具有窄軌道寬度和小讀間隙的磁傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磁數(shù)據(jù)記錄，更具體地涉及磁讀傳感器，所述磁讀傳感器具有由底部沉積的自由層結(jié)構(gòu)界定的軌道寬度，并且具有沉積在自由層結(jié)構(gòu)上面的被釘扎層結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]計算機(jī)的心臟是被稱作磁盤驅(qū)動器的組件。磁盤驅(qū)動器包括旋轉(zhuǎn)的磁盤、被懸臂懸掛成鄰近旋轉(zhuǎn)的磁盤的表面的讀頭和寫頭、以及致動器，該致動器擺動懸臂以將讀頭和寫頭置于旋轉(zhuǎn)的盤上的選定圓形軌道上方。讀頭和寫頭直接位于具有空氣軸承面(ABS)的滑塊上。當(dāng)盤不旋轉(zhuǎn)時，懸臂將滑塊偏置成接觸盤的表面，但是當(dāng)盤旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)的盤使空氣旋動。當(dāng)滑塊漂浮在空氣軸承上時，寫頭和讀頭被用來寫磁印記至旋轉(zhuǎn)的盤和從旋轉(zhuǎn)的盤讀磁印記。讀頭和寫頭連接到處理電路，處理電路根據(jù)計算機(jī)程序運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)寫和讀功會K。
[0003]寫頭包括至少一個線圈、寫極和一個或更多個返回極。當(dāng)電流流過該線圈時，產(chǎn)生的磁場使磁通流過寫極，這導(dǎo)致從寫極的尖端發(fā)出的寫入磁場。此磁場足夠強(qiáng)，使得其局部磁化鄰近的磁盤的一部分，由此記錄一位數(shù)據(jù)。然后，寫入磁場經(jīng)磁介質(zhì)的軟磁底層行進(jìn)而返回至寫頭的返回極。
[0004]諸如巨磁致電阻(GMR)傳感器或隧道結(jié)磁致電阻(TMR)傳感器的磁致電阻傳感器能被用來從磁介質(zhì)讀取磁信號。磁致電阻傳感器具有響應(yīng)外部磁場而改變的電阻。電阻上的此改變能被處理電路檢測，以從相鄰的磁介質(zhì)讀取磁數(shù)據(jù)。
[0005]隨著對數(shù)據(jù)密度的需求增加，有始終存在的減小磁傳感器的間隙距離(gapspacing)的需求，以減小位尺寸并因而增大線數(shù)據(jù)密度。然而，傳感器層的厚度只能被減小到不不利地影響傳感器性能和穩(wěn)定性的程度。因此，依然存在對以下磁傳感器設(shè)計的需求，所述磁傳感器設(shè)計能夠提供可靠的傳感器性能同時還減小間隙距離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種磁傳感器，其包括傳感器疊層，該傳感器疊層具有第一部分和形成于第一部分上面的第二部分。第一部分具有定義傳感器軌道寬度的寬度，第二部分具有延伸超出所述傳感器軌道寬度的寬度。傳感器疊層的第一部分包括:磁自由層；非磁層；以及第一磁被釘扎層的第一部分。非磁層夾于磁自由層和第一磁被釘扎層的第一部分之間。傳感器疊層的第二部分包括:第一磁被釘扎層的第二部分；第二磁被釘扎層；夾于第一磁被釘扎層和第二磁被釘扎層之間的非磁反平行耦合層；以及與第二磁被釘扎層交換耦合的反鐵磁材料層。
[0007]在一實(shí)施例中，所述傳感器疊層的所述第二部分可以位于相對于所述傳感器疊層的所述第一部分的背向(trailing direct1n) ο
[0008]磁傳感器可通過以下方法形成，該方法包括:沉積第一傳感器疊層部分，該第一傳感器疊層部分包括:磁自由層；沉積在磁自由層上面的非磁層；以及沉積在非磁層上面的第一磁被釘扎層的第一部分。然后定義第一傳感器疊層部分的軌道寬度和后邊緣。然后在第一傳感器疊層部分上面沉積第二傳感器疊層部分。第二傳感器疊層部分包括:第一磁被釘扎層的第二部分；沉積在第一磁被釘扎層的第二部分上面的非磁反平行耦合層；沉積在非磁反平行耦合層上面的第二磁被釘扎層；以及沉積在第二磁被釘扎層上面的反鐵磁材料層O
[0009]由于傳感器的起作用的軌道寬度和條高度在第一傳感器部分上被圖案化和定義，所以與如果整個傳感器疊層被圖案化所可能的情形相比，能夠?qū)崿F(xiàn)更小尺寸和更精細(xì)分辨率的傳感器。這提高了傳感器尺寸分辨率，并且允許用于增大的數(shù)據(jù)密度的減小的軌道寬度。
[0010]此外，在空氣軸承面附近，可以去除反鐵磁材料的一部分，并且所得到的空間可以用磁材料再充滿，該磁材料能與上磁屏蔽接合。這從總間隙厚度中去除了反鐵磁材料的厚度，從而導(dǎo)致大幅減小的磁間距。
[0011]一旦閱讀了以下結(jié)合附圖的對優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將會明顯，附圖中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。
