专利名称：带有设有间隙的尾屏蔽的导线辅助磁性写入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁性装置。更具体来说，本发明涉及这样一种磁性装置，其使用 一承载电流的导体来提供一辅助写入磁场的磁场。
背景技术：
由于磁记录的储存密度不断地进步，以努力提高磁性储存装置的储存容量，所以，记录装置的磁转变(即，比特)尺寸和关键特征正在被推向100nm以下。此 外，在较高区域密度下使记录介质达到稳定需要有磁性较硬(即，高的矫顽性) 的储存介质材料。磁性较硬的介质可以通过提高记录装置的磁性材料的饱和磁化' 以增加施加到磁性介质上的磁场来进行写入。然而，最大的已知材料的饱和磁化 不足以维持比特区域密度的每年增长速率。克服硬磁性介质的矫顽性的另一种方法是通过结合一写入辅助装置来提供较 强的写入磁场，该写入辅助装置邻近于写入极的末端，并形成一辅助磁场来克服 写入极附近的磁性介质的矫顽性。由于在辅助磁场与写入磁场相对的区域中消除 了来自写入极的杂散磁场，所以，写入极末端周围的磁场梯度得到提高。然而，辅助磁场与写入磁场相对的区域通常离写入极末端一距离，因此，在转变写入到 磁性介质的区域内，梯度的提高受到限制。发明内容本发明涉及一种磁性装置，该磁性装置包括具有写入元件末端的写入元件和第 一返回元件，该第一返回元件在写入元件的尾侧上磁性地耦合到写入元件。靠近 写入元件末端的边缘定位的导体构造成产生辅助磁场，该辅助磁场增大由写入元 件产生的写入磁场。包括至少一个间隙的屏蔽从第一返回元件朝向写入元件末端 延伸。
图1A是相对于一磁性介质设置的磁性写入器的截面图。图1B是显示一导体的磁性写入器的详细截面图，该导体用来提供一相邻于包括间隙的尾屏蔽的写入辅助磁场。图2是一曲线图，其示出屏蔽间隙宽度变化对组合的来自写入极的写入磁场 和来自导体的辅助磁场的垂直分量的影响，该垂直分量作为下轨位置的函数。图3A-3C是磁性写入器一部分的面对介质的表面图，示出尾屏蔽内间隙的示 范构造。图4A和4B是磁性写入器的详细的截面图，示出尾屏蔽内间隙的示范位置。 图5A和5B是磁性写入器的详细的截面图，示出包括两个间隙的尾屏蔽。 图6A-6C是磁性写入器一部分的面对介质的表面图，示出包括两个间隙的尾屏蔽的示范间隙构造。图7A-7C是磁性写入器一部分的面对介质的表面图，示出示范的间隙构造以提供部分地磁性解耦的屏蔽部分。图8A-8C是磁性写入器一部分的面对介质的表面图，示出其它示范的间隙构造。
具体实施方式
图1A是磁性写入器10的截面图，而图1B是磁性写入器10的详细截面图， 磁性写入器10包括写入极或元件12、承载电流的导体14、第一返回极或元件16、 第二返回极或元件18、第一导电线圈20以及第二导电线圈22。第一导体线圈20 包围第一磁性柱24，该第一磁性柱将写入极12磁性地耦合到第一返回极16。第 二导体线圈22包围第二磁性柱26，该第二磁性柱磁性地耦合写入极12和第二返 回极18。导体线圈20的一部分设置在写入极12和第一返回极14之间，而第二 导体线圈22的一部分设置在写入极12和第二返回极18之间。写入极12包括轭 30和具有写入极末端34的写入极体32。包括间隙38的屏蔽36从第二返回极18 朝向承载电流的导体14和写入极末端34延伸。第一返回极16、第二返回极18、第一磁性柱24和第二磁性柱26可包括软磁 性材料(例如，NiFe)。导体线圈20和22可包括诸如Cu的低电阻的材料。写 入极体32可包括诸如CoFe的高磁矩的磁性材料，而轭34和屏蔽36可包括诸如 NiFe的软磁性材料以提高输送到写入极体32的磁通效率。在由写入极末端34、第一返回极16和第二返回极18形成的面对介质的表面处，磁性写入器10面对磁性介质40。磁性介质40包括衬底44、软的底层(SUL) 46以及介质层48。 