JPH087235A - スピン・バルブ磁気抵抗素子及び関連する装置 - Google Patents
スピン・バルブ磁気抵抗素子及び関連する装置Info
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- H01F10/3272—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn by use of anti-parallel coupled [APC] ferromagnetic layers, e.g. artificial ferrimagnets [AFI], artificial [AAF] or synthetic [SAF] anti-ferromagnets
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 改善されたスピン・バルブ磁気抵抗（ＳＶＭ
Ｒ）センサを提供する。 【構成】 ＳＶＭＲセンサは従来の単層ピン止め層の代
わりに、ピン止め強磁性層として自動ピン止め積層層を
使用する。この積層層が「自動ピン止め」されるため、
強バイアス層または交換バイアス層は必要ない。自動ピ
ン止め積層層は薄い反強磁性（ＡＦ）結合フィルムを横
切って互いに反強磁性結合された少なくとも２枚の強磁
性フィルムを有している。この積層層の２枚の強磁性フ
ィルムが逆平行に整合された磁気モーメントを有してい
るので、２枚の強磁性フィルムの厚さをほぼ同一とする
ことによって、これら２つの磁気モーメントを本質的に
打ち消すことができる。
Ｒ）センサを提供する。 【構成】 ＳＶＭＲセンサは従来の単層ピン止め層の代
わりに、ピン止め強磁性層として自動ピン止め積層層を
使用する。この積層層が「自動ピン止め」されるため、
強バイアス層または交換バイアス層は必要ない。自動ピ
ン止め積層層は薄い反強磁性（ＡＦ）結合フィルムを横
切って互いに反強磁性結合された少なくとも２枚の強磁
性フィルムを有している。この積層層の２枚の強磁性フ
ィルムが逆平行に整合された磁気モーメントを有してい
るので、２枚の強磁性フィルムの厚さをほぼ同一とする
ことによって、これら２つの磁気モーメントを本質的に
打ち消すことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁界を感知するためのス
ピン・バルブ効果に基づいた磁気抵抗（ＭＲ）センサ、
およびこのようなセンサを組み込んだ磁気記録システム
に関する。
ピン・バルブ効果に基づいた磁気抵抗（ＭＲ）センサ、
およびこのようなセンサを組み込んだ磁気記録システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＲセンサは磁性材料の読取り要素の抵
抗値の変化による磁界信号を、読取り要素が感知する磁
束の強さおよび方向の関数として検出する。ＩＢＭ"Cor
sair"ディスク装置に使用されているものなどの従来の
ＭＲセンサは、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）効果に基づい
て作動するものであり、ＡＭＲ効果とは読取り要素の構
成要素の抵抗値が読取り要素の磁化と読取り要素を貫通
するセンス電流の方向との間の角度の余弦の２乗で変化
することをいう。記録磁気媒体からの外部磁界（信号フ
ィールド）が読取り要素の磁化の方向に変化を生じさ
せ、この変化が次いで読取り要素の抵抗値の変化および
感知した電流または電圧の対応する変化を引き起こすた
め、記録データを磁気媒体から読み取ることができる。
抗値の変化による磁界信号を、読取り要素が感知する磁
束の強さおよび方向の関数として検出する。ＩＢＭ"Cor
sair"ディスク装置に使用されているものなどの従来の
ＭＲセンサは、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）効果に基づい
て作動するものであり、ＡＭＲ効果とは読取り要素の構
成要素の抵抗値が読取り要素の磁化と読取り要素を貫通
するセンス電流の方向との間の角度の余弦の２乗で変化
することをいう。記録磁気媒体からの外部磁界（信号フ
ィールド）が読取り要素の磁化の方向に変化を生じさ
せ、この変化が次いで読取り要素の抵抗値の変化および
感知した電流または電圧の対応する変化を引き起こすた
め、記録データを磁気媒体から読み取ることができる。
【０００３】巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）またはスピン・バ
ルブ磁気抵抗（ＳＶＭＲ）という他のより顕著な磁気抵
抗が各種の磁気多層構造で認められているが、その本質
的な特徴は少なくとも２枚の強磁性金属層が非強磁性金
属層によって分離されていることである。このＧＭＲ効
果は強磁性層の強い反強磁性結合を示すＦｅ／Ｃｒまた
はＣｏ／Ｃｕの多重層などの各種の系、ならびに２枚の
強磁性層の一方の磁化方向が固定されているかまたはピ
ン止めされている本質的に非結合層状構造でみられる。
すべてのタイプの構造における物理的な起源は、次の通
りである。外部磁界を印加すると、隣り合った強磁性層
の磁化の相対方向の変化を引き起こす。これは次いで、
伝導電子のスピン依存散乱の変化を引き起こし、したが
って、構造の電気抵抗の変化を引き起こす。構造の抵抗
値はしたがって、強磁性層の磁化の相対整合の変化とし
て変化する。
ルブ磁気抵抗（ＳＶＭＲ）という他のより顕著な磁気抵
抗が各種の磁気多層構造で認められているが、その本質
的な特徴は少なくとも２枚の強磁性金属層が非強磁性金
属層によって分離されていることである。このＧＭＲ効
果は強磁性層の強い反強磁性結合を示すＦｅ／Ｃｒまた
はＣｏ／Ｃｕの多重層などの各種の系、ならびに２枚の
強磁性層の一方の磁化方向が固定されているかまたはピ
ン止めされている本質的に非結合層状構造でみられる。
すべてのタイプの構造における物理的な起源は、次の通
りである。外部磁界を印加すると、隣り合った強磁性層
の磁化の相対方向の変化を引き起こす。これは次いで、
伝導電子のスピン依存散乱の変化を引き起こし、したが
って、構造の電気抵抗の変化を引き起こす。構造の抵抗
値はしたがって、強磁性層の磁化の相対整合の変化とし
て変化する。
【０００４】ＧＭＲの特に有効な用途は、強磁性層の一
方の磁化が「ピン止め（pinned）」されている、非磁性
金属スペーサ層によって分離された２枚の本質的に非結
合の強磁性層からなるサンドイッチ構造である。ピン止
めはピン止めされる強磁性層の上に、反強磁性鉄−マン
ガン（Ｆｅ−Ｍｎ）層を付着させ、これら２枚の隣接層
を交換結合することによって達成される。ピン止めされ
ていないすなわち「自由」な強磁性層は、ピン止めされ
た層の磁化に垂直な方向で、これも固定されている延長
部（中央感知領域の両側の自由層の部分）の磁化を有し
ており、したがって、自由層の中央領域の磁化だけが、
外部磁界があるときに自由に回転することとなる。典型
的には、自由層延長部の磁化も、反強磁性層との交換結
合によって固定されている。しかしながら、これに使用
される反強磁性体はピン止め層をピン止めするために使
用されるＦｅ−Ｍｎ反強磁性体とは異なっている。得ら
れる構造がスピン・バルブ磁気抵抗（ＳＶＭＲ）センサ
であり、このセンサにおいて外部磁界が存在する場合に
自由に回転できるのは自由強磁性層だけである。米国特
許第５２０６５９０号は基本的なＳＶＭＲセンサを開示
している。米国特許第５１５９５１３号は強磁性層の少
なくとも一方がコバルトまたはコバルト合金であり、２
枚の強磁性層の磁化がピン止めされた強磁性層の反強磁
性層との交換結合によって、外部印加磁界がゼロのとき
に、互いにほぼ直角になっているＳＶＭＲセンサを開示
している。
方の磁化が「ピン止め（pinned）」されている、非磁性
金属スペーサ層によって分離された２枚の本質的に非結
合の強磁性層からなるサンドイッチ構造である。ピン止
めはピン止めされる強磁性層の上に、反強磁性鉄−マン
ガン（Ｆｅ−Ｍｎ）層を付着させ、これら２枚の隣接層
を交換結合することによって達成される。ピン止めされ
ていないすなわち「自由」な強磁性層は、ピン止めされ
た層の磁化に垂直な方向で、これも固定されている延長
部（中央感知領域の両側の自由層の部分）の磁化を有し
ており、したがって、自由層の中央領域の磁化だけが、
外部磁界があるときに自由に回転することとなる。典型
的には、自由層延長部の磁化も、反強磁性層との交換結
合によって固定されている。しかしながら、これに使用
される反強磁性体はピン止め層をピン止めするために使
用されるＦｅ−Ｍｎ反強磁性体とは異なっている。得ら
れる構造がスピン・バルブ磁気抵抗（ＳＶＭＲ）センサ
であり、このセンサにおいて外部磁界が存在する場合に
自由に回転できるのは自由強磁性層だけである。米国特
許第５２０６５９０号は基本的なＳＶＭＲセンサを開示
している。米国特許第５１５９５１３号は強磁性層の少
なくとも一方がコバルトまたはコバルト合金であり、２
枚の強磁性層の磁化がピン止めされた強磁性層の反強磁
性層との交換結合によって、外部印加磁界がゼロのとき
に、互いにほぼ直角になっているＳＶＭＲセンサを開示
している。
【０００５】線形応答がもっとも大きく、ダイナミック
・レンジがもっとも広いＳＶＭＲセンサは、ピン止め強
磁性層の磁化が信号フィールドに平行であり、自由強磁
性層の磁化が信号フィールドに直角なものである。ＳＶ
ＭＲセンサを水平磁気記録ディスク装置に使用する場
合、これはセンサの平面がディスクの表面に直角であ
り、ピン止め層の磁化がディスク表面に直角に向けられ
ており、自由層の磁化がディスク表面に平行に向けられ
ていることを意味する。この磁化配向を達成する際の問
題の１つは、ピン止め層によって発生する双極子磁界に
よって引き起こされる。ピン止め層は正味磁気モーメン
トを有しており、したがって、磁界が自由層に作用する
マクロ双極子磁石として本質的に作用する。読取り要素
の高さが比較的低いＳＶＭＲセンサにおいて、この静磁
気結合の結果、自由層の磁化方向が均一ではなくなる。
これにより、信号フィールドが存在する際に、センサの
一部が恒久的に飽和させられ、これがセンサのダイナミ
ック・レンジを制限し、したがって、磁気記録システム
の記録密度および全体的な性能を制限する。
・レンジがもっとも広いＳＶＭＲセンサは、ピン止め強
磁性層の磁化が信号フィールドに平行であり、自由強磁
性層の磁化が信号フィールドに直角なものである。ＳＶ
ＭＲセンサを水平磁気記録ディスク装置に使用する場
合、これはセンサの平面がディスクの表面に直角であ
り、ピン止め層の磁化がディスク表面に直角に向けられ
ており、自由層の磁化がディスク表面に平行に向けられ
ていることを意味する。この磁化配向を達成する際の問
題の１つは、ピン止め層によって発生する双極子磁界に
よって引き起こされる。ピン止め層は正味磁気モーメン
トを有しており、したがって、磁界が自由層に作用する
マクロ双極子磁石として本質的に作用する。読取り要素
の高さが比較的低いＳＶＭＲセンサにおいて、この静磁
気結合の結果、自由層の磁化方向が均一ではなくなる。
これにより、信号フィールドが存在する際に、センサの
一部が恒久的に飽和させられ、これがセンサのダイナミ
ック・レンジを制限し、したがって、磁気記録システム
の記録密度および全体的な性能を制限する。
【０００６】関連する米国特許願第１３９４７７号（１
９９３年１０月１５日出願）は、従来の単層ピン止め層
の代わりに、多層フィルム積層ピン止め強磁性層を使用
することによってこの問題に対処したＳＶＭＲセンサに
関するものである。積層ピン止め層は薄い反強磁性（Ａ
Ｆ）結合フィルムを横切って互いに反強磁性結合された
少なくとも２枚の強磁性フィルムを有している。ピン止
め強磁性フィルムの磁気モーメントが互いに逆平行に整
合しているため、２つのモーメントを本質的に互いに打
ち消させることができる。その結果、自由強磁性層に悪
影響を及ぼす双極子磁界が本質的に存在しなくなる。
９９３年１０月１５日出願）は、従来の単層ピン止め層
の代わりに、多層フィルム積層ピン止め強磁性層を使用
することによってこの問題に対処したＳＶＭＲセンサに
関するものである。積層ピン止め層は薄い反強磁性（Ａ
Ｆ）結合フィルムを横切って互いに反強磁性結合された
少なくとも２枚の強磁性フィルムを有している。ピン止
め強磁性フィルムの磁気モーメントが互いに逆平行に整
合しているため、２つのモーメントを本質的に互いに打
ち消させることができる。その結果、自由強磁性層に悪
影響を及ぼす双極子磁界が本質的に存在しなくなる。
【０００７】単層ピン止め層または前記米国特許出願に
記載されている積層ピン止め層のいずれかを使用するＳ
ＶＭＲにおいて、層をピン止めする好ましい方法はＦｅ
−Ｍｎ反強磁性層との交換結合によるものである。交換
結合層としてＦｅＭｎを使用することには、いくつかの
問題がある。Ｆｅ−Ｍｎによって発生する交換磁界の強
さは温度の影響をきわめて受けやすいものである。温度
が上昇すると、Ｆｅ−Ｍｎは「軟化」し、ピン止めされ
た強磁性層の磁化を固定する能力は低下する。したがっ
て、ＳＶＭＲセンサは静電放電（ＥＳＤ）電流および結
果として生じるＦｅ−Ｍｎの加熱によって損傷を受け
る。Ｆｅ−ＭｎはＳＶＭＲセンサに使用される他の材料
よりもはるかに腐食しやすい。このことによって、製造
工程を慎重に管理すること、およびＳＶＭＲに保護材料
を使用することが必要となる。Ｆｅ−Ｍｎを使用する
と、自由強磁性層の延長部に交換バイアスをかけるため
に使用される反強磁性材を他の材料、好ましくはＮｉ−
Ｍｎ製とすることも必要となる。十分な交換結合磁界を
得るためには、Ｎｉ−Ｍｎを約２４０℃でアニールしな
ければならない。この温度において、自由強磁性層への
他の材料の相互拡散が生じる。これによって、磁気抵抗
が減少し、異方性磁界強度が増加し、自由強磁性層の磁
気ひずみの変化が大きくなる。
記載されている積層ピン止め層のいずれかを使用するＳ
ＶＭＲにおいて、層をピン止めする好ましい方法はＦｅ
−Ｍｎ反強磁性層との交換結合によるものである。交換
