CN1805013A - 磁致电阻传感器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在小道宽具有改善的被钉扎层稳定性的磁致电阻传感器。该传感器具有定义该传感器的道宽的基本垂直侧壁。自由层终止于该基本垂直的侧壁，但是被钉扎层结构或其部分延伸超过道宽区域到场中。该延伸的被钉扎层结构提供对幅角翻转增加的抵抗力，同时允许该道宽保持较小。

Description

磁致电阻传感器及其制造方法
技术领域
本发明涉及磁致电阻传感器的制造，更具体地，涉及用于精确限定磁致电阻传感器的侧壁和道宽(track width)以及用于通过使用新颖的被钉扎层(pinned layer)结构改善被钉扎层稳定性的方法。
背景技术
计算机的核心是称为磁盘驱动器的组件。磁盘驱动器包括旋转磁盘、被与旋转磁盘的表面相邻的悬臂悬吊的写和读头、以及转动悬臂以放置读和写头于旋转磁盘上选定环形磁道之上的致动器。读和写头直接位于具有气垫面(ABS)的滑块上。当磁盘未旋转时悬臂偏置滑块接触磁盘的表面，但是当磁盘旋转时，一薄层空气产生在滑块和旋转磁盘之间。当滑块骑在此气垫上时，采用写和读头来写磁印(magnetic impression)到旋转磁盘及从旋转磁盘读磁印。读和写头连接到根据计算机程序运行的处理电路以实现写和读功能。
写头包括嵌在绝缘层(绝缘堆叠)中的线圈层，绝缘堆叠(stack)夹在第一和第二磁极片层之间。在写头的气垫面(ABS)处间隙通过间隙层形成在第一和第二极片层之间，该极片层在背间隙(back gap)处连接。传导到线圈层的电流在极片中感应磁通，其导致磁场在ABS写间隙处弥散出来，用于在移动介质上的磁道中例如在上述旋转磁盘上圆形磁道中写上述磁印。
在近来的读头设计中，自旋阀传感器，也称为巨磁致电阻(GMR)传感器，已经被用于检测来自旋转磁盘的磁场。该传感器包括下文中称为间隔层的非磁性导电层，其被夹在下文中称为被钉扎层和自由层的第一和第二铁磁层之间。第一和第二引线(lead)连接到自旋阀传感器，以传导通过那里的检测电流。被钉扎层的磁化被钉扎为垂直于气垫面(ABS)，且自由层的磁矩位于平行于ABS但可以响应于外磁场自由旋转。被钉扎层的磁化通常通过与反铁磁层的交换耦合而被钉扎。
间隔层的厚度被选择为小于通过传感器的传导电子的平均自由程。采用此设置，部分传导电子被间隔层与被钉扎层和自由层每个的界面所散射。当被钉扎层和自由层的磁化彼此平行时，散射最小，当被钉扎层和自由层的磁化反平行时，散射最大。散射的变化与cosθ成比例地改变自旋阀传感器的电阻，其中θ是被钉扎层与自由层的磁化之间的角度。在读模式中，自旋阀传感器的电阻相对于来自旋转磁盘的磁场的大小成比例地改变。当检测电流传导通过该自旋阀传感器时，电阻变化导致电压变化，其被检出到并作为重放信号(playback signal)处理。
当自旋阀传感器采用单个被钉扎层时其被称为简单自旋阀。当自旋阀采用反平行(AP)被钉扎层时其被称为AP被钉扎自旋阀。AP自旋阀包括被薄非磁性耦合层如Ru间隔开的第一和第二磁层。选择该间隔层的厚度从而反平行耦合被钉扎层的铁磁层的磁化。自旋阀根据钉扎层是在顶部(形成在自由层之后)还是在底部(在自由层之前)也称为顶型自旋阀或底型自旋阀。
自旋阀传感器位于第一和第二非磁电绝缘读间隙层之间，该第一和第二读间隙层位于铁磁性的第一和第二屏蔽层之间。在合并式(merged)磁头中，单个铁磁层作用为读头的第二屏蔽层和写头的第一极片层。在背负式(piggyback)磁头中，第二屏蔽层和第一极片层是分开的层。
