专利名称：四层gmr夹层结构的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及适于高密度数据应用的巨型磁阻传感器的新型结构以及加入这种传感器的系统。此外，本发明可用于需要磁场感测的其他应用。
背景技术：
计算机一般包括辅助存储装置，它具有可将数据写在其上并从中读取数据以便以后使用的媒体。一般将加入旋转磁盘的直接存取存储装置(盘片驱动器)用于将数据以磁的形式存储在盘片表面。把数据记录在盘片表面上的同心的径向隔开的磁道上。于是，用包含阅读(read)传感器的磁头从盘片表面上的磁道上读取数据。
在高容量盘片驱动器中，磁阻阅读传感器(一般被称为MR磁头)是普遍的阅读传感器，因为它们能够从其线性密度高于薄膜感应头的线性密度的盘片表面上读取数据。MR传感器通过随着由MR层感测到的磁通量的强度和方向的函数而改变它的MR感测层(还称为“MR元件”)的阻抗来检测磁场。
传统的MR传感器根据各向异性磁阻(AMR)效应进行操作，其中在各向异性磁阻效应中MR元件阻抗随着MR元件的磁化以及通过MR元件的感测电流的方向之间的角度余弦的平方而变化。由于来自记录的磁性媒体(信号场)的外部磁场导致MR元件的磁化方向的变化，而这又反过来改变MR元件的阻抗变化以及感测电流和电压的相应变化，所以可从磁性媒体中读取记录数据。
另一种类型MR传感器是表明GMR效应的巨型磁阻(GMR)(giantmagnetoresistance)传感器。在GMR传感器中，MR感测层的阻抗随着导电电子的与旋转相关的传播的变化而变化，其中上述传播变化是发生在被一个或多个非磁层(隔离物(spacer))分开的磁层以及在磁层和非磁层的界面上和在磁层内发生的伴随的与旋转相关的散射(accompanying spin-dependentscattering)之间的。
图1(a)示出简单的除去插头的(unpinned)GMR传感器100。简单的GMR传感器包括被非磁性隔离物104分开的两个磁层103和105。覆盖层(caplayer)106覆盖一个磁层105，和将缓冲层102设在另一个磁层103之下。将整个结构淀积在衬底101使。这单个去插头的GMR传感器100提供有限的GMR，从而导致相对较弱的信号。
图1(b)示出简单的去插头的GMR传感器100的磁化方向，其中偏置电流110流入页面(page)。对于该偏置电流110，磁层105和103的主要磁化方向取向为相互反向平行，如箭头是示。
图1(c)示出简单的去插头GMR传感器100的磁化方向，其中偏置电流110和施加的外部磁场111流入页面。当施加足够大的外场111，磁层105和103的磁化将与场方向对准，而且阻抗很低。
如图1(a)-(c)所示的传感器在诸如磁场感测的应用中十分有用。然而，简单的去插头GMR传感器已被用于桥式电路，从而成功地操作，即，提供阻抗差异，必须屏蔽或附加偏置一组简单的去插头GMR传感器。该附加的屏蔽或偏置导致附加成本并使桥式电路的结构更复杂。
因此，需要一种磁阻传感器，它提供增加的GMR，从而导致更高的信号输出。此外，还需要一种传感器，它根据施于传感器的电流密度提供不同的场响应，而无需附加屏蔽或偏置的复杂度。
发明概述根据本发明第一方面，提供一种包含衬底和设在该衬底上的第一三层(trilayer)的磁阻(GMR)传感器。将第一隔离物层设在第一三层上。将第一磁层设在第一隔离物上。将第二隔离层设在第一磁层上。将第二磁层设在第二隔离层上。将第三隔离层设在第二磁层上。将第二三层设在第三隔离层上，和将覆盖层设在第二三层上。该第一和第二三层包含第一铁磁层、第二铁磁层和设在第一和第二铁磁层之间并与它们接触的反平行偶合层。
根据本发明的另一个方面，提供一种磁阻传感装置，它包含衬底和设在衬底上的第一三层。将第一隔离层设在第一三层上。将第一磁层设在第一隔离物上。将第二隔离层设在第一磁层上。将第二磁层设在第二隔离层上。将第三隔离层设在第二磁层上。将第二三层设在第三隔离层上和将覆盖层设在第二三层上。第一和第二三层包含第一铁磁层、第二铁磁层以及设在第一和第二铁磁层之间并与它们接触的反平行偶合层。磁阻传感器的阻抗依赖于所施加的偏置电流的幅值。
