CN101046968B - 具有微纹的磁头及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种在磁头的空气承载面上形成微纹的方法，包括如下步骤：将多个磁头阵列排列在托盘中，每个磁头包括一个向上的极尖；把托盘装入处理室中，并在处理室内形成具有预定压力的真空；将惰性气体与碳氢化合物气体的混合气体导入处理室中，并将混合气体离子化而形成离子束；将磁头暴露于离子束中，通过离子束蚀刻而在磁头空气承载面上蚀刻出具有两阶结构的微纹。本发明同时揭露了一种具有微纹的磁头的制造方法。

Description

具有微纹的磁头及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种磁头加工方法，具体地涉及一种在磁头的空气承载面上形成微纹(micor-texture)的方法，更具体地，本发明涉及一种既可在磁头的空气承载面上形成粗糙微纹，又可避免或减弱蚀刻对磁头极尖(pole tip)形貌产生影响的高选择率磁头蚀刻方法。
背景技术
硬盘驱动器是一种常见的信息存储设备。在进行数据读写操作时，硬盘驱动器内具有磁性镀层的磁盘高速旋转，使得置于磁盘上方的磁头与磁盘之间形成空气垫，从而将磁头动态地悬浮于磁盘上方，并使磁头维持一定的飞行高度，数据通过设置在磁头上的磁性读写元件写入或从磁性镀层上读出。
目前，这种硬盘驱动器正随着数字设备，诸如数字照相机、数字音频/视频设备甚至数字电视机等需要大容量存储空间的设备的发展而迅速发展。因此，硬盘驱动器的市场需求很大，这种市场需求促使硬盘驱动器向两个方面发展：较高的存储密度及较小的体积。
较高的存储密度可以通过改善磁盘表面磁性镀层的磁场特性或减小在磁性镀层上存取数据的磁性介质尺寸而获得。减小磁性介质的尺寸意味着读/写信号变弱，相应地，磁轨宽度和/或磁轨间距亦相应减小。而减小磁轨宽度和/或磁轨间距要求降低磁阻元件(MR sensor)与磁盘的磁性介质(magnetic layer)之间的距离已获得足够的信号强度，包括飞行高度的控制能力(当磁头在磁盘表面移动时磁头与磁盘表面之间的距离)，也包括磁头和磁盘表面的保护镀层(overcoat)的厚度及磁头的极尖凹陷(recession)等。
另一方面，减小硬盘驱动器的体积是一个系统工程，不仅涉及到改变硬盘驱动器各部件的物理尺寸，还涉及到磁头的飞行动力性能的重新优化。目前常用的硬盘驱动器是用于台式计算机的3.5英寸硬盘驱动器和用于笔记本电脑的2.5英寸硬盘驱动器。而用于便携式数字音频/视频设备的硬盘驱动器的尺寸已经降到1英寸甚至0.85英寸。
硬盘驱动器内的关键部件之一是磁头。图1a为信息存储技术领域内常见的从磁头空气承载面(ABS，磁头上面对磁盘的一个表面)观察的磁头视图。如图所示，该磁头10具有空气承载面18，与空气承载面18垂直的引入边(leadingedge)15及与该前边15相对的尾边(trailing edge)13。所述尾边13上设置有极尖(pole tip)11，其上具有用于实现数据读写操作的读写元件。与引入边(leading edge)相邻的还有一个浅刻蚀区12，它具有控制进入磁头空气承载面ABS的作用。
图1b为图1a中极尖的放大结构图，图1c为图1a中极尖沿A-A方向的局部剖视图。如图所示，极尖11为层状结构，自下而上依次包括第一屏蔽层113、第二屏蔽层111、感应写磁头第一磁极(inductive write head pole 1)118及与该感应写磁头第一磁极118相隔一定距离的感应写磁头第二磁极(inductive writehead pole 2)116。上述部件设置在磁头衬底(substrate)122上。所述第二屏蔽层111与第一屏蔽层113之间还设置有磁阻元件(magneto-resistive element)112及位于该磁阻元件112两端并与该磁阻元件112电性连接的导线层(1ead layer)114。所述感应写磁头第一磁极118及感应写磁头第二磁极116之间还具有用于实现写操作的线圈(coil)117。
所述磁头在极尖部位具有非常平坦的表面。该表面通常通过研磨磁头的衬底而形成。所述磁头的非常平坦的表面的粗糙度小于0.3nm。所述研磨程序(lapping process)也可以帮助控制极尖凹陷。
