DE102021115623A1

DE102021115623A1 - Magnetlesesensoren und verwandte verfahren mit hinterer harter vormagnetisierung und ohne afm-schicht

Info

Publication number: DE102021115623A1
Application number: DE102021115623.8A
Authority: DE
Inventors: Xiaoyong Liu; Ji Li; Changhe Shang; Daniele Mauri; Yukimasa Okada
Original assignee: Western Digital Technologies Inc
Current assignee: Western Digital Technologies Inc
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2021-06-16
Publication date: 2022-01-05
Also published as: CN113889153B; US11127422B1; US11430470B2; US20220005501A1; CN113889153A

Abstract

Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung beziehen sich allgemein auf Magnetaufzeichnungsköpfe von Magnetaufzeichnungsvorrichtungen. Ein Magnetlesekopf schließt eine erste Pinning-Schicht, die magnetisch in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, und eine zweite Pinning-Schicht, die über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet ist und magnetisch in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, ein. Der Magnetlesekopf schließt eine hintere harte Vormagnetisierung ein, die relativ gesehen auswärts einer oder mehreren der ersten Pinning-Schicht oder der zweiten Pinning-Schicht angeordnet ist. Die hintere harte Vormagnetisierung ist magnetisch ausgerichtet, um ein Magnetfeld in einer Vormagnetisierungsrichtung zu erzeugen. Die Vormagnetisierungsrichtung weist in die gleiche Richtung wie die erste Richtung oder die zweite Richtung. Der Magnetlesekopf schließt keine antiferromagnetische (AFM) Schicht zwischen einer unteren Abschirmung und einer oberen Abschirmung ein.

Description

HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Gebiet der Offenbarung
Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung beziehen sich allgemein auf Magnetaufzeichnungsköpfe von Magnetaufzeichnungsvorrichtungen, wie Magnetlesesensoren von Magnetleseköpfen von Festplattenlaufwerken (HDD).
Beschreibung des Stands der Technik
Kern der Funktion und Leistungsfähigkeit eines Computers ist das Speichern und Schreiben von Daten auf eine Datenspeicherungsvorrichtung, wie ein Festplattenlaufwerk (HDD). Die Datenmenge, die von einem Computer verarbeitet wird, nimmt schnell zu. Es besteht ein Bedarf an höherer Aufzeichnungsdichte eines Magnetaufzeichnungsmediums, um die Funktion und die Leistungsfähigkeit eines Computers zu erhöhen.
Um höhere Aufzeichnungsdichten zu erreichen, wie Aufzeichnungsdichten von mehr als 2 Tbit/in² für ein Magnetaufzeichnungsmedium, werden Schreibspuren in ihrer Breite und in ihrer Teilung verschmälert, und somit werden die entsprechenden magnetisch aufgezeichneten Bits, die in jeder Schreibspur codiert sind, verschmälert. Es wurden Versuche vorgeschlagen, die steigenden Anforderungen an fortschrittliche Schmalspaltlesersensoren von Leseköpfen zu erfüllen, um das Lesen von höheren Aufzeichnungsdichten zu erreichen.
Versuche, die Aufzeichnungsdichten zu erhöhen, sind jedoch mit Komplexität und Kosten bei der Herstellung von Magnetsensoren, Ausrichtungskomplexitäten, Instabilität des Kopfs, Dickenbeschränkungen, Korrosionsbedenken, Shingled-Magnetic-Recording-Trimmen (SMR-Trimmen) und Auflösungseinbußen verbunden.
Als ein Beispiel kann ein Einschließen einer antiferromagnetischen (AFM) Schicht in Magnetsensoren in bestimmten Konfigurationen mit spezialisierten Stitching-Prozessen und separater Abscheidung der AFM-Schicht verbunden sein und kann in bestimmten Konfigurationen mit Korrosion verbunden sein. Auch sonst kann das Einschließen einer AFM-Schicht aufgrund des endlichen Dickenbereichs der benötigten AFM-Schicht mit relativ verringerten Auflösungen verbunden sein.
Daher besteht in der Technik ein Bedarf an einem verbesserten Magnetlesekopf.
KURZDARSTELLUNG DER OFFENBARUNG
Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung beziehen sich allgemein auf Magnetaufzeichnungsköpfe von Magnetaufzeichnungsvorrichtungen. Ein Magnetlesekopf schließt eine erste Pinning-Schicht, die magnetisch in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, und eine zweite Pinning-Schicht, die über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet ist und magnetisch in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, ein. Der Magnetlesekopf schließt eine hintere harte Vormagnetisierung ein, die relativ gesehen auswärts einer oder mehreren der ersten Pinning-Schicht oder der zweiten Pinning-Schicht angeordnet ist. Die hintere harte Vormagnetisierung ist magnetisch ausgerichtet, um ein Magnetfeld in einer Vormagnetisierungsrichtung zu erzeugen. Die Vormagnetisierungsrichtung weist in die gleiche Richtung wie die erste Richtung oder die zweite Richtung. Der Magnetlesekopf schließt keine antiferromagnetische (AFM) Schicht zwischen einer unteren Abschirmung und einer oberen Abschirmung ein.
In einer Implementierung schließt ein Magnetlesesensor eine erste Pinning-Schicht ein, die magnetisch in einer ersten Richtung ausgerichtet ist. Die erste Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an einer dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Eine zweite Pinning-Schicht ist über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet und magnetisch in einer zweiten Richtung ausgerichtet, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Die zweite Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Zwischen der ersten Pinning-Schicht und der zweiten Pinning-Schicht befindet sich eine Abstandshalterschicht. Eine freie Schicht ist über der zweiten Pinning-Schicht ausgebildet, und die freie Schicht schließt ein inneres Ende, das an der dem Medium zugewandten Oberfläche angeordnet ist, und ein äußeres Ende ein. Zwischen der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht befindet sich eine Barriereschicht. Eine hintere harte Vormagnetisierung ist relativ zu der dem Medium zugewandten Oberfläche auswärts der ersten Pinning-Schicht angeordnet. Die hintere harte Vormagnetisierung ist magnetisch ausgerichtet, um ein Magnetfeld in einer Vormagnetisierungsrichtung zu erzeugen, die in dieselbe Richtung wie die erste Richtung der ersten Pinning-Schicht weist.
In einer Implementierung schließt ein Magnetlesesensor eine erste Pinning-Schicht ein, die magnetisch in einer ersten Richtung ausgerichtet ist. Die erste Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an einer dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Eine zweite Pinning-Schicht ist über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet und magnetisch in eine zweite Richtung ausgerichtet, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Die zweite Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Zwischen der ersten Pinning-Schicht und der zweiten Pinning-Schicht befindet sich eine Abstandshalterschicht. Eine über der zweiten Pinning-Schicht ausgebildete freie Schicht und die freie Schicht schließt ein inneres Ende, das an der dem Medium zugewandten Oberfläche angeordnet ist, und ein äußeres Ende ein. Zwischen der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht befindet sich eine Barriereschicht. Eine hintere harte Vormagnetisierung ist relativ zu der dem Medium zugewandten Oberfläche auswärts der zweiten Pinning-Schicht angeordnet, und die hintere harte Vormagnetisierung ist magnetisch ausgerichtet, um ein Magnetfeld in einer Vormagnetisierungsrichtung zu erzeugen. Die Vormagnetisierungsrichtung weist in die gleiche Richtung wie die zweite Richtung der zweiten Pinning-Schicht.
In einer Implementierung schließt ein Magnetlesesensor eine untere Abschirmung und eine erste Pinning-Schicht, die über der unteren Abschirmung ausgebildet und magnetisch in eine erste Richtung ausgerichtet ist, ein. Die erste Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an einer dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Der Magnetlesesensor schließt außerdem eine zweite Pinning-Schicht ein, die über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet ist und magnetisch in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Die zweite Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Der Magnetlesesensor schließt außerdem eine freie Schicht ein, die über der zweiten Pinning-Schicht ausgebildet ist, und die freie Schicht schließt ein inneres Ende, das an der dem Medium zugewandten Oberfläche angeordnet ist, und ein äußeres Ende ein. Der Magnetlesesensor schließt außerdem eine obere Abschirmung, die über der freien Schicht ausgebildet ist, und eine erste Seitenabschirmung, die auf einer ersten Seite der ersten Pinning-Schicht, der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht ausgebildet ist, ein. Die erste Seitenabschirmung schließt eine Einzelmaterialschichtstruktur ein, die mit der oberen Abschirmung gekoppelt und durch eine Isolierschicht von der unteren Abschirmung getrennt ist. Der Magnetlesesensor schließt außerdem eine zweite Seitenabschirmung ein, die auf einer zweiten Seite der ersten Pinning-Schicht, der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht ausgebildet ist. Die zweite Seitenabschirmung schließt eine Einzelmaterialschichtstruktur ein, die mit der oberen Abschirmung gekoppelt und durch eine Isolierschicht von der unteren Abschirmung getrennt ist.
Figurenliste
Zur Verdeutlichung der Art und Weise, wie die vorstehend angegebenen Merkmale der vorliegenden Offenbarung im Detail verstanden werden können, kann eine ausführlichere Beschreibung der Offenbarung, die vorstehend kurz zusammengefasst ist, unter Bezugnahme auf Ausführungsformen erfolgen, von denen manche in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Es ist jedoch zu beachten, dass die beigefügten Zeichnungen nur übliche Ausführungsformen dieser Offenbarung veranschaulichen und diese daher nicht als ihren Schutzumfang einschränkend anzusehen sind, da die Offenbarung andere ebenso wirksame Ausführungsformen zulassen kann.

