下面,借助附图说明本发明的优选实施例。
(1)第一实施例
图3A为表示按本发明第一实施例的MR/IND磁头的ABS(前端部)的
透视图。图3B为沿图3A中线II-II所作的MR/IND磁头ABS的剖视图。
图4为沿图3A中线III-III的所作的MR/IND磁头ABS的剖视图。
如图3所示,在读出侧(R),下磁屏蔽21和上磁屏蔽24沿铅垂方向分
别制在磁阻器件(MR器件)22的下部和上部,结果MR器件22位于两者之
间。在MR器件22与下磁屏蔽21之间和在MR器件22与上磁屏蔽24之
间分别设有由氧化铝薄膜或氧化硅薄膜形成的绝缘膜23。为了防止相邻记
录磁道的磁场进至MR器件,所制得的下磁屏蔽21和上磁屏蔽24沿道宽
方向宽度较大。
在记录侧(W),写头的下磁芯(第一软磁层)24亦用作读出头的上磁
屏蔽24。NiFe用作下磁芯24。
在MR/IND磁头的ABS中,写头的上磁芯(第二软磁层)26借助于由氧
化铝薄膜或氧化硅薄膜形成的绝缘膜(间隔层)形成在下磁芯24之上。
上磁芯26的ABS的宽度细窄与记录道宽一致。间隔27的距离取决于
间隔层的薄膜厚度。上磁芯26由NiFe薄膜(其余部分)26a形成的。在细窄
的ABS两侧的全部表面制有一种具有高饱和磁通密度(Bs)的FeN薄膜(高
饱和磁通密度薄膜)26b。NiFe薄膜26a的磁通密度Bs约为1T,而NeF
薄膜26b的磁通密度Bs为2T。
在MR/IND磁头的中部,产生记录磁场的导电线圈33设置在下磁芯
24和上磁芯26之间,并利用绝缘膜25与上述两磁芯相隔离。
此外,全部上磁芯26为由氧化铝薄膜或氧化硅薄膜形成的绝缘膜25
所覆盖。
下面,借助图5A至图5E说明按本发明第一实施例的MR/IND磁头的
制造方法。图5A至图5E为表示制造MR/IND磁头的方法的制造步骤的剖
视图。
首先,说明在图5A中示出的在上磁芯26形成之前的情形。如图5A
所示,上磁屏蔽24通过绝缘膜23形成在读出侧(R)的下磁屏蔽21之上。
绝缘膜23由约50至400纳米厚的氧化铝薄膜或氧化硅薄膜形成,而上磁
屏蔽24则由约0.5至3微米厚的NiFe薄膜形成。MR器件22设在下磁屏
蔽21和上磁屏蔽24之间,并与下磁屏蔽21和上磁屏蔽24隔绝。
由约0.1至0.6微米厚的氧化铝薄膜或氧化硅薄膜制成的绝缘膜(间隔
层)25a制在上磁屏蔽24之上。间隔层27的薄膜厚度限定了写头间隔的
距离。
如图5B所示,在此状态下,在绝缘膜25a上制成抗蚀图31a。在抗蚀
图31a中,制有数个宽度均为3至4微米的开口32a,以便在绝缘膜25a
之上形成上磁芯26。
接着,通过利用抗蚀图31a作掩模进行涂敷,在抗蚀图31a的开口32a
中制得约3微米厚的NiFe薄膜26a。
此后,如图5C所示,在把抗蚀图31a取走后,通过溅射法制得100
至1500纳米厚的FeNi薄膜26b。
随后,使用氩气离子减薄,利用各向异性刻蚀处理FeN薄膜26b,从
而仅在NiFe薄膜26a的侧壁上留有FeN薄膜26b。在此过程中,由于不
需要刻蚀掩模,NeF薄膜26b的刻蚀产物粘到刻蚀掩模的侧壁上是不可能
的,所以上述产物决不会以沿积层(flash)形式残留。因而,如图5D所示,
在NiFe薄膜26a的侧壁上制有FeN薄膜26b的上磁芯26制成。
然后,如图5E所示,由氧化铝薄膜或氧化硅薄膜形成的绝缘膜25b形
