专利名称：磁头及磁头制造方法
技术领域：
本发明涉及磁头及磁头制造方法，更具体地涉及一种具有对磁头(即，磁头滑块)与介质之间的间隔进行调整的加热器的磁头及该磁头的制造方法。
背景技术：
近年来，磁盘设备中使用的记录密度已变得极高。随着记录密度的增加，磁头与介质之间的间隔(即，磁头的飞行高度)已变得微小，使得必须高精度地控制磁头与介质之间的距离。已研究了以下方法作为高精度地控制磁头与介质之间的距离的方法将加热器并入磁头滑块中并对提供给该加热器的电流进行控制以控制磁头滑块的热膨胀并由此控制磁头与介质之间的距离(例如，参见专利文献1)。
专利文献1日本专利公报特开2005-63523号发明内容对于在其中并入了加热器的传统磁头滑块，将加热器并入磁头滑块的基板中，这意味着对整个磁头滑块的温度进行控制以控制磁头滑块的热膨胀。另一方面，如图3所示，本申请研究了一种方法，其中，将加热器20布置在形成于磁头的写入头10中的线圈14与下磁极层16之间。使用该结构，对提供给加热器20的电流进行控制以主要地调整写入头10向介质表面探出的量(即，写入头10的热膨胀)，由此调整飞行高度。
图3所示的磁头包括读取头8，其中，再现MR元件5夹在下保护层6与上保护层7之间；以及写入头10，其包括布置在写入间隙11的两侧的下前端磁极12和上磁极13。在写入头10中，用于在下前端磁极12与上磁极13之间产生写入磁场的线圈14夹在下磁极层16与上磁极13之间，并缠绕在连接部15的周围。
在该示例中，将加热器20布置在连接部15的后面，并布置在线圈14a的第一层与下磁极层16之间，并与这些部分电绝缘。加热器20按扁平线圈的形式来进行绕线，并位于写入头10的后面。图3示出了加热器20的一部分。
通过按预定图案将磁层、绝缘层等相继地层压在晶片基板上来形成磁头。以与形成磁头的传统层形成工艺相同的方式，在磁头制造工艺的过程中按预定图案形成加热器20，但是如图3所示，由于将加热器20形成在下磁极层16与线圈14a之间，因此人们相信将存在以下问题形成加热器20的部分将向上凸起，导致线圈14移位而不能形成正确的线圈图案；并且，如果加热器20与绝缘层之间的连接得不好，则加热器20将变得与该绝缘层分离并将腐蚀。
构思本发明以解决上述问题，本发明的目的是提供一种磁头，其中，可以可靠地并入加热器，该加热器与构成该磁头的磁层以及记录线圈电绝缘，并且其中，可以使用由该加热器进行加热而导致的热膨胀来适当地控制该磁头与介质表面之间的飞行高度。
为了实现所述目的，本发明提供了一种磁头，在该磁头中并入了用于控制该磁头在介质表面上方的飞行高度的加热器，其中，通过在加热层(TiW、NiCu、NiCr、NiFe)的两个表面上都设置钽层以将该加热层(TiW、NiCu、NiCr、NiFe)夹在中间来形成该加热器，并设置二氧化硅层作为使该加热器与构成该磁头的导电部分电绝缘的绝缘层。
可以在写入头的下磁极层与记录线圈之间设置加热器，并且可以在该下磁极层与该加热器之间以及在该加热器的多个绕组之间设置二氧化硅层作为绝缘层。
通过将加热器的表面和设置在与该加热器相同的层上的二氧化硅层的表面形成为具有一致高度的表面，可以高精度地形成磁头的磁层和记录线圈。
而且，通过在加热器上和设置在与该加热器相同的层上的二氧化硅层的表面上设置氧化铝层，可以确保构成磁头的加热器和磁层和/或记录线圈可靠地彼此电绝缘。
