專利名稱：用于垂直磁記錄的磁盤驅(qū)動(dòng)器和磁頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種使用垂直磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器，尤其是涉及一種使用垂直磁記錄方法的磁頭。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在硬盤驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域非常注意垂直磁記錄方法。通常，采用垂直磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器使用單磁極類型磁頭作為寫磁頭，并使用雙層垂直記錄介質(zhì)作為磁盤介質(zhì)。雙層垂直記錄介質(zhì)是有軟磁層的磁盤介質(zhì)，該軟磁層形成于基質(zhì)和靠近表面的記錄磁層之間。
在垂直磁記錄中，由單磁極類型磁頭的記錄磁極產(chǎn)生的垂直磁場(chǎng)幾乎完全施加在磁盤介質(zhì)的記錄層上。通過(guò)該垂直磁場(chǎng)，在記錄層中產(chǎn)生的垂直磁通形成通過(guò)軟磁層的磁路。
在垂直磁記錄方法中，單磁極類型磁頭的記錄磁極部分的磁疇在非記錄操作中將變得不穩(wěn)定。當(dāng)存在很小的剩余磁化部分時(shí)，由記錄磁極部分產(chǎn)生的磁場(chǎng)施加在磁盤介質(zhì)上。因此，已經(jīng)磁記錄在磁盤介質(zhì)上的信息將被刪除或修改。實(shí)際上，已經(jīng)證實(shí)的現(xiàn)象是在通向?qū)懘蓬^的記錄電流停止時(shí)，通過(guò)由于剩余磁化而由單磁極類型磁頭產(chǎn)生的磁場(chǎng)泄漏，暫時(shí)記錄在磁盤介質(zhì)上的信息將被刪除。
此外，當(dāng)減小在記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)磁道寬度以便增加記錄密度時(shí)，寫磁頭的記錄磁極部分的遠(yuǎn)端必須有針形形狀。對(duì)于這樣的記錄磁極部分結(jié)構(gòu)，在非記錄操作中，朝著記錄介質(zhì)的剩余磁化部分將高于非針形結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有技術(shù)還提出利用縱向磁記錄方法來(lái)抑制由于在磁盤驅(qū)動(dòng)器中使用的寫磁頭的不穩(wěn)定磁疇而在非記錄操作中產(chǎn)生的噪音。
在第一現(xiàn)有技術(shù)中，利用具有軟磁層和硬磁膜的多層的結(jié)構(gòu)的寫磁頭來(lái)保證記錄磁極部分的磁疇穩(wěn)定性(例如日本專利申請(qǐng)KOKOKU No.5-83965)。第二現(xiàn)有技術(shù)涉及具有雙層磁極結(jié)構(gòu)的寫磁頭，該雙層磁極結(jié)構(gòu)由具有不同特征的粘接軟磁膜形成(例如美國(guó)專利No.5132859)。
在使用縱向磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域中，已經(jīng)提出了多種現(xiàn)有技術(shù)，用于保證在非記錄操作中保證寫磁頭的磁疇穩(wěn)定性。這些現(xiàn)有技術(shù)可以防止發(fā)生這樣的不穩(wěn)定狀態(tài)，即在非記錄操作中將刪除或改變磁記錄在磁盤介質(zhì)上的信息。
不過(guò)，所有上述現(xiàn)有技術(shù)都只對(duì)采用縱向磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器有效，而不能用于利用單磁極類型磁頭來(lái)采用垂直磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器。原因?qū)⒃谙旅嬖敿?xì)介紹。
在使用縱向磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，環(huán)形或薄膜形感應(yīng)磁頭用作寫磁頭。當(dāng)該寫磁頭的磁疇不穩(wěn)定時(shí)，在磁疇變化的瞬間，噪音將記錄在磁盤介質(zhì)上。不過(guò)，由于不穩(wěn)定磁疇而引起的剩余磁化部分自身很小。因此，由剩余磁化產(chǎn)生的磁通通常只流向在寫磁頭的兩個(gè)薄膜磁極之間的間隙。因此，較強(qiáng)磁通流向磁盤介質(zhì)表面并刪除記錄信息的可能性很小。
相反，在使用垂直磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，即使由于寫磁頭的不穩(wěn)定磁疇而產(chǎn)生很小的剩余磁化部分，也使得較強(qiáng)磁通流向磁盤介質(zhì)。該較強(qiáng)磁通流是因?yàn)樵诰哂惺Ｓ啻呕糠值挠涗洿艠O和雙層磁盤介質(zhì)的軟磁膜之間產(chǎn)生磁耦合，因此較強(qiáng)垂直磁場(chǎng)作用在記錄介質(zhì)的記錄層上。因此，剩余磁化部分很容易刪除在磁盤介質(zhì)上的記錄信息。特別是，在使用垂直磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，當(dāng)不僅刪除了記錄在磁盤介質(zhì)上的用戶數(shù)據(jù)，而且刪除了用于防止重寫操作的伺服數(shù)據(jù)(servo data)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)自身可能受到致命損害。
