專利名稱：磁頭及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁頭以及該磁頭的制造方法，更確切地說，涉及包括CPP(電流垂直于平面)型讀頭并且特征在于硬磁層的設(shè)置的磁頭以及該磁 頭的制造方法。
背景技術(shù)：
圖6是從空氣軸承(air bearing)面?zhèn)瓤吹降陌–PP型讀頭的常規(guī) 磁頭的剖面圖。在CPP型讀頭中，感應(yīng)電流沿讀元件10的厚度方向(膜 層疊方向)流動以讀取磁數(shù)據(jù)。因此，讀元件10的側(cè)面和下屏蔽層18 的形成有讀元件10的表面涂覆有例如氧化鋁的絕緣層12。硬磁層14形成在讀元件10的兩側(cè)上。硬磁層14向讀元件10的自 由層施加磁場，以使得自由層的磁疇穩(wěn)定。硬磁層14由具有大矯頑力的 磁性材料制成，例如CoCrPt、 CoPt。硬磁層14沿著與讀元件10的自由層的平面方向平行的水平方向發(fā) 生磁化。常規(guī)上，為了使硬磁層M沿水平方向磁化，通過在絕緣層12 的表面上形成基層16并且在基層16上分別形成硬磁層14來形成硬磁層 14。形成基層16以使得晶體生長出硬磁層14并且使其磁化方向配向為 水平方向。常規(guī)上，基層16由Cr、 CrTi等制成。例如，在日本特開2004-152334號公報和日本特開2004-303309號公 報中公開了常規(guī)磁頭。如上所述，在包括CPP型讀頭的磁頭中，讀元件10的側(cè)面涂覆有 絕緣膜12，絕緣膜12的表面涂覆有基層16，并且在基層16上形成有硬 磁層14。與其中硬磁層直接接觸讀元件的CIP (電流在平面內(nèi))型讀頭 相比，由于絕緣層12和基層16的厚度而減小了由硬磁層14生成并且施 加到讀元件10的偏磁場的強度。
硬磁層14使得讀元件1的自由層的磁疇穩(wěn)定。如果硬磁層14的偏 磁場沒有適當(dāng)?shù)厥┘拥阶x元件IO，則讀頭的檢測性能劣化。為了適當(dāng)?shù)貙⒂泊艑?4的偏磁場施加到讀元件10，可以由具有大 矯頑力的材料來制造硬磁層14，或者可以使絕緣層12更薄。然而，用于形成硬磁層14的鐵磁材料是有限的；并且，如果絕緣層12過薄，則會 喪失其電絕緣性能，所以將絕緣層12變薄也是有限的。發(fā)明內(nèi)容構(gòu)想了本發(fā)明以解決上述問題。本發(fā)明的目的是提供一種包括CPP型讀頭的磁頭，其能夠有效地將 硬磁層的偏磁場施加到讀頭以改進并穩(wěn)定檢測性能。 另一目的是提供所述磁頭的制造方法。 為了實現(xiàn)這些目的，本發(fā)明具有以下結(jié)構(gòu)。艮口，本發(fā)明的磁頭包括下屏蔽層；形成在所述下屏蔽層上的讀元件；連續(xù)涂覆所述讀元件的側(cè)面和所述下屏蔽層的表面的絕緣層；形成 在所述絕緣層上的基層；以及形成在所述基層上的硬磁層，所述磁頭的 特征在于，所述絕緣層的涂覆所述讀元件側(cè)面的部分沒有涂覆有基層。在該磁頭中，基層可以由按使得硬磁層的磁化方向配向為平行于基 層表面的方式晶體生長出硬磁層的材料制成。利用此結(jié)構(gòu)，硬磁層能夠 有效地將偏磁場施加到讀元件。接著，所述磁頭的制造方法包括如下步驟在基板上形成下屏蔽層； 在所述下屏蔽層上形成讀元件；形成絕緣層以連續(xù)涂覆所述讀元件的側(cè) 面和所述下屏蔽層的表面；在所述絕緣層上形成基層；從所述絕緣層去 除所述基層的與所述讀元件的側(cè)面對應(yīng)的部分；以及在所述基層的留在 所述讀元件的兩側(cè)上的剩余部分上形成硬磁層。在該方法中，可以通過按在讀元件的側(cè)面與硬磁層之間不形成間隙 的方式對工件的表面進行斜對濺射來形成硬磁層。此外，在該方法中， 可以使用按使得硬磁層的磁化方向配向為平行于基層表面的方式晶體生 長出硬磁層的材料來在絕緣層上形成基層。在此情況下，硬磁層能夠有效地將偏磁場施加到讀元件。通過釆用本發(fā)明的磁頭和方法，可以使硬磁層更靠近讀元件，從而 可以將硬磁層的偏磁場有效地施加到讀元件。因此，可以改進讀頭的磁 數(shù)據(jù)檢測性能，并且可以制造具有穩(wěn)定特性的磁頭。


