专利名称：磁头及其制造方法,以及磁性记录和/或再现系统的制作方法
本申请要求在2000年3月30日递交的日本专利申请第2000-95082号的优先权，该专利申请的全部内容包含于此以供参考。
本发明一般涉及一种磁头及其制造方法，以及磁性记录和/或再现系统。
众所周知，随着磁路的磁通路(magnetic path)长度的减小，磁头的效率迅速提高。例如，如
图18A所示，随着磁通路长度减小为2μm(=2000nm)或更小，其效率快速提高。如图18B中所示，磁通路长度意思是通过一个磁头的磁质部分52a、磁质部分53a、磁阻效应元件(例如GMR(巨磁阻效应-giant magnetoresistance effect)元件)、磁质部分53b以及磁质部分52b的磁路(magnetic circuit)的长度。
常规磁头的第一例子的结构在图19中示出。该常规磁头包括形成两个不同间隙G1和G2的一对磁质部分51a和51b，以及位于间隙G2中的一个磁阻效应元件56。常规磁头的第二例子的结构在图20中示出。在该第二例子中的磁头包括设计为相互间隔一个间隙G1的一对磁质部分52a和52b、设计为相互间隔一个大于间隙G1的间隙G2的一对磁质部分53a和53b、以及形成在磁质部分53a和53b之间的一个桥路的磁阻效应元件56。在第一和第二例子中，间隙G1比间隙G2更接近于一个面对介质的表面。
在第一例子中的磁头的磁质部分51a和51b是分别在不同步骤通过光刻形成的，并且在第二例子中的磁头的该对磁质部分52a和52b以及磁质部分53a和53b分别在不同步骤用光刻形成。
因此，由于对齐误差和光刻系统的分辨率使得精细磁路的形成受到限制。例如，即使使用先进的分级器(stepper)，由于分级器的机械对齐精度(50nm)和基底的形变而存在对齐误差，从而造成400nm的误差。为了降低生产成本，通常使用廉价的受激准分子激光器来用于光刻。当使用受激准分子激光器时，分辨率约为200nm。如图21中所示，对齐误差造成偏离间隙G1的中央的偏移，因此总的对齐误差为800nm(=400nm×2)。因此，不可能形成具有等于或小于某一数值(2000nm)的磁通路长度的磁头，该数值(2000nm)是通过把200nm的分辨率与800nm的误差相加得到的数值(1000nm)的两倍。
如图21中所示，为了形成具有高效率的小磁通路，需要减小在面对介质表面58的相对侧上的磁隙的长度G2以及从面对介质表面58到磁阻效应元件56的高度H。为了增加分辨率，还需要减小在面对介质的表面(大于50nm)的侧面上的磁隙的长度G1。
但是，在常规的磁头结构及其制造方法中，不能满足这些要求。
相反，从图18A可以看出，当磁通路长度为在现有技术中不能形成的大约2000nm或更小的长度时，磁头的效率迅速提高。即使通过常规的磁头结构形成小的磁通路，在最近几年所要求的较短波长信号(0.1μm或更小)的再现中，由于目前还不清楚的原因使得效率迅速降低，从而它不能够用作为高密度的记录头。不但在再现操作过程中，而且在记录操作过程中也是一样。在常规的记录头中，由于目前还不清楚的原因使得该效率在较短波长的记录中大大降低，从而它不可能在当前所用的超过50Gbpsi(G位每平方英寸)的高密度低噪声介质上记录，该介质可以通过记录IC(集成电路)提供。
人们发现，当磁通路的长度接近于软磁性材料的磁畴壁的厚度(100nm)的量级时，在较短波长区域中的记录/再现效率明显降低。
如上文所述，在所有常规磁头结构中，通过光刻对薄膜进行构图以形成磁路。因此，即使要形成一个小的磁路，对于磁头的效率的提高也有限制。另外，即使以低成品率获得所需的磁头，也有一个问题，即在较短波长处的记录再现效率大大降低，使得不可能以高密度进行记录/再现。
因此本发明的一个目的是消除上述问题，并提供一种磁头-它即使在较短磁通路长度和较短波长信号的情况下也能够以高效率进行记录或再现、一种用于制造该磁头的方法以及使用该磁头的磁性记录和/或再现系统。
