具有永磁层结构的磁头制造技术

为了进行高分辨率和低误码率的ＭＡＭＭＯＳ读出，提出了一种磁头，该磁头包括扁平的磁线圈（１），后者具有由导电层绕组（５ａ，５ｂ）构成的线圈层结构（３ａ，３ｂ），该磁头还包括永磁层结构（７），此永磁层结构与线圈层结构平行延伸并具有平面内磁轴（ｍ）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁头，它具有大体上是扁平的磁线圈，此线圈具有由电导绕组构成的至少一层线圈结构。该磁头特别应用于磁光装置中。这种磁头的一种实施例在WO-A98/48418中已有说明。从该PCT文件中了解到的磁头包括具有两个平行线圈部分的扁平磁线圈，每个线圈部分包含用薄膜技术形成的多个绕组。磁线圈在磁轭中延伸，该磁轭与线圈一起确定了光束的中心通路。这种已知的磁头用于磁-光(MO)系统中，在具有记录层的磁光(MO)介质中存储数据，在记录或读出数据时磁头位于距MO介质的主要表面不远处。这种磁光系统，除了包括所述磁头外，还包括激光源和光学元件，例如聚焦透镜，以使激光束通过中心通道到达记录层。在数据存储时，激光束可用来使选中处大约加热到记录层的居里温度，减少MO介质的记录层的矫顽磁性。同时，磁线圈被激活，产生横过记录层的随时间而变化的磁场，以便确定磁畴模式。读出存储的信息时，用激光扫描MO介质，就是利用众所周知的磁光Kerr效应。在磁光存储信息时，存储数据位的最小宽度取决于衍射极限，即所用聚焦透镜的数值孔径(NA)以及激光源发射的激光束的波长。减少所述宽度通常是基于较短波长的激光和较高NA的光学聚焦系统。在磁光记录时，利用激光脉冲磁场调制(LP-MFM)可将最小位长减小到光学衍射极限以下。在这种过程中，位长取决于激光的脉冲速率以及交变的磁场。要读出以这种方法记录的小标记，要利用磁超分辨率(MSR)技术，包括磁畴扩展方法，象基于具有静磁耦合层的介质的MAMMOS。磁畴扩展方法的优点在于可以以类似于大小可与衍射限制点相比拟的标记的信噪比检测长度小于衍射极限的标记。磁放大磁光(MO)系统，称为MAMMOS，在IEEE Journal of SelectedTopics in Quantum Electronics，Vol.4，No.5，September/October1998，pages 815-820中有说明。MAMMOS的概念是在读出时利用磁畴扩展来实现信号增强。方法是利用具有相互静磁耦合的存储层和读出层的存储介质。读出时激光束加热读出位置处的介质。当存储层中的一个标记，即磁化方向与读出层的初始磁化方向相反的一个位，处于称为复制窗口的区域内，而此处的温度很高足以使磁化反向时，磁畴在读出层成核。施加外磁场使该磁畴扩展，磁场被反向，以便在检测到磁畴后破坏该磁畴。从WO-A98/48418中了解到的磁头中所用的线圈在与MAMMOS结合使用时，其读出分辨率有限。本专利技术的目的就是提供利用基于静磁耦合层的磁畴扩展技术来提高读出分辨率的一种磁头。此目的用本专利技术的磁头即可达到，该磁头包括至少大体上扁平的磁线圈，此线圈具有包括电导绕组的至少一层线圈结构，所述磁头还包括大体上与线圈层结构平行延伸的且具有平面内磁轴的永磁层结构。由于采用的措施，本专利技术的磁头在使用时可提供由线圈层结构产生的在使用时随时间变化的垂直磁场和永磁层结构产生的静态平面内偏置磁场。永磁层的适用材料有，例如，CoPt或FePt合金；Co/Pt或Co/Pd多层；Nd2Fe14B或Co5Sm稀土过渡金属化合物。MAMMO介质的读出层中小反向区域的成核在读出过程的初始阶段主要发生在杂散场最强且杂散场的方向偏离垂直方向的区域内，因为这种平面内杂散场分量可对读出层的垂直磁化施加一扭距，从而引发成核。因此。在用已知装置读出时，成核不是在标记中心的附近开始，而是在标记/非标记以及非标记/标记过渡区的附近开始。这就导致了检测区域的加宽，因而在高分辨率的读出时导致错误的复制磁畴。利用本专利技术的磁头，可以产生外部磁场，它具有磁道方向的磁场分量并有足够的强度以抑制错误复制磁畴的不利效应。