具有导电下层的磁头和磁带驱动系统技术方案

一种磁头包括直接在衬底上形成的晶片衬底和导电下层。在导电下层上形成绝缘层。在绝缘层上形成读出器和／或写入器或其阵列。另一种磁头包括衬底和在衬底上形成的绝缘下层。在绝缘下层上形成导电下层。在导电下层上形成绝缘层。在绝缘层上形成至少一个器件，至少一个器件选自读出器，写入器及其组合。还提出了一种磁带驱动系统和用于形成这样的磁头的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁头结构，更具体地说，本专利技术涉及具有在晶片和最近的屏蔽之间沉积的导电下层的磁头结构。
技术介绍
商业，科技和娱乐应用依靠计算机处理并记录数据。在这些应用中，经常向非易失性存储介质存储或转移大量数据。这样的存储介质包括磁盘，盒式磁带，盒式光盘，软盘或光磁盘。典型地，磁带是存储或获取数据最经济、最方便的方式。不断推进存储技术以提高存储能力和存储可靠性。例如，通过改进介质材料，改进纠错技术以及降低单位比特尺寸来提高在磁存储介质中数据的存储密度。例如，现在半英寸磁带的数据容量在512或更多数据磁道上以几百千兆字节计。磁介质数据存储容量的提高部分来自用于在磁存储介质上读出和写入数据的磁头组件的提高。传感器技术中主要的提高来自由IBM公司最先开发的磁阻(MR)传感器。MR传感器将MR带中的磁场变化转换为电阻变化，其经过处理后提供数字信号。可以提高数据存储密度是因为对于给定的读出磁道宽度，MR传感器提供的信号水平高于从常规感应读出头获得的信号水平。另外，MR传感器的输出信号仅依赖于在存储介质中的瞬时磁场强度并不依赖于由相对传感器/介质速率引起的磁场的时间变化率。通过增加磁带上的数据磁道数目，可以增加磁带上存储的数据量，这也降低相邻磁道间的距离并且促使相邻读出/写入头靠在一起。通过减小读出和写入单元的特征尺寸，例如使用薄膜制造技术和MR传感器，能够制造更多的磁道。在磁存储介质的操作中，如磁带或磁盘表面，从磁读出/写入(R/W)头组件上经过，用于从其上读出数据和向其中写入数据。在适合计算机数据存储的现代磁带记录器中，利用MR传感器的读出同时写入的能力是基本特征，用于提供完全可重新利用的磁存储数据。具有MR传感器的交叉R/W磁带头允许增加磁带介质上的磁道密度，同时提供磁带介质的双向读出同时写入操作，以给出刚刚写入磁带介质的数据的即时回读确认。读出同时写入头组件包括，对于一个或多个数据磁道的每一个，写入元件与读出元件一致，这里称为R/W磁道对，其中读出元件的间隙与写入元件的间隙对准，在介质运动方向上读出元件位于写入元件的下游。通过连续读出刚记录的数据，可以及时确认已记录数据的质量，同时仍在记录系统的临时存储中可获得原始数据。在交叉磁头中，R/W磁道对是交叉的以形成两行交替的读出和写入元件。因此，交替列(磁道对)设置为在磁带介质运动的交替方向上写入后读出。适合在高密度磁带上读出和写入的磁头要求在磁头组件中磁道对元件的精确对准。图1示出还可以用作读出同时写入磁头的磁头100。如所示，该磁头包括在“级联(piggyback)”结构中的几个R/W变换器对102。伺服读出器104位于R/W变换器对102阵列的外侧。伺服读出器104沿着用于读出或写入的磁带的具体数据“带”的伺服磁道。因此，使用来自伺服读出器的信号以保持磁头与该带对准。磁带可以具有单个数据带或多个数据带，并且每个带可以具有一个或多个伺服磁道。制造磁头时，在衬底110上形成层，通常，R/W变换器对102的顺序如下电绝缘层112，直接在绝缘层112上形成第一屏蔽(S1)114，传感器116还称为读出变换器，第二屏蔽(S2)118，以及第一和第二写入磁极端(P1，P2)120，122。还要注意，第二屏蔽118和第一写入磁极端120可以合并为单个结构。在读出、写入和查找期间磁头不断地接触磁带介质。这种连续的接触会降低磁头的性能，导致出错率的增加。多种机制会引起退化。一种原因是磁记录带的运动引起的磁头磨损。磁带介质在磁头表面上重复经过最终会磨损一部分表面，这会消弱磁头的性能。这在薄膜层结构的耐磨性小于磁带支撑头部分的情况下，对于薄膜磁头是一个突出问题，对于磁头组件会导致不可接受的短寿命。如在磁头的空气轴承表面上的类金刚石碳或碳化钛的较耐磨层抑制了间隙腐蚀。然而，这样的层必须很薄，约20纳米厚以确保近的磁头-磁带间隔。因为它们必须如此薄，所以它们有随时间磨损的倾向。另一个磁头性能退化问题源于在衬底和最近的屏蔽之间的绝缘层的蚀损和堵塞。人们相信，与屏蔽和/或衬底的偏置耦合的在磁头上运转的磁带的电荷可以在磁头和磁带之间以及绝缘层中产生高电场，并且引起残渣的静电吸引并甚至损坏。这又倾向于使绝缘层破裂或者另外损坏绝缘层，在其中形成凹坑。该凹坑成为残渣积聚区域，其又引起包括穿过绝缘层的短路以及抬高磁带远离变换器的各种问题。