[發明專利]磁性存儲系統讀磁頭的磁阻傳感器及其制造方法

有效

• 申請號: 201310629032.3
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103854668B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: C-H·楊;C-J·錢;C·凱澤;Y·鄭;Q·冷;M·帕卡拉
• 申請（專利權）人: 西部數據（弗里蒙特）公司
• 主分類號: G11B5/127
• 分類號: G11B5/127;G11B5/48
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本發明總體涉及磁性記錄系統的領域。更具體地，本發明的實施例涉及提高磁性存儲系統讀磁頭的磁阻傳感器自由層的磁性能。

背景技術

在靜止和可移動計算環境中，磁性存儲系統如硬盤驅動器被應用于各種各樣的設備中。包含磁性存儲系統的設備的示例包括：臺式計算機、便攜式筆記本計算機、便攜式硬盤驅動器、數字多功能光盤（DVD）播放器、高清電視接收器、車輛控制系統、蜂窩電話或移動電話、電視機頂盒、數碼相機、數碼攝像機、視頻游戲機以及便攜式媒體播放器。

典型的硬盤驅動器包括一個或更多扁平磁盤的磁性存儲介質。這樣的磁盤通常由兩種主要物質形成，即為該磁盤產生結構和剛性的基體材料以及保存代表數據的磁脈沖或磁矩的磁性介質涂層。硬盤驅動器一般也包括讀磁頭和寫磁頭，通常是能夠感測和/或改變存儲在磁盤上的磁場的磁性換能器。垂直磁記錄（PMR）包含記錄的比特，所記錄的比特在大致垂直方向或離面方向上被存儲在大致平面的記錄層中。PMR讀磁頭和PMR寫磁頭通常作為集成的讀/寫磁頭被形成在空氣軸承滑塊上。在PMR讀取器中，在讀磁頭中經常采用隧穿磁阻（TMR）傳感器。

硬盤驅動器性能要求和設計需求已經加強。對更小尺寸中的更大容量的當前需求與對不斷增長的存儲磁道密度的需求聯系起來。隨著磁性存儲介質上的數據密度的增加，磁場的強度通常降低，以便使干擾最小化。磁性存儲介質中的更高磁錄密度需要先進的讀/寫換能器設計。

附圖說明

當與附圖結合時，通過參考下列詳細描述，本發明的上述方面和許多隨之產生的優勢將變得更容易理解，其中：

圖1是本發明的實施例在其中有用的磁盤驅動器數據存儲系統的俯視圖；

圖2是在本發明的實施例中可以在圖1的磁盤驅動器數據存儲系統中使用的磁性記錄讀取換能器的一部分的剖視圖；

圖3是在本發明的實施例中描述可以在圖1的磁盤驅動器數據存儲系統中使用的為磁性讀取換能器的磁阻傳感器提供自由層和蓋帽層的過程的剖視圖表示；

圖4是在本發明的實施例中描述為磁性讀取換能器的磁阻傳感器提供自由層和蓋帽層的過程的流程圖；

圖5是在本發明的實施例中描述鈦蓋帽層厚度對磁阻傳感器自由層的磁矩、阻尼常數和磁致伸縮產生的影響的實驗數據的典型圖表；以及

圖6是在本發明的實施例中描述鈦蓋帽層厚度對磁阻傳感器自由層的磁矩產生的影響的實驗數據的典型圖表。

具體實施方式

示例性實施例是參考具體配置描述的。本領域的普通技術人員將理解，可以進行各種改變和修改，然而其仍然在所附權利要求的范圍內。此外，可以不詳細闡述眾所周知的元件、設備、組件、方法、過程步驟等，以免影響對本發明的理解。

隨著對磁性記錄硬盤的增加的磁錄密度的需求加強，讀取換能器和寫入換能器的設計需求也加強。為提供高磁錄密度，讀取換能器的間隙寬度（被稱為屏蔽到屏蔽距離（SS））可以減小。增大讀取換能器的信噪比（SNR）也使得能夠增大磁錄記錄密度。增大的SNR可以由讀取換能器自由層以增大的磁矩、減小的阻尼常數和優化的磁致伸縮來提供。

本文描述了用于提高磁性存儲系統讀磁頭的磁阻傳感器自由層的磁性能的裝置、系統和方法。本文也描述了降低屏蔽到屏蔽（SS）傳感器堆棧間隔且同時保持自由層的改進的磁性能的方法。明顯的是，本說明書和權利要求書內所公開的磁阻傳感器和方法可以與磁盤驅動器存儲系統以及使用讀設備和/或寫設備的其它存儲系統一起使用。

參考附圖，其中相同的參考數字表示各個圖中的相同元素，圖1描述了本發明的實施例在其中有用的磁盤驅動器存儲系統10。說明書和權利要求書中的特征不限于該特定的設計，其僅被示出用于示例的目的。磁盤驅動器10包括底盤12，底盤12可以被布置在頂蓋上，形成密封環境以保護內部組件不受污染。

磁盤驅動器10還包括計算機可讀數據存儲介質的一個或更多數據存儲磁盤14。通常，每個數據存儲磁盤14的兩個主表面都包括用于數據存儲目的的多個同心設置的磁道。每個數據存儲磁盤14都被安裝在輪轂或主軸16上，該輪轂或主軸16進而與底盤12和/或頂蓋可旋轉地互連。多個數據存儲磁盤14通常以垂直隔開且平行的關系安裝在主軸16上。主軸馬達18以合適的速度旋轉數據存儲磁盤14。