(57)【要約】      （修正有）【課題】トラック密度能力およびデータ速度の十分な改善を約束する読み取りセンサーを提供する。【解決手段】ダウントラック方向に沿って上部シールド１３６と底部シールド１３８との間に位置する底部センサースタック１３２および上部センサースタック１３４を含むスタック化式二重センサーであって、底部シールドが側面シールド１４６、１４８に取り付けられる。【選択図】図１
2015046214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部シールドが側面シールドに取り付けられる二重リーダーを備える、装置。
【請求項２】
前記二重リーダーが、ダウントラック方向にスタック化される２つのセンサーを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記底部シールドが、合成反強磁性（ＳＡＦ）底部シールドである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記二重リーダーが、反強磁性（ＡＦＭ）層なしで中間シールドによって互いに分離される、第１のセンサースタックおよび第２のセンサースタックをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記側面シールドが、前記中間シールドに接触しない、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記中間シールドが、ＳＡＦ層を含まない、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
ダウントラック方向における前記中間シールドの厚さが、前記ダウントラック方向における前記底部シールドの厚さより実質的に小さい、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記二重リーダーが、第１のセンサースタックおよび第２のセンサースタックを備え、中間シールドが、前記第１のセンサースタックを前記第２のセンサースタックから分離する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記側面シールドが、前記二重リーダーの空気軸受面（ＡＢＳ）の付近に側面シールドヘッドと、前記側面シールドヘッドを越えて前記ＡＢＳから離れて延在する側面シールドテールと、を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記側面シールドテールが、前記底部シールドに直接連結される、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
クロストラック方向で第１の対の側面シールドの間に位置する第１のセンサースタックであって、前記第１の対の側面シールドが底部シールドに取り付けられる、第１のセンサースタックと、
クロストラック方向で第２の対の側面シールドの間に位置する第２のセンサースタックと、を含む、二重リーダー。
【請求項１２】
ダウントラック方向で前記第１のセンサースタックと前記第２のセンサースタックとの間に位置する中間シールドをさらに備える、請求項１１に記載の二重リーダー。
【請求項１３】
前記中間シールドが、ＡＦＭ層を含まない、請求項１２に記載の二重リーダー。
【請求項１４】
前記中間シールドが、ＳＡＦ層を含まない、請求項１２に記載の二重リーダー。
【請求項１５】
前記第１の対、または側面シールドが、前記中間シールドに取り付けられない、請求項１２に記載の二重リーダー。
【請求項１６】
前記中間シールドのダウントラックの厚さが、約１０ｎｍである、請求項１２に記載の二重リーダー。
【請求項１７】
磁気媒体と、
第１のセンサースタックおよび第２のセンサースタックを含む二重リーダーであって、前記第１のセンサースタックおよび前記第２のセンサースタックのそれぞれが、前記磁気媒体からデータを読み取るように構成され、前記第１のセンサースタックおよび前記第２のセンサースタックが、ＡＦＭ層なしで中間シールドによってダウントラック方向に分離される、二重リーダーと、を備える、記憶デバイス。
【請求項１８】
クロストラック方向に沿った前記第１のセンサースタックの両側に、ＳＡＦの底部シールドに直接連結される側面シールドテールを有する側面シールドをさらに備える、請求項１７に記載の記憶デバイス。
