CN1941084A - 垂直记录磁头及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有窄磁道宽度角和极大批量生产率的磁头，用于获得大容量的磁盘驱动器。垂直记录磁头(1)包括：第一非磁性膜(23)和第一软磁膜(24)，其堆叠在主磁极靴(22)的尾随侧用于构成间隙膜；第二非磁性层(28)，其在主磁极靴(22)的两侧与第一非磁性层(23)的端面相接触；第三软磁膜(27)，其在主磁极靴(22)的两侧与第二非磁性层(28)相接触；以及第二软磁膜(21)，其在主磁极(22)的尾随侧与第一软磁膜(24)和第三软磁膜(27)相接触。

Description

垂直记录磁头及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于使用垂直磁记录系统的磁盘驱动器的磁头，并且更加具体地，涉及适合于在介质表面上以高密度写入磁信息的垂直记录磁头的结构，以及其制造方法。
背景技术
用于信息设备的存储装置主要使用半导体存储器和磁存储器。具体地，从存取时间的观点出发，半导体存储器用于内部存储装置，从大容量和非易失性的观点出发，磁盘驱动器用于外部存储装置。存储容量是表示磁盘驱动器性能的重要指标。近年来，随着信息社会的发展，在市场中已需要大容量和小尺寸的磁盘驱动器。适合于需求的记录系统包括垂直记录系统。由于该系统能够增加密度，所以它非常有可能代替传统的面内记录系统而变得流行。
专利文件1披露了这样的垂直记录磁头，所述垂直记录磁头在磁道宽度方向上的主磁极靴的侧面上具有稳定磁化膜，其具有软磁特性。专利文件2披露了下述垂直记录磁头：通过在主磁极靴的尾随侧布置软磁膜，使磁场梯度陡峭。
【专利文件1】JP-A No.2004-310968
【专利文件2】JP-A No.2005-18851
发明内容
由于垂直记录系统的记录介质中的磁化方向垂直于介质平面，所以与面内记录系统相比，相邻磁畴之间去磁场的影响小。因此，能够在介质中以高密度记录磁信息，这使得可以构造具有大容量的磁盘驱动器。专利文件2披露了用于使磁场梯度在主磁极靴的尾随侧陡峭的手段，而专利文件1则披露了用于通过在磁道宽度方向上的主磁极靴的侧面上布置具有软磁特性的稳定磁膜而提供窄磁道记录的手段。
通过计算机模拟能够确认的是，根据上述技术，所瞄准的高密度记录在理论上是可能的。然而，已发现，主磁极靴的尾随侧布置的非磁性隙必须被形成以具有极短的长度(40到60nm)和高度的精确性(在±10nm的范围之内)。进一步，同样已发现，如果布置在主磁极靴两侧的软磁膜图案和主磁极靴之间的距离等于尾随侧的间隙，则不能获得来自主磁极靴的强记录磁头，并且如果与深度方向上的尾随侧的间隙相接触的软磁膜(尾随侧的屏蔽)的长度长，则记录磁场显著降低。因此，已发现，形成部件(膜厚度、深度方向上的长度)的精确性必须极高(在±10nm的范围内)，以便达到所瞄准的陡峭磁场梯度。因此，在通过当前商业的半导体制造设备制造垂直记录磁头的情况下，产品产出低，并且不能大批量生产便宜的磁头。
本发明的目的是要提供具有窄磁道宽度和极大批量生产率的垂直记录磁头，以便提供能够高密度记录的磁盘驱动器。
本发明的典型垂直记录磁头的特征如下所述。
这种磁头具有：辅助磁极靴；主磁极靴；线圈，其围绕由所述辅助磁极靴和所述主磁极靴组成的磁路；第一非磁性膜和软磁膜，其堆叠在所述主磁极靴的尾随侧；以及第二非磁性膜，其形成在所述主磁极靴、所述第一非磁性膜和所述软磁膜的两侧。
