低温磁轭型隧道阀传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种低温磁轭型隧道阀传感器，其中一读取头包括：导电的铁磁第一和第二磁轭层和从气浮面（ＡＢＳ）凹进并位于第一与第二磁轭层之间的隧道阀传感器。第一与第二磁轭层延伸至ＡＢＳ，用于将磁通传导至传感器，其还延伸至磁头内超过传感器。底铜结构与隧道阀传感器底面界面接触，而顶铜结构与隧道阀传感器顶面界面接触。在本发明专利技术第一实施例中，第一和第二铜结构将来自传感器的热分别传至第一和第二磁轭层，在本发明专利技术第二实施例中，底铜结构将热传至衬底而顶铜结构将热传至第二磁轭层。另外，在第一实施例中，第一和第二磁轭层对隧穿电流起引线作用，而在第二实施例中，底铜结构和第二磁轭层对隧穿电流起引线作用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低温磁轭型隧道阀传感器(low temperature yoke typetunnel valve sensor)，并且特别涉及一种传感器，其中第一和第二铜结构将热量传导至两个磁轭层中的至少一个，其中磁轭层将隧穿电流(IT)传导至隧道阀传感器并将磁通(flux)从气浮面(air bearing surface)(ABS)传送至传感器。
技术介绍
计算机的心脏是磁盘驱动器，其包括旋转磁盘、具有读写头的滑块、旋转盘片上方的悬臂和摆动悬臂从而将读写头置于旋转盘片上选定的圆形轨道上方的致动臂。当盘片不旋转时，悬臂迫使滑块与盘片的表面相接触，但是当盘片旋转时，在滑块的气浮面(ABS)附近，空气被旋转的盘片搅动起来，使得滑块乘在距旋转盘片的表面很小距离的气垫上。当滑块乘在气垫上时，利用读写头向旋转盘片中写入磁印痕或从旋转盘片上读取磁印痕(magnetic impression)。读写头连接在处理电路上，处理电路根据计算机程序工作，从而执行写入和读取功能。典型的高性能读取头采用隧道阀传感器，用于感应来自旋转磁盘的磁信号场。传感器包括无磁性不导电的隧穿或阻挡层，其夹在铁磁被钉扎层与铁磁自由层之间。反铁磁钉扎层通过界面与被钉扎层连接，用于与气浮面(ABS)成90□地钉扎被钉扎层的磁矩，其中ABS为传感器面对旋转盘片的暴露表面。隧道阀传感器位于铁磁第一与第二屏蔽层之间。第一和第二引线(也即第一和第二屏蔽层)连接至隧道阀传感器，用于穿过其中传导隧穿电流。与其中感应电流平行于自旋阀传感器(spin valve sensor)的主膜平面(CIP)传导的自旋阀传感器相比，隧穿电流垂直于传感器的主膜平面(CPP)传导。自由层的磁矩相对于ABS从静止或零偏置点位置响应来自旋转磁盘的正或负磁信号场自由地向上和向下转动。自由层磁矩的平行于ABS的静止位置是当隧穿电流穿过传感器传导而没有来自旋转磁盘的磁场信号时。当被钉扎和自由层的磁矩彼此平行时，隧道阀传感器对于隧穿电流(IT)的阻抗为最小，而当它们的磁矩反平行时，隧道阀传感器对于隧穿电流(IT)的阻抗为最大。隧道阀传感器的阻抗的变化是cosθ的函数，其中θ为被钉扎层与自由层的磁矩之间的夹角。当隧穿电流(IT)穿过隧道阀传感器传导时，由于来自旋转磁盘的场信号导致的阻抗变化产生了电势变化，电势变化被探测并被作为回放信号处理。隧道阀传感器的灵敏度以磁阻系数dr/R确定数值，其中dr为隧道阀传感器从最小阻抗(自由和被钉扎层的磁矩平行)至最大阻抗(自由和被钉扎层的磁矩反平行)的阻抗变化，而R为隧道阀传感器在最小阻抗处的阻抗。与自旋阀传感器的10％相比，隧道阀传感器的dr/R约为40％。第一和第二屏蔽层可分别用作隧道阀传感器的顶部和底部，使得第一和第二屏蔽层起到穿过隧道阀传感器垂直于隧道阀传感器的层的主膜平面传导隧穿电流(Ir)的作用。隧道阀传感器具有第一和第二侧面，其与ABS相交。第一和第二硬偏置层分别邻接第一和第二侧面，用于纵向地偏置自由层。此纵向偏置保持自由层处于单磁畴状态，并且在读取头处于静止条件下时，有助于保持自由层的磁矩平行于ABS。每个磁头组件包括读取头和写入头的组合的磁头组件在晶片上成行成列地构成。在完成了晶片层次后，将晶片切割成多行磁头组件，并且利用研磨工艺将每一行磨平，从而将该行磨出预定的气浮面(ABS)。在典型的隧道阀读取头中，所有的层都暴露在ABS处，即第一屏蔽层、种层、自由层、阻挡层、被钉扎层、钉扎层和第二屏蔽层中的每一个的第一边缘。这些层相对的边缘凹进磁头内。阻挡层是非常薄的层，约20，这使得在ABS处自由层和被钉扎层设置得彼此非常接近。在磨平一行磁头组件时，存在很高的磁性材料从自由层和被钉扎层跨过阻挡层涂抹而导致其间短接的风险。因此，强烈地需要以隧道阀磁头构成磁头组件，而没有由于磨平造成的ABS处自由层与被钉扎层之间短接的风险。
