公开(公告)号：US06791806B1

公开(公告)日：2004-09-14

申请号：US10216515

申请日：2002-08-09

申请人： Zheng Gao ,  Sining Mao ,  Khoung Tran ,  Janusz Nowak ,  Jian Chen

发明人： Zheng Gao ,  Sining Mao ,  Khoung Tran ,  Janusz Nowak ,  Jian Chen

IPC分类号： G11B539

CPC分类号： B82Y25/00 ,  B82Y10/00 ,  G01R33/093 ,  G11B5/3903 ,  G11B5/3909 ,  H01F10/3254 ,  H01F10/3272

摘要： A tunneling magnetoresistive stack configured to operate in a current-perpendicular-to-plane mode has a plurality of layers including a barrier layer. The TMR stack has a plurality of layers including a barrier layer, wherein the barrier layer is comprised of an insulating material selected from a group consisting of HfO, HfAlO, ZrO, TiO, TaO or NdO. The TMR stack exhibits a low resistance-area (RA) product, a stable magnetoresistive (MR) ratio, a lower RA product, a higher breakdown voltage of the TMR stack and enhanced thermal stability.

摘要翻译： 构造成在电流垂直于平面模式下工作的隧道磁阻堆叠具有包括阻挡层的多个层。 TMR叠层具有包括阻挡层的多个层，其中阻挡层由选自HfO，HfAlO，ZrO，TiO，TaO或NdO的绝缘材料构成。 TMR堆叠表现出低电阻面积（RA）产品，稳定的磁阻（MR）比，较低的RA乘积，TMR堆叠的较高击穿电压和增强的热稳定性。

公开(公告)号：US06556390B1

公开(公告)日：2003-04-29

申请号：US09558253

申请日：2000-04-25

申请人： Sining Mao ,  Zheng Gao ,  Jian Chen ,  Edward Stephens Murdock

发明人： Sining Mao ,  Zheng Gao ,  Jian Chen ,  Edward Stephens Murdock

IPC分类号： G11B539

CPC分类号： H01F10/3272 ,  B82Y10/00 ,  B82Y25/00 ,  G01R33/093 ,  G11B5/3903 ,  H01F10/3259 ,  H01F10/3263

摘要： The present invention comprises a magnetoresistive sensor including a cap layer, a free layer, a spacer layer, a pinned layer, an oxide layer, a pinning layer, a seed layer, and a substrate layer. The sensor consists of the cap layer adjacent the free layer. The free layer is adjacent to the spacer layer. The spacer layer is adjacent to the pinned layer. The pinned layer is adjacent to the oxide layer. The oxide layer is adjacent to the pinning layer. The pinning layer is adjacent to the seed layer and the seed layer is adjacent to the substrate. The present invention also comprises a method of manufacturing the magnetoresistive sensor including forming a layered structure. An electron specular scattering effect occurs at the oxide interface to achieve enhanced GMR responses while maintaining thermostability.

摘要翻译： 本发明包括磁阻传感器，其包括盖层，自由层，间隔层，钉扎层，氧化物层，钉扎层，籽晶层和基底层。 传感器由邻近自由层的盖层组成。 自由层与间隔层相邻。 间隔层与被钉扎层相邻。 钉扎层与氧化物层相邻。 氧化物层与钉扎层相邻。 钉扎层与种子层相邻，种子层与基底相邻。 本发明还包括一种制造磁阻传感器的方法，包括形成分层结构。 在氧化物界面处发生电子镜面散射效应，以实现增强的GMR响应，同时保持热稳定性。

公开(公告)号：US06462919B1

公开(公告)日：2002-10-08

申请号：US09442798

申请日：1999-11-18

申请人： Anthony M. Mack ,  Sining Mao ,  Michael A. Seigler ,  Nurul Amin ,  Taras G. Pokhil ,  Ananth Naman ,  Jin Li ,  Zheng Gao ,  Edward S. Murdock ,  Jumna P. Ramdular ,  Timothy Radke

发明人： Anthony M. Mack ,  Sining Mao ,  Michael A. Seigler ,  Nurul Amin ,  Taras G. Pokhil ,  Ananth Naman ,  Jin Li ,  Zheng Gao ,  Edward S. Murdock ,  Jumna P. Ramdular ,  Timothy Radke

