磁传感器层叠体、成膜方法、成膜控制程序以及记录介质.pdf

1、(10)申请公布号 CN 101989643 A(43)申请公布日 2011.03.23CN101989643A*CN101989643A*(21)申请号 201010250345.4(22)申请日 2010.08.042009-181479 2009.08.04 JP2009-219943 2009.09.25 JP2010-149407 2010.06.30 JPH01L 43/08(2006.01)H01L 43/12(2006.01)G11B 5/66(2006.01)(71)申请人佳能安内华股份有限公司地址日本神奈川县(72)发明人爱因斯坦诺埃尔阿巴拉末永真宽 太田吉则 远藤彻哉(7

2、4)专利代理机构北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277代理人刘新宇(54) 发明名称磁传感器层叠体、成膜方法、成膜控制程序以及记录介质(57) 摘要提供一种磁传感器层叠体、成膜方法、成膜控制程序以及记录介质，使磁阻元件的相对的两个接合壁面附近的磁性层的结晶c轴对齐于与接合壁面大致垂直的方向。磁传感器层叠体(1)在衬底(31)上具有磁阻元件(10)和场区域(22)，该磁阻元件(10)通过被施加偏置磁场而电阻变动，该场区域(22)在磁阻元件(10)的相对的接合壁面(10a、10b)的侧方包含对元件(10)施加偏置磁场的磁性层(22a、22b)，磁阻元件10至少在反铁磁性层(13)上的

3、一部分具备铁磁性堆栈(18)，沿着接合壁面(10a、10b)相对的方向的铁磁性堆栈(18)最上表面的宽度(WF)被形成为小于沿着相同方向的反铁磁性层(13)的最上表面的宽度(WA)。(30)优先权数据(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 8 页 说明书 20 页 附图 25 页CN 101989643 A 1/8页21.一种磁传感器层叠体，其特征在于，在衬底上具有磁阻元件和场区域，该磁阻元件通过被施加偏置磁场而电阻变动，该场区域在上述磁阻元件相对的接合壁面的侧方包含对上述磁阻元件施加偏置磁场的磁性层，上述磁阻元件至少在反铁磁性层上的一部分具备

4、铁磁性堆栈，沿着上述接合壁面相对的方向的上述铁磁性堆栈最上表面的宽度被形成为小于沿着上述接合壁面相对的方向的上述反铁磁性层的最上表面的宽度。2.根据权利要求1所述的磁传感器层叠体，其特征在于，上述反铁磁性层的最上表面的宽度为上述铁磁性堆栈的最上表面的宽度的2.5倍以下。3.根据权利要求1或2所述的磁传感器层叠体，其特征在于，上述磁性层由从Co-Pt、Co-Cr-Pt以及它们的合金群中选择的具有六方晶体结构(hcp)的合金形成。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的磁传感器层叠体，其特征在于，上述磁性层包含具有磁性粒子的第一和第二磁性层，其中，该磁性粒子具有结晶c轴，上述第一磁性层在上述场区域被

5、配置成与上述接合壁面相邻，上述第一磁性层的结晶c轴被排列为在膜面内沿着ABS面而取向，上述第二磁性层在上述场区域被配置成与上述第一磁性层相邻，上述第二磁性层的结晶c轴方向在面内随机地分布。5.根据权利要求4所述的磁传感器层叠体，其特征在于，上述第一磁性层由从Fe-Pt、Co-Pt以及它们的合金群中选择的具有面心四方晶体结构(fct)的合金形成，上述第二磁性层由从Co-Pt、Co-Cr-Pt以及它们的合金群中选择的具有六方晶体结构的合金形成。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的磁传感器层叠体，其特征在于，在上述场区域和上述接合壁面具备从Cr、Cr-Mo、Cr-Ti、Nb、Ta、W以及它们的合金

6、群中选择的具有体心立方晶体结构(bcc)的合金的底层，上述底层在上述场区域具有38nm的厚度而在上述接合壁面上具有小于3nm的厚度。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的磁传感器层叠体，其特征在于，上述场区域和上述接合壁面具备从CrB、CrTiB、MgO、Ru、Ta、Ti以及它们的合金群中选择的第一晶种层，上述第一晶种层在上述场区域具有小于1nm的厚度而在上述接合壁面具有0.52nm的厚度。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的磁传感器层叠体，其特征在于，上述场区域和上述磁阻元件被从Cr、Ru、Ta、Ti、它们的合金群以及C中选择的第一覆盖层所覆盖。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的磁传感

