CN104252867A - 磁阻传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁阻传感器。此处公开的设备包括具有第一层的传感器叠层以及与第一层接近的AFM稳定的底部护罩，其中AFM稳定的底部护罩被磁耦合至第一层。

Description

磁阻传感器

背景技术

在磁数据存储取出系统中，磁读写头包括具有用于以磁方式取出磁盘上存储的编码信息的磁阻(MR)传感器的读取器部分。来自盘表面的磁通量导致了MR传感器的感测层的磁矢量的旋转，这继而又导致MR传感器的电阻率的变化。通过使得电流流经MR传感器并测量MR传感器两端的电压，可检测MR传感器的电阻率的变化。外部电路随后将电压信息转换成适当的格式并操纵该信息来恢复盘上编码的信息。

发明内容

发明内容被提供用于介绍下文在具体实施方式中进一步描述的简化形式的构思选的择。发明内容并非旨在识别出所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也并非用于限制所要求保护的主题的范围。根据下述各种实施方式的更详细描写的具体实施例以及附图中进一步图示的及所附权利要求限定的实施方式，所要求保护的主题的其它特征、细节、用途和优势将变得明显。

此处公开的设备包括具有第一层的传感器叠层以及与第一层接近的反铁磁(AFM)稳定的底部护罩，其中AFM稳定的底部护罩被磁耦合至第一层。通过阅读下述详细说明，这些和各种其它特征和优势将变得明显。

附图说明

图1图示出具有示例MR传感器的数据存储装置。

图2图示出MR传感器的实施方式的ABS示图。

图3图示出MR传感器的替换实施方式的ABS示图。

图4图示出MR传感器的另一实施方式的ABS示图。

图5图示出MR传感器的替换实施方式的ABS示图。

图6图示出此处公开的MR传感器的各种磁层的磁化图。

图7图示出针对MR传感器的实施方式的响应于外部场的参考层的磁定向和自由层的磁定向以及其它运动。

图8图示出示例MR传感器的PW50性能和MR传感器的参数之间的关系的示图。

图9图示出示例MR传感器的PW50性能和MR传感器的参数之间的替换关系的示图。

图10图示出用于此处公开的MR传感器的制造的示例操作。

具体实施方式

越来越需要高数据密度和灵敏的传感器来从磁介质中读取数据。具有增大的灵敏度的特大磁阻(GMR)传感器由被诸如铜之类的薄的导电的非磁性隔离层隔开的两个铁磁层构成。在隧道磁阻(TMR)传感器中，电子在与薄的绝缘阻挡物上的层相垂直的方向上行进。AFM材料被布置成邻接第一磁性层(称为钉扎层(PL))以防止其旋转。出现该特性的AFM材料被称为"钉扎材料"。第二软层响应于外部场而自由旋转并且被称为"自由层(FL)”。

为了适当地操作MR传感器，传感器应当相对于边缘畴的形成稳定，这是因为畴壁移动导致了使得数据恢复变得困难的电噪声。实现稳定的通用方法是采用与结靠接的永磁体的设计。在该方案中，具有矫顽磁场的永磁体(即，硬磁铁)被布置在传感器的每端。来自永磁体的场稳定了传感器并防止边缘畴的形成，而且提供了适当的偏置。传感器还包括参考层(RL)和PL，它们共同地形成了合成AFM(SAF)结构和AFM层。AFM层的稳定性实现了SAF结构的一致的并且可预测的定向。而且，这还提供了稳定的结构以利用MR传感器实现用于读取器的高幅值的线性响应。

然而，利用AFM稳定结构，增大了读取器的盾牌间距(SSS)。磁传感器的PW50(脉冲宽度是脉冲的一半高)确定了记录系统中的信噪比(SNR)。由于PW50以SSS下降而改进，所实现的更小的SSS导致了更低的PW50，而且因此增大了SNR。建模和实验获取的PW50与SSS之间的关系的示例可给出如下：

