１の非磁性層１５６Ｂ上には、第２の強磁性
層１５８Ａ及び非磁性層１５８Ｂが形成される。第２の
強磁性層１５８Ａの磁化指向方向は、磁界が印加されな
ければ、負のＹ方向にほぼ沿って延びる。第２の非磁性
層１５８Ｂ上には、第３の強磁性層１６０Ａ及び非磁性
層１６０Ｂが形成される。第３の強磁性層１６０Ａの磁
化指向方向は、磁界が印加されなければ、ほぼＹ方向に
沿っている。第３の非磁性層１６０Ｂ上には、第４の強
磁性層１６２Ａ及び非磁性層１６２Ｂが形成される。第
４の強磁性層１６２Ａの磁化指向方向は、磁界が印加さ
れなければ、ほぼ負のＹ方向に沿っている。第４の非磁
性層１６２Ｂ上には、第５の強磁性層１６４及び第２の
ピン留め層１６６が形成される。第５の強磁性層１６０
Ａの磁化指向方向は、第２のピン留め層１６６によっ
て、ほぼＹ方向に沿うようにピン留めされる。
センサの一例１５０が示されている。該センサも、基板
１５２上に形成される。基板１５２上には、絶縁ピン留
め層１５４が形成される。絶縁ピン留め層１５４上に
は、第１の強磁性層１５６Ａ及び非磁性層１５６Ｂが形
成される。第１の強磁性層１５６Ａの磁化指向方向は、
ピン留め層によって、ほぼＹ方向に沿うようにピン留め
される。第１の非磁性層１５６Ｂ上には、第２の強磁性
層１５８Ａ及び非磁性層１５８Ｂが形成される。第２の
強磁性層１５８Ａの磁化指向方向は、磁界が印加されな
ければ、負のＹ方向にほぼ沿って延びる。第２の非磁性
層１５８Ｂ上には、第３の強磁性層１６０Ａ及び非磁性
層１６０Ｂが形成される。第３の強磁性層１６０Ａの磁
化指向方向は、磁界が印加されなければ、ほぼＹ方向に
沿っている。第３の非磁性層１６０Ｂ上には、第４の強
磁性層１６２Ａ及び非磁性層１６２Ｂが形成される。第
４の強磁性層１６２Ａの磁化指向方向は、磁界が印加さ
れなければ、ほぼ負のＹ方向に沿っている。第４の非磁
性層１６２Ｂ上には、第５の強磁性層１６４及び第２の
ピン留め層１６６が形成される。第５の強磁性層１６０
Ａの磁化指向方向は、第２のピン留め層１６６によっ
て、ほぼＹ方向に沿うようにピン留めされる。
【００２３】望ましい実施例の場合、各ピン留め層は、
その隣接する強磁性層、すなわち、ピン留めされる層の
望ましい磁化指向方向を確定する。これによって、ピン
留めされる層の磁化方向は、印加される磁界にほとんど
反応しなくなる。
その隣接する強磁性層、すなわち、ピン留めされる層の
望ましい磁化指向方向を確定する。これによって、ピン
留めされる層の磁化方向は、印加される磁界にほとんど
反応しなくなる。
【００２４】絶縁ピン留め層は、酸化物層が望ましく、
酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化ニッケル・酸化コバ
ルト合金、及び、アルファ相酸化第二鉄を含むグループ
から選択された材料による１つ以上の層よって形成され
るのが望ましい。
酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化ニッケル・酸化コバ
ルト合金、及び、アルファ相酸化第二鉄を含むグループ
から選択された材料による１つ以上の層よって形成され
るのが望ましい。
【００２５】導電ピン留め層は、基板上の他の非ピン留
め層と比べて十分に大きい抵抗率を備えた、金属層が望
ましい。導電ピン留め層は、マンガン鉄、マンガン・ニ
ッケル、マンガン・ニッケル・鉄、及び、強磁性層の少
なくとも１つの保磁力を大幅に上回る保磁力を備えた材
料を含むグループから選択された材料による、少なくと
も１つの層から形成されるのが望ましい。導電ピン留め
層が、マンガン鉄、マンガン・ニッケル、及び、マンガ
ン・ニッケル・鉄を含むグループから選択された材料に
よって形成される場合、タンタルのような材料で形成さ
れたキャップ層によって、ピン留め層をカバーし、ピン
留め層を酸化から保護することが望ましい。
め層と比べて十分に大きい抵抗率を備えた、金属層が望
ましい。導電ピン留め層は、マンガン鉄、マンガン・ニ
ッケル、マンガン・ニッケル・鉄、及び、強磁性層の少
なくとも１つの保磁力を大幅に上回る保磁力を備えた材
料を含むグループから選択された材料による、少なくと
も１つの層から形成されるのが望ましい。導電ピン留め
層が、マンガン鉄、マンガン・ニッケル、及び、マンガ
ン・ニッケル・鉄を含むグループから選択された材料に
よって形成される場合、タンタルのような材料で形成さ
れたキャップ層によって、ピン留め層をカバーし、ピン
留め層を酸化から保護することが望ましい。
【００２６】各強磁性層は、ニッケル、鉄、コバルト、
及び、これらの元素から作られる二元合金及び三元合金
（ＮｉxＦｅyＣｏ1-x-y）を含むグループから選択され
た材料による、少なくとも１つの層から形成されるのが
望ましい。各非磁性層は、銅、銀、金、及び、銅、銀、
または、金の合金から選択される材料による１つ以上の
層によって形成されるのが望ましい。
及び、これらの元素から作られる二元合金及び三元合金
