JP2015028832A - 磁気抵抗性センサシールド - Google Patents

Abstract

【課題】本明細書に開示される実装例は、磁気抵抗性（ＭＲ）センサによって検出される信号が、合成反強磁性（ＳＡＦ）シールド内に異方性低減領域を提供することによって改善されることを可能にする。【解決手段】ＳＡＦシールドは、結合スペーサ層によって分離される強磁性材料の第１および第２の層を含む。強磁性材料の第１の層と第２の層との間の距離は、センサスタックから離れた領域よりもセンサスタックの近位の領域において大きい。【選択図】図２

Description

磁気データ記憶および検索システムにおいて、磁気読み書きヘッドは、磁気ディスク上に格納された、磁気的に符号化された情報を検索するための磁気抵抗性（ＭＲ）センサを有するリーダ部分を含む。ディスク表面からの磁束は、ＭＲセンサの検知層の磁化ベクトルの回転を招き、これはＭＲセンサの電気抵抗率の変化を招く。ＭＲセンサの抵抗率の変化は、ＭＲセンサに電流を通過させ、ＭＲセンサにわたる電圧降下を測定することによって検出されることができる。外付け回路が次に電流情報を適当な形式に変換し、この情報を操作してディスク上に符号化された情報を回復する。

磁気記憶媒体技術の改善は、今日利用可能な磁気ディスク上の面の記録密度を可能にする。しかしながら、面の記録密度が高まるにつれて、より小型の、より高感度のＭＲセンサが所望される。ＭＲセンサのサイズが小さくなるにつれて、ＭＲセンサは適用される場に対する磁気ディスクからの望ましくない磁気応答を示す潜在的可能性を有する。効果的なＭＲセンサは、磁気ノイズを低減または排除し得、ディスク上に書き込まれたデータの正確な回復のために十分な振幅を持つ信号を提供し得る。

本明細書に記載および主張される実装例は、センサスタックの第１の側面上に位置付けられたシールドを提供し、このシールドは、強磁性材料の第１の層、強磁性材料の第２の層、および第１の層と第２の層とを分離する結合スペーサ層を含み、第１の層と第２の層との間の距離は、センサスタックから離れた領域よりも、センサスタックの近位の領域において大きい。

本概要は、以下の発明を実施するための形態においてさらに説明される概念の選択を簡略化された形式で紹介するために提供される。本概要は、特許請求の範囲に記載された対象の重要な特徴または必要不可欠な特徴を特定することを意図せず、また特許請求の範囲に記載された対象を制限するように用いられることも意図しない。特許請求の範囲に記載された対象の他の特徴、詳細、効用、および利点は、付随する図面においてさらに図示され、添付の特許請求の範囲において画定される種々の実装例および実装例の以下のより具体的な、書面による発明を実施するための形態から明白となろう。

図１は、滑動部上に磁気抵抗性センサ（ＭＲ）センサを含むディスクドライブアセンブリの例の平面図を図示したものである。 図２は、上部シールドと底部シールドの両方のＳＡＦ構造の中に局所的に増強された透磁性を有するＭＲセンサの一例を図示したものである。 図３は、上部シールドのＳＡＦ構造の中に局所的に増強された透磁性を有するＭＲセンサの一例を図示したものである。 図４は、局所的に増強された透磁性を持つＳＡＦ構造を含む、分離された上部シールドを含むＭＲセンサの一例を図示したものである。 図５は、合成反強磁性（ＳＡＦ）構造の形成中に実施される蒸着作業を図示したものである。 図６は、ＳＡＦ構造の形成中に実施されるマスキングおよびフライス作業を図示したものである。 図７は、ＳＡＦ構造の形成中に実施されるマスク除去および追加的な蒸着作業を図示したものである。 図８は、ＳＡＦ構造の形成中に実施される蒸着作業を図示したものである。 図９は、ＳＡＦ構造の形成中に実施されるマスキングおよび蒸着作業を図示したものである。 図１０は、ＳＡＦ構造の形成中に実施されるマスク除去および追加的な蒸着作業を図示したものである。

