磁轭类型的磁头和磁盘装置的制作方法

专利名称：磁轭类型的磁头和磁盘装置的制作方法
技术领域：
本发明的 一个实施例涉及一种磁轭类型的磁头及其磁盘装置。
背景技术：
下一代磁致电阻效应元件在已经改善了电阻变化率的同时面临诸如变 窄的间隙和自由层软磁性能之类的问题。为了解决这些问题，已经提出了
磁辄类型的磁头(日本专利申请>^开]\0.2001-256608)。
但是，存在一个问题磁辄类型的磁头由于巴克豪森噪声(Barkhausen noise)而难于确定信号。

发明内容
本发明的目的是提供一种能够抑制巴克豪森噪声的磁辄类型的磁头和 磁盘装置，
根据本发明的一个方面，提供了一种磁辄类型的磁头，用于从介质读 出磁信息，在所述介质中信息被磁记录在线性记录方向上，所述磁辄类型 的磁头包括主磁极，其设置在与所述线性记录方向垂直的平面上，并且 具有面向所述介质的相对表面、饱和磁通密度Bsl和体积Vl;子磁辄，其 通过连接到所述主磁极而在所述平面上形成，并且在垂直于所述线性记录 方向的方向上具有比在垂直于所述介质的主表面的方向上的长度SYH更 长的长度SYW、饱和磁通密度Bs2和体积V2，其积Bs2V2大于所述饱和 磁通密度Bsl和所述体积VI的乘积；以及，磁致电阻效应膜，其形成于 所述子磁辄和所勤目对的表面之间，并且与所述主磁极邻接。
根据本发明的另一个方面，提供了一种磁盘装置，其具有磁扼类型的 磁头，用于从介质读出磁信息，在所述介质中信息被磁记录在线性记录方
向上，其中，所ii^辄类型的磁头包括主磁极，其在一个平面上形成， 所述平面在从介质延伸，所述介质中信息被磁记录在线性记录方向上，所 述主磁极与所述介质的表面垂直，也与所述线性记录方向垂直，并具有面 向所述介质的相对表面、饱和磁通密度Bsl和体积Vl;子磁轭，其通过连 接到所述主磁极而在所述平面上形成，并且在垂直于所述线性记录方向的 方向上具有比在垂直于所述介质的主表面的方向上的长度SYH更长的长 度SYW、并具有饱和磁通密度Bs2和体积V2，其积Bs2V2大于所述饱和 磁通密度Bsl和体积VI的乘积；以及，磁致电阻效应膜，其形成于所述 子磁辄和所述相对的表面之间，并且与所述主磁极邻接。 巴克豪森噪声可以被抑制。
本发明的其他目的和优点将在随后的说明中给出，并且将部分地从所 述说明中显而易见，或者可以通过本发明的实践获悉。可以通过如下具体 给出的手段及其组合来实现和获得本发明的所述目的和优点。


图1是示出根据第一实施例的磁轭类型的再现磁头的示意配置的示例 性透视图2是在图1中所示磁辄类型磁头的配置的示例性透视图； 图3是示出在图2中所示磁扼类型磁头的配置的示例性横截面图； 图4是示出根据本发明的一个实施例的磁记录和再现装置的示例性透 视图5是根据本发明的一个实施例的磁头组件的示例性透视图； 图6A和图6B是示出根据第一实施例的磁辄类型的磁头的配置的示例 性横截面图7A和图7B是示出根据第一实施例的磁辄类型的磁头的配置的示例 性横截面图8A和图8B是示出根据第一实施例的磁扼类型的磁头的配置的示例 性横截面图9A和图9B是示出根据第一实施例的磁辄类型的磁头的配置的示例 性横截面图IOA和图IOB是示出根据第一实施例的磁辄类型的磁头的配置的示 例性横截面图IIA和图IIB是示出根据第一实施例的磁轭类型的磁头的配置的示 例性横截面图12是示出根据第二实施例的磁辄类型的磁头的配置的示例性透视
图13是示出磁辄类型的磁头的修改示例的示例性透视图。
具体实施例方式
以下参考附图来描述根据本发明的各实施例。 (第一实施例)
