[發明專利]具有階梯式展開結構的垂直寫頭及其制造方法

有效

• 申請號: 200810080667.1
• 申請日: 2008-02-28
• 公開（公告）號: CN101261839A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 克里斯琴·R·邦霍特;小托馬斯·D·布恩;李鄺;李瑞隆;杰弗里·S·萊爾;斯科特·A·麥克唐納;尼爾·L·羅伯遜;澤文·辛哈;彼得勒斯·A·范德海登
• 申請（專利權）人: 日立環球儲存科技荷蘭有限公司
• 主分類號: G11B5/127
• 分類號: G11B5/127;G11B5/31
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 張波

技術領域

本發明涉及垂直磁寫頭的構造，更具體而言，涉及電研磨終止標記(lapping?guide)的使用以用于精確定義垂直磁寫頭的寫極展開點(flarepoint)。

背景技術

計算機長期存儲的核心是稱為磁盤驅動器的組件。磁盤驅動器包括旋轉磁盤、被與旋轉磁盤的表面相鄰的懸臂懸吊的寫和讀頭、以及轉動懸臂從而將讀和寫頭置于旋轉盤上選定環形磁道(track)之上的致動器。讀和寫頭直接位于具有氣墊面(ABS)的滑塊上。懸臂偏置滑塊朝向盤的表面，當盤旋轉時，鄰近盤的空氣與盤表面一起移動?；瑝K在該移動空氣的墊上飛行于盤表面之上。當滑塊騎在氣墊上時，采用寫和讀頭來寫磁轉變到旋轉盤且從旋轉盤讀取磁轉變。讀和寫頭連接到根據計算機程序運行的處理電路以實現寫和讀功能。

寫頭傳統上包括嵌在一個或更多絕緣層(絕緣堆疊)中的線圈層，絕緣堆疊夾在第一和第二極片層(pole?piece?layer)之間。在寫頭的氣墊面(ABS)處間隙(gap)通過間隙層形成在第一和第二極片層之間，且極片層在背間隙(back?gap)處連接。傳導到線圈層的電流在極片中感應磁通，其導致磁場在ABS處的寫間隙彌散出來，用于在移動介質上的磁道中寫上述磁轉變，例如在上述旋轉盤上的環形磁道中。

在近來的讀頭設計中，自旋閥傳感器，也稱為巨磁致電阻(GMR)傳感器，已經被用于檢測來自旋轉磁盤的磁場。該傳感器包括下文中稱為間隔層(spacer?layer)的非磁導電層，其被夾在稱為被釘扎層和自由層的第一和第二鐵磁層之間。第一和第二引線(lead)連接到自旋閥傳感器以傳導通過那里的檢測電流。被釘扎層的磁化被釘扎為垂直于氣墊面(ABS)，自由層的磁矩平行于ABS設置，但可以響應于外磁場而自由旋轉。被釘扎層的磁化通常通過與反鐵磁層的交換耦合來被釘扎。間隔層的厚度被選擇為小于通過傳感器的傳導電子的平均自由程。采用此設置，部分傳導電子被間隔層與被釘扎層和自由層每個的界面所散射。

當被釘扎層和自由層的磁化相對于彼此平行時，散射最小，當被釘扎層和自由層的磁化反平行時，散射最大。散射的變化與cosθ成比例地改變自旋閥傳感器的電阻，其中θ是被釘扎層與自由層的磁化之間的角度。在讀模式中，自旋閥傳感器的電阻與來自旋轉盤的磁場的大小成比例地改變。當檢測電流傳導通過自旋閥傳感器時，電阻變化導致電勢變化，其被檢測并處理作為重放信號(playback?signal)。

近來，為了增加記錄系統的數據密度，研究者已經將它們的重點集中到垂直磁記錄系統的開發。這些垂直記錄系統在基本垂直于磁介質表面的方向上記錄數據的磁位。用在這樣的系統中的寫頭通常包括在氣墊面(ABS)處具有較小橫截面的寫極和在ABS處具有較大橫截面的返回極。磁寫線圈誘發磁通沿基本垂直于磁介質平面的方向從該寫極發出。該磁通在返回極處返回寫頭，在該返回極處磁通充分散開且微弱從而不擦除由寫極寫入的信號。

寫極通常具有從ABS縮進所需距離的展開點。該展開點距離是必須仔細控制的重要尺寸。寫頭還可包括尾磁屏蔽件，其可用來增加場梯度及提高寫入速度。尾屏蔽件具有從ABS測量的厚度，該厚度定義尾屏蔽件的喉高(throat?height)。尾屏蔽件的喉高是另一重要尺寸，其也必須仔細控制。

然而，隨著磁頭尺寸減小，當前可獲得的設備和光刻工藝的偏差使得不能以足夠精度控制展開點和尾屏蔽件喉高。因此，不能精確控制展開點和尾屏蔽件喉高限制了進一步縮小寫頭尺寸的能力，且因而限制了數據容量的任何增加。

因此，強烈需要一種能非常精確地定義和控制寫頭的展開點及磁寫頭中的磁屏蔽件的喉高的結構或工藝。這樣的結構或工藝還必須是可利用當前能獲得的設備和工藝而制造的。

發明內容

本發明提供一種具有能夠以非常小的尺寸緊密控制的第二展開點的磁寫頭。該磁寫頭包括具有磁芯部分、以及形成在其上的磁殼部分的磁寫極。磁殼部分具有端表面，該端表面形成定義第二展開點的階梯式特征。

與形成在磁芯部分上的展開點相比，該第二展開點可更接近氣墊面ABS，且該第二展開點的位置可以相對于ABS非常精確地定義和控制。

磁寫頭可以通過在襯底上形成磁寫極來構建。然后，可在部分寫極之上形成諸如光致抗蝕劑掩模的掩模，該掩模具有在期望的第二展開點位置處的背邊緣。然后磁金屬可鍍到磁寫頭上，利用延伸到ABS的芯部分以及從ABS縮進以定義第二展開點且形成階梯式特征的磁殼部分(鍍在芯部分之上)的磁殼部分形成磁寫頭。