CN1220975C - 具有软磁性和稳定高磁矩的主磁极的垂直写入器 - Google Patents

具有软磁性和稳定高磁矩的主磁极的垂直写入器 Download PDF

Info

Publication number
CN1220975C
CN1220975C CN03138618.0A CN03138618A CN1220975C CN 1220975 C CN1220975 C CN 1220975C CN 03138618 A CN03138618 A CN 03138618A CN 1220975 C CN1220975 C CN 1220975C
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetosphere
magnetic
main pole
pole
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN03138618.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1469345A (zh
Inventor
A·M·苏霍
V·A·瓦斯科
D·麦卡恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seagate Technology LLC
Original Assignee
Seagate Technology LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seagate Technology LLC filed Critical Seagate Technology LLC
Publication of CN1469345A publication Critical patent/CN1469345A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1220975C publication Critical patent/CN1220975C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/1278—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive specially adapted for magnetisations perpendicular to the surface of the record carrier
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109—Details
    • G11B5/3113—Details for improving the magnetic domain structure or avoiding the formation or displacement of undesirable magnetic domains
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109—Details
    • G11B5/313—Disposition of layers
    • G11B5/3143—Disposition of layers including additional layers for improving the electromagnetic transducing properties of the basic structure, e.g. for flux coupling, guiding or shielding
    • G11B5/3146—Disposition of layers including additional layers for improving the electromagnetic transducing properties of the basic structure, e.g. for flux coupling, guiding or shielding magnetic layers
    • G11B5/3153—Disposition of layers including additional layers for improving the electromagnetic transducing properties of the basic structure, e.g. for flux coupling, guiding or shielding magnetic layers including at least one magnetic thin film coupled by interfacing to the basic magnetic thin film structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

本发明是一垂直写入器，该垂直写入器具有一空气支承表面、一具有延伸部的主磁极、返回磁极和一位于主磁极延伸部和返回磁极之间的背面间隔件。主磁极包括一顶部磁性层和一软磁底层，它们被一无磁性间隔层隔开。主磁极延伸部直接接触主磁极，并且从空气支承表面下陷。顶部磁性层在ABS处形成主磁极的后缘，并且具有大于软磁底层的磁矩的磁矩。此外，顶部磁性层和软磁底层通过无磁性的间隔薄层相互反铁磁性联接。无磁性间隔层主要具有111结晶构造，并且促进矫顽磁性和晶粒度的降低以及顶部磁性层材料的各向异性的增加。

