具有与屏蔽件解耦的磁性籽层的双自由层读取器头制造技术

技术编号:33905174 阅读:2 留言:0更新日期:2022-06-25 18:32
本公开总体上涉及包括双自由层(DFL)结构的磁性读取头。磁性读取头包括第一屏蔽件、第二屏蔽件,以及设置在第一屏蔽件与第二屏蔽件之间的DFL结构。DFL结构包括磁性籽层、第一自由层和第二自由层。非磁性间隔体层在面向介质表面处设置在第一屏蔽件与DFL结构的磁性籽层之间且与第一屏蔽件和DFL结构的磁性籽层接触。选择非磁性间隔体层的材料和厚度以控制第一屏蔽件与DFL结构的磁性籽层之间的耦合。一屏蔽件与DFL结构的磁性籽层之间的耦合。一屏蔽件与DFL结构的磁性籽层之间的耦合。

【技术实现步骤摘要】
具有与屏蔽件解耦的磁性籽层的双自由层读取器头


[0001]本公开的实施例总体上涉及双自由层(DFL)隧道磁阻(TMR)读取头。

技术介绍

[0002]读取头典型地包括反铁磁(AFM)层,这导致屏蔽件之间的间距相当大。不具有AFM层的读取头可以收缩屏蔽件之间的距离,同时也消除来自AFM晶粒中的热波动的磁头不稳定性。
[0003]一种这样的读取头是具有DFL传感器的双自由层(DFL)读取头。DFL读取头不具有AFM层,而是代替地具有两个自由层,两个自由层在屏蔽件之间的传感器的任一侧上由反铁磁耦合(AFC)软偏置(SB)结构被单独地纵向稳定。DFL传感器当由永磁体或后磁头偏置(RHB)结构在条带后边缘横向偏置时以剪刀模式操作,该后磁头偏置结构递送两倍的读数振幅并且消除自有噪声。DFL读取头的一个主要挑战是RHB提供强的场。RHB场不仅需要是强的,而且需要均匀地施加,以使自由层能够以剪刀模式操作。当以剪刀模式操作时,DFL读取头可以递送远更大的读出振幅并且降低磁噪声。
[0004]因此,在本领域中需要改善的DFL读取头,其可以向DFL读取头的每个自由层提供稳定的横向偏置。

技术实现思路

[0005]本公开总体上涉及包括双自由层(DFL)结构的磁性读取头。磁性读取头包括第一屏蔽件、第二屏蔽件以及设置在第一屏蔽件与第二屏蔽件之间的DFL结构。DFL结构包括磁性籽层、第一自由层和第二自由层。非磁性间隔体层在面向介质表面处设置在第一屏蔽件与DFL结构的磁性籽层之间且与第一屏蔽件和DFL结构的磁性籽层接触。选择非磁性间隔体层的材料和厚度以控制第一屏蔽件与DFL结构的磁性籽层之间的耦合。
[0006]在一个实施例中,磁性读取头组件包括第一屏蔽件、设置在第一屏蔽件之上的第二屏蔽件以及在MFS处设置在第一屏蔽件与第二屏蔽件之间的DFL结构。DFL结构包括设置在第一屏蔽件之上的磁性籽层、设置在磁性籽层之上的第一自由层以及设置在第一自由层之上的第二自由层。磁性读取头组件还包括非磁性间隔体层,该非磁性间隔体层在MFS处设置在第一屏蔽件与DFL结构的磁性籽层之间。
[0007]在另一个实施例中,磁性读取头组件包括第一屏蔽件;设置在第一屏蔽件上且与第一屏蔽件接触的非磁性间隔体层,该非磁性间隔体层设置在MFS处;以及在MFS处设置在非磁性间隔体层上的TMR传感器。TMR传感器包括设置在非磁性间隔体层上且与非磁性间隔体层接触的磁性籽层、设置在磁性籽层之上的第一自由层以及设置在第一自由层之上的第二自由层。磁性读取头组件还包括设置在TMR传感器的第二自由层之上的第二屏蔽件,其中非磁性间隔体层配置为控制第一屏蔽件和磁性籽层的耦合。
[0008]在另一个实施例中,磁性读取头组件包括第一屏蔽件、设置在第一屏蔽件之上的第二屏蔽件以及在MFS处设置在第一屏蔽件与第二屏蔽件之间的DFL结构。DFL结构包括设
置在第一屏蔽件之上的磁性籽层、设置在磁性籽层上且与磁性籽层接触的非磁性籽层、设置在非磁性籽层上且与非磁性籽层接触的第一自由层、设置在第一自由层上且与第一自由层接触的势垒层、设置在势垒层上且与势垒层接触的第二自由层、以及设置在第二自由层上且与第二自由层接触的帽层。磁性读取头组件还包括非磁性间隔体层,该非磁性间隔体层在MFS处设置在第一屏蔽件与DFL结构的磁性籽层之间且与第一屏蔽件和DFL结构的磁性籽层接触,该非磁性间隔体层的厚度大于或等于约2nm。
附图说明
[0009]为了可以以上文叙述的方式详细地理解本公开的特征,可以参考实施例(其中的一些在附图中图示)进行上文简要总结的本公开的更特定地描述。然而,注意到因为本公开可以允许其他等效实施例,附图仅图示本公开的典型实施例并且因此不认为对本公开的范围的限制。
[0010]图1是根据各种实施例的包括磁性写入头和磁性读取头的磁介质驱动器的示意图。
[0011]图2是根据各种实施例的面向磁储存介质的头组件的横截面侧视图的示意图。
[0012]图3A

