專利名稱：磁頭滑塊和該磁頭滑塊的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁頭滑塊(magnetic head slider)以及磁頭滑塊的制造方法，具 體地，本發(fā)明涉及一種具有加熱器元件的磁頭滑塊及其制造方法，該加熱器元件用于調(diào)節(jié) 磁頭元件部分與磁盤之間的間距。
背景技術(shù)：
使用各種盤(諸如光盤、磁光盤和柔性磁盤)的盤驅(qū)動(dòng)器件在本領(lǐng)域中是公知的。 具體地，硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)已經(jīng)廣泛用作計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器件，并且已經(jīng)成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)必需的存儲(chǔ)器件之一。此外，由于HDD的顯著特性，除了計(jì)算機(jī)之外，HDD還廣泛用于動(dòng) 畫記錄/重現(xiàn)裝置、車導(dǎo)航系統(tǒng)、移動(dòng)電話等。 HDD包括磁盤和磁頭滑塊；磁盤上的數(shù)據(jù)通過磁頭滑塊來讀取和寫入。為了增大 磁盤上每單位面積的記錄容量，必需增加區(qū)域記錄密度(arearecording density)。然而， 由于介質(zhì)磁化的熱起伏(thermal fluctuation)，記錄位長(zhǎng)度的減小導(dǎo)致區(qū)域記錄密度不 能增大的問題。通常，隨著Ku V/kT的值減小，熱起伏的影響增強(qiáng)，其中Ku是磁各向異性 常數(shù)，V是磁化的最小單位體積，k是玻耳茲曼常數(shù)，T是絕對(duì)溫度。因此，需要Ku或V變得 更大，以減小熱起伏的影響。 為了解決該問題，已經(jīng)開發(fā)了垂直記錄方法，該垂直記錄方法利用單磁極記錄頭 在具有軟磁下層的雙層垂直介質(zhì)上垂直記錄磁信號(hào)。該方法可以向介質(zhì)施加較強(qiáng)的記錄磁 場(chǎng)。因此，可以使用磁盤的具有較大磁各向異性常數(shù)(Ku)的記錄層。另外，在垂直磁記錄 方法中的磁盤中，通過在膜厚度方向生長(zhǎng)磁顆粒同時(shí)在介質(zhì)表面上保持小的磁顆粒直徑或 者保持小的位長(zhǎng)度，可以有利地實(shí)現(xiàn)V的增加。 在HDD中使用的磁盤設(shè)置有多個(gè)同心數(shù)據(jù)軌道(data track)和伺服軌道(servo track)。每個(gè)伺服軌道由包含地址信息的伺服數(shù)據(jù)扇區(qū)(servo datasector)組成。每個(gè) 數(shù)據(jù)軌道包括含有用戶數(shù)據(jù)的多個(gè)已記錄的數(shù)據(jù)扇區(qū)。在沿圓周方向離散設(shè)置的伺服扇區(qū) 之間記錄數(shù)據(jù)扇區(qū)。由擺動(dòng)致動(dòng)器(swingactuator)支撐的磁頭滑塊的磁頭元件部分根據(jù) 伺服數(shù)據(jù)的地址信息訪問期望的數(shù)據(jù)扇區(qū)、記錄數(shù)據(jù)到該數(shù)據(jù)扇區(qū)以及從該數(shù)據(jù)扇區(qū)復(fù)制 數(shù)據(jù)。 為了增加磁盤的記錄密度，減小在磁盤上方飛行的磁頭元件部分與磁盤之間的間 距以及該間距的變化是重要的；已經(jīng)提出了一些技術(shù)來控制間距。其中一種技術(shù)在磁頭 滑塊中設(shè)置加熱器(heater);該加熱器加熱磁頭元件部分以調(diào)整間距。(例如，參照以下 列出的專利文件l)。在本發(fā)明的說明書中，稱之為熱飛行高度控制(thermal fly-height control, TFC)。 TFC向加熱器施加電流以產(chǎn)生熱，由熱膨脹引起磁頭元件部分突出 (protrusion)。這減小了磁盤與磁頭元件部分之間的間距。 圖9是示出在磁頭滑塊9的空氣流出端表面(尾端表面(trailing endsurface)) 附近的構(gòu)造的截面圖。滑塊91支撐磁頭元件部分92。磁頭元件部分92包括復(fù)制頭93和 記錄頭94。記錄頭94通過電流流過記錄線圈(recording coil)941而從主磁極942產(chǎn)生磁場(chǎng)，以將磁數(shù)據(jù)記錄到磁盤上。復(fù)制頭93具有磁各向異性的磁致電阻元件931，并通過根 據(jù)來自磁盤的磁場(chǎng)變化的電阻而復(fù)制磁數(shù)據(jù)。 磁頭元件部分92形成在AlTiC基板上，該AlTiC基板通過薄膜沉積工藝構(gòu)成滑塊 91。磁致電阻元件931夾在磁屏蔽(magnetic shield)932與933之間。由例如氧化鋁制 成的保護(hù)膜95形成在記錄頭94與復(fù)制頭93周圍。加熱器96設(shè)置為接近記錄頭94和復(fù) 制頭93。加熱器96可以通過利用例如透磁合金(permalloy)纏繞薄膜電阻元件以及利用 氧化鋁填充間隙來形成。 當(dāng)給加熱器元件96供應(yīng)電力時(shí)，加熱器元件96的熱使磁頭元件部分變形而導(dǎo)致 突出。隨著供應(yīng)的電功率的量增加/減少，磁頭元件部分92的突出量增加/減少。相反， 隨著供應(yīng)的電功率的量增加/減少，間距減小/增大。 專利文件1是公開號(hào)為No. 2008-123654的未審查的日本專利申請(qǐng)。

