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KR950020420A - 다층 자기저항 센서 - Google Patents

다층 자기저항 센서 Download PDF

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KR950020420A
KR950020420A KR1019940030840A KR19940030840A KR950020420A KR 950020420 A KR950020420 A KR 950020420A KR 1019940030840 A KR1019940030840 A KR 1019940030840A KR 19940030840 A KR19940030840 A KR 19940030840A KR 950020420 A KR950020420 A KR 950020420A
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KR
South Korea
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layer
multilayer
ferromagnetic
magnetoresistive sensor
magnetic
Prior art date
Application number
KR1019940030840A
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English (en)
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KR0146012B1 (ko
Inventor
로버트 코페이 케빈
에드워드 폰타나 로버트
켄트 하워드 제임스
래니어 힐튼 토드
앤드류 파커 마이클
화 챵 칭
Original Assignee
윌리암 티. 엘리스
인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 윌리암 티. 엘리스, 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 filed Critical 윌리암 티. 엘리스
Publication of KR950020420A publication Critical patent/KR950020420A/ko
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Publication of KR0146012B1 publication Critical patent/KR0146012B1/ko

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Abstract

자기 저항 판독 센서는 평면상의 배열로 하나 이상의 저기 저항 요소들로 형성된 다층 감지 요소를 포함하고 있으며, 각각의 자기 저항 요소는 비자성 층에 의해 분리된 적어도 두 개의 강자성 층들로 된 다층 구조를 가진다. 강자성 층들은 강자성 층들의 맞은편 단부에서 정자기 결합함으로써 반강자성적으로 결합되어 있다. 분리층에 의하여 자기 저항 감지 요소로부터 분리된 바이어스 층은 선형 응답을 위하여 소망의 신호가 없는 시점에서 자기 저항 감지 요소를 바이어스시키는 자계를 제공한다. 자기 저항 감지 요소는 기판상에 강자성 물질로 된 층과 비자성 물질로 된 층들은 교대로 증착하고 그 다음에 평면상의 자기 저항 요소의 배열을 제공하기 위하여 포토리쏘그라피 기법을 사용하여 위 단계에서 생긴 구조를 패턴화하여 형성된다. 전도성 층은 배열위에 증착되어 구조의 평면에 있는 요소들 사이의 전기적 전도성을 제공하기 위하여 자기 저항 요소들을 분리시키는 공간을 채운다.

Description

다층 자기 저항 센서
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명을 실시한 자기 저항 디스크 저장 시스템의 간략화된 블럭선도.
제2a도 및 2b도는 본 발명의 원리에 따른 다층 자기 저항 구조를 나타내는 개략도.

Claims (90)

  1. 다층 자기 저항 센서(multilayer magnetoresistive sensor)에 있어서, 다층의 자기 구조(multilayered magnetic structure)를 형성하는 비자성 물질(nonmagnetic material)로 된 층에 의해 분리되어 있는 강자성 물질(ferromagnetic material)로 된 제1 및 제2의 층을 구비하고 있으며, 상기 제1 및 제2의 강자성 층은 그의 맞은편 모서리에서 정자기 결합(magnetostatic coupling)에 의해 반강자성적으로(antiferromagnetically) 결합되어 있고, 상기 제1의 강자성 층에서의 자화(magnetization)는 상기 제2의 강자성 층에서의 자화에 대해서 실질적으로 역병렬 방향으로 향하고 있으며(oriented substatially antiparallel), 각 강자성 층에서의 자화의 방향은 인가된 자계(magnetic field)에 응답하여 회전을 하게 되며, 상기 자기 저항 센서의 저항(resistance)은 인접한 강자성 층들에서의 자화의 방향들 사이의 각의 변화(change)의 함수로서 변동하는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다층의 자기 구조는 다수의 요소 배열(a multiple element array)을 형성하도록 패턴화되며(patterned), 상기 배열의 각 요소는 인접한 요소들로부터 떨어져 있고(spaced), 상기 배열의 각 요소는 상기 다층의 자기 구조와 동일한 적층 구조(layered structure)를 가지며, 전기적 전도성 물질로 된 전도성 층(conduction layer)은 상기 배열상에 형성되어 상기 다층의 자기 구조의 평면에 있는 상기 요소들 사이에 전기적 전도성을 제공하기 위하여 상기 요소들 사이의 공간을 채우는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  3. 