专利名称：电流垂直平面巨磁阻传感器及其制造方法以及磁存储系统的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及用于磁存储系统的巨磁阻(GMR)传感器，更具体而言，涉及用于具有嵌入复合薄膜的电流垂直平面型(CPP)GMR传感器的方法及设备。
背景技术：
磁记录是信息处理工业的一关键而又无价的部分。尽管基本原则对于早期磁带设备而言有一百年的历史，对于磁硬盘驱动器有多于40年的历史，但技术革新的流入继续扩展磁记录产品的存储容量和性能。对于硬盘驱动器而言，自第一个磁盘驱动器应用于数据存储以来，在磁介质上写入数据位的面密度或密度已经以大于两百万的因数增长。从1991起，基于在磁头，介质，驱动器电子学和机械学方面相应的提高，面密度以60％的复合增长率增长。
在面密度增长方面，磁记录头被认为是最关键的因素。磁记录头以数据密度进入十亿位每平方英寸(Gbits/in2)的范围在记录介质上写磁数据和随后从其上读磁数据的能力，给予了硬盘驱动器力量从而使其在未来许多年内保持存储设备的支配地位。
计算平台的重要组成部分是大量的存储设备，包括磁带和磁盘驱动器，其中磁带驱动器在例如数据备份的应用中是很流行的。磁盘驱动器包括旋转的磁盘，在旋转的磁盘上方用悬臂悬挂的磁记录头和摆动悬臂从而将磁记录头放置于旋转的磁盘上选定的圆形轨道上的致动器。磁记录头直接安装在滑片(slider)上，该滑片具有在滑片和旋转的磁盘之间的气悬式表面(ABS)。当磁盘不转时，悬臂使滑片偏移接触到磁盘表面。然而，当磁盘旋传时，邻近ABS的旋转的磁盘带动空气旋转，造成滑片飞到正好位于旋转的磁盘表面上方的气垫上。磁记录头用于向磁介质上写磁数据和随后从其上读出磁数据，该磁介质淀积在旋转磁盘的顶或底表面。磁记录头连接在处理电路上，该处理电路根据计算机程序操作以执行写和读功能。
目前用在磁带和磁盘驱动器中的磁记录头的读元件是一GMR传感器，它主要包括三个GMR功能层一铁磁感应层；一导电分隔层(conductingspacer layer)；以及一铁磁参考层(ferromagnetic reference layer)。GMR传感器通过作为磁场信号强度和方向的函数的磁场信号的阻抗变化来探测磁场信号，该磁场信号来自于磁介质上的写入数据。由于一种GMR效应，该阻抗随着铁磁感应层和参考层之间的磁性取向角度的余弦函数而变化。该阻抗的变化引起了相应的电流/电压的变化，这样就可以使写入的数据从磁介质中读出。
为了确保GMR效应，铁磁感应层的磁性取向必须是自由的，而铁磁参考层的磁性取向必须是反铁磁(AFM)固定(Anti-Ferromagnetic pinned)或者自固定(self-pinned)。通过反铁磁/铁磁交换耦合，由相邻的AFM固定层(AFM pinning layer)来使铁磁参考层的磁性取向AFM固定。铁磁参考层的磁性取向通过其内在和外在的单轴各向异性来实现自固定。为了加强AFM固定和自固定，两个附加层反平行(AP)固定层(anti-parallel pinninglayer)和铁磁保有层(Ferromagnetic keeper layer)，被插入到AFM固定层和铁磁参考层中。AP固定是通过越过AP固定层的AP铁磁/铁磁交换耦合来实现的。
最近硬盘驱动器设计已经在一平面内电流(CIP)模式中利用了这种GMR传感器，其中感应电流以平行于GMR传感器的层界面的方向在顶部和底部绝缘间隙层之间流动，该顶部和底部绝缘间隙层使GMR传感器分别与顶部和底部的铁磁保护层隔离。这样的设计产生了足够达到近100Gbits/in2的面密度的乐观效果。然而，研究工作继续寻找更好的读元件，以至于面密度可能会提高到几百Gbits/in2的范围。
