(57)【要約】      （修正有）【課題】リーダ形成中で高温アニール処理後に反強磁性結合特性の劣化が少ないリーダ磁気構造を可能にする。【解決手段】リーダ構造は第１のリーダを含み、第１のリーダはセンサスタック１３０と頂部シールド構造１２２とを含み、頂部シールド構造は合成反強磁性シールド（ＳＡＦ）構造１２６を含み、合成反強磁性シールド（ＳＡＦ）構造は、少なくともＮｉＦｅの層と不純物添加物とを含む基準層（ＲＬ）と、ＲＫＫＹ結合層（たとえばＲｕ層）と、固定層（ＰＬ）とを含む。他の実現例では、第１のリーダのＳＡＦシールド構造のＲＬは、少なくとも非晶質の磁性材料の層を含む。しかし、他の実現例では、ＳＡＦシールド構造は、非晶質の磁性材料の挿入層を、ＳＡＦシールドＲＬ下、ＳＡＦシールドＲＬ内、またはＳＡＦシールドＲＬとＳＡＦシールドＲｕとの間に含む。【選択図】図１
2017004586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダ構造であって、
第１のリーダを含み、前記第１のリーダは、
センサスタックと、
頂部シールド構造とを含み、前記頂部シールド構造は、合成反強磁性シールド構造を含み、前記合成反強磁性シールド構造は、
少なくともＮｉＦｅの層と不純物添加物とを含む基準層と、
ＲＫＫＹ結合層と、
固定層とを含む、リーダ構造。
【請求項２】
前記第１のリーダからダウントラック方向において位置決めされる第２のリーダをさらに含み、前記第２のリーダは、
センサスタックと、
頂部シールド構造とを含み、前記頂部シールド構造は、合成反強磁性シールド構造を含み、前記合成反強磁性シールド構造は、
少なくともＮｉＦｅの層と不純物添加物とを含む基準層と、
ＲＫＫＹ結合層と、
固定層とを含む、請求項１に記載のリーダ構造。
【請求項３】
前記不純物添加物は酸素である、請求項１に記載のリーダ構造。
【請求項４】
前記不純物添加物はタングステン（Ｗ）である、請求項１に記載のリーダ構造。
【請求項５】
前記基準層におけるＷの含有量は１４原子百分率未満である、請求項４に記載のリーダ構造。
【請求項６】
前記不純物添加物は耐熱性材料である、請求項１に記載のリーダ構造。
【請求項７】
前記耐熱性材料はタンタル、ニオブ、ハフニウムおよびジルコニウムの少なくとも１つである、請求項６に記載のリーダ構造。
【請求項８】
前記ＲＫＫＹ結合層は約０〜２０Åの範囲に厚みを有する、請求項１に記載のリーダ構造。
【請求項９】
リーダ構造であって、
第１のリーダを含み、前記第１のリーダは、
センサスタックと、
頂部シールド構造とを含み、前記頂部シールド構造は、合成反強磁性構造を含み、前記合成反強磁性構造は、
少なくとも非晶質の磁性材料の層を含む基準層と、
ＲＫＫＹ結合層と、
固定層とを含む、リーダ構造。
【請求項１０】
前記第１のリーダからダウントラック方向において位置決めされる第２のリーダをさらに含み、前記第２のリーダは、
センサスタックと、
頂部シールド構造とを含み、前記頂部シールド構造は、合成反強磁性シールド構造を含み、前記合成反強磁性シールド構造は、
少なくともＮｉＦｅの層と不純物添加物とを含む基準層と、
ＲＫＫＹ結合層と、
固定層とを含む、請求項９に記載のリーダ構造。
【請求項１１】
前記非晶質の磁性材料は、合金を非晶質の作用剤でドープすることによって形成される、請求項９に記載のリーダ構造。
【請求項１２】
前記合金はニッケル合金、コバルト合金および鉄合金の少なくとも１つである、請求項１１に記載のリーダ構造。
【請求項１３】
前記非晶質の作用剤は、タンタル、ホウ素、ハフニウム、ジルコニウムおよびニオブの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載のリーダ構造。
【請求項１４】
リーダ構造であって、
第１のリーダを含み、前記第１のリーダは、
センサスタックと、
頂部シールド構造とを含み、前記頂部シールド構造は、合成反強磁性構造を含み、前記合成反強磁性構造は、
