專利名稱：具有接觸縱向偏磁層的磁致電阻讀傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及薄膜磁傳感器，更具體地說涉及具有利用鐵磁/反鐵磁交換耦合偏磁的磁致電阻讀傳感器的磁傳感器。
采用磁致電阻(MR)讀出器來讀出磁記錄數(shù)據(jù)是一種已知的技術(shù)。并且還知道在MR讀部件中必須提供縱向和橫向偏磁場，以便消除巴克豪森噪聲和將讀出器保持在其最線性的運(yùn)行范圍內(nèi)。共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第4，024，489、3，840，898和4，103，415號(hào)討論并公開了MR讀出器，其中利用硬磁材料或軟磁材料和/或交換耦合的偏磁方案提供了在MR部件中所需的橫向和縱向偏磁場。
在磁道寬度越來越窄、線性記錄密度越來越高的磁盤上讀出記錄的數(shù)據(jù)需要實(shí)際尺寸很小的MR讀傳感器，而制造這種傳感器變得越來越困難了。在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第4，663，685中描述了滿足這種需要的一個(gè)解決辦法，其中通過在延伸進(jìn)端部區(qū)的鐵磁MR部件部分和僅在MR部件的端部區(qū)延伸的反鐵磁層之間交換耦合，僅在MR讀出器部件的中心有效區(qū)產(chǎn)生橫向偏磁場，而在非有效的端部區(qū)產(chǎn)生縱向偏磁場。美國專利第4，639，806公開了一種MR讀出器，它提供了通過僅在讀出器端部區(qū)的MR層和硬磁層之間的鐵磁交換耦合產(chǎn)生的縱向偏磁場。共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第5，079，035公開了一種MR讀出器，其中鐵磁MR部件僅在讀出器的中心有效區(qū)延伸。在每個(gè)讀出器端部區(qū)都有一層硬磁材料，讀出器端部區(qū)形成與MR部件端部相連的連接面，以提供讀出器中的縱向偏磁場。中心有效區(qū)包括MR部件、非磁性隔離層和相鄰的軟磁層，為讀出器提供橫向偏磁場。
在第5，079，035號(hào)專利中描述的MR讀出器看來滿足了當(dāng)前的需要，并有許多優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)包括由單一的光刻處理步驟確定的數(shù)據(jù)磁道、讀出器有效區(qū)三層蝕刻過程的可控和可重復(fù)的蝕刻步驟、容易調(diào)整的縱向偏磁場、和基本沒有側(cè)邊讀出。然而，接觸面或連接面硬偏磁設(shè)計(jì)具有很大的缺點(diǎn)，在讀出器有效區(qū)的長度與連接區(qū)的長度相比要長的寬數(shù)據(jù)磁道的情況下，這一缺點(diǎn)可能不明顯，而在有效區(qū)的長度可以與連接區(qū)的長度相比或者甚至要短的較窄的數(shù)據(jù)磁道的情況下，這一缺點(diǎn)可以引起連接區(qū)的磁特性不可預(yù)測或不好確定。結(jié)果，在橫向磁場下讀出器的響應(yīng)中會(huì)引入激磁磁滯。此外，當(dāng)鈷(Co)合金硬鐵磁材料成長在不同的襯底上，如重疊連接區(qū)的讀出器的三層有效區(qū)，這種硬磁材料的磁化使得大部分Co的c軸垂直于膜平面。于是縱向磁場開始以后，這種硬鐵磁層將基本不再有剩磁，并且由此產(chǎn)生的縱向偏磁場不足以保證讀出器中的單個(gè)磁疇狀態(tài)。
因此本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供一種磁致電阻(MR)讀傳感器，其中MR層基本僅在傳感器的中心有效區(qū)延伸，并且在傳感器的每個(gè)端部區(qū)都有一層偏磁層，傳感器的每個(gè)端部區(qū)形成與MR層相連的連接面，以產(chǎn)生MR傳感器中的縱向偏磁場。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種MR讀傳感器，其中MR層和偏磁層之間的連接面的磁不穩(wěn)定性降至最小。
