CN103514897B - 具有偏置的侧屏蔽叠层的磁性元件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开具有偏置的侧屏蔽叠层的磁性元件。总地提供一种能被实现为换能头的磁性元件。各实施例可配置具有磁性自由层的磁性堆栈使其具有预定磁化。侧屏蔽叠层可在空气轴承表面（ABS）上与磁性堆栈隔开，并且偏置至与预定磁化相反的偏置磁化。
Description
发明内容
各实施例总体针对能至少进行磁性读取的磁性元件。
根据各实施例，磁性堆栈(magnetic stack)可被配置成具有磁性自由层，该磁性自由层具有预定磁化。侧屏蔽叠层可在空气轴承表面(ABS)上与磁性堆栈隔开，并且被偏置至与预定磁化相反的偏置磁化。
附图说明
图1是数据存储设备的一个示例性部分的框图表示。
图2提供了能在图1的数据存储设备中使用的示例磁性元件的横截面框图表示。
图3A和图3B分别示出了根据各实施例构造的示例磁性元件的部分的不同框图表示。
图4A和图4B分别显示示例磁性元件的前面和横截面框图表示。
图5A和图5B分别示出根据各实施例构造的示例磁性元件的前面和横截面框图表示。
图6A和图6B分别示出示例磁性元件的前面和横截面框图表示。
图7提供了示出根据各实施例执行的示例性磁性元件制造例程的步骤的流程图。
具体实施方式
随着行业需求向数据存储设备中的更高数据位密度和更快数据传输速率前进，各种数据读取和写入组件的物理和磁性尺寸开始受到工艺和设计可变性的压力。较小数据存取元件(诸如非钉扎三层磁性响应堆栈)的引入可减小磁性屏蔽件之间的屏蔽件-到-屏蔽件间距并提供增大的数据位敏感性，但是可能易受由于小的工艺变化的磁性不对称。因此，被配置成提供增大的数据位分辨率同时降低对设计和工艺可变性的敏感性的磁性元件成为业界的持续需求。
因此，磁性堆栈可在空气轴承表面(ABS)上与侧屏蔽叠层隔开。磁性堆栈可具有磁性自由层，该磁性自由层具有预定磁化，而侧屏蔽叠层可被偏置至与预定磁化相反的偏置磁化。侧屏蔽叠层中的与磁性堆栈的磁化方向相反的偏置磁化的存在可使跨磁道数据位分辨率和磁道密度能力随着磁性宽度和磁性不对称的最小化而最大化。
尽管可在多种环境中构造磁性响应磁性堆栈，但是图1中提供了数据存储设备的一种示例性数据换能部分100。换能部分100具有致动组件102，该致动组件102将换能头104定位在能够存储被编程的位108的磁存储介质106的上方。存储介质106被附接至主轴马达110，该主轴马达110在使用过程中旋转以产生空气轴承表面(ABS)112，在ABS 112上面，致动组件102的滑块部分114飞行以将包括换能头104的头万向架组件(HGA)116定位在介质106的合需部分之上。
换能头104可包括一个或多个换能元件，例如磁性写入器和磁性响应性读取器，它们工作以分别进行编程和从存储介质106读取数据。如此，致动组件102受控制的运动导致换能器与在存储介质表面上界定的磁道(未示出)对准，从而写入、读取和重写数据。
应当注意，术语“堆栈”在本公开中是非限制性术语，其可以是由磁性和非磁性材料构造的一个层或者多个层的叠层。在本申请中，术语“堆栈”将被理解成表示一种组件，该组件被构造成在任何操作环境中对外部数据位进行磁性响应。例如但不作为任何限制，磁性堆栈可以是可在多个数据位之间作出区别的数据读取或写入配置。
图2示出能够在图1的数据存储设备100中使用的示例磁性元件130的横截面框图表示。元件130具有均对外部磁场敏感的第一和第二铁磁自由层132和134。即，每个自由层132和134将响应于所遇到的外部磁场，例如相邻数据存储介质的数据磁道136上的已编程磁性位，其中该相邻数据存储介质通过空气轴承表面(ABS)与自由层132和134隔开。对于指向到ABS中或从ABS中指出的介质场而言，自由层132和134之间的沿着X轴测量的相对角将是不同的，其将转换到低或高的电阻/电压状态。
自由层132和134各自接触地毗邻于非磁性间隔层138，该非磁性间隔层138用于提供层132和134之间的可测得的磁阻效应。尽管间隔件138可由具有预定厚度的任何非磁性材料构造，但是多种不同的非限制配置可用于适应变化的自由层磁性相互作用和数据位感测。自由层132和134与间隔层138的耦合叠层可被表征为在一些实施例中受后侧安装的偏磁体142的影响的磁性堆栈140，该后侧安装的偏磁体142对自由层132和134施加预定的磁性偏置场以设定默认磁化。
可进一步构造磁性堆栈140，其中自由层132和134中的每一个被附加地耦合至相应电极层，诸如在堆栈界定工艺期间提供适当的生长模板(籽晶)或保护(覆盖)的种子层144和覆盖层146。然而，可预料的是，在没有电极层的情况下构造磁性元件130，而在其他实施例中，可根据需要更改电极层144和146的成份、形状和位置，以提供性能和制造益处，例如增大层144和146中的宽度或长度中的一者或两者。
当遇到沿特定的数据磁道136的数据位时，来自相邻磁道的数据位可能会无意地由磁性堆栈140感测。因此可将至少一个屏蔽层附连至电极层144和146中的每一个以减少堆栈140的磁性宽度并使这种无意的数据位感测最小化。可以多种构造和成份来使屏蔽层148和150取向，从而引导不想要的磁通量使其远离自由层132和134，这些构造和成份没有任何一种是必需的或限制性的。
磁性堆栈140的屏蔽可用其它屏蔽层(诸如侧屏蔽)来补充，这些其它屏蔽层可以向或者可以不向磁性堆栈140提供偏置场。侧屏蔽件可进一步与屏蔽层148和150组合以允许通过消除噪声及对相邻位的无意感测来改进对来自预置数据磁道136的已编程的数据位的磁性感测。屏蔽层和偏置层的尺寸和数量会影响为可靠地操作磁性堆栈140所需的磁化强度，尤其是在高线性数据位密度记录中。
堆栈140的磁稳定性可随着堆栈沿X轴测得的条状高度152的加长而增加。加长的条状高度可对应于对可导致磁产量增大的工艺偏差的较小敏感性。尽管许多磁性屏蔽件148和150配置可增大线性数据位分辨率，但是在ABS上与磁性堆栈140横向放置的侧屏蔽件的使用提供了元件130的磁性宽度的有效最小化以及增大的数据磁道密度能力。
