CN101097718A - 磁头 - Google Patents

Abstract

本发明提供磁头。该磁头能够稳定读头的屏蔽层中的磁畴设置、防止读元件的特性变化并改进可靠性。所述磁头包括读头，其中读元件被屏蔽层磁屏蔽。在屏蔽层形成于其上的基层中形成有台阶形部分，所述台阶形部分对应于由要在磁化处理之后形成在所述屏蔽层中的期望磁畴所限定的多个畴区域中的至少一个的边界。

Description

磁头

技术领域

本发明涉及一种磁头，更确切地涉及一种特征在于读头屏蔽层的磁头

背景技术

图10示出了记录介质5与从记录介质5读取数据的磁头的读头之间的位置关系。在读头中，读元件10夹在作为磁性层的下屏蔽层12与上屏蔽层14之间。下屏蔽层12和上屏蔽层14屏蔽读元件10，以防止并非目标位的位的磁场作用到读元件10。下屏蔽层12和上屏蔽层14由软磁性材料制成，并通常通过电解镀敷而形成为矩形。

读元件10包括定向自由层的磁化方向的硬膜。在磁头的生产过程中，作为磁化处理，对磁头施加强磁场，从而定向硬膜的磁化方向。通过施加强磁场，作为软磁性层的下屏蔽层12和上屏蔽层14分别具有单个磁畴。此外，在完成磁化处理之后，它们具有图11A至11C所示的畴设置。

图11A至11C所示的畴设置称为回流畴结构，在各个回流畴结构中屏蔽层能够进行有效屏蔽。图11A和11B表示四畴结构的示例；图11C表示七畴结构的示例。在这些示例中，磁头具有足够的磁屏蔽特性。在四畴结构的情况下，下屏蔽层12和上屏蔽层14形成为矩形，因此图11A所示的顺时针畴结构和图11B所示的逆时针畴结构的形成概率相同。

在图11A至11C所示的畴结构中，屏蔽功能有效地作用。读元件10容易受来自下屏蔽层12和上屏蔽层14的漏磁场的影响，在磁畴的磁壁处容易产生来自屏蔽层的漏磁场。如图11A至11C所示，读元件10与磁壁分离，因此，即使磁壁移动，也可以保护读元件10免受漏磁场的影响。因此，图11A至11C所示的磁畴结构是有效的。当生产磁头时，调整屏蔽层的厚度、形状和成分，从而形成回流磁畴结构而不形成其中通过磁化处理而将磁畴设置在纵向上的“纵向设置磁畴”。

在生产磁头的过程中，将屏蔽层形成为具有稳定的回流磁畴结构。然而，磁畴的形状由于来自记录介质的磁场、来自磁头的写头的漏磁场、作用到磁头的外部磁场、记录线圈的热量引起的应力等而改变，从而读元件的特性发生变化。由于改变屏蔽层的磁畴的形状，磁壁移动为靠近读元件，从而来自磁壁的漏磁场作为磁噪音不利地影响读元件。

此外，如上所述，使磁化场消失从而定向硬膜的磁化方向。在四畴结构的情况下，顺时针畴结构和逆时针畴结构的形成概率相同。顺时针畴结构中的与读元件对应的磁畴的磁化方向与逆时针畴结构中的与读元件对应的磁畴的磁化方向相反。因此，读元件的输出信号和特性发生变化。

专利文件1    日本特表2004-501478号公报

专利文件2    日本特开平11-31306号公报

专利文件3    日本特开2002-50009号公报

发明内容

构想了本发明以解决上述问题。

本发明的目的是提供一种磁头，其能够稳定读头屏蔽层中的磁畴的设置，防止读元件的特性的变化并改进可靠性。

为了获得该目的，本发明具有以下结构。

即，本发明的磁头包括其中读元件被屏蔽层磁屏蔽的读头，在屏蔽层形成于其上的基层中形成有台阶形部分，该台阶形部分对应于由磁化处理之后形成在屏蔽层中的期望磁畴所限定的多个畴区域中的至少一个的边界。

在所述磁头中，由台阶形部分分区的畴区域的高度可以低于其他畴区域的高度，并且由台阶形部分分区的畴区域的高度可能高于其他畴区域的高度。根据这些结构，可以在已磁化的屏蔽层中按期望设置磁畴。

在所述磁头中，可以在由台阶形部分分区的畴区域中形成与基层分开地形成的台阶图案，所述台阶图案的高度可以低于其他畴区域的高度。此外，可以在由台阶形部分分区的畴区域中形成与基层分开地形成的台阶图案，所述台阶图案的高度可以高于其他畴区域的高度。根据这些结构，也可以在已磁化的屏蔽层中按期望设置磁畴。

