(57)【要約】    【課題】厚さを増大させることなくピン止め層の磁化反転を回避できる自動ピン止め型磁気抵抗センサを提供する。    【解決手段】ヘッド３０１は、隆起部３０４と、第一および第二凹部３０５、３０７を含む下部磁気シールド層３０３を有する。磁気抵抗素子３０９は反平行に結合されたピン止め層３１１を含み、このピン止め層は、反平行に結合された層３１７によって分離された第一および第二強磁性層３１３、３１５を含む。ＡＰピン止め層３１１の上に非磁性障壁層３１９が形成されており、障壁層３１９の上に自由磁性層３２１が形成されている。凹部３０５、３０７の上に第一および第二絶縁層３３９および３４１を介して圧縮性材料からなる第一および第二圧縮性層３４３、３４５が形成されており、圧縮応力３３３、３３５を提供してピン止め層３１１のピン止めを補助する。【選択図】図３
2005235371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隆起部と、そこから横方向に延びて左右に対向する第一および第二凹部とを有する第一磁気シールド層と、
前記第一磁気シールド層の前記隆起部の上部に形成され、反平行に結合された自動ピン止め層と、自由磁性層を有する磁気抵抗センサと、
前記シールド層の前記第一および第二凹部の上部に形成された第一および第二圧縮性層と、
を有することを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記反平行ピン止め層が反平行結合層により分離された正の磁気歪みを有する第一および第二強磁性層を含み、該ピン止め層のピン止めが磁気歪みと前記第一および第二強磁性層間の静磁結合との組み合わせにより補助されることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記自動ピン止め層が反強磁性体への交換結合の補助なしにピン止めされることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記第一および第二圧縮性層がＣｕを含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記第一および第二圧縮性層の上に形成された第一および第二ハード磁性層と、該第一および第二ハード磁性層の上に形成された第一および第二金属層をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記第一および第二金属層がＲｈを含むことを特徴とする請求項５記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記シールドの前記凹部の上部に形成された第一および第二ハード磁性層をさらに含み、前記第一および第二ハード磁性体層がＣｏＰｔを含み、また第一および第二のＣｒＭｏシード層をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項８】
前記シールドの前記凹部の上部に形成された第一および第二ハード磁性層であって、前記第一および第二ハード磁性体層がＣｏＰｔＣｒを含み、第一および第二のＣｒシード層をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項９】
前記第一および第二圧縮性層がそれぞれ少なくとも２００オングストロームの厚さを有することを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記第一および第二圧縮性層がそれぞれ少なくとも７５０オングストロームの厚さを有することを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１１】
前記反平行ピン止め層と前記自由磁性層との間に配置された絶縁層をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１２】
前記反平行ピン止め層と前記自由磁気層との間に配置された導電層をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１３】
前記第一および第二強磁性層が正の磁気歪みを有する物質を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１４】
