具有窄轨道宽度和小读间隙的磁传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及磁数据记录，更具体地涉及磁读传感器，所述磁读传感器具有由底部沉积的自由层结构界定的轨道宽度，并且具有沉积在自由层结构上面的被钉扎层结构。
【背景技术】
[0002]计算机的心脏是被称作磁盘驱动器的组件。磁盘驱动器包括旋转的磁盘、被悬臂悬挂成邻近旋转的磁盘的表面的读头和写头、以及致动器，该致动器摆动悬臂以将读头和写头置于旋转的盘上的选定圆形轨道上方。读头和写头直接位于具有空气轴承面(ABS)的滑块上。当盘不旋转时，悬臂将滑块偏置成接触盘的表面，但是当盘旋转时，旋转的盘使空气旋动。当滑块漂浮在空气轴承上时，写头和读头被用来写磁印记至旋转的盘和从旋转的盘读磁印记。读头和写头连接到处理电路，处理电路根据计算机程序运行以实现写和读功會K。
[0003]写头包括至少一个线圈、写极和一个或更多个返回极。当电流流过该线圈时，产生的磁场使磁通流过写极，这导致从写极的尖端发出的写入磁场。此磁场足够强，使得其局部磁化邻近的磁盘的一部分，由此记录一位数据。然后，写入磁场经磁介质的软磁底层行进而返回至写头的返回极。
[0004]诸如巨磁致电阻(GMR)传感器或隧道结磁致电阻(TMR)传感器的磁致电阻传感器能被用来从磁介质读取磁信号。磁致电阻传感器具有响应外部磁场而改变的电阻。电阻上的此改变能被处理电路检测，以从相邻的磁介质读取磁数据。
[0005]随着对数据密度的需求增加，有始终存在的减小磁传感器的间隙距离(gapspacing)的需求，以减小位尺寸并因而增大线数据密度。然而，传感器层的厚度只能被减小到不不利地影响传感器性能和稳定性的程度。因此，依然存在对以下磁传感器设计的需求，所述磁传感器设计能够提供可靠的传感器性能同时还减小间隙距离。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种磁传感器，其包括传感器叠层，该传感器叠层具有第一部分和形成于第一部分上面的第二部分。第一部分具有定义传感器轨道宽度的宽度，第二部分具有延伸超出所述传感器轨道宽度的宽度。传感器叠层的第一部分包括:磁自由层；非磁层；以及第一磁被钉扎层的第一部分。非磁层夹于磁自由层和第一磁被钉扎层的第一部分之间。传感器叠层的第二部分包括:第一磁被钉扎层的第二部分；第二磁被钉扎层；夹于第一磁被钉扎层和第二磁被钉扎层之间的非磁反平行耦合层；以及与第二磁被钉扎层交换耦合的反铁磁材料层。
[0007]在一实施例中，所述传感器叠层的所述第二部分可以位于相对于所述传感器叠层的所述第一部分的背向(trailing direct1n) ο
[0008]磁传感器可通过以下方法形成，该方法包括:沉积第一传感器叠层部分，该第一传感器叠层部分包括:磁自由层；沉积在磁自由层上面的非磁层；以及沉积在非磁层上面的第一磁被钉扎层的第一部分。然后定义第一传感器叠层部分的轨道宽度和后边缘。然后在第一传感器叠层部分上面沉积第二传感器叠层部分。第二传感器叠层部分包括:第一磁被钉扎层的第二部分；沉积在第一磁被钉扎层的第二部分上面的非磁反平行耦合层；沉积在非磁反平行耦合层上面的第二磁被钉扎层；以及沉积在第二磁被钉扎层上面的反铁磁材料层O
[0009]由于传感器的起作用的轨道宽度和条高度在第一传感器部分上被图案化和定义，所以与如果整个传感器叠层被图案化所可能的情形相比，能够实现更小尺寸和更精细分辨率的传感器。这提高了传感器尺寸分辨率，并且允许用于增大的数据密度的减小的轨道宽度。
[0010]此外，在空气轴承面附近，可以去除反铁磁材料的一部分，并且所得到的空间可以用磁材料再充满，该磁材料能与上磁屏蔽接合。这从总间隙厚度中去除了反铁磁材料的厚度，从而导致大幅减小的磁间距。
