專利名稱：具有改進(jìn)磁探測靈敏度的巨磁阻磁傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁頭，尤其涉及利用了所謂GMR(巨磁阻)效應(yīng)的高靈敏度磁頭。
磁頭的應(yīng)用廣泛，從音像設(shè)備，如磁帶錄音機(jī)或錄象機(jī)，到信息處理裝置，如計(jì)算機(jī)。尤其在信息處理裝置中，對(duì)記錄有關(guān)圖象數(shù)據(jù)或音頻數(shù)據(jù)處理的大量信息信號(hào)有不斷的需求。有鑒于此，需要一種高容量也即高記錄密度的高速磁存儲(chǔ)設(shè)備。這樣的一種高容量磁存儲(chǔ)設(shè)備需要一種能以相對(duì)高的記錄密度執(zhí)行信息讀寫的磁頭。
磁頭的分辨率，即磁頭能完成的最大記錄密度，主要由磁頭的間隙寬度和從記錄介質(zhì)到間隙的距離決定。由線圈纏繞著磁心的感應(yīng)磁頭可以達(dá)到大約65Mb/inch2的記錄密度。然而，這樣的記錄密度鑒于將來的、使用了甚小記錄點(diǎn)的磁存儲(chǔ)設(shè)備所需的20Gb/inch2或者更高的記錄密度來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
為達(dá)到上述20Gb/inch2或者更高的記錄密度，提供一種能高速探測微弱磁信號(hào)的甚高敏感性的磁頭是必要的。鑒于所需的分辨率、敏感性和響應(yīng)，基于電磁感應(yīng)理論的感應(yīng)磁頭是不能達(dá)到這樣高速微弱磁信號(hào)探測的。
作為由細(xì)小記錄點(diǎn)形成的能探測微弱磁信號(hào)的磁頭，有一種建議的磁頭，其安裝了磁阻磁傳感器。見1990年Elsevierd出版的、P.Ciureanu與Gavrila著的、在電氣電子工程39中的研究文章，“用于數(shù)字記錄的磁頭”第七章中的例子。


圖1以橫截面方式表示了磁頭10，它包括了所謂GMR(巨磁阻)的傳感器，其中GMR傳感器是最適合探測極微弱磁信號(hào)的磁阻磁傳感器。此外，圖2A和2B表示了用于磁頭10的GMR傳感器的構(gòu)造。
參考圖1，磁頭10形成在Al2O3-TiC的陶瓷襯底11上，并且包括形成在襯底11上的下磁蔽體12，和形成在下磁蔽體12的上磁屏蔽體14，并由非磁絕緣薄膜13隔離其中。上層和下磁蔽體12和14在磁頭10前端部形成讀間隙15，其中間隙15包括GMR磁傳感器16。
在上磁屏蔽體14上，提供了磁極18，非磁絕緣薄膜17插入其中，以及在磁頭10前端部形成的在磁極18與上磁屏蔽體14的寫間隙19。應(yīng)當(dāng)指出，寫線圈20放置在絕緣薄膜17上。
圖2A和2B分別表示了無外部磁場和施加外部磁場H兩種狀態(tài)下圖1中的GMR磁傳感器16。
參考圖2A和2B,GMR磁傳感器16包括了導(dǎo)電非磁材料如銅或銀的非磁主體16A以及形成在主體16A上的多個(gè)總體平坦的鐵磁區(qū)16B，鐵磁區(qū)直徑為幾十個(gè)納米，厚度2～4nm。鐵磁區(qū)16B以最佳距離相互隔離以進(jìn)行交互作用。當(dāng)無外部磁場施加在磁傳感器16上時(shí)，由于交互作用，出現(xiàn)了相鄰鐵磁區(qū)16B之間的靜磁耦合。由于靜磁耦合，如圖2A所示，在鐵磁區(qū)16B磁化方向上，出現(xiàn)了反平行關(guān)系。
當(dāng)電子流，從主體16A頂面上的電極A，以圖2A的狀態(tài)注入主體16A內(nèi)部時(shí)，那些在電子流中有向上自旋狀態(tài)的電子，由于一個(gè)第一磁化方向的鐵磁區(qū)16B的作用，會(huì)散射開；另一方面，那些在電子流中有向下自旋狀態(tài)的電子，由于另一個(gè)第二、反磁化方向的鐵磁區(qū)16B的作用，也會(huì)散射開。因此，到達(dá)主體16A頂面上電極B的電子數(shù)會(huì)減少，并且磁傳感器16顯示出高阻抗。