此外，在使用縱向磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，寫磁頭在記錄間隙部分處執(zhí)行磁記錄。因此，記錄磁極部分的體積越大，磁記錄效率越高。
相反，在使用垂直磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，在對(duì)著磁盤介質(zhì)的記錄磁極的表面和記錄介質(zhì)的軟磁膜之間產(chǎn)生記錄磁通。因此，為了提高記錄密度，記錄磁極的相對(duì)表面的面積必須減小。
簡(jiǎn)而言之，當(dāng)采用縱向磁記錄方法的現(xiàn)有技術(shù)磁頭結(jié)構(gòu)用于使用垂直磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器時(shí)，磁疇穩(wěn)定效果很小。因此難以有效抑制剩余磁化部分。特別是，在第二現(xiàn)有技術(shù)的記錄磁極結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)軟磁膜的厚度應(yīng)當(dāng)增加，以便提高磁疇穩(wěn)定效果。不過(guò)，使用垂直磁記錄方法的寫磁頭并不希望這樣，因?yàn)樗鼘⑹褂涗洿艠O部分延長(zhǎng)。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供一種使用磁頭的磁盤驅(qū)動(dòng)器，該磁頭能夠在垂直磁記錄方法中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定記錄操作。
磁盤驅(qū)動(dòng)器包括垂直磁記錄介質(zhì)；以及磁頭，該磁頭采用垂直磁記錄方法，并具有記錄磁極部分，該記錄磁極部分產(chǎn)生沿與垂直磁記錄介質(zhì)垂直的方向的記錄磁通，且該磁頭中添加有硬磁材料，用于沿磁道寬度方向向記錄磁極部分的軟磁膜穩(wěn)定地施加靜磁場(chǎng)。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明包含在說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的附圖表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并與前面的總體說(shuō)明以及下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明一起，用于解釋本發(fā)明的原理。


圖1A和1B是表示包含在本發(fā)明第一實(shí)施例的磁頭中的記錄磁極部分的結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是用于解釋根據(jù)第一實(shí)施例的垂直磁記錄方法的磁記錄操作的視圖；圖3A至3C是表示根據(jù)第一實(shí)施例使用垂直磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖4是表示磁頭定位操作的測(cè)量實(shí)例的曲線圖，以便解釋第一實(shí)施例的效果；圖5是表示非磁層的厚度的測(cè)量實(shí)例的曲線圖，以便解釋第一實(shí)施例的效果；
圖6是表示根據(jù)第二實(shí)施例的記錄磁極部分的結(jié)構(gòu)的視圖；圖7是表示當(dāng)存在/沒(méi)有凹入時(shí)第二實(shí)施例的效果的測(cè)量結(jié)果的曲線圖；圖8和9是表示當(dāng)凹入量變化時(shí)第二實(shí)施例的效果的測(cè)量結(jié)果的曲線圖；圖10A和10B是表示根據(jù)第三實(shí)施例的記錄磁極部分的結(jié)構(gòu)的視圖；圖11是表示根據(jù)第四實(shí)施例的記錄磁極部分的結(jié)構(gòu)的視圖；圖12是表示第四實(shí)施例的變化形式的視圖；圖13是表示磁頭定位操作的測(cè)量實(shí)例的曲線圖，以便解釋第四實(shí)施例的效果；圖14是表示根據(jù)第五實(shí)施例的記錄磁極部分的結(jié)構(gòu)的視圖；圖15A和15B是表示根據(jù)第六實(shí)施例的記錄磁極部分的結(jié)構(gòu)的視圖；以及圖16和17是表示試樣規(guī)格的表格，以便解釋該實(shí)施例的效果。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明下面將參考附圖介紹本發(fā)明的實(shí)施例。
第一實(shí)施例圖1A是表示記錄磁極部分的結(jié)構(gòu)的視圖，該記錄磁極部分包含在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的、采用垂直磁記錄方法的磁性頭(下文中簡(jiǎn)稱為磁頭)中。圖2是用于解釋根據(jù)第一實(shí)施例的垂直磁記錄方法的磁記錄操作的視圖。圖3A至3C是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的、采用垂直磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)的透視圖。
磁盤驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖3A所示，采用垂直磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器包括在殼體1中的磁盤介質(zhì)2、磁頭3、具有磁頭3的促動(dòng)器主體(懸臂)4、音圈馬達(dá)(VCM)5和電路板6。
