JPH11213349A - 磁束ガイドとしての検知層を備える磁気トンネル接合磁気抵抗読取りヘッド - Google Patents
磁束ガイドとしての検知層を備える磁気トンネル接合磁気抵抗読取りヘッドInfo
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- JPH11213349A JPH11213349A JP10288999A JP28899998A JPH11213349A JP H11213349 A JPH11213349 A JP H11213349A JP 10288999 A JP10288999 A JP 10288999A JP 28899998 A JP28899998 A JP 28899998A JP H11213349 A JPH11213349 A JP H11213349A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 検知面において露出したＭＴＪ層の縁部を有
することに伴う問題が生じない磁気記録システム用のＭ
ＴＪ ＭＲ読取りヘッドを提供する。 【解決手段】 磁気記録システム用の磁気トンネル接合
ＭＴＪ磁気抵抗読取りヘッドが、磁束を磁気記録媒体か
らトンネル接合に向ける磁束ガイドとしても機能するＭ
ＴＪ検知または自由強磁性層１３２を有する。ＭＴＪ固
定強磁性層１１８は、ヘッドの検知面から後退した前面
縁部を有する。固定強磁性層と自由強磁性層は両方とも
ＭＴＪトンネル障壁層１２０の相反する面に接触してい
るが、自由強磁性層は、トンネル障壁層と固定強磁性層
のうちいずれか背面縁部が検知面に近い方の層の背面縁
部を越えて延びている。固定強磁性層の磁化方向は、好
ましくは反強磁性層との界面交換結合によって、検知面
に対して、したがって磁気記録媒体に対してほぼ垂直の
方向１１９に固定される。
することに伴う問題が生じない磁気記録システム用のＭ
ＴＪ ＭＲ読取りヘッドを提供する。 【解決手段】 磁気記録システム用の磁気トンネル接合
ＭＴＪ磁気抵抗読取りヘッドが、磁束を磁気記録媒体か
らトンネル接合に向ける磁束ガイドとしても機能するＭ
ＴＪ検知または自由強磁性層１３２を有する。ＭＴＪ固
定強磁性層１１８は、ヘッドの検知面から後退した前面
縁部を有する。固定強磁性層と自由強磁性層は両方とも
ＭＴＪトンネル障壁層１２０の相反する面に接触してい
るが、自由強磁性層は、トンネル障壁層と固定強磁性層
のうちいずれか背面縁部が検知面に近い方の層の背面縁
部を越えて延びている。固定強磁性層の磁化方向は、好
ましくは反強磁性層との界面交換結合によって、検知面
に対して、したがって磁気記録媒体に対してほぼ垂直の
方向１１９に固定される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にはトンネル接
合（ＭＴＪ）素子に関し、詳細には磁気記録データを読
み取るための磁気抵抗（ＭＲ）ヘッドとして使用するＭ
ＴＪ素子に関する。
合（ＭＴＪ）素子に関し、詳細には磁気記録データを読
み取るための磁気抵抗（ＭＲ）ヘッドとして使用するＭ
ＴＪ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願は、「MAGNETIC TUNNEL JUNCTION
MAGNETORESISTIVE READ HEAD WITH SENSING LAYER AS
REAR FLUX GUIDE」という名称の同時米国特許出願第９
５７７８７号（出願人整理番号：ＡＭ９９７１３７）お
よび「SHIELDED MAGNETIC TUNNEL JUNCTION MAGNETORES
ISTIVE READ HEAD」という名称の米国特許出願第９５７
７８８号（出願人整理番号：ＡＭ９９７１４９）と関連
する。
MAGNETORESISTIVE READ HEAD WITH SENSING LAYER AS
REAR FLUX GUIDE」という名称の同時米国特許出願第９
５７７８７号（出願人整理番号：ＡＭ９９７１３７）お
よび「SHIELDED MAGNETIC TUNNEL JUNCTION MAGNETORES
ISTIVE READ HEAD」という名称の米国特許出願第９５７
７８８号（出願人整理番号：ＡＭ９９７１４９）と関連
する。
【０００３】磁気トンネル接合（ＭＴＪ）素子は、薄い
絶縁トンネル障壁層によって分離された２つの強磁性層
から成り、磁気分極電子トンネル現象に基づいている。
強磁性層のうちの一方の層は、典型的には他方の強磁性
層よりも飽和保磁力が高いために一方向により高い飽和
磁界を有する。絶縁トンネル障壁層は、強磁性層間に量
子力学トンネル現象が起こるのに十分な薄さである。ト
ンネル現象は電子スピンに依存し、それによってＭＴＪ
の磁気反応は２つの強磁性層の相対的な向きとスピン極
性の関数になる。
絶縁トンネル障壁層によって分離された２つの強磁性層
から成り、磁気分極電子トンネル現象に基づいている。
強磁性層のうちの一方の層は、典型的には他方の強磁性
層よりも飽和保磁力が高いために一方向により高い飽和
磁界を有する。絶縁トンネル障壁層は、強磁性層間に量
子力学トンネル現象が起こるのに十分な薄さである。ト
ンネル現象は電子スピンに依存し、それによってＭＴＪ
の磁気反応は２つの強磁性層の相対的な向きとスピン極
性の関数になる。
【０００４】ＭＴＪ素子は主として半導体メモリのメモ
リ・セルとして提案されてきた。ＭＴＪメモリ・セルの
状態は、センス電流がＭＴＪを垂直方向に一方の強磁性
層から他方の強磁性層まで流れるときにＭＴＪの抵抗を
測定することによって判断される。絶縁トンネル障壁層
を横切る電荷キャリヤのトンネル現象の確率は、２つの
強磁性層の磁気モーメント（磁化方向）の相対的位置合
わせに依存する。トンネル電流はスピン分極される。こ
れは、強磁性層の１つ、たとえば磁気モーメントが固定
しているかまたは回転が妨げられている層から流れる電
流が、主に１つのスピン・タイプ（強磁性層の磁気モー
メントの向きに応じてスピンアップまたはスピンダウ
ン）の電子から成ることを意味する。トンネル電流のス
ピン分極の程度は、強磁性層とトンネル障壁層との界面
における強磁性層を含む磁性材料の電子バンド構造によ
って決まる。したがって、第１の強磁性層はスピン・フ
ィルタの役割を果たす。電荷キャリヤのトンネルの確率
は、第２の強磁性層内の電流のスピン分極と同じスピン
分極の電子状態の有効度に依存する。通常は、第２の強
磁性層の磁気モーメントが第１の強磁性層の磁気モーメ
ントと平行な場合の方が、第２の強磁性層の磁気モーメ
ントが第１の強磁性層の磁気モーメントと逆平行になっ
ている場合よりも有効電子状態が多い。したがって、電
荷キャリヤのトンネル確率は、両方の層の磁気モーメン
トが平行なときに最大であり、磁気モーメントが逆平行
のときに最小である。モーメントを平行でも逆平行でも
なく配置した場合、トンネル確率は中間値になる。した
がって、ＭＴＪメモリ・セルの電気抵抗は両方の強磁性
層における電流のスピン分極と電子状態とに依存する。
その結果、磁化方向が固定していない強磁性層の２つの
可能な磁化方向によって、メモリ・セルの２つの可能な
ビット状態（０または１）が規定される。
リ・セルとして提案されてきた。ＭＴＪメモリ・セルの
状態は、センス電流がＭＴＪを垂直方向に一方の強磁性
層から他方の強磁性層まで流れるときにＭＴＪの抵抗を
測定することによって判断される。絶縁トンネル障壁層
を横切る電荷キャリヤのトンネル現象の確率は、２つの
強磁性層の磁気モーメント（磁化方向）の相対的位置合
わせに依存する。トンネル電流はスピン分極される。こ
れは、強磁性層の１つ、たとえば磁気モーメントが固定
しているかまたは回転が妨げられている層から流れる電
流が、主に１つのスピン・タイプ（強磁性層の磁気モー
メントの向きに応じてスピンアップまたはスピンダウ
ン）の電子から成ることを意味する。トンネル電流のス
ピン分極の程度は、強磁性層とトンネル障壁層との界面
における強磁性層を含む磁性材料の電子バンド構造によ
って決まる。したがって、第１の強磁性層はスピン・フ
ィルタの役割を果たす。電荷キャリヤのトンネルの確率
は、第２の強磁性層内の電流のスピン分極と同じスピン
分極の電子状態の有効度に依存する。通常は、第２の強
磁性層の磁気モーメントが第１の強磁性層の磁気モーメ
ントと平行な場合の方が、第２の強磁性層の磁気モーメ
ントが第１の強磁性層の磁気モーメントと逆平行になっ
ている場合よりも有効電子状態が多い。したがって、電
荷キャリヤのトンネル確率は、両方の層の磁気モーメン
トが平行なときに最大であり、磁気モーメントが逆平行
のときに最小である。モーメントを平行でも逆平行でも
なく配置した場合、トンネル確率は中間値になる。した
がって、ＭＴＪメモリ・セルの電気抵抗は両方の強磁性
層における電流のスピン分極と電子状態とに依存する。
その結果、磁化方向が固定していない強磁性層の２つの
可能な磁化方向によって、メモリ・セルの２つの可能な
ビット状態（０または１）が規定される。
【０００５】磁気抵抗（ＭＲ）センサは、検知素子によ
って検知される磁束の強度と方向の関数として、磁性材
料で製作された検知素子の抵抗変化を通して磁界信号を
検出する。磁気記録ディスク・ドライブ内のデータを読
み取るＭＲ読取りヘッドとして使用されるものなどの従
来のＭＲセンサは、典型的にはパーマロイ（Ｎｉ81Ｆｅ
19）であるバルク磁性材料の異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）
効果に基づいて動作する。読取り素子抵抗の成分は、読
取り素子の磁化方向と読取り素子を流れるセンス電流の
方向との間の角度の余弦の平方として変化する。ディス
ク・ドライブ内のディスクなどの磁気媒体から記録デー
タを読み取ることができるのは、記録磁気媒体からの外
部磁界（信号磁界）によって読取り素子内の磁化の方向
が変化し、それによって読取り素子の抵抗の変化と、そ
れに対応する検知電流または電圧の変化が生じるためで
ある。従来のＭＲ読取りヘッドでは、ＭＴＪ素子とは異
なり、センス電流は読取り素子の強磁性層に対して平行
な方向である。
って検知される磁束の強度と方向の関数として、磁性材
料で製作された検知素子の抵抗変化を通して磁界信号を
検出する。磁気記録ディスク・ドライブ内のデータを読
み取るＭＲ読取りヘッドとして使用されるものなどの従
来のＭＲセンサは、典型的にはパーマロイ（Ｎｉ81Ｆｅ
19）であるバルク磁性材料の異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）
効果に基づいて動作する。読取り素子抵抗の成分は、読
取り素子の磁化方向と読取り素子を流れるセンス電流の
方向との間の角度の余弦の平方として変化する。ディス
ク・ドライブ内のディスクなどの磁気媒体から記録デー
タを読み取ることができるのは、記録磁気媒体からの外
部磁界（信号磁界）によって読取り素子内の磁化の方向
が変化し、それによって読取り素子の抵抗の変化と、そ
れに対応する検知電流または電圧の変化が生じるためで
ある。従来のＭＲ読取りヘッドでは、ＭＴＪ素子とは異
なり、センス電流は読取り素子の強磁性層に対して平行
な方向である。
【０００６】米国特許第５３９００６１号に記載されて
いるように、ＭＴＪ素子を磁気記録用の磁気抵抗読取り
ヘッドとして使用することも提案されている。このＭＴ
Ｊ読取りヘッドでは、自由強磁性層とトンネル障壁層と
固定強磁性層はすべて、ヘッドの検知面、すなわちＭＴ
Ｊヘッドを磁気記録ディスク・ドライブで使用した場合
の空気軸受（空気ベアリング）スライダの空気軸受面
（ＡＢＳ）において、露出した縁部を有する。ＭＴＪヘ
ッドをラッピングしてＡＢＳを形成すると、ＡＢＳにお
いて自由強磁性層と固定強磁性層から材料がスミアし、
トンネル障壁層両端間で短絡する可能性があることが発
見されている。さらに、固定強磁性層の磁気モーメント
を固定するために使用される多くの反強磁性体はマンガ
ン（Ｍｎ）を含み、それによってＡＢＳラッピング・プ
ロセス中に腐食を起こす可能性がある。トンネル障壁層
は一般には酸化アルミニウムで形成され、これもＡＢＳ
ラッピング・プロセス中に腐食を起こす可能性がある。
いるように、ＭＴＪ素子を磁気記録用の磁気抵抗読取り
ヘッドとして使用することも提案されている。このＭＴ
Ｊ読取りヘッドでは、自由強磁性層とトンネル障壁層と
固定強磁性層はすべて、ヘッドの検知面、すなわちＭＴ
Ｊヘッドを磁気記録ディスク・ドライブで使用した場合
の空気軸受（空気ベアリング）スライダの空気軸受面
（ＡＢＳ）において、露出した縁部を有する。ＭＴＪヘ
ッドをラッピングしてＡＢＳを形成すると、ＡＢＳにお
いて自由強磁性層と固定強磁性層から材料がスミアし、
トンネル障壁層両端間で短絡する可能性があることが発
見されている。さらに、固定強磁性層の磁気モーメント
を固定するために使用される多くの反強磁性体はマンガ
ン（Ｍｎ）を含み、それによってＡＢＳラッピング・プ
ロセス中に腐食を起こす可能性がある。トンネル障壁層
は一般には酸化アルミニウムで形成され、これもＡＢＳ
ラッピング・プロセス中に腐食を起こす可能性がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】検知面において露出し
たＭＴＪ層の縁部を有することに伴う問題が生じない磁
気記録システム用のＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドが必要で
ある。本発明の目的はかかる問題が生じない磁気記録シ
ステム用のＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドを提供することに
ある。
たＭＴＪ層の縁部を有することに伴う問題が生じない磁
気記録システム用のＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドが必要で
ある。本発明の目的はかかる問題が生じない磁気記録シ
ステム用のＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドを提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁束を磁気記
録媒体からトンネル接合部に向ける自由強磁性層が背面
磁束ガイドとしても機能する磁気記録システム用のＭＴ
Ｊ ＭＲ読取りヘッドである。磁気記録ディスク・ドラ
イブの実施形態では、固定強磁性層はその前面縁部がＡ
ＢＳから後退しており、自由強磁性層の検知端部はＡＢ
Ｓにおいて露出している。トンネル障壁層の前面縁部も
ＡＢＳから後退させることができる。固定強磁性層と自
由強磁性層の両方が、トンネル障壁層の相反する面に接
触しているが、自由強磁性層はトンネル障壁層または固
定強磁性層のうちいずれか背面縁部が検知面に近い方の
層の背面縁部を越えて延びている。これによって、トン
ネル接合領域で磁束が非ゼロになるように保証される。
固定強磁性層の磁化方向は、ＡＢＳに対して、したがっ
てディスク表面に対してほぼ垂直の方向に、好ましくは
反強磁性層との界面交換結合によって、固定されてい
る。自由強磁性層の磁化方向は、印加磁界がないときに
はＡＢＳの表面に対してほぼ平行の方向に整列され、磁
