专利名称：磁头及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种磁头和该磁头的制造方法，更具体地，本发明涉及一种以写入头的独特结构为特征的磁头和该磁头的制造方法。
背景技术：
在图4中示出了磁盘驱动单元的传统磁头的读取头8和写入头10的结构。在读取头8中，MR(磁电阻)元件5夹在下屏蔽层6和上屏蔽层7之间；在写入头10中，写间隙(write-gap)11夹在下磁极12和上磁极13之间。
写入头10包括上磁极13；下磁极层16；后间隙部15，其连接上磁极13和下磁极层16；和记录线圈14，其缠绕在后间隙部15上。在写间隙11中产生磁场的磁路由下磁极12、下磁极层16、后间隙部15和上磁极13组成。在图4示出的磁头中，两个线圈14层叠。
图3A-图3F示出了形成包含在磁头的写入头10中的记录线圈14和磁极的传统工艺。
在图3A中，将绝缘层18形成在下磁极层16上，并将线圈14形成在绝缘层18上，以使线圈14与下磁极层16电绝缘。绝缘层18由氧化铝或SiO2制成。将铜晶种(seed)层20(用于在电解电镀时作为电力馈送层)形成在其上已形成有绝缘层18的基板上。将包括与线圈14相对应的开槽部分的光刻胶图案形成在晶种层20的表面上，然后利用晶种层20作为电力馈送层通过电解电镀来形成线圈14。在图3A中，在执行镀铜之后去除光刻胶。
由于晶种层20完全涂敷在基板的表面上，所以对基板进行离子研磨，以去除晶种层20的暴露部分，从而可防止线圈14电短路。
在图3B中，已经通过离子研磨去除了晶种层20。从基板的表面去除了线圈14下面的部分之外的晶种层20。当通过离子研磨来去除晶种层20时，晶种层20破碎并散开。因此，晶种层20的尘埃20a粘在线圈14的侧面上。
在图3C中，形成用于在电解电镀时作为电力馈送层的另一晶种层22，以通过电镀来形成写入头的下磁极12和后间隙部15。由于下磁极12和后间隙部15由包含NiFe的材料制成，所以晶种层22也由包含NiFe的材料制成。通过溅射或者汽相淀积来形成晶种层22。
在图3D中，将光刻胶24施加在基板的表面上并且进行构图，从而将下磁极12和后间隙部15形成为规定图案。线圈14涂敷有光刻胶24，在光刻胶24的将形成下磁极12和后间隙部15的凹部的内底面处暴露出晶种层22。
在图3E中，利用晶种层22作为电力馈送层通过电解电镀来形成由包含NiFe的材料制成的下磁极12和后间隙部15。在形成如图4所示的两层的线圈14的情况下，还将两个下磁极12和两个后间隙部15进行层叠。在图3E中示出了形成下磁极12的第一层和后间隙部15的第一层的状态。
在形成下磁极12和后间隙部15之后，对基板进行离子研磨，从而形成如图3F所示的线圈14、下磁极12和后间隙部15的独立图案。在图3F中，当通过离子研磨从基板的表面去除晶种层22时，晶种层22破碎并散开。因此，晶种层22的磁性材料粘在下磁极12、线圈14和后间隙部15的侧面上。
在通过电镀来形成构成磁头的写入头的记录线圈和磁极的情况下，将作为电力馈送层的晶种层形成在基板上。因此，在形成导电层和磁层之后必须去除晶种层的多余部分以防止电短路。
在通过离子研磨去除晶种层的多余部分的情况下，晶种层的材料散开并且粘在线圈和电极的侧面上，从而会严重地影响磁头的特性。
在磁头的上述制造工艺中，铜晶种层20的尘埃20a和晶种层22的磁性材料22a粘在线圈14等的侧面上。
如果多余的物质20a和22a粘在线圈14和下磁极12上，线圈14、磁极12等之间的空间变窄。因此，线圈14不能制造得更小，写入头不能制造得更小。另外，写入头的磁路长度不能制造得更长，从而一定会发生磁损。
如果可将线圈14制造得更小，则可减小线圈14的电感，并且可改进元件的高频特性。由于线圈14的缩小受到限制所限，所以无法改进元件的高频特性。
将用于通过电镀来形成下磁极12和后间隙部15的晶种层22设置在下磁极层16和下磁极12之间的边界部分与下磁极层16和后间隙部15之间的边界部分之间。晶种层22由与磁极一样的磁性材料制成。然而，将不同的金属层22设置在下磁极12和后间隙部15下面，从而在写入头10中会发生磁损。