（ＮｉxＦｅyＣｏ1-x-y）を含むグループから選択され
た材料による、少なくとも１つの層から形成されるのが
望ましい。各非磁性層は、銅、銀、金、及び、銅、銀、
または、金の合金から選択される材料による１つ以上の
層によって形成されるのが望ましい。
【００２７】図３には、センサ１００の２つの端部１０
０Ａ及び１００Ｂに結合する電流源２０６を含む、望ま
しい磁気抵抗センサ・システム２００が示されている。
第３の望ましい実施例の場合、センサ１００の代わり
に、センサ１５０を用いることも可能である。電流源２
０６によって、センサ１００の少なくとも一部を流れる
電流が制御される。センサ１００の２つの端部１００Ａ
及び１００Ｂは、２つの電気接点２０４Ａ及び２０４Ｂ
に接続され、該接点は、さらに、電流源２０６に接続さ
れる。
０Ａ及び１００Ｂに結合する電流源２０６を含む、望ま
しい磁気抵抗センサ・システム２００が示されている。
第３の望ましい実施例の場合、センサ１００の代わり
に、センサ１５０を用いることも可能である。電流源２
０６によって、センサ１００の少なくとも一部を流れる
電流が制御される。センサ１００の２つの端部１００Ａ
及び１００Ｂは、２つの電気接点２０４Ａ及び２０４Ｂ
に接続され、該接点は、さらに、電流源２０６に接続さ
れる。
【００２８】システム２００には、電流が流れる、セン
サ１００の少なくとも一部の両端間における電圧を測定
するために、センサ１００に結合された、電圧計２０８
も含まれている。
サ１００の少なくとも一部の両端間における電圧を測定
するために、センサ１００に結合された、電圧計２０８
も含まれている。
【００２９】システム２００に電流源２０６と電圧計２
０８が設けられたことにより、印加磁界によって、第２
の強磁性層１１０の磁化方向が回転し、センサの抵抗が
変化した場合、電圧計２０８によってこの変化を測定す
ることが可能になる。
０８が設けられたことにより、印加磁界によって、第２
の強磁性層１１０の磁化方向が回転し、センサの抵抗が
変化した場合、電圧計２０８によってこの変化を測定す
ることが可能になる。
【００３０】望ましい実施例では、第２のピン留め層が
導電層の場合、センサの上部１３０に、２つの電気接点
２０４Ａ及び２０４Ｂを配置することが可能である。第
２のピン留め層が絶縁層の場合、２つの接点は、バイア
・ホールを通って、電気的に接続する。電圧計２０８に
よって、センサ１００の磁気抵抗を測定することができ
るように、２つの接点は、間隔をあけて配置されてい
る。
導電層の場合、センサの上部１３０に、２つの電気接点
２０４Ａ及び２０４Ｂを配置することが可能である。第
２のピン留め層が絶縁層の場合、２つの接点は、バイア
・ホールを通って、電気的に接続する。電圧計２０８に
よって、センサ１００の磁気抵抗を測定することができ
るように、２つの接点は、間隔をあけて配置されてい
る。
【００３１】望ましい実施例に関するもう１つの構成で
は、２つの電気接点２０４Ａ及び２０４Ｂは、センサ１
００の２つの端部１００Ａ及び１００Ｂに配置すること
が可能である。こうした構成の１つにおいて、センサの
２つの端部１００Ａ及び１００Ｂは、図３に示すよう
に、上部表面１３０と鈍角を形成するのが望ましい。こ
の鈍角によって、各端部とその対応する電気接点間、例
えば、１００Ｂと２０４Ｂとの間の電気接続が強化され
る。電気接点は、薄膜被着技法によって形成することが
可能である。
は、２つの電気接点２０４Ａ及び２０４Ｂは、センサ１
００の２つの端部１００Ａ及び１００Ｂに配置すること
が可能である。こうした構成の１つにおいて、センサの
２つの端部１００Ａ及び１００Ｂは、図３に示すよう
に、上部表面１３０と鈍角を形成するのが望ましい。こ
の鈍角によって、各端部とその対応する電気接点間、例
えば、１００Ｂと２０４Ｂとの間の電気接続が強化され
る。電気接点は、薄膜被着技法によって形成することが
可能である。
【００３２】本発明は、純粋に本発明の利用に関する例
示を意図した、下記の例を検討することによって、いっ
そう明確になるであろう。
示を意図した、下記の例を検討することによって、いっ
そう明確になるであろう。
【００３３】図４には、本発明による、磁気抵抗が１０
％を超える、非対称磁気抵抗センサ３００が示されてい
る。センサ３００は、表面が二酸化珪素によってカバー
された、基板３０２上に形成される。第１のピン留め層
３０４は、酸化ニッケルの絶縁層であり、二酸化珪素上
に約７５ｎｍの厚みを持たせて配置される。第１の強磁
性層３０６は、２つの強磁性層、すなわち、第１のピン
留め層３０４上に位置する厚さ約３ｎｍのニッケル鉄層
３０６Ｂ、及び、ニッケル鉄層３０６Ｂ上に位置する厚
さ約２ｎｍのコバルト層３０６Ａから形成される。第１
の非磁性層３０８は、銅から形成され、第１の強磁性層
３０６の上部に約３．４ｎｍの厚みを持たせて配置され
る。
％を超える、非対称磁気抵抗センサ３００が示されてい
る。センサ３００は、表面が二酸化珪素によってカバー
