专利名称：具有高读回分辨率的头的制作方法
具有高读回分辨率的头
背景技术：
在磁数据存储和提取系统中，磁记录头通常包括读取器部分(即，读取头)，读取器部分具有磁阻(MR)传感器，用于提取存储在磁性介质(诸如磁盘)上的磁性编码信息。 为了确保MR传感器仅仅读取位于其正下方的在磁盘的特定轨道上的信息，在读取头上放
置磁屏障。随着不断增加的信息被存储在磁性介质上，MR传感器将难以单独读取所存储的信息而不读取到来自邻近存储信息的噪声。因此，随着同一区域的密度增加，需要MR传感器的灵敏度和分辨率有着对应的增加。本文多个实施例解决了上述问题，并提供了相对于现有技术而言的其他优势。
发明内容
在一个实施例中，一装置包括第一读取屏障和第二读取屏障，并且在第一和第二读取屏障之间提供读取器叠层。在该实施例中，第一和第二读取屏障各自包括最靠近读取器叠层的薄型高磁导率层以及低磁导率层，以控制读取器叠层的自由层中的磁场通量线。在另一个实施例中，装置包括第一读取屏障和第二读取屏障，并且在第一和第二读取屏障之间提供读取器叠层。在该实施例中，第一和第二读取屏障各自包括在空气承载表面上的几何特征，以控制读取器叠层的自由层中的磁场通量线。在还有一个实施例中，装置包括第一读取屏障和第二读取屏障，并且在第一和第二读取屏障之间提供读取器叠层。在该实施例中，第一和第二读取屏障各自包括最靠近读取器叠层的薄型高磁导率层和低磁导率层，第一和第二读取屏障各自进一步包括在空气承载表面上的几何特征。这些和各种其他特征和优点将在阅读如下详细描述并查看相关附图时变得更为清楚易懂。附图简述
图1是沿着与磁性读取头的空气承载表面(ABQ的面基本垂直的平面所截取的磁性读取头和磁性盘的横截面视图。图2示出具有磁阻(MR)叠层的MR传感器的ABS视图。图3是磁性读取头的横截面视图。图4是根据一个实施例的磁性读取头的横截面视图。图fe、6a、7a是沿着与磁性读取头的ABS平面基本垂直的平面所截取的不同磁性读取头的横截面视图。图^3、6b、7b分别是图fe、6a、7a的读取头的ABS视图。
具体实施例方式图1是沿着与磁性读取头100的空气承载表面(ABQ的平面基本垂直的平面所截取的磁性读取头100和磁性盘101的横截面视图。如将在下文中进一步描述，所提出的实施例在诸如100之类的磁性读取头中有用。磁性盘101可以是垂直或纵向记录介质，且磁性读取头100与其对应。磁性读取头100加载在滑动块主体(衬底)102上，并以间隔104 与其分隔开。磁性读取头100包括第一磁屏障106、磁阻(MR)传感器108、绝缘层110、以及第二磁屏障112。MR传感器108和绝缘层110位于底部和顶部屏障106和112之间，且MR 传感器108邻近于磁性头100的ABS。在图1的实施例中，为了向MR传感器108提供电流，第一和第二磁屏障106和112 起到磁屏障和电极的双重功用。因此，第一和第二磁屏障106和112起到了向MR传感器 108提供电连接并且提供对杂散磁场的磁屏障的双重功能。如以下将结合图2所讨论的，在图1的实施例中，感测电流以垂直于读取元件108平面的方向流过。图2示出包括MR叠层200的MR传感器的ABS视图，其是MR传感器108的一特殊实施例。MR叠层200包括金属盖层202、自由层(FL) 204、屏蔽层(BL) 205、合成反铁磁(SAF) 层209、反铁磁(AFM)钉扎层210和种子层211。SAF层209包括由钌(Ru)或其他所构成的层207所分隔开的基准层206和钉扎层(PL) 208。MR叠层200位于第一屏障106和第二屏障112之间。在操作中，感测电流IS通过电流垂直于平面(CPP) MR叠层200。感测电流Is垂直于MR读取传感器的多个层的平面而流过，并经历与自由层的磁化方向之间的夹角的余弦成比例的阻抗。随后测量跨越CPP MR叠层的电压以确定阻抗的变化，并且结果信号被用于复原来自磁性介质的编码信息。应注意到，CPP MR叠层配置200是仅仅示例性的，且可使用CPP MR叠层200的其他多种层配置方式。应注意到，本文多个实施例也可用于电流在平面内(CIP)读取头(没有示出)，其中感测电流在读取叠层的平面内流动。CIP读取头通常包括在读取传感器和读取屏障之间的额外的金属接触层、间隔层、等等。如之前所认识到的，需要增强头的读回分辨率。读回分辨率，其是比特每英寸 (BPI)容量的“信道度量”，通常以PW50来测量，其可被定义为在半高度脉冲宽度上测量的隔离介质迁跃的差分读回信号的宽度。PW50值越低，读回分辨率就越高。以往，通过减小读取头-介质间隔和/或减小读取器屏障至屏障间隔来获得PW50的减小。在以下进一步描述的多个实施例通过经由合适的读取屏障磁性特性的选择，或合适的读取屏障的几何改变来控制读取传感器附近的场通量线来减小PW50。在描述这些实施例之前，参考图3描述常规的磁性读取头。