專利名稱：垂直磁寫頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及垂直磁記錄，更具體地，涉及具有包繞型磁屏蔽件的磁寫頭， 該包繞型磁屏蔽件由低磁導率材料構(gòu)成以用于減小相鄰道千擾。
背景技術(shù)：
計算機長期存儲的核心是稱為磁盤驅(qū)動器的組件。磁盤驅(qū)動器包括旋轉(zhuǎn) 磁盤、被與旋轉(zhuǎn)磁盤的表面相鄰的懸臂懸吊的寫和讀頭、以及轉(zhuǎn)動懸臂從而將讀和寫頭置于旋轉(zhuǎn)盤上選定環(huán)形道(track)之上的致動器。讀和寫頭直接 位于具有氣墊面(ABS)的滑塊上。懸臂將滑塊朝向盤的表面偏置，當盤旋 轉(zhuǎn)時，與盤相鄰的空氣與盤表面一起移動。在該移動的空氣的墊上，滑塊飛 行于盤表面上方。當滑塊騎在氣墊上時，寫和讀頭被用來寫;茲轉(zhuǎn)變到旋轉(zhuǎn)盤 且從其讀取磁轉(zhuǎn)變。讀和寫頭連接到根據(jù)計算機程序運行的處理電路從而實現(xiàn)寫和讀功能。寫頭通常包括嵌入在第 一、第二和第三絕緣層(絕緣堆疊)中的線圈層， 絕緣堆疊夾在第一和第二極片層之間。在寫頭的氣墊面(ABS)處間隙通過 間隙層形成在第一和第二極片層之間，極片層在背間隙處連接。傳導到線圈 層的電流在極片中感應(yīng)磁通，其使得磁場在ABS處在寫間隙彌散出來以用 于在移動介質(zhì)上的道中寫上述^F茲轉(zhuǎn)變，例如在上述旋轉(zhuǎn)盤上的環(huán)形道中。近來的讀頭設(shè)計中，GMR或TMR傳感器已用于4企測來自旋轉(zhuǎn);茲盤的 磁場。該傳感器包括夾在稱為被釘扎層和自由層的第一和第二鐵磁層之間的 非磁導電層或勢壘層。第一和第二引線(lead)連接到傳感器以傳導檢測電 流通過該傳感器。被釘扎層的磁化被釘扎為垂直于氣墊面(ABS)，自由層 的磁矩位于平行于ABS，但是可以響應(yīng)于外磁場自由旋轉(zhuǎn)。被釘扎層的磁化 通常通過與反鐵磁層交換耦合來被釘扎。間隔層的厚度被選擇為小于通過傳感器的傳導電子的平均自由程。采用 此布置，部分傳導電子通過間隔層與被釘扎層和自由層的每個的界面被散 射。當被釘扎層和自由層的磁化彼此平行時，散射最小，當被釘扎層和自由層的磁化反平行時，散射最大。散射的變化與cose成比例地改變自旋閥傳
感器的電阻，其中e是被4丁扎層和自由層的》茲化之間的角。在讀模式中，自 旋閥傳感器的電阻與來自旋轉(zhuǎn)盤的磁場的大小成比例地變化。當檢測電流傳 導通過自旋閥傳感器時，電阻變化導致電勢變化，其被檢測到且作為重放信 號被處理。
為了滿足日益增大的對改善數(shù)據(jù)速率和數(shù)據(jù)容量的需求，研究人員近來 已努力開發(fā)垂直記錄系統(tǒng)。傳統(tǒng)的縱向記錄系統(tǒng)例如包含上述寫頭的系統(tǒng)將 數(shù)據(jù)存儲為在磁盤的表面平面內(nèi)沿道縱向取向的磁位。該縱向數(shù)據(jù)位通過形 成于寫間隙分隔開的一對磁極之間的彌散場來記錄。
