專利名稱：使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器和磁頭，其制造方法與磁再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器、使用磁阻效應(yīng)的磁頭、磁再現(xiàn)裝置、制造使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法和制造使用磁阻效應(yīng)的磁頭的方法。
背景技術(shù)：
最近幾年，隨著磁記錄和再現(xiàn)裝置(如HDD，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器)中的記錄密度的迅速提高，對(duì)于能以高記錄密度在記錄介質(zhì)上記錄信息的磁頭的需求也迅速擴(kuò)大。
如上文所述，隨著記錄密度的提高，記錄在記錄介質(zhì)上的記錄位的大小也在縮小，信號(hào)磁場(chǎng)也隨著記錄位的大小的縮小而變小。傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)型磁頭(就是可以叫做環(huán)芯型的那種)能夠根據(jù)通過(guò)環(huán)芯的電磁感應(yīng)效應(yīng)檢測(cè)到磁記錄介質(zhì)產(chǎn)生的信號(hào)磁場(chǎng)。在這種情況下，由于此電磁感應(yīng)型磁頭可以經(jīng)過(guò)改裝以間接地檢測(cè)到磁記錄介質(zhì)產(chǎn)生的通過(guò)環(huán)芯的信號(hào)磁場(chǎng)，因此這種電磁感應(yīng)型磁頭不能保持足夠的檢測(cè)靈敏度。
另一方面，使用磁阻效應(yīng)的磁頭能夠有效利用磁阻效應(yīng)，基于來(lái)自磁記錄介質(zhì)的記錄信息直接偵測(cè)到信號(hào)磁場(chǎng)，因而迄今為止已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注。
這種使用磁阻效應(yīng)的磁頭包括信號(hào)磁場(chǎng)偵測(cè)部分(該部分能夠在短距離內(nèi)直接偵測(cè)到從磁記錄介質(zhì)的表面發(fā)出的信號(hào)磁場(chǎng))，這樣，它能以很高的靈敏度再現(xiàn)磁記錄介質(zhì)中的信息。
目前，使用自旋閥型巨型磁阻效應(yīng)元件(在下文中簡(jiǎn)稱為“SV型GMR元件”)的磁頭是使用磁阻效應(yīng)的磁頭的主流產(chǎn)品。
作為這種SV型GMR元件的基本配置，SV型GMR元件包括疊合層薄片配置，該配置由叫做自旋層的磁化固定層、非磁性墊片層和叫做自由層的磁化自由層組成。
作為這種SV型GMR元件，有一種具有平面中的電流類型的SV型GMR元件，在這種元件中，感應(yīng)電流在層平面方向流動(dòng)，即，所謂的CIP(平面中的電流)型配置，以及具有垂直于平面的電流的SV型GMR元件，即，CPP(垂直于平面的電流)型配置。
例如，圖1是顯示使用磁阻效應(yīng)的磁頭(MR磁頭)的概要剖面圖，包括這種SV型GMR元件或隧道型磁阻效應(yīng)型元件，即，所謂的TMR元件作為磁性感應(yīng)部分。如圖1所示，使用磁阻效應(yīng)的磁頭的配置是這樣的有一個(gè)MR元件100放在一對(duì)相對(duì)的磁屏蔽101和101之間，中間隔著磁性間隙層102。
此MR磁頭103具有飛行型磁頭配置，在該配置中，它與垂直磁化記錄介質(zhì)(例如，硬盤(pán)104)相對(duì)，在該配置中，由于在MR磁頭103和此記錄介質(zhì)104彼此之間移動(dòng)時(shí)MR磁頭103和硬盤(pán)104之間產(chǎn)生的氣流，它可以以距離記錄介質(zhì)表面預(yù)先確定的較窄間距飛行。
然后，這種使用磁阻效應(yīng)的磁頭的位置是這樣的MR元件100的前端可以面對(duì)一個(gè)表面(在該表面MR磁頭103與記錄介質(zhì)104相對(duì))，即，ABS(空氣軸承表面)105。
圖2A和2B是在講述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或磁頭的再現(xiàn)特征時(shí)將要參考的圖表。即，圖2A顯示了這種MR磁頭103再現(xiàn)數(shù)據(jù)的方式，圖2B顯示了這種MR磁頭103的再現(xiàn)輸出特征。在這種情況下，如在圖2B中用箭頭概要顯示的磁化狀態(tài)，當(dāng)MR磁頭103和磁化方向垂直于垂直磁化記錄介質(zhì)104的厚度方向的記錄信號(hào)磁疇中至少有一個(gè)相對(duì)于另外一個(gè)移動(dòng)時(shí)，那么從MR元件100獲取的輸出波形將會(huì)相對(duì)于記錄介質(zhì)104上的記錄位信號(hào)的磁化單調(diào)地變化，如圖2A所示。
相應(yīng)地，當(dāng)此MR磁頭103經(jīng)過(guò)磁化過(guò)渡區(qū)域時(shí)，為了使此MR磁頭103獲得具有與普通“平面中的電流”磁記錄中的類似的峰形的再現(xiàn)波形，再現(xiàn)信號(hào)處理電路必須包括微分電路。
然而，此微分電路會(huì)遇到一個(gè)問(wèn)題即噪聲會(huì)不可避免地增大。此外，已經(jīng)被微分的峰形會(huì)變得容易移位。還會(huì)發(fā)生信號(hào)出錯(cuò)率彼此不同的問(wèn)題以及信噪比(S/N)變差的問(wèn)題。
此外，決定具有這種配置的磁頭的再現(xiàn)分辨率的磁間隙長(zhǎng)度g等于ABS105中的磁屏蔽101對(duì)之間的間距，以至于無(wú)法使此磁間隙長(zhǎng)度g至少小于MR元件100的厚度。即，例如，當(dāng)此MR元件100是SV型GMR元件時(shí)，由于此MR元件100的厚度介于30nm到40nm之間，因此磁間隙長(zhǎng)度g的長(zhǎng)度超過(guò)30nm到40nm。結(jié)果，無(wú)法獲得不超過(guò)那些數(shù)字的再現(xiàn)分辨率。
然而，最近幾年，對(duì)于在記錄介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)更高記錄密度的需求一直在增長(zhǎng)，為適應(yīng)這種對(duì)更高記錄密度的需求，對(duì)于更高再現(xiàn)分辨率的需求也在增長(zhǎng)。因此，需要縮小磁間隙長(zhǎng)度g。
此外，還出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，隨著記錄密度的提高，記錄位的大小的縮小，再現(xiàn)輸出的電平也將會(huì)降低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述幾個(gè)方面，本發(fā)明的目標(biāo)是提供使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，在該傳感器中，再現(xiàn)磁頭的分辨率可以得到改進(jìn)，再現(xiàn)輸出也可以得到改進(jìn)，還提供采用這種使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的磁頭，以及磁再現(xiàn)裝置。
此外，當(dāng)磁傳感器的分辨率提高時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的磁傳感器不僅可以應(yīng)用到磁頭，而且還可以應(yīng)用到磁天平(例如)。所產(chǎn)生的磁天平的精度會(huì)有很大提高。
根據(jù)本發(fā)明的磁傳感器包括磁阻效應(yīng)元件的疊合層結(jié)構(gòu)部分，在該部分第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件通過(guò)非磁性中間間隙層層疊在一起，其特征在于第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的輸出之間的微分輸出作為磁傳感器輸出產(chǎn)生。
這種微分輸出可以通過(guò)使第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁阻變化特征的極性彼此相反來(lái)獲得。
第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中每一個(gè)元件都有這樣的配置由鐵磁薄片組成的磁化自由層，至少其磁化方向分別會(huì)根據(jù)外部磁場(chǎng)而改變，由鐵磁性層組成的非磁性墊片層和磁化固定層，其磁化方向本質(zhì)上分別固定在預(yù)先確定的方向，它們按上述順序?qū)盈B在一起。
根據(jù)本發(fā)明的磁頭是這樣的使用磁阻效應(yīng)的磁頭包括使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，能夠基于垂直磁記錄介質(zhì)中記錄的信息檢測(cè)到信號(hào)磁場(chǎng)。其使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器具有根據(jù)本發(fā)明的如上所述的磁傳感器配置。
根據(jù)本發(fā)明的磁再現(xiàn)裝置是這樣的磁再現(xiàn)裝置包括使用磁阻效應(yīng)具有磁傳感器的磁頭，能夠基于垂直磁記錄介質(zhì)中記錄的信息檢測(cè)到信號(hào)磁場(chǎng)。其使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器具有根據(jù)本發(fā)明的如上所述的磁傳感器配置。
此外，制造根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法是制造這樣的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法該磁傳感器包括疊合層結(jié)構(gòu)部分，其中第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件通過(guò)非磁性中間間隙層層疊在一起。這種制造方法包括堆積過(guò)程，在該過(guò)程中，先放置第一個(gè)磁阻效應(yīng)元件，再放置非磁性中間間隙層，然后再放置第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件，按照該順序進(jìn)行下去，還包括另一個(gè)過(guò)程，在該過(guò)程中，通過(guò)在一個(gè)方向上應(yīng)用磁場(chǎng)而進(jìn)行退火，使第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁阻變化特征的極性彼此相反，從而制造出使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器。
制造根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法是制造這樣的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法該磁傳感器包括磁阻效應(yīng)元件的疊合層結(jié)構(gòu)部分，其中第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件通過(guò)非磁性中間間隙層類似地層疊在一起。這種制造方法包括一個(gè)堆積過(guò)程，在該過(guò)程中，先放置第一個(gè)磁阻效應(yīng)元件，再放置非磁性中間間隙層，然后再放置第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件，按照該順序進(jìn)行下去，還包括另一個(gè)過(guò)程，在該過(guò)程中，當(dāng)電流在一個(gè)方向上流過(guò)第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，通過(guò)應(yīng)用該磁場(chǎng)而進(jìn)行退火，使第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁阻變化特征的極性彼此相反，從而制造出使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器。
此外，在制造根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭的方法中，磁傳感器是采用根據(jù)本發(fā)明的制造如上所述的相應(yīng)的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法制造的。
如上文所述，根據(jù)本發(fā)明的配置，由于磁傳感器由第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件組成，隨著下文進(jìn)行的描述，下面一點(diǎn)將變得很清楚，即，磁間隙長(zhǎng)度可以縮小，因此分辨率也會(huì)得到改進(jìn)。
由于磁傳感器的輸出是作為第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的輸出之間的微分輸出產(chǎn)生的，因此輸出也會(huì)得到改進(jìn)，可以響應(yīng)記錄位的磁化過(guò)渡獲得類似于峰形的再現(xiàn)波形。因此，當(dāng)從垂直磁記錄介質(zhì)讀出記錄信號(hào)時(shí)，就可以避免使用信號(hào)處理電路(如上述微分電路)。


圖1是顯示本發(fā)明的使用了傳統(tǒng)的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的磁頭的基本配置的圖表，圖2A和2B對(duì)于講述傳統(tǒng)的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或磁頭的再現(xiàn)特征有用，其中圖2A是顯示輸出特征的圖表；以及圖2B是顯示從垂直磁化記錄介質(zhì)執(zhí)行再現(xiàn)的方式的示意圖。
圖3是概要顯示本發(fā)明的使用了根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的磁頭的基本配置的圖表；圖4A和4B對(duì)于講述根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或磁頭的再現(xiàn)特征有用，其中圖4A是顯示輸出特征的圖表；以及圖4B是顯示從垂直磁化記錄介質(zhì)執(zhí)行再現(xiàn)的方式的示意圖。
