專利名稱:垂直磁記錄頭及使用該磁記錄頭來記錄數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種磁記錄頭,更具體地講,涉及一種垂直磁記錄頭和一種使用該垂直磁記錄頭來記錄數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)。
背景技術(shù):
互聯(lián)網(wǎng)的普及帶來了個(gè)人和/或組織之間信息交流的快速增長。因此,用戶對數(shù)據(jù)處理速度快且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量高的電腦感興趣。
因此,已改進(jìn)CPU芯片和計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備來提高計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理速度,并且已引入各類記錄介質(zhì)例如硬盤來擴(kuò)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量。
雖然近來已引入采用強(qiáng)介電層作為數(shù)據(jù)記錄層的記錄介質(zhì),但是多數(shù)記錄介質(zhì)仍采用磁層(magnetic layer)來作為數(shù)據(jù)記錄層。
用于磁記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)記錄法主要分為水平磁記錄法和垂直磁記錄法。
前者是一種采用具有在其表面上水平布置的磁極化的磁層來記錄數(shù)據(jù)的方法,而后者是一種采用具有在其表面上垂直布置的磁極化的磁層來記錄數(shù)據(jù)的方法。
就數(shù)據(jù)記錄密度而論,垂直磁記錄法比水平磁記錄法好。
可將在磁層上記錄數(shù)據(jù)的過程看作是磁層和磁頭之間的相互作用。因此,為了在磁層上高密度地記錄數(shù)據(jù),就需要對磁頭和磁層都進(jìn)行改進(jìn)。
近來,由于隨著信息技術(shù)的發(fā)展垂直磁記錄法引起了更多的關(guān)注,所以已引入了各類與垂直磁記錄法兼容的磁頭。
傳統(tǒng)的用來實(shí)現(xiàn)垂直磁記錄法的磁頭通常包括主極(main pole)和返回極(return pole),以便將數(shù)據(jù)記錄在磁層上;磁阻(MR)裝置,用來讀取記錄在磁層上的數(shù)據(jù)。
如果使用垂直磁記錄法時(shí)磁層的軌道密度高,則可進(jìn)一步提高磁層的數(shù)據(jù)記錄密度。磁層軌道密度的提高導(dǎo)致軌道間距減小。因此,必需按軌道間距的減小比例來縮小傳統(tǒng)磁頭的尺寸,而且當(dāng)軌道間距減小時(shí)傳統(tǒng)磁頭的尺寸實(shí)際上也在減小。
然而,根據(jù)斜交角(skew angle)傳統(tǒng)磁頭在軌道方向上產(chǎn)生高的漏磁通。由于這點(diǎn),在利用傳統(tǒng)磁頭將數(shù)據(jù)記錄在磁層的被選擇的軌道上的過程中,會(huì)將不期望的數(shù)據(jù)記錄在未被選擇的軌道上。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種垂直磁記錄頭,所述垂直磁記錄頭使斜交角的影響最小化,從而防止在將數(shù)據(jù)記錄在高密度垂直磁記錄介質(zhì)上的過程中的磁通量泄漏或?qū)⑵渥钚』?br>
本發(fā)明還提供了一種具有可改善垂直磁記錄頭的特征的因素的記錄介質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的一方面,提供了一種垂直磁記錄頭,其包括主極,其下端具有預(yù)定的寬度t1;返回極,其上端與主極連接,而其下端與主極的下端隔開預(yù)定的間隙g1;子軛(sub yoke),其下端從主極的下端在向上的方向上凹進(jìn)預(yù)定的深度d1;線圈,纏繞在主極和子軛的周圍;磁屏蔽層;讀取器件,位于磁屏蔽層之間,其中,凹進(jìn)深度d1與寬度t1之比(d1/t1)小于或等于6。
間隙g1與寬度t1之比(g1/t1)可小于或等于0.3。寬度t1可滿足下式t2/t1≤0.3,其中,t2為記錄介質(zhì)中的第一磁層的厚度,第一磁層、中間層和在其上記錄數(shù)據(jù)的第二磁層在記錄介質(zhì)中順序地成層。
間隙g1可滿足下式t2/g1≤0.6,其中,t2為記錄介質(zhì)中的第一磁層的厚度,第一磁層、中間層和在其上記錄數(shù)據(jù)的第二磁層在記錄介質(zhì)中順序地成層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種垂直磁記錄頭,其包括主極,其下端具有預(yù)定的寬度t1;返回極,其上端與主極連接,而其下端與主極的下端隔開預(yù)定的間隙g1;子軛,其下端從主極的下端在向上的方向上凹進(jìn)預(yù)定的深度d1;線圈,纏繞在主極和子軛的周圍;磁屏蔽層;讀取器件,位于磁屏蔽層之間,其中,寬度t1滿足下式t2/t1≤0.3,其中,t2為記錄介質(zhì)中的第一磁層的厚度,第一磁層、中間層和在其上記錄數(shù)據(jù)的第二磁層在記錄介質(zhì)中順序地成層。