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，來自加熱器元件的熱使磁頭元件部分膨脹并突出，從而可以調(diào)整磁頭
元件部分與磁盤之間的間距。然而，磁頭元件部分包括記錄頭和復(fù)制頭；記錄頭和復(fù)制頭的
每個(gè)都由多個(gè)元件組成。因此，在磁頭元件部分的面對(duì)盤的表面上的突出量在整個(gè)表面上
不是均勻的，而是突出量根據(jù)磁頭元件部分(面對(duì)盤的表面)上的位置而變化。 發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，突出量隨磁頭元件部分上位置的差異是減小磁間距的干擾。記
錄中的磁間距表示主磁極與記錄層之間的間距，復(fù)制中的磁間距表示磁致電阻效應(yīng)元件與
記錄層之間的間距。 圖10(a)和圖10(b)是在磁頭滑塊的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中突出量的輪廓(profile)的示 例。圖10(a)是當(dāng)磁頭元件部分接觸磁盤時(shí)的輪廓，圖10(b)是當(dāng)記錄頭記錄數(shù)據(jù)時(shí)的輪 廓。表現(xiàn)這些輪廓的磁頭元件部分包括復(fù)制元件，具有將磁致電阻元件夾在其前和后(如 在滑塊的行進(jìn)方向看到的前面和后面)上的兩個(gè)屏蔽元件；以及垂直記錄頭，在主磁極的 前方和后方具有兩個(gè)返回極(return pole)。加熱器元件位于復(fù)制頭的上側(cè)(在飛行表面 的相反側(cè))。 如根據(jù)圖10(a)所理解的，在接觸時(shí)，下返回極P1最突出并接觸磁盤。接下來參 照?qǐng)D10 (b)，在數(shù)據(jù)記錄時(shí)，下返回極P1也最突出，而在主磁極MP與返回極之間存在稍小于 lnm的間隙(主磁極位于稍高于lnm處)。 TFC旨在高精確的磁記錄和復(fù)制，因而它使記錄頭的主磁極和復(fù)制頭的磁致電阻 元件靠近磁盤。另一方面，需要保證間距余量，從而防止磁頭元件部分與磁盤之間的接觸。 然而，如同上述參考的輪廓，如果返回極而不是主磁極和磁致電阻元件最突出，則需要確定 關(guān)于返回極P1的最小物理間距，以防止磁頭元件部分與磁盤之間的接觸。這將成為減小主 磁極或磁致電阻元件與記錄層之間的間距(也就是記錄和復(fù)制中的磁間距)的干擾。
因此，期望可進(jìn)一步減小主磁極和/或磁致電阻元件的最小間距的磁頭結(jié)構(gòu)。此 外，磁頭元件部分與磁盤之間的間距以及磁頭元件部分的結(jié)構(gòu)是極微小的，因而需要實(shí)現(xiàn) 磁信息的高精確記錄/復(fù)制的高精確技術(shù)。
解決問題的手段 本發(fā)明的一個(gè)方面是包括滑塊和形成于滑塊上的磁頭元件部分的磁頭滑塊。磁頭元件部分包括主磁極；返回極，來自主磁極的記錄磁場(chǎng)返回到該返回極；復(fù)制元件；設(shè)置 在復(fù)制元件與主磁極之間的屏蔽；加熱器元件，用于調(diào)整磁頭元件部分的飛行表面的形狀； 第一凹槽，設(shè)置在返回極和屏蔽中至少任一元件的末端面處；以及第二凹槽，設(shè)置在暴露的 飛行表面上并對(duì)應(yīng)于第一凹槽。因此，可以減小在磁頭元件部分與磁盤之間的磁間距，以易 于實(shí)現(xiàn)磁頭元件部分的制造，該磁頭元件部分能以較高的精度記錄和/或復(fù)制磁信息。如 果第一凹槽暴露于飛行表面上，則第一凹槽和第二凹槽可以是相同的凹槽。
第一凹槽用磁頭元件部分的非磁性絕緣膜部分地填充，非磁性絕緣膜的末端面從 第一凹槽外部的末端面凹入。從而，可以容易地形成具有余量深度(marginal d印th)的第 二凹槽。磁頭滑塊還包括沉積在磁頭元件部分的飛行表面上的涂層，該涂層具有第二凹槽， 該第二凹槽形成為與用非磁性絕緣膜部分地填充的第一凹槽的形狀相對(duì)應(yīng)。從而，可以提 高磁頭元件部分的可靠性。 復(fù)制元件形成在滑塊上比主磁極更下面的層中；加熱器元件形成為比主磁極更靠 近復(fù)制元件；返回極形成在主磁極與復(fù)制元件之間的層中；并且返回極在其末端面上具有 第一凹槽。因此利用加熱器元件可以使復(fù)制元件與記錄元件有效地靠近磁盤。屏蔽形成在 返回極與復(fù)制元件之間的層中；并且屏蔽具有在其末端面中的第三凹槽，所暴露的飛行表 面具有對(duì)應(yīng)于第三凹槽的第四凹槽。因此，在磁間距控制中，可以避免屏蔽和返回極的影 響。如果第三凹槽暴露于飛行表面上，則第三凹槽將是第四凹槽。 返回極的第一凹槽沿磁頭元件部分的堆疊方向穿透返回極；并且屏蔽的第三凹槽 形成在末端面和與返回極相對(duì)的端面之間的邊緣上。由此，可以降低對(duì)屏蔽效應(yīng)的不期望 影響。屏蔽具有多個(gè)堆疊的層，第三凹槽形成在多個(gè)層中的一個(gè)層中。由此，可以容易地獲 得凹槽的各種形狀。 第一凹槽形成于沿磁頭元件部分的堆疊方向的一個(gè)端面與末端面之間的邊緣上。 由此，可以降低對(duì)元件的最初功能的影響。所述任一元件具有多個(gè)堆疊的層，第一凹槽形成 在多個(gè)層之一中。由此，可容易地獲得凹槽的各種形狀。 本發(fā)明的另一方面是一種磁頭滑塊的制造方法，該磁頭滑塊包括滑塊和形成于滑 塊上的磁頭元件部分。該方法在基板形成包括主磁極和返回極的記錄頭，該基板組成滑塊。 該方法在基板上形成復(fù)制頭，該復(fù)制頭包括復(fù)制元件以及在主磁極與該復(fù)制元件之間的屏 蔽。該方法在基板上形成加熱器元件，該加熱器元件用于調(diào)整磁頭元件部分的飛行表面的 形狀。該方法形成圍繞記錄頭、復(fù)制頭和加熱器元件的非磁性絕緣膜；該非磁性絕緣膜填充 形成于返回極或屏蔽中至少任一元件的末端面上的凹槽。在形成記錄頭、復(fù)制頭、加熱器元 件和非磁性絕緣膜之后，通過干法蝕刻飛行表面去除凹槽中的部分非磁性絕緣膜，以部分 暴露凹槽。由此，可以減小在磁頭元件部分與磁盤之間的磁間距，以易于實(shí)現(xiàn)磁頭元件部分 的制造，該磁頭元件部分能以較高的精度記錄和/或復(fù)制磁信息。
