JP2000348935A - 2重層構造、スピンバルブセンサ、及びその製造方法 - Google Patents
2重層構造、スピンバルブセンサ、及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 強磁性(FM)層、酸化物薄層、及び反
強磁性(AFM)層を有する構造が提供される。 【効果】 厚さ1〜10酸素原子の酸化物薄層により、
FM層と反強磁性層間の層間原子拡散が最小になる。好
適実施例では、FM層とAFM層間に酸化物薄層を有す
ることにより、熱的安定性を改善したスピンバルブセン
サが提供される。また、酸化物薄層の存在により、交換
ピン止め磁場を増大させたスピンバルブセンサの改善が
得られる。
強磁性(AFM)層を有する構造が提供される。 【効果】 厚さ1〜10酸素原子の酸化物薄層により、
FM層と反強磁性層間の層間原子拡散が最小になる。好
適実施例では、FM層とAFM層間に酸化物薄層を有す
ることにより、熱的安定性を改善したスピンバルブセン
サが提供される。また、酸化物薄層の存在により、交換
ピン止め磁場を増大させたスピンバルブセンサの改善が
得られる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に強磁性材料
及び反強磁性材料で形成される2重層構造に関し、より
詳細には、磁気媒体に記録された情報信号を読取るため
の磁気センサに関する。
及び反強磁性材料で形成される2重層構造に関し、より
詳細には、磁気媒体に記録された情報信号を読取るため
の磁気センサに関する。
【0002】
【従来の技術】今日のコンピュータにおけるデータ記憶
の大部分は、磁気ディスクのような磁気媒体上で行われ
ている。データは、膨大なビット量(1と0の集合)に
よりコンピュータに提示され、かつ各ビットが誘導磁場
で表わされる磁気ディスク上に記憶される。与えられた
全ビットの値を読取るために、磁場の変化を検知し得る
センサが要求される。
の大部分は、磁気ディスクのような磁気媒体上で行われ
ている。データは、膨大なビット量(1と0の集合)に
よりコンピュータに提示され、かつ各ビットが誘導磁場
で表わされる磁気ディスク上に記憶される。与えられた
全ビットの値を読取るために、磁場の変化を検知し得る
センサが要求される。
【0003】この目的のため、磁場に応答して電気抵抗
を変化させる、磁気抵抗(MR)センサと呼ばれるセン
サが使用される。大部分のセンサは、異方性磁気抵抗
(AMR)効果を利用しており、読取り素子の抵抗が、
該読取り素子の磁化と読取り素子を流れるセンス電流の
向きとの角度のコサインの二乗に比例して変化する。デ
ータは、媒体に記録されている磁気遷移からセンサが読
取る。遷移の結果生じる磁場が、読取りセンサにおける
磁化の向きに変化を生じさせる。新たな磁化の向きが、
読取りセンサの抵抗を変化させ、対応する変化がセンス
電流又は電圧に生じる。
を変化させる、磁気抵抗(MR)センサと呼ばれるセン
サが使用される。大部分のセンサは、異方性磁気抵抗
(AMR)効果を利用しており、読取り素子の抵抗が、
該読取り素子の磁化と読取り素子を流れるセンス電流の
向きとの角度のコサインの二乗に比例して変化する。デ
ータは、媒体に記録されている磁気遷移からセンサが読
取る。遷移の結果生じる磁場が、読取りセンサにおける
磁化の向きに変化を生じさせる。新たな磁化の向きが、
読取りセンサの抵抗を変化させ、対応する変化がセンス
電流又は電圧に生じる。
【0004】より高密度媒体上のより小さい記録遷移に
対してより高感度の新しいセンサがより一般に使用され
るようになり始めている。これらのセンサは、巨大磁気
抵抗(GMR)効果と呼ばれるより大きな形の磁気抵抗
を用いる。GMR効果は、選択した組合せの材料につい
て、AMR効果よりも大きな値の磁気抵抗を生じる。G
MR効果は、強磁性金属と非強磁性金属とが交互に積層
された多層薄膜で発生する。GMR膜の抵抗は、強磁性
(FM)層間の磁化の角度のコサインに従って変化す
る。
対してより高感度の新しいセンサがより一般に使用され
るようになり始めている。これらのセンサは、巨大磁気
抵抗(GMR)効果と呼ばれるより大きな形の磁気抵抗
を用いる。GMR効果は、選択した組合せの材料につい
て、AMR効果よりも大きな値の磁気抵抗を生じる。G
MR効果は、強磁性金属と非強磁性金属とが交互に積層
