專利名稱：磁頭及其制造方法
技術領域：
本發明涉及磁頭及其制造方法，具體地，涉及一種以磁頭中的記錄頭的構造為特征的磁頭及其制造方法。
背景技術：
圖8A表示構成磁頭的記錄頭的剖面結構。如下構成該記錄頭在寫入間隙10的兩側設置下磁極20和上磁極30，并且設置一線圈，記錄電流通過該線圈在下磁極20和上磁極30之間流動。在圖8A中，線A表示磁頭滑塊的懸浮表面，在該懸浮表面上的寫入間隙10的兩側上暴露出下端部磁極20a和上端部磁極30a。
圖8B表示從該懸浮表面側觀察到的下端部磁極20a和上端部磁極30a。下端部磁極20a和上端部磁極30a被形成得很薄，以集中磁場，并使得能夠在介質上進行高密度記錄。
然而，如圖8A所示，對于傳統的磁頭，上磁極30到上端部磁極30a的后部被形成為向上彎曲。將上磁極30的彎曲部分相對于上端部磁極30a上升的角度表示為頂角(θ)。該頂角影響記錄頭的記錄特性，并且已經提出通過控制該頂角來形成上磁極30的方法(例如，參見專利文獻1至3)。
專利文獻1日本特開專利公報No.2000-182216專利文獻2日本特開專利公報No.2001-76320專利文獻3日本特開專利公報No.2002-197617根據這種制造記錄頭的方法，在下磁極20的前端面上以稍微突起的形狀形成下端部磁極20a后，在下端部磁極20a的表面上濺射SiO2，以形成寫入間隙10。接下來，使用絕緣材料在下端部磁極20a后部上的SiO2層上，以稍微隆起的形狀形成凸起部分24，并且通過電鍍在這些部分上形成上磁極30。
如圖8B所示，上磁極30的前端被形成為非常窄的上端部磁極30a。如圖9A所示，當通過電鍍形成上磁極30時，對抗蝕劑40進行曝光和顯影，以使得其中要形成上前端部磁極30a的端面為窄的凹溝道的形式，并且通過電鍍形成上端部磁極30a，以使其構成在該凹溝道內部。應該注意，使用諸如NiFe的磁性材料來作為上磁極。
然而，實際上，如圖9B所示，當對抗蝕劑40進行曝光并顯影，并且通過電鍍來構成將成為上端部磁極30a的部分時，形成在抗蝕劑40中的凹溝道的中心部分會稍微凸起。由于其上形成有上磁極30的底部部分(base part)到上端部磁極30a的后部為曲面，所以當對抗蝕劑40進行曝光時，照射光在該底面(base surface)上以某個角度散射，以使得在對抗蝕劑40進行顯影時，相對于所設計的形狀會產生輕微的偏移。圖8A表示用于曝光抗蝕劑40的光如何在凸起部分24的上表面散射。由于曲面和另一曲面在凸起部分24和下端部磁極20a的邊界處是連續的，所以上磁極30的底面具有彎曲形狀，這意味著用于曝光抗蝕劑40的照射光束以一種復雜的方式散射。
在傳統的磁頭中，下端部磁極20a和上端部磁極30a的延伸長度(即寫入間隙的深度)相對較長，因此，當對抗蝕劑40進行曝光時，考慮到上端部磁極30a的形狀精度，在該曲面部分上散射的光不會產生任何問題。然而，當寫入間隙的深度較淺時，凸起部分24和下端部磁極20a的表面形狀會對上端部磁極30a的形狀精度產生影響，并由此導致磁極形狀的波動。
發明內容
本項發明旨在解決上述問題，并且本發明的目的在于提供一種磁頭和制造該磁頭的方法，以改善記錄特性，其中可以通過防止由于形成在上磁極中的曲面部分(其中設置有頂角的部分)的影響而導致上磁極形狀的波動來改善記錄特性和可靠性，并且能夠以較高的精度來形成磁極。
