磁头及其制造方法技术

减小由线圈电流和静态温度引起的垂直写磁头的ＴＰＲ。具有低热膨胀系数和高加工性的ＳｉＯ↓［２］被用作线圈绝缘体１３。ＳｉＯ↓［２］被布置在离开磁头的空气支承面的位置，以及该空气支承面由氧化铝制成，使浮动块处理容易。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种安装在磁盘驱动器等中用于记录和再现的薄膜磁头，以及涉及一种用于制造该薄膜磁头的方法，特别涉及一种用于制造写磁头的方法。
技术介绍
如由装备有硬盘驱动器的视频记录器和硬盘驱动器内置的TV看到，在硬盘驱动器中存储图像和音乐的需要迅速地增长。随着图像数据的容量扩大，磁盘驱动器需要更高的面记录密度。当前，当在薄膜磁头中使位长较小时，发生介质的磁化中的热波动，由此使之不可能增加面记录密度。因此，为了实现100Gbit/英寸2以上的面记录密度，迅速地着手从当前的纵向记录至垂直磁记录的技术改变，垂直磁记录很少受热波动影响。对于垂直记录写磁头，由于由磁道宽度如高面记录密度的减小引起的减小磁场强度，需要低浮动。妨碍磁头的低浮动的主要因素是所谓的“热突起现象”(下面将称为“TPR问题”)，用于形成装置的磁头材料由线圈的热量或静态温度加温并朝介质方向凸出。为了处理该TPR，JP-A号2004-134039公开了使用有机绝缘体和无机绝缘体的双层作为线圈绝缘层和与线圈的无机绝缘体接触的下半部和上半部具有辐射由线圈产生的热量的改进性能。 JP-A 2004-134039
技术实现思路
如上所述，由于磁头温度和静态温度的上升导致的装置凸出和与介质接触的TPR问题是严重的。该问题的原因是(1)通过施加电流到线圈产生的热量引起的磁头温度上升(由线圈引起)和(2)由静态温度引起的磁头的温度上升。对于由线圈电流引起的TRP，磁头电阻的减小是有效的。为了减小磁头的电阻，增加线圈的截面积。亦即，为了减小线圈电阻，必须形成具有高的高宽比的线圈。因为对于高速传输，短磁路是有效的，因此必须在有限的距离中形成具有高的高宽比的线圈。但是，当前使用框架电镀技术来形成线圈，以及为了实现窄间距，抗蚀剂框架的高度必须被减小。由于根据当前线圈导体的阻抗值，该线圈的薄膜厚度必须是至少1.5μm，抗蚀剂的最小需要的厚度变为2.0以上，包括电镀薄膜厚度分配。因此，通过当前形成技术减小抗蚀剂框架的高度是困难的。对于由静态温度引起的TPR，由于由静态温度引起的磁头温度上升，磁性材料朝介质的方向凸出，与由线圈引起的TPR一样没有绝对的对策。仅仅据说，根据计算，在磁头中布置具有低热膨胀系数的材料是有效的。但是，需要减小由环境引起的该TPR。因此希望磁头的改进实现更低的浮动。鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种薄膜磁头，允许形成具有高的高宽比和低电阻的线圈，这对于抑制由静态温度引起的TPR和由线圈引起的TPR是有效的，以及提供一种制造该薄膜磁头方法。为了实现上述目的，使用具有低热膨胀系数的SiO2、Si氮化物或Si氧化物作为用于使该线圈绝缘的绝缘体。该线圈绝缘体被布置在离开空气支承面的位置处，以及从线圈绝缘体至空气支承面提供氧化铝。推荐用于形成线圈绝缘体的区域应该与该线圈的区域相同或大于该线圈的区域。还推荐在该线圈绝缘体和该线圈绝缘体的下面和上面形成的氧化铝之间形成粘附层。