成,覆盖上磁芯26。其后,通过预定制造步骤,已制成磁阻磁头。
在上一实施例中,尽管FeN薄膜26b在NiFe薄膜26a的全部侧表面
上形成,而不是只制在NiFe薄膜26a的ABS的侧表面上,但是,上述变
化不会影响在ABS中抑制磁饱和的效果,也不会影响其它磁特性。
利用采用上述方法制成的MR/IND磁头,说明记录磁信号的结果。为
比较目的,还利用这样一种MR/IND磁头,其中,在上磁芯6的ABS侧表
面上,没有FeN薄膜,对这种磁头,亦考察其记录磁信号的结果。记录是
通过0.5安匝的起磁力进行的,而上述起磁力则利用给导电线圈33通电来
产生。分析结果示于图6A和图6B。如图6A所示,按第一实施例的MR/IND
磁头,记录磁化的宽度没有展宽,在其两端,记录磁化没有弯曲。相反,
如图6B所示,在对比磁头中,记录磁化的宽度已经展宽,在展宽的记录磁
化的两端出现记录磁化的弯曲。
出现上述情况的原因分析如下。在按第一实施例的MR/IND磁头中,
由于制在写头侧(磁场流出侧)的上磁芯26的侧表面上的FeN薄膜26b
具有高饱和磁通密度,在上磁芯26的侧表面处决不会磁饱和。于是,可以
认为,从上磁芯26的与磁记录媒体44相对的表面或其邻近表面产生磁力
线,从而磁力线没有蔓延到间隔27的外侧。
另一方面,如图6B所示,在对比磁头中,对着下磁芯4的写头(磁
场流出侧)上磁芯6的ABS部分及其侧部是磁饱和的。因此,由于这种磁
饱和,从远离与磁记录媒体10相对的表面的部分产生磁力线。
如上所述,按第一实施例,由于可以抑制磁场从磁芯至间隔外侧的扩
展,记录磁化的宽度没有展宽,且在其两端,记录磁化没有弯曲。从而,
在读出磁信号的过程中可避免误差,而且,亦可实现高密度记录。
(2)第二实施例
图7为表示按本发明第二实施例的MR/IND磁头的ABS的剖视图。
第二实施例不同于第一实施例之处在于,在与下磁芯24相对的记录
侧(W)的上磁芯26相对表面上,还制有具有高饱和磁通密度的FeN薄
膜26c。在图7中,与图4中相同的附图标记表示与图4中相同的部件。
下面,借助图8A至图8E说明按本发明第二实施例的MR/IND磁头的
制造方法。图8A至图8E为表示制造MR/IND磁头的方法的制造步骤的剖
视图。
说明在图8A中示出的在上磁芯26形成之前的情形。如图8A所示,
上磁屏蔽24通过例如为氧化铝薄膜的绝缘膜23形成在读出侧(R)的下磁屏
蔽21之上。MR器件22设在下磁屏蔽21和上磁屏蔽24之间,并与下磁
屏蔽21和上磁屏蔽24隔绝。由约0.1至0.6微米厚的氧化铝薄膜或氧化硅
薄膜制成的绝缘膜(间隔层)25a制在上磁屏蔽24之上。绝缘膜25a的薄
膜厚度限定了写头间隔的距离。
在此状态下,利用反应溅射(reactive sputtering)法,在绝缘膜25a
上形成FeN薄膜26c,并使其厚度约为0.1至1微米。
此后,如图8B所示,在绝缘膜25a上制成抗蚀图31b。抗蚀图31b
具有数个宽度均为3至4微米的开口32b,以便在绝缘膜25a之上形成上
磁芯26。接着,通过利用抗蚀图31b作掩模进行涂敷,在抗蚀图31b的开
口32b中制得约3微米厚的NiFe薄膜26a。
接着,把抗蚀图31b取走。随后,使用气压为2×10-4托的氩气离子
减薄,刻蚀制在绝缘膜25a上的FeN薄膜26c。此时,如图8C所示,刻