根据本发明，能够提供具有窄磁道宽度和极大批量生产率的垂直记录磁头。
附图说明
图1包括实施例1的磁头的横截面图、当从空气承载表面来看时的侧视图以及写功能部分的放大图；
图2是实施例1中磁头写功能部分的透视图；
图3包括显示使用根据本发明的磁头的磁盘驱动器的示意性构造的平面图和横截面图；
图4是实施例2的磁头写功能部分的透视图；
图5是实施例2的磁头写功能部分的横截面图；
图6是当从空气承载表面来看时的实施例3的磁头写功能部分的侧视图；
图7是当从空气承载表面来看时的实施例4的磁头写功能部分的侧视图；
图8是当从空气承载表面来看时的实施例5的磁头写功能部分的侧视图；
图9是当从空气承载表面来看时的实施例5的磁头写功能部分的侧视图；
图10包括显示用于实施例1到5的磁头的基本构造的制造步骤的横截面图；
图11包括显示实施例1和3的磁头写功能部分的制造步骤的示图；
图12包括显示实施例1和3的磁头写功能部分的制造步骤的示图；
图13包括显示实施例4的磁头写功能部分的制造步骤的示图；
图14包括显示实施例5的磁头写功能部分的制造步骤的示图；
图15包括用于说明制造实施例2的磁头写功能部分的方法的横截面图；
图16是显示对于软磁膜布置在主磁极靴之上的结构中的磁场的计算结果的曲线图。
具体实施方式
图3显示了使用垂直记录系统的磁盘驱动器的基本构造。图3(a)是装置的平面图，而图3(b)则是其横截面图。磁盘2直接与主轴电机3结合，并且当输入输出信息时旋转。垂直记录磁头(在下文中被称作磁头)1附于悬架8，并且经由旋转致动器4上的臂7支撑。悬架8具有以预定的力相对于磁盘2保持磁头1的功能。安装有用于处理读/写信号的读/写电路6、用于控制组成部分中每一个的控制电路等等的电路基片5附于驱动器主体。通过垂直记录系统获得的读波形(读信号相对于时间轴的幅度的变化)为梯形波，其与如面内记录系统中看到的那样的洛伦兹(Lorentz)类型的波形不同。
垂直记录系统使用在垂直于记录平面的方向上具有容易磁化的轴的记录介质。玻璃或A1基片用作基片。在基片上形成构成记录介质的薄磁膜。来自磁头1的记录磁场作用于磁盘2的记录介质以翻转记录层中的磁化。在垂直磁记录中，为了在垂直方向上使用磁场分量实施记录，在记录层和基片之间布置软磁底层(SUL)。
为了将磁信息写入到记录磁盘2的记录介质，使用磁头1的具有电磁转换效应的功能部分(写功能部分)。另外，为了读取磁信息，使用利用磁阻现象、巨磁阻现象或电磁感应现象的功能部分(读功能部分)。磁头1随着旋转致动器4的旋转在磁盘表面之上移动，并且在被定位到可选择的地方之后，写入或读取磁信息。
下面，具体地说明根据本发明的实施例1到5的磁头的构成。
<实施例1>
图1显示了这样的结构，在所述结构中，通过浮动块的基片10之上的非磁性膜堆叠读功能部分和写功能部分。图1(a)是沿着主磁极靴22的中心并且垂直于空气承载表面98截取的装置的横截面图，图1(b)是当从空气承载表面98来看时的示图，而图1(c)则是主磁极靴22及其外围的放大图。图2是主磁极靴22及其外围的透视图。如图1(a)和1(b)所示，读功能部分包含：下磁屏蔽11；上磁屏蔽12；以及磁阻装置15，其为上下磁屏蔽包围，并且具有暴露于空气承载表面的部分。电极(未显示)连接到磁阻装置15，并且将电信息从读功能部分传输到读/写电路6。磁阻装置15使用CPP(电流垂直平面)装置、巨磁阻效应(GMR)装置或类似物。上下磁屏蔽12、11每个都使用坡莫合金，其包含具有80％或以上的Ni的NiFe。用作装置形成步骤中的基片的浮动块10使用诸如Al2O3-TiC(ALTIC)之类的陶瓷材料。例如通过作为非磁性性和绝缘(或极高电阻性)材料的Al2O3等隔开上下磁屏蔽12、11和磁阻装置15。