将参考图1、2和3来描述根据本发明的第一实施例的磁辄类型的再现 磁头的配置。图l是示出根据本发明的第一实施例的磁头的示意图。另夕卜， 图2是示出所逸磁头的配置的透视图。图3是在图2中所示的磁头沿着线 II-II切割的横截面图。在图2中，在所述附图中的前侧上的横截面示出了 空气轴^^面(ABS)。
如图1中所示，在与介质的线性记录方向垂直的平面上形成从在磁致 电阻效应膜中的所述介质引起信号磁场的主磁极5A和5B、用于返回流入 所述主磁极的磁场的子磁辄6、侧屏蔽部件10。即，在相对于主磁极5A 和5B的离轨方向上形成子磁辄6。所述主磁极5A和5B具有第一主磁 极区5A，其具有面向介质的相对表面；第二主磁极区5B，其连接到所述 子磁辄6 。在笫 一主磁极区5A和第二主磁极区5B之间形成磁致电阻效应 膜8，并且以在所述主磁极的中间中断的方式而形成所逸磁致电阻效应膜 8。第二主磁极区5B的一部分在以直角与所述线性记录方向相交的方向上 的宽度比在以直角与在线性记录方向相交的方向上面向介质的第一主磁极 区5A的ABS (相对表面)的长度更短。
子磁辄6祐il/映来用于流动磁通，以便在第二主磁极区5B的远后端 不产生磁畴。
侧屏蔽部件10连接到子磁辄6，并且设置在主磁极5A和5B以及磁 致电阻效应膜8的两侧的每侧。侧屏蔽部件10阻止磁场W目邻的轨道ii^ 主磁极，以便对应于甚至更高的记录密度。所述侧屏蔽部件不在磁记录装 置中的记录轨道上，而是以与上下屏蔽部件相隔的方式设置在离轨的方向 上，
如图2中所示，磁致电阻效应膜8基本上不磁暴露在ABS上。主磁极 区5A配置为直接读取介质M的信号磁场，并且向磁致电阻效应膜8发送 所述信号磁场。如图2和3中所示，在下屏蔽电极4上形成导电空间层3。 在所述导电空间层3上，形成主磁极5A和5B、磁致电阻效应膜8和硬磁 铁9。绝缘层2被形成以便覆盖在下屏蔽电极4上的主磁极5A和5B、磁 致电阻效应膜8和硬磁铁9。绝缘层2设置在导电空间层3上。在孔中形 成上柱7，所述孔连接到设置在绝缘层2中的磁致电阻效应膜8。上屏蔽电 极1被形成在上柱7和绝缘层2上。
向ABS暴露的侧屏蔽的面积需要大于主磁极的面积。如果所述面积 小，则不能有效地回流流入磁场。由此，不仅产生巴克豪森噪声，而且产 生来自子磁辄的噪声的流入。
如图1中所示，形成磁致电阻效应膜，插入主磁极5的中间。这样， 在主磁极5中引入的磁通在磁致电阻效应膜8中有效地流动。在磁致电阻 效应膜8的侧表面上形成硬>^4失9。形成所述硬磁铁9以向从所述^^质流 入所述磁致电阻效应膜的磁场施加垂直偏磁。通过向流入磁场施加所述垂 直偏磁，可以获得输出，从该输出可以识别所述i"磁场的极性，
诸如巨大的磁致电阻旋转阀膜(以下称为GMR-SV)、隧道磁致电阻 效应膜(以下称为TMR)和弹道磁致电阻效应膜(以下称为BMR)之类 的膜一般被用作磁致电阻效应膜。所述GMR-SV还被划分为共面的起电类 型(CIP-GMR-SV)和垂直起电类型(CPP-GMR-SV)。图3示出了使用 CPP-GMR-SV、 TMR和BMR的情况。为此，提供上柱7来保持与上电极的导通性。当使用CIP-GMR-SV时不需要如此。而且，导电空间层3 被替换为绝缘层，在CIP-GMR-SV的侧表面上形成电极。
为抑制巴克豪森噪声，最好使得在主磁极和子磁辄的连接部分附近几 乎不产生磁畴，在当前的磁传感器的情况下，因为在同一平面上形成主磁 极和子磁辄，因此可以避免在现有技术中发现的磁路的尖锐弯曲。因此， 几乎不产生不稳定的磁畴，并且作为其结果，可以减少巴克豪森噪声对于 主磁极的影响。
