[发明专利]具有新颖的尾返回极的垂直磁写头

说明书

技术领域

本发明涉及垂直磁记录，更特别地，涉及一种具有尾(或上)磁返回极的磁写头，该尾磁返回极配置来防止宽区域道擦除(wide-area-track-erasure)。

背景技术

计算机长期存储的核心是称为磁盘驱动器的组件。磁盘驱动器包括旋转磁盘、被与旋转磁盘的表面相邻的悬臂悬吊的写和读头、以及转动悬臂从而将读和写头置于旋转盘上的选定环形磁道(track)之上的致动器。读和写头直接位于具有气垫面(ABS)的滑块上。悬臂偏置滑块朝向盘的表面，当盘旋转时，邻近盘的空气与盘表面一起移动。滑块在该移动空气的垫上飞行于盘表面之上。当滑块骑在气垫上时，采用写和读头来写磁转变到旋转盘且从旋转盘读取磁转变。读和写头连接到根据计算机程序运行的处理电路以实现写和读功能。

写头传统上包括嵌在第一、第二和第三绝缘层(绝缘堆叠)中的线圈层，绝缘堆叠夹在第一和第二极片层(pole piece layer)之间。在写头的气垫面(ABS)处间隙(gap)通过间隙层形成在第一和第二极片层之间，极片层在背间隙(back gap)处连接。传导到线圈层的电流在极片中感应磁通，其导致磁场在ABS处在写间隙弥散出来，用于在移动介质上的磁道中写上述磁转变，例如在上述旋转盘上的环形磁道中。

在近来的读头设计中，GMR或TMR传感器已经被用于检测来自旋转磁盘的磁场。所述传感器包括非磁导电层或势垒层(称为间隔层)，其被夹在称为被钉扎层和自由层的第一和第二铁磁层之间。第一和第二引线(lead)连接到传感器以传导通过那里的检测电流。被钉扎层的磁化被钉扎为垂直于气垫面(ABS)，自由层的磁矩设为平行于ABS但可以响应于外磁场而自由旋转。被钉扎层的磁化通常通过与反铁磁层的交换耦合来被钉扎。

间隔层的厚度被选择为小于通过传感器的传导电子的平均自由程。采用此设置，部分传导电子被间隔层与被钉扎层和自由层每个的界面所散射。当被钉扎层和自由层的磁化相对于彼此平行时，散射最小，当被钉扎层和自由层的磁化反平行时，散射最大。散射的变化与cosθ成比例地改变自旋阀传感器的电阻，其中θ是被钉扎层与自由层的磁化之间的角。在读模式中，自旋阀传感器的电阻与来自旋转盘的磁场的大小成比例地改变。当检测电流传导通过自旋阀传感器时，电阻变化导致电势变化，其被检测到并作为重放信号(playback signal)处理。

为了满足日益增长的对改善的数据速率和数据容量的需求，研究者近来已致力于垂直记录系统的开发。传统纵向记录系统，例如包括上述写头的系统，存储数据为沿磁盘表面平面中的道纵向取向的磁位。该纵向数据位通过形成在由写间隙分隔开的磁极对之间的弥散场(fringing field)记录。

相反，垂直记录系统记录数据为垂直于磁盘的平面取向的磁化。磁盘具有由薄的硬磁顶层覆盖的软磁衬层。垂直写头具有横截面很小的写极和大得多的横截面的返回极。强的、高度集中的磁场沿垂直于磁盘表面的方向从写极发出，磁化该硬磁顶层。所得磁通然后通过软磁衬层行进，返回到返回极，在返回极处其充分展开且是微弱的从而当其在回到返回极的途中经过硬磁顶层时将不擦除由写极记录的信号。

发明内容

本发明提供一种具有磁返回极的磁写头，该磁返回极配置为防止宽区域道擦除，特别是当存在杂散磁场时。磁返回极具有宽度较窄的喉(throat)区域并具有靠近气垫面形成的内和外翼(wing)部分。内翼部分具有设置在气垫面处的前边缘，而外翼部分具有从气垫面凹进的前边缘。

外翼部分的前边缘可形成一凹口(notch)，所述凹口起始于内和外翼部分之间的连接处。所述凹口可以是楔形(tapered)凹口，或者可以是方形凹口，所述方形凹口具有与气垫面基本成直角的边缘。

外翼部分的前边缘可基本平行于气垫面，或者可以是楔形的，相对于气垫面形成10度或更小的角。

磁返回极的该配置有利地防止了磁杂散场导致数据擦除，并在防止纵向杂散场导致的数据擦除方面尤其有用。这里使用的术语纵向指的是与写极的对称线(line of symmetry)平行并垂直于气垫面的方向。喉区域以及内和外翼结构的配置为这样的杂散场产生的磁通提供了磁通路径。内翼和外翼结构的配置有利地些微地阻止磁通，同时还避免了在极的前边缘处的磁饱和。

本发明的这些和其它特征和优点将通过阅读结合附图的优选实施例的详细说明而明显，附图中相似的附图标记始终表示相似的元件。

附图说明