結合層としてＦｅＭｎを使用することには、いくつかの
問題がある。Ｆｅ−Ｍｎによって発生する交換磁界の強
さは温度の影響をきわめて受けやすいものである。温度
が上昇すると、Ｆｅ−Ｍｎは「軟化」し、ピン止めされ
た強磁性層の磁化を固定する能力は低下する。したがっ
て、ＳＶＭＲセンサは静電放電（ＥＳＤ）電流および結
果として生じるＦｅ−Ｍｎの加熱によって損傷を受け
る。Ｆｅ−ＭｎはＳＶＭＲセンサに使用される他の材料
よりもはるかに腐食しやすい。このことによって、製造
工程を慎重に管理すること、およびＳＶＭＲに保護材料
を使用することが必要となる。Ｆｅ−Ｍｎを使用する
と、自由強磁性層の延長部に交換バイアスをかけるため
に使用される反強磁性材を他の材料、好ましくはＮｉ−
Ｍｎ製とすることも必要となる。十分な交換結合磁界を
得るためには、Ｎｉ−Ｍｎを約２４０℃でアニールしな
ければならない。この温度において、自由強磁性層への
他の材料の相互拡散が生じる。これによって、磁気抵抗
が減少し、異方性磁界強度が増加し、自由強磁性層の磁
気ひずみの変化が大きくなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】必要なのは、Ｆｅ−Ｍ
ｎ交換結合層に伴う欠点がなにもなく、かつ自由強磁性
層との静磁界結合が最小限なピン止め強磁性層を有する
ＳＶＭＲである。
ｎ交換結合層に伴う欠点がなにもなく、かつ自由強磁性
層との静磁界結合が最小限なピン止め強磁性層を有する
ＳＶＭＲである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は改善されたＳＶ
ＭＲセンサおよび該センサを組み込んだ磁気記録システ
ムである。ＳＶＭＲセンサは従来の単層ピン止め層の代
わりに、自動ピン止め積層層をピン止め強磁性層として
使用する。この積層層が「自動ピン止め」されるため、
強バイアスないし交換バイアス層は不必要である。自動
ピン止め積層層は薄い反強磁性（ＡＦ）結合フィルムを
横切って互いに反強磁性結合された少なくとも２枚の強
磁性フィルムを有している。この積層層の２枚の強磁性
フィルムの磁気モーメントが逆平行に整合しているた
め、厚さを適切に選択することによって、これらの２つ
の磁気モーメントを本質的に打ち消すことができる。こ
の積層層に作用する信号フィールドによって発生する磁
界エネルギーは、積層層の有効異方性エネルギーよりも
大幅に少なくなる。これは磁界エネルギーが積層層の２
枚の強磁性フィルムの厚さの相違に比例しており、信号
フィールドが厚さの合計に比例しているからである。そ
の結果、積層層は信号フィールドが存在する場合に大幅
に回転することがなくなり、「自動ピン止め」されるこ
ととなる。ピン止めのために従来必要であった交換バイ
アス層がなくなることによって、Ｆｅ−Ｍｎ−ＣｒやＮ
ｉＯなどの他の反強磁石を代わりに使えるようになるの
で、Ｎｉ−Ｍｎおよび関連する高温プロセスもなくな
る。
ＭＲセンサおよび該センサを組み込んだ磁気記録システ
ムである。ＳＶＭＲセンサは従来の単層ピン止め層の代
わりに、自動ピン止め積層層をピン止め強磁性層として
使用する。この積層層が「自動ピン止め」されるため、
強バイアスないし交換バイアス層は不必要である。自動
ピン止め積層層は薄い反強磁性（ＡＦ）結合フィルムを
横切って互いに反強磁性結合された少なくとも２枚の強
磁性フィルムを有している。この積層層の２枚の強磁性
フィルムの磁気モーメントが逆平行に整合しているた
め、厚さを適切に選択することによって、これらの２つ
の磁気モーメントを本質的に打ち消すことができる。こ
の積層層に作用する信号フィールドによって発生する磁
界エネルギーは、積層層の有効異方性エネルギーよりも
大幅に少なくなる。これは磁界エネルギーが積層層の２
枚の強磁性フィルムの厚さの相違に比例しており、信号
フィールドが厚さの合計に比例しているからである。そ
の結果、積層層は信号フィールドが存在する場合に大幅
に回転することがなくなり、「自動ピン止め」されるこ
ととなる。ピン止めのために従来必要であった交換バイ
アス層がなくなることによって、Ｆｅ−Ｍｎ−ＣｒやＮ
ｉＯなどの他の反強磁石を代わりに使えるようになるの
で、Ｎｉ−Ｍｎおよび関連する高温プロセスもなくな
る。
【００１０】本発明の特性および利点を完全に理解する
ためには、添付図面に即して行われる以下の詳細な説明
を参照するべきである。
ためには、添付図面に即して行われる以下の詳細な説明
を参照するべきである。
【００１１】
従来技術 本発明のＳＶＭＲセンサを図１に示すように磁気ディス
ク記憶システムに実施したものとして説明するが、本発
明は磁気テープ記録システムなどの他の磁気記録システ
ム、および磁気抵抗要素がビット・セルとして働く磁気
ランダム・アクセス・メモリにも適用できるものであ
る。
ク記憶システムに実施したものとして説明するが、本発
明は磁気テープ記録システムなどの他の磁気記録システ
ム、および磁気抵抗要素がビット・セルとして働く磁気
ランダム・アクセス・メモリにも適用できるものであ
る。
【００１２】図１には、ＭＲセンサを使用しているタイ
プの従来技術のディスク装置の略断面図が示されてい
る。ディスク装置はディスク駆動モータ１２およびアク
チュエータ１４が固着されているベース１０とカバー１
１をからなっている。ベース１０およびカバー１１は、
ディスク装置のほぼ密閉されたハウジングを提供してい
る。典型的な場合、ベース１０とカバー１１の間に配置
されたガスケット１３と、ディスク装置の内部と外部環
境の間の圧力を等化するための小形のブリーザ・ポート
（図示せず）がある。磁気記録ディスク１６がハブ１８
によって駆動モータ１２に取り付けられており、該ハブ
に該記録ディスクが駆動モータにより回転するように取
り付けられている。薄い潤滑剤フィルム５０がディスク
１６の表面上に維持されている。読み書きヘッドないし
変換器２５がエア・ベアリング・スライダ２０などのキ
ャリアの後縁に形成されている。変換器２５は誘導読み
書き変換器、または以下で説明するタイプのＳＶＭＲ読
取り変換器を備えた誘導書込み変換器である。スライダ
２０は剛性のアーム２２およびサスペンション２４によ
ってアクチュエータ１４に接続されている。サスペンシ
ョン２４はスライダ２０を記録ディスク１６の表面に押
圧するバイアス力をもたらす。ディスク装置の作動中
に、駆動モータ１２はディスク１６を定速で回転させ、
通常はリニアまたは回転ボイス・コイル・モータ（ＶＣ
Ｍ）であるアクチュエータ１４はスライダ２０をディス
ク１６の表面を横切ってほぼ半径方向に移動させるの
で、読み書きヘッドはディスク１６上の異なるデータ・
トラックにアクセスすることができる。
プの従来技術のディスク装置の略断面図が示されてい
る。ディスク装置はディスク駆動モータ１２およびアク
チュエータ１４が固着されているベース１０とカバー１
１をからなっている。ベース１０およびカバー１１は、
ディスク装置のほぼ密閉されたハウジングを提供してい
る。典型的な場合、ベース１０とカバー１１の間に配置
されたガスケット１３と、ディスク装置の内部と外部環
境の間の圧力を等化するための小形のブリーザ・ポート
（図示せず）がある。磁気記録ディスク１６がハブ１８
によって駆動モータ１２に取り付けられており、該ハブ
に該記録ディスクが駆動モータにより回転するように取
り付けられている。薄い潤滑剤フィルム５０がディスク
１６の表面上に維持されている。読み書きヘッドないし
変換器２５がエア・ベアリング・スライダ２０などのキ
ャリアの後縁に形成されている。変換器２５は誘導読み
書き変換器、または以下で説明するタイプのＳＶＭＲ読
取り変換器を備えた誘導書込み変換器である。スライダ
２０は剛性のアーム２２およびサスペンション２４によ
ってアクチュエータ１４に接続されている。サスペンシ
ョン２４はスライダ２０を記録ディスク１６の表面に押
圧するバイアス力をもたらす。ディスク装置の作動中
に、駆動モータ１２はディスク１６を定速で回転させ、
通常はリニアまたは回転ボイス・コイル・モータ（ＶＣ
Ｍ）であるアクチュエータ１４はスライダ２０をディス
ク１６の表面を横切ってほぼ半径方向に移動させるの
で、読み書きヘッドはディスク１６上の異なるデータ・
トラックにアクセスすることができる。
【００１３】図２はカバー１１を除去したディスク装置
の内部の上面図であり、スライダ２０をディスク１６へ
向かって押圧する力をスライダ２０にもたらすサスペン
ション２４を詳細に示している。サスペンションは米国
特許第４１６７７６５号に記載されているような周知の
ワトロウス（Watrous）・サスペンションなどの従来の
タイプのサスペンションでかまわない。このタイプのサ
スペンションはスライダがエア・ベアリングに乗ってい
るときにベアリングがピッチングおよびローリングを行
えるようにするスライダのジンバル式取付けももたら
す。変換器２５によってディスク１６から検出されるデ
ータはアーム２２に配置された集積回路チップ１５内の
信号増幅および処理回路によって処理され、データ・リ
ードバック信号になる。変換器２５からの信号はフレッ
クス・ケーブル１７からチップ１５へ伝わり、該チップ
はその出力信号をケーブル１９によって送り出す。典型
的な磁気ディスク記憶システムの上記の説明ならびに添
付の図１および図２は、表示のみを目的としたものであ
る。ディスク記憶システムが多数のディスクおよびアク
チュエータを含んでいてもよく、また各アクチュエータ
が多数のスライダを支持していてもよいことは明らかで
あろう。さらに、エア・ベアリング・スライダの代わり
に、ヘッド・キャリアはリキッド・ベアリングやその他
の接触記録ディスクドライブなどのヘッドをディスクに
接触、またはほぼ接触させておくものであってもよい。
の内部の上面図であり、スライダ２０をディスク１６へ
向かって押圧する力をスライダ２０にもたらすサスペン
ション２４を詳細に示している。サスペンションは米国
特許第４１６７７６５号に記載されているような周知の
ワトロウス（Watrous）・サスペンションなどの従来の
タイプのサスペンションでかまわない。このタイプのサ
スペンションはスライダがエア・ベアリングに乗ってい
るときにベアリングがピッチングおよびローリングを行
えるようにするスライダのジンバル式取付けももたら
す。変換器２５によってディスク１６から検出されるデ
ータはアーム２２に配置された集積回路チップ１５内の
信号増幅および処理回路によって処理され、データ・リ
ードバック信号になる。変換器２５からの信号はフレッ
クス・ケーブル１７からチップ１５へ伝わり、該チップ
はその出力信号をケーブル１９によって送り出す。典型
的な磁気ディスク記憶システムの上記の説明ならびに添
付の図１および図２は、表示のみを目的としたものであ
る。ディスク記憶システムが多数のディスクおよびアク
チュエータを含んでいてもよく、また各アクチュエータ
が多数のスライダを支持していてもよいことは明らかで
あろう。さらに、エア・ベアリング・スライダの代わり
に、ヘッド・キャリアはリキッド・ベアリングやその他
の接触記録ディスクドライブなどのヘッドをディスクに
接触、またはほぼ接触させておくものであってもよい。
【００１４】従来技術のＳＶＭＲセンサ３０を図３に示
す。完成したセンサを形成するフィルムは適切な基板３
１上で支持されている。ＳＶＭＲセンサ３０は図１およ
び図２のディスク駆動システムの変換器２５の一部を形
成するものであり、基板３１はヘッダ・キャリアないし
スライダ２０の後縁である。
す。完成したセンサを形成するフィルムは適切な基板３
１上で支持されている。ＳＶＭＲセンサ３０は図１およ
び図２のディスク駆動システムの変換器２５の一部を形
成するものであり、基板３１はヘッダ・キャリアないし
スライダ２０の後縁である。
【００１５】バッファ層３３が基板３１上に付着され、
その後、軟強磁性体の第１薄層３５が付着される。薄い
非強磁性金属スペーサ層３７、強磁性体の第２の薄層３
９、および電気抵抗が比較的高く、強磁性層３９と直接
接触している交換バイアス材料の薄層４１が層３５上に
付着される。次いで、層３７、３９、４１をエッチング
して、ディスク１６などの磁気媒体上のデータ・トラッ
クの幅にほぼ対応した所定の幅を有するようにする。反
強磁性層４２、４３を強磁性層３５の中央感知領域側面
の延長部上に直接形成する。層４２、４３上にパターン
形成されている腐食保護用のキャップ層およびリード線
は、図３には示されていない。
その後、軟強磁性体の第１薄層３５が付着される。薄い
非強磁性金属スペーサ層３７、強磁性体の第２の薄層３
９、および電気抵抗が比較的高く、強磁性層３９と直接
接触している交換バイアス材料の薄層４１が層３５上に
付着される。次いで、層３７、３９、４１をエッチング
して、ディスク１６などの磁気媒体上のデータ・トラッ
クの幅にほぼ対応した所定の幅を有するようにする。反
強磁性層４２、４３を強磁性層３５の中央感知領域側面
の延長部上に直接形成する。層４２、４３上にパターン
形成されている腐食保護用のキャップ層およびリード線
は、図３には示されていない。
【００１６】記録磁気ディスク１６からの外部印加磁界
が存在していない場合、強磁性体の２枚の層３５、３９
の磁化は、それぞれ矢印３２および３８で示されている
ように対外に関してある角度、好ましくは約９０度で配
向される。中央領域３６の磁化が外部印加磁界（図３に
示した磁界ｈなどの）に応じて、層３５の破線で示すよ
うに自由に回転する点で、強磁性層３５を「自由」強磁
性層と呼ぶ。磁化の方向が矢印３８で示すように好まし
い配向で固定ないしピン止めされているため、強磁性層
３９を「ピン止め」強磁性層と呼ぶ。層４１は交換結合
によってバイアス磁界をもたらし、したがって、強磁性
層３９の磁化を好ましい方向（矢印３８）でピン止めす
るので、ディスク１６からの信号フィールドの範囲の強
度を有する印加外部磁界が存在する場合に、その方向を
大幅に回転できない。同様に、層４２、４３は交換結合
によって、自由強磁性層３５の中央領域の延長部に長手
方向バイアスを与える。これによって、自由強磁性層３