挿入層と、
少なくともＮｉＦｅの層と不純物添加物とを含む基準層と、
ＲＫＫＹ結合層と、
固定層とを含む、リーダ構造。
【請求項１５】
前記第１のリーダからダウントラック方向において位置決めされる第２のリーダをさらに含み、前記第２のリーダは、
センサスタックと、
頂部シールド構造とを含み、前記頂部シールド構造は、合成反強磁性シールド構造を含み、前記合成反強磁性シールド構造は、
少なくともＮｉＦｅの層と不純物添加物とを含む基準層と、
ＲＫＫＹ結合層と、
固定層とを含む、請求項１２に記載のリーダ構造。
【請求項１６】
前記不純物添加物はＯである、請求項１４に記載のリーダ構造。
【請求項１７】
前記不純物添加物はＷである、請求項１４に記載のリーダ構造。
【請求項１８】
前記不純物添加物は耐熱性材料である、請求項１４に記載のリーダ構造。
【請求項１９】
前記挿入層は非晶質材料である、請求項１４に記載のリーダ構造。
【請求項２０】
前記非晶質材料はＴａ、ＣｏＦｅＢおよびＣｏＦｅＴａの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載のリーダ構造。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
磁気データ記憶検索システムでは、磁気読取／書込ヘッドは、磁気ディスクに記憶される磁気的にエンコードされた情報を検索するために磁気抵抗（ＭＲ）センサを有するリーダ部分を含む。ディスクの表面からの磁束は、ＭＲセンサの感知層の磁化ベクトルの回転を引起し、それは、次いで、ＭＲセンサの電気固有抵抗における変化を引起す。ＭＲセンサの抵抗率における変化は、ＭＲセンサを通して電流を流し、ＭＲセンサにわたる電圧変化を測定することによって、検出することができる。次いで、外部回路系が、電圧情報を適切なフォーマットに変換し、その情報を操作して、ディスク上にエンコードされた情報を回復する。
【０００２】
磁気記憶媒体およびヘッド技術における改善は、今日利用可能な磁性ディスク上における面積の記録密度を可能にする。しかしながら、面積の記録密度が増大するにつれ、より小さく、より感度のよいＭＲセンサが所望される。ＭＲセンサがサイズにおいてより小さくなるにつれて、ＭＲセンサは磁気ディスクからの印加される磁界に望ましくない磁気応答を示す可能性がある。効果的なＭＲセンサは、磁気ノイズを低減または除去し、信号に対して、ディスクに書込まれたデータの正確な回復のための十分な振幅を与え得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
概要
ここに記載され主張される実現例はリーダ構造を含み、リーダ構造は、センサスタックを含む第１のリーダと、頂部シールド構造とを含み、頂部シールド構造は合成反強磁性（ＳＡＦ）シールド構造を含み、合成反強磁性（ＳＡＦ）シールド構造は、少なくともＮｉＦｅの層と不純物添加物とを含む基準層（ＲＬ）と、ＲＫＫＹ結合層（たとえばＲｕ層）と、固定（pinned）層（ＰＬ）とを含む。他の実現例では、第１のリーダのＳＡＦシールド構造のＲＬは、少なくとも非晶質の磁性材料の層を含む。しかし、他の実現例では、ＳＡＦシールド構造は、非晶質の磁性材料の挿入層を、ＳＡＦシールドＲＬ下、ＳＡＦシールドＲＬ内、またはＳＡＦシールドＲＬとＳＡＦシールドＲｕとの間に含む。
【０００４】
他の実現例もここに記載され詳述される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】ここに開示される磁気抵抗センサを含む例示ディスクドライブアセンブリの平面図である。
【図２】ここに開示される例示デュアルセンサリーダ構造を示す図である。
【図３Ａ】ＮｉＦｅが磁性材料にある例示ＳＡＦシールド構造の磁化曲線のグラフを示す図である。
【図３Ｂ】ＮｉＦｅＷが磁性材料にある例示ＳＡＦシールド構造の磁化曲線のグラフを示す図である。
