(57)【要約】ディスク・ドライブの読み／書込ヘッドにおいて、シールドにおける磁区の磁化方向および磁区壁の位置を制御する。読取／書込ヘッドは、底辺シールドおよび共有シールド（５０４、５０６）を有する。共有シールドは、第１の磁区および複数の閉鎖磁区を有する。また、読取／書込ヘッドは、底辺シールドと共有シールド間の浮上面（２２２）に隣接して被着された磁気抵抗センサを有する。磁気抵抗センサは、第１の磁区と整列した磁気抵抗器（５２０、５２２）を有する。非磁性材料が磁気抵抗センサを底辺シールドおよび共有シールドから分離している。共有シールドは、第１の磁区のための明確な磁化方向を定めれる形状特質部（５００、５０２）を有する。
2004514231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底辺シールドと共有シールドを有し、該共有シールドは第１の磁区と複数の閉鎖磁区を含み、
前記底辺シールドと共有シールド間の浮上面に隣接して被着された磁気抵抗センサを有し、該磁気抵抗センサは前記第１の磁区と整列した磁気抵抗抵抗器を含み、
前記磁気抵抗センサを前記底辺シールドと共有シールドから隔離する非磁性材料を有し、
前記第１の磁区の磁化方向を明確に定めるように、前記共有シールド上に被着された磁性材料層を備える、読取／書込ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記磁気抵抗センサは、前記磁気抵抗器を前記第１の磁区と同じ方向に磁化するバイアス磁石を含む、読取／書込ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記共有シールド上の前記磁性材料層は、前記シールド内の磁区間の磁区壁の核形成を制御する、読取／書込ヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記磁性材料層は、前記共有シールド上に反強磁性の材料の副層を含み、かつ該反強磁性の副層は、前記共有シールド上の磁区の全体をほぼ覆う、読取／書込ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記共有シールド上の磁性層は、前記共有シールドに強磁性の材料の副層を含み、該強磁性の副層は、前記共有シールド内の閉鎖磁区全体をほぼ覆う、読取／書込ヘッド。
【請求項６】
請求項６に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記強磁性層は前記第１の磁区を覆い、かつ前記磁気抵抗器を覆う部分が切り取られている、読取／書込ヘッド。
【請求項７】
底辺シールドと共有シールドを有し、該共有シールドは第１の磁区および複数の閉鎖磁区を含み、
前記底辺シールドと共有シールド間の浮上面に隣接して被着された磁気抵抗センサを有し、該磁気抵抗センサは前記第１の磁区と整列した磁気抵抗器を含み、
前記磁気抵抗センサを前記底辺シールドと前記共有シールドから隔離する非磁性材料を有し、
前記共有シールドは、ほぼ台形であり、かつ前記第１の磁区の磁化方向を明確に定めるように、前記共有シールドに形成された形状特質部を、備えた読取／書込ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記共有シールド内の前記形状特質部は、前記浮上面にほぼ平行の第１の軸に沿って概ね鋭角の角部を含み、かつ前記浮上面にほぼ平行の第２の軸に沿ってほぼ鈍角の角部を含む、読取／書込ヘッド。
【請求項９】
請求項７に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記共有シールド内の前記形状特質部は、前記浮上面にほぼ平行の第１の軸に沿って丸い角部を含み、かつ前記浮上面にほぼ平行の第２の軸に沿って尖った角部を含む、読取／書込ヘッド。
【請求項１０】
複数のシールドを有する磁気抵抗センサと、
第１の磁区の磁化方向を明確に定める手段と、を備えた読取／書込ヘッド。
【請求項１１】
底辺シールドを形成し、かつ第１の磁区と複数の閉鎖磁区を有する共有シールドを形成し、
前記底辺シールドと共有シールド間の浮上面に隣接して被着された磁気抵抗センサを形成し、該磁気抵抗センサは前記第１の磁区と整列した磁気抵抗器を含み、
前記磁気抵抗センサを前記底辺シールドと共有シールドから電気的に絶縁し、