厚度t2與間隙g1之比(t2/g1)可小于或等于0.6。間隙g1與寬度t1之比(g1/t1)可小于或等于0.3。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供了一種利用具有主極和返回極的垂直磁記錄頭來將數(shù)據(jù)記錄在其上的記錄介質(zhì),該介質(zhì)包括第一磁層;中間層,形成在第一磁層上;第二磁層,在其上記錄數(shù)據(jù),并形成在中間層上,其中,第一磁層的厚度t2滿足下式t2/t1≤0.3,其中,t1為主極下端的寬度。
厚度t2可滿足下式t2/g1≤0.6,其中,g1是主極下端和返回極下端之間的間隙。
根據(jù)本發(fā)明,與現(xiàn)有技術(shù)相比,主極和返回極之間的磁場梯度較大。因而,通過利用根據(jù)本發(fā)明的垂直磁記錄頭,可防止由于斜交角影響造成的磁通量泄漏或?qū)⑵渥钚』?。因此,可將期望的?shù)據(jù)僅記錄在記錄介質(zhì)的被選擇的軌道上,即使將不期望的數(shù)據(jù)記錄在未被選擇的軌道上,也可使其影響最小化。
通過參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例,本發(fā)明的上述和其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚,附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垂直磁記錄頭的磁心部分和記錄介質(zhì)的剖視圖;圖2至圖4是示出根據(jù)圖1中示出的垂直磁記錄頭的說明書由主極產(chǎn)生的磁場的梯度變化的仿真結(jié)果的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在,將參照附圖來更充分地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的垂直磁記錄頭(以下稱磁頭)。為了說明書的清晰起見,夸大了區(qū)域或?qū)拥暮穸取?br>
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁頭的磁心部分和記錄介質(zhì)44的剖視圖。
參照圖1,磁頭包括記錄模塊100和讀取模塊200,其中,記錄模塊100被用來將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44上,讀取模塊200被用來讀取記錄在記錄介質(zhì)44上的數(shù)據(jù)。
記錄模塊100包括主極P1、返回極P2、子軛40和線圈C。返回極P2和子軛40可由相同的材料例如NiFe制成,但是不同的組分比具有不同的矯頑力Bs。主極P1可由NiFe、NiFeTa、CoFe或CoFeTa制成。主極P1和返回極P2被直接用來將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44上。子軛40使在將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44的被選擇的區(qū)域上的過程中產(chǎn)生的磁場集中。主極P1具有預(yù)定的寬度t1。返回極P2位于主極P1的一側(cè),而子軛40位于主極P1的另一側(cè)。子軛40附于主極P1。子軛40從主極P1的下端在向上的方向上凹進(jìn)預(yù)定的深度d1。即,與主極P1的下端相比,子軛40的下端位于靠上的位置。因此,子軛40的下端和主極P1的下端之間的高度差與凹進(jìn)深度d1對應(yīng)。
線圈C纏繞在主極P1和子軛40的周圍。在主極P1的下端和返回極P2的下端之間存在間隙g1。間隙g1延伸至主極P1的上部和返回極P2的上部,在主極P1的中間部分和返回極P2的中間部分之間存在比g1還寬的間隙g2。線圈C穿過主極P1的中間部分和返回極P2的中間部分之間的間隙g2。主極P1的上端和返回極P2的上端處于連接狀態(tài)。
優(yōu)選地,主極P1的寬度t1、子軛40的凹進(jìn)深度d1以及主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1具有使由主極P1產(chǎn)生的磁場梯度最優(yōu)化的值,從而防止了在將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44上的過程中將不期望的數(shù)據(jù)記錄在未被選擇的軌道上。公式1和公式2示出了主極P1的寬度t1、子軛40的凹進(jìn)深度d1及主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1之間的關(guān)系。