SUL46设置在衬底44和介质层48之间。磁性介质40靠近磁 性写入器10定位，以使与SUL46相对的介质层48的表面面向写入极12。磁性 介质40的图示仅是为了说明的目的，其可以是可结合磁性写入器10使用的任何 类型的介质，诸如复合介质、连续/颗粒耦合的介质(CGC)、离散轨道的介质以 及比特图形的介质。磁性写入器10装载在磁性介质40的表面之上，磁性介质40如箭头A所示地 相对于磁性写入器10移动，这样，写入极12尾随第一返回极16，前导第二返回 极18，并用来物理地将数据写入磁性介质40。为了将数据写入磁性介质40，致 使第一电流流过第一导电线圈20。线圈内的磁通势致使磁通从写入极末端34垂 直地通过介质层48、横穿过SUL46并通过第一返回极16和第一磁性柱24以提 供第一闭合的磁通路径。根据第一电流流过第一导电线圈20的方向，控制在写入 极末端34的面对介质的表面处的写入磁场的方向，其涉及到写入到磁性介质40 的数据的状态。来自于诸如与磁性写入器10的致动相关联的音圈电机的外部源的杂散磁场可 能进入SUL46内。由于写入极12和第一返回极16之间闭合的磁路，这些杂散磁 场可通过第一返回极18拉入到磁性写入器10内。为了减小或消除这些杂散磁场， 第二返回极18通过第二磁性柱26连接到写入极12以对杂散磁场提供一磁通路 径。此外，通过致使第二电流流过第二导电线圈22，可提高通过写入极12的写 入磁场的强度。线圈内的磁通势致使磁通从写入极末端34垂直地通过介质层48、 横穿过SUL46并通过第二返回极18和第二磁性柱26以提供一第二闭合的磁通路 径。第二电流方向与第一电流的方向相反以产生通过写入极12的沿同一方向的磁 通。使用两个返回极和两个导电线圈的作用是对写入极12提供一高效的驱动力， 并减小作用在第一返回极16和第二返回极18上的净驱动力。磁性写入器10的显示只是为了说明可结合本发明的原理使用的一示例性的结 构，在设计上也可作出变化。例如，尽管写入极12包括写入极体32和轭30，但 写入极12也可由单层磁性材料构成。此外，可设置单个尾返回极以代替所示的双 返回极的写入结构。还有，导电线圈20可具有其它的结构，诸如单匝线圈或围绕 写入极12呈螺旋形设置的线圈。此外，磁性写入器10构造成垂直于磁性介质40 写入数据，但磁性写入器10和磁性介质40也可构造成纵向地写入数据。为了将数据写入高矫顽性的介质层48，可提供一较强的写入磁场以在介质中留下反向磁化。为了达到这一点，靠近写入极12和磁性介质40设置导体14。当 一电流施加到导体14上时，就会产生一辅助磁场，其增大由写入极12形成的写 入磁场。写入磁场和由导体14产生的辅助磁场的组合克服了介质层48的高矫顽 性，以便允许有控制地将数据写入磁性介质40。此外，导体14提高了写入磁场 梯度，该磁场梯度提供靠近写入极末端34的较强写入磁场。在磁性写入器10内包括屏蔽36以便提高来自写入极12的磁通的下轨 (down-track)写入磁场梯度。由电流通过导电线圈22引起的穿过写入极12的磁 通通过平行于磁性介质40的屏蔽36。这减小了屏蔽36和磁性介质40之间区域 内的垂直磁场分量，提供了靠近写入极12的来自于磁性写入器10的大部分垂直 分量。其结果，记录在介质层48内的信息在离磁性写入器IO的下轨方向上经受 较少的扰动。图1B是轭30、写入极体32、写入极末端34、导体14、屏蔽36、第二返回极 18以及磁性介质40的详细横截面图。应该指出的是，图1B所示磁性写入器10 的部件特征没有必要按比例绘出。屏蔽36提供一靠近写入极12的较大零件，以 在磁性写入器10和磁性介质40之间的接触过程中防止损坏写入极12。屏蔽36 可从第二返回极18延伸，以使屏蔽36邻近于导体14并靠近写入极末端34。