KR20150001650A

KR20150001650A - 판독기 구조

Info

Publication number: KR20150001650A
Application number: KR1020140077411A
Authority: KR
Inventors: 빅터 보리스 사포즈니코브; 모함메드 샤리아 울라 파트와리
Original assignee: 시게이트 테크놀로지 엘엘씨
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2014-06-24
Publication date: 2015-01-06
Also published as: US20150002964A1; JP2015011754A; KR101686815B1; US9478239B2; CN104252866A; CN104252866B

Abstract

본원에 개시되는 장치는 제 1 층 및 장벽층을 포함하는 센서 스택을 포함하고, 장벽층은 하부 차폐와 접촉한다

Description

판독기 구조{READER STRUCTURE}

자기 데이터 저장 및 인출 시스템에서, 자기 판독/기입 헤드는 자기 디스크 상에 저장된 자기적으로 인코딩된 정보를 인출하기 위한 자기저항(MR) 센서를 가진 판독부를 포함한다. 디스크의 표면으로부터 자속은 MR 센서의 감지층의 자화 벡터의 회전을 야기하며, 이에 따라 MR 센서의 전기적 저항율에 변화가 야기된다. MR 센서의 저항율에 변화는 전류를 MR 센서에 통과시키고 MR 센서에 걸리는 전압을 측정함으로써 검출될 수 있다. 이어 외부 회로는 전압 정보를 적합한 포맷으로 변환하고 이 정보를 조작하여 디스크 상에 인코딩된 정보를 회복한다.

이 요약은 상세한 설명에서 이하 더 기술되는 간이화된 형태로 개념들의 선택을 도입하기 위해 제공된다. 이 요약은 청구된 요지의 주요 특징들 또는 필수적 특징들을 확인하게 의도된 것도 아니고 청구된 요지의 범위를 제한하게 사용되도록 의도된 것도 아니다. 청구된 요지의 그외 다른 특징들, 상세들, 유용성들, 및 잇점들은 여러 구현들 및 동반된 도면들에 더욱 도시되고 첨부된 청구항들에 정의된 구현들의 더욱 특정하게 기재된 다음 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본원에 개시된 장치는 제 1 층 및 장벽층을 포함하는 센서 스택을 포함하고, 장벽층은 하부 차폐와 접촉한다. 이들 및 여러 다른 특징들 및 잇점들은 다음 상세한 설명을 읽고 명백해질 것이다.

도 1은 예시적 MR 센서를 갖는 데이터 저장 디바이스를 도시한 것이다.
도 2는 MR 센서의 구현의 ABS를 도시한 것이다.
도 3은 MR 센서의 대안적 구현의 ABS를 도시한 것이다.
도 4는 MR 센서의 또 다른 구현의 ABS를 도시한 것이다.
도 5는 본원에 개시된 MR 센서의 여러 자기층들의 자화 맵들을 도시한 것이다.
도 6은 여러 MR 센서 구성들에 대한 트랙 하행 방향으로 천이 리드백 미분들의 그래프이다.
도 7은 여러 MR 센서 구성들에 대한 PW50 수행과 진폭의 비교 그래프들이다.
도 8은 여러 MR 센서 구성들에 대한 트랙 횡단 방향으로 마이크로트랙 리드백의 대안적 그래프이다.
도 9는 본원에 예시된 자기저항 센서를 제조하는 예시적 동작들을 도시한 것이다.

자기 매체들로부터 데이터를 판독하기 위한 고 데이터 밀도들 및 감응 센서들에 대한 요구가 증가하고 있다. 증가된 감도를 갖는 거대 자기저항(GMR) 센서들은 이를테면 구리와 같은 얇은 도전성의 비-자기 스페이서층에 의해 분리된 2개의 강자성층들로 구성된다. 터널 자기저항(TMR) 센서들에서 전자들은 얇은 절연 장벽을 가로질러 층들에 수직한 방향으로 이동한다. 제 1 자기층(피닝(pin) 층(PL)이라 함)이 회전하지 못하게 이에 인접하여 반강자성(AFM) 물질이 놓여진다. 이 특성을 나타내는 AFM 물질들을 "피닝 물질들"이라고 한다. 이의 회전이 금지된 상황에서, 제 1 소프트 층을 "피닝 층"이라고 한다. 제 2 소프트 층은 외부 자계에 응하여 자유로이 회전하며 "자유층(FL)이라고 한다.