专利文献1第2002-203303号日本专利公报专利文献2第11-175915号日本专利公报发明内容构思出本发明以解决在通过电解电镀来形成记录线圈和磁极时发生的上述问题。
本发明的一个目的是提供一种紧凑型磁头，该磁头具有小尺寸记录线圈带来的优良特性并且能够抑制磁损。
另一目的是提供一种制造该磁头的方法。
为了实现这些目的，本发明具有下面的结构。
即，制造磁头的方法，所述磁头包括通过电解电镀而形成的记录线圈、下磁极和后间隙部，所述方法包括以下步骤为形成所述记录线圈，在下层上形成用于电镀的晶种层；利用所述晶种层作为电力馈送层，通过电解电镀在所述晶种层上形成所述记录线圈；为形成所述下磁极和所述后间隙部，对所述晶种层上的光刻胶进行构图；利用所述光刻胶作为掩模去除所述晶种层的暴露部分；暴露所述下层的将形成所述下磁极和所述后间隙部的部分；以及利用所述晶种层作为所述电力馈送层，通过电解电镀在所述下层中形成所述下磁极和所述后间隙部。
在所述方法中，在所述构图步骤中，可将所述光刻胶施加到所述晶种层的这样的一部分，该部分覆盖所述下层并且可电连接到电镀装置的电极。在此情况下，通过所述晶种层，所述下层可安全地电连接到所述电镀装置的电极。
所述方法还可包括以下步骤在形成所述下磁极和所述后间隙部之后去除所述光刻胶；以及通过离子研磨去除所述晶种层的无用部分。在此情况下，可将所述线圈容易地形成为独立图案。
在所述方法中，所述下层可为写入头的下磁极层，并且所述记录线圈、所述下磁极和所述后间隙部可形成在所述下磁极层上。
本发明的磁头包括写入头，其包括通过电解电镀而形成的下磁极层、以及在所述下磁极层上形成的下磁极和后间隙部，并且所述下磁极层和所述下磁极成为一体，所述下磁极和所述后间隙部成为一体，在所述下磁极层和所述下磁极之间以及在所述下磁极层和所述后间隙部之间不形成用于电镀的晶种层。
另一种磁头包括写入头，其包括通过电解电镀而形成的并且在厚度方向上层叠的多个下磁极和多个后间隙部，并且所述多个下磁极成为一体，所述多个后间隙部成为一体，在所述多个下磁极之间以及在所述多个后间隙部之间不形成用于电镀的晶种层。
通过采用本发明的方法，通过电解电镀，所述晶种层不仅用于形成所述记录线圈，而且还用于形成下磁极和后间隙部，从而可简化制造磁头的工艺。所述下磁极和所述后间隙部可与所述下层成为一体且没有晶种层，从而可抑制磁损并且可改进磁头的特性。由于记录线圈可制造得更小，所以可使磁头变小并且可改进磁头的高频特性。另外，形成写入头的磁路的磁性构件在磁头中成为一体，从而可抑制磁损并且可改进磁头的特性。
现在将通过示例并参照附图来描述本发明的实施例，在附图中图1A-1F是示出了制造本发明的磁头的步骤的说明图；
图2A-2C是示出了制造本发明的磁头的其他步骤的说明图；图3A-3F是示出了制造传统磁头的步骤的说明图；以及图4是传统磁头的剖视图。
具体实施例方式
现在将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
图1A-1F是示出了制造本发明的磁头的步骤的说明图。本发明的方法的特征在于形成磁头的写入头的记录线圈、下磁极和后间隙部的步骤。将解释这些独特的步骤。
在图1A中，在基板上形成写入头的下磁极层16，然后形成使记录线圈14和下磁极层16电绝缘的绝缘层18。通过溅射形成由氧化铝或者SiO2制成的绝缘层18。
在图1B中，在其上已形成有绝缘层18的基板的整个表面上形成用作电解电镀的电力馈送层的铜晶种层20，以通过电解电镀来形成线圈14。
在图1C中，将光刻胶21施加在其上已形成有晶种层20的基板的表面上，使光刻胶21曝光并显影，从而形成与线圈14的平面图案相对应的光刻胶图案21。在涂敷有光刻胶21的区域中形成沟槽21a，在沟槽21a中晶种层20作为内底面暴露出来并且在沟槽21a中将形成线圈14。
在图1D中，利用晶种层20作为电力馈送层来执行电解电镀，以用铜来填充沟槽21a，从而形成线圈14。在该图中，已经去除了光刻胶21。
在传统方法中，在形成线圈14之后，通过离子研磨来去除晶种层20的暴露在基板的表面上的部分，以防止线圈14通过晶种层20短路。本实施例的特征在于，将晶种层20留在基板的表面上，并且在该状态下形成用于在下磁极层16上形成下磁极12和后间隙部15的光刻胶图案。
