DE102013017836A1

DE102013017836A1 - Current-Perpendicular-to-the-Plane-(CPP)-Magnetowiderstands-(MR)-Sensor mit austauschgekoppelter Seitenabschirmungsstruktur

Info

Publication number: DE102013017836A1
Application number: DE102013017836.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Maat; Alexander Michael Zeltser
Original assignee: HGST Netherlands BV
Current assignee: HGST Netherlands BV
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2014-04-30
Also published as: US8576518B1; GB201318705D0; GB2508505A; JP2014089793A; JP5816673B2; GB2508505B

Abstract

Ein Current-Perpendicular-to-the-Plane-Magnetowiderstandssensor weist eine austauschgekoppelte Seitenabschirmungsstruktur auf jeder von zwei Seitenbereichen des Sensors und eine austauschgekoppelte Deckabschirmungsstruktur auf dem Sensor und den beiden austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstrukturen auf. Jede austauschgekoppelte Struktur umfasst eine antiferromagnetische Schicht und eine Abschirmung aus einem weichmagnetisch permeablen Material, welches mit der antiferromagnetischen Schicht austauschgekoppelt ist. Jede Seitenabschirmung und die Deckabschirmung weisen eine Magnetisierung auf, welche im Allgemeinen parallel zu dem vorderen Rand des Sensors und im Allgemeinen parallel zu der Ebene der freien ferromagnetischen Schicht des Sensors orientiert ist. Die Abschirmungen in jeder austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstruktur und die austauschgekoppelte Deckabschirmungsstruktur können eine antiparallel gekoppelte Struktur aus zwei magnetisch permeablen Filmen sein, welche durch einen nicht magnetischen Koppelungsfilm getrennt sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Current-Perpendicular-to-the-Plane-(CPP)-Magnetowiderstands-(MR)-Sensor, welcher so arbeitet, dass der Messstrom senkrecht zu den Ebenen der Schichten ausgerichtet ist, welche den Sensorstapel ausbilden, und insbesondere einen CPP-MR-Sensor mit Seitenabschirmungen.
Hintergrund der Erfindung
Ein Typ eines herkömmlichen Magnetowiderstands-(MR)-Sensors, welcher als der Lesekopf in Festplattenlaufwerken mit magnetischer Aufzeichnung verwendet wird, ist ein „spinvalve”-Sensor auf der Grundlage des Riesenmagnetowiderstands-(GMR)-Effekts. Ein GMR-Spinvalve-Sensor weist einen Stapel von Schichten auf, welcher zwei ferromagnetische Schichten aufweist, welche durch eine nicht magnetische, elektrisch leitfähige Abstandshalterschicht getrennt sind, welche typischerweise Kupfer (Cu) ist. Eine ferromagnetische Schicht, welche der Abstandshalterschicht benachbart ist, weist eine feste Magnetisierungsrichtung auf, wie sie beispielsweise durch Austauschkoppelung mit einer benachbarten antiferromagnetischen Schicht festgelegt ist, und wird als die Referenzschicht bezeichnet. Die andere ferromagnetische Schicht, welche der Abstandshalterschicht benachbart ist, weist eine Magnetisierungsrichtung auf, welche frei ist, sich in der Gegenwart eines externen Magnetfelds zu drehen, und wird als die freie Schicht bezeichnet. Wenn ein Messstrom an den Sensor angelegt wird, ist die Rotation der Magnetisierung der freien Schicht relativ zu der Magnetisierung der Referenzschicht aufgrund der Gegenwart eines externen Magnetfelds als eine Veränderung des elektrischen Widerstands erkennbar. Wenn der Messstrom senkrecht durch die Ebenen der Schichten in dem Sensorstapel ausgerichtet ist, wird der Sensor als ein Current-Perpendicular-to-the-Plane-(CPP)-Sensor bezeichnet.
Zusätzlich zu CPP-GMR-Leseköpfen ist ein anderer Typ eines CPP-MR-Sensors ein Magnetic-Tunnel-Junction-Sensor, welcher auch ein Tunnel-MR oder TMR-Sensor genannt wird, bei welchem die nicht magnetische Abstandshalterschicht eine sehr dünne nicht magnetische Tunnelbarriereschicht ist. Bei einem CPP-TMR-Sensor hängt der Tunnelstrom, welcher senkrecht durch die Schichten geht, von der relativen Orientierung der Magnetisierungen in den beiden ferromagnetischen Schichten ab. Bei einem CPP-GMR-Lesekopf ist die nicht magnetische Abstandshalterschicht aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet, typischerweise aus einem Metall, wie beispielsweise Cu. Bei einem CPP-TMR-Lesekopf ist die nicht magnetische Abstandshalterschicht aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet, wie beispielsweise TiO₂, MgO oder Al₂O₃.
Der Sensorstapel bei einem CPP-MR-Lesekopf ist zwischen zwei Abschirmungen entlang der Spur aus einem weichmagnetisch permeablen Material angeordnet, welche den Lesekopf von aufgezeichneten Datenbits in der Spur abschirmen, welche dem Datenbit benachbart sind, welches gerade gelesen wird. Der Sensorstapel weist einen Rand auf, welcher der Platte zugewandt ist, mit einer Breite, welche als die Spurbreite (Track Width, TW) bezeichnet wird. Der Sensorstapel weist einen hinteren Rand auf, welcher von dem Rand zurückgesetzt ist, welcher der Platte zugewandt ist, wobei die Abmessung von dem der Platte zugewandten Rand bis zu dem hinteren Rand als die Streifenhöhe (Stripe Height, SH) bezeichnet wird. Der Sensorstapel ist im Allgemeinen an den TW-Rändern und am hinteren Rand von einem isolierenden Material umgeben. Eine Schicht hartmagnetisches Material wird verwendet, um die Magnetisierung der freien Schicht vorzuspannen oder zu stabilisieren und wird auf beiden Seiten des Sensors auf einem isolierenden Material auf jeden Seite der TW-Ränder abgelagert. Mit Erhöhung der Datendichte in Festplattenlaufwerken mit magnetischer Aufzeichnung gibt es eine Anforderung für eine Verminderung der Lesekopfabmessungen, insbesondere der TW. Jedoch vermindert sich die wirksame oder „magnetische” TW nicht linear mit einer Verminderung der physikalischen TW aufgrund von Seitenlesen von Datenbits von benachbarten Spuren. Um diese Aufgabe zu lösen, wurde vorgeschlagen, Seitenabschirmungen eines weichmagnetisch permeablen Materials auf den Seiten des Sensors anzuordnen, um einen magnetischen Kraftfluss von Datenbits in benachbarten Spuren zu absorbieren. Die Seitenabschirmungen erfordern, dass das weichmagnetische Material auf den Seiten der freien Schicht auf den TW-Rändern angeordnet wird, was bedeutet, dass das hartmagnetische Vorspannungsmaterial entfernt werden muss. Dies erfordert die Verwendung einer alternativen Technik, um eine magnetische Stabilisierung der freien Schicht zu erhalten.