被钉扎层的磁化通常通过交换耦合铁磁层之一(AP1)与反铁磁性材料例如PtMn的层来被固定。虽然反铁磁材料例如PtMn本质上自然地没有磁化，但是当与磁性材料交换耦合时，它可以强烈地钉扎该铁磁层的磁化。
传统地，GMR传感器被构造为面内电流(CIP)GMR传感器，其中电流从一侧到另一侧在平行于构成该传感器的层的平面的方向流经该传感器。近来，更多的关注集中在电流垂直平面(CPP)GMR传感器上。如其名称所暗示的，在CPP传感器中，电流从上向下在垂直于构成该传感器的层的平面的方向上流经该传感器。
磁致电阻传感器的另一类型是隧道结传感器(TMR)或隧道阀。隧道阀包括被钉扎层和自由层，类似于GMR传感器。然而，代替具有自由层和被钉扎层之间的非磁导电间隔层，隧道阀具有薄的电介质的非磁的势垒层，其可以由例如氧化铝Al2O3构成。隧道阀基于经过薄势垒层的电子的自旋相关散射来工作。当自由和被钉扎层的磁矩彼此平行排列时，电子经过势垒层比当它们的磁矩是反平行时要容易地多。因此，电流在垂直于构成该传感器的层的平面的方向上传输经过隧道阀，类似于电流垂直平面(CPP)GMR。
参见图1A，磁致电阻传感器通过一方法来构造，该方法包括首先在衬底104上沉积传感器层102为完整的膜层，其可以是例如氧化铝间隙层，或者在CPP GMR或隧道阀的情况下可以是导电磁材料例如NiFe。然后，沉积耐化学机械抛光的材料例如类金刚石碳(DLC)的完整膜层106(CMP终止层)。然后在耐CMP材料106上沉积抗反射涂层材料(ARC)例如Duramide的层108。然后形成掩模110以覆盖需要传感器的区域并暴露其它区域，掩模110包括光致反应材料例如光致抗蚀剂的一层或更多层。
继续参见图1A，然后实施反应离子蚀刻112以除去ARC层108和CMP终止层106的未被光致抗蚀剂掩模110覆盖的部分。作为转印(transfer)光致抗蚀剂掩模110的图案到下面的掩模层106、108上，此工艺在业内是公知的。用于转印光致抗蚀剂掩模的图案到下面的层106、108上的RIE工艺被选择为可以容易地除去构成下面的层106、108的材料的RIE工艺。
现在参考图1B，可以看出因为用于进行图案转印的RIE工艺优先以比除去光致抗蚀剂层110更快的速率除去层108，掩模层106、108、110上形成球根状或蘑菇形状。
图案转印工艺实施之后，另一材料去除工艺113，例如离子研磨，可以用来除去传感器材料，从而限定传感器。离子研磨113期间除去传感器材料的离子在几乎垂直于传感器层平面的方向上行进。然而，不是全部离子在完全垂直于传感器的平面的方向上行进。部分离子以加减约5度的角行进。这导致掩模附近不均匀的材料去除速率。传感器材料的去除量朝向传感器逐渐减少，导致传感器的有源区域(active area)外的向下倾斜结构。该向下倾斜是朝向传感器倾斜且能够通过悬垂掩模结构下面的离子的不均匀分布的结果。
传感器性能在很大程度上取决于通过离子研磨工艺的传感器的无瑕疵(clean)且精确的限定。例如，传感器的道宽由此离子研磨步骤确定，所以侧壁的准确定位是重要的。另外，道宽的精确限定取决于具有陡峭的尽可能接近垂直的传感器边缘。倾斜的传感器侧壁导致拙劣定义的道宽。此外，对于有效的自由层偏置无瑕疵的垂直侧壁是必要的，因为硬偏置层将邻接此侧壁。
不幸地，球根状掩模结构110妨碍了无瑕疵、精确的传感器限定。例如，球根状掩模110在离子研磨工艺113期间导致遮蔽。另外，球根状掩模形状导致层例如硬偏置层和引线层的不均匀沉积。
