CN1519817A - 旋转阀式磁头及使用该磁头的磁记录装置 - Google Patents

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Abstract

旋转阀式磁头具有固定的反射效果，提高了的MR率和Hua值，能应用于读取高平面记录密度并能输出预定的功率。该旋转阀式磁头包括：一第一插入磁层；一形成于第一插入磁层上的非磁性层；一形成于非磁性层上的第二插入磁层，该磁头的特点在于设置在第一插入磁层和第二插入磁层间的绝缘反射层。

Description

旋转阀式磁头及使用该磁头的磁记录装置
发明领域
本发明涉及旋转阀式磁头及使用旋转阀式磁头的磁记录装置。
背景技术
目前，磁记录装置的表面记录密度越来越大，并且磁头被做得越来越小。一种检测磁记录介质中磁场信号的变化作为电阻系数的变化的MR磁头被用作再现磁头。旋转阀式磁头的改变电阻的率(MR率)比普通的MR器件中的要高，因此，旋转阀式磁头被用于高平面记录密度的MR部件。
传统的旋转阀式磁头具有一旋转阀膜，其中叠加了一反铁磁层，一插入磁层(一固定的磁性层)、一中间层、一自由层等，并且在旋转阀膜的两面都形成有电极。电流方向与旋转阀膜的表面平行。这种被称作CIP(Current In Plane，平面内的电流)型的旋转阀式磁头是主要使用的磁头。
然而，如果磁记录介质的表面记录密度进一步提高，CIP型旋转阀式磁头的MR率会更小，于是磁头的输出功率会减小。为了提升磁头的输出功率，采用了一种合成铁磁旋转阀式磁头，其中电流方向是垂直于旋转阀膜的。
合成铁磁旋转阀式磁头由图2所示，在旋转阀膜中，一反铁磁层12，一第一插入磁层141，如由钌组成的一非磁性层15，一第二插入磁层142，一中间层16，一自由层18和一间隙层20被依次叠加于基层10上。第一插入磁层141和第二插入磁层142的磁化方向是相反的非磁性层15交换耦合第一插入磁层141和第二插入磁层142。
第二插入磁层142包括一插入2A层142a和一插入2B层142b，一反射层143形成于插入2A层142a和插入2B层142b之间，反射层143反射金属和绝缘体的边界上的电子以使磁阻变大。(参见日本专利公报第2000-252548号)
如图2所示的具有反射层143的旋转阀膜的磁性特征很大程度上取决于插入2A层142a和插入2B层142b的厚度。
MR率和单向各向异性场(Hua值)随第二插入磁层142的厚度的变化显示于图5中，值得说明的是，由CoFe制成的第一插入磁层141的厚度是1.2nm；插入2A层142a的厚度是0.9nm，插入2B层142b的厚度是1.3nm；第一插入磁层141由CoFe制成，厚度是1.2nm；非磁性层15的厚度是0.85nm，由Cu构成的中间层的厚度是2.2nm；自由磁层包括厚度是0.5nm的CoFe层和厚度是2.16nm的CoNiFe层。第二插入磁层142的厚度即是插入2A层142a和插入2B层142b的厚度总和。在该实例中，首先，插入2A层142a的厚度固定于0.9nm时，第二插入层142的总厚度是变化的；第二，插入2B层142b的厚度固定于1.3nm时，第二插入层142的总厚度也是变化的。
根据图5显示的结果，随着第二插入磁层142的总厚度的增加，MR率有略微的增加。另一方面，Hua值则随着第二插入磁层142的总厚度的增加而减小得很快。特别是当插入2B层142b的厚度固定并且插入2A层的厚度增加时，Hua值的减小得更快。因此，该结果告诉我们使插入2A层142a变薄和使插入2B层142b变厚将有效的增加MR率和Hua值。
在传统的具有反射层143的旋转阀膜中，在反射层143中会出现氧扩散，其中的氧是形成于插入2A层142a的氧化作用，因此电绝缘性能会长期的衰退。该衰退必然将导致旋转阀式磁头的可靠性降低。
发明内容
本发明旨在解决传统旋转阀式磁头中出现的问题。
