JPH11509956A - 面垂直電流スピンバルブタイプ磁気抵抗トランスデューサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 トランスデューサはスピンバルブ（「ＳＶ」）構造を含み、このスピンバルブ構造は、その第１の端部に近接するピン止めされた強磁性層（９８）と、対向して配置された、その第２の端部に近接する自由に回転する強磁性層（９４）とを含む。第１および第２の電流導体（９２，１０４）は、面垂直電流形態（「ｃｐｐ」）においてそれぞれスピンバルブ構造の第１および第２の端部に近接する。ここに開示される特定的な実施例において、差動ＣＰＰトランスデューサ（１２０）は１対のＳＶ構造（ＳＶ１，ＳＶ２）を含み、これらの１対のＳＶ構造は、第１および第２の電流導体（１３２，１５２）を有し、共通の電流導体（１４２）がこれらのＳＶ構造間に介在する。

Description

【発明の詳細な説明】 面垂直電流スピンバルブタイプ磁気抵抗トランスデューサ関連出願への相互参照 本発明は、１９９６年１月１６日付でＪ．ラマー ニックス（J．Lamar Nix） 他に発行された「バルクハウゼン雑音抑制が向上した磁気抵抗デバイスおよび方 法（Magnetoresistive Device and Method Having Improved Barkhausen Noise Suppression）」と題された米国特許第５，４８５，３３４号の主題、ならびに １９９５年３月９日付でヤング カン キム（Young Keun Kim）により出願され た「ドメイン安定化技術を採用した成形スピンバルブタイプ磁気抵抗トランスデ ューサおよびその製造方法（Shaped Spin Valve Type Magnetoresistive Transd ucer and Method for Fabricating the Same Incorporating Domain Stabilizat ion Technique）」と題された米国特許出願第０８／４０１，５５３号に関する 。上記米国特許および特許出願は本発明およびその開示の譲受人であるクウォン タム・ペリフェラルズ・コロラド・インコーポレイテッド（Quantum Peripheral s Colorado，Inc.）に譲渡され、特に本明細書に引用により援用する。発明の背景 本発明は包括的に、磁気抵抗（ＭＲ）スピンバルブ（ＳＶ）デバイスの分野に 関する。より特定的には、本発明は磁気大量記憶媒体に符号化されたデータ信号 を読出すために、たとえば磁気トランスデューサまたは「ヘッド」として使用す るための、面垂直電流（ＣＰＰ）スピンバルブデバイス設計、およびその代替の 差動センシング実施例に関する。 いわゆる巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を示す磁気抵抗デバイスまたはヘッドは 、磁気コンピュータ大量記憶ディスクドライブおよびテープに、より面積密度の 高い記録を行なおうとする試みにおいては現在技術的に重要である。このＧＭＲ 効果は、Phys．Rev．Lett．61，2472(1988)において初めて、Ｍ．Ｎ．ベイビッ ヒ（M.N．Baibich）、Ｊ．Ｍ．ブロト（J.M．Broto）、Ａ．フェルト（A．Fert ）、Ｆ．ニュイアン バン ド（F．Nguyen Van Dau）、Ｆ．ペトロフ（F．Petr off）、Ｐ．エイティエン（P．Etienne）、Ｇ．クロイツェット（G．Creuzet） 、 Ａ．フリードリック（A．Friederich）およびＪ．シャゼラス（J．Chazelas）に より記載された。典型的には、ＧＭＲ材料に対する磁気抵抗比（ΔＲ／Ｒ）の大 きさは、現在磁気読出トランスデューサとして一般に使用されている異方性磁気 抵抗（ＡＭＲ）材料のものを上回っている。スピンバルブ効果は、Phys．Rev．B 43，1297(1991)でＢ．ディーニ（B．Dieny）、Ｖ．Ｓ．スペリオス（V.S．Sper iosu）、Ｓ．Ｓ．Ｐ．パーキン（S.S.P．Parkin）、Ｂ．Ａ．ガーニー（B.A．Gu rney）、Ｄ．Ｒ．ウィルホイト（D.R．Wilhoit）およびＤ．モーリ（D．Mauri） により記載されているように、ＧＭＲを利用する既知の方法である。典型的なス ピンバルブＭＲデバイスは、非磁性金属スペーサ（１００Ａ未満のオーダ）によ り分離される２つの薄い強磁性層（１００Ａ未満のオーダ）を含む。