CN1334953A - 带有将写头的写磁头间隙层平面化的读磁道宽度定义层的读头 - Google Patents

带有将写头的写磁头间隙层平面化的读磁道宽度定义层的读头 Download PDF

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Abstract

一个读磁道宽度定义层(306、310)被用来定义一个读传感器的第一(322)和第二侧边。读磁道宽度定义层(310)最好保留在头内,以将读头在第一(330)和第二(332)硬偏置和引导层处平面化,从而克服附有的写头中的写间隙弯曲问题。读磁道宽度定义层被一个在一个双层光致抗蚀剂(308)周围的脱除过程定义。脱除过程选择性地针对位于下方的一个读传感器材料层(304)的上方的读磁道宽度定义层。然后离子铣削被使用以定义读传感器层的第一和第二侧边,使用读磁道宽度定义层作为一个掩膜。然后第一和第二硬偏置和引导层被沉积,它们和各个读传感器和读磁道宽度定义层的第一和第二侧边构成连续连接。然后光致抗蚀剂被去除,读头的余部被完成。

Description

带有将写头的写磁头间隙层平面化的读磁道宽度定义层的读头
本发明涉及带有将写头的写磁头间隙层平面化的读磁道宽度定义层的读头。
计算机的心脏是一个被称为磁盘驱动器的装置。磁盘驱动器包括一个旋转的磁盘，被悬臂悬挂在旋转磁盘的上方的写头和读头，和一个用来旋转悬臂以将读头和写头放在旋转磁盘上的所选的环形轨道上的致动器。读头和写头被直接装配在一个带有空气轴承表面(ABS)的浮动块上。当磁盘没有转动的时候，悬臂将浮动块偏置，使之与磁盘表面接触，但是当磁盘转动时，邻近ABS的旋转磁盘使得空气打旋，以导致浮动块悬浮在空气轴承上，和旋转磁盘表面之间有微小的距离。写头和读头被用来向旋转磁盘写磁性压痕和从旋转磁盘读磁性压痕。读头和写头被与根据计算机程序进行操作的处理电路连接，以实现写和读的功能。
写头包括一个嵌入在第一、第二和第三绝缘层(绝缘堆)中的线圈层，绝缘堆被夹在第一和第二极片层之间。位于第一和第二极片层之间的写磁头间隙层在写头的空气轴承表面(ABS)上形成了磁隙。两个极片层在后间隙处被连接起来。被传导到线圈层的电流产生一个跨越两极片间的磁隙的磁场。为了在运动媒体，如：前面提到的旋转磁盘上的环形轨道、或磁带驱动器中的线性运动的磁带，上的磁道中写信息的目的，这个场作为跨越磁隙的边缘。
读头包括第一和第二屏蔽层、第一和第二间隙层、读传感器、第一和第二引导层，第一和第二引导层和读传感器连接，以通过读传感器传导传感电流。第一和第二间隙层位于第一和第二屏蔽层之间，读传感器和第一、第二引导层位于第一和第二间隙层之间。第一和第二屏蔽层之间的距离决定了读头的线性读密度。读传感器具有第一和第二侧边，它们定义了读头的轨道宽度。线性密度和轨道密度的乘积等于读头的面密度，读头的面密度是每平方英寸磁性媒体上读头的比特读的能力。
结合起来的读头和写头的行和列被做在一个位于不同室中的晶片衬底上，在不同的室处，层被沉积，然后被脱除过程定义。很多晶片衬底可以位于一个转盘上，转盘在室中旋转，并可以起阳极的作用。一个或更多的目标，包含要被沉积在晶片衬底上的材料，也可以位于室中。目标起阴极的作用，一个DC或RF偏置可以被施加于阴极和/或阳极。室内包含有处在预定的压力下的气体，典型地为氩(Ar)。然后材料被从目标溅射到晶片衬底上，形成一个期望的材料层。层也可以由离子束沉积物沉积，在那里，一个离子束枪将电离原子(离子)引导到一个目标上，导致目标将材料喷溅到晶片衬底上。一个脱除过程可以使用室中的在压力下的气体，例如氩(Ar)，导致材料从晶片衬底的没有被模板覆盖的部分的溅射。作为选择，脱除过程可以使用一个发射高速离子，例如氩(Ar)，的离子束枪，离子束枪冲击和去除晶片衬底的没有被模板覆盖的部分。
