KR100268191B1 - 고자화,고저항률,낮은고유이방성및제로에가까운자기변형을갖는소프트인접층을포함하는자기저항센서 - Google Patents

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Abstract

고자화, 고저항률, 저부식(low corrosion) 및 거의 제로에 가까운 자기 변형을 갖는 소프트 인접층(soft adjacent layer)이 판독 헤드의 자기저항 센서용으로 제공된다. 자기저항 센서는 이방성 자기저항 센서(anisotropic magnetoresistive sensor) 또는 스핀 밸브 센서(spin valve sensor) 중 어느 하나가 될 수 있다. 상기 양 센서에 있어서, 소프트 인접층은 CoHfNb 또는 CoHfNbFe이다. Hf은 부식을 줄이기 위해 첨가되고, Hf 및 Nb은 거의 제로에 가까운 자화를 제공하도록 균형이 이루어진다. Fe을 첨가하면 합금의 자화를 약화시키지 않고도 음의 자기 변형(negative magnetostriction)의 감소를 높힐 수 있다. CoHfNb은 NiFeCr보다 훨씬 더 높은 자화를 갖기 때문에 CoHfNb으로 이루어진 소프트 인접층은 NiFeCr으로 이루어진 소프트 인접층보다 두께가 더 얇게 만들어질 수 있으며, 그 결과 소프트 인접층의 저항이 더 높아진다. 소프트 인접층의 저항이 더 높아지면, 그 소프트 인접층을 통하는 센스 전류의 분류(shunting)가 더 작아지게 되고, 자기저항 판독 헤드의 신호 성능이 더욱 향상된다.

Description

고자화, 고저항률, 낮은 고유이방성 및 제로에 가까운 자기 변형을 갖는 소프트 인접층을 포함하는 자기저항 센서
본 발명은 고자화(high magnetization), 고저항률(high resistivity), 낮은 고유이방성(low intrinsic anisotropy) 및 제로에 가까운 자기 변형(magnetostriction)을 갖는 소프트 인접층을 포함하는 자기저항 센서(magnetoresistive(MR) sensor)에 관한 것으로, 여기서 자기저항 센서는 이방성 자기저항 센서 또는 스핀 밸브 센서(spin valve sensor)이다.
공지의 자기저항 헤드의 구조는 제 1 및 제 2 갭층(gap layer) 사이에 삽입되는 이방성 자기저항 센서를 사용한다. 이들 갭층은 제 1 및 제 2 차폐층(shield layer) 사이에 삽입되어 있다. 이방성 자기저항 센서는 통상 강자성 자기저항 스트라이프(ferromagnetic MR stripe) 및 소프트 자기 물질(soft magnetic material)로 이루어진 층을 포함하는데, 소프트 자기 물질층은 절연 물질로 이루어진 스페이서층에 의해 자기저항 스트라이프로부터 이격되어 있다. "소프트 인접층(soft adjacent layer)" (SAL)으로 불리우는 소프트 자기 물질은 자기저항 스트라이프 내에서 횡방향 바이어스(transverse bias)를 발생시킨다. 이와 관련하여, 자기저항 스트라이프는 소프트 인접층에 의해 헤드의 공기 베어링 표면(air bearing surface(ABS))에 일정한 각도로 바이어스되는 자기 모멘트를 갖는다. 이방성 자기저항 센서 내의 다른 층들은 자기저항 스트라이프용 시드층(seed layer) 및 캡층(capping layer)를 포함한다. 제 1 및 제 2 리드선은 자기저항 센서에 접속되어 센서를 통해 센서 전류를 통전시킨다. 자기저항 스트라이프가 회전하는 자기 디스크(magnetic disk)와 같은 움직이는 자기 매체(magnetic medium)로부터 나오는 자계(magnetic field) 내에 있는 경우, 자기저항 스트라이프의 저항은 cos2θ의 함수에 따라 변하는데, 여기서 θ는 공기 베어링 표면에 대해 자기 모멘트가 이루는 각(angle)이다. 센스 전류가 일정한 경우, 저항의 변화는 리드백 신호(readback signal)로 검지되는 전압 변화를 발생시킨다.
소프트 인접층에 의해 발생되는 바이어스는 센스 전류에 좌우된다. 센스 전류가 자기저항 스트라이프를 통해 통전될 경우, 자기저항 스트라이프는 소프트 인접층에 결합되는 센스 전류 필드(field)를 발생시킨다. 이것은 소프트 인접층이 자기저항 스트라이프에 결합되는 감자(減磁: demagnetization(demag)) 필드 또는 표유(漂遊: stray) 필드를 발생시키는 원인이 된다. 자기저항 스트라이프에 결합되는 필드는 자기저항 스트라이프의 자기 모멘트를 공기 베어링 표면에 나란한 위치에서부터 공기 베어링 표면에 대해 일정한 각도까지 회전시킨다. 45°회전하면, 자기저항 스트라이프는 일반적으로 응답 곡선의 선형 부분(linear portion)에 대해 바이어스된다. 자기저항 스트라이프의 바이어스의 필요성을 제시하고 있는 다른 구조들도 있지만, 소프트 인접층 구조는 별도의 전류원을 필요로 하지 않으므로 소프트 인접층 구조가 가장 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 소프트 인접층은 이방성 자기저항 센서의 모든 층들에 접속되는 제 1 및 제 2 리드선 사이에서 센스 전류의 일부를 분류(分流: shunt)한다는 것이 알려져 있다. 따라서, 소프트 인접층의 기타 다른 바람직한 특성들을 희생시키지 않고도 높은 저항을 갖는 소프트 인접층 물질을 선택하는 것이 중요하다.
소프트 인접층의 바람직한 특성들은 다음과 같다:
(1) 고저항률;
(2) 고자화;
(3) 소프트 자기 특성(soft magnetic properties);
(4) 제로에 가까운 자기 변형(near zero magnetostriction);
(5) 열적 안정성(thermal stability);
(6) 부식 방지(corrosion resistant);
(7) 낮은 자기저항 계수; 및
(8) 낮은 보자성(保磁性: coercivity)
고저항률에 대해서는 이미 설명하였다. 소프트 인접층의 고자화는 바람직하게는 자기저항 스트라이프의 바이어스를 최대화한다. 소프트 자기 물질은 작은 값의 필드(HK)를 인가하더라도 포화될 수 있기 때문에 소프트 자기 특성은 중요하다. 필드 HK는 15 Oe보다 작은 것이 바람직하다. 거의 제로에 가까운 자기 변형은 스트레스-유도 이방성 필드(stress-induced anisotropic field)를 최소화하는데 중요하다. 스트레스-유도 이방성 필드는 자기 변형이 양(positive) 또는 음(negative)의 값이냐에 따라 소프트 인접층의 고유 이방성 필드(intrinsic anisotropic field)에 더해지거나 고유 이방성 필드로부터 감해진다. 스트레스-유도 이방성 필드는 예측할 수 없으며, 헤드의 공기 베어링 표면을 래핑(lapping)한 후에는 매우 크게 증가한다.
소프트 인접층 물질은 헤드의 제조 도중 또는 동작 도중에 올라가게 되는 높은 온도에서도 열적으로 안정한 상태를 유지하는 것이 중요하다. 소프트 인접층 물질은 이러한 높은 온도에서도 무정형 상태(amorphous state)에서 결정 상태(crystalline state)로 변하지 않아야 한다는 점이 중요하다.
소프트 인접층의 단부(edge)는 공기 베어링 표면에서 노출되기 때문에 소프트 인접층으로 사용하기 위해, 소프트 인접층에 사용되는 물질은 부식이 방지될 수 있는 것으로 선택되어야 한다는 점이 중요하다. 부식은 물질의 특성을 변화시킨다. 부식 방지는 또한 헤드의 열적 안정성을 향상시키기 위해 중요하다. 만일 물질이 부식 방지 물질이라면, 그 물질은 인접 박막층들과 반응하여 구성 성분이 변할 가능성이 크지 않다. 알려진 바와 같이, 구성 성분의 변화는 소프트 인접층 물질의 특성을 크게 변화시킬 수 있다.