图3A和图3B分别提供构造有磁性堆栈162的示例磁性元件160的ABS视图和立体视图，其中磁性堆栈162设置在ABS上的侧屏蔽叠层164之间。磁性堆栈162被配置为三层读传感器，与图2的磁性堆栈140很像，它的双磁性自由层166由非磁性间隔层168隔开并且设置在电极覆盖层与种子层170之间。在所示实施例中，每个侧屏蔽叠层164被构造成使磁性堆栈162与磁性自由层172匹配，磁性自由层172彼此由非磁性间隔层174隔开并且通过屏蔽覆盖层178与顶部屏蔽件176隔开。
尽管侧屏蔽叠层164中的一者或两者可耦合至顶部屏蔽件176和底部屏蔽件178，但图3A示出了这样的实施例，其中每个侧屏蔽叠层164通过屏蔽覆盖178连接到顶部屏蔽件176并且通过绝缘材料与底部屏蔽件178磁性地且电气地隔离。绝缘材料的使用可进一步在磁性堆栈162和每个侧屏蔽叠层164之间提供磁性缓冲件，其可被调节以向堆栈162的自由层166提供预定量的磁性影响。即，磁性堆栈162和侧屏蔽叠层164之间的绝缘材料的厚度可被调节成将来自侧屏蔽叠层164的更多或更少的磁化施加到自由层166上。
转到图3B所示磁性元件160的立体图，后侧偏置磁体180被放置成与ABS远端的磁性堆栈162相邻并电气隔离。后侧偏置磁体180可被配置成具有沿着Y轴的厚度以及沿着Z轴的宽度，其对磁性堆栈162和侧屏蔽叠层164施加预定量的磁通量。即，在某些实施例中，后侧偏置磁体180可用于设置磁性堆栈162中的默认磁化和一个或多个侧屏蔽叠层164中的偏置磁化两者。
无论偏置磁化的来源和大小如何，磁性堆栈162和侧屏蔽叠层164层的配置会影响元件160的磁性能，诸如杂散场抑制。通过使磁性堆栈162和侧屏蔽叠层164的磁性自由层166和172基本上对准，可控制通过增大磁性宽度不利地降低跨磁道分辨率的耦合影响。添加调节磁性自由层166和172使其具有基本匹配的厚度182和184可与这些层的横向对准结合以降低磁性耦合影响同时增大跨磁道分辨率。
应当注意，尽管磁性堆栈162的两磁性自由层166与侧屏蔽叠层164共享公共厚度180和182，但是可构建其中磁性堆栈162的磁性自由层166具有不同厚度的多个实施例，其中磁性堆栈162的磁性自由层166的厚度被调节成与侧屏蔽叠层的自由层172匹配。即，侧屏蔽叠层164和磁性堆栈162的横向对准下层186可具有第一厚度，该第一厚度不同于横向对准上层188的第二厚度。
尽管磁性堆栈162和侧屏蔽叠层164层的调节配置可提供对元件160操作的更大控制，但是侧屏蔽偏置磁化的相对方向可允许减小磁性宽度并降低磁性堆栈162和侧屏蔽叠层164之间的耦合影响。调节侧屏蔽叠层164层的偏置磁化使其具有与磁性堆栈164的磁化相反的磁化方向可补充磁性自由层166和172的对准的、匹配厚度配置以减小磁性厚度并增大跨磁道分辨率，尤其是在压缩的数据存储设备形状因子中。
图4A和图4B示出示例磁性元件190的相应ABS和横截面框图表示，其中示例磁性元件190被配置成将侧屏蔽叠层192的自由层194和196的偏置磁化设置成与磁性堆栈202的自由层198和200异相的方向。尽管对偏置侧叠层自由层194和196的特定方式没有限制，但是多个实施例将偏置部件204接触地耦合至每个侧屏蔽叠层192的相对侧。
如图4A所示，偏置部件204被放置在磁性堆栈202的远端，以便不会不利地影响堆栈自由层198和200的默认磁化。屏蔽覆盖层206和种子层208可被进一步放置在偏置部件204和磁性堆栈202之间以缓冲偏置部件204对堆栈自由层198和200的磁性影响。偏置部件204中的一个或多个的厚度可增大磁性元件190的屏蔽件-到-屏蔽件距离，这可减少小形状因子设备中的元件可伸缩性。但是，可按多种非限制的形状移除顶部屏蔽件210和底部屏蔽件212的部分以容纳偏置部件204，同时不增大元件190的屏蔽件-到-屏蔽件间距。
偏置部件204的使用不限于结构上或材料上的特定配置。例如，偏置部件204可以是固态高矫顽力材料，诸如具有高阻挡温度的反铁磁材料，或者提供反铁磁耦合的软磁性材料的叠层。偏置部件204的位置和功能也未被限制，因为图4B一般性地示出磁性元件190从线214的横截面视图，其示出磁性堆栈202被堆栈偏置部件216设置成默认磁化。尽管没有放置在ABS上，堆栈偏置部件216可直接耦合至ABS远端的磁性自由层198和200，并且仍然提供足够磁化以将堆栈202设置成预定默认磁化。
非常类似于图4A的偏置部件204，堆栈偏置部件216可被调节成具有可嵌套在顶部屏蔽件210和底部屏蔽件212的凹部中的多种材料和尺寸，以避免增大磁性元件190的物理尺寸。堆栈偏置部件216与磁性自由层198和200的接触位置可提供足够的磁场强度以将磁性堆栈202设置成单独的默认磁化或者与后侧偏置磁体218一致的默认磁化。即，后侧偏置磁体218可提供将堆栈自由层198和200设置成有助于读取数据位的默认磁化所需的部分或全部磁化。
偏置部件204和216不限于图4A和图4B所示的形状、取向和材料配置。在某些实施例中，与侧屏蔽叠层192接触的偏置部件204利用具有不同阻挡温度的反铁磁层来构造，其可允许调节耦合的自由层194和196的磁方向。其它实施例配置每个偏置部件204和216使其具有不同阻挡温度层以允许对磁性堆栈202和侧屏蔽叠层192两者进行磁化方向调节。
图5A和图5B分别示出利用顶部屏蔽件222传递偏置磁化至侧屏蔽叠层226的另一示例磁性元件220的ABS和横截面框图表示。第一和第二耦合层228和230可提供从顶部屏蔽件222到侧屏蔽叠层226的磁性自由层232的耦合的磁化传输(例如通过RKKY相互作用)。第一和第二耦合层228和230可被构造成类似的或不同的材料，它们被调节成向相应侧屏蔽自由层232提供相对于磁性堆栈234的自由层236的默认磁化的异相方向和预定磁化大小。