IPC分类号： G11B5127

CPC分类号： B82Y25/00 ,  B82Y10/00 ,  G01R33/093 ,  G11B5/3116 ,  G11B5/3163 ,  G11B5/3903 ,  G11B5/3932

摘要： A spin valve sensor is disclosed that comprises a first layer of ferromagnetic material and a second layer of ferromagnetic material. A first layer of non-ferromagnetic material is positioned between the first and second layers of ferromagnetic material. A pinning layer is positioned adjacent to the first layer of ferromagnetic material such that the pinning layer is in contact with the first layer of ferromagnetic material. The spin valve includes synthetic antiferromagnetic bias means extending over passive end regions of the second layer of ferromagnetic material for producing a longitudinal bias in the passive end regions of a level sufficient to maintain the passive end regions in a single domain state. A method for forming a spin valve sensor with exchange tabs is also disclosed.

摘要翻译： 公开了一种自旋阀传感器，其包括第一层铁磁材料层和第二层铁磁材料层。 第一层非铁磁材料位于第一和第二层铁磁材料之间。 钉扎层定位成与第一铁磁材料层相邻，使得钉扎层与第一层铁磁材料接触。 自旋阀包括在第二铁磁材料层的无源端区域上延伸的合成反铁磁偏压装置，用于在被动端区域产生足以将被动端区域维持在单一畴状态的水平面上的纵向偏压。 还公开了一种用于形成具有交换接头的自旋阀传感器的方法。

公开(公告)号：US06548114B2

公开(公告)日：2003-04-15

申请号：US09907219

申请日：2001-07-17

申请人： Sining Mao ,  Anthony M. Mack ,  Brenda A. Everitt ,  Edward S. Murdock ,  Zheng Gao

发明人： Sining Mao ,  Anthony M. Mack ,  Brenda A. Everitt ,  Edward S. Murdock ,  Zheng Gao

IPC分类号： C23C1606

CPC分类号： B82Y25/00 ,  B82Y10/00 ,  G01R33/093 ,  G11B5/3903 ,  G11B2005/3996 ,  Y10S977/934 ,  Y10T29/49046

摘要： A method of fabricating a spin valve sensor includes sequentially depositing, without breaking vacuum, a seed layer and an antiferromagnetic layer. Sequentially depositing the seed layer and the antiferromagnetic layer includes depositing a seed layer on a substrate; depositing a Mn-alloy layer of the antiferromagnetic layer directly on top of the seed layer; and depositing a buffer layer of the antiferromagnetic layer directly on top of the Mn-alloy layer. The seed layer, the Mn-alloy layer and the buffer layer are annealed. After annealing, a portion of the buffer layer is etched and a synthetic antiferromagnetic layer is deposited on top of the buffer layer. A spacer layer is deposited on top of the synthetic antiferromagnetic layer, and a free layer is deposited on top of the spacer layer.

摘要翻译： 制造自旋阀传感器的方法包括在不破坏真空的情况下依次沉积种子层和反铁磁性层。 顺序地沉积种子层和反铁磁性层包括将种子层沉积在基底上; 将反铁磁层的Mn合金层直接沉积在种子层的顶部; 并将反铁磁层的缓冲层直接沉积在Mn合金层的顶部上。 种子层，Mn合金层和缓冲层退火。 在退火之后，缓冲层的一部分被蚀刻，并且合成的反铁磁层沉积在缓冲层的顶部上。 间隔层沉积在合成反铁磁性层的顶部上，并且自由层沉积在间隔层的顶部上。

公开(公告)号：US06724584B2

公开(公告)日：2004-04-20

申请号：US10152192

申请日：2002-05-20

申请人： Anthony M. Mack ,  Zheng Gao ,  Nurul Amin ,  Sining Mao ,  Richard Michel

发明人： Anthony M. Mack ,  Zheng Gao ,  Nurul Amin ,  Sining Mao ,  Richard Michel

IPC分类号： G11B539

CPC分类号： B82Y25/00 ,  B82Y10/00 ,  B82Y40/00 ,  G01R33/093 ,  G11B5/3113 ,  G11B5/3163 ,  G11B5/3903 ,  H01F10/3272 ,  H01F10/3295 ,  H01F41/304 ,  Y10T29/49034

摘要： Methods of fabricating spin valve sensors in accordance with the invention include forming a pinning layer from an antiferromagnetic material and forming a synthetic antiferromagnet adjacent the pinning layer. A free ferromagnetic layer is formed, and exchange tabs are formed adjacent outer portions of the free ferromagnetic layer for biasing the free layer. The exchange tabs are formed from the same antiferromagnetic material as the first pinning layer. Then, the magnetic moments of the synthetic antiferromagnet are set, and the magnetic moment of the free ferromagnetic layer is biased, during a single anneal in the presence of a single magnetic field.

