KR19980032263A

KR19980032263A - 스핀 밸브를 사용하는 온도 급변 감소 회로를 갖는 디스크드라이브

Info

Publication number: KR19980032263A
Application number: KR1019970037168A
Authority: KR
Inventors: 길하다얄싱
Original assignee: 제프리엘.포먼; 인터내셔날비지네스머신즈코포레이션
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1997-08-04
Publication date: 1998-07-25
Also published as: JPH10208219A; JP3330527B2; SG53041A1; US5793207A; KR100245908B1

Abstract

본 발명은 스핀 밸브(spin valve: SV) 소자에 감지 전류를 공급하는 2개의 리드선 및 급변 보상층(asperity compensation layer: ACL)에 전류를 공급하는 2개의 리드선을 갖는 스핀 밸브(SV) 자기 저항(magnetoresistive: MR) 센서를 구비한 디스크 드라이브 시스템을 개시한다. SV 소자 뿐만 아니라 하드 바이어스층은 절연 물질로 이루어진 반강자성층에 의해 ACL에서 전기적으로 절연된다. SV 소자 양단에 형성되는 전압(온도 급변의 존재로 인한 전압과 데이터 필드의 존재로 인한 전압) 및 ACL 양단에 형성되는 전압(온도 급변의 존재로 인한 전압)이 차동 증폭기의 입력에 인가되어 온도 급변 신호가 실질적으로 제거된다.

Description

스핀 밸브를 사용하는 온도 급변 감소 회로를 갖는 디스크 드라이브

본 발명은 자기 매체(magnetic medium)에 기록된 신호를 판독하는 자기저항 (magnetoresistive) 판독 센서를 사용하는 종류의 직접 접근 저장 장치(direct access storage device: DASD)에 관한 것으로, 특히 온도 급변(thermal asperity) 효과를 최소화하는 신규한 스핀 밸브(spin valve) 센서를 갖는 DASD에 관한 것이다.

컴퓨터는 나중에 사용하기 위해 데이터를 기록할 수 있고 데이터를 판독할 수 있는 매체를 갖는 보조 메모리 기억 장치를 때때로 포함한다. 회전 자기 디스크를 수용하는 직접 접근 기억 장치(디스크 드라이브)는 일반적으로 디스크 표면 상에 데이터를 자기적인 형태(magnetic form)로 저장하기 위해 사용된다. 데이터는 디스크 표면 상에서 동심원 및 방사상으로 이격된 정보 트랙 상에 기록된다. 그 후, 판독 센서를 포함하는 자기 헤드가 디스크 표면 상의 트랙에서 데이터를 판독하는데 사용된다.

고용량 디스크 드라이브에서, 통상 MR 헤드라 불리우는 자기 저항 판독 센서는 박막 유도 헤드보다 더 큰 선밀도(linear densities)로 디스크의 표면에서 데이터를 판독하는 능력으로 인해 널리 사용되는 판독 센서이다. MR 센서는 MR 층에 의해 감지되는 자속의 세기 및 방향의 함수로서 그 센서의 MR 감지층(MR 소자라 함)의 저항 변화를 통해 자계를 검출한다.

현재 개발중인 MR 센서 종류 중의 하나로 거대 자기 저항(giant magnetoresistive: GMR) 효과를 나타내는 GMR 센서가 있다. GMR 센서에서, MR 감지층의 저항 변화는 비자성(non-magnetic)층에 의해 분리되는 자성층 사이의 전도 전자들의 스핀-의존 산란(spin-dependent scattering) 투과와, 이에 수반되는 자성층 및 비자성층의 인터페이스 부분과 자성층 내부에서 발생하는 스핀-의존 산란(spin-dependent scattering)의 함수이다.

비자성 금속 물질(구리)의 층에 의해 분리된 강자성 물질(예를 들면, NiFe 또는 Co 또는 NiFeCo 또는 NiFe/Co)로 이루어진 2개의 층만을 사용하는 GMR 센서는 통상 스핀 밸브(spin valve: SV) 센서라고 불리운다. SV 센서에서, 고정층(pinned layer)이라 불리우는 강자성층 중의 하나는 그 자화가 통상 반강자성(예를 들면, NiO 또는 FeMn)층과의 교환 결합(exchange coupling)에 의해 고정된다. 반강자성층에 의해 발생된 고정 자계(pinning field)는 일반적으로 수백 에르스텟이므로, 고정층의 자화 방향은 외부 자계(예를 들면, 디스크 상에 기록된 비트로부터 나오는 자계)가 인가되는 중에는 고정된 상태를 유지하고 있다. 그러나, 자유층(free layer)이라고 불리우는 또 다른 층의 자화는 고정되지 않으며, 디스크로부터 나오는 자계에 응답하여 자유롭게 회전한다. 도 1은 비자성 전기 전도 스페이서층(non-magnetic electrically-conducting spacer layer)에 의해 고정층(또는 고정 MR층이라 함)으로부터 분리된 자유층(또한 자유 MR층이라 함)을 가지며 또한 고정층을 고정하는 반강자성층을 더 구비한 종래 SV 센서를 도시하고 있다.

대표적인 종래 SV 센서가 나타내는 GMR 효과, 즉 저항의 순변화(net change)는 약 3 % 내지 4 %이다. 1993년 4월 27일 Dieny 등에게 허여되었으며 발명의 명칭이 Magnetoresistive Sensor Based On The Spin Valve Effect인 미국 특허 제 5,206,590호에는 스핀 밸브 효과에 기초하여 동작하는 MR 센서를 개시하고 있다.

도 1을 다시 참조하면, 중앙 영역 (102)에 의해 분리되는 단부 영역 (104) 및 (106)을 포함하는 종래의 SV 센서 (100)이 도시되어 있다. 자유층 (110)은 비자성 전기 전도 스페이서 (115)에 의해 고정층 (120)에서 분리된다. 고정층 (120)의 자화는 반강자성층 (125)에 의해 고정된다. 자유층 (110), 스페이서 (115), 고정층 (120) 및 반강자성층(antiferromagntic(AFM) layer) (125)는 모두 중앙 영역 (102)에 형성된다. 단부 영역 (104) 및 (106)에 각각 형성된 하드 바이어스층(hard bias layers) (130) 및 (135)는 MR 자유층 (110) 및 고정층 (120)에 길이 방향 바이어스를 제공한다. 하드 바이어스층 (130) 및 (135) 상에 각각 형성된 리드선 (140) 및 (145)는 감지 전류 I_S가 전류원 (160)에서 MR 센서 (100)으로 흐르도록 전기적으로 접속된다.