Description

具有软磁性和稳定高磁矩的主磁极的垂直写入器
供参照的相关申请
本申请要求Alexander Mikhailovich Shukh、Vladyslav AlexandrovichVas’ko和Declan Macken在2002年5月28日提交的题为“Perpendicular Writerwith Magnetically Soft and Stable High Magnetic Moment Main Pole”(“具有软磁性和稳定高磁矩的主磁极的垂直写入器”)的临时美国专利申请No.60/385,568的优先权。
技术领域
本发明总地涉及电子数据储存和读取领域，更具体地说，涉及具有软磁性和稳定高磁矩的主磁极的垂直磁性写入器。
背景技术
由于记录位(bits)中的退磁场较低，且退磁场随线性密度增加而减少，因此垂直记录能够支持比纵向记录高得多的线性密度。为了提供良好的写入能力，可以使用双层介质。双层垂直介质包括高矫顽磁性、具有垂直于平面(to-plane)的各向异性的薄储存层和具有平面内各向异性和相对较高的磁导性的软磁定位件(底层)。
用于垂直记录的磁头总地由两部分构成：一用于将磁性编码信息储存在磁性介质(磁盘)上的写入器部分和一用于从介质中读取磁性编码信息的读出器部分。读出器部分通常包括一底部屏蔽件、一顶部屏蔽件和置于底部和顶部屏蔽件之间的一传感器，该传感器通常由磁阻(MR)材料构成。从磁盘(介质)表面发出的磁通使MR传感器的传感层的磁化矢量旋转，这又使得MR传感器的电阻率发生变化。这种MR传感器的电阻率变化可以藉助使电流通过MR传感器并测量跨越MR传感器的电压来检测。然后，外部电路就将电压信息转换成一适当的格式并如所需地对信息进行操作，以恢复编码在磁盘上的数据。
用于垂直记录的磁头的写入器部分通常包括一主磁极和一返回磁极，它们在写入器的空气承载表面(ABS)处被一无磁性的间隙层相互磁性隔开，并在离开该ABS的一区域处通过一背面间隔件相互磁性连接。在主磁极和返回磁极之间至少部分地定位有一层或多层由一绝缘层密封的导电线圈。ABS是紧靠垂直介质的磁头表面。写入器部分和读出器部分经常被设置成一种合并结构，其中一公用磁极被同时用作读出器部分的顶部或底部屏蔽件和写入器部分的返回磁极。
为了将数据写入到磁性介质上，可使一电流流过导电线圈，藉此使磁场跨越主磁极和返回磁极之间的写入间隙。通过倒转流过线圈的电流极性，写入磁性介质的数据的极性也被倒转。通过主磁极的后缘来记录双层垂直介质上的数据。因此，主磁极限定了写入数据的磁道宽度。更具体地说，磁道宽度由ABS处的主磁极的宽度限定。
主磁极和返回磁极由软磁材料制成。当写入电流施加于线圈时，它们在记录期间都在介质中产生磁场。然而，主磁极具有截面积小得多的ABS，并且由具有更高磁矩的磁性材料制成，从而产生比返回磁极强得多的写入磁场。当主磁极处于静止状态，即没有来自写入线圈的写入电流场时，主磁极的磁矩应当沿平行于ABS的易磁化轴定向。当磁矩在经受多种写入电流场之后无法返回到平行于ABS的取向时，主磁极是不稳定的。在不稳定的磁极中，即使在切断施加于写入线圈的电流之后，磁矩的取向也无法保持平行于ABS位置。因而，主磁极会形成磁通，并且会损坏甚至擦除来自磁盘的数据。此外，在施加电流时，不稳定的磁极会增加转换时间。在用于超高磁道密度记录的垂直磁头中，由于在ABS处跨越磁极宽度的强退磁场必须使用具有最高可用值的磁矩饱和度的磁性材料(即使这些材料具有较差的各向异性和相对较高的矫顽磁性)，因此主磁极是不稳定性的主要来源。
与主磁极的磁稳定性及其磁矩返回到平行于ABS的取向有关的一个因素是其单轴各向异性。单轴各向异性是将主磁极的磁矩从平行于ABS的取向旋转到垂直于ABS的取向所需的施加磁场数量的量度标准。如果单轴各向异性过低、矫顽磁性足够高的话，主磁极中的磁矩无法在消除写入电流之后始终返回到平行于ABS的位置。因而，有可能会擦除垂直介质上的记录数据。
介质中的写入磁场的强度与主磁极材料的磁矩成正比。最好将具有高磁矩饱和度(或高磁通密度饱和度)的材料用于构造超高磁道密度记录用磁头中的主磁极。因此，在增加主磁极材料的磁矩饱和度时，可以减少主磁极尖的磁道宽度，用以增加磁盘驱动器的储存能力。具有高磁矩的材料示例是铁钴合金(FeCo)。CoFe合金可通导大量磁通，并藉此允许使用十分狭窄的磁极尖，导致磁道宽度十分狭窄，藉此供超高记录密度使用。不幸的是，虽然CoFe薄膜具有最高的磁矩饱和度，但由于较差的各向异性和相对较高的矫顽磁性，它们并不具有良好的磁稳定性。这意味着磁矩在亚微米宽度的主磁极尖中经受多次写入电流场的步骤之后可能不会返回到平行于ABS的位置。
因此，十分需要提供一种磁稳定且由高磁矩饱和度的材料制成的写入器。这样一种稳定的写入器可以减少转换时间，增加磁盘的数据率并且防止在切断写入电流之后无意地擦除垂直介质上的数据。
发明内容
