專利名稱：用于減小性能下降的cpp磁頭的傳感器形狀及刻蝕工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁盤存儲(chǔ)器中使用的薄膜磁頭及其制造方法，更 具體地說，涉及一種用于讀取的薄膜磁頭。
背景技術(shù)：
隨著HDD的記錄密度更高，需要在磁道寬度和間隙長度上進(jìn)一步 減窄被安裝的薄膜磁頭以及進(jìn)一步增加靈敏度。在目前，具有結(jié)合在 一起的寫磁頭和讀磁頭的薄膜磁頭被使用。使用GMR效應(yīng)的GMR磁 頭被主要用作該讀磁頭。GMR磁頭是允許電信號(hào)在平行于薄膜平面的 傳感器膜中流動(dòng)的CIP (電流在平面)型磁頭。為了在將來進(jìn)一步提高 記錄密度，在減窄磁道和間隙方面，已積極地研制一種TMR (隧道磁 阻效應(yīng))磁頭和CPP-GMR (電流垂直于平面-巨磁阻效應(yīng))磁頭，TMR 磁頭和CPP-GMR磁頭看起來對于高輸出似乎是有利的。TMR磁頭和 CPP — GMR磁頭不同于常規(guī)GMR磁頭，并且不是允許電信號(hào)在平行 于薄膜平面的傳感器膜中流動(dòng)的CIP型磁頭，而是CPP型磁頭，其允 許電流在垂直于薄膜平面的方向上在其中流動(dòng)，這是主要不同點(diǎn)。JP 2002-26423A公開了一種刻蝕傳感器膜的方法。在該方法中， 刻蝕操作被分為兩個(gè)步驟，第一步驟是在約20。的刻蝕束入射角(銑削 角)下進(jìn)行，以及第二步驟是在約75。的入射角下進(jìn)行。在刻蝕寫磁頭 的工序中公開了考慮再沉積物去除的上述刻蝕工藝。JP 2000-105906A 提出了，步驟A和步驟B被重復(fù)進(jìn)行幾次，在步驟A中進(jìn)行刻蝕操作， 以及在步驟B中進(jìn)行再沉積物去除。當(dāng)假定步驟A的入射角是^A，以 及步驟B的入射角是0B時(shí)，那么滿足0A々B的關(guān)系。關(guān)于CPP-GMR磁頭，是CPP型磁頭，有已知的JP 2003-198000A。與傳感器膜接觸的下引線具有凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，以及上引線的與傳感器膜接 觸的寬度小于下引線的與傳感器膜接觸的寬度，由此提高對準(zhǔn)余量和形成精細(xì)的接觸部分。JP 2004-241763提出了，為了防止TMR磁頭的 性能由于退火工藝而下降，在刻蝕了傳感器膜之后，布置用于保護(hù)傳 感器膜的壁表面的薄膜。此外，為了進(jìn)一步增加輸出，傳感器自身被逐漸地改進(jìn)。例如， 就TMR而言，氧化鋁Al-Ox通常已知為阻擋層。當(dāng)MgO被用作阻 擋層時(shí)，獲得另外的MR比率。此外，就CPP-GMR而言，在部分傳感 器膜上部分地布置氧化層，由此提高M(jìn)R比率。[專利文獻(xiàn)1] JP 2002-26423A [專利文獻(xiàn)2] JP 2000-105906A [專利文獻(xiàn)3] JP 2003-198000A [專利文獻(xiàn)4] JP 2004-241763A在CPP型磁頭中，被用作磁屏蔽的上屏蔽和下屏蔽還用作電極。 然后，在傳感器膜的壁表面上布置絕緣體，以及在傳感器膜的上下表 面上布置電極，以允許電流在垂直于薄膜表面的方向上流動(dòng)。就上述 CPP型磁頭結(jié)構(gòu)而言，傳感器膜被刻蝕時(shí)發(fā)生的再沉積物的影響變得 非常顯著。例如，就TMR磁頭而言，在產(chǎn)生隧道效應(yīng)的隧道阻擋層的 上下表面上布置磁層作為傳感器膜結(jié)構(gòu)。但是，當(dāng)傳感器膜被刻蝕時(shí)， 在隧道阻擋層的刻蝕壁表面上形成再沉積物層時(shí)，該再沉積物層形成 電流的泄漏路徑，因此電阻和電輸出被顯著地減小。在如上所述的檢測電流被允許在垂直于薄膜表面的方向上流動(dòng)的 情況下，當(dāng)不希望的電流路徑，亦即，在上下引線之間發(fā)生短路時(shí)， 該電流路徑引起致命的缺陷。特別地，如上所述的傳感器膜刻蝕工序 中的再沉積物易于引起短路。為了防止可歸因于上述再沉積物的短路， 進(jìn)行再沉積物去除。但是，在再沉積物去除工序中，傳感器膜存在被損壞的危險(xiǎn)。下面將參考圖24描述包括再沉積物去除的制造方法。在 該例子中，TMR薄膜被用作傳感器膜。在傳感器膜3上形成磁道成形 抗蝕劑掩模(刻蝕掩模)4之后，如圖24 (a)所示，以入射角輸 入Ar束，如圖24B所示，以刻蝕TRM薄膜。再沉積物33隨入射角A 越小形成得越厚。在該狀態(tài)下完成了刻蝕工序的情況下，在再沉積物 33上發(fā)生短路的狀態(tài)，由此引起致命的缺陷。在這種情況下，如圖24C 所示，以入射角0B輸入Ar束，以除去再沉積物33。通常，所使用的 入射角約為65至75°。因?yàn)樵谠俪练e物去除工序中僅僅刻蝕該再沉 積物是困難的，因此傳感器膜3被Ar束輕微地刻蝕。亦即，因?yàn)橛?Ar束照射傳感器膜壁表面本身，磁層和阻擋層很可能被損壞，以及那 些多層膜的界面很可能被損壞。看起來，通過在將來減窄該磁道，上述再沉積物和損壞的影響變 得更嚴(yán)重。該原因是，例如，就再沉積物而言，磁頭電阻隨磁道被減 窄而變大，由于再沉積而引起的電阻減小的影響與磁頭電阻增加差不 多一樣增加。就損壞而言，對傳感器膜的寬度或體積損壞的比率變大， 以及MR比率似乎更小。此外，損壞部分的電阻很可能如同再沉積物 一樣變低，以及很可能如同上述再沉積一樣發(fā)生性能下降。在JP 2002-26423A中，在第一工序中刻蝕傳感器膜，并且在第二 工序中除去第一工序中形成的再沉積物。當(dāng)假定第一工序中的束入射 角是01 (約20°)，以及第二工序中的入射角是M (約75°)，那么滿 足01《2的關(guān)系。在此情況下，在除去該再沉積物中，傳感器膜很可 能被損壞。此外，傳感器膜端部的結(jié)構(gòu)很可能被該再沉積物去除損壞。 該傳感器膜由多層膜形成，該多層膜由各種材料制成，并且各個(gè)層的 刻蝕速率很可能互相不同。由于這些原因，存在由于刻蝕速率的不同 在壁表面上產(chǎn)生粗糙度，從而在再沉積物去除工序中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)故障的 可能性。由于看起來，通過在將來減窄磁道，再沉積物的影響和損壞變得更嚴(yán)重，如上所述，因此認(rèn)為，廣泛地形成傳感器膜是有效的，如JP2003-198000A中公開。這是因?yàn)?，?dāng)傳感器膜被擴(kuò)展時(shí)，再沉積物和 損壞的不良影響被有效地減小。但是，因?yàn)閭鞲衅髂け患訉?，易于發(fā) 生從磁道側(cè)的側(cè)讀取，并且看來由于減窄的磁道，記錄密度的改進(jìn)是 困難的。