Es wird ein CPP-MR-Sensor mit einer Seitenabschirmungsstruktur benötigt, welche auch eine magnetische Stabilisierung der freien Schicht erhält.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen CPP-MR-Sensor, wie beispielsweise einen CPP-GMR- oder CPP-TMR-Lesekopf, mit einer austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstruktur auf jedem von zwei Seitenbereichen des Sensors und einer austauschgekoppelten Deckabschirmungsstruktur auf dem Sensor und den beiden austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstrukturen. Jede austauschgekoppelte Struktur umfasst eine antiferromagnetische Schicht und eine Abschirmung aus einem weichmagnetisch permeablen Material, welches mit der antiferromagnetischen Schicht austauschgekoppelt ist. Jede Seitenabschirmung und die Deckabschirmung weisen eine Magnetisierung auf, welche im Allgemeinen parallel zu dem vorderen Rand des Sensors und im Allgemeinen parallel zu der Ebene der freien ferromagnetischen Schicht des Sensors orientiert ist. Folglich stellen die austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstrukturen eine Seitenabschirmungsfunktion sowie ein longitudinales Vorspannen der freien ferromagnetischen Schicht des Sensors bereit, um die Magnetisierung der freien Schicht zu stabilisieren. Die Abschirmungen in jeder austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstruktur und die austauschgekoppelte Deckabschirmungsstruktur können eine antiparallel gekoppelte Struktur aus zwei magnetisch permeablen Filmen sein, welche durch einen nicht magnetischen Koppelungsfilm getrennt sind. Das Material für die Abschirmungen kann ausgewählt werden aus NiFe_x, (NiFe_x)Mo_y und (NiFe_x)Cr_y, wobei die Indices atomare Prozent betragen, wobei x größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich 25 ist und wobei y größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich 8 ist. Die NiFe-Legierung weist eine Sättigungsmagnetisierung größer oder gleich 450 emu/cm³ und kleiner oder gleich 900 emu/cm³ und eine Koerzitivität der leichten Richtung kleiner als 10 Oe auf.
Für ein vollständigeres Verständnis der Natur und der Vorteile der vorliegenden Erfindung wird auf die folgende ausführliche Beschreibung zusammen mit den begleitenden Figuren verwiesen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Draufsicht eines herkömmlichen Festplattenlaufwerks mit magnetischer Aufzeichnung, wobei die Abdeckung entfernt ist.
2 ist eine vergrößerte Rückansicht des Schiebers und eines Abschnitts der Platte, welcher in der Richtung 2-2 in 1 genommen wurde.
3 ist eine Ansicht in der Richtung 3-3 der 2 und zeigt die Enden des Lese-/Schreibkopfes von der Platte aus gesehen.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht eines herkömmlichen CPP-MR-Lesekopfes, welche den Schichtenstapel zeigt, welcher zwischen den magnetischen Abschirmungsschichten entlang der Spur angeordnet ist.
5 ist ein Schaubild von Modelldaten der magnetischen Spurbreite (TW) versus physikalische TW für einen herkömmlichen CPP-MR-Lesekopf mit einer harten Vorspannungsstabilisierung und für einen CPP-MR-Kopf mit einer Seitenabschirmungsstabilisierung gemäß der Erfindung.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht des CPP-MR-Lesekopfes gemäß der Erfindung, welche die austauschgekoppelte Seitenabschirmungsstruktur zeigt.
7 ist eine schematische Querschnittsansicht des CPP-MR-Lesekopfes gemäß der Erfindung, welche die weichmagnetischen Schichten der austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstruktur als antiparallel (AP) gekoppelte Strukturen zeigt.
8 ist eine schematische Querschnittsansicht des CPP-MR-Lesekopfes gemäß der Erfindung, welche die weichmagnetische Schicht der austauschgekoppelten Deckabschirmungsstruktur als eine antiparallel (AP) gekoppelte Struktur zeigt.
9 ist eine schematische Querschnittsansicht des CPP-MR-Lesekopfes gemäß der Erfindung, welche die antiferromagnetischen (AF) Schichten zeigt, welche über den weichmagnetischen Schichten in der austauschgekoppelte Seitenabschirmungsstruktur angeordnet sind.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der CPP-Magnetowiderstands-(MR)-Sensor dieser Erfindung weist eine Anwendung bei der Verwendung in einem Plattenlaufwerk mit magnetischer Aufzeichnung auf, dessen Betrieb unter Bezugnahme auf 1 bis 3 kurz beschrieben wird. 1 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Festplattenlaufwerks mit magnetischer Aufzeichnung. Das Plattenlaufwerk weist eine Platte mit magnetischer Aufzeichnung 12 und ein sich drehendes Linearmotor-(VCM)-Stellglied 14 auf, welche von einem Plattenlaufwerksgehäuse oder einer Basis 16 getragen werden. Die Platte 12 weist ein Rotationszentrum 13 auf und wird von einem Spindelmotor (nicht gezeigt), welcher an einer Basis 16 angebracht ist, in eine Richtung 15 gedreht. Das Stellglied 14 schwenkt um eine Achse 17 und weist einen starren Stellgliedarm 18 auf. Eine im Allgemeinen flexible Aufhängung 20 weist ein Biegeelement 23 auf und ist an dem Ende des Arms 18 befestigt. Ein Kopfträger oder Luftlager-Schieber 22 ist an dem Biegeelement 23 befestigt. Ein Lese-/Schreibkopf 24 zur magnetischen Aufzeichnung ist auf der hinteren Oberfläche 25 des Schiebers 22 ausgebildet. Das Biegeelement 23 und die Aufhängung 20 ermöglichen dem Schieber, auf einem Luftlager, welches von der sich drehenden Platte 12 erzeugt wird, zu „wanken” und zu „nicken”. Typischerweise sind mehrere Platten vorhanden, welche auf einer Nabe gestapelt sind, welche durch den Spindelmotor gedreht wird, wobei jeder Plattenoberfläche ein separater Schieber und Lese-/Schreibkopf zugeordnet sind.