写功能部分基本上由以下组成：磁膜22，其构成用于向磁盘2写入的主磁极靴；磁膜17和16，其构成辅助磁极靴，用于从磁盘2返回磁通量；和线圈20，其围绕由布置在其间的辅助磁极靴和主磁极靴构成的磁路。磁膜17被构造得在空气承载表面98上宽并且在深度方向上薄。这是为了在记录时减少不必要的磁场并且在高温下降低向空气承载表面突出的量。
构成用于向磁盘2写入的磁极靴的磁膜基本上由以下组成：主磁极靴22，其暴露于空气承载表面并且限定了记录磁道宽度；以及屏蔽21，其布置在主磁极靴22的尾随侧(流出端一侧)。主磁极靴22在其尾端与软磁膜19相连接，并且在软磁膜19的尾端处构成后间隙。软磁膜19经由软磁膜18在后间隙部分处与磁膜16的尾端磁耦合。
线圈20布置在软磁膜19和磁膜16之间，并且绝缘膜25布置在线圈20和磁膜16之间，以便确保其间的电绝缘。进一步，绝缘体26填充在线圈20和软磁膜19之间，以确保其间的电绝缘。绝缘体26优选地使用氧化铝，它是与用于主磁极靴22之下的部分的材料相同的材料。
然后，参考图1(c)和2来说明主磁极靴22的外围上的构成。在包含作为非磁性绝缘体的氧化铝的填充膜29上布置主磁极靴22。第一非磁性膜23布置在主磁极靴22的尾随侧。进一步，与第一非磁性膜23相接触地布置软磁膜24。第二非磁性膜28布置在主磁极靴22的两侧，并且至少其一部分与第一非磁性膜23的末端相接触。与第一非磁性膜24相接触地布置第二软磁膜21。第二非磁性膜28与第三软磁膜27相接触，并且第三软磁膜27与第二软磁膜21磁耦合。通过化学机械抛光(CMP)使接触表面43形成为平整表面。
再次参考图1(a)来说明第一非磁性膜23和第一软磁膜24的构造。如从附图中明显的那样，第一非磁性膜23的深度方向的长度能够被做得与第一软磁膜24的相同。特别地，第一非磁性膜23和第一软磁膜24的末端可以与主磁极靴22的相一致。稍后将说明该构造的优点。
以上述构造的方式，能够高产出地获得窄磁道宽度的磁头。首先，由于第一非磁性膜23和第二非磁性膜28是分开的部件，所以通过对每个膜选择厚度，能够分开地控制对于磁距离的控制。这利于制造能够满足形状的瞄准形状的磁头。
进一步，由于第一非磁性膜23和第二非磁性膜28是分开的部件，所以非磁性金属和非磁性氧化物能够选择性地应用于非磁性膜23、28。因此，具有减少的制造成本的膜形成方法能够选择性地应用于不需要膜厚度精确性的部件。根据本发明人进行的研究，能够通过具有减少的成本的电镀法来制造第二非磁性膜28，因为不需要其厚度的精确性。
第一软磁膜24与第二软磁膜21磁接触，并且起到屏蔽的作用。该屏蔽接近于主磁极靴22，这有利于从主磁极靴22分流磁通量。这有利于磁通量从主磁极靴22的尾随侧经由屏蔽流向记录介质。如果它在尾随侧广泛地流向记录介质，则磁通量根据磁场强度而被削弱，这没有对写操作形成影响。在主磁极靴22的尾随侧以宽范围的方式流通磁通量的现象，造成了使尾随侧的磁场梯度陡峭的效果。亦即，通过提供不允许磁通量流向主磁极靴22尾随侧的屏蔽并且直接作用于记录介质的区域，该记录介质更接近于由该屏蔽削弱磁场的区域，取决于介质的位置就能够提供对于磁场强度而言的大的差异。
