KR20020018122A - 자기 기록 헤드, 자기 재생 헤드, 자기 기록 장치 및 자기재생 장치 - Google Patents

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KR20020018122A
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Abstract

자기 기록 헤드, 자기 재생 헤드, 상기 자기 기록 헤드를 포함하는 자기 기록 장치, 및 상기 자기 재생 헤드를 포함하는 자기 재생 장치가 기술된다. 자기 재생 헤드는 매체에 면한 면에 자기 갭을 가지고, 강자성 물질의 한 쌍의 자기 요크, 자기저항 효과막, 및 한 쌍의 바이어싱막을 포함한다. 상기 한 쌍의 자기 요크 중 하나는 상기 매체에 면한 면에 자기 팁, 및 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고 상기 자기 팁에 자기 결합된 배면부를 가진다. 상기 자기 팁은 상기 매체에 면한 면에 트랙 폭 방향으로 제1 폭을 형성하고, 상기 배면부는 트랙 폭 방향으로 제1 폭보다 더 큰 제2 폭을 형성한다. 상기 자기저항 효과막은 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고 강자성 물질의 상기 한 쌍의 자기 요크에 자기 결합된다. 상기 한 쌍의 바이어싱막은 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고 상기 한 쌍의 바이어싱막 중 하나는, 상기 배면부에 인접하게 배치된 경질의 자기 물질층 또는 상기 배면부와 접촉하게 배치된 반강자성 물질층을 포함한다. 상기 자기 팁은 상기 자기 바이어싱막으로부터 적절한 크기의 자기 바이어싱이 공급되고, 상기 자기 팁 내에서의 자기 영역이 충분히 제어될 수 있게 된다.

Description

자기 기록 헤드, 자기 재생 헤드, 자기 기록 장치 및 자기 재생 장치{A MAGNETIC RECORDING HEAD, A MAGNETIC REPRODUCING HEAD, A MAGNETIC RECORDING APPARATUS, AND A MAGNETIC REPRODUCING APPARATUS}
본 출원은 내용 전체가 참조로써 본 명세서와 합체된, 2000년 8월 31일자로 출원된 일본 특허출원 제2000-263840호로부터 우선권을 주장한다.
본 발명은 자기 기록 및 재생 헤드와 자기 기록 및 재생 장치에 관한 것으로, 특히 자기 코어를 포함하는 자기 기록 헤드, 자기 요크를 포함하는 자기 재생 헤드, 상기 자기 기록 헤드를 가지는 자기 기록 장치 및 자기 재생 헤드를 가지는 자기 재생 장치에 관한 것이다.
자기 기록 및 재생 장치에서, 자기 기록 매체는 자기 기록 매체 상에 자기 기록 비트의 자기화 방향으로 자기 정보를 저장한다. 따라서, 상기 자기 기록 매체의 각 자기 기록 비트는 자기화 정보를 안정적으로 유지해야 하며, 큰 자기화 비트가 자기 정보의 안정적 유지에 바람직하다. 그러나, 고밀도 자기 기록 및 재생 기술을 위하여 더욱 협소한 트랙 폭 및 각 자기 기록 비트의 트랙 길이 방향에서의 더욱 짧은 비트 길이가 필요하다. 상기 자기 기록 매체의 그런 작은 기록 비트는 큰 탈자기화장을 가질 것이고, 각 기록 비트의 기록된 자기화가 불안정할 것이며, 재생된 신호 출력이 감소할 것이다.
자기 기록 매체 상에 기록된 자기 정보를 재생하기 위해, 몇몇 자기저항 효과(MagnetoResistance effect, MR) 헤드들이 제안되었다. 스핀 밸브 자이언트 자기저항 효과(Spin Valve Giant MagnetoResistance effect, SV-GMR) 헤드는 상기 MR 헤드의 하나이며, 자기 비결합 강자성층들이 2개 층의 자기화 사이의 각의 코사인 값으로 변화하는 것으로 관찰되는 메커니즘을 활용하며, 전류 흐름의 방향에 독립적이다. 상기 SV-GMR 헤드는 비등방성 자기저항 효과(Anisotropic MagnetoResistance effect, AMR) 헤드보다 재생시 더 높은 신호 출력을 얻을 수 있다. 상기 SV-GMR은 미국 특허 제 5,206,590호에 기술되어 있다.
터널 자기저항 효과(Tunnel MagnetoResistance effect, TMR)로 불리는 또다른 메커니즘을 이용하는 다른 MR 헤드가 또한 보고되어 있다. 상기 메커니즘은 강자성층, 유전 터널 장벽층 및 강자성층을 포함하는 구조에 의해 얻어지며, 상기 SV-GMR 헤드보다 더 높은 재생 신호 출력을 실현하는 것으로 예상된다.
각 MR 헤드는 상기 자기 기록 매체에 면한 면에서 자기 갭을 가지며, 작은 자기 기록 비트를 얻기 위하여 트랙 길이 방향에서 더 짧은 자기 갭 길이를 필요로 한다. 그러나 각 헤드는 매체에 면한 면에서의 자기 갭에서 MR소자를 가지며, 그 갭은 최소 길이 마진을 가져야 한다. 예를 들면, 상기 SV-GMR 및 TMR 헤드는 약 100 나노미터의 최소 자기 갭 길이를 필요로 한다. 매체에 면한 면에서 상기 MR 소자를 가지는 각 MR 헤드는 차폐 MR 헤드로 불려진다.
고밀도 자기 기록 및 재생을 위해 상기 자기 헤드와 상기 자기 기록 매체 사이에 낮은 이동 높이가 또한 필요하며, 낮은 이동 높이는 자기 헤드와 자기 기록 매체 사이의 충돌 횟수를 증가시킨다. 증가된 충돌 횟수는, 매체에 면한 면에 배치된 상기 MR 소자의, 열 애스페리티(Thermal Asperity)(TA) 노이즈 등과 같은, 불규칙적인 자기저항을 생성시킨다.
각 차폐 자기 기록 및 재생 헤드는 상기 TA 노이즈 뿐만 아니라 상술된 최소 갭 길이 마진을 가지며, 이에 비추어 자기 갭 길이를 더욱 짧게 하고 TA 노이즈을 감소시키기 위하여 한 쌍의 자기 요크를 사용하는 자기 헤드가 개발되어 왔다. 상기 자기 헤드에서 상기 한 쌍의 자기 요크는 매체에 면한 면으로부터 매체에 면한 면에서 후퇴된 영역으로 연장되며, 매체에 면한 면으로부터 후퇴된 영역 상에 배치된 MR 소자에 상기 한 쌍의 자기 요크가 자기 결합되는 후퇴된 영역으로 신호 자기장을 이동시킨다.
상기 한 쌍의 자기 요크를 이용하는 자기 재생 헤드는 상기 MR 소자가 상기 한 쌍의 자기 요크의 배면 상에 배치될 수 있으므로 상기 MR 소자의 전체 몸체가매체에 면한 면 근처에 배치되는 이점을 가진다. 상기 한 쌍의 자기 요크의 상기 배면은 매체에 면한 면에 평행이다.
상기 한 쌍의 자기 요크의 배면 상에 배치된 상기 MR 소자를 가지는 상기 자기 재생 헤드는 소위 수평 또는 평면 자기 재생 헤드이다. 상기 평면 자기 헤드는 상기 한 쌍의 자기 요크 및 MR 소자를 가진다. 상기 한 쌍의 자기 요크 각각은 매체에 면한 면으로부터 매체에 면한 면에 평행하는 배면으로 연장된다. 상기 평면 자기 재생 헤드는 미국 특허 제5,274,521호에 기재되어 있다.
