专利名称：在薄膜磁性传感器内形成垂直间隙的过程的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及磁性信息存储装置，特别涉及到这类装置中使用的传感器。更具体地说，本发明涉及一种具有垂直磁间隙的薄膜磁性读/写头及其制造方法。
磁盘驱动器是一种信息存储装置，它使用至少一个具有指定用于存储数据的同心圆形数据道的旋转磁介质盘；使用一个用于从不同数据道读取数据和向它们写入数据的读/写传感器；使用一个用于支撑传感器使之在数据道邻近、在存储介质上方以飞越模式工作的支撑装置，它一般是一个滑动器；使用一个用于弹性地在数据道上方支撑滑动器和传感器的悬架件；使用一个定位致动器，后者和传感器/滑动器/悬架件的组合体相连，用于将传感器移动跨越介质，到达所需数据道，并在读取或写入操作过程中将传感器保持在该数据道中心线上方。传感器或固定在滑动器上，或与滑动器形成一个整体，滑动器利用气垫将传感器支撑在存储盘的数据面上方，气垫亦称空气轴承，是由旋转中的盘所产生的。另一种方案中传感器在运行中可和介质面接触。悬架件提供所需滑动器负载及滑动器和致动器臂之间的尺寸稳定性，该致动器臂系用于将传感器/滑动器/悬架件的组件和致动器连结。悬架件用于将传感器和滑动器保持在盘的数据面邻近，并使负载力尽可能小。按照读取操作所需数据的要求或写入操作时需将数据放置于正确的数据道的要求，致动器将传感器放置于正确数据道上方。通过将组合件沿着一般横向于数据道的方向跨越盘面移动，致动器被控制以将传感器定位于所需数据道上方。
信息的磁记录十分成功，因此存在着日益增长的需要，要求提高记录密度。在现有技术中通用的磁记录方法是水平或纵向记录。在纵向记录中，所记录的位的磁极性处于水平方向，或与记录介质面是同平面的。从写入磁头的一个极尖出来的磁力线经过磁存储介质沿水平方向往下游或上游(决定于磁存储介质的相对运动方向)，到达返回极，该返回极形成写入磁头的磁力线返回路径。两个极由一个间隙隔开，该间隙做得极小，以便在写入操作的任何时候将磁力线集中在磁介质的小面积上，从而允许在沿着数据道的直线长度内记录更多的数据位。极的宽度决定了数据道的宽度，也就决定了可以在介质上形成的数据道的数量。
不言自明，磁极间的薄间隙必须精确形成，极必须精确对准，以提高写入磁头的性能。为此目的，现有技术提供了几种薄膜淀积方法，用于制造写入磁头。所有这些方法都是利用真空淀积和/或镀膜技术将多层磁性和非磁性材料按所选顺序淀积到一块衬底上。如此制得的薄膜头一般有两类，一是装配成使薄膜层垂直于磁介质，另一是装配成使薄膜层平行于介质。对于前一类薄膜头，一般是在衬底上由一个间隙材料层将两个薄膜磁极层加以隔离。在制造过程中将薄膜层垂直切割，在切割平面中将极尖显露并定位。因此需要一个研磨步骤，将极尖抛光，这就增加了损伤磁头的可能性。
对于后一类薄膜头，一个垂直于薄膜层的垂直壁用于隔离两个极，从而决定了极尖间的间隙。一个方法是靠着一个极层和衬底的垂直壁做该壁，接着将第二块衬底连接到壁上，因而相对第一极层跨越该壁形成第二极层。该方法的一个例子在Sakakima的美国专利4676972中已经公开。此方法有许多缺点。首先，需要一个研磨步骤，这增加了损害磁头的可能性。其次，磁极的对准决定于在形成磁极各步骤中所用光刻技术中固有的对准限度。第三，需要连接两部分产生加工问题，因而不便于在薄片上的批量生产。
另外一个方法是首先建立一个单独直立的壁，然后在该壁两侧形成磁极，这已在Lazzari的美国专利4837924中举过例。Mallary的美国专利4912584中公开了一个方法，用于建立一个适合于安装在滑动器一侧的磁头，它首先在衬底上建立一个单独直立的壁，然后再形成磁极。