された多層薄膜で発生する。GMR膜の抵抗は、強磁性
(FM)層間の磁化の角度のコサインに従って変化す
る。
【0005】GMRデバイスを構成する一部が、ピー・
ディエニ(B. Dieny)らの論文「Giant Magnetor
esistance in Soft Ferromagnetic Multilayers」、Phy
sical Review B, Vol.43, No.1、1991年1月1日、第12
97〜1300頁、及びディエニらの米国特許第5、206、
590号明細書に説明されているように、「フリー」層
と「ピン」層との2つの強磁性層を用いたスピンバルブ
である。前記2層における磁化が整合した時、抵抗は最
小になる。前記磁化が不整合の場合に、抵抗は最大であ
る。この抵抗は、前記磁化間の角度のコサインとして変
化し、電流の向きと無関係である。ピン層の磁化は、そ
れを反強磁性(AFM)材料の層の隣に配置して、その
結果得られる両層の交換結合により適当に保持される。
フリー層の磁化は、ディスクからの磁場に応答して自由
に回転する。このように、ヘッドがディスク上の記録さ
れた磁気遷移の上を飛行している間、磁化の向きが平行
である状態(低抵抗状態)と非平行(高抵抗状態)との
間で回転する。その結果GMR効果により生じる電気抵
抗の変化が感知され、ディスク上の磁気情報が電気信号
に変換される。一般に使用されている金属AFM材料
は、プラチナマンガン(PtMn)、鉄マンガン(Fe
Mn)、イリジウムマンガン(IrMn)、ニッケルマ
ンガン(NiMn)、及び酸化ニッケル(NiO)であ
る。
ディエニ(B. Dieny)らの論文「Giant Magnetor
esistance in Soft Ferromagnetic Multilayers」、Phy
sical Review B, Vol.43, No.1、1991年1月1日、第12
97〜1300頁、及びディエニらの米国特許第5、206、
590号明細書に説明されているように、「フリー」層
と「ピン」層との2つの強磁性層を用いたスピンバルブ
である。前記2層における磁化が整合した時、抵抗は最
小になる。前記磁化が不整合の場合に、抵抗は最大であ
る。この抵抗は、前記磁化間の角度のコサインとして変
化し、電流の向きと無関係である。ピン層の磁化は、そ
れを反強磁性(AFM)材料の層の隣に配置して、その
結果得られる両層の交換結合により適当に保持される。
フリー層の磁化は、ディスクからの磁場に応答して自由
に回転する。このように、ヘッドがディスク上の記録さ
れた磁気遷移の上を飛行している間、磁化の向きが平行
である状態(低抵抗状態)と非平行(高抵抗状態)との
間で回転する。その結果GMR効果により生じる電気抵
抗の変化が感知され、ディスク上の磁気情報が電気信号
に変換される。一般に使用されている金属AFM材料
は、プラチナマンガン(PtMn)、鉄マンガン(Fe
Mn)、イリジウムマンガン(IrMn)、ニッケルマ
ンガン(NiMn)、及び酸化ニッケル(NiO)であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】残念ながら、スピンバ
ルブ効果を用いた巨大磁気抵抗(GMR)センサを現在
実現することには、GMRセンサのFM/AFM(即ち
ピン/ピン止め)2重層に直接関連する重大な問題があ
る。高温度のアニーリングに晒され又は長期間に亘る高
電流密度で動作させると、2重層の界面において層間原
子拡散が起こり、2重層のピン止め磁場及びピン止め角
度双方の劣化によるGMRセンサの動作不安定を生じさ
せる。この熱的劣化は、250℃の高熱によるアニーリ
ングが、GMRセンサの金属面を被覆する有機絶縁材を
硬化させるためにデバイスの製造工程上必要であること
から、重大な問題である。その上、GMRセンサ自体
が、高電流密度下での長期間の動作に耐え得ることが期
待される。熱的安定性を改善したGMRセンサのFM/
AFM2重層を形成することができる解決策が、当業者
において長い間求められていたが、分からないままであ
った。
ルブ効果を用いた巨大磁気抵抗(GMR)センサを現在
実現することには、GMRセンサのFM/AFM(即ち
ピン/ピン止め)2重層に直接関連する重大な問題があ
る。高温度のアニーリングに晒され又は長期間に亘る高
電流密度で動作させると、2重層の界面において層間原
子拡散が起こり、2重層のピン止め磁場及びピン止め角