7、器层叠体，其特征在于，上述场区域和上述接合壁面具备含有氧化物或者氮化物的绝缘层，上述绝缘层在上述接合壁面具有25nm的厚度。权 利 要 求 书CN 101989643 A 2/8页310.根据权利要求9所述的磁传感器层叠体，其特征在于，在上述绝缘层下方以及上述第一覆盖层上方具备含有软磁性体的屏蔽层。11.一种磁传感器层叠体的成膜方法，在衬底上至少配置台阶形状的磁阻元件，该磁阻元件在反铁磁性层上的一部分具备铁磁性堆栈，在上述磁阻元件相对的两个接合壁面侧方的场区域通过成膜形成用于对上述磁阻元件施加偏置磁场的硬偏置层叠体，该磁传感器层叠体的成膜方法的特征在于，具有如下过程：在上述衬底上通过成膜形成上

8、述反铁磁性层和上述铁磁性堆栈；在上述铁磁性堆栈上形成光致抗蚀剂掩模的图案；对上述铁磁性堆栈的一部分进行蚀刻；修整上述光致抗蚀剂掩模的宽度；使用修整后的上述光致抗蚀剂掩模，对上述铁磁性堆栈和上述反铁磁性层进行蚀刻来形成上述台阶形状的磁阻元件；在上述场区域通过成膜形成硬偏置层叠体；以及使上述台阶形状的磁阻元件以及上述硬偏置层叠体的表面平坦化。12.根据权利要求11所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，将上述台阶形状的磁阻元件的沿着上述接合壁面相对的方向的上述铁磁性堆栈最上表面的宽度形成为小于沿着上述接合壁面相对的方向的上述反铁磁性层最上表面的宽度。13.根据权利要求11或12所述的磁传感器层

9、叠体的成膜方法，其特征在于，通过成膜形成上述硬偏置层叠体的过程具有如下过程：以与上述衬底的法线所成的成膜角度1来成膜形成底层，其中1025度；以与上述衬底的法线所成的成膜角度2来成膜形成第一磁性层，其中25090度；以与上述衬底的法线所成的成膜角度3来成膜形成第二磁性层，其中3025度；以及以与上述衬底的法线所成的成膜角度4来成膜形成第一覆盖层，其中4045度。14.根据权利要求11至13中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在上述场区域通过成膜形成硬偏置层叠体的过程之前，具有通过成膜形成绝缘层的过程。15.根据权利要求11至14中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征

10、在于，在使上述磁阻元件和上述硬偏置层叠体的表面平坦化的过程之后，具有通过成膜形成第二覆盖层的过程。16.根据权利要求15所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在通过成膜形成上述第二覆盖层的过程之后，具有通过成膜形成屏蔽层的过程。17.根据权利要求13至16中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在与上述磁阻元件的接合壁面平行的细长靶下方以固定速度直线地移动上述衬底，来权 利 要 求 书CN 101989643 A 3/8页4在上述磁阻元件的接合壁面的一面通过成膜形成上述第一磁性层，接着，以上述衬底的中央垂直轴为中心使上述衬底转动180度，在上述靶下方以固定速度直线地移动上述

11、衬底，来在上述接合壁面的另一面通过成膜形成上述第一磁性层。18.根据权利要求17所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在上述靶下方以固定速度直线地移动上述衬底，来在一侧的场区域通过成膜形成上述底层、上述第二磁性层以及上述第一覆盖层，以上述衬底的中央垂直轴为中心使上述衬底转动180度，在上述靶下方以固定速度直线地移动上述衬底，来在另一侧的场区域通过成膜形成上述底层、上述第二磁性层以及上述第一覆盖层。19.根据权利要求11至18中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，通过离子束蒸镀法来成膜形成上述硬偏置层叠体。20.根据权利要求11至19中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜方法