제2항에 있어서, 상기 배열의 상기 각각의 요소는 상기 다층의 자기 구조의 평면에서 가장 큰 크기(largest dimensions)가 10.0마이크로미터 또는 그 이하인 소망의 형상(desired shape)을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 각각의 요소는 일반적으로 원형인 형상(generally circular shape)을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  5. 제3항에 있어서, 상기 각각의 요소는 일반적으로 직사각형인 형상(generally rectangular shape)을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 다층의 자기 구조는 상기 강자성 층들에 수직(perpendicular)이고 상기 각각의 강자성 층에서의 자기 비등방성 방향을 차단하는(intercepting the magnetic anisotropy direction) 불연속점의 배열(an array of discontinuities)을 형성하도록 패턴화되는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  7. 제6항에 있어서, 상기 다층의 자기 구조는 상기 다층의 자기 구조의 전체에 걸쳐 개구의 배열(an array of apertures)을 형성하도록 패턴화되는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  8. 제7항에 있어서, 상기 개구의 배열은 상기 다층의 자기 구조의 전체에 걸쳐 일반적으로 원형인 구멍(hole)의 배열을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  9. 제6항에 있어서, 상기 다층의 자기 구조는 변조된 폭(modulated width)을 갖는 적어도 하나의 스트립(stirp)를 형성하도록 패턴화되는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  10. 제9항에 있어서, 변조된 폭을 갖는 상기 스트립은 연결된 일반적으로 원형인 요소들의 배열로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  11. 제1항에 있어서, 상기 각각의 다층의 자기 구조는 10.0마이크로미터의 최대 직영을 갖는 상기 일반적으로 원형인 요소로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  12. 제1항에 있어서, 상기 다층의 자기 구조는 최대 크기가 10마이크로미터 또는 그 이하인 일반적으로 직사각형인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  13. 제1항에 있어서, 상기 강자성 물질은 철, 코발트, 니켈, 니켈-철과 철, 코발트, 니켈 또는 니켈-철에 근거한 강자성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  14. 제13항에 있어서, 상기 강자성 물질은 니켈-철로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 저항 센서.
  15. 제1항에 있어서, 상기 비자성 분리층(nonmagnetic spacer layer)은 전기적 전도성 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전기적 전도성 물질은 은, 금, 구리 및 루테늄(ruthenium)과, 은, 금, 구리 또는 루테늄의 전도성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전기적 전도성 물질이 은(silver)인 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  18. 제16항에 있어서, 상기 전기적 전도성 물질이 구리(copper)인 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  19. 제2항에 있어서, 상기 전도성 층은 크롬, 탄탈, 은, 금, 구리, 알루미늄 및 루테늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 비자성의 전기적 전도성 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  20. 제19항에 있어서, 상기 비자성의 전기적 전도성 물질이 크롬인 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  21. 