專利名稱：磁記錄頭和制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有單極垂直記錄頭的磁記錄頭及其制造方法。
背景技術：
作為磁記錄/再現(xiàn)裝置的硬盤驅(qū)動器被用作諸如計算機的信息處理設備的外部記錄裝置，其容量變得越來越大，尺寸越來越小，這使得這些硬盤驅(qū)動器本身在記錄密度方面也大大地提高，以適應這種變化。另一方面，業(yè)已發(fā)現(xiàn)常規(guī)的縱向磁記錄方法不能適應這種高記錄密度的要求。這是由于常規(guī)的縱向磁記錄方法，當其用于實現(xiàn)這種高記錄密度時，要求其較多地減少記錄層的厚度，以適應在其介質(zhì)上的磁化轉(zhuǎn)變區(qū)中產(chǎn)生的大的反磁場。并且，如果記錄層的厚度減少，記錄的數(shù)據(jù)將會被熱擾動清除，這成了一個問題。另一方面，記錄層沿介質(zhì)的膜厚度方向被磁化的垂直磁記錄方法，由于在磁化轉(zhuǎn)變區(qū)的反磁場小，比較容易實現(xiàn)高記錄密度，因此不要求介質(zhì)在厚度方面減少那么多。
如果使用所謂的垂直磁記錄頭(單極型磁頭)在垂直磁記錄介質(zhì)上記錄信號，那么電信號由線圈轉(zhuǎn)換成磁信號并且在主極(main pole)和返回磁極(return pole)都激勵出磁通量。并且一部分磁通量通過返回極和主極，然后通過記錄介質(zhì)的垂直記錄層，然后，該磁通量通過作為垂直記錄層的下層而形成的軟襯層而返回到返回極，恰如畫了一個封閉的圈。這時，返回極起作用，將在記錄介質(zhì)的垂直記錄層和軟襯層中產(chǎn)生的磁通量從主極有效地傳輸?shù)街鳂O。并且，這種磁通量的流動在垂直記錄介質(zhì)上記錄磁化的信號，日本專利公報JP-A第279607/2002號公開了這種記錄頭的例子。
另一方面，垂直磁記錄頭的表面記錄密度也已經(jīng)提高。并且隨著表面記錄密度的提高，現(xiàn)在希望，減少記錄磁道的寬度，而同時信息必須從每個磁盤驅(qū)動器中的磁記錄介質(zhì)的內(nèi)周邊到外周邊廣泛地記錄/再現(xiàn)。但是，磁記錄頭以關于介質(zhì)的切線的大約-15至15°的斜交角沿旋轉(zhuǎn)方向在該介質(zhì)的內(nèi)、外周邊記錄/再現(xiàn)信息。并且同時，如果主極在其空氣承載表面的形狀象矩形，那么記錄磁道的寬度不能減小。因此，為了解決這個問題，提出一種方法，對前側(cè)磁極寬度的減小多于對后側(cè)磁極寬度的減小，從而使磁道的寬度變窄。
日本專利公報JP-A第92821/2002號公開了一種用于形成磁記錄頭的方法，該磁記錄頭的磁道在空氣承載表面上的主極前側(cè)比主極后側(cè)窄。按照這種方法，這種結(jié)構(gòu)通過如下方法實現(xiàn)，首先在非磁性絕緣膜上形成保護框架，然后用反應離子蝕刻(RIE)工藝形成溝槽。此后，該溝槽用磁性薄膜涂覆，然后形狀像倒梯形的主極用化學機械拋光(CMP)工藝形成。
日本專利公報JP-A第197609/2002號公開了另一種用于將主極形成象倒梯形形狀的方法，首先，保護框架形成在涂覆的襯層上，然后，涂覆磁性薄膜和非磁性薄膜。并且，日本專利公報JP-A第208112/2002號和JP-A第242608/2003號還公開了這樣一種形成形狀象倒梯形的主極的方法在磁性薄膜上沉淀非磁性薄膜，然后形成保護框架并對其進行涂覆，并且最后干刻蝕該薄膜。而且，日本專利公報JP-A第208112/2002號還公開了另一種用于形成主極的方法，通過對基底進行離子銑削(ion milling)同時該基底相對于離子束從介質(zhì)到該空氣承載表面取向的方向在+90至-90°的范圍內(nèi)進行振動。并且日本專利公報JP-A第242608/2003號公開了用于形成磁記錄頭的方法，該磁記錄頭在其磁通量進入部分為矩形形狀。按照這些制造方法，離子束分別以45°角和從該基底的法線側(cè)上方施加于基底。