本发明涉及一种具有一空气支承表面的垂直写入器，所述写入器包括：一主磁极，所述主磁极包括：一第一磁性层，所述第一磁性层具有一第一磁矩；一邻接所述第一磁性层的无磁性层；以及一邻接所述无磁性层的第二磁性层，所述第二磁性层具有一第二磁矩，该第二磁矩低于第一磁矩，所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性联接；一返回磁极；一位于所述主磁极和所述返回磁极之间的背面间隔件；以及一位于所述第二磁性层和所述背面间隔件之间的主磁极延伸部层，所述主磁极延伸部层从空气支承表面下陷。
本发明还涉及一种具有一空气支承表面的垂直写入器，所述写入器包括：一主磁极，所述主磁极包括：一第一磁性层，所述第一磁性层具有一第一磁矩；一邻接所述第一磁性层的无磁性层；一邻接所述无磁性层的第二磁性层，所述第二磁性层具有一第二磁矩，该第二磁矩低于第一磁矩，所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性联接；以及一邻接所述第二磁性层的主磁极延伸部层，所述主磁极延伸部层不延伸到空气支承表面；一返回磁极；一位于所述主磁极和所述返回磁极之间的背面间隔件；以及一导电线圈，所述导电线圈至少部分地位于所述主磁极和所述返回磁极之间。
本发明又涉及一种具有一空气支承表面的垂直写入器，所述写入器包括：一主磁极，所述主磁极包括：一铁-钴合金层；一邻接所述铁-钴合金层的铜层；以及一邻接所述铜层的第一镍-铁合金层，所述镍-铁合金层与所述铁-钴合金层反铁磁性联接；一返回磁极；一位于所述主磁极和所述返回磁极之间的背面间隔件；以及位于所述第一镍-铁合金层和所述背面间隔件之间的一第二镍-铁合金层，所述第二镍-铁合金层朝所述空气支承表面延伸、但从该空气支承表面下陷。
本发明的垂直写入器具有一空气支承表面、一具有主磁极延伸部的主磁极、返回磁极和一位于主磁极延伸部和返回磁极之间的背面间隔件。主磁极延伸部直接接触主磁极，并且从空气支承表面下陷，以防止擦除相邻磁道上的记录数据。主磁极包括一顶部磁性层、一软磁底层和一位于其间的无磁性间隔层。顶部磁性层在ABS处形成主磁极的后缘，并且具有大于软磁底层的磁矩的磁矩。软磁底层直接接触主磁极延伸部，该主磁极延伸部由具有低矫顽磁性、高各向异性和高磁导性的磁性材料制成。此外，顶部磁性层和软磁底层通过无磁性的间隔薄层相互反铁磁性联接。无磁性间隔层主要具有111结晶构造，并且促进矫顽磁性和晶粒度的降低以及顶部磁性层材料的各向异性的增加。
附图说明
图1示出了磁盘驱动器的俯视立体图。
图2是本发明的垂直写入器的第一实施例的剖视图。
图3是本发明的垂直写入器的第二实施例的剖视图。
图4是本发明的垂直写入器的第三实施例的剖视图。
具体实施方式
图1示出了磁盘驱动器12的俯视立体图，该磁盘驱动器包括一音圈电动机(VCM)13、致动臂14、悬架16、弯曲件18、滑动器20、磁头安装块22和磁盘或介质24。滑动器20通过弯曲件18与悬架16的远端相连。悬架16在磁头安装块22处与致动臂14相连。致动臂14联接到VCM 13。如图1的右侧所示，磁盘24具有多重磁道26并围绕轴线28旋转。
在磁盘驱动器12的工作期间，磁盘24的旋转会使空气运动与滑动器20相交汇。这种空气运动用以使滑动器20保持在磁盘24表面上方一较小距离处，允许滑动器20在磁盘24表面上方飞动。有选择地运行VCM 13，以使致动臂14围绕轴线30移动，藉此移动悬架16并定位由滑动器20支承在磁盘24的磁道26上方的换能磁头(图中未示出)。正确地定位换能磁头对于读写磁盘24的同心磁道26上的数据来说是必要的。
图2是本发明的垂直写入器36的第一实施例的剖视图。用于垂直记录的介质24包括具有高矫顽磁性和垂直各向异性(沿大致垂直于介质24表面的方向保持磁化作用)的薄储存层32以及具有高磁导性和易磁化轴的平面内取向的软磁底层或定位件34。写入器36包括：主磁极38、主磁极延伸部48和返回磁极40，它们通过远端处的背面间隔件42相互联接，并且通过ABS处的写入间隙46以及位于主磁极延伸部48和返回磁极40之间的写入线圈44彼此隔开。主磁极38作为用于介质24的给定运动方向47的后磁极。通过主磁极38的后缘49来记录介质24上的磁化强度转变。为了在介质24中提供良好的写入磁场强度，包括后缘49的主磁极38的磁性层50(这里图示为顶层)由高磁矩材料制成。主磁矩38在ABS处具有亚微米宽度，以便提供在记录介质24上的超窄磁道上的记录。此外，主磁极38的建议结构增加了顶部磁性层50的单轴各向异性，藉此使其磁性更加稳定。
为了将数据写入到垂直的磁性介质24，让一随时间变化的写入电流流过线圈44，这又将产生一通过主磁极38和返回磁极44的、随时间变化的磁场。介质24然后以一预定的距离通过写入器36的ABS，以使介质24暴露于磁场。使用垂直写入器36时，磁性介质24的软磁定位件34实质上作为写入器的第三磁极。
