專利名稱：電流偏置磁性旋轉(zhuǎn)閥式傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于讀取記錄于磁性介質(zhì)中的信息信號的磁性轉(zhuǎn)換器，更特定言之，系涉及一種改進的磁阻讀取傳感器，它利用多層、旋轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)及傳感器傳感電流來設(shè)定該傳感器的無信號操作點。
先有技術(shù)揭示過稱為磁阻(magnetoresistive，下文簡稱MR)傳感器或磁頭的磁性讀取轉(zhuǎn)換器，其已經(jīng)顯示能夠自高線性密度的磁性表面讀取數(shù)據(jù)。MR傳感器通過由磁性材料制作的讀取元件的電阻變化而檢測為該讀取元件所感測到的磁通量強度及方向的函數(shù)的磁場信號。這些先有技術(shù)的MR傳感器以異向性磁阻(anisotropic magnetoresistive，下文簡稱AMR)效應(yīng)為基礎(chǔ)而操作，其中該讀取元件電阻的一個分量隨磁化和傳感電流流經(jīng)該元件的方向之間的角度的余弦(cos)平方(cosine2)之平方而改變。這種AMR效應(yīng)的更詳細說明可在D.A.湯普森(D.A.Thompson)等人發(fā)表于國際電機及電子工程會報雜志，HAG-11，第1039頁(1975)(IEEE Trans.Mag.MAG-11，p.1039(1975))的“存儲器、存儲裝置、及相關(guān)應(yīng)用”(Memory，Storage，and Related Applications)一文中找到。
美國專利第4，896，235號，標(biāo)題為“使用磁阻效應(yīng)的磁性轉(zhuǎn)換器磁頭”，于1990年1月23日授與瀧野等人，揭示了一種多層磁性傳感器，其使用了這種AMR并且包含以非磁性層分隔開的第一及第二磁性層，其中至少一層磁性層是由呈現(xiàn)出AMR效應(yīng)的材料組成。將每一層磁性層中的磁化易形成軸設(shè)定為垂直于所施加的磁信號，使得該MR傳感器元件傳感器電流在平行于該易形成軸的磁性層中提供一磁場，因而消除或減小傳感器中的巴克好森(Barkhausen)噪音。H.須山，(H.Suyama)等人發(fā)表于1988年國際電機及電子工程會報雜志第24卷第6期第2612-2614頁(IEEE Trans.Mag.，Vol.24，No.6，1988(Pages 2612-2614)之“用于高密度剛性磁盤驅(qū)動器的薄膜MR磁頭”揭示了一種與瀧野等人所披露的相類似的多層MR傳感器。
最近，一種不同、更為顯著的磁阻效應(yīng)已獲說明，其中認(rèn)為層化磁性傳感器的電阻變化是歸因于在磁性層之間的通過一層非磁性層的導(dǎo)通電子的旋轉(zhuǎn)依存?zhèn)鲗?dǎo)和在層間界面處及在鐵磁性層之內(nèi)的伴隨旋轉(zhuǎn)依存散射。這種磁阻效應(yīng)不同地稱之為“大磁阻”(giant magnetoresistire)或“旋轉(zhuǎn)閥”(spin valve)效應(yīng)。由適當(dāng)材料制造的這種磁阻傳感器提供了改進的敏感度及比在利用AMR效應(yīng)的傳感器中所觀察到之更大的電阻變化。在此類型MR傳感器中，在一對由非磁性層隔開的鐵磁性層之間的平面內(nèi)電阻隨在該兩層的磁化之間的角度余弦(cos)而變化。
格朗柏格(Grunberg)的美國專利第4，949，039號說明一種層化磁性結(jié)構(gòu)，其給出由磁性層中磁化的反平行排列所引起的增強的MR效應(yīng)。對使用于該層化結(jié)構(gòu)的可能材料，格朗柏格列出鐵磁性過渡金屬及合金，但未為較佳的MR信號振幅從表列中指出較佳的材料。格朗柏格進一步說明反鐵磁性型交換耦合的使用以獲得反平行排列，其中相鄰的鐵磁性材料層由薄Cr或Y中間層所隔開。