現(xiàn)在以示例的方式并參照附圖對本發(fā)明的實施例進行描述，在附圖中圖1是本發(fā)明實施例的磁頭的剖面圖；圖2A至2E是示出本實施例的磁頭的制造步驟的說明圖；圖3A至3C是示出本實施例的磁頭的進一步制造步驟的說明圖；圖4是磁盤驅(qū)動單元的平面圖；圖5是磁頭浮動塊的立體圖；以及圖6是常規(guī)磁頭的剖面圖。
具體實施方式
現(xiàn)在參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述。 (磁頭的結(jié)構(gòu))圖1是從空氣軸承面?zhèn)瓤吹降谋緦嵤├拇蓬^的讀頭的剖面圖。該讀頭的基本結(jié)構(gòu)與圖6所示的常規(guī)讀頭的基本結(jié)構(gòu)相同。S卩，下屏蔽層 和上屏蔽層20沿厚度方向?qū)⒆x元件10夾在中間。讀元件10的側(cè)面和下 屏蔽層18的從讀元件10向外延伸的部分分別涂覆有絕緣層12。在讀元 件10的兩側(cè)分別設(shè)置有硬磁層14。硬磁層14向讀元件10的自由層施加 偏磁場以使得自由層具有單疇結(jié)構(gòu)。本實施例的讀頭的特征在于用于形成硬磁層14并且形成在絕緣層 12上的基層。即，在絕緣層12的分別涂覆讀元件10的側(cè)面的第一部分 12a上不形成基層；僅在絕緣層12的從第一部分12a向外延伸并涂覆下屏蔽層18的表面的第二部分12b上分別形成基層16。由于讀元件10的側(cè)面是傾斜面，所以絕緣層12的第一部分12a是
傾斜的。基層16從第一部分12a的下端水平地向外延伸。在本實施例中，絕緣層12的涂覆讀元件10的側(cè)面的第一部分12a沒有被基層16涂覆，因此硬磁層14直接形成在絕緣層12的表面上。因此，由于不存在基層16，所以硬磁層14可以更靠近讀元件IO的側(cè)面。 與其中絕緣層12的第一部分12a涂覆有基層16的常規(guī)磁頭(參見6)相比，在本實施例中可以向讀元件10的自由層更強地施加硬磁層14的偏磁場。絕緣層12的分別涂覆讀元件10的側(cè)面的第一部分12a的厚度是3 至4nm;基層16的厚度為大約5nm。由于基層16的厚度近似等于絕緣 層12的第一部分12a的厚度，所以可以通過基層16的厚度減小讀元件 10與硬磁層14之間的距離。因此，可以增大硬磁層14的偏磁場的強度。 由于偏磁場的強度根據(jù)到讀元件10的距離而變化，所以所述結(jié)構(gòu)非常有 效。即，本實施例的磁頭能夠有效地改進讀元件10的檢測性能。 (磁頭的制造方法)參照圖2A至2E和圖3A至3C來說明第一實施例的磁頭的讀頭的制 造方法。在圖2A中，在AlTiC基板上形成下屏蔽層18,接著在下屏蔽層18 的整個表面上形成將成為讀元件10的磁阻效應(yīng)膜10a。下磁屏蔽層18由 例如NiFe的軟磁性材料制成。磁阻效應(yīng)膜10a包括磁化方向固定的栓層(pinned layer)和磁化方 向根據(jù)來自磁記錄介質(zhì)的磁場而變化的自由層。磁阻效應(yīng)膜10a進一步 包括構(gòu)成栓層和自由層的鐵磁層、用于固定栓層的磁化方向的反鐵磁層， 以及非磁性層。層疊結(jié)構(gòu)是基于產(chǎn)品來設(shè)計的。注意，本發(fā)明不限于具 有所述結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)膜10a。在圖2B中，在磁阻效應(yīng)膜10a的表面上涂敷光刻膠，并且對該光刻 膠進行構(gòu)圖以形成覆蓋要形成為讀元件10的部分的掩模圖案30。使用層 的刻蝕率不同的兩層光刻膠。在對光刻膠進行刻蝕之后，掩模圖案30的 下部比其上部更細。在圖2C中，通過離子研磨對磁阻效應(yīng)膜10a進行刻蝕，形成剖面形