パルススリミング（例えば、磁気抵抗性（ＭＲ）センサによって検出される磁気信号の幅を減少させる）は、ＭＲセンサの線形の濃度分解能を改善する１つの方途である。ＰＷ５０縮小とも称されるパルススリミングは、センサシールドの透過性を増加させることによって到達され得る。しかしながら、シールドの透過性を増加させることは、偶発的にシールドの安定性を減少させることがある。包括的に増大された透過性を持つシールドは、トランデューサヘッドの書き込み要素または外部の漂遊磁界に結合する傾向が強く、磁気媒体から読み出された信号の信号対雑音（ＳＮＲ）比を低下させる。よって、ＰＷ５０を改善するためにシールドの透過性を増大させることと、ＭＲセンサにおけるシールドの安定性を維持するためにシールドの透過性を低く保つことの両方の相反する目的が存在する。

本明細書に開示される実装例は、信号品質における偶発的な減少を緩和する一方で、所望されるＰＷ５０減少を達成するためのセンサスタックの近位にある局所的に増強されたシールド透過性を可能とするＭＲセンサシールド設計を提供する。具体的には、本明細書に開示されるＭＲセンサの例は、局所的に増強された透磁性の領域を持つ合成反強磁性（ＳＡＦ）シールドを含む。一実装例によれば、センサスタックの近位にある領域におけるＳＡＦシールドの異方性を減少させるために、１対の強磁性層の間に非磁性層が挿入される。減少された異方性のこの領域は、ＳＡＦシールドの包括的な透過性を上回る透過性（例えば、局所透過性）を有する。本明細書において用いられる場合、「包括的な透過性」という用語は、ＭＲセンサシールドの１つ以上のシールド要素の全体的な透過性を指す。

本明細書に開示される技術は、種々の異なる種類のＭＲセンサ（例えば、異方性磁気抵抗性（ＡＭＲ）センサ、トンネリング磁気抵抗性（ＴＭＲ）センサ、巨大磁気抵抗性（ＧＭＲ）センサなど）とあわせて用いられ得る。そのため、本明細書に開示される実装例はまた、面内スピンバルブ（ＬＳＶ）、スピンホール効果（ＳＨＥ）、スピントルク振動（ＳＴＯ）などの新しい物理現象に基づく新しいＭＲセンサ設計にも適用され得る。

図１は、ディスクドライブアセンブリ１００の例の平面図を図示したものである。ディスクドライブアセンブリ１００の例は、アクチュエータアーム１０９の遠位端上に媒体ディスク１０８にわたって位置付けられる滑動部１２０を含む。アクチュエータ回転軸１０６を中心として回転する回転式ボイスコイルモータが、滑動部１２０をデータトラック（例えば、データトラック１４０）上に位置決めするために用いられ、またディスク回転軸１１１を中心として回転するスピンドルモータが、媒体ディスク１０８を回転させるために用いられる。特に表示Ａを参照して、媒体１０８は、外径１０２および内径１０４を含み、その間には円形の点線で図示されるいくつものデータトラック（例えば、データトラック１４０）がある。フレックスケーブル１３０は、動作の間、アクチュエータアーム１０９の旋回軸で回転する動きを可能にする一方で、滑動部１２０への必須の電気的接続経路を提供する。

滑動部１２０は、さまざまな機能を実施するさまざまな層を持つ積層構造である。滑動部１２０は、ヨークまたは台座によってリターン磁極または対向する磁極に磁気的に結合された主書き込み磁極を有する書き込み部（図示せず）を含む。書き込みパルスを書き込み磁極の中に誘導するために、磁化コイルがヨークまたは台座を取り囲む。

滑動部１２０はまた、媒体ディスク１０８からデータを読み取るための１つ以上のＭＲセンサも含む。表示Ｂは、ディスクドライブアセンブリ１００の使用時に、媒体ディスク１０８の空気ベアリング表面（ＡＢＳ）に面するＭＲセンサ１１６の側面を図示したものである。よって、表示Ｂに示されるＭＲセンサ１１６は、表示Ａに示される滑動部１２０に操作的に取り付けられたとき、約１８０度で（例えば、ｚ軸を中心として）回転し得る。