一种根据本发明的磁头制造方法制造上述磁头，作为制造加热器的步骤，该方法包括以下步骤在基板的表面上形成二氧化硅层；在所述二氧化硅层的表面上依次形成钽层、加热层(TiW、NiCu、NiCr、NiFe)及另一钽层作为加热器形成层；根据所述加热器的平面图案对光刻胶进行构图以覆盖所述加热器形成层的表面；通过以所述光刻胶为掩模在所述加热器形成层上执行离子铣削来按一图案形成所述加热器；在所述加热器的表面覆盖有所述光刻胶的状态下溅射二氧化硅层，使该二氧化硅层的厚度大于所述加热器的厚度；以及通过剥离将所述光刻胶连同覆盖所述光刻胶的外表面的所述二氧化硅层一起从所述加热器的表面去除。
在去除所述光刻胶的步骤之后，所述加热器的表面和形成在与该加热器相同的层上的二氧化硅层的表面可以具有一致的高度。
在该磁头制造方法中，在已在基板的表面上形成写入头的下磁极层之后，可以通过执行以下步骤来在下磁极层与记录线圈之间形成加热器在所述下磁极层的表面上形成二氧化硅层；形成所述加热器形成层；对所述光刻胶进行构图以覆盖所述加热器形成层；在所述加热器形成层的表面覆盖有所述光刻胶的状态下溅射二氧化硅；以及通过剥离将所述光刻胶连同所述二氧化硅层一起从所述加热器的表面去除。
根据本发明的磁头及该磁头的制造方法，由于通过在厚度方向上用钽层将加热层(钛-钨、镍-铜、镍-铬、镍-铁)夹在中间来构成加热器形成层，因此可以防止钛-钨的腐蚀并可以减小加热层(钛-钨、镍-铜、镍-铬、镍-铁)的薄膜应力，由此使得可以防止加热器与绝缘层的分离。并且，通过使用二氧化硅层作为加热器的绝缘层，可以有效地抑制来自加热器的热量的传导，这使得可以防止MR元件的过热，并可以防止热量从加热器中逸出，由此使得可以有效地由来自加热器的热量所引起的热膨胀导致磁头向介质表面探出。
本发明的上述和其他目的和优点在本领域技术人员参照附图阅读并理解了以下详细说明后将变得清楚。
在附图中图1A至1D是用于示出根据本发明的磁头制造步骤的图；图2A至2D是用于示出根据本发明的磁头制造步骤的图；以及图3是示出设置有加热器的磁头的结构的剖面图。
具体实施例方式
下面参照
本发明的优选实施例。
图1A至1D示出了根据本发明的磁头制造方法的制造步骤。注意，如图3所示，将根据本发明的磁头构造成使得加热器20布置在构成磁头的写入头10的线圈14a与下磁极层16之间，并且加热器20与线圈14a和下磁极层16电绝缘。加热器20与下磁极层16电绝缘，并且将加热器20形成为扁平线圈的形状。图1A至1D示出了在下磁极层16上形成加热器20的制造步骤，在这些附图中，以剖面方式示出了形成为扁平线圈的加热器20的一个绕组。
在已在基板(Al2O3TiC)的表面上依次形成了构成读取头8的下保护层6、MR元件5及上保护层7之后，通过电镀诸如FeNi的磁性材料来以预定厚度形成下磁极层16。
图1A示出了以下状态在已在基板的表面上形成了下磁极层16，通过溅射形成了二氧化硅(SiO2)层30作为用于将加热器20与下磁极层16电绝缘的层，接着通过依次形成钽(Ta)层、加热层(TiW、NiCu、NiCr、NiFe)和钽层而形成了由第一Ta层32、加热层34和第二Ta层36构成的加热器形成层之后的状态。第一Ta层32、加热层34和第二Ta层36均通过溅射而形成。
设置二氧化硅层30以将加热器20与下磁极层16彼此电绝缘，并且将二氧化硅层30形成为具有大约100nm的厚度。
第一Ta层32、加热层34和第二Ta层36形成加热器20的线圈图案部分(主要电阻部分)，并且在本实施例中，将第一Ta层32、加热层34和第二Ta层36形成为分别具有5nm、80nm和5nm的厚度。
图1B示出了以下状态基板的表面已覆盖有用于根据加热器20的平面图案对由第一Ta层32、加热层34和第二Ta层36构成的加热器形成层进行构图的光刻胶40，并且接着已通过执行曝光操作和显影操作对光刻胶40进行了构图以使用光刻胶40覆盖将成为加热器20的部分。