【図４】ＣｏＦｅＮｉＢが磁性材料にある例示ＳＡＦシールド構造の磁化曲線のグラフを示す図である。
【図５Ａ】ＮｉＦｅが磁性材料にあり、Ｔａが挿入層としてある、例示ＳＡＦシールド構造の磁化曲線のグラフを示す図である。
【図５Ｂ】ＮｉＦｅが磁性材料にあり、ＣｏＦｅＢが挿入層としてある、例示ＳＡＦシールド構造の磁化曲線のグラフを示す図である。
【図５Ｃ】ＮｉＦｅが磁性材料にあり、ＣｏＦｅＴａが挿入層としてある、例示ＳＡＦシールド構造の磁化曲線のグラフを示す図である。
【図６】磁気抵抗センサにおける例示センサスタックを製造することを示す例示動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
詳細な記載
磁気媒体からデータを読出すために、高データ密度および感度のよいセンサに対して増大する要求がある。増大した感度を有する巨大磁気抵抗センサ（ＧＭＲセンサ）は、銅などのような薄い導電性の非磁性スペーサ層によって分離された２つの軟磁性層からなる。トンネル磁気抵抗センサ（ＴＭＲセンサ）は、ＧＭＲセンサに拡張を与え、そこでは、電子が、それらのスピンが薄い絶縁トンネル障壁を横切って好ましい方向に配向される状態で、移動する。
【０００７】
ＴＭＲセンサでは、センサスタックは頂部シールドと底部シールドとの間に位置決めされてもよい。シールドは、センサスタックを望まれない電磁干渉から隔絶し、にもかかわらず、センサスタックがセンサの直接下でデータビットの磁界によって影響されることを可能にする。
【０００８】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）適用例のためにＧＭＲおよび／またはＴＭＲ効果を利用する磁気センサを製造するプロセスでは、センサの適切な機能を可能にするために熱処理を用いてもよい。熱処理は上昇された温度（たとえば２５０〜３５０℃の範囲）において実行され、熱処理に先行して基板上に形成される材料の特性における劣化を引起す場合がある。反強磁性結合の分損は、ＲＫＫＹ結合層（たとえばＲｕ層）における界面の劣化のためかもしれない。この劣化に対する理由は、層のアニール中において、（たとえば層におけるＮｉＦｅの）結晶粒成長がこの界面において粗さを誘導して、Ｒｕ層にわたる磁気結合の強度における変動を引起すことかもしれず、またはそれは拡散メカニズムの結果かもしれない。
【０００９】
ここに開示された技術は、リーダ形成中において高温アニール処理の後にこれらの材料の特性の劣化がより少ない磁気構造を形成することを含む。具体的には、リーダのサイドシールドにバイアスを印加する耐高温合成反強磁性（ＳＡＦ）シールドを形成する方法が開示され、サイドシールドからリーダまでのサイドバイアスが高温アニールの後に保持され強化されることができるようにされる。これらの磁気構造、センサにおけるそれらの機能、およびこれらの磁気構造の製造のための例示動作の例が、図１〜図６において述べられる。
【００１０】
図１は、例示ディスクドライブアセンブリ１００の平面図を示す。例示ディスクドライブアセンブリ１００は、アクチュエータアーム１１０の遠位端上にあり、媒体ディスク１０８上に位置決めされるスライダ１１４を含む。アクチュエータ回転軸１０６のまわりを回転する回転式ボイスコイルモータを用いて、スライダ１１４をデータトラック上に位置決めし、ディスク回転軸１１２のまわりを回転するスピンドルモータを用いて、媒体ディスク１０８を回転させる。具体的には図Ａを参照して、媒体ディスク１０８は、円形の点線によって示されるデータトラック１１８などのような多くのデータトラックが間にある外径１０２および内径１０４を含む。可撓性ケーブル１１６は、動作中においてアクチュエータアーム１１０の回動を可能にしながら、スライダ１１４のための必要な電気的接続経路を与える。
【００１１】
スライダ１１４はさまざまな機能を実行するさまざまな層を伴う積層構造である。スライダ１１４は媒体ディスク１０８のデータを読取るためにライタセクション（図示せず）および１つ以上のＭＲセンサを含む。