為了實現所述目的，根據本發明的磁頭包括記錄頭，其中下端部磁極和上端部磁極彼此面對，其間具有寫入間隙，并且在下磁極的后部設置有線圈，其中通過在設置有該線圈的后部將側面形成為斜面，來在下端部磁極上設置頂角部分(apex part)，并且在該下端部磁極的后側設置有覆蓋該線圈的絕緣層。
下端部磁極的上表面和絕緣層的上表面可以形成為齊平(flush)的平面，并且可以在寫入間隙層的另一側上設置被形成為平面的上磁極。
可以通過在下端部磁極的上表面和絕緣層的上表面上執行拋光工藝，來使它們的上表面齊平。
根據本發明的制造磁頭的方法制造下述磁頭，該磁頭包括記錄頭，其中下端部磁極和上端部磁極被形成為彼此相對，其間具有寫入間隙，并且在下磁極的后部設置有線圈，所述方法包括以下步驟在下磁極的暴露表面上濺射用于形成下端部磁極的磁性材料，以使其上設置有線圈的后部成為斜面；覆蓋絕緣材料，以使所述線圈的上表面和形成在下磁極的暴露表面上的磁性材料形成連續表面；以及將磁性材料的上表面拋光為平面，以部分暴露出所述磁性材料，并對覆蓋所述線圈的絕緣材料的上表面進行拋光，使其與所述磁性材料的平面齊平，以形成下端部磁極并形成覆蓋線圈的絕緣層，其中在該下端部磁極的設置有線圈的后部，形成有頂角部分。
在形成下端部磁極和絕緣層后，所述制造磁頭的方法可以進一步包括形成寫入間隙層；使用抗蝕劑覆蓋該寫入間隙層的上表面，并且根據上磁極的圖案對抗蝕劑進行曝光和顯影，以形成抗蝕劑圖案；通過電鍍構成磁性材料來形成上磁極和上端部磁極。根據該制造方法，將下端部磁極的上表面和絕緣層的上表面形成為齊平的平面，以使得可以以極高的精度來形成構成上磁極的抗蝕劑圖案，可以提高磁頭的制造精度，并且可以獲得質量方面沒有波動的磁頭。
在該制造磁頭的方法中，將磁性材料濺射為下端部磁極的所述步驟可以包括以下步驟在基板上形成抗蝕劑，以覆蓋設置有線圈而暴露出下磁極的一側，并且在設置有線圈的該側上的下磁極的側面上形成檐狀突出部分；在抗蝕劑的暴露部分和下磁極的暴露表面上濺射磁性材料；以及通過剝離來去除抗蝕劑以及粘附在抗蝕劑上的磁性材料，從而僅在下磁極上留下磁性材料。
此外，可以將CMP工藝執行為以下步驟將磁性材料的上表面拋光為平面，以部分地暴露出磁性材料，以及對絕緣層的上表面進行拋光，以使其與磁性材料的平面齊平。
根據本發明的磁頭及制造磁頭的方法，頂角部分設置在下端部磁極本身中，因此，可以以極高的精度來形成上磁極和上端部磁極，同時抑制波動。由此，可以進一步提高磁頭的記錄密度，并且可以提供具有更高可靠性的磁頭。
當參照附圖閱讀并理解了以下詳細說明時，對于本領域的技術人員來說，本發明的前述和其他目的以及優點將變得明了。
在附圖中圖1是表示根據本發明的磁頭的結構的剖視圖；圖2表示該磁頭的制造工藝的剖視圖；圖3表示該磁頭的制造工藝的剖視圖；圖4表示該磁頭的制造工藝的剖視圖；圖5表示該磁頭的制造工藝的剖視圖；圖6表示該磁頭的制造工藝的剖視圖；圖7表示該磁頭的制造工藝的剖視圖；圖8A和8B表示傳統磁頭的構造的剖視圖和端面視圖；以及圖9A和9B是用于說明形成上端部磁極的方法的視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖來詳細描述本發明的優選實施例。
圖1是表示根據本發明的磁頭的實施例的結構的剖視圖。
