用於磁傳感器的經調校的分流比的製作方法

2023-06-13 13:03:31 1

專利名稱：用於磁傳感器的經調校的分流比的製作方法
用於磁傳感器的經調校的分流比

發明內容
數據讀取堆疊可以被放置在空氣承載表面(ABS)上。該數據讀取堆疊可以被放置在第一緩衝層和第二緩衝層之間，其中至少一個緩衝層被配置為給數據讀取堆疊提供預先確定的分流比。


圖1是示例數據存儲設備的透視圖。圖2示出能夠在各種實施方式中使用的示例磁傳感器。圖3A&圖3B顯示一部分示例磁傳感器以及磁傳感器的示例操作行為的圖表。圖4繪出與磁傳感器的各種實施方式相關聯的示例操作數據。圖5畫出與磁傳感器的各種實施方式中所使用的各種材料成分相對應的操作數據。圖6A-圖6C顯示根據本發明的各種實施方式的示例磁傳感器配置。圖7提供根據本發明的各種實施方式所執行的傳感器製造例程的流程圖。
具體實施例方式在本公開內容中一般地描述了增強的磁傳感器，尤其是經屏蔽的磁傳感器中的分流比的優化。隨著對更大的數據容量和更快的數據傳輸率的產業需求的增加,諸如讀取元件和屏蔽等的各種數據存儲組件的外形尺寸減小了。讀取元件的空間的量的減少可以使得磁屏蔽的大小和在那些屏蔽之間的可用空間最小化。藉助於具有沒有釘扎磁化的雙磁自由層的三層讀取元件，在屏蔽之間的更小空間可以對應於更為不有效的偏置磁體。偏置磁體強度的減少可以導致讀取元件的更大磁不穩定性以及降級的數據感測。各種減少的外形尺寸的屏蔽設計可以容納偏置磁體，但會經受通過在回讀傳感器的後面(磁不響應的)部分的不期望的分流電流的寄生分流和減少的信號幅度。因此，通過對讀取元件、偏置磁體和磁屏蔽之間的接觸面進行調校來限制電流通過讀取器的接近空氣承載表面(ABS)的部分，可以將磁傳感器構建為具有經優化的分流比，並且增強傳感器性能。這樣的經優化的分流比可以減少或消除讀取元件的各部分中的不期望的分流效果，並進而改善磁傳感器的信號幅度和磁穩定性。轉到附圖，圖1提供了在非限制性環境中的數據存儲設備100的實施方式，其中在非限制性環境中可實現本發明的各種實施方式。設備100包括從底板104和頂蓋106形成的充分密封的機殼102。內部放置的主軸馬達108被配置為旋轉許多磁存儲介質110。介質110由相應的數據換能器(讀/寫頭)陣列來讀取，每一個數據換能器均由磁頭萬向節組件(HGA) 112來支撐。每一 HGA 112可以由包括柔性懸掛116的頭堆疊組件114 (「傳動器」)來支撐，柔性懸掛116又由剛性傳動器臂118來支撐。通過將電流施加到語音線圈馬達(VCM) 122，傳動器114可以繞匣式軸承組件120樞轉。以此方式，VCM 122的受控操作引起換能器(在124用數字指示)與在介質表面定義的磁軌(未示出)相對準，以向其存儲數據或從其檢取數據。圖2 —般地闡釋了能夠用於圖1中的數據存儲設備中的磁傳感器130的實施方式的剖視圖。如所示出的，可以將傳感器構建為具有磁感知堆疊132，磁感知堆疊132被放置在第一磁屏蔽134和第二磁屏蔽136之間。磁堆疊132的構造是不受限制的，且可以是具有磁響應的任何磁定向的任何數量的層的層疊。一種這樣的構造具有被放置在雙磁自由層140之間的非磁間隔層138，雙磁自由層140每一個都被耦合到緩衝層142，緩衝層142可以是各種不同的材料，例如帽層和籽晶層。由於僅存在磁自由層140而沒有具有固定磁化的釘扎(或/和參考)層，堆疊132通常被描述為三層讀取器，這是由於存在三個層且堆疊132中缺乏任何釘扎磁化，這隱含地忽略了籽晶層和帽層。為了允許跨越空氣承載表面(ABS) 148從堆疊132感知在數據存儲介質146上編程的數據比特144，永磁體150可以被放置為鄰近堆疊132，與接觸ABS 148的部分相對。即是說，自由層140被永磁體150偏置，以提供精確的磁定向感知，永磁體150由數據比特144的出現而被克服。偏置磁體150可以被配置為具有各種不同的材料成分和尺寸，以便調校磁堆疊132的性能。如所顯示的，可以成型第一屏蔽136和第二屏蔽138，以便在後邊緣處的屏蔽之間提供增加的間隔152而不增加在ABS處沿著Y軸的傳感器厚度，並提供穿過堆疊132的自由層140的增強的磁通量滲透。這樣的性能改善不限於圖2中所示出的配置，這是由於每一屏蔽136和138的斜切部分156可以是單獨地或共同地被設計為具有錐形的、曲線的和正交的過渡區域158，該錐形的、曲線的和正交的過渡區域158減少了屏蔽136和屏蔽138在遠離ABS 148處的厚度。類似地，斜切部分156可以部分地或完全地填充有呈現磁性和非磁性的單個層或多層層疊。然而，增加一個或多個斜切區域156可對應於最小化通過磁堆疊132的寄生分流以及增強數據讀信號幅度，這是由於電流被更有效地濃縮在磁化旋轉最大的ABS區域148中。圖3A和圖3B —般地闡釋了不例磁傳感器160的一部分的剖視圖和相應的操作圖表162。磁傳感器160具有磁堆疊164,磁堆疊164被放置在ABS上且與磁屏蔽166間隔開預先確定的屏蔽距離168並離開後偏置磁體170預先確定的偏置距離172。磁屏蔽166具有過渡區域174，過渡區域174被成型為與ABS相平行的線性表面，過渡區域174將屏蔽166從ABS處的第一厚度176變換到遠離ABS且接近偏置磁體170處的第二厚度178。過渡區域174的配置可以在堆疊164和屏蔽166的各部分之間提供預先確定的斜面距離180，斜面距離180可以對應於分流長度182，分流長度182可以有效地轉換成可忽略的回讀響應，這是由於堆疊164的磁化旋轉被限制在傳感器部分184。即是說，通過將電流收縮到傳感器部分184，過渡區域174的位置和配置可以調校由沿著堆疊164的分流區域186的指數電流所引起的通過堆疊164的電流響應。