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DE69511145T2 - Magnetoresistiver Wiedergabekopf mit doppeltem Spin-Ventilelement - Google Patents

Magnetoresistiver Wiedergabekopf mit doppeltem Spin-Ventilelement

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DE69511145T2
DE69511145T2 DE69511145T DE69511145T DE69511145T2 DE 69511145 T2 DE69511145 T2 DE 69511145T2 DE 69511145 T DE69511145 T DE 69511145T DE 69511145 T DE69511145 T DE 69511145T DE 69511145 T2 DE69511145 T2 DE 69511145T2
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DE
Germany
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layer
playback head
magnetic
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magnetoresistive
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DE69511145T
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Neil Smith
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Publication date
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetischen Wiedergabekopf und insbesondere einen magnetoresitiven Wiedergabekopf.
  • Je höher die Flächenaufzeichnungsdichte in der Magnetaufzeichnungstechnik wird, um so mehr scheinen magnetoresistive Wiedergabeköpfe die Technologie der Wahl zu sein. US-A-5,084,794 und US-A-5,193,038 beschreiben duale magnetoresistive Wiedergabeköpfe (DMR), welche ein verbessertes hochlineares Dichteverhalten im Vergleich mit herkömmlichen, abgeschirmten magnetoresistiven (SMR) Wiedergabeköpfen aufweisen sowie einen zuverlässigeren Betrieb und eine einfachere Herstellung. Bis vor kurzem beruhten praktisch alle bisherigen magnetoresistiven Abtastelemente/Köpfe, einschließlich der DMR-Konstruktion, auf dem physischen Phänomen der anisotropen Magnetoresistenz (AMR) in Permalloy-Dünnfilmen (NiFe). US-A-5, 159,513 beschreibt ein magnetoresistives Abtastelement, bei dem der erst kürzlich entdeckte "Spin-Valve"-Effekt (SV) zum Einsatz kommt, der sich von dem AMR-Effekt grundlegend unterscheidet. Abtastelemente oder Köpfe auf Grundlage der Spin-Valve-Technik können potenziell wesentlich höhere inhärente Empfindlichkeiten und Signalpegelwerte aufweisen als jede andere Konstruktion herkömmlicher AMR-basierender Abtastelemente oder Köpfe.
  • Idealerweise ist das zugrundeliegende SV-Abtastelement ein dreischichtiger Film aus zwei Dünnfilmmagnetschichten, die einen sehr dünnen, nicht magnetischen Leiter umschließen. Wie in Fig. 1a, 1b gezeigt, besteht das zugrundeliegende SV- Abtastelement nach dem Stand der Technik aus den beiden Magnetschichten 10, 12 mit den Dicken t&sub1; bzw. t&sub2;, die durch den nicht magnetischen Leiter 14 mit der Dicke tg beabstandet sind, wobei sämtliche Schichten auf einem Substrat 11 aufliegen. Es sei darauf hingewiesen, dass dieser SVMR-Schichtverbund aus den Magnetschichten 10, 12 und der Trennschicht 14 dem einzelnen magnetoresistiven Film des AMR-Abtastelements nach dem Stand der Technik entspricht. Im Allgemeinen können die einzelnen Magnetschichten 10, 12 entweder einzelne oder mehrere Schichten aus Co, Fe und/oder Ni sein. Die leitfähige Trennschicht besteht im Allgemeinen aus Au, Ag oder Cu. Aufgrund des "Spin-Valve"-Effekts weist die Resistivität ρ des SV-Dreischichtverbunds eine Komponente auf, die von dem Kosinus des Winkels zwischen den Magnetisierungsvektoren M&sub1; und M&sub2; in den Filmen 10, 12 abhängt, wie nachfolgend beschrieben wird. Je nach Filmzusammensetzung wurden SV-Dreischichtverbünde mit einem magnetoresistiven Koeffizienten Δρ/ρ&sub0; von bis zu 8% beobachtet. Dies ist fast das Vierfache des normalerweise für die anisotrope Magnetoresistenz (AMR) in Permalloy-Dünnfilmen (NiFe) ermittelten Werts. Das erklärt das derzeit große Interesse an der SV- Technik für magnetische Aufzeichnungsköpfe.