$\mathrm{\ΔPW}50\widetilde{=}0.3*\mathrm{\ΔSSS}$

因此，SSS的减小导致了PW50的值的减小，并且因此导致了记录系统的SNR值的增大。因此，通过减小SSS可以实现读取器更高的线性密度。而且，更小的SSS还改进了读取器的横向跟踪分辨率，而且横向跟踪分辨率中的这种增益还进一步有利于改进读取器可以实现的面密度。

此处公开的MR传感器通过从传感器叠层去除AFM层并使用具有AFM层和底部护罩钉扎层的底部护罩层降低了SSS。利用底部护罩中的AFM层稳定了底部护罩的钉扎层以及传感器叠层的钉扎层。在一种实施方式中，底部护罩由SAF结构组成，其中所述结构的顶部层接近传感器叠层。

图1图示出具有示例MR传感器的数据存储装置100，这在分解图102中予以了更详细的示出。虽然可以构想出其它实施方式，但是在所示实施方式中，数据存储装置100包括存储介质104(例如，磁数据存储盘)，可利用磁性写极在存储介质104上记录数据位而且可利用磁阻元件从存储介质104读取数据位。存储介质104在旋转时绕着旋转105主轴中心或盘轴旋转，而且包括内径106和外径108，它们之间是多个同心数据轨道110。应该理解的是，所述技术可用于各种存储格式，包括连续磁介质、离散轨迹(DT)介质、瓦式介质等。

可对存储介质104上的数据轨道110中的数据位位置进行信息读写。换能器头组件124被安装在致动器组件120上的与旋转122的致动器轴远离的端。换能器头组件124在旋转期间与存储介质104的表面上方靠近地飞行。致动器组件120在关于旋转122的致动器轴的查找操作期间旋转。查找操作使得换能器头组件124处于目标数据轨道上以进行读写操作。

分解图102示意地图示出MR传感器130的气垫面(ABS)视图。MR传感器130包括底部护罩132、顶部护罩134、以及沿顺轨道方向处于底部护罩132和顶部护罩134之间的传感器叠层136。在一种实施方式中，底部护罩132是AFM稳定的底部护罩。该AFM稳定的底部护罩132提供了遮挡功能并提供了传感器叠层136的稳定性。传感器叠层136可包括与底部护罩接近的第一层、金属性耦接层(例如，钌)、参考层、阻挡或隔离层、自由层和覆盖层(图1中未示出传感器叠层136的详细结构)。传感器叠层136的第一层在此也称为第一钉扎层。第一钉扎层的磁化由AFM稳定的底部护罩支持。第一钉扎层的磁化部分地钉扎由此使得第一钉扎层的磁化可能响应于外部磁场而稍稍一动。换言之，第一钉扎层的磁化未被严格地钉扎。

传感器叠层136的第一钉扎层被磁耦合至AFM稳定的底部护罩132。例如，AFM稳定的底部护罩132可包括利用AFM层(图1中未示出)钉扎的钉扎层。在一种实施方式中，传感器叠层136的第一钉扎层的磁化的定向包括与MR传感器130的ABS正交的分量，因为AFM稳定的底部护罩132的钉扎方向也包括与MR传感器130的ABS正交的分量。

而且，AFM稳定的底部护罩132还可包括第二磁性层(未示出)，其反铁磁性地耦接至形成AFM稳定的底部护罩132中的SAF结构的所述底部护罩钉扎层。在该实施方式中，传感器叠层136的第一钉扎层被磁耦合至AFM稳定的底部护罩132的该第二磁性层。例如，在一种实施方式中，AFM稳定的底部护罩的钉扎层的钉扎方向与MR传感器的ABS之间的角度可介于30度和150度之间。

顶部护罩134还可包括处于传感器叠层136的在与轨道相交的方向上的两侧上的侧护罩(未示出)。在替换实施方式中，永磁体(未示出)在与轨道相交的方向上布置在传感器叠层136的两侧。