滑動部１２０のＭＲセンサ１１６はセンサスタック１１４を含み、これは、複数の機能を実施する複数の層を含む。種々の実装例では、かかる層の数およびそれらの関連付けられる機能はさまざまであり得る。しかしながら、図１のセンサスタック１１４の例は、第１の軟質磁性層１３０および第２の軟質磁性層１１８を含む。第１の軟質磁性層１３０（「ピン止め層」とも称される）は、ＡＦＭ層１３２によって所与の方向にバイアスされる帯磁方向を有する。これもまた軟質磁性材料からなり得る参照層１３８は、第１の軟質磁性層１３０を第２の軟質磁性層１１８から磁気的に分離する。よって、第２の軟質磁性層１１８は、外部場に応じて自由に回転し、「自由層」と呼ばれる。かかる回転は、底部シールド１３６と上部シールド１３４との間のセンサスタック１１４の電気抵抗率の変化を招く。センサスタック１１４の電気抵抗率の変化は、媒体ディスク１０８上の磁気的に偏極した領域と相関し、これは順に磁気媒体上に格納されたデータに対応する。

上部シールド１３４および底部シールド１３６は、電磁干渉、主にｚ方向の干渉からセンサスタック１１４を隔離し、処理する電子機器（図示せず）に接続されたおよび導電性の第１および第２の導線としての役割をする。一実装例では、底部シールド１３６および上部シールド１３４は、他の、隣接するデータビットの磁場干渉を低減または遮断する一方で、センサスタック１１４が、センサスタック１１４の直下のデータビットの磁場による影響を受けることを容認する。動作中、媒体ディスク１０８上のトラック１４０に沿ったデータビットは、上部シールド１３４の下に、センサスタック１１４の下に、次に底部シールド１３６の下に連続的に通過し得る。したがって、上部シールド１３４の近位にあるセンサスタック１１４のエッジは、センサスタックの「前縁」と称されることができ、および底部シールド１３６の近位にあるセンサスタック１１４のエッジは、センサスタック１１４の「後縁」と称されることができる。

ＭＲセンサ１１６の上部シールド１３４は、反強磁性（ＡＦＭ）ピニング層１２８および合成反強磁性（ＳＡＦ）構造１５０を含む。ＳＡＦ構造１５０は、上部強磁性層１４４、結合スペーサ層１４６、非磁性挿入層１４８、および下部強磁性層１４２を含む。他のＳＡＦ構造のように、強磁性層１４４および１４２は、実質的に逆の向きと実質的に同一の大きさの磁気モーメントを有する。ＡＦＭピニング層１２８は、上部強磁性層１４４の帯磁方向を設定方向にピン止めし、および結合スペーサ層１４６は、上部強磁性層１４４と下部強磁性層１４２との間の強い反強磁性結合をもたらすＲＫＫＹ（Ｒｕｄｅｒｍａｎ−Ｋｉｔｔｅｌ−Ｋａｓｕｙａ−Ｙｏｓｉｄａ）反応を提供する。この結合は強い反平行結合であり、包括的に増大された磁気異方性を提供し、これが増大したシールド安定性へと転換される。

上部強磁性層１４４および下部強磁性層１４２はそれぞれ、結合スペーサ層１４６を実質的に上回るｚ方向の厚さを有する。一実装例では、上部強磁性層１４４および下部強磁性層１４２はそれぞれ、およそ１０−４０ナノメータのｚ方向の厚さを有し、結合スペーサ層１４６は、約０．３〜１．０ｎｍのｚ方向の厚さを有する。上部および下部強磁性層１４４および１４２は、例えば、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、またはＣｏＦｅＢなどの強磁性合金材料であることができる。結合スペーサ層１４６は、例えば、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｃｒ、またはＭｏを含む、ＲＫＫＹ相互作用を提供する能力を持つ非磁性材料であることができる。一実装例では、結合スペーサ層１４６は、約１ｎｍの厚さのルテニウムの層である。

