(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイドシールドおよびトレーリングシールドに隣接し、かつそれらから分離される書き込みポールを備える装置であって、前記サイドシールドは、第１の材料を含み、磁束密度インサートで少なくとも部分的に満たされるトレーリングボックス領域とともに構成され、前記磁束密度インサートは、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含む複数の層を備える積層体を形成する、装置。
【請求項２】
前記複数の層は、各層が前記トレーリングボックス領域の共通の垂直面から連続的に延在する、垂直積層体を形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数の層は、各層が前記トレーリングボックス領域の共通の水平面から連続的に延在する、水平積層体を形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の層の各層は、異なる飽和磁束密度を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記複数の層の各層は、前記第１の材料よりも低い飽和磁束密度を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記複数の層の各層は、書き込みポール側壁の角度に一致するように角度が付けられる側壁を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記複数の層の各層は、書き込みポール側壁の角度と異なるように角度が付けられる側壁を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
第１および第２のサイドシールド、ならびにトレーリングシールドに隣接し、かつそれらから分離される書き込みポールを備える磁気素子であって、各サイドシールドは、第１の材料を含み、磁束密度インサートで少なくとも部分的に満たされるトレーリングボックス領域とともに構成され、各磁束密度インサートは、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含む複数の層を備える積層体を形成する、磁気素子。
【請求項９】
第１および第２のサイドシールド、ならびにトレーリングシールドに隣接し、かつそれらから分離される書き込みポールを備えるデータ書き込み装置であって、各サイドシールドは、第１の材料を含み、前記書き込みポールの周りで対称シールディング構成を形成するために、磁束密度インサートで少なくとも部分的に満たされるトレーリングボックス領域とともに構成され、各磁束密度インサートは、前記第１の材料とは異なる第２の材料を含む複数の層を備える積層体を形成する、データ書き込み装置。 
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００１】
いくつかの実施形態は、全般的に、種々のデータ記憶環境でデータビットをプログラムするために使用することができる、磁気素子に関する。
【０００２】
例示的な実施形態によれば、書き込みポールは、サイドシールドおよびトレーリングシールドに隣接し、かつそれらから分離して位置付けられ得る。サイドシールドは、第１の材料で形成され得、また、第１の材料とは異なる第２の材料で形成される磁束密度インサートで少なくとも部分的に満たされる、トレーリングボックス領域とともに構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】種々の実施形態に従って構築され、動作する、例示的なデータ記憶デバイスのブロック表現図である。
【図２】図１のデータ記憶デバイスで使用することができる例示的な磁気素子の空気ベアリングのブロック表現図である。
【図３】いくつかの実施形態に従って構成される例示的な磁気素子の一部分の空気ベアリングのブロック表現図である。
【図４】種々の実施形態に従って構築される例示的なデータ書き込み装置の一部分の空気ベアリングのブロック表現図である。
【図５】種々の実施形態に従って構成される例示的なデータ書き込み装置の一部分の空気ベアリングのブロック表現図である。
【図６】いくつかの実施形態に従って構築される例示的なデータ書き込み装置の一部分の空気ベアリングのブロック表現図である。
【図７】種々の実施形態に従って構成される例示的なデータ書き込み装置の一部分の空気ベアリングのブロック表現図である。
【図８】いくつかの実施形態に従って構築される例示的なデータ書き込み装置の一部分の空気ベアリングのブロック表現図である。
