JPH1021513A - 磁気抵抗型変換デバイス - Google Patents
磁気抵抗型変換デバイスInfo
- Publication number
- JPH1021513A JPH1021513A JP36007696A JP36007696A JPH1021513A JP H1021513 A JPH1021513 A JP H1021513A JP 36007696 A JP36007696 A JP 36007696A JP 36007696 A JP36007696 A JP 36007696A JP H1021513 A JPH1021513 A JP H1021513A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- sensor
- magnetoresistive
- layer
- spin valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- 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
- G11B5/3903—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 using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- 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
- G11B5/3903—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 using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3967—Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 磁気抵抗型変換デバイスは、複数のスピンバ
ルブを使用する巨大磁気抵抗型センサを有し、センス電
流がセンサの中を該センサの平曲に対して垂直な向きに
流れる。スピンバルブセンサは、非磁性スペーサ層によ
り交互に配置された構造となる。 【効果】 ＣＩＰモードのＭＲ素子におけるエレクトロ
マイグレーションの問題が解消される。記録媒体上のデ
ータトラックに対して位置を自已調整するセンサが得ら
れる。
ルブを使用する巨大磁気抵抗型センサを有し、センス電
流がセンサの中を該センサの平曲に対して垂直な向きに
流れる。スピンバルブセンサは、非磁性スペーサ層によ
り交互に配置された構造となる。 【効果】 ＣＩＰモードのＭＲ素子におけるエレクトロ
マイグレーションの問題が解消される。記録媒体上のデ
ータトラックに対して位置を自已調整するセンサが得ら
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気抵抗型（ＭＲ）
変換器に関し、特に複数のスピンバルブ要素を使用する
ＭＲ変換器に関する。
変換器に関し、特に複数のスピンバルブ要素を使用する
ＭＲ変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】本願発明に関連する先行技術として、本
願と同じ出願人に譲渡された１９９４年１１月１４日付
け米国特許出願番号第０８／３３７，８７８号明細書に
は、磁気バイアスを有する巨大磁気抵抗型（ＧＭＲ）素
子を使用し、かつ該ＧＭＲ素子の平面に対して垂直な流
れ（ＣＰＰモード）のセンス電流を利用する変換器が開
示されている。
願と同じ出願人に譲渡された１９９４年１１月１４日付
け米国特許出願番号第０８／３３７，８７８号明細書に
は、磁気バイアスを有する巨大磁気抵抗型（ＧＭＲ）素
子を使用し、かつ該ＧＭＲ素子の平面に対して垂直な流
れ（ＣＰＰモード）のセンス電流を利用する変換器が開
示されている。
【０００３】従来技術によれば、非常に高い線記録密度
で磁化面からデータを読み取ることができる、ＭＲセン
サ又はヘッドと呼ばれる型式の磁気変換器が知られてい
る。ＭＲセンサは、磁界信号を磁気読出し素子の抵抗変
化から、該素子により感知される磁束信号の大きさ及び
方向の関数として検出する。
で磁化面からデータを読み取ることができる、ＭＲセン
サ又はヘッドと呼ばれる型式の磁気変換器が知られてい
る。ＭＲセンサは、磁界信号を磁気読出し素子の抵抗変
化から、該素子により感知される磁束信号の大きさ及び
方向の関数として検出する。
【０００４】書込み動作は、１対の離隔された磁極要素
を用いて電磁誘導的に実行される。これら書込み磁極要
素は磁路を形成し、かつ後方結合領域において互いに接
触しつつ、磁極先端領域に非磁性変換ギャップを画定す
る。この変換ギャップは、例えば磁気ディスクのような
隣接する記録媒体の表面に近接して浮動するように配置
される。
を用いて電磁誘導的に実行される。これら書込み磁極要
素は磁路を形成し、かつ後方結合領域において互いに接
触しつつ、磁極先端領域に非磁性変換ギャップを画定す
る。この変換ギャップは、例えば磁気ディスクのような