在垂直磁記錄頭的情況下，相對于記錄介質(zhì)產(chǎn)生大的記錄磁場是相當重要的。因此，設置在上述例子中的磁記錄頭的主極包括沿著與介質(zhì)的空氣承載表面大致正交的方向延伸的柱形磁道限制部分和與該磁道限制部分以相同的行并列設置在一起的磁通量引入部分，并且隨著離開該介質(zhì)的空氣承載表面的距離增大該磁通量引入部分的面積比例增大。
根據(jù)日本專利公報JP-A第208112/2002號公開的方法，磁道限制部分被在離子銑削工藝中設置在主極上的掩膜所覆蓋，使得主極后部寬度變成大于主極前部寬度(因此該主極形狀象倒梯形)。但是，磁通量引入部分也被設置在磁道限制部分的掩膜所覆蓋，使得刻蝕導致磁通量引入部分不均勻，從而磁通量部分的平面變形。在日本專利公報JP-A第242608/2003號公開的例子中，由于在離子銑削工藝中設置在該磁通量引入部分的掩膜，在磁道限制部分基底一側(cè)的磁極底部被磁通量引入部分所覆蓋，從而該磁極越接近該介質(zhì)的空氣承載表面，該主極寬度變得越窄。并且，根據(jù)該方法，與該介質(zhì)的空氣承載表面平行的磁通量引入部分的截面會形成象矩形的形狀。
另一方面，通過考察利用離子銑削分別形成主極的方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著磁極越接近介質(zhì)的空氣承載表面，在磁道限制部分的基底一側(cè)的該磁極的底部的寬度就越窄。同時，還發(fā)現(xiàn)，由于磁極被在離子銑削工藝中設置在磁通量引入部分的掩膜所覆蓋，隨著該極越接近該介質(zhì)的空氣承載表面，磁道限制部分頂面上的磁極寬度也越窄。隨著所述極越接近該介質(zhì)的空氣承載表面，磁道限制部分頂面上的磁極寬度越窄的這種結(jié)構(gòu)，當在記錄磁頭制造過程中磁道限制部分離空氣承載表面的距離在公差范圍內(nèi)變化時，對設置在該介質(zhì)的空氣承載表面上的磁道限制部分上的磁極寬度的分布產(chǎn)生不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
在這樣的情況下，本發(fā)明的目的是，通過改進設置在磁道限制部分頂面上的主極的結(jié)構(gòu)，提供一種成形的主極，以便有效地適應磁道限制部分到空氣承載表面距離的變化，以及其制造方法；所述結(jié)構(gòu)是隨著該極越接近空氣承載表面，該結(jié)構(gòu)的寬度越窄。
本發(fā)明的磁記錄頭制造方法，首先在磁性層上形成具有低刻蝕速率的非磁性層或有機聚合物層，其將成為主極。此后，該方法用該非磁性層或有機聚合物層作為掩膜，以便利用離子銑削方法蝕刻其表面。該離子銑削蝕刻以按如下轉(zhuǎn)換的三種工序進行(1)將離子束以50°±20°的角度注入該基底，同時參照該離子束從介質(zhì)到該空氣承載表面的取向方向在30至150°的范圍內(nèi)水平地振動該基底的蝕刻工序，或從所有360°的方向?qū)㈦x子束注入該基底的蝕刻工序。
(2)將離子束以60°±20°的角度注入該基底，同時沿離子束從介質(zhì)到空氣承載表面的取向的方向，圍繞+90°至135°之內(nèi)的預定角，在±45°的范圍內(nèi)水平地振動該基底的蝕刻工序。
(3)離子束以60°±20°的角度注入該基底，同時沿離子束從介質(zhì)到空氣承載表面的取向的方向，圍繞-90°至135°內(nèi)的預定角，在±45°的范圍內(nèi)水平地振動該基底的蝕刻工序。
根據(jù)本發(fā)明，按照上述工序(1)、(2)、(3)的次序進行蝕刻。但是，蝕刻工序(1)可以省去，主極可以僅用蝕刻工序(2)、(3)蝕刻。相對于取向?qū)嶋H是固定的離子束旋轉(zhuǎn)基底，由此，對施加于基底的離子束的取向進行控制。并且，由于注入角度和離子束的取向在上述的離子銑削工藝中被控制在該基底的表面內(nèi)，防止磁通量引入部分妨礙磁道限制部分，從而，磁道限制部分在后側(cè)的厚度上具有均勻性。