如圖2B所示，當(dāng)外部磁場H施加在GMR傳感器上時(shí)，相反地，所有鐵磁區(qū)16B的磁化方向排列成一個(gè)方向，并且，相鄰鐵磁區(qū)16B之間的靜磁耦合變?yōu)闊o效。在這種狀態(tài)下，盡管其它自旋狀態(tài)的電子以如圖2A類似的情況散射，那些在電子流中有上自旋或下自旋狀態(tài)的電子可以通過主體16A順利地到達(dá)電極B。這樣，由于外部磁場H的施加，磁傳感器16降低了阻抗。
這樣的GMR磁傳感器16在另一方面引起問題。當(dāng)在主體16A的電極A和B之間施加電壓以使得電子流流過主體16A時(shí)，電子流中的部分電子會(huì)沿主體16A表面的短路路徑P2通過，而非沿深入在主體16A內(nèi)部的正常路徑P1通過參看圖3。當(dāng)沿路徑P2發(fā)生這樣的電子流旁路時(shí)，在電極A和B之間探測到的GMR磁傳感器16阻抗的變化被流經(jīng)路徑P2的電子流所掩蓋。由于這樣的掩蓋，磁探測的靈敏性不可避免地受到損害。
如圖3所示，上述旁路P2問題可以通過在主體16A底部提供另一個(gè)電極C，并探測電極A、C之間的阻抗而得到解決。然而，鑒于主體16A厚度較小，其最好在50nm左右，此方案是不成功的。由于主體16A厚度極小，電極A、C之間的阻抗實(shí)質(zhì)上已接近為零。因此，沒有可靠的阻抗下降探測方式。
因此，本發(fā)明的總目的在于提供一個(gè)新穎的、有益的GMR磁頭，并解決上述問題。
本發(fā)明的另一個(gè)、也是一個(gè)更具體的目的在于提供一個(gè)包括GMR傳感器的磁頭，其中可以對(duì)磁阻的變化進(jìn)行清楚可靠的觀察。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一個(gè)GMR傳感器，其包括一個(gè)第一電極；一個(gè)第一導(dǎo)電非磁層，在所述第一電極上提供；多個(gè)形成在所述第一導(dǎo)電非磁層中的第一鐵磁區(qū)，其相互分離；一個(gè)第二導(dǎo)電非磁層，在所述第一導(dǎo)電非磁層上提供；一個(gè)第三導(dǎo)電非磁層，在所述第二導(dǎo)電非磁層上提供；多個(gè)形成在所述第三導(dǎo)電非磁層中的第二鐵磁區(qū)，其相互分離；一個(gè)第二電極，在所述第三導(dǎo)電非磁層上提供；所述第一導(dǎo)電非磁層和第三導(dǎo)電非磁層相互分離一段距離，其引起在第一鐵磁區(qū)和第二鐵磁區(qū)之間的交互作用；以及一個(gè)隧道絕緣薄膜放置在所述第一導(dǎo)電非磁層和第三導(dǎo)電非磁層之間；本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供制造GMR磁傳感器的方法，該GMR磁傳感器包括一個(gè)第一電極；一個(gè)第一導(dǎo)電非磁層，在所述第一電極上提供；多個(gè)形成在所述第一導(dǎo)電非磁層中的第一鐵磁區(qū)，其相互分離；一個(gè)第二導(dǎo)電非磁層，在所述第一導(dǎo)電非磁層上提供；一個(gè)第三導(dǎo)電非磁層，在所述第二導(dǎo)電非磁層上提供；多個(gè)形成在所述第三導(dǎo)電非磁層中的第二鐵磁區(qū)，其相互分離；一個(gè)第二電極，在所述第三導(dǎo)電非磁層上提供；所述第一導(dǎo)電非磁層和第三導(dǎo)電非磁層相互隔離一段距離，其引起在第一鐵磁區(qū)和第二鐵磁區(qū)之間的交互作用；以及一個(gè)隧道絕緣薄膜放置在所述第一導(dǎo)電非磁層和第三導(dǎo)電非磁層之間，所述方法包括以下步驟
通過形成含有構(gòu)成所述第一導(dǎo)電非磁層的金屬元素和構(gòu)成所述第一鐵磁區(qū)的金屬元素的第一金屬薄膜；并且，以一定溫度退火所述第一金屬薄膜，以使得，所述第一鐵磁區(qū)及所述第一導(dǎo)電非磁層在所述的第一金屬薄膜內(nèi)相互分離，以形成所述第一導(dǎo)電非磁層及所述第一鐵磁區(qū)；通過形成含有構(gòu)成所述第三導(dǎo)電非磁層的金屬元素和構(gòu)成所述第二鐵磁區(qū)的金屬元素的第二金屬薄膜；并且，以一定溫度退火所述第二金屬薄膜，以使得，所述第二鐵磁區(qū)及所述第三導(dǎo)電非磁層在所述的第二金屬薄膜中相互分離，以形成所述第三導(dǎo)電非磁層及所述第二鐵磁區(qū)；及通過形成所述第二導(dǎo)電非磁層，并處理所述導(dǎo)電非磁層的表面，以形成所述隧道絕緣薄膜。