另外，因为主磁极的第二主磁极区和子磁扼配置有一个磁材料膜，可 以使得所述主磁极和子磁辄的连接部分连续，并且可以抑制磁畴的产生。
另外，形成从在图l的方向上所看的主磁极、子磁辄、侧屏蔽部件及 其连接部件的平滑形状对于控制磁畴是重要的。根据本实施例，可以根据 返回磁扼的层压表面实现构图，因此从加工角度看，可以容易地形成期望 的形状。
即，在形成磁层后，可以通过光刻和铣磨经过一次十字线形成(reticle formation)而立即形成所述主磁极、子磁扼及侧屏蔽部件.另外，因为通
过十字线的构图而形成在此时的形状，因此所述形状具有高自由度.在传 统技术中，对于主磁极和返回磁轭中的每个至少需要一次膜形成、十字线 形成和铣磨，因此，步骤的数量大于两倍。而且，实际上，在主磁极和返 回磁辄的连接部件的形状上几乎没有调整的容限，因此难于控制磁畴。
而且，因为使得子磁辄6的宽度SYW大于子磁辄6的高度SYH，因 此向子磁扼6的形状施加各向异性.由此，在子>^轭中的磁通的流动可以 限于一个轴。这样，限制了磁通的方向上的自由度，由此可以大大地减少 磁畴的产生。另外，子磁轭6的磁通的方向相对于来自主磁极的影响需要 尽可能地稳定。为此，子磁扼6的饱和磁通密度Bs2和所述子磁辄的体积 V2的乘积Bs2V2需要大于主磁极的饱和磁通密度Bsl和主磁极的体积VI 的乘积BslVl,
另外，为了获得在SYW方向上的单轴各向异性，可以有效地形成偏 磁膜。具体说，层压硬磁膜。但是，很大的硬磁性影响在主磁极中的磁通的流动，是不期望的。具体说，期望(4冗)"MA/m(lkOe)或者更小。另外， 可以通过使用反铁磁性的层来应用单向的各向异性。
为了有效地从介质向磁致电阻效应膜8发送磁通，当第二主磁极区5B 从介质的表面向远端变得更薄时聚集并发送所il^通。具体说，虽然与主 磁极的横截面面积成反比地集中所述磁通，但是其中横截面面积大大变薄 的主磁极的部分形成磁畴，并且不允许磁通通过所述主磁极。为此，变窄 的部分的宽度MPWB最好大于ABS的宽度MPWA的1/10。
在图1中所示的磁头可以被集成到记录和再现集成类型的磁头组件中 以安装在磁记录和再现装置中。
图4是用于例证如上所述的磁记录和再现装置的示意配置的主要部分 的透视图。即，本发明的本实施例的磁记录和再现装置150是使用旋转传 动器的装置。在图4中，在轴152中安^盘200,并且通过电机(未示 出)响应于来自驱动装置控制单元(未示出)的控制信号而在箭头A的方 向上旋转所i^盘。在本发明的本实施例中的磁记录和再现装置150可以 是包括多个磁盘200的装置。
用于执行要存储在磁盘200中的信息的记录和再现的磁头滑动器153 被附接到悬架154的前边上。磁头滑动器153具有包括如上所述的磁扼类 型的再现磁头和在其前边附近安装的记泉磁头的磁头。
当磁盘200旋转时，以预定浮动量M盘200的前表面来保持面向介 质(ABS)的磁头滑动器153的表面。或者，所述配置可以是所谓的"接 触运行型"，其中，滑动器与磁盘200接触。
悬架154连接到传动器臂155的一端，所述传动器臂155具有用于把 持驱动线圏(未示出)的线轴单元等。在传动器臂155的另一端上，提供 了音圈电机156，它是一种类型的线性电机。所述音闺电机156配置有 驱动线圏(未示出)，其被围绕在传动器臂155的线轴单元中；磁路，其 包括永久磁铁和相对的磁扼，它们被布置为彼jM目对，其间插入线围，