这种研究工作之一是CPP模式中读元件的使用，其中在垂直于读元件的层界面的方向上，感应电流从顶部/底部铁磁保护层流到底部/顶部铁磁保护层而不需要顶部和底部绝缘间隙层。由于消除了顶部和底部绝缘间隙层，在CPP模式中使用的读元件比在CIP模式中使用的读元件提供更高的线性分辨率，因而可以获得更高的面密度。
使用于CPP模式中的最广泛研究的读元件是具有Al-O非晶阻挡层(Al-O amorphous barrier layer)的隧道磁阻(TMR)传感器。在这种CPP TMR传感器中，它的TMR的量级依赖于传导电子或极化的自旋方向(spindirection)。这种CPP TMR传感器包括一Ta种子层，一Pt-Mn固定层，一Co-Fe保有层，一Ru AP固定层，一Co-Fe参考层，一Al-O阻挡层，Co-Fe/Ni-Fe感应层和Cu/Ta盖层。Al-O阻挡层典型地是通过在氩气中淀积一Al薄膜并在氧气或氩气和氧气的混合物中氧化该Al薄膜形成的。为了获得好的磁性和TMR性能，对于这种具有Al-O阻挡层的CPP TMR传感器来说最佳的氧化是必需的。在2Torr氧气中的氧化会产生具有大约5Ω-μm2的结电阻与面积的乘积以及TMR系数大约为15％的一CPP TMR传感器。在分别为0.48Torr和0.02Torr的氩气和氧气的混合物中的氧化会产生具有大约2Ω-μm2的结电阻和面积的乘积以及TMR系数大约为10％的一CPP TMR传感器。
在CPP模式中使用的另一可供选择的读元件是一具有多晶Mg-O阻挡层的CPP TMR传感器。这种CPP TMR传感器包括一Ta种子层，一Pt-Mn固定层，一Co-Fe保有层，一Ru AP固定层，一Co-Fe参考层，一Mg-O阻挡层，Co-Fe/Ni-Fe感应层和Cu/Ta盖层。Mg-O阻挡层典型地通过在氩气中淀积一Mg薄膜，在氩气(或氙气)和氧气的混合物中淀积一Mg-O薄膜，以及在氧气中氧化该Mg薄膜和Mg-O薄膜形成。为了获得好的磁性和TMR性能，对于CPP TMR传感器来说用于Mg-O薄膜形成的最佳的氧掺杂是必需的。在氙气和氧气分别为0.12和0.06Torr的混合物中的氧掺杂会产生具有约为5Ω-μm2的结电阻和面积的乘积以及一TMR系数大约为20％的一CPP TMR传感器。
用于超高密度磁记录的这些CPP TMR传感器碰到了一些困难。首先，当任一这样的CPP TMR传感器显示出15％或更高的TMR系数时，它的结电阻和面积的乘积，例如5Ω-μm2，由于太高而不能阻止静电放电破坏。第二，尽管结电阻和面积的乘积可以减小到2Ω-μm2或更低，但TMR系数会变得低于设计值，比如15％。此外，为了得到如此小的结电阻和面积的乘积，阻挡层必须很薄。结果，针孔(pinholes)就可能存在于薄的阻挡层中，造成热稳定性与该CPP TMR传感器有关。对于具有无针孔的阻挡层、结电阻和面积的乘积低于1Ω-μm2以及TMR系数高于15％的CPP TMR传感器的进一步研究仍有很高的期望。
获得低的结电阻和面积的乘积的困难源于Al-O和Mg-O阻挡层分别为108和106μΩ-cm2的高电阻率。在CPP TMR传感器的串联电路中，高电阻率层是主要的电阻成分，因而在建立结电阻和面积的乘积中起主导作用。因此，为得到低的结电阻和面积的乘积，应该选择低电阻率阻挡层。具有其电阻率为2.9μΩ-cm2的Cu间隔层的GMR传感器可应用在CPP模式中。然而，具有Cu间隔层的这种CPP GMR传感器根本不是可行的选择，因为它的结电阻和面积的乘积非常低，即0.001μΩ-cm2。在如此低的结电阻和面积的乘积的条件下，传感器电阻由于太小而不能提供所需的信号幅度。总之，范围在0.1到1Ω-cm2的结电阻和面积的乘积优选地用于超高密度的磁记录。