第一、第二硬偏置和引导层典型地在读传感器的第一和第二侧边处结合，结合方式在本技术领域中已知为邻接接合。产生这个接合的第一步是在整个晶片上生成一个读传感器材料层。然后，对于每一个磁头，在期望的读传感器位置上生成具有顶层部分和底层部分的双层光致抗蚀剂，顶层部分有第一、第二侧边，用于定义读传感器的第一和第二侧边，底层部分就在读传感器材料层的正上方，该部分从顶层部分凹陷进去，以便为卸下后面的沉积不需要的层部分提供底切。然后，晶片被转盘旋转，然后使用一个脱除过程，例如离子铣削，除去位于双层光致抗蚀剂下的读传感器材料层以外的其它所有读传感器材料层。不幸的是，晶片外部的读传感器和晶片内部的读传感器遭受不同的离子铣削角度，导致具有不同的特性的磁头。晶片外部的读传感器的第一侧边是有凹口的，而第二侧边没有凹口。这是由于以下实事：为了使铣成的材料的再沉积最小化，转盘围绕一个与铣削方向有一个角度的轴旋转。当双层光致抗蚀剂还在适当位置的时候，硬偏置和引导层材料被沉积在整个晶片衬底上。然后，双层光致抗蚀剂被除去，这同时也卸下了沉积在其上的偏置和引导层材料。结果是，第一硬偏置和引导层与读传感器的第一侧边产生了很好的邻接接合，然而，第二硬偏置和引导层与读传感器的有凹口的第二侧边只能产生部分邻接接合。出现这种情况的原因是：硬偏置和引导层的材料的沉积角度与读传感器的第二侧的离子铣削的角度不同。结果是，邻近有凹口的侧边的硬偏置材料不能为将读传感器的磁畴磁稳定而产生充分的邻接接触。这将降低读头的性能。
另一个问题是，双层光致抗蚀剂的底切在某种程度上允许离子铣削在底切下进行。这导致读传感器的不可预知的磁道宽度。
关于上面的过程注意的另一个问题是，在硬偏置和/或引导层材料的沉积之上，在邻近每一个第一、第二侧边的读传感器的顶部表面部分上，硬偏置和/或引导层材料有一些重叠。这会在硬偏置材料和读传感器之间引起交换耦合，这不利地影响了读传感器的磁性，并且可以改变期望的读传感器的磁道宽度。
关于上面的过程还有另一个问题，那就是，第一、第二硬偏置和引导层具有比读传感器高的轮廓。当写头的第二间隙、第二屏蔽/第一极片层和写间隙层被沉积的时候，在间隙层内会有下降。在本技术领域中下降被认为是写间隙弯曲，它能够显著地降低写头的性能。带有弯曲的写间隙的写头将弯曲的磁性压痕写入一个旋转的磁盘，然后，旋转磁盘被一个线性延伸的读传感器读。读传感器将只读弯曲的压痕的中心部分，这降低了读信号性能。
依照本发明，提供了制造带有空气轴承表面(ABS)的磁头和具有磁道宽度的读头的方法，该方法包括：沉积一个无磁性电绝缘的第一间隙层；在第一间隙层上沉积一个读传感器材料层；在读传感器材料层上沉积一个读磁道宽度定义材料层；在读磁道宽度定义材料层上形成一个双层光致抗蚀剂掩膜，它掩盖读磁道宽度定义材料层的一个读磁道宽度定义层部分；第一个选择性地除去相对于光致抗蚀剂掩膜和读传感器材料层的读磁道宽度定义材料层，以形成具有暴露的第一、第二侧边的读轨迹宽度定义材料层，其中第一、第二侧边间隔与所述的磁道宽度相等的距离；第二个选择性地除去相对于光致抗蚀剂掩膜和读磁道宽度定义层部分的读传感器材料层，以形成具有暴露的第一、第二侧边的读传感器层部分，其中第一、第二侧边定义所述的磁道宽度；在光致抗蚀剂掩膜上沉积硬偏置和引导材料层，它们和每一个读传感器层部分和读轨迹宽度定义层部分的第一、第二侧边接触；然后除去光致抗蚀剂掩膜，从而卸下一部分硬偏置和引导材料层，剩下与每一个读传感器层部分和读磁道宽度定义层部分的第一、第二侧边连接的第一、第二硬偏置和引导层。
从另一方面看本发明，目前提供了一个具有空气轴承表面(ABS)和包括一个读头的磁头，该读头包括：一个具有由第一宽度分隔开的第一和第二侧边的读传感层，该第一宽度限定了该读传感器的磁道宽度；一个具有由第二宽度分隔开的第一和第二侧边的非磁性电绝缘读磁道宽度限定层，该第二磁道宽度基本上等于所述第一磁道宽度；第一和第二引导层，其中每个引导层具有一个侧边；第一引导层的侧边与每个读传感器层及读磁道宽度限定层的第一侧边相邻；第二引导层的侧边与每个读传感器层及读磁道宽度限定层的第一侧边相邻。
在本发明的一个优选实施方案中，提供了一个读头和其制造方法，其中一个读磁道宽度定义层位于读头的读传感器和写头的写间隙层之间，读磁道宽度定义层具有一个厚度，该厚度基本上将读头平面化在第一和第二硬偏置和引导层的水平上，这通过后来的层的复制将写间隙层平面化。