在一种实施方式中，在形成包括传感器叠层136和AFM稳定的底部护罩132的晶圆的工艺的不同阶段期间执行传感器叠层136的形成和AFM稳定的底部护罩132的形成，其中，传感器叠层136直接生长在AFM稳定的底部护罩132的顶部。可替换地，传感器叠层136的第一钉扎层和AFM稳定的底部护罩132可由非磁性层隔开，其中非磁性层提供了AFM稳定的底部护罩132的顶部磁性层与传感器叠层136的第一磁性层之间的间接磁耦接。

具有AFM稳定的底部护罩的MR传感器130的实施方式降低了SSS，并提供了更好的屏蔽。由此，在保持MR传感器130的稳定性的同时改进了MR传感器130的分辨率。将AFM层纳入AFM稳定的底部护罩132，实现了将AFM层从传感器叠层136中去除。由于AFM稳定的底部护罩132中的AFM层不是传感器叠层136的一部分，所以传感器叠层136的SSS降低，由此改进了PW50。而且，将SAF结构纳入AFM稳定的底部护罩132，还使得能够增大MR传感器130的稳定性。

图2图示出MR传感器200的实施方式的ABS示图。MR传感器200包括处于传感器叠层206(沿顺轨道方向)的两个相对侧上的底部护罩202和顶部护罩204。底部护罩202包括与传感器叠层206接近的钉扎层212、AFM层214和种子层216。体磁屏蔽(未示出)也可布置在种子层216下面。在一种实施方式中，利用AFM层214稳定了钉扎层212。可通过具有在沉积后退火工艺期间设定的磁定向的AFM层214的出现使得钉扎层212钉扎。在一种实施方式中，钉扎层212的钉扎方向与MR传感器200的ABS正交(z方向)。然而，在ABS平面，钉扎层212的磁化的方向包括与传感器200的ABS平行的分量。这在图2中利用包括正交分量(沿方向)和平行分量(沿x方向)的矢量240予以图示。类似的矢量标记也被用来在ABS平面上表示传感器叠层206的参考层234和钉扎层236中的磁化方向。在一种实施方式中，顶部护罩204可包括顶部护罩层222和侧护罩层224和226。侧护罩224和226被布置在传感器叠层206的沿与轨道相交的方向上的两侧，而且它们可被用来偏置传感器叠层206的自由层的磁定向。

传感器叠层206的实施方式包括钉扎层236、参考层234和覆盖及自由层结构232。钉扎层236和参考层234通过金属层238(例如，钌(Ru)制成)彼此隔开。在MR传感器200的所示的实施方式中，钉扎层236的磁定向在一定程度上被底部护罩202的AFM层214钉扎。由于钉扎层212的磁化定向包括与MR传感器200的ABS正交的分量，所以钉扎层236的磁化定向也包括与MR传感器200的ABS正交的分量。实际上，AFM层214被用于使得底部护罩的钉扎层212以及传感器叠层的钉扎层236稳定。因此，实际上，传感器叠层206的钉扎层236被磁耦合至底部护罩202。

底部护罩202的AFM层214对传感器叠层206的钉扎层236的这种稳定消除了传感器叠层中对AFM层的需要，从而降低了传感器叠层的顺轨道宽度。由此，减小了顶部护罩层222与底部护罩202之间的有效的盾间间隔，由此有效地为MR传感器200提供了改进的PW50性能。然而，降低SSS可降低MR传感器200的稳定性。例如，具有更低SSS的MR传感器可能更容易受到写入器引起的杂散场或外部杂散场的影响，从而降低了从磁介质读出的信号的SNR。为了解决稳定性下降的问题，此处公开的MR传感器的实施方式在底部护罩中提供了SAF结构。

图3图示出MR传感器300的这种实施方式的ABS示图。具体地说，MR传感器300包括处于传感器叠层306的(沿顺轨道方向的)两个相对侧上的底部护罩302和顶部护罩304。底部护罩302包括SAF结构，其包括与传感器叠层306接近的顶部层(RL)312、薄的非磁性层314、钉扎层316、AFM层318和种子层320。在一种实施方式中，利用AFM层318使得钉扎层316稳定。层316的钉扎定向具有与MR传感器300的ABS正交(沿z方向)的分量。然而，在任意情况下，在ABS平面，钉扎层316的磁化方向具有与传感器316的ABS平行的分量。这在图3中通过利用包括正交分量(沿z方向)和平行分量(沿x反方向)的矢量340予以图示。类似的矢量标记也被用来表示传感器叠层306的参考层312、钉扎层336以及传感器叠层306的参考层334中的磁化定向。

