(57)【要約】【課題】感度および安定性が向上した磁気抵抗読取センサを提供する。【解決手段】磁気抵抗読取センサは、２つの電極の間に配置された３層スタックである。３層スタックは、非磁性層によって隔てられた２つの自由層と、スタックの後部に配置され、ストライプ高さに相当する距離だけ浮上面から隔てられたバイアス磁石とを有する。センサ内の電流が絶縁層によって浮上面近くの領域に制限されることで、読取機の感度が向上する。【選択図】図３
2014116068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗センサであって、
第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された３層スタックとを備え、前記スタックは、非磁性層によって隔てられた第１の強磁性層および第２の強磁性層を含み、
前記３層スタックの後端に隣接するバックバイアス磁石と、
前記３層スタックと前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも一方との間の絶縁層とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間を流れる電流が前記３層スタックを通して流れるときに浮上面近傍に制限されるように、前記絶縁層は前記３層スタックを部分的に覆う、磁気抵抗センサ。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記３層スタックを完全に覆い、前記浮上面近くの前記絶縁層の一部は、前記第１の電極と前記第２の電極との間を流れる電流が前記３層スタックを通して流れるときに前記浮上面近傍に制限されるように、絶縁状態から導電状態に変換されている、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記絶縁層は、前記第１の電極と前記３層スタックの一部との間の第１の絶縁層を含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記絶縁層はさらに、前記第２の電極と前記３層スタックの一部との間の第２の絶縁層を含む、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記第１および第２の強磁性層それぞれの磁化の配向は、互いにほぼ垂直であり、浮上面に対して約４５度である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項６】
前記非磁性層は導電体である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項７】
前記非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、またはその合金のうち１つを含む、請求項６に記載のセンサ。
【請求項８】
前記非磁性層は電気絶縁体である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
前記非磁性層は、Ａｌ２Ｏｘ、ＴｉＯｘおよびＭｇＯからなる群より選択される、請求項８に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記第１および第２の強磁性層は自由層である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記自由層は、ＦｅＣｏＢ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅＨｆ、ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏまたはその合金のうち１つを含む、請求項１０に記載のセンサ。
【請求項１２】
上部電極と、
下部電極と、
上部電極と下部電極との間に配置された３層スタックとを備え、前記スタックは、非磁性層によって隔てられた第１の強磁性層および第２の強磁性層を含み、
前記３層スタックの後端に隣接するバックバイアス磁石を備え、
前記上部電極と前記下部電極との間を流れる電流が前記３層スタックを通して流れるときに浮上面近傍に制限されるように、前記上部電極および前記下部電極のうちの少なくとも一方は、前記３層スタックの一部とのみ電気的に接触する、装置。
【請求項１３】