本发明的一个例子提供一个读头和写头组合，其中读头被平面化以致于克服写间隙弯曲。本发明的另一个例子提供了一种制造方法，在那里，一个读磁道宽度定义层被用来定义具有改善的侧边的读传感器的磁道宽度。在一个优选实施方案中，读磁道宽度定义层保留在磁头中，以将读头平面化和克服写间隙弯曲问题。
在本发明的一个优选实施方案中，一个读磁道宽度定义材料层被在一个读传感器材料层上形成。然后，双层光致抗蚀剂掩膜被形成，用以掩盖上述的读磁道宽度定义层。然后，使用一个第一个选择性的除去过程，以除去读磁道宽度定义材料层，被光致抗蚀剂掩膜所掩盖的读轨迹宽度定义层除外。第一个选择性的除去过程形成了具有暴露的第一、第二侧边的读轨迹宽度定义层。然后第二个选择性除去过程被使用，用以除去读传感器材料层，被读磁道宽度定义层所掩盖的读传感器层部分除外。第二个选择性的除去过程形成了具有暴露的第一、第二侧边的读传感器层。接着，硬偏置和引导材料层在光致抗蚀剂掩膜上邻接每一个读传感器层和读磁道宽度定义层部分的第一、第二侧边缘的地方被沉积。最后，光致抗蚀剂掩膜被除去，从而卸下部分硬偏置和引导材料层，剩下与每一个读传感器层和读磁道宽度定义层的第一、第二侧边连接的第一、第二硬偏置和引导材料层。
磁道宽度定义层最好是碳。当读磁道宽度定义层是碳时，第一个选择性除去过程最好是带有氧(O2)基的活性离子蚀刻。用于读磁道定义层的其他材料可以是硅(Si)或二氧化硅(SiO2)。当读磁道宽度定义层是硅(Si)或二氧化硅(SiO2)时，第一个选择性除去过程可以是带有氟利昂(CF4)基的活性离子蚀刻。在优选实施方案中，读磁道宽度定义层的厚度等于硬偏置和引导层的厚度和读传感器的厚度之差。用这种安排，读磁道宽度定义层将读头在硬偏置和引导层水平上平面化，从而在读传感器和第一和第二硬偏置和引导层上形成的后来的层不将弯曲复制到写头的写间隙。然而，如果期望，可以通过在室内在有氧(O2)的情况下的灰化将读磁道宽度定义层除去。
本发明提供了组合的读头和写头，其中读头被平面化了，以致于消除了写头的写间隙弯曲。本发明还提供了一个读头，其中在第一和第二硬偏置和引导层与读传感器的第一和第二侧边之间分别构成邻接连接，其中第一和第二硬偏置和引导层不覆盖邻近读传感器的第一和第二侧边的第一和第二表面部分。
本发明还提供了一个读头和写头，其中每个第一和第二硬偏置和引导层和精确定位的读传感器的第一和第二侧边构成连续的邻接连接。
本发明还提供了制造读磁头和写磁头的方法，其中一个双层光致抗蚀剂被用来定义一个读磁道宽度定义层，读磁道宽度定义层又被用来定义读传感器的读磁道宽度。
本发明也提供了一种制造读磁头和写磁头的方法，其中的读磁头和写磁头基本上消除了覆盖读传感器顶表面的第一和第二硬偏置和引导层的任何部分，实现了第一和第二硬偏置和引导层与读传感器的第一和第二侧边的完全邻接接合，并将读头平面化了，从而没有弯曲被复制到写头的写间隙层。
现在将参考附图，仅仅以举例的方式描述本发明的最优实施方案，其中：
图1是一个示范的磁盘驱动器的平面图；
图2在平面2-2内看到的带有盘驱动器磁头的浮动块的一个端视图；
图3是一个磁盘驱动器的立视图，其中使用了多个盘和磁头；
图4一个用来悬置浮动块和磁头的示范悬置系统的等大的图解；
图5是沿着图2中的平面6-6作的磁头的一个空气轴承表面视图；
图6是沿着图2中的平面6-6看到的是浮动块和先有技术磁头的一个部分视图；
图7是沿着图6中的平面7-7作的浮动块的一个部分空气轴承表面视图，以显示先有技术磁头的读和写元件；
图8是沿着图6中的平面8-8作的视图，绝缘堆已被去除；
图9A和9B是在室内沉积和铣削层的各种各样的方法的方框图；
图10是读传感器材料层上的双层光致抗蚀剂的侧面立视图；
图11和图10相同，除了已经实现了离子铣削，其中离子铣削用于去除在双层光致抗蚀剂下的读传感器以外的读传感器材料层；
图12和图11相同，除了已经形成了第一和第二硬偏置和引导层；