された、基板３０２上に形成される。第１のピン留め層
３０４は、酸化ニッケルの絶縁層であり、二酸化珪素上
に約７５ｎｍの厚みを持たせて配置される。第１の強磁
性層３０６は、２つの強磁性層、すなわち、第１のピン
留め層３０４上に位置する厚さ約３ｎｍのニッケル鉄層
３０６Ｂ、及び、ニッケル鉄層３０６Ｂ上に位置する厚
さ約２ｎｍのコバルト層３０６Ａから形成される。第１
の非磁性層３０８は、銅から形成され、第１の強磁性層
３０６の上部に約３．４ｎｍの厚みを持たせて配置され
る。
【００３４】第２の強磁性層３１０は、３つの強磁性
層、すなわち、第１の非磁性層３０８上に位置する厚さ
約２ｎｍのコバルト層３１０Ｃ、コバルト層３１０Ｃ上
に位置する厚さ０〜１０ｎｍのニッケル鉄層３１０Ｂ、
及び、ニッケル鉄層３１０Ｂ上に位置する厚さ約２ｎｍ
のコバルト層３１０Ａから形成される。層３０４、３０
６、３０８、３１０Ｃと、層３１０Ｂの約１／２によっ
て、第１のスピン・バルブ３１８が形成される。
層、すなわち、第１の非磁性層３０８上に位置する厚さ
約２ｎｍのコバルト層３１０Ｃ、コバルト層３１０Ｃ上
に位置する厚さ０〜１０ｎｍのニッケル鉄層３１０Ｂ、
及び、ニッケル鉄層３１０Ｂ上に位置する厚さ約２ｎｍ
のコバルト層３１０Ａから形成される。層３０４、３０
６、３０８、３１０Ｃと、層３１０Ｂの約１／２によっ
て、第１のスピン・バルブ３１８が形成される。
【００３５】第２の非磁性層３１２は、第２の強磁性層
３１０上に配置された厚さ約２．４ｎｍの銅から形成さ
れる。第３の強磁性層３１４は、やはり、２つの強磁性
層、すなわち、第２の非磁性層３１２上に位置する厚さ
約２ｎｍのコバルト層、及び、コバルト層３１４Ｂ上に
位置する厚さ約３ｎｍのニッケル鉄層３１４Ａから形成
される。導電ピン留め層３１６は、第３の強磁性層３１
４上に配置された厚さ約１５ｎｍのマンガン鉄から形成
される。層３１６、３１４、３１２、３１０Ａ、及び、
層３１０Ｂの約１／２によって、第２のスピン・バルブ
３２０が形成される。マンガン鉄ピン留め層３１６は、
ピン留め層の酸化を防ぐため、タンタルのようなキャッ
プ層によってカバーするのが望ましいという点に留意さ
れたい。
３１０上に配置された厚さ約２．４ｎｍの銅から形成さ
れる。第３の強磁性層３１４は、やはり、２つの強磁性
層、すなわち、第２の非磁性層３１２上に位置する厚さ
約２ｎｍのコバルト層、及び、コバルト層３１４Ｂ上に
位置する厚さ約３ｎｍのニッケル鉄層３１４Ａから形成
される。導電ピン留め層３１６は、第３の強磁性層３１
４上に配置された厚さ約１５ｎｍのマンガン鉄から形成
される。層３１６、３１４、３１２、３１０Ａ、及び、
層３１０Ｂの約１／２によって、第２のスピン・バルブ
３２０が形成される。マンガン鉄ピン留め層３１６は、
ピン留め層の酸化を防ぐため、タンタルのようなキャッ
プ層によってカバーするのが望ましいという点に留意さ
れたい。
【００３６】上記の例において、第２の強磁性層３１０
におけるニッケル鉄層３１０Ｂの厚さは、約４ｎｍであ
り、センサ３００の磁気抵抗は、約１１％である。例え
ば、ニッケル鉄層３１０Ｂの厚さを変更することによっ
て、センサの磁気抵抗を変化させることが可能である。
におけるニッケル鉄層３１０Ｂの厚さは、約４ｎｍであ
り、センサ３００の磁気抵抗は、約１１％である。例え
ば、ニッケル鉄層３１０Ｂの厚さを変更することによっ
て、センサの磁気抵抗を変化させることが可能である。
【００３７】図５には、第２の強磁性層３１０に作用す
る交換結合磁界（単位Oe：エルステッド）の非磁性層
（銅）の厚さにたいする変化の例４５０が示されてい
る。この例４５０において、トレース４５８は、第２の
スピン・バルブ３２０が無いばあいの基板３０２上の第
１のスピン・バルブ３１８の交換結合磁界を表してい
る。トレース４５６は、第１のスピン・バルブ３１８が
無い場合の第２のスピン・バルブ３２０の交換結合磁界
を表している。トレース４５６の場合、第２のスピン・
バルブは、基板３０２上に位置している。換言すれば、
第２の強磁性層３１０の約１／２は、基板３０２上にあ
り、非磁性層３１２は、第２の強磁性層３１０上にあ
り、第３の強磁性層３１４は、非磁性層３１２上にあ
り、導電ピン留め層３１６は、第３の強磁性層３１４上
にある。
る交換結合磁界（単位Oe：エルステッド）の非磁性層
（銅）の厚さにたいする変化の例４５０が示されてい
る。この例４５０において、トレース４５８は、第２の
スピン・バルブ３２０が無いばあいの基板３０２上の第
１のスピン・バルブ３１８の交換結合磁界を表してい
る。トレース４５６は、第１のスピン・バルブ３１８が
無い場合の第２のスピン・バルブ３２０の交換結合磁界
を表している。トレース４５６の場合、第２のスピン・
バルブは、基板３０２上に位置している。換言すれば、
第２の強磁性層３１０の約１／２は、基板３０２上にあ
り、非磁性層３１２は、第２の強磁性層３１０上にあ
り、第３の強磁性層３１４は、非磁性層３１２上にあ