为了尽可能地减小磁通路长度，考虑了如图17中所示的磁头。也就是说，一对磁质部分54a和54b被设计为相互间隔预定的间隙G，并且提供一个磁阻效应元件56以构成磁质部分54a和54b之间的桥路。
尽管该磁头适合于减小磁通路长度，但是由于它具有低的再现效率，因此该磁头不能用作为高密度磁头。也就是说，当磁隙长度G较小时，来自介质的大部分磁通量流入该磁隙，并且仅仅部分磁通量流入磁阻效应元件，因此不可能获得大的输出。另一方面，当磁隙长度较大时，线分辨率极差，因此该磁头不能用作为高密度的尖端磁头。
因此，为了实现上述和其它目的，本发明人发明出一种具有如下结构的磁头及其制造方法。
根据本发明第一方面，一种磁头包括一对磁体，它们包括各自的第一和第二面对介质表面、与面对介质表面相对的各自的第一和第二后表面、以及各自的内侧表面，该内侧表面相互面对；以及一个磁隙，其位于内侧表面之间并且包括与第一和第二介质面对表面共面的第三面对介质表面以及与第一和第二后表面共面的第三后表面；其中一个内侧表面满足如下关系x=G1/2对于0≤y≤TH，以及0.1·tan{2(x-G1/2)}+TH≤y≤5·tan(2(x-G1/2))+TH对于TH≤y其中x表示这个内侧表面的X座标，并且y表示这个内侧表面的Y座标，X轴从第三面对介质表面的中心向着第一或第二面对介质表面的中心延伸，Y轴从第三面对介质表面的中心向着第三后表面延伸，Y轴基本上与X轴垂直，并且G1和TH分别表示常数。
最好，随着x从一点x=G1/2开始连续增加，y从一点y=TH到第一或第二后表面连续变化。
该对磁体可以包括在磁隙的两侧上的第一或第二面对介质表面上的软磁性材料的凸出部分。
该对磁体是磁轭，并且该磁头可进一步包括位于第一和第二后表面上并置于磁隙上方的磁阻效应元件。
该对磁体是磁芯，并且该磁头进一步包括位于第一和第二后表面上并置于磁隙上方的软磁性材料的一个后轭，以及形成在该磁隙中的一个记录线圈。
根据本发明第二方面，一种磁性记录头包括一对磁体，其间由一个磁隙分开并且包括各自的面对介质表面和与面对介质表面相对的各自的后表面，该对磁体中的一个包括一个凸出部分，该凸出部分向着面对介质表面逐渐变细；位于该磁隙中的一个记录线圈；以及，置于后表面上并置于磁隙上方的软磁性材料的一个后磁体。
根据本发明第三方面，一种磁性再现头包括一对磁体，其间由磁隙分开并且包括各自的面对介质表面和与面对介质表面相对的各自的后表面，该对磁体中的一个包括一个凸出部分，该凸出部分向着面对介质表面逐渐变细；以及，置于后表面上并置于磁隙上方的一个磁阻效应元件。
根据本发明第四方面，提供了一种用于制造磁头的方法，包括在一个基底上形成一个磁体，该磁体包括面向基底的主平面以及与主平面相对的后平面；把射束施加到该磁体的后平面上，并形成确定从该后平面向主平面延伸的一个通孔的一个部分；在该通孔中形成一个磁隙；以及从该基底上分离出磁体和磁隙，并且形成基本上与主平面共面的面对介质表面。
该射束最好为聚焦的离子束。
根据本发明第五方面，在此提供一种用于制造磁头的方法，其中包括在一个基底上形成一个绝缘膜；沿向着该基底的方向把聚焦的离子束施加到该绝缘膜上，并且形成在该绝缘膜中确定第一和第二沟道的一个部分；在第一和第二沟道中填充磁性材料以形成一对磁体；在该对磁体之间的绝缘膜中形成一个记录线圈；以及，在该对磁体和记录线圈上形成一第二磁体。
根据具有上述本发明第一方面中的结构的磁头，该磁隙被形成为满足上述关系表达式，使得即使在较短磁通路长度和较短波长信号的情况下，也可以增强再现效率。另外，可以降低在记录介质侧面上的磁隙的长度，使得可以增大分辨率。
根据具有上述本发明第二方面中的结构的磁性记录头，可以减小具有凸出部分的一个磁体的高度-即面对记录介质的凸出部分的表面与后表面之间的距离，使得可以减小磁通路长度并且大大提高记录效率。另外，该凸出部分向着面对介质表面逐渐变细的形状，当记录较短波长的信号时可以进一步提高效率。
