專利名稱：記錄/重放分離磁頭的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種用于磁盤裝置中的記錄重放分離型磁頭。
背景技術(shù)：
隨著磁盤裝置的容量加大，記錄密度年年提高。另外，裝置更加小型。為了滿足這些要求，現(xiàn)在的磁盤裝置采用磁阻效應型頭(GMR(GiantMagnetoresistive)頭)來作為記錄重放分離型磁頭的重放頭，記錄磁跡的寬度窄到0.3微米左右，頭與記錄媒體的間隙(下面簡化為浮起量)窄到13nm左右。
在實現(xiàn)高密度記錄中，低浮起化是不可缺少的。但是，隨著低浮起化，存在由于記錄時感應型薄膜記錄頭的線圈發(fā)熱而導致頭的變形大的問題。即，由于頭的變形，頭的浮起量局部突出3nm左右，由于將實效的記錄媒體間隙變窄到10nm左右，所以頭與記錄媒體沖突，不能定位頭，在最差的情況下，弄傷記錄媒體，記錄數(shù)據(jù)消失，以至滑動。作為這種研究，公開于例如IEEE.Trans.Magn.，vol.38，2002，pagel(IEEE磁性學報，卷38，2002年，頁1)中。
圖6中示出采用GMR頭的記錄重放分離型磁頭的截面示意。圖7和圖8表示頭因受熱而變形、與因頭與記錄媒體的接觸而引起的頭磨損的狀態(tài)。通過受熱頭，以襯底1為基點，頭的角部(保護膜13的上端部)向前突出變形。結(jié)果，浮起面層疊保護膜19的突出部與記錄媒體接觸，并如圖8所示，區(qū)域A磨損。用寬度w、高度h、深度d來定義磨損量。在對將頭的浮起量基本設為0的樣品的評價中，在記錄頻率為300MHz、寫電流為50mA、環(huán)境溫度60度下，如圖7所示，即使是從上部磁性膜12后部到浮起面淺溝14的距離窄到4微米以下的TPR(熱原形(proto)リュ-ジョン)改進頭，上部磁性膜12上的浮起面層疊保護膜19的磨損深度d為3nm，寬度W為8微粒，高度h為5微米。因此，不能忽視因頭變形引起的上部磁性膜12上的浮起面層疊保護膜19的磨損，磨損深度3nm占頭與記錄媒體間浮起量13nm的23％。該值相當于浮起面層疊保護膜19的碳膜C的膜厚3.5nm。
頭變形的原因是因受熱頭引起的熱膨脹率差產(chǎn)生的。頭的受熱源于頭所在的環(huán)境溫度和頭自身的發(fā)熱。環(huán)境溫度中，主要是磁盤裝置內(nèi)的溫度，在大多數(shù)磁盤裝置中，保證60度左右。頭自身的發(fā)熱為寫時線圈通電引起的焦耳發(fā)熱、高頻區(qū)域中的渦流發(fā)熱、鐵損、趨膚效應引起的電阻增加等發(fā)熱。
為了降低變形，雖可降低頭的溫度，但其中，就環(huán)境溫度而言，作為顧客約定，制造方必須滿足要求。另一方面，為了降低頭自身的發(fā)熱，例如降低線圈電阻、小型磁性膜形狀、應用高電阻磁性材料等均有效。另外，降低熱膨脹率差大的材料所占體積比例也是有效的。具體而言，最好縮小熱膨脹率大的金屬膜，例如上下屏蔽膜。并且，提高放熱效應也是有效的。因此，也可接近發(fā)熱源來設置放熱板。但是，這些項目雖在一定程度上抑制了頭的變形，但在各部件中熱膨脹率差大于一定程度而發(fā)生變形時，不可能完全沒有與磁盤的接觸。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提供一種耐滑動可靠性高的記錄重放分離型磁頭，降低伴隨高密度記錄時必需的磁頭低浮起化而發(fā)生的頭的變形，避免頭與記錄媒體接觸，從而可窄浮起化。