狀像梯形的讀元件10。優(yōu)選的是，對工件進行斜對離子研磨，以使得側(cè) 面的傾斜角度接近90度。在圖2D中，用絕緣層12涂覆讀元件10的側(cè)面和下屏蔽層18的表 面。例如通過濺射氧化鋁來形成絕緣層12。在圖2E中，在絕緣層12上分別形成基層16。至少在絕緣層12的 從讀元件10的側(cè)面向外延伸的第二部分12b上形成基層16。由晶體生長 出硬磁層14并且將硬磁層14的磁化方向配向為與讀元件10的自由層的 平面平行的水平方向的材料(例如Cr、 CrTi)形成基層16。在圖3A中，去除基層16的貼附在絕緣層12的第一部分12a上的部 分，以使得基層16僅僅涂覆絕緣層12的涂覆下屏蔽層18的表面的第二 部分12b。為了從絕緣層12的第一部分12a去除基層16的部分，沿平行于工 件表面的方向執(zhí)行離子研磨。實際上，相對于工件表面成一角度地執(zhí)行 離子研磨。通過該步驟，去除基層16的貼附在絕緣層12的第一部分12a 上的部分，從而露出第一部分12a。在圖3B中，通過在從絕緣層12的第一部分12a去除基層16的部分 之后進行濺射而形成硬磁層14。硬磁層14由具有大矯頑力的鐵磁材料制 成，例如CoCrPt、 CoPt。絕緣層12的第一部分12a從其第二部分12b向上延伸，并且在讀元件 10的頂部形成有掩模圖案30。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，如果相對于工件的表面垂直地 進行濺射，則在讀元件10的側(cè)面的側(cè)基部部分上不形成硬磁層14，在讀元 件10的側(cè)面與硬磁層14之間形成間隙。優(yōu)選的是，相對于工件表面斜對 地進行濺射，以確保在讀元件10的側(cè)面的側(cè)基部部分上形成硬磁層14。在圖3C中，在形成硬磁層14之后去除掩模圖案30，去除掩模圖案 30，并且在工件的整個表面上形成上屏蔽層20。上屏蔽層20也由例如 NiFe的軟磁性材料制成。通過上述步驟，可以制造圖1所示的讀頭。從絕緣層12的第一部分 12a去除基層16的部分，從而硬磁層14直接涂覆絕緣層12的第一部分 12a的表面。
在本實施例中，讀元件10的側(cè)面是傾斜的。理想的是，相對于基板 的表面垂直地形成讀元件10的側(cè)面。在相對于基板的表面接近垂直地形成讀元件10的側(cè)面的情況下，硬磁層14形成在涂覆絕緣層12的第二部 分12b (其形成在下屏蔽層18上)的基層16上。因此，通過形成在下屏 蔽層18上方的基層16來控制硬磁層14的配向特性。即使沒有用基層16 涂覆絕緣層12的第一部分12a，也可以毫無困難地執(zhí)行對硬磁層14的配 向方向的控制。絕緣層12的第一部分12a具有規(guī)定的厚度以確保電絕緣。因此，可 以防止電短路的問題。 (磁盤驅(qū)動單元)在圖4中示出了具有本發(fā)明的磁頭的磁盤驅(qū)動單元。磁盤驅(qū)動單元 50包括矩形的盒狀外殼51;容納在外殼51中的主軸電動機52;以及 由主軸電動機52轉(zhuǎn)動的多個磁記錄盤53。在盤53的旁邊設(shè)置有可以在 與盤53的表面平行的平面內(nèi)擺動的滑臂(carriage arm) 54。在各個滑臂 54的縱向前端接合有磁頭懸臂(head suspension) 55。