磁盤介質(zhì)2安裝在主軸馬達(dá)7上并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。磁頭3由成一體的寫磁頭和讀磁頭形成，該寫磁頭具有根據(jù)本實(shí)施例的單極結(jié)構(gòu)，該讀磁頭由GMR(較大磁阻)元件形成。VCM5用作驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器的馬達(dá)，電路板6有磁頭放大器IC，它將讀/寫信號(hào)傳遞給磁頭3。應(yīng)當(dāng)知道，具有驅(qū)動(dòng)控制電路的控制電路板安裝在殼體1的底表面上。
如圖2所示，磁盤介質(zhì)2為兩層的垂直記錄介質(zhì)，具有垂直磁記錄層20和軟磁層21，它們形成于玻璃或鋁基質(zhì)(未示出)上。下面將參考圖2介紹使用第一實(shí)施例的寫磁頭以及本實(shí)施例的磁盤介質(zhì)2的垂直磁記錄方法的記錄操作。
在圖3B中所示的磁頭3包括寫磁頭35和讀磁頭36，如圖3C所示。根據(jù)本實(shí)施例，寫磁頭35有單極結(jié)構(gòu)。寫磁頭35有記錄磁極部分31；記錄軛鐵部分32，該記錄軛鐵部分32將磁通300集中到記錄磁極部分31上；激勵(lì)線圈33，該激勵(lì)線圈供給記錄電流，以便激勵(lì)磁通300；以及返回軛鐵部分34，該返回軛鐵部分34形成包括軟磁層21的磁路的一部分。
在記錄操作中，當(dāng)寫電流流向激勵(lì)線圈33時(shí)，由該電流產(chǎn)生的磁通提供記錄軛鐵部分32而集中在記錄磁極部分31上。在記錄磁極部分31和相對(duì)的軟磁層21之間產(chǎn)生較大的記錄磁場(chǎng)。通過(guò)該記錄磁場(chǎng)，信息在垂直方向上磁記錄在記錄介質(zhì)2的記錄層20上。
進(jìn)入磁盤介質(zhì)2的軟磁層21中的磁通300通過(guò)寫磁頭35的返回軛鐵部分34，以便形成返回記錄軛鐵部分32的閉合磁路。本實(shí)施例的磁頭3構(gòu)成復(fù)合類型的讀/寫磁頭，它組合了具有單極結(jié)構(gòu)的上述寫磁頭以及具有屏蔽GMR元件(如圖3C所示)的寫磁頭。
記錄磁極部分31的結(jié)構(gòu)和功能如圖1A所示，本實(shí)施例的記錄磁極部分31特別是在它的遠(yuǎn)端部分(對(duì)著記錄介質(zhì)2的表面的部分)處有多層的結(jié)構(gòu)，其中，具有低矯頑磁力的軟磁材料以及具有至少200×(1/4π)×103A/m的較高矯頑磁力的硬磁材料形成于非磁層310的兩側(cè)。除了該遠(yuǎn)端部分之外的其它部分可以由具有較高飽和磁通密度的軟磁薄膜形成。在圖1A、2和3C中，硬磁膜312的外表面標(biāo)注為表面312a，以便于定向各個(gè)視圖。磁道寬度方向由圖1A中的箭頭10所示，并對(duì)應(yīng)于圖3B和3C中所示的寬度“W”。
非磁層310由非磁材料例如碳、Cu、Ti或SiO2制成。軟磁膜311可以由材料例如CoFeNi或CoFe或者材料例如CoFeN、NbFeNi、FeTaZr、FeTaN或Copt制成。硬磁薄膜312由材料例如CoCr制成。
圖1B中表示了圖1A的可選實(shí)施例，它的結(jié)構(gòu)包括硬磁薄膜312和軟磁膜311，但是不包括非磁層310。在該實(shí)施例中，來(lái)自硬磁膜312的交換耦合磁場(chǎng)作用在軟磁膜311上。在非記錄操作中，該交換耦合磁場(chǎng)作為控制軟磁膜311的剩余磁化部分的起動(dòng)(trigger)磁場(chǎng)。作為起動(dòng)磁場(chǎng)的交換耦合磁場(chǎng)的方向與硬磁膜312的磁化方向(在磁盤介質(zhì)2上的磁道寬度方向)相同。也就是，硬磁膜312在磁道寬度方向上被磁化。
在信息記錄操作中，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于交換耦合磁場(chǎng)的記錄磁場(chǎng)由激勵(lì)線圈33來(lái)勵(lì)磁。因此，軟磁膜311的磁化朝著磁盤介質(zhì)2(即垂直于磁盤介質(zhì)2的表面)，以便產(chǎn)生與磁盤介質(zhì)上的記錄電流的極性對(duì)應(yīng)的記錄磁場(chǎng)。
如上所述，在非記錄操作中，來(lái)自硬磁膜312的交換耦合磁場(chǎng)沿磁道寬度方向，即與膜312的磁化方向相同的方向作用。這時(shí)，靜磁場(chǎng)由硬磁膜312的磁道寬度端面產(chǎn)生。在沒(méi)有非磁層310的結(jié)構(gòu)中，靜磁場(chǎng)直接作用在靠近硬磁膜312的軟磁膜311上。施加的方向恰好與交換耦合磁場(chǎng)的方向相反。特別是，交換耦合磁場(chǎng)和靜磁場(chǎng)沿相反方向耦合影響軟磁膜311的磁化。此外，硬磁膜312的體積越大，磁道寬度就越小，靜磁場(chǎng)的作用就越強(qiáng)。
在該結(jié)構(gòu)中，軟磁膜311的磁化方向可以根據(jù)它的形狀而不穩(wěn)定地變化，因此，該磁化方向沿硬磁膜312的交換耦合磁場(chǎng)方向或沿由硬磁膜312耦合的靜磁場(chǎng)方向。此外，在記錄操作之后剩余的、來(lái)自寫磁頭的較小磁場(chǎng)泄漏(軟磁膜311的剩余磁化部分)可能影響在磁盤介質(zhì)2上的記錄信息，并刪除該信息。