图3是沿着与磁性读取头300的ABS平面基本垂直的平面所截取的常规磁性读取头300和磁盘301的横截面视图。读取头300包括第一读取屏障302、读取传感器304、以及第二读取屏障306。从图3可以看到，盘301包括记录层308和软底层(SUL)310。第一和第二磁化区域312和314分别示出在记录层308之上。区域312和314的磁化表征了所存储的信息。从图3可看到，区域312的磁化方向与区域314中的磁化方向基本相反。虚线316标出了从区域312向区域314的磁化方向的转变。为了更好地示出读取头300中的通量线，屏障302和306被示出为与读取传感器304相分离。在图3中，示出了向上方向的通量线313和向下方向的通量线315。在常规的诸如300之类的磁性读取头中，在读取屏障302和306的不同区域中的磁导率基本没有变化。在这样的读取头中，当诸如304之类的读取传感器位于如图3所示的诸如312之类的区域之上时，除了与读取传感器304发生交互作用的通量线313，读取传感器304也与来自诸如314之类的邻近磁化区域的一部分通量线315发生交互作用，而这是不期望的。以下结合图4到7b描述这种不期望的交互的原因，以及解决该问题的多个实施例。图4是沿着与磁性读取头400的ABS基本垂直的平面截取的磁性读取头400和磁盘301的横截面视图。读取头400包括第一读取屏障402、读取传感器304以及第二读取屏障406。在图4的实施例中，第一读取屏障402和第二读取屏障406各自包括最靠近读取器叠层(即，读取传感器304)的薄型相对高磁导率层418、420，以及相对低磁导率层422、 424，用于控制读取叠层304的自由层(在图4中没有示出)中的磁场通量线。通量在可用的最高磁导率区域中结束，并且因此在读取传感器304附近的通量线315在薄型高磁导率层418中结束而不与传感器304进行交互。因此，仅仅只有通量线313到达读取传感器 304，由此避免了来自邻近存储的信息的噪声。在一些实施例中，屏障402和406的至少一个可进一步包括第二高磁导率层426。 在一些实施例中，最靠近读取器叠层304的薄型高磁导率层418、420是由具有高饱和力矩和在张力强度下的低磁弹性的材料所构成的。在一个实施例中，薄型高磁导率层418、420 包括钴(Co)、镍(Ni)和铁(Fe)的合金。Co、Ni和！^的合金可包括质量百分比70至80之间的Co、质量百分比8至18之间的Ni以及质量百分比7至17之间的狗。在一个特定实施例中，Co、Ni和!^e的合金包括质量百分比75的Co、质量百分比13的Ni以及质量百分比 12的Fe。在一些实施例中，最靠近读取器叠层的薄型高磁导率层418、420的厚度在大约40 纳米(nm)。在一些实施例中，低磁导率层422、似4可以是150至500nm厚度之间。在一些实施例中，低磁导率层422、似4可由Co、铌(Nb)和铪(Hf)的合金构成。在其他实施例中， 低磁导率层422、似4可由CoJe和钬(Ho)的合金构成。在一些实施例中，第二高磁导率层 326的厚度是在10到60nm之间。第二高磁导率层3 可由与薄型高磁导率层418、420相同的材料构成。图fe和^3、6a和6b、7a和7b示出对屏障402和406进行几何改变以帮助增强最靠近读取传感器304的屏障402和406的区域中的通量关闭的多个实施例。为了简化起见， 在图fe和^、6a和6b、7a和7b中不包括盘或存储介质和磁场通量线。同样，为了简化起见，对于相同或类似的组件，在图3和4中所使用的附图标记将再次被使用在图如和
和6b、7a和7b中。在图和^3、6a和6b、7a和7b的每一个中，第一和第二读取屏障402 和406各自包括在ABS上的几何特征，以控制读取器叠层的自由层中的磁场通量线。几何改变涉及对ABS上的低磁导率屏障层422、424的一部分的消除。对低磁导率层422、424的一部分的消除是在最靠近空气承载表面上的薄型高磁导率层418、420处进行的。在图如和釙中，头500包括槽口 502、504，作为最接近于读取传感器304的几何特征。在图5a和恥的实施例中，槽口 502、504是位于低磁导率屏障层422、似4中的。槽口 502、504的深度、宽度和长度可在不同实施例中有所改变。在一些实施例中，槽口 502、504 的深度506位于5nm和40nm之间，槽口 502、504的宽度508位于20nm和200nm之间，并且槽口 502、504的长度510位于30nm和IOOOnm之间。在特定实施例中，槽口 502、504的深度506是大约20nm，槽口 502、504的宽度508是大约lOOnm，并且槽口 502、504的长度510 是大约500nm。在图6a和6b中，头600包括部分间隔602、604，作为最接近于读取传感器604的几何特征。在图6a和6b的实施例中，部分间隔602、604位于空气承载表面上的第一和第二读取屏障402和406的每一个中的高磁导率层418、420和低磁导率层422、似4之间。