度双方の劣化によるGMRセンサの動作不安定を生じさ
せる。この熱的劣化は、250℃の高熱によるアニーリ
ングが、GMRセンサの金属面を被覆する有機絶縁材を
硬化させるためにデバイスの製造工程上必要であること
から、重大な問題である。その上、GMRセンサ自体
が、高電流密度下での長期間の動作に耐え得ることが期
待される。熱的安定性を改善したGMRセンサのFM/
AFM2重層を形成することができる解決策が、当業者
において長い間求められていたが、分からないままであ
った。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、強磁性
(FM)層と反強磁性(AFM)層とを有し、熱的安定
性を改善した2重層構造が提供される。
(FM)層と反強磁性(AFM)層とを有し、熱的安定
性を改善した2重層構造が提供される。
【0008】また、本発明によれば、FM層とAFM層
間に酸化物薄層を設けることにより熱的安定性を改善し
たスピンバルブセンサが提供される。
間に酸化物薄層を設けることにより熱的安定性を改善し
たスピンバルブセンサが提供される。
【0009】更に本発明によれば、交換ピン止め磁場を
増大させて改善したスピンバルブセンサが提供される。
増大させて改善したスピンバルブセンサが提供される。
【0010】本発明によれば、スピンバルブセンサにお
いてFM層を形成する前にAFM層上に酸化物薄層を形
成し、AFM層とFM層間の層間原子拡散を最小にする
方法が提供される。
いてFM層を形成する前にAFM層上に酸化物薄層を形
成し、AFM層とFM層間の層間原子拡散を最小にする
方法が提供される。
【0011】本発明の上記利点及びその他の利点につい
ては、当業者であれば、添付図面に関連して以下に記載
される詳細な説明から明らかである。
ては、当業者であれば、添付図面に関連して以下に記載
される詳細な説明から明らかである。
【0012】
【発明の実施の形態】図1A(従来技術)を参照する
と、磁気記録ディスクドライブシステム100が示され
ている。システム100は、その上にディスクドライブ
モータ104を装着したハウジング102を有する。デ
ィスクドライブモータ104は、その上に1個又はそれ
以上の磁気記録ディスク108のような磁気記録ディス
クを取り付けたハブ106を有する高速モータである。
と、磁気記録ディスクドライブシステム100が示され
ている。システム100は、その上にディスクドライブ
モータ104を装着したハウジング102を有する。デ
ィスクドライブモータ104は、その上に1個又はそれ
以上の磁気記録ディスク108のような磁気記録ディス
クを取り付けたハブ106を有する高速モータである。
【0013】磁気記録ディスク108は、一般に始動状
態における摩擦を最小にする潤滑剤で被覆されている。
動作中は、回転する磁気記録ディスク108上の空気の
膜が空気ベアリングスライダ110をディスク108の
表面から持ち上げる。読取り/書込み変換器112は空
気ベアリングスライダ110に装着されている。
態における摩擦を最小にする潤滑剤で被覆されている。
動作中は、回転する磁気記録ディスク108上の空気の
膜が空気ベアリングスライダ110をディスク108の
表面から持ち上げる。読取り/書込み変換器112は空
気ベアリングスライダ110に装着されている。
【0014】読取り/書込み変換器112は、従来の巨
大磁気抵抗(GMR)又はスピンバルブセンサを備え
る。
大磁気抵抗(GMR)又はスピンバルブセンサを備え
る。
【0015】空気ベアリングスライダ及び読取り/書込
み変換器112は、ディスク108の表面から特定の距
離の範囲内に空気ベアリングスライダ110を保持する
ばね作用を提供するサスペンションアーム114により
保持されている。サスペンションアーム114は、アク
チュエータ118により回転するアーム116により支
持されている。ディスクドライブモータ108がディス
ク108を回転させると、アクチュエータ118が読取
り/書込み変換器112をディスク108の表面に関し
て放射方向に移動させ、その上の各データトラックにア
クセスさせる。
み変換器112は、ディスク108の表面から特定の距
離の範囲内に空気ベアリングスライダ110を保持する
ばね作用を提供するサスペンションアーム114により
保持されている。サスペンションアーム114は、アク
チュエータ118により回転するアーム116により支