前記上部電極と前記３層スタックの一部との間の絶縁層をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記下部電極と前記３層スタックの一部との間の絶縁層をさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記上部電極と前記３層スタックの一部との間の絶縁層と、前記下部電極と前記３層スタックの一部との間の絶縁層とをさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
絶縁層が前記３層スタックを完全に覆い、前記浮上面近くの前記絶縁層の一部は、前記上部電極と前記下部電極との間を流れる電流が前記３層スタックを通して流れるときに前記浮上面近傍に制限されるように、絶縁状態から導電状態に変換されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１および第２の強磁性層それぞれの磁化の配向は、互いにほぼ垂直であり、浮上面に対して約４５度である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記非磁性層は導電体である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記非磁性層は電気絶縁体である、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１および第２の強磁性層は自由層である、請求項１２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
磁気データ記憶および検索システムにおいて、磁気記録ヘッドは典型的に、磁気ディスクに格納されている磁気的に符号化された情報を検索するための磁気抵抗（ＭＲ）センサを有する読取部を含む。ディスクの表面からの磁束が、ＭＲセンサの１つまたは複数の検知層の磁化ベクトルの回転を引起し、これによってＭＲセンサの電気抵抗率が変化する。この検知層は「自由」層と呼ばれることが多い。なぜなら、検知層の磁化ベクトルは外部の磁束に反応して自由に回転するからである。ＭＲセンサの抵抗率の変化は、電流をＭＲセンサに流してＭＲセンサにかかる電圧を測定することによって検出できる。次に、外部回路が、電圧情報を適切なフォーマットに変換し、必要に応じてこの情報を操作してディスク上で符号化された情報を復元する。
【０００２】
（１）異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサ、（２）スピンバルブセンサおよび多層巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサを含む巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサ、ならびに（３）トンネル巨大磁気抵抗（ＴＧＭＲ）センサという３つの一般的なカテゴリで特徴付けることができるＭＲセンサが開発されてきた。
【０００３】
トンネルＧＭＲ（ＴＧＭＲ）センサは、センサの磁性層が、磁性層と磁性層の間で電子をトンネルさせるのに十分薄い絶縁膜によって隔てられている点を除いてＧＭＲセンサに類似する、一連の交互にされた磁性層と非磁性層とを有する。ＴＧＭＲセンサの抵抗は、磁性層の磁化の相対的な配向に依存し、磁性層それぞれの磁化が平行である構成では最小であり、磁性層それぞれの磁化が反平行である構成では最大である。
【０００４】
すべての種類のＭＲセンサにおいて、磁化回転はディスクからの磁束に応じて生じる。磁気ディスクの記録密度は増加し続けておりこれに伴ってディスク上のトラックおよびビットの幅を小さくしなければならない。このため、ＭＲセンサをより一層小さくするとともにシールドとシールドの間隔をより狭くすることが必要になる。ＭＲセンサ、特に寸法が約１００ナノメートル（ｎｍ）未満のセンサがさらに小型化されると、こういったセンサは、磁気ディスクからの印加磁場に対して望ましくない磁気応答をする可能性がある。ＭＲセンサは、たとえ小さなセンサでも、磁気ノイズがなくディスクに書込まれたデータを正確に復元するのに十分な振幅を信号に与えるように、設計しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＧＭＲおよびＴＧＭＲ読取機は、自由層と参照層の間の抵抗を利用して媒体の漂遊磁界を検出することにより、格納された情報を読出すことができる。参照層の磁化は、強磁性ピン止め（pinned）層による反強磁性結合相互作用を通して固定され、この強磁性ピン止め層も反強磁性（ＡＦＭ）材料によってピン止めされる。上記参照層およびピン止め層は、これらの間にある反強磁性結合層とともに、いわゆる合成反強磁性（ＳＡＦ）構造である。