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1、(10)申请公布号 CN 101989433 A(43)申请公布日 2011.03.23CN101989433A*CN101989433A*(21)申请号 201010245181.6(22)申请日 2010.07.2812/511,636 2009.07.29 USG11B 5/127(2006.01)G11B 5/31(2006.01)(71)申请人希捷科技有限公司地址美国明尼苏达州(72)发明人 EF瑞贾德 尹华清MP荣少根(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司 31100代理人茅翊忞(54) 发明名称控制在记录磁头中写入极高度的方法和装置(57) 摘要提供用于数据存储系统的记录。
2、磁头。记录磁头说明性地包括写入极、缓冲器、电介质层和表面。在一些实施例中，表面的一部分包括写入极、缓冲器和电介质层的部分。写入极、缓冲器和电介质层说明性地由具有抛光速率的材料制成。在一些实施例中，比起与电介质层材料的抛光速率，写入极材料的抛光速率与缓冲器材料的抛光速率更接近。(30)优先权数据(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 7 页CN 101989433 A 1/2页21.一种用于数据存储系统的记录磁头，所述记录磁头包括：写入极；缓冲器；电介质层；表面，其中，所述表面的至少一部分包括所述写入极的一部分、所述。
3、缓冲器的一部分以及所述电介质层的一部分；其中，所述写入极、所述缓冲器和所述电介质层各由具有抛光速率的材料制成；以及其中，比起与所述电介质层材料的所述抛光速率，所述写入极材料的所述抛光速率与所述缓冲器材料的所述抛光速率更接近。2.如权利要求1所述的记录磁头，其特征在于，所述记录磁头利用包括抛光步骤的工艺来制造，其中所述抛光步骤具有相关联的接触角度，且所述缓冲器相对于所述写入极的定位至少部分地基于所述接触角度。3.如权利要求1所述的记录磁头，其特征在于，比起与所述电介质层的所述部分，所述写入极的所述部分与所述缓冲器的所述部分更加共面。4.如权利要求1所述的记录磁头，其特征在于，所述写入极和所述缓冲。
4、器各至少部分被所述电介质层围绕。5.如权利要求1所述的记录磁头，其特征在于，所述缓冲器材料是非磁性的。6.如权利要求5所述的记录磁头，其特征在于，所述缓冲器材料包括铬。7.如权利要求5所述的记录磁头，其特征在于，所述缓冲器材料包括镍。8.如权利要求5所述的记录磁头，其特征在于，所述缓冲器材料包括钌。9.如权利要求1所述的记录磁头，其特征在于，所述记录磁头还包括返回极、读取元件和底部屏蔽件。10.一种用于数据存储系统的记录磁头，所述记录磁头包括：表面，从至少一个方向抛光所述表面；写入极，所述写入极具有在所述表面上的部分；缓冲器，所述缓冲器具有在所述表面上的部分；以及其中，所述缓冲器的所述部分和所。
5、述写入极的所述部分对准于所述至少一个方向，使得在所述写入极的所述部分之前抛光所述缓冲器的所述部分。11.如权利要求10所述的记录磁头，其特征在于，从多个方向抛光所述表面，且所述缓冲器的所述部分和所述写入极的所述部分对准于所述多个方向，使得在所述写入极的所述部分之前抛光所述缓冲器的所述部分。12.如权利要求11所述的记录磁头，其特征在于，在之前抛光包括首先与抛光机的一部分接触。13.如权利要求11所述的记录磁头，其特征在于，在之前抛光包括间接接触。14.如权利要求11所述的记录磁头，其特征在于，所述缓冲器的所述部分包括非磁性材料。15.一种用于数据存储系统的记录磁头，所述记录磁头包括：写入极；返。