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供磁頭，其包括一個(gè)第一磁屏蔽體；一個(gè)第二磁屏蔽體，其形成在所述第一磁屏蔽上，在所述第一磁屏蔽體及所述第二磁屏蔽體之間形成讀間隙；及一個(gè)GMR磁傳感器，放置在所述讀間隙中，所述GMR磁傳感器包括一個(gè)第一電極；一個(gè)第一導(dǎo)電非磁層，在所述第一電極上提供；多個(gè)形成在所述第一導(dǎo)電非磁層中的第一鐵磁區(qū)，其相互分離；一個(gè)第二導(dǎo)電非磁層，在所述第一導(dǎo)電非磁層上提供；一個(gè)第三導(dǎo)電非磁層，在所述第二導(dǎo)電非磁層上提供；多個(gè)形成在所述第三導(dǎo)電非磁層中的第二鐵磁區(qū)，其相互分離；一個(gè)第二電極，在所述第三導(dǎo)電非磁層上提供；所述第一導(dǎo)電非磁層和第三導(dǎo)電非磁層相互隔離一段距離，其引起在第一鐵磁區(qū)和第二鐵磁區(qū)之間的交互作用；以及一個(gè)隧道絕緣薄膜放置在所述第一導(dǎo)電非磁層和第三導(dǎo)電非磁層之間。
根據(jù)本發(fā)明，由于在第一導(dǎo)電非磁層與第三導(dǎo)電非磁層之間，及在第一鐵磁區(qū)與第二鐵磁區(qū)之間絕緣隔離薄膜的使用，在沒有外部磁場的情況下，GMR磁傳感器的阻抗會(huì)增加。由于磁傳感器阻抗的增加，因施加外部磁場而引起的阻抗降低量的探測可以高精度和高可靠性地實(shí)現(xiàn)。由于第一和第二鐵磁區(qū)象小島一樣分散在不同的非磁層里，磁化方向的改變可以很容易地實(shí)現(xiàn)，即使施加在GMR磁傳感器的外磁場強(qiáng)度很小。這樣，使用本發(fā)明GMR磁傳感器的磁頭適合于探測極微弱磁場，在超高磁記錄密度情形下。
通過連同附圖閱讀下列詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它目的和進(jìn)一步的特點(diǎn)將顯而易見。
圖1是表示使用GMR磁傳感器的常規(guī)磁頭的圖；圖2A和2B是表示常規(guī)GMR磁傳感器原理的圖；圖3是說明常規(guī)GMR磁傳感器問題的圖；圖4A和4B是解釋本發(fā)明原理的圖；圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的GMR磁傳感器的構(gòu)造；圖6以放大的比例表示了圖5中GMR磁傳感器的一部分；圖7是表示圖5中GMR磁傳感器磁阻的圖；圖8A與8B是表示圖5中磁傳感器制造過程的圖；以及圖9是表示圖5中GMR磁傳感器改進(jìn)的框圖。
圖4A表示了本發(fā)明GMR磁傳感器30的基本構(gòu)造。此外，圖4B表示了在施加了外部磁場H的狀態(tài)下的GMR磁傳感器30。
參考圖4A，GMR磁傳感器30包括第一導(dǎo)電非磁層32，其在第一電極31上提供；多個(gè)形成在第一導(dǎo)電非磁層32中的第一鐵磁區(qū)32A，其相互分離；第二導(dǎo)電非磁層33，在第一導(dǎo)電非磁層上32提供；第三導(dǎo)電非磁層35，在第二導(dǎo)電非磁層33上提供；多個(gè)形成在第三導(dǎo)電非磁層35中的第二鐵磁區(qū)35A，其相互隔離；第二電極36，在第三導(dǎo)電非磁層35上提供；以及隧道絕緣薄膜34放置在第一導(dǎo)電非磁層32和第三導(dǎo)電非磁層35之間。
根據(jù)本發(fā)明，由于磁傳感器30阻抗太小而不能探測阻抗降低量的問題可以通過在第一鐵磁區(qū)32A與第二鐵磁區(qū)35A之間放置隧道絕緣薄膜34而得到成功解決，即使電子流被以垂直方向流向形成磁傳感器的層狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)電子流被以垂直方向流向上述的層狀結(jié)構(gòu)時(shí)，參考圖3說明，在層狀結(jié)構(gòu)表面部分電子流流動(dòng)的問題不會(huì)出現(xiàn)在本發(fā)明的GMR磁傳感器中。
