專利名稱：垂直磁記錄頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及垂直磁記錄頭，更特別地，涉及具有改善的主極形狀的垂直磁記錄頭及其制造方法，使得該垂直磁記錄頭具有磁場(chǎng)對(duì)記錄介質(zhì)的將被記錄的目標(biāo)道之外的道的最小影響，由此實(shí)現(xiàn)高密度記錄。
背景技術(shù)：
根據(jù)信息記錄方法，磁記錄可大致分成縱向磁記錄和垂直磁記錄?？v向磁記錄利用磁層的磁化方向平行于磁層表面排列的特性來(lái)記錄信息，垂直磁記錄利用磁層的磁化方向垂直于磁層表面排列的特性來(lái)記錄信息。因此，在記錄密度方面垂直磁記錄比縱向磁記錄具有大得多的優(yōu)點(diǎn)。
圖1是常規(guī)垂直磁記錄頭的視圖。參照?qǐng)D1，垂直磁記錄頭包括垂直磁記錄介質(zhì)10(稱為記錄介質(zhì))、在記錄介質(zhì)10上記錄信息的記錄頭單元100、及讀取記錄在記錄介質(zhì)10上的信息的讀頭單元110。
記錄頭單元100包括主極P1、返回軛105、和線圈C。線圈C產(chǎn)生記錄磁場(chǎng)從而在記錄介質(zhì)10上記錄信息。主極P1和返回軛105構(gòu)成線圈C產(chǎn)生的記錄磁場(chǎng)的磁路徑。主極P1和返回軛105的每個(gè)由諸如NiFe的磁材料形成。這里，飽和磁通密度Bs通過(guò)控制主極P1和返回軛105的每個(gè)中磁材料的構(gòu)成比率而不同地形成。子軛101形成在主極P1的側(cè)面。另外，子軛101與主極P1一起構(gòu)成磁部件。
讀頭單元110包括第一屏蔽層S1、第二屏蔽層S2、及形成在第一和第二屏蔽層S1和S2之間的讀傳感器111。第一和第二屏蔽層S1和S2防止從預(yù)定區(qū)域ARP讀信息時(shí)選定道的預(yù)定區(qū)域ARP附近的磁元件產(chǎn)生的的磁場(chǎng)到達(dá)讀傳感器111。讀傳感器111可以是磁致電阻(MR)器件、巨磁致電阻(GMR)器件、和隧道磁致電阻(TMR)器件中的一種。
氣墊面(ABS)定義為記錄頭單元100面向記錄層13的表面且平行于X-Y平面。
從主極P1應(yīng)用并被引導(dǎo)至記錄介質(zhì)10的磁場(chǎng)的垂直分量磁化記錄層13的磁疇從而記錄信息。以該方式磁化的一個(gè)單元稱為記錄位。隨著記錄密度增加，記錄位的尺寸下降。
記錄密度通常由面密度表示，且表示為每平方英寸的記錄位數(shù)目。即，為了增大面密度，應(yīng)該減小記錄位的沿順道方向(down-track direction)的長(zhǎng)度和沿跨道方向(cross-track direction)的長(zhǎng)度兩者。
沿順道方向的長(zhǎng)度由記錄介質(zhì)10的移動(dòng)速度和記錄電流的頻率決定。沿跨道方向的長(zhǎng)度依賴于主極P1的形狀，包括主極P1沿Y方向的長(zhǎng)度。因此，難以通過(guò)設(shè)計(jì)使得該長(zhǎng)度隨記錄密度增大而繼續(xù)減小，并且主極P1應(yīng)當(dāng)具有不影響相鄰道的形狀從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的記錄性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供垂直磁記錄頭及其制造方法，通過(guò)改進(jìn)主極的形狀并因此最小化相鄰道的擦除效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的高密度記錄特性。