6、回极；权 利 要 求 书CN 101989433 A 2/2页3读取元件；缓冲器；以及其中，所述写入极和所述缓冲器通过所述返回极与所述读取元件至少部分地隔开。16.如权利要求15所述的记录磁头，其特征在于，所述写入极的至少一部分位于所述缓冲器的一部分和所述返回极的一部分之间。17.如权利要求15所述的记录磁头，其特征在于，所述写入极具有多个侧部，且所述缓冲器的部分定位成与所述侧部中的至少两个侧部相对。18.如权利要求15所述的记录磁头，其特征在于，所述缓冲器至少部分由与所述写入极不同的材料制成。19.如权利要求18所述的记录磁头，其特征在于，所述记录磁头还包括电介质层，且所述电介质层至少部分由。
7、与所述写入极和所述缓冲器不同的材料制成。20.如权利要求19所述的记录磁头，其特征在于，所述缓冲器材料是非磁性的。权 利 要 求 书CN 101989433 A 1/5页4控制在记录磁头中写入极高度的方法和装置背景技术0001 数据存储系统通常使用记录磁头以将信息写入到存储介质以及从存储介质中读取信息。在写入过程中，记录磁头产生磁场。确定在存储介质上的磁场强度的一个因素是记录磁头写入极到存储介质的距离。如果写入极离存储介质太远，则磁场可能过于弱从而无法有效地写入。如果写入极过于靠近存储介质，则写入极可能与存储介质直接接触并受损。发明内容0002 提供用于数据存储系统的记录磁头。记录磁头说明性地。
8、包括写入极、缓冲器、电介质层和表面。在一些实施例中，表面的一部分包括写入极、缓冲器和电介质层的部分。写入极、缓冲器和电介质层说明性地由具有抛光速率的材料制成。在一些实施例中，比起与电介质层材料的抛光速率，写入极材料的抛光速率与缓冲器材料的抛光速率更接近。附图说明0003 图1是硬盘驱动器的立体图；0004 图2是写入到存储介质的记录磁头的横截面的示意图。0005 图3是现有技术记录磁头的局部示意图。0006 图4-6是具有缓冲器的记录磁头的局部示意图。0007 图7是具有面向存储介质的缓冲器的记录磁头的横截面的示意图。具体实施方式0008 图1是硬盘驱动器100的立体图。驱动器100是其中可以。
9、包含本发明的一些实施例的装置的一个示例。硬盘驱动器是通常类型的数据存储系统。虽然根据磁盘驱动器描述本发明的实施例，但是其它类型的数据存储系统应被认为落在本发明的范围内。0009 磁盘驱动器100包括外壳105。磁盘驱动器100还包括磁盘或介质110。那些本领域技术人员将认识到，磁盘驱动器100可包括单个或多个磁盘。介质110安装在心轴电动机组件115上，该心轴电动机便于使介质绕中心轴线旋转。通过箭头117示出说明性的旋转方向。每个磁盘表面具有相关联的浮动块120，该浮动块携带用于与磁盘表面通信的记录磁头。每个浮动块120由磁头万向接头组件125支承，该万向接头组件又附连于致动臂130。由音圈电。
10、动机组件140使每个致动臂130绕轴转动。当音圈电动机组件140使致动臂130转动时，浮动块120在磁盘内径145和磁盘外径150之间沿弧形路径运动。0010 图2是写入到存储介质250的记录磁头200的横截面的示意图。记录磁头200说明性地由诸如图1中的浮动块120的浮动块携带，且存储介质250说明性地是诸如图1中的介质110的存储介质。图2是仅示出记录磁头的一些读取和写入部件的剖视图的简图。那些熟悉本领域的技术人员将认识到，记录磁头通常包括其它组件。本发明的一些实施例可以利用诸如记录磁头200的记录磁头来实施。但是，本发明的实施例并不局限于这些记说 明 书CN 101989433 A 2/。