2 ist eine vergrößerte Rückansicht des Schiebers 22 und eines Abschnitts der Platte 12, welcher in der Richtung 2-2 in 1 genommen wurde. Der Schieber 22 ist an dem Biegeelement 23 befestigt und weist eine Luftlagerfläche (Air-Bearing Surface, ABS) 27, welche der Platte 12 zugewandt ist, und eine hintere Oberfläche 25 auf, welche im Allgemeinen senkrecht zu der ABS ist. Die ABS 27 bewirkt den Luftstrom durch die sich drehende Platte 12, um ein Luftlager zu erzeugen, welches den Schieber 20 in sehr enger räumlicher Nähe oder beinahe in Kontakt mit der Oberfläche der Platte 12 stützt. Der Lese-/Schreibkopf 24 ist auf der hinteren Oberfläche 25 ausgebildet und ist mit der Lese-/Schreibelektronik des Plattenlaufwerks durch eine elektrische Verbindung mit Anschlusskontaktflächen 29 auf der hinteren Oberfläche 25 verbunden. Wie in der Teilansicht der 2 gezeigt, ist die Platte 12 eine strukturierte Medienplatte mit diskreten Datenspuren 50, welche in der Richtung quer zur Spur voneinander beabstandet sind und von welchen eine mit einem Lese-/Schreibkopf 24 ausgerichtet gezeigt wird. Die diskreten Datenspuren 50 weisen eine Spurbreite TW in der Richtung quer zur Spur auf und können aus in der peripheren Richtung kontinuierlich magnetisierbarem Material ausgebildet sein, wobei dann die strukturierte Medienplatte 12 als eine Medienplatte mit diskreter Spur (Discrete-Track-Media, DTM) bezeichnet wird. Ersatzweise können die Datenspuren 50 diskrete Dateninseln enthalten, welche entlang der Spuren voneinander beabstandet sind, wobei dann die strukturierte Medienplatte 12 als eine Bit-strukturierte Medienplatte (Bit-Patterned-Media, BPM) bezeichnet wird. Die Platte 12 kann auch eine herkömmliche kontinuierliche Medienplatte (Continuous-Media, CM) sein, wobei die Aufzeichnungsschicht nicht strukturiert ist, sondern eine kontinuierliche Schicht des Aufzeichnungsmaterials ist. Bei einer CM-Platte werden die konzentrischen magnetischen Datenspuren mit Spurbreite TW erzeugt, wenn der Schreibkopf auf der kontinuierlichen Aufzeichnungsschicht schreibt.
3 ist eine Ansicht in der Richtung 3-3 der 2 und zeigt die Enden eines Lese-/Schreibkopfes 24 von der Platte 12 aus gesehen. Der Lese-/Schreibkopf 24 ist eine Reihe von Dünnfilmen, welche auf der hinteren Oberfläche 25 des Schiebers 22 abgelagert sind und lithografisch strukturiert sind. Der Schreibkopf weist einen senkrechten magnetischen Schreibpol (Write Pole, WP) auf und kann auch hintere Abschirmungen und/oder Seitenabschirmungen (nicht gezeigt) aufweisen. Der CPP-MR-Sensor oder Lesekopf 100 ist zwischen zwei magnetischen Abschirmungen S1 und S2 angeordnet. Die Abschirmungen S1, S2 sind aus weichmagnetisch permeablem Material, typischerweise einer NiFe-Legierung ausgebildet und können auch elektrisch leitfähig sein, so dass sie als die elektrischen Anschlüsse zu dem Lesekopf 100 fungieren können. Die Abschirmungen fungieren zum Abschirmen des Lesekopfes 100 von aufgezeichneten Datenbits in der Richtung entlang der Spur, welche dem gelesenen Datenbit benachbart sind. Es können auch getrennte elektrische Anschlüsse verwendet werden, wobei dann der Lesekopf 100 im Kontakt mit Schichten eines elektrisch leitenden Anschlussmaterials, wie beispielsweise Tantal, Gold oder Kupfer, ausgebildet wird, welches mit den Abschirmungen S1, S2 im Kontakt steht. 3 ist aufgrund der Schwierigkeit beim Zeigen sehr kleiner Abmessungen nicht maßstabsgetreu. Typischerweise ist jede Abschirmung S1, S2 in der Richtung entlang der Spur mehrere Mikron dick, im Vergleich dazu kann die gesamten Dicke des Lesekopfes 100 in der Richtung entlang der Spur in dem Bereich von 20 bis 40 nm liegen.
4 ist eine Ansicht der ABS, welche die Schichten zeigt, welche eine herkömmliche CPP-MR-Sensorstruktur ausbilden, wie sie von der Platte aus gesehen wird. Sensor 100 ist ein CPP-MR-Lesekopf, welcher einen Stapel von Schichten umfasst, welche zwischen den beiden magnetischen Abschirmungsschichten S1, S2 ausgebildet sind. Der Sensor 100 weist einen vorderen Rand an der ABS und voneinander beabstandete Seitenränder 102, 104 auf. Die Abschirmungen S1, S2 sind aus einem elektrisch leitfähigen magnetischen Material ausgebildet und können folglich auch als elektrische Anschlüsse für den Messstrom I_S fungieren, welcher im Allgemeinen senkrecht durch die Schichten in dem Sensorstapel geführt wird. Ersatzweise können zwischen den Abschirmungen S1, S2 und dem Sensorstapel getrennte elektrische Anschlussschichten ausgebildet werden. Die untere Abschirmung S1 ist typischerweise durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) poliert, um ein glattes Substrat für das Aufwachsen des Sensorstapels bereitzustellen. Eine Impfschicht 101, wie beispielsweise ein dünne Ru/NiFe-Doppelschicht, wird typischerweise durch Sputtern unter S2 abgelagert, um das Galvanisieren der relativ dicken S2 zu vereinfachen. Die Ru-Schicht wird verwendet, um die magnetische Leselücke einzustellen und die NiFe-Schicht fungiert als die Galvanisierimpfung für S2, welche typischerweise auch eine NiFe-Legierung ist, wie beispielsweise Permalloy.