12、，其特征在于，在上述衬底上形成多个台阶形状的磁阻元件，以同一过程来层叠该多个磁阻元件的上述硬偏置层叠体。21.一种磁传感器层叠体的成膜控制程序，在衬底上至少配置台阶形状的磁阻元件，该磁阻元件在反铁磁性层上的一部分上具备铁磁性堆栈，在上述磁阻元件相对的两个接合壁面侧方的场区域通过成膜形成用于对上述磁阻元件施加偏置磁场的硬偏置层叠体，该磁传感器层叠体的成膜控制程序的特征在于，使上述磁传感器层叠体的成膜装置执行如下过程：在上述衬底上通过成膜形成上述反铁磁性层和上述铁磁性堆栈；在上述铁磁性堆栈上形成光致抗蚀剂掩模的图案；对上述铁磁性堆栈的一部分进行蚀刻；修整上述光致抗蚀剂掩模的宽度；使用修整后的上述光

13、致抗蚀剂掩模，对上述铁磁性堆栈和上述反铁磁性层进行蚀刻来形成上述台阶形状的磁阻元件；在上述场区域通过成膜形成硬偏置层叠体；以及使上述台阶形状的磁阻元件以及硬偏置层叠体的表面平坦化。22.根据权利要求21所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，将上述台阶形状的磁阻元件的沿着上述接合壁面相对的方向的上述铁磁性堆栈最上表面的宽度形成为小于沿着上述接合壁面相对的方向的上述反铁磁性层最上表面的宽度。23.根据权利要求21或22所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，通过成膜形成上述硬偏置层叠体的过程具有如下过程：以与上述衬底的法线所成的成膜角度1来成膜形成底层，其中1025度；以与上述衬

14、底的法线所成的成膜角度2来成膜形成第一磁性层，其中25090度；以与上述衬底的法线所成的成膜角度3来成膜形成第二磁性层，其中3025度；以及权 利 要 求 书CN 101989643 A 4/8页5以与上述衬底的法线所成的成膜角度4来成膜形成第一覆盖层，其中4045度。24.根据权利要求21至23中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，在上述场区域通过成膜形成硬偏置层叠体的过程之前，具有通过成膜形成绝缘层的过程。25.根据权利要求21至24中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，在使上述磁阻元件和硬偏置层叠体的表面平坦化的过程之后，具有通过成膜形成第二覆盖层

15、的过程。26.根据权利要求25所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，在通过成膜形成上述第二覆盖层的过程之后，具有通过成膜形成屏蔽层的过程。27.根据权利要求21至26中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，在与上述磁阻元件的接合壁面平行的细长靶下方以固定速度直线地移动上述衬底，来在上述元件的接合壁面的一面通过成膜形成上述第一磁性层，接着，以上述衬底的中央垂直轴为中心使上述衬底转动180度，在上述靶下方以固定速度直线地移动上述衬底，来在上述接合壁面的另一面通过成膜形成上述第一磁性层。28.根据权利要求27所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，在上述靶下方以固

16、定速度直线地移动上述衬底，来在一侧的场区域通过成膜形成上述底层、上述第二磁性层以及上述第一覆盖层，以上述衬底的中央垂直轴为中心使上述衬底转动180度，在上述靶下方以固定速度直线地移动上述衬底，来在另一侧的场区域形成上述底层、上述第二磁性层以及上述第一覆盖层。29.一种记录介质，记录有权利要求21至28中的任一项所述的成膜控制程序，能够由计算机读取。30.一种磁传感器层叠体，其特征在于，在衬底上具有磁阻元件和场区域，该磁阻元件通过被施加偏置磁场而电阻变动，该场区域在上述磁阻元件的相对的接合壁面的侧方包含对上述磁阻元件施加偏置磁场的磁性层，至少在上述场区域上具备体心立方晶体结构(bcc)的底层，在

17、上述底层上通过成膜形成有上述磁性层，上述磁性层是六方晶体结构(hcp)的Co-Pt类合金，在层内不存在空隙，具有(10.0)晶面，沿着ABS面具有超过0.9的矩形比。31.根据权利要求30所述的磁传感器层叠体，其特征在于，在上述场区域上具备含有氧化物或者氮化物的绝缘层，上述绝缘层在上述接合壁面具有25nm的厚度。32.根据权利要求31所述的磁传感器层叠体，其特征在于，在上述绝缘层与上述底层之间具备含有金属氮化物的第二晶种层。33.根据权利要求32所述的磁传感器层叠体，其特征在于，权 利 要 求 书CN 101989643 A 5/8页6上述第二晶种层与上述底层的合计膜厚小于10nm，上述磁性层