上述构建称为CMP去顶工艺(CMP lift-off process)。这是因为形成传感器之后，材料例如硬磁偏置材料、引线材料的层以及耐CMP材料例如DLC的第二层沉积在传感器和掩模之上，完全覆盖掩模且填充传感器区域以外的区域。因为掩模结构完全被覆盖，不能实施化学去顶以除去掩模结构。因此，化学机械抛光(CMP)被实施以除去掩模结构108、110和覆盖它们的层。耐CMP材料的第二层确定CMP工艺的终止，耐CMP材料的第一层106保护传感器在CMP期间免于损坏。
构造传感器的另一方法包括双层掩模结构(未示出)的使用，双层包括故意形成的悬垂物，其允许掩模结构的化学去顶而没有使用CMP。悬垂物允许掩模去顶化学品进入掩模的悬垂部分下面从而与未被上面的偏置、引线、以及耐CMP阻碍的掩模接触。尽管双层抗蚀剂的使用允许掩模的去除而不需要CMP，但是可意识到，因为类似的原因，即用于限定传感器的离子研磨操作期间，掩模结构的悬垂部分仅允许部分离子通过悬垂物的下面，因此较大的悬垂掩模结构比前述CMP去顶工艺对精确的传感器限定产生更大的挑战。
追求不断增大的数据容量和数据速率的压力迫使工程师和科学家们去寻找制造更小磁致电阻传感器的方法。例如通过减小传感器的宽度，记录系统的道宽(trackwidth)可以减小，允许更多数据磁道记录在记录介质上。不幸地，随着传感器尺寸的减小，构成传感器的层的磁特性表现不如良好限定的薄膜结构且变得不稳定。这对于被钉扎层结构尤其是有问题的。随着传感器的道宽缩短，被钉扎层变得更不稳定。结果被钉扎层的磁矩倾向于翻转方向(switching direction)(幅角翻转(amplitude flipping))。这样的幅角翻转是灾难性事件，其导致传感器不稳定。该幅角翻转可在例如静电放电(ESD)的情况期间或磁头磁盘接触期间容易地发生，这两种情况都暂时地增加了传感器的温度。
因此，强烈需要一种用于限定磁致电阻传感器的道宽的方法，该方法可克服上述球根状掩模结构所导致的遮蔽问题。另外，强烈需要一种用于克服减小的道宽导致的被钉扎层不稳定性问题的方法。
发明内容
本发明提供具有由直的、基本垂直的侧壁限定的道宽的磁致电阻传感器。自由层终止于该基本垂直的侧壁，但是该被钉扎层结构的全部或部分显著超过该基本垂直的侧壁延伸。该延伸的被钉扎层结构允许该传感器对幅角翻转具有强的抵抗力，同时也允许该传感器具有非常小的、良好限定的道宽。
该自由层的横向延伸部分不逐渐变薄。它们具有上表面，其定义平行于或接近平行于其它传感器层定义的平面的平面。该被钉扎层结构的延伸部分的上表面可在加减30度内平行于该自由层。
该被钉扎层结构可以在尖的且形成大致90度角的接合(junction)处与该基本垂直的侧壁相遇。
不使整个被钉扎层结构延伸超过该传感器的道宽区域的，可构造该传感器为使得仅该被钉扎层的部分延伸超过该道宽。供选地，该被钉扎层可终止于该基本垂直的侧壁，但是该传感器可包括延伸越过该道宽的AFM层。
该直的、垂直的侧壁和非楔形(non-tapered)的延伸的被钉扎层可通过离子研磨期间避免遮蔽的制造方法来制成。该方法可包括楔形或圆顶形掩模的形成，其没有悬垂或球根状、蘑菇状部分。通过消除遮蔽效应，可实施离子研磨从而以基本一致的速率除去传感器材料，因此在传感器的延伸部分避免逐渐变薄。
结合附图阅读下面的优选实施例的详细说明，本发明的这些和其它特征和优点将变得明显，附图中相同的附图标记始终表示相同的元件。
附图说明
为了更完整地理解本发明的本质和优点、以及优选使用模式，应结合附图参照下面的详细说明，其中附图不符合比例，附图中：
图1A和1B是ABS视图，示出现有的构造磁致电阻传感器的方法。
图2是其中可实现本发明的磁盘驱动系统的示意图；
图3是滑块的ABS视图，示出其上磁头的位置；