この種の構成には２つの重大な欠点がある。第１に、複雑な多層構造であるため、シールドとシールドの間隔が大きい。シールドとシールドの間隔の継続的縮小が要求されているが、この要求は、センサ内の個々の層の厚みの減少に伴い現れる不安定性によって制限される。たとえば、ＡＦＭ材料のピン止め（pinning）強度は、その厚みの減少に伴い低下する。結果として、参照層が十分にピン止めされていないときには、ピン止めが弱いＳＡＦ構造はセンサノイズの増加につながる。従来のＧＭＲおよびＴＧＭＲセンサのもう１つの欠点は、ＡＢＳ面において永久磁石（ＰＭ）を使用して適切な自由層バイアス状態を作り出さねばならないことである。読取機のシールドとシールドの間隔を小さくするには、ＰＭの厚みを減少させねばならないため、所望のＰＭバイアス磁界を得るのがますます困難になる。
【０００６】
２つの自由層を有する３層読取機は、これらの問題に対する１つの解決策である。３層構造では、磁化がハサミ状の配向である２つの自由層を用いて媒体の磁束を検出する。合成反強磁性（ＳＡＦ）および反強磁性（ＡＦＭ）層は不要であり、自由層のバイアスは、自由層双方の端部が浮上面（air bearing surface）にあるときの、後端の永久磁石と減磁場の組合せから生じる。ＰＭは、ＡＢＳ面よりも奥にあるので、ＰＭ材料特性およびバイアス磁界を犠牲にすることなくシールドとシールドの間隔をより小さくする機能は妨げられない。ストライプ高さおよび後端の磁気バイアスが小さい３層読取機は、高い読出信号を有するが、磁気的には不安定でプロセス変動の影響を非常に受けやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
概要
磁気抵抗センサは、キャップ層と、非磁性層によって隔てられた第１の強磁性層および第２の強磁性層と、シード層とを含む３層スタックを備える。この３層センサは、スタックの後端に配置されたバックバイアス磁石によってバイアスされる。スタックを通る電流が浮上面近傍に制限されて感度が増すように、絶縁層が３層スタックを部分的に覆う。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】磁気読取／書込ヘッドの浮上面（ＡＢＳ）に垂直な面に沿う、磁気読取／書込ヘッドおよび磁気ディスクの概略断面図である。
【図２】図１の磁気読取／書込ヘッドのＡＢＳの概略図である。
【図３】面に垂直に電流を流す（ＣＰＰ）典型的な３層センサスタックのＡＢＳの概略図を示す。
【図４】図３に示される断面Ａ−Ａに沿うセンサスタックの概略断面図である。
【図５】図３の断面Ｂ−Ｂに沿う、ストライプ高さが小さい３層センサの概略断面図である。
【図５Ａ】図５の３層センサの磁界強度のグラフである。
【図６】図３の断面Ｂ−Ｂに沿う、ストライプ高さが大きい３層センサの概略断面図である。
【図６Ａ】図６の３層センサの磁界強度のグラフである。
【図７】本発明に従う３層センサの４つの異なる実施例のうちの１つの概略断面図である。
【図８】本発明に従う３層センサの４つの異なる実施例のうちの１つの概略断面図である。
【図９】本発明に従う３層センサの４つの異なる実施例のうちの１つの概略断面図である。
【図１０】本発明に従う３層センサの４つの異なる実施例のうちの１つの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
詳細な説明
図１は、磁気読取／書込ヘッド１０の浮上面（ＡＢＳ）に垂直な面に沿う、磁気読取／書込ヘッド１０および磁気ディスク１２の概略断面図である。磁気読取／書込ヘッド１０の浮上面ＡＢＳは、磁気ディスク１２のディスク面１６に対向する。磁気ディスク１２は、磁気読取／書込ヘッド１０に対して、矢印Ａで示す方向に移動または回転する。好ましくは、浮上面ＡＢＳとディスク面１６との間隔は、磁気読取／書込ヘッド１０と磁気ディスク１２との接触を回避しつつ最小にされる。
【００１０】
磁気読取／書込ヘッド１０の書込部分は、上部極１８と、絶縁体２０と、導電コイル２２と、下部極／上部シールド２４とを含む。導電コイル２２は、上部極１８と上部シールド２４との間の適所で、絶縁体２０を利用して保持される。導電コイル２２は、図１では２層のコイルとして示されているが、磁気読取／書込ヘッド設計の分野では周知のように、任意の数の層のコイルで形成してもよい。
【００１１】