于1993年1月8日申请的共同转让给本发明的受让人的共同未决申请美国专利申请系列号08/002290使用了一种方法，它首先在已事先淀积在衬底上的脱离层上建立一个单独直立壁，然后从磁极层开始，将磁头的各个薄膜层加以淀积。然后将脱离层腐蚀，即溶解，从而除去衬底，并显露出由壁隔离的磁极件及它们所组成的磁头或传感器。该方法已在所谓“簧片(reed)”方法中得到实现，将读/写头和悬件架作为一个整体来进行批量生产。有不同的理由希望做到这点。在通常的磁盘驱动器中，传感器和滑动器不是和悬浮件一起，而是单独组成，然后由组装人员进行精密操作，把它们组装在一起。这些部件都很小，而且它们相互之间的定位必须精确。传感器必须相对于数据道精确定位，这又意味着悬架件必须精确地在滑动器上定位。悬架件必须使滑动器在相对于旋转盘的运动方向具有俯仰和滚动运动的挠性，但却阻止偏航运动。在将悬架件相对于滑动器定位时的任何误差都要求重新组装，或者会把两个部件刮伤。
当悬架件和滑动器正确定位后，必须将引线连接到传感器上。该引线沿着悬架件布线，并连到放大器，该放大器或放置在悬架件上，或和致动器组合在一起。在保证良好电气连接的同时，不允许该引线给滑动器/悬架件增加弹簧刚度。例如，该引线一般可由操作人员焊到传感器输出端头和放大器两者，加以固定。再有，组装误差仍然可能导致刮伤整个组装件。
采用制造传感器/滑动器/悬架件的簧片方法中的整体结构可以减少制造中的许多考虑，并允许在最初的薄片面上成批地、容易而精确地制造磁头和悬架件。
然而，过去使用过的单独直立壁的方法并不能免除制造困难。经验证明，单独直立壁是易碎的，而且自身不支持重复生产的。在单独直立壁建立后，至形成磁极前，还有一些随后的加工步骤，如光刻胶加工、蚀刻和镀膜，这些加工步骤的苛刻环境会使上述问题更为严重。为了在这些随后的加工步骤中不受损害，该单独直立壁的结构整体性必须加以改善。
因此本发明的主要目的是提供一个用于制造磁头的改进的加工过程，它使用一个垂直壁来决定磁头的磁极间的磁间隙。
本发明的另一个目的是建立一个纵向记录头，它适合于在平行于薄片或衬底的主平面的平面内进行批量加工。
根据本发明的原理，在形成磁极前在垂直壁的两侧加上辅助支撑。
在最佳实施例中，在衬底中形成一个凹坑或凹槽，在衬底上淀积上脱离层，然后淀积一层氧化铝，称之为矾土或刚玉。在凹坑区域内在矾土层蚀刻出一个槽，直至脱离层。再淀积一个聚合物或金属材料的部分层，该部分层的一条边正好处于凹坑和槽的中线上。再淀积上一层壁的材料，例如二氧化硅，该层在蚀刻后，留下一个垂直壁靠在聚合物或金属的部分层上。该壁一直延伸到凹槽和由矾土复盖的凹坑的侧壁上，并且该壁的两端紧靠和固定在侧壁上。于是在壁的两侧同时形成了磁极。然后按照恰当的步骤顺序将一些附加的薄膜层淀积上去，从而完成所需垂直间隙和水平磁头结构。通过将脱离层的一层或数层腐蚀，也即溶解掉，即可将衬底和完成的薄膜结构分离开。于是极尖显露出来，并且不需研磨或抛光，因为它们是在平行于衬底平面的脱离层平面内形成的。另一种方法是，可以在由矾土复盖的坑壁上，在垂直壁的两端竖起支柱来支撑垂直壁。
本发明的平面淀积设计允许在一个薄片面上完成磁头和悬架组件的所有加工过程，从而形成一个单一的整体单元。这允许在单一的薄片上完成多单元磁头/悬架组件的批量生产。此外，由于可以省略过多的多次的研磨步骤，生产单一的传感器/悬架组件就很方便了。
参照附图，通过下面对本发明的最佳实施例的详细解释将使本发明的上述和其他目的、特点和优点更为明显，附图中相同的参考数字标志着相同部件，附图为
图1是具有使用簧片传感器/悬架组件的旋转致动器的磁记录系统的顶宙图，该传感器/悬架组件具有根据本发明制造的磁传感器；图2是具有根据本发明制造的磁传感器的簧片传感器/悬架组件的最佳实施例的顶视平面图；图3是图2中所示簧片传感器/组件的按剖面线3—3所取剖面图；图4是用于解释根据本发明的加工过程的一个实施例的衬底上凹坑区的透视图；图5A—5I是用于解释图2、3和4中所示簧片传感器/悬架组件生产中所用加工步骤的剖面图6A—6D是用于解释图2、3和4个所地簧片传感器/悬架组件生产中所用另一种加工步骤的剖面图；图6 E是用于解释图6D中所解释的形成图象步骤之后所得的镀膜架的顶视平面图；图7是用于解释根据本发明第二最佳实施例的在具有所建垂直壁的衬底上的凹坑区的透视图；图8A是表示根据图7所示实施例的支撑一个使用支柱的垂直壁的中间步骤的剖面图；图8B是沿图8A中线8B—8B所取剖面图，用于表示根据图7所示实施例的支撑一个使用支柱的垂直壁的中间步骤。
