(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気軸受面（ＡＢＳ）から第１の距離を延在する少なくとも１つのシールドに近接する磁気抵抗（ＭＲ）リーダを含み、ＭＲリーダは、ＡＢＳから第２の距離を延在し、シールドは、ＭＲリーダに接触するように近接し、ＡＢＳから第１の距離未満かつ第２の距離よりも大きい第３の距離を延在する、安定化構造を有し、
前記第３の距離に対する前記安定化構造の幅の比である、前記安定化構造のアスペクト比は、１より大きく、
シールドは第１の幅を有し、安定化構造は、ＭＲリーダおよび側方に配置されたバイアス印加磁石の対の幅と一致する第２の幅を有し、第２の幅は第１の幅未満である、装置。
【請求項２】
シールドは、幅および深さによって定まる第１の面積を有するシールド層を有し、安定化構造は、第１の面積未満である第２の面積を有し、ＭＲリーダは、第２の面積未満である第３の面積を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
安定化構造における強磁性層は所定の磁化を有する、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
強磁性層は、ＭＲリーダにデフォルト磁化をあたえる側方バイアス印加磁石に磁気的に結合される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
強磁性層は反強磁性層によって固定される、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
強磁性層は少なくとも１つの合成反強磁性物質（ＳＡＦ）を含む、請求項３に記載の装置。
【請求項７】
シールドおよび安定化構造は後端シールドとして協調して機能する、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
空気軸受面（ＡＢＳ）上に構成され、ＡＢＳに垂直な第１のストライプ高さ距離を延在する磁気抵抗（ＭＲ）リーダと；
ＡＢＳ上に構成され、ＡＢＳに垂直な第２のストライプ高さ距離を延在する頂部シールドと；
ＡＢＳ上に位置決めされ、ＭＲリーダおよび頂部シールドの両方に結合された安定化構造とを含み、安定化構造は、第１のストライプ高さ距離より大きくかつ第２のストライプ高さ距離未満である第３のストライプ高さを有し、
前記安定化構造の前記第３のストライプ高さに対する前記安定化構造の幅の比である、前記安定化構造のアスペクト比は、１より大きく、
頂部シールドは第１の幅を有し、安定化構造は、ＭＲリーダおよび側方に配置されたバイアス印加磁石の対の幅と一致する第２の幅を有し、第２の幅は第１の幅未満である、データ記憶装置。
【請求項９】
安定化構造は、幅および深さによって定まる第１の面積を有し、ＭＲリーダは幅および深さによって定まる第２の面積を有し、頂部シールドは幅および深さによって定まる第３の面積を有し、第１の面積は、第２の面積より大きく、第３の面積未満である、請求項８に記載のデータ記憶装置。
【請求項１０】
側方バイアス印加磁石間に配置される磁気抵抗（ＭＲ）リーダと；
空気軸受面（ＡＢＳ）から第１の長さ、幅および距離を有し、ＭＲリーダおよび側方バイアス印加磁石に接触するように近接する安定化構造とを含み、安定化構造は望ましくない磁束を能動的に遮断するために所定の磁化に設定され；さらに、
ＡＢＳから第２の長さ、幅および距離を有し、望ましくない量の磁束を受動的に遮断するよう構成されたシールド層を含み、ＡＢＳからの第２の距離は第１の距離より大きく、
前記安定化構造の深さに対する前記安定化構造の幅の比である、前記安定化構造のアスペクト比は、１より大きく、
ＭＲリーダは、ＡＢＳから第３の長さ、幅および距離を有し、
ＡＢＳからの第３の距離は第１の距離および第２の距離よりも小さく、
第１の幅は、第２の幅未満であるとともに、ＭＲリーダおよび側方バイアス印加磁石の対の幅に一致し、
