JPH0916920A - スピン・バルブ磁気抵抗センサと、このセンサを使用した磁気記録システム - Google Patents

スピン・バルブ磁気抵抗センサと、このセンサを使用した磁気記録システム

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JPH0916920A
JPH0916920A JP8150826A JP15082696A JPH0916920A JP H0916920 A JPH0916920 A JP H0916920A JP 8150826 A JP8150826 A JP 8150826A JP 15082696 A JP15082696 A JP 15082696A JP H0916920 A JPH0916920 A JP H0916920A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐食性で、ブロッキング温度の高い反強磁性
層を有するスピン・バルブ磁気抵抗(SVMR)センサ
を提供する。 【解決手段】 本発明のSVMRセンサは、積層逆平行
(AP)ピン止め層を改良型反強磁性(AF)交換バイ
アス層と組み合わせて使用する。このピン止め層は、非
磁性結合フィルムによって分離された2枚の強磁性フィ
ルムを備え、この2枚の強磁性フィルムの磁化は、逆平
行配向で互いに反強磁性的に強く結合し、SVMRセン
サの自由層を回転させる程度の小さい励磁において磁気
的に強固である。この2層の強磁性層の磁気モーメント
がほとんど同じであるとき、ピン止め層の正味磁気モー
メントは小さいがそれに反比例する交換磁界は相応に大
きくなる。ピン止め層は、酸化ニッケルなどの高耐食性
であるが従来のSVMRセンサ中で使用するには交換異
方性が低すぎるAF材料によってその磁化がピン止めさ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にスピン・バ
ルブ効果に基づいて磁界を感知する磁気抵抗(MR)セ
ンサに関し、より詳細には、積層逆平行ピン止め層と、
このピン止め層をピン止めするための改良型反強磁性交
換結合層とを有する前記のセンサ、ならびに前記センサ
を組み込んだ磁気記録システムに関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録ディスク・ドライブに使用され
るものなど、従来の磁気抵抗(MR)センサは、読取り
素子抵抗の一成分が読取り素子中の磁化と読取り素子中
を流れる感知電流の方向との間の角度の余弦値の二乗と
して変化する、異方性磁気抵抗効果に基づいて動作す
る。磁気媒体から記録されたデータを読取ることができ
るのは、記録済み磁気媒体からの外部磁界(信号磁界)
によって読取り素子中の磁化方向が変化し、それによっ
て読取り素子中の抵抗が変化し、それに対応する感知電
流や感知電圧が変化するからである。
【0003】巨大磁気抵抗(GMR)と呼ばれる、別
の、より有名な磁気抵抗が、種々の多層構造で観察され
ているが、その本質的特徴は非強磁性金属層で分離され
た少なくとも2層の強磁性金属層である。GMR効果の
物理的根拠は、外部磁界の印加によって隣接する強磁性
層の相対配向が変化することである。これによって伝導
電子のスピン依存性散乱が変化し、したがってその構造
の電気抵抗が変化する。したがって、強磁性層の磁化の
相対的整列の変化に伴ってその構造の抵抗が変化する。
【0004】特に有用なGMRの応用例は、非磁性金属
層で分離された2層の非結合強磁性金属層を備え、一方
の強磁性金属層の磁化がピン止めされている、サンドイ
ッチ構造である。このピン止めは、その層を鉄−マンガ
ン(Fe−Mn)などの反強磁性層に付着させてこの2
層を交換結合することによって達成される。この結果、
ピン止めされない自由な強磁性層だけが小さな外部磁界
の存在下で自由に回転する、スピン・バルブ磁気抵抗
(SVMR)センサが得られる。IBMの米国特許第5
206590号は、基本的なSVMRセンサを開示して
いる。IBMの同時係属の1993年10月15日出願
の米国特許出願第08/139477号は、ピン止め層
が非磁性結合フィルムで分離された2枚の強磁性フィル
ムの積層構造であり、この2枚の強磁性フィルムの磁化
が逆平行の配向で反強磁性的に強く結合している、SV
MRセンサを記述している。
【0005】前述の大部分のSVMRセンサでは、交換
結合によってピン止め層の磁化を固定またはピン止めす
るために、ピン止め層上に付着させた反強磁性層として
Fe−Mn、通常はFe50Mn50を使用している。Fe
−Mn反強磁性体の交換異方性によって、ピン止め層の
磁化は、感知すべき信号磁界から生じるような小さな励
磁の影響を受け難くなっている。Fe−Mnは、0.0
8エルグ/cm2の界面エネルギーでニッケル−鉄(Ni
−Fe)、コバルト(Co)、鉄(Fe)と結合し、し
たがって、典型的なピン止め層磁気モーメントに対して
200エルステッド(Oe)を超える交換バイアス磁界
を提供することができる。これは高度に安定なSVMR
センサを提供するのに十分な交換エネルギーである。し
かしながら、Fe−Mnは耐食性に乏しいので、これを
使用しないSVMRセンサの開発が望ましい。Fe−M
nよりも耐食性に優れ、SVMRセンサに使用できる可
能性のある代替反強磁性体の候補は多い。しかしなが
ら、これらの耐食性反強磁性材料は交換異方性が小さす
ぎるか、または交換バイアス・ピン止め層に生じる飽和
保持力が高すぎる。H.ホヤシ(Hoyashi)らの
Journal of the Magnetism Society of Japan, Vol. 1
8, p. 355(1994)記載論文、およびT.C.Anth
onyらのIEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG
-30, p. 3819(1994)記載論文に、SVMRセンサ中で
Fe−Mnの代わりに酸化ニッケル(NiO)を使用す
ることが記述されている。しかしながら、その結果はた
った100Oeの交換バイアス磁界しか示さず、SVM
Rセンサに応用するには低すぎる。また、NiOは単層
ピン止め層で約50Oeという比較的高い飽和保持力を
もたらした。このピン止め層は、ピン止め層自体から生
じる減磁界を含めて中程度の磁界の印加に対して不安定
なので、この低い交換磁界と高い飽和保持力との組合せ
は容認できない。
【0006】また、前述の大部分のSVMRセンサは、
底部にまたはセンサ基板に隣接して自由層を有し、頂部
にピン止め層を持つ。磁気記録ディスク・ドライブ用の
SVMR読取りセンサは磁気媒体上の非常に狭いトラッ
ク幅で使用する必要があるので、自由層の精巧な長手方
向バイアスを持つSVMRセンサ構造が磁区ノイズの抑
制に必要となる。提案された一方式では、構造の頂部に
自由層を、底部にまたはセンサ基板に隣接してピン止め
層を設けることが必要とされる。しかしながら、層が次
々に重なって成長する仕方に違いがあるため、スピン・
バルブ層の付着順序を逆にするだけで同一のフィルム特
