[其他]磁阻讀出傳感器

無效

• 申請號: 86105533
• 申請日: 1986-07-30
• 公開（公告）號: CN86105533A
• 公開（公告）日: 1987-04-29
• 發明（設計）人: 唐清華
• 申請（專利權）人: 國際商用機器公司
• 主分類號: G11B5/12
• 分類號: G11B5/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王以平

本發明概括說來涉及到讀出來自磁介質的信息信號的磁傳感器，特別是涉及到一種改進型的磁阻讀出傳感器。

現有技術公開了涉及到磁阻（MR）傳感器或探頭的磁傳感器，該傳感器已表明具有從高線性密度能量的磁面讀出數據的能力。MR傳感器通過由磁阻材料制成的讀出元件的電阻變化來檢測磁場信號，其電阻的變化是該元件感測到的磁通強度及方向的函數。

現有技術還指明，為實現MR元件的最優工作狀態，必須提供兩個偏置場。一般提供一個橫向偏置場對材料加磁偏置以使其對磁通的響應呈線性。該偏置場與磁介質平面垂直，與平面型MR元件的表面平行。

在現有技術中，另一個偏置場通常通過MR元件來施加，該磁場在工藝上稱為縱向偏置場，它與磁介質面平行并沿著MR元件的長度方向。這個縱向偏置場的作用是抑制巴克豪森（Barkhausen）噪聲，這種噪聲起源于MR元件中多磁疇的活動性。

現已研究出了有數種用于MR傳感器的磁場偏置方法和裝置，它們既用了縱向偏置也用了橫向偏置磁場，對滿足現有技術要求，這些現有技術的磁場偏置方法及裝置是有效的。然而這種使記錄密度增加的努力已導致了要求精密的記錄磁路并沿磁路增加了線性記錄密度。由于需要對抗的偏置場，所以用現有技術不能制造出滿足這些要求所需的小型MR傳感器。一方面，縱向偏置場必須強得足以抑制磁疇，并且該偏置產生一個沿著MR元件的磁場。另一方面，橫向偏置場與縱向場正交，于是縱向偏置場與橫向偏置場以及橫向數據信號相對抗。這種偏置磁場相對抗的結果是使MR傳感器長期處于磁偏置，信號靈敏度將大大下降。高記錄密度的應用要求非常高效率的輸出，而用現有技術是無法達到這一要求的。

已知的美國專利3，887，944公開了一種并列的MR讀出探頭的集成陣列。為消除相鄰的MR讀出探頭之間相互干擾，在相鄰MR傳感器之間安置了一個高矯頑磁性材料構成的區域。為制造這個高矯頑磁性材料區所討論的幾種方法之一是利用反鐵磁性材料與MR傳感器之間的互相耦合。然而，這種方法對于由耦合而得到互調偏置磁場的可能性，以及如果這種偏置場確實存在的話，該場的方向，及其得到互調偏置場后MR傳感器的磁疇狀態等問題都未加以考慮。

已知的美國專利4，103，315公開了一種方法，利用反鐵磁性與鐵磁性互調耦合來產生一個沿著整個MR傳感器的均勻縱向偏置磁場以抑制磁疇。

現有技術沒有提出一種僅在端區有縱向偏置場而在完成數據的實際探測的中心活動區有橫向偏置場的MR傳感器。

因此本發明的主要目的在于提出一種工藝技術以抑制MR傳感器中的磁疇同時不損害傳感器的靈敏度。依照本發明，磁阻（MR）讀出傳感器組件包括由磁性材料制成的MR導電層薄膜，并提供裝置僅在MR層的端區產生縱向偏置場，該偏置場的場強足以保持MR層的端區處于單磁疇狀態。MR層的中心區域承受的不是直接來自縱向偏置的場，而是通過沿MR層方向的靜磁力以及互調耦合作用，由端區的單磁疇狀態在MR層的中心區域感生出單磁疇狀態。本發明提供裝置至少在MR層中心區的部分區域產生橫向偏置場，該偏置場的場強足以保持MR層的中心區域中加有橫向偏置場的部分處于線性響應工作狀態。將導電裝置在中心區內連接到MR層上，用以限定探測區，以便連接到導電裝置上的讀出裝置可以確定MR層探測區內電阻的變化，這種變化是由MR層感測到的磁場的函數。

在一個具體實施例中，制備了一層僅與MR層端區直接接觸的反鐵磁性材料薄膜，以便僅在MR層端區產生縱向偏置磁場，該場強度足以保持MR層端區處于單磁疇狀態。制備了一層與MR層相平行但與該層有一定間隔的軟磁性材料薄膜。電流源連接在導電裝置上為組件提供了偏置電流，以便至少在MR層的中心區域的一部分上產生橫向偏置磁場，而且此偏置場的強度足以保持MR層的這部分區域處于線性響應工作狀態。

通過下面用附圖對本發明的一個最佳實施例所做的更詳細描述，本發明的前述目的和其它目的及其特征和優點將是顯而易見的。

圖1大略從概念上表明了依照本發明如何將縱向偏置場非均勻地加在MR層上。

圖2簡略表明了依照本發明的縱向偏置場的排列情況。

圖3簡略表明了依照本發明的MR層各區域之間的關系。

圖4是本發明的一個MR讀出傳感器組件具體實施例的端視圖。

圖5是圖4所示傳感器的平面圖。

圖6是圖4中沿6-6剖線所作的剖視圖。