技术实现思路
本专利技术提供了一种读取头，其包括隧道阀传感器以及第一和第二磁轭层，其中隧道阀传感器从ABS凹进，而第一和第二磁轭层与隧道阀传感器磁导通并延伸至ABS用于将来自旋转磁盘的信号场传导至隧道阀传感器。由于隧道阀传感器的凹进的位置，因此磨平磁头时传导材料不会跨过隧道阀传感器的阻挡层涂抹，这种涂抹将使得跨过阻挡层的隧穿电流(IT)短路。在优选实施例中，隧道阀传感器下的第一磁轭层在ABS处很宽，并且在其从ABS延伸至磁头内时保持宽度。第一磁轭层为隧道阀传感器提供了散热器。相比之下，第二磁轭层在ABS处很窄，从而建立并限定了读取头的轨道宽度，第二磁轭层的宽度从ABS起增大，从而与隧道阀传感器磁耦合。利用这种布置，可以获得很窄的轨道宽度，同时隧道阀传感器的宽度很大，从而降低了隧道阀传感器对隧穿电流(IT)的阻抗。从隧道阀传感器起，第二磁轭层保持了比轨道宽度大的宽度，并且为隧道阀传感器提供了另一个散热器。ABS处第一与第二磁轭层之间的距离限定了读取头的读取间隙。此读取间隙明显小于当隧道阀传感器位于ABS处时由第一与第二屏蔽层之间的距离限定的读取间隙。很窄的读取间隙使得沿旋转磁盘的轨道每线性英寸上可以设置更多的磁位。很窄的轨道宽度使得沿旋转磁盘的径向每英寸上可以设置更多的轨道。这两个值(位每英寸(BPI)与轨道每英寸(TPI))的乘积为读取头的面密度。第一和第二磁轭层使得很高的面密度成为可能，这明显增大了磁盘驱动器的存储容量。隧穿电流(IT)在隧道阀传感器的顶面与底面之间传导。本专利技术提供了第一和第二铜(Cu)结构，其中第一铜结构与隧道阀传感器底面界面接触，而第二铜结构与隧道阀传感器顶面界面接触。采用这两个铜结构是为了在隧道阀传感器工作期间传导来自隧道阀传感器的热量。此处有两个本专利技术的优选实施例。在两个实施例中，第二铜结构都将来自隧道阀传感器的热量传导至第二磁轭层。在第一实施例中，第一铜结构将来自隧道阀传感器的热量传导至第一磁轭层，而在第二实施例中，第一铜结构将来自隧道阀传感器的热量传导至衬底。另外，在第一实施例中，隧道阀传感器的顶面可具有位于前与后顶面部分之间的中间部分。第二磁轭层具有第一和第二磁轭层部分，其中第一磁轭层部分具有形成ABS的一部分的前表面。第二磁轭层的第一磁轭层部分与隧道阀传感器的前顶面部分界面接触，而第二磁轭层的第二磁轭层部分与隧道阀传感器的后顶面部分的界面接触。第二铜结构与隧道阀传感器的中间顶面部分以及第二磁轭层的第一和第二磁轭层部分中的每一个界面接触。利用这种设置，来自隧道阀传感器的热量迅速地散发至第二铜结构中，由此进入起散热器作用的第二磁轭层的第一和第二磁轭层部分之中。另外，在第一实施例中，第一铜结构位于每个隧道阀传感器的底面与第一磁轭层的顶面之间，并与它们界面接触，使得热量可以迅速地散发至第一铜结构中，由此进入起散热器作用的第一磁轭层。在第一实施例中，隧穿电流(IT)源跨越连接第二磁轭层的第二磁轭层部分和第一磁轭层，使得隧穿电流在隧道阀传感器的顶面与底面之间传导。在本专利技术的第二实施例中，第一磁轭层，而不是第二磁轭层，具有第一和第二磁轭层部分。第二磁轭层未被分为几部分，并从ABS跨过隧道阀传感器的顶面延伸磁头中。在隧道阀传感器的顶面与第二磁轭层之间是第二铜结构，其吸收来自隧道阀传感器顶部的热量，并将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有气浮面（ＡＢＳ）的磁头组件，包括：读取头，包括；隧道阀传感器，从ＡＢＳ凹进，并具有顶面和底面；铁磁第一和第二磁轭层；第一铜结构，与隧道阀传感器的底面界面接触；以及第二铜结构，与隧道阀传感器的顶面和第二磁轭层界面接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：哈德亚尔S吉尔，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]