非磁性挿入層１４８は、上部強磁性層１４４と下部強磁性層１４２との間の、センサスタック１１４の中心と軸方向に整列（ｚ方向に沿って）した領域における距離を増大させる。下部強磁性層１４２と上部強磁性層１４４との間の増大した分離は、ＲＫＫＹ結合を局所的に分断または切断し、またＳＡＦ構造１５０の異方性を低下させる。かかる局所的に低下された異方性は、センサスタック１１４の前縁の近位にある領域における透過性の局在的な増大へと転換される。その結果、ＭＲセンサ１１６によって観測されたＰＷ５０は、上部シールド１３４の安定性に著しく影響を与えることなく低下する。上部シールド１３４の安定性は、少なくとも一実装例において、透過性とは無関係に最適化され得る。

Ｒｕ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｐｔ、およびかかる材料の非磁性合金（例えば、ＮｉＲｕ、ＮｉＣｒ、ＮｉＰｔなど）を含むがこれらに制限されない、さまざまなふさわしい材料が非磁性スペーサ層１４８層に用いられ得る。非磁性スペーサ層１４８は、センサスタック１１４のクロストラック長よりも大きいクロストラック長（ｘ方向）を有し得る。図１において、非磁性スペーサ層１４８は、センサスタック１１４のどちらかの側を超える距離だけクロストラック方向（ｘ方向）に延在する。実装の一例では、センサスタック１１４は５０ｎｍ以下のクロストラック長を有し、非磁性スペーサ層１４８は約５０から２００ｎｍの間のクロストラック長を有する。

上述の層に加えて、ＭＲセンサ１１６はまた、センサスタック１１４の反対側に隣接する側面シールド１１０および１１２をも含み、これはセンサスタック１１４をｘ方向（クロストラック）の干渉から隔離することにより、ＭＲセンサ１１６のクロストラック分解能を改善する。

図２は、センサスタック２０４のどちらかの側に局所的に増強された透磁性の領域を有するＭＲセンサ２００の一例を図示したものである。ＭＲセンサ２００は、第１のＳＡＦ構造２２６を持つ上部シールド２３０と、第２のＳＡＦ構造２２８を持つ底部シールド２３２とを含む。ＳＡＦ構造２２６および２２８のそれぞれが、１対の強磁性層（例えば、第１の１対の強磁性層２０６および２０８、ならびに第２の１対の強磁性層２１６および２１８）を含む。追加的に、ＳＡＦ構造２２６および２２８のそれぞれが、結合スペーサ層（例えば、結合スペーサ層２１２および２２２）、および非磁性挿入層（例えば、非磁性挿入層２１０および２３４）を含む。第１および第２のＳＡＦ構造２２６および２２８の縁端に各々隣り合うＡＦＭピニング層２１４および２３６は、隣接する強磁性層２０８および２１８の帯磁方向を好ましい方向（例えば、強磁性層２０８および２１８内に矢印で図示される方向）にバイアスする。結合スペーサ層２１２および２２２はそれぞれ、それぞれの１対の強磁性層の間（例えば、１対の強磁性層２０８および２０６、または１対の強磁性層２１６および２１８）に強いＲＫＫＹ反強磁性結合を提供する。この強結合は、非磁性挿入層２１０および２３４によって局所的に切断され、これが非磁性挿入層２１０および２３４を含む領域に増強された透過性を生じさせる。

ＭＲセンサ２００のセンサスタック２０４は、複数の機能を実施する複数の層（図示せず）を含む。硬質磁性または軟質磁性材料からなり得る側面シールド２２０および２２４は、センサスタック２０４の反対側上に位置付けられ、センサスタック２０４をクロストラック方向（例えば、ｘ方向）の電磁場から遮蔽する。側面シールド２２０および２２４のそれぞれの帯磁方向（側面シールド２２０および２２４内の矢印によって示される）は、隣接する強磁性層２０６および２１６（強磁性層２０６および２１６内の矢印によって示される）のうちの一方または両方の帯磁方向によってバイアスされる。