图13和图12相同，除了在读传感器和第一和第二硬偏置和引导层上已经形成了一个第二间隙层、一个第二屏蔽/第一极片层、一个写间隙层、一个第二极尖层和一个外套层；
图14是在制造读头的本方法中第一步的一个侧面立视图；
图15和图14相同，除了在读传感器材料层上已经形成了由碳造成的读磁道宽度定义材料层；
图16和图15相同，除了在磁道宽度定义材料层上已经形成了一个双层光致抗蚀剂；
图17和图16相同，除了已经实现了活性离子蚀刻(RIE)，以去除位于双层光致抗蚀剂下的磁道宽度定义层部分(磁道宽度定义层)以外的全部磁道宽度定义材料层；
图18和图17相同，除了实现了离子铣削，其中离子铣削用于去除直接在双层光致抗蚀剂下的读传感器层以外的读传感器材料层；
图19和图18相同，除了已经形成了第一和第二硬偏置和引导层；
图20和图19相同，除了已经去除了双层光致抗蚀剂；
图21和图20相同，除了显示了读头的的附加层和写头；
图22是连接读传感器层的第一和第二侧边的第一和第二硬偏置引导层的侧视图，该图和图20所示的相同；
图23和图22相同，除了已经去除了磁道宽度定义层；
图24和图23相同，除了已经形成了第二间隙层、第二屏蔽/第一极片层、写间隙层、第二极尖层和一个外套层；
图25和图17相同，除了硅(Si)和二氧化硅(SiO2)被用于磁道宽度定义层，并且带有氟基的RIE被使用作为除去过程；
图25和图27相同，除了离子铣削被用于定义读传感器层的第一和第二侧边。
现在参考附图，其中在若干视图中相同的参考数表示相同或相同的部件。在图1-3中图解了一个磁盘驱动器30。驱动器30包括一个心轴32，心轴32支撑并旋转磁盘34。心轴32被电动机36旋转，电动机36受电动机控制器38控制。一个组合的读磁头和写磁头40被装配在浮动块42上，浮动块42被悬架44和致动器臂46支撑着。在图3所示的大容量直接存取存储设备(DASD)中可以使用许多盘、浮动块和悬架。悬架44和致动器臂46定位浮动块42，从而磁头40和磁盘34的表面处于换能关系。当盘34被电动机36旋转时浮动块被支撑在位于盘34表面和空气轴承表面(ABS)48之间的一个薄(典型地为0.05微米)气垫(空气轴承)上。于是磁头40可以被用来向盘34表面上的多个圆磁道写信息，也可以用来从其中读信息。处理电路50和头40交换代表这种信息的信号，提供用于旋转磁盘34的电动机驱动信号，并提供用于将浮动块移动到不同磁道的控制信号。在图4中浮动块42被显示装配到悬架44。如图3所示，在上文中描述的元件可以被装配在一个外壳55的一个框架54上。
图5是浮动块42和磁头40的一个ABS视图。浮动块具有一个支撑磁头40的中心轨56、和侧轨58和60。轨56、58和60从一个横轨62开始延伸。相对于磁盘34的旋转，横轨62位于浮动块的引导边64处，而磁头40位于浮动块的一个尾边66处。
合并的磁头
图6是合并的MR或回旋电子管头40的侧面横截立视图，它具有一个写头部分70和一个读头部分72，读头部分使用一个MR或回旋电子管传感器74。图7是图6的ABS视图。传感器74位于第一和第二间隙层76和78之间，间隙层位于第一和第二屏蔽层80和82之间。响应外部的磁场，传感器74的电阻变化。一个被传导通过传感器的传感电流IS引起这些电阻变化被表示为电压变化。然后这些电压变化被图3中所示的处理电路50处理成读回信号。
合并的头的写头部分包括一个位于第一和第二绝缘层86和88之间的线圈层84。一个第三绝缘层90可以被用以将头平面化，以消除由线圈层84引起的在第二绝缘层中的波动。在本技术领域中第一、第二和第三绝缘层被称为“绝缘堆”。线圈层84和第一、第二和第三绝缘层86、88和90位于第一和第二极片层92和94之间。第一和第二极片层92和94在后间隙96处被磁性连接，并具有第一和第二极尖98和100，第一和第二极尖在ABS处被一个写间隙层102隔离。如图2和图4所示，第一和第二线路104和106将来自传感器74的导线连接到悬架44上的导线112和114，第三和第四线路116和118将来自线圈84(见图8)的导线120和122连接到悬架上的导线124和126。应注意：合并头50使用单个层82/92担任两个功能，对于读头用作第二屏蔽层和对于写头充当第一极片。一个机载的头为这些功能使用两个独立的层。
