CN1622202A - 磁记录头、头悬挂组件、记录与记录还原设备、复合头 - Google Patents

Abstract

一种通过垂直磁记录方法在记录介质上记录信息的磁记录头，该磁记录头包括：磁极片(31)，其产生垂直于记录介质的记录表面的记录磁通量，并且包含平行于记录介质的轨道宽度方向的侧面，和凹陷部分(100)，其被做成在平行于记录介质的轨道宽度方向的侧面中凹陷，以便具有平行于记录表面的纵向，其中记录介质的轨道宽度方向上的磁极片的长度等于0.3微米或更小。

Description

磁记录头、头悬挂组件、 记录与记录还原设备、复合头

技术领域

本发明涉及例如硬盘驱动器的磁记录设备，和磁记录和还原设备。本发明还涉及磁记录和还原设备中使用的磁记录头，复合头和磁头悬挂组件。更具体地，本发明涉及垂直记录磁头和使用垂直记录磁头的磁记录和还原设备。

背景技术

近年来，垂直磁记录方法在涉及磁记录和还原设备的技术领域得到关注。在垂直记录盘驱动器中，通常使用单磁极记录头(或写磁头)和2层垂直记录盘介质。2层垂直记录盘介质在记录层(或垂直磁化层)和衬底之间具有软磁层。

在使用环形头的纵向磁记录系统中，只有从写磁头中的间隙泄漏的磁场能够被提供给记录介质。相反，在垂直磁记录方法中，从单磁极头的记录磁极产生的几乎全部磁场能够被提供给记录介质的软磁层。因此，与纵向磁记录方法相比，垂直磁记录方法能够实现更高的记录效率。

通常，写头的磁极片的磁矩被设计成总体上不指向介质。然而，当磁矩的特性变得不稳定时，在非记录操作(unrecording operation)中能够产生介质方向的残留磁化分量。在垂直磁记录方法中，残留磁化分量的影响较大。即使介质的方向的残留磁化分量非常小，从磁极片产生的磁场仍然以相对较大的磁通量密度提供给介质。已经报告由于这种现象而删除介质上记录的信息的情况。

近年来，对提高记录密度有强烈的需求。为满足此需求，盘介质的数据轨道宽度不断缩窄。因此，难以形成被磁畴壁分割的稳定磁畴结构，结果磁矩的特性容易变得不稳定。此外，由于写头的记录磁极的顶端的形状象针，其形状磁各向异性导致容易产生指向介质的残留磁化分量，这进一步增加了破坏介质上记录的信息的可能性。

在日本专利申请KOKAI出版物3-113815(参考文献1)中公开了相关技术。该参考文献公开了以通过在磁极磁薄膜中形成浅凹槽来控制磁薄膜的磁畴的方式来控制磁头的磁畴结构的方法。该参考文献的技术适用于单磁极头。凹槽的使用抑制了施加外部磁场导致的磁畴壁的移动，这保证了稳定的记录和还原操作。

虽然在参考文献被公开时轨道宽度为大约50微米(50,000纳米)，然而最近已经实现了0.3微米(300纳米)或更小的轨道宽度。因此，那时涉及磁记录和还原操作的物理尺寸和各种特性与现在的情况有大大的不同。也就是说，参考文献1中描述的磁头的尺寸较大。参考文献的图4示出了通过Bitter方法观察由磁畴壁(图4中的界线)分割的龟形回流磁畴(闭合畴)的结果。参考文献1表明，这种回流磁畴(闭合畴)的形成实现了这样的状态，其中磁通量不会泄漏到外部，除非磁畴壁移动。

相反，与本发明相关的磁头的尺寸远远小于参考文献1的磁头。于是，相对于记录磁极的顶端的尺寸，不能忽略磁畴边界的尺寸(磁畴壁的厚度具有数十纳米的量级)。因此，磁头具有其中磁矩连续改变其方向的磁结构，而不是其中磁畴被磁畴壁分割的简单结构。因此，通过磁矩的精细转动，而不是通过磁畴壁移动所导致的磁畴结构的改变，来产生残留磁化分量，后者的方式会导致其中磁通量容易不规则泄漏的状态。

即使磁极的顶端的尺寸更加接近磁畴壁的厚度，然而已知措施抑制了介质方向的残留磁化分量对记录信息的清除。然而近来轨道宽度已经变得窄于300纳米，结果观察到不规则泄漏磁通量导致的信息清除现象。于是，需要采取除磁畴结构控制之外的防磁通量泄漏的措施。

如上所述，现有垂直磁记录头的缺点在于非记录操作中残留磁化分量的影响很大，使得盘介质上记录的信息被清除或改变。当轨道宽度缩窄以实现高密度记录时，这种问题容易出现。因此，期望提供处理此问题的适当措施。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种能够抑制介质方向的残留磁化分量导致的磁场泄漏、从而稳定存储介质上记录的信息的磁记录头，以及一种磁头悬挂组件，磁记录设备，复合头和磁记录和还原设备。