상술한 바와 같이, MR 센서는 자계 변화가 있을 때 저항 변화를 나타낸다. 이러한 저항 변화는 MR 소자를 통해 일정한 감지 전류를 흐르도록 하여 전압 신호로 변환된다. 주어진 MR 센서에 대한 DC 전압값은 MR 센서 리드선 사이의 전체 저항과 일정한 감지 전류의 곱이다. 저항 변화에 따라 MR 센서가 동작한다는 점에서 중요하므로, 저항의 변화는 MR 센서 및 그 MR 센서를 일체로 포함하는 디스크 드라이브의 성능에 상당한 영향을 미친다.

온도 급변(thermal asperity: TA)으로 알려진 현상에 따르면 MR 센서는 온도가 100℃ 이상으로 갑자기 올라갈 수 있다. 이러한 갑작스런 온도 상승의 원인은 트랙에서 정보를 판독하는 동안 MR 센서가 디스크 표면 상의 돌출부와 충돌 또는 근접 충돌하기 때문이다. 이러한 충돌은 MR 센서의 DC 베이스 전압을 상당히 시프트시킴으로써 정보 판독을 불가능하게 한다.

도 2는 DC 베이스 (바이어스) 전압 (210), DC 베이스 전압 (210)의 시프트에 해당하는 온도 급변 전압 (220), 온도 급변이 없을 때 디스크에서 판독되는 데이터 신호 (235) 및 온도 급변이 있을 때 디스크에서 판독되는 데이터 신호 (240)을 도시한 그래프이다. 온도 급변 (220)은 DC 베이스 전압의 갑작스런 시프트(sudden shift) (225)를 포함하고 그 후 DC 베이스 전압이 지수적으로 감소한다 (230)은 점에 유의하여야 한다. DC 베이스 전압의 지수적 감소 (230)은 DC 베이스 전압 (210)에 도달할 때까지 지속된다. DC 베이스 전압에서의 갑작스런 시프트 (225)는 데이터 신호 (235)보다 여러 배 더 커질 수 있으며 그에 따라 MR 센서에 직접 또는 간접적으로 접속된 전기 회로가 포화되어 데이터의 손실이 발생할 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 온도 급변 (220)의 크기에 좌우되는 데이터의 손실은 흔히 수 바이트 길이가 될 수 있는데, 여기서 각 바이트는 8 비트 길이를 갖는다.

판독된 데이터에 대한 온도 급변의 효과를 최소화하는 디스크 장치 내의 종래 장치는 값비싼 별도의 급변 감소 회로(asperity reduction circuit: ARC) 모듈을 사용하거나 또는 정상 동작 모드 및 급변 회복 모드를 갖는 (변경된 부분-응답 최대 가눙성 채널(modified partial-response maximum likelihood channel)과 같은) 복잡한 데이터 채널을 사용한다. 따라서, 복잡한 레코딩 채널(complicated recording channel) 또는 분리 ARC 모듈을 사용하지 않고도 온도 급변의 효과를 최소화하는 발명이 필요하다.

본 발명의 목적은 스핀 밸브 자기 저항 판독 센서를 사용하는 디스크 드라이브 내의 온도 급변 현상을 검출하고 실질적으로 제거하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적과 기타 다른 목적 및 효과는 중앙 영역에 의해 서로 분리된 단부 영역을 갖는 스핀 밸브(SV) 센서에 의한 본 발명의 원리에 따라 달성된다. SV 센서는 스페이서에 의해 고정층에서 분리된 자유층을 갖는다. 자유층, 스페이서 및 고정층은 모두 중앙 영역 내에 형성되고, SV 소자로 불리운다. 단부 영역에 형성된 하드 바이어스(hard bias: HB)층은 중앙 영역에 형성된 자유층에 길이 방향 바이어스를 제공한다. 각 하드 바이어스층은 SV 소자와 연속되는 접합을 형성한다. SV 소자 및 HB층은 SV 구조로 불리운다.

SV 센서는 자유층에 감지 전류를 제공하는 2개의 리드선(제 1 및 제 2 SV 리드선으로 SV 리드선이라도 함) 및 급변 보상층에 전류를 제공하는 2개의 리드선(제 1 및 제 2 급변 보상층 리드선으로 급변 보상층(asperity compensation layer: ACL) 리드선이라도 함)을 갖는다. 급변 보상(감소)층은 자성층인 것이 바람직한데, 이 자성층은 이들 두 층 사이의 온도 계수가 일치하는 것을 보장하기 위해 SV 소자와 동일한 물질(NiFe, NiFe/Cu 또는 NiFe/Co)로 이루어진다. 또 다른 방법으로, ACL은 구리 또는 탄탈륨과 같이 자유층과 거의 유사한 온도 계수를 갖는 비자성 전기 전도 물질로 형성될 수 있다.

속박 MR층 및 (만일 ACL이 자성 물질로 이루어진 경우) ACL은 이들 층 사이에 배치된 반강자성(antiferromagnetic: AFM)층과의 교환 결합(exchange coupling)의 결과로서 횡단 방향(즉, 공기 베어링 표면에 수직한 방향)으로 고정되는 각각의 자화 벡터를 갖는 것이 바람직하다. ACL이 비자성 물질로 이루어진 경우에는, 속박 MR층의 자화만이 AFM층에 의해 고정된다. 또한, 중앙 영역에 형성된 MR층(자유층 및 고정층) 뿐만 아니라 단부 영역에 형성된 하드 바이어스층은 전기 절연체에 의해 급변 보상층(ACL)과 전기적으로 절연된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, AFM층도 또한 절연층이다.

DC 조건하에서, SV 소자의 저항(1/R_sv= 1/R_free+ 1/R_spacer+ 1/R_pinned)과 SV 소자 내를 흐르는 전류 I_MR의 곱은 ACL 저항과 ACL에서 흐르는 전류의 곱인 R_ACL* I_ACL과 같은 값이 되도록 선택된다. MR 리드선 양단의 전압은 차동 회로의 제 1 입력 단자에 공급되고, ACL 리드선 양단의 전압은 차동 회로의 제 2 입력 단자에 공급된다. 차동 회로는 출력 단자 및 접지(공통) 단자를 더 구비한다.

온도 급변이 있을 때, SV 소자와 ACL 양자의 저항 변화는 실질적으로 동일하여, 온도 급변 신호가 MR 리드선과 ACL 리드선 양단에서 발생되고, 결과적으로 차동 회로의 제 1 및 제 2 단자로 공급되도록 한다. 그러나, 디스크로부터의 데이터 필드가 있을 때, MR 자유층은 ACL와 전기적으로 절연되고 또한 ACL 자화는 AFM층에 의해 고정되기 때문에, MR 자유층의 저항만이 변한다. 따라서, 디스크 상에 기록된 데이터에 기인하는 전압은 MR 리드선 양단에서만 발생되고, 그 후 이 전압은 차동 회로의 제 1 입력 단자로 공급된다.