即，如图1E所示，在形成线圈14之后，用光刻胶24涂敷包括线圈14的基板的表面，然后根据下磁极12和后间隙部15的平面图案对光刻胶24进行构图。采用该步骤，在光刻胶24中形成了沟槽24a，在沟槽24a中，将分别形成下磁极12和后间隙部15并且晶种层20作为内底面暴露出来。
在图1F中，在对光刻胶24进行了构图之后，对基板进行离子研磨以去除暴露在沟槽24a中的晶种层20。通过去除作为沟槽24a的内底面而暴露的晶种层20，使下磁极层16(其为下层)的表面在沟槽24a中暴露出来。
将参照图2A-2C来解释其它的制造步骤。
在图2A中，利用晶种层20作为电力馈送层，通过电解电镀，用磁性材料来填充光刻胶24的沟槽24a。采用该步骤，形成了下磁极12和后间隙部15。与下磁极层16一样，下磁极12和后间隙部15由包含NiFe的磁性材料制成。
下磁极层16是导电层，下磁极层16的表面并未完全涂敷绝缘层18。因此，下磁极层16和晶种层20部分地直接电连接。即使通过离子研磨部分地去除了晶种层20以形成下磁极12和后间隙部15，下磁极层16和晶种层20也部分地直接电连接。在图1F中，下磁极层16和晶种层20在“A”部分电连接。
当通过电解电镀来形成下磁极12和后间隙部15时，晶种层20与下磁极层16电连接，从而下磁极层16可电连接到电镀电极。因此，下磁极12和后间隙部15可通过电解电镀形成在下磁极层16上。采用该步骤，可以使下磁极12和后间隙部15与下磁极层16一体地形成，而没有在下磁极层16上设置晶种层。
在实际制造过程中，许多磁头形成在一个晶片基板上。磁头像矩阵一样地布置在基板上。在其中形成一个磁头的每个单位区域中，对下磁极层16、线圈14、下磁极12等进行构图。当通过电解电镀形成了下磁极层16和下磁极12时，电镀装置的电镀电极被电连接到每个单位区域。
在本实施例中，将形成在基板上以形成线圈14的晶种层20保留直到通过电镀形成下磁极12和后间隙部15，晶种层20被电连接到电镀装置的电极以及其中形成一个磁头的单位区域。即，晶种层20用作电镀的总线。换言之，可以保留晶种层20或者可以对光刻胶24进行构图，以使晶种层20电连接到各个单位区域的下磁极层16。
在图2B中，从基板的表面去除光刻胶24。通过去除光刻胶24，晶种层20暴露在基板的表面上。
在形成有线圈14的区域中，线圈14的线通过晶种层20导电。因此，对基板进行离子研磨以去除暴露的晶种层20。
在图2C中，去除已经暴露在基板的表面上的晶种层20，并将线圈14的线形成为独立图案。
采用该步骤，形成了线圈14并且线圈14由于绝缘层18而与下磁极层16电绝缘，并且可形成下磁极12和后间隙部15并且使其与下磁极层16成为一体。
要注意，可以通过下面的步骤来制造包括层叠的线圈14的磁头通过溅射在基板的表面上施加绝缘材料，例如氧化铝；用绝缘材料填充线圈14等中的空间以使基板的表面平坦；暴露第一层的下磁极12和后间隙部15；以及形成第二层的线圈、下磁极和后间隙部。
可以与第一层一样地形成第二层的线圈、下磁极和后间隙部。即，可以通过下面的步骤来形成第二层的线圈、下磁极和后间隙部在基板的表面上形成用以形成记录线圈的晶种层；形成或构图出线圈；形成第二层的下磁极和后间隙部的光刻胶图案而不去除晶种层；以及通过离子研磨去除暴露的晶种层，以暴露出第一层的下磁极的表面和第一层的后间隙部的表面。当形成了第二层的下磁极和后间隙部时，保留晶种层以与第一层的下磁极12和后间隙部15电连接。
另外，利用晶种层作为电力馈送层通过电解电镀，将第二层的下磁极和后间隙部分别形成在第一层的下磁极12和后间隙部15上。然后，去除光刻胶图案，并且去除晶种层的暴露部分，从而可形成作为独立图案的第二层的线圈。
在本实施例的方法中，在连接部分“B”和“C”处(见图4)，下磁极12和后间隙部15直接连接到下磁极层16，而没有设置不同的金属层，例如晶种层。因此，与传统的磁头相比，可减少写入头的磁路中的磁损，并可改进写入头的特性。