Die Schichten des Sensors 100 umfassen eine ferromagnetische Referenzschicht 120 mit einem festen magnetischen Moment oder einer Magnetisierungsrichtung 121, welche transversal (in die Seite hinein) orientiert ist, eine freie ferromagnetische Schicht 110 mit einem magnetischen Moment oder einer Magnetisierungsrichtung 111, welche sich in der Ebene der Schicht 110 als Reaktion auf transversale von der Platte 12 externe Magnetfelder drehen kann, und eine nicht magnetische Abstandshalterschicht 130 zwischen der Referenzschicht 120 und der freien Schicht 110. Die Breite der freien Schicht 110 definiert im Wesentlichen die physikalische Spurbreite (TW) des Sensors. Der CPP-MR-Sensor 100 kann ein CPP-GMR-Sensor sein, wobei dann die nicht magnetische Abstandshalterschicht 130 aus einem elektrisch leitenden Material, typischerweise einem Metall wie Cu, Au oder Ag, ausgebildet wird. Ersatzweise kann der CPP-MR-Sensor 100 ein CPP-Tunnel-MR-(CPP-TMR)-Sensor sein, wobei dann die nicht magnetische Abstandshalterschicht 130 eine Tunnelbarriere ist, welche aus einem elektrisch isolierenden Material wie TiO₂, MgO oder Al₂O₃ ausgebildet ist.
Die festgelegte ferromagnetische Schicht in einem CPP-MR-Sensor kann eine einzelne festgelegte Schicht oder ein antiparallele (AP) festgelegte Struktur sein, wie die in 4 gezeigte. Die festgelegte Schicht in dem CPP-GMR-Sensor in 4 ist eine wohlbekannte AP-festgelegte Struktur mit ferromagnetischer Referenzschicht 120 (AP2) und einer unteren ferromagnetischen Schicht 122 (AP1), welche über eine AP koppelnde (APC-)Schicht 123 antiferromagnetisch gekoppelt sind. Die APC-Schicht 123 ist typischerweise Ru, Ir, Rh, Cr oder Legierungen davon. Die AP1- und AP2-Schichten sowie die freie ferromagnetische Schicht 110 sind typischerweise aus kristallinen CoFeB-, CoFe- oder NiFe-Legierungen oder einer Mehrfachschicht dieser Materialien, wie beispielsweise einer CoFe/NiFe-Doppelschicht, ausgebildet. Die AP1 und AP2 ferromagnetischen Schichten weisen jeweilige Magnetisierungsrichtungen 127, 121 auf, welche antiparallel orientiert sind. Die AP1-Schicht 122 kann eine Magnetisierungsrichtung aufweisen, welche durch Austauschkoppelung mit einer antiferromagnetischen (AF-)Schicht 124 festgelegt ist, wie in 4 gezeigt. Die AF-Schicht 124 ist typischerweise eine Mn-Legierung, z. B. PtMn, NiMn, FeMn, IrMn, PdMn, PtPdMn oder RhMn. Es ist wünschenswert, dass die AP1- und AP2-Schichten ähnliche Momente aufweisen. Dies stellt sicher, dass das magnetische Nettomoment der AP-festgelegten Struktur so klein ist, dass eine magnetostatische Koppelung mit der freien Schicht 110 minimiert wird und das wirksame festgelegte Feld der AF-Schicht 124, welches ungefähr umgekehrt proportional zu der Nettomagnetisierung der AP-festgelegten Struktur ist, hoch bleibt.
Eine Impfschicht 125 kann zwischen der unteren Abschirmungsschicht S1 und der AP-festgelegten Struktur angeordnet sein, um das Aufwachsen der AF-Schicht 124 zu verbessern. Die Impfschicht 125 ist typischerweise eine oder mehrere Schichten aus NiFeCr, NiFe, Ta, Cu oder Ru. Eine Deckschicht 112 ist zwischen der freien ferromagnetischen Schicht 110 und der oberen Abschirmungsschicht S2 angeordnet. Die Deckschicht 112 stellt einen Korrosionsschutz bereit und kann eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten aus verschiedenen Materialien sein, wie beispielsweise Ru, Ta, Ti, Ir, oder eine Ru/Ta/Ru-, Ru/Ti/Ru- oder Cu/Ru/Ta-Dreifachschicht.
In der Gegenwart eines externen Magnetfelds in dem interessanten Bereich, d. h. von Magnetfeldern von aufgezeichneten Daten auf der Platte, dreht sich die Magnetisierungsrichtung 111 der freien Schicht 110, während die Magnetisierungsrichtung 121 der Referenzschicht 120 festgelegt bleibt und sich nicht dreht. Wenn folglich ein Messstrom I_S von der Deckabschirmung S2 senkrecht durch den Sensorstapel an die untere Abschirmung S1 (oder von S1 nach S2) angelegt wird, verursachen die Magnetfelder von den aufgezeichneten Daten auf der Platte eine Drehbewegung der Magnetisierung der freien Schicht 111 in Bezug auf die Magnetisierung der Referenzschicht 121, was als eine Veränderung des elektrischen Widerstands erkennbar wird.
Eine ferromagnetische Vorspannungsschicht 115, wie beispielsweise eine hartmagnetische Vorspannungsschicht aus CoPt oder CoCrPt, ist typischerweise auch außerhalb des Sensorstapels nahe der Seitenränder 102, 104 des Sensors 100 ausgebildet. Die Vorspannungsschicht 115 ist von den Seitenrändern 102, 104 des Sensors 100 durch eine Isolierschicht 116 elektrisch isoliert. Eine Deckschicht 118, wie beispielsweise eine Schicht aus Cr oder eine Mehrfachschicht aus Ta/Cr, ist oben auf der Vorspannungsschicht 115 abgelagert. Die obere Schicht der Deckschicht 118, beispielsweise Cr, dient auch dem Zweck als eine Stoppschicht für ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP) bei einer Herstellung des Sensors. Die Vorspannungsschicht 115 weist eine Magnetisierung 117 auf, welche im Allgemeinen parallel zu der ABS ist, und folglich die Magnetisierung 111 der freien Schicht 110 longitudinal vorspannt. Folglich ist bei Abwesenheit eines externen Magnetfelds ihre Magnetisierung 117 parallel zu der Magnetisierung 111 der freien Schicht 110.