1 ist eine schematische Veranschaulichung einer Magnetaufzeichnungsvorrichtung mit einem Magnetschreibkopf und einem Magnetlesekopf, gemäß einer Implementierung.
2 ist eine schematische Veranschaulichung einer seitlichen Querschnittsansicht einer Kopfbaugruppe, die der Magnetplatte oder einem anderen magnetischen Speicherungsmedium zugewandt ist, gemäß einer Implementierung.
3A ist eine schematische Veranschaulichung einer Seitenansicht eines Magnetlesekopfs, gemäß einer Implementierung.
3B ist eine schematische Veranschaulichung einer Draufsicht auf den in 3A gezeigten Magnetlesekopf, gemäß einer Implementierung.
3C ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorderansicht des in 3A gezeigten Magnetlesekopfs, gemäß einer Implementierung.
4A ist eine schematische Veranschaulichung einer Seitenansicht eines Magnetlesekopfs, gemäß einer Implementierung.
4B ist eine schematische Veranschaulichung einer Draufsicht auf den in 4A gezeigten Magnetlesekopf, gemäß einer Implementierung.
4C ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorderansicht des in 4A gezeigten Magnetlesekopfs, gemäß einer Implementierung.
5A ist eine schematische grafische Veranschaulichung von Magnetleserbreiten mehrerer Fälle von Magnetaufzeichnungsköpfen, gemäß verschiedenen Implementierungen.
5B ist eine schematische grafische Veranschaulichung von Randverhältnissen mehrerer Fälle von Magnetleseköpfen, gemäß verschiedenen Implementierungen.
5C ist eine schematische grafische Veranschaulichung linearer Auflösungen mehrerer Fälle von Magnetleseköpfen, gemäß verschiedenen Implementierungen.

Zum besseren Verständnis wurden, soweit möglich, identische Bezugszeichen verwendet, um identische Elemente zu bezeichnen, die den Figuren gemein sind. Es wird in Betracht gezogen, dass die in einer Ausführungsform offenbarten Elemente ohne besondere Angabe vorteilhaft auf andere Ausführungsformen angewendet werden können.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird auf die Ausführungsformen der Offenbarung Bezug genommen. Es versteht sich jedoch, dass die Offenbarung nicht auf bestimmte beschriebene Ausführungsformen beschränkt ist. Stattdessen wird jede Kombination der folgenden Merkmale und Elemente, unabhängig davon, ob sie sich auf verschiedene Ausführungsformen beziehen oder nicht, zum Implementieren und Ausüben der Offenbarung in Betracht gezogen. Obwohl Ausführungsformen der Offenbarung Vorteile gegenüber anderen möglichen Lösungen und/oder gegenüber dem Stand der Technik erzielen können, ist die Offenbarung des Weiteren nicht einschränkend, ob ein bestimmter Vorteil durch eine bestimmte Ausführungsform erreicht wird oder nicht. Die folgenden Gesichtspunkte, Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind daher nur veranschaulichend und gelten nicht als Elemente oder Einschränkungen der beiliegenden Ansprüche, es sei denn, sie werden ausdrücklich in einem oder mehreren Ansprüchen angegeben. Ebenso soll eine Bezugnahme auf „die Offenbarung“ nicht als Verallgemeinerung eines hierin offenbarten erfinderischen Gegenstands ausgelegt werden und soll nicht als Element oder Einschränkung der beiliegenden Ansprüche betrachtet werden, es sei denn, dies wird ausdrücklich in einem oder mehreren Ansprüchen angegeben.
Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung beziehen sich allgemein auf Magnetaufzeichnungsköpfe von Magnetaufzeichnungsvorrichtungen. Ein Magnetlesekopf schließt eine erste Pinning-Schicht ein, die magnetisch in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, sodass eine Magnetisierung der ersten Pinning-Schicht auf die erste Richtung ausgerichtet ist. Die erste Richtung ist senkrecht zu einer dem Medium zugewandten Oberfläche (MFS) und ist parallel zu einer Streifenhöhenrichtung des Lesers. Der Magnetlesekopf schließt außerdem eine zweite Pinning-Schicht ein, die über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet ist und magnetisch in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Die zweite Pinning-Schicht ist magnetisch in der zweiten Richtung ausgerichtet, sodass eine Magnetisierung der zweiten Pinning-Schicht mit der zweiten Richtung ausgerichtet ist. Der Magnetlesekopf schließt eine hintere harte Vormagnetisierung ein, die relativ gesehen auswärts einer oder mehreren der ersten Pinning-Schicht oder der zweiten Pinning-Schicht angeordnet ist. Die hintere harte Vormagnetisierung ist magnetisch ausgerichtet, um ein Magnetfeld in einer Vormagnetisierungsrichtung zu erzeugen. Die Vormagnetisierungsrichtung weist in die gleiche Richtung wie die erste Richtung oder die zweite Richtung. Der Magnetlesekopf schließt keine antiferromagnetische (AFM) Schicht zwischen einer unteren Abschirmung und einer oberen Abschirmung ein.
Es versteht sich, dass der hierin erörterte Magnetaufzeichnungskopf sowohl auf eine Datenspeicherungsvorrichtung, wie ein Festplattenlaufwerk (HDD), als auch auf ein Bandlaufwerk, wie ein eingebettetes Bandlaufwerk (TED) oder ein einsetzbares Bandmedienlaufwerk, anwendbar ist. Ein Beispiel-TED wird in der Parallelpatentanmeldung mit dem Titel „Tape Embedded Drive“, US-Anmeldung Nr. 16/365,034 , eingereicht am 31. März 2019, die an denselben Abtretungsempfänger dieser Anmeldung abgetreten wurde, beschrieben, welche hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird. Insofern dient jede Bezugnahme in der detaillierten Beschreibung auf ein HDD- oder Bandlaufwerk lediglich exemplarischen Zwecken und soll die Offenbarung nicht einschränken, sofern sie nicht explizit beansprucht wird. Ferner soll eine Bezugnahme auf oder Ansprüche, die auf magnetische Aufzeichnungsvorrichtungen gerichtet sind, sowohl HDD- als auch Bandlaufwerke einschließen, sofern nicht explizit HDD- oder Bandlaufwerksvorrichtungen beansprucht werden.
Es versteht sich auch, dass hierin offenbarte Gesichtspunkte, wie die magnetoresistiven Vorrichtungen, auch in anderen Magnetsensoranwendungen als HDDs und Bandmedienlaufwerken, wie TEDs, verwendet werden können, wie anderen spintronischen Vorrichtungen als HDDs und Bandmedienlaufwerken. Als ein Beispiel können hierin offenbarte Gesichtspunkte in magnetischen Elementen in magnetoresistiven Direktzugriffsspeichervorrichtungen (MRAM-Vorrichtungen) (z. B. magnetische Tunnelübergänge als Teil von Speicherelementen), Magnetsensoren oder anderen spintronischen Vorrichtungen verwendet werden.
1 ist eine schematische Veranschaulichung einer Magnetaufzeichnungsvorrichtung 100 einschließlich eines Magnetschreibkopfs und eines Magnetlesekopfs, gemäß einer Implementierung. Die Magnetaufzeichnungsvorrichtung 100 ist ein Magnetmedienlaufwerk. Die Magnetaufzeichnungsvorrichtung 100 kann ein einzelnes Laufwerk/eine einzelne Vorrichtung sein oder mehrere Laufwerke/Vorrichtungen einschließen. Die Magnetaufzeichnungsvorrichtung 100 schließt ein Magnetaufzeichnungsmedium ein, wie eine oder mehrere drehbare Magnetplatten 112, die auf einer Spindel 114 gelagert sind und von einem Antriebsmotor 118 gedreht werden. Zur besseren Veranschaulichung wird ein einzelnes Plattenlaufwerk gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Die Magnetaufzeichnung auf jeder Magnetplatte 112 erfolgt in Form von beliebigen geeigneten Mustern von Datenspuren, wie ringförmige Muster von konzentrischen Datenspuren auf der Magnetplatte 112.
Mindestens ein Schieber 113 ist in der Nähe der Magnetplatte 112 positioniert. Jeder Schieber 113 unterstützt eine Kopfbaugruppe 121 einschließlich eines oder mehrerer Magnetaufzeichnungsköpfe (zum Beispiel Lese-/Schreibköpfe), wie einen Schreibkopf und wie einen Lesekopf einschließlich einer TMR-Vorrichtung. Wenn sich die Magnetplatte 112 dreht, bewegt sich der Schieber 113 radial nach innen und außen über die Plattenoberfläche 122, sodass die Kopfbaugruppe 121 auf unterschiedliche Spuren der Magnetplatte 112 zugreifen kann, in welche die gewünschten Daten geschrieben oder gelesen werden. Jeder Schieber 113 ist über eine Aufhängung 115 an einem Aktuatorarm 119 befestigt. Die Aufhängung 115 stellt eine geringe Federkraft bereit, die den Schieber 113 in Richtung der Plattenoberfläche 122 vorspannt. Jeder Aktuatorarm 119 ist an einen Aktuator 127 befestigt. Der Aktuator 127, wie in 1 gezeigt, kann ein Schwingspulenmotor (VCM) sein. Der VCM schließt eine Spule ein, die innerhalb eines festen Magnetfeldes beweglich ist, wobei die Richtung und Geschwindigkeit der Spulenbewegungen durch die Motorstromsignale gesteuert werden, die von einer Steuereinheit 129 geliefert werden.
Während des Betriebs der Magnetaufzeichnungsvorrichtung 100 erzeugt die Drehung der Magnetplatte 112 ein Luft- oder Gaslager zwischen dem Schieber 113 und der Plattenoberfläche 122, das eine nach oben gerichtete Kraft oder einen Auftrieb auf den Schieber 113 ausübt. Das Luft- oder Gaslager gleicht somit die geringe Federkraft der Aufhängung 115 aus und stützt den Schieber 113 im Normalbetrieb mit einem geringen, im Wesentlichen konstanten Abstand von und leicht über der Plattenoberfläche 122 ab.