【図９】種々の実施形態に従う例示的なデータ書き込み装置の製作ルーチンのフローチャートおよび関連する具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
フォームファクタを低減したデータ記憶デバイスにおける、高いデータ容量および高速なデータアクセス速度に対する要求は、データ読み出し装置、データ書き込み装置、および磁気シールドのような変換構成要素の物理的サイズを重視してきた。そのような物理的サイズの低減は、分路のような不用意な磁気的状態および磁壁の移動が変換構成要素の動作能力を損なうので、性能の低下につながり得る。不用意な磁気的状態を緩和するために多様なシールディング構成が提案されてきたが、データ消去のような問題は、変換構成要素の最適化を妨げ続けている。したがって、フォームファクタを低減したデータ記憶デバイスにおいて、最適化された磁気性能を有する磁気シールディングに対する産業界の要求が続いている。
【０００５】
磁気シールディング問題を考慮して、データ書き込み装置は、サイドシールドおよびトレーリングシールドに隣接して位置付けられ、かつそれらから分離される書き込みポールとともに構成され、該サイドシールドは、第１の材料で形成され、第１の材料とは異なる第１の材料で形成される磁束密度インサートで少なくとも部分的に満たされるトレーリングボックス領域とともに構成される。書き込みポールのトレーリングエッジのダウントラックの、およびそれに沿った磁束密度インサートの位置付けは、書き込みポールのシールディングを高めながら、書き込みフィールドおよび書き込みフィールド勾配を最適化することができる。磁束密度インサートおよびトレーリングボックス領域は、多様な書き込みポールの磁気範囲を画定し、磁束を所定の磁気範囲内に封じ込めるように調整され得、これは、低減された消去状態、および書き込みポールからの高い磁界を維持することにつながる。
【０００６】
調整されたトレーリングボックスおよび磁束密度インサートを利用する磁気素子は、無限の種類のデータ記憶環境中に実装され得る。図１は、種々の実施形態に従う、データ記憶環境中で動作する例示的なデータ記憶デバイス１００の一部分のブロック表現図を提供する。データ記憶デバイス１００は、限定的でない構成で示され、該構成において、変換ヘッド１０２は、磁気記憶媒体１０４上の様々な場所の上に位置付けることができ、該磁気記憶媒体において、記憶したデータビット１０６は、所定のデータトラック１０８上に位置する。記憶媒体１０４は、１つ以上のスピンドルモータ１１０に取り付けることができ、該スピンドルモータは、使用中に回転して空気ベアリング１１２を生成し、該空気ベアリング上には、少なくとも、変換ヘッド１０２の書き込み磁極１１４、リターン磁極１１６、および磁気シールド１１８があり、それらを通して相互作用してデータビット１０６を所定の磁気配向にプログラムする。
【０００７】
変換ヘッド１０２は、専ら磁気書き込み装置として示されているが、磁気応答リーダ等の１つ以上の変換要素を、変換ヘッド１０２の中に並列に存在させ、データ記憶媒体１０４と通信することができる。変換ヘッド１０２の物理的および磁気的サイズを最小にすることに引き続き重点を置くことは、データ記憶媒体１０４のデータビット密度の増加およびデータトラック１０８の幅の低減によって拍車がかかり、消去状態において隣接するデータトラック１０８上に不注意に磁束を与えることなく個々のデータビット１０６にアクセスすることを可能にする、書き込み磁極１１４の所定の磁気範囲を画定し、維持するための、磁気シールドの形態および機能に負担をかける。
【０００８】
図２は、図１のデータ記憶デバイス１００中に実装することができる例示的な変換要素１２０の一部分の空気ベアリングのブロック表現図を示す。示されるように、台形状の書き込み磁極１２２は、Ｘ軸に沿って横方向サイドシールド１２４の間に、かつトレーリングシールド１２６からアップトラックに位置付けられる。シールド１２４および１２６は、ＮｉＦｅおよびＣｏＦｅのような共通のまたは異なる軟磁性材料で形成され得、書き込み磁極１２２の近位の磁界を維持する一方で、不規則な外部磁界が所定の磁気範囲に進入しないようにし、また、書き込み磁極１２２の動作を妨げないようにする。
【０００９】