Mit Erhöhung der Datendichte in Festplattenlaufwerken mit magnetischer Aufzeichnung gibt es eine Anforderung für eine Verminderung der Lesekopfabmessungen, insbesondere der TW. Jedoch ist die wirksame oder „magnetische” TW im Allgemeinen breiter als die physikalische TW. Die magnetische TW vermindert sich langsamer als die physikalische TW aufgrund eines Seitenlesens von Datenbits aus benachbarten Spuren und des Abstands zwischen Kopf und Medium. Dies wird durch Linie 150 in 5 gezeigt, welche Daten für einen Sensor mit einer harten Vorspannungsstabilisierung modelliert. Beispielsweise kann eine magnetische TW von ungefähr 40 nm mit einer physikalischen TW von ungefähr 35 nm erzielt werden. Um jedoch die magnetische TW um 5 nm auf ungefähr 35 nm zu reduzieren, muss die physikalische Spurbreite um 10 nm auf ungefähr 25 nm reduziert werden. Diese Wirkung beruht darauf, dass der Sensor empfindlicher für Magnetfelder von Datenbits in benachbarten Spuren wird, wenn die physikalische TW kleiner angefertigt wird. Sensoren mit Seitenabschirmungen aus einem weichmagnetisch permeablen Material wurden vorgeschlagen, um diese Aufgabe zu lösen, doch dies erfordert eine Entfernung der hartmagnetischen Vorspannungsschicht (Schicht 115 in 4) und folglich die Verwendung alternativer Verfahren, um die freie Schicht magnetisch zu stabilisieren, wie beispielsweise Vorspannen „im Stapel”. Haginoya et al., "Side-Shielded Tunneling Magnetoresistive Read Head for High-Density Recording", IEEE Transactions an Magnetics, Band 40, Nr. 40, Juli 2004, Seiten 2221 bis 2223 und US 2011/0051291 A1 offenbaren Sensoren mit Seitenabschirmungen und Vorspannungsstrukturen mit geschlossenem Kraftfluss im Stapel.
Bei dem CPP-MR-Sensor dieser Erfindung, wie in der ABS-Ansicht der 6 gezeigt, stellt eine austauschgekoppelte Struktur 200 auf jeden Seite des Sensors 100 eine Seitenabschirmungsfunktion sowie ein longitudinales Vorspannen der freien Schicht 110 bereit, um die Magnetisierung 111 der freien Schicht zu stabilisieren. Der Sensor 100 kann der Stapel von Schichten nach dem Stand der Technik sein, wie in 4 gezeigt, welcher Seitenränder 102, 104 und eine Isolierschicht 116 auf den Seitenrändern aufweist. Der Sensor 100 ist auf einem zentralen Bereich eines Substrats, bei diesem Beispiel einer Abschirmung S1 entlang der Spur, mit austauschgekoppelten Strukturen 200 auf den Seitenbereichen von S1 angeordnet.
Jede austauschgekoppelte Struktur 200 umfasst eine erste antiferromagnetische (AF-)Schicht 210 und eine Schicht 220 eines weichmagnetisch permeablen Materials. „Weich”-magnetisches Material kann bei geringen magnetischen Feldern leicht magnetisiert und entmagnetisiert werden. Schicht 220 ist vorzugsweise eine Legierung, welche Ni und Fe mit einer Permeabilität (μ) vorzugsweise größer als 100 umfasst. Schicht 220 sollte auch eine geringe Koerzitivität der leichten Richtung, kleiner als 10 Oe, und eine Sättigungsmagnetisierung M_s größer oder gleich 450 emu/cm³ und kleiner oder gleich 900 emu/cm³ aufweisen. Alle bekannten Materialien, welche zur Verwendung in den Abschirmungen S1 und S2 entlang der Spur geeignet sind, können für Schicht 220 verwendet werden. Spezifische Zusammensetzungen umfassen NiFe_x, wobei x zwischen 1 und 25 liegt, und (NiFe_x)Mo_y oder (NiFe_x)Cr_y, wobei y zwischen 1 und 8 liegt, wobei die Indices atomare Prozent betragen. Eine optionale 1 bis 2 nm dicke Koppelungsschicht aus Co oder CoFe-Legierung kann zwischen AF-Schicht 210 und einer permeablen Seitenabschirmungsschicht 220 eingefügt werden, um die Austauschkopplung zu erhöhen. Schicht 220 sollte eine Dicke aufweisen, so dass sie sich mindestens über die Oberseite der freien Schicht 110 erstreckt. Die typische Dicke des Stapels der Schichten, welche einen Sensor 100 ausmachen, liegt zwischen ungefähr 20 und 35 nm. Die AF-Schicht 210 ist vorzugsweise IrMn (wobei Mn zwischen 70 und 85 atomare Prozent beträgt) oder jedes andere bekannte AF-Material, wie PtMn, NiMn, FeMn, PdMn, PtPdMn oder RhMn. Die AF-Schicht 210 ist mit Schicht 220 austauschgekoppelt und spannt folglich die Magnetisierung 240 der Schicht 220 vor, um die Magnetisierung 111 der freien Schicht 110 zu stabilisieren. Eine optionale Impfschicht 201, welche ein oder mehrere Schichten aus NiFeCr, NiFe, Ta, Cu oder Ru umfasst, kann auf Abschirmung S1 angeordnet werden, um das Aufwachsen der AF-Schicht 210 zu vereinfachen. AF-Schicht 210 weist eine Dicke in dem Bereich von 4 bis 10 nm auf, und eine weichmagnetische Schicht 220 weist eine typische Dicke in dem Bereich von 10 bis 25 nm auf. Der gesamte Stapel aus Isolator 116, Impfschicht 201, AF-Schicht 210 und weichmagnetischer Schicht 220 weist ungefähr die gleiche Höhe wie der Sensor 100 auf. Im Allgemeinen wird die Seitenabschirmungsstruktur abgelagert, nachdem ein Sensorübergang 100 durch fotolithografisches Mustern und nachfolgendem Ionenstrahlätzen ausgebildet wurde. Die Struktur wird dann durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) planarisiert. Aufgrund verschiedener CMP-Raten des Materials der oberen Seitenabschirmungsschicht 220 (beispielsweise NiFe) und einer Sensordeckschicht 112 (beispielsweise Ru) sind einige topografische Variationen beim Verarbeiten möglich, so dass die Seitenabschirmung etwas dicker oder dünner als der Sensor 100 werden kann.
