專利名稱：通過圖案化的晶片退火改善讀取頭穩(wěn)定性和寫入頭蓋寫性能的方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及磁性讀取頭和寫入頭的制造，并具體地涉及通過圖案化的晶片退 火改善讀取頭穩(wěn)定性和寫入頭蓋寫性能的方法。
背景技術：
垂直磁記錄技術(PMR)是一種在磁記錄硬盤驅動器中實現(xiàn)超高記錄密度的有前 途的途徑，其中被記錄的位通常以大體垂直方向或者以面外取向存儲于大體平的記錄層 中。PMR寫入磁頭(寫入頭)和PMR讀取磁頭(讀取頭)通常被制成在空氣軸承滑塊上 的集成讀/寫磁頭。所述滑塊通過懸掛被附著于致動器臂上并通過該懸掛被置于距磁盤表 面很近之處。所述致動器移動滑塊穿過磁盤表面以使得讀/寫磁頭能夠訪問數(shù)據(jù)磁道。通 常在磁盤驅動器中有一疊磁盤，其中滑塊懸掛組件與這疊磁盤中的每一磁盤表面相關聯(lián)。在PMR寫入頭中，寫電流流經(jīng)過鄰近于磁軛布置的寫入頭線圈以便在寫入極感應 出強寫入磁場從而在記錄介質中寫入數(shù)據(jù)。記錄層具有被垂直記錄的磁化或磁化區(qū)域，所 述區(qū)域形成數(shù)據(jù)磁道，其中數(shù)據(jù)磁道中鄰近的區(qū)域具有相反的磁化方向。只要在寫入極的 寫磁場足夠強，那么被寫入記錄層中的數(shù)據(jù)就能夠被擦除或者“蓋寫”。事實上，蓋寫操作是 擦除磁記錄硬盤驅動器中數(shù)據(jù)的通行辦法。但是，如果感應磁場不是足夠強，那么蓋寫或者 擦除操作可能不在所有磁區(qū)域中完全執(zhí)行，因而導致在隨后記錄中的數(shù)據(jù)錯誤。在PMR讀取頭中，穿隧磁阻(TMR)傳感器經(jīng)常用在讀取磁頭上。TMR傳感器包括圖 案化的TMR結構或者層疊，其具有兩層被絕緣(例如，MgO)阻擋層分開的鐵磁層。一層鐵 磁層(“被固定層或被釘定層”)被磁定向于固定的方向而另一鐵磁層(“自由層”)響應 外部磁場而旋轉。TMR傳感器還包括布置在TMR層疊的任一側的硬偏置層。硬偏置層包含 永磁材料，例如鈷鉬(CoPt)合金，并沿垂直于TMR層疊各層的方向提供偏置場。裝置的阻 抗取決于兩鐵磁層間的相對取向。在垂直磁記錄(PMR)讀取磁頭中，感測電流垂直地流過 TMR層疊的各層。在鄰近的方向相反的磁化區(qū)域間的磁性轉換造成TMR傳感器所探測到的 電阻變化。PMR讀取頭的回讀信號的幅度可以是不對稱的。回讀信號幅度不對稱意味著源于 在一個方向(例如，“正”向)上記錄的磁化的脈沖的幅度不同于源于在其相對方向(例如， “負”向)上記錄的磁化的脈沖的幅度。以百分比度量的幅度不對稱性(AASY)能夠被表示為 [(SpIn) / (SpMn) ] *100，其中$表示所測到的源于在一個方向上記錄的磁化的脈沖幅度，而 、表示所測到的源于在另一個方向上記錄的磁化的脈沖幅度。高AASY值是不期望的，因為 其通過在數(shù)據(jù)被讀回時導致高誤碼率(BER)，從而對讀取磁頭的穩(wěn)定性產(chǎn)生有害的影響。在一定程度上，AASY是讀取頭構建過程的結果。但是，可確信從介質背景而來的雜 散磁場和其它來源也有造成幅度不對稱性。例如，快速增長的磁道密度要求減小讀取頭磁 道寬度。隨著讀取頭磁道寬度減小，來自于Pl和P2層的去磁磁場(de-magnetic fields)4快速增加，并且快速增加的去磁磁場然后通過增加AASY導致讀取頭穩(wěn)定性下降。用于改善讀取頭穩(wěn)定性的傳統(tǒng)方案是通過增加硬偏置層厚度來增強硬偏置場。但 是，隨著磁道密度增加，要求減小針對TMR傳感器層疊的屏蔽到屏蔽的間隔。因此，增加硬 偏置層厚度以改善ASSY既不是期望的也不是可行的。此外，硬偏置層厚度的增加導致了讀 取頭幅度的顯著減小，對于改善讀取頭穩(wěn)定性來說這不是好的讓步。因此，需要用于改善讀取頭穩(wěn)定性而不對現(xiàn)有讀取磁頭設計做改變(例如，增加 硬偏置層厚度)的方案。此外，還需要通過在寫入極增加寫入磁場強度從而改善寫入頭蓋 寫性能而不對現(xiàn)有寫入磁頭設計做改變的方案。

