(57)【要約】      （修正有）【課題】変換器を流れる電流に起因する放熱により、変換器は高温で動作する。高温動作する際に変換器のエアベアリング表面に位置する磁気遮蔽物のTPTRを低減する変換ヘッド構造を提供する。【解決手段】基板１２と、基板上に位置決めされたデータ変換器とを備えた磁気ヘッドである。データ変換器は、頂部遮蔽物３０及び底部遮蔽物２４からなる読取り部分１６を備えており、該遮蔽物の少なくとも一方が読取り部分の熱膨張を補償するための層を備えることを特徴としている。【選択図】図１
2004164820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、基板上に位置決めされたデータ変換器とを有する磁気ヘッドであって、データ変換器が、頂部遮蔽物及び底部遮蔽物からなる読取り部分を備えた磁気ヘッドにおいて、
前記遮蔽物の少なくとも一方が読取り部分の熱膨張を補償するための層を備えることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
補償するための層が、底部遮蔽物中に形成された、熱膨張率が底部遮蔽物の他の層の熱膨張率より小さい層からなる、請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
補償するための層が、頂部遮蔽物中に形成された、熱膨張率が頂部遮蔽物の他の層の熱膨張率より小さい層からなる、請求項１又は請求項２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
データ変換器中に形成された、ディスクからデータを読み出すための読取り部分であって、
第１の材料層を備えた多層からなる第１の遮蔽物と、
読取りギャップと、
読取りギャップによって第１の遮蔽物から離隔された、第１の材料からなる第２の遮蔽物と、
第１の遮蔽物中に形成された、熱膨張率が第１の材料の熱膨張率より小さい補償層とを備えた読取り部分。
【請求項５】
第１の遮蔽物が底部遮蔽物である、請求項４に記載の読取り部分。
【請求項６】
底部遮蔽物の第１の材料層と底部遮蔽物の補償層とを分離する非磁気スペーサ層をさらに備えた、請求項５に記載の読取り部分。
【請求項７】
非磁気スペーサの厚さが約０．１ミクロンと約０．５ミクロンの間である、請求項６に記載の読取り部分。
【請求項８】
補償層の厚さが、底部遮蔽物の第１の材料層の厚さの９０％以下である、請求項５に記載の読取り部分。
【請求項９】
第１の材料層の厚さが約０．２ミクロンと約２．５ミクロンの間である、請求項５に記載の読取り部分。
【請求項１０】
第１の遮蔽物が頂部遮蔽物である、請求項４に記載の読取り部分。
【請求項１１】
頂部遮蔽物の第１の材料層と頂部遮蔽物の補償層とを分離する非磁気スペーサ層をさらに備えた、請求項１０に記載の読取り部分。
【請求項１２】
補償層の厚さが、頂部遮蔽物の第１の材料層の厚さの９０％以下である、請求項１０に記載の読取り部分。
【請求項１３】
補償層が、組成が約６５％Ｎｉ及び約３５％ＦｅであるＮｉＦｅ合金からなる、請求項４に記載の読取り部分。
【請求項１４】
第１の材料が、組成が約８０％Ｎｉ及び約２０％ＦｅであるＮｉＦｅ合金からなる、請求項４に記載の読取り部分。
【請求項１５】
補償層の熱膨張率が約１×１０-6℃と約２．５×１０-6℃の間である、請求項４に記載の読取り部分。
【請求項１６】
第１の遮蔽物が単一の処理工程で形成される、請求項４に記載の読取り部分。
【請求項１７】
ディスクからデータを読み出し、かつ、ディスクにデータを書き込むためのデータ変換器であって、
頂部磁極と、
書込みギャップと、
書込みギャップによって頂部磁極から離隔された共有磁極と、
読取りギャップと、
読取りギャップによって共有磁極から離隔された、第１の材料層を備えた底部遮蔽物と、
底部遮蔽物中に形成された、熱膨張率が第１の材料の熱膨張率より小さい補償層とを備えたデータ変換器。
【請求項１８】