于1990年12月11日提出、轉(zhuǎn)讓給本受讓人的同在審理中的美國專利申請案序號07/625.343揭示了一種MR傳感器，其中可觀察到在兩個未耦合鐵磁性層之間的電阻隨該二層的磁化之間的角度的余弦而變化，并且其與流過傳感器的電流方向無關(guān)。這個機構(gòu)產(chǎn)生一咱磁阻，其以該旋轉(zhuǎn)閥效應(yīng)為基礎(chǔ)，并且對選定的材料組合而言，在大小上大于AMR。
于1991年2月8日提出、轉(zhuǎn)讓給本受讓人的同在審理中的美國專利申請案序號07/652，852揭示了一種以上述效應(yīng)為基礎(chǔ)的MR傳感器，其包括兩層以非磁性金屬材料薄膜層隔開的鐵磁性材料薄膜層，其中至少一層鐵磁性層是由鈷或鈷合金組成。這一層鐵磁性層的磁化在零外部施加磁場下借助于與反鐵磁性層的交換耦合而保持在垂直于另一層鐵磁性層的磁化的方向。
在上述引用的美國專利申請案中所說明的旋轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)需要將該兩層鐵磁性層中之一層內(nèi)的磁化方向固定或“釘住”于一選定的方向，使得在無信號條件下，另一層鐵磁性層內(nèi)的磁化方向被取向到垂直于該釘住層磁化方向。當(dāng)施加外部磁信號于該傳感器時，在非固定或“自由”層內(nèi)的磁化方向相對于釘住層內(nèi)的磁化方向旋轉(zhuǎn)。因此該傳感器的輸出正比于該自由層之磁化方向旋轉(zhuǎn)過的角度的余弦。為了要維持釘住層中的磁化取向，需要一種用于固定磁化方向的裝置。例如，如同在上述引用之專利申請案中所說明的，可以形成一種附加的反鐵磁性材料層與釘住的鐵磁性層相接觸以提供交換耦合的偏置磁場。另外，還可利用一層相鄰接的硬磁性層以對釘住層提供硬偏磁。
本發(fā)明的主要目的在于提供以旋轉(zhuǎn)閥效應(yīng)為基礎(chǔ)的MR傳感器，其中不需要提供用以在一層或多層鐵磁性層中固定磁化取向的附加結(jié)構(gòu)裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種MR傳感器，其中在兩層鐵磁性層中的磁化易感應(yīng)于所施加的磁信號，從而提供增強的測量信號輸出。
這些和其它目的及優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明的原理而達到，其中以旋轉(zhuǎn)閥效應(yīng)為基礎(chǔ)的MR讀取傳感器包括形成于合適的基片上的層化結(jié)構(gòu)，它包括以一層非磁性金屬材料薄膜層隔開的第一及第二鐵磁性材料薄膜層，并且其通過傳感器感應(yīng)電流被偏置于所需的無信號點。將鐵磁性層排列成與較佳取向或易形成的磁軸一致，該磁軸垂直于在相鄰存儲介質(zhì)上的數(shù)據(jù)磁道寬度且平行于通過傳感器的傳感電流的方向。當(dāng)傳感電流被施加到傳感器時，與該傳感電流相關(guān)聯(lián)的磁場為一層鐵磁性層提供偏置磁場，以便使第一層中的磁化方向相對于該易形成軸以相等且相反的角度取向。該磁化在磁性層的任一層中都不固定，因而能自由地響應(yīng)所施加磁場。施加的磁信號將導(dǎo)致兩層鐵磁性層中的磁化方向相對于該易形成軸旋轉(zhuǎn)過大致相等但相反的角度，因此當(dāng)與先有技術(shù)中將鐵磁性層中之一層釘住的旋轉(zhuǎn)閥MR傳感器相比較時，它具有改變這些層的磁化之間角度達2倍之多的效應(yīng)。電流源提供傳感電流給MR傳感器，其在讀取元件兩端產(chǎn)生正比于該MR傳感器因鐵磁性材料層中為感測到的外部加磁場之函數(shù)的磁化旋轉(zhuǎn)而起的電阻變化的電壓降。該讀取元件電阻變化的大小是層中響應(yīng)諸如代表存儲在磁性介質(zhì)中的數(shù)據(jù)位的外部施加磁場的磁化方向間之角度變化的余弦的函數(shù)。