Eine austauschgekoppelte Deckabschirmungsstruktur 250 ist auf dem Sensor 100 und den beiden austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstrukturen 200 angeordnet. Die austauschgekoppelte Deckabschirmungsstruktur 250 fungiert als eine Abschirmung entlang der Spur, so dass keine herkömmliche galvanisierte Abschirmung S2 erforderlich ist, jedoch kann sie gegebenenfalls oben auf der Struktur 250 beibehalten werden, beispielsweise um die herkömmliche ABS-Verarbeitung zu vereinfachen. Die austauschgekoppelte Deckabschirmungsstruktur 250 umfasst eine Schicht 270 aus weichmagnetisch permeablem Material, welches mit AF-Schicht 260 austauschgekoppelt ist. Schicht 270 kann aus dem gleichen Material wie Schicht 220 ausgebildet sein, und AF-Schicht 260 kann IrMn oder ein anderes geeignetes AF-Material wie das sein, welches für AF-Schicht 210 verwendet wird. Die AF-Schicht 260 ist mit Schicht 270 austauschgekoppelt und spannt folglich die Magnetisierung 280 der Schicht 270 vor, um dabei zu helfen, die Magnetisierung 111 der freien Schicht 110 zu stabilisieren. Eine optionale Koppelungsschicht 265, beispielsweise Co oder eine CoFe-Legierung von 1 bis 2 nm, kann auf Schicht 270 abgelagert werden, um eine Austauschkopplung der Schicht 270 durch AF-Schicht 260 zu verbessern. Die Schicht 270 steht vorzugsweise mit Schicht 220 in Kontakt. Folglich können eine erste weichmagnetische Schicht 220 und zweite weichmagnetische Schicht 270 als eine einzelne weichmagnetische Schicht angesehen werden, welche unten und oben durch AF-Schichten 210 bzw. 260 austauschgekoppelt sind. Die austauschgekoppelten Strukturen 220 und 270 stellen folglich sowohl eine Seitenabschirmungsfunktion als auch eine Deckabschirmungsfunktion entlang der Spur sowie auch ein Stabilisieren der Magnetisierung 111 der freien Schicht 110 bereit.
Sowohl Modelldaten als auch experimentelle Daten haben gezeigt, dass der Sensor mit Seitenabschirmungen eine kleinere magnetische Spurbreite bei gleicher physikalischer Spurbreite aufweist. Dies wird durch Linie 151 in 5 gezeigt, wo für eine gegebene physikalische TW für einen Sensor mit Seitenabschirmungsstabilisierung im Vergleich zu einem Sensor mit harter Vorspannungsstabilisierung (Linie 150) eine kleinere magnetische TW erzielt wird. Insbesondere ist die magnetische Spurbreite für den Sensor mit Seitenabschirmungen 2 bis 3 nm kleiner als im Vergleich zu einem Sensor mit herkömmlicher harter Vorspannungsstabilisierung für Sensoren mit einer physikalischen Spurbreite zwischen 20 und 35 nm.
Die erste weichmagnetische Schicht 220 in jeder austauschgekoppelten Struktur 200 kann eine wohlbekannte antiparallel (AP) gekoppelte Struktur sein, wie in 7 gezeigt. Die weichmagnetischen Schichten 222, 226 werden durch eine nicht magnetische, antiparallele Koppelungs-(APC)-Schicht 224 getrennt, welche typischerweise eine 0,5 bis 1 nm dicke Schicht aus Ru oder Cr ist. Um eine Koppelung zu verbessern können 1 bis 2 nm dicke Schichten 223 und 225 aus Co, Fe oder einer CoFe-Legierung zwischen der APC-Schicht 224 und den weichmagnetischen Schichten 222 bzw. 226 angeordnet werden. Wenn in diesem Fall Ru als die APC-Schicht 224 ausgewählt wird, können die Schichten 223 und 225 Co oder eine Co-reiche CoFe-Legierung sein, und wenn Cr als die APC-Schicht 224 ausgewählt wird, können die Schichten 223 und 225 Fe oder eine Fe-reiche FeCo-Legierung sein. In jedem Fall wird die Dicke der APC-Schicht 224 ausgewählt, um eine adäquate Koppelung bereitzustellen, und sie hängen von dem Material der Schichten 223 und 225 ab. Die untere Schicht 222 ist mit AF-Schicht 210 austauschgekoppelt und weist eine Magnetisierung 242 auf. Die obere Schicht 226 ist über eine nicht magnetische Schicht 224 AP gekoppelt und weist eine antiparallele Magnetisierung 244 auf. In dem Beispiel der 7 weist die untere Schicht 224 ein niedrigeres Moment als die obere Schicht 226 auf, so dass das magnetische Nettomoment der AP gekoppelten Struktur die Magnetisierung 111 der freien Schicht 110 vorspannt.
Die weichmagnetische Schicht 270 in einer Deckabschirmungsstruktur 250 kann auch eine wohlbekannte antiparallel (AP) gekoppelte Struktur sein, wie oben stehend für die Seitenabschirmungsstruktur in 7 beschrieben. Dies wird in 8 gezeigt, wo weichmagnetische Schichten 272, 276 durch eine nicht magnetische, antiparallele Koppelungs-(APC)-Schicht 274 mit optionalen Schichten 273, 275 aus Co, Fe oder CoFe in Abhängigkeit von der Auswahl des APC-Materials, wie oben stehend beschrieben, getrennt sind. Die obere Schicht 276 ist mit AF-Schicht 260 austauschgekoppelt und weist eine Magnetisierung 282 auf. Die untere Schicht 272 ist über eine nicht magnetische Schicht 274 AP gekoppelt und weist eine antiparallele Magnetisierung 284 auf.
