[0003] 本公开的实施例总体上涉及数据存储装置，且更确切地说，涉及采用磁记录头的磁介质驱动器。

[0004] 在过去的几年里，人们研究了各种磁记录方法来提高硬盘驱动器(HDD)等磁介质装置的面密度。HDD中的磁记录头会对记录装置的整体性能和可靠性产生重大影响。磁记录头可以设计成实现特定的优点，例如改进的性能，但是可能因此对其它特性产生负面影响，例如使可靠性降低。

[0005] 例如，在传统的垂直磁记录中，线性密度(每英寸位数(BPI))和磁道密度(每英寸磁道数(TPI))之间存在折衷，因为高BPI对写磁头的要求通常会导致一个强的写极，这往往会导致侧磁道的磁场泄漏，从而损害TPI能力。在利用叠瓦式磁记录(SMR)在介质上写入磁道的磁记录头中，使用宽写写磁头在介质上依序写入磁道。宽写写磁头宽写入第一磁道，然后宽写入邻近的第二磁道，其中第二磁道的写入将修整第一磁道的邻近边缘。因此，磁道边缘的曲率较大，限制了可以实现的信噪比(SNR)。另外，磁道边缘的大曲率阻止了强写磁头的使用，限制了磁记录头的每磁道英寸位数(BPI)能力，并引入了邻近磁道干扰(ATI)和远磁道干扰(FTI)约束。

[0006] 因此，本领域中需要改进的磁记录头设计。

[0018] 在下文中，参考本公开的实施例。然而，应理解，本公开不限于特定的所描述实施例。实际上，涵盖以下特征和元件(不管是否与不同实施例相关)的任何组合以实施和实践本公开。此外，尽管本公开的实施例可实现优于其它可能解决方案和/或优于现有技术的优点，但特定优势是否由给定实施例实现并不限制本公开。因此，以下方面、特征、实施例及优点仅为说明性的，且不认为是所附权利要求书的要素或限制，除非权利要求中具有明确叙述。同样，对“本公开”的提及不应解释为本文中所公开的任何发明性主题的一般化，且不应视为所附权利要求书的要素或限制，除非权利要求中具有明确叙述。

[0019] 本公开总体上涉及一种采用磁记录头的磁介质驱动器。所述磁记录头包括第一写磁头、第二写磁头、至少一个读磁头以及温度悬浮量控制元件。所述第一写磁头是包括第一主极和第一后屏蔽件的宽写写磁头。所述第二写磁头是包括第二主极、后间隙、第二后屏蔽件和一个或多个侧屏蔽件的窄写写磁头。相比于所述第二主极，所述第一主极具有较短高度和较大宽度。所述第二主极具有安置成邻近于所述后间隙的弯曲或U形表面。所述温度悬浮量控制元件和所述至少一个读磁头与所述第二写磁头的所述第二主极的中心轴线对齐。

[0020] 图1示出体现本公开的各个实施例的呈磁盘驱动器100形式的数据存储装置。如图所示，至少一个可旋转磁介质112支撑在转轴114上并通过磁盘驱动器电机118旋转。每个磁盘上的磁记录呈任何合适的数据磁道模式的形式，例如磁介质112上的同心数据磁道环形模式(未示出)。

[0021] 在磁介质112附近定位至少一个滑块113，每个滑块113支撑一个或多个磁头组合件121。当磁介质旋转时，滑块113在介质表面122上径向移入和移出，使得磁头组合件121可以存取磁介质112中写有所要数据的不同磁道。每个滑块113通过悬架115附接到读写臂119上。悬架115提供将滑块113朝向介质表面122偏置的轻微弹簧力。每个读写臂119附接到读写臂构件127上。图1所示的读写臂构件127可以是音圈电机(VCM)。VCM包含具有可在固定磁场内移动的线圈，线圈移动的方向和速度受控制单元或控制器129所供应的电机电流信号控制。

[0022] 在磁盘驱动器100的操作期间，磁介质112的旋转在滑块113和介质表面122之间产生空气轴承，此空气轴承对滑块113施加一向上力或提升。因此，空气轴承抵消了悬架115的轻微弹簧力，并在正常操作期间以大体上恒定的较小间隔将滑块113支撑在介质112的表面上方。磁头组合件121产生的磁场使介质112中的数据位磁化。

