感器700及其各部件类似于前面结合图5描述的MR传感器500及其各部件，而图8的MR传感器800及其各部件类似于前面结合图6描述的MR传感器600和各部件，除了 SAF侧屏蔽。相对于图5，相似的组件在图7中以增加200的值的相似附图标记表示，并相对于图6在图8中增加 200。
[0057]MR传感器700在传感器叠层706的沿磁道向下的相对侧上包括底部块状屏蔽702和顶部块状屏蔽704。传感器叠层706包括AFM层712和籽晶层714。SAF顶部屏蔽710毗邻于传感器叠层706，该SAF顶部屏蔽710包括RL 726和PL 728 (这两者之间具有间隔层727)、AFM层732以及在顶部块状屏蔽704和AFM 732之间的间隔层(未示出)。侧屏蔽730沿横跨磁道或侧向方向位于传感器叠层706的两侧上，在该实施方式中是SAF侧屏蔽。这些SAF侧屏蔽730包括由间隔层737隔开的层736、738。
[0058]传感器叠层706包括SAF层720和具有可切换磁取向的FL 722。FL 722通过RKKY耦合层724和在RKKY耦合层724与SAF顶部屏蔽710之间的磁覆盖层740铁磁地耦合于SAF顶部屏蔽710。磁覆盖层740直接与RL 726铁磁地耦合，这允许RL 726和FL 722之间的RKKY耦合。
[0059]SAF侧屏蔽730以与固体侧屏蔽相同的方式起到“屏蔽”作用，但在FL 722上提供很少偏置场或者不提供偏置场，这依赖于SAF侧屏蔽层的磁通平衡。为了提供FL 722上的偏置场，通过磁覆盖层740在FL 722和SAF顶部屏蔽710之间取得RKKY交换耦合。
[0060]在图8中，MR传感器800在传感器叠层806的沿磁道向下的相对侧上包括底部块状屏蔽802和顶部块状屏蔽804。在传感器叠层806附近，传感器叠层806包括AFM层812和籽晶层814。SAF顶部屏蔽810毗邻于传感器叠层804，该SAF顶部屏蔽810包括RL 826、PL 828、间隔层827、AFM层832以及顶部块状屏蔽804和AFM层832之间的间隔层(未示出)。侧屏蔽830沿横跨磁道或侧向方向位于传感器叠层306的两侧上，在该实施方式中是SAF侧屏蔽。这些SAF侧屏蔽830包括由间隔层837隔开的层836、838。
[0061]传感器叠层806包括SAF层820和具有可切换磁取向的FL 822。FL 822通过RKKY耦合层824和磁覆盖层840与SAF顶部屏蔽810反铁磁耦合。磁覆盖层840直接与RL 826铁磁地耦合，这允许RL 826和FL 822之间的RKKY耦合。
[0062]本公开具有磁覆盖层的传感器允许在同一平面内具有多个传感器叠层(例如读取器)的传感器，它克服了由于很少或没有侧屏蔽造成的诸如弱自由层偏置的障碍。在这种设计中，可通过经由磁覆盖层和RKKY耦合层取得FL和SAF顶部屏蔽之间的交换耦合而提供所有这些传感器的自由层偏置。图9示出具有多个传感器叠层的实施方式。
[0063]类似于前面描述的单传感器叠层MR传感器，图9的MR传感器900在具有两个读传感器的叠层906的两相对侧(沿磁道向下方向)上包括底部块状屏蔽902和顶部块状屏蔽904。AFM层912和籽晶层914毗邻于底部块状屏蔽902。SAF顶部屏蔽910在传感器叠层906的与底部块状屏蔽902相对的一侧上，该SAF顶部屏蔽910包括RL 926,PL 928、间隔层927、AFM层932以及在顶部块状屏蔽904和AFM层932之间的间隔层(未示出)。
[0064]传感器叠层906具有两个读传感器；传感器叠层906包括两个SAF层920A和920B、两个FL 922A和922B、两个RKKY耦合层924A和924B以及在RKKY耦合层924A、924B和SAF顶部屏蔽910之间的两个磁覆盖层940A和940B。
[0065]自由层922A、922B与SAF顶部屏蔽910铁磁地耦合。
[0066]侧屏蔽930A、930B沿横跨磁道或侧向方向位于传感器叠层906的两侧，并且第三屏蔽930C位于两个读传感器之间。在图示实施方式中，屏蔽930A、930B、930C是软磁侧屏蔽，尽管在其它实施方式中它们可以是硬磁屏蔽、非磁性屏蔽或SAF屏蔽。
[0067]图10示出用于制造本文描述的MR传感器的示例性过程1000。具体地说，图10中公开的操作可用于制造具有由磁覆盖层促成的自由层-SAF顶部屏蔽耦合的MR传感器。
[0068]操作1002形成籽晶层，例如钽和钌层或其它非磁性或磁性金属层，而操作1004在籽晶层上形成AFM层，例如IrMn层。接着，操作1006在底部块状屏蔽和AFM层上形成传感器叠层的其它层。具体地说，操作1006形成传感器叠层SAF层、隧穿阻挡层、自由层、RKKY耦合层和磁覆盖层。在操作1008，将侧屏蔽形成在传感器叠层的相对两侧上。过程1000的最终操作包括操作1010，其形成SAF顶部屏蔽，该SAF顶部屏蔽包括顶部SAF层、顶部AFM层和覆盖层。结果得到的传感器包括顶部SAF层、紙邻于顶部SAF层的磁覆盖层、紙邻于磁覆盖层并与顶SAF层相对的RKKY耦合层以及毗邻于RKKY耦合层并与磁覆盖层相对的自由层。
