專利名稱：邊緣偏置的磁阻傳感器的制作方法
本申請是1994年10月31日提出的申請?zhí)枮?4113734.1的申請的分案申請。
本發(fā)明一般涉及用于從磁存儲設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)的薄膜磁頭中的磁阻(MR)讀傳感器，更具體地涉及到這樣的一種MR讀傳感器它利用形狀的各向異性并預(yù)定義MR檢測元件邊緣的磁化強(qiáng)度，其中，MR檢測元件的易磁化軸在制作期間按某個預(yù)先選擇的角度傾斜，以獲得對稱和線性的輸出。
磁記錄系統(tǒng)中MR傳感器操作原理的一般描述由Tsang的“小型磁阻傳感器的磁性”(《應(yīng)用物理雜志》，1984年3月15日第55(6)卷第2226-2231頁)一文提供?；旧险f，MR傳感器通過磁阻讀元件的阻抗變化檢測磁場信號，這種阻抗變化是該元件正在檢測的磁通量及其方向的函數(shù)。使用MR傳感器基于以下的三個主要原因當(dāng)檢測磁介質(zhì)中被記錄的磁通翻轉(zhuǎn)時，輸出電壓大并且與被作用的檢測電流成正比；能獲得良好的線性密度分辨率；MR傳感器的輸出獨(dú)立于傳感器和介質(zhì)之間的相對速度。
MR傳感器通常包括一細(xì)條鐵磁材料，如鎳鐵(NiFe)合金，沿著低矯頑性的易磁化軸被磁化。MR磁條，有時也稱為stripe，一般裝在磁轉(zhuǎn)換器或磁頭上，使得易磁化軸與磁盤記錄介質(zhì)轉(zhuǎn)動的方向相交并且與磁盤的平面平行。來自與被存儲數(shù)據(jù)位相關(guān)的磁盤的磁通引起MR磁條的磁化向量轉(zhuǎn)動，而這又引起MR材料的電阻率的變化。電阻率的這種變化由流過橫向觸點(diǎn)之間的MR磁條檢測到，電阻率近似于根據(jù)磁化向量和電流向量之間角度的COS平方變化。由于這種COS2的關(guān)系，如果磁化向量和電流向量最初是在一直線上，則由于磁盤的磁通使得電阻率的初始變化低而且不定向。因此，通常對易磁化軸的磁化向量或電流向量偏置約45°，以便增強(qiáng)磁化過程中對角度變化的響應(yīng)并使傳感器的輸出線性化。
眾所周知，在現(xiàn)在技術(shù)中，為使MR傳感器能最佳操作，需要兩個偏置磁場。如上所述，為了偏置MR檢測元件，使其對磁通磁場的響應(yīng)為線性的，通常需要一個橫向偏磁場，該偏磁場垂直于磁介質(zhì)的平面，而平行于平面MR元件的表面。MR元件通常用到的第二個偏磁場稱為縱向偏磁場，該偏磁場延伸平行于磁介質(zhì)的表面，也平行于MR元件的縱長方向?？v向偏置的主要目的是抑制巴克豪森噪聲，這種噪聲是由于在某個應(yīng)用磁場中磁疇的單向運(yùn)動引起的，即磁化向量的相關(guān)轉(zhuǎn)動不一致并受到抑制，并取決于疇壁的運(yùn)動。從而偏磁場在MR檢測元件的作用區(qū)中維持單一的磁疇，從而消除了這種噪聲機(jī)制?？v向偏磁場的第二個目的是在高磁場激勵下提高磁穩(wěn)定性?？v向偏磁場通常由硬磁或交替耦合偏置的反鐵磁/鐵磁提供。