상기 평면 자기 재생 헤드는 통상 기판 상에 상기 한 쌍의 자기 요크를 형성하고, 상기 한 쌍의 자기 요크의 상단면 상에 상기 MR 소자를 형성하고, 상기 자기 요크 및 상기 MR 소자로부터 상기 기판을 제거 및 분리하는 것을 통하여 제조된다. 상기 기판에 면하는 상기 한 쌍의 자기 요크의 표면은 매체에 면하는 면이며, 상기 자기 요크의 상단면은 배면이다.
상기 평면 자기 재생 헤드는 상기 한 쌍의 자기 요크 내에 생성된 자기 영역 벽에 의해 발생된 재생 노이즈를 가질 수 있고, 상기 한 쌍의 자기 요크 내에 잔여 자기화에 의해 자기 기록 매체에 예기치 않은 자기장을 발생시킬 수 있다. 그러한 재생 노이즈는 상기 자기 요크로 전류의 자기 작용을 생성시켜 상기 한 쌍의 자기 요크 내의 상기 자기 영역 벽을 억제하기 위하여 상기 한 쌍의 자기 요크 및 도체층에 바이어스 자기장을 제공함으로써 자기 영역을 제어함에 의해 억제된다. 그러한 자기 영역 제어는 미국 특허 제5,274,521호에 기재되어 있다. 평면 자기 재생 헤드에서 높은 기록 및 재생 밀도를 위한 상기 한 쌍의 자기 요크의 각 팁들은 약1평방 마이크로미터 이하이어야 하고, 작은 자기 요크 팁의 영역 제어가 불완전할 수 있다.
본 발명의 목적은 종래의 기술에서의 상기 문제점을 해결하고자 하는 것이며, 자기 영역 제어된 요크 또는 코어를 포함하는 자기 헤드 및 이러한 자기 헤드를 구비한 자기 정보 기록 및/또는 재생 장치를 제공하고자 하는 것이다.
제1 태양에서, 본 발명의 일 실시예는 매체에 면한 면에 자기 갭을 가지는 자기 재생 헤드를 제공한다. 상기 자기 재생 헤드는 강자성 물질의 한 쌍의 자기 요크, 자기저항 효과막 및 한 쌍의 바이어싱막을 포함한다. 상기 한 쌍의 자기 요크 중 하나는 매체에 면한 면에 자기 팁 및 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고 상기 자기 팁에 자기 결합된 배면부를 가진다. 상기 자기 팁은 상기 매체에 면한 면에 트랙 폭 방향으로 제1 폭이 형성되고, 상기 배면부는 트랙 폭 방향으로 제2 폭이 형성된다. 상기 제2 폭은 제1 폭보다 더 넓다. 상기 자기저항 효과막은 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고 상기 한 쌍의 강자성 물질의 요크에 자기 결합된다. 상기 한 쌍의 바이어싱막 중 하나는 상기 배면부 근처에 배치된 경질의 자기 물질층 또는 상기 배면부에 접촉되게 배치된 반강자성 물질층을 포함한다.
제2 태양에서, 본 발명의 일 실시예는 매체에 면한 면에 자기 갭을 형성한 자기 기록 헤드를 제공한다. 상기 자기 기록 헤드는 강자성 물질로 된 한 쌍의 자기 코어를 가지며, 상기 한 쌍의 자기 코어 중 하나는 상기 매체에 면한 면에 자기팁을 가지고, 배면부는 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있으며 상기 자기 팁에 자기 결합된다. 상기 자기 팁은 상기 매체에 면한 면에 트랙 폭 방향으로 제1 폭을 형성하고, 상기 배면부는 상기 트랙 폭 방향으로 제2 폭을 형성한다. 상기 제2 폭은 상기 제1 폭보다 더 넓다. 상기 자기 기록 헤드는 기록 코일을 가지며 상기 기록 코일에서의 전류 흐름으로 인한 자기 기록장을 제공하고 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있다. 상기 자기 기록 헤드는 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴된 한 쌍의 바이어싱막을 가지고, 상기 한 쌍의 바이어싱막 중 하나는 상기 배면부에 인접한 경질의 자기 물질층 또는 상기 배면부에 접촉한 반강자성 물질층을 포함한다.
본 발명의 제1 및 제2 태양에 따른 상기 자기 재생 및 기록 헤드는 자기 재생 장치, 예를 들면 하드 디스크 드라이브(HDD) 상에 로딩될 수 있다.
본 발명의 본 실시예들의 제1 및 제2 태양에 따르면, 상기 자기 팁에는 상기 자기 바이어싱막으로부터의 적절한 크기의 자기 바이어싱이 공급되고, 상기 자기 팁 내에서 자기 영역이 충분히 제어될 수 있다. 본 발명의 본 실시예의 제1 및 제2 태양에 따르면, 상기 자기 바이어싱막은 상기 배면부 근처에 정렬되고, 자기 바이어싱은 더 작은 마진 영역을 갖도록 (마진 영역이 없도록) 정렬된다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 재생 헤드를 도시하는 단면도.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른, 도1에 도시된 자기 재생 헤드의 A-A선을 따른 단면도.
도3은 본 발명의 변형 실시예에 따른 자기 헤드를 도시하는 단면도.
도4는 본 발명의 제2 변형 실시예에 따른 자기 헤드를 도시하는 단면도.
도5는 본 발명의 제3 변형 실시예에 따른 자기 헤드를 도시하는 단면도.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 기록 헤드를 도시하는 단면도.
도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른, 도6에 도시된 자기 기록 헤드의 A-A선을 따른 단면도.
도8a 내지 도8g는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기 재생 헤드 제조방법을 도시하는 단면도.
도9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 헤드 짐벌(gimbal) 조립체를 도시하는 조감도.
도10은 본 발명의 제4 실시예에 따른, 도9에 도시된 헤드 짐벌 조립체로 로딩되는 하드 디스크 드라이브를 도시하는 조감도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 자기 요크
1a, 1b : 제1 자기 요크 팁
2a, 2b : 제2 자기 요크 팁
3a, 3b : 자기 바이어싱막
10 : 절연막
11 : 자기 갭
21 : 제1 메인 코어
25 : 보조 자기 코어
26 : 기록 코일
여러 태양에서, 본 발명은 자기 기록 헤드, 자기 재생 헤드, 상기 자기 기록 헤드를 포함하는 자기 기록 장치 및 상기 자기 재생 헤드를 포함하는 자기 재생 장치에 관한 것이다. 상기 자기 기록 헤드는 그 각각의 자기 코어에 인접하게 배치된 한 쌍의 바이어싱막을 가지는 한 쌍의 자기 코어를 포함한다. 상기 자기 재생 헤드는 MR 소자 및 한 쌍의 바이어싱막을 각각 인접하게 배치한 한 쌍의 자기 요크를 포함한다.
상기 자기 재생 헤드의 상기 한 쌍의 자기 요크 중 하나는 적어도 두 부분을 가진다. 상기 자기 요크의 한 부분은 상기 자기 재생 헤드의 매체에 면한 면 상에 배치된 자기 요크 팁이며, 상기 자기 요크의 다른 부분은 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고 상기 자기 요크 팁에 자기 결합된 배면부이다. 자기 요크의 상기 배면부는 상기 자기 요크 팁의 배면부의 폭보다 더 넓고 상기 배면부에 인접하게 배치된 자기 바이어싱막을 구비한다.
상기 자기 기록 헤드의 한 쌍의 자기 코어 중 하나는 적어도 두 부분을 가진다. 상기 자기 코어의 한 부분은 상기 자기 기록 헤드의 매체에 면한 면 상에 배치된 자기 코어 팁이며, 상기 자기 코어의 또다른 부분은 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고 상기 자기 코어 팁과 자기 결합된 배면부이다. 상기 자기 코어의 배면부는 상기 자기 코어 팁의 배면부보다 폭이 더 넓고 상기 배면부에 인접하게 배치된 자기 바이어싱막을 구비한다.