다층 자기 저항 센서에 있어서, N개의 이중층(bilayer)들로 구성되어 있으며, 각각의 이중층은 비자성 물질로 된 층위에 형성된 강자성 물질로 된 층으로 구성되어 있고, 상기 N개의 이중층은 상기 강자성 물질로 된 기저층(base layer) 위에 형성되어 있어서 강자성 물질과 비자성 물질로 된 층들이 교대로 있는 다층의 자기 구조를 형성하고 있으며, 상부층(top layer) 및 기저층은 강자성 물질로 되어 있고, 각각의 강자성 층은 그의 맞은편에서 정자가 결합(magnetostatic coupling)함으로써 인접한 강자성 층들에 반강자성적으로 결합되어 있으며, 강자성 층에서의 자화는 인접한 강자성 층들에서의 자화에 대해서 역병렬 방향으로 향하고 있고, 각 강자성 층에서의 자화의 방향은 인가된 자계에 응답하여 회전을 하게 되며, 상기 자기 저항 센서의 저항은 인접한 강자성 층들에서의 자화의 방향들 사이의 각의 변화의 함수로서 변동하는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  22. 제21항에 있어서, 상기 다층의 자기 구조의 상부층위에 형성된 피복층(capping layer)을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  23. 제22항에 있어서, 상기 피복층은 탄탈, 실리콘 산화물 및 알루미늄 산화물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 고유저항이 높은 비자성 물질(nonmagnetic high resistivity material)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  24. 제22항에 있어서, 상기 다층의 자기 구조는 다수의 요소 배열을 형성하도록 패턴화되며, 상기 배열의 각 요소는 인접한 요소들로부터 떨어져 있고(spaced), 상기 배열의 각 요소는 상기 다층의 자기 구조와 동일한 적층 구조(layered structure)를 가지며, 전기적 전도성 물질로 된 전도성 층은 상기 배열상에 형성되어 상기 다층의 자기 구조의 평면에 있는 상기 요소들 사이에 전기적 전도성을 제공하기 위하여 상기 요소들 사이의 공간을 채우는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  25. 제24항에 있어서, 상기 배열의 상기 요소들은 상기 다층의 자기 구조의 평면에서 가장 큰 크기(largest dimensions)가 10.0마이크로미터 또는 그 이하인 소망의 형상(desired shape)을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  26. 제25항에 있어서, 상기 각각의 요소는 10.0마이크로미터의 최대 직경을 갖는 일반적으로 원형인 요소를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  27. 제25항에 있어서, 상기 각각의 요소는 일반적으로 직사각형인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  28. 제21항에 있어서, 상기 다층의 자기 구조는 상기 강자성 층들에 수직(perpendicular)이고 상기 각각의 강자성 층에서의 자기 비등방성 방향을 차단하는(intercepting the magnetic anisotropy direction) 불연속점의 배열(an array of discontinuities)을 형성하도록 패턴화되는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  29. 제28항에 있어서, 상기 다층의 자기 구조는 상기 다층의 자기 구조의 전체에 걸쳐 개구의 배열(an array of apertures)을 형성하도록 패턴화되는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  30. 제29항에 있어서, 상기 개구의 배열은 상기 다층의 자기 구조의 전체에 걸쳐 일반적으로 원형인 구멍(hole)의 배열을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  31. 제28항에 있어서, 상기 다층의 자기 구조는 변조된 폭(modulated width)을 갖는 적어도 하나의 스트립(strip)를 형성하도록 패턴화되는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  32. 제31항에 있어서, 변조된 폭을 갖는 상기 스트립은 연결된 일반적으로 원형인 요소들의 배열로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  33. 제22항에 있어서, 상기 강자성 물질은 철, 코발트, 니켈, 니켈-철과 철, 코발트, 니켈 또는 니켈-철에 근거한 강자성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  34. 제33항에 있어서, 상기 강자성 물질은 니켈-철로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  35. 제22항에 있어서, 상기 비자성 물질은 전기적 전도성 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  36. 제35항에 있어서, 상기 전기적 전도성 물질은 은, 금, 구리 및 루테늄(ruthenium)과, 은, 금, 구리 또는 루테늄의 전도성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질인 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  37. 