[0069]由此，公开了传感器叠层结构的数个实施例。上述实现以及其它实现落在所附权利要求书的范围内。本领域技术人员将理解本发明可利用所公开内容之外的实施例来实施。出于说明而非限制目的给出了所公开的实施例，且本发明仅受限于所附权利要求。
【主权项】
1.一种方法，包括: 通过以下方式使读取器叠层内的自由层偏置:使用位于所述自由层与顶部合成反铁磁(SAF)层之间的具有RKKY耦合特性的层和在所述顶部SAF层与所述具有RKKY耦合特性的层之间的磁覆盖层，来提供所述自由层和所述顶部SAF层之间的交换耦合。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有RKKY耦合特性的层包括Ru。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁覆盖层包括铁磁材料和耐火金属。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述磁覆盖层包括CoFeX，其中X是耐火金属O5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述耐火金属是IVB族或VB族过渡金属。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述CoFeX包括范围在1_30原子百分比的X。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供所述自由层和顶部合成反铁磁(SAF)层之间的交换耦合进一步包括提供所述自由层和顶部合成反铁磁(SAF)层之间的铁磁耦合。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供所述自由层和顶部合成反铁磁(SAF)层之间的交换耦合进一步包括提供所述自由层和顶部合成反铁磁(SAF)层之间的反铁磁耦入口 ο9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括使用沿横跨磁道方向位于所述自由层两侧上的侧屏蔽使所述自由层偏置。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，由所述侧屏蔽提供的偏置和由所述顶部SAF层提供的偏置处于同一方向。11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，由所述侧屏蔽提供的偏置和由所述顶部SAF层提供的偏置处于相反方向。12.—种读取器叠层，包括: 顶部合成反铁磁(SAF)层； 磁覆盖层，紙邻于所述顶部SAF层； RKKY耦合层，毗邻于所述磁覆盖层并与所述顶部SAF层相对；以及 自由层，毗邻于所述RKKY耦合层并与所述磁覆盖层相对。13.如权利要求12所述的读取器叠层，其特征在于，还包括沿横跨磁道方向位于所述自由层两侧上的第一和第二侧屏蔽。14.如权利要求13所述的读取器叠层，其特征在于，所述第一和第二侧屏蔽是SAF侧屏蔽。15.如权利要求13所述的读取器叠层，其特征在于，所述第一和第二侧屏蔽是非磁性侧屏蔽。16.如权利要求13所述的读取器叠层，其特征在于，所述第一和第二侧屏蔽是永磁体侧屏蔽。17.如权利要求12所述的读取器叠层，其特征在于，所述RKKY耦合层包括Ru。18.如权利要求12所述的读取器叠层，其特征在于，所述磁覆盖层包括铁磁材料和耐火金属。19.如权利要求18所述的读取器叠层，其特征在于，所述磁覆盖层包括CoFeX，其中X是耐火金属。20.如权利要求19所述的读取器叠层，其特征在于，所述耐火金属是IVB族或VB族过渡金属。
【专利摘要】本申请公开了传感器叠层结构。诸如磁存储设备的读取器叠层，该叠层包括顶部合成反铁磁(SAF)层、毗邻于顶部SAF层的磁覆盖层、毗邻于磁覆盖层并与顶部SAF层相对的RKKY耦合层以及毗邻于RKKY耦合层并与磁覆盖层相对的自由层。还包括一种方法，该方法通过使用位于自由层和顶部合成反铁磁(SAF)层之间的具有RKKY耦合特性的层和在SAF层和具有RKKY耦合特性的层之间的磁覆盖层提供自由层和顶SAF层之间的交换耦合，而使读取器叠层内的自由层偏置。
【IPC分类】G11B5/11, G11B5/127
【公开号】CN105096967
【申请号】CN201510203637
【发明人】E·W·辛格尔顿, 谭利文, 李宰荣, K·尼古拉维, Z·葛
【申请人】希捷科技有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年4月24日
【公告号】US20150325260