钉扎层316和参考层312经由RKKY交互作用通过非磁性层314(例如钌)反铁磁性地耦接。该SAF结构降低了退磁场的效应，由此改进了底部护罩302提供的稳定性。钉扎层316和参考层312的宽度被选择成使得提供底部护罩302的屏蔽功能的优势得到保持。

顶部护罩304可包括顶部护罩层322和侧护罩层324和326。侧护罩324和326布置在传感器叠层306沿与轨道相交的方向上的两侧，并且它们可被用于偏置传感器叠层306的自由层的磁定向。

传感器叠层306的实施方式包括钉扎层336、参考层334、覆盖及自由层332以及阻挡层340。钉扎层336和参考层334通过例如由钌(Ru)制成的金属层338彼此隔开。在所示的MR传感器300的实施方式中，钉扎层336被底部护罩302的AFM层318钉扎。例如，钉扎层336的钉扎定向包括与MR传感器300ABS正交的分量。因此，钉扎层316和钉扎层336的每个的钉扎包括与MR传感器300ABS正交的分量。实际上，AFM层318被用于使得传感器叠层306的钉扎层336和底部护罩302的钉扎层316中的每一个稳定。因此，实际上，传感器叠层306的钉扎层336被磁耦合至底部护罩302。

由于AFM层318、SAF参考层312和SAF钉扎层316不对SSS有贡献，所以底部护罩302中的AFM层318可做得厚于现有技术的其中具有AFM层的传感器叠层中的AFM层。由于底部护罩302是在传感器叠层306之前制造的，可在更高温度下对底部护罩302进行退货以改进AFM分散性和稳定性。而且，与在传感器叠层306中翻转的AFM颗粒的影响相比，在底部护罩302中翻转的AFM颗粒的有害影响大大减弱，因为底部护罩302的磁性层本质上厚于传感器叠层306中的SAF层。由此，源自与AFM层318的界面的铁磁层磁化的任意干扰在底部护罩302的整个厚度(尤其是通过SAF层312和316的厚度)上得到有效抑制而且不会传播而扭曲传感器回读信号。而且，提供包括SAF结构的底部护罩，相对于具有底部护罩而无SAF结构的MR传感器，增大了存在杂散场时MR传感器300的稳定性。而且，将AFM层引入底部护罩并从传感器叠层中去除AFM层，还改进了传感器叠层的流畅性。由此，能够进行更高级数据传递的具有更低电阻的MR传感器变得可能。

图3图示出底部护罩中的SAF结构的RL312的磁化与底部护罩中的SAF结构的PL316的磁化相反。另一方面，传感器叠层的PL336的磁化平行于RL312的磁化。传感器叠层的RL334的磁化与传感器叠层的PL336的磁化相反。传感器叠层的FL332被侧护罩324和326偏置以具有平行于ABS的磁化。注意，图3所示的各种层的磁化方向接近传感器的ABS。具体地说，在ABS附近，各种层的磁化具有平行于ABS的分量(参见下面的图6)。

在MR传感器300的一个实施方式中，SAF参考层312和SAF钉扎层316的厚度被选择成使得在保持PW50的改进的同时实现MR传感器的期望的稳定性。具体地说，SAF参考层312和SAF钉扎层316的厚度取决于SAF参考层312和SAF钉扎层316中使用的材料的磁力矩。例如，对于合金型的材料，SAF参考层312和SAF钉扎层316的厚度可大约大于10nm。在一个实施方式中，底部护罩302的每个磁性层可具有介于5nm–40nm的范围内的厚度。

