CN1261924C - 在读/写磁头中的传感器条封装层 - Google Patents

在读/写磁头中的传感器条封装层 Download PDF

Info

Publication number
CN1261924C
CN1261924C CN03159319.4A CN03159319A CN1261924C CN 1261924 C CN1261924 C CN 1261924C CN 03159319 A CN03159319 A CN 03159319A CN 1261924 C CN1261924 C CN 1261924C
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
guide rail
air
sensor strip
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN03159319.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1530931A (zh
Inventor
D·P·伯班克
K·R·海因
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seagate Technology LLC
Original Assignee
Seagate Technology LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seagate Technology LLC filed Critical Seagate Technology LLC
Publication of CN1530931A publication Critical patent/CN1530931A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1261924C publication Critical patent/CN1261924C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S451/00—Abrading
    • Y10S451/908—Electrical abrading
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021—Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032—Fabricating head structure or component thereof
    • Y10T29/49036—Fabricating head structure or component thereof including measuring or testing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021—Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032—Fabricating head structure or component thereof
    • Y10T29/49036—Fabricating head structure or component thereof including measuring or testing
    • Y10T29/49037—Using reference point/surface to facilitate measuring
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021—Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032—Fabricating head structure or component thereof
    • Y10T29/49048—Machining magnetic material [e.g., grinding, etching, polishing]
    • Y10T29/49052—Machining magnetic material [e.g., grinding, etching, polishing] by etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Abstract

一种磁阻读出头具有读出头层，所述读出头层具有一定形状以形成在空气支承表面处具有开口侧的空气支承表面和传感器条腔。把传感器条放置在传感器条腔中。传感器条具有设置在空气支承表面后的前表面，以确定从前表面延伸到空气支承表面的封装腔。把封装层放置在封装腔中。封装层封装前表面。

