JPH1125426A - スピンバルブｍｒヘッド及び同ヘッドを搭載した磁気ディスク装置 - Google Patents

スピンバルブｍｒヘッド及び同ヘッドを搭載した磁気ディスク装置

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JPH1125426A
JPH1125426A JP9174193A JP17419397A JPH1125426A JP H1125426 A JPH1125426 A JP H1125426A JP 9174193 A JP9174193 A JP 9174193A JP 17419397 A JP17419397 A JP 17419397A JP H1125426 A JPH1125426 A JP H1125426A
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head
spin valve
magnetization
magnetization direction
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Abstract

(57)【要約】 【課題】何らかの要因でスピンバルブ膜の磁化固着層の
磁化方向が設計方向より変化した場合においても、その
方向を本来の方向に戻すことを可能とする。 【解決手段】反強磁性層１６４により磁化方向２０１が
固定される磁化固着層１６１と記録媒体からの漏洩磁界
により磁化方向が変化するフリー層１６２との間に非磁
性層１６３が設けられたスピンバルブ膜１６０を用いた
スピンバルブＭＲヘッドにおいて、上記磁化固着層１６
１の磁化方向２０１を制御するための導電性の再磁化層
２１をスピンバルブ膜１６０の近傍、例えば反強磁性層
１６４側に、絶縁層２２を介して設け、再磁化層２１に
電流２０２を流すことで発生する磁界２０３の磁化固着
層１６１での方向が、当該磁化固着層１６１の固定され
るべき磁化方向（設計方向）に一致する方向に、電流２
０２が供給可能な構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピンバルブＭＲ
素子の磁化固着層の磁化方向を制御するための素子を備
えたスピンバルブＭＲヘッド及び同ヘッドを搭載した磁
気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置においてデータの読み
書きを行うための磁気ヘッドは、その動作原理から、誘
導型ヘッドと磁束応答型ヘッドとに大別される。現在主
に用いられているＭＩＧ（Metal In Gap）ヘッド、薄膜
ヘッド等は、このうち誘導型ヘッドに属している。
【０００３】しかし、磁気ディスク装置の記録密度が上
がると、１ビット当たり（単位情報当たり）のヘッド再
生信号は微弱になってくるので、その信号を正しく読み
取るためには、更に高感度の磁気ヘッドが求められてい
る。近年、この高感度の磁気ヘッドとして、ＭＲ（Magn
eto-resistive;磁気抵抗効果型）ヘッドが商品化され、
広く用いられるようになってきた。このＭＲヘッドは磁
界（磁束）によるＭＲ素子内の磁気抵抗変化を利用する
（磁束応答型の）磁気ヘッドであり、従来の誘導型ヘッ
ドに対して３倍以上の再生感度を有している。更に最近
では、このＭＲヘッドを発展させたものとして、スピン
バルブ膜と呼ばれるＭＲ素子（スピンバルブＭＲ素子）
を用いたＭＲヘッド（スピンバルブＭＲヘッド）が注目
されている。
【０００４】ここでスピンバルブ膜の一般的な構造の概
念図を図１６に示すと共に動作原理を簡単に説明する。
まずスピンバルブ膜１６０は、基本的には図１６に示す
ように４層の膜構造となっているのが一般的であり、２
層の磁性層１６１，１６２の間に非磁性層（導体層）１
６３が形成され、−方の磁性層１６１の上に反強磁性層
（Exchange Layer）１６４が形成された構造となってい
る。この反強磁性層１６４は、それに接続される磁性層
１６１の磁化方向をある方向に固定（固着）するという
役割を持っている。この反強磁性層１６４により磁化方
向が固定される磁性層１６１は一般に磁化固着層（Pinn
ing Layer ）と呼ばれている。もう一方の磁性層１６２
は軟磁性膜からなり、外部磁界（磁気記録媒体からの漏
洩磁界）により磁化方向が変化する。この磁性層１６２
は、一般に自由層、フリー層（Free Layer）、あるいは
磁界検出層と呼ばれている。ここでは、磁性層１６２を
フリー層１６２と呼ぶ。
【０００５】次に、図１６に示した構造のスピンバルブ
膜１６０の動作原理について、図１７を参照して簡単に
説明する。まず、図１７（ａ）において矢印で示すよう
に、フリー層１６２の磁化方向１７１が磁化固着層１６
１の磁化方向１７２と一致する（平行磁化配列の）場合
には、電子１７３がフリー層（磁性層）１６２と非磁性
層１６３の間を自由に移動できるためスピンバルブ膜全
体の抵抗は小さい。
【０００６】一方、図１７（ｂ）において矢印で示すよ
うに、フリー層１６２の磁化方向１７１が磁化固着層１
６１の磁化方向１７２と逆になった（反平行磁化配列
の）場合には、フリー層（磁性層）１６２と非磁性層１
６３の間で電子１７３が散乱し、抵抗が急激に増加す
る。この抵抗変化の割合（抵抗変化率）は従来の（形状
異方性）ＭＲヘッドに比べて更に数倍大きくなることか
ら、この効果は巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Magn
etoresistive）と呼ばれる。そこで、この巨大磁気抵抗
効果を持つスピンバルブ膜は、更なる高記録密度の記録
再生が可能な次世代のＭＲヘッド（ＧＭＲヘッド）素子
として注目されている。
【０００７】図１８に図１６のスピンバルブ膜１６０を
用いて実現される磁気ヘッド（スピンバルブＭＲヘッ
ド）の一般的な構造を示す。この磁気ヘッド（の電磁変
換部）は、互いに分離した再生ヘッド１８０と記録ヘッ
ド１８１とから構成される。再生ヘッド１８０は図１６
の構造のスピンバルブ膜１６０により構成される。スピ
ンバルブ膜１６０は、隣接データからの磁束の影響を防
ぐための（記録ヘッド１８１の）下部磁極を兼ねた上部
シールド１８２と下部シールド１８３とに挟まれてい
る。このシールド１８２，１８３間がリードギャップ
（再生ギャップ）ＲＧをなす。スピンバルブ膜１６０の
両側には、フリー層１６２の磁化の方向を固定するため
に強磁性膜（または半強磁性膜）の永久磁石（硬質磁性
層）１８４ａ，１８４ｂが形成されており、スピンバル
ブ膜１６０は当該永久磁石（ハードマグネット）１８４
ａ，１８４ｂを介してリード１８５ａ，１８５ｂと接続
されている。
【０００８】一方、記録ヘッド１８１は渦巻状の導体パ
ターンにより形成されるコイル（書き込みコイル）１８
６を有している。コイル１８６のパターン間はＳｉＯ2
などの絶縁体１８７で満たされている。コイル１８６
は、データの書き込み時に当該コイル１８６に電流（書
き込み電流）が流されることにより、ライトギャップ
（書き込みギャップ）ＷＧに磁界を発生する。コイル１
８６の形成するリングは、上部磁極１８８と下部磁極と
しての再生ヘッド１８０の上部シールド１８２とで筒状
に囲まれた空間を貫通している。
【０００９】以上の素子構造は、スライダ（磁気ヘッド
スライダ）をなす基体（サブストレート）１８９上に薄
膜形成技術を用いたヘッド製造プロセスにより形成され