一用于从写入器36到介质24的磁通量的封闭磁路从主磁极38通过介质24的储存层32行进到软磁定位件34，并再次经由储存层32通过返回磁极40返回到写入器36。为了确保磁场不将数据写入在该返回路径上，返回磁极40在ABS处的表面积最好远大于主磁极38在ABS处的表面积。因而，影响返回磁极40下方的储存层32的磁场强度不足以克服储存层32的成核场。在较佳实施例中，主磁极38的厚度在约0.05至约1微米之间。
主磁极38最好具有一多层结构，并且最好形成在主磁极延伸部48上。多层磁极38最好包括：由高磁矩材料制成的磁性层50(这里被图示成顶部磁性层50)；无磁性的薄间隔层52；以及由具有边界明确的各向异性的软磁材料制成的磁性层54(这里被图示成底层54)。该多层磁极结构在顶部磁性层50中产生平行于ABS方向的各向异性，藉此增加主磁极38的磁稳定性，同时保持使用高磁矩材料的高写入能力和高数据率优点。根据本发明，当顶部磁性层50跨越无磁性层52与软磁底层54联接时，联接的多层系统的特性与由单层高磁矩材料制成的主磁极相比改进了主磁极38的特性。虽然写入器36的诸层被图示成平面层，但也应考虑到它们可以沿着其它轮廓。另外，图示并未按比例呈现。
任何具有高磁矩的适当材料都可以用于顶部磁性层。在较佳实施例中，使用Co成分的范围在约30％至约50％内的FeCo合金。该合金具有约2.4特斯拉的饱和磁矩。顶部磁性层50可以具有任何使用在写入器36中的适当厚度；较佳地是约为0.05至约1微米厚，更佳地是约为0.1至约0.5微米厚。
可以将其磁矩低于顶部磁性层50的材料的磁矩的任何适当材料用于磁性底层54。该材料最好也具有软磁性，较佳地是具有小于5奥斯特的矫顽磁性，更佳地是具有小于1奥斯特的矫顽磁性，用于磁性底层54的材料最好具有比用于顶部磁性层50的材料更低的矫顽磁性。所选择的材料最好具有边界明确的磁各向异性，意味着其具有平行于ABS的易磁化轴的稳定取向。在较佳实施例中，磁性底层54由CoNiFe、FeCoN、CoNiFeN、FeAlN、FeTaN、FeN、NiFe(例如Ni80Fe20、Ni45Fe55等)、NiFeCr、NiFeN、CoZr、CoZrNb、FeAlSi或其它适当材料制成。较佳地是，磁性底层54具有小于约2特斯拉的饱和磁矩，更佳地是小于约1.5特斯拉，最佳地是小于约1.0特斯拉。应当注意的是，虽然磁性底层54的材料相对于顶部磁性层50的材料具有较低的磁矩，但磁性底层54的材料在绝对项中仍然被认为是高磁矩材料。磁性底层54可以具有任何适当的厚度，但较佳地是小于约0.2微米厚，更佳地是小于约0.05微米厚。
无磁性间隔层52可以由任何无磁性材料制成，该材料与用于顶部磁性层50和磁性底层54的磁性材料机械和化学相容。在较佳实施例中，铜(Cu)或钌(Ru)可用于无磁性间隔层52，其中顶部磁性层50由FeCo制成，磁性底层54由Ni80Fe20制成。在顶部磁性层50和磁性底层54之间使用无磁性间隔层52会导致顶部磁性层50和磁性底层54之间形成反铁磁性(AFM)交换联接。该联接在取向平行于ABS的顶部磁性层50中产生各向异性，致使顶部磁性层50具有磁性更加稳定的磁畴(domain)结构，并因此由于磁能的减少而具有更加稳定的主磁极38。
根据RKKY(Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida)相互作用，无磁性间隔层52导致顶部磁性层50和磁性底层54之间的周期性联接。反铁磁性和铁磁性之间的联接质量随着无磁性间隔层52的厚度而变，并且取决于无磁性间隔层52的材料的结晶取向。在顶部磁性层50由Fe60Co40制成、磁性底层54由Ni80Fe20制成的较佳实施例中，无磁性间隔层52的材料最好具有111结晶取向。合适的无磁性材料包括诸如铜、钌、金、铜-银合金和多种氧化物(包括氧化铝和二氧化硅)。优选的无磁性材料是那些在诸如铜、钌、金和铜-银合金之类的相邻磁性层之间提供反铁磁性交换联接的材料。应当考虑到的是，可以选择其它结晶取向的无磁性材料，以符合其它用于顶部磁性层50和磁性底层54的磁性材料的选择。
在较佳实施例中，选择无磁性间隔层52的厚度，以使顶部磁性层50和磁性底层54之间联接的反铁磁性最大化。如果对应于第一反铁磁性峰值的厚度导致无磁性间隔层过薄而不能实际使用，则可以使用对应于下一个反铁磁性峰值的无磁性间隔层52的厚度，依此类推。在一个实施例中，Cu或Ru间隔层52具有约5至约200埃()的厚度，更佳的是具有约6至约30的厚度，最佳的是具有约18至约25的厚度。
在本发明中，无磁性间隔层52不仅利用反铁磁性联接顶部磁性层50和磁性底层54，而且也磁性地软化由CoFe合金制成的顶部磁性层50。顶部磁性层50和无磁性间隔层52的分界面处的原子之间的量子相互作用改变了顶部磁性层50的晶体结构，导致粒度下降、矫顽磁性减少、各向异性增加和磁稳定性变大。