性を得ることは不可能である。全てのSVMRセンサ
は、自由層とピン止め層の間に、静磁気的相互作用、フ
ィルム中のピン・ホール、電子効果などによる層間交換
結合磁界(Hi)を有する。一般に低いHiのSVMR
センサが望ましいが、底部にピン止め層を有するSVM
Rセンサは、約25Oeより低いHiを得るには、より
薄いFe−Mn層(例えば150Åの代わりに90Å)
を必要とする。しかしこのより薄いFe−Mn層はより
低いブロッキング温度(例えば160℃の代わりに13
0℃)を持つので望ましくない。ブロッキング温度と
は、Fe−Mn反強磁性層とピン止め層との間の交換磁
界がそれを超えると消失する温度である。
【0007】SVMRセンサは、非常に薄い厚さで所望
の水準の磁気抵抗(ピン止め層と自由層の磁化の平行整
列と逆平行整列の間のデルタR/R)を示す。したがっ
て、非常に高密度の記録を得るには、2枚のMRシール
ド間のMR読取りギャップが非常に薄くなければなら
ず、通常2000Å未満でなければならない。このた
め、ギャップ材料の電気的連続性に制約が加わり、一方
または両方のMRシールドからSVMRセンサを電気的
に隔離しなければならない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】耐食性で、ピン止め層
に良好な交換異方性も提供し、ブロッキング温度が、約
130℃より高い反強磁性体を有するSVMRセンサが
求められている。また、この反強磁性体はMR読取りギ
ャップ中の絶縁体としても使用できなければならない。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によるSVMRセ
ンサは、積層された逆平行(AP)ピン止め層を改良型
の反強磁性(AF)層と組み合わせて使用する。この構
造においては、ピン止め層は、2枚の強磁性フィルムの
磁化が逆平行配向で反強磁性的に互いに強く結合するよ
うに非強磁性結合フィルムで分離された2枚の強磁性フ
ィルムを備える。この積層APピン止め層は自由層の回
転に必要な小励磁中で磁気的に強固である。このAPピ
ン止め層中の2層の強磁性層の磁気モーメントがほとん
ど同じであるとき、ピン止め層の正味磁気モーメントは
小さい。交換磁界は正味磁気モーメントに反比例するの
で、その結果、交換磁界は相応に大きくなる。積層AP
ピン止め層は、高度に耐食性であるが従来のSVMRセ
ンサに使用するには交換異方性が低すぎるAF物質によ
って、その磁化が固定またはピン止めされる。好ましい
実施形態においては、AF層はNiOであり、基板とし
て機能するMRシールドの1枚の上に形成される。すな
わち、AF材料は絶縁MRギャップ材料としても使用さ
れる。これがAF層とSVMRセンサの底部で交換結合
される積層APピン止め層との位置によって、SVMR
センサの製造時に、自由層の長手方向バイアスが改善さ
れる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明のSVMRセンサは、図1
に示すように磁気ディスク記憶システムとして実施され
たものとして説明するが、本発明は磁気テープ記録シス
テムなど他の磁気記録システムや、磁気抵抗素子がビッ
ト・セルとして使用される磁気ランダム・アクセス・メ
モリ・システムにも適用できる。
【0011】図1を参照すると、MRセンサを使用する
タイプの従来のディスク・ドライブの概略が断面図で示
してある。このディスク・ドライブは、ディスク・ドラ
イブ・モータ12とアクチュエータ14が固定されたベ
ース10と、カバー11を備える。このベース10とカ
バー11は実質上密封されたディスク・ドライブ用の筐
体を提供する。通常、ベース10とカバー11の間にガ
スケット13があり、ディスク・ドライブの内部と外部
環境の圧力を等しくするための小さな息抜き口(示して
ない)がある。磁気記録ディスク16はハブ18によっ
てドライブ・モータ12に接続され、ディスクは、ドラ
イブ・モータ12によって回転するようにハブ18に接
続される。薄く連続した潤滑フィルム50がディスク1
6の表面に保持される。読み書きヘッドまたはトランス
デューサ25が、空気ベアリング・スライダ20などの
キャリアの後端上に形成される。トランスデューサ25
は、誘導式読み書きトランスデューサでもよく、またこ
れから述べる磁気抵抗(MR)読取りトランスデューサ
を備えた誘導書込みトランスデューサでもよい。スライ
ダ20は剛性アーム22とサスペンション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の表面に押し付ける
バイアス力を与える。ディスク・ドライブの動作中、ド
ライブ・モータ12が一定の速度でディスク16を回転
させ、通常はリニア・ボイス・コイル・モータまたはロ
ータリ・ボイス・コイル・モータ(VCM)であるアク
チュエータ14が一般にディスク16の表面を横切って
半径方向にスライダ20を移動させて、読み書きヘッド
25がディスク16上の異なるデータにアクセスできる
ようにする。
【0012】図2はカバー11を取り除いたディスク・
ドライブの内部の平面図であり、スライダ20に力を加
えて記録ディスク16に向けて押し付けるサスペンショ
ン24をより詳細に示す。このサスペンションは、IB
Mの米国特許第4167765号に記載の公知のWat
rousサスペンションなど従来型のサスペンションで
良い。また、このタイプのサスペンションは、スライダ
が空気ベアリングに乗るときそのピッチとロールを可能
にする、スライダのジンバル式取付具を提供する。ヘッ
ド25がディスク16から読み取ったデータは、アーム
22上にある集積回路チップ15中の信号増幅/処理回
路によってデータ・リードバック信号に処理される。ヘ
ッド25からの信号はフレックス・ケーブル17を経て
チップ15に進み、その出力信号がそこからケーブル1
9を介して送られる。
【0013】上記の通常の磁気ディスク記憶システムの
説明と添付の図1および図2は、例示の目的に示したも
のにすぎない。ディスク記憶システムは多数のディスク
とアクチュエータを含むことができ、各アクチュエータ
は複数のスライダを支持することができる。さらに、ヘ
ッド・キャリアは、空気ベアリング・スライダの代り
に、液体ベアリングや他の接触記録ディスク・ドライブ
など、ヘッドをディスクと接触または近接触して保持す
るものでもよい。
【0014】次に図3を参照すると、従来のSVMRセ
ンサ30は、例えばガラス、セラミック、半導体などの
適当な基板31を備え、その上にシード層またはバッフ
ァ層33、軟強磁性材料の第1の薄い層35、非強磁性
金属のスペーサ層37、および強磁性材料の第2の薄い
層39が付着されている。MRセンサ30は、図1およ
び図2のディスク・ドライブ・システム内でトランスデ
ューサ25の一部を形成してもよく、基板31はヘッド
・キャリアまたはスライダ20の後端としてもよい。記
録磁気媒体から外部的に印加される磁界がない場合、強
磁性材料の2枚の層35、39の磁化は、それぞれ矢印
32および矢印38で示すように、互いに好ましくは約
