专利名称：磁阻传感器结构及电流垂直于平面型磁阻读头的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及电流垂直于平面型(CPP)磁阻(MR)传感器，该传感器以垂直于构成传感器堆叠的层的平面导向的感测电流工作，更具体而言，涉及具有用于纵向偏置传感器自由层的改进的硬磁体偏置结构的CPP MR传感器。
背景技术：
用作磁记录盘驱动器中的读头的一类常规磁阻(MR)传感器是基于巨磁阻(GMR)效应的“自旋阀”传感器。GMR自旋阀传感器具有叠层，该叠层包括由非磁导电间隔层(通常为铜(Cu))分隔开的两个铁磁层。与间隔层相邻的一个铁磁层的磁化方向固定，例如通过与相邻的反铁磁层的交换耦合而被钉扎，且被称为参考层。与间隔层相邻的另一铁磁层的磁化方向在存在外部磁场时自由转动且被称为自由层。感测电流施加到传感器时，由于 外部磁场的存在引起的自由层磁化相对于参考层磁化的转动可检测为电阻改变。如果感测电流导向为垂直穿过传感器堆叠中的层的平面，则传感器被称为电流垂直于平面型(CPP)传感器。除了 CPP-GMR读头以外，另一类CPP MR传感器是磁隧道结传感器，也称为隧道MR或TMR传感器，其中非磁间隔层是非常薄的非磁的隧道势垒层。在CPP-TMR中传感器中，垂直穿过层的隧穿电流依赖于两个铁磁层中的磁化的相对取向。在CPP-GMR读头中，非磁间隔层由导电材料形成，通常为金属诸如Cu。在CPP-TMR读头中，非磁间隔层由电绝缘材料诸如 TiO2、MgO 或 Al2O3 形成。CPP MR读头中的传感器堆叠位于导磁材料的两个屏蔽件(shield)之间，所述屏蔽件使读头屏蔽于盘上与正被读的数据位相邻的记录数据位。传感器堆叠具有面对盘的边缘，其具有称为道宽度的(TW)的宽度。传感器堆叠具有从面对盘的边缘缩进的背边缘，从面对盘的边缘到背边缘的尺寸称为条高度(SH)。传感器堆叠通常在TW边缘和背边缘处被绝缘材料围绕。硬铁磁材料或高矫顽力铁磁材料层用作“硬偏置”层以通过静磁耦合来纵向稳定自由层的磁化。硬偏置层沉积为在传感器的TW边缘的每侧的绝缘材料上的邻接结(abutting junction)。要求硬偏置层表现出基本面内磁化方向，具有高各向异性(Ku)并因而具有高矫顽力(H。)，从而提供在自由层中维持单畴状态的稳定的纵向偏置以使得自由层抵抗所有合理范围的干扰而保持稳定且同时传感器保持相对高的信号灵敏度。硬偏置层必须具有足够的面内剩磁化(Mr)，其也可以表示为Mrt，因为Mr依赖于硬偏置层的厚度(t)。
必须足够高以确保自由层中的单磁畴，但不能高到阻止自由层中的磁化在来自记录数据位的磁场的影响下转动。高凡t之所以重要是因为对于给定SH它决定从硬偏置层向自由层发出的总通量。由于t随着更小的屏蔽件到屏蔽件的间距(shield-to-shield spacing)而减小，所以具有闻的Mr就更加重要。而且，为了实现闻Mr，需要具有闻饱和磁化(Ms)和闻矩形度(S)(即，S = Mr/Ms应该接近于I. O)的硬偏置材料。常规硬偏置层通常为CoPt或CoPtCr合金，具有通常小于约2000 Oe的H。。所需的磁属性通过直接位于硬偏置层下面的籽层或多个籽层诸如CrMo、CrTi和TiW合金的籽层、以及双层(包括NiTa/CoMo和Ta/W双层)实现。硬偏置结构，即硬偏置层及其籽层或多个籽层，应该在确保自由层的磁稳定的同时尽可能薄。这是因为随着磁记录盘驱动器中数据密度增加，要求读头尺寸减小，特别是屏蔽件到屏蔽件的间距减小。最近以来基于LI。相的化学有序FePt合金已经被建议作为硬偏置层。