图4图示出MR传感器400的替换实施方式的ABS示图。底部护罩402和传感器叠层406的各种分量的每一个基本上类似于MR传感器300的底部护罩302和传感器叠层306的相关元件。MR传感器400与图3中公开的MR传感器300的不同之处在于，虽然MR传感器300采用了侧护罩324和326来偏置传感器叠层306的自由层，但是MR传感器400采用了永磁体424和426来偏置传感器叠层406的自由层。

图5图示出MR传感器500的替换实施方式的ABS示图。顶部护罩504和传感器叠层506的各种分量中的每个基本上类似于MR传感器300的顶部护罩304和传感器叠层306的相关元件。MR传感器500与图3中公开的MR传感器300的不同之处在于，虽然MR传感器300的底部护罩302与传感器叠层306存在直接磁接触，但是MR传感器500的底部护罩502与传感器叠层506通过非磁性层510隔开。由此，不通过直接耦接AFM稳定的底部护罩502来使得传感器叠层506的钉扎层536稳定。另一方面，通过非磁性层510提供的AFM稳定的底部护罩502和传感器叠层506的钉扎层536之间的强烈的非直接正交耦接来使得传感器叠层506的钉扎层536稳定。在传感器500中，SAF参考层512的磁定向可被引导层沿传感器500的ABS而不是具有与传感器500的ABS正交的分量。这种偏置方案防止了MR传感器极性翻转。

图6图示出此处公开的MR传感器的各种磁性层的磁化图600，包括底部护罩的SAF结构的PL(由AFM层钉扎)、底部护罩的SAF结构的RL(其反铁磁性地耦接至底部护罩的PL)、传感器叠层的PL(其直接接触底部护罩的SAF结构的PL)以及传感器叠层的RL(其反铁磁性地耦接至传感器叠层的PL)、以及传感器叠层的FL，传感器叠层的FL在静止状态中被定向成平行于传感器叠层的ABS。具体地说，磁化图600公开了SAF参考层602和SAF钉扎层604中的磁定向。在该示例中，SAF钉扎层604的钉扎方向610具有与ABS平面平行的分量。而且，在靠近ABS形状的区域中，各向异性导致磁化610进一步在平行于ABS的方向上聚拢。由于SAF钉扎层604和SAF参考层602之间耦接的反铁磁性RKKY，磁化610和612基本上彼此反向平行。

图6的示例实施方式图示出其中自由层624具有比其它磁性层更短的带的传感器的磁化分量，然而，在替换实施方式中，自由层和其它层的尺寸关系可以不同。图6还图示出传感器叠层的传感器钉扎层620、传感器叠层的传感器参考层622、以及传感器叠层的自由层624中的磁化分量。在ABS平面，与ABS的磁化方向之间的角度小于远离ABS的区域中的角度。传感器钉扎层620中的磁化方向和传感器参考层622中的磁化方向实际上基本上彼此反向平行。可由侧护罩或永磁体设置的自由层624的磁化方向平行于ABS。

在图6中，SAF钉扎层604的磁化向ABS左边卷曲，然而在替换实施方式中(未示出)，ABS处的磁化可向右卷曲。如果SAF钉扎层604的钉扎方向正交于ABS，则磁化可按照任一方式定向并且甚至可以在两种状态之间翻转。ABS区域内SAF钉扎层磁化的这种翻转将损害传感器性能。为了实现更好的幅度和分辨率，RL的磁化将成为钝角，而不是利用FL的磁化的锐角。所以，在一种实施方式中，通过在远离90度的角度下退火(如图6所示)或通过执行后续退火来获取期望的倾斜方向，使得传感器叠层的RL的磁化和FL的磁化之间的角度变为钝角。

图7图示出针对MR传感器的实施方式，传感器叠层的RL相对于传感器叠层的自由层(FL)的磁定向的优选磁定向。具体地说，图7图示出传感器叠层的RL的磁定向702与FL的磁定向704之间的角度应该是钝角。FL的磁定向704由侧护罩或永磁体(PM)确定并且平行于传感器的ABS。另一方面，可通过在相对于与传感器的ABS正交的方向706成一定角度下执行底部护罩退火，实现传感器叠层的RL的磁定向702。底部护罩退火决定了SAF结构中的与AFM接触的层的钉扎场，其继而又影响了底部护罩的磁化、传感器叠层的PL的磁化，以及因此影响了传感器叠层的RL的磁化。具体地说，底部护罩退火被执行以使得传感器叠层的RL的磁定向702与FL之间的角度710是钝角。

