磁记录头中的自对准线圈工艺制造技术

本发明专利技术涉及具有自对准线圈的记录头。在本发明专利技术一实施例中，写头包括：第一极Ｐ１；Ｐ１基座；镀在所述第一极Ｐ１上的第一背间隙层，留下所述Ｐ１基座与所述第一背间隙层之间的区域用于镀线圈；应用在所述Ｐ１基座和所述第一背间隙层以及所述Ｐ１基座与所述第一背间隙层之间的区域上的第一绝缘层。该写头还包括：线圈，至少部分地构图在所述Ｐ１基座和所述第一背间隙层以及所述Ｐ１基座与所述第一背间隙层之间的区域上，铜镀在所述线圈图案中；以及第二绝缘层，应用来填充所述线圈匝之间的所述空间。所得结构通过化学机械抛光被平坦化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总地涉及具有线圈的磁记录头领域，该线圈感应对磁介质(例如磁盘)进行写入的磁通，更特别地，涉及具有线圈的记录头，所述线圈自对准且具有低电阻，然而利用常规加工技术用于其制造。
技术介绍
几十年来磁硬驱动器(或盘驱动器)已经普遍用于大批数据的存储。其制造的改进已经吸引了广泛注意，特别是为了减小驱动器和/或其内部部件的尺寸从而实现更低成本和更广泛的应用。磁硬驱动器包括用于读和写数据的磁记录头。众所周知，磁记录头通常包括两部分写头部分或写头；用于在磁介质或盘上写或编程磁编码信息；以及读取器部分，用于从介质读取或取回所存储的信息。数据通过写头写到盘上，写头包括线圈从其穿过的磁轭。当电流流经线圈时，磁通感应在轭中，其导致磁场在极尖区域中在写间隙处弥散出去。该磁场在盘上以磁转变的形式写数据。目前，这样的头是薄膜磁头，利用材料沉积技术例如溅射和电镀以及光刻技术和湿法及干法蚀刻技术来构建。这样的薄膜头的示例包括第一和第二磁极，它们通过背间隙连接，形成马蹄形结构并具有极尖区域和背间隙区域，由诸如NiFe的材料形成，所述材料可以在溅射沉积导电籽层之后镀到衬底上。与极尖区域相对，在磁极的背侧可形成磁背间隙。术语背间隙通常用来描述磁连接第一和第二极从而形成将要描述的完整磁轭的磁结构。一个或更多导电线圈可以形成在第一极之上，在位于部分第一极之上的基座(pedestal)与背间隙之间，并可通过绝缘层与极和轭电隔离，所述绝缘层可以是氧化铝(Al2O3)或硬烘焙光致抗蚀剂。参照图1，可以相关于滑块111观察示例性写元件302的平面图。穿过磁轭306的线圈304在轭306中感应磁通。轭306中的间隙又使得磁场在极尖308处弥散出来。就是该弥散场(fringing field)310将磁信号写到附近的磁介质上。参照图2，根据本专利技术一可行实施例的磁头400具有形成在第一和第二磁屏蔽件404和406之间的磁读元件402。写头408通常包括第一极P1410。设置在极尖区域413中的P1基座412及在相对端的第一背间隙层414形成在第一极之上。第一极410、P1基座412和背间隙414由软磁材料例如NiFe形成。第一线圈绝缘层416形成在P1基座412和背间隙层414之间在第一极410之上。图2中以部分剖面示出的导电线圈418在第一绝缘层416上越过第一极410。第二线圈绝缘层420将线圈418的每匝与其它匝绝缘并将线圈与写头408的其余部分绝缘。继续参照图2，非磁写间隙层424的薄层沉积在线圈418、绝缘层420和P1基座412之上并在一端延伸到气垫面(ABS)426且在另一端终止而未完全延伸在背间隙层414的顶部上。第二磁背间隙材料层428可形成在背间隙层414的顶部上且与其磁连接。ABS是磁头的表面，设计来使得它能够使磁头骑在沿盘表面在头和盘之间的气垫上。继续参照图2，P2极尖430设置在极尖区域413中在写间隙层424之上。P2极尖430延伸到ABS 426，并具有定义写头408的道宽的宽度(进入图2页面的平面)。P2极尖由磁材料构成，并优选地由具有高磁饱和(高Bsat)和低矫顽力的软磁材料构成。