る。図１９にスピンバルブ膜１６０を用いて構成される
図１８の構造の磁気ヘッドを磁気ディスク装置に用いる
場合の動作原理を示す。
【００１０】まず、スピンバルブ膜１６０を磁気ディス
ク装置の磁気ヘッドに用いるためには、その抵抗変化量
が磁気記録媒体（磁気ディスク）からの漏洩磁束に比例
していることが望ましい。そのため、長手記録を行う磁
気ディスク装置において記録再生するスピンバルブ膜利
用の磁気ヘッド（スピンバルブＭＲヘッド）は、一般に
は図１９に示すように、スピンバルブ膜１６０の磁化固
着層１６１の磁化方向が対向する記録媒体に対して垂直
方向となり、フリー層１６２の磁化が加わっていない
（イニシャルの）場合の磁化方向が記録媒体に平行にな
るように、上記２つの層１６１，１６２の磁化方向を直
交させるように配置し（直交磁化配列）、記録媒体から
の漏洩磁束（漏洩磁界）１９０の量に対してフリー層１
６２の磁化方向が比例して回転（磁化回転）し、その回
転量に対してスピンバルブ膜１６０の抵抗値が変化する
ような設計がなされている。なお、図１９では、スピン
バルブ膜１６０の一部をなす反強磁性層（１６４）は省
略されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前述のスピンバルブＭ
Ｒヘッドでは、磁化固着層の磁化方向が必ず磁気記録媒
体に垂直方向に固着されていることが必要である。さ
て、磁化固着層の磁化方向は反強磁性層の交換結合磁界
によりコントロール・保持されているが、反強磁性層の
交換結合磁界の大きさは温度と共に減少し、ある温度で
はその磁界強度は０になる。この温度はブロッキング温
度と呼ばれている。広く用いられているＦｅ−Ｍｎ（鉄
・マンガンの合金）からなる反強磁性層（反強磁性膜）
のブロッキング温度は１５０℃程度であり、それ以上に
スピンバルブ膜（スピンバルブＭＲ素子）周辺の温度が
上昇すると、磁化固着層の磁化方向が変化する。
【００１２】これに対して、ＭＲヘッドの製造工程、Ｍ
Ｒヘッドを磁気ディスク装置に組み人れる製造工程、あ
るいは実際にＭＲヘッドが搭載された磁気ディスク装置
が使用されている状態において、この磁化固着層が、例
えば（１）温度上昇、（２）外部からの磁界、（３）Ｅ
ＳＤ（Electrostatic Discharge ）等瞬間的な過電流、
（４）上記（１）〜（３）の組み合わせ、といった要因
によって乱されてしまう危険性がある。以下、上記各要
因が磁化固着層の磁化方向に及ぼす影響について述べ
る。
【００１３】（１）温度上昇 上述のようにブロッキング温度以上の条件でＭＲヘッド
を使用したり、ＭＲ素子を形成、磁化固着後に温度をブ
ロッキング温度以上に上げてしまうと、磁化固着層の磁
化方向は変化する。また、装置の使用においても、磁気
ディスク装置の一般的な動作保証温度は６０℃程度であ
るものの、装置内の発熱による内部の温度上昇が２０℃
程度あり、ＭＲヘッドを動作すること（センス電流を流
すこと）による発熱で温度は４０℃程度上がることか
ら、厳しい環境化での使用ではＭＲ素子の温度は１２０
℃程度まで上昇することが予想される。
【００１４】（２）外部からの磁界 ブロッキング温度以下の状態においても、交換結合磁界
以上の磁界がＭＲ素子周辺に加えられると、当然のこと
ながら磁化固着層の磁化方向は変化してしまう。
【００１５】（３）ＥＳＤ等瞬間的な過電流 ＥＳＤ（静電気放電）等で瞬間的な過電流がＭＲ素子に
流れた場合、その電流が大きければ素子が破壊（熱破壊
あるいはアークが飛ぶことによる破壊）することにな
る。また、電流がある程度小さい場合でも、その電流に
よる発熱により、交換結合磁界が減少すると共に、電流
の方向によっては、電流により磁化固着層の磁化方向と
逆の方向への磁界が生じるため、上記（１）及び（２）
の両方の現象がＥＳＤによって起こり得る。このＥＳＤ
の程度によっては、磁化固着層の方向のみ変化させるダ
メージにつながることも起こり得る。
【００１６】（４）上記（１）〜（３）の組み合わせ 上記（１）〜（３）のような要因により、磁化固着層の
磁化方向が正しい方向から変化してしまうと、記録媒体
からの漏洩磁束によるフリー層の磁化回転に対して、正
常な抵抗変化とは異なった挙動をすることとなり、磁気
ヘッドとして機能しなくなる。
【００１７】スピンバルブＭＲヘッドの設計としては、
上記の問題に対して、十分なブロッキング温度を持つ反
強磁性膜を開発すると共に、ヘッド製造プロセスにおい
て、各プロセス温度を問題ないようにする等の対策を行
うことは可能である。しかし、例えば上記（３）のＥＳ
Ｄあるいは上記（２）の外部からの磁界等に関してはコ
ントロールも難しく、これらの要因のためにヘッドの読
み出し動作が不能になる危険性もある。このような問題
は磁気ヘッドを磁気ディスク装置に組み入れる前の検査
で全て検出・選別するのは難しく、特にＥＳＤ等の場
合、それにより交換結合磁界が低下すると共に、更に装
置使用時の温度上昇及び使用時問等により、磁気ディス
ク装置である程度の時間を動作してから、この不具合が
生じる危険性もある。
【００１８】特に、磁気ヘッドを磁気ディスク装置に組
み入れてから不具合が生じると、磁気記録媒体から正し
い情報が読み取れなくなるため、磁気ディスク装置のユ
ーザにとっては極めて重大な不具合となってしまう。
【００１９】そこで本発明は、上記の問題を解決するた
めになされたものであり、たとえ何らかの要因でスピン
バルブ膜（スピンバルブＭＲ素子）の磁化固着層の磁化
方向が設計方向より変化したような場合においても、そ
の方向を本来の方向に戻すことが可能なスピンバルブＭ
Ｒヘッド及び同ヘッドを搭載した磁気ディスク装置を提
供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は、反強磁性層に
より磁化方向が固定される磁化固着層と記録媒体からの
漏洩磁界により磁化方向が変化するフリー層との間に非
磁性層が設けられたスピンバルブＭＲ素子を用いたスピ
ンバルブＭＲヘッドにおいて、上記磁化固着層の磁化方
向を制御するための磁化固着層制御素子（再磁化層）を
上記スピンバルブＭＲ素子の近傍に設けたことを特徴と
する。
【００２１】このような構造のスピンバルブＭＲヘッド
においては、磁化固着層の磁化状態が異常となり、磁化
方向が設計方向からずれたり、あるいは磁化が消滅した
場合でも、磁化固着層制御素子（再磁化層）を通して読
み出し能力がなくなったスピンバルブＭＲ素子の磁化固
着層の磁化方向を制御することで、当該磁化固着層の磁
化状態を正常に戻すことが可能となる。
【００２２】ここで、磁化固着層制御素子を通して磁化
固着層の磁化方向を制御するのに、当該制御素子とし
て、電流により磁界を発生することが可能な導電性の膜
（導電層）を用いるとよい。この場合、短絡防止のため
に、磁化固着層制御素子とスピンバルブＭＲ素子との間
に絶縁層を配置するとよい。また、磁化固着層制御素子
は、スピンバルブＭＲ素子の反強磁性層側またはフリー
層側に（絶縁層を挟んで）設ければよい。
【００２３】更に、磁化固着層制御素子には、磁界発生
用の電流を外部から供給可能なように１対の電極（電流
の流入側電極と流出側電極）を設けるとよく、その電極
（リード）の位置は、当該電極を介して上記磁化固着層
制御素子を流れる電流により発生する磁界の上記磁化固
着層での方向が、当該磁化固着層の固定されるべき磁化
方向（即ち設計方向）に一致する方向に電流が流れる位