在存在磁介质(假设静止状态下的角度710是钝角)的情况下，传感器叠层的RL的磁定向702和FL的磁定向704倾向于在相反方向上旋转。这就最小化了MR传感器幅度，因此最大化了从磁介质接收到的信号。

图8图示出示例MR传感器的PW50性能与底部护罩中的SAF结构的磁性层的厚度之间的关系的示图800。示图800基于对由透磁合金材料制成的SAF结构层的建模。示图800图示出读取器分辨率对AFM稳定的底部护罩中的钉扎层和参考层在AFM稳定的底部护罩的钉扎场的不同定向(例如，90度SAF钉扎角度意味着与ABS正交的钉扎场旋转)下的厚度的依赖关系。示图800图示出可调谐来优化读取器的分辨率的读取器参数。

具体地说，每条线804、806和808代表了针对SAF参考层和SAF钉扎层的给定厚度的各种SAF钉扎角度的PW50，其中这些层的厚度恒定。线802表示基线情况，其中AFM层并入传感器叠层而不并入底部护罩。对于差异810、820等，表示了在底部护罩中提供具有给定厚度的SAF结构(包括SAF参考层和SAF钉扎层)而导致实现的PW50的减小。示图800图示出读取器分辨率与底部护罩中PL和RL的厚度之间的各种关系，其中PL和RL的厚度基本相同。如图8所示，随着底部护罩厚度增大，PW50增益增大。而且，对于每条线804、806和808，相对于基线情况，对于任意给定钉扎角度，PW50减小，由此示出了每个情况下实质更好的分辨率。由此，底部护罩中的层厚度提供了附加参数来控制MR传感器的PW50和分辨率。

图9图示出示例MR传感器的PW50性能与MR传感器的参数之间的替换关系的示图900。具体地说，示图900图示出作为形成底部护罩中的SAF的两个层之间交换耦合的强度的函数的PW50。具体地说，更弱的交换耦合导致更小的PW50。然而，随着交换耦合变弱，顶部SAF层提供的稳定性也下降。因此，交换耦合的强度可被用来控制PW50和稳定性之间的折中。换言之，示图900图示出读取器参数、底部护罩中的SAF结构中的层之间的交换耦合的强度，其可被调整用于优化读取器的分辨率。

图10图示出用于制造此处公开的MR传感器的示例操作1000。具体地说，图10中公开的操作可用于制造具有AFM稳定的底部护罩的MR传感器，AFM稳定的底部护罩包括具有接近传感器叠层的顶部层的SAF结构。操作1002形成种子层(例如钽层)，操作1004在种子层上形成AFM层(例如IrMn层)。随后，在操作1006，铁磁性钉扎层被形成在AFM层上，或者底部护罩的SAF结构被形成在AFM层上。SAF层的厚度可被选择来确保，通过将AFM层纳入底部护罩而获得的PW50增益对MR传感器的稳定性的损失平衡。具体地说，SAF层厚度的增加降低了MR传感器的稳定性。而且，在此处公开的MR传感器的一些实施方式中，将顶部SAF层与钉扎层隔开的薄的非磁性层的厚度也被确定来控制顶部SAF层和传感器叠层的PL之间的互换。

随后，操作1008对底部护罩进行退火以设置铁磁层(SAF结构的钉扎层)在底部护罩中的磁定向。在一种实施方式中，操作1008对底部护罩进行退火以使得底部护罩中的铁磁层的钉扎场方向包括与MR传感器的ABS正交的分量。可替换地，操作1008对底部护罩进行退火以产生可能影响底部护罩中的AFM层的磁定向的任意后续退火操作。操作1012和1014在底部护罩上形成传感器叠层。具体地说，操作1012形成传感器叠层钉扎层、非磁性层和传感器叠层参考层，操作1014形成阻挡层、自由层和覆盖层。随后，操作1016形成顶部护罩层。