在非磁層310插入在軟磁膜311和硬磁膜312之間的第一實(shí)施例中，可以抑制作用在膜311和312之間的交換耦合磁場(chǎng)。換句話說(shuō)，將避免由硬磁膜312的交換耦合磁場(chǎng)和耦合靜磁場(chǎng)產(chǎn)生的任何復(fù)雜磁場(chǎng)。因此，只有由磁道寬度端面耦合的靜磁場(chǎng)作為硬磁膜312的起動(dòng)磁場(chǎng)而施加在軟磁膜311上。因此，軟磁膜311的磁化很容易定向成垂直方向，即磁道寬度方向(圖1A中的箭頭10)，并能夠穩(wěn)定。
也就是，在第一實(shí)施例的記錄磁極部分31的結(jié)構(gòu)中，在非記錄操作時(shí)，只有由硬磁膜312耦合的靜磁場(chǎng)起作用的磁場(chǎng)作用在軟磁膜311上，因此，可以穩(wěn)定控制軟磁膜311的剩余磁化部分。因此，可以抑制由于軟磁膜311的剩余磁化部分而產(chǎn)生的、從磁盤介質(zhì)2上刪除記錄信息的任何不利效果。
圖4和5表示了測(cè)量實(shí)例，它們表示了該第一實(shí)施例的效果。
作為該第一實(shí)施例的效果，圖4表示了磁頭定位操作的定位誤差量相對(duì)于記錄/復(fù)制次數(shù)(20000次)的測(cè)量結(jié)果。在磁盤驅(qū)動(dòng)器中，預(yù)先記錄在磁盤介質(zhì)2上的伺服信息由讀磁頭36讀出，從而執(zhí)行磁頭定位控制(促動(dòng)器的實(shí)際驅(qū)動(dòng)控制)。在讀出伺服信息的讀操作中，并不執(zhí)行寫磁頭35的記錄操作。因此，即使當(dāng)磁頭3經(jīng)過(guò)記錄了伺服信息的伺服扇區(qū)時(shí)，也不會(huì)影響伺服信息。不過(guò)，如上所述，當(dāng)在寫磁頭的記錄磁極部分31的遠(yuǎn)端部分留有不穩(wěn)定的剩余磁化部分時(shí)，記錄在伺服扇區(qū)中的伺服信息很可能在磁頭3經(jīng)過(guò)伺服扇區(qū)時(shí)被刪除或改變。當(dāng)記錄磁極部分31的遠(yuǎn)端部分的尺寸減小時(shí)，這種現(xiàn)象的可能性增加，這由實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)。
圖4表示了在測(cè)量結(jié)果(B)和測(cè)量結(jié)果(A)之間的比較，該測(cè)量結(jié)果(B)為使用具有根據(jù)第一實(shí)施例的記錄磁極部分31的磁頭3的磁盤驅(qū)動(dòng)器的測(cè)量結(jié)果，該測(cè)量結(jié)果(A)為使用記錄磁極部分沒(méi)有非磁層310的磁頭的磁盤驅(qū)動(dòng)器的測(cè)量結(jié)果。
與測(cè)量結(jié)果A和B相對(duì)應(yīng)的記錄磁極部分的規(guī)格對(duì)應(yīng)于圖16中所示的試樣d1、e1和f1。在與測(cè)量結(jié)果(B)相對(duì)應(yīng)的記錄磁極部分31中，厚度為10nm的非磁層310插入在軟磁膜311和硬磁膜312之間。
由圖4中所示的測(cè)量結(jié)果(B)可知，當(dāng)為采用了非磁層310的、第一實(shí)施例的記錄磁極部分31時(shí)，在所有試樣中，磁頭定位誤差量比測(cè)量結(jié)果(A)的誤差量更小。此外，測(cè)量結(jié)果(B)表示了相對(duì)于記錄/復(fù)制次數(shù)的穩(wěn)定性。當(dāng)對(duì)于采用沒(méi)有非磁層310的記錄磁極部分的各個(gè)試樣檢查在10000次記錄/復(fù)制測(cè)試之后的伺服信號(hào)振幅時(shí)，觀察到磁盤介質(zhì)的每圈振幅變化為12％。相反，在使用第一實(shí)施例的記錄磁極部分31的各個(gè)試樣中，觀察到磁盤介質(zhì)的每圈振幅變化為5％或更小。
例如對(duì)于試樣f1，圖5表示了在使用磁頭的磁盤驅(qū)動(dòng)器中的磁頭定位誤差，在該磁頭中，記錄磁極部分31的非磁層310具有不同厚度。
由圖5可知，當(dāng)非磁層310為3至20nm厚時(shí)，可以獲得最穩(wěn)定的定位操作。這樣的原因是因?yàn)楫?dāng)非磁層310太厚時(shí)，在硬磁膜312和軟磁膜311之間的靜磁耦合力減弱，從而減小初始效果。此外，還認(rèn)為當(dāng)非磁層310的厚度為2nm或更小時(shí)，硬磁膜312和軟磁膜311之間的交換耦合力的作用增加。
由上述測(cè)量結(jié)果可知，當(dāng)使用具有該第一實(shí)施例的記錄磁極部分31的垂直磁記錄磁頭3時(shí)，即使當(dāng)記錄磁極部分31的磁道寬度為0.3μm或更小，且在其遠(yuǎn)端部分處的膜厚度為0.2μm或更小時(shí)，也可以抑制在非記錄操作中由于剩余磁化部分而引起的不穩(wěn)定性。因此，可以提供采用垂直磁記錄方法的穩(wěn)定磁盤驅(qū)動(dòng)器。
第二實(shí)施例圖6是表示第二實(shí)施例的寫磁頭的記錄磁極部分60的結(jié)構(gòu)的視圖。本實(shí)施例的記錄磁極部分60與圖1A中所示的上述結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于硬磁膜的位置為從磁盤介質(zhì)2的相對(duì)表面凹入。
對(duì)于上述圖16中所示試樣f1的規(guī)格，圖7表示了測(cè)量結(jié)果71和測(cè)量結(jié)果70，該測(cè)量結(jié)果71為當(dāng)硬磁膜312的位置從磁盤介質(zhì)凹入0.1μm時(shí)的試樣的測(cè)量結(jié)果，而測(cè)量結(jié)果70為沒(méi)有凹入的試樣的測(cè)量結(jié)果。