Description

在读/写磁头中的传感器条封装层
发明领域
本发明一般涉及读/写磁头，尤其涉及(但是不限于)在读/写磁头中的传感器条。
发明背景
在制造用于磁盘驱动器中的记录磁头的普通方法中，把每个磁变阻传感器，或读出头，以及与它相关联的磁写入器制造在晶片表面上作为以行和列排列的磁头阵列中的一个磁头。在完成晶片制造过程之后，把晶片锯成条形，每条包含一行磁头。然后精确地研磨每条，以通过机械加工除去在晶片处理中用印刷术确定的相当高的“条”特征的一个边缘而加工成高要求的“条高度”读出头尺寸。
这种机械研磨(lap)处理的一个问题是磁变阻传感器一般包括数层磁性材料薄层，当研磨表面暴露时，这些磁性材料薄层迅速地氧化。此外，传感器层的研磨边缘处会受到机械损伤。磁变阻传感器的性能严格地有赖于研磨的条的接近程度(或磁头的“空气支承表面”)，或有赖于条高度对于紧配合尺寸规格的一致性。因此，对于条的研磨边缘的任何化学或机械的损伤会导致传感器性能的降低。机械损伤对于“穿过势垒的磁阻”或TMR传感器特别有害，因为这种传感器依赖极薄的而且容易受损的绝缘量子隧道势垒。
需要一种方法和设备，所述方法和设备提供条高度的精确控制以及提供没有由于研磨引起的化学和机械损伤。本发明的实施例提供对于这些和其它问题的解决方案，并且提供优于现有技术的其它优点。
发明概述
所揭示的是包括读出头层的磁阻读出头，使所述读出头层的形状成为在读出头层之间形成空气支承表面以及传感器条腔。
把传感器条放置在以后将成为传感器条腔的位置上。传感器条具有上侧表面和相对着的下侧表面。传感器条具有通过读出头层封装的端表面和后表面。
传感器条还具有设置在空气支承表面后面的前表面，以确定从前表面到空气支承表面延伸的封装腔。把封装层放置在封装腔中。封装层封装前表面。
还揭示的是包括具有周期性特征形状的读出头电气研磨导轨。
在阅读下列详细说明以及观察相关联的附图后将会明白给出本发明的实施例的特征的其它特征和优点。
附图简述
图1是磁盘驱动器的等角图；
图2示意地示出磁盘驱动器的读/写磁头；
图3在3(A)处示出使传感器条暴露的一种现有技术研磨方法与在3(B)处的当前揭示方法的比较，所述当前揭示方法使封装层部分地研磨为的是不暴露传感器条；
图4示出用于形成保护传感器条的封装层的典型过程步骤；
图5示出电气研磨导轨(ELG)相对于传感器条的定位；
图6示出作为研磨过程的函数的ELG特性；
图7示出在空间上编码的电气研磨导轨的例子；
图8示出在图7中的7A处示出的空间上编码的电气研磨导轨电气特性；
图9示出在图7中的7B处示出的空间上编码的电气研磨导轨电气特性；
图10示出使用空间上编码的电气研磨导轨的研磨；
图11示出在磁头的研磨表面处电气研磨导轨(ELG)相对于传感器条的定位。
示例实施例的详细说明
在当前的读/写磁头处理中，要求在50nm到100nm范围内的规定条高度是十分普通的。当从传感器的电气电阻推断条尺寸时，当前的研磨技术允许以小于2nm的标准偏差把条研磨到指定的目标上。在传感器电气电阻中的接着的变化表示存在离研磨空气支承表面约10nm深度的氧化，导致传感器性能的损失。通过设计可以预期最接近磁盘的传感器的这个暴露的、潜在地受损坏的边缘，以产生磁阻信号的最大部分。这个边缘如此氧化、腐蚀或机械损伤，在传感器的性能上具有不成比例的负面影响。
在下述实施例中，在晶片处理期间对磁变阻传感器的一个或两个边缘进行精加工使之符合精确的最后条高度尺寸。不研磨传感器条，而且条高度与研磨过程无关。在晶片处理期间，放置薄的、具有机械强度的电气绝缘物和氧化阻挡层(也称为封装层)，以保护或“钝化”传感器条的一个或两个边缘。同时，如此地形成电气研磨导轨或ELG的图案，以致允许精确确定机械研磨边界点。在当前揭示的安排中，当传感器条高度减少到指定值时，在保护传感器的钝化层中精确地终止研磨来代替停止研磨过程。在一种制造过程中，保留钝化层的目标厚度至少是研磨过程边界点目标能力的标准偏差的三倍。在使用有图案的电气研磨的本过程中可以得到小于6nm的标准偏差。
这个标准偏差比使用研磨传感器条的过去过程经常看到的10nm损坏边缘区要小。用所建议的过程制造的磁头的运行要优于用过去过程制造的磁头，因为传感器到空气支承表面距离较小，而且传感器的机械整体性不受损害。下面联系图2-10对过程和读/写磁头进行更详细的描述。
图1是磁盘驱动器100的45°角的视图，本发明的实施例在所述磁盘驱动器100中是有用的。磁盘驱动器100包括具有基座的外壳102以及顶盖(未示出)。磁盘驱动器100进一步包括通过磁盘夹108安装在主轴马达(未示出)上的磁盘组合106。磁盘组合106包括多个独立的磁盘，安装这些磁盘以在箭头107指出的方向围绕中心轴共同旋转。每个磁盘表面具有为了与磁盘表面进行通信而安装到磁盘驱动器100的相关联的磁盘读/写磁头滑动器110。在图1示出的例子中，悬架112支撑滑动器110，而依次把所述悬架112附加到致动器116的磁道访问臂114上。在图1中示出的致动器是如旋转动圈致动器之类已知的类型，并包括一般在118处示出的音圈马达(VCM)。音圈马达118使带有附加读/写磁头110的致动器116围绕心轴旋转，使读/写磁头110沿磁盘内径124和磁盘外径126之间的弧形路径122而定位于所要求的数据磁道上。电子线路130根据读/写磁头110产生的信号以及主计算机(未示出)来启动音圈马达118。