發(fā)明效果 根據(jù)本發(fā)明，可以減小在磁頭元件部分與磁盤之間的磁間距，以實(shí)現(xiàn)磁信息的高 精度的記錄和/或復(fù)制。


圖1是示意地示出在本發(fā)明的實(shí)施方式中磁頭元件部分的結(jié)構(gòu)的示范性視64/10頁(yè)附圖標(biāo)記的描述1 :磁頭元件部分；2 :磁盤；9 :磁頭滑塊；ll:復(fù)制頭；13 :記錄頭；15 :加熱器元件16， 18 :氧化鋁；17 :涂層；21 :磁記錄層；22 :磁下層；91 :滑塊；92 :磁頭元件部分；93 :復(fù)制頭；94 :記錄頭；95 :保護(hù)膜;96 :加熱器元件；111 :下屏蔽；112 :磁致電阻效應(yīng)元件113 :上屏蔽；131:返回極；132、 137 :薄膜線圈133 :主磁極；134、136 :柱;135 :上返回極；161 :端面；171 :凹槽； 172 :底面；174 :凹槽；311 :凹槽；313 :末端面；331 :主磁極軛；332 :主磁極端；411 :末端面；412 :凹槽；611、612 :錐形側(cè)；711 :磁性層；713 :非磁性層；715 :凹槽；931 :磁致電阻元件932 :磁屏蔽；941 :記錄線圈；942 :主磁極。
在下文中，將描述應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施例。為使解釋清晰，以下的描述和附圖可 以包括適當(dāng)?shù)氖÷院秃?jiǎn)化。在所有附圖中，相同的組件由相同的附圖標(biāo)記表示，如果不必 需，為了使解釋清晰將省略重復(fù)的描述。在下文中，將描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中硬盤驅(qū)動(dòng) 器(HDD)用作磁盤驅(qū)動(dòng)器的示例。 本實(shí)施例的特征在于將要安裝在HDD上的磁頭滑塊中的磁頭元件部分的結(jié)構(gòu)。 本實(shí)施例的磁頭滑塊的記錄頭是垂直記錄頭。垂直記錄頭包括主磁極(main pole)和返 回極，該主磁極用于產(chǎn)生磁通量，該磁通量改變磁盤的記錄層的磁化，并且該磁通量返回 到返回極。復(fù)制頭包括磁致電阻效應(yīng)元件以及在磁致電阻效應(yīng)元件與記錄頭之間的屏蔽 (shield)。磁致電阻效應(yīng)元件將磁信息轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。 另外，本實(shí)施例的HDD通過熱飛行高度控制(TFC)調(diào)整磁頭元件部分與磁盤之間的 間距。TFC通過來自滑塊上加熱器元件的熱引起磁頭元件部分的熱膨脹而調(diào)整間距。TFC調(diào) 整磁間距、主磁極與磁記錄層之間的距離或者磁致電阻效應(yīng)元件與磁記錄層之間的距離。
本實(shí)施例的磁頭結(jié)構(gòu)的特征是設(shè)置在記錄頭的返回極和/或復(fù)制頭的屏蔽中的 凹槽(recess)。此外，另一凹槽與上述凹槽一起形成于磁頭元件部分的暴露的飛行表面中。 凹槽減小了返回極或屏蔽的突出對(duì)磁間距控制的影響。 圖1是示意地示出在本實(shí)施例中磁頭元件部分1的結(jié)構(gòu)的附圖。圖1示出了當(dāng)加 熱器功率為零時(shí)的初始狀態(tài)(這與隨后其它附圖中的相同)。磁頭元件部分1包括復(fù)制頭 11、記錄頭13和加熱器元件15。磁頭元件部分1形成于滑塊上；在圖1中，復(fù)制頭11形成 于滑塊(其是基板)上，記錄頭13形成于復(fù)制頭11上方。磁盤2的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)閺膱D1的 左側(cè)朝向右側(cè)。換句話說，磁頭元件部分1從圖1的右側(cè)朝左側(cè)行進(jìn)(飛行)。
在圖1中，飛行的磁頭元件部分1的前側(cè)被稱為引導(dǎo)側(cè)(leading side)，其后側(cè) 被稱為尾側(cè)(trailing side)。在圖1的構(gòu)造中，復(fù)制頭11位于引導(dǎo)側(cè)，記錄頭13位于尾 側(cè)。復(fù)制頭11包括按下列順序從引導(dǎo)側(cè)堆疊的下屏蔽111、磁致電阻效應(yīng)元件112和上屏 蔽113。磁致電阻效應(yīng)元件112夾在由磁性金屬制成的兩個(gè)屏蔽111和113之間。記錄頭 13包括按下列順序從引導(dǎo)側(cè)堆疊的返回極131、薄膜線圈(thin film coil) 132和主磁極 133。返回極和主磁極由磁性金屬制成。 主磁極133由主磁極軛(main pole yoke) 331和主磁極端(main pole tip) 332 組成。這些由磁性金屬制成。主磁極軛331經(jīng)由柱(pillar) 134連接到返回極131。主磁 極端332與主磁極軛331在磁盤側(cè)的末端接合。主磁極端332限定數(shù)據(jù)軌道寬度。