JP 2004-241763公開了寫磁頭退火工序中的TMR磁頭的性能下降 防止方法，但是未能公開刻蝕TMR薄膜中的性能下降防止方法。在上述常規(guī)技術(shù)中，通過傳感器膜的再沉積物去除刻蝕工序，傳 感器膜端部保護(hù)，或傳感器膜中的擴(kuò)展，防止CPP型磁頭的性能下降。 但是，沒有具體公開傳感器膜的刻蝕結(jié)構(gòu)。此外，由于域控制薄膜性 能穩(wěn)定是重要的，但是與傳感器膜的端部結(jié)構(gòu)的關(guān)系不被確定。在將 來，據(jù)估計(jì)，為了進(jìn)一步增加輸出，各種新的傳感器膜被研制。但是， 由于刻蝕操作或再沉積物去除，傳感器膜上的損壞很可能變得顯著。一種趨勢是TMR磁頭中的阻擋層的材料從常規(guī)氧化鋁變?yōu)镸gO。 這是因?yàn)榻柚谑褂肕gO可以進(jìn)一步增加輸出。在這種情況下，使用 包括再沉積物去除的刻蝕方法的MgO-TMR磁頭制造已經(jīng)被研究了。 圖25示出了通過常規(guī)制造方法獲得的磁頭性能的視圖。圖25示出了 借助于使用電阻-面積乘積(RA)和MR比率(MR)的薄膜性能標(biāo)準(zhǔn) 化該獲得的磁頭性能，RA和MR比率是表示CPP型磁頭性能的指數(shù)。 由于薄膜本身的特性，獲得的磁頭性能在RA和MR上被顯著地退化。 分開地，觀察該結(jié)構(gòu)，但是沒有發(fā)現(xiàn)清楚的再沉積物。由那些事實(shí)， 據(jù)估計(jì)，性能下降由由于再沉積物去除工序而起的損壞的影響所引起。 據(jù)估計(jì)，該損壞是由于來自阻擋層的、或阻擋層和磁層的混合的氧化 物缺陷引起的金屬化。鑒于上面的常規(guī)技術(shù)的問題進(jìn)行本發(fā)明，因此本發(fā)明的目的是提 供一種即使具有減窄的磁道寬度，也能夠減小傳感器膜上的再沉積物或傳感器膜的損壞以及穩(wěn)定磁頭性能的薄膜磁頭。 發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的CPP型磁頭，包括傳感器膜， 一對上屏蔽和下屏蔽， 其被布置在傳感器膜的厚度方向上并用作用于允許電流流動(dòng)的電極， 以及一對磁膜，其在磁道-寬度方向上，通過絕緣體，與傳感器膜的兩側(cè)接觸。當(dāng)假定該傳感器膜的厚度是T時(shí)，被插入構(gòu)成傳感器膜的自 由層和固定層之間的中間層的端部和傳感器膜的最低部分的端部之間 的距離是X，那么1.2xT《，優(yōu)選地1.2xT《《.5xT的關(guān)系被滿足。 在自由層的橫跨磁道推移的方向上的外側(cè)形成該磁膜對。亦即，在磁 道-寬度方向上，磁膜對和自由層之間的位置關(guān)系具有在從自由層的端 部向磁道中心部分中不存在磁膜端部的關(guān)系。此外，在磁道-寬度方向上，該傳感器膜的表面結(jié)構(gòu)具有隨平滑曲 線改變的裙裾式結(jié)構(gòu)，以及下屏蔽從傳感器膜最低部分的端部凹陷(過 刻蝕)。優(yōu)選的是該傳感器膜上部具有垂直于薄膜表面的結(jié)構(gòu)(約 90°±5)，以及中間層的附近相對于該薄膜表面具有約70至90。的角。在制造該薄膜磁頭的方法中，當(dāng)傳感器膜被刻蝕，同時(shí)刻蝕束的 入射角被改變，以及傳感器膜表面的法線方向是入射角0時(shí)，在刻蝕 束的入射角隨時(shí)間變小的條件下進(jìn)行該刻蝕操作。首先使用的入射角 被設(shè)為40至50°，以及最后使用的入射角被設(shè)為20至30。。此外，該 傳感器膜被刻蝕到傳感器膜的最低層，以及在傳感器膜下面布置的下 屏蔽層被部分地過刻蝕。根據(jù)本發(fā)明，可以獲得性能穩(wěn)定的CPP型磁頭，具有減窄的磁道 寬度，其防止該性能被再沉積物或損壞退化。
具體實(shí)施方式
下面，將描述本發(fā)明的實(shí)施例。照例，根據(jù)本發(fā)明的薄膜磁頭使用讀磁頭，并與寫磁頭結(jié)合使用。只要沒有具體描述，寫磁頭部分被 省略，將僅僅描述讀磁頭部分。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁頭的視圖，以及示出了 傳感器膜附近的空氣支承面結(jié)構(gòu)的視圖。磁頭包括下屏蔽l、傳感器膜3、絕緣體5、磁膜6、上間隙膜9和上屏蔽11。傳感器膜3由多層膜 形成，該多層膜至少包括自由層、固定層和布置在自由層和固定層之 間的中間層。硬磁膜被用作磁膜6，以及在磁道-寬度方向上，磁場被 施加到傳感器膜3，以穩(wěn)定自由層的性能。參考標(biāo)記T表示傳感器膜3 的厚度，Bp是中間層A的端部，X是中間層A的端部Bp和傳感器膜 3的最低端部之間的寬度。圖2示出了傳感器膜結(jié)構(gòu)的例子。傳感器膜3由籽晶層2K反鐵 磁層22、固定層23、中間層24、自由層25以及覆蓋層26組成。就 TMR薄膜而言，在中間層24中布置隧道阻擋層(阻擋層)。由氧化鋁 或MgO制成的氧化膜被用作阻擋層。圖1所示的傳感器壁表面結(jié)構(gòu)具有裙裾式結(jié)構(gòu)，傳感器膜上部具 有基本上垂直的結(jié)構(gòu)，以及壁表面角度從傳感器膜上部逐漸地改變， 圖1是本發(fā)明的例子。傳感器膜上部基本上垂直意味著，它在減窄磁 道和提高尺寸精度方面是有利的。JP 2004-241763 A中公開的傳感器結(jié) 構(gòu)具有從傳感器膜上部朝向下部展開的線性結(jié)構(gòu)。就以上結(jié)構(gòu)而言， 在磁道-寬度方向上，限定磁道寬度的自由層和阻擋層附近的寬度易于 擴(kuò)展。磁道寬度被擴(kuò)展，因?yàn)閭鞲衅髂ど喜康谋诒砻鎯A斜是平緩的， 以及壁表面是線性的。為了提供減窄的磁道寬度，由于形成刻蝕掩模 的光刻，必須減窄磁道寬度，因此隨著磁道寬度的減窄很可能發(fā)生尺 寸偏差。結(jié)果，尺寸的精確度很可能被降低。根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)閭鞲?器膜上部基本上是垂直的，在磁道-寬度方向上擴(kuò)大限定磁道寬度的自 由層和阻擋層附近的寬度是困難的。亦即，與傳感器膜上部的寬度相 比較，尺寸改變是小的。換句話說，因?yàn)橄鄬τ诳涛g掩模的尺寸改變可以被減小，因此沒有必要通過光刻將磁道寬度減窄同樣多，由此使 之可以防止尺寸精確度降低。此外，根據(jù)本發(fā)明，該傳感器膜下部具有擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，由此使之可 以穩(wěn)定該性能。例如，在僅僅通過垂直表面形成刻蝕壁表面的情況下， 看來好像尺寸精確度被提高。但是，該性能很可能隨減窄的磁道寬度 而變化。這意味著布置在傳感器膜下部上的固定層和反鐵磁層的體積 隨磁道寬度被減窄而被減小更多。