磁気読取／書込ヘッド１０の読取部分は、下部極／上部シールド２４と、下部シールド２８と、磁気抵抗（ＭＲ）スタック３０とを含む。ＭＲスタック３０は、下部極２４および下部シールド２８それぞれの終端の間に位置する。下部極／上部シールド２４は、シールドとしての機能と、上部極１８と共に使用される共有極としての機能双方を有する。
【００１２】
図２は、磁気読取／書込ヘッド１０の浮上面ＡＢＳの概略図である。図２は、図１の磁気読取／書込ヘッド１０の浮上面ＡＢＳに沿って現れる、磁気読取／書込ヘッド１０の磁気的に重要な要素の場所を示す。図２において、磁気読取／書込ヘッド１０のすべての間隔および絶縁層は、明確にするために省略している。下部シールドと２８と下部極／上部シールド２４との間を離すことによってＭＲスタック３０の場所を設けている。検知電流を、下部極／上部シールド２４および下部シールド２８を介してＭＲスタック３０を通して流す。図１および図２において検知電流が下部極／上部シールド２４および下部シールド２８を通して注入されている間、他の構成は、ＭＲスタックを下部極／上部シールド２４および下部シールド２８から電気的に絶縁し、さらなるリードが検知電流をＭＲスタック３０に与える。検知電流がＭＲスタック３０を通して流れると、読取センサは抵抗応答を示し、結果として出力電圧が変化する。検知電流はＭＲスタック３０の面に対して垂直に流れるので、磁気読取／書込ヘッド１０の読取部は、面に垂直に電流を流す（ＣＰＰ（current perpendicular to plane））タイプの装置である。磁気読取／書込ヘッド１０は例示にすぎず、本発明に従い他のＣＰＰ構成を使用してもよい。
【００１３】
図３は、３層ＭＲスタック５１を含む典型的な３層ＣＰＰ  ＭＲセンサ５０のＡＢＳの図を示す。ＭＲスタック５１は、金属キャップ層５２と、第１の自由層５４と、非磁性層５６と、第２の自由層５８と、金属シード層６０とを含む。３層ＭＲスタック５１は、下部極／上部シールド２４と下部シールド２８との間に配置される。
【００１４】
動作時は、検知電流ＩＳが、３層ＭＲスタック５１の層５２〜６０の面に対して垂直に流れ、第１の自由層５４および第２の自由層５６それぞれの磁化方向の間に形成される角度の余弦に比例する抵抗を受ける。次に、３層ＭＲスタック５１にかかる電圧を測定することにより抵抗の変化を求め、結果として得られる信号を用いて磁気媒体から符号化された情報を復元する。なお、３層ＭＲスタック５１構成は例示にすぎず、本発明に従い３層ＭＲスタック５１の他の層構成を使用してもよいことに留意されたい。
【００１５】
３層ＭＲスタック５１における第１の自由層５４および第２の自由層５８それぞれの磁化の配向は、反平行であり、最初に他の磁界または磁力がない状態ではＡＢＳと平行に設定されている。自由層がこのように反平行方向に整列するのは、これら２つの自由層の間の静磁場相互作用のためであり、読取機の幅（ＲＷ)がストライプ高さ（ＳＨ）よりも大きい時に生じる。読取機の感度を高めるためには、好ましくは、２つの自由層の整列が互いに直交する整列で各々がＡＢＳに対して約４５度の角度をなす。これは、各自由層をバイアスする、３層ＭＲスタック５１の後方にあるバックバイアス磁石（図３には示されていない）によって実現される。図３の断面Ａ−Ａに沿うＣＰＰ  ＭＲセンサ５０の概略断面図である図４は、ＡＢＳよりも奥に設けられ下部極／上部シールド２４と下部シールド２８との間に位置するバックバイアス磁石６２を示す。ＡＢＳの後方の３層センサスタック５１の長さは、ストライプ高さＳＨであり、以下で示されるように、記載される実施例において重要な変数である。
【００１６】
図３における断面Ｂ−Ｂに沿う、３層ＣＰＰ  ＭＲセンサ５０のＡＢＳに対して垂直な概略断面図が図５に示される。示されている浮上面ＡＢＳを有する３層ＭＲスタック５１Ａは、記録媒体１２の上方に配置されている。示されているバックバイアス磁石６２は、浮上面ＡＢＳよりも奥にある３層ＭＲスタック５１Ａの上方に配置されている。
【００１７】
３層ＭＲスタック５１Ａの層構造は、３層ＭＲスタック５１と同一である。バックバイアス磁石６２の磁化は、矢印６３で示され、浮上面ＡＢＳに向かう下向きの垂直方向である。３層ＭＲスタック５１の第１の自由層ＦＬ１および第２の自由層ＦＬ２の磁化が、それぞれ矢印５３Ａおよび５５Ａによって概略的に示される。先に述べたように、バックバイアス磁石６２がないとき、磁化５３Ａおよび５５Ａは、ＡＢＳに対して平行で、かつ互いに反平行であろう。バックバイアス磁石６２があるときは、磁化５３Ａおよび５５Ａは強制的に図示のようなハサミ状の関係にされる。
【００１８】