安定化構造は、幅および深さによって定まる第１の面積を有し、シールド層は幅および深さによって定まる第２の面積を有し、ＭＲリーダは幅および深さによって定まる第３の面積を有し、第１の面積は、第３の面積より大きく、第２の面積未満である、磁気素子。
【請求項１１】
シールドは、遭遇した磁束に磁気的に応答し、安定化構造は、磁束に応答して所定の磁化を維持する、請求項１０に記載の磁気素子。
【請求項１２】
安定化構造は、非磁性スペーサ層によって分離された第１および第２の強磁性層を含む合成反強磁性体（ＳＡＦ）に結合された反強磁性体を含む、請求項１０または１１に記載の磁気素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明のさまざまな実施例は、一般に、望ましくない磁束から磁気抵抗素子を保護することができ得る磁気シールドに向けられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
概要
この発明のさまざまな実施例は、一般に、望ましくない磁束から磁気抵抗素子を保護することができ得る磁気シールドに向けられる。
【０００３】
さまざまな実施例に従って、磁気抵抗（ＭＲ）リーダは、空気軸受面（ＡＢＳ）から第１の距離を延在する少なくとも１つのシールドに近接する。シールドは、ＭＲリーダに接触するように近接し、ＡＢＳから第１の距離未満である第２の距離を延在する、安定化構造を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】データ記憶装置の実施例の概略図である。
【図２】データ記憶装置の一部の実施例の斜視図である。
【図３】図２において示されたデータ記憶装置の部分において用いることができる磁気素子の実施例の概略図である。
【図４Ａ】図３の磁気素子において用いることができる磁気リーダの実施例のブロック図である。
【図４Ｂ】図３の磁気素子において用いることができる磁気リーダの実施例のブロック図である。
【図５】図４Ａの磁気リーダにおいて用いることができるシールド構成の実施例のブロック図である。
【図６】図４Ａの磁気リーダにおいて用いることができるシールド構成の実施例のブロック図である。
【図７Ａ】図４Ａの磁気素子において用いることができる安定化構造の実施例を示す図である。
【図７Ｂ】図４Ａの磁気素子において用いることができる安定化構造の実施例を示す図である。
【図８】この発明のさまざまな実施例に従って行われる素子製作ルーチンを図で表すフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
詳細な記載
この開示は、一般に、望ましくない磁束から磁気抵抗（ＭＲ）素子を保護することができる磁気シールドに関する。エレクトロニクス装置がより精巧になるにつれて、より大きなデータ容量に対する需要は、データ記憶媒体に書込まれるデータのサイズにさらなる重点を置き、それは結果的に磁気シールドサイズにおける低減という結果となる。より小さな磁気シールドは、望ましくない磁束からＭＲ素子を十分に保護する能力の低下により、意図せずして磁気的不安定性を経験する場合がある。
【０００６】
したがって、この発明のさまざまな実施例は、空気軸受面（ＡＢＳ）から第１の距離を延在する少なくとも１つのシールドに近接する磁気抵抗（ＭＲ）リーダに一般に向けられる。シールドは、ＭＲリーダに接触するように近接し、ＡＢＳから第１の距離未満である第２の距離を延在する、安定化構造を有してもよい。ＭＲリーダのまわりにおける安定化構造の集中は、改善された磁束遮蔽およびノイズ打消しを介して高められたシールドを可能にし得る。
【０００７】
データ記憶装置１００の実施例が図１において提供される。装置１００は、この発明のさまざまな実施例を実施することができる非限定的な環境を示す。装置１００は、基部デッキ１０４および頂部カバー１０６から形成された実質的に封止されたハウジング１０２を含む。内部に配置されたスピンドルモータ１０８は多くの磁気記憶媒体１１０を回転させるように構成される。媒体１１０は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１１２に各々支持されるデータ変換器（読取り／書込みヘッド）の対応するアレイによってアクセスされる。