根據(jù)本發(fā)明的原理，MR讀傳感器包括具有由中心有效區(qū)隔開的無源端部區(qū)的MR讀出器。鐵磁材料形成的MR層基本僅在讀出器的中心有效區(qū)延伸。形成第一和第二偏磁層，每層偏磁層基本僅在讀出器的無源端部區(qū)之一延伸，并形成連接面，該連接面與MR層的一端實(shí)現(xiàn)磁和電連通，并在MR層中提供一個(gè)縱向偏磁場。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，每層偏磁層包括一層鐵磁材料和一層重疊的反鐵磁材料，反鐵磁材料層與鐵磁材料層物理接觸，為讀出器提供一個(gè)交換耦合偏磁場。
制造本發(fā)明的MR讀傳感器的最佳方法包括以下步驟在傳感器的至少中心有效區(qū)上淀積一層鐵磁材料MR層，形成覆蓋傳感器的中心有效區(qū)的雙層抗蝕模版，將未被模版覆蓋的MR層的部分蝕刻掉。然后在未被模版覆蓋的傳感器區(qū)域上淀積一層偏磁層，它包括由一層反鐵磁材料覆蓋的鐵磁材料，以便形成傳感器的無源端部區(qū)，偏磁層與MR材料層的一端形成連接面，于是在傳感器中產(chǎn)生一個(gè)交換耦合縱向偏磁場。
通過以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明以上的和其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得非常明顯，附圖中相同的參考號(hào)表示相同的部分，其中

圖1是應(yīng)用本發(fā)明的磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)的簡略框圖;
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的磁致電阻讀傳感器的剖面圖，其中通過僅形成在傳感器端部區(qū)的偏磁層提供縱向偏磁;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的MR讀傳感器的示意剖面圖;
圖4A-4D表示根據(jù)本發(fā)明的制造接觸連接面MR傳感器的過程的具體實(shí)施例;
圖5是表示形成根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例的接觸連接面的更詳細(xì)過程的分解圖;
圖6是根據(jù)圖4和5所示過程生產(chǎn)的MR讀傳感器的最佳實(shí)施例的剖面圖;以及圖7是根據(jù)圖4和5所示過程生產(chǎn)的MR讀傳感器的第二最佳實(shí)施例的剖面圖。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，雖然本發(fā)明是作為用于圖1所示的磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)來描述的，但是應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明也適用于其它的磁記錄系統(tǒng)，如磁帶記錄系統(tǒng)。在心軸14上支撐著至少一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的磁盤12，并通過磁盤驅(qū)動(dòng)馬達(dá)18旋轉(zhuǎn)。每個(gè)盤上的磁記錄媒體是磁盤12上具有同心的數(shù)據(jù)磁道(未示出)的圓形。
至少一個(gè)滑塊13位于磁盤12上，每個(gè)滑塊13支撐一個(gè)或多個(gè)磁讀/寫傳感器21，讀/寫傳感器一般稱作讀/寫頭。當(dāng)磁盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，滑塊13在磁盤表面22上徑向地移進(jìn)移出，因此頭21可以訪問記錄了所需數(shù)據(jù)的磁盤的不同部分。每個(gè)滑塊13借助于懸架15附著在致動(dòng)臂19上。懸架15提供了一個(gè)很小的彈力，它使滑塊13偏向磁盤表面22。每個(gè)致動(dòng)臂19附著在致動(dòng)裝置27上。圖1所示的致動(dòng)裝置例如可以是音圈馬達(dá)(VCM)。VCM包括一個(gè)可以在固定磁場中運(yùn)動(dòng)的線圈，線圈運(yùn)動(dòng)的方向和速度由控制器提供的馬達(dá)電流信號(hào)控制。
在磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行期間，磁盤12的旋轉(zhuǎn)在滑塊13和磁盤表面22之間產(chǎn)生一個(gè)空氣軸承，它將一個(gè)向上的力或浮力加在滑塊上。于是在運(yùn)行期間空氣軸承與懸架15的很小的彈力抵消，并支撐滑塊13離開磁盤表面，在磁盤表面上與磁盤形成一個(gè)很小的基本恒定的間隔。
磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)的各部分在運(yùn)行期間受控制單元29產(chǎn)生的控制信號(hào)的控制，例如訪問控制信號(hào)和內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)。一般來說，控制單元29例如包括邏輯控制電路、存儲(chǔ)裝置和微處理器?？刂茊卧?9產(chǎn)生控制信號(hào)控制各系統(tǒng)運(yùn)行，例如線23上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)馬達(dá)控制信號(hào)，線28上產(chǎn)生頭位置和查找控制信號(hào)。線28上的控制信號(hào)提供所需的當(dāng)前概況，以便將選擇的滑塊13最合適地移動(dòng)并定位在有關(guān)磁盤12的所需數(shù)據(jù)磁道上。借助于記錄通道25，讀和寫信號(hào)傳遞到讀/寫頭21，并從讀/寫頭得到讀和寫信號(hào)。
以上對(duì)典型磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)和相關(guān)的附圖1的描述只是代表性的。應(yīng)該清楚，磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)可以包括許多磁盤和致動(dòng)器，每個(gè)致動(dòng)器可以支撐幾個(gè)滑塊。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第4，663，685號(hào)中描述的現(xiàn)有技術(shù)的MR讀傳感器包括MR層32，它在整個(gè)傳感器30’上延伸。縱向偏磁層43僅在傳感器端部區(qū)36上延伸，以便在傳感器中產(chǎn)生縱向偏磁場。通過薄的非磁性隔離層42與MR層32隔開的軟磁材料層38在傳感器30’的中心有效區(qū)44的至少一部分產(chǎn)生橫向偏磁場。在中心有效區(qū)44檢測到讀信號(hào)，該區(qū)域是在傳感器30’中由淀積在縱向偏磁層43上的引線導(dǎo)體46之間的間隔確定的。
參照?qǐng)D3，它是表示本發(fā)明的磁致電阻(MR)讀傳感器的示意圖。MR讀傳感器30包括形成MR部件31的一層鐵磁材料，MR部件31基本僅在傳感器的中心有效區(qū)33上延伸，以及形成在每個(gè)端部區(qū)37中的偏磁層35，每個(gè)端部區(qū)37與MR部件31形成連接面39，以便在MR讀傳感器30中產(chǎn)生縱向偏磁場。由于MR部件31僅在傳感器30的中心有效區(qū)33上延伸，因此在本最佳實(shí)施例中不需要另外的側(cè)邊讀出抑制部件。這樣，在每個(gè)端部區(qū)37中的縱向偏磁層35僅需要為MR部件31提供電和磁連通?？v向偏磁層35可以是單層硬磁材料層，如鈷-鉻(CoCr)、鈷-鉑(CoPt)或鈷-鉻-鉑(CoCrPt)，雖然可以要求內(nèi)涂和/或外涂如鎢(W)或金(Au)的涂層。另外，縱向偏磁場也可以通過鐵磁/反鐵磁交換耦合提供，其中縱向偏磁層35包括反鐵磁材料層75，它與鐵磁材料層79重疊，并與之物理接觸(如圖7所示)。例如，縱向偏磁層35可以包括雙層錳-鐵/鎳-鐵(MnFe/NiFe)或雙層錳-鎳/鎳-鐵(MnNi/NiFe)。如在本領(lǐng)域人所共知的那樣，在中心有效區(qū)33中也需要橫向偏磁場。橫向偏磁場可以通過相鄰的軟磁材料層、分路偏磁或其它適合的橫向偏磁技術(shù)實(shí)現(xiàn)。為了簡單起見，在圖3的示意圖中沒有畫出橫向偏磁結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4A-4D，它們表示制造MR部件31和縱向偏磁層35之間適合的接觸連接面的過程的最佳實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的過程包括以下步驟在適合的襯底40上沿傳感器的長度方向淀積一層如NiFe的鐵磁材料MR層。