包括傳感增強層的磁性傳感器件的制作方法
【專利摘要】本申請涉及包括傳感增強層的磁性傳感器件，該磁性傳感器包括傳感器疊層，該傳感器疊層包括第一磁性部分、第二磁性部分以及在第一磁性部分和第二磁性部分之間的阻擋層。第一磁性部分和第二磁性部分中的至少一個包括多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)具有毗鄰阻擋層并帶有正磁致伸縮的第一磁性層、第二磁性層、以及在第一磁性層和第二磁性層之間的中間層。該磁性傳感器在磁性傳感器具有約1.0Ω·μm2的電阻-面積（RA）積時呈現(xiàn)出至少約80％的磁阻比。
【專利說明】包括傳感增強層的磁性傳感器件
[0001]本申請是申請日為“2006年12月15日”、申請?zhí)枮椤?00610168967.6”、題為“包
括傳感增強層的磁性傳感器件”的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及磁性傳感器。本發(fā)明尤其涉及包括隧道阻擋和層以改善傳感器靈敏度的磁性傳感器。
【背景技術(shù)】
[0003]在電子數(shù)據(jù)存儲和檢索系統(tǒng)中，磁性記錄頭通常包括帶有傳感器以檢索存儲在磁盤上的磁性編碼信息的讀取器部分。來自盤表面的磁通量引起傳感器的一個或多個傳感層的磁化矢量旋轉(zhuǎn)，這又會引起傳感器電特性的變化。傳感層通常可被稱為自由層，因為傳感層的磁化矢量可以響應(yīng)于外部磁通量而自由旋轉(zhuǎn)。傳感器電特性的變化可通過讓電流流經(jīng)傳感器并測量該傳感器兩端的電壓來檢測。取決于器件的幾何結(jié)構(gòu)，傳感電流可以在器件的各層所在平面(CIP)中通過，或與器件的各層所在的平面(CPP)垂直地通過。外部電路隨后將電壓信息轉(zhuǎn)換成恰當(dāng)格式并在必要時處理該信息以恢復(fù)在磁盤上編碼的信息。
[0004]現(xiàn)代讀取頭內(nèi)的本質(zhì)結(jié)構(gòu)是含有呈現(xiàn)出某種類型的磁阻(MR)，諸如隧穿磁阻(TMR)的鐵磁材料的薄膜多層結(jié)構(gòu)。典型的TMR傳感器構(gòu)造包括由放置在合成反鐵磁(SAF)和鐵磁自由層之間，或放置在兩層鐵磁自由層之間的絕緣薄膜或阻擋層形成的多層結(jié)構(gòu)。阻擋層薄到足以允許電子在各磁性層之間隧穿。從一個磁性層入射到阻擋層的電子隧穿的可能性取決于電子波函數(shù)的特性以及相對于另一磁性層內(nèi)磁化方向的電子自旋。結(jié)果，TMR傳感器的電阻取決于磁性層磁化的相對方位，從而對其中各磁性層的磁化平行的構(gòu)造呈現(xiàn)出最小值，而對其中各磁性層的磁化反平行的構(gòu)造呈現(xiàn)最大值。
`[0005]某些TMR傳感器結(jié)合有包括氧化鎂(MgO)在內(nèi)的阻擋層，這允許在TMR傳感器的電阻-面積(RA)積較高(即，大于IOQ ? ym2)時接近200%的磁阻比。為了實現(xiàn)高磁阻t匕，有時可以結(jié)合高溫退火(即，高于300°C)使用緊接絕緣薄膜的CoFeB基單層自由層。然而，此種器件會導(dǎo)致高正磁致伸縮、高RA積、以及高退火溫度，所有這些都會導(dǎo)致器件性能降低或使該器件加工困難。為了降低器件的磁致伸縮，CoFeB自由層可以被層疊或用具有負(fù)磁致伸縮的材料來共同濺射。雖然這樣能的大具有低磁致伸縮的傳感器，但是該傳感器的磁阻比卻會大幅下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是一種包括傳感器疊層的磁性傳感器，該傳感器疊層具有第一磁性部分、第二磁性部分、以及在第一磁性部分和第二磁性部分之間的阻擋層。第一磁性部分和第二磁性部分中的至少一個包括多層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有與阻擋層毗鄰并帶有正磁致伸縮的第一磁性層、第二磁性層、以及在第一磁性層和第二磁性層之間的中間層。該磁性傳感器在該磁性傳感器具有約1.0 Q ? urn2的電阻-面積(RA)積時具有至少約80%的MR比?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0007]圖1是包括帶傳感增強層的多層自由層的磁性傳感器的層示意圖。