耦合层228和230的使用可通过使用顶部屏蔽件222传输磁通量来允许较少的偏置部件224用于设置磁性堆栈234和侧屏蔽叠层226的默认磁化。偏置部件224被示为直接附连到磁性堆栈234的自由层236，如图5B从横截面线238所示，但是这种配置不是限制性的，因为后侧偏置磁体240可设置自由层236的默认磁化同时偏置部件224被附连到侧屏蔽叠层226的一者或两者。
图6A和图6B进一步示出示例磁性元件250的实施例，其组合使用偏置部件252和耦合层254来指示侧屏蔽叠层256中的偏置磁化和磁性堆栈258中的默认磁化。如图所示，偏置部件被放置在ABS上与每个侧屏蔽叠层256接触且与底部屏蔽件262近端的磁性堆栈258自由层272之一接触。在每个侧屏蔽叠层256和磁性堆栈258上的单个偏置部件252的配置可简化磁性元件250的构造同时降低对工艺和设计可变性的敏感性。
在侧屏蔽叠层256的自由层264之间的耦合层254的配置连同顶部屏蔽件266横向传输磁通量的能力可允许单个偏置部件252足以设置偏置磁化。图6B示出沿线268的磁性元件250并示出附连到磁性堆栈258的偏置部件252如何被放置在ABS远端且可通过后侧偏置磁体270补充以将磁性堆栈258的磁性自由层272设置成默认磁化。
磁性元件250可通过对偏置部件252和耦合层254的材料和配置选择来提供经调节的操作，其可适应于多种性能标准，诸如增大的数据磁道容量和减小的磁性宽度、满足减小的形状因子、提高的数据位容量、数据存储设备。但是，耦合层254和偏置部件252的组合不限于图6A和图6B所示的配置，因为偏置部件252可以更多量或更少量并且被放置成使偏置磁化流过底部屏蔽件262。
图7提供了根据各实施例执行的用于提供具有与磁性堆栈磁化相反的偏置磁化的侧屏蔽叠层的示例性磁性元件制造例程280。例程280在步骤282中最先在衬底上沉积底部屏蔽件。底部屏蔽件可由能够吸收远离磁性堆栈的磁通量的任何材料构造成，诸如像NiFe之类的软磁性材料。
步骤284随后设计侧屏蔽叠层以提供与磁性堆栈的默认磁化相反的偏置磁化。如图3A至图6B所一般性示出的，侧屏蔽叠层可具有对偏置磁化且还可能对磁性堆栈的默认磁化进行设置的一个或多个偏置部件和耦合层。尽管取决于来自步骤284的设计可在步骤286之前形成某些偏置部件和耦合层，但是在步骤286中在底部屏蔽件的顶上形成磁性响应堆栈。
磁性堆栈可以是适于读取或写入数据的任何数量的配置。一个这样的堆栈实施例是图2所示的三层配置，其通过非钉扎磁化和由非磁性间隔层隔开的双磁性自由层来表征。无论磁性堆栈的配置如何，步骤288继续沉积在步骤284中设计的侧屏蔽叠层，其具有适于允许侧屏蔽叠层的磁性自由层的经调节的偏置磁化大小和方向的任何偏置部件和耦合层。
通过构造偏置部件和耦合层以提供与磁性堆栈的默认磁化相反的偏置磁化，步骤290用顶部屏蔽件覆盖侧屏蔽叠层和磁性堆栈。顶部屏蔽件可由具有任何尺寸的任何材料形成，其可以被配置成或者可以不被配置成将磁通量从偏置部件传输到相应侧屏蔽叠层。
通过例程280，可通过用偏置部件、耦合层或两者设置侧屏蔽叠层中的偏置磁化来构造能够用于增大的数据位密度应用的高跨磁道分辨率的磁性元件。然而，例程280不受限制，因为可省去、改变和添加多个步骤。例如，侧屏蔽叠层和磁性堆栈可作为单个磁性叠层同时地形成，该单个磁性叠层稍后用隔离槽隔开以物理地隔离各组件。
应当理解，对具有偏置磁化的磁性元件的侧屏蔽件的调节可控制杂散磁场同时抵抗对减小的形状因子数据存储设备成问题的耦合影响。在多个偏置部件和耦合层配置中提供偏置磁化的能力提供了增大的跨磁道分辨率和数据磁道容量同时增强了对工艺和设计可变性的抵抗性。如此，当前技术允许制造能在具有较高数据存储准确性和较快数据传输时间的较大容量数据存储设备中工作的磁性元件。
将理解，尽管在先前描述中连同各实施例的结构和功能的细节一起阐述了本公开的各实施例的许多特性和结构，但是此详细描述仅仅是示例性的，并且可以在细节上作出修改，尤其在由表达所附权利要求的术语的宽泛的一般含义所指示的尽可能范围内在本公开的原理内对部件的结果和布置的诸方面作出修改。例如，在不偏离本发明技术的精神和范围的情况下，特定元件可以取决于特定应用而变化。
Claims (20)
1.一种用于数据存储的装置，包括：
磁性堆栈，其具有磁性自由层，所述磁性自由层具有预定磁化；
侧屏蔽叠层，其在空气轴承表面ABS上与所述磁性堆栈隔开并且偏置至与所述预定磁化相反的偏置磁化，所述侧屏蔽叠层被配置成具有在所述空气轴承表面ABS上的第一宽度；以及
偏置部件，所述偏置部件接触所述侧屏蔽叠层而不接触所述磁性堆栈，所述偏置部件具有在所述空气轴承表面ABS上的第二宽度，所述第一宽度和第二宽度是平行于所述预定磁化测得的，并且所述第一宽度大于所述第二宽度。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁性堆栈被配置为三层读传感器，所述三层读传感器包括第一和第二磁性自由层，没有磁性钉扎基准结构。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述侧屏蔽叠层的第一子层在所述空气轴承表面ABS上与所述第一磁性自由层横向对准，且所述侧屏蔽叠层的第二子层在所述空气轴承表面ABS上与所述第二磁性自由层横向对准。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一子层具有与所述预定磁化相反的第一偏置磁化。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二子层具有与所述预定磁化匹配且与所述第一偏置磁化相反的第二偏置磁化。
6.一种磁性元件，包括：
磁性堆栈，其具有磁性自由层，所述磁性自由层具有预定磁化，
第一和第二侧屏蔽叠层,所述磁性堆栈设置在空气轴承表面ABS上的第一和第二侧屏蔽叠层之间并与所述第一和第二侧屏蔽叠层隔开，每个侧屏蔽叠层具有在所述空气轴承表面ABS上的第一宽度并被偏置至与所述预定磁化相反的偏置磁化；以及