90°のある角度で配向される。この強磁性層35は、
その上に破線矢印で示すとおり、(図3に示す磁気媒体
からの磁界hなどの)外部印加磁界に応答してその磁化
がその方向を自由に回転できるので、「自由」強磁性層
と呼ばれる。強磁性層39は、矢印38で示すとおり、
その磁化方向が好ましい向きに固定またはピン止めされ
るので「ピン止め」強磁性層と呼ばれる。比較的高い電
気抵抗を有する交換バイアス反強磁性材料の薄いフィル
ム層41が、強磁性層39に直接接触して付着され、交
換結合によるバイアス磁界を提供する。したがって、層
41は強磁性層39の磁化を好ましい方向にピン止め
し、信号磁界の範囲内の強度を有する外部印加磁界層の
存在下で強磁性層の磁化がその方向を回転させることが
できないようにする。この交換バイアス層41は通常、
鉄−マンガン(Fe−Mn)である。この材料は比較的
耐食性に乏しい。しかし、ピン止め層は通常約30〜1
00ÅのNi−Feと等値な正味磁気モーメントを有す
るので、この材料はピン止め層の磁化方向を固定するた
めに望ましいレベルの交換結合を提供する。
【0015】図4は図3の構造の断面図であるが、ピン
止め層39の磁化方向が矢印38で示すとおり紙面内と
なるように90°回転した図である。ピン止め強磁性層
39は、矢印38で示すとおり正味の巨視的磁気モーメ
ントを有する。この磁気モーメントに関連する磁界(磁
束線36で示す)は、その磁化方向(紙に入る矢印3
5)がピン止め層に対して約90°の角度である自由強
磁性層35に影響を及ぼす。このピン止め層39からの
磁界は、自由層35内の磁化を不均一にする。この自由
層35はSVMRセンサ中で比較的短いので、磁気媒体
からの外部印加磁界が存在するとき、この磁化の不均一
性によってセンサの各部分が時期尚早に飽和する可能性
がある。このSVMRセンサは、自由層35が底部に、
またはセンサ基板に隣接して存在するので、通常のスピ
ン・バルブ構造体である。
【0016】本発明のSVMRセンサでは、従来の単層
ピン止め強磁性層の代わりに、2枚の強磁性フィルムの
逆平行結合(APC)を提供する薄い非強磁性フィルム
で分離された少なくとも2枚の強磁性フィルムを備える
積層構造体を使用する。この積層逆平行(AP)ピン止
め層は、同時係属の米国特許出願第08/139477
号に記載されている。この逆平行結合(APC)フィル
ムは、2枚の強磁性フィルムを相互に反磁性結合させる
ことのできる適切なタイプおよび厚さのものであり、好
ましい実施形態では約2〜8Åのルテニウム(Ru)で
ある。次に、この積層ピン止め層をSVMRセンサの底
部で基板の近傍に配置し、積層ピン止め層をピン止めす
るための反強磁性(AF)層は、耐食性が比較的高い反
強磁性材料のグループから選択する。このAF層は、普
通なら従来のSVMRセンサでの使用に適さない、比較
的低い交換異方性を有する材料からなるものでよい。
【0017】図5に示すように、SVMRセンサは次の
ような一般的構造を有する。基板/シード/AF/PF
1/APC/PF2/SP/FR/CP。基板45はガラ
ス、半導体材料、アルミナ(Al23)などのセラミッ
ク材料を含めて適当などんな物質でもよい。シード層5
5は、後続の層の結晶テキスチャまたは粒径を変更する
ために付着させる層であり、基板によっては不要なこと
もある。シード層を使用する場合、タンタル(Ta)、
ジルコニウム(Zr)、ニッケル−鉄(Ni−Fe)、
またはAl23で形成する。反強磁性層(AF)57は
酸化ニッケル(NiO)であることが好ましい。このN
iO AF層57は、NiOターゲットのスパッタリン
グや、酸素含有ガスの存在下でのNiターゲットのスパ
ッタリングなど任意の従来の方法によって、シード層5
5上に、所望の交換特性が得られる厚さ、通常は200
〜500Åに付着させる。PF1/APC/PF2積層ピ
ン止め層70はAF層57上に形成される。2層の強磁
性層72、74(PF1とPF2)はCoで形成され、磁
気モーメントが等しいかまたはほぼ等しく、PF1とP
2を反強磁性的に強く結合させる非強磁性材料の逆平
行結合(APC)フィルム73によって分離することが
好ましい。積層APピン止め層70中の2枚のCoフィ
ルム72、74は、矢印75、76で示すように磁化方
向が逆平行に配向している。2枚のフィルム72、74
の磁化が逆平行に整列するのは、APCフィルム73を
介する反強磁性交換結合のためである。この反強磁性結
合のため、また2枚のCoフィルム72、74が実質上
同じ厚さを有するため、各フィルムの磁気モーメントは
相互にほとんど打ち消し合い、したがって積層APピン
止め層70中では正味磁気モーメントは非常に小さく、
または本質的にない。その結果、層72のみをAF層5
7によってピン止めされる単一ピン止め層として使用し
た場合よりも高い交換磁界の増幅がもたらされる。
【0018】SVMRセンサを完成するため、金属スペ
ーサ層65(SP)を第2強磁性フィルム74上に形成
し、自由強磁性層63(FR)をスペーサ層65上に形
成し、キャッピング層62(CP)を自由強磁性層63
上に形成する。磁界が印加されないとき、自由強磁性層
63はその磁化軸が矢印77で示す方向、即ち一般にピ
ン止めされたフィルム72、74の磁化軸75、76に
垂直な方向に配向する。
【0019】AF層57は耐食性の比較的高い反強磁性
材料なら何でもよい。ただし、AF/PF1/APC/
PF2構造の上昇または下降磁化ループ(M−Hルー
プ)が、少なくとも0を中心として約±200Oeの範
囲内の印加磁界では、一般に平坦になるように、積層ピ
ン止め層70に充分な交換エネルギーを提供しなければ
ならない。その基準に合うとき、PF1とPF2の磁化は
ほとんまたは全く回転せず、したがって低い磁界レベル
ではSVMRセンサの磁化に対する悪影響はない。Fe
−Mnの交換エネルギーより低い交換エネルギーを持つ
AF層57を使用する場合は、図5に示す積層APピン
止め層を使用することによってこの基準が達成される。
【0020】NiOをベースとするAPピン止め層を備
えるSVMRセンサを以下のようにして製作した。Ni
OターゲットからのRFマグネトロン・スパッタリング
によって清浄なガラス基板上に420ÅのNiO AF
層を付着させた。(酸素を含む反応性ガスの存在下でN
iターゲットを使用してもスパッタ付着NiO層が得ら
れる)。ガラス基板上にシード層は使用しなかった。N
iO層を数百エルステッドの磁界中で付着させたが、付
着中の印加磁界は必要ではない。NiO層を付着させた
後、試料をNiO付着システムから取り外し、空気中で
第2付着システムへ移した。試料を第2付着システムに
入れ、通常のイオン・ビーム源を用いて500eVのア
ルゴン(Ar)イオンで100秒間エッチングした。こ
れによってNiO表面が清浄化され、表面材料が約10
Å除去された。エッチングの後、試料が印加磁界中にあ
る間にDCマグネトロン・スパッタリングによって積層
Co/Ru/Co APピン止め層と残りのフィルムを
付着させた。付着後、NiO AF層は単一の反強磁性
磁区状態にはないらしく、その結果このCo/Ru/C