在室内放置一个晶片基底之后150，如图9所示，在实现本发明中可以使用多种沉积过程152和多种脱除过程154。沉积过程可以包括溅射沉积156、磁电管溅射沉积158或离子束溅射沉积160。脱除过程154可以包括溅射蚀刻162、活性离子蚀刻(RIE)164，离子束铣削166或活性离子束铣削168。溅射沉积156可以包括在室内提供氩(Ar)气和要被沉积的一个材料目标170，在目标和晶片基底之间提供射频(rf)或直流(DC)偏置172，和溅射目标以沉积来自晶片基底上的目标的材料174。磁电管溅射沉积158可以包括在磁电管和晶片基底之间的室内提供要被沉积的材料的目标176，然后溅射磁电管场中的目标以沉积来自晶片基底上的目标的材料178。离子束溅射沉积160可以包括在室内提供惰性气体，例如氩(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)，和要被沉积的材料的目标180，然后离子束照射目标以溅射沉积来自晶片基底上的目标的材料182。溅射蚀刻162可以包括在室内提供氩(Ar)气184，对晶片基底施加一个rf或DC偏置186，然后溅射蚀刻晶片基底188。活性离子蚀刻164包括在室内放置氩(Ar)和活性气体189，对晶片基底施加一个DC或rf偏置190，然后活性离子蚀刻晶片基底192。离子束铣削166包括将晶片基底接地193，然后离子束铣削晶片基底194，活性离子束铣削168可以包括在一个离子束枪内放置惰性气体，如氩(Ar)和氦(He)，和活性气体196，将晶片基底接地197，然后活性离子束照射以铣削晶片基底198。为了完成前面提到的过程室被放置在多种预先选择的压力下。完全的薄膜沉积在没有掩膜情况下被作，然而，当预形成特征时，一个掩膜被提供，带有开口，在那里特征将被形成。当脱除过程154被使用时，也为要保留的覆盖区域使用一个掩膜。
图10-13图解了在第一和第二硬偏置和引导层和一个读传感器的第一和第二侧边之间分别做邻接连接的先有技术过程。在图10中，通过图9A中的沉积156、158或160，可以在一个不导电的电绝缘第一间隙层(G1)222上生成一个读传感器材料层220。然后在读传感器材料层220上生成了一个双层光致抗蚀剂224，其中的读传感器材料层具有第一和第二层部分226和228。第一层部分226的宽度比第二层部分228的宽度窄，以提供带有第一和第二底切的双层光致抗蚀剂。双层光致抗蚀剂可以通过形成第一和第二层部分226和228被生成，使用开发者曝光第二层部分并发展第二层228，也蚀刻第一层226。第二层部分具有第一和第二侧边230和232，第一和第二侧边定义后来形成的读传感器的一个期望的磁道宽度。
在图11中，当晶片基底被旋转时，晶片基底遭受离子束铣削(图9B中的166)，这去除了全部读传感器材料层，在第一和第二侧边234和236之间的读传感器232除外。当一个读头位于晶片基底的外围时，侧边234和236明显不对称。这是因为关于读传感器表面法线的一个入射角θ和从晶片基底上方的表面的波束分歧。结果是第二侧边234被以大斜度铣削，而第一侧边236被用小斜度很好地确定。对于接近晶片中心的头问题没有这么坏。在图12中，第一和第二硬偏置和引导层通过图9A中的沉积156、158或160被形成，其中每个硬偏置和引导层具有一个侧边，它们在读传感器邻近的侧边处被形成。然而，不幸的是，由于如所示的各个硬偏置(H.B.)和引导层238的槽口或凹陷，第二硬偏置和引导层238的部分厚度没有和读传感器的第二侧边234构成完全的邻接接触。这也是由于入射角θ和波束的分歧，对于在晶片基底外围附近的头最糟糕。这个减少的的邻接接触能严重降低硬偏置层和读传感器之间的静磁连接，这又能影响读传感器磁畴的磁稳定和致使读头不起作用。