本发明的一个目的是提供一种旋转阀式磁头，它能够具有固定的反射效果，提高的MR率和Hua，并且当访问具有高表面记录密度的记录介质时能输出预定的磁头功率。
本发明的另一个目的是提供一种使用该旋转式磁头的磁记录装置。
为实现上述目的，本发明的旋转阀式磁头具有下述结构。
即，旋转阀式磁头包括：一第一插入磁层；一非磁性层设置于第一插入磁层之上；一第二插入磁层形成于非磁性层之上，该磁头的特征在于设置于第一插入磁层和第二插入磁层之间的绝缘反射层。
在该旋转阀式磁头中，绝缘反射层可被设置于非磁性层和第二插入磁层之间。
在该旋转阀式磁头中，绝缘反射层可由含有至少Co、Ni和Fe中的一种合金的氧化物制成。
在该旋转阀式磁头中，绝缘反射层的厚度可以是0.6-1.0nm。
在该旋转阀式磁头中，绝缘反射层可以是一氧化物膜，它是通过氧化金属层而形成的。例如，金属层可以由自然氧化、等离子氧化和离子束氧化的其中之一的氧化过程来进行氧化。
在该旋转阀式磁头中，绝缘反射层可以是在非磁性层上，通过成膜方法形成一金属氧化物膜。例如，该成膜过程可以是溅射、蒸发和CVD(化学汽相沉积)中的一种。
在该旋转阀式磁头中，绝缘反射层可这样形成，即在一成膜腔内通过在非磁性层上形成一氧化物膜，并将氧气引入成膜腔内使之吸附于非磁性氧化物膜表面上。
本发明的磁记录装置具有一磁头部分，用于再现记录于磁记录介质上的数据，并且该磁头部分包括本发明的旋转阀式磁头。
本发明的旋转阀磁头能应用于具有高的MR率和Hua值的磁头部件中。该磁头部件具有优良和稳定的性能。通过在磁记录装置中安装旋转阀式磁头，能够提供一种磁记录装置，它能够可靠的再现高平面记录密度的磁记录介质中的数据。
对附图的简要说明
本发明的实施例将根据例子和参照附图加以描述，其中：
图1显示了本发明的实施例的旋转阀式磁头的构造；
图2显示了传统的旋转阀式磁头的构造；
图3以图表方式显示了实施例的旋转阀式磁头的MR率和Hua值；
图4以图表方式显示了传统的旋转阀式磁头的MR率和Hua值；
图5以图表方式显示了MR率和Hua值随第二插入磁层的厚度的变化；和
图6是具有包括实施例的旋转阀式磁头的磁头部分的磁记录装置的平面图。
对具体实施例的详细说明
本发明的优选实施例将根据附图加以详细说明。
图1展示了本发明的一个实施例的旋转阀式磁头的构造。在一基座上形成一基层10，该基层例如是一陶瓷圆片。本发明中该基层10由NiCr形成。基层10由适合的成膜过程如溅射、蒸发或CVD(化学汽相沉积)来形成。
一反铁磁层12形成于基层10之上。反铁磁层12起着交换偏转磁场的作用，其可由反铁磁材料如PtMn、PdPtMn制成。该反铁磁层也可由适合的成膜过程如溅射、蒸发或CVD来形成。
一第一插入磁层141形成于反铁磁层12之上，一由非磁性材料如钌制成的非磁性层15形成于第一插入磁层141之上，一绝缘的反射层22形成于非磁性层15之上，一第二插入磁层142形成于反射层22上。第一插入磁层141和第二插入磁层142的磁化方向是固定的并且是相反的。
第一插入磁层141和第二插入磁层142由铁磁材料如CoFe合金、CoFeB合金制成。它们也可由适合的成膜过程如溅射、蒸发或CVD来形成。第一插入磁层和第二插入磁层的厚度是可以有不同的选择，在本实施例中，它们的厚度为1-2nm。
非磁性层15作为第一插入磁层141和第二插入磁层142之间的耦合交换层。该非磁性层15由适合的成膜过程如溅射、蒸发或CVD形成于第一插入磁层141之上。
本实施例的旋转阀式磁头的一个特点在于形成在非磁性层15上的绝缘反射层22。该绝缘反射层22由氧化物制成并作为绝缘层形成于非磁性层15上。
下面将对绝缘反射层22的形成过程加以描述。首先，在非磁性层15上由合适的成膜过程如溅射、蒸发或CVD形成一金属层，该金属层是由金属如Co、Ni、Fe或者合金如CoNiFe。然后，该金属层通过适合的氧化过程如自然氧化、等离子氧化或离子束氧化等来进行氧化以形成一氧化膜。通过形成该氧化膜，绝缘性的反射层22也就形成了。