자기저항 계수가 낮은 것이 중요하므로 소프트 인접층은 자기저항 스트라이프의 자기저항 계수와 별로 상관 관계가 없다(does not compete with). 또한, 물질의 자화가 균일하고, 양 및 음의 필드를 인가할 때 자기 모멘트의 스위칭이 순조롭게 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
소프트 인접층에 사용되는 물질은 통상 NiFeCr이다. NiFeCr은 수용가능한 정도보다 높은 특성들을 보여준다. 그러나, 이들 특성 중 하나 이상의 특성이 개선될 수 있다면, 헤드의 성능은 크게 개선될 수 있다. 예를 들어, 소프트 인접층 물질의 자화가 개선될 수 있다면, 소프트 인접층의 저항도 개선될 수 있다. 자기저항 스트라이프를 바이어스시키기 위해 미리 정해진 바이어스 필드가 필요하고, 또한 미리 정해진 두께를 갖는 물질 A가 요구되는 바이어스 필드를 공급한다고 가정하자. 또한 물질 B가 물질 A보다 더 높은 자화를 가지며, 물질 A와 대략 같은 값의 저항을 갖는다고 가정하다. 더 얇은 층으로 된 물질 B가 요구되는 바이어스 필드를 공급하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 소프트 인접층의 저항은 물질 A보다 물질 B가 더 높다. 따라서, 물질 B를 사용하면 소프트 인접층을 통해 흐르는 센스 전류의 분류(shunting)를 감소시킬 수 있다. 소프트 자기 물질을 잘 선택하면 하나 이상의 특성에 있어서 소프트 인접층의 성능이 명백히 개선될 수 있다.
미국 특허 제 4,994,320호는 소프트 인접층에 사용되는 기본 물질로 CoZr의 사용을 개시하고 있다. 상기 특허는 CoZr이 소프트 인접층으로 사용하기에 충분히 얇은 두께(200-1,000Å)로 만들어질 경우 이방성 필드의 불안정성을 보이는 것으로 기술하고 있다. 상기 특허는 또한 Zr 대신 Hf 또는 Nb을 대치하는 것을 제시하고 있다. 불안정성을 바로잡기 위해서, 상기 특허는 SiO2의 제 1 클래딩층(cladding layer)을 증착하고, 상기 제 1 클래딩층 상에 실리콘과 함께 코발트 합금을 스퍼터링하여 증착하며, 그 후 상기 스퍼터링된 층의 상부에 SiO2의 제 2 클래딩층을 증착하는 것을 개시하고 있다. 상기 특허에는 기술되어 있지 않지만, CoZr의 이방성 필드의 불안정성은 불량한 자기 변형 및 불량한 부식 저항에 기인하는 것으로 믿어진다. 높은 자기 변형은 CoZr에서는 피할 수 없는(inherent) 것으로, 불안정한 이방성 필드가 발생한다. 부식 방지가 불량하면 물질은 이방성 필드를 변화시키는 높은 온도에서 인접층들을 부식시키거나 또는 인접층들과 반응하게 된다.
일본 특허 공고 공보 제 5-36033호는 자기 기록 헤드에 사용하기 위한 얇은(2-100Å) 비자성 물질층으로 적층된(laminated) 얇은(2-100Å) CoHfNb층들을 사용하는 것을 개시하고 있다. 비자성 물질층은 CoHfNb층들 사이에 삽입된다. 비록 상기 일본 특허에 기술되어 있지 않지만, 적층된 층들은 명백히 거대(giant) 자기저항 효과를 발생하는데 사용된다. 이러한 응용(application)은 소프트 인접층의 기능과 비유사(non-analogous)하다. CoHfNb은 또한 기록 헤드 내의 기록용 극(pole)으로 사용되고, 자기저항 판독 헤드 내의 차폐층으로도 사용되어 왔다. 이러한 응용도 또한 소프트 인접층의 기능과 비유사하다.
야마다(Yamada) 등이 1990년 11월에 발표한 IEEE Transactions on Magnetic, Vol 26, No. 6에는 이방성 자기저항 센서용 소프트 인접층으로 CoZrMo을 사용하는 것이 개시되어 있다. Mo이 합금에 사용되어 단축 이방성(uniaxial anisotropy)(HK)을 감소시키므로 소프트 인접층은 자기저항 스트라이프로부터 나오는 센스 전류 필드에 의해 포화될 수 있다. 유감스럽게도, Mo은 Co의 자화를 심각하게 열화시킨다. 또한, 야마다(Yamada)가 1993년 4월에 발표한 IEEE Translation Journal on Magnetics in Japan, Vol 2, No. 4에는 CoZrMo이 제조 또는 동작 도중 열을 받을 때 CoZrMo이 열화되는 것으로 보고되어 있다.
IBM이 개발한 제품에서는 스핀 밸브 센서에 소프트 인접층을 사용하고 있다. 스핀 밸브 센서는 속박층(pinned layer) 및 자유층(free layer) 사이에 삽입되는 비자성 전도층(non-magnetic conductive layer)을 포함한다. 속박층은 예를 들어 공기 베어링 표면에 수직한 방향과 같이 미리 정해진 방향으로 속박되어 있는 자기 모멘트를 가지며, 자유층은 공기 베어링 표면에 나란한 자화용이축(easy axis)을 따라 배열되지만 자계가 인가되면 자유롭게 회전할 수 있는 자기 모멘트를 갖는다. 속박층의 자기 모멘트는 통상 반강자성층(anti-ferromagnetic layer)과의 교환 결합(exchange coupling)에 의해 속박된다. 자유층 및 속박층의 자기 모멘트가 나란한 경우에는, 스핀 밸브의 저항이 최소이고, 자유층 및 속박층의 자기 모멘트가 서로 반대인(anti-parallel) 경우에는, 스핀 밸브의 저항이 최대이다. 따라서, 속박층 및 자유층의 자기 모멘트가 상대적으로 회전하면 스핀 밸브의 저항을 변화시킨다. 이러한 변화는 전압 변화를 일으키고 이 전압 변화가 회로망에 의해 검지되어 리드백 신호를 발생시킨다. IBM의 개발 제품에서는 속박층으로부터 나오는 감자(demag) 필드를 최소화하기 위한 "보자자(保磁子: keeper)"로서 소프트 인접층을 사용하고 있다. 절연 또는 전도 스페이서층은 자유층과 소프트 인접층 사이에 삽입되어 있다. 센스 전류가 스핀 밸브 센서를 통해 통전되면, 자유층으로부터 나오는 센스 전류 필드가 속박층 상에 유도된다.
통상의 동작 중에는, 스핀 밸브 센서의 온도가 상승할 수 있다. 유감스럽게도, 스핀 밸브 센서의 온도가 올라가면, 교환 속박 필드(exchange pinning field)의 크기는 감소한다. 보자자 역할을 하는 소프트 인접층이 없다면, 감자 필드는 어떤 온도에서 교환 속박 필드보다 값이 커져 속박층의 자기 모멘트의 배향을 흐트러뜨린다(disoriented). 보자자 역할을 하는 소프트 인접층이 있는 경우에는, 속박층으로부터 나오는 감자 필드가 소프트 인접층에 의해 붙잡혀서 실질적으로 제로로 감소된다. 이러한 구성에 의해, 속박층의 자기 모멘트의 배향 흐트러짐(disorientation)은 훨씬 더 높은 온도에서 발생될 것으로 예측된다.
이방성 자기저항 센서용 소프트 인접층에 바람직한 상술한 특성들은 또한 스핀 밸브용 소프트 인접층에도 적용된다.
