本发明专利技术涉及一种基于自旋累积效应的盘驱动器磁致电阻（ＭＲ）读头，其在读间隙中没有电端子和相关的绝缘层。自旋累积型ＭＲ读头具有位于下磁屏蔽件上绝缘层上的导电条带，该条带具有在头的检测端的面向盘的第一端以及在头的后端从所述检测端凹进的第二端。在头的检测端，上磁屏蔽件位于自由层上而没有绝缘层。在头的后端电阻检测电路电耦接到上屏蔽件和下屏蔽件。在头的后端，电端子位于被固定层上且与上屏蔽件电绝缘。在头的后端，电流供应电路电耦接到端子和下屏蔽件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总地涉及磁致电阻(MR)传感器，例如用于磁记录盘驱动器的MR读取头，更特别地，涉及基于自旋累积效应(spin accumulation effect)的MR传感器。
技术介绍
通常称为“自旋阀”(SV)传感器的一类常规MR传感器具有层的堆叠，该堆叠包括由非磁间隔层分隔开的两个铁磁层。一个铁磁层使其磁化方向例如通过与相邻反铁磁层的交换耦合被钉扎而被固定，另一铁磁层使其磁化方向在存在外磁场时“自由”转动。利用施加到传感器的检测电流，自由层磁化相对于被固定层磁化的转动可检测为电阻变化。用在所有当前磁记录硬盘驱动器中的SV MR读头以与传感器层堆叠中的层平面平行地传导的检测电流运行，所以其被称为面内电流(CIP)传感器。已经提出了基于磁隧道结(MTJ)的一类MR读头。在MTJ MR读取头中，自由与被固定铁磁层之间的非磁间隔层是非磁隧道势垒层，通常由氧化铝形成。MTJ MR读头以垂直于传感器堆叠中的层平面(CPP)的隧穿电流运行，且垂直经过所述层的隧穿电流依赖于两个铁磁层中磁化的相对取向。在两类MR读头中，没有外磁场时，被固定或被钉扎层的磁化一般垂直于盘的平面，自由层的磁化一般平行于盘的平面。当暴露于来自记录在盘上的数据位的外磁场时，自由层磁化将转动，引起电阻变化。自由和被固定铁磁层在面向盘的检测端位于两个磁屏蔽件之间。屏蔽件防止来自与正被读取的位相邻的位的磁场到达读头。屏蔽件锐化空间响应(spatial response)并改善读头沿数据道(data track)的分辨率。屏蔽件之间的间隔称为读间隙。读间隙的尺寸影响读头沿道的分辨率且因此影响沿道的位密度，所以期望保持读间隙尽可能小。在US2005/0002128 A1和US 2004/0257714 A1中已经提出了一种基于“自旋累积”的MR传感器和读头。这类传感器基于F.J.Jedema等公布的实验结果，“Electrical detection of spin precession in a metallic mesoscopic spinvalve”，Nature，Vol.416，April 2002，pp.713-716。这类MR传感器具有导电条带，第一隧道势垒和自由铁磁层在该条带的前或检测端，第二隧道势垒和被固定铁磁层在该条带的后端。当电流从被固定铁磁层经第二隧道势垒进入条带的后端且被固定铁磁层沿一方向被磁化使得该层中自旋向上的电子的数量高于自旋向下的电子的数量时，则自旋向上的电子在第二隧道势垒下面累积。然而，由于该条带是非磁的，自旋累积程度指数地衰减，具有与该条带材料中电子的自旋扩散长度相等的特征长度水平。如果该条带的前端以大约等于或短于自旋扩散长度的距离定位，则自旋累积被检测为跨过前端的电压。该电压取决于自由铁磁层的磁化方向，从而当自由层暴露于外磁场时，跨过第一隧道势垒的电阻改变。在所提出的基于自旋累积效应的MR读头中，电端子位于检测端，与自由层接触且因此在磁屏蔽件之间的读间隙中。因为穿过条带的后端导向的电流利用屏蔽件作为电引线，所以端子必须具有相关的绝缘层从而与屏蔽件电隔离。因此端子和绝缘层两者都增加了读间隙的尺寸。所需要的是基于自旋累积效应的MR传感器，其具有最小化读间隙的尺寸的电引线结构。
技术实现思路
本专利技术涉及基于自旋累积效应的盘驱动器MR读头，其在读间隙中没有电端子和相关的绝缘层。导电条带位于下磁屏蔽件上的绝缘层上。在头的面向盘的检测端，上磁屏蔽件位于自由层上而没有绝缘层。上屏蔽件延伸到头的后端。电阻检测电路在头的后端电耦接到上屏蔽件和下屏蔽件。在头的后端，电端子位于被固定层上且与上屏蔽件电绝缘。电流供应电路在头的后端电耦接到该端子和下屏蔽件。因为没有与自由层接触的电端子，因而不需要相关的绝缘层，读间隙的尺寸被减小。为了更充分理解本专利技术的本质和优点，应该参考下面结合附图的详细描述。附图说明图1是去掉罩的常规磁记录硬盘驱动器的示意性顶视图；图2是沿图1的方向2-2截取的滑块和部分盘的放大端视图；图3是沿图2的方向3-3的视图，示出了从盘观察时叠置在部分数据道上方的读/写头的端部；图4A-4B分别示出了基于自旋累积效应的现有技术MR读头的透视和侧剖面图；图5A是本专利技术传感器的透视图，描绘了移去上屏蔽件的MR读头；图5B是图5A的MR读头沿截面5B-5B截取的侧剖视图。