【０００８】
各ＨＧＡ１１２は、可撓性サスペンション１１６を含むヘッドスタックアセンブリ１１４（「アクチュエータ」）によって支持することができ、可撓性サスペンション１１６は、剛性のアクチュエータアーム１１８によって支持される。アクチュエータ１１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１２２への電流の印加を介してカートリッジ軸受アセンブリ１２０のまわりを旋回してもよい。かくして、ＶＣＭ１２２の被制御動作は、ＨＧＡ１１２の変換器１２４を、媒体表面に規定されたトラック（図示せず）と整列させて、データをそれに格納するか、またはデータをそこから検索する。変換器１２４の適切な整列を維持する一方でトラックの幅を減少させる能力は、少なくとも１つの変換磁気素子の動作上の幅を減少させることによって達成することができる。したがって、装置１００は、より微細な面積上の分解能に対応する、低減された動作上の幅を有する変換素子の組込みを介して、増加した容量を有することができる。
【０００９】
図１のデータ記憶装置１００のデータ変換部分１３０の一例が、図２において示される。変換部分１３０は、プログラミングされたビット１３８を格納することができる磁気記憶媒体１３６上に変換ヘッド１３４を位置決めする作動アセンブリ１３２を有する。記憶媒体１３６は、空気軸受面（ＡＢＳ）１４２を生じさせるために使用の間回転するスピンドルモータ１４０に取付けられ、空気軸受面（ＡＢＳ）１４２の上において作動アセンブリ１３２のスライダ部分１４４は変換ヘッド１３４を含むヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）１４６を媒体１３６の所定の部分上に位置決めするよう浮上する。
【００１０】
変換ヘッド１３４は、磁気ライタおよび磁気的に応答するリーダのような、それぞれ、データをプログラミングし、データを記憶媒体１３６から読取るよう動作する、１つ以上の変換素子を含むことができる。かくして、作動アセンブリ１３２の制御された動きは、変換器を、記憶媒体表面に規定されたトラック（図示せず）と整列させて、データを書込み、読出し、書き換える。
【００１１】
図３は、図２の作動アセンブリにおいて用いられることができる変換ヘッド１５０の断面のブロック図の例を示す。ヘッド１５０は、磁気リーダ１５２およびライタ１５４のような、個々にまたは同時に動作して図２の媒体１３６のような近接する記憶媒体にデータを書込むかまたはそれからデータを検索することができる、１つ以上の磁気素子を有し得る。各磁気素子１５２および１５４は、あらかじめ定められ分離された読取りおよび書込みトラック１５６および１５８を独立して規定する、複数の磁気シールドおよび変換素子とともに構築される。
【００１２】
示されるように、磁気読取素子１５２は、先頭シールド１６２と後端シールド１６４との間に配置された磁気抵抗リーダ層１６０を有する。一方、書込素子１５４は、近接する記憶媒体に所定の磁気配向をあたえるために書込回路を形成する書込み磁極１６６およびリターン磁極１６８を有する。リターン磁極１６８は非磁性材料のギャップ層１７０によって読取素子１５２から分離され、一方、書込み磁極１６６は、ダウントラックシールド１７２と、書込み磁極１６６およびリターン磁極１６８の分離を維持するアップトラックシールド１７４との間に配置される。
【００１３】
書込素子１５４は、リターン磁極１６８で終わる書込み回路を介して伝搬するよう書込み磁極１６６上に磁束をあたえることができる１つまたは多くの個々のワイヤであり得るコイル１７６をさらに含む。付加的な絶縁層１７８、１８０および１８２は、変換ヘッド１５０内において磁束の漏れを防ぐためにコイル１７６、書込み磁極１６８およびＭＲリーダ層１６０をそれぞれ取り囲む。
【００１４】