隣接する記録媒体の表面に近接して浮動するように配置
される。
【０００５】これら従来のＭＲセンサの中には、センサ
の抵抗の成分が磁化の向きと電流の流れる方向とがなす
角度のコサインの２乗として変化する、異方性磁気抵抗
（ＡＭＲ）効果に基づいて動作するものがある。このＡ
ＭＲ効果が、磁気素子の抵抗に比較的小さい割合の変化
を生じさせるとしても、これらＭＲセンサは、ＡＭＲ効
果の結果として機能する。
の抵抗の成分が磁化の向きと電流の流れる方向とがなす
角度のコサインの２乗として変化する、異方性磁気抵抗
（ＡＭＲ）効果に基づいて動作するものがある。このＡ
ＭＲ効果が、磁気素子の抵抗に比較的小さい割合の変化
を生じさせるとしても、これらＭＲセンサは、ＡＭＲ効
果の結果として機能する。
【０００６】ＭＲセンサの別のタイプは、結合していな
い２つの強磁性層間の抵抗が、前記２層の磁化の向きが
なす角度のコサインとして変化し、かつ電流の流れの向
きに無関係であることで区別されている。このメカニズ
ムは、選択した材料の組合せについて、ＡＭＲ効果より
も大きい磁気抵抗効果を生じさせ、これは「スピンバル
ブ」（ＳＶ）磁気抵抗効果と呼ばれている。
い２つの強磁性層間の抵抗が、前記２層の磁化の向きが
なす角度のコサインとして変化し、かつ電流の流れの向
きに無関係であることで区別されている。このメカニズ
ムは、選択した材料の組合せについて、ＡＭＲ効果より
も大きい磁気抵抗効果を生じさせ、これは「スピンバル
ブ」（ＳＶ）磁気抵抗効果と呼ばれている。
【０００７】ツァン（Ｔｓａｎｇ）他による論文「Ｄｅ
ｓｉｇｎ，Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄ Ｔｅｓｔｉ
ｎｇ ｏｆ Ｓｐｉｎ、Ｖａｌｖｅ Ｒｅａｄ Ｈｅａ
ｄｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｒｅｃｏｒ
ｄｉｎｇ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ Ｏ
ｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ、１９９４年１１月発行、第３
８０１〜３８０６頁には、第１強磁性層がその磁化配向
（ｍａｇｎｅｔｉｃｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）の向きに
固定され、即ち「ピン止め」され、かつ前記第１層から
分離された第２強磁性層の磁気モーメントが、感知され
る信号の磁界に応答して自由に回転するＳＶ構造が記載
されている。
ｓｉｇｎ，Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄ Ｔｅｓｔｉ
ｎｇ ｏｆ Ｓｐｉｎ、Ｖａｌｖｅ Ｒｅａｄ Ｈｅａ
ｄｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｒｅｃｏｒ
ｄｉｎｇ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ Ｏ
ｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ、１９９４年１１月発行、第３
８０１〜３８０６頁には、第１強磁性層がその磁化配向
（ｍａｇｎｅｔｉｃｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）の向きに
固定され、即ち「ピン止め」され、かつ前記第１層から
分離された第２強磁性層の磁気モーメントが、感知され
る信号の磁界に応答して自由に回転するＳＶ構造が記載
されている。
【０００８】ディエニ（Ｄｉｅｎｙ）他による米国特許
第５，１５９，５１３号明細書には、基板上に形成され
た積層構造からなり、かつ非磁性金属材料の薄膜層で分
離された磁性材料の第１及び第２薄膜層からなるＳＶセ
ンサが開示されている。印加磁界ゼロにおける前記第１
強磁性層の磁化の向きは、所定位置に固定された即ちピ
ン止めされた前記第２強磁性層の磁化の向きに対して実
質的に直角に設定される。前記センサの中に電流の流れ
が生じ、かつ感知される磁界の関数として強磁性材料の
前記第１層における磁化の向きの回転により生じる抵抗
変化による、ＭＲセンサにおける電圧の変化が検出され
る。
第５，１５９，５１３号明細書には、基板上に形成され
た積層構造からなり、かつ非磁性金属材料の薄膜層で分
離された磁性材料の第１及び第２薄膜層からなるＳＶセ
ンサが開示されている。印加磁界ゼロにおける前記第１
強磁性層の磁化の向きは、所定位置に固定された即ちピ
ン止めされた前記第２強磁性層の磁化の向きに対して実
質的に直角に設定される。前記センサの中に電流の流れ
が生じ、かつ感知される磁界の関数として強磁性材料の
前記第１層における磁化の向きの回転により生じる抵抗
変化による、ＭＲセンサにおける電圧の変化が検出され
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】多くのＭＲヘッドの場
合、ＭＲ素子が１対の磁気シールドから電気的に絶縁さ
