专利名称：磁记录头及制造该磁记录头的方法
技术领域：
本发明涉及一种磁记录头，更具体地讲，涉及一种具有形成为大致梯形形状的主极的垂直磁记录头以及制造该垂直磁记录头的方法。
背景技术：
通常，基于磁区的磁极化是纵向的还是垂直的，磁记录介质分为纵向磁记录介质和垂直磁记录介质。垂直磁记录介质适于增加记录密度。磁记录介质通常以盘形的方式提供，在所述磁记录介质上记录数据的装置被称为磁头。这种垂直磁记录头包括主写极，用于将磁场施加到磁记录介质上；返回极，用于使施加的磁场返回。垂直磁记录头具有薄膜层压结构，以便被最小化。
为了增加磁记录密度，盘形磁记录介质的轨道宽度不得不窄。为此，重要的是要减小主极的宽度。然而，由于在形成图案技术方面的限制，具有传统层压结构的磁记录头在减小主极的宽度方面受到限制。
现在将参照图1至图3简要说明传统磁记录头的层压结构和制造该传统磁记录头的方法。图1是示出现有技术中梯形主极和轨道宽度之间的关系的示意图。当从磁记录头的纵向端和磁记录介质的记录表面垂直地看，主极10具有大致梯形的形状。当梯形主极10在选择的轨道上写比特数据时，其具有的优点是即使倾角S最大，主极也不影响相邻的轨道。轨道的宽度由与梯形截面的长边对应的主极10的第一侧10b的宽度确定。特别是当倾角S是0°时，最大的轨道宽度W1等于梯形主极10的第一侧10b的宽度。其中，与梯形的长边对应的第一侧10b和与短边对应的第二侧平行。
图2是示出传统磁记录头的层压结构的截面图。图2表示与磁记录介质面对的磁记录头的纵向端。磁记录头包括第一绝缘层21、第二绝缘层22、第三绝缘层23和返回极层30。第二绝缘层22形成具有梯形截面的狭长切口。狭长切口填充有磁性材料，形成梯形主极10。
图3A至图3D是示出制造传统的磁记录头的方法。首先，如图3A所示，第一绝缘层21和主极层10′依次沉积，并在主极层10′上形成光刻胶的图案80。光刻胶图案80是具有期望宽度的的线条图案。光刻胶图案的宽度的最小值由形成光刻胶图案的光刻技术确定。
下一步，如图3B所示，主极层10′被各向同性地蚀刻，直到第一绝缘层21暴露。这样，在光刻胶的图案80的下方形成梯形主极10。此时，梯形主极10长侧的宽度等于光刻胶图案80的宽度。
下一步，如图3C所示，第二绝缘层22在第一绝缘层21上形成。绝缘材料沉积在第一绝缘层的整个表面上，直到主极10的两侧被掩盖。通过剥离(lift-off)技术可以一起去除沉积在梯形主极10的上部的绝缘材料和光刻胶图案。另一种方式是，光刻胶图案由剥离器去除，绝缘材料沉积在整个表面上，磨光覆盖在主极10上部的绝缘材料。此外，如图3D所示，第三绝缘层23在主极10和第二绝缘层22上形成，磁性材料的返回极30在第三绝缘层23上形成。
可由传统光刻设备形成的光刻胶图案80的宽度被限制在至少100nm。如上所述，光刻胶图案80的宽度W1等于梯形主极10的第一侧10b的宽度。即，具有传统层压结构的磁记录介质的限制是轨道宽度的最小值为大约100nm。
为了进一步增加磁记录介质的记录密度，需要使用现有的工艺设备来实现减小梯形主极的宽度的新结构。
发明内容
本发明提供一种具有层压结构的磁记录头以及制造该磁记录头的方法，其能使用现有的工艺设备显著减小磁记录介质的轨道宽度。
根据本发明的一个方面，提供一种包括具有主极和返回极的层压结构的磁记录介质，所述层压结构包括在绝缘层中形成的梯形分层部分，在所述梯形分层部分的底侧具有第一磁部分，在所述梯形分层部分的顶(长)侧具有(形成有)绝缘帽部分；第二磁层，邻近于梯形分层部分布置并与所述第一磁层绝缘。
所述第一磁部分可起主极的作用，用于将磁场施加到磁记录介质，而所述第二磁层可起返回极的作用，用于使施加的磁场返回。所述绝缘帽层可起写间隙的作用，用于使第一磁部分和第二磁层之间绝缘以增加磁记录的稳定性。
