專利名稱：具有讀寫為跨磁道的磁化的數(shù)據(jù)的磁記錄盤驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及磁記錄盤驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)磁記錄盤驅(qū)動(dòng)器中盤具有同心數(shù)據(jù)磁道，數(shù)據(jù)磁道中的區(qū)域在圓周方向或沿磁道方向被磁化。當(dāng)這些區(qū)域通過感應(yīng)寫頭被磁化時(shí)，數(shù)據(jù)被記錄或?qū)懭搿戭^具有寫磁極，當(dāng)盤旋轉(zhuǎn)經(jīng)過寫頭時(shí)，寫磁極產(chǎn)生在沿磁道方向越過寫間隙的寫磁場。寫入的數(shù)據(jù)“位”是數(shù)據(jù)磁道中連續(xù)磁化區(qū)域之間的轉(zhuǎn)變。這些轉(zhuǎn)變引起通常垂直地進(jìn)入盤或從盤出來的磁場。隨著盤旋轉(zhuǎn)經(jīng)過讀頭，當(dāng)這些場通過磁致電阻讀頭被探測時(shí)，寫入的數(shù)據(jù)位被讀回且被盤驅(qū)動(dòng)器的電路處理成數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)磁記錄盤驅(qū)動(dòng)器在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度方面具有天生的限制，因?yàn)榇呕瘏^(qū)域是沿著磁道被磁化的。因?yàn)檠財(cái)?shù)據(jù)磁道的磁化區(qū)域在沿磁道的方向上彼此磁性相反，每個(gè)磁化區(qū)域被暴露于來自相鄰磁化區(qū)域的退磁場中，其影響記錄數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。隨著在增加數(shù)據(jù)磁道中的位密度的嘗試中數(shù)據(jù)位變得更小，這些退磁場的影響變得更加明顯。
需要的是因?yàn)椴粫?huì)受到與沿?cái)?shù)據(jù)磁道的退磁場相關(guān)的問題的困擾而可以具有增加的數(shù)據(jù)記錄密度的磁記錄盤驅(qū)動(dòng)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及在盤的磁記錄層中具有取向在跨磁道(cross-track)方向上的磁化或磁化區(qū)域的磁記錄磁驅(qū)動(dòng)器、能夠?qū)懣绱诺赖拇呕母袘?yīng)寫頭、以及能夠讀跨磁道的磁化的磁致電阻讀頭。
該盤具有磁記錄層，其具有彼此磁分隔開的多個(gè)同心數(shù)據(jù)磁道。該盤可以是離散磁道盤(discrete-track disk)，其中該數(shù)據(jù)磁道的磁分隔由和該同心數(shù)據(jù)磁道隔行的同心非磁防護(hù)帶(guard band)提供。代替離散磁道盤，該盤可具有通過與數(shù)據(jù)磁道相同的磁材料形成的但含有圓周的或沿磁道的磁化的同心磁防護(hù)帶提供的數(shù)據(jù)磁道的磁分隔。
該感應(yīng)寫頭被支持在盤驅(qū)動(dòng)器頭載具(carrier)上，其寫磁極和寫間隙取向?yàn)楫?dāng)該盤旋轉(zhuǎn)經(jīng)過該寫頭時(shí)在跨磁道的方向上產(chǎn)生磁場。如果該盤具有含沿磁道的磁化的磁防護(hù)帶，那么該寫頭還具有通過擦除間隙與寫磁極之一間隔開的擦除磁極，該擦除磁極和擦除間隙取向?yàn)樵跀?shù)據(jù)磁道旁邊在沿磁道方向產(chǎn)生磁場從而磁分隔開徑向相鄰的數(shù)據(jù)磁道。
該磁致電阻讀頭具有被非磁間隔層間隔開的自由鐵磁層和被釘扎鐵磁層。該讀頭被支持在盤驅(qū)動(dòng)器頭載具上，該自由層磁化方向垂直于盤表面且該被釘扎層磁化方向平行于盤表面并與該自由層磁化方向正交。當(dāng)暴露于來自該數(shù)據(jù)磁道中跨磁道磁化的磁場時(shí)，該自由層的磁化方向相對(duì)于該被釘扎層的固定磁化方向旋轉(zhuǎn)。該讀頭可位于在徑向與該讀頭間隔開的兩個(gè)磁側(cè)屏蔽件之間，從而當(dāng)數(shù)據(jù)被讀取時(shí)，防止來自相鄰數(shù)據(jù)磁道的磁通到達(dá)該讀頭。
為了更全面地理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，請(qǐng)結(jié)合附圖參考下面的詳細(xì)說明。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的除去頂蓋的傳統(tǒng)磁記錄硬盤驅(qū)動(dòng)器的示意性頂視圖。
圖2A是在圖1中2-2方向取得的滑塊和部分盤的放大端視圖。
圖2B是現(xiàn)有技術(shù)盤驅(qū)動(dòng)器中的磁記錄盤的頂視圖，示出具有三個(gè)相鄰磁道的部分連續(xù)磁記錄層。
圖3是在圖2A的3-3方向的視圖，示出現(xiàn)有技術(shù)盤驅(qū)動(dòng)器中從盤觀察時(shí)傳統(tǒng)讀/寫頭的端部。
圖4是在圖2A的4-4方向的視圖，示出現(xiàn)有技術(shù)盤驅(qū)動(dòng)器中在圓周或沿磁道方向的部分傳統(tǒng)讀/寫頭和盤。