同样，在优选晶片衬底材料Al2O3-TiC或“AlTiC”中不规则的电场分布在TiC颗粒拐角处具有热点。期望一种解决此问题的方法。磁头的制造可以脱离可选的陶瓷晶片。然而，通常因为较差的耐磨性，制造问题和导热特性，很少期望其它的晶片材料。另一种想法是使下覆层变厚以减小电场。然而，这导致更明显的磨擦。似乎旨在更薄的下覆层，但是发现因为高电场和更快的堵塞所以益处不大。一种明显的感觉是，技术上需要一种具有增强的可靠性的读出/写入磁头组件。技术上已经明显感觉到这些未解决的问题和不足，并且以下面描述的方式通过本专利技术进行解决。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例的磁头包括晶片衬底和在该衬底上形成的导电下层。在导电下层上形成绝缘层。在绝缘层上形成至少一个器件。至少一个器件选自读出器，写入器及其组合。在优选实施例中，直接在衬底上形成导电下层。根据本专利技术的另一个实施例的磁头包括衬底和在该衬底上形成的绝缘下层。在绝缘下层上形成导电下层。在导电下层上形成绝缘层。在绝缘层上形成至少一个器件。至少一个器件选自读出器，写入器及其组合。根据本专利技术的另一个实施例的磁头包括晶片衬底。在该晶片衬底上形成至少一个器件。至少一个器件选自读出器，写入器及其组合。形成覆层(closure)。在至少一个器件的一个或多个和覆层之间形成导电下层。磁带驱动系统包括如上所述的磁头，用于传递磁记录带经过磁头的驱动机构和与磁头通信的控制器。还提出了用于形成这样的磁头的方法。当结合附图通过实例示出本专利技术的原理时，根据下面的详细描述，本专利技术的其它方面和优点将会更明显。附图说明为全面了解本专利技术的特性和优点以及使用的最佳模式，将参考后面结合附图的详细描述。图1是具有多个读出器和写入器的典型的现有技术多磁道磁头的示意图。图2是根据一个实施例的多磁道磁头的示意图。图3是用于形成图2的磁头的工艺流程图。图4是根据一个实施例的用于偏置屏蔽的电路图。图5是根据一个实施例的多磁道磁头的示意图。图6是根据一个实施例的多磁道磁头的示意图。图7是根据一个实施例的多磁道磁头的示意图。图8是根据一个实施例的多磁道磁头的示意图。图9是磁带驱动系统的示意图。具体实施例方式下面描述的是当前旨在用于实现本专利技术的最好的实施例。此描述用于示出本专利技术的一般原理并且不意味着限制这里要求的本专利技术的概念。另外，这里描述的具体特征可以与在每个不同可能的组合和改变中描述的其它特征结合使用。在附图中，所有不同的图中，类似的和等价的元件标号相同。如这里描述的，本专利技术的优选实施例包括具有导电薄膜层的磁记录头，导电薄膜层在第一磁屏蔽绝缘体之前，直接沉积在晶片上，这里称为“导电下层”。在另一个实施例中，在导电下层和衬底之间形成薄绝缘下层。用于磁记录头的优选晶片材料一般公知为AlTiC，其为由大量绝缘铝氧化物(氧化铝，Al2O3)加上不规则但是互相的网状导电碳化钛(TiC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁头，包括：晶片衬底；导电下层，在所述衬底上形成；绝缘层，在所述导电下层上形成；以及至少一个器件，在所述绝缘层上形成，所述至少一个器件选自读出器，写入器及其组合。

【技术特征摘要】
US 2006-6-16 11/424,8071.一种磁头，包括晶片衬底；导电下层，在所述衬底上形成；绝缘层，在所述导电下层上形成；以及至少一个器件，在所述绝缘层上形成，所述至少一个器件选自读出器，写入器及其组合。2.根据权利要求1的磁头，其中所述衬底是包括导电和非导电材料的混合物的复合材料。3.根据权利要求1的磁头，其中所述导电下层直接在所述衬底上形成。4.根据权利要求3的磁头，其中所述导电下层由金属形成。5.根据权利要求4的磁头，其中所述金属选自铁硅铝磁合金，NiFe，Ta及其组合。6.根据权利要求1的磁头，其中在所述导电下层上形成至少三个器件。7.根据权利要求6的磁头，其中所述器件是级联读出/写入对的阵列。8.根据权利要求1的磁头，其中还包括覆层和位于所述覆层和所述至少一个器件的一个或多个之间的第二导电下层。9.根据权利要求1的磁头，其中所述导电下层被构图。10.根据权利要求1的磁头，其中所述导电下层，当垂至于其沉积平面测量时，具有在约0.1μm到约1μm之间的厚度。11.一种磁带驱动系统，包括如权利要求1中描述的磁头；驱动机构，用于传递磁记录带经过所述磁头；以及控制器，与所述磁头通信。12.一种磁头，包括衬底；绝缘下层，在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：RG比斯科伯恩，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]