從主磁極133流出的磁場(chǎng)穿過磁盤2的磁記錄層21及其軟磁下層22，并進(jìn)入返回 極131，從而形成磁路。該磁場(chǎng)將磁化圖案記錄到磁記錄層21上。中間層可以設(shè)置在磁記 錄層21與軟磁下層22之間。另一方面，巨磁致電阻效應(yīng)元件(giant magnetoresistive effect element, GMR)、隧道磁致電阻效應(yīng)元件(TMR)等被用作復(fù)制頭11的磁致電阻效應(yīng) 元件112。來自磁記錄層21的磁場(chǎng)改變磁致電阻效應(yīng)元件112的電阻。磁致電阻效應(yīng)元件 根據(jù)電阻的變化將磁記錄層的磁化變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。 相對(duì)于復(fù)制頭11 ，加熱器元件15形成于下屏蔽111與在其引導(dǎo)側(cè)的滑塊體(在下 屏蔽lll下方)之間的層中，并形成在飛行表面(磁盤2)的相反側(cè)(遠(yuǎn)側(cè))。加熱器元件 15可以由使用透磁合金的纏繞的薄膜電阻元件制成。復(fù)制頭11、記錄頭13和加熱器元件
815及其組成元件被由例如氧化鋁制成的非磁性絕緣膜16圍繞。磁頭元件部分1的面對(duì)磁 盤2的飛行表面用碳涂層(在圖1中未示出)涂覆。 當(dāng)加熱器元件15被供應(yīng)電功率時(shí)，加熱器元件15產(chǎn)生熱。熱使復(fù)制頭11和記錄 頭13膨脹。該膨脹導(dǎo)致復(fù)制頭11和記錄頭13朝磁盤2突出，以減小其磁間距。該膨脹量 取決于加熱器元件15的加熱值(被供應(yīng)的電功率)；對(duì)加熱器元件15的控制導(dǎo)致對(duì)磁間 距的控制。 如參照?qǐng)DIO所解釋的，突出量根據(jù)在磁頭元件部分1的飛行表面上的位置而變 化?？刂拼蓬^元件部分l的突出量的目的是控制磁間距。元件不應(yīng)防止磁致電阻效應(yīng)元件 112和主磁極133 (主磁極端332)的末端(在飛行表面?zhèn)鹊哪┒?盡可能靠近磁盤2，這是 很重要的。 在圖1中，返回極131的末端從磁致電阻效應(yīng)元件112和主磁極端332的末端凹 入，返回極131的末端與磁盤的距離(間距)大于磁致電阻效應(yīng)元件112和主磁極端332 的末端到磁盤的距離。從而，在復(fù)制和記錄中對(duì)磁間距的控制不被返回極131的突出干擾。
圖2示意地示出了當(dāng)從其它觀察點(diǎn)看時(shí)在圖1中示出的磁頭結(jié)構(gòu)的構(gòu)造。圖2(a) 是當(dāng)從飛行表面?zhèn)瓤磿r(shí)部分磁頭元件部分1的視圖，其中示出了上屏蔽113、下屏蔽111、磁 致電阻效應(yīng)元件112、返回極131和主磁極133(主磁極端332)。圖2 (b)示意地示出了當(dāng) 從尾側(cè)看時(shí)的主磁極133和返回極131。圖2(c)是被圖2(b)中的虛線圓圍繞的部分的放 大視圖。 圖2(a)示出了符合自伺服寫入的磁頭的結(jié)構(gòu)。在主磁極133與磁致電阻效應(yīng)元 件112之間存在偏移，使得它們沿徑向方向的位置(在圖中沿左右方向的位置)在磁盤記 錄表面上的任何點(diǎn)上方都不同。如圖2(a)和圖2(b)所示，返回極131具有在其飛行表面 側(cè)的凹槽311。凹槽311由在寬度方向彼此平行且相對(duì)的兩個(gè)內(nèi)側(cè)面以及與盤相對(duì)的遠(yuǎn)端 面(底面)限定。兩個(gè)內(nèi)側(cè)面基本垂直于返回極131的末端面(tip end face)。凹槽311 的遠(yuǎn)端面(底面)312是返回極131在圖1中示出的末端面。 根據(jù)對(duì)凹槽311的寬度(沿盤徑向方向的尺寸)和位置的優(yōu)選設(shè)計(jì)，如圖2(a)所 示，凹槽311的在內(nèi)徑側(cè)和外徑側(cè)(在附圖中的右端和左端)的端部分別位于主磁極133 和磁致電阻效應(yīng)元件112的內(nèi)徑側(cè)和外徑側(cè)。當(dāng)沿磁頭滑塊的飛行方向(磁頭元件部分的 堆疊方向)看時(shí)，主磁極133和磁致電阻效應(yīng)元件112的末端面位于凹槽311內(nèi)。該構(gòu)造 可以降低返回極131對(duì)主磁極軛331或磁致電阻效應(yīng)元件112的磁間距控制的影響。根據(jù) 設(shè)計(jì)，任一元件可以形成在與凹槽311重疊的位置之外。 如圖2(b)和圖2(c)所示，凹槽311的內(nèi)部由作為保護(hù)膜的氧化鋁16填充。磁頭 元件部分1的飛行表面用碳涂層(overcoat) 17涂覆。如圖2(c)的局部放大圖所示，碳涂 層17覆蓋末端表面313 (在凹槽之外的端表面)和凹槽311中氧化鋁16的端表面161 。在 圖2(c)中，涂層17形成為臺(tái)階狀。 凹槽中氧化鋁16的端表面161從返回極在凹槽外部的末端面313凹入(遠(yuǎn)離盤)， 在端表面161與末端面313之間存在間隙Gl。換句話說，返回極131的凹槽311沒有被氧 化鋁16完全填充，保留了淺凹槽。間隙G1為幾納米深。另一方面，凹槽311的高度(深 度)通常為約lym。涂層17的厚度基本均勻，使得涂層17與上述淺凹槽一起表現(xiàn)為臺(tái)階 狀。涂層17具有朝凹槽底部(沿遠(yuǎn)離飛行表面的方向)的突出部，從而填充淺凹槽。