前記第１の磁区の磁化方向を明確に定めるために前記共有シールドに形状特質部を形作る、ことを備えた読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、さらに、前記磁気抵抗器を前記第１の磁区と同じ方向に磁化するバイアス磁石で前記磁気抵抗センサをバイアスする、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、さらに、前記共有シールド内の磁区壁の核形成を制御する、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、さらに、前記浮上面にほぼ平行の第１の軸に沿ってほぼ鋭角の角部と、かつ前記浮上面にほぼ平行の第２の軸に沿ってほぼ鈍角の角部とを有する前記共有シールドのほぼ台形の前記形状特質部を形成する、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、さらに、前記浮上面にほぼ平行の第１の軸に沿って丸い角部と、前記浮上面にほぼ平行の第２の軸に沿って尖った角部とを有する前記共有シールドのほぼ台形の前記形状特質部を形成する、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、さらに、前記共有シールドに反強磁性の材料の副層として前記形状特質部を形成し、前記反強磁性の副層は閉鎖磁区の全体をほぼ覆う、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１７】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、前記形状特質部は、前記共有シールド内に強磁性材料の副層を含み、該強磁性材料の副層は前記共有シールド内の磁区の全体をほぼ覆う、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、前記強磁性材料層は、前記第１の磁区を覆い、かつ前記磁気抵抗器を覆う部分が切り取られる、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は概して、磁気記憶ドライブにおいて使用されるヘッドに関する。特に、本発明は、ヘッドにおけるシールドを磁化するための方法および装置に関する。
【０００２】
（発明の背景）
ディスク・ドライブにおける読取／書込ヘッドは、通常、非磁性層と磁気シールド層の間に被着される磁気抵抗（ＭＲ）読取変換器を有する。磁気抵抗読取変換器は、通常、例えば、クロウンビ他による米国特許第５，０１８，０３７号に開示されるように、磁気抵抗器、電気接点、および磁気抵抗器を磁気的にバイアスする１つまたはそれ以上のバイアス磁石を有する。均一性、予測性、直線性を高めること、および雑音を減らすこと、またはそのいずれかのために、磁気抵抗センサにおいて様々な磁気バイアスの配置を使用することができる。
【０００３】
磁気シールド層の近くに形成された磁区も磁気抵抗器を磁気的にバイアスすることができる。シールドにおける磁区の磁化方向と磁区壁の位置の双方を制御することは、磁気抵抗器とシールドの間の磁気的相互作用があるために、磁気抵抗変換器が正しく動作するために重要である。
【０００４】
シールドの形を制御することによって磁区壁の位置を制御するよう設計されているシールドもある。他に、全ての磁区壁を取り除き、かつシールドを単一の磁区状態とすることによって磁区の極性を制御するよう設計されているシールドもある。このような単一磁区状態の設計の副作用は、閉ざされた磁区が無いためにシールドの端に磁荷が生じ、トラックが消去されデータが失われるときがあることである。
【０００５】
トラックの消去が少なく、低雑音で、高直線性出力が得られ、かつ製造が容易なシールドに磁気バイアスを与えるように、磁気読取／書込変換器およびこのような変換器の製造方法が必要である。
【０００６】
（発明の概要）
ここに開示されているのは、底辺シールドおよび共有シールドを有する読取／書込ヘッドである。共有シールドは、第１の磁区および複数の閉鎖磁区を有する。また、読取／書込ヘッドは底辺シールドと共有シールドの間の浮上面に隣接して被着された磁気抵抗センサを有する。磁気抵抗センサは第１の磁区と整列した磁気抵抗器を有する。非磁性材料は磁気抵抗センサを底辺シールドおよび共有シールドから隔離している。共有シールドは第１の磁区のための明確な磁化方向を定める形に特徴のある形状特質部（ｓｈａｐｅｄ ｆｅａｔｕｒｅ）を有する。
【０００７】
本発明を特定する上記の様々な特徴および優れた点は、以下の詳述および図面によって明らかにされる。
【０００８】
（実施例の詳細な説明）
以下に示される実施例において、読取／書込ヘッドにおける共有シールドは、共有シールドにおける磁区のための明確な磁化方向を定めるよう形成された形状特質部を有する。この形状特質部は、単一または様々な組み合わせの台形の共有シールドが有り得る。その台形の角部は丸くても丸くなくてもよい。また、この形状特質部は、シールド上に、１つ以上の強磁性あるいは反強磁性の被着の形で形成された特徴を有する長方形のシールドでも有り得る。強磁性あるいは反強磁性の被着は、軟磁性で長方形のシールドの中の下にある磁区と同じ形である。ここに示される実施例において、シールドにおける磁化の位置および方向の曖昧さの問題が解決され、かつシールドと整列した磁気抵抗読取センサの性能が高められる。ここに示される実施例では、形状特質部は、読取センサと整列したシールドにおける磁区の磁化の位置および方向の双方を制御する。シールドの磁区によって起こされる読取センサの漂遊磁界は、ヘッドの製造中に外部から加わる磁界によって、予測可能に制御される。
