專利名稱：磁頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁頭以及該磁頭的制造方法，更確切地說(shuō)，涉及包括CPP(電流垂直于平面)型讀頭并且特征在于硬磁層的設(shè)置的磁頭以及該磁 頭的制造方法。
背景技術(shù)：
圖6是從空氣軸承(air bearing)面?zhèn)瓤吹降陌–PP型讀頭的常規(guī) 磁頭的剖面圖。在CPP型讀頭中，感應(yīng)電流沿讀元件10的厚度方向(膜 層疊方向)流動(dòng)以讀取磁數(shù)據(jù)。因此，讀元件10的側(cè)面和下屏蔽層18 的形成有讀元件10的表面涂覆有例如氧化鋁的絕緣層12。硬磁層14形成在讀元件10的兩側(cè)上。硬磁層14向讀元件10的自 由層施加磁場(chǎng)，以使得自由層的磁疇穩(wěn)定。硬磁層14由具有大矯頑力的 磁性材料制成，例如CoCrPt、 CoPt。硬磁層14沿著與讀元件10的自由層的平面方向平行的水平方向發(fā) 生磁化。常規(guī)上，為了使硬磁層M沿水平方向磁化，通過(guò)在絕緣層12 的表面上形成基層16并且在基層16上分別形成硬磁層14來(lái)形成硬磁層 14。形成基層16以使得晶體生長(zhǎng)出硬磁層14并且使其磁化方向配向?yàn)?水平方向。常規(guī)上，基層16由Cr、 CrTi等制成。例如，在日本特開2004-152334號(hào)公報(bào)和日本特開2004-303309號(hào)公 報(bào)中公開了常規(guī)磁頭。如上所述，在包括CPP型讀頭的磁頭中，讀元件10的側(cè)面涂覆有 絕緣膜12，絕緣膜12的表面涂覆有基層16，并且在基層16上形成有硬 磁層14。與其中硬磁層直接接觸讀元件的CIP (電流在平面內(nèi))型讀頭 相比，由于絕緣層12和基層16的厚度而減小了由硬磁層14生成并且施 加到讀元件10的偏磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
硬磁層14使得讀元件1的自由層的磁疇穩(wěn)定。如果硬磁層14的偏 磁場(chǎng)沒(méi)有適當(dāng)?shù)厥┘拥阶x元件IO，則讀頭的檢測(cè)性能劣化。為了適當(dāng)?shù)貙⒂泊艑?4的偏磁場(chǎng)施加到讀元件10，可以由具有大 矯頑力的材料來(lái)制造硬磁層14，或者可以使絕緣層12更薄。然而，用于形成硬磁層14的鐵磁材料是有限的；并且，如果絕緣層12過(guò)薄，則會(huì) 喪失其電絕緣性能，所以將絕緣層12變薄也是有限的。發(fā)明內(nèi)容構(gòu)想了本發(fā)明以解決上述問(wèn)題。本發(fā)明的目的是提供一種包括CPP型讀頭的磁頭，其能夠有效地將 硬磁層的偏磁場(chǎng)施加到讀頭以改進(jìn)并穩(wěn)定檢測(cè)性能。 另一目的是提供所述磁頭的制造方法。 為了實(shí)現(xiàn)這些目的，本發(fā)明具有以下結(jié)構(gòu)。艮口，本發(fā)明的磁頭包括下屏蔽層；形成在所述下屏蔽層上的讀元件；連續(xù)涂覆所述讀元件的側(cè)面和所述下屏蔽層的表面的絕緣層；形成 在所述絕緣層上的基層；以及形成在所述基層上的硬磁層，所述磁頭的 特征在于，所述絕緣層的涂覆所述讀元件側(cè)面的部分沒(méi)有涂覆有基層。在該磁頭中，基層可以由按使得硬磁層的磁化方向配向?yàn)槠叫杏诨?層表面的方式晶體生長(zhǎng)出硬磁層的材料制成。利用此結(jié)構(gòu)，硬磁層能夠 有效地將偏磁場(chǎng)施加到讀元件。接著，所述磁頭的制造方法包括如下步驟在基板上形成下屏蔽層； 在所述下屏蔽層上形成讀元件；形成絕緣層以連續(xù)涂覆所述讀元件的側(cè) 面和所述下屏蔽層的表面；在所述絕緣層上形成基層；從所述絕緣層去 除所述基層的與所述讀元件的側(cè)面對(duì)應(yīng)的部分；以及在所述基層的留在 所述讀元件的兩側(cè)上的剩余部分上形成硬磁層。在該方法中，可以通過(guò)按在讀元件的側(cè)面與硬磁層之間不形成間隙 的方式對(duì)工件的表面進(jìn)行斜對(duì)濺射來(lái)形成硬磁層。此外，在該方法中， 可以使用按使得硬磁層的磁化方向配向?yàn)槠叫杏诨鶎颖砻娴姆绞骄w生 長(zhǎng)出硬磁層的材料來(lái)在絕緣層上形成基層。在此情況下，硬磁層能夠有效地將偏磁場(chǎng)施加到讀元件。通過(guò)釆用本發(fā)明的磁頭和方法，可以使硬磁層更靠近讀元件，從而 可以將硬磁層的偏磁場(chǎng)有效地施加到讀元件。因此，可以改進(jìn)讀頭的磁 數(shù)據(jù)檢測(cè)性能，并且可以制造具有穩(wěn)定特性的磁頭。