り、導電ピン留め層３１６は、第３の強磁性層３１４上
にある。
【００３８】図５に示すように、第１のスピン・バルブ
３１８の交換結合磁界は、正の結合磁界または強磁性を
有する状態と、負の結合磁界または反強磁性を有する状
態との間で振動する。この振動は、非磁性層３０８の厚
さによって決まる。しかし、第２のスピン・バルブ３２
０の交換結合磁界は、強磁性〜反強磁性の振幅を示さな
い。従って、第１と第２のスピン・バルブの効果を組み
合わせる場合には、第１と第２の非磁性層の厚さに調整
を加えることによって、第１と第２の交換結合磁界の和
の影響に適合させることが可能である。望ましい実施例
の１つでは、第１と第２の交換結合磁界の和の影響を最
小限に抑えるため、第１と第２の非磁性層３０８、３１
２の厚さ３２８、３３２に調整が加えられる。
３１８の交換結合磁界は、正の結合磁界または強磁性を
有する状態と、負の結合磁界または反強磁性を有する状
態との間で振動する。この振動は、非磁性層３０８の厚
さによって決まる。しかし、第２のスピン・バルブ３２
０の交換結合磁界は、強磁性〜反強磁性の振幅を示さな
い。従って、第１と第２のスピン・バルブの効果を組み
合わせる場合には、第１と第２の非磁性層の厚さに調整
を加えることによって、第１と第２の交換結合磁界の和
の影響に適合させることが可能である。望ましい実施例
の１つでは、第１と第２の交換結合磁界の和の影響を最
小限に抑えるため、第１と第２の非磁性層３０８、３１
２の厚さ３２８、３３２に調整が加えられる。
【００３９】以上から明らかなように、少なくとも１つ
の絶縁ピン留め層を備えた巨大磁気抵抗センサが発明さ
れたことになる。本発明のセンサは、テープ・ドライブ
またはディスク・ドライブのような、磁気抵抗記録ヘッ
ドに用いることが可能である。本発明のセンサは、磁界
検知装置または計器に利用することも可能である。テー
プ・ドライブまたはディスク・ドライブ、あるいは、磁
界検知装置または計器を製造するための共通したメカニ
ズムについては、当該技術の熟練者には明らかであり、
本出願書においてこれ以上の説明は行わない。
の絶縁ピン留め層を備えた巨大磁気抵抗センサが発明さ
れたことになる。本発明のセンサは、テープ・ドライブ
またはディスク・ドライブのような、磁気抵抗記録ヘッ
ドに用いることが可能である。本発明のセンサは、磁界
検知装置または計器に利用することも可能である。テー
プ・ドライブまたはディスク・ドライブ、あるいは、磁
界検知装置または計器を製造するための共通したメカニ
ズムについては、当該技術の熟練者には明らかであり、
本出願書においてこれ以上の説明は行わない。
【００４０】本発明の他の実施例については、本明細書
またはそれに開示の本発明の実施例を検討することによ
り、当該技術の熟練者には明らかになるであろう。本明
細書及び実施例は、単なる例示とみなされることを意図
したものであり、本発明の真の範囲及び精神は、特許請
求の範囲の請求項によって示されるが、以下に実施態様
のいくつかをまとめて示す。
またはそれに開示の本発明の実施例を検討することによ
り、当該技術の熟練者には明らかになるであろう。本明
細書及び実施例は、単なる例示とみなされることを意図
したものであり、本発明の真の範囲及び精神は、特許請
求の範囲の請求項によって示されるが、以下に実施態様
のいくつかをまとめて示す。
【００４１】（実施態様１）基板と、基板上の絶縁ピン
留め層と、絶縁ピン留め層上の第１の強磁性層と、第１
の強磁性層上の第１の非磁性層と、第１の非磁性層上の
第２の強磁性層と、第２の強磁性層上の第２の非磁性層
と、第２の非磁性層上の第３の強磁性層と、第３の強磁
性層上の第２のピン留め層から構成され、各前記ピン留
め層によって、 該ピン留め層に隣接する前記各強磁性
層の磁化方向がほぼピン留めされることを特徴とする、
センサを備えた磁気抵抗センサ・システム。 （実施態様２）前記第２のピン留め層が、導電ピン留め
層であることを特徴とする、実施態様１に記載の磁気抵
抗センサ・システム。
留め層と、絶縁ピン留め層上の第１の強磁性層と、第１
の強磁性層上の第１の非磁性層と、第１の非磁性層上の
第２の強磁性層と、第２の強磁性層上の第２の非磁性層
と、第２の非磁性層上の第３の強磁性層と、第３の強磁
性層上の第２のピン留め層から構成され、各前記ピン留
め層によって、 該ピン留め層に隣接する前記各強磁性
層の磁化方向がほぼピン留めされることを特徴とする、
センサを備えた磁気抵抗センサ・システム。 （実施態様２）前記第２のピン留め層が、導電ピン留め
層であることを特徴とする、実施態様１に記載の磁気抵
抗センサ・システム。
【００４２】（実施態様３）前記絶縁ピン留め層が、酸
化層であることと、前記導電ピン留め層が、金属層であ
ることを特徴とする、実施態様２に記載の磁気抵抗セン
サ・システム。 （実施態様４）前記絶縁ピン留め層が、酸化ニッケル、
酸化コバルト、酸化ニッケル・酸化コバルト合金、及
び、アルファ相酸化第二鉄を含むグループから選択され