気記録ディスクからの印加磁界があるときには自由に回
転する。自由強磁性層の側部に隣接する高飽和保磁力の
硬磁性材料の層が、自由強磁性層の磁化を好ましい方向
に長手バイアスさせる。
録媒体からトンネル接合部に向ける自由強磁性層が背面
磁束ガイドとしても機能する磁気記録システム用のＭＴ
Ｊ ＭＲ読取りヘッドである。磁気記録ディスク・ドラ
イブの実施形態では、固定強磁性層はその前面縁部がＡ
ＢＳから後退しており、自由強磁性層の検知端部はＡＢ
Ｓにおいて露出している。トンネル障壁層の前面縁部も
ＡＢＳから後退させることができる。固定強磁性層と自
由強磁性層の両方が、トンネル障壁層の相反する面に接
触しているが、自由強磁性層はトンネル障壁層または固
定強磁性層のうちいずれか背面縁部が検知面に近い方の
層の背面縁部を越えて延びている。これによって、トン
ネル接合領域で磁束が非ゼロになるように保証される。
固定強磁性層の磁化方向は、ＡＢＳに対して、したがっ
てディスク表面に対してほぼ垂直の方向に、好ましくは
反強磁性層との界面交換結合によって、固定されてい
る。自由強磁性層の磁化方向は、印加磁界がないときに
はＡＢＳの表面に対してほぼ平行の方向に整列され、磁
気記録ディスクからの印加磁界があるときには自由に回
転する。自由強磁性層の側部に隣接する高飽和保磁力の
硬磁性材料の層が、自由強磁性層の磁化を好ましい方向
に長手バイアスさせる。
【０００９】このＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドは、ＭＴＪ
ＭＲ読取りヘッドの両側に導電磁気遮蔽層が配置され
た統合型読取り／書込みヘッド構造体の一部として形成
することができる。２つの遮蔽層上に検知回路の電気リ
ードが形成され、それによって遮蔽層からリードを介し
てトンネル接合部の固定強磁性層と自由強磁性層に至る
電気経路が設けられるようにする。
ＭＲ読取りヘッドの両側に導電磁気遮蔽層が配置され
た統合型読取り／書込みヘッド構造体の一部として形成
することができる。２つの遮蔽層上に検知回路の電気リ
ードが形成され、それによって遮蔽層からリードを介し
てトンネル接合部の固定強磁性層と自由強磁性層に至る
電気経路が設けられるようにする。
【００１０】
【発明の実施の形態】最初に図１を参照すると、ＭＲセ
ンサを使用するタイプの従来技術のディスク・ドライブ
の略断面図が図示されている。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が取り付けられた基部１０と、カバー１１とを含
む。基部１０とカバー１１は、ディスク・ドライブを実
質的に密閉するハウジングを形成する。典型的には、基
部１０とカバー１１との間に配置されたガスケット１３
と、ディスク・ドライブの内部と外部環境との間の圧力
を等しくするための小さな通気ポート（図示せず）があ
る。磁気記録ディスク１６はハブを使用してドライブ・
モータ１２に接続され、ドライブ・モータ１２によって
回転するようにハブ１８に装着されている。ディスク１
６の表面上には薄い潤滑膜５０が保持されている。空気
軸受スライダ２０などの担体の終端に読取り／書込みヘ
ッドまたは変換器２５が形成されている。変換器２５
は、図３に関して後述するように誘導書込みヘッド部と
ＭＲ読取りヘッド部とを含む読取り／書込みヘッドであ
る。スライダ２０は、剛性アーム２２とサスペンション
機構２４を使用してアクチュエータ１４に接続されてい
る。サスペンション機構２４は、スライダ２０を記録デ
ィスク１６の表面上まで駆動するバイアス力を供給す
る。ディスク・ドライブの動作中、ドライブ・モータ１
２がディスク１６を一定の速度で回転させ、典型的には
リニアまたはロータリ・ボイス・コイル・モータ（ＶＣ
Ｍ）であるアクチュエータ１４がスライダ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、それ
によって読取り／書込みヘッド２５がディスク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よ
うにする。
ンサを使用するタイプの従来技術のディスク・ドライブ
の略断面図が図示されている。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が取り付けられた基部１０と、カバー１１とを含
む。基部１０とカバー１１は、ディスク・ドライブを実
質的に密閉するハウジングを形成する。典型的には、基
部１０とカバー１１との間に配置されたガスケット１３
と、ディスク・ドライブの内部と外部環境との間の圧力
を等しくするための小さな通気ポート（図示せず）があ
る。磁気記録ディスク１６はハブを使用してドライブ・
モータ１２に接続され、ドライブ・モータ１２によって
回転するようにハブ１８に装着されている。ディスク１
６の表面上には薄い潤滑膜５０が保持されている。空気
軸受スライダ２０などの担体の終端に読取り／書込みヘ
ッドまたは変換器２５が形成されている。変換器２５
は、図３に関して後述するように誘導書込みヘッド部と
ＭＲ読取りヘッド部とを含む読取り／書込みヘッドであ
る。スライダ２０は、剛性アーム２２とサスペンション
機構２４を使用してアクチュエータ１４に接続されてい
る。サスペンション機構２４は、スライダ２０を記録デ
ィスク１６の表面上まで駆動するバイアス力を供給す
る。ディスク・ドライブの動作中、ドライブ・モータ１
２がディスク１６を一定の速度で回転させ、典型的には
リニアまたはロータリ・ボイス・コイル・モータ（ＶＣ
Ｍ）であるアクチュエータ１４がスライダ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、それ
によって読取り／書込みヘッド２５がディスク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よ
うにする。
【００１１】図２は、カバー１１を取り外した状態のデ
ィスク・ドライブの内部を示す上面図であり、スライダ
２０をディスク１６に向かって駆動する力をスライダ２
０に供給するサスペンション機構２４をより詳細に示す
図である。サスペンション機構は、ＩＢＭの米国特許第
４１６７７６５号に記載の周知のワトラウス・サスペン
ション機構などの従来のタイプのサスペンション機構と
することができる。このタイプのサスペンション機構
は、スライダが空気軸受上に乗ったときにスライダが縦
と横に揺れることができるようにするスライダのジンバ
ル装着機構も備える。変換器２５によってディスク１６
から検出されたデータは、アーム２２上に配置された集
積回路チップ１５内の信号増幅および処理回路によって
データ・リードバック信号に加工される。変換器２５か
らの信号はフレキシブル・ケーブル１７を介してチップ
１５に伝達され、チップ１５はその出力信号をケーブル
１９を介してディスク・ドライブ電子回路（図示せず）
に送る。
ィスク・ドライブの内部を示す上面図であり、スライダ
２０をディスク１６に向かって駆動する力をスライダ２
０に供給するサスペンション機構２４をより詳細に示す
図である。サスペンション機構は、ＩＢＭの米国特許第
４１６７７６５号に記載の周知のワトラウス・サスペン
ション機構などの従来のタイプのサスペンション機構と
することができる。このタイプのサスペンション機構
は、スライダが空気軸受上に乗ったときにスライダが縦
と横に揺れることができるようにするスライダのジンバ
ル装着機構も備える。変換器２５によってディスク１６
から検出されたデータは、アーム２２上に配置された集
積回路チップ１５内の信号増幅および処理回路によって
データ・リードバック信号に加工される。変換器２５か
らの信号はフレキシブル・ケーブル１７を介してチップ
１５に伝達され、チップ１５はその出力信号をケーブル
１９を介してディスク・ドライブ電子回路（図示せず）
に送る。
【００１２】図３は、ＭＲ読取りヘッド部と誘導書込み
ヘッド部とを含む統合型読取り／書込みヘッド２５の略
断面図である。ヘッド２５は空気軸受面（ＡＢＳ）を形
成するように重ねられ、ＡＢＳは前述のように空気軸受
によって回転ディスク１６（図１）の表面から間隔をあ
けて配置される。読取りヘッドは、第１のギャップ層Ｇ
１と第２のギャップ層Ｇ２との間に挟まれたＭＲセンサ
４０を含む。ギャップ層は、さらに第１の磁気遮蔽層Ｓ
１と第２の遮蔽層Ｓ２との間に挟まれている。従来のデ
ィスク・ドライブでは、ＭＲセンサ４０はＡＭＲセンサ
である。書込みヘッドは、コイル層Ｃと絶縁層１２とを
含み、この２つの層は絶縁層１１と１３の間に挟まれ、
絶縁層はさらに第１の磁極片Ｐ１と第２の磁極片Ｐ２の
間に挟まれている。磁気ギャップを設けるために、ＡＢ
Ｓに隣接する磁極端において第１の磁極片Ｐ１と第２の
磁極片Ｐ２の間にギャップ層Ｇ３が挟まれている。書込
み中は、信号電流がコイル層Ｃを通って伝導され、第１
および第２の磁極層Ｐ１、Ｐ２に磁束が誘導され、それ
によって磁束がＡＢＳにおいて磁極端間でフリンジす
る。書込み操作中に、この磁束が回転ディスク１６上の
環状トラックを磁化する。読取り操作中に、回転ディス
ク１６上の磁化領域が磁束を読取りヘッドのＭＲセンサ
４０に注入し、それによってＭＲセンサ４０内の抵抗を
変化させる。これらの抵抗変化が、ＭＲセンサ４０両端
間の電圧変化を検出することによって検出される。電圧
変化はチップ１５（図２）とドライブ電子回路によって
処理され、ユーザ・データに変換される。図３に示す複
合ヘッド２５は、読取りヘッドの第２の遮蔽層Ｓ２が書
込みヘッドの第１の磁極片Ｐ１として使用される「マー
ジ」ヘッドである。ピギーバック・ヘッド（図示せず）
では、第２の遮蔽層Ｓ２と第１の磁極片Ｐ１は別々の層
である。
ヘッド部とを含む統合型読取り／書込みヘッド２５の略
断面図である。ヘッド２５は空気軸受面（ＡＢＳ）を形
成するように重ねられ、ＡＢＳは前述のように空気軸受
によって回転ディスク１６（図１）の表面から間隔をあ
けて配置される。読取りヘッドは、第１のギャップ層Ｇ
１と第２のギャップ層Ｇ２との間に挟まれたＭＲセンサ
４０を含む。ギャップ層は、さらに第１の磁気遮蔽層Ｓ
１と第２の遮蔽層Ｓ２との間に挟まれている。従来のデ
ィスク・ドライブでは、ＭＲセンサ４０はＡＭＲセンサ
である。書込みヘッドは、コイル層Ｃと絶縁層１２とを
含み、この２つの層は絶縁層１１と１３の間に挟まれ、
絶縁層はさらに第１の磁極片Ｐ１と第２の磁極片Ｐ２の
間に挟まれている。磁気ギャップを設けるために、ＡＢ
Ｓに隣接する磁極端において第１の磁極片Ｐ１と第２の
磁極片Ｐ２の間にギャップ層Ｇ３が挟まれている。書込
み中は、信号電流がコイル層Ｃを通って伝導され、第１
および第２の磁極層Ｐ１、Ｐ２に磁束が誘導され、それ
によって磁束がＡＢＳにおいて磁極端間でフリンジす
る。書込み操作中に、この磁束が回転ディスク１６上の
環状トラックを磁化する。読取り操作中に、回転ディス
ク１６上の磁化領域が磁束を読取りヘッドのＭＲセンサ
４０に注入し、それによってＭＲセンサ４０内の抵抗を
変化させる。これらの抵抗変化が、ＭＲセンサ４０両端
間の電圧変化を検出することによって検出される。電圧
変化はチップ１５（図２）とドライブ電子回路によって
処理され、ユーザ・データに変換される。図３に示す複
合ヘッド２５は、読取りヘッドの第２の遮蔽層Ｓ２が書
込みヘッドの第１の磁極片Ｐ１として使用される「マー
ジ」ヘッドである。ピギーバック・ヘッド（図示せず）
では、第２の遮蔽層Ｓ２と第１の磁極片Ｐ１は別々の層
である。
【００１３】以上のＡＭＲ読取りヘッドを備えた典型的
な磁気記録ディスク・ドライブの説明と添付図面の図１
ないし図３は代表例に過ぎない。ディスク・ドライブ
は、多数のディスクとアクチュエータを含むことがで
き、各アクチュエータがいくつかのスライダをサポート
することができる。さらに、空気軸受スライダの代わり
に、ヘッド・キャリヤは、液体軸受やその他の接触およ
び近接触記録ディスク・ドライブなど、ヘッドをディス
クと接触または近接触させた状態に維持するものとする
こともできる。
な磁気記録ディスク・ドライブの説明と添付図面の図１
ないし図３は代表例に過ぎない。ディスク・ドライブ
は、多数のディスクとアクチュエータを含むことがで
き、各アクチュエータがいくつかのスライダをサポート
することができる。さらに、空気軸受スライダの代わり
に、ヘッド・キャリヤは、液体軸受やその他の接触およ
び近接触記録ディスク・ドライブなど、ヘッドをディス
クと接触または近接触させた状態に維持するものとする
こともできる。
【００１４】本発明は、図３の読取り／書込みヘッド２
５におけるＭＲセンサ４０の代わりに使用するＭＴＪセ
ンサを備えたＭＲ読取りヘッドである。
５におけるＭＲセンサ４０の代わりに使用するＭＴＪセ
ンサを備えたＭＲ読取りヘッドである。
【００１５】図４は、図３の線４２として図示されてい
る縁を持つ平面で切り取った場合に現れる本発明のＭＴ
Ｊ ＭＲ読取りヘッドの断面図であり、ディスク面から
見た図である。したがって、図４の紙面はＡＢＳと平行
で、ＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドのアクティブ検知領域す
なわちトンネル接合部をほぼ通る面であり、ヘッドを構
成する層が現れている。
る縁を持つ平面で切り取った場合に現れる本発明のＭＴ
Ｊ ＭＲ読取りヘッドの断面図であり、ディスク面から
見た図である。したがって、図４の紙面はＡＢＳと平行
で、ＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドのアクティブ検知領域す
なわちトンネル接合部をほぼ通る面であり、ヘッドを構
成する層が現れている。
【００１６】図４を参照すると、このＭＴＪ ＭＲ読取
りヘッドはギャップ層Ｇ１基板上に形成された電気リー
ド１０２と、ギャップ層Ｇ２の下にある電気リード１０
４と、電気リード１０２、１０４間の層のスタックとし
て形成されたＭＴＪ１００とを含む。
りヘッドはギャップ層Ｇ１基板上に形成された電気リー
ド１０２と、ギャップ層Ｇ２の下にある電気リード１０
４と、電気リード１０２、１０４間の層のスタックとし
て形成されたＭＴＪ１００とを含む。
【００１７】ＭＴＪ１００は、第１の電極多層スタック
１１０と、絶縁トンネル障壁層１２０と、上部電極スタ
ック１３０とを含む。これらの各電極は、トンネル障壁
層１２０と直接接触した強磁性層、すなわち強磁性層１
１８および１３２を含む。
１１０と、絶縁トンネル障壁層１２０と、上部電極スタ
ック１３０とを含む。これらの各電極は、トンネル障壁
層１２０と直接接触した強磁性層、すなわち強磁性層１
１８および１３２を含む。
【００１８】電気リード１０２上に形成されたベース電
極層スタック１１０は、リード１０２上のシード層また
は「テンプレート」層１１２と、テンプレート層１１２
上の反強磁性材料の層１１６と、下の反強磁性層１１６
上に形成されて反強磁性層１１６と交換結合している
「固定（fixed）」強磁性層１１８とを含む。強磁性層
１１８の磁気モーメントまたは磁化方向は所望の対象範
囲に磁界が印加されているときに回転しないようになっ
ているため、強磁性層１１８を固定層と呼ぶ。上部電極
スタック１３０は、「自由（free）」または「検知（se
nsing）」強磁性層１３２と、検知層１３２上に形成さ
れた保護層またはキャップ層１３４を含む。検知強磁性