根据本发明的另一个方面，提供一种包含偶合到Wheatstone桥的第一相对节点的第一对磁阻结构以及偶合到Wheatstone桥的第二相对节点的第二对磁阻结构。当将外部场施于Wheatstone桥时，第一对磁阻结构具有大于第二对磁阻结构的电流密度。
根据本发明的又一个方面，提供一种盘片驱动系统，它包含记录磁盘、磁阻传感器、用于跨记录磁盘移动磁阻传感器的致动器以及电气耦合到磁阻传感器的用于检测由于第一和第二层压层(laminate layer)的磁化轴根据磁性记录数据响应于磁场而旋转所致的磁阻传感器的阻抗变化的检测电路。磁性传感器包含衬底和设在衬底上的第一三层。第一隔离层设在第一三层上。将第一磁层设在第一隔离物上。将第二隔离层设在第一磁层上。将第二磁层设在第二隔离层上。将第三隔离层设在第二磁层上。将第二三层设在第三隔离层上并将覆盖层设在第二三层上。第一和第二三层包含第一铁磁层、第二铁磁层以及设在第一和第二铁磁层之间并与它们接触的反平行耦合层。
根据本发明的另一个方面，提供用于测量跨Wheatstone桥施加的外场的装置。该装置包括四端头电气网(A，B，C，D)，包含连接在网络端头(A)和(B)之间的第一电阻器R1、连接在网络端头(B)和(C)之间的第二电阻器R2、连接在网络端头(C)和(D)之间的第三电阻器R3和跨网络端头(A)和(D)连接的第四电阻器R4。当跨网络端头(A)和(C)施加磁场时，电阻器R1和R3具有第一电流密度，而当跨网络端头(A)和(C)施加相同磁场时，电阻器R2和R4具有第二电流密度。第二电流密度不等于第一电流密度。该装置还包括跨网络端头(B)和(D)可操作性耦合的装置，用于检测跨端头(B)和(D)的电势。
从下面详细描述中，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将显而易见。
附图简述为了全面理解本发明的本质和优点以及运用的较佳模式，可参照下列结合附图的详细描述。在附图中，相同标号做相应表示。
图1(a)是简单GMR传感器的剖面图，不是等比例的。
图1(b)是如图1(a)所示的传感器的剖面图，其中偏置电流流入页面。
图1(c)是如图1(a)所示的在低阻抗状态下偏置的传感器的剖面图。
图2是记录磁盘驱动系统的简化图。
图3(a)是根据本发明的较佳实施例的GMR传感器的剖面图，但不是等比例的。
图3(b)是如图3(a)所示的在高阻抗状态下偏置的GMR传感器的剖面图，但不是等比例的。
图3(c)是如图3(a)所示的在低阻抗状态下偏置的GMR传感器的剖面图，但不是等比例的，图4(a)是根据本发明的带有低偏置电流的GMR传感器的传递曲线(％GMR对施加的磁场)。
图4(b)是根据本发明的带有高偏置电流的GMR传感器的传递曲线(％GMR对施加的磁场)。
图5(a)是带有低偏置电流的简单GMR传感器的比较传递曲线(％GMR对施加的磁场)。
图5(b)是带有高偏置电流的简单GMR传感器的比较传递曲线(％GMR对施加的磁场)。
图6是根据本发明的GMR传感器的简化图。
图7(a)是利用本发明的桥式电路的电路图。
图7(b)是利用本发明的如图7(a)所示的桥式电路的物理示意图。
较佳实施例的详细描述以下的描述是当前考虑实施本发明的较佳实施例的详细描述。该描述用于显示本发明的一般原理，但不限于这里所要求的发明原理。
图2示出体现本发明的盘片驱动系统200。如图2所示，在主轴214上支撑至少一个可旋转磁盘212并由盘片驱动马达旋转。在每个盘片上的磁记录媒体是以在盘片212上的环形同心数据磁道的形式。
将至少一个滑片213定位在盘片212上，每个滑片213支撑一个或多个磁读取/写入头，其中该磁头加入了本发明的GMR传感器。当盘片旋转时，滑片213在盘片表面上径向移入移出，从而磁头可访问其上记录所需数据的盘片的不同部分。利用悬臂装置(suspension)215将每个滑片213都附在致动器臂上。该悬臂装置215提供轻微的弹力，他将滑片压向盘片表面。每个致动器其臂附在致动器227上。
