專利名稱：磁記錄頭及制造該磁記錄頭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁記錄頭，更具體地講，涉及一種具有形成為大致梯形形狀的主極的垂直磁記錄頭以及制造該垂直磁記錄頭的方法。
背景技術(shù)：
通常，基于磁區(qū)的磁極化是縱向的還是垂直的，磁記錄介質(zhì)分為縱向磁記錄介質(zhì)和垂直磁記錄介質(zhì)。垂直磁記錄介質(zhì)適于增加記錄密度。磁記錄介質(zhì)通常以盤形的方式提供，在所述磁記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)的裝置被稱為磁頭。這種垂直磁記錄頭包括主寫極，用于將磁場施加到磁記錄介質(zhì)上；返回極，用于使施加的磁場返回。垂直磁記錄頭具有薄膜層壓結(jié)構(gòu)，以便被最小化。
為了增加磁記錄密度，盤形磁記錄介質(zhì)的軌道寬度不得不窄。為此，重要的是要減小主極的寬度。然而，由于在形成圖案技術(shù)方面的限制，具有傳統(tǒng)層壓結(jié)構(gòu)的磁記錄頭在減小主極的寬度方面受到限制。
現(xiàn)在將參照圖1至圖3簡要說明傳統(tǒng)磁記錄頭的層壓結(jié)構(gòu)和制造該傳統(tǒng)磁記錄頭的方法。圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)中梯形主極和軌道寬度之間的關(guān)系的示意圖。當從磁記錄頭的縱向端和磁記錄介質(zhì)的記錄表面垂直地看，主極10具有大致梯形的形狀。當梯形主極10在選擇的軌道上寫比特數(shù)據(jù)時，其具有的優(yōu)點是即使傾角S最大，主極也不影響相鄰的軌道。軌道的寬度由與梯形截面的長邊對應的主極10的第一側(cè)10b的寬度確定。特別是當傾角S是0°時，最大的軌道寬度W1等于梯形主極10的第一側(cè)10b的寬度。其中，與梯形的長邊對應的第一側(cè)10b和與短邊對應的第二側(cè)平行。
圖2是示出傳統(tǒng)磁記錄頭的層壓結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2表示與磁記錄介質(zhì)面對的磁記錄頭的縱向端。磁記錄頭包括第一絕緣層21、第二絕緣層22、第三絕緣層23和返回極層30。第二絕緣層22形成具有梯形截面的狹長切口。狹長切口填充有磁性材料，形成梯形主極10。
圖3A至圖3D是示出制造傳統(tǒng)的磁記錄頭的方法。首先，如圖3A所示，第一絕緣層21和主極層10′依次沉積，并在主極層10′上形成光刻膠的圖案80。光刻膠圖案80是具有期望寬度的的線條圖案。光刻膠圖案的寬度的最小值由形成光刻膠圖案的光刻技術(shù)確定。
下一步，如圖3B所示，主極層10′被各向同性地蝕刻，直到第一絕緣層21暴露。這樣，在光刻膠的圖案80的下方形成梯形主極10。此時，梯形主極10長側(cè)的寬度等于光刻膠圖案80的寬度。
下一步，如圖3C所示，第二絕緣層22在第一絕緣層21上形成。絕緣材料沉積在第一絕緣層的整個表面上，直到主極10的兩側(cè)被掩蓋。通過剝離(lift-off)技術(shù)可以一起去除沉積在梯形主極10的上部的絕緣材料和光刻膠圖案。另一種方式是，光刻膠圖案由剝離器去除，絕緣材料沉積在整個表面上，磨光覆蓋在主極10上部的絕緣材料。此外，如圖3D所示，第三絕緣層23在主極10和第二絕緣層22上形成，磁性材料的返回極30在第三絕緣層23上形成。
可由傳統(tǒng)光刻設(shè)備形成的光刻膠圖案80的寬度被限制在至少100nm。如上所述，光刻膠圖案80的寬度W1等于梯形主極10的第一側(cè)10b的寬度。即，具有傳統(tǒng)層壓結(jié)構(gòu)的磁記錄介質(zhì)的限制是軌道寬度的最小值為大約100nm。
為了進一步增加磁記錄介質(zhì)的記錄密度，需要使用現(xiàn)有的工藝設(shè)備來實現(xiàn)減小梯形主極的寬度的新結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有層壓結(jié)構(gòu)的磁記錄頭以及制造該磁記錄頭的方法，其能使用現(xiàn)有的工藝設(shè)備顯著減小磁記錄介質(zhì)的軌道寬度。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種包括具有主極和返回極的層壓結(jié)構(gòu)的磁記錄介質(zhì)，所述層壓結(jié)構(gòu)包括在絕緣層中形成的梯形分層部分，在所述梯形分層部分的底側(cè)具有第一磁部分，在所述梯形分層部分的頂(長)側(cè)具有(形成有)絕緣帽部分；第二磁層，鄰近于梯形分層部分布置并與所述第一磁層絕緣。