Die verschiedenen Komponenten der Magnetaufzeichnungsvorrichtung 100 werden im Betrieb durch Steuersignale, wie Zugriffssteuersignale und interne Taktsignale, gesteuert, die von der Steuereinheit 129 erzeugt werden. Die Steuereinheit 129 schließt logische Steuerschaltungen, wie Speicherungsmittel und einen Mikroprozessor, ein. Die Steuereinheit 129 erzeugt Steuersignale zum Steuern verschiedener Systemvorgänge, wie Antriebsmotor-Steuersignale auf Leitung 123 und Kopfposition- und Suchlauf-Steuersignale auf Leitung 128. Die Steuersignale auf Leitung 128 stellen die gewünschten Stromprofile bereit, um den Schieber 113 optimal zu der gewünschten Datenspur auf der Platte 112 zu bewegen und zu positionieren. Schreib- und Lesesignale werden mittels des Aufzeichnungskanals 125 zu und von der Kopfbaugruppe 121 übermittelt. In einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, kann das Magnetmedienlaufwerk aus 1 weiterhin eine Vielzahl von Medien oder Platten, eine Vielzahl von Aktuatoren und/oder eine Vielzahl von Schiebern einschließen.
2 ist eine schematische Veranschaulichung einer seitlichen Querschnittsansicht einer Kopfbaugruppe 200, die der Magnetplatte 112 oder einem anderen magnetischen Speicherungsmedium zugewandt ist, gemäß einer Implementierung. Die Kopfbaugruppe 200 kann der in 1 beschriebenen Kopfbaugruppe 121 entsprechen. Die Kopfbaugruppe 200 schließt eine dem Medium zugewandte Oberfläche (MFS) 212, wie eine Luftlageroberfläche (ABS), ein, die der Magnetplatte 112 zugewandt ist. Wie in 2 gezeigt, bewegt sich die Magnetplatte 112 relativ in die durch den Pfeil 232 angezeigte Richtung, und die Kopfbaugruppe 200 bewegt sich relativ in die durch den Pfeil 233 angezeigte Richtung.
Die Kopfbaugruppe 200 schließt einen Magnetlesekopf 211 ein. Der Magnetlesekopf 211 schließt ein Abtastelement 204 ein, das zwischen Abschirmungen S1 und S2 angeordnet ist. Das Abtastelement 204 und die Abschirmungen S1 und S2 haben die MFS 212, die der Magnetplatte 112 zugewandt ist. Das Abtastelement 204 ist eine TMR-Vorrichtung, welche die Magnetfelder der aufgezeichneten Bits, wie senkrecht aufgezeichnete Bits oder längs aufgezeichnete Bits, in der Magnetplatte 112 durch einen TMR-Effekt abtastet. In einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, beträgt der Abstand zwischen den Abschirmungen S1 und S2 20 nm oder weniger.
Die Kopfbaugruppe 200 schließt einen Schreibkopf 210 ein. Der Schreibkopf 210 schließt einen Hauptpol 220, eine vordere Abschirmung 206 und eine hintere Abschirmung (TS) 240 ein. Der Hauptpol 220 weist ein magnetisches Material auf und dient als eine Hauptelektrode. Jedes von dem Hauptpol 220, der vorderen Abschirmung 206 und der hinteren Abschirmung (TS) 240 weisen jeweils einen vorderen Abschnitt an der MFS auf. Der Schreibkopf 210 schließt eine Spule 218 um den Hauptpol 220 ein, die den Hauptpol 220 erregt, um ein Schreibmagnetfeld zum Beeinflussen eines Magnetaufzeichnungsmediums der drehbaren Magnetplatte 112 zu erzeugen. Die Spule 218 kann eine spiralförmige Struktur oder ein oder mehrere Sätze von Flachstrukturen sein. Die TS 240 schließt ein magnetisches Material ein, das als ein Rückpol für den Hauptpol 220 dient. Die vordere Abschirmung 206 kann eine elektromagnetische Abschirmung bereitstellen und ist durch einen vorderen Spalt 254 von dem Hauptpol 220 getrennt.
3A ist eine schematische Veranschaulichung einer Seitenansicht eines Magnetlesekopfs 300 gemäß einer Implementierung und kann als der in 2 gezeigte Magnetlesekopf 211 verwendet werden. Die gezeigte Seitenansicht ist eine Halsansicht oder eine Scheitelansicht des Magnetlesekopfs 300. Der Magnetlesekopf 300 schließt einen Magnetsensor 301 ein, der zwischen einer unteren Abschirmung S1 und einer oberen Abschirmung S2 sandwichartig angeordnet ist. Der Magnetsensor 301 schließt eine Keimschicht 303, die auf und über der unteren Abschirmung S1 ausgebildet ist, und eine erste Pinning-Schicht 305, die auf und über der Keimschicht 303 ausgebildet ist, ein. Eine zweite Pinning-Schicht 307 ist über der ersten Pinning-Schicht 305 ausgebildet, und eine Abstandshalterschicht 309 ist zwischen der ersten Pinning-Schicht 305 und der zweiten Pinning-Schicht 307 ausgebildet. Eine freie Schicht 311 ist über der zweiten Pinning-Schicht 307 ausgebildet, und eine Barriereschicht 315 ist zwischen der freien Schicht 311 und der zweiten Pinning-Schicht 307 ausgebildet. Zwischen der freien Schicht 311 und der oberen Abschirmung S2 ist eine Deckschicht 313 ausgebildet. Die obere Abschirmung S2 ist über der freien Schicht 311 und über der Deckschicht 313 ausgebildet.
In 3A wurde die Querschnittsschraffur für die Deckschicht 313, die Barriereschicht 315 und die Abstandshalterschicht 309 zur leichteren visuellen Bezugnahme weggelassen.
Der Magnetlesekopf 300 schließt eine dem Medium zugewandte Oberfläche (MFS) 312, wie eine Luftlageroberfläche (ABS), ein. Die inneren Enden der Keimschicht 303, der ersten Pinning-Schicht 305, der Abstandshalterschicht 309, der zweiten Pinning-Schicht 307, der Barriereschicht 315, der freien Schicht 311 und der Deckschicht 313 sind jeweils an der MFS 312 angeordnet. Als ein Beispiel ist ein inneres Ende 317 der ersten Pinning-Schicht 305 an der MFS 312 angeordnet, und ein inneres Ende 319 der freien Schicht ist an der MFS 312 angeordnet. Ein äußeres Ende 321 der ersten Pinning-Schicht 305 ist relativ zu der MFS 312 auswärts eines äußeren Endes 350 der zweiten Pinning-Schicht 307 angeordnet. Das äußere Ende 321 der ersten Pinning-Schicht 305 ist ebenfalls auswärts eines äußeren Endes 351 der freien Schicht 311 angeordnet. Das äußere Ende 350 der zweiten Pinning-Schicht 307 und das äußere Ende 351 der freien Schicht 311 sind relativ zu der MFS 312 einwärts des äußeren Endes 321 der ersten Pinning-Schicht 305 angeordnet.
Die Keimschicht 303 ist aus einem Material gebildet, das eines oder mehrere von Ta, W (Wolfram), Ru, Cr, Co, Ti und/oder Hf einschließt. Jede der ersten Pinning-Schicht 305 und der zweiten Pinning-Schicht 307 ist magnetisch und ist aus einem Material ausgebildet, das eines oder mehrere von Co, Fe, B, Ni und/oder einer Legierung davon einschließt. In einem Beispiel schließen die erste Pinning-Schicht 305 und/oder die zweite Pinning-Schicht 307 eine Legierung, wie CoFe oder NiFe, ein. Die Abstandshalterschicht 309 ist nichtmagnetisch und aus einem metallischen Material ausgebildet. In einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, ist das Metallmaterial der Abstandshalterschicht 309 Ru. Die Abstandshalterschicht 309 weist eine Dicke T2 auf. Die Dicke T2 liegt in einem Bereich von 4 Å bis 9 Å. In einem Beispiel liegt die Dicke T2 innerhalb eines Bereichs von 4 Å bis 5 Å oder innerhalb eines Bereichs von 8 Å bis 9 Å. Die Abstandshalterschicht 309 ermöglicht, dass die Magnetisierungen der ersten und zweiten Pinning-Schichten 305, 307 antiparallel zueinander sind. In einem Beispiel ermöglicht die Abstandshalterschicht 309 eine RKKY-Wechselwirkung zwischen den ersten und zweiten Pinning-Schichten 305, 307. Die Barriereschicht 512 ist nichtmagnetisch und schließt MgO, Aluminiumoxid (AlxOx), wie Al2O3, oder ein anderes geeignetes Isoliermaterial ein. Die Deckschicht 313 schließt eines oder mehrere von W, Ta, Ru, Cr, Ti, Hf und/oder jedes andere geeignete Deckmaterial ein. Die freie Schicht 311 ist aus einem Material ausgebildet, das eines oder mehrere von Ni, Fe, Co, B und/oder Hf einschließt.