자벽 이동은 데이터 회복을 어렵게 만드는 전기적 노이즈를 초래하기 때문에 MR 센서가 올바르게 동작하기 위해서 센서는 에지 자구(edge domain)의 형성에 맞서 안정화되어야 한다. 안정화를 달성하는 일반적인 방법은 영구 자석 인접 접합 설계를 사용하는 것이다. 이 수법에서, 고 보자력(즉, 경질 자석들)을 갖는 영구 자석들이 센서의 각 단부에 놓여진다. 영구 자석들로부터 자계는 센서를 안정화하며, 적합한 바이어스를 제공할 뿐만 아니라 에지 자구 형성을 방지한다. PL의 강성을 증가시키기 위해서, PL 내에 "합성 반강자성체"(SAF)가 사용된다. AFM/PL의 사용은 SAF 구조의 방위가 일관되고 예측가능해질 수 있게 한다. 또한, AFM/PL 의 사용은 MR 센서를 사용하는 판독기에 대해 고 진폭 선형 응답을 할 수 있게 하는 안정된 구조를 제공한다.

그러나, AFM/PL 구조를 사용하는 것은 판독기의 차폐간 간격(SSS)을 증가시킨다. 기록 시스템 내 신호 대 노이즈비(SNR)를 결정하는 자기 센서의 펄스 폭 변동들 PW50은 헤더의 SSS에 따르기 때문에, 낮은 SSS를 달성하는 것은 PW50을 낮아지게 하며 SNR을 증가시킨다. 모델화 및 실험들 둘 다에 의해 제시되는 바와 같이 PW50와 SSS 간에 관계의 예는 다음과 같이 주어질 수 있다.

ΔPW50

0.3*ΔSSS

이에 따라, SSS에 감소는 PW50의 값이 감소되게 하며 따라서 기록 시스템에 대한 SNR 값이 증가되게 한다. 이에 따라, 판독기의 고 선형 밀도는 SSS를 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 또한, 작은 SSS는 매체 판독기의 트랙 횡단(cross-track) 분해도(resolution)를 개선하며, 트랙 횡단 분해도에 있어 이러한 감소는 매체 판독기에 의해 달성될 수 있는 면적 밀도를 더욱 개선하는데 기여한다.

본원에 개시된 MR 센서는 센서 스택으로부터 AFM층 및 SAF층을 제거하고 MR 센서의 하부 차폐에 직접 접촉한 장벽층을 제공함으로써 SSS를 감소시킨다. 구체적으로, MR 센서는 자유층, 자유층에 이웃한 장벽층, 및 장벽층에 직접 접촉된 하부 차폐를 포함한다. 대안적 구현에서, 센서 스택은 또한 자유층과 상부 차폐 사이에 장벽층을 포함할 수도 있다.

도 1은 확대도(102)로 더 상세히 도시된, 예시적 MR 센서를 가진 데이터 저장 디바이스(100)를 도시한 것이다. 다른 구현들이 고찰될지라도, 도시된 구현에서, 데이터 저장 디바이스(100)는 저장 매체(104)(예를 들면, 자기 데이터 저장 디스크)를 포함하며 이 위에는 자기 기입 폴(pole)을 사용하여 데이터 비트들이 기록될 수 있고 이로부터는 자기저항 요소를 사용하여 데이터 비트들이 판독될 수 있다. 저장 매체(104)는 회전 동안에 스핀들 중심 또는 디스크 회전축(105)에 관하여 회전하며, 내직경(106) 및 외직경(108)을 포함하며 이들 사이엔 다수의 동심원 데이터 트랙들(110)이 있다. 설명된 기술은 연속 자기 매체들, 이산 트랙(DT) 매체들, 슁글(shingled) 매체들, 등을 포함하여, 다양한 저장 포맷들에 사용될 수 있음이 이해될 것이다.