  • Die Geometrie des Abtastelements aus Fig. 1a, 1b ist auf das Erfassen von Magnetfeldern HS in Querrichtung zum SV-Streifen ausgelegt. Derartige Felder bewirken eine Drehung der Magnetisierungsrichtungen, also M&sub1;, M&sub2; in den Magnetfilmen 10, 12 und induzieren dabei eine Änderung der magnetoresistiven Komponente von ρ. Dies verändert wiederum den elektrischen Nettowiderstand des SV-Streifens und erzeugt eine Spannungsänderung über den Anschlüssen des SV-Abtastelements, wenn ein konstanter Abtaststrom durch die Vorrichtung tritt. Die magnetoresistive Komponente von ρ ändert sich in Form von Δρ cos (θ&sub1;- θ&sub2;), wobei θ&sub1; der Winkel zwischen der Magnetisierung M&sub1; und der Längsrichtung des Films 10 ist, und wobei θ&sub2; der Winkel zwischen der Magnetisierung M&sub2; und der Längsrichtung des Films 12 ist. Es ist daher notwendig, dass die Filme 10 und 12 auf Signalfelder unterschiedlich ansprechen, derart, dass die Differenz θ&sub1;-θ&sub2; mit dem Feld variiert.
  • Für den SV-Kopf, wie in US-A-5,159,513 beschrieben, wird die Magnetisierung M&sub2; bei θ&sub2; = 90º fixiert. Daraus ergibt sich, dass sich die magnetoresistive Komponente von ρ in Form von Δρ sin θ&sub1; verändert. Aufgrund der Drehung der Magnetisierung verhält sich sinθ&sub1; proportional zum resultierenden Signalfeld H in Querrichtung. Wenn θ&sub1; 0 bei dem statischen Nullfeld-Vorspannungspunkt des SV- Abtastelements, ist die "Abtastelementausgabe" "Änderung in sinθ&sub1;" "Änderung in sinθ&sub1;" "Signalfeld H", und das SV-Abtastelement spricht linear auf die Signalfelder über den maximal möglichen Dynamikbereich von -90 ≤ θ&sub1; ≤ 90º vor Sättigung des Films 10 an. Dies veranschaulicht, warum der senkrechte Vorspannungszustand θ&sub1; 0º und θ&sub2; 90º für die praktische Anwendung des magnetoresistiven Kopfes des SV-Typs bevorzugt wird.
  • Im praktischen Einsatz des SV-Abtastelements sind einige Mittel zur Fixierung der Magnetisierung M&sub2; der Magnetschicht 12 erforderlich, derart, dass diese im wesentlichen senkrecht zur statischen Magnetisierung M&sub1; der Magnetschicht 12 verläuft, die sich ansonsten in Ansprechen auf ein Magnetfeldsignal frei drehen würde. Die bevorzugten Mittel zur Stabilisierung dieses senkrechten Magnetisierungszustands, wie in US-A-5,159,513 beschrieben, umfassen zwei einzelne Merkmale. Erstens ist es erforderlich, dass zwischen den beiden magnetischen SV-Schichten keine Übereinstimmung in der Dicke und/oder Zusammensetzung besteht, und zweitens umfasst dies eine zusätzliche magnetische Vorspannungsschicht, und zwar die austauschgekoppelte Vorspannungsschicht 16 der Fig. 1a, 1b.
  • Fig. 1b zeigt den Querschnitt des SV-Abtastelements aus Fig. 1a mit den darauf liegenden Stromleitern 18, 20.