仍参照图2，电介质填充材料或层433例如氧化铝从P2极尖430延伸到第二背间隙层428。P2极尖430和第二背间隙层428可同时或在加工的相同步骤中形成，或者，它们可分别形成，如上文所述。第二线圈434可位于电介质层433顶上并通过绝缘层436绝缘，绝缘层436可以是例如硬烘焙光致抗蚀剂。P3磁层438形成在第二线圈434和绝缘层436之上并从P2极尖430延伸到第二背间隙层428且与两者磁连接。P3磁层438形成写头408的磁轭的第二极的主要部分。极尖区域413、P3磁层438和背间隙414形成前面和下面所称的磁轭(或轭)。期望保持短的轭长度从而使磁路径短并因此为了更高性能而最小化磁泄漏和实现高数据速率。场310(图1)通过写间隙424弥散从而在介质或盘上写磁信号。在现有技术写头400中，P2极尖430示出为位于P3磁层438下面且实际上与其连接。在另一些现有技术写头中，P2极尖430一直持续延伸形成P2层而没有P3磁层438。本领域技术人员将理解，线圈418和第二线圈434是写或记录头的关键元件，因为它们形成图1的线圈304，穿过磁轭306(图1中)，从而在轭306中感应磁通。轭306中的磁通又使磁场在极尖308处弥散出来，如较早论述的。该弥散场310写磁信号到附近的磁介质上。现有技术写头的问题在于，由于希望保持轭长度短，需要努力使线圈(线圈418和434)窄从而获得合适数目的线圈匝数。窄线圈导致线圈电阻高。因此，写头在写操作期间变得更热，由此导致写头的膨胀和突出。该突出可能导致写极过于突出靠近盘，潜在地引起盘的擦伤。另外，在当前的写头设计中，线圈418和434仔细对准，在很大长度上是由于其制造性质，即首先构造绝缘层然后沉积线圈。因此，第一线圈匝和P1基座412之间及最后线圈匝与背间隙层414之间的间距必须保持足够大以避免线圈与轭之间的短路。因此，需要一种具有线圈的盘驱动器的写头，所述线圈足够宽或厚从而具有低电阻且制造为自对准从而避免写头的突出，但是仍然利用制造现有技术写头中使用的相同设备制造。
技术实现思路
简言之，在本专利技术的一个实施例中，写头包括第一极P1；P1基座(P1P)；第一背间隙层，镀在第一极P1之上，留下P1基座与第一背间隙层之间的区域用于镀线圈；第一绝缘层，施加在P1基座和第一背间隙层及P1基座与第一背间隙层之间的区域之上。该写头还包括线圈，至少部分地构图在P1基座和第一背间隙层及P1基座与第一背间隙层之间的区域上，铜镀在线圈图案中；以及第二绝缘层，应用来填充线圈匝之间的空间。所得结构通过化学机械抛光来平坦化。附图说明图1示出可相关于滑块111观察的示例性现有技术写元件302的平面图；图2示出根据现有技术具有磁读元件和磁写元件的磁头400；图3示出根据本专利技术一实施例实施本专利技术的盘驱动器100的顶透视图；图4进一步示出根据本专利技术一实施例的盘驱动器100的结构；图5示出根据本专利技术一实施例的示例性磁写(或记录)头500的平面图； 图6(a)-(i)示出用于图5的写头508的加工或制造的一些相关步骤；图7(a)-(f)示出完成写头508的制造所需的额外步骤；图8(a)-(f)示出用于线圈624的制造的替代方法的相关步骤；图9(a)、(b)和(c)示出制造写头508中的替代步骤。具体实施例方式下面的描述是目前想到的用于实施本专利技术的实施例。进行该描述是为了说明本专利技术的一般原理而不是意图限制这里提出的专利技术概念。现在参照图3，根据本专利技术一实施例示出实施本专利技术的盘驱动器100的顶透视图。盘驱动器100示出为包括音圈马达(VCM)102、致动器臂104、悬臂106、挠曲件108、滑块111、读-写头112、头安装块114、及磁盘或介质116。悬臂106在头安装块114处连接到致动器臂104。致动器臂104耦接到VCM 102。盘116包括多个道118并绕轴120旋转。