제1 실시예
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 재생 헤드의 트랙 폭 방향에서의 개략 단면도이다. 도2는 도1에 도시된 트랙 폭 방향에 대략 수직인 트랙 길이 방향에서의 개략 단면도이다. 도1의 단면도는 도2에 도시된 B-B선을 따른 도이며, 도2의 단면도는 도1에 도시된 A-A선을 따른 도이다.
도1에 도시된 구조는 자기 요크(1), 한 쌍의 바이어싱막(3a, 3b), 절연막(5, 10) 및 트렌치(7)를 포함한다. 도1에 도시된 상기 자기 요크(1)는 매체에 면한 면(C)에 제1 자기 요크 팁을 가지며, 매체에 면한 면(C)으로부터 후퇴된 제1 배면부(1b)를 가진다. 도1에 도시된 상기 제1 자기 요크 팁(1a)은 자기 기록 매체의 트랙 폭 방향에 대략 평행한 트랙 폭(Wg)을 가진다.
도2에 도시된 구조는 자기 요크(1) 및 또다른 자기 요크(2)를 가지는 한 쌍의 자기 요크, MR 소자, 절연막(5, 10), 트렌치(7) 및 자기 갭(11)을 포함한다. 도2에 도시된 매체에 면한 면(C)에서 상기 자기 요크(1, 2) 사이에 배치된 상기 자기 갭(11)은 자기 기록 매체의 트랙 길이 방향에 대략 평행한 자기 갭 길이(Lg)를 가진다.
도2에 도시된 상기 MR 소자는 하부 전극(9a), 상기 하부 전극(9a) 상에 배치된 MR 막(9b), 및 상기 MR 막(9b) 상에 배치된 상부 전극(9c)를 가진다. 상기 MR 막(9b)는 하부 및 상부 전극(9a, 9c)에 전기 결합된다.
도2에 도시된 제2 자기 요크(2)는, 매체에 면한 면(C)에 배치된 제2 자기 요크 팁(2a) 및 매체에 면한 면(C)으로부터 후퇴되어 있고 상기 제2 자기 요크 팁(2a)에 자기 결합되는 제2 배면부(2b)를 포함한다.
도1 및 도2에서 점선은 제1 자기 요크 팁(1a)과 자기 요크의 제1 배면부(1b) 사이, 및 제2 자기 요크 팁(2a)과 자기 요크의 제2 배면부(2b) 사이의 각 경계를 도시한다.
신호 자기장은 제1 및 제2 자기 요크 팁(1a, 2a)에 의해 매체에 면한 면(C)에서 픽업되어 자기 요크의 제1 및 제2 배면부(1b, 2b)로 이동될 수 있고 상기 MR 막(9b)에 제공될 수 있다.
도2에 도시된 제1 및 제2 자기 요크 팁(1a, 2a)은 매체에 면한 면(C)에 배치되며 자기 갭(11)은 상기 한 쌍의 자기 요크 팁(1a, 2a) 사이에 배치된다. 본 발명의 본 실시예의 상기 자기 헤드가 그 동작 중에 기록 매체 상부에서 이동할 경우, 매체에 면한 면(C)은 공기를 통하여 기록 매체로부터 일정한 간격으로 유지되며, 상기 매체에 면한 면은 에어 베어링 면(ABS)으로 불려지기도 한다. 본 발명의 본 실시예의 자기 헤드가 동작 중 자기 기록 매체와 접촉하는 경우, 매체에 면한 면(C)은 그것의 동작 중 자기 기록 매체와의 접촉을 유지한다. 상기 이동하는 또는 접촉한 자기 헤드들 모두의 상기 매체에 면한 면(C)은 보호막으로 덮힐 수 있다. 상기 보호막은 상기 한 쌍의 자기 요크 팁이 상기 자기 기록 매체와의 충돌 또는 접촉에 의해 질이 저하되는 것을 막는다.
도1에 도시된 제1 자기 요크 팁(1a)은 트랙 폭(Wg)을 가지며 자기 요크의 제1 배면부(1b)는 상기 트랙 폭(Wg)보다 트랙 폭 방향으로 더 넓은 폭을 가질 수 있다. 도1에 도시된 자기 요크(1)가 제1 자기 요크 팁(1a) 및 자기 요크의 제1 배면부(1b)로 구성될 경우, 자기 요크(1)는 트랙 폭 방향에 평행하며 대략 T 형상인 단면 구조를 가질 수 있다.
도2에 도시된 제2 자기 요크 팁(2a)은 상기 트랙 폭(Wg)과 대략 동일한 트랙 폭을 가질 수 있으며, 자기 요크의 제2 배면부(2b)는 제2 자기 요크 팁(2a)의 트랙 폭보다 트랙 폭 방향으로 더 넓은 폭을 가질 수 있다. 도2에 도시된 자기 요크(2)가 제1 자기 요크 팁(2a) 및 자기 요크의 제1 배면부(1b)로 구성될 경우, 자기 요크(2)는 트랙 폭 방향에 평행하며 대략 T 형상인 단면 구조를 가질 수 있다.
상기 각각의 한 쌍의 자기 요크(1, 2)는 강자성 물질막, 강자성 물질층들의 적층막, 또는 강자성 물질층 및 비자기 물질층으로 이루어진 적층막을 포함한다.
강자성 물질막 또는 강자성 물질층의 강자성 물질은 결정 강자성 물질(예를 들면, NiPe, FeTaN, FeCo) 또는 다른 공지된 결정 강자성 물질일 수 있다. 강자성 물질막 또는 강자성층의 강자성 물질은 또한 비결정 강자성 물질(예를 들면, CoZrNb) 또는 입자형 강자성 물질(예를 들면, CoFe-Al2O3)일 수 있다. 상기 입자형 강자성 물질은 강자성 물질의 그레인(예를 들면, CoFe) 및 강자성 물질의 상기 그레인을 둘러싸는 비자기 물질(예를 들면, Al2O3)을 가질 수 있다. 미세 결정 강자성 물질(예를 들면, FeTaN) 및 입자형 강자성 물질은 그들의 높은 포화 자기 플럭스 밀도 및 미세 연성 자기 특성 때문에 적합할 수 있다. 입자형 강자성 물질은 자기 헤드가 동작 중 자기 기록 매체와 접촉할 때, 제1 및 제2 자기 요크 팁(1a, 2a)에 적합할 수 있다.
적층막의 비자기층의 비자기 물질은 비자기 물질 또는 이 분야에서 주지된 합금일 수 있다.
상기 자기 재생 헤드가 슬라이더 상에서 자기 기록 헤드와 합성 형성될 경우, 상기 자기 재생 헤드의 자기 요크 및 상기 자기 기록 헤드의 자기 코어의 강자성 물질은 서로 다를 수 있으며, 각 강자성 물질은 각 헤드 특성에 적합하게 선택될 수 있다. 상기 합성 자기 기록 및 재생 헤드의 자기 요크 및 자기 코어의 강자성 물질이 또한 동일할 수 있고, 그리고 상기 자기 요크 및 자기 코어가 동일한 단계에서 형성될 수 있으며 그리하여 제조 비용이 감소될 수 있다.
도2에 도시된 자기 갭(11)은 비자기 물질, 예를 들면 비자기 절연 물질(예를 들면, SiO2Al2O3) 또는 비자기 전도성 물질(예를 들면, Si)을 포함한다.
도1에 도시된 상기 한 쌍의 자기 바이어싱막(3a, 3b)은 자기 요크의 제1 및 제2 배면부(1b, 2b)의 각 경사 측면 상에서 접하여 배치되어 자기 요크의 제1 및 제2 배면부(1b, 2b)에서의 자기 영역이 축소되도록 제어된다.