在離子銑削工藝中，為了控制注入基底中的離子束的取向有三個有用的要素。第一個要素是離子束與基底之間的角度。如果離子束從基底的法線方向注入該基底，側(cè)該注入角度假定為0°。第二個要素是沿水平方向如何驅(qū)動基底。在這種方法中有兩種情況一種情況用于使該基底能夠旋轉(zhuǎn)360°，另一種情況是用于圍繞該基底的直徑(振動軸)振動該基底。根據(jù)本發(fā)明，在除了0°注入角的任何情況下，都假定基準振動軸是離子束從介質(zhì)到空氣承載表面取向的方向。第三個要素是基底圍繞振動軸水平振動的范圍。如果振動范圍是0°，該離子束的注入方向是固定的。
因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供磁記錄頭，其具有能夠有效地適應磁道限制部分到空氣承載表面的距離變化的主極，因而能夠改善記錄磁場。


圖1是本發(fā)明磁記錄頭的剖視圖；圖2是本發(fā)明磁記錄頭的俯視圖；圖3是本發(fā)明磁記錄頭的空氣承載表面；圖4是在本發(fā)明磁記錄頭的空氣承載表面上的主極的放大視圖；圖5是在本發(fā)明磁記錄頭的另一種空氣承載表面；圖6是利用本發(fā)明磁記錄頭的磁盤單元的示意圖；圖7是常規(guī)磁記錄頭的透視圖；圖8是本發(fā)明磁記錄頭的透視圖；圖9是在制造過程中本發(fā)明磁記錄頭的剖視圖；圖10是在制造過程中本發(fā)明磁記錄頭的俯視圖；圖11是常規(guī)磁記錄頭的俯視圖；圖12是本發(fā)明磁記錄頭的俯視圖；圖13是本發(fā)明磁記錄頭的另一個俯視圖；以及圖14是本發(fā)明磁記錄頭的又一個俯視圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，在蝕刻工藝中，控制離子束注入的方向，以在薄膜磁記錄頭的記錄部分的主極中實現(xiàn)磁道公差和高磁化。以下，將參考圖1至圖4示出本根據(jù)發(fā)明的垂直記錄的磁記錄頭的結(jié)構(gòu)的例子。圖1是磁記錄頭的剖視圖，其垂直于空氣承載表面和基底表面。圖2是磁記錄頭的俯視圖，其垂直于空氣承載表面而平行于基底表面。圖3示出磁記錄頭的空氣承載表面。圖4是設置在磁記錄頭的空氣承載表面上的主極的放大視圖。在這些附圖中，附圖標記和符號定義如下11表示基底，12表示絕緣膜，13表示下防護罩(shield)，14表示絕緣膜，15表示上防護罩，16表示磁阻效應元件，17表示絕緣膜，18表示電極，21表示返回極，22表示絕緣膜，23表示絕緣膜，24表示線圈，25和26表示磁軛，27表示絕緣膜，32表示主極，34表示下薄膜，35表示非磁性金屬膜。C-C′表示磁記錄頭的空氣承載表面(ABS)。
所示出的磁記錄頭的再現(xiàn)部分包括下防護罩13、磁阻效應膜16和上防護罩15。電極18和磁截面控制層(未示出)連接于磁阻效應膜16的兩側(cè)。該磁阻效應膜16例如可以用具有磁阻效應的AMR(各向異性的磁阻效應)薄膜形成。磁阻效應膜16還可以由TMR(隧道磁阻效應膜)和CPP型磁阻效應膜中的任一種形成，其每個能夠使電流垂直地流進薄膜。所示出的磁記錄頭的記錄部分具有通過絕緣膜22形成在返回極21的線圈24。該線圈24由絕緣膜27所覆蓋。返回極21通過磁軛25和26磁連接于主極。
如圖2(俯視圖)所示，主極32形成為離開空氣承載表面C-C′薄至到20nm至50nm范圍并垂直于該空氣承載表面的柱狀物。在離空氣承載表面越遠的位置，主極32按與離空氣承載表面的距離成比例地變寬。由于主極以這種方式構(gòu)造，該磁記錄頭對記錄介質(zhì)能夠產(chǎn)生大的磁場。
如圖3所示，本發(fā)明磁記錄頭的空氣承載表面具有通過絕緣膜23形成在返回極21上的主極32。在這個例子中，雖然返回極21位于主極32的前側(cè)，但是主極32和返回極21的位置可以互換。磁記錄頭的空氣承載表面可以構(gòu)造成使主極通過非磁性薄膜(后防護罩)形成在軟磁薄膜上，或軟磁薄膜可以通過非磁性薄膜分別形成在主極的兩側(cè)。