層１３２は、反強磁性層に交換結合されておらず、した
がってその磁化方向は対象範囲に印加磁界があるときに
自由に回転することができる。検知強磁性層１３２は、
印加磁界があるときにその磁気モーメントまたは磁化方
向（矢印１３３で図示されている）がＡＢＳ（このＡＢ
Ｓは図４の紙面に対して平行な面である）に対してほぼ
平行であって、固定強磁性層１１８の磁化方向に対して
ほぼ垂直な向きになるように製作されている。トンネル
障壁層１２０のすぐ下にある電極スタック１１０内の固
定強磁性層１１８の磁化方向は、直下の反強磁性層１１
６との界面交換結合によって固定されている。反強磁性
層１１６は下部電極スタック１１０の一部を形成してい
る。固定強磁性層１１８の磁化方向は、ＡＢＳに対して
ほぼ垂直の向き、すなわち、（矢尾部印１１９によって
図示されているように）図４の紙面に出入りする向きに
なっている。
極層スタック１１０は、リード１０２上のシード層また
は「テンプレート」層１１２と、テンプレート層１１２
上の反強磁性材料の層１１６と、下の反強磁性層１１６
上に形成されて反強磁性層１１６と交換結合している
「固定（fixed）」強磁性層１１８とを含む。強磁性層
１１８の磁気モーメントまたは磁化方向は所望の対象範
囲に磁界が印加されているときに回転しないようになっ
ているため、強磁性層１１８を固定層と呼ぶ。上部電極
スタック１３０は、「自由（free）」または「検知（se
nsing）」強磁性層１３２と、検知層１３２上に形成さ
れた保護層またはキャップ層１３４を含む。検知強磁性
層１３２は、反強磁性層に交換結合されておらず、した
がってその磁化方向は対象範囲に印加磁界があるときに
自由に回転することができる。検知強磁性層１３２は、
印加磁界があるときにその磁気モーメントまたは磁化方
向（矢印１３３で図示されている）がＡＢＳ（このＡＢ
Ｓは図４の紙面に対して平行な面である）に対してほぼ
平行であって、固定強磁性層１１８の磁化方向に対して
ほぼ垂直な向きになるように製作されている。トンネル
障壁層１２０のすぐ下にある電極スタック１１０内の固
定強磁性層１１８の磁化方向は、直下の反強磁性層１１
６との界面交換結合によって固定されている。反強磁性
層１１６は下部電極スタック１１０の一部を形成してい
る。固定強磁性層１１８の磁化方向は、ＡＢＳに対して
ほぼ垂直の向き、すなわち、（矢尾部印１１９によって
図示されているように）図４の紙面に出入りする向きに
なっている。
【００１９】図４には、検知強磁性層１３２の磁化を長
手方向にバイアスさせるバイアス強磁性層１５０と、バ
イアス層１５０を検知強磁性層１３２およびＭＴＪ１０
０のその他の層から分離し、絶縁する絶縁層１６０も図
示されている。バイアス強磁性層１５０は、印加磁界が
ないときに磁気モーメント（矢印１５１で図示されてい
る）が検知強磁性層１３２の磁化モーメント１３３と同
じ方向に揃えられる、ＣｏＰｔＣｒ合金などの硬磁性材
料である。絶縁層１６０は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）また
はシリカ（ＳｉＯ2）であることが好ましく、バイアス
強磁性層１５０をＭＴＪ１００および電気リード１０
２、１０４から電気的に分離するのに十分な厚さではあ
るが、検知強磁性層１３２と静磁気結合（破線矢印１５
３で図示されている）することができるだけの薄さであ
る。安定した長手バイアスになることを保証するため
に、バイアス強磁性層１５０の積Ｍ＊ｔ（ただしＭは強
磁性層内の材料の単位面積当たりの磁気モーメントであ
り、ｔは強磁性層の厚さである）は、検知強磁性層１３
２のＭ＊ｔ以上でなければならない。検知強磁性層１３
２で一般的に使用されるＮｉ(100-x)−Ｆｅ(x)の磁気モ
ーメント（ｘは約１９）は、Ｃｏ75Ｐｔ13Ｃｒ12などの
バイアス強磁性層１５０に適合する典型的な硬磁性材料
の磁気モーメントの約２倍であるため、バイアス強磁性
層１５０の厚さは検知強磁性層１３２の少なくとも約２
倍でなければならない。
手方向にバイアスさせるバイアス強磁性層１５０と、バ
イアス層１５０を検知強磁性層１３２およびＭＴＪ１０
０のその他の層から分離し、絶縁する絶縁層１６０も図
示されている。バイアス強磁性層１５０は、印加磁界が
ないときに磁気モーメント（矢印１５１で図示されてい
る）が検知強磁性層１３２の磁化モーメント１３３と同
じ方向に揃えられる、ＣｏＰｔＣｒ合金などの硬磁性材
料である。絶縁層１６０は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）また
はシリカ（ＳｉＯ2）であることが好ましく、バイアス
強磁性層１５０をＭＴＪ１００および電気リード１０
２、１０４から電気的に分離するのに十分な厚さではあ
るが、検知強磁性層１３２と静磁気結合（破線矢印１５
３で図示されている）することができるだけの薄さであ
る。安定した長手バイアスになることを保証するため
に、バイアス強磁性層１５０の積Ｍ＊ｔ（ただしＭは強
磁性層内の材料の単位面積当たりの磁気モーメントであ
り、ｔは強磁性層の厚さである）は、検知強磁性層１３
２のＭ＊ｔ以上でなければならない。検知強磁性層１３
２で一般的に使用されるＮｉ(100-x)−Ｆｅ(x)の磁気モ
ーメント（ｘは約１９）は、Ｃｏ75Ｐｔ13Ｃｒ12などの
バイアス強磁性層１５０に適合する典型的な硬磁性材料
の磁気モーメントの約２倍であるため、バイアス強磁性
層１５０の厚さは検知強磁性層１３２の少なくとも約２
倍でなければならない。
【００２０】センス電流Ｉが、第１の電気リード１０２
から反強磁性層１１６、固定強磁性層１１８、トンネル
障壁層１２０、および検知強磁性層１３２を垂直方向に
通り、第２の電気リード１０４から出るように向けられ
る。前述のように、トンネル障壁層１２０を通るトンネ
ル電流の量は、トンネル障壁層１２０に隣接して接触し
ている固定強磁性層１１８と検知強磁性層１３２の磁化
の相対的な向きの関数である。記録データからの磁界に
よって、検知強磁性層１３２の磁化方向が回転して方向
１３３、すなわち図４の紙面に出入りする方向から逸れ
る。これによって、強磁性層１１８、１３２の磁気モー
メントの相対的向きが変化し、したがってトンネル電流
の量が変化し、それがＭＴＪ１００の電気抵抗の変化と
して反映される。この抵抗の変化はディスク・ドライブ
の電子回路によって検出され、ディスクからリード・バ
ックされたデータに加工される。センス電流は電気絶縁
層１６０によってバイアス強磁性層１５０に達しないよ
うに妨げられる。絶縁層１６０はバイアス強磁性層１５
０も電気リード１０２、１０４から絶縁する。
から反強磁性層１１６、固定強磁性層１１８、トンネル
障壁層１２０、および検知強磁性層１３２を垂直方向に
通り、第２の電気リード１０４から出るように向けられ
る。前述のように、トンネル障壁層１２０を通るトンネ
ル電流の量は、トンネル障壁層１２０に隣接して接触し
ている固定強磁性層１１８と検知強磁性層１３２の磁化
の相対的な向きの関数である。記録データからの磁界に
よって、検知強磁性層１３２の磁化方向が回転して方向
１３３、すなわち図４の紙面に出入りする方向から逸れ
る。これによって、強磁性層１１８、１３２の磁気モー
メントの相対的向きが変化し、したがってトンネル電流
の量が変化し、それがＭＴＪ１００の電気抵抗の変化と
して反映される。この抵抗の変化はディスク・ドライブ
の電子回路によって検出され、ディスクからリード・バ
ックされたデータに加工される。センス電流は電気絶縁
層１６０によってバイアス強磁性層１５０に達しないよ
うに妨げられる。絶縁層１６０はバイアス強磁性層１５
０も電気リード１０２、１０４から絶縁する。
【００２１】ＭＴＪ１００（図４）の代表的な１組の材
料について以下に説明する。ＭＴＪ１００の層はすべ
て、基板の表面に対して平行に印加された磁界がある状
態で成長させる。この磁界はすべての強磁性層の容易軸
を配向する役割を果たす。まず、電気リード１０２とし
て機能する１０〜５０ｎｍのＡｕ層の上に５ｎｍのＴａ
シード層（図示せず）を形成する。シード層は、面心立
方（ｆｃｃ）Ｎｉ81Ｆｅ 19テンプレート層１１２の（１
１１）成長を促進する材料から成る。テンプレート強磁
性層１１２は、反強磁性層１１６の成長を促進する。適
合するシード層材料としては、Ｃｕなどのｆｃｃ材料、
Ｔａ、または３〜５ｎｍのＴａ／３〜５ｎｍのＣｕなど
の層の組合せなどがある。ＭＴＪベース電極スタック１
１０は、１０〜２０ｎｍのＡｕ層１０２上のＴａシード
層上に成長させた、４ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19／１０ｎｍの
Ｆｅ50Ｍｎ50／８ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（それぞれ層１１
２、１１６、１１８）を含む。Ａｕリード層１０２を基
板の役割を果たすアルミナ・ギャップ材料Ｇ１上に形成
する。次に、０．５〜２ｎｍのＡｌ層を付着させ、次に
プラズマ酸化することによってトンネル障壁層１２０を
形成する。これによって、Ａｌ2Ｏ3絶縁トンネル障壁層
１２０が形成される。上部電極スタック１３０は５ｎｍ
のＮｉ−Ｆｅ／１０ｎｍのＴａのスタック（それぞれ層
１３２、１３４）である。Ｔａ層１３４は保護キャップ
層の役割を果たす。上部電極スタック１３０に、電気リ
ード１０４として機能する２０ｎｍのＡｕ層を接触させ
る。
料について以下に説明する。ＭＴＪ１００の層はすべ
て、基板の表面に対して平行に印加された磁界がある状
態で成長させる。この磁界はすべての強磁性層の容易軸
を配向する役割を果たす。まず、電気リード１０２とし
て機能する１０〜５０ｎｍのＡｕ層の上に５ｎｍのＴａ
シード層（図示せず）を形成する。シード層は、面心立
方（ｆｃｃ）Ｎｉ81Ｆｅ 19テンプレート層１１２の（１
１１）成長を促進する材料から成る。テンプレート強磁
性層１１２は、反強磁性層１１６の成長を促進する。適
合するシード層材料としては、Ｃｕなどのｆｃｃ材料、
Ｔａ、または３〜５ｎｍのＴａ／３〜５ｎｍのＣｕなど
の層の組合せなどがある。ＭＴＪベース電極スタック１
１０は、１０〜２０ｎｍのＡｕ層１０２上のＴａシード
層上に成長させた、４ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19／１０ｎｍの
Ｆｅ50Ｍｎ50／８ｎｍのＮｉ81Ｆｅ19（それぞれ層１１
２、１１６、１１８）を含む。Ａｕリード層１０２を基
板の役割を果たすアルミナ・ギャップ材料Ｇ１上に形成
する。次に、０．５〜２ｎｍのＡｌ層を付着させ、次に
プラズマ酸化することによってトンネル障壁層１２０を
形成する。これによって、Ａｌ2Ｏ3絶縁トンネル障壁層
１２０が形成される。上部電極スタック１３０は５ｎｍ
のＮｉ−Ｆｅ／１０ｎｍのＴａのスタック（それぞれ層
１３２、１３４）である。Ｔａ層１３４は保護キャップ
層の役割を果たす。上部電極スタック１３０に、電気リ
ード１０４として機能する２０ｎｍのＡｕ層を接触させ
る。
【００２２】電流はＭＴＪ１００内の層を垂直方向に流
れるため、ＭＴＪ素子の抵抗は主としてトンネル障壁層
１２０の抵抗によって支配されることに留意されたい。
したがって、導電リード１０２、１０４の単位面積当た
りの抵抗は、電流が層に平行して流れる従来のＭＲ読取
りヘッドにおけるよりもはるかに高くなり得る。したが
って、リード１０２、１０４は、従来のＭＲヘッド構造
におけるよりも薄くすることも細くすることもでき、合
金または元素の結合などの本質的により抵抗の高い材料
で作ることができる。
れるため、ＭＴＪ素子の抵抗は主としてトンネル障壁層
１２０の抵抗によって支配されることに留意されたい。
したがって、導電リード１０２、１０４の単位面積当た
りの抵抗は、電流が層に平行して流れる従来のＭＲ読取
りヘッドにおけるよりもはるかに高くなり得る。したが
って、リード１０２、１０４は、従来のＭＲヘッド構造
におけるよりも薄くすることも細くすることもでき、合
金または元素の結合などの本質的により抵抗の高い材料
で作ることができる。
【００２３】下部電極スタック１１０は平滑であり、Ａ
ｌ2Ｏ3トンネル障壁層１２０は接合部を電気的に短絡さ
せるピンホールがないことが重要である。たとえば、金
属多層スタックにおいて良好な強力磁気抵抗効果を生じ
させることが知られているスパッタリング技法による成
長が十分である。
ｌ2Ｏ3トンネル障壁層１２０は接合部を電気的に短絡さ
せるピンホールがないことが重要である。たとえば、金
属多層スタックにおいて良好な強力磁気抵抗効果を生じ
させることが知られているスパッタリング技法による成
長が十分である。
【００２４】代替検知強磁性層１３２は、検知強磁性層
１３２とトンネル障壁層１２０との間の界面にある薄い
ＣｏまたはＣｏ(100-x)Ｆｅ(x)またはＮｉ(100-x)Ｆｅx
（ｘは約６０）から成り、層１３２のバルクはＮｉ
(100-x)Ｆｅx（ｘは約１９である）などの低磁気ひずみ
材料である。薄いＣｏまたはＣｏ(100-x)Ｆｅ(x)または
Ｎｉ(100-x)Ｆｅx（ｘは約６０）界面層を有するこのタ
イプの検知層の正味磁気ひずみは、層１３２のバルクの
組成のわずかな変更によりゼロに近い値を有するように
調整される。代替固定強磁性層１１８は主として、トン
ネル障壁層１２０との界面にあるＣｏまたはＣｏ
(100-x)Ｆｅ(x)またはＮｉ(100-x)Ｆｅx（ｘは約６０）
の薄い層を有するバルクＮｉ(100-x)Ｆｅ(x)層から成
る。最大信号は、Ｃｏによって、または最大分極Ｎｉ
(100-x)Ｆｅx（ｘは約６０）またはＣｏ(100-x)Ｆｅ(x)
合金（ｘは約７０）によって得られる。界面層の厚さは
約１〜２ｎｍが最適である。この複合層の正味磁気ひず
みは組成のわずかな変更によってゼロに近くなるように
調整される。層１１８のバルクがＮｉ−Ｆｅである場
合、組成はＮｉ81Ｆｅ19であり、バルクＮｉ−Ｆｅがゼ
ロひずみを有する組成である。
１３２とトンネル障壁層１２０との間の界面にある薄い
ＣｏまたはＣｏ(100-x)Ｆｅ(x)またはＮｉ(100-x)Ｆｅx
（ｘは約６０）から成り、層１３２のバルクはＮｉ
(100-x)Ｆｅx（ｘは約１９である）などの低磁気ひずみ
材料である。薄いＣｏまたはＣｏ(100-x)Ｆｅ(x)または
Ｎｉ(100-x)Ｆｅx（ｘは約６０）界面層を有するこのタ
イプの検知層の正味磁気ひずみは、層１３２のバルクの
組成のわずかな変更によりゼロに近い値を有するように
調整される。代替固定強磁性層１１８は主として、トン
ネル障壁層１２０との界面にあるＣｏまたはＣｏ
(100-x)Ｆｅ(x)またはＮｉ(100-x)Ｆｅx（ｘは約６０）
の薄い層を有するバルクＮｉ(100-x)Ｆｅ(x)層から成
る。最大信号は、Ｃｏによって、または最大分極Ｎｉ
(100-x)Ｆｅx（ｘは約６０）またはＣｏ(100-x)Ｆｅ(x)
合金（ｘは約７０）によって得られる。界面層の厚さは
約１〜２ｎｍが最適である。この複合層の正味磁気ひず
みは組成のわずかな変更によってゼロに近くなるように
調整される。層１１８のバルクがＮｉ−Ｆｅである場
合、組成はＮｉ81Ｆｅ19であり、バルクＮｉ−Ｆｅがゼ
ロひずみを有する組成である。
【００２５】Ｆｅ−Ｍｎ反強磁性層１１６は、固定層１