該固定層和反鐵磁層具有被單向地 固定的磁化強(qiáng)度，但是當(dāng)體積被減小時(shí)，該磁化強(qiáng)度變得不穩(wěn)定。根 據(jù)本發(fā)明，該傳感器膜下部具有擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，由此使之可以增加固定層 和反鐵磁層的體積增加超過上面描述的體積。結(jié)果，可以提高固定層 和反鐵磁層的穩(wěn)定性。此外，本發(fā)明具有壁表面角度逐漸變化的裙裾式結(jié)構(gòu)，由此使之可以優(yōu)異地形成之后將被布置的絕緣體5和磁膜6。在壁表面結(jié)構(gòu)具有 快速角度變化的情況下，在絕緣體5和磁膜6中角度改變的部分易于 發(fā)生薄膜厚度改變和晶體改變。結(jié)果，絕緣體5的隔離電壓被降低， 以及磁膜6的性能被下降。此外，根據(jù)本發(fā)明，該傳感器膜的壁表面結(jié)構(gòu)隨著凹陷結(jié)構(gòu)的趨 勢而改變。該結(jié)構(gòu)具有另外的效果。與線性地傾斜的壁表面相比較， 該凹陷結(jié)構(gòu)的趨勢的提供，能夠使磁膜6的傳感器膜3附近的體積增 加。在域控制膜被布置為磁膜6的情況下，在傳感器膜3附近可以布 置大量域控制膜，意味著可以更加提高域控制膜的效果。結(jié)果，傳感 器膜3內(nèi)的自由層25的穩(wěn)定性被提高，以及性能穩(wěn)定性被提高。根據(jù) 本發(fā)明，優(yōu)選的是，至少傳感器膜3的反鐵磁層22具有傳感器膜的壁 表面結(jié)構(gòu)是凹陷結(jié)構(gòu)的趨向。這是因?yàn)橹辽賯鞲衅髂?的反鐵磁層22 具有壁表面結(jié)構(gòu)是凹陷結(jié)構(gòu)的趨向，由此使之便于在自由層25附近布 置大量磁膜6。優(yōu)選的是，該傳感器膜上部的角度約為垂直結(jié)構(gòu)(90°) ±5°。當(dāng) 傳感器膜上部更加傾斜時(shí)，磁道寬度很可能被擴(kuò)大，尺寸精度很可能 被降低，或絕緣體5或磁膜6的結(jié)構(gòu)很可能是有缺陷的。此外，優(yōu)選 的是，該中間層附近的傳感器膜側(cè)表面的角度約為70至90°。當(dāng)傳感 器膜側(cè)表面更加傾斜時(shí)，磁道寬度很可能被擴(kuò)大，以及尺寸精度很可 能被降低。此外，壁表面結(jié)構(gòu)的裙裾式程度和磁膜6和傳感器膜之間 的位置關(guān)系被優(yōu)化，由此使之可以減小性能下降和提高性能。圖3示出了傳感器膜的裙裾寬度和MR性能之間的關(guān)系視圖。X 軸表示通過X除以傳感器膜厚度T (下面稱為"標(biāo)準(zhǔn)化的裙裾寬度") 獲得的值(下面稱為"標(biāo)準(zhǔn)化的裙裾寬度")，X是圖l所示的中間層端 部Bp和傳感器膜3的最低部分端部之間的裙裾寬度。Y軸是通過試驗(yàn) 性地制造圖1所示的薄膜磁頭并通過傳感器膜本身的MR性能標(biāo)準(zhǔn)化 該獲得的MR性能(MR比率)(下面，稱為"標(biāo)準(zhǔn)化的MR比率")。 作為傳感器膜3，使用具有與圖l相同的由MgO制成的中間層(用作 阻擋層)的MgO-TMR膜。為了改變該刻蝕結(jié)構(gòu)，使用多種刻蝕條件。這里描述被大致分為 四種類的數(shù)據(jù)，其之后將參考制造方法更詳細(xì)地描述。在第一系列中， 第一束入射角被設(shè)為50°，在中間層中改變該入射角，以及在束入射角 20。下，刻蝕該傳感器膜下部。在第二系列中，第一束入射角被設(shè)為50°， 在中間層中改變該入射角，并在束入射角30°下，刻蝕該傳感器膜下部。 在第三系列中，第一束入射角被設(shè)為40。，在中間層中改變該入射角， 并在束入射角20。下，刻蝕該傳感器膜下部。在第四系列中，第一束入 射角被設(shè)為40。，在中間層中改變該入射角，并在束入射角30°下，刻 蝕該傳感器膜下部。在相同刻蝕條件下標(biāo)準(zhǔn)化的裙裾寬度改變的原因 是因?yàn)?，在各種刻蝕條件下改變下屏蔽的過刻蝕，以改變該結(jié)構(gòu)。該 過刻蝕量被改變?yōu)榧sOnm至12nm。該傳感器膜的裙裾寬度被取為X 軸的原因是因?yàn)椋俣▊鞲衅髂さ目涛g過程中的再沉積物大大地取決 于該結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，如由圖3可以明顯看出，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化的裙裾寬度(X/T)是1.2或更多時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)化的MR是優(yōu)異的，但是當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化的裙裾寬度 (X/T)約為1時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)化的MR迅速地下降。換句話說，該MR性 能大大地取決于傳感器膜端部的傳感器膜結(jié)構(gòu)。該標(biāo)準(zhǔn)化的裙裾寬度 (X/T)較小意味著，該刻蝕傳感器膜的壁表面的傾斜是相當(dāng)陡峭的。 當(dāng)刻蝕的壁表面的傾斜變得陡峭時(shí)，更容易形成再沉積物，因此性能 下降。在通過圖24所示的常規(guī)技術(shù)去除形成的再沉積物的情況下，即 使該再沉積物被去除，因?yàn)閾p壞，該性能不被恢復(fù)。這些情況和上面 參考圖25描述的那些情況一樣。另一方面，該標(biāo)準(zhǔn)化的裙裾寬度(X/T)增加意味著，該刻蝕傳感 器膜的壁表面的傾斜變得平緩。在圖4中示出了該結(jié)構(gòu)的例子。就圖4 所示的結(jié)構(gòu)而言，在MgO上沒有形成再沉積物。但是，中間層A和傳 感器膜上部附近的壁表面的傾斜角易于隨增加的標(biāo)準(zhǔn)化裙裾寬度而平 緩。為此，形成減窄的磁道寬度很可能是困難的，以及尺寸精度很可 能降低。此外，在傳感器膜3附近橫向地布置的磁膜6的效果很可能 被下降。下面將描述這些情況。讀磁頭被要求防止再沉積物和損壞，以保證輸出，以及穩(wěn)定磁頭 性能。為了實(shí)現(xiàn)以上需要，重要的是，由于圖1中所示的磁膜(域控 制膜)6，單向磁場在磁道-寬度方向上有效地工作。更具體地說，這些 是傳感器膜3中包括的自由層的穩(wěn)定操作。特別，在該操作中，因?yàn)?去磁場，自由層端部變得不穩(wěn)定。亦即，由于磁膜(域控制膜)6，磁 道-寬度方向上的單向磁場的強(qiáng)度，更需要朝向自由層端部?？紤]傳感 器膜和磁膜(域控制膜)6的位置關(guān)系，通過有限元法計(jì)算該磁場。