置とすればよい。
【００２４】また、磁化固着層制御素子の上記１対の電
極の一方（流出側電極）を、スピンバルブＭＲ素子の接
地側電極と共通接続するとよい。この場合、磁化固着層
制御素子に電流を供給するための信号線は、１スピンバ
ルブＭＲヘッド当たり１本で済む。
【００２５】また、このような構造のスピンバルブＭＲ
ヘッドが搭載された（磁気ヘッドアセンブリを少なくと
も１つ有するヘッドスタックアセンブリが実装された）
磁気ディスク装置に用いられるヘッドプリアンプ回路に
は、上記スピンバルブＭＲヘッドの磁化固着層制御素子
に、上記磁化固着層の固定されるべき磁化方向に磁界を
発生させるための電流を供給する電流制御回路（再磁化
電流制御回路）を設けるとよい。また、この電流制御回
路は、磁気ディスク装置全体を制御する制御手段（とし
てのＣＰＵ）から制御可能なようにするとよい。
【００２６】ここで、スピンバルブＭＲヘッドの磁化固
着層制御素子に電流を供給する時期としては、スピンバ
ルブＭＲヘッドでのデータ読み出しが正常に行えないリ
ードエラー発生時とするとか、データ読み出しが正常に
行えるか否かに無関係な所定の時期とすればよい。ま
た、所定の時期としては、磁気ディスク装置の電源投入
時、あるいは予め定められた装置使用時間（例えば通電
時間）毎などが適用可能である。また、磁化固着層制御
素子に電流を供給する際には、ＭＲヘッドをデータエリ
ア以外の領域に移動させておくとよい。こうするとこと
で、磁化固着層制御素子に流れる電流により発生する磁
界が記録媒体のデータエリアに記録されているデータに
悪影響を及ぼすことを防止できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に
係るスピンバルブＭＲヘッドを搭載した磁気ディスク装
置の筐体内の概略構造を示す斜視図である。
【００２８】図１の磁気ディスク装置では、スピンドル
モータ１０に１枚あるいは複数枚の磁気記録媒体（磁気
ディスク）１１が装着されている。通常、記録媒体１１
の各面側には、磁気ヘッド１２がサスペンション１３に
支持された状態で設けられている。本実施形態におい
て、この磁気ヘッド１２はスピンバルブＭＲヘッドであ
る。磁気ヘッド（スピンバルブＭＲヘッド）１２は、ス
ピンドルモータ１０の回転によって生じる空気流により
磁気記録媒体１１上を浮上し、この状態で、ボイスコイ
ルモータ１４により磁気記録媒体１１の半径方向に移動
して、磁気記録媒体１１上の目的の場所に位置決めされ
ることにより、当該目的場所を対象とする情報の読み書
きに用いられる。ここで、磁気ヘッド１２がサスペンシ
ョン１３に取り付けられた組立体は磁気ヘッドアセンブ
リ１５ａと呼ばれ、この磁気ヘッドアセンブリ１５ａが
積層された状態でボイスコイルモータ１４により駆動可
能にキャリッジ１６に取り付けられた組立体はヘッドス
タックアセンブリ１５ｂと呼ばれている。
【００２９】以上の各構成部品は基台１７に組み込まれ
ている。この基台１７の上面は、トップカバー１８で覆
われ、ねじ１９で当該トップカバー１８を基台１７に固
定することで、外部からの塵埃を防ぐための密閉構造を
実現している。
【００３０】図２は、図１の磁気ディスク装置に搭載さ
れた磁気ヘッド１２、即ちスピンバルブＭＲヘッド１２
の中心をなすスピンバルブ膜周辺の原理的な素子構造
と、当該スピンバルブ膜の磁化固着層の磁化方向に関す
る制御原理を示す図である。なお、図１６と同一部分に
は同一符号を付してある。
【００３１】図２に示すスピンバルブＭＲヘッド１２の
スピンバルブ膜周辺の素子構造の特徴は、図１６に示し
たスピンバルブ膜（スピンバルブＭＲ素子）１６０、即
ちフリー層１６２、非磁性層１６３、磁化固着層１６
１、及び反強磁性層１６４からなる４層構造のスピンバ
ルブ膜１６０に対して平行に、磁化固着層１６１の磁化
方向（再磁化）を制御するための磁化固着層制御素子を
なす再磁化層（磁化固着層再磁化層）２１が絶縁層２２
を介して設けられていることである。ここで再磁化層２
１は、Ｔｉ（チタン），Ｃｒ（クロム），Ｃｕ（銅）な
どからなる導電層であり、反強磁性層１６４側に絶縁層
２２を介して設けられている。この絶縁層２２は、スピ
ンバルブ膜１６０の反強磁性層１６４と再磁化層２１と
の短絡防止のために必要なものである。
【００３２】図３は、スピンバルブＭＲヘッド１２の主
として再生ヘッド（図１８の再生ヘッド１８０に相当）
の具体的な構造を示す図であり、図１８と同一部分には
同一符号を付してある。なお、以下の説明では、スピン
バルブ膜１６０の反強磁性層１６４側を上側、フリー層
１６２側を下側であるとする。
【００３３】図３において、（例えばＮｉ−Ｆｅ（ニッ
ケル・鉄の合金）からなる）下部シールド１８３の上に
は（例えばＡｌ2 Ｏ3 からなる）絶縁層１９０が設けら
れ、その絶縁層１９０の上に（フリー層１６２、非磁性
層１６３、磁化固着層１６１、及び反強磁性層１６４か
らなる）スピンバルブ膜１６０が設けられている。この
スピンバルブ膜１６０の両側には永久磁石（ハードマグ
ネット）１８４ａ，１８４ｂが設けられており、スピン
バルブ膜１６０は当該永久磁石１８４ａ，１８４ｂを介
してリード１８５ａ，１８５ｂと接続されている。ここ
までは、従来のスピンバルブＭＲヘッドの再生ヘッドの
構造（図１８参照）と同様である。
【００３４】さて、スピンバルブ膜１６０及びリード１
８５ａ，１８５ｂの上には（例えばＡｌ2 Ｏ3 からな
る）絶縁層２２が設けられ、この絶縁層２２の上には、
当該絶縁層２２を挟んでスピンバルブ膜１６０及びリー
ド１８５ａ，１８５ｂのスピンバルブ膜１６０側の部分
に対向する如く再磁化層２１が設けられている。再磁化
層２１の両端には、当該再磁化層２１に外部から電流を
供給するためのリード３１ａ，３１ｂ、更に具体的に述
べるならば、再磁化層２１に電流を流すことで発生する
磁界の（スピンバルブ膜１６０中の）磁化固着層１６１
での方向が、当該磁化固着層１６１の固定されるべき磁
化方向（設計方向）に一致する方向となるように、外部
から電流が供給可能なリード３１ａ，３１ｂが設けられ
ている。ここではリード３１ａが電流流入側、リード３
１ｂが電流流出側となる。
【００３５】なお図では、構造を理解しやすいように、
下部シールド１８３と絶縁層１９０の間、リード１８５
ａ，１８５ｂと絶縁層２２の間、絶縁層２２と再磁化層
２１との間に間隙があるが、各々は実際には密接してい
る。
【００３６】リード３１ｂ側の再磁化層２１の部分に対
応する絶縁層２２には、リード１８５ａに達する穴３２
が形成され、当該穴３２には、（例えばＴｉからなる）
コンタクト３３が形成されている。これにより、再磁化
層２１のリード３１ｂ側とリード１８５ｂ側とはコンタ
クト３３を介して電気的に接続されることになる。本実
施形態では、リード３１ｂ及びリード１８５ｂのうちの
リード１８５ｂが、リード１８５ａ及びリード３１ａと
同様に、後述するヘッドプリアンプ回路（５２）と信号
線を介して接続されている。したがって、リード３１ｂ
は、信号線との接続部を持たない。なお、リード１８５
ｂは接地されている。
【００３７】ここで、スピンバルブ膜１６０の磁化固着
層１６１の磁化方向２０１は、図２に示すように、反強
磁性層１６４によりイニシャル（設計で定められた初期
状態）では図上で下向きに固定されているものとする。
ところが、何らかの原因で、この磁化方向２０１が変化