[0008]圖2是包括帶傳感增強層的多層基準(zhǔn)層的磁性傳感器的層示意圖。
[0009]圖3是包括帶傳感增強層的多層自由層的以及帶傳感增強層的多層基準(zhǔn)層的磁性傳感器的層示意圖。
[0010]圖4是圖3的磁性傳感器與不帶傳感增強層的磁性傳感器相比較的磁阻(MR)比與電阻-面積(RA)積之間的關(guān)系的圖表。
【具體實施方式】
[0011]圖1是磁性傳感器10的層示意圖，其中包括自由層14、阻擋層16、基準(zhǔn)層18、耦合層19、被銷住層20和銷住層21。自由層14包括第一鐵磁層22、傳感增強層24和第二鐵磁層26。在一個實施例中，磁性傳感器10被放置在磁性記錄頭內(nèi)的兩個電極或屏蔽之間。磁性傳感器10還可以包括附加層，諸如促進磁性傳感器10中后繼層的生長的籽晶層、以及改變磁性傳感器10的例如電阻-面積(RA)積和磁阻(MR)比之類的性質(zhì)的覆蓋層。應(yīng)該注意到，磁性傳感器10的構(gòu)造僅是示意性的，并且可以依據(jù)本發(fā)明使用關(guān)于磁性傳感器10的其他層構(gòu)造。例如，可以用基準(zhǔn)層18代替第二自由層以形成三層型的磁性傳感器。此外，盡管圖1中描繪了底部型傳感器構(gòu)造，但磁性傳感器10的各層也可用頂部型傳感器構(gòu)造來構(gòu)造。
[0012]在操作中，傳感電流通過磁性傳感器10。傳感電流垂直于磁性傳感器10各層所在的平面流動并經(jīng)歷一電阻，該電阻與在自由層磁化方向和基準(zhǔn)層磁化方向之間，或是在兩層自由層的磁化方向之間(在三層磁性傳感器中)形成的角度的余弦呈正比。隨后測量磁性傳感器10兩端的電壓以確定電阻的變化，并使用所得信號例如從磁性介質(zhì)中恢復(fù)編碼信
肩、O
[0013]自由層14包括第一鐵磁層22、傳感增強層24和第二鐵磁層26。自由層14的磁化響應(yīng)于諸如磁性介質(zhì)所發(fā)出磁場等外部磁場而自由旋轉(zhuǎn)。第一鐵磁層22毗鄰阻擋層16放置，而傳感增強層21被放置在第一鐵磁層22和第二鐵磁層26之間。第一鐵磁層22包括具有正磁致伸縮的材料，諸如CoFeB或CoFe基的合金，以改善磁性傳感器10在高(即，大于IOQ ? 11!112)和低(8卩，小于4 0 ? iim2)傳感器電阻-面積(RA)積時的磁阻比?？梢哉{(diào)整第一鐵磁層22內(nèi)各元素的比率以改善磁性傳感器10的性能。
[0014]為補償?shù)谝昏F磁層22的正磁致伸縮，自由層14內(nèi)在傳感增強層24上與第一鐵磁層22相反的一側(cè)上還包括第二鐵磁層26。第二鐵磁層26包括帶負(fù)磁致伸縮的材料，并且可以包括與第一鐵磁層22交換耦合的結(jié)晶或非晶鐵磁材料。在一個實施例中，第二鐵磁層26包括N1、諸如NiFe等Ni基合金或CoFe。第二鐵磁層26可以層疊在第一鐵磁層22上或與其共同派射。
[0015]傳感增強層24被放置在第一鐵磁層22和第二鐵磁層26之間。傳感增強層24與不帶有傳感增強層24的傳感器相比，能明顯增大磁性傳感器10的磁阻(MR)比。這可能是因為傳感增強層24分隔了第一鐵磁層22和第二鐵磁層26的晶體生長，保護了第一鐵磁層22和阻擋層16之間以及第一鐵磁層22和第二鐵磁層26之間的界面，或是防止了第一鐵磁層22和第二鐵磁層26之間的組成元素的擴散(從而防止這些層的劣化)。
[0016]在一個實施例中，傳感增強層24由Ta組成。傳感增強層24還可由其他非磁性材料制成，諸如Ru、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Pt、Rh、Ir、Al、Cu、Cr、Ti或它們的合金。在一個實施例