持されている。ディスクドライブモータ108がディス
ク108を回転させると、アクチュエータ118が読取
り/書込み変換器112をディスク108の表面に関し
て放射方向に移動させ、その上の各データトラックにア
クセスさせる。
【0016】次に図1B(従来技術)を参照すると、変
換器112がサスペンションアーム114の端部に設け
られ、かつワイヤ120により読取り/書込み回路(図
示せず)に接続されたシステムの上面が示されている。
枢軸122により、アーム116はディスク108上の
各トラックに読取り/書込みするために回転することが
できる。
換器112がサスペンションアーム114の端部に設け
られ、かつワイヤ120により読取り/書込み回路(図
示せず)に接続されたシステムの上面が示されている。
枢軸122により、アーム116はディスク108上の
各トラックに読取り/書込みするために回転することが
できる。
【0017】図2(従来技術)を参照すると、従来の単
一スピンバルブセンサ200の断面が示されている。ス
ピンバルブセンサ200は、反強磁性(AFM)材料で
形成されたピン止め層202を有する。ピン止め層20
2の上面には、強磁性(FM)材料で形成されたピン
(固定)層204が設けられている。銅のような非磁性
材料で形成された非磁性スペーサ層206が、ピン層2
04の上に配置されている。非磁性スペーサ層206の
上面には、強磁性材料で形成されたフリー層208が設
けられている。
一スピンバルブセンサ200の断面が示されている。ス
ピンバルブセンサ200は、反強磁性(AFM)材料で
形成されたピン止め層202を有する。ピン止め層20
2の上面には、強磁性(FM)材料で形成されたピン
(固定)層204が設けられている。銅のような非磁性
材料で形成された非磁性スペーサ層206が、ピン層2
04の上に配置されている。非磁性スペーサ層206の
上面には、強磁性材料で形成されたフリー層208が設
けられている。
【0018】次に図3を参照すると、本発明により形成
された単一スピンバルブセンサ300の断面が示されて
いる。スピンバルブセンサ300は、反強磁性(AF
M)材料で形成されたピン止め層302を有する。ピン
止め層302は、周期表のVIII族の材料、その組合せ、
その化合物、及びその合金からなる群から選択される材
料からなる。好適実施例においてAFM層302は、F
eMn、IrMn、MnPt、PdPtMn、NiM
n、TbCo、FeRh−Ir、それらの組合せ、その
化合物、及びその合金からなる群から選択される材料か
らなる。酸化物薄層303が、AFM層302の上に配
置されている。酸化物薄層303の上には、磁性(F
M)材料で形成されたピン層304が設けられている。
ピン(FM)層304は、周期表のVIII族の材料、その
組合せ、その化合物、及びその合金からなる群から選択
される材料からなる。好適実施例では、FM層304
は、NiFe、CoFe、Co、Fe、その組合せ、そ
の化合物、及びその合金からなる群から選択される材料
からなる。
された単一スピンバルブセンサ300の断面が示されて
いる。スピンバルブセンサ300は、反強磁性(AF
M)材料で形成されたピン止め層302を有する。ピン
止め層302は、周期表のVIII族の材料、その組合せ、
その化合物、及びその合金からなる群から選択される材
料からなる。好適実施例においてAFM層302は、F
eMn、IrMn、MnPt、PdPtMn、NiM
n、TbCo、FeRh−Ir、それらの組合せ、その
化合物、及びその合金からなる群から選択される材料か
らなる。酸化物薄層303が、AFM層302の上に配
置されている。酸化物薄層303の上には、磁性(F
M)材料で形成されたピン層304が設けられている。
ピン(FM)層304は、周期表のVIII族の材料、その
組合せ、その化合物、及びその合金からなる群から選択
される材料からなる。好適実施例では、FM層304
は、NiFe、CoFe、Co、Fe、その組合せ、そ
の化合物、及びその合金からなる群から選択される材料
からなる。
【0019】銅のような非磁性材料で形成された非磁性
スペーサ層306が、ピン層304の上に設けられてい
る。非磁性スペーサ層306の上には、強磁性材料で形
成されたフリー層308が設けられている。フリー層3
08は、周期表のVIII族の材料、その組合せ、その化合
物、及びその合金からなる群から選択される材料からな