Der Magnetlesekopf 300 schließt eine hintere harte Vormagnetisierung (RHB) 323 ein, die relativ zu der MFS 312 auswärts der ersten Pinning-Schicht 305 angeordnet ist. In einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, schließt die RHB 323 eine Keimschicht 324 (gezeigt als gestrichelte Linie), eine Magnetschicht 325, die auf der Keimschicht 324 ausgebildet ist, und eine nichtmagnetische Deckschicht 327 (gezeigt als gestrichelte Linie), die auf der Magnetschicht 325 ausgebildet ist, ein. Die Keimschicht 324 kann der Keimschicht 303 zwischen der ersten Pinning-Schicht 305 und der unteren Abschirmung S1 ähnlich sein oder sich von ihr unterscheiden und kann einen oder mehrere Gesichtspunkte, Merkmale, Komponenten und/oder Eigenschaften der Keimschicht 303 einschließen. Ein oberes Ende 326 der RHB 323 ist mit einem oberen Ende 329 der ersten Pinning-Schicht 305 entlang der Dickenrichtung ausgerichtet (in 3A als gestrichelte Linie 326' gezeigt) oder darüber (wie in 3A gezeigt). In einem Beispiel schließt das obere Ende 326 der RHB 323 die nichtmagnetische Deckschicht 327 aus, sodass das obere Ende 326 der RHB 323 das obere Ende der Magnetschicht 325 ist. Ein unteres Ende 337 der Magnetschicht 325 ist mit oder unter einem unteren Ende 338 der ersten Pinning-Schicht 305 ausgerichtet. Ein unteres Ende der RHB 323, wie das untere Ende 337 der Magnetschicht 325 oder ein unteres Ende der Keimschicht 324, kann mit oder unter einem unteren Ende der Keimschicht 303 ausgerichtet sein. Ein unteres Ende der RHB 323, wie das untere Ende 337 der Magnetschicht 325 oder das untere Ende der Keimschicht 324, kann sich in die untere Abschirmung S1 erstrecken. Das obere Ende 326 der RHB 323 liegt entlang der Dickenrichtung unter einem oberen Ende 331 der zweiten Pinning-Schicht 307. Die vorliegende Offenbarung sieht vor, dass das obere Ende 326 der RHB 323 mit oder über dem oberen Ende 331 der zweiten Pinning-Schicht 307 ausgerichtet sein kann. Das obere Ende 326 der RHB 323 kann mit oder über einem oberen Ende der Abstandshalterschicht 309 ausgerichtet sein. Der Magnetsensor 301 des Magnetlesekopfs 300 schließt außerdem ein Isoliermaterial 333 ein, das über der RHB 323, über einem äußeren Abschnitt der ersten Pinning-Schicht 305, ausgebildet ist. Das Isoliermaterial 333 ist außerdem auswärts der Abstandshalterschicht 309, der zweiten Pinning-Schicht 307, der Barriereschicht 315, der freien Schicht 311 und der Deckschicht 313 ausgebildet. Der Magnetlesekopf 300 schließt außerdem eine Isolierschicht 370 ein, die zwischen der RHB 323 und der ersten Pinning-Schicht 305, zwischen der RHB 323 und der zweiten Pinning-Schicht 307, zwischen der RHB 323 und der Abstandshalterschicht 309 und zwischen der RHB 323 und der Keimschicht 303 ausgebildet ist. Der Magnetlesekopf 300 schließt außerdem eine Isolierschicht 371 ein, die zwischen der RHB 323 und der unteren Abschirmung S1 ausgebildet ist. Die RHB 323 wird unter Verwendung der Isolierschicht 370 von der ersten Pinning-Schicht 305 getrennt. In 3A wurde die Querschnittsschraffur für die Isolierschicht 370 und die Isolierschicht 371 zur leichteren visuellen Bezugnahme weggelassen.
Die Magnetschicht 325 der RHB 323 ist aus einem Material mit hoher Koerzitivfeldstärke ausgebildet, wie einem Material, das eines oder mehrere von Co, Pt und/oder Cr, wie CoPt oder CoPtCr, einschließt. Das Isoliermaterial 333 ist aus einem Material ausgebildet, das MgO, Aluminiumoxid (AlxOx), Siliciumoxid (SixOx), Siliciumnitrid (SixNx) oder ein beliebiges anderes geeignetes Isoliermaterial einschließt. Die RHB 323 hat eine Dicke T1, die 50 nm oder weniger, wie 20 nm, beträgt.
Die Schichten 303, 305, 307, 309, 311, 313 und 315 werden auf der unteren Abschirmung S1 unter Verwendung eines Abscheideprozesses wie physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD), Sputtern, lonenstrahlabscheidung (IBD), galvanischer Abscheidung, Atomlagenabscheidung (ALD) oder chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) ausgebildet. Die Schichten des Magnetsensors 301 werden gefräst (z. B. durch lonenfräsen) oder geätzt, um Öffnungen für die RHB 323 und das Isoliermaterial 333 auszubilden. Anschließend werden die Öffnungen unter Verwendung eines oder mehrerer Abscheideprozesse mit der Isolierschicht 370, der Isolierschicht 371, der RHB 323 und der Isolierschicht 333 wieder aufgefüllt. In einem Beispiel wird ein vollständiges Fräsen, das sich vollständig von einer Seite der Schichten zu einer gegenüberliegenden Seite der Schichten in Spurbreitenrichtung erstreckt, in Spurbreitenrichtung durchgeführt; ein teilweises Fräsen, das an dem oder über dem oberen Ende 329 der ersten Pinning-Schicht 305 endet, wird in Dickenrichtung durchgeführt; und ein vollständiges Fräsen, das an oder in der unteren Abschirmung S1 endet, wird in der Dickenrichtung auswärts der ersten Pinning-Schicht 305 durchgeführt.
Die Magnetisierungen der ersten Pinning-Schicht 305 und der zweiten Pinning-Schicht 307 sind in einer antiparallelen Ausrichtung zueinander ausgerichtet. Die erste Pinning-Schicht 305 ist magnetisch in einer ersten Richtung D1 ausgerichtet. Die erste Pinning-Schicht 305 ist magnetisch so ausgerichtet, dass eine Magnetisierung der ersten Pinning-Schicht 305 mit der ersten Richtung D1 ausgerichtet ist. Die erste Richtung D1 weist auswärts und weg von der MFS 312, ist senkrecht zu der MFS 312 und ist parallel zur Streifenhöhenrichtung. Die zweite Pinning-Schicht 307 ist magnetisch in einer zweiten Richtung D2 ausgerichtet, die der ersten Richtung D1 entgegengesetzt ist. Die zweite Pinning-Schicht 307 ist magnetisch so ausgerichtet, dass eine Magnetisierung der zweiten Pinning-Schicht 307 mit der zweiten Richtung D2 ausgerichtet ist. Die Magnetschicht 325 der RHB 323 ist so ausgerichtet, dass sie ein Magnetfeld in einer Vormagnetisierungsrichtung D3 erzeugt. Die Vormagnetisierungsrichtung D3 weist entlang der Streifenhöhenrichtung in die gleiche Richtung wie die erste Richtung D1. Die erste Richtung D1 weist auswärts und weg von der MFS 312. Die zweite Richtung D2 weist einwärts und in Richtung der MFS 312. Die Vormagnetisierungsrichtung D3 weist auswärts, weg von der MFS 312 und weg von der ersten Pinning-Schicht 305.
Das Magnetfeld in der Vormagnetisierungsrichtung D3 übt eine Magnetkraft auf die erste Pinning-Schicht 305 aus und stabilisiert die Magnetisierung der ersten Pinning-Schicht 305. Aufgrund der antiparallelen Kopplung zwischen der ersten und zweiten Pinning-Schicht 305, 307, die unter Verwendung der Abstandshalterschicht 309, welche die Dicke T2 einschließt, ermöglicht wird, wird die Magnetisierung in der zweiten Richtung D2 um 180 Grad relativ zu der Magnetisierung der ersten Pinning-Schicht 305 in der ersten Richtung D1 ausgerichtet. Die Magnetisierungen werden auch im Wesentlichen in der ersten und zweiten Richtung D1, D2 aufrechterhalten. Die RHB 323 übt eine Magnetkraft auf die erste Pinning-Schicht 305 aus, die größer ist als jede Magnetkraft, falls vorhanden, die von der RHB 323 auf die zweite Pinning-Schicht 307 ausgeübt wird. Eine hohe Formanisotropie (aufgrund einer nachstehend beschriebenen großen Höhe H1) und ein entlang der Streifenhöhenrichtung induziertes transversales Hk (aufgrund von Druckspannungen und positiven magnetostriktiven Eigenschaften der ersten und zweiten Pinning-Schicht 305, 307) auf den ersten und zweiten Pinning-Schichten 305, 307 stabilisieren die Magnetisierungen der ersten und der zweiten Pinning-Schicht 305, 307 weiter.
Die vorliegende Offenbarung sieht vor, dass die erste Richtung D1, die zweite Richtung D2 und die Vormagnetisierungsrichtung D3 umgekehrt werden können, sodass die zweite Richtung D2 auswärts zeigt und die erste Richtung D1 und die Vormagnetisierungsrichtung D3 einwärts zeigen.