这种效果能够使磁化翻转宽度变窄，并且防止对(一位之前写入的)记录之后的磁化翻转给出不必要的磁场的影响。为了有效地达到该效果，有必要使主磁极靴22和屏蔽相互更加接近。对于接近的量通过计算机模拟的结果已确认的是，在构成记录介质的底层软磁层的表面和构成空气承载表面的主磁极靴的表面之间，距离可以为从20到40nm。根据实施例1的构造，能够通过第一非磁性膜23的厚度来控制距离。这有利于制造能够满足用于达到高性能磁头的形状因素的磁头。
另一方面，由软磁膜制成的屏蔽对于主磁极靴22的两侧同样是必要的。提供该屏蔽以便在记录操作期间不向相邻磁道施加不必要的磁场。为了达到该效果，可以从主磁极靴22经由具有大约100nm厚度的非磁性膜28布置屏蔽(第三软磁膜)27。在将非磁性膜28的厚度减少到与尾随侧的非磁性膜23的厚度相等的40nm的情况下，磁场强度被大大降低，并且不能达到所瞄准的记录操作。
当第三软磁膜27布置在主磁极靴22的两侧时，不能减少其间的距离。原因在于，主磁极靴22需要朝向空气承载表面以平面限制的形状形成，以便生成强磁场。另外，原因在于，如果主磁极靴22和第三软磁膜27之间的距离变窄，则磁通量从限制区域流向第三软磁膜27而降低了磁场强度。在磁场强度微弱的情况下，磁信息不能被写入到记录介质。这是因为，记录介质被设计以便具有预定的矫顽磁力，以便提供磁稳定性，所以磁信息应当不被杂散磁场删除。信息不能被记录，除非施加大于矫顽磁力的磁场。
由于主磁极靴22和布置在其上的第一软磁膜24(以及磁耦合的第二软磁膜21)之间的距离对于整个区域恒定(第一非磁性膜23的膜厚度)，所以对磁场强度给出了较少的影响。因此，能够理解的是，设计因素是对主磁极靴22的左右侧(磁道宽度方向)和尾随侧(介质流出方向)之间不同的非磁性层的膜厚度的控制。
在实施例1中，经由例子进行了具有读功能部分和写功能部分的联合磁头的说明，但是将会明显的是，主磁极靴外围上的特征构造可适用于仅具有写功能部分的磁头。
<实施例2>
如图4所示，增加第一软磁膜24厚度的构造同样具有根据本发明意图的制造的优点。亦即，如从附图中明显的那样，第一非磁性膜23和第二非磁性膜28由分开的部件形成，并且第一非磁性膜23的端面和第二非磁性膜28的表面彼此相接触。因此，根据以与实施例1中相同的方式对非磁性膜厚度的控制，它具有容易制造的优点。另外，由于第一软磁层24的厚度增加，所以方便地当CMP制造时能够容易地扩展第一软磁层24的上表面43的完成公差(finish tolerance)。
这个实施例中说明的第一软磁膜24的增加的厚度具有在空气承载表面一侧生成不必要磁场的缺点。图5显示了消除这种缺点的结构。图5(a)、5(b)和5(c)分别显示了3种类型结构的例子。图5(a)显示了这样的结构，在所述结构中，第一软磁膜24的末端被缩短。用所述结构，由于从主磁极靴22经由第一非磁性膜23流向第一软磁膜24的磁通量的总量减少，所以能够削弱空气承载表面98上生成的磁场。
进一步，如图5(b)所示，第一软磁膜24被形成为多层膜，其包含软磁膜和诸如由Cr、Ta或其他材料或者低磁导率的氧化铝之类制成的非磁性膜(例如，连续地堆叠大约100nm的软磁膜和4nm的Cr的结构)。这能够减少在该部分中流通的磁通量的总量。