る。
スペーサ層306が、ピン層304の上に設けられてい
る。非磁性スペーサ層306の上には、強磁性材料で形
成されたフリー層308が設けられている。フリー層3
08は、周期表のVIII族の材料、その組合せ、その化合
物、及びその合金からなる群から選択される材料からな
る。
【0020】従来技術に関連して上述したように、従来
のMRセンサ又はスピンバルブセンサに関連する問題の
1つは、AFM/FM界面が熱的劣化を非常に受け易い
ことである。高温でのアニーリング又は長期間に亘る高
電流密度での動作に晒されると、AFM層202とFM
層204(図2(従来技術))間の層間原子拡散が生じ
る。このような拡散により起こり得る結果には、交換ピ
ン止め磁場強度の低下及びピン止め角度の所望の角度か
らの変化が含まれ、それらは双方とも読取り/書込み変
換器112の好ましくない動作不安定を生じさせる虞が
ある。デバイスの製造には高温でのアニーリングが要求
されるので、全てのスピンバルブセンサは非常に層間拡
散を受け易い状態にある。更に、センサ自体が、通常の
デバイスの使用において高電流密度に耐えることが期待
されているので、層間拡散はより一層起こり易い。従っ
て、熱的劣化は、デバイスの歩留まり及び性能において
重大な問題である。
のMRセンサ又はスピンバルブセンサに関連する問題の
1つは、AFM/FM界面が熱的劣化を非常に受け易い
ことである。高温でのアニーリング又は長期間に亘る高
電流密度での動作に晒されると、AFM層202とFM
層204(図2(従来技術))間の層間原子拡散が生じ
る。このような拡散により起こり得る結果には、交換ピ
ン止め磁場強度の低下及びピン止め角度の所望の角度か
らの変化が含まれ、それらは双方とも読取り/書込み変
換器112の好ましくない動作不安定を生じさせる虞が
ある。デバイスの製造には高温でのアニーリングが要求
されるので、全てのスピンバルブセンサは非常に層間拡
散を受け易い状態にある。更に、センサ自体が、通常の
デバイスの使用において高電流密度に耐えることが期待
されているので、層間拡散はより一層起こり易い。従っ
て、熱的劣化は、デバイスの歩留まり及び性能において
重大な問題である。
【0021】本発明は、AFM層302とFM層304
(図3)間に酸化物薄層303を設けることにより、ス
ピンバルブセンサ300の熱的劣化を最小にする。酸化
物薄層303は、約1〜5単原子層の厚さを有する。好
適実施例では、酸化物薄層303は、酸素原子の直径の
約1〜5倍の厚さを有する。酸化物薄層303は、AF
M層302とFM層304間の層間原子拡散を最小にす
る物理的障壁として機能する。酸化物薄層303が、酸
素原子の直径の10倍以上の厚さを有する場合には、A
FM層302とFM層304との相互作用即ち結合を分
離させる虞があることに注意すべきである。この結合分
離は、スピンバルブセンサ300の重大な性能低下をも
たらす虞がある。
(図3)間に酸化物薄層303を設けることにより、ス
ピンバルブセンサ300の熱的劣化を最小にする。酸化
物薄層303は、約1〜5単原子層の厚さを有する。好
適実施例では、酸化物薄層303は、酸素原子の直径の
約1〜5倍の厚さを有する。酸化物薄層303は、AF
M層302とFM層304間の層間原子拡散を最小にす
る物理的障壁として機能する。酸化物薄層303が、酸
素原子の直径の10倍以上の厚さを有する場合には、A
FM層302とFM層304との相互作用即ち結合を分
離させる虞があることに注意すべきである。この結合分
離は、スピンバルブセンサ300の重大な性能低下をも
たらす虞がある。
【0022】更に、酸化物薄層303は、3d遷移金属
間の磁気的相互作用を仲介する役目を果たす。AFM層
302及びFM層304の双方が一般に3d遷移金属で
形成されるので、酸化物薄層303の酸素原子は、AF
M層とFM層間の結合を強化し、その結果交換ピン止め
磁場が改善される。交換ピン止め磁場の改善は、スピン
バルブセンサ300の性能を改善する。
間の磁気的相互作用を仲介する役目を果たす。AFM層
302及びFM層304の双方が一般に3d遷移金属で
形成されるので、酸化物薄層303の酸素原子は、AF
M層とFM層間の結合を強化し、その結果交換ピン止め
磁場が改善される。交換ピン止め磁場の改善は、スピン
バルブセンサ300の性能を改善する。
【0023】酸化物薄層303を有するスピンバルブセ