这是用于防止由后续步骤中的热处理导致氧化铝和线圈绝缘体之间的分离。Cu、Cr、Ta和Si氧化物作为粘合剂有效。为了减小线圈电阻，增加线圈的截面积是有效的。为此，必须形成具有高的高宽比的线圈。为了形成用于线圈的沟槽，推荐在线圈绝缘膜上构图有机或无机掩模，并使用物理刻蚀如反应离子刻蚀。通过使用干法刻蚀，可以形成具有高的高宽比和高垂直度的线圈沟槽。在形成的线圈沟槽中形成由Cu/Cr或Cu/Ta制成的电镀籽层，以通过电镀镶嵌Cu制造线圈。镶嵌Cu电镀是有效的，因为它具有极其高的填充性能。通过CMP抛光在整个表面上形成的Cu电镀膜直至线圈的顶部。此后，通过离子碾磨或CMP除去该电镀籽层。根据本专利技术。由于使用具有低热膨胀系数和高加工性的材料如SiO2作为线圈绝缘体，围绕线圈的磁头磁性材料的凸出可以被阻止，由此使之可以抑制由静态温度引起的TPR。由于使用物理刻蚀如干法刻蚀来形成线圈框架(coil frame)，因此可以形成具有高的高宽比的线圈，因此可以形成低电阻线圈，结果可以抑制由线圈电流引起的TPR。附图说明图1示出了用于环境TPR的计算的模型，其中在线圈层中使用SiO2。图2示出了用于计算的每种材料的参数。图3示出了环境TPR的计算结果。图4是磁记录和再现设备的示意图。图5示出了垂直磁头和磁盘以及垂直记录之间的关系。图6示出了垂直写磁头中的线圈绝缘体的位置关系。图7(1)示出了根据本专利技术的垂直写磁头的制造的工艺流程图。图7(2)示出了根据本专利技术的垂直写磁头的制造的工艺流程图。图7(3)示出了根据本专利技术的垂直写磁头的制造的工艺流程图。图7(4)示出了根据本专利技术的垂直写磁头的制造的工艺流程图。图8示出了抗蚀剂图案区。图9示出了每种材料的CMP选择比。图10示出了本专利技术的工艺流程的另一例子。图11是通过离子碾磨除去电镀籽层而制造的垂直写磁头的剖面图。图12是通过剥离方法形成后间隙的连接部分时的剖面图。图13是本专利技术的磁头的另一例子的剖面图。图14示出了粘附层的位置。图15是本专利技术应用于纵向写磁头时的磁头的剖面图。具体实施例方式下面参考附图描述本专利技术的优选实施例。在下面的附图中，类似的功能部分给出相同的参考标记。低膨胀系数SiO2被用作线圈绝缘体，以通过有限元素法数字地分析由静态温度的上升引起的TPR。图1示出了磁头附近的分析模型。该图是其中围绕通常由氧化铝或抗蚀剂制成的线圈掩埋SiO2的模型。在图1中，未示出磁头附近的氧化铝，以便可以容易看到内部结构。在该分析的例子中，线圈的厚度是4μm，在磁道宽度的方向上SiO2区的尺寸是180μm，在浮动高度方向上是190μm。SiO2区比围绕线圈的普通绝缘体更宽。图2示出了用于分析的每种材料的物理特性值。图3示出了当前氧化铝和SiO2的TPR分析结果。水平轴示出距尾随边缘的距离和垂直轴示出TPR形变(当施加了30℃升温)。从计算结果理解，SiO2掩埋结构的TPR最大值从当前氧化铝掩埋结构的TPR最大值减小约20％。这是因为由于使用具有低热膨胀系数的绝缘体作为线圈绝缘体，即使在静态温度上升时，从该绝缘体也可以预料到阻止效应。在上述分析的例子中，为了简化，SiO2被暴露于空气支承面。即使在SiO2形成在氧化铝内部中和不暴露于空气支承面的结构中，也获得几乎相同的TPR减小效果。在此情况下，因为在空气支承面和线圈绝缘体之间形成氧化铝，所以不发生由浮动块处理引起的麻烦。