온도 급변 신호는 차동 회로의 양 입력 단자에 공통으로 존재하므로, 차동 회로에 의해 상쇄되어 제 1 입력 단자에 존재하는 데이터 신호만이 차동 회로에 의해 검출되어 전파된다.

본 발명의 특성 및 장점 뿐만 아니라 바람직한 사용 모드를 더욱 완전하게 이해하기 위해, 첨부 도면과 관련하여 이해되는 다음의 상세한 설명에 대한 참조가 이루어져야 한다. 첨부 도면에서, 동일한 참조 번호는 전체 도면에 걸쳐 동일 또는 유사한 부분을 나타낸다.

도 1은 종래 SV 센서의 사시도.

도 2는 온도 급변 신호 및 트랙에서 판독되는 데이터 신호를 도시한 그래프.

도 3은 본 발명을 구현하는 자기 디스크 저장 시스템을 단순화한 도면.

도 4a 및 도 4b는 동일한 비율로 되어 있지 않은 본 발명의 바람직한 실시예의 SV 센서의 사시도 및 공기 베어링 표면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 급변 감소 방법 및 수단을 예시한 개략도.

도 6a는 온도 급변 신호 및 데이터 신호가 모두 있는 경우 차동 회로의 입력 단자에서의 신호를 나타내고, 도 6b는 온도 급변 신호만을 나타내는 차동 회로의 입력 단자에서의 신호를 나타내며, 및 도 6c는 도 6a 및 도 6b의 온도 급변 신호가 서로 상쇄된 차동 회로의 출력 단자에서의 신호를 나타낸 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 그래프.

도 7은 동일한 비율로 되어 있지 않은 본 발명의 SV 센서의 또 다른 실시예의 공기 베어링 표면도.

도면의주요부분에대한부호의설명

300 : 디스크 드라이브

400 : 스핀 밸브 센서

442, 444 : 하드 바이어스층

448 : 자유층

450 : 비자성 전기 전도 스페이서

452 : 고정층

454 : 반강자성층

456 : 급변 보상층

458 : 갭층

460 : 자기 차폐층

468, 470 : 제 1 및 제 2 반강자성층 리드선

478, 480 : 스핀 밸브 리드선

500 : 온도 급변 감소 회로

다음의 설명은 본 발명을 실시하기 위해 현재까지 고려된 최상의 모드이다. 본 발명의 상세한 설명 및 도시된 다수의 기타 실시예들은 본 발명의 일반적 원리를 설명하기 위한 것으로, 특허청구범위에 기재된 발명 개념을 한정하기 위한 의도는 아니다.

도 3을 참조하면, 본 발명을 구현하는 디스크 드라이브 (300)이 도시되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 적어도 하나의 회전 가능한 자기 디스크 (312)는 스핀들 (314) 상에 지지되고 디스크 드라이브 모터 (318)에 의해 회전된다. 각 디스크 상의 자기 레코딩 매체는 디스크 (312) 상의 동심원 데이터 트랙(도시하지 않음)의 환상 패턴의 형태로 되어 있다.

적어도 하나의 슬라이더 (313)이 디스크 (312) 상에 위치하는데, 각 슬라이더 (313)은 하나 이상의 자기 판독/기록 헤드 (321)을 지지하고, 이 헤드 (321)은 본 발명의 MR 센서의 일부를 이룬다. 디스크가 회전함에 따라, 슬라이더 (313)은 디스크 표면 (322) 위에서 지름 방향으로 전진 또는 후퇴하여 헤드 (321)이 원하는 데이터가 기록되어 있는 디스크의 여러 부분들을 액세스할 수 있도록 한다. 각 슬라이더 (313)은 서스펜션 (315)에 의해 액츄에이터 암 (319)에 부착되어 있다. 서스펜션 (315)는 약간의 탄성력을 제공하여 디스크 표면 (322)에 대해 슬라이더 (313)을 바이어스시킨다. 각 액츄에이터 암 (319)는 액츄에이터 수단 (327)에 부착된다. 도 3에 도시한 바와 같은 액츄에이터 수단은 음성 코일 모터(voice coil motor: VCM)일 수 있다. VCM은 고정 자계 내에서 이동 가능한 코일을 포함하고, 이 코일의 운동의 방향 및 속도는 컨트롤러 (329)에 의해 공급되는 모터 전류 신호에 의해 제어된다.

디스크 저장 시스템의 동작 중에, 디스크 (312)가 회전하면 슬라이더 상에서 상 방향의 힘 또는 부양력(lift)을 미치는 슬라이더 (313) 및 디스크 표면 (322) 사이의 공기 베어링(air bearing)이 발생한다. 따라서, 공기 베어링은 서스펜션 (315)의 약간의 탄성력과 균형을 이루고, 정상적인 동작시 슬라이더 (313)을 디스크 표면 위에서 작고 대체적으로 일정한 간격만큼 약간 떠있도록 지지한다.

디스크 저장 시스템의 여러 가지 구성요소들의 동작은 액세스 제어 신호 및 내부 클럭 신호와 같은 제어 유닛 (329)에 의해 생성되는 제어 신호들에 의해 제어된다. 전형적으로, 제어유닛 (329)는 로직 제어 회로, 저장 수단 및 마이크로 프로세서를 포함한다. 제어 유닛 (329)는 라인 (323) 상의 드라이브 모터 제어 신호 및 라인 (328) 상의 헤드 위치 및 탐색 제어 신호와 같은 제어 신호를 발생시켜 여러 가지 시스템 동작을 제어한다. 라인 (328) 상의 제어 신호는 원하는 전류 프로파일을 공급하여 슬라이더 (313)을 디스크 (312) 상의 원하는 데이터 트랙에 가장 적합하게 이동 및 위치시킨다. 판독 및 기록 신호는 레코딩 채널(recording channel) (325)에 의하여 기록 및 판독 헤드 (321)과 양방향으로 통신한다.