前記シールド層が前記反平行ピン止め層と導通していることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１５】
前記シールド層と前記反平行ピン止め層との間に配置された電気的絶縁層をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１６】
前記ピン止め層の前記強磁性層の少なくとも１つがＣｏＦｅを含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１７】
前記第一および第二圧縮性層が少なくとも１７オングストロームの厚さを有することを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１８】
前記第一および第二圧縮性層の上部に形成された第一および第二ハード磁性バイアス層と、
前記第一および第二ハードバイアス層の上部に形成された第三および第四圧縮性層と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
【請求項１９】
前記第三および第四圧縮性層がＲｈを含むことを特徴とする請求項１８記載の磁気センサ。
【請求項２０】
ハウジングに結合されたモータと、
前記モータに結合されたスピンドルと、
前記スピンドルに支持されて自身の軸の周りを回転する磁気ディスクと、
アクチュエータと、
前記アクチュエータにより支持されて前記ディスクの表面にわたって枢動するスライダと、
前記スライダ上に形成された磁気センサと、
を有するデータ記憶システムであって、前記磁気センサが、
隆起部と、そこから横方向に延びて左右に対向する第一および第二下部とを有する第一磁気シールド層と、
前記第一磁気シールド層の前記隆起部の上部に形成され、反平行に結合された自導ピン止め層と、自由磁性層を有する磁気抵抗センサと、
前記シールド層の左右に対向する前記第一および第二下部の上部に形成された第一および第二圧縮性層と、
を有することを特徴とするデータ記憶システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気抵抗センサに関し、より詳細には、自動ピン止め型磁気抵抗センサ内のピン止め層の磁気的安定化に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの心臓部は、磁気ディスクと、読取り書込みヘッドなどの磁気ヘッド組立体が搭載されたスライダと、サスペンションアームと、アクチュエータアームとを含む磁気ディスクドライブである。スライダはサスペンションアームにより磁気ディスク表面に向かって付勢されている。磁気ディスクが回転すると回転磁気ディスクがスライダの空気軸受面（ＡＢＳ）付近の空気を動かし、そのことによりスライダが空気軸受上で浮上する。スライダが空気軸受上で浮上するとアクチュエータアームがサスペンションアームを振り動かして、磁気ヘッド組立体を、読取りヘッドおよび書込みヘッドによりそれぞれ読み書きが行われる信号領域である回転磁気ディスク上の選択された円形トラックへと配置する。読取り書込みヘッドは、コンピュータプログラムにより作動する処理回路に接続され、読み書き機能を実行する。
【０００３】
代表的な高性能の読取りヘッドは、回転磁気ディスクから信号領域を検出するために磁気抵抗型読取り要素を使用している。磁気抵抗センサは、読取り要素により検出される磁束の強さおよび方向の関数として、読取り要素の抵抗変化を通して磁界信号を検出する。このような読取り要素としてはこの１０年間で巨大磁気抵抗センサ（ＧＭＲ）の形態が支配的となった。最近になって、磁気読取り要素として使用するためにトンネル接合センサが検討されるようになった。
【０００４】
スピンバルブ磁気抵抗素子の形で参照するＧＭＲ素子もまた、非磁性導電中間層により分離された一対の強磁性層を含む。このうち一方の層の磁化は固定あるいは「ピン止め」されるが、他方の層はバイアスされ、しかし磁界に反応して自由に回転することができる。中間層を通る電子はスピン依存散乱をするため、中間層を通る電流フローは自由磁気層およびピン止め磁気層の磁化の相対配向に依存する。自由層およびピン止め層が相互に平行に磁化されると電流フローは最大となるのに対し、磁化が反平行であれば電流フローは最小となる。磁界信号に応答して線型抵抗変化を最大に生成するために、一般に磁界がない場合は自由層およびピン止め層は相互に９０度に設定される。使用するほとんどのＧＭＲセンサは、電流が上述の層の面においてセンサの一方から他方へ流れる面内電流（ＣＩＰ）設計を取り入れている。もう１つの型に面垂直電流（ＣＰＰ）センサと呼ばれるＧＭＲセンサがあり、電流がセンサの面に垂直な方向にセンサ中を流れる設計を有する。
