具有复合磁屏蔽的磁性传感器制造技术

磁阻读取器包括第一磁屏蔽元件、第二磁屏蔽元件和磁阻传感器叠层，所述隧道磁阻传感器叠层将第一磁屏蔽元件与第二磁屏蔽元件分开。第一屏蔽元件包括由晶粒生长抑制层隔开的两个铁磁性各向异性层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有复合磁屏蔽的磁性传感器
技术介绍
在一种电子数据存储和检取系统中，磁性记录头可包括读取器部分，该读取器部分具有用于检索存储在磁性介质上的磁性编码信息的传感器。来自介质表面的磁通造成传感器的一个或多个感测层的磁化矢量的旋转，这进而造成传感器的电性质的改变。感测层经常被称为自由层，因为感测层的磁化矢量是响应外部磁通自由旋转的。传感器的电性质的改变可通过使电流流过传感器并测量传感器两侧的电压来检测出。根据设备的几何形状，感测电流可沿设备的各个层的平面(CIP)或垂直于设备的各个层的平面(CPP)流过。外部电路则将电压信息转化成适当的格式并在必要时操控该信息以恢复在磁盘上编码的信肩、O当代磁性读取头的结构是包含表现出某些类型的磁阻的铁磁性材料的薄膜多层结构。一种磁阻传感器结构包括多层结构，该多层结构由位于合成反铁磁体(SAF)和铁磁性自由层之间或两铁磁性自由层之间的非磁性层(例如薄绝缘阻挡层或非磁性金属)构成。磁性传感器的阻抗取决于磁性层的相对磁化取向。磁性读取传感器具有通过使读取传感器从杂散磁场屏蔽而增加读取传感器的空间分辨率的磁屏蔽。重要的是，使磁屏蔽的磁畴结构及其对来自记录介质的小磁场的响应相对于大而不均勻的磁场变得稳定，从而使寄存在读取传感器中的不想要噪声减至最小。 该磁畴结构可通过控制铁磁屏蔽材料的磁各向异性来建立。然而，对读取传感器的处理可能需要使屏蔽在升高温度下暴露于强磁场，这可能以不适宜的方式重定向(例如造成磁晶粒生长)磁屏蔽的磁各向异性。
技术实现思路
本公开涉及具有复合磁屏蔽的磁性传感器。本公开可提高各种类型磁阻(MR)读取器的面密度性能。复合的第一磁屏蔽层可在升高的磁性建立和交叉退火温度下提供稳定的各向异性。在一个特定实施例中，磁阻读取器包括第一磁屏蔽元件、第二磁屏蔽元件和隧道磁阻传感器叠层，所述隧道磁阻传感器叠层将第一磁屏蔽元件与第二磁屏蔽元件隔开。第一屏蔽元件包括由晶粒生长抑制层隔开的两个铁磁性各向异性层。磁阻读取器可以是具有 100%或更大的TMR比率的隧道磁阻读取器。通过阅读以下详细描述，这些以及各个其他特征和优点将是显而易见的。 附图说明考虑以下结合附图对本公开的各个实施例的详细描述，可更完整地理解本公开， 在附图中图1是包括具有垂直于平面各向异性和侧屏蔽的自由层组件的读取器的前表面示图2A是解说性复合屏蔽的层示意图2B是另一解说性复合屏蔽的层示意图3A-3C是示出形成解说性读取器的方法的层示意图4是形成解说性读取器的解说性方法的流程图5A-5D是示出形成解说性屏蔽元件的方法的层示意图；以及图6是形成解说性屏蔽元件的解说性方法的流程这些附图不一定按比例示出。附图中所使用的相同数字表示相同组件。然而，应当理解，在给定附图中使用数字表示组件并不旨在限制在另一附图中用相同数字标记的组件。具体实施方式在以下描述中，参考形成本说明书一部分的一组附图，其中通过解说示出了若干具体实施例。应当理解，可构想并可作出其他实施例而不背离本公开的范围或精神。因此， 以下详细描述不采取限制性含义。本文中所提供的定义用于便于对本文中频繁使用的某些术语的理解，而不是为了限制本公开的范围。除非另外指示，否则在说明书和权利要求书中使用的表示特征大小、量和物理性质的所有数字应当理解为在任何情况下均由术语“约”修饰。因此，除非相反地指出，否则在上述说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是近似值，这些近似值可利用本文中公开的教示根据本领域技术人员所寻求获得的期望性质而变化。通过端点对数值范围的陈述包括归入该范围内的所有数字(例如，1至5包括1、 1. 