根据本发明的一个方面，提供一种通过垂直磁记录方法在记录介质上记录信息的磁记录头，该磁记录头包括：磁极片，其产生垂直于记录介质的记录表面的记录磁通量，并且包含平行于记录介质的轨道宽度方向的侧面，和凹陷部分，其被做成在平行于记录介质的轨道宽度方向的侧面中凹陷，以便具有平行于记录表面的纵向，其中记录介质的轨道宽度方向上的磁极片的长度等于0.3微米或更小。

通过这种结构，在记录磁极的顶端处提供新的形状磁性各向异性。这允许磁极表面的凹陷部分附近的磁矩的方向试图设置在凹陷部分的纵向，使得静磁能可以最小化。另外，由于记录磁极中的磁矩通过交换连接连续连接到表面处的磁矩，其作用是使得磁极的整个顶端的磁矩的方向指向凹陷部分的纵向。因此，能够通过抑制指向介质的残留磁化分量来抑制记录方向的磁场泄漏，这使得能够增加非记录操作中记录磁极的稳定性。

附图说明

被说明书引用并且构成说明书组成部分的附图图解了本发明的实施例，并且和前面的概括说明、下面针对实施例的详细描述一起被用来说明本发明的原理。

图1是根据本发明的磁盘设备的实施例的透视图；

图2示意性地示出了图1的盘介质2的扇区格式；

图3的透视图示出了垂直磁记录方法中使用的单磁极垂直记录磁头；

图4示意性地示出了当在图3的记录头处进行记录时产生的磁通量的流动；

图5是图3的磁极片31的第一实施例的透视图；

图6的图表示出了组合表1中样本(a)到样本(h)的磁极片(没有凹陷部分100)与盘(A)并且测量记录和还原的定位误差和重复次数的结果；

图7的图表示出了组合表2中样本(i)到样本(n)的磁极片(没有凹陷部分100)与盘(A)并且测量记录和还原的定位误差和重复次数的结果；

图8的透视图示出了对比例子3中使用的写头的磁极片31；

图9的图表示出了组合样本(c′)到样本(f′)的磁极片(没有凹陷部分100)与盘(A)并且测量记录和还原的定位误差和重复次数的结果；

图10的图表示出了组合样本(c″)到样本(h″)和样本(l″)到样本(n″)的磁极片(没有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的定位误差和重复次数的结果；

图11示意性地示出了图5的磁极片31处产生的磁矩的方向；

图12的图表示出了组合样本(e″1)到样本(e″6)的磁极片(没有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的定位误差和重复次数的结果；

图13是图3中磁极片31的第三实施例的透视图；

图14的图表示出了组合样本(e1)到样本(e6)的磁极片(没有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的定位误差和重复次数的结果；

图15是图3中磁极片31的第四实施例的透视图；

图16的图表示出了组合样本(c″″)到样本(n″″)的磁极片(没有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的定位误差和重复次数的结果；而

图17是图3中磁极片31的第五实施例的透视图。

具体实施方式

图1的透视图示出了根据本发明的磁记录和还原设备和磁记录设备(此后通常称作磁盘设备)的实施例。磁盘设备在外壳1中具有盘介质2，磁头3，在其上安装有磁头3的磁头悬挂组件(悬挂和臂)4，致动器5和电路板6。

盘介质2被安装在转动介质2的主轴马达7上。在盘介质2上通过垂直磁记录方法记录各种数字数据。磁头3是所谓的复合头。在磁头3中，根据本发明实施例的单磁极写头和使用GMR薄膜或TMR薄膜的读头被安装在公共滑动机构上。读头使用屏蔽MRT还原元件等等。

磁头悬挂组件4以使得磁头3面对盘介质2的记录表面的方式支持磁头3。致动器5通过磁头悬挂组件4将磁头3设置在盘介质2上的指定位置。具有头IC的电路板6产生致动器5的驱动信号和用于执行磁头3的读写控制的控制信号。

图2示意性地示出了图1的盘介质2的扇区格式。图1的的磁盘设备使用扇区伺服方法。在扇区伺服方法中，盘介质2的每个轨道21被分成伺服扇区22和数据扇区23。在伺服扇区22中记录了轨道位置信息。数据扇区23是用于记录和还原用户信息的区域。一旦记录了伺服扇区22中的信息，它不再被改写。当记录用户信息时，从伺服扇区22中的位置信息中寻找用于记录数据的数据扇区，并且只改写目标数据扇区中的信息。