為了獲得該測(cè)量結(jié)果，通過(guò)寫磁頭在磁盤介質(zhì)2的特定磁道上記錄信號(hào)。通過(guò)使磁頭3在保持非記錄狀態(tài)時(shí)持續(xù)經(jīng)過(guò)磁道，從而檢查由讀磁頭復(fù)制輸出的信號(hào)振幅的時(shí)率(time-rate)變化。要測(cè)量的磁盤驅(qū)動(dòng)器采用兩種磁盤介質(zhì)的組合磁盤(C)，該磁盤的核場(chǎng)(nucleation field)在表示磁盤介質(zhì)的垂直磁記錄層的磁特征的MH環(huán)的右下象限中的尺寸為2000×(1/4π)×103A/m；以及磁盤(D)，該磁盤(D)的核場(chǎng)的尺寸為0.5×1000×(1/4π)×103A/m。在各個(gè)磁盤中，記錄磁層20的厚度為20nm，軟磁層21的厚度為100nm。
圖7表示了對(duì)于使用磁盤(D)的磁盤驅(qū)動(dòng)器的測(cè)量結(jié)果。如具有凹入的試樣的測(cè)量結(jié)果71所示，在復(fù)制信號(hào)中沒(méi)有觀察到時(shí)率降低。相反，在凹入量為0的試樣的測(cè)量結(jié)果70中，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后復(fù)制信號(hào)減弱。
由圖7中所示的測(cè)量結(jié)果70和71可知，當(dāng)凹入量為零時(shí)，因?yàn)橛泊拍?12的一側(cè)在靠近磁盤介質(zhì)表面處露出，因此，由于硬磁膜312的非均勻磁化而引起的預(yù)定磁場(chǎng)泄漏將施加在磁盤介質(zhì)上，以便降低磁化信息。不過(guò)，因?yàn)橛泊拍?12沿磁道寬度方向磁化，因此，向磁盤介質(zhì)側(cè)泄漏的磁場(chǎng)并不總是很強(qiáng)。因此，在具有較大核場(chǎng)的磁盤介質(zhì)(C)中，幾乎不存在該磁場(chǎng)泄漏問(wèn)題。實(shí)際上，在使用磁盤介質(zhì)(C)的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，不管在寫磁頭的遠(yuǎn)端是否存在硬磁膜312的凹入，在讀磁頭的復(fù)制信號(hào)振幅中都不會(huì)觀察到時(shí)率降低。
下面將參考圖8和9介紹當(dāng)凹入量變化時(shí)的測(cè)量結(jié)果。
圖8表示了對(duì)于使用磁盤(C)的磁盤驅(qū)動(dòng)器的測(cè)量結(jié)果。該測(cè)量結(jié)果表示了當(dāng)硬磁膜312的凹入量變化時(shí)振幅降低程度的變化。當(dāng)凹入量為0.02μm或更大時(shí)，可以觀察到改進(jìn)效果。當(dāng)凹入量越大，觀察到的信號(hào)振幅的降低越小，直到在大約0.04μm時(shí)降低量變平。
圖9表示了對(duì)于使用磁盤(C)的磁盤驅(qū)動(dòng)器的測(cè)量結(jié)果。通過(guò)每次在旋轉(zhuǎn)磁道10上重復(fù)進(jìn)行記錄/復(fù)制時(shí)測(cè)量在磁盤介質(zhì)的特定磁道上的磁頭定位誤差量，從而獲得該測(cè)量結(jié)果。在該測(cè)量結(jié)果中，凹入量越小，定位操作越穩(wěn)定。當(dāng)凹入量超過(guò)0.4μm時(shí)，沒(méi)有觀察到硬磁膜312的磁化效果，且定位存在變得不穩(wěn)定。這是因?yàn)榘既肓吭酱螅瑥挠泊拍?12向磁盤介質(zhì)泄漏的磁場(chǎng)越小，在軟磁膜311的遠(yuǎn)端部分處的磁疇控制越困難。通常不管在軟磁膜311和硬磁膜312之間是否夾有非磁層310，都可以觀察到該結(jié)果。
簡(jiǎn)而言之，在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，硬磁膜312從磁盤介質(zhì)的相對(duì)表面凹入的量在0.02μm至0.4μm時(shí)有效。也就是，可以抑制從硬磁膜312向磁盤介質(zhì)泄漏的任何磁場(chǎng)。特別是在與具有較小核場(chǎng)的磁盤介質(zhì)組合時(shí)可以觀察到該效果。
第三實(shí)施例圖10A是表示根據(jù)第三實(shí)施例的寫磁頭的記錄磁極部分100的結(jié)構(gòu)的視圖。在該實(shí)施例的記錄磁極部分100中，兩個(gè)硬磁膜312布置在軟磁膜311的、垂直于磁盤介質(zhì)2的磁道寬度方向(箭頭10)的兩側(cè)。換句話說(shuō)，記錄磁極部分100有多層的結(jié)構(gòu)，其中，硬磁膜312布置在軟磁膜311沿厚度方向的兩側(cè)，該軟磁膜311作為中間層。
采用該結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步提高硬磁膜312的磁疇穩(wěn)定效果，且軟磁膜311可以更穩(wěn)定地磁化。這時(shí)，軟磁膜311的厚度例如為大約0.2μm。
也可選擇，如圖10B所示，非磁中間層可以插入軟磁膜311和各個(gè)硬磁膜312之間。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，可以切斷在軟磁膜311和各個(gè)硬磁膜312之間的交換耦合磁場(chǎng)，并可以通過(guò)靜磁場(chǎng)耦合效果而使軟磁膜311的磁疇穩(wěn)定。