図５Ａのグラフの曲線５７Ａは、３層ＭＲスタック５１Ａにおける、記録媒体１２からの磁界強度Ｈｍｅｄｉａを示す。図５Ａに示されるように、センサの磁界強度は、ＡＢＳからの距離の関数として指数的に低下する。図５に示されるセンサ形状においては、読取機の幅ＲＷは、３層スタック５１Ａのストライプ高さＳＨＡよりも大きい。自由層ＦＬ１およびＦＬ２の磁化５３Ａおよび５５Ａがハサミ状の関係にあるので、結果として感度が増す。なぜなら、これらの磁化はどちらも媒体の磁束Ｈｍｅｄｉａに対して自由に反応するからである。しかしながら、製造中のプロセス変動によって生じた小さな変化が、センサ出力の許容できないほど大きな変動を引起す、または、製品歩留まりを許容できないレベルまで低下させるであろう磁気的に不安定な部品さえ生じさせる可能性がある。
【００１９】
図５に示されるセンサ形状の変形が図６に示される。示されているバックバイアス磁石６２は、浮上面ＡＢＳから離れて、３層ＭＲスタック５１Ｂの上方に配置される。３層ＭＲスタック５１Ｂの層構造は、３層ＭＲスタック５１と同一である。３層ＭＲスタック５１Ｂと３層ＭＲスタック５１Ａの違いは、３層ＭＲスタック５１Ｂのストライプ高さＳＨＢが、３層ＭＲスタック５１Ｂの読取機幅ＲＷの２倍以上の長さであることである。センサスタック５１Ａおよび５１Ｂ双方の読取機幅ＲＷは同一である。バックバイアス磁石６２の磁化は、矢印６３で示され、浮上面ＡＢＳに向かう下向きの垂直方向である。第１の自由層ＦＬ１および第２の自由層ＦＬ２の磁化は、それぞれ矢印５３Ｂおよび５５Ｂで概略的に示される。
【００２０】
３層ＭＲスタック５１Ａの磁化の配向と異なり、３層ＭＲスタック５１Ｂの後端における各自由層の磁化は、安定しており、矢印６３で示されるバックバイアス磁石６２の磁化に対して平行である。３層ＭＲスタック５１Ｂのストライプ高さが大きいため、矢印５３Ｂおよび５５Ｂによって示されるように、自由層ＦＬ１およびＦＬ２の磁化は自然に緩和されＡＢＳ近くでは分岐した配向となる。これは、ＦＬ１とＦＬ２との間の静磁相互作用のためである。３層センサスタック５１Ｂの安定性および堅牢性は、３層ＭＲスタック５１Ａのものをはるかに上回る。しかしながら、高められた安定性にはコストが伴う。ストライプ高さが増した結果、３層ＭＲスタック５１Ｂの長さのほとんどは、磁気抵抗検知信号に寄与しない。むしろ、センサスタックの後端が電気的分路として機能することにより、センサ出力が低下する。
【００２１】
以下で述べる発明の実施例により、この問題を回避し、強固な安定性および増大した感度を有する３層読取センサを提供する。
【００２２】
本発明の代表的な実施例が図７においてＣＰＰ  ＭＲセンサ７０によって示される。ＣＰＰ  ＭＲセンサ７０において、３層ＭＲスタック７１のストライプ高さは、図６に示される読取機の幅ＲＷの少なくとも２倍である。ＣＰＰ  ＭＲセンサ７０は、下部極／上部シールド２４と下部シールド２８との間に位置付けられた３層ＭＲスタック７１からなり、後部ギャップ磁石６２が、図４に示されるＣＰＰ  ＭＲセンサ５０におけるように３層ＭＲスタック５１の後方にある。違いは、ＣＰＰ  ＭＲセンサ７０では絶縁層７２が３層ＭＲスタック７１と下部シールド２８との間に位置している点である。絶縁層７２が下部シールド２８の後端からＡＢＳに近いある距離のところまで延びることにより、下部シールド２８から３層ＭＲスタック５７を通って下部極／上部シールド２４に向かう電流の流れを狭くしている。矢印で示されるように、ＡＢＳ付近の電流の流れを狭くすることによって、３層ＭＲスタック７１の後端における電気的分路が妨げられ、結果としてセンサ出力が増す。
【００２３】
別の代表的な実施例が図８に示される。ＣＰＰ  ＭＲセンサ８０は、下部極／上部シールド２４と下部シールド２８との間に配置され大きなストライプ高さを有する３層ＭＲスタック７１からなり、後方ギャップ磁石６２が３層ＭＲスタック７１の後ろにある。この場合、絶縁層７３は、下部極／上部シールド２４と３層ＭＲスタック７１との間に配置される。絶縁層７３は、下部シールド２８の後端から、ＡＢＳに近いある距離のところまで延びることにより、矢印で示される、上部シールド２４から３層ＭＲスタック７１を通って下部シールド２８に向かう電流の流れを狭くしている。ＡＢＳ付近の電流の流れを狭くすることによって、３層ＭＲスタック７１の後端における電気的分路が妨げられ、結果としてセンサ出力が増す。
【００２４】