在已对光刻胶40进行了构图之后，执行离子铣削以将从二氧化硅层30的表面暴露出的加热器形成层的部分(即，没有被光刻胶40覆盖的加热器形成层的部分)去除。
图1C示出了以下状态由第一Ta层32、加热层34和第二Ta层36构成的加热器形成层中的被光刻胶40覆盖的部分已留在二氧化硅层30的表面上。这种被光刻胶40覆盖的部分形成加热器20。
图1D示出了以下状态已将二氧化硅溅射到基板的表面上以使得加热器20的多个绕组之间的空隙充满了绝缘材料。将二氧化硅形成为厚度等于或大于第一Ta层32、加热层34和第二Ta层36的总厚度。通过溅射二氧化硅，在加热器20的多个绕组之间形成了二氧化硅层42，并且二氧化硅层42同时覆盖了光刻胶40的上表面和侧表面。
图2A示出以下状态覆盖加热器20的表面的光刻胶40已被剥离从而与加热器20分离。如果通过剥离去除覆盖加热器20的表面的光刻胶40，则连同光刻胶40一起去除了覆盖光刻胶40的上表面和侧表面的二氧化硅层42，由此留下了加热器20的多个绕组之间的二氧化硅层42。图2A示出了以下状态已将加热器20的表面和二氧化硅层42的表面形成为高度一致的表面。
图2B示出了以下状态已通过在基板的表面上溅射氧化铝而形成了氧化铝层44，以使得接着可以在使线圈14与加热器20电绝缘的状态下形成写入头10的线圈14。
在已使用氧化铝层44覆盖了基板的表面之后，形成光刻胶46以覆盖基板的表面，然后根据要在写入头10中形成的线圈14的图案对光刻胶46进行曝光和显影以根据线圈14的平面图案在光刻胶46中形成凹槽46a。
图2C示出了以下状态已通过执行电镀而在凹槽46a的内部堆积了形成线圈14的导电部分的镀铜48。图2D示出了以下状态在已去除了光刻胶46之后，已溅射氧化铝以使线圈14的相邻绕组之间的空隙充满氧化铝50。
这样，在已形成了二氧化硅层30和氧化铝层44作为用于将下磁极层16与线圈14电绝缘的绝缘层之后，可以使用传统磁头的制造步骤来制造包括下前端磁极12、上磁极13、写入间隙11、线圈14等的写入头10。
在本实施例，由于在制造加热器20的步骤中直接地形成加热器20和填充加热器20的多个绕组之间的间隙的二氧化硅层42，因此形成加热器20的部分未部分地向外凸出，因此可以高精度地形成线圈14。
此外，在本实施例中，通过在厚度方向上将加热层34夹在第一Ta层32与第二Ta层36之间来形成加热器20，使得加热层34未暴露于外部。因此，容易受到腐蚀的加热层34不受外部环境影响，由此提高了磁头的可靠性。并且，通过用钽夹住加热层，可以用钽减小加热层的薄膜应力，由此使得可以防止加热器20容易与绝缘层分离的情况发生。
此外，在本实施例中，通过将作为加热器20的基层的绝缘层形成为其导热性低于氧化铝的导热性的二氧化硅层30，并且类似地用二氧化硅层42来填充形成加热器20的线圈的多个绕组之间的空隙，与将氧化铝用作绝缘层的情况相比，可以抑制来自加热器20的热量的传导。通过以该方式抑制来自加热器20的热量的传导，可以抑制来自加热器20的热量传导到TMR元件，从而避免了具有比较地低的热阻的TMR元件特性的劣化。
此外，通过抑制来自加热器20的热量的传导，可以防止热量从加热器20逸出，因此可以有效地由来自加热器20的热量所引起的热膨胀导致写入头10探出。
注意，尽管上述实施例中的磁头被构造成具有布置在线圈14a的第一层与下磁极层16之间的加热器20，但是加热器20并不限于布置在以上实施例中所描述的位置处。例如，对于像图3所示的作为写入头的设置有双层线圈或多层线圈的具有三层或更多层的磁头的产品，可以将加热器布置在线圈的第一层与第二层之间或线圈的最上层与上磁极之间。