Die erste Pinning-Schicht 305 schließt eine Höhe H1 in Streifenhöhenrichtung ein. Die Höhe H1 ist größer als die jeweiligen Höhen der Abstandshalterschicht 309, der zweiten Pinning-Schicht 307, der Barriereschicht 315, der freien Schicht 311 und der Deckschicht 313. Die Höhe H1 beträgt 100 nm oder weniger, wie innerhalb eines Bereichs von 30 nm bis 90 nm. In einem Beispiel beträgt die Höhe H1 mindestens das Doppelte einer Höhe der zweiten Pinning-Schicht 307. In einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, kann die Höhe H1 der ersten Pinning-Schicht 305 etwa den jeweiligen Höhen der Abstandshalterschicht 309, der zweiten Pinning-Schicht 307, der Barriereschicht 315, der freien Schicht 311 und der Deckschicht 313 entsprechen. In einer solchen Ausführungsform kann eine Höhe der RHB 323 in der Streifenhöhenrichtung größer sein als in der in 3A gezeigten Implementierung und entspricht etwa einer Höhe des Isoliermaterials 333 in der Streifenhöhenrichtung. In einer solchen Ausführungsform ist das obere Ende 326 der RHB 323 mit oder unter dem oberen Ende 329 der ersten Pinning-Schicht 305 ausgerichtet. In einem Beispiel schließt das obere Ende 326 der RHB 323 die nichtmagnetische Deckschicht 327 aus, sodass das obere Ende 326 der RHB 323 das obere Ende der Magnetschicht 325 ist. In einer solchen Ausführungsform kann eine Höhe der Keimschicht 303 geringer sein als in der in 3A gezeigten Implementierung und entspricht etwa der Höhe H1 der ersten Pinning-Schicht 305 und etwa den jeweiligen Höhen der Abstandshalterschicht 309, der zweiten Pinning-Schicht 307, der Barriereschicht 315, der freien Schicht 311 und der Deckschicht 313. In der in 3A gezeigten Implementierung ist die Höhe der RHB 323 geringer als die Höhe des Isoliermaterials 333.
3B ist eine schematische Veranschaulichung einer Draufsicht auf den in 3A gezeigten Magnetlesekopf 300, gemäß einer Implementierung. Die obere Abschirmung S2 und die Deckschicht 313 sind in 3B weggelassen. Der Magnetlesekopf 300 schließt in der Spurbreitenrichtung auf beiden Seiten der ersten Pinning-Schicht 305, der zweiten Pinning-Schicht 307 und der freien Schicht 311 ein weiches Vormagnetisierungsmaterial (SB-Material) oder hartes Vormagnetisierungsmaterial (HB-Material) ein. Die SB auf beiden Seiten liegen in Form eines ersten weichen Vormagnetisierungsmaterials (oder ersten Seitenabschirmung) 340 auf einer ersten Seite der Schichten 305, 307, 311 und eines zweiten weichen Vormagnetisierungsmaterials (oder zweiten Seitenabschirmung) 342 auf einer zweiten Seite der Schichten 305, 307, 311 vor. Das Isoliermaterial 333 ist in Spurbreitenrichtung auf beiden Seiten der RHB 323 und der ersten Pinning-Schicht 305 ausgebildet. Der Magnetlesekopf 300 schließt außerdem eine Isolierschicht 373 und eine auf beiden Seiten der Schichten 305, 307, 311 angeordnet Isolierschicht 374 ein. Die Isolierschicht 373 ist zwischen den Schichten 305, 307, 311 und der ersten Seitenabschirmung 340 angeordnet und trennt die Schichten 305, 307, 311 von der ersten Seitenabschirmung 340. Die Isolierschicht 374 ist zwischen den Schichten 305, 307, 311 und der zweiten Seitenabschirmung 342 angeordnet und trennt die Schichten 305, 307, 311 von der zweiten Seitenabschirmung 342.
3C ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorderansicht des in 3A gezeigten Magnetlesekopfs 300, gemäß einer Implementierung. Die Vorderansicht ist eine MFS-Ansicht, wie eine ABS-Ansicht. Die erste Seitenabschirmung 340 und die zweite Seitenabschirmung 342 sind beide so ausgerichtet, dass sie Magnetfelder M1, M2 in der gleichen Richtung entlang der Spurbreitenrichtung erzeugen. Jede der ersten Seitenabschirmung 340 und der zweiten Seitenabschirmung 342 schließt eine Einzelmaterialschichtstruktur (wie in 3C gezeigt) ein, die zwischen der oberen Abschirmung S2 und der unteren Abschirmung S1 angeordnet ist. Isolierschichten 379, 380 sind jeweils zwischen Keimschichten 375, 376 und der unteren Abschirmung S1 ausgebildet. In einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, sind die erste Seitenabschirmung 340 und die zweite Seitenabschirmung 342 direkt mit der oberen Abschirmung S2 gekoppelt und von der unteren Abschirmung S1 durch Schichten, wie die Isolierschichten 373, 374, die Isolierschichten 379, 380 und/oder die Keimschichten 375, 376, getrennt. Die erste Seitenabschirmung 340 und die zweite Seitenabschirmung 342 sind unter Verwendung der Isolierschichten 373, 374, der Isolierschichten 379, 380 und/oder der Keimschichten 375, 376 von der unteren Abschirmung S1 entkoppelt. Die Isolierschichten 379, 380 und die Isolierschichten 373, 374 isolieren die jeweilige erste und zweite Seitenabschirmung 340, 342 von der unteren Abschirmung S1. In einem Beispiel wird ein weiches Vormagnetisierungsmaterial (SB-Material) für die erste und die zweite Seitenabschirmung 340, 342 verwendet. In einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, schließt jede der ersten und zweiten Seitenabschirmungen 340, 342 ein hartes Vormagnetisierungsmaterial (HB-Material) ein, und jede der ersten und zweiten Seitenabschirmungen 340, 342 ist sowohl von der unteren Abschirmung S1 (unter Verwendung der Isolierschichten 373, 374) als auch von der oberen Abschirmung S2 (unter Verwendung von als gestrichelte Linie gezeigte Deckschichten 377, 378) isoliert. Die Einzelmaterialschichtstruktur jeder der ersten und der zweiten Seitenabschirmung 340, 342 ist aus einem einzelnen Material ausgebildet. Die Einzelmaterialschichtstruktur kann eine einzelne Schicht, die aus einem einzelnen Material ausgebildet ist, oder eine Vielzahl von Schichten, die aus dem einzelnen Material ausgebildet sind und magnetisch direkt miteinander gekoppelt sind, einschließen. In einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, schließt das einzelne Material ein weiches Vormagnetisierungsmaterial (SB-Material) ein, das ein weichmagnetisches Material ist. In einem Beispiel schließt das einzelne Material eines oder mehrere von Ni, Fe, Co oder Cr, Pt, Hf und/oder eine Legierung davon ein. Die erste und zweite Seitenabschirmung 340, 342 ermöglichen eine geringere Komplexität relativ zu Konfigurationen, wie Konfigurationen mit zwei freien Schichten des Lesers, bei denen eine Abschirmung mit einer weichen Vormagnetisierung aus einer synthetischen antiferromagnetischen Schicht (SAF) auf die Barriereschicht 315 ausgerichtet ist. Die erste und zweite Seitenabschirmung 340, 342 ermöglichen außerdem die Verwendung einer größeren RHB 323. In 3C wurde die Querschnittsschraffur für die Keimschichten 375, 376, die Isolierschichten 379, 380 und die Isolierschichten 373, 374 zur leichteren visuellen Bezugnahme weggelassen.
In 3C wurde die Querschnittsschraffur für die Deckschicht 313, die Barriereschicht 315 und die Abstandshalterschicht 309 zur leichteren visuellen Bezugnahme weggelassen.
4A ist eine schematische Veranschaulichung einer Seitenansicht eines Magnetlesekopfs 400 gemäß einer Implementierung und kann als der in 2 gezeigte Magnetlesekopf 211 verwendet werden. Die gezeigte Seitenansicht ist eine Halsansicht oder eine Scheitelansicht des Magnetlesekopfs 400. Der Magnetlesekopf 400 ähnelt dem in 3A veranschaulichten Magnetlesekopf 300 und schließt einen oder mehrere der Gesichtspunkte, Merkmale, Komponenten und/oder Eigenschaften davon ein. Der Magnetlesekopf 400 ist ein Lesekopf und kann wie der in 2 gezeigte Magnetlesekopf 211 verwendet werden. Der Magnetlesekopf 400 schließt einen Magnetsensor 401 ein, der zwischen der unteren Abschirmung S1 und der oberen Abschirmung S2 sandwichartig angeordnet ist. Der Magnetsensor 401 ähnelt dem in 3A veranschaulichten Magnetsensor 301 und schließt einen oder mehrere der Gesichtspunkte, Merkmale, Komponenten und/oder Eigenschaften davon ein.
Der Magnetsensor 401 schließt eine erste Pinning-Schicht 405 ein, die der in 3A gezeigten ersten Pinning-Schicht 305 ähnlich ist, jedoch magnetisch in einer ersten Richtung D4 ausgerichtet ist, die auswärts und weg von der MFS 312 weist. Eine Magnetisierung der ersten Pinning-Schicht 305 erfolgt in der ersten Richtung D4. Der Magnetsensor 401 schließt eine Abstandshalterschicht 409 ein, die der in 3A gezeigten Abstandshalterschicht 309 ähnlich ist, jedoch eine Höhe einschließt, die etwa der Höhe H1 der ersten Pinning-Schicht 405 entspricht. Die Abstandshalterschicht 409 schließt außerdem ein äußeres Ende ein, das mit dem äußeren Ende 321 der ersten Pinning-Schicht 405 ausgerichtet ist. Der Magnetsensor 401 schließt eine zweite Pinning-Schicht 407 ein, die der in 3A gezeigten zweiten Pinning-Schicht 407 ähnlich ist, jedoch magnetisch in einer zweiten Richtung D5 ausgerichtet ist, die einwärts und in Richtung der MFS 312 weist. Eine Magnetisierung der zweiten Pinning-Schicht 407 erfolgt in der zweiten Richtung D5. Die zweite Pinning-Schicht 407 schließt außerdem eine Höhe ein, die etwa der Höhe H1 der ersten Pinning-Schicht 405 entspricht. Die zweite Pinning-Schicht 407 schließt ebenfalls ein äußeres Ende 450 ein. Das äußere Ende 450 ist einwärts des äußeren Endes 321 der ersten Pinning-Schicht 405 angeordnet (wie in 4A gezeigt) oder ist mit dem äußeren Ende 321 der ersten Pinning-Schicht 405 ausgerichtet.
