KR100369284B1 - 스핀 밸브 센서용의 3층 시드층 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 자기적 성질과 거대 자기 저항 성질 및 열적 안정성을 개선하기 위하여, 제1 판독 간극층과 스핀 밸브 센서 사이에 3층의 시드층 구조가 채용된다. 상기 스핀 밸브 센서에서, 상기 3층의 시드층 구조는 제1 판독 간극층과 강자성의 자유층 사이에 배치된다. 상기 반강자성의 고정층은 니켈 망간(Ni-Mn)인 것이 바람직하다. 상기 3층의 시드층 구조에는 제1 산화 금속으로 이루어지는 제1 시드층과, 제2 산화 금속으로 이루어지는 제2 시드층 및 비자성 금속으로 이루어지는 제3 시드층이 포함된다. 바람직한 실시예에서, 상기 제1 시드층은 산화 니켈(NiO)이고, 제2 시드층은 산화 니켈 망간(NiMnOx)이며, 제3 시드층은 구리(Cu)이다.

Description

스핀 밸브 센서용의 3층 시드층 구조{TRILAYER SEED LAYER STRUCTURE FOR SPIN VALVE SENSOR}
본 발명은 스핀 밸브 센서용의 시드층 구조(seed layer structure)에 관한 것으로서, 특히 스핀 밸브 센서의 미소 구조를 개선함으로써 스핀 밸브 센서의 자기적 성질과 거대 자기 저항 성질(giant magnetoresistive property) 및 열적 안정성을 개선하는 3층의 시드층 구조에 관한 것이다.
컴퓨터의 심장부는 자기 디스크 드라이브라고 지칭되는 조립체이다. 상기 자기 디스크 드라이브에는 회전 자기 디스크와, 기록 헤드 및 판독 헤드가 마련된 슬라이더와, 이 슬라이더를 상기 회전 디스크 위에서 지지하는 서스펜션 아암(suspension arm)과, 이 서스펜션 아암을 선회시켜 상기 판독 헤드 및 기록 헤드가 상기 회전 디스크의 선택된 원형 트랙 위에 위치되도록 하는 액츄에이터가 포함되어 있다. 상기 서스펜션 아암은 상기 디스크가 회전하지 않을 때에는 상기 슬라이더를 바이어스시켜 상기 디스크의 표면과 접촉하게 하지만, 상기 디스크가 회전하면, 상기 슬라이더의 공기 베어링 표면(ABS)에 인접한 상기 회전 디스크에 의해 공기가 소용돌이치게 되어, 상기 슬라이더는 상기 회전 디스크의 표면으로부터 약간의 거리를 두고 공기 베어링에 부양된다. 상기 슬라이더가 공기 베어링에 부양되면, 자기 흔적(magnetic impressions)을 회전 디스크에 기록하고 그 디스크로부터 자기 흔적을 판독하는 데에 기록 헤드 및 판독 헤드가 채용된다. 상기 판독 헤드 및 기록 헤드는 컴퓨터 프로그램에 따라 동작하는 처리 회로에 연결되어 기록 기능 및 판독 기능을 수행한다.
상기 판독 헤드에는 비자성 전기 절연성의 제1 판독 간극층(read gap layer)과 제2 판독 간극층 사이에 배치되는 센서가 포함되며, 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층은 강자성의 제1 차폐층과 제2 차폐층 사이에 배치된다. 상기 기록 헤드에는 제1, 제2 및 제3 절연층[절연 스택(insulation stack)]에 매립된 코일층이 포함되고, 상기 절연 스택은 제1 극편층(pole piece layer)과 제2 극편층 사이에 끼워져 있다. 기록 헤드의 공기 베어링 표면(ABS)에 있는 비자성의 간극층(nonmagnetic gap layer)에 의해 상기 제1 극편층과 제2 극편층 사이에 기록 간극이 형성된다. 상기 극편층들은 배간극(背間隙, back gap)에서 연결되어 있다. 상기 코일층 쪽으로 전도되는 전류는 상기 ABS에서 극편들 사이의 간극을 가로질러 테를 두르는 자장을 상기 극편층들에 유도한다. 상기 테두리 자장(fringe field)은 회전 디스크의 원형 트랙과 같은 이동 매체 상의 트랙에 정보를 기록한다.
최근의 판독 헤드에서는, 상기 회전 자기 디스크로부터의 자장을 감지하기 위하여 스핀 밸브 센서(spin valve sensor)를 채용한다. 상기 센서에는 비자성의 전도층[이하, 스페이서층(spacer layer)이라고 지칭함]이 포함되는데, 이 스페이서층은 제1 강자성층 및 제2 강자성층[이하, 피고정층(pinned layer)과, 자유층(free layer)이라 지칭함] 사이에 끼워져 있다. 제1 도선 및 제2 도선이 상기 스핀 밸브센서에 접속되어 감지 전류(sense current)를 그 도선을 통해 전도한다. 상기 피고정층의 자화(磁化, magnetization)는 상기 헤드의 공기 베어링 표면(ABS)에 수직하게 고정되고, 상기 자유층의 자화는 상기 ABS에 평행하게 배향되지만 외부 자장에 응답하여 자유롭게 회전한다. 상기 피고정층의 자화는 통상적으로, 교환 결합(exchange coupling)에 의해 반(反)강자성층의 고정층(antiferromagnetic pinning layer)에 고정된다.
상기 스페이서층의 두께는, 상기 감지 전류의 분류(分流, shunting) 및 자유층과 고정층 사이의 자성 결합이 최소화되게 선택한다. 그 두께는 상기 센서를 통한 전도 전자의 평균 자유 경로보다 작다. 이러한 구성으로 인해, 상기 전도 전자의 일부는 스페이서층과 피고정층 및 스페이서층과 자유층과의 경계면에서 산란된다. 상기 피고정층의 자화 및 자유층의 자화가 서로에 대해 평행한 경우에는 산란이 최소로 되고, 피고정층의 자화 및 자유층의 자화가 서로에 대해 역평행한 경우에는 산란이 최대로 된다. 산란이 변화되면 스핀 밸브 센서의 저항이 cosθ에 비례하여 변경되는데, 여기서 θ는 피고정층의 자화와 자유층의 자화 사이의 각도이다. 판독 모드에서는, 스핀 밸브 센서의 저항이 회전 디스크로부터의 자장 크기에 비례하여 변한다. 감지 전류가 스핀 밸브 센서를 통해 전도될 때, 저항의 변화에 의해 전위가 변하는데, 이러한 전위의 변화는 상기 처리 회로에 의해 재생(playback) 신호로서 검출 및 처리된다.
상기 스핀 밸브 센서는, 이방성 자기 저항(anisotropic magnetoresistance, AMR) 센서의 이방성 자기 저항 계수보다 실질적으로 더 큰 거대 자기 저항(GMR) 계수를 특징으로 한다. GMR 계수는 ΔRG/R∥이며, 여기서 ΔRG는 피고정층의 자화와 자유층의 자화가 서로에 대해 역평행일 때 측정된 저항과, 피고정층의 자화와 자유층의 자화가 서로에 대해 평행할 때 측정되는 저항(R∥)의 차이이다. 스핀 밸브 센서는 종종 거대 자기 저항(GMR) 센서라고도 지칭된다. 스핀 밸브 센서가 단일의 피고정층을 채택하는 경우 그 센서는 단순 스핀 밸브라고 지칭한다.
다른 유형의 스핀 밸브 센서는 역평행(AP)의 피고정 스핀 밸브 센서이다. 이 AP 피고정 스핀 밸브 센서는, AP 피고정 구조에 단일의 피고정층 대신에 복수의 박막층이 있다는 점에서 상기 단순 스핀 밸브와 다르다. 상기 AP 피고정 구조에는 제1 강자성 피고정층과 제2 강자성 피고정층 사이에 끼워진 AP 연결층이 있다. 상기 제1 피고정층의 자화는 반강자성 고정층에의 교환 결합에 의해 제1 방향으로 배향된다. 상기 제2 피고정층은 상기 스페이서층에 바로 인접하고, 상기 제1 피고정층과 제2 피고정층 사이의 AP 결합층(두께가 8Å 정도)을 가로질러 상기 제1 피고정층에 역평행 교환 결합된다. 따라서, 상기 제2 피고정층의 자화는, 상기 제1 피고정층의 자화 방향에 역평행한 제2 방향으로 배향된다.
단순 피고정 스핀 밸브 센서 및 AP 피고정 스핀 밸브 센서에 대해 반강자성 니켈-망간(Ni-Mn), 플라티늄-망간(Pt-Mn), 이리듐-망간(Ir-Mn) 필름이 고정층으로서 광범위하게 사용되어 왔다. 상기 Ni-Mn 필름 및 Pt-Mn 필름은, 비자성의 fcc(face-centered-cubic) 상(相)으로부터 반강자성의 fct(face-centered-tetragonal) 상으로 상변태(相變態) 되도록 적층 후에 약 200℃에서 어닐링 처리하여야 한다. 적층 후에 반강자성의 fcc 상을 포함하는 Ir-Mn 필름에 대해서는 상기 어닐링 처리를 할 필요가 없다. Ni-Mn 반강자성층을 사용하는 스핀 밸브 센서는 622 Oe의 일방향 이방성 장(場)(unidirectional anisotropy field, HUA)을 조성하기 위하여 280℃에서 약 12 시간 동안 사후 적층 어닐링 처리를 할 필요가 있다. 그러나, 이처럼 연장된 시간 동안 어닐링 처리를 하게 되면 종래의 탄탈륨 시드층이 사용될 때 GMR 계수가 5.8%에서 2.4%로 감소하게 된다.