可以将任何适当的材料用于主磁极延伸部48，该主磁极延伸部使用在一个实施例中，以增加写入器36的效率，并且增强多层主磁极38的各向异性和结构及磁性的一体化。延伸部48最好从ABS处下陷约0.2至约2微米的距离，以使延伸部48不会在ABS处增加主磁极38的磁道宽度。主磁极38在ABS处的狭窄磁道宽度允许高磁道密度记录并且可以防止有关歪斜的侧写入作用。
在一个实施例中，主磁极延伸部48由诸如CoNiFe、FeCoN、CoNiFeN、FeAlN、FeTaN、FeN、NiFe(例如Ni80Fe20、Ni45Fe55等)、NiFeCr、NiFeN、CoZr、CoZrNb、CoZrTa、FeAlSi之类磁性材料或其它适当材料制成。选定的材料最好具有边界明确的磁各向异性，意味着其具有边界明确的易磁化轴和难磁化轴。材料最好具有软磁性，较佳的是矫顽磁性小于约5奥斯特，更佳的是小于约1奥斯特。延伸部48最好具有大于约500的磁导率，更佳的是大于约1000。在这样的一个实施例中，由于它们之间的强铁磁联接，主磁极延伸部48还可用作磁性底层54的延伸部，藉此有助于与顶部磁性层50反铁磁性联接。然而，由于延伸部48最好短于磁性底层54，因此它不会在ABS处暴露并因而减少影响介质24的相关歪斜作用。因而，可以根据需要决定延伸部48的厚薄，以使其有效地利于顶部磁性层50和磁性底层54的磁稳定性。主磁极延伸部48的厚度最好处在约0.1至约2微米的范围内。在较佳实施例中，延伸部48由与磁性底层54相同的材料制成。在另一个实施例中，延伸部48被省略。
可将任何适当的磁性材料用于背面间隔件42。在较佳实施例中，背面间隔件42由诸如CoNiFe、NiFe、Ni80Fe20、Ni45Fe55、NiFeCr、CoZr、FeN、FeAlSi之类软磁材料或其它适当材料制成。
图3是本发明的垂直写入器64的第二实施例的剖视图。与图2的实施例相比，图3的实施例具有一层叠式顶部磁性层50。在一个实施例中，顶部磁性层50由两个磁性子层66和68构成，这两个磁性子层被无磁性层70相互隔开。磁性子层66和68由FeCo制成，磁性底层54由NiFe或CoNiFe制成，无磁性间隔层52和无磁性层70由Cu构成。如上面结合图2所述，也可以使用其它适当的材料。磁性子层66可以由与子层68相同的材料构成，或者它们可以由不同的材料构成。类似地，无磁性间隔层52可以由与无磁性层70相同的材料构成，或者它们可以由不同的材料构成。
与图2所示的实施例一样，顶部磁性多层50通过无磁性间隔层52与磁性底层54反铁磁性联接。此外，磁性子层66和68通过无磁性层70相互反铁磁性联接。因而，每个铁磁层的磁化相对于相邻的铁磁层是反平行的，致使由于磁能降低而形成磁性更稳定的磁畴构造。应当考虑到，与无磁性层相交替的附加磁性层可用来形成层叠式顶部磁性层50。
图4是本发明的垂直写入器72的第三实施例的剖视图。在该实施例中，返回磁极40包括具有交替关系的(n)个磁性层74和(n-1)个无磁性层76，其中n是等于1或大于1的整数。每个磁性层74通过无磁性层76与每个相邻的磁性层74反铁磁性联接。与主磁极38一样，该构造允许返回磁极40具有较高的磁通承载能力并通过抑制磁畴壁的形成来保持磁性稳定。这可以防止返回磁极40擦除介质24的信息。
可以将任何适当的磁性和无磁性材料用于诸交替层。例如，对于磁性层76，可以使用诸如CoNiFe、FeCoN、CoNiFeN、FeAlN、FeTaN、NiFe(例如Ni80Fe20、Ni45Fe55等)、NiFeCr、NiFeN、CoZr、CoZrNb、FeAlSi之类材料或类似的材料。材料最好具有软磁性，较佳的是具有小于约5奥斯特的矫顽磁性，更佳的是小于约1奥斯特。选定的材料最好具有边界明确的磁各向异性特征，意味着其具有边界明确的易磁化轴和难磁化轴。用于磁性层74的最佳材料是Ni80Fe20、CoNiFe、FeCoN、FeAlN、FeAlSi和FeTaN。在一个较佳实施例中，每个磁性层74由相同的材料制成；然而，在另一个实施例中，磁性层74可以由不同的材料构成。
无磁性层76可以由任何无磁性材料构成，只要该材料与用于磁性层74的磁性材料机械和化学方式相容即可。合适的无磁性材料包括诸如铜、钌、金、铜-银合金和多种氧化物(包括诸如氧化铝和二氧化硅)。在一个较佳实施例中，每个无磁性层76由相同的材料制成；然而，在另一个实施例中，无磁性层76可以由不同的材料构成。
由于并不一定要将返回磁极40做薄，因此可以在返回磁极40中使用厚度大于主磁极38的磁性材料。较佳的是，返回磁极40的所有磁性层在ABS处的总的截面积比主磁极38的所有磁性层的总的截面积大10倍，更佳的是大100倍。应当考虑到的是，这种返回磁极40的层状构造可以与任何构造的主磁极38一起使用。
尽管已经结合较佳实施例叙述了本发明，但本技术领域的技术人员将要认识到，可以在不背离本发明的精神和范围的情况下对形式和细节作出改变。