相反，垂直記錄系統(tǒng)將數(shù)據(jù)記錄為垂直于磁盤平面取向的磁化。磁盤具 有被薄的硬磁頂層覆蓋的軟磁襯層。垂直寫頭具有橫截面非常小的寫極和橫 截面大得多的返回極。強的、高度集中的磁場從寫極沿垂直于磁盤表面的方 向發(fā)射，磁化硬磁頂層。然后所產(chǎn)生的磁通行進經(jīng)過軟磁襯層，返回到返回 極，在返回極處磁通充分展開且是弱的，磁通在回到返回極途中穿過硬石茲頂 層時將不會擦除寫極記錄的信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種磁寫頭，該磁寫頭具有磁寫極，該磁寫極具有朝向氣墊 面設(shè)置的末端，該磁寫極具有橫向相對的第一和第二側(cè)，以及從第一側(cè)延伸 到第二側(cè)的拖尾邊緣。該寫頭還包括拖尾包繞型磁屏蔽件，其由具有低磁導 率(低n)的材料制成。
屏蔽件的低磁導率(低ii)通過防止使用期間屏蔽件的磁飽和而防止了 相鄰道干擾(例如相鄰道擦除)。雖然過去認為低磁導率材料不能用于這樣 的屏蔽件中(因為認為矯頑力必須保持為低)，但是本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)低磁導率 材料能有效用于這樣的屏蔽件中而對寫場強度或場梯度影響很小或沒有影 響。
除了拖尾包繞型屏蔽件之外，本發(fā)明還能用于不帶側(cè)屏蔽部分的純拖尾 屏蔽件中，或者用于不帶拖尾屏蔽的側(cè)屏蔽件。
所述屏蔽件可由諸如CoFeCr、 CoFeP、 CoFeCu或CoFeB的材料構(gòu)造， 已發(fā)現(xiàn)它們提供所需的低磁導率，同時還維持可接受的低矯頑力。
結(jié)合附圖閱讀下面對優(yōu)選實施例的詳細描述，本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點將變得顯然。整個附圖中相似的附圖標記表示相似的元件。


為了更全面地理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點，以及優(yōu)選使用模式，請結(jié)合附 圖參考下面的詳細描述，附圖不是按比例的。
圖1是其中可體現(xiàn)本發(fā)明的盤驅(qū)動系統(tǒng)的示意圖； 圖2是從圖1的線2-2取得的滑塊的ABS視圖，示出其上^f茲頭的位置； 圖3是從圖2的線3-3取得并逆時針旋轉(zhuǎn)90度的磁頭的剖視圖，示出 根據(jù)本發(fā)明一實施例的磁寫頭；以及
圖4是從圖3的線4-4觀察的圖3的磁頭的ABS視圖。
具體實施例方式
下面的描述是關(guān)于目前構(gòu)思的實施本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。作出本描述 是為了示范本發(fā)明的基本原理，而不意味著限制這里要求保護的發(fā)明概念。
現(xiàn)在參照圖1,示出體現(xiàn)本發(fā)明的盤驅(qū)動器100。如圖1所示，至少一 個可旋轉(zhuǎn)磁盤112支承在主軸(spindle) 114上且通過盤驅(qū)動馬達118被旋 轉(zhuǎn)。每個盤上的磁記錄是磁盤112上同心數(shù)據(jù)道(未示出)的環(huán)形圖案形式。
至少一個滑塊113位于磁盤112附近，每個滑塊113支持一個或更多磁 頭組件121。當磁盤旋轉(zhuǎn)時，滑塊113在盤表面122之上徑向進出移動，從 而磁頭組件121可以存取磁盤的寫有所需數(shù)據(jù)的不同道。每個滑塊113借助 于懸臂(suspension) 115連到致動器臂119。懸臂115提供輕微的彈力，其 偏置滑塊113倚著盤表面122。每個致動器臂119連到致動器裝置127。如 圖1所示的致動器裝置127可以是音圈馬達(VCM)。 VCM包括在固定磁 場中可移動的線圈，線圈移動的方向和速度被控制器129提供的馬達電流信 號所控制。