在所示實(shí)施例中，淀積MR層31之前，在襯底40上淀積包括軟磁材料層43和非磁性隔離層45的橫向偏磁結(jié)構(gòu)。然后繼續(xù)淀積一層合適的材料如光刻膠，按一定的圖形加工光刻膠材料，以便形成模版41(圖4A)。當(dāng)MR材料層31以及隔離層45和軟磁材料層43受到相減處理如濺射蝕刻、離子研磨或化學(xué)蝕刻以便產(chǎn)生MR三層結(jié)構(gòu)47(圖4B)時(shí)，用模版41確定MR層31的每個(gè)邊緣。然后當(dāng)模版41再次確定偏磁層35的邊緣時(shí)，淀積縱向偏磁層35材料(圖4C)。采用相同的模版41淀積一層導(dǎo)電材料，以便形成讀出器導(dǎo)體引線49。當(dāng)導(dǎo)體引線49未與縱向偏磁層35共同延伸的情況下，如果需要，可以在以后的步驟中淀積導(dǎo)體引線49。應(yīng)注意的是，一定量的導(dǎo)磁材料和引線材料也淀積在模版41的上表面。然而，這一材料與模版41一起，在本領(lǐng)域中人所共知的去除過程中去掉(圖4D)，以便產(chǎn)生僅在端部區(qū)具有縱向偏磁層35的MR讀出器或傳感器，每個(gè)都與MR三層結(jié)構(gòu)47具有接觸的連接面，三層結(jié)構(gòu)47僅在中心有效區(qū)33上延伸。
雖然在圖3和4中示意地表示了MR三層47和縱向偏磁層35之間垂直的方形連接面，但是最佳實(shí)施例包括一種外形很好控制的連接面，因此可以容易地和可靠地生產(chǎn)所要求的連接面結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5，它更詳細(xì)地表示形成本發(fā)明最佳實(shí)施例的接觸連接面的過程。在圖5所示的實(shí)施例中，模版41包括由較薄的底層54和較厚的成象層53構(gòu)成的雙層抗蝕層。一次曝光和一次顯影的步驟確定抗蝕層的邊緣形狀。在合適的顯影劑中通過溶解底層54得到下切口51，它的距離由顯影時(shí)間確定。
然后利用單向處理如離子研磨去除MR材料層55的暴露區(qū)域。通過使襯底相對(duì)于入射束適當(dāng)?shù)貎A斜來控制入射角φ。此外，通過旋轉(zhuǎn)襯底得到圓形對(duì)稱，于是除了模版41的附近，從任何給定點(diǎn)看入射束都圍繞方位角θ成圓錐形旋轉(zhuǎn)，在襯底轉(zhuǎn)動(dòng)的某段期間，模版41的邊緣遮蓋層55。如圖5所示，對(duì)0度方位角而言，層55暴露在c點(diǎn)，并且暴露極限點(diǎn)逐漸向左移動(dòng)，直到在180度方位角暴露極限點(diǎn)移動(dòng)到a點(diǎn)。作為研磨處理層55的部分57期間去除的結(jié)果(如虛線所示)，本實(shí)施例的組合研磨產(chǎn)生了曲線斜坡56。
在襯底類似的定向和旋轉(zhuǎn)期間，通過例如濺射淀積方法淀積縱向偏磁層58，以便產(chǎn)生如虛線59所示的淀積輪廓。淀積偏磁層58引起的組合的連接面輪廓如實(shí)線所示。還是利用同一塊模版41，可以按這一步驟順序淀積導(dǎo)體引線73(如圖7所示)。雖然縱向偏磁層58在圖5中表示為單層，但是應(yīng)認(rèn)識(shí)到縱向偏磁層可以包括多層，例如由一層反鐵磁材料覆蓋的一層鐵磁材料，以便提供通過鐵磁/反鐵磁交換耦合形成的縱向偏磁場。同樣，MR層55也可以包括多層，例如形成橫向偏磁結(jié)構(gòu)的MR三層47。
連接面的外形62包括兩個(gè)重疊的斜坡。斜坡輪廓由模版41的高度和所選擇的入射角φ確定。為了獲得電可靠性，連接面重疊部分ε應(yīng)比較長;然而，為了獲得磁可靠性，連接面重疊部分ε應(yīng)比較短。因此，選擇連接面重疊部分采取了一種折衷方案，其中一般來說磁可靠性比電可靠性更重要。為了獲得比較短的重疊部分，需要在淀積偏磁層58之前以低的入射角φ進(jìn)行過度研磨。