【０００９】
図１は、ディスク・ドライブ記憶装置１００の実施例を示す。ディスク・ドライブ１００は、材料（例えば、磁気を帯びた材料あるいは光学的に読むことができる材料）の層として示される記憶表面１０６のあるディスク・パック１２６を有する。ディスク・パック１２６は、複数のディスクの積み重ねであり、それぞれのディスクは読取／書込アセンブリ１１２によってアクセスすることができる。読取／書込アセンブリ１１２は読取／書込ヘッドのあるスライダ１１０を有する。スピンドル・モータ１２７は、ディスク・パック１２６の中のディスクを、矢印１０７によって示される方向に回転するよう駆動する。ディスクが回転すると、読取／書込アセンブリ１１２は、ディスク・パック１２６の記憶表面１０６における異なった回転位置にアクセスする。読取／書込アセンブリ１１２は、ディスク表面１０６上の異なったトラック（つまり放射状の位置）にアクセスするために、矢印１２２によって示されるように、ディスク表面１０６に対して放射状に作動する。読取／書込アセンブリ１１２のこのような作動は、例えばボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）１１８を有するサーボ・システムによって与えられる。ボイス・コイル・モータ１１８は、軸１２０を軸として回転するようロータ１１６を有する。また、ＶＣＭ１１８は、例えば、読取／書込ヘッド・アセンブリ１１２を支持するようアーム１１４を有する。
【００１０】
ディスク・ドライブ１００は、例えば、ディスク・ドライブ１００の動作を制御し、かつディスク・ドライブ１００に入出力するデータ転送のための制御回路素子１３０を有する。
【００１１】
図２は、ディスク・ドライブのためのスライダ２００の部分断面図を示している。スライダ２００は、薄膜・読取／書込ヘッドあるいは変換器２１４を有する。変換器２１４は、基板２０１上に被着される。スライダ２００の大部分は、基板２０１から作り上げられ、図示のように、端２１５および２１６へ延びている。図２に断面を示すスライダ２００の部分は、スライダ２００の浮上面２２２に垂直な中央面に沿ってスライダ２００の立下り縁の傍にある。
【００１２】
基板２０１は、例えば、“ＡｌＴｉＣ”と呼ばれることもある酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）とチタン・カーバイド（ＴｉＣ）の混合物のような、導電性のセラミック材料で形成されていることが望ましい。二酸化シリコンおよび他に知られている基板材料を使用することもできる。
【００１３】
基礎コート材料２０２は、基板２０１の上部に被着される。基礎コート材料２０２は、電気的絶縁材料、通常、Ａｌ２Ｏ３である。基礎コート材料２０２は、基板材料２０１への接着材となる。二酸化シリコンおよび他に知られている基礎コート材料を使用することもできる。
【００１４】
鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）の合金、あるいは鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）またはコバルト（Ｃｏ）の合金からなる被着された金属磁性層が、底辺シールド２０３、共有シールド２０４、上部電極２１２およびコア２０６を形成する。コア２０６は、コイル２０８の中央および書込み・ギャップ２２０を通って浮上面２２２において書込み磁気回路が完了する。
【００１５】
変換器２１４の書込みコイル２０８は、銅あるいは他の導電性の高い金属あるいは合金から形成されることが望ましい。コイル絶縁体２０７は、通常、硬化された光硬化性樹脂から形成される。二酸化シリコンおよび他に知られているコイル絶縁体を使用することもできる。
【００１６】
更に被着された電気的絶縁層２１３が底辺シールド２０３および共有シールド２０４の周辺の空間を埋めている。この層２１３のある部分（図２には示されていない）は、磁気抵抗読取センサ２０５の周りに非磁性で電気的絶縁層を与えるために、底辺シールド２０３と共有シールド２０４の間に延ばすこともできる。層２１３は、通常、Ａｌ２Ｏ３から成り、かつ基礎コート層２０２への接着材となる。
【００１７】
しかし、別の読取センサにおいては、電流が読取センサへと横断して流れ、底辺シールドおよび共有シールドは、読取センサ電流のための電流伝導体として使用される。これら別の読取センサにおいては、非磁性金属層が読取センサとシールドの間に使用される。
【００１８】
明確に言うと、従来の方法におけるＣｕ、Ａｕあるいは他の金属および合金からなる電気的導線および接点は図２において示されていない。
【００１９】