저장 매체(104) 상에 데이터 트랙들(110) 내 데이터 비트 위치들에 및 이로부터 정보가 기입될 수 있다. 액튜에이터 회전축(122)에 대하여 원단측에 트랜스듀서 헤드 어셈블리(124)가 액튜에이터 어셈블리(120) 상에 장착된다. 트랜스듀서 헤드 어셈블리(124)는 디스크 회전 동안에 저장 매체(104)의 표면 위에 아주 근접하여 비행한다. 액튜에이터 어셈블리(120)는 탐색 동작 동안 액튜에이터 회전축(122)에 관하여 회전한다. 탐색 동작은 판독 및 기입 동작들을 위해 트랜스듀서 헤드 어셈블리(124)를 목표 데이터 트랙 상에 위치시킨다.

확대도(102)는 MR 센서(130)의 공기-베어링 표면(ABS)을 개략적으로 도시한 것이다. MR 센서(130)는 하부 차폐(132), 상부 차폐(134), 및 트랙 하행(down-track) 방향을 따라 하부 차폐(132)와 상부 차폐(134) 사이에 위치된 센서 스택(136)을 포함한다. 센서 스택(136)은 자유층(140), 및 하부 차폐(132)와 접촉하여 있는 장벽층(142)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 센서 스택(136)은 또한 자유층(140)과 상부 차폐(134) 사이에 장벽층(도시되지 않음)을 포함할 수도 있다.

하부 차폐(132)는 SAF 기준층 및 SAF 피닝 층을 포함하는 SAF 구조(도시되지 않음)을 포함할 수 있고, SAF 기준층 및 SAF 피닝 층은 비-자기층에 의해 분리된다. 대안적 일 구현에서, 하부 차폐(132)는 제거되고 하부 차폐(132) 대신, 비-자기층에 의해 분리된 SAF 기준층 및 SAF 피닝 층을 포함하는 SAF 스택(도시되지 않음)이 사용된다. 도 1에 개시된 MR 센서(130)는 트랙 횡단 방향으로 실질적으로 동일 두께를 갖는 센서 스택(136) 및 하부 차폐(132)를 제공하지만, 대안적 구현에서, 센서 스택(136) 및 하부 차폐(132)의 두께는 서로 다를 수 있다. 예를 들면, 하부 차폐(132) 또는 하부 차폐(132) 대신 제공되는 SAF 스택의 두께는 센서 스택(136)의 두께 미만일 수 있다.

하부 차폐(132)의 SAF 구조는 SAF 구조의 피닝 층의 피닝 방향이 MR 센서(130)의 ABS에 실질적으로 직교하게 피닝될 수 있다. 또한, 하부 차폐(132) 내 SAF 구조의 기준층 내 자화 방향은 하부 차폐(132) 내 SAF 구조의 피닝 층 내 자화에 실질적으로 반평행이다. SAF 구조의 여러 층들의 자화 방향이 센서(130)의 ABS 부근에서 AB에 일반적으로 직교하지만, 자화 방향들은 센서(130)의 ABS에 평행한 성분(이하 도 5에 기술된 바와 같이)을 가질 수 있음에 유의한다.

또한, 상부 차폐(134)는 트랙 횡단 방향으로 센서 스택(136)의 2개의 측들 상에 위치된 측방 차폐들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 대안적 구현에서, 트랙 횡단 방향으로 센서 스택(136)의 2개의 측들 상에 영구 자석들(도시되지 않음)이 제공된다. 대안적으로, 상부 차폐(134)는 또한 비-자기층에 의해 분리된, SAF 기준층 및 SAF 피닝 층을 가진 SAF 구조(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 하부 차폐(132) 내 SAF 구조의 피닝 방향이 센서(130)의 ABS에 실질적으로 직교한 방향으로 있지만, 상부 차폐(134) 내 SAF 구조의 피닝 방향은 센서(130)의 ABS에 실질적으로 평행한 방향으로 있다.

