一种用于制造磁传感器的方法，该方法通过消除传感器的顶盖层中的任何氧化物形成来减小传感器的面积电阻并减小其MR比率。该方法包括形成上面形成有多层顶盖结构的传感器堆。所述多层顶盖结构可以包括第一、第二、第三和第四层。所述第二层由不易被氧化且不同于第一层的材料构成。所述传感器可以使用包括碳硬掩膜的掩膜来形成。在通过离子刻蚀形成了传感器堆之后，可以通过离子反应蚀刻去除硬掩膜。然后，执行清洗工艺，以去除顶盖层结构中的第二、第三和第四层，其中使用诸如二次离子质谱测定法的端点检测法来检测第二层的存在。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁阻传感器，并且更具体地，涉及一种用于制造传感器的方法，所述方法防止顶盖层氧化，从而通过减小穿过顶盖层的电阻来减小传感器的面积电阻。
技术介绍
计算机的心脏是被称为磁盘驱动器的组件。磁盘驱动器包括旋转磁盘、由旋转磁盘的表面附近的悬臂所悬吊的读写头以及致动器，该致动器使悬臂摆动，以把读写头置于旋转盘上的所选环形磁道之上。读写头直接被定位在具有空气支承面(ABS)的滑撬上。当盘不旋转时，悬臂使滑撬偏置成与盘的表面接触，而当盘旋转时，旋转盘使空气形成湍流。 当滑撬搭乘在空气支承上时，利用读写头把磁印迹写到旋转盘并从旋转盘读取磁印迹。读写头连接至处理电路，处理电路根据计算机程序操作，以实现读写功能。写头至少包括线圈、写磁极和一个或多个返回磁极。当电流流过线圈时，结果产生的磁场致使磁通量流过写磁极，导致从写磁极的末端发出写磁场。此磁场足够强，使邻近的磁盘的一部分局部磁化，从而记录一比特数据。该写磁场然后行进穿过磁介质的软磁下层而返回到写头的返回磁极。可以利用诸如巨磁阻(GMR)传感器或隧道结磁阻(TMR)传感器这样的磁阻传感器从磁介质读取磁信号。传感器包括夹在下文中被称为钉扎层和自由层的第一铁磁层和第二铁磁层之间的非磁性传导层(如果传感器为GMR传感器)或薄非磁性电绝缘阻挡层(如果传感器为TMR传感器)。磁屏蔽位于传感器堆之上和之下，并且还可以用作第一和第二电引线，以使得电流垂直于自由层、间隔层和钉扎层的平面行进(电流垂直于平面(CPP)操作模式)。钉扎层的磁化方向垂直于空气支承表面(ABS)钉扎，并且自由层的磁化方向平行于ABS定位，但响应外部磁场而自由旋转。钉扎层的磁化一般通过与反铁磁层交换耦合来钉扎。当钉扎层和自由层的磁化彼此平行时，载流电子的散射被最小化，而当钉扎层和自由层的磁化为反向平行时，散射被最大化。在读模式下，自旋阀式传感器的电阻大约随来自旋转盘的磁场的量值线性地变化。当感测电流传导通过自旋阀式传感器时，电阻变化导致电势变化，电势变化被检测到并被处理作为回放信号。磁阻传感器还包括形成在传感器堆的顶部的顶盖层，该顶盖层通常形成在自由层的顶部。此顶盖层可以由诸如Ta的材料构成，在诸如用以对钉扎层结构的磁化进行钉扎的高温退火这样的各种制造工艺期间保护自由层。影响磁阻传感器的总体性能的参数之一是传感器的面积电阻。此电阻并非由通过传感器的电子的自旋取向而导致的TMR或GMR效应的产物，此电阻减小了由传感器产生的总体信号。能够不利地影响此面积电阻的一个因素是顶盖层的氧化。当前的制造工艺导致顶盖层氧化，这增加了穿过此顶盖层的电阻
技术实现思路
本专利技术提供一种用于制造磁传感器的方法，所述方法包括形成传感器堆，在所述传感器堆上形成有顶盖层结构，所述顶盖层包括包含Ru的第一层；形成在所述第一层上的包含不易被氧化的材料的第二层；形成在所述第二层上的第三层；和形成在所述第三层上的第四层。然后执行清洗工艺，以去除所述第二、第三和第四层，留下剩余的所述第一层的至少一部分。可以通过下述步骤来限定传感器堆沉积传感器层全膜、在所述传感器层上形成掩膜结构(包括硬掩膜层)并且然后执行离子刻蚀以去除所述传感器层和顶盖层中未被掩膜结构保护的部分。然后可以执行反应离子刻蚀，以去除剩余的硬掩膜。尽管此反应离子蚀刻会导致第三和的第四层氧化，但该氧化不会下至第一和第二层的水平。这是因为第二层由诸如Ir、Rh、Pd或Pt的不易被氧化的材料构成。