５の中央感知領域３６の磁化が、外部印加磁界が存在し
ない場合に、ピン止め強磁性層３９の磁化に対してほぼ
直角に維持されるようになる。
が存在していない場合、強磁性体の２枚の層３５、３９
の磁化は、それぞれ矢印３２および３８で示されている
ように対外に関してある角度、好ましくは約９０度で配
向される。中央領域３６の磁化が外部印加磁界（図３に
示した磁界ｈなどの）に応じて、層３５の破線で示すよ
うに自由に回転する点で、強磁性層３５を「自由」強磁
性層と呼ぶ。磁化の方向が矢印３８で示すように好まし
い配向で固定ないしピン止めされているため、強磁性層
３９を「ピン止め」強磁性層と呼ぶ。層４１は交換結合
によってバイアス磁界をもたらし、したがって、強磁性
層３９の磁化を好ましい方向（矢印３８）でピン止めす
るので、ディスク１６からの信号フィールドの範囲の強
度を有する印加外部磁界が存在する場合に、その方向を
大幅に回転できない。同様に、層４２、４３は交換結合
によって、自由強磁性層３５の中央領域の延長部に長手
方向バイアスを与える。これによって、自由強磁性層３
５の中央感知領域３６の磁化が、外部印加磁界が存在し
ない場合に、ピン止め強磁性層３９の磁化に対してほぼ
直角に維持されるようになる。
【００１７】図４はディスク１６の表面から見上げた場
合の図３の構造の図である。図４はキャップ層４４、お
よびセンサ３０との電気接続を行うためのパターン付き
リード線４５、４６も示している。ピン止め強磁性層３
９は紙面に垂直の矢印３８で示される正味マクロ磁気モ
ーメントを有している。この磁気モーメントに関連した
磁界は、自由強磁性層３５にその中央感知領域３６で影
響を及ぼす。自由層３５の磁化（矢印３２）はピン止め
層３９の磁化に対して約９０度の角度で形成される。ピ
ン止め層３９からの磁界は自由層３５の磁化を不均一と
する。磁化が不均一なことによって、磁気媒体からの外
部印加磁界が存在する場合に、センサ３０の一部が恒久
的に飽和する。
合の図３の構造の図である。図４はキャップ層４４、お
よびセンサ３０との電気接続を行うためのパターン付き
リード線４５、４６も示している。ピン止め強磁性層３
９は紙面に垂直の矢印３８で示される正味マクロ磁気モ
ーメントを有している。この磁気モーメントに関連した
磁界は、自由強磁性層３５にその中央感知領域３６で影
響を及ぼす。自由層３５の磁化（矢印３２）はピン止め
層３９の磁化に対して約９０度の角度で形成される。ピ
ン止め層３９からの磁界は自由層３５の磁化を不均一と
する。磁化が不均一なことによって、磁気媒体からの外
部印加磁界が存在する場合に、センサ３０の一部が恒久
的に飽和する。
【００１８】反強磁性結合層４１および４２、４３を使
用するのは、強磁性層３９および自由層３５の延長部の
それぞれをピン止めする好ましい方法である。しかしな
がら、第２の強磁性層３９および自由層３５の延長部
は、当分野で周知の強バイアス層（図示せず）を使用す
るなどの他の方法でピン止めされた磁化を有することが
できる。交換バイアス層４１および４２、４３は通常、
鉄−マンガン（Ｆｅ−Ｍｎ）またはニッケル−マンガン
（Ｎｉ−Ｍｎ）などの適切な反強磁性体製である。しか
しながら、層４１は層４２、４３に使用されているもの
と異なる反強磁性体製でなければならない。これは層４
１の磁化が層４２、４３の磁化に垂直でなければならな
いからである。処理中に、反強磁性体は印加磁界を受け
るとともに、その磁化を配向するために特定の臨界温度
まで加熱される。異なる材料を選択し、一方の材料をそ
の磁化を配向するために臨界温度まで上げた場合に、そ
の温度が他の材料の臨界温度未満であり、その磁化が影
響を受けないようにするものでなければならない。それ
故、通常、層４１は臨界温度が約１６０℃のＦｅ−Ｍｎ
製であり、層４２、４３は臨界温度が約２４０℃のＮｉ
−Ｍｎ製である。
用するのは、強磁性層３９および自由層３５の延長部の
それぞれをピン止めする好ましい方法である。しかしな
がら、第２の強磁性層３９および自由層３５の延長部
は、当分野で周知の強バイアス層（図示せず）を使用す
るなどの他の方法でピン止めされた磁化を有することが
できる。交換バイアス層４１および４２、４３は通常、
鉄−マンガン（Ｆｅ−Ｍｎ）またはニッケル−マンガン
（Ｎｉ−Ｍｎ）などの適切な反強磁性体製である。しか
しながら、層４１は層４２、４３に使用されているもの
と異なる反強磁性体製でなければならない。これは層４
１の磁化が層４２、４３の磁化に垂直でなければならな
いからである。処理中に、反強磁性体は印加磁界を受け
るとともに、その磁化を配向するために特定の臨界温度
まで加熱される。異なる材料を選択し、一方の材料をそ
の磁化を配向するために臨界温度まで上げた場合に、そ
の温度が他の材料の臨界温度未満であり、その磁化が影
響を受けないようにするものでなければならない。それ
故、通常、層４１は臨界温度が約１６０℃のＦｅ−Ｍｎ
製であり、層４２、４３は臨界温度が約２４０℃のＮｉ
−Ｍｎ製である。
【００１９】上記の実施例は磁気記録ディスク装置に使
用されるＳＶＭＲに対するものである。しかしながら、
本発明のＳＶＭＲ要素は磁気ランダム・アクセス・メモ
リ・システムで使用するためにも適用できる。このよう
な実施例において、ＳＶＭＲ要素はビット・セルとして
働き、自由およびピン止め層の磁化は垂直ではなく、平
行または逆平行に配向されることとなる。
用されるＳＶＭＲに対するものである。しかしながら、
本発明のＳＶＭＲ要素は磁気ランダム・アクセス・メモ
リ・システムで使用するためにも適用できる。このよう
な実施例において、ＳＶＭＲ要素はビット・セルとして
働き、自由およびピン止め層の磁化は垂直ではなく、平
行または逆平行に配向されることとなる。
【００２０】好ましい実施例 本発明において、ＳＶＭＲセンサの単層ピン止め強磁性
層は、薄い反強磁性結合フィルムによって分離された少
なくとも２枚の強磁性フィルムからなる自動ピン止め積
層構造によって置き換えられている。ピン止め層をピン
止めするための反強磁性層は排除される。積層ピン止め
層を構成する２枚の反強磁性フィルムは適切なタイプお
よび厚さの反強磁性結合フィルムによって、互いに反強
磁性結合されているので、これらの磁化は互いに逆平行
に配向される。
層は、薄い反強磁性結合フィルムによって分離された少
なくとも２枚の強磁性フィルムからなる自動ピン止め積
層構造によって置き換えられている。ピン止め層をピン
止めするための反強磁性層は排除される。積層ピン止め
層を構成する２枚の反強磁性フィルムは適切なタイプお
よび厚さの反強磁性結合フィルムによって、互いに反強
磁性結合されているので、これらの磁化は互いに逆平行
に配向される。
【００２１】本発明によるＳＶＭＲセンサの好ましい実
施例の略図を図５に示す。この図は図４と同様に、磁気
媒体の表面から見上げた構造の図である。ただし、図５
において、ＳＶＭＲセンサ６０は図４の従来技術のＳＶ
ＭＲセンサとピン止め層および自由層を逆にして製造さ
れたものとして示されている。
施例の略図を図５に示す。この図は図４と同様に、磁気
媒体の表面から見上げた構造の図である。ただし、図５
において、ＳＶＭＲセンサ６０は図４の従来技術のＳＶ
ＭＲセンサとピン止め層および自由層を逆にして製造さ
れたものとして示されている。
【００２２】図５に示したＳＶＭＲセンサ６０は印加磁
界の存在下でＤＣマグネトロン・スパッタ蒸着によって
製造されている。まず、タンタル（Ｔａ）の５０−１０
０Åのフィルムをバッファ層６２として、本実施例では
ガラスである基板６１に付着させる。しかしながら、基
板は従来のスライダに使用されているもののような半導
体材料やセラミック材料などの他の材料であってもよ
い。図３の従来技術の構造における単層ピン止め層３９
に置き換わるピン止め強磁性層７０は自動ピン止め積層
構造である。これはＴａバッファ層６２上に直接形成し
た厚さが２０−５０Åの範囲の第１のコバルト（Ｃｏ）
フィルム７２と、第１Ｃｏフィルム７２上に付着した３
−１０Åのルテニウム（Ｒｕ）フィルム７３と、Ｒｕフ
ィル７３上に付着した厚さが１０−４０Åの第２のＣｏ
フィルム７４とからなっている。フィルム７２、７４の
磁化容易軸は印加磁界のため図の面に垂直に（紙面に垂
直に）配向される。２枚のフィルム７２、７４の磁化の
方向はＳＶＭＲセンサ６０のすべてのフィルムが付着さ
れてから設定される。これらの磁化の方向は図示のよう
になる。すなわち、フィルム７２については、矢印７６
によって示されるように媒体に向かい、またフィルム７
４については、矢印７８によって示されるように媒体か
ら遠ざかるものとなる。ただし、逆であってもよい。
界の存在下でＤＣマグネトロン・スパッタ蒸着によって
製造されている。まず、タンタル（Ｔａ）の５０−１０
０Åのフィルムをバッファ層６２として、本実施例では
ガラスである基板６１に付着させる。しかしながら、基
板は従来のスライダに使用されているもののような半導
体材料やセラミック材料などの他の材料であってもよ
い。図３の従来技術の構造における単層ピン止め層３９
に置き換わるピン止め強磁性層７０は自動ピン止め積層
構造である。これはＴａバッファ層６２上に直接形成し
た厚さが２０−５０Åの範囲の第１のコバルト（Ｃｏ）
フィルム７２と、第１Ｃｏフィルム７２上に付着した３
−１０Åのルテニウム（Ｒｕ）フィルム７３と、Ｒｕフ
ィル７３上に付着した厚さが１０−４０Åの第２のＣｏ
フィルム７４とからなっている。フィルム７２、７４の
磁化容易軸は印加磁界のため図の面に垂直に（紙面に垂
直に）配向される。２枚のフィルム７２、７４の磁化の
方向はＳＶＭＲセンサ６０のすべてのフィルムが付着さ
れてから設定される。これらの磁化の方向は図示のよう
になる。すなわち、フィルム７２については、矢印７６
によって示されるように媒体に向かい、またフィルム７
４については、矢印７８によって示されるように媒体か
ら遠ざかるものとなる。ただし、逆であってもよい。
【００２３】銅（Ｃｕ）層６３が次いで、２０−４０Å
の厚さまで第２のＣｏフィルム７４上に付着され、非強
磁性金属スペーサとして働く。Ｃｕは本実施例において
スペーサ層として使用されるが、銀（Ａｇ）、金（Ａ
ｕ）およびその合金などの導電性の高い他の非強磁性金
属材料を使用することができる。
の厚さまで第２のＣｏフィルム７４上に付着され、非強
磁性金属スペーサとして働く。Ｃｕは本実施例において
スペーサ層として使用されるが、銀（Ａｇ）、金（Ａ
ｕ）およびその合金などの導電性の高い他の非強磁性金
属材料を使用することができる。
【００２４】次に、自由強磁性層６４がスペーサ層６３
上に形成される。この層はＣｕスペーサ層６３上に付着
された厚さ３−１２ÅのＣｏフィルム６５およびＣｏフ
ィルム６５上に付着された厚さ１５−６０ÅのＮｉ−Ｆ
ｅフィルム６６からなっている。自由強磁性層６４を構
成するフィルム６５、６６は両方とも、ピン止めフィル
ム７２、７４の付着の際に使用されるのと同じ印加磁界
の存在下で付着されるので、この磁界は自由層６４の磁
化容易軸も画定する。あるいは、印加磁界を以前の方向
から９０度回転させることができる。自由強磁性層６４
の磁化方向はＳＶＭＲセンサ６０のフィルムがすべて付
着され、パターン化されてから設定される。この磁化方
向は矢印６７で示される方向、すなわち、媒体にほぼ平
行で、ピン止めフィルム７２、７４それぞれの磁化方向
７６、７８に垂直な方向となる。好ましい実施例におい
て、自由強磁性層６４はＣｕスペーサ層６３に隣接した
薄いＣｏフィルム６５を含んでいるが、フィルム６５が
Ｃｏ合金であってもよい。単一の強磁性体の自由強磁性
層を形成することもできる。ＣｏまたはＣｏ合金のフィ
ルム６５はセンサの磁気抵抗を増加させるが、２−２０
Åの範囲の比較的薄いものに維持され、センサの透磁性
に対する比較的「ハード」な磁性Ｃｏ材料の影響を最小
限とする。
上に形成される。この層はＣｕスペーサ層６３上に付着
された厚さ３−１２ÅのＣｏフィルム６５およびＣｏフ
ィルム６５上に付着された厚さ１５−６０ÅのＮｉ−Ｆ
ｅフィルム６６からなっている。自由強磁性層６４を構
成するフィルム６５、６６は両方とも、ピン止めフィル
ム７２、７４の付着の際に使用されるのと同じ印加磁界
の存在下で付着されるので、この磁界は自由層６４の磁
化容易軸も画定する。あるいは、印加磁界を以前の方向
から９０度回転させることができる。自由強磁性層６４
の磁化方向はＳＶＭＲセンサ６０のフィルムがすべて付
着され、パターン化されてから設定される。この磁化方
向は矢印６７で示される方向、すなわち、媒体にほぼ平
行で、ピン止めフィルム７２、７４それぞれの磁化方向
７６、７８に垂直な方向となる。好ましい実施例におい
て、自由強磁性層６４はＣｕスペーサ層６３に隣接した
薄いＣｏフィルム６５を含んでいるが、フィルム６５が
Ｃｏ合金であってもよい。単一の強磁性体の自由強磁性
層を形成することもできる。ＣｏまたはＣｏ合金のフィ
ルム６５はセンサの磁気抵抗を増加させるが、２−２０
Åの範囲の比較的薄いものに維持され、センサの透磁性
に対する比較的「ハード」な磁性Ｃｏ材料の影響を最小
限とする。
【００２５】自由強磁性層６４の付着に引き続き、第１
のＴａ層６９が自由強磁性層６４上に形成される。次
に、自由強磁性層６４の中央領域８０上のＴａ層６９を
マスクする。この構造を次いでスパッタ付着チェンバに
戻し、印加磁界をもとの方向に対して直角に配向する。
次いで、Ｔａ層６９をエッチングして、自由強磁性層６
４の横方向延長部８１、８２を露出させる。Ｔａのエッ
チングによって、自由強磁性層６４の中央感知領域８０
のエッジ部９０、９１を画定する。エッジ部９０、９１
の間の領域８０の幅は磁気媒体のデータ・トラックの幅
とほぼ一致するように選択される。この幅がミクロン
（１０，０００Å）の範囲であるから、図５はセンサ・
フィルムを示すことができるように、縮尺通りには描か
れていない。
のＴａ層６９が自由強磁性層６４上に形成される。次
に、自由強磁性層６４の中央領域８０上のＴａ層６９を
マスクする。この構造を次いでスパッタ付着チェンバに