제36항에 있어서, 상기 전기적 전도성 물질이 은(silver)인 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  38. 제36항에 있어서, 상기 전기적 전도성 물질이 구리(copper)인 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  39. 제24항에 있어서, 상기 전도성 층은 크롬, 탄탈, 은, 금, 구리, 알루미늄 및 루테늄과 크롬, 탄탈, 은, 금, 구리, 알루미늄 또는 루테늄의 전도성 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 비자성의 전기적 전도성 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  40. 제39항에 있어서, 상기 비자성의 전기적 전도성 물질이 크롬인 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  41. 제39항에 있어서, 상기 비자성의 전기적 전도성 물질이 탄탈인 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  42. 제22항에 있어서, N이 2 내지 10의 범위내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  43. 제22항에 있어서, 홀수 번호의 강자성 층들의 두께의 합은 짝수 번호의 강자성 층들의 두께의 합과 실질적으로 같은 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  44. 제43항에 있어서, 강자성 물질로 된 상기 상부층 및 기저층의 두께는 실질적으로 상기 다층의 자기 구조내에 있는 강자성 층들의 두께의 절반인 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  45. 다층 자기 저항 센서에 있어서, 기판(substrate)과, 상기 기판의 주 표면(Major surface)상에 증착된 절연층(isolation layer)과, 상기 절연층 상에 증착된 자성 물질로 된 바이어스 층(bias layer)과, 상기 바이어스 층위에 증착되어 있고 복수의 N개의 이중층으로 구성된 자기 저항 감지 요소와, 상기 다층의 자기 구조의 상부층위에 형성된 피복층 및, 상기 바이어스층상에 증착되어 있고 상기 바이어스층을 상기 자기 저항 감지 요소로부터 자기적으로 분리하기 위하여 상기 바이어스층과 상기 자기 저항 감지 요소사이에 배치된 분리층으로 구성되어 있으며, 상기 각각의 이중층은 비자성 물질로 된 층위에 형성된 강자성 물질로 된 층으로 구성되어 있고, 상기 N개의 이중층은 상기 강자성 물질로 된 기저층(base layer)위에 형성되어 있어서 강자성 물질과 비자성 물질로 된 층들이 교대로 있는 다층의 자기 구조를 형성하고 있으며, 상기 상부층 및 기저층은 강자성 물질로 되어 있고, 각각의 강자성 층은 그의 맞은편에서 정자기 결합(magnetostatic coupling)함으로써 인접한 강자성층들에 반강자성적으로 결합되어 있으며, 강자성 층에서의 자화는 인접한 강자성 층들에서의 자화에 대해서 실질적으로 역병렬 방향으로 향하고 있고, 각 강자성 층에서의 자화의 방향은 인가된 자계에 응답하여 회전을 하게 되며, 상기 자기 저항 센서의 저항은 인접한 강자성 충돌에서의 자화의 방향들 사이의 각의 변화의 함수로서 변동하게 되고, 상기 다층의 자기 구조는 다수의 요소 배열을 형성하도록 패턴화되며, 상기 배열의 각 요소는 인접한 요소들로부터 떨어져 있고(spaced), 상기 배열의 각 요소는 상기 다층의 자기 구조와 동일한 적층 구조(layered structure)를 가지며, 전기적 전도성 물질로 된 전도성 층은 상기 배열상에 형성되어 상기 다층의 자기 구조의 평면에 있는 상기 요소들 사이에 전기적 전도성을 제공하기 위하여 상기 요소들 사이의 공간을 채우는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  46. 제45항에 있어서, 이중층의 수 N은 1 내지 10의 범위내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  47. 제45항에 있어서, 상기 각각의 요소는 10.0마이크로미터의 최대 직경을 갖는 일반적으로 원형인 요소를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  48. 제45항에 있어서, 상기 각각의 요소는 최대 크기가 10마이크로미터 또는 그 이하인 일반적으로 직사각형인 요소를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  49. 제45항에 있어서, 상기 강자성 물질은 철, 코발트, 니켈, 니켈-철과, 철, 코발트, 니켈 또는 니켈-철에 근거한 강자성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  50. 제49항에 있어서, 상기 강자성 물질은 니켈-철로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  51. 제45항에 있어서, 상기 비자성 층들은 은, 금, 구리 및 루테늄(ruthenium)과, 은, 금, 구리 또는 루테늄의 전도성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전기적 전도성 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  52. 