れ、かつ１組の別個の導体がＭＲ素子の一方の曲上に設
けられて、ＭＲ素子の中を基準電流が所謂平面内電流
（ｃｕｒｒｅｎｔ−ｉｎ ｔｈｅ−ｐｌａｎｅ）（ＣＩ
Ｐ）モードで流れる。このＣＩＰモードは、エレクトロ
マイグレーションによるショートのような問題を生じる
虞があり、かつ更に、ＣＩＰモードのＭＲ素子は比較的
寸法が大きく、かつその複雑な構造のために大量生産す
るに高価である。
合、ＭＲ素子が１対の磁気シールドから電気的に絶縁さ
れ、かつ１組の別個の導体がＭＲ素子の一方の曲上に設
けられて、ＭＲ素子の中を基準電流が所謂平面内電流
（ｃｕｒｒｅｎｔ−ｉｎ ｔｈｅ−ｐｌａｎｅ）（ＣＩ
Ｐ）モードで流れる。このＣＩＰモードは、エレクトロ
マイグレーションによるショートのような問題を生じる
虞があり、かつ更に、ＣＩＰモードのＭＲ素子は比較的
寸法が大きく、かつその複雑な構造のために大量生産す
るに高価である。
【００１０】ＣＩＰモードのＭＲヘッドに代わるものと
して、センス電流がＭＲ素子の中を該ＭＲ素子の平面に
対して垂直な向きに流れる（ＣＰＰ）タイプのＭＲセン
サが使用されている。このＣＰＰモードのヘッドは、Ｃ
ＰＰヘッドにより生成される読出し信号が基本的に信号
のトラック幅に依存しないという事実を含めて、ＣＩＰ
モードのヘッドに対して多くの利点を有する。巨大磁気
抵抗型（ＧＭＲ）センサにおけるこのようなＣＰＰモー
ドのＭＲセンサの一例が、ロットメイヤー（Ｒｏｔｔｍ
ａｙｅｒ）他による論文「Ａ Ｎｅｗ Ｄｅｓｉｇｎ
Ｆｏｒ ＡｎＵｌｔｒａ−Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ
Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｈｅａｄ Ｕ
ｓｉｎｇ Ａ ＧＭＲ Ｓｅｎｓｏｒ Ｉｎ Ｔｈｅ
ＣＰＰＭｏｄｅ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓ ＯｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ、Ｖｏｌｕｍｅ ３１、Ｎ
ｏ．６、２５９７、１９９５年１１月発行に記載されて
いる。
して、センス電流がＭＲ素子の中を該ＭＲ素子の平面に
対して垂直な向きに流れる（ＣＰＰ）タイプのＭＲセン
サが使用されている。このＣＰＰモードのヘッドは、Ｃ
ＰＰヘッドにより生成される読出し信号が基本的に信号
のトラック幅に依存しないという事実を含めて、ＣＩＰ
モードのヘッドに対して多くの利点を有する。巨大磁気
抵抗型（ＧＭＲ）センサにおけるこのようなＣＰＰモー
ドのＭＲセンサの一例が、ロットメイヤー（Ｒｏｔｔｍ
ａｙｅｒ）他による論文「Ａ Ｎｅｗ Ｄｅｓｉｇｎ
Ｆｏｒ ＡｎＵｌｔｒａ−Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ
Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｈｅａｄ Ｕ
ｓｉｎｇ Ａ ＧＭＲ Ｓｅｎｓｏｒ Ｉｎ Ｔｈｅ
ＣＰＰＭｏｄｅ」、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓ ＯｎＭａｇｎｅｔｉｃｓ、Ｖｏｌｕｍｅ ３１、Ｎ
ｏ．６、２５９７、１９９５年１１月発行に記載されて
いる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
ＳＶ素子を使用するＭＲセンサが提供される。前記ＳＶ
素子は、１対の離隔された導体間の構造内に配置され、
前記導体間をセンス電流が流れて、ＣＰＰモードで前記
ＳＶ素子の動作を生じさせる。本発明の変換器構造によ
り、記録媒体上のデータトラックに対して位置を自己調
整するセンサが得られる。
ＳＶ素子を使用するＭＲセンサが提供される。前記ＳＶ
素子は、１対の離隔された導体間の構造内に配置され、
前記導体間をセンス電流が流れて、ＣＰＰモードで前記
ＳＶ素子の動作を生じさせる。本発明の変換器構造によ
り、記録媒体上のデータトラックに対して位置を自己調
整するセンサが得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、ヘッド構造１０
０と、ヘッド構造１００に関してＺ方向（＋Ｚ又は−
Ｚ）に沿って移動する磁気媒体５０とを示している。ヘ
ッド構造１００は、磁気媒体５０からＸ方向に空気力学
的に画定される浮上高さＨだけ離隔されている。ヘッド
構造１００を磁気媒体５０の遷移領域が通過すると、ヘ
ッド構造１００の磁気抵抗部分１２３が、磁束即ちフリ
ンジ磁界（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ）を検出して、そ
の抵抗を変化させることにより応答する。セラミックの
ような磁気的に非伝導性の材料で形成されたスライダ形
状の基板１１０が、ヘッド構造１００のバルク部分を形
成し、かつ空気力学的浮上力を与える。
０と、ヘッド構造１００に関してＺ方向（＋Ｚ又は−
Ｚ）に沿って移動する磁気媒体５０とを示している。ヘ
ッド構造１００は、磁気媒体５０からＸ方向に空気力学