所述第一磁部分可起主極的作用，用于將磁場施加到磁記錄介質(zhì)，而所述第二磁層可起返回極的作用，用于使施加的磁場返回。所述絕緣帽層可起寫間隙的作用，用于使第一磁部分和第二磁層之間絕緣以增加磁記錄的穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造包括具有主極和返回極的層壓結(jié)構(gòu)的磁記錄頭的方法，其中，所述方法包括在第一絕緣層上依次形成第一磁層和絕緣帽層；在絕緣帽層上形成期望寬度的掩模圖案，蝕刻第一磁層和絕緣帽層，直到暴露第一絕緣層，從而形成梯形分層部分；在第一絕緣層上沉積絕緣材料形成第二絕緣層以掩蓋梯形分層部分的外圍；在所述第二絕緣層上形成第二磁層。


通過參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例，本發(fā)明的上述和其它特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)中梯形主極和軌道寬度之間的關(guān)系的示意圖；圖2是示出傳統(tǒng)磁記錄頭的層壓結(jié)構(gòu)的截面圖；圖3A至圖3D是示出制造傳統(tǒng)磁記錄頭的方法的截面圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的磁記錄頭的層壓結(jié)構(gòu)的截面圖；圖5A至圖5D是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的制造磁記錄頭的方法的截面圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖更全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明可以實現(xiàn)為多種形式，不應該被理解為局限于以下闡述的實施例。提供這些實施例是為了使本公開徹底和完整，并將本發(fā)明的范圍全面地傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在整個說明書中，相同的標號指示相同的元件。
現(xiàn)在將參照附圖詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的磁記錄頭。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的磁記錄頭的層壓結(jié)構(gòu)的截面圖，其中，對比示出了根據(jù)本發(fā)明的磁記錄頭的軌道寬度和傳統(tǒng)磁記錄頭的軌道寬度。
參照圖4，根據(jù)本發(fā)明的磁記錄頭的層壓結(jié)構(gòu)包括第一絕緣層21、第二絕緣層22和第二磁層30。第二絕緣層22形成具有梯形截面的狹長切口。狹長切口布置有其中包括多個層的梯形分層部分100。梯形分層部分100包括在梯形的底部成層的第一磁部分110和在梯形的頂側(cè)形成的絕緣帽部分120。更詳細地講，由于第一磁部分110在梯形分層部分100的短側(cè)成層，所以第一磁部分110具有比圖2所示的傳統(tǒng)梯形主極10的梯形形狀小的梯形形狀。
更具體地，第一磁部分110具有與梯形截面的長邊對應的寬度為W2的第一側(cè)110b。因此，如果梯形分層部分100的尺寸等于傳統(tǒng)梯形主極10的尺寸，則第一側(cè)的寬度W2顯著小于傳統(tǒng)梯形主極10的第一側(cè)的寬度W1。本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易理解梯形的幾何特性。根據(jù)結(jié)構(gòu)上的特性，根據(jù)本發(fā)明實施例的磁記錄頭能顯著減小磁記錄頭的軌道寬度。
這里，第一磁部分110和第二磁層30由被電磁感應引起的外部磁場的效果磁化的軟磁性材料制成。根據(jù)本實施例的磁記錄頭可以由在本領(lǐng)域通常使用的材料如坡莫合金(NiFe)制成。由于第一磁部分110起主極的作用，其窄的截面區(qū)域磁場集中，所以第一磁部分110優(yōu)選由具有比第二磁層30的飽和磁通密度(即Bs值)高的飽和磁通密度的材料制成。
第一絕緣層21、第二絕緣層22和絕緣帽部分120可以由包括氧化物如Al2O3的絕緣材料制成。也可以采用任何其它通常用于絕緣材料的合適材料制成，如氧化物、氮化物等。
由與主極對應的第一磁部分110引起的磁場穿過磁記錄介質(zhì)的記錄層(未示出)和位于記錄層之下的軟襯層，然后返回到與返回極對應的第二磁層30。在此期間，記錄層內(nèi)與具有高磁通量的第一磁部分110對應的區(qū)域被磁極化為兩個不同的方向，從而記錄數(shù)據(jù)比特。
現(xiàn)在將描述制造根據(jù)本發(fā)明實施例的磁記錄頭的方法。圖5A至圖5D是示出制造根據(jù)本發(fā)明實施例的磁記錄頭的方法的截面圖。
首先，如圖5A所示，通過任何現(xiàn)有的沉積技術(shù)，如濺射、電鍍、真空電鍍、原子層沉積等，依次沉積第一絕緣層21、第一磁層110′和絕緣帽層120′。第一絕緣層21的厚度隨意控制在納米級或者次納米(subnanometer)級。絕緣帽層120′的厚度與磁記錄頭的寫間隙對應。為了更清楚地表現(xiàn)本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)之間的差別，圖5A所示的第一磁層110′和絕緣帽層120′的總厚度等于圖3A所示的主極層10′的厚度。