도 2는 MR 센서(200)의 구현예의 ABS를 도시한 것이다. 구체적으로, MR 센서(200)는 상부 차폐(204)와 하부 차폐(206) 사이에(트랙 하행 방향으로) 위치된 센서 스택(202)을 포함한다. 또한, 센서 스택(202)은 강자성 물질로 만들어진 2개의 측방 차폐들(208, 209) 사이에 (트랙 횡단 방향으로) 있다. 그러나, 대안적 구현에서, 측방 차폐들(208, 209)은 영구 자석들로 대체될 수도 있다.

일 구현에서, 센서 스택(202)은 자유층(210) 및 장벽층(212)을 포함한다. 자유층(210)의 자기 방위는 매체들로부터의 자계와 같은 외부 자계에 응하여 자유로이 회전한다. 구체적으로, 자유층(210)은 임의의 반강자성체(AFM)에 교환 결합되지 않는다. 결국, 자유층(210)의 자기 모멘트는 해당 범위 내 인가된 자계의 영향 하에서 자유로이 회전한다. 자유층(210)은 또한 캡 층(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.

하부 차폐(206)는 비-자기층(224)에 의해 분리된 SAF 기준층(220) 및 SAF 피닝 층(222)을 포함하는 SAF 구조를 포함할 수 있다. SAF 기준층(220) 및 SAF 피닝 층(222)은 층들(220, 222) 간에 RKKY 교환 상호작용을 통해, 루테늄(Ru)과 같은 비-자기층(224)을 통해 반강자성적으로 결합된다. 이러한 RKKY SAF 구조는 자계들을 소자(demagnetizing)하는 영향을 감소시키며, 이에 따라 하부 차폐(206)에 의해 제공되는 안정성을 개선한다. SAF 피닝 층(222)의 자기 방위는 센서(200)의 ABS에 실질적으로 직교한다. 또한, SAF 기준층(220)의 자기 방위는 센서(200)의 ABD에 직교하며 SAF 피닝 층(222)의 자기 방위에 반평행이다. SAF 피닝 층(222)은 반강자성(AFM) 층(226)에 의해 피닝된다. 대안적 구현에서, SAF 피닝 층(222)은 SAF 기준층(220)의 결과적인 자기 방위가 정지(quiescent) 상태에서 자유층(210)의 자기 방위에 관하여 둔각을 만들도록 센서(200)의 ABS에 직교하는 성분을 갖게 피닝된다.

장벽층(212)은 자유층(210)을 하부 차폐(206)의 SAF 구조로부터 분리시킨다. 장벽층(212)은 기준층(220)과 자유층(210) 사이에서 양자 역학적 전자 터널링이 일어날만큼 충분히 얇다. 전자 터널링은 전자-스핀 의존성이어서, 센서(200)의 자기 응답을 기준층(220)의 SAF 구조와 자유층(210)의 상대적 방위들 및 스핀 편극들의 함수가 되게 한다. 가장 높은 전자 터널링 확률은 기준층(220)의 SAF 구조와 자유층(210)의 자기 모멘트들이 평행할 때 일어나며, 가장 낮은 전자 터널링 확률은 기준층(220)의 SAF 구조와 자유층(210)의 자기 모멘트들가 반평행일 때 일어난다. 따라서, 센서(200)의 전기 저항은 인가된 자계에 응하여 변한다. 디스크 드라이브 내 데이터 디스크들 상에 데이터 비트들은 도 2의 평면 안으로 혹은 도 2의 평면 밖으로, 도 2의 평면에 직교한 방향으로 자화된다. 이에 따라, 센서(200)가 데이터 비트 위를 통과할 때, 자유층(210)의 자기 모멘트는 도 2의 평면 안으로 혹은 도 2의 평면 밖으로 회전되어, 센서(210)의 전기 저항을 변화시킨다. 그러므로, 센서(200)(예를 들면, 1 또는　0)에 의해 감지되는 비트의 값은 센서(200)에 연결된 제 1 전극에서 제 2 전극으로 흐르는 전류에 기초하여 판정될 수 있다.