的に画定される浮上高さＨだけ離隔されている。ヘッド
構造１００を磁気媒体５０の遷移領域が通過すると、ヘ
ッド構造１００の磁気抵抗部分１２３が、磁束即ちフリ
ンジ磁界（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ）を検出して、そ
の抵抗を変化させることにより応答する。セラミックの
ような磁気的に非伝導性の材料で形成されたスライダ形
状の基板１１０が、ヘッド構造１００のバルク部分を形
成し、かつ空気力学的浮上力を与える。
【００１３】基板１１０は、Ｘ方向に延長する概ね平坦
な上面１１１と、Ｚ方向に延長するように上面１１１に
対して概ね直角に切断された媒体対向側面１１５とを有
する。磁気的かつ電気的な伝導性を有する材料（ＥＣ／
ＭＣ材料）で形成された第１磁極（ポール）／シールド
層１２１が、基板上面１１１上に適合させて前端縁部１
１３に向けて延長するように形成されている。第１磁極
／シールド層１２１の材料は、パーマロイのようなニッ
ケル−鉄組成、又は高透磁率を有する強磁性材料とする
ことができる。第１磁極／シールド層１２１のＺ方向厚
さは、１〜４μｍの範囲内にあると好都合である。
な上面１１１と、Ｚ方向に延長するように上面１１１に
対して概ね直角に切断された媒体対向側面１１５とを有
する。磁気的かつ電気的な伝導性を有する材料（ＥＣ／
ＭＣ材料）で形成された第１磁極（ポール）／シールド
層１２１が、基板上面１１１上に適合させて前端縁部１
１３に向けて延長するように形成されている。第１磁極
／シールド層１２１の材料は、パーマロイのようなニッ
ケル−鉄組成、又は高透磁率を有する強磁性材料とする
ことができる。第１磁極／シールド層１２１のＺ方向厚
さは、１〜４μｍの範囲内にあると好都合である。
【００１４】電気的な伝導性を有するが磁気的には非伝
導性の材料（ＥＣ／ＭＮ材料）で形成された第１導体即
ち接点要素（ｃｏｎｔａｃｔ ｅｌｅｍｅｎｔ）１２２
が、磁極／シールド層１２１の前方部分の上に、基板の
前端縁部１１３近傍に形成されている。第１接点要素１
２２は、例えば、銅、金、銀、及びこれら金属の合金か
らなる群から選択されたＥＣ／ＭＮ材料のいずれか又は
組合せで構成することができる。第１接点要素１２２の
Ｚ方向厚さは、２００Å〜２０００Åの範囲内であると
好都合である。
導性の材料（ＥＣ／ＭＮ材料）で形成された第１導体即
ち接点要素（ｃｏｎｔａｃｔ ｅｌｅｍｅｎｔ）１２２
が、磁極／シールド層１２１の前方部分の上に、基板の
前端縁部１１３近傍に形成されている。第１接点要素１
２２は、例えば、銅、金、銀、及びこれら金属の合金か
らなる群から選択されたＥＣ／ＭＮ材料のいずれか又は
組合せで構成することができる。第１接点要素１２２の
Ｚ方向厚さは、２００Å〜２０００Åの範囲内であると
好都合である。
【００１５】図２、図３Ａ及び図３Ｂにより詳細に示す
ように、第１接点要素１２２の上にＭＲ素子１２３が形
成されている。公知のように、このようなＭＲ素子１２
３の電気抵抗は、時間で変動する磁束に曝されると変化
する。誘導型（インダクティブ）変換器と異なり、ＭＲ
素子は、磁化遷移の変化の速度よりもむしろ磁化遷移の
大きさに対して感度を有する。これによりＭＲ素子は、
磁気媒体の速度の変化に対する感度不感のように、誘導
型変換器に対していつくかの利点を有する。ＭＲ素子１
２３のＺ方向全体の厚さは、５０Å〜２０００Åの範囲
内であると好都合である。
ように、第１接点要素１２２の上にＭＲ素子１２３が形
成されている。公知のように、このようなＭＲ素子１２
３の電気抵抗は、時間で変動する磁束に曝されると変化
する。誘導型（インダクティブ）変換器と異なり、ＭＲ
素子は、磁化遷移の変化の速度よりもむしろ磁化遷移の
大きさに対して感度を有する。これによりＭＲ素子は、
磁気媒体の速度の変化に対する感度不感のように、誘導
型変換器に対していつくかの利点を有する。ＭＲ素子１
２３のＺ方向全体の厚さは、５０Å〜２０００Åの範囲
内であると好都合である。
【００１６】第１接点要素１２２の材料と同一又は等価
の材料であるＥＣ／ＭＮ材料で形成された第２接点要素
１２４が、ＭＲ素子１２３上に形成されている。第２コ
ンタクト素子１２４のＺ方向厚さは、第１接点要素１２
２と実質的に同一である。第１磁極／シールド層１２１
の材料と同じ又は等価のＥＣ／ＭＣ材料で形成された第
２磁極／シールド層１２５が、第２接点要素１２４上に
形成されている。第２磁極／シールド層１２５のＺ方向
厚さは、第１磁極／シールド層１２１と実質的に同一又
はそれより大きい。
の材料であるＥＣ／ＭＮ材料で形成された第２接点要素
１２４が、ＭＲ素子１２３上に形成されている。第２コ
ンタクト素子１２４のＺ方向厚さは、第１接点要素１２
２と実質的に同一である。第１磁極／シールド層１２１
の材料と同じ又は等価のＥＣ／ＭＣ材料で形成された第
２磁極／シールド層１２５が、第２接点要素１２４上に
形成されている。第２磁極／シールド層１２５のＺ方向
厚さは、第１磁極／シールド層１２１と実質的に同一又
はそれより大きい。
【００１７】第１及び第２磁極／シールド層１２１、１