ンサ300は、従来のスピンバルブセンサの利点を保持
しつつ、交換ピン止め磁場を強くすること、及び層間原
子拡散に関連する問題を解消することの双方により、熱
的劣化に関する心配を大幅に緩和する。
ンサ300は、従来のスピンバルブセンサの利点を保持
しつつ、交換ピン止め磁場を強くすること、及び層間原
子拡散に関連する問題を解消することの双方により、熱
的劣化に関する心配を大幅に緩和する。
【0024】本発明によるスピンバルブセンサ300の
製造において、AFM層302は真空環境内で従来技術
を用いて形成される。この真空環境は、約1.33×1
0-7Pa(1×10-9Torr)〜約1.33×10-6
Pa(1×10-8Torr)間の圧力である。その後、
AFM層302は所定の時間真空環境内に保持して、A
FM層302の上に酸化物薄層303が形成されるよう
にする。好適実施例では、酸化物薄層303を所望の厚
さに形成するのに必要な時間は、約1.33×10-7P
a(1×10-9Torr)〜約1.33×10-6Pa
(1×10-8Torr)間の圧力で約20〜40秒の間
である。
製造において、AFM層302は真空環境内で従来技術
を用いて形成される。この真空環境は、約1.33×1
0-7Pa(1×10-9Torr)〜約1.33×10-6
Pa(1×10-8Torr)間の圧力である。その後、
AFM層302は所定の時間真空環境内に保持して、A
FM層302の上に酸化物薄層303が形成されるよう
にする。好適実施例では、酸化物薄層303を所望の厚
さに形成するのに必要な時間は、約1.33×10-7P
a(1×10-9Torr)〜約1.33×10-6Pa
(1×10-8Torr)間の圧力で約20〜40秒の間
である。
【0025】次に、従来技術を用いて酸化物薄層303
の上にFM層304を形成する。その後、従来技術を用
いてFM層304の上に非磁性層306及びフリー層3
08を連続して形成し、それによりスピンバルブセンサ
300の形成が完了する。
の上にFM層304を形成する。その後、従来技術を用
いてFM層304の上に非磁性層306及びフリー層3
08を連続して形成し、それによりスピンバルブセンサ
300の形成が完了する。
【0026】スピンバルブセンサにおいてAFM層とF
M層間に酸化物薄層を設けることにより、本発明によれ
ば、スピンバルブセンサの熱的劣化が最小になる。さら
に、酸化物薄層は、AFM層とFM層間の結合を強化
し、その結果交換ピン止め磁場が改善され、かつ従って
スピンバルブセンサの性能が改善される。
M層間に酸化物薄層を設けることにより、本発明によれ
ば、スピンバルブセンサの熱的劣化が最小になる。さら
に、酸化物薄層は、AFM層とFM層間の結合を強化
し、その結果交換ピン止め磁場が改善され、かつ従って
スピンバルブセンサの性能が改善される。
【0027】以上、本発明についてその特定の実施態様
に関連して詳細に説明したが、当業者であれば、上述し
た開示事項に基づいて様々な変形や変更が可能であるこ
とは明らかである。本発明は、FM/AFM2重層界面
に関連するものを有する、単一及びデュアルスピンバル
ブセンサ、シンセティックピン層を有する又は有しない
スピンバルブセンサを含むあらゆるデバイスについて適
用可能である。例えば、本発明は、磁気ディスクに加え
てテープ、フロッピー(登録商標)ディスク及び他の磁
気媒体を用いたシステムにおいて用いることができる。
従って、本発明は、このような本発明の技術的範囲に含
まれる全ての変形・変更を包含するものである。また、
本明細書中及び添付図面に記載される全ての事項は例示
的なものであり、本発明の技術的範囲を制限するもので
はない。
に関連して詳細に説明したが、当業者であれば、上述し
た開示事項に基づいて様々な変形や変更が可能であるこ
とは明らかである。本発明は、FM/AFM2重層界面
に関連するものを有する、単一及びデュアルスピンバル
ブセンサ、シンセティックピン層を有する又は有しない
スピンバルブセンサを含むあらゆるデバイスについて適
用可能である。例えば、本発明は、磁気ディスクに加え
てテープ、フロッピー(登録商標)ディスク及び他の磁
気媒体を用いたシステムにおいて用いることができる。
従って、本発明は、このような本発明の技術的範囲に含
まれる全ての変形・変更を包含するものである。また、
本明細書中及び添付図面に記載される全ての事項は例示