各磁気素子１５２および１５４のまわりのさまざまなシールドおよび絶縁材料は、同様の磁界集束をあたえるが、ＡＢＳ１８４上のシールドは、磁界を所定のトラック１５６および１５８内において集束するよう構成される。すなわち、絶縁材料１７８および１７６は書込み磁極１６６上に磁界を収束させ、一方、シールド１６２、１６４および１７２の各々は所定のトラック１５６および１５８の外部での磁界の移動を防ぐ。
【００１５】
変換ヘッド１５０のシールドは、図２のビット１３６のような外部ビットとの遭遇のタイミングに関するそれらの位置が特徴になり得る。言いかえれば、変換素子１５８および１６４の前に外部ビットに遭遇するシールドは「先頭」シールドであり、一方、変換素子の後にビットを見るシールドは「後端」シールドである。そのような特徴づけは、変換素子の「上流側」または「下流側」の間の差に及び、なぜなら、ヘッド１５０および外部ビットに関する移動の方向に依って、シールドは先頭または後端のいずれか、および上流または下流のいずれかになり得るからである。
【００１６】
変換ヘッド１５０、およびそれぞれの層の各々は、Ｙ面に沿って測定された所定の厚み、およびＸ面に沿って測定されたストライプ高さ１８６を有する。シールド１６２、１６４および１８２に関し、それぞれの形状および寸法はストライプ高さ１８６に沿っては変動しない。したがって、各シールドは各シールドのストライプ高さの範囲にわたって所定の厚みを維持する。
【００１７】
トラック幅１５８が、より高密度にプログラミングされたビットを記憶媒体上において可能にするよう小さくなるにつれ、トラック１５８のより精細な規定は最小化されたヘッド１５０に対応する。より小さな変換ヘッド１５０は、結果的に、近接するトラックからの望ましくない磁界に対して、より敏感である。低減されたヘッド１５０のトポグラフィは、さらに、シールド区がＭＲセンサ素子に近いため、磁気シールドにおける磁区移動を介して磁気不安定性を導入し得る。したがって、図４において概ね示されるように、ＭＲ素子１６０、１６６および１６８を取り囲むシールドの部分は、よりよく磁束を収束し、より精密にトラック１５６および１５８を規定する磁気安定化構造とともに構成され得る。
【００１８】
図４Ａおよび図４Ｂは、概してさまざまな角度からのＭＲ素子１９０の実施例のブロック図を示す。図４Ａは、ＭＲリーダ１９２が先頭シールド１９４と後端シールド１９６との間に配置されるＭＲ素子１９０の断面図である。後端シールド１９６は、頂部シールド１９８および安定化構造２００の両方からなる。頂部シールド１９８は、ＭＲ素子１９０における材料組成および向きのため、望ましくない磁束を受動的に遮断する。一方、安定化構造２００は、磁束がＭＲリーダ１９２へ到達しないよう能動的に遮蔽し、望ましくない磁束に遭遇しても維持される所定の磁化に設定されることによって、磁気不安定性を低減する。
【００１９】
後端シールド１９６における能動および受動シールドの組合せは、バイアスおよびバイアスされないシールド層の両方の存在により、高められたシールド安定性をあたえる。具体的には、安定化構造２００の磁化は遭遇した磁束に応答する磁区移動を低減し、磁気ノイズを打消すよう作用する。安定化構造２００は、さらに、空気軸受面（ＡＢＳ）から測定して、所定の深さ２０２で構成され、それは最小限に延在して、安定化構造２００の設定された磁化が強く、大量の磁束の遮断ができるように、下層のＭＲリーダ１９２を覆う。
【００２０】
示されるように、安定化構造２００は頂部シールド１９８の深さ２０４未満だがＭＲリーダ１９２の深さ２０６を越えるものである深さ２０２を有する。この構成は、単に例示的であって、限定的ではないが、頂部シールド１９８および安定化構造２００が、異なるシールド特性に寄与する、ＡＢＳからの明確に異なる深さを有することを示す。そのような変動するシールド特性は、協調して動作して、磁気配向を安定させ、ＭＲリーダ１９２の動作を達成することから、望ましくない磁束およびノイズを効果的に遮蔽することができる。
【００２１】