圖5A到5C對(duì)于講述根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或磁頭的輸出特征有用，其中圖5A和5B分別是第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的特征曲線；以及圖5C是顯示圖5A和5B的如上所述的兩個(gè)特征曲線的合成輸出特征曲線的圖表；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖7是顯示包括根據(jù)本發(fā)明的磁傳感器的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的特征的圖表；圖8是一個(gè)特征圖表，顯示了本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁屏蔽型磁頭和具有現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的使用磁阻效應(yīng)的磁屏蔽型磁頭的磁通量效率和磁道寬度之間關(guān)系的測(cè)量結(jié)果；圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要正視圖；圖10是顯示根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要正視圖；圖11是顯示根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要正視圖；圖12是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要正視圖；圖13是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖14是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖16是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖17是顯示應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的磁再現(xiàn)裝置的磁記錄和/或再現(xiàn)裝置的示例的透視圖；
圖18是顯示圖17中顯示的磁記錄和/或再現(xiàn)裝置的傳動(dòng)臂的示例的透視圖；圖19是在講述根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器的磁化狀態(tài)將要參考的圖示；圖20是在講述根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器的磁化狀態(tài)將要參考的圖示；圖21是在講述根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器的磁化狀態(tài)將要參考的圖示；圖22A到22C分別是根據(jù)本發(fā)明的制造方法的過(guò)程圖表；圖23是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖24是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖25是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖26是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖27是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖28是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖29是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖30是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖31是顯示根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的概要剖面圖；圖32是在講述根據(jù)本發(fā)明的制造磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的方法的過(guò)程時(shí)將要參考的透視圖；
圖33是在講述根據(jù)本發(fā)明的制造磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的方法的過(guò)程時(shí)將要參考的透視圖；圖34是在講述根據(jù)本發(fā)明的制造磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的方法的過(guò)程時(shí)將要參考的透視圖；圖35是在講述根據(jù)本發(fā)明的制造磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的方法的過(guò)程時(shí)將要參考的透視圖；圖36是在講述根據(jù)本發(fā)明的制造磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的方法的過(guò)程時(shí)將要參考的透視圖；圖37是在講述根據(jù)本發(fā)明的制造磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的方法的過(guò)程時(shí)將要參考的透視圖；圖38是在講述根據(jù)本發(fā)明的制造磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的方法的過(guò)程時(shí)將要參考的透視圖；圖39是在講述根據(jù)本發(fā)明的制造磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的方法的過(guò)程時(shí)將要參考的透視圖；圖40是在講述根據(jù)本發(fā)明的制造磁傳感器(使用磁阻效應(yīng)的磁頭)的方法的過(guò)程時(shí)將要參考的透視圖；以及圖41是顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的磁頭的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將介紹根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器、使用磁阻效應(yīng)的磁頭、磁再現(xiàn)裝置、制造使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法和制造使用磁阻效應(yīng)的磁頭的方法。
使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器可以由CPP型(垂直于平面的電流型)的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器構(gòu)成，在這種傳感器中，感應(yīng)電流沿著垂直于其磁阻效應(yīng)元件的層平面的方向流動(dòng)(例如)。
已知與CIP型(平面中的電流型)使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器(在這種傳感器中，感應(yīng)電流沿著磁阻效應(yīng)元件的層平面延長(zhǎng)線的方向流動(dòng))相比，具有這種CPP型配置的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器可以產(chǎn)生高輸出，并可以輕松地防止受熱起伏的限制。
根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭是這樣的使用磁阻效應(yīng)的磁頭包括使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，能夠基于垂直磁記錄介質(zhì)中記錄的信息檢測(cè)到信號(hào)磁場(chǎng)。根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭以這樣的方式放置，上述磁傳感器的層平面本質(zhì)上垂直于磁記錄介質(zhì)的表面。
在本發(fā)明中，其使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器都可以具有每一種根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器配置。
根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器包括磁阻效應(yīng)元件的疊合層結(jié)構(gòu)部分(在該部分第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件通過(guò)非磁性中間間隙層層疊在一起)，并從第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件產(chǎn)生相應(yīng)的輸出的微分輸出。
當(dāng)從使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器產(chǎn)生上述微分輸出時(shí)，從電路的觀點(diǎn)來(lái)看，從第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件檢測(cè)到的輸出可以作為外面的微分輸出產(chǎn)生。本發(fā)明不僅僅限于這一方面，第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的磁阻變化特征可以作為相對(duì)于檢測(cè)磁場(chǎng)的相反的極性的磁阻變化特征獲得，即，當(dāng)一個(gè)磁阻變化特征響應(yīng)應(yīng)用的磁場(chǎng)表現(xiàn)出增大的特征時(shí)，另外一個(gè)磁阻變化表現(xiàn)出響應(yīng)應(yīng)用的磁場(chǎng)減少的特征。
第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件都有這樣的配置由鐵磁性層組成的磁化自由層，其磁化方向分別會(huì)根據(jù)外部磁場(chǎng)而改變，由鐵磁性層組成的非磁性墊片層和磁化固定層，其磁化方向本質(zhì)上分別固定在預(yù)先確定的方向，它們按上述順序?qū)盈B在一起。
鐵磁性交換耦合到磁化固定層的反鐵磁性層可以層疊在磁化固定層上，磁化固定層的磁化方向可以由如上所述的反鐵磁性層進(jìn)行固定。
在第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的疊合層結(jié)構(gòu)部分，第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的磁化自由層一側(cè)彼此通過(guò)非磁性中間間隙層相對(duì)，例如，第一個(gè)磁阻效應(yīng)元件可以采用所謂的底部型配置，第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件可以采用頂部型配置，第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件可以通過(guò)非磁性中間間隙層層疊在一起。
在疊合層結(jié)構(gòu)部分(如上文所述，在該部分，第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件在磁化自由層的一側(cè)層疊在一起)，第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中的一個(gè)元件的磁化固定層可以由單一鐵磁性層構(gòu)成，或者可以采用疊合層結(jié)構(gòu)，由奇數(shù)層數(shù)組成的多層鐵磁性層基于所謂的綜合配置而構(gòu)成，在該配置中，磁矩的方向彼此以一種幾乎反并行的方式耦合。
然后，另外一個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層可以采用由偶數(shù)層數(shù)組成的反鐵磁性層的疊合層結(jié)構(gòu)，采用綜合配置，在該配置中，磁化方向以一種幾乎反并行的方式彼此耦合。
如此，在第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中，鐵磁性交換耦合到磁化固定層的反鐵磁性層的磁化方向本質(zhì)上是相同的方向，因此第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中的磁阻變化特征可以表現(xiàn)出彼此相反的極性。
或者，第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件是包括反鐵磁性層、磁化固定層和磁化自由層的磁阻效應(yīng)元件。第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層包括基于兩層都是鐵磁性層的單層結(jié)構(gòu)的疊合層結(jié)構(gòu)，由奇數(shù)層數(shù)組成的多個(gè)鐵磁性層結(jié)構(gòu)，在該配置中，磁矩的方向彼此以一種幾乎反并行的方式耦合，或者基于由偶數(shù)層數(shù)組成的鐵磁性層結(jié)構(gòu)，在該配置中，磁矩的方向彼此以一種幾乎反并行的方式耦合。
如此，鐵磁性交換耦合到第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的反鐵磁性層的磁化方向是反并行的。
可以使第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的反鐵磁性層在厚度和成份任何一個(gè)方面或者兩個(gè)方面彼此都不相同。
利用上述配置，第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中的反鐵磁性層的厚度會(huì)改變，因此交換耦合磁化固定層和反鐵磁性層的磁場(chǎng)所在的溫度會(huì)丟失，即，所謂的阻止溫度會(huì)彼此不同。當(dāng)阻止溫度彼此不同時(shí)，磁化固定層和反鐵磁性層的磁化方向可以設(shè)置為反并行的，例如，通過(guò)每個(gè)磁化固定層的兩步驟磁化固定退火進(jìn)行。即，第一步磁化固定退火將在阻止溫度增大的元件上以預(yù)先確定的溫度執(zhí)行，然后在低于這種磁化固定退火的溫度的溫度執(zhí)行第二次磁化固定退火。
第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件可以具有流量引導(dǎo)層，至少放于疊合層結(jié)構(gòu)部分的前部或后部。
根據(jù)此磁通量引導(dǎo)層，通過(guò)將經(jīng)過(guò)第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的信號(hào)檢測(cè)磁場(chǎng)形成磁路，磁通量效率會(huì)得到改進(jìn)，磁阻變化的靈敏度可以也會(huì)得到改進(jìn)。
如上文所述，雖然可以通過(guò)第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的疊合層結(jié)構(gòu)部分的配置使磁阻變化特征在特征方面彼此相反，但是第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件可以有相對(duì)于應(yīng)用的磁場(chǎng)的相同極性的磁阻變化特征，從電路的觀點(diǎn)來(lái)看，第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的輸出之間的微分輸出也可以作為磁傳感器輸出產(chǎn)生。
當(dāng)?shù)谝缓偷诙€(gè)磁阻效應(yīng)元件在它們的磁化自由層側(cè)通過(guò)非磁性中間間隙層層疊在一起時(shí)，這些磁化自由層的厚度可以比非磁性中間間隙層的厚度小。利用這種配置，可以滿意地根據(jù)磁性信號(hào)檢測(cè)到的材料(從中讀出磁性信號(hào))的記錄位的大小捕獲磁通量。
通過(guò)彼此選擇第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的磁化自由層的厚度，這些磁化自由層的所謂的磁化量(飽和磁化Msx厚度)可以彼此任意地選擇，仍可以保持操作的對(duì)稱。
在根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭中，與其后部的的厚度相比，其非磁性中間間隙層的厚度(例如)可以在其表面(在該表面中，它與上文介紹的磁記錄介質(zhì)相對(duì))可以縮小。
