专利名称：具有酒杯状腔体的屏蔽物的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁头的屏蔽物。
背景技术：
磁头一般含有写入部件和读取部件。读取部件含有用于从记录介质(如，磁盘) 的记录层中读取信息的磁阻(Ml )、巨磁阻(GMR)、隧穿磁阻(TMR)部件。写入部件被设置为产生能使磁矩在记录层上对齐从而表示数据位的磁场。写入部件包括主磁极和返回磁极，每一个均具有磁极尖端。在空气轴承表面 (ABS)，磁极尖端被间隙层分隔开，面向记录介质。导线线圈围绕着由两个磁极形成的磁路的一部分。线圈中的电流在两个磁极中感应出磁信号，被用于将数据写入记录介质中。
发明内容
具有内壁的屏蔽物围绕着主磁极。该屏蔽物的内壁相对于下磁道方向的壁角超过了主磁极相对于下磁道方向的壁角。该屏蔽物的一个实施例类似于一个酒杯状的腔体。
图1是根据实施例的垂直记录磁头的剖面视图。图2是根据实施例的写入磁极和“酒杯”状的后屏蔽物(trailing shield)的空气轴承表面视图。图3是对于带有梯形腔体的写入磁极后屏蔽物而言以及对于图2的写入磁极酒杯状后屏蔽物而言有效的磁写入场与磁写入宽度之间的函数关系图。图4是根据实施例的写入磁极和酒杯状后屏蔽腔体的空气轴承表面视图。图5是根据实施例的带有酒杯状后屏蔽腔体的写入磁极的空气轴承表面视图。图6是根据实施例的带有更大的壁角的后屏蔽腔体的写入磁极的空气轴承表面视图。图7根据各种实施例提供了能在绝缘层中产生磁极的示例例程。
具体实施例方式图1是根据各实施例的示例性垂直写入器10的横截面图，其包括主磁极12、返回磁极14和写入线圈16。导电的写入线圈16围绕着后间隙封闭物17，该后间隙封闭物将主磁极12磁性地耦合至返回磁极14。垂直写入器10使磁介质18面向着主磁极12和返回磁极14的空气轴承表面(ABQ。主磁极12包括主磁极本体20、磁轭21和主磁极尖端22。磁轭21耦合至主磁极本体20的上表面。主磁极尖端22具有前沿M和后沿26。在ABS处， 由绝缘材料观使主磁极尖端22与返回磁极14分隔开。写入间隙35是由前沿M和返回磁极14之间的间距所定义的。磁介质18可包括磁性软底层32和磁性硬记录层34。应该注意的是，垂直写入器
410的配置仅是说明性的，且根据本发明可以替换地采用很多其他配置。例如，垂直写入器 10可包括后屏蔽物、侧屏蔽物或围绕屏蔽物，在记录过程中这些屏蔽物吸收来自主磁极尖端22、记录层34上的磁性侧轨道以及其他来源(诸如返回磁极14的后沿)的杂散磁场。 后屏蔽物36被图示为靠近绝缘层观，该绝缘层观围绕着垂直写入器10的主磁极尖端22。磁介质18相对于垂直写入器10在如箭头A所示方向上移动或转动。为了将数据写入磁介质18，使电流流过导电的写入线圈16，这些写入线圈16穿过位于主磁极12和返回磁极14之间的写入间隙35。这感应出了横跨写入间隙35的磁场。通过使流过导电线圈16的电流的方向发生逆转，被写入磁介质18的数据的极性也被逆转。主磁极12作为后磁极进行操作，且被用于物理地将数据写入磁介质18。相应地，主磁极12定义了被写入的数据的轨道宽度。更具体地，由主磁极尖端22的后沿沈在ABS处的宽度来定义轨道宽度。 主磁极12可由具有高饱和磁矩的材料(诸如附狗或&)!^或其合金)构造。更具体地，在各实施例中，主磁极12被构造为多层磁性材料的层叠，所述多层磁性材料被非磁性绝缘材料观(诸如氧化铝)的多个薄层所分隔开。一个实施例被示于图2中，这是垂直写入器110的ABS视图的示意性表示。如图 2中所示，写入器110包括返回磁极114、主磁极122、绝缘体1 和后屏蔽物136。