いくつかの実施例では、安定化構造２００は、設定された磁化をさらに集中させ、磁区を安定させることを補助するために、ＭＲリーダ１９２の深さと一致する深さを有する。図４Ｂは、頂部平面図で、磁気素子１９０の構成要素のさまざまな深さを、幅と並んで示す。ＭＲリーダ１９２は、安定化構造２００および頂部シールド１９８の両方に関して、中心に位置決めされる。安定化構造２００は、ＭＲリーダ１９２を覆うが、頂部シールド１９８の幅２１０より小さい幅２０８を有する。安定化構造２００に関しての頂部シールド１９８のそのような構成は、磁気的に能動的なＭＲリーダ１９２および安定化構造２００の完全な受動的なシールド範囲をあたえ、それは全体的なシールド能力を改善する。
【００２２】
安定化構造２００は深さおよび幅の両方においてＭＲリーダ１９２と一致するように構成することができるが、構造２００は、代替的に、ＭＲリーダ１９２を通り過ぎるようある距離を延在することができる。ＭＲリーダ１９２のまわりの安定化構造２００の縮められた向きは、構造２００がリーダ１９２を通りすぎて延在するかどうかにかかわらず、ＭＲリーダ１９２との直接接触において高められたレベルの磁束遮蔽をあたえる。すなわち、安定化構造２００の能動的な磁化はＭＲリーダ１９２近くに接触することにおいて強い磁気遮蔽を呈し、シールド安定性および効率を高めて、構造２００の必要とする面積範囲をより少なくする。
【００２３】
安定化構造２００の集中した面積範囲の利点は、製造中における欠陥形成の低減においてさらに実現される。そのような最小の安定化構造２００は構造２００の構成層の一様な積層を可能にし、それはより強い磁化保持、磁束遮蔽およびノイズ打消しに対応する。
【００２４】
さらに、頂部シールド１９８および安定化構造２００の幅および深さの向きは、後端シールド１９６の安定性を改善する所定のアスペクト比に一致するよう操作することができる。１つのそのような所定のアスペクト比は、深さより大きい幅（つまり、Ｗ／Ｄ＞１）であり、それは後端シールド１９６の大部分をＡＢＳ上に呈する。大きなアスペクト比は、さらに、磁区移動およびノイズをさらに低減するために安定化構造２００の磁気特性を安定させる助けになる。対照的に、１未満であるアスペクト比は、ＡＢＳ上において相対的に狭く、後端シールド１９６のシールド効果は、ＭＲリーダ１９２まわりにおいて、より中心には集められない。
【００２５】
大きなアスペクト比を有する安定化構造２００の構築によって、構造のうちのより大部分がＡＢＳに位置し、それは、図２の媒体１３６のような回転可能な記憶媒体から出る磁束のスクリーニングを効果的に可能にする。図５は、ＡＢＳから見ての、磁気素子２２０の実施例の概略ブロック図を示す。素子２２０は、ＭＲリーダ２２６がデータを読出す所定のトラックを規定するよう各々動作する先頭シールド２２２および後端シールド２２４を有する。
【００２６】
示されるように、ＭＲリーダ２２６は、外部の磁気ビットを感知でき、かつそのようなビットに応答して読取可能な論理状態をあたえるよう、協調して動作する複数の異なる層の積層体であり得る。ＭＲリーダ２２６は、高い保磁力を有し、少なくとも強磁性自由層２３０のために所定のバイアス印加磁化をあたえるようＭＲリーダ２２６から選択された距離に位置決めされる、１つ以上のバイアス印加磁石２２８に接触しないように近接して配置することができる。
【００２７】
後端シールド２２４は、少なくとも安定化構造２３２および頂部シールド２３８を含む様々な構成を有することができる。上に論じられるように、安定化構造２３２は、頂部シールド２３８より小さく、ＭＲリーダ２２６まわりに集中化される面積範囲を有する。図５の実施例では、安定化構造２３２は、ＭＲリーダ２２６およびバイアス印加磁石２２８の幅と一致するよう、Ｚ軸に沿って、横方向に延在する。
【００２８】
より小さな磁気素子に対する産業的需要は、低減されたシールド対シールド間隔を追い求める。そのような間隔を最小にしながら、能動的に磁化された後端シールド２２４の安定化構造２３２をあたえる努力において、バイアス印加磁石２２８の硬磁化を、安定化構造２３２の結合層２３４によって利用して、強磁性層２３６に所定の磁化をあたえる。バイアス印加磁石を利用して強磁性層２３６の磁化を固定することは、安定化構造２３２における補足的磁化源をなくし、それにより、素子２２０のシールド対シールド間隔を低減する。
