一種讀頭傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例涉及用于硬盤驅(qū)動器的磁讀頭傳感器。讀頭傳感器是磁阻效應(yīng)類型。進一步地，實施例涉及傳感器中使用雙包覆層的讀頭傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]計算機的核心是磁盤驅(qū)動器，磁盤驅(qū)動器通常包括旋轉(zhuǎn)磁盤、具有讀頭和寫頭的滑動塊、在旋轉(zhuǎn)磁盤上方的吊臂和致動器臂，其中致動器臂擺動吊臂從而將讀頭和/或?qū)戭^放置在旋轉(zhuǎn)磁盤的選定環(huán)形磁道上方。當磁盤不旋轉(zhuǎn)時，吊臂使滑動塊偏離磁盤的表面；但當磁盤旋轉(zhuǎn)時，空氣被鄰近滑動塊的空氣軸承表面(ABS)的旋轉(zhuǎn)磁盤盤旋，引發(fā)滑動塊在空氣軸承上沿旋轉(zhuǎn)磁盤的表面滑行輕微的距離。當滑動塊騎行在空氣軸承上時，寫頭和讀頭用于寫和讀對應(yīng)于宿主數(shù)據(jù)的磁性轉(zhuǎn)變。讀頭和寫頭連接至信號處理電路，該信號處理電路根據(jù)計算機程序運行以實現(xiàn)寫入和讀取功能。
[0003]硬盤驅(qū)動器的讀頭包括使用磁阻效應(yīng)的自旋閥元件。通過感測夾有中間層的兩個鐵磁膜(諸如自由磁層和釘扎[pinned]磁層)的相對磁化，磁信息可從磁盤上納米級的磁體中讀取。傳感器元件的各種尺寸的縮減和膜特性的改進已幫助改進記錄密度，使得當前的記錄磁道達到寬度小于約100納米。然而，由于磁道寬度變小，在自由磁層的磁化過程中由熱振動產(chǎn)生的噪聲(磁噪mag-noise)對磁頭的信噪比(SNR)的影響變得過分地大。由于磁噪的增加與回播輸出的增加成比例，因此磁頭SNR在某一最大值時飽和。因而，減少磁噪已變得尤其重要。自由磁層的磁偏置(域控制)和用于低磁耦合的控制對于減少磁噪是有效的。
[0004]因此，在本技術(shù)領(lǐng)域中需要能夠利用傳感器結(jié)構(gòu)中的低磁耦合最小化磁噪的傳感器結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及記錄磁頭中的讀頭傳感器。讀頭傳感器具有雙包覆層，其可減少磁耦合從而增強讀頭傳感器中的磁偏置場，例如域控制。并且，具有不同膜特性的多個膜疊層的上屏蔽也被用于增強讀頭傳感器中的偏置場產(chǎn)生。另外，線圈結(jié)構(gòu)可定位于側(cè)屏蔽附近。定位于側(cè)屏蔽附近的線圈結(jié)構(gòu)可有效地改變和調(diào)整對傳感器產(chǎn)生的偏置場，從而有效地控制信噪比(SNR)并增加讀頭傳感器的域控制。
[0006]在一個實施例中，讀頭傳感器具有下屏蔽、設(shè)置在下屏蔽上方的上屏蔽和設(shè)置在下屏蔽和上屏蔽之間的傳感器疊層。其中傳感器疊層包括釘扎磁層、設(shè)置在釘扎磁層上方的間隔層、設(shè)置在間隔層上方的自由磁層、和設(shè)置在自由磁層上的雙包覆層，雙包覆層包括設(shè)置在非磁層上的磁層和設(shè)置在下屏蔽上方和上屏蔽下方的傳感器疊層附近的側(cè)屏蔽。
[0007]在另一實施例中，讀頭傳感器包括下屏蔽、設(shè)置在下屏蔽上方的上屏蔽、設(shè)置在下屏蔽和上屏蔽之間的傳感器疊層、和在下屏蔽上方和上屏蔽下方的傳感器疊層附近的側(cè)屏蔽。其中上屏蔽包括底部磁層、設(shè)置在底部磁層上的第一非磁層、設(shè)置在第一非磁層上的具有三層磁性膜疊層的頂部磁層和設(shè)置在頂部磁層上的反鐵磁層。底部磁層包括第一磁層和設(shè)置在第一磁層上的第二磁層。
[0008]在另一實施例中，讀頭傳感器包括下屏蔽、設(shè)置在下屏蔽上方的上屏蔽、設(shè)置在下屏蔽和上屏蔽之間的傳感器疊層、在下屏蔽上方和上屏蔽下方的傳感器疊層附近的側(cè)屏蔽、以及耦合到側(cè)屏蔽的線圈結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0009]為了具體理解本公開的上述特性，可以通過參考實施例獲得上述簡要地總結(jié)的本公開的更詳盡的描述。其中的一些實施例將以【附圖說明】。然而，應(yīng)注意的是附圖僅說明了本公開的典型實施例，因而并不局限于此范圍，本公開允許其他相同效果的實施例。
[0010]圖1說明了根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性磁盤驅(qū)動器；
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的圖1磁盤驅(qū)動器的讀頭/寫頭和磁盤的側(cè)視圖；
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的讀頭的示意圖；