此外，如上文所述，當(dāng)其磁傳感器具有上述配置(在該配置中，第一和第二個(gè)磁化自由層通過(guò)非磁性中間間隙層層疊在一起)時(shí)，非磁性中間間隙層的末端和中間被非磁性中間間隙層隔開(kāi)的相鄰的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁化自由層的末端可以從第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層和非磁性墊片層向前凸出。
此磁再現(xiàn)裝置是這樣的磁再現(xiàn)裝置包括使用磁阻效應(yīng)具有磁傳感器的磁頭，能夠基于垂直磁記錄介質(zhì)中記錄的信息檢測(cè)到信號(hào)磁場(chǎng)。其使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器具有根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的相應(yīng)的磁傳感器的上述配置。
根據(jù)本發(fā)明，制造使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法包括薄片堆積過(guò)程，在該過(guò)程中，先放置第一個(gè)磁阻效應(yīng)元件，再放置非磁性中間間隙層，再放置第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件，按照該順序進(jìn)行下去，還包括另一個(gè)過(guò)程，在該過(guò)程中，當(dāng)計(jì)劃將第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的反鐵磁性層的磁化方向設(shè)置為相同方向時(shí)，通過(guò)如上文所述的在一個(gè)方向上應(yīng)用磁場(chǎng)而進(jìn)行退火，將磁化方向同時(shí)設(shè)置為同一方向。
如上文所述，當(dāng)?shù)谝缓偷诙€(gè)磁阻效應(yīng)元件的反鐵磁性層在反并行方向上磁化時(shí)，在按順序放置第一個(gè)磁阻效應(yīng)元件、非磁性中間間隙層和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的過(guò)程之后，當(dāng)電流在一個(gè)方向上流過(guò)磁傳感器產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，通過(guò)應(yīng)用該磁場(chǎng)而進(jìn)行退火，相應(yīng)的反鐵磁性層將會(huì)以反并行方式磁化。
此外，當(dāng)兩個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的阻止溫度彼此不同時(shí)，為了固定這些磁化，通過(guò)固定兩個(gè)階段的退火來(lái)對(duì)第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件進(jìn)行處理，從而使第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件雙方的磁化方向都可以被設(shè)置為反并行的(例如)。
根據(jù)制造使用磁阻效應(yīng)的磁頭的方法，在相應(yīng)的使用磁阻效應(yīng)的磁頭中制造使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法，可以通過(guò)應(yīng)用制造上述相應(yīng)的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
接下來(lái)，將介紹根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器和根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭的基本操作。
圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器(MR磁傳感器)10的基本配置的概要剖面圖。如圖3所示，此MR磁傳感器10的配置是這樣的具有傳導(dǎo)性多層結(jié)構(gòu)的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件(MR元件)1和2通過(guò)非磁性中間間隙層3層疊在一起，而在此實(shí)施例中非磁性中間間隙層3由傳導(dǎo)性材料制成。相應(yīng)的元件1和2的前端與正面5相對(duì)(在正面5處它們與磁性信號(hào)檢測(cè)材料4(例如，磁天平或磁記錄介質(zhì)，如硬盤(pán)接觸或相對(duì))，例如，ABS表面。
在此實(shí)施例中，使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器10采用CPP配置，在這種配置中，感應(yīng)電流在垂直于第一和第二個(gè)MR元件1和2的層平面的方向上流動(dòng)。
圖4B顯示了具有上述配置的MR磁傳感器10從磁性信號(hào)檢測(cè)材料4再現(xiàn)信號(hào)的方式。圖4A顯示了此時(shí)獲得的再現(xiàn)輸出特征。具體來(lái)講，在本例中，當(dāng)MR磁傳感器10跨記錄信號(hào)磁疇(記錄位)M1和M2(它們?cè)跈z測(cè)材料4的厚度方向上被垂直磁化，圖4B中的箭頭概要說(shuō)明了磁化狀態(tài))移動(dòng)時(shí)，MR磁傳感器10產(chǎn)生了圖4A所示的再現(xiàn)輸出，即，檢波后的輸出。
下面將參考圖5A到5C對(duì)上述操作進(jìn)行介紹。當(dāng)?shù)谝缓偷诙€(gè)MR元件1和2經(jīng)過(guò)相鄰的記錄信號(hào)磁疇M1和M2(它們?cè)跈z測(cè)材料4的相反方向上被磁化)之間的磁墻5時(shí)，第一和第二個(gè)MR元件1和2會(huì)產(chǎn)生輸出特征曲線，在該曲線中，再現(xiàn)輸出電壓迅速地隨著兩個(gè)MR元件1和2所在的極點(diǎn)之間的差異而變化，具體來(lái)講，中心表面相對(duì)于磁化自由層(充當(dāng)相應(yīng)的MR元件1和2的磁通量感應(yīng)薄片)的相應(yīng)的厚度方向之間的距離和兩個(gè)MR元件1和2的傳輸速度確定的時(shí)間t1和t2之間的差異Δt。
在本發(fā)明中，第一和第二個(gè)MR元件1和2具有相反極性的磁阻變化特征，以使第一和第二個(gè)MR元件1和2的再現(xiàn)輸出可以作為微分輸出產(chǎn)生。例如，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)MR元件1經(jīng)過(guò)磁墻5以使第一個(gè)MR元件1表現(xiàn)出電壓V1提高到電壓+V2的特征(如圖5A所示)時(shí)，第二個(gè)MR元件2經(jīng)過(guò)磁墻5以使第二個(gè)MR元件2表現(xiàn)出電壓-V′變?yōu)殡妷?V2′的特征，如圖5B所示。如此，作為磁傳感器10的輸出，獲得一種孤立的波形輸出，如圖5C所示。
由于圖5C所示的孤立波形輸出的一半寬度PW50對(duì)應(yīng)于第一和第二個(gè)MR元件1和2的磁通量感應(yīng)薄片的兩個(gè)中心表面之間的距離，因此決定分辨率的磁性間隙G的磁間隙長(zhǎng)度LG由中心表面之間的距離確定。
相反，根據(jù)具有第一和第二個(gè)MR元件1和2的MR磁傳感器10，由于差異Δt(＝t1-t2)可以轉(zhuǎn)換成圖5C所示的孤立波形輸出的一半寬度PW50的距離和MR磁傳感器10和檢測(cè)材料4之間相對(duì)線性速度，根據(jù)本發(fā)明的MR磁傳感器10可以應(yīng)用到磁天平中。
如上文所述，MR磁傳感器10的配置是這樣的第一和第二個(gè)MR元件1和2通過(guò)非磁性傳導(dǎo)性中間間隙層3層疊在一起，第一和第二個(gè)MR元件1和2優(yōu)選情況下應(yīng)具有它們的磁阻變化特征，這些特征彼此在極性方面相反。
然后，第一和第二個(gè)MR元件1和2采用SV型GMR配置，這些配置分別包括反鐵磁性層、磁化固定層和磁化自由層作為磁通量感應(yīng)薄片或鐵磁隧道磁阻效應(yīng)元件(TMR元件)配置，并且第一和第二個(gè)MR元件1和2通過(guò)非磁性中間間隙層3層疊在一起。在本例中，MR磁傳感器10采用CPP配置，在該配置中，感應(yīng)電流在疊合層方向流動(dòng)，即，在垂直于層平面的方向流動(dòng)。
圖6是顯示此MR磁傳感器10和包括此MR磁傳感器10作為磁性感應(yīng)部分(例如)的MR磁頭20的示例的概要剖面圖。如圖6所示，在第一個(gè)磁屏蔽和電極31上，放置了底部型第一個(gè)MR元件1，中間有傳導(dǎo)性第一個(gè)非磁性間隙層41和襯底6。在此第一個(gè)MR元件1上，有MR磁傳感器10，該傳感器具有頂部型第二個(gè)MR元件2，中間有非磁性中間間隙層3穿過(guò)。
在第二個(gè)MR元件2的表面上，有保護(hù)層7，在該保護(hù)層上面，有第二個(gè)磁屏蔽附帶電極32，中間有傳導(dǎo)性第二個(gè)非磁性間隙層42。
此MR磁傳感器10的前端面對(duì)正面5，該正面5與磁性信號(hào)檢測(cè)材料，例如，磁記錄介質(zhì)(未顯示)接觸或相對(duì)，絕緣層61嵌入到MR磁傳感器10等等的后部。一個(gè)磁通量引導(dǎo)層(稍后將作介紹)放在MR磁傳感器10的后部。
底部型的第一個(gè)MR元件1的構(gòu)成方式是這樣的第一個(gè)反鐵磁性層11、鐵磁性交換耦合到第一個(gè)反鐵磁性層11的第一個(gè)磁化固定層2、傳導(dǎo)性第一個(gè)非磁性墊片層13和第一個(gè)磁化自由層14按照該順序放置在襯底6(根據(jù)需要設(shè)立)上。
頂部型第二個(gè)MR元件2的構(gòu)成方式是這樣的第二個(gè)磁化自由層24，傳導(dǎo)性第二個(gè)非磁性墊片層23，第二個(gè)磁化固定層22和鐵磁性交換耦合到此磁化固定層22的第二個(gè)反鐵磁性層21，通過(guò)非磁性中間間隙層3以該順序?qū)盈B在第一個(gè)MR元件1上。
第一和第二個(gè)MR元件1和2中任何一個(gè)的磁化固定層12或22由單層組成或基于所謂的疊合層亞鐵磁性層結(jié)構(gòu)由奇數(shù)層數(shù)鐵磁性層組成，在這種結(jié)構(gòu)中，磁矩的方向彼此以一種反并行方式耦合。另外一個(gè)MR元件2或1的磁化固定層22或12具有偶數(shù)層數(shù)的鐵磁性層疊合層結(jié)構(gòu)，基于疊合層亞鐵磁性層結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，磁矩的方向彼此以一種反并行方式耦合。
此時(shí)，兩個(gè)MR元件1和2可以作為具有磁阻變化特征的MR元件構(gòu)成，在這種元件中，反鐵磁性層11和21和第一和第二個(gè)磁化固定層12和22(它們分別鐵磁性交換耦合到反鐵磁性層11和21)，在同一方向上被磁化并且在極性方面是相反的，如圖7中的曲線51和52所示。
或者，第一和第二個(gè)MR元件1和2的兩個(gè)磁化固定層12和22都可以采用疊合層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)基于鐵磁性層的單層結(jié)構(gòu)或奇數(shù)層數(shù)的許多鐵磁性層結(jié)構(gòu)(在這種結(jié)構(gòu)中，磁矩的方向彼此以一種反并行方式耦合)，或者偶數(shù)層數(shù)的鐵磁性層結(jié)構(gòu)(在這種結(jié)構(gòu)中，磁矩的方向以一種反并行方式彼此耦合，以使反鐵磁性層11和21可以以一種反并行方式磁化)。
為了可以在檢測(cè)磁場(chǎng)未從外部應(yīng)用到磁化自由層14和24的情況下穩(wěn)定地獲得垂直于檢測(cè)磁場(chǎng)的同一方向的磁化狀態(tài)(此狀態(tài)在下文中將被稱為“非磁場(chǎng)狀態(tài)”)，雖然未在圖6中顯示，磁耦合到第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件1和2的磁化自由層的末端部分的穩(wěn)定偏磁硬磁層放在這些部分的兩側(cè)，在這些部分，至少放置磁化自由層14和24。或者，此穩(wěn)定偏磁硬磁層可以去除，或者可以基于包括穩(wěn)定偏磁硬磁層和非磁性中間間隙層3的長(zhǎng)距離交換耦合提供一個(gè)反鐵磁性層。
如上文所述，由于根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器產(chǎn)生微分輸出，在這種情況下，使用磁性信號(hào)檢測(cè)材料的磁阻效應(yīng)的磁頭可以增大抵抗在使用磁阻效應(yīng)的磁頭和磁記錄介質(zhì)彼此接觸的情況下產(chǎn)生的高溫的耐久性。具體來(lái)講，一般屏蔽型磁頭會(huì)遇到由于高溫其輸出波形的基線發(fā)生移動(dòng)并變得不規(guī)則的問(wèn)題或者一般屏蔽型磁頭會(huì)不可避免地從介質(zhì)中檢測(cè)到并非由信號(hào)磁場(chǎng)引起的異常高峰的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明，這些問(wèn)題都可以避免。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在記錄位的磁化過(guò)渡的檢測(cè)分辨率中，磁間隙長(zhǎng)度可以基于兩個(gè)磁阻效應(yīng)元件之間放置的非磁性中間間隙層的厚度來(lái)決定。在這種情況下，可以有一個(gè)充分狹窄的磁性間隙，以使檢測(cè)分辨率可以充分地增大。結(jié)果，可以使磁記錄介質(zhì)的密度非常高。
圖8中的特征曲線a和b顯示了根據(jù)本發(fā)明具有上述微分配置的使用磁阻效應(yīng)的磁屏蔽型磁頭和具有現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的使用磁阻效應(yīng)的磁屏蔽型磁頭的相應(yīng)的磁通量效率(％)和相應(yīng)的磁道寬度之間的關(guān)系的測(cè)量結(jié)果。
不論是在現(xiàn)有技術(shù)還是在本發(fā)明中的使用磁阻效應(yīng)的屏蔽型磁頭中，磁通量效率隨著磁道寬度的縮小而降低。
然而，對(duì)圖8的研究顯示，根據(jù)本發(fā)明的磁頭可以獲得大約兩倍于現(xiàn)有技術(shù)磁屏蔽型磁頭的磁通量效率的磁通量效率，從而導(dǎo)致磁頭輸出大大地增大。
即，當(dāng)保持磁通量時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，記錄磁道寬度可以顯著地縮小，因此可以實(shí)現(xiàn)高于100Gbpsi的超高密度垂直記錄。
在上述配置中，盡管第一和第二個(gè)MR元件1和2的配置的特征彼此在極性方面相反，但是本發(fā)明不僅僅限于此，第一和第二個(gè)MR元件1和2的配置也可以具有相同極性的磁阻變化特征，這樣從電路觀點(diǎn)來(lái)看第一和第二個(gè)MR元件1和2中的檢波后的輸出可以作為微分輸出產(chǎn)生。
在上述配置中，磁屏蔽和電極31和32可以由AlTiC襯底上的鍍NiFe層組成。
提供襯底6是為了降低諸如來(lái)自MR元件的放置表面的污染之類的影響，還為了改善襯底6上放置的薄片的晶格方向。此襯底6可以由Ta(例如)和其他合適的材料(如Zr、Ru、Cr和Cu)制成。此外，襯底6可以由疊合層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在該結(jié)構(gòu)中，其他材料層層疊在這些材料層上。