상기에서 기술한 전형적인 자기 디스크 저장 시스템 및 첨부하는 도 3의 예시는 단지 소개하기 위한 것에 불과하다. 디스크 저장 시스템은 다수개의 디스크 및 액츄에이터를 포함할 수 있으며 각각의 액츄에이터는 다수의 슬라이더를 지지할 수 있다는 사실은 명백하다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 일정한 비율로 되어 있지 않은 본 발명의 바람직한 실시예인 스핀 밸브(SV) 센서 (400)의 사시도 및 공기 베어링 표면도가 나타나 있다. SV 센서 (400)은 중앙 능동 영역(central active region) (430)에 의해 분리된 수동 단부 영역(passive end region) (410) 및 (420)을 포함하고 있다. 자기 차폐층 (460) 및 갭층(gap layer) (458)은 필수적인 것은 아니지만 적당한 기판 (462) 위에 형성되는 것이 바람직하다. 차폐층 (460)은 SV 센서 (400)을 자기적으로 절연시키는데, 통상 NiFe 또는 sendust(등록 상표임)로 이루어져 있다. 갭층(gap layer) (458)은 SV 센서 (400)을 자기적으로 절연시키는데, 일반적으로 Al ₂O₃또는 SiO₂로 이루어진다. 갭층 (458)을 형성한 후, 급변 보상층(asperity compensation layer: ACL) (456)과 반강자성층(AFM layer) (454)가 또한 갭층 상에 형성된다. AFM층 (454)는 ACL (456)의 자화를 고정된 방향으로 고정시키는데 사용된다. AFM (454)는 바람직하게는 NiO로 이루어지고, 이 NiO는 AFM (454)의 온도 계수가 ACL (456)에 의해 검지되는 온도 급변 신호(thermal asperity signal)의 형태에 영향을 끼치지 않도록 보장하기 위한 절연체이다. ACL층 (456)은 바람직하게는 NiFe로 이루어지며, 본 발명의 바람직한 실시예에서 ACL (456)의 자화는 공기 베어링 표면(air bearing surface: ABS) (466)에 수직하게 고정되어 있다(ABS는 SV 센서를 포함하고 자기 디스크 표면에 인접하는 자기 헤드의 표면을 말한다).

SV 센서 (400)은 비자성 전기 전도 스페이서 (450)에 의해 고정층 (452)에서 분리된 자유층 (448)을 더 포함한다. 자유층 (448), 스페이서 (450) 및 고정층 (452)는 SV 소자라고 하고, 이들은 모두 AFM층 (454) 상의 중앙 영역 (430)에 형성된다. 자유층 (448)의 자화는 일반적으로 외부 자계가 없을 때 공기 베어링 (466)에 평행하게 설정된다. 자유층 (448)은 NiFe 또는 NiFe/Co과 같은 소프트 강자성 물질로 이루어지고, 바람직하게는 NiFe으로 이루어진다.

고정층 (452) 자화는 일반적으로 AFM층 (454)와의 교환 결합을 통해 공기 베어링 표면 (466)에 수직으로 고정된다. 고정층 (452)는 일반적으로 NiFe 또는 NiFe/Co와 같은 소프트 강자성 물질로 이루어지고, 바람직하게는 NiFe/Co로 이루어진다.

하드 바이어스층 (442) 및 (444)는 각각 단부 영역 (410) 및 (420)에 형성되고, 자유층 (448)에 길이 방향 바이어스 필드를 제공하여 자유층 내에서 단일 자구 상태(single domain state)를 보장한다. 하드 바이어스층 (442) 및 (444)는 CoPtCrTa 또는 CoPtCrSiO₂로 이루어질 수 있지만, CoPtCr로 이루어지는 것이 바람직하다. 하드 바이어스층 (442) 및 (444)는 SV 소자(자유층 (448), 스페이서 (450) 및 고정층 (452))와 연속되는 접합을 더 형성한다.

SV 센서 (400)은 4개의 전기 리드선을 더 포함한다. 단부 영역 (410) 및 (420)에 각각 형성된 리드선 (468) 및 (470)은 제 1 및 제 2 ACL 리드선이라고 불리우며, ACL (456)과 ACL 전류원 (570)(도 5) 사이에 전기적 접속을 제공한다. ACL 전류원 (570)은 ACL (456)에 전류(ACL 전류라고 함)를 제공하여 ACL (456) 양단에 DC 베이스(바이어스) 전압을 형성한다. 단부 영역 (410) 및 (420)에 각각 형성된 리드선 (478) 및 (480)은 제 1 및 제 2 SV 리드선이라고 하고, SV 소자와 SV 전류원 (575)(도 5) 사이에 전기적 접속을 제공한다. SV 전류원 (575)는 SV 소자에 필요한 감지 전류를 제공하여 SV 소자 양단에 DC 베이스(바이어스) 전압을 형성한다.

본 발명의 SV 센서 (400)에 있어서, ACL (456)이 SV 소자 및 하드 바이어스층 (442) 및 (444)와 전기적으로 절연되어 있다는 점에 유의하여야 한다. 전기적으로 완전히 절연되면 SV 전류원 (575)에 의해 공급되고, SV 소자 내에 흐르는 전류는 ACL (456)에 의해 어느 방향으로도 분류(shunt)되지 않는 것이 보장된다. ACL (456), SV 소자, 및 하드 바이어스층 (444) 및 (442) 사이의 전기적 절연은 ACL (456), SV 소자, 및 하드 바이어스층 (444) 및 (442) 사이에 배치되어 있으며 NiO로 이루어진 AFM층 (454)에 의해 달성된다. 절연체인 NiO는 하드 바이어스층 (442) 및 (444)와 리드선 (478) 및 (480)을 포함하는 SV 구조를 ACL (456)과 절연시킨다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 급변 감소 회로 (500)의 개략도가 도시되어 있다. 회로 (500)은 제 1 및 제 2 SV 리드선 (478) 및 (480)과 제 1 및 제 2 ACL 리드선 (468) 및 (470)을 구비한 SV 센서 (400), SV 전류원 (575), ACL 전류원 (570) 및 차동 회로 (580)을 포함한다. 차동 회로 (580)은 제 1 및 제 2 입력 단자 (583) 및 (585), 출력 단자 (588) 및 접지(기준) 단자 (587)을 포함한다.

도 5를 다시 참조하면, SV 리드선 (478) 및 (480)은 SV 전류원 (575)에 접속되고, 이 SV 전류원은 SV 소자(층 (448), (450) 및 (452))에 필요한 감지 전류를 공급하여 SV 소자 양단에 DC 바이어스 전압을 형성한다. ACL 리드선 (468) 및 (470)은 ACL 전류원 (570)에 접속되어 ACL (456)에 필요한 전류를 공급함으로써, 바이어스 조건(외부 자계가 없음)하에서, SV 소자에 흐르는 전류와 SV 소자 저항의 곱(즉, SV 소자 양단 간의 전압 강하)이 ACL (456)에 흐르는 전류와 ACL (456) 저항의 곱(즉, ACL 양단 간의 전압 강하)와 같게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서,

SV 소자 스트라이프 높이 = 1 μm

SV 소자 폭 = 2 μm

SV 소자 두께 = 120 Å

SV 소자의 비저항 = 22 μΩ cm; 및

SV 소자 저항 = 36 Ω

이다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서,

ACL 높이 = 1 μm

ACL층 폭 = 4 μm

ACL 두께 = 40 Å

ACL의 비저항 = 22 μΩ cm; 및

ACL 저항 = 220 Ω

이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, SV 전류원 (575)에 의해 공급되는 감지 전류는 6 mA로서, 이것은 ACL 전류원 (570)에 의해 공급되는 ACL 전류가 약 1.0 mA로 설정되어 DC 바이어스 조건하에서

R_{SV element}* I_{SV element}= R_ACL* I_ACL

을 보장한다는 것을 의미한다.