图4是从图2的圈3取得且逆时针旋转90度的根据本发明实施例的磁传感器的ABS视图；
图5-9是各种中间制造阶段中的磁致电阻传感器的ABS视图；以及
图10是总结制造根据本发明实施例的磁致电阻传感器的方法的流程图。
具体实施方式
下面的描述是用于实施本发明的目前预期的优选实施例。该说明的目的是阐明本发明的基本原理，而并不是要限制这里所要保护的发明概念。
现在参考图2，示出实现本发明的磁盘驱动器200。如图2所示，至少一个可旋转的磁盘212被支持在轴214上，并且被磁盘驱动马达218所旋转。每个磁盘上的磁记录是磁盘212上的同心数据磁道的环状图案(未示出)的形式。
至少一个滑块213位于磁盘212附近，每个滑块213支持一个或更多个磁头组件221。当磁盘旋转时，滑块213在磁盘表面222之上径向进出移动，从而磁头组件221可以存取写有所需数据的磁盘的不同磁道。每个滑块213借助悬架215连到致动器臂219。悬架215提供轻微的弹力，该弹力偏置滑块213倚着磁盘表面222。每个致动器臂219连到致动器装置227。如图2所示的致动器装置227可以是音圈马达(VCM)。该VCM包括可在固定磁场中移动的线圈，该线圈移动的方向和速度被由控制器229提供的马达电流信号所控制。
磁盘存储系统运行期间，磁盘212的旋转在滑块213和磁盘表面222之间产生对滑块施加向上的力或举力的气垫。于是在正常运行期间该气垫平衡悬架215的轻微的弹力，并且支持滑块213离开磁盘表面并且以小的基本恒定的距离稍微浮于磁盘表面之上。
磁盘存储系统的各种组元在运行中由控制单元229产生的控制信号来控制，例如存取控制信号和内部时钟信号。通常，控制单元229含有逻辑控制电路，存储设备和微处理器。控制单元229产生控制信号从而控制各种系统操作，例如线223上的驱动马达控制信号以及线228上的磁头定位和寻道控制信号。线228上的控制信号提供所需的电流分布(current profile)，从而优化地移动并定位滑块213到磁盘212上的所需数据磁道。写和读信号借助记录通道225传达到写头和自读头传出。
参考图3，滑块213中的磁头221的取向可以看得更详细。图3是滑块213的ABS视图，正如所见，包括感应写头和读传感器的磁头位于滑块的尾沿(trailing edge)。上述普通磁盘存储系统的说明和附图2仅以说明为目的。应该明显的是，磁盘存储系统可以包含多个磁盘和致动器，并且每个致动器可以支持多个滑块。
现在参考图4，根据本发明实施例的磁致电阻传感器400包括传感器堆叠402。传感器堆叠包括磁被钉扎层404、磁自由层406、以及夹在它们之间的非磁导电间隔层408例如Cu。应指出的是虽然根据GMR传感器来描述该传感器，但是它还可以是隧道阀(TMR)传感器，在这种情况下间隔层408将是非磁电绝缘材料例如氧化铝(Al2O3)。
被钉扎层404可以是被钉扎层的数种类型之一，例如简单被钉扎、AP被钉扎、自被钉扎或者AFM被钉扎的传感器。简单起见，该传感器在此将被说明为AP被钉扎，AP被钉扎传感器具有AP1层410、AP2层414、以及非磁AP耦合层例如夹在其间的Ru 412。AP1和AP2层410、414可以由数种磁材料构成，例如NiFe或CoFe，且具有通过AP1层410与反铁磁材料层(AFM层)420例如PtMn的交换耦合被钉扎的磁矩416、418。
传感器堆叠402夹在第一和第二非磁电绝缘间隙层422、424之间，且可包括盖帽层426例如Ta，从而保护传感器堆叠402在制造期间免于损坏。第一和第二硬偏置层428、430从传感器的侧部横向延伸且与自由层406静磁耦合从而将自由层的磁矩432偏置在平行于ABS的所需方向。第一和第二导电引线434、436设置在硬偏置层上面从而向传感器400提供检测电流。