書き込み磁極１２２は、書き込み磁極１２２の形状、書き込み磁極１２２とサイドシールド１２４との間の非磁性ギャップ距離、および書き込み磁極１２２からの磁束伝送範囲を画定するためのサイドシールドの側壁角度Θ１およびΘ２を調節することによって調整することができる。すなわち、サイドシールド１２４は、側壁１２８および１３０が、書き込み磁極端１３４から、書き込み磁極１２２のトレーリングエッジ１３８の近位のトレーリングボックス領域１３６までの、書き込み磁極側壁１３２の角度Θ３と比較して、同様のまたは異なる角度を有するように個々にまたは集合的に成形することができる。示されるように、サイドシールド側壁１３０は、のど領域１４０を提供するように成形され、該のど領域は、書き込み磁極１２２からサイドシールド１２４への磁束の分路を低減するために、書き込み磁極端１３４の近位にあり、アルミナ等の非磁性絶縁材料で満たされる。
【００１０】
同様に、トレーリングボックス領域１３６は、サイドシールド１２４によって画定され、書き込み磁極１２２と、サイドシールド１２４のダウントラック部分ならびにトレーリングシールド１２６との間の分路を低減または除去するために、非磁性絶縁材料で満たされる。トレーリングボックス領域１３６を画定するための、軟磁性シールディング材料の除去は、シールディング能力と磁気分路とのバランスを提供するために、幅１４２と、Ｙ軸に沿った厚さ１４４と、書き込み磁極１２２のトレーリングエッジ１３８からの距離１４６とを有するように調整することができる。トレーリングボックス領域１３６のサイズおよび機能は、シールドシード１４８、トレーリングシールド層１５０、およびサイドシールド１２４の材料および厚さの影響を受け、該機能は、トレーリングシールド１２６およびサイドシールド１２４のシールディング能力を損なうことなく、分路の危険性を軽減するために、トレーリングボックス領域１３６をより大きくすることを可能にする、所定のダウントラックシールディングおよびクロストラックシールディング能力を提供することができる。
【００１１】
サイドシールド１２４を書き込み磁極端１３４の近くの書き込み磁極１２２の近位に位置付けることによって、より多くの磁束が書き込み磁極１２２で維持されて、書き込みフィールドの振幅および勾配を増加させる。しかしながら、トレーリングエッジの距離１４６に沿っていかなる磁性材料もないことは、磁束が書き込み磁極１２２の遠位に存在することを可能にする可能性があり、書き込み磁極１２２の所定の磁気範囲に隣接するデータトラック上に位置付けられるデータビットの望ましくない消去に至る可能性がある。故に、トレーリングボックス領域１３６を、磁束密度インサートで部分的または全体的に満たすことができ、該磁束密度インサートは、シールド１２４および１２６と書き込み磁極１２２との間の分路を低減する一方で、書き込み磁極１２２のトレーリングエッジ１３８の近位に軟磁性シールディング材料がないことによって提供される、増加した磁界の振幅および勾配を保つ。
【００１２】
図３は、書き込み磁極１６８のトレーリングエッジ１６６の近位のトレーリングボックス領域１６４を満たす磁束密度インサート１６２を有するように、一実施形態に従って構成される例示的な磁気素子の一部分の空気ベアリングのブロック表現図を示す。磁束密度インサート１６２は、所定の飽和磁束密度（ＢＳ）を提供するために、同様のまたは異なる構成を有することができ、該所定の磁束飽和密度は、サイドシールド１７０およびトレーリングシールド１７２よりも低いが、シールド１７０および１７２から書き込み磁極１６８を分離する非磁性絶縁材料１７１よりも高い。
【００１３】
磁束密度インサート１６２とシールド１７０および１７２との間の飽和磁束密度のそのような違いは、いくつかの実施形態において、連続的な飽和磁束密度を有する材料の固体層として少なくとも１つの磁束密度インサート１６２を構成することによって達成することができる。図３で示される限定的でない実施形態において、各磁束密度インサート１６２は、複数の異なる材料の垂直積層体として構成され、該垂直積層体は、それぞれが、水平面から始まり、Ｘ軸に沿って、書き込み磁極１６８の書き込み磁極端１７６からの、またはトレーリングシールド１７２からの所定の距離１７４に、異なる飽和磁束密度を有する。磁束密度インサート１６２のそれぞれはさらに、書き込み磁極端１７６からトレーリングシールド１７２までの、サイドシールド側壁１７８の角度を維持することによって調整され得、該角度は、磁極側壁１８０の角度に一致し得るか、またはそれと異なり得る。
【００１４】