【００１２】
図１の図Ｂはシングルセンサリーダ構造の主な構成要素を示す。膜成長またはｚ方向に沿ってあるのは、底部シールド１２０、（ＧＭＲまたはＴＭＲ効果を利用する）磁気センサ１３０、および（頂部シールド１２４、シールドＡＦＭ層１４２およびＳＡＦシールド構造１２６を含む）頂部シールド構造１２２である。いくつかの実現例では、シールドＡＦＭ層１４２と頂部シールド１２４との間に非磁性の低抵抗率金属挿入（たとえばＴａ、Ｒｕ、ＮｉＣｒ）があってもよい。ＳＡＦシールド構造における層は、以下の順序で：ＳＡＦシールド固定層（ＰＬ）、ＳＡＦシールドＲｕ層（ＲＫＫＹ結合層）、およびＳＡＦシールド基準層（ＲＬ）を含む。図１では、ＳＡＦシールド構造１２６は、磁気配向を固定するよう、シールドＡＦＭ層１４２に近接する。他の実現例では、ＳＡＦ構造１２６に近接するシールドＡＦＭ層１４２はなくてもよい。
【００１３】
サイドバイアス磁性タブまたはサイドシールド１２８の対は、ＳＡＦシールド構造に磁気的に結合される。このシングルリーダ形成では、ＳＡＦシールド構造１２６は、サイドシールド１２８に対する安定化を与える。高温アニールを受けると、ＳＡＦシールド１２６は劣化し得、不安定になり得、適切に機能しない。
【００１４】
ＳＡＦ構造１３２はサイドシールド間に位置されることができる。ＳＡＦ構造は、１つ以上の層対が薄い非磁性層によって分離されている、複数の薄い強磁性層からなってもよい。たとえば、ＳＡＦ構造はＳＡＦ  ＲＬ、ＳＡＦ結合スペーサ層およびＳＡＦ  ＰＬを含んでもよい。ＳＡＦ結合スペーサ層はルテニウム（Ｒｕ）などのような材料から形成されてもよい。ＳＡＦ  ＰＬは阻止された回転を伴う第１の磁性層である。図Ｂでは、ＳＡＦ構造は以下の順序において３層として示される：ＳＡＦ  ＲＬ、ＳＡＦ  Ｒｕ層およびＳＡＦ  ＰＬ。
【００１５】
ＳＡＦ構造の一方の側においては、センサＡＦＭ層１３４を、ＳＡＦ構造１３２（ＳＡＦ  ＰＬ）のＰＬに近接して位置決めして、それが回転するのを防いでもよい。ＳＡＦ構造１３２の他方の側においては、ＦＬ１３６（外部磁界に応答して自由に回転する軟磁性層）が、ＳＡＦ  ＲＬの近くで位置決めされてもよい。いくつかの実現例では、ＦＬ１３６は１つより多い層を含むことができる。図Ｂに示されるように、ＦＬ１３６およびスペーサ層１３８は、サイドバイアス層間において、ＳＡＦ構造１３２に近接するようにある。
【００１６】
スタックキャップ層１４０は、ＳＡＦシールド構造１２６からＦＬ１３６を分離するｉｎ−ｓｉｔｕの非磁性層であってもよい。他の実現例では、スタックキャップ層１４０はｅｘ−ｓｉｔｕの非磁性層であってもよい。ＳＡＦ構造１３２およびサイドシールド１２８下に形成されるセンサＡＦＭ層１３４は、底部シールド１２０に近接する。
【００１７】
開示された技術は、高温アニール処理に耐えるようＳＡＦシールド構造を強化することを含み、それによって材料特性の劣化を低減する。少なくともＮｉＦｅの層と不純物添加物とを含むことができるＳＡＦシールドＲＬ（図１に示される）と、ＲＫＫＹ結合層と、固定層とを含む、ＳＡＦシールド構造が形成される。他の実現例では、ＳＡＦシールド構造のＲＬは、少なくとも非晶質の磁性材料の層を含む。しかし、他の実現例では、ＳＡＦシールド構造は、非晶質の磁性材料の挿入層を、ＳＡＦシールドＲＬ下、ＳＡＦシールドＲＬ内、またはＳＡＦシールドＲＬとＳＡＦシールドＲｕとの間に含む。
【００１８】
これらの例示層は複数センサ装置にも実現することができる。図２はデュアルセンサリーダ構造２００の主な構成要素を示し、１つより多い磁気センサがｚ方向に積重ねられる。デュアルセンサリーダ構造２００は頂部シールド２２４および２つの底部シールド２２０を含む。各センサはシールドＡＦＭ層２４２に近接するＳＡＦシールド構造２２６を有する。いくつかの実現例では、シールドＡＦＭ層２４２と頂部シールド２２４との間に非磁性の低抵抗率金属挿入（たとえばＴａ、Ｒｕ、ＮｉＣｒ）があってもよい。他の実現例では、シールドＡＦＭ層２４２はなくてもよい。図２におけるＳＡＦシールド構造における層は、以下の順序で：ＳＡＦシールドＰＬ、ＳＡＦシールドＲｕ層およびＳＡＦシールドＲＬを含む。