参见图4可看出，传感器堆叠402的部分终止于垂直或接近垂直的定义传感器400的道宽(TW)的侧壁438、440。被钉扎层404和AFM层420横向向外延伸充分超过传感器的道宽TW。实际上被钉扎层404和AFM层420优选充分延伸到场区域(field region)中，且可以与引线434、436以及硬偏置层428、430延伸得一样远。至少，被钉扎层404应在两侧横向延伸到传感器的有源区域之外至少等于道宽TW的距离。换言之，被钉扎层404应具有至少3TW的横向宽度。
侧面438、440优选为垂直于传感器层的平面(如图4所示地垂直)，但是可相对于传感器层404、406、408、426的法线定义达到约5度的角。此外，壁438、440与AP2层414在形成90度或接近90度的突变接合(sharpjunction)处442、444处相遇。尽管接合处442、444限定的角优选为90度，但是它可以是90度加或减约20度或更优选地加或减约5度。另外，参见图4可见，传感器堆叠402的横向延伸部分的每个，在这种情况下是AP2层，具有与其它传感器层的表面基本共面的上表面446、448。换言之，上表面446、448不向下逐渐变薄，而是直地向外延伸，从而被钉扎层404的横向延伸部分当它们向外延伸时不变得显著更薄。尽管，表面446、448优选是平的且与其它传感器层共面，但它们可逐渐变薄一可忽略的量，相对于水平(即相对于传感器堆叠402的其它层的表面定义的其它平面)不大于30度(更优选地5度)。被钉扎层404的横向延伸部分的基本非楔形结构以及突变接合442、444和基本直的垂直侧壁438、440可通过下面将描述的新颖制造工艺来制成。
现在参考图5-7，将说明用于制造传感器400的方法。更具体地，该方法是用于限定该传感器的宽度和条高度(stripe height)，且以所需无瑕疵的、垂直的、被良好限定的侧壁438、440、突变接合442、444以及基本非楔形的延伸的被钉扎层404来限定传感器。特别参见图5，一系列传感器层502被沉积在衬底504上，例如非磁的电绝缘的间隙层504。传感器层502包括将要构成前面参见图4所描述的AFM 420、被钉扎层404、间隔层408、自由层406、以及盖帽层426的材料的完整膜层。还可以包括其它层。
参见图5，耐化学机械抛光的材料的层(CMP终止层)506可沉积在传感器层上。CMP终止层506可以是例如类金刚石碳(DLC)或某些其它材料。然后沉积抗反射涂层(ARC)材料的层508。ACR层508可以是耐离子研磨材料例如Duramide。层508还可以是例如硬的烘烤过的光致抗蚀剂。然后，光致反应材料或TIS的层例如光致抗蚀剂510被旋涂到层508上且被光刻构图以形成传感器掩模510。掩模510覆盖将要成为传感器堆叠402(图4)的区域，剩下其它区域未覆盖。
现在参考图6，进行反应离子蚀刻(RIE)600以转印该掩模的图案到下面的层508、506上。对其总的材料去除表现，RIE工艺包括化学部分(chemical component)和机械或物理部分(physical component)。在等离子体室中可含有气体例如Ar或者O2，优选O2的气氛中实施RIE工艺。施加功率到该气体以在室中激发等离子体，施加偏置电压到保持工件的夹盘，以使离子偏向该工件。离子对该工件的轰击导致材料从该工件的去除。该离子轰击的强度决定该材料去除的物理部分。该室中等离子体或其它气体的化学反应导致该材料去除的化学部分。