对于小尺寸的硬盘驱动器(一般被称作微型驱动器)而言，磁头衬底需要具有很高的表面粗糙度，即在磁头表面(空气承载面)需要形成微纹(micro-texture)，以便提高磁头的起飞(take-off)和降落(touch-down)性能。因为磁头衬底的表面粗糙度越大，意味着磁头表面形貌具有的微观凹凸结构越明显，这样意味着在这些微观凹凸部位内储存的空气越多，当磁头从磁盘上起飞或者降落到磁盘表面时，对磁盘及/或磁头表面的物理摩擦程度越小，进而减小了磁盘及/或磁头的磨损，大大延长了其使用寿命。上述磁头空气承载面的微纹通常借助蚀刻手段蚀刻磁头衬底形成。所述磁头衬底通常用AlTiC材料制成，其中AlTiC是Al2O3(氧化铝)和TiC(碳化钛)的混合物，蚀刻时由于对氧化铝的蚀刻速度快，而对碳化钛的蚀刻速度相对较慢，因此使得空气承载面上形成嵌入氧化铝基体中的岛状碳化钛颗粒。图2a-2b展示了这种由于蚀刻速度不同而形成的微观结构。图2a为这种微观结构的相图，标号120指示的白色区域表示突出的岛状碳化钛颗粒，而标号119指示的黑色区域则表示氧化铝基体。图2b为这种微观结构的截面图。由图可知，正是这种由岛状碳化钛颗粒120与氧化铝基体119互相交错而形成了空气承载面上的微纹。
传统在空气承载面上形成微纹的蚀刻方法通常以纯气体(pure gas)比如氩气(Argon)、氧气(O2)或者氩气与氧气的混合气体作为蚀刻时的处理气体，通过将处理气体离子化形成具有一定能量的离子束，具有较高能量的离子束不断轰击磁头表面，使磁头表面的原子被轰击而逃逸，从而在磁头表面产生蚀刻动作。这种离子轰击也被称为离子打磨(ion beam milling)。在蚀刻过程中离子束与磁头表面材料几乎不发生化学反应，而是一种动量转移(momentumtransfer)。这种传统的蚀刻手段虽然可以在磁头的空气承载面上形成微纹，然而，由于这种离子蚀刻主要为物理过程，而在物理蚀刻过程中上述离子化的处理气体(氩气、氧气)对氧化铝及碳化钛的蚀刻速度差别并不大，即蚀刻选择率(氧化铝/碳化钛)较小，因此形成的微纹很难达到微型硬盘驱动器所需要的粗糙度。即使采用以掠射角(glancing incidence angle)入射的离子束进行蚀刻，上述蚀刻选择率仍然很小，无法满足需要。
在传统蚀刻手段无法获得较高蚀刻选择率的情况下，为了形成具有较高粗糙度的微纹，业界通常通过增加蚀刻量来形成粗糙微纹，即通过延长蚀刻时间来扩大氧化铝基体与岛状碳化钛颗粒之间的高度差。图4a-4b显示了这种蚀刻过程。图4a为磁头衬底(substrate)122在研磨后尚未蚀刻前的状况，研磨后的磁头表面123作为基准面，用于确定蚀刻高度，极尖11与基准面123之间的距离为d1。图4b为蚀刻后的情况，图中124为蚀刻形成的微纹，d2表示蚀刻后的极尖11与上述基准面123之间的距离，d2与d1的差值即表示极尖的蚀刻高度，D1表示极尖以外的磁头衬底被蚀刻的高度。经测量获知，所述d2与d1的差值大于D1，说明离子束对极尖的蚀刻程度大于其它区域。
上述大幅度蚀刻对极尖具有不良影响。首先，大幅度蚀刻容易对极尖造成损坏，尤其是对磁阻元件的磁畴(magnetic domain)造成损坏，从而影响磁头的电磁特性；其次，极尖包括多种材料，比如形成感应写磁头磁极、屏蔽层、磁阻元件、导线及硬磁偏压的材料等，这些材料由于特性不同而具有不同的蚀刻速度，在极尖区域大幅度蚀刻导致极尖上形成起伏不平的表面，从而不仅破坏了极尖的原始形貌，一定程度上降低了磁头的性能，而且导致后续工序中在形成于该极尖表面上的类金刚石碳层(diamond-like carbon layer，DLC)的可靠性降低，或者需要增加类金刚石碳层的厚度，以便弥补表面不平坦造成的影响，而增加类金刚石碳层的厚度会导致磁阻元件(MR sensor)与磁碟上的磁性介质(magnetic layer)之间的距离增加，将会使读入信号减弱。
因此有必要提供一种改良的方法，以克服现有技术的不足。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种在磁头的空气承载面上形成微纹(micro-texture)的方法，可以快速形成粗糙微纹且避免在微纹形成过程中对磁头极尖造成破坏。