제51항에 있어서, 상기 전기적 전도성 물질이 은(silver)인 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  53. 제45항에 있어서, 상기 분리층은 탄탈(tantalum), 지르코늄(zirconium), 티타늄(titanium), 이트륨(yttrium) 및 하프늄(hafnium)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  54. 제53항에 있어서, 상기 분리층은 탄탈로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  55. 제45항에 있어서, 상기 바이어스층은 상기 자기 바이어스 자계(magnetic bias field)를 제공하기 위하여 자기적 연성(magnetically soft)물질로 된 층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  56. 제55항에 있어서, 상기 자기적 연성 물질은 니켈-철 및 니켈-철-로듐(rhodium)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  57. 제45항에 있어서, 상기 바이어스층은 상기 자기 바이어스 자계를 제공하기 위하여 자기적 경화 물질(magnetically hard material)로 된 층으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  58. 제57항에 이어서, 상기 자기적 경화 물질은 코발트-백금 및 코발트-백금-크롬으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  59. 제45항에 있어서, 상기 강자성 층들은 약 10옹스트롬 내지 약 100옹스트롬의 범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  60. 제45항에 있어서, 상기 비자성 층들은 약 10옹스트롬 내지 약 400옹스트롬의 범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  61. 제45항에 있어서, 상기 전도성 층은 크롬, 탄탈, 은, 금, 구리, 알루미늄 및 루테늄과 크롬, 탄탈, 은, 금, 구리, 알루미늄 또는 루테늄의 전도성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 비자성의 전기적 전도성 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  62. 제61항에 있어서, 상기 전기적 전도성의 비자성 물질이 탄탈로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  63. 제45항에 있어서, 홀수 번호의 강자성 층들의 두께의 합은 상기 다층의 자기 구조내에 있는 짝수 번호의 강자성 층들의 두께의 합과 실질적으로 같은 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  64. 자기 저장 시스템에 있어서, 데이타를 기록하기 위하여 그 표면상에 정의된 복수의 트랙을 갖는 자기 저장 매체와, 상기 자기 저장 매체(magnetic storage media)와 자기 변환기(magnetic transducer) 사이의 상대 운동 동안에 상기 자기 저장 매체에 대하여 근접한 거리의 위치에 유지되는 상기 자기 변환기와, 상기 자기 변환기에 결합되어 있으며 상기 자기 변환기를 상기 자기 저장 매체상의 선택된 데이타 트랙들로 이동시키기 위한 엑츄에이터 수단 및, 상기 다층 자기 저항 센서에 결합되어 있으며 상기 다층 자기 저항 센서에 의해 차단된 상기 자기 저장 매체에 기록된 데이타 비트를 나타내는 인가된 자계에 응답하여 상기 자기 저항 감지 요소에서의 저항 변화를 검출하기 위한 검출 수단을 구비하고 있으며, 상기 자기 변환기는 복수의 N개의 이중층들을 포함하는 자기 저항 감지 요소를 구비한 다층 자기 저항 센서를 포함하고 있으며, 상기 각각의 이중층은 비자성 물질로 된 층위에 형성된 강자성 물질로 된 층으로 구성되어 있고, 상기 N개의 이중층은 상기 강자성 물질로 된 기저층(base layer) 위에 형성되어 있어서 강자성 물질과 비자성 물질로 된 층들이 교대로 있는 다층의 자기 구조를 형성하고 있으며, 상기 상부층 및 기저층은 강자성 물질로 되어 있고, 각각의 강자성 층은 그의 맞은편에서 정자기 결합(magnetostatic coupling)함으로써 인접한 강자성층들에 반강자성적으로 결합되어 있으며, 강자성 층에서의 자화는 인접한 강자성 층들에서의 자화에 대해서 실질적으로 역병렬 방향으로 향하고 있고, 각 강자성 층에서의 자화의 방향은 인가된 자계에 응답하여 회전을 하게 되며, 상기 자기 저항 센서의 저항은 인접한 강자성 층들에서의 자화 방향들 사이의 각의 변화 함수로서 변동하게 되고, 상기 다층의 자기 구조는 다수의 요소 배열을 형성하도록 패턴화되며, 상기 배열의 각 요소는 인접한 요소들로부터 떨어져 있고(spaced), 상기 배열의 각 요소는 상기 다층의 자기 구조와 동일한 적층 구조(layered structure)를 가지며, 전기적 전도성 물질로 된 전도성 층은 상기 배열상에 형성되어 상기 다층의 자기 구조의 평면에 있는 상기 요소들 사이에 전기적 전도성을 제공하기 위하여 상기 요소들 사이의 공간을 채우고 있고, 자성 물질로 된 바이어스층은 상기 자기 저항 감지 요소에 자기 바이어스 자계를 제공하며, 비자성 물질로 된 분리층은 상기 자기 저항 감지 요소로부터 상기 바이어스층을 자기적으로 분리시키기 위하여 상기 바이어스층과 상기 자기 저항 감지 요소의 상기 기저층 사이에 배치되어 있으며, 전도성 리드(conductive lead)는 상기 자기 저항 감지 요소의 맞은편 단부에 연결되어 있으며 상기 다층 자기 저항 센서를 외부의 회로에 연결시키고 감지 전류를 상기 자기 저항 감지 요소에 결합시키는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  65. 