本描述用于解释本发明的一般原理，而不应从约束性的意义上了解。本发明的范围由所附权利要求书确定。
虽然本发明是用图1所示磁盘存储系统中的实施例加以描述，显然本发明也适用于其他磁记录系统，例如磁带记录系统。现参照图1，图中表示了一个磁盘存储系统10，它包括外壳11，在外壳11中安装了一个旋转致动器13，一个或更多个安装在轴17上的相关连的磁存储盘15，以及一个和轴17相连用于转动盘15的驱动装置(未示出)。旋转致动器13将一个传感器/悬架簧片整体组件19跨越存储盘15的平面沿着弧形路径移动，该组件19是根据本发明所生产的。旋转致动器13包括一个音圈马达，后者包括一个可在固定的永磁组件23中移动的线圈21。一端有动圈21的致动器臂25安装在枢轴柱27上以便绕枢轴转动。支撑臂29连到致动器臂25的另一端，并且伸展在盘15的平面上方。支撑臂29以悬臂方式在盘15的平面上方支撑着整体簧片组件19。簧片组件19包括悬架部分31和位于簧片组件19的一端的传感器/滑动器33，簧片组件19具有空气轴承面(ABS)。在飞越模式温盘驱动器和接触式记录应用装置两者内，术语ABS系指滑动器的一个侧面，该侧面一般平行和邻近于介质面15。
簧片组件19的悬架部分31对传感器/滑动器33施加一个事实上与盘15的平面垂直的负载。当盘15不旋转时，该垂直负载使传感器/滑动器33和盘15的数据面保持接触。在磁盘驱动器10运行期间，在传感器/滑动器33的ABS和旋转盘15的盘面之间产生气动升力，该力的方向正和施加于传感器/滑动器33的垂直负载的作用方向相反，因此促使传感器/滑动器33在盘面上方飞越。另一种方案是，在接触式记录中，当盘15旋转时，传感器/滑动器33的ABS仍和介质保持接触以读取或记录数据。
在运行中盘存储系统10的不同部件是由诸如数据访问控制信号和内部时钟信号那样的信号所控制的，这些信号是由可能包括逻辑控制线路、存储装置和微处理器的控制单元35所产生的。这些控制信号控制到系统的不同操作，例如马达控制和磁头定位控制。这些控制信号提供所要求的电流分布，以便用最佳方式利用致动器13将所选滑动器移动并定位于有关磁盘15上所要求的数据道上。动圈21由定位信号控制，在磁组件23的磁场内移动，因此使致动器臂25围绕枢轴柱27转动。由于希望使传感器/滑动器33在读取或写入操作中能快速地由一个磁道移动到另一个磁道访问，传感器必须在最短时间内定位于并到达所要求的磁道。读取和写入信号送至传感器23或从它取出，如下面所公开的实施例所解释的那样，传感器33包括一个读取磁头和写入磁头，或包括一个双重用途的读/写头。用数据编码的写入信号引起写入磁头中磁极磁场的变化，而该磁场相应地使盘15的数据道上数据区的磁方向对准，从而将二进制数据在磁道上记录下来，磁道上的数据是通过数据区之间的磁方向的变化来表示的。以后所记录数据可用下法检索出来通过读磁头检测磁道上的磁变化，并将读取的相应信号加以解码。
当簧片组件19位于盘15的数据面上时，它必须具有径向刚度，而围绕其俯仰和横滚轴则必须有相当大的挠性。如果需要的话，可在整体簧片组件19的悬架部分31上面制造一个集成电路放大器组件37。
上面的典型的磁盘存储系统的描述和图1中相应的解释只用于说明的目的。很明显，一个磁盘存储系统可以包括大量盘和致动器臂，而每个致动器臂可支持一定数量的滑动器。应该注意，虽然图1中所解释的致动器13是旋转致动器，其他盘驱动系统可以使用现有技术中已知的直线致动器。