따라서, 열적 안정성이 양호하고, GMR 계수를 열화시키지 않으면서 Ni-Mn 스핀 밸브 센서를 적절히 어닐링 처리하여 고도의 일방향 이방성 장을 조성할 수 있게 하는 개선된 시드층 구조에 대한 요구가 있다.
도 1은 예시적인 자기 디스크 드라이브의 평면도이다.
도 2는 2-2 평면에서 보았을 때 자기 디스크 드라이브의 자기 헤드가 마련된 슬라이더를 나타내는 단부도이다.
도 3은 복수 개의 디스크 및 자기 헤드가 채용되는 자기 디스크 드라이브의 입면도이다.
도 4는 슬라이더 및 자기 헤드를 지지하는 예시적인 서스펜션 시스템의 등적도이다.
도 5는 도 2의 5-5 평면을 따라 취한 자기 헤드의 ABS 단면도이다.
도 6은 도 2의 6-6 평면에서 보았을 때 슬라이더 및 피기백 자기 헤드를 나타내는 부분도이다.
도 7은 도 2의 7-7 평면에서 보았을 때 슬라이더 및 병합형 자기 헤드를 나타내는 부분도이다.
도 8은 도 6의 8-8 평면을 따라 절취하여 피기백 자기 헤드의 판독 요소 및 기록 요소를 나타내는 슬라이더의 부분 ABS 단면도이다.
도 9는 도 7의 9-9 평면을 따라 절취하여 병합형 자기 헤드의 판독 요소 및기록 요소를 나타내는 슬라이더의 부분 ABS 단면도이다.
도 10은 코일층 위의 모든 재료 및 도선이 제거된 도 6 또는 도 7의 10-10 평면을 따라 취한 단면도이다.
도 11은 단순 스핀 밸브 센서를 채용하는 판독 헤드의 등적 ABS 도면(일정 비율은 아님)이다.
도 12는 본 발명자들이 연구한 제1 예의 단순 스핀 밸브 센서를 나타내는 등적 ABS 도면(일정 비율은 아님)이다.
도 13은 본 발명의 일실시예인 제2 예의 단순 스핀 밸브 센서를 나타내는 등적 ABS 도면(일정 비율은 아님)으로서, 3층의 시드층이 자유층과 제1 판독 간극층 사이에 채용되어 있다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예인 제3 예의 단순 스핀 밸브 센서를 나타내는 등적 ABS 도면(일정 비율은 아님)으로서, 3층의 시드층 구조가 역평행 피고정 스핀 밸브 센서의 제1 간극층과 자유층 사이에 채용되어 있다.
도 15는 NiO/Cu(14Å) 2층 시드층 구조 및 NiO/NiMnOx(30Å)/Cu(14Å) 3층 시드층 구조가 마련된 단순 Ni-Mn 스핀 밸브 센서들을 비교하는 GMR 계수 대 NiO의 제1 시드층 두께의 그래프이다.
도 16은 NiO/Cu(14Å) 2층 시드층 구조 및 NiO/NiMnOx(30Å)/Cu(14Å) 3층 시드층 구조가 마련된 단순 Ni-Mn 스핀 밸브 센서들을 비교하는 강자성 결합장(HF) 대 NiO의 제1 시드층 두께의 그래프이다.
도 17은 NiO(330Å)Cu 2층 시드층 구조 및 NiO(330Å)/NiMnOx(30Å)/Cu 3층 시드층 구조가 마련된 단순 Ni-Mn 스핀 밸브 센서들을 비교하는 GMR 계수 대 Cu 시드층 두께의 그래프이다.
도 18은 NiO(330Å)/Cu 2층 시드층 구조 및 NiO(330Å)/NiMnOx(30Å)/Cu 3층 시드층 구조가 마련된 단순 Ni-Mn 스핀 밸브 센서들을 비교하는 강자성 결합장(HF) 대 Cu 시드층 두께의 그래프이다.
도 19는 Ta(30Å)의 단일 시드층 구조 및 NiMnOx(30Å)의 단일 시드층 구조와, NiO(330Å)/Cu(14Å) 2층 시드층 구조 및 NiO(330Å)/NiMnOx(30Å)/Cu(14Å) 3층 시드층 구조가 마련된 단순 Ni-Mn 스핀 밸브 센서들을 비교하는 강자성 결합장(HF) 대 280℃에서의 어닐링 시간의 그래프이다.
도 20은 Ta(30Å)의 단일 시드층 구조 및 NiMnOx(30Å)의 단일 시드층 구조와, NiO(330Å)/Cu(14Å) 2층 구조 및 NiO(330Å)/NiMnOx(30Å)/Cu(14Å) 3층 시드층 구조가 마련된 단순 Ni-Mn 스핀 밸브 센서들을 비교하는 GMR 계수 대 280℃에서의 어닐링 시간의 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300 : 스핀 밸브 센서
202 : 강자성의 자유층
206 : 피고정층
212 : 스페이서층
216 : 제1 판독 간극층
302 : 3층의 시드층 구조
본 발명자들은 니켈-망간(Ni-Mn) 고정층과 산화 알루미늄(Al2O3)의 제1 판독 간극층이 마련된 단순 스핀 밸브 센서에 3층의 시드층 구조를 채용함으로써, 거대 자기 저항(GMR) 계수는 Ta 단일 시드층, NiMnOx 단일 시드층이 사용될 때의 5.8% 및 6.8%와 비교하여 9.4%가 된다는 것을 발견하였다. 3층의 시드층 구조에는 다결정의 산화 니켈(NiO)로 이루어진 제1 시드층과, 비정질형의 산화 니켈 망간(NiMnOx)으로 이루어진 제2 시드층 및 구리(Cu)로 이루어진 제3 시드층이 포함된다. 상기 제1 시드층은 산화 알루미늄(Al2O3)의 제1 판독 간극층과 계면을 이루고, 제2 시드층은 제1 시드층과 계면을 이루며, 제3 시드층은 제2 시드층과 자유층 사이에 배치된다. 이러한 3층의 시드층은 단순 스핀 밸브 센서 또는 역평행의 피고정 스핀 밸브 센서에 채용될 수 있다.
본 발명의 목적은 고정층을 니켈-망간(Ni-Mn)과 니켈 망간 기(基) 합금(Ni-Mn-M)을 포함하는 종류의 재료로부터 제조할 때 스핀 밸브 센서의 자기적 성질 및 GMR 성질을 개선하는 것으로서, 상기 M은 크롬(Cr), 철(Fe), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 플라티늄(Pt), 로듐(Rh) 및 루테늄(Ru)과 같은 제3의 금속 원소이다.
본 발명의 다른 목적은 열적 안정성이 개선된 스핀 밸브 센서가 마련되는 판독 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 열적 안정성이 양호하고 니켈 망간(No-Mn) 고정층이 있는 스핀 밸브 센서용의 시드층 구조를 제공하여 자기적 성질 및 GMR 성질을 개선하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 첨부 도면을 참조로 한 이하의 설명을 통해 명백해질 것이다.
자기 디스크 드라이브
몇 개의 도면에 걸쳐 동일 또는 유사한 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하여 나타낸 도면을 참조하면, 도 1 내지 도 3에는 자기 디스크 드라이브(30)가 도시되어 있다. 드라이브(30)에는 자기 디스크(34)를 지지 및 회전시키는 스핀들(32)이 포함되어 있다. 스핀들(32)은 모터 컨트롤러(38)에 의해 제어되는 모터(36)에 의해 회전된다. 조합된 판독 및 기록 자기 헤드(40)가 마련된 슬라이더(42)가 서스펜션(44) 및 액츄에이터 아암(46)에 의해 지지된다. 도 3에 도시된바와 같이, 복수 개의 디스크와 슬라이더 및 서스펜션이 대용량의 직접 접근 기억 장치(direct access storage device, DASD)에 채용될 수 있다. 서스펜션(44) 및 액츄에이터 아암(46)은 자기 헤드(40)가 자기 디스크(34)의 표면과 변환 관계(transducing relationship)에 있도록 슬라이더(42)를 배치시킨다. 디스크(34)가 모터(36)에 의해 회전될 때, 슬라이더는 디스크(34)의 표면과 공기 베어링 표면(ABS)(48) 사이의 얇은(통상, 0.05 ㎛) 공기 쿠션(공기 베어링) 상에서 지지된다. 다음에, 자기 헤드(40)는 정보를 디스크(34) 표면의 복수 개의 원형 트랙에 기록하고, 그 트랙으로부터 정보를 판독하는 데에 채용될 수 있다. 처리 회로(50)는 이러한 정보를 나타내는 신호를 자기 헤드(40)와 교환하고, 자기 디스크(34)를 회전시키는 모터 구동 신호 및 슬라이더를 여러 트랙 쪽으로 이동시키는 제어 신호를 제공한다. 도 4에는 서스펜션(44)에 슬라이더(42)가 장착되어 있는 상태가 도시되어 있다. 전술한 구성 요소는 도 3에 도시된 바와 같이 하우징의 프레임(54) 상에 장착될 수도 있다.
도 5는 슬라이더(42) 및 자기 헤드(40)의 ABS를 나타내는 도면이다. 슬라이더에는 자기 헤드(40)를 지지하는 중앙 레일(56)과, 측면 레일(58, 60)이 마련되어 있다. 상기 레일(56, 58, 60)은 크로스 레일(62)로부터 연장된다. 자기 디스크(34)의 회전과 관련하여, 크로스 레일(62)은 슬라이더의 선단 연부(leading edge)(64)에 있고, 자기 헤드(40)는 슬라이더의 후미 연부(trailing edge)(66)에 있다.