[0023] 在操作中，磁盘驱动器100的各种组件受控制单元或控制器129产生的控制信号控制，例如存取控制信号和内部时钟信号。通常，控制单元或控制器129包括逻辑控制电路、存储构件和微处理器。控制单元或控制器129产生控制各个系统操作的控制信号，例如管线123上的驱动器电机控制信号和管线128上的磁头定位与查找控制信号。管线128上的控制信号提供所要电流分布，以将滑块113最佳地移动和定位到介质112上的所要数据磁道。写入和读取信号通过记录通道125传送到组合件121上的写磁头和读磁头以及从组合件121上的写磁头和读磁头传送。

[0024] 以上对典型磁盘存储系统的描述和图1的附图仅用于表示目的。显然，磁盘存储系统可包含大量磁盘和读写臂，每个读写臂可以支撑许多滑块。

[0025] 图2A‑2B分别示出根据各种实施例的穿过面向磁介质112的读/写磁头200、290的中心的分段横截面侧视图。读/写磁头200、290可各自对应于图1中描述的磁头组合件121。图2A的读/写磁头200和图2B的读/写磁头290是相同的；但是，图2A的读/写磁头200仅示出一个写磁头250，而图2B的读/写磁头290包括两个写磁头210、250。图2A的读/写磁头200可包含另一个安置在写磁头250后方无法看见的写磁头210。

[0026] 图2A的读/写磁头200包含例如空气轴承表面(ABS)的面向介质的面(MFS)212、磁写头250和磁读头211，并且安装成使得MFS 212面向磁介质112。图2B的读/写磁头290同样包含例如ABS的MFS 212、第一磁写头210、第二磁写头250和磁读头211，并且安装成使得MFS 212面向磁介质112。图2A的写磁头250与图2B的第二写磁头250相同。读/写磁头200、290均可为能量辅助磁记录(EAMR)头。在图2A‑2B中，磁介质112在由箭头232指示的方向上移动经过第一写磁头210和/或第二写磁头250，并且读/写磁头200、290各自在由箭头234指示的方向上移动。应注意，在各种实施例中，这两个写磁头可布置成与这种沿磁道(down‑track)设置不同的配置。

[0027] 在一些实施例中，磁读头211是磁阻式(MR)读磁头，其包含位于MR屏蔽件S1和S2之间的MR感测元件204。在其它实施例中，磁读头211是磁性隧道结(MTJ)读磁头，其包含位于MR屏蔽件S1和S2之间的MTJ感测元件204。磁介质112中的邻近磁化区域的磁场可被MR(或MTJ)感测元件204检测为所记录位。

[0028] 图2B的第一写磁头210包含返回极256、第一主极254和激励第一主极254的第一线圈258。图2A‑2B的第二写磁头250包含返回极206、第二主极220、后屏蔽件240和激励第二主极220的第二线圈218。后间隙(未示出)和前间隙(未示出)可至少与第二写磁头250的第二主极220接触，且前屏蔽件(未示出)可与前间隙接触。从第一主极220和/或第二主极254产生记录磁场。第二写磁头250的后屏蔽件240有助于使第二主极220的磁场梯度变陡。第二主极220可包含后表面222，此后表面可平行于后屏蔽件240的前表面236。第一主极254可进一步包括后表面252。后屏蔽件240可以是磁性材料，例如NiFe合金。在一个实施例中，后屏蔽件240具有约1.2T到约1.6T的Ms。

[0029] 第一主极220和/或第二主极254可各自包括磁性材料，例如FeCo合金。第一主极220和/或第二主极254均可为具有后边缘渐窄(TET)配置的渐窄写极(TWP)。在一个实施例中，第一主极220和/或第二主极254各自具有2.4T的饱和磁化强度(Ms)和约300纳米(nm)的厚度。每个主极220、254可包括铁磁性材料，通常为Co、Fe和Ni中的一种或多种的合金。

[0030] 图3A‑3B示出根据各种实施例的磁记录头300的第一写磁头310和第二写磁头350。图3A‑3B示出包括相同的第一写磁头310和第二写磁头350的相同磁记录头300的不同实施例。图3A‑3B的磁记录头300可用于图1的磁盘驱动器100和/或图2A‑2B的读/写磁头200、
290。类似地，第一写磁头310可以是图2A‑2B的第一写磁头210，且第二写磁头350可以是图
2A‑2B的第二写磁头250。