图2示意地示出一部分读/写磁头150。可以使用读/写磁头150来访问诸如图1中示出的磁盘驱动器100之类磁盘驱动器中的磁盘上的数据。
在图2中，读/写磁头150包括具有滑动器后面边缘表面154的滑动器衬底152以及相邻的空气支承表面156。一般用硅或AlTiC来形成衬底152。一般使滑动器后面边缘表面154垂直于相邻的空气支承表面156。读/写磁头150包括连接到写线圈(隐藏在图2的视图后面)的电气引线140、141、顶部涂覆绝缘层142以及连接到写极尖端144的写极主体143。读/写磁头150还包括相对于空气支承表面156凹进的以及隐藏在视图后面的读磁头。读磁头包括具有前表面的传感器条，所述前表面设置在空气支承表面156的后面以确定从传感器条延伸到空气支承表面156的封装腔。用封装传感器条的前表面的封装层158填充封装腔。下面联系图3(B)、4更详细地描述读磁头和封装层的配置。
图3示出在3(A)现有技术处示出的暴露传感器条的一种研磨方法以及在3(B)处示出的不暴露传感器条的当前揭示的研磨方法的比较。
在3(A)现有技术处，与诸如图2中的衬底152之类的读磁头衬底上的其它层一起，使用晶片印刷过程来确定或放置磁变阻传感器条162以及读磁头电气接触164、166。起初把磁变阻传感器条162放置到大于需要的一个高度，然后研磨磁头以除去过多的材料。一般在抽真空的环境中在完整的晶片上进行多个层的放置，并在放置保护氧化阻挡层之前避免传感器条162和空气之间的接触。然后，在空气中进行磁头的条上的研磨。研磨除去材料，直到定义空气支承表面的线168。使用研磨过程来精确地控制传感器条162的条高度。然而，研磨过程还机械地损伤传感器条162的暴露边缘，而且作为研磨步骤的结果，暴露边缘还遭受氧化和其它腐蚀过程。在3(A)处的现有技术过程得到的结果是条高度较狭小，但是边缘损伤和腐蚀较大，所述边缘损伤和腐蚀趋向于从线168处的空气支承表面有效地除去传感器条162的敏感部分。因此不希望地降低了传感器条162对于磁性媒体的总灵敏度。
在图3(B)处示出的本过程中，使用晶片印刷过程来确定(最好通过研磨)磁变阻传感器条172以及读磁头电气接触174、176(它们的作用还如同磁铁)以及磁头的衬底上的其它层，诸如图2中的衬底152。尤其，放置封装层180(还称之为特征层)来封装传感器条172的前表面182。起初放置具有要求条高度的磁变阻传感器条162，不需要研磨传感器条172来除去多余的材料。在抽真空的环境中，在整个晶片上完成包括封装层180的各种层的放置，并使传感器条172有效地密封以防止将来与空气接触。在有空气处，在磁头的条上完成研磨。使用研磨过程来精确地确定封装层180的厚度。然而，研磨过程不与传感器条172的前表面182接触，并且传感器条172的前表面182不经受由于研磨过程而引起的腐蚀或机械损伤。在3(B)处的本过程得到狭小条高度的结果，但是对于传感器条172没有边缘损伤和腐蚀的损失。
在较佳配置中，使用光学印刷无铬移相掩模或电子束印刷来精确地确定传感器条172的条高度。放置传感器条，以致它的前表面在178处的研磨的空气支承表面上面数个纳米。
图4示出用于形成封装层200(也称为特征层)的示例过程4A-4F，所述封装层200保护或钝化在过程4F处示出的传感器条202。为了保护传感器条，在使传感器条202形成图案和蚀刻之后，在传感器条202上放置封装层200(也称为氧化支承层200)，以提供免除研磨损伤的优良的机械特性。最好封装层200包括钽(Ta)、TaN或金刚钻状碳(DLC)。最好当衬底仍在无空气的或真空的环境中时放置封装层200，以避免传感器条202在封装层200到位之前氧化。当在图4中只示出单个传感器条边缘时，可以理解，可以在传感器条202的上面边缘和下面边缘两者上执行图4的过程，以及在诸如AlTiC或硅之类的衬底材料的晶片上的多个传感器条202上执行图4的过程。
在过程4A处开始处理。把“第一半个间隙”层204放置在传感器条202的下面。最好第一半个间隙层204包括氧化铝。接着，把传感器条202放置在第一半个间隙层204上，然后形成图案和蚀刻。传感器条202可以包括巨大的磁阻器(GMR)、隧道磁阻(TMR)堆或其它已知的磁阻敏感元件。接着，在传感器条202上放置包括层206和层208的卸下结构。最好层206包括可从Marlboro，MA的Shipley公司得到的诸如聚二甲基戊二酰胺(PMGI)之类的聚合物。层208包括可从Marlboro，MA的Shipley公司得到的诸如正DUV保护层(UV-6)之类的保护层材料。通过印刷形成PMGI层206和保护层208的图案，以便临时确定所需要的表面形状，以在接着的过程4B中接收所需要形状的临时氧化铝层210。
在过程4B处，通过原子层放置过程或提供相符电解质覆盖的相当过程来放置临时氧化铝层210。在过程4B处，因此而使传感器条202密封在第一半个间隙层204和临时氧化铝层210之间。
在过程4C处，示出在离子研磨条蚀刻过程之后的配置。离子研磨条蚀刻过程确定传感器条220的前表面214。还有，如图所示，选择地放置一层不需要的再放置保护层材料212。在临时氧化铝层202上放置保护层材料的层212。
在过程4D处，放置封装层200。在过程4D处，封装层200覆盖前表面214，如图所示。最好使用平行校正的放置源来放置封装层200，留下临时氧化铝层210的一部分216使之不受封装层200的保护。