  • In Fig. 2 zeigt eine vereinfachte, schematische Darstellung des senkrecht vorgespannten SV-Abtastelements aus US-A-5,159,513 einige kritische strukturelle und zugehörige magnetische Merkmale, die der Konstruktion inhärent sind. Wie in dem genannten Patent beschrieben, bestehen die Filme 10, 12 aus Co-basierenden Legierungen und/oder NiFe, die Sperrschicht 16 besteht aus antiferromagnetischem FeMn und die Distanzschicht 14 besteht aus Cu. Die Filme 10, 12, 16 und die Distanzschicht 12 weisen folgende Dicken auf: Film 10 t&sub1; 7,5 nm, Film 12 t&sub2; 3,5 nm, Film 16 t&sub3; 10 nm und Trennschicht 12 tg 3 nm. Alle Elemente besitzen in Querrichtung die Höhe L. Das Diagramm zeigt zudem die querlaufenden Magnetfelder unter Vorspannungsbedingungen (außer Signalfeldern), einschließlich der Demagnetisierungsfelder Hd und der Stromfelder Hj, die sich aus der Stromdichte J in der Vorrichtung ergeben. Diese Konstruktion weist einige mögliche Nachteile auf, nämlich:
  • a) Die Konstruktion erfordert eine ungleiche Dicke oder Zusammensetzung zwischen den Filmen 10 und 12, wobei dies der maximal erzielbaren Größe von (Δρ/ρ) abträglich ist. Das ist darauf zurückzuführen, dass der Spin-Valve-Effekt eine gemeinsame Nutzung von Leitelektronen zwischen den beiden Magnetschichten voraussetzt (durch die Cu-Trennschicht), und dass dies am gleichmäßigsten und effizientesten erfolgt, wenn die Magnetschichten nominell gleich sind, also wenn die Dicke der Filme 10, 12 gleich ist. In der Praxis gibt es mehrere Gründe, warum eine Dickenungleichheit unvermeidbar sein kann. Im Allgemeinen ist θ&sub1; (Hj+Hd)/t&sub1;, so dass für 9, nahe 0º die Dicke t&sub1; ausreichend groß sein muss, und dass am Film 10 die Demagnetisierung und die Stromfelder in etwa gelöscht sind. Die Stromlaufrichtung J in Fig. 2 wurde absichtlich derart gewählt, dass Hj auf dem Film 10 antiparallel zu Hd ist. Jedoch ist Hd t&sub2;/L, während Hj J(t&sub2;+tg), und für die kleinen Elementhöhen L 1 um, wie in zukünftigen hochdichten magnetoresistiven Wiedergabeköpfen erforderlich sein wird, ist es unwahrscheinlich, dass Hj groß genug sein wird, um Hd an einer in der Praxis maximal zulässigen Stromdichte auszulöschen, ohne dass t&sub1; wesentlich größer als t&sub2; ist. Da zudem die Austauschsperrkraft auf dem Film 12 aufgrund des Films 16 im Bereich von 1/t&sub2; liegt, kann es erforderlich sein, t&sub2; unter die minimalen Dickenanforderungen von t&sub1; zu reduzieren, um eine Sättigung des Films 10 durch Signalfelder zu vermeiden, damit eine ausreichende Fixierkraft von θ&sub2; 90º erhalten bleibt.
  • b) Wie in US-A-5,159,513 beschrieben, ist die letzte aufgetragene Sperrschicht 16 ein elektrischer Leiter (z. B. FeMn), so dass der Abtaststrom von den Stromleitern 18, 20, die auf dem Film 16 aufliegen, in den SV-Dreischichtverbund fließen kann. Das Vorhandensein einer leitfähigen Sperrschicht schirmt den Abtaststrom von den SV-Schichten ab, was in einem Ausgangssignalverlust der Vorrichtung resultiert.
  • c) Das bislang am meisten verwendete Austauschfixiermaterial, nämlich FeMn, ist bekanntermaßen korrodierend, so dass die langfristige Haltbarkeit des SV-Kopfes nach dem Stand der Technik ein ernstes Problem darstellt. Das Problem wird dadurch verschärft, dass sich das FeMn-Material in dem aktiven Bereich der SV-Vorrichtung befindet, wo die hohen Stromdichten und die damit zusammenhängende Joule-Erwärmung die Korrosion beschleunigen können. Eine derartige Erwärmung in dem aktiven Bereich ist auch insofern schlecht, als dass die Fixierkraft einer FeMn-Austauschkupplungsschicht mit steigender Temperatur deutlich nachlassen kann. Dieses Temperaturproblem wird durch die Möglichkeit eines langsamen, langfristigen erneuten Glühens des FeMn unter Beaufschlagung durch das Magnetfeld aus Hd+Hj an der Kontaktstelle zwischen den Filmen 10 und 112 verschärft, wo Hd und Hj in die gleiche Richtung weisen und der Magnetisierungsrichtung des Films 12 entgegenlaufen. Ein derartiges erneutes Glühen würde die quergerichtete Fixierung des Films 12 zunehmend zerstören und die SV-Vorrichtung funktionsunfähig machen.