第一和第二偏置部件，分别具有在所述空气轴承表面ABS上的第二宽度，并且分别接触所述第一和第二侧屏蔽叠层而不接触所述磁性堆栈，所述第一宽度和第二宽度是平行于所述预定磁化测得的，并且所述第一宽度大于所述第二宽度。
7.如权利要求6所述的磁性元件，其特征在于，所述磁性堆栈具有与每个侧屏蔽叠层的第一和第二偏置子层分别横向对准的第一和第二磁性自由层，所述第一和第二磁性自由层被设置成定向为基本相反方向的第一和第二预定磁化。
8.如权利要求7所述的磁性元件，其特征在于，所述第一偏置部件接触所述空气轴承表面ABS上的至少一个侧屏蔽叠层，以在所述第一和第二偏置子层中分别施加相反的第一和第二偏置磁化。
9.如权利要求8所述的磁性元件，其特征在于，所述第一偏置部件是具有不同阻挡温度的反铁磁层的叠层。
10.如权利要求8所述的磁性元件，其特征在于，第一偏置部件接触所述磁性堆栈的所述第一磁性自由层，以对所述磁性堆栈施加所述预定磁化。
11.如权利要求10所述的磁性元件，其特征在于，位于所述空气轴承表面ABS远端的后侧偏置磁体对所述磁性堆栈施加所述预定磁化。
12.如权利要求8所述的磁性元件，其特征在于，第二偏置部件接触所述磁性堆栈的所述第二磁性自由层，其与所述第一偏置部件相对。
13.如权利要求10所述的磁性元件，其特征在于，所述第一偏置部件被放置在顶部屏蔽件的减小厚度部分中。
14.一种换能头，包括：
三层磁性堆栈，其具有被配置成具有独立的预定磁化的第一和第二磁性自由层；
侧屏蔽叠层，其在空气轴承表面ABS上与所述磁性堆栈隔开并具有第一宽度，且配置有第一和第二磁性子层，每个磁性子层被偏置至与所述独立的预定磁化分别相反的偏置磁化；以及
偏置部件，具有在所述空气轴承表面ABS上的第二宽度，所述偏置部件接触所述第一和第二侧屏蔽叠层而不接触所述三层磁性堆栈，所述第一宽度和第二宽度是平行于每个独立的预定磁化测得的，并且所述第一宽度大于所述第二宽度。
15.如权利要求14所述的换能头，其特征在于，第一耦合层将所述第一和第二磁性子层隔开，并且第二耦合层将所述侧屏蔽叠层与顶部屏蔽件连接。
16.如权利要求15所述的换能头，其特征在于，所述第一和第二耦合层被配置成提供RKKY耦合。
17.如权利要求15所述的换能头，其特征在于，所述顶部屏蔽件将偏置磁化从附连至所述第一磁性自由层的第一偏置部件传输到所述第一和第二磁性子层。
18.如权利要求14所述的换能头，其特征在于，第一耦合层将所述第一和第二磁性子层隔开，并且所述偏置部件被设置在所述侧屏蔽叠层和顶部屏蔽件之间。
19.如权利要求18所述的换能头，其特征在于，第二偏置部件接触与所述顶部屏蔽件相对的底部屏蔽件的减小厚度部分中的所述第二磁性自由层。
20.如权利要求17所述的换能头，其特征在于，所述第一耦合层提供负RKKY耦合。
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|---|---|---|---|---|
| US8711524B2 (en) * | 2008-02-05 | 2014-04-29 | Headway Technologies, Inc. | Patterned MR device with controlled shape anisotropy |
| US8995096B2 (en) * | 2013-03-16 | 2015-03-31 | Seagate Technology Llc | Magnetic element side shield with diffusion barrier |
| JP5697708B2 (ja) * | 2013-04-01 | 2015-04-08 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置及び磁気抵抗効果素子の製造方法 |
| US20150147481A1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | HGST Nertherlands B..V. | Method for making a scissoring-type current-perpendicular-to-the-plane (cpp) magnetoresistive sensor with exchange-coupled soft side shields |
| US9076468B1 (en) * | 2014-03-12 | 2015-07-07 | HGST Netherlands B.V. | Scissor magnetic read sensor with shape enhanced soft magnetic side shield for improved stability |
| US20160055868A1 (en) * | 2014-08-21 | 2016-02-25 | HGST Netherlands B.V. | Multiple-input-multiple-output sensor designs for magnetic applications |
| US9230576B1 (en) * | 2014-09-08 | 2016-01-05 | HGST Netherlands B.V. | Scissor reader with side shield decoupled from bias material |
| US9007725B1 (en) | 2014-10-07 | 2015-04-14 | Western Digital (Fremont), Llc | Sensor with positive coupling between dual ferromagnetic free layer laminates |
| US9449621B1 (en) | 2015-03-26 | 2016-09-20 | Western Digital (Fremont), Llc | Dual free layer magnetic reader having a rear bias structure having a high aspect ratio |