如果在非记录操作中残留磁化从磁头3泄漏，则作为泄漏的结果，轨道21上的信息可能被改写。当数据扇区23中的信息已经改写时，只有该部分的信息被破坏，并且对其它部分没有影响。然而当伺服扇区22中的信息已经改写时，则丢失位置信息，因此其影响非常严重。

磁盘设备已经得到不断的改进。为在具有相同面积的盘上记录尽可能多的信息，需要增加数据记录密度。垂直磁记录方法的使用允许以更高密度记录信息。在实施例的磁盘设备中，也使用垂直磁记录方法。该方法中使用的盘介质2具有这样的结构，其中具有软磁的底层和具有垂直磁性各向异性的信息记录层一个在另一个上地被堆叠在玻璃衬底或铝衬底上。

图3的透视图示出了垂直磁记录方法中使用的单磁极记录头的一般结构。写头包含磁极片31，记录磁轭部分32，激磁线圈33和返回磁轭部分(return yoke section)34。磁极片31的形状通常类似由具有高饱和磁通量密度的软磁薄膜组成的柱(post)。记录磁轭部分32将磁通量集中在磁极片31上。激磁线圈33通过施加的记录电流激励磁通量。返回磁轭部分34控制激励的磁通量的路径，从而形成到达盘介质2的软磁底层的磁路。

图4示意性地示出了当在图3的写头处进行记录时产生的磁通量的流动。在信息记录时使电流流过激磁线圈33，从而产生磁通量。产生的磁通量集中在磁极片31上，结果在磁极片31和软磁底层41之间产生大记录磁场。通过记录磁场将信息记录在盘介质2的垂直记录层42中。进入软磁层41的磁通量通过写头的返回磁轭部分34形成返回到记录磁轭部分32的闭合磁路。此后会详细说明根据本发明实施例的磁极片31。

[第一实施例]

图5的透视图示出了图3中磁极片31的第一实施例。在图5中，NH是产生记录磁通量的方向上磁极片31的长度(即磁极片31的侧面的长度)。NH是颈部高度。Tw是磁极片31的轨道宽度并且对应于盘介质2的轨道宽度。PT是进行记录的方向的长度，即磁极片31的薄膜厚度。

在第一实施例中，在磁极片31的4个侧面之一形成凹陷部分100。具体地，在第一实施例中，在平行于盘介质2的轨道宽度方向的一个侧面中形成凹陷部分100。凹陷部分100被形成为与盘介质2的记录表面平行的凹陷形状，并且具有纵向。令凹陷部分100在纵向的长度为w。期望满足条件w≥1/2Tw，或期望w等于或大于轨道宽度的一半。h是凹陷部分100的中心和磁极片31的面对介质的侧面之间的距离，并且指示形成凹陷部分的位置。期望满足条件h≤1/2NH，或期望使凹陷部分100比产生磁通量的方向上磁极片31的长度的中点更加接近盘介质2。

通过在形成薄膜之后立即向磁极片31照射会聚离子束，可以制成凹陷部分100。可选地，可以与形成磁极片31的薄膜的处理同时形成凹陷部分100。

下面说明使用根据第一实施例的磁盘设备的试验结果。在第一实施例中，使用磁头3针对盘介质2记录和还原信息，并且测量盘介质2上的定位误差。在试验中，使用的磁头3包含具有图4的磁极片31的写头，和包含具有0.12微米的轨道宽度的GMR元件并且具有70纳米的屏蔽到屏蔽距离的屏蔽GMR头。写头和读头被安装在相同的滑动器上。

2.5英寸垂直磁记录盘被用作盘介质2。在2.5英寸垂直磁记录盘中，由CoZrNb组成的软磁底层，由CoCrPt组成的20纳米厚垂直磁记录层和3纳米厚的碳保护层被按顺序堆叠在玻璃衬底上。准备两种盘介质2：一种具有300纳米厚的软磁底层(称作盘(A))，另一种具有100纳米厚的软磁底层(称作盘(B))。测量每个盘的操作特性。

在操作测试中，在磁盘设备的特定轨道上进行10轮记录和还原，并且在每轮测量轨道上头定位误差的量，直到记录和还原的重复次数超过20000到50000。在盘介质2的每个轨道中，以伺服扇区之间的空间被进一步分成500个数据扇区的方式间歇嵌入120个伺服扇区。由于信息仅被记录到数据扇区，每当在轨道上完成一圈时，记录操作启动和关闭500次。假定伺服扇区上没有改写伺服数据。下面，作为对比例子，示出了使用其磁极片没有凹陷部分100的垂直记录磁头的试验的结果。

<第一对比例子>

在这个对比例子中，准备8个磁头，这些磁头由CoFeNi软磁单层薄膜组成，并且其磁极片31的顶端部分的轨道宽度(Tw)，极厚度(Pt)和颈部高度(NH)彼此不同。令8个磁头分别为样本(a)到样本(h)。表1列出了样本(a)到样本(h)的轨道宽度，极厚度和颈部高度。