现参照图2和3，它们用于解释一个根据本发明的原理的整体簧片传感器/悬架组件19的最佳实施例。传感器33和悬架部分31整体地做成，从而成为一个整体和单一的簧片传感器/悬架组件19。在最佳实施例中，传感器是一个双重目的读/写头，它包括一个环状磁性感应头，用于纵向记录用途，如一般性地在已于1993年1月8日申请的未决共同申请美国专利申请序列号08/002290中所描述，现在假如它已完全公布那样，在此加以引用。
整体簧片组件19包括一个伸长的通常是矩形的部件39，它由诸如氧化铝(Al2O3)或二氧化硅(SiO2)那样的不导电材料制造，并且沿其大部分长度具有相对均匀的厚度以形成悬架部分31。部件39的一端厚度较大，图中所示左端较厚，那里形成一个磁性读/写头33，同时在它的下表面形成一层滑动器的ABS。如图3所示，ABS包括一个在簧片组件体39的下部形成的成形突起部40，它可包括可以形成耐磨或接触垫衬的材料，该垫衬可用于接触式记录，此时ABS和介质面15进行接触。另一种方案是，成形突起部40可在它的下表面(也即和介质面15有相对关系的那个面)形成一层ABS，当簧片组件19和介质盘15之间存在相对运动时，即产生一个升力，使滑动器能紧贴介质面飞越过去。
读/写磁头33有一个磁回路，后者包括一个上磁轭43，它分别在前型撑53和后间隙型撑55处和下磁轭的两个部分42和45在磁路上连接起来。下磁轭部分42和45由一个被垂直间隙壁60所决定的水平间隙所隔开，而该垂直间隙壁60是在两块磁极46和48间形成的。磁极46和48的形状是如此设计，以使间隙47靠近突起部40的面，并使磁极头50和52事实上同平面，因而能非常靠近记录介质。
和磁轭结构感应地耦合着一个水平螺旋线圈41，线圈的两端通过两根沿悬架部分31的整个长度延伸的接引导线49接至终端连接柱51。整个薄膜传感器结构由一层例如矾土那样的材料组成的复盖层57所保护。簧片组件19的制造过程包括各种大家熟知的淀积步骤和光刻步骤的组合。整个簧片组件19由平行于支撑衬底的不同层次所制成，然后完整的组件又从衬底分离出来，这样一来就很大地简化了它的生产过程。
对于特定用途，为了得到最佳性能，可以采用特定的尺寸，一般情况下簧片组件19的总长度在大约5至20毫米(mm)的范围内，其最大宽度在大约0.3至2.0毫米的范围内，其最大厚度在悬架部分31大约20至50微米(μm)，而在传感器部分则约为30至65μm，以及其总质量在大约200微克至2.0毫克的范围内。
为更便于理解根据本发明要完成的制造过程，对于由该过程所制造的间隙壁构造有一个总的了解将是有益的。图4是一个透视图，用于解释从传感器内部所看到的极尖区，为清晰起见，复盖层和上磁轭结构都忽略不画出。磁极部46和48是在基本衬底65中形成的凹坑70中形成的，而磁头50和52是在凹坑70底部中形成的凹槽72的底部形成的。在完成薄膜制造过程后，整个传感器/悬架组件19将从基本衬底举起，以便显露ABS或接触面处的极尖50和52(暂时不考虑任何可能在ABS上和极尖上形成的耐磨层)。极尖50和52由跨越凹坑的中线的垂直壁60所隔离。
图5A—5I是用于解释图2和3所示簧片组件19的制造加工步骤的剖面图(对应于图4中沿线5—5所作剖面)。为简化起见，只表示了簧片组件19的传感器端，组件其余部分的制造的附加过程可参照美国专利号08/002290，后者上面已经引用过，并将包括在下面将描述的全部制造过程中。