도 5를 다시 참조하면, 제 1 SV 리드선 (478)은 와이어 (582)를 통해 차동 회로 (580)의 제 1 입력 단자 (583)에 접속되고, 제 1 ACL 리드선 (468)은 와이어 (584)를 통해 차동 회로 (580)의 제 2 입력 단자 (585)에 접속된다. 리드선 (470) 및 (480)은 공통 배선 패드(common wiring pad) (577)에 접속되는 것이 바람직하다. 공통 패드 (577)은 와이어 (586)을 거쳐 차동 회로 (580)의 접지 (587)에 접속된다. 그 후 차동 회로 (580)의 출력 단자 (588)은 데이터 레코딩 채널 (528)에 접속되어 도 3에 기술되어 있는 바에 따라 검출된 신호를 추가적으로 처리한다. 레코딩 채널 (528) 및 차동 회로 (580)를 합쳐서 레코딩 시스템 (590)이라 한다. 차동 회로 (580)은 바람직하게는 데이터 레코딩 채널 (528)이 집적되어 있는 실리콘 칩과 동일한 칩 내에 집적된 실리콘을 기본으로 한(silicon-based) 고속 차동 증폭기이다. 차동 회로 (580)은 차분 이득(differential gain)을 가져, 차동 회로의 제 1 및 제 2 입력 단자 (583) 및 (585)에 인가되는 전압 간의 차이로 인한 노드 (588)에서의 출력 전압이

V₅₈₈= A * (V₅₈₃- V₅₈₅)

로 표시될 수 있으며, 여기서 A는 차동 회로 (580)의 차분 이득이다.

도 6a, 도 6b 및 도 6c는 각각 DC 바이어스 조건 하에서 온도 급변 및 자기 디스크로부터 나오는 데이터 신호가 모두 있는 경우, 온도 급변만 있는 경우, 및 온도 급변은 상쇄되고 자기 디스크로부터 나온 데이터 신호만 남아 있는 경우 차동 증폭기 (580)의 제 1 입력 단자 (583), 제 2 입력 단자 (585) 및 출력 단자 (588)에서의 전압 신호를 도시하고 있다. 도 5 및 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, DC 바이어스 조건(외부 자계가 존재하지 않음) 하에서, 제 1 입력 단자 (583)에서의 전압은 R_{SV element}* I_{SV element}에 해당하는 DC 전압 (605)이고, 제 2 입력 단자 (585)에서의 전압은 R_ACL* I_ACL에 해당하는 DC 전압 (610)이며, 출력 단자 (588)에서의 전압은 DC 전압 (615)이다.

자기 디스크로부터 나오는 데이터 필드와 같은 필드가 있을 때, 자유층 (448)의 저항이 변하기 때문에 SV 소자 양단의 전압이 변한다. 데이터 필드가 있을 때 자유층 (448)의 저항 변화의 결과 SV 소자 양단에 나타나는 전압은 AC 신호의 형태로 표시된다. 따라서, 제 1 SV 리드선 (478)에 접속된 제 1 입력 단자 (583)에서의 전압 신호는 AC 성분 (622) 및 DC 성분 (605)를 갖는 전압 (620)이다. 상술한 바와 같이, AC 성분은 디스크로부터 나오는 필드가 있을 때 자유층 (448)의 저항 변화에 기인하는 것으로,

I_{SV element}* ΔR_{SV element}

로 표시되고, DC 성분은 상술한 바와 같이

I_{SV element}* R_{SV element}

로 표시되므로,

V₆₂₀= I_{SV element}* ΔR_{SV element}+ I_{SV element}* R_{SV element}

이다.

도 5 및 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 디스크로부터 나오는 필드가 있을 때, ACL (456)은 SV 구조 및 하드 바이어스층 (442) 및 (444)과 절연되고 또한 그 자화는 AFM (454)에 의해 고정되어 있으므로, ACL (456) 양단의 전압은 변하지 않는다. 따라서, 제 2 입력 단자 (585)에서의 전압은 DC 바이어스 조건 하에서의 전압, 즉

V₆₁₀= I_ACL* R_ACL

과 동일한 전압을 유지한다.

디스크로부터 나오는 필드가 있을 때, 다음에 도시하는 바와 같이, 출력 단자 (588)에서의 전압은 제 1 및 제 2 입력 단자 (583) 및 (585)에서의 전압 신호 간의 차이에 회로 (580)의 차분 이득을 곱한 값과 동일하다.

V₅₈₈= A * (V₅₈₃- V₅₈₅)

V₆₃₀= A * (V₆₂₀- V₆₁₀)

V₆₃₀= A * (I_{SV element}* ΔR_{SV element}+ I_{SV element}* R_{SV element}- I_ACL

*R_ACL).

ACL (456)의 저항과 ACL에 흐르는 전류는 I_{SV element}* R_{SV element}= I_ACL* R_ACL이 되도록 선택되고, 상기 2개의 신호에서의 기여분은 서로 상쇄되어,

V₆₃₀= A * (I_{SV element}* ΔR_{SV element})

로 된다.

이하에서는, 디스크의 트랙에서 데이터를 판독하는 동안 SV 센서 (400)의 온도를 상승시키는 온도 급변 현상이 발생한다고 가정한다. 이러한 조건 하에서, 제 1 입력 단자 (583)에서의 전압은 AC 성분 (637) 및 DC 성분 (638)을 갖는 전압 (635)이 될 것이다. AC 성분은 디스크로부터 발생하는 필드가 있을 때 자유층 (448)의 저항 변화에 기인하여

I_{SV element}* ΔR_{SV element}

가 된다.

DC 전압이 갑작스럽게 시프트된 후 그 시프트된 DC 전압이 지수적으로 감소되는 것으로 표시되는 DC 성분 (638)은

I_{SV element}* R_{SV element}

이고, 따라서

V₆₃₅= I_{SV element}* ΔR_{SV element}+ I_{SV element}* R_{SV element}

가 된다.