在盘片存储系统操作期间，盘片212的旋转在滑片213的空气垫表面(将包括读取头和面对盘片表面的滑片212的表面称为空气垫表面(ABS))盘和片表面之间产生空气垫并在滑片213上施加向上的力或升力。于是，空气垫抗衡悬臂装置215的轻微弹力并在正常操作期间，将滑片支撑在离开盘片212表面之上少量的基本上恒定的空间内。
在操作期间，盘片存储系统的各种元件受到由控制单元229(诸如，访问控制信号和内部时钟信号)产生的控制信号的控制。一般，控制单元229包括逻辑控制电路、存储器和微处理器。控制单元产生控制信号来控制各种系统操作，诸如在线的(on line)驱动马达控制信号以及在线的磁头位置和搜索控制信号。在线的控制信号提供所需电流增益曲线以最佳地移动和定位滑片213在盘片212的所需数据磁道上。
如图2所示的典型磁盘存储系统的以上描述只是用于示例说明。明显的是，磁盘存储系统可包含大量盘片和致动器，而且每个致动器其可支持大量滑片。
图3(a)示出根据本发明的较佳实施例的GMR结构100的剖面图。通过利用多种技术(例如，包含溅射淀积(sputter deposition)、离子束淀积，等)形成GMR结构100的多层。
一般，在衬底301上形成GMR结构。衬底301可以是任何适当的衬底，包括玻璃、半导体材料或陶瓷材料。对于盘片驱动应用，衬底301还可包括可渗透屏蔽底层(未图示)以及半间隙绝缘体(未图示)。在衬底上形成缓冲层302。淀积缓冲层302以改变后面层的结晶结构或晶粒度，而且根据衬底301缓冲层可能不是必须的。如果用的话，可用钽(Ta)、锆(Zr)、镍-铁(Ni-Fe)或Al2O3构成缓冲层302。缓冲层302最好是大约20至80埃厚，而且更佳的上具有大约35埃的厚度。
如果不用缓冲层，在缓冲层302或衬底301上形成第一三层320。第一三层320包含第一铁磁层332和第二铁磁层330，它们被反平行耦合(APC)层331隔开。
第二铁磁层330可由镍-铁、钴-铁、镍-铁-钴和此类材料构成。在缓冲层302或衬底301上形成第二磁头层330。第二铁磁层330的厚度较佳的是大约10到100埃，而且更佳的是厚度大约17埃。
第一铁磁层332可由镍-铁、钴-铁、镍-铁-钴和此类材料构成。在APC层上形成第一铁磁层332并与隔离物331接触。第一铁磁层332较佳的是厚度大约10至100埃，更加的是厚度大约35埃。
APC层331允许两个铁磁层330和332在反平行方向强烈地磁性耦合(如图3(b)中箭头所示)。APC层331可由钌(Ru)、铟和/或铑构成。较佳的上，APC层331的厚度大约3至12埃，更好的是厚度9.5埃。
一般，第二铁磁层330具有比第一铁磁层332大的磁距。这可通过淀积比第一铁磁层332更厚的第二铁磁层330完成。另一方面，可以只通过选择材料就可增加层的磁距。
在第一三层320上形成第一隔离层333。于是，在第一铁磁层332上形成第一隔离层333并与它接触。隔离物333可以由铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)等构成。较佳的上，第一隔离层333的厚度大约25至45埃，更佳的上厚度32埃。
在第一隔离层333上形成简单的GMR结构322。简单的GMR结构322包括两个磁层303和305，它们由非磁(第二)隔离层304隔开。磁层303和305可由镍-铁、钴-铁、镍-铁-钴等材料构成。较佳的上，磁层332和305的厚度约为10至100埃，更佳的上厚度大约35埃。在第一磁层303上形成非磁隔离物304并与其接触。非磁隔离物304可以由铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)等构成。较佳的是，非磁隔离层303的厚度大约25至45埃，更佳的是，厚度大约32埃。于是，在非磁隔离物303上形成第二磁层305并与它接触。