底部遮蔽物の第１の材料層と底部遮蔽物の補償層とを分離する非磁気スペーサ層をさらに備えた、請求項１７に記載のデータ変換器。
【請求項１９】
共有磁極が、
第１の材料からなる頂部遮蔽物と、
頂部遮蔽物の上に形成された非磁気スペーサ層と、
非磁気スペーサ層の上に形成された第２の補償層と、
第２の補償層の上に形成された底部磁極とを備えた、請求項１７に記載のデータ変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概ね磁気データ記憶及び検索システムの分野に関し、詳細には、熱磁極端突出低減による改善性能を有する薄膜変換ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、Ｌａｄｉｓｌａｖ  Ｒｕｄｏｌｆ  Ｐｕｓｌ、Ｍａｒｋ  Ｔｈｏｍａｓ  Ｋｉｅｆ、Ｉｂｒｏ  Ｔａｂａｋｏｖｉｃ、Ｊａｍｅｓ  Ｆ．Ｄｏｌｅｊｓｉ及びＶｅｅ  Ｓｏｃｈｉｖｙ  Ｋｏｎｇによる、２００２年７月２２日出願の仮出願第６０／３９７，６３４号「ＭＵＬＴＩＬＡＹＥＲ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＳＨＩＥＩＬＤＳ  ＷＩＴＨ  ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＥＤ  ＴＨＥＲＭＡＬ  ＰＲＯＴＲＵＳＩＯＮ」の優先権を主張するものである。
磁気データ記憶及び検索システムにおいて、薄膜変換ヘッドは通常、変換器、変換器が作られた基板、及び変換器を覆って蒸着されたオーバコートを備えている。変換器は、通常、磁気的に符号化された情報を磁気媒体に記録するための書込み部分及び磁気的に符号化された情報を磁気媒体から検索するための読取り部分を備えており、基板上に連続的に積み重ねられた複数の層からなっている。変換器の体積は、通常、基板及びオーバコートの両方の体積よりはるかに小さくなっている。
【０００３】
金属層と絶縁層を共に備える変換器の複数の層は、すべて基板とは異なる機械的特性及び化学的特性を有している。これらの特性の違いが、変換器のいくつかの面に影響を及ぼしている。第１に、変換ヘッドの複数の層が異なる速度でラップされるため、製造中に変換ヘッドのエア・ベアリング表面（ＡＢＳ）をラップする場合、複数の層の異なる量が除去され、その結果、変換ヘッドのＡＢＳが不均一になる。一般的に、ラッピング・プロセスの間に除去される変換器の金属層の量は、基板から除去される量より多く、そのために、ラッピング・プロセスにより、基板に対する変換器の金属層の磁極端凹所（ＰＴＲ）が形成される。個々の層のＰＴＲは、基板のエア・ベアリング表面と個々の層のエア・ベアリング表面との間の距離として画定される。
【０００４】
また、基板及び変換器層の機械的特性及び化学的特性の違いは、動作中の変換ヘッドのエア・ベアリング表面に影響を及ぼす。磁気データ記憶及び検索システムが動作すると、変換ヘッドは、磁気データ記憶及び検索システム内の温度上昇に晒され、また、変換器を流れる電流に起因する放熱により、変換ヘッド自体又は変換ヘッドの一部の温度が、磁気データ記憶及び検索システム内の温度より著しく高くなっている。
【０００５】
基板の形成に使用される材料の熱膨張率（ＣＴＥ）は、通常、変換器の金属層の形成に使用される材料のＣＴＥよりはるかに小さい。変換器の金属層は、金属層のＣＴＥが大きいため、高温に対する熱膨張の量が基板より多く、したがって変換ヘッドが高動作温度に晒されると、金属層の方が基板より磁気ディスクに近接して突出し、変換器のＰＴＲに影響を及ぼしている。温度によるこのＰＴＲの変化は、熱ＰＴＲ（ＴＰＴＲ）と呼ばれている。
【０００６】
変換ヘッドは、磁気データ記憶及び検索システムが動作している間、磁気媒体に極めて近接して位置決めされる。変換器と磁気媒体の間の距離は、磁気媒体への書込み及び磁気媒体からの読出しを、大きい面積密度で可能にするために十分に小さいことが好ましく、また、磁気媒体と変換ヘッドの間の接触を回避するために十分に大きいことが好ましい。変換器の性能は、主として磁気媒体と変換ヘッドの間の距離に依存している。