본 발명은 이방성 자기 저항 센서 또는 스핀 밸브 센서에 사용될 수 있는 합금의 몇 가지 실시예를 제공하여 센서의 효율을 크게 향상시키기 위한 것이다. 이러한 합금 중의 하나가 CoHfNb이고, 또 다른 합금은 CoHfNbFe이다. 이들 합금들은 소프트 인접층의 상술한 바람직한 특성들의 대부분이 향상되는 것을 보여준다. 예를 들어, 이들 합금은 통상의 NiFeCr으로 된 소프트 인접층보다 거의 2배의 자화를 갖는다. CoHfNb 소프트 인접층 또는 CoHfNbFe 소프트 인접층은 그 두께가 NiFeCr 소프트 인접층보다 약 ½이면서도 동일한 바이어스 필드를 발생할 수 있다. 이러한 구성으로부터 소프트 인접층의 저항이 3배가 되는 매우 바람직한 결과를 얻는다. 그 결과, 소프트 인접층을 통해 분류(shunt)되는 센스 전류의 비율(percentage)이 상당히 감소된다. 자기 저항 계수는 30∼35%가 개선될 수 있으며, 원신호(raw signal)는 50%가 개선될 수 있다.
Nb이 Hf보다 Co를 결정 상태에서 무정형 상태로 훨씬 더 빨리 변화시킬 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. 소프트 인접층의 무정형 상태를 유지하면, 물질의 특성을 변화시키지 않고도 다양한 두께로 이루어진 소프트 인접층이 사용될 수 있다. Nb은 또한 빠른 음의 값의 변화(fast negative change)를 갖는 물질의 자기 변형(magnetostriction)을 일으키게 한다. Hf은 양의 값의 변화를 갖는 자기 변형을 일으켜서 자기 저항을 거의 제로로 만드는데 사용된다. 그러나, Hf 및 Nb은 모두 Co의 자력(magnetism)을 약화시키므로 가급적 그 사용을 삼가야 한다는 점을 유의하여야 한다. 본 발명자들은 Fe이 합금 내에 첨가되면 자력을 약화시키지 않고도 Hf보다 더 빨리 양의 방향으로 자기 변형을 일으킬 수 있다는 것을 발견하였다. 자력 약화의 문제를 개선하기 위해, 하나의 실시예에서는 Fe이 Nb의 일부로 대체되어 거의 제로에 가까운 자기 변형이 달성된다. 합금을 무정형으로 만들기 위해서는 적어도 5%의 Nb이 필요하다. 그 밖의 요구 조건이 없더라도, 합금은 매우 큰 음의 값의 자기 변형을 갖는다. 제 1 실시예에서는 Hf이 첨가되면 거의 제로에 가까운 자기 변형이 달성되고, 제2 실시예에서는 Hf 및 Fe이 모두 첨가되면 개선된 자력을 갖는 거의 제로에 가까운 자기 변형이 얻어진다. 이들 합금 중 어느 것이라도 이방성 자기 저항 센서 또는 스핀 밸브 센서용 소프트 인접층용으로 매우 바람직하다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 이들 합금 양자는 소프트 인접층에 대한 상기 언급된 바람직한 특성들을 모두 갖는다. 본 발명자들은 또한 이들 합금이 인접층으로 선택될 때 그 특성의 일부가 개선된다는 점을 발견하였다.
본 발명의 목적은 자기 저항 판독 헤드용으로 좀 더 강력한(robust) 소프트 인접층을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 개선된 자화, 개선된 부식 저항 및 거의 제로에 가까운 자기 변형을 갖는 소프트 인접층을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 NiFeCr에 비해 더 작은 센스 전류를 분류시키면서도 상술한 바람직한 모든 특성들을 갖는 소프트 인접층을 제공하는 것이다.
본 발명의 기타 다른 목적 및 그에 따른 장점들은 첨부하는 도면과 함께 후술하는 상세한 설명으로부터 충분히 이해될 것이다.
도 1은 자기 디스크 드라이브의 평면도.
도 2는 도 1의 II-II 평면을 따라 절개하여 본 도면.
도 3은 도 1의 자기 디스크 드라이브의 입면도.
도 4는 자기 헤드의 단면을 보여주는 것으로 도 2의 IV-IV 평면을 따라 절개하여 본 도면.
도 5는 하부 및 상부 코팅층이 부가되어 있으며 몇 개의 층들의 두께가 강조를 위해 반비례하여 두꺼워지도록 도시된 이방성 자기저항 센서를 갖는 자기 헤드를 보여주는 도 4의 V-V 평면을 따라 절개하여 본 공기 베어링 표면을 나타낸 도면.
도 6은 이방성 자기 저항 센서의 하나의 실시예의 확대된 공기 베어링 표면을 도시한 도면.
도 7은 이방성 자기 저항 센서의 제 2 실시예의 확대된 공기 베어링 표면을 도시한 도면.
도 8은 이방성 자기 저항 센서의 제 3 실시예의 확대된 공기 베어링 표면을 도시한 도면.
도 9는 이방성 자기 저항 센서의 제 4 실시예의 확대된 공기 베어링 표면을 도시한 도면.
도 10은 증착된 CoNbHf의 히스테리시스 루프(hysteresis loop)를 도시한 도면.
도 11은 열처리 후의 CoNbHf의 히스테리시스 루프를 도시한 도면.
도 12는 종래의 스핀 밸브 센서의 공기 베어링 표면을 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 스핀 밸브 센서의 공기 베어링 표면을 도시한 도면.
*도면의주요부분에대한부호의설명*
30 : 자기 디스크 드라이브
32 : 스핀들
34 : 자기 디스크
36 : 모터
38 : 모터 제어기
40 : 자기 헤드
42 : 슬라이더
43 : 서스펜션 장치
44 : 액츄에이터 암(actuator arm)
46 : 공기 베어링 표면(air bearing surface: ABS)
48 : 프로세싱 회로
52 : 자기저항 센서
54, 56 : 제 1 및 제 2 갭층(gap layer)
58, 60 : 제 1 및 제 2 차폐층(shield layer)
64 : 코일층
66, 68, 70 : 제 1, 제 2 및 제 3 절연층
72, 74 : 제 1 및 제 2 극편층(pole piece layer)
76 : 기록 갭층(write gap layer)
80, 82, 84, 86 : 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 땜납 접속부
90 : 이방성 자기저항 센서
96, 98, 144, 146 : 제 1 및 제 2 하드 바이어스층(hard bias layer)
100, 102 : 제 1 및 제 2 리드선
120, 162 : 소프트 인접층
122 : 자기저항 스트라이프(MR stripe)
124, 126, 136, 164 : 스페이서층(spacer layer)
128 : Ta 시드층(seed layer)
130 : 스핀 밸브 센서
132, 134 : 속박층(pinned layers)
138 : 자유층(free layer)
142 : 반강자성층(antiferromagnetic layer)
동일한 참조 번호는 동일 또는 유사한 소자를 나타내는 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다.
도 1, 도 2 및 도 3은 자기 디스크 드라이브(magnetic disk drive) (30)을 예시하고 있다. 드라이브 (30)은 자기 디스크 (34)를 지지하고 회전시키는 스핀들 (32)를 포함한다. 모터 (36)은 스핀들 (32)를 회전시키고, 모터 제어기 (38)은 모터를 제어한다. 자기 헤드 (40)은 기록 및 판독용 병합형(merged) 자기저항 헤드가 될 수 있으며, 슬라이더(slider) (42) 상에 장착되고, 이 슬라이더 (42)는 서스펜션 장치 (suspension) (43) 및 액츄에이터 암(actuator arm) (44)에 의해 지지된다. 복수의 디스크, 슬라이더, 및 서스펜션 장치들이 도 3에 도시된 바와 같은 대용량의 직접 액세스 저장 장치(direct access storage device: DASD)에 사용될 수 있다. 서스펜션 장치 (43) 및 액츄에이터 암 (44)는 슬라이더 (42)를 적절히 위치시켜 자기 헤드 (40)이 자기 디스크 (34)의 표면과 변환 관계(transducing relationship)를 갖는 상태에 놓이도록 한다. 디스크 (34)가 모터 (36)에 의해 회전되면, 슬라이더는 공기 베어링 표면(air bearing surface: ABS) (46)에 의해 (통상 0.075㎛의) 얇은 공기 쿠션 (공기 베어링) 상에 지지된다. 자기 헤드 (40)은 자기 디스크 표면 상의 복수의 원형 트랙에 정보를 기록하고 또한 그 원형 트랙으로부터 정보를 판독하는데 사용된다. 프로세싱 회로 (48)은 상기 정보를 나타내는 신호를 자기 헤드 (40)과 교환하고, 모터 구동 신호를 제공하며, 슬라이더를 여러 개의 트랙으로 움직이기 위한 제어 신호를 제공한다.