盤存儲系統(tǒng)運行期間，^茲盤112的旋轉(zhuǎn)在滑塊113和盤表面122之間產(chǎn) 生對滑塊施加向上的力或舉力的氣墊(airbearing)。于是在正常運行期間該 氣墊平衡懸臂115的輕微的彈力，并且支持滑塊113離開盤表面并且以小的 基本恒定的距離稍微位于磁盤表面之上。
盤存儲系統(tǒng)的各種組元在運行中由控制單元129產(chǎn)生的控制信號來控 制，例如存取控制信號和內(nèi)部時鐘信號。通常，控制單元129包括邏輯控制電路、存儲裝置和微處理器。控制單元129產(chǎn)生控制信號從而控制各種系統(tǒng) 才喿作，例如線123上的驅(qū)動馬達控制信號以及線128上的頭定位和尋道控制 信號。線128上的控制信號提供所需的電流分布(currentprofile)，從而優(yōu)化 地移動并定位滑塊113到盤112上的所需數(shù)據(jù)道。寫和讀信號借助記錄通道 125傳達到寫頭和讀頭121且從其讀出。
參照圖2，滑塊113中磁頭121的取向可以更詳細地被觀察。圖2是滑 塊113的ABS^f見圖，可以看出，包>^感應(yīng)寫頭和讀傳感器的》茲頭位于滑塊 的尾緣(trailing edge)。 一般磁盤存儲系統(tǒng)的上述說明和附圖1僅是示例性 的。應(yīng)顯然地，盤存儲系統(tǒng)可包括多個盤和致動器，每個致動器可支持多個 滑塊。
現(xiàn)在參照圖3,本發(fā)明可體現(xiàn)于磁頭302中。磁頭302包括讀頭304和 寫頭306。讀頭304和寫頭306能通過非;茲電絕緣填充層305例如氧化鋁彼 此分隔開。讀頭304包括^磁傳感器308，其可以是GMR、 TMR或某些其他 類型傳感器。磁致電阻傳感器308位于第一和第二磁屏蔽件310、 312之間。
寫頭306包括》茲寫極314和;茲返回極316。寫極314能形成于;茲成形層 320上，磁背間隙層318在遠離氣墊面(ABS)的區(qū)域?qū)憳O314和成形層 320與返回極316^茲連^妄。寫線圈322 (圖3中以截面圖示出)經(jīng)過寫極和 成形層314、 420與返回極316之間，還可經(jīng)過寫4及314和成形層320之上。 寫線圈可以是螺旋線圈，或者可以是一個或更多扁平線圈。寫線圏322可形 成于絕緣層324上且可以嵌入在線圈絕緣層326例如氧化鋁和/或硬烘焙光致 抗蝕劑中。
在運行中，當電流流經(jīng)寫線圈322時，所得磁場導致磁通流經(jīng)316、背 間隙318、成形層320和寫極314。這使得磁寫場從寫極314末梢朝向磁介 質(zhì)332發(fā)射。寫極314在ABS處的橫截面遠小于返回極316在ABS處的橫 截面。因此，從寫極314發(fā)射的磁場足夠密和強，其能夠?qū)憯?shù)據(jù)位到磁介質(zhì) 332的硬磁頂層330。然后磁通流經(jīng)軟磁襯層334，返回到返回極316，在返 回極316處磁通充分展開且是弱的，它不能擦除寫極314記錄的數(shù)據(jù)位。磁 座336能設(shè)置在ABS處且連接到前導返回極316從而用作;茲屏蔽件以防止 來自寫線圈322的雜散場不利地到達J茲介質(zhì)332。