oピン止め層は単一の反強磁性磁区状態にはなく、その
結果磁気抵抗の振幅が小さくなる。したがって、フィル
ムの付着後、15キロエルステッドの磁界中で試料をN
iO反強磁性ブロッキング温度(約180℃)より上ま
で加熱した。この強磁界は、Co/Ru/Coピン止め
層の2層のCo層をRuの影響に逆らって回転させるの
に充分であり、その回転の結果、どちらの層の磁化も共
に印加磁界と平行になり、両方のCoは単一磁区状態と
なる。次に、ピン止め層のNiO/Co部分(NiO
AF層および隣接する第1強磁性フィルム)の単一磁区
状態を維持するように磁界をまだ印加したままで試料を
冷却した。室温に冷却した後、印加磁界を除くと、Ru
の影響によって、ピン止め層の第2Coフィルムの磁化
が回転して、NiO AF層と接触するCoフィルムの
磁化に対して逆平行になる。これによって交換異方性の
方向が整列し、ピン止め層が本質的に単一磁区状態に置
かれ、最大の磁気抵抗を与える。
【0021】図6に、APCフィルムとして4ÅのRu
を備え、AF層としてNiOを備えた積層APピン止め
層を備えたSVMRセンサのM−Hループを示す。図6
にそのデータを示したこのSVMRセンサは、図5に示
す構造を有し、ガラス基板45、シード層なしで直接ガ
ラス基板45に付着させた420ÅのNiO層57(A
F)、30Åのコバルト(Co)の第1ピン止め強磁性
フィルム72(PF1)、4ÅのRuフィルム73(A
PC)、35ÅのCoの第2ピン止め強磁性フィルム7
4(PF2)、22.5Åの銅(Cu)スペーサ層65
(SP)、2ÅのCoと56ÅのNi−Feからなる自
由強磁性層63(FR)、および50Åのタンタル(T
a)キャッピング層62(CP)を含んでいた。NiO
層57は、残りのフィルムとは別のチャンバで付着させ
たので、PF1フィルムの付着前に表面を清浄化するた
めに、NiO層57をイオン・ビームで約100秒間エ
ッチングした。図6において、印加磁界0における大き
な磁化の変化は、自由層63の磁化方向と逆である。約
±400Oeの磁界変化にわたる0から離れた印加磁界
において、磁化は本質的に平坦であり、このことは積層
APピン止め層70の回転が小さいことを示す。
【0022】図7にNiOをベースとする積層APピン
止め層を備えるSVMRセンサのMR応答を示す。この
SVMRセンサは、自由層63が2ÅのCoと56Åの
Ni−Feの代りに10ÅのCoと56ÅのNi−Fe
からなる点を除けば、図6のMR応答を示したセンサと
同一であった。図7は、印加磁界が+400Oeに近づ
くにつれて、デルタR/Rの小さな低下によって表され
るピン止め層の少量の回転を示している。図6と図7に
このデータを示した実施形態では、PF1/APC/P
2積層ピン止め層の正味磁気モーメントはわずか約1
0ÅのNi80Fe20に相当した。
【0023】図6について説明したものと同じ構造の、
NiOをベースとする積層APピン止めSVMRセンサ
の±1000Oeの磁界変化にわたる磁気抵抗を図8に
示す。AF層として420ÅのNiOを使用した場合、
交換異方性エネルギーは約0.02エルグ/cm2であ
り、その結果、図8に示すように約600Oeの交換磁
界Hexが得られた。図8は、このような高磁界において
も、このSVMRセンサの応答が積層APピン止め層の
可逆的回転によって支配され、その結果、フィルムがこ
のような高磁界の影響を受けるとき磁気抵抗が変化しな
いことを示している。すなわち、NiOをベースとする
積層APピン止め層を有するSVMRセンサは高磁界に
対する所望の安定性レベルを大きく上回る。この応答と
は対照的に、従来の単層ピン止め層と共にNiO AF
層を使用する場合、この基準から明らかに外れる。図9
にこのMR応答を示したSVMRセンサは、420Åの
NiO AF層によってピン止めされるピン止め層とし
て、35Åの単一Co層を有していた。図9はこの交換
磁界が約120Oeにすぎず、わずか約200Oeの印
加磁界中でピン止め層が回転し始めることを示してい
る。
【0024】再び図5を参照すると、SVMRセンサを
磁気記録システムの感知回路に接続する手段が略図で示
してある。電気リード80は、SVMRセンサと電流源
82と感知手段84の間に回路パスを形成するために提
供される。従来技術で周知のように、最適のSVMRセ
ンサ応答回路を提供するには、横バイアス層と縦バイア
ス層(図示せず)など、追加のセンサ素子が必要とな
る。好ましい実施形態においては、記録媒体からの印加
磁気信号に応答して自由強磁性層63の磁化が回転する
ときの抵抗の変化デルタRを検出する感知手段84によ
って、媒体中の磁気信号が感知される。
【0025】図5に示す実施形態においては、積層AP
ピン止め層70は、単一APCフィルム73で分離され
た2枚の強磁性フィルム72、74を備えるが、この積
層APピン止め層70はAPCフィルムによって分離さ
れた複数の強磁性フィルムを備えていてもよい。積層A
Pピン止め層70中の強磁性フィルム72、74とAP
Cフィルム用に選択された材料に応じて、強磁性フィル
ム72、74が強く反強磁性的に結合するようになる好
ましいAPCフィルム厚さがある。好ましいCoとRu
の組合せの場合、Ru AF結合フィルムの厚さは2〜
8Åの範囲で選択できる。選択した材料の組合せに対す
る振動結合の関係は、パーキン(Parkin)らによ
りPhys. Rev. Lett., Vol. 64, p. 2034(1990)に詳述さ
れている。強磁性フィルムおよびAPCフィルムとして
それぞれCoとRuの好ましい材料を使用したSVMR
センサ中の積層APピン止め層を示したが、別の強磁性
材料(Co、Fe、NiおよびNi−Fe、Ni−C
o、Fe−Coのようなそれらの合金など)を別のAP
Cフィルム(クロム(Cr)、ロジウム(Rh)、イリ
ジウム(Ir)、Cuおよびそれらの化合物)と組み合
わせることも可能である。2枚の強磁性フィルム間の反
強磁性結合が確保できるようにAPCフィルムの厚さを
選択するために、このような材料の組合せについて、振
動交換結合の関係が既知でない場合は、それを決定しな
ければならない。
【0026】積層APピン止め層70を形成する強磁性
フィルム72、74の厚さが同じ場合、各磁気モーメン
トが厳密に打ち消し合うので、理論上はピン止め層70
の正味モーメントはゼロになるはずである。各フィルム
を厳密に正確な同じ厚さに形成することは不可能なの
で、通常の付着法の当然の結果として、積層APピン止
め層70の正味モーメントは小さいではあろうがゼロの
値にはならない。しかし、ピン止め層内がゼロではない
小さい正味磁気モーメントと成るように、ピン止め強磁
性フィルム72、74のうち、一方が他方よりもわずか
に厚くなるように故意に付着させることが望ましいであ
ろう。これによって、磁界の存在下で積層APピン止め
層70の磁化が安定となり、その結果、磁化の方向が予
測できるようになる。
【0027】自由強磁性層63はまた、スペーサ層65
に隣接して薄いCoフィルム層を含む。これは図5には
示していないが、図6ないし8に示したデータに関して
