[发明专利]具有浮置拖尾屏蔽的垂直记录头

说明书

本申请是2004年9月23日提交的标题为“具有浮置拖尾屏蔽的垂直记录头”，申请号为200410011803.3的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于垂直记录的薄膜磁头，更具体地，涉及用于这种磁头中的磁极和磁屏蔽以及使用这种磁头的存储装置。

背景技术

在典型现有技术的磁盘记录系统中，当包含用于读和写磁转变的磁换能器的滑动器在磁盘上方飞驶时，它由悬挂装置所支撑，其中磁盘被主轴电动机所旋转。磁盘包括多个薄膜以及至少一个铁磁薄膜，在该铁磁薄膜中记录(写入)头记录了在其中对信息进行了编码的磁转变。在介质中的磁畴可以沿纵向或沿垂直方向写入。利用薄膜处理技术，该滑动器的读磁头和写磁头部分被内置于层中。通常，首先制造读磁头，但也可以首先制造写磁头。常规的写磁头为感应式的。

在采用垂直记录的磁盘驱动器中，记录头被设计成在垂直于磁盘平面的方向上引导磁通量穿过记录层。典型地，用于垂直记录的磁盘具有一硬磁记录层和一磁性软底层(magnetically soft underlayer)。在利用单极型磁头的记录操作期间，引导磁通量从记录头的主极靴垂直通过硬磁记录层，然后进入软衬层的平面，再返回该记录头的返回磁极(return pole)。主极靴(main pole piece)和相关屏蔽的形状和尺寸是确定磁道宽度的主要因素。

授予Litvinov等人的美国专利6531202是用于垂直或竖直记录的磁记录介质的例子。此介质包括一淀积在基板上的磁性软底层。用于底层的合适的软磁材料据称包括CoFe及其合金，FeAIN，NiFe，CoZrNb和FeTaN，其中CoFe和FeAIN是优选的软材料。一磁性硬记录层淀积在软底层上。用于记录层的合适的硬磁材料据称包括多层的Co/Pd或Co/Pt，CoPt、FePt、CoPd和FePd的L10相(L10phase)，以及hcp Co合金，其中这种多层以及L10相是优选的硬材料。

在Nakamura等人的美国公开专利申请2003/0151850中，描述了具有主极靴下轨(down-track)的单极磁头。主极靴由至少两部分组成，其中第一部分的宽度从上轨(up-track)一侧向下轨一侧沿着移动介质的方向持续增长，第二部分的宽度在沿着移动介质的方向上和第一部分的下轨边缘的宽度相等而且从上轨一侧向下轨一侧沿着移动介质的方向是不变的。据称这样避免了记录磁场强度在磁道边缘的减弱，并在抑止边缘写入(side-writing)的同时提高了有效磁道宽度，从而实现了具有高磁道密度的磁记录磁盘设备。

在授予Mallary等人的美国专利RE 33949中，描述了一用于垂直记录的单磁极磁头，它包括了连接到背部处的写磁极并且在ABS处与写磁极相隔一小间隙的所谓的“下游屏蔽”(下轨)。屏蔽的ABS面被设计成写磁极部分的面的很多倍那样大，这样，在通入下游磁屏蔽中的磁通密度很低并且先前记录的图案没有被颠倒或弱化的情况下，来自尖端部的磁通密度足以进行垂直记录。

具有拖尾屏蔽(trailing shield)的用于垂直记录的单磁极磁头以场的强度为代价来改善场的梯度。在现有技术中，拖尾屏蔽设计需要：1)反向飞扬气悬(reverse flying air bearing)设计，或者2)在读磁头之前制造写磁头3)精细的处理步骤，从而将拖尾屏蔽与返回磁极相连。

发明内容

描述了使用浮置拖尾屏蔽作为磁路的一部分以用于在记录介质中写磁畴的垂直记录头。浮置拖尾屏蔽沿其整个长度通过一非磁性材料层与主极靴分离，并且浮置拖尾屏蔽的气浮表面(air bearing surface)基本上大于主极靴的气浮表面。拖尾屏蔽和记录介质中底层之间的磁阻相当低，使得两者具有相同的磁动势(或势能)，这样，在浮置拖尾屏蔽与磁轭(yoke)之间不需要直接的连接。当磁头用于存储系统，而该存储系统具有包含软底层的磁记录介质时，浮置拖尾屏蔽在记录期间实际上被磁短接到返回磁极。根据本发明的平面浮置拖尾屏蔽和拖尾屏蔽磁短接到主极靴以同样的方式改善了场的梯度。由于避免了将拖尾屏蔽连接到返回极靴所需的数个步骤，平面浮置拖尾屏蔽简化了并入拖尾屏蔽的特性所需的处理步骤。在本发明的第二实施例中，浮置拖尾屏蔽环绕主极靴的侧面延伸，从而减小偏离磁道(off-track)磁场。