根据具有上述本发明第三方面中的结构的磁性再现头，可以减小具有凸出部分的一个磁体的高度-即面对记录介质的凸出部分的表面与后表面之间的距离，使得可以减小磁通路长度并且大大提高记录效率。另外，该凸出部分向着面对介质表面逐渐变细的形状，当记录较短波长的信号时可以进一步提高效率。
根据具有上述本发明第四方面的结构的磁头制造方法，该射束被施加到磁体的后平面，并且通孔被形成为从后平面向主平面延伸，并且磁隙形成在该通孔中。因此，可以形成一个所需的磁隙，其长度在主平面一侧较小，并且向着后平面连续变化，并且可以尽可能地减小磁通路长度，使得即使在较短波长信号的情况下也可以获得能够有效执行再现操作的磁头。
根据具有上述本发明第五方面的结构的磁头制造方法，该聚焦离子束用于在该绝缘膜中形成第一和第二沟道，并且第一和第二沟道填充有磁性材料以形成该对磁体。因此，可以获得具有所需形状的磁体对，并且可以减小磁通路长度，从而当记录较短波长信号时，可以获得具有大大提高的效率的磁头。
从下文给出的具体描述以及本发明的优选实施例的附图中，将能够更充分地理解本发明。但是该附图不是用于把本发明限制于一个特定实施例，而是仅仅用于解释和说明。
在附图中图1为示出根据本发明的第一优选实施例的结构的示意图2为用于说明在第一优选实施例中的磁头的磁隙形状的示意图；图3为示出用于确定在第一优选实施例中的磁头的磁隙形状的一个参数与再现/记录效率之间的关系的曲线图；图4为示出在第一优选实施例中的磁头的高频特性与常规磁头之间的关系的曲线图；图5(a)至5(f)为示出制造在第一优选实施例中的磁头的步骤的截面视图；图6为用于解释常规制造方法的示意图；图7为示出第一优选实施例的改进例子的结构的示意图；图8为示出根据本发明的磁头的第二优选实施例的结构的示意图；图9(a)至9(f)为示出制造在第二优选实施例中的磁头的步骤的截面视图；图10为示出第二优选实施例的改进例子的结构的示意图；图11为示出根据本发明的磁头的第三优选实施例的示意图；图12(a)至12(c)为说明第三优选实施例的优点的示意图；图13(a)至13(f)为示出制造第三优选实施例中的磁头的步骤的截面示图；图14为示出根据本发明的记录/再现磁头的示意图；图15为示出具有根据本发明的磁头的记录和/或再现系统的示意图；图16用于说明使用根据本发明的磁头进行光辅助磁性记录操作的示意图；图17为示出磁头的结构的示意图；图18A为示出磁通路长度与输出之间的关系的曲线图，以及图18B为用于说明磁通路长度的示意图；图19为示出常规的磁头的结构的示意图；图20为示出常规磁头的另一个例子的结构的示意图21为用于说明在常规磁头中的问题的示意图；图22为示出根据本发明的磁头的第三优选实施例的结构的示意图；图23为示出根据本发明的磁性记录和/或再现系统的主要部分的示意结构的透视图；以及图24为从磁盘的侧面看去安装在驱动器支臂前端的磁头的放大透视图。
现在参照附图，描述本发明的优选实施例。
(第一优选实施例)在图1中示出根据本发明的磁头的第一优选实施例的结构。在第一优选实施例中的磁头1包括由具有例如大约200nm的厚度的软磁性材料制成的一对磁质部分2a和2b、记录线圈5、以及例如300平方纳米的磁阻效应元件6。该对磁质部分2a和2b的主平面3被设置成与记录介质10相平行。也就是说，主平面3用作为一个面对介质表面。另外，记录介质10是一种纵向记录介质，它形成为使得记录有信号的介质层10b形成在软磁性材料薄膜10a上。
该对磁质部分2a和2b被设计为相互间隔一个磁隙4。该磁隙4被构成为在面对介质表面3一侧上具有例如大约50nm的相对较小的长度G1，并且在与面对介质表面3相对的一侧上具有例如大约200nm的相对较大长度G2，使得该磁隙的长度从面对介质表面3的一侧到其相对侧连续变化。在磁隙4中，嵌入有记录线圈5。
磁阻效应元件6被设置在一对磁轭的面对介质表面的相对表面上，以跨在磁隙G2上。在图1中，参考标号12表示从记录介质10的磁化中产生的磁通量。另外，电极和偏置磁膜被设置于磁阻效应元件6的右侧和左侧或者上侧和下侧，但是它们没有在图1中示出。