現(xiàn)在以示例的方式并參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述，在附圖中圖1是本發(fā)明實(shí)施例的磁頭的剖面圖；圖2A至2E是示出本實(shí)施例的磁頭的制造步驟的說(shuō)明圖；圖3A至3C是示出本實(shí)施例的磁頭的進(jìn)一步制造步驟的說(shuō)明圖；圖4是磁盤驅(qū)動(dòng)單元的平面圖；圖5是磁頭浮動(dòng)塊的立體圖；以及圖6是常規(guī)磁頭的剖面圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。 (磁頭的結(jié)構(gòu))圖1是從空氣軸承面?zhèn)瓤吹降谋緦?shí)施例的磁頭的讀頭的剖面圖。該讀頭的基本結(jié)構(gòu)與圖6所示的常規(guī)讀頭的基本結(jié)構(gòu)相同。S卩，下屏蔽層 和上屏蔽層20沿厚度方向?qū)⒆x元件10夾在中間。讀元件10的側(cè)面和下 屏蔽層18的從讀元件10向外延伸的部分分別涂覆有絕緣層12。在讀元 件10的兩側(cè)分別設(shè)置有硬磁層14。硬磁層14向讀元件10的自由層施加 偏磁場(chǎng)以使得自由層具有單疇結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的讀頭的特征在于用于形成硬磁層14并且形成在絕緣層 12上的基層。即，在絕緣層12的分別涂覆讀元件10的側(cè)面的第一部分 12a上不形成基層；僅在絕緣層12的從第一部分12a向外延伸并涂覆下屏蔽層18的表面的第二部分12b上分別形成基層16。由于讀元件10的側(cè)面是傾斜面，所以絕緣層12的第一部分12a是
傾斜的?；鶎?6從第一部分12a的下端水平地向外延伸。在本實(shí)施例中，絕緣層12的涂覆讀元件10的側(cè)面的第一部分12a沒(méi)有被基層16涂覆，因此硬磁層14直接形成在絕緣層12的表面上。因此，由于不存在基層16，所以硬磁層14可以更靠近讀元件IO的側(cè)面。 與其中絕緣層12的第一部分12a涂覆有基層16的常規(guī)磁頭(參見6)相比，在本實(shí)施例中可以向讀元件10的自由層更強(qiáng)地施加硬磁層14的偏磁場(chǎng)。絕緣層12的分別涂覆讀元件10的側(cè)面的第一部分12a的厚度是3 至4nm;基層16的厚度為大約5nm。由于基層16的厚度近似等于絕緣 層12的第一部分12a的厚度，所以可以通過(guò)基層16的厚度減小讀元件 10與硬磁層14之間的距離。因此，可以增大硬磁層14的偏磁場(chǎng)的強(qiáng)度。 由于偏磁場(chǎng)的強(qiáng)度根據(jù)到讀元件10的距離而變化，所以所述結(jié)構(gòu)非常有 效。即，本實(shí)施例的磁頭能夠有效地改進(jìn)讀元件10的檢測(cè)性能。 (磁頭的制造方法)參照?qǐng)D2A至2E和圖3A至3C來(lái)說(shuō)明第一實(shí)施例的磁頭的讀頭的制 造方法。在圖2A中，在AlTiC基板上形成下屏蔽層18,接著在下屏蔽層18 的整個(gè)表面上形成將成為讀元件10的磁阻效應(yīng)膜10a。下磁屏蔽層18由 例如NiFe的軟磁性材料制成。磁阻效應(yīng)膜10a包括磁化方向固定的栓層(pinned layer)和磁化方 向根據(jù)來(lái)自磁記錄介質(zhì)的磁場(chǎng)而變化的自由層。磁阻效應(yīng)膜10a進(jìn)一步 包括構(gòu)成栓層和自由層的鐵磁層、用于固定栓層的磁化方向的反鐵磁層， 以及非磁性層。層疊結(jié)構(gòu)是基于產(chǎn)品來(lái)設(shè)計(jì)的。注意，本發(fā)明不限于具 有所述結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)膜10a。在圖2B中，在磁阻效應(yīng)膜10a的表面上涂敷光刻膠，并且對(duì)該光刻 膠進(jìn)行構(gòu)圖以形成覆蓋要形成為讀元件10的部分的掩模圖案30。使用層 的刻蝕率不同的兩層光刻膠。在對(duì)光刻膠進(jìn)行刻蝕之后，掩模圖案30的 下部比其上部更細(xì)。在圖2C中，通過(guò)離子研磨對(duì)磁阻效應(yīng)膜10a進(jìn)行刻蝕，形成剖面形