在图13中，光致抗蚀剂已经被去除，并且一个第二间隙层242、一个第二屏蔽/第一极片层244、一个写间隙层246、一个第二极尖层248和一个外套层250已经被生成，使用的方法是图9A中的任意沉积156、158或160。因为硬偏置和引导层238和240相对读传感器232的较高的轮廓，第二间隙层242、第二屏蔽/第一极片层244、和写间隙层246下降了一些，这导致写间隙层246的写间隙弯曲。这是不期望的，因为读头在旋转的磁盘内读弯曲的磁性压痕，这降低读信号性能。也应该注意：第一和第二硬偏置和引导层覆盖邻近第一和第二侧边234和236的读传感器的表面部分。如果硬偏置层覆盖这些部分，将导致一个交互连接，交互连接能降低读传感器层的磁性能。该覆盖也能改变读传感器的磁道宽度。另一个问题是读传感器的侧边234和236不是直接在双层光致抗蚀剂的第二层的侧边230和232下。这导致一个具有不可信的磁道宽度的读传感器。
本发明
图14-21图解了制造读头的本方法的不同的步骤。在图14中利用图9A中的任意沉积156、158或160，在晶片基底(没显示)上生成一个铁磁第一屏蔽层(S1)300，在第一屏蔽层上生成一个非磁的电绝缘的第一间隙层(G1)302，在第一间隙层302上生成一个读传感器材料层304。读传感器材料层304可以包括多个层，例如，反铁磁性的阻止层、一个阻止铁磁的层、一个导电隔离层，一个铁磁释放层和一个压盖层，它的层组成一个回旋电子管传感器。阻止铁磁的层可以是一个如美国专利5018037中所描述的反平行(AP)阻止层，这里作为参考将之并入，或者一个阻止层由单个薄膜组成。各层可以不同，这取决于使用的回旋电子管传感器或各向异性的磁阻(AMR)传感器的不同类型。在图15中一个由碳组成的磁道宽度定义材料层306在读传感器材料层304上被生成。磁道宽度定义层具有一个预定的厚度，这在下文中将进行详细的描述。
在图16中，在磁道宽度定义材料层306上生成了一个双层光致抗蚀剂308，它和图10中所示的双层光致抗蚀剂224是相同的。在图17中，一个带有氧(O2)基的活性离子蚀刻(RIE)在室(未显示)内被使用，如图9B中的164所示，以去除所有磁道宽度定义材料层，在双层光致抗蚀剂308之下的磁道宽度定义层310除外。室内可以包含20％的氧(O2)和80％的氩(Ar)，具有5毫托的压强。一个150瓦特的rf偏置可以被施加给晶片基底。我们发现磁道宽度定义层部分310的第一和第二侧边312和314基本上和双层光致抗蚀剂的第一和第二侧边316和318对准。这是因为RIE过程是挑选的，磁道宽度定义材料层对读传感器材料层304和双层光致抗蚀剂308的比例为4比1。因此，读磁道宽度定义材料层被迅速除去，除了读磁道宽度定义层310，对读传感器材料层304和双层光致抗蚀剂308没有任何实质上的去除。
在图18中如图9B的166中所示的离子束铣削被使用，以去除直接位于读磁道宽度定义层310下的读传感器层320以外的全部读传感器材料层。铣削是选择性的，读传感器材料层304(图17)对读磁道宽度定义层310的碳的比例为4比1。从图17应该注意到，读磁道宽度定义层的第一和第二侧边312和314直接邻近读传感器材料层304，从而图18中的读传感器的第一和第二侧边322和324被准确定位和确定，对于位于最接近晶片基底的外围的头两边322和324之间具有较小的不对称性。在图19中第一和第二硬偏置和引导层326和328被生成，它们有侧边，这些侧边和读传感器的各个侧边322和324以及读磁道宽度定义层的第一和第二侧边312和314形成完全的邻接接合。在图20中双层光致抗蚀剂308被去除，剩下第一和第二硬偏置和引导层的顶表面和读传感器的顶表面334基本上平面化。
为了达到这个目的，读磁道宽度定义层部分310的厚度应基本上等于硬偏置和引导层330和332的厚度和读传感器320的厚度的差。这个厚度优选为100-500，更加优旋地为200厚，第一和第二硬偏置和引导层330和332每个的厚度典型地比读传感器320的厚度后，因此当读传感器320的厚度被从硬偏置和引导层的厚度中减去时，结果将是读磁道宽度定义层310的期望的厚度。应注意：每个第一和第二硬偏置和引导层有一个轻微的隆起或“鸟嘴式线脚”336和338。已经发现这个高度小于100，不影响读头的平面性。在图21中显示了完整的读头，带有以图9A中的任意沉积156、158或160形成的，在读传感器310上的非磁性电绝缘的第二间隙层(G2)340、和第一和第二硬偏置和引导层326和328、一个在第二间隙层340上的第二屏蔽/第一极片(S2/P1)层342、一个在第二屏蔽/第一极片层342上的写间隙层344、一个在写间隙层344上的第二极尖层346、和一个在第二极尖层346上的外套层348。