参照图5A和5B，最初可用任何技术人员所熟知的适当材料，如矾土—钛—碳化物(Al2O3—TiC)或硅，制成平面型加工载体衬底65(大到足够容纳所需簧片组件19的总长度)，该衬底65用化学或干法蚀刻，形成矩形凹坑70。在这里显示的例子里，该凹坑70具有一个带有20μm×30μm的平基底的30μm×50μm的开口。在凹进去的衬底65上用例如溅射淀积那样的方法首先淀积成可抛弃层或隔离层66。下面将会清楚，，脱离层66实际上是被溶解掉，以使制成的薄膜传感器—悬架组件19从衬底65脱出来。可注意到另一种方案是在平的衬底上的脱离层66内形成凹坑70。脱离层66也能形成图案，以便形成一层随后淀积而成的耐磨层(见下面的讨论)。例如脱离层6可以是导电材料，因此还可用作以后各层诸如极块46和48的种子层或镀膜基层，以后各层是用镀膜技术加以淀积的。类似的可用于脱离层66的材料是NiFe或Cu，例如，它们可用溅射或镀膜过程加以淀积。
在脱离层66上再形成一层阻挡层或衬底层68。一层光刻胶层或金属掩模层(未示出)接着淀积在层68上并且形成图案。然后在衬底层68中形成一个凹坑72，它穿过层68，到达层66。在此例中，凹坑72一般是一个尺寸为10μm宽、15μm长的矩形凹坑。下一步是，例如，利用溅射淀积法将一层种子层74淀积在矾土衬底层68和凹坑72的斜侧面和底部上。种子层74用于淀积磁极块46和48的层，后者最好用镀膜过程进行淀积。另外，一层例如使用矾土制成的薄保护复盖层(未示出)淀积在种子层74上，用于在随后的加工步骤中保护种子层。然而，一个重要的条件是如果所用种子层的材料是磁性的，它不许存在磁性间隙47内，以免在磁路上将间隙47短路。在最佳实施例中，如种子层材料可以是磁性时，要采用一个“磨损进去”步骤，将已完工的传感器—悬架组件19的种子层74中位于极尖50和52下面的那部分磨损或研磨掉。然而，如果不用“磨损进去”步骤，则种子层的材料必须是非磁性的，例如铜Cu。
参照图5C，利用光刻技术形成了部分层76，它用材料为诸如光刻胶那样的聚合物材料或金属材料，并且几乎复盖凹坑70和凹槽72的一半。该部分层76的边缘77决定了垂直侧壁的位置，该边缘77离凹坑和槽的中线偏移了一点，以便在给定壁厚的情况下使间隙壁正好沿中线形成。
如图5D所示，使用一种均质淀积技术，例如真空淀积，在部分层76和凹坑70和槽72上形成了薄层78，该薄层所用材料为诸如矾土或硅土(SiO2)那样的瓷质或不导电材料。该硅土层78的厚度d实际上和希望得到的垂直磁间隙47的厚度相同。使用例如活性离子蚀刻那样的均质蚀刻技术，能将硅土层78很好地蚀刻掉，以便将所有水平平面上的材料除去(见图5E)。注意到如果经过这一蚀刻步骤，在垂直侧壁77处层78变薄，则作为补偿，可在初始时淀积一层稍厚些的硅土层78。接着用常用方法除掉部分层76，留下垂直壁60，后者跨过槽72和坑70(图5F)。壁60的两端由被矾土复盖的槽72和坑70的侧壁71(如图4所示)所夹住并固定。因此该壁60能够定位，，不受后面处理和加工步骤所引起扰动的影响。壁上的多余的硅土材料可用光掩模和化学蚀刻的方法除掉。
参照图5G，使用常用的掩模和真空淀积法或者电镀膜技术，同时形成磁极块46和48，它们的极尖50和52形成于凹坑72的壁60的两侧，而在镀膜前早先淀积而成的种子层保护复盖物已被移去。这样获得的结构和图4所示结构非常相似。
在单一加工步骤内同时形成两块磁极块46和48的做法有不少好处。首先，可以更好地将极尖50和52对准。其次，由于在垂直壁两侧都有连续磁力线，从而提供良好的磁力线宽度控制，因此能最大限度地减少由于反射磁力线衍射而造成的贴近效应，也即磁极角的圆化等等。第三，极块46和48的成分将完全相同。
现参照图5H，为完成簧片组件的加工，使用标准撑垫技术来制造型撑53和55。包括磁极块46和48的下磁轭部分42、45和上磁轭43是由镍铁合金(NiFe)，即通常称作坡莫合金者，或其他合适的磁性材料如铁(Fe)、镍(Ni)和钴(Co)或它们的合金所制造，并最好按已熟知的技术加以镀膜。类似地，线圈绕组41、引线导体49和终端连接柱51也是用铜(Cu)或金(Au)为原料，使用例如镀膜技术所制成。整个下磁轭部分42、45和磁极块46、48的典型加工方法是在一次镀膜操作中完成，而不是只先形成下部磁极块，然后再形成下磁轭42和45的其余部分。在镀上线圈绕组41之前，先在下部磁极部46、48和下磁轭42、45上淀积一层绝缘层(未示出)。由于上磁轭43制造中可能会遇到技术中熟知的各种困难，它是在单独的镀膜步骤中形成的，而极块的其余部分是在线圈绕组41和连接导体49形成之后的加工步骤中镀膜并和上磁轭结合在一起的。在上磁轭43镀膜之前，在线圈绕组41上淀积复盖了第二层绝缘层(未示出)。