此外，由于通过物理刻蚀如干法刻蚀形成SiO2框架和通过使用下面将描述的镶嵌技术形成线圈，可以形成与由当前框架电镀形成的线圈相比具有更高的高宽比的线圈。因此，可以获得具有非常低电阻的线圈，这在抑制由线圈产生的热量和由线圈产生的热量引起的TPR中是有效的。图4(a)和4(b)是磁记录和再现设备的示意图，其中图4(a)是示意性平面图和图4(b)是示意性剖面图。在该磁记录和再现设备中，固定到臂2的端部的磁头3在由电机驱动的磁盘1上读出和写入磁化的信号4。图5示出了垂直记录磁头和磁盘之间的关系示意图。磁头3包括写磁头和读磁头。写磁头产生用于在磁盘1的记录层9上记录的磁场，并且其是单磁极磁头，包括主磁极5、返回磁极6和横过由主磁极5和返回磁极6形成的磁路的薄膜线圈8。读磁头读取磁盘1的记录层上写入的信息，其包括夹在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁头，包括：读磁头，具有底层磁屏蔽、上层磁屏蔽以及所述底层磁屏蔽和所述上层磁屏蔽之间插入的磁阻效应装置；以及写磁头，具有返回磁极、主磁极和横过所述返回磁极和所述主磁极形成的磁路的线圈，其中用于使所述线圈绝缘的线圈绝缘体是ＳｉＯ↓［２］、Ｓｉ氮化物或Ｓｉ氧化物，以及所述线圈绝缘体被布置在离开所述磁头的空气支承面的位置，以及所述空气支承面由氧化铝制成。

【技术特征摘要】
JP 2005-9-13 2005-2657521.一种磁头，包括读磁头，具有底层磁屏蔽、上层磁屏蔽以及所述底层磁屏蔽和所述上层磁屏蔽之间插入的磁阻效应装置；以及写磁头，具有返回磁极、主磁极和横过所述返回磁极和所述主磁极形成的磁路的线圈，其中用于使所述线圈绝缘的线圈绝缘体是SiO2、Si氮化物或Si氧化物，以及所述线圈绝缘体被布置在离开所述磁头的空气支承面的位置，以及所述空气支承面由氧化铝制成。2.根据权利要求1的磁头，其中所述线圈绝缘体形成在线圈部分、线圈绕组区以及连接端子区中。3.根据权利要求1的磁头，其中在所述线圈绕组区和所述连接端子区中形成的所述线圈绝缘体的下面和上面形成氧化铝层，以及在所述线圈绝缘体和所述氧化铝层之间形成粘附层。4.根据权利要求3的磁头，其中所述粘附层由Cu/Cr、Ta或Al2O3-SiO2制成。5.一种用于制造磁头的方法，包括以下步骤在垂直写磁头的返回磁极上形成基座和后间隙；在所述基座和所述后间隙上形成氧化铝层；在围绕所述后间隙的线圈形成区中形成抗蚀剂图案；在所述抗蚀剂图案上形成氧化铝层；通过用CMP同时抛光所述氧化铝层和所述抗蚀剂图案，暴露所述抗蚀剂图案；用SiO2层作为线圈绝缘体替换所述暴露的抗蚀剂图案；在所述SiO2层上形成用于形成线圈的抗蚀剂图案；利用用于形成线圈的所述抗蚀剂图案作为掩模通过于法刻蚀在所述SiO2层中形成线圈沟槽；以及在所述线圈沟槽中形成线圈。6.根据权利要求5的用于制造磁头的方法，其中形成线圈的所述步骤包括在所述线圈沟槽中形成Cu/Cr或Cu/Ta电镀籽晶层的步骤以及通过镶嵌线圈电镀在用所述籽层覆盖的所述线圈沟槽中填充Cu的步骤。7.根据权利要求6的用于制...

【专利技术属性】
技术研发人员：江藤公俊，武井久子，栗田昌幸，熊沢祐次，
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]