온도 급변이 있을 때, ACL (456)의 저항 변화를 일으키는 온도의 갑작스런 변화 때문에 ACL (456) 양단의 바이어스 전압도 또한 변한다. 바이어스 전압의 변화(온도 급변 신호)는 DC 전압에서의 갑작스런 시프트로 표시되는데, 그 후 이 시프트된 전압은 지수적으로 감소된다. 따라서, 제 2 입력 단자 (585)에서의 전압은

V₆₄₀= I_ACL* R_ACL

이다.

이하에서는, 디스크의 트랙에서 데이터를 판독하는 동안 온도 급변 현상이 발생한다고 가정한다. 이러한 조건 하에서, 다음에 도시하는 바와 같이, 출력 단자 (588)에서의 전압은 제 1 및 제 2 입력 단자 (583) 및 (585)에서의 전압 신호 간의 차이에 회로 (580)의 차분 이득을 곱한 값과 동일하다.

V₅₈₈= A * (V₅₈₃- V₅₈₅)

V₆₄₅= A * (V₆₃₅- V₆₄₀)

V₆₄₅= A * (I_{SV element}* ΔR_{SV element}+ I_{SV element}* R_{SV element}- I_ACL

*R_ACL).

ACL (456)의 저항과 그 ACL에 흐르는 전류는 I_{SV element}* R_{SV element}= I_ACL* R_ACL이 되도록 선택고, 또한 자유층 및 고정층 물질과 ACL (456) 물질이 동일한 온도 계수를 갖도록 선택되므로, SV 소자 및 ACL층 (456) 양단에 발생하는 온도 급변 신호는 실질적으로 동일한 형태, 크기 및 위상을 갖는다. 따라서, 상기 식에서 항 I_{SV element}* R_{SV element}와 I_{SV element}* R_{SV element}는 서로 상쇄되는데, 이는

V₆₄₅= A * (I_{SV element}* ΔR_{SV element})

로 된다.

실제 구현에 있어서, 좁은 신호 스파이크 (665)는 보통 DC 전압의 갑작스런 시프트가 발생할 때 출력 단자 (588)에 나타나는데, 이러한 DC 전압의 갑작스런 시프트는 (1) SV 소자 및 ACL (456)의 저항, (2) SV 및 ACL 리드선의 저항, (3) ACL 전류원 (570) 및 SV 전류원 (575), 및 (4) 차동 회로의 내부적인 불일치 간에 존재하는 유한한 물리적 불일치로 인한 것이라는 점을 유의하여야 한다. 그러나, 이러한 스파이크는 통상 수 바이트의 길이 밖에 되지 않아 데이터의 손실을 발생시키지 않는다.

도 7을 참조하면, 일정한 비율로 도시되어 있지 않은 본 발명의 또 다른 실시예인 AMR 센서 (700)의 공기 베어링 표면도가 도시되어 있다. AMR 센서 (700)은 중앙 능동 영역 (720)에 의해 서로 분리된 수동 단부 영역 (705) 및 (710)을 포함한다. MR 센서 (700)은 중앙 영역 (720)에 형성된 SV 소자 (740)을 더 포함한다. SV 소자 (740)은 비자성 전기 전도 스페이서 (752)에 의해 고정층 (754)로부터 분리된 자유층 (750)을 포함한다. SV 소자는 ABS에 수직으로 고정층 (754)의 자화를 고정하는 AFM1층 (756)을 더 포함한다.

외부 필드가 있을 때 회전이 자유로운 자화를 갖는 자유층 (750)은 일반적으로 NiFe 또는 NiFe/Co와 같은 강자성 물질로 이루어지며, 바람직하게는 NiFe로 이루어진다. 자유층 (750)의 자화는 일반적으로 외부 필드가 없을 때 공기 베어링 표면 (748)에 평행하도록 정해진다.

단부 영역 (705) 및 (710)에 각각 형성된 하드 바이어스층 (742) 및 (744)는 자유층 (750)에 길이 방향 바이어스 필드를 제공하여 자유층이 단일 자구 상태가 되도록 보장한다. 하드 바이어스층 (742) 및 (744)는 CoPtCrTa 또는 CoPtCrSiO₂로 이루어질 수 있지만 CoPtCr로 이루어지는 것이 바람직하다. 하드 바이어스층 (742) 및 (744)는 SV 소자 (740)과 연속되는 접합을 더 형성한다.

MR 센서 (700)은 적당한 기판 (768) 상에 형성된 자기 차폐층 (766) 및 갭층 (764)를 더 포함하는데, 이들 층들은 필수적인 것은 아니다. 차폐층 (766)은 SV 센서 (700)에 대해 자기 절연을 제공하며, 일반적으로 NiFe 또는 sendust(등록 상표임)로 이루어져 있다. 갭층 (764)는 SV 센서 (700)에 대해 전기적 절연을 제공하고, 일반적으로 Al ₂O₃또는 SiO₂로 이루어진다. 갭층 (764)가 형성된 후, 반강자성층(AFM2) (762), 급변 보상층 (ACL) (760) 및 절연층 (758)이 갭층 상에 형성된다. AFM2층 (762)는 ACL (760)이 자성 물질로 이루어지면 ACL (760)의 자화를 고정된 방향으로 고정시키는데 사용된다. AFM2 (762)는 바람직하게는 NiO로 형성되어, AFM2 (762)의 온도 계수가 ACL (760)에 의해 검출되는 온도 급변 신호의 형태에 영향을 주지 않는 것을 보장한다. 또 다른 방법으로, AFM2 (762)는 FeMn 또는 NiMn으로 이루어질 수 있다. 급변 보상층 (ACL) (760)은 바람직하게는 NiFe로 이루어지며, 그 자화는 공기 베어링 표면 (748)에 수직으로 고정된다. 또 다른 방법으로, ACL (760)은 구리 또는 탄탈륨과 같은 SV 소자와 동일 또는 유사한 온도 계수를 갖는 비자성 전기 전도 물질로 이루어질 수 있다. ACL (760)이 비자성 전기 전도 물질로 이루어지는 경우에는 AFM층 (762)(AFM2)가 더 이상 필요하지 않는다는 점을 유의하여야 한다.