非磁性挿入層２１０および２３４はそれぞれ、センサスタック２３８の後縁と隣接する結合スペーサ層２１２または２２２との間に位置付けられる。しかしながら、他の実装例では、非磁性挿入層２１０または２３４の一方または両方が、隣接する結合スペーサ層２１２または２２２の反対側に位置付けられる。例えば、非磁性挿入層２１０は、結合スペーサ層２１２と強磁性層２０８との間に置かれ得る。

非磁性挿入層２１０は、結合スペーサ層２１２の厚さと同一または類似であるｚ方向の厚さを有し得る。一実装例では、非磁性挿入層２１０および２３４の一方または両方のｚ方向の厚さは、およそ１ｎｍである。ＭＲセンサ２００の他の特徴は、図１に関して上述されたものと同一かまたは類似であり得る。

ＳＡＦ構造２２６および２２８は全く同一であるように示されているが、かかる構造は組成または構造において互いに異なり得る。ＳＡＦ構造２２６および２２８の一方または両方は、示されているものに追加して層を含み得る。他の実装例は、示されているもののうちの１つ以上の層を省略するか、または１つ以上の層を同等に機能する代替的な構造で置換し得る。少なくとも一実装例において、ＳＡＦ構造（例えば、ＳＡＦ構造２２８）は底部シールドに含まれるが上部シールドには含まれない。

図３は、上部シールド３３０のＳＡＦ構造３２６の中に局所的に増強された透磁性を有するＭＲセンサ３００の一例を図示したものである。ＳＡＦ構造３２６は、結合スペーサ層３１２のどちらかの側に１対の強磁性層３０６および３０８を含む。結合層３１２は、ＭＲセンサ３００の重心軸３５０の近くでエッジの近くよりも大きい可変厚さ（ｚ方向の厚さ）を有する。動作中、結合スペーサ層３１２は、ＭＲセンサ３００のエッジの近くの強磁性層３０６と３０８との間に強いＲＫＫＹ反強磁性結合を提供する。しかしながら、このＲＫＫＹ結合効果は、結合スペーサ層３１２が増大した厚さを有する場合、センサスタック３０４と軸方向に整列した中央領域で低下または排除される。その結果として、上部シールド３３０は、結合スペーサ層３１２の増大された厚さの領域内に局所的に増強された透磁性を有する。

実装の一例では、結合スペーサ層３１２は、実質的にＭＲセンサ３００の全体のクロストラック（ｘ方向）長に及び、これは例えば、約１０〜５０μｍである。結合スペーサ層３１２内の増大した厚さの中央領域は、クロストラック方向に約５０〜２００ｎｍに及ぶ。

ＭＲセンサ３００の外側エッジ（例えば、クロストラック方向の平面を横切るエッジ）の近位にある結合スペーサ層３１２の領域は、約１ｎｍのｚ方向の厚さを有してもよく、一方増大した厚さの中央領域は、約２〜３ｎｍのｚ方向の厚さを有してもよい。

ＳＡＦ構造３２６に加えて、ＭＲセンサ３００は、強磁性層３０８の帯磁方向を好ましい方向（例えば、強磁性層３０８内に矢印で図示される帯磁方向）にバイアスするＡＦＭピニング層３１４を含む。側面シールド３２０および３２４は、センサスタック３０４の反対側上に位置付けられ、センサスタック３０４をクロストラック方向の電磁場から遮蔽する。ＭＲセンサ３００の他の特徴は、図１〜図２に関して上述されたものと同一かまたは類似であり得る。

ＳＡＦ構造３２６をセンサスタック３０４ならびに側面シールド３２０および３２４から減結合することは、局所的に増強された透磁性の領域内（例えば、増大された厚さの結合スペーサ層３１２、または図１〜図２に関して示され記載された非磁性挿入層の領域内）のより磁気的な回転を可能にすることにより、分解能利得をさらに促進し得る。これに基づき、図４は、局所的に増強された透磁性を持つＳＡＦ構造４２６を含む減結合された上部シールド４３０を含むＭＲセンサ４００の一例を図示したものである。