下 面將參考圖5至8描述磁場計(jì)算。圖5和6示出了磁場計(jì)算中使用的結(jié)構(gòu)模型。那些圖示出了傳感 器膜附近的空氣支承面結(jié)構(gòu)，并且僅僅示出了左側(cè)區(qū)域。參考標(biāo)記A(A1至A4)表示MgO,其是中間層。參考標(biāo)記C是磁道中心部分。 參考標(biāo)記Bp是MgO端部，其是基本上等于自由層端并限定磁道寬度(因?yàn)樽杂蓪咏佑|MgO，與MgO接觸的自由層的寬度基本上等于MgO 的寬度)的端部。參考標(biāo)記Mp是磁膜(域控制膜)6的端部位置。參 考標(biāo)記X是中間層的端部Bp和傳感器膜3的最低部分端部之間的寬 度。因?yàn)樽杂蓪优cMgO接觸，來自磁膜6的、應(yīng)用于自由層的磁場分 布基本上等于來自磁膜6的、應(yīng)用于MgO的磁場分布。在這種情況下， 通過磁場計(jì)算，獲得通過圖5和6的A中的磁膜6形成的磁道-寬度方 向上的磁場強(qiáng)度。在此情況下，在圖中所示的傳感器膜區(qū)域中布置空 氣，以及磁膜6、下屏蔽和上屏蔽被布置，以計(jì)算A的磁場強(qiáng)度。在 圖7和8中示出了結(jié)果。首先，將描述圖7。圖中的橫坐標(biāo)軸表示磁道-寬度方向上的位置， 其中該軸的右端表示磁道中心部分，該軸的左端表示磁道端部?？v坐 標(biāo)軸表示在A處，在磁道-寬度方向上的各個(gè)位置處的磁場強(qiáng)度。圖7(a) 是磁道寬度為60nm的情況下的計(jì)算結(jié)果，以及圖7 (b)是磁道 寬度為lOOmn的情況下的計(jì)算結(jié)果。傳感器膜3附近的上下屏蔽之間 的距離被設(shè)為40nm。在圖5 (a)所示的Al的情況下，圖7 (a)的結(jié) 果是最大的磁道端部的磁場強(qiáng)度，以及在圖6 (b)所示的A4的情況 下，是最小的磁道端部的磁場強(qiáng)度。Al和A2具有從磁道中心部分朝 向磁道端部逐漸地增加磁場強(qiáng)度的趨勢，以及優(yōu)選是為了提高穩(wěn)定性。 另一方面，A3和A4具有朝向磁道端部略微地增加磁場強(qiáng)度的趨勢， 但是在磁道端部該磁場強(qiáng)度被減小。這些暗示在最需要穩(wěn)定性的磁道 端部，來自域控制膜的磁場強(qiáng)度被減弱，且磁頭操作變得不穩(wěn)定。圖7(b) 也具有相同趨勢，且在A3和A4中的磁道端部來自域控制膜的磁 場強(qiáng)度被顯著地降低。亦即，以上趨勢不取決于磁道寬度。圖8 (a)和8 (b)示出了通過最大的磁場強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化了的圖7 (a) 和7 (b)(標(biāo)準(zhǔn)化的硬偏置磁場標(biāo)準(zhǔn)化的HBF)。同樣，在圖8 (a) 和8(b)中，在A3和A4中的磁道端部，標(biāo)準(zhǔn)化的HBF被顯著地降 低。上面僅僅描述了中間層A處的磁場強(qiáng)度。但是，當(dāng)分析該計(jì)算結(jié) 果時(shí)，發(fā)現(xiàn)在域控制膜端部的磁場是最大的。亦即，域控制膜和傳感 器膜的前部位置之間的位置關(guān)系是重要的。圖9示出了對于域控制膜 和傳感器膜之間的位置關(guān)系的傳感器膜端部的標(biāo)準(zhǔn)化HBF。橫坐標(biāo)軸 表示磁膜(域控制膜)6的端部位置Mp距MgO端部Bp的關(guān)系。橫坐 標(biāo)軸中的加號(hào)(+ )方向是磁道中心側(cè)，以及減號(hào)(-)方向意味著磁道 外部。從圖9發(fā)現(xiàn)，磁膜6的端部位置Mp在MgO端部Bp附近具有 與磁道端部的標(biāo)準(zhǔn)化HBF不成比例的曲率點(diǎn)。亦即，為了在磁道端部 產(chǎn)生域控制膜有效功能，在從MgO端部Bp向磁道中心部分中不布置 磁膜6的端部位置Mp。換句話說，重要的是，在從自由層端部向磁道 中心部分中，不存在磁膜6的端部位置Mp。圖IO示出了標(biāo)準(zhǔn)化的裙裾寬度和域控制膜的端部位置的關(guān)系，基 于圖1和4中的本發(fā)明的實(shí)施例，并組織在參考圖3描述的實(shí)驗(yàn)條件 下形成的結(jié)構(gòu)。據(jù)發(fā)現(xiàn)，即使在實(shí)驗(yàn)條件改變的情況下，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化的 裙裾寬度約大，則域控制膜的端部位置越朝向磁道中心側(cè)移動(dòng)。盡管 該域控制膜的端部位置和標(biāo)準(zhǔn)化的裙裾寬度之間的關(guān)系略微地取決于 實(shí)驗(yàn)條件，但是在磁道-寬度方向上，該域控制膜的端部位置不從中間 層(自由層)的端部朝向傳感器膜的中心側(cè)突出。亦即，從結(jié)構(gòu)的穩(wěn) 定和制造方法的觀點(diǎn)，優(yōu)選的是，可以建立具有圖9所示的關(guān)系的磁 膜6的端部位置Mp的該標(biāo)準(zhǔn)化的裙裾寬度是2.5或更低。因此，為了保持性能和保證由于磁膜6的傳感器膜的穩(wěn)定性，當(dāng) 假定傳感器膜的厚度是T時(shí)，被插入構(gòu)成傳感器膜的自由層和固定層 之間的中間層的端部和傳感器膜最低部分的端部之間的距離是X，以 下關(guān)系是重要的。亦即，1.2xT《的關(guān)系被滿足。此外，作為在磁道-寬度方向上、在磁道-寬度方向兩側(cè)通過絕緣體互相接觸的磁膜對(域 控制膜)6和自由層的位置關(guān)系，重要的是滿足，在磁道-寬度方向上 從自由層的端部向中心部分中不存在磁膜6的端部(換句話說該位置 關(guān)系，在超出中間層的端部的磁道-寬度方向上的傳感器膜的中心部分中不存在磁膜6的端部的關(guān)系被滿足)。根據(jù)該傳感器膜結(jié)構(gòu)，為了更穩(wěn)定地形成磁膜(域控制膜)的端部位置，更優(yōu)選的是，滿足1.2xT《《.5xT的關(guān)系。隨后，將描述根據(jù)本發(fā)明的磁頭的制造方法。如參考圖24和25 描述，將包括再沉積物去除工序的常規(guī)制造方法應(yīng)用于對損壞敏感的 傳感器膜是困難的。在這種情況下，如常規(guī)技術(shù)中的那樣，試驗(yàn)性地進(jìn)行由于入射角 而不具有再沉積物去除工序的刻蝕工序。在圖11中示出了已被試驗(yàn)性 地同時(shí)改變刻蝕條件制造的MgO-TMR磁頭的性能。圖ll示出了通過 刻蝕傳感器膜、同時(shí)入射角在20至50°的范圍內(nèi)保持恒定地制造的磁 頭的估計(jì)性能。如圖所示，當(dāng)在20。的入射角下刻蝕該傳感器膜時(shí)，該 性能被顯著地降低。