專利名稱：讀/寫薄膜磁頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種讀/寫薄膜磁頭及其制造方法。
隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的日益增加，對高密度存儲媒體的需求也日益增加。于是為滿足提高存儲密度的要求，記錄磁頭應(yīng)運(yùn)而生。提高磁記錄密度的一個(gè)方法是采用邊緣場高強(qiáng)度和高度密集的讀/寫磁頭。邊緣場是伸出磁頭兩磁極之間形成的間隙或在該間隙外“鑲邊”的磁場。這種經(jīng)改進(jìn)的邊緣場是通過縮小讀/寫磁頭的尺寸特別是兩磁極間的間隙來實(shí)現(xiàn)其改進(jìn)目的的。
磁頭的尺寸不斷地縮小，這是采用了新技術(shù)使磁頭的體積顯著地減少。制造極小記錄磁頭的一個(gè)方法是采用薄膜工藝。用這種方法制造記錄磁頭與制造半導(dǎo)體集成電路的方法極其相似。通過一系列包括在一圓片上加掩模并有選擇地淀積材料等工序可以制造出細(xì)微的讀/寫薄膜磁頭。
但這種小型薄膜磁頭卻存在一系列問題磁頭對噪音信號的靈敏度高，此外因薄膜磁頭與周圍物質(zhì)隔離開來而產(chǎn)生的雜散電容往往會限制采用薄膜磁頭的磁存儲系統(tǒng)的特性。特別是在讀操作的過程中，薄膜磁頭的特性有可能通過消除雜散電容和降低磁頭對來自周圍環(huán)境的噪音信號靈敏度等措施加以改善。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明所提供的讀/寫薄膜磁頭包括一襯底;一薄膜磁芯，由該襯底支撐著，包括一讀/寫間隙，供讀寫信息之用;隔離件，使隔離襯底和磁芯之用;和一線圈，設(shè)在磁芯中且穿過磁芯延伸;讀/寫薄膜磁頭的特征在于將襯底電連接到磁芯用的連接件。
在最佳實(shí)施例中的隔離件包括一夾在襯底與磁芯之間的隔離層。
連接件可包括例如銅制成的導(dǎo)電間柱。
襯底、磁芯和連接件的導(dǎo)電率最好比隔離層的大。
在例示的實(shí)施例中，磁芯包括淀積在隔離層上的第一磁性層，和第二磁性層，其中的第一和第二磁性層有一第一區(qū)、一第二區(qū)和一第三區(qū)，第一和第二磁性層即在第一區(qū)的一通路處電連接起來，在第二區(qū)中裝有線圈，第一和第二磁性層在第二區(qū)被隔離開來，也在第三區(qū)處被隔離開來并形成間隙。第二區(qū)可充以絕緣料，以便將第一磁性層與第二磁性層電絕緣起來。
連接件最好是在該通路上與磁芯接觸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供制造一種具有一薄膜磁芯和一襯底的讀/寫薄膜磁頭的一種方法，其特征在于，該方法包括下列步驟在襯底上淀積導(dǎo)電間柱;和在導(dǎo)電間柱上形成芯子，從而使導(dǎo)電間柱夾在襯底與芯子之間，且與襯底及芯子電接觸。
各附圖舉例說明了本發(fā)明的內(nèi)容。附圖中

圖1是本發(fā)明讀/寫薄膜磁頭一部分的橫向剖視剖視圖;
圖2至9舉例說明了制造圖1讀/寫頭的各工序。
圖1例示了本發(fā)明的讀/寫薄膜磁頭。磁頭10包括一基底或“躍起”襯底12和極片或芯14。襯底12可以由導(dǎo)電材料制成，例如ALSIMAG(商標(biāo))材料。一般說來，芯14是用磁性材料，例如鐵合金，舉例說Permalloy(商標(biāo)，坡莫合金)的薄膜層。的薄膜層形芯14包括前上部分16和前下部分18。部分16和18形成上極端20和下極端22，兩極端之間形成間隙24。芯14還包括后上部分26和后下部分28。芯14的部分16、18以及部分26、28在中心區(qū)或通路30處相交。
圖1的磁頭10采用兩個(gè)由導(dǎo)體32、34形成的芯繞組。導(dǎo)體32、34呈線圈的形式繞在通路30上，其一部分夾在芯14的部分16與18之間，另一部分夾在芯14的部分26與28之間?；赘采w層36將芯14與襯底12隔離開來，基底覆蓋層36本身是氧化鋁(AlO)之類的電絕緣體。部分16、18與部分26、28之間充以電絕緣材料38。一般說來，絕緣材料38是光致抗蝕劑。極端20、22之間的間隙24充以氧化鋁。
從圖1中還可以看到導(dǎo)電間柱40通過襯底12與芯14的通路30之間的基底覆蓋層36延伸。間柱40通過通路30和襯底12與芯14電接觸。一電路經(jīng)由間柱40在芯14與襯底12之間形成。