도 6은 피기백 자기 헤드(40)의 측단면도로서, 상기 자기 헤드에는 기록 헤드부(70)와, 본 발명의 스핀 밸브 센서(74)를 채용하는 판독 헤드부(72)가 포함되어 있다. 도 8은 도 6의 ABS를 나타내는 도면이다. 스핀 밸브 센서(74)는 비자성 전기 절연성의 제1 판독 간극층(76)과 제2 판독 간극층(78) 사이에 끼워져 있고, 상기 판독 간극층들은 강자성의 제1 차폐층(80)과 제2 차폐층(82) 사이에 끼워져 있다. 외부 자장에 응답하여, 스핀 밸브 센서(74)의 저항이 변한다. 상기 센서를 통해 전도된 감지 전류(Is)는 이들 저항 변화가 전위 변화로서 나타나도록 한다. 다음에, 이들 전위 변화는 도 3에 도시한 것과 같은 처리 회로(50)에 의해 리드백(readback) 신호로서 처리된다.
자기 헤드(40)의 기록 헤드부(70)에는 제1 절연층(86)과 제2 절연층(88) 사이에 끼워진 코일층(84)이 포함되어 있다. 코일층(84)에 의해 생기는 제2 절연층에서의 리플(ripples)을 제거하기 위해 헤드를 평탄화하도록 제3의 절연층(90)이 채용될 수도 있다. 상기 제1, 제2, 제3 절연층은 당업계에서 "절연 스택"이라고 지칭된다. 코일층(84)과 제1, 제2, 제3 절연층(86, 88, 90)은 제1 극편층(92)과 제2 극편층(94) 사이에 끼워져 있다. 제1 극편층(92)과 제2 극편층(94)은 배간극(96)에서 자기적으로 연결되어 있고, 그 극편층들에는 ABS에서 기록 간극층(102)에 의해 분리되는 제1 극첨단부(pole tip)(98)와 제2 극첨단부(100)가 마련되어 있다. 절연층(103)이 제2 차폐층(82)과 제1 극편층(92) 사이에 배치되어 있다. 제2 차폐층(82)과 제1 극편층(92)은 별도의 층이기 때문에, 상기 헤드는 피기백 자기 헤드라고 알려져 있다. 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 솔더 연결부(104)와 제2 솔더 연결부(106)는 스핀 밸브 센서(74)로부터의 도선을서스펜션(44) 상의 도선(112, 114)에 연결하고, 제3 솔더 연결부(116)와 제4 솔더 연결부(118)는 코일층(84)으로부터의 도선(120, 122)(도 8 참조)을 서스펜션 상의 도선(124, 126)에 연결한다.
도 7과 도 9는 제2 차폐층(82)과 제1 극편층(92)이 공통층인 것을 제외하고는 도 6 및 도 8과 동일하다. 이러한 유형의 헤드는 병합형 자기 헤드라고 알려져 있다. 도 6 및 도 8에 도시한 피기백 헤드의 절연층(103)은 생략되어 있다.
도 11은 도 6 또는 도 8에 도시한 판독 헤드(72)의 등적 ABS 도면이다. 판독 헤드(72)에는 절연성의 제1 판독 간극(G1)(148) 상에 배치되는 본 발명의 스핀 밸브 센서(130)가 포함되어 있다. 후술하는 스핀 밸브 센서(130) 내의 강자성 피고정층의 자화는 교환 결합에 의해 반강자성의 고정층에 고정된다. 제1 하드 바이어스 및 도선층(134)과 제2 하드 바이어스 및 도선층(136)이 상기 스핀 밸브 센서의 제1 측면 연부(138) 및 제2 측면 연부(140)에 연결되어 있다. 이러한 연결은 당업계에서 연속 접합(contiguous junction)이라고 알려져 있고, 본 명세서에서 참고로 합체되는 미국 특허 제5,018,037호에 충분히 개시되어 있다. 제1 하드 바이어스 및 도선층(134)에는 제1 하드 바이어스층(140)과 제1 도선층(142)이 포함되어 있고, 제2 하드 바이어스 및 도선층(136)에는 제2 하드 바이어스층(144)과 제2 도선층(146)이 포함되어 있다. 하드 바이어스층(140, 144)은 자장이 스핀 밸브 센서(130)를 통해 종방향으로 연장되도록 하여 그 안에 있는 강자성 자유층의 자기 도메인을 안정화시킨다. 스핀 밸브 센서(130)와 제1 하드 바이어스 및 도선층(134)과 제2 하드 바이어스 및 도선층(136)은 비자성 전기 절연성의 제1 판독 간극층(148) 및 제2 판독 간극층(150) 사이에 배치되어 있다. 다시, 제1 판독 간극층(148)과 제2 판독 간극층(150)은 강자성의 제1 차폐층(152)과 제2 차폐층(154) 사이에 배치되어 있다. 본 발명은 스핀 밸브 센서 아래에 3층의 시드층 구조를 제공하여 센서의 자기적 성질과 GMR 성질 및 열적 안정성을 개선한다.
다음의 4 개의 예에서, 스핀 밸브 센서 아래의 여러 층과 스핀 밸브 센서의 층들은 DC 마그네트론 스퍼터링 박막 적층 모드 및 이온 비임 스퍼터링 박막 적층 모드가 있는 스퍼터링 장치에서 적층하였다. DC 마그네트론 스퍼터링 모드의 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 또는 이온 비임 스퍼터링 모드의 제논(Xe) 이온에 의해서 여러 타겟을 스퍼터링하였다. 타겟으로부터 스퍼터링된 물질은 기재 상에 적층되어 층들을 형성하였다. 스핀 밸브 센서를 완료한 후에, ABS를 가로지르는 방향으로 배향된 자장에서 미리 정해진 온도에서 미리 정해진 시간 동안 그 스핀 밸브 센서를 어닐링 처리하였다. 단순 스핀 밸브 센서에 대하여, 어닐링 온도는 2 시간 동안 800 Oe의 자장에서 280℃ 이었다. 역평행의 피고정 스핀 밸브 센서에 대하여, 어닐링 온도는 10 시간 동안 10 kOe의 자장에서 260℃ 이었다. 각 예에 있어서, 강자성의 결합장(HF), GMR 계수 및 일방향의 이방성 장(HUA)을 측정하였다. GMR 계수는 피고정층의 자화와 자유층의 자화가 평행하고 역평행할 때 측정한 자기 저항의 차이를 피고정층의 자화와 자유층의 자화가 평행할 때에 측정한 저항(R∥)으로 나누어 결정된다. 상기 강자성의 결합장(HF)은 자유층과 피고정층 사이의 교환 결합 때문에 피고정층에 의해 자유층에 가해지는 장이다. 이 장은 스핀 밸브 센서의 최적의 바이어스 점을 제어할 때의 어려움을 최소화하기 위하여, 10 Oe와 같이 비교적 낮게 유지되어야 하는데, 상기 바이어스 점은 감지 전류(Is)가 어떤 신호장 없이 센서를 통해 전도될 때 스핀 밸브 센서의 트랜스퍼 곡선(transfer curve) 상의 점이다. 상기 바이어스 점은 트랜스퍼 곡선의 중간 부분에 위치되어야 하고, 만약 중간 위치에서 벗어나면 상기 판독 센서의 판독 신호는 비대칭으로 된다. 상기 트랜스퍼 곡선은 자기 저항의 변화 대 가해진 자장의 변화의 곡선이다.
예 1
단순 스핀 밸브 센서(200)의 제1 예가 도 12에 도시되어 있다. 스핀 밸브 센서(200)에는 자화(204)가 회전 자기 디스크의 트랙으로부터의 신호장에 응답하여 제1 방향으로부터 자유로이 회전하는 강자성의 자유층(202)이 포함되어 있다. 자화(204)는 통상, 도 12에서 도면 부호 204로 나타낸 바와 같이 ABS에 평행하게 배향되어 있다. 스핀 밸브 센서(200)에는 자화(208)가 제2 방향으로 배향되어 있는 강자성의 피고정층(206)도 포함되어 있다. 상기 제2 방향은 통상 ABS에 수직하고, ABS로부터 멀어지거나 ABS를 향할 수도 있으며, 바람직한 방향은 감지 전류(Is)가 좌측에서 우측으로 흐를 때 ABS로부터 멀어지는 방향이다. 자화(208)는 고정되어 있고 자유로이 회전할 수 없는 반면에, 자화(204)는 회전 자기 디스크로부터의 신호장에 응답하여 자유로이 회전한다. 자화(204)가 신호장에 의해 종이 내부로 상향 회전되는 경우, 자화(204, 208)는 보다 평행하게 되어 스핀 밸브 센서의 저항을 감소시킨다. 자화(204)가 신호장에 의해 하측으로 또는 종이 밖으로 회전되는 경우, 자화(204, 208)는 보다 역평행하게 되어 저항을 증가시킨다. 감지전류(Is)(210)가 센서를 통해 전도되는 경우, 저항의 변화에 의해 감지 전류 회로의 전위가 변화하게 되고, 이 전위 변화는 도 3의 처리 회로(50)에서 처리되어 판독 신호를 생성한다.
비자성 전기 전도성의 스페이서층(212)이 자유층(202)과 피고정층(206) 사이에 배치되어 있다. 반강자성의 고정층(214)이 피고정층(206)과 계면을 이루고 그 피고정층에 교환 결합되어 자화(208)를 ABS에 수직하게 고정한다. 탄탈륨(Ta) 또는 별법으로서 산화 니켈 망간(NiMnOx)으로 이루어지고, 통상 산화 알루미늄(Al2O3)인 제1 판독 간극층(G1) 상에 배치되는 시드층(214) 상에 자유층(202)이 배치되어 있다. 바람직한 자유층(202)은 도 12에 도시된 바와 같이, 니켈 철(Ni-Fe 또는 Permalloy)로 이루어진 제1 강자성 서브층(218)과 코발트 철(Co-Fe)로 이루어진 제2 강자성 서브층(220)을 포함하는 적층 구조(laminated structure)이다.