在根据该实施例的磁头1中，磁头1的面对介质表面3和磁阻效应元件6之间的距离H是约为200nm的小距离，并且磁头1的磁通路长度是大约600nm的小长度。因此，如果记录介质10与磁头1的面对介质表面3之间的间隙大约为200nm，则根据计算，从在面对介质表面3的一侧上的磁隙G1下方的介质10的磁化产生的磁通量12的20％或更多的磁通量进入磁阻效应元件6。因此，可以获得非常大的输出。另外，从实验发现，在高频信号的再现的情况下，磁隙的长度逐步从面对介质表面开始连续增加时是很重要的。特别地如图2中所示，假设在面对介质表面上的磁隙的中心是原点，介质10的记录道方向是X轴，记录道宽度方向Z轴，磁头1的向内方向是Y轴，并且一个预定数值是TH，发现如果磁隙4的形状满足如下表达式，则效率大大提高对于0≤y≤TH,x=G1/2对于TH≤y,0.1·tan(2·(x-G1/2))+TH≤y≤5·tan(2·(x-G1/2))+TH参照图3和4，下文将对此进行描述。当对于0≤y≤TH,x=G1/2以及对于TH≤y,y=k·tan(2·(x-G1/2))时，并且当磁隙的形状使用k作为一个参数而改变时，计算效率的结果如图3中所示。从图3可以看出，当k数值在0.1≤k≤5范围内时，效率基本上为最大值。因此，如果磁隙4的形状满足上述表达式，则可以获得高效率。
图4示出图20中所示的常规磁头的效率的所计算频率特性的结果，该磁头具有基本上与本优选实施例中的磁头相同大小的磁隙。从图4可以看出，尽管在低频，即在长波长，的效率基本上与本优选实施例相同，但是在超过150MHz的高频区域，效率下降为本优选实施例的效率的十分之一或更小。其原因估计如下。由于图20中所示的常规磁头的磁隙形状是不连续的，因此磁通路急剧弯曲，使得在磁质部分2a和2b中的磁化必须急剧弯曲。结果高频响应变差，类似于在所谓的“磁畴壁”中的原子磁化的磁化改变状态。据猜想当磁通路的长度接近磁质部分的磁畴壁的厚度(大约10至100nm)时，出现该现象。换句说，当磁通路长度减小到大约几百纳米以增加效率时，则不能够获得磁通路长度减小的效果，除非该磁隙被设计为使得磁通路尽可能缓和地弯曲，即使得磁隙的长度连续变化。
在该优选实施例中的磁头被构成为使得磁隙4的形状连续缓和地弯曲，使得它能够获得比常规情况更好的高频响应(参见图4)。因此，即使在较短波长信号的情况下，可以用高分辨率和高效率进行再现和记录。
参照图5，下面将描述一种用于制造该优选实施例中的磁头的方法。
首先，如图5(a)中所示，在例如铜的金属模21被形成在基底20上之后，例如钻石态的碳(DLC)的绝缘膜22被形成在金属膜21上。然后，如图5(b)中所示，通过光刻技术，在绝缘膜22上形成与金属膜21连通的沟道23。
然后，如图5(c)中所示，使用准直溅射方法或电镀方法把例如FeCo或NiFe的软磁性材料2填充在沟道23中。
然后，如图5(d)中所示，使用例如聚焦的离子束(在下文中也称为FIB)，沿与要形成的磁头的面对介质表面相垂直的方向，从相对表面到面对介质表面，即从图5(d)的上方，照射软磁性材料2，以形成一个磁隙4和一对磁质部分2a和2b。尽管在面对介质表面的一侧上的磁隙4的长度G1(参见图1)由离子束的扫描精度所确定，但是它能够以足够的精度形成。磁隙4在相对侧到面对介质表面上的扩展可以通过控制射束密度的分布而精确形成。也就是说，如果要获得较快加宽的形状，只须使用具有较宽分布的射束。
通过如此用FIB沿着与要形成的磁头的面对介质表面相垂直的方向，从相对表面到面对介质表面照射，可以获得具有所需形状的磁隙4。
如图6中所示，通常已知的使用FIB的缝隙加工被设计为用离子束沿与面对介质表面3相垂直的记录道宽度方向照射磁质部分2a和2b。在这种情况下，由于FIB的射束密度具有高斯分布，因此在面对介质表面3上的被加工缝隙4的长度在记录道宽度方向上变化，使得不可能获得精确的线分辨率。