表1

	a	b	c	d	e	f	g	h
									轨道宽度Tw(μm)	0.4	0.3	0.25	0.25	0.2	0.15	0.15	0.12
薄膜厚度(μm)	0.3	0.3	0.3	0.2	0.2	0.2	0.15	0.12
									颈部高度NH(μm)	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3

图6的图表示出了组合表1中样本(a)到样本(h)的磁头(没有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的定位误差和重复次数的结果。如图6所示，当使用其轨道宽度为0.3微米或更大的磁头(样本(a)和样本(b))时，无论记录和还原的重复次数如何，头定位误差均在稳定误差范围内。

相反，对于小于0.3微米的轨道宽度，由于轨道宽度和极厚度的降低，定位精度随着记录和还原的重复次数的增加而降低(参见样本(c)到样本(h))。当记录次数超过特定值时，根本不能进行定位，并且停止对被测轨道的测试。

原因调查表明，不能进行定位的原因在于一部分伺服扇区中的伺服信息消失。可以相信，当对比例子中的磁头在数据扇区上的记录之后经过伺服扇区时，擦除了盘介质2上的伺服信息，尽管其处于没有记录电流的非记录状态。即，可以认为，以大约1000次中有一次的概率在处于非记录状态的磁极片31的顶端处产生不规则残留磁化分量，这擦除了伺服信息。随着磁头顶端部分的尺寸的变小，这种现象的出现概率增大。在样本(h)中，在仅仅一个记录操作之后便不能进行定位。即使盘(B)与每个样本(a)到样本(h)组合也是如此。

<第二对比例子>

下面说明第二对比例子。在这个对比例子中，准备其中磁头(c)到磁头(h)的颈部高度(NH)缩短到0.2微米的样本(i)到样本(n)，并且进行与第一对比例子相同的试验。表2列出了样本(i)到样本(n)的轨道宽度，极厚度和颈部高度。

表2

	i	j	k	l	m	n
							轨道宽度Tw(μm)	0.25	0.25	0.2	0.15	0.15	0.12
薄膜厚度(μm)	0.3	0.2	0.2	0.2	0.15	0.12
							颈部高度NH(μm)	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2

图7的图表示出了组合表2中样本(i)到样本(n)的磁头(没有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的定位误差和重复次数的结果。从图7中可以看出，在每个磁头中，由于颈部高度从0.3微米缩短到0.2微米，稳定定位操作的记录和还原的重复次数增加。具体地，在样本(i)到样本(k)中，在多达50000次的记录和还原重复次数的范围内，头定位误差量没有恶化。可以认为，改进定位误差的因素在于颈部高度的缩短导致不规则残留磁化分量的降低。

这可以根据磁极片31的形状磁性各向异性来说明。由于在长和窄的磁材料中去磁场在主轴上较小并且在次轴上较大，磁矩容易指向主轴并且不易于指向次轴。于是，缩短颈部高度使得能够降低指向磁极片31中的介质的残留磁化分量。具体在样本(i)到样本(k)中，由于充分抑制残留磁化分量，可以发现，形成等于或短于轨道宽度的颈部高度具有降低定位误差的作用。

<第三对比例子>

下面说明第三对比例子。这个对比例子使用为磁极片31的顶端部分提供堆叠结构的写头，该堆叠结构具有夹在软磁薄膜之间的非磁性中间层。

图8的透视图示出了第三对比例子中使用的写头的磁极片31。磁极片31包含非磁性中间层300b，和将非磁性中间层300b夹在其间的软磁薄膜300a。

在这个对比例子中，准备样本(c′)，其使得20纳米厚的非磁性碳被夹在2个0.15微米厚的软磁薄膜之间，并且与具有第一对比例子中的问题的样本(c)具有相同轨道宽度。另外，准备样本(d′)到样本(f′)，其使得20纳米厚的非磁性碳被夹在2个0.1微米厚的软磁薄膜之间，并且与样本(c)到样本(f)具有相同轨道宽度。接着，将样本(c′)到样本(f′)与盘(A)组合，并且执行如上所述的操作测试。

当堆叠记录磁极的顶端部分时，如果磁化指向轨道宽度方向，则预计在各层之间形成反平行磁化状态。于是，由于获得比单层在静磁方面更加稳定的状态，可望得到抑制指向介质的残留磁化分量的效果。

图9的图表示出了组合样本(c′)到样本(f′)的磁极片(没有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的位置误差和重复次数的结果。如图9所示，可以看出，在堆叠有软磁薄膜的样本(c′)中，无论记录次数如何，仍然进行稳定的定位操作，并且有某种程度的改进。然而在样本(d′)到样本(f′)中，类似于样本(d)到样本(f)，随着记录次数的增加，出现与定位相关的故障，因此不能继续测试。与第一对比例子比较，软磁薄膜的磁化变得略微稳定。然而可以发现，存在轨道宽度和极厚度的下限。