上部シールド４３０は、反強磁性（ＡＦＭ）ピニング層４１４およびＳＡＦ構造４２６を含む。ＳＡＦ構造４２６は、１対の強磁性層４０６および４０８、結合スペーサ層４１２、ならびに非磁性挿入層４１０をさらに含む。結合スペーサ層４１２は、強磁性層４０６と４０８との間で結合する強いＲＫＫＹ反強磁性を提供する。しかしながら、このＲＫＫＹ結合効果は、非磁性挿入層４１０を含むセンサスタック４０４と軸方向に整列した中央領域で低下または排除される。ＲＫＫＹ結合を局所的に切断することは、センサスタック４０４の前縁と軸方向に整列したＭＲセンサ４００の中央領域における異方性を局所的に低下させる効果を有する。

上部シールド４３０は、非磁性減結合層４１６によってセンサスタック４０４ならびに側面シールド４２０および４２４から減結合される。かかる減結合は、側面シールド４２０および４２４が、ＳＡＦ構造４２６における隣接する強磁性層４０６（強磁性層４０６内の矢印によって示される）の帯磁方向と異なる帯磁方向（側面シールド要素４２０および４２４内の矢印によって示される）を有することを容認する。一実装例では、側面シールド４２０および４２４の帯磁方向は、強磁性層４０６の帯磁方向の逆か、実質的に逆である。

図４のＳＡＦ構造４２６が側面シールド４２０および４２４から減結合されるため、ＭＲセンサ４００によって観測されるＰＷ５０は、ＳＡＦ構造４２６が側面シールド４２０および４２４から減結合されていない実装例（例えば、図１〜図３）と比較して改善される。一実装例によれば、ＭＲセンサ４００は、側面シールド４１０および４２０に結合されたＳＡＦ構造４２６を用いたその他の点では全く同一の実装例を超える、１〜１．５ｎｍのＰＷ５０利得を出す。

図５〜図７は、局所的に増強された透磁性の領域を持つＳＡＦシールドを作成するための作業例を図示したものである。図５は、局所的に増強された透磁性を持つＳＡＦ構造の形成中に実施される蒸着作業５００を図示したものである。蒸着作業５００において、強磁性材料の層５０６および非磁性材料の層５１０が部分的に形成されたＭＲセンサ５３０上に蒸着される。部分的に形成されたＭＲセンサ５３０は、底部シールド５３６、センサスタック５０４、ならびに側面シールド５２０および５２４を含む。強磁性材料の層５０６は、強磁性材料５０６が側面シールド５２０および５２４、ならびにセンサスタック５０４の両方と接触するように、部分的に形成されたＭＲセンサ５３０にわたって実質的に均等に蒸着される。非磁性材料の層５１０は、強磁性材料の層５０６にわたって実質的に均等に蒸着される。

図６は、局所的に増強された透磁性を持つＳＡＦ構造の形成中に実施されるマスキングおよびフライス作業６００を図示したものである。マスキングおよびフライス作業６００の間、液体フォトレジストの薄層（図示せず）が、部分的に形成されたＭＲセンサ６３０にわたって実質的に均等に蒸着される。部分的に形成されたＭＲセンサ６００は、底部シールド６３６、センサスタック６０４、側面シールド６２０および６２４、強磁性材料の層６０６、ならびに非磁性材料の層６１０を含む。液体フォトレジストの一部分は強い光に曝露され、曝露された部分または曝露されない部分（フォトレジストの種類に依存する）の溶解度を変更する。フォトレジストの変更されていない部分は、現像溶液によって除去され、部分的に形成されたＭＲセンサ６３０の中央領域にわたって硬化フォトレジストマスク６２２をあとに残す。マスキングされていない非磁性材料（図示せず）が部分的に形成されたＭＲセンサ６３０のエッジの近くで破砕される一方で、硬化フォトレジストマスク６２２は、中央領域における下層の非磁性材料６１０を保護する。