In 4A wurde die Querschnittsschraffur für die Deckschicht 313, die Barriereschicht 315 und die Abstandshalterschicht 409 zur leichteren visuellen Bezugnahme weggelassen.
Der Magnetlesekopf 400 schließt eine hintere harte Vormagnetisierung (RHB) 423 ein, die ähnlich der in 3A gezeigten RHB 323 ist, jedoch ausgerichtet ist, um ein Magnetfeld in einer Vormagnetisierungsrichtung D6 zu erzeugen, die in dieselbe Richtung wie die zweite Richtung D5 der zweiten Pinning-Schicht 407 weist. Die Vormagnetisierungsrichtung D6 weist einwärts und in Richtung der zweiten Pinning-Schicht 407. Ein unteres Ende 444 der RHB 423 ist mit (wie in 4A gezeigt) oder über (wie in 4A als gestrichelte Linie 444' gezeigt) einem unteren Ende 445 der zweiten Pinning-Schicht 407 ausgerichtet. In einer Ausführungsform, die mit anderen Ausführungsformen kombiniert werden kann, schließt das untere Ende 444 der RHB 423 eine Keimschicht der RHB 423 aus, sodass das untere Ende 444 ein unteres Ende einer Magnetschicht der RHB 423 ist. In einer solchen Ausführungsform kann die RHB 423 die Keimschicht, auf der die Magnetschicht der RHB 423 ausgebildet ist, einschließen. Das untere Ende 444 der RHB 423 liegt unter einem oberen Ende 446 der zweiten Pinning-Schicht 407. Ein oberes Ende 426 der RHB 423 liegt über dem oberen Ende 446 der zweiten Pinning-Schicht 407. In einem Beispiel schließt das obere Ende 426 der RHB 423 eine nichtmagnetische Deckschicht der RHB 423 aus, sodass das obere Ende 426 der RHB 423 das obere Ende einer Magnetschicht der RHB 423 ist. In einer solchen Ausführungsform kann die RHB 423 die nichtmagnetische Deckschicht, die auf der Magnetschicht der RHB 423 ausgebildet ist, einschließen. Der Magnetlesekopf 400 schließt eine Isolierschicht 470 zwischen der zweiten Pinning-Schicht 407 und der RHB 423 ein, welche die RHB 423 von der zweiten Pinning-Schicht 407 trennt. Die Isolierschicht 470 trennt außerdem die RHB 423 von der Abstandshalterschicht 409.
Die Schichten 303, 405, 407, 409, 311, 313 und 315 werden auf der unteren Abschirmung S1 unter Verwendung eines Abscheidungsprozesses wie physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD), Sputtern, lonenstrahlabscheidung (IBD), galvanischer Abscheidung, Atomlagenabscheidung (ALD) oder chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) ausgebildet. Die Schichten des Magnetsensors 401 werden gefräst (z. B. durch lonenfräsen) oder geätzt, um Öffnungen für die Isolierschicht 470, die RHB 423 und das Isoliermaterial 433 zu bilden. Anschließend werden die Öffnungen unter Verwendung eines oder mehrerer Abscheidungsprozesse mit der Isolierschicht 470, der RHB 423 und dem Isoliermaterial 433 wieder aufgefüllt. Die Isolierschicht 470 wird vor der RHB 423 und dem Isoliermaterial 433 abgeschieden, um die RHB 423 elektrisch von der zweiten Pinning-Schicht 407 und der Abstandshalterschicht 409 zu isolieren. Das Isoliermaterial 433 schließt einen ersten Abschnitt ein, der unter der RHB 423 angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt, der über der RHB 423 angeordnet ist. Der erste Abschnitt des Isoliermaterials 433 und der zweite Abschnitt des Isoliermaterials 433 können separat abgeschieden werden. Die Isolierschicht 470 steht mit dem ersten Abschnitt des Isoliermaterials 433 und dem zweiten Abschnitt des Isoliermaterials 433 in Kontakt. In einem Beispiel wird ein vollständiges Fräsen, das sich vollständig von einer Seite der Schichten zu einer gegenüberliegenden Seite der Schichten in Spurbreitenrichtung erstreckt, in Spurbreitenrichtung durchgeführt; und ein teilweises Fräsen, das an dem oberen Ende 446 der zweiten Pinning-Schicht 407 endet, wird in Dickenrichtung durchgeführt.
Das Magnetfeld in der Vormagnetisierungsrichtung D6 übt eine Magnetkraft auf die zweite Pinning-Schicht 407 aus und stabilisiert die Magnetisierung der zweiten Pinning-Schicht 407. Eine antiparallele Kopplung zwischen der ersten und zweiten Pinning-Schicht 405 und 407 unter Verwendung der Abstandshalterschicht 409 ermöglicht es außerdem, die Magnetisierung der zweiten Pinning-Schicht 407 in der zweiten Richtung D5 im Wesentlichen bei 180 Grad relativ zu der Magnetisierung in der ersten Richtung D4 der ersten Pinning-Schicht 405 aufrechtzuerhalten. Die Magnetisierungen der ersten und zweiten Pinning-Schicht 405, 407 werden ebenfalls im Wesentlichen in den jeweiligen ersten und zweiten Richtungen D4, D5 aufrechterhalten. Die RHB 423 übt eine Magnetkraft auf die zweite Pinning-Schicht 407 aus, die größer ist als jede Magnetkraft, falls vorhanden, die von der RHB 423 auf die erste Pinning-Schicht 405 ausgeübt wird. Eine hohe Formanisotropie aufgrund großer Höhen (in der Streifenhöhenrichtung) der ersten und zweiten Pinning-Schicht 405, 407 und ein entlang der Streifenhöhenrichtung induziertes transversales Hk (aufgrund von Druckspannungen und positiven magnetostriktiven Eigenschaften der ersten und zweiten Pinning-Schicht 405, 407) auf den ersten und zweiten Pinning-Schichten 405, 407 stabilisieren die Magnetisierungen der ersten und zweiten Pinning-Schicht 405, 407 weiter.
Die vorliegende Offenbarung sieht vor, dass die erste Richtung D4, die zweite Richtung D5 und die Vormagnetisierungsrichtung D6 umgekehrt werden können, sodass die erste Richtung D4 einwärts weist und die zweite Richtung D5 und die Vormagnetisierungsrichtung D6 auswärts weisen.
Der Magnetlesekopf 400 schließt ein Isoliermaterial 433 ein, das dem in 3A gezeigten Isoliermaterial 33 ähnlich ist, jedoch über der RHB 423, unter der RHB 423 und auswärts der Barriereschicht 315, der freien Schicht 311 und der Deckschicht 313 ausgebildet ist. Das Isoliermaterial 433 ist außerdem über einem äußeren Abschnitt der zweiten Pinning-Schicht 407, einem äußeren Abschnitt der Abstandshalterschicht 409 und einem äußeren Abschnitt der ersten Pinning-Schicht 405 ausgebildet. Das Isoliermaterial 433 ist außerdem auswärts der Abstandshalterschicht 409, der ersten Pinning-Schicht 405 und der Keimschicht 303 ausgebildet.
4B ist eine schematische Veranschaulichung einer Draufsicht auf den in 4A gezeigten Magnetlesekopf 400, gemäß einer Implementierung. Die obere Abschirmung S2 und die Deckschicht 313 sind in 4B weggelassen. Der Magnetlesekopf 400 schließt die weiche Vormagnetisierung (SB) in Spurbreitenrichtung auf beiden Seiten der ersten Pinning-Schicht 405, der zweiten Pinning-Schicht 407 und der freien Schicht 311 ein. Die SB auf beiden Seiten liegen in Form der ersten Seitenabschirmung 340 auf einer ersten Seite der Schichten 405, 407, 311 und in Form der zweiten Seitenabschirmung 342 auf einer zweiten Seite der Schichten 405, 407, 311 vor. Das Isoliermaterial 433 ist in Spurbreitenrichtung auf beiden Seiten der RHB 423, der ersten Pinning-Schicht 405 und der zweiten Pinning-Schicht 407 ausgebildet. Der Magnetlesekopf 400 schließt außerdem die Isolierschicht 373 und die Isolierschicht 374 ein, die auf beiden Seiten der Schichten 405 angeordnet sind. Die Isolierschicht 373 ist zwischen den Schichten 405, 407, 311 und der ersten Seitenabschirmung 340 angeordnet und trennt die Schichten 405, 407, 311 von der ersten Seitenabschirmung 340. Die Isolierschicht 374 ist zwischen den Schichten 405, 407, 311 und der zweiten Seitenabschirmung 342 angeordnet und trennt die Schichten 405, 407, 311 von der zweiten Seitenabschirmung 342.
4C ist eine schematische Veranschaulichung einer Vorderansicht des in 4A gezeigten Magnetlesekopfs 400, gemäß einer Implementierung. Die Vorderansicht ist eine M FS-Ansicht, wie eine ABS-Ansicht.
In 4C wurde die Querschnittsschraffur für die Deckschicht 313, die Barriereschicht 315 und die Abstandshalterschicht 409 zur leichteren visuellen Bezugnahme weggelassen.