<涉及本发明的实验结果>

在第一到第三对比例子中，没有在磁极片31中形成凹陷部分100。下面在涉及本发明的实验结果中，说明针对在磁极片31中形成凹陷部分100的情况进行测量的例子。

在这个例子中，分别准备通过在表1的样本(c)到样本(h)中分别形成凹陷部分100而获得的样本(c″)到样本(h″)，和通过在表2的样本(1)到样本(n)中形成凹陷部分100而获得的样本(1″)到样本(n″)。表3列出了样本(c″)到样本(h″)和样本(l″)到样本(n″)的轨道宽度，极厚度和颈部高度。

表3

	c″	d″	e″	f″	g″	h″	l″	m″	n″
										轨道宽度Tw(μm)	0.25	0.25	0.2	0.15	0.15	0.12	0.15	0.15	0.12
薄膜厚度(μm)	0.3	0.2	0.2	0.2	0.15	0.12	0.2	0.15	0.12
										颈部高度NH(μm)	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.2	0.2	0.2

在这个例子中，在图5中，形成凹陷部分100，使得h为颈部高度NH的大约1/4，w为轨道宽度Tw的大约3/4或更多(即，几乎等于Tw)。磁极片31的软磁薄膜由CoFeNi组成。可以使用例如CoFe，CoFeN，NbFeNi，FeTaZr或FeTaN，而不是CoFeNi。此外，添加的元素可以进一步与这些磁材料混合以作为主成分。

图10的图表示出了组合样本(c″)到样本(h″)和样本(l″)到样本(n″)的磁极片(没有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的位置误差和重复次数的结果。如图10所示，可以发现，在所有样本中，定位误差保存稳定。也就是说，在这个例子中，即使对于对比例子中随着记录次数的增加产生磁头定位相关故障的轨道宽度，无论记录次数如何，均能够连续执行稳定的定位操作。

此外，即使这些样本与其软磁底层更薄的盘(B)组合，仍然可类似地用全部磁头执行稳定的定位操作。因此，可以发现，在磁极片31中形成凹陷部分100允许稳定定位控制，这几乎适用于磁盘的软磁薄膜的各种厚度。可以认为，获得这种效果的原因在于，在磁极片31的侧面形成凹陷部分100产生了形状磁性各向异性。

图11示意性地示出了图5的磁极片31中产生的磁矩的方向。在图11中，当磁矩尝试指向介质时，在凹陷部分100的表面出现磁荷，从而增加静磁能。因此，磁矩变得易于指向平行于凹陷部分100的方向。随着磁矩更加接近凹陷部分100，这个趋势增加。结果，抑制了在磁极片31处产生的指向介质的残留磁化分量，从而改进了非记录操作中磁极片31的稳定性。

总之，在第一实施例中，以凹陷部分与盘介质2的记录表面平行并且沿纵向延伸的方式在写头的磁极片31的侧面中形成凹陷部分100。通过如此，在磁极片31中产生形状各向异性，从而在非记录操作中控制磁极片31的顶端处的磁矩的方向。这抑制了从磁极片31指向介质的残留磁化分量，从而防止残留磁场泄漏到介质，这有助于实现保证记录信息的更高稳定性的高可靠垂直记录磁头。

具体地，根据第一实施例，即使使用其轨道宽度为0.3微米或更小，其极厚度为0.2微米或更小，并且其颈部高度大于轨道宽度的磁极片31，仍然能够抑制非记录操作中的不稳定，使得能够提供高可靠的垂直磁记录和还原设备。因此，即使在窄轨道记录中，也能够稳定地存储记录介质上记录的信息。

[第二实施例]

下面说明本发明的第二实施例。在第二实施例中，象在图5中那样在磁极片31的相同侧面中形成凹陷部分100。如表4所示，准备样本(e″1)到样本(e″6)，其使得相对于表1中的样本(e)改变h和w(即，轨道宽度Tw＝0.2微米，极厚度PT＝0.2微米，颈部高度NH＝0.3微米)。接着针对每个样本测量头定位误差量。

表4

	e″1	e″2	e″3	e″4	e″5	e″6
							h(μm)	0.07	0.07	0.1	0.1	0.15	0.15
w(μm)	0.14	0.1	0.14	0.1	0.14	0.1

图12的图表示出了组合样本(e″1)到样本(e″6)的磁极片(没有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的位置误差和重复次数的结果。从图12中可以发现，虽然在凹陷部分100更加远离面对介质的侧面并且具有更窄宽度的样本(e″4)到样本(e″6)中定位误差略大，然而象在第一实施例中那样仍然能够连续维持稳定定位操作，而无论记录次数如何。此外，即使与具有更薄软磁底层的盘(B)组合，仍然可针对全部磁头执行同样稳定的定位操作。因此，可以发现，在第二实施例中，也能够稳定定位控制，这几乎适用于磁盘的软磁薄膜的各种厚度。