橫向偏磁場通常由流過軟磁材料層的電流提供，軟磁材料層鄰近MR元件并由一個薄的磁隔離層分開。這種提供橫向偏磁場的方法有一個主要的缺點(diǎn)相當(dāng)大的一部分MR元件檢測電流被鄰近傳感器元件的傳導(dǎo)層分流走了。其結(jié)果是減少了所有的磁阻(ΔR/R)，因而降低了靈敏度。在檢測電流和易磁化軸磁化向量之間設(shè)置角度的另一種方法稱為“理發(fā)師的標(biāo)桿(barber pole)”，該方法利用通過.MR磁條形成的傳導(dǎo)帶，由于相對易磁化軸傾斜，因此也改變電流向量相對于易磁化軸磁向量的方向。然而，當(dāng)不存在檢測電流的分流時，“理發(fā)師的標(biāo)桿”設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是MR傳感器元件的有效長度小于傳感器導(dǎo)線接點(diǎn)之間的縱向距離?！袄戆l(fā)師的標(biāo)桿”設(shè)計(jì)還要求精確的平版印刷處理，以形成傾斜的傳導(dǎo)帶。
Greg S.Mowry發(fā)表的題目為“非線性的磁阻傳感器”的美國專利第4841398號中提出了一種MR傳感器，該傳感器具有一個能在中央作用區(qū)中提供穩(wěn)定的單個磁疇的定形的檢測元件。在一個最佳實(shí)施例中沒有利用橫向偏置，因此消除了“理發(fā)師標(biāo)桿”配置，以提供一種其檢測元件磁化向量平行于檢測電流向量并且按照非線性的響應(yīng)方式操作的MR傳感器。在另一個實(shí)施例中，被連接到其中央作用區(qū)端點(diǎn)的檢測元件上的被傾斜的電接觸器或?qū)Ь€改變了檢測電流向量的方向，以提供傳感器的線性操作。此外，Mowry還提出通過規(guī)定檢測元件的形狀來提供傾斜的易磁化軸，以及傾斜的電導(dǎo)線來提供線性操作。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種具有增強(qiáng)靈敏度的磁阻(MR)讀傳感器。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣的一種MR讀傳感器既能實(shí)現(xiàn)MR傳感器的穩(wěn)定和線性操作，又不需要橫向偏置層及其磁隔離層。
根據(jù)本發(fā)明的原理，MR讀傳感器包括形成MR檢測元件的一個磁阻材料層，其中MR傳感器被偏置只需利用MR磁條的單軸各向異性和檢測元件中央作用區(qū)的形狀各向異性。MR元件的中央作用區(qū)通常為正方形，以提供所需的形狀各向異性。MR傳感器被偏置約45°是通過定義檢測元件作用區(qū)的四個邊上的磁化強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)的，而對磁化強(qiáng)度的定義則是利用其形狀各向異性并在MR傳感器制作期間對易磁化軸傾斜某個適當(dāng)?shù)慕嵌?。為了使巴克豪森噪聲達(dá)到最小，通過減少傳感器作用區(qū)的面積來實(shí)現(xiàn)單個磁疇的配置(作用區(qū)的面積即為磁條的高度和磁道的寬度)，把面積減小到小于特性疇壁的厚度，使得多磁疇的形式不再是很討人喜歡的一種形式。
在本發(fā)明的MR傳感器中，為了得到對稱和線性響應(yīng)所需的適當(dāng)偏置，不需要再利用對電流分流的橫向偏置層。因此，全部的檢測電流都能通過MR檢測元件并得到MR傳感器的最大靈敏度。
通過下面對本發(fā)明最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述，并引用附圖，將能夠更好地了解本發(fā)明的上述和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，同樣的引用數(shù)字將表示相同的部分。在這些附圖中


圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的磁盤存儲系統(tǒng)的簡圖；圖2說明了現(xiàn)有技術(shù)中薄膜MR傳感器的結(jié)構(gòu)；圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理說明MR檢測元件的磁化(強(qiáng)度)；圖4把疇壁的厚度表示為鎳鐵層厚度的函數(shù)；圖5是一張表，把邊緣偏置的MR傳感器的幾何參數(shù)表示為記錄密度的函數(shù)；圖6說明根據(jù)本發(fā)明原理的MR傳感器的一個最佳實(shí)施例；圖7說明對于一個具有1.4μm高度的磁條來說，MR偏置角度和MR磁條幾何比的函數(shù)關(guān)系；圖8具有條高1.2μm和磁道寬度為1.0μm的邊緣偏置MR傳感器的響應(yīng)(特性曲線)；圖9是氣體軸承表面上的一個截面圖，說明根據(jù)本發(fā)明原理的另一個邊緣偏置MR傳感器的最佳實(shí)施例；圖10是一個頂視圖，說明圖9所示的MR傳感器的端部和中央?yún)^(qū)的磁化強(qiáng)度。
現(xiàn)在參圖1，雖然本發(fā)明的描述體現(xiàn)在圖1所示的磁盤存儲系統(tǒng)中，但顯然本發(fā)明也同樣適用于其他的磁記錄系統(tǒng)，如磁帶記錄系統(tǒng)。至少有一個可轉(zhuǎn)動的磁盤12裝在主軸14上并由磁盤驅(qū)動電機(jī)18轉(zhuǎn)動。每個磁盤上的磁記錄介質(zhì)都采用磁盤12上的同軸數(shù)據(jù)磁道的環(huán)形模式(圖中沒有表示)。
至少有一個浮動塊13被放在磁盤12上，每個浮動塊13支持一個或多個磁讀/寫轉(zhuǎn)換器21，該轉(zhuǎn)換器通常被稱為讀/寫磁頭。當(dāng)磁盤轉(zhuǎn)動時，浮動塊13在磁盤表面22上快速地進(jìn)出移動，因此，磁頭21能訪問所需數(shù)據(jù)被記錄的磁盤不同部分。每個浮動塊13通過懸浮物15連接到一個傳動臂19，懸浮物15提供一個微子的彈力，使浮動塊13偏向磁盤表面22。每個傳動臂19連接一個傳動裝置27。傳動裝置(如圖1所示)可以是一個音圖電機(jī)(VCM)，音圖電機(jī)包括了在某個固定磁場中的一個可移動線圈，線圈移動的方向和速度由控制器提供的電機(jī)電流信號所控制。
在磁盤存儲系統(tǒng)操作期間，磁盤12的轉(zhuǎn)動在浮動塊13和磁盤表面22之間產(chǎn)生一個氣體軸承，在浮動塊上施加一個向上的力。因此，氣體軸承抵銷了懸浮物15的微小彈力，并通過操作過程中一個微小和基本不變的空間運(yùn)動浮動塊13離開并稍微在磁盤表面之上方。
磁盤存儲系統(tǒng)各部分的操作由控制器29產(chǎn)生的控制信號所控制，例如訪問控制信號和內(nèi)部時鐘信號。控制器29通常包括邏輯控制電路，存儲裝置和一個微處理器。控制器29產(chǎn)生各種控制信號來控制系統(tǒng)的各種操作，例如線23上的驅(qū)動電機(jī)控制信號和線28上的磁頭定位和導(dǎo)道控制信號。線28上的控制信號提供所需的電流曲線來最佳地移動并定位一個被選擇的浮動塊13到相關(guān)磁盤12上的所需數(shù)據(jù)磁道。讀和寫信號通過記錄通道25送到讀/寫磁頭21(或從讀/寫磁頭21送出來)。
上面結(jié)合圖1對一個典型磁盤存儲系統(tǒng)的描述僅僅是為了表達(dá)的需要，顯然，磁盤存儲系統(tǒng)可包括大量的磁盤和傳動裝置，而每個傳動裝置又可以支持許多浮動塊。