【００２９】
安定化構造２３２は、強磁性層２３６の磁化が頂部シールド２３８によって方向を変えられないことを保証する非磁性スペーサ層２４０を介して頂部シールド２３８に取付けることができる。頂部シールド２３８の面積範囲は安定化構造２３２の範囲を越えて延在し、ＭＲリーダ２２６から遠位にある磁束を遮断するよう動作する。頂部シールド２３８の受動的な構成は、強磁性層２３６の所定の磁化が、ＭＲリーダ２２６および具体的には自由層２３０のすぐ近くに効率的に位置決めされることを可能にする。
【００３０】
結合層２３４の構築は、それが、同時に、バイアス印加磁石２２８を結合する一方でＭＲリーダ２２６を減結合して、強磁性層２３６の磁化およびバイアス印加磁石２２８が、リーダ２２６の動作と干渉しないようにする。いくつかの実施例では、結合層２３４はＰｔのような連続的かつ固体の非磁性層であるが、そのような構成は、任意の数の非限定的な態様において修正することができる。図６は、ＡＢＳから見た、磁気素子２５０の実施例の状況における、そのような代替的な結合層構成を示す。
【００３１】
図６では、磁気素子２５０は、横方向において、バイアス印加磁石２５４間に配置され、中央において、先頭シールド２５６と後端シールド２５８との間に配置されるＭＲリーダ２５２を有する。素子２５０の底部部分がアップトラックであり、素子２５０の頂部のダウントラック部分の前で磁気ビットに遭遇することで所定のトラックと整列するように、磁気素子２５０が描かれることが理解される。磁気抵抗（ＭＲ）リーダ素子２５２が回転する磁気媒体に出会うと、先頭シールド２５６および後端シールド２５８はＭＲ素子２５２を外部磁束から保護する。
【００３２】
望ましくない磁束に対するＭＲ素子２５２の感受性は、不安定性および低減された精度を誘導し得るが、それは、１つ以上のシールドの磁区を安定させることによって低減することができる。図６は、後端シールド２５８においてシールド安定化構造を追加する例を示す。後端シールド２５８を安定させることは、ＭＲリーダ２５２、バイアス印加磁石２５４および強磁性層２６４に接触するように近接する積層された結合層２６２を有する安定化構造２６０とともに達成され得る。結合層２６２の材料および向きは、バイアス印加磁石２５４に結合する一方で同時にＭＲリーダ２５２に減結合し、磁石２５４は、所定の磁化まで、後端シールド２６０の強磁性層２６４にバイアスを印加する。
【００３３】
高い保磁力を有するバイアス印加磁石２５４による強磁性層２６４の固定は、磁区移動の低減、および磁束の存在下においてＭＲ素子２５２によって経験されるノイズの低減によって、後端シールド２６０を安定させる。結合層２６２における非磁性層２６６は、強磁性層２６４をＭＲ素子２５２から減結合し、ＭＲ素子２５２が独立して応答することを可能にする。
【００３４】
強磁性層２６４およびＭＲリーダ２５２にバイアス磁化をあたえる、バイアス印加磁石２５４のさまざまな考えられ得る構成で、磁石２５４がＣｏＰｔ、ＦｅＰｔ、またはＰｔおよびＦｅの材料の積層体からなるとき、Ｐｔのような非磁性材料を結合層２６２に対して用いることができる。しかしながら、強磁性層２６４がＮｉＦｅ系合金であるとき、それは、図５において示されるように、結合層２６２が単一のＰｔ層である場合に、強磁性層２６４と磁石２５４との間において混ざることにより、磁石２５４の磁気特性劣化を結果的にもたらし得る。したがって、磁石属性劣化を回避するために、バッファ層２６８を挿入して、バイアス印加磁石２５４を結合する一方で同時にＭＲリーダ２５２を減結合する結合層２６２の能力を、磁石属性劣化に対する懸念なしで維持する。
【００３５】
バッファ層２６８は、安定化構造２６０の他の部分とは異なる、ＣｏＦｅまたはＦｅのような様々な材料、およびトラックに沿って測定して低減された厚みのような様々な向きであり得る。バッファ層２６８は連続的な非磁性Ｐｔ層２６６と接触し、強磁性層２６４に所定の磁化を効果的に固定する。したがって、バッファ層２６８を含むことは、磁石２５４を保護する一方で安定化構造２６０に対して追加された保護をあたえることができる。