本発明のもう１つの代表的な実施例が図９に示される。ＣＰＰ  ＭＲセンサ９０は、下部極／上部シールド２４と下部シールド２８との間に配置され大きなストライプ高さを有する３層ＭＲスタック７１からなり、後方ギャップ磁石６２が３層ＭＲスタック７１の後ろにある。この場合、絶縁層７３は、下部極／上部シールド２４と３層ＭＲスタック７１との間に配置され、絶縁層７２は、下部シールド２８と３層ＭＲスタック７１との間に配置される。絶縁層７２および７３は、上部シールド２４および下部シールド２８の後端から、ＡＢＳに近いある距離のところまで延びることにより、下部極／上部シールド２４と下部シールド２８との間、または下部シールド２８と下部極／上部シールド２４との間の、３層ＭＲスタック７１を通した電流の流れを狭くしている。ＡＢＳ付近の電流の流れを狭くすることによって、３層ＭＲスタック７１の後端における電気的分路が妨げられ、結果としてセンサ出力が増す。
【００２５】
別の実施例が図１０に示される。ＣＰＰ  ＭＲセンサ１００は、下部極／上部シールド２４と下部シールド２８との間に配置され大きなストライプ高さを有する３層ＭＲスタック７１からなり、後方ギャップ磁石６２が３層ＭＲスタック７１の後ろにある。絶縁層７２は下部シールド２８の後端からＡＢＳまで延びている。この場合、ＡＢＳ近くの絶縁層７２の部分は、処理されて絶縁層７２から導電部７４に変換されている。導電部７４は、矢印で示される、下部シールド２８から３層ＭＲスタック７１を通って下部極／上部シールド２４に向かう電流の流れを狭くしている。電流が３層ＭＲスタック７１を流れるときにＡＢＳ付近の電流の流れを狭くすることにより、３層ＭＲスタック７１の後端における電気的分路が妨げられ、結果としてセンサ出力が増す。
【００２６】
絶縁層７２は、ＡＢＳが多数の工程によってラッピングされた後に、導電領域７４に変換してもよい。こうした工程のうちいくつかをここで説明する。１つの方策は、同時にスパッタリングされたＦｅとＳｉＯ２を絶縁層として使用することである。結果として得られるＦｅ／ＳｉＯ２層は、非晶質であり電気抵抗がある。ＡＢＳの優先的な熱処理により、ＡＢＳをレーザビームに当てることで約３５０℃〜４００℃という適当な温度にすると、Ｆｅ分離が生じ、ＡＢＳ近くに導電チャネルが形成される。もう１つの方策は、ＴｉＯｘバリア層を絶縁層として使用することである。通常の雰囲気または水素中でＴｉＯｘ絶縁層を含むＡＢＳをラッピングすると、ＴｉＯｘに欠陥が形成されこれが導電チャネルを形成することにより、ＡＢＳで電流が流れる。
【００２７】
ＡＢＳで導電チャネルに変換されてＡＢＳでセンサスタック７１を通る電流の流れを狭くする絶縁層を、下部極／上部シールド２４とスタック７１との間および下部シールド２８とスタック７１との間に配置することもできる。なお、上記センサスタックは例示にすぎず、本発明に従い他の構成を使用してもよいことに留意されたい。
【００２８】
本発明について代表的な実施例を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲を超えることなくさまざまな変更を行なうことができ均等物をその要素と置き換えてもよいことを、当業者は理解するであろう。加えて、数多くの修正を行ない特定の状況または材料を本発明の本質的な範囲を超えることなく本発明の教示に合わせてもよい。したがって、本発明は開示された特定の実施例に限定されるのではなく以下の請求項の範囲に含まれるすべての実施例を含むことが、意図されている。
【図１】
2014116068.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
2014116068.tif 000011
【図８】
2014116068.tif 000012
【図９】
2014116068.tif 000013
【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年2月12日(2014.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗センサであって、
第１の電極および第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された３層スタックとを備え、前記スタックは、非磁性層によって隔てられた第１の強磁性層および第２の強磁性層を含み、
前記３層スタックの後端に隣接するバックバイアス磁石と、
前記３層スタックと前記第１の電極および前記第２の電極のうちの少なくとも一方との間の絶縁層とを備え、前記第１の電極と前記第２の電極との間を流れる電流が前記３層スタックを通して流れるときに浮上面近傍に制限されるように、前記絶縁層は前記３層スタックを部分的に覆い、