[0031] 图3A‑3B是相同的；但是，在图3A中，第一写磁头310在跨磁道方向(即，x方向)上邻近于第二写磁头350，使得第一写磁头310和第二写磁头350并排安置。在图3B中，第一写磁头310与第二写磁头350竖直对齐，使得第一写磁头310在垂直于图3A的布置的方向上堆叠在第二写磁头350上或上方(即，在y方向上对齐)。换句话说，在图3B中，第一写磁头310的第一主极302的中心轴线与第二写磁头350的第二主极352的中心轴线线性对齐。在图3A中，第一写磁头310的第一后屏蔽件304安置成邻近于第二写磁头350的第二后屏蔽件354，而在图3B中，第一写磁头310的第一主极302安置成邻近于第二写磁头350的第二后屏蔽件354。因此，图3A示出呈并排形式的第一写磁头310和第二写磁头350，而图3B示出呈堆叠形式的第一写磁头310和第二写磁头350。

[0032] 第一写磁头310包括第一主极302，所述第一主极具有第一表面302a(即，后边缘)、第二表面302b、第三表面302c和第四表面302d(即，前边缘)。第四表面302d可以是点，如图3A‑3B中所示，在其它实施例中也可具有长于点的长度。第一写磁头310进一步包括第一后屏蔽件304、安置在第一主极302的第一表面302a和第一后屏蔽件304之间的第一后间隙
306，及围绕第一主极302的第二、第三和第四表面302b‑302d的第一侧间隙308。在一个实施例中，第一写磁头310是进行优化以提高BPI能力的宽写写磁头。

[0033] 第二写磁头350包括第二主极352，所述第二主极具有第一表面352a(即，后边缘)、第二表面352b、第三表面352c和第四表面352d(即，前边缘)。第四表面352d可以是点，如图3A‑3B中所示，在其它实施例中也可具有长于点的长度。第二写磁头350进一步包括第二后屏蔽件354、安置在第二主极352的第一表面352a和第二后屏蔽件354之间的第二后间隙
356，及围绕第二主极352的第二、第三和第四表面352b‑352d的第二侧间隙358。不同于第一写磁头310，第二写磁头350进一步包括安置成邻近于第二主极352的第二表面352b和第三表面352c的侧屏蔽件362及安置成邻近于第二主极352的第四表面352d的前屏蔽件364。在一个实施例中，第二写磁头350是进行优化以提高TPI能力的窄写写磁头。

[0034] 第一主极302的第一宽度322大于第二主极352的第二宽度326，如图3B中所示。换句话说，第一主极302在跨磁道方向(即，x方向)上具有大于第二主极352的宽度。第一主极302的第一长度或高度324小于第二主极352的第二长度或高度328，如图3A中所示。换句话说，第一主极302在沿磁道方向(即，y方向)上或在从第一主极302的后边缘到第一主极302的前边缘的方向上具有小于第二主极352的长度或高度。这种第一主极302具有更大宽度
322和更短或更小高度324的配置会产生更强的场和更明显的沿磁道场梯度，从而实现更高的BPI，同时避免由于退磁效应而对具有较长或较大高度的宽写磁极发生的称为“甜甜圈式覆盖区(donut shape footprint)”的问题。退磁效应导致写极不饱和，从而降低写磁头场和BPI。第一写磁头310具有宽第一主极302且没有侧屏蔽件使得第一写磁头310能够最大化第一主极302的写入场(write field)。第二写磁头350具有窄第二主极352使得第二写磁头
350能够对介质执行非常精细的聚焦写入。

[0035] 为了形成高度小于第二写磁头350的第二主极352的第一写磁头310的第一主极302，第一主极302和第二主极352的开口例如通过用于限定主极302、352的反应离子蚀刻(RIE)形成。接着，在第一主极302和第二主极352周围和/或之上沉积第一种子层，例如钌层。然后掩蔽第二写磁头350。在第一写磁头310的第一主极302周围和/或之上沉积包括与第一种子层相同的材料的第二种子层，以减小第一主极302的高度。接着，将第二写磁头350解除掩蔽。因此，第一写磁头310成为了比第二写磁头350厚的种子层，这减小了第一主极
302的高度。

[0036] 第一和第二种子层可组成第一侧间隙308和第二侧间隙358。因而，第一写磁头310的第一侧间隙308的第一宽度332大于第二写磁头350的第二侧间隙358的第二宽度334，使得第一主极302和第二主极352具有不同高度。换句话说，由于第一侧间隙308和第二侧间隙358的宽度或厚度不同，所以第一主极302和第二主极352具有不同高度。