【請求項１９】
ダウントラック方向における前記中間シールドの厚さが、前記ダウントラック方向における前記底部シールドの厚さよりも実質的に小さい、請求項１７に記載の記憶デバイス。
【請求項２０】
前記中間シールドが、実質的に固体の材料で作製される、請求項１７に記載の記憶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
磁気データ記憶および検索システムにおいて、磁気読み取り／書き込みヘッドは、一般的に、磁気ディスクに記憶された磁気的に符号化された情報を検索するための、磁気抵抗（ＭＲ）センサーを有するリーダー部分を含む。ディスクの表面からの磁束がＭＲセンサーの感知層の磁化ベクトルを回転させ、それが次いでＭＲセンサーの電気抵抗率を変化させる。ＭＲセンサーの抵抗率の変化は、ＭＲセンサーに電流を通し、ＭＲセンサーの両端の電圧を測定することによって検出することができる。外部回路は、電圧情報を適切なフォーマットに変換し、その情報を必要に応じて操作して、ディスクの符号化された情報を回復する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
本明細書に記載され、特許請求される実装例は、底部シールドが側面シールドに取り付けられる、二重リーダーを提供する。
【０００３】
この発明の概要は、発明を実施するための形態においてさらに詳述されるいくつかの概念を簡略化された形態で紹介するために提供される。この発明の概要は、特許請求される主題の重要な特徴または必須の特徴を特定するよう意図されず、また特許請求される主題の範囲を限定するために使用されるようにも意図されない。これらおよび種々の他の特徴および利点は、以下の発明を実施するための形態を一読することによって明らかとなる。
【０００４】
記載される技術は、添付の図面に関連して読まれる種々の実装例を詳述する以下の発明を実施するための形態の項から最良に理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、アクチュエータアセンブリの端部上で実装される例示的な読み取りセンサー構造を図示する例示的なブロック図を示す。
【図２】図２は、本明細書に開示される実装例に従うスタック式二重リーダーの例示的なブロック図を示す。
【図３】図３は、本明細書に開示される代替的な実装例に従うスタック式二重リーダーの部分的なブロック図を示す。
【図４】図４は、本明細書に開示されるスタック式二重リーダーの実装例の例示的なマイクロ磁気のモデル化を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
磁気データ記憶および検索システムにおいて、磁気記録ヘッドは、一般的に、磁気ディスクに記憶された磁気的に符号化された情報を検索するための、磁気抵抗（ＭＲ）センサーを有するリーダー部分を含む。ディスクの表面からの磁束が、ＭＲセンサーの感知層または層の磁化ベクトルを回転させ、それが次いでＭＲセンサーの電気抵抗率を変化させる。この感知層は、感知層の磁化ベクトルが外部磁束に応答して自由に回転するため、多くの場合「自由」層と称される。ＭＲセンサーの抵抗率の変化は、ＭＲセンサーに電流を通し、ＭＲセンサーの両端の電圧を測定することによって検出することができる。次いで、外部回路が電圧情報を適切な形式に変換し、その情報を必要に応じて操作して、ディスク上に符号化された情報を回復する。
【０００７】
３つの一般的な分類：（１）異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサー、（２）スピンバルブセンサーおよび多層ＧＭＲセンサーを含む巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサー、ならびに（３）トンネル巨大磁気抵抗（ＴＧＭＲ）センサーを特徴とし得るＭＲセンサーが開発されている。
【０００８】
トンネルＧＭＲ（ＴＧＭＲ）センサーは、センサーの磁性層が、磁性層間の電子のトンネルを可能にするのに十分薄い絶縁膜によって分離されることを除き、ＧＭＲセンサーに類似する一連の交互の磁性層および非磁性層を有する。ＴＧＭＲセンサーの抵抗は、磁性層の磁化の相対配向により、磁性層の磁化が平行である構成には最小を、そして磁性層の磁化が反平行である構成には最大を提示する。