在简单的GMR结构322上形成第三隔离层334。于是，在简单的GMR结构322上形成第三隔离层334并与其接触。第三隔离层334可由铜(Cu)、金(Au)、银(Ag)等构成。较佳的是，第三隔离层334的厚度约25至45埃，更佳的是，厚度约32埃。
在第二三层334上形成第二三层321。第二三层321包括第一铁磁层335和第二铁磁层337，它们由反平行耦合(APC)层336隔开。较佳的是，该三层的材料和尺寸与前面按照第一三层320所述的相同。
覆盖层306可由适当的保护材料，诸如，钽(Ta)、Al2O3，等形成。将覆盖层306淀积在第二三层321上以使激活层免受氧化、腐蚀，等。较佳的是，覆盖层的厚度大约20至80埃，更佳的是，厚度大约35埃。
图3(b)示出在零外场、高阻抗状态下，根据本发明的GMR结构的剖面图。图3(b)示出相关磁化方向，其中偏置电流310的方向与该堆叠(stack)垂直。增加层的数量增加了薄膜的GMR，从而导致更高的输出信号。有用的是，使外磁层的正确取向如图3(b)所示。外铁磁层330和337的磁距比内铁磁层335和332的磁距要高。
图3(c)示出如图3(a)所示的在低阻抗状态下偏置的GMR结构的剖面图。对准中间铁磁层335、305、303和332，如箭头所示，从而给出在低阻抗状态下的结构。由于跨交接面存在少量平行耦合，所以这些层被对准。不用对准更厚的外磁层，但是由于这是由跨隔离层的层磁化方向所决定的，所以它们对低阻抗结构没有贡献。当将大型外场施于该结构时，还可获得低阻抗状态。
图4(a)示出根据本发明的GMR结构形成的电阻器的传递曲线图。将低偏置电流(较佳的是1mA)施于如图3(c)所示的结构。图4(b)示出根据本发明的GMR结构形成的电阻器的传递曲线图。将高偏置电流(较佳的是20mA)施于如图3(b)所示的结构。
图5示出根据简单GMR结构(图1(a))图案构成的电阻器的传递曲线图，其中施于该结构的1mA偏置电流如图1(b)所示。图5(b)示出根据简单GMR结构(图1(a))图案构成的电阻器的传递曲线图，其中施于该结构的20mA偏置电流如图1(b)所示。
通过将图4(a)-4(b)与图5(a)-5(b)相比较可见，根据本发明的GMR结构的传递曲线依赖于施于该结构的偏置电流的幅值。具体地说，当施加低偏置电流时，该结构具有低阻抗、零外场状态，而当施加高偏置电流时，它具有高阻抗、零外场状态。通常，如图所示的简单GMR结构具有高阻抗、零外部偏置场，而与施加多大偏置电流无关。
场传感器图6示出根据本发明的较佳实施例的场传感器。根据本发明，传感器600以GMR结构构成，如上所述。如果将恒定电流Iin602施于传感器，那么导致恒定电流Iout604。所以，例如，如果Iin是小电流，那么Iout也是。对于Iinsmall，测量跨传感器606的电势差，而且它是恒定的。如果施加外部场608，那么传感器600的阻抗改变，从而导致感测电势的变化。于是，如果施加更大电流Iinlarg。而且施加外部场，那么发生传感器600的阻抗变化，从而导致感测电势的变化。由于根据本发明构成传感器，所以对于大输入电流的传感器阻抗变化与对于小输入电流的传感器阻抗变化不同。于是，通过测量跨606的电势变化(即，传感器的阻抗变化)，可确定输入电流的幅值。
图7(a)-(b)示意地示出用作电阻器704，705的根据本发明的巨大磁阻结构的桥式电路(较佳的是Wheatstone桥式电路)。如图所示，示出了连接在桥式电路的两个相对节点之间在701和地702之间的电压，在该两相对节点的每个节点处，电气连接了4个GMR电阻器中的两个，如已知的那样。
具体地说，桥式电路具有一4端头电气网(A，B，C，D)。第一电阻器R1连接在网络端头(A)和(B)之间、第二电阻器R2连接在网络端头(B)和(C)之间、第三电阻器R3连接在网络端头(C)和(D)之间和第四电阻器R4连接在网络端头(A)和(D)之间。较佳的是，当跨过网络端头(A)和(C)施加一磁场时第一和第三电阻器R1和R3具有相同的电流密度，电阻器R1和R4也最好具有相同的电流密度，但与第一和第三电阻器R1和R3的电流密度不同。