在样本(e″4)到样本(e″6)中，可以认为，由于缩短凹陷部分导致提供形状各向异性的效果的降低，和凹陷部分进一步远离面对介质侧导致控制面对介质侧附近的磁化方向的效果的降低，定位误差增加。因此，为通过充分抑制磁极片31中指向介质的残留磁化分量来保证非记录操作中磁极片31的足够稳定性，有效的方法是使凹陷部分100的高度h等于或小于颈部高度NH的一半，并且凹陷部分100的长度w等于或小于轨道宽度Tw的一半。

此外，作为在相似条件下进一步调查的结果，在10000次记录和还原测试之后对伺服信号的幅度的检查表明，在样本(e″4)到样本(e″6)中每轮的幅度有10％的变化。相反，在样本(e″1)到样本(e″3)中，每轮的幅度变化降低到7％或更小。因此可以发现，在某种程度上第二实施例具有抑制幅度变化的效果。

[第三实施例]

图13的透视图示出了图3的磁极片31的第三实施例。

在第三实施例中，在垂直于盘介质2的轨道宽度方向的侧面，即在位长方向形成凹陷部分100。象在图5中那样，凹陷部分100平行于盘介质2的记录表面并且具有纵向。在第三实施例中，如图13所示，在表1的样本(e)中形成凹陷部分100(即，轨道宽度Tw＝0.2微米，极厚度PT＝0.2微米，并且颈部高度NH＝0.3微米)。接着，准备样本(e1)到样本(e6)，其使得如表5所示那样改变h和w。与第一实施例中相同的材料可以被用于每个样本的磁极片31的软磁薄膜的组成。接着针对每个样本测量头定位误差量。

表5

	e1	e2	e3	e4	e5	e6
							h(μm)	0.07	0.07	0.1	0.1	0.15	0.15
w(μm)	0.14	0.1	0.14	0.1	0.14	0.1

图14的图表示出了组合样本(e1)到样本(e6)的磁极片(没有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的位置误差和重复次数的结果。从图14中可以发现，虽然在凹陷部分100更加远离面对介质侧并且具有更窄宽度的样本(e4)到样本(e6)中定位误差略大，然而象在第二实施例中那样仍然能够连续维持稳定定位操作，而无论记录次数如何。此外，即使与盘(B)组合，仍然可针对全部磁头执行同样稳定的定位操作。因此，可以发现，在第三实施例中，也能够稳定定位控制，这几乎适用于磁盘的软磁薄膜的各种厚度。

相反，在样本(e4)到样本(e6)中，可以认为由于形状各向异性的降低，定位误差增加。因此，为通过充分抑制磁极片31中指向介质的残留磁化分量来保证非记录操作中磁极片31的足够稳定性，有效的方法是使凹陷部分100的高度h等于或小于颈部高度NH的一半，并且凹陷部分100的长度w等于或小于轨道宽度Tw的一半。

此外，作为在相似条件下进一步调查的结果，在10000次记录和还原测试之后对伺服信号的幅度的检查表明，在样本(e4)到样本(e6)中每轮的幅度有10％的变化。相反，在样本(e1)到样本(e3)中，每轮的幅度变化降低到7％或更小。因此可以发现，在某种程度上第三实施例具有抑制幅度变化的效果。

此外，在第三实施例中，在图13示出的位置形成凹陷部分100可改进记录和还原特性(包含记录分辨率和介质噪声)，并且使得表面记录密度高于图5的情况。与图5比较，由于在决定位的边界的侧面没有凹陷部分，记录磁极中的磁矩更加易于垂直指向位之间的磁化转变区域。因此，可以使磁化转变区域中的写入角度更加尖锐。

[第四实施例]

图15的透视图示出了图3的磁极片31的第四实施例。在第四实施例中，在磁极片31的平行于盘介质2的轨道宽度方向的侧面中形成凹陷部分100a，并且在垂直于轨道宽度方向的侧面中形成凹陷部分100b。令纵向上凹陷部分100a，100b的长度分别为w1和w2。假定每个w1和w2等于或大于轨道宽度Tw的大约一半。其中形成凹陷部分100a，100b的位置分别由h1和h2表示。假定每个h1和h2为颈部高度NH的大约三分之一。表6中列出了第四实施例中执行的试验中使用的样本的尺寸。除了形成凹陷部分100a，100b之外，样本(c″″)到样本(h″″)和样本(l″″)到样本(n″″)与样本(c)到样本(h)和样本(l)到样本(n)相同。与第三实施例中相同的材料可以被用于每个样本的磁极片31的软磁薄膜的组成。接着针对每个样本测量头定位误差量。