也可以采用另一种形成方法。例如，金属如Co、Ni、Fe或合金如CoNiFe的氧化物是作为一种源材料，并且氧化膜作为绝缘反射层22通过合适的成膜过程如溅射、蒸发、CVD形成于非磁性层15上。
为了确保绝缘反射层22的反射效果，通过在成膜腔中在非磁性层15上形成氧化膜来形成绝缘反射层22，然后将氧气引入该成膜腔中使之吸附于绝缘反射层22的表面上。
第二插入磁层142由合适的成膜过程如溅射、蒸发或CVD形成于绝缘反射层之上。
如图2所示的传统旋转阀式磁头中，第二插入磁层142包括两个子层：插入2A层142a和插入2B层142b。另一方面，在本实施例的旋转阀式磁头中，第二插入磁层142是一个单层，这是本实施例的另一个特点。
图1中，中间层16是一绝缘层，该中间层由非磁性材料如Cu形成，它也可由合适的成膜过程如溅射、蒸发或CVD来形成。
由软磁材料如CoFe合金、CoFeB合金形成一自由磁层18。自由磁层18可以是一单层并且可以包括许多子层。自由磁层18也可由合适的成膜过程如溅射、蒸发或CVD等方法形成。
一间隙层20的形成是用于确定再现磁头和记录磁头之间的间隔。间隙层20是形成于自由磁层18之上的一层膜，它由绝缘材料如氧化铝制成。该间隙层20也由合适的成膜方法形成。
由上所述，本实施例的旋转阀式磁头的特点在于非磁性层15和设置于第一插入磁层141和第二插入磁层142的绝缘反射层。
在如图2所示的传统旋转阀式磁头中，第二插入磁层142包括插入2A层142a和插入2B层142b。其效果显示于图5中，图中可见插入2A层142a越薄，插入2B层越厚可以有效的提高MR率和Hua值。
另一方面，本实施例的旋转阀式磁头中，相应于插入2A层142a的插入磁层被取消了，于是相应于插入2B层142b的第二插入磁层142应增厚。这样一来，MR率和Hua值就可被有效的提高。进一步来说，由于绝缘反射层22不包括在插入磁层中，它的一些先前描述的特征就可以很容易的实现了。
在形成传统旋转阀膜的过程中，氧化插入2A层142a必须精确的控制，以形成反射层143。另一方面，在本实施例中，绝缘反射层22是单独形成的，所以形成旋转阀膜的过程比传统旋转阀膜的形成过程更加容易。因此，绝缘反射层22得以可靠的形成，具有稳定性质的旋转阀式磁头也就能很容易的加以制造。
如上所述的实施例中的旋转阀式磁头的MR率和Hua值显示于图3中，常规旋转阀式磁头的MR率和Hua值显示于图4中。各实验是在如下的条件进行的。
[实施例中的旋转阀式磁头]
    旋转阀式磁头的各条件如下，
        基层：NiCr
        反铁电层：PdPtMn厚度11nm
        第一插入层：CoFe厚度1.2nm
        非磁性层：厚度0.85nm
        绝缘反射层：CoO厚度0.9nm
        第二插入层：CoFe厚度1.7nm
        中间层：Cu厚度2.2nm
        自由层：CoFe厚度0.5nm
               CoNiFe厚度16nm
    所得效果为MR率＝16.11％，Hua＝14100e。
[传统旋转阀式磁头]
    旋转阀式磁头的各条件如下，
        基层：NiCr
        反铁电层：PdPtMn厚度11nm
        第一插入层：CoFe厚度1.2nm
        非磁性层：厚度0.85nm
        插入2A层：CoFe厚度0.9nm
        纳米反射层
        插入2B层：CoFe厚度1.7nm
        中间层：Cu厚度2.2nm
        自由层：CoFe厚度0.5nm
               CoNiFe厚度16nm
    所得效果为MR率＝16.05％，Hua＝9060e。