一方の強磁 性層の磁化は自由に動くことができるが、他方は近接する反強磁性または永久磁 気層によりピン止めされる。いかなるタイプのＧＭＲ構造の動作にも重要なこと は、ＭＲ応答が、センシングフィールドに対応する２つの磁化ベクトル間の角度 の関数であることである。 スピンバルブ効果を利用した種々のデバイスの実現について述べた特許は今ま で数多くある。例として、１９９２年１０月２７日発行の「スピンバルブ効果に 基づく磁気抵抗センサ（Magnetoresistive Sensor Based on the Spin Valve Ef fect）」と題されたディーニ他への米国特許第５，１５９，５１３号、１９９３ 年４月２７日に発行された「スピンバルブ効果に基づく磁気抵抗センサ」と題さ れたディーニ他への第５，２０６，５９０号、１９９４年２月１５日に発行され た「二重スピンバルブ磁気抵抗センサ（Dual Spin Valve Magnetoresistive Sen sor）」と題されたバウムガート（Baumgart）他への第５，２８７，２３８号、 および１９９４年４月５日に発行された「電流がバイアスされた磁気抵抗スピン バルブセンサ（Current Biased Magnetoresistive Spin Valve Sensor）」と題 されたケイン（Cain）他への第５，３０１，０７９号を参照されたい。これらは すべてインターナショナルビジネスマシンズコーポレイション（International Business Machines Corporation）に譲渡される。 これら特許に記載された、種々のデバイス実現における積層された直交する構 造では、下側の強磁性層（この上には自由に回転する磁化ベクトルがある）が、 基板の上方ではあるが、磁化ベクトルが近接する反強磁性のピン止め層によりピ ン止めされた上側の強磁性層の下方に設けられる。さらに、すべての場合におい て、センス電流はスピンバルブ構造を含む層の面を流れＭＲ応答を制限すると示 されている。電流密度は磁気抵抗構造の膜の面内にあるため、これは面内電流（ ＣＩＰ）ジオメトリとして知られている。 １９９５年１１月のＩＥＥＥ 磁気学議事録（IEEE Transactions on Magneti cs）第３１巻のロットマイヤー，Ｒ．（Rottmayer，R．）およびズー，Ｊ．（Zh u，J．）による「ＣＰＰモードでＧＭＲセンサを用いた超高密度磁気記録ヘッド の新設計（A New Design for an Ultra-High Density Magnetic Recording Head Using a GMR Sensor In the CPP Mode）」では、面垂直電流モードで動作し、 永久磁石のように作用する交換結合された軟性膜によりバイアスされ、従来のＭ ＲおよびＳＶヘッド設計とは明らかに異なる、書込ヘッドギャップ内のＧＭＲ多 層読出エレメントが提案されている。多層読出エレメントは、上記のようにピン 止めされたおよび自由に回転する強磁性層双方を含むスピンバルブタイプＧＭＲ トランスデューサとは大きく異なる層構造の繰返しからなる。さらに、ロットマ イヤー他の文献では、読出／書込ヘッドの書込ギャップ内の多層センサを反強磁 性磁石に交換結合される軟性バイアス磁石とともに設けて、センサを線形的な動 作範囲にバイアスすることが意図される。読出センサは書込電流バースト中に発 生するフィールドに繰返しさらされることにより大幅な劣化を受ける可能性があ るため、書込ギャップ内に読出センサを設けることは、未だに明らかにされてい ない構成である。発明の概要 本発明は対照的に、以前提案されたような多層ＧＭＲセンサではなく、面垂直 電流構成で動作するスピンバルブタイプトランスデューサを好都合に提供すると いう点において特に有用性がある。スピンバルブタイプＧＭＲトランスデューサ は本質的に自己バイアスされているため、ロットマイヤー他により提案されてい るように反強磁性磁石に交換結合される軟性バイアス磁石を必要としない。さら に、本明細書で開示されるＳＶトランスデューサは、標準的な読出／書込ヘッド に対する構成と関連付けると、書込エレメントを読出エレメントの上に、書込電 流バースト中発生するフィールドにさらされることなく設けることができ、特に 有用性がある。 