【０００７】
変換ヘッドと磁気媒体の間の距離を一定に保つためには、ＰＴＲは、温度によって大きく変化してはならない。ＴＰＴＲが大きいと、変換器と磁気媒体の間の間隔が温度によって大きく変化するため、より高い動作温度に適応するためには、低温浮上高が十分に高くなければならない。逆に、ＴＰＴＲがゼロに近いと、低温浮上高が低くなる。
【０００８】
典型的な変換ヘッドの場合、磁気遮蔽物は、パーマロイ、詳細には組成が大よそ２０％Ｆｅ−８０％ＮｉのＮｉＦｅ合金でできている。パーマロイは、透磁率が極めて高く、かつ、磁気ひずみがほぼゼロである、ほぼ理想的な遮蔽金属であるが、そのＣＴＥは大きく、１２×１０−６℃と１３×１０−６℃の間である。ＡｌＴｉＣ基板と比較した場合、遮蔽物の大きな熱膨張はＴＰＴＲに対する主要な寄与である。ＴＰＴＲの劇的な低減なくしては、このような変換ヘッドを備えたディスク・ドライブを１００Ｇｂ／６．４５ｃｍ２（１インチ２）近辺又はそれ以上の面積密度で動作させることはできない。ＴＰＴＲに対する遮蔽物の寄与を低減するための従来技術による他の解決法には、（ａ）より小さい遮蔽物の使用、（ｂ）より薄い遮蔽物の使用、又は（ｃ）４５／５５ＮｉＦｅなどのＣＴＥの小さい他の磁気材料を使用した遮蔽物の製造が含まれている。知られているこれらの解決法によって低減されるＴＰＴＲはごく一部でしかなく、また、しばしば変換ヘッドの磁気性能の低下をもたらしている。
【考案の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、変換ヘッドが高温で動作する際の磁気遮蔽物のＴＰＴＲを低減する変換ヘッド構造である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基板及び基板上に位置決めされたデータ変換器を有する磁気ヘッドに関する。データ変換器は、頂部遮蔽物及び底部遮蔽物からなる読取り部分を備え、該遮蔽物の少なくとも一方が、読取り部分の熱膨張を補償するための層を備えることを特徴としている。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明による変換ヘッド１０の部分横断面図を示したものである。図１の断面は、変換ヘッド１０のエア・ベアリング表面（ＡＢＳ）に対して実質的に直角に取ったものである。変換ヘッド１０は、基板１２、ベースコート１４、読取り部分１６、書込み部分１８、絶縁層２０及びオーバコート２２を備えている。読取り部分１６は、底部遮蔽構造２４、読取り要素２６、読取りギャップ２８及び頂部遮蔽構造３０を備えている。書込み部分１８は、底部磁極３２、共有磁極拡張部３４、バックビア３６、導電コイル３８、コイル絶縁体４０及び頂部磁極４２を備えている。共有磁極４４は、頂部遮蔽構造３０及び底部磁極３２の組合せによって形成されている。
【００１２】
ベースコート１４は、基板１２上に蒸着されている。読取り部分１６及び書込み部分１８はそれぞれ多層デバイスであり、変換ヘッド１０のＡＢＳに隣接するベースコート１４上に積み重ねられている。図１に示すように、読取り部分１６はベースコート１４上に形成され、書込み部分１８は、読取り部分１６上にピギーバック構成で積み重ねられている（層は、２つの要素間で共有されていない）。図では示されていない他の実施例では、読取り部分１６及び書込み部分１８は、併合ヘッド構成で配列され（層は、２つの要素間で共有されている）及び／又は書込み部分１８は、ベースコート１４上に形成されている（読取り部分１６は、書込み部分１８上に形成されている）。絶縁層２０は、読取り１６部分及び書込み部分１８の層と共面配置され、かつ、変換ヘッド１０のＡＢＳと対向している。オーバコート２２は、書込み部分１８及び絶縁層２０の上に形成されている。
【００１３】