但是，根据本发明，可以获得具有所需要形状的磁隙4。另外，作为本发明，本发明人首先用FIB，沿着与要形成的磁头的面对介质表面相垂直的方向，从相对表面到面对介质表面进行照射。
再次参照图5(f)，例如使用电镀方法，用例如铜、钨或铂填充该磁隙，以形成记录线圈5(参见图5(e))。
接着，如图5(f)中所示，在形成绝缘膜25以覆盖磁质部分2a和2b和记录线圈5之后，磁阻效应元件6被形成在绝缘膜25上，以跨在该对磁质部分2a和2b上方的记录线圈5上。另外，磁阻效应元件可以是巨磁阻效应元件或者隧道磁阻效应元件。
然后，其上面已经形成有磁阻效应元件的基底20被浸在弱碱性或弱酸性溶液中，以腐蚀并除去铜层21，以剥离基底20，从而完成一个磁头元件。另外，如果在使用划线机器进行切割从绝缘膜25的上表面切入每个磁头元件到达铜层21之后，把该基底20浸入在弱碱性或弱酸性溶液中，则铜层21可以短时间内被腐蚀并从基底20上除去，并且可以减小对磁头元件的损害。
通常在使用FIB时，由于当加工体积(加工面积×加工深度)较大时产量降低，因此在大规模生产上具有问题。但是，如本优选实施例中那样当加工体积极小时，在大规模生产上没有问题。
因此，在本优选实施例中的磁头是通过挖空整体的软磁性材料、形成用于形成磁通路的该对磁质部分2a和2b、以及在该挖空部位埋置记录线圈而形成的。因此，磁通路可以被形成为平滑的，并且许多介质磁通量12可以被导入磁阻效应元件6，如图1中所示。
可以用电子束取代FIB来用于形成磁隙4，或者可以用缝状光刻胶掩膜以通常的离子束或活性气体离子来形成磁隙。在这种情况下，磁隙的形状可以通过改变射束的入射角和/或气体种类来控制。
在本优选实施例中的磁头1的一个改进例子的结构在图7中示出。在该例子中，磁头1A具有在图1中所示的磁头1中该对磁质部分2a和2b的面对介质表面上的软磁性材料凸出部分2a1和2b1。通过这种结构，仅仅在磁隙4附近的磁通量可以被导入磁阻效应元件，从而可以减小线方向上的噪声。
(第二优选实施例)根据本发明的磁头的第二优选实施例的结构在图8中得到显示。在该优选实施例中，磁头30是一个记录头，并且具有直接在一对磁质部分2a和2b和记录线圈5上的磁质部分7，以跨在记录线圈5上，取代在图1中所示的第一优选实施例中的磁头1的磁阻效应元件6。
在该优选实施例中，由于磁质部分7取代磁阻效应元件6，因此可以形成比第一优选实施例更加平滑的磁路径，并且进一步提供在用较短波长进行记录操作的效率，从而可以执行高密度的记录操作。
参照图9，下面将描述一种用于制造在该优选实施例中的磁头30的方法。
直到形成磁隙4以在其中嵌入记录线圈5，即直到图5(e)，执行与制造第一优选实施例中的磁头1的方法相同的步骤(参见图9(a)至9(e))。在嵌入记录线圈5之后，直接在一对磁质部分2a和2b和记录线圈5上形成磁质部分7，以跨在磁质部分2a和2b上。
然后，剥离基底20和铜层21，以完成一个磁头元件，这类似于用于第一实施例中的磁头制造方法。
在第二优选实施例中的磁头30的一个改进例子的结构在图10中示出。在该改进例子中，磁头30A在第二优选实施例中的磁头30中的该对磁质部分2a和2b的面对介质表面3上的磁隙附近设有磁性材料的凸出部分2a2和2b2。通过这种结构，磁通量被聚集在磁隙附近，使得沿线方向的磁场12能突然倾斜，以减小介质的磁化跃变宽度。因此，可以在第二优选实施例中执行比磁盘更高密度的记录操作。
(第三优选实施例)根据本发明的磁头的第三优选实施例的结构在图11中示出。在该第三优选实施例中，磁头32是一个记录磁头，并且包括一对软磁性材料的磁质部分2c和2d、一个记录线圈5和一个磁质部分7。
一个磁隙位于磁质部分2c和2d之间，并且记录线圈5填充于磁隙内。另外，磁隙的长度可以为常量，这与第一和第二优选实施例不同。磁质部分2d是用于在记录介质10上记录信息的主磁极，并且具有一个向着面对介质表面变细的形状的凸出部分2d1。凸出部分2d1还具有从记录线圈5一侧向着面对介质表面3变细的形状。磁质部分7直接形成在磁质部分2c和2d的面对介质表面的相对表面上，以跨在磁质部分2c和2d上方。