进一步，如(c)中显示的那样，在第一软磁膜24的后部之下布置非磁性层30，以便增加相对于主磁极靴22的磁距离。这能够减少在第一软磁膜24中流通的磁通量的总量。
<实施例3>
图6显示了省除第一软磁膜24的实施例3的构造。根据该构造，可以布置当在第一非磁性膜23之上形成平面表面43时使用的阻挡膜(用于控制制造终点的膜)。阻挡膜同样能够用作第一非磁性膜23。然而，由于这卷入了对边缘部分趋于诱发诸如碎片之类的缺陷的缺点，所以在实施例3中使用了诸如由Rh或Ru、Cr、C等等制成的阻挡膜，通过这同样对于磁道边缘部分能够以所瞄准的形状完成制造。
进一步，还可以留下阻挡膜作为最终结构。然而，这引起了增加非磁性膜总厚度的问题以及造成需要对侵蚀采取对策的问题，因为阻挡膜保留在空气承载表面上。因此，在形成第二软磁膜21之前，通过选择的蚀刻方法去除阻挡膜。通过填埋处理所造成的凹陷并且在其他区域中形成第二软磁膜21形成对主磁极靴22的屏蔽。
<实施例4>
图7显示了实施例4的构造。这种构造包括：主磁极靴22；第一非磁性膜23；第一软磁膜24；与上述部件相接触的上述部件末端两侧的第二非磁性膜28；以及第二软磁膜21，其充当布置在上述部件的外围上的屏蔽。这种构造不具有第三软磁膜27。同样在这种构造中，由于第一非磁性膜23和第二非磁性膜28是分开的部件，所以并没有恶化根据该制造的优点，因为能够控制膜厚度中的每一个，并且没有降低磁头的性能。
该构造特征在于省除了CMP步骤。亦即，在形成第一软磁膜24之后，在其整个表面之上堆叠第二非磁性膜28，在保留主磁极靴22的两侧的同时去除第二非磁性膜28，并且形成第二软磁膜21。为了满足该构造，有必要在主磁极靴22的两侧留下第二非磁性膜28。满足这种必要性的方法的例子包括在垂直方向上用离子蚀刻的方法。由于省除了CMP步骤，所以易于化学腐蚀的材料能够有利地用于诸如主磁极靴之类的部件。
进一步，为了在第一非磁性膜23之上的部分处可靠地完成蚀刻，还可以将诸如碳的膜插入到相同的部分中代替第一软磁膜24。因为具有高度的蚀刻抵抗性，所以当蚀刻之后不再需要时，碳膜能够用氧容易地去除。这种处理使得易于保持主磁极靴22的磁隙长度在尾随侧短。自然地，在允许尾随侧间隙长度的范围之内，碳膜能够最终留在用于第一软磁膜(对应于24)的位置处。
<实施例5>
图8显示了这样的构造，在所述构造中，第三软磁膜27不存在，而是第二非磁性膜28可扩展地存在于主磁极靴22的两侧。同样在这种构造中，由于第一非磁性膜23和第二非磁性膜28是分开的部件，所以不会恶化根据制造的优点，因为可以控制膜厚度中的每一个。尽管该构造根据不存在第三软磁膜而具有能够简化制造步骤的优点，但是记录磁场不利地泄漏到相邻磁道。然而，作为屏蔽的第二软磁膜21经由主磁极靴22的尾随侧的第一非磁性膜23而存在，这提供了能够使尾随侧的磁场梯度陡峭的特征。该特征使得可以在一个等同磁道中提供高密度记录。
图9显示了去除实施例5中的第一软磁膜24之后形成第二软磁膜21的结构。记录操作与实施例5中的相同。该构成的特征在于，用于通过CMP形成平面表面42的终点控制膜可适用于第一软磁膜24被去除的部分。
同样在上述实施例5的构造中，由于第一非磁性膜23和第二非磁性膜28是分开的部件，所以不会恶化根据制造的优点，因为可以控制膜厚度中的每一个。另外，明显的是，通过对相邻方向上的密度提供相似性，能够满足磁头的性能。