反鐵磁性層11和12可以由PtMn、NiMn、PdPtMn、Ir-Mn、Rh-Mn、Fe-Mn、鎳氧化物、鈷氧化物、鐵氧化物等制成。
當(dāng)這些鐵磁性層11和21的阻止溫度如前所述彼此不同時(shí)，可以改變鐵磁性層11和21的成份，或者可以改變鐵磁性層11和21的厚度。
包括磁化固定層12和22的鐵磁性層可以由Co、Fe、Ni或者兩個(gè)或更多這些材料或者不同的成份的組合構(gòu)成的材料的合金的鐵磁性層構(gòu)成，例如，F(xiàn)e和Cr的相應(yīng)的鐵磁性層。此外，包括磁化固定層12和22的鐵磁性層可以由上述材料制成，在這些材料中，還可以添加B、C、N、O、Zr、Hf、Hf、Al、Ta等等添加劑。
由于非磁性插入層的材料插入在需要的相應(yīng)的鐵磁性層之間，當(dāng)這些磁化固定層12和22具有基于許多鐵磁性層的疊合層的疊合亞鐵磁性層結(jié)構(gòu)(在這種結(jié)構(gòu)中，磁矩方向以一種反并行方式彼此耦合)時(shí)，可以使用厚度為0.9nm的諸如Ru、Cr、Rh和Ir之類的薄材料。
當(dāng)磁化自由層14和24由CoFe薄片、NiFe薄片、CoFeB薄片或這些薄片的疊合層薄片(例如，CoFe/NiFe或CoFe/NiFe/CoFe)制成時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)更大的MR比和軟磁性特征。
傳導(dǎo)性非磁性中間間隙層3，第一和第二個(gè)非磁性間隙層41、42、第一和第二個(gè)非磁性墊片層13和23等等都可以由Ta、Cu、Au、Ag、Pt、Al或Cu-Ni和Cu-Ag構(gòu)成。
由于非磁性中間間隙層3的厚度規(guī)定了圖3中所示的配置中的實(shí)質(zhì)磁性間隙G的磁間隙長(zhǎng)度LG，因此非磁性中間間隙層3的此厚度將基于記錄密度(以該記錄密度從磁記錄介質(zhì)中讀出信號(hào))確定。
此外，在第一和第二個(gè)磁化自由層14和24跨此非磁性中間間隙層3放置的配置中，相對(duì)于這些磁化自由層14和24的薄片厚度之間的關(guān)系，為了保持相對(duì)于記錄位等等的檢測(cè)磁場(chǎng)的檢測(cè)分辨率，還為了平穩(wěn)地捕獲磁通量，兩個(gè)磁化自由層14和24的薄片厚度優(yōu)選情況下應(yīng)比非磁性中間間隙層的薄片厚度薄。
當(dāng)此非磁性中間間隙層3規(guī)定磁間隙長(zhǎng)度LG時(shí)，非磁性中間間隙層3的厚度可以在1nm到50nm之間的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選情況下，應(yīng)在1nm到20nm之間的范圍內(nèi)選擇。當(dāng)非磁性中間間隙層3的厚度少于1nm時(shí)，在第一和第二個(gè)磁化自由層14和24之間發(fā)生交換耦合或靜磁耦合，這樣，靈敏度會(huì)不可避免地降低。此外，當(dāng)非磁性中間間隙層3的厚度超過(guò)50nm時(shí)，在兩個(gè)磁化自由層14和24之間形成磁路就變得困難。
穩(wěn)定偏磁硬磁層可以由CoCrPt或Coγ-Fe2O3等等制成。
保護(hù)層24可以由Ta、W、Zr等等制成。
在上述配置中，可以通過(guò)圖案蝕刻為第一和第二個(gè)MR元件1和2的疊合層結(jié)構(gòu)部分提供預(yù)先確定的磁道寬度。圖9是從正面顯示疊合層結(jié)構(gòu)部分的概要正面圖。如圖9所示，一般來(lái)說(shuō)，上述疊合層結(jié)構(gòu)部分傾向于像梯形。因此，從放置在疊合層結(jié)構(gòu)部分的兩側(cè)的穩(wěn)定偏磁硬磁層60應(yīng)用到兩個(gè)MR元件1和2的第一和第二個(gè)磁化自由層14和24的偏磁場(chǎng)變得不對(duì)稱，以致于在如圖5C所示的從第一和第二個(gè)MR元件1和2的輸出之間的微分輸出產(chǎn)生的輸出波形中發(fā)生所謂的基本位移，從而導(dǎo)致輸出波形混亂。
為了避免這樣的缺點(diǎn)，如圖10的概要正面圖所示，第一和第二個(gè)穩(wěn)定偏磁硬磁層16和26(其穩(wěn)定偏磁場(chǎng)基于諸如成份和厚度之類的因素進(jìn)行控制)可以通過(guò)非磁性中間層62層疊在第一和第二個(gè)磁化自由層14和24上。
此非磁性中間層62可以由絕緣層構(gòu)成，該絕緣層可以阻止經(jīng)過(guò)穩(wěn)定偏磁硬磁層16和26流動(dòng)的感應(yīng)電流的分流。
在圖9和10中，與圖6的元件和部件完全相同的元件和部件是由完全相同的參考編號(hào)表示的，因此不需要作詳細(xì)介紹。
盡管在圖6、9和10中所示的示例中第一和第二個(gè)MR元件1和2的疊合結(jié)構(gòu)部分是通過(guò)圖案蝕刻構(gòu)成的，但是本發(fā)明不僅限于此，這樣的變體也是可以的。即，如圖14和24的概要正面圖所示，第一和第二個(gè)MR元件的任何一個(gè)都可以由圖案蝕刻構(gòu)成，其他元件也可以在整個(gè)表面上構(gòu)成。
在這種情況下，穩(wěn)定偏磁場(chǎng)可以分別應(yīng)用到第一和第二個(gè)MR元件1和2的磁化自由層14和24。具體來(lái)講，穩(wěn)定偏磁場(chǎng)可以從第一或第二個(gè)穩(wěn)定偏磁硬磁層16或26應(yīng)用到由圖案蝕刻構(gòu)成的MR元件，通過(guò)將反鐵磁性層構(gòu)成的偏磁層63交換耦合到磁化自由層，穩(wěn)定偏磁場(chǎng)可以應(yīng)用到其他不是由圖案蝕刻構(gòu)成的MR元件。
如此，應(yīng)用到帶有不同圖案的第一和第二個(gè)磁化自由層14和24的穩(wěn)定偏磁場(chǎng)可以不同，因此，上述基本位移問(wèn)題可以得到解決。
在圖11和12中，與圖6、9和10的元件和部件完全相同的元件和部件是由完全相同的參考編號(hào)表示的，因此不需要作詳細(xì)介紹。
如上文所述，由于使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器包括硬磁性層或反鐵磁性層(它們分別將穩(wěn)定偏磁場(chǎng)應(yīng)用到第一和第二個(gè)磁化自由層14和24)，穩(wěn)定偏磁場(chǎng)可以在控制之下正確地應(yīng)用到相應(yīng)的MR元件。因此，可以使第一和第二個(gè)MR元件的操作保持對(duì)稱，因此，輸出波形的基本位移也可以消除。
當(dāng)?shù)谝缓偷诙€(gè)MR元件1和2的第一和第二個(gè)磁化自由層14和24的寬度彼此不同(如圖9所示)時(shí)，通過(guò)選擇這些磁化自由層14和24的成份，可以使飽和磁化彼此不同，例如，CoFe和NiFe的疊合層結(jié)構(gòu)以及CoFe的單層結(jié)構(gòu)和/或磁化量(由飽和磁化和薄片厚度的乘積給定)，可以通過(guò)選擇磁化自由層14和24的薄片厚度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。具體來(lái)講，可以使圖9所示的狹窄的第二個(gè)磁化自由層24的厚度或飽和磁化比第一個(gè)磁化自由層14的厚度或飽和磁化更大。如此，可以使兩個(gè)MR元件1和2的操作保持對(duì)稱。
當(dāng)一般HDD裝置中的磁頭組件和磁頭從磁記錄介質(zhì)飛轉(zhuǎn)以執(zhí)行再現(xiàn)操作時(shí)，磁記錄介質(zhì)中的第一和第二個(gè)MR元件1和2的第一和第二個(gè)磁化自由層14和24的飛行量可能彼此不同。還是在這種情況下，操作的對(duì)稱可以通過(guò)正確地選擇第一和第二個(gè)磁化自由層14和24的厚度來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。
圖13是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的概要剖面圖。在此實(shí)施例中，磁通量引導(dǎo)層70R放置在第一和第二個(gè)MR元件1和2的后部，封閉的磁路(磁電路)由第一和第二個(gè)磁化自由層14和24組成，因此可以降低檢測(cè)信號(hào)磁場(chǎng)的泄漏，即，可以集中檢測(cè)信號(hào)磁場(chǎng)，因此磁通量效率可以得到顯著改善。
此后面磁通量引導(dǎo)層70R可以由具有軟磁性特征的鐵磁材料(如NiFe和無(wú)定形CoZrNb)制成。優(yōu)選情況下，從改善磁通量效率的觀點(diǎn)來(lái)看，此磁通量引導(dǎo)層70R應(yīng)具有高于50的導(dǎo)磁率。此外，為了避免感應(yīng)電流分流，優(yōu)選情況下，磁通量引導(dǎo)層70R應(yīng)由高電阻材料制成。為此，此磁通量引導(dǎo)層70R可以由帶有絕緣材料的顆粒結(jié)構(gòu)的薄片或帶有絕緣層的疊合層薄片制成。
在圖13中，與圖6、9和10的元件和部件完全相同的元件和部件是由完全相同的參考編號(hào)表示的，因此不需要作詳細(xì)介紹。
圖14是顯示使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的另一個(gè)示例的概要剖面圖。如圖14所示，只有第一和第二個(gè)MR元件1和2的第一和第二個(gè)磁化自由層14和24的疊合層部分和插入在第一和第二個(gè)磁化自由層14和24之間的非磁性中間間隙層3可以接觸磁性信號(hào)檢測(cè)材料或?qū)⒎疵婷鎸?duì)磁性信號(hào)檢測(cè)材料(例如，磁記錄介質(zhì))，即，正面5，其他前端從正面5凹陷。此縮回的表面可以用非磁性絕緣層構(gòu)成的遮蓋層71覆蓋。
利用上述配置，大多數(shù)第一和第二個(gè)MR元件都可以避免直接與磁記錄介質(zhì)接觸。結(jié)果，可以避免所謂的 “酷暑”，由于第一和第二個(gè)MR元件與磁記錄介質(zhì)接觸產(chǎn)生的摩擦熱會(huì)影響相應(yīng)的MR元件的特征。如此，可以制成一個(gè)具有絕好的抗熱屬性的穩(wěn)定的MR磁傳感器或MR磁頭。
在圖14中，與圖13的元件和部件完全相同的元件和部件是由完全相同的參考編號(hào)表示的，因此不需要作詳細(xì)介紹。
圖15是顯示根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的另一個(gè)示例的概要剖面圖。在這種情況下，非磁性中間間隙層3的厚度在正面5縮小，在后部增大。
根據(jù)上述配置，正面5中的非磁性中間間隙層3的厚度規(guī)定的磁性間隙G的磁間隙長(zhǎng)度LG在寬度上縮小越多，因此記錄密度也會(huì)增大越多。
然后，在這種情況下，由于非磁性中間間隙層3的厚度在正面縮小，在后部充分增大，第一和第二個(gè)磁化自由層14和24之間的磁耦合可以避免，因此可以避免操作的對(duì)稱性被這種磁耦合所阻礙。
在圖15中，與圖13和14的元件和部件完全相同的元件和部件是由完全相同的參考編號(hào)標(biāo)記的，因此不需要作詳細(xì)介紹。
此外，圖16是顯示根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的另一個(gè)示例的概要剖面圖。在這種情況下，該配置使第一和第二個(gè)磁化自由層14和24和在第一和第二個(gè)磁化自由層14和24之間插入的非磁性中間間隙層3面對(duì)正面，其他部分背離正面，可以構(gòu)成由絕緣層構(gòu)成的遮蓋層71，在遮蓋層71的表面上可以放置磁屏蔽72。
如上文所述，磁屏蔽層72放置在正面，因此可以縮小一半寬度PW50，如圖5C所示。
可以使用NiFe(透磁合金)作為這種磁屏蔽層72的材料。此外，遮蓋層71的絕緣層可以由Al2O3、SiO2等等制成。
然后，在這種配置中，雖然未顯示，還需要通過(guò)在磁屏蔽層72和電極31和32之間插入絕緣層(如Al2O3)以避免電擊穿。
在圖16中，與圖13、14和15的元件和部件完全相同的元件和部件是由完全相同的參考編號(hào)表示的，因此不需要作詳細(xì)介紹。
接下來(lái)，我們將參考圖17和18對(duì)應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的磁再現(xiàn)裝置的磁記錄和再現(xiàn)裝置示例進(jìn)行介紹。
這種磁記錄和再現(xiàn)裝置，在圖17中一般由參考編號(hào)150表示，是使用旋轉(zhuǎn)式激勵(lì)器類型的裝置。如圖所示，在此示例中，一種垂直磁記錄介質(zhì)，垂直記錄磁盤(pán)200放在軸152上，并由馬達(dá)(未顯示)旋轉(zhuǎn)，該馬達(dá)響應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置(未顯示)的控制單元提供的控制信號(hào)被驅(qū)動(dòng)。
此磁記錄和再現(xiàn)裝置150的配置可以容納許多磁盤(pán)200。
用于記錄和再現(xiàn)存儲(chǔ)在磁盤(pán)200中的信息的磁頭滑塊153被附加到類似于薄膜支架154的末端。
磁頭滑塊153在其末端安裝了根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭。
當(dāng)介質(zhì)磁盤(pán)200旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁頭滑塊153的介質(zhì)反面(即，ABS平面)可以距離磁盤(pán)200的表面向上托起預(yù)先確定的間距量?；蛘撸鶕?jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭可以作為所謂的接觸傳輸類型構(gòu)成，在這種類型中，滑塊153可以與磁盤(pán)200接觸。
如圖17所示，支架154連接到包括線軸部分的傳動(dòng)臂155的一端，線軸部分具有激勵(lì)線圈(未顯示)等等。傳動(dòng)臂155的另外一端提供了語(yǔ)音線圈馬達(dá)156，該馬達(dá)是一種線性馬達(dá)。語(yǔ)音線圈馬達(dá)156由纏繞在傳動(dòng)臂155的線軸部分的激勵(lì)線圈(未顯示)和磁路組成，磁路由永磁鐵和反軛相對(duì)而組成，以便夾入此激勵(lì)線圈。
傳動(dòng)臂155由軸157的上面部分和下面部分兩個(gè)位置上的球軸承(未顯示)所支撐，可以由語(yǔ)音線圈馬達(dá)156旋轉(zhuǎn)，以便可以自由地滑動(dòng)。
圖18是顯示從磁盤(pán)側(cè)面看到的位于傳動(dòng)臂155的正面的磁頭組件的透視圖，尺寸已經(jīng)經(jīng)過(guò)放大。具體來(lái)講，如圖18所示，磁頭組件160包括傳動(dòng)臂155，該臂有線軸部分，用于支撐激勵(lì)線圈。支架154連接到傳動(dòng)臂155的一端。
包括根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭的磁頭滑塊153連接到支架154的末端。
支架154包括引線164，用于寫(xiě)入和讀取信號(hào)，此引線164的電源連接到磁頭滑塊153中組裝的磁頭的相應(yīng)的電極。然后，放置了一個(gè)用于磁頭組件160的電極板165。
由于包括根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭的磁再現(xiàn)裝置具有微分配置，因此此磁再現(xiàn)裝置能夠可靠地從磁盤(pán)200中讀出記錄位，它們是以比現(xiàn)有技術(shù)的密度高得多的記錄密度記錄的。
接下來(lái)，將詳細(xì)介紹根據(jù)本發(fā)明的MR磁傳感器10或充當(dāng)MR磁頭的磁感應(yīng)部分的MR磁傳感器的實(shí)施例。然而，不用說(shuō)，本發(fā)明不僅限于下面的這些實(shí)施例。