在过程4E处，执行湿蚀刻过程，除去临时氧化铝层210的未保护部分216。
在过程4F处，剥去卸下层206、208，以及在放置接下来的磁头的一些层的准备中，最好使用干的二氧化碳清洁颗粒(生态-雪(Eco-snow))来清理晶片上的任何残留的再放置材料212。
图5示出电气研磨导轨(ELG)230相对于磁头236的研磨表面234处的传感器条232的定位。用在电气上有电阻的材料形成电气研磨导轨(ELG)230，并包括狭小区域238，它的功能是作为表示在研磨表面234处的研磨进程的变阻传感器。设置狭小区域238，以致狭小区域238的一个边缘在最终研磨空气支承表面234上面，而另一个边缘在下面。
图6示意地示出图5中的ELG 230的作为研磨进程的函数的电气特性。左边的实线垂直轴250表示ELG电导，而右边的虚线轴252表示ELG电阻。水平轴254表示研磨进程。当随时间以稳定速率执行研磨时，还可以把水平轴252解释成时间轴。如在图6中所示，当研磨进行时，ELG电导(实线256)降低，而ELG电阻(虚线258)增加。当研磨过程从狭小区域238的下面边缘除去导电材料时，ELG 230的电导256降低。从一个或多个辅助电阻器(未示出)确定的薄膜电阻以及特征大小变化可以适当地确定研磨边界点，所述一个或多个辅助电阻器的图案具有相同的过程但是不同的长度对宽度比。
当电气研磨导轨230的电阻指示出封装层240(覆盖传感器条232的前表面)处于所要求的厚度时，停止研磨表面234。ELG材料的体电阻、所放置的ELG材料的厚度以及狭小区域238与传感器条232的对准等过程变化会引入材料的电阻和封装层240(也称为特征层)的最终研磨厚度之间关系中存在不希望有的变化。当研磨进行时，电导按均匀的速率降低。为了在相对于条232的前边缘的精确位置处停止研磨，必须对ELG的所要求研磨边界点进行精确定标。当可以依赖根据关系计算的数据的定标而得到适当的制造生产量时，就有减少变化的要求。如下面联系图7-10所述，使用空间图案来改进研磨边界点的定标。
图7示出包括空间编码特征的电气研磨导轨的例子7A和7B，所述空间编码特征允许改进研磨封装层(图7中未示出)的过程的定标。
在例子7A中，电气研磨导轨270包括相当宽的、低电阻互连垫块272、274以及狭小阶梯区域276。狭小区域276具有包括台阶282、284、286的形状。当研磨线向最终研磨线280移动时，沿研磨线278的狭小区域276的宽度W按突变的台阶而改变。当研磨进行时，电气研磨导轨270的电导(以及它的倒数，电阻，如下联系图8所述)具有一个变化率，当通过移动研磨线278而到达每个附加的台阶282、284、286(图7)时，所述速率在点290、292、294(图8)处突然变化。例如，在点290、292之间的研磨进行时间间隔298和电导变化时间间隔300提供一个定标因子，用于把电导(或电阻)变化的速率定标成研磨进行中所覆盖距离的速率。使台阶282、284、286相对于传感器条的前表面(在图7中未示出)精确地定位。当研磨进行时，附加到研磨量规上的测量电路可以根据电气研磨导轨270的定标因子对自身自动地定标。使用定标，连接到电气研磨导轨270的测量电路(未示出)就可以控制研磨使之停在传感器条的前表面前面的精确距离处，在适当的位置上留下所要求厚度的封装层。电气研磨导轨270包括台阶282、284、286的空间周期性图案，按空间周期性方式不均匀地改变电阻，以提供用于精确地设置最终研磨线280处的研磨边界点的定标数据。可以使用薄膜技术来放置电气研磨导轨270，使台阶282、284、286相对于传感器条的前边缘精确地定位。面对空气支承表面的条的前边缘不会由于通过最终研磨线280的过度研磨引起的暴露而氧化。
在例子7B中，电气研磨导轨310包括相当宽的、低电阻互连垫块312、314以及狭小梯形裂缝区域316。狭小区域316具有包括开口或槽322、324、326的形状。当研磨进行、移动研磨线通过研磨导轨材料时，电导改变。然而，当研磨进行到通过槽322、324、326中之一时，电导不改变。在变化区和稳定区之间有突变的台阶。当研磨进行时，电气研磨导轨310的电导(或它的倒数，电阻，如下联系图9所述)具有一个变化率，当移动研磨线318通过每个附加的开口282、284、286时，所述变化率沿线330、332、334保持稳定。例如，稳定区330、332之间的研磨进行时间间隔338和电导变化时间间隔340提供一个定标因子，用于把电导(或电阻)变化的速率定标成研磨进行中所覆盖距离的速率。使开口或槽322、324、326相对于传感器条的前表面(在图7中未示出)精确地定位。当研磨进行时，附加到研磨量规上的测量电路可以根据电气研磨导轨310的定标因子对自身自动地定标。使用定标，连接到电气研磨导轨310的测量电路(未示出)就可以控制研磨使之停在传感器条的前表面前面的精确距离处，在适当的位置上留下所要求厚度的封装层。电气研磨导轨310包括槽322、324、326的空间周期性图案，按空间周期性方式提供不均匀的电导(以及电阻)变化，以提供用于精确地设置最终研磨线320处的研磨边界点的定标数据。可以使用薄膜技术来放置电气研磨导轨310，使台阶322、324、326相对于传感器条的前边缘精确地定位。传感器的空气支承表面边缘不会由于通过最终研磨线320的过度研磨引起的暴露而氧化。
