专利名称：具有从有效磁轨边缘嵌入的交互稳定层的磁性旋转阀传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通常被应用于磁盘驱动器中的磁性旋转阀传感器，并且更特别地是涉及一种具有逆平行的组合件结构的磁性旋转阀传感器，该组合件结构带有从有效磁轨边缘嵌入的交互稳定层。
背景技术：
在现在的计算机系统中，磁盘驱动器使用数字信息的磁性记录来存储大部分的数据。一个磁盘驱动器具有至少一个带有数据之分立同心磁轨的旋转盘。每个磁盘驱动器同样具有至少一个记录头，记录头一般具有一分开的写入元件和读出元件以用于在磁轨上写入和读出数据。记录头被构造在一个滑块上，且这个滑块被附加到一个悬臂上。该记录头、滑块和悬臂的组合结构被称为一个头部万向部件。另外，设有一致动器，其将该记录头定位在关注的特定磁轨上。在将记录头定位在磁轨上方以后，该致动器就将记录头保持在与所述磁轨为靠近的配准位置上。在一个磁盘驱动器中的磁盘具有一个基板和一个磁性层，其在基板上形成以用于磁性记录。该支撑记录头的滑块具有一个面对磁盘的表面，其上面被构成一空气支承。该空气支承允许滑块漂浮在一空气垫上且被定位得接近该磁盘表面。另外，该面对着磁盘的滑块表面能够适应于部分的或者连续的与磁盘接触。
磁性旋转阀传感器在大多数现在的磁盘驱动器里被用作读出元件。一种磁性旋转阀传感器是一种夹层结构，其包括一铁磁体被压住层，一非磁性电导层和一个铁磁体自由层。该旋转阀传感器之阻抗是根据一个施加的磁场的方向和幅度而变化的，例如这种基于一磁盘上的写入磁性转换作用的磁场。为了探测阻抗的改变，检测电流则通过传感器。
在磁性旋转阀传感器中的自由层通常运行在一个稳定的微弱磁性场中，以确保磁场的稳定性和防止失真信号。将一个弱磁场施加到该传感器上有时被称为对传感器的磁性偏置。一个可以有效地被应用于磁性偏置的结构是一对磁性组合件，其与自由层的一些部分为逆平行耦合。这种违反平行耦合的组合件包括一铁磁体偏置层和一反铁磁体层并与该铁磁体偏置层为逆平行耦合。这种结构是非常有效的；可是，当该偏置层完全被反该铁磁体层覆盖时，该传感器就变得磁性僵硬和灵敏度下降了。因此，就传统的传感器来说，虽然稳定性实现了，灵敏度却下降了。
一个如此的磁性旋转阀传感器是需要的，其具有逆平行耦合的偏置组合件而且无需在获得稳定性时而牺牲灵敏度。
发明概述本发明的优选实例提供了一个磁性旋转阀传感器，其具有新颖的逆平行耦合的偏置组合件。每个逆平行耦合的偏置组合件包括一铁磁体偏置层和一反铁磁体层并与该铁磁体偏置层为交互耦合。此反铁磁体层是从该铁磁体偏置层被在侧向上嵌入设置的。因此，提供的一个磁性旋转阀传感器是磁性稳定的和具有高灵敏度。本发明的其他实施例提供了一磁盘驱动器，其具有一个读出元件，该读出元件包括一个磁性旋转阀传感器，它具有与一侧向嵌入设置之反铁磁层为逆平行耦合的末端组合件。
本发明的另外的方面和优点基于下面的详细描述将变得很明显，其将结合附图并通过示范例的方式说明本发明的技术原理。
对附图的简要说明
图1示出了一磁盘驱动器；图2示出了在一滑块上的一记录头；图3示出了在该磁盘上之面对滑块偼燃锹纪罚缓图4示出了一个具有嵌入式交互稳定层的旋转阀传感器。
对本发明的详细说明按照本发明一优选实施例的一个磁性旋转阀传感器包括一个具有逆平行耦合之末端组合件的自由层，每一个末端组合件具有一个侧向上嵌入设置的反铁磁体层。本发明的实施例提供了一个传感器，其具有良好的稳定磁性，而且没有损失灵敏度。
参考图1，一个磁盘驱动器100具有至少一个可转动的磁盘102，该磁盘102由一个轴104所支撑且通过一马达(并未显示)使之转动。设有至少一个滑块106，该滑块106具有一个附加其上的记录头108，在读和写的同时，该记录头108被定位在磁盘102表面之上方。该记录头108包括一个用于在磁盘102上写入数据的写入元件。记录头还包括一个根据本发明的磁性旋转阀传感器(详细说明将在下面展示)，以用作一个从磁盘读取数据的读出元件。滑块1 06被附加到一悬臂110上，且该悬臂110被附加到一致动器112上。该致动器112被以枢轴114可回转地附加到磁盘驱动器100的外壳116上，且该致动器通过一音圈电机118所枢转。随着磁盘转动，该致动器112使滑块106以及悬臂110沿着一个径向的孤形路径120定位在磁盘102表面上方，以访问感兴趣的数据磁轨。