然后，具体地参考图10来说明用于提供实施例1到5的基本结构的装置制造方法。
(a)在作为浮动块的ALTIC基片10上形成包含铝的非磁性膜41。包含作为软磁膜的坡莫合金的下屏蔽11形成在它们之上。在下屏蔽11之上形成与非磁性膜相绝缘的磁阻装置15。在那之上形成包含与下屏蔽11的相同的材料的上屏蔽12。在上屏蔽12之上经由非磁性膜形成作为辅助磁极靴的软磁膜16。在空气承载表面一侧的软磁膜16上形成基座状的软磁膜17。基座状软磁膜17具有：暴露于空气承载表面的大面积，用于降低从辅助磁极靴16泄漏的磁场；以及具有减少的厚度的大面积部分，以便减少辅助磁极靴16在高温下突出的问题。进一步，在辅助磁极靴16的末端处形成构成后间隙部分的软磁膜18。薄氧化铝膜25形成在辅助磁极靴16之上以及基座状软磁膜17和软磁膜18之间，并且由Cu制成的线圈20形成在其上。在形成线圈20之后，用非磁性膜26填埋整个部分，并且通过CMP形成平面表面44。在上述过程中，软磁膜由坡莫合金制成。
(b)在平面表面44上形成用于连接主磁极靴和软磁膜18的软磁膜19，并且进一步，在软磁膜19的空气承载表面一侧填埋由氧化铝制成的非磁性膜29，然后再次通过CMP形成平面表面45。
(c)在平面表面45上，连续地形成主磁极靴22、第一非磁性膜23和第一软磁膜24。
然后，参考图11和12来说明形成实施例1和3中的主磁极靴及其外围的方法。图11(a)是当从空气承载表面来看时的侧视图，显示了下述状态：作为主磁极靴的磁膜22、第一非磁性膜23和第一软磁膜24连续地形成在非磁性膜29的平面表面45上并且被形成图案。能够通过以下形成矩形形状：在堆叠体上形成蚀刻掩模图案51，并且使用掩模图案51作为掩模，向堆叠体用Ar离子施加离子铣削。通过用离子铣削在垂直方向上发射离子，横截面具有附图中显示的矩形形状。然后，通过偏斜地使离子入射角倾斜，能够形成如图10(b)所示的倒梯形形状。在这种情况下，掩模图案51的厚度被降低。随后，如图10(c)所示，形成第二非磁性膜28。金属膜同样适用于非磁性膜28，只要它是非磁性的。这种金属膜在实施例中通过电镀法由Au形成并且有100nm的厚度。金属膜具有便利于后续制造的优点。第一非磁性膜23使用氧化膜，其包含氧化铝或二氧化硅作为主要成分。
接着，如图12(d)所示，在整个表面之上堆叠作为第三软磁膜的坡莫合金膜27。然后，如图12(e)所示，通过CMP形成平面表面46。用于主磁极22的离子铣削处理中留下的掩模材料51还用于制造终点的控制。随后，掩模材料51通过氧被去除以形成第二软磁膜21，这提供了图12(f)的构造。
上述形成方法能够提供以下构造：包含第一非磁性膜23的间隙膜形成在主磁极靴22的尾随侧。第二非磁性层28形成在主磁极靴22的两侧。第一非磁性层23的端面与第二非磁性层28的表面相接触，并且第二软磁膜21与第一软磁膜24和第三软磁膜27相接触地形成在尾随侧。由于第一非磁性膜23和第二非磁性膜28能够通过分开的步骤形成，所以与第二非磁性膜28的厚度相比，能够降低第一非磁性膜23的厚度。进一步，第一非磁性膜23和第二非磁性膜28能够由不同的非磁性材料形成。进一步，第一非磁性膜23能够形成在主磁极靴22的整个区域之上。