沉积态的FePt合金是面心立方(fee)无序合金,具有相对低的Ku(大约105erg/cm3),但是退火之后是具有高Ku(大约107erg/cm3)的面心四方(fct)相(Lltl相)化学有序合金。然而，化学有序Lltl相FePt合金要求高温沉积(> 400°C )或高温退火(> 500°C )，这与目前的记录头制造工艺不相容。US 2009/027493 Al描述了具有Pt或Fe籽层和Pt或Fe盖层的FePt硬偏置层，其中籽层和盖层中的Pt或Fe及硬偏置层中的FePt在退火期间相互扩散，退火温度为约250-350°C。US 7327540 B2描述了 FePtCu硬偏置层，Cu以达到约20原子百分比存在，其中化学有序发生在大约260-300°C的退火温度。然而，FePt与非磁元素诸如Cu形成合金是不期望的，因为这减小了 Ms并因而对于给定的S减小了 Μ-所需要的是一种具有改进的硬磁体偏置结构的CPP MR传感器，该结构具有化学有序Lltl相FePt合金硬偏置层而没有额外的合金元素，并可以在与传感器制造工艺相容的温度制得非常薄。
发明内容
本发明涉及用于磁阻(MR)传感器的硬磁体偏置结构，例如用于磁记录盘驱动器的CPP-GMR或CPP-TMR读头。该结构位于传感器的两个屏蔽件之间并邻接传感器自由层的侧边缘。绝缘层位于偏置结构与下屏蔽件和自由层的侧边缘之间。偏置结构包括Ir或Ru的籽层、在该籽层上的一层铁磁化学有序FePt合金硬偏置层、以及在该FePt合金硬偏置层上的Ru或Ru/Ir盖层。Ir或Ru籽层具有优选地等于或大于1θΑ且小于或等于25A的厚度，FePt合金硬偏置层具有优选地等于或大于130A且小于或等于200A的厚度，Ru或Ru/Ir盖层具有优选地等于或大于40A且小于或等于100A的总厚度。FePt合金具有面心四方结构，其c轴基本在层的平面中。在退火之前，FePt合金的成分为Fe(1(l(l_x)Ptx，其中x为原子百分比且优选地等于或等于43并小于或等于48。薄的Ru或Ir籽层和Ru或Ru/Ir盖层允许偏置结构制得很薄，同时仍然允许FePt合金硬偏置层具有高He (达到大约45000e)、高M,t (达到大约1.4memu/Cm2)和高矩形度S (达到大约O. 89)。为了更充分理解本发明的本质和优点，应当参照下面结合附图给出的详细描述。
图I是盖被移除的常规磁记录硬盘驱动器的示意俯视图。图2是滑块和盘的一部分沿图I中的2-2方向截取的放大端视图。图3是沿图2的3-3方向的视图并示出了从盘观察时读/写头的端部。图4是CPP MR读头的剖面示意图，示出了位于磁屏蔽层之间的叠层。图5是基于实际传感器的扫描透射电子显微镜(STEM)图像的绘线型图，示出根据本发明的硬磁体偏置结构。
图6是曲线图，示出对于根据本发明的硬磁体偏置结构，作为铱(Ir)籽层厚度的函数的硬偏置层的面内剩磁化-厚度乘积(MJ)和矫顽力(H。)。图7是曲线图，示出对于根据本发明的硬磁体偏置结构，作为沉积态的(退火前)Pt的原子百分比的函数的FePt合金硬偏置层的H。。
具体实施例方式本发明的CPP磁阻(MR)传感器具有用于磁记录盘驱动器中的应用，其操作将参照图1-3简要描述。图I是常规磁记录硬盘驱动器的简图。该盘驱动器包括磁记录盘12和支承在盘驱动器壳或基座16上的旋转音圈电机(VCM)致动器14。盘12具有旋转中心13并被安装到基座16的主轴电机(未示出)沿方向15旋转。致动器14绕轴17旋转并包括刚性致动器臂18。基本上可变形的悬臂20包括挠曲件23并附接到臂18的端部。头载具或气垫滑块22附接到挠曲件23。磁记录读/写头24形成在滑块22的拖尾表面25上。