参考图1，在磁盘驱动器100的操作期间，该转动磁盘102相对于滑块106的运动则在滑块106和磁盘102表面之间产生一个空气支承，该空气支承对滑块106施加一个向上的作用力。这个向上的作用力通过一个来自悬臂110的弹簧作用力来平衡，该弹簧作用力使滑块106趋向磁盘102的表面。作为选择，在运行期间，滑块106可以与磁盘102表面部分或连续地接触。
图2表明了一个滑块200的更详细视图。该记录头最好被构造在滑块200的尾部表面206上。图2表明了记录头之写入元件的线圈214的上部磁极208和匝数210。该读出元件被构成在滑块200和该写入元件之间，且因此并未在图2中说明。还表明了电路连通垫片212，其允许写入元件和读出元件的连通。
图3示出了在滑块302的磁盘面对表面观测的一个记录头300(无需按比例)。该记录头300被构造在滑块302上，且通常被封装在一绝缘材料中(并未显示)。根据本发明的读出元件传感器308被夹置在两个磁性屏蔽304、306之间，以改进空间分辨力。一个磁性屏蔽306也通常被用作该写入头的磁极之一。写入元件包括一个第二磁极312和一个写入缝隙310。
图4表明了本发明之磁性旋转阀传感器400读出元件的放大视图(无需按比例)。该传感器400包括一个被压位(pinned)层402，其可以是一个单独的铁磁体层。另外，此被压住层402可以是一种层化的结构，其包括两个铁磁体层和一个适宜由钌构成的干涉层，其促进了在该两个铁磁体层之间的逆平行耦合。该被压住层402可以是自身被压住的(self-pinned)；或者该压住层402可以和一邻近的反铁磁体层(未显示)交互地耦合。一个适宜由铜构成的传导性非磁性层404被形成在该被压住层402上。然后一个铁磁体自由层406被形成在该传导性的非磁性层404上。一钌层408被形成在铁磁体自由层406上。
参考图4，该自由层406通过两个逆平行耦合的偏置稳定组合件422、424被磁性稳定化。第一逆平行耦合偏置稳定组合件422包括具有一个末端412的第一铁磁体偏置层410，其设置在钌层408上面。第一铁磁体偏置层410越过钌层408地被逆平行方式耦合到自由层406的一部分414上。自由层406的与第一铁磁体偏置层410相对的一部分414中的磁化418与在第一铁磁体偏置层410中的磁化416是相反的方向。第一逆平行耦合的偏置稳定组合件422还包括第一反铁磁体层420，该第一反铁磁体层420形成在第一铁磁体偏置层410上面且与之交互地耦合。第一反铁磁体层420确定了在第一铁磁体偏置层410中磁化416的方向。
以类似的方式，第二逆平行耦合的偏置稳定组合件424包括一个具有末端428的第二铁磁体偏置层426，其设置在钌层408上面。第二铁磁体偏置层426被跨过钌层408地以逆平行方式耦合到自由层406的一部分430上。自由层406的与第二铁磁体偏置层426相对的一部分430中的磁化434在与第二铁磁体偏置层426的磁化432方向相反。第二逆平行耦合的偏置稳定组合件424还包括第二反铁磁体层436，该第二反铁磁体层436形成在第二铁磁体偏置层426上面且与之交互耦合。第二反铁磁体层436确定了在第二铁磁体偏置层426中磁化432的方向。
再参考图4，一旦受到外部磁场的激励，自由层406的与铁磁体偏置层410、426相耦合的部分414，430产生很小的或不产生信号。因此，在第一铁磁体偏置层410的末端412和第二铁磁体偏置层426的末端428之间的距离450决定了传感器400的有效部分442的实体宽度450。此实体宽度450也可以称之为实体磁轨宽度。如图4所示，铁磁体偏置层410的末端412在第一偏置组合件422中的位置决定了最右边的有效磁轨边缘，而铁磁体偏置层426的末端428在第二偏置组合件424中的位置就决定了最左边的有效磁轨的边缘。
第一反铁磁体层420从第一铁磁体偏置层410侧向嵌入设置一个由附图标记440表示的距离。第二反铁磁体层436从第二铁磁体偏置层426侧向嵌入设置一由附图标记444表示的距离。由于铁磁体层410和426由一种弱铁磁体材质构成，磁化较不牢固地稳定在末端412、428的附近，这些末端不直接与反铁磁体层420、436交互耦合。顺便说明的是，如果该反铁磁体层的末端没有从铁磁体偏置层的末端被侧向地嵌入设置，自由层的有效部分将会通过该自由层之更强的附近逆向平行耦合部分而受到不利地影响传感器将变得磁性僵硬和损失灵敏度。为了防止灵敏度的损失，反铁磁体层的所述末端被从所述铁磁体偏置层的末端如图所表示那样沿侧向嵌入设置。对于每个偏置组合件，该侧向地嵌入设置距离440、444优选在0.5μm左右；而且，该侧向嵌入设置距离的通用范围是从0.3μm左右到0.7μm左右。向该传感器提供感知电流的导线452、454最好与铁磁体偏置层410、426的末端412、428自动对准。