权利要求
1.一种磁头，在该磁头中并入有用于控制该磁头在介质表面上方的飞行高度的加热器，其中，所述加热器是通过在加热层的两个表面上都设置钽层以将所述加热层夹在中间而形成的，并且设置有二氧化硅层作为绝缘层，该绝缘层将所述加热器与构成所述磁头的导电部分电绝缘。
2.根据权利要求1所述的磁头，其中，所述加热器设置在写入头的下磁极层与记录线圈之间，并且在所述下磁极层与所述加热器之间以及所述加热器的多个绕组之间设置有二氧化硅层作为绝缘层。
3.根据权利要求1所述的磁头，其中，所述加热器的表面和设置在与所述加热器相同的层上的所述二氧化硅层的表面被形成为高度一致的表面。
4.根据权利要求2所述的磁头，其中，所述加热器的表面和设置在与所述加热器相同的层上的所述二氧化硅层的表面被形成为高度一致的表面。
5.根据权利要求3所述的磁头，其中，在所述加热器上和设置在与所述加热器相同的层上的所述二氧化硅层的表面上设置有氧化铝层。
6.根据权利要求4所述的磁头，其中，在所述加热器上和设置在与所述加热器相同的层上的所述二氧化硅层的表面上设置有氧化铝层。
7.一种磁头制造方法，在该磁头中并入有用于控制该磁头在介质表面上方的飞行高度的加热器，作为制造所述加热器的步骤，该磁头制造方法包括以下步骤在基板的表面上形成二氧化硅层；在所述二氧化硅层的表面上依次形成钽层、加热层和另一钽层作为加热器形成层；根据所述加热器的平面图案对光刻胶进行构图以覆盖所述加热器形成层的表面；通过以所述光刻胶为掩模在所述加热器形成层上执行离子铣削来按一图案形成所述加热器；在所述加热器的表面覆盖有所述光刻胶的状态下溅射二氧化硅层，使该二氧化硅层的厚度大于所述加热器的厚度；以及通过剥离将所述光刻胶连同覆盖所述光刻胶的外表面的所述二氧化硅层一起从所述加热器的表面去除。
8.根据权利要求7所述的磁头制造方法，该磁头制造方法在去除所述光刻胶的所述步骤之后还包括以下的平滑步骤对所述加热器的表面和形成在与所述加热器相同的层上的所述二氧化硅层的表面进行研磨以使得这些表面高度一致。
9.根据权利要求8所述的磁头制造方法，其中，在已在所述基板的表面上形成了写入头的下磁极层之后，通过执行以下步骤在下磁极层与记录线圈之间形成所述加热器在所述下磁极层的表面上形成二氧化硅层；形成所述加热器形成层；对所述光刻胶进行构图以覆盖所述加热器形成层；在所述加热器形成层的表面覆盖有所述光刻胶的状态下溅射二氧化硅；以及通过剥离将所述光刻胶连同所述二氧化硅层一起从所述加热器的表面去除。
全文摘要
本发明公开了磁头及磁头制造方法。本发明提供了一种磁头，其中，将加热器可靠地并入所述磁头中，并可以使用由来自所述加热器的热量所导致的热膨胀来可靠地控制所述磁头在介质表面上方的飞行高度。本发明还提供了一种所述磁头的制造方法。作为制造所述加热器的步骤，所述制造方法包括以下步骤在基板的表面上形成二氧化硅层；在所述二氧化硅层的表面上依次形成钽层、加热层和另一钽层作为加热器形成层；根据所述加热器的平面图案对光刻胶进行构图以覆盖所述加热器形成层的表面；通过以所述光刻胶为掩模在所述加热器形成层上执行离子铣削来按一图案形成所述加热器；在所述加热器的表面覆盖有所述光刻胶的状态下溅射二氧化硅层，使该二氧化硅层的厚度大于所述加热器的厚度；以及通过剥离将所述光刻胶连同覆盖所述光刻胶的外表面的二氧化硅层一起从所述加热器的表面去除。
文档编号G11B5/60GK101083080SQ20061017228
公开日2007年12月5日 申请日期2006年12月30日 优先权日2006年5月31日
发明者大松英晃, 伊藤隆司 申请人:富士通株式会社