現(xiàn)在參照?qǐng)D6，它是采用上述方法生產(chǎn)的MR讀傳感器的最佳實(shí)施例的剖面圖，MR讀傳感器的表面靠近將要從中讀出先前記錄的磁數(shù)據(jù)的磁記錄媒體。傳感器60包括在傳感器的中心有效區(qū)65上延伸的MR部件63，以及與MR部件63形成連接面69的硬磁偏磁層67。硬磁偏磁層67在傳感器的端部區(qū)61上延伸。在該最佳實(shí)施例中，MR部件63可以包括三層結(jié)構(gòu)，它們是一層鐵磁材料，如NiFe，一層非磁性材料隔離層，如鉭(Ta)，和一層軟磁材料，如NiFeRh。軟磁材料層通過隔離層與MR層隔開，為MR部件63提供橫向偏磁場。硬磁材料層67包括單層硬磁材料，如CoCrPt。由于硬磁材料重疊并在軟鐵磁材料和非磁性材料上成長的連接區(qū)域69中，存在變化的矯頑磁力和磁不穩(wěn)定性，因此為了獲得磁可靠性，需要使重疊部分ε較短。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，模版41的高度大約為1μm，入射角φ大約為10度，過度研磨5%。這樣選擇的組合產(chǎn)生的連接面長度ε小于0.1μm。對(duì)這一具體的實(shí)施例來說，連接面的長度在0<ε<0.1μm的范圍內(nèi)對(duì)采用硬磁偏磁層以產(chǎn)生縱向偏磁場的傳感器而言是合適的。為了確保在MR部件63和偏磁層67之間獲得良好的電可靠性，可以調(diào)整模版41的下切口51(如圖5所示)，以便形成導(dǎo)體引線66與MR部件63的某些重疊部分64。
參照?qǐng)D7，它是根據(jù)圖5所示方法生產(chǎn)的MR讀傳感器70的第二實(shí)施例的剖面圖。MR傳感器70包括在傳感器的中心有效區(qū)77上延伸的多層MR部件，以及淀積在每個(gè)端部區(qū)71上的雙層交換耦合偏磁層75/79，它們與MR部件形成連接面87。偏磁層75/79在傳感器的端部區(qū)71上延伸，以便在MR部件中產(chǎn)生縱向偏磁場。偏磁層包括反鐵磁材料層75，如MnFe或MnNi，它與諸如NiFe的鐵磁材料層79重疊并接觸。在該最佳實(shí)施例中，MR部件包括三層結(jié)構(gòu)，它們是一層鐵磁材料81，如NiFe，一層非磁性材料隔離層83，如鉭(Ta)，和一層軟磁材料85，如NiFeRh。軟磁層85通過隔離層83與MR層81隔開，為MR部件提供橫向偏磁場。與參照?qǐng)D6所描述的最佳實(shí)施例中用于偏磁層的硬磁材料的磁化強(qiáng)度不同，與反鐵磁層交換耦合的鐵磁層的磁化強(qiáng)度不會(huì)單向變化，因此應(yīng)用橫向偏磁場不會(huì)引起劇烈響應(yīng)。同樣，鐵磁/反鐵磁耦合中的磁化強(qiáng)度不會(huì)隨上面生長了該材料的襯底而變化，因此當(dāng)生長在連接面87的重疊區(qū)ε時(shí)，它不會(huì)減小。因此，在利用反鐵磁/鐵磁交換耦合以提供縱向偏磁場的傳感器中，連接區(qū)中的磁不穩(wěn)定性不再是個(gè)問題，并且可以采用連接面87處的較長的重疊部分ε，以確保電接觸和可靠性。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，模版41的高度大約為1μm，入射角φ范圍大約為70至80度。這樣選擇的組合產(chǎn)生的連接面長度ε大約為MR部件厚度的5倍。對(duì)這一具體的實(shí)施例來說，連接面的長度ε在3至5倍MR部件厚度的范圍內(nèi)對(duì)采用反鐵磁/鐵磁交換耦合偏磁層以產(chǎn)生縱向偏磁場的傳感器而言是合適的。如上所述，可以用相同的處理步驟順序淀積導(dǎo)體引線71，另外MR部件和偏磁層可以在隨后的步驟中淀積。
雖然以上參照本發(fā)明的最佳實(shí)施例具體展示了本發(fā)明并作了描述，但是本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)懂得，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可對(duì)本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)做各種改變。
權(quán)利要求