２５は、サンドイッチ構造の要素１２２〜１２４を越え
て＋Ｘ方向に延長し、バックギャップ１３０を画定す
る。バックギャップ１３０は、少なくとも電気的に非伝
導性である材料（ＥＮ／ＭＸ材料）で、より好適には、
Ａｌ２Ｏ３のような磁気的及び電気的に非伝導性（ＥＮ
／ＭＮ）の材料又はハードベークされたレジストで充填
されている。第１磁極／シールド層１２１の上面と第２
磁極／シールド層１２５の下面間の前端縁部１１３にお
ける間隔が、先端ギャップＧを画定している（図２）。
先端ギャップＧの寸法は、第１接点要素１２２、ＭＲ素
子１２３及び第２接点要素１２４のＺ方向厚さの合計に
より画定される。各要素１２２〜１２４のＸ方向幅は、
好適には０．２〜０．４μｍである。
２５は、サンドイッチ構造の要素１２２〜１２４を越え
て＋Ｘ方向に延長し、バックギャップ１３０を画定す
る。バックギャップ１３０は、少なくとも電気的に非伝
導性である材料（ＥＮ／ＭＸ材料）で、より好適には、
Ａｌ２Ｏ３のような磁気的及び電気的に非伝導性（ＥＮ
／ＭＮ）の材料又はハードベークされたレジストで充填
されている。第１磁極／シールド層１２１の上面と第２
磁極／シールド層１２５の下面間の前端縁部１１３にお
ける間隔が、先端ギャップＧを画定している（図２）。
先端ギャップＧの寸法は、第１接点要素１２２、ＭＲ素
子１２３及び第２接点要素１２４のＺ方向厚さの合計に
より画定される。各要素１２２〜１２４のＸ方向幅は、
好適には０．２〜０．４μｍである。
【００１８】符号１４１〜１４４で示される導電性の巻
線要素を有する平面的な書込みコイル１４０が、バック
ギャップ１３０を中心に形成され、かつＥＮ／ＭＮ充填
・平面化構造により第１及び第２磁極／シールド層１２
１、１２５から電気的に絶縁されている。書込み回路１
５０がコイル１４０の両端に接続され、書込みモードで
は、バックギャップ１３０の前方側に配置された巻線要
素１４１〜１４２の中を第１の方向に流れる電流ＩＷを
送り出し、かつバックギャップ１３０の後方側に配置さ
れた巻線要素１４３〜１４４の中を反対側の第２方向に
流れる電流を送り出し、それにより前記先端ギャップ及
びバックギャップの中に磁束の流れを生じさせる。書込
み動作では、前記先端ギャップにおける磁束の流れの変
化が、磁気媒体５０に磁化の向きが異なる磁化領域を生
じさせる。
線要素を有する平面的な書込みコイル１４０が、バック
ギャップ１３０を中心に形成され、かつＥＮ／ＭＮ充填
・平面化構造により第１及び第２磁極／シールド層１２
１、１２５から電気的に絶縁されている。書込み回路１
５０がコイル１４０の両端に接続され、書込みモードで
は、バックギャップ１３０の前方側に配置された巻線要
素１４１〜１４２の中を第１の方向に流れる電流ＩＷを
送り出し、かつバックギャップ１３０の後方側に配置さ
れた巻線要素１４３〜１４４の中を反対側の第２方向に
流れる電流を送り出し、それにより前記先端ギャップ及
びバックギャップの中に磁束の流れを生じさせる。書込
み動作では、前記先端ギャップにおける磁束の流れの変
化が、磁気媒体５０に磁化の向きが異なる磁化領域を生
じさせる。
【００１９】読出し回路１６０が第１及び第２磁極／シ
ールド層１２１、１２５の対向する後端部に接続され、
読出しモードでは、サンドイッチ構造の要素１２２、１
２３、１２４の中をＺ方向に流れるセンス電流ＩＲを送
り出す。読出しセンス電流ＩＲは、ＭＲ素子１２３の中
を垂直に流れ、それにより上述したＣＩＰのエレクトロ
マイグレーションの問題が回避される。
ールド層１２１、１２５の対向する後端部に接続され、
読出しモードでは、サンドイッチ構造の要素１２２、１
２３、１２４の中をＺ方向に流れるセンス電流ＩＲを送
り出す。読出しセンス電流ＩＲは、ＭＲ素子１２３の中
を垂直に流れ、それにより上述したＣＩＰのエレクトロ
マイグレーションの問題が回避される。
【００２０】図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれリードバッ
ク・センサ構造（図３Ａ）と該リードバック構造内の通
常のスピンバルブ構造（図３Ｂ）とを詳細に示してい
る。図３Ａでは、導体１２４、１２２が前記スピンバル
ブ構造の上側及び下側に配置された形で示されている。
この構造は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ又はこれらの類似物のよ
うな適当な非磁性材料のスペーサ１９１、１９２、１９
３で分離された複数のスピンバルブ要素１８１、１
８２、１８３、１８４を有する。使用されるスピンバル
ブセンサの数は、変換ギャップにおけるスペースの制限
と製造の複雑さとに依存する。図３Ａに示されるような
センサの数は単なる例示であり、本発明を制限するもの
ではない。
ク・センサ構造（図３Ａ）と該リードバック構造内の通
常のスピンバルブ構造（図３Ｂ）とを詳細に示してい
る。図３Ａでは、導体１２４、１２２が前記スピンバル
ブ構造の上側及び下側に配置された形で示されている。
この構造は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ又はこれらの類似物のよ