如上文所述，在该优选实施例的磁头32中，用作为主磁极的磁质部分2d的凸出部分2d1向着面对介质表面3变细，并且特别地，凸出部分2d1还从记录线圈5一侧向着面对介质表面3变细。因此，如图12(a)中所示，可以在记录线圈一侧，在用于把信息记录于记录介质10上的主磁极2d的后沿2de上实现高的磁通量密度，并且在线方向上的磁场的梯度变大，如图11中所示，从而可以执行高密度的记录操作。如果从磁质部分2d的面对介质表面3到磁质部分7与磁质部分2d之间的界面的高度H较小(类似于第一或第二优选实施例)，可以提高记录效率，并且即使在较短波长信号的情况下也可以获得高的记录效率。
当用作为在记录线圈5的一侧上的主磁极的磁质部分2d的仅仅一部分向着面对介质表面3变细时(如图12(b)中所示)，或者当磁质部分2d不向着面对介质表面3变细时(如图12(c)中所示)，在后沿上的磁通量密度较小，并且在线方向上的磁场13的梯度较缓和。因此，它不能执行比本优选实施例更高密度的记录操作。
如下文中所述，如果主磁极2d的长度p1(参见图12(a))也变小，则可以获得高密度的磁通量，即，可以执行高密度的记录操作。
参照图13，下面将描述一种用于制造在本优选实施例中的磁头的方法。
首先，如图13(a)中所示，在例如铜的金属膜21被形成在基底20上之后，例如DLC的绝缘膜22被形成在金属膜21上。
然后，如图13(b)所示，使用例如FIB在绝缘膜22中形成沟道23a，并且形成到达铜膜21的沟道23b。
然后，如图13(c)中所示，使用例如准直溅射方法或电镀方法，把例如FeCo或NiFe的磁性材料嵌入在沟道23b中，以形成磁质部分2d。
接着，类似于磁质部分2d的形成，磁性材料被嵌入在沟道23a中，以形成磁质部分2c(参见图13(d))。
然后，如图13(e)中所示，一个用于形成记录线圈的沟道被形成在磁质部分2c和2d之间的绝缘膜22上，并且例如使用电镀方法在该沟道中填充铜，以形成记录线圈5。
然后，如图13(f)所示，磁质部分7被形成在磁质部分2c和2d和记录线圈5上面，以构成磁质部分2c和2d之间的一个桥路。
然后，按照与第一优选实施例中的磁头制造方法相同的方式，剥离基底20和铜层21，以完成一个磁头元件。
在该制造方法中，由于磁质部分2d是通过在沟道中填充软磁性材料而形成的，该沟道是从相对侧到面对介质表面3通过例如FIB这样的干法蚀刻形成的，在面对介质表面3的一侧上的磁极的长度p1不但可重复和精确地得到形成，而且如上文所述磁质部分2d还可以理想地向着面对介质表面3变细。在一个通常的记录介质系统中，通过一个旋转的驱动器移动磁头而存取信息。因此，在记录介质的内圆周侧记录道和外圆周侧记录道之间的位置关系中，主磁极向着磁盘的圆周方向倾斜。在主磁极类型的记录头的情况下，还从主磁极的一侧执行记录操作，从而发现存在在介质的记录道边缘上的噪声增加的问题。如果来自主磁极一侧的记录减小，则噪声减小。为了实现这一点，需要尽可能地减小主磁极的长度p1。但是，如果主磁极的长度p1减小，则记录效率大大降低，从而不可能提供具有实用效率的磁头。在该优选实施例中，主磁极的形状还从记录线圈5的一侧变细，使得即使主磁极的长度p1减小，也可以保证实用的磁通量密度。这是由于上述制造方法，即由于从相对侧到面对介质表面的干法蚀刻，而具有的一个优点。特别地，如果使用FIB，可以容易地控制形状，并且容易形成比光刻的分辨率更小的主磁极。
如果记录线圈5不形成在图1中所示的第一优选实施例中的磁头1中，或者不形成在图7中所示的磁头1A中，则可以获得仅仅用于再现的有效磁头1B。
因此，如图14中所示，如果使用通过把仅仅用于再现的磁头1B与图8、10或11中所示的仅仅用于记录的磁头(例如磁头32)相集成而形成一个记录/再现磁头40，则可以获得例如图15中所示的高密度记录和/或再现系统。
特别地，根据本发明，由于可以在较短波长执行记录和再现操作，可以实现到目前为止还不能实现的传输速度，使得可以通过网络快速地交换信息。
