一种磁盘驱动器，具有机架、可旋转地支承在所述机架中的磁盘、用于把带有变换器的浮动块定位于磁盘的记录面上的旋转致动器、以及形成为所述变换器一部分的ＧＭＲ传感器，所述传感器用于检测所述记录面上的磁记录信息，并且包括： 具有自由磁矩的铁磁自由层； 具有通常垂直于所述自由层磁矩取向的固定磁矩的铁磁固定层； 夹在所述固定层和所述自由层之间的非磁性导电隔离层；和 所述自由层上的保护性的非导电覆层，所述覆层用于在不减小自由层的物理厚度的情况下，减小自由层磁厚。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及从数据存储介质读取磁记录信息的磁阻传感器，更具体地说，涉及直接存取存储装置(DASD)系统用的旋转阀读取传感器。
技术介绍
旋转阀传感器(也称为巨磁阻(GMR)传感器)通常用在基于磁性介质的DASD系统，例如磁盘驱动器的读取磁头中。旋转阀传感器是响应相邻磁存储介质上的磁场波动，产生可变电压输出的磁-电器件。如图1中所示，传统的旋转阀装置由第一和第二铁磁层(下面称为“固定”层和“自由”层)形成，第一和第二铁磁层由导电的隔离层分离。在磁盘驱动器中，这些层被定向成以致叠层的一个边缘沿横向方向面对相邻的盘面，并且叠层的层面垂直于盘面。固定层的磁矩(M1)以垂直于盘面的角度θ1(即θ1＝90°)定向。它有时称为传感器的横向”磁矩。磁矩M1实质上是固定的，因为它不会因磁盘磁畴的影响会旋转。一般通过利用相邻的反铁磁固定层，借助交换耦合实现固定。自由层的磁矩(M2)具有平行于盘面的零偏磁点取向θ2(即θ2＝0°)。它有时称为传感器的“纵向”磁矩。当受到记录在盘面上的正、负磁畴的影响时，磁畴M2相对于零偏磁点位置，沿正、负方向自由旋转。在数字记录方案中，正、负磁畴对应于数字“1”和“0”。零偏磁点是当传感器处于静止状态，并且不存在任何外部磁场时，自由层磁矩M2的位置。电引线被布置成与固定层、自由层和隔离层电接触。在CIP(Current-In-Plane)旋转阀传感器中，如图1中所示，引线被安排成使电流沿和叠层的层面平行的横向方向通过传感器组。当引线施加检测电流时，在驱动器处理电路中产生回读信号，回读信号是当在记录磁畴的影响下，自由层磁矩M2相对于固定层磁矩M1旋转时导致的电阻变化的函数。这些电阻变化起因于当自由层的磁矩M2相对于固定层的磁矩M1旋转时，电子在隔离层和自由层及固定层的界面的与旋转相关散射的增大/减小。当自由层和固定层磁矩相互平行(即θ2＝90°)时，电阻最低，当磁矩反向平行(即θ2＝-90°)时，电阻最高。适用的关系如下ΔR∝cos(θ1-θ2，)∝ sinθ2。ΔR电阻变化导致被处理为读取信号的电位差。重要的是旋转阀传感器显示出高的GRM效应比值(即，电阻变化和随着施加的磁场而变化的传感器电阻的较高比值)，以便提供最大灵敏度。同样希望构成自由层，从而它显示出受控的负磁致伸缩，提供较高的稳定性。随着磁记录面密度的增大，必须降低记录介质及传感器的自由层的磁厚。材料的磁厚由残余磁矩密度(Mr)和材料的物理厚度(t)给出，通常表示成Mr*t。降低旋转阀传感器中自由层磁厚的常规方法是降低自由层的物理厚度，例如从30埃到25埃或者更低。不幸的是，降低自由层的物理厚度会由于降低其GMR比值，以及使自由层磁致伸缩变得更正，而降低传感器灵敏度。改进具有薄自由层的旋转阀传感器的性能的一种方法是“旋转滤波器”设计，其中在传感器自由层和其覆盖层(最好是氧化物)之间插入薄薄的一层高度导电的非磁性材料，一般是铜(Cu)。但是，就这种设计来说，会不良地降低旋转阀薄层电阻。因此，需要一种GMR传感器结构，其中在保持自由层中的高传感器GMR比值和受控的负磁致伸缩的同时，实现自由层磁厚的降低，以便适应数据面密度的增大。特别需要的是一种GMR传感器，在不必降低自由层物理厚度，从而不会对传感器GMR比值和自由层磁致伸缩产生负面影响的情况下，该GMR传感器具有磁厚降低的自由层，并且灵敏度得到提高。
技术实现思路