基板１２は、典型的には、ＡｌＴｉＣ、ＴｉＣ、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３などの材料、又はこれらの材料の組合せからなる他の合成材料からなっている。これらの材料のうち、ＡｌＴｉＣ及びＴｉＣの熱膨張率（ＣＴＥ）は比較的大きく、通常、約６．６×１０−６℃から約８．３×１０−６℃の範囲であり、一方、シリコンのＣＴＥはもっと小さく、約２．０×１０−６℃から約３．０×１０−６℃の範囲である。
【００１４】
ベースコート１４は、図１に示す変換ヘッド１０中の基板１２の上に形成されているが、他の実施例では、ベースコート１４は別の位置に形成されている。ベースコート１４は、一般的に、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４又はＳｉＯ０−２Ｎ０−１．５などの絶縁材料からなっている。ベースコート１４の絶縁材料は、通常、基板１２として使用される材料の化学的特性及び機械的特性に最も厳密に整合するように選択される。例えば、２つの材料のＣＴＥが類似しているため、Ａｌ２Ｏ３ベースコートは、通常、ＡｌＴｉＣ基板と共に使用される。
【００１５】
読取り部分１６は、ベースコート１４上に形成され、底部遮蔽構造２４、読取り要素２６、読取りギャップ２８及び頂部遮蔽構造３０を備えている。底部遮蔽構造２４は、補償層４６、非磁気スペーサ４８及び底部遮蔽物５０からなる多層構造である。補償層４６は、ベースコート１４上に形成され、底部遮蔽物５０は、読取りギャップ２８に隣接して形成されている。非磁気スペーサ４８は、補償層４６と底部遮蔽物５０の間に位置決めされている。多層底部遮蔽構造２４は、１工程のめっきプロセス又はスパッタリング・プロセスで製造されている。
【００１６】
頂部遮蔽構造３０は、読取りギャップ２８によって底部遮蔽構造２４から離隔されている。頂部遮蔽構造３０は、補償層５２、非磁気スペーサ５４及び頂部遮蔽物５６からなる多層構造である。頂部遮蔽物５６は、読取りギャップ２８に隣接して位置決めされ、非磁気スペーサ５４が頂部遮蔽物５６と補償層５２を分離している。補償層５２は、頂部遮蔽構造３０の非磁気スペーサ５４の上に形成されている。多層頂部遮蔽構造３０は、１工程のめっきプロセス又はスパッタリング・プロセスで製造されている。
【００１７】
底部遮蔽物５０及び頂部遮蔽物５６は、パーマロイ、詳細には組成が大よそ２０％Ｆｅ−８０％ＮｉのＮｉＦｅ合金からなっている。このような金属合金は、一般的に大きなＣＴＥを有しており、例えばＮｉ７９Ｆｅ２１のＣＴＥは約１２．２×１０−６℃である。パーマロイは、遮蔽に必要な透磁率が大きく、かつ、保磁力が小さい。
【００１８】
補償層４６及び５２は、アンバ、組成が大よそ３５％Ｆｅ−６５％ＮｉのＮｉＦｅ合金などのＣＴＥの小さい材料からなっている。補償層４６及び５２は、ＣＴＥが約１×１０−６℃と約２．５×１０−６℃である低ＣＴＥ材料でできていることが好ましく、最も重要なことは、遮蔽物のＣＴＥより小さいことである。
【００１９】
非磁気スペーサ４８及び５４は、各遮蔽物（５０及び５６）とそれぞれの補償層（４６及び５２）を磁気的に分離し、遮蔽物５０及び５６のより良好な磁気性能を保証している。補償層４６及び５２を形成している材料のＣＴＥは小さいが、この材料は同時に磁気材料でもあるため、非磁気スペーサ４８及び５４は、遮蔽物５０及び５６と補償層４６及び５２とを分離し、遮蔽物５０及び５６を磁気雑音から保護している。第１のスペーサ４８は、底部遮蔽物５０と第１の補償層４６の間に位置決めされ、第２のスペーサ５４は、頂部遮蔽物５６と第２の補償層５２の間に位置決めされている。また、スペーサ４８及び５４は、ＡＢＳに隣接して位置決めされている。スペーサ４８及び５４は、ＮｉＰｄ、ＣｕＮｉ、ＮｉＰ、Ｃｒ又はアルミナなどの非磁気材料からなっている。
【００２０】