在圖4的放大的視圖中，襯層34形成在主極32的下層以改善主極32的磁特性并且非磁性金屬層35形成在主極32的上層中。主極32由具有飽和磁通量密度的磁性薄膜形成，例如FeCo、CoNiFe等，或包括FeCo和非磁性薄膜的層壓薄膜。非磁性金屬薄膜35可以用NiCr、Cr、Ta、或TaW形成。
如上所述，在空氣承載表面上的主極32的磁道寬度在主極32的下側(cè)(前側(cè))變窄，如果數(shù)據(jù)以斜交角記錄，該磁記錄頭決不會由于錯誤擦去在鄰近磁道中的數(shù)據(jù)。構(gòu)造成單磁性薄膜或由磁性薄膜和非磁性薄膜構(gòu)成的層壓薄膜的主極32的磁道的寬度w隨著記錄密度的增加越多其變得越窄。主極的薄膜厚度t相對于磁道寬度限制在0.5至3，并且在主極32的磁道調(diào)節(jié)表面上的后側(cè)在一側(cè)和其相鄰側(cè)之間的內(nèi)角α優(yōu)選應當在75到85°，下薄膜34的厚度優(yōu)選應當在2至20nm。
圖5示出本發(fā)明垂直記錄的磁記錄頭的主極和返回極之間的位置關系的另一個例子。在這個例子中，與圖2中的例子不同，返回極21位于主極32的后側(cè)。在這種位置關系的情況下，軟磁薄膜可以通過非磁性薄膜(稱之為后側(cè)防護罩)形成在主極上，或者該軟磁薄膜可以與返回極連接。另外，軟磁薄膜可以通過非磁性薄膜(稱為側(cè)防護罩)分別形成在主極的兩側(cè)，并且該軟磁薄膜可以與該返回極連接。
圖6是利用本發(fā)明垂直記錄的磁記錄頭的磁盤單元的示意圖。這個磁盤單元包括具有磁記錄層和軟襯層的垂直磁記錄磁盤43，用于支撐并轉(zhuǎn)動該磁盤43的電機44，用于搖動磁記錄頭42的致動器41，以便在磁盤43上水平(左右)移動，以及信號處理電路45等。磁記錄頭42包括垂直磁記錄頭(單極型頭)和用于再現(xiàn)記錄在磁盤43上的信息的再現(xiàn)頭。信號處理電路45包括控制器和通道?？刂破骺刂浦聞悠?1和電機44，而通道用于處理施加給磁記錄頭42的記錄頭的記錄信號和來自磁記錄頭42的再現(xiàn)頭接收的再現(xiàn)信號。
圖7是常規(guī)的薄膜磁記錄頭的透視圖，而圖8是本發(fā)明薄膜磁記錄頭的主極的透視圖。如圖7和圖8所示，薄膜磁記錄頭的主極32包括從空氣承載表面大致垂直延伸的柱狀磁道限制部分D和連接于該磁道限制部分的磁通量引入部分E。磁道限制部分D的寬度總是不變。磁道限制部分D和磁通量引入部分E的連接部分成為保護框架(resistframe)F。磁通量引入部分E(沿磁道寬度方向)的寬度在保護框架F處變成最窄，并且相對于其與該保護框架的距離成比例地變寬?，F(xiàn)在假定，截面部分B位于靠近主極32的磁通量引入部分E的保護框架F的空氣承載表面上，并且在截面形狀中的該后側(cè)的一側(cè)和其相鄰側(cè)之間的內(nèi)角是β。并且，在該主極的磁道限制部分D的空氣承載表面即磁道調(diào)節(jié)表面A上的后側(cè)的一側(cè)和其相鄰側(cè)的內(nèi)角被定義為α。
如圖7所示，在常規(guī)薄膜磁記錄頭的主極32的情況下，在平行于空氣承載表面的磁通量引入部分E的相交截面B處的內(nèi)角β小于在磁道限制表面A的內(nèi)角α。同時它依賴該磁通量引入部分E的伸展角，該內(nèi)角β在65至80°的范圍內(nèi)選擇。另一方面，如圖8所示，在本發(fā)明的主極的情況下，在平行于空氣承載表面的磁通量引入部分E的相交截面B處的內(nèi)角γ大于在磁道限制表面A的內(nèi)角α，并且該內(nèi)角γ在80至89°的范圍內(nèi)選擇。如果該內(nèi)角γ是80°和以下的角，那么磁頭磁場的改善不大。如果內(nèi)角γ在89°和以上，那么制造困難，因此該內(nèi)角γ在80至89°的范圍內(nèi)選擇。