説明したように好ましい実施形態の一部である。このC
oフィルムは、SVMRセンサの磁気抵抗を増大させる
が、センサの透磁率に対する比較的「硬」磁性のCo材
料の影響を最小限に抑え、かつ適切な自由層のモーメン
トを維持するために2〜20Åの範囲の比較的薄い厚さ
に維持される。
【0028】積層APピン止め層をピン止めするために
使用される高耐食性、低交換異方性のAF材料は、MR
読取り間隙中の間隙材料としても機能できる点で、SV
MRセンサに追加の利点をもたらす。再度図5を参照す
ると、SVMR読取り素子と誘導書込み素子を含む集積
読み書きヘッドなどの完全なSVMRセンサ構造を製作
する際に、図5に示したSVMRセンサ層は、通常Ni
80Fe20またはセンダスト(FeとSiとAlの磁性合
金)で形成される、1対のMRシールドの間に配置す
る。次に、電気絶縁性の間隙材料をシールド間に配置す
る。ただし、本発明においてはNiO AF層57は、
優れた絶縁体であるので間隙材料としても機能できる点
で追加の利点を与える。この場合、最初のMRシールド
は基板45として機能する。
【0029】図10は、図5と類似しているが、自由層
63(FR)がSVMRの底部(基板61の近く)にあ
り、積層APピン止め層70がSVMRセンサの頂部に
ある、代替実施形態を示す。AF層66が第2ピン止め
強磁性層74(PF2)に付着される。この構造も低交
換異方性反強磁性体と共に使用できる。
【0030】図11は、図10に示したSVMRセンサ
実施形態の、耐食性層AFがNiOではなくFe−Mn
とクロム(Cr)の合金、例えば(Fe50Mn5097
3である、実施形態の磁気抵抗と印加磁界の関係を示
す。図11の曲線Aは、反強磁性体としてFe50Mn50
を使用した従来の単層ピン止め層を備えるSVMRセン
サのもので、約220Oeの交換磁界を示す。曲線B
は、反強磁性体として(Fe50Mn5097Cr3を使用
した従来の単層ピン止め層を備えるSVMRセンサのも
ので、約160Oeの交換磁界を示す。(Fe50
5097Cr3はFe−Mnよりも強い耐食性を提供す
ることが知られているが、これは、交換磁界が著しく低
下するため、従来のSVMRセンサでは望ましくないこ
とを明瞭に示している。曲線Cは、(Fe50Mn50)C
3を有するCo/Ru/Coの積層APピン止め層を
使用した本発明によるSVMRセンサのもので、約90
0Oeの交換磁界を示している。(Fe50Mn5097
3はSVMRセンサの耐食性の顕著な改善をもたら
す。Crの量は所望の程度の耐食性をもたらすように選
択し、通常約2〜5%である。
【0031】SVMRセンサ中で積層APピン止め層と
共に使用するAF層としてNiOと(Fe50Mn5097
Cr3に加えて、普通ならSVMRセンサ中のAF層と
して使用できないであろうが、必要な腐食耐性と充分な
交換異方性を提供するもう一種類の材料は(Ni1-x
x)Oであり、ここでxは約0〜0.5である。
【0032】以上本発明をその好ましい実施例に関して
述べたが、本発明の精神、範囲および教示から逸脱する
ことなく、形態および細部に様々な変更を加えることが
できることが当業者には理解されるであろう。ちなみ
に、開示された発明は、例示的なものにすぎないと見な
すべきであり、特許請求の範囲に明記された範囲にのみ
限定されるものである。
【0033】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。
【0034】(1)非磁性材料のスペーサ層によって分
離された強磁性材料の第1層および第2層であって、強
磁性材料の前記第1層の磁化方向がゼロ印加磁界のとき
強磁性材料の前記第2層の磁化方向に対してある角度を
なし、強磁性材料の前記第2層が、第1および第2の強
磁性フィルムと、第1の強磁性フィルムと第2の強磁性
フィルムの間にそれらと接触して配置され、その磁化が
相互に逆平行に整列され印加磁界の存在下で逆平行に含
まれるように第1の強磁性フィルムと第2の強磁性フィ
ルムを反強磁性的に結合するための非磁性の逆平行結合
フィルムとを備える強磁性材料の第1層および第2層
と、酸化ニッケル(Ni1-xCox)O(xは0.0〜
0.5)、(Fe−Mn)合金およびCrよりなるグル
ープから選択された反強磁性材料の交換バイアス層であ
って、印加磁界の存在下で前記第2強磁性層中の前記強
磁性フィルムのうちの一枚の磁化を固定された方向に維
持するように前記交換バイアス層が前記強磁性フィルム
のうちの一枚に隣接しかつ接触し、それによって印加磁
界の存在下で前記第1強磁性層の磁化は自由に回転する
が、前記第2強磁性層中の第1と第2の強磁性フィルム
の磁化方向は固定され互いに逆平行のままとなる、反強
磁性材料の交換バイアス層とを備える磁気抵抗センサ。 (2)基板を含み、前記反強磁性材料の交換バイアス層
が基板上に形成されることを特徴とする、上記(1)に
記載の磁気抵抗センサ。 (3)前記基板と前記交換バイアス層の間に配置された
シード層を含むことを特徴とする、上記(2)に記載の
磁気抵抗センサ。 (4)前記基板が磁気抵抗シールドであることを特徴と
する、上記(2)に記載の磁気抵抗センサ。 (5)前記交換バイアス層が本質的に酸化ニッケルから
成ることを特徴とする、上記(1)に記載の磁気抵抗セ
ンサ。 (6)前記第2強磁性層中の非磁性逆平行結合フィルム
が本質的にRuから成ることを特徴とする、上記(1)
に記載の磁気抵抗センサ。 (7)前記Ruフィルムが約2〜8Åの範囲の厚さを有
することを特徴とする、上記(6)に記載の磁気抵抗セ
ンサ。 (8)前記第2強磁性層中の第1と第2の強磁性フィル
ムがCo、Fe、Niおよびそれらの合金から成るグル
ープから選択された材料ででき、前記第2強磁性層中の
非磁性逆平行結合フィルムがRu、Cr、Rh、Irお
よびそれらの合金から成るグループから選択された材料
でできていることを特徴とする、上記(1)に記載の磁
気抵抗センサ。 (9)前記第2の強磁性層中の第1と第2の強磁性フィ
ルムが本質的にコバルトから成ることを特徴とする、上
記(8)に記載の磁気抵抗センサ。 (10)前記第2の強磁性層が本質的にゼロの正味磁気
モーメントを有することを特徴とする、上記(1)に記
載の磁気抵抗センサ。 (11)前記第2の強磁性層中の第1と第2の強磁性フ
ィルムがほぼ同じ厚さを有することを特徴とする、上記
(1)に記載の磁気抵抗センサ。 (12)基板と、前記基板上に形成され、酸化ニッケル
(Ni1-xCox)O(xは0.0〜0.5)、(Fe−
Mn)合金およびCrを含むグループから選択された反
強磁性材料の交換バイアス層と、前記交換バイアス層に
隣接する積層逆平行ピン止め層であって、前記交換バイ
アス層に隣接しそれと反強磁性的に結合した第1の強磁
性フィルムと、第2の強磁性フィルムと、第1と第2の
強磁性フィルムの間にあってそれらと接続する、第1お
よび第2の強磁性フィルムの磁化が、相互に逆平行に整
列され、印加磁界の存在下で前記交換バイアス層によっ
て逆平行にピン止めされたままとなるように第1の強磁
性フィルムと第2の強磁性フィルムを反強磁性的に結合