【０００９】
ＭＲセンサーの全ての型について、ディスクからの磁束に応答して磁化回転が起こる。磁気ディスクの記録密度は増加し続けるため、ディスク上のビットならびにトラックの幅は、減少しなければならない。これは、より小さいＭＲセンサーならびにより狭いシールド間の間隔（ＳＳＳ）をますます必要とする。センサーのＳＳＳがリーダーの信号対雑音比（ＳＮＲ）を決定し、より高いＳＳＳは、より低いＳＮＲに関連する。よって、ＳＳＳの減少は、ＰＷ５０の値の減少をもたらし、ひいては記録システムに対するＳＮＲの値を増加させる。
【００１０】
スタック式二重リーダーは、トラック密度能力およびデータ速度の十分な改善を約束する。スタック式二重リーダーでは、２つのセンサースタックが、ダウントラック方向に沿って上部シールドと底部シールドとの間にスタック化される。２つのセンサースタックは、ダウントラック方向に沿った中間シールドによって分離される。よりさらに、センサースタックは、クロストラック方向に沿った側面シールド間に位置付けされる。上部シールドと中間シールドとの間の距離が、上部リーダー（上部センサースタック）におけるＰＷ５０値を決定し、中間シールドと底部シールドとの間の距離が、底部リーダー（底部センサースタック）におけるＰＷ５０値を決定する。よりさらに、２つのセンサースタック間の距離はまた、スキュー下の二重スタック化式リーダーの性能を決定し、２つのセンサーの間のより短い距離はスキュー下でより良好な性能をもたらす。二重リーダーの１つの実装例において、底部リーダーの側面シールドは、側面シールドを支持するのに十分安定であるようにＳＡＦとして作製される中間シールドに取り付けられる。しかしながら、かかる実装例において、薄いＳＡＦシールドは、硬直しておりそれによって上部および底部リーダーの両方においてＰＷ５０を下げる（増加させる）ため、中間シールドは、十分に厚くなければならない。この中間シールドが厚いという必要条件は、スキュー下での二重リーダーの性能の低下を減少させるように中間シールドが薄いという別の必要条件と直接的に対立する。
【００１１】
本明細書に開示されるスタック式二重リーダーの実装例は、薄い固体の中間シールドと厚いＡＦＭ中間シールドとの置換を可能にする。かかる実装例は、ＳＡＦ中間シールドと比較して固体の中間シールドのより良好な性能のためＰＷ５０を改善し、底部シールドに取り付けられる側面シールドを提供することにより、ダウントラック方向に沿った２つのセンサーの間の距離を減少させる。かかる実装例は、２つのセンサースタックを分離している中間シールドの減少された厚さをもたらす。具体的には、本明細書に開示される実装例は、薄い固体の中間シールドを備えるスタック式二重リーダーを提供する。
【００１２】
図１は、アクチュエータアセンブリ１００の端部上に実装される例示的な読み取りセンサー構造を図示する例示的なブロック図を示す。具体的には、図１は、トランスデューサヘッド１０４がアクチュエータアセンブリ１０６の端部上に据えられる、ディスク１０２の実装例の平面図を示す。ディスク１０２は、動作中、回転ディスク軸１０８を中心として回転する。さらに、ディスク１０２は、外径１１０および内径１１２を含み、環状の点線によって示される、いくつかのデータトラック１１４がそれらの間にある。データトラック１１４は、実質的に環状であり、規則的に間隔を置かれるパターン化されたビットで作製される。
【００１３】
情報は、ディスク１０２に隣接して位置付けされる回転アクチュエータ軸１１６を中心としたデータトラック１１４のシーク動作の間回転する、アクチュエータアセンブリ１０６の使用を通してデータトラック１１４上に書き込まれ得るか、またはその上のパターン化されたビットから読み取られ得る。回転アクチュエータ軸１１６から遠位の端部でアクチュエータアセンブリ１０６上に載置されるトランスデューサヘッド１０４は、ディスク動作中、ディスク１０２の表面上のごく近接を飛ぶ。トランスデューサヘッド１０４は、トラック１１４からデータを読み取るための読み取りセンサーと、トラック１１４へデータを書き込むための書き込み極とを含む記録ヘッドを含む。
【００１４】