挠曲件23和悬臂20使滑块能够在由旋转的盘12产生的气垫上“俯仰(pitch) ”和“滚转 (roll)”。通常，多个盘层叠在由主轴电机旋转的轮毂上，单独的滑块和读/写头与每个盘表面关联。图2是滑块22和盘12的一部分沿图I的2_2方向截取的放大端视图。滑块22附接到挠曲件23并具有面对盘12的气垫面(ABS) 27和基本垂直于ABS的拖尾表面25。ABS27导致源自旋转的盘12的气流产生气垫，该气垫支承滑块20非常靠近或几乎接触盘12的表面。读/写头24形成在拖尾表面25上并通过到拖尾表面25上的端子焊盘29的电连接而连接到盘驱动器读/写端子系统。如图2的剖面图所示，盘12是图案化介质盘，具有沿跨道方向间隔开的离散数据道50，其中之一示出为与读/写头24对准。离散数据道50具有沿跨道方向的道宽度TW并可由连续可磁化材料沿圆周方向形成，在此情况下图案化介质盘12被称为离散道介质(DTM)盘。或者，数据道50可包含沿道间隔开的离散数据岛，在此情况下图案化介质盘12被称为位图案化介质(BPM)盘。盘12也可以是常规连续介质(CM)盘，其中记录层没有被图案化，而是记录材料的连续层。在CM盘中，当写头在连续记录层上写入时，产生具有道宽度TW的同心数据道。图3是沿图2的3-3方向的视图并示出了从盘12观察时读/写头24的端部。读/写头24是在滑块22的拖尾表面25上沉积并光刻构图的一系列薄膜。写头包括垂直磁写极(WP)并且还可以包括拖尾和/或侧屏蔽件(未示出)。CPP MR传感器或读头100位于两个磁屏蔽件SI和S2之间。屏蔽件SI、S2由导磁材料(典型地，NiFe合金)形成，并也可以是导电的从而它们能够用作到读头100的电引线。屏蔽件用来使读头100屏蔽于与正被读的数据位相邻的记录数据位。也可以使用单独的电引线，在此情况下读头100形成为与导电引线材料诸如钌、钽、金或铜的层接触，所述层与屏蔽件SI、S2接触。图3不是按比例的，因为难以示出非常小的尺寸。与读头100在沿道方向上的可在20至40nm范围内的总厚度相比，通常每个屏蔽件SI、S2在沿道方向上为几个微米厚。图4是ABS视图，示出从盘观看的构成CPP MR传感器结构的层。图4将用于描述现有技术传感器结构以及根据本发明的传感器结构。传感器100是CPP MR读头，包括形成在两个磁屏蔽层S1、S2之间的叠层。传感器100具有在ABS处的前边缘以及间隔开的限定道宽度(TW)的侧边缘102、104。屏蔽件SI、S2由导电材料形成且因而也可以用作用于感测电流Is的电引线，感测电流Is导向为基本垂直通过传感器堆叠中的层。或者，单独的电引线层可以形成在屏蔽件SI、S2和传感器堆叠之间。下屏蔽件SI通常通过化学机械抛光(CMP)来抛光从而为传感器堆叠的生长提供平坦的衬底。籽层101诸如薄的Ru/NiFe双层通常通过溅射沉积在屏蔽件S2下面以利于相对厚的屏蔽件S2的电镀。传感器100的层包括参考铁磁层120、自由铁磁层110以及在参考层120和自由层110之间的非磁间隔层130，铁磁层120具有横向(进入纸面)取向的固定磁矩或磁化方向121，自由层110具有响应于来自盘12的横向外磁场可在层110的平面中转动的磁矩或磁化方向111。CPP MR传感器100可以是CPP GMR传感器，在此情况下非磁间隔层130可由导电材料(通常为金属如Cu、Au、或Ag)形成。或者，CPP MR传感器100可以是CPP隧穿MR(CPP-TMR)传感器，在此情况下非磁间隔层130将是由电绝缘材料如Ti02、Mg0或Al2O3形成的隧道势垒。CPP MR传感器中的被钉扎铁磁层可以是单个被钉扎层或如图4所示的反平行(AP)被钉扎结构。