表6

	c″″	d″″	e″″	f″″	g″″	h″″	l″″	m″″	n″″
										轨道宽度Tw(μm)	0.25	0.25	0.2	0.15	0.15	0.12	0.15	0.15	0.12
薄膜厚度(μm)	0.3	0.2	0.2	0.2	0.15	0.12	0.2	0.15	0.12
										颈部高度NH(μm)	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.2	0.2	0.2

图16的图表示出了组合样本(c″″)到样本(n″″)的磁极片(没有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的位置误差和重复次数的结果。如图16所示，针对全部样本能够获得等于或小于12纳米的定位误差。另外，在每个样本中，无论记录次数如何，误差量没有增加。

此外，即使与盘(B)组合，仍然可针对全部磁头执行同样稳定的定位操作。因此，可以发现，在第四实施例中，也能够稳定定位控制，这几乎适用于磁盘的软磁薄膜的各种厚度。

在第四实施例中，考虑到形状各向异性，可以认为，凹陷部分100a，100b的位置和长度提供了使指向介质的残留磁化分量比在图5和13的每个的结构中更加易于产生的条件(h：1/4→1/3，w：3/4→1/2)。虽然如此，然而测量定位误差的结果往往得到改进。由此可以认为，在磁极片31的轨道宽度方向侧和位长方向侧形成凹陷部分100a，100b具有在非记录操作中改进磁极片31的稳定性的效果。

[第五实施例]

图17的透视图示出了图3的磁极片31的第五实施例。在第五实施例中，在磁极片31的平行于盘介质2的轨道宽度方向的侧面中形成凹陷部分100c，100d。令其中形成凹陷部分100c的位置为h1。假定在更远离盘介质2、与凹陷部分100c相距距离h2的位置中形成凹陷部分100d。在图17中，令h1为颈部高度NH的大约四分之一，h2为颈部高度NH的大约一半。令每个凹陷部分100c，100d的长度w等于或大于轨道宽度Tw的大约一半。

在第五实施例中，除了形成凹陷部分100c，100d之外，使用与样本(c)到样本(h)和样本(l)到样本(n)相同的样本。与第一到第四实施例中相同的材料可以被用于每个样本的磁极片31的软磁薄膜的组成。接着针对每个样本测量头定位误差量。

作为组合每个样本(c)到样本(h)和样本(l)到样本(n)的磁极片(具有凹陷部分)与盘(A)并且测量记录和还原的位置误差和重复次数的结果，获得与图16几乎相同的图表。即，针对全部样本能够获得等于或小于12纳米的定位误差。在每个样本中，无论记录次数如何，误差量没有增加。另外，即使与盘(B)组合，仍然可针对全部磁头执行同样稳定的定位操作。因此，可以发现，在第五实施例中，也能够稳定定位控制，这几乎适用于磁盘的软磁薄膜的各种厚度。

在第五实施例中，考虑到形状各向异性，可以认为，凹陷部分100c，100d的位置和长度提供了使指向介质的残留磁化分量比在图5和13的每个的结构中更加易于产生的条件(w：3/4→1/2)。虽然如此，然而测量定位误差的结果往往得到改进。由此可以认为，在磁极片31的轨道宽度方向侧和位长方向侧形成2个凹陷部分100c，100d具有在非记录操作中改进磁极片31的稳定性的效果。

此外，在第五实施例中，对使得在磁极片31的垂直于盘介质2的轨道宽度方向的侧面(即，在位长方向)中形成2个凹陷部分的样本执行相似试验，并且h1，h2和w与图17相同。结果与当在磁极片31的平行于盘介质2的轨道宽度方向的侧面中形成凹陷部分100c，100d时的结果相同。

因此，在相同侧面中形成凹陷部分可以被认为具有在非记录操作中改进磁极片31的稳定性的效果，而无论是在轨道宽度方向还是位长方向的侧面中形成凹陷部分。另外，可以考虑凹陷部分的宽度的影响。当形成两个或更多凹陷部分时，可以看到更大的影响。

在每个上述实施例中，期望轨道宽度方向上磁极片31的宽度为0.3微米或更小。其原因是为了进一步降低非记录操作中指向盘介质2的残留磁化分量仍然存在的可能性。另外，在每个上述实施例中，期望使颈部高度NH长于记录磁极宽度。在这种情况下，其原因也是为了进一步降低非记录操作中指向盘介质2的残留磁化分量仍然存在的可能性。

此外，在每个实施例中，当磁极片31的顶端被设计成将非磁性中间层的堆叠结构夹在软磁薄膜之间时，可以获得比单层在静磁方面更加稳定的状态。另外，在每个实施例中，通过在磁极片31上与盘介质2的面对侧相距的距离等于或小于颈部高度的一半的位置形成凹陷部分，能够进一步增加抑制残留磁化分量的效果。此外，在每个实施例中，通过使纵向上凹陷部分的长度等于或小于磁极片31的宽度Tw的一半，能够进一步增加抑制残留磁化分量的效果。