높은 기록 밀도, 예를 들면, 100 기가비트 퍼 스퀘어 인치(Gbpsi) 이상의 기록 밀도를 가지는 자기 기록 및 재생 장치의 경우, 트랙 폭(Wg)은 0.1 마이크로미터 내지 0.2 마이크로미터 범위일 수 있으며 트랙 길이(Lg)는 50 나노미터 이하일 수 있다. 매체에 면한 면으로부터 도2에 도시된 자기 재생 헤드의 MR막(9b) 또는 자기 기록 헤드의 자기 기록 코일까지의 간격은 또한 일정한 자기 플럭스 효율을 유지하기 위해 더 작아질 수 있으며 0.1 마이크로미터 이하일 수 있다.
제1 자기 요크 팁(1a)의 자기 영역 제어가 필요하며, 본 실시예에 따른 자기 바이어싱막(3a, 3b), 제1 자기 요크 팁(1a) 및 자기 요크의 제1 배면부(1b)의 정렬은 상기 자기 바이어싱막(3a, 3b)이 제1 자기 요크 팁(1a)에 적절하고 제어된 바이어스 자기장을 제공할 수 있게 한다. 상기 자기 바이어싱막(3b)은 또한 제1 배면부(1b) 근처에 정렬되고 그 정렬은 어렵지 않다. 상기 바이어싱막(3a)이 제1 자기요크 팁(1a) 근처에 배치되는 경우, 자기 바이어싱막(3a)의 자기 바이어싱은 제1 자기 요크 팁(1a)에는 너무 강할 수 있고 매체에 면한 면(C)에서의 마진 영역 때문에 매체에 면한 면(C) 근처에 자기 바이어싱막(3a)을 제공하는 것은 어려울 수 있다.
상기 제2 자기 요크 팁(2a)의 자기 영역 제어가 또한 필요할 수 있으며 자기 바이어싱막(3a, 3b)은 상기 자기 바이어싱막(3a)이 제2 자기 요크 팁(2a)에 적절하고 제어된 바이어스 자기장을 제공하도록 본 실시예에 따른 제2 배면부(2b)에 인접하여 배치되거나 그와 접촉상태로 배치될 수 있다.
각 상기 자기 바이어싱막(3a, 3b)은 경질의 자기 물질층(예를 들면, CoPt층) 또는 반강자성 물질층을 포함할 수 있다. 상기 경질의 자기 물질층은 자기장을 자기 바이어싱으로서 자기 요크의 제1 및 제2 배면부(1b, 2b)에 제공할 수 있다. 반강자성 물질층은 자기 요크의 제1 및 제2 배면부(1b, 2b)와 접촉상태로 배치될 수 있고, 자기 요크의 배면부(1b, 2b)와 교환 결합될 수 있으며, 따라서 자기 요크의 배면부(1b, 2b)에는 자기 바이어싱으로서 교환 결합장이 제공된다. 상기 반강자성 물질층의 반강자성 물질은 PtMn, IrMn, NiMn, FeMn, NiO, 또는 당해 기술 분야에서 주지된 다른 물질일 수 있다.
상기 한 쌍의 자기장 제공막(3a, 3b)의 경질의 자기층은 자기 요크의 상기 인접 제1 및 제2 배면부(1b, 2b)에 자기장(바이어스 자기장)을 제공할 수 있으며, 자기 요크(1, 2)에서 신호 자기화의 원활한 운동 또는 이동을 가능하게 한다. 자기 요크의 제1 및 제2 배면부(1b, 2b)의 교환 결합된 강자성 물질층은, 상기 자기요크(1, 2)에서의 신호 자기화의 원활한 운동 또는 이동도 이루어질 수 있도록, 자기 요크(1, 2)의 인접부에 바이어스 자기장도 제공한다.
상기 바이어스장의 크기 강도는 상기 한 쌍의 바이어싱막(3a, 3b)의 각각의 막 두께 및 도1에 도시된 상기 한 쌍의 자기 바이어싱막(3a, 3b) 사이의 간격(d)을 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
상기 자기 바이어싱막(3a, 3b)은 바이어스 자기장의 방향이 상기 자기 요크(1, 2)에서 기록 자기장 이동에 수직하도록, 그리고 상기 자기 요크(1, 2)에서의 잔여 자기화에 의해 발생되는 가능한 자기장이 재생 자기장에 거의 수직하도록, 그리고 자기 기록 매체 상에 기록된 자기화에 영향을 미치지 않도록, 상기 자기 요크(1, 2)에 대해 트랙 폭 방향에 평행한 방향으로 바이어스 자기장을 제공할 수 있다.
트랙 폭 방향에 평행한 방향으로의 바이어스 자기장은 자기 요크(1, 2)의 초기 자기화가 자기 요크(1, 2)에서의 재생 자기 플럭스 흐름에 수직으로 방향이 정해질 수 있기 때문에도 바람직하다. 자기 재생 신호는 자기화 회전 모드에서 자기 요크(1, 2) 내에서 이동될 수 있으므로 가능한 부분 자기 영역벽의 영역벽 이동은 심각한 노이즈을 제공하지 않게 된다.
자기 요크(1)에 대한 추가 부분이 적용 가능하며, 제1 자기 요크 팁(1a) 및 자기 요크의 제1 배면부(1b) 사이에 또는 자기 요크의 제1 배면부(1b) 상에 배치될 수 있다. 자기 요크(2)에 대한 또다른 추가 부분이 또한 적용 가능하며, 제2 자기 요크 팁(2a) 및 자기 요크의 제2 배면부(2b) 사이에 또는 자기 요크의 제2배면부(2b) 상에 배치될 수 있다.
제1 및 제2 자기 요크 팁(1a, 2a) 각각은 자기 요크의 대응하는 배면부(1b, 2b)와 다른 별개의 몸체로 형성될 수 있고 도1 및 도2에서의 점선에 의해 도시된 경계에서 분리될 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 자기 요크 팁(1a, 2a) 각각은 자기 요크의 대응하는 배면부(1b, 2b)와 자기적으로 결합된다. 제1 및 제2 자기 요크 팁(1a, 2a) 각각은 또한 자기 요크의 배면부(1b, 2b) 각각의 것과 동일한 몸체로 형성될 수 있고, 따라서 경계에서의 불연속 자기화 이동에 의한 불연속 바이어스 자기장이 억제될 수 있다.
도2에 도시된 상기 MR 소자(9)는 매체에 면한 면(C)으로부터 후퇴되어 있고, 상기 한 쌍의 자기 요크(1, 2) 사이 또는 제1 및 제2 자기 배면부(1b, 2b) 및 자기 갭(11) 상부에 배치될 수 있다. 상기 MR 소자는 자기 요크(1, 2)로부터 신호 자기장을 수신하기 위해 자기 요크(1, 2)에 자기적으로 결합된다. 상기 MR막(9b)의 전기 저항은 상기 한 쌍의 자기 요크(1, 2)에 의해 가해진 신호 자기장으로 인하여 변화한다.
상기 MR 소자(9)는 상기 MR막(9b) 및 상기 MR막(9b)에 결합된 상기 한 쌍의 전극(9a, 9c)을 포함한다. 상기 MR막(9b)의 전기 저항은 가해진 신호 자기장에 따라 변화한다. 그러한 막의 예는 AMR막, SV-GMR막, TMR막 또는 당해 기술 분야에서 공지된 다른 MR막을 포함한다. 상기 SV-GMR막은 미국 특허 제5,206,590호에 기술되어 있고 상기 특허의 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 합체되어 있다.
도2에 도시된 상기 SV-GMR막(9b)은 감지 전류가 상기 SV-GMR막(9b)의 막 평면에 수직으로 흐르도록 그 상부 및 하부면을 통하여 하부 및 상부 전극(9a, 9c)에 결합되고, 그런 구조는 평면에 수직인 전류(Current Perpendicular to the Plane, CPP) SV-GMR로 정의될 수 있다.