在磁頭懸臂55的 前端接合有磁頭浮動塊60。磁頭浮動塊60接合到磁頭懸臂55的盤側(cè)面。圖5是磁頭浮動塊60的立體圖。在磁頭浮動塊60的面對盤53的表 面的空氣軸承面中，沿著浮動塊主體61的側(cè)緣形成有用于磁頭浮動塊60 從盤53的表面浮起的浮動軌道(floatingrail) 62a和62b。向磁頭浮動塊 60的前端側(cè)(氣流流出側(cè))按面對盤53的方式設(shè)置有具有上述讀頭的磁 頭63。磁頭63涂覆有保護膜64并且受到保護膜64的保護。當(dāng)通過主軸電動機52轉(zhuǎn)動磁盤53時，由盤53的轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的氣流 使得各個磁頭浮動塊60從盤53的表面浮起，隨后通過致動器56進行尋 道操作，從而通過磁頭63將數(shù)據(jù)寫入盤53并從盤53讀取數(shù)據(jù)?？梢栽诓幻撾x本發(fā)明的本質(zhì)特征的精神的情況下以其他具體形式來 實施本發(fā)明。因此無論在哪方面都應(yīng)該將這些實施例視為示例性的而非 限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書而不是以上的描述來表示， 因此旨在將落入權(quán)利要求的等同物的意思和范圍內(nèi)的全部變化包括在其 中。
權(quán)利要求
1、一種磁頭，所述磁頭包括下屏蔽層；形成在所述下屏蔽層上的讀元件；連續(xù)地涂覆所述讀元件的側(cè)面和所述下屏蔽層的表面的絕緣層；形成在所述絕緣層上的基層；以及形成在所述基層上的硬磁層，其中，所述絕緣層的涂覆所述讀元件的側(cè)面的部分沒有被基層涂覆。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁頭，其中，所述基層由按將所述硬磁層的磁化方向配向為平行于所述基 層的表面的方式晶體生長出所述硬磁層的材料制成。
3、 一種磁頭的制造方法， 所述制造方法包括以下步驟 在基板上形成下屏蔽層； 在所述下屏蔽層上形成讀元件；形成絕緣層以連續(xù)涂覆所述讀元件的側(cè)面和所述下屏蔽層的表面； 在所述絕緣層上形成基層；從所述絕緣層去除所述基層的與所述讀元件的側(cè)面對應(yīng)的部分；以及在所述基層的留在所述讀元件的兩側(cè)上的剩余部分上形成硬磁層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其中，通過按在所述讀元件的側(cè)面與所述硬磁層之間不形成間隙的 方式對工件的表面進行斜對濺射來形成所述硬磁層。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其中，使用按將所述硬磁層的磁化方向配向為平行于所述基層的表 面的方式晶體生長出所述硬磁層的材料來在所述絕緣層上形成所述基
全文摘要
本發(fā)明提供磁頭及其制造方法。本發(fā)明的磁頭能夠有效地向讀頭施加硬磁層的偏磁場，以改進并穩(wěn)定檢測性能。本發(fā)明的磁頭包括下屏蔽層；形成在所述下屏蔽層上的讀元件；連續(xù)地涂覆所述讀元件的側(cè)面和所述下屏蔽層的表面的絕緣層；形成在所述絕緣層上的基層；以及形成在所述基層上的硬磁層。所述絕緣層的涂覆所述讀元件的側(cè)面的部分沒有被基層涂覆。
文檔編號G11B5/39GK101154387SQ20071000824
公開日2008年4月2日 申請日期2007年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者秋江正則 申請人:富士通株式會社