根据本发明的另一方面，提供一种制造包括具有主极和返回极的层压结构的磁记录头的方法，其中，所述方法包括在第一绝缘层上依次形成第一磁层和绝缘帽层；在绝缘帽层上形成期望宽度的掩模图案，蚀刻第一磁层和绝缘帽层，直到暴露第一绝缘层，从而形成梯形分层部分；在第一绝缘层上沉积绝缘材料形成第二绝缘层以掩盖梯形分层部分的外围；在所述第二绝缘层上形成第二磁层。
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其它特点和优点将会变得更加清楚，其中图1是示出现有技术中梯形主极和轨道宽度之间的关系的示意图；图2是示出传统磁记录头的层压结构的截面图；图3A至图3D是示出制造传统磁记录头的方法的截面图；图4是示出根据本发明实施例的磁记录头的层压结构的截面图；图5A至图5D是示出根据本发明的一个实施例的制造磁记录头的方法的截面图。
具体实施例方式
以下将参照附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以实现为多种形式，不应该被理解为局限于以下阐述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并将本发明的范围全面地传达给本领域技术人员。在整个说明书中，相同的标号指示相同的元件。
现在将参照附图详细地描述根据本发明的磁记录头。图4是示出根据本发明实施例的磁记录头的层压结构的截面图，其中，对比示出了根据本发明的磁记录头的轨道宽度和传统磁记录头的轨道宽度。
参照图4，根据本发明的磁记录头的层压结构包括第一绝缘层21、第二绝缘层22和第二磁层30。第二绝缘层22形成具有梯形截面的狭长切口。狭长切口布置有其中包括多个层的梯形分层部分100。梯形分层部分100包括在梯形的底部成层的第一磁部分110和在梯形的顶侧形成的绝缘帽部分120。更详细地讲，由于第一磁部分110在梯形分层部分100的短侧成层，所以第一磁部分110具有比图2所示的传统梯形主极10的梯形形状小的梯形形状。
更具体地，第一磁部分110具有与梯形截面的长边对应的宽度为W2的第一侧110b。因此，如果梯形分层部分100的尺寸等于传统梯形主极10的尺寸，则第一侧的宽度W2显著小于传统梯形主极10的第一侧的宽度W1。本领域技术人员可容易理解梯形的几何特性。根据结构上的特性，根据本发明实施例的磁记录头能显著减小磁记录头的轨道宽度。
这里，第一磁部分110和第二磁层30由被电磁感应引起的外部磁场的效果磁化的软磁性材料制成。根据本实施例的磁记录头可以由在本领域通常使用的材料如坡莫合金(NiFe)制成。由于第一磁部分110起主极的作用，其窄的截面区域磁场集中，所以第一磁部分110优选由具有比第二磁层30的饱和磁通密度(即Bs值)高的饱和磁通密度的材料制成。
第一绝缘层21、第二绝缘层22和绝缘帽部分120可以由包括氧化物如Al2O3的绝缘材料制成。也可以采用任何其它通常用于绝缘材料的合适材料制成，如氧化物、氮化物等。
由与主极对应的第一磁部分110引起的磁场穿过磁记录介质的记录层(未示出)和位于记录层之下的软衬层，然后返回到与返回极对应的第二磁层30。在此期间，记录层内与具有高磁通量的第一磁部分110对应的区域被磁极化为两个不同的方向，从而记录数据比特。
现在将描述制造根据本发明实施例的磁记录头的方法。图5A至图5D是示出制造根据本发明实施例的磁记录头的方法的截面图。
首先，如图5A所示，通过任何现有的沉积技术，如溅射、电镀、真空电镀、原子层沉积等，依次沉积第一绝缘层21、第一磁层110′和绝缘帽层120′。第一绝缘层21的厚度随意控制在纳米级或者次纳米(subnanometer)级。绝缘帽层120′的厚度与磁记录头的写间隙对应。为了更清楚地表现本发明和现有技术之间的差别，图5A所示的第一磁层110′和绝缘帽层120′的总厚度等于图3A所示的主极层10′的厚度。