トレーリングボックス領域１６２の構成層の数、構成層の厚さ、およびサイズは、図３で示される例示的な実施形態とは異なるように調整することができるが、トレーリングボックスは、Ｘ軸に沿って５０〜５００ｎｍの横方向の深さ、および磁極端１７６からトレーリングエッジ１６６までのＹ軸に沿った書き込み磁極の縦方向の長さの半分よりも長い、短い、またはそれに等しい長さを有し得る。磁束密度インサート１６２の垂直積層体構成は、ダウントラック方向に沿った飽和磁束密度の段階的な低減または増加を可能にすることができる。換言すれば、第１の磁束密度インサート層１８２、第２の磁束密度インサート層１８４、第３の磁束密度インサート層１８６、および第４の磁束密度インサート層１８８は、Ｙ軸およびダウントラック軸に沿って所定の飽和磁束密度プロファイルを提供し、消去する危険性を低減する一方で、書き込み磁極１６８の書き込みフィールドの振幅およびフィールド勾配を最適化するために、種々の実施形態に従って、飽和磁束密度を増加または低減させることができる。
【００１５】
Ｘ軸に沿った各磁束密度インサート層の連続的な横方向の拡張部分は、トレーリングボックス領域１６４を、不規則な磁束がダウントラック方向に対して垂直なクロストラック方向に飽和することを可能にする非磁性材料で満たすことに勝る、増加したシールディング能力を提供することができる。磁束密度インサート層の横方向の配向はまた、磁束を書き込み磁極１６８に向かって移動させ得、分路する危険性を増加させ得る。図４は、図３で示される垂直積層体とは対照的に、種々の実施形態に従ってそれぞれが水平積層体に調整される磁束密度インサート１９２を用いた、例示的な磁気素子１９０の一部分の空気ベアリングのブロック表現図である。
【００１６】
図４で示されるように、各磁束密度インサート１９２は、書き込み磁極１９６の両側のトレーリングボックス領域１９４を満たし、各構成磁束密度インサート層は、垂直側壁１９８がサイドシールド２００およびトレーリングシールド２０２の双方に接触するように、連続的に延在する。書き込み磁極１９６の縦方向軸２０４に一致する垂直整列したインサート層側壁１９８は、サイドシールド側壁２０６および磁極側壁２０８とは異なる角度配向を有することによって、磁束密度インサート１９２と書き込み磁極１９６のトレーリングエッジとの間の距離を低減させることができる。書き込み磁極１９６のトレーリングエッジと磁束密度インサート１９２との間の非磁性絶縁材料の量は、書き込み磁極１９６の縦方向軸２０４から測定したときに、増加した飽和磁束密度を提供するために、磁束密度インサート層の材料選択とともに調整することができる。
【００１７】
例えば、書き込み磁極１９６に最も近く位置付けられる第１の磁束密度インサート層２１０は、それぞれ飽和磁束密度が増加して構成される第２の層２１２、第３の層２１４、および第４の層２１６よりも低い飽和磁束密度を有することができる。書き込み磁極１９６から横方向へのそのような飽和磁束密度の増加は、書き込み磁極１９６からの、およびそれに向かう磁界の低減された移動を提供する一方で、トレーリングボックス領域１９４の全体を通して、サイドシールド２００からトレーリングシールド２０２への連続的な磁束経路を提供する。種々の実施形態は、構成磁束密度インサート層の少なくとも２つが、共通の飽和磁束密度を有するように調整する一方で、他の実施形態は、磁束密度インサート１９２が、Ｘ軸に沿って測定したときに異なる厚さを有する、異なる材料に対応する、０．３テスラ等の単一の飽和磁束密度を有するように構成する。
【００１８】
図３および図４で図示される多様な種類の磁束密度インサート構成は、不用意な消去状態の危険性を最小にしながら、所定の書き込みフィールドの振幅およびフィールド勾配を提供するために、書き込み磁極およびシールドの性能をどのように調整することができるのかを示す。サイドシールド２００およびトレーリングシールド２０２の直接接触は、磁束密度インサート１９２と協調して動作して、不規則な磁界を書き込み磁極１９６の周囲に、およびそこから離れて導くことができる。しかしながら、サイドシールド２００およびトレーリングシールド２０２の接触は、シールドの飽和および書き込み磁極１９６の分路の危険性を増加させる可能性がある。サイドシールド２００およびトレーリングシールド２０２は、書き込み磁極の性能を高めるために、トレーリングボックス領域１９４を横方向に延在させることによって切り離すことができるが、トレーリングボックス領域１９４の増加は、トレーリングボックス領域１９４が閉じた横方向端部を有した場合よりも遠くに、書き込み磁極１９６から磁界が移動するので、より高い不規則な状態の危険性につながる可能性がある。
【００１９】