본 발명의 본 실시예의 상기 SV-GMR막은 제1 강자성 물질층, 제2 강자성 물질층 및 제1 및 제2 강자성 물질층 사이에 배치된 비자기 물질층을 포함할 수 있다. 하부 전극(9a) 및 제1 강자성 물질층 사이에 하층들이 있으며 제2 강자성 물질층 및 상부 전극(9c) 사이에 캡핑층(들)이 있을 수 있다. 당해 기술 분야에서 공지된 다른 추가의 층들이 상기 SV-GMR에 적용 가능하다.
상기 CPP-GMR에서, 그러한 층들은 제1 강자성 물질층이 하부 전극(9a) 상에 형성될 수 있고, 비자기 물질층이 제1 강자성 물질층 상에 형성될 수 있고, 제2 강자성 물질층이 비자기 물질층 상에 형성되어 상부 전극(9c)과 접촉할 수 있는 것처럼 하부 전극(9a) 상에 형성될 수 있다. 상기 한 쌍의 전극(9a, 9c)은 SV-GMR막에 결합되어 상기 MR막(9b)의 막 표면에 수직인 감지 전류를 제공하며, 그리하여 상기 전류가 제1 및 제2 강자성 물질층 및 비자기 물질층을 가로질러 흐르는 것이다.
도1 및 도2에 도시된 절연막(3)은 상기 한 쌍의 자기 요크 팁(1a, 2a)의 측면을 둘러싸고, 도1 및 도2에 도시된 절연막(10)은 자기 요크(1, 2) 및 MR 소자(9)를 덮는다.
상기 한 쌍의 자기 바이어싱막(3a, 3b)에 대하여 여러 가지 정렬이 있을 수 있으며, 그들 중 몇 개가 도3, 도4 및 도5에 도시되어 있다. 도3, 도4 및 도5는 각각 트랙 폭 방향에 평행한 자기 기록 또는 재생 헤드의 단면도를 도시하고 있다.
도3에 도시된 자기 바이어싱막(3a)은 자기 요크의 제1 배면부(1b) 아래에 배치되며 자기 요크의 제1 배면부(1b)의 하부면(매체에 면한 면측)과 접촉상태로 배치된다. 또 다른 자기 바이어싱막(3b)은 또한 도3에 도시된 자기 바이어싱막(3a)과 대칭적으로 정렬될 수 있고 자기 요크의 제2 배면부(2b)의 하부 표면과 접촉상태로 배치될 수 있다.
도4에 도시된 자기 바이어싱막(3a)은 자기 요크의 배면부(1b)의 상부면의 전체 면 또는 일부 상부에 배치된다. 또 다른 자기 바이어싱막(3b)이 또한 도4에 도시된 자기 바이어싱막(3a)과 대칭적으로 정렬될 수 있고 자기 요크의 제2 배면부(2b)의 상부면과 접촉상태로 배치될 수 있다.
도5에 도시된 자기 바이어싱막(3a)은 자기 요크의 제1 배면부(1b)의 상부면 및 측면의 일부 상부에 배치된다. 상기 자기 바이어싱막(3a)은 자기 요크의 제1 배면부(1b)의 전체 상부면 상부에 배치될 수 있다. 또 다른 자기 바이어싱막(3b)이 또한 도5에 도시된 자기 바이어싱막(3a)과 대칭적으로 정렬될 수 있고 자기 요크의 제2 배면부(2b)의 상부 및 측면과 접촉상태로 배치될 수 있다.
상기 한 쌍의 자기 바이어싱막(3a, 3b)의 그러한 정렬들은 상기 한 쌍의 자기 바이어싱막(3a, 3b)의 물질 및/또는 막 두께의 자기 특성에 의해 선택될 수 있다.
도1 및 도5에 도시된 각 자기 바이어싱막(3a, 3b)은 바람직하게는 경질의 자기 물질층을 포함할 수 있다. 도3 및 도4에 도시된 각 자기 바이어싱막(3a, 3b)은 바람직하게는 자기 요크의 대응하는 제1 및 제2 배면부(1b, 2b)와 접촉상태에 있는반강자성 물질층을 포함할 수 있거나 또는 도3 및 도4에 도시된 각 자기 바이어싱막(3a, 3b)은 바람직하게는 반강자성 물질층 및 반강자성 물질층과 접촉상태에 있는 강자성 물질층을 가지는 교환 결합막을 포함할 수 있다.
여러 가지 정렬에서, 상기 자기 트랙 폭(Wg)의 방향에 평행한 자기 바이어싱의 방향은 상기 한 쌍의 자기 요크(1, 2)의 초기 자기화가 기록 및/또는 재생 자기화에 대략 수직이 될 수 있도록 하며 그리하여 자기화 회전 모드에서 자기화의 이동 운동이 이루어질 수 있고, 상기 한 쌍의 자기 요크(1, 2)에서의 자기 벽의 운동으로 인한 노이즈는 상기 한 쌍의 자기 요크(1, 2)에 가능한 부분적인 자기벽이 존재하는데도 불구하고 억제될 수 있다. 상기 자기 트랙 폭(Wg)에 평행한 방향에 가해진 각 자기 바이어싱의 방향은 상기 한 쌍의 자기 요크 팁(1a, 2a)의 잔여 자기화로 인한 가능한 자기장이 기록 자기장의 방향에 수직이 될 수 있게 하고, 기록 매체 상에서의 기록된 자기화에 영향을 미치지 않는다.
적절한 크기의 바이어스 자기장이 상기 한 쌍의 자기 요크(1, 2)에 가해지게 될 것이고, 그리하여 상술된 본 실시예에 따른 상기 자기 재생 헤드 및 변형예는 높은 재생 효율을 유지하면서도 바크하우슨(Barkhausen) 노이즈를 발생시킬 가능성을 덜 가지게 된다.
제2 실시예
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 트랙폭 방향에서의 자기 재생 헤드를 도시하는 개략 단면도이다. 도7은, 도6에 도시된 상기 트랙 폭 방향에 대략 수직인 트랙 길이 방향에서의 개략 단면도이다. 도7의 단면도는 도6에 도시된 A-A선을 따른 도이고, 도6의 단면도는 도7에 도시된 B-B선을 따른 단면도이다.
도6에 도시된 복합구조는 제1 메인 코어(21) 한 쌍의 자기 바이어싱막(23a, 23b), 절연막(5, 10), 트렌치(11), 보조 자기 코어(25) 및 기록 코일(26)을 포함한다.
도7에 도시된 복합구조는 제1 메인 코어(21) 및 제2 메인 코어(22), 자기 갭(28), 절연막(6, 10), 보조 자기 코어(25) 및 절연막(29)에 의해 상기 보조 자기 코어(25)로부터 전기 절연된 기록 코일(26)을 포함하며, 여기서 상기 절연막(29)은 상기 기록 코일(26) 및 상기 보조 자기 코어(25) 사이에 배치된다.
도6 및 도7에 도시된 제1 메인 코어(21)는 매체에 면한 면(C)에 배치된 제1 자기 코어 팁(21a) 및 경계에서 제1 자기 코어 팁(21a)과 접촉한 자기 요크의 제1 배면부(21b)를 포함한다. 도7에 도시된 제2 메인 자기 코어(22)는 또한 상기 매체에 면한 면(C)에 배치된 제2 자기 코어 팁(22a) 및 상기 자기 코어 팁(22a)과 경계에서 접촉한 자기 코어의 제2 배면부(22b)를 포함한다. 도6 및 도7에서 점선은 제1 자기 코어 팁(21a) 및 자기 코어의 제1 배면부(21b), 및 제2 자기 요크 팁(22a) 및 자기 코어의 제2 배면부(22b) 사이의 각 경계를 도시한다.