如上所述，通过使用每个实施例中示出的各种磁头，使得能够抑制窄轨道磁头在非记录操作中的不稳定导致的记录信息的紊乱，因此提供更加高可靠的垂直磁记录设备。

本发明不局限于上述实施例。例如，可以形成凸起部分而不是凹陷部分。概括地说，只需在磁极片31的顶端产生形状各向异性。凹陷部分的数量不局限于1或2。由于在凹陷部分数量和磁记录能力之间存在折衷，凹陷部分的数量预计具有最优数值。根据最优数值，应当形成最优数量的凹陷部分。

此外，在每个实施例中，由于处理单元的能力，凹陷部分的宽度的下限为大约20纳米。由于难以评估深度，深度的限制不清楚。然而能够预计足够的效果，假定宽度和深度处于例如5到50纳米的范围内。

另外，本发明不直接局限于上述实施例，并且在不偏离本发明实质或必要特征的前提下可以通过其它方式实践或实施。此外，通过实施例中公开的多个组成部分的组合可得到各种发明。例如，可以从一个实施例中使用的全部组成部分中排除某些组成部分。此外，可以适当组合在两个或更多实施例中使用的组成部分。

Claims (15)

1.一种通过垂直磁记录方法在记录介质上记录信息的磁记录头，该磁记录头的特征在于包括：

磁极片(31)，其产生垂直于记录介质的记录表面的记录磁通量，并且包含平行于记录介质的轨道宽度方向的侧面，和

凹陷部分(100)，其被做成在平行于记录介质的轨道宽度方向的侧面中凹陷，以便具有平行于记录表面的纵向，其中记录介质的轨道宽度方向上的磁极片的长度等于0.3微米或更小。

2.一种通过垂直磁记录方法在记录介质上记录信息的磁记录头，该磁记录头的特征在于包括：

磁极片(31)，其产生垂直于记录介质的记录表面的记录磁通量，并且包含垂直于记录介质的轨道宽度方向的侧面，和

凹陷部分(100)，其在垂直于记录介质的轨道宽度方向的侧面中以凹陷方式形成，以便具有平行于记录表面的纵向。

3.如权利要求2所述的磁记录头，其特征在于记录介质的轨道宽度方向上磁极片(31)的长度等于或小于0.3微米。

4.如权利要求1或2所述的磁记录头，其特征在于记录介质的轨道宽度方向上磁极片(31)的长度小于其中产生记录磁通量的方向上磁极片(31)的长度。

5.如权利要求1或2所述的磁记录头，其特征在于纵向上凹陷部分(100)的长度大于其中在与记录表面平行的方向上形成凹陷部分(100)的侧面的长度的一半。

6.如权利要求1或2所述的磁记录头，其特征在于在相同侧面中形成凹陷部分(100)的多个单元。

7.如权利要求1或2所述的磁记录头，其特征在于以凹陷部分(100)比其中产生记录磁通量的方向上磁极片的长度的中点更加接近记录介质的方式，在侧面中形成凹陷部分(100)。

8.如权利要求1或2所述的磁记录头，其特征在于磁极片至少在记录介质的附近具有使得非磁性中间层(300b)介于多个软磁薄膜(300a)之间的堆叠结构。

9.一种磁头悬挂组件，其特征在于包括根据权利要求1到权利要求8中的任何一个的磁记录头，和以磁头面对记录介质的记录表面的方式支持磁头的支持机构。

10.一种磁记录设备，其特征在于包括根据权利要求1到权利要求8中的任何一个的磁记录头，并且使用磁记录头在记录介质上记录信息。

11.如权利要求10所述的磁记录设备，其特征在于记录介质包含软磁底层(41)，和在软磁底层(41)上堆叠的垂直取向的磁记录层(42)。

12.一种复合头，其特征在于包括：

根据权利要求1到权利要求8中的任何一个的磁记录头；

使用磁记录头读取记录介质上记录的信息的还原头；和

滑动机构，在其上安装有磁记录头和还原头，并且该滑动机构相对于记录表面滑动磁记录头和还原头。

13.一种磁头悬挂组件，其特征在于包括根据权利要求12的复合头，和以复合头面对磁记录介质的记录表面的方式支持复合头的支持机构。

14.一种磁记录和还原设备，其特征在于包括根据权利要求12的复合头，并且使用复合头在记录介质上记录信息，以及使用复合头读取记录的信息。

15.如权利要求14所述的磁记录和还原设备，其特征在于记录介质包含软磁底层(41)，和在软磁底层(41)上堆叠的垂直取向的磁记录层(42)。

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