中，非磁性傳感增強層24的厚度tsl范圍在約0.5 A至約10 A之間。傳感增強層24還可包括磁性材料,諸如CoZrNb、CoZrTa、FeTa、FeTaN、NiFeZr、CoFeTa、CoNb或它們的合金。如果傳感增強層24由磁性材料組成，則厚度tsl可以遠(yuǎn)大于傳感增強層24由非磁性材料組成時的厚度。
[0017]第一鐵磁層22和第二鐵磁層26磁化的相對方位取決于傳感增強層24的材料和厚度。即，第一鐵磁層22和第二鐵磁層26可以是鐵磁耦合，使得各層的磁化相互平行排列。第一鐵磁層22和第二鐵磁層26還可以反鐵磁耦合，使得各層相互反平行排列(例如，當(dāng)傳感增強層26由Ru組成并且其厚度范圍在約4 A至約12 A之間時)。
[0018]阻擋層16由允許電子在自由層14和參考層18之間隧穿的材料組成。在一個實施例中，阻擋層16是氧化鎂(MgO)層。該MgO層通過MgO射頻(RF)沉積技術(shù)或分子束外延(MBE)形成。MgO層還可以通過氧化沉積的Mg層(諸如，通過等離子體氧化、自由基氧化或自然氧化)而形成。阻擋層16還可以包括其他結(jié)構(gòu)，諸如Mg/MgO或MgO/Mg雙層、Mg/MgO/Mg三層、或者包括MgO和Mg的任何其他層疊或多層結(jié)構(gòu)。選擇阻擋層16的厚度以在對磁性傳感器10的MR比最大化和RA積最小化之間進行平衡。
[0019]基準(zhǔn)層18包括鐵磁材料，諸如CoFeB。基準(zhǔn)層18還可以由任何其他種類的鐵磁材料組成，包括結(jié)晶或非晶鐵磁材料?；鶞?zhǔn)層18、耦合層19和被銷住層20都包括帶有固定磁化方向的合成反鐵磁體(SAF)?；鶞?zhǔn)層18和被銷住層20通過耦合層19磁性耦合，使得基準(zhǔn)層18的磁化方向與被銷住層20的磁化方向相反。通過被銷住層20與銷住層21的交換耦合可以銷住被銷住層20的磁化。在一個實施例中，被銷住層20含有鐵磁材料而銷住層21則含有反鐵磁材料?？蛇x地，SAF和銷住層21可由其磁化經(jīng)由偏壓場固定的單層鐵磁層所代替，其中該偏壓場例如可由毗鄰磁性傳感器10放置的永磁體(未示出)產(chǎn)生。
[0020]圖2是磁性傳感器30的層示意圖，其中包括自由層34、阻擋層36、基準(zhǔn)層38、耦合層39、被銷住層40和銷住層41?；鶞?zhǔn)層38包括第一鐵磁層42、傳感增強層44和第二鐵磁層46。在一個實施例中，磁性傳感器30被放置在磁性記錄頭內(nèi)的兩個電極或屏蔽之間。磁性傳感器30包括具有與圖1所示的磁性傳感器10中的相似元件相類似的性質(zhì)的元件。更具體地，阻擋層36、耦合層39、被銷住層40、和銷住層41分別具有與參考圖1描述的阻擋層16、耦合層19、被銷住層20、和銷住層21相類似的性質(zhì)。
[0021]自由層34可以是具有響應(yīng)于諸如從磁性介質(zhì)所發(fā)出磁場等外部磁場而自由旋轉(zhuǎn)的磁化的單層鐵磁材料。在一個實施例中，自由層34由CoFeB或CoFe基的合金組成。可選地，自由層34可以是諸如CoFeB等鐵磁層(毗鄰阻擋層36)與N1、Ni基合金或其他結(jié)晶或非晶鐵磁材料共同濺射或?qū)盈B的雙層。
[0022]基準(zhǔn)層38、耦合層39和被銷住層40包括具有固定磁化方向的SAF?；鶞?zhǔn)層38和被銷住層40通過耦合層39磁性耦合，使得基準(zhǔn)層38的磁化方向與被銷住層40的磁化方向相反。通過被銷住層40與銷住層41的交換耦合可銷住被銷住層40的磁化。
[0023]基準(zhǔn)層38包括第一鐵磁層42、傳感增強層44和第二鐵磁層46。第一鐵磁層42毗鄰阻擋層36放置，而傳感增強層44則放置在第一鐵磁層42和第二鐵磁層46之間。第一鐵磁層42可包括諸如CoFeB或CoFe基的合金等結(jié)晶或非晶鐵磁材料，以改善磁性傳感器30在高和低傳感器RA時的磁阻比。可以調(diào)整第一鐵磁層42內(nèi)各元素的比率以改善磁性傳感器30的性能。