し、あるいは磁化がなくなってしまうことがある。
【００３８】このような場合、同図２に示すように、再
磁化層２１に適切な電流（再磁化電流）２０２を流すな
らば、例えば図２（ｂ）において紙面に垂直に且つ紙面
の表から裏に向かう向きに当該電流２０２を流すなら
ば、当該電流２０２によって生じる磁界２０３により、
磁化固着層１６１（及び反強磁性層１６４）内には図中
で下向きの磁界が働き、その磁界により、磁化固着層１
６１の磁化方向２０１をイニシャルの向き（正常状態）
に戻すことが可能となる。しかも再磁化層２１は、スピ
ンバルブ膜１６０（の反強磁性層１６４）とは絶縁層２
２により絶縁されているため、（磁気記録媒体からの）
通常のデータの読み出し時には何ら作用（悪影響）を及
ぼすことはない。
【００３９】なお、以上の説明では、再磁化層２１がス
ピンバルブ膜１６０の反強磁性層１６４側に設けられて
いるものとしたが、これに限るものではない。例えば図
４に示すように、再磁化層２１を、スピンバルブ膜１６
０のフリー層１６２側に絶縁層２２を介して設けられる
ものであってもよい。この場合、絶縁層２２は、図２と
は異なって、スピンバルブ膜１６０のフリー層１６２と
再磁化層２１との短絡防止に用いられる。
【００４０】明らかなように、図４の構造は、スピンバ
ルブ膜１６０に対して再磁化層２１（と絶縁層２２）の
位置のみを図２の構造とは反対にしたものである。この
図４の構造においても、上記と全く同様の制御原理に基
づき、磁化固着層１６１の磁化方向４０１を以下に述べ
るように正常状態に戻すことが可能となる。
【００４１】まず、スピンバルブ膜１６０の磁化固着層
１６１の磁化方向４０１が、図４に示すように、反強磁
性層１６４によりイニシャルでは（図２の場合と同様
に）図上で下向きに固定されているものとする。ところ
が、何らかの原因で、この磁化方向４０１が変化し、あ
るいは磁化がなくなってしまうことがある。このような
場合、同図４に示すように、再磁化層２１に適切な電流
（再磁化電流）４０２を流すならば、例えば図４（ｂ）
において紙面に垂直に且つ紙面の裏から表に向かう向き
に当該電流４０２を流すならば、当該電流４０２によっ
て生じる磁界４０３により、磁化固着層１６１（及び反
強磁性層１６４）内には図中で下向きの磁界が働き、そ
の磁界により、磁化固着層１６１の磁化の向きをイニシ
ャルの向き（正常状態）に戻すことが可能となる。
【００４２】以上の操作、即ち再磁化層２１に電流を流
して磁化固着層１６１の磁化の向きを制御するための操
作は、磁気ヘッド（スピンバルブＭＲヘッド）１２がサ
スペンション１３に取り付けられた組立体、即ち磁気ヘ
ッドアセンブリ１５ａの状態でも、磁気ヘッドアセンブ
リ１５ａが積層された状態でキャリッジ１６に取り付け
られた組立体、即ちヘッドスタックアセンブリ１５ｂの
状態でも可能である。また、実際に磁気ディスク装置に
組み込まれた後であっても、以下に述べるように磁気ヘ
ッドアセンブリ１５ａまたはヘッドスタックアセンブリ
１５ｂを分解してヘッド１２を取り出すことなく、この
操作を行うことが可能である。
【００４３】そこで図１の磁気ディスク装置において、
図２あるいは図４に示すような素子構造を有するスピン
バルブＭＲヘッド１２、即ち再磁化層２１を有するスピ
ンバルブＭＲヘッド１２を動作させるためのヘッドプリ
アンプ回路のブロック構成を、スピンバルブＭＲヘッド
１２の各要素との電気的接続関係と共に図５に示す。
【００４４】まず図５において、スピンバルブＭＲヘッ
ド（磁気ヘッド）１２は、再生ヘッド５０の中心をなす
スピンバルブＭＲ素子としてのスピンバルブ膜１６０、
スピンバルブ膜１６０中の磁化固着層（１６１）の磁化
の向きを制御するための磁化固着層制御素子としての再
磁化層２１、及び（図１８中の記録ヘッド１８１と同一
構造の）記録ヘッド５１を備えている。スピンバルブ膜
１６０は（図２、図１８中のリード１８５ａ，１８５ｂ
に相当する）端子１６１ａ，１６１ｂを有し、一方の端
子１６１ｂは接地されている。これは、図５のヘッドプ
リアンプ回路５２のリード回路系が、一般的なＭＲヘッ
ド用のプリアンプ回路のリード回路系と同様に、シング
ルエンド方式を適用していることによる。また、再磁化
層２１は（図２中のリード３１ａ，３１ｂに相当する）
端子２１０ａ，２１０ｂを有している。
【００４５】ヘッドプリアンプ回路５２は、スピンバル
ブＭＲヘッド１２のスピンバルブ膜１６０にセンス電流
を供給するセンス電流制御回路５２１、磁気記録媒体１
１からの漏洩磁束に応じてスピンバルブ膜１６０により
再生される信号（スピンバルブ膜１６０の抵抗変化に対
応する端子１６１ａ，１６１ｂ間の電圧信号）を増幅す
るリードアンプ５２２、及びリードアンプ５２２の出力
信号を差動型に変換してリードデータ信号として出力す
るリードバッファアンプ（差動アンプ）５２３を有して
いる。
【００４６】ヘッドプリアンプ回路５２はまた、ライト
データ信号を増幅するライトプリドライバ５２４、この
ライトプリドライバ５２４の出力に応じてスピンバルブ
ＭＲヘッド１２の記録ヘッド５１（に設けられた図１８
中のコイル１８６に相当するコイル）にライト電流を供
給するライトドライバ５２５、このライトドライバ５２
５から記録ヘッド５１に供給されるライト電流を制御す
るライト電流制御回路５２６、及び磁気ディスク装置全
体を制御するＣＰＵ（図示せず）との間でデータの授受
を行うシリアルインタフェース５２７を有している。
【００４７】ここまでのヘッドプリアンプ回路５２の構
成は、従来のＭＲヘッド用のプリアンプ回路の構成と同
様である。このヘッドプリアンプ回路５２が従来のＭＲ
ヘッド用のプリアンプ回路と異なる点は、上記の各構成
要素に加えて、スピンバルブＭＲヘッド１２の再磁化層
２１に電流を供給するための再磁化電流制御回路５２８
を有していることである。この場合、特に工夫をしない
ならば、再磁化電流制御回路５２８から再磁化層２１に
電流を供給するのに２本の信号線を必要とする。
【００４８】しかし前記したように、ヘッドプリアンプ
回路５２のリード回路系は、シングルエンド方式を適用
していることから、図５に示すように、再磁化層２１の
２つの端子２１０ａ，２１０ｂのうちの電流流出側の端
子２１０ｂを接地する（ＧＮＤとする）と共に、この再
磁化層２１のＧＮＤ側端子２１０ｂとスピンバルブ膜１
６０のＧＮＤ側端子１６１ｂとを、スピンバルブＭＲヘ
ッド１２内で接続するならば、再磁化電流制御回路５２
８と再磁化層２１とを接続する新たな信号線は、信号線
５２９の１本で済む。
【００４９】本実施形態において、以上の構成のヘッド
プリアンプ回路５２はＩＣ（集積回路）化されて使用さ
れる。さて、ヘッドプリアンプ回路５２内の再磁化電流
制御回路５２８は、センス電流制御回路５２１及びライ
ト電流制御回路５２６と同様に、シリアルインタフェー
ス５２７と接続されている。これにより磁気ディスク装
置全体を制御するＣＰＵは、プリアンプコントロール信
号を用いることで、シリアルインタフェース５２７を通
して、センス電流制御回路５２１及びライト電流制御回
路５２６だけでなく、再磁化電流制御回路５２８を制御
することができる。例えば、ＣＰＵからヘッドプリアン
プ回路５２内の再磁化電流制御回路５２８に対し、スピ
ンバルブＭＲヘッド１２の再磁化層２１に電流を流すこ
とを指示するプリアンプコントロール信号をシリアルイ
ンタフェース５２７を介して送るならば、当該再磁化電
流制御回路５２８から再磁化層２１に信号線５２９を介