图8示意地示出在图7中示出的空间编码电气研磨导轨的电气特性。左边的实线垂直轴370表示ELG研磨导轨270的电导，而右边的虚线垂直轴372表示电气研磨导轨270的电阻。水平轴374表示以距离为单位的研磨进程。在提供恒定研磨速率的研磨过程情况中，还可以把水平轴374解释成所消逝时间的标度。实线376表示研磨进行时的电导值，而虚线378表示研磨进行时的电阻值。
图9示意地示出图7B中示出的空间编码电气研磨导轨的电气特性。左边的实线垂直轴380表示ELG研磨导轨310的电导，而右边的虚线垂直轴382表示电气研磨导轨310的电阻。水平轴384表示以距离为单位的研磨进程。在提供恒定研磨速率的研磨过程情况中，还可以把水平轴384解释成所消逝时间的标度。实线386表示研磨进行时的电导值，而虚线388表示研磨进行时的电阻值。
与7A处示出的台阶ELG比较，7B处示出的梯形裂缝ELG在电导速率随研磨进程而增加中给出更惊人的差异，如在图9中所示。在按接近恒定速率进行研磨的一种较佳情况中，梯形裂缝ELG可以给出有关ELG(以及通过延伸，条)特征的下面边缘和上面边缘两者的位置信息。图9中的平坦区域或稳定区域导致何时使研磨表面位于梯形裂缝“梯级“之间。
图10示出研磨的45°角的视图，所述研磨使用与图7的研磨导轨相似的空间编码电气研磨导轨400的。磁阻读出头420包括有一定形状以形成空气支承表面408的读出头层422、424、426。使读出头层422、424、426形成一定形状，以确定读出头层422、424、426之间的传感器条腔430。传感器条腔430具有在空气支承表面408处的开口侧432。
把传感器条404放置在传感器条腔430中。传感器条404具有上侧表面434和相对的下侧表面(隐藏在图10的视图后)。传感器条404具有由读出头层422、424、426封装的端表面436、438以及后表面440。
传感器条404还具有设置在支承表面408后的前表面442，以确定从前表面442延伸到空气支承表面408的封装腔。把封装层406(也称为特征层)放置在封装腔中。封装层406封装前表面432。最好，封装层填充前表面和最终空气支承表面之间的封装腔。最好在前表面442和最终空气经研磨支承表面408之间，封装层406具有小于6nm的一个厚度。最好，用诸如钽(Ta)、TaN或金刚钻状碳之类的非磁性材料来形成封装层406。
最好，传感器条404具有通过后表面440和前表面442之间的空间定义的最终条高度。最终条高度有赖于空气支承表面408的研磨深度。
在衬底402上沿传感器条404和封装层406安排研磨导轨400。通过箭头411表示研磨进程的方向，并把电气研磨导轨400和封装层406研磨到最终研磨线(空气支承表面)408。研磨掉了电气研磨导轨400的一部分410(用虚线标出)。研磨掉了封装层406的一部分412(用虚线标出)。封装层406的余留部分在研磨方向411上具有小心地控制的厚度，这是通过用监测电路414监测电气研磨导轨的电导(或电阻)来监测研磨进程而进行控制的。对准封装层406所要求的最终研磨边缘，使之落在电气研磨导轨400的电阻条处，而不是落在槽处。这种对准保证直到最终停止研磨的时间都会读出变化的电导。通过在研磨进行时使电导符合线性分段，在监测电路414中通过实时计算电导线线段的拐点就可以“在空中”对相对于ELG的下边缘位置的研磨表面位置进行定标。
图11示出在磁头508的研磨表面506处的电气研磨导轨(ELG)500相对于传感器条层502的定位。磁头508不包括如图5所示的封装层240。用电阻性材料形成电气研磨导轨(ELG)500，并包括周期性的梯形裂缝区域510，所示梯形裂缝区域的功能是作为表示在研磨表面506处的研磨进程的变阻传感器。放置周期性梯形裂缝区域510，以致一个梯级或实心区域514的一个边缘512位于最终研磨空气支承表面506的上面，而一个边缘位于最终研磨空气支承表面506的下面。图11示出可以使用具有周期性特征的电气研磨导轨500，不但在某些应用中用于研磨封装层，而且在其它应用中用于研磨传感器条层502或需要研磨的磁头508中的其它特征层。在示出电气研磨导轨500具有梯形裂缝周期性特征的同时，也可以使用阶梯特征之类的其它周期性特征。
综合地说，磁阻读出头(诸如420)包括具有一定形状以形成空气支承表面(诸如408)的读出头层(诸如422、424、426)。使读出头层形成一定形状以确定读出头层之间的传感器条腔(诸如430)。传感器条腔在空气支承表面处具有开口侧(诸如432)。
在传感器条腔中放置传感器条(诸如404)。传感器条具有上侧表面(诸如434)以及相对的下侧表面。传感器条具有通过读出头层封装的端表面(诸如436、438)以及后表面(诸如440)。
传感器条还具有设置在空气支承表面后的前表面(诸如442)，以确定从前表面延伸到空气支承表面的封装腔。把封装层(诸如406)放置在封装腔中。封装层封装前表面。
要理解，即使已经在上述说明中陈述了本发明的各种实施例的许多特征和优点以及本发明的各种实施例的结构和功能的详细说明，本揭示也只是作为示意，特别，可以在本发明的范围内，在通过表达所附的权利要求书的一般广义条款来表示的最大程度上，对部件的结构和配置方面的细节作出改变。例如，可以根据读/写磁头的特定应用来改变特定的元件，同时实质上保持相同的功能性而不偏离本发明的范围。此外，虽然这里描述的较佳实施例是针对磁盘驱动器的，但是熟悉本技术领域的人员可以理解，可以把本发明的学说应用于其它磁性存储媒体而不偏离本发明的范围。