狀像梯形的讀元件10。優(yōu)選的是，對(duì)工件進(jìn)行斜對(duì)離子研磨，以使得側(cè) 面的傾斜角度接近90度。在圖2D中，用絕緣層12涂覆讀元件10的側(cè)面和下屏蔽層18的表 面。例如通過(guò)濺射氧化鋁來(lái)形成絕緣層12。在圖2E中，在絕緣層12上分別形成基層16。至少在絕緣層12的 從讀元件10的側(cè)面向外延伸的第二部分12b上形成基層16。由晶體生長(zhǎng) 出硬磁層14并且將硬磁層14的磁化方向配向?yàn)榕c讀元件10的自由層的 平面平行的水平方向的材料(例如Cr、 CrTi)形成基層16。在圖3A中，去除基層16的貼附在絕緣層12的第一部分12a上的部 分，以使得基層16僅僅涂覆絕緣層12的涂覆下屏蔽層18的表面的第二 部分12b。為了從絕緣層12的第一部分12a去除基層16的部分，沿平行于工 件表面的方向執(zhí)行離子研磨。實(shí)際上，相對(duì)于工件表面成一角度地執(zhí)行 離子研磨。通過(guò)該步驟，去除基層16的貼附在絕緣層12的第一部分12a 上的部分，從而露出第一部分12a。在圖3B中，通過(guò)在從絕緣層12的第一部分12a去除基層16的部分 之后進(jìn)行濺射而形成硬磁層14。硬磁層14由具有大矯頑力的鐵磁材料制 成，例如CoCrPt、 CoPt。絕緣層12的第一部分12a從其第二部分12b向上延伸，并且在讀元件 10的頂部形成有掩模圖案30。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，如果相對(duì)于工件的表面垂直地 進(jìn)行濺射，則在讀元件10的側(cè)面的側(cè)基部部分上不形成硬磁層14，在讀元 件10的側(cè)面與硬磁層14之間形成間隙。優(yōu)選的是，相對(duì)于工件表面斜對(duì) 地進(jìn)行濺射，以確保在讀元件10的側(cè)面的側(cè)基部部分上形成硬磁層14。在圖3C中，在形成硬磁層14之后去除掩模圖案30，去除掩模圖案 30，并且在工件的整個(gè)表面上形成上屏蔽層20。上屏蔽層20也由例如 NiFe的軟磁性材料制成。通過(guò)上述步驟，可以制造圖1所示的讀頭。從絕緣層12的第一部分 12a去除基層16的部分，從而硬磁層14直接涂覆絕緣層12的第一部分 12a的表面。
在本實(shí)施例中，讀元件10的側(cè)面是傾斜的。理想的是，相對(duì)于基板 的表面垂直地形成讀元件10的側(cè)面。在相對(duì)于基板的表面接近垂直地形成讀元件10的側(cè)面的情況下，硬磁層14形成在涂覆絕緣層12的第二部 分12b (其形成在下屏蔽層18上)的基層16上。因此，通過(guò)形成在下屏 蔽層18上方的基層16來(lái)控制硬磁層14的配向特性。即使沒(méi)有用基層16 涂覆絕緣層12的第一部分12a，也可以毫無(wú)困難地執(zhí)行對(duì)硬磁層14的配 向方向的控制。絕緣層12的第一部分12a具有規(guī)定的厚度以確保電絕緣。因此，可 以防止電短路的問(wèn)題。 (磁盤驅(qū)動(dòng)單元)在圖4中示出了具有本發(fā)明的磁頭的磁盤驅(qū)動(dòng)單元。磁盤驅(qū)動(dòng)單元 50包括矩形的盒狀外殼51;容納在外殼51中的主軸電動(dòng)機(jī)52;以及 由主軸電動(dòng)機(jī)52轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)磁記錄盤53。在盤53的旁邊設(shè)置有可以在 與盤53的表面平行的平面內(nèi)擺動(dòng)的滑臂(carriage arm) 54。在各個(gè)滑臂 54的縱向前端接合有磁頭懸臂(head suspension) 55。