通過在第一鐵磁區(qū)32A和第二鐵磁區(qū)35A之間形成隧道絕緣薄膜34，如圖4B所示，由于外部磁場H的施加而大大增加，當(dāng)磁化方向與鐵磁區(qū)32A和35A一致時(shí)，由鐵磁隧道效應(yīng)引起的隧道流，如圖4B所示，由于外部磁場H的施加而大大增加。因此，通過以相互隔離區(qū)的形式，分別在非磁層32及35中形成上述第一第二鐵磁區(qū)32A和35A，磁化方向的轉(zhuǎn)向可以相當(dāng)容易。
在圖4A和4B中的例子，隧道絕緣薄膜34形成在上述第二非磁層33和第三非磁層35之間。然而，本發(fā)明并不局限于如此個(gè)別的結(jié)構(gòu)。例如，隧道絕緣薄膜34可以在第一非磁層32及第二非磁層33之間提供?；蛘呷鐖D4A及4B所示，在非磁層33中形成隧道絕緣薄膜34′。
圖5表示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的GMR磁傳感器40的結(jié)構(gòu)。
參考圖5，GMR磁傳感器40在硅襯底41上構(gòu)成，并且包括厚度約200nm形成在硅襯底41上的下銅電極42以及形成在下電極42上的磁層狀結(jié)構(gòu)43。在磁層狀結(jié)構(gòu)43上，上銅電極44以大約200nm厚度形成，并且提供絕緣層45以覆蓋磁層結(jié)構(gòu)43的邊墻。而且，在硅襯底41及下電極42之間提供一層Al2O3(未畫出)。
圖6詳細(xì)描述了圖5中磁層狀結(jié)構(gòu)的一部分。
參考圖6，在下層電極42上，銀材料的非磁層43A以大約200nm厚度形成，并且一定數(shù)量的鈷-鐵合金的鐵磁區(qū)43B以扁平的磁盤狀形成在上述銀材料的層43A中，其典型厚度為2-4nm，直徑為幾十個(gè)納米。非磁層43A被另一個(gè)厚度約4nm的銅材料的非磁層43C覆蓋，并且薄的Al2O3隧道絕緣薄膜43D形成在非磁層43C上，其厚度約0.5nm。
而且，具有類似于層43A的非磁層43E形成在隧道絕緣薄膜43D上，并且層43C-43E多次形成在43E上。應(yīng)當(dāng)指出，層43E其中包括鐵磁區(qū)43F。
在層43A或43E中，應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)無外部磁場施加于磁傳感器40上時(shí)，由于交相感應(yīng)，鐵磁區(qū)43B或43F被磁化成反平行的關(guān)系。此外，同樣是由于交相感應(yīng)，反平行關(guān)系也出現(xiàn)在鐵磁區(qū)43B的磁化方向與相應(yīng)鐵磁區(qū)43F的磁化方向之間，鐵磁區(qū)43B在非磁層43A中，鐵磁區(qū)43F在非磁層43E中。
在如此一個(gè)構(gòu)造中，當(dāng)外部磁場施加于磁傳感器40上時(shí)，磁化方向與對(duì)所有鐵磁區(qū)43B和鐵磁區(qū)43F的外磁場的方向相反。因此，垂直流過隧道絕緣薄膜43D的電流大量增加，并且磁傳感器40的阻抗減少。
在圖5或6的GMR磁傳感器40中，隧道絕緣薄膜43D多次形成。因此，當(dāng)無外部磁場時(shí)，可得到高阻抗。此外，磁傳感器40本質(zhì)上與參考圖3描述的旁路或短路問題無關(guān)。因此，磁傳感器40顯示出非常高的磁探測敏感性。
圖7表示了磁傳感器40磁阻的變化。
參考圖7，磁傳感器40的相互隔離鐵磁區(qū)43B或43F可以容易地引起磁化方向的變向，并且當(dāng)磁傳感器40的外部磁場僅僅約為50 Oe時(shí)，出現(xiàn)的磁化方向一致。由于鐵磁區(qū)43B以及43F磁化方向的一致，磁傳感器40的阻抗大量減少。如圖7所示，當(dāng)外部磁場值在+8 Oe或-8 Oe時(shí)，磁傳感器40的阻抗呈現(xiàn)出最大值。當(dāng)外部磁場的量值超出上述值時(shí)，磁傳感器40的阻抗迅速下降。這樣，阻抗量值下降量可達(dá)0.5S.