本實施例的磁頭的結構的特征如下。形成在與上端部磁極50a相對的下磁極20的端部處的下端部磁極20a的表面被形成為與絕緣層26的表面齊平，該絕緣層26形成在位于下磁極20后面的線圈22的上層上，下磁極20與上磁極50相對。另外，在下端部磁極20a的后部形成頂角部分20b，該頂角部分20b與上磁極50的平面成角度θ。
通過將下端部磁極20a的上表面形成為與形成在線圈22的上層上的絕緣層26的上表面齊平，將寫入間隙層11形成為平面，同時還將形成在寫入間隙層11上的上磁極50形成為平面。
在傳統的磁頭中，如圖8A所示，上磁極30被形成為曲面形狀，從而從上端部磁極30a的后部以頂角θ上升。另一方面，在根據本實施例的磁頭中，上磁極50被完全形成為穿過從上端部磁極50a開始的上磁極50的整個區域的平面。
在下端部磁極20a的后部形成頂角部分20b，以使下端部磁極20a后部的側面(即，設置有線圈22的一側)形成斜面，同時使形成在下端部磁極20a的側面上的該斜面以角度θ與上磁極50的平面方向交叉。
由于頂角部分20b形成在下端部磁極20a本身中，同時下端部磁極20a的后表面是斜面，所以可以僅通過將上磁極50形成為平面形狀，來實現在記錄頭端部集中磁通量的相同效果，從而使得能夠通過將傳統磁頭中的上磁極30形成為以頂角θ上升的曲面形狀，來實現高密度的記錄。
應該注意，在根據本實施例的磁頭中，線圈22形成有雙層結構，并且設置在下磁極20的后面。通過由氧化鋁制成的絕緣層23使線圈22的兩層之間的空間電絕緣，并且通過抗蝕劑使線圈22中的相鄰繞組電絕緣。
在下磁極20的下層上形成上屏蔽層29b和下屏蔽層29a，并且其間夾有元件形成層，該元件形成層中形成有MR元件28。
圖2到7表示制造如圖1所示的磁頭的方法。下面將描述制造上述磁頭的方法。
圖2表示下述狀態在由Al2O3-TiC構成的基板上形成有包括磁性層的下屏蔽層29a，通過淀積工藝形成了MR頭28，然后形成了下磁極20和線圈22。下磁極20由諸如NiFe的磁性材料構成，并且通過以下步驟來形成在基板上形成抗蝕劑圖案，然后進行電鍍來將下磁極20形成為預定厚度。如下形成線圈22使用由氧化鋁制成的絕緣層對這些層之間的空間進行電絕緣，根據線圈圖案對抗蝕劑進行構圖，并通過電鍍銅來形成導電部分。
圖3表示以下狀態為了在下磁極20的表面上(沿厚度方向)形成下端部磁極20a，使用抗蝕劑60覆蓋基板的表面，并且對抗蝕劑60進行曝光和顯影，以暴露出下磁極20的表面。應該注意，如圖3所示，當對抗蝕劑60進行曝光和顯影時，設置有線圈22的一側是被覆蓋的，而下磁極20是暴露的，并且在抗蝕劑60的側面上形成有突出部分60a，該突出部分60a位于下磁極20的后部(即設置有線圈的一側)。設置該突出部分60a，以使得當通過濺射來形成下端部磁極20a時，下端部磁極20a的背面成為斜面。該突出部分60a被形成為下述形狀在抗蝕劑60與下磁極20之間的接觸位置處，抗蝕劑60朝向后部凹進。換句話說，將該突出部分60a形成為以檐狀形狀突出。可以在執行曝光和顯影時，使用形成有檐狀形狀的抗蝕材料來形成突出部分60a。
圖4表示下述狀態在通過在其上形成有下磁極20等的基板的表面上進行構圖而形成抗蝕劑60后，將用于形成下端部磁極20a的磁性材料70(例如NiFe)濺射到該基板的表面上。粘附磁性材料70，以使其積聚在抗蝕劑60的上表面和側面以及下磁極20的暴露表面上。
