具有增强磁阻比的磁换能器制造技术

本发明专利技术的各实施例一般涉及磁响应叠层，其通过在第一和第二铁磁自由层之间设置间隔层来构造。至少一个铁磁自由层具有耦合子层，该耦合子层增强该磁响应叠层的磁阻比(MR)。

【技术实现步骤摘要】
具有增强磁阻比的磁换能器
技术实现思路
通过在第一和第二铁磁自由层之间设置间隔层来制造磁响应叠层。至少一个铁磁 自由层具有耦合层，该耦合层增强磁响应叠层的磁阻比(MR)。附图说明图1是示例性的数据存储装置的透视图。图2大致示出了能用在图1的数据存储装置中的示例性的磁性元件。图3显示能用在图2的磁性元件中的示例性磁性叠层的部分剖视图。图4示出了根据本专利技术的多个实施例所构成和操作的示例性磁性叠层的等距视 图。图5示出了根据本专利技术的多个实施例构成和操作的示例性磁性叠层的一部分的 ABS视图。图6给出了能用在本专利技术多个实施例中的各材料的示例性操作数据。图7示出了能用在本专利技术多个实施例中的各材料组成和厚度的操作数据。图8给出了根据本专利技术的多个实施例所构成和操作的磁性元件的示例性操作特 性。图9是根据本专利技术的多个实施例所实施的示例性数据读取器叠层制造例程的流 程图。具体实施例方式本专利技术一般涉及磁阻数据单元，具体涉及利用至少一个耦合子层来增强磁阻比 (MR)。数据存储设备变得越来越依赖于具有高数据容量和高数据传送率的数据读取器。这 种所期望的读取器性能可能会在运行时收紧读取器的振幅并产生不希望的噪声，这将对磁 阻比产生不利的影响。因此，提高读取器的磁阻比能提高在减小的外形规格和高面积分辨 率设备中的数据存储容量和传送速率。数据读取器的增强可通过在铁磁自由层之间设置非磁性间隔层来实现，这里至少 一个铁磁自由层具有提高读取器内的磁阻比(MR)的耦合子层。双铁磁自由层和耦合子层 的组合可提供超过100%的更大的MR，其可被调整和增强以适应各种性能特性，比如磁矩 和磁致伸缩性。同样地，磁性读取器可在制造时进行调整以在不牺牲读取器大小和适用性 的同时符合众多性能提高参数。图1示出了根据多个实施例的一示例性的数据存储装置100，其能够采用所述磁 性数据读取器。利用该装置100表示本专利技术多个实施例能够有利实施的示例性环境。然而， 可以理解，本专利技术所保护的范围并不由此所限制。该装置100包括由底板104和顶盖106组成的大体上密封的壳体102。布置于内 部的主轴电机108被配置为旋转若干存储介质110。存储介质110由相应的数据换能器阵 列来存取，数据换能器各自由磁头万向组件(HGA)112所支撑。各HGA 112可由包括弹性悬架116的磁头堆叠组件114( “致动器”)所支撑，弹性悬架116进而由刚性致动器臂118所 支撑。优选地，通过向音圈电机(VCM) 122施加电流使致动器114围绕盒式轴承组件120转动。这样，VCM 122的受控的操作使HGA 112的换能器124对准存储介质表面的轨道 (未示出)以向其存入数据或从其读取数据。可通过减少至少一个传感磁性单元的操作厚 度来实现在保持换能器124的正确定位的同时从更小的数据比特上提取数据的能力。因 此，通过引入具有减小的操作厚度和宽度的换能元件能够提高该装置100的容量，减小的 操作厚度和宽度对应于更高的线密度分辨率。图2显示了能用于图1的装置100中的磁性元件130的示例性框图表示的剖视图。 磁性元件130具有设置在第一和第二去耦层134和136之间的磁响应叠层132。磁响应叠 层132具有由非磁性间隔层142所分隔开的第一和第二铁磁自由层138和140。各铁磁自 由层138和140可通过设置在邻近叠层132而远离空气轴承表面(ABS) 146的偏置磁体144 而被偏置到预先确定的缺省磁化量。该ABS可以将磁响应叠层132与数据存储介质表面148相分离，数据存储介质表 面容纳以预定位置并且预定磁性取向所设置的一个或多个数据比特150。在运行过程中，磁 响应叠层132可浮于ABS之上，通过提供读信号而响应于数据比特150。可通过在最小化信 号噪声的同时最大化对数据比特150的响应来提高叠层132的性能。这种提高的性能是通 过沿着垂直于ABS的X轴来延伸叠层132的条纹高度152来实现的。通过提供邻近叠层132的磁屏蔽以减小对非有意远端数据比特150的磁响应，元 件130的性能可进一步得到提高，非有意远端数据比特150远离直接从铁磁自由层138和 140穿过ABS的数据比特。在屏蔽有助于避免来自远端数据比特的磁场到达叠层132的同 时，该屏蔽的磁化作用可对叠层132的操作产生不利的影响。在铁磁自由层138和140与 屏蔽之间设置去耦层134和136能够将铁磁自由层138和140与任何磁屏蔽之间从磁性上 断开，从而使得对数据比特150的磁响应更精确、幅度更大、且MR更大。然而，元件130的各个部件并不是必需的或局限于图2所示的结构，可以任意对其 进行更改以适应多种操作环境和参数。例如，一个或多个去耦层134和136能沿着叠层132 的整个条纹高度152进行延伸，以提供叠层132和任何邻近的导磁部件之间的增强的磁性 去耦。图3显示了从ABS看去的示例性数据读取器的叠层160的框图表示，该叠层160被 表征为三层数据读取器，因为两个磁性自由层162和164被单个隧穿层166所分隔开。在 三层数据读取器叠层160内没有任何钉扎或硬磁层或区域，实现了增强的数据感测并且屏 蔽-到-屏蔽之间的间隔168最小化。如图所示，数据读取器叠层160可利用特定材料来构造并能提供预先确定的数据 感测性能，但这不是必需的或限制性的。铁磁自由层162和164可以是CoFeB合金，例如 Co48B2tl，而隧穿层166可以是非磁性材料，例如MgO。可以利用由非导磁材料(例如钽)所构 成的去耦层170和172将各铁磁自由层162和164与任何相邻的导磁屏蔽进行磁性去耦。数据读取器的叠层160的各个层可以单独或共同地调节到平行于ABS (这里可是 平行于纸面)的预定宽度174和垂直于ABS方向的厚度，以提供用于多种数据存储环境的 特定的MR。例如，去耦层170和172可具有根据各铁磁自由层162和164的厚度所选定的相匹配的厚度，以提供设计的磁性去耦水平，例如在60-1300e范围内，磁性去耦水平对应 于预定的MR范围。在读取器叠层160可以精确感测数据比特的同时，减小读取器叠层160的尺寸 (例如在减小的外形规格的数据存储设备中)可对应于减小读取器叠层160内的磁化强度， 这将最小化数据感测幅度和MR。图4 一般地示出了示例性的磁性叠层180，该示例性的磁 性叠层180 —般地表示如何利用层叠的铁磁自由层182和184来调节和提高磁致伸缩性和 MR。一个或两个铁磁自由层182和184可具有被构造成耦合子层186的不同导磁合金(例 如NiFe和CoFeB)的组合。可调整每个复合铁磁自由层叠层的不同厚度、宽度和材料，以提 高穿过隧穿层187的磁致伸缩性、磁矩和MR。在某些铁磁自由层结构中，可在磁性自由层182和184的耦合子层186之间设置 扩散层188以帮助隔离导磁合金的任何晶体结构。各实施例可通过调整一个或多个扩散层 188的厚度和材料成分以提供穿过隧穿层187的预定的操作交互，来对多个运行参数(比 如，磁饱和度)进一步调整和提高，。图5显示另一个由层叠的磁性自由层192和194所构造的示例性数据读取器叠层 190的框图表示，其中层叠的磁性自由层中的每一个具有直接接触的耦合子层196，但没有 图4所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁传感器，包括：设置在第一和第二铁磁自由层之间的间隔层的磁响应叠层，至少一个铁磁自由层具有增强磁阻比(MR)的耦合子层。

