具有带突出部的尾屏蔽件的垂直磁记录写头及其制造方法技术

本发明专利技术涉及具有写极、梯形尾屏蔽件突出部、以及写极与突出部之间的金属间隙层的垂直磁记录写头。写极具有尾边缘，尾边缘具有基本定义道宽的宽度且面对突出部的前边缘但与其通过间隙层分隔开。写头通过这样的工艺制造，该工艺包括写极之上薄掩模膜的反应离子束蚀刻从而去除掩模膜并在写极边缘处加宽开口。间隙层和突出部沉积到写极之上的加宽的开口中。写极具有非磁填充材料例如氧化铝，围绕写极，但其尾边缘处除外，在该尾边缘处其接触间隙层，间隙层由与围绕的填充材料不同的材料形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总地涉及垂直磁记录写头，尤其涉及用于在磁记录硬盘驱动器中使用的具有带突出部的尾屏蔽件(notched trailing shield)的写头。
技术介绍
垂直磁记录，其中记录位以垂直或离面(out-of-plane)取向存储在记录层中，是磁记录硬盘驱动器中通向超高记录密度的希望之路。如图1A所示，“双层”介质包括在形成于盘衬底上的“软磁”或较低矫顽力导磁衬层(SUL)上的垂直磁数据记录层(RL)。此类介质示出为具有单写极(WP)型记录头。薄膜线圈(C)示出为位于记录头的WP和返回极(RP)之间的部分中。通过线圈C的写电流从WP感应磁场(通过虚线10示出)，该磁场经过RL(从而磁化WP下面的RL区域)、经过SUL提供的磁通返回路径并回到RP。记录头通常形成在气垫滑块上，滑块的气垫面(ABS)支承于介质的RL之上。在图1A中，介质沿箭头20所示的方向移动经过记录头。RL示出为具有垂直记录或磁化的区域，相邻区具有相反的磁化方向，如箭头所示。相邻的相反方向的磁化区之间的磁转变可通过读头(未示出)检测作为记录位。图1A还示出具有尾屏蔽件突出部(trailing shield notch，TSN)的尾屏蔽件(TS)的截面，其靠近WP但通过非磁材料间隙与WP分隔开。通过非磁间隙与WP分隔开的TS的使用稍微改变了写场的角度并使写入更有效。TSN导致WP下方更强的磁场及磁头所写入的更锐利的磁转变，这是所期望的。图1B是图1A的沿1B-1B方向的视图并示出了基本定义RL中记录的数据的道宽(TW)的WP的宽度。在跨道方向上TS显著宽于WP，但TSN部分与WP宽度基本相同。图2是透视图，示出了WP、具有TSN的TS、以及具有RL和SUL的记录介质之间的关系。如图所示，TSN基本矩形地成形为具有前边缘30和基本平行的侧边缘32、34。图3是从盘观察的滑块ABS的视图，并且示出了部分写头，具有WP、TSN、以及WP与TSN之间的间隙的细节。WP具有基本平行于ABS的端部40和基本垂直于沿道方向并基本定义TW的尾边缘42。由于常规制造工艺，间隙通常包括氧化铝(Al2O3)，常规工艺中氧化铝是形成在用于形成WP的磁材料层之上的“薄氧化铝掩模(TAM)”。抗蚀剂形成在TAM之上且然后该结构被离子研磨从而形成WP。去除抗蚀剂之后，TAM保留在WP之上。另外的间隙材料例如Ta或Rh的薄膜50沉积在TAM之上，然后电镀通常为NiFe的磁材料从而形成基本矩形的TSN(具有前边缘30和基本平行的侧边缘32、34)和TS的其余部分。基本矩形的TSN在写期间会变得饱和。另外，保留在WP之上的TAM使得间隙层比所需要的厚且因而使得写场梯度小于最优。所需要的是具有尾屏蔽件的垂直磁记录写头，该尾屏蔽件具有改善的尾屏蔽件突出部(notch)以及写极与尾屏蔽件突出部之间厚度减小的间隙。