由于涂層17的厚度基本均勻，所以涂層17具有與上述突出部相對(duì)應(yīng)的凹槽；凹槽171沿垂直于盤的方向形成在與返回極131的凹槽311基本相同的位置處。凹槽171的深度由G2表示，其與Gl基本相同。這樣，在涂層17的端面上，凹槽171形成在與返回極131的凹槽311相對(duì)應(yīng)的位置處。 在返回極131的凹槽外部的末端面313的水平面(level)與主磁極133的末端面基本一致，堆疊在其上的涂層17的端面(暴露表面)也基本一致。因此，涂層17的凹槽171的被暴露底面172設(shè)置為從涂覆主磁極133末端面的涂層的暴露表面凹入(遠(yuǎn)離磁盤2)，在其之間存在幾納米的間隙G2。 這樣，在加熱器關(guān)閉的初始狀態(tài)，涂層17的凹槽171中的底表面172比堆疊在主磁極133的末端表面上的涂層17的暴露表面在離磁盤的距離(間距)上遠(yuǎn)幾納米。因此，當(dāng)來自加熱器元件15的熱使返回極131和主磁極133膨脹時(shí)，在返回極131的末端(被涂層覆蓋)處的間距可以較大，以防止返回極變成對(duì)主磁極133的突出控制(磁間距控制)的干擾。 圖3是示意地示出在圖1和圖2中示出的磁頭結(jié)構(gòu)中的返回極131、上屏蔽113和下屏蔽lll的附圖。圖3是當(dāng)從尾側(cè)看時(shí)的視圖。上屏蔽113具有與下屏蔽111相同的形狀。屏蔽lll和113的末端面用涂層17涂覆。與返回極131不同，這些屏蔽111和113沒有凹槽，它們的端面是平的。因此，涂層17的暴露表面(端面)也是平的。
磁致電阻效應(yīng)元件112的末端面的高度(沿上述深度方向的位置)與屏蔽111和113的末端面基本一致。此外，這些位置與主磁極133的末端面的位置基本一致。因此，涂層17的暴露表面與磁盤2之間的間距在返回極131的端部處的涂層17的凹槽171處較大，而在磁致電阻效應(yīng)元件112的端部處較小。因此，當(dāng)來自加熱器元件15的熱導(dǎo)致返回極131和磁致電阻效應(yīng)元件112突出時(shí)，該結(jié)構(gòu)可以防止返回極變成對(duì)磁致電阻效應(yīng)元件112的突出控制(磁間距控制)的干擾。 現(xiàn)在參照?qǐng)D4，將描述具有另一磁頭結(jié)構(gòu)的磁頭元件部分。在該磁頭結(jié)構(gòu)中，記錄頭13具有兩個(gè)返回極。在圖4(a)中，記錄頭13包括除了下返回極131之外的上返回極135。下返回極131不通過磁性金屬連接到主磁極133。另一方面，上返回極135經(jīng)由柱(pillar) 136連接到主磁極133。記錄頭13還包括第二薄膜線圈137。
如圖4(a)所示，磁頭結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)加熱器元件15a和15b。加熱器元件15a形成在與加熱器元件15 (其已經(jīng)參照?qǐng)D1解釋)相同的位置處。加熱器元件15b形成在下返回極131與主磁極133之間的層中。加熱器元件15b設(shè)置為比加熱器元件15a更靠近記錄頭13。這多個(gè)加熱器元件使得更容易通過熱膨脹控制面對(duì)盤的表面的變形。
在圖4中示出的磁頭結(jié)構(gòu)中，形成在返回極中的凹槽也是有效的。如圖4(a)和圖4(b)所示，返回極131的形狀與已經(jīng)參照?qǐng)D1到圖3描述的返回極的形狀相同。返回極131在端部具有凹槽311。因此，當(dāng)來自加熱器元件15的熱引起返回極131、磁致電阻效應(yīng)元件112和主磁極133突出時(shí)，該結(jié)構(gòu)可以防止返回極131的突出變成對(duì)磁間距控制的干擾。
在記錄頭13類似于圖4中的構(gòu)造具有兩個(gè)返回極的情形下，其中一個(gè)返回極或兩個(gè)返回極都可以在末端面處具有凹槽。在返回極中形成凹槽的目的在于防止返回極(的涂層)與磁盤之間的接觸干擾對(duì)磁致電阻效應(yīng)元件或主磁極的磁間距控制。因此，根據(jù)取決于磁頭結(jié)構(gòu)的模擬或測(cè)量，具有適當(dāng)形狀的凹槽設(shè)置在適當(dāng)?shù)奈恢锰帯＞唧w地，更靠近加熱
10器元件設(shè)置的返回極更易于延伸，因此如果設(shè)置一個(gè)加熱器元件，則優(yōu)選地在更靠近加熱器元件的返回極的末端面(面對(duì)盤的表面)中形成凹槽。 圖5示意地示出了另一優(yōu)選磁頭結(jié)構(gòu)。上述磁頭結(jié)構(gòu)在返回極中具有凹槽。在本構(gòu)造中，凹槽除了形成在返回極131中之外，還形成在上屏蔽113中。圖5(a)示意地示出了當(dāng)從飛行表面?zhèn)瓤?從磁盤看)時(shí)復(fù)制頭11和返回極131的構(gòu)造。返回極131的形狀與參照?qǐng)D1到圖3描述的返回極的形狀相同。除了上屏蔽113之外，復(fù)制頭11的結(jié)構(gòu)與參照?qǐng)D1到圖3描述的相同。 上屏蔽113在末端面411(面對(duì)盤的面)與頂端面(與返回極相對(duì)的面)之間的邊緣上具有凹槽412。