本发明专利技术提供用于提供具有改进的读取传感器的磁式变换器的方法和系统。描述一种用于提供磁式变换器中的磁结构的方法和系统。该方法和系统包括提供钉扎层、与钉扎层相邻的合成反铁磁介质(SAF)、非磁性层和传感器层。SAF位于非磁性层与钉扎层之间。非磁性层位于SAF层与传感器层之间。SAF包括被钉扎层、参考层和在被钉扎层与参考层之间的非磁性分隔层。被钉扎层被磁性耦合于参考层并且包括多个子层。第一子层具有第一截止温度分布(TBD)和第一交换能量。第二子层具有第二TBD和第二交换能量。第一子层在钉扎层与第二子层之间。第一TBD大于第二TBD。第一交换能量小于第二交换能量。
【技术实现步骤摘要】
技术介绍
图1示出了常规的磁式变换器10例如常规的读取变换器或其它装置的一部分。常 规的变换器10位于常规的基底11例如AlTiC基底上。常规的变换器10包括常规的底部 护罩12、常规的传感器20和常规的顶部护罩40。变换器10通常还包括在常规的AFM层22 与常规的护罩12之间的一个或多个种子层(未示出)。常规的护罩12和40通常包括NWe 并且是通过电镀形成的。传感器20在电流垂直于平面(CPP)的结构中被示出。在CPP结 构中，读取电流通常被驱动为沿着所示的ζ轴垂直于装置的各层的平面。常规的传感器20包括常规的反铁磁介质(AFM)层22、常规的合成反铁磁介质 (SAF) 24、常规的阻挡层32和常规的自由层34，并且可包括常规的覆盖层36。-常规的自 由层34具有响应于施加的磁场例如来自于正在读取的位的磁场基本上自由改变方向的磁 化。常规的阻挡层32可允许传导经由隧道效应通过传感器20。因此，传感器20是穿隧磁 阻(TMR)传感器。注意，如果传导的分隔层被用来代替阻挡层32，那么传感器20是自旋阀。 常规的SAF层M通常包括由非磁性分隔层观分离的两个铁磁性层沈和30。铁磁性层通 常被反铁磁地耦合。常规的SAF层M的一个或多个磁化是通过常规的AFM层22被钉扎或 固定。更具体地，通常被称作被钉扎层或被固定层的第一铁磁性层26具有通过常规的AFM 层22被钉扎的磁化，例如，经由交换相互作用。其余的铁磁性层或参考层30使自己的磁 化被钉扎，这是因为它被强磁性地耦合于被钉扎层26。常规的被钉扎层沈通常是由例如 Co90Fe10组成的单层。其它常规的被钉扎层沈可由Co75Fh5组成。尽管常规的传感器20可以起作用，但是常规的变换器10可具有有限的效用。例 如，当在CPP结构中使用常规的读取传感器20时，在常规的读取传感器20中可能出现基线 爆音(BLP)和/或基线噪声(BLN)。BLP是指高于噪声基线的时域随机噪声尖峰。BLN是指 高的整体噪声基线。BLP和BLN都具有通常从KHz到GHz的大的频率带宽。BLP和BLN的 存在不利地影响常规的变换器10的信噪比，并且因此不利地影响常规的变换器10的性能。 BLP和BLN也可能是常规的传感器20的硬盘驱动应用中的主要失效模式。因为BLN和BLP 可能是失效模式，因此它们还可能不利地影响常规的传感器20的可靠性。因此，常规的变 换器10的使用可能具有缺陷。因此，需要一种用于提供具有改进性能的变换器的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术描述一种用于提供磁式变换器中的磁结构的方法和系统。该方法和系统包 括提供钉扎层或固定层、与钉扎层相邻的合成反铁磁介质(SAF)、非磁性层和传感器层。SAF 位于非磁性层与钉扎层之间。非磁性层在SAF与传感器层之间。SAF包括被钉扎层、参考 层和在被钉扎层与参考层之间的非磁性分隔层。被钉扎层被磁性地耦合于参考层并且包括多个子层。多个子层中的第一子层具有第一截止温度分布Tbd和第一交换能量。多个子层 中的第二子层具有第二 Tbd和第二交换能量。第一子层在钉扎层与第二子层之间。第一 Tbd 大于第二 TBD，而第一交换能量小于第二交换能量。附图说明图1是包括常规传感器的常规变换器的一部分的示意图；图2示出了具有包括磁结构的示例性实施例的变换器的磁头的示例性实施例；图3示出了包括磁结构的示例性实施例的变换器的一部分的示例性实施例；图4示出了包括磁结构的示例性实施例的变换器的一部分的另一个示例性实施 例；图5示出了包括磁结构的示例性实施例的变换器的一部分的另一个示例性实施 例；以及图6示出了形成包括磁结构的示例性实施例的变换器的一部分的方法的示例性 实施例。具体实施例图2示出了磁头100。该磁头包括磁性读取变换器110和写入变换器140。