Claims (18)

1.一种具有一空气支承表面的垂直写入器，所述写入器包括：
一主磁极，所述主磁极包括：
一第一磁性层，所述第一磁性层具有一第一磁矩；
一邻接所述第一磁性层的无磁性层；以及
一邻接所述无磁性层的第二磁性层，所述第二磁性层具有一第二磁矩，
该第二磁矩低于第一磁矩，所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性联接；
一返回磁极；
一位于所述主磁极和所述返回磁极之间的背面间隔件；以及
一位于所述第二磁性层和所述背面间隔件之间的主磁极延伸部层，所述主磁极延伸部层从空气支承表面下陷。
2.如权利要求1所述的垂直写入器，其特征在于，所述第二磁性层和所述主磁极延伸部层由相同材料构成。
3.如权利要求1所述的垂直写入器，其特征在于，它还包括：
一邻接所述第一磁性层的第二无磁性层；以及
一邻接所述第二无磁性层的第三磁性层，所述第三磁性层与所述第一磁性层反铁磁性联接。
4.如权利要求1所述的垂直写入器，其特征在于，所述第一磁性层由包括铁和钴的合金构成。
5.如权利要求1所述的垂直写入器，其特征在于，所述无磁性层由铜构成。
6.如权利要求1所述的垂直写入器，其特征在于，所述第二磁性层由包括镍和铁的合金构成。
7.如权利要求1所述的垂直写入器，其特征在于，所述返回磁极在空气支承表面处的磁性材料的表面积大于所述主磁极在空气支承表面处的磁性材料的表面积。
8.如权利要求1所述的垂直写入器，其特征在于，
所述第一磁性层具有一第一矫顽磁性；以及
所述第二磁性层具有一第二矫顽磁性，该第二矫顽磁性小于第一矫顽磁性。
9.如权利要求1所述的垂直写入器，其特征在于，所述无磁性层具有一111结晶取向。
10.一种具有一空气支承表面的垂直写入器，所述写入器包括：
一主磁极，所述主磁极包括：
一第一磁性层，所述第一磁性层具有一第一磁矩；
一邻接所述第一磁性层的无磁性层；以及
一邻接所述无磁性层的第二磁性层，所述第二磁性层具有一第二磁矩，
该第二磁矩低于第一磁矩，所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性联接；一返回磁极，其中，所述返回磁极还包括：
多个磁性层；以及
至少一无磁性层，所述无磁性层位于多个磁性层之间；
其中，每个磁性层与每个相邻磁性层反铁磁性联接；以及
一位于所述主磁极和所述返回磁极之间的背面间隔件。
11.一种具有一空气支承表面的垂直写入器，所述写入器包括：
一主磁极，所述主磁极包括：
一第一磁性层，所述第一磁性层具有一第一磁矩；
一邻接所述第一磁性层的无磁性层；
一邻接所述无磁性层的第二磁性层，所述第二磁性层具有一第二磁矩，
该第二磁矩低于第一磁矩，所述第二磁性层与所述第一磁性层反铁磁性联接；
以及
一邻接所述第二磁性层的主磁极延伸部层，所述主磁极延伸部层不延伸到空气支承表面；
一返回磁极；
一位于所述主磁极和所述返回磁极之间的背面间隔件；以及
一导电线圈，所述导电线圈至少部分地位于所述主磁极和所述返回磁极之间。
12.如权利要求11所述的垂直写入器，其特征在于，所述第二磁性层和所述主磁极延伸部层由相同材料构成。
13.如权利要求11所述的垂直写入器，其特征在于，所述主磁极是一层叠结构，所述主磁极还包括：
一邻接所述第一磁性层的第二无磁性层；以及
一邻接所述第二无磁性层的第三磁性层，所述第三磁性层与所述第一磁性层反铁磁性联接。
14.如权利要求11所述的垂直写入器，其特征在于，所述返回磁极还包括：
多个磁性层；以及
至少一无磁性层，所述无磁性层位于多个磁性层之间；
其中，每个磁性层与每个相邻磁性层反铁磁性联接。
15.如权利要求11所述的垂直写入器，其特征在于，所述第一磁性层由包括铁和钴的合金构成。
16.如权利要求11所述的垂直写入器，其特征在于，所述无磁性层由铜构成。
17.如权利要求11所述的垂直写入器，其特征在于，所述第二磁性层由包括镍和铁的合金构成。
18.一具有一空气支承表面的垂直写入器，所述写入器包括：
一主磁极，所述主磁极包括：
一铁-钴合金层；
一邻接所述铁-钴合金层的铜层；以及
一邻接所述铜层的第一镍-铁合金层，所述镍-铁合金层与所述铁-钴合金层反铁磁性联接；
一返回磁极；
一位于所述主磁极和所述返回磁极之间的背面间隔件；以及
位于所述第一镍-铁合金层和所述背面间隔件之间的一第二镍-铁合金层，所述第二镍-铁合金层朝所述空气支承表面延伸、但从该空气支承表面下陷。
CN03138618.0A 2002-05-28 2003-05-28 具有软磁性和稳定高磁矩的主磁极的垂直写入器 Expired - Fee Related CN1220975C (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US38356802P 2002-05-28 2002-05-28
US60/383,568 2002-05-28
US10/259,133 2002-09-27
US10/259,133 US6791796B2 (en) 2002-05-28 2002-09-27 Perpendicular writer with laminated main pole