第一层和第二层的下磁极12在连接部分“D”成为一体，第一层和第二层的后间隙部15在连接部分“E”成为一体(见图4)。因此，可减少写入头10的磁损。
如图2B和图2C所示，当通过离子研磨去除线圈14的线之间的晶种层20时，晶种层20的尘埃散开并且粘在线圈14的侧面上。在传统方法中，粘附了用于形成线圈14的晶种层20的尘埃20a以及用于形成下磁极12和后间隙部15的晶种层22的尘埃22a。另一方面，在本实施例中，仅粘附了晶种层20的尘埃。因此，与传统方法不同，线圈14并未变宽。另外，晶种层20和线圈14由相同的材料(例如铜)制成。因此，不会严重地影响线圈14的特性。
由于可减少粘在线圈14上的尘埃，所以线圈线之间的间隔可变小，从而线圈14可以更小。因此，磁头可变小。另外，小线圈14的电感可减小，从而可改进磁头的高频特性或者提高磁头的写入速度。
在本实施例的方法中，没有设置用于通过电解电镀来形成下磁极12和后间隙部15的晶种层。通过省略形成该晶种层的步骤，可简化写入头10的通过电解电镀来形成线圈14、下磁极12和后间隙部15的制造工艺。
要注意，本发明不限于水平磁记录的磁头。本发明可以应用于垂直磁记录的磁头。磁头的类型不限于前面的描述。
本发明可以以其它具体的形式实施，而不脱离本发明的实质特征的精神。因此，本实施例应被认为在所有的方面都是示例性的而不是限制性的，由所附权利要求而不是前面的描述来表示的本发明的范围，因此旨在将落入权利要求的等同物的意义和范围内的所有改变都包含在本发明的范围中。
权利要求
1.一种制造磁头的方法，所述磁头包括通过电解电镀而形成的记录线圈、下磁极和后间隙部，所述方法包括以下步骤为形成所述记录线圈，在下层上形成用于电镀的晶种层；利用所述晶种层作为电力馈送层，通过电解电镀在所述晶种层上形成所述记录线圈；为形成所述下磁极和所述后间隙部，对所述晶种层上的光刻胶进行构图；利用所述光刻胶作为掩模去除所述晶种层的暴露部分；暴露所述下层的将形成所述下磁极和所述后间隙部的部分；以及利用所述晶种层作为所述电力馈送层，通过电解电镀在所述下层中形成所述下磁极和所述后间隙部。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述构图步骤中，将所述光刻胶施加到所述晶种层的这样的一部分，该部分覆盖所述下层并且可电连接到电镀装置的电极。
3.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤在形成所述下磁极和所述后间隙部之后去除所述光刻胶；以及通过离子研磨去除所述晶种层的无用部分。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述下层是写入头的下磁极层，并且所述记录线圈、所述下磁极和所述后间隙部形成在所述下磁极层上。
5.一种磁头，该磁头包括写入头，其包括通过电解电镀而形成的下磁极层、以及在所述下磁极层上形成的下磁极和后间隙部，其中，所述下磁极层和所述下磁极成为一体，并且所述下磁极层和所述后间隙部成为一体，在所述下磁极层和所述下磁极之间以及在所述下磁极层和所述后间隙部之间不形成用于电镀的晶种层。
6.一种磁头，该磁头包括写入头，其包括通过电解电镀而形成的并且在厚度方向上层叠的多个下磁极和多个后间隙部，其中，所述多个下磁极成为一体，并且所述多个后间隙部成为一体，在所述多个下磁极之间以及在所述多个后间隙部之间不形成用于电镀的晶种层。
全文摘要
本发明涉及磁头及其制造方法。该方法能够制造紧凑型磁头，该磁头具有小尺寸记录线圈带来的优良特性并且能够抑制磁损。该磁头包括记录线圈、下磁极和后间隙部。该方法包括下面的步骤在下层上形成用于电镀的晶种层；利用晶种层作为电力馈送层通过电解电镀在晶种层上形成记录线圈；为形成下磁极和后间隙部，对晶种层上的光刻胶进行构图；去除晶种层的暴露部分；暴露下层的将形成下磁极和后间隙部的部分；以及通过电解电镀在下层中形成下磁极和后间隙部。
文档编号G11B5/31GK101086847SQ20061014271
公开日2007年12月12日 申请日期2006年10月30日 优先权日2006年6月9日
发明者小野藤英, 伊藤隆司 申请人:富士通株式会社