故に、図５の例示的なデータ書き込み装置２２０は、サイドシールド２２２および／またはトレーリングシールド２２４を、いくつかの実施形態に従って、磁束密度インサート２２６および２２８を介してどのように接続することができるのかを示す。磁束密度インサート２２６および／または２２８を介してサイドシールド２２２およびトレーリングシールド２２４を接続することで、シールディング性能を維持しながら、シールドの飽和強度を低減させることができる。トレーリングボックス領域２３０のノッチの中の磁束密度インサート２２６および２２８の位置は、書き込み磁極２３４のトレーリングエッジからのトレーリングボックス長２３２を、非磁性絶縁材料で満たすことを可能にし、書き込みフィールドの振幅およびフィールド勾配の増加につながり得る。図５で示されるインサート２２６および２２８の異なる構成が可能であるが、そのような構成は、種々の実施形態が、Ｙ軸に沿って書き込み磁極２３４の縦方向軸の両側で対称のシールディングを提供するために、共通に構成されたインサートを書き込み磁極２３４の両側で使用することに限定されないことに留意されたい。
【００２０】
図５で示されるように、各トレーリングボックス領域２３０は、Ｙ軸に沿って測定したときに、書き込み磁極２３４の近位の第１の厚さ２３６と、ノッチ側壁２４０によって画定される低減した第２の厚さ２３８とを有し、該ノッチ側壁は、厚さ２３６と２３８との間で段階的にまたは急激に遷移するように角度を付けることができる。磁束密度インサート２２６および２２８を介して、サイドシールド２２２およびトレーリングシールド２２４を磁気的に接続する能力は、シールド２２２と２２４との間での磁界の移動を抑えることを可能にし、これは、消去状態の危険性を増加させることなく、信頼性のある磁気シールディングを提供する。サイドシールド２２２とトレーリングシールド２２４との間のそのような磁気的な接続は、磁束密度インサート２２６および２２８の材料選択および構成を通して調整することができ、水平積層体磁束密度インサート２２６に比較して単一の連続的な磁束密度インサート２２８によって図示され、該水平積層体磁束密度インサートは、非磁気飽和磁束密度であり得る、異なる飽和磁束密度を有する第１の磁束層２４０と第２の磁束層２４２とを備える。
【００２１】
ノッチ長２４４に沿って連続的に延在し、シールド２２２および２２４を分離するための、磁束密度インサート２２６および２２８の一方または双方の調整された構成を通して、磁束をシールド２２２および２２４のそれぞれに物理的に単離させることができる一方で、不規則な磁束を、磁束の集中を書き込み磁極２３４の遠位に移動させるために、磁束密度インサート２２６および２２８によって分路することを可能にする。ノッチ付きトレーリングボックス領域２３０と、ノッチを満たす一方でサイドシールド２２２およびトレーリングシールド２２４を分離する、調整された磁束密度インサート２２６および２２８との組み合わせは、書き込み磁極２３４のトレーリングエッジの近位のシールディング材料の除去による分路の危険性と、非磁性絶縁材料および磁気シールド２２２および２２４と比較して、より低い磁束密度インサートの飽和磁束密度による消去の危険性との間のバランスを可能にする。
【００２２】
調整されたデータ書き込み装置２２０は、最適化された磁気シールディングおよび書き込み磁極２３４の性能を提供することができるが、特にフォームファクタを低減したデータ記憶デバイスにおいて、複雑さおよび製造処理の増加を引き起こし得る。図６は、それぞれがＸ軸に沿って延在する一様な厚さ２６２を有するトレーリングボックス領域２６０を占める磁束密度インサート２５６および２５８で、サイドシールド２５２およびトレーリングシールド２５４を分離するために、種々の実施形態に従って構築される、例示的なデータ書き込み装置２５０の空気ベアリングのブロック表現図である。一様な厚さ２６２のトレーリングボックス２６０の使用は、図５のトレーリングボックス２３０のような、トレーリングボックスの厚さの構成が変動するものに対して、複雑さおよび処理時間を低減させることができる。
【００２３】
トレーリングボックスのノッチがないことはさらに、磁束密度インサートの側壁および長さの調整を可能にすることができる。図６で示される限定的でない実施例において、磁束密度インサート２５６は、トレーリングボックス領域長２６６未満である長さ２６４だけ延在する連続的な材料を有し、また、書き込み磁極２７４の書き込み磁極端２７２の近位のサイドシールド２５２の側壁２７０の角度に一致するように角度が付けられる側壁２６８とともに構成される。低減させた長さ２６４および磁束密度インサート２５６の角度付きの側壁２６８は、磁気分路の危険性を低減させるために、非磁性材料を提供することができる一方で、磁束密度インサート２５６の調整された飽和磁束密度材料は、サイドシールド２５２とトレーリングシールド２５４との間のシールディングおよび磁界の移動を最適化する。
【００２４】