如在常規(guī)結(jié)構(gòu)中所看到的，如果內(nèi)角β小于內(nèi)角α，那么在垂直于該介質(zhì)的前側(cè)處的磁道限制部分D的長度32R比在后側(cè)處的32T長。但是，根據(jù)本發(fā)明，選擇磁通量引入部分E的內(nèi)角γ的范圍，使在垂直于該介質(zhì)的前側(cè)處的磁道限制部分D的長度32R變成短于在后側(cè)處的長度32T。如在本發(fā)明看到的，如果內(nèi)角γ被確定大于內(nèi)角α并且該內(nèi)角γ被確定為90°和以下，那么在前側(cè)處的長度32R可以被減小直到它變成短于該常規(guī)結(jié)構(gòu)，因而磁頭磁場強度能夠提高約5％至20％。
下面將描述如何制造本發(fā)明的磁記錄頭。用于形成主極32的上下層的方法已經(jīng)知道，因此這里只描述形成主極32的方法。
圖9是在制造過程的一個例子中本發(fā)明磁記錄頭的剖視圖。如圖9A所示，主極的下層被形成在基底11上，然后假定作為主極32的磁性薄膜例如由FeCo或CoNiFe以50至300nm的厚度形成。并且第二掩膜層36以100至1000nm的厚度形成在主極32上。該第二掩膜層36是非磁性層或有機樹脂層。此后，保護膜50形成在該第二掩膜層36上，然后，該保護膜50被構(gòu)圖到第一掩膜中，如圖9B所示。保護膜50的厚度為200至1500nm。其后，如圖9C所示，第一掩膜用于通過蝕刻以預定的形式形成第二掩膜層。如果第二掩膜層36是非磁性層，使用氯蝕刻氣體，如果第二掩膜層是有機樹脂層，則使用O2或CO2蝕刻氣體。第二掩膜層36應當被蝕刻至大致與基底11正交。在此之后，如圖9D所示，第二掩膜層36被用于離子蝕刻主極32使它成形象倒梯形的形狀。下面將參考主極的俯視圖詳細描述圖9D所示的工序。
圖10A是圖9D所示的主極的俯視圖。第二掩膜層36和主極32形成在保護膜50的下層中。圖9B至圖9D描述了主極的工序。圖9D所示的工序可以與圖10C所示的工序合并并在圖10B的工序之后進行。圖10B所示的工序可以被省去，以便只進行圖10C和圖10D所示的工序。
圖10B示出用第二掩膜層作為掩膜蝕刻主極32的過程。離子銑削方法用于該主極的蝕刻。如果法線方向與基底成0°則離子束注入角在50±20°(30°至70°)內(nèi)選擇，如果離子束注入角是30°和以下，再濺射層形成在第二掩膜層的兩側(cè)，而如果注入角在70°和以上，則主極32的蝕刻時間變得非常長。
如果在圖中用箭頭P表示的從空氣承載表面ABS到元件高度的方向假定為基準方向，并且磁通量引入部分E的切線和該基準方向之間的角度是Θ，-Θ，基底被水平地旋轉(zhuǎn)360°或基底被振動，以便離子束相對于原點o以±θ(θ≤Θ)范圍內(nèi)的角度注入基底。如果基底振動以便使主極32的蝕刻時間與基底旋轉(zhuǎn)360°的時間相比變得比較短，由此第二掩膜層36在厚度上可以較多地減少。并且，如果滿足假定為振動范圍±θ為θ＝30°至150°的銑削條件，那么磁通量引入部分妨礙離子束的問題減小，從而，主極被蝕刻得比較快。如果蝕刻時間以這種方式減少，那么第二掩膜層的厚度可以減小，從而提高磁道寬度的精度。采用這種離子銑削的蝕刻過程優(yōu)選一直進行，直到除在第二掩膜36的下面部分和保護框架周圍之外該主極材料32從每個部分清除為止。
圖10C示出用第二掩膜層作為掩膜進行主極的離子銑削的另一個工序。如果法線與基底表面成0°且離子束的注入角在這里是45°和以下，那么內(nèi)角α為約85°，如果注入角為75°和以上，那么磁道限制表面的目標側(cè)被彎曲成象字母V。因此注入角在60±15°(45°至75°)的范圍內(nèi)選擇。