可以看出，使用这种建造方法基本上没有写间隙层344的写间隙弯曲，因为读头被读磁道宽度定义层310在第一和第二硬偏置和引导层水平上被平面化了。此外，应注意到第一和和第二硬偏置和引导层326和328没有覆盖邻近它的第一和第二侧边312和314的读传感器的顶面334的任何部分。因此，读传感器310的磁特性被保留，还有它的期望的磁道宽度。
图22-24图解了制造本读头的一种可选方法的不同的步骤。图22和图20是相同的。如果期望，图22中的读磁道宽度定义层部分310可以在图23中可以被任何合适的处理去除，例如灰化，灰化在室内有氧(O2)的情况下被实现的。如果在ABS处有碳材料是不合乎需要的或者如果碳和读头内的其他材料具有明显不同的膨胀系数，在高热条件下膨胀系数的不同可以重压读传感器或突出在ABS处的其他层，那么这种去除可以是合乎需要的。在形成第二间隙层(G2)350、第二屏蔽/第一极片层(S2/P1)352和写间隙层354之后，可以看出写间隙层354在第二极尖层356下具有弯曲。因此，优选的实施方案是图14-20中所示的方法和图21中所示的实施方案，因为写间隙弯曲已经被消除了。然而，图22-24中所示的实施方案比图10-13的过程制造的读头有优点，因为图24中的读头第一和第二硬偏置和引导层没有覆盖在读传感器320的顶表面部分。
图25和26图解图17和图18中所示步骤的替换步骤。在图25中硅(Si)或二氧化硅(SiO2)材料被用于读磁道宽度定义层部分360，代替图17中所示的碳。室内可以包括20％的氟利昂(CF4)和80％的氦(He)，处于5毫托的压强下。一个150瓦特的rf偏置可以被施加给晶片基底。在这个例子中，全部读磁道宽度定义材料层被带有氟基的活性离子蚀刻(RIE)去除，例如氟利昂(CF6)，这是选择性的，硅(Si)或二氧化硅(SiO2)与读传感器材料层304和光致抗蚀剂308的比例是5比1。在图26中，离子波束铣削被用来定义读传感器320的第一和第二侧边322和324。读传感器材料层对读磁道宽度定义层360和光致抗蚀剂层308的比例约为1/1。
明显地，由这些技术看来对于本技术领域的普通技术人员本发明的其他实施方案和调整将很容易出现。因此，本发明仅被下列的权利要求限定范围，当结合上边的说明和附图看时，它包括全部这些实施方案和调整。

Claims (20)

1.一种制造具有空气轴承表面(ABS)磁头和具有一个磁道宽度的读头的方法，包括：
沉积一个非磁性的电绝缘的第一间隙层；
在第一间隙层上沉积一个读传感器材料层；
在读传感器材料层(304)上沉积一个读磁道宽度定义材料层；
在读磁道宽度定义材料层上生成一个双层光致抗蚀剂掩膜，该掩膜掩盖读磁道宽度定义材料层的读磁道宽度定义层部分；
第一个选择性地除去相对于光致抗蚀剂掩膜和读传感器材料层的读磁道宽度定义材料层，以形成具有暴露的第一、第二侧边的读轨迹宽度定义材料层，其中第一、第二侧边间隔与所述的磁道宽度相等的距离；
第二个选择性地除去相对于光致抗蚀剂掩膜读磁道宽度定义层部分的读传感器材料层，以形成具有暴露的第一、第二侧边的读传感器层部分，其中第一、第二侧边定义所述的磁道宽度；
在光致抗蚀剂掩膜上沉积硬偏置和引导材料层，它们和每一个读传感器层部分和读轨迹宽度定义层部分的第一侧边、第二侧边接触；和
除去光致抗蚀剂掩膜，从而卸下一部分硬偏置和引导材料层，剩下与每一个读传感器层部分和读磁道宽度定义层部分的第一侧边、第二侧边接的第一、第二硬偏置和引导层。
2.权利要求1中的方法包括：
读磁道宽度定义层部分是碳；