本发明的另一目的在于提供一种具有微纹的磁头的制造方法，可以快速形成粗糙微纹且避免在微纹形成过程中对磁头极尖造成破坏。
为达到上述目的，本发明提供一种在磁头的空气承载面上形成微纹的方法，包括如下步骤：将多个磁头阵列排列在托盘中，每个磁头包括一个向上的极尖(pole tip)，所述磁头的衬底材料是氧化铝和碳化钛的混合物；把托盘装入处理室中，并在处理室内形成具有预定压力的真空；将惰性气体与碳氢化合物气体的混合气体导入处理室中，并将混合气体离子化而形成离子束；及将磁头暴露于离子束中，通过离子束蚀刻而在磁头空气承载面上蚀刻出具有两阶结构的微纹。
所述惰性气体为氩气(Argon)、氖气(Neon)、氪气(Krypton)或氙气(Xenon)。所述碳氢化合物气体为甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)或苯(benzenoid)。
在本发明的一个实施例中，所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为10％。
在本发明的另一个实施例中，所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为20％。
在本发明的另一个实施例中，所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为40％。
最优地，所述混合气体中还具有用于减缓蚀刻速度以避免形成过度蚀刻的稀释气体。
在本发明的一个实施例中，在上述步骤(3)之前还包括用光刻胶(photo-resist)屏蔽所述磁头极尖的步骤。所述光刻胶为正光刻胶或负光刻胶。所述光刻胶的厚度在1-20μm之间。
在本发明的一个实施例中，所述阶的高度从10-50埃，相邻所述阶的距离为0.2μm-3μm。
在本发明的一个实施例中，所述离子束的流动速度为30sccm(标准立方厘米，standard cubic centimeter)，离子束能量为300eV，离子束电流为250mA，离子束入射角为65度，蚀刻时间为20-200秒。
本发明同时提供一种具有微纹的磁头的制造方法，包括如下步骤：将多个磁头阵列排列在托盘中，每个磁头包括一个向上的极尖，所述磁头的衬底材料是氧化铝和碳化钛的混合物；把托盘装入处理室中，并在处理室内形成具有预定压力的真空；将惰性气体与碳氢化合物气体的混合气体导入处理室中，并将混合气体离子化而形成离子束；将磁头暴露于离子束中，通过离子束蚀刻而在磁头表面上蚀刻出具有两阶结构的微纹；在具有微纹的表面上镀硅层；及在硅层上镀类金刚石碳层(diamond-like carbon layer)。
本发明通过将适当比例的惰性气体与碳氢化合物气体的混合气体作为蚀刻时的处理气体，所述混合处理气体在离子化后形成混合离子束，该混合离子束在蚀刻时形成对不同材料具有较大的蚀刻速度差别，从而使得蚀刻具有较大的蚀刻选择率(氧化铝/碳化钛)，因此不需要增加蚀刻量即可形成符合微型硬盘驱动器需要的微纹。同时，由于蚀刻量不大，因此蚀刻对磁头极尖的影响很小，使得磁头极尖可以保持原始形貌，避免了蚀刻对极尖的破坏。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1a为本技术领域内从空气承载面观察的磁头视图。
图1b为图1a所示磁头极尖的结构放大图。
图1c为图1a所示极尖沿A-A方向的局部剖视图。
图2a为在传统磁头的空气承载面上形成的微纹的相图。
图2b为图2a所示微纹的截面状态图。
图3为本发明一个实施例所述的在磁头空气承载面上形成微纹的方法流程图。
图4a展示了传统磁头在研磨后尚未蚀刻形成微纹前的状态图。
图4b展示了图4a所示磁头利用传统微纹形成方法蚀刻后的状态图。
图4c展示了图4a所示磁头利用本发明微纹形成方法蚀刻后的状态图。
图5a展示了传统方法中利用氩气作为蚀刻处理气体对磁头空气承载面进行蚀刻后借助原子力显微镜(atomic force microscope)获得的蚀刻区域的截面图。
图5b展示了传统方法中利用氖气作为蚀刻处理气体对磁头空气承载面进行蚀刻后借助原子力显微镜获得的蚀刻区域的截面图。