読取りギャップ２８は、底部遮蔽物５０の終端接続端と頂部遮蔽物５６の終端接続端の間のＡＢＳ上に画定されている。読取り要素２６は、読取りギャップ２８中にＡＢＳに隣接して位置決めされている。読取りギャップ２８は、読取り要素２６を底部遮蔽物５０及び頂部遮蔽物５６から絶縁している。読取り要素２６は、異方性磁気抵抗（ＭＲ）読取り要素又はジャイアント磁気抵抗（ＧＭＲ）読取り要素など、異なる様々なタイプの読取り要素を使用することができる。動作に関しては、磁気媒体の表面からの磁束によってＭＲ読取り要素２６の磁化ベクトルが回転し、それによりＭＲ読取り要素２６の電気抵抗率が変化する。読取り要素２６の抵抗率の変化は、読取り要素２６に電流を流し、読取り要素２６の両端間の電圧を測定することによって検出することができる。
【００２１】
書込み部分１８は、読取り部分１６の上に形成され、底部磁極３２、共有磁極拡張部３４、バックビア３６、導電コイル３８、コイル絶縁体４０及び頂部磁極４２を備えている。底部磁極３２は、頂部遮蔽構造３０の上に形成されている。共有磁極拡張部３４及びバックビア３６は、底部磁極３２の上に形成され、共有磁極拡張部３４はＡＢＳに隣接して位置決めされ、バックビア３６はＡＢＳから離隔されている。書込みギャップ５８は、共有磁極拡張部３４と頂部磁極４２の間のＡＢＳ上に画定されている。頂部磁極４２は、共有磁極拡張部３４を覆って形成され、ＡＢＳからバックビア３６へ延びている。導電コイル３８は、底部磁極３２と頂部磁極４２の間のコイル絶縁体４０中に位置決めされ、導電コイル３８を流れる電流が書込みギャップ５８の両端間に磁界を生成するよう、バックビア３６に巻き付けられている。
【００２２】
変換ヘッド１０はピギーバック構成になっており、読取り部分１６の頂部遮蔽構造３０及び書込み部分１８の底部磁極３２は、個別の層でできている。図には示されていないが、変換ヘッド１０を併合ヘッド構成で配列し、共有磁極４４に、読取り部分１６に対しては頂部遮蔽構造３０として、また、書込み部分１８に対しては底部磁極３２として機能させることも可能であり、あるいは変換ヘッド１０を併合ヘッド構成で配列し、読取り部分１６を書込み部分１８の上に構築することもできる。
【００２３】
底部遮蔽物５０、頂部遮蔽物５６、底部磁極３２、共有磁極拡張部３４、バックビア３６及び頂部磁極４２の各々は、金属材料からなっている。これらの構成要素の各々は、主としてＦｅ、Ｎｉ及び／又はＣｏから構成される合金からなっていることが好ましい。底部遮蔽物５０及び頂部遮蔽物５６は、組成が約２０％Ｆｅ−８０％ＮｉのＮｉＦｅ合金であるパーマロイからなっていることが好ましい。通常、このような金属合金はＣＴＥが大きく、例えばＮｉ７９Ｆｅ２１のＣＴＥは約１２．２×１０−６℃である。
【００２４】
読取りギャップ２８は、一般的にＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料からなっている。コイル３８は、一般的に銅、金又は銀などの導電金属からなっている。最も一般的に使用されている銅のＣＴＥは、約１６．５×１０−６℃である。コイル絶縁体４０は、一般的に、ＣＴＥの大きい硬化フォトレジストから形成されているか、あるいはＡｌＮ、ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４などの他の絶縁材料から形成されている。
【００２５】
図１には示されていないが、読取り要素２６及びコイル３８への電気リード線及び接点が存在している。電気リード線及び接点は、通常、金、タンタル又は金属合金などの金属からなっている。
【００２６】
絶縁層２０は、変換ヘッド１０の読取り部分１６及び書込み部分１８の層と同じ面に位置決めされ、ＡＢＳと対向している。絶縁層２０は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及びＳｉＯ０−２Ｎ０−１．５などの絶縁材料からなっていることが好ましい。
【００２７】