상기 예에서, 고정층(214)은 250Å의 니켈 망간(Ni-Mn)이고, 피고정층(206)은 32Å의 코발트(Co)이며, 스페이서층(212)은 24Å의 구리(Cu)이고, 자유층(202)은 45Å의 니켈 철(Ni-Fe)로 이루어진 제1 강자성 서브층(218)과 6Å의 코발트 철(Co-Fe)로 이루어진 제2 강자성 서브층(220)이다. 캡층(226)은 고정층(214) 상의 60Å의 탄탈륨(Ta)으로서 그 고정층을 보호한다. 시드층(214)은 30Å의 탄탈륨(Ta)이다. 별법으로서, 피고정층(206)은 플라티늄 망간(Pt-Mn) 또는 이리듐 망간(Ir-Mn)으로 형성될 수도 있다.
280℃에서 2시간 동안 어닐링 처리한 후에, 상기 스핀 밸브 센서(200)의 GMR계수는 5.8% 이었고, 상기 고정층과 피고정층 사이의 일방향 이방성 장(HUA)은 76 Oe 이었으며, 강자성 결합장(HF)은 7.4 Oe 이었다. 상기 GMR 계수 및 일방향 이방성 장(HUA)은 비교적 작다. 별법으로서, 두께가 30Å인 NiMnOx시드층(214)이 자유층(202)의 제1 강자성 서브층(218)과, 제1 판독 간극층(216) 사이에 채용되는 경우, GMR 계수는 6.8%이고, 일방향 이방성 장(HUA)은 412 Oe, 강자성 결합장(HF)은 11.2 Oe이다. 본 발명의 목적은 강자성의 결합장(HUA)를 낮은 값으로 유지하면서, 상기 GMR 계수 및 일방향 이방성 장(HUA)을 개선하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 특히, 상승된 온도에서 연장된 시간 동안 어닐링 처리를 한 후에 GMR 계수를 높게 하고 HF를 낮게 하기 위하여, 스핀 밸브 센서의 열적 안정성을 개선하는 것이다.
예 2(본 발명의 제1 실시예)
도 13의 스핀 밸브 센서(300)는 본 발명의 제1 실시예이다. 스핀 밸브 센서(300)는, 제1 판독 간극층(216)과, 자유층(202)의 제1 강자성 서브층(218) 사이에 3층의 시드층(SL) 구조(302)가 배치되어 있는 것을 제외하고는 도 12의 스핀 밸브 센서(200)와 동일하다. 3층의 시드층 구조(302)에는 산화 니켈(NiO)을 포함하는 제1 시드층(SL1)과, 비정질형의 산화물, 바람직하게는 산화 니켈 망간(NiMnOx)을 포함하는 제2 시드층(SL2) 및 비자성 고전도성의 금속, 바람직하게는 구리(Cu)를 포함하는 제3 시드층(SL3)이 마련되어 있다. 별법으로서, 상기 제3 시드층은은(Ag), 금(Au), 이들의 합금으로 이루어질 수도 있다. 제1 시드층(304)은 제1 판독 간극층(216) 상에 배치되어 그 간극층과 계면을 이루고, 제2 시드층(306)은 제1 시드층(304) 및 제3 시드층(308)과 계면을 이루고 그 사이에 배치되며, 제3 시드층(308)은 제2 시드층(306) 상에 배치되어 자유층(202)의 제1 강자성 서브층(218)과 계면을 이룬다. 이 예에서, 제1 시드층(304)은 330Å의 산화 니켈(NiO)이고, 제2 시드층(306)은 30Å의 산화 니켈 망간(NiMnOx)이며, 제3 시드층은 14Å의 구리(Cu)이었다. 제1 시드층(304)과 제2 시드층(306)은 전기 절연성 재료로 이루어지기 때문에, 제1 간극(G1)(216)의 두께를 증가시키기 위하여 제1 시드층(304)과 제2 시드층(306)이 적층될 수도 있다.
280℃에서 2 시간 동안 어닐링 처리를 한 후에, 상기 스핀 밸브 센서(300)의 GMR 계수는 9.4%이고, 일방향 이방성 장(HUA)은 590 Oe이며, 강자성 결합장(HF)은 2.7 Oe이다. 스핀 밸브 센서(300)의 GMR 계수는 Ta 또는 NiMnOx시드층이 있는 스핀 밸브 센서(200)의 GMR 계수에 비해 현저히 향상된 것이다. 이러한 향상은 주로 강한 {200} 결정 텍스처를 나타내어 스핀 밸브 센서의 후속 적층된 층들의 원하는 {200} 결정 텍스처를 유도하는 제1 산화 니켈(NiO) 시드층(304)에 기인한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 발견은 Ta 또는 NiMnOx시드층이 있는 적층된 대로의 Ni-Mn 스핀 밸브 센서(200)에서의 강한 fcc {111} 결정 텍스처와, 3층 시드층 또는 NiO 시드층만이 있는 적층된 대로의 Ni-Mn 스핀 밸브 센서(300)에서의 추가 fcc {200} 결정 텍스처를 나타내는 저각도의 x-선 회절 패턴으로부터 얻어진다. 상기 {200} 결정텍스처가 존재하기 때문에, 어닐링 처리 후 Ni-Mn 박막에서 {200} 결정 텍스처가 있는 fcc 상으로부터 (200), (020), (002) 결정 텍스처가 있는 fct 상으로의 변태가 용이해진다. 그 결과, 3층의 시드층 구조 또는 단지 NiO 시드층 만이 있는 Ni-Mn 스핀 밸브 센서(300)에서는 GMR 계수를 크게 유지하면서 일방향 이방성 장(HUA)을 크게 하기 위한 어닐링 시간은 보다 작게 된다.
보다 두꺼운 NiO층을 사용하면, GMR 계수가 더 커질 뿐만 아니라, 반강자성 NiO 및 강자성의 자유층 사이의 교환 결합도 야기된다. NiO 및 자유층 사이에 삽입된 제2 시드층(306)과 제3 시드층(308)의 얇은 비강자성의 NiMnOx층 및 Cu 층은 교환 결합을 방지한다. 이처럼 얇은 NiMnOx시드층 및 Cu 시드층을 삽입하면 GMR 계수도 더욱 증대된다.
NiMnOx시드층은 매우 낮은 강자성 결합장(HF)을 얻을 때 중요하고도 독특한 역할을 한다. 단면 투과 전자 현미경 사진으로부터, 얇은 비정질형의 NiMnOx시드층이 두꺼운 다결정 NiO 시드층의 다결정 그레인의 경계 홈(boundary grooving)을 덮어 매끄러운 토포그래피(topography)를 제공한다는 것이 관찰된다. 이와 같이 매끄러운 토포그래피 때문에, 강자성의 결합장(HF)은 Cu 스페이서층의 두께에 따라 진동하여, 넓은 Cu 스페이서층 두께 범위에 걸쳐 4 Oe 미만의 HF를 제공한다(Cu 스페이서층의 두께가 24Å인 경우 최소 HF가 2.7 Oe). 상기 비정질형의 NiMnOx시드층은 교환 결합을 억제하고 낮은 강자성 결합장(HF)을 제공하면서 두꺼운 NiO 시드층의 미소 구조가 효과가 스핀 밸브 센서 층들에 나쁜 영향을 미치지 않도록 매우 얇아야 한다는 것에 유의하여야 한다.
상기 Cu 시드층은 자유층의 양호하고 부드러운 강자성 성질을 유지하는 데에 있어서 중요하고도 독특한 역할도 한다. NiO 시드층 또는 NiMnOx시드층이 자유층과 직접 접촉하게 되면, 특히 어닐링 처리 후에 상기 자유층의 부드러운 강자성 성질이 열화(劣化)된다. 따라서, 얇은 Cu 시드층이 NiMnOx시드층과 자유층 사이에 삽입된다. Cu 시드층이 삽입됨으로써, 자유층의 용이축 보자도(保磁度)(easy axis coercivity, HCE)는 6.5 Oe에서 3.5 Oe로 감소하고, 보다 중요하게는, 자유층의 단일축 이방성 장(HK)은 실질적으로 15 Oe에서 6 Oe로 감소된다. 단일축 이방성 장(HK)이 감소된다는 것은 기록 매체로부터의 신호장의 투자율이 증가된다는 것을 나타낸다. 또한, Cu 시드층을 사용하면 정(正) 전자 산란(specular electron scattering)으로 인해 GMR 계수가 더 커지게 된다. 고전도성의 Cu 시드층은 자유층의 양호하고 부드러운 강자성 성질을 유지하고 GMR 계수를 증대시키면서 스핀 밸브 센서에서의 전류 분류를 최소화하도록 매우 얇아야 한다는 것도 유의하여야 한다.
이처럼, 각각 NiO, NiMnOx, Cu로 이루어진 제1 시드층(304)과 제2 시드층(306) 및 제3 시드층(308)을 포함하는 3층의 시드층을 사용하면, 예 1에서 설명한 스핀 밸브 센서(200)에 대해 Ta 또는 NiMnOx로 이루어진 단일 시드층을 사용하는 것과 비교하여, GMR 계수가 실질적으로 증가되고, 일방향 이방성 장(HUA)이 증가되며, 강자성 결합장(HF)이 감소된다.