图5c展示了本发明方法中利用氩气与含量为10％的乙烯气体的混合气体作为蚀刻处理气体对磁头空气承载面进行蚀刻后借助原子力显微镜获得的蚀刻区域的截面图。
图5d展示了本发明方法中利用氩气与含量为20％的乙烯气体的混合气体作为蚀刻处理气体对磁头空气承载面进行蚀刻后借助原子力显微镜获得的蚀刻区域的截面图。
图5e展示了本发明方法中利用氩气与含量为40％的乙烯气体的混合气体作为蚀刻处理气体对磁头空气承载面进行蚀刻后借助原子力显微镜获得的蚀刻区域的截面图。
图6展示了以不同气体作为蚀刻处理气体进行蚀刻时的氧化铝/碳化钛选择率数据曲线。
图7展示了磁头磁阻元件的结构，用以辅助说明蚀刻高度与磁阻元件的电阻变化之间的关系。
图8展示了以不同气体作为蚀刻处理气体进行蚀刻时形成的微纹高度与磁阻增加量之间的比值(选择率)曲线。
图9展示了本发明一个实施例所述具有微纹的磁头的制造方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例。如上所述，本发明提供一种在磁头的空气承载面上形成微纹的方法，将适当比例的惰性气体与碳氢化合物气体的混合气体作为蚀刻时的处理气体，所述混合处理气体在离子化后形成混合离子束，该混合离子束在蚀刻时既包括碳或聚合物积淀，又包括氢化学蚀刻。所述碳或聚合物积淀导致整体蚀刻速度降低，但所述氢化学蚀刻却可以提高对氧化铝的蚀刻速度，而对碳化钛的蚀刻速度则没有影响。另外，混合离子束对氧化铝蚀刻时会形成氧自由基(oxygen radicals)或氧离子，这些组分促使碳化钛上积淀更多的碳或聚合物(相对于氧化铝)，从而一定程度上也降低了对碳化钛的蚀刻。从而获得较大的蚀刻选择率(氧化铝/碳化钛)，因此不需要增加蚀刻量即可形成符合微型硬盘驱动器需要的微纹。同时，由于蚀刻量不大，因此蚀刻对磁头极尖的影响很小，使得磁头极尖保持原始形貌，避免了蚀刻对极尖的破坏。
图3展示了本发明一个实施例所述的在磁头空气承载面上形成微纹的方法流程图。如图所示，首先，将多个磁头阵列排列在托盘中，每个磁头包括一个向上的极尖(pole tip)(步骤S1)；接着，把托盘装入处理室中，并在处理室内形成具有预定压力的真空(步骤S2)；将惰性气体与碳氢化合物气体的混合气体导入处理室中，并将混合气体离子化而形成离子束(步骤S3)；及将磁头暴露于离子束中，通过离子束蚀刻而在磁头空气承载面上蚀刻出具有两阶结构的微纹(步骤S4)。
本发明微纹形成方法将惰性气体与碳氢化合物气体的混合气体作为蚀刻处理气体，相对于传统的主要以单纯的惰性气体为处理气体的方法具有明显的有益效果，即本发明方法可以获得更大的蚀刻选择率，从而不必增加蚀刻量即可在磁头的空气承载面上形成具有较高粗糙度的微纹。具体地，形成磁头衬底的AlTiC材料是Al2O3(氧化铝)和TiC(碳化钛)的混合物，本发明提供的蚀刻方法对氧化铝的蚀刻速度快，而对碳化钛的蚀刻速度相对较慢，并且两者的蚀刻速度差别很大，因此使得空气承载面上形成由明显的两阶结构(由氧化铝基体与突出的碳化钛构成)形成的微纹。下面结合附图5a-5e、图6说明本发明方法与传统方法的蚀刻选择率差别。
图5a-5b分别展示了传统方法以氩气、氖气作为蚀刻处理气体对磁头空气承载面进行蚀刻后的蚀刻区域截面图；图5c-5e分别展示了本发明方法以氩气与含量为10％的乙烯气体的混合气体、氩气与含量为20％的乙烯气体的混合气体及氩气与含量为40％的乙烯气体的混合气体作为蚀刻处理气体对磁头空气承载面进行蚀刻后的蚀刻区域截面图。应当注意：上述被蚀刻对象以包含多个磁头的长形条(row bar)作为测试样品。所述长形条上的一半区域(图5a-5e中的标号125、125’、225、225’及225”所指示的区域)上形成光刻胶保护膜，该覆盖光刻胶的区域在蚀刻过程中不被蚀刻，从而作为用以确定其它区域绝对蚀刻高度的参考面。所述长形条上未被光刻胶保护的区域(图5a-5e中的标号126、126’、226、226’及226”所指示的区域)则为形成微纹的蚀刻区域。所述微纹高度借助原子力显微镜(atomic force microscope)而获得，并且扫描区域为40μmX40μm的区域(蚀刻区域及未蚀刻区域各占一半)，而且借助矫平方法(flatten method)消除了由原子力显微镜的微悬臂弯曲(cantilever bow)产生的影响。另外，上述蚀刻具有相同的蚀刻条件，即离子束的流速为30sccm(标准立方厘米，standardcubic centimeter)，离子束能量为300eV，离子束电流为250mA，离子束入射角为65度，蚀刻时间为200秒。