【００１９】
図２に示されるデュアルセンサリーダ構造では、２つのリーダ２５０および２６０がある。各リーダ２５０および２６０は、ＳＡＦシールド構造２２６に磁気的に結合された「サイドバイアス」磁気タブ２２８またはサイドシールドの対を有する。各ＳＡＦシールド構造２２６は、サイドシールド２２８に対して安定化を与える。このデュアルリーダ設計が展開されるとき、第１のリーダ（たとえばリーダ２６０）上のＳＡＦシールド構造は、第２のリーダ（たとえばリーダ２５０）をアニールするときに、高温アニールを受け得る。ＳＡＦシールド構造２２６は劣化し得、不安定になり得、適切に機能しない。
【００２０】
図２では、各リーダ２５０および２６０はＳＡＦ構造２３２を含み、それは３層として以下の順序：ＳＡＦ  ＲＬ、ＳＡＦ  Ｒｕ層およびＳＡＦ  ＰＬで、両方のセンサにおいて示される。スペーシング層２３８およびＦＬ２３６はサイドシールド２２８間においてＳＡＦ構造２３２の上に位置決めされてもよい。スタックキャップ層２４０は各センサスタックを各ＳＡＦシールド構造２２６から分離する。センサＡＦＭ層２３４はＳＡＦ構造およびサイドシールド２２８の下に形成することができる。底部シールド２２０は底部センサＡＦＭ層に近接している。底部シールド２２０は、センサの機能に対して必要であり得る熱処理を受ける。２つのリーダ構造間には分離空間がある。
【００２１】
図１の図Ｂでシングルセンサリーダ構造に関して上に記載されたように、図２におけるリーダ２５０のＳＡＦシールド構造２２６または両方のリーダ２５０および２６０のＳＡＦシールド構造２２６も、高温アニール処理に耐えるよう強化することができ、それによって材料特性の劣化を防ぐことができる。ＳＡＦシールド構造２２６は、両方とも、少なくともＮｉＦｅの層と不純物添加物とを含むことができるＳＡＦシールドＲＬ（図１に示される）と、ＲＫＫＹ結合層と、固定層とを含むよう形成することができる。他の実現例では、各ＳＡＦシールド構造２２６のＲＬは、少なくとも非晶質の磁性材料の層を含む。しかし、他の実現例では、ＳＡＦシールド構造は、非晶質の磁性材料の挿入層を、ＳＡＦシールドＲＬ下、ＳＡＦシールドＲＬ内、またはＳＡＦシールドＲＬとＳＡＦシールドＲｕとの間に含む。
【００２２】
シングルセンサ装置および複数センサリーダ構造の両方において、ＮｉＦｅおよび添加物をＳＡＦシールド構造１２６、２２６においてＳＡＦシールドＲＬに添加して、反強磁性結合の分損を結果として生じるＳＡＦシールド構造１２６、２２６のＲＫＫＹ結合層における界面の劣化を低減する。タングステン（Ｗ）は、ＮｉＦｅ層において結晶粒成長を抑制するために添加することができる添加物の例である。他の例示は、酸素（Ｏ）および屈折力のある材料（たとえばタンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ））などのような金属を含む。
【００２３】
図２に与えられるように、リーダ構造には２つのリーダがある。他の実現例では、リーダ構造は２つを超えるリーダを有し得る。たとえば、第１のリーダ２５０および第２のリーダ２６０からダウントラック方向において位置決めされるリーダ２７０およびリーダ２８０（図示せず）があってもよい。
【００２４】
そのような添加物、具体的にはＮｉＦｅ層におけるＷを伴う層形成の結果は、（図３Ａにおいて示されるように）層形成において添加物なしのリーダ構造と比較して図３Ｂにおいて示される。２つのグラフ３００は、磁化容易軸（点線によって示される）に沿った磁化曲線（またはＢＨループ）、および（実質的に容易軸に直交の方向における）磁化困難軸（実線によって示される）に沿った磁化曲線を示す。グラフは磁場の強度（Ｘ軸）に対する（ｙ軸に沿った）磁束密度の値を示す。磁束密度（ｎＷｂ／平方メートルにおいて測定される）は、それが、磁場の強度（エルステッドにおいて測定される）が増大し続けてももはや増大できず一定になる、ある値に到達するまで、磁場の強度に比例して増大する。