為了增大磁場梯度且因此增大寫頭306能寫數(shù)據(jù)的速度，可提供拖尾磁 屏蔽件338。拖尾磁屏蔽件338通過非磁寫間隙339與寫極分隔開，可通過層320和/或背間隙318連接。拖尾屏蔽件338吸引來 自寫極314的磁場，這稍微傾斜寫極314發(fā)射的磁場的角度。寫場的該傾斜 通過增大場梯度而增大了寫場極性可被翻轉(zhuǎn)的速度。非磁拖尾間隙層339能 由諸如Rh、 Ir或Ta的材料構(gòu)造。
圖4示出從氣墊面(ABS)或從圖3中的線4-4所示的方向觀察的頭302 的視圖。可以看到，在圖4中，屏蔽件338可以是包繞型拖尾屏蔽件，其提 供沿拖尾方向以及在寫極側(cè)面的屏蔽。如前所述，拖尾屏蔽件338通過非》茲 拖尾間隙層339與寫極314的拖尾邊緣分隔開。此外，拖尾屏蔽件338的側(cè) 部通過可由材料諸如氧化鋁或某些其他材料構(gòu)成的第一和第二非磁側(cè)間隙 層402、 404與寫極314的側(cè)面分隔開。側(cè)間隙層402、 404能構(gòu)造有與拖尾 間隙339不同的厚度。側(cè)間隙402、 404優(yōu)選比拖尾間隙層339更厚。
屏蔽件338的側(cè)部提供磁屏蔽以防止雜散場例如來自寫線圈322的上部 線圈(圖3)的雜散場到i^f茲介質(zhì)330 (圖3)。然而，應(yīng)指出，雖然屏蔽件 338這里描述為拖尾包繞型》茲屏蔽件，但是它還可以是不包括沿寫極的側(cè)面 402、 404延伸的側(cè)部的純拖尾屏蔽件。替代地，屏蔽件338可以僅包括側(cè)屏 蔽部分而不帶拖尾屏蔽部分。屏蔽件338甚至可以包括彼此分隔開的拖尾屏 蔽部分和側(cè)屏蔽部分。各種這些可行配置應(yīng)視為落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，盡管 圖4所示的實施例被認為是優(yōu)選的。
雖然屏蔽件的拖尾部分有利地改善了寫場梯度，且包繞側(cè)部有效地屏蔽 來自寫線圈的磁場，但是現(xiàn)有技術(shù)的包繞型拖尾屏蔽件受到雜散磁場導致的 問題的困擾而引起不期望的寬區(qū)域道擦除。當這些屏蔽件變得被i茲化時，他 們導致雜散場從諸如屏蔽件的外拐角的區(qū)域發(fā)射，這些雜散場導致離正被寫 入的道若干道之外的數(shù)據(jù)道中的數(shù)據(jù)擦除。緩解該問題的一種方式是增大屏 蔽件的喉高。然而，這導致其他問題，例如不可接受的覆寫(over-writing)水 平。
本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，這樣的寬區(qū)域道擦除的主要貢獻是因為包繞型拖尾磁 屏蔽件的磁飽和。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，屏蔽件338由低磁導率(低 ji)材料構(gòu)成。過去，認為對于有效工作的拖尾包繞型屏蔽件而言，必須由 具有低磁矯頑力的材料構(gòu)成。通常使用的材料是NiFe,因為它具有低的磁矯 頑力且易于得到。因為認為屏蔽件需要低矯頑力材料，所以現(xiàn)有技術(shù)的教導 與使用低磁導率(低ji)材料相背離，因為這些材料通常具有較高矯頑力。然而，已發(fā)現(xiàn)，低^ 茲導率材料能用于屏蔽件中以極大地減小相鄰道干擾， 對寫場強度或場梯度有很小的負面影響或者沒有負面影響。此外，發(fā)明人已 發(fā)現(xiàn)某些材料提供較低的飽和且同時還具有期望的低矯頑力。這樣的材料包