主磁极 122具有梯形的磁极尖端，该梯形的磁极尖端带有前沿124、后沿126以及侧面140和142。 在这个实施例中，屏蔽物136包括内侧壁150和152、前沿154、后沿156、喉侧壁162和164、 以及出口侧壁166和168。与主磁极122的前沿IM相比，前沿巧4优选地更靠近返回磁极 114，其中可有效地防止任何杂散场到达磁介质。屏蔽物136的内侧壁150和152可以不平行于主磁极122的壁140和142。作为一个可能的结果，屏蔽物136的壁角θ 2可能大于主磁极122的壁角θ 1。该梯形在前沿1 处比在后沿1 处更窄一些，以有助于当磁头位于磁盘的内部和外部时在写入过程中防止歪斜的相关的相邻轨道干扰。在写入器110中，喉侧壁162和164以及出口侧壁166和168都与前沿154相邻， 藉此有可能在写入过程中使这附近的磁场密度最小化。增加壁角以及引入喉侧壁162和 164的重要性在于当响应于更高的面密度记录这一需求而使主磁极122的尺寸减小的时候，磁写入器110的有效写入磁场可显著地超过具有同样尺寸的主磁极且其屏蔽壁平行于主磁极壁142的写入器的有效写入磁场。围绕着写入器110中的主磁极122的屏蔽物136 中的腔体的形状类似于酒杯。主磁极122的长度Ll可能小于屏蔽腔体的长度L2，朝着该腔体的前部的间距Sl可能小于在该腔体的后部的间距S2。为了评估屏蔽物形状如何影响写入性能，对与具有梯形腔体且多个壁平行于壁 140和142的写入器以及具有酒杯状腔体的屏蔽物的写入器110，做出了一系列关于其性能的计算。所测量的变量是主磁极写入宽度、写入磁极壁角θ 1、侧屏蔽间距以及侧屏蔽壁角 θ 2。在梯形腔体中，Θ1= θ 2。主磁极的尺寸在上述两种写入器配置中是一样的。这些计算的示例性结果在图3中示出。在图3中，绘出了最大有效写入磁场 Heff(max)与磁写入器宽度。该数据呈现了具有相同的写入电流、主磁极壁角和主磁极写入器宽度的两种写入器配置的一系列Hrff(Hiax)。Θ1= θ 2的梯形腔体的磁写入器设计的平均结果是由曲线A给出。酒杯状写入器设计110的平均结果是由曲线B给出。对于模拟中所研究的每一种情况，酒杯设计给出了在给定磁写入宽度处始终较高的有效写入磁场以及在相同的写入磁场处较窄的磁写入宽度。
图4示出示例性垂直写入器IlOA的ABS视图的示意性表示，其特征也是带有酒杯状腔体的屏蔽物。在图4中，写入器IlOA的各部件类似于写入器110的各部件，且被标记为同样的标号但加了字母“A”。因此，写入器IlOA的主磁极122A类似于写入器110的主磁极122。在这个实施例中，屏蔽物136A的内侧壁150A和152A、喉侧壁162A和164A以及出口侧壁166A和168A是凹入的，从而进一步使侧壁162A和164A所定义的喉区域附近的磁场密度达到最小。侧壁150A和152A的壁角θ 2可以大于主磁极122Α的壁角θ 1。主磁极 122Α的长度LlA可能小于屏蔽腔体的长度L2A，朝着该腔体的前部的间距S IA可能小于在该腔体的后部的间距S2。这个设计可导致在写入过程中有效磁场更大，这是由于在ABS处磁极122Α的磁性覆盖区域更窄。图5是垂直写入器IlOB的ABS视图的示意性图示，示出了本发明另一个实施例， 其特征是具有酒杯状腔体的屏蔽物。垂直写入器IlOB类似于写入器110和110Α，且类似的部件被标记为相同的标号但加了字母“B”。在这个实施例中，屏蔽物136Β完全地围绕着写入器磁极122Β。在图5中，该腔体没有延伸到屏蔽物136Β的前沿154Β。该腔体的前端壁170Β位于屏蔽前沿154Β附近，但是与屏蔽前沿154Β间隔开一定的距离。