MR 센서 (700)은 4개의 전기 리드선을 더 포함한다. 단부 영역 (705) 및 (710)에 각각 형성된 리드선 (728) 및 (730)은 제 1 및 제 2 ACL 리드선이라 하고, 이들은 ACL (756)과 ACL 전류원(도시하지 않음) 간의 전기적 접속을 제공한다. ACL 전류원은 ACL (760)에 전류(ACL 전류라 함)를 공급하여 ACL (760) 양단에 DC 베이스(바이어스) 전압을 형성한다. 단부 영역 (705) 및 (710)에 각각 형성된 리드선 (736) 및 (738)은 제 1 및 제 2 SV 리드선이라고 하고, SV 소자 (740)과 SV 전류원(도시하지 않음) 간에 전기적 접속을 제공한다. SV 전류원은 SV 소자에 필요한 감지 전류를 제공하여, SV 소자 양단에 DC 베이스(바이어스) 전압을 형성한다.

본 발명의 MR 센서 (700)에서, ACL (760) 및 AFM2 (762)는 SV 소자 (740) 및 하드 바이어스층 (742) 및 (744)와 전기적으로 절연된다는 점에 유의하여야 한다. 전기적으로 완전히 절연되면 SV 전류원에 의해 공급되고 SV 소자 (740) 내에서 흐르는 전류는 ACL (760) 또는 AFM2 (762)에 의해 어떤 방향으로도 분류되지 않도록 보장한다. ACL (760)과 SV 소자 (740)과 하드 바이어스층 (742) 및 (744) 사이에 배치된 절연 물질층 (758)에 의해 ACL (760)과 SV 소자 (740)과 하드 바이어스층 (742) 및 (744) 간의 전기적 절연이 이루어진다. 절연체 (758)은 일반적으로 Al ₂O₃또는 SiO₂로 이루어진다.

추가적으로, 또 다른 MR 센서 (700)은 두 개의 반강자성층 (762) 및 (756)을 포함하다는 점에 유의하여야 한다. AFM2층 (762)는 급변 보상층 (760)의 자화를 고정하는데 사용되고, AFM1층 (756)은 고정층 (754)의 자화를 고정하는데 사용된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 도 5의 SV 센서 (400)은 온도 급변 감소 회로 (500)을 사용하여 온도 급변을 검출하고 감소하도록 또 다른 SV 센서 (700)으로 치환된다.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 특별히 도시되고 기술되었지만, 본 발명의 정신, 범위, 및 개시내용에서 이탈함이 없이 당업자는 본 발명으로부터 다양한 변경을 가할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 비록 본 발명의 바람직한 실시예에서는 네 개의 리드선을 갖되 그 중 두 개는 함께 단락되어 있는 MR 센서와 관련하여 기술되었지만, 본 발명은 상기 리드선들 중의 하나가 SV 소자 및 ACL 사이의 공통 리드선(접지 리드선)인 3개의 리드선만을 갖는 MR 센서에도 똑같이 적용될 수 있다.

따라서, 본 명세서에서 개시된 본 발명은 예시된 실시예에 의해 제한되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해서만 제한된다는 점을 이해하여야 한다.

본 발명을 사용하면, SV 소자 양단에 형성되는 전압 및 ACL 양단에 형성되는 전압이 차동 증폭기의 입력에 인가되어 온도 급변 신호가 실질적으로 제거된다.

Claims

스핀 밸브 센서(spin valve sensor)에 있어서,

a) i) 자유층(free layer);

ii) 고정층(pinned layer); 및

iii) 자유층과 고정층 사이에 배치되는 스페이서층(spacer layer)을 구비하

는 스핀 밸브(spin valve : SV) 소자;

b) 스핀 밸브 소자에 의해 서로 분리되는 제 1 및 제 2 하드 바이어스층 (hard bias layer)―여기서 제 1 및 제 2 하드 바이어스층은 스핀 밸브 소 자와 연속 접합을 형성함―;

c) 고정층의 자화를 고정하는 절연 반강자성층(insulating

antiferromagnetic(AFM) layer);

d) 절연 반강자성층에 의해 스핀 밸브 소자 및 하드 바이어스층으로부터 분

리되는 급변 보상층(asperity compensation layer : ACL);

e) 제 1 및 제 2 하드 바이어스층 상에 배치되어 스핀 밸브 소자에 감지 전 류를 제공하는 제 1 및 제 2 스핀 밸브 리드선; 및

f) 급변 보상층과 접촉하여 급변 보상층에 급변 보상층 전류를 공급하는 제 1 및 제 2 급변 보상층 리드선

을 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 1항에 있어서, 자유층이 NiFe 및 NiFe/Co로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 1항에 있어서, 급변 보상층이 NiFe, NiFe/Co, NiFe/Cu, 구리 및 탄탈륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 1항에 있어서, 절연 반강자성층이 NiO를 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 1항에 있어서, 제 1 및 제 2 하드 바이어스층이 CoPtCr, CoPtCrTa 및 CoPtCrSiO₂로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 1항에 있어서, 급변 보상층이 NiFe 및 NiFe/Co로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하고, 절연 반강자성층이 추가적으로 급변 보상층의 자화를 고정하는 스핀 밸브 센서.
자기 저장 시스템에 있어서,

a) 데이터를 기록하기 위한 자기 저장 매체(magnetic storage medium);

b) i) 가) 자유층(free layer);

나) 고정층(pinned layer); 및

다) 자유층과 고정층 사이에 배치되는 스페이서층(spacer layer)

을 구비하는 스핀 밸브(spin valve : SV) 소자;

ii) 스핀 밸브 소자에 의해 서로 분리되는 제 1 및 제 2 하드 바이어스층

(hard bias layer)―여기서 제 1 및 제 2 하드 바이어스층은 각각 스핀

밸브 소자와 연속되는 접합을 형성함―;

iii) 고정층의 자화를 고정하는 절연 반강자성층(insulating

antiferromagnetic(AFM) layer);

iv) 절연 반강자성층에 의해 스핀 밸브 소자 및 하드 바이어스층으로부터

분리되는 급변 보상층(asperity compensation layer : ACL);

v) 제 1 및 제 2 하드 바이어스층 상에 배치되고, 스핀 밸브 소자에 감지

전류를 제공하는 제 1 및 제 2 스핀 밸브 리드선; 및

vi) 급변 보상층과 접촉하여 급변 보상층에 급변 보상층 전류를 공급하는

제 1 및 제 2 급변 보상층 리드선

을 포함하는 스핀 밸브 센서; 및

c) 스핀 밸브 센서에 결합되고, 자기 저장 매체에 기록된 데이터를 표시하는

인가 자계에 응답하여 스핀 밸브 소자의 저항 변화를 검출하는 레코딩 채 널(recording channel)