戻し、印加磁界をもとの方向に対して直角に配向する。
次いで、Ｔａ層６９をエッチングして、自由強磁性層６
４の横方向延長部８１、８２を露出させる。Ｔａのエッ
チングによって、自由強磁性層６４の中央感知領域８０
のエッジ部９０、９１を画定する。エッジ部９０、９１
の間の領域８０の幅は磁気媒体のデータ・トラックの幅
とほぼ一致するように選択される。この幅がミクロン
（１０，０００Å）の範囲であるから、図５はセンサ・
フィルムを示すことができるように、縮尺通りには描か
れていない。
【００２６】反強磁性交換バイアス層８３、８４が次い
で、自由強磁性層６６の横方向延長部８１、８２上に直
接付着される。これによって、延長部８１、８２の磁化
方向がもとの磁化容易軸と垂直に設定される。図５に示
されていないが、前のエッチング・ステップ中に若干の
Ｎｉ−Ｆｅがフィルム６６から除去されるため、付加的
なＮｉ−Ｆｅを横方向延長部８１、８２にまず付着する
のが望ましいことがある。好ましい実施例において、層
８３、８４に使用される材料はＦｅ−Ｍｎ−Ｃｒであ
る。Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒに次いで外部磁界をかけ、１８０
℃まで加熱する。この温度はＮｉ−Ｍｎに必要な２４０
℃という温度よりもかなり低いものである。Ｆｅ−Ｍｎ
−Ｃｒ層８３、８４は自由層の延長部８１、８２を長手
方向にバイアスし、磁化を矢印６７の方向に固定する。
磁界の加熱冷却というこの付加ステップによって、延長
部８１、８２の希望する磁化配向が維持されるようにな
る。
で、自由強磁性層６６の横方向延長部８１、８２上に直
接付着される。これによって、延長部８１、８２の磁化
方向がもとの磁化容易軸と垂直に設定される。図５に示
されていないが、前のエッチング・ステップ中に若干の
Ｎｉ−Ｆｅがフィルム６６から除去されるため、付加的
なＮｉ−Ｆｅを横方向延長部８１、８２にまず付着する
のが望ましいことがある。好ましい実施例において、層
８３、８４に使用される材料はＦｅ−Ｍｎ−Ｃｒであ
る。Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒに次いで外部磁界をかけ、１８０
℃まで加熱する。この温度はＮｉ−Ｍｎに必要な２４０
℃という温度よりもかなり低いものである。Ｆｅ−Ｍｎ
−Ｃｒ層８３、８４は自由層の延長部８１、８２を長手
方向にバイアスし、磁化を矢印６７の方向に固定する。
磁界の加熱冷却というこの付加ステップによって、延長
部８１、８２の希望する磁化配向が維持されるようにな
る。
【００２７】４０−６０ÅのＴａのキャップ層８５を次
いで、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ反強磁性交換バイアス層８３、
８４上に付着して、センサ６０に耐食性を与える。他の
適切なキャップ材料はルテニウム（Ｒｕ）、ジルコン
（Ｚｒ）、またはＣｕと金（Ａｕ）の合金などの高耐食
性の材料である。
いで、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ反強磁性交換バイアス層８３、
８４上に付着して、センサ６０に耐食性を与える。他の
適切なキャップ材料はルテニウム（Ｒｕ）、ジルコン
（Ｚｒ）、またはＣｕと金（Ａｕ）の合金などの高耐食
性の材料である。
【００２８】図５はＳＶＭＲセンサ６０を磁気記録シス
テムの感知回路に接続するための手段も略示している。
ＡｕまたはＴａでカバーされたＡｕで形成されているこ
とが好ましいリード線８６、８７が感知領域８０外部で
キャップ層８５に付着され、ＳＶＭＲセンサ６０と、電
流源８８および感知手段８９との間の回路パスを形成す
る。
テムの感知回路に接続するための手段も略示している。
ＡｕまたはＴａでカバーされたＡｕで形成されているこ
とが好ましいリード線８６、８７が感知領域８０外部で
キャップ層８５に付着され、ＳＶＭＲセンサ６０と、電
流源８８および感知手段８９との間の回路パスを形成す
る。
【００２９】センサの形成が完了すると、層７２、７４
の磁化の方向が十分大きな磁界（〜１０ｋＯｅ）を印加
することによって設定される。層６６の磁化の方向は形
状異方性とピン止めされた延長部８１、８２の効果とに
よって自動的に設定される。
の磁化の方向が十分大きな磁界（〜１０ｋＯｅ）を印加
することによって設定される。層６６の磁化の方向は形
状異方性とピン止めされた延長部８１、８２の効果とに
よって自動的に設定される。
【００３０】好ましい実施例において、自由強磁性層６
４の中央領域８０の磁化が記録媒体からの印加磁気信号
に応じて回転する場合に、ＳＶＭＲ６０の抵抗値の変化
ΔＲを検出する感知手段８９によって、媒体の磁気信号
が感知される。
４の中央領域８０の磁化が記録媒体からの印加磁気信号
に応じて回転する場合に、ＳＶＭＲ６０の抵抗値の変化
ΔＲを検出する感知手段８９によって、媒体の磁気信号
が感知される。
【００３１】積層ピン止め層７０の２枚のＣｏフィルム
７２、７４の磁化方向は、それぞれ矢印７６、７８で示
されるものとなる。２枚のＣｏフィルム７２、７４の磁
化の逆平行整合は、Ｒｕ反強磁性結合フィルム７３によ
る反強磁性交換結合によるものである。この反強磁性結
合のため、また２枚のＣｏフィルム７２、７４がほぼ同
一の厚さを有することができるため、各フィルムの磁気
モーメントは互いに本質的に打ち消し合うことができ
る。積層層７０の正味磁気モーメントはしたがって、２
枚の個別のフィルム７２、７４の磁気モーメントの合計
よりも実質的に小さくなる。
７２、７４の磁化方向は、それぞれ矢印７６、７８で示
されるものとなる。２枚のＣｏフィルム７２、７４の磁
化の逆平行整合は、Ｒｕ反強磁性結合フィルム７３によ
る反強磁性交換結合によるものである。この反強磁性結
合のため、また２枚のＣｏフィルム７２、７４がほぼ同
一の厚さを有することができるため、各フィルムの磁気
モーメントは互いに本質的に打ち消し合うことができ
る。積層層７０の正味磁気モーメントはしたがって、２
枚の個別のフィルム７２、７４の磁気モーメントの合計
よりも実質的に小さくなる。
【００３２】図５に示した実施例において、自動ピン止
め積層強磁性層７０は単一の反強磁性結合フィルム７３
によって分離された２枚の反強磁性結合フィルム７２、
７４からなっているが、層７０を強磁性結合フィルムに
よって分離された複数枚の強磁性フィルムで構成するこ
とができる。
め積層強磁性層７０は単一の反強磁性結合フィルム７３
によって分離された２枚の反強磁性結合フィルム７２、
７４からなっているが、層７０を強磁性結合フィルムに
よって分離された複数枚の強磁性フィルムで構成するこ
とができる。
【００３３】強磁性フィルム７２、７４ならびに積層ピ
ン止め層７０の反強磁性結合フィルム７３に選択した材
料に応じて、強磁性フィルムが強く反強磁性結合される
ようになる好ましい反強磁性結合フィルムの厚さがあ
る。ただし、反強磁性結合フィルムの厚さは反強磁性結
合強さに影響を及ぼすきわめて多数のピン・ホールがフ
ィルムに生じるほどの薄さであってはならない。反強磁
性結合磁界の強さは、反強磁性フィルムの厚さの増加の
関数として、振動性の挙動を示す。選択された材料の組
合せに対するこの振動性結合関係は、Parkin他の「Phy
s. Rev. Lett」、Vol. 64、p. 2304 (1990年）に記載さ
れている。
ン止め層７０の反強磁性結合フィルム７３に選択した材
料に応じて、強磁性フィルムが強く反強磁性結合される
ようになる好ましい反強磁性結合フィルムの厚さがあ
る。ただし、反強磁性結合フィルムの厚さは反強磁性結
合強さに影響を及ぼすきわめて多数のピン・ホールがフ
ィルムに生じるほどの薄さであってはならない。反強磁
性結合磁界の強さは、反強磁性フィルムの厚さの増加の
関数として、振動性の挙動を示す。選択された材料の組
合せに対するこの振動性結合関係は、Parkin他の「Phy
s. Rev. Lett」、Vol. 64、p. 2304 (1990年）に記載さ
れている。
【００３４】強磁性および反強磁性結合フィルムとして
それぞれＣｏおよびＲｕという好ましい材料とともに、
ＳＶＭＲセンサ６０の積層ピン止め層が示されている
が、鉄／クロム（Ｆｅ／Ｃｒ）や他の強磁性体（Ｆｅ、
Ｎｉ、Ｃｏ、あるいはＦｅ、ＮｉまたはＣｏの合金な
ど）と、他の反強磁性結合フィルム（Ｃｒ、ロジウム
（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）およびこれらの合金な
ど）などの他の組合せも可能である。しかしながら、こ
のような材料の組合せの場合、振動性交換結合がまだ判
明していなければ、これを決定し、２枚の強磁性フィル
ムの間の反強磁性結合を確保するために、反強磁性結合
フィルムの厚さを選択できるようにする必要がある。
それぞれＣｏおよびＲｕという好ましい材料とともに、
ＳＶＭＲセンサ６０の積層ピン止め層が示されている
が、鉄／クロム（Ｆｅ／Ｃｒ）や他の強磁性体（Ｆｅ、
Ｎｉ、Ｃｏ、あるいはＦｅ、ＮｉまたはＣｏの合金な
ど）と、他の反強磁性結合フィルム（Ｃｒ、ロジウム
（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）およびこれらの合金な
ど）などの他の組合せも可能である。しかしながら、こ
のような材料の組合せの場合、振動性交換結合がまだ判
明していなければ、これを決定し、２枚の強磁性フィル
ムの間の反強磁性結合を確保するために、反強磁性結合
フィルムの厚さを選択できるようにする必要がある。
【００３５】積層ピン止め層７０を形成する２枚の強磁
性フィルム７２、７４の「有効」厚が同一である場合に
は、磁気モーメントの各々が互いに完全に打ち消される
ため、ピン止め層７０の正味のモーメントは、理論上、
ゼロとなる。（「有効」厚とは、ピン止めフィルム７
２、７４の磁気モーメントを有している実際の厚さをい
い、したがって、隣接するフィルムと混合したり、ある
いは酸化されるフィルムの表面を除いたものである。そ
れ故、フィルム７２、７４の各々の有効厚は総厚よりも
小さくなる。）フィルムの各々をまったく同じ厚さに正
確に形成することは不可能であるから、ピン止め層７０
の正味のモーメントは通常の付着プロセスの当然の帰結
として、小さくてもゼロではない値となるものと考えら
れる。しかしながら、ピン止め強磁性フィルムの一方を
故意に、図５について説明したようにして、他方のフィ
ルムよりも若干厚い厚さに付着し、ピン止め層の磁気モ
ーメントが小さい非ゼロ値になるようにすることが望ま
しい。これによって、小さい磁界が存在している場合
に、ピン止め層７０の磁化が安定し、したがって磁化の
方向を予測できるようになる。
性フィルム７２、７４の「有効」厚が同一である場合に
は、磁気モーメントの各々が互いに完全に打ち消される
ため、ピン止め層７０の正味のモーメントは、理論上、
ゼロとなる。（「有効」厚とは、ピン止めフィルム７
２、７４の磁気モーメントを有している実際の厚さをい
い、したがって、隣接するフィルムと混合したり、ある
いは酸化されるフィルムの表面を除いたものである。そ
れ故、フィルム７２、７４の各々の有効厚は総厚よりも
小さくなる。）フィルムの各々をまったく同じ厚さに正
確に形成することは不可能であるから、ピン止め層７０
の正味のモーメントは通常の付着プロセスの当然の帰結
として、小さくてもゼロではない値となるものと考えら
れる。しかしながら、ピン止め強磁性フィルムの一方を
故意に、図５について説明したようにして、他方のフィ
ルムよりも若干厚い厚さに付着し、ピン止め層の磁気モ
ーメントが小さい非ゼロ値になるようにすることが望ま
しい。これによって、小さい磁界が存在している場合
に、ピン止め層７０の磁化が安定し、したがって磁化の
方向を予測できるようになる。
【００３６】本発明のＳＶＭＲ６０の主な態様はピン止
め強磁性層７０の磁化をピン止めするためのピン止め層
７０に隣接した強バイアス層または反強磁性層のいずれ
かが存在しないことである。この層が存在しないことに
よって、付加処理ステップが排除され、Ｆｅ−Ｍｎ（ま
たは、好ましい実施例のＦｅ−Ｍｎ−Ｃｒ）を自由強磁
性層６３の延長部８１、８２を長手方向にバイアスする
ための反強磁性層として使用することが可能となる。し
たがって、Ｎｉ−Ｍｎを使用することに伴う問題がなく
なる。
め強磁性層７０の磁化をピン止めするためのピン止め層
７０に隣接した強バイアス層または反強磁性層のいずれ
かが存在しないことである。この層が存在しないことに
よって、付加処理ステップが排除され、Ｆｅ−Ｍｎ（ま
たは、好ましい実施例のＦｅ−Ｍｎ−Ｃｒ）を自由強磁
性層６３の延長部８１、８２を長手方向にバイアスする
ための反強磁性層として使用することが可能となる。し
たがって、Ｎｉ−Ｍｎを使用することに伴う問題がなく
なる。
【００３７】関連する強バイアス層または交換バイアス
層とともに単層のピン止め層を従来技術で使用するのと
は異なり、積層層７０が「自動ピン止め」されるため、
強バイアス層または交換バイアス層は本発明のＳＶＭＲ
センサ６０では必要ない。積層層７０の２枚の強磁性フ
ィルム７２、７４が同一の厚さに近いが、これらの磁化
が反対方向であるため、層７０の正味磁気モーメントは
小さいものとなる。外部印加磁界はこの小さい正味磁気
モーメントと印加磁界強度の積に関連した静磁気エネル
ギーを発生する。この印加磁界エネルギーは、積層層７
０の有効異方性磁界より小さくなるので、このエネルギ
ーにより、積層層７０が回転することはない。印加磁界
エネルギーが有効異方性磁界エネルギーよりも小さい理
由は、これが２枚の強磁性フィルム７２、７４の有効厚
の差に比例しているとともに、有効異方性磁界エネルギ
ーがこれら２枚のフィルムの有効厚の合計に比例してい
るからである。また、積層層７０を自動ピン止めするた
めには、フィルム７２、７４の各々の固有異方性磁界が
自由層６４からの結合磁界よりも数倍大きくなければな
らない。これはスペーサ層と自由層の所与の組合せに対
して積層ピン止め層７０用の材料を選択することによっ