传动器臂155被主轴157的顶部和底部的两个位置上安装的滚珠轴承 (未示出)支持，并且通过音團电机156使其自由地旋转和滑动。
图5是从盘侧观察的磁头组件的放大透视图，其自传动器臂155延伸。 即，磁头组件160具有传动器臂155，例如其具有用于保持驱动线圏的线 轴单元，并且悬架154连接到传动器臂155的一端。
在悬架154的前边，附接了包括如上所述的磁头的磁头滑动器153。 悬架154具有引线164，用于写入和读取信号，所述引线164和在磁头滑 动器153中包含的磁头的每个电极电连接。在图5中，所述数字标号165 表示磁头组件160的电极,。
通过包括如上所述的再现磁头，可以使用比现有技术更高的记录密度 来安全地读:^记录于磁盘200中的信息。
图6、 7、 8、 9、 10和11示出了类似于目前已经说明的实施例的应用 示例的配置。图nA是ABS的横截面图，图nB是对应于图3的部分的横 截面视图(n-6、 7、 8、 9、 lO和ll)。
如图6A和6B中所示，在磁致电阻效应膜8的侧面部分上不形成硬磁 铁9，而是在ABS表面的第一主磁极区5A的侧面部分上形成硬磁铁9。 在这种情况下，流入的磁场被弱化，然而，在磁致电阻效应膜附近的效率 反之是高的。因此，结果，获得了等同于在图2和3中所示的结构的输出。
在图7A和7B中所示的结构中，磁致电阻效应膜8不插入主磁极中， 如图2和3中所示的结构，并且在主磁极5上形成。在这种结构的情况下， 虽然简化了晶片处理，但是在磁致电阻效应膜中降低了磁通流动效率。然 而，当使用具有大的磁阻效应的材料时，^f尝了被降低的效率，并且可以 获得输出。因此，可以优先化处理简化的优点。
在图8A和8B中，磁致电阻效应膜8不插入主磁极，并且类似于在图 7A和7B中所示的结构那样在主^^极区5上形成。而且，类似于在图6中 所示的结构，在ABS上形成石更磁铁。在图8A和图8B中的结构的效果类 似于在图7中所示的结构。
图9A和9B、图10A和10B与图11A和11B示出了用于向主磁极5 或者磁致电阻效应膜8施加垂直偏磁的结构。如图所示，所迷结构包括由 反铁磁性的材料或者硬磁材料形成的层11。因为这种结构并不必须需要硬
磁铁9，因此可以以高自由度来设计侧屏蔽部件10和主磁极5之间的空间。 可以在主磁极5上ABS相邻的位置上形成层11，如图9A和9B所示。
或者，可以在反l5^磁性效应膜8和上柱7之间形成层11，如图10A和10B
中所示，作为磁性更稳定的结构，可以在主磁极5和磁致电阻效应膜8两
者上形成层ll，如图11A和11B中所示。
在图8A和8B、图10A和10B与图11A和11B中所示的结构中，将
磁致电阻效应膜8堆叠在主磁极5上。参考图3和6所述，可以以划分主
磁极5的方式来形成磁致电阻效应膜8。 (第二实施例)
本发明的第二实施例具有仅仅在主磁极的一侧上形成侧屏蔽部件的结 构，如图12中所示，也在这种情况下，与在图1中所示的结构相比较，在 设计上具有较低的自由度，但是，可以获得几乎等同的效果。 (第三实施例)
本发明的第三实施例其特征在于主磁M身由在图5中的磁致电阻 效应膜的磁化自由层构成。以这种方式，可以进一步提高磁头流动效率。 在这种情况下，主磁极的后部可以邻接另一磁层，并且与所述另一磁层粘 结，或者整个主磁极可以如此，只要返回磁辄可以由磁化自由层构成.另 外，这种结构可应用于在图6A和6B中所示的结构上，或者可以通过在图 7中所示的结构而获得有益的效果。
在如上所示的示例中，示出了其中在主磁极5A和5B的侧面上形成侧 屏蔽部件的结构.然而，如图13中所示，可以不形成所述侧屏蔽部件.