现在参照图6A—6E，其中解释了形成垂直壁60的加工步骤的另外一种顺序。如图6A所示，一层厚约5μm的光刻胶层63布满于衬底61上面。在本例中，衬底61是如上面参照图5A和5B所解释那样制备的，它包括一个氧化铝/钛碳化物衬底，并带有在衬底面上形成的一层矾土隔离层和一层薄隔离层，后者包括Cr(300)/Cu(1μm)/Cr(2000)/W(1000)。在这个实施例中，隔离层也用作镀膜种子层。光刻胶层63使用活性离子蚀刻法(RIE)形成图案、硬化和蚀刻，从而形成带有垂直边77的部分层63，该垂直边77横向跨越凹坑70和槽72的大约中线部分。然后用诸如SiO2那样的非磁性材料的薄层材料淀积在部分层63和其他暴露的面上。然后使用方向性离子研磨过程，如CF4RIE，将除垂直边77上淀积物以外的全部所淀积非磁性材料除去，以形成一道横向跨越凹坑70和凹槽72的垂直壁。再将第二层光刻胶层67淀积在部分层63和显露出的衬底63和坑70和槽72上面，光刻胶层67和部分层63的总厚度约为10μm。接着对第二光刻胶层67进行硬化，同时将64层和67层形成图案，以便如图6E所示形成包括极块46、48和极尖50、52在内的下磁轭部分42和45的镀膜架69。利用以上描述的加工过程顺序所形成的垂直壁由光刻胶层63、67在两侧支撑住。垂直壁60也可如此设计，即构造于平面上，因而不要求将垂直壁60在两端夹紧以便支撑。
然后一厚层矾土67淀积在已完工的磁头结构上，从而提供传感器33的完整封装。
矾土悬架材料最好溅涂至从20至50微米的厚度。当希望簧片组件19具有对称应力时，脱离层上的保护矾土层68的厚度应等于簧片组件顶部的复盖层的厚度。悬架组件的平面形状利用众所周知的技术中的常用蚀刻技术在磁头附近形成图案。当在一个衬底上制造多个组件时，矾土的复盖层和垫底层可蚀刻掉或锯掉，以便将相邻的簧片组件分离开。脱离层随后溶解掉，从而使磁头/悬架组件同衬底脱离，获得图5I所示结构，后者是图2所示磁头区的放大视图。
如果磁头用于接触式记录而希望有一层耐磨层，则在蚀刻凹槽72(图中未示出)后应在脱离层上淀积一层耐磨层，从而在磁头的气垫面上形成一层抗磨面。耐磨层应淀积得薄些，以避免随后在极尖50和52附近再进行研磨。还可以在图2所示基本簧片组件上复盖其他材料(图中未示出)，以改善磁头的整体性。该结构可用适当的研磨工艺或离子研磨工艺来完成加工，以得到所需外部结构。更多的细节可参照前面已经引用参照过的美国专利申请序列号08/002290。
参照图7、8A和8B，公开了本发明的另一实施例。在本实施例中，垂直壁60不是由凹坑70和槽72的由矾土复盖的侧壁所支持，相反，该垂直壁60的两端由凹坑70中的两根支柱80和81所支撑。此外，可注意到使用支柱后，垂直壁可在完全平的面上建造而不需凹坑的侧壁。
在淀积部分层76以形成侧壁77之前(也即在前面所述实施例中图5B所示步骤之后)，如图8A所示，在凹坑70中凹槽72之上形成两根支柱80和81。可用常用的光掩模和淀积技术来形成铜支柱。接着淀积一层部分层76，遮盖住凹坑70的一半，从而决定两个支柱之间的侧壁，所用方法和图5C中所解释的前一实施例中所用方法完全相同。随后的步骤(未示出)和前一实施例中图5D—5I所示步骤相类似。靠着侧壁淀积一层硅石层。具体讲，优选蚀刻硅石层78(铜支柱不受活性离子蚀刻过程的影响)，然后除去光刻胶层，就在支柱之间形成垂直壁60。加工完成簧片结构的过程的其余部分也和前一实施例引用中所公开的过程相类似。