發(fā)明內容
本主題公開的不同實施例通過在限定(例如，圖案化)TMR層疊后增加第二熱退火 工藝來解決前述對改善讀取頭穩(wěn)定性的需求。此外，本主題公開的有些實施例通過在限定 寫入頭后增加第三熱退火工藝來解決前述對改善蓋寫性能的需求。根據(jù)本主題公開的一個實施例，制造穿隧磁阻(TMR)讀取頭的方法被公開。所述 方法可包括提供包括至少一個鐵磁層和至少一個非磁性絕緣層的TMR結構。所述方法還可 包括在TMR結構上進行第一熱退火工藝。所述方法還可包括在TMR結構上進行讀取頭圖案 限定工藝以得到圖案化的TMR讀取頭。所述方法還可包括在圖案化的TMR讀取頭上進行第 二熱退火工藝。應理解上述發(fā)明內容概述和下列詳細說明是示例性的和說明性的，并且旨在為要 求保護的發(fā)明提供進一步的解釋。


為對本發(fā)明提供進一步理解而包含并被結合于這一說明書且組成其一部分的附 解說明本發(fā)明的實施例并與描述一道用于解釋本發(fā)明原理。圖1是示出根據(jù)本主題公開的一方面的示例性TMR讀取頭的示意圖。圖2A是示出根據(jù)本主題公開的一方面的通過TMR層疊沉積工藝形成的未圖案化 (pre-patterned) TMR讀取頭結構的示意圖。圖2B是示出根據(jù)本主題公開的一方面形成具有硬偏置層或結的第一中間圖案化 TMR讀取頭結構步驟的示意圖(ABS視圖)。圖2C是示出根據(jù)本主題公開的一方面形成具有完全圖案化TMR層疊的第二中間 圖案化TMR讀取頭結構步驟的示意圖(APEX視圖)。圖3是說明根據(jù)本主題公開的一方面用于通過在圖案化TMR讀取頭上進行熱退火 工藝以得到具有改善的讀取頭穩(wěn)定性的TMR讀取頭的示例性過程流程圖。圖4是示出根據(jù)本主題公開的一方面的PMR寫入頭的示意圖。圖5是說明根據(jù)本主題公開的一方面用于通過在圖案化PMR寫入頭上進行熱退火 工藝以得到具有改善的蓋寫性能的PMR寫入頭的示例性過程的流程圖。
具體實施例方式在下列詳細說明中，為提供對本發(fā)明的全面理解，闡述了大量具體細節(jié)。但是對于本領域技術人員顯而易見的是沒有這些具體細節(jié)中的某些部分時仍可實踐本發(fā)明。在其它 實例中，為避免不必要地使本發(fā)明變得不明確，公知的結構和技術沒有詳細示出。圖1是示出根據(jù)本主題公開的一方面的示例性TMR讀取頭100的示意圖。TMR讀 取頭100包含圖案化的TMR層疊103，其布置于第一(底部)屏蔽層(Si) 101和第二(頂 部)屏蔽層(S2) 109之間并具有屏蔽至屏蔽距離(d)180。TMR讀取頭100進一步包含硬偏 置層107 ；通常包括原子層沉積(ALD)氧化鋁(Al2O3)、布置于第一屏蔽層101和圖案化的 TMR層疊103之間的絕緣間隔層105 ；和布置于硬偏置層107和第二屏蔽層109之間的硬偏 置蓋層108。在特定實施例中，頂部屏蔽層和底部屏蔽層109、101起頂部和底部電極和磁屏 蔽的作用。為簡化起見，圖1未按比例繪出。圖案化的TMR層疊103包括多個TMR層110-160，TMR層110-160含有布置于第 一屏蔽層101上的固定或者反鐵磁性(AFM)層110 ；布置于AFM層110上的被固定層120 ； 布置于被固定層120上的通常包括釕(Ru)元素的間隔層125 ；布置于間隔層125上的參考 層130 ；布置于參考層130上的穿隧阻礙層140 ；布置于穿隧阻礙層140上的自由層150 ；和 布置于自由層150上的TMR蓋層160。