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1469345A CN1469345A (zh) 2004-01-21
CN1220975C true CN1220975C (zh) 2005-09-28

Family

ID=26947107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN03138618.0A Expired - Fee Related CN1220975C (zh) 2002-05-28 2003-05-28 具有软磁性和稳定高磁矩的主磁极的垂直写入器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6791796B2 (zh)
JP (1) JP3947727B2 (zh)
CN (1) CN1220975C (zh)
DE (1) DE10320134A1 (zh)
GB (1) GB2389223B (zh)
SG (1) SG134985A1 (zh)

Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4519393B2 (ja) * 2002-04-10 2010-08-04 新科實業有限公司 垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法、ならびに磁気記録装置
JP2004086961A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Hitachi Ltd 磁気ヘッド及び磁気記録装置
US7038882B2 (en) * 2002-10-03 2006-05-02 Seagate Technology Low moment-high moment write pole with non-magnetic layer for establishing a magnetic path discontinuity between layers of the write pole
JP3965358B2 (ja) * 2002-12-20 2007-08-29 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 磁気ヘッド
JP4317717B2 (ja) 2003-01-22 2009-08-19 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 垂直記録用薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置
JP3774446B2 (ja) 2003-04-28 2006-05-17 株式会社東芝 垂直磁気記録ヘッドおよび磁気ディスク装置
DE602004020065D1 (de) * 2003-05-14 2009-04-30 Daehan Specialty Chemicals Co Verfahren und apparat zur herstellung von metall- bzw. nichtmetallphthalocyanin
US8643979B2 (en) * 2003-05-23 2014-02-04 The Regents Of The University Of California Tapered single pole magnetic heads for perpendicular magnetic recording
US7554765B2 (en) * 2003-06-11 2009-06-30 Seagate Technology Llc Magnetic head for perpendicular recording with suppressed side writing and erasing
US7064924B2 (en) * 2003-06-30 2006-06-20 Headway Technologies, Inc. Thin laminated single pole perpendicular write head
JP2005025890A (ja) * 2003-07-04 2005-01-27 Fujitsu Ltd 磁気ヘッド用磁性膜
US7684150B2 (en) * 2003-07-09 2010-03-23 Seagate Technology Llc Recording head for reducing side track erasure
JP2005038535A (ja) 2003-07-16 2005-02-10 Tdk Corp 垂直磁気記録素子、磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置
US7102854B2 (en) * 2003-10-03 2006-09-05 Seagate Technology Llc Transducing head with reduced side writing
US7126788B1 (en) * 2003-11-26 2006-10-24 Western Digital (Fremont), Inc. Trailing edge recording magnetic head with reversed double bias coil and deflection pole for perpendicular recording with a non-perpendicular write field
US7126790B1 (en) * 2003-11-26 2006-10-24 Western Digital (Fremont), Inc. Magnetic head for perpendicular recording with magnetic loop providing non-perpendicular write field
KR100590531B1 (ko) * 2003-12-19 2006-06-15 삼성전자주식회사 수직 자기 기록을 위한 자기 헤드
US7280314B2 (en) * 2004-06-30 2007-10-09 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Lower saturation field structure for perpendicular AFC pole
US7436629B2 (en) * 2004-06-30 2008-10-14 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Laminated magnetic structure for use in a perpendicular magnetic write head
US7656611B2 (en) * 2004-08-27 2010-02-02 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V, Laminated high moment magnetic films antiferromagnetic coupling as write pole of perpendicular magnetic recording head
JP4534711B2 (ja) * 2004-10-21 2010-09-01 富士電機デバイステクノロジー株式会社 垂直磁気記録媒体
JP2006127627A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気記録再生装置
US7369360B2 (en) * 2004-11-05 2008-05-06 Seagate Technology Llc Perpendicular recording head having controlled permeability and saturation moment
JP2006139873A (ja) * 2004-11-12 2006-06-01 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 垂直磁気ヘッドおよび垂直磁気記録装置
US7382574B2 (en) * 2004-12-06 2008-06-03 Seagate Technology Llc Layered perpendicular writer with pole tip partially embedded in yoke
JP4181134B2 (ja) * 2005-01-12 2008-11-12 Ｔｄｋ株式会社 垂直記録磁気ヘッド及びその製造方法
JP2006209818A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Alps Electric Co Ltd 磁気ヘッド
US7478222B2 (en) * 2005-03-29 2009-01-13 Karl M. Fant Programmable pipeline array
US7688544B1 (en) * 2005-05-23 2010-03-30 Seagate Technology Llc Magnetic heads disk drives and methods with floating pole tip or shunted pole tip for reduced pole tip erasure
JP4032062B2 (ja) * 2005-07-15 2008-01-16 アルプス電気株式会社 垂直磁気記録ヘッド
US7561379B2 (en) * 2005-10-28 2009-07-14 Seagate Technology Llc Laminated return pole for suppressing side track erasure
US7446984B2 (en) * 2005-12-14 2008-11-04 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic random access memory (MRAM) having increased reference layer anisotropy through ion beam etch of magnetic layers
JP2007172707A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Alps Electric Co Ltd 垂直磁気記録ヘッド装置
JP2007242133A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Fujitsu Ltd 垂直磁気ヘッド
US7609478B2 (en) * 2006-03-28 2009-10-27 Seagate Technology Llc Magnetic writer pole with a graded magnetic moment
US7777989B2 (en) * 2006-06-12 2010-08-17 Seagate Technology Llc Magnetic writer including an electroplated high moment laminated pole
JP2008010509A (ja) * 2006-06-27 2008-01-17 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果素子及び磁気ディスク装置
US7672080B1 (en) 2006-09-15 2010-03-02 Western Digital (Fremont), Llc Laminated perpendicular writer head including amorphous metal
US8467147B2 (en) * 2006-10-13 2013-06-18 Headway Technologies, Inc. Magnetic head for perpendicular magnetic recording and method of manufacturing same
US7911737B1 (en) * 2007-03-23 2011-03-22 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing a PMR head having an antiferromagnetically coupled pole
US8059366B2 (en) * 2007-07-19 2011-11-15 Headway Technologies, Inc. Perpendicular magnetic recording head with a laminated pole
JP2009059403A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 垂直記録用磁気ヘッド及びその製造方法
US20090116152A1 (en) * 2007-11-05 2009-05-07 Wen-Chien David Hsiao Multilayer stitched yoke for a high data rate perpendicular write head
US7990652B2 (en) * 2007-12-03 2011-08-02 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Perpendicular magnetic write head with stepped write pole for reduced MCW dependency on skew angle
US8176623B2 (en) * 2007-12-21 2012-05-15 Headway Technologies, Inc. Method of manufacturing a magnetic head for perpendicular magnetic recording
US8228633B1 (en) 2008-08-21 2012-07-24 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing a magnetic recording transducer having a hybrid moment pole
US8320077B1 (en) 2008-12-15 2012-11-27 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing a high moment film
US8320075B2 (en) 2009-01-27 2012-11-27 Seagate Technology Llc Biasing structure for write element domain control in a magnetic writer
US8289648B2 (en) * 2009-02-20 2012-10-16 Seagate Technology Llc Magnetic recording head with layered structure in write gap
US8472136B2 (en) * 2009-07-13 2013-06-25 Seagate Technology Llc Write pole with a synthesized low magnetization shield
US8310786B2 (en) 2009-09-09 2012-11-13 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Asymmetric writer for shingled magnetic recording
US8107193B2 (en) 2010-04-08 2012-01-31 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Perpendicular magnetic recording head
US8139321B2 (en) 2010-04-13 2012-03-20 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Perpendicular magnetic recording write head with improved laminated main pole
US8395863B2 (en) * 2010-07-29 2013-03-12 Seagate Technology Llc Laminated contact pad for a transducer head
US8649124B2 (en) * 2010-12-13 2014-02-11 Seagate Technology Llc Double shell writers
US8441756B1 (en) 2010-12-16 2013-05-14 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing an antiferromagnetically coupled writer
US9123359B1 (en) 2010-12-22 2015-09-01 Western Digital (Fremont), Llc Magnetic recording transducer with sputtered antiferromagnetic coupling trilayer between plated ferromagnetic shields and method of fabrication
US8760819B1 (en) 2010-12-23 2014-06-24 Western Digital (Fremont), Llc Magnetic recording sensor with sputtered antiferromagnetic coupling trilayer between plated ferromagnetic shields
US9142226B2 (en) 2012-06-29 2015-09-22 Seagate Technology Llc Thin film with tuned grain size
US8797692B1 (en) 2012-09-07 2014-08-05 Western Digital (Fremont), Llc Magnetic recording sensor with AFM exchange coupled shield stabilization
US9034150B2 (en) 2012-11-29 2015-05-19 Seagate Technology Llc Thin film with tuned anisotropy and magnetic moment
US8780505B1 (en) 2013-03-12 2014-07-15 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing a read transducer having an improved composite magnetic shield
US9013836B1 (en) 2013-04-02 2015-04-21 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing an antiferromagnetically coupled return pole
US8861137B1 (en) 2013-05-30 2014-10-14 HGST Netherlands B.V. Perpendicular magnetic recording write head with main pole formed on a metallic amorphous underlayer
US9378760B2 (en) 2014-07-31 2016-06-28 Seagate Technology Llc Data reader with tuned microstructure
US10074387B1 (en) 2014-12-21 2018-09-11 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing a read transducer having symmetric antiferromagnetically coupled shields