て達成される。たとえば、上記で説明し、図５に示した
実施例において、各Ｃｏフィルム７２、７４の固有異方
性磁界は約６０Ｏｅであり、自由層６４からの結合磁界
は２０Ｏｅ未満である。積層層７０はそれ故、印加信号
フィールドが存在する場合に、回転することはなく、し
たがって、自動ピン止めされる。
層とともに単層のピン止め層を従来技術で使用するのと
は異なり、積層層７０が「自動ピン止め」されるため、
強バイアス層または交換バイアス層は本発明のＳＶＭＲ
センサ６０では必要ない。積層層７０の２枚の強磁性フ
ィルム７２、７４が同一の厚さに近いが、これらの磁化
が反対方向であるため、層７０の正味磁気モーメントは
小さいものとなる。外部印加磁界はこの小さい正味磁気
モーメントと印加磁界強度の積に関連した静磁気エネル
ギーを発生する。この印加磁界エネルギーは、積層層７
０の有効異方性磁界より小さくなるので、このエネルギ
ーにより、積層層７０が回転することはない。印加磁界
エネルギーが有効異方性磁界エネルギーよりも小さい理
由は、これが２枚の強磁性フィルム７２、７４の有効厚
の差に比例しているとともに、有効異方性磁界エネルギ
ーがこれら２枚のフィルムの有効厚の合計に比例してい
るからである。また、積層層７０を自動ピン止めするた
めには、フィルム７２、７４の各々の固有異方性磁界が
自由層６４からの結合磁界よりも数倍大きくなければな
らない。これはスペーサ層と自由層の所与の組合せに対
して積層ピン止め層７０用の材料を選択することによっ
て達成される。たとえば、上記で説明し、図５に示した
実施例において、各Ｃｏフィルム７２、７４の固有異方
性磁界は約６０Ｏｅであり、自由層６４からの結合磁界
は２０Ｏｅ未満である。積層層７０はそれ故、印加信号
フィールドが存在する場合に、回転することはなく、し
たがって、自動ピン止めされる。
【００３８】本発明によるＳＶＭＲセンサは従来技術よ
りも性能が大幅に改善されている。Ｎｉ−Ｍｎを使用し
たときに必要とされる２４０℃の処理ステップを受ける
ＳＶＭＲセンサに比較して、磁気抵抗（ΔＲ／Ｒ）は約
２０−３０％高くなり、自由強磁性層の異方性磁界は約
７０％減少する。また、磁気ひずみの変化は高温処理ス
テップにより１／１０に減少する。その結果、信号の応
答は計算では５ミリボルト／ミクロンとなり、これは従
来技術のＳＶＭＲセンサに比較して約３００％の改善と
なる。
りも性能が大幅に改善されている。Ｎｉ−Ｍｎを使用し
たときに必要とされる２４０℃の処理ステップを受ける
ＳＶＭＲセンサに比較して、磁気抵抗（ΔＲ／Ｒ）は約
２０−３０％高くなり、自由強磁性層の異方性磁界は約
７０％減少する。また、磁気ひずみの変化は高温処理ス
テップにより１／１０に減少する。その結果、信号の応
答は計算では５ミリボルト／ミクロンとなり、これは従
来技術のＳＶＭＲセンサに比較して約３００％の改善と
なる。
【００３９】本発明を好ましい実施例を参照して詳細に
図示説明したが、当分野の技術者には、形態および細部
における各種の変更を、本発明の精神および範囲を逸脱
することなく行えることが理解されよう。したがって、
開示した発明は単なる例と介すべきであり、特許請求の
範囲のみによって限定されるものである。
図示説明したが、当分野の技術者には、形態および細部
における各種の変更を、本発明の精神および範囲を逸脱
することなく行えることが理解されよう。したがって、
開示した発明は単なる例と介すべきであり、特許請求の
範囲のみによって限定されるものである。
【００４０】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００４１】（１）非磁性体のスペーサ層によって分離
された強磁性体材料の第１および第２の層とを含み、強
磁性体材料の前記第１層の磁化方向が、磁界が印加され
ていない強磁性体材料の前記第２層の磁化方向に関して
角度をもって配向されており、強磁性体材料の前記第２
層が互いに反強磁性結合された第１および第２の強磁性
フィルムと、２枚の強磁性フィルムを分離する反強磁性
結合フィルムとを含むスピン・バルブ磁気抵抗素子にお
いて、該素子が第２の強磁性層の磁化をピン止めするた
めの強バイアス層または交換バイアス層を含んでいない
ことを特徴とするスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （２）前記第２の強磁性層の反強磁性結合フィルムが本
質的にＲｕからなっていることを特徴とする上記（１）
に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （３）前記第２の強磁性層の第１および第２の強磁性フ
ィルムが本質的にＣｏからなっていることを特徴とする
上記（１）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （４）前記第２の強磁性層の第１および第２の強磁性フ
ィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆｅ、また
はＮｉの合金からなる群から選択された材料から作られ
ており、前記第２の強磁性層の反強磁性結合フィルムが
Ｒｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からなる
群から選択された材料から作られていることを特徴とす
る上記（１）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （５）前記第２の強磁性層の正味磁気モーメントが第２
の強磁性層の第１および第２のフィルムの磁気モーメン
トの合計よりも実質的に小さいことを特徴とする上記
（１）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （６）前記第２の強磁性層の第１および第２のフィルム
の磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴とする上
記（１）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （７）前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、なら
びにＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群から選択さ
れた材料を含むことを特徴とする上記（１）に記載のス
ピン・バルブ磁気抵抗素子。 （８）基板と、該基板上に形成された層状構造とからな
るスピン・バルブ磁気抵抗センサにおいて、前記層状構
造が、印加磁界が存在しない場合に所与の配向の磁化を
有する自由強磁性層と、自由強磁性層に隣接した非磁性
スペーサ層と、前記スペーサ層に隣接しており、前記自
由強磁性層の磁化に関して角度をなして配向された磁化
を有している第１ピン止め強磁性フィルムと、前記第１
ピン止め強磁性フィルムに隣接した反強磁性結合フィル
ムと、前記反強磁性結合フィルムに隣接し、前記第１ピ
ン止め強磁性フィルムに反強磁性結合されて、前記第１
ピン止め強磁性フィルムの磁化にほぼ逆平行の磁化方向
を有する第２ピン止め強磁性フィルムとを含み、センサ
がピン止め強磁性フィルムの磁化をピン止めするための
強バイアス層または交換バイアス層を有していないこと
を特徴とする、スピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （９）前記第１および第２ピン止め強磁性フィルムの間
の反強磁性結合フィルムが本質的にＲｕからなっている
ことを特徴とする上記（８）に記載のスピン・バルブ磁
気抵抗センサ。 （１０）前記第１および第２ピン止め強磁性フィルムが
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆｅ、またはＮｉの
合金からなる群から選択された材料から作られてお
り、、前記強磁性層の反強磁性結合フィルムがＲｕ、Ｃ
ｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からなる群から選
択された材料から作られていることを特徴とする上記
（８）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１１）前記第１および第２ピン止め強磁性フィルムの
磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴とする上記
（８）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１２）前記自由強磁性層と前記第１ピン止め強磁性フ
ィルムの間の前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃ
ｕ、ならびにＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群か
ら選択された材料を含むことを特徴とする上記（８）に
記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１３）前記自由強磁性層が前記スペーサ層に隣接した
ＣｏまたはＣｏ合金の薄膜を含んでいることを特徴とす
る上記（８）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１４）基板と、前記基板上に形成され、前記第１およ
び第２強磁性フィルム、ならびに第１および第２強磁性
フィルムの磁化方向をほぼ逆平行になるようにそろえる
ための第１および第２強磁性フィルムの間の反強磁性結
合フィルムからなる積層自動ピン止め層と、前記自動ピ
ン止め積層層の第２強磁性フィルムに隣接して形成され
た非磁性スペーサ層と、前記スペーサ層に隣接して形成
され、印加磁界が存在しない場合に、自動ピン止め積層
層の第１および第２強磁性フィルムの磁化にほぼ直角に
配向された磁化を有している自由強磁性層とからなるス
ピン・バルブ磁気抵抗センサにおいて、該センサが前記
自動ピン止め積層層の第１および第２強磁性フィルムの
磁化をピン止めするための強バイアス層または交換バイ
アス層を有していないことを特徴とする、スピン・バル
ブ磁気抵抗センサ。 （１５）前記自由強磁性層が中央感知領域と中央感知領
域両側の延長部を有しており、自由層延長部の磁化に長
手方向のバイアスをかけるための、自由強磁性層延長部
に隣接して形成されたＦｅおよびＭｎを含む合金の層を
さらに含んでいることを特徴とする上記（１４）に記載
のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１６）前記自動ピン止め積層層の第１および第２フィ
ルムの間の反強磁性結合フィルムが本質的にＲｕである
ことを特徴とする上記（１４）に記載のスピン・バルブ
磁気抵抗センサ。 （１７）前記自動ピン止め強磁性層の第１および第２フ
ィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆｅ、また
はＮｉの合金からなる群から選択された材料から作られ
ており、前記反強磁性結合フィルムがＲｕ、Ｃｒ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からなる群から選択され
た材料製であることを特徴とする上記（１４）に記載の
スピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１８）前記自動ピン止め強磁性層の第１および第２フ
ィルムの磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴と
する上記（１４）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗セン
サ。 （１９）前記自由強磁性層と前記自動ピン止め積層層の
間の前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、ならび
にＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群から選択され
た材料を含むことを特徴とする上記（１４）に記載のス
ピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （２０）前記自由強磁性層が前記スペーサ層に隣接した
ＣｏまたはＣｏ合金の薄膜を含んでいることを特徴とす
る上記（１４）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗セン
サ。 （２１）前記自動ピン止め積層層が前記基板と前記自由
強磁性層の間に配置されていることを特徴とする上記
（１４）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （２２）前記基板と前記自動ピン止め積層層の間にバッ
ファ層をさらに含んでいることを特徴とする上記（２
１）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （２３）前記自由強磁性層上に形成されたキャップ層を
さらに含んでいることを特徴とする上記（２１）に記載
のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （２４）データの記録のための複数のトラックを有する
磁気記録媒体と、磁気変換器であって、磁気変換器と磁
気記録媒体の間の相対運動中に磁気記録媒体に近接し提
示される磁気変換器とを含む磁気記録システムにおい
て、前記磁気変換器がスピン・バルブ磁気抵抗センサを
含んでおり、該磁気抵抗センサが、非磁性体のスペーサ
層によって分離された強磁性体の第１および第２の層と
を含み、強磁性体の前記第１層の磁化方向が磁界が印加
されていない強磁性体の前記第２層の磁化方向に関して
角度をもって配向されており、強磁性体の前記第２層が
互いに反強磁性結合された第１および第２の強磁性フィ
ルムと、２枚の強磁性フィルムを分離する反強磁性結合