因此，本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)閥MR傳感器，其中兩層鐵磁性層中的磁化是自由地響應(yīng)于施加信號且其中傳感器傳感電流對兩層的磁化施加相對于易形成軸相同但相反角度的偏置。由于兩層鐵磁性層中的磁化是自由旋轉(zhuǎn)，因此消除了對釘住裝置，諸如交換偏置層或硬偏置層的需要。由于兩層鐵磁性層均對所施加的磁信號易感應(yīng)，所以該傳感器的敏感度大大地增加。此外，由于所使用的典型的用以提供交換偏轉(zhuǎn)磁場的材料是相當(dāng)易腐蝕的，所以一層或多層暴露于傳感器空氣軸承表面的交換偏磁層的支除大大地減輕了與傳感器的制造和操作相關(guān)聯(lián)的整體腐蝕問題。
本發(fā)明的前述及其它目的，特征和優(yōu)點經(jīng)由下述本發(fā)明之較佳具體實施例，參考附圖的詳細說明將是顯而易見的，附圖中類似之參考號碼表示類似的部分，其中

圖1是具體化本發(fā)明的磁盤存儲系統(tǒng)的簡化方框圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的磁阻傳感器較佳實施例的透視視圖;
圖3是圖示顯示于圖2中的磁阻傳感器的磁性層磁化取向的分解透視圖;
圖4是顯示于圖2中的磁阻傳感器較佳實施例的剖視圖;
圖5是顯示于圖2中的施加有縱向偏置磁場的磁阻傳感器的磁阻對所施加磁信號的曲線;及圖6是顯示于圖2中的未施加有縱向偏置磁場的磁阻傳感器的磁阻對所施加磁信號的曲線圖。
現(xiàn)在參考圖1，盡管將本發(fā)明說明為如圖1中所示的具體化成磁盤存儲系統(tǒng)，但是本發(fā)明也可應(yīng)用于其它諸如，例如，磁帶記錄系統(tǒng)的磁性記錄系統(tǒng)是顯而易見的。至少一片回轉(zhuǎn)式磁盤12支撐于軸14之上且借助于磁盤驅(qū)動電機18而轉(zhuǎn)動。在每一磁盤上的磁性記錄介質(zhì)是以位于磁盤12上之同心數(shù)據(jù)磁道(未顯示)之環(huán)狀圖案的形式存在。
至少一個滑塊13位于磁盤12之上，每一個滑塊13支撐一個或多個磁性讀/寫轉(zhuǎn)換器21，典型地稱之為讀/寫磁頭。當(dāng)磁盤轉(zhuǎn)動時，滑塊13徑向地在磁盤表面22上移進及移出，使得磁頭21可存取記錄有所需數(shù)據(jù)的磁盤的不同部分。每一個滑塊13借助于懸架15連接于致動器臂19。懸架15提供輕微的彈簧力，其使滑塊13施加一小力于磁盤表面22。每一個致動器臂19連接于一個致動器裝置27。如圖1中所顯示的致動器裝置可以是例如音圈馬達(voice coil motor，下文簡稱VCM)。VCM包括有可在固定磁場之內(nèi)運動的線圈，該線圈運動的方向和速度由控制器提供的電機電流信號加以控制。
在磁盤存儲系統(tǒng)的操作期間，磁盤12的轉(zhuǎn)動在滑塊13和磁盤表面22之間產(chǎn)生空氣軸承，其作用一個向上的力或提升力于滑塊上。該空氣軸承因此抵消懸架15的輕微彈簧力并支撐滑塊13與磁盤表面分開，而且在操作期間以微小、基本上恒定的間隙稍微地高出磁盤表面之上。