た材料による、少なくとも１つの層から形成されること
を特徴とする、実施態様３に記載の磁気抵抗センサ・シ
ステム。 （実施態様５）前記導電ピン留め層が、マンガン鉄、マ
ンガン・ニッケル、マンガン・ニッケル・鉄、及び、前
記強磁性層の少なくとも１つの保磁力を大幅に上回る保
磁力を備えた材料を含むグループから選択された材料に
よる、少なくとも１つの層から形成されることを特徴と
する、実施態様３に記載の磁気抵抗センサ・システム。
化層であることと、前記導電ピン留め層が、金属層であ
ることを特徴とする、実施態様２に記載の磁気抵抗セン
サ・システム。 （実施態様４）前記絶縁ピン留め層が、酸化ニッケル、
酸化コバルト、酸化ニッケル・酸化コバルト合金、及
び、アルファ相酸化第二鉄を含むグループから選択され
た材料による、少なくとも１つの層から形成されること
を特徴とする、実施態様３に記載の磁気抵抗センサ・シ
ステム。 （実施態様５）前記導電ピン留め層が、マンガン鉄、マ
ンガン・ニッケル、マンガン・ニッケル・鉄、及び、前
記強磁性層の少なくとも１つの保磁力を大幅に上回る保
磁力を備えた材料を含むグループから選択された材料に
よる、少なくとも１つの層から形成されることを特徴と
する、実施態様３に記載の磁気抵抗センサ・システム。
【００４３】（実施態様６）前記第２の強磁性層の磁化
指向方向が、前記第１の強磁性層からの第１の交換結合
磁界、及び、第３の強磁性層からの第２の交換結合磁界
によって影響を受けることと、前記第１と第２の非磁性
層の厚さが、前記第２の強磁性層に対する第１と第２の
交換結合磁界の影響に適合するように、調整されること
を特徴とする、実施態様２に記載の磁気抵抗センサ・シ
ステム。 （実施態様７）前記第１と第２の非磁性層の厚さが、前
記第２の強磁性層に対する前記第１と第２の交換結合磁
界の和の影響を最小限に抑えるように、調整されること
を特徴とする、実施態様６に記載の磁気抵抗センサ・シ
ステム。 （実施態様８）前記第２のピン留め層も、絶縁ピン留め
層であることを特徴とする、実施態様１に記載の磁気抵
抗センサ・システム。
指向方向が、前記第１の強磁性層からの第１の交換結合
磁界、及び、第３の強磁性層からの第２の交換結合磁界
によって影響を受けることと、前記第１と第２の非磁性
層の厚さが、前記第２の強磁性層に対する第１と第２の
交換結合磁界の影響に適合するように、調整されること
を特徴とする、実施態様２に記載の磁気抵抗センサ・シ
ステム。 （実施態様７）前記第１と第２の非磁性層の厚さが、前
記第２の強磁性層に対する前記第１と第２の交換結合磁
界の和の影響を最小限に抑えるように、調整されること
を特徴とする、実施態様６に記載の磁気抵抗センサ・シ
ステム。 （実施態様８）前記第２のピン留め層も、絶縁ピン留め
層であることを特徴とする、実施態様１に記載の磁気抵
抗センサ・システム。
【００４４】（実施態様９）各前記絶縁ピン留め層が、
酸化物層から形成されることを特徴とする、実施態様８
に記載の磁気抵抗センサ・システム。 （実施態様１０）各前記絶縁ピン留め層が、酸化ニッケ
ル、酸化コバルト、酸化ニッケル・酸化コバルト合金、
及び、アルファ相酸化第二鉄を含むグループから選択さ
れた材料による、少なくとも１つの層から形成されるこ
とを特徴とする、実施態様９に記載の磁気抵抗センサ・
システム。 （実施態様１１）各前記強磁性層が、ニッケル、鉄、コ
バルト、及び、これらの元素から作られる二元合金及び
三元合金を含むグループから選択された材料による、少
なくとも１つの層から形成されることを特徴とする、実
施態様１に記載の磁気抵抗センサ・システム。
酸化物層から形成されることを特徴とする、実施態様８
に記載の磁気抵抗センサ・システム。 （実施態様１０）各前記絶縁ピン留め層が、酸化ニッケ
ル、酸化コバルト、酸化ニッケル・酸化コバルト合金、
及び、アルファ相酸化第二鉄を含むグループから選択さ
れた材料による、少なくとも１つの層から形成されるこ
とを特徴とする、実施態様９に記載の磁気抵抗センサ・
システム。 （実施態様１１）各前記強磁性層が、ニッケル、鉄、コ
バルト、及び、これらの元素から作られる二元合金及び
三元合金を含むグループから選択された材料による、少
なくとも１つの層から形成されることを特徴とする、実
施態様１に記載の磁気抵抗センサ・システム。
【００４５】（実施態様１２）各前記非磁性層が、銅、
銀、金、及び、銅、銀、または、金の合金を含むグルー
プから選択された材料による、少なくとも１つの層から
形成されることを特徴とする、実施態様１に記載の磁気
抵抗センサ・システム。 （実施態様１３）前記第２の強磁性層の磁化方向は、該
磁気抵抗センサ・システムに印加される磁界がない場
合、前記第１と第３の強磁性層の磁化方向に対してほぼ
垂直であることを特徴とする、実施態様１に記載の磁気
抵抗センサ・システム。 （実施態様１４）前記第１と第３の強磁性層の磁化方向
が、ほぼ同じであることを特徴とする、実施態様１３に
記載の磁気抵抗センサ・システム。