１８における強磁性材料を交換バイアスし、Ａｌ2Ｏ3障
壁層１２０よりも抵抗がかなり小さい、Ｎｉ−Ｍｎ層ま
たはその他の適合する反強磁性層に置き換えることがで
きる。さらに、好ましい実施形態では、固定強磁性層は
反強磁性層との界面交換結合によって固定される磁気モ
ーメントを有するが、固定強磁性層を磁気的に「硬い」
高飽和保磁力材料で形成し、それによって反強磁性層を
不要にすることもできる。このようにして硬い固定強磁
性層を、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ合
金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｓｍ合金、Ｃｏ−Ｒｅ合
金、Ｃｏ−Ｒｕ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｘ合金（Ｘ＝Ｐｔ、
Ｐｄ、またはＣｒ）などＣｏと１つまたはその他の元素
との合金および、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−ＰｔやＣｏ−Ｐｔ
−Ｃｒ−Ｂなどの様々な四元合金など様々な強磁性材料
で形成することができる。
１８における強磁性材料を交換バイアスし、Ａｌ2Ｏ3障
壁層１２０よりも抵抗がかなり小さい、Ｎｉ−Ｍｎ層ま
たはその他の適合する反強磁性層に置き換えることがで
きる。さらに、好ましい実施形態では、固定強磁性層は
反強磁性層との界面交換結合によって固定される磁気モ
ーメントを有するが、固定強磁性層を磁気的に「硬い」
高飽和保磁力材料で形成し、それによって反強磁性層を
不要にすることもできる。このようにして硬い固定強磁
性層を、Ｃｏ−Ｐｔ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａ合
金、Ｃｏ−Ｃｒ合金、Ｃｏ−Ｓｍ合金、Ｃｏ−Ｒｅ合
金、Ｃｏ−Ｒｕ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｘ合金（Ｘ＝Ｐｔ、
Ｐｄ、またはＣｒ）などＣｏと１つまたはその他の元素
との合金および、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ−ＰｔやＣｏ−Ｐｔ
−Ｃｒ−Ｂなどの様々な四元合金など様々な強磁性材料
で形成することができる。
【００２６】本明細書に記載し、図４に図示するＭＴＪ
素子はＭＴＪ１００の下部に固定強磁性層を有するが、
この素子は先に検知強磁性層を付着させ、その後でトン
ネル障壁層、固定強磁性層、および反強磁性層を付着さ
せることによって形成することもできる。そのようなＭ
ＴＪ素子は、図４に示すＭＴＪ１００を本質的に逆転さ
せた層を有することになる。
素子はＭＴＪ１００の下部に固定強磁性層を有するが、
この素子は先に検知強磁性層を付着させ、その後でトン
ネル障壁層、固定強磁性層、および反強磁性層を付着さ
せることによって形成することもできる。そのようなＭ
ＴＪ素子は、図４に示すＭＴＪ１００を本質的に逆転さ
せた層を有することになる。
【００２７】次に図５を参照すると、本発明の埋込みＭ
ＴＪ ＭＲヘッドの図４の図に対して垂直な断面であっ
て検知面２００またはＡＢＳが右側にある図が図示され
ている。説明を簡単にするために、バイアス強磁性層１
５０は図示されておらず、ＭＴＪ１００には強磁性層、
反強磁性層と、トンネル障壁層のみが図示されている。
検知強磁性層１３２は、検知面２００またはＡＢＳおよ
び背面縁部２０３とほぼ同一平面にある検知縁部２０２
を有する。固定強磁性層１１８は、検知面２００から後
退した前面縁部２０６と背面縁部２０８を有する。反強
磁性層１１６は固定強磁性層１１８の縁部と接する縁部
を有する。トンネル障壁層１２０も、検知面２００から
後退しており固定強磁性層１１８の前面縁部２０６と基
本的に同一平面にある前面縁部２１０と、背面縁部２１
２とを有する。Ｇ１ギャップ層上にリード１０２が形成
され、Ｇ２ギャップ層がリード１０４を磁気遮蔽層Ｓ２
から分離している。Ｇ１およびＧ２、縁部２０２、２０
６と検知面２００との間の領域は電気的絶縁材料であ
り、アルミナであることが好ましい。検知面２００また
はＡＢＳは、ディスクとの接触中にヘッドを保護するた
めに当技術分野で周知のようにその上に形成されたアモ
ルファス・ダイヤモンド様炭素の薄い層などの保護被覆
を有する。
ＴＪ ＭＲヘッドの図４の図に対して垂直な断面であっ
て検知面２００またはＡＢＳが右側にある図が図示され
ている。説明を簡単にするために、バイアス強磁性層１
５０は図示されておらず、ＭＴＪ１００には強磁性層、
反強磁性層と、トンネル障壁層のみが図示されている。
検知強磁性層１３２は、検知面２００またはＡＢＳおよ
び背面縁部２０３とほぼ同一平面にある検知縁部２０２
を有する。固定強磁性層１１８は、検知面２００から後
退した前面縁部２０６と背面縁部２０８を有する。反強
磁性層１１６は固定強磁性層１１８の縁部と接する縁部
を有する。トンネル障壁層１２０も、検知面２００から
後退しており固定強磁性層１１８の前面縁部２０６と基
本的に同一平面にある前面縁部２１０と、背面縁部２１
２とを有する。Ｇ１ギャップ層上にリード１０２が形成
され、Ｇ２ギャップ層がリード１０４を磁気遮蔽層Ｓ２
から分離している。Ｇ１およびＧ２、縁部２０２、２０
６と検知面２００との間の領域は電気的絶縁材料であ
り、アルミナであることが好ましい。検知面２００また
はＡＢＳは、ディスクとの接触中にヘッドを保護するた
めに当技術分野で周知のようにその上に形成されたアモ
ルファス・ダイヤモンド様炭素の薄い層などの保護被覆
を有する。
【００２８】磁束ガイドを使用して磁気信号をアクティ
ブ検知領域に向ける、図５に示すＭＴＪ ＭＲ読取りヘ
ッドのような埋込みＭＲセンサは、入射磁束がアクティ
ブ検知領域に達する前に磁気遮蔽層に漏れるため、感度
が低下する。この漏れは遮蔽層間ギャップ幅ｇと、本発
明の磁束ガイドとしても機能する自由強磁性層の透磁性
μおよび厚さｔによって決まる。磁束は、（μｔｇ／
２）0.5の特性長で減衰する。５Ｇビット／ｉｎ2センサ
の典型的なパラメータは、ｇ＝２００ｎｍ、ｔ＝５ｎ
ｍ、およびμ＝１０００である。その結果、０．７マイ
クロメートルの減衰長になる。アクティブ検知領域がＡ
ＢＳから０．３５マイクロメートル後退しているセンサ
の場合、アクティブ検知領域で得られるのは入射磁束の
約６０％である。したがって、ＭＴＪセンサの典型的な
ΔＲ／Ｒの値である２０％は本発明の埋込みＭＴＪ Ｍ
Ｒ読取りヘッドでは約１２％に減少する。
ブ検知領域に向ける、図５に示すＭＴＪ ＭＲ読取りヘ
ッドのような埋込みＭＲセンサは、入射磁束がアクティ
ブ検知領域に達する前に磁気遮蔽層に漏れるため、感度
が低下する。この漏れは遮蔽層間ギャップ幅ｇと、本発
明の磁束ガイドとしても機能する自由強磁性層の透磁性
μおよび厚さｔによって決まる。磁束は、（μｔｇ／
２）0.5の特性長で減衰する。５Ｇビット／ｉｎ2センサ
の典型的なパラメータは、ｇ＝２００ｎｍ、ｔ＝５ｎ
ｍ、およびμ＝１０００である。その結果、０．７マイ
クロメートルの減衰長になる。アクティブ検知領域がＡ
ＢＳから０．３５マイクロメートル後退しているセンサ
の場合、アクティブ検知領域で得られるのは入射磁束の
約６０％である。したがって、ＭＴＪセンサの典型的な
ΔＲ／Ｒの値である２０％は本発明の埋込みＭＴＪ Ｍ
Ｒ読取りヘッドでは約１２％に減少する。
【００２９】図５に示す好ましい実施形態では、自由強
磁性層１３２とリード１０４のみがＡＢＳ２００で露出
している。ＡＢＳ２００から後退するようになっている
固定強磁性層１１８の前面端部２０６の場所によって、
ＡＢＳ２００でヘッドをラッピングしたときに生じる可
能性があるＭＴＪセンサの短絡が防止される。さらに、
固定強磁性層１１８の磁気モーメントをピン止めするた
めに使用することができるトンネル障壁酸化物層１２０
と反強磁性層１１６もＡＢＳ２００から後退しているた
め、これらの層は露出されず、したがって腐食する可能
性が低い。
磁性層１３２とリード１０４のみがＡＢＳ２００で露出
している。ＡＢＳ２００から後退するようになっている
固定強磁性層１１８の前面端部２０６の場所によって、
ＡＢＳ２００でヘッドをラッピングしたときに生じる可
能性があるＭＴＪセンサの短絡が防止される。さらに、
固定強磁性層１１８の磁気モーメントをピン止めするた
めに使用することができるトンネル障壁酸化物層１２０
と反強磁性層１１６もＡＢＳ２００から後退しているた
め、これらの層は露出されず、したがって腐食する可能
性が低い。
【００３０】磁束ガイドとしての自由強磁性層１３２を
有する埋込みＭＴＪ ＭＲヘッドの他の利点は、ＭＴＪ
ＭＲヘッドのアクティブ検知領域であるトンネル接合
部を、ＡＢＳに配置した場合よりも大きくすることがで
きることである。これは、自由強磁性層１３２磁束ガイ
ドの幅をＡＢＳに向かって先細にして、ＡＢＳにおける
幅がトンネル障壁層２１０と接する領域における幅より
も狭くなるようにすることができるためである。したが
って、トンネル接合部（トンネル障壁層２１０の幅）を
ＡＢＳにおける自由強磁性層の幅よりも広くすることが
でき、それによってトンネル接合部は面積が広いために
電気抵抗を小さくすることができる。ＭＴＪ素子の場
合、電流がトンネル接合部に対して垂直方向に流れるた
め、抵抗はトンネル接合部の面積に反比例して変化す
る。信号対雑音比を向上させるために、抵抗は低いほう
がよい。
有する埋込みＭＴＪ ＭＲヘッドの他の利点は、ＭＴＪ
ＭＲヘッドのアクティブ検知領域であるトンネル接合
部を、ＡＢＳに配置した場合よりも大きくすることがで
きることである。これは、自由強磁性層１３２磁束ガイ
ドの幅をＡＢＳに向かって先細にして、ＡＢＳにおける
幅がトンネル障壁層２１０と接する領域における幅より
も狭くなるようにすることができるためである。したが
って、トンネル接合部（トンネル障壁層２１０の幅）を
ＡＢＳにおける自由強磁性層の幅よりも広くすることが
でき、それによってトンネル接合部は面積が広いために
電気抵抗を小さくすることができる。ＭＴＪ素子の場
合、電流がトンネル接合部に対して垂直方向に流れるた
め、抵抗はトンネル接合部の面積に反比例して変化す
る。信号対雑音比を向上させるために、抵抗は低いほう
がよい。
【００３１】図５に示す好ましい実施形態では、自由強
磁性層磁束ガイド１３２は、トンネル接合部の背面縁
部、すなわち固定強磁性層１１８とトンネル障壁層１２
０のそれぞれの背面縁部２０８および２１２を越えて位
置する背面縁部２０３を有する。磁束ガイドを固定強磁
性層背面縁部２０８およびトンネル障壁層背面縁部２１
２を越えて延在させることは、遮蔽磁束ガイド内を伝播
する磁束がガイドの背面縁部でゼロに減衰するため有利
である。したがって、自由強磁性層１３２の背面縁部２
０３が固定強磁性層１１８およびトンネル障壁層１２０
のそれぞれの背面縁部２０８、２１２を越えて延びてい
る本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドでは、トン
ネル障壁層１２０および固定強磁性層１１８の背面縁部
における磁束は有限の値を有する。したがって、アクテ
ィブ検知領域、すなわちトンネル接合領域における自由
強磁性層内の平均磁束は、自由強磁性層の背面縁部が固
定強磁性層およびトンネル障壁層の背面縁部と同一空間
にある場合よりも大きくなる。これによって、アクティ
ブ検知領域を越える地点で磁束がゼロに減衰するため、
アクティブ検知領域における信号が大きくなる。電流は
トンネル接合部に対して垂直、したがってトンネル接合
部の一部を形成する磁束ガイドの部分に対して垂直の方
向に流れるため、トンネル接合部を越えて延びる自由強
磁性層の部分によって分流される電流はない。図５の好
ましい実施形態ではトンネル障壁層２１０と固定強磁性
層１１８のそれぞれの背面縁部２１２、２０８は同一平
面上にあるが、自由強磁性層１３２の背面縁部２０３
が、背面縁部２１２，２０８のいずれか検知面２００に
近い方の背面縁部よりも検知面２００から離れている場
合には、その必要はない。これは、トンネル障壁層２１
０に対して垂直な電流の流れが、背面縁部２１２、２０
８のいずれか検知面２００に近い方の縁部によって規定
されるためである。したがって、トンネル障壁層２１０
の背面縁部２１２が固定強磁性層１１８の背面縁部２０
８よりも検知面２００に近い場合、検知強磁性層１３２
の背面縁部２０３を背面縁部２１２よりも遠くに配置す
る。同様に、固定強磁性層１１８の背面縁部２０８がト
ンネル障壁層２１０の背面縁部２１２よりも検知面２０
０に近い場合、検知強磁性層１３２の背面縁部２０３を
背面縁部２０８よりも遠くに配置する。
磁性層磁束ガイド１３２は、トンネル接合部の背面縁
部、すなわち固定強磁性層１１８とトンネル障壁層１２
０のそれぞれの背面縁部２０８および２１２を越えて位
置する背面縁部２０３を有する。磁束ガイドを固定強磁
性層背面縁部２０８およびトンネル障壁層背面縁部２１
２を越えて延在させることは、遮蔽磁束ガイド内を伝播
する磁束がガイドの背面縁部でゼロに減衰するため有利
である。したがって、自由強磁性層１３２の背面縁部２
０３が固定強磁性層１１８およびトンネル障壁層１２０
のそれぞれの背面縁部２０８、２１２を越えて延びてい
る本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドでは、トン
ネル障壁層１２０および固定強磁性層１１８の背面縁部
における磁束は有限の値を有する。したがって、アクテ
ィブ検知領域、すなわちトンネル接合領域における自由
強磁性層内の平均磁束は、自由強磁性層の背面縁部が固
定強磁性層およびトンネル障壁層の背面縁部と同一空間
にある場合よりも大きくなる。これによって、アクティ
ブ検知領域を越える地点で磁束がゼロに減衰するため、
アクティブ検知領域における信号が大きくなる。電流は
トンネル接合部に対して垂直、したがってトンネル接合
部の一部を形成する磁束ガイドの部分に対して垂直の方
向に流れるため、トンネル接合部を越えて延びる自由強
磁性層の部分によって分流される電流はない。図５の好
ましい実施形態ではトンネル障壁層２１０と固定強磁性
層１１８のそれぞれの背面縁部２１２、２０８は同一平
面上にあるが、自由強磁性層１３２の背面縁部２０３
が、背面縁部２１２，２０８のいずれか検知面２００に
近い方の背面縁部よりも検知面２００から離れている場
合には、その必要はない。これは、トンネル障壁層２１
０に対して垂直な電流の流れが、背面縁部２１２、２０
８のいずれか検知面２００に近い方の縁部によって規定
されるためである。したがって、トンネル障壁層２１０
の背面縁部２１２が固定強磁性層１１８の背面縁部２０
８よりも検知面２００に近い場合、検知強磁性層１３２
の背面縁部２０３を背面縁部２１２よりも遠くに配置す
る。同様に、固定強磁性層１１８の背面縁部２０８がト
ンネル障壁層２１０の背面縁部２１２よりも検知面２０
０に近い場合、検知強磁性層１３２の背面縁部２０３を
背面縁部２０８よりも遠くに配置する。
【００３２】図５に関して図示して説明した好ましい実
施形態では、トンネル障壁層１２０の前面端部は後退
し、好ましくは固定強磁性層１１８の前面縁部と同一平
面上にあるが、本発明ではトンネル障壁層の前面縁部を