１つ以上の絶縁オーバー・コートあるいはトップ・コート層２１０が変換器２１４全体の上に被着されている。また、オーバー・コート層２１０も通常、Ａｌ２Ｏ３あるいは他に知られている誘電体から成る。オーバー・コート層２１０は、変換器２１４内のコイル２０７および磁気抵抗読取センサ２０５のための電気的接点を（図示されていない）露光するために、被着の後、平面化されることが望ましい。
【００２０】
スライダ２００は図２に示すように形成された後、磁気媒体の上を浮上する浮上面（ＡＢＳ）２２２を正確に形成するためにラッピングされる。
【００２１】
読取センサ２０５は、下部シールド２０３と共有極２０４の間の極薄い層に形成される。読取センサ２０５は、通常、磁気抵抗（ＭＲ）あるいは巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサであり、複数の層を構成する。読取センサ２０５は、例えば、図３に示されるように形成することができる。
【００２２】
図３は、図２に示されるヘッド２１４に類似するヘッド２２３および図１に示されるディスク１２６のようなディスクの磁性層２２６の拡大部分断面図である。ヘッド２２３において、底辺シールド２０３および共有シールド２０４は、読取センサ２０５のそれぞれの側に配置され、読取センサ２０５のための磁気シールドを与える。１つまたは複数の非磁性層２２４は読取センサ２０５をシールド２０３、２０４から磁気的に隔離する。
【００２３】
読取センサ２０５は、トラックがヘッド２２３を一定の速度で通過する際に、磁性層２２６におけるトラックから放射される外部磁界成分２３０を感知する。磁界成分２３０は、磁性層２２６における各転移２２８上に存在する。各転移２２８は、線あるいは壁であり、これに沿って磁性層２２６における磁化方向が反転あるいは変化する。各磁界成分２２６は、それがシールディング層２０３、２０４の間を通る際に感知される。シールディング層２０３、２０４は、読取センサ２０５を近くにある外部磁界成分２３０から保護する。ディスク・ドライブが動作している間、ヘッド２２３は、スペーシング２３２によって磁性層２２６から離されている。スペーシング２３２は、磁性層２２６上に被着されている浮上保護層および他の保護層を有する。
【００２４】
デジタル化された情報は、磁性層２２６上に磁気転移２２８の形で記憶される。各ビットは、媒体における転移の存在（１）あるいは不在（０）によって表される。転移２３０が感知されると、読取センサ２０５に接続する外部電子回路が、転移２３０を１つの論理状態（例えば、１つの（１））と解釈し、また、特別な時には、転移２３０の不在を、他の論理状態（例えば、ゼロ）と解釈する。読取センサ２０５は、図４および図５に示されるような、多くの異なる配置と工程を使用したシ−ルドで配置することができる。
【００２５】
図４および図５は、読取センサ２０５に磁気バイアスを与える従来技術による配置および工程を示している。図４は、従来技術によるヘッド２５０（４（Ａ））およびヘッド２５２（４（Ｂ））を示している。図４は、図２における浮上面２２２のような浮上面に面する断面図である。磁気抵抗センサ２０５は、それぞれ、永久磁石層２４０および電気接点２４２に隣接した磁気抵抗器２３８を有する。各磁気抵抗センサ２０５は、永久磁石層２４０の上に示されている矢印が示すように永久磁石層２４０の方向を設定するために、使用する前に大きな磁界にさらされる。磁性層２４０は、読取センサ２０５の一部分であり、このように、磁気的に磁気抵抗器２３８をバイアスするバイアス磁石となる。
【００２６】
磁気シールド層２０３、２０４は、絶縁層２２４により、磁気抵抗器２３８から離されている。磁気シールド層２０４の平面でない形は、工程と設計の制約によるものであり、磁荷あるいは極（“＋”あるいは“−”で示される）を発生させ、それは磁気抵抗器２３８に相互作用を及ぼす。ヘッド２５０における磁荷の信号あるいは方向は右方向であるが、ヘッド２５２における磁荷の方向は左である。磁荷の方向は、矢印２４６、２４８で示される、極性あるいは一番近い磁区の状態による。図４（Ａ）における磁区状態は、磁性層２４０の磁化方向と同じ方向であり、「正常」磁区状態と呼ばれる。図４（Ｂ）における磁区状態は、磁性層２４０の磁化方向と反対であり、「逆」磁区状態と呼ばれる。
【００２７】