第四實(shí)施例圖11是表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的記錄磁極部分110的結(jié)構(gòu)的視圖。在本實(shí)施例的記錄磁極部分110中，兩個(gè)硬磁膜312布置在軟磁膜311的、沿磁盤介質(zhì)2的磁道寬度方向(箭頭10)的兩側(cè)。各硬磁膜312預(yù)先沿磁道寬度方向被均勻磁化。
采用該結(jié)構(gòu)，因?yàn)橛泊拍?12的交換耦合力和靜磁耦合力沿相同方向作用，可以使軟磁膜的磁疇更穩(wěn)定。
變化形式圖12是表示根據(jù)第四實(shí)施例的變化形式的記錄磁極部分120的結(jié)構(gòu)的視圖。在該變化形式中，兩個(gè)硬磁膜312沿磁道寬度方向布置在軟磁膜311的上側(cè)(如圖示)或低側(cè)(未示出)表面上。這時(shí)，各硬磁膜312和軟磁膜311可以只在它們的端部進(jìn)行連接，如圖12所示。
該結(jié)構(gòu)可以通過(guò)采用這樣的制造方法來(lái)獲得，即在形成軟磁膜311并平面化之后，再形成硬磁膜312。因此，相對(duì)于圖11中所示結(jié)構(gòu)，可以使制造方法簡(jiǎn)單。
圖13表示了當(dāng)圖17中所示的試樣a至h用作第四實(shí)施例的記錄磁極部分110時(shí)，對(duì)于使用具有100nm厚的軟磁層21的磁盤介質(zhì)的磁盤驅(qū)動(dòng)器的測(cè)量結(jié)果。通過(guò)每次在旋轉(zhuǎn)磁道10上重復(fù)進(jìn)行記錄/復(fù)制時(shí)測(cè)量在磁盤介質(zhì)的特定磁道上的磁頭定位誤差量，從而獲得這些測(cè)量結(jié)果。在這些測(cè)量結(jié)果中，磁頭定位誤差量為12nm或更小，且在所有試樣中都觀察到誤差量不會(huì)隨記錄次數(shù)而增大。
在圖12中所示的變化形式中可以獲得如上述相同的測(cè)量結(jié)果。在該結(jié)構(gòu)中，硬磁膜312的厚度為0.1μm，在軟磁膜311和硬磁膜312之間的交疊部分的長(zhǎng)度為0.05μm。
第五實(shí)施例圖14是表示根據(jù)第五實(shí)施例的寫磁頭的記錄磁極部分140的結(jié)構(gòu)的視圖。在該實(shí)施例的記錄磁極部分140中，兩個(gè)硬磁膜312的位置為相對(duì)于軟磁膜311從磁盤介質(zhì)2的相對(duì)表面凹入。
即使采用該結(jié)構(gòu)，也可以抑制從兩個(gè)硬磁膜312向磁盤介質(zhì)泄漏的任何磁場(chǎng)，如上述圖6中所示結(jié)構(gòu)一樣。作為詳細(xì)實(shí)例，當(dāng)硬磁膜312的厚度設(shè)置為0.05μm且改變凹入量時(shí)觀察復(fù)制信號(hào)振幅的時(shí)率變化。結(jié)果，當(dāng)凹入量為0.02μm或更大時(shí)可以抑制復(fù)制信號(hào)振幅的任何降低。當(dāng)凹入量為0.3μm或更小時(shí)，還可以同時(shí)控制定位操作的穩(wěn)定性，該結(jié)果與在圖6的結(jié)構(gòu)中獲得的結(jié)果一致。
第六實(shí)施例圖15A是表示根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的寫磁頭的記錄磁極部分150的結(jié)構(gòu)的視圖。在該實(shí)施例的記錄磁極部分150中，在各個(gè)硬磁膜312和軟磁膜311之間的直接連接部分限制于磁盤介質(zhì)的相對(duì)表面的遠(yuǎn)端部分。特別是，如圖15B所示(該圖15B是圖15A的俯視圖)，在兩個(gè)硬磁膜312和軟磁膜311之間的直接連接部分B比硬磁膜312的、相對(duì)于離開(kāi)磁盤介質(zhì)的相對(duì)表面的深度方向的較長(zhǎng)邊緣深度尺寸A更短，并限制于磁盤介質(zhì)的相對(duì)表面部分側(cè)。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，由硬磁膜312磁化的位置局限于磁頭遠(yuǎn)端部分。因此，可以對(duì)具有更復(fù)雜磁疇結(jié)構(gòu)的軟磁膜311進(jìn)行磁疇控制。
圖12中所示的上述結(jié)構(gòu)控制整個(gè)軟磁膜311的磁化。這時(shí)，當(dāng)軟磁膜311由微晶材料例如FeAlSi或FeTaZr制成時(shí)將沒(méi)有問(wèn)題。不過(guò)，對(duì)于非晶材料例如CoZrNb或CoFe(該非晶材料已經(jīng)產(chǎn)生了預(yù)定磁疇壁距和復(fù)雜磁疇壁)，可能產(chǎn)生阻礙初始磁疇流動(dòng)的磁化。特別是，當(dāng)記錄磁極部分的三維形狀更復(fù)雜時(shí)，更可能產(chǎn)生這樣的問(wèn)題。
當(dāng)使用圖17中所示的CoFe試樣(h)作為軟磁材料時(shí)，圖12中所示結(jié)構(gòu)的特征與圖15A中所示結(jié)構(gòu)的特征相當(dāng)。該測(cè)試假定磁盤驅(qū)動(dòng)器采用磁盤(C)。測(cè)量每1000記錄/復(fù)制循環(huán)的振幅變化。結(jié)果，在具有圖12中所示結(jié)構(gòu)的磁頭中，振幅變化的標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.8％。在具有圖15A中所示結(jié)構(gòu)的磁頭中，振幅變化的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.4％。