도 3은 MR 센서(300)의 대안적 구현예의 ABS를 도시한 것이다. 구체적으로, MR 센서(300)는 상부 차폐(304)와 하부 차폐(306) 사이에(트랙 하행 방향으로) 위치된 센서 스택(302)을 포함한다. 또한, 센서 스택(302)은 2개의 측방 차폐들(308, 309) 사이에(트랙 횡단 방향으로) 있다. 그러나, 대안적 구현에서, 측방 차폐들(308, 309))은 영구 자석들로 대체될 수도 있다. 센서 스택(302) 내 여러 층들의 배열은 센서 스택(302)이 자유층(310)과 상부 차폐(304) 사이에 장벽층(314)을 포함하는 것을 제외하곤, 센서 스택(202)과 실질적으로 유사하다. 구체적으로, 장벽층(314)은 상부 차폐(302)의 SAF 구조와 접촉한다. 자유층(310)과 상부 차폐(304) 간에 장벽층(314)을 제공하는 것은 신호 노이즈를 감소시킴으로써 SNR을 더 개선하고 센서(300)의 수행을 제어하기 위한 추가의 조율 파라미터를 제공한다.

도 4는 MR 센서(400)의 대안적 구현예의 ABS를 도시한 것이다. 구체적으로, MR 센서(400)는 상부 차폐(404)와 SAF 스택(406) 사이에(트랙 하행 방향으로) 위치된 센서 스택(402)을 포함한다. 또한, 센서 스택(402)은 2개의 측방 차폐들(408, 410) 사이에(트랙 횡단 방향으로) 있다. 그러나, 대안적 구현에서, 측방 차폐들(408, 409)은 영구 자석들로 대체될 수도 있다. 센서 스택(402) 내에 여러 층들의 배열은 센서 스택(402)과 실질적으로 유사하다. SAF 스택(406)은 상부 차폐(404)의 폭(트랙 횡단 방향으로)보다 실질적으로 작은 폭(트랙 횡단 방향으로)을 가질 수 있다. 예를 들면, SAF 스택(406)의 폭은 센서 스택(402)의 폭과 실질적으로 유사할 수 있다. 대안적 구현들에서, SAF 스택(406)의 폭은 센서 스택(402)의 폭과 상부 차폐(404)의 폭 사이일 수 있다. 또한, SAF 스택(402)의 두께(트랙 하행 방향으로)는 도 2에 개시된 센서 스택(202)의 두께보다 클 수 있다.

도 2 ~ 도 4의 구현들이 하부 차폐 내 SAF 구조와 혹은 SAF 스택과 접촉한 장벽층(212, 312, 412)을 도시하고 있지만, 대안적 구현에서, 하부 차폐(도시되지 않음)로부터 격리된 얇은 자기층이 SAF 스택의 하부 차폐로부터 장벽층을 분리시킬 수도 있다.

도 5는 본원에 개시된 MR 센서의 여러 자기층들의 자화 맵들(500)을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 5는 자유층 자기 방위(502)의 방향 및 기준층 자기 방위(504)의 방향을 도시한다. 기준층은 하부 차폐의 SAF 구조 내에 있다. 예시된 방향들은 정지 상태들, 즉, 자기 매체들의 데이터 비트로부터의 전계와 같은 외부 전계가 없는 상태들에 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 자유층 자기 방위(502)와 ABS에서 기준층 자기 방위(504)의 방향은 둔각(510)을 형성하여, 센서에 연결된 제 1 전극에서 제 2 전극으로 흐르는 전류 형태로 센서에 의해 강한 신호가 발생하게 된다. 자기 방위의 방향들 간에 이러한 둔각은 센서의 ABS에 직교하거나 각도가 훨씬 더 둔각이 되게 경사진 SAF 구조 내 피닝에 기인하여 달성된다. 외부 신호(비-정지 상태)가 있을 땐, 자유층 자기 방위(502)는 화살표 520)로 도시된 바와 같이 기준층 자기 방위(504) 쪽으로 회전한다.