図５は、従来の長方形をしたシールド２０４を有する磁気ヘッド２５０、２５２の従来技術による工程を示している。図５において、磁気抵抗器２３８を有するシールド２０４および読取センサ２０５の製造工程は、連続する工程５（Ａ）、５（Ｂ）、５（Ｃ）および５（Ｄ）として示されている。明確にすると、工程５（Ｂ）、５（Ｃ）および５（Ｄ）においては、磁気抵抗器２３８およびシールド２０４のみが示されている。工程５（Ａ）において、磁界２６０がシールド２０４および読取センサ２０５の双方に与えられる。永久磁石を設定する工程は、磁気抵抗器２０５が矢印２６０で示される大きな磁界を受けることを含む。設定工程の間、シールド２０４は、工程５（Ａ）において、単一磁区において飽和される。工程５（Ｂ）において、矢印２６２に示されるように磁界力が減少されると、閉鎖磁区２６６、２６８がシールド２０４の角部に核として形成される。従来技術による左右対称の長方形のシールド２０４においては、閉鎖磁区は、上部角部あるいは下部角部に同じように核をなす。他のより複雑な磁区構造においては、核形成は、他の場所においても生じさせることができる。核形成の場所は、工程５（Ｃ）において矢印２６４で示されるように磁界がさらに減少すると、磁区状態を決定する。工程５（Ｄ）において外部から付加された磁界が全部取り除かれると、磁区状態は、核形成の場所によって「正常」あるいは「逆」となる。図５において、ヘッド２５０のシールドは、矢印２４６で示される右向き（正常）方向に磁化される、磁気抵抗器２３８に隣接した磁区を有する。しかし、ヘッド２５２のシールド２０４は、矢印２４８で示される左向き（逆）方向に磁化されるように、磁気抵抗器２３８に隣接する磁区を有する。
【００２８】
センサの安定性のために永久磁石を使用する隣接接合ヘッドは、図５に示されるように、磁石設定工程を経る。この工程の目的は、永久磁石２４０（図４）の磁化方向を設定することである。この工程は、工程５（Ａ）に示されるようにシールドを飽和させるという副作用がある。図５に示されるように磁界力が減少すると、図５（Ｂ）に示されるようにシールド内に磁区壁が核形成する。これらの最初の閉鎖磁区の極性が、磁界が取り除かれた時に、シールドの最終的な磁区状態を決定する。
【００２９】
シールド状態は、磁気抵抗器に一番近いシールド磁区がセンサの永久磁石に平行であるかないかによって「正常」あるいは「逆」と呼ぶ。ヘッドの性能は、磁区状態が「正常」あるいは「逆」であるかによって、不都合に変化する。この予測不能性が読取操作のための電子回路素子の設計をさらに困難にし、読取操作中のエラーの可能性を高めている。
【００３０】
ほとんどのシールド設計においては、磁区状態は、いずれかの状態が起こり得るような一貫性のない形で決定される。読取に一番近い磁区は、磁荷を受ける結果となり、これは読取の性能に影響する。図４に示すように、下にある読取センサ２０５の形によるトポグラフィーのために、磁荷が存在する。磁荷の信号は、隣接する磁区の極性による。
【００３１】
しかし、以下に記述するような、形状特質部を有するシールドを使用すると、磁気抵抗器と整列したシールドにおける磁区の極性を制御することができる。このような形状特質部を使用して図４、図５に示される問題を解決することは、以下の図６から図９に示される実施例において示される。
【００３２】
長方形のシールドにおいては、図５に示される簡単な磁区パターンおよびさらに複雑な磁区パターンがあることが知られている。
【００３３】
図６は、図２におけるヘッド２１４のような読取／書込ヘッドの一部である共有シールド３００、３０２を磁化する工程を示している。一例として、共有シールド３００、３０２はそれぞれ、軟磁性材料層３０１、３０３を構成する。層３０１、３０２は、従来の長方形をしていないが、代りに鋭角と鈍角の角部を有する台形をしている。各層３０１、３０３は、複数の形状特質部を有していて、これら形状特質部は、磁区壁の形成を制御し、かつ第１の磁区３２０、３３０のための明確な磁化方向を与えるように選択される。第１の磁区３２０、３３０は、図示されるように、磁気抵抗器３０８、３１０と整列されている。
【００３４】
共有フィールド３００、３０２は、製造過程において、外部から発生した磁界を受ける。矢印３１２に示されるように、大きな磁界が双方の共有フィールド３００、３０２に、最初の工程ポイント６（Ａ）において付加される。外部磁界が最終工程ポイント６（Ｄ）において消滅するまで、工程ポイント６（Ｂ）および６（Ｃ）において徐々に短くなる矢印３１４、３１６に示されるように、磁界は時が経つにつれ減少する。
【００３５】
共有シールド３００は形状特質部を有し、この形状特質部は磁区壁の形成を制御し、かつ磁気抵抗器３０８と整列した第１の磁区３２０における磁化方向を明確に定める。外部から付加された磁界が減少すると、磁区壁が鋭角の角部３２２に最初に形成される傾向にある。これらの鋭角の角部は、台形の鈍角の角部に比べて、磁区壁の核形成を容易にする形状特質部である。角部３２２の他の形状特質部は、角部３２２ではっきりした尖った先端である。一方、角部３２４は、磁区壁の形成を禁止する形状特質部を有する。角部３２４の１つの形状特質部は、磁区壁の形成を禁止する角部３２４の鈍角である。角部３２４の他の形状特質部は、丸まった縁であり、これも磁区壁の形成を禁止する。共有シールド３００が図６に示されるように処理されると、第１の磁区３２０の磁化は、図示されるように、明確に右方向である。共有シールド３００における追加磁区３２１、３２３、３２５は、閉鎖磁区を形成する。
【００３６】