在下述討論中，假定穿隧阻礙層140為結晶氧化鎂(MgO)穿隧阻礙層。但是，應該 可知穿隧阻礙層140可包括任何允許電子在自由層和參考層間進行隧道穿越的薄絕緣材 料層。被非磁性的導電(Ru)間隔薄層125分開的被固定層120和參考層130組成了 TMR 層疊103的合成磁體。在圖1的介紹性示例中，被固定層120和參考層130的磁化或者磁距(分別由箭 頭193和195所示)實際上被固定或者釘定并指向相反的方向。具體的，通常通過與AFM 層110的磁化或者磁距(箭頭191、192所示的)的交換偏置相互作用，被固定層120的磁 化或者磁距被固定于特定的方向。但是，自由層150(箭頭197所示)的磁化或者磁距可響 應例如磁記錄介質的外磁場而移動或切換。布置在圖案化的TMR層疊103任一側上的硬偏置層107包括永磁材料。硬偏置層 107的永磁材料生成指向大致平行于TMR層110-160平面的硬偏置場(箭頭199所示的) 以偏置自由層150的磁化。盡管在圖1說明的示例中永磁材料包括鈷和鉬(CoPt)的合成 物，但是也可替代使用其它永磁材料例如鈷、鉬和鉻(CoPtCr)的合成物或者鐵和鉬(FePt) 的合成物。硬偏置層107所生成的硬偏置場199穿過圖案化的傳感器層疊103并在其內部 設置充分高效的垂直于層疊層的硬偏置場。通過影響自由層磁化的旋轉行為，有效硬偏置 場然后至少部分地影響圖案化的TMR層疊103的傳輸特性(例如，相對外部磁場的TMR比 率)。有效硬偏置場的屬性(例如，大小)可從被所述磁場影響的傳輸特性推斷出。通過穿隧阻礙層140的電阻隨著相對于參考層磁化的自由層磁化的相對取向而 變化，并從而將磁信號轉換為電信號。當感測電流沿垂直于TMR層110-160平面的方向從 第一屏蔽層(Si) 101流至第二屏蔽層(S2) 109時，當自由層和參考層的磁化方向處于平行 狀態(tài)時，較低電阻被檢測出，而當磁化方向未處于平行狀態(tài)時，較高電阻被檢測出。圖2A-C表示說明用于例如圖1的TMR讀取頭100的PMR TMR讀取頭的示例性制 造工藝的一系列示意圖。圖2A是繪出通過TMR層疊沉積工藝形成的未圖案化TMR讀取頭 結構200A的示意圖。未圖案化TMR讀取頭結構200A包含不同的層201、210力60，其圖案化的對應物101、110-160根據(jù)上述圖1說明。在說明的示例中，未圖案化TMR讀取頭結構 200A包括第一(底部)屏蔽層(Si) 201和布置在第一屏蔽層201上的未圖案化TMR層疊 203。未圖案化TMR層疊203包含不同TMR層210460，這些層包含沉積于第一屏蔽層201 上的AFM層210 ；沉積于AFM層210上的被固定層220 ；沉積于被固定層220上的間隔(例 如，Ru)層225 ；沉積于間隔層225上的參考層230 ；沉積于參考層230上的穿隧阻礙層MO ； 沉積于穿隧阻礙層240上的自由層250 ；和沉積于自由層250上的TMR蓋層沈0。已知在現(xiàn) 有技術中有各種用于TMR層疊沉積的方法，并且為簡練起見，本文沒有對它們加以說明。在TMR層疊沉積后，未圖案化TMR讀取頭結構200A經(jīng)歷一系列讀取頭圖案限定工 藝。圖2B是示出形成具有硬偏置層207的第一中間圖案化TMR讀取頭結構200B的步驟 的示意圖(ABS視圖)。這一步驟包含但不限于在未圖案化的TMR層疊203上形成抗蝕圖 案(resistpattern)；在層疊203上進行離子銑削(ion-milling)操作以形成中間圖案化 的TMR層疊103A ；沉積絕緣間隔層(例如，ALD Al2O3) 105 ；沉積硬偏置層207和硬偏置蓋層 108(圖1)；并進行提升(lift-off)操作。