圖5A是放大剖視圖，示出構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)盤驅(qū)動(dòng)器中的傳統(tǒng)磁致電阻讀頭的層的堆疊。
圖5B是現(xiàn)有技術(shù)盤驅(qū)動(dòng)器中的傳統(tǒng)磁致電阻讀頭和數(shù)據(jù)磁道的分解透視圖，用于示意性示出該讀頭從該盤探測磁場的操作。
圖6A是用于本發(fā)明的盤驅(qū)動(dòng)器的盤的頂視圖，示出同心數(shù)據(jù)磁道和隔行的同心防護(hù)帶。
圖6B是圖6A中盤的一部分的放大視圖，示出部分普通數(shù)據(jù)磁道和普通防護(hù)帶。
圖6C是沿著用于本發(fā)明的盤驅(qū)動(dòng)器的部分離散磁道盤的徑向截取的剖視圖，其中防護(hù)帶具有從數(shù)據(jù)磁道的上表面凹陷的上表面。
圖6D是沿著用于本發(fā)明的盤驅(qū)動(dòng)器的部分離散磁道盤的徑向截取的剖視圖，其中該防護(hù)帶和該數(shù)據(jù)磁道具有連續(xù)的基本共面的上表面。
圖7A是從盤取得的用于在圖6B的離散磁道盤上讀和寫跨磁道的磁化的讀/寫頭的視圖。
圖7B是面對(duì)滑塊尾表面且顯示圖7A的寫頭的第一實(shí)施例和剖視的盤的視圖。
圖7C是面對(duì)滑塊尾表面且顯示圖7A的寫頭的第二實(shí)施例和剖視圖中的盤的視圖。
圖8是用于本發(fā)明盤驅(qū)動(dòng)器的具有磁材料連續(xù)層的盤的一部分的頂視圖，該磁材料連續(xù)層的防護(hù)帶具有沿磁道方向的磁化。
圖9A和9B分別示出用于在圖8的盤中產(chǎn)生在數(shù)據(jù)磁道中的跨磁道的磁化和在盤的防護(hù)帶中的沿磁道的磁化的寫頭的兩個(gè)實(shí)施例。
圖10A是放大剖視圖，示出構(gòu)成本發(fā)明盤驅(qū)動(dòng)器中磁致電阻讀頭的層的堆疊。
圖10B是磁致電阻讀頭和數(shù)據(jù)磁道的分解透視圖，用于示意性顯示本發(fā)明盤驅(qū)動(dòng)器中讀頭探測盤中的跨磁道磁化的操作。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)有技術(shù)圖1是傳統(tǒng)磁記錄硬盤驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)圖。該盤驅(qū)動(dòng)器包括被支持在盤驅(qū)動(dòng)器外殼(housing)或基座(base)16上的磁記錄盤12和旋轉(zhuǎn)的音圈馬達(dá)(VSM)致動(dòng)器(actuator)14。盤12具有帶多個(gè)同心數(shù)據(jù)磁道的磁記錄層。盤12通過安裝于基座16的心軸馬達(dá)(spindle motor)(未示出)沿方向15繞旋轉(zhuǎn)軸13旋轉(zhuǎn)。致動(dòng)器14繞軸17轉(zhuǎn)動(dòng)且包括剛性致動(dòng)臂18。普通彈性懸臂20包括彎曲元件23且附于臂18的末端。頭載具或氣墊滑塊22被附著到彎曲件23。通常包括感應(yīng)寫頭和磁致電阻讀頭的磁記錄讀/寫頭24形成在滑塊22的尾表面25上。彎曲件23和懸臂20使滑塊能夠在旋轉(zhuǎn)的盤12產(chǎn)生的氣墊上“俯仰(pitch)”和“橫轉(zhuǎn)(roll)”。當(dāng)盤12旋轉(zhuǎn)時(shí)致動(dòng)器14可以被旋轉(zhuǎn)以移動(dòng)讀/寫頭24基本在徑向越過磁道，從而可以進(jìn)入盤12上不同的同心數(shù)據(jù)磁道讀或?qū)憯?shù)據(jù)。通常，有多個(gè)盤堆疊在被心軸馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的軸心(hub)上，單獨(dú)的滑塊和讀/寫頭與每個(gè)盤表面相關(guān)聯(lián)。
圖2是沿圖1中方向2-2取得的盤驅(qū)動(dòng)器頭組件和盤12的一部分的放大端視圖。該頭組件包括滑塊22和形成在該滑塊的尾表面25上的讀/寫頭24。滑塊22附著到彎曲件23且具有面向盤12的氣墊面(ABS)27和基本垂直于ABS且平行于徑向或跨磁道方向的尾表面25。ABS 27使源自旋轉(zhuǎn)的盤12的氣流產(chǎn)生氣墊，其支持著滑塊20非常接近于或幾乎接觸盤12的表面。讀/寫頭24形成在尾表面25上且通過到尾表面25上的端子焊盤29的電連接而連接到盤驅(qū)動(dòng)器讀/寫電子組件。盤12具有磁記錄層40和保護(hù)性覆蓋層42。磁記錄層40通常是磁記錄材料連續(xù)層，例如濺射沉積的鈷(Co)合金膜。隨著盤12旋轉(zhuǎn)，當(dāng)經(jīng)過寫頭的寫電流產(chǎn)生磁場時(shí)，感應(yīng)寫頭在圓周方向(圖2A中向頁內(nèi))形成數(shù)據(jù)磁道。
圖2B是盤12的頂視圖，示出具有數(shù)據(jù)磁道43和兩個(gè)相鄰磁道的磁記錄層的一部分。每個(gè)數(shù)據(jù)磁道具有在層40的平面內(nèi)且取向在圓周或沿磁道方向上的磁化(用箭頭表示)或磁化區(qū)域。磁材料記錄層40被稱為連續(xù)磁層，因?yàn)閿?shù)據(jù)磁道沒有彼此物理分開且沒有預(yù)先形成在層40中，而是當(dāng)來自寫頭的寫磁場在連續(xù)磁層中產(chǎn)生磁化時(shí)形成的。