図７は、局所的に増強された透磁性を持つＳＡＦ構造の形成中に実施されるマスク除去および追加的な蒸着作業７００を図示したものである。マスク除去および層構築作業７００の間、底部シールド７３６、センサスタック７０４、側面シールド７２０および７２４、強磁性材料の層７０６、ならびに非磁性材料の層７１０の形成後にＭＲセンサ７３０から硬化フォトレジストマスク（例えば、図６の硬化フォトレジストマスク６２２と同一または類似のマスク）を除去するためにフォトレジスト溶剤が用いられる。硬化フォトレジストマスクが除去された後、結合スペーサ層７１２が非磁性材料７１０の上に、および非磁性材料７１０と接触して蒸着され、別の強磁性層７０８が結合スペーサ層７１２の上に、および結合スペーサ層７１２と接触して蒸着され、ＡＦＭ層７１４が強磁性層７０８の上に、および強磁性層７０８と接触して蒸着される。

図８〜図１０は、局所的に増強された透磁性の領域を持つＳＡＦシールドを作成するための追加的な作業の例を図示したものである。図８は、局所的に増強された透磁性を持つＳＡＦ構造の形成中に実施される蒸着作業８００を図示したものである。蒸着作業８００中、強磁性材料の層８０６が部分的に形成されたＭＲセンサ８３０上に蒸着される。部分的に形成されたＭＲセンサ８２０は、形成されたセンサスタック８０４を持つ底部シールド８３６ならびにその上に形成された側面シールド８２０および８２４を含む。強磁性材料の層８０６は、強磁性材料８０６が側面シールド８２０および８２４、ならびにセンサスタック８０４と接触するように、部分的に形成されたＭＲセンサ８３０にわたって実質的に均等に蒸着される。

図９は、ＳＡＦ構造の形成中に実施される、局所的に増強された透磁性を持つマスキングおよび蒸着作業９００を図示したものである。マスキングおよび蒸着作業９００の間、液体フォトレジストの薄層（図示せず）は、ＭＲセンサ９３０にわたって実質的に均等に蒸着され、底部シールド９３６、センサスタック９０４、側面シールド９２０および９２４、ならびに強磁性材料の層９０６を含む。液体フォトレジストの一部分は強い光に曝露され、曝露された部分または曝露されない部分（フォトレジストの種類に依存する）の溶解度を変更する。フォトレジストの変更されていない部分は、現像溶液によって除去され、部分的に形成されたＭＲセンサ９３０の外側エッジ領域にわたって硬化フォトレジストマスク９２２をあとに残す。硬化フォトレジストマスク９２２は、強磁性材料９０６を中央領域で曝露したままとする一方で、外側エッジ領域における下層の強磁性材料９０６を保護する。硬化フォトレジストマスクが所定の位置にある間、非磁性材料の層９１０は、部分的に形成されたＭＲセンサ９３０にわたって実質的に均等に蒸着される。

図１０は、局所的に増強された透磁性を持つＳＡＦ構造の形成中に実施されるマスク除去および追加的な蒸着作業１０００を図示したものである。マスク除去および層構築作業１０００の間、底部シールド１０３６、センサスタック１００４、側面シールド１０２０および１０２４、強磁性材料の層１００６、ならびに非磁性材料の層１０１０の形成後、ＭＲセンサ１０３０から硬化フォトレジストマスク（例えば、図９の硬化フォトレジストマスク９２２と同一または類似のマスク）を除去するためにフォトレジスト溶剤が用いられる。硬化フォトレジストマスクが除去された後、非磁性材料１０１０の上に、かつ非磁性材料１０１０と接するように、結合スペーサ層１０１２が蒸着され、別の強磁性層１００８が、結合スペーサ層１０１２の上に、かつ結合スペーサ層１０１２と接するように蒸着され、ＡＦＭ層１０１４が強磁性層１００８の上に、かつ強磁性層１００８と接するように蒸着される。