圖2C是示出形成具有完全圖案化TMR層疊103的第二中間圖案化TMR讀取頭結 構200C步驟的示意圖(APEX視圖)。這一步驟包含但不限于在第一中間圖案化的TMR層 疊103A上形成阻抗圖案；在第一中間圖案化的TMR層疊103A的區(qū)域上進行銑削操作以限 定讀取頭帶291的背部；用氧化鋁209重新填沖被洗削的區(qū)域四5 ；并進行提升操作。之后， 第二屏蔽層(S2)被附加在如此形成的第二中間圖案化的TMR讀取頭結構200C上以得到圖 1中TMR讀取頭100。盡管針對圖1和2A-C的說明的實施例，上述有些層或者材料被說明為是“布置于” 或者“沉積于”先前的層或者材料上的(例如，沉積在穿隧阻礙層240上的自由層250)，應 認識到，在其它實施例中，根據(jù)正在被圖案化的結構的定向和配置或者正在被采用的圖案 化工藝，每一層或者材料可被布置或者沉積在先前層或者材料的下面或者旁邊，或者在鄰 近于先前層或者材料的側面的地方。此外，如同此處所用到的，短語“層/材料X被布置/ 被沉積在層/材料Y之上(之下、旁邊、或者鄰近層/材料Y側面的地方)涵蓋了其中一個 或者多于一個布置/沉積于層/材料X和層/材料Y之間的中間層/材料的配置或者實施 例。圖3是示出根據(jù)本主題公開的一方面說明通過在圖案化TMR讀取頭上進行熱退火 工藝以得到具有改善的讀取頭穩(wěn)定性的TMR讀取頭的示例性過程300的流程圖。為簡潔起 見，但是并無意于以任何方式限制主題公開的范圍，參考圖1和圖2A-C，過程300在下面加 以說明。但是，應認識到過程300，或者其變化，可被運用于獲得具有與這些圖中所示的TMR 讀取頭結構的不同結構的TMR讀取頭。過程300開始于起始狀態(tài)301并前進到提供TMR結 構的操作310。操作310可包括上面關于圖2A討論的TMR層疊沉積，其中不同的TMR層包 含至少一鐵磁層(例如，AFM層210、被固定層220、參考層230和自由層250中的一個或多 于一個)和至少一個非磁性絕緣層(例如，穿隧阻礙層M0)，其被沉積以形成例如圖2A中 未圖案化TMR層疊203那樣的未圖案化TMR層疊。過程300前進到在未圖案化TMR層疊203上進行第一熱退火工藝的操作320。通 過正確地形成穿隧阻礙層240的非磁性絕緣材料(例如，MgO)的晶體結構，第一熱退火工藝 幫助增強TMR效應(例如，dR/R)。相同的熱退火工藝也可起到將在AFM層210中的反鐵磁7性(AFM)材料(InMn)形成為正確相的功能，因此可在此感應出固定場。在特定實施例中， 第一熱退火工藝具有范圍為約250到300°C之間的第一熱退火溫度以及范圍約為2到5小 時之間的浸泡時間。在說明的示例中，第一熱退火工藝在TMR蓋層沈0的沉積后進行。本領域技術人員應認識到對上述操作320的第一熱退火工藝的不同更改可被改 變以實現(xiàn)大量的替代實施例，而不背離本主題公開的范圍。例如，第一熱退火工藝可在TMR 蓋層260的沉積之前進行，或者甚至在自由層250的沉積之前進行。在有些實施例中，第一 熱退火工藝可含有在TMR層疊形成期間的不同時刻進行的兩個或者更多熱退火工藝。例 如，初始熱退火工藝可在沉積AFM層210后進行，而另一后續(xù)的熱退火工藝可在沉積穿隧阻 礙層240之后的某個時刻進行。過程300前進到操作330，在其中在未圖案化TMR讀取頭結構200A上進行上述關 于圖2A和2B的不同的讀取頭圖案限定操作以實現(xiàn)例如圖1的圖案化TMR讀取頭100那樣 的圖案化的TMR讀取頭結構。過程300然后前進到在圖案化的TMR讀取頭結構上進行第二熱退火工藝以改善讀 取頭穩(wěn)定性的操作340。