道118是环形的，每个在盘116的表面环形延伸，用于利用头112存储磁编码数据或信息，这将参照其它图更详细论述。该工艺可用于垂直/纵向设计及单或双层线圈中。在盘驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造写头的方法，包括：在第一极Ｐ１上形成Ｐ１基座和第一背间隙层，留下其间的区域用于形成线圈，所述第一背间隙层形成在所述第一极Ｐ１的远端；沉积第一绝缘层，其设置在所述Ｐ１基座、所述第一极Ｐ１和所述第一背间隙层的至少一部分以及所述区域之上；通过在形成于线圈光致抗蚀剂层中的线圈袋中沉积铜来形成线圈，所述线圈光致抗蚀剂层沉积在所述第一绝缘层之上，其中所述线圈具有多匝；去除所述线圈光致抗蚀剂层从而在所述线圈匝之间形成空间；以及应用第二绝缘层从而填充所述线圈匝之间的空间。

【技术特征摘要】
US 2005-10-4 11/243,7311.一种制造写头的方法，包括在第一极P1上形成P1基座和第一背间隙层，留下其间的区域用于形成线圈，所述第一背间隙层形成在所述第一极P1的远端；沉积第一绝缘层，其设置在所述P1基座、所述第一极P1和所述第一背间隙层的至少一部分以及所述区域之上；通过在形成于线圈光致抗蚀剂层中的线圈袋中沉积铜来形成线圈，所述线圈光致抗蚀剂层沉积在所述第一绝缘层之上，其中所述线圈具有多匝；去除所述线圈光致抗蚀剂层从而在所述线圈匝之间形成空间；以及应用第二绝缘层从而填充所述线圈匝之间的空间。2.如权利要求1所述的制造方法，还包括去除过多沉积的线圈和光致抗蚀剂层从而形成平坦表面。3.如权利要求1所述的制造方法，还包括应用所述第二绝缘层之前去除线圈籽层，其中在应用所述线圈光致抗蚀剂层之前沉积所述线圈籽层。4.如权利要求1所述的制造方法，其中所述第一绝缘层由氧化铝制成。5.如权利要求2所述的制造方法，其中所述P1基座后面所述第一绝缘层的厚度在0.1至0.5微米的范围内。6.如权利要求1所述的制造方法，其中所述线圈由铜制成。7.如权利要求1所述的制造方法，其中所述线圈匝的每个的厚度在0.5至4微米的范围内。8.如权利要求1所述的制造方法，其中所述线圈相对于所述P1基座自对准。9.如权利要求1所述的制造方法，其中在应用第二绝缘层的步骤之后，进行硬烘焙步骤从而包封所述线圈。10.如权利要求9所述的制造方法，还包括步骤在所述硬烘焙的抗蚀剂之上沉积氧化铝；以及进行化学机械抛光(CMP)工艺。11.如权利要求1所述的制造方法，还包括步骤在权利要求10的化学机械抛光步骤之后在所述氧化铝上沉积写间隙；在所述写间隙上形成P2极尖，且在相对端，在所述第一背间隙上形成第二背间隙；在所述P2极尖和所述第二背间隙层上沉积氧化铝；进行CMP工艺；形成第二线圈层；在所述第二线圈层上应用第三绝缘层；以及在所述第二线圈层上形成P3磁层，其从所述P2极尖延伸到所述第二背间隙层。12.一种形成在写头中的结构，包括第一极P1；形成在所述第一极P1上的P1基座；镀在所述第一极P1上的第一背间隙层，留下所述P1基座与所述第一背间隙层之间的区域用于形成线圈；应用在所述P1基座、P1极和P1基座与第一背间隙层之间的区域上的第一绝缘层；线圈匝，由线圈图案定义，其自对准在所述P1基座和所述第一背间隙层以及所述P1基座与所述第一背间隙层之间的区域上，其中所述线圈匝形成在所述线圈图案中，在所述线圈匝之间形成空间；以及第二绝缘层，应用来填充所述线圈匝之间的所述空间。13.如权利要求10所述的结构，还包括应用到所述P1基座的第一绝缘层。14.如权利要求11所述的结构，其中所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：林天洛，戴维K李，李显邦，施常青，
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]