因此可以看出，需要在CPP模式中使用的改进的读元件，其显示出的结电阻和面积的乘积优选地从0.1到1μΩ-cm2。
发明内容
为克服上述现有技术的局限性，以及克服其他随着阅读和理解本发明的说明书而变得明显的局限性，本发明揭示了用于具有嵌入复合薄膜的CPPGMR传感器的一种方法和设备。该CPP GMR传感器显示了在设计范围内的结电阻和面积的乘积以用于超高密度的磁记录。
在本发明的一实施例中，提供了一种形成一CPP GMR传感器的方法。该方法包括形成具有第一磁性取向的铁磁保有层，形成具有反平行(anti-parallel)于第一磁性取向的第二磁性取向的铁磁参考层，形成具有响应外部磁场信号而变化的磁性取向的铁磁感应层，以及将具有导电相(conducting phase)和绝缘相(insulating phase)的复合薄膜嵌入铁磁保有层或参考层。
在本发明的另一实施例中，提供了一种CPP GMR传感器。该CPP GMR传感器包括一具有第一磁性取向的铁磁保有层，一具有反平行于第一磁性取向的第二磁性取向的铁磁参考层，一具有响应外部磁场信号而变化的磁性取向的铁磁感应层，以及将复合薄膜嵌入铁磁保有层或参考层。该嵌入的复合薄膜包含具有导电相的一铁磁金属和具有绝缘相的一非磁性氧化物。
在本发明的另一实施例中，提供了一种磁存储系统。该磁存储系统包括一磁介质和接近该磁介质安置的一CPP GMR传感器。该CPP GMR传感器包括一具有第一磁性取向的铁磁保有层，一具有反平行于第一磁性取向的第二磁性取向的铁磁参考层，一具有响应外部磁场信号而变化的磁性取向的铁磁感应层，以及一嵌入到铁磁保有层或参考层中的复合薄膜。该嵌入复合薄膜包括具有导电相的一铁磁金属和具有绝缘相的一非磁性氧化物。
描述本发明的这些和许多其他优点以及新颖特点是通过此处所附的权利要求所指出的，并形成了本发明的一部分。然而，为了更好地理解本发明及其优点，以及使用其所达到的目标，应参考形成了本发明另一部分的附图及附图描述，其中表示和描述了根据本发明一方法的具体实例。
现参考附图，在所有图中相同的附图标记表示一致的部分图1表示了根据本发明的一存储系统；图2表示了根据本发明一存储系统的一特定实施例；图3表示了安装在悬挂装置上的一滑片；图4表示了滑片和磁记录头的ABS视图；图5A表示了根据本发明的一示例性CPP GMR传感器；图5B表示了根据本发明的图5A中的CPP GMR传感器的一复合薄膜；图6A表示了根据本发明的CPP GMR传感器的复合薄膜的一示例性微结构；图6B表示了根据本发明的CPP GMR传感器的复合薄膜的另一可选的微结构；图7表示了根据本发明的CPP GMR传感器的一示例性实施例；且图8表示了根据本发明的CPP GMR传感器的另一可选的实施例。
具体实施例方式
在以下对示例性实施例的描述中，参考了形成本发明一部分的附图，附图中表示了可实现本发明的具体实施例。应理解的是也可使用其他实施例并在不背离本发明范围的情况下进行结构的变化。
本发明提供了一种将由导电相和绝缘相组成的复合薄膜嵌入到铁磁保有层或参考层中的方法和设备。这样做将感应电流限制在仅通过复合薄膜的导电部分流动。因而可通过调整复合薄膜中绝缘相的体积份额使结电阻和面积的乘积发生变化。进一步，由于优化的结电阻和面积的乘积，根据本发明的CPP GMR传感器减少了它对静电放电破坏的易感性并确保了高的信号幅度。
图1表示了根据本发明的一示例性存储系统100。磁头110由致动器120控制，其中致动器120控制磁头110的位置。磁头110在磁介质130上写和读数据。读/写信号被传送到数据通道140。信号处理器150控制致动器120并处理数据通道140的信号以与外部输入/输出(I/O)170进行数据交换。外部I/O 170可以提供例如采用了存储系统100的桌上计算应用的数据和控制管道。此外，磁介质转换器160被信号处理器150控制从而使磁介质130相对于磁头110移动。本发明并不限制于存储系统100的某一特定类型或者在存储系统100中使用的磁介质130的所述类型。