圖3是圖2A的3-3方向的視圖，示出從盤12觀察時(shí)讀/寫頭24的端部。讀/寫頭24是沉積并光刻構(gòu)圖在滑塊22的尾表面25上的一系列薄膜。寫頭包括被寫間隙30分隔開的寫磁極P1/S2和P2。當(dāng)寫電流導(dǎo)入寫頭時(shí)，越過寫間隙30在沿著磁道43的方向上產(chǎn)生磁場。磁致電阻傳感器或讀頭100位于通常由三氧化二鋁(Al2O3)形成的兩個(gè)絕緣間隙層G1、G2之間。間隙層G1、G2位于磁屏蔽件S1和P1/S2之間，P1/S2還作用為寫頭的第一寫磁極。因?yàn)槠帘渭2也用作磁極P1，此類型的讀/寫頭24被稱為“合并式(merged)”頭。如果S2和P1是分隔開的層，那么該讀/寫頭被稱為“背負(fù)式(piggyback)”頭。該屏蔽件通常由NiFe合金形成，該寫磁極通常由電鍍的NiFe或CoFe合金形成。
圖4是圖2A的截面4-4的放大剖視圖，示出在圓周或沿磁道方向上的讀/寫頭24和部分盤12。圖4還示出部分通常是銅(Cu)的寫頭線圈層C，以及位于寫磁極P1、P2之間的通常是三氧化二鋁的絕緣層I1、I2和I3。當(dāng)寫電流被施加到該線圈時(shí)，越過寫間隙30在寫磁極P1和P2之間產(chǎn)生寫磁場45。磁極P1、P2的面向盤12的末端被稱為磁極尖(pole tip)。寫磁場45在圓周或沿磁道方向上磁化數(shù)據(jù)磁道區(qū)域，如代表磁化例如磁道區(qū)域49中的磁化47的箭頭所示。數(shù)據(jù)磁道43中的磁化在記錄層40的平面內(nèi)，相鄰磁化之間的轉(zhuǎn)變，例如在相鄰磁化47和48之間的轉(zhuǎn)變，通過讀頭作為數(shù)據(jù)“位”被探測。
圖5A是放大剖視圖，示出構(gòu)成磁致電阻讀頭100的層的堆疊。讀頭100可以是傳統(tǒng)的巨磁致電阻(GMR)自旋閥頭，其包括形成在通常是氧化物例如三氧化二鋁(Al2O3)的兩個(gè)絕緣間隙層G1、G2之間的層的堆疊。該層包括被釘扎鐵磁層106，其具有橫向取向的(進(jìn)入頁內(nèi))被固定或被釘扎的磁矩或磁化方向107；自由鐵磁層110，其具有響應(yīng)于橫向外磁場可在自由層110的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的磁矩或磁化方向111；以及在被釘扎層106和自由層110之間的非磁導(dǎo)電間隔層108。被釘扎層106與形成在合適的襯層或種子層103上的反鐵磁(AFM)層104交換耦合。因此被釘扎層106的磁化方向107被固定且不會(huì)在關(guān)注范圍內(nèi)的外磁場即來自盤12上的記錄數(shù)據(jù)的磁場存在時(shí)旋轉(zhuǎn)。自由層110的寬度通常定義數(shù)據(jù)磁道寬度(TW)。采用從連接在讀頭邊緣的電導(dǎo)線(未示出)基本在自由層110和被釘扎層106的平面內(nèi)施加的檢測電流Is，因?yàn)閬碜杂诒P的磁場，所以自由層磁化111相對(duì)于被釘扎層磁化107的旋轉(zhuǎn)是可探測為電阻變化的。讀頭探測來自于盤的磁場的操作示意性顯示在圖5B的透視圖中。當(dāng)無外加磁場存在時(shí)，自由層110使其磁化方向111通常取向平行于數(shù)據(jù)磁道43之上的盤表面和ABS。在磁記錄層平面內(nèi)且沿磁道的兩個(gè)相鄰磁轉(zhuǎn)變47、48產(chǎn)生離開盤平面且與自由層磁化方向111基本正交的磁場H。該磁場將導(dǎo)致磁化方向111根據(jù)磁場H的方向在自由層110的平面內(nèi)從盤“向上”或者“向下”旋轉(zhuǎn)，如虛線箭頭所示。
上述讀頭100是電流在平面內(nèi)(CIP)的自旋閥(SV)讀頭，因?yàn)闄z測電流Is被導(dǎo)入在自由層和被釘扎層的平面內(nèi)。然而，讀頭100可以是電流垂直平面(CPP)的讀頭，其具有基本垂直經(jīng)過自由層和被釘扎層的平面導(dǎo)入的檢測電流Is。上述讀頭100是GMR讀頭因?yàn)榉谴砰g隔層108是導(dǎo)電的。然而，該讀頭還可以是已知的磁隧道結(jié)(MTJ)磁致電阻讀頭，在這種情況下，該間隔層是電絕緣的隧穿勢壘，通常是三氧化二鋁。MTJ讀頭也是CPP讀頭。
雖然被釘扎層106在圖5A-5B中示出為單層，但是它還可以是已知的反平行被釘扎(AP被釘扎)結(jié)構(gòu)，也稱為“層壓的”被釘扎層，如美國專利5,465,185中所述。該AP被釘扎結(jié)構(gòu)最小化被釘扎層106和自由層110的靜磁耦合，且包括被非磁的反鐵磁耦合間隔層例如Ru間隔開的鐵磁被釘扎層和鐵磁參考層(ferromagnetic reference layer)，該鐵磁被釘扎層與反鐵磁層104交換耦合。被釘扎層106還可以是如美國專利5,583,725所述的“自被釘扎的”層壓結(jié)構(gòu)，或者相對(duì)高的矯頑力或“硬”磁材料的層，例如CoPt，在這種情況下不需要反鐵磁層104。