5、2、2. 75,3,3. 80,4和5)以及该范围内的任何范围。如本说明书和所附权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”涵盖具有复数引用物的实施例，除非该内容另外明确地指出。如本说明书和所附权利要求书中所使用的，术语“或”一般以包括“和/或”的含义来使用，除非该内容另外明确地指出。要注意，诸如“顶”、“底”、“之上”、“之下”等术语可在本公开中使用。这些术语不应当解释为限制结构的位置或取向，而是应当用来提供结构之间的空间关系。其它层，例如籽晶层或覆盖层，为了清楚而不予以描述，但可根据技术需要包括在内。本公开涉及具有复合磁屏蔽的磁性传感器。复合的磁屏蔽可在升高的磁性建立退火和交叉温度下提供稳定的各向异性。复合磁屏蔽包括由晶粒生长抑制层隔开的两个铁磁性层。晶粒生长抑制层抑制了铁磁性层中的结构变化并在高温退火过程中使屏蔽的各向异性磁畴结构趋于稳定。尽管本公开不限于此，但通过讨论以下所提供的示例将获得对本公开的各个方面的理解。图1是在磁阻(MR)读取器是隧道磁阻(TMR)读取器的一些实施例中包含复合第一屏蔽M的磁阻(MR)读取器10的正面图。隧道磁阻(TMR)读取器10包括将第二磁屏蔽 14与第一复合磁屏蔽M隔开的传感器叠层12。传感器叠层12包括基准磁性元件34，其具有基准磁化取向Mk方向；自由磁性元件30，其具有基本垂直于(并在面内)基准磁化取向Mk方向的自由磁化取向Mf方向；以及非磁性间隔层32，它将基准磁性元件34与自由磁性元件30隔开。尽管图1示出具有基本垂直于基准磁化取向Mk方向的磁化取向Mf方向的自由磁性元件30，然而要理解自由磁化取向礼方向也可基本平行于或逆平行于基准磁化取向Mk方向。电绝缘层19、21使第二磁屏蔽14与第一复合磁屏蔽M隔绝。在所示实施例中，自由磁性元件30位于传感器叠层12的顶部上，而基准磁性元件 34位于传感器叠层12的底部上。应当理解，传感器叠层12或者包括在传感器叠层12顶部上的基准磁性元件34和在传感器叠层12底部上的自由磁性元件30。自由磁性元件30是具有响应外部磁场旋转的磁化Mf的单层或复合层或多层结构。在许多实施例中，传感器叠层12感测来自磁性介质的磁通。在隧道磁阻(TMR)读取器实施例中，传感器叠层12是隧道磁阻型(TMR)传感器，其中基准磁性元件34和自由磁性元件30是由绝缘间隔层32隔开的铁磁性层，所述绝缘间隔层32足够薄(例如1-5纳米厚) 以允许电子从一个铁磁性层隧穿至另一铁磁性层。间隔层32是设置在自由磁性元件30和基准磁性元件34之间的非磁性绝缘层。在许多实施例中，间隔层32是非磁性、绝缘或半传导材料，例如由Mg、Al、Hf或Ti形成的氧化物。在一些实施例中，间隔层32是MgO。基准磁性元件34具有处于磁性元件34的一个或多个层面内的固定磁化方向Mro 自由磁性元件30的磁化方向Mf要么垂直于处于静止状态的固定磁化方向Mk，要么平行或逆平行于处于静止状态的固定磁化方向Μκ。基准磁性元件34可以是具有各向异性限定的磁化方向的单个铁磁性层。基准磁性元件34也可包括多种层的组合以提供具有固定方向的磁化Μκ，例如具有反铁磁性钉扎层的铁磁性钉扎的层、合成的铁磁性钉扎层(即通过例如 Ru的非磁性金属耦合的两个铁磁性层)或耦合于反铁磁性钉扎层的合成铁磁性钉扎层。基准层组件；34的铁磁性层可由铁磁合金制成，例如Coi^、Ni!^或Nii^eCo，并且反铁磁性层可由 PtMn、IrMn、NiMn 或!^eMn 制成。在操作中，感测电流经由屏蔽14、24(在某些实施例中也可充当电子引线)流过传感器叠层12，以使感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·A·凡斯科，V·R·印图瑞，M·C·考茨基，Z·陆，M·T·基弗，Y·张，
申请(专利权)人：希捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：