图2表示了根据本发明的多磁盘存储系统200的一特定实施例。在图2中，显示了一硬盘驱动器存储系统200。该存储系统200包括支撑和旋转多磁盘220的轴210。轴210被由电动机控制器230控制的电动机280旋转。在每一磁盘220的每一表面，都有一磁头270。磁头270安装在滑片260上，该滑片260由一悬挂装置250和一致动臂(actuator arm)240来支撑。处理电路与磁头270交换代表写/读信息的信号，提供用于旋转磁盘220的电动机驱动信号，并且提供用于将滑片260移动到不同轨道的控制信号。尽管说明了一多磁盘存储系统，但根据本发明的单一磁盘存储系统同样是可行的。
悬挂装置250和致动臂240将滑片260放置于使得磁头270和磁盘220的表面处于同步传动(transducing)关系。当电动机280旋转磁盘220时，滑片260被支撑在磁盘220表面和ABS 290之间一薄的气垫、即空气轴承上。接着可使用磁头270将信息写到磁盘220表面上的多个圆形轨道，同样也可从其中读取信息。
图3表示了滑片/悬挂装置结合体300，该结合体300具有安装在悬挂装置322上的滑片320。第一和第二焊接连接物302和308将来自GMR传感器318的引线分别连接到在悬挂装置322上的引线310和314，并且第三和第四焊接连接物304和306将写圈(write coil)(未示出)分别连接到在悬挂装置322上的引线312和316。
图4是一滑片400和一磁头410的ABS视图。该滑片具有支撑磁头410、边轨(side rail)430和460的一中心轨420。支撑轨420、430和460从横轨(cross rail)440延伸。对于磁盘的旋转，横轨440在滑片400的前缘450处，磁头410在滑片400的后缘470处。
对附图1至4中表示的典型磁记录磁盘驱动器系统的上述说明，只用于介绍的目的。磁盘驱动器可包括大量磁盘和致动器，每个致动器可支撑若干滑片。此外，代替一空气轴承滑片，磁头传送器可以保持使磁头接触或近接触磁盘，例如在液体轴承和其他接触及近接触记录磁盘驱动器中。
图5表示了适合在磁头中应用的CPP GMR传感器500的一实例。在这一示例性实施例中，CPP GMR传感器500包括一铁磁参考层510，一铁磁感应层530，一设置在铁磁参考层和感应层510和530之间的导电间隔层520。感应电流540通过导电间隔层520从铁磁参考层510流到铁磁感应层530，或相反地从铁磁感应层530流到铁磁参考层510。CPP GMR传感器500的电阻以磁化矢量560和570的相对取向为函数而变化，其中560和570分别为铁磁参考层和感应层510和530的磁化矢量。通过测量跨过仪表550量到的电压波动来感知电阻变化，该电压波动是由感应电流540和CPPGMR传感器500的电阻变化的乘积引起的。
在一个实施例中，铁磁参考层510被一至少15纳米厚的AFM-固定层(未显示)所固定，该AFM-固定层被安置在铁磁参考层510下面且与铁磁参考层510接触。铁磁参考层510优选由Co-Fe构成，而AFM-固定层优选由Pt-Mn合成。