現(xiàn)在參看圖2，這是如美國專利4663685中描述的現(xiàn)有技術(shù)中的一種薄膜MR傳感器30，它包括一個中央作用區(qū)34，把無源端區(qū)36和38分開。淀積在襯底32上的一個軟磁材料層形成了橫向偏置層31。間隔層33、MR層35和反鐵磁層39被順序淀積到橫向偏置層31之上，反鐵磁層39被摹制來只在端區(qū)36和38中重迭和接觸MR層35。電導(dǎo)線41被安排只在端區(qū)36和38中重迭和接觸MR層。連接在導(dǎo)線36和38之間的電流源43在中央?yún)^(qū)34中提供一個檢測電流，其中的一部分產(chǎn)生橫向偏磁場，用以在MR傳感器中產(chǎn)生一個線性響應(yīng)。由鐵磁材料(如Ni81Fe19)形成的MR層35提供了一個輸出電流，該電流使能記錄通道25中的一個獨(dú)立的檢測電路，來決定MR層中的阻抗變化。阻抗變化是由MR層35截斷、表示被記錄在磁存儲介質(zhì)22上的數(shù)據(jù)的磁場變化的函數(shù)。
為了保證MR層35具有單軸各向異性，在MR層35上形成了反鐵磁層39。反鐵磁層39具有一個有序的銅金-I(CuAu-I)結(jié)構(gòu)(即面心正方形(fet)結(jié)構(gòu))的反鐵磁θ相位的錳合金，最好是鎳錳。反鐵磁層39建立了一個與鐵磁MR層35耦合的界面交換，這導(dǎo)致了MR層中的縱向交換偏磁場(HUA)，并在MR層35中建立了單一的磁疇。MR層中單一磁疇狀態(tài)的存在對于抑制同顯示多磁疇狀態(tài)的MR材料相關(guān)的巴克豪森噪聲是至關(guān)重要的。
橫向偏置層31提供了一個通常垂直于介質(zhì)22的磁場，以便在不平行于介質(zhì)22的方向上稍微偏置MR層35中的磁場。這個橫向偏磁場把MR層35維持在一個線性響應(yīng)的方式中，使得電流輸出基本上是阻抗變化的一個線性函數(shù)。橫向偏置層31由一個薄的非磁性間隔層(如鉭)隔開了MR層35。
如上所述，檢測電流的一部分被橫向偏置層31分流，用以為MR傳感器產(chǎn)生一個橫向偏置磁場。此外，由于間隔層33通常是由具有相當(dāng)高的電阻率材料組成的(如高電阻率相位的鉭)，因此，一部分檢測電流也被這個間隔層分流了。因此，只有一部分檢測電流流過MR檢測元件35的作用區(qū)，從而導(dǎo)致了較低的輸出信號并降低了靈敏度。
現(xiàn)在參考圖3、圖4和圖5，通過定義具有合適的單軸各向異性HK的MR傳感器作用區(qū)邊界的磁化強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明原理的一個邊界偏置MR傳感器。圖3給出了一個具有單軸各向異性HK(如箭頭53所指示的)并且一般為正方形的邊界偏置MR檢測元件50。對于其作用區(qū)基本上是一個正方形的MR傳感器來說，所產(chǎn)生的各向異性磁場偏置MR傳感器約45°，并且不需要任何其他的磁性層來提供傳感器作用區(qū)中的橫向偏磁場。為了增強(qiáng)按45°或其他更好的面向度來面向各向異性磁場的趨勢，在傳感器的制作期間MR檢測元件50的易磁化軸也可以被設(shè)置為相對于傳感器縱向軸的45°角。例如，在淀積之后，MR檢測元件50可以在具有所要的面向度或其他使用了這一技術(shù)中已知的技術(shù)的磁場中退火。被橫向偏置層31和間隔層33分流的情況將會消失，從而實(shí)現(xiàn)了全部利用MR傳感器層ΔR/R的目的。