5A ist eine schematische grafische Veranschaulichung der Magnetleserbreiten mehrerer Fälle von Magnetleseköpfen mit der gleichen physischen Spurbreite von 25 nm, gemäß verschiedenen Implementierungen. Die Magnetleserbreiten werden in nm abgebildet. 5B ist eine schematische grafische Veranschaulichung von Randverhältnissen mehrerer Fälle von Magnetleseköpfen, gemäß verschiedenen Implementierungen. Für den in 5B gezeigten Graphen ist das Randverhältnis als ein Verhältnis der Magnetbreite bei 10 % Amplitude zu dem von 50 % Amplitude des Mikrospurprofils definiert. 5C ist eine schematische grafische Veranschaulichung linearer Auflösungen mehrerer Fälle von Magnetleseköpfen, gemäß verschiedenen Implementierungen. Die linearen Auflösungen sind in Prozentwerten abgebildet.
Fall 1 stellt ein Verwenden eines herkömmlichen Magnetsensors mit einer AFM-Schicht, die in einem Filmstapel mit einem Lesespalt von 25 nm eingeschlossen ist, dar. Fall 2 stellt ein Verwenden eines Magnetsensors mit zwei freien Schichten (die als Konfiguration mit zwei freien Schichten oder DFL-Konfiguration bezeichnet werden kann) mit einem Lesespalt von 20 nm dar. Fall 3 stellt ein Verwenden eines Magnetsensors mit einer AFM-Schicht, die von einer der MFS mit einem von der MFS-Seite aus gesehenen 20 nm breiten Lesespalt ausgespart ist, dar.
Fall 4 stellt ein Verwenden des Magnetlesekopfs 400 dar, der in den Implementierungen der 4A bis 4C gezeigt ist. Fall 5 stellt ein Verwenden des Magnetlesekopfs 300 dar, der in den Implementierungen der 3A bis 3C gezeigt ist, wobei die Höhe H1 der ersten Pinning-Schicht 305 etwa 30 nm beträgt. Fall 6 stellt ein Verwenden des Magnetlesekopfs 300 dar, der in den Implementierungen der 3A bis 3C gezeigt ist, wobei die Höhe H1 der ersten Pinning-Schicht 305 etwa 90 nm beträgt. In allen Fällen betragen die Höhen in Streifenhöhenrichtung der freien Schicht und der Pinning-Schichten 30 nm, sofern nicht anders angegeben.
Wie in den 5A bis 5C gezeigt, bringen die Fälle 4 bis 6, in denen die hierin offenbarten Gesichtspunkte verwendet werden, relativ zu den Fällen 1 bis 3 Vorteile mit sich, wie verringerte Magnetleserbreiten, verringerte Randverhältnisse und/oder erhöhte lineare Auflösungen. In 5A weist Fall 5 eine geringere Magnetleserbreite auf als Fall 1 bis 3 und Fall 4 und 6 weisen geringere Magnetleserbreiten auf als Fall 1 und 2. In 5 B weisen die Fälle 4 bis 6 kleinere Randverhältnisse auf als die Fälle 1 und 3. In 5C weisen die Fälle 4 bis 6 größere lineare Auflösungen auf als die Fälle 1 bis 3. Somit können hierin offenbarte Gesichtspunkte eine erhöhte Auflösung und ein verringertes Randverhältnis ermöglichen, während die Magnetleserbreite mit dünneren Leserspalten, in Fall 3 ohne spezialisierte Stitching-Prozesse oder eine separate Abscheidung für AFM-Schichten, aufrechterhalten oder verringert werden. Solche Gesichtspunkte ermöglichen eine erhöhte Flächendichtefähigkeit (ADC). In den Fällen 4 bis 6 wird ein Lesespalt von 20 nm verwendet.
Vorteile der vorliegenden Offenbarung schließen verringerte Magnetleserbreiten, kleinere Randverhältnisse in der Spurbreitenrichtung bei gleichzeitigem Erhöhen der Auflösungen, einfachere Abscheidungs- und Ausbildungsprozesse, das Vermeiden der Verwendung von spezialisiertem Stitching und separater Abscheidung von AFM-Schichten, das Verwenden einzelner freier Schichten ohne AFM-Schichten, verkleinerte Leserspalten, verringerte Randverhältnisse, erhöhte ADC, stabilisierte Pinning-Schichten, eine geringere Komplexität im Vergleich zu Konfigurationen, bei denen SAF-Seitenabschirmungen eine Ausrichtung mit Barriereschichten benötigen, unabhängiges Regeln von RHB- und Seitenabschirmungen und erhöhte spurübergreifend Druckfunktionalität ein.
Es wird in Betracht gezogen, dass ein oder mehrere hierin offenbarte Gesichtspunkte kombiniert werden können. Als ein Beispiel können Gesichtspunkte des Magnetsensors 401 mit Gesichtspunkten des Magnetsensors 301 kombiniert werden. Darüber hinaus wird in Betracht gezogen, dass ein oder mehrere hierin offenbarte Gesichtspunkte manche oder alle der vorstehend genannten Vorteile einschließen können.
In einer Ausführungsform weist ein Magnetlesesensor eine dem Medium zugewandte Oberfläche und eine erste Pinning-Schicht, die magnetisch in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, auf. Die erste Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Eine zweite Pinning-Schicht ist über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet und magnetisch in einer zweiten Richtung ausgerichtet, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Die zweite Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Zwischen der ersten Pinning-Schicht und der zweiten Pinning-Schicht befindet sich eine Abstandshalterschicht. Eine freie Schicht ist über der zweiten Pinning-Schicht ausgebildet, und die freie Schicht schließt ein inneres Ende, das an der dem Medium zugewandten Oberfläche angeordnet ist, und ein äußeres Ende ein. Zwischen der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht befindet sich eine Barriereschicht. Eine hintere harte Vormagnetisierung ist relativ zu der dem Medium zugewandten Oberfläche auswärts der ersten Pinning-Schicht angeordnet. Die hintere harte Vormagnetisierung ist magnetisch ausgerichtet, um ein Magnetfeld in einer Vormagnetisierungsrichtung zu erzeugen, die in dieselbe Richtung wie die erste Richtung der ersten Pinning-Schicht weist. Die hintere harte Vormagnetisierung schließt eine Keimschicht, eine Magnetschicht auf der Keimschicht und eine nichtmagnetische Deckschicht auf der Magnetschicht ein. Ein oberes Ende der hinteren harten Vormagnetisierung ist mit oder über einem oberen Ende der ersten Pinning-Schicht ausgerichtet. Das obere Ende der hinteren harten Vormagnetisierung liegt unter einem oberen Ende der zweiten Pinning-Schicht. Das äußere Ende der zweiten Pinning-Schicht und das äußere Ende der freien Schicht sind einwärts des äußeren Endes der ersten Pinning-Schicht angeordnet, und der Magnetlesesensor schließt ein Isoliermaterial ein, das über der hinteren harten Vormagnetisierung und auswärts der freien Schicht und der zweiten Pinning-Schicht ausgebildet ist. Der Magnetlesesensor schließt außerdem eine Isolierschicht ein, die zwischen der hinteren harten Vormagnetisierung und der ersten Pinning-Schicht ausgebildet ist. Eine Magnetschicht der hinteren harten Vormagnetisierung ist aus einem Material ausgebildet, das eines oder mehrere von Co, Pt oder Cr einschließt. Der Magnetlesesensor schließt außerdem eine untere Abschirmung unter der ersten Pinning-Schicht, eine obere Abschirmung über der freien Schicht und eine Deckschicht zwischen der freien Schicht und der oberen Abschirmung ein. Die Abstandshalterschicht schließt Ru ein, und die Barriereschicht schließt MgO oder AI203 ein. Eine Magnetaufzeichnungsvorrichtung einschließlich des Magnetlesesensors wird ebenfalls offenbart.
In einer Ausführungsform weist ein Magnetlesesensor eine dem Medium zugewandte Oberfläche und eine erste Pinning-Schicht, die magnetisch in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, auf. Die erste Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Eine zweite Pinning-Schicht ist über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet und magnetisch in einer zweiten Richtung ausgerichtet, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Die zweite Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Zwischen der ersten Pinning-Schicht und der zweiten Pinning-Schicht befindet sich eine Abstandshalterschicht. Eine über der zweiten Pinning-Schicht ausgebildete freie Schicht und die freie Schicht schließt ein inneres Ende, das an der dem Medium zugewandten Oberfläche angeordnet ist, und ein äußeres Ende ein. Zwischen der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht befindet sich eine Barriereschicht. Eine hintere harte Vormagnetisierung ist relativ zu der dem Medium zugewandten Oberfläche auswärts der zweiten Pinning-Schicht angeordnet, und die hintere harte Vormagnetisierung ist magnetisch ausgerichtet, um ein Magnetfeld in einer Vormagnetisierungsrichtung zu erzeugen. Die Vormagnetisierungsrichtung weist in die gleiche Richtung wie die zweite Richtung der zweiten Pinning-Schicht. Ein unteres Ende der hinteren harten Vormagnetisierung ist mit oder über einem unteren Ende der zweiten Pinning-Schicht ausgerichtet. Das obere Ende der hinteren harten Vormagnetisierung liegt über einem oberen Ende der zweiten Pinning-Schicht. Das äußere Ende der freien Schicht ist einwärts des äußeren Endes der zweiten Pinning-Schicht und einwärts des äußeren Endes der ersten Pinning-Schicht angeordnet. Der Magnetlesesensor schließt außerdem ein Isoliermaterial, das über der hinteren harten Vormagnetisierung, unter der hinteren harten Vormagnetisierung und auswärts der freien Schicht ausgebildet ist, und eine Isolierschicht, die zwischen der hinteren harten Vormagnetisierung und der zweiten Pinning-Schicht ausgebildet ist, ein. Das Isoliermaterial ist über einem Abschnitt der zweiten Pinning-Schicht und über einem Abschnitt der ersten Pinning-Schicht ausgebildet. Eine Magnetschicht der hinteren harten Vormagnetisierung ist aus einem Material ausgebildet, das eines oder mehrere von Co, Pt oder Cr einschließt. Eine Magnetaufzeichnungsvorrichtung einschließlich des Magnetlesesensors wird ebenfalls offenbart.