共有シールド３０２は形状特質部を有し、該形状特質部は磁区壁の形成を制御し、かつ磁気抵抗器３１０と整列した第１の磁区における磁化方向を明確に定める。外部から付加された磁界が減少すると、磁区壁は角部３３２のところに最初に形成する傾向にある。角部３３２は、磁区壁の核形成を容易にする形状特質部を有する。角部３３２の１つの形状特質部は、角部３３２の鋭角である。角３３２の他の形状特質部は、角部３２２のはっきりした尖った先端である。角部３３４は、磁区壁の形成を禁止する形状特質部を有する。角部３３４の１つの形状特質部は、角部３３４の鈍角である。角部３３４の他の形状特質部は、図示されるような丸まった縁である。共有シールド３０２が図６に示されるように処理されると、第１の磁区３３０の磁化は、図示されるように、明確に右方向である。共有シールド３０２における追加磁区３３１、３３３、３３５は閉鎖磁区を形成する。
【００３７】
従って、図６に図示されるように、磁気抵抗器と整列したある磁区のための磁化方向を明確に定める軟磁性シールド層の外縁に沿って形状特質部を有するシールドを形成することが可能である。磁界の方向は予測可能であり、かつ製造過程に外部から付加される磁界の方向により制御可能である。
【００３８】
図６において、共有シールド３００、３０２における形状特質部は、通常、浮上面２２２に概ね平行な第１の軸に沿った鋭角の角部を有し、かつ浮上面２２２に概ね平行な第２の軸に沿った鈍角の角部を有する台形を構成する。共有シールドにおける他の形状特質部は、浮上面に概ね平行な第１の軸に沿った丸まった角部と、かつ浮上面に概ね平行な第２の軸に沿った尖った角部を構成する。図６に示される様々な形状特質部および以下に示される他の形状特質部を、用途の必要に応じて、単一または様々な組み合わせで使用することができ、第１の磁区３２０あるいは３３０のための磁化方向を明確に定める。共有シールドの形状特質部の他の例は、図７から図９に関して以下に記述される。
【００３９】
図７は、共有シールド４０４、４０６の２つの別の配置を示したものであり、これらの共有シールド４０４、４０６は、図示されたように概ね長方形をした軟磁性層４０８、４１０上に被着された永久磁石層４００、４０２を構成する。従って、シールド４０４、４０６は、複数層構造をしている。各永久磁石層４００、４０２は、形状特質部を構成し、この形状特質部は、外部から付加された磁界が処理ポイント７（Ａ）から処理ポイント７（Ｂ）にかけて減少した後、各シールドの第１の磁区４１６、４１８における明確な磁化方向４１２、４１４を定める。第１の磁区４１６、４１８は、図示されるように、磁気抵抗器４２０、４２２と整列される。共有シールド４０４の場合、永久磁石層４００は、磁気抵抗器４２０の周りで切り取られている。永久磁石層４００を切り取ってあることで、永久磁石層４００が過度に磁気抵抗器４２０をバイアスすることから永久磁石層４００を防止するが、永久磁石層４００は、第１の磁区４１６の位置および方向をまだ定めることができる。閉鎖磁区は、図示されるように、各共有シールド４０４、４０６における各第１の磁区４１６、４１８の周りに形成される。永久磁石層４００、４０２は、対応する共有シールド４０４、４０６における１つの磁区の全体を概ね覆い、かつ下にある磁区と概ね同じ形をしている。
【００４０】
図８は、共有シールド５０４、５０６の二つの別の配置を示したもので、これらは、図示されるように、概ね長方形をした軟磁性シールド層５０８、５１０上に被着された反強磁性ピンニング層５００、５０２を構成する。各反強磁性ピンニング層５００、５０２は、形状特質部を構成し、この形状特質部は、外部から付加された磁界が処理ポイント８（Ａ）から処理ポイント８（Ｂ）にかけて減少した後、各シールドの第１の磁区５１６、５１８における明確な磁化方向５１２、５１４を定める。第１の磁区５１６、５１８は、図示されるように、磁気抵抗器５２０、５２２と整列される。共有シールド５０４の場合、反強磁性層５００は、磁気抵抗器５２０から離されている。反強磁性層５００が磁気抵抗器５２０から離されていることによって、反強磁性層４００を磁気抵抗器５２０の過度のバイアスから防止し、まだ反強磁性層４００は閉鎖磁区位置および方向を定めることができる。閉鎖磁区は、図示されるように、各共有シールド５０４、５０６における各第１の磁区５１６、５１８の周りに形成される。反強磁性層５００、５０２は、対応する共有シールド５０４、５０６における１つの閉鎖磁区の全体を概ね覆い、下にある閉鎖磁区と概ね同じ形をしている。
【００４１】
反強磁性層５００、５０２のピンニング方向は、磁界の焼きなましによって設定されることが望ましい。ピンニング層をそのようにパターン化することによって、ピンニング層は、シールドにおける閉鎖磁区と一致し、焼きなまし中の磁界は浮上面２２２に垂直である。この方向付けは、スピン・バルブ・センサを構成する磁気抵抗センサのための焼きなましと一致している。磁気抵抗センサ５２０、５２２と整列した磁区の磁化の最終的方向は、永久磁石設定磁界の方向によっては決定されない。磁区の最終方向は、磁気焼きなましによって決定される。
