專利名稱：減少依賴軟襯層的用于垂直記錄介質(zhì)的單極尖寫磁頭設(shè)計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種薄膜磁性寫磁頭的結(jié)構(gòu)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用
于在具有軟襯層(soft under layer)和沒(méi)有軟襯層的介質(zhì)上進(jìn)行記錄的垂直薄 膜寫磁頭。
背景技術(shù)：
目前，具有后部屏蔽(trailing shield )或者巻繞屏蔽(wrap around shield ) 的單極尖寫^茲頭被用于垂直記錄。其上^t寫入數(shù)據(jù)的介質(zhì)(例如，硬盤驅(qū)動(dòng) 中的硬盤)包括具有各種層的分層結(jié)構(gòu)。上層包括硬^茲性數(shù)據(jù)層，下面是非 磁性層，接著是磁性軟襯層。因?yàn)殛P(guān)注于未來(lái)的介質(zhì)開(kāi)發(fā)，所以期望去除軟 襯層。為了開(kāi)發(fā)的兼容性和連續(xù)性，也期望新的磁頭設(shè)計(jì)對(duì)存在軟襯層和不 存在軟襯層的情況都是可用的。然而，對(duì)于具有例如巻繞屏蔽的常規(guī)結(jié)構(gòu)的 現(xiàn)有技術(shù)的寫磁頭來(lái)說(shuō)，去除軟襯層導(dǎo)致在與寫磁極鄰近的巻繞屏蔽處的大 的返回通量。在沿道(downtrack)方向，這導(dǎo)致在磁極的后緣(trailing edge ) 處大的負(fù)場(chǎng)在最大的正場(chǎng)之后。這樣會(huì)導(dǎo)致不期望的擦除寫入介質(zhì)的數(shù)據(jù)。 此外，當(dāng)沒(méi)有軟襯層時(shí)，跨道(crosstrack)場(chǎng)輪廓顯示了相鄰道的雜散擦 除場(chǎng)(stray erasure field)的增加。目前，在沒(méi)有軟襯層的情況下，沒(méi)有適合 于高密度的垂直記錄的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)。
所需要的是適于在具有軟村層和沒(méi)有軟襯層的介質(zhì)上進(jìn)行記錄的垂直 薄膜磁頭設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種薄膜垂直磁頭，包括寫磁極，其具有上 表面和與上表面相對(duì)的下表面；非磁性頂間隙，其接觸寫磁極的上表面；非 磁性底間隙，其接觸寫磁極的下表面，非磁性頂間隙的厚度近似等于非磁性 底間隙的厚度；以及，輔助磁極，其具有頂表面，底間隙與輔助磁極的頂表
面4妻觸。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種薄膜垂直磁頭，包括寫磁極，其具有上 表面和與上表面相對(duì)的下表面；非磁性頂間隙，其接觸寫磁極的上表面；非 磁性底間隙，其接觸寫磁極的下表面，非磁性頂間隙的厚度近似等于非磁性 底間隙的厚度；下返回》茲極層，其具有^茲耦接到下返回》茲極層的基座 (pedestal);以及，輔助》茲極，其具有頂表面和底表面，底表面接觸基座， 底間隙接觸輔助磁極的頂表面，輔助磁極位于寫磁極和基座之間。


通過(guò)以下給出的對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明將被更好的理解。參考附 圖給出了這些描述，附圖中
圖1 (現(xiàn)有技術(shù))是典型的薄膜垂直^t頭結(jié)構(gòu)的局部截面圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的薄膜垂直磁頭的局部截面圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖2的局部截面放大圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3的實(shí)施例的局部放大ABS圖5A-5D是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輔助磁極204的詳細(xì)的截面圖6A是根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例的輔助磁極的局部ABS圖6B是根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例的圖6A的實(shí)施例的局部截面圖6C和6D是根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例的輔助磁極的局部ABS圖。
具體實(shí)施例方式