[0024]第二鐵磁層46被放置在基準(zhǔn)層38內(nèi)傳感增強層44上與第一鐵磁層42相反的一側(cè)上。第二鐵磁層26可包括與第一鐵磁層42交換耦合的任何結(jié)晶或非晶鐵磁材料，并與被銷住層40和銷住層41有著良好的耦合。
[0025]傳感增強層44放置在第一鐵磁層42和第二鐵磁層46之間。傳感增強層44與不帶有傳感增強層44的傳感器相比，能明顯增大磁性傳感器30的MR比。在一個實施例中，傳感增強層44由Ta組成。傳感增強層44還可由其他非磁性材料制成，諸如Ru、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Pt、Rh、Ir、Al、Cu、Cr、Ti或它們的合金。在一個實施例中，非磁性傳感增強層24的厚度tS2范圍在約(),5 A至約10 A之間。傳感增強層44還可以包括磁性材料，諸如CoZrNb、CoZrTa, FeTa, FeTaN, NiFeZr, CoFeTa、CoNb或它們的合金。如果傳感增強層44由磁性材料組成，則厚度tS2將遠(yuǎn)大于傳感增強層44由非磁性材料組成時的厚度。
[0026]圖3是磁性傳感器50的層示意圖，其中包括自由層54、阻擋層56、基準(zhǔn)層58、耦合層59、被銷住層60和銷住層61。自由層54包括第一鐵磁層62、傳感增強層64和第二鐵磁層66。基準(zhǔn)層58包括第一鐵磁層72、傳感增強層74和第二鐵磁層76。在一個實施例中，磁性傳感器50被放置在磁性記錄頭內(nèi)的兩個電極或屏蔽之間。磁性傳感器50還可以包括具有與圖1所示的磁性傳感器10中的相似元件相類似的性質(zhì)的元件。更具體地，阻擋層56、耦合層59、被銷住層60、和銷住層61分別具有與參考圖1描述的阻擋層16、耦合層
19、被銷住層20、和銷住層21相類似的性質(zhì)。
[0027]自由層54與圖1中的自由層14具有類似的構(gòu)造和性質(zhì)。自由層54包括第一鐵磁層62、傳感增強層64和第二鐵磁層66。自由層54的磁化響應(yīng)于諸如從磁性介質(zhì)所發(fā)出磁場等外部磁場而自由旋轉(zhuǎn)。第一鐵磁層62毗鄰阻擋層56放置，而傳感增強層64則放置在第一鐵磁層62和第二鐵磁層66之間。第一鐵磁層62包括具有正磁致伸縮的材料,諸如CoFeB或CoFe基的合金，以改善磁性傳感器50在高和低傳感器RA積時的磁阻比?？梢哉{(diào)整第一鐵磁層62內(nèi)各元素的比率以改善磁性傳感器50的性能。
[0028]第二鐵磁層66由帶負(fù)磁致伸縮的材料組成，并且被包括在自由層54內(nèi)傳感增強層64上與第一鐵磁層62相反的一側(cè)上。第二鐵磁層66可包括與第一鐵磁層62交換耦合的結(jié)晶或非晶鐵磁材料。在一個實施例中，第二鐵磁層66包括N1、諸如NiFe等Ni基合金或CoFe。第二鐵磁層66可以層壓在第一鐵磁層62上或與其共同派射。
[0029]傳感增強層64放置在第一鐵磁層62和第二鐵磁層66之間。傳感增強層64與不帶有傳感增強層64的傳感器(以下將會參考圖4做出更為詳細(xì)的描述)相比，能明顯增大磁性傳感器10的MR比。在一個實施例中，傳感增強層64由Ta組成。傳感增強層64還可由其他非磁性材料制成，諸如Ru、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Pt、Rh、Ir、Al、Cu、Cr、Ti或它們的合金。
在一個實施例中，非磁性傳感增強層64的厚度tS3范圍在約0.5 A至約10 A之間。傳感增強層 64 還可包括磁性材料，諸如 CoZrNb、CoZrTa, FeTa, FeTaN, NiFeZr, CoFeTa、CoNb 或它們的合金。如果傳感增強層64由磁性材料組成，則厚度tS3將遠(yuǎn)大于傳感增強層64由非磁性材料組成時的厚度。[0030]第一鐵磁層62和第二鐵磁層66磁化的相對方位取決于傳感增強層64的材料和厚度。即，第一鐵磁層62和第二鐵磁層66可以是鐵磁耦合，使得各層的磁化相互平行排列。第一鐵磁層62和第二鐵磁層66還可以反鐵磁耦合，使得各層相互反平行排列(例如，當(dāng)傳感增強層66由Ru組成并且其厚度范圍在約4 A至約12 A之間時)。