【００４２】
ピンニング方向は、磁界における高温焼きなましによって、スピン・バルブ・センサの中のピン層と同じ方向に設定される。シールドは、設定工程８（Ａ）の間に飽和される。磁界が除去されると、ピンニング層が８（Ｂ）における磁区状態を決定する。
【００４３】
図９は、長方形の共有シールド６０６、６０８上の永久磁石ピンニング層６００、６０２、６０４の配置を示し、共有シールド６０６、６０８は、複合的な複数の閉鎖磁区を有し、例えば、各共有シールド６０６、６０８には７つの磁区が形成される。
【００４４】
要約すると、読取／書込ヘッド（１１０、２１４）は、底辺シールド（２０３）および共有シールド（２０４、３００、３０２、４０４、４０６、５０４、５０６）を有する。共有シールドは、第１の磁区（３２０、３３０、４１６、４１８）および複数の閉鎖磁区（３２１、３２３、３２５、３３１、３３３、３３５）を有する。また、読取／書込ヘッドは、底辺シールドと共有シールド間の浮上面（２２２）に隣接して被着された磁気抵抗センサ（２０５）を有する。磁気抵抗センサは、第１の磁区と整列した磁気抵抗器（３０８、３１０、４２０、４２２、５２０、５２２）を有する。非磁性材料（２２４）が磁気抵抗センサを底辺シールドおよび共有シールドから分離している。共有シールドは、第１の磁区のための明確な磁化方向を定める、形状特質部（４００、４０２、５００、５０２、６００、６０２、６０４）を有する。
【００４５】
本発明の様々な実施例の特徴および利点が、構造および機能の詳述と共に上記において明らかにされたが、上記の記述は例示であり、本発明の原則において、上記請求項において使用されている用語の一般的意味の最大限の範囲内において、詳細、特に部品の構造および配置に関して変更が可能である。例えば、本発明の範囲および精神から逸脱しない範囲において、実質的に同様の機能を保ちながら、読取／書込のための一定の用途に応じて、一定の要素を変えることができる。例えば、読取センサは、底辺シールドおよび共有シールドを横断する方向に電流が流れ、底辺シールドおよび共有シールドが磁気抵抗器の電流のために電流を運ぶ伝導体の役割を果たしている型の読取センサであってもよい。さらに、ここに記述された好ましい実施例は、ハード・ディスク・ドライブ・システムのための薄膜フィルム・ヘッドに関するものであるが、本発明の属する分野における技術者には、本発明のこの開示は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、テープ・ドライブのような他の磁気システムに応用することができることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ディスク・ドライブ記憶装置を示す図である。
【図２】
薄膜ヘッドを有するスライダの部分断面図である。
【図３】
図２に示されるヘッドの部分断面図の拡大図およびディスクの磁性層を示す図である。
【図４】
従来技術によるシールド層間の磁気抵抗センサーの配置を示す図である。
【図５】
従来技術による概ね長方形の磁化シールドの形成方法を示す図である。
【図６】
磁区壁の形成を制御するよう形成された磁化シールドの形成工程を示す図である。
【図７】
長方形のシールド上の永久磁石の形成方法を示す図である。
【図８】
長方形のシールド上の反強磁性ピンニング層の形成方法を示す図である。
【図９】
複数の閉鎖磁区を有するシールド上の永久磁石ピンニング層の形成方法を示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年12月27日(2002.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底辺シールドと共有シールドを有し、該共有シールドは第１の磁区と複数の閉鎖磁区を含み、
前記底辺シールドと前記共有シールド間の浮上面に隣接して被着された磁気抵抗センサを有し、該磁気抵抗センサは前記第１の磁区と整列した磁気抵抗器を含み、
前記磁気抵抗センサを前記底辺シールドと前記共有シールドから隔離する非磁性材料を有し、
前記第１の磁区の磁化方向を明確に定めるように、前記共有シールド上に被着された磁性材料層を有し、該磁性材料層は前記第１の磁区および前記複数の閉鎖磁区の磁区グループから選択された第１の磁区を覆う形を有し、