另一磁头包括其中读元件被屏蔽层磁屏蔽的读头，在屏蔽层形成于其上的基层中形成有台阶形切口，该台阶形切口对应于由磁化处理之后形成在屏蔽层中的期望磁畴所限定的多个畴区域中的至少一个的边界。

此外，另一磁头包括其中读元件被屏蔽层磁屏蔽的读头，在屏蔽层的表面中形成有台阶形切口，该台阶形切口对应于由磁化处理之后形成在屏蔽层中的期望磁畴所限定的多个畴区域中的至少一个的边界。

在所述磁头中，由台阶形部分分区的畴区域的高度可以低于其他畴区域的高度，由台阶形部分分区的畴区域的高度可以高于其他畴区域的高度。根据这些结构，可以在已磁化的屏蔽层中按期望设置磁畴。

此外，在各个磁头中，可以关于屏蔽层的高度方向不对称地设置在屏蔽层中产生的磁畴，并且可以最大化与读元件交叠的磁畴面积。根据该结构，屏蔽层的磁壁永远不会干扰读元件，从而可以改进读元件的可靠性。在磁化处理中，磁化方向成为与读元件齐平的磁畴的磁化方向，从而可以抑制读元件的输出信号的变化。

在本发明的磁头中，在屏蔽层的基层或者屏蔽层的表面中形成有台阶形部分。因此，当在完成磁化处理之后在屏蔽层中形成磁畴时，由台阶形部分感生出磁壁，从而可以按期望设置屏蔽层的磁畴。根据该结构，可以稳定屏蔽层的畴设置，并且可以改进磁头的可靠性。

附图说明

现在通过示例并参照附图来说明本发明的实施例，在附图中：

图1A是第一实施例的磁头的基层的平面图；

图1B是沿图1A所示的线A-A截取的剖面图；

图1C是磁头的屏蔽层的平面图；

图2A是形成在基层中的台阶形部分的示例的平面图；

图2B是沿图2A所示的线A-A截取的剖面图；

图3A是形成在基层中的台阶形部分的另一示例的平面图；

图3B是沿图3A所示的线A-A截取的剖面图；

图4A和4B是具有七畴结构的屏蔽层的平面图，其中每一个都在基层中形成有台阶形部分；

图5A是第二实施例的形成在基层中的台阶图案的示例的平面图；

图5B是沿图5A所示的线A-A截取的剖面图；

图5C是台阶图案的另一示例的平面图；

图5D是沿图5C所示的线B-B截取的剖面图；

图6A是第三实施例的形成在基层中的台阶形切口的示例的平面图；

图6B是沿图6A所示的线A-A截取的剖面图；

图6C是台阶形切口的另一示例的平面图；

图7A是第四实施例的形成在基层中的台阶图案的示例的平面图；

图7B是沿图7A所示的线A-A截取的剖面图；

图7C是台阶图案的另一示例的平面图；

图7D是表示磁畴设置的说明图；

图8A至8C是第五实施例的形成在基层等中的台阶形部分的示例的平面图；

图9A是其中施加磁化场的屏蔽层的畴结构的说明图；

图9B是其中磁化场消失的屏蔽层的畴结构的说明图；

图10是表示记录介质与读元件之间的位置关系的说明图；以及

图11是表示屏蔽层的磁畴设置的说明图。

具体实施方式

现在参照附图详细说明本发明的优选实施例。

(第一实施例)

第一实施例的特征在于，在读头的多个屏蔽层(下屏蔽层和上屏蔽层)的多个基层中形成有台阶形部分，向基层设置台阶形部分，并且在具有台阶形部分的基层上分别形成屏蔽层，从而稳定屏蔽层的磁畴结构。

图1A是基层的平面图，图1B是沿图1A所示的线A-A截取的剖面图。在图1A和1B中，在磁化处理之后形成回流四畴结构。在基层30中沿梯形畴区域的边缘或边界形成台阶形部分32，梯形畴区域的表面是台阶面32a。在与读元件对应的另一梯形畴区域的相对侧上设置具有台阶面32a的梯形畴区域。

图1C是其中通过电解镀敷在基层30上形成磁性层的屏蔽层20及其在完成磁化处理之后形成的磁畴结构的平面图。通过形成台阶形部分32而在基层30上形成磁性层，从而将磁畴设置为沿台阶形部分32形成磁壁。因此，可以形成图1C所示的回流畴结构。