如上所述，根據(jù)應(yīng)用目的，可以有效調(diào)節(jié)在磁頭遠(yuǎn)端部分處的硬磁膜312和軟磁膜311之間的位置。特別是，在采用具有較小核場(chǎng)的磁盤介質(zhì)的磁盤驅(qū)動(dòng)器中，硬磁膜312的位置凹入時(shí)的結(jié)構(gòu)將很有效。相反，為了保證不管磁頭的軟磁材料如何都能夠使記錄操作穩(wěn)定，將硬磁膜312和軟磁膜311之間的連接位置限制在遠(yuǎn)端將很有效。
上述實(shí)施例假定磁盤驅(qū)動(dòng)器采用垂直磁記錄方法。不過(guò)，它們不僅可以用于使用磁盤介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)器，而且可以用于使用其它類型的磁記錄介質(zhì)例如磁帶的驅(qū)動(dòng)器。
如上面詳細(xì)所述，根據(jù)任一上述實(shí)施例都提供了一種使用磁頭的磁盤驅(qū)動(dòng)器，該磁頭能夠在垂直磁記錄方法中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的記錄操作。也就是，根據(jù)任一上述實(shí)施例，采用垂直磁記錄方法的磁盤驅(qū)動(dòng)器都有具有記錄磁極部分的磁頭，該記錄磁極部分的結(jié)構(gòu)能夠抑制在非記錄操作中的任何剩余磁化部分，這是該磁盤驅(qū)動(dòng)器的特性特征。通過(guò)使用磁頭的磁盤驅(qū)動(dòng)器，且該磁頭的記錄磁極部分具有靜磁耦合結(jié)構(gòu)，可以有效防止泄漏磁通影響記錄介質(zhì)上的記錄信息。因此，可以防止出現(xiàn)記錄信息被刪除或改變的問(wèn)題。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易知道附加優(yōu)點(diǎn)和變化形式。因此，本發(fā)明在廣義方面并不局限于這里所示和所述的詳細(xì)說(shuō)明和典型實(shí)施例。因此，在不脫離由附加權(quán)利要求和它們的等效物確定的、本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種使用垂直磁記錄介質(zhì)的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括(a)磁頭，該磁頭具有記錄磁極部分；(b)所述記錄磁極部分包括(1)軟磁膜；以及(2)硬磁膜；(c)所述硬磁膜沿所述垂直磁記錄介質(zhì)的磁道寬度方向向所述軟磁膜施加靜磁場(chǎng)；以及(d)所述記錄磁極部分沿與所述垂直磁記錄介質(zhì)的所述表面垂直的方向產(chǎn)生記錄磁通。
2.一種使用垂直磁記錄介質(zhì)的磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括(a)磁頭，該磁頭具有記錄磁極部分；(b)所述記錄磁極部分包括(1)軟磁膜；(2)硬磁膜；以及(3)非磁層，該非磁層布置在所述軟磁膜和所述硬磁膜之間；(c)所述硬磁膜沿所述垂直磁記錄介質(zhì)的磁道寬度方向向所述軟磁膜施加靜磁場(chǎng)；以及(d)所述記錄磁極部分沿與所述垂直磁記錄介質(zhì)的所述表面垂直的方向產(chǎn)生記錄磁通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于磁頭的硬磁膜在所述磁道寬度方向上被均勻磁化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于在磁頭中，硬磁膜布置在相對(duì)于軟磁膜從磁盤介質(zhì)的相對(duì)表面凹入的位置處。
5.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括垂直磁記錄介質(zhì)；以及磁頭，該磁頭可操作用于以垂直磁記錄方式進(jìn)行記錄，并具有記錄磁極部分，該記錄磁極部分沿與垂直磁記錄介質(zhì)垂直的方向產(chǎn)生記錄磁通，所述記錄磁極部分具有多層的結(jié)構(gòu)，其中，硬磁膜布置在沿軟磁膜的厚度方向的兩側(cè)，該軟磁膜作為中間層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于在磁頭中，記錄磁極部分具有多層的結(jié)構(gòu)，其中，非磁層和硬磁膜順序地布置在沿軟磁膜的厚度方向的每一側(cè)，該軟磁膜作為中間層。
7.一種磁盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括垂直磁記錄介質(zhì)；以及磁頭，該磁頭可操作用于以垂直磁記錄方式進(jìn)行記錄，并具有記錄磁極部分，該記錄磁極部分具有軟磁膜，并沿與垂直磁記錄介質(zhì)垂直的方向產(chǎn)生記錄磁通，在該記錄磁極部分中還包括硬磁膜，用于沿磁道寬度方向向記錄磁極部分的所述軟磁膜穩(wěn)定地施加具有相同極性的靜磁場(chǎng)和交換耦合磁場(chǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于在磁頭中，記錄磁極部分具有多層的結(jié)構(gòu)，其中，硬磁膜位于沿軟磁膜的磁道寬度方向的一側(cè)上，另一硬磁膜位于軟磁膜的另一側(cè)上，所述軟磁膜作為在所述一個(gè)硬磁膜和另一硬磁膜之間的中間層。