通過在抗蝕劑60的側面上形成突出部分60a，積聚在下磁極20的暴露表面上的磁性材料70的積聚厚度在下磁極20的后部較薄，而在懸浮表面側變得較厚。由此，磁性材料70積聚在下磁極20的暴露表面上，并且在其后部具有逐漸傾斜的表面。
通過在下磁極20上濺射磁性材料70之后去除抗蝕劑60，同時去除抗蝕劑60和覆蓋抗蝕劑60的外表面的磁性材料70，并且磁性材料70僅粘附在下磁極20的暴露表面上(剝離工藝)。
圖5表示下述狀態在剝離工藝之后，磁性材料70的表面覆蓋有抗蝕劑61，并且在基板的表面上濺射氧化鋁，以形成氧化鋁層72。對氧化鋁層72的覆蓋厚度進行設置，以使線圈22的上表面和已構成的磁性材料70的表面形成連續表面。
圖6表示下述狀態對其上形成有氧化鋁層72的基板的表面進一步執行CMP(化學機械拋光)工藝，以部分暴露出磁性材料70的上表面，并且將覆蓋線圈22的氧化鋁層72的上表面拋光為平面。
通過拋光部分暴露出磁性材料70的上表面，形成下端部磁極20a，以使得下磁極20的上表面為平面，而下磁極20后部的側面(其上形成有線圈22的一側)為斜面。由于形成磁性材料70以使得其后部形成逐漸傾斜的表面，所以通過CMP工藝控制剩余的磁性材料70的厚度，可以控制下端部磁極20a的傾角(頂角θ)。
根據該CMP工藝，同時對磁性材料70和氧化鋁層72進行拋光，以將通過對磁性材料70進行拋光而形成的下端部磁極20a的上表面(暴露表面)形成為平面，該平面與通過對氧化鋁層72進行拋光而形成的絕緣層26的上表面完全齊平。
應該注意，絕緣層26的厚度被設定為3000埃或者更大，頂角θ被設定為大約20度到45度的范圍。
盡管在本實施例中是使用氧化鋁來形成絕緣層26，但是也可以使用另一絕緣材料，例如二氧化硅而不是氧化鋁。此外，在對磁性材料70和氧化鋁層72進行拋光時，可以使用除了CMP工藝以外的拋光工藝。
圖7表示下述狀態在下端部磁極20a的表面以及被形成為平面的絕緣層26的表面上濺射SiO2作為寫入間隙層11之后，通過進行電鍍形成了上磁極50。這里，可以使用除了SiO2以外的絕緣材料作為寫入間隙層11。
如上所述，當形成上磁極50時，將抗蝕劑62附著在基板表面上，并且對抗蝕劑62進行曝光和顯影，以在上磁極50的前端形成窄寬度的凹溝道。然后在該凹溝道內部電鍍磁性材料(例如NiFe)，以構造并形成上磁極50。如圖9所示，在制造磁頭的傳統方法中，由于其上附著并形成有抗蝕劑40的下表面是曲面，所以存在下述問題形成在抗蝕劑40中的凹溝道的形狀與預定形狀存在偏差，但是通過根據本實施例的制造方法，作為抗蝕劑62的基礎的下端部磁極20a和絕緣層26的上表面被形成為完整的平面，以使得對抗蝕劑62進行曝光時，可以避免照射光以某一角度被基層散射，所以可以以很高的精度在抗蝕劑62中形成凹溝道。
這樣，根據制造本實施例的磁頭的方法，與傳統的磁頭相比，可以以很高的精度在上磁極50中形成上端部磁極50a，并且可以具有完全抑制了波動的形狀。根據制造本實施例的磁頭的方法，與制造磁頭的傳統方法相比，寫入中心寬度的實際波動可以從大約0.030μm減小到大約0.015μm，并且制造合格率可以提高大約10％。
通過根據本實施例的磁頭，可以高精度地形成上端部磁極50a的端面。下端部磁極20a的上表面被形成為平面，并且平坦部分的厚度被形成為均勻厚度，由此，即使寫入間隙的深度很淺，在上端部磁極50a和下端部磁極20a的形成過程中也不會出現波動。這使得本發明具有下述優點即使在寫入間隙的深度很淺時，磁頭的形成精度也不會下降。