磁盤存儲系統(tǒng)的各種元件在操作中通過由控制單位29所產(chǎn)生的控制信號，諸如存取控制信號和內(nèi)部時鐘信號，加以控制。典型而言，控制單位29包含例如邏輯控制電路、存儲裝置及一個微處理器?？刂茊挝?9產(chǎn)生諸如在線23上的驅(qū)動電機控制信號及在線28上的磁頭位置及搜尋控制信號以控制各種系統(tǒng)操作。在線28上的控制信號提供所需的電流波形以最佳化地將選定之滑塊13移動并定位到在相關(guān)磁盤12上的所需數(shù)據(jù)磁道。讀和寫信號借助于記錄信道25而傳給讀/寫磁頭21并自讀/寫磁頭21傳回。
以上有關(guān)典型磁盤存儲系統(tǒng)的說明，及隨附之圖1的圖示僅是為了代表性表達的目的。顯而易見地，磁盤存儲系統(tǒng)可包含很多的磁盤和致動器，而且每一個致動器可支撐很多滑塊。
現(xiàn)在參考圖2、3及4，根據(jù)本發(fā)明之原理的MR旋轉(zhuǎn)閥傳感器包括軟磁鐵磁性材料的第一薄膜層33、非磁性金屬材料的薄膜層35及軟磁鐵磁性材料的第二薄膜層37，以形成淀積于諸如，例如，玻璃、陶瓷或半導(dǎo)體的合適的基片上的MR元件30。偏置導(dǎo)體43形成于MR元件30之上以提供縱向偏置磁場，其保證在磁性層33、37的活性區(qū)域中的單一磁疇狀態(tài)，以將巴克好森(Barkhausen)噪音減至最小。偏置導(dǎo)體43通過合適材料的絕緣層而與MR元件30電絕緣。偏置導(dǎo)體相對于MR元件30而取向，使得通過該偏置導(dǎo)體的電流流動在MR元件中產(chǎn)生平行于該磁性易形成軸的磁場。淀積于MR元件30之末端區(qū)域上的合適導(dǎo)體材料的電氣導(dǎo)線39及41是提供用來在MR傳感器和電流源57及信號傳感裝置55之間形成電路路徑。
在制造期間，磁性易形成軸，如以虛線箭頭49所指出，是設(shè)定為平行于MR元件30縱向軸，而將MR元件30物理性地加以安排，使得它的縱向軸及因而層鐵磁性層33、37的易形成軸49以垂直于在磁性存儲介質(zhì)中形成之?dāng)?shù)據(jù)磁道45的寬度W取向。在沒有電流流過MR元件30時，兩層鐵磁性材料33、37的磁化沿易形成軸49取向且是平行的。當(dāng)傳感電流施加于MR元件30時，如以箭頭44所指示的，由于鐵磁性層33、37的每一層中流動的傳感電流，結(jié)合流經(jīng)非磁性金屬間隔層35的電流所產(chǎn)生的磁場分別對另一層鐵磁性層提供偏置磁場，如在該技術(shù)領(lǐng)域(例如，參見美國專利第4，833，560號)中是眾所熟知的，其使33、37兩層中的磁化相對于易形成軸49以(如以箭頭51所指示)相等但相反的角度θ轉(zhuǎn)動。此外，在第一及第二鐵磁性材料層33、37兩層中的磁化是自由地響應(yīng)外部施加磁場(諸如圖2中所顯示之磁場h)而轉(zhuǎn)動它的方向。在響應(yīng)外部施加磁信號時，在每一層鐵磁性層33、37中的磁化將轉(zhuǎn)動相等但相反的角度δθ，因而在MR元件的電阻中提供正比于cos(2δθ)的變化。要注意到，雖然電流流經(jīng)MR元件30的方向相對于無信號操作點的設(shè)定是重要的，但是MR元件30的電阻變化與其中電流流動方向無關(guān)并且只視兩層鐵磁性層33、37響應(yīng)所施加的磁場信號的磁化間的角度變化而定。
鐵磁性層33、37可由諸如，例如，鈷(Co)、鐵(Fe)、鎳(Ni)及它們之合金諸如鎳-鐵(NiFe)、鎳-鈷(NiCo)或鐵-鈷(FeCo)合金的任何合適的磁性材料所制造。非磁性金屬間隔層35包含例如銅(Cu)或其它諸如銀(Ag)或金(Au)或它們的合金的合適的貴金屬。金屬間隔層35的厚度是足夠地大以保證兩層鐵磁性層33、37之幾乎完全的磁性耦合，但仍是足夠薄以小于導(dǎo)通電子的平均自由路徑長度。以旋轉(zhuǎn)閥效應(yīng)為基礎(chǔ)、于其中傳感器讀取元件包含鐵磁性/非磁性/鐵磁性層化結(jié)構(gòu)的MR傳感器更詳細說明于上述之參考專利申請案序號07/625，343中，因此本文將其引為參考文件，就如同在本文中充分地說明一般。