对手本领域内的技术人员容易看出另外的优点和修改。因此，本发明 在其广义上不限于在此所示和所述的具体细节和代表性实施例。因此，可 以在不脱离由所附的权利要求和它们的等同内容限定的总的发明构思的精 神和范围的情况下进行各种修改，
权利要求
1.一种磁轭类型的磁头，用于从介质读出磁信息，所述介质中信息被磁记录磁轨方向上，所述磁头其特征在于包括主磁极，其安装在与线性记录方向垂直的平面上，并且具有面向所述介质的相对表面、饱和磁通密度Bs1和体积V1；子磁轭，其通过连接到所述主磁极而形成于所述平面上，并且在垂直于所述线性记录方向的方向上具有比在垂直于所述介质的主表面的方向上的长度SYH更长的长度SYW、饱和磁通密度Bs2和体积V2，其积Bs2V2大于所述饱和磁通密度Bs1和体积V1的乘积；以及磁致电阻效应膜，其形成于所述子磁轭和所述相对的表面之间，并且与所述主磁极邻接。
2. 根据权利要求l所述的磁辄类型的磁头，其特征在于还包括连接 到在所述平面中的所述子磁扼并且在所述主磁极的侧面上形成的子磁辄。
3. 根据权利要求l所述的磁辄类型的磁头，其特征在于，所迷主磁极 和所述子磁辄在一个磁材料膜上形成。
4. 根据权利要求l所述的磁辄类型的磁头，其特征在于，所述子磁轭 具有磁各向异性，其中，与所述线性记录方向垂直的方向为易磁化轴。
5. 根据权利要求l所述的磁辄类型的磁头，其特征在于，在垂直于所一部分和所述子磁扼之间的主磁极的长度短于在垂直于所述线性记录方向 的方向上相对表面的长度。
6. —种磁盘装置，其具有磁扼类型的磁头，用于从介质读出磁信息， 所述介质中信息被磁记录在线性记录方向上，其特征在于，所g辄类型的磁头包括主磁极，其形成于一个平面上，所述平面 在从介质延伸，所述介质中信息被磁记录在线性记录方向上，所述主磁极 与所述^/h质的表面垂直，也与所述线性记录方向垂直，并具有面向所迷介 质的相对表面、饱和磁通密度Bsl和体积Vl;子磁扼，其通过连接到所述 主磁极而在所述平面上形成，并且在垂直于所述线性记录方向的方向上具有比在垂直于所述介质的主表面的方向上的长度SYH更长的长度SYW、 并具有饱和磁通密度Bs2和体积V2,其积Bs2V2大于所述饱和磁通密度 Bsl和体积Vl的乘积；以及，磁致电阻效应膜，其形成于所述子磁辄和所 W目对的表面之间，并且与所述主磁极邻接。
7. 根据权利要求6所述的磁盘装置，其特征在于还包括子磁辄，其连 接到在所述平面中的所述子磁辄，并且在所述主磁极的侧面上形成。
8. 根据权利要求6所述的磁盘装置，其特征在于，在一个磁材料膜上 形成所述主>^极和所述子磁扼。
9. 根据权利要求6所述的磁盘装置，其特征在于，所述子磁辄具有磁 各向异性，其中，与所述线性记录方向垂直的方向是易磁化轴。
10. 根据权利要求6所述的磁盘装置，其特征在于，在垂直于所述主分和所述子磁辄之间的主磁极的长度短于在垂直于所述线性记录方向的方 向上相对表面的长度。
全文摘要
一种磁轭类型磁头及磁盘装置。为了从介质(M)读出磁信息，介质(M)中信息被磁记录在线性记录方向上，涉及主磁极(5A和5B)，其安装在与所述线性记录方向垂直的平面上，且具有面向所述介质的相对表面、饱和磁通密度(Bs1)和体积(V1)；子磁轭(6)，其通过连接到所述主磁极(5A和5B)而在所述平面上形成，并且在垂直于所述线性记录方向的方向上具有比在垂直于所述介质(M)的主表面的方向上的长度(SYH)更长的长度(SYW)、并具有饱和磁通密度(Bs2)和体积(V2)，其积(Bs2V2)大于所述饱和磁通密度(Bs1)和体积(V1)的乘积；以及，磁致电阻效应膜(8)，其形成于所述子磁轭(6)和所述相对的表面之间，并且与所述主磁极(5A和5B)邻接。
文档编号G11B5/39GK101097719SQ20071012685
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月29日 优先权日2006年6月30日
发明者鸿井克彦 申请人:株式会社东芝