蚀的FeN薄膜26c再沉积至NiFe薄膜26a的侧壁。在此过程中,由于没用
刻蚀掩模,粘到刻蚀掩模的侧壁上的NeF薄膜26b的刻蚀产物以沿积层
(flash)形式残留是不可能的。
从而,如图8D所示,FeN薄膜26B制在NiFe薄膜26a的ABS侧壁
上,而且,FeN薄膜26c制在与下磁芯24相对的NiFe薄膜26a的ABS
的相对表面上。于是,制成上磁芯26。
然后,如图8E所示,由氧化铝薄膜或氧化硅薄膜形成的绝缘膜25b形
成,覆盖上磁芯26。其后,通过预定制造步骤,已制成磁阻磁头。
在所形成的MR/IND磁头中,制在侧壁和NiFe薄膜26a的ABS的相对
表面的FeN薄膜26b、26c具有高饱和磁通密度。由于这一原因,在记录
磁信号时,在上磁芯26中不会产生磁饱和。因此,从上磁芯26的与磁记
录媒体44相对的表面或其邻近表面产生磁力线,从而磁力线没有扩展到间
隔27的外侧。
如上所述,如果用按第二实施例的MR/IND磁头记录磁信号,同图6A
一样,记录磁化的宽度没有展宽,且在上磁芯26两端,记录磁化没有弯曲。
从而,可避免磁信号的读出误差,而且,还可实现高密度记录。
(3)第三和第四实施例
(第三实施例)
图9为表示按本发明第三实施例的MR/IND磁头的ABS的剖视图。
第三实施例不同于上述实施例之处在于,在与上磁芯26相对的记录
侧(W)的下磁芯24表面上,制有具有高饱和磁通密度的FeN薄膜28。
在图9中,与图7中相同的附图标记表示与图7中相同的部件。
在此例中,在用作下磁芯24的NiFe薄膜如图8A所示形成后,形成
FeN薄膜28。通过采用参考附图8B至8E所说明的相同步骤,制成MR/IND
磁头。
由于下磁芯24与上磁芯26相对,下磁芯24虽然没有窄上磁芯26磁
饱和程度高,但它是磁饱和的。一旦出现下磁芯24磁饱和,这种磁饱和区
域就会从与上磁芯26相对的表面逐渐扩展至其周边部分。
按本发明的第三实施例,由于具有高饱和磁通密度的FeN薄膜28在下
磁芯24表面上形成,这样,不仅可在上磁芯26上抑制磁饱和,而且可在
下磁芯24的与上磁芯26相对的区域上抑制磁饱和。结果,可以大大抑制
磁场从磁芯扩展至间隔的外侧。
(第四实施例)
图10为表示按本发明第四实施例的MR/IND磁头的ABS的剖视图。
第四实施例与第三实施例的类似之处在于,在与上磁芯26相对的记
录侧(W)的下磁芯24表面上,制有具有高饱和磁通密度的FeN薄膜28。
然而,第三实施例与第四实施例的不同之处在于,FeN薄膜28局限在位于
上磁芯26之下的区域。在图10中,与图9中相同的附图标记表示与图9
中相同的部件。
在此例中,在用作下磁芯24的NiFe薄膜如图8A所示形成后,再形成
FeN薄膜28并使其具有图案。通过采用参考附图8B至8E所说明的相同
步骤,制成MR/IND磁头。
按本发明的第四实施例,由于具有高饱和磁通密度的FeN薄膜28在下
磁芯24表面上形成,这样,就同第三实施例一样,可以抑制下磁芯24的
与上磁芯26相对的区域上的磁饱和。结果,可以大大抑制磁场从磁芯扩展
至间隔的外侧。
如上所述,按本发明的第三和第四实施例,可以抑制磁场从磁芯扩展
至间隔的外侧,由此,记录磁化的宽度没有展宽,且在上磁芯26两端,记
录磁化没有弯曲。从而,可避免磁信号的读出误差,而且,还可实施高密
度记录。
(第五实施例)