為了實(shí)現(xiàn)單磁疇配置，MR檢測元件50的幾何圖形(即磁條高(h)、磁道寬(Tw)，如圖10所示)被選擇為小于特性疇壁的厚度，使封閉磁疇的形式不再是一種好的形式。在每種薄膜中(如厚度小于約200A的薄膜)，只能看到Neel壁，在Neel壁中，磁力矩在薄膜的平面中轉(zhuǎn)動。圖4給出了Neel壁厚度與鎳鐵薄膜厚度(Ni20Fe80合金薄膜)的對比圖，根據(jù)S.Middlehoek在1964年4月第34卷4號《應(yīng)用物理雜志》第1054-1059頁中題為“鎳鐵薄膜中的疇壁”一文中所提供的計(jì)算和測量數(shù)據(jù)。圖5把各種數(shù)據(jù)記錄密度所要求的MR傳感器(作用區(qū))的幾何參數(shù)同Neel壁的厚度(從圖4所示的數(shù)據(jù)中提取)進(jìn)行了比較。從圖5中顯然可以看出，隨著記錄密度的增加，MR傳感器的幾何圖形正好在Neel壁的厚度之中。
現(xiàn)在再看圖6、圖7和圖8，給出了根據(jù)本發(fā)明的MR傳感器最佳實(shí)施例。MR傳感器60包括在一個鐵磁材料的MR層61和在MR層某一端上形成的導(dǎo)線63。傳感器的作用區(qū)62由MR層61上的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)63的重迭所定義。在該最佳實(shí)施例中，MR層61是一個具有結(jié)構(gòu)為Ta(50)/NiFe(150)/Ta(50)的多層薄膜，其中Ta(鉭)層為NiFe(鎳鐵)層提供了保護(hù)，防止侵蝕以及在隨后的處理和使用中的其他各種不好的影響。然而，正如在這一技術(shù)中所知道的，MR檢測層可以使用任何合適的鐵磁材料，如Fe(鐵)，Ni(鎳)、Co(鈷)或由這些元素組成的磁合金。同樣，導(dǎo)線也包括一個具有結(jié)構(gòu)為Ta(200)/AuNi(600)/Ta(200)的多層薄膜，但可以是任何合適的傳導(dǎo)材料，如Au或Cu。適當(dāng)選擇MR層作用區(qū)62的面積，使得MR層的磁晶各向異性能提供一個所需的偏磁場，該磁場相對于縱向軸傾斜約45°角，而不用其他的縱向或橫向偏置機(jī)制。
具有圖6中的各種面積的結(jié)構(gòu)的磁阻傳感器被制作和測試，以便決定傳感器幾何圖形對磁疇穩(wěn)定性和偏置磁場角度的影響。在屏蔽MR傳感器的2×4矩陣上進(jìn)行薄片級的測試，MR傳感器的MR磁條高度為1.4和2.3μm，磁道寬度為1.0、2.0、4.0和10μm，厚度為150的鎳鐵MR層。圖7給出了偏磁場角(相于MR傳感器60的水平軸)和MR磁條高對磁道寬度之比的函數(shù)關(guān)系，傳感器的MR磁條高為1.4μm。當(dāng)傳感器作用區(qū)62變成基本為正方形時，即磁道的寬度從10μm被減到1.0μm，傳感器從非偏置的變成約45°的偏磁場角度。圖7還表明，隨著MR傳感器幾何比的變化，尤其在所需的45°偏磁場角度的周圍，偏磁場的面向度將很快地變化。
圖8給出了具有MR磁條高1.2μm，磁道寬1.0μm和MR層厚度為150的重疊的邊界偏置MR傳感器60的準(zhǔn)靜態(tài)響應(yīng)曲線。作用到該MR傳感器的檢測電流為6毫安。響應(yīng)曲線是線性的表明該傳感器已被適當(dāng)?shù)仄?。響?yīng)曲線也表明在曲線的某些部分中出現(xiàn)微小的滯后現(xiàn)象，這說明可能存在殘留的磁壁結(jié)構(gòu)。為了最小化滯后現(xiàn)象并提高偏磁場的穩(wěn)定性，當(dāng)MR傳感器的作用區(qū)面積大于Neel壁的厚度時(正如被說明的這種情況)，通過在傳感器的導(dǎo)線區(qū)61中加入交換偏置或硬偏置層，就能為作用區(qū)62提供一個微弱的縱向偏磁場。