| US9472216B1 (en) * | 2015-09-23 | 2016-10-18 | Western Digital (Fremont), Llc | Differential dual free layer magnetic reader |
| US9886974B2 (en) | 2015-10-30 | 2018-02-06 | Seagate Technology Llc | Read head free layer having front and rear portions biased at different levels |
| JP6959752B2 (ja) * | 2017-04-03 | 2021-11-05 | 株式会社トプコン | 眼科情報処理装置 |
| US11380355B2 (en) * | 2020-10-27 | 2022-07-05 | Headway Technologies, Inc. | Adaptive bias control for magnetic recording head |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6529353B2 (en) * | 2000-11-27 | 2003-03-04 | Tdk Corporation | Magnetoresistive tunnel junction element with bias magnetic field applying layer |
| CN1482599A (zh) * | 2002-09-10 | 2004-03-17 | ������������ʽ���� | 具有差动偏磁型磁畴控制结构的记录重放分离型磁头 |
| US6903906B2 (en) * | 2002-04-08 | 2005-06-07 | Hitachi, Ltd. | Magnetic head with a lamination stack to control the magnetic domain |
| US7447986B2 (en) * | 2002-02-26 | 2008-11-04 | Yamaha Corporation | Multimedia information encoding apparatus, multimedia information reproducing apparatus, multimedia information encoding process program, multimedia information reproducing process program, and multimedia encoded data |
| CN101958123A (zh) * | 2009-07-13 | 2011-01-26 | 希捷科技有限公司 | 具有垂直各向异性自由层和侧向屏蔽构件的磁传感器 |
Family Cites Families (54)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4740855A (en) | 1985-10-18 | 1988-04-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetic thin-film head having a main and an auxiliary pole for vertical magnetization |
| US4935832A (en) | 1987-04-01 | 1990-06-19 | Digital Equipment Corporation | Recording heads with side shields |
| US5576914A (en) | 1994-11-14 | 1996-11-19 | Read-Rite Corporation | Compact read/write head having biased GMR element |
| US5515221A (en) | 1994-12-30 | 1996-05-07 | International Business Machines Corporation | Magnetically stable shields for MR head |
| US5818685A (en) | 1997-05-05 | 1998-10-06 | Read-Rite Corporation | CIP GMR sensor coupled to biasing magnet with spacer therebetween |
| KR20020021087A (ko) | 1999-04-14 | 2002-03-18 | 추후 | 자체-정합 자기소거-필드 밸런스 부재를 사용한 고감도스핀 밸브 헤드 |
| US6700760B1 (en) | 2000-04-27 | 2004-03-02 | Seagate Technology Llc | Tunneling magnetoresistive head in current perpendicular to plane mode |
| JP3618654B2 (ja) | 2000-09-11 | 2005-02-09 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
| CN1459094A (zh) | 2000-09-19 | 2003-11-26 | 西加特技术有限责任公司 | 具有独立消磁场的大磁阻传感器 |