3B图示了根据所公开的实施例的包括双自由层结构的磁性读取头的各种视图。
[0013]图4图示了根据一个实施例的磁性读取头的归一化的信号作为以nm为单位的跨轨道位置的函数的曲线图。
[0014]图5A

5C图示了根据各种实施例的将具有磁性籽层与第一屏蔽件之间的各种耦合强度的磁性读取头进行比较的各种曲线图。
[0015]图6A

6C图示了根据各种实施例的将具有解耦的磁性籽层和第一屏蔽件的磁性读取头的各种特性进行比较的各种曲线图。
[0016]为了便于理解,在可能的情况下已经使用相同的附图标记来指定附图共有的相同元件。预期的是在一个实施例中公开的元件可以在没有具体引述的情况下有利地用于其他实施例。
具体实施方式
[0017]在下文中,参考本公开的实施例。然而,应理解本公开不限于具体描述的实施例。代替地,无论以下特征和元素的任何组合是否关于不同的实施例,都预期该任何组合构以实现和实践本公开。此外,尽管本公开的实施例可以实现超出其他可能的解决方案和/或超过现有技术的优点,但是无论由给定的实施例是否实现特定的优点都不限制本公开。因此,以下方面、特征、实施例和优点仅是说明性的,并且不被认为是所附权利要求的要素或限制,除在权利要求中明确叙述以外。同样,对“本公开”的引用不应被解释为本文所公开的任何专利技术主题的概括且不应被认为是所附权利要求的要素或限制,除在权利要求中明确叙述以外。
[0018]本公开总体上涉及包括双自由层(DFL)结构的磁性读取头。磁性读取头包括第一屏蔽件、第二屏蔽件以及设置在第一屏蔽件与第二屏蔽件之间的DFL结构。DFL结构包括磁性籽层、第一自由层和第二自由层。非磁性间隔体层在面向介质表面处设置在第一屏蔽件
与DFL结构的磁性籽层之间且与第一屏蔽件和DFL结构的磁性籽层接触。选择非磁性间隔体层的材料和厚度以控制第一屏蔽件与DFL结构的磁性籽层之间的耦合。
[0019]应理解,本文讨论的磁记录头可应用于诸如硬盘驱动器(HDD)的数据储存装置,以及诸如磁带嵌入式驱动器(TED)或可插入的磁带介质驱动器的磁带驱动器。在2019年3月31日提交的,属于本申请的相同专利权人的题为“磁带嵌入式驱动器(Tape Embedded Drive)”的共同待决专利申请,美国专利申请号16/365,034中描述了示例的TED。在详细描述中对HDD或磁带驱动器的任何引用仅出于示例性目的并且不旨在限制本公开,除明确声明以外。此外,对磁记录装置的引用或针对磁记录装置的声明旨在包括HDD和磁带驱动器二者,除非明确声明HDD或者磁带驱动器装置以外。
[0020]应理解,本文所描述的实施例不限于单个双自由层(DFL)读取头,并且可以可应用于其中多个读取器堆叠在一起的二维磁记录(TDMR)DFL读取头。