技术实现思路
本专利技术是具有写极、梯形尾屏蔽件突出部、以及写极与突出部之间的金属间隙层的垂直磁记录写头。写极具有尾边缘，尾边缘具有基本定义道宽的宽度且面对突出部的前边缘但通过间隙层与其间隔开。突出部的前边缘的宽度与写极的尾边缘的宽度基本相同。间隙层和突出部沉积到写极之上的加宽开口中，从而突出部的侧面从写极发散以导致基本梯形的形状，突出部后边缘显著宽于突出部前边缘，因此宽于道宽。写极具有围绕它的非磁填充材料例如氧化铝，在其尾边缘处除外，在该处其接触间隙层，间隙层由与围绕的填充材料不同的材料形成。写头通过这样的工艺制造，该工艺包括写极之上薄掩模膜的反应离子束蚀刻从而去除掩模膜并在写极边缘处加宽开口，而不破坏下面的写极材料。在间隙中没有掩模膜，这导致厚度减小的间隙。突出部的比写极宽的基本梯形形状减少了写入期间突出部的饱和。为了更充分理解本专利技术的本质和优点，应该参考下面结合附图的详细说明。附图说明图1A是现有技术垂直磁记录系统的示意图；图1B是沿图1A的方向1B-1B的视图并示出了基本定义RL中记录的数据的道宽(TW)的WP宽度； 图2是透视图，示出对于图1A的系统，WP、具有TSN的TS、以及具有RL的记录介质之间的关系；图3是对于图1A的系统，从盘观察的滑块ABS的视图，并且示出了部分写头，具有WP、TSN、以及WP与TSN之间的间隙的细节；图4是从盘观察的根据本专利技术的写头的滑块ABS的视图，并示出了部分写头，具有WP、梯形TSN、以及WP与TSN之间的间隙的细节；图5A-5B示出了形成具有TSN的TS之前形成本专利技术的写头的步骤；图6A-6G示出了根据本专利技术在写极之上形成具有TSN的TS的步骤。具体实施例方式根据本专利技术的垂直磁记录写头示于图4，其是从盘观察的滑块ABS的视图。TSN具有基本梯形形状，包括前边缘130和侧边缘132、134。TSN前边缘130基本平行于WP的尾边缘42且因而基本垂直于沿道方向。TSN前边缘130也可具有稍微的凸曲率。由于WP之上加宽的开口，侧边缘132、134从TW发散，结果是在TSN终止且TS的其余部分开始的基部(通过虚线136示出)，TSN显著宽于TW。与WP的尾边缘40接触的间隙层150完全由与围绕WP的其余部分的材料不同的材料形成。例如，WP通常由氧化铝包围，但间隙层150由导电非磁金属例如Ta、Rh或Ir形成。WP具有在约150-250nm范围的一般厚度，TW在约80-150nm的范围，间隙层具有在约20-60nm范围的厚度，并且前边缘130和基部136之间的距离在约20-150nm的范围。用于TSN的加宽开口导致基部136显著宽于TW，例如约TW的两倍宽。图5A-5B示出在形成具有TSN的TS之前形成本专利技术的写头的步骤。图5A所示的结构包括“衬底”，其通常是氧化铝层，沉积在从其制造多个读/写头的晶片上。用于形成读头的层未示出且通常首先沉积在晶片上并将位于图5A的“衬底”之下。磁材料的WP层在衬底上沉积至与WP的所需厚度相应的厚度，通常在约150-250nm的范围。WP层是高磁矩磁材料，例如CoFe或NiFe，并通过溅射或电镀形成。氧化铝全膜通常通过溅射沉积在WP层之上，在后续的离子研磨以形成WP期间用作“薄氧化铝掩模(TAM)”。可用作该掩模的其它材料包括钽氧化物、硅氧化物、硅氮化物或类金刚石碳。这里称为“抗蚀剂”的有机掩模材料积且构图在TAM和下面的WP层之上。