本明細書で具体的に開示されているのは、第１の端部に近接するピン止めされ た強磁性層と、対向して設けられた第２の端部に近接する自由に回転する強磁性 層とを含むスピンバルブ構造を備えるトランスデューサである。第１および第２ の電流導体はスピンバルブ構造の第１および第２の端部にそれぞれ面垂直電流構 成で近接する。 本明細書で開示される具体的な実施例では、差動データトランスデューサは第 １および第２のスピンバルブ構造を含み、各々は、それぞれの第１の端部に近接 するピン止めされた強磁性層と、それぞれ対向して設けられた第２の端部に近接 する自由に回転する強磁性層とを含む。第１および第２の電流導体は第１および 第２のスピンバルプ構造それぞれの第１および第２の端部に近接し、共通電流導 体は第１および第２のスピンバルブ構造それぞれの第２および第１の端部に近接 する。図面の簡単な説明 本発明の上記およびその他の特徴および目的、ならびにそれらを達成する態様 は、添付の図面と関連付けて以下の好ましい実施例の説明を参照することにより より明らかになりかつ発明そのものも最もよく理解されるであろう。 図１は、先行技術によるスピンバルブデバイスの概略的な断面の空気ベアリン グ面（ＡＢＳ）を示しており、読出トラック幅「ＴＷ₁」は、ピン止めされた上 側のピン止め層の上にある面内電流ジオメトリのリード線のメタライゼーション により規定される。 図２は、面内電流構造を示す米国特許出願第０８／４０１，５５３号に従う特 に有利なスピンバルブデバイス設計の概略断面ＡＢＳの図であり、読出トラック 幅「ＴＷ₂」は、最上部の強磁性層の上にある永久磁石層部分により規定され、 下にあるデバイス構造は以下で開示される面垂直電流と関連付けて利用し得るも のである。 図３Ａは、本発明の実施例に従う面垂直電流スピンバルブタイプ磁気抵抗トラ ンスデューサの部分的なＡＢＳの図であり、ピン止め層がピン止めされた層の上 にあり、この層の組合せが今度は自由に回転する強磁性層の上にあり、スピンバ ルブ構造そのものが１対の電流導体および近接するシールドに挟まれた単一スピ ンバルブ構造を示す。 図３Ｂは、図３Ａのスピンバルブタイプ磁気抵抗トランスデューサの部分的な 側面図であり、単一スピンバルブ構造およびこれを部分的に取囲むギャップ誘電 層を通る電流経路を示す。 図４は、本発明に従うスピンバルブタイプ磁気抵抗トランスデューサの代替実 施例のさらなる部分側面図であり、差動信号センサとして使用するための面垂直 電流構成で形成された１対のスピンバルブ構造（「ＳＶ₁」および「ＳＶ₂」）を 示す。 図５は、磁気「読出」ヘッドとして本発明の面垂直電流トランスデューサを応 用するものを構成する従来のディスクドライブの簡単な部分平面図である。好ましい実施例の説明 図１を参照して、先行技術によるスピンバルブセンサ１０構造が、典型的な面 内電流デバイス構成で示されている。先行技術によるスピンバルブセンサ１０は 、直接関係のある部分では、基板１２およびその上の下層１４を含む。活性スピ ンバルブ構造そのものは、非磁性スペーサ層１８（Ｃｕ、ＡｇまたはＡｕといっ た貴金属からなる）により分離された下側の強磁性層１６および上側の強磁性層 ２４として示される２つの強磁性層（遷移金属またはパーマロイといった合金か らなる）を含む。ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎまたはＮｉ−Ｃｏ酸化物といった反強磁性 磁石を含み得るピン止め層２６が、上側の強磁性層２４の上に設けられ、数百エ ルステッド（Ｏｅ）のオーダの異方***換結合をもたらす。したがって、上側の 強磁性層２４の磁化の方向は、空気ベアリング面（ＡＢＳ）に垂直な容易軸でピ ン止めされる。 下層１４（Ｔａなど）およびキャップ層２８（Ｔａを含み得る）が設けられ、 活性構造を保護する。永久磁石層２０および２２は、実質的に垂直な積層構造の 側部に形成され、下側の強磁性層１６に対するドメイン制御をもたらす。 先行技術のスピンバルブセンサ１０はまた、自由強磁性層を挟む２つのピン止 めされた強磁性層を備える二重構成で設けることができる。このような構造によ り、図１に示す構造よりも応答が約５０％増大する。 それにもかかわらず、先行技術のスピンバルブセンサ１０および二重設計双方 には、ＭＲ応答による本質的な劣化が生じる。スピンバルブまたは何らかのＧＭ Ｒ材料におけるＭＲ応答の原因は主として、伝導電子のスピン依存散乱である。 