为了本发明的目的，RIE 600在具有O2气体等离子体的室中进行。如背景技术中所说明的，现有技术RIE工艺除去耐研磨层508比除去光致抗蚀剂掩模510速率更快。我们已经发现这是因为材料去除的化学部分比侵蚀光致抗蚀剂层510易于优先侵蚀耐研磨层508。根据本发明，RIE 600以增加的物理部分进行，从而增加光致抗蚀剂510的去除相对ARC 508的去除的比率。
材料去除的物理部分的增加可通过增加施加到等离子体室中支持工件的夹盘的偏置电压来实现。增加的偏置电压导致等离子体中的离子以增加的速度进而增加的能量撞击工件。此偏压由电极台板功率(platen power)决定。电极台板功率优选为至少70W，可以为约从70W到500W。电极台板功率更优选为250W到350W，或者约300W。
使用如上所述地设定功率的RIE工艺的图像转印产生具有如图6所示圆锥形状的光致抗蚀剂掩模510，光致抗蚀剂层510没有任何悬垂物或蘑菇形状。这有利地防止了下述的离子研磨工艺期间的遮蔽。
现在参考图7，为了限定该传感器，利用材料去除工艺700除去传感器层502的部分，该材料去除工艺700优选为离子研磨工艺。离子研磨工艺700终止于传感器层502的层面内的某点。为了根据上述实施例构造传感器402，当到达间隔层408时终止离子研磨700。终止离子研磨工艺700的点可以由Cu探测决定，其表明已经到达间隔层408。这样，离子研磨可以除去自由层406和至少部分间隔层408，而留下被钉扎层404延伸为完整膜层。离子研磨操作在传感器层502内的这样的终止可被称为部分研磨工艺。该离子研磨操作除去光致抗蚀剂掩模510的大部分或全部，较完整地留下ARC层掩模508和CMP终止层506。因为掩模510的圆锥形状，全部暴露部分在离子研磨工艺700期间经历相同的离子轰击。即使如箭头700B所示稍微远离传感器的有源区域行进的离子，也将能够在与掩模508刚好相邻的区域撞击传感器层的区域。
参见图8，全膜沉积硬磁材料的层802以提供完成的传感器400中的硬偏置层428、430(图4)。沉积该硬磁材料之前可沉积一个或多个种子层(未示出)。硬磁材料802可以是例如CoPtCr或具有高矫顽力(Hc)的某些其它磁材料。
沉积硬磁材料802之后，沉积导电材料例如Cu、Au、Rh或者Ta的层804以提供用于引线434、436(图4)的材料。然后沉积第二耐CMP层806。其后，参考图9，可实施化学机械抛光(CMP)工艺以除去层802、804、806在掩模结构508、510之上向上延伸的部分且除去掩模结构508、510本身。耐CMP层806阻止CMP工艺除去引线材料804在传感器的有源区域外延伸的部分，且关于何时终止CMP工艺向操作者提供指示。第一CMP终止层506在CMP工艺期间防止对传感器层502的损坏。可以可选地实施另一RIE工艺以除去剩下的耐CMP材料806。其后，可沉积非磁的电绝缘材料例如氧化铝的层，以形成第二间隙层424(图4)。
通过在被钉扎层结构404的去除之前终止离子研磨工艺700(图7)，可形成很大的被钉扎层结构。这允许被钉扎层保持非常磁稳定，避免幅角翻转。即使传感器具有如自由层406的宽度所定义的非常小的道宽，被钉扎层可保持大且稳定。这克服了与现有技术传感器相关联的幅角翻转问题，同时允许传感器具有所需的小的道宽。
上述制造方法通过在离子研磨期间避免遮蔽，使延伸的被钉扎层结构成为可能。通过避免遮蔽，传感器材料可以以一致的速率被除去，因此允许被钉扎层404的延伸部分横向向外延伸而没有逐渐变薄。如果不采用上述制造传感器的方法，则在离子研磨700到达传感器的道宽或有源区域的边缘处的间隔层408之前，在有源区域之外不远处被钉扎层404就将完全被除去。