然后，参考图13来说明用于提供实施例4(图7)中的构造的装置形成步骤。图13(a)显示了下述状态：第一非磁性膜23和第一软磁膜24形成在主磁极靴22上，进一步，掩模材料51进一步形成在其上，向其施加离子铣削，并且包含金属膜Au的第二非磁性膜28形成在其上。在上述状态之前的步骤与用于提供实施例1和3的构造的形成步骤相同。
图13(b)显示了在垂直方向上发射离子并且去除第二非磁性膜28的平面部分的状态。垂直离子铣削能够以增加的膜厚度的方式在主磁极靴22的两侧留下第二非磁性膜28。实施蚀刻，直到暴露掩模材料51的表面为止。然后，掩模材料51被去除并形成如图13(c)所示的第二软磁膜21，这提供了所瞄准的构造。
上述形成方法同样能够提供以下构造：第一非磁性膜23形成在主磁极靴22的尾随侧，并且第二非磁性层28形成在主磁极靴22的两侧。第一非磁性层23的端面与第二非磁性层28的表面相接触，并且第二软磁膜21与第一软磁膜24和第二非磁性膜28相接触地形成在尾随侧和两侧。由于第一非磁性膜23和第二非磁性膜28能够通过分开的步骤形成，所以与第二非磁性膜28的厚度相比，能够降低第一非磁性膜23的厚度。进一步，第一非磁性膜23和第二非磁性膜28能够由不同的非磁性材料形成。进一步，第一非磁性膜23能够形成在主磁极靴22的整个区域之上。
然后，参考图14来说明用于提供实施例5(图8)中的构造的装置形成步骤。图14(a)显示了从图11(b)中的步骤之后的在整个表面之上形成第二非磁性膜28的步骤开始的状态。然后，如图14(b)所示，通过CMP形成平面表面47。这种情况下的制造终点是在由碳形成的掩模材料51处。然后，通过氧化处理去除掩模材料51，并且第二软磁膜21形成在其上，这提供了图14(c)中的构造。
同样在这种形成方法中，由于第一非磁性膜23和第二非磁性膜28是分开的部件，所以没有恶化根据制造的优点，因为可以控制膜厚度中的每一个。该形成方法具有能够根据不存在第三软磁膜而简化制造步骤的优点。
然后，参考图15来说明实施例2中的在深度方向上缩短第一软磁膜24长度的方法。首先，图15(a)显示了基本结构。主磁极22被形成以与软磁膜19相连接。在主磁极靴22上连续地堆叠第一非磁性膜23和第一软磁膜24。第一软磁膜24的深度方向上的长度与主磁极靴22的深度方向上的长度相等。第一软磁膜24进一步与第二软磁膜21磁耦合。这种构成中重要的在于，与深度方向上的第一软磁膜24相比，深度方向上的第二软磁膜21的长度较短。在深度方向上的软磁膜21的长度较长的情况下，大量的磁通量从主磁极靴22经由第一软磁膜24流向第二软磁膜21，结果，这大大降低了从主磁极靴22生成的磁场。因此，不能达到所瞄准的记录操作。
进一步，第一软磁膜24的厚度也是重要的。在厚度大的情况下，从其空气承载表面98生成大量的泄漏磁场，并且不能达到所瞄准的记录操作。然而，可以确认的是，通过使深度方向上的第二软磁膜21的长度较长，能够减少这种现象。稍后将会说明细节。进一步，第一软磁膜24的厚度还取决于其深度方向上的长度。
如图15(b)所示，在形成第二软磁膜21之后，当使用膜21的尾端边缘作为掩模，通过离子铣削方法或类似方法选择性地去除第一软磁膜24的暴露部分时，能够缩短第一软磁膜24的长度。用该构造，能够降低与主磁极靴22相对的部分的面积，以降低从主磁极靴22流向第一软磁膜24的磁通量的量。在这种情况下，通过使用高离子铣削抵抗性的氧化铝膜用于第一非磁性膜23，能够保护主磁极靴22的表面免于蚀刻。