도 4는 기록 헤드부 및 판독 헤드부를 갖는 병합형 자기 헤드 (40)의 측단면도인데, 여기서 판독 헤드부는 본 발명의 스핀 밸브(spin valve) 자기저항 센서 (52)를 사용한다. 자기저항 센서 (52)는 제 1 및 제 2 갭층(gap layer) (54) 및 (56) 사이에 삽입되고(sandwiched), 상기 제 1 및 제 2 갭층은 제 1 및 제 2 차폐층(shield layer) (58) 및 (60) 사이에 삽입된다. 자기저항 센서 (52)의 저항은 외부 자계(external magnetic field)에 응답하여 변한다. 센서를 통해 통전되는(conducted) 센스 전류는 이러한 변화가 포텐셜(potential)의 변화로서 나타나도록 해준다. 이들 포텐셜의 변화는 도 3에 도시된 프로세싱 회로 (48)에 의해 처리된다.
자기 헤드 (40)의 기록 헤드부는 제 1 및 제 2 절연층 (66) 및 (68) 사이에 삽입되는 코일층 (64)를 포함한다. 제 3의 절연층 (70)은 자기 헤드를 평탄화(planarize)하여 코일층 (64)에 의해 발생되는 제 2 절연층 내의 리플(ripple) 성분을 제거하는데 사용될 수 있다. 코일층 (64)와 제 1, 제 2 및 제 3 절연층 (66), (68) 및 (70)은 제 1 및 제 2 극편층(pole piece layer) (72) 및 (74) 사이에 삽입되어 있다. 제 1 및 제 2 극편층 (72) 및 (74)는 공기 베어링 표면(ABS)에서 기록 갭층(write gap layer) (76)만큼 이격되어 있으며, 공기 베어링 표면으로부터 이격되는 후방 갭(back gap)(도시되지 않음)에서 자기적으로 결합되어(magnetically coupled) 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 땜납 접속부 (80) 및 (82)는 자기저항 센서 (52)로부터 서스펜션 장치 (43) 상의 리드선(도시되지 않음)까지 리드선(도시되지 않음)을 접속하고, 제 3 및 제 4 땜납 접속부 (84) 및 (86)은 코일층 (64)로부터 서스펜션 장치 (43) 상의 리드선(도시되지 않음)까지 리드선(도시되지 않음)을 접속한다.
도 5는 도 4에 도시된 자기저항 센서 (52)의 기능을 수행하는 이방성 자기저항(anisotropic magnetoresistive: AMR) 센서를 갖는 자기 헤드 (40)의 공기 베어링 표면(ABS)을 도시하고 있다. 도 5는 하부 코팅층 및 상부 코팅층 (94)를 포함하고, 이들 층들과 자기 헤드의 다른 층들 간의 관계를 보여주고 있다. 제 1 및 제 2 하드 바이어스층(hard bias layer) (96) 및 (98)은 이방성 자기저항 센서 (90)의 측단부(side edge)에서 사용되어 센서의 자기 도메인(magnetic domains)을 안정화시킬 수 있다. 제 1 및 제 2 리드선층 (100) 및 (102)는 이방성 자기저항 센서 (90)의 측단부(side edge)에 접속되어 이 측단부를 통해 센스 전류를 통전시킨다. 하드 바이어스층 (96) 및 (98)과 제 1 및 제 2 리드선층 (100) 및 (102)는 도 5에 도시된 바와 같이 인접한 접합부(contiguous junctions)에 의해 이방성 자기저항 센서 (90)의 측단부에 연결될 수 있다.
도 6, 도 7, 도 8 및 도 9는 도 5에 도시된 이방성 자기저항 센서 (90)의 실시예 (90A), (90B), (90C) 및 (90D)를 각각 도시하고 있다. 이들 실시예 모두는 CoHfNb 또는 CoHfNbFe로 이루어진 소프트 인접층(soft adjacent layer: SAL)을 사용한다. 본 발명에 따르면, CoNbHf의 자화(mangetization)가 통상 소프트 인접층에 사용되는 NiFeCr보다 훨씬 더 크다. 소프트 인접층들은 그 위치를 강조하기 위해 도 6 내지 도 9에서 빗금친 부분으로 도시되어 있다. 다음의 테이블에서는 CoNbHf 및 NiFeCr을 포함하는 여러 가지 합금에 대한 평균 비저항(normalized rho)(μ Ohm-cm) 및 기타 다른 특성들이 열거되어 있다.
[테이블 A]
Figure kpo00001
평균 비저항은 소프트 인접층에 대한 자기 물질(magnetic material)의 안정성을 결정하는 중요한 파라미터이다. 평균 비저항 값은 NiFe 등가 자기적 두께(equivalent magnetic thickness)를 사용하여 다음과 같이 계산된다.
평균 비저항 = NiFe 등가 자기적 두께 1: 물리적 두께 1* 저항률(resistivity) 이들 값들이 상기 테이블 A에 도시되어 있다. 상기 테이블 A에서 알 수 있는 바와 같이 CoNbHf에 대한 평균 비저항은 128인 반면 NiFeCr에 대한 평균 비저항은 47이다. CoNbHf은 NiFeCr보다 1.86배 더 높은 자화(magnetization)를 갖는데, 이 값은 NiFeCr에 대한 CoNbHf의 평균 자기적 두께의 비율, 즉 1400 1: 1110/895 1: 1324를 계산함으로써 얻어질 수 있다. 따라서, NiFeCr과 동일한 바이어스 필드(bias field)를 얻기 위해 필요한 CoNbHf의 두께는 1 1: 1.86 = 0.529이다. 따라서, CoNbHf은 NiFeCr의 약 1/2의 두께를 가지면서도 실질적으로 동일한 바이어스 필드를 얻을 수 있다. NiFeCr의 저항률에 대한 CoNbHf의 저항률의 비는 128 1: 47 = 2.72이다. 이것은 CoNbHf의 평균 비저항을 NiFeCr의 평균 비저항으로 나누어 얻어진다. 따라서, 동일한 바이어스 필드에 대해, CoNbHf으로 이루어진 소프트 인접층은 NiFeCr으로 이루어진 소프트 인접층보다 센스 전류에 대해 2.72배 이상 더 높은 저항을 갖는다. 이러한 부가적인 저항으로 인해, CoNbHf이 소프트 인접층으로 사용되면, 그 소프트 인접층을 통해 분류(分流: shunt)되는 센스 전류가 상당히 작아진다. CoNbFe의 합금은 134의 높은 평균 비저항을 갖는다는 점에 유의하여야 한다. 이것은 뛰어난 소프트 자기적 특성(magnetic properties)을 보여주지만, 이러한 CoNbHf 합금은 CoHfNb만큼의 부식 방지(corrosion-resistant) 특성을 갖지는 못한다.
테이블 B는 열처리(annealing) 후의 CoNbHf, NiFeCr 및 기타 다른 합금에 대한 평균 비저항 및 기타 다른 특성들을 도시하고 있다.