应指出，上述具有横向向外延伸的整个被钉扎层的实施例仅作为示例。另一实施例中(未示出)，被钉扎层的部分例如AP2层414可以被除去，可完整地留下AP1层410横向延伸超过传感器的有源区域。可通过当到达Ru间隔层412时终止离子研磨700来实施此实施例。
本发明的再一可能实施例中，可充分实施该离子研磨以除去被钉扎层404延伸超过传感器的有源区域的全部，留下AFM层420延伸超过传感器的有源区域。上述实施例的每个提供增加的被钉扎层稳定性且避免幅角翻转。
另外，虽然根据AP耦合AFM被钉扎层结构描述了本发明，但是应指出，本发明还可以用于具有简单被钉扎层的传感器中或者具有自被钉扎层(即被磁致伸缩(magnetostriction)所钉扎)而不是AFM被钉扎层的传感器中。
参见图10，将总结如上所述的用于制造磁致电阻传感器的方法。步骤1002中提供衬底。此衬底可以是例如氧化铝间隙层504。然后，步骤1004中全膜沉积一系列传感器层502。其后，步骤1006中，CMP终止层506被沉积，步骤1008中耐研磨掩模508被沉积。然后，步骤1010中旋涂上光致抗蚀剂材料的层，然后其被光刻构图以形成光致抗蚀剂掩模510从而覆盖传感器区域且留下非传感器区域未被覆盖。其后，步骤1012中，实施材料去除工艺，例如反应离子蚀刻(RIE)。以具有相对高或者至少70W的电极台板功率进行RIE工艺600。该电极台板功率可以为从70W到500W且优选为250W到350W或约300W。RIE 600产生具有圆锥或半球形状的光致抗蚀剂掩模，没有任何蘑菇状悬垂。
继续参考图10，步骤1014中实施离子研磨工艺700以除去未被掩模508和CMP终止层506所覆盖的传感器材料的所需量。可实施离子研磨工艺700直到到达间隔层406从而被钉扎层404保留下来，或者可以充分实施以除去被钉扎层404的部分或全部，留下AFM层420保留下来。
然后，步骤1016中沉积硬磁材料的层802，步骤1018中沉积导电引线材料的层804。步骤1019中沉积耐CMP材料例如类金刚石碳(DLC)的第二层。然后，步骤1020中实施化学机械抛光工艺(CMP)以除去剩余的耐研磨掩模508，并且平坦化引线材料层804。可实施可选的第二反应离子蚀刻(RIE)工艺以除去CMP终止掩模506。然后，步骤1022中可沉积非磁的电绝缘材料例如氧化铝的层以形成间隙层424。
虽然上面描述了各种实施例，但是应明白的是它们仅以示例的方式被说明，而不是限制。落入本发明范围内的其它实施例对本领域技术人员也将变得明显。因此，本发明的广度和范围不应局限于任何上述示例性实施例，而应仅根据下面的权利要求和其等价物来定义。

Claims (25)

1.一种磁致电阻传感器，包括：
自由层；
间隔层，其终止于定义道宽的第一和第二基本垂直的侧壁；以及
被钉扎层，其延伸超过该道宽。
2.如权利要求1所述的传感器，其中该自由层具有定义一平面的表面，且该基本垂直的侧壁中的每个定义相对于该自由层表面的所述平面的法线不大于20度的角。
3.如权利要求1所述的传感器，其中该被钉扎层具有第一和第二横向延伸部分，其延伸超过该道宽至少等于该道宽的距离。
4.如权利要求3所述的传感器，其中该横向延伸部分中的每个具有定义一平面的上表面，该平面基本平行于该自由层的表面定义的平面。
5.如权利要求3所述的传感器，其中该横向延伸部分中的每个具有定义一平面的上表面，该平面在20度内平行于该自由层的表面定义的平面。