接著，參考圖8A及8B，將對(duì)圖6中結(jié)構(gòu)的制造過程進(jìn)行描述。
參考圖8A，通過以厚度約200nm進(jìn)行銅的濺涂，在硅襯底(未畫出)表面(100)形成下層電極42。進(jìn)一步，同層43A一樣，通過濺涂過程，系統(tǒng)鈷-鐵-銀金屬層43A′形成在下層電極42上，其厚度約1.5nm。此外，非磁的銅材料層43C以濺涂過程形成在層43A′上，其厚度約4nm。當(dāng)43C層形成后，在圖8B所述步驟上，Al2O3薄膜43D以濺涂過程形成在43C層上，其厚度約0.5nm。
形成層43A′-43D的濺涂過程是在氬氣氛中、壓力為2310-5Pa的環(huán)境下，通過把目標(biāo)與襯底的距離設(shè)置在180mm，且RF功率為0.7W/cm2來完成的。比如，形成上述的磁層結(jié)構(gòu)43，濺涂過程要重復(fù)5次。
當(dāng)磁層結(jié)構(gòu)43形成后，上層電極44以銅的濺涂過程形成，其厚度約200nm，并且如此形成的結(jié)構(gòu)在溫度約280℃中經(jīng)過約一小時(shí)的熱退火過程。由于如此的熱退火過程，出現(xiàn)了鈷-鐵合金的鐵磁區(qū)43B與43F在層43A′中的分離。留下了銀材料的層43A或43E，得到了圖6介紹的結(jié)構(gòu)。
在形成圖6結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)當(dāng)指出，層43A′、43C和43D的噴涂決不局限于上述的濺涂過程，也可以使用諸如離子束濺射、分子束外延生長或真空蒸發(fā)沉淀等噴涂過程。此外，隧道絕緣薄膜43D由金屬層的氧化、氮化或硼化形成。比如，可以由鋁形成非磁層43并且通過鋁層的氧化、氮化或硼化形成隧道絕緣薄膜43D。進(jìn)一步，如此的氧化、氮化或硼化過程可以在等離子環(huán)境中進(jìn)行。
圖9表示了圖6結(jié)構(gòu)的修改，其中與先前描述相同的部分指定了相同的參照數(shù)字，其描述也因此省略。
參考圖9，本實(shí)施例在非磁層43A或43E中使用顆粒狀鐵磁區(qū)43B′或43F′，其中，顆粒狀鐵磁區(qū)43B′或43F′的直徑約1-10nm。由于粒狀的結(jié)構(gòu)，鐵磁區(qū)43B′或43F′極易熱激發(fā)，并且通過靜磁耦合，很難引起在鐵磁區(qū)43B′或43F′的磁化方向上反平行一致。另一方面，這些細(xì)小鐵磁區(qū)的磁化方向可以輕易由非常微弱的外磁場改變。
同樣在圖9的實(shí)施例中，可以通過穿插隧道絕緣薄膜以及在鐵磁區(qū)43B′和鐵磁區(qū)43F′經(jīng)過隧道絕緣薄膜使用鐵磁隧道效應(yīng)來增加磁傳感器的磁阻。當(dāng)存在很弱的外部磁場時(shí)，磁傳感器增加的磁阻可以容易地、迅速地降低。應(yīng)當(dāng)指出，在日本公開的專利發(fā)布09-050614中描述了如此粒狀鐵磁區(qū)的形成。
通過在圖1中的磁頭上使用圖5和6或圖9中的GMR磁傳感器來取代常規(guī)GMR磁傳感器16，可以得到適用于超高密度磁記錄的高靈敏度磁傳感器。