예 3(본 발명의 제2 실시예)
도 14에 도시한 스핀 밸브 센서(400)는 본 발명의 제2 실시예이다. 이 스핀 밸브 센서는 역평행(AP) 피고정층 구조(402)가 스핀 밸브 센서(300)의 피고정층(206)으로서 사용된 것을 제외하고는 도 13의 스핀 밸브 센서(300)와 동일하다. AP 피고정 구조(402)에는 제1 역평행 피고정(AP1) 층(404)과, 역평행 결합(APC) 층(406)에 의해 분리되어 있는 제2 역평행 피고정(AP2) 층(408)이 포함되어 있다. 고정층(214)과 제2 역평행 피고정층(408) 사이의 교환 결합은 제2 역평행 피고정층(408)의 자화(412)가 ABS에 수직하게 그리고 ABS로부터 멀리 고정되게 한다. 역평행 결합층(406)을 가로지르는 역평행 결합 때문에, 제1 역평행 피고정층(404)의 자화(410)는 제2 역평행 피고정층(408)의 자화(412)에 역평행하다.
제2 실시예에서, 제1 역평행 층(404)과 제2 역평행 층(408)은 두께가 20Å ~ 40Å인 코발트(Co)로 이루어지거나, 별법으로서 코발트 철(Co-Fe)로 이루어질 수도 있으며, 역평행 결합층(406)은 두께가 6Å ~ 8Å인 루테늄(Ru)으로 이루어질 수도 있다. 그러나, 역평행 피고정층(404, 408) 중 어느 하나의 자화는 다른 역평행 피고정층보다 커서 리셋팅 목적을 위한 한정된 순(純) 자화(finite net magnetization)를 야기할 수 있다는 것이 중요하다.
상기 예에서, 고정층(214)은 250Å의 니켈-망간(Ni-Mn)으로 이루어져 있고,제1 역평행 피고정층(404)은 32Å의 코발트(Co)로 이루어져 있으며, 역평행 결합층(406)은 8Å의 루테늄(Ru)으로 이루어져 있고, 제2 역평행 피고정층(408)은 32Å의 코발트(Co)로 이루어져 있으며, 스페이서층(212)은 24Å의 구리(Cu)로 이루어져 있고, 자유층(202)은 45Å의 니켈 철(Ni-Fe)로 이루어진 제1 강자성 서브층(218)과 6Å의 코발트 철(Co-Fe)로 이루어진 제2 강자성 서브층(220)이다. 캡층(226)은 고정층(214) 상의 60Å의 탄탈륨(Ta)으로서 그 고정층을 보호한다. 3층의 시드층 구조(302)는 도 13의 단순 스핀 밸브 센서(300)와 동일한 것이다.
고진공 오븐에서 자장이 10 kOe인 상태에서 260℃에서 10 시간 동안 어닐링 처리를 한 후에, 역평행의 피고정 스핀 밸브 센서(400)의 GMR 계수는 8.1%이고, 일방향 이방성 장(HUA)은 2098 Oe이고, 강자성 결합장(HF)은 5.6 Oe 이었다. 이들 자기적 성질 및 GMR 성질은 Ta의 단일 시드층이 마련된 역평행의 피고정 Ni-Mn 스핀 밸브 센서(GMR 계수 : 4.3%, HUA: 1735 Oe, HF: 3.2 Oe) 또는 NiMnOx의 단일 시드층이 마련된 역평행 피고정 Ni-Mn 스핀 밸브 센서(GMR 계수 : 6.6%, HUA: 1903 Oe, HF: 5.5 Oe)의 성질과 비교하여 실질적으로 개선된 것이다.
역평행의 피고정 Co 층들의 두께가 같아도, 어닐링 처리 후에 Co 막과 Ni-Mn 막 사이의 계면에서 자기 모멘트가 손실되기 때문에 약 0.08 memu/cm2의 순 자기 모멘트가 여전히 존재한다는 것에 유의하여야 한다. 상기 순 자기 모멘트는 역평행의 피고정 Ni-Mn 스핀 밸브 센서의 열적 셋팅을 위해 필요하고, 매우 큰 HUA를 야기하도록 매우 작은 것이 바람직하다.
관찰 사항
3개의 각 시드층(304, 306, 308)은 본 발명에 따른 Ni-Mn 스핀 밸브 센서의 자기적 성질 및 GMR 성질을 개선하는 데에 독특한 역할을 한다. 각 시드층의 두께는 여러 자기적 성질 및 GMR 성질을 최적화함으로써 정해진다. 다음의 층 구조, 즉 시드/Ni-Fe(45Å)/Co-Fe(6Å)/Cu(24Å)/Co(32Å)/Ni-Mn(250Å)/Ta(60Å)(여기서, "시드"는 단일 층 구조, 2층 구조 또는 3층 시드층 구조를 포함한다)가 마련된 단순 스핀 밸브 센서에 대하여 실험적 데이터를 얻었다.
도 15와 도 16은 NiO/Cu(14Å) 2층 시드층 및 NiO/NiMnOx(30Å)/Cu(14Å) 3층 시드층이 마련된 스핀 밸브 센서에 대해 GMR 계수 및 강자성 결합장(HF)을 제1 NiO 시드층 두께의 함수로서 비교하는 데이터이다. 도 17 및 도 18은 NiO(330Å)/Cu 2층 시드층 및 NiO(330Å)/NiMnOx(30Å)/Cu 3층 시드층이 마련된 스핀 밸브 센서에 대해 GMR 계수 및 강자성 결합장(HF)을 Cu 시드층 두께의 함수로서 비교하는 데이터이다. 상기 제1 NiO 시드층 두께가 증가함에 따라, GMR 계수 및 강자성 결합장(HF)은 증가한다. 상기 NiO 층에는 스핀 밸브 센서(300)의 층들의 {200} 결정 텍스처가 있는 그레인 성장을 용이하게 하여 어닐링 처리 중에 Ni-Mn 층에서의 상변태를 용이하게 하는 강한 fcc {200} 결정 텍스처가 있는 원주형 다결정 그레인(columnar polycrystalline grains)이 포함되어 있다. 200Å 보다 두꺼운 반강자성 NiO 층은 강자성 자유층에 교환 결합되어 자유층의 보자도를 증대시키고 HF를 증대시킨다. 반강자성의 NiO 시드층과 강자성의 Ni-Fe 서브층 사이에 삽입된 비자성의 NiMnOx또는 Cu로 이루어진 얇은 시드층은 스핀 밸브 센서의 층들에 미치는 두꺼운 NiO 시드층의 미소 구조 효과를 유지하면서 교환 결합을 방지한다.
상기 NiO/Cu 2층 시드층 구조는 Cu 시드층 두께가 증가함에 따라 HF를 실질적으로 감소시키고, GMR 계수를 증대시킨다. 예기치 않게도, 본 발명의 NiO/NiMnOx/Cu 3층의 시드층 구조로 인해 시드층의 넓은 두께 범위에 걸쳐 HF가 10 Oe 미만으로 감소되고 GMR 계수는 거의 10%로 증가하며, 2층 시드층 구조로 얻었던 성질에 대해 실질적인 개선이 이루어진다.
본 발명의 3층 시드층 구조에 대하여, NiO로 이루어진 제1 시드층(304)의 두께는 100Å ~ 400Å일 수 있고, 바람직하게는 330Å이다. NiMnOx로 이루어진 제2 시드층(306)의 두께는 20Å ~ 40Å일 수 있고, 바람직하게는 30Å이다. Cu로 이루어진 제3 시드층(308)의 두께는 10Å ~ 20Å일 수 있고, 바람직하게는 14Å이다. 3층 시드층 구조(302)의 상기 3층의 두께가 최적화된, 본 발명의 제1 실시예에 따른 단순 Ni-Mn 스핀 밸브(300)의 GMR 계수는 9.4%이고, 일방향 이방성 장(HUA)은 590 Oe이며, 강자성 결합장(HF)은 2.7 Oe이다. 이들 자기적 성질 및 GMR 성질은 Ta로 이루어진 단일 시드층(214)이 마련된 단순 Ni-Mn 스핀 밸브 센서(200)(GMR 계수 : 5.8%, HUA: 76 Oe, HF: 7.4 Oe) 또는 NiMnOx으로 이루어진 단일 시드층(214)(GMR 계수 : 6.8%, HUA: 412 Oe, HF: 11.1 Oe)이 마련된 단순 Ni-Mn 스핀 밸브센서(200)의 성질에 비해 실질적으로 개선된 성질이다.
도 19 및 도 20은 Ta(30Å) 및 NiMnOx(30Å)의 단일 시드층이 마련된 단순 스핀 밸브 센서, NiO(330Å)/Cu(14Å)의 2층 시드층이 마련된 단순 스핀 밸브 센서 및 NiO(330Å)/NiMnOx(30Å)/Cu(14Å)의 3층 시드층이 마련된 단순 스핀 밸브 센서에 대해 강자성 결합장(HF) 및 GMR 계수를 280℃에서 어닐링 시간의 함수로서 비교하는 데이터이다. 도 19는 강자성 결합장(HF)이 본 발명에 따른 3층 시드층 구조가 마련된 스핀 밸브 센서에 대해 단일 시드층 또는 2층 시드층이 마련된 스핀 밴브에 대한 것보다 실질적으로 낮다(5 Oe 미만)는 것을 나타낸다. 최대 13.2 시간의 어닐링 시간까지 거의 일정하고 낮은 HF값으로서 나타낸 바와 같이, 3층 시드층 구조가 마련된 스핀 밸브 센서의 열적 안정성도 현저히 좋다. 도 20은 본 발명에 따른 3층 시드층 구조가 마련된 스핀 밸브 센서의 GMR 계수가 단일 시드층 또는 2층 시드층이 마련된 스핀 밸브 센서와 비교하여 크기 및 열적 안정성을 개선하였음을 나타낸다. GMR 계수는 크고(9% 이상) 최대 13.2 시간의 어닐링 시간까지 비교적 일정하다. 또한, Ni-Mn 스핀 밸브의 일방향 이방성 장(HUA)은 어닐링 처리 중에 계속 증가하여, 280℃에서 6.4 시간 동안의 어닐링 처리 후에 최대 779 Oe에 이른다.