6.如权利要求3所述的传感器，其中该被钉扎层结构的横向延伸部分中的每个是基本非楔形的。
7.如权利要求1所述的传感器，其中该被钉扎层在形成基本90度角的突变接合处与该第一和第二基本垂直侧壁中的每个相遇。
8.如权利要求1所述的传感器，其中该被钉扎层在形成70-110度角的接合处与该第一和第二基本垂直侧壁中的每个相遇。
9.一种磁致电阻传感器，包括：
传感器堆叠，该传感器堆叠的部分终止于第一和第二基本垂直侧壁；以及
该传感器堆叠包括横向延伸超过该基本垂直侧壁的第一和第二横向延伸部分。
10.如权利要求9所述的磁致电阻传感器，其中该传感器堆叠包括终止于该第一和第二基本垂直侧壁的自由层，且该横向延伸部分包括被钉扎层。
11.如权利要求9所述的磁致电阻传感器，其中该传感器堆叠包括终止于该第一和第二基本垂直侧壁的自由层，且包括被钉扎层，部分该被钉扎层延伸超过该第一和第二基本垂直侧壁。
12.如权利要求9所述的磁致电阻传感器，其中该传感器堆叠包括自由层、被钉扎层、以及AFM层，且其中该自由层和该被钉扎层终止于该基本垂直侧壁，且其中该横向延伸部分包括该AFM层。
13.如权利要求9所述的磁致电阻传感器，其中该横向延伸部分是基本非楔形的。
14.如权利要求9所述的磁致电阻传感器，其中每个该横向延伸部分具有定义一平面的上表面，该平面基本平行于该自由层定义的平面。
15.如权利要求9所述的磁致电阻传感器，其中每个该横向延伸部分具有定义一平面的上表面，该平面在5度内平行于该自由层定义的平面。
16.一种盘驱动系统，包括：
磁盘；
滑块；
与该滑块连接的悬架；
致动器，其与该悬架连接从而邻近该磁盘的表面地移动该滑块；以及
与该滑块连接的磁致电阻传感器，该传感器包括：
传感器堆叠，部分该传感器堆叠终止于第一和第二基本垂直侧壁；
并且
该传感器堆叠包括横向延伸超过该基本垂直侧壁的第一和第二横
向延伸部分。
17.一种用于制造磁致电阻传感器的方法，包括：
提供衬底；
沉积多个传感器层；
沉积对借助化学机械抛光的去除有抵抗力的材料的层(CMP终止层)；
沉积抗反射涂覆层；
在该抗反射层上形成光致抗蚀剂掩模；
实施反应离子蚀刻(RIE)从而除去该耐离子研磨掩模的未被该光致抗蚀剂掩模覆盖的部分，该RIE在具有电极台板的等离子体室内实施，该RIE的实施还包括施加至少70W的电极台板功率；
实施离子研磨从而除去该传感器层的部分；以及
在除去该传感器材料的全部之前终止该离子研磨工艺。
18.如权利要求17所述的方法，其中该多个传感器层包括被钉扎层，且其中在该被钉扎层的去除之前终止该离子研磨。
19.如权利要求17所述的方法，其中该多个传感器层包括被钉扎层，且其中在部分该被钉扎层被去除之后，但是该被钉扎层的全部去除之前，终止该离子研磨。
20.如权利要求17所述的方法，其中施加到该电极台板的电极台板功率为70W和500W之间。
21.如权利要求17所述的方法，其中施加到该电极台板的电极台板功率为250W和350W之间。
22.如权利要求17所述的方法，其中施加到该电极台板的电极台板功率为约300W。
23.如权利要求17所述的方法，其中在含有O2气氛的等离子体室中实施该RIE。
24.如权利要求17所述的方法，其中该多个传感器层包括被钉扎层和AFM层，且其中充分实施该离子研磨从而除去该被钉扎层，但是在除去该AFM层之前终止该离子研磨。
25.如权利要求9所述的传感器，其中该横向延伸部分的每个在形成70-110度的接合处与该第一和第二基本垂直侧壁的一个相遇。
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