此外，本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施例，只要不離開本發(fā)明的范圍，可以進(jìn)行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1．一個(gè)巨磁阻磁傳感器，包括一個(gè)第一電極；一個(gè)第一導(dǎo)電非磁層，在所述第一電極上提供；多個(gè)形成在所述第一導(dǎo)電非磁層中的第一鐵磁區(qū)，其相互隔離；一個(gè)第二導(dǎo)電非磁層，在所述第一導(dǎo)電非磁層上提供；一個(gè)第三導(dǎo)電非磁層，在所述第二導(dǎo)電非磁層上提供；多個(gè)形成在所述第三導(dǎo)電非磁層中的第二鐵磁區(qū)，其相互隔離；一個(gè)第二電極，在所述第三導(dǎo)電非磁層上提供；所述第一導(dǎo)電非磁層和第三導(dǎo)電非磁層相互隔離一段距離，這樣引起在第一鐵磁區(qū)和第二鐵磁區(qū)的交互作用；以及一個(gè)隧道絕緣薄膜放置在所述第一導(dǎo)電非磁層和第三導(dǎo)電非磁層之間；
2．如權(quán)利要求1的巨磁阻磁傳感器，其中所述隧道絕緣薄膜在所述第二導(dǎo)電非磁層和第三導(dǎo)電非磁層間提供。
3．如權(quán)利要求1的巨磁阻磁傳感器，其中所述第二導(dǎo)電非磁層由一個(gè)非磁金屬構(gòu)成，以及其中所述隧道絕緣薄膜由所述非磁金屬的氧化物構(gòu)成。
4．如權(quán)利要求1的巨磁阻磁傳感器，其中所述隧道絕緣薄膜被放置在所述第一導(dǎo)電非磁層和所述第二導(dǎo)電非磁層之間。
5．如權(quán)利要求1的巨磁阻磁傳感器，其中所述第二導(dǎo)電非磁層的組成與所述第一導(dǎo)電非磁層的組成不同，以及其中所述第三導(dǎo)電非磁層的組成與所述第二導(dǎo)電非磁層的組成不同。
6．如權(quán)利要求1的巨磁阻磁傳感器，其中所述每一個(gè)第一鐵磁區(qū)和所述每一個(gè)第二鐵磁區(qū)厚度約2～4nm，直徑約幾十個(gè)納米。
7．如權(quán)利要求1的巨磁阻磁傳感器，其中所述每一個(gè)第一和第三導(dǎo)電非磁層厚度約0.1～3nm，以及其中所述隧道絕緣薄膜的厚度約0.1～0.5nm。
8．如權(quán)利要求1的巨磁阻磁傳感器，其中所述每一個(gè)第一和第二鐵磁區(qū)是由Co,Fe,Ni組中選擇的一種金屬及它們的一種合金組成的，以及其中第一到第三導(dǎo)電非磁層是由Ag,Cu,Au組中選擇的一種金屬及它們的一種合金組成的。
9．如權(quán)利要求1的巨磁阻磁傳感器，其中所述隧道絕緣薄膜由氧化物、氮化物和硼化物中的任何一種組成。
10．制造GMR磁傳感器的一種方法，該GMR磁傳感器包括一個(gè)第一電極；一個(gè)第一導(dǎo)電非磁層，在所述第一電極上提供；多個(gè)形成在所述第一導(dǎo)電非磁層中的第一鐵磁區(qū)，其相互隔離；一個(gè)第二導(dǎo)電非磁層，在所述第一導(dǎo)電非磁層上提供；一個(gè)第三導(dǎo)電非磁層，在所述第二導(dǎo)電非磁層上提供；多個(gè)形成在所述第三導(dǎo)電非磁層中的第二鐵磁區(qū)，其相互隔離；一個(gè)第二電極，在所述第三導(dǎo)電非磁層上提供；所述第一導(dǎo)電非磁層和所述第三導(dǎo)電非磁層相互隔離一段距離，其引起在第一鐵磁區(qū)和第二鐵磁區(qū)的交互作用；以及一個(gè)隧道絕緣薄膜放置在所述第一導(dǎo)電非磁層和所述第三導(dǎo)電非磁層之間，所述方法包括以下步驟通過形成