作为选择，在该反铁磁体层420、436的末端446、448之间的横向间隔距离优选在比该传感器400的有效部分442的实际宽度450要大0.6μm左右到1.4μm左右。在该反铁磁体层420、436的末端446、448之间的横向间隔距离是一个通过附图标记444、450和440来代表之距离的总和。
由本发明提供的用于制造磁性旋转阀传感器的材料和方法对于本领域的技术人员是公知的。在每个逆平行耦合组合件中的偏置层是由软铁磁体材质构成的，例如镍-铁合金，或者是其它由镍、铁和钴构成的适合的二元或者三元合金。因为软铁磁体材质被用于每个偏置层，故在每个偏置层中的磁化就不会像该偏置层的那些没有和反铁磁体层接触的部分那样强地被束缚(pinned)。因此，自由层就在此自由层的有效部分的边缘附近通过逆平行耦合只被较低强度地影响。传感器保持稳定，可是灵敏度并没有明显地降低。
权利要求
1.一种磁性旋转阀传感器，其包括一自由层，其具有第一和第二横向部分；一第一偏置稳定组合件，其包括一第一铁磁体偏置层和一第一反铁磁层，所述第一铁磁体偏置稳定组合件与所述自由层的第一部分逆平行耦合；一第二偏置稳定组合件，其具有一第二铁磁体偏置层和一第二反铁磁体层，所述第二铁磁体偏置组合件与所述自由层的第二部分逆平行耦合；其中，在所述第一和第二反铁磁体层之间的横向间隔比在所述第一和第二铁磁体偏置层之间的横向间隔要大，大的程度在约0.6μm到约1.4μm的范围内。
2.一种磁性旋转阀传感器，其包括一被压住层；一非磁性传导层，其被设置在所述被压住层上面；一铁磁体自由层，其被设置在所述非磁性层上面，所述铁磁体自由层通过第一和第二逆平行耦合的偏置稳定组合件被磁性稳定化；一钌层，其被设置在所述铁磁体自由层上面；其中，所述第一逆平行耦合的偏置稳定组合件包括第一铁磁体偏置层，其被设置在所述钌层上面，并且横过所述钌层与所述自由层的一部分逆平行耦合；和第一反铁磁层，其被设置在所述第一铁磁体偏置层上面，其中，所述第一反铁磁层从第一所述铁磁体偏置层在侧向上嵌入设置；所述第二逆平行耦合的偏置稳定组合件包括第二铁磁体偏置层，其被设置在所述钌层上面，并且横过所述钌层与所述自由层的一部分平行耦合；和第二反铁磁层，其被设置在所述第二铁磁体偏置层上面，其中，所述第二反铁磁层从第二所述铁磁体偏置层的所述末端被在侧向上嵌入设置。
3.如权利要求2所述的磁性旋转阀传感器，其中，所述第一反铁磁体层从所述第一铁磁体偏置层被在侧向上嵌入设置约0.3μm到约0.7μm。
4.如权利要求2所述的磁性旋转阀传感器，其中，所述第二反铁磁体层从所述第二铁磁体偏置层被在侧向上嵌入设置约0.3μm到约0.7μm。
5.一种磁盘驱动器，其包括一磁盘；一写入元件，其将数据写入所述磁盘；一读出元件，其从所述磁盘中读出数据；该磁盘驱动器包括一磁性旋转阀传感器，其中，所述磁性旋转阀传感器包括一被压住层；一非磁性传导层，其被设置在所述被压住层上面；一铁磁体自由层，其被设置在所述非磁性层上面，所述铁磁体自由层通过第一和第二逆平行耦合的偏置稳定组合件被磁性稳定化；一钌层，其被设置在所述铁磁体自由层上；其中，所述第一逆平行耦合的偏置稳定组合件包括第一铁磁体偏置层，其被设置在所述钌层上，并横过所述钌层与所述自由层的一部分逆平行耦合；和第一反铁磁层，其被设置在所述第一铁磁体偏置层上，其中，所述第一反铁磁体层从第一所述铁磁体偏置层被在侧向上嵌入设置；和所述第二逆平行耦合的偏置稳定组合件包括第二铁磁体偏置层，其被设置在所述钌层上面，并横过所述钌层与所述自由层的一部分逆平行耦合；和第二反铁磁体层，其被设置在所述第二铁磁体偏置层上面，其中，所述第二反铁磁体层从第二所述铁磁体偏置层的所述末端被在侧向上嵌入设置。
全文摘要
一种磁性旋转阀传感器，其具有逆平行耦合的末端组合件，以使该自由层磁性稳定化。该逆平行耦合的偏置稳定组合件包括反铁磁体层，其从该铁磁体偏置层的末端被在侧向上嵌入设置。本发明提供的一磁盘驱动器具有该新颖的旋转阀传感器并作为读出元件。
文档编号G11B5/39GK1506939SQ20031011835
公开日2004年6月23日 申请日期2003年11月25日 优先权日2002年11月26日
发明者哈达耶尔·S·吉尔, 哈达耶尔 S 吉尔 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司