In einer Ausführungsform weist ein Magnetlesesensor eine dem Medium zugewandte Oberfläche, eine untere Abschirmung und eine erste Pinning-Schicht, die über der unteren Abschirmung ausgebildet ist und magnetisch in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, auf. Die erste Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Der Magnetlesesensor schließt außerdem eine zweite Pinning-Schicht ein, die über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet ist und magnetisch in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Die zweite Pinning-Schicht schließt ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende ein. Der Magnetlesesensor schließt außerdem eine freie Schicht ein, die über der zweiten Pinning-Schicht ausgebildet ist, und die freie Schicht schließt ein inneres Ende, das an der dem Medium zugewandten Oberfläche angeordnet ist, und ein äußeres Ende ein. Der Magnetlesesensor schließt außerdem eine obere Abschirmung, die über der freien Schicht ausgebildet ist, und eine erste Seitenabschirmung, die auf einer ersten Seite der ersten Pinning-Schicht, der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht ausgebildet ist, ein. Die erste Seitenabschirmung schließt eine Einzelmaterialschichtstruktur ein, die mit der oberen Abschirmung gekoppelt und durch eine Isolierschicht von der unteren Abschirmung getrennt ist. Der Magnetlesesensor schließt außerdem eine zweite Seitenabschirmung ein, die auf einer zweiten Seite der ersten Pinning-Schicht, der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht ausgebildet ist. Die zweite Seitenabschirmung schließt eine Einzelmaterialschichtstruktur ein, die mit der oberen Abschirmung gekoppelt und durch eine Isolierschicht von der unteren Abschirmung getrennt ist. Das äußere Ende der ersten Pinning-Schicht ist auswärts des äußeren Endes der zweiten Pinning-Schicht und auswärts des äußeren Endes der freien Schicht angeordnet. Eine Magnetaufzeichnungsvorrichtung einschließlich des Magnetlesesensors wird ebenfalls offenbart.
Während das Vorstehende auf Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gerichtet ist, können andere und weitere Ausführungsformen der Offenbarung ausgearbeitet werden, ohne von dem grundlegenden Schutzumfang davon abzuweichen, und der Schutzumfang wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt.
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 16/365034 [0015]

Claims

Magnetlesesensor, aufweisend: eine erste Pinning-Schicht, die magnetisch in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, wobei die erste Pinning-Schicht ein inneres Ende an einer dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende aufweist; eine zweite Pinning-Schicht, die über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet ist und magnetisch in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, wobei die zweite Pinning-Schicht ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende aufweist; eine Abstandshalterschicht zwischen der ersten PinningSchicht und der zweiten Pinning-Schicht; eine freie Schicht, die über der zweiten Pinning-Schicht ausgebildet ist, wobei die freie Schicht ein inneres Ende, das an der dem Medium zugewandten Oberfläche angeordnet ist, und ein äußeres Ende aufweist; eine Barriereschicht zwischen der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht; und eine hintere harte Vormagnetisierung, die relativ zu der dem Medium zugewandten Oberfläche auswärts der ersten Pinning-Schicht angeordnet ist, wobei die hintere harte Vormagnetisierung magnetisch ausgerichtet ist, um ein Magnetfeld in einer Vormagnetisierungsrichtung zu erzeugen, die in die gleiche Richtung wie die erste Richtung der ersten Pinning-Schicht weist.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 1, wobei die hintere harte Vormagnetisierung eine Keimschicht und eine Magnetschicht auf der Keimschicht aufweist.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 1, wobei ein oberes Ende der hinteren harten Vormagnetisierung mit oder über einem oberen Ende der ersten Pinning-Schicht ausgerichtet ist.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 3, wobei das obere Ende der hinteren harten Vormagnetisierung unter einem oberen Ende der zweiten Pinning-Schicht liegt.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 1, wobei das äußere Ende der zweiten Pinning-Schicht und das äußere Ende der freien Schicht einwärts des äußeren Endes der ersten Pinning-Schicht angeordnet sind, und der Magnetlesesensor weiterhin ein Isoliermaterial, das über der hinteren harten Vormagnetisierung und auswärts der freien Schicht und der zweiten Pinning-Schicht ausgebildet ist, und eine Isolierschicht, die zwischen der hinteren harten Vormagnetisierung und der ersten Pinning-Schicht ausgebildet ist, aufweist.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 1, wobei eine Magnetschicht der hinteren harten Vormagnetisierung aus einem Material ausgebildet ist, das eines oder mehrere von Co, Pt oder Cr einschließt.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 1, weiterhin eine untere Abschirmung unter der ersten Pinning-Schicht, eine obere Abschirmung über der freien Schicht und eine Deckschicht zwischen der freien Schicht und der oberen Abschirmung aufweisend.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 1, wobei die Abstandshalterschicht Ru aufweist und die Barriereschicht MgO oder AI203 aufweist.
Magnetaufzeichnungsvorrichtung, die den Magnetlesesensor gemäß Anspruch 1 aufweist.
Magnetlesesensor, aufweisend: eine erste Pinning-Schicht, die magnetisch in einer ersten Richtung ausgerichtet ist, wobei die erste Pinning-Schicht ein inneres Ende an einer dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende aufweist; eine zweite Pinning-Schicht, die über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet ist und magnetisch in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, wobei die zweite Pinning-Schicht ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende aufweist; eine Abstandshalterschicht zwischen der ersten Pinning-Schicht und der zweiten Pinning-Schicht; eine freie Schicht, die über der zweiten Pinning-Schicht ausgebildet ist, wobei die freie Schicht ein inneres Ende, das an der dem Medium zugewandten Oberfläche angeordnet ist, und ein äußeres Ende aufweist; eine Barriereschicht zwischen der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht; und eine hintere harte Vormagnetisierung, die relativ zu der dem Medium zugewandten Oberfläche auswärts der zweiten Pinning-Schicht angeordnet ist, wobei die hintere harte Vormagnetisierung magnetisch ausgerichtet ist, um ein Magnetfeld in einer Vormagnetisierungsrichtung zu erzeugen, die in die gleiche Richtung wie die zweite Richtung der zweiten Pinning-Schicht weist.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 10, wobei ein unteres Ende der hinteren harten Vormagnetisierung mit oder über einem unteren Ende der zweiten Pinning-Schicht ausgerichtet ist.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 11, wobei ein oberes Ende der hinteren harten Vormagnetisierung über einem oberen Ende der zweiten Pinning-Schicht liegt.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 10, wobei das äußere Ende der freien Schicht einwärts des äußeren Endes der zweiten Pinning-Schicht und einwärts des äußeren Endes der ersten Pinning-Schicht angeordnet ist.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 13, wobei der Magnetlesesensor weiterhin ein Isoliermaterial, das über der hinteren harten Vormagnetisierung, unter der hinteren harten Vormagnetisierung und auswärts der freien Schicht ausgebildet ist, und eine Isolierschicht, die zwischen der hinteren harten Vormagnetisierung und der zweiten Pinning-Schicht ausgebildet ist, aufweist.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 14, wobei das Isoliermaterial über einem Abschnitt der zweiten Pinning-Schicht und über einem Abschnitt der ersten Pinning-Schicht ausgebildet ist.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 10, wobei eine Magnetschicht der hinteren harten Vormagnetisierung aus einem Material gebildet ist, das eines oder mehrere von Co, Pt oder Cr einschließt.
Magnetaufzeichnungsvorrichtung, die den Magnetlesesensor gemäß Anspruch 10 aufweist.
Magnetlesesensor, aufweisend: eine untere Abschirmung; eine erste Pinning-Schicht, die über der unteren Abschirmung ausgebildet und in einer ersten Richtung magnetisch ausgerichtet ist, wobei die erste Pinning-Schicht ein inneres Ende an einer dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende aufweist; eine zweite Pinning-Schicht, die über der ersten Pinning-Schicht ausgebildet ist und magnetisch in einer zweiten Richtung ausgerichtet ist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, wobei die zweite Pinning-Schicht ein inneres Ende an der dem Medium zugewandten Oberfläche und ein äußeres Ende aufweist; eine freie Schicht, die über der zweiten Pinning-Schicht ausgebildet ist, wobei die freie Schicht ein inneres Ende, das an der dem Medium zugewandten Oberfläche angeordnet ist, und ein äußeres Ende aufweist; eine obere Abschirmung, die über der freien Schicht ausgebildet ist; eine erste Seitenabschirmung, die auf einer ersten Seite der ersten Pinning-Schicht, der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht ausgebildet ist, wobei die erste Seitenabschirmung eine Einzelmaterialschichtstruktur aufweist, die mit der oberen Abschirmung gekoppelt und von der unteren Abschirmung durch eine Isolierschicht getrennt ist; und eine zweite Seitenabschirmung, die auf einer zweiten Seite der ersten Pinning-Schicht, der zweiten Pinning-Schicht und der freien Schicht ausgebildet ist, wobei die zweite Seitenabschirmung eine Einzelmaterialschichtstruktur aufweist, die mit der oberen Abschirmung gekoppelt ist und von der unteren Abschirmung durch eine Isolierschicht getrennt ist.
Magnetlesesensor gemäß Anspruch 18, wobei das äußere Ende der ersten Pinning-Schicht auswärts des äußeren Endes der zweiten Pinning-Schicht und auswärts des äußeren Endes der freien Schicht angeordnet ist.
Magnetaufzeichnungsvorrichtung, die den Magnetlesesensor gemäß Anspruch 18 aufweist.