部分间隔602、604的深度、宽度和长度可在不同实施例中有所改变。在一些实施例中，部分间隔602、604的深度606位于20nm和500nm之间，部分间隔602、604的宽度608位于2nm和 60nm之间，并且部分间隔602、604的长度610位于IOOnm和IOOOnm之间。在特定实施例中，部分间隔602、604的深度606是大约lOOnm，部分间隔602、604的宽度608是大约20nm， 并且槽口部分间隔602、604的长度610是大约500nm。在图7a和7b中，头700包括凹进部分702、704，作为最接近于读取传感器304的几何特征。在图7a和7b的实施例中，凹进部分702、704是位于低磁导率屏障层422、424 中的。凹进部分702、704的深度、宽度和长度可在不同实施例中有所改变。在一些实施例中，凹进部分702、704的深度706位于5nm和50nm之间，凹进部分702、704的宽度708位于200nm和IOOOnm之间，并且凹进部分702、704的长度710位于200nm和IOOOnm之间。在特定实施例中，凹进部分702、704的深度706是大约20nm，凹进部分702、704的宽度708是大约500nm，并且凹进部分702、704的长度710是大约500nm。还应当注意到，在附图和^、6a和6b、7a和7b中示出的几何特征仅仅是多个示例，且可使用其他合适的几何特征。几何特征可由任何合适的当前已知的方法或在未来研究出的合适方法来形成。应当注意到，术语“低”和“高”在本公开文本中用作为比较术语。因此，例如，邻近高磁导率层的低磁导率层不暗含表示低磁导率层和高磁导率层的特定磁导率值或磁导率范围，但仅仅表示一个层相对于另一个层具有更低的磁导率。进一步的，在一些应用中， 图如到7c所示出的实施例对层418、420、422、似4使用相同的材料，并由此，在这些实施例中，所有这些层将具有相同的磁导率值，并且结果是，在最靠近读取器的屏障部分中的通量路径将仅仅受到屏障中所包括的几何特征的实质影响。在此所描述的多个实施例的示出旨在提供对多种实施例的结构的一般理解。这些示出不旨在作为对使用在此描述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的完全描述。基于阅览本公开文本，多种其他实施例对本领域技术人员将变得显而易见。可从本公开文本中使用并导出其他实施例，由此可进行结构性的或逻辑性的替代和改变，而不背离本公开文本的范围。此外，示图仅仅是代表性的，且可能不是以比例绘制的。示图中的特定比例可能是被夸大的，而其他比例可能是被减小的。相应地，本公开文本和附图应被认为是说明性的而非限制性的。本公开文本的一个或多个实施例可在此被单独和/或集合地以术语“发明”来引用，这仅仅出于便利目的，而不旨在将本申请的范围限制到任何特定的发明或发明概念。此外，虽然在此示出并描述了特定多个实施例，但可以理解到被设计为获得相同或类似功能的任何后续布置可被用于替代在此所示出的特定实施例。本公开文本旨在覆盖多种实施例的任何和所有后续改变或变形。本领域熟练技术人员在阅读了本说明书之后将熟知上述实施例的组合以及在此没有特别描述的其他多个实施例。提供并提交本公开的摘要以符合37C. F. R. § 1.72(b)的规定，并且理解其不会被用于解读或限制权利要求的范围和含义。此外，在前述的详细描述中，可对多种特征进行分组或将其描述在单个实施例中，用于使本公开文本更为流畅。然而，本公开文本不应被解释为反映所要求保护的实施例需要比在每一权利要求中明确表述的特征更多的特征的意图。 相反，如下述权利要求所反映的，发明主题可少于所公开的实施例中任何一个的所有特征。上述段落的章节和/或安排是仅仅是为了方便阅读而提供的，并且诸如不限制在特定章节中涉及特定示例和/或实施例所描述的公开文本的一个或多个方面与在另一章节中描述的另一特定示例和/或实施例之间的组合、应用、和/或使用。一个或多个示例的组件、特征和其他方面可与在此描述护的一个或多个另一示例的组件、特征和其他方面进行组合和/或互换。以上公开的主题被认为是说明性而不是限制性的，而且所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神和范围中的所有这些修改、改进以及其它实施例。因此，为了获得法律允许的最大范围，本发明的范围将由所附权利要求和/或所授权的权利要求以及其等价物所允许的最宽泛解释来确定，而且不应当受以上详细描述约束或限制。
权利要求