从图5a-5e可以看出，相对于氩气，氖气可以形成更深的微纹。而当以氩气及适当比例的乙烯作为处理气体时，则可以获得更粗糙的微纹，并且随着乙烯含量的增加，所形成的微纹粗糙度越大。下表为用原子力显微镜对上述各种蚀刻情况下形成的微纹进行测量而获得的蚀刻高度。应当注意，表中蚀刻高度数据通过对被测试区域的大量数据点进行正态分布而获得。
Figure GSB00000593135700091
由上表可知，本发明提供的方法可以获得更高的氧化铝/碳化钛蚀刻选择率。并且，随着混合处理气体中乙烯含量的增加，蚀刻选择率逐渐增大。
图6为根据上表选择率数据绘制的氧化铝/碳化钛选择率数据曲线。该曲线201表明，随着本发明混合处理气体中乙烯含量的不断增加，相应的氧化铝/碳化钛蚀刻选择率明显地增加。
本发明以氩气及适当含量的乙烯气体作为混合处理气体进行蚀刻的过程可以分解为多个方面。一是碳或聚合物积淀(carbon or polymer deposition)，二是氢化学蚀刻(chemical etching of hydrogen)。所述碳或聚合物积淀导致整体蚀刻速度降低，但所述氢化学蚀刻却可以提高对氧化铝的蚀刻速度，而对碳化钛的蚀刻速度则没有影响。另外，对氧化铝蚀刻时会形成氧自由基(oxygen radicals)或氧离子，这些氧自由基或氧离子促使碳化钛上积淀更多的碳或聚合物(相对于氧化铝)，从而一定程度上也降低了对碳化钛的蚀刻。从而获得较大的氧化铝/碳化钛蚀刻选择率。同时，由于蚀刻量不大，蚀刻对磁头极尖的影响很小，尤其对磁阻元件(magneto-resistive element)的影响更小。以下说明本发明方法所述蚀刻过程对磁阻元件的影响。
如图7所示，典型的磁阻元件200包括两个导线层(lead layer)204，所述两个导线层204之间电性连接磁阻传感器(MR sensor)205。所述磁阻元件200还包括位于所述导线层204下方的硬磁偏压层(hard magnetic bias layer)(图未示)。图中，标号202表示蚀刻方向，206表示磁阻传感器205的厚度。蚀刻过程中，所述磁阻传感器205的厚度及宽度保持不变，仅仅高度随着蚀刻过程而逐渐减小，而高度减小导致磁阻传感器205的电阻增加。因为所述磁阻元件200的电阻主要取决于磁阻传感器205的电阻，所以通过测量获得的磁阻元件200的电阻变化主要反应磁阻传感器205的电阻变化。这里使用微纹高度与磁阻传感器电阻变化的比值MT/MR(选择率)来表达蚀刻对磁阻元件的破坏影响。磁阻传感器电阻变化反应磁阻传感器的蚀刻高度变化，并且经分析可知，这种电阻变化与蚀刻高度变化成正比例关系。
图8展示了以不同气体作为处理气体进行蚀刻形成的微纹高度与磁阻增加量之间的比值(选择率)曲线。图中，反应MT/MR变化的曲线207与反映MT/Si变化的曲线208类似，其中Si表示与上述被测试长形条放置在一起接受不同处理气体蚀刻的硅晶体芯片的刻蚀深度。由图可知，以本发明的氩气与乙烯的混合气体作为处理气体蚀刻时具有较高的MT/MR选择率，并且，随着乙烯含量的增加，所述选择率逐渐增大，而选择率越大，说明蚀刻对磁阻元件的破坏作用越小，即磁阻元件越容易保持其原始形貌及特性。另外，图中MT/MR选择率的MT数值(微纹高度)可以认为是物理蚀刻及化学蚀刻共同作用的结果，而MR数值(磁阻传感器的电阻变化)或Si(硅晶体芯片的刻蚀深度)可以认为是仅仅物理蚀刻的结果。
另外，通过调节离子束的能量，可以达到调节蚀刻选择率的目的。离子束能量变化对物理蚀刻的影响大，而对化学蚀刻的影响小。因此，当处理气体中的乙烯含量不变，而降低离子束能量时，可以获得更大的蚀刻选择率。可以理解地，通过同时降低能量及乙烯含量，可以获得氧化铝与碳化钛之间的相同选择率。