AP被钉扎结构具有通过非磁反平行耦合(APC)层分隔开的第一(API)和 第二(AP2)铁磁层，两个AP被钉扎铁磁层的磁化方向基本反平行取向。在一侧与非磁APC层接触且在另一侧与传感器的非磁间隔层接触的AP2层通常被称为参考层。通常在一侧与反铁磁或硬磁体钉扎层接触且在另一侧与非磁APC层接触的APl层通常被称为被钉扎层。代替与硬磁层接触，APl自身可由硬磁材料构成从而APl在一侧与下层接触且在另一侧与非磁APC层接触。AP被钉扎结构最小化参考层/被钉扎层和CPP MR自由铁磁层之间的净静磁耦合。AP被钉扎结构(也称为“层叠”被钉扎层，且有时称为综合反铁磁体(SAF))被描述于美国专利US 5465185中。图4中的CPP GMR传感器中的被钉扎层是公知的AP被钉扎结构，该结构具有通过AP耦合(APC)层123反铁磁耦合的参考铁磁层120 (AP2)和下铁磁层122 (API)。APC层123通常为Ru、Ir、Rh、Cr或其合金。APl和AP2层以及自由铁磁层110通常由晶体CoFe或NiFe合金、非晶或晶体CoFeB合金、或者这些材料的多层如CoFe/NiFe双层形成。APl和AP2铁磁层的各自磁化方向127、121反平行取向。通过与反铁磁(AF)层124交换耦合，API层122可以使其磁化方向被钉扎，如图4所示。AF层124通常为Mn合金例如PtMn、NiMn,FeMn, IrMn, PdMn, PtPdMn或RhMn。或者，AP被钉扎结构可以是“自钉扎的”或者可以被诸如Co1QQ_xPtx或Co1QQ_x_yPtxCry (其中X为大约在8和30原子百分比之间)的硬磁层钉扎。代替与硬磁层接触，APl层122自身可以由硬磁材料构成从而它在一侧与下层接触且在另一侧与非磁APC层123接触。在“自钉扎的”传感器中，APl和AP2层的磁化方向127、121通常通过磁致伸缩和所制造的传感器内的残余应力设定为基本垂直于盘表面。理想的是APl和AP2层具有类似的磁矩。这确保AP被钉扎结构的净磁矩小从而与自由层110的静磁耦合被最小化且AF层124的有效钉扎场(其与AP被钉扎结构的净磁化大约成反比)保持为高。在硬磁体钉扎层的情况下，当平衡APl和AP2的磁矩从而最小化与自由层的静磁耦合时，需要考虑硬磁体钉扎层的磁矩。籽层125可以位于下屏蔽层SI和AP被钉扎结构之间。如果使用AF层124，则籽层125促进AF层124的生长。籽层125通常是NiFeCr、NiFe、Ta、Cu或Ru的一层或多层。盖层112位于自由铁磁层110和上屏蔽层S2之间。盖层112提供腐蚀保护且可以是单层或不同材料的多层，诸如Ru、Ta、Ti、或Ru/Ta/Ru、Ru/Ti/Ru或Cu/Ru/Ta三层。
当所关注范围内的外磁场(即来自盘上的记录数据的磁场)存在时，自由层110的磁化方向111将旋转，而参考层120的磁化方向121将保持固定而不旋转。因此当感测电流Is从顶屏蔽件S2到底屏蔽件SI (或从SI到S2)垂直经过传感器堆叠施加时，来自盘上的记录数据的磁场将导致自由层磁化111相对于被钉扎层磁化121的旋转，其可检测为电阻的变化。硬磁体偏置结构150靠近传感器100的侧边缘102、104(特别地，靠近自由层110的侧边缘)形成在传感器堆叠外部。结构150包括具有高晶体各向异性(Ku)并因而具有高矫顽力(H。)的铁磁偏置层115，因而也称为“硬偏置”层。结构150还包括在偏置层115下面的籽层以及在偏置层115上的盖层118。结构150通过薄的电绝缘层116与传感器100的侧边缘102、104电绝缘，电绝缘层116通常为氧化铝(Al2O3)，但也可以是硅氮化物(SiNx)或另一金属氧化物如Ta氧化物或Ti氧化物。