括CoFeCr、 CoFeP、 CoFeCu和CoFeB。因此，在通常應(yīng)用本發(fā)明而使用具 有低磁導率的磁屏蔽件338時，屏蔽件優(yōu)選由CoFeCr、 CoFeP、 CoFeCu和 CoFeB這些材料中的一種構(gòu)成。更優(yōu)選地，屏蔽件338由CoFeB或CoFeP 構(gòu)成，因為已發(fā)現(xiàn)這些材料總體上呈現(xiàn)最佳的性能。而且，CoFeB或CoFeP 屏蔽件338中的B或P含量優(yōu)選為20-35原子百分比，這產(chǎn)生非晶和軟^茲性。 如果使用其他材料之一 (CoFeCr或CoFeCu )，他們也優(yōu)選具有約20-35原 子百分比的Cu或Cr含量。
磁屏蔽件338優(yōu)選由具有小于500的磁導率(p )的材料構(gòu)成，更優(yōu)選 地約200或更小。已發(fā)現(xiàn)當屏蔽件的^f茲導率為200或以下時，相鄰道干擾可
雖然已經(jīng)描述了各種實施例，但是應(yīng)理解，這些實施例僅以示例方式給 出，而不是用于限制。落入本發(fā)明的范圍內(nèi)的其他實施例亦可對本領(lǐng)域技術(shù) 人員變得顯然。因此，本發(fā)明的廣度和范圍不應(yīng)局限于上述示范性實施例中 的任一個，而應(yīng)僅由所附權(quán)利要求及其等價物定義。
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權(quán)利要求
1.一種磁寫頭，包括磁寫極，具有朝向氣墊面設(shè)置的末端，該磁寫極具有橫向相對的第一和第二側(cè)面以及從所述第一側(cè)面延伸到所述第二側(cè)面的拖尾邊緣；拖尾包繞型磁屏蔽件，具有通過非磁拖尾間隙層與所述拖尾邊緣間隔開的部分以及通過第一和第二非磁間隙層與所述寫極的所述第一和第二側(cè)面分隔開的第一和第二側(cè)部分，所述拖尾包繞型磁屏蔽件由磁材料構(gòu)成，所述磁材料具有低的磁導率。
2. 如權(quán)利要求1所述的磁寫頭，其中所述拖尾包繞型磁屏蔽件包括選自 由CoFeCr、 CoFeP、 CoFeCu和CoFeB構(gòu)成的組的材料。
3. 如權(quán)利要求1所述的磁寫頭，其中所述拖尾包繞型磁屏蔽件包括具有 20-35原子百分比的X的CoFeX, X選自P、 Cu和B構(gòu)成的組。
4. 如權(quán)利要求1所述的磁寫頭，其中所述拖尾包繞型磁屏蔽件包括 CoFeP或CoFeB。
5. 如權(quán)利要求1所述的磁寫頭，其中所述拖尾包繞型磁屏蔽件包括具有 20-35原子百分比的X的CoFeX， X是P或B。
6. 如權(quán)利要求1所述的磁寫頭，其中所述拖尾包繞型磁屏蔽件包括 CoFeB。
7. 如權(quán)利要求1所述的磁寫頭，其中所述拖尾包繞型磁屏蔽件包括具有 20-35原子百分比的B的CoFeB。
8. 如權(quán)利要求1所述的磁寫頭，其中所述拖尾包繞型磁屏蔽件包括 CoFeP。
9. 如權(quán)利要求1所述的磁寫頭，其中所述拖尾包繞型磁屏蔽件包括具有 20-35原子百分比的P的CoFeP。
10. —種;茲寫頭，包括磁寫極，具有朝向氣墊面設(shè)置的末端，該^磁寫極具有橫向相對的第一和 第二側(cè)面以及從所述第 一側(cè)面延伸到所述第二側(cè)面的拖尾邊緣；第 一和第二磁側(cè)屏蔽件，從所述寫極的第 一和第二側(cè)面橫向向外延伸， 所述第一和第二磁側(cè)屏蔽件通過第一和第二非磁側(cè)間隙層與所述寫極的第 一和第二側(cè)面分隔開，所述第 一和第二磁側(cè)屏蔽件每個由具有低磁導率的材料構(gòu)成。