【０００５】
磁気トンネル接合センサ（ＭＴＪ）は薄い絶縁トンネル障壁層により分離された２つの強磁性層からなり、スピン偏極電子トンネル現象に基づいている。絶縁トンネル障壁層は強磁性層間で量子力学トンネル現象が起こるほど薄い。このトンネル現象は、ＭＴＪの磁気応答信号を２つの強磁性層の相対配向およびスピン偏極の関数にする電子スピン依存型である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＧＭＲセンサとＴＭＲセンサのどちらも、ピン止め層をそのピン止め状態において維持するための機構を必要とする。伝統的にこれは例えばピン止め層がＰｔＭｎなどの反強磁性体と交換結合するようにピン止め層を被覆することにより実現されてきた。反強磁性体は本質的にそれ自体磁気ではないが、磁性体と交換結合されると非常に強く磁気層の磁化を固定する。ピン止め層の磁化を効率的に固定するために、反強磁性層はセンサの他の層と比較して非常に厚くしなければならない。記録密度の要求が増えるほどギャップ高さも減少させなければならず、したがってセンサも薄くしなければならない。このＡＦＭ層の厚さが厚さの予算に対する深刻な出費となる。また、反強磁性体はブロッキング温度と呼ばれる所定の温度においてその反強磁性特性を失う。そのため、静電放電あるいはスライダがディスクに接触するなどの特定の場合、ピン止め層のピン止めが外れるほどにＡＦＭの温度が上昇することがある。このような場合ヘッドは使用できなくなる。
【０００７】
ピン止め層のピン止めをさらに増強するために、ヘッドは最近、反平行に結合されたピン止め層（ＡＰ結合ピン止め層）で構成されるようになった。このようなセンサでは、ピン止め層はＲｕなど非磁性結合層により分離された一対の強磁性層からなる。これらの強磁性層は通常、相互に近似ではあるが厳密に同一ではない磁性厚さを有するように構築される。この２つの強磁性層が反平行に静磁結合することによりピン止めが大幅に増強され、さらに磁性厚さにおける軽微な差異が、磁界においてＡＰ結合ピン止め層の帯磁方向を定めることができるような正味の磁性を作り出す。このようなＡＰ結合ピン止め層では、先行の段落で議論したように、センサの中間層から一番遠い強磁性層がＡＦＭと交換結合する。
【０００８】
さらに最近では、センサ高さを最小限にし、しかしそのためデータ密度を増大するために、ピン止め層がＡＦＭへの交換結合を必要としないセンサを構築する試みがなされている。そのようなセンサには、ピン止め層における結晶構造を所望のものにするため薄いＰｔＭｎのシード層を使用したものもあるが、そのような自動ピン止め型センサでは、ＰｔＭｎの厚さがあまりにも薄すぎて交換結合したりピン止め層をピン止めすることができない。このような自動ピン止め型センサは、ピン止め層の固有の異方性、静磁結合、および磁気歪みの組み合わせによりピン止めを実現する。その２つの反平行結合強磁性層は、できるだけ近似の磁性厚さを有するように構成される。磁性厚さが近似になるほど層間の静磁結合が強くなる。また反平行結合層は強い正の磁気歪みを有する物質で構成される。磁気歪みは、圧縮応力下に置かれると特定方向に磁化される物質がもつ特性である。ヘッドのこの構成により、ピン止め層の磁気歪みと組み合わされた場合にピン止めを補助するある程度の圧縮応力がセンサ上に発生する。このような自動ピン止め型センサは、センサの厚さを大幅に減少させるという展望を示してきたが不安定性に苦慮している。このようなセンサのピン止め層は方向反転を起こしがちであったが、この重大事態が起きるとヘッドが使い物にならなくなる。したがって、ピン止め層の安定性を改良して振幅反転を回避しつつ自発ピン止め層を使用することによる、厚さの予算を減少するための機構が依然必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、磁気抵抗センサにおいて自動ピン止め層のピン止めを改良した磁気抵抗構造を提供する。本発明はシールド上に構築されたセンサを含み、このシールドは隆起部と、そこから横方向に延びて側面で対向する凹部とを有する。本発明はまた、シールドの隆起部の上に形成された磁気抵抗素子を含む。磁気抵抗素子は例えばＧＭＲセンサ（ＣＩＰまたはＣＰＰ）、あるいはＴＭＲとすることができる。シールドの凹部の上方には第一および第二の圧縮性層が形成されている。圧縮性層の上には第一および第二のハード磁性層が形成されている。