圖5(b)是示意地示出上屏蔽113的凹槽412的透視圖。如圖5(c)所示，部分凹槽412用氧化鋁18填充，其另一部分用涂層17填充。 如圖5(a)到圖5(c)所示，凹槽412不沿磁頭元件部分的堆疊方向穿透上屏蔽113，而只形成在尾側(cè)(與返回極131相對(duì))。因此，末端面411的下部和上屏蔽113的下表面是平的。凹槽412由四個(gè)面限定沿寬度方向彼此平行且相對(duì)的兩個(gè)內(nèi)側(cè)面、最遠(yuǎn)離飛行表面的遠(yuǎn)端面(底面)以及在尾側(cè)的面。 要求上屏蔽113必需對(duì)磁致電阻效應(yīng)元件112呈現(xiàn)出磁屏蔽性能。形成于屏蔽113的上側(cè)而不穿透屏蔽113的凹槽412可以抑制對(duì)上屏蔽113的屏蔽功能的不良影響。如果在設(shè)計(jì)上可行，可以形成從上面穿透到下面(沿飛行方向)的凹槽。 在涂覆上屏蔽113的末端表面(飛行表面)的涂層17中，凹槽174由于凹槽412而形成。凹槽412、氧化鋁18與凹槽174之間的關(guān)系與參照?qǐng)D2(c)描述的凹槽311、氧化鋁16和凹槽171之間的關(guān)系相同。氧化鋁18的端表面有余量地凹入凹槽412中，與氧化鋁18—道，部分涂層17具有進(jìn)入凹槽412的突出。涂層17的厚度基本均勻，所以涂層17的凹槽174形成為與進(jìn)入上屏蔽113的凹槽412的突出相對(duì)應(yīng)。 在圖5(a)中，上屏蔽113的凹槽412的寬度(在圖5(a)中沿盤徑向方向或左右方向的尺寸)與返回極131的凹槽311的寬度相同。此外，它們沿盤徑向方向的位置相同。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以選擇上屏蔽113的凹槽412的尺寸以適于磁頭結(jié)構(gòu)。上屏蔽113鄰近磁致電阻效應(yīng)元件112設(shè)置；對(duì)磁間距控制的影響較小。 因此，為了減小對(duì)屏蔽功能的影響，優(yōu)選地凹槽412的寬度小于返回極131的凹槽311的寬度。通常，當(dāng)沿磁頭元件部分的堆疊方向看時(shí)，磁致電阻效應(yīng)元件112位于凹槽412內(nèi)。此外，凹槽412位于返回極131的凹槽311內(nèi)。 上屏蔽113的凹槽412的深度(距離端面的尺寸)不必與返回極131的凹槽311的深度相同。降低對(duì)磁間距影響的不是返回極131和上屏蔽113的凹槽，而是由此形成的涂層17的凹槽。如上所述，涂層17的凹槽取決于凹槽中保留的而不被氧化鋁填充的區(qū)域。因此，返回極131和上屏蔽113的凹槽具有比形成在涂層17中的凹槽深的深度就足夠了。
接下來，參照?qǐng)D6，將描述包括凹槽的返回極的另一優(yōu)選形狀。圖6(a)示出了當(dāng)從飛行表面?zhèn)瓤磿r(shí)的復(fù)制頭11和返回極131，圖6(b)示出了從尾側(cè)看時(shí)返回極131的形狀。圖6(c)示出了返回極131的另一優(yōu)選形狀，并且是從尾側(cè)看時(shí)的附圖。
如果凹槽311形成在返回極131上，則磁場(chǎng)有可能集中在其角落處，從而磁場(chǎng)會(huì)對(duì)磁盤記錄層21上的磁化信息有不利的影響。為了減少該影響，限定凹槽311的側(cè)面優(yōu)選地為錐形。在圖6(b)中，暴露到凹槽311的兩個(gè)錐形側(cè)面611沿堆疊方向(飛行方向)傾斜，兩個(gè)側(cè)面611之間的間距(凹槽311的寬度)從尾側(cè)朝引導(dǎo)側(cè)逐漸減小。通常，這兩個(gè)側(cè)面611都是錐形表面。 在圖6(c)的形狀中，暴露到凹槽311的兩個(gè)側(cè)表面612沿遠(yuǎn)離飛行表面的方向傾斜。兩個(gè)側(cè)表面612之間的間距(凹槽311的寬度)沿(遠(yuǎn)離)末端處的飛行表面朝凹槽的遠(yuǎn)端的方向逐漸變小。該形狀可以減小磁場(chǎng)集中。錐形表面的形狀不限于以上兩種形狀。例如，錐形表面可以具有在圖6(b)和圖6(c)中示出的傾斜的組合。類似地，當(dāng)凹槽形成在上屏蔽113上時(shí)，凹槽的側(cè)面優(yōu)選地是錐形表面。 在參照?qǐng)D5所述的上屏蔽113中形成凹槽中，其中一個(gè)優(yōu)選的構(gòu)造是多層的上屏蔽113。圖7示意地示出了上屏蔽113由兩個(gè)磁性層711和712形成的示例。非磁性層713插設(shè)在磁性層711和712之間。非磁性層713由例如釕制成。磁性層711包括凹槽715。磁性層711的凹槽715起到類似于參照?qǐng)D5描述的凹槽412的作用。 這樣，多層上屏蔽113可以易于根據(jù)上屏蔽113的設(shè)計(jì)而以不同形狀形成。具體地，如圖5和圖7所示，沒有沿堆疊方向穿透的凹槽可以通過濺射或電鍍沉積上磁性層711或者對(duì)其進(jìn)行蝕刻而容易地形成。該方法可以應(yīng)用于形成返回極131中的凹槽。由被非磁性層分離的多個(gè)磁性層形成的返回極131的構(gòu)造易于允許各種形狀的凹槽。