掩模圖案80形成于絕緣帽層120′的表面上。掩模圖案80是由使光刻膠形成圖案的光刻技術(shù)形成的光刻膠圖案。為了使磁記錄介質(zhì)的軌道寬度最小化，掩模圖案80優(yōu)選具有現(xiàn)有光刻技術(shù)能夠提供的最小寬度。
下一步，如圖5B所示，層壓結(jié)構(gòu)的上表面通過濕刻/干刻工藝被蝕刻，直到暴露第一絕緣層21。例如，在實施濕刻的情況下，通過使用期望的蝕刻劑(例如檸檬酸過氧二硫酸鹽蝕刻劑)蝕刻絕緣帽層和第一磁層。因此，在掩模圖案80之下形成梯形分層部分100。梯形分層部分100可以通過使用如離子銑削的方法獲得。
下一步，如圖5C所示，在第一絕緣層21上形成第二絕緣層22。在去掉光刻膠圖案之前，絕緣材料在第一絕緣層的整個表面上沉積，直到梯形分層部分的兩側(cè)被掩蓋。沉積在梯形分層部分上部分的絕緣材料可以通過剝離技術(shù)與光刻膠圖案一起去除。另一種方式是，用剝離器去除光刻膠圖案，然后，在絕緣材料沉積到整個表面上之后，磨光覆蓋在梯形分層部分上部分的絕緣材料。
最后，如圖5D所示，在梯形分層部分100和第二絕緣層22上形成第二磁層30。第二磁層適于具有比第一磁部分110大的截面，以當在磁記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)比特時使磁通低于第一磁部分110的磁通。第二磁層30可以由飽和磁通密度低于第一磁部分110的飽和磁通密度的材料制成。
如上所述，由現(xiàn)有工藝設(shè)備可以實現(xiàn)制造根據(jù)本發(fā)明的磁記錄頭的方法。
根據(jù)以上描述，由于本發(fā)明利用了梯形主極的幾何特性，所以本發(fā)明能夠提供一種使用現(xiàn)有工藝設(shè)備顯著減小磁記錄頭的軌道寬度的磁記錄頭以及制造該磁記錄頭的方法。
盡管已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實施例詳細示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應當理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其在形式上和細節(jié)上做出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種包括具有主極和返回極的層壓結(jié)構(gòu)的磁記錄頭，所述層壓結(jié)構(gòu)包括梯形分層部分，形成于絕緣層中，在所述梯形分層部分的底側(cè)具有第一磁部分，在所述梯形分層部分的頂側(cè)具有絕緣帽部分；第二磁層，鄰近于所述梯形分層部分布置并與所述第一磁層絕緣。
2.如權(quán)利要求1所述的磁記錄頭，其中，所述第二磁層鄰于所述梯形分層部分頂側(cè)的絕緣帽部分形成。
3.如權(quán)利要求1所述的磁記錄頭，其中，所述第一磁部分由具有比所述第二磁層的飽和磁通密度高的飽和磁通密度的材料制成。
4.一種制造包括具有主極和返回極的層壓結(jié)構(gòu)的磁記錄頭的方法，所述方法包括在第一絕緣層上依次形成第一磁層和絕緣帽層；在所述絕緣帽層上形成期望寬度的掩模圖案，蝕刻所述第一磁層和所述絕緣帽層，直到暴露所述第一絕緣層，從而形成梯形分層部分；在所述第一絕緣層上沉積絕緣材料形成第二絕緣層以掩蓋所述梯形分層部分的外圍；在所述第二絕緣層上形成第二磁層。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，蝕刻所述第一磁層和所述絕緣帽層的操作通過各向同性地蝕刻實現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述第一磁層由具有比所述第二磁層的飽和磁通密度高的飽和磁通密度的材料制成。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述期望寬度的掩模圖案通過光刻工藝形成圖案。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述掩模圖案的寬度是光刻工藝能夠形成圖案的最小寬度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種磁記錄頭及制造該磁記錄頭的方法。所述方法包括在第一絕緣層上依次形成第一磁層和絕緣帽層；在絕緣帽層上形成期望寬度的掩模圖案，蝕刻第一磁層和絕緣帽層，直到暴露第一絕緣層，從而形成梯形分層部分；在第一絕緣層上沉積絕緣材料形成第二絕緣層以掩蓋梯形分層部分的外圍；在所述第二絕緣層上形成第二磁層。
文檔編號G11B5/127GK1838241SQ20061000196
公開日2006年9月27日 申請日期2006年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者李厚山, 金庸洙 申請人:三星電子株式會社