弯曲侧壁150Β 和152Β、喉侧壁162Β和164Β、出口侧壁166Β和168Β以及腔体前端壁170Β都类似于酒杯。 主磁极122Β的长度LlB可能小于屏蔽腔体的长度L2B，朝着该腔体的前部的间距S IB可能小于在该腔体的后部的间距S2B。图6是垂直写入器IlOC的ABS视图的示意性示图，示出了本发明的另一个实施例。写入器Iioc类似于写入器110U10A和110Β，且类似的部件被标记为相同的标号但加了字母“C”。在这个实施例中，后屏蔽物IlOC完全围绕着主磁极122C，且该腔体没有延伸至屏蔽物IlOC的前沿154C。侧壁150C和152C形成的壁角θ 2大于主磁极122C的壁角 θ I0该腔体类似于没有柄的酒杯。也就是说，该腔体类似于酒杯的碗状物。主磁极122C 的长度LlC可能小于该屏蔽腔体的长度L2C，朝着该腔体的前部的间距SlC可能小于在该腔体的后部的长度S2C。后屏蔽物相对于主磁极尺寸在形状和尺寸上的差异是定义记录介质上的磁位形状的关键参数。酒杯写入器的设计可容许磁写入宽度随着屏蔽物几何形状以及主磁极形状而改变。如图3所示，此处公开的创新性的屏蔽物几何形状可降低任何有效写入磁场的磁写入器宽度。结果，参看图2，例如，尽管磁极122产生同样的写入磁场，但前沿124、后沿 1 和壁角θ 1可被做得更小。另一个益处在于带有更小的壁角的梯形主磁极更易于制作，藉此降低了制造成本。用大马士革(damascene)工艺的写入磁极制造是一种制造方法。用大马士革工艺的磁极制造在共同所有的美国专利号6，949，833和专利申请号为12/491,898的美国专利中有描述，且通过引用全部结合于此。图7示出在诸如图2中的层1 之类的绝缘层中形成磁极的示例性步骤。首先，在衬底上形成绝缘层(步骤200)。绝缘层优选为氧化铝，尽管也可使用本领域中已知的其他绝缘材料，诸如Si0x、Mg0、SiC等。接着，在绝缘层上形成沟槽(步骤210)。该沟槽的横截面优选为如图2中的磁极 122所示的梯形。然后，在沟槽的壁和底部之上沉积晶种层，以有助于磁极122的形成(步骤220)。晶种层是必要的，用于控制沉积在沟槽中的后续各层的质量，并且可通过电镀、溅射或其他材料沉积技术来进行沉积。如果后续各层是通过电镀来沉积的话，则导电的晶种层是必要的。然后，在该晶种层上沉积一层磁性物质(步骤230)。如之前所述，NiFe、Cc^e或其合金是优选的。可通过电镀、溅射或其他材料沉积方法来沉积该磁性层。层叠的磁极结构提供了改进的写入性能。下一个步骤是在该磁性物质上沉积一层非磁性材料(步骤M0)。 适于用作间隔层的非磁性材料为钽、钌、氧化铝、氧化镁或其他。在下一个步骤中，重复这个过程，直到该沟槽被填满且该磁极被形成(步骤250)。然后，该过程继续到下一个制造周期 (步骤260)。虽然已参考各优选实施例对本发明进行描述，但是本领域的技术人员将认识到可作形式或细节上的改变而不背离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种装置，包括主磁极，所述主磁极具有第一和第二侧壁，这些侧壁相对于下磁道方向具有壁角θ 1 ；禾口屏蔽物，所述屏蔽物至少部分地围绕所述主磁极，所述屏蔽物具有连续地凹入的内侧壁，所述内侧壁与所述主磁极间隔开，且具有大于角度Θ1的壁角θ 2。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主磁极和屏蔽物被绝缘材料分隔开。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述屏蔽物的内侧壁具有类似于酒杯的形状。