1.一種制造端部區(qū)由中心有效區(qū)分開的磁致電阻讀傳感器的方法，其特征在于包括以下步驟在所述傳感器的至少中心有效區(qū)上淀積一層鐵磁材料；形成覆蓋所述傳感器的所述中心有效區(qū)的模版；將未被所述模版覆蓋的所述磁致電阻材料層的部分蝕刻掉，以便形成僅在所述傳感器的所述中心有效區(qū)延伸的磁致電阻部件；在未被所述模版覆蓋的所述傳感器的區(qū)域上淀積一層鐵磁材料；以及在未被所述模版覆蓋的所述傳感器的區(qū)域上淀積一層反鐵磁材料，所述反鐵磁材料層與所述鐵磁材料層重疊并接觸，所述反鐵磁材料層和鐵磁材料層形成在所述傳感器的所述端部區(qū)延伸的交換耦合偏磁層，每個(gè)所述端部區(qū)中的所述交換耦合偏磁層與所述磁致電阻部件形成連接面，所述交換耦合偏磁層在所述傳感器中產(chǎn)生一個(gè)縱向偏磁場。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述連接面包括所述偏磁層和所述磁致電阻部件的重疊斜坡部分。
3.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述重疊連接面的長度大約為所述磁致電阻部件的厚度的5倍。
4.如權(quán)利要求2的方法，其特征在于所述重疊連接面的長度大約在所述磁致電阻部件的厚度的3至5倍的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述蝕刻步驟包括采用定向蝕刻法。
6.如權(quán)利要求5的方法，其特征在于所述定向蝕刻法包括離子束研磨。
7.如權(quán)利要求5的方法，其特征在于所述定向蝕刻法是在與所述傳感器成一角度的情況下采用的。
8.如權(quán)利要求7的方法，其特征在于所述角度在大約70至80度的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7的方法，其特征在于在所述蝕刻步驟中，所述傳感器在垂直于所述角度的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述模版包括光刻膠材料。
11.如權(quán)利要求10的方法，其特征在于所述光刻膠材料包括一層薄的下層和一層與所述薄的下層重疊的厚的成象層。
12.如權(quán)利要求11的方法，其特征在于所述下層是下切口。
13.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于包括淀積用于在所述中心有效區(qū)的至少一部分產(chǎn)生橫向偏磁場的部件的步驟。
14.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于產(chǎn)生橫向偏磁場的所述部件包括一層與所述磁致電阻部件隔開的軟磁材料層。
15.一種制造端部區(qū)由中心有效區(qū)分開的磁致電阻讀傳感器的方法，其特征在于包括以下步驟在所述傳感器的至少中心有效區(qū)上淀積一層鐵磁材料;形成覆蓋所述傳感器的所述中心有效區(qū)的模版;將未被所述模版覆蓋的所述磁致電阻材料層的部分蝕刻掉，以便形成僅在所述傳感器的所述中心有效區(qū)延伸的磁致電阻部件;在未被所述模版覆蓋的所述傳感器的區(qū)域上淀積一層硬磁材料，所述硬磁材料層在所述傳感器的所述端部區(qū)延伸，每個(gè)所述端部區(qū)中的所述硬磁材料層與所述磁致電阻部件的一端形成連接面，所述連接面包括所述磁致電阻部件和所述硬磁材料層的重疊斜坡部分，所述連接面的所述重疊部分的長度小于0.1μm。
16.如權(quán)利要求15的方法，其特征在于所述蝕刻步驟包括采用離子束研磨。
17.如權(quán)利要求16的方法，其特征在于所述離子束研磨是在與所述傳感器成一角度的情況下進(jìn)行的。
18.如權(quán)利要求17的方法，其特征在于所述角度大約為10度。
19.如權(quán)利要求17的方法，其特征在于在所述蝕刻步驟中，所述傳感器在垂直于所述角度的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
20.一種端部區(qū)由中心有效區(qū)分開的磁致電阻讀傳感器，其特征在于包括鐵磁材料的磁致電阻層，所述磁致電阻層基本僅在所述中心有效區(qū)上延伸;基本僅在所述傳感器的所述端部區(qū)延伸的一層鐵磁材料;以及與所述鐵磁材料層重疊并與之接觸的一層反鐵磁材料，所述反鐵磁材料和鐵磁材料層形成在所述傳感器的所述端部區(qū)延伸的交換耦合偏磁層，每個(gè)所述端部區(qū)的所述交換耦合偏磁層與所述磁致電阻層的一端形成連接面，所述交換耦合偏磁層在所述傳感器中產(chǎn)生縱向偏磁場。