ＡＢＳにおいて露出させ、自由強磁性層の前面縁部と本
質的に同一平面にすることも可能である。また、第１の
リード１０２は反強磁性層１１６および固定強磁性層１
１８の背面縁部を越えて延びる背面縁部を有するように
図示されているが、第１のリードはこれらの層とほぼ同
一平面上にある背面縁部を有することもできる。
施形態では、トンネル障壁層１２０の前面端部は後退
し、好ましくは固定強磁性層１１８の前面縁部と同一平
面上にあるが、本発明ではトンネル障壁層の前面縁部を
ＡＢＳにおいて露出させ、自由強磁性層の前面縁部と本
質的に同一平面にすることも可能である。また、第１の
リード１０２は反強磁性層１１６および固定強磁性層１
１８の背面縁部を越えて延びる背面縁部を有するように
図示されているが、第１のリードはこれらの層とほぼ同
一平面上にある背面縁部を有することもできる。
【００３３】代替実施形態では、その上に第１のリード
１０２を形成する基板は第１の磁気遮蔽層Ｓ１であり、
第２の磁気遮蔽層Ｓ２は第２のリード１０４上に形成さ
れる。遮蔽層Ｓ１およびＳ２はＮｉ−Ｆｅ合金またはＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ合金で形成され、導電性である。したが
って、この実施形態では、遮蔽層Ｓ１を通って第１のリ
ード１０２に至り、トンネル接合を垂直方向に通って第
２のリード１０４と第２の遮蔽層Ｓ２に至る導電経路が
設けられる。この実施形態では、絶縁ギャップ層Ｇ１、
Ｇ２が不要になるが、図５に示すようにトンネル接合部
の背面の絶縁材料は必要である。
１０２を形成する基板は第１の磁気遮蔽層Ｓ１であり、
第２の磁気遮蔽層Ｓ２は第２のリード１０４上に形成さ
れる。遮蔽層Ｓ１およびＳ２はＮｉ−Ｆｅ合金またはＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ合金で形成され、導電性である。したが
って、この実施形態では、遮蔽層Ｓ１を通って第１のリ
ード１０２に至り、トンネル接合を垂直方向に通って第
２のリード１０４と第２の遮蔽層Ｓ２に至る導電経路が
設けられる。この実施形態では、絶縁ギャップ層Ｇ１、
Ｇ２が不要になるが、図５に示すようにトンネル接合部
の背面の絶縁材料は必要である。
【００３４】埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの製作方
法 図６ないし図１９を参照しながら、埋込みＭＴＪ ＭＲ
読取りヘッドの形成プロセスについて説明する。２つの
リソグラフィ・パターン描画ステップが必要である。１
つのステップでは後退固定強磁性層１１８を画定し、も
う１つのステップでは自由強磁性層１３２を画定する。
図５に示すように、ＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドを典型的
にはアルミナＧ１層である絶縁体の層上に製作するが、
下部磁気遮蔽層Ｓ１上に直接製作することもできる。
法 図６ないし図１９を参照しながら、埋込みＭＴＪ ＭＲ
読取りヘッドの形成プロセスについて説明する。２つの
リソグラフィ・パターン描画ステップが必要である。１
つのステップでは後退固定強磁性層１１８を画定し、も
う１つのステップでは自由強磁性層１３２を画定する。
図５に示すように、ＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドを典型的
にはアルミナＧ１層である絶縁体の層上に製作するが、
下部磁気遮蔽層Ｓ１上に直接製作することもできる。
【００３５】図６に示すようにこのプロセスは、リード
層１０２、反強磁性層１１６、固定強磁性層１１８、お
よび最終的に酸化させてトンネル障壁層１２０を形成す
ることになるアルミニウムなどの材料を付着させること
によって開始する。リード材料は、１００〜５００Åの
典型的な厚さを有するＴａ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｗ、Ｐ
ｔなど様々な導電材料とすることができる。反強磁性層
１１６は、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｉｒ
−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｍｎなど、様々な周知の材料から選択す
ることができる。反強磁性層１１６の典型的な厚さは、
７０〜３００Åの範囲である。固定強磁性層１１８は、
Ｎｉ−Ｆｅ合金か、またはＮｉ−Ｆｅ合金とＣｏの薄膜
の二層構造であることが好ましい。Ｎｉ−Ｆｅ合金層の
典型的な厚さは２０〜１００Åである、Ｃｏ層の典型的
な厚さは２〜２０Åである。トンネル障壁酸化物層１２
０のアルミニウムの厚さは典型的には５〜２０Åであ
る。
層１０２、反強磁性層１１６、固定強磁性層１１８、お
よび最終的に酸化させてトンネル障壁層１２０を形成す
ることになるアルミニウムなどの材料を付着させること
によって開始する。リード材料は、１００〜５００Åの
典型的な厚さを有するＴａ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｗ、Ｐ
ｔなど様々な導電材料とすることができる。反強磁性層
１１６は、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｉｒ
−Ｍｎ、Ｐｄ−Ｍｎなど、様々な周知の材料から選択す
ることができる。反強磁性層１１６の典型的な厚さは、
７０〜３００Åの範囲である。固定強磁性層１１８は、
Ｎｉ−Ｆｅ合金か、またはＮｉ−Ｆｅ合金とＣｏの薄膜
の二層構造であることが好ましい。Ｎｉ−Ｆｅ合金層の
典型的な厚さは２０〜１００Åである、Ｃｏ層の典型的
な厚さは２〜２０Åである。トンネル障壁酸化物層１２
０のアルミニウムの厚さは典型的には５〜２０Åであ
る。
【００３６】通常はイオン・ビーム付着か、高周波また
は直流マグネトロン・スパッタリングによって、これら
の層を付着させた後、レジスト２３０を使用してこれら
の層をパターン描画して図７に示す所望の形状を画定す
る。図７は図６の上面図である。次に、図８に示すよう
に、レジスト２３０によって保護されていない材料をイ
オン・ミリングによって除去する。これでＧ１層上にリ
ード層１０２、反強磁性層１１６、固定強磁性層１１
８、およびトンネル障壁層が図９に示す形状で形成され
る。レジスト層２３０は典型的にはアンダカットを有す
る二層レジストである。図８のイオン・ミリング・ステ
ップの後、典型的にはアルミナまたはＳｉＯ2である絶
縁体の層２３２をイオン・ビームまたは高周波スパッタ
リングによって付着させてパターンの縁部を密閉し、そ
の後、レジスト層２３０をリフトオフして図１０ないし
図１１に示す構造を形成する。この第１のリソグラフィ
・パターン描画ステップで画定される重要なフィーチャ
は２つある。第１に、固定強磁性層１１８の「高さ」、
すなわち前面縁部２０６と背面縁部２０８との間の距離
を形成する。第２に、固定強磁性層１１８の前面縁部２
０６、すなわちＡＢＳに最も近い縁部を基準点として設
定する。後の製作プロセスで、素子をラッピングしてＡ
ＢＳを形成するときに、この基準縁部２０６を使用して
ＡＢＳからの後退距離を最終的に設定する。
は直流マグネトロン・スパッタリングによって、これら
の層を付着させた後、レジスト２３０を使用してこれら
の層をパターン描画して図７に示す所望の形状を画定す
る。図７は図６の上面図である。次に、図８に示すよう
に、レジスト２３０によって保護されていない材料をイ
オン・ミリングによって除去する。これでＧ１層上にリ
ード層１０２、反強磁性層１１６、固定強磁性層１１
８、およびトンネル障壁層が図９に示す形状で形成され
る。レジスト層２３０は典型的にはアンダカットを有す
る二層レジストである。図８のイオン・ミリング・ステ
ップの後、典型的にはアルミナまたはＳｉＯ2である絶
縁体の層２３２をイオン・ビームまたは高周波スパッタ
リングによって付着させてパターンの縁部を密閉し、そ
の後、レジスト層２３０をリフトオフして図１０ないし
図１１に示す構造を形成する。この第１のリソグラフィ
・パターン描画ステップで画定される重要なフィーチャ
は２つある。第１に、固定強磁性層１１８の「高さ」、
すなわち前面縁部２０６と背面縁部２０８との間の距離
を形成する。第２に、固定強磁性層１１８の前面縁部２
０６、すなわちＡＢＳに最も近い縁部を基準点として設
定する。後の製作プロセスで、素子をラッピングしてＡ
ＢＳを形成するときに、この基準縁部２０６を使用して
ＡＢＳからの後退距離を最終的に設定する。
【００３７】図１０ないし図１１の構造体をパターン描
画して形成した後、トンネル障壁層１２０になるアルミ
ニウムを１００ｍトルの酸素圧力と２５Ｗ／ｃｍ2の出
力密度で３０〜２４０秒間プラズマ酸化する。これによ
ってアルミナの絶縁トンネル障壁層１２０が形成され
る。
画して形成した後、トンネル障壁層１２０になるアルミ
ニウムを１００ｍトルの酸素圧力と２５Ｗ／ｃｍ2の出
力密度で３０〜２４０秒間プラズマ酸化する。これによ
ってアルミナの絶縁トンネル障壁層１２０が形成され
る。
【００３８】次に、図１２ないし図１３に示すように、
自由強磁性層１３２とリード層１０４を付着させる。自
由強磁性層１３２は典型的にはＮｉ−Ｆｅ合金またはＣ
ｏとＮｉ−Ｆｅ合金との二層構造であり、厚さはＮｉ−
Ｆｅ合金は１０〜２００Å、Ｃｏは２〜２０Åである。
リード１０４はリード１０２について説明したのと同様
の材料および厚さで形成する。
自由強磁性層１３２とリード層１０４を付着させる。自
由強磁性層１３２は典型的にはＮｉ−Ｆｅ合金またはＣ
ｏとＮｉ−Ｆｅ合金との二層構造であり、厚さはＮｉ−
Ｆｅ合金は１０〜２００Å、Ｃｏは２〜２０Åである。
リード１０４はリード１０２について説明したのと同様
の材料および厚さで形成する。
【００３９】イオン・ビーム付着か高周波または直流マ
グネトロン・スパッタリングによって層１３２、１０４
を付着させた後、レジスト２４０を使用して自由強磁性
層１３２とリード層１０４をパターン描画して図１４な
いし図１５に示すような所望の形状を画定する。レジス
ト層２４０は典型的にはアンダカットを有する二層レジ
ストである。次に、図１６ないし図１７に示すように、
レジスト２４０によって保護されていない材料をイオン
・ミリングによって除去する。図１６のイオン・ミリン
グ・ステップの後、典型的にはアルミナまたはＳｉＯ2
である絶縁体の層２４２をイオン・ビームまたは高周波
スパッタリングによって付着させてパターンの縁部を密
閉し、その後、レジスト層２４０をリフトオフして図１
８ないし図１９に示す構造を形成する。この第２のリソ
グラフィ・パターン描画で画定される重要なフィーチャ
は、自由強磁性層１３２の幅、すなわちＡＢＳで露出さ
れることになる幅ｗである。このステップでは、自由強
磁性層１３２がＡＢＳからトンネル障壁層１２０の前面
縁部２１０と背面縁部２１２の上に延び、背面縁部２１
２を越えて終わるように、背面縁部２０３も画定する。
前述のように、これは、トンネル障壁層１２０と固定強
磁性層１１８の背面縁部と前面縁部とによって画定され
たアクティブ・トンネル接合領域全面に磁束が効率的に
伝播するのを助ける。
グネトロン・スパッタリングによって層１３２、１０４
を付着させた後、レジスト２４０を使用して自由強磁性
層１３２とリード層１０４をパターン描画して図１４な
いし図１５に示すような所望の形状を画定する。レジス
ト層２４０は典型的にはアンダカットを有する二層レジ
ストである。次に、図１６ないし図１７に示すように、
レジスト２４０によって保護されていない材料をイオン
・ミリングによって除去する。図１６のイオン・ミリン
グ・ステップの後、典型的にはアルミナまたはＳｉＯ2
である絶縁体の層２４２をイオン・ビームまたは高周波
スパッタリングによって付着させてパターンの縁部を密
閉し、その後、レジスト層２４０をリフトオフして図１
８ないし図１９に示す構造を形成する。この第２のリソ
グラフィ・パターン描画で画定される重要なフィーチャ
は、自由強磁性層１３２の幅、すなわちＡＢＳで露出さ
れることになる幅ｗである。このステップでは、自由強
磁性層１３２がＡＢＳからトンネル障壁層１２０の前面
縁部２１０と背面縁部２１２の上に延び、背面縁部２１
２を越えて終わるように、背面縁部２０３も画定する。
前述のように、これは、トンネル障壁層１２０と固定強
磁性層１１８の背面縁部と前面縁部とによって画定され
たアクティブ・トンネル接合領域全面に磁束が効率的に
伝播するのを助ける。
【００４０】上述のプロセスは、図４に示すバイアス強
磁性層１５０に関して前述したように、磁束ガイドの役
割も果たす自由強磁性層１３２に長手バイアスまたは安
定化を施すように調整することもできる。具体的には、
図１６ないし図１９に示すステップを修正して、アルミ
ナ層２４２を付着させてからレジスト２４０をリフトオ
フする代わりに、アルミナ、硬バイアス強磁性材料、お
よび追加のアルミナの付着を順次に行ってから、リフト
オフを行うようにする。その結果形成される構造を、検
知面２００の図である図２０に示す。図２０には、検知
面２００でそれぞれの前面縁部を露出させた検知強磁性
層１３２と第２のリード１０４が図示されている。バイ
アス強磁性層１５０の露出縁部も図示されている。硬バ
イアス強磁性層１５０と検知強磁性層１３２との間の領
域、第１のリード１０２（検知面２００から後退してい
るため破線で図示されている）、および第２のリード１
０４をアルミナなどの絶縁材料で形成する。アルミナの
典型的な厚さは１００〜５００Åの範囲であり、硬バイ
アス強磁性材料は通常、自由強磁性層１３２のモーメン
トの１〜３倍になるように調整された厚さを有するＣｏ
−Ｐｔ合金である。第１のアルミナ絶縁体は検知強磁性
体形状の縁部を被い、第２のアルミナ絶縁体は硬バイア
ス強磁性材料の上面を被う。リフトオフの後、最終パタ
ーン描画ステップを用いて硬バイアス強磁性材料の不要
な領域を除去する。
磁性層１５０に関して前述したように、磁束ガイドの役
割も果たす自由強磁性層１３２に長手バイアスまたは安
定化を施すように調整することもできる。具体的には、
図１６ないし図１９に示すステップを修正して、アルミ
ナ層２４２を付着させてからレジスト２４０をリフトオ
フする代わりに、アルミナ、硬バイアス強磁性材料、お
よび追加のアルミナの付着を順次に行ってから、リフト
オフを行うようにする。その結果形成される構造を、検
知面２００の図である図２０に示す。図２０には、検知
面２００でそれぞれの前面縁部を露出させた検知強磁性
層１３２と第２のリード１０４が図示されている。バイ
アス強磁性層１５０の露出縁部も図示されている。硬バ
イアス強磁性層１５０と検知強磁性層１３２との間の領
域、第１のリード１０２（検知面２００から後退してい
るため破線で図示されている）、および第２のリード１
０４をアルミナなどの絶縁材料で形成する。アルミナの
典型的な厚さは１００〜５００Åの範囲であり、硬バイ
アス強磁性材料は通常、自由強磁性層１３２のモーメン
トの１〜３倍になるように調整された厚さを有するＣｏ
−Ｐｔ合金である。第１のアルミナ絶縁体は検知強磁性
体形状の縁部を被い、第２のアルミナ絶縁体は硬バイア
ス強磁性材料の上面を被う。リフトオフの後、最終パタ
ーン描画ステップを用いて硬バイアス強磁性材料の不要