【００３６】
後端シールド２５８は、さらに、非磁性スペーサ層２７２によって強磁性層２６４から分離され、安定化構造２６０の能動的に磁化された磁束境界に加えて磁束境界をあたえる頂部シールド２７０とともに構成することができる。示されるように、頂部シールド２７０は後端シールド２５８の最も後面に位置決めされ、そのような構成は限定されないが、頂部シールド２７０は遠位の望ましくない磁束を払拭するように構築することができ、一方、強磁性層２６４はＭＲリーダ素子２５２に近位の望ましくない磁束を払拭する。
【００３７】
図７Ａおよび図７Ｂは、磁気素子の任意のシールドに実現することができる安定化構造２８０および２９０のさまざまな例を示す。図７Ａの安定化構造２８０は、交換結合を介して強磁性層２８４において所定の磁化を設定するために強磁性層２８４に結合された反強磁性（ＡＦＭ）層２８２を有する。いくつかの実施例では、強磁性層２８４がＮｉＦｅ系合金であるとき、ＣｏＦｅのような磁性層が、ＡＦＭ２８２と強磁性層２８４との間にはさまれる。安定化構造２８０は、さらに、強磁性層２８４およびＡＦＭ層２８２のそれぞれの外部表面に取付けられた、非磁性層２８６および２８８とともに構築される。
【００３８】
図５および図６においてのように、バイアス印加磁石の代りに強磁性層２８４の磁化を設定するＡＦＭ層２８２の使用は、部分的には、より大きな接触面積のため、増加した大きさの磁化をあたえることができる。しかしながら、強磁性層２８２からの磁束は、素子、具体的には図５および図６のＭＲリーダに、望ましくない磁気トルクを導入するかもしれない。
【００３９】
図７Ｂの安定化構造２９０では、望ましくない磁気トルクなしで強い交換結合をもたらすために、図７Ａの強磁性層２８４は合成反強磁性（ＳＡＦ）構造２９２と置き換えられる。ＳＡＦ構造２９２は多数の異なる材質および異なる構成から構築することができ、１つのそのような構成は図７Ｂに示され、それは、間に置かれた非磁性スペーサ２９６に取付けられた２重の強磁性層２９４を有する。ＡＦＭ層２９８は、ＳＡＦ２９２に対して、ＳＡＦ２９２が能動的に磁束を遮断しノイズを打消すことを可能にする所定の方向および大きさで、磁化をあたえる。
【００４０】
非磁性層３００の対が、安定化構造２９０の遠位端部に取付けられ、確実に、ＡＦＭ２９８およびＳＡＦ３００の磁化が構造２９０において維持され、近接するＭＲリーダまたは受動的な頂部シールドに磁気的に減結合する。安定化構造２９０の構成層の材料および向きは、限定されず、能動的な磁気シールドを形成するよう修正することができることが理解され得る。それらのさまざまな構成は、所定の製作ルーチンを介して選択的に製造することができ、それは図８において示される。
【００４１】
図８は、この発明のさまざまな実施例に従って行われる、素子製作ルーチン３１０の実施例を示す。側方バイアス印加磁石によってバイアスを印加されてもよい、磁気的に感度を有するリーダのようなＭＲ素子が、まずステップ３１２において設けられる。ＭＲ素子およびバイアス印加磁石を設ける際に、多数の積層された層の堆積に関する多数のサブステップが、バイアス印加磁石を構築するよう存在してもよいことが理解され得る。
【００４２】
図３において示されるように、ステップ３１２における素子は、さらに、ＭＲライタおよび先頭磁気シールドのような、ＭＲリーダおよび側方硬磁石と組み合せたさらなる外部構造を有してもよい。外部構造にかかわらず、ルーチン３１０は判断３１４に進み、そこで、ＭＲリーダおよびバイアス印加磁石と直接接触する安定化構造の組成が判断される。判断３１４は、強さ、方向および構成のような安定化構造の設定された磁化の諸特性を評価する。
【００４３】
バイアス印加磁石が安定化構造の磁気方向を安定させるよう選ばれる場合、ルーチンはステップ３１６に進み、そこで、Ｐｔの連続層がＭＲリーダに対して接触するように近く置かれる。選択肢的に、安定化構造の強磁性層がＮｉ系合金であるよう設計される場合、それは製造中に硬磁石属性劣化をもたらす結果となり得、ステップ３１８では、ＭＲリーダおよびＰｔ層の上にバッファ層を配置する。したがって、図６において示されるように、安定化構造の強磁性層におけるＮｉの存在は、結合層において、ＭＲリーダと強磁性層との間に、介在するバッファ層を配置するきっかけとなる。