摘要翻译： 制造根据本发明的自旋阀传感器的方法包括从反铁磁材料形成钉扎层并在钉扎层附近形成合成的反铁磁体。 形成自由铁磁层，并且在自由铁磁层的外部附近形成交换突片以偏置自由层。 交换翼片由与第一钉扎层相同的反铁磁材料形成。 然后，在存在单个磁场的单次退火期间，设定合成反铁磁体的磁矩，并且自由铁磁层的磁矩被偏置。

公开(公告)号：US06713800B2

公开(公告)日：2004-03-30

申请号：US10185260

申请日：2002-06-27

申请人： Erli Chen ,  Sining Mao ,  Zheng Gao ,  Paul Kolbo ,  Douglas Saunders

发明人： Erli Chen ,  Sining Mao ,  Zheng Gao ,  Paul Kolbo ,  Douglas Saunders

IPC分类号： H01L31119

CPC分类号： G11B5/3903 ,  G11B5/112 ,  G11B5/3146

摘要： A read sensor for use in a magnetic read head includes a magnetoresistive stack having a plurality of layers, and first and second shield regions positioned adjacent to the magnetoresistive stack. Each of the shield regions includes a first soft magnetic layer for shunting flux from an adjacent track to the shield region instead of the magnetoresistive stack.

摘要翻译： 用于磁读头的读传感器包括具有多个层的磁阻堆叠，以及邻近磁阻堆叠放置的第一和第二屏蔽区域。 每个屏蔽区域包括第一软磁层，用于分流来自屏蔽区域的相邻轨道的通量，而不是磁阻堆叠。

公开(公告)号：US06498707B1

公开(公告)日：2002-12-24

申请号：US09367952

申请日：1999-08-25

申请人： Zheng Gao ,  Song S. Xue ,  Sining Mao

发明人： Zheng Gao ,  Song S. Xue ,  Sining Mao

IPC分类号： G11B539

CPC分类号： B82Y25/00 ,  B82Y10/00 ,  G01R33/093 ,  G11B5/3903 ,  G11B2005/3996

摘要： A giant magnetoresistive stack (10) for use in a magnetic read head includes a NiFeCr seed layer (12), a ferromagnetic free layer (14), a nonmagnetic spacer layer (16), a ferromagnetic pinned layer (18), and a CrMnPt pinning layer (20). The ferromagnetic free layer (14) has a rotatable magnetic moment and is positioned adjacent to the NiFeCr seed layer (12). The ferromagnetic pinned layer (18) has a fixed magnetic moment and is positioned adjacent to the CrMnPt pinning layer (20). The nonmagnetic spacer layer (16) is positioned between the free layer (14) and the pinned layer (18). The combination of layers with their respective atomic percentage compositions and thicknesses results in a GMR ratio of at least 12%.

摘要翻译： 用于磁读头的巨磁阻堆叠（10）包括NiFeCr晶种层（12），铁磁自由层（14），非磁性间隔层（16），铁磁性钉扎层（18）和CrMnPt 钉扎层（20）。 铁磁自由层（14）具有可旋转的磁矩并且被定位成与NiFeCr晶种层（12）相邻。 铁磁钉扎层（18）具有固定的磁矩并且邻近CrMnPt钉扎层（20）定位。 非磁性间隔层（16）位于自由层（14）和被钉扎层（18）之间。 层与其各自的原子百分比组成和厚度的组合导致GMR比至少为12％。

公开(公告)号：US06556392B1

公开(公告)日：2003-04-29

申请号：US09689042

申请日：2000-10-12

申请人： Sining Mao ,  Zheng Gao ,  Anuja Goyal

发明人： Sining Mao ,  Zheng Gao ,  Anuja Goyal

IPC分类号： G11B539

CPC分类号： B82Y10/00 ,  G11B5/3912 ,  G11B5/3932 ,  G11B2005/0008 ,  G11B2005/3996

摘要： A spin valve head according to the present invention includes a spin valve stack having a free layer, a first spacer layer, a pinned layer and a pinning layer. The spin valve head includes a first shield and a second shield coupled to opposing sides of the spin valve stack. The first shield has a concave shape and substantially surrounds the free layer. The spin valve head also includes a second spacer layer and a layer of antiferromagnetic material. The second spacer layer is formed on the free layer. The layer of antiferromagnetic material is formed on the second spacer layer.