うな適当な非磁性材料のスペーサ１９１、１９２、１９
３で分離された複数のスピンバルブ要素１８１、１
８２、１８３、１８４を有する。使用されるスピンバル
ブセンサの数は、変換ギャップにおけるスペースの制限
と製造の複雑さとに依存する。図３Ａに示されるような
センサの数は単なる例示であり、本発明を制限するもの
ではない。
【００２１】一般的なスピンバルブの構造が図３Ｂに示
されており、ＮｉＦｅ又はＮｉＦｅＣｏのような適当な
磁性材料からなる自由層２０を備える。Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ又はこれらの類似物のようなスペーサ層２１が自由層
２０の上に配置され、かつその上にＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ
Ｃｏ、Ｃｏ、又はこれらの類似物のような適当な磁性材
料からなる磁性層２２がピン止めされている。磁性層２
２の上には、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＴｂＣｏ、又はこれ
らの類似物からなる交換バイアス層２３が設けられてい
る。
されており、ＮｉＦｅ又はＮｉＦｅＣｏのような適当な
磁性材料からなる自由層２０を備える。Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ又はこれらの類似物のようなスペーサ層２１が自由層
２０の上に配置され、かつその上にＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ
Ｃｏ、Ｃｏ、又はこれらの類似物のような適当な磁性材
料からなる磁性層２２がピン止めされている。磁性層２
２の上には、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＴｂＣｏ、又はこれ
らの類似物からなる交換バイアス層２３が設けられてい
る。
【００２２】図４は、前記スピンバルブ構造の動作を示
しており、矢印２２′が磁気的にピン止めされた磁性層
２２の磁化の向きを表すのに対し、矢印２０′及びそれ
に関連する破線が、前記磁気媒体からの磁界の変化に応
答する自由層２０の磁化の向きの動きを示している。
しており、矢印２２′が磁気的にピン止めされた磁性層
２２の磁化の向きを表すのに対し、矢印２０′及びそれ
に関連する破線が、前記磁気媒体からの磁界の変化に応
答する自由層２０の磁化の向きの動きを示している。
【図１】本発明による変換器を側方から見た部分断面図
である。
である。
【図２】変換器の読出し部分を詳細に示す図１の２−２
線における矢視図である。
線における矢視図である。
【図３】Ａ図は、スピンバルブ及び隣接する導体要素を
含む変換器の読出し部分を詳細に示す断面図、図Ｂは一
般的なスピンバルブの構造を示す断面図である。
含む変換器の読出し部分を詳細に示す断面図、図Ｂは一
般的なスピンバルブの構造を示す断面図である。
【図４】スピンバルブセンサにおける磁化の向きの回転
を示す図である。
を示す図である。
１９１、１９２、１９３ スペーサ １８１、１８２、１８３、１８４ スピンバルブ要素 ２０ 自由層 ２０′、２２′ 矢印 ２１ スペーサ層 ２２ 磁性層 ２３ 交換バイアス層 ５０ 磁気媒体 １００ ヘッド構造 １１０ 基板 １１１ 上面 １１３ 前端縁部 １１５ 媒体対向側面 １２１ 第１磁極／シールド層 １２２ 第１接点要素 １２３ ＭＲ素子 １２４ 第２接点要素 １２５ 第２磁極／シールド層 １３０ バックギャップ １４０ 書込みコイル １４１〜１４４ 巻線要素 １５０ 書込み回路 １６０ 読出し回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フワーチン・トン アメリカ合衆国・カリフォルニア州・ 95120，サン・ノゼ，ジョスリン・ドライ ブ・7184
Claims (5)
- 【請求項１】 複数のスピンバルブ要素を有し、前記各
スピンバルブ要素が自由磁性層と、非磁性層により前記
自由磁性層から分離されたピン止め磁性層とからなる磁
気抵抗型センサと、 前記磁気抵抗型センサと接触し、センス電流を前記セン
サに、該センス電流が前記センサの中を該センサの平面
に垂直な向きに流れるように供給するための導電手段と
を備えることを特徴とする磁気抵抗型変換デバイス。 - 【請求項２】 前記導電手段が、前記磁気抵抗型センサ
の両側に配置され、かつそれと磁気結合して変換ギャッ
プを形成する１対の磁極／シールド層を有することを特
徴とする請求項１記載の磁気抵抗型変換デバイス。 - 【請求項３】 前記スピンバルブ要素の数が前記変換ギ
ャップの大きさに比例することを特徴とする請求項２記
載の磁気抵抗型変換デバイス。 - 【請求項４】 書込み磁束を供給するために前記磁極／
シールド層に磁気結合する書込みコイル手段を備えるこ
とを特徴とする請求項２記載の磁気抵抗型変換デバイ
ス。 - 【請求項５】 前記スピンバルブ要素が１対の導電層の
間に配置され、かつ前記導電層が前記磁極／シールド層