21.如權(quán)利要求20的磁致電阻讀傳感器，其特征在于所述連接面包括所述磁致電阻層和所述偏磁層的重疊斜坡部分。
22.如權(quán)利要求21的磁致電阻讀傳感器，其特征在于所述重疊連接面的長度大約為所述磁致電阻層的厚度的5倍。
23.如權(quán)利要求21的磁致電阻讀傳感器，其特征在于所述重疊連接面的長度大約在所述磁致電阻層厚度的3至5倍的范圍內(nèi)。
24.如權(quán)利要求21的磁致電阻讀傳感器，其特征在于所述重疊斜坡部分包括一連續(xù)的曲面。
25.如權(quán)利要求20的磁致電阻讀傳感器，其特征在于所述磁致電阻層包括鎳鐵合金。
26.如權(quán)利要求20的磁致電阻讀傳感器，其特征在于所述反鐵磁材料是從包括錳鐵和錳鎳合金的組中選擇的。
27.如權(quán)利要求26的磁致電阻讀傳感器，其特征在于所述鐵磁材料包括鎳鐵。
28.如權(quán)利要求20的磁致電阻讀傳感器，其特征在于包括用于在所述中心有效區(qū)的至少一部分產(chǎn)生橫向偏磁場的部件。
29.如權(quán)利要求28的磁致電阻讀傳感器，其特征在于產(chǎn)生橫向偏磁場的所述部件包括一層與所述磁致電阻層隔開的軟磁材料層。
30.如權(quán)利要求29的磁致電阻讀傳感器，其特征在于所述軟磁材料包括鎳鐵銠合金。
31.一種端部區(qū)由中心有效區(qū)分開的磁致電阻讀傳感器，其特征在于包括鐵磁材料的磁致電阻層，所述磁致電阻層基本僅在所述中心有效區(qū)上延伸;基本在所述傳感器的所述端部區(qū)延伸的一層硬磁材料，每個(gè)所述端部區(qū)中的所述硬磁材料層與所述磁致電阻部件的一端形成連接面，所述連接面包括所述磁致電阻部件和所述硬磁材料層的重疊斜坡部分，所述連接面的所述重疊部分的長度在大約0.0至0.1μm的范圍內(nèi)。
32.一種磁存儲(chǔ)系統(tǒng)包括具有記錄數(shù)據(jù)的許多磁道的磁存儲(chǔ)媒體;磁傳感器，在所述磁傳感器和所述磁存儲(chǔ)媒體之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)期間保持其位置靠近所述磁存儲(chǔ)媒體;與所述磁傳感器相連的致動(dòng)裝置，用于使所述磁傳感器移動(dòng)到所述磁存儲(chǔ)媒體上的所選擇的磁道上;與所述磁致電阻讀傳感器相連的檢測裝置，用于檢測根據(jù)施加磁場時(shí)在所述磁致電阻材料中引起的電阻的變化，所述磁場代表記錄在所述磁存儲(chǔ)媒體中的、由所述磁致電阻讀傳感器讀出的數(shù)據(jù)位;所述磁傳感器包括端部區(qū)由中心有效區(qū)分開的磁致電阻讀傳感器，其特征在于包括鐵磁材料的磁致電阻層，所述磁致電阻層基本僅在所述中心有效區(qū)上延伸;基本僅在所述傳感器的所述端部區(qū)延伸的一層鐵磁材料;以及與所述鐵磁材料層重疊并與之接觸的一層反鐵磁材料，所述反鐵磁材料層和鐵磁材料層形成在所述傳感器的所述端部區(qū)延伸的交換耦合偏磁層，每個(gè)所述端部區(qū)的所述交換耦合偏磁層與所述磁致電阻層的一端形成連接面，所述交換耦合偏磁層在所述傳感器中產(chǎn)生縱向偏磁場。
全文摘要
具有由中心有效區(qū)隔開的無源端部區(qū)的磁致電阻(MR)讀傳感器，其中MR層基本僅在中心有效區(qū)形成，而偏磁層在每個(gè)無源端部區(qū)形成。每層偏磁層包括一層鐵磁材料和一層反鐵磁材料，反鐵磁層與鐵磁層重疊并接觸，形成交換耦合偏磁場。每層偏磁層與MR層形成具有磁和電連通的連接面，以便在傳感器中產(chǎn)生縱向偏磁場。
文檔編號(hào)G11B5/39GK1100832SQ9410788
公開日1995年3月29日 申請(qǐng)日期1994年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月13日
發(fā)明者毛一民·陳, 羅伯特·愛德華·方坦納, 莫哈邁德·托非克·克倫比, 肯尼斯·廷一元·孔, 詹姆斯·斯一唐·李, 吉一施利·杰里·露, 卿·華·強(qiáng), 珀一康·王 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司