【附圖說明】
[0012]為了對本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)、以及使用的優(yōu)選模式的更充分的理解，應(yīng)當(dāng)參考下面的詳細(xì)描述，所述描述被結(jié)合未按比例繪制的附圖來理解。
[0013]圖1是可在其中實(shí)施本發(fā)明的磁盤驅(qū)動器系統(tǒng)的示意圖；
[0014]圖2是滑塊的ABS視圖，其示出磁頭在滑塊上的位置；
[0015]圖3是磁讀傳感器的ABS視圖，該傳感器可形成在磁數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的滑塊上；
[0016]圖4是從圖3的線4-4觀看的圖3的磁傳感器的側(cè)面橫截面視圖；以及
[0017]圖5-25是在制造的各個中間階段的磁傳感器的視圖，其示出制造根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的磁傳感器的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面的描述是當(dāng)前想到的用于實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施例。此描述被做出是為了示出本發(fā)明的一般原理，此描述不意味著限制本文主張的發(fā)明概念。
[0019]現(xiàn)在參考圖1，這里示出實(shí)施本發(fā)明的一磁盤驅(qū)動器100。如圖1所示，至少一個可旋轉(zhuǎn)的磁盤112被支撐在主軸114上，并且被磁盤驅(qū)動器電機(jī)118旋轉(zhuǎn)，所有這些被安裝在外殼101內(nèi)。每個盤上的磁記錄呈現(xiàn)磁盤112上同心數(shù)據(jù)軌道(未示出)的環(huán)形圖案的形式。
[0020]至少一個滑塊113位于磁盤112附近，每個滑塊113支撐一個或更多個磁頭組件121。隨著磁盤旋轉(zhuǎn)，滑塊113在盤表面122上方徑向地移入和移出，從而磁頭組件121能訪問磁盤的寫有所需數(shù)據(jù)的不同軌道。每個滑塊113通過懸架115被連接到致動器臂119。懸架115提供一微小的彈力，所述彈力將滑塊113向盤表面122偏置。每個致動器臂119連接到致動器裝置127。如圖1所示的致動器裝置127可以是音圈電機(jī)(VCM)。VCM包括在固定磁場內(nèi)可移動的線圈，線圈移動的方向和速度通過控制器129提供的電機(jī)電流信號控制。
[0021]在磁盤存儲系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，磁盤112的旋轉(zhuǎn)在滑塊113和盤表面122之間產(chǎn)生空氣軸承，空氣軸承在滑塊上施加向上的力或者舉力。于是，在正常工作期間，空氣軸承反向平衡了懸架115的微小的彈力，并且將滑塊113支撐開并且以小的，基本恒定的間距將滑塊略微支撐在盤表面上方。
[0022]工作中，磁盤存儲系統(tǒng)的各個部件通過控制單元129產(chǎn)生的諸如訪問控制信號和內(nèi)部時鐘信號的控制信號控制。通常，控制單元129包括邏輯控制電路、存儲裝置和微處理器?？刂茊卧?29產(chǎn)生控制各種系統(tǒng)操作的控制信號，諸如線路123上的驅(qū)動器電機(jī)控制信號和線路128上的頭位置和尋道控制信號。線路128上的控制信號提供所需的電流分布，以最優(yōu)地移動和定位滑塊113至盤112上的所需數(shù)據(jù)軌道。通過記錄通道125，寫信號和讀信號被傳送至和自讀寫頭121。
[0023]參考圖2，能更詳細(xì)地看到磁頭121在滑塊113中的方位。圖2是滑塊113的ABS視圖，并且如能被看到的那樣，包括感應(yīng)寫頭和讀傳感器的磁頭位于滑塊的尾緣。以上對通常的磁盤存儲系統(tǒng)的描述以及圖1的伴隨的圖示僅僅為了說明的目的。顯然，磁盤存儲系統(tǒng)可以包含大量的盤和致動器，并且每個致動器可支撐多個滑塊。
[0024]圖3和4示出磁讀頭300的示意圖。圖3是從空氣軸承面(ABS)觀看的傳感器300的視圖，圖4是從圖3的線4-4觀看的側(cè)面橫截面視圖。磁讀頭300包括夾于上和下磁屏蔽304、306之間的傳感器疊層302，上和下磁屏蔽304、306可由導(dǎo)電磁材料諸如NiFe構(gòu)造，使得它們能用作電引線以及磁屏蔽。
[0025]傳感器疊層302包括第一傳感器疊層部分(下部)308和第二傳感器疊層部分(上部)310。如圖3所示，下部308具有定義傳感器軌道寬度TW的寬度，而上部310可以寬得多。
[0026]下傳感器部分308可包括可形成在籽層314上的磁自由層312。磁