上述磁场分量增加标记/非标记过渡区的成核并减少非标记/标记过渡区的成核，或与之相反，这根据平面内磁场分量的方向而定。读出时将所得的倾斜磁场与复制窗口的运动相结合就降低了小标记和非标记的误码率。本专利技术的结构还有一个效果就是平面内磁场分量可增强初始的磁畴扩展速度，这对高数据速率是有利的。除了上述效果外，本专利技术的磁头还有一个优点，即不需要电流来产生平面内偏置磁场，这样就将热损耗保持在有限范围内。在LP-MFM记录以及MAMMOS读出等过程中为了获得高的数据速率，磁线圈应该很小且靠近介质。本专利技术的措施特别有利之处在于其所谓的第一表面或覆盖层事件记录配置，其中线圈和光学聚焦系统都在磁光介质的同一侧，且激光点通过线圈聚焦。就这点而言，本专利技术的磁头的实施例具有以下特点磁线圈具有中心区，导电绕组在中心区四周延伸，而永磁层结构包括两个扁平的永久磁铁，它们位于磁线圈中心区的相对两侧。磁铁具有相同的磁化方向，以便在磁线圈的中心区产生所需的平面内磁场。该实施例提供了在使用时获得线圈中心区的较大部分上的倾斜磁场而此中心区并不被覆盖的可能性。中心区可以是透明的内部区域或内部孔径。如果是衬底入射记录，此时磁光介质在线圈和光学聚集系统之间延伸且激光束不通过线圈，则以下实施例就较为有利，即磁线圈具有中心区，导电绕组围绕该中心区延伸，永磁层结构包括位于中心区的永久磁铁。本专利技术的磁头的一个实施例能在介质中产生非常强的平面内磁场，其特点在于永磁层结构位于线圈层结构的一侧，这一侧朝向与存储介质主表面相对的磁头面。所述磁头面可以由至少部分地与线圈层结构平行延伸的磁头面组成或包括至少部分地与线圈层结构平行延伸的磁头面。此实施例在使用时靠近永磁层结构的边沿处产生的磁场会增加，但这种偶发的效应几乎不会影响读出过程，因为介质的相关区域并未被加热。另一实施例不会有上述的偶发效应，其特点在于永磁层结构位于线圈层结构远离磁头面的一侧。在这种配置中磁线圈在永磁层结构和磁头面之间延伸，虽然平面内磁场可能有点弱，但也可作为优选配置。另一实施例的特点是永磁层结构和线圈层结构处于同一平面，线圈层结构在永磁层结构的一对永久磁铁之间延伸。如果要求所需的平面内磁场分量跨过距线圈层结构较远处的较大面积，这种同平面结构的实施例就特别有利。根据磁线圈中心区的大小，和/或使用时线圈与介质的距离，大体上与线圈层结构平行延伸的一种软磁层结构在增强存储介质中由线圈产生的磁场方面可能较为有利。基于这个原因，这里提供了一个配备有这种软磁层结构的本专利技术的实施例。在这样的实施例中，线圈层结构可在永磁层结构和软磁层结构之间延伸，或者软磁层结构位于线圈层结构与磁头面相对的一侧，这一侧远离磁头面。软磁层结构改进了导电绕组的效率。而且，特别是如果永磁层结构和线圈层结构处于同一平面，永久磁铁的效率可以因软磁层结构而得到改进。如果记录的配置结构是磁线圈位于介质的一侧且激光束通过存储介质的衬底聚焦到一点时，软磁层结构可以是一种连续的软磁薄膜。否则，软磁层结构可以做成有间断的软磁薄膜。适用于软磁层结构的软磁材料有，例如，NiFe或CoZrNb或FeTaN合金。作为永磁层结构的固态金属永磁薄膜会导致杂散(涡流)电流的产生，当线圈工作在高频时会引发此现象。本专利技术的一种磁头实施例可将涡流的产生减到最小，其特点是其永磁层结构是一种至少有一层非导电中间层的层叠结构。磁性材料可以是例如CoPt合金，而绝缘材料可以是例如SiO2。涡流以及磁线圈与永磁层结构的容性耦合也可用以下方法来抵消，即将永磁层结构配置成小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁头、特别是用于磁光装置的磁头，该磁头包括大体上扁平的磁线圈，所述磁线圈具有包括电导绕组的至少一个线圈层结构，所述磁头还包括大体上与所述线圈层结构平行延伸并且具有平面内磁轴的永磁层结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：HW范科斯特伦，PWM布洛姆，JJL霍里克西，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]