制造過程中，可以遍布襯底12的整個(gè)表面淀積多個(gè)與磁頭10類似的磁頭。各層磁頭10如圖1所示的那樣淀積好之后，將襯底12切割成一個(gè)個(gè)的小片磁頭，各磁頭都裝設(shè)在襯底12的一部分，使極端20、22和間隙24都暴露出來。各磁頭的間隙24和極端20、22可以沿通常是向里的方向朝磁頭的中心按所要求的尺寸研磨。研磨過程是個(gè)磨光過程，即令間隙24的暴露部分涂以金剛石漿液。往導(dǎo)體32、34上加電接點(diǎn)(圖中未示出)，然后將完工的磁頭連接到某種在磁存儲媒體(例如數(shù)據(jù)存儲盤)上讀寫數(shù)據(jù)用的裝載固定件上。
操作時(shí)，將磁存儲媒體(圖中未示出)放在形成間隙24的極端20、21附近。在進(jìn)行讀操作的過程中，因存儲媒體移動(dòng)引起的變化磁場使磁場加到各極端上。所加的這個(gè)磁場通過芯14的部分16、通路30和部分18傳到導(dǎo)體32、34周圍。因此使導(dǎo)體32、34中感應(yīng)出電流。此電流反映出移動(dòng)磁性存儲媒體所產(chǎn)生的磁場的特性。在寫操作的過程中，令電流流過導(dǎo)體32或?qū)w34中。于是芯14中產(chǎn)生磁場，由于極端20與22之間所形成的間隙24的邊緣效應(yīng)，該磁場系加到存儲媒體上。
磁頭10的尺寸極小。在三維尺寸如此小、磁頭讀寫數(shù)據(jù)的速率如此之高的情況下，雜散電容對磁頭性能的降低作用可能產(chǎn)生顯著的影響。具體地說，因芯14與周圍結(jié)構(gòu)(例如襯底12)的隔離而產(chǎn)生的電容可能降低磁頭的性能。此外制成磁頭10的芯14的材料還可能成為噪音進(jìn)入導(dǎo)體32、34所經(jīng)由的通道。磁頭10的工作環(huán)境一般充滿許多噪音源，包括步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、磁盤驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)和高頻設(shè)備在內(nèi)。在讀操作的過程中，這些噪音源因正在讀取的信息被存儲媒體屏蔽起來可能會干擾以電流的形式在導(dǎo)體32、34中傳送的信息信號。
但這些問題是可以通過在芯14與襯底12之間經(jīng)由基底覆蓋層36形成一個(gè)電路的間柱40加以緩和的。間柱40在電氣上將芯14與襯底12隔離所產(chǎn)生的雜散電容短路。
圖2至9舉例說明了制造圖1的磁頭10所采用的各步工序。圖2示出了襯底12。一般說來，襯底12相對于準(zhǔn)備在其上形成的讀/寫薄膜磁頭的尺寸來說是大的。我們叫襯底12為“薄片”。在制造過程中，許多與磁頭10類似的薄膜磁頭一般是在一片這種襯底12上制成的。但圖中只示出了單個(gè)薄膜磁頭10的制造過程。
圖3中示出了淀積導(dǎo)電間柱40之后的襯底12。間柱40可采用光刻掩模淀積在襯底12上。采用光刻掩模時(shí)，光致抗蝕劑系涂在襯底12的整個(gè)表面上，但有待形成間柱40的部位除外。在該部位中，光致抗蝕劑呈間柱40的反象或陰模的形式。然后將形成間柱40用的材料淀積入該光致抗蝕劑陰模中。接著用化學(xué)方法除去光致抗蝕劑，只剩下圖3所示的結(jié)構(gòu)。采用這種工藝時(shí)，間柱40通常呈圓柱形，且與基底襯底12電接觸。銅是適宜用作間柱40的材料，但也可以采用其它導(dǎo)電材料。
間柱40淀積在襯底12表面之后，就將基底覆蓋層36淀積在整個(gè)襯底12上，如圖4所示。基底覆蓋層36是不導(dǎo)電材料，例如氧化鋁，它可采用濺射工藝涂敷上去。這樣做會因間柱40而在基底覆蓋層36上形成突起部分，如圖4所示。這個(gè)突起部分可以通過研磨基底覆蓋層36表面加以除去?；赘采w層36經(jīng)過研磨之后，其橫截面的視圖大致上如圖5所示。
研磨工序磨去基底覆蓋層36的一部分，直到間柱40露出為止。在研磨工序中，一般采用鉆石漿液。研磨可以在規(guī)定的時(shí)間里進(jìn)行，以保證從間柱40除去足夠的基底覆蓋層36而使間柱40暴露出來?；蛘咭部梢杂萌庋蹤z查基底覆蓋層36，以確定間柱40表面是否已暴露出來。確定是否有足夠的基底覆蓋層36磨得使間柱40暴露出來的第三個(gè)方法是檢測襯底12與研磨工序中所使用的鉆石漿液之間的電阻值。當(dāng)間柱40表面已暴露在鉆石漿液中時(shí)，在襯底12與鉆石漿液之間測出的電阻值會顯著下降。一般說來，在研磨過程中，可能會有一小部分間柱40與基底覆蓋層36一齊被磨除。這對圖1所示的完工后的磁頭并沒有什么危險(xiǎn)。