繼續(xù)參考圖4，示出了沿MR元件30的縱同所取的如圖2中所顯示的較佳實施例的剖視圖。例如，Ta、Ru或CrV之類的合適底層59在第一鐵磁性層33淀積之前可淀積于基片31之上。底層59的目的在于使后續(xù)各層的晶體結(jié)構(gòu)、晶粒大小和表面形態(tài)最佳化。在獲得旋轉(zhuǎn)閥結(jié)構(gòu)的大MR效應(yīng)特性上，表面形態(tài)是至關(guān)重要的，因為它容許在兩層鐵磁性層33、37之間使用非常薄的非磁性金屬間隔層35。底層59必須是也具有高電阻系數(shù)以使電流分路效應(yīng)最小化。假使基片31由具有足夠高電阻系數(shù)的材料組成、具有極平坦的表面且具有合適的結(jié)晶學(xué)結(jié)構(gòu)的話，底層59可加以省略。
將軟鐵磁性材料的第一薄膜層33、非磁性金屬材料的薄膜層35及軟鐵磁性材料的第二薄膜層37淀積于底層59之上。提供有電氣導(dǎo)線39、41用以在MR傳感器和電流源57及信號傳感裝置55之間形成電路路徑。如上述所說明，將MR元件30物理性地排列，使得它的縱軸且因而其磁性易形成軸垂直于在相鄰的磁性存儲器裝置12(如圖1中所示)中形成的存儲磁道的磁道寬度W。接著，只有一端，例如相對于介質(zhì)12的較低端，暴露在傳感器空氣軸承表面ABS，使讀取磁道寬度由暴露在ABS的MR元件的末端寬度而加以界定。為了要降低巴克好森噪音，淀積縱向偏置層42于MR元件30遠離傳感器ABS之側(cè)的一端上。偏置層可由諸如，例如，錳-鐵或鎳-錳的反鐵磁性材料組成，將其加以淀積與鐵磁性材料層的末端區(qū)域直接接觸以通過交換耦合而提供偏置磁場，或者偏置層可以是硬磁性層以如在該技術(shù)領(lǐng)域中所已知地提供硬偏置。由于偏置層42是在自ABS算起的遠端，潛在性腐蝕性材料未暴露于ABS，因此將典型地當(dāng)這類材料存在于ABS時所遭遇的腐蝕問題減至最小。另外，如參考圖2所說明的，偏置導(dǎo)體42可形成于MR元件30之上，自其處以諸如二氧化硅(SiO2)之類的合適材料的絕緣層(未顯示)加以隔開。也可以將一層諸如，例如，Ta或Zr的高電阻系數(shù)材料的覆蓋層(未顯示)淀積于MR傳感器之上。
如上述所說明，兩層鐵磁性層33、37讓它們磁化兩者皆平行于易形成軸且在無施加傳感器傳感電流下相對于彼此而取向，此外，由偏置層42或偏置導(dǎo)體43所產(chǎn)生的縱向偏置磁場將是平行于易形成的軸的。當(dāng)傳感電流被施加于MR元件30時，所產(chǎn)生的磁場將垂直于易形成軸。因此，最終形成的磁化方向?qū)⑾鄬τ谝仔纬奢S有一個角度θ，它是不同偏置磁場的相對強度的函數(shù)。由于在每一層磁性層33、37中的磁化將相等且相反地受到影響，所以在該二層33、37中的磁化在沒有施加外部磁場的情況下將分開一個角度2θ。
如上述所說，鐵磁性層33、37可由任何合適的磁性材料制成并具有較好地選自10埃到約150埃之范圍中的厚度。非磁性間隔層45較好是具有高傳導(dǎo)系數(shù)的金屬性的。諸如Au、Ag及Cu的貴金屬材料提供大MR響應(yīng)，Pt和Pd提供小MR響應(yīng)，而Cr和Ta則顯現(xiàn)出很小的MR響應(yīng)。間隔層45的厚度較好是在10埃到約40埃的范圍之內(nèi)?，F(xiàn)在也參考圖5及6，將本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)閥傳感器的MR特性就兩種偏置條件加以圖示。所示曲線代表MR特性，它們是當(dāng)15毫安培的傳感電流施加于由兩層以20埃厚的Cu非磁性層隔開的50埃厚NiFe層所組成的傳感元件，其具有4微米(μm)之磁道寬度時，對于未遮蓋裝置將相對電阻變化畫成均勻施加磁場的函數(shù)。圖5示出10奧斯特縱向偏置磁場的結(jié)果而圖6示出0奧斯特縱向偏置磁場的結(jié)果。