도 6은 여러 MR 센서 구성들에 대한 트랙 하행 방향으로 천이 리드백(readback) 미분들의 그래프(600)를 도시한 것으로, 천이는 디지털 매체들 상에 저장된 정보에 의해 야기된다. 구체적으로, 그래프(600)는 매체들 위에서 센서의 트랙 하행 이동의 함수로서 천이 리드백 신호에 변화 dR/dz를 도시한 것이다. 펄스(602)는 센서 스택이 스택의 부분으로서 SAF 구조를 포함하는 경우에 천이 리드백을 도시한 것이다. 펄스(604)는 SAF 구조의 피닝 방향과 60도의 자유층 간에 각도들에 대해 센서가 자유층 및 하부 차폐의 SAF 구조와(또는 SAF 스택과) 접촉한 장벽을 포함하는 것인 본원에 개시된 센서에 대한 천이 리드백을 도시한 것이다. 구체적으로, 펄스(604)는 하부 차폐 SAF 구조의 기준층의 자기 방위의 트랙 횡단 성분이 자유층의 자기 방위에 반대되는 구현을 나타낸다. 이 경우에, 자유층의 자기 방위와 하부 차폐의 SAF 구조의 기준층의 자기 방위는 자유층의 자기 방위의 회전 방향에 반대로 하부 차폐 내 SAF 구조의 기준층의 자화 회전에 기인하여 서로 둔각을 형성한다. 도시된 바와 같이, 펄스(604)는 펄스(602)의 폭에 비해 훨씬 좁은 폭을 가져, PW50에 개선(감소)을 나타낸다. 또한, 도 6은 SAF 구조의 피닝 방향과 각각 90도 및 80도의 자유층 간에 각도들에 대해 센서가 자유층 및 하부 차폐의 SAF 구조와(또는 SAF 스택과) 접촉한 장벽을 포함하는 것인 본원에 개시된 센서에 대한 천이 리드백의 펄스들(606, 608)을 도시한 것이다.

도 7은 여러 MR 센서 구성들에 대해서 PW50 수행 및 진폭 수행의 비교 그래프들(700)을 도시한 것이다. 구체적으로, 그래프(702)는 전체 센서 스택(센서 스택 내에 SAF 구조를 포함하는)을 갖는 센서에 대한 PW50(710)를 본원에 개시된 센서의 여러 변형예들에 대해서 PW50(712, 714, 716)와 비교한 것을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, PW50(710)는 PW50(712 ~ 716)보다 높지만, 그러나 PW50에 있어 개선(감소)은 하부 차폐 내 SAF 구조에서 피닝 각도가 ABS에 수직(90도) 미만일 때 훨씬 더 크다.

반면, 그래프(704)는 전체 센서 스택(센서 스택 내에 SAF 구조를 포함하는)를 갖는 센서에 대한 리드백 신호의 진폭(720)을 본원에 개시된 센서의 여러 변형예들에 대한 리드백 신호들의 진폭들(722, 724, 726)과 비교한 것을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 진폭(720)은 진폭들(724 ~ 726)보다 낮지만, 그러나 진폭(722)보다는 크다. 이것은 하부 차폐 내 SAF 구조에서 피닝 각도가 ABS에 수직(90도) 미만일 때 진폭에 있어 개선(증가)이 훨씬 큼을 도시한다. PW50에 있어 개선의 일부는 센서에 대한 SSS에 감소에 기인하지만, PW50에 있어 나머지 개선은 자유층의 자기 방위에 반대되는 방향으로 하부 차폐 내 SAF 구조의 자기 방위의 이동에 기인한다. 하부 차폐 SAF 구조의 자기 방위에 이동은 FL보다 먼저 리드백 천이에 의해 하부 차폐가 영향을 받을 때(이것은 하부 차폐가 트랙 하행 방향으로 자유층에 선행한다는 사실에 기인한다), 먼저 일어남에 유의한다.

