[发明专利]双元件磁致电阻传感器

说明书

本发明涉及磁阻(MR)传感器，尤其是涉及具有良好的磁状态稳定性和改善的制造工艺性的双元件MR传感器。

双元件MR传感器的优点已在美国专利USP 4，987，509和5，084，794中做了充分的论述。

USP5，084，794公开了一种MR传感器，此传感器包括两个实质上相同的MR元件，除了电短接这两个元件的导电端带之外，这两个元件由一绝缘隔层分离开。这两个短接的MR元件将加至其上的电流分成相等的两部分电流，这两部分电流以相同方向流过这两个元件。这两部分相等的电流提供偏流，并且还构成用于检测元件电阻变化的感测电流。无感测电流通过绝缘隔层分流。由于相同元件具有相同电阻，因此若发生电短路将不会形成电位差，结果是，两MR元件间的任何短路均不会影响记录信号的检测。但是，由于这种传感器是未屏蔽的，因此两MR元件间的空隙厚度是极严格的。绝缘层必须相当厚，而且导电带必须仅接触两元件的一小块区域。这使得传感器无法适应窄磁道宽度之应用。另外，此专利中没有关于如何稳定反向磁场的教导，此反向磁场是由通过导线加至MR元件的电流产生的，它会影响MR元件的磁状态的稳定。

USP 4，987，509公开了一种屏蔽的MR传感器，此传感器包括一对由薄电介质材料所分离的MR的元件。感测导体接触两元件的靠近端，以便向外传输所产生的感测电流。一共用导体设置在两元件的相对靠近端之间并与其接触，以便电短接这两个元件并提供感测电流的返回路径。由公用导体产生的磁场方向与由感测导体产生的磁场相同，从而使MR元件的磁状态稳定。但是，为实现稳定，这种结构需要至少三个连接件(两个感测导体和一个公用导体)。另外，在两个MR元件间插入公用导体使制造工艺复杂化。

有关的其它现有技术包括共同转让的美国专利USP 5，079，035，此专利公开了一种带有一些硬磁偏置层的MR传感器，这些硬磁偏置层为单个MR元件的相对端提供了具有电磁连续性的接触连接。另外，1992年6月15日出版的应用物理通讯(appl．phys．Lett)第60卷的第3060页起刊载的题目为“Ni₈₁Fe₁₉与NiO和Co_xNi_1-xO的耦合膜中的各向异性交换”(ExchangeAnisotropy In Coupled Films of Ni₈₁Fe₁₉ with NiO andCo_xNi_1-xO)的文章公开了NiO用于交换耦合的情况。

在双元件MR传感器中，为提供合适的传感头功能，保证两个MR元件的磁稳定性是很重要的。由于MR元件可在多种磁状态间转换，因此可产生有幅度的波动和不平衡。在具有或没有磁屏蔽的双元件MR传感器中，需实现磁稳定性，这里所说的传感器具有下列特点：(1)适于窄磁道宽度之应用；(2)具有改进的结构，这种结构使空气支承表面上和／或MR元件之间发生电短路的可能性降至最小并提供磁道端界的对接，所述电短路会因增大了对共模噪声的敏感性而降低传感器性能；和(3)使制造工艺简化。

本发明提供一种双元件磁致电阻(MR)传感器，其具有将两个无源端区分隔开的中央有源区，该传感器包括：被由高电阻值材料构成的非磁性隔层分隔开的第一和第二MR元件，且所述第一和第二MR元件和所述隔层基本仅在所述中央有源区上延伸，其特征在于：

具有用来分别在所述第一和第二MR元件中提供纵向偏磁场的第一和第二纵向偏置装置，且该第一和第二纵向偏置装置中的至少一个基本上在所述无源端区上延伸；

所述第一MR元件内的纵向偏磁场的方向与所述第二MR元件内的纵向偏磁场的方向反平行。

图1是MR感测系统的示意图，它示出体现本发明的MR传感器的一个实施例的侧视图，这是从一磁盘文件的空气支承表面(ABS)上观视到的。

图2是MR传感器的一实施例的侧视图，它构成图1所示实施例的一种改进。

图3是体现本发明的MR传感器的另一实施例的侧视图，这是从一磁盘文件的空气支承表面(ABS)上观视到的。

图4是构成图3所示实施例的改进的MR传感器的一实施例的侧视图。