| US6893734B2 (en) * | 2000-12-22 | 2005-05-17 | Alps Electric Co., Ltd. | Magnetic sensing element with improved sensitivity and method for making the same |
| US6847509B2 (en) | 2001-02-01 | 2005-01-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive head and perpendicular magnetic recording-reproducing apparatus |
| JP3657916B2 (ja) | 2001-02-01 | 2005-06-08 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果ヘッドおよび垂直磁気記録再生装置 |
| US6667862B2 (en) | 2001-02-20 | 2003-12-23 | Carnegie Mellon University | Magnetoresistive read head having permanent magnet on top of magnetoresistive element |
| US6597546B2 (en) | 2001-04-19 | 2003-07-22 | International Business Machines Corporation | Tunnel junction sensor with an antiferromagnetic (AFM) coupled flux guide |
| US7035062B1 (en) | 2001-11-29 | 2006-04-25 | Seagate Technology Llc | Structure to achieve sensitivity and linear density in tunneling GMR heads using orthogonal magnetic alignments |
| JP4270797B2 (ja) * | 2002-03-12 | 2009-06-03 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁気検出素子 |
| JP4051271B2 (ja) * | 2002-11-26 | 2008-02-20 | 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ | 磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置 |
| JP3895281B2 (ja) | 2003-02-18 | 2007-03-22 | Ｔｄｋ株式会社 | パターン形成方法、これを用いた磁気抵抗効果素子及び磁気ヘッドの製造方法、並びに、ヘッドサスペンションアセンブリ及び磁気ディスク装置 |
| JP2004259330A (ja) * | 2003-02-25 | 2004-09-16 | Hitachi Ltd | 磁気ヘッド |
| US7719802B2 (en) | 2003-09-23 | 2010-05-18 | Seagate Technology Llc | Magnetic sensor with electrically defined active area dimensions |
| US7093347B2 (en) | 2003-12-05 | 2006-08-22 | Seagate Technology Llc | Method of making a current-perpendicular to the plane (CPP) magnetoresistive (MR) sensor |
| US7236333B2 (en) | 2003-12-11 | 2007-06-26 | Seagate Technology Llc | Domain wall free shields of MR sensors |
| JP2005203063A (ja) | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
| US7414816B2 (en) | 2004-05-28 | 2008-08-19 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Planar magnetic thin film head |
| US7446986B2 (en) * | 2004-08-31 | 2008-11-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic tunnel junction with in stack biasing layer providing orthogonal exchange coupling |
| JP4377777B2 (ja) | 2004-08-31 | 2009-12-02 | 株式会社東芝 | 磁気ヘッド、ヘッドサスペンションアッセンブリ、および磁気再生装置 |
| US7446979B2 (en) | 2004-09-30 | 2008-11-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Laminated draped shield for CPP read sensors |
| US7295401B2 (en) | 2004-10-27 | 2007-11-13 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Laminated side shield for perpendicular write head for improved performance |