[0021]图1是根据所公开的实施例的包括磁性写入头和磁性读取头的磁介质驱动器100的示意图。磁介本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性读取头组件,包括:第一屏蔽件;第二屏蔽件,设置在所述第一屏蔽件之上;双自由层结构,在面向介质表面处设置在所述第一屏蔽件与所述第二屏蔽件之间,所述双自由层结构包括:磁性籽层,设置在所述第一屏蔽件之上;第一自由层,设置在所述磁性籽层之上;和第二自由层,设置在所述第一自由层之上;以及非磁性间隔体层,在所述面向介质表面处设置在所述第一屏蔽件与双自由层结构的磁性籽层之间。2.根据权利要求1所述的磁性读取头组件,其中所述非磁性间隔体层的厚度大于或等于约2nm,其中所述第一屏蔽件的厚度在约10nm至约2000nm之间,并且其中所述磁性籽层的厚度在约10nm至约60nm之间。3.根据权利要求1所述的磁性读取头组件,其中所述非磁性间隔体层配置为使所述第一屏蔽件与所述磁性籽层解耦,并且其中所述非磁性间隔体层具有比所述第一自由层和所述第二自由层更大的从所述面向介质表面延伸到所述磁性读取头组件中的条带高度,以及比所述第一自由层和所述第二自由层更大的在所述面向介质表面处的跨轨道方向上的宽度。4.根据权利要求1所述的磁性读取头组件,其中所述双自由层结构还包括:非磁性籽层,设置在所述磁性籽层与所述第一自由层之间;势垒层,设置在所述第一自由层与所述第二自由层之间;以及帽层,设置在所述第二自由层与所述第二屏蔽件之间,其中选择所述非磁性间隔体层的材料和厚度以控制所述第一屏蔽件与所述磁性籽层之间的耦合强度。5.根据权利要求1所述的磁性读取头组件,还包括设置为与所述双自由层结构相邻的后硬偏置结构,所述后硬偏置结构从所述面向介质表面凹陷。6.根据权利要求1所述的磁性读取头组件,其中所述非磁性间隔体层被沉积为所述第一屏蔽件的一部分。7.一种磁记录装置,包括根据权利要求1所述的磁性读取头组件。8.一种磁性读取头组件,包括:第一屏蔽件;非磁性间隔体层,设置在所述第一屏蔽件上且与所述第一屏蔽件接触,所述非磁性间隔体层设置在面向介质表面处;隧道磁阻传感器,设置在所述面向介质表面处的所述非磁性间隔体层上,所述隧道磁阻传感器包括:磁性籽层,设置在所述非磁性间隔体层上且与所述非磁性间隔体层接触;第一自由层,设置在所述磁性籽层之上;和第二自由层,设置在所述第一自由层之上;以及第二屏蔽件,设置在所述隧道磁阻传感器的第二自由层之上,其中所述非磁性间隔体层配置为控制所述第一屏蔽件和所述磁性籽层的耦合。
9.根据权利要求8所述的磁性读取头组件,其中所述第一自由层和所述第二自由层具有在所述面向介质表面处的第一跨轨道宽度和从所述面向介质表面延伸到所述磁性读取头组件中的第一条带高度,并且其中所述非磁性间隔体层具有比所述第一跨轨道宽度更大的在所述面向介质表面处的第二跨轨道宽度和比所述第一条带高度更大的第二条带高度。10.根据权利要求9所述的磁性读取头组件,其中所述非磁性间隔体层的厚度大于或等于约2nm,以使所述第一屏蔽件与所述磁性籽层解耦,并且其中所述非磁性间隔体层包括选自由Ru、Ta、CoHf...

【专利技术属性】
技术研发人员:X刘J李GMB德阿尔伯克基D毛里Y奥卡达
申请(专利权)人:西部数据技术公司
类型:发明
国别省市:

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