3층 시드층 구조가 마련된 Ni-Mn 스핀 밸브 센서의 자기적 성질 및 GMR 성질을 개선하기 위하여, 다른 스퍼터링 모드를 이용하여 각 층을 적층하였다. 아르곤(Ar) 가스 및 산소(O2) 가스의 혼합물을 이용하는 활성의 DC 펄스 마그네트론스퍼터링 모드를 사용하여 NiO 시드층 및 NiMnOx시드층을 적층하고, 아르곤(Ar) 가스를 이용하는 DC 마그네트론 스퍼터링 모드를 사용하여 Cu 시드층과 Cu 스페이서층과 Co 피고정층과 Ni-Mn 고정층 및 Ta 캡층을 적층하며, 제논(Xe) 이온을 이용하는 이온 비임 스퍼터링 모드를 사용하여 자유층의 Ni-Fe 서브층과 Co-Fe 서브층을 적층할 때, 가장 좋은 자기적 성질 및 GMR 성질이 얻어진다는 것이 밝혀졌다. 특히, 강자성의 결합장(HF)은 이들 스퍼터링 모드를 사용할 때 Cu 스페이서층의 넓은 두께 범위에 걸쳐 4 Oe 미만의 크기를 달성한다.
상기 예들에서 여러 층의 자기 모멘트 방향과 감지 전류(Is)는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 반대로 될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.
명백하게도, 당업자라면 전술한 교시의 관점에서 본 발명의 다른 실시예 및 변형을 쉽게 착상할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명 및 첨부 도면과 함께 보았을 때 이러한 모든 실시예 및 변형을 포함하는 이하의 청구항에 의해서만 제한된다.
본 발명에 따르면, 제1 판독 간극층과 스핀 밸브 센서 사이에 3층의 시드층 구조가 채용되어 센서의 자기적 성질과 거대 자기 저항 성질 및 열적 안정성이 개선된다.

Claims (34)

  1. 삭제
  2. 신호장에 응답하여 제1 방향으로부터 자유로이 회전하는 자화가 있는 강자성의 자유층;
    자화가 있는 강자성의 피고정층;
    상기 자유층과 피고정층 사이에 배치되는 비자성 전기 전도성의 스페이서층;
    상기 피고정층과 접촉되고 그 피고정층에 교환 결합되어 피고정층의 자화를 고정하는 반강자성의 고정층- 상기 고정층은 니켈 망간(Ni-Mn), 니켈 망간 크롬(Ni-Mn-Cr), 니켈 망간 철(Ni-Mn-Fe), 니켈 망간 이리듐(Ni-Mn-Ir), 니켈 망간 팔라듐(Ni-Mn-Pd), 니켈 망간 플라티늄(Ni-Mn-Pt), 니켈 망간 로듐(Ni-Mn-Rh), 니켈 망간 루테늄(Ni-Mn-Ru)을 포함하는 재료의 군(群)에서 선택되는 것임-;
    제1 시드층과, 상기 강자성 자유층 부근의 제3 시드층 및 상기 제1 시드층과 제3 시드층 사이에 배치되는 제2 시드층을 포함하는 3층의 시드층 구조- 상기 제1 시드층은 산화 니켈(NiO)이고, 제2 시드층은 산화 니켈 망간(NiMnOx)이며, 제3 시드층은 구리(Cu)임-
    가 마련된 스핀 밸브 센서를 포함하는 자기 판독 헤드.
  3. 신호장에 응답하여 제1 방향으로부터 자유로이 회전하는 자화가 있는 강자성의 자유층;
    자화가 있는 강자성의 피고정층;
    상기 자유층과 피고정층 사이에 배치되는 비자성 전기 전도성의 스페이서층;
    상기 피고정층과 접촉되고 그 피고정층에 교환 결합되어 피고정층의 자화를 고정하는 반강자성의 고정층과,
    제1 시드층과, 상기 강자성 자유층 부근의 제3 시드층 및 상기 제1 시드층과 제3 시드층 사이에 배치되는 제2 시드층을 포함하는 3층의 시드층 구조- 상기 제1 시드층은 산화 니켈(NiO)이고, 제2 시드층은 산화 니켈 망간(NiMnOx)이며, 제3 시드층은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 및 이들의 합금을 포함하는 재료의 군에서 선택된는 것임-
    가 마련된 스핀 밸브 센서를 포함하는 자기 판독 헤드.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 신호장에 응답하여 제1 방향으로부터 자유로이 회전하는 자화가 있는 강자성의 자유층;
    자화가 있는 강자성의 피고정층;
    상기 자유층과 피고정층 사이에 배치되는 비자성 전기 전도성의 스페이서층;
    상기 피고정층과 접촉되고 그 피고정층에 교환 결합되어 피고정층의 자화를 고정하는 반강자성의 고정층- 상기 고정층은 니켈 망간(Ni-Mn), 니켈 망간 크롬(Ni-Mn-Cr), 니켈 망간 철(Ni-Mn-Fe), 니켈 망간 이리듐(Ni-Mn-Ir), 니켈 망간 팔라듐(Ni-Mn-Pd), 니켈 망간 플라티늄(Ni-Mn-Pt), 니켈 망간 로듐(Ni-Mn-Rh), 니켈 망간 루테늄(Ni-Mn-Ru)을 포함하는 재료의 군(群)에서 선택되는 것임-;
    제1 시드층과, 상기 강자성 자유층 부근의 제3 시드층 및 상기 제1 시드층과 제3 시드층 사이에 배치되는 제2 시드층을 포함하는 3층의 시드층 구조- 상기 제1 시드층은 산화 니켈(NiO)이고, 제2 시드층은 산화 니켈 망간(NiMnOx)이며, 제3 시드층은 구리(Cu)임-
    을 포함하는 스핀 밸브 센서와,
    상기 스핀 밸브 센서의 제1 측면 연부 및 제2 측면 연부에 연결되는 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층과,
    비자성 비전도성의 제1 판독 간극층 및 제2 판독 간극층과,
    강자성의 제1 차폐층 및 제2 차폐층을 포함하고,
    상기 3층 시드층 구조와 스핀 밸브 센서 및 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층은 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층 사이에 배치되며, 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층은 상기 제1 차폐층과 제2 차폐층 사이에 배치되는 것인 자기 판독 헤드.
  8. 삭제
  9. 신호장에 응답하여 제1 방향으로부터 자유로이 회전하는 자화가 있는 강자성의 자유층;
    자화가 있는 강자성의 피고정층;
    상기 자유층과 피고정층 사이에 배치되는 비자성 전기 전도성의 스페이서층;
    상기 피고정층과 접촉되고 그 피고정층에 교환 결합되어 피고정층의 자화를 고정하는 반강자성의 고정층- 상기 고정층은 니켈 망간(Ni-Mn), 니켈 망간 크롬(Ni-Mn-Cr), 니켈 망간 철(Ni-Mn-Fe), 니켈 망간 이리듐(Ni-Mn-Ir), 니켈 망간 팔라듐(Ni-Mn-Pd), 니켈 망간 플라티늄(Ni-Mn-Pt), 니켈 망간 로듐(Ni-Mn-Rh), 니켈 망간 루테늄(Ni-Mn-Ru)을 포함하는 재료의 군(群)에서 선택되는 것임-;
    제1 시드층과, 상기 강자성 자유층 부근의 제3 시드층 및 상기 제1 시드층과 제3 시드층 사이에 배치되는 제2 시드층을 포함하는 3층의 시드층 구조- 상기 제1 시드층은 산화 니켈(NiO)이고, 제2 시드층은 산화 니켈 망간(NiMnOx)이며, 제3 시드층은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 및 이들의 합금을 포함하는 재료의 군에서 선택되는 것임-
    을 포함하는 스핀 밸브 센서와,
    상기 스핀 밸브 센서의 제1 측면 연부 및 제2 측면 연부에 연결되는 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층과,
    비자성 비전도성의 제1 판독 간극층 및 제2 판독 간극층과,
    강자성의 제1 차폐층 및 제2 차폐층을 포함하고,
    상기 3층 시드층 구조와 스핀 밸브 센서 및 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층은 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층 사이에 배치되며, 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층은 상기 제1 차폐층과 제2 차폐층 사이에 배치되는 것인 자기 판독 헤드.
  10. 청구항 2, 청구항 3, 청구항 7 및 청구항 9 중 어느 한항에 있어서, 상기 제1 시드층의 두께는 100Å ~ 400Å인 자기 판독 헤드.
  11. 청구항 2, 청구항 3, 청구항 7 및 청구항 9 중 어느 한항에 있어서, 상기 제2 시드층의 두께는 20Å ~ 40Å인 자기 판독 헤드.
  12. 청구항 2, 청구항 3, 청구항 7 및 청구항 9 중 어느 한항에 있어서, 상기 제3 시드층의 두께는 10Å ~ 20Å인 자기 판독 헤드.
  13. 삭제
  14. 청구항 2, 청구항 3, 청구항 7 및 청구항 9 중 어느 한항에 있어서, 상기 강자성의 피고정층에는 제1 역평행 피고정층과, 상기 반강자성 고정층 부근의 제2 역평행 피고정층 및 상기 제1 역평행 피고정층과 제2 역평행 피고정층 사이에 배치되는 역평행 결합층을 포함하는 역평행(AP) 피고정층이 포함되는 것인 자기 판독 헤드.