上述说明、示例和数据提供了对本发明的结构和示例实施例的用途的完整描述。由于可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出本发明的大量实施例，本发明的权利存在于所附权利要求中。而且，在不偏离所附权利要求的情况下，不同实施例的结构特征可在另一实施例中组合。

Claims (21)

1.一种设备，包括：

包括第一层的传感器叠层；以及

与第一层接近的AFM稳定的底部护罩，其中AFM稳定的底部护罩被磁耦合至第一层。

2.根据权利要求1所述的设备，其中AFM稳定的底部护罩进一步包括：

接近传感器叠层的第一层的SAF结构的顶部层；以及

SAF结构的钉扎层。

3.根据权利要求2所述的设备，其中SAF结构的顶部层利用薄的非磁性层与SAF结构的钉扎层隔开。

4.根据权利要求2所述的设备，其中SAF结构的钉扎层的钉扎方向包括与设备的气垫面(ABS)正交的分量。

5.根据权利要求4所述的设备，其中传感器叠层的第一层的钉扎方向包括与设备的气垫面(ABS)正交的分量。

6.根据权利要求1所述的设备，进一步包括第一层与AFM稳定的底部护罩之间的非磁性层。

7.根据权利要求1所述的设备，其中传感器叠层还包括具有与设备的ABS平行的磁定向的自由层。

8.根据权利要求7所述的设备，其中自由层被永磁体和侧护罩中的至少一个偏置。

9.根据权利要求7所述的设备，其中，在静止状态中，与设备的ABS接近的传感器叠层的参考层的磁定向的方向形成了相对于自由层的磁定向的钝角。

10.根据权利要求7所述的设备，其中AFM稳定的底部护罩进一步包括：

与传感器叠层接近的SAF结构的顶部层，其中SAF结构的顶部层中的磁定向包括与ABS平行的邻近ABS的第一分量，以及

SAF结构的钉扎层，其中SAF结构的钉扎层中的磁定向包括与ABS平行的第二分量，

其中第一分量和第二分量彼此基本上方向平行。

11.根据权利要求2所述的设备，其中SAF结构的钉扎层的钉扎方向与设备的气垫面(ABS)之间的角度介于30度和150度之间。

12.根据权利要求11所述的设备，其中第一层的磁定向基本上方向平行于传感器叠层的参考层的磁定向。

13.一种磁阻传感器，包括：

传感器叠层，其包括传感器钉扎层、传感器参考层和传感器自由层；以及

底部护罩，其中底部护罩包括底部护罩AFM层和底部护罩钉扎层，底部护罩AFM层使得底部护罩钉扎层稳定。

14.根据权利要求13所述的磁阻传感器，其中底部护罩还包括与传感器叠层接近的SAF结构的顶部层。

15.根据权利要求14所述的磁阻传感器，其中底部护罩钉扎层的钉扎方向包括与磁阻传感器的ABS正交的分量。

16.根据权利要求15所述的磁阻传感器，其中SAF结构的顶部层的磁化方向包括与磁阻传感器的ABS正交并且与底部护罩钉扎层的磁化方向反向平行的分量。

17.根据权利要求15所述的磁阻传感器，进一步包括传感器叠层与底部护罩之间的非磁性材料层。

18.根据权利要求15所述的磁阻传感器，其中利用侧护罩和永磁体中的至少一个来偏置传感器叠层的自由层，而且自由层的磁定向基本上平行于磁阻传感器的ABS。

19.一种设备，包括：

磁阻传感器的底部护罩，其中利用底部护罩中的AFM层稳定了底部护罩，而且其中AFM层产生了底部护罩钉扎层中的磁定向，该磁定向具有与磁阻传感器的ABS正交的分量。

20.根据权利要求19所述的设备，进一步包括传感器叠层，传感器叠层包括与底部护罩钉扎层磁耦接的传感器钉扎层。

21.根据权利要求20所述的设备，其中传感器钉扎层的磁定向具有与磁阻传感器的ABS正交的分量。