【００２５】
図３Ａおよび図３Ｂはリーダ構造におけるＳＡＦシールド構造の応答を示し、ＳＡＦシールド構造は以下のようにをｚ方向に沿って下から上に以下の層を含む：Ａ＿ｔ１／ＣｏＦｅ３０＿ｔ２／Ｒｕ＿ｔ３／ＣｏＦｅ３０＿ｔ４／Ａ＿ｔ５／ＣｏＦｅ３０＿ｔ６／ＩｒＭｎ＿ｔ７／キャップ。ここに記載されるように、「Ａ」はＳＡＦシールドＲＬまたはＰＬに対する材料を示すために用いられる。薄いＣｏＦｅ３０層は、界面結合改善層（たとえば、ｔ２の厚みは１から３０Åである）として供される。この実現例では、ＣｏＦｅ３０（つまり３０％Ｆｅ）が用いられる。他の実現例では、異なる量のＣｏＦｅ含有量を利用することができる。
【００２６】
Ｒｕは、ＲＫＫＹ結合層（たとえば、ｔ３の厚みは０〜２０Åである）である。ほとんど均衡のとれたＳＡＦシールド構造では、ｔ４の厚みはｔ２の厚みに接近し得、ｔ５の厚みはｔ１の厚みに接近し得る。「接近」によって、それは０．８＊ｔ２＜＝ｔ４＜＝１．２＊ｔ２、および０．８＊ｔ１＜＝ｔ５＜＝１．２＊ｔ１として理解される。しかしながら、ＳＡＦシールドにおける異なる層間の異なる厚み比が異なる実現例において用いられてもよい。
【００２７】
図３Ａは、２９５℃アニール後における、Ａ＝ＮｉＦｅである１つの実現例における磁性材料を示す。０磁界のまわりの安定した平坦域によって示されるように、ＳＡＦシールド構造の特徴は失われている。これらの結果はＳＡＦ  Ｒｕ層を介する劣化された反強磁性タイプの結合を示す。
【００２８】
図３Ｂは、２９５℃アニール後における、Ａ＝ＮｉＦｅＷである１つの実現例における磁性材料を示す。図３Ａと比較して、図３Ｂにおける実現例は、平坦域がアニールに耐えることを示す。平坦域は、外部磁界に対する最小のＳＡＦシールド応答がある、安定した領域を表す。図３Ａにおいて見られる反強磁性結合の分損は、ＲＫＫＹ結合層（たとえばＲｕ層）における界面の劣化に寄与されるかもしれない。劣化は、アニール中において界面における粗さを誘導し、Ｒｕ層を横切る磁気結合の強度（恐らく符号さえも）における変動を引起す、（ＮｉＦｅの）結晶粒成長の結果かもしれない。図３Ｂにおいて示されるように、Ｗ（またはここに記載される他の添加物）の存在は結晶粒成長の抑制によって劣化を低減する。
【００２９】
ＮｉＦｅとともに用いられるＷの量は異なる実現例において変動し得る。たとえば、１つの実現例では、層を磁性に保持するために、安定したシールドのために相対的に高いモーメントを維持するために、より少ないＷではあるが、アニールでの劣化を抑止するために、十分なＷ（たとえば１４原子％以下のＷ）を用いることは有益かもしれない。いくつかの実現例では、１４原子％を超えるＷが非磁性層を与えてもよい。
【００３０】
図４は、非晶質の磁性材料を「Ａ」（ＣｏＦｅＮｉＢ）としてＳＡＦシールド構造において用いる実現例を、２９５℃のアニールの後において示す。添加物および非晶質の磁性材料はシールドを安定させる。グラフ４００は、容易軸（実線によって示される）に沿ったセンサ構造の磁化曲線（またはＢＨループ）を示す。グラフは磁場の強度（Ｘ軸）に対する（ｙ軸に沿った）磁束密度の値を示す。磁束密度（ｎＷｂ／平方メートルにおいて測定される）は、それが、磁場の強度（エルステッドにおいて測定される）が増大し続けてももはや増大できず一定になる、ある値に到達するまで、磁場の強度に比例して増大する。
【００３１】