在另一实施例中，铁磁参考层510被AP-固定层512从铁磁保有层514隔离开来。AP固定层512由耐熔金属，例如Ru组成，且铁磁参考层和保有层510和514优选由Co-Fe组成。铁磁参考层和保有层510和514都通过跨过AP-固定层512的铁磁/铁磁AP耦合，以及它们的内在单轴各向异性和它们的外在单轴各向异性来进行自固定。为了获得强的铁磁/铁磁AP耦合，关键是要确保在铁磁参考层和保有层510和514之间有一零净磁矩(zeronet magnetic moment)。为了获得高的内在单轴各向异性，对于铁磁参考层和保有层510和514，关键是要选择具有高的内在单轴各向异性场的材料。为了获得高的外在单轴各向异性，对于铁磁参考层和保有层510和514，关键是要选择具有高的正饱和磁致伸缩(positive saturation magnetostriction)的材料，且要在磁头的制造工艺中施加压力。
可选择地，铁磁保有层514可被至少15纳米厚的AFM-固定层(未示出)来固定，该AFM-固定层被安置在铁磁保有层514下面且与铁磁保有层514接触。该AFM-固定层优选由Pt-Mn构成。
在根据本发明的两个实施例中，如图5B所示的一复合薄膜580被嵌入到铁磁参考层510中以提供设计的结电阻和面积的乘积值。另一方面，如图5B所示的复合薄膜580也可嵌入到铁磁保有层514中以达到设计的结电阻和面积的乘积值。
嵌入到铁磁参考层510或者是铁磁保有层514中的复合薄膜580包含一导电相588和一绝缘相586。绝缘相586将感应电流540限制为只能通过导电相588流动。由于复合薄膜580显示出范围从200到2000μΩ-cm2最高的电阻率，在所有其他层中，因此复合薄膜580是CPP GMR传感器500的串行电路中主要的电阻部份。因而可以通过改变绝缘相的体积份额来根据设计需求对CPP GMR传感器500的结电阻和面积的乘积进行微调。
为了防止在固定铁磁保有层514或者铁磁参考层510中的损失，复合薄膜580应该具有磁性，因此导电相或者绝缘相必须有磁性。为了防止复合薄膜580的磁矩损失，导电相和绝缘相在退火期间应该是互相非不能融合(non-immiscible)的。因此导电相优选由一金属制成，比如基于Ni，基于Co或基于Fe的合金。而绝缘相优选由非磁性氧化物制成，比如Al2O3，CrOx，MgOx，HfOx，SiO2，YOx，ZrOx，YOx等。
当绝缘相具有比导电相低的体积份额时，复合薄膜展现了一种分离微结构(segregated microstructure)600，如图6A所示，其中具有绝缘相586的微粒604在具有导电相588的多晶颗粒602的边缘处被分离。例如，当使用合成80Co-20SiO2薄膜时，SiO2微粒在多晶Co颗粒的边缘被分离。绝缘SiO2相的体积份额应该足够高以便使SiO2微粒大于复合薄膜580的厚度，从而限制感应电流540仅通过导电Co相流动。
当绝缘相具有比导电相更高的体积份额时，复合薄膜580展现了一种粒状微结构(granular microstructure)606，如图6B所示，其中具有绝缘相588的个别颗粒608分布在具有绝缘相586的绝缘矩阵610中。例如，当使用合成40Co-60Al2O3薄膜时，Co微粒分布在一Al2O3矩阵中。导电Co相的体积份额应该足够高以便使Co微粒608比复合薄膜580的厚度大，从而允许感应电流540流过Co微粒608。
图7表示了根据本发明的示例性CPP GMR传感器700的一实施例的ABS视图，其中列出了每一层的示例层成分和它们相应的厚度。由大约1微米厚的Ni-Fe组成的铁磁底部防护层716淀积在涂有Al2O3的基底上(未示出)。由大约6纳米厚的Ta组成的非磁性种子层和由大约20纳米厚的Pt-Mn组成的AFM固定层依次淀积在铁磁底部防护层716上。