18、的膜厚为1030nm，包含这些层的硬偏置层叠体的矫顽力取向比(OR)超过1.5。34.根据权利要求30至33中的任一项所述的磁传感器层叠体，其特征在于，上述底层从Cr、Ti、Nb、Ta、W、Ru、Al以及它们的合金中选择，上述底层在上述场区域的厚度为38nm，上述底层在上述接合壁面的厚度小于3nm。35.根据权利要求32至34中的任一项所述的磁传感器层叠体，其特征在于，上述第二晶种层从Ta-N、Nb-N或者RuAl-N中选择，上述第二晶种层在上述场区域的厚度为38nm，上述第二晶种层在上述接合壁面的厚度小于3nm。36.根据权利要求32至35中的任一项所述的磁传感器层叠体，其特征在于，上述第二

19、晶种层是Ta-N，上述底层是0Ti30原子量的W-Ti，上述第二晶种层的膜厚为35nm。37.根据权利要求30至36中的任一项所述的磁传感器层叠体，其特征在于，上述场区域和上述磁阻元件被从Cr、Ru、Ta、Ti、它们的合金群以及C中选择的第一覆盖层所覆盖。38.根据权利要求37所述的磁传感器层叠体，其特征在于，在上述绝缘层下方以及上述第一覆盖层上方具备含有软磁性体的屏蔽层。39.一种磁传感器层叠体的成膜方法，在衬底上配置通过被施加偏置磁场而电阻变动的磁阻元件，在上述磁阻元件相对的两个接合壁面侧方的场区域通过成膜形成用于对上述磁阻元件施加偏置磁场的硬偏置层叠体，该磁传感器层叠体的成膜方法特征在于

20、，至少具有如下过程：以与上述衬底的法线所成的超过45度而小于90度的成膜角度来沿着上述接合壁面的方向通过倾斜成膜形成底层；以及在上述底层上，以与上述衬底的法线所成的030度的成膜角度通过成膜形成磁性层。40.根据权利要求39所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，关于上述底层，在将上述衬底上的上述磁阻元件的接合壁面配置成相对于靶垂直的状态下，一边在上述靶下方以固定速度移动上述衬底，一边在上述接合壁面和场区域上方通过倾斜成膜形成上述底层，接着，使上述衬底转动180度，一边在上述靶下方移动上述衬底，一边在上述接合壁面和场区域上方通过倾斜成膜形成上述底层。41.根据权利要求39或者40所述的磁传

21、感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在通过倾斜成膜形成上述底层的过程之前，具有在上述场区域和上述接合壁面上方通过成膜形成绝缘层的过程。42.根据权利要求41所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在通过成膜形成上述绝缘层的过程之后，具有如下过程：在上述绝缘层上，以与上述衬底的法线所成的超过45度而小于90度的成膜角度，沿着上述接合壁面的方向通过倾斜成膜形成含有金属氮化物的第二晶种层。43.根据权利要求42所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，权 利 要 求 书CN 101989643 A 6/8页7关于上述第二晶种层，在将上述衬底上的上述磁阻元件的接合壁面配置成相对于靶垂直的状态下，一

22、边在上述靶下方以固定速度移动上述衬底，一边在上述接合壁面和场区域上方通过倾斜成膜形成上述第二晶种层，接着，使上述衬底转动180度，一边在上述靶下方移动上述衬底，一边在上述接合壁面和场区域上方通过倾斜成膜形成上述第二晶种层。44.根据权利要求42或43所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在处理气体和N2气氛中进行反应性成膜来形成上述第二晶种层，N2的局部压为1030。45.根据权利要求39至44中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在通过成膜形成上述磁性层的过程之后，具有以与上述衬底的法线所成的030度的成膜角度来成膜形成第一覆盖层的过程。46.根据权利要求45所述的磁传

23、感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在通过成膜形成上述第一覆盖层的过程之后，具有通过成膜形成屏蔽层的过程。47.根据权利要求45或者46所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在与上述磁阻元件的接合壁面平行的靶下方以固定速度直线地移动上述衬底，来在一侧的场区域通过成膜形成上述磁性层和上述第一覆盖层，以上述衬底的中央垂直轴为中心使上述衬底转动180度，在上述靶下方以固定速度直线地移动上述衬底，来在另一侧的场区域通过成膜形成上述磁性层和上述第一覆盖层。48.根据权利要求39至47中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，通过离子束蒸镀法来成膜形成上述各层。49.根据权利要求42至48