这还因为第三层(可以是Ta)足够厚(例如至少20埃)，使得氧化完全不会延伸穿过第三层。因为第一和第二层没有被氧化，所以可以使用端点检测工艺来准确地确定何时应当终止清洗工艺，以确保去除了全部第二层。这在完成的头中留下不包含氧化物顶盖层，因而具有非常低的电阻，从而得到减小的面积电阻(RA)和增大的MR比率。在阅读下面结合附图对优选实施例的详细描述时，本专利技术的这些及其他特征和优势将显而易见，附图中相同的附图标记始终表示相同的元件。附图说明为了更加全面地理解本专利技术的本质和优点以及优选使用方式，应当参照下面的详细描述，详细描述结合未按比例绘制的附图来阅读。其中图I是可以实施本专利技术的盘驱动器系统的示意性图示；图2是滑撬的ABS视图，图示出磁头在滑撬上的位置；图3是可以通过本专利技术的方法构造的磁阻传感器示例的ABS视图；图4-9是制造的各种中间阶段中磁阻传感器的视图，图示出根据本专利技术的实施例制造磁阻传感器的方法；图10-15是示出对于各种顶盖层结构的谱强度的曲线图；以及图16是示出对于各种顶盖层结构的RA和MR性质的表。具体实施例方式下面的描述是为实施本专利技术目前设想的最佳实施例。这里的描述用于说明本专利技术的一般原理，并不是要限制本申请中要求保护的专利技术构思。现在参照图1，示出了实施本专利技术的盘驱动器100。如图I所示，在主轴114上支撑有至少一个可旋转磁盘112并且通过盘驱动器马达118来旋转。每个盘上的磁记录采用磁盘112上同心数据磁道(未示出)的环形图案的形式。至少一个滑撬113靠近磁盘112安置，每个滑撬113支撑一个或多个磁头组件 121。随着磁盘旋转，滑撬113在盘表面122上沿径向移入移出，以使得磁头组件121可以访问磁盘上写入期望数据的不同磁道。每个滑撬113借助于悬架115而被附接到致动器臂 119。悬架115提供轻微的弹力，使滑撬113偏置抵靠盘表面122。每个致动器臂119被附5接到致动器装置127。如图I中所示的致动器装置127可以是音圈马达(VCM)。VCM包括在固定磁场内可移动的线圈，线圈移动的方向和速度通过由控制器129供给的马达电流信号来控制。在磁盘存储系统操作期间，磁盘112的旋转在滑撬113和盘表面122之间产生空气支承，空气支承对滑撬施加向上的力或者抬起滑撬。空气支承因而在正常操作期间抗衡悬架115的轻微的弹力，并支撑滑撬113离开且略微高出盘表面基本上恒定的小间隔。盘存储系统的各种部件在操作时由控制单元129所产生的控制信号来控制，诸如访问控制信号和内部时钟信号。一般而言，控制单元129包括逻辑控制电路、存储装置和微处理器。控制单元129产生用以控制各种系统操作的控制信号，诸如线123和头位置上的驱动器马达控制信号，并寻找线128上的控制信号。线128上的控制信号提供期望的电流分布，以使滑撬113最佳移动并定位到盘112上的期望数据磁道。读写信号借助于记录通道125而被传送到读写头121。参照图2，可以更加详细地看到滑撬113中磁头121的取向。图2是滑撬113的 ABS视图，并且如所能看到的，包括感应写头和读传感器的磁头位于滑撬的后缘处。以上对一般磁盘存储系统的描述以及图I的附示仅用于代表性的目的。很显然，盘存储系统可以包含大量的盘和致动器，并且每个致动器可以支撑许多滑撬。图3示出了可以根据本专利技术的方法构造的磁阻传感器结构300的示例。从空气支承表面(ABS)的视角观察传感器结构300。传感器300包括传感器堆302，传感器堆302被夹在第一导电性磁屏蔽304和第二导电性磁屏蔽306之间,第一导电性磁屏蔽304和第二导电性磁屏蔽306也用作导电引线。传感器堆302可以包括被夹在磁钉扎层结构310和磁自由层结构312之间的非磁性层308。如果传感器300为巨磁阻(GMR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：阪本浩二，加腾笃，米川隆生，淡河纪宏，西冈浩一，冈崎幸司，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。