由大约2纳米厚的Co-Fe组成的铁磁保有层714具有一垂直于ABS且朝向ABS的磁性取向。由大约0.8纳米厚的Ru组成的AP-固定层712提供了铁磁/铁磁AP耦合。由大约0.4纳米厚的Co-Fe，大约2纳米厚的Co-SiO2708和大约0.4纳米厚的Co-Fe组成的铁磁感应层710具有一垂直于ABS且远离ABS的磁性取向。
Co-SiO2复合薄膜708优选通过从一Co靶和一SiO2靶同时或顺序的溅射来淀积。可选择地，SiO2薄膜可在氩气和氧气的混合物中通过反应溅射来淀积。Co和SiO2靶的不同的溅射功率会导致不同的Co和SiO2的体积份额。通过按如上讨论仔细调整这些体积份额，CPP GMR传感器的结电阻和面积的乘积可被微调到设计区域，典型的范围是从0.1到1Ω-μm2。除了SiO2，复合薄膜708的绝缘相可以从下列非磁性氧化物中任选一种来代替，如Al2O3，CrOx，MgOx，HfOx，YOx，ZrOx等。除了Co，复合薄膜708的导电相可从基于Ni，基于Co或基于Fe的合金中选择来代替。
由大约2纳米厚的Cu-O构成的导电间隔层706在展示强GMR效应方面起了关键作用。由大约1纳米厚的Co-Fe和大约1.6纳米厚的Ni-Fe组成的铁磁感应层704具有一平行于ABS的磁性取向。由大约1纳米厚的Cu和大约15纳米厚的Ta组成的盖层702保护铁磁感应层以防止氧气渗透和防止其磁性和GMR特性的破坏。
在另一实施例中，图8表示了根据本发明的一示例性CPP GMR传感器800。这个实施例中，复合薄膜806被嵌入到铁磁保有层804中。铁磁保有层和嵌入的复合薄膜具有所示的磁性取向。由大约2纳米厚的Co-Fe组成的铁磁参考层802具有所示的磁性取向。
在又一实施例中，图7所示的CPP GMR传感器的结构是倒置的。例如，CPP GMR传感器可包括一铁磁底部防护层，一Ta种子层，Ni-Fe/Co-Fe感应层，一Cu-O导电层，Co-Fe/Co-SiO2/Co-Fe铁磁参考层，一Ru AP-固定层，一Co-Fe铁磁保有层，一Pt-Mn AFM-固定层，和一Ta盖层。
在又一实施例中，图8所示的CPP GMR传感器的结构是倒置的。例如，CPP GMR传感器可包括一铁磁底部防护层，一Ta种子层，Ni-Fe/Co-Fe感应层，一Cu-O导电分隔层，一Co-Fe铁磁参考层，一Ru AP-固定层，Co-Fe/Co-SiO2/Co-Fe铁磁保有层，一Pt-Mn AFM-固定层，和一Ta盖层。
如上所述，本发明提供了一种用于将由导电相和绝缘相组成的复合薄膜嵌入到铁磁参考层或铁磁保有层中的方法和设备。这样做使得感应电流被限制在只通过复合薄膜的导电部分流动。可通过调节复合薄膜中绝缘相的体积份额来微调结电阻和面积的乘积。
根据本发明，计算机和磁数据的保存及恢复领域由于在此揭示的一CPP GMR传感器的形成而得到改善。因此，本发明所改善的不仅是GMR传感器的领域，而是整个计算机和磁数据的保存及检索领域。
前面对于本发明的示例性实施例的介绍是用于说明和描述的目的。并非完全且不能将本发明局限于所公开的精确形式。可根据上述说明进行多种修改和变化。本发明的范围不是由这种具体描述而是由所附权利要求所限定。
权利要求
1.一种形成一电流垂直平面巨磁阻传感器的方法，包括形成一具有第一磁性取向的铁磁保有层；形成一具有反平行于所述第一磁性取向的第二磁性取向的铁磁参考层；形成一具有响应一外部磁场而变化的一磁性取向的铁磁感应层；以及形成一具有一导电相和一绝缘相的复合薄膜。
2.根据权利要求1的方法，其中形成所述复合薄膜包括形成具有所述导电相的一铁磁金属。
3.根据权利要求2的方法，其中形成所述复合薄膜包括形成具有所述绝缘相的一非磁性氧化物。
4.根据权利要求3的方法，其中所述绝缘相形成为具有比所述导电相低的体积份额。
5.根据权利要求3的方法，其中所述绝缘相形成为具有比所述导电相高的体积份额。