して（図２，図４の電流２０２，４０２に相当する）電
流を流し、スピンバルブ膜１６０の磁化固着層（１６
１）の磁化を正常に戻すことができる。
【００５０】なお、図５は、スピンバルブＭＲヘッド１
２の数が１つの例であるが、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）
の場合には、再磁化電流制御回路５２８からスピンバル
ブＭＲヘッド１２の再磁化層２１に電流を供給するのに
必要な信号線５２９の数はＮとなる。但し、再磁化電流
制御回路５２８自体は、電流供給の対象となるスピンバ
ルブＭＲヘッド１２の再磁化層２１を選択する（切り替
える）選択回路を設けることで、スピンバルブＭＲヘッ
ド１２の個数に無関係に１つでよい。これは、ヘッドプ
リアンプ回路５２内の他の構成要素（センス電流制御回
路５２１、ライト電流制御回路５２６等）についても同
様である。
【００５１】さて、上記したような、磁気ディスク装置
全体を制御するＣＰＵからヘッドプリアンプ回路５２を
介して再磁化層２１に電流を印加する操作は、磁気ディ
スク装置内で、いずれかのスピンバルブＭＲヘッド１２
が何らかの不具合によりデータの正常な読み出しができ
なくなった場合（リードエラー発生時）のリトライの１
項目として行うことも可能であるし、また定期的に（所
定の時期毎に）電流を流して、その都度強制的にリフレ
ッシュすることも可能である。ここで定期的とは、例え
ば装置の電源投入時毎、あるいは予め定められた装置使
用時間毎（例えば装置を５００時間使用する毎）などで
ある。また、装置使用時間としては、通電時間とするの
がよい。その理由は、近年の磁気ディスク装置は故障予
測機能を有しているのが一般的であり、その故障に関係
する可能性のあるパラメータの１つとして通電時間を計
測して保持していることによる。
【００５２】ここで、再磁化層２１に電流を印加する操
作をリードエラー発生時のリトライの１項目として行う
場合のＣＰＵの制御動作につき、図６のフローチャート
を参照して説明する。
【００５３】まず、リードエラーが発生した場合、通常
のリトライルーチンを行い（ステップ６０１）、エラー
が回復するか否かをチェックする（ステップ６０２）。
ここで、通常のリトライルーチンとは、再度のリード動
作を、所定の回数を上限としてエラーが回復するまで繰
り返す処理である。
【００５４】もし、エラーが回復したならば、即ちリト
ライに成功したならば、通常の動作モード（オペレーシ
ョンモード）に戻る（ステップ６０３）。これに対し、
エラーが回復しなかったならば、即ちリトライに失敗し
たならば、リトライルーチンの実行回数が所定回数に達
したか否かを調べる（ステップ６０４）。もし、リトラ
イルーチンの実行回数が所定回数に達していないなら
ば、ボイスコイルモータ１４を駆動してスピンバルブＭ
Ｒヘッド１２を磁気記録媒体１１上のデータエリア以外
の領域に移動し（ステップ６０５）、この状態で、前記
したようにしてスピンバルブＭＲヘッド１２の再磁化層
２１に電流を供給することで、磁化固着層１６１を所定
方向に再磁化（再着磁）する（ステップ６０６）。
【００５５】このように、再磁化層２１への電流供給
を、スピンバルブＭＲヘッド１２がデータエリア以外の
領域に位置した状態で行うことで、再磁化層２１に流れ
る電流により発生する磁界が磁気記録媒体１１のデータ
エリアに記録されているデータに悪影響を及ぼすことを
防止できる。
【００５６】ところで、再生ヘッド（ＭＲ素子）と記録
ヘッド（記録素子）の中心位置は、薄膜形成技術を用い
たヘッド製造プロセスにおける薄膜形成上のマスクのア
ライメント等のずれにより、各ＭＲヘッド毎にトラック
方向にばらつく。また再生ヘッドと記録ヘッドの磁気的
中心は、上記のずれ（光学的な要因等によるずれ）に加
えて、ＭＲ素子内の磁化の分布等のずれのために更に異
なっている。このため、ＭＲヘッドを使った磁気ディス
ク装置では、このずれ量を装置出荷前に各ヘッド毎に測
定して（不揮発性メモリ等に記憶して）おき、そのずれ
量を見込んでリード時、ライト時各々の位置決めを行う
必要がある。したがって本実施形態において、上記した
再磁化層２１への電流印加によりスピンバルブ膜１６０
内の磁化の分布が変化して、（スピンバルブ膜１６０を
用いて構成される）再生ヘッド５０と（コイル１８６を
用いて構成される）記録ヘッド５１との磁気的中心のず
れ量が変化したならば、正しい位置決めができなくな
る。
【００５７】そこで本実施形態では、再磁化層２１に電
流を流すと（ステップ６０６）、スピンバルブＭＲヘッ
ド１２を規定のトラック位置に移動して、再生ヘッド５
０の磁気的中心と、記録ヘッド５１の磁気的中心のトラ
ック方向のずれ量を測定（して現在保持しているずれ量
を更新）することで（ステップ６０７）、正しい位置決
めが可能なようにしている。次に、スピンバルブＭＲヘ
ッド１２をリードエラー発生トラック位置に戻し（ステ
ップ６０８）、再びリトライルーチンを実行する（ステ
ップ６０１）。もし、磁化固着層１６１の磁化方向が設
計方向からずれたり、あるいは磁化が消滅したために、
リードエラーが発生した場合であれば、再磁化層２１に
電流を流して磁化固着層１６１の磁化を正常に戻した後
のリトライルーチンでは、リトライに成功する可能性が
極めて高くなる。
【００５８】次に、図２に示すスピンバルブＭＲヘッド
のスピンバルブ膜１６０周辺の素子構造の製造方法につ
いて、図７乃至図１０の工程図を参照して説明する。ま
ず、ＡｌＴｉＣ（アルテック）等からなる基体（図示せ
ず）上に、例えばＮｉ−Ｆｅ（ニッケル・鉄の合金）か
らなる膜厚が１〜４μｍの高透過率軟磁性層７０１、及
びＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）からなる膜厚が３０〜２００
ｎｍの絶縁層７０２を、スパッタリング等により順に形
成する（図７（ａ））。この高透過率軟磁性層７０１、
絶縁層７０２は、図３中の下部シールド１８３、絶縁層
１９０となる。
【００５９】次に、スピンバルブ膜１６０を構成するフ
リー層１６２、非磁性層１６３、磁化固着層１６１、反
強磁性層１６４用の、例えばＣｏ−Ｆｅ（コバルト・鉄
の合金）からなる膜厚が２〜１０ｎｍの磁性層７０３、
Ｃｕ（銅）からなる膜厚が２〜１０ｎｍの非磁性層７０
４、Ｃｏ−Ｆｅからなる膜厚が２〜１０ｎｍの磁性層７
０５、Ｆｅ−Ｍｎ（鉄・マンガンの合金）からなる膜厚
が２〜１０ｎｍの反強磁性層７０６（イリジウム・マン
ガンの合金でもよい）を、スピンバルブ膜１６０を形成
すべき領域より広い領域にスパッタリングにより形成す
る（図７（ｂ））。この工程は、目的とする領域以外に
マスクを形成した後、上記４層７０３〜７０６を順にス
パッタリングし、しかる後にマスクを除去することで実
現できる。
【００６０】次に、スピンバルブ膜１６０として残す領
域にマスク７０７を形成した後（図７（ｃ））、マスク
７０７が形成されていない部分の層７０３〜７０６を除
去する（図７（ｄ））。この除去操作は、イオン・ミリ
ング（ion milling ）と呼ばれる手法でアルゴン・イオ
ンを用いて行われ、これによりフリー層１６２、非磁性
層１６３、磁化固着層１６１、及び反強磁性層１６４か
らなるスピンバルブ膜１６０が形成される。ここで、マ
スク７０７の断面は、イオン・ミリングによってスピン
バルブ膜１６０に傾斜がつくように、下側ほど狭くなる