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的讀頭的示意圖；
[0014]圖5是非磁層厚度變化與讀頭傳感器中產(chǎn)生的偏置場大小之間關(guān)系的圖形描述；以及
[0015]圖6是根據(jù)一實施例的側(cè)屏蔽的三維示意圖，其中，側(cè)屏蔽是設(shè)置在圖3或圖4的讀頭傳感器中并帶有設(shè)置在側(cè)屏蔽附近的線圈結(jié)構(gòu)。
[0016]為便于理解，不同附圖中使用相同附圖標記來指示相似或相同的元件。在一實施例中公開的元件也同樣用于其他實施例而無須明確的說明。然而，要注意的是附圖僅說明了本發(fā)明的典型實施例，因而并不局限于此范圍，本公開允許在涉及磁傳感器的任何領(lǐng)域中的其他相同效果的實施例；
【具體實施方式】
[0017]在下文中，參考本公開的實施例。但應(yīng)了解本發(fā)明并不限于所述的具體實施例。相反，任何以下特征和元件的組合，不論是否與各實施例有關(guān)，都可用來實施本發(fā)明。此外，雖然本發(fā)明各實施例相對其它可能的方案和/或現(xiàn)有技術(shù)可能有一些優(yōu)點，但某個實施例能否實現(xiàn)某具體優(yōu)點并不是本發(fā)明的一個限制。因此，下面的方面、特征、實施例和優(yōu)點只是示例性的，且除非在某一個或多個權(quán)利要求中明確指出，它們都不能被認為是所附權(quán)利要求書的元件或限制。類似地，提到“本公開”并不應(yīng)解釋為這里公開的任何本發(fā)明主題的概括，也不應(yīng)解釋為是所附權(quán)利要求的元件或限制，除非在一個或多個權(quán)利要求中明確記載以外。
[0018]本發(fā)明一般涉及記錄磁頭中的讀頭傳感器。除了夾于上屏蔽和下屏蔽之間的傳感器疊層之外，讀頭傳感器還包括側(cè)屏蔽。上屏蔽是帶有反鐵磁耦合的多層結(jié)構(gòu)。從上屏蔽到傳感器疊層的磁耦合被控制得低，從而增強了產(chǎn)生的磁偏置場和在傳感器疊層中形成的自由層的域控制。在一個實施例中，低磁耦合是通過使用傳感器疊層中自由層上形成的上部雙包覆層獲得的。另外，具有不同膜特性布置的多個膜層也可用于上屏蔽中。線圈結(jié)構(gòu)也被設(shè)置于側(cè)屏蔽附近以增強偏置場的產(chǎn)生。
[0019]圖1是根據(jù)本公開的實施例的示例性硬盤驅(qū)動器(HDD) 100的頂部視圖。如圖所示，HDD 100包括一個或多個磁盤110、致動器120、與每一磁盤110關(guān)聯(lián)的致動器臂130和附著于底盤150中的主軸電機140。如圖1所示，一個或多個磁盤110可垂直放置。此外，一個或多個磁盤110可耦合于主軸電機140。
[0020]磁盤110可包括在盤110的頂部和底部表面上的數(shù)據(jù)環(huán)形磁道。磁頭180被裝配并耦合至致動器臂130。當每一磁盤110旋轉(zhuǎn)時，數(shù)據(jù)可寫入到數(shù)據(jù)磁道和/或從數(shù)據(jù)磁道讀取。致動器臂130被配置為圍繞致動器軸131旋轉(zhuǎn)，從而將磁頭180放置到磁盤110中的特定數(shù)據(jù)磁道上。
[0021]圖2是面向磁盤202的讀頭/寫頭200的中心的部分橫截面視圖。讀頭/寫頭200和磁盤202分別對應(yīng)于圖1中的磁頭180和磁盤110。在一些實施例中，磁盤202是“雙層”介質(zhì)，包括垂直的磁數(shù)據(jù)記錄層(RL) 204，該層位于“軟的”或低矯頑性的導磁底層(PL) 206上。讀頭/寫頭200包括例如空氣軸承表面(ABS)的面向介質(zhì)的表面(MFS) 209、磁寫頭220和磁讀頭傳感器222，并且安裝為面向介質(zhì)的表面(MFS) 209面向磁盤202。在圖2中，磁盤202以箭頭232所示方向移過磁頭200。磁數(shù)據(jù)記錄層(RL) 204用垂直記錄的或磁化的區(qū)域212說明，使相鄰的區(qū)域212具有位于磁數(shù)據(jù)記錄層(RL) 204中的箭頭211代表的磁化方向。相鄰的磁化區(qū)域212的磁場可由感測元件230檢測為記錄的比特。寫頭220包括磁路224，該磁路224由主極232和嵌入在無磁材料219的部分中所示的薄膜線圈218組成。
[0022]在這里討論的實施例中，讀頭傳感器222是側(cè)屏蔽讀頭傳感器。側(cè)屏蔽讀頭傳感器包括在自旋閥元件的磁道寬度方向上的軟磁體，從而導致在磁道寬度方向上讀敏感性分布的磁裙區(qū)域的讀敏感性減小。出現(xiàn)讀敏感性分布的磁裙減小是由于自旋閥元件捕獲在記錄磁道的中心部分產(chǎn)生的磁場并且由軟磁體形成的磁屏蔽吸收由除中心部分之外的記錄磁道的部分產(chǎn)生的磁場。通過減少敏感性分布的磁裙，可以改進磁道密度，因為能夠減少讀噪聲和鄰近磁道的干涉。
[0023]