な領域を除去する。
【００４１】リード、自由および固定強磁性層、トンネ
ル酸化物層、および反強磁性層の合計した厚さは、遮蔽
層Ｓ１とＳ２の間の合計分離距離によって制限される。
５Ｇビット／ｉｎ2のセンサの場合、この数値は１００
０〜２０００Åの範囲である。自由強磁性層１３２が２
つの遮蔽層間のこのギャップの中心にくるようにすれば
有利である。これは、リード１０４、１０２の厚さの比
を調整することによって実現することができる。
ル酸化物層、および反強磁性層の合計した厚さは、遮蔽
層Ｓ１とＳ２の間の合計分離距離によって制限される。
５Ｇビット／ｉｎ2のセンサの場合、この数値は１００
０〜２０００Åの範囲である。自由強磁性層１３２が２
つの遮蔽層間のこのギャップの中心にくるようにすれば
有利である。これは、リード１０４、１０２の厚さの比
を調整することによって実現することができる。
【００４２】リード１０４と自由強磁性層１３２をパタ
ーン描画し、ＭＴＪ ＭＲヘッド構造体がＡＢＳ２００
を形成するラッピング・ステップを除いて基本的に完成
した後、固定強磁性層１１８の磁化方向（磁気モーメン
ト）を適切な方向に合わせる必要がある。固定強磁性層
１１８と交換結合する反強磁性層１１６としてＦｅ−Ｍ
ｎを使用した場合、付着させたときには反強磁性であ
る。しかし、固定強磁性層１１８を適切な向きに交換結
合することができるようにその磁化の方向を調整し直さ
なければならない。この構造体を、アニール炉に入れ、
温度をＦｅ−Ｍｎのブロッキング温度よりも高い約１８
０℃に上昇させる。この温度で、Ｆｅ−Ｍｎ層はもはや
固定強磁性層１１８との交換異方性を生じさせなくな
る。磁界内で層１１６、１１８の対を冷却させることに
よって強磁性層１１８の交換異方性を生じさせる。固定
強磁性層１１８の磁化の向きは、印加磁界の方向に沿っ
た方向になる。したがってアニール炉内の印加磁界によ
って、固定強磁性層１１８のモーメントは図４の矢印１
１９で示すようにＡＢＳに対して垂直の必要な方向に固
定される。これは、印加磁界によって必要な方向に磁化
された強磁性層１１８が存在する状態でＦｅ−Ｍｎ層を
冷却した結果である。したがって、Ｆｅ−Ｍｎのブロッ
キング温度より低い温度で、記録媒体からの印加磁界が
存在するときに、固定強磁性層１１８の磁化は実質的に
回転しない。
ーン描画し、ＭＴＪ ＭＲヘッド構造体がＡＢＳ２００
を形成するラッピング・ステップを除いて基本的に完成
した後、固定強磁性層１１８の磁化方向（磁気モーメン
ト）を適切な方向に合わせる必要がある。固定強磁性層
１１８と交換結合する反強磁性層１１６としてＦｅ−Ｍ
ｎを使用した場合、付着させたときには反強磁性であ
る。しかし、固定強磁性層１１８を適切な向きに交換結
合することができるようにその磁化の方向を調整し直さ
なければならない。この構造体を、アニール炉に入れ、
温度をＦｅ−Ｍｎのブロッキング温度よりも高い約１８
０℃に上昇させる。この温度で、Ｆｅ−Ｍｎ層はもはや
固定強磁性層１１８との交換異方性を生じさせなくな
る。磁界内で層１１６、１１８の対を冷却させることに
よって強磁性層１１８の交換異方性を生じさせる。固定
強磁性層１１８の磁化の向きは、印加磁界の方向に沿っ
た方向になる。したがってアニール炉内の印加磁界によ
って、固定強磁性層１１８のモーメントは図４の矢印１
１９で示すようにＡＢＳに対して垂直の必要な方向に固
定される。これは、印加磁界によって必要な方向に磁化
された強磁性層１１８が存在する状態でＦｅ−Ｍｎ層を
冷却した結果である。したがって、Ｆｅ−Ｍｎのブロッ
キング温度より低い温度で、記録媒体からの印加磁界が
存在するときに、固定強磁性層１１８の磁化は実質的に
回転しない。
【００４３】図５に示す好ましい実施形態にはいくつか
の代替案が考えられる。第一に、トンネル障壁層１２０
の前面縁部２１０は後退させる必要はなく、ＡＢＳに配
置し、自由強磁性層１３２の検知縁部２０２と同一平面
にすることができる。第二に、製作プロセス中に、リー
ド１０４と自由強磁性層１３２を最初にＧ１基板上に形
成し、固定強磁性層１１８、反強磁性層１１６、および
リード１０２をＭＴＪの「最上部」に形成することがで
きる。
の代替案が考えられる。第一に、トンネル障壁層１２０
の前面縁部２１０は後退させる必要はなく、ＡＢＳに配
置し、自由強磁性層１３２の検知縁部２０２と同一平面
にすることができる。第二に、製作プロセス中に、リー
ド１０４と自由強磁性層１３２を最初にＧ１基板上に形
成し、固定強磁性層１１８、反強磁性層１１６、および
リード１０２をＭＴＪの「最上部」に形成することがで
きる。
【００４４】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。
【００４５】（１）磁気的に記録されたデータを検知す
るときに媒体の表面に対してほぼ平行に位置合わせされ
るほぼ平坦な検知面を有し、センス回路に接続されてい
るときに媒体上に磁気的に記録されたデータを検知する
磁気トンネル接合磁気抵抗読取りヘッドであって、検知
面の一部を形成する縁部を有する基板と、前記基板上に
形成された第１の導電リードと、前記第１のリード上に
形成され、前記検知面から後退した前面縁部と、前記検
知面から前記前面縁部より遠くに配置された背面縁部と
を有し、固定強磁性層の磁化方向が前記媒体からの印加
磁界が存在するときに回転が実質的に妨げられるように
好ましい方向に沿って固定される固定強磁性層と、前記
検知面とほぼ同一平面上にある検知縁部と、背面縁部と
を有し、検知強磁性層の磁化方向が印加磁界がないとき
に前記固定強磁性層の磁化方向に対してほぼ垂直の方向
に向けられ、前記媒体からの印加磁界が存在するときに
自由に回転する検知強磁性層と、前記固定強磁性層と前
記検知強磁性層との間に前記固定磁性層と前記強磁性層
と接触して配置され、前記固定強磁性層と前記検知強磁
性層とに対してほぼ垂直の方向のトンネル電流を可能に
する、前面縁部と前記検知面から前記前面縁部よりも遠
くに配置された背面縁部とを有する絶縁トンネル障壁層
と、前記検知強磁性層上に形成された第２の導電リード
とを含み、前記検知強磁性層の前記背面縁部が、前記ト
ンネル障壁層の前記背面縁部が前記固定強磁性層の前記
背面縁部よりも前記検知面に近い場合は前記トンネル障
壁層の前記背面縁部よりも前記検知面から遠くに配置さ
れ、前記固定強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障
壁層の前記背面縁部よりも前記検知面に近い場合は前記
強磁性層の前記背面縁部よりも前記検知面から遠くに配
置される、磁気トンネル接合磁気抵抗読取りヘッド。 （２）前記トンネル障壁層の前記前面縁部が前記検知面
から後退している、上記（１）に記載のヘッド。 （３）前記トンネル障壁層の前記前面縁部が前記検知強
磁性層の前面縁部より広い、上記（２）に記載のヘッ
ド。 （４）前記トンネル障壁層の前記前面縁部と前記固定強
磁性層の前記前面縁部がほぼ同一平面上にある、上記
（１）に記載のヘッド。 （５）前記トンネル障壁層の背面縁部と前記固定強磁性
層の前記背面縁部とがほぼ同一平面上にあり、前記検知
強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障壁層および前
記強磁性層の前記同一平面の背面縁部よりも前記検知面
から遠くに配置された、上記（１）に記載のヘッド。 （６）前記強磁性層と接触し、界面交換結合によって前
記固定強磁性層の磁化方向を固定する、前記検知面から
後退した前面縁部を有する反強磁性層をさらに含む、上
記（１）に記載のヘッド。 （７）前記反強磁性層、前記固定強磁性層、および前記
トンネル障壁層の前記背面縁部がほぼ同一平面上にあ
る、上記（６）に記載のヘッド。 （８）前記反強磁性層、前記固定強磁性層、および前記
トンネル障壁層の前記背面縁部がほぼ同一平面上にあ
る、上記（７）に記載のヘッド。 （９）前記第１の導電リードが前記基板上に直接形成さ
れ、前記反強磁性層が前記導電リードと前記固定強磁性
層との間に配置され、前記強磁性層が前記反強磁性層上
に直接、接触して形成され、それによって前記固定強磁
性層の磁化方向が前記反強磁性層との界面交換結合によ
って固定される、上記（６）に記載のヘッド。 （１０）前記検知強磁性層の磁化方向が、前記印加磁界
がないときに前記検知面に対してほぼ平行である、上記
（１）に記載のヘッド。 （１１）印加磁界がないときに前記検知強磁性層の磁化
方向を前記固定強磁性層の磁化方向に対してほぼ垂直の
方向に長手方向バイアスするバイアス強磁性層と、前記
バイアス強磁性層と前記検知強磁性層との間に配置さ
れ、前記バイアス強磁性層を前記検知強磁性層から電気
的に分離する電気絶縁層とをさらに含み、前記導電リー
ドが前記絶縁層によって前記バイアス強磁性層から電気
的に分離され、それによって前記固定強磁性層と前記検
知強磁性層との間にセンス電流が通されるときにセンス
電流が前記バイアス強磁性層内には通らずに前記トンネ
ル障壁層をほぼ垂直に通る、上記（１）に記載のヘッ
ド。 （１２）前記読取りヘッドが読取り／書込み統合ヘッド
の一部であり、前記読取りヘッドが前記書込みヘッドか
ら遮蔽され、前記基板が前記読取りヘッドの第１の遮蔽
層である、上記（１）に記載のヘッド。 （１３）前記第１の遮蔽層上に形成された電気絶縁ギャ
ップ材料の層をさらに含み、前記第１の導電リードが前
記ギャップ材料の層上に形成された、上記（１２）に記
載のヘッド。 （１４）第２の基板をさらに含み、前記第１のリードと
前記検知強磁性層と前記トンネル障壁層と前記第２のリ
ードとが前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置
された層のスタックを形成し、前記スタックと前記第１
および第２の基板との間と、前記ヘッドの前記検知面と
前記固定強磁性層の前記後退した前面縁部との間の領域
内とに配置された絶縁材料をさらに含む、上記（１）に
記載のヘッド。 （１５）前記読取りヘッドが読取り／書込み統合ヘッド
の一部であり、前記読取りヘッドが磁気的に遮蔽され、
前記第２の基板が前記読取りヘッドを前記書込みヘッド
から分離する第２の遮蔽層である、上記（１４）に記載
のヘッド。 （１６）前記第１および第２のリードに接続されたセン
ス回路をさらに含む、上記（１）に記載のヘッド。 （１７）前記基板が第１の導電磁気遮蔽層であり、前記
第１のリードが前記第１の遮蔽層上に形成され、それに
よって前記第１の遮蔽層と前記第１のリードとの間に導
電経路が形成される、上記（１）に記載のヘッド。 （１８）前記第２のリード上に形成された第２の導電磁
気遮蔽層をさらに含み、それによって前記第１の遮蔽層
から前記第１のリードに至り、前記トンネル遮蔽層を通
って前記第２のリードと前記第２の遮蔽層とに至る導電
経路が形成される、上記（１７）に記載のヘッド。 （１９）前記ヘッドが磁気記録ディスクからデータを検
知するタイプのヘッドであり、前記ヘッドによって前記
ディスクからデータが読み取られるときに前記ディスク
の表面に面する空気軸受面（ＡＢＳ）と前記ＡＢＳに対
してほぼ垂直の尾部端面とを有する空気軸受スライダを
さらに含み、前記スライダ尾部端面がその上に第１の導
電リードが形成される前記基板であり、前記スライダＡ
ＢＳが前記ヘッドの検知面である、上記（１）に記載の
ヘッド。 （２０）磁気的に記録されたデータを検知するときに媒
体の表面に対してほぼ平行に位置合わせされるほぼ平坦
な検知面を有し、センス回路に接続されているときに媒
体上に磁気的に記録されたデータを検知する磁気トンネ
ル接合磁気抵抗読取りヘッドであって、検知面の一部を
形成する縁部を有する基板と、前記基板上に形成された
第１の導電リードと、前記第１のリード上に形成され、
前記検知面から後退した前面縁部と、前記前面縁部より
前記検知面から遠くに配置された背面縁部とを有する固
定強磁性層と、前記固定強磁性層と接触し、界面交換結
合によって前記固定強磁性層の磁化方向を、前記媒体か
らの印加磁界が存在するときに回転が実施的に妨げられ
るように好ましい方向に沿って固定する、前記検知面か
ら後退した前面縁部を有する反強磁性層と、前記検知面
とほぼ同一平面上にある検知縁部と、背面縁部とを有
し、検知強磁性層の磁化方向が、印加磁界がないときに
前記強磁性層の磁化方向に対してほぼ垂直であって前記
検知面に対してほぼ平行な方向に向けられ、前記媒体か
らの印加磁界が存在するときに自由に回転する検知強磁
性層と、前記固定強磁性層と前記検知強磁性層との間に
前記固定磁性層と前記強磁性層と接触して配置され、前
記固定強磁性層と前記検知強磁性層とに対してほぼ垂直
の方向のトンネル電流を可能にする、前記検知面から後
退した前面縁部と前記検知面から前記前面縁部よりも遠
くに配置された背面縁部とを有する絶縁トンネル障壁層
と、前記検知強磁性層上に形成された第２の導電リード
とを含み、前記検知強磁性層の前記背面縁部が、前記ト
ンネル障壁層の前記背面縁部が前記固定強磁性層の前記
背面縁部よりも前記検知面に近い場合は前記トンネル障
壁層の前記背面縁部よりも前記検知面から遠くに配置さ
れ、前記固定強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障
壁層の前記背面縁部よりも前記検知面に近い場合は前記
強磁性層の前記背面縁部よりも前記検知面から遠くに配
置される磁気トンネル接合磁気抵抗読取りヘッド。 （２１）前記トンネル障壁層の前記前面縁部が前記検知
強磁性層の前記前面縁部よりも広い、上記（２０）に記
載のヘッド。 （２２）前記反強磁性層、前記固定強磁性層、および前
記トンネル障壁層の前面縁部がほぼ同一平面上にある、
上記（２０）に記載のヘッド。 （２３）前記反強磁性層、前記固定強磁性層、および前
記トンネル障壁層の前記背面縁部がほぼ同一平面上にあ
る、上記（２０）に記載のヘッド。 （２４）前記トンネル障壁層の背面縁部と前記固定強磁
性層の前記背面縁部とがほぼ同一平面上にあり、前記検
知強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障壁層および
前記強磁性層の前記同一平面の背面縁部よりも前記検知
面から遠くに配置された、上記（２０）に記載のヘッ
ド。 （２５）前記第１の導電リードが前記基板上に直接形成
され、前記反強磁性層が前記第１の導電リードと前記固
定強磁性層との間に配置され、前記固定強磁性層が前記
反強磁性層上に直接、接触して形成された、上記（２
０）に記載のヘッド。 （２６）印加磁界がないときに前記検知強磁性層の磁化
方向を前記固定強磁性層の磁化方向に対してほぼ垂直の
方向に長手方向バイアスするバイアス強磁性層と、前記
バイアス強磁性層と前記検知強磁性層との間に配置さ
れ、前記バイアス強磁性層を前記検知強磁性層から電気
的に分離する電気絶縁層とをさらに含み、前記導電リー
ドが前記絶縁層によって前記バイアス強磁性層から電気
的に分離され、それによって前記固定強磁性層と前記検
知強磁性層との間にセンス電流が通されるときにセンス
電流が前記バイアス強磁性層内には通らずに前記トンネ
ル障壁層をほぼ垂直に通る、上記（２０）に記載のヘッ
ド。 （２７）前記読取りヘッドが読取り／書込み統合ヘッド
の一部であり、前記読取りヘッドが磁気的に遮蔽され、