借助检测数据存储介质上的磁记录信息的新型GMR传感器，及其制备方法，解决前述问题，获得本领域的发展。所述传感器包括把导电隔离层夹在中间的铁磁自由层和铁磁固定层。在自由层上形成工程覆层，以便在不降低物理厚度的情况下，降低自由层磁厚，为高的传感器GMR比值和自由层中更负的磁致伸缩创造条件。在本专利技术的例证实施例中，覆层是保护性的非导电结构，所述保护性的非导电结构确定与自由层的清晰非扩散界面，促进检测电流电子的弹性散射或与旋转相关的反射，从而保持GMR效应，并使检测电流自铁磁(和隔离)层的分流降至最小。覆层最好包括金属氧化物层，例如选自氧化铝，氧化钽或者诸如氧化钛、氧化锆、氧化铪之类的其它过渡金属氧化物，和氧化镁的材料。可借助任何适宜的物理气相沉积方法，例如离子束沉积或磁控溅射形成覆层，按照设计优先选择，实现覆层的金属组分的氧化。自由层磁厚可在35埃与26埃或者更小之间变化。最好在使传感器的GMR比值保持在约13-15％的范围内，自由层的磁致伸缩保持在约0～-2×10-6的范围内的同时，实现所需的磁厚。本专利技术还公开了制备具有形成于自由层上的工程覆层的GMR传感器的方法，以及磁头和包含这种传感器的磁盘驱动器。附图说明根据如附图中图解说明的本专利技术的优选实施例的更详细说明，本专利技术的上述及其它特征和优点是显而易见的，其中图1是表示常规的GMR旋转阀传感器的透视图；图2是表示包含根据本专利技术构成的GMR旋转阀传感器的磁盘驱动器的内部的侧视图；图3是图2的磁盘驱动器的平面图；图4是供图2的磁盘驱动器之用的集成读/写变换器的平面图； 图5是图4的变换器的侧视图；图6是沿图4中的线6-6获得的横截面图；图7是沿图6中箭头7-7的方向获得的图3的变换器的ABS视图；图8是根据本专利技术构成的GMR旋转阀传感器的例证实施例的详细ABS视图；图9是表示制备根据本专利技术的GMR旋转阀传感器的例证方法的流程图；图10表示了随着覆层形成中使用的氧化物而变化的自由层磁厚；图11表示了随着自由层磁厚而变化的GMR比值；图12表示了随着自由层磁厚而变化的磁致伸缩。具体实施例方式现在参见附图(附图不必按比例绘制)，其中相同的附图标记代表相同的部件，图2和图3图解说明了包含根据本专利技术的具有工程覆层的GMR旋转阀传感器的例证磁盘驱动器2。注意以示意的简化形式表示了磁盘驱动器2，只表现了理解本专利技术所必需的那些结构细节。至于图解说明的这些组件，应明白所有这些组件实质上都是常规组件，除非下面指出。磁盘驱动器2通常包括由铝或其它适宜材料制成的基座铸件4。盖子5通过密封接头(未示出)可拆卸地安装在基座铸件4上。基座铸件4支承具有相关驱动心轴8的常规心轴驱动电机6。驱动心轴8带有一组磁盘10，以便与其高速旋转。磁盘10形成间隔一定距离的，垂直堆叠的磁盘母板(platter)结构。每个磁盘10通常由铝或玻璃基体构成，其上涂覆有恰当的涂层，从而磁盘的上、下表面至少之一，最好上、下表面都是可磁记录的，并且被气动配置成与读/写变换器(下面说明)高速相互作用。借助为了绕固定的枢轴14旋转而安装的致动器12，实现对盘面的数据存取。致动器12包括一组坚固的促动臂16，促动臂16分别支持一个或两个柔性悬臂18(参见图2)。每个悬臂18支持布置成与相关盘面(代表变换器的记录介质)交互作用的浮动块20和变换器22。浮动块20被气动设计成当磁盘10以工作速度旋转时，在每个浮动块和其相关盘面之间形成空气轴承。空气轴承很薄(一般为0.05微米)，从而变换器22被放置在非常接近记录介质的位置。为了使致动器12枢轴转动，提供常规的音圈电机24。该动作通常扫过促动臂16，促动臂16的浮动块支撑悬臂18通常径向越过磁盘10的相应表面，在寻道过程中，允许变换器22从一个同心数据磁道定位到另一同心数据磁道，决定和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：维特霍德·库拉，亚历山大·M·泽尔策尔，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：
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