して、逆平行結合フィルムを備えるピン止め層と、前記
積層逆平行ピン止め層の第2の強磁性フィルムに隣接し
た非磁性スペーサ層と、前記スペーサ層と隣接し、それ
と接触し、印加磁界の不在下で、前記積層逆平行ピン止
め層中の第1および第2の強磁性フィルムの磁化軸に垂
直な、優先磁化軸を有する自由強磁性層とを備えるスピ
ン・バルブ磁気抵抗センサ。 (13)前記基板と前記交換バイアス層との間に配置さ
れたシード層を含むことを特徴とする、上記(12)に
記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 (14)前記基板が磁気抵抗シールドであることを特徴
とする、上記(12)に記載のスピン・バルブ磁気抵抗
センサ。 (15)前記交換バイアス層が本質的に酸化ニッケルか
ら成ることを特徴とする、上記(12)に記載のスピン
・バルブ磁気抵抗センサ。 (16)前記逆平行結合フィルムが本質的にRuから成
ることを特徴とする、上記(12)に記載のスピン・バ
ルブ磁気抵抗センサ。 (17)前記Ruフィルムが約2〜8Åの範囲の厚さを
有することを特徴とする、上記(16)に記載のスピン
・バルブ磁気抵抗センサ。 (18)前記積層逆平行ピン止め層中の第1と第2の強
磁性フィルムがCo、Fe、Niおよびその合金から成
るグループから選択される材料ででき、前記第2の強磁
性層中の前記逆平行結合フィルムがRu、Cr、Rh、
Irおよびその合金から成るグループから選択された材
料でできていることを特徴とする、上記(12)に記載
のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 (19)前記積層逆平行ピン止め層中の第1と第2の強
磁性フィルムが本質的にコバルトから成ることを特徴と
する、上記(18)に記載のスピン・バルブ磁気抵抗セ
ンサ。 (20)前記積層逆平行ピン止め層が本質的にゼロの正
味磁気モーメントを有することを特徴とする、上記(1
2)に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。 (21)前記積層逆平行ピン止め層中の第1と第2の強
磁性フィルムがほぼ同じ厚さを有することを特徴とす
る、上記(12)に記載のスピン・バルブ磁気抵抗セン
サ。 (22)磁気記録ディスクと、前記ディスクに接続され
た、前記ディスクを回転させるためのモータと、前記デ
ィスク上に磁気的に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備え、前記センサ
が、酸化ニッケル(Ni1-xCox)O(xは0.0〜
0.5)、(Fe−Mn)合金およびCrからなるグル
ープから選択された反強磁性材料の交換バイアス層と、
前記交換バイアス層と隣接する積層逆平行ピン止め層で
あって、前記交換バイアス層に隣接しそれと反強磁性的
に結合した第1の強磁性フィルムと、第2の強磁性フィ
ルムと、第1と第2の強磁性フィルムの間にあってそれ
らと接触する、第1および第2の強磁性フィルムの磁化
が相互に逆平行に整列され、印加磁界の存在下で前記交
換バイアス層によって逆平行にピン止めされたままとな
るように第1および第2の強磁性フィルムを反強磁性的
に結合するための逆平行結合フィルムとを備えるピン止
め層と、前記積層逆平行ピン止め層の第2の強磁性フィ
ルムに隣接した非磁性的スペーサ層と、前記スペーサ層
と隣接し、それと接触する自由強磁性層とを備え、さら
に、前記センサが取り付けられた基板を有し、前記スピ
ン・バルブ磁気抵抗センサを支持するキャリアと、前記
センサが前記ディスク上に磁気的に記録されたデータの
異なる領域をアクセスできるように前記キャリアを一般
に前記ディスクを横切って移動させるアクチュエータ
と、前記キャリアを前記ディスクの近くに維持するよう
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、前記センサに電気的に結合された、前記磁気記録デ
ィスクからの磁界に応答して、前記自由強磁性層の磁化
軸が、前記積層逆平行ピン止め層中の逆平行に結合され
た第1と第2の強磁性フィルムの固定された磁化に対し
て回転することによって生じる前記センサの抵抗の変化
を検出する手段と、前記モータおよび前記アクチュエー
タを支持する手段とを備える磁気記録ディスク・ドライ
ブ。 (23)前記キャリアの基板と前記交換バイアス層との
間に配置されたシード層を含むことを特徴とする、上記
(22)に記載のディスク・ドライブ。 (24)前記基板が磁気抵抗シールドであり、前記交換
バイアス層がそのシールド上に形成されることを特徴と
する、上記(22)に記載のディスク・ドライブ。 (25)前記交換バイアス層が本質的に酸化ニッケルか
ら成ることを特徴とする、上記(22)に記載のディス
ク・ドライブ。 (26)前記逆平行結合フィルムが本質的にRuから成
ることを特徴とする、上記(22)に記載のディスク・
ドライブ。 (27)前記Ruフィルムが約2〜8Åの範囲の厚さを
有することを特徴とする、上記(26)に記載のディス
ク・ドライブ。 (28)前記積層逆平行ピン止め層中の第1と第2の強
磁性フィルムがCo、Fe、Niおよびそれらの合金か
ら成るグループから選択された材料ででき、前記積層逆
平行ピン止め層中の前記非磁性逆平行結合フィルムがR
u、Cr、Rh、Irおよびそれらの合金から成るグル
ープから選択された材料でできていることを特徴とす
る、上記(22)に記載のディスク・ドライブ。 (29)前記積層逆平行ピン止め層中の前記第1と第2
の強磁性フィルムが本質的にコバルトから成ることを特
徴とする、上記(28)に記載のディスク・ドライブ。 (30)前記積層逆平行ピン止め層が本質的にゼロの正
味磁気モーメントを有することを特徴とする、上記(2
2)に記載のディスク・ドライブ。 (31)前記積層逆平行ピン止め層中の前記第1と第2
の強磁性フィルムがほぼ同じ厚さを有することを特徴と
する、上記(22)に記載のディスク・ドライブ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるSVMRセンサと共に使用される
磁気記録ディスク・ドライブの簡略化したブロック図で
ある。
【図2】カバーを取り外した図1のディスク・ドライブ
の平面図である。
【図3】従来技術のSVMRセンサの分解斜視図であ
る。
【図4】図3のSVMRセンサを90°回転させた断面
図である。
【図5】本発明によるSVMRセンサの断面図である。
【図6】NiOをベースとする積層APピン止め構造
(NiO/Co/Ru/Co)を400Oeの磁界偏位
にわたって使用したSVMRセンサの、積層APピン止
め層がほとんど回転しないことを示すM−Hループであ
る。
【図7】NiOをベースとする積層APピン止め構造
(NiO/Co/Ru/Co)を400Oeの磁界偏位
にわたって使用したSVMRセンサの、最高の磁界にお
ける磁気抵抗振幅のわずかな低下のみを示す、磁気抵抗
と印加磁界の関係を示すグラフである。
【図8】NiOをベースとする積層APピン止め構造
(NiO/Co/Ru/Co)を1000Oeの磁界偏