但是，通過在約25至30°的入射角下刻蝕該傳感 器膜，該性能基本上恢復(fù)至薄膜性能，此外當(dāng)入射角被再次增加到40 至50°時(shí)，該性能再次被降低。那些TMR磁頭結(jié)構(gòu)被估計(jì)。結(jié)果證實(shí)， 在20°的入射角下，在阻擋層壁表面上產(chǎn)生再沉積物。據(jù)估計(jì)，再沉積 物引起顯著地降低該性能的短路。據(jù)估計(jì)，40至50°的入射角下的降 低是由對傳感器膜造成的損壞所引起，因?yàn)闆]有發(fā)現(xiàn)再沉積物。假定 對傳感器膜造成的損壞也與入射角大大地相關(guān)，并且也與相對于傳感 器膜的壁表面的實(shí)際入射角大大地相關(guān)。此外，在約30°的入射角下，該性能被大大地恢復(fù)，但是發(fā)現(xiàn)，在 傳感器膜的上部上形成再沉積物。為了保證再沉積物的余量，優(yōu)選在 傳感器膜的上部上盡可能不形成再沉積物。響應(yīng)于該減窄的磁道寬度也是重要的。更具體地說，刻蝕之后阻 擋層附近的寬度相對于磁道成形抗蝕劑掩模(刻蝕掩模)4的寬度Tw 掩模沒有大量地?cái)U(kuò)展，如圖24 (a)所示。具體地說，該阻擋層附近的寬度涉及與該阻擋層接觸的磁層(自由層)的寬度，并響應(yīng)于介質(zhì)磁場。自由層的寬度限定實(shí)際的磁道寬度(Tw)。當(dāng)自由層寬度大于刻蝕掩模寬度時(shí)，必需進(jìn)一步減窄刻蝕掩模，以便獲得希望的減窄磁道寬度。考慮到尺寸精度和成品率，相對于磁道成形抗蝕劑掩模4的寬 度Tw掩模，盡可能減小尺寸改變是合符需要的。如上所述的在傳感器 膜的上部上形成再沉積物意味著尺寸增加一樣多。因此，在單個(gè)刻蝕 步驟中執(zhí)行減窄磁道寬度和減小再沉積物以及損壞是困難的。另一方 面，包括以70°的入射角的再沉積物去除步驟的該工序具有傳感器膜很 可能被損壞的擔(dān)心。在圖12中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁頭制造方法。圖12示出 了在CPP型薄膜磁頭的空氣支承面上的傳感器膜附近的工序視圖及流 程圖。如圖12 (a)所示，在下屏蔽1上形成傳感器膜3，下屏蔽1是 電極，以及在傳感器膜3上形成磁道成形抗蝕劑掩模4。在該圖中，參 考標(biāo)記A表示傳感器膜中的中間層的位置。如圖12 (b)所示，該刻 蝕束以入射角W輸入到傳感器膜3，且傳感器膜3被刻蝕到中途。當(dāng) 入射膜3被刻蝕時(shí)，通過諸如SIMS的分析裝置監(jiān)視將被刻蝕的薄膜的 元素。具體地說，由于MgO現(xiàn)在被用作中間層，Mg被探測，以及以 M的入射角刻蝕傳感器膜3直到MgO。在該例子中，使用Ar離子銑 削裝置作為刻蝕裝置。使用諸如Ar的惰性氣體作為刻蝕氣體，但是可 以使用反應(yīng)離子-銑削裝置，使用諸如氟系或氯系的反應(yīng)氣體或那些氣 體的混合物。除SIMS以外的分析裝置可以被用作刻蝕監(jiān)視裝置。此外， 通過中間層(MgO)改變?nèi)肷浣?，但是可以通過其他層任意地改變該 入射角，在監(jiān)視該刻蝕操作同時(shí)。然后，如圖12 (c)所示，刻蝕束以 入射角02輸入到傳感器膜3，以及傳感器膜3被進(jìn)一步刻蝕。入射角 M小于入射角01。圖12 (d)示出了其中以02的入射角進(jìn)一步增加刻 蝕操作以及下屏蔽l被略微地刻蝕(過刻蝕)的情況。優(yōu)選的是，圖12 (b)中所示的第一入射角"以40°或更高角度 傾斜。這是因?yàn)樵谀切┤肷浣菂^(qū)，在傳感器膜壁表面上形成再沉積物 是困難的。亦即，通過40°或更高的傾角，可以防止由于再沉積物引起的短路。但是，如圖11所示，在40°或更高的入射角下發(fā)生由除再 沉積物以外的因素引起的性能退化，亦即，由損壞引起的降低。當(dāng)假 定具有損壞的區(qū)域是損壞層時(shí)，那么據(jù)估計(jì)，該損壞層的寬度隨傳感 器膜壁表面的裙裾寬度加大而加大。下面將參考圖13的示意圖，描述該傳感器膜的裙裾寬度和損壞層 的寬度之間的關(guān)系。圖13 (a)是傳感器膜的裙裾寬度較大的情況下的 示意圖，以及圖13 (b)是裙裾寬度較小的情況下的示意圖。在圖13 (a)中，假定刻蝕束被輸入到傳感器膜，以及傳感器膜的內(nèi)部被損壞 以距離D。在此情況下，傳感器寬度的損壞寬度是Wdl。另一方面， 在圖13 (b)中，損壞寬度是Wd2。當(dāng)假定在圖13 (a)和13 (b)中 用同樣的方式傳感器膜的內(nèi)部被損壞以距離D時(shí)，那么滿足 Wdl>Wd2。同樣被應(yīng)用于其中在相同傳感器膜壁表面的裙裾中改變?nèi)?射角的情況。在圖14的示意圖中示出了入射角和損壞層的寬度之間的 關(guān)系，以及該關(guān)系將被描述。圖14 (a)是入射角較小的情況下的示意 圖，以及圖14 (b)是入射角較大的情況下的示意圖。在圖14中，假 定刻蝕束被輸入到傳感器膜，并且傳感器膜以和圖13中相同的方式被 損壞以距離D。在此情況下，損壞層的寬度滿足Wd3〈Wd4。假定由于 那些原因，入射角越大，該性能被越加下降，雖然在圖11所示的30° 或更高的入射角下未發(fā)現(xiàn)再沉積物。優(yōu)選的是，圖12 (c)所示的最后入射角0是20至30°。該刻蝕 操作在入射角01小于上述入射角02的條件下進(jìn)行，由此使之可以在 圖12 (b)的工序中去除或減小在傳感器膜上形成的損壞層。在圖12 (c)所示的狀態(tài)下，可以完成刻蝕操作。此外，下屏蔽1 被過刻蝕，如圖12 (d)所示，由此使之可以減窄磁道寬度。這是因?yàn)?進(jìn)行過刻蝕操作是為了減小傳感器膜的裙裾寬度超過圖12 (c)所示， 因而磁道寬度被減小超過圖12 (c)所示的磁道寬度。因此，該結(jié)構(gòu)能 夠響應(yīng)于減窄的磁道。該過刻蝕操作允許下屏蔽1被修刻為結(jié)構(gòu)，在那里，傳感器膜最低部分的端部外面的磁道-寬度方向上的區(qū)域，被連 續(xù)到的傳感器膜的側(cè)表面的在磁道-寬度方向上的平緩彎曲結(jié)構(gòu)上。該刻蝕操作在圖12 (a)所示的入射角下進(jìn)行，由此使之可以防止或減小 在初始刻蝕階段中形成再沉積物。結(jié)果，在之后的刻蝕階段中可以減 小其中包括過刻蝕操作的刻蝕工序中形成再沉積物的情況的影響。換 句話說，再沉積物的生長被盡可能地減小，避免由于再沉積物而短路 的風(fēng)險(xiǎn)。亦即，根據(jù)本發(fā)明，在防止或減小初始刻蝕階段中的再沉積物形 成的同時(shí)進(jìn)行刻蝕操作，由此擴(kuò)大由于再沉積物而短路的工藝余量， 以及也減小尺寸改變。此外，在之后的刻蝕階段中入射角被減小，由 此去除初始刻蝕階段中發(fā)生的損壞層，并減窄磁道寬度。