图11为表示按本发明第五实施例的MR/IND磁头的ABS的剖视图。
第五实施例不同于第二实施例的一个方面在于,在下磁芯24上形成
0.1至1微米厚的突出部29,所形成的突出部29与记录侧(W)的上磁
芯26相对,并在下磁芯24的与上磁芯26相对的区域上与上磁芯26基本
上等宽。在图11中,与图7中相同的附图标记表示与图7中相同的部件。
在此例中,在用作下磁芯24的NiFe薄膜如图8A所示形成后,通过
选择性刻蚀,把该NiF薄膜的高度刻蚀0.1至1微米。通过采用参考附图
8B至8E所说明的相同步骤,制成磁阻磁头。
按本发明的第五实施例,由于与上磁芯26相对应的下磁芯24以与上
磁芯26相同的宽度,相对下磁芯24的其它区域突出,所以从上磁芯26漏
磁的磁力线没有扩展至间隔27的外侧,而是通过磁记录媒体进入下磁芯24
上的突出部29。因此,与由FeN薄膜26a、26b和26c所造成的磁饱和抑
制效应相配合,可进一步抑制磁场沿记录磁道宽度方向的扩展。
结果,记录磁化的宽度没有展宽,且在上磁芯26两端,记录磁化没
有弯曲。从而,可避免磁信号的读出误差,而且,还可实现高密度记录。
在第三至第五实施例中,已经在与下磁芯24相对的上磁芯26表面上
形成FeN薄膜26c,但是,如果FeN薄膜在上磁芯26的侧部上形成,也
可略去FeN薄膜26c。
(5)第六至第九实施例
(第六实施例)
图12为表示按本发明第六实施例的MR/IND磁头的ABS的剖视图。
第六实施例与第一实施例的不同之处在于,与记录侧(W)的上磁芯26
相对的下磁芯30基本上与上磁芯26等宽,并与读出侧(R)的上磁屏蔽
24分别形成。在图12中,与图4中相同的附图标记表示与图4中相同的部
件。
在此例中,同图5A和5B一样,在绝缘膜25a形成后,形成用作下磁
芯30的约0.5至3微米厚的NiFe薄膜(其余部分)30a。接着,在绝缘
膜25a再次形成后,通过采用参考附图5A至5E所说明的相同步骤,制成
MR/IND磁头。
按上述第六实施例,由于NeF薄膜26b在上磁芯26的ABS的侧部上
制成,且在MR/IND磁头ABS位置与上磁芯26等宽的下磁芯30与在读出
侧(R)的上磁屏蔽24分别制成,所以,在上磁芯26的侧部不会造成磁饱和,
而且,从上磁芯26漏磁的磁力线没有扩展至间隔27的外侧,而是通过记
录媒体进入下磁芯30。
因此,如果用这种MR/IND磁头记录磁信号,记录磁化的宽度没有展
宽,且在上磁芯26两端,记录磁化没有弯曲。从而,可避免磁信号的读出
误差,而且,还可实施磁信号的高密度记录。
(第七实施例)
图13为表示按本发明第七实施例的MR/IND磁头的ABS的剖视图。
第七实施例不同于第六实施例之处在于,在MR/IND磁头位置,在与
记录侧(W)的下磁芯30相对的上磁芯26表面上,制有具有高饱和磁通
密度的FeN薄膜26c。在图13中,与图12中相同的附图标记表示与图12
中相同的部件。
在此例中,同图5A和5B所示一样,在绝缘膜25a形成后,形成用作
下磁芯30的约0.5至3微米厚的NiFe薄膜30a。接着,在绝缘膜25a依
次形成后,通过采用参考附图8A至8E所说明的相同步骤,制成MR/IND
磁头。
按本发明的上述第七实施例,由于FeN薄膜26c不仅制在上磁芯26
的ABS的侧壁上,而且制在与下磁芯30相对的上磁芯26的相对表面上,