如下實現(xiàn)上述目的在感應型薄膜記錄頭的浮起面與重放用GMR頭的浮起面中設置保護膜的臺階，事先將因發(fā)熱而變形的感應型薄膜記錄頭上的浮起面設成凹形(形成第1凹部)，從而防止因發(fā)熱變形的感應型薄膜記錄頭的浮起面突出于重放用GMR頭的浮起面。
即，僅去除記錄重放分離型磁頭磨損區(qū)域A的浮起面積保護膜的碳膜，事先形成3.5nm左右的凹形浮起面，從而，即使在使用時受熱，也可避免與記錄媒體接觸，可提高可靠性高的記錄重放分離型磁頭。另外，即使去除全部記錄重放分離型磁頭中對應于感應型薄膜記錄頭部分的浮起面層疊保護膜，形成凹部，也可得到同樣的效果。
附圖的簡要描述

圖1是應用本發(fā)明的記錄重放分離型磁頭的斜視圖。
圖2是本發(fā)明一實施例的記錄重放分離型磁頭的截面圖。
圖3是表示本發(fā)明一實施例的記錄重放分離型磁頭受熱時的變形的截面圖。
圖4是表示本發(fā)明一實施例的記錄重放分離型磁頭的浮起面層疊保護膜臺階部形成方法的工序圖。
圖5是本發(fā)明其它實施例的記錄重放分離型磁頭的斜視圖。
圖6是現(xiàn)有記錄重放分離型磁頭的截面圖。
圖7是表示現(xiàn)有記錄重放分離型磁頭變形的截面圖。
圖8是表示現(xiàn)有記錄重放分離型磁頭磨損狀態(tài)的示意圖。
最佳實施例的詳細描述圖1是應用本發(fā)明的記錄重放分離型磁頭的斜視圖。但是，省略浮起面層疊保護膜。圖2中示出受熱前的本發(fā)明一實施例的記錄重放分離型磁頭的截面構(gòu)造。記錄重放分離型磁頭構(gòu)成為在重放專用的磁阻效應型頭(GMR頭)上層疊感應型薄膜記錄頭。
重放用GMR頭構(gòu)成為在襯底1上層疊下部屏蔽膜2、下部間隙(gap)膜4、檢測信號的磁阻效應膜(GMR膜)7、控制GRM膜7的端部磁區(qū)的磁區(qū)控制膜6、用于在GMR膜7中流過電流的電極膜8、上部間隙膜5和上部屏蔽膜兼下部磁性膜3等。另一方面，感應型薄膜記錄頭構(gòu)成為將GMR頭的上部屏蔽膜兼用作下部磁性膜，在該上部屏蔽兼下部磁性膜3上層疊記錄間隙膜9、線圈10、絕緣層11及上部磁性膜12等。在感應型薄膜記錄頭上層疊保護膜13。并且，在浮起面中通過濺射硅膜Si和碳膜C等層疊而形成浮起面層疊保護膜19。硅膜Si是碳膜C的緊貼層。
為了防止重放用GMR頭被腐蝕及放電而形成浮起面層疊保護膜19，硅膜Si的膜厚為1.5nm左右，碳膜C的膜厚為3.5nm左右。在保護膜13的上端部形成浮起面淺溝14(第2凹部)d2。并且，將浮起面層疊保護膜19作為基底，通過去除C膜去除區(qū)域20中的碳膜C，在對應于感應型薄膜記錄頭中上部磁性膜12的浮起面上形成相當于碳膜C的膜厚(約3.5nm)深度的保護膜臺階(第1凹部)d1。另外，也可省略上述第2凹部d2。
圖3中示出本實施例的記錄重放分離型磁頭因受熱而變形狀態(tài)，但通過形成保護膜臺階d1，可將頭上端部的突出量降低約3.5nm。因此，可避免記錄重放分離型磁頭與記錄媒體接觸或沖突。另外，通過適當對齊C膜去除區(qū)域20、并分配浮起面層疊保護膜19的碳膜C與硅膜Si膜的厚度，可進一步抑制頭角部的突出量。
在上浮面上面保護膜19的臺階形成中考慮幾種方法。第1個方法是在頭的浮起軌道形成工序中，用抗蝕劑(掩膜材料)覆蓋C膜去除區(qū)域20以外的區(qū)域，用氧蝕刻(RIE)露出部分，保留硅膜Si，去除碳膜C，形成臺階。第2個方法與上述一樣形成掩膜后，在用氧蝕刻(RIE)去除碳膜C后，還用CF4反應性氣體去除硅膜Si，去除全部浮起面層疊保護膜19。第3個方法是全部由碳膜C形成浮起面保護膜，通過與上述相同的手段來去除浮起面保護膜19。在后者的兩個方法情況下，必須考慮在浮起面中露出的上部磁性膜12的磁性膜表面的氧化/腐蝕等損傷。該保護膜臺階d1的深度不嚴格，只要在3-5nm左右即可。