本明細書において開示される実装例のそれぞれに関して検討された特定のステップは、選択できるものであり、利用される材料および／または所与のシステムの設計基準に依存し得る。上記の仕様、例、およびデータは、本発明の例示的実装例の構造および使用の完全な説明を提供する。本発明の精神および範囲を逸脱することなく本発明の多くの実装例がなされることができるため、本発明は以下に添付される特許請求の範囲の中に属する。

Claims (20)

1. センサ装置であって、
   センサスタックの第１の側面上に位置付けられるシールドであって、
   強磁性材料の第１の層と、
   強磁性材料の第２の層と、
   前記第１の層と前記第２の層とを分離する結合スペーサと、を含む、シールドを備え、前記第１の層と前記第２の層との間の距離は、前記センサスタックから離れた領域よりも前記センサスタックの近位の領域において大きい、センサ装置。
2. 前記結合スペーサ層は可変厚さを有する、請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記第１の層と前記第２の層との間の前記距離は、前記センサスタックから離れた領域よりも前記センサスタックの中心と軸方向に整列する領域において大きい、請求項１に記載のセンサ装置。
4. 前記第１の層と前記第２の層との間に非磁性層をさらに備える、請求項１に記載のセンサ装置。
5. 前記非磁性層は、前記センサスタックの対向面を越えてクロストラック方向に延在する対向縁を有する、請求項４に記載のセンサ装置。
6. 前記第１の層、前記第２の層、および前記結合スペーサ層は、前記センサスタックの上部シールドの合成反強磁性（ＳＡＦ）構造を形成する、請求項１に記載のセンサ装置。
7. 前記第１の層、前記第２の層、および前記結合スペーサ層は、前記センサスタックの底部シールドのＳＡＦ構造を形成する、請求項１に記載のセンサ装置。
8. ＳＡＦ構造であって、
   強磁性材料の第１の層と、
   強磁性材料の第２の層と、
   前記第１の層と前記第２の層とを分離する結合スペーサ層と、を備え、前記第１の層と前記第２の層との間の距離は、縁領域よりも中央領域において大きい、ＳＡＦ構造。
9. 前記結合スペーサ層は可変厚さを有する、請求項８に記載のＳＡＦ構造。
10. 前記結合スペーサ層はルテニウムである、請求項８に記載のＳＡＦ構造。
11. 前記第１の層と前記第２の層との間に非磁性層をさらに備える、請求項８に記載のＳＡＦ構造。
12. 前記ＳＡＦ構造は、センサスタックの上部シールドの一部である、請求項８に記載のＳＡＦ構造。
13. 前記ＳＡＦ構造は、センサスタックの底部シールドの一部である、請求項８に記載のＳＡＦ構造。
14. センサ装置であって、
    センサスタックの第１の側面上に位置付けられるシールドであって、
    強磁性材料の第１の層と、
    強磁性材料の第２の層と、
    前記第１の層と前記第２の層とを分離する結合スペーサ層と、を備え、前記第１の層と前記第２の層との間の距離は、前記センサスタックから離れた領域よりも前記センサスタックの近位の領域において大きい、シールドと、
    前記シールドを前記センサスタックから分離する非磁性層と、を備える、センサ装置。
15. 前記結合スペーサ層は可変厚さを有する、請求項１４に記載のセンサ装置。
16. 前記第１の層と前記第２の層との間の前記距離は、前記センサスタックから離れた領域よりも前記センサスタックの中心と軸方向に整列した領域において大きい、請求項１４に記載のセンサ装置。
17. 前記第１の層と前記第２の層との間に非磁性層をさらに備える、請求項１４に記載のセンサ装置。
18. 前記非磁性層は、前記クロストラック方向の前記センサスタックの長さよりも大きい前記クロストラック方向の長さを有する、請求項１７に記載のセンサ装置。
19. 前記第１の層、前記第２の層、および前記結合スペーサ層は、前記センサ装置の上部シールドの合成反強磁性（ＳＡＦ）構造を形成する、請求項１４に記載のセンサ装置。
20. 前記第１の層、前記第２の層、および前記結合スペーサ層は、前記センサ装置の底部シールドのＳＡＦ構造を形成する、請求項１４に記載のセンサ装置。