图4c展示了利用本发明方法对图4a所示磁头进行蚀刻后形成的具有微纹的磁头。图4a为磁头衬底122在研磨后尚未蚀刻前的状况，研磨后的磁头表面123作为基准面，用于确定蚀刻高度，极尖11与基准面123之间的距离为d1。图4c中224为蚀刻形成的微纹，d3表示蚀刻后的极尖21与基准面223之间的距离，d3与d1的差值表示极尖的蚀刻高度，D2表示极尖以外的磁头衬底被蚀刻的高度。经测量获知，本发明形成的极尖蚀刻高度及极尖以外的磁头衬底被蚀刻的高度远远小于传统方法形成的蚀刻高度。
可以理解地，所述惰性气体可以为氩气(Argon)、氖气(Neon)、氪气(Krypton)或氙气(Xenon)。所述碳氢化合物气体可以为甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)或苯(benzenoid)。
在本发明的一个实施例中，所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为10％。
在本发明的另一个实施例中，所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为20％。
在本发明的另一个实施例中，所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为40％。
最优地，所述混合气体中还可以具有稀释气体。当蚀刻过程快结束时，所述稀释气体减缓蚀刻速度，从而避免形成过度蚀刻。
在本发明的一个实施例中，在上述步骤S3之前还包括用光刻胶(photo-resist)屏蔽所述磁头极尖的步骤。所述光刻胶覆盖上述所述极尖，在形成微纹的过程中，所述光刻胶避免离子束对极尖造成过大的蚀刻影响。所述蚀刻光刻胶可以为正光刻胶或负光刻胶。而且实验证明，当所述光刻胶的厚度在1-20μm之间时，光刻胶可以达到保护效果。
在本发明的一个实施例中，所述阶的高度从10-50埃，所述相邻阶的距离为0.2μm-3μm。
在本发明的一个实施例中，所述离子束的流动速度为30sccm(标准立方厘米，standard cubic centimeter)，离子束能量为300eV，离子束电流为250mA，离子束入射角为65度，蚀刻时间为200秒。
图9展示了本发明一个实施例所述具有微纹的磁头的制造方法流程图。首先，将多个磁头阵列排列在托盘中，每个磁头包括一个向上的极尖(步骤S1)；接着，把托盘装入处理室中，并在处理室内形成具有预定压力的真空(步骤S2)；然后，将惰性气体与碳氢化合物气体的混合气体导入处理室中，并将混合气体离子化而形成离子束(步骤S3)；然后，将磁头暴露于离子束中，通过离子束蚀刻而在磁头表面上蚀刻出具有两阶结构的微纹(步骤S4)；在具有微纹的表面上镀硅层(步骤S5)；最后在硅层上镀上类金刚石碳层(diamond-like carbon layer)(步骤S6)。
所述惰性气体可以为氩气、氖气、氪气或氙气。所述碳氢化合物气体可以为甲烷、乙烯、乙炔或苯(benzenoid)。
在本发明的一个实施例中，所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为10％。
在本发明的另一个实施例中，所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为20％。
在本发明的另一个实施例中，所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为40％。
在本发明的一个实施例中，所述离子束的流动速度为30sccm(标准立方厘米，standard cubic centimeter)，离子束能量为300eV，离子束电流为250mA，离子束入射角为65度，蚀刻时间为20-200秒。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的等效组合。

Claims (19)

1.一种在磁头的空气承载面上形成微纹(micro-texture)的方法，包括如下步骤：
(1)将多个磁头阵列排列在托盘中，每个磁头包括一个向上的极尖(pole tip)，所述磁头的衬底材料是氧化铝和碳化钛的混合物；
(2)把托盘装入处理室中，并在处理室内形成具有预定压力的真空；