可将该桥式电路用作传感器来确定所施加的外场的幅值。例如，在端点701处，恒定电压是Vin。检测示出Vout，而且在零外场处将等于零。但是，如果施加外场，那么电阻器R1和R3的阻抗与电阻器R2和R4的阻抗变化不同，从而Vout不等于零。通过检测Vout的变化，可确定外场的幅值。
于是，将桥式电路用作传感器，在施加场中的电阻器R1和R3的阻抗变化必须不同于电阻器R2和R4的阻抗变化。过去，运用简单的GMR结构，这是通过屏蔽一组电阻器来实现的。用来实现这的另一种方法是偏置一组传感器，从而位移它的传递曲线，从而那些电阻器的阻抗可上升或下降。实现这一偏置一种方法上运用外场。当然，这带来一个弊端，即，位移电阻器传递曲线要求附加功率和电路复杂度。
采用根据本发明的GMR结构，而且不同于第二组电阻器R2和R4形成第一组电阻器R1和R3。具体地所，电阻器R1和R3的宽度更宽，从而通过电阻器R1和R3的电流密度低于通过R2和R4的电流密度，因为电流密度与宽度成反比。图7(b)示出根据本发明的Wheatstone桥式电路的物理结构。较佳的是，R1、R3与R2、R4的宽度比从大约2∶1到大约20∶1。
实验在图1(a)和图3(a)中示意示出的堆叠将在S-枪(gun)溅射淀积系统中淀积。NiFeCo层是从NiFe和CoFe目标共溅射的；从单个目的淀积所有其他层。在淀积之前，图案形成光刻胶并运用升离(liftoff)处理定义该装置。
包括总共4个磁层；两个简单铁磁层和两个合成反铁磁层的四层GMR膜淀积并按图案形成装置(图3(a))。合成反铁磁层是以由隔离物隔开的两个铁磁层的三层结构的形式。在较佳实施例中，将外层330、337(即，背离堆叠中心的层)被设计成比内层332、335厚，从而足够高的感测层产生对于整个堆叠的最高阻抗状态，同时跨所有三个隔离界面333、304、334的磁层的磁化取向是反平行的。一旦沿着条的长度向下施加外部磁场，阻抗减小到中间阻抗状态。
应理解，根据本发明形成的装置根据所施加的偏置电流幅值的不同而性能不同。具体地所，如果施加低偏置电流，即，当没有任何外场时，获得低零场偏置状态。随着外场的强度增加，该结构的阻抗增加。如果施加大偏置电流，那么获得高零场偏置状态。随着外场增加，该结构的阻抗减小。通常，简单的GMR传感器(如图1(a)所示)具有高零场偏置状态，而与施加变大偏置电流无关。
取得的传递曲线数据是对于大约6μm宽的装置，该装置是以四层GMR(土3(a))和简单GMR(图1(a))结构图案形成，其中沿着条纹线向下施加固定偏置电流。跨该条纹可取向材料易轴(easy axis)，而且沿着条纹的长度向下施加外场以使该装置饱和。对于四层结构图3(a)的数据如图4(a)-4(b)所示。根据通过该装置的电流密度，定型的电阻器的零场偏置状态或低或高。低电流密度导致低偏置状态，而且当所施加的场增加时，阻抗增加。为了获得低阻抗的零场偏置状态，假定实质上几个铁磁层是跨Cu隔离物相互对准的。对于具有在该厚度范围内的Cu的夹层结构，跨Cu隔离物的少量平行的或“橙皮(orangepeel)”状耦合是典型的。当通过该装置的电流增加时，所产生的场克服了弱平行耦合。在足够高的电流密度下，该装置在零场中是高偏置的，而且阻抗随着所施加的场强而减小。
数据表明四层GMR材料(图3(a))可用于电流感测以及磁场感测应用。除了零场偏置状态的灵活性之外，四层GMR结构(图3(a))的另一个优点是与简单GMR夹层薄膜(图1(a))相比，这些装置可以相对较低的电流密度进行操作。图4(a)示出用于由四层GMR夹层材料图案构成的电阻器的数据，它在1mA的偏置电流下显示大约1.7％GMR信号。具有由更传统GMR夹层堆叠(图1(a))图案构成的具有相同线宽的电阻器(如图5(a)所示)在相同条件下测试只呈现大约0.3％GMR。