非晶質の磁性材料は、強磁性材料（たとえばコバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ）、および耐熱性材料（たとえばタンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）およびジルコニウム（Ｚｒ））を含む合金であってもよい。たとえば、合金はＣｏＦｅＸ、ＮｉＦｅＸまたはＣｏＮｉＦｅＸであってもよく、Ｘは耐熱性材料元素の少なくとも１つを含む。ここに用いられるように、「非晶質」は、結晶の長範囲規則度特性を欠く固体を指す。非晶質の磁性材料は薄膜として成膜され、磁性のアニール工程中においてのような後成膜処理中において非晶質のままであってもよい。
【００３２】
合金は、１％と約３０％との間の耐熱性材料を、または合金が非晶質であることを確実にするよう十分に、含んでもよい。この範囲を超えるものを用いることは磁気モーメントを弱め得る。１つの例示的実現例では、合金はＣｏＦｅＴａであり、６〜２０％のＴａを含む。非晶質の磁性材料に含まれる耐熱性材料の百分率は、そのような合金において用いられる耐熱性材料および強磁性材料に依存してもよい可変値である。実現例によっては、「Ａ」の磁化および厚みは異なるニーズに基いて工学設計することができる。
【００３３】
図４に示される実現例では、Ａ層はＣｏＦｅＮｉＢを以下の層のＳＡＦシールド構造において含む：ＣｏＦｅＮｉＢ／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ／ＣｏＦｅＮｉＢ／ＣｏＦｅ／ＩｒＭｎ。示されるように、ＣｏＦｅＮｉＢがＳＡＦシールドＲＬおよび／またはＰＬにおいて用いられるとき、容易軸ループにおける平坦域は高温アニールの後において残り、反強磁性結合のより少ない劣化を証明する。
【００３４】
図５Ａ〜図５Ｃは、サイドシールドに対して安定化を与えるために非晶質材料がＳＡＦシールド構造において第１の「Ａ」層の下に薄い挿入層として用いられるリーダ構造に対する磁化曲線を示すグラフ５００を示す。図５Ａ〜図５Ｃは、２９５℃のアニールの後における、ＳＡＦ構造を伴うリーダ構造に対する磁化曲線を示すグラフを示す。グラフは、困難軸に沿ったセンサ構造の磁化曲線（またはＢＨループ）を示す。グラフは磁場の強度（Ｘ軸）に対する（ｙ軸に沿った）磁束密度の値を示す。磁束密度（ｎＷｂ／平方メートルにおいて測定される）は、それが、磁場の強度（エルステッドにおいて測定される）が増大し続けてももはや増大できず一定になる、ある値に到達するまで、磁場の強度に比例して増大する。
【００３５】
図５Ａでは、Ｔａは、以下の層：Ｔａ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ／ＩｒＭｎのＳＡＦシールド構造において挿入として用いられる非晶質材料である。示されるように、ＴａがＳＡＦシールドＲＬの下に挿入されるとき、容易軸ループにおける平坦域は高温アニールの後において残り、反強磁性結合のより少ない劣化を証明する。
【００３６】
図５Ｂでは、ＣｏＦｅＢは、以下の層：ＣｏＦｅＢ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ／ＩｒＭｎのＳＡＦシールド構造において挿入層として用いられる非晶質材料である。図５Ｃでは、ＣｏＦｅＴａは、以下の層：ＣｏＦｅＴａ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ／ＩｒＭｎのＳＡＦシールド構造において挿入層として用いられる非晶質材料である。示されるように、ＣｏＦｅＢまたはＣｏＦｅＴａがＳＡＦシールドＲＬの下に挿入されるとき、容易軸ループにおける平坦域は高温アニールの後において残り、反強磁性結合のより少ない劣化を証明する。加えて、Ｔａ以外の磁性材料（たとえばＣｏＦｅＢまたはＣｏＦｅＴａ）が挿入層として用いられる場合、ＳＡＦ構造と他の構造（たとえばサイドシールド）との間の結合は中断されず、センサ安定化としてよりよく働くことができる。
【００３７】