現(xiàn)在參看圖9和圖10，這里給出了根據(jù)本發(fā)明的第二個最佳實(shí)施例。MR傳感器90包括一個鐵磁材料的MR層91(如Ni80Fe20)，一個反鐵磁材料(如MnFe或NiMn)的桿件層93(被摹制來只復(fù)蓋MR傳感器的無源區(qū)或端區(qū)94)，以及合適傳導(dǎo)材料(如Au或Gu)的傳導(dǎo)線95(在傳感器端區(qū)94中的桿件層上形成的)。此外，桿件層93可以是某種硬磁材料，例如CoNi，CoPt或它們和Cr的合金。MR傳感器90在襯底98上形成(襯底98為Si或陶瓷材料)，而在襯底表面之上和MR層91之下又形成了一個所需材料(如Ta)的隔離或種子層96。在制作過程中，MR層91被放在一個具有在所需方向上面向MR層易磁化軸的所需的面向度的磁場中。此外，其他合適的方法(例如在這一技術(shù)中已知的在磁場中退火的方法)也可以用來設(shè)置易磁化軸的面向度。正如在這一技術(shù)中已知的，其他的材料層(如磁屏蔽層)也可以被淀積在MR層91和襯底98之間。
傳感器作用區(qū)92的面積是使用該MR傳感器的磁存儲系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲密度的函數(shù)。例如，如圖5所示，對于約2Gb/in2的記錄密度，MR層91的作用區(qū)將具有約1.0μm的磁道寬度Tw，約0.6μm的磁條高度h和約120的厚度。反鐵磁桿件層93的厚度在約50至300A的范圍內(nèi)。
MR傳感器90通過導(dǎo)線95和101被耦合到電流源99和信號檢測與處理電路97上。電流源99提供一個檢測電流到MR層91的作用區(qū)92。為了響應(yīng)某個作用的磁信號(如對圖1和圖2的引用所描述的那樣)而由MR傳感器產(chǎn)生的輸出信號在檢測電路96中被處理。
作用區(qū)或磁道邊緣103上的MR層磁化強(qiáng)度被固定或“被別住”，通過交換耦合到反鐵磁的桿件層93，以便防止在邊界103上磁力矩的轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)動。為了最小化或消除在角落和其他的幾何斷點(diǎn)上的磁奇異性，MR層91延伸為一個經(jīng)過傳感器作用區(qū)92和傳感器端區(qū)94的連續(xù)薄膜。
雖然本發(fā)明是以引用其最佳實(shí)施例的方式來具體說明和描述的，但熟悉這方面技術(shù)的人將會理解其中的形式和細(xì)節(jié)都可以進(jìn)行各種變化，而不會脫離本發(fā)明的精神、范圍和講授。