銀、金、及び、銅、銀、または、金の合金を含むグルー
プから選択された材料による、少なくとも１つの層から
形成されることを特徴とする、実施態様１に記載の磁気
抵抗センサ・システム。 （実施態様１３）前記第２の強磁性層の磁化方向は、該
磁気抵抗センサ・システムに印加される磁界がない場
合、前記第１と第３の強磁性層の磁化方向に対してほぼ
垂直であることを特徴とする、実施態様１に記載の磁気
抵抗センサ・システム。 （実施態様１４）前記第１と第３の強磁性層の磁化方向
が、ほぼ同じであることを特徴とする、実施態様１３に
記載の磁気抵抗センサ・システム。
【００４６】（実施態様１５）さらに、前記第２の強磁
性層と前記第２の非磁性層の間に複数の強磁性層と非磁
性層が設けられていて、各強磁性層が、少なくとも１つ
の非磁性層によって別の強磁性層から隔てられるように
なっていることを特徴とする、実施態様２あるいは実施
態様８に記載の磁気抵抗センサ・システム。 （実施態様１６）前記強磁性層の数が奇数であること
と、各前記強磁性層の磁化指向方向が、印加磁界がない
場合、隣接強磁性層に対してほぼ逆平行であることを特
徴とする、実施態様１５に記載の磁気抵抗センサ・シス
テム。
性層と前記第２の非磁性層の間に複数の強磁性層と非磁
性層が設けられていて、各強磁性層が、少なくとも１つ
の非磁性層によって別の強磁性層から隔てられるように
なっていることを特徴とする、実施態様２あるいは実施
態様８に記載の磁気抵抗センサ・システム。 （実施態様１６）前記強磁性層の数が奇数であること
と、各前記強磁性層の磁化指向方向が、印加磁界がない
場合、隣接強磁性層に対してほぼ逆平行であることを特
徴とする、実施態様１５に記載の磁気抵抗センサ・シス
テム。
【００４７】（実施態様１７）さらに、前記センサに結
合されて、少なくとも前記センサの一部を流れる電流の
制御を行う電流源と、前記センサに結合されて、前記電
流が流れる、少なくとも前記センサの一部の両端間にお
ける電圧を測定する電圧計が設けられていることと、印
加磁界による前記センサの抵抗変化を前記電圧計によっ
て測定することが可能になるということを特徴とする、
実施態様１に記載の磁気抵抗センサ・システム。 （実施態様１８）前記第２のピン留め層が、上部表面で
あることと、前記センサに２つの端部があり、各前記端
部と前記上部表面とによって鈍角が形成されることと、
さらに、２つの前記端部に接続された電流源が設けられ
ていることと、鈍角によって、前記電流源と２つの前記
端部の接続が強化されることを特徴とする、実施態様１
に記載の磁気抵抗センサ・システム。
合されて、少なくとも前記センサの一部を流れる電流の
制御を行う電流源と、前記センサに結合されて、前記電
流が流れる、少なくとも前記センサの一部の両端間にお
ける電圧を測定する電圧計が設けられていることと、印
加磁界による前記センサの抵抗変化を前記電圧計によっ
て測定することが可能になるということを特徴とする、
実施態様１に記載の磁気抵抗センサ・システム。 （実施態様１８）前記第２のピン留め層が、上部表面で
あることと、前記センサに２つの端部があり、各前記端
部と前記上部表面とによって鈍角が形成されることと、
さらに、２つの前記端部に接続された電流源が設けられ
ていることと、鈍角によって、前記電流源と２つの前記
端部の接続が強化されることを特徴とする、実施態様１
に記載の磁気抵抗センサ・システム。
【００４８】（実施態様１９）該磁気抵抗センサ・シス
テム、磁界検知装置であることを特徴とする、実施態様
１に記載の磁気抵抗センサ・システム。 （実施態様２０）該磁気抵抗センサ・システムが、テー
プ・ドライブあるいはディスク・ドライブであることを
特徴とする、実施態様１に記載の磁気抵抗センサ・シス
テムセンサ・システム。
テム、磁界検知装置であることを特徴とする、実施態様
１に記載の磁気抵抗センサ・システム。 （実施態様２０）該磁気抵抗センサ・システムが、テー
プ・ドライブあるいはディスク・ドライブであることを
特徴とする、実施態様１に記載の磁気抵抗センサ・シス
テムセンサ・システム。
【００４９】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の絶縁性ピン
留め層を有する磁気抵抗センサは大きな磁気抵抗効果を
有するため、磁気記録装置や磁気検出センサ等に用いて
ゆうえきである。
留め層を有する磁気抵抗センサは大きな磁気抵抗効果を
有するため、磁気記録装置や磁気検出センサ等に用いて
ゆうえきである。
【図１】本発明によるセンサの望ましい実施例を示す図
である。
である。
【図２】本発明によるセンサのもう１つの望ましい実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】本発明の望ましいセンサ・システムを示す図で
ある。
ある。
【図４】本発明によるセンサの望ましい例を示す図であ
る。
る。
【図５】本発明において、第２の強磁性層に作用する交