前記３層スタックの長さは、前記３層スタックの幅の２倍以上である、磁気抵抗センサ。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記３層スタックを完全に覆い、前記浮上面近くの前記絶縁層の一部は、前記第１の電極と前記第２の電極との間を流れる電流が前記３層スタックを通して流れるときに前記浮上面近傍に制限されるように、絶縁状態から導電状態に変換されている、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記絶縁層は、前記第１の電極と前記３層スタックの一部との間の第１の絶縁層を含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記絶縁層はさらに、前記第２の電極と前記３層スタックの一部との間の第２の絶縁層を含む、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
前記第１および第２の強磁性層それぞれの磁化の配向は、互いにほぼ垂直であり、浮上面に対して約４５度である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項６】
前記非磁性層は導電体である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項７】
前記非磁性層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、またはその合金のうち１つを含む、請求項６に記載のセンサ。
【請求項８】
前記非磁性層は電気絶縁体である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
前記非磁性層は、Ａｌ２Ｏｘ、ＴｉＯｘおよびＭｇＯからなる群より選択される、請求項８に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記第１および第２の強磁性層は自由層である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１１】
前記自由層は、ＦｅＣｏＢ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅＨｆ、ＮｉＦｅ、ＦｅＣｏまたはその合金のうち１つを含む、請求項１０に記載のセンサ。
【請求項１２】
上部電極と、
下部電極と、
上部電極と下部電極との間に配置された３層スタックとを備え、前記スタックは、非磁性層によって隔てられた第１の強磁性層および第２の強磁性層を含み、
前記３層スタックの後端に隣接するバックバイアス磁石を備え、
前記上部電極と前記下部電極との間を流れる電流が前記３層スタックを通して流れるときに浮上面近傍に制限されるように、前記上部電極および前記下部電極のうちの少なくとも一方は、前記３層スタックの一部とのみ電気的に接触し、
前記３層スタックの長さは、前記３層スタックの幅の２倍以上である、装置。
【請求項１３】
前記上部電極と前記３層スタックの一部との間の絶縁層をさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記下部電極と前記３層スタックの一部との間の絶縁層をさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記上部電極と前記３層スタックの一部との間の絶縁層と、前記下部電極と前記３層スタックの一部との間の絶縁層とをさらに備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
絶縁層が前記３層スタックを完全に覆い、前記浮上面近くの前記絶縁層の一部は、前記上部電極と前記下部電極との間を流れる電流が前記３層スタックを通して流れるときに前記浮上面近傍に制限されるように、絶縁状態から導電状態に変換されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１および第２の強磁性層それぞれの磁化の配向は、互いにほぼ垂直であり、浮上面に対して約４５度である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１８】
前記非磁性層は導電体である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１９】
前記非磁性層は電気絶縁体である、請求項１２に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１および第２の強磁性層は自由層である、請求項１２に記載の装置。