傾斜がつけられている。なお、スピンバルブ膜１６０に
傾斜をつけるのは、永久磁石１８４ａ，１８４ｂとの電
気的接触を確実にするためのである。
【００６１】次に、マスク７０７を残した状態で、永久
磁石１８４ａ，１８４ｂ用の例えばコバルト系合金（Ｃ
ｏ−Ｐｔなど）からなる膜厚が８〜４０ｎｍの硬質磁性
層８０１、Ｔｉ（チタン），Ｃｒ（クロム）等からなる
膜厚が３０〜１００ｎｍのリード１８５ａ，１８５ｂ用
の導電層８０２を、スパッタリング等により順に形成す
る（図８（ａ））。
【００６２】次に、マスク７０７を除去する（図８
（ｂ））。これにより、スピンバルブ膜１６０の両側に
永久磁石１８４ａ，１８４ｂとリード１８５ａ，１８５
ｂとが形成される。
【００６３】次に、図３中の穴３２に相当する領域にマ
スク８０３を形成した後（図８（ｃ））、Ａｌ2 Ｏ3 か
らなる絶縁層８０４を形成する（図８（ｄ））。次に、
マスク８０３の上面が削られる程度の深さまで、表面を
ラッピング（研磨）により平坦化し、当該マスク８０３
を除去することで（図９（ａ））、膜厚が３０〜５０ｎ
ｍの図２、図３に示した絶縁層２２及び図３に示した穴
３２を形成す。
【００６４】次に、穴３２の部分（リード１８５ｂが露
出した部分）に例えばＴｉをメッキすることで、コンタ
クト３３を形成する（図９（ｂ））。次に、再磁化層２
１を形成したい部分以外の領域にマスク（図示せず）を
形成してから、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ等からなる再磁化層２
１用の導電層を、スパッタリング等により形成し、しか
る後に当該マスクの上面が削られる程度の深さまで、表
面をラッピングにより平坦化し、当該マスクを除去する
ことで、膜厚が１０〜５０ｎｍの再磁化層２１を形成す
る（図９（ｃ））。
【００６５】次に、再磁化層２１のリード３１ａ，３１
ｂとする部分以外の領域にマスク９０１を形成し（図９
（ｄ））、しかる後にＴｉ，Ｃｒ等からなるリード３１
ａ，３１ｂ用の導電層９０２をスパッタリング等により
形成する（図１０（ａ））。
【００６６】そして、マスク９０１上面が削られる程度
の深さまで、表面をラッピングにより平坦化した後、当
該マスク９０１を除去することで、膜厚が２〜１０ｎｍ
の図３に示したリード３１ａ，３１ｂを形成する（図１
０（ｂ））。
【００６７】このようにして、図２に示すスピンバルブ
ＭＲヘッドのスピンバルブ膜１６０周辺の素子構造（図
３に詳細を示すスピンバルブＭＲヘッドの再生ヘッド部
分の素子構造）を作成することができる。
【００６８】次に、図４に示すスピンバルブＭＲヘッド
のスピンバルブ膜１６０周辺の素子構造の製造方法につ
いて、図１１乃至図１５の工程図を参照して説明する。
まず、ＡｌＴｉＣ（アルテック）等からなる基体上に、
例えばＮｉ−Ｆｅ（ニッケル・鉄の合金）からなる高透
過率軟磁性層１１１、Ａｌ2 Ｏ3 （アルミナ）からなる
絶縁層１１２、及びＴｉからなるシード（seed）層１１
３を、スパッタリング等により順に形成する（図１１
（ａ））。ここで、高透過率軟磁性層１１１、絶縁層１
１２は、図３中の下部シールド１８３、絶縁層１９０に
相当するもので、それぞれ１〜４μｍ、３０〜２００ｎ
ｍの膜厚である。
【００６９】次に、図３中のリード３１ａ，３１ｂに相
当するリードを形成するために、そのリードとする部分
以外の領域にマスク１１４を形成する（図１１
（ｂ））。そして、シード層１１３が露出している部分
に膜厚が２〜１０ｎｍの例えばＴｉをメッキすること
で、図３中のリード３１ａ，３１ｂに相当するリード１
１５ａ，１１５ｂを形成した後（図１１（ｃ））、マス
ク１１４を除去する（図１１（ｄ））。ここでは、リー
ド１１５ａが電流流入側、リード１１５ｂが電流流出側
（ＧＮＤ側）となる。
【００７０】次に、リード１１５ａ，１１５ｂ以外のシ
ード層１１３の部分、即ち露出しているシード層１１３
の部分を、イオン・ミリング（ion milling ）と呼ばれ
る手法で除去した後（図１２（ａ））、例えばＡｌ2 Ｏ
3 からなる絶縁層１２１を形成する（図１２（ｂ））。
【００７１】次に、リード１１５ａ，１１５ｂの上面が
削られる程度の深さまで、表面をラッピングにより平坦
化した後（図１２（ｃ））、再磁化層２１を形成すべき
領域以外にマスク１２２を形成する（図１２（ｄ））。
【００７２】次に、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ等からなる再磁化
層２１用の導電層１３１をスパッタリング等により形成
し（図１３（ａ））、しかる後にマスク１２２を除去す
る。すると、マスク１２２の上に形成された導電層１３
１がマスク１２２と共に除去され、その結果、残った導
電層１３１からなる図４に示した再磁化層２１が形成さ
れる（図１３（ｂ））。
【００７３】次に、Ａｌ2 Ｏ3 からなる絶縁層１３２を
形成した後（図１３（ｃ））、当該絶縁層１３２をラッ
ピングより平坦化することで、膜厚が３０〜５０ｎｍの
図４に示した絶縁層２２を形成する（図１３（ｄ））。
【００７４】次に、スピンバルブ膜１６０を構成するフ
リー層１６２、非磁性層１６３、磁化固着層１６１、反
強磁性層１６４用の、例えばＣｏ−Ｆｅからなる磁性層
１４１、Ｃｕからなる非磁性層１４２、Ｃｏ−Ｆｅから
なる磁性層１４３、Ｆｅ−Ｍｎからなる反強磁性層１４
４（イリジウム・マンガンの合金でもよい）を、それぞ
れ２〜１０ｎｍ程度、スピンバルブ膜１６０を形成すべ
き領域より広い領域にスパッタリングにより形成する
（図１４（ａ））。この工程は、目的とする領域以外に
マスクを形成した後、上記４層１４１〜１４４を順にス
パッタリングし、しかる後にマスクを除去することで実
現できる。
【００７５】次に、スピンバルブ膜１６０として残す領
域にマスク１４５を形成した後（図１４（ｂ））、マス
ク１４５が形成されていない部分の層１４１〜１４５を
イオン・ミリングにより除去することで、フリー層１６
２、非磁性層１６３、磁化固着層１６１、及び反強磁性
層１６４からなるスピンバルブ膜１６０を形成する（図
１４（ｃ））。
【００７６】次に、マスク１４５を残した状態で、永久
磁石１８４ａ，１８４ｂ用の例えばコバルト系合金（Ｃ
ｏ−Ｐｔなど）からなる膜厚が８〜４０ｎｍの硬質磁性
層１５１をスパッタリング等により形成し（図１５
（ａ）、更にＴｉ，Ｃｒ等からなる膜厚が３０〜１００
ｎｍのリード１８５ａ，１８５ｂ用の導電層１５２を、
スパッタリング等により形成する（図１５（ｂ））。そ
して、マスク１４５を除去すると、スピンバルブ膜１６
０の両側に永久磁石１８４ａ，１８４ｂとリード１８５
ａ，１８５ｂとが形成される（図１５（ｃ））。
【００７７】このようにして、図４に示すスピンバルブ
ＭＲヘッドのスピンバルブ膜１６０周辺の素子構造を作
成することができる。なお、図１５では、スピンバルブ
膜１６０のリード１８５ｂと再磁化層２１のリード１１
５ｂとは電気的に接続されていないが、図３、図１０の
構造と同様にして電気的に接続することができる。
【００７８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ス
ピンバルブＭＲヘッドのスピンバルブＭＲ素子の近傍
に、当該スピンバルブＭＲ素子の磁化固着層の磁化方向
を制御するための磁化固着層制御素子（再磁化層）を設
けたことにより、何らかの要因で上記磁化固着層の磁化
方向が設計方向より変化した場合においても、その方向