因此，這里所提出的發(fā)明僅僅被認(rèn)為是說明，只受附加的權(quán)利要求書中所給出的范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種具有被中央作用區(qū)隔開的端區(qū)的磁阻傳感器，所述中央作用區(qū)響應(yīng)被截斷的磁場以產(chǎn)生一個表示在所述中央作用區(qū)中阻抗變化的信號，其特征包括淀積在襯底上面并至少延伸過所述中央作用區(qū)的鐵磁材料層，在所述中央作用區(qū)中的所述鐵磁層具有通常定義一個正方形的平面面積，所述鐵磁層的磁化強(qiáng)度在所述中央作用區(qū)的邊界上有一個預(yù)定的面向度，各向異性的易磁化軸以相對于所述鐵磁層縱向軸45°的角度被面向；只淀積在所述端區(qū)中的所述襯底上并且至少在所述中央作用區(qū)的邊界上接觸到所述鐵磁層的一個磁偏置材料層，所述磁偏置層用于在所述中央作用區(qū)的邊界上、以所述預(yù)定義的面向度維持所述鐵磁層的磁化強(qiáng)度。
2.權(quán)利要求1的磁阻傳感器，其特征在于包括淀積在所述磁阻傳感器的所述端區(qū)上、重迭所述磁偏置層的電導(dǎo)線，所述導(dǎo)線延伸到所述中央作用區(qū)的對邊，所述中央作用區(qū)的水平面積由所述導(dǎo)線的邊界所決定。
3.權(quán)利要求2的磁阻傳感器，其特征在于包括連接到所述電導(dǎo)線上、用于把檢測電流提供給所述磁阻傳感器的電流裝置；連接到所述電流裝置和所述電導(dǎo)線上、用于接收和處理所述輸出信號的電路裝置。
4.權(quán)利要求1的磁阻傳感器，其特征在于所述鐵磁平面面積小于所述鐵磁層中磁疇Neel壁的厚度。
5.權(quán)利要求1的磁阻傳感器，其特征在于所述鐵磁材料是從鐵、鎳、鈷及鐵、鎳或鈷的合金中選擇的。
6.權(quán)利要求5的磁阻傳感器，其特征在于所述鐵磁層是包含鎳和鐵的一種合金。
7.權(quán)利要求2的磁阻傳感器，其特征在于所述導(dǎo)線是從金、銀、銅、鉭及其傳導(dǎo)合金中選擇的一種電傳導(dǎo)材料。
8.權(quán)利要求2的磁阻傳感器，其特征在于所述的每個導(dǎo)線包括一個鉭的襯底、在所述襯底上形成的一個金鎳合金的傳導(dǎo)層和在所述傳導(dǎo)層上形成的一個鉭的表層。
9.權(quán)利要求1的磁阻傳感器，其特征在于所述磁偏置層是反鐵磁材料。
10.權(quán)利要求9的磁阻傳感器，其特征在于所述反鐵磁材料是從錳鐵和鎳錳中選擇的。
11.權(quán)利要求1的磁阻傳感器，其特征在于所述磁偏置層是由硬磁材料構(gòu)成的。
12.權(quán)利要求11的磁阻傳感器，其特征在于所述硬磁材料是從鈷鎳、鈷鉑、鈷—鎳—鉻和鈷—鉑—鉻中選擇的。
13.磁存儲系統(tǒng)包括一個具有若干用于記錄數(shù)據(jù)的磁道的磁存儲介質(zhì)；一個磁轉(zhuǎn)換器，在所述磁轉(zhuǎn)換器和所述磁存儲介質(zhì)之間相對運(yùn)動期間，該磁轉(zhuǎn)換器被保持在相對于所述磁存儲介質(zhì)很近但又被隔開的位置上，所述磁轉(zhuǎn)換器包括一個在襯底上形成的磁阻傳感器并具有由中央作用區(qū)隔開的無源端區(qū)，其特征包括至少延伸過所述中央作用區(qū)的一個鐵磁材料層，所述中央作用區(qū)中的所述鐵磁層有通常定義了一個正方形的平面面積，所述鐵磁平面面積小于所述鐵磁層中磁疇Neel壁的厚度，所述鐵磁層的磁化強(qiáng)度在所述中央作用區(qū)的邊界上有一個預(yù)定義的面向度，以相對于所述鐵磁層縱向軸約45°角面向各向異性的易磁化軸；只淀積在所述端區(qū)中的所述襯底上并且至少在所述中央作用區(qū)的邊界上接觸到所述鐵磁層的一個磁偏置材料層，所述的磁偏置層用于在所述中央作用區(qū)的邊緣上把所述鐵磁層的磁化強(qiáng)度維持在所述的預(yù)定義面向度；淀積在所述磁阻傳感器的所述端區(qū)上、復(fù)蓋所述磁偏置層的電導(dǎo)線，所述導(dǎo)線延伸到所述中央作用區(qū)的對邊，所述中央作用區(qū)的水平面積由所述導(dǎo)線的邊界決定；連接到所述的磁轉(zhuǎn)換器上、用于把所述的磁轉(zhuǎn)換器移到所述磁存儲介質(zhì)上的被選擇的磁道上的傳動裝置；連接到所述的磁性傳感器上，用于檢測所述磁阻材料中阻抗變化的裝置，阻抗變化是對代表記錄在被所述磁阻傳感器截斷的所述磁存儲介質(zhì)中數(shù)據(jù)位的磁場的響應(yīng)。