[0011]一旦阅读了以下结合附图的对优选实施例的详细描述，本发明的这些和其它特征和优点将会明显，附图中相同的附图标记始终表示相同的元件。
【附图说明】
[0012]为了对本发明的本质和优点、以及使用的优选模式的更充分的理解，应当参考下面的详细描述，所述描述被结合未按比例绘制的附图来理解。
[0013]图1是可在其中实施本发明的磁盘驱动器系统的示意图；
[0014]图2是滑块的ABS视图，其示出磁头在滑块上的位置；
[0015]图3是磁读传感器的ABS视图，该传感器可形成在磁数据记录系统的滑块上；
[0016]图4是从图3的线4-4观看的图3的磁传感器的侧面横截面视图；以及
[0017]图5-25是在制造的各个中间阶段的磁传感器的视图，其示出制造根据本发明一实施例的磁传感器的方法。
【具体实施方式】
[0018]下面的描述是当前想到的用于实施本发明的最佳实施例。此描述被做出是为了示出本发明的一般原理，此描述不意味着限制本文主张的发明概念。
[0019]现在参考图1，这里示出实施本发明的一磁盘驱动器100。如图1所示，至少一个可旋转的磁盘112被支撑在主轴114上，并且被磁盘驱动器电机118旋转，所有这些被安装在外壳101内。每个盘上的磁记录呈现磁盘112上同心数据轨道(未示出)的环形图案的形式。
[0020]至少一个滑块113位于磁盘112附近，每个滑块113支撑一个或更多个磁头组件121。随着磁盘旋转，滑块113在盘表面122上方径向地移入和移出，从而磁头组件121能访问磁盘的写有所需数据的不同轨道。每个滑块113通过悬架115被连接到致动器臂119。悬架115提供一微小的弹力，所述弹力将滑块113向盘表面122偏置。每个致动器臂119连接到致动器装置127。如图1所示的致动器装置127可以是音圈电机(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控制器129提供的电机电流信号控制。
[0021]在磁盘存储系统的运行过程中，磁盘112的旋转在滑块113和盘表面122之间产生空气轴承，空气轴承在滑块上施加向上的力或者举力。于是，在正常工作期间，空气轴承反向平衡了悬架115的微小的弹力，并且将滑块113支撑开并且以小的，基本恒定的间距将滑块略微支撑在盘表面上方。
[0022]工作中，磁盘存储系统的各个部件通过控制单元129产生的诸如访问控制信号和内部时钟信号的控制信号控制。通常，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产生控制各种系统操作的控制信号，诸如线路123上的驱动器电机控制信号和线路128上的头位置和寻道控制信号。线路128上的控制信号提供所需的电流分布，以最优地移动和定位滑块113至盘112上的所需数据轨道。通过记录通道125，写信号和读信号被传送至和自读写头121。
[0023]参考图2，能更详细地看到磁头121在滑块113中的方位。图2是滑块113的ABS视图，并且如能被看到的那样，包括感应写头和读传感器的磁头位于滑块的尾缘。以上对通常的磁盘存储系统的描述以及图1的伴随的图示仅仅为了说明的目的。显然，磁盘存储系统可以包含大量的盘和致动器，并且每个致动器可支撑多个滑块。
[0024]图3和4示出磁读头300的示意图。图3是从空气轴承面(ABS)观看的传感器300的视图，图4是从图3的线4-4观看的侧面横截面视图。磁读头300包括夹于上和下磁屏蔽304、306之间的传感器叠层302，上和下磁屏蔽304、306可由导电磁材料诸如NiFe构造，使得它们能用作电引线以及磁屏蔽。
[0025]传感器叠层302包括第一传感器叠层部分(下部)308和第二传感器叠层部分(上部)310。如图3所示，下部308具有定义传感器轨道宽度TW的宽度，而上部310可以宽得多。
[0026]下传感器部分308可包括可形成在籽层314上的磁自由层312。磁