可注意到根据上面描述的实施例制做完成的磁头中的垂直壁不再需要矾土层中凹坑或槽的侧壁或支柱的支撑，因它是夹在极头之间的。如果愿意，可除去侧壁或支柱而不会影响磁头的整体性。
虽然本发明是参照所引用的实施例而具体地示出并描述的，但熟悉技术的人都知道，在不背离本发明的精神和范围的情况下，在形式和细节上可作不同修改。同时也很明显，不用旋转式致动器而用直线式致动器，也不背离本发明。这里所公开的结构可利用任何常用的薄膜蚀刻和淀积过程来制造，例如，溅射、蒸汽淀积、镀膜、化学蒸汽淀积，离子束淀积和蚀刻等，并伴之以磁性、电气和结构部分的众所周知的光图案成形技术(包括光掩蔽和光刻过程)。相应地，这里公开的本发明只考虑为解释性的并只受由所附权利要求书所规定的范围限制。
权利要求
1.一种用于制造磁传感器的方法，其特征在于包括以下步骤提供一块具有一层在其平面上形成的脱离层的衬底，所述衬底和所述脱离层决定了一个具有侧壁的凹坑；在所述凹坑内形成一个由非磁性材料组成的垂直壁，垂直壁的两端由所述凹坑的侧壁所支撑；形成用磁性材料构成的第一和第二极块，每一个所述极块具有一个极尖，两个所述极尖在所述凹坑中面对面地放置着，并由放置在它们中间的所述垂直壁所隔离，所述垂直壁决定了一个磁间隙；在磁路上将两块所述磁块加以连接；以及通过除去所述隔离层，将所述衬底同形成的磁传感器分离开。
2.权利要求1中的方法，其特征在于所述凹坑包括一个在其中形成的凹槽，在凹槽内放置所述极尖。
3.权利要求1中的方法，其特征在于形成所述垂直壁的步骤包括以下步骤淀积第一材料层，第一材料层具有一个横跨所述凹坑形成的垂直边；在所述第一材料层的所述垂直边上淀积第二材料层；以及除去所述第二材料层和所述第一材料层的水平部分，因此留下所述第二材料层在所述垂直边上淀积的那部分，从而形成一个横跨所述凹坑的所述垂直壁，所述垂直壁的两端由所述凹坑的所述侧壁所支撑。
4.权利要求1的方法，其特征在于形成所述垂直壁的步骤包括以下步骤淀积由第一材料组成的第一层，该第一层具有横跨所述凹坑的垂直边；将一层第二材料层淀积在所述第一材料层上，所述第二材料淀积在所述垂直边上；除去所述第二材料层的水平部分，因此留下淀积在所述垂直边上的所述第二材料的那部分，从而形成所述垂直壁；以及将所述第一材料组成的第二层淀积在所述脱离层上和包括所述第一材料的所述第一层的凹坑上。
5.权利要求4的方法，其特征在于包括将所述第一材料的所述第一和第二层形成图案和进行蚀刻的步骤，从而为所述第一和第二极块形成一个镀膜架。
6.权利要求1的方法，其特征在于包括以下步骤形成磁感应线圈和用于所述线圈的电气连线，所述线圈感应地连到所述极块；以及形成和所述极块成为一个完整的整体的悬架部件。
7.权利要求1方法，其特征在于所述磁性材料包括从镍、铁、钴、镍—铁和镍、铁或钴的磁性合金的一组材料中选出的一种材料。
8.权利要求7的方法，其特征在于所述磁性材料包括镍—铁。
9.权利要求4的方法，其特征在于所述第一材料包括一种金属材料。
10.权利要求4的方法，其特征在于所述第一材料包括一种聚合材料。
11.权利要求4的方法，其特征在于所述第二材料包括一种不导电材料。
12.权利要求4的方法，其特征在于所述第二材料是从包括氧化铝和氧化硅的一组材料中选出的。
13.一种用于制造磁盘存储系统的方法，其特征在于包括以下步骤提供至少一个磁存储盘；提供一个驱动机构，用于转动所述磁存储盘；提供一个用于移动一个磁传感器的致动器机构，磁传感器系由靠近所述磁存储盘的面的悬架部件所支撑；提供通过以下步骤制造的一种磁传感器；提供一块衬底，所述衬底具有在所述衬底上形成的一层脱离层，所述衬底和所述脱离层决定了具有侧壁的凹坑；在所述凹坑中形成一个由非磁性材料组成的垂直壁，垂直壁的两端由所述凹坑的侧壁所支撑；形成由磁性材料构成的第一和第二极块，每块所述极块都具有一个极尖，这两块所述极块互相面对面地放置在所述凹坑中，并由放置在它们中间同时决定磁间隙的所述垂直壁所隔离开；将所述极块在磁路上连接起来；以及通过除去脱离层，将所述衬底同在其上形成的所述磁传感器分离开。