Die AF-Schicht 210 kann auch oben auf einer weichmagnetischen Schicht 220 angeordnet sein und von den Seitenrändern 102, 104 des Sensors 100 beabstandet sein, wie in 9 gezeigt. Bei diesem Beispiel ist die laterale Trennung der AF-Schicht 210 von den Seitenrändern 102, 104 vorzugsweise ungefähr eine Spurbreite, sie kann jedoch auch breiter sein. Irgendeine Trennung ist erforderlich, da das ausreichend weiche Seitenabschirmungsmaterial den Seitenrändern 102 und 104 benachbart sein muss, um die Magnetisierung 111 der freien Schicht 110 zu stabilisieren. Etwas Trennung tritt natürlich auf, wenn die weichmagnetische Schicht 220, welche vor der AF-Schicht 210 abgelagert wird, mit etwas Seitenabdeckung abgelagert wird, beispielsweise durch Ionenstrahlabscheidung in einem flachen Winkel.
Der CPP-MR-Lesekopf gemäß der Erfindung, wie in 6 gezeigt, kann unter Verwendung wohlbekannter Verfahren angefertigt werden, wie jenen, welche verwendet werden, um herkömmliche CPP-MR-Leseköpfe anzufertigen. Zuerst werden alle Schichten, welche den Stapel des Sensors 100 ausmachen, als volle Filme auf S1 abgelagert. Ein dünner Silizium-(Si)-Film wird dann als ein voller Film auf Deckschicht 112 abgelagert. Das Si ist ein Haftfilm für einen nachfolgend abgelagerten vollen Film aus hartem Maskierungsmaterial, wie Diamant-ähnlicher Kohlenstoff (Diamond-Like Carbon, DLC). Eine Schicht Fotoresist wird dann auf dem DLC abgelagert. Der Fotoresist wird dann lithografisch strukturiert, um die beiden Seitenränder 102, 104 des Sensors 100 zu definieren. Ein Ionenstrahlätz-Schritt entfernt die Schichten außerhalb der Sensorseitenränder runter bis S1. Die Seitenbereiche werden dann durch Ablagerung der Isolierschicht 116, typischerweise Alumina oder Siliziumnitrid (SiN_x), einer optionalen Impfschicht 201, der AF-Schicht 210 und der weichmagnetischen Schicht 220 erneut aufgefüllt. Eine zweite Si-Haftschicht und eine zweite DLC-Schicht werden dann in den Seitenbereichen über den beiden austauschgekoppelten Strukturen 220 abgelagert. Der Fotoresist und abgelagertes Material oben auf dem Fotoresist werden dann durch Abheben, unterstützt durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP), runter auf die DLC-Schichten entfernt. Ein reaktiver Ionenätz-(Reactive Ion Etching, RIE)-Schritt entfernt dann den DLC. Dann wird ein Ionenstrahlätz-Schritt durchgeführt, um die Si-Schichten zu entfernen. Dem folgt eine Ablagerung der Schichten, welche eine Deckabschirmungsstruktur 250 ausmachen. Um die Magnetisierungsrichtungen der austauschgekoppelten weichen Seitenabschirmungen und der Deckabschirmung einzustellen, ist ein Temperungsschritt mit einem Magnetfeld mit einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der ABS erforderlich. Da die festgelegte Schichtstruktur in dem Sensor 100 (man siehe die APC-, AP1- und AP2-Schichten in 4) eine Magnetisierungsrichtung im Wesentlichen senkrecht zu der ABS aufweist, muss dieser Temperungsschritt so ausgeführt werden, dass er die Magnetisierungsrichtung der festgelegten Schicht nicht stört. Dies wird durch Tempern bei einer Temperatur T2 erzielt, welche geringer als die Temperatur T1 ist, welche verwendet wird, um die Richtung der Magnetisierung der festgelegten Schichtstruktur in dem Sensor 100 einzustellen. Wenn beispielsweise T1 in dem Bereich von 250 bis 300°C liegt, dann ist T2 in dem Bereich von 150 bis 200°C.
Während die vorliegende Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, verstehen Durchschnittsfachleute, dass verschiedene Veränderungen an Form und Detail angefertigt werden können, ohne von dem Geist und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend darf die offenbarte Erfindung als bloß beispielhaft und im Schutzumfang nur wie in den angefügten Ansprüchen spezifiziert eingeschränkt angesehen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2011/0051291 A1 [0026]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Haginoya et al., ”Side-Shielded Tunneling Magnetoresistive Read Head for High-Density Recording”, IEEE Transactions an Magnetics, Band 40, Nr. 40, Juli 2004, Seiten 2221 bis 2223 [0026]

Claims

Magnetowiderstandssensor-Struktur zum Abtasten magnetisch aufgezeichneter Daten von einem magnetischen Aufzeichnungsträger, wobei die Struktur Folgendes umfasst: ein Substrat; einen Magnetowiderstandssensor, welcher einen Stapel von Schichten umfasst, welcher eine ferromagnetische freie Schicht auf einem zentralen Bereich des Substrats umfasst, und einen vorderen Rand, welcher einem magnetischen Aufzeichnungsträger zugewandt ist, einen hinteren Rand, welcher von dem vorderen Rand zurückgesetzt ist, und zwei voneinander beabstandete Seitenränder aufweist, wobei der Sensor in der Lage ist, magnetisch aufgezeichnete Daten abzutasten, wenn ein Messstrom senkrecht zu den Ebenen der Schichten in dem Sensorstapel angelegt wird; eine austauschgekoppelte Seitenabschirmungsstruktur auf jedem der beiden Seitenbereiche des Substrats benachbart dem zentralen Bereich des Substrats, wobei jede austauschgekoppelte Struktur eine Seitenabschirmung aus magnetisch permeablem Material und eine erste antiferromagnetische Schicht umfasst, welche mit der Seitenabschirmung austauschgekoppelt ist, wobei die Seitenabschirmung eine Magnetisierung aufweist, welche im Allgemeinen parallel zu dem vorderen Rand des Sensors und im Allgemeinen parallel zu der Ebene der freien Schicht orientiert ist; eine elektrische Isolierschicht zwischen jeder austauschgekoppelten Struktur und einem Sensorseitenrand; eine Deckabschirmung aus magnetisch permeablem Material auf dem Sensor und den beiden austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstrukturen; und eine zweite antiferromagnetische Schicht auf der Deckabschirmung, wobei die Deckabschirmung eine Magnetisierung aufweist, welche im Allgemeinen parallel zu der Magnetisierung jeder Seitenabschirmung orientiert ist.