【技术特征摘要】
2011.09.21 US 13/238,9811.一种磁传感器，包括设置在第一和第二铁磁自由层之间的间隔层的磁响应叠层，至少一个铁磁自由层具有增强磁阻比(MR)的耦合子层。2.根据权利要求1的磁传感器，其中该第一和第二铁磁自由层的每一个具有耦合子层。3.根据权利要求1的磁传感器，其中该磁响应叠层设置在去耦层之间。4.根据权利要求3的磁传感器，其中各个去耦层是钽。5.根据权利要求1的磁传感器，其中该耦合层是FeCoZrTa。6.根据权利要求1的磁传感器，其中该耦合层是CoFe48B2cit57.根据权利要求1的磁传感器，其中该耦合层是NiFe。8.根据权利要求1的磁传感器，其中该第一和第二铁磁自由层中的每一个是CoFeB合金。9.根据权利要求1的磁传感器，其中扩散层设置在各个耦合子层和铁磁自由层之间。10.根据权利要求9的磁传感器，其中该扩散层是钽。11.根据权利要求1的磁传感器，其中该耦合子层具有与该第一和第二铁磁自由层不同的磁致伸缩性。12.根据权利要求1的磁传感器，其中该至少一个铁磁自由层是净磁致伸缩性实质...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·W·科温顿，Q·何，丁元俊，V·A·瓦斯科，
申请(专利权)人：希捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：