在下文中，將參照?qǐng)D8的流程圖描述根據(jù)本實(shí)施例的磁頭元件部分的制造方法。作為示例，將描述在圖1到圖3中示出的結(jié)構(gòu)的制造步驟。該方法通過常用的晶片(wafer)工藝在構(gòu)成滑塊的晶片上形成加熱器元件15、下屏蔽111和磁致電阻效應(yīng)元件112(S11)。在所形成的層上沉積氧化鋁(S12)，然后沉積構(gòu)成上屏蔽113的磁性層(S13)。在沉積材料中，可以使用濺射。 然后，蝕刻所沉積的磁性層以形成上屏蔽113(S14)。在上屏蔽113中形成凹槽412的情形下，凹槽412在該蝕刻步驟中形成。在形成上屏蔽113(S14)之后，進(jìn)一步沉積氧化鋁(S15)。如果上屏蔽具有凹槽411，則凹槽411的整個(gè)區(qū)域用氧化鋁填充。
通過濺射沉積用于形成返回極131的磁性層(S16)，然后通過蝕刻形成返回極131 (S17)。這時(shí)，形成返回極131的凹槽311。在返回極131上沉積氧化鋁(S18)以用氧化鋁填充凹槽311的整個(gè)區(qū)域。然后，形成記錄頭13的組成元件，諸如線圈(coil)132、柱134和主磁極133，最后沉積氧化鋁以形成磁頭元件部分。 在用于形成磁頭元件部分的晶片工藝結(jié)束之后，用鉆石輪劃片機(jī)(dicingsaw)將條形原始柱(raw pillar)從晶片切下。原始柱由多個(gè)滑塊組成，它們的飛行表面被處理。具體地，使用具有嵌入的金剛石研磨劑的旋轉(zhuǎn)工具執(zhí)行飛行表面的機(jī)械拋光，使得磁頭元件部分l獲得期望高度(S20)。然后，為了去除形成于飛行表面上的導(dǎo)電污點(diǎn)(smear)的主要目的，該方法通過使用離子束或等離子體的干法蝕刻清洗飛行表面(S21)。
在該蝕刻步驟(S21)中，填充凹槽311(411)的氧化鋁被部分去除，使得部分凹槽311(411)呈現(xiàn)為空間(space)。這是由于在氧化鋁與形成磁極的磁性金屬之間的蝕刻速率差異引起的。如參照?qǐng)D2所解釋的，在這時(shí)產(chǎn)生的凹槽(孔/空間)的深度是幾納米。在該蝕刻工藝(S21)之后，該方法在磁頭元件部分的飛行表面上沉積DLC的涂層17(S22)。在沉積涂層17的過程中，凹槽171形成于相應(yīng)于與凹槽311(411) —起形成的凹槽的涂層17上。 這樣，凹槽形成于通過晶片工藝(光刻工藝)形成的元件(例如返回極和上屏蔽)中，所以涂層17中的凹槽171可以形成在精確的位置處且具有精確的尺寸。此外，凹槽171在蝕刻工藝(其是普通的工藝)中形成，所以不需要額外的工藝步驟，從而可以容易且精確地獲得數(shù)納米級(jí)的凹槽。 如上所述，已經(jīng)通過優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于以上實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)容易地修改、添加或轉(zhuǎn)化以上實(shí)施例中的組件。本發(fā)明可以應(yīng)用于除HDD之外的盤驅(qū)動(dòng)器件。 為了保護(hù)磁頭元件部分，優(yōu)選地涂層覆蓋磁頭元件部分的飛行表面。然而，根據(jù)磁頭設(shè)計(jì)，可以省略涂層。在該情形下，返回極或屏蔽的凹槽的保留不被填充的部分暴露到飛行表面，使得可以獲得本發(fā)明的效果。此外，如果在制造或設(shè)計(jì)中可接受，則形成于返回極或屏蔽上的凹槽可以用涂層直接涂覆或者由于它沒有用非磁性絕緣膜填充而暴露在飛行表面上。在該構(gòu)造中，凹槽形成在暴露的飛行表面上，所以可以獲得本發(fā)明的效果。
參照附圖描述的組成元件可以單獨(dú)地使用或者可以彼此結(jié)合使用。關(guān)于屏蔽所解釋的構(gòu)造可以應(yīng)用到返回極。關(guān)于上屏蔽所解釋的構(gòu)造可以應(yīng)用到下屏蔽。本發(fā)明可以應(yīng)用到具有包括兩個(gè)返回極和單個(gè)加熱器元件的構(gòu)造的磁頭元件部分。優(yōu)選地，使用氧化鋁作為磁頭元件部分的非磁性絕緣膜的保護(hù)膜，但是也可以使用其它的材料。在本發(fā)明中重要的是在返回極和/或屏蔽中形成凹槽，形成記錄頭的元件和形成復(fù)制頭的元件的末端面(最靠近飛行表面的面)不必是平坦的。
權(quán)利要求
一種磁頭滑塊，包括滑塊；以及形成在所述滑塊上的磁頭元件部分，包括主磁極；返回極，來自所述主磁極的記錄磁場(chǎng)返回到該返回極；復(fù)制元件；屏蔽，設(shè)置在所述復(fù)制元件與所述主磁極之間；加熱器元件，用于調(diào)整所述磁頭元件部分的飛行表面的形狀；第一凹槽，設(shè)置在所述返回極和所述屏蔽中至少任一元件的末端面處；以及第二凹槽，設(shè)置在暴露的所述飛行表面上并對(duì)應(yīng)于所述第一凹槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁頭滑塊，其中所述第一凹槽和所述第二凹槽是相同的凹槽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁頭滑塊，其中所述第一凹槽用所述磁頭元件部分的非磁性 絕緣膜部分地填充，所述非磁性絕緣膜的末端面從所述第一凹槽之外的末端面凹入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁頭滑塊，還包括 涂層，沉積在所述磁頭元件部分的飛行表面上；其中該涂層具有所述第二凹槽，該第二凹槽形成為與用所述非磁性絕緣膜部分地填充的所 述第一凹槽的形狀相對(duì)應(yīng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁頭滑塊，其中所述復(fù)制元件形成在所述滑塊上比所述主磁極更下面的層中； 所述加熱器元件形成為比所述主磁極更靠近所述復(fù)制元件； 所述返回極形成在所述主磁極與所述復(fù)制元件之間的層中；以及 所述返回極在其末端面上具有所述第一凹槽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁頭滑塊，其中所述屏蔽形成在所述返回極與所述復(fù)制元件之間的層中；以及所述屏蔽具有在其末端面中的第三凹槽，并且暴露的所述飛行表面具有與所述第三凹 槽相對(duì)應(yīng)的第四凹槽。