另外，即使根据本发明的磁头，例如磁头32，被用于执行通过光或热辅助执行的热辅助磁性记录或光辅助磁性记录操作，可以实现高密度记录，并且可以实现高的传输速度。另外，图16示出用于通过激光束35辅助记录操作的一种光辅助磁性记录系统。
(第四优选实施例)在图22中示出根据本发明的磁头的第四优选实施例的结构。在根据第四优选实施例中，磁头70包括一对软性材料的磁质部分2c和2d，以及磁阻效应元件6。磁隙72位于磁质部分2c和2d之间。磁阻效应元件6位于磁质部分2c和2d的面对介质表面3的相对面上，以跨在磁隙72上。磁隙72的形状可以与第一或第二优选实施例相同或不同。例如，磁隙72的长度可以为恒定。磁质部分2d是用于从记录介质10读出信息的主磁极，并且具有向着面对介质表面3变细形状的软磁性材料的凸出部分2d1。该凸出部分2d1也具有从磁隙72向着面对介质表面3变细的形状。
如上文所述，在该优选实施例中的磁头70中，用作为主磁极的磁质部分2d的凸出部分2d1具有向着面对介质表面3变细的形状。特别地，凸出部分2d1还具有从磁隙72向着面对介质表面3变细的形状。因此，由于用于从记录介质10读出信息的主磁极12的面积可以在面对介质表面一侧较小，因此提高了再现分辨率。另外，由于凸出部分2d1从面对介质表面向着磁阻效应元件6变宽，因此可以有效地把介质磁通量导向磁阻效应元件6。
另外，如果从面对介质表面3到面对介质表面的相对面的高度H较小，类似于第一至第三优选实施例，则磁通路的长度较小，从而即使在较短波长信号的情况下，可以提高再现效率，并获得高的再现效率。
(第五优选实施例)参照图23和24，下面将描述根据本发明的磁性再现系统的第五优选实施例。
图23中示出该磁性再现系统的简要结构。也就是说在该优选实施例中，一种磁性再现系统150是一种使用旋转驱动器类型的系统。在图23中，磁盘200安装在转轴152上，以响应来自驱动单元控制部分(未示出)的控制信号通过电机(未示出)沿箭头A的方向旋转。用于记录和/或再现存储于磁盘200上的信息的磁头滑块153安装在薄膜状悬架154的尖端部分上。在第一或第四优选实施例中的磁头安装在其尖端附近的磁头滑块153上。
悬架154连接到具有用于保持驱动线圈(未示出)等等的线轴部分的驱动臂155的一端。驱动臂155的另一端具有作为一种线性电机的音圈电机156。该音圈电机156包括绕在驱动臂155的线轴部分上的一个驱动线圈(未示出)，以及包括一个永磁体和设置为通过线圈相互面对的相对磁轭的一个磁路。
驱动臂155由位于固定轴157的上方和下方两个位置处的滚珠轴承(未示出)所支承，并且可通过音圈电机156旋转和滑动。
图24为从磁盘侧面看去的在驱动臂155前面的磁头组件的放大透视图。即，磁头组件160具有驱动臂155，该驱动臂具有用于保持驱动线圈等等的线轴部分，并且驱动臂155的一端连接到悬架154。
在悬架154的尖端部位，安装有具有在任何一个上述优选实施例中的磁头的磁头滑块153。
悬架154具有写入/读出引线164。该引线164电连接到设置在磁头滑块153中的磁头的每个电极。在图24中，参考标号165表示磁头组件160的电极焊盘。
在磁头滑块153的面对介质表面(ABS)与磁盘200的表面之间设置预定的浮动量。
尽管已经在优选实施例中描述了磁头再现系统，但是在第二或第三优选实施例中的记录头可以替换为再现头。在这种情况下，可以获得一种磁性记录系统。如果在上述优选实施例中的再现头和记录头相互结合，则可以获得一种磁性记录和/或再现系统。
该介质不限于硬盘，并且该介质可以是任何磁性记录介质，例如软盘和磁卡。另外，可以使用能够从系统中拆下的磁性记录介质的所谓“可拆下”型系统。
如上文所述，根据本发明，即使在较短磁通路长度和较短波长信号的情况下，也能够以高分辨率和高效率执行记录或再现操作。