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種在垂直磁記錄介質(zhì)上記錄信息或讀取記錄在垂直磁記錄介質(zhì)上的信息的垂直磁記錄頭，該垂直磁記錄頭包括線圈，用作產(chǎn)生用于記錄的磁場(chǎng)的源；主極，形成該磁場(chǎng)的磁路徑，具有面對(duì)該垂直磁記錄介質(zhì)的末端，其中該末端包括相對(duì)于該垂直磁記錄介質(zhì)的移動(dòng)方向用作前側(cè)的前導(dǎo)部和用作后側(cè)的尾部；該尾部的兩個(gè)邊緣被切；該前導(dǎo)部具有相對(duì)于ABS(氣墊面)傾斜的平面；返回極，與該主極協(xié)作形成該磁場(chǎng)的該磁路徑，并具有在該ABS處與該主極間隔開的一端和與該主極連接的另一端。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造垂直磁記錄頭的方法，該方法包括在襯底上形成第一絕緣層和第二絕緣層；蝕刻該第二絕緣層的部分使得該第二絕緣層具有包括傾斜平面的形狀；在該第一絕緣層和該第二絕緣層上沉積第一磁層從而使該第二絕緣層嵌入在該第一磁層中；以具有預(yù)定寬度和兩個(gè)上部切割邊緣的形狀形成該第一磁層；在該第一磁層和該第一絕緣層上形成第三絕緣層和第二磁層；及研磨該第一磁層和該第二絕緣層的側(cè)面從而該第一磁層的一端的下部稱為相對(duì)于該ABS傾斜的平面。


通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述其示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，附圖中圖1是常規(guī)垂直磁記錄頭的視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的垂直磁記錄頭的視圖；圖3A至3C示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例和比較例的沿跨道方向在記錄介質(zhì)上記錄磁場(chǎng)的剖面；圖4示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例和比較例的沿順道方向在記錄介質(zhì)上記錄磁場(chǎng)的剖面；圖5A至5J示出制造根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的垂直磁記錄頭的方法的工序。
具體實(shí)施例方式
圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的垂直磁記錄頭的視圖。參照?qǐng)D2，垂直磁記錄頭包括在垂直磁記錄介質(zhì)200(稱為記錄介質(zhì))上記錄信息的記錄頭單元400。
記錄頭單元400包括用作產(chǎn)生記錄磁場(chǎng)的源的線圈420、形成線圈420產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁路徑的返回極405、及具有與返回極405間隔開的一端和與返回極405連接的另一端從而與返回極405一起構(gòu)成磁路徑的主極410。子軛415位于主極410的側(cè)面上從而與主極410一起構(gòu)成磁路徑。子軛415的一端朝向與記錄介質(zhì)分隔開的方向與ABS間隔開。這樣的布置是用于聚集記錄磁場(chǎng)到主極410的面向記錄介質(zhì)的末端411。因?yàn)榫奂侥┒?11的磁場(chǎng)的強(qiáng)度受主極410的材料的飽和磁通密度限制，所以主極410可由具有比子軛415的材料大的飽和磁通密度的材料形成。
因?yàn)殚L(zhǎng)度g的間隙形成在ABS處在主極410與返回極405之間，所以漏磁通產(chǎn)生在間隙附近在主極410的末端。記錄介質(zhì)200具有軟磁襯層205、中間層210和記錄層215構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。從主極410泄漏的記錄磁場(chǎng)的垂直分量沿垂直方向磁化記錄介質(zhì)215，從而進(jìn)行記錄。因此，在ABS處返回極405與主極410之間的間隔距離可形成為大約小于500nm使得從主極410泄漏的記錄磁場(chǎng)通過(guò)記錄介質(zhì)200的軟磁下層205建立返回路徑。