值得一提的是，相应各层的厚度是相等的。
根据该结果，本实施例的MR率稍大于传统旋转阀式磁头，而Hua值较之常规旋转阀式磁头则大得多。因此，本发明的旋转阀式磁头能够大幅度地提高Hua值。
接下来，将根据图6对本发明的实施例的磁记录装置加以阐述。该磁记录装置包括：一磁盘30，作为磁记录介质；一个制动器32可旋转地连接于盒内的底盘；一磁头悬挂装置34连接于制动器32的前端。磁头部分36设置于磁头悬挂装置34的前端，用于再现记录于磁盘30中的数据。磁头部分36包括前面实施例所述的旋转阀式磁头。通过采用本发明的旋转阀式磁头，磁头部分36能够从高平面记录密度的磁盘30中再现数据。
在不脱离本发明的精神和本质特征的情况下，实施例也可以以其它特别的方式来实现。因此所述的实施例的所有方面都是举例性的而不仅仅局限于此。本发明的范围将由其扩展的权利要求而不是先前的描述加以限定，本发明将由所有与权利要求等价的范围和含义所包括。

Claims (18)

1.一种旋转阀式磁头，其包括：
第一插入磁层；
形成于所述第一插入磁层上的非磁性层；和
形成于所述非磁性性上的第二插入磁层，
其特征在于，
一绝缘反射层，其设置于所述第一插入磁层和第二插入磁层之间。
2.根据权利要求1所述的旋转阀式磁头，其中，
所述的绝缘反射层设置于所述的非磁性层和所述的第二插入磁层之间。
3.根据权利要求1所述的旋转阀式磁头，其中，
所述的绝缘反射层由含有至少Co、Ni和Fe其中之一的一种合金的氧化物制成。
4.根据权利要求1所述的旋转阀式磁头，其中，
所述的绝缘反射层的厚度为0.6-1.0nm。
5.根据权利要求1所述的旋转阀式磁头，其中，
所述的绝缘反射层是一氧化物膜，其通过氧化金属层形成。
6.根据权利要求1所述的旋转阀式磁头，其中，
所述的绝缘反射层是通过在所述非磁性层上由成膜过程形成的金属氧化物膜。
7.根据权利要求3所述的旋转阀式磁头，其中，
所述的绝缘反射层是在一腔内通过在所述非磁性层上形成氧化物膜并将氧气引入该腔内使氧吸附于非磁性氧化物膜的表面上而形成。
8.根据权利要求5所述的旋转阀式磁头，其中，
所述的金属层通过选自于自然氧化、等离子氧化和离子束氧化的一个过程加以氧化。
9.根据权利要求6所述的旋转阀式磁头，其中，
所述的成膜过程是选自于溅射、蒸发和CVD中的一种。
10.一种磁记录装置，
包括一用于再现记录于磁记录介质上的数据的磁头部分，
其中，所述的磁头部分包括一旋转阀式磁头，它包括，
第一插入磁层；
形成于所述第一插入磁层上的非磁性层；和
形成于所述非磁性层上的第二插入磁层，
其特征在于，
一绝缘反射层设置于所述第一插入磁层和第二插入磁层之间。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，
所述的绝缘反射层设置于所述的非磁性层和所述的第二插入磁层之间。
12.根据权利要求10所述的装置，其中，
所述的绝缘反射层由含有至少Co、Ni和Fe其中之一的一种合金的氧化物制成。
13.根据权利要求10所述的装置，其中，
所述的绝缘反射层的厚度为0.6-1.0nm。
14.根据权利要求10所述的装置，其中，
所述的绝缘反射层是一氧化物膜，其通过氧化金属层形成。
15.根据权利要求10所述的装置，其中，
所述的绝缘反射层是通过在所述非磁性层上由成膜过程形成的金属氧化物膜。
16.根据权利要求12所述的装置，其中，
所述的绝缘反射层是在一腔内通过在所述非磁性层上形成氧化物膜并将氧气引入该腔内使氧吸附于非磁性氧化物膜的表面而形成。
17.根据权利要求14所述的装置，其中，
所述的金属层由选自于自然氧化、等离子氧化和离子束氧化的一个过程加以氧化。
18.根据权利要求15所述的装置，其中，
所述的成膜过程是溅射、蒸发和CVD中的一种。
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