| US7333304B2 (en) | 2004-11-04 | 2008-02-19 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | CPP sensor having hard bias stabilization placed at back edge of the stripe |
| US7369374B2 (en) | 2005-04-18 | 2008-05-06 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Current in plane magnetoresistive sensor having a contiguous hard bias layer located at back edge of stripe height |
| US7467459B2 (en) | 2005-04-18 | 2008-12-23 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for manufacturing a current in plane magnetoresistive sensor having a contiguous hard bias layer located at back edge of stripe height |
| JP2007005417A (ja) | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| US7606007B2 (en) | 2006-02-17 | 2009-10-20 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Shield stabilization for magnetoresistive sensors |
| US7979978B2 (en) | 2007-03-27 | 2011-07-19 | Headway Technologies, Inc. | Method for manufacturing a self-aligned full side shield PMR |
| JP2008276816A (ja) | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Tdk Corp | 垂直磁気記録ヘッド |
| US7869165B2 (en) * | 2007-07-30 | 2011-01-11 | Tdk Corporation | Magnetic field detecting element having stack with a plurality of free layers and side shield layers |
| US7916429B2 (en) | 2007-07-30 | 2011-03-29 | Tdk Corporation | Magnetic field detecting element having thin stack with a plurality of free layers and thick bias magnetic layer |
| US8149546B2 (en) | 2007-10-26 | 2012-04-03 | Tdk Corporation | Magnetic field detecting element including tri-layer stack with stepped portion |
| US7974048B2 (en) * | 2007-11-28 | 2011-07-05 | Tdk Corporation | Magneto-resistive effect device of CPP type having shield layers coupled with ferromagnetic layers |
| US20090168241A1 (en) | 2007-12-26 | 2009-07-02 | Masafumi Mochizuki | Magnetic disk drive |
| US8795763B2 (en) | 2007-12-26 | 2014-08-05 | Headway Technologies, Inc. | Perpendicular magnetic medium with shields between tracks |
| US7876534B2 (en) | 2008-01-15 | 2011-01-25 | Tdk Corporation | Magneto-resistive effect device of the CPP type, and magnetic disk system |
| JP2009259354A (ja) | 2008-04-18 | 2009-11-05 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ヘッド及びその製造方法 |
| US8514524B2 (en) | 2008-05-09 | 2013-08-20 | Headway Technologies, Inc. | Stabilized shields for magnetic recording heads |
| US20090302403A1 (en) * | 2008-06-05 | 2009-12-10 | Nguyen Paul P | Spin torque transfer magnetic memory cell |