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述屏蔽物的内侧壁比所述主磁极的侧壁更长，以使所述内侧壁延伸超过所述主磁极的侧壁。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述后屏蔽物的内侧壁定义了邻近所述主磁极的前沿的喉区域。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述屏蔽物的喉区域还包括喉侧壁和出口侧壁，每一个侧壁都是连续地凹入的。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述屏蔽物在空气轴承表面处完全围绕着所述主磁极。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主磁极的材料是( 或Mi^e或其合^^ ο
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述屏蔽物的材料是( 或Mi^e或其合^^ ο
10.一种写入磁头，包括带有空气轴承表面(ABQ的主磁极，所述主磁极具有前沿、后沿和具有壁角θ 1的第一侧壁；和屏蔽物，所述屏蔽物具有连续地凹入的第一内侧壁，所述第一内侧壁以大于θ 1的壁角θ 2基本围绕着所述主磁极，所述第一内侧壁与所述主磁极的后沿分开了第一距离，且与所述主磁极的前沿分开了第二距离，所述第二距离小于所述第一距离，所述第二距离定义了喉区域。
11.如权利要求10所述的写入磁头，其特征在于，所述主磁极和屏蔽物被绝缘材料分隔开。
12.如权利要求10所述的写入磁头，其特征在于，所述后屏蔽物的第一内侧壁比所述主磁极的至少一个侧壁更长。
13.如权利要求10所述的写入磁头，其特征在于，所述后屏蔽物的第一内侧壁远离所述主磁极朝着返回磁极延伸从而定义出口区域。
14.如权利要求13所述的写入磁头，其特征在于，所述出口区域与所述主磁极分开了第三距离，所述第三距离小于所述第一距离且大于所述第二距离。
15.如权利要求10所述的写入磁头，其特征在于，所述屏蔽物具有第二内侧壁，所述第二内侧壁具有壁角θ 1，且被置于面向所述主磁极的相反一侧。
16.如权利要求10所述的写入磁头，其特征在于，所述主磁极的材料是( 或Mi^e或其合金。
17.如权利要求10所述的写入磁头，其特征在于，所述屏蔽物的材料是( 或Mi^e或其合金。
18.—种记录磁数据的方法，包括使用主磁极写入介质，所述主磁极具有第一和第二侧壁，这些侧壁相对于下磁道方向具有壁角θ 1 ；使用屏蔽物来屏蔽所述主磁极，所述屏蔽物使用连续地凹入的内侧壁来至少部分地围绕着所述主磁极，所述连续地凹入的内侧壁与所述主磁极间隔开，且具有大于角度θ 1的壁角θ 2。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述屏蔽物的内侧壁朝着所述主磁极的前沿接近所述主磁极。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述屏蔽物定义了间隙，该间隙在所述主磁极和所述屏蔽物的后沿之间具有均勻的距离。
全文摘要
用于磁记录的写入部件包括主磁极和屏蔽物。主磁极具有相对于下磁道方向的第一和第二侧。该屏蔽物用连续地凹入的内侧壁来至少部分地围绕该主磁极。该屏蔽物的内侧壁和该写入部件的移动方向之间的角度大于该主磁极的侧面和该移动方向之间的角度。
文档编号G11B5/10GK102467912SQ20111034617
公开日2012年5月23日 申请日期2011年10月28日 优先权日2010年10月29日
发明者M·班纳可利, 高凯中 申请人:希捷科技有限公司