写 入极末端34在面对介质的表面42处基本上与屏蔽36对齐，而屏蔽36的表面面 积在面对介质的表面42处基本上大于写入极末端34的表面面积。因此，可将因 磁性写入器10和磁性介质40之间接触事件引起的写入极12的损坏减到最小，因 为屏蔽36不易受接触事件的长期效应的影响，可保护写入极末端34。由与写入极12相反的一侧上的导体14产生的磁场具有与写入磁场相反的方 向。由于屏蔽36的软磁性材料，这些磁场可变得足够大而部分地擦除储存在介质 层48内的数据。为了减小这些杂散磁场的影响，屏蔽36包括具有宽度为Wg且由 非磁性材料构成的间隙38。间隙38的非磁性材料可以是与包围第二导电线圈22 的材料相同或类似的材料。在所示实施例中，间隙38使屏蔽36的靠近写入极末 端34的第一部分36a与屏蔽36的第二部分36b磁性上解耦。磁性上解耦的部分 36b比没有间隙38的屏蔽36更容易受周围杂散磁场的影响。因此，由导体14在 屏蔽36处产生的局部磁场部分地被来自于写入极的杂散磁场(它的方向与来自于 导体14的局部磁场方向相反)平衡。因此，屏蔽36的磁性上解耦部分内的净磁 场很好地减小到介质擦除阈值以下。在一替代实施例中，第一部分36a比第二部 分36b从面对介质的表面42延伸得更多(即，第一部分36a比第二部分36b有更大的喉部高度)。图2是一曲线图，示出间隙宽度Wg对组合的来自于写入极12的写入磁场和 来自于导体14的辅助磁场的垂直分量(Hy)的影响，该垂直分量作为下轨位置(即， 从写入极末端34朝向第二返回极18)的函数。写入极末端34的中心描绘在下轨 位置0.0ym处，写入极末端34的尾缘描绘在约0.1um处。线50显示间隙宽度 Wg为10nm的Hy，线52显示间隙宽度Wg为50nm的Hy。为作比较，线54显示 没有间隙的屏蔽36的Hy。如图所示，包括间隙宽度为Wg的间隙稍许地增加了由 磁性写入器10产生的峰值垂直磁场，并减小靠近写入极末端34的尾缘的下冲Hy。 因此，可设定间隙宽度Wg以将磁场下冲减到最小并保持磁性写入器10的垂直磁 场低于下轨方向的介质擦除水平。屏蔽36内间隙38的大小和形状可以变化以提供屏蔽36垂直磁场响应中的变 化，尤其是在磁性解耦部分36b内的变化。图3A-3C是导体14、写入极末端34、 屏蔽36和返回极18面对介质的表面图，其示出了屏蔽36内间隙38的示范结构。 屏蔽包括邻近于导体14的主边缘60和基本上垂直于主边缘60的次边缘62和64。 在面对介质的表面42处由次边缘62和64界定的屏蔽36较长的尺寸在这里称之 为主尺寸，而在面对介质的表面42处垂直于主尺寸的较短的尺寸在这里称之为次 尺寸。在图3A中，间隙38沿着主尺寸的一小部分延伸到屏蔽36的主边缘60， 以提供磁性上解耦的部分36b，该部分相邻于导体14具有小的外形。在图3B中， 间隙38进一步沿着主尺寸延伸并延伸到屏蔽36的主边缘60，以提供磁性上解耦 的部分36b，该部分相邻于导体14具有较大的外形。在图3C中，间隙38横跨屏 蔽36的整个主尺寸延伸到次边缘62和64，以提供磁性上解耦的部分36b，该部 分的主尺寸等于部分36a的主尺寸。屏蔽36内的间隙38的位置也可以变化，以提供屏蔽36的垂直磁场响应中的 变化。图4A和4B是轭30、写入极体32、写入极末端34、导体14、屏蔽36、 第二返回极18以及磁性介质40的详细横截面图，其示出屏蔽36内间隙38替代 的示范位置。在图4A中，间隙38形成在导体14和第二返回极18之间的大致中 间位置，以提供磁性上解耦的部分38，该部分在面对介质的表面42处具有较大 的次尺寸。在图4B中，间隙38邻近于第二返回极18形成，以提供屏蔽36，该 屏蔽具有甚至更大的相邻于导体14的次尺寸。实质上，间隙38可形成在导体14 和第二返回极18之间的任何地方。