| US8098463B2 (en) | 2008-07-30 | 2012-01-17 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Current perpendicular to plane magnetoresistance read head design using a current confinement structure proximal to an air bearing surface |
| US8189303B2 (en) | 2008-08-12 | 2012-05-29 | Tdk Corporation | Thin film magnetic head having a pair of magnetic layers whose magnetization is controlled by shield layers |
| US8369048B2 (en) * | 2009-08-31 | 2013-02-05 | Tdk Corporation | CPP-type thin film magnetic head provided with side shields including a pair of antimagnetically exchanged-coupled side shield magnetic layers |
| US8179642B2 (en) | 2009-09-22 | 2012-05-15 | Tdk Corporation | Magnetoresistive effect element in CPP structure and magnetic disk device |
| US8089734B2 (en) | 2010-05-17 | 2012-01-03 | Tdk Corporation | Magnetoresistive element having a pair of side shields |
| US8144437B2 (en) | 2010-06-28 | 2012-03-27 | Tdk Corporation | Magnetoresistive element and thin film magnetic head |
| US8437106B2 (en) * | 2010-10-08 | 2013-05-07 | Tdk Corporation | Thin film magnetic head including spin-valve film with free layer magnetically connected with shield |
| US8553369B2 (en) | 2010-11-30 | 2013-10-08 | Seagate Technology Llc | Magnetic element with improved stability and including at least one antiferromagnetic tab |
| US8922950B2 (en) * | 2011-05-06 | 2014-12-30 | Seagate Technology Llc | Multi-layer magnetoresistive shield with transition metal layer |
-
2012
- 2012-06-29 US US13/539,099 patent/US8780508B2/en active Active
-
2013
- 2013-05-01 EP EP13166114.2A patent/EP2680266A1/en not_active Withdrawn
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6529353B2 (en) * | 2000-11-27 | 2003-03-04 | Tdk Corporation | Magnetoresistive tunnel junction element with bias magnetic field applying layer |
| US7447986B2 (en) * | 2002-02-26 | 2008-11-04 | Yamaha Corporation | Multimedia information encoding apparatus, multimedia information reproducing apparatus, multimedia information encoding process program, multimedia information reproducing process program, and multimedia encoded data |
| US6903906B2 (en) * | 2002-04-08 | 2005-06-07 | Hitachi, Ltd. | Magnetic head with a lamination stack to control the magnetic domain |
| CN1482599A (zh) * | 2002-09-10 | 2004-03-17 | ������������ʽ���� | 具有差动偏磁型磁畴控制结构的记录重放分离型磁头 |
| CN101958123A (zh) * | 2009-07-13 | 2011-01-26 | 希捷科技有限公司 | 具有垂直各向异性自由层和侧向屏蔽构件的磁传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Granted publication date: 20170714 Termination date: 20180604 |
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