屏蔽层SI用作用于硬偏置结构150的衬底，绝缘层116位于偏置结构150和SI之间。籽层114沉积在绝缘层116上。偏置层115具 有通常平行于ABS的磁化117，因而纵向偏置自由层110的磁化111。因而，在没有外部磁场的情况下，偏置层115的磁化117平行于自由层110的磁化111。本发明是CPP MR传感器，如图4中示出和描述的，但其中铁磁偏置(硬偏置)层115是化学有序的Llc^BFePt合金，籽层114是铱(Ir)或钌(Ru)的薄层，盖层118是Ru的薄层或者Ru/Ir双层。图5是基于实际传感器的扫描透射电子显微镜(STEM)图像的绘线型图。绝缘层116优选地为氧化铝且沉积在SI上及自由层110的TW边缘IlOaUlOb上。然而，绝缘层也可以由硅氮化物或另一金属氧化物如Ta氧化物或Ti氧化物形成。可以优选的是，绝缘层116在靠近自由层的TW边缘处相对较薄从而使硬偏置层115更靠近，以得到更高有效场，但是在SI上远离自由层处相对较厚从而获得好的绝缘属性及避免电分流。绝缘层116的典型厚度在靠近自由层的TW边缘处为约20至40A,在SI上远离自由层处为约30至50A。籽层114是Ir或Ru层且通过溅射或离子束沉积(IBD)被沉积至5-40A的厚度，优选地在10-25A之间。硬偏置层115是化学有序Lltl相FePt 二元合金。FePt通过溅射直接沉积在籽层114上至大约130-200A的厚度。沉积时，FePt是面心立方(fee)无序合金，具有相对低的各向异性(Ku)(大约105erg/cm3)并具有优选地在43-48之间的原子百分比的Pt含量。盖层118是通过溅射或IBD直接在硬偏置层115上沉积至大约40-100A的厚度的Ru层或Ru/Ir双层。在沉积层114、115、118之后，结构150在至少270°C的温度退火至少5小时。更高的退火温度通常要求更短的退火时间。退火将FePt转变成化学有序Lltl (fct)相FePt合金，其具有高Ku并因而具有高H。(大于3500 Oe)并且具有在层平面中取向的易磁化轴(c轴)。退火在存在垂直于ABS的5特斯拉磁场的情况下进行从而不干扰在单独的传感器退火步骤期间已经建立的被钉轧层的磁化方向。然而，用于建立被钉轧层的磁化方向的传感器退火可以与硬偏置退火同时进行。随着磁记录盘驱动器中数据密度增加，存在读头尺寸(特别地，屏蔽件到屏蔽件(SI到S2)的间距)减小的要求。然而，即使在SI到S2的间距减小时，也期望最大化硬偏置层115的剩磁与厚度乘积(MJ)从而确保自由层110的磁稳定性。这意味着期望使籽层114尽可能薄，同时仍然允许具有足够的磁属性诸如H。、Mrt和矩形度(S = Mr/Ms)的硬偏置层115的生长。另外期望使籽层结构尽可能薄从而最小化自由层与硬偏置层的间距并因而增加由于增大的静磁耦合导致的自由层稳定性。在本发明中，籽层114的厚度可以小于40A (其大约是现有技术籽层的最小厚度)，并且薄至大约10A。图6是曲线图，示出对于硬磁体偏置结构t-Ir (籽层)/ 150A Fe56Pt44 (硬偏置层)/ 80A Ru (盖层)，作为Ir籽层厚度(t)的函数的和H。。图6示出Ir籽层可以薄至大约IOA并仍然实现具有大约35000e的H。和大约I. 2memu/cm2的MJ的硬偏置层。利用Ru籽层已经获得了类似结果。对于15A Ir或Ru (籽层)/150AFe56Pt44 (硬偏置层)/t_Ru (盖层)的硬磁体偏置结构，还测量了 Ru盖层的厚度(t)对Mrt和H。的影响。对于具有Ir或Ru的15A的籽层的结构，对于薄至大约40A的Ru盖层厚度，实现了具有约30000e的H。