Claims (14)

1.一种读出头，其特征在于，它包括：
读出头层，所述读出头层被构造以形成空气支承表面，并且所述读出头层被构造以确定读出头层之间的传感器条腔，所述传感器条腔在空气支承表面处具有开口侧；
在所述传感器条腔中的传感器条，所述传感器条具有通过读出头层封装的两个侧表面，两个端表面和后表面，所述传感器条还具有设置在空气支承表面后面的前表面，以限定从所述前表面延伸到空气支承表面的封装腔；以及
设置在封装腔中的封装层，所述封装层封装所述前表面。
2.如权利要求1所述的磁阻读出头，其特征在于，所述封装层填充所述前表面和所述空气支承表面之间的封装腔。
3.如权利要求1所述的磁阻读出头，其特征在于，所述传感器条具有通过所述后表面和所述前表面之间的间距限定的条高度，并且所述条高度与所述空气支承表面的研磨深度无关。
4.如权利要求1所述的磁阻读出头，其特征在于，所述封装层具有小于6纳米的前表面和最终空气支承表面之间的厚度。
5.如权利要求1所述的磁阻读出头，其特征在于，用非磁性材料形成所述封装层。
6.如权利要求5所述的磁阻读出头，其特征在于，从包括钽、TaN以及金刚石类碳的一组可研磨材料中选择所述非磁性材料。
7.一种用于研磨磁读出头的特征层的电气研磨导轨，其特征在于，它包括：
衬底层，它支撑垂直于空气支承表面的衬底层表面上的特征层；以及
所述衬底层上的导电材料图案，所述导电材料图案包括第一和第二电气互连垫块以及导电地连接所述第一和第二电气互连垫块的研磨区域，所述研磨区域具有周期性特征的形状，以在研磨空气支承表面时在所述第一和第二电气互连处提供周期性地变化的电导；
其中，所述特征层包括封装层和传感器条层。
8.如权利要求7所述的电气研磨导轨，其特征在于，所述特征层具有沿所述空气支承表面与周期性特征对准的前表面，从而对应的周期性电导变化表示为所述特征层厚度。
9.如权利要求7所述的电气研磨导轨，其特征在于，所述周期性特征包括一个阶梯区域。
10.如权利要求7所述的电气研磨导轨，其特征在于，所述周期性特征包括梯形区域。
11.如权利要求7所述的电气研磨导轨，其特征在于，所述电导具有随研磨进程的变化率，且所述研磨进程不恒定。
12.如权利要求7所述的电气研磨导轨，其特征在于，所述电导提供校准倍数，用于把电导变化率校准成研磨进行中所覆盖的距离的速率。
13.如权利要求14所述的电气研磨导轨，其特征在于，测量所述电导，以在相对于所述特征层的一个精确距离处停止研磨，在适当的位置上留下所要求厚度的特征层。
14.如权利要求7所述的电气研磨导轨，其特征在于，所述研磨区域包括按空间周期性方式不均匀地改变所述电导的空间周期性图案，以提供用于精确地设置最终研磨线处的研磨边界点的校准数据。
CN03159319.4A 2003-03-12 2003-09-05 在读/写磁头中的传感器条封装层 Expired - Fee Related CN1261924C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/387,156 US6935923B2 (en) 2003-03-12 2003-03-12 Sensor stripe encapsulation layer in a read/write head
US10/387,156 2003-03-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1530931A CN1530931A (zh) 2004-09-22
CN1261924C true CN1261924C (zh) 2006-06-28