在特定實施例中，第二熱退火工藝的第二熱退火溫度等于或低于第 一熱退火工藝的第一熱退火溫度。例如，第一熱退火溫度可以在約250和300°C之間的范 圍內，而第二熱退火溫度可以在約220和270°C之間的范圍內。在有些實施例中，第二熱退 火工藝的第二浸泡時間等于或少于第一熱退火工藝的第一浸泡時間。例如，第一浸泡時間 可以在約2和5小時之間的范圍內，而第二浸泡時間可以在約10分鐘和1小時之間的范圍 內。過程300結束于結束狀態(tài)309。本領域技術人員應認識到對上述操作340的第二熱退火工藝的不同更改可被改 變以實現(xiàn)大量的替代實施例，而不背離本主題公開的范圍。如前所述，在特定實施例中，在 圖案化TMR讀取頭100(圖1)上進行第二熱退火工藝。但是，在其它實施例中，可在第一中 間圖案化TMR讀取頭結構200B (圖2B)、第二中間圖案化TMR讀取頭結構200C(圖2C)或者 未圖案化TMR讀取頭結構200A(圖2A)和最終TMR讀取頭100(圖1)之間實現(xiàn)的任何其它 中間結構上在制造工藝中的更早時刻進行第二熱退火工藝。試驗顯示出在圖案化的TMR讀取頭上進行這一附加熱退火工藝通過增強圖案化 的TMR層疊103中的有效硬偏置場改善了讀取頭的穩(wěn)定性。如上所述，有效硬偏置場可從 讀取頭的傳輸特性(例如，相對外部磁場的TMR比率)推斷出。有效硬偏置磁場的增強又 有顯著降低讀取頭的不對稱σ (sigma，定義為ASSY的變化)的效果，同時將讀取頭信號幅 度降低至期望情況之下，例如，低于外部硬偏置磁場增強所帶來的有效硬偏置場的同樣增 加量的情況。例如，在一試驗性實施例中，將圖案化的TMR讀取頭進行第二熱退火工藝產(chǎn)生 4%更佳的不對稱σ，同時讀取頭信號幅度降低了 15%且BQST產(chǎn)量顯示了 5%的增加。在有些磁記錄硬盤驅動器中，寫入頭，例如示于圖4的PMR寫入頭400可在對例如 示于圖1的TMR讀取頭100的讀取頭圖案化后進行圖案化以形成集成的讀/寫磁頭。圖4 中的PMR寫入頭400包含磁軛410、寫磁極430和相對寫磁極430布置的寫入器線圈420。 在說明的示例中，寫入器線圈420是纏繞在寫磁極430周圍的環(huán)形或者螺線管形線圈。寫 磁極430的磁極表面432對著記錄介質(未顯示)。在蓋寫操作中，由寫入器線圈420內流 動的電流產(chǎn)生或感應的寫磁極430內的寫磁場或者磁通量在端面432處流出寫磁極430并 進入記錄介質以通過擦除或者反轉設置在記錄介質內的任何磁化來蓋寫或者擦除任何被記錄于其上的數(shù)據(jù)。圖5是說明根據(jù)本主題公開的一方面通過在圖案化PMR寫入頭上進行熱退火工藝 以得到具有改善的蓋寫性能的PMR寫入頭的示例性過程500的流程圖。僅僅為簡潔起見， 但是并無意于以任何方式限制主題公開的范圍，過程500在下面參考圖4加以說明。但是， 應認識到過程500，或者其變化，可被應用于具有不同于圖4所示的PMR寫入頭400的結構 的寫入頭。例如，所述寫入頭可具有餅形線圈，而不是圖4中所示的環(huán)形或者螺線管形線圈 420過程500開始于起始狀態(tài)501并前進到操作510，在此處在未圖案化寫入頭結構上 進行寫入頭圖案限定以得到例如PMR寫入頭400的圖案化PMR寫入頭。過程500前進到在 圖案化的PMR寫入頭進行第三熱退火工藝的操作520。在特定實施例中，第三熱退火工藝 的第三熱退火溫度等于或低于上述關于圖3討論的第一熱退火工藝的第一熱退火溫度。例 如，第一熱退火溫度的范圍可以在約250和300°C之間，而第三熱退火溫度的范圍可以在約 190和240°C之間。在其它實施例中，第三熱退火工藝的第三浸泡時間等于或少于第一熱退 火工藝的第一浸泡時間。