【００１０】
シールドに凹部があることを利用して、圧縮性層を他のいかなる方法で可能となるよりも厚く被覆し、後のフォトリソグラフィ処理でトポグラフィ問題を生じさせないよう有利に構成することができる。例えばＣｕなどの圧縮性材料は、他にもそのような物質があるかもしれないが、不連続に形成されると不連続部分から収縮するよりは不連続に広がる傾向にある物質である。このような圧縮性材料はピン止め層の静磁特性と組み合わせるとピン止めが大幅に増強されるということを本発明者らは発見した。本発明者らはまた、圧縮性層が厚くなるとピン止めへの助力も大きくなるということを発見した。したがって、シールドに凹部領域があることで圧縮性層を厚くすることができるので、ピン止めを補助する力を他のいかなる方法で可能となるよりも増大することができる。
【００１１】
本発明のセンサはＧＭＲセンサ（ＣＩＰ型またはＣＰＰ型）とすることができ、トンネルバルブ（ＴＭＲ）であってもよい。ＣＰＰ型ＧＭＲ、あるいはＴＭＲを使用するとシールドがセンサと導通する。シールドとセンサとの間に他の導電層が含まれていてもいなくても、本質的にシールドはリード線となる。センサがＣＩＰ型ＧＭＲであれば、シールドは絶縁間隙層によりセンサから電気的に絶縁される。このような場合、リード線を供給してセンサの反対側面へと通電し、センサへセンス電流を供給してもよい。
【００１２】
ＣＩＰ型センサの場合シールドとセンサとの間に絶縁層ができ、ＣＩＰ型センサあるいはＭＴＪセンサの場合、シールドとセンサとの間には導電層ができるか、あるいは層は全くできない。センサの両側に比較的厚い圧縮性層を有する自動ピン止め型センサを構築すると、圧縮性層の上方に深刻なトポグラフィを引き起こすことになるが、これは厚めの圧縮性層を収容するためにその構造がセンサの両端部から上方へ強く広がることになるためである。このことは上部シールドおよび一般に読取り要素の後に構成される書込みヘッドを構成するのに利用される、後続のフォトリソグラフィ処理に問題を生ずる。したがって、センサが上に構築される隆起部と、厚めの圧縮性材料を収容する凹側部とを有するシールド上にセンサを構築することによって、構造の頂部のトポグラフィが大きく改善され、後の処理ステップを大幅に促進する。
【００１３】
好適な使用形態と同様に本発明の性質と利点をより完全に理解するために、添付の図面と併せて読まれる以下の詳細な説明が参照されるべきである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、厚さを増大させることなくピン止め層の磁化反転を回避できる自動ピン止め型磁気抵抗センサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下の説明は本発明を実施するために現在意図されている最良の形態である。この説明は本発明の一般原則を示す目的でなされるものであり、本明細書で請求される発明概念の限定を意味するものではない。
【００１６】
まず図１を参照すると、本発明を具体化するディスクドライブ１００が示される。図１に示すように、少なくとも１つの回転可能な磁気ディスク１１２がスピンドル１１４上に支持され、ディスクドライブモータ１１８によって回転される。各ディスク上の磁気記録は、磁気ディスク１１２にある同心円データトラック（図示せず）の環状パターンの形態になっている。
【００１７】
磁気ディスク１１２の近くには少なくとも１つのスライダ１１３が配置され、各スライダ１１３は単数または複数の磁気ヘッド組立体１２１を支持する。磁気ディスクが回転するとスライダ１１３がディスク表面１２２上で半径方向を内外に移動する結果、磁気ヘッド組立体１２１は所望のデータが書かれている磁気ディスクの異なるトラックにアクセスすることができる。各スライダ１１３はサスペンション１１５を介してアクチュエータアーム１１９に取り付けられている。サスペンション１１５は、スライダ１１３をディスク表面１２２に対して付勢する軽微なばね力を提供する。各アクチュエータアーム１１９はアクチュエータ１２７に取り付けられている。図１に示すように、アクチュエータ１２７はボイスコイルモータ（ＶＣＭ）であってもよい。ＶＣＭは一定の磁界内で運動可能なコイルを備えており、コイルの運動の方向と速度は制御ユニット（コントローラ）１２９が供給するモータ電流信号によって制御されている。