此外，在已被刻蝕的傳感器膜3的壁表面上，可以進(jìn)行弱氧化處 理。略微地剩余至難以被分析的程度的損壞層經(jīng)受氧化處理，由此使 之可以提高性能分布。在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，由于在中間層上 不厚厚地形成再沉積物，與再沉積物本身被氧化相比，每個(gè)再沉積物 經(jīng)受弱處理是令人滿意的。當(dāng)進(jìn)行強(qiáng)氧化以便再沉積物本身被氧化時(shí)， 相反地傳感器膜很可能被損壞。因此，從該觀點(diǎn)，本發(fā)明是有效的。當(dāng)嘗試不使用本發(fā)明的制造工藝減窄磁道時(shí)，存在與再沉積物去 除一起減窄磁道寬度的方案。但是，在此情況下，即使可以實(shí)現(xiàn)減窄 的磁道寬度，但是該性能很可能通過損壞傳感器膜壁表面而降低。另一方面，在圖11所示的40°或更高的單個(gè)入射角下的刻蝕操作 使之難以極大地削弱再沉積物。但是，因?yàn)樵摽涛g壁表面的裙裾寬度 是大的，因此相對于磁道成形抗蝕劑掩模4的寬度Tw掩模，磁道寬度 (Tw)尺寸改變變大。此外，盡管在圖11所示的30°入射角附近性能 退化是小的，但是在傳感器膜的上部形成再沉積物，由此與磁道成形 抗蝕劑掩模4的寬度相比，該傳感器膜的磁道寬度(Tw)更寬。圖15示出了用根據(jù)本發(fā)明的方法制造的薄膜磁頭與用常規(guī)方法制 造的薄膜磁頭的性能比較。圖15示出了電阻-面積乘積RA和MR比 率MR。在用具有再沉積物去除工序的常規(guī)方法制造薄膜磁頭的情況 下，磁頭性能相對于薄膜性能被顯著地降低。另一方面，當(dāng)用根據(jù)本 發(fā)明的方法制造薄膜磁頭時(shí)，磁頭性能被顯著地提高，由此獲得接近 薄膜性能的磁頭性能。圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的磁頭制造方法。在圖12 中，在兩個(gè)條件下轉(zhuǎn)變刻蝕的入射角，但是該入射角可以分為更多階 段，例如，可以提供50。的入射角61, 35°的入射角02，以及25°的入 射角M。將參考圖16描述該實(shí)施例。如圖16 (a)所示，在傳感器膜 3上布置磁道成形抗蝕劑掩模4，磁道成形抗蝕劑掩模4被用作刻蝕掩 模，以及在50°的入射角^1下，借助于Ar離子銑削，刻蝕傳感器膜3， 直到中間層，如圖16 (b)所示。然后，該入射角被改變?yōu)?5°的入射 角02，以及傳感器膜3被刻蝕到下屏蔽1的表面，如圖16 (c)所示。 進(jìn)一步地，該入射角被改變?yōu)?5°的入射角03,以及下屏蔽1被過刻 蝕。類似地，在此情況下，當(dāng)該入射角被改變時(shí)，之后隨階段減小入 射角是重要的。當(dāng)入射角被進(jìn)一步劃分時(shí)，該結(jié)構(gòu)可以被任意地改變， 同時(shí)保持磁頭性能。圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的磁頭制造方法。在該實(shí)施 例中，以如圖16所示的實(shí)施例中的三種入射角進(jìn)行刻蝕操作，但是下 屏蔽1幾乎不被過刻蝕。如圖17 (a)所示，在傳感器膜3上布置磁道 成形抗蝕劑掩模4，磁道成形抗蝕劑掩模4被用作刻蝕掩模，以及在 50°的入射角01下，借助于Ar離子銑削，刻蝕傳感器膜3，直到中間 層，如圖17 (b)所示。然后，該入射角被改變?yōu)?0°的入射角02，以 及傳感器膜3被刻蝕到反鐵磁層，如圖17 (c)所示。進(jìn)一步地，該入 射角被改變?yōu)?0°的入射角03，以及刻蝕操作被進(jìn)行到下屏蔽1的表 面。射角被設(shè)為超過圖12所示的多級(jí)，并且入射角被調(diào)整，由此使之可以減窄磁道寬度，除非進(jìn)行過刻蝕。在上述實(shí)施例，在中間層、反鐵磁層或下屏蔽處改變?nèi)肷浣?。?是，當(dāng)刻蝕進(jìn)行時(shí)，該轉(zhuǎn)變位置可以被任意地設(shè)置，同時(shí)該入射角朝 著更后的階段減小。根據(jù)本發(fā)明，在初始刻蝕階段中進(jìn)行刻蝕操作， 同時(shí)防止或減小再沉積物形成，由此擴(kuò)大由于再沉積物而短路的工藝 余量，以及也減小尺寸改變。此外，在之后的刻蝕階段中，該入射角 被減小，由此去除初始刻蝕階段中產(chǎn)生的損壞層，以及也減窄磁道寬 度。該入射角以多級(jí)改變，以進(jìn)行刻蝕工序，由此能夠獲得其他效果。將參考圖18的示意圖描述該實(shí)施例，圖18示出了磁頭的空氣支承面 結(jié)構(gòu)。圖18 (a)示出了在40。的單個(gè)入射角下形成的結(jié)構(gòu)例子。圖18 (b)示出了在50°的入射角01、 30°的入射角"下進(jìn)行刻蝕，并過刻 蝕圖12所示的下屏蔽的結(jié)構(gòu)例子。圖18 (a)和18 (b)兩者均示出了 其中形成絕緣體5、磁膜(域控制膜)6和上屏蔽11的狀態(tài)。據(jù)發(fā)現(xiàn)， 在接近傳感器膜3的區(qū)域80中，圖18 (b)所示的本發(fā)明的磁頭的磁 膜6的體積大于圖18 (a)的磁膜6的體積。如上所述，在多個(gè)階段進(jìn) 行該刻蝕工序，以及入射角被減小，由此使之可以防止由于再沉積物 而引起的性能下降，更多地減小傳感器膜3的裙裾寬度以及更多地增 加傳感器膜附近的磁膜6部分。傳感器膜附近的磁膜6的體積被增加， 由此增加從磁膜6施加到自由層的端部的磁場和提高傳感器膜3的穩(wěn) 定性。圖19 (a)示出了入射角31被設(shè)為40°和入射角02在20至40° 的范圍內(nèi)改變的情況下的磁頭性能的視圖。圖19 (b)示出了入射角W 被設(shè)為50°和入射角02在20至50°的范圍內(nèi)改變的情況下的磁頭性能 的視圖。Y軸示出通過薄膜性能標(biāo)準(zhǔn)化的MR性能。從該圖發(fā)現(xiàn)以下 事實(shí)。亦即，在入射角不改變的情況下，S卩，在入射角保持40或50。 恒定的情況下，該性能被降低。另一方面，當(dāng)最后的入射角被設(shè)為20至30°時(shí)，如本發(fā)明，該性能被顯著地提高。此外，如圖ll所示，在 僅僅20°的入射角的情況下，該性能被顯著地降低。另一方面，根據(jù)本 發(fā)明，即使在低入射角下，也可以保持該性能。由該事實(shí)可以認(rèn)識(shí)到 工藝余量增加。圖20示出了用本發(fā)明的制造方法制造的磁頭性能與束入射角的相 關(guān)性和與磁道寬度的相關(guān)性。圖20 (a)示出了入射角01被設(shè)為40° 和入射角02被設(shè)為2O至3O。的情況下的結(jié)果。