下面用圖2和圖4來詳細說明本實施例的記錄重放分離型磁頭的制造方法。首先，參照圖2。
(1)襯底1在燒結(jié)的Al2O3·TiC(氧化鋁、碳化鈦)上，通過濺射法層疊Al2O3膜(基底氧化鋁)，形成晶片形。在該襯底1上用電鍍法形成下部屏蔽膜2。下部屏蔽膜2是NiFe合金膜，膜厚為2微米。
(2)接著，用濺射法成膜下部間隙膜4。材料為Al2O3(氧化鋁)，膜厚為0.05微米。之后，用光刻法和離子研磨法來加工成要求形狀。
(3)接著，用濺射法來成膜GMR膜7，用光刻法和離子研磨法來加工成要求形狀。GMR膜7為將CoFe作為自由層的旋轉(zhuǎn)瓣(スピンバルブ)膜。
(4)接著，通過濺射法成膜磁區(qū)控制膜6和電極膜8。通過起飛(リフトオフ)法來進行布圖。磁區(qū)控制膜6是CoPt膜。電極膜8是Ta和其合金薄膜的層疊。
(5)之后，通過濺射法成膜上部間隙膜。材料為Al2O3(氧化鋁)，膜厚為0.05微米。之后，用光刻法和離子研磨法來加工成要求形狀。
(6)并且，通過電鍍法來形成上部屏蔽膜兼下部磁性膜3。材料是NiFe合金膜，膜厚為2微米。
上面，重放用GMR頭的形成結(jié)束。
接著，在重放用GMR頭上層疊感應型薄膜記錄頭。
(7)通過濺射法在上部屏蔽膜兼下部磁性膜3上形成記錄間隙膜9。材料為Al2O3(氧化鋁)，膜厚為0.2微米。
(8)接著，用電鍍法形成線圈10。線圈10的匝數(shù)為9圈，材料為Cu。
(9)接著，涂布、熱處理記錄重放分離型磁頭光刻膠，形成絕緣層11。膜厚為10微米。
(10)接著，用電鍍法形成上部磁性膜12。材料為NiFeCo。
(11)接著，用電鍍法以與電極膜8電連接地形成下部端子15。材料為Cu。
(12)接著，通過濺射法成膜保護膜13。材料為Al2O3(氧化鋁)，膜厚為60微米。
(13)之后，通過研磨劑來研磨保護膜13，使下部端子15露出，在其上，通過電鍍法來形成上部端子16。材料為Au，膜厚為6微米。
上面，重放頭和記錄頭的形成結(jié)束。
接著，形成浮起面層疊保護膜19，通過SR(shaped rail)加工，在保護膜13中形成臺階d2，在浮起面層疊保護膜19中形成臺階d1。
(14)如圖4(a)所示，從晶片狀襯底1中切出條塊18。
(15)接著，如圖4(b)所示，在條塊(bar-block)18的狀態(tài)下，在浮起面中形成軌道21。首先，在條塊18的元件面?zhèn)刃纬晒枘i、碳膜C的層疊膜19。接著，通過光刻法和離子研磨法，形成浮起用軌道21和第2凹部d2。
(16)接著，如圖4(c)所示，為了去除對應于上部磁性膜12部分的浮起面層疊保護膜19的碳膜C，在C膜去除區(qū)域20以外的區(qū)域中覆蓋光刻膠(掩膜材料)22。在該狀態(tài)下，用氧蝕刻(RIE)C膜去除區(qū)域20，將硅膜Si用作限制(ストッパ)膜，去除碳膜C。加工量為相當于浮起面層疊保護膜19中碳膜C的膜厚的約3.5nm。
(17)之后，通過去除光刻膠(掩膜材料)22，如圖1所示，形成浮起面層疊保護膜臺階(第1凹部)d1。
(18)通過將條塊18切斷成芯片單位，完成本實施例的記錄重放分離型磁頭。