所述的第一个选择性除去过程是带有氧(O2)基的活性离子蚀刻；和
所述的第二个选择性除去过程是离子铣削。
3.权利要求1中的方法，包括：
读磁道宽度定义层部分是硅(Si)或二氧化硅(SiO2)；
第一个选择性除去过程是带有氯基的活性离子蚀刻；和
所述的第二个选择性除去过程是离子铣削。
4.权利要求1或2的一种方法，包括：
在生成第一间隙层之前生成一个铁磁第一屏蔽层，所述的第一间隙层的生成在第一屏蔽层(300)上生成第一间隙层；
在读磁道宽度定义层部分和第一和第二硬偏置和引导层上生成非磁性的电绝缘第二间隙层；和
在第二间隙层上生成一个铁磁第二屏蔽层。
5.在权利要求4中的方法，包括：
在去除光致抗蚀剂掩膜之后去除读磁道宽度定义层部分。
6.在权利要求4或5中的方法，其中读磁道宽度定义层部分的沉积生成读磁道宽度定义材料层，读磁道宽度定义材料层的厚度等于硬偏置和引导层的厚度与读传感器层部分的厚度的差。
7.权利要求6中的方法，其中磁头还包括一个写头，所述的方法包括：
使用第二屏蔽层作为写头的第一极片层；
在第一极片层上生成一个非磁性的电导写间隙层，它形成所述的ABS的一部分；
在第一极片层上形成一个绝缘堆，其中嵌入至少一个线圈层；和
在轭区中的绝缘堆上，在ABS处在写间隙层上生成一个第二
极片层，在后间隙区处第二极片层与第一极片层相连接，后间隙区在离开ABS的方向上从绝缘堆凹进去。
8.权利要求7的方法，其中读磁道宽度定义层部分的厚度为100-500
9.权利要求8的方法，其中读磁道宽度定义层的厚度为200。
10.权利要求9的方法，其中第一间隙层是碳。
11.一个具有空气轴承表面(ABS)和包括一个读头的磁头，该读头包括：
一个具有由第一宽度分隔开的第一和第二侧边的读传感层，该第一宽度限定了该读传感器的磁道宽度；
一个具有由第二宽度分隔开的第一和第二侧边的非磁性电绝缘读磁道宽度限定层，该第二磁道宽度基本上等于所述第一磁道宽度；
第一和第二引导层，其中每个引导层具有一个侧边；
第一引导层的侧边与每个读传感器层及读磁道宽度限定层的第一侧边相邻；
第二引导层的侧边与每个读传感器层及读磁道宽度限定层的第一侧边相邻。
12.根据权利要求11所述的磁头，其中所述读磁道宽度限定层为碳。
13.根据权利要求11所述的磁头，其中所述读磁道宽度限定层为硅(Si)或二氧化硅(SiO2)。
14.根据权利要求12或13所述的磁头，包括：
具有比读传感器层厚度大的厚度的第一和第二硬偏置和引导层的每一个；和
其厚度为第一和第二硬偏置和引导层与读传感器层厚度之差的读磁道宽度限定层部分。
15.根据权利要求14所述的磁头，其中诉述读头还包括：
一个铁磁性的第一屏蔽层；和
一个位于第一屏蔽层与读传感器层之间的非磁性电绝间缝隙层；
一个铁磁性的第二屏蔽层；
一个位于第二屏蔽层与读传感器层之间的非磁性电绝间缝隙层。
16.根据权利要求15所述的磁头，还包括一个写头，该写头包括：
一个具有一个极尖区、轭区和一个背间隙区的第一极片层；
在极尖区的第一极片上的非磁性写间隙层；
一个具有嵌入在轭区的第一极片层上的至少一个写线圈层的绝缘堆；和
一个在极尖区的写间隙层上的第二极片层，在轭区中的该绝缘堆连接到背间隙区的第一极片处。
17.根据权利要求16所述的磁头，其中该读磁道宽度限定层部分为100-500°厚。
18.根据权利要求17所述的磁头，其中该读磁道宽度限定层部分为200°厚。
19.根据权利要求18所述的磁头，其中第一间隙层为硅(Si)或二氧化硅(SiO2)。
20.一个磁头驱动器，包括一个磁头
一个外壳；
一个可旋转地支撑在外壳中的磁盘；
一个安装在外壳中用其面对该磁盘的ABS来支撑该磁头以使得该磁头与该磁盘处于一种换能关系的支撑件；
用于旋转该磁盘的装置；
连接到该支撑件用于将该磁头移动到相对于所述磁盘的多个位置处的定位装置；
连接到该磁头、到用于旋转该产品和到该定位装置的，用于与该磁头交换信号、用于控制该磁盘的移动和用于控制该磁头的位置的处理装置。
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