ＣＩＰジオメトリを利用すれば、伝導電子の中には、スペース層１８といったス ピン依存散乱中心がない層に沿う分路により、スピン依存散乱を受けないように されるものがある。さらに、図１の設計は、本質的に抵抗の高い非磁性のピン止 めおよびキャップ層２６および２８を通して電流をスピンバルブ構造に送るよう に大量の電流密度が必要とされる限り、製造上再生可能な磁気読出ヘッド製品と いう点では潜在的に不利である。さらに、読出トラック幅（ＴＷ₁）は正確に定 められないかもしれない。なぜなら、導体（または電流リード線３０、３２）層 は、活性磁気センサ構造と比較して相対的に厚みが大きく、電流リード線３０、 ３２および永久磁石層２０、２２がトラック幅を規定する可能性があるためであ る。これは安定した読出ヘッド動作という点では望ましくない。さらに、バルク ハウゼン雑音抑制を目的として１対の永久磁石層２０、２２の厚みを正確に制御 することは、数十オングストローム（Å）のオーダでしかないこれらの限られた 厚みのスケールのために非常に困難である。たとえば、安定化の強さを決定する ことになる、全磁気モーメント（残留磁気と膜の厚みを乗算したもの、Ｍ_r・ｔ ）を調整するためにより厚みの大きな永久磁石層２０、２２が必要とされるとき 、永久磁石層２０、２２の厚みは、スペーサと上側の強磁性層１８、２４とを組 合せた厚みよりも大きくなり得る。これは本質的に望ましくない、というのも、 さもなければしっかりとピン止めされる上側の強磁性層２４の磁化が変わる可能 性があるためである。 図２を参照して、米国特許出願第０８／４０１，５５３号の開示に従う成形さ れたスピンバルブセンサ５０が示される。この成形スピンバルブセンサ５０の設 計では、基板５２はその上に形成される下層５４を備え、抵抗の高いピン止め層 ５６が強磁性層よりも前に堆積される。ピン止め層５６の堆積の次には、薄い下 の強磁性層５８の堆積が行なわれる。スペーサ層６０および第２の上強磁性層６ ２が次に設けられ、先細りにされた（テーパ）側部を有するメサ状の構造にパタ ーニングされる。テーパ角度（実質的に４５°以下のオーダ）が浅いということ は、製造において全体的に滑らかなデバイストポグラフィとするには有利である 。薄い非磁性分離層６４、６６（Ｃｒなど）が、永久磁石層６８、７０に先行し て、下の強磁性層５８の上かつメサの側部（および先細りにされた側部に近接す るメサの上表面の部分）に設けられ、下の強磁性層５８のピン止めされた磁化方 向を回転させる可能性がある交換結合を防止する。電流リード線７２、７４を面 内電流構成で形成した後には、永久磁石層６８、７０との直接のコンタクトが設 けられる。キャップ層７６は電流リード線７２、永久磁石層６８、７０の一部、 および上の強磁性層６２の覆われていない部分の上にあり、メサ構造の最上部を 形成する。 図示の成形スピンバルブセンサ５０では、読出トラック幅（ＴＷ₂）を規定す るのは永久磁石層６８、７０であり、電流リード線７２、７４ではない。この態 様で、再生可能なトラック幅制御が可能になる。なぜなら、永久磁石層６８、７ ０は典型的に、電流リード線７２、７４を形成する導体層よりも薄いため、後者 にとってはフォトグラフィ上非常に困難ではなくなるからである。さらに、電流 が直接永久磁石層６８、７０および薄い分離層６４、６６を通して活性の上強磁 性層６２に流れる可能性があるため、先行技術によるＣＩＰ設計よりも電流密度 を高めることが可能である。 さらに図３Ａおよび３Ｂを参照して、本発明の具体的な実施例に従う面垂直電 流スピンバルブタイプ磁気抵抗トランスデューサ８０の部分的なＡＢＳが示され る。なお、ピン止め層５６およびピン止めされた強磁性層５８が活性強磁性層６ ２の下にある図２のスピンバルブ構造が、図示の活性のピン止めされた層のより 従来的な配置の代わりに使用され得る。 トランスデューサ８０は直接関係のある部分としては、基板８２を含みその上 には下層８４がある。下層８４の上には絶縁ギャップ層８６がある。第１の磁気 シールド８８は図示のようにギャップ層８６の上にある。酸化アルミニウム（Ａ ｌ₂Ｏ₃）または二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）を含み得る任意のギャップ層９０を 第１の磁気シールド８８の上に形成してもよい。シールド層は、ニッケル鉄（Ｎ ｉＦｅ）、コバルトジルコニウムタンタル（ＣｏＺｒＴａ）、窒化鉄（ＦｅＮ） または他の軟磁性材料あるいはその合金を含んでもよい。