種々の実施形態は、書き込み磁極チップ２７２から所定の垂直距離に位置付けられる水平面に沿って下層のサイドシールド２５２に一致する長さを有する、磁束密度インサート２５８のような磁束密度インサートを調整する。磁束密度インサート２５８は、サイドシールド側壁２７０に一致し、かつ書き込み磁極側壁２７８の角度Θ２と異なるように角度が付けられる、側壁２７６を有することができ、よって、ダウントラック方向およびＹ軸に沿って、書き込み磁極２７４とサイドシールド２５２との間のサイドギャップが増加し、よって、書き込み磁極端２７２とサイドシールド２５２との間よりも多くの非磁性絶縁材料が、磁束密度インサート２５８と書き込み磁極２７４との間に存在する。そのようにサイドギャップを変動させることで、磁束密度インサート２５８を、書き込み磁極２７４のトレーリングエッジからより遠くに離すことを可能にすることができ、また、低減させた長さの磁束密度インサート２５６と比較して、より長い磁束密度インサート２５８によって提供される増加したシールディング性能によって、分路の危険性を低減させることができる。
【００２５】
例示的なデータ書き込み装置２２０および２５０は、それぞれ、書き込み磁極の対向する横方向側部上に異なる磁束密度インサートを用いているが、磁束密度インサートは、同一のサイズ、形状、および材料で構成することができるので、種々の実施形態では、そのような構成にする必要はないこと、またはそれに限定されないことに留意されたい。データトラック幅を低減させ、大量の漂遊磁界を有する高データビット密度のデータ記憶デバイスの急増によって、書き込み磁極端の近位に磁気シールドがないことは、磁気フィールドの振幅およびデータ書き込み精度を損なうことにつながる可能性がある。そうした問題を考慮して、図５および図６で示されるように非磁性絶縁材料によって分離されるサイドシールド２２２および２５２を有する代わりに、軟磁性シールド材料によって、図５および図６の書き込み磁極２３４および２７４をそれぞれ取り囲むために、ボックスシールドを用いることができる。
【００２６】
図７は、いくつかの実施形態に従って、書き込み磁極端２８４の周囲に連続的に延在するボックスシールド２８２とともに構築される、例示的なデータ書き込み装置２８０の空気ベアリングのブロック表現図を提供する。ボックスシールド２８２は、１つ以上の継ぎ目で接触する、リーディングシールドおよびサイドシールド等の、軟磁性材料の単一の連続層または複数のシールド部分であり得る。書き込み磁極チップ２８４のアップトラックのボックスシールド２８２の位置は、サイドシールド部分２８８間ののど領域２８６における磁束の蓄積、および結果として生じる不用意な消去状態を低減させることができる。
【００２７】
逆に、ボックスシールド２８２における磁性材料の量の増加は、書き込み磁極２９０による磁気飽和の可能性および望ましくない分路を増加させる可能性がある。そのような危険性は、トレーリングボックス領域２９２を、トレーリングエッジ２９４から書き込み磁極２９０の中間横断面２９６をさらに超えてアップトラックに延在させるように構成することによって軽減され得る。トレーリングボックス領域２９２の増加したサイズは、構成層３００、３０２、および３０４の調整された飽和磁束密度を介して、より大きい磁束密度の影響を伴う、より大きい磁束密度インサート２９８を可能にする。すなわち、磁束密度インサート２９８の材料および形状は、構成インサート層３００、３０２、および３０４のより大きい物理サイズのため、ボックスシールド２８２の磁気飽和に対してより大きい影響を付与することができる。
【００２８】
磁束密度インサート層３００、３０２、および３０４は、示されるように、トレーリングボックスの側壁３０６とともに、磁束密度インサート２９２と書き込み磁極２９０との間のサイドギャップ距離を維持または増加させる所定の一様な角度で成形することができる。そのような角度付きの側壁は、書き込み磁極２９０からの距離に従って増加する飽和磁束密度を位置付ける、調整された構成インサート層の構造を補うことができる。例えば、層３００、３０２、および３０４は、層３００から、層３０２、層３０４へと増加する漸進的な飽和磁束密度を有する異なる材料で構築することができる。いくつかの実施形態において、インサート層３００、３０２、および３０４のうちの１つ以上は、トレーリングシールド３０８に接触するように延在させることができる一方で、他の実施形態は、専ら磁束密度インサート２９８によって、トレーリング３０８およびボックス２８２シールドを磁気的に接続する。
【００２９】