を本来の方向に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るスピンバルブＭＲヘ
ッドを搭載した磁気ディスク装置の筐体内の概略構造を
示す斜視図。
【図２】図１の磁気ディスク装置に搭載されたスピンバ
ルブＭＲヘッドの中心をなすスピンバルブ膜周辺の原理
的な素子構造と、当該スピンバルブ膜の磁化固着層の磁
化方向に関する制御原理を示す図。
【図３】スピンバルブＭＲヘッドの主として再生ヘッド
の具体的な構造を示す図。
【図４】図２に示したスピンバルブ膜周辺の原理的な素
子構造の変形例と、当該スピンバルブ膜の磁化固着層の
磁化方向に関する制御原理を示す図。
【図５】図１の磁気ディスク装置において、図２あるい
は図４に示すような素子構造を有するスピンバルブＭＲ
ヘッドを動作させるためのヘッドプリアンプ回路のブロ
ック構成を、スピンバルブＭＲヘッドの各要素との電気
的接続関係と共に示す図。
【図６】スピンバルブＭＲヘッドの再磁化層に電流を印
加する操作をリードエラー発生時のリトライの１項目と
して行う場合の動作を説明するためのフローチャート。
【図７】図２に示すスピンバルブＭＲヘッドのスピンバ
ルブ膜周辺の素子構造の製造工程の一部を示す図。
【図８】図２に示すスピンバルブＭＲヘッドのスピンバ
ルブ膜周辺の素子構造の製造工程の他の一部を示す図。
【図９】図２に示すスピンバルブＭＲヘッドのスピンバ
ルブ膜周辺の素子構造の製造工程の更に他の一部を示す
図。
【図１０】図２に示すスピンバルブＭＲヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の残りを示す図。
【図１１】図４に示すスピンバルブＭＲヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の一部を示す図。
【図１２】図４に示すスピンバルブＭＲヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の他の一部を示す
図。
【図１３】図４に示すスピンバルブＭＲヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の更に他の一部を示
す図。
【図１４】図４に示すスピンバルブＭＲヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の更に他の一部を示
す図。
【図１５】図４に示すスピンバルブＭＲヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の残りを示す図。
【図１６】スピンバルブ膜の一般的な構造の概念図。
【図１７】図１６に示した構造のスピンバルブ膜の動作
原理を説明するための図。
【図１８】図１６のスピンバルブ膜を用いて実現される
磁気ヘッド（スピンバルブＭＲヘッド）の一般的な構造
を示す図。
【図１９】図１６のスピンバルブ膜を用いて構成される
図１８の構造の磁気ヘッドを磁気ディスク装置に用いる
場合の動作原理を説明するための図。
【符号の説明】
１１…磁気記録媒体 １２…スピンバルブＭＲヘッド（磁気ヘッド） ２１…再磁化層（磁化固着層制御素子） ２２…絶縁層 ３１ａ，３１ｂ，１１５ａ，１１５ｂ，１８５ａ，１８
５ｂ…リード（電極） ５２…ヘッドプリアンプ回路 １６０…スピンバルブ膜（スピンバルブＭＲ素子） １６１…磁性層 １６２…フリー層 １６３…非磁性層 １６４…反強磁性層 ５２８…再磁化電流制御回路

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 反強磁性層により磁化方向が固定される
    磁化固着層と記録媒体からの漏洩磁界により磁化方向が
    変化するフリー層との間に非磁性層が設けられたスピン
    バルブＭＲ素子を用いたスピンバルブＭＲヘッドにおい
    て、 前記磁化固着層の磁化方向を制御するための磁化固着層
    制御素子を前記スピンバルブＭＲ素子の近傍に設けたこ
    とを特徴とするスピンバルブＭＲへッド。
  2. 【請求項２】 前記磁化固着層制御素子は、前記スピン
    バルブＭＲ素子の前記反強磁性層側に絶縁層を介して設
    けられた導電層であることを特徴とする請求項１記載の
    スピンバルブＭＲヘッド。
  3. 【請求項３】 前記磁化固着層制御素子は、前記スピン
    バルブＭＲ素子の前記フリー性層側に絶縁層を介して設
    けられた導電層であることを特徴とする請求項１記載の
    スピンバルブＭＲヘッド。
  4. 【請求項４】 前記磁化固着層制御素子は、前記磁化固
    着層の固定されるべき磁化方向に磁界を発生させるため
    の電流を外部から供給可能な１対の電極を備えているこ
    とを特徴とする請求項２または請求項３記載のスピンバ
    ルブＭＲヘッド。
  5. 【請求項５】 前記磁化固着層制御素子の前記１対の電
    極の一方は、前記スピンバルブＭＲ素子の接地側電極と
    共通接続されていることを特徴とする請求項４記載のス
    ピンバルブＭＲヘッド。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
    の前記スピンバルブＭＲヘッドを搭載したことを特徴と
    する磁気ヘッドアセンブリ。
  7. 【請求項７】 請求項６記載の前記磁気ヘッドアセンブ
    リを少なくとも１つ有するヘッドスタックアセンブリ。
  8. 【請求項８】 請求項７記載の前記ヘッドスタックアセ
    ンブリを具備することを特徴とする磁気ディスク装置。
  9. 【請求項９】 請求項７記載の前記ヘッドスタックアセ
    ンブリに搭載された前記スピンバルブＭＲヘッドを動作
    させるためのヘッドプリアンプ回路であって、 前記スピンバルブＭＲヘッドの前記磁化固着層制御素子
    に、前記磁化固着層の固定されるべき磁化方向に磁界を
    発生させるための電流を供給する電流制御回路を具備す
    ることを特徴とするヘッドプリアンプ回路。
  10. 【請求項１０】 請求項９記載の前記ヘッドプリアンプ
    回路を具備することを特徴とする磁気ディスク装置。
  11. 【請求項１１】 反強磁性層により磁化方向が固定され
    る磁化固着層と記録媒体からの漏洩磁界により磁化方向
    が変化するフリー層との間に非磁性層が設けられたスピ
    ンバルブＭＲ素子の近傍に、前記磁化固着層の磁化方向
    を制御するための磁化固着層制御素子が設けられたスピ
    ンバルブＭＲヘッドを搭載した磁気ディスク装置におけ
    る磁化固着層の磁化方向制御方法であって、 前記スピンバルブＭＲヘッドでのデータ読み出しが正常
    に行えない場合に、当該ＭＲヘッドの前記磁化固着層の
    固定されるべき磁化方向に磁界を発生させるための電流
    を前記磁化固着層制御素子に供給することを特徴とする
    磁化固着層の磁化方向制御方法。
  12. 【請求項１２】 反強磁性層により磁化方向が固定され
    る磁化固着層と記録媒体からの漏洩磁界により磁化方向
    が変化するフリー層との間に非磁性層が設けられたスピ
    ンバルブＭＲ素子の近傍に、前記磁化固着層の磁化方向
    を制御するための磁化固着層制御素子が設けられたスピ
    ンバルブＭＲヘッドを搭載した磁気ディスク装置におけ