具体实施例方式本专利技术的传感器可用作用于磁记录盘驱动器的磁致电阻(MR)读头，因此将参照图1-3简要描述常规盘驱动器的运行。然而，本专利技术的传感器完全可以应用为磁场传感器以及作为用于除了磁记录盘之外的磁记录媒质的读头。图1是常规磁记录硬盘驱动器的结构图。该盘驱动器包括磁记录盘12和支承在盘驱动器外壳或基体16上的旋转的音圈马达(VCM)致动器14。盘12具有旋转中心13并通过安装到基体16的心轴马达(spindle motor)(未示出)沿方向15旋转。致动器14绕轴17旋转且包括刚性致动臂18。通常柔性的悬臂20包括挠曲元件23且连接到臂18的末端。头载具或气垫(air-bearing)滑块22附着到挠曲件23。磁记录读/写头24形成在滑块22的尾表面25上。挠曲件23和悬臂20使滑块能够在旋转的盘12产生的气垫上“俯仰(pitch)”和“横转(roll)”。通常，有多个盘堆叠在被心轴马达旋转的轴(hub)上，各个滑块和读/写头与每个盘表面相关联。图2是沿图1的方向2-2截取的滑块22和部分盘12的放大端视图。滑块22附着到挠曲件23且具有面向盘12的气垫面(ABS)27和一般垂直于ABS的端面或尾表面25。ABS 27使得来自旋转的盘12的气流产生气垫，该气垫支承滑块20非常接近盘12的表面或几乎与其接触。读/写头24形成在滑块的尾表面25上且通过至尾表面25上的端子盘29的电连接连接到盘驱动器读/写电子组件。图3是沿图2的方向3-3的视图，示出从盘12观察时叠置在数据道43上方的ABS 27上读/写头24的端部。读/写头24是滑块22上沉积且光刻构图的一系列薄膜。滑块22通常是陶瓷材料或硅的晶片，所述陶瓷材料例如为氧化铝(Al2O3)和钛碳化物(TiC)的复合材料。写头包括由写间隙30分隔开的磁写极P1和P2。当写电流送往写头时，跨过写间隙30在沿数据道43的方向产生磁场从而磁化数据道区域。MR传感器或读头100位于通常由氧化铝形成的两个绝缘间隙层G1、G2之间。间隙层G1、G2位于磁屏蔽件S1和S2之间。屏蔽件通常由坡莫合金(NiFe)或山达斯特合金(FeAlSi)形成。当读头100检测来自数据道43的磁转变(数据“位”)时，屏蔽件S1、S2防止来自数据道中相邻转变的磁通到达读头。该屏蔽件锐化空间响应并改善读头100沿道方向的分辨率。S1与S2之间的间隔称为读间隙。读间隙的尺寸影响读头沿道的分辨率以及因此的沿道位密度，所以期望保持读间隙尽可能小。图4A是基于自旋累积效应的MR读头的透视图，头的上磁屏蔽件S2被部分剖切。图4B是图4A的MR读头沿截面4B-4B截取的剖面图。已公开申请US 2005/0002128 A1和US 2004/0257714 A1描述了基于自旋累积效应的盘驱动器MR读头。用于头的衬底是滑块22的体(body)，S1形成在该体上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁致电阻传感器，其能够检测外磁场且具有用于暴露到所述外磁场的检测端以及与所述检测端间隔开的后端，所述传感器包括：导电衬底；所述导电衬底上的第一电绝缘体；导电条带，其在所述绝缘体上且具有在所述传感器的所述检测端的第 一端以及在所述传感器的所述后端的第二端；第一隧道势垒，其在所述第一端位于所述条带上；检测铁磁层，其在所述第一隧道势垒上且具有在不存在外磁场时基本沿第一方向取向的面内磁化方向，所述检测层磁化方向在存在外磁场时基本自由转动； 所述检测层上的导电层；第二隧道势垒，其在所述第二端位于所述条带上；被固定铁磁层，其在所述第二隧道势垒上且具有沿与所述第一方向基本直交的第二方向取向的面内磁化方向，当存在关注范围内的外加磁场时该磁化方向被基本阻止转动；以及 电端子，其在所述被固定层上，所述端子与所述检测层上的所述导电层电绝缘；由此当电流在所述传感器的所述后端被导引经过所述端子、所述被固定层和所述第二隧道势垒进入所述条带的所述第二端时，所述检测层上的所述导电层与所述导电衬底之间的电阻变化 的检测将指示在所述传感器的所述检测端外磁场的存在。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：马修J卡里，布鲁斯A格尼，
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：NL[荷兰]
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