雖然本發(fā)明已參考其中之較佳實施例而特別地加以顯示及說明，但是本領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員將理解到，在形式及細節(jié)中之各種變化可在其中達成而不偏離本發(fā)明之精神、范疇及教導(dǎo)。例如，雖然將所顯示的較佳實施例說明為無遮蓋裝置，但是本發(fā)明的MR傳感器同樣可應(yīng)用于遮蔽的或磁通量誘導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。因此，此中揭示之本發(fā)明僅能加以認(rèn)為只在如附加之權(quán)利要求書所限定的范圍中做例證且受到限制。
權(quán)利要求
1.一種磁阻傳感器，其特征在于，以一非磁性金屬材料層隔開的一第一及一第二鐵磁性料層，在所述第一及第二鐵磁性材料層中的磁性易形成軸基本平行，響應(yīng)于所述磁阻傳感器中傳感電流所產(chǎn)生磁場的所述第一及第二鐵磁性材料層的磁化方向分別相對于所述磁性易形成軸以相等且相反的角度取向，響應(yīng)于施加磁場的所述磁阻傳感器電阻變化為在所述第一及第二鐵磁性材料層中的所述磁化方向之間角度變化的函數(shù)，所述第一及第二鐵磁性材料層每一層的磁化響應(yīng)于所述施加磁場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的磁阻傳感器，其特征在于所述第一和第二鐵磁性材料層是由選自含有鐵、鈷、鎳、及鐵的、鈷的或鎳的合金的一組鐵磁性材料所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的磁阻傳感器，其特征在于所述第一和第二鐵磁性層每一層的磁性易形成軸與所述第一及第二鐵磁性層的縱軸平行排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的磁阻傳感器，其特征在于所述第一和第二鐵磁性層及所述非磁性金屬層形成具有長度及寬度的多層磁阻傳感元件，所述磁阻傳感元件如此取向，使得其縱軸基本垂直于所述磁阻傳感器的空氣軸承面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的磁阻傳感器，其特征在于所述磁阻傳感元件的下端與所述空氣軸承面共平面，所述磁阻傳感元件的所述下端暴露在所述空氣軸承面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的磁阻傳感器，其特征在于進一步包括淀積于所述磁阻傳感元件之端部區(qū)域之上、使所述磁阻傳感器與外部電路相耦合的一導(dǎo)電材料層，所述端部區(qū)域界定所述磁阻傳感元件的上及下端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的磁阻傳感器，其特征在于進一步包括淀積于自所述空氣軸承面之遠側(cè)的所述磁阻傳感元件上端處的端部區(qū)域之上的一偏置層，用以在所述磁阻傳感元件中提供縱向偏置磁場。