例如，第一浸泡時間可以在約2和5小時之間的范圍內，而第三浸 泡時間可以約10分鐘和2小時之間的范圍內。試驗顯示出在圖案化的PMR寫入頭上進行這一附加熱退火工藝改善了寫入頭的 蓋寫性能。例如，在一試驗性實施例中，使圖案化的PMR寫入頭進行第三熱退火工藝產(chǎn)生了 1.5分貝(db)的蓋寫性能提高。所述性能提高據(jù)信歸功于附加退火工藝，該工藝增加了磁 軛的磁導率，磁軛又導致了寫磁極420所產(chǎn)生的凈磁通量增加。提供本說明以使得本領域任何技術人員都能夠實踐本文所說明的實施例。盡管配 合不同圖示和實施例對本發(fā)明加以具體說明，但是應理解這些僅為說明的目的并且不應限 制本發(fā)明的范圍?？梢杂性S多不同方式實施本發(fā)明。在不背離本發(fā)明宗旨和范圍的情況下，此處說 明的不同功能和元素可用不同于本文所示的方式分開。這些實施例的不同更改對于本領域 技術人員是顯而易見的，并且本文中定義的一般原理可應用于其它實施例。因此，在不背離 本發(fā)明宗旨和范圍的情況下，本領域技術人員可對本發(fā)明可作出許多改變和更改。除非特別聲明，以單數(shù)形式引用的元素不意味著“一個且只有一個“，而是意味著” 一個或者多于一個”。短語“有些”指的是一個或者多于一個。帶下劃線和/或斜線的標題 和小標題僅為行文方便而用，其并不限制本發(fā)明，并且不意味著與本發(fā)明的說明的解釋相 關聯(lián)。本領域普通技術人員所知的或者今后所知的遍及本公開內容所說明的本發(fā)明的不同 實施例的元素的所有結構性或者功能性等價物明顯地通過引用并入本文并意在被本發(fā)明 所包納。此外，任何本文中公開的內容都不旨在成為公用內容，不管這樣的公開內容是否被 上述說明明確的引用。
權利要求
1.一種制造穿隧磁阻即TMR讀取頭的方法，所述方法包括提供包括至少一個鐵磁層和至少一個非磁性絕緣層的TMR結構；在所述TMR結構上進行第一熱退火工藝；在所述TMR結構上進行讀取頭圖案限定工藝以得到圖案化的TMR讀取頭；和在所述圖案化的TMR讀取頭上進行第二熱退火工藝。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述讀取頭圖案限定工藝包括離子銑削操作。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述至少一個鐵磁層包括從由自由層、被固定層 和固定層構成的組中選出的層。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中所述TMR結構進一步包括沉積于所述自由層上的 蓋層，此外其中所述第一熱退火工藝在沉積所述蓋層后進行。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述至少一個鐵磁層包括固定層、被固定層和自 由層；并且所述至少一個非磁性絕緣層包括布置于所述被固定層和所述自由層間的穿隧阻 礙層。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中當向所述TMR結構施加外部磁場時進行所述第一 熱退火工藝，從而在所述固定層內感應出固定場并限定所述固定場的方向。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括在所述圖案化的TMR讀取頭上布置間隔層 和在所述絕緣層上布置硬偏置層的步驟。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述間隔層包括原子層沉積氧化鋁。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述硬偏置層包括鈷和鉬的合成物。