  15. 기록 헤드와 판독 헤드를 포함하는 자기 헤드 조립체로서,
    상기 기록 헤드는,
    각각에 극첨단부와 배간극부 사이에 배치되는 요크부가 마련되고, 배간극부에서 연결되는 제1 극편층 및 제2 극편층;
    상기 제1 극편층의 극첨단부와 제2 극편층의 극첨단부 사이에 배치되는 비자성의 기록 간극층; 및
    적어도 하나의 코일층이 매립되어 있고, 상기 제1 극편층의 요크부와 제2 극편층의 요크부 사이에 배치되는 절연 스택을 포함하고,
    상기 기록 헤드는,
    신호장에 응답하여 제1 방향으로부터 자유로이 회전하는 자화가 있는 강자성의 자유층;
    자화가 있는 강자성의 피고정층;
    상기 자유층과 피고정층 사이에 배치되는 비자성 전기 전도성의 스페이서층;
    상기 피고정층과 접촉되고 그 피고정층에 교환 결합되어 피고정층의 자화를 고정하는 반강자성의 고정층; 및
    제1 시드층과, 상기 강자성 자유층 부근의 제3 시드층 및 상기 제1 시드층과 제3 시드층 사이에 배치되는 제2 시드층을 포함하는 3층의 시드층 구조- 상기 제1 시드층은 산화 니켈(NiO)이고, 제2 시드층은 산화 니켈 망간(NiMnOx)이며, 제3 시드층은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 플라티늄(Pt), 금(Au) 및 이들의 합금을 포함하는 재료의 군에서 선택되는 것임-
    을 포함하는 스핀 밸브 센서와,
    상기 스핀 밸브 센서의 제1 측면 연부 및 제2 측면 연부에 연결되는 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층과,
    비자성 비전도성의 제1 판독 간극층 및 제2 판독 간극층과,
    강자성의 제1 차폐층을 포함하고,
    상기 3층 시드층 구조와 스핀 밸브 센서 및 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층은 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층 사이에 배치되며, 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층은 상기 제1 차폐층과 제1 극편층 사이에 배치되는 것인 자기 헤드 조립체.
  16. 삭제
  17. 기록 헤드와 판독 헤드를 포함하는 자기 헤드 조립체로서,
    상기 기록 헤드는,
    각각에 극첨단부와 배간극부 사이에 배치되는 요크부가 마련되고, 배간극부에서 연결되는 제1 극편층 및 제2 극편층;
    상기 제1 극편층의 극첨단부와 제2 극편층의 극첨단부 사이에 배치되는 비자성의 기록 간극층; 및
    적어도 하나의 코일층이 매립되어 있고, 상기 제1 극편층의 요크부와 제2 극편층의 요크부 사이에 배치되는 절연 스택을 포함하고,
    상기 기록 헤드는,
    신호장에 응답하여 제1 방향으로부터 자유로이 회전하는 자화가 있는 강자성의 자유층;
    자화가 있는 강자성의 피고정층;
    상기 자유층과 피고정층 사이에 배치되는 비자성 전기 전도성의 스페이서층;
    상기 피고정층과 접촉되고 그 피고정층에 교환 결합되어 피고정층의 자화를 고정하는 반강자성의 고정층- 상기 고정층은 니켈 망간(Ni-Mn), 니켈 망간 크롬(Ni-Mn-Cr), 니켈 망간 철(Ni-Mn-Fe), 니켈 망간 이리듐(Ni-Mn-Ir), 니켈 망간 팔라듐(Ni-Mn-Pd), 니켈 망간 플라티늄(Ni-Mn-Pt), 니켈 망간 로듐(Ni-Mn-Rh), 니켈 망간 루테늄(Ni-Mn-Ru)을 포함하는 재료의 군(群)에서 선택되는 것임-; 및
    제1 시드층과, 상기 강자성 자유층 부근의 제3 시드층 및 상기 제1 시드층과 제3 시드층 사이에 배치되는 제2 시드층을 포함하는 3층의 시드층 구조- 상기 제1 시드층은 산화 니켈(NiO)이고, 제2 시드층은 산화 니켈 망간(NiMnOx)이며, 제3 시드층은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 및 이들의 합금을 포함하는 재료의 군에서 선택되는 것임-
    을 포함하는 스핀 밸브 센서와,
    상기 스핀 밸브 센서의 제1 측면 연부 및 제2 측면 연부에 연결되는 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층과,
    비자성 비전도성의 제1 판독 간극층 및 제2 판독 간극층과,
    강자성의 제1 차폐층을 포함하고,
    상기 3층 시드층 구조와 스핀 밸브 센서 및 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층은 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층 사이에 배치되며, 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층은 상기 제1 차폐층과 제1 극편층 사이에 배치되는 것인 자기 헤드 조립체.
  18. 청구항 15 또는 청구항 17에 있어서, 상기 판독 헤드에는 강자성의 제2 차폐층 및 비자성의 분리층이 더 포함되고, 상기 분리층은 상기 제2 차폐층과 제1 극편층 사이에 배치되는 자기 헤드 조립체.
  19. 청구항 18에 있어서, 상기 강자성의 피고정층에는 제1 역평행 피고정층과, 상기 반강자성 고정층 부근의 제2 역평행 피고정층 및 상기 제1 역평행 피고정층과 제2 역평행 피고정층 사이에 배치되는 역평행 결합층을 포함하는 역평행(AP) 피고정층이 포함되는 것인 자기 판독 헤드.
  20. 판독 헤드와 기록 헤드를 포함하는 적어도 하나의 자기 헤드 조립체를 지지하고 공기 베어링 표면(ABS)이 있는 적어도 하나의 슬라이더가 마련된 자기 디스크 드라이브로서,
    상기 기록 헤드는,
    각각에 극첨단부와 배간극부 사이에 배치되는 요크부가 마련되고, 배간극부
    에서 연결되는 제1 극편층 및 제2 극편층;
    상기 제1 극편층의 극첨단부와 제2 극편층의 극첨단부 사이에 배치되는 비자
    성의 기록 간극층;
    적어도 하나의 코일층이 매립되어 있고, 상기 제1 극편층의 요크부와 제2 극
    편층의 요크부 사이에 배치되는 절연 스택을 포함하고,
    상기 판독 헤드는,
    신호장에 응답하여 제1 방향으로부터 자유로이 회전하는 자화가 있는 강자성의 자유층;
    자화가 있는 강자성의 피고정층;
    상기 자유층과 피고정층 사이에 배치되는 비자성 전기 전도성의 스페이서층;
    상기 피고정층과 접촉되고 그 피고정층에 교환 결합되어 피고정층의 자화를 고정하는 반강자성의 고정층; 및
    제1 시드층과, 상기 강자성 자유층 부근의 제3 시드층 및 상기 제1 시드층과 제3 시드층 사이에 배치되는 제2 시드층을 포함하는 3층의 시드층 구조- 상기 제1 시드층은 산화 니켈(NiO)이고, 제2 시드층은 산화 니켈 망간(NiMnOx)이며, 제3 시드층은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 및 이들의 합금을 포함하는 재료의 군에서 선택되는 것임-
    을 포함하는 스핀 밸브 센서와,
    상기 스핀 밸브 센서의 제1 측면 연부 및 제2 측면 연부에 연결되는 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층과,
    비자성 비전도성의 제1 판독 간극층 및 제2 판독 간극층과,
    강자성의 제1 차폐층을 포함하고,
    상기 3층 시드층 구조와 스핀 밸브 센서 및 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층은 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층 사이에 배치되며, 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층은 상기 제1 차폐층과 제1 극편층 사이에 배치되며,
    상기 디스크 드라이브는,
    하우징과,
    상기 하우징 내에 회전 가능하게 지지되는 자기 디스크와,
    상기 하우징 내에 장착되어, 상기 자기 헤드 조립체가 상기 자기 디스크와 변환 관계에 있도록 상기 공기 베어링 표면이 상기 자기 디스크를 향한 채 상기 자기 헤드 조립체를 지지하는 지지체와,
    상기 자기 디스크를 회전시키는 모터와,
    상기 지지체에 연결되어 상기 자기 헤드 조립체를 상기 자기 디스크에 대해 복수의 위치로 이동시키는 액츄에이터 아암과,
    상기 자기 헤드 조립체에 연결되고, 상기 자기 디스크를 회전시키는 모터에 연결되며, 상기 자기 헤드 조립체와 신호를 교환하는 액츄에이터 아암에 연결되어 상기 자기 디스크의 회전 및 자기 헤드 조립체의 위치를 제어하는 처리 회로
    를 더 포함하는 것인
    자기 디스크 드라이브.