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的磁阻傳感器，其特征在于所述偏置層包括淀積與所述鐵磁性層之一層直接接觸、借助于反鐵磁性-鐵磁性交換耦合而提供所述縱向偏置磁場的反鐵磁性材料層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的磁阻傳感器，其特征在于所述第一及第二鐵磁性層具有在約10埃到約150埃之范圍內(nèi)的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的磁阻傳感器，其特征在于所述非磁性金屬間隔層具有小于在所述非磁性金屬間隔層中的導(dǎo)通電子的平均自由路徑長度的厚度。
11.一種磁性存儲系統(tǒng)，包括具有多個數(shù)據(jù)記錄磁道的磁性存儲介質(zhì);在所述磁性轉(zhuǎn)換器和所述磁性存儲介質(zhì)之間相對運動期間維持在相對于所述磁性存儲介質(zhì)的一近間隔位置的磁性轉(zhuǎn)換器;與所述磁性轉(zhuǎn)換器相耦合的致動器裝置，用于將所述磁性轉(zhuǎn)換器移動到所述磁性存儲介質(zhì)上的選定數(shù)據(jù)磁道;以及與所述磁阻傳感器相耦合的檢測裝置，用于檢測響應(yīng)所施加磁場在所述磁阻材料中電阻的變化，其代表由所述磁阻傳感器所截取的所述磁性存儲介質(zhì)上所記錄的數(shù)據(jù)位;所述包括磁阻傳感器的磁性轉(zhuǎn)換器的特征在于;形成磁阻傳感元件的以一非磁性金屬材料層隔開的第一及第二鐵磁性材料層，在所述第一及第二鐵磁性層中的磁性易形成軸是基本平行的，響應(yīng)于以所述磁阻傳感器中傳感電流所產(chǎn)生的磁場的所述第一及第二鐵磁性層的磁化方向分別以相對于所述磁性易形成軸的相等且相反的角度加以取向，響應(yīng)于施加磁場的所述磁阻傳感器的電阻變化為在所述第及第二鐵磁性層中所述磁化方向之間角度變化的函數(shù)，所述第一及第二鐵磁性層的每一層的磁化響應(yīng)于所述施加磁場，將所述磁阻傳感元件如此取向，使得其縱軸垂直于在所述磁性存儲介質(zhì)中限定的數(shù)據(jù)磁軌道的磁道寬度，所述磁阻傳感元件的下端以間隔關(guān)系面對所述磁性存儲介質(zhì);分別連接于所述磁阻傳感元件的所述下端及上端的傳導(dǎo)導(dǎo)線，用以將所述磁阻傳感器連接到外部電路并使所述傳感電流耦合于所述磁阻傳感元件;以及鄰接于所述磁阻傳感元件的并用以在所述磁阻傳感元件中提供縱向偏置磁場的偏置裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的磁性存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述第一種第二鐵磁性層每一層的磁性易形成軸被取向為基本垂直于所述數(shù)據(jù)磁道的磁道寬度，所述磁性易形成軸平行于所述磁阻傳感元件的縱軸。
全文摘要
一種基于旋轉(zhuǎn)閥效應(yīng)的磁阻讀取傳感器，其中讀取元件電阻分量隨在兩層鄰接磁性層中之磁化方向間的角度余弦而變化，并包括兩層以非磁性金屬層隔開的鐵磁性層，其中一層的磁性易形成軸沿其縱軸取向且垂直于鄰接之磁性儲存介質(zhì)的磁道寬度。傳感電流產(chǎn)生偏置磁場，使兩層中的磁化方向取向為相對于磁性易形成軸成一相等且相反的角度θ，在無施加磁場信號時提供2θ的角度分離，而在施加磁場時以2δθ的量改變兩層的角度分離。
文檔編號G11B5/39GK1103195SQ9311932
公開日1995年5月31日 申請日期1993年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月17日
發(fā)明者威廉·查爾斯·凱恩, 伯納德·戴尼, 小羅伯特·愛德華·方塔納, 弗吉爾·西蒙·斯派利歐芬 申請人:國際商業(yè)機器公司