  • d) Die inhärente lineare Auflösung eines SV-Wiedergabekopfes reicht für ein hochdichtes Aufzeichnungssystem nicht aus. Analog zur herkömmlichen AMR- Kopftechnik ist das Vorhandensein einer zusätzlichen magnetischen Abschirmung als Teil der gesamten Kopfkonstruktion erforderlich. Diese Abschirmungen erhöhen die Kosten und die Komplexität bei der Herstellung des Kopfes, insbesondere da der Spalt zwischen Abschirmung und Abtastelement reduziert werden muss, um zukünftige Anforderungen in Bezug auf steigende Speicherdichten zu erfüllen.
  • US-A-5,287,238 beschreibt einen magnetoresistiven Aufzeichnungskopf mit einer doppelten Spin-Valve-Struktur, die aus ferromegnetischen Schichten aufgebaut ist, welche durch zwei Schichten aus nicht magnetischem, leitfähigem Material getrennt sind. Wie in US-A-5,159,513 wird die Magnetisierung auf jeder äußeren ferromagnetischen Schicht jedoch entweder durch eine antiferromagnetische Schicht oder durch eine hartmagnetische Schicht fixiert.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sämtliche vier Beschränkungen der zuvor beschriebenen SV-Kopfkonstruktion nach dem Stand der Technik zu überwinden. Ein erfindungsgemäßer, magnetoresistiver Wiedergabekopf wird in Anspruch 1 dargelegt. Dieser Kopf, der hier als SV-DMR-Vorrichtung (Spin-Valve Dual Magnetoresistance) bezeichnet wird, besteht im wesentlichen aus zwei SV-Abtastelementen, die derart konfiguriert sind, dass die beiden einzelnen SV-Elemente physisch durch eine leitfähige Trennschicht mit relativ hohem Widerstand getrennt sind. Wie in einem herkömmlichen DMR-Kopf fließt Abtaststrom durch die SV-DMR-Vorrichtung, und signalbedingte, magnetoresistive Änderungen werden als Veränderungen der Kopfausgangsspannung ermittelt. Die SV-DMR-Vorrichtung verzichtet auf eine austauschgekoppelte Fixierschicht oder auf die Ungleichheiten der SV-Schichten zur Implementierung der besonderen Vorspannungsanordnung nach dem Stand der Technik. Die erforderliche senkrechte Vorspannung wird ausschließlich durch die Interaktion zwischen Magnetschichten der SV-DMR-Vorrichtung mit im wesentlichen gleicher Dicke und den internen Magnetfeldern, die sich aus dem Abtaststromfluss in der Vorrichtung ergeben, erzielt. Die inhärente hohe Auflösung der in US-A-5,084,794 und US-A- 5,193,038 beschriebene DMR-Vorrichtung nach dem Stand der Technik wird in der SV-DMR-Vorrichtung beibehalten und mit einer hohen Ausgabesignalleistung kombiniert, die auf die Verwendung von magnetoresistiven SV-Elementen zurückzuführen ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Es zeigen
  • Fig. 1a und 1b Abbildungen eines magnetoresistiven Spin-Valve-Kopfes nach dem Stand der Technik;
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung der Elemente des Kopfes aus Fig. 1a und 1b zur Darstellung der Richtungen der entsprechenden Magnetfelder,
  • Fig. 3a und 3b Abbildungen eines dualen magnetoresistiven Kopfes, bei dem erfindungsgemäße, magnetoresistive Spin-Valve-Elemente zum Einsatz kommen,
  • Fig. 4 eine schematische Abbildung des dualen magnetoresistiven Kopfes aus Fig. 3a und 3b zur Darstellung der Richtungen der relevanten Magnetfelder, und
  • Fig. 5 eine Kurve zur Darstellung der winkeligen Vorspannungsrichtungen der Elemente des erfindungsgemäßen, dualen, magnetoresistiven Kopfes.