[0031]基準(zhǔn)層58、耦合層59和被銷住層60包括具有固定磁化方向的SAF。基準(zhǔn)層58和被銷住層60通過耦合層59磁性耦合，使得基準(zhǔn)層58的磁化方向與被銷住層60的磁化方向相反。通過將被銷住層60與銷住層61交換耦合可銷住被銷住層60的磁化。
[0032]基準(zhǔn)層58具有與圖1的基準(zhǔn)層18相類似的構(gòu)造和性質(zhì)。基準(zhǔn)層58包括第一鐵磁層72、傳感增強層74和第二鐵磁層76。第一鐵磁層72毗鄰阻擋層56放置，而傳感增強層74則放置在第一鐵磁層72和第二鐵磁層76之間。第一鐵磁層72可包括諸如CoFeB或CoFe基的合金等帶有正磁致伸縮的磁性材料，以改善磁性傳感器50在高和低傳感器RA積時的磁阻比?？梢哉{(diào)整第一鐵磁層72內(nèi)各元素的比率以改善磁性傳感器50的性能。
[0033]第二鐵磁層76被放置在基準(zhǔn)層58內(nèi)傳感增強層74上與第一鐵磁層72相反的一側(cè)上?；鶞?zhǔn)層38的磁致伸縮可以是正或負(fù)的。由此，第二鐵磁層76可包括與第二鐵磁層76交換耦合的結(jié)晶或非晶鐵磁材料并與被銷住層60和銷住層61有著良好的耦合。
[0034]傳感增強層74放置在第一鐵磁層72和第二鐵磁層76之間。傳感增強層74與不帶有傳感增強層74的傳感器(以下將會參考圖4做出更為詳細(xì)的描述)相比，能明顯增大磁性傳感器50的MR比。在一個實施例中，傳感增強層74由Ta組成。傳感增強層74還可由其他非磁性材料制成，諸如Ru、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Pt、Rh、Ir、Al、Cu、Cr、Ti或它們的合金。
在一個實施例中，非磁性傳感增強層74的厚度ts4范圍在約0.5 A至約10 A之間。傳感增強層 74 還可以包括磁性材料，諸如 CoZrNb、CoZrTa, FeTa, FeTaN, NiFeZr, CoFeTa、CoNb 或它們的合金。如果傳感增強層74由磁性材料組成，則厚度ts4將遠(yuǎn)大于傳感增強層74由非磁性材料組成時的厚度。
[0035]參考圖1至圖3示出并描述的磁性傳感器可通過使用低溫退火(即，接近250°C)來制造。所得的器件在至少300°C時仍然熱穩(wěn)定，并在具有約1.0Q ? ii m2的RA積的傳感器中具有超過300mV的擊穿電壓。此外，根據(jù)本發(fā)明的磁性傳感器證明了與自由層或基準(zhǔn)層內(nèi)不含傳感增強層的對應(yīng)器件相比，能夠顯著改善MR比。
[0036]圖4是磁性傳感器50與具有類似構(gòu)造但不帶傳感增強層64和74的磁性傳感器相比較的磁阻(MR)比與電阻-面積(RA)積之間的關(guān)系的圖表。被測磁性傳感器50中的傳感增強層64和74由Ta組成。磁性傳感器50的測試數(shù)據(jù)在圖上由圓圈標(biāo)出，而比較傳感器的測試數(shù)據(jù)由方塊標(biāo)出。每個數(shù)據(jù)點表示從一塊晶片上多個傳感器獲取的平均值。如圖所示，磁性傳感器50在1.4 Q * urn2的傳感器RA積處可以實現(xiàn)約100%的MR t匕在1.0 Q ? u m2的傳感器RA積處約75 %，在0.8 Q * urn2的傳感器RA積處約60 %，而在0.5 Q ? urn2的傳感器RA積處約30%。磁性傳感器50證明了相對于具有類似RA積(下至0.5 Q ? ym2)的比較傳感器而言，MR比有著接近100%的改善。這樣，根據(jù)本發(fā)明的磁性傳感器實現(xiàn)了在適用于磁性記錄頭應(yīng)用的RA積范圍內(nèi)(即，小于4.0Q ? y m2),尤其是在超過300Gbit/in2記錄區(qū)密度的記錄應(yīng)用中對MR比的改善。