并且，在圖中箭頭所示的從空氣承載表面ABS到元件高度的方向定義為基準方向，并且基底水平地振動以便離子束相對于原點o以±θ范圍內(nèi)的角度注入該基底。該±θ振動軸線θA在ABS和磁通量引入部分E的切線之間選擇。磁通量引入部分的切線角度為約135°至145°，以便該θA設置成90°至135°。該振動范圍±θ設置成圍繞該振動軸線θA的±45°的范圍內(nèi)選擇的角度。選擇該振動范圍±45°，以便使磁通量引入部分妨礙離子束注入的問題減小到最小。如上所述，振動軸線和振動范圍的選擇能夠使得內(nèi)角γ大于內(nèi)角α，從而實現(xiàn)較高的磁場。該內(nèi)角γ由在主極后側(cè)的相交截面B的一側(cè)和其相鄰側(cè)產(chǎn)生，該相交截面B平行于該主極32的磁通量引入部分的空氣承載表面，而該內(nèi)角α由在主極的磁道限制表面A的后側(cè)處的一側(cè)和相鄰側(cè)產(chǎn)生。由此，防止離子束注入被該磁通量引入部分所阻止的問題，使離子束注入到主極32的左側(cè)壁。這就是為什么防止了磁通量引入部分遮掩磁道限制部分頂面的磁極寬度，從而該磁極寬度根據(jù)其與空氣承載表面的距離成比例變窄的原因。
圖10D示出與圖10C對稱的離子銑削工序。通過進行圖10C和圖10D所示的工序，由主極的磁道限制表面A后側(cè)處的一側(cè)和相鄰側(cè)產(chǎn)生的兩個內(nèi)角變成對稱。并且，如果在圖10C和圖10D所示的工序之間，蝕刻時間/角度(離子束輻射時間)或離子注入角度是不對稱的，那么由主極的磁道限制表面A后側(cè)處的一側(cè)的兩邊所產(chǎn)生的兩個內(nèi)角α1和α2相互不同，由此磁道限制表面A的形狀在左右兩側(cè)不對稱。由于如上所述產(chǎn)生的內(nèi)角α1和α2不對稱，即使當在硬盤驅(qū)動器的該介質(zhì)和磁記錄頭之間的斜交角在該介質(zhì)內(nèi)邊緣和外邊緣之間不同時，磁道限制表面在內(nèi)邊緣和外邊緣上的形狀也被優(yōu)化。
圖11示出圖7中所示的常規(guī)主極的俯視圖，該主極的后側(cè)面用32TT表示，而該主極的前側(cè)面用32RR表示。在圖7中，雖然磁道限制部分D和磁通量引入部分E是方形，但是，該形狀如圖11所示實際上是圓的。該圓形形狀是由光刻技術的分辨率的限制和上述離子銑削工藝所引起的。在本說明書中，從磁道限制部分D的后側(cè)切線和該磁通量引入部分E的后側(cè)切線之間的交點的觀察點看，假定磁道限制部分D在空氣承載表面?zhèn)?，并且該磁通量引入部分E假定在同一交點的相對側(cè)。在圖11中發(fā)現(xiàn)隨著磁極靠近ABS，在該磁道限制部分后側(cè)處的磁極寬度在尺寸上減小。并且，如圖11所示，在常規(guī)磁記錄頭的主極32的情況下，在前側(cè)ABS和保護框架之間的距離32R比后側(cè)ABS和該保護框架之間的距離32T長。
圖12示出圖8所示的本發(fā)明主極的俯視圖。如圖12所示，本發(fā)明將磁道限制部分D和磁通量引入部分E之間的邊界的形狀形成為一個圓形，其小于圖11所示的圓形。并且，當與常規(guī)的制造方法比較時，當磁極越接近ABS時，該磁極在磁道限制部分后側(cè)的處的寬度窄得越多，因而主極的表面形狀受磁道限制部分D長度變化的影響越小。如圖12所示，在本發(fā)明的磁記錄頭的主極32的情況下，前側(cè)ABS和保護框架之間的距離32R比后側(cè)ABS和保護框架之間的距離32T短。
圖13示出由本發(fā)明的制造方法所獲得具有另一種形狀的主極的俯視圖。在這個例子中的主極的情況下，主極在前側(cè)的ABS表面上的寬度32RR幾乎是0，并且主極在磁道限制表面A上的形狀象三角形。由于這種形狀，磁通量引入部分E的薄膜厚度比主極32的磁道限制表面的厚度可以減小更多。因此，如上所述的磁頭的相交截面的形狀能夠改善該磁頭的磁場。
圖14示出由本發(fā)明的制造方法所獲得具有又一種形狀的主極的俯視圖。這個例子中的主極32在磁通量引入部分E的伸展角度離開磁道限制部分D的位置處的尺寸減小。當主極32采用這樣的俯視形狀，在平行于本發(fā)明的空氣承載表面的磁通量引入部分E的截面的上底和相鄰邊之間產(chǎn)生的內(nèi)角γ是指圍繞磁道限制部分D的磁通量引入部分E的范圍內(nèi)呈現(xiàn)的截面內(nèi)角。即使當主極32的形狀如圖14所示，也能夠?qū)崿F(xiàn)較高的磁場并且磁化精度可以提高。