在此實(shí)施例中，如圖19的概要分解透視圖所示，由于MR磁傳感器采用這樣的配置所謂的底部型(反鐵磁性層放置在底部)的第一個(gè)MR元件1以及所謂的頂部型(反鐵磁性層放置在頂部)的第二個(gè)MR元件2通過(guò)非磁性中間間隙層3層疊在一起，第一和第二個(gè)磁化自由層14和24層疊在一起以使它們彼此靠近。然后，根據(jù)本實(shí)施例的MR磁傳感器采用“電流垂直于平面”的配置，在該配置中，感應(yīng)電流經(jīng)過(guò)疊合層方向流動(dòng)。
然后，在此配置中，第一個(gè)MR元件1將采用底部型SV型GMR配置(在下文中稱為“BSV”)，在該配置中，第一個(gè)磁化固定層12由單層(即，奇數(shù)層數(shù)的鐵磁性層)組成。第二個(gè)MR元件2將采用基于疊合層亞鐵磁性層結(jié)構(gòu)的頂部型SV型GMR配置，即，所謂的綜合配置(在下文中稱為“SSV”)，在該配置中，磁化固定層22由偶數(shù)層數(shù)的鐵磁性層組成，在此實(shí)施例中，第一和第二個(gè)鐵磁性層221和222采用兩層配置，具有鐵磁性，它們通過(guò)非磁性插入層8以這樣的方式層疊在一起磁矩的方向以一種反并行方式彼此耦合。
兩個(gè)磁化自由層14和24的磁化方向被設(shè)置為相同的方向，如圖19中的單向箭頭A14和A24所示。同時(shí)，在非磁場(chǎng)條件下，即，在外部檢測(cè)磁場(chǎng)Hd(如檢測(cè)信號(hào)磁場(chǎng))未應(yīng)用到MR磁傳感器的情況下，兩個(gè)磁化自由層14和24的磁化方向被設(shè)置為垂直于檢測(cè)磁場(chǎng)Hd方向的方向。磁化自由層14和24的磁化方向?qū)⒒诜€(wěn)定偏磁硬磁層或長(zhǎng)距離交換耦合薄片的布局進(jìn)行設(shè)置，關(guān)于這一點(diǎn)，雖然未顯示，但稍后將進(jìn)行介紹。
另一方面，第一和第二個(gè)反鐵磁性層11和21的磁化方向，鐵磁性交換耦合到第一和第二個(gè)反鐵磁性層11和21的磁化固定層22的磁化方向，鐵磁性層222的磁化方向被設(shè)置為相同的方向，如單向箭頭A11、A12、A21、A222所示，也被設(shè)置為垂直于上述磁化自由層14和24的磁化方向的相同方向，如單向箭頭A14和A24所示。
此時(shí)，由于一個(gè)MR元件2的磁化固定層22采用綜合配置，在與磁化自由層24相對(duì)的一邊的鐵磁性層221中，其磁化方向(由單向箭頭A221顯示)可以被設(shè)置為與磁化固定層12(該層與其他磁化自由層14相對(duì))的磁化方向(由單向箭頭A12顯示)相反的方向。
具體來(lái)講，可以使第一和第二個(gè)MR元件1和2的磁阻特征彼此相反。
在圖19中，與圖6的元件和部件完全相同的元件和部件是由完全相同的參考編號(hào)表示的，因此不需要作詳細(xì)介紹。
在上述第一個(gè)實(shí)施例中第一個(gè)MR元件1采用BSV配置，第二個(gè)MR元件2采用TSSV配置，在該配置中，磁化固定層具有疊合層亞鐵磁性層結(jié)構(gòu)，與之不同的是，根據(jù)本實(shí)施例，第一個(gè)MR元件1作為底部型的SV型GMR(在下文中稱為“BSSV”)構(gòu)成，在該配置中，磁化固定層采用疊合層亞鐵磁性層結(jié)構(gòu)，具有兩層亞鐵磁性層，即，所謂的綜合配置，第二個(gè)MR元件2采用頂部型的SV型GMR(在下文中稱為“TSV”)，在該配置中，磁化固定層采用單層結(jié)構(gòu)。
在此實(shí)施例中，類似于上述第一個(gè)實(shí)施例，第一和第二個(gè)反鐵磁性層11和21的磁化方向、鐵磁性交換耦合到第一和第二個(gè)反鐵磁性層11和21的磁化固定層的鐵磁性層的磁化方向，可以被設(shè)置為垂直于磁化自由層14和24的磁化方向的相同方向。在與磁化固定層12的磁化自由層14相對(duì)的一邊的鐵磁性層中，其磁化方向可以被設(shè)置為與反鐵磁性層磁化方向的相反的方向。
即，可以使第一和第二個(gè)MR元件1和2的磁阻特征彼此相反。
根據(jù)本實(shí)施例，如圖20的概要分解透視圖所示，在第二個(gè)MR元件2的配置中，磁化固定層22采用TSSV配置，該配置由偶數(shù)層數(shù)或雙層成分鐵磁性層組成，類似于圖19所示的第一個(gè)實(shí)施例。第一個(gè)MR元件1的磁化固定層12采用所謂的雙綜合配置的多層結(jié)構(gòu)底部型SV型GMR(在下文中稱為“BDSSV”)，在該配置中，第一個(gè)到第三個(gè)成分鐵磁性層121到123，或者三層奇數(shù)層數(shù)通過(guò)非磁性插入層8層疊在一起，以使磁矩的方向以一種反并行方式彼此耦合。在本例中，第一和第二個(gè)反鐵磁性層11和21的磁化方向，鐵磁性交換耦合到第一和第二個(gè)反鐵磁性層11和21的磁化固定層12和22的相應(yīng)的成分鐵磁性層121和222的磁化方向可以被設(shè)置為相同的方向，如單向箭頭A11、A121、A222和A21所示，以便第一和第二個(gè)MR元件1和2可以具有彼此極性相反的磁阻變化特征。
在圖20中，與圖6和19的元件和部分完全相同的元件和部分是由完全相同的參考編號(hào)表示的，因此不需要作詳細(xì)介紹。
在此實(shí)施例中，第一個(gè)MR元件1采用BSSV型配置，第二個(gè)MR元件2的磁化固定層采用基于奇數(shù)層數(shù)的或者三層疊合層亞鐵磁性層結(jié)構(gòu)的雙綜合配置，以便可以作為頂部型SV型GMR(在下文中稱為“TDSSV”)形成MR磁傳感器。在本例中，反鐵磁性層11和12的磁化方向，鐵磁性交換耦合到磁化固定層的部分的磁化方向被設(shè)置為相同的方向，以便第一和第二個(gè)MR元件1和2可以作為具有極性彼此相反的磁阻變化特征的MR元件形成。
在此實(shí)施例中，如圖21的概要分解透視圖所示，第一和第二個(gè)MR元件1和2具有基于偶數(shù)層數(shù)的疊合亞鐵磁性層結(jié)構(gòu)的BSSV配置和TSSV配置，在這些配置中，第一和第二個(gè)MR元件1和2的第一和第二個(gè)磁化固定層12和22包括雙層鐵磁性層121、122和221、222。這些相應(yīng)的層的磁化方向由單向箭頭A121、和A122、A221和A222顯示。在本例中，第一個(gè)反鐵磁性層11的磁化方向和鐵磁性交換耦合到第一個(gè)反鐵磁性層11的第一個(gè)磁化固定層的成分鐵磁性層121的磁化方向、第二個(gè)反鐵磁性層21的磁化方向和鐵磁性交換耦合到第二個(gè)反鐵磁性層21的第二個(gè)磁化固定層22的成分鐵磁性層222的磁化方向被設(shè)置為彼此相反的方向，第一和第二個(gè)MR元件1和2可以具有彼此極性相反的磁阻變化特征。
在圖21中，與圖6、19和20的元件和部件完全相同的元件和部件是由完全相同的參考編號(hào)表示的，因此不需要作詳細(xì)介紹。
在此實(shí)施例中，第一個(gè)MR元件1采用BSV配置，第二個(gè)MR元件2采用TSV配置，磁化固定層由單層磁層組成。在本例中，第一個(gè)反鐵磁性層11的磁化方向，鐵磁性交換耦合到第一個(gè)反鐵磁性層的第一個(gè)磁化固定層的磁化方向，第二個(gè)反鐵磁性層21的磁化方向，鐵磁性交換耦合到第二個(gè)反鐵磁性層21的第二個(gè)磁化固定層22的磁化方向被設(shè)置為彼此相反的方向，第一和第二個(gè)MR元件1和2可以具有極性彼此相反的磁阻變化特征。
下表1列舉了在上述第一個(gè)到第六個(gè)實(shí)施例中的第一和第二個(gè)MR元件1和2的配置。
表1

TSSV頂部型綜合SV型GMRTSV頂部型SV型GMRTDSSV頂部型雙綜合SV型GMRBSV底部型SV型GMRBSSV底部型綜合SV型GMR
BDSSV底部型雙綜合SV型GMR[第七個(gè)實(shí)施例]在此實(shí)施例中，第一和第二個(gè)MR元件1和2可以具有極性相同的磁阻變化特征。具體來(lái)講，在第一和第二個(gè)磁化固定層12和22中，它們的與第一和第二個(gè)磁化自由層14和24相對(duì)的鐵磁性層在相同的方向上被磁化。
然后，在本例中，兩個(gè)MR元件1和2中的輸出可以由微分放大器產(chǎn)生作為到外面的微分輸出。
由于從穩(wěn)定性觀點(diǎn)來(lái)看相應(yīng)的MR元件1和2的磁化固定層應(yīng)具有疊合層亞鐵磁性層結(jié)構(gòu)，類似于第三個(gè)到第五個(gè)實(shí)施例，第一和第二個(gè)MR元件1和2兩者的磁化固定層12和22優(yōu)選情況下應(yīng)具有疊合層亞鐵磁性層結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，不少于兩層的鐵磁性層層疊在一起以使磁矩方向以一種反并行方式彼此耦合。
接下來(lái)，將介紹根據(jù)本發(fā)明的制造方法的實(shí)施例。
此實(shí)施例是這樣的一種制造MR磁傳感器的方法在該方法中，兩個(gè)MR元件1和2的反鐵磁性層11和21的磁化方向和磁化固定層12和22的交換耦合部分的磁化方向被設(shè)置為相同的方向，類似于上述第一個(gè)到第四個(gè)實(shí)施例。
根據(jù)本實(shí)施例，在包括上述MR元件1的層、非磁性中間間隙層3和包括第二個(gè)MR元件2的層按順序放置并層疊在一起之后，如圖19和20所示(例如)，通過(guò)退火過(guò)程，對(duì)此疊合層堆積薄片應(yīng)用外部磁場(chǎng)Hex，該磁場(chǎng)的方向與反鐵磁性層11和21和磁化固定層12和22交換耦合的那一部分形成的磁化方向相同。
此應(yīng)用的外部磁場(chǎng)Hex大約在100[Oe]到10,000[Oe]范圍內(nèi)，退火條件是260℃，大約4小時(shí)。
利用上述配置，兩個(gè)反鐵磁性層11和21和磁化固定層12和22彼此交換耦合的那些部分同時(shí)在相同的方向上被磁化。
因此，根據(jù)本制造方法，不管MR磁傳感器是否包括第一和第二個(gè)MR元件1和2，其制造過(guò)程都可以得到簡(jiǎn)化。
根據(jù)本實(shí)施例，提供了一種制造MR傳感器的方法，在該方法中，兩個(gè)MR元件1和2的反鐵磁性層11和21和磁化固定層12和22彼此交換耦合的部分在相反的方向上磁化，類似于上述第五個(gè)和第六個(gè)實(shí)施例。
在此實(shí)施例中，在包括MR元件1的層、非磁性間隙層3和包括第二個(gè)MR元件2的層按順序?qū)盈B并堆積在一起之后，在大約260℃的退火條件下，如圖21所示，例如，通過(guò)使直流電Iex流過(guò)兩個(gè)MR元件1和2之間非磁性中間間隙層3，方向是引入外部檢測(cè)磁場(chǎng)的方向，從而產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)Hex。利用此配置，以相反的方向?qū)⒋烁袘?yīng)磁場(chǎng)Hex應(yīng)用到第一和第二個(gè)反鐵磁性層11和21，以使第一和第二個(gè)反鐵磁性層11和21在相反的方向上被磁化。
還是在本例中，兩個(gè)反鐵磁性層11和21和磁化固定層12和22交換耦合的那些部分同時(shí)在相同的方向上被磁化。
因此，根據(jù)本制造方法，不管此MR磁傳感器是否包括第一和第二個(gè)MR元件1和2，其制造過(guò)程都可以得到簡(jiǎn)化。
接下來(lái)，我們將參考圖22A到22C，介紹制造MR磁頭(該磁頭使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的MR磁傳感器10作為磁感應(yīng)部分)的方法。
在實(shí)際工業(yè)制造方法中，在大面積的公共磁屏蔽附帶電極31上同時(shí)形成大量的MR磁頭，然后將它們切成方塊。在圖22A到22C中，只顯示了對(duì)應(yīng)于一個(gè)MR磁頭的部分。
首先，如圖22A所示，通過(guò)電鍍，在由AlTiC制成的襯底上準(zhǔn)備由NiFe制成的厚度大約為2μm的磁屏蔽附帶電極3l。在此磁屏蔽和電極31上，通過(guò)連續(xù)噴濺，按順序堆積了第一個(gè)非磁性間隙層41、襯底6、包括第一個(gè)MR元件1的層51、非磁性傳導(dǎo)性中間層3、包括第二個(gè)MR元件2的層52和保護(hù)薄片(未顯示)。
在此狀態(tài)下，當(dāng)通過(guò)應(yīng)用電流執(zhí)行磁場(chǎng)應(yīng)用和退火過(guò)程或者磁場(chǎng)生成和退火過(guò)程時(shí)，在包含第一和第二個(gè)MR元件的層51和52中，反鐵磁性層和鐵磁性交換耦合到此反鐵磁性層的磁化固定層被磁化。
此后，如圖22B所示，通過(guò)將第一和第二個(gè)MR元件1和2蝕刻成所需要的圖案(在顯示的示例中是條紋圖案)，形成MR磁傳感器10，根據(jù)圖案蝕刻處理方法，在被此圖案蝕刻去除的部分形成穩(wěn)定偏磁硬磁層60。
如圖22C所示，在整個(gè)表面上形成第二個(gè)非磁性間隙層42和第二個(gè)磁屏蔽附帶電極32，通過(guò)研磨形成充當(dāng)與合適的介質(zhì)(如從中讀出檢測(cè)磁場(chǎng)的記錄介質(zhì))接觸或者相對(duì)的表面的正面33，例如，ABS。
如此，配置了使用此MR磁傳感器10作為磁感應(yīng)部分的磁頭20。
作為MR磁傳感器10的示例，顯示了根據(jù)圖20所示的第三個(gè)實(shí)施例的MR磁傳感器，即，其中第一和第二個(gè)MR元件1和2具有BDSSV和TSSV配置的MR磁傳感器。
在本例中，襯底6由厚度為5nm的Ta層和厚度為3nm的NiFeCr層組成。
然后，在此襯底6上，堆積厚度為15nm的PtMn層作為第一個(gè)反鐵磁性層11。隨后，在此第一個(gè)反鐵磁性層11上，堆積第一個(gè)成分鐵磁性層121(該層由CoFe層構(gòu)成，厚度為2nm)、磁插入層8(該層由Ru層構(gòu)成，厚度為0.9nm)，第二個(gè)成分鐵磁性層122(該層由CoFe構(gòu)成，厚度為2nm)作為第一個(gè)磁化固定層12。此外，在此第一個(gè)磁化固定層12上，堆積磁插入層8(該層由Ru層構(gòu)成，厚度為0.9nm)和第三個(gè)成分鐵磁性層123(該層由CoFe層構(gòu)成，厚度為2nm)。
然后，堆積第一個(gè)非磁性墊片層(該層由Cu層構(gòu)成，厚度為2.5nm)，在該層上面，堆積第一個(gè)磁化自由層14，該層是具有CoFe層(厚度為2nm)和NiFe層(厚度為3nm)的疊合層結(jié)構(gòu)。
隨后，當(dāng)構(gòu)成非磁性中間間隙層3(在該層上有15nm長(zhǎng)間隙長(zhǎng)度G)時(shí)，在此第一個(gè)磁化自由層14上堆積厚度為1.5nm的Cu層、厚度為7nm的Ta層、厚度為5nm的Ta層、厚度為5nm的Ta層、厚度為1.5nm的Cu層組成的疊合層結(jié)構(gòu)，作為第二個(gè)MR元件的襯底。
隨后，在此非磁性中間間隙層3上，堆積第二個(gè)磁化自由層24(該層具有厚度為3nm的NiFe層、厚度為2nm的CoFe層的疊合層結(jié)構(gòu))，以及第二個(gè)非磁性墊片層23(該層由厚度為2.5nm的Cu層構(gòu)成)。此外，在第二個(gè)非磁性墊片層23上，堆積第一和第二個(gè)成分鐵磁性層221和222，每一層的厚度都為2nm，包括第二個(gè)磁化固定層22，中間被非磁性插入層8(該層由Ru層構(gòu)成，厚度為0.9nm)隔開(kāi)。
然后，在此第二個(gè)磁化固定層22上，堆積PtMn層(該層厚度為15nm)作為第二個(gè)反鐵磁性層21。然后，在第二個(gè)反鐵磁性層21上堆積厚度為10nm的Ta層作為保護(hù)層7。
