[发明专利]磁头及其制造方法,以及磁性记录和/或再现系统

说明书

本申请要求在2000年3月30日递交的日本专利申请第2000-95082号的优先权，该专利申请的全部内容包含于此以供参考。

本发明一般涉及一种磁头及其制造方法，以及磁性记录和/或再现系统。

众所周知，随着磁路的磁通路(magnetic path)长度的减小，磁头的效率迅速提高。例如，如图18A所示，随着磁通路长度减小为2μm(=2000nm)或更小，其效率快速提高。如图18B中所示，磁通路长度意思是通过一个磁头的磁质部分52a、磁质部分53a、磁阻效应元件(例如GMR(巨磁阻效应-giant magnetoresistance effect)元件)、磁质部分53b以及磁质部分52b的磁路(magnetic circuit)的长度。

常规磁头的第一例子的结构在图19中示出。该常规磁头包括形成两个不同间隙G1和G2的一对磁质部分51a和51b，以及位于间隙G2中的一个磁阻效应元件56。常规磁头的第二例子的结构在图20中示出。在该第二例子中的磁头包括设计为相互间隔一个间隙G1的一对磁质部分52a和52b、设计为相互间隔一个大于间隙G1的间隙G2的一对磁质部分53a和53b、以及形成在磁质部分53a和53b之间的一个桥路的磁阻效应元件56。在第一和第二例子中，间隙G1比间隙G2更接近于一个面对介质的表面。

在第一例子中的磁头的磁质部分51a和51b是分别在不同步骤通过光刻形成的，并且在第二例子中的磁头的该对磁质部分52a和52b以及磁质部分53a和53b分别在不同步骤用光刻形成。

因此，由于对齐误差和光刻系统的分辨率使得精细磁路的形成受到限制。例如，即使使用先进的分级器(stepper)，由于分级器的机械对齐精度(50nm)和基底的形变而存在对齐误差，从而造成400nm的误差。为了降低生产成本，通常使用廉价的受激准分子激光器来用于光刻。当使用受激准分子激光器时，分辨率约为200nm。如图21中所示，对齐误差造成偏离间隙G1的中央的偏移，因此总的对齐误差为800nm(=400nm×2)。因此，不可能形成具有等于或小于某一数值(2000nm)的磁通路长度的磁头，该数值(2000nm)是通过把200nm的分辨率与800nm的误差相加得到的数值(1000nm)的两倍。

如图21中所示，为了形成具有高效率的小磁通路，需要减小在面对介质表面58的相对侧上的磁隙的长度G2以及从面对介质表面58到磁阻效应元件56的高度H。为了增加分辨率，还需要减小在面对介质的表面(大于50nm)的侧面上的磁隙的长度G1。

但是，在常规的磁头结构及其制造方法中，不能满足这些要求。

相反，从图18A可以看出，当磁通路长度为在现有技术中不能形成的大约2000nm或更小的长度时，磁头的效率迅速提高。即使通过常规的磁头结构形成小的磁通路，在最近几年所要求的较短波长信号(0.1μm或更小)的再现中，由于目前还不清楚的原因使得效率迅速降低，从而它不能够用作为高密度的记录头。不但在再现操作过程中，而且在记录操作过程中也是一样。在常规的记录头中，由于目前还不清楚的原因使得该效率在较短波长的记录中大大降低，从而它不可能在当前所用的超过50Gbpsi(G位每平方英寸)的高密度低噪声介质上记录，该介质可以通过记录IC(集成电路)提供。

人们发现，当磁通路的长度接近于软磁性材料的磁畴壁的厚度(100nm)的量级时，在较短波长区域中的记录/再现效率明显降低。

如上文所述，在所有常规磁头结构中，通过光刻对薄膜进行构图以形成磁路。因此，即使要形成一个小的磁路，对于磁头的效率的提高也有限制。另外，即使以低成品率获得所需的磁头，也有一个问题，即在较短波长处的记录再现效率大大降低，使得不可能以高密度进行记录/再现。

因此本发明的一个目的是消除上述问题，并提供一种磁头-它即使在较短磁通路长度和较短波长信号的情况下也能够以高效率进行记录或再现、一种用于制造该磁头的方法以及使用该磁头的磁性记录和/或再现系统。

为了尽可能地减小磁通路长度，考虑了如图17中所示的磁头。也就是说，一对磁质部分54a和54b被设计为相互间隔预定的间隙G，并且提供一个磁阻效应元件56以构成磁质部分54a和54b之间的桥路。