제64항에 있어서, 이중층의 수 N은 1 내지 10의 범위로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  66. 제64항에 있어서, 상기 각각의 요소는 10.0마이크로미터의 최대 직경을 갖는 일반적으로 원형인 요소로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  67. 제64항에 있어서, 상기 각각의 요소는 최대 크기가 10마이크로미터 또는 그 이하인 일반적으로 직사각형인 요소로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  68. 제64항에 있어서, 상기 다층 자기 저항 센서는 단일 요소로 구성되어 있으며 상기 단일 요소의 최대 크기는 데이타 트랙 폭과 실질적으로 같은 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  69. 제64항에 있어서, 상기 강자성 물질은 철, 코발트, 니켈, 니켈-철과, 철, 코발트, 니켈 또는 니켈-철에 근거한 강자성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  70. 제69항에 있어서, 상기 강자성 물질은 니켈-철로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  71. 제64항에 있어서, 상기 비자성 층들은 은, 금, 구리 및 루테늄(ruthenium)과 은, 금, 구리 또는 루테늄의 전도성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전기적 전도성 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  72. 제71항에 있어서, 상기 전기적 전도성 물질이 은(silver)인 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  73. 제64항에 있어서, 상기 분리층은 탄탈(tantalum), 지르코늄(zirconum), 티타늄(titanium), 이트륨(yttrium) 및 하프늄(hafnium)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  74. 제64항에 있어서, 상기 바이어스층은 상기 자기 바이어스 자계를 제공하기 위하여 자기적 연성 물질로 된 층으로 구성되어 있으며, 상기 자기적 연성 물질은 니켈-철-크롬, 니켈-철-니오브(niobium), 니켈-철 및 니켈-철-로듐(rhodium)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  75. 제64항에 있어서, 상기 바이어스층은 자기 자기 바이어스 자계를 제공하기 위하여 자기적 경화 물질로 된 층으로 구성되어 있으며, 상기 자기적 경화 물질은 코발트-백금 및 코발트-백금-크롬으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  76. 제64항에 있어서, 상기 강자성 층들은 약 10옹스트롬 내지 약 100옹스트롬의 범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  77. 제64항에 있어서, 상기 비자성 층들은 약 10옹스트롬 내지 약 400옹스트롬의 범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  78. 제64항에 있어서, 상기 전도성 층은 크롬, 탄탈, 은, 금, 구리, 알루미늄 및 루테늄과 크롬, 탄탈, 은, 금, 구리, 알루미늄 또는 루테늄의 전도성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 비자성의 전기적 전도성 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 저장 시스템.
  79. 다층 자기 저항 장치를 제조하는 방법에 있어서, 적당한 기판상에 강자성 물질로 된 기저층을 형성시키는 단계와, 각각 비자성 물질로 된 제1의 층과 상기 제1의 층 위에 형성된 상기 강자성 물질로 된 제2의 층으로 구성되어 있으며 상기 강자성 물질로 된 상기 기저층위에 형성되어 있는 복수의 이중층을 형성시키는 단계와, 상기 단계로 생긴 다층의 자기 구조를 패턴화하여 인접한 요소들로부터 떨어져 있으며 상기 다층의 자기 구조와 동일한 적층 구조를 갖는 다수의 요소 배열을 형성하는 단계, 및 상기 배열위에 전기적 전도성 물질로 된 전도성 층을 형성시켜 다층의 자기 구조의 평면에 있는 상기 요소들사이에 전기적 전도성을 제공하기 위하여 상기 요소들사이의 공간을 채우는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 장치의 제조 방법.