の間に配置されていることを特徴とする請求項２記載の
磁気抵抗型変換デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US58066195A | 1995-12-29 | 1995-12-29 | |
| US08/580,661 | 1995-12-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1021513A true JPH1021513A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=24322005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36007696A Pending JPH1021513A (ja) | 1995-12-29 | 1996-12-28 | 磁気抵抗型変換デバイス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0782129A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1021513A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6995960B2 (en) | 2000-09-21 | 2006-02-07 | Fujitsu Limited | Spin valve magnetoresistive sensor having CPP structure |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6084752A (en) * | 1996-02-22 | 2000-07-04 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin film magnetic head |
| FR2769400B1 (fr) * | 1997-10-06 | 2000-01-28 | Silmag Sa | Tete magnetique de lecture a element magnetoresistant |
| FR2769399B1 (fr) * | 1997-10-06 | 2000-01-28 | Silmag Sa | Tete magnetique avec une partie lecture et une partie ecriture |
| US5898548A (en) * | 1997-10-24 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Shielded magnetic tunnel junction magnetoresistive read head |
| US5901018A (en) * | 1997-10-24 | 1999-05-04 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction magnetoresistive read head with sensing layer as rear flux guide |
| JP2002025018A (ja) | 2000-07-10 | 2002-01-25 | Tdk Corp | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5446613A (en) * | 1994-02-28 | 1995-08-29 | Read-Rite Corporation | Magnetic head assembly with MR sensor |
| KR960702659A (ko) * | 1994-03-25 | 1996-04-27 | 에프. 제이. 스미트 | 자기-저항 장치, 및 상기 장치로 구성된 자기헤드(Magneto-resistive device, and magnetic head comprising such a device) |
| JPH07296340A (ja) * | 1994-04-26 | 1995-11-10 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 磁気抵抗効果素子およびその素子を使用した薄膜磁気ヘッド |
| US5576914A (en) * | 1994-11-14 | 1996-11-19 | Read-Rite Corporation | Compact read/write head having biased GMR element |
-
1996
- 1996-12-04 EP EP96119480A patent/EP0782129A3/en not_active Withdrawn