[0037] 另外，第一写磁头310的第一后间隙306和第二写磁头350的第二后间隙356在y方向上可具有不同宽度。在一个实施例中，第一后间隙306的第一宽度336在y方向上可大于或宽于第二后间隙356的第二宽度366。在另一实施例中，第一后间隙306的第一宽度336在y方向上可小于或窄于第二后间隙356的第二宽度366。第一后间隙306和第二后间隙356具有不同宽度使得第一写磁头310和第二写磁头350能够进行单独优化，从而实现最佳场梯度，并因此实现改进的BPI能力。

[0038] 磁记录头300可供磁盘驱动器100的控制器129用于执行对介质的随机写入。当写入到介质时，控制器129可使第一写磁头310每隔一个磁道(例如，偶数磁道)进行宽写入。在第一写磁头310写入偶数磁道之后，控制器129可以接着使第二写磁头350对其余未写入的磁道(例如，奇数磁道)进行窄写入。在一个实施例中，第二写磁头350的第二写入修整第一写磁头310写入的偶数磁道的邻近边缘，因此介质的写入不具有读取磁道边缘曲率，从而提高面密度能力(ADC)。

[0039] 图3C示出根据一个实施例的磁记录头300中与温度悬浮量控制(TFC)元件382和至少一个读磁头(R1)384对齐的第二写磁头350。TFC元件382安置在第二主极352和所述至少一个读磁头384之间。如图3C中所示，第二写磁头350的第二主极352的中心轴线380与TFC元件382和所述至少一个读磁头384对齐。因为第二写磁头350具有较窄的主极352，所以相比于具有较宽主极302的第一写磁头310，第二写磁头350的性能对第二写磁头350和介质之间的间隔更敏感。与第二主极352对齐的TFC元件382能够更精确地控制第二写磁头350与介质之间的间隔，由此整体改进ADC性能。

[0040] 尽管磁记录头300可包括多个读磁头，但有至少一个读磁头384与第二写磁头350的中心轴线380对齐。在一个实施例中，还可有超过一个读磁头与第二写磁头350的中心轴线380对齐。在另一实施例中，额外读磁头可从第二写磁头350的中心轴线380朝向第一读磁头310(在图3A‑3B中示出)偏移，和/或一个或多个额外读磁头可与第一写磁头310对齐。

[0041] 此外，如图3C中所示，第二写磁头350的第二主极352的第一表面352a弯曲成具有U形或凹形形状。第二主极352的第一表面352a弯曲成使得安置在中心轴线380上的第一表面352a的部分比联接到第二表面352b和第三表面352c的第一表面352a的端部更接近第四表面352d。换句话说，第二主极352的第一表面352a安置在第二后间隙356和第二侧间隙358的界面下面第一距离处，而第一主极302的第一表面302a大体上平行于第一后间隙306和第一侧间隙308的界面。

[0042] 第二主极352的第一表面352a具有弯曲形状使得能够以更小的磁道边缘曲率写入更直的转变，从而实现更高的ADC。第一写磁头310的第一主极302的第一表面302a可以任选地弯曲成具有U形或凹形形状，类似于第二主极352。在此类实施例中，第二主极352的弯曲第一表面352a将安置在第二后间隙356和第二侧间隙358的界面下面第一距离处，第一主极302的弯曲第一表面302a将安置在第一后间隙306和第一侧间隙308的界面下面第二距离处，所述第一距离大于所述第二距离。换句话说，第二主极352的第一表面352a将具有比第一主极302的第一表面302a更陡或更深的曲线。

[0043] 通过利用包括配置成优化BPI的第一写磁头和配置成优化TPI的第二写磁头的磁记录头，可以在不限制SNR、不受ATI/FTI约束和不受读取磁道边缘曲率影响的情况下随机写入介质的磁道。因此，双写磁头设计具有增加的ADC。此外，利用具有较短主极高度的第一写磁头允许改进第一主极的饱和度，从而产生具有更高SNR和更高ADC的更好定义的位，并且具有邻近于后间隙的弯曲或U形表面的第二写磁头进一步实现了更直的转变。因此，与包括单个写磁头的传统磁记录头相比，上面讨论的双写磁头设计具有增加的ADC、BPI和TPI，从而改进了介质上的数据写入和读取。

[0044] 在一个实施例中，一种磁记录头包括第一写磁头，所述第一写磁头包括第一主极和安置成邻近于所述第一主极的第一后屏蔽件。所述磁记录头进一步包括第二写磁头，所述第二写磁头安置成邻近于所述第一写磁头且包括第二主极、安置成邻近于所述第二主极的第二后屏蔽件及围绕所述第二主极的两个或更多个表面的一个或多个侧屏蔽件。所述磁记录头进一步包括：一个或多个读磁头，其中所述一个或多个读磁头中的第一读磁头与所述第二写磁头的所述第二主极对齐；及温度悬浮量控制元件，其与所述第二写磁头的所述第二主极和所述第一读磁头对齐。