该抗蚀剂层可以是光敏有机材料，只要它对在形成写头的其它光刻步骤中使用的波长处的辐射不敏感，或者可以是光不敏感有机材料如Durimide20-1.2μm，可从Arch Chmicals Inc.得到的聚酰亚胺材料。用于抗蚀剂层的有机掩模材料应该能够通过使用O2或CO2的反应离子蚀刻(RIE)去除。图5A示出利用CHF3和Ar的混合物的反应离子束蚀刻(RIBE)已经去除了未被抗蚀剂覆盖的区域中的TAM之后的结构。然后，如图5B所示，利用Ar+离子的离子研磨去除了未被抗蚀剂覆盖的区域中的WP层并形成了WP。与抗蚀剂一起使用TAM有助于形成图5B所示的WP的有斜面的形状，因为TAM在离子研磨期间以较低速率被去除。图6A-6G示出本专利技术的在写极之上形成具有TSN的TS的步骤。首先，在图6A中，氧化铝填充材料沉积在图5B所示的结构之上从而填充WP、TAM和抗蚀剂的两侧。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于磁化磁记录层的数据道中的区域的垂直磁记录写头，包括：磁写极，具有面对所述记录层的基本平坦的末端、以及基本垂直于沿道方向取向且具有用于定义写极道宽的跨道方向宽度的基本直的尾边缘，所述磁写极被非磁材料部分包围；尾屏蔽件，具有与所述写极末端基本共面的末端，所述尾屏蔽件具有与所述写极尾边缘间隔开的基本梯形的突出部，所述突出部具有面对所述写极尾边缘且宽度基本等于所述写极尾边缘的前边缘、以及显著宽于所述写极尾边缘的后边缘；以及非磁间隙材料层，填充所述写极尾边缘与所述尾屏蔽件突出部前边缘之间的空间，所述非磁间隙材料是与部分包围所述写极的所述非磁材料不同的材料。

【技术特征摘要】
US 2006-4-24 11/379,9691.一种用于磁化磁记录层的数据道中的区域的垂直磁记录写头，包括磁写极，具有面对所述记录层的基本平坦的末端、以及基本垂直于沿道方向取向且具有用于定义写极道宽的跨道方向宽度的基本直的尾边缘，所述磁写极被非磁材料部分包围；尾屏蔽件，具有与所述写极末端基本共面的末端，所述尾屏蔽件具有与所述写极尾边缘间隔开的基本梯形的突出部，所述突出部具有面对所述写极尾边缘且宽度基本等于所述写极尾边缘的前边缘、以及显著宽于所述写极尾边缘的后边缘；以及非磁间隙材料层，填充所述写极尾边缘与所述尾屏蔽件突出部前边缘之间的空间，所述非磁间隙材料是与部分包围所述写极的所述非磁材料不同的材料。2.如权利要求1的写头，其中所述非磁间隙材料是导电金属。3.如权利要求2的写头，其中所述非磁间隙材料选自Ta、Rh和Ir构成的组。4.如权利要求2的写头，其中部分包围所述写极的所述非磁材料主要包括氧化铝。5.如权利要求2的写头，其中所述非磁间隙材料层具有约20至60nm范围的厚度。6.如权利要求1的写头，其中所述梯形尾屏蔽件突出部具有带有凸曲率的前边缘。7.一种制造具有写极和带突出部的尾屏蔽件的垂直磁记录写头的方法，包括在衬底上沉积用于所述写极的具有所需厚度的磁写极材料层；在所述写极层上沉积薄的非磁掩模膜；在所述掩模膜上形成图案化的抗蚀剂层；将...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德G艾伦，阿曼达贝尔，迈克尔费尔德鲍姆，萧文千，弗拉迪米尔尼基汀，阿伦彭特克，凯塔林彭特克，
申请(专利权)人：日立环球储存科技荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]