這樣，根據本發明的磁頭及制造該磁頭的方法，可以容易地獲得能夠以較高密度進行記錄并且可靠性高的磁頭。
權利要求
1.一種磁頭，其包括記錄頭，在該記錄頭中，彼此相對地形成下端部磁極和上端部磁極，其間具有寫入間隙，并且在下磁極的后部設置有線圈，其中通過在設置有所述線圈的后部將側面形成為斜面，來在所述下端部磁極上設置頂角部分，并且在所述下端部磁極的后部設置有覆蓋所述線圈的絕緣層。
2.根據權利要求1所述的磁頭，其中所述下端部磁極的上表面和所述絕緣層的上表面被形成為齊平的平面，并且在寫入間隙層的另一側設置被形成為平面的上磁極。
3.根據權利要求2所述的磁頭，其中通過在所述下端部磁極的上表面和所述絕緣層的上表面上進行拋光工藝，使這兩個上表面齊平。
4.一種制造磁頭的方法，該磁頭包括記錄頭，在該記錄頭中，彼此相對地形成下端部磁極和上端部磁極，其間具有寫入間隙，并且在下磁極的后部設置有線圈，所述方法包括以下步驟在所述下磁極的暴露表面上濺射用于形成所述下端部磁極的磁性材料，以使其上設置有線圈的后部為斜面；覆蓋絕緣材料，以使得所述線圈的上表面與形成在所述下磁極的暴露表面上的磁性材料形成連續表面；以及將所述磁性材料的上表面拋光為平面，以部分暴露出所述磁性材料，并對覆蓋所述線圈的絕緣材料的上表面進行拋光，使其與所述磁性材料的平面齊平，以形成下端部磁極并形成覆蓋所述線圈的絕緣層，其中在所述下端部磁極的設置有所述線圈的后部，形成有頂角部分。
5.根據權利要求4所述的制造磁頭的方法，在形成所述下端部磁極和所述絕緣層以后，所述方法進一步包括以下步驟形成寫入間隙層；使用抗蝕劑覆蓋所述寫入間隙層的上表面，并且根據上磁極的圖案對所述抗蝕劑進行曝光和顯影，以形成抗蝕劑圖案；以及通過電鍍構成磁性材料來形成所述上磁極和所述上端部磁極。
6.根據權利要求4所述的制造磁頭的方法，其中將所述磁性材料濺射為所述下端部磁極的所述步驟包括以下步驟在所述基板上形成抗蝕劑，以覆蓋其上設置有所述線圈而暴露出所述下磁極的一側，并且在所述下磁極的設置有所述線圈的一側的側面上形成檐狀突出部分；在所述抗蝕劑的暴露部分和所述下磁極的暴露表面上濺射磁性材料；以及通過剝離處理來去除所述抗蝕劑以及粘附在所述抗蝕劑上的磁性材料，從而僅在所述下磁極上留有所述磁性材料。
7.根據權利要求4所述的制造磁頭的方法，其中將CMP工藝執行為下述步驟將所述磁性材料的上表面拋光為平面，以部分地暴露出所述磁性材料，以及對所述絕緣層的上表面進行拋光，使其與所述磁性材料的平面齊平。
全文摘要
磁頭及其制造方法。提供了一種高可靠性的磁頭，其中防止了形成上磁極時的波動，并提高了記錄密度。該磁頭具有記錄頭，在該記錄頭中，彼此相對地形成下端部磁極和上端部磁極，其間具有寫入間隙，并且在下磁極的后部設置有線圈。下端部磁極通過將設置有該線圈的后部上的表面形成為斜面而具有頂角部分，并且在下端部磁極的后部形成有覆蓋該線圈的絕緣層。
文檔編號G11B5/23GK1825432SQ20051007968
公開日2006年8月30日 申請日期2005年6月24日 優先權日2005年2月24日
發明者奈良清隆, 山田清光, 橘雅典, 齊藤雅弘, 喜志多達郎 申請人:富士通株式會社