[0037]總之，本發(fā)明是一種包括了傳感器疊層的磁性傳感器，其中傳感器疊層包括第一磁性部分、第二磁性部分以及在第一磁性部分和第二磁性部分之間的阻擋層。第一磁性部分和第二磁性部分中的至少一個包括多層結(jié)構(gòu)，該多層結(jié)構(gòu)具有毗鄰阻擋層并帶有正磁致伸縮的第一磁性層、第二磁性層、以及在第一磁性層和第二磁性層之間的中間層。該磁性傳感器在磁性傳感器具有約1.0 Q ? Um2的電阻-面積(RA)積時呈現(xiàn)出至少約80%的磁阻t匕。根據(jù)本發(fā)明的磁性傳感器可通過使用低溫退火來制造，在超過300°C時仍熱穩(wěn)定，具有負(fù)磁致伸縮，具有高擊穿電壓，并在低RA積時表現(xiàn)出高MR比。
[0038]雖然已參考較佳實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，可以做出形式和細(xì)節(jié)上的變化而不背離本發(fā)明的精神和范圍。例如，盡管在磁性記錄頭應(yīng)用的上下文中描述了根據(jù)本發(fā)明的磁性傳感器，但是應(yīng)該理解這些磁性傳感器也可用于各種其他應(yīng)用，包括磁 性隨機存取存儲器的應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種磁性傳感器，包括: 傳感器疊層，所述傳感器疊層包括第一磁性部分、第二磁性部分以及在第一磁性部分和第二磁性部分之間的阻擋層， 其中所述第一磁性部分和第二磁性部分中的至少一個包括多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)具有毗鄰所述阻擋層并帶有正磁致伸縮的第一磁性層、第二磁性層、以及在所述第一磁性層和所述第二磁性層之間的中間層，并且 其中所述磁性傳感器在所述磁性傳感器具有約1.0 Q ? Um2的電阻-面積RA積時呈現(xiàn)出至少約80%的磁阻比。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性傳感器，其特征在于，所述中間層含有選自由Ta、Ru、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Pt、Rh、Ir、Al、Cu、Cr、T1、CoZrNb、CoZrTa、FeTa, FeTaN,NiFeZr、CoFeTa, CoNb或它們的合金所組成的組的材料。
3.如權(quán)利要求1所述的磁性傳感器，其特征在于，所述中間層包括非磁性材料，并且具有范圍在約0.5 A至約10 A之間的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的磁性傳感器，其特征在于，所述阻擋層含有選自由MgO和Mg組成的組的材料。
5.如權(quán)利要求1所述的磁性傳感器，其特征在于，所述第一磁性層含有選自由CoFeB、CoFeNiB, CoFe和它們的合金組成的組的材料。
6.如權(quán)利要求1所述的磁性傳感器，其特征在于，所述第一磁性部分和第二磁性部分中的至少一個是自由層，且所述第二磁性層含有帶負(fù)磁致伸縮的材料。
7.如權(quán)利要求6所述的磁性傳感器，其特征在于，所述第二磁性層含有選自由Ni和Ni基合金所組成的組的材料。
8.如權(quán)利要求1所述的磁性傳感器，其特征在于，所述第二磁性層含有選自由結(jié)晶鐵磁材料和肖_晶鐵磁材料所組成的組的材料。
9.一種傳感器疊層,包括: 含有MgO的阻擋層；以及 第一多層磁性結(jié)構(gòu)，所述第一多層磁性結(jié)構(gòu)包括毗鄰所述阻擋層的第一鐵磁層、第二鐵磁層、以及在所述第一和第二鐵磁層之間的中間層，所述中間層含有選自由Ta、Ru、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Pt、Rh、Ir、Al、Cu、Cr、T1、CoZrNb、CoZrTa、FeTa,FeTaN, NiFeZr、CoFeTa, CoNb或它們的合金所組成的組的材料。