掩模图案80形成于绝缘帽层120′的表面上。掩模图案80是由使光刻胶形成图案的光刻技术形成的光刻胶图案。为了使磁记录介质的轨道宽度最小化，掩模图案80优选具有现有光刻技术能够提供的最小宽度。
下一步，如图5B所示，层压结构的上表面通过湿刻/干刻工艺被蚀刻，直到暴露第一绝缘层21。例如，在实施湿刻的情况下，通过使用期望的蚀刻剂(例如柠檬酸过氧二硫酸盐蚀刻剂)蚀刻绝缘帽层和第一磁层。因此，在掩模图案80之下形成梯形分层部分100。梯形分层部分100可以通过使用如离子铣削的方法获得。
下一步，如图5C所示，在第一绝缘层21上形成第二绝缘层22。在去掉光刻胶图案之前，绝缘材料在第一绝缘层的整个表面上沉积，直到梯形分层部分的两侧被掩盖。沉积在梯形分层部分上部分的绝缘材料可以通过剥离技术与光刻胶图案一起去除。另一种方式是，用剥离器去除光刻胶图案，然后，在绝缘材料沉积到整个表面上之后，磨光覆盖在梯形分层部分上部分的绝缘材料。
最后，如图5D所示，在梯形分层部分100和第二绝缘层22上形成第二磁层30。第二磁层适于具有比第一磁部分110大的截面，以当在磁记录介质上记录数据比特时使磁通低于第一磁部分110的磁通。第二磁层30可以由饱和磁通密度低于第一磁部分110的饱和磁通密度的材料制成。
如上所述，由现有工艺设备可以实现制造根据本发明的磁记录头的方法。
根据以上描述，由于本发明利用了梯形主极的几何特性，所以本发明能够提供一种使用现有工艺设备显著减小磁记录头的轨道宽度的磁记录头以及制造该磁记录头的方法。
尽管已经参照本发明的示例性实施例详细示出和描述了本发明，但是本领域普通技术人员应当理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其在形式上和细节上做出各种改变。
权利要求
1.一种包括具有主极和返回极的层压结构的磁记录头，所述层压结构包括梯形分层部分，形成于绝缘层中，在所述梯形分层部分的底侧具有第一磁部分，在所述梯形分层部分的顶侧具有绝缘帽部分；第二磁层，邻近于所述梯形分层部分布置并与所述第一磁层绝缘。
2.如权利要求1所述的磁记录头，其中，所述第二磁层邻于所述梯形分层部分顶侧的绝缘帽部分形成。
3.如权利要求1所述的磁记录头，其中，所述第一磁部分由具有比所述第二磁层的饱和磁通密度高的饱和磁通密度的材料制成。
4.一种制造包括具有主极和返回极的层压结构的磁记录头的方法，所述方法包括在第一绝缘层上依次形成第一磁层和绝缘帽层；在所述绝缘帽层上形成期望宽度的掩模图案，蚀刻所述第一磁层和所述绝缘帽层，直到暴露所述第一绝缘层，从而形成梯形分层部分；在所述第一绝缘层上沉积绝缘材料形成第二绝缘层以掩盖所述梯形分层部分的外围；在所述第二绝缘层上形成第二磁层。
5.如权利要求4所述的方法，其中，蚀刻所述第一磁层和所述绝缘帽层的操作通过各向同性地蚀刻实现。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述第一磁层由具有比所述第二磁层的饱和磁通密度高的饱和磁通密度的材料制成。
7.如权利要求4所述的方法，其中，所述期望宽度的掩模图案通过光刻工艺形成图案。
8.如权利要求4所述的方法，其中，所述掩模图案的宽度是光刻工艺能够形成图案的最小宽度。
全文摘要
本发明提供了一种磁记录头及制造该磁记录头的方法。所述方法包括在第一绝缘层上依次形成第一磁层和绝缘帽层；在绝缘帽层上形成期望宽度的掩模图案，蚀刻第一磁层和绝缘帽层，直到暴露第一绝缘层，从而形成梯形分层部分；在第一绝缘层上沉积绝缘材料形成第二绝缘层以掩盖梯形分层部分的外围；在所述第二绝缘层上形成第二磁层。
文档编号G11B5/127GK1838241SQ20061000196
公开日2006年9月27日 申请日期2006年1月23日 优先权日2005年3月24日
发明者李厚山, 金庸洙 申请人:三星电子株式会社