[테이블 B]
Figure kpo00002
상기 테이블 B는 CoNbHf에 대한 평균 비저항이 열처리한 후에도 크게 변하지 않았음을 보여준다. 보자성(coercivity) HC의 크기는 2.35 Oe이고, 이 값은 2.5 Oe 이하의 수용가능한 레벨의 범위 내이다. 보자성이 높아지면 물질이 하드 자석(hard magnet)과 같은 역할을 하여 단일 도메인 상태(single domain state) 내에 존재하지 않는다는 문제가 있다. 나아가, 단축 이방성(uniaxial anisotropy) HK는 14.6이고, 이 값은 15 Oe 이하의 수용가능한 레벨의 범위 내이다. 자기 변형은 매우 작은 음의 값인 -2.6 1* 10-6이고, 이 값은 수용가능한 범위 내이다. Nb 및 Hf을 적절히 조합하면 이러한 자기 변형이 수용가능한 레벨에 도달하게 된다. Nb만을 Co에 첨가하면, CoNb 합금의 자기 변형은 매우 큰 음의 값을 갖게 된다. 원소 Hf이 첨가되면 자기 변형의 값이 거의 제로 레벨에 가깝게 된다. 또한, CoNbHf 합금에 우수한 부식 방지 특성을 제공하기 위해 Hf이 사용된다. CoNbHf은 부식 정도가 NiFeCr에 비해 약 1/2이다. 소프트 인접층의 단부가 공기 베어링 표면에서 노출되기 때문에 부식의 정도가 작은 것이 매우 중요하다. 또한, 센서의 제조 도중에 소프트 인접층과 인접층 간의 반응에 의해 발생하는 높은 온도에서 부식이 일어날 수 있으며, 이에 따라 소프트 인접층의 특성이 크게 변화될 수 있다. CoHfNb 합금의 바람직한 비율은 Co87, Hf2, Nb11이고, 수용가능한 비율의 범위는 Co79-94, Hf1-6, Nb5-15이다. Hf을 첨가하면 CoHfNb 합금이 자기 부동태화(self-passivation)된다.
CoNbHf이 무정형 상태(amorphous state)를 유지하는 것도 중요하다. 이것은 소프트 인접층에 대한 상술한 바람직한 특성의 변화가 없으면서도 CoNbHf 합금의 두께 변화가 가능하도록 해준다. Hf 및 Nb 원소는 모두 Co의 자화(magnetization)를 감소시킨다는 점을 유의하여야 한다. 금속을 무정형 상태로 만들기 위해서는 적어도 5%의 Nb이 첨가되어야 한다. 적어도 5%의 Nb이 첨가되면, Co 자화의 일정량이 상실된다. 또한, 자기 변형을 조정하기 위해 Hf이 첨가되면, 더 많은 양의 자화가 상실된다. 따라서, Co에 첨가된 Hf 및 Nb의 양은 상술한 바람직한 특성이 얻어지는 점까지 최소화되어야 한다.
본 발명에 따르면, Fe을 합금에 첨가하면 합금의 자화를 약화시키지 않고도 음의 값에서 거의 제로에 가까운 값으로 자기 변형이 이루어질 수 있다. 다음의 테이블 C는 CoFeNb을 포함하는 합금(CoFeNb based alloy)으로 실험한 결과를 보여주고 있다.
[테이블 C]
Figure kpo00003
CoFeHfNb은 평균 비저항이 137이고, 자기 변형의 크기가 겨우 0.12 1* 10-6으로, 우수한 부식 방지 특성을 갖는다는 것을 보여준다. Fe은 Hf보다 양의 방향으로 더 빨리 자기 변형을 일으킨다는 점에서 Fe이 Hf에 비해 효과적이다. 바람직한 실시예에 있어서, 1 내지 3%의 Fe이 CoHfNb과 섞인다.
CoNbHf의 단축 이방성 HK의 값은 열처리한 후에는 14.6 Oe를 보여주고 있다. 이것은 또한 도 11의 그래프에 도시되어 있다. 열처리하기 전의 CoNbHf에 대한 자화곤란축 루프(hard axis loop) (110)이 도 10에 도시되어 있다. 열처리한 후의 자화곤란축의 B/H 루프가 도 11에서 참조 번호 (112)로 도시되어 있다. 도 10의 테이블의 가로축 상의 척도는 도 11의 가로축 상의 척도의 2배라는 점에 유의하여야 한다. 열처리한 후에는 보자성 HC가 약간 감소하여 루프 (112)를 좁히고, HK의 값은 13.8 Oe에서 14.6 Oe으로 약간 증가한다. 도 11로부터 열처리 후에는 자화용이축(easy axis) 루프 (114)가 거의 사각형이 되고, 자화곤란축 루프 (112)는 거의 닫혀진다는 것을 알 수 있다. 따라서, CoHfNb은 잘 정의된(well-defined) 자화용이축 및 자화곤란축을 보여주는데, 이것은 물질이 양호한 거동(well-behaved)을 나타내는 도메인 구조를 갖는다는 것을 의미한다. 이러한 잘 정의된 자화용이축은 물질이 자기적으로 균일(magnetically uniform)하다는 것을 나타낸다. CoHfNbFe에 대한 B/H 루프는 도 10 및 도 11의 B/H 루프와 유사하다.
도 6에 도시된 실시예 (90A)는 CoHfNb 또는 CoHfNbFe로 이루어지는 소프트 인접층 (120) 및 NiFe(퍼멀로이: Permalloy)로 이루어지는 자기저항 스트라이프(MR stripe) (122)를 사용한다. 비자기적, 비전기적 절연 탄탈륨층(non-magnetic-electrically-insulative tantalum(Ta) layer) (124)는 소프트 인접층 (120)과 자기저항 스트라이프 (122) 사이에 삽입된다. 자기저항 스트라이프 (122)는 탄탈륨 스페이서층(tantalum spacer layer) (124)와 또 다른 스페이서층 (126) 사이에 삽입된다. 실시예 (90A)는 통상적인 이방성 자기저항 센서 구성이다.
도 7의 실시예 (90B)는 Ta 시드층(seed layer) (128)이 소프트 인접층 (120)으로 사용된다는 점을 제외하고는 실시예 (90A)와 동일하다. Ta 시드층 (128)의 두께는 30Å이고, Ta층 (124)의 두께는 60Å이다. 테이블 D는 CoNbHf 소프트 인접층 (120)이 Ta층 (128) 및 (124) 사이에 삽입될 경우의 CoNbHf 소프트 인접층의 특성을 보여주고 있다.
[테이블 D]
Figure kpo00004
열처리 전에는 자기 변형이 -2.68 1* 10-6이었으며, 열처리 후에는 자기 변형이 -3.60 1* 10-6이었다. 상기로부터 CoNbHf층이 Ta층들 사이에 삽입되면 자기 변형이 테이블 B의 -2.6에서 테이블 D의 -3.60으로 감소되었음을 알 수 있다. 이러한 자기 변형은 수용가능한 레벨 범위 내이다. 또한, 테이블 D로부터 보자성 HC및 단축 이방성 HK모두가 감소되었음을 알 수 있다. 이들 레벨들도 수용가능한 범위 내에 있다.
도 8의 실시예 (90C)는 NiFeCr이 Ta 대신 소프트 인접층에 대한 시드층(seed layer)으로 사용된다는 점을 제외하고는 실시예 (90B)와 동일하다. 이러한 구성의 결과가 테이블 E에 도시되어 있다.
[테이블 E]
Figure kpo00005
테이블 E의 제 1 및 제 2 로우(row)는 각각 열처리 전후에서 이러한 구성의 자기 변형을 나타내고 있다. 열처리 후의 자기 변형은 5.4 1* 10-6이고, 이것은 소프트 인접층 (120)에 대한 NiFeCr 시드층의 자기 변형이 테이블 D에 도시된 바와 같이 음의(negative) 값에서 양의(positive) 값으로 변하였음을 의미한다. 테이블 E의 제 3 및 4 로우는 CoNbHf의 소프트 인접층이 NiFeCr층 및 Ta층 다음에 이어지는 제 1층이 되는 구성의 결과를 보여주고 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 열처리 후에 이러한 구성의 자기 변형은 +4.1이다. NiFeCr 인접층은 소프트 인접층의 자기 변형을 증가시킨다. 테이블 E는 단지 100Å의 두께를 갖는 CoNbHf로 이루어진 소프트 인접층에 대해 뛰어난 자기 변형이 얻어진다는 것을 보여주고 있다.