(3)将惰性气体与碳氢化合物气体的混合气体导入处理室中，并将混合气体离子化而形成离子束；及
(4)将磁头暴露于离子束中，通过离子束蚀刻而在磁头空气承载面上蚀刻出具有两阶结构的微纹。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述惰性气体为氩气(Argon)、氖气(Neon)、氪气(Krypton)或氙气(Xenon)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述碳氢化合物气体为甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)或苯(benzenoid)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为10％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为20％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为40％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合气体中还具有用于减缓蚀刻速度以避免形成过度蚀刻的稀释气体。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤(3)之前还包括用光刻胶(photo-resist)屏蔽所述磁头极尖的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述光刻胶为正光刻胶或负光刻胶。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述光刻胶的厚度在1-20μm之间。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阶的高度从10-50埃，相邻所述阶的距离为0.2μm-3μm。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述离子束的流速为30sccm(标准立方厘米，standard cubic centimeter)，离子束能量为300eV，离子束电流为250mA，离子束入射角为65度，蚀刻时间为20-200秒。
13.一种具有微纹的磁头的制造方法，包括如下步骤：
(a)将多个磁头阵列排列在托盘中，每个磁头包括一个向上的极尖，所述磁头的衬底材料是氧化铝和碳化钛的混合物；
(b)把托盘装入处理室中，并在处理室内形成具有预定压力的真空；
(c)将惰性气体与碳氢化合物气体的混合气体导入处理室中，并将混合气体离子化而形成离子束；
(d)将磁头暴露于离子束中，通过离子束蚀刻而在磁头表面上蚀刻出具有两阶结构的微纹；
(e)在具有微纹的表面上镀硅层；及
(f)在硅层上镀上类金刚石碳层(diamond-like carbon layer)。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述惰性气体为氩气、氖气、氪气或氙气。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述碳氢化合物气体为甲烷、乙烯、乙炔或苯。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为10％。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为20％。
18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述混合气体包括氩气及乙烯，且所述乙烯的含量为40％。
19.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述离子束的流动速度为30sccm(标准立方厘米)，离子束能量为300eV，离子束电流为250mA，离子束入射角为65度，蚀刻时间为20-200秒。
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