24、中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在通过成膜形成上述磁性层的过程之前，具有如下过程：以与上述衬底的法线所成的超过60度而小于90度的角度来修整上述接合壁面上的较厚一侧的上述第二晶种层和上述底层。50.根据权利要求41至49中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜方法，其特征在于，在连续处理装置的真空气氛下对上述各过程进行连续处理，该连续处理装置具有如下部分：装载锁定模块，其在真空空间与空气之间取出和放入衬底；输送室，其具备输送机构；蚀刻处理室，其进行蚀刻处理；成膜室，其成膜形成上述绝缘层；以及倾斜成膜室，其进行入射控制型溅射处理。51.根据权利要求50所述的磁传感器层叠体的成膜

25、方法，其特征在于，上述连续处理装置具备通过离子束蒸镀法或者离子化物理气相蒸镀法来进行成膜的成膜室。权 利 要 求 书CN 101989643 A 7/8页852.一种磁传感器层叠体的成膜控制程序，在衬底上配置通过被施加偏置磁场而电阻变动的磁阻元件，在上述磁阻元件相对的两个接合壁面侧方的场区域通过成膜形成用于对上述磁阻元件施加偏置磁场的硬偏置层叠体，该磁传感器层叠体的成膜控制程序的特征在于，使上述磁传感器层叠体的成膜装置至少执行如下过程：以与上述衬底的法线所成的超过45度而小于90度的成膜角度，沿着上述接合壁面的方向通过倾斜成膜形成底层；以及在上述底层上，以与上述衬底的法线所成的030度的成膜角

26、度，通过成膜形成磁性层。53.根据权利要求52所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，在将上述衬底上的上述磁阻元件的接合壁面配置成相对于靶垂直的状态下，一边在上述靶下方以固定速度移动上述衬底，一边在上述接合壁面和场区域上方通过倾斜成膜形成上述底层，接着，使衬底转动180度，一边在上述靶下方移动上述衬底，一边在上述接合壁面和场区域上方通过倾斜成膜形成上述底层。54.根据权利要求52或53所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，在通过倾斜成膜形成上述底层的过程之前，具有在上述场区域和上述接合壁面上方通过成膜形成绝缘层的过程。55.根据权利要求54所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，

27、其特征在于，在通过成膜形成上述绝缘层的过程之后，具有如下过程：在上述绝缘层上，以与上述衬底的法线所成的超过45度而小于90度的成膜角度，沿着上述接合壁面的方向倾斜成膜形成含有金属氮化物的第二晶种层。56.根据权利要求55所述的磁传感器层叠体的成膜控制方法，其特征在于，在将上述衬底上的上述磁阻元件的接合壁面配置成相对于靶垂直的状态下，一边在上述靶下方以固定速度移动上述衬底，一边在上述接合壁面和场区域上方通过倾斜成膜形成上述第二晶种层，接着，使上述衬底转动180度，一边在上述靶下方移动上述衬底，一边在上述接合壁面和场区域上方通过倾斜成膜形成上述第二晶种层。57.根据权利要求52至56中的任一项所述

28、的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，在通过成膜形成上述磁性层的过程之后，具有以与上述衬底的法线所成的030度的成膜角度通过成膜形成第一覆盖层的过程。58.根据权利要求57所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，在通过成膜形成上述第一覆盖层的过程之后，具有通过成膜形成屏蔽层的过程。59.根据权利要求57或者58所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，在与上述磁阻元件的接合壁面平行的靶下方以固定速度直线地移动上述衬底，来在一侧的场区域通过成膜形成上述磁性层和上述第一覆盖层，以上述衬底的中央垂直轴为中心使上述衬底转动180度，在上述靶下方以固定速度直线地移动上述衬底，来在另一

29、侧的场区域通过成膜形成上述磁性层和上述第一覆盖层。60.根据权利要求55至59中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征权 利 要 求 书CN 101989643 A 8/8页9在于，在通过成膜形成上述磁性层的过程之前，具有如下过程：以与上述衬底的法线所成的超过60度而小于90度的角度来修整上述接合壁面上的较厚一侧的上述第二晶种层和上述底层。61.根据权利要求54至60中的任一项所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，上述磁传感器层叠体的成膜装置是具有如下部分的连续处理装置：装载锁定模块，其在真空空间与空气之间取出和放入衬底；输送室，其具备输送机构；蚀刻处理室，其进行蚀刻处理