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于在磁頭中，形成有多層的結(jié)構(gòu)，其中，第一非磁層位于軟磁膜和一硬磁膜之間，第二非磁膜位于軟磁膜和另一硬磁膜之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于在磁頭中，記錄磁極部分具有軟磁膜和硬磁膜，該軟磁膜和硬磁膜以交錯(cuò)布置方式連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于在磁頭中，各硬磁膜布置在相對(duì)于軟磁膜從磁盤介質(zhì)的相對(duì)表面凹入的位置處。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于在磁頭中，在各個(gè)硬磁膜和軟磁膜之間的直接連接部分比各硬磁膜的、相對(duì)于自磁盤介質(zhì)的相對(duì)表面起的深度方向的深度尺寸短，并限制于磁盤介質(zhì)的相對(duì)表面部分側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于在磁頭的結(jié)構(gòu)中，包括記錄磁極部分的寫磁頭和包括復(fù)制元件以便從磁盤介質(zhì)上讀出記錄信號(hào)的讀磁頭設(shè)置在單滑動(dòng)器上。
14.一種在磁盤驅(qū)動(dòng)器中用于垂直磁記錄的磁頭，其特征在于，包括記錄磁極部分，該記錄磁極部分具有軟磁膜，且該記錄磁極部分沿與垂直磁記錄介質(zhì)垂直的方向產(chǎn)生記錄磁通；以及硬磁材料，用于沿記錄磁極部分的磁道寬度方向向記錄磁極部分的軟磁膜穩(wěn)定地施加靜磁場(chǎng)。
15.一種在磁盤驅(qū)動(dòng)器中用于垂直磁記錄的磁頭，其特征在于，包括記錄磁極部分，該記錄磁極部分具有軟磁膜和硬磁膜，且該記錄磁極部分沿與垂直磁記錄介質(zhì)垂直的方向產(chǎn)生記錄磁通；以及中間層，該中間層位于軟磁膜和硬磁膜之間，以獲得靜磁耦合的效果。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁頭，其特征在于記錄磁極部分具有多層的結(jié)構(gòu)，其中，作為中間層的非磁層布置在軟磁膜和硬磁膜之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁頭，其特征在于，硬磁膜布置在相對(duì)于軟磁膜從垂直磁記錄介質(zhì)的相對(duì)表面凹入的位置處。
18.一種在磁盤驅(qū)動(dòng)器中用于垂直磁記錄的磁頭，其特征在于，包括記錄磁極部分，該記錄磁極部分具有軟磁膜，且該記錄磁極部分沿與垂直磁記錄介質(zhì)垂直的方向產(chǎn)生記錄磁通；其中，記錄磁極部分具有多層的結(jié)構(gòu)，在該多層的結(jié)構(gòu)中，硬磁膜布置在沿軟磁膜的厚度方向的兩側(cè)上，該軟磁膜作為中間層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于記錄磁極部分具有多層的結(jié)構(gòu)，其中，非磁層和硬磁膜順序地布置在沿軟磁膜的厚度方向的每一側(cè)，該軟磁膜作為中間層。
20.一種在磁盤驅(qū)動(dòng)器中用于垂直磁記錄的磁頭，其特征在于，包括記錄磁極部分，該記錄磁極部分具有軟磁膜，且該記錄磁極部分沿與垂直磁記錄介質(zhì)垂直的方向產(chǎn)生記錄磁通；以及硬磁材料，用于沿記錄磁極部分中的磁道寬度方向向記錄磁極部分的軟磁膜穩(wěn)定地施加具有相同極性的靜磁場(chǎng)和交換耦合磁場(chǎng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于記錄磁極部分具有多層的結(jié)構(gòu)，其中，硬磁膜位于沿軟磁膜的磁道寬度方向的兩側(cè)上，該軟磁膜作為中間層。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于記錄磁極部分具有軟磁膜和硬磁膜，該軟磁膜和硬磁膜以交錯(cuò)布置方式連接。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于各硬磁膜布置在相對(duì)于軟磁膜從垂直磁記錄介質(zhì)的相對(duì)表面凹入的位置處。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于在各個(gè)硬磁膜和軟磁膜之間的直接連接部分比各硬磁膜的、相對(duì)于自磁盤介質(zhì)的相對(duì)表面起的深度方向的深度尺寸短，并限制于磁盤介質(zhì)的相對(duì)表面部分側(cè)。
全文摘要
一種磁頭，可操作用于以垂直磁記錄方式進(jìn)行記錄，該磁頭具有記錄磁極部分，該記錄磁極部分具有軟磁膜，并沿與垂直磁記錄介質(zhì)垂直的方向產(chǎn)生記錄磁通，其中，記錄磁極部分包括硬磁膜，用于沿磁道寬度方向向記錄磁極部分的軟磁膜穩(wěn)定地施加具有相同極性的靜磁場(chǎng)和交換耦合磁場(chǎng)。該記錄磁極部分還可以具有插入在軟磁膜和硬磁膜之間的非磁層。
文檔編號(hào)G11B5/012GK1567434SQ20041000378
公開(kāi)日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2004年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月31日
發(fā)明者竹尾昭彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