圖20 (b)示出了入射 角W被設(shè)為50°和入射角02被設(shè)為20至30°的情況下的結(jié)果。圖20 (a)還示出了當(dāng)該入射角共同保持恒定為40°時(shí)的結(jié)果，以及圖20(b) 還示出了當(dāng)入射角共同保持恒定為50°時(shí)的結(jié)果。在此情況下，磁道成 形抗蝕劑掩模4的最小尺寸約為85nm。從圖20 (a)和20 (b)明顯 看出，尺寸改變較大，在入射角保持恒定的情況下，最終磁道寬度被 顯著地加寬。相反，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，獲得接近磁道成形抗蝕 劑掩模4的尺寸的磁道寬度。此外，獲得高于恒定入射角的情況下的 MR性能。亦即，根據(jù)本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)減窄的磁道寬度和更高的MR 性能。此外，如上所述，基于傳感器膜附近的域控制膜結(jié)構(gòu)獲得優(yōu)異 的域可控性。上面主要描述了具有由MgO制成的阻擋層的TMR磁頭。但是， 本發(fā)明對于使用其他阻擋層的TMR磁頭也是有效的。此外，本發(fā)明對 于CPP-GMR磁頭是有效的。這是因?yàn)楸M管刻蝕損壞和再沉積物略微地 取決于材料，但是刻蝕損壞和再沉積物是不可避免的現(xiàn)象。圖21示出了當(dāng)本發(fā)明被應(yīng)用于電流限制型的CPP-GMR磁頭時(shí)的 性能提高效果的說明性視圖。所示的電阻-面積乘積RA和MR比率MR 被薄膜性能標(biāo)準(zhǔn)化。在電流限制型的CPP-GMR磁頭的情況下，電流限 制型的CPP-GMR膜被用作傳感器膜3。作為薄膜結(jié)構(gòu)的例子，被部分 氧化的金屬膜被布置作為圖2的中間層24。在用包括再沉積物去除工 序的常規(guī)方法制造磁頭的情況下，標(biāo)準(zhǔn)化的RA約為0.6，以及標(biāo)準(zhǔn)化的MR約為0.3，該值是低的。另一方面，在用本發(fā)明的制造方法制造 的電流限制型的CPP-GMR磁頭情況下，標(biāo)準(zhǔn)化的RA約為0.9，以及 標(biāo)準(zhǔn)化的MR約為0.8，該值被顯著地提高。在該情況下，該條件是入 射角01是50°和入射角是30°。圖22示出了根據(jù)本發(fā)明具有讀磁頭60和寫磁頭50的磁頭200的 結(jié)構(gòu)例子的示意圖。寫磁頭50是垂直寫磁頭，以及具有下磁極51、線 圈52、線圈絕緣體53以及主磁極54。寫磁頭可以由用于縱向記錄的 寫磁頭形成。讀磁頭60由上述實(shí)施例中描述的薄膜磁頭形成，僅僅示 出了下屏蔽1、傳感器膜3和上屏蔽11,其他構(gòu)件被省略。根據(jù)本發(fā) 明的磁頭具有上面描述的優(yōu)點(diǎn)，并能夠防止可歸因于再沉積物或損壞 的性能下降并獲得減窄的磁道寬度。該磁頭也能穩(wěn)定該性能。圖23是裝備有圖22所示的磁頭200的磁盤存儲(chǔ)器的例子的截面 示意圖。磁盤存儲(chǔ)器包括盤片260、旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)該盤片的主軸電機(jī)261、 磁頭200、音圈電機(jī)264、引線266和信號(hào)處理電路265，音圈電機(jī)264 將通過萬向架263支撐的磁頭200定位到盤片的希望磁道。在該磁盤 存儲(chǔ)器中裝備了本發(fā)明的薄膜磁頭，由此與常規(guī)技術(shù)相比較，使之可 以提高記錄密度和性能穩(wěn)定性。上面已經(jīng)參考實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明?；诒景l(fā)明的基本技術(shù) 原理和描述，可以進(jìn)行各種修改結(jié)構(gòu)。例如，在上面的描述中，硬磁 膜被布置作為磁膜6并用作域控制膜?？蛇x地，軟磁膜可以被布置為 磁膜6和用作側(cè)屏蔽膜。在此情況下，因?yàn)橛蚩刂菩Ч黾訛閭鞲衅?膜3，層疊附加的多個(gè)磁層。亦即，因?yàn)閷⒈豢涛g的薄膜的厚度增加， 再沉積物形成的量被增加。由于根據(jù)本發(fā)明的刻蝕方法減小再沉積物 形成，該刻蝕方法對于其中傳感器膜3被加厚的側(cè)屏蔽結(jié)構(gòu)也是有效 的。在上面的描述中，硬磁膜和軟磁膜被布置作為磁膜6?？蛇x地，為 了提高那些薄膜性能，用作磁膜6的硬磁膜或軟磁膜可以與下面的薄 膜結(jié)合。下面的薄膜的滿意厚度是幾納米，因此，下面的薄膜不顯著地不利地影響本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。此外，可以結(jié)合硬磁膜或軟磁膜上的保 護(hù)膜。此外，上面已經(jīng)描述了磁道-寬度方向上的刻蝕。但是，本發(fā)明在 高度方向上的元件刻蝕中也是有效的。傳感器膜3的薄膜結(jié)構(gòu)沒有被詳細(xì)描述。但是，利用探測電流在垂直于傳感器膜3的方向上流動(dòng)的裝置，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)不被改變。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的讀磁頭的視圖。圖2示出了 CPP型傳感器膜結(jié)構(gòu)的例子視圖。圖3示出了傳感器膜的裙裾寬度和MR性能之間的關(guān)系視圖。圖4示出了其中傳感器膜的壁表面的傾斜是平緩的磁頭例子的視圖。圖5示出了磁場計(jì)算中使用的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖6示出了磁場計(jì)算中使用的結(jié)構(gòu)的示意圖。 圖7示出了磁場計(jì)算的結(jié)果的視圖。 圖8示出了磁場計(jì)算的結(jié)果的視圖。 圖9示出了磁場計(jì)算的結(jié)果和該結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系視圖。 圖IO示出了標(biāo)準(zhǔn)化的裙裾寬度和域控制膜的端部位置之間的關(guān)系 視圖。圖11示出了在改變刻蝕條件的同時(shí)試驗(yàn)性地制造的MgO-TMR磁頭的性能的視圖。圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的讀磁頭的制造方法例子的視圖。圖13示出了傳感器膜的裙裾寬度和損壞層的寬度之間的關(guān)系的說明性視圖。圖14示出了入射角和損壞層的寬度之間的關(guān)系的說明性視圖。 圖15示出了用本發(fā)明的方法制造的薄膜磁頭的性能與用常規(guī)方法 制造的薄膜磁頭的性能比較的視圖。圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的讀磁頭的制造方法例子的視圖。圖17示出了根據(jù)本發(fā)明的讀磁頭的制造方法例子的視圖。圖18示出了磁頭的空氣支承面結(jié)構(gòu)的視圖。圖19示出了刻蝕時(shí)的束入射角和讀磁頭的性能之間的關(guān)系視圖。圖20示出了讀磁頭性能的束入射角相關(guān)性和磁道寬度相關(guān)性的視圖。圖21示出了在本發(fā)明被應(yīng)用于電流限制型的CPP-GMR磁頭情況 下性能提高效果的說明性視圖。 圖22示出了磁頭的示意圖。 圖23示出了磁盤存儲(chǔ)器的示意圖。 圖24示出了常規(guī)制造方法的視圖。 圖25示出了根據(jù)常規(guī)制造方法獲得的磁頭性能的視圖。附圖標(biāo)記 1:下屏蔽 3:傳感器膜4:磁道成形抗蝕劑掩模 5:絕緣體6:磁膜(域控制膜或側(cè)屏蔽膜)9:上間隙膜11:上屏蔽21:籽晶層22:反鐵磁層23:固定層24:中間層25:自由層26:覆蓋層50:寫磁頭51:下磁極52:線圈53:線圈絕緣體 54:主磁極 60:讀磁頭 82:域控制膜 200:磁頭 260:盤片 261:主軸電機(jī) 263:萬向架 264:音圈電機(jī) 265:信號(hào)處理電路
權(quán)利要求
1.一種薄膜磁頭，包括傳感器膜，具有中間層及自由層和固定層，在所述自由層和固定層之間插入所述中間層；一對上屏蔽和下屏蔽，允許電流在所述傳感器膜的厚度方向上流動(dòng)；以及一對磁膜，在磁道-寬度方向上通過絕緣體與所述傳感器膜的兩側(cè)接觸，其中當(dāng)假定在空氣支承面上的所述傳感器膜的厚度是T，以及在所述磁道-寬度方向上的、在所述中間層的端部和所述傳感器膜的最低部分的端部之間的距離是X時(shí)，滿足1.2×T≤X的關(guān)系，以及其中在橫跨磁道推移的方向上，在所述自由層的端部的外側(cè)形成所述磁膜對。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的薄膜磁頭，其中滿足X《.5xT。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的薄膜磁頭，其中所述傳感器膜具有裙裾式空 氣支承面結(jié)構(gòu)，在所述磁道-寬度方向上所述傳感器膜的側(cè)表面隨平滑 曲線而改變。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的薄膜磁頭，其中所述下屏蔽具有空氣支承面 結(jié)構(gòu)，在所述磁道-寬度方向上，所述傳感器膜最低部分的所述端部外 側(cè)處的所述下屏蔽區(qū)被成形，以在所述磁道-寬度方向上連續(xù)到所述傳 感器膜的所述側(cè)表面的彎曲結(jié)構(gòu)。
5. —種薄膜磁頭，包括傳感器膜，具有中間層及自由層和固定層，在所述自由層和固定 層之間插入所述中間層；一對上屏蔽和下屏蔽，允許電流在所述傳感器膜的厚度方向上流一對磁膜，在磁道-寬度方向上通過絕緣體與所述傳感器膜的兩側(cè) 接觸，其中當(dāng)假定空氣支承面上的所述傳感器膜的厚度是T，以及在所 述磁道-寬度方向上的、所述中間層的端部和所述傳感器膜的最低部分 的端部之間的距離是X時(shí)，滿足1.2xT《《.5xT的關(guān)系，其中在所述磁道-寬度方向上，在所述自由層的端部位置的外側(cè)形 成所述磁膜對，其中所述傳感器膜具有裙裾式空氣支承面結(jié)構(gòu)，在所述磁道-寬度 方向上，所述中間層上的所述傳感器膜具有基本上恒定的尺寸，以及 所述中間層下面的所述傳感器膜的側(cè)表面具有平滑曲線，以逐漸增加 所述寬度，以及其中所述下屏蔽具有空氣支承面結(jié)構(gòu)，在所述磁道-寬度方向上， 在所述傳感器膜最低部分的所述端部的外側(cè)處的所述下屏蔽區(qū)域被成 形，以連續(xù)到所述傳感器膜的所述裙裾式空氣支承面結(jié)構(gòu)。
6. —種制造薄膜磁頭的方法，所述薄膜磁頭包括具有中間層和在 其間插入所述中間層的自由層和固定層的傳感器膜、允許電流在所述 傳感器膜的厚度方向上流動(dòng)的一對上屏蔽和下屏蔽、以及在磁道-寬度 方向上通過絕緣體與所述傳感器膜的兩側(cè)接觸的一對磁膜，所述方法 包括以下步驟形成所述傳感器膜； 在所述傳感器膜上形成磁道成形掩模；借助于所述磁道成形掩模作為刻蝕掩模，刻蝕所述傳感器膜，同 時(shí)轉(zhuǎn)換刻蝕束的入射角，其中當(dāng)所述刻蝕束的所述入射角基于所述傳感器膜表面的法線方 向時(shí)，在所述刻蝕束的所述入射角隨時(shí)間變小的條件下進(jìn)行所述刻蝕。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的制造薄膜磁頭的方法，其中首先使用的所述 入射角被設(shè)為40至50。。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的制造薄膜磁頭的方法，其中最后使用的所述 入射角被設(shè)為20至30°。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6的制造薄膜磁頭的方法，其中所述傳感器膜被 刻蝕到所述傳感器膜的最低層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6的制造薄膜磁頭的方法，其中當(dāng)所述傳感器 膜被刻蝕時(shí)，布置在所述傳感器膜下面的所述下屏蔽層被部分地過刻 蝕。
全文摘要
本申請涉及用于減小性能下降的CPP磁頭的傳感器形狀及刻蝕工藝。防止性能被刻蝕傳感器膜時(shí)發(fā)生的再沉積物或損壞降低，磁道寬度被減窄以及性能被穩(wěn)定。當(dāng)假定空氣支承面上的傳感器膜的厚度是T，以及被插入構(gòu)成傳感器膜的自由層和固定層之間的中間層的端部和傳感器膜最低部分的端部之間的距離是X時(shí)，那么滿足1.2×T≤X≤2.5×T的關(guān)系，以及從自由層端部向磁道中心部分中不存在在磁道-寬度方向上通過絕緣體與兩側(cè)接觸的一對磁膜的端部。在刻蝕束的入射角被改變的同時(shí)，傳感器膜被刻蝕，以及當(dāng)假定傳感器膜表面的法線方向是0的入射角，那么該刻蝕在刻蝕束的入射角隨時(shí)間變小的條件下進(jìn)行。
文檔編號(hào)G11B5/31GK101241705SQ20081000860
公開日2008年8月13日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者岡崎幸司, 岡本悟, 小島修一, 渡邊克朗, 片田裕之, 芳田伸雄 申請人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司