11、5页5录磁头。在本领域中已知许多不同类型的记录磁头，且本发明的实施例并不局限于任何特定类型的记录磁头。本发明的实施例可以在所有类型的记录磁头中实施。0011 记录磁头200包括写入极205、磁化线圈210、返回极215、读取元件220以及底部屏蔽件225。存储介质250包括记录层255和底基层260。存储介质250沿箭头265示出的方向旋转。箭头265说明性地是诸如图1中示出的箭头117的旋转方向。0012 在一个实施例中，电流通过线圈210以产生磁场。磁场从写入极205、穿过记录层255、进入底基层260、并横穿到返回极215。磁场说明性地记录在记录层255中的磁化模式270。0013 图2。
12、示出高度275。高度275代表写入极205和存储介质250的表面之间的距离。高度275是确定在存储介质上磁场强度的一个因素。当高度275增加(即从写入极205到存储介质250的距离增加)时，磁场强度减小。如果高度275太大，则磁场可能过于弱，以至于无法有效地写入。当高度275减小(即从写入极205到存储介质275的距离减小)时，磁场强度增加。但是，如果写入极太靠近存储介质，则写入极可能与存储介质直接接触并受损。0014 图2还示出写入极高度或长度280。长度280会影响高度275。一般而言，当长度280减小时，则高度275增加。当长度280增加时，则高度275减小。那些本领域技术人员将认识到，。
13、控制高度275是控制由记录磁头产生的磁场强度的一个方法。0015 图3是现有技术记录磁头300的局部示意图。磁头300说明性地是诸如图2中的磁头200的记录磁头。图3示出记录磁头的面向诸如图2中的介质250或图1中的介质110的存储介质的一侧。图3示出写入极305、返回极315的一部分以及电介质380的一部分。图3仅示出记录磁头的围绕写入极305的部分。那些熟悉本领域的技术人员将认识到，记录磁头通常包括诸如读取元件(例如图2中的读取元件220)和底部屏蔽件(例如图2中的底部屏蔽件225)的其它零件。0016 写入极305说明性地是诸如图2中的写入极205的写入极。返回极315的一部分说明性地是。
14、诸如图2中的返回极215的返回极的一部分。电介质380说明性地由电绝缘材料或隔离材料制成。电介质380的实施例包括以下材料但不限于这些材料：氧化铝(Al2O3)或二氧化硅(SiO2)。电介质380通常用于电隔离诸如在图2中示出的写入极、返回极、磁化线圈和底部屏蔽件的那些部件。图3中的电介质380说明性地围绕写入极305并延伸超出图3中示出的区域。0017 在记录磁头的制造工艺中，可以抛光记录磁头的面向存储介质的、诸如图3中所示部分的表面。在一些实施例中，抛光表面从而从记录磁头中移除在制造磁头中所需或有用的外来物质。在其它实施例中，抛光表面以使记录磁头的诸如返回极和写入极的零件共面或至少更共面。。
15、在又一些其它实施例中，执行抛光从而既移除外来杂质，又使剩余的零件更加共面。然而，本发明的实施例并不局限于对于抛光的任何特定原因或使用。0018 此外，实施例不局限于任何特定的抛光方法。实施例可以在所有的抛光方法中实施。一些实施例(仅为了说明性目的而非限制)通过化学反应(例如溶解)执行抛光、一些实施例通过物理接触(例如使用研磨面或颗粒)执行抛光、以及一些实施例通过化学和机械/物理方法的组合执行抛光。0019 实施例还不局限于任何特定的抛光工艺设备。抛光设备的说明性示例包括精研机说 明 书CN 101989433 A 3/5页6和化学机械抛光机。抛光设备通常包括旋转面或者与被抛光的表面直接接触或间。
16、接接触的表面。抛光设备说明性地通过诸如(但不局限于)浆液的研磨材料与被抛光的表面间接接触。各种类型的工艺设备之间的一个显著的差别是，它们通常以不同的角度与被抛光的表面接触。本发明的实施例适用所有角度。0020 图3包括箭头385和390。箭头385和390代表两个潜在的抛光方向。箭头385示出被从左到右抛光的表面。箭头390示出被从下到上抛光的表面。然而，可以从任何方向或方向的组合抛光记录磁头部分300的表面。沿图3中示出的两个抛光方向，在写入极305之前抛光电介质380(即抛光设备的旋转/运动表面在与写入极接触之前，与电介质直接或间接接触)。0021 在抛光工艺中，以一定速率移除/抛光材料，。