種子層103通常是NiFeCr、NiFe、Ta或者Ru的一層或更多層。AFM層104通常是Mn合金，例如PtMn、NiMn、FeMn、IrMn、PdMn、PtPdMn或RhMn。被釘扎層106和自由層110通常由Co、Fe和Ni的一種或更多種的合金或者兩種合金的雙層例如CoFe-NiFe雙層形成。間隔層108通常是Cu。
本發(fā)明本發(fā)明是類似于上述現(xiàn)有技術(shù)的盤驅(qū)動(dòng)器的磁記錄盤驅(qū)動(dòng)器。然而，本發(fā)明的盤驅(qū)動(dòng)器包括盤，其在記錄層中具有取向在跨磁道的方向上的磁化；寫頭，其能夠?qū)懣绱诺赖拇呕灰约白x頭，其能夠讀跨磁道的磁化。
圖6A是本發(fā)明盤驅(qū)動(dòng)器中盤212的頂視圖。盤212具有包括磁材料的多個(gè)同心數(shù)據(jù)磁道和多個(gè)隔行同心防護(hù)帶，該防護(hù)帶位于徑向相鄰的磁道之間且磁分隔開該磁道。在普通磁記錄盤中，該數(shù)據(jù)磁道可以具有數(shù)十納米數(shù)量級(jí)的徑向?qū)挾?，該防護(hù)帶的寬度是該數(shù)據(jù)磁道寬度的約十分之一。因此圖6A明顯不成比例，而是僅意圖顯示該同心數(shù)據(jù)磁道如何被該同心防護(hù)帶分隔開。
圖6B是盤212的一部分的放大視圖，示出磁記錄層240中的普通數(shù)據(jù)磁道230-233和該數(shù)據(jù)磁道之間的普通防護(hù)帶220-224。在2.5英寸直徑盤的一示例中，徑向磁道密度約為230×103磁道每英寸(tpi)，每個(gè)磁道具有約100nm的徑向?qū)挾龋總€(gè)防護(hù)帶具有約10nm的徑向?qū)挾?。如圖6B所示，本發(fā)明的盤驅(qū)動(dòng)器中數(shù)據(jù)磁道被寫頭寫之后，它們含有在跨磁道或徑向方向上取向的磁區(qū)域或磁化，如箭頭所示。
盤212可以是離散磁道盤，即其中防護(hù)帶是非磁的一種盤。術(shù)語“非磁”意思是防護(hù)帶不能產(chǎn)生可被讀頭探測的磁場，離散磁道磁記錄盤在技術(shù)上是已知的。在離散磁道盤中，非磁防護(hù)帶可以是間隙或凹槽，或由非磁材料形成，或含有磁材料但是具有遠(yuǎn)在數(shù)據(jù)磁道的表面之下的表面以致不產(chǎn)生讀頭可探測的信號(hào)。離散磁道盤可以通過在制造圖案化的介質(zhì)(patterned media)中使用的工藝的任何一種來形成，該圖案化的介質(zhì)即磁記錄盤，其中各個(gè)數(shù)據(jù)位，不僅是各個(gè)數(shù)據(jù)磁道，在盤上被構(gòu)圖為被非磁區(qū)域彼此分隔開的離散磁區(qū)域。美國專利5,768,075是描述構(gòu)圖的磁記錄盤的許多參考資料之一。
圖6C是離散磁道盤212的一部分的剖視圖，其中防護(hù)帶220-224的上表面凹陷或位于數(shù)據(jù)磁道230-233的上表面之下的距離h。圖6C中盤中的凹槽通過模鑄、機(jī)械加工或蝕刻來形成，其后磁記錄材料240的層沉積在整個(gè)表面上，包括凹槽和數(shù)據(jù)磁道的上表面。然而，即使凹槽中的磁層區(qū)域變得被磁化，因?yàn)殚g距h，也沒有信號(hào)被頭探測到。因此該凹槽提供相鄰數(shù)據(jù)磁道之間的磁分隔。美國專利5,590,009中描述了類似于圖6C中示出的離散磁道盤，美國專利6,440,520中描述了通過對(duì)盤襯底的離子輻照制造的具有凹陷的非磁區(qū)域的圖案化的盤。
離散磁道盤還可以具有連續(xù)的上表面，其中防護(hù)帶和數(shù)據(jù)磁道的上表面基本共面，如圖6D所示。在此類型的盤中，防護(hù)帶可以由非磁材料例如非磁氧化物形成。防護(hù)帶還可以由與數(shù)據(jù)磁道基本相同的磁材料形成，但是防護(hù)帶通過一種或更多種工藝?yán)绱┻^圖案化的掩模的離子注入或離子輻照而成為非磁性。此視圖還示出在防護(hù)帶和數(shù)據(jù)磁道兩者之上的保護(hù)性盤覆蓋層242。美國專利6,383,598中描述了用于形成圖案化的介質(zhì)的離子輻照工藝。
與圖6B的離散磁道盤一起使用的頭組件包括頭滑塊322和形成在滑塊的尾表面325上的讀頭和寫頭，如圖7A所示。讀/寫頭324形成在例如滑塊322的頭載具的尾表面325上。寫頭是感應(yīng)寫頭，其具有耦合到磁軛的導(dǎo)電線圈，該磁軛具有被寫間隙分隔開的兩個(gè)寫磁極。當(dāng)寫電流經(jīng)過該線圈時(shí)，感應(yīng)出越過該寫間隙的磁場。如圖7A所示，本發(fā)明中寫磁極P1、P2和寫間隙330基本位于相同的平面內(nèi)，其平行于滑塊的尾表面325且因此平行于跨磁道方向。越過寫間隙330的磁場取向在基本平行于滑塊的尾表面325的跨磁道方向且在數(shù)據(jù)磁道中產(chǎn)生跨磁道的磁化。圖7A中描述數(shù)據(jù)磁道231的一部分僅為了示出磁極P1、P2和寫間隙330對(duì)于數(shù)據(jù)磁道的關(guān)系。寫磁極的厚度或?qū)挾?Wp)可以顯著寬于在沿磁道方向上的最短磁化，因?yàn)閷懓l(fā)生在磁極P1、P2的尾沿。施加到記錄層的寫磁場的強(qiáng)度隨著寫磁極厚度的增加而增加。