10.如權(quán)利要求9所述的傳感器疊層，其特征在于，所述中間層的厚度范圍在約0.5A至約10 A之間。
11.如權(quán)利要求9所述的傳感器疊層，其特征在于，所述第一鐵磁層含有選自由CoFeB、CoFeNiB, CoFe和它們的合金組成的組的材料。
12.如權(quán)利要求11所述的傳感器疊層，其特征在于，所述第二鐵磁層含有選自由Ni和Ni基合金所組成的組的材料。
13.如權(quán)利要求9所述的傳感器疊層，其特征在于，所述第一多層結(jié)構(gòu)是自由層，且所述第二鐵磁層含有帶負(fù)磁致伸縮的材料。
14.如權(quán)利要求9所述的傳感器疊層，其特征在于，所述第二鐵磁層含有選自由結(jié)晶鐵磁材料和肖_晶鐵磁材料所組成的組的材料。
15.如權(quán)利要求9所述的傳感器疊層，其特征在于，所述第一多層結(jié)構(gòu)是自由層，并且所述第一鐵磁層和所述第二鐵磁層之間的耦合是選自由鐵磁耦合和反鐵磁耦合組成的組。
16.如權(quán)利要求9所述的傳感器疊層，其特征在于，所述第一多層磁性結(jié)構(gòu)是自由層，且所述第二鐵磁層含有帶負(fù)磁致伸縮的材料。
17.如權(quán)利要求9所述的傳感器疊層，其特征在于，還包括: 第二多層磁性結(jié)構(gòu)，所述第二多層磁性結(jié)構(gòu)包括毗鄰所述阻擋層且?guī)в姓胖律炜s的第三磁性層、第四磁性層、以及在所述第三和第四磁性層之間的中間層，并所述中間層含有選自由 Ta、Ru、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Pt、Rh、Ir、Al、Cu、Cr、Ti, CoZrNb, CoZrTa, FeTa, FeTaN,NiFeZr, CoFeTa, CoNb或它們的合金所組成的組的材料。
18.—種具有改善的靈敏度的磁阻MR傳感器，包括: 第一磁性結(jié)構(gòu)； 毗鄰所述第一磁性結(jié)構(gòu)的MgO阻擋層；以及 毗鄰所述MgO阻擋層、在與第一磁性結(jié)構(gòu)相反的一側(cè)上的第二磁性結(jié)構(gòu)，所述第二磁性結(jié)構(gòu)包括毗鄰所述阻擋層的正磁致伸縮層、負(fù)磁致伸縮層、以及在所述正磁致伸縮層和所述負(fù)磁致伸縮層之間的傳感增強層， 其中所述MR傳感器的特征在于其MR比率:(a)在約0.5 Q y m2的電阻-面積RA積的情況下至少約為30%, (b)在約0.8 Q y m2的RA積的情況下至少約為50%, (c)在約1.0 Q m2的RA積的情 況下至少約為80%，并且⑷在約1.4 Q m2的RA積的情況下至少約為100%。
19.如權(quán)利要求18所述的磁性傳感器，其特征在于，所述傳感增強層含有選自由Ta、Ru、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Pt、Rh、Ir、Al、Cu、Cr、T1、CoZrNb, CoZrTa, FeTa, FeTaN, NiFeZr、CoFeTa、CoNb或它們的合金所組成的組的材料。
20.如權(quán)利要求18所述的磁性傳感器，其特征在于，所述傳感增強層包括非磁性材料，并且具有范圍在約0.5 A至約10 A之間的厚度。
21.如權(quán)利要求18所述的傳感器疊層，其特征在于，所述正磁致伸縮層含有選自由CoFeB、CoFeNiB, CoFe和它們的合金組成的組的材料。
【文檔編號】G11B5/39GK103761977SQ201410045202
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2005年12月16日
【發(fā)明者】Z·高, B·W·卡爾, S·薛, E·L·格蘭斯通, K·T·特蘭, Y·X·李 申請人:希捷科技有限公司