17、该速率可表述为抛光速率。例如，抛光速率说明性地表示为每秒若干埃或每周期若干埃。然而，实施例并不局限于任何特定的确定或表示抛光速率的方法。不同的材料通常具有不同的抛光速率。在一个实施例中，诸如图3中的电介质380的电介质比诸如图3中的写入极305的写入极具有更高的抛光速率。这致使电介质材料比写入极材料被抛光或移除得更快。0022 图4是记录磁头400的局部示意图。记录磁头400包括若干类似于记录磁头300的那些零件的零件。记录磁头400包括写入极405、返回极415的一部分以及电介质480。记录磁头400还包括缓冲器401。在所有类型的记录磁头中都包括诸如缓冲器401的缓冲器的实施例。缓冲器并不。
18、局限于诸如磁头400或图2中的磁头200的记录磁头。0023 图4包括箭头490。箭头490代表一个潜在抛光方向。从其它抛光方向抛光记录磁头400的实施例。在一个实施例中，在若干抛光方向抛光记录磁头400或将其暴露于若干抛光方向。例如，可在由箭头490示出的方向抛光记录磁头，还可在从该方向中加上或减去五度的任何方向抛光记录磁头。0024 诸如磁头400的具有缓冲器的记录磁头的一些实施例比起诸如磁头300的不具有缓冲器的记录磁头，能得到更好的抛光效果。例如，仅为说明性目的而非限制，在抛光磁头300中，电介质材料可以比写入极材料被移除得更快。在这样的情形中，在抛光工艺过程中，写入极受到来自其周围材。
19、料(即电介质)的支承有限。这可致使不理想的和/或无法预测的结果。例如，所得到的诸如图2中所示的高度280的写入极高度可能比理想高度高或低。0025 在诸如磁头400的具有缓冲器的记录磁头中，在抛光工艺中，写入极可以得到更好的支承。在一个实施例中，比起由电介质所形成的相应的区域，缓冲器的抛光速率更接近于写入极的抛光速率(即，写入极和缓冲器的抛光速率之间的速率差比写入极和电介质的抛光速率之间的速率差小)。在这样的实施例中，在抛光过程中，写入极受到更多的支承和/或更均匀的抛光力。这致使在抛光后，写入极的高度更加可预测和/或更理想。例如，为了说明性目的而非限制，在一些实施例中，具有缓冲器的磁头的平均写。
20、入极高度比不具有缓冲器的磁头更接近目标值，且具有缓冲器的磁头的高度的标准偏差小于不具有缓冲器的磁头的高度的标准偏差。0026 缓冲器的实施例可由所有材料制成，且不局限于任何特定材料。缓冲器401说明性地由不同于电介质480和写入极405的材料制成。一些实施例由铬、镍铬或钌制成。在一个实施例中，使用非磁性材料从而缓冲器不会干扰记录磁头的性能。在另一实施例中，使用具有接近于写入极的蚀刻性能(例如在离子束蚀刻工艺中的相近蚀刻速率)的材料。如说 明 书CN 101989433 A 4/5页7前所述，在一个实施例中，缓冲器由具有比电介质材料更紧密地与写入极材料的抛光速率匹配的抛光速率的材料制成。0027。
21、 缓冲器的实施例不局限于任何特定的形状或定位。熟悉本领域的那些技术人员将认识到，可以使用各种形状和定位。例如，图4中的缓冲器401通过电介质材料480与写入极405隔开。该间隔可选地增加或减少。还可消除这种间隔，从而缓冲器邻近于写入极。图4还示出特定形状的缓冲器401。还可使用诸如(但不局限于)矩形的其它形状。缓冲器的实施例还定位在相对于写入极的不同位置中。在一个说明性实施例中，缓冲器相对于写入极的位置至少部分基于抛光方向。在一个这样的实施例中(仅是说明性而非限制)，将缓冲器布置成在抛光机与写入极接触之前，缓冲器与抛光机的至少一部分接触。例如，在一个实施例中，抛光方向从左到右，则缓冲器位于写入。