【００４４】
安定化構造に対する磁化をＡＦＭにあたえさせる判断３１４における判断は、ルーチン３１０をステップ３２０に進ませ、そこで、１つ以上の強磁性層が、図７Ｂに概略的に示されるＳＡＦ構造の所定の形成に依って、配置される。次いで、強磁性層が適所にある状態で、図７Ａに示されるように、ステップ３２２で強磁性層にＡＦＭ層を取付ける。ステップ３２２は、さらに、ＡＦＭを特定の厚み、サイズおよび表面粗さで構成し、ならびに介在する磁性層を構成することを含むことにより、ＡＦＭと強磁性層との間において所定の量の交換結合を確立することができる。
【００４５】
ステップ３１４〜３２２における安定化構造の製作は、ＭＲリーダをシールドするサイズおよび面積範囲の判断をさらに要することが注目されるべきである。いくつかの実施例では、面積範囲は１を越え、サイズは、ＭＲリーダまたはＭＲリーダおよびバイアス印加磁石のサイズ以上である。続いてステップ３２４において、安定化構造の寸法より大きい、ＡＢＳ表面からの長さ、幅および範囲を含むサイズを有する頂部シールドを形成する。受動的な頂部シールドの追加は、シールド安定性およびノイズ打消特性を高める能動的および受動的な磁束遮蔽の両方をＭＲリーダにあたえる。
【００４６】
ルーチン３１０を通して、シールドする構成が判断され、設置され、究極的にはステップ３２６で終結する。しかしながら、このルーチンは必要でもなければ限定もされず、なぜなら、さまざまな判断およびステップを省略、変更、追加することができるからである。たとえば、ＭＲリーダおよびバイアス印加磁石は、共通の厚みおよび横方向距離を伴うかまたは伴わずに、異なる材料の積層体からなることができる。
【００４７】
この開示において述べられた磁気シールドの構成および材料特性は、後端シールドの磁気安定性の増強を通して、改善された磁気読取りを可能にすることが、十分に理解され得る。磁気的に受動的な頂部シールドと組み合せた、磁気的に固定された安定化構造の利用は、変動する磁束遮蔽能力および構成をあたえる。安定化構造を固定するためにバイアス印加磁石またはＡＦＭを利用する選択肢は、さらに、磁気素子がある範囲の磁化の強度およびシールド対シールド間隔とともに構築されることを可能にする機能的な代替物を可能にする。加えて、実施例は磁気感知に向けられているが、主張される発明を、データ記憶装置適用例を含む任意の数の他の適用例に容易に利用することができることが十分に理解される。
【００４８】
たとえ、この発明のさまざまな実施例の多数の特徴および構成が、この発明のさまざまな実施例の構造および機能の詳細と共に上述の説明に記載されていたとしても、この詳細な説明が単に例示的なものにすぎず、特に、特許請求の範囲に記載される用語の広範な一般的な意味によって十分に示されているこの発明の原理の範囲内の部分の構造および構成の事項に関しては、変更が詳細になされ得ることが理解されるべきである。たとえば、特定の要素は、この発明の精神および範囲から逸脱することなく特定の用途に応じて異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１４２  空気軸受面、１９４，１９６  シールド、１９２  磁気抵抗リーダ、２００  安定化構造。
【図１】
0005779543.tif 000002
【図２】
0005779543.tif 000003
【図３】
0005779543.tif 000004
【図４Ａ】
0005779543.tif 000005
【図４Ｂ】
0005779543.tif 000006
【図５】
0005779543.tif 000007
【図６】
0005779543.tif 000008
【図７Ａ】
0005779543.tif 000009
【図７Ｂ】
0005779543.tif 000010
【図８】
0005779543.tif 000011