【００１８】
ディスク記憶システムの作動中、磁気ディスク１１２の回転によりスライダ１１３とディスク表面１２２との間には空気軸受が発生し、この空気軸受はスライダに上方への力あるいは揚力を及ぼす。このように空気軸受は正常動作中サスペンション１１５の軽微なばね力と平衡し、スライダ１１３を実質的に一定の間隔だけ離してディスク表面の僅かに上で支持する。
【００１９】
ディスク記憶システムの様々な構成要素は、アクセス制御信号や内部クロック信号など、制御ユニット１２９によって生成される制御信号により動作中に制御される。制御ユニット１２９は通常、論理制御回路と、記憶手段と、マイクロプロセッサとを含む。制御ユニット１２９は様々なシステム動作を制御するための制御信号、例えば線１２３でドライブモータ制御信号を、また線１２８でヘッド位置決め・シーク制御信号を生成する。線１２８の制御信号は所望の電流分布を提供して、スライダ１１３をディスク１１２上の所要のデータトラックへ最適に移動し位置決めする。読取り書込み信号は、データ記録チャネル１２５を経由して読取り書込みヘッド１２１を往復して伝達される。
【００２０】
代表的な磁気ディスク記憶システムについての上記の説明や図１にあるような添付の図説は説明するためのものにすぎない。ディスク記憶システムが多数のディスクおよびアクチュエータを含むことができ、さらに各アクチュエータがある数のスライダを支持できることは明らかなはずである。
【００２１】
図２を参照すると、図１の線２‐２で切り取ったスライダ１１３のＡＢＳの図がスライダ上の磁気ヘッド１２１の配置を示す。磁気ヘッド１２１は通常スライダの後端に配置されているが、それはここが、スライダ１１３が磁気ディスクに最も接近して浮上する位置であるためである。
【００２２】
図３は、円３‐３で切り取って全体として３０１と称し、本発明の実施態様による磁気センサを示した非常に拡大した図を示す。図３に関して示す具体的な実施態様はトンネル接合磁気抵抗センサ（ＴＭＲ）であるが、本発明のセンサはＣＰＰ型あるいはＣＩＰ型ＧＭＲセンサを使用したヘッドにおいて具体化されてもよい。ヘッド３０１は第一磁気シールド層あるいは下部磁気シールド層３０３を含み、このシールド層は、隆起中央部３０４と、隆起部３０４よりも奥にあり横に延びている第一および第二側部３０５、３０７とを有する。
【００２３】
図３で全体として３０９として描かれる磁気抵抗素子は反平行に結合されたピン止め層３１１を含み、このピン止め層は、反平行に結合された層３１７によって分離された第一および第二強磁性層３１３、３１５を含む。強磁性層３１３、３１５は多くの強磁性体から形成することができるが好ましくはＣｏＦｅから形成され、相互ができるだけ近似の磁性厚さを有する。反平行に結合する層３１７は幾つかの非磁性体から形成することができ、Ｒｕで構成されて約８オングストロームの厚さを有するのが好ましい。ＡＰピン止め層３１１の上に電気的に絶縁である非磁性障壁層３１９が形成されており、好ましくはＡｌ２Ｏ３から形成されるが、他の多くの電気的な絶縁材料でも同様に適している。障壁層３１９の上に自由磁性層３２１が形成されており、好ましくはＣｏＦｅ／ＮｉＦｅから構成されるが、他の物質も同様に適している。自由層３２１の上には第二磁気シールド層あるいは上部磁気シールド層３２３が形成されており、図３に示すように横方向に向かって外側へ延びている。第二磁気シールド層は第一磁気シールド層と同じ材料から形成されるのが好ましいが、ある他の磁性体からも形成することができよう。必須ではないが、第一および第二磁気シールド層３０３、３２３を導電性材料から構成すると、読取り要素３０９と第一および第二磁気シールド層３０３、３２３との間にリード線３２５、３２７を配置することにより伝導性を向上することができる。リード線３２５、３２７は多くの導電性材料から構成することができるが、ＣｕあるいはＡｕから構成されるのが好ましい。
【００２４】