실시예 (90D)는 반전된(inverted) 자기저항 스트라이프 구성을 나타낸 것으로 이러한 반전된 자기 저항 스트라이프 구성은 자기저항 계수를 개선하기 위해 자기저항 스트라이프 (122)를 300℃보다 높은 온도에서 열처리될 수 있도록 해준다. CoHfNb이 300℃보다 높은 온도에서 열처리되면, CoHfNb은 무정형 상태에서 결정 상태로 변한다. 이러한 구성에 있어서, 자기저항 스트라이프 (122)는 스페이서층 (124) 및 (128) 사이에 삽입되고, 이들 스페이서층 (124) 및 (128)에는 스페이서층 (124)와 캡층(cap layer) (126) 사이에 삽입되는 소프트 인접층 (120)이 이어진다. NiFe 자기저항 스트라이프는 300℃보다 높은 온도에서 증착되고 그 후 소프트 인접층 (120)은 그 보다 더 낮은 온도에서 증착될 수 있으므로, NiFe 자기저항 스트라이프가 무정형 상태가 되는 것이 명백하다. 바람직하게는, CoHfNb 또는 CoHfNbFe 소프트 인접층이 이온빔 스퍼터링(ion beam sputtering)으로 형성된다. 이것은 이들 합금들을 낮은 고유이방성(intrinsic anisotropy)을 갖도록 하여 자기저항 헤드 내의 소프트 인접층으로 사용될 수 있도록 한다.
도 12에는, 속박층(pinned layers) (132) 및 (134), 구리로 이루어진 스페이서층 (136), 자유층(free layer) (138) 및 Ta으로 이루어진 캡층 (140)을 포함하는 종래의 스핀 밸브 센서 (130)이 도시되어 있다. NiO로 이루어진 반강자성층(antiferromagnetic layer) (142)가 속박층 (132) 및 (134)의 자기 모멘트(magnetic moment)를 공기 베어링 표면에 수직한 지면(paper) 내로 (또는 지면 밖으로) 속박(pin)하기 위해 사용될 수 있다. 제 1 및 제 2 하드 바이어스층(first and second hard bias layer) (144) 및 (146)은 자기저항 센서 내에 있는 층들의 도메인 구조를 안정화시킨다. NiO로 이루어진 층 (142)는 도 4에 도시된 제 1 갭층 (54)이 될 수 있다. 스페이서층 (136)은 제 1 및 제 2 리드선 (148) 및 (150) 사이에 흐르는 전도 전자의 평균자유행정(free mean path)보다 작은 두께를 갖는다. 자유층 (138)과 속박층 (132) 및 (134)의 자기 모멘트 간의 상대적인 각도(relative angle)에 좌우되는 전자 산란의 정도(degree of electron scattering)가 센스 전류 Is에 대한 자기저항 센서의 저항을 결정한다. 자기 모멘트가 서로 반대로 나란한(anti-parallel) 경우에 최대 산란 및 그에 대응하는 최대 저항 증가가 일어나고, 자기 모멘트가 서로 나란한(parallel) 경우에 최소 산란 및 그에 대응하는 최소 저항 증가가 일어난다. 자유층 (138)의 자기 모멘트는 일반적으로 공기 베어링 표면에 나란하게 배향되고, 회전하는 디스크로부터 양 및 음의 필드 신호(positive and negative field signal)를 수신하면 자기 모멘트는 센서의 저항을 감소 또는 증가시키도록 위방향 또는 아래 방향으로 회전한다. 속박층 (132) 및 (134)가 반대 방향으로 속박되는 자기 모멘트를 가질 경우, 저항의 변화도 반대가 된다.
스페이서층 (136)의 두께가 얇고 또한 인터페이스에서 거칠기(roughness) 때문에, 속박층 (132) 및 (134)에 의해 자유층 (138) 상에 유도되는 강자성 결합(ferromagnetic coupling) HFC가 존재한다. 자유층 (138) 상에 영향을 미치는 또 다른 필드는 자유층 (138) 상에 유도 감자 필드(induced demagnetization field) HDEMAG를 발생시키는 속박층(132) 및 (134)로부터 나오는 감자 필드이다. 이것은 스핀 밸브 센서가 도 4에 도시된 바와 같은 제 1 및 제 2 차폐층 (58) 및 (60) 사이의 중심부에 있을 때 통상 51 Oe 오더(order) 정도이다. 층 (132), (134) (136) 및 (138)의 두께 및 센스 전류 Is의 양을 적절히 제어함으로서, 강자성 결합 필드 HFC및 감자 필드 HDEMAG는 실질적으로 서로 균형(counterbalance)이 이루어져 자유층 (138)의 자기 모멘트가 공기 베어링 표면에 나란하게 될 수 있다.
유감스럽게도, 스핀 밸브 센서 (130)의 온도가 동작 중에 올라가면, 반강자성층 (142)와 속박층 (132) 간의 교환 필드 결합(exchange field coupling)은 감소하지만, 속박층 (132) 및 (134)로부터 나오는 감자 필드 HDEMAG는 실질적으로 일정한 값을 유지한다. 어떤 온도 레벨에서, 감자 필드 HDEMAG는 교환 속박 필드(exchange pinning field)보다 더 세어져서 속박층 (132) 및 (134)가 램덤한 감자 필드를 갖도록 배향을 흐트러뜨린다. 만일 속박층 (132) 및 (134)로부터 나오는 감자 필드 HDEMAG를 제로로 만들 수 있다면, 상술한 감자 필드 HDEMAG에 의한 상쇄(opposition)가 없기 때문에 속박층 (132) 및 (134)는 더 높은 온도에 이를 때까지 그들의 속박된 배향을 유지할 수 있을 것이다.
도 13에 도시된 실시예 (160)에 있어서, CoHfNb 또는 CoHfNbFe로 이루어진 소프트 인접층 (162)는 속박층 (132) 및 (134)의 감자 필드 HDEMAG를 제로로 감소시키기 위한 "보자자(保磁子: keeper)"층으로 사용된다. 소프트 인접층 (162)는 Ta 스페이서층 (164)에 의해 자유층 (138)과 이격되어 있다. 속박층 (132) 및 (134)로부터 나오는 감자 필드 HDEMAG는 소프트 인접층 (162)에 의해 내부로 유도되어 속박층 (132) 및 (134)의 감자 필드 HDEMAG가 제로가 되게 한다. 감자 필드 HDEMAG가 제로이므로, 속박층 (132) 상의 교환 속박 필드를 상쇄하는 감자 필드 HDEMAG가 존재하지 않으며, 이것은 속박층 (132) 및 (134)가 더 높은 온도에서 속박된 채로 남아 있다는 것을 의미한다. 또한, 층들의 적절한 두께를 따라 단순히 강자성 결합 필드 HFC를 센스 전류 Is로부터 나오는 필드와 상쇄시킴으로써, 자유층 (138)에 대한 적절한 바이어스가 달성된다. 이방성 자기저항 센서용 소프트 인접층에 사용하기 위한 물질의 바람직한 모든 특성은 또한 도 13에 도시된 스핀 밸브 센서용 소프트 인접층에도 적용될 수 있다.
본 발명의 개시 내용에 비추어 당업자라면 본 발명의 기타 다른 실시예 및 변경를 용이하게 실시할 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 상기 본 발명의 명세서 및 첨부 도면과 관련하여 모든 실시예 및 변경을 포괄하는 특허 청구범위에 의해서만 제한된다.