此外，图4A和图4B中间隙38的大小和形状 可以与图3A-3C中所述的任一间隙的大小和形状相同或类似。还可在屏蔽36内形成附加的间隙38以改变屏蔽36的垂直磁场响应。图5A 和5B是轭30、写入极体32、写入极末端34、导体14、屏蔽36、第二返回极18 以及磁性介质40的详细横截面图，其示出包括两个间隙38a和38b的屏蔽36。 在图5A中，间隙38a和38b都形成在中间导体14和第二返回极18中间，以提 供相邻于第二返回极18的部分38a以及两个磁性上解耦的部分36b和36c。在图 5B中，间隙38a相邻于第二返回极18形成，而间隙38b形成在中间导体14和第 二返回极18中间，以提供两个磁性上解耦的部分36a和36b。通过磁性上解耦屏 蔽36的两个部分，通过调整间隙38a和38b的结构和尺寸，可调节沿着屏蔽36 的垂直磁场。应该指出的是，图5A和5B中的间隙38a和38b的位置仅是为了说 明，在其设计上也可考虑变化。还应该指出的是，尽管显示了两个间隙38a和38b， 但也可形成另外的间隙以提供屏蔽36的另外的磁性上解耦的部分。图6A-6C是导体14、写入极末端34、屏蔽36和返回极18的一部分的面对介 质的表面图，其示出屏蔽36内间隙38a和38b的示范结构。在图6A中，间隙38a 相邻于第二返回极18横跨整个主尺寸延伸到次边缘62，而间隙38b沿着主尺寸 的一部分延伸并延伸到屏蔽36的主边缘60，以提供屏蔽部分36a和36b。在图 6B中，间隙38a和38b都沿主尺寸的一部分延伸并延伸到屏蔽36的主边缘60， 以提供屏蔽部分36a、 36b和36c。在图6C中，间隙38a邻近于第二返回极横跨 整个主尺寸延伸到次边缘62和64，而间隙38b在导体14和第二返回极18中间 横跨整个主尺寸延伸到次边缘62，以提供屏蔽部分36a和36b。形成在屏蔽36内的间隙38可替代地形成为它们横跨屏蔽36的主尺寸延伸 但不延伸到主边缘60或者次边缘62或64。图7A-7C是导体14、写入极末端34、 屏蔽36和返回极18的面对介质的表面图，其示出提供屏蔽36内部分地磁性上解 耦的部分的间隙结构。在图7A中，间隙38沿着屏蔽36主尺寸的一小部分延伸， 以提供部分地磁性上解耦的部分36b，该部分相邻于导体14具有小的外形。在图 7B中，间隙38进一步沿主尺寸延伸并延伸到屏蔽36的主边缘60，以提供部分 地磁性上解耦的部分，该部分相邻于导体14具有较大的外形。在图7C中，间隙 38a和38b沿着屏蔽36的主尺寸延伸，以提供部分地磁性上解耦的部分36b和36c。图8A、 8B和8C是导体14、写入极末端34、屏蔽36和返回极18的面对介 质的表面图，其示出另外的示范的有间隙的屏蔽结构。在图8A中，间隙38a沿 着主尺寸的一部分延伸并延伸到屏蔽36的主边缘60，而间隙38b沿着屏蔽36的 主尺寸的一部分延伸但不延伸到主边缘60或者次边缘62或64。该结构提供相邻于第二返回极18的屏蔽部分36a、磁性上解耦的部分36b以及部分地磁性上解耦 的部分36c。在图8B中，间隙38a沿屏蔽36主尺寸的一部分延伸但不延伸到主 边缘60或者次边缘62或64，而间隙38b沿着主尺寸一部分延伸并延伸到屏蔽36 的主边缘60。该结构提供相邻于第二返回极18的屏蔽部分36a、部分地磁性上解 耦的部分36b以及邻近于导体14的磁性上耦合的部分36c。在图8C中，间隙38 比图7B中所示实施例更加靠近第二返回极18地沿屏蔽36主尺寸的一部分延伸 但不延伸到主边缘60或者次边缘62或64。总而言之，本发明涉及一种包括写入元件和第一返回元件的磁性装置，该写 入元件具有一写入元件末端，且第一返回元件在写入元件尾侧上磁性上耦合到写 入元件。 一靠近写入元件末端的边缘定位的导体构造成产生一辅助磁场，该辅助 磁场增大由写入元件产生的写入磁场。 一包括至少一个间隙的屏蔽从第一返回元 件朝向写入元件末端延伸。 