這樣的電流收縮可以減少通過遠離ABS的堆疊164的寄生分流，這可以使得與在偏置磁體170附近的不期望分流相關的信號幅度損耗最小化。由分流部分186收縮到傳感器部分184的電流的量可以被表達為收縮率(CC)，其中值I沒有通過過渡區域174且值O具有均勻電流沿著X軸通過堆疊164。儘管CC可以影響電流行為，但操作性的電流收縮可以是可受磁堆疊164的條帶高度188所影響的盒狀逼近。長的條帶高度，即大於圖2的屏蔽到屏蔽間距152的4倍，可以操作為仿佛傳感器部分184和分流部分186並行連接一樣，且構成的傳感器184和分流部分186的阻抗由分流比來表徵。通過改變過渡區域174的配置和定向，可以調節堆疊164的傳感器184和分流部分182，因為磁屏蔽166的斜切區域188和未斜切的區域190通過影響所構建的電流來控制分流比。堆疊164的行為的進一步可配置性可以通過優化偏置磁體厚度192來調校，偏置磁體厚度192對應於磁體距離194，且可以向堆疊164提供更大的偏置磁化。通過將分流比限制在O值和I值之間，調校堆疊164和傳感器160的性能的各種配置和能力可以允許增強的性能，O值對應於零回讀信號幅度，I值漸近地達到傳感器部分184的本徵幅度。作為參考，分流比可以由以下的式I表示
權利要求
1.一種裝置，包括數據讀取堆疊，被放置在空氣承載表面(ABS)上且被放置在第一緩衝層和第二緩衝層之間，所述緩衝層被配置為給所述數據讀取堆疊提供預先確定的分流比。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述數據讀取堆疊和第一緩衝層以及第二緩衝層被放置在第一磁屏蔽和第二磁屏蔽之間。
3.如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，至少一個屏蔽在遠離所述ABS處具有斜切部分。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述斜切部分沿著平行於所述ABS的軸增加在所述第一屏蔽和第二屏蔽之間的距離。
5.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述數據讀取堆疊是三層元件，所述三層元件具有由非磁間隔層所隔開的多個磁自由層。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，永久偏置磁體被放置為在基本上在所述第一屏蔽和第二屏蔽之間接近所述斜切部分處和在遠離所述ABS處。
7.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，至少一個緩衝層具有沿著所述數據讀取堆疊的條帶高度而持續變化的厚度。
8.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，至少一個緩衝層是隔離材料。
9.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述預先確定的分流比選自預先確定的範圍。
10.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述預先確定的範圍是在O.35和O. 75之間。
11.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，至少一個緩衝層具有比所述數據讀取堆疊更大的電阻率。
12.一種方法，包括將數據讀取堆疊部署在第一緩衝層和第二緩衝層之間並在空氣承載表面(ABS)上，且將所述緩衝層配置為給所述數據讀取堆疊提供預先確定的分流比。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述預先確定的分流比增加所述數據讀取堆疊中的數據回讀幅度。
14.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，通過優化至少一個緩衝層的厚度和電導率來調校所述預先確定的分流比。
15.—種傳感器,包括被放置在空氣承載表面(ABS)上且被放置在第一緩衝層和第二緩衝層之間的數據讀取堆疊，所述緩衝層每一個都被配置為具有第一區域和第二區域，所述第一區域和第二區域經調校以便給所述數據讀取堆疊提供預先確定的分流比。
16.如權利要求15所述的傳感器，其特徵在於，至少一個緩衝層的第一區域和第二區域分別接觸相鄰近的磁屏蔽的水平區域和斜切區域，所述水平區域接近所述ABS，且所述斜切區域遠離所述ABS。
17.如權利要求16所述的傳感器，其特徵在於，所述第一區域具有小於所述第二區域的第二厚度的第一厚度。
18.如權利要求16所述的傳感器，其特徵在於，所述第一區域具有大於所述第二區域的第二厚度的第一厚度。
19.如權利要求16所述的傳感器，其特徵在於，所述第一區域具有比所述第二區域更高的電導率。
20.如權利要求16所述的傳感器，其特徵在於，所述第一區域是釕且所述第二區域是氧化鉭。
全文摘要
各種實施方式可以具有被放置在空氣承載表面(ABS)上的數據讀取堆疊。該數據讀取堆疊可以被放置在第一緩衝層和第二緩衝層之間，其中至少一個緩衝層可以被配置為給數據讀取堆疊提供預先確定的分流比。
文檔編號G01D5/12GK102997938SQ20121033719
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月12日 優先權日2011年9月13日
發明者D·V·季米特洛夫, 宋電, M·W·科溫頓 申請人:希捷科技有限公司