  21. 판독 헤드와 기록 헤드를 포함하는 적어도 하나의 자기 헤드 조립체를 지지하고 공기 베어링 표면(ABS)이 있는 적어도 하나의 슬라이더가 마련된 자기 디스크 드라이브로서,
    상기 기록 헤드는,
    각각에 극첨단부와 배간극부 사이에 배치되는 요크부가 마련되고, 배간극부
    에서 연결되는 제1 극편층 및 제2 극편층;
    상기 제1 극편층의 극첨단부와 제2 극편층의 극첨단부 사이에 배치되는 비자
    성의 기록 간극층;
    적어도 하나의 코일층이 매립되어 있고, 상기 제1 극편층의 요크부와 제2 극
    편층의 요크부 사이에 배치되는 절연 스택을 포함하고,
    상기 판독 헤드는,
    신호장에 응답하여 제1 방향으로부터 자유로이 회전하는 자화가 있는 강자성의 자유층;
    자화가 있는 강자성의 피고정층;
    상기 자유층과 피고정층 사이에 배치되는 비자성 전기 전도성의 스페이서층;
    상기 피고정층과 접촉되고 그 피고정층에 교환 결합되어 피고정층의 자화를 고정하는 반강자성의 고정층- 상기 고정층은 니켈 망간(Ni-Mn), 니켈 망간 크롬(Ni-Mn-Cr), 니켈 망간 철(Ni-Mn-Fe), 니켈 망간 이리듐(Ni-Mn-Ir), 니켈 망간 팔라듐(Ni-Mn-Pd), 니켈 망간 플라티늄(Ni-Mn-Pt), 니켈 망간 로듐(Ni-Mn-Rh), 니켈 망간 루테늄(Ni-Mn-Ru)을 포함하는 재료의 군(群)에서 선택되는 것임-; 및
    제1 시드층과, 상기 강자성 자유층 부근의 제3 시드층 및 상기 제1 시드층과 제3 시드층 사이에 배치되는 제2 시드층을 포함하는 3층의 시드층 구조- 상기 제1 시드층은 산화 니켈(NiO)이고, 제2 시드층은 산화 니켈 망간(NiMnOx)이며, 제3 시드층은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 플라티늄(Pt), 금(Au) 및 이들의 합금을 포함하는 재료의 군에서 선택되는 것임-
    을 포함하는 스핀 밸브 센서와,
    상기 스핀 밸브 센서의 제1 측면 연부 및 제2 측면 연부에 연결되는 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층과,
    비자성 비전도성의 제1 판독 간극층 및 제2 판독 간극층과,
    강자성의 제1 차폐층을 포함하고,
    상기 3층 시드층 구조와 스핀 밸브 센서 및 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층은 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층 사이에 배치되며, 상기 제1 판독 간극층과 제2 판독 간극층은 상기 제1 차폐층과 제1 극편층 사이에 배치되며,
    상기 디스크 드라이브는,
    하우징과,
    상기 하우징 내에 회전 가능하게 지지되는 자기 디스크와,
    상기 하우징 내에 장착되어, 상기 자기 헤드 조립체가 상기 자기 디스크와 변환 관계에 있도록 상기 공기 베어링 표면이 상기 자기 디스크를 향한 채 상기 자기 헤드 조립체를 지지하는 지지체와,
    상기 자기 디스크를 회전시키는 모터와,
    상기 지지체에 연결되어 상기 자기 헤드 조립체를 상기 자기 디스크에 대해 복수의 위치로 이동시키는 액츄에이터 아암과,
    상기 자기 헤드 조립체에 연결되고, 상기 자기 디스크를 회전시키는 모터에 연결되며, 상기 자기 헤드 조립체와 신호를 교환하는 액츄에이터 아암에 연결되어 상기 자기 디스크의 회전 및 자기 헤드 조립체의 위치를 제어하는 처리 회로
    를 더 포함하는 것인
    자기 디스크 드라이브.
  22. 강자성의 자유층과, 강자성의 피고정층과, 상기 자유층과 피고정층 사이에 배치되는 비자성의 스페이서층 및 상기 피고정층 부근의 반강자성 고정층이 마련되는 스핀 밸브 센서를 포함하는 자기 판독 헤드의 제조 방법으로서,
    산화 니켈(NiO)로 된 제1 시드층을 형성하는 단계와,
    상기 제1 시드층 상에 제2 시드층은 산화 니켈 망간(NiMnOx)으로 된 제2 시드층을 형성하는 단계와,
    상기 제2 시드층 상에 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 및 이들의 합금을 포함하는 재료의 군에서 선택된 제3 시드층을 형성하는 단계와,
    상기 제3 시드층을 상기 제2 시드층과 스핀 밸브 센서 사이에 배치한 채 상기 스핀 밸브 센서를 상기 제3 시드층 상에 형성하는 단계
    를 포함하는 자기 판독 헤드의 제조 방법.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 고정층은 니켈 망간(Ni-Mn), 니켈 망간 크롬(Ni-Mn-Cr), 니켈 망간 철(Ni-Mn-Fe), 니켈 망간 이리듐(Ni-Mn-Ir), 니켈 망간 팔라듐(Ni-Mn-Pd), 니켈 망간 플라티늄(Ni-Mn-Pt), 니켈 망간 로듐(Ni-Mn-Rh), 니켈 망간 루테늄(Ni-Mn-Ru)을 포함하는 재료의 군(群)에서 선택되는 자기 판독 헤드의 제조 방법.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 청구항 23에 있어서, 상기 스핀 밸브 센서의 강자성 자유층은 상기 스핀 밸브 센서의 비자성 스페이서층과 제3 시드층 사이에 배치되는 자기 판독 헤드의 제조 방법.
  28. 강자성의 자유층과, 강자성의 피고정층과, 상기 자유층과 피고정층 사이에 배치되는 비자성의 스페이서층 및 상기 피고정층 부근의 반강자성 고정층이 마련되는 스핀 밸브 센서를 포함하는 판독 헤드와, 기록 헤드를 포함하는 자기 헤드 조립체의 제조 방법으로서,
    제1 차폐층을 형성하는 단계;
    상기 제1 차폐층 상에 비자성 비전도성의 제1 판독 간극층을 형성하는 단계;
    상기 제1 판독 간극층 상에 제1 시드층을 형성하는 단계;
    상기 제1 시드층 상에 제2 시드층을 형성하는 단계;
    상기 제2 시드층 상에 제3 시드층을 형성하는 단계;
    상기 제3 시드층을 상기 제2 시드층과 스핀 밸브 센서 사이에 배치한 채 상
    기 스핀 밸브 센서를 상기 제3 시드층 상에 형성하는 단계;
    를 포함하는 상기 판독 헤드의 제조 단계와,
    상기 스핀 밸브 센서의 제1 측면 연부와 제2 측면 연부에 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층을 연결하는 단계와,
    상기 스핀 밸브 센서와, 제1 하드 바이어스 및 도선층과 제2 하드 바이어스 및 도선층 상에 비자성 비전도성의 제2 판독 간극층을 형성하는 단계와,
    극첨단 영역과 배간극 영역 사이에 배치되는 요크부가 있는 강자성의 제1
    극편층을 상기 제2 판독 간극층 상에 형성하는 단계;
    적어도 하나의 코일층이 매립되는 절연 스택을 상기 요크 영역에서 상기 제1
    극편층에 형성하는 단계;
    비자성 비전도성의 기록 간극층을 상기 극첨단 영역에서 상기 제1 극편층 상
    에 형성하는 단계;
    상기 배간극 영역에서 상기 제1 극편층에 연결되는 강자성의 제2 극편층을
    상기 기록 간극층과 절연 스택 상에 형성하는 단계
    를 포함하는 상기 기록 헤드의 제조 단계
    를 포함하는 자기 헤드 조립체의 제조 방법.
  29. 청구항 28에 있어서, 상기 판독 헤드는 청구항 23 또는 청구항 27 중 어느 한 항에 따른 판독 헤드인 자기 헤드 조립체의 제조 방법.
  30. 청구항 29에 있어서, 상기 판독 헤드의 제조 단계에는 상기 제2 판독 간극층 상에 강자성의 제2 차폐층을 형성하는 단계와, 상기 제2 차폐층과 제1 극편층 사이에 배치되게 비자성의 분리층을 상기 제2 차폐층 상에 형성하는 단계가 더 포함되는 자기 헤드 조립체의 제조 방법.
  31. 제1 시드층, 제2 시드층, 제3 시드층, 강자성의 자유층, 강자성의 피고정층, 상기 자유층과 피고정층 사이에 배치되는 비자성의 스페이서층, 상기 피고정층 부근의 반강자성 고정층을 포함하는 자기 판독 헤드의 제조 방법으로서,
    DC 마그네트론 스퍼터링 모드와 이온 비임 스퍼터링 모드를 포함하는 스퍼터링 장치를 제공하는 단계와,
    아르곤(Ar) 및 산소(O2) 가스의 혼합물을 사용하는 상기 DC 마그네트론 스퍼터링 모드를 이용하여 NiO의 제1 시드층을 형성하는 단계와,
    아르곤(Ar) 및 산소(O2) 가스의 혼합물을 사용하는 상기 DC 마그네트론 스퍼터링 모드를 이용하여 NiMnOx의 제2 시드층을 상기 제1 시드층 상에 형성하는 단계와,
    아르곤(Ar) 가스를 사용하는 상기 DC 마그네트론 스퍼터링 모드를 이용하여 제3 시드층을 상기 제2 시드층 상에 형성하는 단계와,
    제논(Xe) 이온을 사용하는 상기 이온 비임 스퍼터링 모드를 이용하여 상기 강자성의 자유층을 상기 제3 시드층 상에 형성하는 단계와,
    아르곤(Ar) 가스를 사용하는 상기 DC 마그네트론 스퍼터링 모드를 이용하여 상기 비자성 스페이서층과 강자성의 피고정층 및 반강자성의 고정층을 순차적으로 상기 자유층 상에 형성하는 단계
    를 포함하는 자기 판독 헤드의 제조 방법.
  32. 청구항 31에 있어서, 상기 제3 시드층은 구리(Cu)로 이루어지는 자기 판독 헤드의 제조 방법.
  33. 청구항 31에 있어서, 상기 반강자성의 고정층은 니켈 망간(Ni-Mn)으로 이루어지는 자기 판독 헤드의 제조 방법.
  34. 청구항 31에 있어서, 상기 반강자성의 고정층은 니켈 망간(Ni-Mn), 니켈 망간 크롬(Ni-Mn-Cr), 니켈 망간 철(Ni-Mn-Fe), 니켈 망간 이리듐(Ni-Mn-Ir), 니켈 망간 팔라듐(Ni-Mn-Pd), 니켈 망간 플라티늄(Ni-Mn-Pt), 니켈 망간 로듐(Ni-Mn-Rh), 니켈 망간 루테늄(Ni-Mn-Ru)을 포함하는 재료의 군에서 선택되는 자기 판독 헤드의 제조 방법.
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