オーバコート２２は、図１に示す実施例では、頂部磁極４２を覆って形成され、かつ、概ね書込み部分１８を覆って形成されている。オーバコート２２は、通常、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４及びＳｉＯ０−２Ｎ０−１．５などの絶縁材料からなっている。
【００２８】
図１に示す本発明による一実施例では、２つの補償層が利用されている。補償層４６は、ベースコート１４の頂部と第１の非磁気スペーサ４８の間に配置され、補償層５２は、第２の非磁気スペーサ５４の頂部と底部磁極３２の間に配置されている。補償層４６及び５２の厚さは、それぞれの底部遮蔽物及び頂部遮蔽物の厚さの９０％以下である。底部遮蔽物５０及び頂部遮蔽物５６の厚さは、約０．２ミクロンと約２．５ミクロンの間である。
【００２９】
補償層４６は、ベースコート１４と第１のスペーサ４８の間に形成され、補償層５２は、第２のスペーサ５４と書込み部分１８の間に形成されている。補償層４６及び５２は、ＣＴＥが約１．０×１０−６℃と約２．５×１０−６℃の間の低ＣＴＥ補償材料からなっている。補償層４６及び５２は、組成が３５％Ｆｅ−６５％ＮｉのＮｉＦｅ合金からなっていることが好ましいが、ＣＴＥが約１．０×１０−６℃と約２．５×１０−６℃の間の元素又は合金金属、誘電体、及び半導体材料など、他の多くの低ＣＴＥ材料を補償層４６及び５２として使用することもでき、また、これらに限定されるものではない。使用可能なこのような材料の例としては、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｏｓ、Ｇｅ、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｃｅ、Ｂ、Ｉｒ、ＮｉＦｅ、ＴｉＷ、酸化ケイ素、窒化ケイ素及び窒化酸化ケイ素などがある。
【００３０】
底部遮蔽構造２４及び頂部遮蔽構造３０は、変換ヘッド１０の製造中に、めっき又はスパッタリングなどによって、それぞれ単一工程及び単一マスクで形成されている。
【００３１】
変換ヘッド１０の層、詳細には底部遮蔽構造２４及び頂部遮蔽構造３０の層は、すべて異なる機械的特性及び化学的特性を有している。これらの特性の相異により、変換ヘッド１０の層のラップ速度が異なり、そのために、製造中における変換ヘッド１０のＡＢＳのラッピングにより、図１に示すように、変換ヘッド１０のＡＢＳは不均一になる。一般的に、ラッピング・プロセスの間に除去される変換ヘッド１０の金属層の量は、基板１２から除去される量より多く、そのために、基板１２に対する金属層の磁極端凹所（ＰＴＲ）が形成される。個々の層のＰＴＲは、基板１２のＡＢＳと個々の層のＡＢＳとの間の距離として画定される。本発明による変換ヘッド１０のギャップ６０は、基板１２のＡＢＳと遮蔽構造２４及び３０のＡＢＳ６２との間の距離として画定される。
【００３２】
変換ヘッド１０の層の機械的特性及び化学的特性の違いは、さらに、動作中の変換ヘッド１０のＡＢＳに影響を及ぼしている。基板１２の形成に使用される材料のＣＴＥは、通常、変換ヘッド１０の金属層、詳細には底部遮蔽物５０及び頂部遮蔽物５６の形成に使用される材料のＣＴＥよりはるかに小さい。これらの金属層は、金属層のＣＴＥが大きいため、熱膨張の量が基板１２より多く、したがって変換ヘッド１０が高動作温度に晒されると、金属層の方が基板１２より磁気ディスクに近接して突出し、変換ヘッド１０の金属層のＰＴＲに影響を及ぼしている。温度によるこのＰＴＲの変化は、熱ＰＴＲ（ＴＰＴＲ）と呼ばれている。
【００３３】
本発明は、多層底部遮蔽構造２４及び多層頂部遮蔽構造３０を使用することによってＴＰＴＲの問題に対処している。各遮蔽構造内に形成された補償層４６及び５２が、変換ヘッド１０の金属層の高ＣＴＥを補償している。通常、補償層４６及び５２は、遮蔽物５０及び５６のＴＰＴＲ寄与係数の大きい高ＣＴＥ材料に近接して配置される。補償層４６及び５２は、変換ヘッド１０のＡＢＳに対して実質的に直角に、ＡＢＳの後方に延び、かつ、変換ヘッド１０の遮蔽物５０及び５６に実質的に平行に位置している。補償層４６及び５２の低ＣＴＥ材料は、磁気遮蔽構造２４及び３０におけるＴＰＴＲ源である高ＣＴＥ材料とは全く逆に、基板１２に対して、動作温度の上昇に伴って凹み、かつ、動作温度の減少に伴って突出する。本発明による多層遮蔽構造２４及び３０は、ＴＰＴＲに対する遮蔽物５０及び５６の寄与を相殺し、かつ、補償することによって、高動作温度におけるギャップ６０のサイズを維持し、遮蔽構造２４及び３０のＴＰＴＲを防止している。また、磁気遮蔽物に低ＣＴＥ層４６及び５２を使用することによる変換ヘッド１０の性能に対する影響は皆無である。