位にわたって使用したSVMRセンサの、交換磁界が6
00Oeであって従来のSVMRセンサにおけるよりも
大幅に大きいことを示す、磁気抵抗と印加磁界の関係を
示すグラフである。
【図9】NiOをベースとする単層ピン止め構造(Ni
O/Co)を1200Oeの磁界偏位にわたって使用し
たSVMRセンサの、交換磁界が約100Oeと低いこ
とを示す、磁気抵抗と印加磁界の関係を示すグラフであ
る。
【図10】NiOをベースとする積層APピン止め層が
頂部に配置された、本発明のSVMRセンサの実施形態
を示す図である。
【図11】(A)Fe50Mn50層によってピン止めされ
た従来の単一Co層を備えるSVMRセンサ、(B)
(Fe50Mn5097Cr3層によってピン止めされた従
来のCo/Ni−Feピン止め層を備えるSVMRセン
サ、および(C)(Fe50Mn5097Cr3層でピン止
めされた積層APピン止め層(Co/Ru/Co)を備
えるSVMRセンサの磁気抵抗と印加磁界の関係を示す
グラフである。
【符号の説明】
10 ベース 11 カバー 12 ドライブ・モータ 13 ガスケット 14 アクチュエータ 15 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 空気ベアリング・スライダ 22 剛性アーム 24 サスペンション 25 トランスデューサ(ヘッド) 30 SVMRセンサ 31 基板 33 バッファ層 35 自由強磁性層 37 スペーサ層 39 強磁性ピン止め層 41 交換バイアス層 45 基板 50 潤滑フィルム 55 シード層 57 反強磁性層(AF) 61 基板 62 キャッピング層(CP) 63 自由強磁性層(FR) 65 スペーサ層(SP) 66 反強磁性層(AF) 70 強磁性ピン止め層 72 強磁性層(PF1) 73 非強磁性逆平行結合層(APC) 74 強磁性層(PF2) 80 電気リード 82 電流源 84 感知手段
───────────────────────────────────────────────────── 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3770 ナンバー1308 (72)発明者 ツァン・リン アメリカ合衆国95070 カリフォルニア州 サラトガヴィア・グランデ・ドライブ 19686 (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 チン・ホワ・ツァン アメリカ合衆国94087 カリフォルニア州 サニーヴェール ヘレナ・ドライブ882 (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 (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非磁性材料のスペーサ層によって分離され
    た強磁性材料の第1層および第2層であって、強磁性材
    料の前記第1層の磁化方向がゼロ印加磁界のとき強磁性
    材料の前記第2層の磁化方向に対してある角度をなし、
    強磁性材料の前記第2層が、第1および第2の強磁性フ
    ィルムと、第1の強磁性フィルムと第2の強磁性フィル
    ムの間にそれらと接触して配置され、その磁化が相互に
    逆平行に整列され印加磁界の存在下で逆平行に含まれる
    ように第1の強磁性フィルムと第2の強磁性フィルムを
    反強磁性的に結合するための非磁性の逆平行結合フィル
    ムとを備える強磁性材料の第1層および第2層と、 酸化ニッケル(Ni1-xCox)O(xは0.0〜0.
    5)、(Fe−Mn)合金およびCrよりなるグループ
    から選択された反強磁性材料の交換バイアス層であっ
    て、印加磁界の存在下で前記第2強磁性層中の前記強磁
    性フィルムのうちの一枚の磁化を固定された方向に維持
    するように前記交換バイアス層が前記強磁性フィルムの
    うちの一枚に隣接しかつ接触し、それによって印加磁界
    の存在下で前記第1強磁性層の磁化は自由に回転する
    が、前記第2強磁性層中の第1と第2の強磁性フィルム
    の磁化方向は固定され互いに逆平行のままとなる、反強
    磁性材料の交換バイアス層とを備える磁気抵抗センサ。
  2. 【請求項2】基板を含み、前記反強磁性材料の交換バイ
    アス層が基板上に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。
  3. 【請求項3】前記基板と前記交換バイアス層の間に配置
    されたシード層を含むことを特徴とする、請求項2に記
    載の磁気抵抗センサ。
  4. 【請求項4】前記基板が磁気抵抗シールドであることを
    特徴とする、請求項2に記載の磁気抵抗センサ。
  5. 【請求項5】前記交換バイアス層が本質的に酸化ニッケ
    ルから成ることを特徴とする、請求項1に記載の磁気抵
    抗センサ。
  6. 【請求項6】前記第2強磁性層中の非磁性逆平行結合フ
    ィルムが本質的にRuから成ることを特徴とする、請求
    項1に記載の磁気抵抗センサ。
  7. 【請求項7】前記Ruフィルムが約2〜8Åの範囲の厚
    さを有することを特徴とする、請求項6に記載の磁気抵
    抗センサ。
  8. 【請求項8】前記第2強磁性層中の第1と第2の強磁性
    フィルムがCo、Fe、Niおよびそれらの合金から成
    るグループから選択された材料ででき、前記第2強磁性
    層中の非磁性逆平行結合フィルムがRu、Cr、Rh、
    Irおよびそれらの合金から成るグループから選択され
    た材料でできていることを特徴とする、請求項1に記載
    の磁気抵抗センサ。
  9. 【請求項9】前記第2の強磁性層中の第1と第2の強磁
    性フィルムが本質的にコバルトから成ることを特徴とす
    る、請求項8に記載の磁気抵抗センサ。
  10. 【請求項10】前記第2の強磁性層が本質的にゼロの正
    味磁気モーメントを有することを特徴とする、請求項1
    に記載の磁気抵抗センサ。
  11. 【請求項11】前記第2の強磁性層中の第1と第2の強
    磁性フィルムがほぼ同じ厚さを有することを特徴とす
    る、請求項1に記載の磁気抵抗センサ。
  12. 【請求項12】基板と、 前記基板上に形成され、酸化ニッケル(Ni1-xCox
    O(xは0.0〜0.5)、(Fe−Mn)合金および
    Crを含むグループから選択された反強磁性材料の交換
    バイアス層と、 前記交換バイアス層に隣接する積層逆平行ピン止め層で
    あって、前記交換バイアス層に隣接しそれと反強磁性的
    に結合した第1の強磁性フィルムと、第2の強磁性フィ
    ルムと、第1と第2の強磁性フィルムの間にあってそれ
    らと接続する、第1および第2の強磁性フィルムの磁化
    が、相互に逆平行に整列され、印加磁界の存在下で前記
    交換バイアス層によって逆平行にピン止めされたままと
    なるように第1の強磁性フィルムと第2の強磁性フィル