引き続き図３を参照すると、ピン止め層３１１の強磁性層３１３、３１５がページ面の内外へ向けてピン止めされた磁化を有し、これを記号３２９、３３１で示す。底部３１３の磁化はページの内側へ、頂部３１５の磁化はページの外側へ向かうことを示すが、方向が反対になってもよい。層３１３、３１５が矢印３３３、３３５で示すような圧縮応力下に配されていると、材料の正の磁気歪みがこれらの層のピン止めを補助する。層３１３、３１５の磁気異方性をページ面に垂直に設定するために、磁界の存在中にピン止め層を焼きなますことによりさらにピン止めを補助することができる。
【００２５】
矢印３３７で示すように、自由層３２１はピン止め層３１１の磁化に垂直にバイアスされる磁化を有する。矢印は右へ向けて示されているが、左に向けることもできる。自由層の磁化は３３７で示すようにバイアスされるが、磁界の存在中に自由に回転することができる。自由層をバイアスするための機構はさらに以下で議論する。
【００２６】
さらに図３を参照すると、凹側部３０５、３０７の上に第一および第二絶縁層３３９および３４１が形成されている。図３に描かれる図は絶縁層を２つの別個の層として示しているが、これらの層をページの面になる地点で接続してもよいということを当業者なら理解するであろう。
【００２７】
絶縁層の上に形成された圧縮性材料からなる第一および第二の層３４３、３４５は、圧縮応力３３３、３３５を提供してピン止め層３１１のピン止めを補助する。圧縮性材料は、例えば磁気抵抗素子３０９があることによって不連続に形成される場合、他の物質にみられるように、収縮して不連続になるというよりは拡張して不連続になろうとする傾向にある物質である。例えばＲｈはこのような圧縮挙動を表すが、同様に他の物質を使用することもできる。圧縮性材料３４３、３４５によりもたらされる圧縮力３３３、３３５はピン止め層３１１の自動ピン止めを大幅に強化し、振幅反転をうまく防止する。
【００２８】
圧縮性材料層の上に形成された第一および第二ハードバイアス層（ＨＢ）３４７、３４９は、自由層３２１の自由帯磁方向３３７を所望のとおりに配向させておくようにバイアスする。当業者には理解されることであろうが、ＨＢ層３４７、３４９は実質的に自由層３２１の近傍に配置して自由層３２１を効果的にバイアスすべきである。ＨＢ層３４７、３４９は例えばＣｏＰｔであってもよく、ＣｒＭｏのシード層を含んでもよい。またＨＢ層３４７、３４９はＣｏＰｔＣｒであってもよく、Ｃｒのシード層を含んでもよい。その上に本発明は、さらなる別のハード磁性体からもＨＢ層を構築できることを意図する。
【００２９】
第三および第四圧縮性層３５１、３５３は、例えばＲｈにすることができ、ＨＢ層３４７、３４９の上に設けることができる。さらにＴａキャップ層３５５、３５７が続く。このほか、第三および第四圧縮性層３５１、３５３の下に薄い（約２０オングストロームの）Ｔａシード層が設けられてもよい。これらの付加的圧縮性層３５１、３５３はさらにピン止めを補助するので振幅反転を回避することができる。Ｔａキャップ層の上には絶縁層３５９、３６１が設けられて、センス電流が所望のとおりにＭＲ素子３０９のみを流れることが保証される。
【００３０】
自動ピン止め型ＭＲ素子３０９の両側に圧縮性材料３４３、３４５を提供することは、好ましくない振幅反転の発生が必至であると思われるスイッチング磁界を大幅に増加させるということを本発明者らは発見した。さらに、圧縮性層３４３、３４５の厚さが大きくなるほどこのスイッチング磁界も大きくなるということを本発明者らは発見した。磁気ヘッドは一般に比較的平底のリード線で構成されるが、このような構成では圧縮性層を厚くすることができない。このような場合に圧縮性層３４３、３４５、３５１、３５３が厚いと上部磁気シールド層３２３が両側で膨れ上がり、続く製造工程にとって許容し難いトポグラフィをもたらすことになる。トポグラフィを犠牲にすることなく圧縮性層３４３、３４５、３５１、３５３用のスペースを確保するために、本発明者らは革新的な凹部３３９、３４１を盛り込んだ。シールド層３０３の凹部３０５、３０７の中へ絶縁層３３９、３４１を構築することによりそこに形成される安定構造は、付加された応力によって自動ピン止め層を適切にピン止めすることができる程度まで厚さを増加し、また制御可能な方法で製造することが可能である。
【００３１】