내용없음

Claims (38)

  1. 공기 베어링 표면(air bearing surface; ABS)을 갖는 박막 자기저항 판독 헤드(MR read head)에 있어서, 이방성 자기저항 센서(anisotropic MR(AMR) sensor; 이하 AMR 센서라 함) ―여기서 AMR 센서는, 강자성 자기저항 스트라이프(ferromagnetic MR stripe); 오직 하나의 소프트 인접층(soft adjacent layer: SAL); 및 상기 자기저항 스트라이프와 상기 소프트 인접층 사이에 삽입되는 (sandwiched) 비자성 및 비전도 스페이서층(non-magnetic, non-conductive spacer layer)을 포함함―; 및 센서 전류의 일부가 상기 자기저항 스트라이프를 통하여 도전되어 상기 자기저항 스트라이프가 센스 전류 필드를 상기 소프트 인접층에 작용하고, 상기 필드의 작용에 의하여 상기 소프트 인접층이 상기 ABS에 횡방향으로 상기 자기저항 스트라이프를 바이어스하도록, 상기 센스 전류를 상기 AMR 센서를 통하여 도전시키도록 상기 AMR 센서에 접속되는 제 1 및 제 2 리드선을 포함하고, 상기 소프트 인접층이 CoHfNb의 합금(alloy)―여기서 CoHfNb의 합금은 상기 소프트 인접층을 통한 상기 센스 전류의 분류(shunt)를 최소화하기 위하여 고저항이며, 상기 소프트 인접층이 소프트 자성(soft magnetic properites; 연자성)을 갖도록 낮은 고유이방성을 가지며, 상기 소프트 인접층의 자기 안정성(magnetic stability)을 향상시키도록 제로에 가까운 자기 변형을 가짐―인 박막 자기저항 판독 헤드(MR read head).
  2. 제1항의 자기저항 판독 헤드와 유도 기록 헤드(inductive write head)가 결합된 결합 헤드에 있어서, 상기 결합 헤드가 절연 적층(insulation stack) 내에 매립되는(embedded) 유도 코일(inductive coil)을 포함하고; 상기 절연 적층과 유도 코일은 제 1 및 제 2 극편(pole pieces) 사이에 삽입되며(sandwiched); 상기 제 1 및 제 2 극편은 공기 베어링 표면(air bearing surface)에서 제 3 갭층(gap layer)에 의해 이격되는 자기저항 판독 헤드와 유도 기록 헤드가 결합된 결합 헤드.
  3. 제2항의 결합 헤드를 포함하는 자기 디스크 드라이브(magnetic disk drive)에 있어서,
    a) 프레임(frame);
    b) 상기 프레임 상에서 회전가능하게 지지되는 자기 디스크;
    c) 상기 프레임 상에 장착되고, 상기 자기 디스크와 변환 관계(transducing relationship)를 갖는 상태로 결합 헤드를 지지하기 위한 지지체(support);
    d) 상기 자기 디스크를 회전하기 위한 수단;
    e) 상기 지지체에 접속되고, 상기 결합 헤드를 상기 자기 디스크에 대해 복수의 위치로 움직이기 위한 위치 수단(positioning means); 및
    f) 상기 결합 헤드, 상기 자기 디스크를 회전하기 위한 수단, 및 상기 위치수단에 접속되며, 상기 결합 헤드와 신호를 교환하고, 상기 자기 디스크의 움직임을 제어하며, 상기 결합 헤드의 위치를 제어하기 위한 수단을 포함하는 자기 디스크 드라이브.
  4. 제1항에 있어서, NiFeCr 시드층(seedlayer)을 포함하는 이방성 자기저항(AMR) 센서; 및 상기 NiFeCr 시드층과 인터페이스(interface)하는 소프트 인접층(SAL)을 포함하는 판독 헤드.
  5. 제1항에 있어서, 캡층(capping layer); 및 상기 자기저항 스트라이프와 상기 캡층 사이에 위치하는 소프트 인접층(SAL)을 포함하는 판독 헤드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 소프트 인접층(SAL)의 자기 변형(magnetostriction)이 제로(zero)인 판독 헤드.
  7. 제6항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 79 내지 94%의 Co, 1 내지 6%의 Hf, 및 5 내지 15%의 Nb을 포함하는 판독 헤드.
  8. 제7항에 있어서, 상기 판독 헤드가 제 1 및 제 2 갭층(first and second gap layers); 상기 제 1 및 제 2 갭층 사이에 삽입되는 자기저항 센서(MR sensor); 및 제 1 및 제 2 차폐층(first and second shield layers);을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 갭층은 상기 제 1 및 제 2 차폐층 사이에 삽입되는 판독 헤드.
  9. 제8항의 자기저항 판독 헤드와 유도 기록 헤드(inductive write head)가 결합된 결합 헤드에 있어서, 상기 결합 헤드가 절연 적층(insulation stack) 내에 매립되는(embedded) 유도 코일(inductive coil)을 포함하고; 상기 절연 적층과 유도 코일은 제 1 및 제 2 극편(pole pieces) 사이에 삽입되며(sandwiched); 상기 제 1 및 제 2 극편은 공기 베어링 표면(air bearing surface)에서 제 3 갭층(third gap layer)에 의해 이격되는 자기저항 판독 헤드와 유도 기록 헤드가 결합된 결합 헤드.
  10. 제9항의 결합 헤드를 포함하는 자기 디스크 드라이브(magnetic disk drive)에 있어서, 상기 드라이브가
    a) 프레임(frame);
    b) 상기 프레임 상에서 회전가능하게 지지되는 자기 디스크;
    c) 상기 프레임 상에 장착되고, 상기 자기 디스크와 변환 관계(transducing relationship)를 갖는 상태로 결합 헤드를 지지하기 위한 지지체(support);
    d) 상기 자기 디스크를 회전하기 위한 수단;
    e) 상기 지지체에 접속되고, 상기 결합 헤드를 상기 자기 디스크에 대해 복수의 위치로 움직이기 위치 위치 수단(positioning means); 및
    f) 상기 결합 헤드, 상기 자기 디스크를 회전하기 위한 수단, 및 상기 위치수단에 접속되며, 상기 결합 헤드와 신호를 교환하고, 상기 자기 디스크의 움직임을 제어하며, 상기 결합 헤드의 위치를 제어하기 위한 수단을 포함하는 자기 디스크 드라이브.
  11. 제8항에 있어서, NiFeCr 시드층(seedlayer)을 포함하는 이방성 자기저항(AMR) 센서; 및 상기 NiFeCr 시드층과 인터페이스(interface)하는 소프트 인접층(SAL)을 포함하는 판독 헤드.
  12. 제8항에 있어서, 캡층(capping layer); 및 상기 자기저항 스트라이프와 상기 캡층 사이에 위치하는 소프트 인접층(SAL)을 포함하는 판독 헤드.
  13. 제8항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 실질적으로 87%의 Co, 2%의 Hf, 및 11%의 Nb을 포함하는 판독 헤드.
  14. 제13항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 실질적으로 100Å의 두께를 갖는 판독 헤드.
  15. 제6항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 CoHfNbFe 합금을 포함하는 판독 헤드.
  16. 제15항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 77 내지 94%의 Co, 1 내지 6%의 Hf, 1 내지 14%의 Nb 및 1 내지 3%의 Fe을 포함하는 판독 헤드.
  17. 제16항에 있어서, 상기 판독 헤드가 제 1 및 제 2 갭층(gap layer); 상기 제 1 및 제 2 갭층 사이에 삽입되는 자기저항 센서(MR sensor); 및 제 1 및 제 2 차폐층(shield layer)을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 갭층은 상기 제 1 및 제 2 차폐층 사이에 삽입되는 판독 헤드.
  18. 제17항의 자기저항 판독 헤드와 유도 기록 헤드(inductive write head)가 결합된 결합 헤드에 있어서, 상기 결합 헤드가 절연 적층 내에 매립되는 유도 코일을 포함하고; 상기 절연 적층과 유도 코일은 제 1 및 제 2 극편(pole pieces) 사이에 삽입되며; 상기 제 1 및 제 2 극편은 공기 베어링 표면에서 제 3 갭층에 의해 이격되는 자기저항 판독 헤드와 유도 기록 헤드가 결합된 결합 헤드.
