[发明专利]制造用于大容量存储设备读写头的读传感器的方法和工艺

说明书

技术领域

【0001】本发明涉及用于大容量存储设备的读写头，尤其涉及制造用于大容量存储设备的读头的读传感器的方法和工艺。

背景技术

【0002】磁记录是信息处理产业的支柱。像磁盘驱动器这样的存储器存储设备包括由一层薄薄的记录介质覆盖的盘或盘片，在该记录介质上能够写入磁编码的数据，并且这些数据在以后能够被检索出来供使用。通常，写头中的写传感器将离散位的磁编码数据写入记录介质中呈放射状间隔的同心环形轨道中。使用读头中的读传感器读出记录介质以二元状态所存储的磁编码数据，其中所述二元状态由局部磁场的方向给定。读头和写头被连接到在计算机控制下用于实施写入和读出操作的电路。

【0003】记录介质的面记录密度是由读写头的临界尺寸或最小特征大小以及由形成记录介质的组成材料限定的。当读写头驱动器中读传感器和写传感器的临界尺寸减小时，记录介质的面记录密度增加。然而，当读头的临界尺寸降低到深亚微米的临界尺寸时，读写头中使用的常规的纵向或电流方向在平面内(CIP)的自旋阀读传感器不能产生足够的输出幅度。因此，在具有“垂直”记录介质的高密度存储器存储设备中，具有电流方向垂直于平面(CPP)几何结构的读传感器已经取代了常规的CIP自旋阀读传感器，所述“垂直”记录介质被认为在实现非常高的位密度方面优于“纵向”记录介质。常规的CPP读传感器包括交换偏置自旋阀或巨磁电阻(GMR)、铁磁/非磁([FN/NM]_n)多层、以及隧道磁阻(TMR)型体系结构。

【0004】参照图1，磁盘驱动器一般将读头10和写头13集成为在可移动滑块15上所携带的统一的读写头，所述可移动滑块15从致动器臂17悬挂下来并位于盘片19的上方。当盘片19旋转时，空气动力学成形的滑块15骑行在由空气轴承表面21产生的气垫上，所述空气轴承表面21位于旋转的盘片19的记录介质上方以几十纳米数量级很好控制的距离处。在不接触旋转的盘片19的情况下，致动器(未示出)摆动致动器臂17，以将读写头的读和写头10，13放置到旋转的盘片19上的选定轨道上。

【0005】参照图2A，读头10(图1，2B)可以使用薄膜沉积技术来生产。尤其，用于形成读头10的读传感器12所需材料的层堆叠(未示出)形成在下电极18上。然后，双层抗蚀剂掩模23形成在该层堆叠上以对多个读传感器12中的每个的预期位置进行掩模。双层抗蚀剂掩模23包括上抗蚀剂层23b和相对于上抗蚀剂层23b被底切的下抗蚀剂层23a。底切有利地限制了研磨材料的再沉积并且促进清洁剥离。经掩模的层堆叠被以高入射角进行离子研磨，以移除层堆叠中不受双层抗蚀剂掩模23保护的部分。在离子研磨之后，由此产生的读传感器12被限制于倾斜侧壁24，该侧壁汇聚于垂直面以限定平台状的上表面。

【0006】然后，由均厚沉积的硬偏置(HB)层20(图2B)和绝缘层22(图2B)覆盖支持双层抗蚀剂掩模23和读传感器12的衬底。在常规的剥离工艺中，然后用化学方式去除双层抗蚀剂掩模23。该剥离工艺移除覆盖在双层抗蚀剂掩模23上的HB层20和绝缘层22的过量部分，从而，限定HB层20和绝缘层22邻接于读传感器12的侧壁24的边界。剩余的绝缘层22作为读头10中的间隙层。剥离工艺也显露出在读传感器12顶上的平台，以建立在读传感器12的最上层和上电极16(图2B)之间的电接触。

【0007】如图2B所示，CPP读头10包括经离子研磨的读传感器12(其带有感测层或自由层14)、上电极16、和下电极18。HB层20使自由层14在纵向稳定，所述HB层20由一个或多个层“硬”磁性材料组成。硬偏置的效果是通过自由层14和HB层20之间的Mrt比率、以及自由层14与HB层20之间的物理分离和垂直对齐程度来确定，其中所述Mrt比率一般大于二(2)memu每cm2。通过插入由诸如矾土(Al₂O₃)的电绝缘体组成的绝缘层22，读传感器12与HB层20电绝缘。