將基底覆蓋層36研磨到圖5所示的程度且間柱40暴露出來之后，將坡莫合金之類的薄層磁性材料50涂敷整個(gè)表面上。該薄層50既形成極端22和通路30的部分，也形成芯14的部分18和28。
下一步是采用光刻工藝將絕緣層38在薄層50上淀積成圖7所示的形狀。在間隙24中淀積上氧化鋁。將導(dǎo)體34淀積到絕緣層38上，并使其形成線圈狀。
圖8中，絕緣層38系采用光刻掩和腐蝕工藝稍加累積形成的。導(dǎo)體32也和導(dǎo)體34一樣也淀積成線圈狀。
圖9中，絕緣38業(yè)已形成，且將導(dǎo)體32、34覆蓋住。其次是在圖9所示的結(jié)構(gòu)上淀積其它磁性材料層(圖中未示出)，以形成部分16、26以及圖1所示的極端20和通路30的一部分。
芯14在基底覆蓋層36中通過間柱40與襯底12電接觸。間柱40短接了因芯14與襯底12隔離開來所形成的雜散電容，在電氣上與該雜散電容并聯(lián)連接。此外，間柱40在電氣上將芯14接地，這樣做有好處，因?yàn)檫@使磁頭對其工作環(huán)境中存在的噪音信號的靈敏度有所減少。間柱40可以不安置在圖示的位置而夾在芯14與襯底12之間，但最好安置在靠近通路30的位置。
權(quán)利要求
1.一種讀/寫薄膜磁頭(10)，包括一襯底(12)；一薄膜磁芯(14)，由該襯底支撐著，包括一讀寫間隙(24)，供讀寫信息之用；隔離件(36)，供隔離襯底(12)和磁芯(14)之用；和一線圈(32，34)，設(shè)在磁芯中且穿過磁芯延伸；其特征在于將襯底(12)電連接到磁芯(14)用的連接件(40)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀/寫薄膜磁頭，其特征在于，所述隔離件包括一夾在襯底(12)與磁芯(14)之間的隔離層(36)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的讀/寫薄膜磁頭，其特征在于，所述連接件包括一由例如銅制成導(dǎo)電間柱(40)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述且與權(quán)利要求2或3有關(guān)時(shí)的讀/寫薄膜磁頭，其特征在于，襯底(12)、磁芯(4)和連接件(40)的導(dǎo)電電率大于隔離層(36)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3或4且與該諸權(quán)利要求有關(guān)時(shí)的讀/寫薄膜磁頭，其特征在于，磁芯(14)包括淀積在隔離層(36)上的第一磁性層(50)和第二磁性層，第一和第二磁性層有一第一區(qū)、一第二區(qū)和一第三區(qū)，第一和第二磁性層即在第一區(qū)的通路(30)處電連接起來，在第二區(qū)中裝有線圈(32，34)，第一和第二磁性層在第二區(qū)處被隔離開來，也在第三區(qū)處被隔離開來并形成間隙(24)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的讀/寫薄膜磁頭，其特征在于，所述第二區(qū)充以絕緣層(38)，供在電氣上將第一磁性層與第二磁性層絕緣起來。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的讀/寫薄膜磁頭，其特征在于，連接件(40)在通路(30)處與磁芯(14)接觸。
8.一種制造一種具有一薄膜磁芯和一襯底的讀/寫薄膜磁頭的方法，其特征在于，該方法包括下列步驟在襯底(12)上淀積導(dǎo)電間柱(40);和在導(dǎo)電間柱(40)上形成芯子(14)，從而使導(dǎo)電間柱夾在襯底與芯子之間，且與襯底及芯子電接觸。
全文摘要
一種讀/寫薄膜磁頭(10)，包括一襯底(12)；一薄膜磁芯(14)，由所述襯底支撐著，包括一讀/寫間隙(24)，供讀寫信息之用；一隔離層(36)供隔離襯底(12)與磁芯(14)之用，和一線圈(32，34)，裝在磁芯中，且通過磁芯延伸。有一個(gè)導(dǎo)電間柱(40)將襯底(12)電連接到磁芯(14)上。
文檔編號G11B5/11GK1045310SQ89109168
公開日1990年9月12日 申請日期1989年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月3日
發(fā)明者馬克·朱里什, 斯科特·丹尼爾·多賓斯 申請人:磁性外圍設(shè)備有限公司