換結合磁界に対する非磁性層の厚さの影響を例示する図
である。
換結合磁界に対する非磁性層の厚さの影響を例示する図
である。
１００ センサ １０２ 基板 １０４ 絶縁ピン留め層 １０６ 第１の強磁性層 １０８ 第１の非磁性層 １１０ 第２の強磁性層 １１２ 第２の非磁性層 １１４ 第３の強磁性層 １１６ 第２のピン留め層 １１８ 第１のスピン・バルブ １２０ 第２のスピン・バルブ １５０ センサ １５２ 基板 １５４ 絶縁ピン留め層 １５６Ａ 第１の強磁性層 １５６Ｂ 第１の非磁性層 １５８Ａ 第２の強磁性層 １５８Ｂ 第２の非磁性層 １６０Ａ 第３の強磁性層 １６０Ｂ 第３の非磁性層 １６２Ａ 第４の強磁性層 １６２Ｂ 第４の非磁性層 １６４ 第５の強磁性層 １６６ 第２のピン留め層 ２００ センサ ２０４Ａ 電気接点 ２０４Ｂ 電気接点 ２０６ 電流源 ２０８ 電圧計 ３００ センサ ３０２ 基板 ３０４ 第１のピン留め層 ３０６ 第１の強磁性層 ３０６Ａ コバルト層 ３０６Ｂ ニッケル鉄層 ３０８ 第１の非磁性層 ３１０ 第２の強磁性層 ３１０Ａ コバルト層 ３１０Ｂ ニッケル鉄層 ３１０Ｃ コバルト層 ３１２ 第２の非磁性層 ３１４ 第３の強磁性層 ３１４Ａ ニッケル鉄層 ３１４Ｂ コバルト層 ３１６ 導電ピン留め層 ３１８ 第１のスピン・バルブ ３２０ 第２のスピン・バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュフェン・ザン アメリカ合衆国ニューヨーク州タキシー ド、ワルウィックブルックロード アール アール−２
Claims (20)
- 【請求項１】基板と、 基板上の絶縁ピン留め層と、 絶縁ピン留め層上の第１の強磁性層と、 第１の強磁性層上の第１の非磁性層と、 第１の非磁性層上の第２の強磁性層と、 第２の強磁性層上の第２の非磁性層と、 第２の非磁性層上の第３の強磁性層と、 第３の強磁性層上の第２のピン留め層から構成され、 各前記ピン留め層によって、 該ピン留め層に隣接する
前記各強磁性層の磁化方向がほぼピン留めされることを
特徴とする、 センサを備えた磁気抵抗センサ・システム。 - 【請求項２】前記第２のピン留め層が、導電ピン留め層
であることを特徴とする、請求項１に記載の磁気抵抗セ
ンサ・システム。 - 【請求項３】前記絶縁ピン留め層が、酸化層であること
と、 前記導電ピン留め層が、金属層であることを特徴とす
る、 請求項２に記載の磁気抵抗センサ・システム。 - 【請求項４】前記絶縁ピン留め層が、酸化ニッケル、酸
化コバルト、酸化ニッケル・酸化コバルト合金、及び、
アルファ相酸化第二鉄を含むグループから選択された材
料による、少なくとも１つの層から形成されることを特
徴とする、請求項３に記載の磁気抵抗センサ・システ
ム。 - 【請求項５】前記導電ピン留め層が、マンガン鉄、マン
ガン・ニッケル、マンガン・ニッケル・鉄、及び、前記
強磁性層の少なくとも１つの保磁力を大幅に上回る保磁
力を備えた材料を含むグループから選択された材料によ
る、少なくとも１つの層から形成されることを特徴とす
る、請求項３に記載の磁気抵抗センサ・システム。 - 【請求項６】前記第２の強磁性層の磁化指向方向が、前
記第１の強磁性層からの第１の交換結合磁界、及び、第
３の強磁性層からの第２の交換結合磁界によって影響を
受けることと、 前記第１と第２の非磁性層の厚さが、前記第２の強磁性
層に対する第１と第２の交換結合磁界の影響に適合する
ように、調整されることを特徴とする、 請求項２に記載の磁気抵抗センサ・システム。 - 【請求項７】前記第１と第２の非磁性層の厚さが、前記
第２の強磁性層に対する前記第１と第２の交換結合磁界
の和の影響を最小限に抑えるように、調整されることを
特徴とする、請求項６に記載の磁気抵抗センサ・システ
ム。 - 【請求項８】前記第２のピン留め層も、絶縁ピン留め層
であることを特徴とする、請求項１に記載の磁気抵抗セ
ンサ・システム。 - 【請求項９】各前記絶縁ピン留め層が、酸化物層から形
成されることを特徴とする、請求項８に記載の磁気抵抗
センサ・システム。 - 【請求項１０】各前記絶縁ピン留め層が、酸化ニッケ
ル、酸化コバルト、酸化ニッケル・酸化コバルト合金、
及び、アルファ相酸化第二鉄を含むグループから選択さ
れた材料による、少なくとも１つの層から形成されるこ
とを特徴とする、請求項９に記載の磁気抵抗センサ・シ
ステム。 - 【請求項１１】各前記強磁性層が、ニッケル、鉄、コバ
ルト、及び、これらの元素から作られる二元合金及び三
元合金を含むグループから選択された材料による、少な
くとも１つの層から形成されることを特徴とする、請求
項１に記載の磁気抵抗センサ・システム。 - 【請求項１２】各前記非磁性層が、銅、銀、金、及び、
銅、銀、または、金の合金を含むグループから選択され
た材料による、少なくとも１つの層から形成されること
を特徴とする、請求項１に記載の磁気抵抗センサ・シス
テム。 - 【請求項１３】前記第２の強磁性層の磁化方向は、該磁