摘要翻译： 根据本发明的自旋阀头包括具有自由层，第一间隔层，钉扎层和钉扎层的自旋阀叠层。 自旋阀头包括第一屏蔽和耦合到自旋阀叠层的相对侧的第二屏蔽。 第一屏蔽件具有凹形并且基本上围绕自由层。 自旋阀头还包括第二间隔层和反铁磁材料层。 第二间隔层形成在自由层上。 反铁磁材料层形成在第二间隔层上。

公开(公告)号：US06433972B1

公开(公告)日：2002-08-13

申请号：US09380435

申请日：1999-09-01

申请人： Sining Mao ,  Zheng Gao ,  Hae Seok Cho ,  Stephen C. Cool

发明人： Sining Mao ,  Zheng Gao ,  Hae Seok Cho ,  Stephen C. Cool

IPC分类号： G11B539

CPC分类号： B82Y25/00 ,  B82Y10/00 ,  G01R33/093 ,  G11B5/3903 ,  G11B5/3932 ,  G11B2005/3996 ,  H01F10/3268 ,  H01F10/3295

摘要： A giant magnetoresistive stack (10) for use in a magnetic read head includes a NiFeCr seed layer (12), a ferromagnetic free layer (14), a nonmagnetic spacer layer (16), a ferromagnetic pinned layer (18), and a PtMnX pinning layer (20), where X is either Cr or Pd. The ferromagnetic free layer (14) has a rotatable magnetic moment and is positioned adjacent to the NiFeCr seed layer (12). The ferromagnetic pinned layer (18) has a fixed magnetic moment and is positioned adjacent to the PtMnX pinning layer (20). The nonmagnetic spacer layer (16) is positioned between the free layer (14) and the pinned layer (18).

摘要翻译： 用于磁读头的巨磁电阻堆（10）包括NiFeCr晶种层（12），铁磁自由层（14），非磁性间隔层（16），铁磁固定层（18）和PtMnX 钉扎层（20），其中X是Cr或Pd。 铁磁自由层（14）具有可旋转的磁矩并且被定位成与NiFeCr晶种层（12）相邻。 铁磁钉扎层（18）具有固定的磁矩并且邻近PtMnX钉扎层（20）定位。 非磁性间隔层（16）位于自由层（14）和被钉扎层（18）之间。

公开(公告)号：US07035062B1

公开(公告)日：2006-04-25

申请号：US10302443

申请日：2002-11-22

申请人： Sining Mao ,  Eric Shane Linville ,  Zheng Gao ,  Brian William Karr ,  Janusz Jozef Nowak ,  Olle Gunnar Heinonen

发明人： Sining Mao ,  Eric Shane Linville ,  Zheng Gao ,  Brian William Karr ,  Janusz Jozef Nowak ,  Olle Gunnar Heinonen

IPC分类号： G11B5/127

CPC分类号： H01F10/3254 ,  B82Y10/00 ,  B82Y25/00 ,  G11B5/3909 ,  G11B5/3912 ,  G11B5/3932 ,  G11B2005/3996 ,  H01F10/1936 ,  H01F10/3218

摘要： The present invention provides a tunneling magneto-resistive read sensor structure that improves sensitivity and linear density of the sensor structure. The sensor includes first and second electrodes and a stack positioned between the electrodes. The stack includes first and second free layers with magnetization orientations that are biased relative to each other. A tunneling barrier (insulating layer) or non-magnetic metal spacer is positioned between the first and second free layers. A sense current is passed between the first and second free layers of the stack. The amount of current passing through the first and second free layer changes based upon the orientation of the first and second free layers relative to each other.

摘要翻译： 本发明提供一种提高传感器结构的灵敏度和线密度的隧道式磁阻读取传感器结构。 传感器包括第一和第二电极以及位于电极之间的堆叠。 堆叠包括具有相对于彼此偏置的磁化取向的第一和第二自由层。 隧道势垒（绝缘层）或非磁性金属隔离物位于第一和第二自由层之间。 感测电流在堆叠的第一和第二自由层之间通过。 基于第一和第二自由层相对于彼此的取向，通过第一和第二自由层的电流量发生变化。