    る磁化固着層の磁化方向制御方法であって、 前記スピンバルブＭＲヘッドの前記磁化固着層の固定さ
    れるべき磁化方向に磁界を発生させるための電流を、所
    定の時期毎に前記磁化固着層制御素子に供給することを
    特徴とする磁化固着層の磁化方向制御方法。
  13. 【請求項１３】 前記磁化固着層制御素子に電流を供給
    する際には、前記記録媒体のデータエリア以外の領域に
    前記スピンバルブＭＲヘッドを移動させることを特徴と
    する請求項１１または請求項１２記載の磁化固着層の磁
    化方向制御方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1300770C (zh) * 1999-12-06 2007-02-14 日立环球储存科技荷兰有限公司 包括磁阻结构的一部分的装置和存储装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6687066B1 (en) * 1999-02-22 2004-02-03 Seagate Technology Llc Partitioning disc drive read/write electronics to improve data transfer performance
US6907322B2 (en) * 2000-11-30 2005-06-14 International Business Machines Corporation Method and apparatus for characterization of thermal response of GMR sensors in magnetic heads for disk drives
US20020118475A1 (en) * 2001-02-26 2002-08-29 David Ng System and method providing programmable GMR head pin layer reset in conjunction with high density drive read/write preamplifiers
US6759081B2 (en) 2001-05-11 2004-07-06 Asm International, N.V. Method of depositing thin films for magnetic heads
US6661620B2 (en) 2001-08-28 2003-12-09 Seagate Technology Llc Differential CPP sensor
US20040059474A1 (en) * 2002-09-20 2004-03-25 Boorman Daniel J. Apparatuses and methods for displaying autoflight information
JP2004326969A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Toshiba Corp ディスク記憶装置及びリードエラー回復方法
JP4082274B2 (ja) * 2003-05-22 2008-04-30 株式会社日立製作所 磁気センサ及びそれを備える磁気ヘッド
US7672091B2 (en) * 2006-03-15 2010-03-02 Seagate Technology Llc Reset device for biasing element in a magnetic sensor
US7715136B2 (en) * 2006-04-11 2010-05-11 Texas Instruments Incorporated Hard disk drive preamplifier with reduced pin count
US8044755B2 (en) * 2008-04-09 2011-10-25 National Semiconductor Corporation MEMS power inductor
US8902548B2 (en) 2010-04-30 2014-12-02 Seagate Technology Llc Head with high readback resolution
US8422177B2 (en) 2010-04-30 2013-04-16 Seagate Technology Llc Reader shield with tilted magnetization
JP6258452B1 (ja) * 2016-12-02 2018-01-10 株式会社東芝 磁気メモリ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06314417A (ja) * 1993-03-02 1994-11-08 Tdk Corp 磁気抵抗効果多層膜を用いた磁界検出装置および磁気抵抗効果多層膜の出力低下防止方法
JPH07309080A (ja) * 1994-05-19 1995-11-28 Dainippon Printing Co Ltd 中綴じ冊子及びその製造方法
DE19520172A1 (de) * 1995-06-01 1996-12-05 Siemens Ag Magnetisierungseinrichtung für ein magnetoresistives Dünnschicht-Sensorelement mit einem Biasschichtteil
JPH0935213A (ja) * 1995-07-21 1997-02-07 Hitachi Ltd 磁気ディスク装置
US5650887A (en) * 1996-02-26 1997-07-22 International Business Machines Corporation System for resetting sensor magnetization in a spin valve magnetoresistive sensor
JP3334552B2 (ja) * 1997-03-21 2002-10-15 ティーディーケイ株式会社 スピンバルブ磁気抵抗素子を備えた磁気ヘッドの検査方法及び装置
JP3255872B2 (ja) * 1997-04-17 2002-02-12 アルプス電気株式会社 スピンバルブ型薄膜素子及びその製造方法
US5748399A (en) * 1997-05-13 1998-05-05 International Business Machines Corporation Resettable symmetric spin valve
US5903415A (en) * 1997-12-11 1999-05-11 International Business Machines Corporation AP pinned spin valve sensor with pinning layer reset and ESD protection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1300770C (zh) * 1999-12-06 2007-02-14 日立环球储存科技荷兰有限公司 包括磁阻结构的一部分的装置和存储装置

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