Family

ID=32961836

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN03159319.4A Expired - Fee Related CN1261924C (zh) 2003-03-12 2003-09-05 在读/写磁头中的传感器条封装层

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6935923B2 (zh)
JP (1) JP4121927B2 (zh)
CN (1) CN1261924C (zh)
SG (1) SG118209A1 (zh)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7206172B2 (en) * 2004-02-20 2007-04-17 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Electrical lapping guide embedded in a shield of a magnetic head
JP2006048806A (ja) * 2004-08-03 2006-02-16 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気ヘッドとその製造方法
US7244169B2 (en) * 2004-09-30 2007-07-17 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv In-line contiguous resistive lapping guide for magnetic sensors
US7245459B2 (en) * 2004-09-30 2007-07-17 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv Critically exposed lapping of magnetic sensors for target signal output
US8070554B2 (en) * 2004-11-17 2011-12-06 Hitachi Global Storage Technologies, Netherland B.V. Distributed shunt structure for lapping of current perpendicular plane (CPP) heads
US7446977B2 (en) * 2005-01-26 2008-11-04 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Recording heads having electrical pads on multiple surfaces
US7369361B2 (en) * 2005-02-07 2008-05-06 Headway Technologies, Inc. Magnetic head and magnetic head substructure including resistor element whose resistance corresponds to the length of the track width defining portion of the pole layer
US7706109B2 (en) * 2005-10-18 2010-04-27 Seagate Technology Llc Low thermal coefficient of resistivity on-slider tunneling magneto-resistive shunt resistor
US7582218B2 (en) * 2006-04-03 2009-09-01 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method for merging sensor field-mill and electronic lapping guide material placement for a partial mill process and sensor formed according to the method
JP2008030145A (ja) * 2006-07-28 2008-02-14 Fujitsu Ltd 研磨装置及びヘッド素子の製造方法
US7580230B2 (en) * 2006-10-24 2009-08-25 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetoresistive sensor having shape enhanced pinning, a flux guide structure and damage free virtual edges
US7716813B2 (en) * 2006-12-05 2010-05-18 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method for fabricating magnetic write pole for a magnetic head using an E-beam resist mask
US8169754B2 (en) * 2007-12-31 2012-05-01 Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands, B.V. Dedicated noncorrosive smear detector
US8003304B2 (en) 2008-01-31 2011-08-23 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method for manufacturing a perpendicular magnetic write pole using an electrical lapping guide for tight write pole flare point control
US8151441B1 (en) 2008-03-27 2012-04-10 Western Digital (Fremont), Llc Method for providing and utilizing an electronic lapping guide in a magnetic recording transducer
US7974047B2 (en) * 2008-09-02 2011-07-05 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Current perpendicular to plane differential magnetoresistance read head design using a current confinement structure proximal to an air bearing surface
US7996986B2 (en) * 2009-02-13 2011-08-16 Seagate Technology Llc Apparatus for forming magnetic recording heads
US8165709B1 (en) * 2009-02-26 2012-04-24 Western Digital (Fremont), Llc Four pad self-calibrating electronic lapping guide
US8291743B1 (en) 2009-05-27 2012-10-23 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for calibrating an electronic lapping guide for a beveled pole in a magnetic recording transducer
US8443510B1 (en) 2009-05-28 2013-05-21 Western Digital (Fremont), Llc Method for utilizing an electronic lapping guide for a beveled pole in a magnetic recording transducer
US8411393B2 (en) * 2009-06-17 2013-04-02 Seagate Technology Llc Electrical lap guides and methods of using the same
US8307539B1 (en) 2009-09-30 2012-11-13 Western Digital (Fremont), Llc Method for modeling devices in a wafer
EP3028276A1 (en) * 2013-07-31 2016-06-08 Hewlett Packard Enterprise Development LP Coating magnetic tape heads
US8988835B1 (en) 2013-10-14 2015-03-24 International Business Machines Corporation Contact recording tunnel magnetoresistive sensor with layer of refractory metal
US9721595B1 (en) * 2014-12-04 2017-08-01 Western Digital (Fremont), Llc Method for providing a storage device
US10014010B2 (en) * 2016-08-30 2018-07-03 International Business Machines Corporation Apparatus having self-healing current-perpendicular-to-plane read head
US10971176B2 (en) 2019-02-21 2021-04-06 International Business Machines Corporation Tunnel magnetoresistive sensor with adjacent gap having chromium alloy seed layer and refractory material layer