讀取記錄在記錄介質(zhì)200上的信息的讀頭單元300位于記錄頭單元400的側(cè)面。讀頭單元300包括第一屏蔽層305、第二屏蔽層315和位于第一屏蔽層305與第二屏蔽層315之間的讀傳感器310。第一屏蔽層305、第二屏蔽層315和讀傳感器310的末端的每個(gè)位于ABS之上的相同平面。
讀傳感器310可以是諸如GMR器件和TMR器件的磁致電阻器件。
圖中X軸方向是記錄介質(zhì)200沿其移動(dòng)的方向且通常稱為記錄介質(zhì)215的順道方向。Y軸方向是垂直于順道方向的方向且通常稱為跨道方向。
將詳細(xì)描述主極410的面向記錄介質(zhì)的末端411的形狀。末端411的區(qū)域可以分成尾部(trailing part)412和前導(dǎo)部(leading part)413。這里，相對(duì)于垂直磁記錄介質(zhì)的移動(dòng)方向，前導(dǎo)部413是用作前側(cè)的區(qū)域，尾部412是用作后側(cè)的區(qū)域。圖中，X軸方向是記錄介質(zhì)200的移動(dòng)方向，ABS平行于X-Y平面。
尾部412具有其兩個(gè)邊緣被切的形狀，前導(dǎo)部413具有相對(duì)于ABS以預(yù)定角度傾斜的平面413a。兩個(gè)邊緣被切的形狀可以是這樣的形狀，即使得末端411的面向記錄介質(zhì)200的橫截面為六邊形。
通過(guò)提供如上主極410的形狀，能夠最小化來(lái)自主極410的記錄磁場(chǎng)對(duì)除了將對(duì)其進(jìn)行記錄的目標(biāo)道以外的相鄰道的影響。
下面將參照?qǐng)D3A至4描述根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的垂直磁記錄頭的記錄特性。
圖3A示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例和比較例沿跨道方向記錄介質(zhì)上記錄磁場(chǎng)的剖面，圖3B和3C分別示出圖3A的曲線圖中C和D部分的放大視圖。
在比較例中，使用圖1所示的常規(guī)垂直磁記錄頭。參照?qǐng)D3，在將對(duì)其進(jìn)行記錄的道的中心部分即在X軸上由零標(biāo)記的范圍，本發(fā)明與比較例相比具有更大的記錄磁場(chǎng)強(qiáng)度。在中心部分以外的范圍，本發(fā)明與比較例相比具有更急劇下降的記錄磁場(chǎng)強(qiáng)度。因此，本發(fā)明具有優(yōu)良的記錄磁場(chǎng)剖面(profile)。
例如，假定記錄介質(zhì)的矯頑力Hc是45000e，本發(fā)明和比較例的具有比矯頑力4500 Oe更高的磁場(chǎng)強(qiáng)度的跨道方向長(zhǎng)度TW1和TW2已經(jīng)分別檢驗(yàn)為約140nm和152nm。即，TW1比TW2短約8％。因此，本發(fā)明對(duì)于高密度記錄是更有利的。
另外，影響相鄰道的磁化的范圍可以參照曲線圖進(jìn)行比較。垂直磁記錄介質(zhì)的記錄特性用成核場(chǎng)Hn及矯頑力Hc來(lái)表征。這里，Hn是在部分記錄介質(zhì)沿一方向飽和之后啟動(dòng)磁化反轉(zhuǎn)所需的外磁場(chǎng)的強(qiáng)度。即，記錄磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)相鄰道的磁化是否有影響可以通過(guò)比較相鄰道附近記錄磁場(chǎng)強(qiáng)度和Hn來(lái)確定。假定記錄介質(zhì)的Hn是1500 Oe，認(rèn)為具有小于1500 Oe磁場(chǎng)強(qiáng)度的位置對(duì)相鄰道的磁化沒(méi)有影響。本發(fā)明和比較例中開始具有小于1500 Oe的磁場(chǎng)強(qiáng)度的距中心的距離d1和d2分別是約65nm和74nm。即，由于本發(fā)明中對(duì)相鄰道沒(méi)有影響的位置與比較例相比更接近中心14％，因此道寬可以減小14％。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例和比較例沿順道方向記錄介質(zhì)上記錄磁場(chǎng)的剖面。參照?qǐng)D4，本發(fā)明的實(shí)施例顯示在偏離中心部分的區(qū)域中場(chǎng)強(qiáng)度急劇改變，因此預(yù)期本發(fā)明與比較例相比具有較優(yōu)異的信噪比(SNR)特性。