磁気センサ３０１は、まず磁性層、例えばＮｉＦｅを基板（図示せず）に被覆することにより形成することができる。ＮｉＦｅは電気めっきなどの多様な方法により被覆することができる。その後ＭＲ素子３０９の層を完全な膜層として被覆し、そしてＭＲ素子３０９となるべき範囲の上にフォトレジストマスクでパターニングすることができる。イオンミリング処理を利用して制御可能な方法でＭＲおよびシールド材料を除去し、ＭＲ素子３０９および凹部３０５、３０７を作り出すことができる。引き続き高角度イオンミリングステップを行うことは、センサ３０９の両側およびシールド層３０３の隆起部３０４から再被覆材料を除去するのに望ましいであろう。その後、絶縁層３３９、３４１、第一および第二圧縮性層３４３、３４５、ハードバイアス層３４７、３４９、第三および第四圧縮性層３５１、３５３、キャップ層３５５、３５７、および絶縁層３５９、３６１を被覆することができる。
【００３２】
磁気ヘッド３０１を構築するための代替の方法には、シールド層３０３を被覆するステップ、次に隆起部３０４となるべき範囲の上にマスキング層（フォトレジストなど）を被覆するステップを含む。その後イオンミリング処理を施して材料を除去し、シールド層３０３の隆起部３０４を形成することができる。さらに絶縁材料を完全な膜層の状態で被覆して、絶縁層３３９、３４１を残しながらフォトレジストを剥がすことができる。引き続き化学機械研磨のような平坦化ステップを行えば、後続の層を上に形成するのに有利な平坦面をもたらすことができる。代わりに、完全な絶縁膜層を被覆する前にフォトレジスト層を除去することもできよう。またＣＭＰ処理の利用により、構造を平坦化してＭＲ素子３０３が上に構築される隆起部３０４から絶縁体を除去することもできよう。
【００３３】
本発明はＧＭＲセンサでもＴＭＲセンサでも利用できるということが当業者には理解されよう。ＧＭＲセンサがＭＲ素子として使用されたならば、ＭＲ素子３０９と第一および第二磁気シールド層３０３、３２３との間に第一および第二間隙層と称する絶縁層が提供されよう。そしてリード線が形成され、ＭＲ素子３０９の各側面にセンス電流が供給されよう。その場合、上部圧縮性層３５１、３５３も下部圧縮性層３４３、３４５も、センス電流を供給するためのリード線として兼用することができる。
【００３４】
本発明は、自動ピン止め型ＭＲセンサにおける振幅反転への抵抗を改良するためのピン止め機構を提供することにより、先行技術の多くの問題点を克服するということがわかるであろう。様々な実施態様が上述されたが、それらは例としてのみ示されたものであり、限定として示されたものではないということが理解されるべきである。したがって、好ましい実施態様の広さおよび範囲は上述のいかなる例示的実施態様によっても限定されるべきではなく、附属の特許請求の範囲およびその均等物のみにしたがって定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を具体化することのできる磁気記憶装置の簡略化した部分概略図である。
【図２】図１の線２−２で切り取って拡大したスライダのＡＢＳの図である。
【図３】図２の円３で切り取って拡大した本発明の実施態様による読取りセンサの図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００…ディスクドライブ、
１１２…磁気ディスク、
１１３…スライダ、
１１４…スピンドル、
１１５…サスペンション、
１１８…ドライブモータ、
１１９…アクチュエータアーム、
１２１…磁気ヘッド、
１２５…データ記録チャネル、
１２７…アクチュエータ、
１２９…制御ユニット（コントローラ）、
３０１…磁気センサ、
３０３…下部磁気シールド層、
３０４…隆起部、
３０５…第一凹部、
３０７…第二凹部、
３０９…磁気抵抗素子、
３１１…ピン止め層、
３１３…低部強磁性層、
３１５…頂部強磁性層、
３１７…反平行結合層、
３１９…非磁性障壁層、
３２１…自由磁性層、
３２３…上部磁気シールド層、
３２５，３２７…リード線、
３３９…第一絶縁層、
３４１…第二絶縁層、
３４３…第一圧縮性層、
３４５…第二圧縮性層、
３４７…第一ハードバイアス層、
３４９…第二ハードバイアス層、
３５１…第三圧縮性層、
３５３…第四圧縮性層、
３５５，３５７…キャップ層、
３５９，３６１…絶縁層。
【図１】
2005235371.tif 000003
【図２】
2005235371.tif 000004
【図３】
2005235371.tif 000005