シールド層の厚みは２ ミクロン以下のオーダで、ギャップ層９０の場合は１００と１０００Å間であり 得る。 第１の電流導体９２は、ギャップ層９０の上に形成される。第１の電流導体９ ２は１００から１０００オングストロームの間のロジウム（Ｒｈ）、アルミニウ ム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、タンタル（Ｔａ）あるいは銀（Ａｇ）またはこれらの 合金を含み得る。自由に回転する（「自由」または「活性」）層９４は第１の電 流導体９２の上にある。非磁性スペーサ層９６は自由層９４の上にあり、ピン止 めされた層９８がスペーサ層９６の上に形成される。ピン止め層１００はピン止 めされた層９８の上にあり、第１の電流導体９２を形成するのに用いられたもの と同様の材料からなる第２の電流導体１０４がその上に形成される。第１および 第２の電流導体９２、１０４は自由層９４、スペーサ層９６、ピン止めされた層 ９８、およびピン止め層１００と関連付けられ図示のようなスピンバルブ構造１ ０２を構成する。 同様の態様で、任意のギャップ層１０６が第２の電流導体１０４の上にあり、 その上には第２の磁気シールド１０８がある。誘電体ギャップ材料１１０が、図 示のようにスピンバルブ構造１０２ならびに第１および第２の電流導体９２、１ ０４の部分を囲んでいる。 トランスデューサ８０は例示としてのみ、単一スピンバルブ構造１０２として 示され、この構造では、ピン止め層１００がピン止めされた層９８の上にあり、 これらの層の組合せが自由に回転する（「自由」または「活性」）強磁性層９４ の上にあり、スピンバルブ構造１０２そのものが１対の第１および第２の電流導 体９２および９４の間ならびに近接する第１および第２の磁気シールド８８およ び１０８の間に挟まれている。 特定的には図３Ｂを参照して、部分的に包囲するギャップ誘電材料１１０に加 えて、単一のスピンバルブ構造１０２を通る電流経路が示される。トランスデュ ーサ８０にＣＰＰジオメトリを用いると、スピンバルブ構造１０２の各層を電流 が通ることが余儀なくされ、それにより、さもなくばスピン依存散乱と、したが って磁気抵抗応答とを低減し得る分路電流を防ぐ。したがって、ＣＰＰジオメト リのトランスデューサ８０は、比類のＣＩＰデバイスよりも大きな磁気抵抗応答 を示すこととなる。示していないが、ドメイン制御をもたらすようトランスデュ ーサ８０の構造に永久磁石を加えてもよく、用途によっては、導体９２および１ ０４を排除して、トランスデューサ８０の導通経路としてシールド８８および１ ０８を代わりに用いてもよい。 スピンバルブ構造１０２は実質的に例示のとおりであるか、または代替的な実 施例においては、図２のスピンバルブ構造をそれと置換してもよいことに留意す べきである。さらに、スピンバルブ構造１０２は、比較的厚い導体スペース層に よって隔てられた２つまたはそれ以上のスピンバルブを含む二重スピンバルブ型 デバイスであってもよい。二重スピンバルブデバイスのそれぞれのピン止め層を 適切に配向すると、直列に配置された２つのスピンバルブが二重ストライプＡＭ Ｒ磁気抵抗センサと同様に機能し得る。 次に図４をさらに参照して、差動読出ヘッドとして用いられ得るスピンバルブ トランスデューサ１２０の代替的な実施例が示される。トランスデューサ１２０ は基板１２２と、上にある下層１２４と、その上にあるギャップ層１２６と、第 １の磁気シールド１２８とを含む。図３Ａおよび図３Ｂにおける前述の実施例と 同様に、第１の磁気シールド１２８の上にオプションとしてのギャップ層１３０ が設けられてもよい。 同様に、第１のスピンバルブ構造（「ＳＶ₁」）は第１の電流導体１３２と、 自由層１３４と、スペーサ層１３６と、ピン止めされた層１３８と、ピン止め層 １４０とを含む。第１のスピンバルブ構造ＳＶ₁のピン止め層の上には共通の電 流導体（「導体Ｃ」）１４２がある。共通の導体１４２の上には、自由層１４４ と、スペーサ層１４６と、ピン止めされた層１４８と、ピン止め層１５０とを含 む第２のスピンバルブ構造（「ＳＶ₂」）の構造が形成される。第２の電流導体 １５２は第２のスピンバルブ構造ＳＶ₂のピン止め層１５０の上に形成される。 同様に、オプションとしてのギャップ層１５４が第２の電流導体１５２の上に形 成され、その後第２の磁気シールド１５６が形成されてもよい。 