磁束密度インサート２９８の調整された形状および飽和磁束密度は、書き込み磁極２９０の動作を最適化しながら、不用意な分路を軽減し得る。種々の実施形態はさらに、書き込み磁極２９０の近位の飽和磁性材料の量を低減させるために、トレーリングボックス領域２９２に位置付けられる磁性材料の量を調節する。図８は、全般的に、例示的なデータ書き込み装置３２０におけるそのような構成の空気ベアリングのブロック表現図を示す。示されるように、書き込み装置３２０は、書き込み磁極３２８の対向する横方向側部上に位置付けられるそれぞれのトレーリングボックス領域３２６の全てに満たない部分を占める、第１の磁束密度インサート３２２と、第２の磁束密度インサート３２４とを有する。トレーリングボックス領域３２６は、それぞれ、書き込み磁極３２８の中間横断面を超えて延在し、磁束密度インサート層および非磁性絶縁材料の組み合わせで満たされ、該組み合わせは、連続的に延在して、ボックスシールド３３０およびトレーリングシールド３３２から書き込み磁極３２８を分離する。
【００３０】
所定の比率でトレーリングボックス領域３２６を占める非磁性絶縁材料とともに、磁束密度インサート３２２および３２４の組み合わせによって、より少ない磁性材料が書き込み磁極３２８の近位にあって、分路の可能性を低減させ、また、書き込み磁極３２８の近位に存在する磁束密度インサート３２２および３２４は、正確な磁気シールディングを提供しながら分路の可能性を最小にする、調整された磁気飽和磁束密度を有する。必須ではないが、第１の磁束密度インサート３２２は、トレーリングシールド３３２から切り離され、トレーリングボックス領域３２６を満たす非磁性材料のアップトラックに位置付けられる一方で、第２の磁束密度インサート３２４は、トレーリングシールド３３２に接触し、トレーリングボックス領域３２６の中の非磁性材料のダウントラックにある。
【００３１】
いくつかの実施形態において、異なるように構成された磁束密度インサート３２２および３２４は、様々な磁気シールディングおよび磁束プロファイルを、データ書き込み装置３２０の横方向のサイドシールド部分に提供するために、並行して使用される。限定的でない実施形態はまた、示されるように、第１の磁束密度インサート３２２を層３３４の垂直積層体として調整し、第２の磁束密度インサート３２４を層３３６の水平積層体として調整し得、層３３４および３３６のそれぞれは、異なる飽和磁束密度を有する。満たされるトレーリングボックス領域の位置、構成層の数、構成層の配向、および量に関わらず、磁束密度インサート３２２および３２４は、ボックスシールド３３０の飽和磁束密度未満である様々な飽和磁束密度を有するように調整することによって、シールディングおよび書き込み磁極３２８の動作を最適化する磁性材料を提供する。
【００３２】
データ書き込み性能を最適化することが可能な様々なトレーリングボックスおよび磁束密度インサート構成によって、データ書き込み磁気素子の構造は、一連の一般的な、および特定のステップおよび判定を行うことができる。図９は、少なくとも１つの磁束密度インサートの構造を通して書き込み磁極のシールディングを調整するために、種々の実施形態に従って行われる例示的なデータ書き込み装置の製作ルーチン３５０を提供する。ルーチン３５０は、判定３５２で、データ書き込み装置においてボックスシールドが用いられるかどうかを判定することによって開始することができる。ボックスシールドが導入される場合は、ステップ３５４で、書き込み磁極からアップトラックにリーディングシールドを蒸着し、書き込み磁極の中間の縦方向軸に沿って整列させる。
【００３３】
ボックスシールドが利用されない場合、すなわちステップ３５４の結論ではない場合は、ステップ３５６で、所定の角度で角度が付けられる側壁とともに、書き込み磁極を蒸着する。書き込み磁極のトレンチの形成は、ステップ３５６に含まれるものと理解されるべきであるが、そのようなアクションは、サイドシールドの形成と並行して行われる必要はない。例えば、書き込み磁極の対向する横方向側部上にサイドシールドを形成するステップ３５８で、書き込み磁極のトレンチがシールド材料の除去を通して作成され得るように、サイドシールドが形成され、次いでその後にパターン化され得る。ステップ３５８は、いくつかの実施形態において、トレンチを連続的に覆うことを確実にするためにスパッタリングする傾斜入射角度で、書き込み磁極のトレンチ内に非磁性絶縁材料を蒸着することを含む。
【００３４】