  80. 제79항에 있어서, 상기 강자성 층들은 약 10옹스트롬 내지 약 100옹스트롬의 범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 장치의 제조 방법.
  81. 제79항에 있어서, 상기 비자성 층들은 약 10옹스트롬 내지 약 400옹스트롬의 범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 장치의 제조 방법.
  82. 다층 자기 저항 센서에 있어서, 기판(substrate)과, 상기 기판의 주 표면(major surface)상에 증착된 절연층(isolation layer)과, 상기 절연층 상에 증착된 자성 물질로 된 바이어스층(bias layer)과, 상기 바이어스 층위에 증착되어 있고 복수의 N개의 이중층으로 구성된 자기 저항 감지요소와, 상기 다층의 자기 구조의 상부층위에 형성된 피복층, 및 상기 바이어스층상에 증착되어 있고 상기 바이어스층을 상기 자기 저항 감지 요소로부터 자기적으로 분리하기 위하여 상기 바이어스층과 상기 자기 저항 감지 요소사이에 배치된 분리층으로 구성되어 있으며, 상기 각각의 이중층은 비자성 물질로 된 층위에 형성된 강자성 물질로 된 층으로 구성되어 있고, 상기 N개의 이중층은 상기 강자성 물질로 된 기저층(base layer) 위에 형성되어 있어서 강자성 물질과 비자성 물질로 된 층들이 교대로 있는 다층의 자기 구조를 형성하고 있으며, 상기 상부층 및 기저층은 강자성 물질로 되어 있고, 각각의 강자성 층은 그의 맞은편에서 정자기결합(magnetostatic coupling)함으로써 인접한 강자성층들에 반강자성적으로 결합되어 있으며, 강자성 층에서의 자화는 인접한 강자성 층들에서의 자화에 대해서 실질적으로 역병렬 방향으로 향하고 있고, 각 강자성 층에서의 자화의 방향은 인가된 자계에 응답하여 회전을 하게 되며, 상기 자기 저항 센서의 저항은 인접한 강자성 층들에서의 자화의 방향들 사이의 각의 변화 함수로서 변동하게 되고, 상기 다층의 자기 구조는 단일 자기 저항 요소를 형성하기 위하여 패턴화되며, 상기 자기 저항 요소는 소망의 데이타 트랙 폭과 실질적으로 같은 최대 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  83. 제82항에 있어서, 이중층의 수 N은 1 내지 10의 범위로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  84. 제82항에 있어서, 상기 강자성 물질은 철, 코발트, 니켈, 니켈-철과, 철, 코발트, 니켈 또는 니켈-철에 근거한 강자성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  85. 제82항에 있어서, 상기 비자성 층들은 은, 금, 구리 및 루테늄(ruthenium)과, 은, 금, 구리 또는 루테늄의 전도성 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전기적 전도성 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  86. 제82항에 있어서, 상기 분리층은 탄탈(tantalum), 지르코늄,(zirconum), 티타늄(titanium), 이트륨(yttrium) 및 하프늄(hafnium)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 물질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  87. 제82항에 있어서, 상기 바이어스층은 상기 자기 바어이스 자계를 제공하기 위하여 자기적 연성 물질로 된 층으로 구성되어 있으며, 상기 자기적 연성 물질은 니켈-철-크롬, 니켈-철-니오브(niobium), 니켈-철 및 니켈-철-로듐(rhodium)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  88. 제82항에 있어서, 상기 바이어스층은 상기 자기 바이어스 자계를 제공하기 위하여 자기적 경화 물질로 된 층으로 구성되어 있으며, 상기 자기적 경화 물질은 코발트-백금 및 코발트-백금-크롬으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  89. 제82항에 있어서, 상기 강자성 층들은 약 10옹스트롬 내지 약 100옹스트롬의 범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
  90. 제82항에 있어서, 상기 비자성 층들은 약 10옹스트롬 내지 약 400옹스트롬의 범위내의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 자기 저항 센서.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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