的なものであり、本発明の技術的範囲を制限するもので
はない。
【図1】図1A(従来技術)は、磁気記録ディスクドラ
イブの側面図、図1B(従来技術)は、図1A(従来技
術)に示すシステムの単純化した上面図である。
イブの側面図、図1B(従来技術)は、図1A(従来技
術)に示すシステムの単純化した上面図である。
【図2】従来技術のスピンバルブセンサの各層を示す断
面図である。
面図である。
【図3】本発明により形成されたスピンバルブセンサの
各層を示す断面図である。
各層を示す断面図である。
100 磁気記録ディスクドライブシステム 102 ハウジング 104 ディスクドライブモータ 106 ハブ 108 磁気記録ディスク 110 空気ベアリングスライダ 112 読取り/書込み変換器 114 サスペンションアーム 116 アーム 118 アクチュエータ 120 ワイヤ 122 枢軸 200 スピンバルブセンサ 202 ピン止め層 204 ピン(固定)層 206 非磁性スペーサ層 208 フリー層 300 単一スピンバルブセンサ 302 ピン止め層 303 酸化物薄層 304 ピン層 306 非磁性スペーサ層 308 フリー層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01F 10/32 H01F 10/32 41/32 41/32 H01L 43/08 H01L 43/08 Z (72)発明者 ミン・マオ アメリカ合衆国カリフォルニア州94588, プレザントン,コロナ・コート・5136 (72)発明者 オゥンウェン・レン アメリカ合衆国カリフォルニア州95148, サンノゼ,ルビー・ビュー・2859
Claims (20)
- 【請求項1】 強磁性層、反強磁性層、及び前記強磁性
層と前記反強磁性層間に配置された酸化物薄層を備える
ことを特徴とする2重層構造。 - 【請求項2】 前記強磁性層が、周期表のVIII族の材
料、その組合せ、その化合物、及びその合金からなる群
から選択される材料からなることを特徴とする請求項1
に記載の2重層構造。 - 【請求項3】 前記強磁性層が、NiFe、CoFe、
Co、Fe、その組合せ、その化合物、及びその合金か
らなる群から選択される材料からなることを特徴とする
請求項1に記載の2重層構造。 - 【請求項4】 前記反強磁性層が、周期表のVIII族の材
料、その組合せ、その化合物、及びその合金からなる群
から選択される材料からなることを特徴とする請求項1
に記載の2重層構造。 - 【請求項5】 前記反強磁性層が、FeMn、IrM
n、MnPt、PdPtMn、NiMn、TbCo、F
eRh−Ir、その組合せ、その化合物、及びその合金
からなる群から選択される材料からなることを特徴とす
る請求項1に記載の2重層構造。 - 【請求項6】 前記強磁性層が磁化を有し、前記反強磁
性層が前記磁化を予め決められた向きにピン止めするこ
とができることを特徴とする請求項1に記載の2重層構
造。 - 【請求項7】 前記酸化物薄層が、酸素原子の直径の約
1〜10倍の厚さを有することを特徴とする請求項1に
記載の2重層構造。 - 【請求項8】 磁化を有する第1強磁性層と、 前記磁化を予め決められた向きにピン止めすることがで
きる反強磁性層と、 前記第1強磁性層と前記反強磁性層間に配置された酸化
物薄層とを備えることを特徴とするスピンバルブセン
サ。 - 【請求項9】 前記第1強磁性層が、周期表のVIII族の
材料、その組合せ、その化合物、及びその合金からなる
群から選択される材料からなることを特徴とする請求項
8に記載のスピンバルブセンサ。 - 【請求項10】 前記第1強磁性層が、NiFe、Co
Fe、Co、Fe、その組合せ、その化合物、及びその
合金からなる群から選択される材料からなることを特徴
とする請求項8に記載のスピンバルブセンサ。 - 【請求項11】 前記反強磁性層が、周期表のVIII族の
材料、その組合せ、その化合物、及びその合金からなる
群から選択される材料からなることを特徴とする請求項
8に記載のスピンバルブセンサ。 - 【請求項12】 前記反強磁性層が、FeMn、IrM
n、MnPt、PdPtMn、NiMn、TbCo、F
eRh−Ir、その組合せ、その化合物、及びその合金
からなる群から選択される材料からなることを特徴とす
る請求項8に記載のスピンバルブセンサ。 - 【請求項13】 前記酸化物薄層が、酸素原子の直径の