ディスク１０２のトラック１１４の遷移は、磁気ディスク１０２からデータを読み取るように、磁場を発生させる。読み取りセンサーが遷移を過越すると、遷移の磁場は、読み取りセンサーの抵抗を変調する。読み取りセンサーの抵抗の変化は、センス電流を読み取りセンサーに通過させ、次いで、読み取りセンサーの両端の電圧の変化を測定することによって検出される。生じる抵抗に基づく電圧信号は、ディスク１０２のトラック上に符号化されるデータを回復するように使用される。
【００１５】
図１はまた、読み取りセンサーがトランスデューサヘッド１０４上に位置され得る、読み取りセンサー１３０の部分的な断面の構成の拡大された空気軸受面（ＡＢＳ）の図を示す。具体的には、読み取りセンサー１３０は、ダウントラック方向に沿って上部シールド１３６と底部シールド１３８との間に位置する底部センサースタック１３２および上部センサースタック１３４を含むスタック化式二重センサーである。底部センサースタック１３２および上部センサースタック１３４のそれぞれは、互いにダウントラック方向に沿って中間シールド１４０によって分離される。１つの実装例では、中間シールド１４０のダウントラックの厚さは、約１０ｎｍである。よりさらに、底部センサースタック１３２が、底部側面シールド１４６と１４８との間に配設されるのに対して、上部センサースタック１３４は、上部側面シールド１４２と１４４との間に配設される。
【００１６】
底部センサースタック１３２および上部センサースタック１３４のそれぞれは、ＡＦＭ層の上部上に位置付けられる。１つの実装例では、読み取りセンサー１３０の２つのスタック１３２と１３４との間の距離１５０は、約２０ｎｍの範囲にある。示される実装例において、底部側面シールド１４６および１４８は、底部シールド１３８に取り付けられる。底部側面シールド１４６および１４８を底部シールド１３８に取り付けることは、底部側面シールド１４６および１４８を中間シールド１４０から外すことを可能にする。結果的に、中間シールド１４０は、固体の薄い材料で作製され得る。例えば、示される実装例の読み取りセンサー１３０において、中間シールドは、いかなるＳＡＦ構造をも含まない。よりさらに、中間シールド１４０が固体および非ＳＡＦ構造で作製されるため、中間シールド１４０は、上部センサースタック１３４のＡＦＭに取り付けられ得る。
【００１７】
よりさらに、中間シールド１４０が固体の構造で作製され、これは非ＳＡＦ中間シールドであるため、それは、二重リーダー１３０用のより低いＰＷ５０をもたらす、より高い段階の透磁率を含む、磁気的に柔軟な性質を提供する。よって、実装例の読み取りセンサー１３０は、より低いＰＷ５０、およびより高いＳＮＲを提供する。よりさらに、上部センサー１３４と底部センサー１３２との間のより短い間隔はまた、スキュー下で読み取りセンサー１３０の性能を改善する。底部側面シールド１４６および１４８が底部シールド１３８に連結されると、読み取りセンサー１３０はまた、読み取りセンサー１３０により良好な磁気安定性を提供する。
【００１８】
図２は、本明細書に開示される実装例に従うスタック式二重リーダー２００の例示的なブロック図を示す。スタック式二重リーダー２００は、ダウントラック方向に沿ったスタック式二重リーダー２００の両側に配設され、中間シールド２１０によって分離される、上部シールド２０６および底部２０８を含む。底部スタック２１２が、底部シールド２０８と中間シールド２１０との間に配設されるのに対して、上部スタック２１６は、上部シールド２０６と中間シールド２１０との間に配設される。よりさらに、上部センサースタック２１６は、クロストラック方向に沿って上部側面シールド２２２と２２４との間に配設される。底部センサースタック２１２は、底部側面シールド２２６と２２８との間に配設される。上部センサースタック２１６は、自由層（ＦＬ）、スタックＳＡＦ、およびＡＦＭ層２１８を含むセンサースタックを含み、底部センサースタック２１２は、ＦＬ、スタックＳＡＦ、およびＡＦＭ層２１４を含む。
【００１９】
上部シールド２０６および底部シールド２０８のそれぞれは、合成反強磁性（ＳＡＦ）構造の形態に構成され得る。よって、上部シールド２０６は、ＲＬとＰＬとの間を連結するＲＫＫＹを提供するように、ルテニウム（Ｒｕ）等の非磁気材料の薄い層によって分離される基準層（ＲＬ）およびピン止め層（ＰＬ）を含む。同様に、底部シールド２０８はまた、ＲＬとＰＬとの間を連結するＲＫＫＹを提供するように、ルテニウム（Ｒｕ）等の非磁気材料の薄い層によって分離される基準層（ＲＬ）およびピン止め層（ＰＬ）を含む。上部シールド２０６および底部シールド２０８のＲＬ層およびＰＬ層での磁化の方向は、互いに反平行である。