在磁膜中，由于膜的缺陷而使得磁壁的位置移动，当磁壁移动时，磁壁难以越过台阶形部分，沿着台阶形部分感生出磁壁。因此，形成这样的磁畴结构。通过使用磁膜的特性，在磁膜中根据要在屏蔽层20中实现的期望畴结构而形成台阶形部分，从而可以在屏蔽层20中形成期望的畴结构。

在图2A和2B中，像图1A至1C所示的示例一样，在基层30上形成台阶形部分32，但是台阶面32a形成在图1A所示的台阶面32a的相对侧。可以根据要在屏蔽层20中实现的期望畴结构来设计形成在基层30上的台阶形部分32，因此可以在另一侧形成台阶面32a。

在图3A和3B中，在基层30上沿着四畴结构的两个三角形畴的边缘形成台阶形部分。图3B是沿图3A所示的线A-A截取的剖面图。将基层30形成为在四畴结构的三角形畴区域中形成台阶面32a，然后形成屏蔽层，从而可以形成回流四畴结构。基层30的台阶面32a对应于至少一个畴区域以形成屏蔽层的回流畴结构。

在图3A和3B所示的示例中，在右三角形畴区域和左三角形畴区域中形成台阶面32a，但是也可以在多个三角形畴区域中的一个中形成一个台阶面32a以形成回流四畴结构。注意，如果三角形畴区域的角度θ是90度，则可以形成稳定的回流四畴结构。

例如，通过以下步骤在下屏蔽层12中形成台阶形部分32和台阶面32a：在成为基层30的基板上形成光刻胶图案，对其表面的形成台阶面32a的部分进行曝光；并且通过离子铣削对其中形成基层30的台阶面32a的部分进行切割。

另一方面，通过以下步骤在上屏蔽层14中形成台阶形部分32和台阶面32a：在例如由氧化铝制成并形成在上屏蔽层14之下的绝缘层上形成光刻胶图案，对其表面的形成台阶面32a的部分进行曝光；并且通过离子铣削形成台阶面32a。

下屏蔽层12和上屏蔽层14的厚度是几μm。台阶形部分32的高度等于或小于该厚度。

在第一实施例中，屏蔽层具有四畴结构。与图11C所示的示例一样，图4A和4B所示的示例具有回流七畴结构。

在图4A中，沿着形成在具有七畴结构的屏蔽层的两个纵向端部中的三角形畴区域的边缘形成台阶部分32。

在图4B中，沿着作为七畴结构的中央区域的六边形畴区域的边缘形成台阶形部分32，六边形畴区域的表面是台阶面32a。

也在此示例中，当磁化场消失时产生的磁畴的磁壁感生于台阶形部分32的位置，从而可以实现图11C所示的回流七畴结构。

通过将屏蔽层20形成为回流四畴结构或回流七畴结构，可以改进屏蔽层20的屏蔽特性，可以稳定磁畴，可以防止磁头特性的变化，并且可以稳定磁头的特性。

(第二实施例)

图5A至5D中示出了第二实施例的磁头。注意，对第一实施例中说明了的结构元件分配相同标号并且略去说明。

在基层中形成一个或多个台阶形部分从而在屏蔽层中形成回流畴结构的情况下，台阶面的高度可以低于或高于其他畴区域的表面的高度。

在第一实施例中，通过离子铣削而在基层30中形成台阶形部分32和台阶面32a。在本实施例中，通过与基层30分开地形成为形成台阶形部分32而形成的台阶图案，从而形成台阶形部分32。

图5A至5D中示出了本实施例的示例。在基层30上分开地形成作为金属层的台阶图案34和36。在图5A中，在四畴结构的梯形畴区域中形成台阶图案34。图5B是沿图5A所示的线A-A截取的剖面图。另一方面，在图5C中，分别在四畴结构的三角形畴区域中形成台阶图案34。图5D是沿图5C所示的线B-B截取的剖面图。

在各个示例中，台阶图案34和36的边缘对应于屏蔽层的磁畴的边缘或边界。

台阶图案34和36由以下步骤形成：例如通过溅射或镀敷而在基层30的表面上形成金属层；并且使用光刻胶图案作为刻蚀掩模对金属层进行刻蚀。在另一情况下，可以形成具有规定图案的绝缘层而不是金属层。

注意，在图5A和5C中，当在基层中形成台阶图案时，可以在并非阴影畴区域的畴区域中形成台阶图案。在此情况下，台阶图案的边缘也对应于畴区域的边缘或边界。

(第三实施例)