圖7B是面向滑塊322的尾表面325的視圖，示出形成在滑塊的尾表面上的寫頭的第一實(shí)施例，盤212為剖視圖。該寫頭包括第一圖案化的銅層350、圖案化的磁軛360、以及第二圖案化的銅層370；全部通過傳統(tǒng)的光刻構(gòu)圖和沉積工藝來形成。每個(gè)銅層350、370包括一組線圈段(coil segment)，所述線圈段在其末端連接從而形成包圍中間的磁軛360或繞其纏繞的完整線圈，使得當(dāng)經(jīng)過該線圈產(chǎn)生寫電流時(shí)，通過寫磁極P1、P2越過寫間隙330產(chǎn)生磁場。磁極P1、P2的末端(end)或尖端(tip)基本位于滑塊322的ABS的平面內(nèi)且面向盤212。寫磁場在平行于滑塊尾表面325的磁極P1、P2的平面內(nèi)，因此在寫間隙330的正下方數(shù)據(jù)磁道231中產(chǎn)生跨磁道的磁化。
圖7C是帶剖視的盤212的面向滑塊322的尾表面325的視圖，示出形成在滑塊的尾表面上的寫頭的第二實(shí)施例。包括背間隙BG區(qū)域的磁極部分P2被鍍?cè)诒砻?25上且通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)而被平坦化。然后沉積磁極尖端PT1和PT2，PT2接觸P2。具有大致螺旋圖案的傳統(tǒng)單層線圈C被鍍?cè)诒砻?25上，部分線圈交迭P2。磁極部分P1然后被鍍?cè)诰€圈C的一部分之上從而接觸PT1和BG。P1和P2與和線圈C的接觸是電絕緣的。連接的P1、P2和它們各自的磁極尖端PT1、PT2形成磁軛，線圈C經(jīng)過該磁軛，從而當(dāng)寫電流經(jīng)過線圈C時(shí)，越過寫間隙330感應(yīng)出磁場。
圖7B和7C中所示的寫頭是制造在滑塊端部上的寫磁極和寫間隙基本位于平行于滑塊的尾表面的相同平面的寫頭的示例，從而寫磁場在跨磁道的方向，但是其它的寫頭結(jié)構(gòu)是可能的。
代替離散磁道盤，盤212可具有由與數(shù)據(jù)磁道相同的材料形成的磁防護(hù)帶。在此類型的盤中，記錄層是盤上磁材料的連續(xù)層，但是此材料在防護(hù)帶中的區(qū)域具有在圓周或沿磁道方向上的磁化。圖8示出帶有三個(gè)防護(hù)帶221、222、223和兩個(gè)數(shù)據(jù)磁道231、232的此類型盤。這些防護(hù)帶磁化通過具有擦除磁極的寫頭形成，從而在寫電流施加到寫頭期間，擦除磁極在數(shù)據(jù)磁道之間產(chǎn)生磁材料的擦除帶(erase band)。這些擦除帶磁分隔開具有跨磁道的磁化的相鄰數(shù)據(jù)磁道。
圖9A和9B示出用于產(chǎn)生在數(shù)據(jù)磁道中的跨磁道磁化和作為防護(hù)帶的擦除帶的帶擦除磁極的寫頭的兩個(gè)實(shí)施例。圖9A中，讀/寫頭324A包括具有被間隙330分隔開的兩個(gè)寫磁極P1、P2的寫頭，還包括兩個(gè)側(cè)擦除磁極380、382形式的擦除磁極。擦除磁極380、382在圓周或沿磁道方向上從寫屏蔽件延伸。擦除磁極在寫屏蔽件上在徑向間隔開約寫間隙330的寬度。每個(gè)磁極與各個(gè)寫磁極間隔開，寫磁極P1和擦除磁極380定義一擦除間隙，寫磁極P2和擦除磁極382定義一擦除間隙。當(dāng)寫電流施加到線圈，越過寫間隙330產(chǎn)生寫磁場，且越過兩個(gè)擦除間隙產(chǎn)生擦除磁場，如間隙中箭頭所示。圖9A中描述了數(shù)據(jù)磁道231和相鄰防護(hù)帶221、222的一部分，用于說明擦除磁場產(chǎn)生作為防護(hù)帶221、222以磁分隔開數(shù)據(jù)磁道231和相鄰的數(shù)據(jù)磁道的具有沿磁道磁化的擦除帶的方式。
圖9B的實(shí)施例中，讀/寫頭324B包括具有被間隙330分隔開的兩個(gè)寫磁極P1、P2的寫頭，還包括單個(gè)公共擦除磁極384形式的擦除磁極。擦除磁極384是不附著到寫屏蔽件的“漂浮(floating)”磁極，且徑向?qū)R寫間隙330但圓周方向上和寫間隙330間隔開。擦除磁極384的每個(gè)端部與各個(gè)寫磁極間隔開從而形成兩個(gè)擦除間隙。當(dāng)寫電流施加到線圈時(shí)，越過寫間隙330產(chǎn)生寫磁場，且越過兩個(gè)擦除間隙產(chǎn)生擦除磁場，如間隙中箭頭所示。圖9B示出數(shù)據(jù)磁道231和相鄰防護(hù)帶221、222的一部分，用于說明擦除磁場產(chǎn)生用作防護(hù)帶221、222以磁分隔開數(shù)據(jù)磁道231和相鄰數(shù)據(jù)磁道的具有沿磁道磁化的擦除帶的方式。具有單個(gè)擦除磁極384的寫頭也提高了寫能力，即翻轉(zhuǎn)跨磁道的磁化的能力。這是因?yàn)椴脸艠O384的端部和寫磁極P1、P2之間的擦除磁場與跨磁道的磁化是基本正交的，如圖9B中的場箭頭所示。這些正交的磁場對(duì)跨磁道的磁化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，其在翻轉(zhuǎn)跨磁道的磁化方面輔助來自磁極P1、P2的寫磁場。
用于讀跨磁道的磁化的磁致電阻讀頭在圖7A中顯示為元件(item)400。讀頭400位于在圓周方向上與它間隔開的兩個(gè)磁屏蔽件S1、S2之間，如在傳統(tǒng)讀頭結(jié)構(gòu)中(圖3)一樣。然而，讀頭400還位于在徑向方向上與它間隔開的兩個(gè)側(cè)邊磁屏蔽件SS1、SS2之間。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)磁道時(shí)，側(cè)屏蔽件防止來自相鄰磁道的磁通到達(dá)該讀頭。