盡管在圖22A到22C所示的示例中MR磁傳感器具有穩(wěn)定硬磁層60以便穩(wěn)定第一和第二個(gè)磁化自由層14和24的磁化狀態(tài)，但是本發(fā)明不僅限于此，利用穩(wěn)定偏磁硬磁層60或者無(wú)需穩(wěn)定偏磁硬磁層60都可以實(shí)現(xiàn)影響長(zhǎng)距離交換耦合的基于反鐵磁性層的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
在本例中，可以基于長(zhǎng)距離交換耦合構(gòu)成非磁性中間間隙層3作為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)以穩(wěn)定在上述非磁場(chǎng)狀態(tài)下的磁化自由層14和24的磁化狀態(tài)。
即，在本例中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙€(gè)MR元件結(jié)構(gòu)可以作為上述類似的薄片配置構(gòu)成，非磁性中間間隙層3具有15nm的間隙長(zhǎng)度時(shí)，由IrMn層構(gòu)成的厚度為11nm的反鐵磁性層可以插入在Cu層之間，每一層的厚度都為2.0nm。
在上述相應(yīng)的實(shí)施例中，用以穩(wěn)定磁化自由層在上述非磁場(chǎng)下的磁化自由層的磁化的磁化自由層的磁化方向，以及長(zhǎng)距離交換耦合的反鐵磁性層的磁化方向，可以在溫度為180℃時(shí)并應(yīng)用直流磁場(chǎng)進(jìn)行設(shè)置，而在上述磁化固定層在260℃的溫度時(shí)并應(yīng)用該磁場(chǎng)進(jìn)行設(shè)置之后磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)90。
此外，在圖22A到22C所示的配置中，穩(wěn)定偏磁硬磁層可以通過(guò)在最后應(yīng)用直流磁場(chǎng)進(jìn)行磁化。
下面將參考圖23到31中的相應(yīng)的概要剖面圖，介紹具有CPP型配置的MR磁傳感器或者M(jìn)R磁頭以不同的方式工作并如前所述放置了磁通量引導(dǎo)層的配置中的相應(yīng)示例。然而，不用說(shuō)，本發(fā)明不僅限于這些示例。
在圖23和24所示的相應(yīng)的示例中，在第一個(gè)磁屏蔽附帶電極31和第二個(gè)磁屏蔽附帶電極32之間，放置疊合層結(jié)構(gòu)部分，在該部分，具有上述配置的第一和第二個(gè)MR元件1和2通過(guò)非磁性中間間隙層3層疊在相應(yīng)的第一和第二個(gè)磁化自由層14和24的兩側(cè)。
具體來(lái)講，在本例中，實(shí)質(zhì)上的磁間隙長(zhǎng)度LG等于通過(guò)非磁性中間間隙層3彼此相對(duì)的第一和第二個(gè)磁化自由層14和24的中心之間距離。因此，可以通過(guò)選擇非磁性中間間隙層3的厚度來(lái)選擇充分小的磁間隙長(zhǎng)度LG，無(wú)需通過(guò)第一和第二個(gè)MR元件1和2的總厚度進(jìn)行限制。
然后，在第一和第二個(gè)MR元件1和2的后部，放置第一和第二個(gè)后部磁通量引導(dǎo)層70R1和70R2，它們分別以所謂的毗鄰連接磁耦合到相應(yīng)的第一和第二個(gè)磁化自由層14和24。
由于高導(dǎo)磁性的第一和第二個(gè)后部磁通量引導(dǎo)層70R1和70R2放置在相應(yīng)的磁化自由層14和24的后部，因此基于引進(jìn)到相應(yīng)的磁化自由層14和24的信號(hào)磁場(chǎng)的磁通量可以有效地在后部引出。結(jié)果，由于此信號(hào)磁通量被引進(jìn)到相應(yīng)的磁化自由層14和24的整個(gè)深度，因此磁通量效率可以提高，因此MR磁傳感器或者M(jìn)R磁頭的靈敏度可以得到改進(jìn)。
然后，圖23顯示的示例表現(xiàn)了這樣的情況第一和第二個(gè)后部磁通量引導(dǎo)層70R1和70R2分別磁耦合到第一個(gè)磁屏蔽附帶電極31和第二個(gè)磁屏蔽附帶電極32，每一個(gè)電極都由軟磁材料制成，磁通量返回路徑由第一個(gè)磁屏蔽附帶電極31和第二個(gè)磁屏蔽附帶電極32構(gòu)成，這樣，磁通量效率便可以得到顯著改進(jìn)。
在圖23和24所示的配置中，當(dāng)后部磁通量引導(dǎo)層70R1和70R2由電阻系數(shù)低的材料制成時(shí)，用于阻止感應(yīng)電流(流經(jīng)第一個(gè)磁屏蔽附帶電極31和第二個(gè)磁屏蔽附帶電極32)分流到這些后部磁通量引導(dǎo)層70R1和70R2的絕緣層61層疊在后部磁通量引導(dǎo)層70R1和70R2中的一層或兩層上。
然而，本發(fā)明不僅限于此，上述絕緣層61的疊合可以通過(guò)后部磁通量引導(dǎo)層70R1和70R2省略，引導(dǎo)層70R1和70R2分別由電阻系數(shù)高的材料制成，如基于CoZr的無(wú)定形材料(電阻系數(shù)ρ大約120μΩcm)，CoXo或FeXo(每個(gè)X都表示Al、Mg等)。
圖25中顯示的示例表現(xiàn)了這樣的情況兩個(gè)MR元件1和2的磁化自由層14和24具有公用的后部磁通量引導(dǎo)層70R，放置在它們的后部。圖26中顯示的示例表現(xiàn)了這樣的情況兩個(gè)MR元件的磁化自由層14和24在它們的后部放置了第一和第二個(gè)后部磁通量引導(dǎo)層70R1和70R2。
在本例中，第一個(gè)磁屏蔽附帶電極31和第二個(gè)磁屏蔽附帶電極32可以作為磁通量返回路徑工作。
然后，在圖25和26所示的這些示例中，高導(dǎo)磁性材料4T排列在與正面5或磁盤(pán)接觸或相對(duì)的磁信號(hào)檢測(cè)材料的磁記錄介質(zhì)的后表面，或者高導(dǎo)磁性材料4T與磁盤(pán)接觸。通過(guò)此高導(dǎo)磁性材料4T，構(gòu)成了返回路徑，該路徑經(jīng)過(guò)兩個(gè)磁化自由層14和24，因此基于信號(hào)磁場(chǎng)的磁通量可以傳遞到兩個(gè)磁化自由層14和24的整個(gè)區(qū)域。如此，MR磁傳感器或MR磁頭的靈敏度可以得到顯著改進(jìn)。
在圖25和26中，與圖23和24的元件和部件完全相同的元件和部件是由完全相同的參考編號(hào)表示的，因此不需要作詳細(xì)介紹。
盡管在上述示例中后部磁通量引導(dǎo)層放置在磁化自由層的后部，但是本發(fā)明不僅限于此，磁通量引導(dǎo)層可以放置在磁化自由層的前部，如圖27到31所示。
圖27所示的示例表現(xiàn)了這樣的情況第一和第二個(gè)前部磁通量引導(dǎo)層70F1和70F2(每一層都具有軟磁屬性和高導(dǎo)磁性)在兩個(gè)第一和第二個(gè)MR元件1和2的相應(yīng)的第一和第二個(gè)磁化自由層14和24的前部以這樣的方式構(gòu)成它們的前端面對(duì)正面5。這些前部磁通量引導(dǎo)層70F1和70F2可以在后部磁通量引導(dǎo)層70R1和70R2構(gòu)成的同時(shí)構(gòu)成。
圖28所示的示例表現(xiàn)了這樣的情況傳導(dǎo)性第一和第二個(gè)磁通量引導(dǎo)層701和702放置在非磁性中間層3的兩個(gè)表面，以便它們可以與第一和第二個(gè)磁化自由層14和24在第一和第二個(gè)MR元件1和2的完全深度進(jìn)行接觸。圖29中所示的示例表現(xiàn)了這樣的情況只在第一個(gè)磁化自由層14一側(cè)放置磁通量引導(dǎo)層701。
圖30和31所示的示例顯示了這樣的情況第一和第二個(gè)MR元件1和2兩者都采用底部型配置。
然后，圖31所示的示例表現(xiàn)了這樣的情況第二個(gè)磁通量引導(dǎo)層702與非磁性中間間隙層3的前后部分都接觸從而縮小磁間隙長(zhǎng)度LG，還與位于第二個(gè)MR元件2中的上層位置的第二個(gè)磁化自由層24進(jìn)行接觸。
如上文所述，當(dāng)放置前部磁通量引導(dǎo)層70F1和70F2并且磁通量引導(dǎo)層701和702放置遍及整個(gè)深度時(shí)，就可以解決當(dāng)?shù)谝缓偷诙€(gè)MR元件1和2直接面對(duì)正面5時(shí)所出現(xiàn)的問(wèn)題。例如，當(dāng)此正面5通過(guò)研磨產(chǎn)生時(shí)，可以防止第一和第二個(gè)MR元件1和2的深度設(shè)置產(chǎn)生波動(dòng)，并可以防止MR磁傳感器或MR磁頭的特征在研磨時(shí)變差。此外，由于可以避免第一和第二個(gè)MR元件1和2直接暴露在外面，結(jié)果，MR磁傳感器或MR磁頭的壽命可以得到延長(zhǎng)，MR磁傳感器或MR磁頭的工作穩(wěn)定性也會(huì)提高。
然后，根據(jù)這些配置，前部磁通量引導(dǎo)層70F1和70F2之間的間距或磁通量引導(dǎo)層701和702的薄片厚度的中心之間的間距規(guī)定了磁間隙長(zhǎng)度。相應(yīng)地，在本例中，第一和第二個(gè)MR元件1和2的布局不僅限于上述布局它們?cè)诖呕杂蓪?4和24的兩邊彼此相對(duì)，第一和第二個(gè)MR元件1和2也不僅限于底部型和頂部型的組合。
在圖27到31中，與圖23到26的元件和部件完全相同的元件和部件是由完全相同的參考編號(hào)表示的，因此不需要作詳細(xì)介紹。
下面將參考圖32到41的過(guò)程圖表(透視圖)介紹制造具有下列結(jié)構(gòu)的MR磁傳感器或MR磁頭的方法的示例提供了第一和第二個(gè)后部磁通量層，具有CPP配置，在該配置中，提供了磁通量返回路徑。
盡管圖32到41只顯示了一個(gè)MR磁傳感器或MR磁頭，但是，在實(shí)際制造過(guò)程中，在公共襯底上將構(gòu)成大量的MR磁傳感器或MR磁頭，然后將它們切成方塊，因此可以同時(shí)制造許多MR磁傳感器或MR磁頭。
如圖32所示，例如，在返回路徑層311構(gòu)成第一個(gè)電極層312，在返回路徑層中可以構(gòu)成第一個(gè)磁屏蔽，該層由具有相對(duì)較高導(dǎo)磁性的軟磁材料制成，以構(gòu)成返回路徑。在第一個(gè)電極層312上，堆積底部型自旋閥薄片SV1(包含第一個(gè)MR元件1)，即，在其表面上構(gòu)成第一個(gè)磁化自由層14。然后，在自旋閥薄片SV1上，構(gòu)成疊合層部分，在該部分，構(gòu)成傳導(dǎo)性非磁性墊片層3，該層包含非磁性中間間隙層的一部分的厚度，根據(jù)需要，最后構(gòu)成非磁性中間間隙層。
如圖33所示，此疊合層部分的后部從表面到返回路徑311的深度采用合適的方法(如使用光刻的離子蝕刻)進(jìn)行圖案蝕刻。
如圖34所示，構(gòu)成第一個(gè)后部磁通量引導(dǎo)層70R1，使其與第一個(gè)磁化自由層14(該層面對(duì)凹槽313的側(cè)表面)的后面接觸，以便填充凹槽313。
如圖35所示，在整個(gè)表面上構(gòu)成上層的非磁性中間間隙層3。
然后，如圖36所示，通過(guò)合適的方法(如基于光刻的離子蝕刻)除去非磁性中間間隙層3以便在深度方向上留下類似條紋的部分，并在非磁性中間間隙層3的兩邊形成臺(tái)式凹槽314。
如圖37所示，構(gòu)成穩(wěn)定偏磁硬磁層16或反鐵磁性層63，用于將穩(wěn)定偏磁應(yīng)用到非磁性中間間隙層3的兩側(cè)的臺(tái)式凹槽314內(nèi)第一和第二個(gè)MR元件1和2的第一和第二個(gè)磁化自由層。
如圖38所示，頂部型自旋閥薄片(未顯示)，堆積在整個(gè)表面，例如，此頂部型自旋閥薄片通過(guò)圖案蝕刻被蝕刻掉，以便在前端留下所需要的深度。如此，在非磁性中間間隙層3和位于非磁性中間間隙層3或反鐵磁性層63的兩側(cè)的穩(wěn)定偏磁硬磁層16形成與第一個(gè)MR元件1相對(duì)的第二個(gè)MR元件2。
然后，如圖39所示，在第二個(gè)MR元件2的后部形成第二個(gè)后部磁通量引導(dǎo)層70R2。
此后，如圖40所示，形成第二個(gè)返回路徑321，該路徑由具有高導(dǎo)磁性的軟磁材料制成。此返回路徑321還可以充當(dāng)?shù)诙€(gè)電極。
盡管在上述相應(yīng)的示例中MR磁傳感器或MR磁頭主要采用CPP配置，但是本發(fā)明不僅限于此，MR磁傳感器或MR磁頭可以在第一和第二個(gè)MR元件1和2的差異操作配置中采用CIP配置。
這種情況的示例如圖41所示。
在此示例中，在絕緣非磁性中間間隙層3的下面和上面形成底部型和頂部型的第一和第二個(gè)MR元件1和2，間隙層3的寬度以這樣的方式規(guī)定預(yù)先確定磁道寬度第一和第二個(gè)磁化自由層14和24可以分別彼此相對(duì)。
在第一和第二個(gè)MR元件1和2之間和在第一和第二個(gè)磁化自由層14和24之間放置穩(wěn)定硬磁層63或反鐵磁性層16，用于向這些磁化自由層14和24應(yīng)用偏磁場(chǎng)。
第一和第二個(gè)MR元件1和2上面放置了第一和第二個(gè)非磁性絕緣層331和332。然后，在第一和第二個(gè)非磁性絕緣層331和332的后部形成第一和第二個(gè)后部磁通量引導(dǎo)層70R1和70R2，第一和第二個(gè)返回路徑311和321與第一和第二個(gè)后部磁通量引導(dǎo)層70R1和70R2接觸。
然后，第一和第二個(gè)電極91和92穿過(guò)第一和第二個(gè)MR元件1和2的第一和第二個(gè)磁化自由層14和24引出，就會(huì)有感應(yīng)電流經(jīng)過(guò)這些第一和第二個(gè)電極91和92流動(dòng)，如圖41中的箭頭顯示。
在上述相應(yīng)的示例中，盡管使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或使用磁阻效應(yīng)的磁頭由MR元件對(duì)組成，但是，根據(jù)本發(fā)明，可以采取各種修改，如許多磁頭排列在一起的多磁頭配置。
盡管在上述相應(yīng)的示例中使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或使用磁阻效應(yīng)的磁頭主要采用SV型GMR配置，但是本發(fā)明不僅限于此，使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或使用磁阻效應(yīng)的磁頭也可以采用隧道型MR配置。在這種情況下，在上述相應(yīng)的實(shí)施例中，非磁性墊片層13和23可以作為隧道柵欄層。
由于根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭是再現(xiàn)磁頭，因此當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭包含記錄和再現(xiàn)磁頭時(shí)，例如，可以在由根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁頭構(gòu)成的再現(xiàn)磁頭上(例如，經(jīng)過(guò)絕緣層在第二個(gè)磁屏蔽附帶電極32)形成已知薄片型電磁感應(yīng)型記錄磁頭。
如上文所述，由于根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或使用磁阻效應(yīng)的磁頭由第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件組成并在第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中的兩個(gè)輸出之間產(chǎn)生微分輸出，因此可以獲得分辨率高并可以產(chǎn)生大量輸出的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或使用磁阻效應(yīng)的磁頭。