图6A至6C中示出了第三实施例的磁头。注意，对前述实施例中说明了的结构元件分配相同的标号并且略去说明。

在第三实施例中，屏蔽层具有回流四畴结构。通过在屏蔽层将形成于其上的基层40中形成与构成回流磁畴结构的磁畴的边缘或边界对应的台阶形切口40a，形成此结构。在本实施例中，基层40是形成在基板上的金属膜层。

在图6A中，在基层40中沿着四畴结构的梯形畴区域之间的中央边界形成台阶形切口40a。图6B是沿图6A所示的线A-A截取的剖面图。此外，在图6C中，在基层40中沿着对四畴结构的磁畴进行分区的边界形成台阶形切口40a。

通过在屏蔽层的基层40中形成与要在屏蔽层中形成的磁畴的边界对应的台阶形切口40a，当在基层40的表面上形成屏蔽层时，在其中形成台阶形切口40a的部位将屏蔽层形成为薄凸起。当通过磁化处理在屏蔽层中形成磁畴时，磁壁感生于其中形成台阶形切口40a的部位的位置。因此，可以形成期望的回流畴结构。

(第四实施例)

图7A至7D中示出了第四实施例的磁头。注意，对前述实施例中说明了的结构元件分配相同的标号并且略去说明。

在上述实施例中，在屏蔽层的基层中形成台阶形部分32和台阶形切口40a，从而在屏蔽层中形成回流畴结构。在本实施例中，通过以下步骤形成期望的磁畴结构：在基层的表面上形成具有规定平面图案(例如矩形图案)的屏蔽层20；在屏蔽层20的表面上形成台阶形部分22；并且进行磁化处理。

在图7A中，沿着四畴结构中包括的梯形磁畴的边缘或边界形成台阶形部分22，从而在屏蔽层20的表面中形成台阶面22a。在图7C中，沿着四畴结构中包括的三角形磁畴的边缘或边界形成台阶形部分22，从而在屏蔽层20的表面中形成台阶面22a。注意，图6B是沿图6A所示的线A-A截取的剖面图，图6D是沿图6C所示的线B-B截取的剖面图。

通过以下步骤形成台阶面22a：形成屏蔽层20；用光刻胶涂敷屏蔽层20，对其表面的将形成台阶面22a的部分进行曝光；并且通过离子铣削对屏蔽层20进行切割。

通过在屏蔽层20的表面中形成台阶形部分22，磁壁感生于台阶形部分22的位置，从而当进行磁化处理时可以在屏蔽层20中形成回流四畴结构。如图7D所示，根据台阶形部分22的位置，在屏蔽层20中形成四畴结构。

在本实施例中，台阶面22a低于其他畴区域的表面，但是可以通过用离子铣削来切割其他畴区域的表面而将台阶面22a制成为高于其他畴区域的表面。

此外，可以在屏蔽层20中沿着磁畴的边界形成窄槽，而不是在屏蔽层20中形成台阶形部分22。在此情况下，磁壁的位置也感生于这些槽，可以在屏蔽层20中形成期望的四畴结构。

(第五实施例)

图8A至9B中示出了第五实施例的磁头。注意，对前述实施例中说明了的结构元件分配相同的标号并且略去说明。

如上所述，可以通过在屏蔽层或屏蔽层的基层中形成台阶形部分等而在屏蔽层中形成期望的磁畴结构。磁畴在高度方向(垂直方向)上通常是对称设置的。此外，可以在高度方向上不对称地设置磁畴。

图8A至8C示出了回流四畴结构，在其中每一个回流四畴结构中磁畴在垂直方向上都是不对称设置的。在图8A中，梯形磁畴之间的边界向上偏移，沿边界形成台阶形部分32；在图8B中，三角形台阶面的顶点向上偏移；在图8C中，形成在基层40中的台阶形切口40a的位置在高度方向上向上偏移。可以通过本实施例和前述实施例的方法来控制屏蔽层的磁畴的位置。

通过如上所述地设置台阶形部分32或台阶形切口40a的位置，在磁化处理之后由台阶形部分32或台阶形切口40a感生屏蔽层20中的磁畴的设置，从而可以形成其中磁畴在垂直方向上不对称设置的回流畴结构。

图9A和9B示出了在磁化处理期间屏蔽层20的磁畴。在图9A中，通过强磁化场在屏蔽层20中形成单个磁畴；在图9B中，强磁化场消失，示出了磁畴设置和磁畴的磁化方向。

如果如上所述地在高度方向上不对称地设置屏蔽层20的磁畴，则在完成磁化处理之后，磁畴的磁化方向与最宽的梯形畴区域D的磁化方向相同。在常规的屏蔽层中，在高度方向上对称地设置磁畴，从而在完成磁化处理之后，以相同概率在屏蔽层中形成顺时针畴结构和逆时针畴结构。另一方面，在本实施例中，在屏蔽层20中不对称地设置磁畴，因此可以在磁化场消失之后可靠地限定磁畴的磁化方向。在图9A中，向右施加磁化场；如果向左施加磁化场，则畴区域D沿与图9B所示方向相反的方向发生磁化。