제1 및 제2 자기 코어 팁(21a, 22a)은 자기 코어의 배면부(21b, 22b) 중 대응하는 하나와 일체로 형성되고, 그래서 자기코어(21)의 자기화의 원활한 이동이 이루어질 수 있다. 선택적으로, 제1 및 제2 자기 코어 팁(21a, 22a)은 자기 코어 의 배면부(21b, 22b) 중 대응하는 하나와 각각 별개의 몸체로 형성될 수 있다.
상기 도6에 도시된 제1 자기 코어 팁(21a)은 상기 매체에 면한 면(C)에서 트랙 폭(Wg)으로 형성된다. 제2 자기 코어 팁(22a)은 상기 매체에 면한 면에서 제1 자기 코어 팁(21a)의 트랙 폭과 대략 동일한 트랙폭으로 형성된다.
도6에 도시된 자기 코어의 제1 배면부(21b)는 트랙폭 방향으로 폭을 형성하고, 상기 제1 배면부의 그 폭은 제1 자기 코어 팁(21a)의 폭보다 더 클 수 있다. 그렇기 때문에 제1 메인 코어(21)는 도6에 도시된 바와 같은 트랙폭 방향으로 T형 단면 구조를 가진다. 자기 코어의 제2 배면부(22b)도 또한 트랙폭 방향으로 폭을 형성하고, 제2 배면부의 폭은 상기 제2 자기 코어 팁(22a)의 폭보다 더 크다. 도6에 도시된 제1 배면부(21a)는 상기 트랙폭 방향에서 에지 영역에 경사 측면들을 가지고, 제2 배면부(22b)도 또한 상기 트랙 폭 방향에서 에지 영역에 경사 측면들을 가진다. 제1 및 제2 배면부(21a, 22a)의 측면들은 경사지지 않고, 상기 제1 및 제2 배면부(21a, 22a)의 하부면들은 수직이다.
제1 및 제2 자기 코어(21, 22)는 강자성 물질층을 포함하고 상기 제1 실시예에 기술된 강자성 물질층의 상기 강자성 물질이 또한 본 실시예에서 상기 제1 및 제2 자기 코어(21, 22)의 강자성 물질층에 대하여 사용될 수 있다.
제1 실시예에 기술된 바와 같은 적절한 크기의 바이어싱 자기장이 각 자기 바이어싱막(23a, 23b)으로부터 상기 한 쌍의 자기 코어 팁(21a, 21b)에 가해질 수 있고, 따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 기록 헤드가 상기 제1 및 제2 메인 코어(21, 22) 내에서 미세한 자기 영역 제어를 달성할 수 잇다.
도6 및 도7에 도시된 상기 보조 자기 코어(25)는 상기 제1 및 제2 메인 코어(21, 22)의 상단면에 접촉하여 배치되거나 또는 상기 한 쌍의 메인 코어(21,22)의 상단면에 인접하여 배치될 수 있고, 따라서 상기 보조 자기 코어(25) 및 제1 및 제2 메인 코어(21, 22)가 자기적으로 결합된다. 보조 자기 코어(25)는 자기 유도 전류를 구비하며, 그것은 상기 자기 코일(26) 및 상기 보조 자기 코어(25)를 통하여 흐르고 상기 자기 코일(26)로부터 제1 및 제2 메인 코어(21, 22)로 상기 신호 자기장을 이동시킨다. 도6 및 도7에 도시된 상기 코일은 상기 매체에 면한 면(C)에 평행한 방향에서의 상기 코일 단면이 반회전형 또는 C형 단면이 되도록 트랙 폭 방향으로 신장하는 한 부분 및 트랙 길이 방향으로 신장하는 한 쌍의 단부를 가진다. 상기 코일에 직선 전류가 공급되어 보조 자기 코어(25)에 상기 직선 전류 둘레로 도는 신호 자기장이 공급된다. 제1 및 제2 메인 코어(21, 22)에 신호 자기장을 제공하기 위한 상기 보조 자기 코어(25) 및 코일(26)의 공지된 다른 정렬 및 구조가 설치될 수 있다.
도6 및 도7에 도시된 자기 코어의 제1 및 제2 배면부(21b, 22b)의 상단면들은 상기 매체에 면한 면(C)에서의 제1 및 제2 자기 코어 팁(21a, 22a) 면들보다 더 넓으므로 상기 한 쌍의 자기 코어(21, 22) 및 상기 보조 자기 코어(25) 사이에 충분한 접촉영역이 보장될 수 있고, 본 발명의 본 실시예에 따른 자기 기록 헤드가 높은 자기 기록 효율을 달성할 수 있다.
제1 및 제2 메인 코어(21a, 22a)에 가해진 자기 바이어싱장의 방향은 상기 트랙 폭 방향에 평행하고 그래서 초기 자기화는 상기 제1 및 제2 메인 코어(21a, 22a)에서 기록 자기 플럭스 흐름 방향에 대략 수직이며, 제1 및 제2 자기 코어(21a, 22a)에서의 재생 자기 신호의 이동은 자기화 회전 모드에 있다. 그렇기때문에, 상기 제1 및 제2 자기 코어(21, 22) 내에 가능한 부분적인 자기 영역 벽이 있다면, 상기 자기 요크(21, 22) 내에서의 자기 영역 벽 이동에 의한 노이즈는 중대한 문제가 아닐 수 있다.
제3 실시예
도8a 내지 도8g는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기 재생 헤드의 몇가지 제조 단계들에 대한 트랙 길이 방향에서의 개략 단면도이다. 도8e 및 도8f는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기 재생 헤드의 몇가지 제조 단계들에 대한 트랙 폭 방향에서의 개략 단면도이다.
도8a에 도시된 절연막(33)은 기판(31)의 표면 상에 형성되고 상기 절연막(33)의 중심에 트렌치(35)를 형성하는 영역을 가진다. 상기 트렌치(35)는 상기 절연막(33)의 표면으로부터 상기 기판(31)의 표면으로 연장된다. 도8a에 도시된 트렌치(35)의 측면은 약간 테이퍼질 수 있으나, 테이퍼지지 않을 수도 있고 상기 기판(31)의 표면에 수직일 수 있다.
트렌치(35)를 가지는 상기 절연막(33)은 건식 식각 공정을 통하여 상기 트렌치(35)에 대응하는 중심부를 제거하고 그 다음 절연물질을 증착함으로써 형성될 수 있다. 상기 절연막(33)의 절연물질은 비자기 절연물질, 예를 들면 SiO2을 포함한다.
도8b에 도시된 강자성 물질막(37)이 상기 트렌치(35) 내에 그리고 상기 절연막(33)의 상단면 상에 형성된다. 도8b에 도시된 강자성 물질막(37)의 상단면이 화학적 기계적으로 연마되고 그래서 도8b에 도시된 상기 강자성 물질막(37)의 상단면은 평탄한 면이 되게 되며, 상기 강자성 물질막(37)은 상기 트렌치(35) 상부의 중심영역은 두껍고 상기 절연막(33) 상부의 외곽영역은 얇게 형성된다. 상기 강자성 물질막(37)의 강자성 물질은 이전 실시예에서 상술된 강자성 물질을 포함할 수 있다.
도8c에 도시된 제2 트렌치(39)를 형성하는 영역은 상기 강자성 물질막(37)의 중심 영역을 식각함으로써 상기 강자성 물질막(37)의 중심 영역에 형성된다. 도8c에 도시된 상기 트렌치(39)는 상기 강자성 물질막(37)으로부터 상기 기판(31)의 표면까지 연장되어 상기 강자성 물질막(37)은 도8c에 도시된 한 쌍의 자기 요크(41, 42)으로 분리된다.
상기 자기 요크(41)는 상기 기판(31)의 표면 근처에 형성된 제1 자기 요크 팁(41a) 및 상기 기판(31)의 표면으로부터 리세스된 자기 요크의 제1 배면부(41b)를 가진다. 상기 자기 요크의 제1 배면부(41b)는 상기 제1 자기 요크 팁(41a) 및 절연막(33) 상에 배치되어 자기요크의 제1 배면부(41b)는 상기 제1 자기 요크 팁(41a)에 자기적으로 결합되고 트랙 폭 방향으로 연장된다.