을 포함하는 자기 저장 시스템.
제 7항에 있어서, 급변 보상층이 NiFe, NiFe/Co, NiFe/Cu, 구리 및 탄탈륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 자기 저장 시스템.
제 7항에 있어서, 절연 반강자성층이 NiO를 포함하는 자기 저장 시스템.
제 7항에 있어서, 제 1 및 제 2 하드 바이어스층이 CoPtCr, CoPtCrTa 및 CoPtCrSiO₂로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 자기 저장 시스템.
제 7항에 있어서, 레코딩 채널이 제 1 스핀 밸브 리드선 및 제 1 급변 보상층 리드선에 접속되는 제 1 및 제 2 입력 단자를 구비하는 차동 회로를 더 포함하여 자기 저장 매체 내에서의 데이터 판독 중에 온도 급변 현상에 응답하여 스핀 밸브 소자 및 급변 보상층의 저항 변화를 검지하는 자기 저장 시스템.
스핀 밸브 센서(spin valve sensor)에 있어서,

a) i) 자유층(free layer);

ii) 고정층(pinned layer);

iii) 자유층과 고정층 사이에 배치되는 스페이서층(spacer layer); 및

iv) 고정층의 자화를 고정하는 제 1 반강자성층(AFM1)―여기서 고정층은

제 1 반강자성층(AFM1) 상에 배치됨―

을 구비하는 스핀 밸브(spin valve :SV) 소자;

b) 스핀 밸브 소자에 의해 서로 분리되고, 스핀 밸브 소자와 연속되는 접합

을 형성하는 제 1 및 제 2 하드 바이어스층(hard bias layer);

c) 절연층;

d) 절연층에 의해 스핀 밸브 소자 및 하드 바이어스층으로부터 분리되는 급

변 보상층(asperity compensation layer : ACL);

e) 급변 보상층의 자화를 고정하는 제 2 반강자성층(AFM2)―여기서 급변 보

상층은 반강자성층(AFM2) 상에 배치됨―;

f) 제 1 및 제 2 하드 바이어스층 상에 배치되어 스핀 밸브 소자에 감지 전 류를 공급하는 제 1 및 제 2 스핀 밸브 리드선; 및

g) 급변 보상층과 접촉하여 급변 보상층에 전류를 공급하는 제 1 및 제 2 급 변 보상층 리드선

을 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 12항에 있어서, 자유층이 NiFe 및 NiFe/Co로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 12항에 있어서, 급변 보상층이 NiFe, NiFe/Co, 및 NiFe/Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 12항에 있어서, 제 1 반강자성층(AFM1) 및 제 2 반강자성층(AFM2)이 NiO를 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 12항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 하드 바이어스층이 CoPtCr, CoPtCrTa 및 CoPtCrSiO₂로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 스핀 밸브 센서.
자기 저장 시스템에 있어서,

a) 데이터를 기록하기 위한 자기 저장 매체(magnetic storage medium);

b) i) 가) 자유층(free layer);

나) 고정층(pinned layer);

다) 자유층과 고정층 사이에 배치되는 스페이서층(spacer layer); 및

라) 고정층의 자화를 고정하는 제 1 반강자성층(AFM1)―여기서 고정층

은 제 1 반강자성층(AFM1) 상에 배치됨―

을 구비하는 스핀 밸브(spin valve :SV) 소자;

ii) 스핀 밸브 소자에 의해 서로 분리되는 제 1 및 제 2 하드 바이어스층

(hard bias layer)―여기서 제 1 및 제 2 하드 바이어스층은 각각 스핀

밸브 소자와 연속되는 접합을 형성함―;

iii) 절연층;

iv) 절연층에 의해 스핀 밸브 소자 및 하드 바이어스층으로부터 분리되는

급변 보상층(asperity compensation layer : ACL);

v) 급변 보상층의 자화를 고정하는 제 2 반강자성층(AFM2)―여기서 급변

보상층은 반강자성층(AFM2) 상에 배치됨―;

vi) 제 1 및 제 2 하드 바이어스층 상에 배치되어 스핀 밸브 소자에 감지

전류를 공급하는 제 1 및 제 2 스핀 밸브 리드선; 및

vii) 급변 보상층과 접촉하여 급변 보상층에 전류를 공급하는 제 1 및 제 2 급변 보상층 리드선

을 포함하는 스핀 밸브 센서; 및

c) 스핀 밸브 센서에 결합되고, 자기 저장 매체에 기록된 데이터를 나타내는

인가 자계에 응답하여 스핀 밸브 소자의 저항 변화를 검출하는 레코딩 채 널

을 포함하는 자기 저장 시스템.
제 17항에 있어서, 자유층이 NiFe 및 NiFe/Co로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 자기 저장 시스템.
제 17항에 있어서, 제 1 및 제 2 하드 바이어스층이 CoPtCr, CoPtCrTa 및 CoPtCrSiO₂로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 자기 저장 시스템.
제 17항에 있어서, 급변 보상층이 NiFe, NiFe/Co 및 NiFe/Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 자기 저장 시스템.
스핀 밸브 센서(spin valve sensor)에 있어서,

a) i) 자유층(free layer);

ii) 고정층(pinned layer);

iii) 자유층과 고정층 사이에 배치되는 스페이서층(spacer layer); 및

iv) 고정층의 자화를 고정하는 반강자성층(AFM1)―여기서 고정층은 반강

자성층(AFM1) 상에 배치됨―

을 구비하는 스핀 밸브(spin valve :SV) 소자;

b) 스핀 밸브 소자에 의해 서로 분리되고, 스핀 밸브 소자와 연속되는 접합

을 형성하는 제 1 및 제 2 하드 바이어스층(hard bias layer);

c) 절연층;

d) 절연층에 의해 스핀 밸브 소자 및 하드 바이어스층으로부터 분리되는 급

변 보상층(asperity compensation layer : ACL);

e) 제 1 및 제 2 하드 바이어스층 상에 배치되어 스핀 밸브 소자에 감지 전 류를 공급하는 제 1 및 제 2 스핀 밸브 리드선; 및

f) 급변 보상층과 접촉하여 급변 보상층에 전류를 공급하는 제 1 및 제 2 급 변 보상층 리드선

을 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 21항에 있어서, 자유층이 NiFe 및 NiFe/Co로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 21항에 있어서, 급변 보상층이 NiFe, NiFe/Co 및 NiFe/Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 23항에 있어서, 급변 보상층의 자화를 고정하는 반강자성층(AFM2)을 더 포함하고, 급변 보상층이 반강자성층(AFM2) 상에 배치되는 스핀 밸브 센서.
제 21항에 있어서, 제 1 및 제 2 하드 바이어스층이 CoPtCr, CoPtCrTa 및 CoPtCrSiO₂로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 스핀 밸브 센서.
제 21항에 있어서, 급변 보상층이 구리와 탄탈륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 물질을 포함하는 스핀 밸브 센서.