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述第二熱退火工藝增強在所述圖案化的TMR讀 取頭內的有效硬偏置場。
11.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第二熱退火工藝降低在所述TMR讀取頭的操 作期間正信號和負信號間的幅度不對稱性。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第二熱退火工藝的第二熱退火溫度等于或 低于所述第一熱退火工藝的第一熱退火溫度。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述第一熱退火溫度在約250和300°C之間的 范圍內，而所述第二熱退火溫度在約220和270°C之間的范圍內。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第二熱退火工藝的第二浸泡時間等于或少 于所述第一熱退火工藝的第一浸泡時間。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述第一浸泡時間在約2和5小時之間的范圍 內，而所述第二浸泡時間在約10分鐘和1小時之間的范圍內。
16.根據(jù)權利要求1所述的方法，其進一步包括進行寫入頭圖案限定工藝以形成和所 述圖案化的TMR讀取頭相關的圖案化的寫入頭。
17.根據(jù)權利要求16所述的方法，其進一步包括在形成所述圖案化的寫入頭之后進行 第三熱退火工藝。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述第三熱退火工藝提高所述圖案化的寫入頭 的蓋寫性能。
19.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述第三熱退火工藝的第三熱退火溫度等于或 低于所述第一熱退火工藝的第一熱退火溫度。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法，其中所述第一熱退火溫度在約250和300°C之間的 范圍內，而所述第三熱退火溫度在約190和240°C之間的范圍內。
21.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述第三熱退火工藝的第三浸泡時間等于或少 于所述第一熱退火工藝的第一浸泡時間。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中所述第一浸泡時間在約2和5小時之間的范圍 內，而所述第三浸泡時間在約10分鐘和2小時之間的范圍內。
23.包括根據(jù)權利要求1所述的方法而制造的TMR讀取頭的硬盤驅動器。
全文摘要
本文涉及通過圖案化的晶片退火改善讀取頭穩(wěn)定性和寫入頭蓋寫性能的方法。公開了制造穿隧磁阻(TMR)讀取頭的方法。本發(fā)明提供包括至少一個鐵磁層和至少一個非磁性絕緣層的TMR結構。在所述TMR結構上進行第一熱退火工藝。在所述TMR結構上進行讀取頭圖案限定工藝以得到圖案化的TMR讀取頭。在所述圖案化的TMR結構上進行第二熱退火工藝。
文檔編號G11B5/39GK102054483SQ201010536310
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月3日 優(yōu)先權日2009年11月3日
發(fā)明者C·英, G·W·安德爾森, J·X·申, L·袁 申請人:西部數(shù)據(jù)(弗里蒙特)公司