- 1996-12-28 JP JP36007696A patent/JPH1021513A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6995960B2 (en) | 2000-09-21 | 2006-02-07 | Fujitsu Limited | Spin valve magnetoresistive sensor having CPP structure |
| US7116533B2 (en) | 2000-09-21 | 2006-10-03 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0782129A3 (en) | 1998-12-09 |
| EP0782129A2 (en) | 1997-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6137662A (en) | Magnetoresistive sensor with pinned SAL | |
| US6185077B1 (en) | Spin valve sensor with antiferromagnetic and magnetostatically coupled pinning structure | |
| US6801411B1 (en) | Dual stripe spin valve sensor without antiferromagnetic pinning layer | |
| KR100267438B1 (ko) | 자기 저항 스핀 밸브 판독 센서 및 그를 포함한 자기 헤드 및자기 디스크 드라이브 | |
| CN109690338B (zh) | 使用逆自旋霍尔效应的磁传感器 | |
| US5301079A (en) | Current biased magnetoresistive spin valve sensor | |
| US5627704A (en) | Thin film giant magnetoresistive CPP transducer with flux guide yoke structure | |
| EP0911810B1 (en) | Magnetic tunnel junction devices | |
| JP2866608B2 (ja) | ヨーク型スピン・バルブｍｒ読取りヘッド | |
| JP3300291B2 (ja) | シールド型磁気トンネル接合磁気抵抗読取りヘッド及びアセンブリ | |
| US5739990A (en) | Spin-valve GMR sensor with inbound exchange stabilization | |
| US5818685A (en) | CIP GMR sensor coupled to biasing magnet with spacer therebetween | |
| JP3657916B2 (ja) | 磁気抵抗効果ヘッドおよび垂直磁気記録再生装置 | |
| US6591481B2 (en) | Method of manufacturing magnetoresistive device and method of manufacturing thin-film magnetic head | |
| EP0797187A2 (en) | Spin valve magnetoresistive transducers having permanent magnets | |
| US8000065B2 (en) | Magnetoresistive element and thin-film magnetic head | |
| US20030026049A1 (en) | GMR magnetic transducer with nano-oxide exchange coupled free layers | |
| JPH10283615A (ja) | 磁気抵抗型変換器 | |
| US20090190271A1 (en) | Magnetoresistive element and magnetic head | |
| US6657826B2 (en) | Magnetoresistive device and method of manufacturing same, thin-film magnetic head and method of manufacturing same, head gimbal assembly and hard disk drive | |
| JP3708033B2 (ja) | Ｃｐｐ磁気抵抗効果型再生ヘッド、ｃｐｐ巨大磁気抵抗効果型再生ヘッドおよびバイアス磁界印加方法 | |
| JP4282249B2 (ja) | 磁気抵抗効果型素子およびそれを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置ならびに磁気ディスク装置 | |
| JP2004164836A (ja) | 逆平行結合された導線／センサ重複領域を有する磁気抵抗センサ | |
| JPH07262533A (ja) | エッジ・バイアス式磁気抵抗センサ | |
| JPH1021513A (ja) | 磁気抵抗型変換デバイス |