在磁頭懸臂55的 前端接合有磁頭浮動(dòng)塊60。磁頭浮動(dòng)塊60接合到磁頭懸臂55的盤側(cè)面。圖5是磁頭浮動(dòng)塊60的立體圖。在磁頭浮動(dòng)塊60的面對(duì)盤53的表 面的空氣軸承面中，沿著浮動(dòng)塊主體61的側(cè)緣形成有用于磁頭浮動(dòng)塊60 從盤53的表面浮起的浮動(dòng)軌道(floatingrail) 62a和62b。向磁頭浮動(dòng)塊 60的前端側(cè)(氣流流出側(cè))按面對(duì)盤53的方式設(shè)置有具有上述讀頭的磁 頭63。磁頭63涂覆有保護(hù)膜64并且受到保護(hù)膜64的保護(hù)。當(dāng)通過(guò)主軸電動(dòng)機(jī)52轉(zhuǎn)動(dòng)磁盤53時(shí)，由盤53的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的氣流 使得各個(gè)磁頭浮動(dòng)塊60從盤53的表面浮起，隨后通過(guò)致動(dòng)器56進(jìn)行尋 道操作，從而通過(guò)磁頭63將數(shù)據(jù)寫入盤53并從盤53讀取數(shù)據(jù)?？梢栽诓幻撾x本發(fā)明的本質(zhì)特征的精神的情況下以其他具體形式來(lái) 實(shí)施本發(fā)明。因此無(wú)論在哪方面都應(yīng)該將這些實(shí)施例視為示例性的而非 限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書而不是以上的描述來(lái)表示， 因此旨在將落入權(quán)利要求的等同物的意思和范圍內(nèi)的全部變化包括在其 中。
權(quán)利要求
1、一種磁頭，所述磁頭包括下屏蔽層；形成在所述下屏蔽層上的讀元件；連續(xù)地涂覆所述讀元件的側(cè)面和所述下屏蔽層的表面的絕緣層；形成在所述絕緣層上的基層；以及形成在所述基層上的硬磁層，其中，所述絕緣層的涂覆所述讀元件的側(cè)面的部分沒(méi)有被基層涂覆。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁頭，其中，所述基層由按將所述硬磁層的磁化方向配向?yàn)槠叫杏谒龌?層的表面的方式晶體生長(zhǎng)出所述硬磁層的材料制成。
3、 一種磁頭的制造方法， 所述制造方法包括以下步驟 在基板上形成下屏蔽層； 在所述下屏蔽層上形成讀元件；形成絕緣層以連續(xù)涂覆所述讀元件的側(cè)面和所述下屏蔽層的表面； 在所述絕緣層上形成基層；從所述絕緣層去除所述基層的與所述讀元件的側(cè)面對(duì)應(yīng)的部分；以及在所述基層的留在所述讀元件的兩側(cè)上的剩余部分上形成硬磁層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其中，通過(guò)按在所述讀元件的側(cè)面與所述硬磁層之間不形成間隙的 方式對(duì)工件的表面進(jìn)行斜對(duì)濺射來(lái)形成所述硬磁層。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其中，使用按將所述硬磁層的磁化方向配向?yàn)槠叫杏谒龌鶎拥谋?面的方式晶體生長(zhǎng)出所述硬磁層的材料來(lái)在所述絕緣層上形成所述基
全文摘要
本發(fā)明提供磁頭及其制造方法。本發(fā)明的磁頭能夠有效地向讀頭施加硬磁層的偏磁場(chǎng)，以改進(jìn)并穩(wěn)定檢測(cè)性能。本發(fā)明的磁頭包括下屏蔽層；形成在所述下屏蔽層上的讀元件；連續(xù)地涂覆所述讀元件的側(cè)面和所述下屏蔽層的表面的絕緣層；形成在所述絕緣層上的基層；以及形成在所述基層上的硬磁層。所述絕緣層的涂覆所述讀元件的側(cè)面的部分沒(méi)有被基層涂覆。
文檔編號(hào)G11B5/39GK101154387SQ20071000824
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者秋江正則 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社