上述说明书、例子和数据提供对本发明构成的制造和应用的完整描述。由于可进行本发明的多个实施例而不偏离本发明的构思和范围，所以本发明是在所附权利要求书限定的范围内。
权利要求
1.一种磁阻传感器，其特征在于，包括；衬底；设在所述衬底上的第一三层；设在所述第一三层上的第一隔离层；设在所述第一隔离层上的第一磁层；设在所述第一磁层上的第二隔离层；设在所述第二隔离层上的第二磁层；设在所述第二磁层上的第三隔离层；设在所述第三隔离层上的第二三层；和设在所述第二三层上的覆盖层；其中，所述第一和第二三层包括第一铁磁层；第二铁磁层；以及设在所述第一和第二铁磁层之间并与它们接触的反平行耦合层。
2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第二隔离层是非磁层。
3.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，还包括设在所述衬底上并与所述第一三层接触的缓冲层。
4.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第二铁磁层比所述第一铁磁层厚。
5.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一和第二铁磁层包括从包含Ni、Fe、Co和它们的混合物的组中选出的材料。
6.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一和第二铁磁层的厚度大约10至大约100埃。
7.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述反平行耦合层包括从包含Ru、Ir、Rh和它们的混合物的组中选出的材料。
8.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述反平行耦合层的厚度大约3至12埃。
9.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一隔离层包括从包含Cu、Au、Ag和它们的混合物的组中选出的材料。
10.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一隔离层的厚度大约25至45埃。
11.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一和第二磁层包括从包括Ni、Fe、Co和它们的混合物的组中选出的材料。
12.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第一和第二磁层的厚度为10至100埃。
13.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述非磁性隔离物包含从包括Cu、Au、Ag和它们的混合物的组中选出的材料。
14.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述非磁性隔离物的厚度约25至45埃。
15.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，第二隔离层包括从包含Cu、Au、Ag和它们的混合物的组中选出的材料。
16.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述第二隔离层的厚度约25至45埃。
17.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述覆盖层包括从包括Ta、Al2O3和它们的混合物的组中选出的材料。
18.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述覆盖层的厚度约20至80埃。
19.如权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述缓冲层包括从包含Ta、Zr、Ni-Fe和Al2O3以及它们的混合物的组中选出的材料。