[0045] 所述第一写磁头的所述第一主极在从所述第一主极的后边缘到所述第一主极的前边缘的方向上具有小于所述第二写磁头的所述第二主极的高度。所述第一写磁头的写入宽度宽于所述第二写磁头的写入宽度。所述温度悬浮量控制元件安置在所述第二主极和所述第一读磁头之间。所述第一写磁头和所述第二写磁头竖直堆叠并以堆叠形式安置。所述第一写磁头安置成在并排形式中在跨磁道方向上邻近于所述第二写磁头。所述一个或多个读磁头中的第二读磁头在朝向所述第一主极的方向上从所述第二主极偏移。

[0046] 在另一实施例中，一种磁记录头包括第一写磁头，所述第一写磁头包括第一主极和安置成邻近于所述第一主极的第一后屏蔽件。所述磁记录头进一步包括第二写磁头，所述第二写磁头安置成邻近于所述第一写磁头且包括第二后屏蔽件和第二主极，所述第二主极包括第一表面、第二表面和第三表面，其中所述第二主极的所述第一表面为弯曲U形，并且其中所述第二主极的所述第一表面安置成邻近于所述第二后屏蔽件。所述第二写磁头进一步包括安置在所述第二主极的所述第一表面和所述第二后屏蔽件之间的后间隙，以及围绕所述第二主极的所述第二和第三表面的一个或多个侧屏蔽件。

[0047] 所述磁记录头进一步包括一个或多个读磁头，其中所述一个或多个读磁头中的第一读磁头与所述第二写磁头的所述第二主极对齐。所述第一写磁头的所述第一主极在从所述第一主极的后边缘到所述第一主极的前边缘的方向上具有小于所述第二写磁头的所述第二主极的高度，并且其中所述第一主极在跨磁道方向上具有大于所述第二写极的宽度。所述磁记录头进一步包括温度悬浮量控制元件，其中所述温度悬浮量控制元件与所述第二写磁头的所述第二主极对齐。

[0048] 所述第一主极包括第一表面、第二表面和第三表面，其中所述第一主极的所述第一表面安置成邻近于所述第一后屏蔽件，并且其中所述第一主极的所述第一表面为弯曲U形。所述第一写磁头的写入宽度宽于所述第二写磁头的写入宽度，并且进一步包括控制器，所述控制器配置成使所述第一写磁头首先写入介质的一个或多个偶数磁道或一个或多个奇数磁道，并使所述第二写磁头随后写入所述介质中未被所述第一写磁头写入的磁道。所述介质中被所述第二写磁头写入的所述磁道的写入修整被所述第一写磁头写入的所述磁道的边缘。

[0049] 在另一实施例中，一种磁记录头包括第一写磁头，所述第一写磁头包括第一主极、安置成邻近于所述第一主极的第一后屏蔽件及围绕所述第一主极的两个或更多个侧面的第一种子层，所述第一种子层具有第一厚度。所述磁记录头进一步包括第二写磁头，所述第二写磁头安置成邻近于所述第一写磁头且包括第二主极、安置成邻近于所述第二主极的第二后屏蔽件、围绕所述第二主极的两个或更多个侧面的第二种子层及围绕所述第二主极的两个或更多个表面的一个或多个侧屏蔽件，所述第二种子层具有小于所述第一种子层的所述第一厚度的第二厚度。

[0050] 所述第一和第二种子层包括钌。所述第一写磁头的第一后间隙具有与所述第二写磁头的第二后间隙不同的宽度。所述第一主极在从所述第一主极的后边缘到所述第一主极的前边缘的方向上具有小于所述第二主极的高度。所述第一写磁头的写入宽度宽于所述第二写磁头的写入宽度。控制器配置成使所述第一写磁头首先写入介质的一个或多个偶数磁道或一个或多个奇数磁道，并使所述第二写磁头随后写入所述介质中未被所述第一写磁头写入的磁道。所述介质中被所述第二写磁头写入的所述磁道的写入修整被所述第一写磁头写入的所述磁道的边缘。

[0051] 虽然前述内容是针对本公开的实施例，但在不脱离本公开的基本范围的情况下，可设计出本公开的其它及另外实施例，且本公开的范围由所附权利要求书确定。