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4907113A (en) 1987-07-29 1990-03-06 Digital Equipment Corporation Three-pole magnetic recording head
FR2645315B1 (fr) 1989-03-29 1991-05-31 Commissariat Energie Atomique Tete magnetique de lecture a magnetoresistance pour enregistrement perpendiculaire et procede de realisation d'une telle tete
US5157570A (en) * 1990-06-29 1992-10-20 Digital Equipment Corporation Magnetic pole configuration for high density thin film recording head
US5132859A (en) * 1990-08-23 1992-07-21 International Business Machines Corporation Thin film structures for magnetic recording heads
US5515221A (en) 1994-12-30 1996-05-07 International Business Machines Corporation Magnetically stable shields for MR head
US5864450A (en) 1996-10-09 1999-01-26 International Business Machines Corporation NI45FE55 metal-in-gap thin film magnetic head
US5966800A (en) 1997-07-28 1999-10-19 Read-Rite Corporation Method of making a magnetic head with aligned pole tips and pole layers formed of high magnetic moment material
US6072671A (en) 1998-07-31 2000-06-06 International Business Machines Corporation Write head with high thermal stability material
JP2000048327A (ja) 1998-07-31 2000-02-18 Alps Electric Co Ltd 薄膜磁気ヘッド
US6163442A (en) 1999-03-15 2000-12-19 International Business Machines Corporation High moment bilayer first pole piece layer of a write head with high magnetic stability for promoting read signal symmetry of a read head
US6393692B1 (en) 1999-04-01 2002-05-28 Headway Technologies, Inc. Method of manufacture of a composite shared pole design for magnetoresistive merged heads
US6721131B2 (en) * 2001-03-15 2004-04-13 Seagate Technology Llc Composite write pole for a magnetic recording head
US6628478B2 (en) * 2001-04-17 2003-09-30 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Write head with all metallic laminated pole pieces with thickness differential
US6822829B2 (en) * 2001-10-19 2004-11-23 Seagate Technology Llc Perpendicular magnetic recording head with a multilayered main write pole
US6813115B2 (en) * 2002-04-18 2004-11-02 Seagate Technology Llc Perpendicular magnetic recording head with improved write field gradient

Also Published As

Publication number Publication date
US6791796B2 (en) 2004-09-14
US20040004786A1 (en) 2004-01-08
GB2389223A (en) 2003-12-03
SG134985A1 (en) 2008-06-27
CN1469345A (zh) 2004-01-21
DE10320134A1 (de) 2003-12-24
JP3947727B2 (ja) 2007-07-25
GB0308880D0 (en) 2003-05-21
JP2004103204A (ja) 2004-04-02
GB2389223B (en) 2004-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1220975C (zh) 具有软磁性和稳定高磁矩的主磁极的垂直写入器
US7382574B2 (en) Layered perpendicular writer with pole tip partially embedded in yoke
US7554765B2 (en) Magnetic head for perpendicular recording with suppressed side writing and erasing
US7656611B2 (en) Laminated high moment magnetic films antiferromagnetic coupling as write pole of perpendicular magnetic recording head
CN1058801C (zh) 电流偏置磁性自旋阀式传感元件
EP1310944B1 (en) Giant magnetoresistive transducer
US7072155B2 (en) Magnetoresistive sensor including magnetic domain control layers having high electric resistivity, magnetic head and magnetic disk apparatus
US8455119B1 (en) Disk having an underlayer that includes a plurality of nonmagnetic layers interleaved with magnetic layers
EP0790600B1 (en) Magnetoresistive effect head
KR100269820B1 (ko) 자기저항효과 헤드
CN1237511C (zh) 带有低本征单轴各向异性自由层的巨磁致电阻传感器
US7777989B2 (en) Magnetic writer including an electroplated high moment laminated pole
JP3188212B2 (ja) 薄膜磁気ヘッド
US6778357B2 (en) Electrodeposited high-magnetic-moment material at writer gap pole
US20050213265A1 (en) Hard bias layer for read heads
US7054106B2 (en) Magnetic head and magnetic storage apparatus
US6101072A (en) Yoke type or flux guide type magnetoresistive head in which the yoke or flux guide is provided to the magnetic resistive element via an interposed soft magnetic layer
US7440242B2 (en) Methods and apparatus for improved read sensors of the CPP type using a multi-layered seed layer structure having a nitrogenated nickel-tantalum layer
US7397640B2 (en) Methods and apparatus for improved read sensors using a multi-layered seed layer structure having a nitrogenated nickel-tantalum layer
US6807031B2 (en) Single domain state laminated thin film structure for use as a magnetic layer of a transducing head
JP2777548B2 (ja) エッジ・バイアス式磁気抵抗センサ
US7408749B2 (en) CPP GMR/TMR structure providing higher dR
US7428129B2 (en) Methods and apparatus for improved hard magnet properties in magnetoresistive read heads using a multi-layered seed layer structure
US7145755B2 (en) Spin valve sensor having one of two AP pinned layers made of cobalt
US7256972B2 (en) CPP sensor with improved pinning strength longitudinal bias structure

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: SEAGATE TECHNOLOGY SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: SEAGATE TECHNOLOGY LLC

CP03 Change of name, title or address

Address after: American California

Patentee after: Seagate Technology LLC

Address before: American California

Patentee before: Seagate Technology, Inc.

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050928

Termination date: 20140528