20.如权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述缓冲层的厚度约20至80埃。
21.一种磁阻传感器装置，其特征在于，包括衬底；设在所述衬底上的第一三层；设在所述第一三层上的第一隔离层；设在所述第一隔离层上的第一磁层；设在所述第一磁层上的第二隔离层；设在所述第二隔离层上的第二磁层；设在所述第二磁层上的第三隔离层；设在所述第三隔离层上的第二三层；和设在所述第二三层上的覆盖层；其中，所述第一和第二三层包括第一铁磁层；第二铁磁层；和在所述第一和第二铁磁层之间耦合并与它们接触的反平行耦合层；和其中，所述磁阻传感器的阻抗依赖于所应用的偏置电流的幅值。
22.如权利要求21所述的传感器装置，其特征在于，所述第二隔离层是非磁层。
23.一种桥式电路，其特征在于，包括耦合到Wheatstone桥的第一相对节点的第一对磁阻结构；耦合到所述Wheatstone桥的第二相对节点的第二对磁阻结构；其中当将外场施于所述Wheatstone桥时，所述第一对磁阻结构具有比所述第二对磁阻结构大的电流密度。
24.如权利要求23所述的桥式电路，其特征在于，所述第一对磁阻结构比所述第二对磁阻结构大。
25.如权利要求24所述的电路，其特征在于，所述第一对磁阻结构对所述第二对磁阻结构具有的宽度比从大约1∶2至大约1∶20。
26.一种盘片驱动系统，其特征在于，包括记录磁盘；磁阻传感器包括衬底；设在所述衬底上的第一三层；设在所述第一三层上的第一隔离层；设在所述第一隔离层上的第一磁层；设在所述第一磁层上的第二隔离层；设在所述第二隔离层上的第二磁层；设在所述第二磁层上的第三隔离层；设在所述第三隔离层上的第二三层；和设在所述第二三层上的覆盖层；其中，所述第一和第二三层包括第一铁磁层；第二铁磁层；和设所述第一和第二铁磁层之间并与它们接触的反平行耦合层；用于跨所述记录磁盘移动所述磁阻传感器的所述致动器；和电气耦合到所述磁阻传感器的检测电路，用于检测由于所述第一和第二层压层的磁化轴根据响应于所述磁性记录数据的磁场而旋转所致的磁阻传感器的阻抗变化。
27.如权利要求26所述的传感器，其特征在于，所述第二隔离层是非磁性层。
28.一种用于测量跨Wheatstone电桥施加的外场的装置，其特征在于，所述装置包括一个四端头电气网(A，B，C，D)，包括连接在网络端头(A)和(B)之间的第一电阻器R1、连接在网络端头(B)和(C)之间的第二电阻器R2、连接在网络端头(C)和(D)之间的第三电阻器R3和跨网络端头(A)和(D)连接的第四电阻器R4；其中当跨网络端头(A)和(C)施加场时，电阻器R1和R3具有第一电流密度，而当跨网络端头(A)和(C)施加相同场时，电阻器R2和R4具有第二电流密度，其中所述第二电流密度不等于所述第一电流密度；跨所述网络端头(B)和(D)可操作耦合的用于检测跨所述端头(B)和(D)的电势的装置。
29.如权利要求28所述的装置，其特征在于，当所述场减小时，电阻器R1和R3的第一电流密度增加，而当所述场增加时，电阻器R2和R4的第二电流密度减小。
30.如权利要求28所述的装置，其特征在于，所述第一、第二、第三和第四电阻器是如权利要求1限定的传感器。
全文摘要
磁阻(GMR)传感器包括衬底和设在所述衬底上的第一三层。将第一隔离层设在所述第一三层上。将第一磁场设在所述第一隔离层上。将第二隔离层设在所述第一磁层上。将第二磁层设在所述第二隔离层上。将第三隔离层设在所述第二磁层上。将第二三层设在所述第三隔离层上和将覆盖层设在所述第二三层上。第一和第二三层包括第一铁磁层、第二铁磁层和设在第一和第二铁磁层之间并与它们接触的反平行耦合层。
文档编号H01F10/16GK1320216SQ99811420
公开日2001年10月31日 申请日期1999年9月28日 优先权日1998年9月28日
发明者B·A·埃弗里特 申请人:西加特技术有限责任公司