  19. 제18항의 결합 헤드를 포함하는 자기 디스크 드라이브에 있어서,
    a) 프레임(frame);
    b) 상기 프레임 상에서 회전가능하게 지지되는 자기 디스크;
    c) 상기 프레임 상에 장착되고, 상기 자기 디스크와 변환 관계(transducing relationship)를 갖는 상태로 결합 헤드를 지지하기 위한 지지체(support);
    d) 상기 자기 디스크를 회전하기 위한 수단;
    e) 상기 지지체에 접속되고, 상기 결합 헤드를 상기 자기 디스크에 대해 복수의 위치로 움직이기 위치 위치 수단; 및
    f) 상기 결합 헤드, 상기 자기 디스크를 회전하기 위한 수단, 및 상기 위치수단에 접속되며, 상기 결합 헤드와 신호를 교환하고, 상기 자기 디스크의 움직임을 제어하며, 상기 결합 헤드의 위치를 제어하기 위한 수단을 포함하는 자기 디스크 드라이브.
  20. 제17항에 있어서, NiFeCr 시드층을 포함하는 이방성 자기저항(AMR) 센서; 및 상기 NiFeCr 시드층과 인터페이스하는 소프트 인접층(SAL)을 포함하는 판독 헤드.
  21. 제17항에 있어서, 캡층(capping layer); 및 상기 자기저항 스트라이프와 상기 캡층 사이에 위치하는 소프트 인접층(SAL)을 포함하는 판독 헤드.
  22. 제17항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 실질적으로 87%의 Co, 2%의 Hf, 10%의 Nb, 및 1%의 Fe을 포함하는 판독 헤드.
  23. 제22항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 실질적으로 100Å의 두께를 갖는 판독 헤드.
  24. a) 강자성 자유층(ferromagnetic free layer), 강자성 속박층(ferromagnetic pinned layer), 및 제 1 비자성 스페이서층(first non-magnetic spacer layer)―여기서 제 1 비자성 스페이서층은 상기 강자성 자유층과 강자성 속박층 사이에 삽입됨―;
    b) 제 2 비자성 스페이서층(second non-magnetic spacer layer); 및
    c) 79 내지 94%의 Co, 1 내지 6%의 Hf, 및 5 내지 15%의 Nb을 포함하는, 오직 하나의 소프트 인접층을 구비하고, 상기 제 2 비자성 스페이서층이 상기 강자성 자유층과 상기 소프트 인접층(SAL) 사이에 삽입되는 상기 스핀 밸브(spin valve) 센서를 포함하는 스핀 밸브 판독 헤드.
  25. 제24항에 있어서, 상기 소프트 인접층의 자기 변형(magnetostriction)이 제로(zero)인 스핀 밸브 판독 헤드.
  26. 제25항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 79 내지 94%의 Co, 1 내지 6%의 Hf, 및 5 내지 15%의 Nb을 포함하는 스핀 밸브 판독 헤드.
  27. 제25항에 있어서, 상기 판독 헤드가 제 1 및 제 2 갭층(gap layer); 상기 제 1 및 제 2 갭층 사이에 삽입되는 자기저항 센서(MR sensor); 및 제 1 및 제 2 차폐층(ahield layer)을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 갭층은 상기 제 1 및 제 2 차폐층 사이에 삽입되는 스핀 밸브 판독 헤드.
  28. 제27항의 자기저항 판독 헤드와 유도 기록 헤드(inductive write head)가 결합된 결합 헤드에 있어서, 상기 결합 헤드가 절연 적층 내에 매립되는 유도 코일을 포함하고; 상기 절연 적층과 유도 코일은 제 1 및 제 2 극편(pole pieces) 사이에 삽입되며; 상기 제 1 및 제 2 극편은 공기 베어링 표면에서 제 3 갭층에 의해 이격되는 자기저항 판독 헤드와 유도 기록 헤드가 결합된 결합 헤드.
  29. 제29항의 결합 헤드를 포함하는 자기디스크 드라이브에 있어서, 상기 드라이브가
    a) 프레임(frame);
    b) 상기 프레임 상에서 회전가능하게 지지되는 자기 디스크;
    c) 상기 프레임 상에 장착되고, 상기 자기 디스크와 변환 관계(transducing relationship)를 갖는 상태로 결합 헤드를 지지하기 위한 지지체(support);
    d) 상기 자기 디스크를 회전하기 위한 수단;
    e) 상기 지지체에 접속되고, 상기 결합 헤드를 상기 자기 디스크에 대해 복수의 위치로 움직이기 위치 위치 수단; 및
    f) 상기 결합 헤드, 상기 자기 디스크를 회전하기 위한 수단, 및 상기 위치수단에 접속되며, 상기 결합 헤드와 신호를 교환하고, 상기 자기 디스크의 움직임을 제어하며, 상기 결합 헤드의 위치를 제어하기 위한 수단을 포함하는 자기 디스크 드라이브.
  30. 제27항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 실질적으로 87%의 Co, 2%의 Hf, 및 11%의 Nb을 포함하는 판독 헤드.
  31. 제30항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 실질적으로 100Å의 두께를 갖는 판독 헤드.
  32. 제25항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 CoHfNbFe 합금을 포함하는 판독 헤드.
  33. a) 강자성 자유층(ferromagnetic free layer), 강자성 속박층(ferromagnetic pinned layer), 및 제 1 비자성 스페이서층(first non-magnetic spacer layer)―여기서 제 1 비자성 스페이서층은 상기 강자성 자유층과 강자성 속박층 사이에 삽입됨―;
    b) 제 2 비자성 스페이서층(second non-magnetic spacer layer); 및
    c) 79 내지 94%의 Co, 1 내지 6%의 Hf, 5 내지 15%의 Nb, 및 1 내지 3%의 Fe을 포함하는, 오직 하나의 소프트 인접층을 구비하고, 상기 제 2 비자성 스페이서층이 상기 강자성 자유층과 상기 소프트 인접층(SAL) 사이에 삽입되는 상기 스핀 밸브(spin valve) 센서를 포함하는 스핀 밸브 판독 헤드.
  34. 제33항에 있어서, 상기 판독 헤드가 제 1 및 제 2 갭층(gap layer); 상기 제 1 및 제 2 갭층 사이에 삽입되는 자기저항 센서(MR sensor); 및 제 1 및 제 2 차폐층(shield layer)을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 갭층은 상기 제 1 및 제 2 차례층 사이에 삽입되는 판독 헤드.
  35. 제34항의 자기저항 판독 헤드와 유도 기록 헤드(inductive write head)가 결합된 결합 헤드에 있어서, 상기 결합 헤드가 절연 적층 내에 매립되는 유도 코일을 포함하고; 상기 절연 적층과 유도 코일은 제 1 및 제 2 극편(pole pieces) 사이에 삽입되며; 상기 제 1 및 제 2 극편은 공기 베어링 표면에 있는 제 3 갭층에 의해 이격되는 자기저항 판독 헤드와 유도 기록 헤드가 결합된 결합 헤드.
  36. 제35항의 결합 헤드를 포함하는 자기 디스크 드라이브에 있어서,
    a) 프레임(frame);
    b) 상기 프레임 상에서 회전가능하게 지지되는 자기 디스크;
    c) 상기 프레임 상에 장착되고, 상기 자기 디스크와 변환 관계(transducing relationship)를 갖는 상태로 결합 헤드를 지지하기 위한 지지체(support);
    d) 상기 자기 디스크를 회전하기 위한 수단;
    e) 상기 지지체에 접속되고, 상기 결합 헤드를 상기 자기 디스크에 대해 복수의 위치로 움직이기 위치 위치 수단; 및
    f) 상기 결합 헤드, 상기 자기 디스크를 회전하기 위한 수단, 및 상기 위치수단에 접속되며, 상기 결합 헤드와 신호를 교환하고, 상기 자기 디스크의 움직임을 제어하며, 상기 결합 헤드의 위치를 제어하기 위한 수단을 포함하는 자기 디스크 드라이브.
  37. 제34항에 있어서, 상기 소프트 인접층이 실질적으로 87%의 Co, 2%의 Hf, 10%의 Nb, 및 1%의 Fe을 포함하는 판독 헤드.
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