[发明专利]具有阶梯式展开结构的垂直写头及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及垂直磁写头的构造，更具体而言，涉及电研磨终止标记(lapping guide)的使用以用于精确定义垂直磁写头的写极展开点(flarepoint)。

背景技术

计算机长期存储的核心是称为磁盘驱动器的组件。磁盘驱动器包括旋转磁盘、被与旋转磁盘的表面相邻的悬臂悬吊的写和读头、以及转动悬臂从而将读和写头置于旋转盘上选定环形磁道(track)之上的致动器。读和写头直接位于具有气垫面(ABS)的滑块上。悬臂偏置滑块朝向盘的表面，当盘旋转时，邻近盘的空气与盘表面一起移动。滑块在该移动空气的垫上飞行于盘表面之上。当滑块骑在气垫上时，采用写和读头来写磁转变到旋转盘且从旋转盘读取磁转变。读和写头连接到根据计算机程序运行的处理电路以实现写和读功能。

写头传统上包括嵌在一个或更多绝缘层(绝缘堆叠)中的线圈层，绝缘堆叠夹在第一和第二极片层(pole piece layer)之间。在写头的气垫面(ABS)处间隙(gap)通过间隙层形成在第一和第二极片层之间，且极片层在背间隙(back gap)处连接。传导到线圈层的电流在极片中感应磁通，其导致磁场在ABS处的写间隙弥散出来，用于在移动介质上的磁道中写上述磁转变，例如在上述旋转盘上的环形磁道中。

在近来的读头设计中，自旋阀传感器，也称为巨磁致电阻(GMR)传感器，已经被用于检测来自旋转磁盘的磁场。该传感器包括下文中称为间隔层(spacer layer)的非磁导电层，其被夹在称为被钉扎层和自由层的第一和第二铁磁层之间。第一和第二引线(lead)连接到自旋阀传感器以传导通过那里的检测电流。被钉扎层的磁化被钉扎为垂直于气垫面(ABS)，自由层的磁矩平行于ABS设置，但可以响应于外磁场而自由旋转。被钉扎层的磁化通常通过与反铁磁层的交换耦合来被钉扎。间隔层的厚度被选择为小于通过传感器的传导电子的平均自由程。采用此设置，部分传导电子被间隔层与被钉扎层和自由层每个的界面所散射。

当被钉扎层和自由层的磁化相对于彼此平行时，散射最小，当被钉扎层和自由层的磁化反平行时，散射最大。散射的变化与cosθ成比例地改变自旋阀传感器的电阻，其中θ是被钉扎层与自由层的磁化之间的角度。在读模式中，自旋阀传感器的电阻与来自旋转盘的磁场的大小成比例地改变。当检测电流传导通过自旋阀传感器时，电阻变化导致电势变化，其被检测并处理作为重放信号(playback signal)。

近来，为了增加记录系统的数据密度，研究者已经将它们的重点集中到垂直磁记录系统的开发。这些垂直记录系统在基本垂直于磁介质表面的方向上记录数据的磁位。用在这样的系统中的写头通常包括在气垫面(ABS)处具有较小横截面的写极和在ABS处具有较大横截面的返回极。磁写线圈诱发磁通沿基本垂直于磁介质平面的方向从该写极发出。该磁通在返回极处返回写头，在该返回极处磁通充分散开且微弱从而不擦除由写极写入的信号。

写极通常具有从ABS缩进所需距离的展开点。该展开点距离是必须仔细控制的重要尺寸。写头还可包括尾磁屏蔽件，其可用来增加场梯度及提高写入速度。尾屏蔽件具有从ABS测量的厚度，该厚度定义尾屏蔽件的喉高(throat height)。尾屏蔽件的喉高是另一重要尺寸，其也必须仔细控制。

然而，随着磁头尺寸减小，当前可获得的设备和光刻工艺的偏差使得不能以足够精度控制展开点和尾屏蔽件喉高。因此，不能精确控制展开点和尾屏蔽件喉高限制了进一步缩小写头尺寸的能力，且因而限制了数据容量的任何增加。

因此，强烈需要一种能非常精确地定义和控制写头的展开点及磁写头中的磁屏蔽件的喉高的结构或工艺。这样的结构或工艺还必须是可利用当前能获得的设备和工艺而制造的。

发明内容

本发明提供一种具有能够以非常小的尺寸紧密控制的第二展开点的磁写头。该磁写头包括具有磁芯部分、以及形成在其上的磁壳部分的磁写极。磁壳部分具有端表面，该端表面形成定义第二展开点的阶梯式特征。

与形成在磁芯部分上的展开点相比，该第二展开点可更接近气垫面ABS，且该第二展开点的位置可以相对于ABS非常精确地定义和控制。

磁写头可以通过在衬底上形成磁写极来构建。然后，可在部分写极之上形成诸如光致抗蚀剂掩模的掩模，该掩模具有在期望的第二展开点位置处的背边缘。然后磁金属可镀到磁写头上，利用延伸到ABS的芯部分以及从ABS缩进以定义第二展开点且形成阶梯式特征的磁壳部分(镀在芯部分之上)的磁壳部分形成磁写头。