    ムを反強磁性的に結合して、逆平行結合フィルムを備え
    るピン止め層と、 前記積層逆平行ピン止め層の第2の強磁性フィルムに隣
    接した非磁性スペーサ層と、 前記スペーサ層と隣接し、それと接触し、印加磁界の不
    在下で、前記積層逆平行ピン止め層中の第1および第2
    の強磁性フィルムの磁化軸に垂直な、優先磁化軸を有す
    る自由強磁性層とを備えるスピン・バルブ磁気抵抗セン
    サ。
  13. 【請求項13】前記基板と前記交換バイアス層との間に
    配置されたシード層を含むことを特徴とする、請求項1
    2に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。
  14. 【請求項14】前記基板が磁気抵抗シールドであること
    を特徴とする、請求項12に記載のスピン・バルブ磁気
    抵抗センサ。
  15. 【請求項15】前記交換バイアス層が本質的に酸化ニッ
    ケルから成ることを特徴とする、請求項12に記載のス
    ピン・バルブ磁気抵抗センサ。
  16. 【請求項16】前記逆平行結合フィルムが本質的にRu
    から成ることを特徴とする、請求項12に記載のスピン
    ・バルブ磁気抵抗センサ。
  17. 【請求項17】前記Ruフィルムが約2〜8Åの範囲の
    厚さを有することを特徴とする、請求項16に記載のス
    ピン・バルブ磁気抵抗センサ。
  18. 【請求項18】前記積層逆平行ピン止め層中の第1と第
    2の強磁性フィルムがCo、Fe、Niおよびその合金
    から成るグループから選択される材料ででき、前記第2
    の強磁性層中の前記逆平行結合フィルムがRu、Cr、
    Rh、Irおよびその合金から成るグループから選択さ
    れた材料でできていることを特徴とする、請求項12に
    記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。
  19. 【請求項19】前記積層逆平行ピン止め層中の第1と第
    2の強磁性フィルムが本質的にコバルトから成ることを
    特徴とする、請求項18に記載のスピン・バルブ磁気抵
    抗センサ。
  20. 【請求項20】前記積層逆平行ピン止め層が本質的にゼ
    ロの正味磁気モーメントを有することを特徴とする、請
    求項12に記載のスピン・バルブ磁気抵抗センサ。
  21. 【請求項21】前記積層逆平行ピン止め層中の第1と第
    2の強磁性フィルムがほぼ同じ厚さを有することを特徴
    とする、請求項12に記載のスピン・バルブ磁気抵抗セ
    ンサ。
  22. 【請求項22】磁気記録ディスクと、 前記ディスクに接続された、前記ディスクを回転させる
    ためのモータと、 前記ディスク上に磁気的に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備え、前記セ
    ンサが、 酸化ニッケル(Ni1-xCox)O(xは0.0〜0.
    5)、(Fe−Mn)合金およびCrからなるグループ
    から選択された反強磁性材料の交換バイアス層と、 前記交換バイアス層と隣接する積層逆平行ピン止め層で
    あって、前記交換バイアス層に隣接しそれと反強磁性的
    に結合した第1の強磁性フィルムと、第2の強磁性フィ
    ルムと、第1と第2の強磁性フィルムの間にあってそれ
    らと接触する、第1および第2の強磁性フィルムの磁化
    が相互に逆平行に整列され、印加磁界の存在下で前記交
    換バイアス層によって逆平行にピン止めされたままとな
    るように第1および第2の強磁性フィルムを反強磁性的
    に結合するための逆平行結合フィルムとを備えるピン止
    め層と、 前記積層逆平行ピン止め層の第2の強磁性フィルムに隣
    接した非磁性的スペーサ層と、 前記スペーサ層と隣接し、それと接触する自由強磁性層
    とを備え、 さらに、前記センサが取り付けられた基板を有し、前記
    スピン・バルブ磁気抵抗センサを支持するキャリアと、 前記センサが前記ディスク上に磁気的に記録されたデー
    タの異なる領域をアクセスできるように前記キャリアを
    一般に前記ディスクを横切って移動させるアクチュエー
    タと、 前記キャリアを前記ディスクの近くに維持するように前
    記キャリアを前記アクチュエータに接続する手段と、 前記センサに電気的に結合された、前記磁気記録ディス
    クからの磁界に応答して、前記自由強磁性層の磁化軸
    が、前記積層逆平行ピン止め層中の逆平行に結合された
    第1と第2の強磁性フィルムの固定された磁化に対して
    回転することによって生じる前記センサの抵抗の変化を
    検出する手段と、 前記モータおよび前記アクチュエータを支持する手段と
    を備える磁気記録ディスク・ドライブ。
  23. 【請求項23】前記キャリアの基板と前記交換バイアス
    層との間に配置されたシード層を含むことを特徴とす
    る、請求項22に記載のディスク・ドライブ。
  24. 【請求項24】前記基板が磁気抵抗シールドであり、前
    記交換バイアス層がそのシールド上に形成されることを
    特徴とする、請求項22に記載のディスク・ドライブ。
  25. 【請求項25】前記交換バイアス層が本質的に酸化ニッ
    ケルから成ることを特徴とする、請求項22に記載のデ
    ィスク・ドライブ。
  26. 【請求項26】前記逆平行結合フィルムが本質的にRu
    から成ることを特徴とする、請求項22に記載のディス
    ク・ドライブ。
  27. 【請求項27】前記Ruフィルムが約2〜8Åの範囲の
    厚さを有することを特徴とする、請求項26に記載のデ
    ィスク・ドライブ。
  28. 【請求項28】前記積層逆平行ピン止め層中の第1と第
    2の強磁性フィルムがCo、Fe、Niおよびそれらの
    合金から成るグループから選択された材料ででき、前記
    積層逆平行ピン止め層中の前記非磁性逆平行結合フィル
    ムがRu、Cr、Rh、Irおよびそれらの合金から成
    るグループから選択された材料でできていることを特徴
    とする、請求項22に記載のディスク・ドライブ。
  29. 【請求項29】前記積層逆平行ピン止め層中の前記第1
    と第2の強磁性フィルムが本質的にコバルトから成るこ
    とを特徴とする、請求項28に記載のディスク・ドライ
    ブ。
  30. 【請求項30】前記積層逆平行ピン止め層が本質的にゼ
    ロの正味磁気モーメントを有することを特徴とする、請
    求項22に記載のディスク・ドライブ。
  31. 【請求項31】前記積層逆平行ピン止め層中の前記第1
    と第2の強磁性フィルムがほぼ同じ厚さを有することを
    特徴とする、請求項22に記載のディスク・ドライブ。
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