上述實施例1雖是兼用重放頭的上部屏蔽與記錄頭的下部磁性膜類型的記錄重放分離型磁頭，但如圖5所示，即使是用絕緣體的分離膜3來將其分離類型，也可適用本發(fā)明，得到與上述實施例1一樣的效果。圖5中，在襯底1上，經(jīng)下部屏蔽膜2、下部間隙膜(未圖示)，形成GMR膜7、磁區(qū)控制膜6、電極膜8，經(jīng)上部間隙膜(未圖示)，形成上部屏蔽膜3、分離膜23、下部磁性膜23、記錄間隙膜(未圖示)、線圈10、夾層絕緣膜(未圖示)、上部磁性膜12、保護膜(未圖示)、浮起面層疊保護膜(未圖示)。26是切邊下部磁性膜24后使之突出的下部磁極，27是上部磁性膜12的前端磁極。由下部磁極26和前端磁極27形成磁間隙25，決定記錄磁跡寬度。在浮起面中，與上述實施例1一樣形成浮起面層疊保護膜19(未圖示)，與上述實施例1一樣，在上部磁性膜12上的保護膜中形成第2凹部d2，并且，在浮起面中對應于感應型薄膜記錄頭的部分中形成浮起面保護膜臺階(第1凹部)d1。另外，與上述實施例1一樣，也可省略第2凹部d2。
如此所述，通過在頭浮起面中對應于感應型薄膜記錄頭的部分的浮起面層疊保護膜中形成臺階，可提供一種適于窄浮起的記錄重放分離型磁頭，在消除頭因發(fā)熱變形而突出浮起面的同時，可使重放用GMR頭部分變?yōu)楦∑鹱钕曼c。
權(quán)利要求
1.一種記錄重放分離型磁頭，具有以下構(gòu)成磁阻效應型頭；感應型薄膜記錄頭，與該磁阻效應型頭相鄰設置，具有下部磁性膜、上部磁性膜、配置在該下部磁性膜與上部磁性膜之間的記錄間隙膜、和線圈；保護膜，形成于該感應型薄膜記錄頭的上部；浮起面保護膜，形成于上述磁阻效應型頭和感應型薄膜記錄頭的浮起面中；和第1凹部，形成于該浮起面保護膜對應于上述感應型薄膜記錄頭的部分上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜是碳膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜至少由兩層層疊膜構(gòu)成，上述第1凹部通過去除上述疊層膜的上層來形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜是硅膜與碳膜的層疊，上述第1凹部通過去除上述碳膜來形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的記錄重放分離型磁頭，其中，在形成于上述感應型薄膜記錄頭上部的保護膜的浮起面?zhèn)冉遣烤哂械?凹部。
6.一種記錄重放分離型磁頭，具有以下構(gòu)成磁阻效應膜，配置襯底上，設置于下部屏蔽膜及上部屏蔽膜之間；磁阻效應型頭，具有電連接該磁阻效應膜的電極膜；感應型薄膜記錄頭，經(jīng)絕緣膜設置在該磁阻效應型頭的上述上部屏蔽膜上，具有配置在下部磁性膜與上部磁性膜之間的記錄間隙膜與線圈；保護膜，形成于該感應型薄膜記錄頭的上部；浮起面保護膜，形成于上述磁阻效應型頭和感應型薄膜記錄頭的浮起面中；和第1凹部，形成于該浮起面保護膜對應于上述感應型薄膜記錄頭的部分上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜是碳膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜至少由兩層層疊膜構(gòu)成，上述第1凹部通過去除上述疊層膜的上層來形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜是硅膜與碳膜的層疊，上述第1凹部通過去除上述碳膜來形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的記錄重放分離型磁頭，其中，在形成于上述感應型薄膜記錄頭上部的保護膜的浮起面?zhèn)冉遣烤哂械?凹部。