具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)谝缓偷诙€(gè)磁阻效應(yīng)元件1和2的第一和第二個(gè)磁自由層14和24側(cè)彼此相對(duì)時(shí)，由于磁間隙長(zhǎng)度LG由兩個(gè)磁化自由層14和24的中心之間在厚度方向的距離來(lái)確定，因此，可以獲得十分高的分辨率，而不受磁阻效應(yīng)元件的厚度限制。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)，例如，磁間隙長(zhǎng)度僅限于長(zhǎng)于磁阻效應(yīng)元件的厚度的情形，例如大約大于30到40nm。然而，根據(jù)本發(fā)明的配置，可以使用大約為15nm的磁間隙長(zhǎng)度，此外，也可以使用大約幾個(gè)納米的窄磁間隙長(zhǎng)度。
因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可以顯著地改進(jìn)分辨率，例如，也可以改進(jìn)磁記錄介質(zhì)中的記錄密度。
在根據(jù)本發(fā)明的制造使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器和使用磁阻效應(yīng)的磁頭的方法中，由于通過(guò)在一個(gè)方向上應(yīng)用磁場(chǎng)或基于應(yīng)用由電流的流動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)而在第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中形成需要的磁化，即，由于通過(guò)應(yīng)用公共磁場(chǎng)進(jìn)行退火在第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中形成所需要的磁化，因此其制造方法可以得到簡(jiǎn)化。
如上文所述，由于根據(jù)本發(fā)明的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或使用磁阻效應(yīng)的磁頭是由第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件組成的，以便使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或使用磁阻效應(yīng)的磁頭的輸出作為第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中的輸出之間的微分輸出產(chǎn)生，因此可以響應(yīng)記錄位的磁化過(guò)渡獲得類似波峰的再現(xiàn)波形。結(jié)果，當(dāng)從垂直磁性記錄介質(zhì)讀出記錄信號(hào)時(shí)，就可以避免使用信號(hào)處理電路(如上述微分電路)。如此，S/N可以得到改進(jìn)，微分配置也可以得到簡(jiǎn)化。
此外，當(dāng)?shù)谝缓偷诙€(gè)磁阻效應(yīng)元件的疊合層結(jié)構(gòu)部分以這樣的方式構(gòu)成第一和第二個(gè)磁化自由層通過(guò)非磁性中間間隙層彼此相對(duì)，它們的前端面對(duì)使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器或使用的磁阻效應(yīng)的磁頭的正面，由于磁間隙長(zhǎng)度是由第一和第二個(gè)磁化自由層的薄片厚度中心之間的距離確定的，此磁間隙長(zhǎng)度可以充分地縮小，而不會(huì)受磁阻效應(yīng)元件的薄片厚度限制，因此分辨率可以得到很大的改進(jìn)。
因此，可以制造精度很高的磁天平，磁記錄介質(zhì)的記錄密度可以得到提高，再現(xiàn)輸出也可以得到提高。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的制造使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器和使用磁阻效應(yīng)的磁頭的方法中，由于通過(guò)在一個(gè)方向上應(yīng)用磁場(chǎng)或基于應(yīng)用由電流的流動(dòng)而產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)而在第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中形成需要的磁化，即，由于通過(guò)應(yīng)用公共磁場(chǎng)進(jìn)行退火在第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中形成所需要的磁化，因此其制造方法可以得到簡(jiǎn)化，可以提高批量生產(chǎn)效率。
在參考附圖介紹了本發(fā)明的首選實(shí)施例之后，可以理解，本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例，在不偏離如所附的權(quán)利要求書(shū)定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，一個(gè)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，包括磁阻效應(yīng)元件的疊合層結(jié)構(gòu)部分，在該部分，第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件通過(guò)非磁性中間間隙層層疊在一起，其特征在于所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的輸出之間的微分輸出是作為磁傳感器輸出產(chǎn)生的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，其特征在于為所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件提供了磁阻變化特征，這些特征在極性方面是彼此相反的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的構(gòu)成分別是這樣的鐵磁薄片組成的磁化自由層，其磁化方向分別會(huì)根據(jù)外部磁場(chǎng)而改變；由鐵磁性層組成的非磁性墊片層和磁化固定層，其磁化方向分別固定在預(yù)先確定的方向，它們按上述順序?qū)盈B在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的構(gòu)成分別是這樣的鐵磁性層組成的磁化自由層，其磁化方向分別會(huì)根據(jù)外部磁場(chǎng)而改變；非磁性墊片層、磁化自由層和反鐵磁性層，它們分別鐵磁性交換耦合到所述的磁化固定層，它們按上述順序?qū)盈B在一起，并且所述的磁化固定層的磁化方向由所述的鐵磁性層進(jìn)行固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件以這樣的方式層疊在一起所述的磁化自由層彼此相對(duì)，被所述的非磁性中間間隙層隔開(kāi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中某一個(gè)的所述的磁化固定層包括單一鐵磁性層或疊合層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由奇數(shù)層數(shù)組成的許多鐵磁性層構(gòu)成，它們的磁矩方向彼此以一種幾乎反并行的方式耦合，另外一個(gè)磁阻效應(yīng)元件的所述的磁化固定層包括疊合層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由偶數(shù)層數(shù)組成的鐵磁性層構(gòu)成，它們的磁矩方向彼此以一種幾乎反并行的方式耦合，所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的所述的相應(yīng)的反鐵磁性層鐵磁性交換耦合到所述的磁化固定層，所述相應(yīng)的反鐵磁性層的磁化方向幾乎被設(shè)置為相同的方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，其特征在于所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件分別是這樣的磁阻效應(yīng)元件它們包括反鐵磁性層、磁化固定層和磁化固定層，所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的兩個(gè)磁化固定層包括疊合層結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)基于鐵磁性層的單層結(jié)構(gòu)，其磁矩方向以一種幾乎反并行方式彼此耦合的由奇數(shù)層數(shù)組成的多層鐵磁性層結(jié)構(gòu)，或其磁矩方向以一種幾乎反并行方式彼此耦合的由偶數(shù)層數(shù)組成的鐵磁性層結(jié)構(gòu)，所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的反鐵磁性層鐵磁性交換耦合到所述的磁化固定層，所述相應(yīng)的反鐵磁性層的磁化方向被設(shè)置為反并行方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求4、6或7的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，其特征在于所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的所述的反鐵磁性層彼此的成份不同。
9.根據(jù)權(quán)利要求4、6、7或8的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，其特征在于所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的所述的反鐵磁性層彼此的厚度不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，其特征在于所述的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器采用“電流垂直于平面”類型的配置，在該配置中，第一和第二個(gè)電極層中間隔著所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分，電流沿著從所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的疊合層方向延伸的方向經(jīng)過(guò)所述的第一和第二個(gè)電極層流動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分具有磁通量引導(dǎo)層，至少放置在其前部或后部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，進(jìn)一步包括封閉的磁路，該磁路經(jīng)過(guò)所述的第一和第二個(gè)磁化自由層，其構(gòu)成方式使所述的磁通量引導(dǎo)層用作磁路的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，其特征在于所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件具有磁阻變化特征，它們的極性相同，所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中的輸出之間的微分輸出從電路來(lái)看是作為磁傳感器輸出產(chǎn)生的。
14.使用磁阻效應(yīng)并包括使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的磁頭，用于基于垂直磁記錄介質(zhì)中的記錄信息檢測(cè)信號(hào)磁場(chǎng)，其特征在于，所述的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器包括磁阻效應(yīng)元件疊合層結(jié)構(gòu)部分，在該部分，第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件通過(guò)非磁性中間間隙層層疊在一起以及所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的輸出之間的微分輸出是作為磁傳感器輸出產(chǎn)生的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件具有磁阻變化特征，這些特征彼此在極性方面是相反的。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的構(gòu)成分別是這樣的鐵磁薄片組成的磁化自由層，其磁化方向分別會(huì)根據(jù)外部磁場(chǎng)而改變；由鐵磁性層組成的非磁性墊片層和磁化固定層，其磁化方向分別固定在預(yù)先確定的方向，它們按上述順序?qū)盈B在一起。
17.根據(jù)權(quán)利要求14、15或16的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的構(gòu)成分別是這樣的鐵磁薄片組成的磁化自由層，其磁化方向分別會(huì)根據(jù)外部磁場(chǎng)改變；非磁性墊片層、磁化固定層和反鐵磁性層，反鐵磁性層鐵磁性交換耦合到所述的磁化固定層，它們按上述順序?qū)盈B在一起，并且所述的磁化固定層的磁化方向由所述的反鐵磁性層進(jìn)行固定。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件以這樣的方式層疊在一起它們的磁化自由層彼此相對(duì)，分別被所述的非磁性中間間隙層隔開(kāi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中的任何一個(gè)元件的所述的磁化固定層包括單一鐵磁性層的疊合層結(jié)構(gòu)或由奇數(shù)層數(shù)組成的多個(gè)鐵磁性層，它們的磁矩方向以一種幾乎反并行方式彼此耦合，其他磁阻效應(yīng)元件的所述的磁化固定層包括由偶數(shù)層數(shù)組成的鐵磁性層的疊合層結(jié)構(gòu)，它們的磁化方向以一種幾乎反并行方式彼此耦合，所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的反鐵磁性層鐵磁性交換耦合到所述的磁化固定層，所述相應(yīng)的反鐵磁性層的磁化方向被設(shè)置為基本相同的方向。
20.根據(jù)權(quán)利要求17或18的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件分別是這樣的磁阻效應(yīng)元件它們包括反鐵磁性層、磁化固定層和磁化自由層，所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層都包括疊合層結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)包括鐵磁性層的單層結(jié)構(gòu)或其磁矩方向以一種幾乎反并行方式彼此耦合由奇數(shù)層數(shù)組成的多個(gè)鐵磁性層結(jié)構(gòu)，或其磁矩方向以一種幾乎反并行方式彼此耦合的由偶數(shù)層數(shù)組成的鐵磁性層結(jié)構(gòu)，所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的反鐵磁性層鐵磁性交換耦合到所述的磁化固定層，所述相應(yīng)反鐵磁性層磁化方向被設(shè)置為幾乎反并行方向。
21.根據(jù)權(quán)利要求17、19或20的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的所述的反鐵磁性層彼此的成份不同。