또 다른 자기 요크(42)도 상기 기판(31)의 표면 근처에 형성된 제2 자기 요크 팁(42a) 및 자기 요크의 제2 배면부(42b)를 가진다. 상기 자기 요크의 제2 배면부(42b)는 상기 기판(31)의 표면으로부터 후퇴되어 있고 상기 제2 자기 요크 팁(42a) 및 상기 절연막(33) 상에 배치된다. 이리하여 상기 자기 요크의 제2 배면부(42b)는 상기 제2 자기 요크 팁(42a)에 자기적으로 결합되고 트랙 폭 방향으로연장된다.
상기 자기 요크의 배면부(41b, 42b) 각각은 도8d, 도8e, 도8f 및 도8g에 도시된 대응 점선 상부 부분이다.
도8d에 도시된 하부 전극(43a) 및 MR막(43b)은 상기 하부 전극(43a) 및 MR막(43)의 전도성 물질을 증착 또는 스퍼터링함으로써 제2 트렌치(35a) 내에 형성된다. 상기 하부전극(43a) 및 MR막(43b)은 절연막(도시 안됨)에 의하여 상기 한 쌍의 자기 요크(41, 42)로부터 전기적으로 분리될 수 있다. 도8e에 도시된 레지스트 패턴(45)은 상기 한 쌍의 자기 요크(41, 42) 상에 형성될 수 있다. 레지스트 패턴(45)은 또한 MR막(43b)을 덮는다.
도8e에 도시된 자기 요크(41)는 레지스트 패턴(45)을 마스크로 사용하여 건식 식각함으로써 패턴 형성될 수 있고, 따라서 상기 절연막(33)의 일부분들이 노출되게 된다. 자기 바이어싱 물질층이 상기 절연막(33) 및 상기 레지스트 패턴(45)의 상기 노출된 부분 상에 형성되게 된다. 다음, 상기 레지스트 패턴(45) 및 상기 레지스트 패턴(45) 상의 자기 바이어싱 물질층 부분이 패턴 형성되어 도8f에 도시된 자기 바이어싱막(47)이 상기 절연막(33)의 노출된 부분 상에 남아 있게 되고 상기 자기 요크의 제1 배면부(41b)의 측면을 통하여 자기 요크의 제1 배면부(41b)를 둘러싼다. 또 다른 자기 요크(42)가 또한 상기 레지스트 패턴(45)을 마스크로서 사용하여 유사한 건식 식각 공정을 통하여 패턴형성되고, 상기 자기 바이어싱막(47)은 그 외부 측면을 통하여 상기 한 쌍의 자기 요크(41, 42)를 둘러싸게 된다.
도8g에 도시된 절연막(48)이 상기 자기 요크(41, 42) 및 상기 한 쌍의 자기 바이어싱막(47) 상에 형성된다. 상기 MR막(43b)에 결합된 상부 전극용 콘택 홀을 형성하고 상기 MR막(35b)의 상부로 연장된 부분이 상기 MR막(43b)에 전기적으로 결합된다.
본 실시예에 따르면, 자기 요크 팁(41a, 42a) 각각이 어또한 갭 없이, 자기 요크의 배면부(41b, 42b) 중 대응하는 하나와 일체로 형성되어 상기 바이어스 자기장은 자기신호의 손실 없이 상기 자기 요크 팁(41a, 42a)에 가해질 수 있다.
본 실시예에서 기술된 자기 헤드는 자기 재생 헤드인 한편, 본 실시예에서 기술된 상기 한 쌍의 자기 요크 및 바이어싱막(47)의 제조 방법은 또한 자기 기록 헤드의 한 쌍의 자기 코어에 적용될 수 있다.
제4 실시예
도9 및 도10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 헤드 짐벌 조립체 및 하드 디스크 드라이브의 개략조감도들이다.
도9에 도시된 상기 헤드 짐벌 조립체(50)는, 상기 헤드 짐벌 조립체(50)가 도10에 도시된 상기 하드 디스크 드라이브(60)에 로딩될 때 자기 기록 매체에 면한 면을 가진다.
도9에 도시된 상기 헤드 짐벌 조립체(50)는 액튜에이터 암(arm, 51) 및 한 단이 상기 액튜에이터 암(51)에 연결된 서스펜션(52)을 가진다. 상기 액튜에이터 암(51)은 보빈 홀딩(도시 안됨) 및 드라이브 코일(미도시)을 포함할 수 있다.
상술된 상기 자기 기록 및 재생 헤드 중 하나 또는 복합 자기 헤드 중 하나를 포함하는 헤드 슬라이더(53)는 상기 서스펜션(52)의 다른 단에 부착될 수 있다. 상기 복합 자기 헤드는 본 발명의 실시예에 기술된 상기 자기 재생 및 기록 헤드 중 하나를 포함할 수 있다.
도9에 도시된 서스펜션(52)은 그 표면 상에 리드 와이어(54)가 형성될 수 있다. 도9에 도시된 상기 리드 와이어(54)는 한 단이 상기 자기 헤드(53)의 전극들에 연결되고 또한 다른 단이 상기 서스펜션(52) 상의 상기 전극 패드(55)에 연결되어 상기 리드 와이어(54)는 상기 자기 헤드(53)의 전극들 및 상기 전극 패드(55)를 연결시키고 상기 자기 기록 및/또는 재생의 전기 신호를 전달한다.
도10에 도시된 하드 디스크 드라이브(60)는 로터리 액튜에이터 및 스핀들로 로딩될 수 있다. 상기 스핀들(61)은 구동 제어 유닛(도시 안됨)으로부터의 제어신호를 수신하는 모터(도시 안됨)에 의하여, 도10에서 화살표(A)로 나타내어진 방향으로 회전될 수 있다. 도10에 도시된 헤드 슬라이더(53)는 상기의 얇은 서스펜션(52) 팁에 부착되고, 상기 자기 기록 매체(62)가 소정의 속도로 회전될 수 있으며, 따라서 상기 헤드 슬라이더(53)는 상기 자기 기록 매체(62)의 표면 및 상기 헤드 슬라이더(53)의 매체에 면한 면(C) 사이에 일정한 간격을 유지하면서 상기 자기 기록 매체(52)의 표면 상부에서 이동할 수 있다.
도10에 도시된 상기 액튜에이터 암(51)은 선형 모터, 예를 들면 코일 모터(63)에 연결된다. 도10에 도시된 상기 코일 모터(63)는 드라이브 코일을 가지는 자기 회로, 상기 드라이브 코일을 사이에 끼운 한 쌍의 영구 자석, 및 요크를 포함한다. 상기 드라이브 코일은 상기 보빈 둘레로 권선된다.
상기 액튜에이터 암(51)은 고정 샤프트(64)의 상부측 및 하부측에 설치되는 볼 베어링에 의해 고정되고, 따라서 액튜에이터 암(51)은 상기 자기 기록 매체(62) 상부에서 회전된다. 상기 자기 기록 매체(62)는 하드 디스크 매체에 한정되지 않으며 가소성 디스크 매체 및 자기 카드 등과 같은 다른 자기 기록 매체에 한정되지도 않는다. 상기 자기 기록 매체는 또한 제거 가능한 매체일 수도 있다.
본 발명은, 바람직한 실시예들을 참조로 하여 특별히 기술되고 도시되었으나, 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 그 형태 및 세부사항에 대한 여러 가지 다른 변화가 형성될 수 있다는 것을 당업자는 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 자기 팁에 바이어싱막으로부터의 적절한 크기의 자기 바이어싱이 공급되고 자기 팁 내에서 자기 영역이 충분히 제어될 수 있으며 자기 바이어싱막이 배면부 근처에 정렬되고 자기 바이어싱이 더 작은 마진 영여을 갖도록 정렬된, 자기 영역 제어된 요크 또는 코어를 포함하는 자기 헤드 및 이러한 자기 헤드를 구비한 자기 정보 기록 및/또는 재생 장치를 제공할 수 있다.