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁頭滑塊，其中所述返回極的所述第一凹槽沿所述磁頭元件部分的堆疊方向穿透所述返回極；以及 所述屏蔽的所述第三凹槽形成于所述末端面和與所述返回極相對(duì)的端面之間的邊緣上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁頭滑塊，其中所述屏蔽具有多個(gè)堆疊的層，所述第三凹槽形成在所述多個(gè)層中的一個(gè)層中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁頭滑塊，其中所述第一凹槽形成在沿所述磁頭元件部分的堆疊方向的一個(gè)端面與所述末端面之間 的邊緣上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的磁頭滑塊，其中所述任一元件具有多個(gè)堆疊的層，所述第一凹槽形成在多個(gè)層中的一個(gè)層中。
11. 一種磁頭滑塊的制造方法，該磁頭滑塊包括滑塊以及形成在該滑塊上的磁頭元件部分，該制造方法包括在構(gòu)成所述滑塊的基板上形成包括主磁極和返回極的記錄頭；在所述基板上形成復(fù)制頭，該復(fù)制頭包括復(fù)制元件以及在所述主磁極與所述復(fù)制元件 之間的屏蔽；在所述基板上形成加熱器元件，該加熱器元件用于調(diào)整所述磁頭元件部分的飛行表面 的形狀；形成圍繞所述記錄頭、所述復(fù)制頭和所述加熱器元件的非磁性絕緣膜，該非磁性絕緣 膜填充形成于所述返回極或所述屏蔽中至少任一元件的末端面上的凹槽；以及在形成所述記錄頭、所述復(fù)制頭、所述加熱器元件和所述非磁性絕緣膜之后，通過干法 蝕刻所述飛行表面去除所述凹槽中的部分所述非性磁絕緣膜，以部分暴露所述凹槽。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁頭滑塊的制造方法，還包括在被干法蝕刻的飛行表面上沉積涂層，以在所述涂層中形成與暴露的凹槽的形狀相對(duì) 應(yīng)的凹槽。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁頭滑塊的制造方法，其中 所述復(fù)制元件形成在比所述主磁極更下面的層中； 所述加熱器元件形成為比所述主磁極更靠近所述復(fù)制元件；以及在其末端面上具有凹槽的所述返回極形成在所述主磁極與所述復(fù)制元件之間的層中。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的磁頭滑塊的制造方法，其中在所述末端面上具有凹槽的所述屏蔽形成在所述返回極與所述復(fù)制元件之間的層中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁頭滑塊的制造方法，其中所述返回極的凹槽形成為沿所述磁頭元件部分的堆疊方向穿透所述返回極；以及 該凹槽形成在所述屏蔽的末端面和與所述返回極相對(duì)的端面之間的邊緣上。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁頭滑塊的制造方法，其中 所述屏蔽的形成是堆疊多個(gè)層并在所述多個(gè)層中的一個(gè)層中形成凹槽。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁頭滑塊的制造方法，其中所述凹槽形成在所述末端面與沿所述磁頭元件部分的堆疊方向的一個(gè)端面之間的邊 緣上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的磁頭滑塊的制造方法，其中所述任一元件的形成是堆疊多個(gè)層并在所述多個(gè)層中的一個(gè)層中形成凹槽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁頭滑塊和該磁頭滑塊的制造方法。本發(fā)明是為了通過減小磁頭元件部分與磁盤之間的磁間距而實(shí)現(xiàn)磁信息的更高精度的記錄和/或復(fù)制。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過由來自滑塊上的加熱器元件15的熱引起磁頭元件部分的熱膨脹而調(diào)整間距。此外，在本實(shí)施例的磁頭結(jié)構(gòu)中，凹槽設(shè)置在記錄頭13的返回極131和/或復(fù)制頭11的屏蔽113中。此外，凹槽隨同上述凹槽形成在涂層中。凹槽可以降低返回極或屏蔽的突出對(duì)磁間距控制的影響。
文檔編號(hào)G11B21/21GK101740039SQ20091022127
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
發(fā)明者望月正文, 白松利也, 黑木賢二 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司