圖1 (現(xiàn)有技術(shù))是典型的薄膜垂直磁頭100的局部截面圖。磁頭包括 屏蔽層102和104、 MR讀傳感器103、成形層110、線圈結(jié)構(gòu)108a和108b、 主寫磁極112、下返回磁極層106、巻繞屏蔽114、上返回-茲極層116?？蛇x 地，結(jié)構(gòu)114也可以是后部屏蔽。如同應(yīng)用到垂直記錄-茲頭的巻繞屏蔽和后 部屏蔽的詳細(xì)情況可以在例如美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)2007/0146930 、 2007/0115584、 2006/0174474、 2006/0044682和2007/0137027中找到。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的薄膜垂直磁頭的局部截面圖200。將此磁 頭與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計(jì)區(qū)別開(kāi)來(lái)的顯著特征是基座202和輔助磁極204。輔助 磁極204磁耦接到基座202?；?02則磁耦接到下返回磁極層106?；?202和輔助磁極204都由合適的》茲性材料構(gòu)成，與寫磁極112或者返回磁極 層106和116的組分類似，如根據(jù)本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的信息那樣。輔助
6磁極204實(shí)現(xiàn)了附加的前緣(leading edge )通量返回路徑，減少了介質(zhì)對(duì)軟 襯層的需要，同時(shí)保持適當(dāng)?shù)膶懘艌?chǎng)強(qiáng)度和場(chǎng)輪廓。將輔助磁極204置于前 緣處為寫磁極112提供了低磁阻的通量返回路徑，這提供了足夠大小的寫磁 場(chǎng)。返回通量在前緣處的集中也減少了跨道擦除場(chǎng)和跟隨寫磁場(chǎng)的大的擦除 場(chǎng)的問(wèn)題，其中跨道擦除場(chǎng)出現(xiàn)在采用沒(méi)有軟襯層的介質(zhì)時(shí)的圖1 (現(xiàn)有技 術(shù))的常規(guī)磁頭設(shè)計(jì)中。本發(fā)明的重要方面是其降低了磁頭設(shè)計(jì)對(duì)介質(zhì)設(shè)計(jì) 的依賴度。在圖l的常規(guī)磁頭中，寫磁極尖到軟襯層的距離是重要的參數(shù)， 但是此距離取決于磁頭ABS到介質(zhì)的尺寸和介質(zhì)的沉積膜厚度尺寸。當(dāng)局 部密度增加而尺寸減小時(shí)，變得更難以控制這些尺寸在可接受的偏差內(nèi)。消 除或者降低對(duì)介質(zhì)中的軟襯層的需求降低了目前可以主要由磁頭設(shè)計(jì)控制 的變量的重要性。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖2的局部截面放大圖300。輔助磁極204 通過(guò)下間隙層304與寫磁極112分開(kāi)，其由適當(dāng)?shù)姆谴判圆牧蠘?gòu)成。頂間隙 302是在主;茲4及112和屏蔽114之間的非A茲性間隙。屏蔽114可以是巻繞屏 蔽或者后部屏蔽。間隙302和304的厚度和材料是類似的。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例、圖3的實(shí)施例的局部放大ABS圖400。此 圖是寫磁極112、輔助^茲極204、基座202、頂間隙302、側(cè)間隙402和下間 隙304的局部視圖，這是在氣墊面處觀察的結(jié)構(gòu)?；?02約與屏蔽114(未 示出) 一樣寬(沿主磁極112的任一側(cè)上的跨道方向)。輔助磁極204的寬 度與主磁極112的寬度近似相等。如以前所注意到的，下間隙304的厚度與 頂間隙302的厚度近似相等。雖然下間隙304凈皮圖示為在輔助^茲極204的任 一側(cè)上沿跨道方向延伸的連續(xù)層，但是根據(jù)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員已知的制造 技術(shù)，應(yīng)該理解的是該層可以被局限于在輔助磁極204的正上方的區(qū)域，或 者其可以由圍繞輔助磁極的非磁性材料構(gòu)成(并且不是單獨(dú)的層)。重要的 是厚度近似頂間隙302的非磁性間隙應(yīng)當(dāng)存在于輔助磁極204的頂部和寫磁 極112的下邊界之間。輔助磁極204磁耦接到基座202。這可以通過(guò)直接接 觸實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)薄的非磁性間隙層(未示出)實(shí)現(xiàn)。