Sensorstruktur nach Anspruch 1, wobei in jeder austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstruktur die erste antiferromagnetische Schicht zwischen dem Substrat und der Seitenabschirmung angeordnet ist.
Sensorstruktur nach Anspruch 1, wobei in jeder austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstruktur ein Abschnitt der Seitenabschirmung zwischen der ersten antiferromagnetischen Schicht und dem Sensorseitenrand angeordnet ist.
Sensorstruktur nach Anspruch 1, weiterhin umfassend in jeder austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstruktur eine Koppelungsschicht, welche aus Co und einer CoFe-Legierung ausgewählt ist, zwischen der ersten antiferromagnetischen Schicht und der Seitenabschirmung.
Sensorstruktur nach Anspruch 1, wobei in jeder austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstruktur die Seitenabschirmung eine antiparallel gekoppelte Struktur aus zwei magnetisch permeablen Filmen umfasst, welche durch einen nicht magnetischen Koppelungsfilm getrennt ist.
Sensorstruktur nach Anspruch 1, wobei das magnetisch permeable Material der Deckabschirmung in Kontakt ist mit dem magnetisch permeablen Material jeder Seitenabschirmungsstruktur.
Sensorstruktur nach Anspruch 1, wobei jede Seitenabschirmung eine Legierung ist, welche Ni und Fe umfasst und eine Sättigungsmagnetisierung größer oder gleich 450 emu/cm³ und kleiner oder gleich 900 emu/cm³ und eine Koerzitivität der leichten Richtung kleiner als 10 Oe aufweist.
Sensorstruktur nach Anspruch 1, wobei jede Seitenabschirmung ausgewählt ist aus NiFe_x, (NiFe_x)Mo_y und (NiFe_x)Cr_y, wobei die Indices atomare Prozent betragen, wobei x größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich 25 ist und wobei y größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich 8 ist.
Sensorstruktur nach Anspruch 1, wobei die erste antiferromagnetische Schicht eine Legierung ist, welche im Wesentlichen aus Ir und Mn besteht.
Sensorstruktur nach Anspruch 11, wobei die Deckabschirmung eine antiparallel gekoppelte Struktur aus zwei magnetisch permeablen Filmen umfasst, welche durch einen nicht magnetischen Koppelungsfilm getrennt ist.
Sensorstruktur nach Anspruch 1, wobei der Magnetowiderstandssensor ein Riesenmagnetowiderstands-(GMR)-Sensor ist.
Sensorstruktur nach Anspruch 1, wobei der Magnetowiderstandssensor ein Tunnelmagnetowiderstands-(TMR)-Sensor ist.
Magnetowiderstandssensor-Struktur zum Abtasten magnetisch aufgezeichneter Daten von einem magnetischen Aufzeichnungsträger, wobei die Struktur Folgendes umfasst: ein Substrat; einen Current-Perpendicular-to-the-Plane-Magnetowiderstands-(CPP-MR)-Sensor, umfassend einen Stapel von Schichten, welcher eine ferromagnetische freie Schicht auf einem zentralen Bereich des Substrats umfasst und einen vorderen Rand, welcher einem magnetischen Aufzeichnungsträger zugewandt ist, einen hinteren Rand, welcher von dem vorderen Rand zurückgesetzt ist, und zwei voneinander beabstandete Seitenränder aufweist; eine austauschgekoppelte Seitenabschirmungsstruktur auf jedem der beiden Seitenbereiche des Substrats benachbart zu dem zentralen Bereich des Substrats, wobei jede austauschgekoppelte Seitenabschirmungsstruktur eine erste antiferromagnetische Schicht auf dem Substrat und eine Seitenabschirmung aus magnetisch permeablem Material auf und austauschgekoppelt mit der ersten antiferromagnetischen Schicht umfasst, wobei die Seitenabschirmung eine Magnetisierung aufweist, welche im Allgemeinen parallel zu dem vorderen Rand des Sensors und im Allgemeinen parallel zu der Ebene der freien Schicht orientiert ist, und aus einem Material ausgebildet ist, welches ausgewählt ist aus NiFe_x, (NiFe_x)Mo_y und (NiFe_x)Cr_y, wobei die Indices atomare Prozent betragen, wobei x größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich 25 ist und wobei y größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich 8 ist; eine elektrische Isolierschicht zwischen jeder austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstruktur und einem Sensorseitenrand; eine austauschgekoppelte Deckabschirmungsstruktur, umfassend eine Deckabschirmung aus magnetisch permeablem Material auf dem Sensor und den beiden austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstrukturen und eine zweite antiferromagnetische Schicht auf der Deckabschirmung, wobei die Deckabschirmung eine Magnetisierung aufweist, welche im Allgemeinen parallel zu der Magnetisierung jeder Seitenabschirmung orientiert ist.
Sensorstruktur nach Anspruch 13, wobei die Deckabschirmungen aus dem gleichen Material wie jede Seitenabschirmung ausgebildet ist.
Sensorstruktur nach Anspruch 13, weiterhin umfassend in jeder austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstruktur eine Koppelungsschicht, welche aus Co und einer CoFe-Legierung ausgewählt ist, zwischen der ersten antiferromagnetischen Schicht und der Seitenabschirmung.
Sensorstruktur nach Anspruch 13, wobei in jeder austauschgekoppelten Seitenabschirmungsstruktur die Seitenabschirmung eine antiparallel gekoppelte Struktur aus zwei magnetisch permeablen Filmen umfasst, welche durch einen nicht magnetischen Koppelungsfilm getrennt ist.
Sensorstruktur nach Anspruch 13, wobei das magnetisch permeable Material der Deckabschirmung in Kontakt ist mit dem magnetisch permeablen Material jeder Seitenabschirmungsstruktur.
Sensorstruktur nach Anspruch 13, wobei jede Seitenabschirmung eine Sättigungsmagnetisierung größer oder gleich 450 emu/cm³ und kleiner oder gleich 900 emu/cm³ und eine Koerzitivität der leichten Richtung kleiner als 10 Oe aufweist.
Sensorstruktur nach Anspruch 13, wobei die Deckabschirmung eine antiparallel gekoppelte Struktur aus zwei magnetisch permeablen Filmen umfasst, welche durch einen nicht magnetischen Koppelungsfilm getrennt ist.