図６は例示リーダ構造の製造の例示動作６００を示す。これらの動作はシングルセンサ構造の製造のために記載され、さらに、複数センサ構造にも適用可能である。リーダ構造における層はさまざまな方法（たとえばスパッタリング）によって基板上に堆積されてもよい。
【００３８】
ここで図６を参照して、フローチャートは例示実施の形態に従う動作を示す。その手順は、形成動作６０２において基板上に底部シールド層を形成することを必要とする。これは直接基板上に底部シールドを形成することを伴う必要はなく；介在する材料／層が、底部シールドおよび基板との間に配置されてもよい。
【００３９】
形成動作６０４はリーダスタックを形成する。リーダスタックは、ＡＦＭ層、ＳＡＦ構造（ＡＦＭ層に近接して形成されたＳＡＦ  ＰＬ層、ＳＡＦ  ＰＬ層に近接して形成されたＳＡＦ結合スペーサ層、および結合スペーサ層に近接して形成されたＳＡＦ  ＲＬ層）、ＳＡＦ構造のＲＬ層に近接して形成されたスペーサ層、スペーサ層に近接して形成されたＦＬ、ならびにＦＬに近接して形成されたスタックキャップ層を含む。
【００４０】
形成動作６０６は、交差トラック方向においてリーダスタックをパターニングして、リーダスタックに近接する分離材料および分離材料の隣のサイドバイアス層を形成することを含む。形成動作６０８は、リーダスタックのさらなるパターニングを含んで、磁気トンネル接合および形成動作６０６において形成されたサイドバイアス層に近接する分離材料を形成する。
【００４１】
形成動作６１０では、ＳＡＦシールド構造が、スタックキャップ層および２つのサイドバイアス層の上に形成される。ＳＡＦシールド構造は、スタックキャップ層およびサイドバイアス層に近接して形成されるＳＡＦシールドＲＬを含むことができる。ＳＡＦシールドＲｕおよびＳＡＦシールドＰＬを含む層はＳＡＦシールドＲＬに近接して形成される。ＳＡＦシールドＲＬは、少なくともＮｉＦｅの層および不純物添加物と、ＲＫＫＹ結合層と、固定層とを含むことができる。他の実現例では、ＳＡＦシールド構造のＲＬは、少なくとも非晶質の磁性材料の層を含む。しかし、他の実現例では、ＳＡＦシールド構造は挿入層を含む。１つの実現例では、挿入層は、Ｔａ、ＣｏＦｅＢおよびＣｏＦｅＴａの少なくとも１つを含む非晶質材料を含んでもよい。開示されたＳＡＦシールドＲＬは、高温アニール処理に耐えるためにＳＡＦシールド構造を強化し、それによって、材料特性の劣化を防ぐ。
【００４２】
最後に、形成動作６１２では、頂部シールドがＳＡＦシールド構造に近接して形成される。頂部シールドと底部シールドとの間のＭＲセンサスタックにおいて形成される層に対して他のさまざまな構成があってもよい。たとえば、ＭＲリーダ構造において、わずか１つの頂部シールドの形成を必要とする、単一のセンサまたは複数のセンサがあってもよい。他の実現例では、ＳＡＦシールド構造に近接して形成されるシールドＡＦＭ層があってもよい。
【００４３】
上記の明細書、例示およびデータは、この発明の例示実現例の構造および使用の完全な記載を与える。この発明の多数の実現例をこの発明の精神および範囲から逸脱せずに形成することができるので、この発明は以下に添付された特許請求の範囲においてある。さらに、異なる実現例の構造上の特徴が、記載された特許請求の範囲から逸脱せずに、さらに他の実現例において組合せられてもよい。上に記載された実現例および他の実現例は、以下の特許請求の範囲の範囲内にある。
【符号の説明】
【００４４】
１２０  底部シールド、１２２  頂部シールド構造、１２４  頂部シールド、１２６  ＳＡＦシールド構造、１２８  サイドバイアス、１３０  磁気センサ、１３２  ＳＡＦ構造、１３４  センサＡＦＭ層、１３６  ＦＬ、１３８  スペーサ層、１４０  スタックキャップ層、１４２  シールドＡＦＭ層
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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