權利要求
1.一種磁記錄頭，包括基底；設置在所述基底上的主極；以及設置在所述基底上并電連接于所述主極的返回極；其中所述主極包括柱狀的磁道限制部分，其從空氣承載表面大致垂直地延伸；和磁通量引入部分，其連接于所述磁道限制部分并具有相交的截面面積，該截面面積平行于所述空氣承載表面，并且隨著所述引入部分遠離所述空氣承載表面該截面面積增加；其中所述主極在所述空氣承載表面上形成這樣的形狀，使得其比較接近所述基底的下側(cè)變得比其遠離所述基底的上側(cè)短；并且其中，如果在所述空氣承載表面上所述磁道限制部分的所述上側(cè)和其相鄰側(cè)之間產(chǎn)生的內(nèi)角定義為α，并且在靠近連接到所述磁道限制部分的部分位置，在平行于所述空氣承載表面的所述磁通量引入部分的截面處的所述上側(cè)和其相鄰側(cè)之間形成的內(nèi)角定義為γ，那么α和γ之間的關系是γ＞α。
2.根據(jù)權利要求1的磁記錄頭，其中所述γ在80°和89°的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求1的磁記錄頭，其中所述磁道限制部分沿垂直于所述空氣承載表面方向的尺寸，當它更接近所述基底時，比它遠離所述基底時的尺寸短。
4.一種磁記錄/再現(xiàn)設備，包括磁記錄介質(zhì)，其包括磁記錄層和軟襯層；介質(zhì)驅(qū)動部分，用于驅(qū)動所述磁記錄介質(zhì)；磁記錄頭，用于將信息記錄在所述磁記錄介質(zhì)上/從所述磁記錄介質(zhì)再現(xiàn)信息；磁記錄頭驅(qū)動部分，用于相對于所述磁記錄介質(zhì)驅(qū)動所述磁記錄頭；以及信號處理部分，用于處理發(fā)送到所述磁記錄頭的記錄信號和從所述磁記錄頭接收的再現(xiàn)信號，其中所述磁記錄頭包括基底；設置在所述基底上的主極；和設置在所述基底上并電連接于所述主極的返回極；其中所述主極包括柱狀的磁道限制部分，其從所述空氣承載表面大致垂直地延伸；和磁通量引入部分，其連接于所述磁道限制部分并具有相交的截面面積，該截面面積平行于所述空氣承載表面并且與其離開所述空氣承載表面的距離成比例地增加；其中所述主極在所述空氣承載表面上形成這樣的形狀，使得其比較接近所述基底的下側(cè)變得比其遠離所述基底的上側(cè)短；并且其中如果在所述空氣承載表面上所述磁道限制部分的上側(cè)和其相鄰側(cè)之間產(chǎn)生的內(nèi)角定義為α，并且在靠近連接于所述磁道限制部分的部分的位置，在平行于所述空氣承載表面的所述磁通量引入部分的截面處的上側(cè)和其相鄰側(cè)之間形成的內(nèi)角定義為γ，那么α和γ之間的關系是γ＞α。
5.根據(jù)權利要求4的磁記錄/再現(xiàn)設備，其中所述內(nèi)角γ在80°和89°的范圍內(nèi)。
6.一種制造磁記錄頭的方法，該磁記錄頭包括基底，設置在所述基底上的主極，和設置在所述基底上并電連接于所述主極的返回極，其中所述主極包括從空氣承載表面大致垂直地延伸的柱狀的磁道限制部分，和磁通量引入部分，該磁通量引入部分連接于所述磁道限制部分并具有相交的截面面積，該截面面積平行于所述空氣承載表面并且與其離開所述空氣承載表面的距離成比例地增加；其中所述主極在所述空氣承載表面上形成這樣的形狀，使得其比較接近所述基底的下側(cè)變得比其遠離所述基底的上側(cè)短；其中所述方法包括在設定為所述主極的層上形成非磁性層或有機樹脂層的步驟；對所述非磁性層或有機樹脂層構(gòu)圖的步驟；用所述構(gòu)圖的非磁性層或有機樹脂層作為掩膜，通過將離子束以預定的注入角注入所述基底，將設定為所述主極的層蝕刻為預定形狀的步驟；其中所述蝕刻步驟包括蝕刻步驟1，當該基底的法線方向為0°時，將所述離子束以50°±20°的注入角度注入所述基底，同時在預定的±(30°至150°)的角度范圍內(nèi)，沿著所述離子束從所述介質(zhì)到所述空氣承載表面的取向方向，振動所述基底。