22、极左方。在一些实施例中，将缓冲器的形状做成其从多个抛光方向支承写入极。0028 图5和6示出缓冲器的两个附加的说明性实施例。图5是记录磁头500的局部示意图。其包括写入极505、返回极515的一部分、电介质580以及缓冲器501。图5包括两个箭头585和590。箭头代表缓冲器501支承写入极505的说明性的抛光方向。0029 图6是记录磁头600的局部示意图。其包括写入极605、返回极615的一部分、电介质680以及缓冲器601。图6包括三个箭头685、690和695。这些箭头代表缓冲器601支承写入极605的说明性的抛光方向。值得一提的是：缓冲器601从各个不同抛光角度支承写入极605。例如。
23、，缓冲器601在箭头685和箭头695之间的所有角度中支承写入极605。0030 图7是在图6中剖线A-A处的面向存储介质650的记录磁头600的说明性的示意剖视图。存储介质650说明性地是诸如图2中的介质250的存储介质。图7示出图6中示出的表面和存储介质之间的相对高度。高度675是写入极605和存储介质之间的说明性高度。高度675对应于图2中所示的高度275。因此，当高度275减小时，在存储介质上的磁场强度增加，而当高度275增加时，磁场强度减弱。如前所述，比起不具有缓冲器的记录磁头，在具有缓冲器的记录磁头的一些实施例中，能更好地控制写入极和存储介质之间的距离或高度。0031 图7还包括代。
24、表返回极615和存储介质之间的距离的高度673。高度677代表缓冲器601和存储介质之间的距离。最后，高度674、676和678代表电介质表面的部分与存储介质之间的距离。0032 图7中示出的相对高度/距离仅用于说明性目的，且本发明的实施例不局限于任何特定的高度。相对高度可以根据很多因素而变化，这些因素例如(但不局限于)用于制造读取极、返回极、缓冲器和电介质的材料类型、所使用的抛光工艺的类型、以及所使用的抛光工艺设备的类型。在一些实施例中，相对高度还可以由于工艺变化而改变(即利用相同工艺制成的磁头可能具有不同的相对高度)。0033 图7中所示的相对高度还可视为代表表面的相对平面性。例如，如果所。
25、有的表面都处于相同高度，则所有的表面就处于或接近处于相同平面(即共面)。在具有缓冲器的记录磁头的一些实施例中，缓冲器有助于改进写入极表面的相对共面性。例如，为说明性目的而非限制，比起不具有缓冲器的情形，在具有缓冲器的记录磁头的一些实施例中，写入极的平面和诸如返回极的其它零件的平面之间的距离更小。应要注意的是，写入极的平面可以高于或低于诸如返回极的其它零件的平面。缓冲器说明性地改进在两种情形中的共面性。说 明 书CN 101989433 A 5/5页80034 虽然，前文参照记录磁头600讨论记录磁头的表面的平面性，但那些熟悉本领域的技术人员将认识到，这种讨论还可应用于诸如(但不局限于)图4中的。
26、记录磁头400以及图5中的记录磁头500的具有缓冲器的其它记录磁头。0035 缓冲器和包括缓冲器的记录磁头的实施例不局限于任何特定的制造工艺。在一个实施例中(仅为说明而非限制)，缓冲器材料使用喷溅工艺沉积，且使用光刻工艺和蚀刻工艺移除多余的材料。0036 应理解的是，虽然在前文描述中已说明各种实施例的许多特征和优点，以及各种实施例的结构和功能的细节，但这些详细描述仅是说明性的，并且可在完全由表述所附权利要求的术语的广义含义所指出的本发明的原理内，在尤其与零件的结构和布置有关的细节上进行改变。此外，虽然在此描述的实施例涉及硬盘驱动器，那些熟悉本领域的技术人员应当理解，本发明所教授的内容可不偏离本发明的范围和精神地应用于其它类型的数据存储系统。说 明 书CN 101989433 A 1/7页9图1说 明 书 附 图CN 101989433 A 2/7页10图2说 明 书 附 图。