圖10A是放大的剖視圖，示出構(gòu)成磁致電阻讀頭400的層的堆疊。讀頭400在結(jié)構(gòu)上類似于傳統(tǒng)讀頭100(圖5A)。然而，讀頭400中自由鐵磁層410使其面內(nèi)磁化方向411在沒有外磁場存在時(shí)取向基本垂直于滑塊的面向盤的表面(ABS)，且在有來自于數(shù)據(jù)磁道中跨磁道磁化的磁場存在時(shí)取向基本不受約束地旋轉(zhuǎn)。被釘扎鐵磁層406使其面內(nèi)磁化方向407取向基本平行于ABS且被反鐵磁層104所釘扎，從而在來自于跨磁道磁化的磁場存在時(shí)它不能旋轉(zhuǎn)。
圖10B是磁致電阻讀頭和數(shù)據(jù)磁道的分解透視圖，用于示意性示出讀頭400探測跨磁道磁化的操作。自由層410使其磁化方向411在沒有外加磁場存在時(shí)取向基本垂直于數(shù)據(jù)磁道231之上的盤表面。自由層410之下的跨磁道磁化251產(chǎn)生平行于ABS且基本正交于自由層磁化方向411的磁場H。該磁場將導(dǎo)致磁化方向411根據(jù)磁場H的方向在自由層410的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，如虛線箭頭所示。利用通過該讀頭的檢測電流Is，歸因于來自數(shù)據(jù)磁道中跨磁道磁化的磁場的自由層磁化方向411相對(duì)于被釘扎層磁化407的旋轉(zhuǎn)是可探測為電阻變化的。
雖然參考優(yōu)選實(shí)施例特別顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的思想和范圍的前提下，可發(fā)生形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。因此，公開的本發(fā)明僅是說明性的，其范圍僅限制在后附權(quán)力要求中。
本申請(qǐng)涉及同時(shí)提交的標(biāo)題為“Disk Drive Write Head for WritingCross-track Magnetizations(用于寫跨磁道的磁化的盤驅(qū)動(dòng)器寫頭)”(代理文檔號(hào)HSJ920040314US2)和標(biāo)題為“Disk Drive Read Head for ReadingCross-track Magnetizations(用于讀取跨磁道的磁化的盤驅(qū)動(dòng)器讀頭)”(代理文檔號(hào)HSJ920040314US3)的申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄盤驅(qū)動(dòng)器，包括可旋轉(zhuǎn)的磁記錄盤，其包括襯底和該襯底上的磁材料的多個(gè)基本同心的數(shù)據(jù)磁道，該數(shù)據(jù)磁道中的每個(gè)和徑向相鄰的數(shù)據(jù)磁道被防護(hù)帶分隔開；感應(yīng)寫頭，其用于在該數(shù)據(jù)磁道中的磁材料中產(chǎn)生跨磁道方向上的磁場；讀頭，其用于探測被該寫頭寫在該數(shù)據(jù)磁道中的該跨磁道的磁化；載具，其用于支持該寫頭和讀頭；以及致動(dòng)器，其支持該載具，用于定位該寫頭和讀頭從而為寫和讀選擇數(shù)據(jù)磁道。
2.如權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶由非磁材料形成。
3.如權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶由磁材料形成。
4.如權(quán)利要求3所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶中的磁材料從該數(shù)據(jù)磁道中的磁材料凹陷，藉此該數(shù)據(jù)磁道的表面和相鄰防護(hù)帶的表面基本不共面。
5.如權(quán)利要求3所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶包括沿磁道磁化的區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該頭載具是具有面向盤的表面和基本正交于該面向盤的表面的尾表面的滑塊，其中該致動(dòng)器支持該滑塊，其尾表面基本平行于跨磁道的方向，并且其中該寫頭位于該滑塊的尾表面上。
7.如權(quán)利要求6所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該感應(yīng)寫頭包括寫磁極和在該寫磁極之間的寫間隙，該寫磁極和寫間隙基本位于相同平面內(nèi)，所述平面平行于滑塊的尾表面，藉此越過該寫間隙的磁場取向在基本平行于該滑塊的尾表面的跨磁道方向上。
8.如權(quán)利要求7所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶由磁材料形成且其中該感應(yīng)寫頭包括通過擦除間隙在正交該尾表面的方向上和該寫磁極間隔開的擦除磁極，藉此越過該擦除間隙的磁場取向在基本正交于滑塊的尾表面的沿磁道方向，從而在沿磁道方向上磁化該防護(hù)帶中的磁材料。