图3示 出了可被用作磁头100的读取传感器的磁结构130的示例性实施例。然而，在其它实施例 中，磁结构130可被用于其它目的。此外，磁结构130在CPP结构中被示出，并且因此被连 接于护罩112和122。然而，在另一个实施例中，在磁结构130与护罩112和/或122之间 可存在空隙。参照图2至图3，在另一个实施例中，头100可能只包括读取变换器110。头 110可位于磁盘驱动器(未示出)的滑动件(未示出)上。头100也以特定层的情况被描 述。然而，在一些实施例中，这样的层可包括一个或多个子层。为了清晰，图2至图3未按 比例绘制。写入变换器140包括第一磁极142、辅助磁极146、主磁极148、写入空隙150、线圈 144和152以及返回护罩(return shield) 154。然而，在另一个实施例中，写入变换器140 可包括其它和/或不同组件。此外，在各种实施例中，写入变换器140的一个或更多个部分 可被省略。读取变换器110包括护罩112和122以及读取传感器/磁结构130。此外，尽管只 示出了一个磁结构130，但是可存在多个磁结构。此外，尽管在变换器100中磁结构130被 用作读取传感器，但是在另一个变换器中磁结构130可被用于其它目的。此外，如在图3中 明确示出，磁结构130包括钉扎层或固定层160、SAF 170、非磁性层190和自由层192。在 一些实施例中，其它组件可作为磁结构130的一部分被包括。例如，磁结构130也可包括一 个或多个种子层和/或覆盖层。自由层192包括一个或更多个铁磁性层(未在图3中独立地示出)。这些铁磁 性层中的至少一些可由非磁性层分隔。在图3所示的实施例中，自由层192是用于头100 的传感器层。因此，自由层192在下文中被称作传感器层192。非磁性层190将传感器层 192与SAF 170分离。在一些实施例中，非磁性层190是绝缘的隧穿阻挡层(tunneling barrierlayer)。例如，非磁性层190可为结晶的隧穿阻挡层。在一些这样的实施例中，结晶的隧穿阻挡层可包括晶体的MgO或者由晶体的MgO组成。在其它实施例中，非磁性层190 可以是传导的和/或具有另一种结构。钉扎层160钉扎SAF 170的磁化。钉扎层160可为 AFM层，例如IrMn，其通过交换相互作用(exchange interaction)对被钉扎层或被固定层 172的磁化进行钉扎或固定。然而，在其它实施例中，钉扎层160可为另一种材料和/或具 有其它特性。SAF 170与钉扎层160相邻。SAF 170包括邻接钉扎层160的被钉扎层172、参考 层182和在被钉扎层与参考层之间的非磁性分隔层180。被钉扎层172被磁性耦合于参考 层182。在一些实施例中，被钉扎层和参考层的磁化被反铁磁性地耦合。尽管图中显示为单 个铁磁性层，但是参考层182可包括多个子层。还期望非磁性分隔层182是导电的。例如， 如Ru等材料可被用于非磁性分隔层180。被钉扎层172包括子层。在图3所示的实施例中，存在两个子层174和176。然 而，在其它实施例中，可提供额外的子层(未在图3中示出)。第一子层174具有第一截止 温度分布(Tbd)和第一交换能量。第二子层176具有第二 Tbd和第二交换能量。层的Tbd是 对在高温时磁性层的无序程度的度量。更具体地，Tbd因此对应于指定比例部分的磁性层不 再由钉扎本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种被配置以在磁性变换器中使用的磁阻结构，包括：钉扎层；与所述钉扎层相邻的合成反铁磁介质，即ＳＡＦ，所述ＳＡＦ包括被钉扎层、参考层和在所述被钉扎层与所述参考层之间的非磁性分隔层，所述被钉扎层磁性耦合于所述参考层并且包括多个子层，所述多个子层中的第一子层具有第一截止温度分布，即ＴＢＤ，和第一交换能量，所述多个子层中的第二子层具有第二ＴＢＤ和第二交换能量，所述第一子层位于所述钉扎层与所述第二子层之间，所述第一ＴＢＤ大于所述第二ＴＢＤ，所述第一交换能量小于所述第二交换能量；非磁性层，所述ＳＡＦ位于所述非磁性层与所述钉扎层之间；以及传感器层，所述非磁性层位于所述ＳＡＦ与所述传感器层之间。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：Q·冷，J·X·申，F·刘，G·W·安德尔森，
申请(专利权)人：西部数据弗里蒙特公司，
类型：发明
国别省市：US
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