리드백 신호의 진폭 증가는 센서에 대한 SNR이 개선되게 한다. 그래프들(702, 704)로 도시된 바와 같이, 센서의 PW50 및 리드백 진폭은 센서의 ABS에 관하여 하부 차폐 내 SAF 구조의 피닝 각도를 제어함으로써 제어될 수 있다. 이에 따라, 피닝 각도는 센서의 설계 및 수행을 제어하기 위한 조율 파라미터로서 사용될 수 있다. 센서의 자유층과 센서의 상부 차폐 내 SAF 구조 사이에 장벽을 제공함으로써 추가의 제어가 달성될 수 있다.

도 8은 여러 MR 센서 구성들에 대해 트랙 횡단 방향으로 마이크로트랙 리드백의 대안적 그래프(800)을 도시한 것이다. 구체적으로, 선(802)은 센서 스택이 스택의 부분으로서 SAF 구조를 포함하는 경우에 트랙 횡단 방향으로 마이크로트랙 리드백을 도시하며, 선(804)은 SAF 구조가 하부 차폐 내에 있는 경우에 트랙 횡단 방향으로 천이 리드백을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 리드백 신호들 간에 유의한 차이는 없어, 센서의 트랙 횡단 수행은 SAF 구조를 하부 차폐 내에 갖게 하는 설계에 의해 악영향을 받지 않음을 보여준다.

도 9는 본원에 예시된 자기저항 센서를 도시한 예시적 동작들(900)을 도시한 것이다. 동작(902)은 하부 차폐 SAF 구조를 형성한다. 동작(902)은 하부 차폐 SAF 구조를 형성하기 위해 강자성층, 장벽층, 및 강자성층을 피착하는 것을 포함할 수 있다. 이어서, 동작(904)은 센서 스택의 장벽층을 형성한다. 동작(906)은 센서 스택의 폭이 하부 차폐의 폭과 실질적으로 동일한지 여부를 판정한다. 폭들이 서로 다르다면, 동작(908)은 센서 스택의 장벽층을 하부 차폐 SAF 구조의 폭과는 다른 폭을 갖게 패터닝한다. 일 구현에서, 장벽층은 센서 스택의 자유층 위에 형성될 수도 있다. 이어서, 동작(910)은 센서 스택의 장벽층 상에 자유층을 형성한다. 동작(912)은 측방 차폐(또는, 영구 자석들)를 형성한다. 마지막으로, 동작(914)은 자유층 및 측방 차폐들 상에 단일의 층으로서 상부 차폐를 피착한다. 대안적으로, 동작(914)은 상부 차폐를 SAF 구조로서 피착할 수도 있다.

위에 명세, 예들, 및 데이터는 발명의 예시적 구현들의 구조 및 사용의 완전한 설명을 제공한다. 발명의 많은 구현들은 발명의 정신 및 범위 내에서 행해질 수 있기 때문에, 발명은 이하 첨부된 청구항들에 있다. 또한, 서로 다른 구현들의 구조적 특징들은 인용된 청구항들 내에서 또 다른 실시예에서 결합될 수 있다. 위에 기술된 구현들 및 이외 다른 구현들은 다음 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims

자기적 자유층; 및
상기 자유층의 제 1 측 상에 제 1 장벽층을 포함하는 판독기로서,
상기 장벽층은 트랙 하행 방향으로 하부 차폐와 직접 접촉한, 판독기.
청구항 1에 있어서, 상기 하부 차폐는 제 1 합성 반강자성(SAF) 구조를 포함하는, 판독기.
청구항 2에 있어서, 상기 SAF 구조는 비-자기층에 의해 분리된 기준층 및 피닝 층을 포함하는, 판독기.
청구항 3에 있어서, 상기 기준층의 자화 방향은 정지(quiescent) 상태에서 상기 자유층의 자화 방향과는 둔각을 형성하는, 판독기.
청구항 2에 있어서, 상기 자유층의 제 2 측 상에 제 2 장벽층을 추가로 포함하고, 상기 제 2 측은 상기 자유층의 상기 제 1 측에 대향하는, 판독기.
청구항 5에 있어서, 상기 제 2 장벽층은 제 2 SAF 구조를 갖는 상부 차폐와 접촉한, 판독기.
청구항 1에 있어서, 상기 자유층은 트랙 횡단 방향으로 2개의 측방 차폐들 사이에 위치된, 판독기.
청구항 1에 있어서, 상기 자유층은 트랙 횡단 방향으로 2개의 영구 자석들 사이에 위치된, 판독기.
청구항 1에 있어서, 상기 하부 차폐의 트랙 횡단 폭은 상기 자유층의 트랙 횡단 폭과 실질적으로 유사한, 판독기.
청구항 1에 있어서, 상기 하부 차폐의 트랙 횡단 폭은 상기 자유층과 2개의 측방 차폐들의 조합된 트랙 횡단 폭들과 실질적으로 유사한, 판독기.
자유층 및 장벽층을 포함하는 센서 스택으로서, 트랙 하행 방향으로 상부 차폐와 하부 차폐 사이에 위치되고, 상기 장벽층은 상기 하부 차폐와 접촉한 센서 스택을 포함하는, 판독기.
청구항 11에 있어서, 상기 하부 차폐는 SAF 구조를 추가로 포함하는, 판독기.
청구항 12에 있어서, 상기 하부 차폐의 트랙 횡단 폭 및 상기 자유층의 트랙 횡단 폭은 공기 베어링 표면에서 실질적으로 동일한, 판독기.
청구항 12에 있어서, 공기 베어링 표면에서 상기 하부 차폐의 트랙 횡단 폭은 상기 공기 베어링 표면에서 상기 자유층의 트랙 횡단 폭 내지 상기 공기 베어링 표면에서 상기 자유층과 2개의 측방 차폐들과의 조합된 트랙 횡단 폭들 사이에 있는, 판독기.
청구항 14에 있어서, 상기 자유층의 자화 방향 및 상기 기준층의 자화 방향은 정지 상태에서 둔각을 형성하는, 판독기.
자유층 및 장벽층을 포함하는 센서 스택;
기준층 및 피닝 층을 포함하는 합성 반강자성(SAF) 차폐층을 포함하는 디바이스로서,
상기 기준층의 자화 방향은 정지 상태에서 상기 자유층의 자화 방향과는 둔각을 형성하는, 디바이스.
청구항 16에 있어서, 상기 장벽층은 상기 SAF 차폐층과 접촉한, 디바이스.
청구항 16에 있어서, 상기 SAF 차폐층의 트랙 횡단 폭은 상기 자유층의 트랙 횡단 폭과 실질적으로 유사한, 디바이스.
청구항 16에 있어서, 공기 베어링 표면에서 상기 SAF 차폐층의 트랙 횡단 폭은 상기 공기 베어링 표면에서 상기 자유층의 트랙 횡단 폭 내지 상기 공기 베어링 표면에서 상기 자유층과 2개의 측방 차폐들과의 조합된 트랙 횡단 폭들 사이에 있는, 디바이스.
청구항 16에 있어서, 상기 SAF 차폐층의 상기 기준층 및 상기 장벽층은 상기 SAF 차폐층으로부터 격리된 얇은 자기층에 의해 분리된, 디바이스.