含有構(gòu)成所述第一導(dǎo)電非磁層的金屬元素和構(gòu)成所述第一鐵磁區(qū)的金屬元素的第一金屬薄膜；并且，以一定溫度退火所述第一金屬薄膜，以使得，所述第一鐵磁區(qū)及所述第一導(dǎo)電非磁層在所述的第一金屬薄膜中相互分離，以形成所述第一導(dǎo)電非磁層及所述第一鐵磁區(qū)；通過形成含有構(gòu)成所述第三導(dǎo)電非磁層的金屬元素和構(gòu)成所述第二鐵磁區(qū)的金屬元素的第二金屬薄膜；并且，以一定溫度退火所述第二金屬薄膜，以使得，所述第二鐵磁區(qū)及所述第三導(dǎo)電非磁層在所述的第二金屬薄膜中相互分離，以形成所述第三導(dǎo)電非磁層及所述第二鐵磁區(qū)；及通過形成所述第二導(dǎo)電非磁層，并處理所述導(dǎo)電非磁層的表面，以形成所述隧道絕緣薄膜。
11．如權(quán)利要求10的方法，其中所述對(duì)第一金屬薄膜退火的步驟和所述對(duì)第二金屬薄膜退火的步驟在大約200℃和大約400℃之間的溫度范圍內(nèi)完成。
12．如權(quán)利要求10的方法，其中形成所述隧道絕緣薄膜的所述步驟，包括在活性氣體環(huán)境中，對(duì)所述第二導(dǎo)電非磁層表面熱處理的步驟。
13．如權(quán)利要求10的方法，其中形成所述隧道絕緣薄膜的所述步驟，包括在活性等離子環(huán)境中，對(duì)所述第二導(dǎo)電非磁層表面熱處理的步驟。
14．一個(gè)磁頭，包括一個(gè)第一磁屏蔽體；一個(gè)第二磁屏蔽體，其形成在所述第一磁屏蔽體上，在所述第一磁屏蔽體及所述第二磁屏蔽體之間形成讀間隙；及一個(gè)GMR磁傳感器，放置在所述讀間隙中，所述GMR磁傳感器包括一個(gè)第一電極；一個(gè)第一導(dǎo)電非磁層，在所述第一電極上提供；多個(gè)形成在所述第一導(dǎo)電非磁層中的第一鐵磁區(qū)，其相互分離；一個(gè)第二導(dǎo)電非磁層，在所述第一導(dǎo)電非磁層上提供；一個(gè)第三導(dǎo)電非磁層，在所述第二導(dǎo)電非磁層上提供；多個(gè)形成在所述第三導(dǎo)電非磁層中的第二鐵磁區(qū)，其相互分離；一個(gè)第二電極，在所述第三導(dǎo)電非磁層上提供；所述第一導(dǎo)電非磁層和第三導(dǎo)電非磁層相互分離一段距離，其引起在第一鐵磁區(qū)和第二鐵磁區(qū)的交互作用；以及一個(gè)隧道絕緣薄膜放置在所述第一導(dǎo)電非磁層和第三導(dǎo)電非磁層之間。
全文摘要
一種GMR磁傳感器,包括一個(gè)下電極;一個(gè)第一非磁金屬層,其形成在下電極上并包括鐵磁區(qū);一個(gè)第二非磁金屬層,在第一非磁金屬層上;一個(gè)第三非磁金屬層,其在第二非磁金屬層上,并包括鐵磁區(qū);以及一個(gè)上電極,其在第三非磁金屬層上形成,其中在第一個(gè)非磁金屬層和第三個(gè)非磁金屬層之間,進(jìn)一步放置了一個(gè)隧道絕緣薄膜。
文檔編號(hào)G01R33/09GK1211784SQ9810608
公開日1999年3月24日 申請(qǐng)日期1998年3月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月18日
發(fā)明者飯島誠 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社