6.根据权利要求1的方法，其中所述铁磁感应层形成在所述铁磁保有层和感应层的上方。
7.根据权利要求1的方法，其中所述铁磁感应层形成在所述铁磁保有层和感应层的下方。
8.根据权利要求1的方法，进一步包括在所述铁磁保有层和参考层之间形成一反平行固定层；以及在所述铁磁感应层和参考层之间形成一导电间隔层。
9.根据权利要求1的方法，其中所述复合薄膜被嵌入到所述铁磁保有层中。
10.根据权利要求1的方法，其中所述复合薄膜被嵌入到所述铁磁参考层中。
11.一种电流垂直平面巨磁阻传感器，包括一具有第一磁性取向的铁磁保有层；一具有反平行于所述第一磁性取向的第二磁性取向的铁磁参考层；一具有响应一外部磁场而变化的一磁性取向的铁磁感应层；以及一复合薄膜，包括具有一导电相的一铁磁金属；以及具有一绝缘相的一非磁性氧化物。
12.根据权利要求11的传感器，其中所述绝缘相形成为具有比所述导电相低的体积份额。
13.根据权利要求11的传感器，其中所述绝缘相形成为具有比所述导电相高的体积份额。
14.根据权利要求11的传感器，其中所述铁磁感应层形成在所述铁磁保有层和感应层的上方。
15.根据权利要求11的传感器，其中所述铁磁感应层形成在所述铁磁保有层和感应层的下方。
16.根据权利要求11的传感器，进一步包括形成在所述铁磁保有层和参考层之间的一反平行固定层；以及形成在所述铁磁感应层和参考层之间的一导电间隔层。
17.根据权利要求11的传感器，其中所述复合薄膜被嵌入到所述铁磁保有层中。
18.根据权利要求11的传感器，其中所述复合薄膜被嵌入到所述铁磁参考层中。
19.一种磁存储系统，包括一磁记录介质；在接近所述记录介质处安置的一电流垂直平面巨磁阻传感器，该传感器包括一具有第一磁性取向的铁磁保有层；一具有反平行于所述第一磁性取向的第二磁性取向的铁磁参考层；一具有响应一外部磁场而变化的一磁性取向的铁磁感应层；以及一复合薄膜，包括具有一导电相的一铁磁金属；以及具有一绝缘相的一非磁性氧化物。
20.根据权利要求19的磁存储系统，其中所述绝缘相形成为具有比所述导电相低的体积份额。
21.根据权利要求19的磁存储系统，其中所述绝缘相形成为具有比所述导电相高的体积份额。
22.根据权利要求19的磁存储系统，其中所述铁磁感应层形成在所述铁磁保有层和感应层的上方。
23.根据权利要求19的磁存储系统，其中所述铁磁感应层形成在所述铁磁保有层和感应层的下方。
24.根据权利要求19的磁存储系统，进一步包括形成在所述铁磁保有层和参考层之间的一反平行固定层；以及形成在所述铁磁感应层和参考层之间的一导电间隔层。
25.根据权利要求19的磁存储系统，其中所述复合薄膜被嵌入到所述铁磁保有层中。
26.根据权利要求19的磁存储系统，其中所述复合薄膜被嵌入到所述铁磁参考层中。
全文摘要
一种电流垂直平面(CPP)巨磁阻(GMR)传感器(700/800)，其具有嵌入到一铁磁参考层(710)中的一复合薄膜(708)或者嵌入到一铁磁保有层(804)中的一复合薄膜(806)。通过从一铁磁金属靶和一非磁性氧化物靶同时或顺序地溅射来淀积该嵌入式复合薄膜。铁磁金属靶和非磁性氧化物靶的不同溅射功率产生铁磁金属相和非磁性氧化物相的不同体积份额。通过仔细调整这些体积份额，该CPP GMR传感器(700/800)的结电阻和面积的乘积可以被微调到一设计值因而提供用于超高密度磁记录的CPP GMR传感器(700/800)的最佳读性能。
文档编号G11B5/33GK1619648SQ200410074888
公开日2005年5月25日 申请日期2004年8月30日 优先权日2003年8月29日
发明者林·特桑 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司