約1〜10倍の厚さを有することを特徴とする請求項8
に記載のスピンバルブセンサ。 - 【請求項14】 前記第1強磁性層の上に形成された非
磁性スペーサ層と、前記非磁性スペーサ層の上に形成さ
れた第2強磁性層とを更に備えることを特徴とする請求
項8に記載のスピンバルブセンサ。 - 【請求項15】 前記非磁性スペーサ層が銅からなり、
かつ前記第2強磁性層が、周期表のVIII族の材料、その
組合せ、その化合物、及びその合金からなる群から選択
される材料からなることを特徴とする請求項10に記載
のスピンバルブセンサ。 - 【請求項16】 周期表のVIII族の材料、その組合せ、
その化合物、及びその合金からなる群から選択される材
料からなり、磁化を有する第1強磁性層と、 周期表のVIII族の材料、その組合せ、その化合物、及び
その合金からなる群から選択される材料からなり、前記
磁化を予め決められた向きにピン止めすることができる
反強磁性層と、 酸素原子の直径の約1〜10倍の厚さを有し、前記第1
強磁性層と前記反強磁性層との間に配置された酸化物薄
層とを備えることを特徴とするスピンバルブセンサ。 - 【請求項17】 銅からなり、前記第1強磁性層の上に
形成された非磁性スペーサ層と、 周期表のVIII族の材料、その組合せ、その化合物、及び
その合金からなる群から選択される材料からなり、前記
非磁性スペーサ層の上に形成された第2強磁性層とを更
に備えることを特徴とする請求項16に記載のスピンバ
ルブセンサ。 - 【請求項18】 磁化を有する反強磁性層を設ける過程
と、前記反強磁性層の上に酸化物薄層を形成する過程
と、前記酸化物薄層の上に、磁化を有する強磁性層を形
成する過程とからなり、前記反強磁性層が前記磁化を予
め決められた向きにピン止めすることができることを特
徴とするスピンバルブセンサの製造方法。 - 【請求項19】 前記酸化物薄層が、酸素原子の直径の
約1〜10倍の厚さを有することを特徴とする請求項1
8に記載の方法。 - 【請求項20】 前記酸化物薄層を形成する過程が、約
1.33×10-7Pa(1×10-9Torr)〜約1.
33×10-6Pa(1×10-8Torr)間の圧力で行
われることを特徴とする請求項18に記載の方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/234,953 US6277505B1 (en) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | Read sensor with improved thermal stability and manufacturing method therefor |
US09/234953 | 1999-01-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000348935A true JP2000348935A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=22883458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000013578A Pending JP2000348935A (ja) | 1999-01-21 | 2000-01-21 | 2重層構造、スピンバルブセンサ、及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6277505B1 (ja) |
JP (1) | JP2000348935A (ja) |
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KR100448989B1 (ko) * | 2001-10-10 | 2004-09-18 | 한국과학기술연구원 | 열적 특성이 향상된 탑형 및 바톰형 스핀밸브 자기저항박막 및 그 제조방법 |
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CN100452255C (zh) * | 2006-03-07 | 2009-01-14 | 中国科学院物理研究所 | 具有钉扎的铁磁/反铁磁多层膜材料及其制备方法 |
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