前記基板が前記読取りヘッドの第１の遮蔽層である、上
記（２０）に記載のヘッド。 （２８）前記第１の遮蔽層上に形成された電気絶縁ギャ
ップ材料の層をさらに含み、前記第１の導電リードが前
記ギャップ材料の層上に形成された、上記（２７）に記
載のヘッド。 （２９）前記第１および第２のリードに接続されたセン
ス回路をさらに含む、上記（２０）に記載のヘッド。 （３０）前記基板が第１の導電磁気遮蔽層であり、前記
第１のリードが前記第１の遮蔽層上に形成され、前記第
２のリード上に形成された第２の導電磁気遮蔽層をさら
に含み、それによって前記第１の遮蔽層から前記第１の
リードに至り、前記トンネル遮蔽層を通って前記第２の
リードと前記第２の遮蔽層とに至る導電経路が形成され
る、上記（２０）に記載のヘッド。 （３１）前記ヘッドが磁気記録ディスクからデータを検
知するタイプのヘッドであり、前記ヘッドによって前記
ディスクからデータが読み取られるときに前記ディスク
の表面に面する空気軸受面（ＡＢＳ）と前記ＡＢＳに対
してほぼ垂直の尾部端面とを有する空気軸受スライダを
さらに含み、前記スライダ尾部端面がその上に第１の導
電リードが形成される前記基板であり、前記スライダＡ
ＢＳが前記ヘッドの検知面である、上記（２０）に記載
のヘッド。
るときに媒体の表面に対してほぼ平行に位置合わせされ
るほぼ平坦な検知面を有し、センス回路に接続されてい
るときに媒体上に磁気的に記録されたデータを検知する
磁気トンネル接合磁気抵抗読取りヘッドであって、検知
面の一部を形成する縁部を有する基板と、前記基板上に
形成された第１の導電リードと、前記第１のリード上に
形成され、前記検知面から後退した前面縁部と、前記検
知面から前記前面縁部より遠くに配置された背面縁部と
を有し、固定強磁性層の磁化方向が前記媒体からの印加
磁界が存在するときに回転が実質的に妨げられるように
好ましい方向に沿って固定される固定強磁性層と、前記
検知面とほぼ同一平面上にある検知縁部と、背面縁部と
を有し、検知強磁性層の磁化方向が印加磁界がないとき
に前記固定強磁性層の磁化方向に対してほぼ垂直の方向
に向けられ、前記媒体からの印加磁界が存在するときに
自由に回転する検知強磁性層と、前記固定強磁性層と前
記検知強磁性層との間に前記固定磁性層と前記強磁性層
と接触して配置され、前記固定強磁性層と前記検知強磁
性層とに対してほぼ垂直の方向のトンネル電流を可能に
する、前面縁部と前記検知面から前記前面縁部よりも遠
くに配置された背面縁部とを有する絶縁トンネル障壁層
と、前記検知強磁性層上に形成された第２の導電リード
とを含み、前記検知強磁性層の前記背面縁部が、前記ト
ンネル障壁層の前記背面縁部が前記固定強磁性層の前記
背面縁部よりも前記検知面に近い場合は前記トンネル障
壁層の前記背面縁部よりも前記検知面から遠くに配置さ
れ、前記固定強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障
壁層の前記背面縁部よりも前記検知面に近い場合は前記
強磁性層の前記背面縁部よりも前記検知面から遠くに配
置される、磁気トンネル接合磁気抵抗読取りヘッド。 （２）前記トンネル障壁層の前記前面縁部が前記検知面
から後退している、上記（１）に記載のヘッド。 （３）前記トンネル障壁層の前記前面縁部が前記検知強
磁性層の前面縁部より広い、上記（２）に記載のヘッ
ド。 （４）前記トンネル障壁層の前記前面縁部と前記固定強
磁性層の前記前面縁部がほぼ同一平面上にある、上記
（１）に記載のヘッド。 （５）前記トンネル障壁層の背面縁部と前記固定強磁性
層の前記背面縁部とがほぼ同一平面上にあり、前記検知
強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障壁層および前
記強磁性層の前記同一平面の背面縁部よりも前記検知面
から遠くに配置された、上記（１）に記載のヘッド。 （６）前記強磁性層と接触し、界面交換結合によって前
記固定強磁性層の磁化方向を固定する、前記検知面から
後退した前面縁部を有する反強磁性層をさらに含む、上
記（１）に記載のヘッド。 （７）前記反強磁性層、前記固定強磁性層、および前記
トンネル障壁層の前記背面縁部がほぼ同一平面上にあ
る、上記（６）に記載のヘッド。 （８）前記反強磁性層、前記固定強磁性層、および前記
トンネル障壁層の前記背面縁部がほぼ同一平面上にあ
る、上記（７）に記載のヘッド。 （９）前記第１の導電リードが前記基板上に直接形成さ
れ、前記反強磁性層が前記導電リードと前記固定強磁性
層との間に配置され、前記強磁性層が前記反強磁性層上
に直接、接触して形成され、それによって前記固定強磁
性層の磁化方向が前記反強磁性層との界面交換結合によ
って固定される、上記（６）に記載のヘッド。 （１０）前記検知強磁性層の磁化方向が、前記印加磁界
がないときに前記検知面に対してほぼ平行である、上記
（１）に記載のヘッド。 （１１）印加磁界がないときに前記検知強磁性層の磁化
方向を前記固定強磁性層の磁化方向に対してほぼ垂直の
方向に長手方向バイアスするバイアス強磁性層と、前記
バイアス強磁性層と前記検知強磁性層との間に配置さ
れ、前記バイアス強磁性層を前記検知強磁性層から電気
的に分離する電気絶縁層とをさらに含み、前記導電リー
ドが前記絶縁層によって前記バイアス強磁性層から電気
的に分離され、それによって前記固定強磁性層と前記検
知強磁性層との間にセンス電流が通されるときにセンス
電流が前記バイアス強磁性層内には通らずに前記トンネ
ル障壁層をほぼ垂直に通る、上記（１）に記載のヘッ
ド。 （１２）前記読取りヘッドが読取り／書込み統合ヘッド
の一部であり、前記読取りヘッドが前記書込みヘッドか
ら遮蔽され、前記基板が前記読取りヘッドの第１の遮蔽
層である、上記（１）に記載のヘッド。 （１３）前記第１の遮蔽層上に形成された電気絶縁ギャ
ップ材料の層をさらに含み、前記第１の導電リードが前
記ギャップ材料の層上に形成された、上記（１２）に記
載のヘッド。 （１４）第２の基板をさらに含み、前記第１のリードと
前記検知強磁性層と前記トンネル障壁層と前記第２のリ
ードとが前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置
された層のスタックを形成し、前記スタックと前記第１
および第２の基板との間と、前記ヘッドの前記検知面と
前記固定強磁性層の前記後退した前面縁部との間の領域
内とに配置された絶縁材料をさらに含む、上記（１）に
記載のヘッド。 （１５）前記読取りヘッドが読取り／書込み統合ヘッド
の一部であり、前記読取りヘッドが磁気的に遮蔽され、
前記第２の基板が前記読取りヘッドを前記書込みヘッド
から分離する第２の遮蔽層である、上記（１４）に記載
のヘッド。 （１６）前記第１および第２のリードに接続されたセン
ス回路をさらに含む、上記（１）に記載のヘッド。 （１７）前記基板が第１の導電磁気遮蔽層であり、前記
第１のリードが前記第１の遮蔽層上に形成され、それに
よって前記第１の遮蔽層と前記第１のリードとの間に導
電経路が形成される、上記（１）に記載のヘッド。 （１８）前記第２のリード上に形成された第２の導電磁
気遮蔽層をさらに含み、それによって前記第１の遮蔽層
から前記第１のリードに至り、前記トンネル遮蔽層を通
って前記第２のリードと前記第２の遮蔽層とに至る導電
経路が形成される、上記（１７）に記載のヘッド。 （１９）前記ヘッドが磁気記録ディスクからデータを検
知するタイプのヘッドであり、前記ヘッドによって前記
ディスクからデータが読み取られるときに前記ディスク
の表面に面する空気軸受面（ＡＢＳ）と前記ＡＢＳに対
してほぼ垂直の尾部端面とを有する空気軸受スライダを
さらに含み、前記スライダ尾部端面がその上に第１の導
電リードが形成される前記基板であり、前記スライダＡ
ＢＳが前記ヘッドの検知面である、上記（１）に記載の
ヘッド。 （２０）磁気的に記録されたデータを検知するときに媒
体の表面に対してほぼ平行に位置合わせされるほぼ平坦
な検知面を有し、センス回路に接続されているときに媒
体上に磁気的に記録されたデータを検知する磁気トンネ
ル接合磁気抵抗読取りヘッドであって、検知面の一部を
形成する縁部を有する基板と、前記基板上に形成された
第１の導電リードと、前記第１のリード上に形成され、
前記検知面から後退した前面縁部と、前記前面縁部より
前記検知面から遠くに配置された背面縁部とを有する固
定強磁性層と、前記固定強磁性層と接触し、界面交換結
合によって前記固定強磁性層の磁化方向を、前記媒体か
らの印加磁界が存在するときに回転が実施的に妨げられ
るように好ましい方向に沿って固定する、前記検知面か
ら後退した前面縁部を有する反強磁性層と、前記検知面
とほぼ同一平面上にある検知縁部と、背面縁部とを有
し、検知強磁性層の磁化方向が、印加磁界がないときに
前記強磁性層の磁化方向に対してほぼ垂直であって前記
検知面に対してほぼ平行な方向に向けられ、前記媒体か
らの印加磁界が存在するときに自由に回転する検知強磁
性層と、前記固定強磁性層と前記検知強磁性層との間に
前記固定磁性層と前記強磁性層と接触して配置され、前
記固定強磁性層と前記検知強磁性層とに対してほぼ垂直
の方向のトンネル電流を可能にする、前記検知面から後
退した前面縁部と前記検知面から前記前面縁部よりも遠
くに配置された背面縁部とを有する絶縁トンネル障壁層
と、前記検知強磁性層上に形成された第２の導電リード
とを含み、前記検知強磁性層の前記背面縁部が、前記ト
ンネル障壁層の前記背面縁部が前記固定強磁性層の前記
背面縁部よりも前記検知面に近い場合は前記トンネル障
壁層の前記背面縁部よりも前記検知面から遠くに配置さ
れ、前記固定強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障
壁層の前記背面縁部よりも前記検知面に近い場合は前記
強磁性層の前記背面縁部よりも前記検知面から遠くに配
置される磁気トンネル接合磁気抵抗読取りヘッド。 （２１）前記トンネル障壁層の前記前面縁部が前記検知
強磁性層の前記前面縁部よりも広い、上記（２０）に記
載のヘッド。 （２２）前記反強磁性層、前記固定強磁性層、および前
記トンネル障壁層の前面縁部がほぼ同一平面上にある、
上記（２０）に記載のヘッド。 （２３）前記反強磁性層、前記固定強磁性層、および前
記トンネル障壁層の前記背面縁部がほぼ同一平面上にあ
る、上記（２０）に記載のヘッド。 （２４）前記トンネル障壁層の背面縁部と前記固定強磁
性層の前記背面縁部とがほぼ同一平面上にあり、前記検
知強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障壁層および
前記強磁性層の前記同一平面の背面縁部よりも前記検知
面から遠くに配置された、上記（２０）に記載のヘッ
ド。 （２５）前記第１の導電リードが前記基板上に直接形成
され、前記反強磁性層が前記第１の導電リードと前記固
定強磁性層との間に配置され、前記固定強磁性層が前記
反強磁性層上に直接、接触して形成された、上記（２
０）に記載のヘッド。 （２６）印加磁界がないときに前記検知強磁性層の磁化
方向を前記固定強磁性層の磁化方向に対してほぼ垂直の
方向に長手方向バイアスするバイアス強磁性層と、前記
バイアス強磁性層と前記検知強磁性層との間に配置さ
れ、前記バイアス強磁性層を前記検知強磁性層から電気
的に分離する電気絶縁層とをさらに含み、前記導電リー
ドが前記絶縁層によって前記バイアス強磁性層から電気
的に分離され、それによって前記固定強磁性層と前記検
知強磁性層との間にセンス電流が通されるときにセンス
電流が前記バイアス強磁性層内には通らずに前記トンネ
ル障壁層をほぼ垂直に通る、上記（２０）に記載のヘッ
ド。 （２７）前記読取りヘッドが読取り／書込み統合ヘッド
の一部であり、前記読取りヘッドが磁気的に遮蔽され、
前記基板が前記読取りヘッドの第１の遮蔽層である、上
記（２０）に記載のヘッド。 （２８）前記第１の遮蔽層上に形成された電気絶縁ギャ
ップ材料の層をさらに含み、前記第１の導電リードが前
記ギャップ材料の層上に形成された、上記（２７）に記
載のヘッド。 （２９）前記第１および第２のリードに接続されたセン
ス回路をさらに含む、上記（２０）に記載のヘッド。 （３０）前記基板が第１の導電磁気遮蔽層であり、前記
第１のリードが前記第１の遮蔽層上に形成され、前記第
２のリード上に形成された第２の導電磁気遮蔽層をさら
に含み、それによって前記第１の遮蔽層から前記第１の
リードに至り、前記トンネル遮蔽層を通って前記第２の
リードと前記第２の遮蔽層とに至る導電経路が形成され
る、上記（２０）に記載のヘッド。 （３１）前記ヘッドが磁気記録ディスクからデータを検
知するタイプのヘッドであり、前記ヘッドによって前記
ディスクからデータが読み取られるときに前記ディスク
の表面に面する空気軸受面（ＡＢＳ）と前記ＡＢＳに対
してほぼ垂直の尾部端面とを有する空気軸受スライダを
さらに含み、前記スライダ尾部端面がその上に第１の導
電リードが形成される前記基板であり、前記スライダＡ
ＢＳが前記ヘッドの検知面である、上記（２０）に記載
のヘッド。
【図１】本発明による埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッド
と共に使用する、従来の磁気記録ディスク・ドライブを
示す略ブロック図である。
と共に使用する、従来の磁気記録ディスク・ドライブを
示す略ブロック図である。
【図２】カバーを取り外した状態の図１のディスク・ド
ライブを示す上面図である。
ライブを示す上面図である。
【図３】本発明のＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドが配置され
ることになる場所を図示するために、遮蔽間に誘導書込
みヘッドに隣接して配置されたＭＲ読取りヘッドを備え
た従来の統合型誘導書込みヘッド／ＭＲ読取りヘッドを
示す縦断面図である。
ることになる場所を図示するために、遮蔽間に誘導書込
みヘッドに隣接して配置されたＭＲ読取りヘッドを備え
た従来の統合型誘導書込みヘッド／ＭＲ読取りヘッドを
示す縦断面図である。
【図４】本発明のＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドのトンネル
接合部で切り取った断面図であり、トンネル接合部を通
る垂直方向の電流を示す図である。
接合部で切り取った断面図であり、トンネル接合部を通
る垂直方向の電流を示す図である。
【図５】ヘッドの検知端部を基準にした様々な層の場所
を示す、埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの断面図であ
る。
を示す、埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの断面図であ
る。
【図６】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの製
作ステップを示す図である。
作ステップを示す図である。
【図７】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの製
作ステップを示す図である。
作ステップを示す図である。
【図８】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの製
作ステップを示す図である。