d1/t1≤6(1)g1/t1≤0.3 (2)當(dāng)將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44上時(shí),在主極P1的下端和返回極P2的下端之間產(chǎn)生記錄磁場。記錄磁場從主極P1的下端開始,穿過記錄介質(zhì)44的第二磁層44c和中間層44b,沿著記錄介質(zhì)44的第一磁層44a到達(dá)返回極P2的下方,再穿過中間層44b和第二磁層44c,最后到達(dá)返回極P2的下端。
讀取模塊200與記錄模塊100相鄰,線圈C置于讀取模塊200和記錄模塊100之間。讀取模塊200包括第一磁屏蔽層S1、第二磁屏蔽層S2以及在第一磁屏蔽層S1和第二磁屏蔽層S2之間的讀取器件42。第一磁屏蔽層S1和第二磁屏蔽層S2防止從預(yù)定位置讀取數(shù)據(jù)時(shí)由磁性元件在被選擇的軌道的所述預(yù)定位置周圍產(chǎn)生的磁場到達(dá)所述預(yù)定位置。讀取器件42例如可以是巨磁阻(GMR)器件或者是隧道式磁阻(TMR)器件。
將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44上的過程和從記錄介質(zhì)44讀取數(shù)據(jù)的過程可被看作是磁頭和記錄介質(zhì)44之間利用磁場進(jìn)行的相互作用。記錄介質(zhì)44包括中間層44b;第二磁層44c,將數(shù)據(jù)記錄在其上并位于中間層44b上;第一磁層44a,由軟磁材料制成并位于中間層44b的下方。即,記錄介質(zhì)44包括第一磁層44a和第二磁層44c,當(dāng)將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44上時(shí),由主極P1產(chǎn)生的磁場穿過記錄介質(zhì)44的第一磁層44a和第二磁層44c。因此,記錄介質(zhì)44的元件的厚度t2,具體的為第一磁層44a的厚度t2,與主極P1的寬度t1及主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1一起,在數(shù)據(jù)記錄過程中可影響由主極p1產(chǎn)生的磁場。
優(yōu)選地,第一磁層44a的厚度t2、主極P1的寬度t1及主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1具有滿足下列公式3和公式4的值,以使由主極P1產(chǎn)生的磁場梯度最優(yōu)化,從而防止在數(shù)據(jù)記錄過程中將不期望的數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44的未被選擇的軌道上或?qū)⑵渥钚』?br>
t2/t1≤0.3 (3)t2/g1≤0.6 (4)本發(fā)明人進(jìn)行了在將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44上的過程中關(guān)于通過改變由于主極P1的寬度t1、子軛40的凹進(jìn)深度d1、主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1以及第一磁層44a的厚度t2導(dǎo)致的主極P1產(chǎn)生的場梯度來得到的結(jié)果的仿真。
圖2示出了僅當(dāng)磁頭的主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1和記錄介質(zhì)44的第一磁層44a的厚度t2改變,而磁頭的其它元件和記錄介質(zhì)44的其它元件的值被固定為預(yù)定的值時(shí)進(jìn)行的仿真結(jié)果。參照圖2,第一曲線GG1示出了當(dāng)磁頭的主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1為40nm改變第一磁層44a的厚度t2時(shí),磁場梯度變化的仿真結(jié)果,而第二曲線GG2示出了當(dāng)間隙g1為100nm時(shí)的仿真結(jié)果。
對比圖2中的第一曲線GG1和第二曲線GG2,在記錄介質(zhì)44的第一磁層44a的厚度t2小于60nm的情況下,間隙g1為40nm時(shí)的記錄磁場梯度小于間隙g1為100nm時(shí)的記錄磁場梯度。當(dāng)?shù)谝淮艑?4a的厚度t2小于60nm且間隙g1為100nm時(shí),第一磁層44a的厚度t2與間隙g1之比(t2/g1)低于0.6(60nm/100nm),從而滿足公式4。
圖2的結(jié)果證明,第一磁層44a的厚度t2與主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1之間的相互關(guān)系滿足公式4時(shí)的記錄磁場梯度大于厚度t2與間隙g1之間的相互關(guān)系不滿足公式4時(shí)的記錄磁場梯度。