下面參照?qǐng)D5A至5J描述制造根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的垂直磁記錄頭的方法。
參照?qǐng)D5A，第一絕緣層503和第二絕緣層506順序形成在襯底500上，第一光致抗蝕劑509形成在第二絕緣層506的預(yù)定區(qū)域上。這里，襯底500可由Al2O3-TiC形成。例如，可以使用其上形成讀頭單元的Al2O3-TiC襯底。
參照?qǐng)D5B，第二絕緣層506的其上未形成第一光致抗蝕劑509的部分被蝕刻從而第二絕緣層506具有帶傾斜平面506a的形狀。
參照?qǐng)D5C，第一磁層512沉積在第一絕緣層503和第二絕緣層506上，使得第二絕緣層506嵌在第一磁層512內(nèi)。
在后面描述的工藝中，ABS平行于X-Y平面形成。例如，沿S-S′經(jīng)過(guò)第二絕緣層506的傾斜平面506a的剖面可以是ABS。
參照?qǐng)D5D，第二光致抗蝕劑515形成在第一磁層512上。
參照?qǐng)D5E，其上未形成第二光致抗蝕劑515的第一磁層512被蝕刻。
參照?qǐng)D5F，第一磁層512上部分第二光致抗蝕劑515被去除從而暴露第一磁層512的兩個(gè)上邊緣。這里，可以使用利用O2等離子體的灰化工藝。
參照?qǐng)D5G，對(duì)第一磁層512的邊緣部分進(jìn)行削角工藝(chamfer process)，并且去除(圖5F的)灰化的第二光致抗蝕劑515。
這里，可以省略圖5F的工藝。即，第一磁層512上的第二光致抗蝕劑515在圖5E的工藝中被去除之后，可以利用削角工藝形成圖5G的形狀。
削角工藝可以利用例如干法蝕刻進(jìn)行。
參照?qǐng)D5H，第三絕緣層518形成在第一絕緣層503和第一磁層512上，第二磁層521形成在第三絕緣層518上。
這里，第一磁層512與第二磁層521之間的距離成為間隙距離g，其可如上所述地形成為小于約500nm。
在上述工藝中，第一和第二磁層512和521可由NiFe形成，第一至第三絕緣層503、506和518可以由Al2O3形成。
參照?qǐng)D5I，沿箭頭B的方向進(jìn)行研磨工藝至剖面S-S′。
參照?qǐng)D5J，相對(duì)于ABS傾斜的平面形成在第一磁層512的末端的下部，完成了其上部?jī)蓚€(gè)邊緣被切的形狀。
具有上述構(gòu)造的本發(fā)明提供了在高密度記錄中具有改進(jìn)的記錄特性的垂直磁記錄頭及其制造方法。
通過(guò)改進(jìn)主極末端的形狀，能夠?qū)崿F(xiàn)沿道方向要求更短長(zhǎng)度的記錄且最小化對(duì)相鄰道的磁化的影響。另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法通過(guò)向常規(guī)磁記錄頭工藝加入簡(jiǎn)單的工藝而提供了容易地制造具有改進(jìn)結(jié)構(gòu)的主極的垂直磁記錄頭的方法。