作ステップを示す図である。
【図９】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの製
作ステップを示す図である。
作ステップを示す図である。
【図１０】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの
製作ステップを示す図である。
製作ステップを示す図である。
【図１１】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの
製作ステップを示す図である。
製作ステップを示す図である。
【図１２】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの
製作ステップを示す図である。
製作ステップを示す図である。
【図１３】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの
製作ステップを示す図である。
製作ステップを示す図である。
【図１４】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの
製作ステップを示す図である。
製作ステップを示す図である。
【図１５】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの
製作ステップを示す図である。
製作ステップを示す図である。
【図１６】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの
製作ステップを示す図である。
製作ステップを示す図である。
【図１７】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの
製作ステップを示す図である。
製作ステップを示す図である。
【図１８】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの
製作ステップを示す図である。
製作ステップを示す図である。
【図１９】本発明の埋込みＭＴＪ ＭＲ読取りヘッドの
製作ステップを示す図である。
製作ステップを示す図である。
【図２０】検知強磁性層前面縁部と長手バイアス強磁性
層の縁部を示す検知面の図である。
層の縁部を示す検知面の図である。
１００ 磁気トンネル接合 １０２ 電気リード １０４ 電気リード １１０ ベース電極層スタック １１２ テンプレート層 １１６ 反強磁性層 １１８ 固定強磁性層 １２０ 絶縁トンネル障壁層 １３２ 検知強磁性層（自由強磁性層） １３４ キャップ層 １３０ 上部電極スタック １５０ バイアス強磁性層 １６０ 絶縁層 ２００ 検知面 ２０２ 検知縁部 ２０６ 前面縁部 ２０８ 背面縁部 ２１０ 前面縁部 ２１２ 背面縁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スチュアート・スティーブン・パップワー ス・パーキン アメリカ合衆国95123 カリフォルニア州 サンノゼ ロイヤル・オーク・コート 6264 (72)発明者 チン・ホワン・ツァン アメリカ合衆国94087 カリフォルニア州 サニーベール ヘレナ・ドライブ 882
Claims (31)
- 【請求項１】磁気的に記録されたデータを検知するとき
に媒体の表面に対してほぼ平行に位置合わせされるほぼ
平坦な検知面を有し、センス回路に接続されているとき
に媒体上に磁気的に記録されたデータを検知する磁気ト
ンネル接合磁気抵抗読取りヘッドであって、 検知面の一部を形成する縁部を有する基板と、 前記基板上に形成された第１の導電リードと、 前記第１のリード上に形成され、前記検知面から後退し
た前面縁部と、前記検知面から前記前面縁部より遠くに
配置された背面縁部とを有し、固定強磁性層の磁化方向
が前記媒体からの印加磁界が存在するときに回転が実質
的に妨げられるように好ましい方向に沿って固定される
固定強磁性層と、 前記検知面とほぼ同一平面上にある検知縁部と、背面縁
部とを有し、検知強磁性層の磁化方向が印加磁界がない
ときに前記固定強磁性層の磁化方向に対してほぼ垂直の
方向に向けられ、前記媒体からの印加磁界が存在すると
きに自由に回転する検知強磁性層と、 前記固定強磁性層と前記検知強磁性層との間に前記固定
磁性層と前記強磁性層と接触して配置され、前記固定強
磁性層と前記検知強磁性層とに対してほぼ垂直の方向の
トンネル電流を可能にする、前面縁部と前記検知面から
前記前面縁部よりも遠くに配置された背面縁部とを有す
る絶縁トンネル障壁層と、 前記検知強磁性層上に形成された第２の導電リードとを
含み、 前記検知強磁性層の前記背面縁部が、前記トンネル障壁
層の前記背面縁部が前記固定強磁性層の前記背面縁部よ
りも前記検知面に近い場合は前記トンネル障壁層の前記
背面縁部よりも前記検知面から遠くに配置され、前記固
定強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障壁層の前記
背面縁部よりも前記検知面に近い場合は前記強磁性層の
前記背面縁部よりも前記検知面から遠くに配置される、
磁気トンネル接合磁気抵抗読取りヘッド。 - 【請求項２】前記トンネル障壁層の前記前面縁部が前記
検知面から後退している、請求項１に記載のヘッド。 - 【請求項３】前記トンネル障壁層の前記前面縁部が前記
検知強磁性層の前面縁部より広い、請求項２に記載のヘ
ッド。 - 【請求項４】前記トンネル障壁層の前記前面縁部と前記
固定強磁性層の前記前面縁部がほぼ同一平面上にある、
請求項１に記載のヘッド。 - 【請求項５】前記トンネル障壁層の背面縁部と前記固定
強磁性層の前記背面縁部とがほぼ同一平面上にあり、前
記検知強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障壁層お
よび前記強磁性層の前記同一平面の背面縁部よりも前記
検知面から遠くに配置された、請求項１に記載のヘッ
ド。 - 【請求項６】前記強磁性層と接触し、界面交換結合によ
って前記固定強磁性層の磁化方向を固定する、前記検知
面から後退した前面縁部を有する反強磁性層をさらに含
む、請求項１に記載のヘッド。 - 【請求項７】前記反強磁性層、前記固定強磁性層、およ
び前記トンネル障壁層の前記背面縁部がほぼ同一平面上
にある、請求項６に記載のヘッド。 - 【請求項８】前記反強磁性層、前記固定強磁性層、およ
び前記トンネル障壁層の前記背面縁部がほぼ同一平面上
にある、請求項７に記載のヘッド。 - 【請求項９】前記第１の導電リードが前記基板上に直接
形成され、前記反強磁性層が前記導電リードと前記固定
強磁性層との間に配置され、前記強磁性層が前記反強磁
性層上に直接、接触して形成され、それによって前記固
定強磁性層の磁化方向が前記反強磁性層との界面交換結
合によって固定される、請求項６に記載のヘッド。 - 【請求項１０】前記検知強磁性層の磁化方向が、前記印
加磁界がないときに前記検知面に対してほぼ平行であ
る、請求項１に記載のヘッド。 - 【請求項１１】印加磁界がないときに前記検知強磁性層
の磁化方向を前記固定強磁性層の磁化方向に対してほぼ
垂直の方向に長手方向バイアスするバイアス強磁性層
と、 前記バイアス強磁性層と前記検知強磁性層との間に配置
され、前記バイアス強磁性層を前記検知強磁性層から電
気的に分離する電気絶縁層とをさらに含み、前記導電リ
ードが前記絶縁層によって前記バイアス強磁性層から電
気的に分離され、それによって前記固定強磁性層と前記
検知強磁性層との間にセンス電流が通されるときにセン
ス電流が前記バイアス強磁性層内には通らずに前記トン
ネル障壁層をほぼ垂直に通る、請求項１に記載のヘッ
ド。 - 【請求項１２】前記読取りヘッドが読取り／書込み統合
ヘッドの一部であり、前記読取りヘッドが前記書込みヘ
ッドから遮蔽され、前記基板が前記読取りヘッドの第１
の遮蔽層である、請求項１に記載のヘッド。 - 【請求項１３】前記第１の遮蔽層上に形成された電気絶
縁ギャップ材料の層をさらに含み、前記第１の導電リー
ドが前記ギャップ材料の層上に形成された、請求項１２
に記載のヘッド。 - 【請求項１４】第２の基板をさらに含み、前記第１のリ
ードと前記検知強磁性層と前記トンネル障壁層と前記第
２のリードとが前記第１の基板と前記第２の基板との間
に配置された層のスタックを形成し、前記スタックと前
記第１および第２の基板との間と、前記ヘッドの前記検
知面と前記固定強磁性層の前記後退した前面縁部との間
の領域内とに配置された絶縁材料をさらに含む、請求項
１に記載のヘッド。 - 【請求項１５】前記読取りヘッドが読取り／書込み統合
ヘッドの一部であり、前記読取りヘッドが磁気的に遮蔽
され、前記第２の基板が前記読取りヘッドを前記書込み
ヘッドから分離する第２の遮蔽層である、請求項１４に
記載のヘッド。 - 【請求項１６】前記第１および第２のリードに接続され
たセンス回路をさらに含む、請求項１に記載のヘッド。 - 【請求項１７】前記基板が第１の導電磁気遮蔽層であ
り、前記第１のリードが前記第１の遮蔽層上に形成さ
れ、それによって前記第１の遮蔽層と前記第１のリード
との間に導電経路が形成される、請求項１に記載のヘッ
ド。 - 【請求項１８】前記第２のリード上に形成された第２の
導電磁気遮蔽層をさらに含み、それによって前記第１の
遮蔽層から前記第１のリードに至り、前記トンネル遮蔽
層を通って前記第２のリードと前記第２の遮蔽層とに至
る導電経路が形成される、請求項１７に記載のヘッド。 - 【請求項１９】前記ヘッドが磁気記録ディスクからデー
タを検知するタイプのヘッドであり、前記ヘッドによっ
て前記ディスクからデータが読み取られるときに前記デ
ィスクの表面に面する空気軸受面（ＡＢＳ）と前記ＡＢ
Ｓに対してほぼ垂直の尾部端面とを有する空気軸受スラ
イダをさらに含み、前記スライダ尾部端面がその上に第
１の導電リードが形成される前記基板であり、前記スラ
イダＡＢＳが前記ヘッドの検知面である、請求項１に記
載のヘッド。 - 【請求項２０】磁気的に記録されたデータを検知すると
きに媒体の表面に対してほぼ平行に位置合わせされるほ
ぼ平坦な検知面を有し、センス回路に接続されていると
きに媒体上に磁気的に記録されたデータを検知する磁気
トンネル接合磁気抵抗読取りヘッドであって、 検知面の一部を形成する縁部を有する基板と、 前記基板上に形成された第１の導電リードと、 前記第１のリード上に形成され、前記検知面から後退し
た前面縁部と、前記前面縁部より前記検知面から遠くに
配置された背面縁部とを有する固定強磁性層と、 前記固定強磁性層と接触し、界面交換結合によって前記
固定強磁性層の磁化方向を、前記媒体からの印加磁界が
存在するときに回転が実施的に妨げられるように好まし
い方向に沿って固定する、前記検知面から後退した前面
縁部を有する反強磁性層と、 前記検知面とほぼ同一平面上にある検知縁部と、背面縁
部とを有し、検知強磁性層の磁化方向が、印加磁界がな
いときに前記強磁性層の磁化方向に対してほぼ垂直であ
って前記検知面に対してほぼ平行な方向に向けられ、前
記媒体からの印加磁界が存在するときに自由に回転する
検知強磁性層と、 前記固定強磁性層と前記検知強磁性層との間に前記固定
磁性層と前記強磁性層と接触して配置され、前記固定強
磁性層と前記検知強磁性層とに対してほぼ垂直の方向の
トンネル電流を可能にする、前記検知面から後退した前
面縁部と前記検知面から前記前面縁部よりも遠くに配置
された背面縁部とを有する絶縁トンネル障壁層と、 前記検知強磁性層上に形成された第２の導電リードとを
含み、 前記検知強磁性層の前記背面縁部が、前記トンネル障壁
層の前記背面縁部が前記固定強磁性層の前記背面縁部よ
りも前記検知面に近い場合は前記トンネル障壁層の前記
背面縁部よりも前記検知面から遠くに配置され、前記固
定強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障壁層の前記
背面縁部よりも前記検知面に近い場合は前記強磁性層の
前記背面縁部よりも前記検知面から遠くに配置される磁
気トンネル接合磁気抵抗読取りヘッド。 - 【請求項２１】前記トンネル障壁層の前記前面縁部が前
記検知強磁性層の前記前面縁部よりも広い、請求項２０
に記載のヘッド。 - 【請求項２２】前記反強磁性層、前記固定強磁性層、お
よび前記トンネル障壁層の前面縁部がほぼ同一平面上に
ある、請求項２０に記載のヘッド。 - 【請求項２３】前記反強磁性層、前記固定強磁性層、お
よび前記トンネル障壁層の前記背面縁部がほぼ同一平面
上にある、請求項２０に記載のヘッド。 - 【請求項２４】前記トンネル障壁層の背面縁部と前記固
定強磁性層の前記背面縁部とがほぼ同一平面上にあり、
前記検知強磁性層の前記背面縁部が前記トンネル障壁層
および前記強磁性層の前記同一平面の背面縁部よりも前
記検知面から遠くに配置された、請求項２０に記載のヘ
ッド。 - 【請求項２５】前記第１の導電リードが前記基板上に直
接形成され、前記反強磁性層が前記第１の導電リードと
前記固定強磁性層との間に配置され、前記固定強磁性層
が前記反強磁性層上に直接、接触して形成された、請求
項２０に記載のヘッド。 - 【請求項２６】印加磁界がないときに前記検知強磁性層
の磁化方向を前記固定強磁性層の磁化方向に対してほぼ
垂直の方向に長手方向バイアスするバイアス強磁性層
と、 前記バイアス強磁性層と前記検知強磁性層との間に配置
され、前記バイアス強磁性層を前記検知強磁性層から電
気的に分離する電気絶縁層とをさらに含み、前記導電リ
ードが前記絶縁層によって前記バイアス強磁性層から電
気的に分離され、それによって前記固定強磁性層と前記
検知強磁性層との間にセンス電流が通されるときにセン
ス電流が前記バイアス強磁性層内には通らずに前記トン
ネル障壁層をほぼ垂直に通る、請求項２０に記載のヘッ
ド。 - 【請求項２７】前記読取りヘッドが読取り／書込み統合
ヘッドの一部であり、前記読取りヘッドが磁気的に遮蔽
され、前記基板が前記読取りヘッドの第１の遮蔽層であ
る、請求項２０に記載のヘッド。 - 【請求項２８】前記第１の遮蔽層上に形成された電気絶
縁ギャップ材料の層をさらに含み、前記第１の導電リー
ドが前記ギャップ材料の層上に形成された、請求項２７
に記載のヘッド。 - 【請求項２９】前記第１および第２のリードに接続され
たセンス回路をさらに含む、請求項２０に記載のヘッ
ド。 - 【請求項３０】前記基板が第１の導電磁気遮蔽層であ
り、前記第１のリードが前記第１の遮蔽層上に形成さ
れ、前記第２のリード上に形成された第２の導電磁気遮
蔽層をさらに含み、それによって前記第１の遮蔽層から
前記第１のリードに至り、前記トンネル遮蔽層を通って
前記第２のリードと前記第２の遮蔽層とに至る導電経路
が形成される、請求項２０に記載のヘッド。 - 【請求項３１】前記ヘッドが磁気記録ディスクからデー
タを検知するタイプのヘッドであり、前記ヘッドによっ
て前記ディスクからデータが読み取られるときに前記デ
ィスクの表面に面する空気軸受面（ＡＢＳ）と前記ＡＢ
Ｓに対してほぼ垂直の尾部端面とを有する空気軸受スラ
イダをさらに含み、前記スライダ尾部端面がその上に第
１の導電リードが形成される前記基板であり、前記スラ
イダＡＢＳが前記ヘッドの検知面である、請求項２０に
記載のヘッド。
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