9.如權(quán)利要求8所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該寫頭還包括寫屏蔽件，且其中該擦除磁極包括從該寫屏蔽件延伸的兩個(gè)側(cè)擦除磁極。
10.如權(quán)利要求8所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該擦除磁極包括單個(gè)擦除磁極，其在基本平行于該滑塊的尾表面的方向上基本對(duì)齊于該寫間隙且在基本正交該滑塊的尾表面的方向上和該寫間隙間隔開。
11.如權(quán)利要求1所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該頭載具是具有面向盤的表面和基本正交該面向盤的表面的尾表面的滑塊，其中該致動(dòng)器支持該滑塊，其尾表面基本平行于跨磁道的方向，且其中該讀頭是形成在該尾表面上的磁致電阻讀頭，該磁致電阻讀頭包括自由鐵磁層，其具有在沒有外磁場存在時(shí)取向基本垂直該滑塊的面向盤表面且在來自數(shù)據(jù)磁道中跨磁道磁化的磁場存在時(shí)取向基本不受約束地旋轉(zhuǎn)的面內(nèi)磁化方向；被釘扎鐵磁層，其具有取向基本平行于該滑塊的面向盤的表面的面內(nèi)磁化方向；以及在該自由和被釘扎層之間的非磁間隔層。
12.如權(quán)利要求11所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該自由層具有在跨磁道方向上定義寬度的第一和第二端部，且其中該磁致電阻讀頭還包括第一和第二側(cè)導(dǎo)磁材料側(cè)屏蔽件，每個(gè)側(cè)屏蔽件位于相應(yīng)的自由層端部。
13.如權(quán)利要求11所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該磁致電阻讀頭是電流在平面內(nèi)(CIP)的讀頭。
14.如權(quán)利要求11所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該磁致電阻讀頭是電流垂直平面(CPP)的讀頭。
15.一種磁記錄盤驅(qū)動(dòng)器，包括可旋轉(zhuǎn)的磁記錄盤，其包括襯底和該襯底上的磁記錄層，該磁記錄層包括多個(gè)基本同心的數(shù)據(jù)磁道，每個(gè)數(shù)據(jù)磁道和徑向相鄰的數(shù)據(jù)磁道磁分隔開；以及感應(yīng)寫頭，其用于在數(shù)據(jù)磁道中產(chǎn)生跨磁道方向上的磁場。
16.如權(quán)利要求15所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該同心數(shù)據(jù)磁道被同心防護(hù)帶磁分隔開。
17.如權(quán)利要求16所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶由非磁材料形成。
18.如權(quán)利要求16所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶由磁材料形成。
19.如權(quán)利要求18所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該磁記錄層和該防護(hù)帶中的磁材料形成襯底上的磁材料連續(xù)層。
20.如權(quán)利要求18所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶中的磁材料從該數(shù)據(jù)磁道凹陷，藉此該數(shù)據(jù)磁道的表面和相鄰防護(hù)帶的表面基本是不共面的。
21.如權(quán)利要求18所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶包括在沿磁道方向上磁化的區(qū)域。
22.如權(quán)利要求15所述的盤驅(qū)動(dòng)器，還包括用于支持寫頭的滑塊和支持該滑塊用于定位該寫頭從而為寫選擇數(shù)據(jù)磁道的致動(dòng)器，該滑塊具有面向盤的表面和基本正交該面向盤的表面的尾表面，其中該致動(dòng)器支持著其尾表面基本平行于跨磁道方向的該滑塊，且其中該寫頭位于該滑塊的尾表面上。
23.如權(quán)利要求22所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該感應(yīng)寫頭包括寫磁極和該寫磁極之間的寫間隙，該寫磁極和寫間隙位于基本相同的平面內(nèi)，所述平面平行于該滑塊的尾表面，藉此越過該寫間隙的磁場在該數(shù)據(jù)磁道中產(chǎn)生跨磁道的磁化。
24.如權(quán)利要求23所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該感應(yīng)寫頭包括在正交該尾表面的方向上和寫磁極被擦除間隙間隔開的擦除磁極，藉此當(dāng)越過該寫間隙產(chǎn)生的磁場在數(shù)據(jù)磁道中產(chǎn)生跨磁道的磁化時(shí)，也越過該擦除間隙產(chǎn)生磁場從而產(chǎn)生與該數(shù)據(jù)磁道相鄰的沿磁道的磁化，藉此所述沿磁道的磁化磁分隔開徑向相鄰的數(shù)據(jù)磁道。