的硬偏置层。对于60-80A之间的Ru盖层，实现了具有大约35000e的H。的硬偏置层，而在大约80A以上没有Hc的显著改善。利用Ru/Ir双层获得了类似结果，具体地60ARu/20Alr双层作为盖层。对相同结构的Mrt的测量显示，利用15A的Ir籽层通过30-90A之间的Ru或Ru/Ir盖层厚度能够实现具有大于I. 2memu/cm2的MJ的硬偏置层，以及利用15人的Ru籽层能够实现具有大于I. 3memu/cm2的Mrt的硬偏置层。 还测量了 FePt合金中Pt的原子百分比对H。和MJ的影响。图7示出对于20人Ir或Ru (籽层)/170A Fe(100_x)Ptx (硬偏置)/ 6θΑ Ru- 2θΑ Ir (盖层)形式的各种结构，作为Pt的原子百分比的函数的H。。图7示出对于具有Ir籽层和FePt合金(其具有沉积态的(退火前)大约43-46之间的Pt原子百分比)的结构，达到最高H。(约4000至4500Oe)。对于具有Ru籽层和FePt合金(其具有沉积态的(退火前)大约44-48之间的Pt原子百分比)的结构，达到最高H。(大约3500至4000 0e)。对于相同结构的MJ的测量示出对于具有Ir籽层和FePt合金(其具有大约43-46之间的Pt原子百分比)的结构，达到最高Mrt (大约I. 35至I. 40memu/cm2)。对于具有Ru籽层和FePt合金(其具有大约44-48之间的Pt原子百分比)的结构，达到最高Mrt (大约I. 40至I. 50memu/cm2)。另外，对于所有的具有大约130-180A之间的FePt硬偏置层、以及具有大约10-40A之间的Ru或Ir籽层的例子，矩形度S大于或等于O. 85且不随着FePt厚度显著改变，而是相对恒定的，基本为大约O. 87至O. 89。上面已经关于其在用于磁记录盘驱动器的CPP GMR或TMR读头中的应用描述了具有根据本发明的硬偏置结构的MR传感器结构。然而，该传感器结构也可应用于其它类型的MR传感器，诸如用于汽车应用中及作为磁力计。尽管已经参照优选实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行形式和细节上的各种改变。因此，所公开的发明将仅被认为是说明性的且仅限制在所附权利要求中指定的范围内。
权利要求
1.一种磁阻传感器结构，包括 衬底； 磁阻传感器，在所述衬底上并包括叠层，所述叠层包括铁磁自由层，该自由层具有前边缘、从所述前边缘缩进的背边缘以及两个间隔开的侧边缘； 电绝缘层，在所述自由层的所述侧边缘上并与之接触以及在所述衬底的与所述传感器相邻的区域上； 籽层，由选自Ir和Ru的材料构成,在所述电绝缘层上并与之接触； 铁磁化学有序FePt合金层，在所述籽层上并与之接触，所述FePt合金具有c轴基本在层平面中的面心四方结构；及 盖层，包括Ru层，在所述FePt合金层上并与之接触。
2.如权利要求I所述的传感器结构，其中所述籽层具有等于或大于IOA且小于或等于40A的厚度。
3.如权利要求I所述的传感器结构，其中所述盖层由具有等于或大于40A且小于或等于IOOA的厚度的Ru层构成。
4.如权利要求I所述的传感器结构，其中所述盖层还包括在所述Ru层上并与之接触的Ir层。
5.如权利要求4所述的传感器结构，其中所述盖层的总厚度等于或大于40A且小于或等于100A。
6.如权利要求I所述的传感器结构，其中沉积态的所述FePt合金层具有Fe(1(l(l_x)PtxM式的成分，其中X是原子百分比并大于或等于43且小于或等于48。
7.如权利要求I所述的传感器结构，其中所述FePt合金层具有等于或大于130A且小于或等于200A的厚度。