  • In der auseinandergezogenen Ansicht der erfindungsgemäßen SV-DMR-Vorrichtung aus Fig. 3 liegt ein die Magnetschicht 24, die Trennschicht 28 und die Magnetschicht 26 umfassender Dreischichtverbund auf einem Substrat 22 auf. Es folgt eine leitfähige Trennschicht 30, gefolgt von einem zweiten Dreischichtverbund aus der Magnetschicht 32, der Distanzschicht 36 und der Magnetschicht 34. Die Schichten 24, 26, 32, 34 sind entweder einzelne oder mehrfache Schichtlegierungen aus Co, Fe und/oder Ni, wie zuvor für die herkömmliche SVMR-Vorrichtung angegeben, und die Trennschichten 28, 36 sind entsprechend entweder aus Cu, Ag oder Au. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Dicke und Zusammensetzung der Magnetschichten 24, 26 sowie 32, 34 im wesentlichen gleich sein. Die mittlere Trennschicht 30 besteht aus einem Material mit relativ hohem Widerstand, um die Stromübertragung von den SV-Elementen zu begrenzen und dennoch eine elektrische Bahn von den auf der Schicht 34 aufliegenden Stromleitern 38, 40 (oder alternativ auf einer zusätzlichen, optionalen, leitfähigen Passivierungsschicht) zu beiden SV-Dreischichtverbünden bereitzustellen. Ein geeignetes Material für die mittlere Trennschicht 30 ist TiN, welches einen geeigneten hohen Widerstand von 100-1000 uΩ-cm bereitstellt.
  • Unter Betrachtung von Fig. 4 ist ersichtlich, wie die SV-DMR-Vorrichtung gleichzeitig eine dichte Näherung an die ideale, senkrechte Vorspannungskonfiguration für beide SV-Dreischichtverbünde erreicht, ohne zusätzliche Sperrschichten und ohne ungleiche Dicken zwischen den Magnetschichten eines der beiden SV- Dreischichtverbünde verwenden zu müssen. Auffallend ist, dass die Struktur aus Fig. 4 physisch symmetrisch um eine Mittellinie durch die Trennschicht 30 angeordnet ist und in Bezug auf die von dem durch die Vorrichtung fließenden Strom Jgesamt erzeugten Magnetfelder "antisymmetrisch" angeordnet ist. Angesichts dessen gilt die Erklärung zu den Feldgrößen auf den Schichten des Dreischichtverbunds ohne die Trennschicht 30, also mit den Schichten 24, 26, ebenso für die Feldgrößen auf den Schichten 32, 34. (Wie erwähnt, betrifft die Antisymmetrie nur die stromerzeugten Feldrichtungen, nicht deren Größen.) In Fig. 4 werden die auf jede Magnetschicht eines Dreischichtverbunds einwirkenden Felder durch die direkt benachbart zu Schicht gezeigten Feldvektoren dargestellt, und zwar mit folgenden Notationen. Hdx ist das Demagnetisierungsfeld, das aus der Magnetschicht "x" entsteht. Wenn es einer bestimmten Magnetschicht benachbart ist, wirkt es auf diese Schicht. Hjy ist das auf die Magnetschicht "y" wirkende Stromfeld; es entsteht aus der Stromverteilung, die in allen anderen Magnetschichten fließt.