因此,當(dāng)磁頭的間隙g1滿足公式4且記錄介質(zhì)44滿足公式4時(shí),如果利用磁頭將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44的被選擇的軌道上,則可防止將不期望的數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44的未被選擇的軌道上或?qū)⑵渥钚』?br>
圖3示出了僅改變磁頭的主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1和主極P1的寬度t1而磁頭的其它元件和記錄介質(zhì)44的元件的值被固定為預(yù)定的值時(shí)的仿真結(jié)果。
參照圖3,第一曲線G11示出了磁頭的主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1與主極P1的寬度t1之比(g1/t1)為0.16時(shí)的仿真結(jié)果,第二曲線G22示出了該比(g1/t1)為0.2時(shí)的仿真結(jié)果,第三曲線G33示出了該比(g1/t1)為0.4時(shí)的仿真結(jié)果。
在將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44上的過程中由主極P1產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度為0.8~1.4[T]。相互對比第一至第三曲線G11、G22和G33,當(dāng)?shù)诙艑?4c的矯頑力為4,000~5,000[Oe]時(shí),該比(g1/t1)為0.16時(shí)由主極P1產(chǎn)生的磁場梯度與該比(g1/t1)為0.2時(shí)的場梯度幾乎相同,而大于該比(g1/t1)為0.4時(shí)的場梯度。圖3的結(jié)果證明,如果磁頭的主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1與主極P1的寬度t1滿足公式2,則可提高在數(shù)據(jù)記錄過程中由主極P1的下端產(chǎn)生的場梯度。
因此,當(dāng)磁頭具有寬度t1、凹進(jìn)深度d1和間隙g1滿足公式2的結(jié)構(gòu)時(shí),利用該磁頭也可將期望的數(shù)據(jù)僅記錄在記錄介質(zhì)44的被選擇的軌道上,因而可防止將不期望的數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44的未被選擇的軌道上或?qū)⑵渥钚』?br>
圖4示出了僅改變磁頭的主極P1的寬度t1和子軛40的深度d1而磁頭的其它元件和記錄介質(zhì)44的元件的值被固定為預(yù)定的值時(shí)測定記錄磁場梯度的變化而進(jìn)行的仿真結(jié)果。圖4的水平軸表示子軛40的深度d1與主極P1的寬度t1之比(d1/t1)。
參照圖4中的曲線,該比(d1/t1)低于6時(shí)的磁場梯度大于該比(d1/t1)超過6時(shí)的磁場梯度。這個(gè)結(jié)果證明,即使當(dāng)磁頭僅具有寬度t1、凹進(jìn)深度d1和間隙g1滿足公式1的結(jié)構(gòu)時(shí),在將數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)44上的過程中也可防止將不期望的數(shù)據(jù)記錄在未被選擇的軌道上或?qū)⑵渥钚』?br>
就上述結(jié)果而論,雖然沒有進(jìn)行公式3的仿真,但是要明白,利用具有上述變量滿足公式3的結(jié)構(gòu)的磁頭將期望的數(shù)據(jù)可僅記錄在記錄介質(zhì)44的被選擇的軌道上存在著很大的可能性。
如上所述,由于利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁頭通過將記錄磁場集中在記錄介質(zhì)的被選擇的軌道上可提高記錄磁場梯度,所以在數(shù)據(jù)記錄過程中可防止由于斜交角影響導(dǎo)致的將不期望的數(shù)據(jù)記錄在被選擇的軌道之外的軌道上或?qū)⑵渥钚』?br>