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3710235A (en) * 1971-06-04 1973-01-09 Ibm Method and apparatus for testing batch fabricated magnetic heads during manufacture utilizing a magnetic field generated by a current carrying conductor
US4457114A (en) * 1982-09-30 1984-07-03 Magnetic Peripherals Inc. Workpiece carrier
US4689877A (en) * 1985-08-29 1987-09-01 International Business Machines Corp. Method and apparatus for controlling the throat height of batch fabricated thin film magnetic transducers
US5073836A (en) 1989-10-05 1991-12-17 Hewlett-Packard Company Single pole write and a differential magneto-resistive read for perpendicular recording
US5494473A (en) * 1993-07-07 1996-02-27 Quantum Corporation Electrical access for electrical lapping guides
US6047224A (en) 1996-04-10 2000-04-04 Seagate Techology, Inc. Machining guide for magnetic recording reproduce heads
US5742459A (en) 1996-06-20 1998-04-21 Read-Rite Corporation Magnetic head having encapsulated magnetoresistive transducer and multilayered lead structure
US5755612A (en) * 1996-10-28 1998-05-26 Seagate Technology, Inc. Small foot machining guide for recording heads
KR100422436B1 (ko) * 1996-10-29 2004-03-12 시게이트 테크놀로지 엘엘씨 개선된 전기 랩 가이드 배선 구조
US5956215A (en) 1997-08-12 1999-09-21 Storage Technology Corporation High density thin film coupled element read head with support element to prevent damage to magnetoresistive element
US5978183A (en) 1997-12-11 1999-11-02 International Business Machines Corporation High resolution lead to shield short-resistant read head
US6134080A (en) 1998-08-21 2000-10-17 International Business Machines Corporation Magnetic head with precisely defined zero throat height
JP3439129B2 (ja) 1998-08-25 2003-08-25 富士通株式会社 磁気ヘッドの製造方法
US6347983B1 (en) 1999-06-09 2002-02-19 Seagate Technology Llc ELG for both MRE sensor height and resistance monitoring
US6262869B1 (en) 1999-08-02 2001-07-17 International Business Machines Corporation Spin valve sensor with encapsulated keeper layer and method of making

Also Published As

Publication number Publication date
JP4121927B2 (ja) 2008-07-23
CN1530931A (zh) 2004-09-22
SG118209A1 (en) 2006-01-27
US6935923B2 (en) 2005-08-30
US20040179307A1 (en) 2004-09-16
JP2004281028A (ja) 2004-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1261924C (zh) 在读/写磁头中的传感器条封装层
US7751154B2 (en) Magnetic recording heads with bearing surface protections and methods of manufacture
US5617273A (en) Thin film slider with protruding R/W element formed by chemical-mechanical polishing
US7474507B2 (en) Storage device having slider with sacrificial extension aligned with channel on opposite surface
EP1818915A2 (en) A magnetoresistive head and a manufacturing method thereof
EP1626392A1 (en) Method of manufacturing magnetic heads with reference and monitoring lapping guides
US9042062B2 (en) Magnetic sensor with recessed AFM shape enhanced pinning and soft magnetic bias
US20060158790A1 (en) Magnetoresistive sensor having a novel junction structure for improved track width definition and pinned layer stability
CN1143794A (zh) 制造可逆磁阻磁头的方法
CN1697023A (zh) 平面型垂直记录头
US5588199A (en) Lapping process for a single element magnetoresistive head
US8407882B2 (en) Method for manufacturing thin film magnetic heads
US20090266790A1 (en) Method of making a magnetoresistive reader structure
EP1394774A1 (en) A method of protecting sensitive thin film devices from corrosion and electrostatic discharge
US20030137781A1 (en) Flux guide read head with in stack biased current perpendicular to the planes (CPP) sensor
US20090007416A1 (en) Method to control mask profile for read sensor definition
US7245459B2 (en) Critically exposed lapping of magnetic sensors for target signal output
US7324309B1 (en) Cross-track shielding in a GMR head
CN1302463C (zh) 低温磁轭型隧道阀传感器
US7244169B2 (en) In-line contiguous resistive lapping guide for magnetic sensors
US6712985B2 (en) Method and apparatus for the manufacture of thin film magnetic transducers using a compliant, soft lapping process
US20100181286A1 (en) Method for manufacturing a circumferentially patterned disk for longitudinal and perpendicular recording
US20020044380A1 (en) Method of making thin film magnetic head having upper auxiliary magnetic pole of accurately set thickness
US8427790B2 (en) Thin film magnetic head having similarly structured resistive film pattern and magnetic bias layer
US20100073826A1 (en) Magnetic head having reduced cost electrostatic discharge shunt

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: SEAGATE TECHNOLOGY SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER NAME OR ADDRESS: SEAGATE TECHNOLOGY LLC

CP03 Change of name, title or address

Address after: American California

Patentee after: Seagate Technology LLC

Address before: American California

Patentee before: Seagate Technology, Inc.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20060628

Termination date: 20140905

EXPY Termination of patent right or utility model