  • Die resultierenden Felder auf den Magnetschichten links der Mittellinie der Trennschicht 30 und das Stromfeld Hj24 auf der Außenschicht 24, das aus dem Strom entsteht, der in den anderen Leitschichten fließt, addieren sich, um die Größe von Hj24 zu maximieren. Für die Innenschicht 26 werden die Stromfelder aus dem Strom, der in der Mehrzahl der Schichten rechts von der Schicht 26 fließt, teilweise durch den Strom gelöscht, der in den zahlenmäßig geringeren Schichten links der Schicht 26 fließt, so dass Hj24 nahezu dreimal so groß ist wie Hj26. Da die Schichten 24 und 34 in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind, wird das in Querrichtung demagnetisierende Feld Hd24 durch die Schicht 24 an der Position der Schichten 24 oder 26 im wesentlichen durch das Demagnetisierungsfeld Hd24 gelöscht. Unter Wahl der richtigen Parameter kann die große Asymmetrie in der Stromfeldstärke zwischen den inneren und äußeren Magnetschichten in Verbindung mit der wesentlichen Reduzierung des resultierenden demagnetisierenden Feldes die Bildung einer quasi-senkrechten Vorspannungskonfiguration ermöglichen, wobei die Außenschicht 24 in Querrichtung fixiert wird, weil Hj24 > > Hd24- Hd34 , und weil die Innenschicht 26 mit θ&sub4; nahe 0º vorgespannt bleibt, weil Hj26 durch das resultierende Demagnetisierungsfeld Hd24-Hd34 ungefähr gelöscht wird. Die gleiche Erläuterung gilt für die Magnetfeldbedingungen in der SV-DMR- Anordnung rechts von der Mittellinie.
  • Für die SV-DMR-Anordnung ist der magnetoresistive Teil von ρ Δρ/ρ(cos(θ&sub3;- θ&sub4;)+(cos(θ&sub6;-θ&sub5;)/2, was im Falle von θ&sub3; 90 und θ&sub5; -90 bedeutet, dass ρ Δρ/ρ(sinθ&sub4;-sinθ&sub5;)/2. Analog zur herkömmlichen AMR-DMR-Anordnung misst das SV-DMR-Ausgangssignal die Differenz (sinθ&sub4; sinθ&sub5;) in Winkeldrehung zwischen den Magnetschichten 26 und 32. In dem Maße, in dem die Schichten 24, 34 wirksam fixiert oder bei ±90º gesättigt bleiben, sind die magnetischen Eigenschaften der SV-DMR-Anordnung analog zu denen der AMR-DMR-Anordnung, und der SV-DMR-Wiedergabekopf behält die AMR-DMR-Leistungsmerkmale mit hohen Aufzeichnungsdichten bei großer inhärenter und linearer Auflösung, begrenzt durch die Größe der Trennschicht 30. Es sei darauf hingewiesen, dass die SV- DMR-Anordnung auf die gleiche Weise arbeitet, gleichgültig, ob die Vorspan nungspunkt-Magnetisierung M&sub4;, M&sub5; der Schichten 26, 32 parallel laufen, wie in Fig. 4 gezeigt, oder antiparallel, da sinθ = sin(180º-θ).
  • Fig. 5 zeigt die Ergebnisse einer zweidimensionalen mikromagnetischen Berechnung der detaillierten Vorspannungsverteilung θ(y) für eine SV-DMR-Anordnung, bei der alle Magnetschichten identisch sind. Die Parameter umfassen L = 1,5 um, Magnetschichten 24, 26, 32, 34 mit gleicher Dicke von 8 nm, die Trennschichten 28, 36 mit einer Dicke von 3 nm, die Stromdichte J = 1,6 · 10&sup7; A/cm² in jedem SV- Element, die Sättigungsflussdichte Bs = 1,2 kg (= 0,12 T) und das anisotrope Feld Hk = 8 Oe ( 636,6 Alm). Der Widerstand der mittleren Trennschicht 30 mit einer Dicke von 60 nm ist derart gewählt, dass er 10% des gesamten Abtaststroms überbrückt. Die Austauschkopplung zwischen den Magnetschichten über den Dünnschichtleitern 28, 36 wird mit null angenommen. Wie in Kurve 40 gezeigt, ist θ&sub4; oder θ&sub5; ≤ 20º bei mittleren Werten nahe 0. Wie in Kurve 42 gezeigt, sind die äußeren Magnetschichten 24, 34 fixiert (also gut gesättigt), wobei θ&sub3; oder θ&sub6; 90º über der mittleren Hälfte der Elementhöhe L. Die ungleichmäßigen Elementhöhen sind unvermeidliche Folgen der Ungleichheiten der Demagnetisierungsfelder in Nähe der Elementränder, stören jedoch den wesentlichen Betrieb der SV- DMR-Anordnung nicht.