7.根據(jù)權利要求6的方法，其中所述蝕刻步驟包括蝕刻步驟2，將所述離子束以60°±15°的角度注入所述基底，同時在預定的±(0°至45°)的角度范圍內(nèi)圍繞預定的90°至135°的角度，沿著所述離子束從所述介質(zhì)到所述空氣承載表面的取向方向，在該基底表面內(nèi)振動所述基底；和蝕刻步驟3，將所述離子束以60°±15°的角度注入所述基底，同時在預定的±(0°至45°)的角度范圍內(nèi)圍繞預定的-90°至-135°的角度，沿著所述離子束從所述介質(zhì)到所述空氣承載表面的取向方向，在所述基底表面內(nèi)振動所述基底。
8.根據(jù)權利要求7的方法，其中所述蝕刻步驟2和所述蝕刻步驟3的離子束輻射時間不同。
9.根據(jù)權利要求7的方法，其中所述蝕刻步驟2和所述蝕刻步驟3的離子束注入角度不同。
10.一種制造磁記錄頭的方法，該磁記錄頭包括基底，設置在所述基底上的主極，和設置在所述基底上并電連接于所述主極的返回極，其中所述主極包括從所述空氣承載表面大致垂直地延伸的柱狀的磁道限制部分，和磁通量引入部分，該磁通量引入部分連接于所述磁道限制部分并具有相交的截面面積，該截面面積平行于所述空氣承載表面并且與其離開所述空氣承載表面的距離成比例地增加；其中所述主極在所述空氣承載表面上形成這樣的形狀，使得其比較接近所述基底的下側(cè)變得比其遠離所述基底的上側(cè)短；其中所述方法包括在設定為所述主極的層上形成非磁性層或有機樹脂層的步驟；對所述非磁性層或有機樹脂層構(gòu)圖的步驟；用所述構(gòu)圖的非磁性層或有機樹脂層作為掩膜，通過將離子束以預定的注入角注入所述基底，將設定為所述主極的層蝕刻為預定形狀的步驟；其中所述蝕刻步驟包括蝕刻步驟2，將所述離子束以60°±15°的注入角度注入所述基底，同時在預定的±(0°至45°)的角度范圍內(nèi)圍繞預定的90°至135°的角度，沿著所述離子束從所述介質(zhì)到所述空氣承載表面的取向方向，在該基底表面內(nèi)振動所述基底；和蝕刻步驟3，將所述離子束以60°±15°的注入角度注入所述基底，同時在預定的±(0°至45°)的角范圍內(nèi)圍繞預定的-90°至-135°的角度，沿著所述離子束從所述介質(zhì)到所述空氣承載表面的取向方向，在該基底表面內(nèi)振動所述基底。
11.根據(jù)權利要求10的方法，其中所述蝕刻步驟2和所述蝕刻步驟3的離子束輻射時間不同。
12.根據(jù)權利要求10的方法，其中所述蝕刻步驟2和所述蝕刻步驟3的離子束注入角度不同。
全文摘要
本發(fā)明提供薄膜磁記錄頭及其制造方法，其能夠減少主極的磁道限制部分的圓形部分并具有極好的磁道寬度精度。主極在下述三種工藝中蝕刻(1)將離子束以50°±20°的角度注入基底，同時沿離子束從介質(zhì)到空氣承載表面取向的參考方向，在±(30至150°)的范圍內(nèi)水平地振動該基底的蝕刻工藝；(2)將離子束以60°±20°的角度注入基底，同時圍繞90°至135°的預定角度沿離子束從介質(zhì)到空氣承載表面的取向的方向振動該基底的蝕刻工藝；(3)離子束以60°±20°的角度注入基底，同時圍繞－90°至－135°的預定角沿離子束從介質(zhì)到空氣承載表面的取向的方向，在±45°預定角度的范圍內(nèi)水平地振動基底的蝕刻工藝。
文檔編號G11B5/127GK1655237SQ20051000613
公開日2005年8月17日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權日2004年1月28日
發(fā)明者木村久志, 芳田伸雄, 布川功, 江藤公俊 申請人:日立環(huán)球儲存科技荷蘭有限公司