11.一種記錄重放分離型磁頭，具有以下構(gòu)成磁阻效應膜，配置襯底上，設置于下部屏蔽膜及上部屏蔽膜之間；磁阻效應型頭，具有電連接該磁阻效應膜的電極膜；感應型薄膜記錄頭，將該磁阻效應型頭的上述上部屏蔽膜兼用作下部磁性膜，具有配置在該上部屏蔽膜兼下部磁性膜與設置在該上部屏蔽膜兼下部磁性膜上的上部磁性膜之間的記錄間隙膜與線圈；保護膜，形成于該感應型薄膜記錄頭的上部；浮起面保護膜，形成于上述磁阻效應型頭和感應型薄膜記錄頭的浮起面上；和第1凹部，形成于該浮起面保護膜對應于上述感應型薄膜記錄頭的上述上部磁性膜的部分中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜是碳膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜至少由兩層層疊膜構(gòu)成，上述第1凹部通過去除上述疊層膜的上層來形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜是硅膜與碳膜的層疊，上述第1凹部通過去除上述碳膜來形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的記錄重放分離型磁頭，其中，在形成于上述感應型薄膜記錄頭上部的保護膜的浮起面?zhèn)冉遣烤哂械?凹部。
16.一種記錄重放分離型磁頭，具有以下構(gòu)成磁阻效應膜，配置襯底上，設置于下部屏蔽膜及上部屏蔽膜之間；磁阻效應型頭，具有電連接該磁阻效應膜的電極膜；感應型薄膜記錄頭，經(jīng)絕緣膜設置在該磁阻效應型頭的上述上部屏蔽膜上，具有配置在于浮起面?zhèn)染哂写艠O的下部磁性膜與于浮起面?zhèn)染哂写艠O的上部磁性膜之間的記錄間隙膜與線圈；保護膜，形成于該感應型薄膜記錄頭的上部；浮起面保護膜，形成于上述磁阻效應型頭和感應型薄膜記錄頭的浮起面中；和第1凹部，形成于該浮起面保護膜對應于上述感應型薄膜記錄頭的部分上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜是碳膜。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜至少由兩層層疊膜構(gòu)成，上述第1凹部通過去除上述疊層膜的上層來形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的記錄重放分離型磁頭，其中，上述浮起面保護膜是硅膜與碳膜的層疊，上述第1凹部通過去除上述碳膜來形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的記錄重放分離型磁頭，其中，在形成于上述感應型薄膜記錄頭上部的保護膜的浮起面?zhèn)冉遣烤哂械?凹部。
全文摘要
在記錄重放分離型磁頭中對應于感應型薄膜記錄頭的部分的浮起面層疊保護膜中形成3nm左右的臺階(凹部)，通過偏移頭因熱變形而向頭元件的浮起面突出，可降低實效頭元件向浮起面的突出，防止與記錄媒體接觸。
文檔編號G11B5/31GK1477618SQ0310752
公開日2004年2月25日 申請日期2003年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月20日
發(fā)明者中西榮司, 磯野千博, 田所茂, 米川直, 松崎哲也, 松下雅夫, 也, 博, 夫 申請人:株式會社日立制作所