雖然參照其示例性實(shí)施例特別顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離本發(fā)明的權(quán)利要求所定義的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種在垂直磁記錄介質(zhì)上記錄信息或從其讀取信息的垂直磁記錄頭，該垂直磁記錄頭包括線圈，用作產(chǎn)生用于記錄的磁場(chǎng)的源；主極，形成該磁場(chǎng)的磁路徑，具有面對(duì)該垂直磁記錄介質(zhì)的末端，其中該末端包括相對(duì)于該垂直磁記錄介質(zhì)的移動(dòng)方向用作前側(cè)的前導(dǎo)部和用作后側(cè)的尾部；該尾部的兩個(gè)邊緣被切；該前導(dǎo)部具有相對(duì)于ABS(氣墊面)傾斜的平面；及返回極，與該主極協(xié)作形成該磁場(chǎng)的該磁路徑，并具有在該ABS處與該主極間隔開的一端和與該主極連接的另一端。
2.如權(quán)利要求1的垂直磁記錄頭，其中該主極的面對(duì)該垂直磁記錄介質(zhì)的平面具有六邊形。
3.如權(quán)利要求1的垂直磁記錄頭，還包括子軛，其靠近該主極的一側(cè)定位并具有面向該垂直磁記錄介質(zhì)且從該ABS向與該垂直磁記錄介質(zhì)分隔開的方向間隔開的末端。
4.如權(quán)利要求3的垂直磁記錄頭，其中該主極由比該子軛具有更大飽和磁通密度的材料形成。
5.如權(quán)利要求1的垂直磁記錄頭，其中該主極與該返回極之間在該ABS上的間隔距離為約小于500nm。
6.如權(quán)利要求1的垂直磁記錄頭，還包括具有面對(duì)該垂直磁記錄介質(zhì)的末端的讀頭單元。
7.一種制造垂直磁記錄頭的方法，該方法包括在襯底上形成第一絕緣層和第二絕緣層；蝕刻該第二絕緣層的一部分使得該第二絕緣層具有包括傾斜平面的形狀；在該第一絕緣層和該第二絕緣層上沉積第一磁層從而使該第二絕緣層嵌在該第一磁層中；以具有預(yù)定寬度和兩個(gè)上部切割邊緣的形狀形成該第一磁層；在該第一磁層和該第一絕緣層上形成第三絕緣層和第二磁層；及研磨該第一磁層和該第二絕緣層的側(cè)面，使得該第一磁層的一端的下部成為相對(duì)于該ABS傾斜的平面。
8.如權(quán)利要求7的方法，其中該第一磁層的形成包括在該第一磁層的一部分上涂覆光致抗蝕劑，并蝕刻該第一磁層的未涂覆有該光致抗蝕劑的部分；灰化該光致抗蝕劑從而暴露該第一磁層的兩個(gè)上邊緣；及對(duì)該第一磁層進(jìn)行削角工藝并去除所述灰化的光致抗蝕劑。
9.如權(quán)利要求7的方法，其中該第一磁層的形成包括在該第一磁層的一部分上涂覆光致抗蝕劑，并蝕刻該第一磁層的未涂覆有該光致抗蝕劑的部分；去除該光致抗蝕劑；及利用干法蝕刻對(duì)該第一磁層進(jìn)行削角工藝。
10.如權(quán)利要求7的方法，其中位于該第一磁層與該第二磁層之間的該第三絕緣層的厚度為約小于500nm。
11.如權(quán)利要求7的方法，其中該第一、第二和第三絕緣層的每個(gè)由Al2O3形成。
12.如權(quán)利要求7的方法，其中該第一磁層和該第二磁層的每個(gè)由NiFe形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種垂直磁記錄頭及其制造方法。該垂直磁記錄頭在垂直磁記錄介質(zhì)上記錄信息或從其讀取信息。該垂直磁記錄頭包括線圈、主極和返回極。線圈用作產(chǎn)生磁場(chǎng)的源。主極和返回極構(gòu)成該磁場(chǎng)的磁路徑。主極包括面對(duì)該垂直磁記錄介質(zhì)的末端。該末端包括相對(duì)于該垂直磁記錄介質(zhì)的移動(dòng)方向用作前側(cè)的前導(dǎo)部和用作后側(cè)的尾部。該尾部的兩個(gè)邊緣被切，該前導(dǎo)部具有相對(duì)于ABS傾斜的平面。返回極具有與該主極間隔開的末端和與該主極連接的另一端。
文檔編號(hào)G11B5/187GK101022009SQ20061015951
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2006年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月15日
發(fā)明者任暎勛, 李厚山, 金庸洙 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社