[發明專利]防止磁頭體之隧道磁電阻阻抗降低的方法及磁頭制造方法

有效

• 申請號: 200710006206.5
• 申請日: 2007-01-30
• 公開（公告）號: CN101236746A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 馬洪濤;陳寶華;喬曉峰;方宏新;何巍巍
• 申請（專利權）人: 新科實業有限公司
• 主分類號: G11B5/133
• 分類號: G11B5/133;G11B5/147
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 郝傳鑫

所屬技術領域

本發明涉及一種磁頭制造方法，尤其涉及一種在磁頭制造過程中防止磁頭體之隧道磁電阻(TMR，tunnel?magneto-resistance)的磁阻阻抗(MRR，magneto-resistance?resistance)降低的方法。

背景技術

一種常見的信息存儲裝置是磁盤驅動裝置。該磁盤驅動裝置利用磁介質存儲資料，并借助可移動讀/寫頭定位在磁介質上來選擇性地從磁介質上讀取或寫入資料。

圖1a所示為典型的磁盤驅動裝置2。磁盤201安裝在使該磁盤201旋轉的主軸馬達202上。一個音圈驅動馬達臂204支撐磁頭折片組合(head?gimbalassembly，HGA)200。所述磁頭折片組合200包括具有讀/寫頭的磁頭203及用于支撐該磁頭203的懸臂件213。音圈馬達(voice?coil?motor，VCM)209控制所述音圈驅動馬達臂204的移動，從而控制磁頭203在磁盤201表面的磁軌間移動。運轉時，因為空氣動力的作用，磁頭203與旋轉的磁盤201間產生升力，該升力使音圈驅動馬達臂204在磁盤201表面上保持一定的飛行高度。

圖1b為圖1a所示磁頭的立體圖，圖1c為圖1b所示磁頭的俯視圖。如圖所示，所述磁頭203具有前緣(leading?edge)219及與該前緣219相對的后緣(trailing?edge)218。所述后緣218上設有四個電連接觸點215，這些電連接觸點215將磁頭203與懸臂件213電連接起來(如圖1a所示)。所述后緣218上還設置有極尖(pole?tip)216。該極尖216的中心位置設有用于對磁盤201進行讀/寫操作的磁性讀/寫頭(未標號)。所述極尖216通過適當方法如沉積法形成于所述后緣218上。另外，所述磁頭213的與前緣219及后緣218垂直的表面上形成有空氣承載面圖案217。

如圖1d所示，所述極尖216具有層狀結構，從上到下依次包括第二感應寫頭極116、與該第二感應寫頭極116隔開的第一感應寫頭極118、第二屏蔽層111及第一屏蔽層113。上述元件均支撐于陶瓷基底122上。所述極尖216用于實現數據讀寫操作。磁阻元件(MR?element)112及位于該磁阻元件112兩側并與該磁阻元件112電連接的石墨層(lead?layer)114位于所述第一、第二屏蔽層113、111之間。請參圖1e，所述第二感應寫頭極116與第一感應寫頭極118之間設有銅圈117，以幫助寫操作。另外，由硅層12及位于該硅層12之上的類金剛石碳層(DLC，diamond-like?carbon)13組成的保護層(overcoat)115(如圖1f所示)覆蓋于極尖及陶瓷基底122的表面，以保護磁頭。

在上述磁頭結構中，一般使用巨磁阻(GMR，giant?magneto-resistive)元件作為讀元件，以便實現數據讀操作。然而，隨著硬盤驅動裝置(HDD，hard?diskdrive)對記錄密度要求的不斷增加，目前所用的巨磁阻元件已經達到極限，因此，一種新的磁阻元件，如隧道磁電阻元件(tunnel?magneto-resistive，TMR)，已經代替了巨磁阻元件，從而可以達到比使用巨磁阻元件更高的記錄密度。

參照圖1f，傳統的隧道磁電阻元件10包括兩個金屬層(metal?layer)11及夾設于該兩個金屬層11之間的阻擋層(barrier?layer)14。上述由硅層12及位于硅層12上的類金剛石碳層13組成的保護層115同時覆蓋于所述金屬層11及阻擋層14的表面，以保護隧道磁電阻元件10。

在磁頭制造過程中，隧道磁電阻元件的磁阻電阻值必須控制在預定的數值以上以便使得磁頭保持良好的飛行動態性能。例如，在磁頭研磨時，隧道磁電阻元件的磁阻高度必須加以精確地研磨以將其調整到設計值，因為磁阻高度對磁阻阻抗的影響很大，從而進一步影響磁頭的動態性能。還有一個例子，在磁頭的真空處理中，磁阻高度也應該一直保持在一個常數，以使磁阻阻抗不變。

然而，在傳統的隧道磁電阻元件的結構中，因為金屬層直接與保護層中的硅層接觸，上述金屬層的金屬材料很容易擴散到硅層里，該擴散到硅層內的金屬材料自發形成電傳導路徑。該電傳導路徑將上述兩個金屬層電性連接起來，這樣在隧道磁電阻元件的電路上形成一個分支電路。該分支電路導致隧道磁電阻元件的磁阻阻抗降低，從而降低磁頭的動態性能及硬盤驅動裝置的讀寫性能。實驗證明，在真空處理中，在隧道磁電阻元件的表面覆蓋保護層后，磁阻阻抗大約降低4％，有時甚至劇降10％，這對磁頭的動態性能具有致命的影響。