尽管已结合优选实施例公开了本发明，以便于更好地理解本发明，但是应当理解的是本发明可以用各种方式来实现，而不脱离本发明的原理。因此，应当认为本发明包括了在不脱离所附权利要求书给出的本发明原理的前提下的所有可能的实施例和对所示实施例的修正。
权利要求
1．一种磁头，包括一对磁体，它们包括各自的第一和第二面对介质表面、与该面对介质表面相对的各自的第一和第二后表面、以及各自的内侧表面，该内侧表面相互面对；以及一个磁隙，其位于该内侧表面之间，并且包括与第一和第二介质面对表面共面的第三面对介质表面以及与第一和第二后表面共面的第三后表面；其中一个内侧表面满足如下关系x=G1/2对于0≤y≤TH，以及0.1·tan{2(x-G1/2)}+TH≤y≤5·tan(2(x-G1/2))+TH对于TH≤y其中x表示这个内侧表面的X座标，并且y表示这个内侧表面的Y座标，X轴从第三面对介质表面的中心向着第一或第二面对介质表面的中心延伸，Y轴从第三面对介质表面的中心向着第三后表面延伸，Y轴基本上与X轴垂直，并且G1和TH分别表示常数。
2．根据权利要求1所述的磁头，其中随着x从一点x=G1/2开始连续增加，y从一点y=TH到第一或第二后表面连续变化。
3．根据权利要求1所述的磁头，其中该对磁体可以包括在磁隙的两侧上的第一或第二面对介质表面上的软磁性材料的凸出部分。
4．根据权利要求1所述的磁头，其中该对磁体是磁轭，并且该磁头包括设置在第一和第二后表面上并被置于磁隙上方的磁阻效应元件。
5．根据权利要求1所述的磁头，其中该对磁体是磁芯，并且该磁头进一步包括位于第一和第二后表面上并置于磁隙上方的软磁性材料的一个后轭，以及形成在该磁隙中的一个记录线圈。
6．一种磁性记录头，其中包括一对磁体，其间由一个磁隙分开并且它们包括各自的面对介质表面和与面对介质表面相对的各自的后表面，该对磁体中的一个包括一个凸出部分，该凸出部分向着面对介质表面逐渐变细；设于该磁隙中的一个记录线圈；以及被置于该后表面上并被置于该磁隙上方的一个软磁性材料后磁体。
7．一种磁性再现头包括一对磁体，其间由一个磁隙分开，并且它们包括各自的面对介质表面和与面对介质表面相对的各自的后表面，该对磁体中的一个包括一个凸出部分，该凸出部分向着面对介质表面逐渐变细；以及被设置于后表面上并被置于磁隙上方的磁阻效应元件。
8．一种磁头制造方法，其中包括在一个基底上形成一个磁体，该磁体包括一个面向基底的主平面以及与主平面相对的一个后平面；把射束施加到该磁体的后平面上，并形成确定从该后平面向主平面延伸的一个通孔的一个部分；在该通孔中形成一个磁隙；以及从该基底上分离出磁体和磁隙，并且形成基本上与主平面共面的面对介质表面。
9．根据权利要求8所述的磁头制造方法，其中该射束为聚焦的离子束。
10．一种用于制造磁头的方法，其中包括在一个基底上形成一个绝缘膜；沿着向着该基底的方向把聚焦的离子束施加到该绝缘膜上并且在该绝缘膜中形成确定第一和第二沟道的一个部分；在第一和第二沟道中填充磁性材料以形成一对磁体；在该对磁体之间的绝缘膜中形成一个记录线圈；以及在该对磁体和记录线圈上形成一个第二磁体。
11．一种磁性再现系统，其中包括权利要求4中所述的磁头作为再现头。
12．一种磁性记录系统，其中包括权利要求5中所述的磁头作为再现头。
13．一种磁性记录系统，其中包括权利要求6中所述的磁性记录头。
14．一种磁性再现系统，其中包括权利要求7中所述的磁性再现头。
全文摘要
在此提供一种即使在较短磁通路长度和较短波长信号的情况下也能够有效执行磁头的记录或再现操作的磁头。该磁头包括一对软磁性材料的磁质部分,每个磁质部分的主平面作为一个与记录介质相对的表面;以及位于该对磁质部分之间的一个磁隙,其被形成使得在主平面的相对侧上的该对磁质部分之间的距离大于在主平面上的该对磁质部分之间的距离,并且该对磁质部分之间的距离从主平面一侧到主平面的相对侧连续变化。
文档编号G11B5/127GK1315723SQ0111186
公开日2001年10月3日 申请日期2001年3月22日 优先权日2000年3月30日
发明者與田博明, 大泽裕一, 船山知己 申请人:株式会社东芝