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例具體地示出和描述了本發(fā)明,但是上面的描述不應(yīng)被認(rèn)為來限制本發(fā)明。例如,本領(lǐng)域的技術(shù)人員要明白,當(dāng)本發(fā)明的磁頭中的主極P1的下端和返回極P2的下端之間的間隙g1、子軛40的凹進(jìn)深度d1及主極P1的寬度t1固定時(shí),可改變磁頭的其它部分的值,或者也可改變其它部分的值。此外,對于具有與圖1中示出的本發(fā)明的磁頭結(jié)構(gòu)不同的垂直磁記錄頭,可類推與公式1至公式4相似的公式。此外,主極P1、返回極P2和子軛40可由與NiFe不同的磁性材料制成,并可改變公式1至公式4中的常數(shù)值。因此,本發(fā)明的范圍不是由本發(fā)明的詳細(xì)描述來限定,而是由權(quán)利要求書來限定,并且該范圍之內(nèi)的所有差異將被解釋為被包含在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種垂直磁記錄頭,包括主極,其下端具有預(yù)定的寬度t1;返回極,其上端與所述主極連接,而其下端與所述主極的下端隔開預(yù)定的間隙g1;子軛,其下端從所述主極的下端在向上的方向上凹進(jìn)預(yù)定的深度d1;線圈,纏繞在所述主極和所述子軛的周圍;磁屏蔽層;讀取器件,位于所述磁屏蔽層之間,其中,所述凹進(jìn)深度d1與所述寬度t1之比d1/t1小于或等于6。
2.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄頭,其中,所述間隙g1與所述寬度t1之比g1/t1小于或等于0.3。
3.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄頭,其中,所述寬度t1滿足下式t2/t1≤0.3,其中,t2為記錄介質(zhì)中的第一磁層的厚度,所述第一磁層、中間層和在其上記錄數(shù)據(jù)的第二磁層在所述記錄介質(zhì)中順序地成層。
4.如權(quán)利要求1所述的垂直磁記錄頭,其中,所述間隙g1滿足下式t2/g1≤0.6,其中,t2為記錄介質(zhì)中的第一磁層的厚度,所述第一磁層、中間層和在其上記錄數(shù)據(jù)的第二磁層在所述記錄介質(zhì)中順序地成層。
5.如權(quán)利要求3所述的垂直磁記錄頭,其中,所述第一磁層的厚度t2與所述間隙g1之比t2/g1小于或等于0.6。
6.如權(quán)利要求2所述的垂直磁記錄頭,其中,所述寬度t1滿足下式t2/t1≤0.3,其中,t2為記錄介質(zhì)中的第一磁層的厚度,所述第一磁層、中間層和在其上記錄數(shù)據(jù)的第二磁層在所述記錄介質(zhì)中順序地成層。
7.如權(quán)利要求2所述的垂直磁記錄頭,其中,所述間隙g1滿足下式t2/g1≤0.6,其中,t2為記錄介質(zhì)中的第一磁層的厚度,所述第一磁層、中間層和在其上記錄數(shù)據(jù)的第二磁層在所述記錄介質(zhì)中順序地成層。
8.一種垂直磁記錄頭,包括主極,其下端具有預(yù)定的寬度t1;返回極,其上端與所述主極連接,而其下端與所述主極的下端隔開預(yù)定的間隙g1;子軛,其下端從所述主極的下端在向上的方向上凹進(jìn)預(yù)定的深度d1;線圈,纏繞在所述主極和所述子軛的周圍;磁屏蔽層;讀取器件,位于所述磁屏蔽層之間,其中,所述寬度t1滿足下式t2/t1≤0.3,其中,t2為記錄介質(zhì)中的第一磁層的厚度,所述第一磁層、中間層和在其上記錄數(shù)據(jù)的第二磁層在記錄介質(zhì)中順序地成層。
9.如權(quán)利要求8所述的垂直磁記錄頭,其中,所述厚度t2與所述間隙g1之比t2/g1小于或等于0.6。
10.如權(quán)利要求8所述的垂直磁記錄頭,其中,所述間隙g1與所述寬度t1之比g1/t1小于或等于0.3。
11.如權(quán)利要求9所述的垂直磁記錄頭,其中,所述間隙g1與所述寬度t1之比g1/t1小于或等于0.3。
12.一種利用具有主極和返回極的垂直磁記錄頭來將數(shù)據(jù)記錄在其上的記錄介質(zhì),所述介質(zhì)包括第一磁層;中間層,形成在所述第一磁層上;第二磁層,在其上記錄數(shù)據(jù),并形成在所述中間層上,其中,所述第一磁層的厚度t2滿足下式t2/t1≤0.3,其中,t1為所述主極的下端的寬度。
13.如權(quán)利要求12所述的介質(zhì),其中,所述厚度t2可滿足下式t2/g1≤0.6,其中,g1是所述主極的下端和所述返回極的下端之間的間隙。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種垂直磁記錄頭和一種使用該垂直磁記錄頭來記錄數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)。該垂直磁記錄頭包括主極,其下端具有預(yù)定的寬度t1;返回極,其上端與主極連接,而其下端與主極的下端隔開預(yù)定的間隙g1;子軛,其下端從主極的下端在向上的方向上凹進(jìn)預(yù)定的深度d1;線圈,纏繞在主極和子軛的周圍;磁屏蔽層;讀取器件,位于磁屏蔽層之間,其中,凹進(jìn)深度d1與寬度t1之比(d1/t1)小于或等于6。
文檔編號G11B5/66GK1835081SQ20061005758
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者任映勛, 金庸洙, 吳薰翔 申請人:三星電子株式會(huì)社