  • Obwohl die Erfindung detailliert mit besonderem Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann zahlreichen Änderungen und Abwandlungen unterzogen werden, die in den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie in den Ansprüchen dargelegt.

Claims (8)

1. Magnetoresistiver Wiedergabekopf mit
a) einem Substrat (22),
b) einer auf dem Substrat (22) liegenden, mehrschichtigen Struktur, die einen ersten Dreischichtverbund mit einer ersten und zweiten ferromagnetischen Schicht (24, 26), welche durch eine erste leitfähige, nichtmagnetische Schicht (28) mit einer ersten Dicke voneinander getrennt sind, und einen zweiten Dreischichtverbund mit einer dritten und vierten ferromagnetischen Schicht (32, 34) aufweist, welche durch eine zweite leitfähige, nichtmagnetische Schicht (36) mit einer zweiten Dicke voneinander getrennt sind, wobei zwischen dem ersten und zweiten Dreischichtverbund eine zentrale leitfähige, nichtmagnetische Trennschicht (30) einer dritten Dicke eingeschlossen ist,
c) Mitteln (38, 40) zum Erzeugen eines Stromflusses durch den magnetoressistiven Wiedergabekopf, wobei die durch den Stromfluß erzeugten Magnetfelder die erste ferromagnetische Schicht (24), die zweite ferromagnetische Schicht (26), die dritte ferromagnetische Schicht (32) und die vierte ferromagnetische Schicht (34) magnetisieren, so daß die erste und vierte Magnetschicht (24, 34) im wesentlichen antiparallel zueinander, die erste und zweite ferromagnetische Schicht (24, 26) im wesentlichen senkrecht zueinander, und die dritte und vierte ferromagnetische Schicht (32, 34) im wesentlichen senkrecht zueinander magnetisiert werden, wobei alle Magnetisierungen in Ebenen stattfinden, die im wesentlichen parallel zu den Ebenen der Schichten liegen, und
d) einem Mittel zum Abtasten der Resistivitätsveränderungen des magnetoresistiven Wiedergabekopfes in Abhängigkeit vom angelegten Magnetfeld.
2. Magnetoresistiver Wiedergabekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und vierte ferromagnetische Schicht (24, 34) bezüglich magnetischer und elektrischer Eigenschaften im wesentlichen identisch sind und die zweite und dritte ferromagnetische Schicht (26, 32) bezüglich magnetischer und elektrischer Eigenschaften im wesentlichen identisch sind.
3. Magnetoresistiver Wiedergabekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Schichten (24, 26, 32, 34) aus der aus Co, Fe und Ni bestehenden Gruppe hergestellt sind.
4. Magnetoresistiver Wiedergabekopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite leitfähige Schicht (28, 36) aus der Gruppe Au, Ag, Cu hergestellt sind.
5. Magnetoresistiver Wiedergabekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (24), zweite (26), dritte (34) und vierte (34) ferromagnetische Schicht von gleicher Dicke sind.
6. Magnetoresistiver Wiedergabekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite leitfähige Schicht (28, 36) eine Dicke aufweist, die geringer als die Dicke der ferromagnetischen Schichten (24, 26, 32, 34) ist.
7. Magnetoresistiver Wiedergabekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Trennschicht (30) einen, gegenüber dem des ersten und zweiten Dreischichtverbunds, hohen Widerstand aufweist.
8. Magnetoresistiver Wiedergabekopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetoresistive Wiedergabekopf in einem magnetoresitiven Wiedergabekopfträger zum Erfassen magnetisch aufgezeichneter Signale angeordnet ist, welche eine charakteristische, aufgezeichnete Mindestbitlänge aufweisen, daß die Dicke der zentralen leitfähigen, nichtmagnetischen Trennschicht (30) im wesentlichen der charakteristischen Mindestbitlänge entspricht, und daß die Mittel zum Abtasten der Resistivitätsveränderungen des magnetoresistiven Wiedergabekopfes auf die magnetisch aufgezeichneten Signale ansprechen.
DE69511145T 1994-03-09 1995-03-04 Magnetoresistiver Wiedergabekopf mit doppeltem Spin-Ventilelement Expired - Fee Related DE69511145T2 (de)

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