30、；成膜室，其通过成膜形成上述绝缘层；以及倾斜成膜室，其进行入射控制型溅射处理，在上述连续处理装置的真空气氛下对上述各过程进行连续处理。62.根据权利要求61所述的磁传感器层叠体的成膜控制程序，其特征在于，上述连续处理装置具备通过离子束蒸镀法或者离子化物理气相蒸镀法来进行成膜的成膜室。63.一种记录介质，记录有权利要求52至62中的任一项所述的成膜控制程序，能够由计算机读取。权 利 要 求 书CN 101989643 A 1/20页10磁传感器层叠体、 成膜方法、 成膜控制程序以及记录介质技术领域0001 本发明涉及一种在磁阻元件(读取堆栈(一一)两侧具备施加偏置磁场的磁性层的磁传感器层叠体、成

31、膜方法、成膜控制程序以及记录介质。背景技术0002 近年来，随着硬盘驱动装置(HDD)的大容量化，使用了电阻根据外部磁场的变动而变化的元件的磁阻(MR)头备受关注。特别是巨磁阻(GMR)头、隧道磁阻(TMR)头的灵敏度非常高，能够提高磁盘的记录密度。并且，随着记录高密度化，MR头不断缩小。0003 MR头具备两个侧面被施加偏置磁场的磁性层包围的MR元件(读取堆栈)。当缩小读取堆栈时，施加偏置磁场的磁性层所能够利用的空间当然也受到限制。当磁性层的体积以及与读取堆栈的端部相对的面的面积缩小时，偏置磁场会减小。0004 与读取堆栈相对的面被读头缝隙(一)(包围磁隧道接合(MTJ)或者巨磁阻(GMR)

32、层叠的两个屏蔽层之间的距离)以及条高度(与记录介质表面垂直的读取堆栈的横向尺寸)来决定。为了增大线性(磁道上)分辨率需要减小读头缝隙，为了降低磁道边缘的灵敏度需要随着减少读头宽度来减少条高度。0005 通过调整结构部件的大小以及改进信号处理来增加硬盘驱动器(HDD)的面密度。为了将记录介质的位设为更小、即为了增大以磁道/英寸(TPI)和位/英寸(BPI)为单位的密度，而不断开发使晶粒更小，直径分布更密的技术。为了对更小的磁区域进行记录并且从更小的磁区域读取，写入装置和读取装置这两者被缩小。特别是，为了增大分辨率而达到以更大BPI进行记录，要增大TPI，减小屏蔽层间距离，并且将读取装置的宽度设定

33、得较窄。0006 典型的传感器结构由反铁磁性(AFM)强化层()、合成反铁磁性层(SAF)、非磁性隔板或者隧道绝缘体以及铁磁性自由层构成。另外，出于各种目的也使用晶种层和覆盖层。SAF包括隔着较薄隔板层在反方向上耦合的两个铁磁性体。SAF的铁磁性体包含与AFM接触的固定层()和与非磁性隔板或隧道绝缘体接触的参考层。通过了读取堆栈的电阻变化由参考层和自由层之间的磁化的相对方向来决定。自由层在磁场中被偏置而取向为与参考层呈直角。根据这种结构，读取灵敏度变得非常高，对于来自存储介质的外部磁场能够得到线性响应。将偏置磁场也称为“硬偏置”，期望在硬盘驱动器整个寿命中被保持为固定。另外，硬偏置起到防止在自

34、由层产生磁区的作用。磁阻元件和硬偏置层叠体一起被夹持在两个较厚的软磁性屏蔽层之间。0007 简单的硬偏置层叠体包括Cr或者W等底层、磁性层以及覆盖层，其中，该磁性层包括CoPt或者CoCrPt等，该覆盖层利用Cr、Ru或者Ta制作而成。特别是为了防止在较高动作温度是外部磁场发生切换，期望磁性层的矫顽力(Hc)为159.5kA/m(2000奥斯特(Oe)以上的值。0008 当磁性层晶粒的一部分产生反磁化时，有可能导致偏置磁场明显减少，并且引起传感器中的噪声。读头间隙尺寸的缩小与能够应用于屏蔽层之间的硬偏置层叠体的厚度的减少相关联。偏置磁场与磁性层的残余磁化强度和厚度的乘积(Mrt)成正比，因此当厚度t说 明 书