14.权利要求13的方法，其特征在于所述凹坑包括一个在其中所形成的凹槽，凹槽中放置所述极尖。
15.权利要求13的方法，其特征在于用于形成所述垂直壁的步骤包括以下步骤淀积第一材料层，该层具有一个横跨所述凹坑而形成的垂直边；在所述第一材料层的所述垂直边上淀积第二材料层；除去所述第二材料层的水平部分，因此留下淀积在所述垂直边上的所述第二材料层的那部分，从而形成横跨所述凹坑的所述垂直壁；以及将所述第一材料的第二层淀积在所述脱离层上和包括所述第一材料的所述第一层的所述凹坑上。
16.权利要求15的方法，其特征在于包括将所述第一材料的所述第一和第二层进行图案成形和蚀刻的步骤，从而为所述第一和第二极块形成渡膜架。
17.权利要求13的方法，其特征在于所述磁传感器是和所述悬架部件作为一个完整的整体而制造的。
18.一种磁传感器，其特征在于包括具有空气轴承面的主体；两块由磁性材料组成具有极尖的极块，所述极尖在所述主体内靠近所述空气轴承面处并互相面对面地放置着；一个用于隔离开所述极尖的垂直壁，所述垂直壁由所述主体在两端支撑住；以及用于在磁路上将所述极块连接的装置。
19.权利要求18的磁传感器，，其特征在于所述主体包括一个用于支撑所述垂直壁的每一端的支柱。
20.权利要求18的磁传感器，其特征在于所述主体一般是延伸的，并包括一个完整的悬架部件。
21.权利要求18的磁传感器，其特征在于所述磁性材料包括从镍、铁、钴、镍—铁和镍、铁或钴的磁合金的一组材料中选出的一种材料。
22.权利要求18的磁传感器，其特征在于所述垂直壁包括从氧化铝和氧化硅的一组材料中选用的一种材料。
23.权利要求19的磁传感器，其特征在于所述支柱由非磁性材料组成。
24.权利要求23的磁传感器，其特征在于所述非磁性材料包括铜。
25.一种磁盘存储系统，它包括一个外壳；至少一个安装在所述外壳内的磁存储盘，所述磁盘是旋转的，并具有数据道，用于记录所提供的数据；一个放在所述外壳内靠近所述介质盘的致动器臂；以及一个连接到所述致动器臂的传感器和悬架组件，其特征在于包括一个具有空气轴承面的伸长的主体，所述空气轴承面是在远离所述致动器臂的一端形成的；两块极块，其极尖放置于所述主体内靠近所述空气轴承面处，并且互相面对面地放置；一个由非磁性材料组成并将所述极尖隔开的垂直壁，所述垂直壁在两端由所述主体所支撑；以及用于在磁路上连接所述极块的装置。
26.权利要求25中的磁盘存储系统，其特征在于所述主体包括用于支撑所述壁的两端的支柱。
27.权利要求25中的磁盘存储系统，其特征在于所述主体是一个完整的整体结构。
28.一种在平面上用一种材料形成垂直壁的方法，其特征在于包括以下步骤提供一块衬底；在所述衬底的一部分上面淀积一层第一材料，所述第一材料层具有一个横跨至少一部分所述衬底而形成的垂直壁的边；在所述第一材料层上淀积一层第二材料层，所述第二材料淀积在所述垂直壁的边上面；除去所述第二材料层的水平部分，留下淀积在所述垂直壁的边上面的所述第二材料的那部分；以及在所述衬底和所述第一材料层上淀积一层第三材料层。
全文摘要
在制造具有垂直间隙的薄膜磁头过程中，在形成磁极前先在间隙壁的两端提供辅助支撑。在衬底中形成一个凹坑，一层脱离层接着一层矾土层淀积在衬底上。在凹坑内穿过矾土层蚀刻一个凹槽，到达脱离层。由聚合物或金属组成的部分层再淀积上去，其垂直边跨过凹坑和槽的中线。一层非磁性壁材料例如氧化硅淀积上去，在蚀刻后靠着部分层的垂直边留下了垂直壁。除去部分层后，留下一个垂直壁横跨凹槽和坑，其两端固定并支撑在凹槽侧壁上。
文档编号G11B5/31GK1122495SQ9411292
公开日1996年5月15日 申请日期1994年12月9日 优先权日1994年3月7日
发明者雨果·A·E·桑蒂尼, 克林顿·D·斯奈德 申请人:国际商业机器公司