[发明专利]通过图案化的晶片退火改善读取头稳定性和写入头盖写性能的方法

权利要求书

1.一种制造穿隧磁阻即TMR读取头的方法，所述方法包括：

提供包括至少一个铁磁层和至少一个非磁性绝缘层的TMR结构；

在所述TMR结构上进行第一热退火工艺；

在所述TMR结构上进行读取头图案限定工艺以得到图案化的TMR读取头；和

在所述图案化的TMR读取头上进行第二热退火工艺。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述读取头图案限定工艺包括离子铣削操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个铁磁层包括从由自由层、被固定层和固定层构成的组中选出的层。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述TMR结构进一步包括沉积于所述自由层上的盖层，此外其中所述第一热退火工艺在沉积所述盖层后进行。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个铁磁层包括固定层、被固定层和自由层；并且所述至少一个非磁性绝缘层包括布置于所述被固定层和所述自由层间的穿隧阻碍层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中当向所述TMR结构施加外部磁场时进行所述第一热退火工艺，从而在所述固定层内感应出固定场并限定所述固定场的方向。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述图案化的TMR读取头上布置间隔层和在所述绝缘层上布置硬偏置层的步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述间隔层包括原子层沉积氧化铝。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述硬偏置层包括钴和铂的合成物。

10.根据权利要求7所述的方法，其中所述第二热退火工艺增强在所述图案化的TMR读取头内的有效硬偏置场。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二热退火工艺降低在所述TMR读取头的操作期间正信号和负信号间的幅度不对称性。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二热退火工艺的第二热退火温度等于或低于所述第一热退火工艺的第一热退火温度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一热退火温度在约250和300℃之间的范围内，而所述第二热退火温度在约220和270℃之间的范围内。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二热退火工艺的第二浸泡时间等于或少于所述第一热退火工艺的第一浸泡时间。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一浸泡时间在约2和5小时之间的范围内，而所述第二浸泡时间在约10分钟和1小时之间的范围内。

16.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括进行写入头图案限定工艺以形成和所述图案化的TMR读取头相关的图案化的写入头。

17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括在形成所述图案化的写入头之后进行第三热退火工艺。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第三热退火工艺提高所述图案化的写入头的盖写性能。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第三热退火工艺的第三热退火温度等于或低于所述第一热退火工艺的第一热退火温度。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第一热退火温度在约250和300℃之间的范围内，而所述第三热退火温度在约190和240℃之间的范围内。

21.根据权利要求17所述的方法，其中所述第三热退火工艺的第三浸泡时间等于或少于所述第一热退火工艺的第一浸泡时间。

22.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一浸泡时间在约2和5小时之间的范围内，而所述第三浸泡时间在约10分钟和2小时之间的范围内。

23.包括根据权利要求1所述的方法而制造的TMR读取头的硬盘驱动器。