気抵抗センサ・システムに印加される磁界がない場合、
前記第１と第３の強磁性層の磁化方向に対してほぼ垂直
であることを特徴とする、請求項１に記載の磁気抵抗セ
ンサ・システム。 - 【請求項１４】前記第１と第３の強磁性層の磁化方向
が、ほぼ同じであることを特徴とする、請求項１３に記
載の磁気抵抗センサ・システム。 - 【請求項１５】さらに、前記第２の強磁性層と前記第２
の非磁性層の間に複数の強磁性層と非磁性層が設けられ
ていて、各強磁性層が、少なくとも１つの非磁性層によ
って別の強磁性層から隔てられるようになっていること
を特徴とする、請求項２あるいは請求項８に記載の磁気
抵抗センサ・システム。 - 【請求項１６】前記強磁性層の数が奇数であることと、 各前記強磁性層の磁化指向方向が、印加磁界がない場
合、隣接強磁性層に対してほぼ逆平行であることを特徴
とする、 請求項１５に記載の磁気抵抗センサ・システム。 - 【請求項１７】さらに、 前記センサに結合されて、少なくとも前記センサの一部
を流れる電流の制御を行う電流源と、 前記センサに結合されて、前記電流が流れる、少なくと
も前記センサの一部の両端間における電圧を測定する電
圧計が設けられていることと、 印加磁界による前記センサの抵抗変化を前記電圧計によ
って測定することが可能になるということを特徴とす
る、 請求項１に記載の磁気抵抗センサ・システム。 - 【請求項１８】前記第２のピン留め層が、上部表面であ
ることと、 前記センサに２つの端部があり、各前記端部と前記上部
表面とによって鈍角が形成されることと、 さらに、２つの前記端部に接続された電流源が設けられ
ていることと、 鈍角によって、前記電流源と２つの前記端部の接続が強
化されることを特徴とする、 請求項１に記載の磁気抵抗センサ・システム。 - 【請求項１９】該磁気抵抗センサ・システム、磁界検知
装置であることを特徴とする、請求項１に記載の磁気抵
抗センサ・システム。 - 【請求項２０】該磁気抵抗センサ・システムが、テープ
・ドライブあるいはディスク・ドライブであることを特
徴とする、請求項１に記載の磁気抵抗センサ・システム
センサ・システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US22806694A | 1994-04-15 | 1994-04-15 | |
| US228,066 | 1994-04-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07297465A true JPH07297465A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=22855633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7112492A Pending JPH07297465A (ja) | 1994-04-15 | 1995-04-13 | 絶縁ピン留め層を備えた巨大磁気抵抗センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0677750A3 (ja) |
| JP (1) | JPH07297465A (ja) |
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| JP2002525889A (ja) * | 1998-09-28 | 2002-08-13 | シーゲート テクノロジー，インコーポレイテッド | カッドｇｍｒサンドイッチ |
| US6535362B2 (en) | 1996-11-28 | 2003-03-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetoresistive device having a highly smooth metal reflective layer |
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1995
- 1995-01-10 EP EP95100268A patent/EP0677750A3/en not_active Withdrawn
- 1995-04-13 JP JP7112492A patent/JPH07297465A/ja active Pending
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Also Published As
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|---|---|
| EP0677750A3 (en) | 1996-04-24 |
| EP0677750A2 (en) | 1995-10-18 |
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