フィルムとからなっているスピン・バルブ磁気抵抗セン
サであって、該センサが第２の強磁性層の磁化をピン止
めするための強バイアス層または交換バイアス層を含ん
でおらず、磁気記録システムがさらに前記磁気抵抗セン
サがさえぎる磁気記憶媒体に記録されているデータ・ビ
ットを表す磁界に応じた磁気抵抗センサの抵抗値の変化
を検出するために磁気抵抗センサに結合された手段を含
んでいることを特徴とする磁気記録システム。 （２５）前記第２の強磁性層の反強磁性結合フィルムが
本質的にＲｕからなっていることを特徴とする上記（２
４）に記載のシステム。 （２６）前記第２の強磁性層の第１および第２の強磁性
フィルムが本質的にＣｏからなっていることを特徴とす
る上記（２４）に記載のシステム。 （２７）前記第２の強磁性層の第１および第２の強磁性
フィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆｅ、ま
たはＮｉの合金からなる群から選択された材料から作ら
れており、前記第２の強磁性層の反強磁性結合フィルム
がＲｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からな
る群から選択された材料から作られていることを特徴と
する上記（２４）に記載のシステム。 （２８）前記第２の強磁性層の正味磁気モーメントが第
２の強磁性層の第１および第２のフィルムの磁気モーメ
ントの合計よりも実質的に小さいことを特徴とする上記
（２４）に記載のシステム。 （２９）前記第２の強磁性層の第１および第２のフィル
ムの磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴とする
上記（２４）に記載のシステム。 （３０）前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、な
らびにＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群から選択
された材料を含むことを特徴とする上記（２４）に記載
のシステム。 （３１）磁気記録ディスクと、該ディスクを回転するた
めに該ディスクに接続されたモータと、前記ディスク上
に磁気記録されたデータを感知するためのスピン・バル
ブ磁気抵抗センサとを含む磁気記録ディスク装置におい
て、前記センサが第１および第２強磁性フィルム、なら
びに第１および第２強磁性フィルムの磁化方向をほぼ逆
平行になるようにそろえるための第１および第２強磁性
フィルムの間の反強磁性結合フィルムを含む積層自動ピ
ン止め層と、該自動ピン止め積層層の第２強磁性フィル
ムに隣接して形成された非磁性スペーサ層と、該スペー
サ層に隣接して形成され、印加磁界が存在しない場合
に、前記自動ピン止め積層層の第１および第２強磁性フ
ィルムの磁化にほぼ直角に配向された磁化を有している
自由強磁性層とからなっており、センサが自動ピン止め
積層層の第１および第２強磁性フィルムの磁化をピン止
めするための強バイアス層または交換バイアス層を有し
ておらず、前記磁気記録ディスク装置がさらにスピン・
バルブ磁気抵抗センサを支持し、前記センサが取り付け
られる基板を有しているキャリアと、前記センサがディ
スク上に磁気記録されたデータの異なる領域にアクセス
できるように、前記キャリアをディスクを横切ってほぼ
半径方向に移動するためのアクチュエータと、前記キャ
リアをディスクに近接して維持するために前記キャリア
を前記アクチュエータに接続する手段と、磁気記録され
たディスクからセンサが感知した磁界に応じた前記セン
サの抵抗値の変化を検出するために前記センサに電気的
に結合された手段と、前記モータと前記アクチュエータ
を支持するための手段とを含んでいる磁気記録ディスク
装置。 （３２）前記自由強磁性層が中央感知領域と中央感知領
域両側の延長部を有しており、自由層延長部の磁化に長
手方向のバイアスをかけるための、自由強磁性層延長部
に隣接して形成されたＦｅおよびＭｎからなる合金の層
をさらに含んでいることを特徴とする上記（３１）に記
載のディスク装置。 （３３）前記自動ピン止め積層層の第１および第２フィ
ルムの間の反強磁性結合フィルムが本質的にＲｕである
ことを特徴とする上記（３１）に記載のディスク装置。 （３４）前記自動ピン止め強磁性層の第１および第２フ
ィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆｅ、また
はＮｉの合金からなる群から選択された材料から作られ
ており、前記反強磁性結合フィルムがＲｕ、Ｃｒ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からなる群から選択され
た材料から作られていることを特徴とする上記（３１）
に記載のディスク装置。 （３５）前記積層自動ピン止め層の正味磁気モーメント
が積層自動ピン止め層の第１および第２のフィルムの磁
気モーメントの合計よりも実質的に小さいことを特徴と
する上記（３１）に記載のディスク装置。 （３６）前記自由強磁性層と自動ピン止め積層層の間の
非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、ならびにＡｇ、
ＡｕおよびＣｕの合金からなる群から選択された材料を
含むことを特徴とする上記（３１）に記載のディスク装
置。 （３７）前記自由強磁性層がスペーサ層に隣接したＣｏ
またはＣｏ合金の薄膜を含んでいることを特徴とする上
記（３１）に記載のディスク装置。 （３８）前記自動ピン止め積層層が前記基板と前記自由
強磁性層の間に配置されていることを特徴とする上記
（３１）に記載のディスク装置。 （３９）前記基板と前記自動ピン止め積層層の間にバッ
ファ層をさらに含んでいることを特徴とする上記（３
８）に記載のディスク装置。 （４０）前記自由強磁性層上に形成されたキャップ層を
さらに含んでいることを特徴とする上記（３８）に記載
のディスク装置。
された強磁性体材料の第１および第２の層とを含み、強
磁性体材料の前記第１層の磁化方向が、磁界が印加され
ていない強磁性体材料の前記第２層の磁化方向に関して
角度をもって配向されており、強磁性体材料の前記第２
層が互いに反強磁性結合された第１および第２の強磁性
フィルムと、２枚の強磁性フィルムを分離する反強磁性
結合フィルムとを含むスピン・バルブ磁気抵抗素子にお
いて、該素子が第２の強磁性層の磁化をピン止めするた
めの強バイアス層または交換バイアス層を含んでいない
ことを特徴とするスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （２）前記第２の強磁性層の反強磁性結合フィルムが本
質的にＲｕからなっていることを特徴とする上記（１）
に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （３）前記第２の強磁性層の第１および第２の強磁性フ
ィルムが本質的にＣｏからなっていることを特徴とする
上記（１）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （４）前記第２の強磁性層の第１および第２の強磁性フ
ィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆｅ、また
はＮｉの合金からなる群から選択された材料から作られ
ており、前記第２の強磁性層の反強磁性結合フィルムが
Ｒｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からなる
群から選択された材料から作られていることを特徴とす
る上記（１）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （５）前記第２の強磁性層の正味磁気モーメントが第２
の強磁性層の第１および第２のフィルムの磁気モーメン
トの合計よりも実質的に小さいことを特徴とする上記
（１）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （６）前記第２の強磁性層の第１および第２のフィルム
の磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴とする上
記（１）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 （７）前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、なら
びにＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群から選択さ
れた材料を含むことを特徴とする上記（１）に記載のス
ピン・バルブ磁気抵抗素子。 （８）基板と、該基板上に形成された層状構造とからな
るスピン・バルブ磁気抵抗センサにおいて、前記層状構
造が、印加磁界が存在しない場合に所与の配向の磁化を
有する自由強磁性層と、自由強磁性層に隣接した非磁性
スペーサ層と、前記スペーサ層に隣接しており、前記自
由強磁性層の磁化に関して角度をなして配向された磁化
を有している第１ピン止め強磁性フィルムと、前記第１
ピン止め強磁性フィルムに隣接した反強磁性結合フィル
ムと、前記反強磁性結合フィルムに隣接し、前記第１ピ
ン止め強磁性フィルムに反強磁性結合されて、前記第１
ピン止め強磁性フィルムの磁化にほぼ逆平行の磁化方向
を有する第２ピン止め強磁性フィルムとを含み、センサ
がピン止め強磁性フィルムの磁化をピン止めするための
強バイアス層または交換バイアス層を有していないこと
を特徴とする、スピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （９）前記第１および第２ピン止め強磁性フィルムの間
の反強磁性結合フィルムが本質的にＲｕからなっている
ことを特徴とする上記（８）に記載のスピン・バルブ磁
気抵抗センサ。 （１０）前記第１および第２ピン止め強磁性フィルムが
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆｅ、またはＮｉの
合金からなる群から選択された材料から作られてお
り、、前記強磁性層の反強磁性結合フィルムがＲｕ、Ｃ
ｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からなる群から選
択された材料から作られていることを特徴とする上記
（８）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１１）前記第１および第２ピン止め強磁性フィルムの
磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴とする上記
（８）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１２）前記自由強磁性層と前記第１ピン止め強磁性フ
ィルムの間の前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃ
ｕ、ならびにＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群か
ら選択された材料を含むことを特徴とする上記（８）に
記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１３）前記自由強磁性層が前記スペーサ層に隣接した
ＣｏまたはＣｏ合金の薄膜を含んでいることを特徴とす
る上記（８）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１４）基板と、前記基板上に形成され、前記第１およ
び第２強磁性フィルム、ならびに第１および第２強磁性
フィルムの磁化方向をほぼ逆平行になるようにそろえる
ための第１および第２強磁性フィルムの間の反強磁性結
合フィルムからなる積層自動ピン止め層と、前記自動ピ
ン止め積層層の第２強磁性フィルムに隣接して形成され
た非磁性スペーサ層と、前記スペーサ層に隣接して形成
され、印加磁界が存在しない場合に、自動ピン止め積層
層の第１および第２強磁性フィルムの磁化にほぼ直角に
配向された磁化を有している自由強磁性層とからなるス
ピン・バルブ磁気抵抗センサにおいて、該センサが前記
自動ピン止め積層層の第１および第２強磁性フィルムの
磁化をピン止めするための強バイアス層または交換バイ
アス層を有していないことを特徴とする、スピン・バル
ブ磁気抵抗センサ。 （１５）前記自由強磁性層が中央感知領域と中央感知領
域両側の延長部を有しており、自由層延長部の磁化に長
手方向のバイアスをかけるための、自由強磁性層延長部
に隣接して形成されたＦｅおよびＭｎを含む合金の層を
さらに含んでいることを特徴とする上記（１４）に記載
のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１６）前記自動ピン止め積層層の第１および第２フィ
ルムの間の反強磁性結合フィルムが本質的にＲｕである
ことを特徴とする上記（１４）に記載のスピン・バルブ
磁気抵抗センサ。 （１７）前記自動ピン止め強磁性層の第１および第２フ
ィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆｅ、また
はＮｉの合金からなる群から選択された材料から作られ
ており、前記反強磁性結合フィルムがＲｕ、Ｃｒ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からなる群から選択され
た材料製であることを特徴とする上記（１４）に記載の
スピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （１８）前記自動ピン止め強磁性層の第１および第２フ
ィルムの磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴と
する上記（１４）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗セン
サ。 （１９）前記自由強磁性層と前記自動ピン止め積層層の
間の前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、ならび
にＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群から選択され
た材料を含むことを特徴とする上記（１４）に記載のス
ピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （２０）前記自由強磁性層が前記スペーサ層に隣接した
ＣｏまたはＣｏ合金の薄膜を含んでいることを特徴とす
る上記（１４）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗セン
サ。 （２１）前記自動ピン止め積層層が前記基板と前記自由
強磁性層の間に配置されていることを特徴とする上記
（１４）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （２２）前記基板と前記自動ピン止め積層層の間にバッ
ファ層をさらに含んでいることを特徴とする上記（２
１）に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （２３）前記自由強磁性層上に形成されたキャップ層を
さらに含んでいることを特徴とする上記（２１）に記載
のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 （２４）データの記録のための複数のトラックを有する
磁気記録媒体と、磁気変換器であって、磁気変換器と磁
気記録媒体の間の相対運動中に磁気記録媒体に近接し提
示される磁気変換器とを含む磁気記録システムにおい
て、前記磁気変換器がスピン・バルブ磁気抵抗センサを
含んでおり、該磁気抵抗センサが、非磁性体のスペーサ
層によって分離された強磁性体の第１および第２の層と
を含み、強磁性体の前記第１層の磁化方向が磁界が印加
されていない強磁性体の前記第２層の磁化方向に関して
角度をもって配向されており、強磁性体の前記第２層が
互いに反強磁性結合された第１および第２の強磁性フィ
ルムと、２枚の強磁性フィルムを分離する反強磁性結合
フィルムとからなっているスピン・バルブ磁気抵抗セン
サであって、該センサが第２の強磁性層の磁化をピン止
めするための強バイアス層または交換バイアス層を含ん
でおらず、磁気記録システムがさらに前記磁気抵抗セン
サがさえぎる磁気記憶媒体に記録されているデータ・ビ
ットを表す磁界に応じた磁気抵抗センサの抵抗値の変化
を検出するために磁気抵抗センサに結合された手段を含
んでいることを特徴とする磁気記録システム。 （２５）前記第２の強磁性層の反強磁性結合フィルムが
本質的にＲｕからなっていることを特徴とする上記（２
４）に記載のシステム。 （２６）前記第２の強磁性層の第１および第２の強磁性
フィルムが本質的にＣｏからなっていることを特徴とす
る上記（２４）に記載のシステム。 （２７）前記第２の強磁性層の第１および第２の強磁性
フィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆｅ、ま
たはＮｉの合金からなる群から選択された材料から作ら
れており、前記第２の強磁性層の反強磁性結合フィルム
がＲｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からな
る群から選択された材料から作られていることを特徴と
する上記（２４）に記載のシステム。 （２８）前記第２の強磁性層の正味磁気モーメントが第
２の強磁性層の第１および第２のフィルムの磁気モーメ
ントの合計よりも実質的に小さいことを特徴とする上記
（２４）に記載のシステム。 （２９）前記第２の強磁性層の第１および第２のフィル
ムの磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴とする
上記（２４）に記載のシステム。 （３０）前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、な
らびにＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群から選択
された材料を含むことを特徴とする上記（２４）に記載
のシステム。 （３１）磁気記録ディスクと、該ディスクを回転するた
めに該ディスクに接続されたモータと、前記ディスク上
に磁気記録されたデータを感知するためのスピン・バル
ブ磁気抵抗センサとを含む磁気記録ディスク装置におい
て、前記センサが第１および第２強磁性フィルム、なら
びに第１および第２強磁性フィルムの磁化方向をほぼ逆
平行になるようにそろえるための第１および第２強磁性
フィルムの間の反強磁性結合フィルムを含む積層自動ピ
ン止め層と、該自動ピン止め積層層の第２強磁性フィル
ムに隣接して形成された非磁性スペーサ層と、該スペー
サ層に隣接して形成され、印加磁界が存在しない場合
に、前記自動ピン止め積層層の第１および第２強磁性フ
ィルムの磁化にほぼ直角に配向された磁化を有している
自由強磁性層とからなっており、センサが自動ピン止め
積層層の第１および第２強磁性フィルムの磁化をピン止
めするための強バイアス層または交換バイアス層を有し
ておらず、前記磁気記録ディスク装置がさらにスピン・
バルブ磁気抵抗センサを支持し、前記センサが取り付け
られる基板を有しているキャリアと、前記センサがディ
スク上に磁気記録されたデータの異なる領域にアクセス
できるように、前記キャリアをディスクを横切ってほぼ
半径方向に移動するためのアクチュエータと、前記キャ
リアをディスクに近接して維持するために前記キャリア
を前記アクチュエータに接続する手段と、磁気記録され
たディスクからセンサが感知した磁界に応じた前記セン
サの抵抗値の変化を検出するために前記センサに電気的
に結合された手段と、前記モータと前記アクチュエータ
を支持するための手段とを含んでいる磁気記録ディスク
装置。 （３２）前記自由強磁性層が中央感知領域と中央感知領
域両側の延長部を有しており、自由層延長部の磁化に長
手方向のバイアスをかけるための、自由強磁性層延長部
に隣接して形成されたＦｅおよびＭｎからなる合金の層
をさらに含んでいることを特徴とする上記（３１）に記
載のディスク装置。 （３３）前記自動ピン止め積層層の第１および第２フィ
ルムの間の反強磁性結合フィルムが本質的にＲｕである
ことを特徴とする上記（３１）に記載のディスク装置。 （３４）前記自動ピン止め強磁性層の第１および第２フ
ィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆｅ、また
はＮｉの合金からなる群から選択された材料から作られ
ており、前記反強磁性結合フィルムがＲｕ、Ｃｒ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からなる群から選択され
た材料から作られていることを特徴とする上記（３１）
に記載のディスク装置。 （３５）前記積層自動ピン止め層の正味磁気モーメント
が積層自動ピン止め層の第１および第２のフィルムの磁
気モーメントの合計よりも実質的に小さいことを特徴と
する上記（３１）に記載のディスク装置。 （３６）前記自由強磁性層と自動ピン止め積層層の間の
非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、ならびにＡｇ、
ＡｕおよびＣｕの合金からなる群から選択された材料を
含むことを特徴とする上記（３１）に記載のディスク装
置。 （３７）前記自由強磁性層がスペーサ層に隣接したＣｏ
またはＣｏ合金の薄膜を含んでいることを特徴とする上
記（３１）に記載のディスク装置。 （３８）前記自動ピン止め積層層が前記基板と前記自由
強磁性層の間に配置されていることを特徴とする上記
（３１）に記載のディスク装置。 （３９）前記基板と前記自動ピン止め積層層の間にバッ
ファ層をさらに含んでいることを特徴とする上記（３
８）に記載のディスク装置。 （４０）前記自由強磁性層上に形成されたキャップ層を
さらに含んでいることを特徴とする上記（３８）に記載
のディスク装置。
【００４２】
【発明の効果】本発明の実施により、Ｆｅ−Ｍｎ交換結
合層に伴う欠点がなにもなく、かつ自由強磁性層との静
磁界結合が最小限なピン止め強磁性層を有するＳＶＭＲ
を提供することができる。
合層に伴う欠点がなにもなく、かつ自由強磁性層との静
磁界結合が最小限なピン止め強磁性層を有するＳＶＭＲ
を提供することができる。
【図１】本発明によるＳＶＭＲセンサとともに使用され
る磁気記録ディスク装置の単純化したブロック図であ
る。
る磁気記録ディスク装置の単純化したブロック図であ
る。
【図２】カバーを取り去った図１のディスク装置の上面
図である。
図である。
【図３】ピン止め強磁性層および関連する交換バイアス
層を示す従来技術のＳＶＭＲの展開斜視図である。
層を示す従来技術のＳＶＭＲの展開斜視図である。
【図４】図３の従来技術のＳＶＭＲをディスク側から見
た、キャップ層およびリード線を示している図である。
た、キャップ層およびリード線を示している図である。
【図５】ディスク側から見た本発明によるＳＶＭＲセン
サの図である。
サの図である。
１０ ベース １１ カバー １２ ディスク駆動モータ １３ ガスケット １４ アクチュエータ １５ 集積回路チップ １６ 磁気記録ディスク １７ フレックス・ケーブル １８ ハブ １９ ケーブル ２０ エア・ベアリング・スライダ ２２ アーム ２４ サスペンション ２５ 変換器 ３０ 従来技術のＳＶＭＲ ３１ 基板 ３９ 強磁性層 ５０ 潤滑剤フィルム ６０ ＳＶＭＲセンサ ６１ 基板 ６２ バッファ層 ６３ 銅スペーサ層 ６４ 自由強磁性層 ６５ コバルト・フィルム ６６ ニッケル鉄フィルム ６９ タンタル層 ７０ 強磁性層 ７２ コバルト・フィルム ７３ ルテニウム・フィルム ７４ コバルト・フィルム ７６ 磁化方向 ７８ 磁化方向 ８０ 中央感知層 ８１ 横方向延長部 ８２ 横方向延長部 ８３ 反強磁性交換バイアス層 ８４ 反強磁性交換バイアス層 ８５ キャップ層 ８６ リード線 ８７ リード線 ８８ 電流源 ８９ 感知手段 ９０ エッジ部 ９１ エッジ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース・アルヴィン・ガーニー アメリカ合衆国95051−4363 カリフォル ニア州サンタ・クララ フローラ・ヴィス タ・アベニュー・ナンバー1308 3770 (72)発明者 デビッド・ユージン・ハイム アメリカ合衆国94062 カリフォルニア州 レッドウッド・シティ グランド・ストリ ート 502 (72)発明者 ハラランボス・レファーキス アメリカ合衆国95126 カリフォルニア州 サンノゼ パーシング・アベニュー 737 (72)発明者 ダニール・マウリ アメリカ合衆国95111 カリフォルニア州 サンノゼ イバーリイ・ドライブ 4990 (72)発明者 ヴァージル・サイモン・スペリオース アメリカ合衆国95119 カリフォルニア州 サンノゼ セント・ジュリー・ドライブ 351 (72)発明者 デニス・リチャード・ウィルホイト アメリカ合衆国95037 カリフォルニア州 モーガン・ヒル スプリング・ヒル・ドラ イブ 575
Claims (40)
- 【請求項１】非磁性体のスペーサ層によって分離された
強磁性体材料の第１および第２の層とを含み、強磁性体
材料の前記第１層の磁化方向が、磁界が印加されていな
い強磁性体材料の前記第２層の磁化方向に関して角度を
もって配向されており、強磁性体材料の前記第２層が互
いに反強磁性結合された第１および第２の強磁性フィル
ムと、２枚の強磁性フィルムを分離する反強磁性結合フ
ィルムとを含むスピン・バルブ磁気抵抗素子において、
該素子が第２の強磁性層の磁化をピン止めするための強
バイアス層または交換バイアス層を含んでいないことを
特徴とするスピン・バルブ磁気抵抗素子。 - 【請求項２】前記第２の強磁性層の反強磁性結合フィル
ムが本質的にＲｕからなっていることを特徴とする請求
項１に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 - 【請求項３】前記第２の強磁性層の第１および第２の強
磁性フィルムが本質的にＣｏからなっていることを特徴
とする請求項１に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 - 【請求項４】前記第２の強磁性層の第１および第２の強
磁性フィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆ
ｅ、またはＮｉの合金からなる群から選択された材料か
ら作られており、前記第２の強磁性層の反強磁性結合フ
ィルムがＲｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金
からなる群から選択された材料から作られていることを
特徴とする請求項１に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素
子。 - 【請求項５】前記第２の強磁性層の正味磁気モーメント
が第２の強磁性層の第１および第２のフィルムの磁気モ
ーメントの合計よりも実質的に小さいことを特徴とする
請求項１に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 - 【請求項６】前記第２の強磁性層の第１および第２のフ
ィルムの磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴と
する請求項１に記載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 - 【請求項７】前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃ
ｕ、ならびにＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群か