25.如權(quán)利要求24所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該寫頭還包括寫屏蔽件，且其中該擦除磁極包括從該寫屏蔽件延伸的兩個(gè)側(cè)擦除磁極。
26.如權(quán)利要求24所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該擦除磁極包括在基本平行于該滑塊的尾表面的方向上基本對(duì)齊該寫間隙且在基本正交該滑塊的尾表面的方向上和該寫間隙間隔開的單個(gè)擦除磁極。
27.一種磁記錄盤驅(qū)動(dòng)器，包括可旋轉(zhuǎn)的磁記錄盤，其包括襯底和該襯底上的磁記錄層，該磁記錄層包括含有跨磁道的磁化的多個(gè)基本同心的數(shù)據(jù)磁道，每個(gè)數(shù)據(jù)磁道和徑向相鄰的數(shù)據(jù)磁道被磁分隔開；以及讀頭，其用于探測該數(shù)據(jù)磁道中的跨磁道的磁化。
28.如權(quán)利要求27所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該同心數(shù)據(jù)磁道被同心防護(hù)帶磁分隔開。
29.如權(quán)利要求28所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶由非磁材料形成。
30.如權(quán)利要求28所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶由磁材料形成。
31.如權(quán)利要求30所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該磁記錄層和該防護(hù)帶中的磁材料形成該襯底上的磁材料連續(xù)層。
32.如權(quán)利要求30所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶中的磁材料從該數(shù)據(jù)磁道凹陷，藉此數(shù)據(jù)磁道的表面和相鄰防護(hù)帶的表面是基本不共面的。
33.如權(quán)利要求30所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該防護(hù)帶包括沿磁道的磁化。
34.如權(quán)利要求27所述的盤驅(qū)動(dòng)器，還包括用于支持該讀頭的滑塊和支持該滑塊用于定位該讀頭以選擇數(shù)據(jù)磁道的致動(dòng)器，該滑塊具有面向盤的表面和基本正交該面向盤的表面的尾表面，其中該致動(dòng)器支持其尾表面基本平行于跨磁道方向的該滑塊，且其中該讀頭是形成在該尾表面上的磁致電阻讀頭，該磁致電阻讀頭包括自由鐵磁層，其具有在沒有外磁場存在時(shí)取向基本垂直該滑塊的面向盤表面且在來自數(shù)據(jù)磁道中跨磁道磁化的磁場存在時(shí)取向基本不受約束地旋轉(zhuǎn)的面內(nèi)磁化方向；被釘扎鐵磁層，其具有取向基本平行于該滑塊的面向盤的表面的面內(nèi)磁化方向；以及該自由和被釘扎層之間的非磁間隔層。
35.如權(quán)利要求34所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該自由層具有在跨磁道的方向上定義寬度的第一和第二端部，且其中該磁致電阻讀頭還包括第一和第二導(dǎo)磁材料側(cè)屏蔽件，每個(gè)側(cè)屏蔽件位于相應(yīng)的自由層端部。
36.如權(quán)利要求34所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該磁致電阻讀頭是電流在平面內(nèi)(CIP)的讀頭。
37.如權(quán)利要求34所述的盤驅(qū)動(dòng)器，其中該磁致電阻讀頭是電流垂直平面(CPP)的讀頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及磁記錄盤驅(qū)動(dòng)器，其包括具有在同心數(shù)據(jù)磁道中取向在跨磁道方向上的磁化的盤。該同心數(shù)據(jù)磁道通過防護(hù)帶彼此磁分隔開。感應(yīng)寫頭使其寫磁極和寫間隙取向以產(chǎn)生跨磁道方向的磁場。該防護(hù)帶通過含有沿磁道的磁化來提供磁分隔，在這種情況下，該寫頭還具有產(chǎn)生數(shù)據(jù)磁道旁邊沿磁道方向上的磁場的擦除磁極和擦除間隙。磁致電阻讀頭使其自由層磁化方向垂直于盤表面且使其被釘扎層磁化方向平行于盤表面并正交于該自由層磁化方向。該讀頭可具有在跨磁道方向與它間隔開的側(cè)邊磁屏蔽件，從而防止來自相鄰數(shù)據(jù)磁道的磁通到達(dá)該讀頭。
文檔編號(hào)G11B5/62GK1801328SQ20051012487
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者弗拉迪米爾·尼基廷 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司