圖5A-5D是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輔助磁極204a-204d的詳細(xì)的截面圖 500a-500d。圖5A示出本發(fā)明的第一實(shí)施例。輔助》茲極204a具有長(zhǎng)度508 的底表面、定義高度504的前表面以及錐形的后部表面(trailing surface )510。 輔助磁極204a具有長(zhǎng)度502的頂表面，該頂表面是輔助;茲極204a接觸下間隙層304的邊界部分，長(zhǎng)度502近似等于屏蔽114的喉高。輔助磁極204的 高度504大于頂間隙302的厚度的兩倍。底表面的長(zhǎng)度508等于頂表面的長(zhǎng) 度502加高度504除以角506的正弦。角506在5度到75度之間。圖5B示 出本發(fā)明的第二實(shí)施例204b。在此實(shí)施例中，后部表面512的形狀是凹形。 角506由連接頂表面的后邊界和底表面的后邊界的線段510'確定。圖5C示 出本發(fā)明的第三實(shí)施例204c，其中后部表面514的形狀是凸形。如以上所描 述，角506由線段510'確定。圖5D示出本發(fā)明的第四實(shí)施例204d，其中后 部表面516的形狀為階梯形狀。角506由線段510'確定，如以前所描述。所 有的圖5A-5D的前述實(shí)施例，具有不同的后部形狀，為輔助磁極提供適合的 功能。
圖6A是根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施例的輔助磁極610的局部的ABS圖。在 此實(shí)施例中，其為圖2-5的輔助磁極204旋轉(zhuǎn)約90度。圖6B是圖6A的實(shí) 施例的局部截面圖601。輔助磁極610的厚度(或者寬度)近似等于屏蔽114 的喉高。尺寸502近似是主磁極112的寬度。角506如以前所公開(kāi)。
圖6C和6D是根據(jù)本發(fā)明的附加的其它實(shí)施例的輔助磁極的局部的 ABS圖602和603。圖6C示出輔助磁極604,其為圖6A和6B的實(shí)施例旋 轉(zhuǎn)180度。應(yīng)用圖6A和圖6B的實(shí)施例提及的尺寸。圖6D是本發(fā)明的進(jìn)一 步的實(shí)施例，輔助磁極606，其結(jié)合了圖6A-6C中示出的實(shí)施例的幾何學(xué)。 輔助磁極606關(guān)于垂直于與基座202的邊界的軸對(duì)稱，該軸前進(jìn)通過(guò)且平分 寫磁極112。在輔助磁極606的底(與基座202接觸的表面)處的角是相等 的，角度值如圖5A-5D的角506所公開(kāi)的。輔助磁極606的接觸下間隙304 的頂表面近似等于屏蔽114的喉高。兩個(gè)錐形的后部表面也具有如圖5B到 5D的實(shí)施例中示出的凸形、凹形或者階梯形。
應(yīng)該注意的是，圖6A和圖6C的實(shí)施例可以旋轉(zhuǎn)到在示出的位置和圖 2—4的實(shí)施例的位置之間的任何角度。雖然定位在圖2-4和圖6A-6C中示出 的角度之外的角度可能對(duì)制造提出挑戰(zhàn)，并且可能不是所期望的，但是無(wú)論 如何，這并不影響在這些供選位置處本發(fā)明的功能并沒(méi)有減小的事實(shí)。
本發(fā)明不受迄今所描述的前面的實(shí)施例限制。相反，本發(fā)明的范圍將由 這些描述結(jié)合權(quán)利要求和它們的等同特征定義。
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權(quán)利要求
1. 一種薄膜垂直磁頭，包括寫磁極，其具有上表面和與所述上表面相對(duì)的下表面；非磁性頂間隙，其接觸所述寫磁極的上表面；非磁性底間隙，其接觸所述寫磁極的下表面，所述非磁性頂間隙的厚度等于所述非磁性底間隙的厚度；以及輔助磁極，其具有頂表面，所述底間隙與所述輔助磁極的頂表面接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜垂直磁頭，其中所述輔助磁極的高度大于 所述非磁性底間隙的厚度的兩倍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜垂直磁頭，其中所述輔助磁極的寬度等于 所述寫磁極的寬度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜垂直磁頭，其中所述輔助磁極具有由所述 輔助磁極的所述寬度和所述輔助;茲極的所述高度定義的前表面，所述前表面 垂直于所述頂表面，所述輔助磁極設(shè)置來(lái)使得所述前表面平行于所述薄膜垂 直磁頭的氣墊面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的薄膜垂直磁頭，其中所述薄膜垂直磁頭包括 具有喉高的屏蔽，所述輔助磁極的所述頂表面具有等于所述屏蔽的喉高的長(zhǎng)度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜垂直磁頭，其中所述輔助磁極具有平行于 所述頂表面的底表面，所述底表面與所述頂表面分開(kāi)所述高度，所述底表面 的長(zhǎng)度大于所述頂表面的長(zhǎng)度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄膜垂直磁頭，其中所述輔助磁極具有連接所 述頂表面和所述底表面的后部表面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜垂直磁頭，其中所述后部表面是平面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜垂直磁頭，其中所述后部表面具有凸形形狀。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜垂直磁頭，其中所述后部表面具有凹形形狀。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜垂直磁頭，其中所述后部表面具有階梯形狀。
12. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜垂直磁頭，其中所述薄膜垂直磁頭包括 具有喉高的屏蔽，所述輔助磁極具有等于所述巻繞屏蔽的喉高的寬度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的薄膜垂直磁頭，其中所述輔助磁極具有由所述輔助磁極的所述寬度和所述輔助磁極的所述高度定義的前表面，所述前表 面垂直于所述頂表面，所述輔助》茲極設(shè)置來(lái)^f吏得所述前表面垂直于所述薄膜 垂直磁頭的氣墊面。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的薄膜垂直^t頭，其中所述輔助^f茲極具有平行 于所述頂表面的底表面，所述底表面與所述頂表面分開(kāi)所述高度，所述底表 面的長(zhǎng)度大于所述頂表面的長(zhǎng)度。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄膜垂直磁頭，其中所述輔助磁極具有連接 所述頂表面和所述底表面的后部表面。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜垂直磁頭，其中所述后部表面是平面。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜垂直磁頭，其中所述后部表面具有凸形 形狀。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜垂直磁頭，其中所述后部表面具有凹形形狀。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的薄膜垂直;茲頭，其中所述后部表面具有階梯形狀。
20. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的薄膜垂直磁頭，其中所述輔助磁極具有平行 于所述頂表面的底表面，所述底表面與所述頂表面分開(kāi)所述高度，所述底表 面的長(zhǎng)度大于所述頂表面的長(zhǎng)度，所述輔助一磁極具有連接所述頂表面和所述 底表面的兩個(gè)相對(duì)的后部表面。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的薄膜垂直磁頭，其中所述相對(duì)的后部表面具 有凸形形狀。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的薄膜垂直磁頭，其中所述相對(duì)的后部表面具 有線性形狀。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的薄膜垂直磁頭，其中所述相對(duì)的后部表面具 有階梯形狀。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的薄膜垂直; 茲頭，其中所述相對(duì)的后部表面具 有凹形形狀。
25. —種薄膜垂直磁頭，包括寫磁極，其具有上表面和與所述上表面相對(duì)的下表面； 非磁性頂間隙，其接觸所述寫磁極的上表面；非磁性底間隙，其接觸所述寫磁極的下表面，所述非磁性頂間隙的厚度等于所述非;磁性底間隙的厚度；下返回》茲極層，其具有磁耦接到所述下返回磁極層的基座；以及 輔助磁極，其具有頂表面和底表面，所述底表面接觸所述基座，所述底間隙接觸所述輔助》茲極的頂表面，所述輔助一磁極位于所述寫；茲極和所述基座之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種減少依賴軟襯層的用于垂直記錄介質(zhì)的單極尖寫磁頭設(shè)計(jì)。本發(fā)明公開(kāi)了用于具有軟襯層和沒(méi)有軟襯層的記錄介質(zhì)的薄膜垂直寫磁頭。本發(fā)明包括錐形輔助磁極，其位于主寫磁極下方并且通過(guò)下非磁性間隙與寫磁極分開(kāi)。輔助磁極減輕了諸如寫入后的擦除以及與對(duì)沒(méi)有軟襯層的介質(zhì)操作常規(guī)設(shè)計(jì)的垂直磁頭相關(guān)聯(lián)的跨道擦除場(chǎng)問(wèn)題。
文檔編號(hào)G11B5/31GK101499284SQ200910002968
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月28日
發(fā)明者吳曉忠, 彼得勒斯·A·范德海杰登, 曼弗雷德·E·沙布斯 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司