Claims (19)

  1. 매체에 면한 면에 자기 갭을 가지는 자기 재생 헤드에 있어서,
    강자성 물질의 한 쌍의 자기 요크와,
    상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고, 강자성 물질의 상기 한 쌍의 자기 요크에 자기 결합된 자기저항 효과막과,
    상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴된 한 쌍의 바이어싱막을 포함하고,
    상기 한 쌍의 자기 요크 중 하나는 매체에 면한 면에 자기 팁 및 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고 상기 자기 팁에 자기 결합된 배면부를 구비하며, 상기 자기 팁은 상기 매체에 면한 면에 트랙 폭 방향으로 제1 폭을 형성하고, 상기 배면부는 트랙 폭 방향으로 제2 폭을 형성하며, 상기 제2 폭은 제1 폭보다 더 넓게 형성되고,
    상기 한 쌍의 바이어싱막 중 하나는 배면부에 인접하게 배치된 경질의 자기 물질층 또는 상기 배면부와 접촉하게 배치된 반강자성 물질층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 재생 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 강자성 물질의 한 쌍의 자기 요크의 각각은 상기 매체에 면한 면에 평행한 정면 및 상기 매체에 면한 정면에 평행한 배면을 포함하고, 상기 자기저항 효과막이 상기 배면에 평행한 막 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 자기 재생 헤드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 자기저항 효과막은 강자성 물질의 상기 한 쌍의 자기 요크들 사이에 배치되고 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴된 것을 특징으로 하는 자기 재생 헤드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 자기 팁 및 상기 배면부는 연속적으로 형성된 강자성 물질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 재생 헤드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 자기 팁은 상기 배면부로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 자기 재생 헤드.
  6. 제1항에 있어서, 한 쌍의 전극을 추가로 포함하며, 상기 한 쌍의 전극 중 하나는 자기저항 효과 소자의 하부막 면에 결합되고, 상기 한 쌍의 전극 중 다른 하나는 자기저항 효과 소자의 상부막 면에 결합되는 것을 특징으로 하는 자기 재생 헤드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 자기 바이어싱막 중 하나는 경질의 자기 물질층을 포함하고, 상기 경질의 자기 물질층이 상기 자기 요크의 배면부의 측면과 접촉되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 자기 재생 헤드.
  8. 제7항에 있어서, 상기 배면의 측면은 테이퍼진 것을 특징으로 하는 자기 재생 헤드.
  9. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 자기 바이어싱막의 각각은 상기 반강자성 물질층을 포함하고, 상기 반강자성 물질층은 상기 배면부의 하부면 또는 상부면과 접촉하게 배치되며, 상기 하부면은 상기 매체에 면한 면측이고 상기 상부면은 상기 매체에 면한 면과 먼측인 것을 특징으로 하는 자기 재생 헤드.
  10. 자기 매체 상에 기록된 자기 정보를 재생하기 위한 자기 재생 장치에 있어서,
    강자성 물질의 한 쌍의 자기 요크를 포함하는 매체에 면한 면에 자기 갭을 갖는 자기 재생 헤드와,
    매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고, 강자성 물질의 한 쌍의 자기 요크에 자기 결합된 자기저항 효과막과,
    상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴된 한 쌍의 바이어싱막을 포함하고,
    상기 한 쌍의 자기 요크 중 하나는 매체에 면한 면에 자기 팁 및 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고 상기 자기 팁에 자기 결합된 배면부를 구비하며, 상기 자기 팁은 상기 매체에 면한 면에 트랙 폭 방향으로 제1 폭을 형성하고, 상기 배면부는 트랙 폭 방향으로 제2 폭을 형성하며, 상기 제2 폭은 제1 폭보다 더 크도록 형성되고,
    상기 한 쌍의 바이어싱막 중 하나는 배면부에 인접하게 배치된 경질의 자기 물질층 또는 상기 배면부와 접촉하게 배치된 반강자성 물질층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 재생 장치.
  11. 매체에 면한 면에 자기 갭을 가지는 자기 기록 헤드에 있어서,
    강자성 물질의 한 쌍의 자기 코어와,
    내부의 전류 흐름으로 인한 자기 기록장을 제공하고, 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴된 기록 코일과,
    상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴된 한 쌍의 바이어싱막을 포함하고,
    상기 한 쌍의 자기 코어 중 하나는 매체에 면한 면에 자기 팁 및 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고 상기 자기 팁에 자기 결합된 배면부를 구비하며, 상기 자기 팁은 상기 매체에 면한 면에 트랙 폭 방향으로 제1 폭을 형성하고, 상기 배면부는 트랙 폭 방향으로 제2 폭을 형성하며, 상기 제2 폭은 제1 폭보다 더 넓게 형성되고,
    상기 한 쌍의 바이어싱막 중 하나는 배면부에 인접한 경질의 자기 물질층 또는 상기 배면부와 접촉 상태인 반강자성 물질층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 헤드.
  12. 제11항에 있어서, 매체에 면한 면측의 정면에 대해 반대쪽인 상기 배면부의 배면 상에 있는 보조 자기 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 헤드.
  13. 제12항에 있어서, 상기 자기 기록 코일이 상기 배면에 평행한 면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 기록 헤드.
  14. 제11항에 있어서, 상기 자기 팁 및 상기 배면부는 연속적으로 형성된 강자성 물질체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 헤드.
  15. 제11항에 있어서, 상기 자기 팁은 상기 배면부로부터의 이격체이며, 상기 자기 팁은 상기 배면부에 자기 결합되는 것을 특징으로 하는 자기 기록 헤드.
  16. 제11항에 있어서, 상기 한 쌍의 자기 바이어싱막 중 하나는 상기 경질의 자기 물질층을 포함하며, 상기 경질의 자기 물질층은 상기 배면부의 측면과 접촉하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자기 기록 헤드.
  17. 제15항에 있어서, 상기 배면부의 상기 측면은 테이퍼진 것을 특징으로 하는 자기 기록 헤드.
  18. 제11항에 있어서, 상기 한 쌍의 자기 바이어싱막 중 하나는 상기 반강자성 물질층을 포함하며, 상기 반강자성 물질층은 상기 배면부의 하부면 또는 상부면에 접촉하게 배치되며, 상기 하부면은 상기 매체에 면한 면측이고, 상기 상부면은 상기 매체에 면한 면으로부터 먼측인 것을 특징으로 하는 자기 기록 헤드.
  19. 자기 매체 상에 자기 정보를 기록하기 위한 자기 기록 장치에 있어서,
    강자성 물질의 한 쌍의 자기 코어를 포함하는 매체에 면한 면에 자기 갭을 갖는 자기 재생 헤드와,
    내부의 전류 흐름으로 인한 자기 기록장을 제공하고, 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴된 기록 코일과
    상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴된 한 쌍의 바이어싱막을 포함하고,
    상기 한 쌍의 자기 코어 중 하나는 매체에 면한 면에 자기 팁 및 상기 매체에 면한 면으로부터 후퇴되어 있고 상기 자기 팁에 자기 결합된 배면부를 구비하며, 상기 자기 팁은 상기 매체에 면한 면에 트랙 폭 방향으로 제1 폭을 형성하고, 상기 배면부는 트랙 폭 방향으로 제2 폭을 형성하며, 상기 제2 폭은 제1 폭보다 더 넓게 형성되고,
    상기 한 쌍의 바이어싱막 중 하나는 배면부에 인접한 경질의 자기 물질층 또는 상기 배면부와 접촉 상태의 반강자성 물질층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 기록 장치.
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