サイドシールドは、いかなるリーディングシールドも存在しない場合、図２の領域１４０のように、のど領域を形成する特別な角度付きの側壁を伴う書き込み磁極からアップトラックに、連続的に延在するように構成することができる。ステップ３５８はさらに、既存のリーディングシールドに接触するサイドシールド材料によって画定される、１つ以上の継ぎ目を形成し得る。次に、ステップ３６０で、サイドシールド材料の一部分を除去する前に所定のトレーリングボックス形状および位置をパターン化することによって、少なくとも１つのサイドシールドが、トレーリングボックス領域とともに構成される。ステップ３６０は、図８の側壁、図５で示されるようなノッチ付き領域、およびトレーリングシールドがサイドシールドとどのくらいの直接接触を有するかを判定する横方向の長さ等の、角度付きの配向を有するトレーリングボックスの側壁を形成し得る。
【００３５】
ステップ３６０から形成される１つ以上のトレーリングボックス領域によって、次いで、ステップ３６２で、図３で示されるように、垂直積層体層として蒸着されるか、または図４で示されるように、水平積層体層として蒸着される。ステップ３６２およびステップ３６４はそれぞれ、異なる飽和磁束密度を有する異なる材料の複数の蒸着を含むことができることを理解されたい。そのような磁束密度インサート層の蒸着はさらに、書き込み磁極側壁の角度付きの配向と同様になるまたは異なるように、Ｘ軸に対して４５°および９０°等の側壁角度を成形することを含み得る。種々の実施形態は、トレーリングボックス領域を磁性材料および非磁性材料の双方で満たすために、ステップ３６２およびステップ３６４で、磁束密度インサートの中への非磁性層の蒸着を組み込み得る。
【００３６】
非対称シールディング構成を書き込み磁極の周りに提供するために、ステップ３６２で、１つの磁束密度インサートが形成され得、ステップ３６４で、第２の磁束密度インサートを形成することができるので、図９のステップ３６２またはステップ３６４のいずれかを通しての、ステップ３６０からの進行は、必要ないか、またはそれに限定されない。逆に、書き込み磁極の対向側部上のトレーリングボックス領域について、ステップ３６２〜ステップ３６４の間で共通の蒸着ステップを使用することで、図３および図４で示される構成等の、対称シールディング構成をもたらすことができることを認識することができる。最後に、ステップ３６６で、トレーリングボックス領域の頂部にトレーリングシールドを形成する。そのようなトレーリングシールドの形成は、非磁性絶縁材料によって書き込み磁極から分離しながら、サイドシールドのいくつかに接触するように、または全く接触しないように位置付けることができる。図８で示されるように、ステップ３６６は、以前に蒸着した磁束密度インサートに接触するトレーリングシールドをもたらし得るか、または非磁性材料によって磁束密度インサートから分離され得る。
【００３７】
ルーチン３５０の種々のステップおよび判定を通して、最適化された磁気的なシールディングおよび書き込み磁極の性能を伴う、データ書き込み装置を構築することができる。１つ以上の磁束密度インサートの調整された飽和磁束密度、サイズ、書き込み磁極に対する位置、および形状は、消去状態の可能性を最小にしながら分路の危険性を低減させる、磁気シールディング材料を提供することができる。磁束密度インサートおよびトレーリングボックス領域の双方の構成を調整する能力は、磁気シールディングおよび書き込み磁極の性能の正確な制御を可能にして、データ書き込み装置を、高データビット密度の回転媒体データ記憶デバイス等の、多種多様なデータ記憶環境に適合させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
加えて、本実施形態は、磁気プログラミングを対象としているが、特許請求される発明は、データ記憶デバイス応用を含む、数多くの他の応用で容易に利用することができることが認識されるであろう。本開示の種々の実施形態の多数の特徴および構成を、種々の実施形態の構造および機能の詳細とともに、上の説明に記載したが、この詳細な説明は、例示的なものに過ぎず、本開示の原理の範囲内で、添付の特許請求の範囲を表す用語の広義の一般的な意味によって示される最大限の範囲まで、詳細において、特に、部品の構造および配設について、変更が行われ得ることを理解されたい。例えば、特定の要素は、本技術の趣旨および範囲から逸脱することなく、特定の用途に応じて変動し得る。
【符号の説明】
【００３９】
１００  データ記憶デバイス
１０２  変換ヘッド
１０４  磁気記憶媒体
１０６  データビット
１０８  データトラック
１１０  スピンドルモータ
１１２  空気ベアリング
１１４  書き込み磁極
１１６  リターン磁極
１１８  磁気シールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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