通过限定形成在屏蔽层20中的磁畴的磁化方向，即使向读元件10施加来自屏蔽层20的漏磁场，也向读元件10施加规定方向的磁力。因此，可以解决由于漏磁场方向改变而导致的读元件10的输出信号变化的问题。如果读元件10对漏磁场高度敏感，则沿一个方向控制磁畴的磁化方向很有效，从而可以改进磁头的特性。

在如图9B所示的将读元件10设置在最宽的梯形畴区域D中的情况下，读元件10远离屏蔽层20的磁壁。即使屏蔽层20的磁壁由于外部因素而移动，读元件10受磁壁的影响也较小，从而可以实现具有稳定特性的磁头。

下屏蔽层12和上屏蔽层14具有矩形平面形状，但它们可以具有其他平面形状，例如，梯形、六边形。在本发明中，可以通过在屏蔽层或屏蔽层的基层中形成台阶形部分等，在完成磁化处理之后在屏蔽层中形成期望的磁畴结构。因此，屏蔽层的平面形状不限于矩形。

本发明可以应用于下屏蔽层和/或上屏蔽层。本发明的特性在于磁头的读头的屏蔽层的结构，因此读头的读元件不受限制。此外，磁头的写头的结构不受限制。

本发明可以在不脱离其本质特征的精神的情况下实现为其他具体形式。因此，在所有方面都应认为本实施例是说明性的而不是限制性的，本发明的范围由所附权利要求书而不是前述说明来表示，因此落入权利要求书的等同物的含义和范围内的所有变化都应包括在其中。

Claims (12)

1、一种包括读头的磁头，其中读元件被屏蔽层磁屏蔽，

其中，在所述屏蔽层形成于其上的基层中形成有台阶形部分，并且

所述台阶形部分对应于由要在磁化处理之后形成在所述屏蔽层中的期望磁畴所限定的多个畴区域中的至少一个的边界。

2、根据权利要求1所述的磁头，

其中，由所述台阶形部分分区的畴区域的高度低于其他畴区域的高度。

3、根据权利要求1所述的磁头，

其中，由所述台阶形部分分区的畴区域的高度高于其他畴区域的高度。

4、根据权利要求1所述的磁头，

其中，在由所述台阶形部分分区的畴区域中形成有与所述基层分开形成的台阶图案，并且

所述台阶图案的高度低于其他畴区域的高度。

5、根据权利要求1所述的磁头，

其中，在由所述台阶形部分分区的畴区域中形成有与所述基层分开形成的台阶图案，并且

所述台阶图案的高度高于其他畴区域的高度。

6、一种包括读头的磁头，其中读元件被屏蔽层磁屏蔽，

其中，在所述屏蔽层形成于其上的基层中形成有台阶形切口，并且

所述台阶形切口对应于由要在磁化处理之后形成在所述屏蔽层中的期望磁畴所限定的多个畴区域中的至少一个的边界。

7、一种包括读头的磁头，其中读元件被屏蔽层磁屏蔽，

其中，在所述屏蔽层的表面中形成有台阶形切口，并且

所述台阶形切口对应于由要在磁化处理之后形成在所述屏蔽层中的期望磁畴所限定的多个畴区域中的至少一个的边界。

8、根据权利要求7所述的磁头，

其中，由所述台阶形部分分区的畴区域的高度低于其他畴区域的高度。

9、根据权利要求7所述的磁头，

其中，由所述台阶形部分分区的畴区域的高度高于其他畴区域的高度。

10、根据权利要求1所述的磁头，

其中，在所述屏蔽层中产生的多个磁畴关于所述屏蔽层的高度方向是不对称地设置的，并且

使与所述读元件交叠的磁畴的面积最大。

11、根据权利要求6所述的磁头，

其中，在所述屏蔽层中产生的多个磁畴关于所述屏蔽层的高度方向是不对称地设置的，并且

使与所述读元件交叠的磁畴的面积最大。

12、根据权利要求7所述的磁头，

其中，在所述屏蔽层中产生的多个磁畴关于所述屏蔽层的高度方向是不对称地设置的，并且

使与所述读元件交叠的磁畴的面积最大。

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