以上の図３Ａ、図３Ｂおよび図４に関して説明して示したＣＰＰスピンバルブ トランスデューサはまた、従来のＣＩＰ設計よりも製造および加工が容易である 。なぜなら、このトランスデューサは本質的に平らであるため、フォトリソグラ フィによる加工作業が容易であるからである。さらに、先に開示したＣＰＰスピ ンバルブトランスデューサは、少ない加工工程を用いて製造することができる。 次に、付加的に図５を参照して、この発明の、面垂直電流トランスデューサに 関連して用いることが可能な、ディスクドライブ１７０の、切り取られた概略上 面図が示される。ディスクドライブ１７０は、関連した部分に、中央軸を中心に 回転する多くのディスク１７２を含む。「読出」エレメントとして、この発明に 従ったトランスデューサを含み得る読出／書込ヘッド１７４は、ディスク１７２ の表面１７８上の多くの同心データトラックに対してポジショナ１７６によって 位置付けられ、その、磁化しにくい表面１７８へのデータの書込またはそれから のデータの読出を可能にする。以上に開示したトランスデューサはテープドライ ブおよび他のコンピュータ大容量記憶装置に関連して用いられてもよい。 このように、開示したＣＰＰスピンバルブトランスデューサは、ΔＲ／Ｒ応答 を（従来のＣＩＰジオメトリの約２倍に）高め、平らな加工をもたらし、製造工 程の数を減らすという点で、従来のＣＩＰの設計よりも優れている。 以上に、特定的なデバイス構造および製造技術に関連してこの発明の原理を説 明したが、以上の説明は例示によるものであり、発明の範囲を制限するものでは ないことを明らかに理解すべきである。特に、以上の開示の教示は関連技術にお ける当業者に他の変形を提案し得ることが認められる。このような変形は、それ 自体が既に公知であり、かつここに既に記載した特徴の代わりに、またはその特 徴に加えて用いられ得る、他の特徴にかかわるであろう。この出願において、請 求の範囲は、特定的な特徴の組合せになるよう作成されているが、ここにおける 開示の範囲には、いかなる新しい特徴や明確にまたは潜在的に開示されている特 徴の、いかなる新しい組合せが含まれてもよく、または、それがいずれかの請求 項においてここで請求されている同じ発明に関するかどうかにかかわらず、かつ この発明が直面する同じ技術上の問題のいずれかまたはすべてを軽減するかどう かにかかわらず、当業者には明らかであろうその概念または変形が含まれる。こ れによって、出願人は、この発明またはそこから引出されるさらなる出願の審査 時に、このような特徴および／またはこのような特徴の組合せに対して新しい請 求項を作成する権利を留保する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キム，ヤング・コーン アメリカ合衆国、80302 コロラド州、ボ ウルダー、フォウルサム・ストリート、 1475、アパートメント・186

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．スピンバルブ構造を含み、前記スピンバルブ構造は、その第１の端部に近接 するピン止めされた強磁性層と、対向して配置された、その第２の端部に近接す る、自由に回転する強磁性層とを含み、さらに 前記スピンバルブ構造の前記第１および第２の端部にそれぞれ近接する第１お よび第２の電流導体を含む、トランスデューサ。 ２．前記スピンバルブ構造の前記第１の端部において、前記ピン止めされた層の 上にあるピン止め層をさらに含む、請求項１に記載のトランスデューサ。 ３．前記ピン止めされた磁気性層と自由に回転する磁気性層との間に介在するス ペーサ層をさらに含む、請求項１に記載のトランスデューサ。 ４．前記第１および第２の電流導体に関して横方向に配置された、一般的に平行 でありかつスペースをあけられた第１および第２の磁気シールドをさらに含む、 請求項１に記載のトランスデューサ。 ５．前記第１および第２の電流導体と前記第１および第２の磁気シールドとの間 に介在するよう配置された第１および第２のギャップ層をさらに含む、請求項４ に記載のトランスデューサ。 ６．前記第１および第２の磁気シールドのうちの選択されたものに関して横方向 に配置された基板およびその上にある下層をさらに含む、請求項４に記載のトラ ンスデューサ。 ７．前記下層と、前記第１および第２の磁気シールドのうちの前記選択されたも のとの間に配置された中間ギャップ層をさら含む。請求項６に記載のトランスデ ューサ。 ８．前記ピン止めされた強磁性層および自由に回転する強磁性層が遷移金属を含 む、請求項１に記載のトランスデューサ。 ９．前記遷移金属がパーマロイを含む、請求項８に記載のトランスデューサ。 １０．前記ピン止めされた強磁性層および自由に回転する強磁性層が、実質的に ２０Ａ以上２００Ａ以下の厚さである、請求項１に記載のトランスデューサ。 １１．前記ピン止めされた強磁性層および自由に回転する強磁性層が、実質的に １００Ａの厚さである、請求項１０に記載のトランスデューサ。 １２．前記ピン止め層が、交換結合された反強磁性磁石を含む、請求項２に記載 のトランスデューサ。 １３．前記交換結合された反強磁性磁石が、ＦｅＭＮ、ＮｉＭｎ、ＮｉＯおよび ＮｉＣｏＯを含むグループから選択される、請求項１２に記載のトランスデュー サ。 １４．前記ピン止め層が永久磁石層を含む、請求項２に記載のトランスデューサ 。 １５．前記永久磁石層が、Ｃｒおよびその合金を含むグループから選択される、 請求項１４に記載のトランスデューサ。 １６．前記永久磁石層が、実質的に５０Ａ以上５００Ａ以下の厚さである、請求 項１４に記載のトランスデューサ。 １７．前記スペーサ層が非磁性材料を含む、請求項３に記載のトランスデューサ 。 １８．前記非磁性材料が貴金属を含む、請求項１７に記載のトランスデューサ。 １９．前記スペーサ層が、実質的に２０Ａ以上５０Ａ以下の厚さである、請求項 ３に記載のトランスデューサ。 ２０．前記下層が、ＴａならびにＡｌおよびＳｉの酸化物を含むグループから選 択される、請求項６に記載のトランスデューサ。 ２１．前記第１および第２の電流導体の間にある、前記スピンバルブ構造を実質 的に取り囲む誘電体をさらに含む、請求項１に記載のトランスデューサ。 ２２．前記第１および第２の電流導体が、Ｒｈ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔａ、Ａｇおよび それらの合金を含むグループから選択される、請求項１に記載のトランスデュー サ。 ２３．前記第１および第２のの電流導体が、実質的に１００Ａ以上１０００Ａ以 下の厚さである、前記２２に記載のトランスデューサ。 ２４．前記第１および第２の磁気シールドが、比較的軟性である磁気材料を含む 、請求項４に記載のトランスデューサ。 ２５．前記比較的軟性である磁気材料が、パーマロイ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ およびそれらの合金を含むグループから選択される、請求項２４に記載のトラン スデューサ。 ２６．前記第１および第２の磁気シールドが、実質的に２μ以下の厚さである、 請求項４に記載のトランスデューサ。 ２７．前記第１および第２のギャップ層が、Ａｌ₂Ｏ₃およびＳｉＯ₂を含むグル ープから選択される、請求項５に記載のトランスデューサ。 ２８．前記第１および第２のギャップ層が、実質的に１００Ａ以上１０００Ａ以 下の厚さである、請求項２７に記載のトランスデューサ。 ２９．ヘッドディスクアセンブリと、 それに符号化可能であるデータを有する、前記ヘッドディスクアセンブリ内に 回転可能に含まれる少なくとも１つの磁気記憶媒体と、 前記ヘッドディスクアセンブリ内に可動式に含まれて、前記記憶媒体に対して 前記トランスデューサを位置付け、前記データの、選択された部分の読出を可能 にする少なくとも１つのポジショナ機構とをさらに備える、請求項１に記載のト ランスデューサ。 ３０．第１および第２のスピンバルブ構造を含み、前記第１および第２のスピン バルブ構造の各々は、そのそれぞれの第１の端部に近接するピン止めされた強磁 性層と、そのそれぞの、対向して配置された第２の端部に近接する自由に回転す る強磁性層とを備え、さらに 前記第１および第２のスピンバルブ構造の前記第１および第２の端部にそれぞ れ近接する第１および第２の電流導体と、 前記第１および第２のスピンバルブ構造の前記第２および第１の端部にそれぞ れ近接する共通の電流導体とを含む、トランスデューサ。 ３１．前記第１および第２のスピンバルブ構造の前記第１の端部において、前記 ピン止めされた層の上にあるピン止め層をさらに含む、請求項３０に記載のトラ ンスデューサ。 ３２．前記第１および第２のスピンバルブ構造の前記ピン止めされた磁気性層お よび自由に回転する磁気性層間に介在するスペーサ層をさらに含む、請求項３０ に記載のトランスデューサ。 ３３．前記第１および第２の電流導体に関して横方向に配置された、一般的に平 行であり、かつスペースがあけられた第１および第２の磁気シールドをさらに含 む、請求項３０に含むトランスデューサ。 ３４．前記第１および第２の電流導体と前記第１および第２の磁気シールドとの 間に介在するよう配置された第１および第２のギャップ層をさらに含む、請求項 ３３に記載のトランスデューサ。 ３５．前記第１および第２の磁気シールドのうちの選択されたものに関して横方 向に配置された基板と、その上にある下層とをさらに含む、請求項３３に記載の トランスデューサ。 ３６．前記下層と、前記第１および第２の磁気シールドのうちの前記選択された ものとの間に配置された中間ギャップ層をさらに含む、請求項３５に記載のトラ ンスデューサ。 ３７．前記第１および第２のスピンバルブ構造の、前記ピン止めされた強磁性層 および前記自由に回転する強磁性層が遷移金属を含む、請求項３０に記載のトラ ンスデューサ。 ３８．前記遷移金属がパーマロイを含む、請求項３７に記載のトランスデューサ 。 ３９．前記第１および第２のスピンバルブ構造の、前記ピン止めされた強磁性層 および自由に回転する強磁性層が、実質的に２０Ａ以上２００Ａ以下の厚さであ る、請求項３０に記載のトランスデューサ。 ４０．前記ピン止めされた強磁性層および自由に回転する強磁性層が、実質的に １００Ａの厚さである、請求項３９に記載のトランスデューサ。 ４１．前記ピン止め層が、交換結合された反強磁性磁石を含む、請求項３１に記 載のトランスデューサ。 ４２．前記交換結合された反強磁性磁石が、ＦｅＭＮ、ＮｉＭｎ、ＮｉＯおよび ＮｉＣｏＯを含むグループから選択される、請求項４１に記載のトランスデュー サ。 ４３．前記ピン止め層が永久磁石層を含む、請求項３１に記載のトランスデュー サ。 ４４．前記永久磁石層が、Ｃｒおよびその合金を含むグループから選択される、 請求項４３に記載のトランスデューサ。 ４５．前記永久磁石層が、実質的に５０Ａ以上５００Ａ以下の厚さである、請求 項４４に記載のトランスデューサ。 ４６．前記スペーサ層が非磁性材料を含む、請求項３２に記載のトランスデュー サ。 ４７．前記非磁性材料が貴金属を含む、請求項４６に記載のトランスデューサ。 ４８．前記スペーサ層が、実質的に１０Ａ以上５０Ａ以下の厚さである、請求項 ３２に記載のトランスデューサ。 ４９．前記下層が、ＴａならびにＡｌおよびＳｉの酸化物を含むグループから選 択される、請求項３５に記載のトランスデューサ。 ５０．前記第１および第２の電流導体と前記共通の電流導体との間にある、前記 第１および第２のスピンバルブ構造を実質的に取り囲む誘電層をさらに含む、請 求項３０に記載のトランスデューサ。 ５１．前記第１および第２の電流導体ならびに前記共通の電流導体が、Ｒｈ、Ａ ｌ、Ａｕ、Ｔａ、Ａｇおよびそれらの合金を含むグループから選択される、請求 項３０に記載のトランスデューサ。 ５２．前記第１および第２の電流導体ならびに前記共通の電流導体が、実質的に １００Ａ以上１０００Ａ以下の厚さである、請求項５１に記載のトランスデュー サ。 ５３．前記第１および第２の磁気シールドが、比較的に軟性である磁気材料を含 む、請求項３３に記載のトランスデューサ。 ５４．前記比較的軟性である磁気材料が、パーマロイ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ およびそれらの合金を含むグループから選択される、請求項５３に記載のトラン スデューサ。 ５５．前記第１および第２の磁気シールドが、実質的に２μ以下の厚さである、 請求項３３に記載のトランスデューサ。 ５６．前記第１および第２のギャップ層が、Ａｌ₂Ｏ₃およびＳｉＯ₂を含むグル ープから選択される、請求項３４に記載のトランスデューサ。 ５７．前記第１および第２のギャップ層が、実質的に１００Ａ以上１０００Ａ以 下の厚さである、請求項５６に記載のトランスデューサ。 ５８．ヘッドディスクアセンブリと、 その上に符号化可能なデータを有する、前記ヘッドディスクアセンブリ内に回 転可能に含まれる少なくとも１つの磁気記憶媒体と、 前記ヘッドディスクアセンブリ内に可動式に含まれて、前記記憶媒体に対して 前記トランスデューサを位置付け、前記データの、選択された部分の読出を可能 にする、少なくとも１つのポジショナ機構とをさらに含む、請求項３０に記載の トランスデューサ。