一具有该结构的磁性装置不仅提高写入磁场强度，而且提高转变写入到磁性介质的区域内的磁场梯度。此外，屏蔽提供一靠近写入元 件的大零件以在磁性装置和磁性介质之间接触过程中防止写入元件损坏。此外， 屏蔽内的该至少一个间隙减小由来自于导体的辅助磁场在屏蔽内产生的磁场。尽管已经参照优选实施例描述了本发明，但本技术领域内的技术人员将会认 识到，在形式和细节上可以作出变化而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种磁性装置，该磁性装置包括写入元件，该写入元件包括写入元件末端；第一返回元件，该第一返回元件在所述写入元件的尾侧上磁性地耦合到所述写入元件；导体，该导体靠近所述写入元件末端的边缘并构造成产生辅助磁场，该辅助磁场增大由所述写入元件产生的写入磁场；以及屏蔽，该屏蔽包括至少一个间隙，并从所述第一返回元件朝向所述写入元件末端延伸。
2. 如权利要求l所述的磁性装置，其特征在于，还包括 第二返回元件，该第二返回元件在所述写入元件的前侧上磁性地耦合到所述写入元件。
3. 如权利要求l所述的磁性装置，其特征在于，所述至少一个间隙包括非磁 性材料。
4. 如权利要求l所述的磁性装置，其特征在于，所述至少一个间隙包括第一 间隙，该第一间隙在所述屏蔽的相邻于所述第一返回元件的第一端和所述屏蔽的 与该第一端相对的第二端之间。
5. 如权利要求4所述的磁性装置，其特征在于，所述至少一个间隙还包括相 邻于所述第一返回元件的第二间隙。
6. 如权利要求l所述的磁性装置，其特征在于，所述导体靠近所述写入元件 末端的尾侧设置。
7. 如权利要求6所述的磁性装置，其特征在于，所述导体与所述屏蔽的至少一部分相邻。
8. —种磁性写入器，该磁性写入器包括 写入元件，该写入元件在前表面处产生写入磁场；第一返回元件，该第一返回元件在所述写入元件的尾侧上磁性地耦合到所 述写入元件；第二返回元件，该第二返回元件在所述写入元件的前侧上磁性地耦合到所 述写入元件；导体，该导体靠近所述前表面，用于承载电流以产生增大所述写入磁场的 辅助磁场；以及屏蔽，该屏蔽包括至少一个间隙，并在所述前表面处从所述第一返回元件 朝向所述写入元件延伸。
9. 如权利要求8所述的磁性写入器，其特征在于，所述屏蔽在所述前表面处 具有主尺寸和次尺寸，且所述至少一个间隙在所述前表面处沿着所述主尺寸的至 少一部分延伸穿过所述屏蔽。
10. 如权利要求9所述的磁性写入器，其特征在于，所述至少一个间隙在所述 前表面处沿着整个所述主尺寸延伸穿过所述屏蔽。
11. 如权利要求8所述的磁性写入器，其特征在于，所述至少一个间隙包括第 一间隙，该第一间隙在所述屏蔽的相邻于所述第一返回元件的第一端和所述屏蔽 的与该第一端相对的第二端之间。
12. 如权利要求11所述的磁性写入器，其特征在于，所述至少一个间隙还包 括相邻于所述第一返回元件的第二间隙。
13. 如权利要求8所述的磁性写入器，其特征在于，所述至少一个间隙包括非 磁性材料。
14. 如权利要求8所述的磁性写入器，其特征在于，所述导体靠近所述写入元 件的尾侧设置。
15. 如权利要求14所述的磁性写入器，其特征在于，所述导体与所述屏蔽的 至少一部分相邻。
全文摘要
一种磁性装置，包括具有写入元件末端的写入元件和第一返回元件，该第一返回元件在写入元件的尾侧上磁性地耦合到写入元件。导体靠近写入元件末端的边缘定位并构造成产生辅助磁场，该辅助磁场增大由写入元件产生的写入磁场。包括至少一个间隙的屏蔽从第一返回元件朝向写入元件末端延伸。
文档编号G11B5/31GK101335008SQ20081000321
公开日2008年12月31日 申请日期2008年1月7日 优先权日2007年6月26日
发明者E·S·里维利, L·R·普斯特 申请人:希捷科技有限公司