【００２０】
スタック式二重リーダー２００の実装例において、上部側面シールド２２２、２２４の磁化の方向は、上部シールド２０６のＲＬの磁化に平行である。同様に、底部側面シールド２２６、２２８の磁化の方向は、底部シールド２０８のＲＬの磁化に平行である。
【００２１】
底部側面シールド２２６および２２８は、底部シールド２０８に取り付けられ、中間シールド２１０に取り付けられない。結果的に、薄い固体の中間シールド２１０を提供することが可能である。１つの実装例では、中間シールド２１０は、パーマロイ材料で作製され得る。例えば、１つの実装例では、ＡＢＳでの中間シールド２１０のダウントラックの厚さは、約１０ｎｍである。中間シールド２１０のダウントラック幅における減少は、スキューの存在においてスタック式二重リーダー２００の改善された性能をもたらす、底部センサースタック２１２のＦＬと上部センサースタック２１６のＦＬとの間の間隔における減少をもたらす。よりさらに、薄く、磁気的に柔軟な中間シールド２１０はまた、上部リーダーおよび底部リーダーのより低いＰＷ５０をもたらし、よって、スタック式二重リーダー２００のＳＮＲを増加させる。底部側面シールド２２６および２２８が、底部シールド２０８に取り付けられるため、スタック式二重リーダー２００は、底部側面シールドが中間シールドに取り付けられ、側面シールドのテールが取り付けられないまたは吊降である、スタック式二重リーダーの他の実装例と比較して、増加した磁気安定性を提示する。
【００２２】
図３は、本明細書に開示される（縮尺通りには示されない）代替的な実装例に従うスタック式二重リーダー３００の部分的なブロック図を示す。具体的には、スタック式二重リーダー３００の底部の一部のみが、示される。スタック式二重リーダー３００は、底部シールド３０２、ＦＬ３１０およびＲＬ３１２を含むセンサースタック、側面シールドヘッド３０４および側面シールドテール３０６を含む側面シールド、および中間シールド３２０を含む。センサースタックは、クロストラック方向に沿った側面シールド間に、およびダウントラック方向に沿った底部シールド３０２と中間シールド３２０との間に、配設される。
【００２３】
示される実装例において、中間シールド３２０は、薄い固体の構造で作製される。よりさらに、側面シールドのヘッド３０４は、中間シールド３２０に取り付けられない。代わりに、側面シールドのテール３０６は、底部シールド３０２に直接取り付けられる。側面シールドのテール３０６を底部シールド３０２に取り付けることは、スタック式二重リーダー３００の安定性を改善する。よりさらに、中間シールド３２０の厚さは、スタック式二重リーダー３００のＰＷ５０を減少させ、よって、スタック式二重リーダー３００のＳＮＲを増加させる。
【００２４】
図４は、本明細書に開示されるスタック式二重リーダーの実装例の例示的なマイクロ磁気のモデル化４００を示す。具体的には、図４は、側面シールドテールが直接かつ確実に底部シールドに取り付けられる、スタック式二重リーダーの側面シールドテールにおける磁化地図４２０を示す。結果的に、側面シールドは、実質的には一直線に（磁化方向４２２により示されるように）磁化され、よって、より高い磁化バイアスをセンサースタックのＦＬに、およびより低い非対称のばらつきを提供する。
【００２５】
上記の明細書、実施例、およびデータは、本発明の例示的な実装例の構造および使用の完全な説明を提供する。本発明の多くの実装例は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく行うことができるため、本発明は、以下に添付の特許請求の範囲内に存在する。よりさらに、異なる実装例の構造上の特徴は、記載の特許請求の範囲から逸脱することなく、さらに別の実装例に組み合わせることができる。上記の実装例および他の実装例は、以下の特許請求の範囲の範囲内にある。
【図３】
2015046214.tif 000003
【図４】
2015046214.tif 000004
【図１】
2015046214.tif 000005
【図２】
2015046214.tif 000006