【００３４】
図２は、本発明による変換ヘッド１０の略横断面図を示したもので、読取り部分１６及び書込み部分１８の一部、詳細には底部磁極３２及び共有磁極拡張部３４が示されている。底部遮蔽構造２４は、第１の補償層４６、第１の非磁気スペーサ４８及び底部遮蔽物５０からなっている。図２に示す実施例では、第１の補償層４６は、底部遮蔽シード層６４の上に形成されている。底部遮蔽シード層６４は、底部遮蔽物５０をめっきするために使用される導電表面である。底部遮蔽シード層６４は、ＴＰＴＲの低減を達成するために必要な層ではないため、このような層は、底部遮蔽構造２４の製造プロセスに応じて省略することができる。
【００３５】
第１の非磁気スペーサ４８は、補償層４６と底部遮蔽物５０を分離し、底部遮蔽物５０のより良好な磁気性能を保証している。また、第１の非磁気スペーサ４８は、底部遮蔽物５０を第１の補償層４６からの磁気雑音から遮蔽している。底部遮蔽構造２４にスペーサ層が存在しない場合、同様のＴＰＴＲの低減が達成される。
【００３６】
頂部遮蔽構造３０は、読取りギャップ２８によって底部遮蔽構造２４から離隔されている。頂部遮蔽構造３０は、頂部遮蔽物５６、第２の非磁気スペーサ５４及び第２の補償層５２からなっている。底部磁極３２は、頂部遮蔽構造３０の上に形成されている。底部遮蔽構造２４の底部遮蔽物５０及び頂部遮蔽構造３０の頂部遮蔽物５６は、いずれも読取りギャップ２８に隣接している。第２のスペーサ５４は、頂部遮蔽物５６と第２の補償層５２を分離し、読取り部分１６のより良好な磁気性能を保証している。例えば、補償層４６及び５２として一般的に使用されている材料はＣＴＥが小さく、同時に磁気材料でもある。遮蔽物５０及び５６とそれぞれの補償層４６及び５２との間の非磁気スペーサ４８及び５４は、遮蔽物５０及び５６を補償層４６及び５２からの磁気雑音から保護している。
【００３７】
補償層４６及び５２は、通常、変換ヘッド１０のＴＰＴＲの寄与機構である磁気遮蔽構造２４及び３０の高ＣＴＥ層に近接して位置決めされ、配置される。補償層の材料及びサイズを適切に選択することにより、補償層は、遮蔽構造２４及び３０の金属層のより大きいＣＴＥと釣り合いを保ち、かつ、補償することができる。補償層４６及び５２はＴＰＴＲをゼロ近辺に維持し、それにより、読出し可能／書込み可能媒体に対する変換ヘッド１０の浮上高を低い位置に維持し、変換ヘッド１０の性能を強化している。補償層４６及び５２は、高動作温度では基板１２に対して凹み、遮蔽物５０及び５６の突出金属層の近くまで後退する。動作温度が低くなると、補償層４６及び５２は、高ＣＴＥ材料に対して突出し、凹みが小さくなる。
【００３８】
図３は、本発明による変換ヘッド１０の読取り１６の他の実施例の略横断面図を示したものである。図３に示す実施例では、底部遮蔽構造２４がＴＰＴＲを低減するための補償層６６を備え、一方、頂部遮蔽構造３０は、頂部遮蔽物６８のみからなっている。底部遮蔽構造２４は、補償層６６、非磁気スペーサ７０及び底部遮蔽物７２からなっている。変換ヘッド１０の書込み部分１８、詳細には底部磁極３２及び共有磁極拡張部３４は、読取り部分１６の頂部遮蔽物６８の上に形成されている。
【００３９】
図４は、本発明による変換ヘッド１０の他の実施例の略横断面図を示したものである。図４に示す実施例では、頂部遮蔽構造３０がＴＰＴＲを低減するための補償層７４を備え、一方、底部遮蔽構造２４は、底部遮蔽物７６のみからなっている。頂部遮蔽構造３０は、頂部遮蔽物７８、非磁気スペーサ８０及び補償層７４を備えている。変換ヘッド１０の書込み１８、詳細には底部磁極３２及び共有磁極拡張部３４は、読取り部分１６の頂部遮蔽物６８の上に形成されている。