11. 如權(quán)利要求IO所述的磁寫頭，其中所述第一和第二磁側(cè)屏蔽件每個包括選自由CoFeCr、 CoFeP、 CoFeCu和CoFeB構(gòu)成的組的材料。
12. 如權(quán)利要求IO所述的磁寫頭，其中所述第一和第二磁側(cè)屏蔽件每個 包括具有20-35原子百分比的X的CoFeX, X選自P、 Cu和B構(gòu)成的組。
13. 如權(quán)利要求IO所述的磁寫頭，其中所述第一和第二磁側(cè)屏蔽件每個 包括CoFeP或CoFeB。
14. 如權(quán)利要求IO所述的磁寫頭，其中所述第一和第二磁側(cè)屏蔽件每個 包括具有20-35原子百分比的X的CoFeX， X是P或B。
15. 如權(quán)利要求IO所述的磁寫頭，其中所述第一和第二磁側(cè)屏蔽件每個 包括CoFeP。
16. 如權(quán)利要求IO所述的磁寫頭，其中所述第一和第二磁側(cè)屏蔽件每個 包括具有20-35原子百分比的P的CoFeP。
17. 如權(quán)利要求10所述的磁寫頭，其中所述第一和第二磁側(cè)屏蔽件每個 包括CoFeB。
18. 如權(quán)利要求10所述的磁寫頭，其中所述第一和第二磁側(cè)屏蔽件每個 包括具有20-35原子百分比的B的CoFeB。
19. 一種》茲寫頭，包括磁寫極，具有朝向氣墊面設(shè)置的末端，該磁寫極具有橫向相對的第一和 第二側(cè)面以及從所述第 一側(cè)面延伸到所述第二側(cè)面的拖尾邊緣；拖尾石茲屏蔽件，通過非磁拖尾間隙層與所述寫極的拖尾邊緣分隔開，所 述拖尾磁屏蔽件由具有低磁導率的^F茲材料構(gòu)成。
20. 如權(quán)利要求19所述的f茲寫頭，其中所述拖尾f茲屏蔽件包括選自由 CoFeCr、 CoFeP、 CoFeCu和CoFeB構(gòu)成的組的材料。
21. 如權(quán)利要求19所述的磁寫頭，其中所述拖尾磁屏蔽件包括具有 20-35原子百分比的X的CoFeX, X選自P、 Cu和B構(gòu)成的組。
22. 如權(quán)利要求19所述的石茲寫頭，其中所述拖尾^f茲屏蔽件包括CoFeP 或CoFeB。
23. 如權(quán)利要求19所述的磁寫頭，其中所述拖尾磁屏蔽件包括具有 20-35原子百分比的X的CoFeX, X是P或B。
24. 如權(quán)利要求19所述的磁寫頭，其中所述拖尾磁屏蔽件包括具有20-35原子百分比的B的CoFeB。
25.如權(quán)利要求19所述的》茲寫頭，其中所述拖尾^茲屏蔽件包括具有 20-35原子百分比的P的CoFeP。
全文摘要
本發(fā)明涉及垂直磁寫頭。一種具有包繞型屏蔽件的垂直磁寫頭包括磁寫極，具有朝向氣墊面設(shè)置的末端，該磁寫極具有橫向相對的第一和第二側(cè)面以及從所述第一側(cè)面延伸到所述第二側(cè)面的拖尾邊緣；拖尾包繞型磁屏蔽件，具有通過非磁拖尾間隙層與所述拖尾邊緣間隔開的部分以及通過第一和第二非磁間隙層與所述寫極的所述第一和第二側(cè)面分隔開的第一和第二側(cè)部分，所述拖尾包繞型磁屏蔽件由磁材料構(gòu)成，所述磁材料具有低的磁導率。
文檔編號G11B5/11GK101567191SQ200910132140
公開日2009年10月28日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者哈達亞爾·S·吉爾, 蕭文千 申請人:日立環(huán)球儲存科技荷蘭有限公司