ら選択された材料を含むことを特徴とする請求項１に記
載のスピン・バルブ磁気抵抗素子。 - 【請求項８】基板と、 該基板上に形成された層状構造とからなるスピン・バル
ブ磁気抵抗センサにおいて、前記層状構造が、 印加磁界が存在しない場合に所与の配向の磁化を有する
自由強磁性層と、 自由強磁性層に隣接した非磁性スペーサ層と、 前記スペーサ層に隣接しており、前記自由強磁性層の磁
化に関して角度をなして配向された磁化を有している第
１ピン止め強磁性フィルムと、 前記第１ピン止め強磁性フィルムに隣接した反強磁性結
合フィルムと、 前記反強磁性結合フィルムに隣接し、前記第１ピン止め
強磁性フィルムに反強磁性結合されて、前記第１ピン止
め強磁性フィルムの磁化にほぼ逆平行の磁化方向を有す
る第２ピン止め強磁性フィルムとを含み、 センサがピン止め強磁性フィルムの磁化をピン止めする
ための強バイアス層または交換バイアス層を有していな
いことを特徴とする、 スピン・バルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項９】前記第１および第２ピン止め強磁性フィル
ムの間の反強磁性結合フィルムが本質的にＲｕからなっ
ていることを特徴とする請求項８に記載のスピン・バル
ブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項１０】前記第１および第２ピン止め強磁性フィ
ルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆｅ、または
Ｎｉの合金からなる群から選択された材料から作られて
おり、、前記強磁性層の反強磁性結合フィルムがＲｕ、
Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からなる群から
選択された材料から作られていることを特徴とする請求
項８に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項１１】前記第１および第２ピン止め強磁性フィ
ルムの磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴とす
る請求項８に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項１２】前記自由強磁性層と前記第１ピン止め強
磁性フィルムの間の前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａ
ｕ、Ｃｕ、ならびにＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からな
る群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項
８に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項１３】前記自由強磁性層が前記スペーサ層に隣
接したＣｏまたはＣｏ合金の薄膜を含んでいることを特
徴とする請求項８に記載のスピン・バルブ磁気抵抗セン
サ。 - 【請求項１４】基板と、 前記基板上に形成され、前記第１および第２強磁性フィ
ルム、ならびに第１および第２強磁性フィルムの磁化方
向をほぼ逆平行になるようにそろえるための第１および
第２強磁性フィルムの間の反強磁性結合フィルムからな
る積層自動ピン止め層と、 前記自動ピン止め積層層の第２強磁性フィルムに隣接し
て形成された非磁性スペーサ層と、 前記スペーサ層に隣接して形成され、印加磁界が存在し
ない場合に、自動ピン止め積層層の第１および第２強磁
性フィルムの磁化にほぼ直角に配向された磁化を有して
いる自由強磁性層とからなるスピン・バルブ磁気抵抗セ
ンサにおいて、 該センサが前記自動ピン止め積層層の第１および第２強
磁性フィルムの磁化をピン止めするための強バイアス層
または交換バイアス層を有していないことを特徴とす
る、 スピン・バルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項１５】前記自由強磁性層が中央感知領域と中央
感知領域両側の延長部を有しており、自由層延長部の磁
化に長手方向のバイアスをかけるための、自由強磁性層
延長部に隣接して形成されたＦｅおよびＭｎを含む合金
の層をさらに含んでいることを特徴とする請求項１４に
記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項１６】前記自動ピン止め積層層の第１および第
２フィルムの間の反強磁性結合フィルムが本質的にＲｕ
であることを特徴とする請求項１４に記載のスピン・バ
ルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項１７】前記自動ピン止め強磁性層の第１および
第２フィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆ
ｅ、またはＮｉの合金からなる群から選択された材料か
ら作られており、前記反強磁性結合フィルムがＲｕ、Ｃ
ｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からなる群から選
択された材料製であることを特徴とする請求項１４に記
載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項１８】前記自動ピン止め強磁性層の第１および
第２フィルムの磁気モーメントがほぼ同一であることを
特徴とする請求項１４に記載のスピン・バルブ磁気抵抗
センサ。 - 【請求項１９】前記自由強磁性層と前記自動ピン止め積
層層の間の前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、
ならびにＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群から選
択された材料を含むことを特徴とする請求項１４に記載
のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項２０】前記自由強磁性層が前記スペーサ層に隣
接したＣｏまたはＣｏ合金の薄膜を含んでいることを特
徴とする請求項１４に記載のスピン・バルブ磁気抵抗セ
ンサ。 - 【請求項２１】前記自動ピン止め積層層が前記基板と前
記自由強磁性層の間に配置されていることを特徴とする
請求項１４に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項２２】前記基板と前記自動ピン止め積層層の間
にバッファ層をさらに含んでいることを特徴とする請求
項２１に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項２３】前記自由強磁性層上に形成されたキャッ
プ層をさらに含んでいることを特徴とする請求項２１に
記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 - 【請求項２４】データの記録のための複数のトラックを
有する磁気記録媒体と、 磁気変換器であって、磁気変換器と磁気記録媒体の間の
相対運動中に磁気記録媒体に近接し提示される磁気変換
器とを含む磁気記録システムにおいて、前記磁気変換器
がスピン・バルブ磁気抵抗センサを含んでおり、該磁気
抵抗センサが、 非磁性体のスペーサ層によって分離された強磁性体の第
１および第２の層とを含み、強磁性体の前記第１層の磁
化方向が磁界が印加されていない強磁性体の前記第２層
の磁化方向に関して角度をもって配向されており、強磁
性体の前記第２層が互いに反強磁性結合された第１およ
び第２の強磁性フィルムと、２枚の強磁性フィルムを分
離する反強磁性結合フィルムとからなっているスピン・
バルブ磁気抵抗センサであって、該センサが第２の強磁
性層の磁化をピン止めするための強バイアス層または交
換バイアス層を含んでおらず、 磁気記録システムがさらに前記磁気抵抗センサがさえぎ
る磁気記憶媒体に記録されているデータ・ビットを表す
磁界に応じた磁気抵抗センサの抵抗値の変化を検出する
ために磁気抵抗センサに結合された手段を含んでいるこ
とを特徴とする磁気記録システム。 - 【請求項２５】前記第２の強磁性層の反強磁性結合フィ
ルムが本質的にＲｕからなっていることを特徴とする請
求項２４に記載のシステム。 - 【請求項２６】前記第２の強磁性層の第１および第２の
強磁性フィルムが本質的にＣｏからなっていることを特
徴とする請求項２４に記載のシステム。 - 【請求項２７】前記第２の強磁性層の第１および第２の
強磁性フィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆ
ｅ、またはＮｉの合金からなる群から選択された材料か
ら作られており、前記第２の強磁性層の反強磁性結合フ
ィルムがＲｕ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金
からなる群から選択された材料から作られていることを
特徴とする請求項２４に記載のシステム。 - 【請求項２８】前記第２の強磁性層の正味磁気モーメン
トが第２の強磁性層の第１および第２のフィルムの磁気
モーメントの合計よりも実質的に小さいことを特徴とす
る請求項２４に記載のシステム。 - 【請求項２９】前記第２の強磁性層の第１および第２の
フィルムの磁気モーメントがほぼ同一であることを特徴
とする請求項２４に記載のシステム。 - 【請求項３０】前記非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃ
ｕ、ならびにＡｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群か
ら選択された材料を含むことを特徴とする請求項２４に
記載のシステム。 - 【請求項３１】磁気記録ディスクと、 該ディスクを回転するために該ディスクに接続されたモ
ータと、 前記ディスク上に磁気記録されたデータを感知するため
のスピン・バルブ磁気抵抗センサとを含む磁気記録ディ
スク装置において、前記センサが第１および第２強磁性
フィルム、ならびに第１および第２強磁性フィルムの磁
化方向をほぼ逆平行になるようにそろえるための第１お
よび第２強磁性フィルムの間の反強磁性結合フィルムを
含む積層自動ピン止め層と、 該自動ピン止め積層層の第２強磁性フィルムに隣接して
形成された非磁性スペーサ層と、 該スペーサ層に隣接して形成され、印加磁界が存在しな
い場合に、前記自動ピン止め積層層の第１および第２強
磁性フィルムの磁化にほぼ直角に配向された磁化を有し
ている自由強磁性層とからなっており、センサが自動ピ
ン止め積層層の第１および第２強磁性フィルムの磁化を
ピン止めするための強バイアス層または交換バイアス層
を有しておらず、 前記磁気記録ディスク装置がさらにスピン・バルブ磁気
抵抗センサを支持し、前記センサが取り付けられる基板
を有しているキャリアと、 前記センサがディスク上に磁気記録されたデータの異な
る領域にアクセスできるように、前記キャリアをディス
クを横切ってほぼ半径方向に移動するためのアクチュエ
ータと、前記キャリアをディスクに近接して維持するた
めに前記キャリアを前記アクチュエータに接続する手段
と、 磁気記録されたディスクからセンサが感知した磁界に応
じた前記センサの抵抗値の変化を検出するために前記セ
ンサに電気的に結合された手段と、 前記モータと前記アクチュエータを支持するための手段
とを含んでいる磁気記録ディスク装置。 - 【請求項３２】前記自由強磁性層が中央感知領域と中央
感知領域両側の延長部を有しており、自由層延長部の磁
化に長手方向のバイアスをかけるための、自由強磁性層
延長部に隣接して形成されたＦｅおよびＭｎからなる合
金の層をさらに含んでいることを特徴とする請求項３１
に記載のディスク装置。 - 【請求項３３】前記自動ピン止め積層層の第１および第
２フィルムの間の反強磁性結合フィルムが本質的にＲｕ
であることを特徴とする請求項３１に記載のディスク装
置。 - 【請求項３４】前記自動ピン止め強磁性層の第１および
第２フィルムがＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、ならびにＣｏ、Ｆ
ｅ、またはＮｉの合金からなる群から選択された材料か
ら作られており、前記反強磁性結合フィルムがＲｕ、Ｃ
ｒ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびこれらの合金からなる群から選
択された材料から作られていることを特徴とする請求項
３１に記載のディスク装置。 - 【請求項３５】前記積層自動ピン止め層の正味磁気モー
メントが積層自動ピン止め層の第１および第２のフィル
ムの磁気モーメントの合計よりも実質的に小さいことを
特徴とする請求項３１に記載のディスク装置。 - 【請求項３６】前記自由強磁性層と自動ピン止め積層層
の間の非磁性スペーサ層がＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、ならびに
Ａｇ、ＡｕおよびＣｕの合金からなる群から選択された
材料を含むことを特徴とする請求項３１に記載のディス
ク装置。 - 【請求項３７】前記自由強磁性層がスペーサ層に隣接し
たＣｏまたはＣｏ合金の薄膜を含んでいることを特徴と
する請求項３１に記載のディスク装置。 - 【請求項３８】前記自動ピン止め積層層が前記基板と前
記自由強磁性層の間に配置されていることを特徴とする
請求項３１に記載のディスク装置。 - 【請求項３９】前記基板と前記自動ピン止め積層層の間
にバッファ層をさらに含んでいることを特徴とする請求
項３８に記載のディスク装置。 - 【請求項４０】前記自由強磁性層上に形成されたキャッ
プ層をさらに含んでいることを特徴とする請求項３８に
記載のディスク装置。
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