14.權(quán)利要求13的磁存儲系統(tǒng)，其特征在于所述鐵磁材料是從鐵、鎳、鈷及鐵、鎳或鈷合金中選擇的。
15.權(quán)利要求14的磁存儲系統(tǒng)，其特征在于所述鐵磁層是鎳和鐵的一種合金。
16.權(quán)利要求13的磁存儲系統(tǒng)，其特征在于所述傳導(dǎo)線是從金、銀、銅、鉭及其傳導(dǎo)合金中選擇的一種電傳導(dǎo)材料。
17.權(quán)利要求13的磁存儲系統(tǒng)，其特征在于所述傳導(dǎo)線中的每一個都包括一個鉭襯底、一個在所述襯底上形成的金—鎳合金的傳導(dǎo)層和一個在所述傳導(dǎo)層上形成的鉭復(fù)蓋層。
18.權(quán)利要求13的磁存儲系統(tǒng)，其特征在于所述磁偏置層是由反鐵磁材料做成的。
19.權(quán)利要求18的磁存儲系統(tǒng)，其特征在于所述反鐵磁材料是從錳—鐵和鎳—錳中選擇的。
20.權(quán)利要求13的磁存儲系統(tǒng)，其特征在于所述磁偏置層是由某種硬磁材料構(gòu)成的。
21.權(quán)利要求20的磁存儲系統(tǒng)，其特征在于所述硬磁材料是從鈷—鎳、鈷—鉑、鈷—鎳—鉻和鈷—鉑—鉻中選擇的。
22.制作這類具有被中央作用區(qū)隔開的無源端區(qū)的磁阻傳感器的一種方法，所述中央作用區(qū)響應(yīng)被截斷的磁場，產(chǎn)生一個表示在所述中央作用區(qū)中阻抗變化的信號，所述方法的特征包括以下的步驟把一個磁阻鐵磁材料層淀積在一個襯底上至少復(fù)蓋所述的中央作用區(qū)，所述中央作用區(qū)中的所述鐵磁層有一個通常定義了正方形的平面面積，所述鐵磁平面的面積小于所述鐵磁層中磁疇Neel壁的厚度、所述鐵磁層的磁化強(qiáng)度在所述中央作用區(qū)的邊界上有一個預(yù)定的面向度；把一個反鐵磁材料層淀積在所述的襯底上，只復(fù)蓋所述的端區(qū)，并且至少在所述中央作用區(qū)的對邊上直接接觸所述的磁阻層；在磁場中對所述的被淀積的鐵磁和反鐵磁層進(jìn)行退火(韌練)，使之以某個預(yù)定的方向面向所述鐵磁層的易磁化軸。
全文摘要
磁阻(MR)傳感器包括一個形成MR檢測元件的鐵磁材料層,其中,MR傳感器被偏置只需利用MR磁條的單軸各向異性和檢測元件作用區(qū)的形狀各向異性。MR元件的作用域通常有一個正方形以提供所需的形狀各向異性。在MR傳感器的制作期間,利用其形狀各向異性定義檢測元件作用區(qū)四邊的磁化強(qiáng)度,并把易磁化軸傾斜到某個適當(dāng)?shù)慕嵌?就能使MR傳感器被偏置約45°。
文檔編號G01R33/09GK1269577SQ00102598
公開日2000年10月11日 申請日期1994年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月10日
發(fā)明者康霆元, 王伯康 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司