22.根據(jù)權(quán)利要求17、19、20或21的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的所述的反鐵磁性層彼此的厚度不同。
23.根據(jù)權(quán)利要求14、15、16、17、18、19、20、21或22的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的使用磁阻效應(yīng)的磁頭采用“電流垂直于平面”類型的配置，在該配置中，第一和第二個(gè)電極層中間隔著所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分，電流沿著從所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的疊合層方向延伸的方向經(jīng)過(guò)所述的第一和第二個(gè)電極層流動(dòng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求14、15、16、17、18、19、20、21、22或23的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分具有磁通量引導(dǎo)層，至少放置在它的前部或后部。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，進(jìn)一步包括封閉的磁路，該磁路經(jīng)過(guò)所述的第一和第二個(gè)磁化自由層，同時(shí)使用所述的磁通量引導(dǎo)層作為磁路的一部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求14、15、16、17、18、19、20、21、22、24或25使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的磁傳感器的薄片平面是這樣放置的幾乎垂直于磁記錄介質(zhì)的表面，所述的非磁性中間間隙層與它與所述的磁記錄介質(zhì)相對(duì)的表面上的后部相比相對(duì)來(lái)說(shuō)較薄。
27.根據(jù)權(quán)利要求18的使用磁阻效應(yīng)的磁頭，其特征在于所述的磁傳感器的薄片平面是這樣放置的幾乎垂直于磁記錄介質(zhì)的表面以及所述的非磁性中間間隙層和跨所述的非磁性中間間隙層的相鄰的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁化自由層的末端從所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層和非磁性墊片層向前凸出。
28.一種磁再現(xiàn)裝置，包括使用具有磁傳感器的磁阻效應(yīng)的磁頭，用于從垂直磁記錄介質(zhì)檢測(cè)記錄信息的信號(hào)磁場(chǎng)，其特征在于所述的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器包括磁阻效應(yīng)元件的疊合層結(jié)構(gòu)部分，在該部分，第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件通過(guò)非磁性中間間隙層層疊在一起以及所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的輸出之間的微分輸出是作為磁傳感器輸出產(chǎn)生的。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件具有磁阻變化特征，這些特征彼此在極性方面是相反的。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的構(gòu)成分別是這樣的鐵磁薄片組成的磁化自由層，其磁化方向分別根據(jù)外部磁場(chǎng)改變；由鐵磁性層組成的非磁性墊片層和磁化固定層，其磁化方向分別固定在預(yù)先確定的方向，它們按上述順序?qū)盈B在一起。
31.根據(jù)權(quán)利要求28、29或30的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的構(gòu)成分別是這樣的鐵磁薄片組成的磁化自由層；其磁化方向分別根據(jù)外部磁場(chǎng)改變；非磁性墊片層、磁化固定層和反鐵磁性層，反鐵磁性層鐵磁性交換耦合到所述的磁化固定層，它們按上述順序?qū)盈B在一起，并且所述的磁化固定層的磁化方向由所述的反鐵磁性層進(jìn)行固定。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件以這樣的方式層疊在一起它們的磁化自由層彼此相對(duì)，分別被所述的非磁性中間間隙層隔開(kāi)。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件中的一個(gè)元件的所述的磁化固定層包括單一鐵磁性層的疊合層結(jié)構(gòu)或其磁矩方向以一種幾乎反并行方式彼此耦合的由奇數(shù)層數(shù)組成的多個(gè)鐵磁性層結(jié)構(gòu)，其他磁阻效應(yīng)元件的所述的磁化固定層包括其磁化方向以一種幾乎反并行方式彼此耦合的由偶數(shù)層數(shù)組成的鐵磁性層的疊合層結(jié)構(gòu)，所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的反鐵磁性層鐵磁性交換耦合到所述的磁化固定層，所述相應(yīng)的反鐵磁性層的磁化方向被設(shè)置為基本上相同的方向。
34.根據(jù)權(quán)利要求31或32的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件分別是這樣的磁阻效應(yīng)元件它們包括反鐵磁性層、磁化固定層和磁化自由層，所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層都包括疊合層結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)包括鐵磁性層的單層結(jié)構(gòu)或其磁矩方向以一種幾乎反并行方式彼此耦合的由奇數(shù)層數(shù)組成的多個(gè)鐵磁性層結(jié)構(gòu)，或其磁矩方向以一種幾乎反并行方式彼此耦合的由偶數(shù)層數(shù)組成的鐵磁性層結(jié)構(gòu)，所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的相應(yīng)的反鐵磁性層以一種幾乎反并行方式鐵磁性交換耦合到每一個(gè)磁化固定層。
35.根據(jù)權(quán)利要求31、33或34的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的所述的反鐵磁性層彼此的成份不同。
36.根據(jù)權(quán)利要求31、33、34或35的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的所述的反鐵磁性層彼此的厚度不同。
37.根據(jù)權(quán)利要求28、29、30、31、32、33、34、35或36的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的磁再現(xiàn)裝置采用“電流垂直于平面”類型的配置，在該配置中，第一和第二個(gè)電極層中間隔著所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分，電流沿著從所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分的疊合層方向延伸的經(jīng)過(guò)所述的第一和第二個(gè)電極層方向流動(dòng)。
38.根據(jù)權(quán)利要求28、29、30、31、32、33、34、35、36或37的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的疊合層結(jié)構(gòu)部分具有磁通量引導(dǎo)層，至少位于其前部或后部。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的磁再現(xiàn)裝置，進(jìn)一步包括封閉磁路，其構(gòu)成方式是，通過(guò)使用所述的磁通量引導(dǎo)層作為磁路的一部分，使該磁路經(jīng)過(guò)所述的第一和第二個(gè)磁化自由層。
40.根據(jù)權(quán)利要求28、29、30、31、32、33、34、35、36、37或38的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的磁傳感器的薄片平面是這樣放置的幾乎垂直于磁記錄介質(zhì)的表面，所述的非磁性中間間隙層與它與所述的磁記錄介質(zhì)相對(duì)的表面上的后部相比相對(duì)來(lái)說(shuō)較薄。
41.根據(jù)權(quán)利要求32的磁再現(xiàn)裝置，其特征在于所述的磁傳感器的薄片平面是這樣放置的幾乎垂直于磁記錄介質(zhì)的表面，所述的非磁性中間間隙層和跨所述的非磁性中間間隙層的相鄰的第一和第二個(gè)磁化自由層的末端從第一和第二個(gè)磁化固定層和所述的第一和第二個(gè)非磁性墊片層向前凸出。
42.制造使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法，該磁傳感器包括疊合層結(jié)構(gòu)部分，在該部分第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件通過(guò)非磁性中間間隙層層疊在一起，該方法包括下列步驟薄片堆積過(guò)程，在該過(guò)程中，按順序放置所述的第一個(gè)磁阻效應(yīng)元件、所述的非磁性中間間隙層和所述的第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件；以及一個(gè)過(guò)程，在該過(guò)程中，通過(guò)在一個(gè)方向上應(yīng)用磁場(chǎng)而進(jìn)行退火，使所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁阻效應(yīng)變化特征的極性彼此相反。
43.制造使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器的方法，該磁傳感器包括疊合層結(jié)構(gòu)部分，在該部分第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件通過(guò)非磁性中間間隙層彼此層疊在一起，該方法包括下列步驟薄片堆積過(guò)程，在該過(guò)程中，按順序放置所述的第一個(gè)磁阻效應(yīng)元件、所述的非磁性中間間隙層和所述的第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件；以及一個(gè)過(guò)程，在該過(guò)程中，當(dāng)電流在一個(gè)方向上流過(guò)所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，通過(guò)在一個(gè)方向上應(yīng)用該磁場(chǎng)而進(jìn)行退火，使所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁阻效應(yīng)變化特征的極性彼此相反。
44.一種制造使用磁阻效應(yīng)的磁頭的方法，該磁頭包括使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，用于基于來(lái)自垂直磁記錄介質(zhì)的記錄信息檢測(cè)信號(hào)磁場(chǎng)，所述的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器包括磁阻效應(yīng)元件疊合層結(jié)構(gòu)部分，在該部分第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件通過(guò)非磁性中間間隙層彼此層疊在一起，該方法包括下列步驟薄片堆積過(guò)程，在該過(guò)程中，按順序放置所述的第一個(gè)磁阻效應(yīng)元件、所述的非磁性中間間隙層和所述的第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件；以及一個(gè)過(guò)程，在該過(guò)程中，通過(guò)在一個(gè)方向上應(yīng)用磁場(chǎng)而進(jìn)行退火，使所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁阻效應(yīng)變化特征的極性彼此相反。
45.一種制造使用磁阻效應(yīng)的磁頭的方法，該磁頭包括使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器，用于基于來(lái)自垂直磁記錄介質(zhì)的記錄信息檢測(cè)信號(hào)磁場(chǎng)，其中所述的使用磁阻效應(yīng)的磁傳感器包括磁阻效應(yīng)元件疊合層結(jié)構(gòu)部分，在該部分第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件通過(guò)非磁性中間間隙層彼此層疊在一起，該方法包括下列步驟薄片堆積過(guò)程，在該過(guò)程中，按順序放置所述的第一個(gè)磁阻效應(yīng)元件、所述的非磁性中間間隙層和所述的第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件；以及一個(gè)過(guò)程，在該過(guò)程中，當(dāng)在一個(gè)方向上對(duì)所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件應(yīng)用感應(yīng)磁場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，通過(guò)應(yīng)用該磁場(chǎng)而進(jìn)行退火，使所述的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的磁阻效應(yīng)變化特征的極性彼此相反。
全文摘要
具有磁通量感應(yīng)薄片的“電流垂直于平面”類型的第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件(1)和(2)，通過(guò)非磁性中間間隙層(3)以這樣的方式層疊在一起它們的磁通量感應(yīng)薄片彼此靠近。然后，使磁阻變化特征彼此相反，以便第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的輸出之間的微分輸出可以作為磁傳感器輸出而產(chǎn)生或者第一和第二個(gè)磁阻效應(yīng)元件的輸出之間的微分輸出可以作為外部電路配置中的微分輸出而產(chǎn)生。如此，分辨率可以通過(guò)下列配置得到改進(jìn)在該配置中，決定分辨率的間隙長(zhǎng)度可以不受磁阻效應(yīng)元件的厚度限制。因此，施加于MR磁傳感器中的分辨率上的限制可以得到改進(jìn)。
文檔編號(hào)H01L43/08GK1405754SQ0214141
公開(kāi)日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月30日
發(fā)明者菅原伸浩, 吉川將壽, 大森廣之 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社, 株式會(huì)社東芝