所以,可以在上磁芯26的侧部和上磁芯26的相对表面上抑制磁饱和。因
此,从上磁芯26漏磁的磁力线没有扩展至间隔27的外侧,而是通过磁记
录媒体进入下磁芯30。
(第八实施例)
图14为表示按本发明第八实施例的MR/IND磁头的ABS的剖视图。
第八实施例不同于第七实施例的一个方面在于,具有高饱和磁通密度
的FeN薄膜30b制在与记录侧(W)的上磁芯26具有同样宽度的下磁芯
30的侧表面上。特别是,如果所制得的下磁芯30与上磁芯26等宽,则由
于在其中易出现磁饱和,它是更为有效的。在图14中,与图13中相同的
附图标记表示与图13中相同的部件。
在此例中,以与图5A至图5D所示同样的方式,在绝缘膜25a形成后,
形成用作下磁芯30的约0.5至3微米厚的NiFe薄膜30a,随后在NiFe薄
膜30a的侧表面上形成FeN薄膜30b。接着,在绝缘膜25a再次形成后,
通过采用参考附图8A至8E所说明的相同步骤,制成MR/IND磁头。
按本发明的第八实施例,由于与上磁芯26具有同样宽度的下磁芯30
与在读出侧(R)的上磁屏蔽24分别制成,从上磁芯26漏磁的磁力线没
有扩展至间隔27的外侧,而是通过磁记录媒体进入下磁芯30。此外,由
于具有高饱和磁通密度的FeN薄膜30b在下磁芯30的NiFe薄膜30b的侧
表面上形成,这样,可以抑制下磁芯30的磁饱和,因此,亦可以抑制磁场
扩展至间隔27的外侧。
(第九实施例)
图15为表示按本发明第九实施例的MR/IND磁头的ABS的剖视图。
第九实施例不同于第八实施例之处在于,在与记录侧(W)的上磁
芯26相对的下磁芯30表面上,制有具有高饱和磁通密度的FeN薄膜30c。
在图15中,与图14中相同的附图标记表示与图14中相同的部件。
在此例中,在以与第一实施例相同的方式在下磁芯30的侧壁上制成
FeN薄膜30b后,全部制成NiFe薄膜并随后使其具有图案,从而在下磁芯
30上留下FeN薄膜30c。随后,在绝缘膜25a再次形成后,通过采用参考
附图8A至8D所说明的相同步骤,制成MR/IND磁头。
按本发明的第九实施例,由于与上磁芯26具有同样宽度的下磁芯30
与在读出侧(R)的上磁屏蔽24分别制成,从上磁芯26漏磁的磁力线没
有扩展至间隔27的外侧,而是通过磁记录媒体进入下磁芯30。此外,由
于具有高饱和磁通密度的FeN薄膜26b、26c、30b和30c在下磁芯30
的相对表面和侧表面上与上磁芯26的相对表面上分别形成,这样,可以抑
制上磁芯26和下磁芯30的磁饱和。因此,亦可以抑制磁场扩展至间隔27
的外侧。
如上所述,按本发明的第六至第九实施例,由于可进一步抑制磁场扩
展至下磁芯30和上磁芯26之间的间隔的外侧,记录磁化的宽度没有展宽,
也没有在两端弯曲。从而,可避免磁信号的读出误差,而且,还可实现高
密度记录。
尽管在第一至第九实施例中,高饱和磁通密度材料由FeN薄膜构成,
但并不局限于该种薄膜。例如,FeZrN薄膜、FeTaN薄膜、CoZr薄膜和
CoNiFe薄膜等均可用作高饱和磁通密度材料。另外,亦可通过离子注入把
Fe或Co有选择地注入用作下磁芯30或上磁芯26的软磁层中,把高饱和
磁通密度区域制在下磁芯30或上磁芯26的侧壁上。
(6)第十实施例
图16为表示按本发明第十实施例的磁读写驱动器的平面图。按本发
明第一至第九实施例中的任意实施例的MR/IND磁头,装在该磁读写驱动