【００４０】
図３及び図４の実施例が示すように、低ＣＴＥ補償層は、底部遮蔽物又は頂部遮蔽物のいずれかに隣接して使用され、尚且つ大きなＴＰＴＲの低減を読取り１６内にもたらしている。
【００４１】
本発明により、変換ヘッド内の熱磁極端突出及び後退、詳細には変換ヘッド内の読取り部分の磁気遮蔽物の突出及び後退が低減される。本発明は、変換ヘッドの読取り部分内部の底部遮蔽物及び／又は頂部遮蔽物として使用される多層磁気遮蔽物である。磁気遮蔽構造の各々は、磁気遮蔽物及び補償層からなっている。磁気遮蔽物及び補償層は、非磁気スペーサによって分離されていることが好ましい。補償層は、変換ヘッドの基板に対して、温度の上昇に伴って凹み、かつ、温度の減少に伴って突出する、アンバなどの低ＣＴＥ材料からなっている。低ＴＰＴＲは、高記録面積密度にとっては決定的な要素であるヘッド・ディスク間隔の連続的な減少を可能にしている。補償層は、変換ヘッドのＴＰＴＲの増加を防止し、浮上高を維持するために、磁気遮蔽物の金属層の熱突出効果を平衡させている。
【００４２】
以上、本発明について、好ましい実施例を参照して説明したが、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、詳細な形で変更を加えることができることについては、当分野の技術者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による変換ヘッドの部分横断面図である。
【図２】本発明による変換ヘッドの略横断面図である。
【図３】本発明による変換ヘッドの他の実施例の略横断面図である。
【図４】本発明による変換ヘッドの他の実施例の略横断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  変換ヘッド
１２  基板
１４  ベースコート
１６  読取り部分
１８  書込み部分
２０  絶縁層
２２  オーバコート
２４  底部遮蔽構造
２６  読取り要素
２８  読取りギャップ
３０  頂部遮蔽構造
３２  底部磁極
３４  共有磁極拡張部
３６  バックビア
３８  導電コイル
４０  コイル絶縁体
４２  頂部磁極
４４  共有磁極
４６、５２、６６、７４  補償層
４８、５４、７０、８０  非磁気スペーサ
５０、７２、７６  底部遮蔽物
５６、６８、７８  頂部遮蔽物
５８  書込みギャップ
６０  ギャップ
６２  遮蔽構造のＡＢＳ
６４  底部遮蔽シード層
【図１】
2004164820.tif 000003
【図２】
2004164820.tif 000004
【図３】
2004164820.tif 000005
【図４】
2004164820.tif 000006
【外国語明細書】
2004164820.tif 000007
2004164820.tif 000008
2004164820.tif 000009
2004164820.tif 000010
2004164820.tif 000011
2004164820.tif 000012
2004164820.tif 000013
2004164820.tif 000014
2004164820.tif 000015
2004164820.tif 000016
2004164820.tif 000017
2004164820.tif 000018
2004164820.tif 000019
2004164820.tif 000020
2004164820.tif 000021
2004164820.tif 000022
2004164820.tif 000023
2004164820.tif 000024
2004164820.tif 000025
2004164820.tif 000026