1.一种装置，包括第一读取屏障以及第二读取屏障；读取器叠层，位于第一和第二读取屏障之间；所述第一和第二读取屏障各自包括最靠近读取器叠层的薄型高磁导率层以及低磁导率层，以控制读取器叠层的自由层中的磁场通量线。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括在第一或第二读取屏障的至少一个中的第二高磁导率层。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述最靠近读取器叠层的薄型高磁导率层包括具有高饱和力矩和在张力强度下的低磁弹性的材料。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述最靠近读取器叠层的薄型高磁导率层包括钴(Co)、镍(Ni)和铁(Fe)的合金。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述Co、附和狗的合金包括质量百分比 70至80之间的Co、质量百分比8至18之间的Ni以及质量百分比7至17之间的狗。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述Co、Ni和狗的合金包括质量百分比 75的Co、质量百分比13的Ni以及质量百分比12的狗。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述最靠近读取器叠层的薄型高磁导率层的厚度是大约40纳米。
8.一种装置，包括第一读取屏障以及第二读取屏障；读取器叠层，位于第一和第二读取屏障之间；第一和第二读取屏障各自包括在空气承载表面上的几何特征，以控制读取器叠层的自由层中的磁场通量线。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述几何特征是在第一和第二读取屏障的每一个中的凹进部分。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述几何特征是所述空气承载表面上的第一和第二读取屏障的每一个中的高磁导率层和低磁导率层之间的部分间隔。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述几何特征是在第一和第二读取屏障的每一个中的在所述读取器叠层附近的槽口。
12.一种装置，包括第一读取屏障以及第二读取屏障；读取器叠层，位于第一和第二读取屏障之间；所述第一和第二读取屏障各自包括最靠近读取器叠层的薄型高磁导率层和低磁导率层，所述第一和第二读取屏障各自进一步包括在空气承载表面上的几何特征。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，进一步包括在第一或第二读取屏障的至少一个中的第二高磁导率层。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述最靠近读取器叠层的薄型高磁导率层包括具有高饱和力矩和在张力强度下的低磁弹性的材料。
15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述最靠近读取器叠层的薄型高磁导率层包括钴(Co)、镍(Ni)和铁(Fe)的合金。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述Co、Ni和狗的合金包括质量百分比70至80之间的Co、质量百分比8至18之间的Ni以及质量百分比7至17之间的狗。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述Co、Ni和狗的合金包括质量百分比75的Co、质量百分比13的Ni以及质量百分比12的狗。
18.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述几何特征是在第一和第二读取屏障的每一个中的凹进部分。
19.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述几何特征是所述空气承载表面上的第一和第二读取屏障的每一个中的高磁导率层和低磁导率层之间的部分间隔。
20.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述几何特征是在第一和第二读取屏障的每一个中的在所述读取器叠层附近的槽口。
全文摘要
描述了一种具有高读回分辨率的头。一种设备包括第一读取屏障和第二读取屏障，并且在第一和第二读取屏障之间提供读取器叠层。所述第一和第二读取屏障各自包括最靠近读取器叠层的薄型高磁导率层以及低磁导率层和/或几何特征，以控制读取器叠层的自由层中的磁场通量线。
文档编号G11B5/11GK102354502SQ201110148968
公开日2012年2月15日 申请日期2011年5月3日 优先权日2010年4月30日
发明者D·麦卡恩, K·A·瑞弗钦, M·班纳可利, V·B·萨波日尼科夫 申请人:希捷科技有限公司