器的浮动块(slider)上。
如图16所示,磁读写驱动器41包括:一个浮动块43,其中装有MR
器件;一个磁盘(磁记录媒体)44;和一个用于支撑浮动块43的弹性臂。
按照本发明的上述磁读写驱动器,由于其中装有按第一至第九实施例
之一的MR磁头,所以可更进一步抑制从上磁芯26和下磁芯30的ABS至
磁记录媒体44的磁力线,或可更进一步抑制从磁记录媒体44至上磁芯26
和下磁芯30的ABS的磁力线,以防止其扩展至间隔27的外侧。
因此,由于可以抑制记录在磁盘44的记录磁化的扩展和记录磁化在
两端部的弯曲,在读出磁信号过程中可避免误差,并可改进磁信号的高密
度记录。
正如上面已经说明的,在本发明的具有两个磁芯(这两个磁芯的ABS
通过间隔层相对)的MR/IND磁头中,至少一个磁芯的ABS的侧壁比此
ABS的其余部分具有更高的饱和磁通密度。
因此,在磁记录媒体上进行磁记录时,可以抑制在磁芯侧部的磁饱
和。于是,可将磁力线的流出区域限制在与磁记录媒体相对的表面及其邻
近区域范围内,从而可以抑制磁场扩展至间隔的外侧。这样,由于记录在
磁记录媒体上的磁化的宽度没有展宽,也没有在两端部弯曲,在读出磁信
号的过程中,可避免信号误差,还可以实施磁信号的高密度记录。
并且,由于与一磁芯相对的另一磁芯与上述前一磁芯基本上等宽,所
以从上述前一磁芯出来的磁力线没有扩展至间隔的外侧,而是通过磁记录
媒体进入上述另一磁芯。因此,与由上述前一磁芯所造成的磁饱和抑制效
应相配合,可抑制磁场沿记录磁道宽度方向的扩展。
此外,在上述另一磁芯的宽度变窄,与上述前一磁芯的宽度相近的情
况下,在上述另一磁芯中更易于出现磁饱和,所以,可有效地抑制磁饱和,
从而为上述另一磁芯的侧表面和相对的表面提供比该磁芯的其余部分更高
的饱和磁通密度。
另外,按照制造本发明的MR/IND磁头的方法,如果例如为NiFe薄
膜的软磁薄膜为例如为FeN薄膜的高饱和磁通密度薄膜所覆盖,并随后利
用各向异性刻蚀处理薄膜,使其具有图案,则不用刻蚀掩模,可在软磁薄
膜的侧壁上形成高饱和磁通密度薄膜。
再者,按照制造本发明的MR/IND磁头的另一方法,利用如下特性,
即,在利用离子减薄等方法刻蚀FeN薄膜时所产生的刻蚀产物粘着在突出
部的侧壁上,可以刻蚀产物形式形成在软磁薄膜侧壁上的高饱和磁通密度
薄膜。
按照本发明的上述制造方法,由于不用刻蚀掩模,可在软磁薄膜的侧
壁和相对表面上形成高饱和磁通密度薄膜,所以高饱和磁通密度薄膜的沿
积层没有残留。由于磁芯的主要部分亦由NiFe薄膜形成,所以可避免产生
裂纹。
按照本发明的磁读写驱动器,由于其中装有本发明的MR/IND磁头,
可更进一步抑制从记录部分的磁芯的ABS至磁记录媒体的磁力线,或可更
进一步抑制从磁记录媒体至上述磁芯的ABS的磁力线,以防止其扩展至间
隔的外侧。这样,由于可以抑制记录在磁记录媒体上的记录磁化的宽度展
宽以及记录磁化在两端部的弯曲,在读出磁信号的过程中,可避免信号误
差,还可以改进磁信号的高密度记录。
此外,尽管在图3、4、5、7、8、9、10、11、12、13、14
和15中示出了均具有记录和读出部分的MR/IND磁头(合并式MR磁头)
及其制造方法,但可分别形成记录(W)和读出(R)部分(背负式MR
磁头)。在合并式MR磁头或背负式MR磁头中,记录部分(W)是指薄
膜感应式磁头。