8.如权利要求I所述的传感器结构，其中所述FePt合金层具有大于35000e的矫顽カHc。
9.如权利要求I所述的传感器结构，其中所述FePt合金层具有大于O.85的剰余磁化Mr与饱和磁化Ms的比率S。
10.如权利要求I所述的传感器结构，其中所述FePt合金层具有大于I.2memu/cm2的剩余磁化-厚度乘积MJ。
11.如权利要求I所述的传感器结构，其中所述电绝缘层由选自铝氧化物、钽氧化物、钛氧化物和硅氮化物的材料形成。
12.如权利要求I所述的传感器结构，其中 所述衬底是第一屏蔽层，该第一屏蔽层由导磁材料形成， 并且还包括位于传感器叠层和盖层上的导磁材料的第二屏蔽层。
13.如权利要求I所述的传感器结构，其中所述传感器是巨磁阻GMR传感器。
14.如权利要求I所述的传感器结构，其中所述传感器是隧穿磁阻TMR传感器。
15.一种电流垂直于平面型磁阻读头，用于磁记录盘驱动器，所述读头包括 衬底； 导磁材料的第一屏蔽层，在所述衬底上； 传感器叠层，包括位于所述第一屏蔽层上的铁磁自由层并具有两个间隔开的侧边缘，所述自由层具有在存在来自盘上的记录数据的磁场时自由旋转的磁化； 电绝缘层，在所述自由层的侧边缘上并与之接触以及在所述第一屏蔽层的与所述传感器叠层相邻的区域上； 硬磁结构,包括 籽层，由选自Ir和Ru的材料构成，在所述电绝缘层上并与之接触，所述籽层具有等于或大于IOA且小于或等于25A的厚度； 铁磁化学有序FePt合金层，沉积在所述籽层上并与之接触，用于偏置所述自由层的磁化，并在沉积态具有Fe(1(l(l_x)Ptx形式的成分，其中X是原子百分比并大于或等于43且小于或等于48，所述FePt合金具有c轴基本在层平面中的面心四方结构；及 盖层，包括位于所述FePt合金层上并与之接触的Ru层，所述盖层具有等于或大于·40 A且小于或等于100 A的厚度；以及 导磁材料的第二屏蔽层，在所述传感器叠层和所述盖层上。
16.如权利要求15所述的读头，其中所述FePt合金层具有大于35000e的矫顽カHc。
17.如权利要求15所述的读头，其中所述FePt合金层具有大于O.85的剩余磁化Mr与饱和磁化Ms的比率S。
18.如权利要求15所述的读头,其中所述FePt合金层具有大于I.2memu/cm2的剩余磁化-厚度乘积Mrt。
19.如权利要求15所述的读头，其中所述电绝缘层由选自铝氧化物、钽氧化物、钛氧化物和硅氮化物的材料形成。
20.如权利要求15所述的读头，其中所述电流垂直于平面型磁阻读头是巨磁阻GMR读头。
21.如权利要求15所述的读头，其中所述电流垂直于平面型磁阻读头是隧穿磁阻TMR读头。
全文摘要
本发明涉及磁阻传感器结构及电流垂直于平面型磁阻读头。用于磁记录盘驱动器的CPP-GMR或CPP-TMR读头的硬磁体偏置结构位于传感器的两个屏蔽件之间并邻接传感器自由层的侧边缘。绝缘层位于偏置结构与下屏蔽件和自由层的侧边缘之间。偏置结构包括Ir或Ru的籽层、在该籽层上的一层铁磁化学有序FePt合金硬偏置层、以及在该FePt合金硬偏置层上的Ru或Ru/Ir盖层。FePt合金具有面心四方结构，其c轴基本在层的平面中。相对薄的籽层和盖层允许偏置结构制得很薄，同时仍然允许FePt合金硬偏置层具有高矫顽力(Hc)、高剩余磁化-厚度乘积(Mrt)和高矩形度(S＝Mr/Ms)。
文档编号G11B5/127GK102737649SQ20121009305
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者A.M.泽尔特瑟, S.马特 申请人:日立环球储存科技荷兰有限公司