前記磁区グループから選択された少なくとも第２の磁区が前記磁性材料層で覆われていないことを、備える読取／書込ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記磁気抵抗センサは、前記磁気抵抗器を前記第１の磁区と同じ方向に磁化するバイアス磁石を含む、読取／書込ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記共有シールド上の前記磁性材料層は、前記シールド内の磁区間の磁区壁の核形成を制御する、読取／書込ヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記磁性材料層は、前記共有シールド上に反強磁性の材料の副層を含み、かつ該反強磁性の副層は、前記共有シールド上の磁区の全体をほぼ覆う、読取／書込ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記共有シールド上の磁性層は、前記共有シールドに強磁性の材料の副層を含み、該強磁性の副層は、前記共有シールド内の閉鎖磁区全体をほぼ覆う、読取／書込ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記強磁性層は前記第１の磁区を覆い、かつ前記磁気抵抗器を覆う部分が切り取られている、読取／書込ヘッド。
【請求項７】
底辺シールドと共有シールドを有し、該共有シールドは第１の磁区および複数の閉鎖磁区を含み、
前記底辺シールドと共有シールド間の浮上面に隣接して被着された磁気抵抗センサを有し、該磁気抵抗センサは前記第１の磁区と整列した磁気抵抗器を含み、
前記磁気抵抗センサを前記底辺シールドと前記共有シールドから隔離する非磁性材料を有し、
前記共有シールドは、ほぼ台形であり、かつ前記第１の磁区の磁化方向を明確に定めるように、前記共有シールドに形成された形状特質部を、備えた読取／書込ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記共有シールド内の前記形状特質部は、ほぼ台形を有し、該台形が前記浮上面にほぼ平行の第１の軸に沿って鋭角の角部を含み、かつ前記浮上面にほぼ平行の第２の軸に沿ってほぼ鈍角の角部を含む、読取／書込ヘッド。
【請求項９】
請求項７に記載の読取／書込ヘッドにおいて、前記共有シールド内の前記形状特質部は、ほぼ台形を有し、該台形が前記浮上面にほぼ平行の第１の軸に沿って丸い角部を含み、かつ前記浮上面にほぼ平行の第２の軸に沿って尖った角部を含む、読取／書込ヘッド。
【請求項１０】
複数のシールドを有する磁気抵抗センサーと、
第１の磁区の磁化方向を定める手段とを含み、該定める手段が、磁化方向を明確にするよう制御する形状特質部を有する、読取／書込ヘッド。
【請求項１１】
底辺シールドを形成し、かつ第１の磁区と複数の閉鎖磁区を有する共有シールドを形成し、
前記底辺シールドと共有シールド間の浮上面に隣接して被着された磁気抵抗センサを形成し、該磁気抵抗センサは前記第１の磁区と整列した磁気抵抗器を含み、
前記磁気抵抗センサを前記底辺シールドと共有シールドから電気的に絶縁し、
前記第１の磁区の磁化方向を明確に定めるために前記共有シールドに形状特質部を形作る、ことを備えた読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、さらに、前記磁気抵抗器を前記第１の磁区と同じ方向に磁化するバイアス磁石で前記磁気抵抗センサをバイアスする、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、さらに、前記共有シールド内の磁区壁の核形成を制御する、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、さらに、前記浮上面にほぼ平行の第１の軸に沿ってほぼ鋭角の角部と、かつ前記浮上面にほぼ平行の第２の軸に沿ってほぼ鈍角の角部とを有する前記共有シールドのほぼ台形の前記形状特質部を形成する、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、さらに、前記浮上面にほぼ平行の第１の軸に沿って丸い角部と、前記浮上面にほぼ平行の第２の軸に沿って尖った角部とを有する前記共有シールドのほぼ台形の前記形状特質部を形成する、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、さらに、前記共有シールドに反強磁性の材料の副層として前記形状特質部を形成し、前記反強磁性の副層は閉鎖磁区の全体をほぼ覆う、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１７】
請求項１１に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、前記形状特質部は、前記共有シールド内に強磁性材料の副層を含み、該強磁性材料の副層は前記共有シールド内の磁区の全体をほぼ覆う、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の読取／書込ヘッドを製造する方法において、前記強磁性材料層は、前記第１の磁区を覆い、かつ前記磁気抵抗器を覆う部分が切り取られる、ことを含む読取／書込ヘッドを製造する方法。
【国際調査報告】
2004514231.tif 000028
2004514231.tif 000029
2004514231.tif 000030