然后，将进行下述事实的说明：在使第一软磁膜24的长度与磁极靴22的长度相等的情况下，第一软磁膜24的厚度具有最优值(容许范围)。图16显示了在第一非磁性膜23的厚度为60nm的情况下，当与第一非磁性膜23相接触的第一软磁膜24的厚度在从80nm到1μm的范围之内改变时，对于主磁极靴22的磁场的计算结果。用于计算磁场的其他主要条件如下。主磁极靴22的磁道宽度为0.12μm，倒梯形形状的角度为8°，燃点长度(具有与磁道宽度相等宽度的区域的长度)为120nm，主磁极靴的厚度为200nm，并且主磁极靴22两侧的第二非磁性膜28的厚度为180nm。磁通势为0.15AT，介质底层软磁层和主磁极靴表面之间的距离为37.3nm，并且到记录层中心的距离为19.3nm。第一软磁膜24的饱和磁通密度为1.0T，并且软磁膜21的饱和磁通密度为2T。深度方向上的第二软磁膜21的长度为0.3μm。
将要提到图16中的计算结果。图16中显示的T_t表示用于第一软磁膜24厚度的条件。将结果记下来，作为要注意的事项，从主磁极靴22获得了12KOe(960KA/m)或以上的强磁场，并且能够看到的是，随着T_t的厚度降低，亦即，通过将第一软磁膜24的厚度设置到80nm，流出端一侧的不必要磁场降低。
不必要磁场可能比记录点处的磁场更强。这造成了这样的误操作，在所述误操作中，主磁极靴所写入的信息在泄漏部分处被删除。然而，在第一软磁膜24的膜厚度为图16中显示的80nm的条件下，获得了相当于不存在第一软磁膜24的磁场分布。对于第一软磁膜24的厚度被设置到80nm或以下的所有范围，都能够获得该状态。
进一步，能够看到的是，从前述结果能够获得另一种效果。亦即，在这种计算中，深度方向上的第二软磁膜21的长度被设置为0.3μm。迄今为止在上述专利文件等中披露，深度方向上的长度应当基本上等于介质底层软磁层和主磁极靴表面之间的距离。然而，在这个实施例中，深度方向上的第二软磁膜21的0.3μm的长度，大大长于介质底层软磁层和主磁极靴表面之间的等于37.3nm的距离。可以容易地理解，能够增加长度的效果可以提供扩展深度方向上的第二软磁膜21的制造公差的效果。
很可能的是，能够增加深度方向上的第二软磁膜21的长度的原因，是由于存在与主磁极靴22相同方式的直到尾端的第一软磁膜24。如果第一软磁膜24不存在，如现有结构中那样，则当深度方向上的第二软磁膜21的长度增加时，其中吸收的磁通量的量增加而导致降低记录磁场的问题。然而，在实施例的结构中，从第一软磁膜24向第二软磁膜21供应大量的磁通量。因此，该部分趋于饱和，结果，从主磁极靴22泄漏的磁场被较少吸收。很可能的效果是，即使当深度方向上的第二软磁膜21的长度增加时，也能够抑制磁场的降低。
根据上述原因，可以确认随着要留下的第一软磁膜24的厚度更大，能够将深度方向上的第二软磁膜21的长度设置得更长的趋势。作为各种计算的结果，本发明人已确认，与不存在第一软磁膜24相比，通过增加直到第二软磁膜21的后端的距离大约4倍，获得了等效的磁场分布。
如已经说明的那样，能够增加直到尾随屏蔽(第二软磁膜21)后端的距离的效果是，能够增加制造步骤中的精确性。在没有第一软磁膜24的传统构成中，尽管它不得不保持在大约40nm，但是在上述实施例的构造中，该距离能够增加直到大约160nm。会容易地理解的是，如果每个步骤中的公差为10％，则与传统构造中相比，在这种构造中更加扩展了公差的物理范围，并且简化了制造。

Claims (20)

1.一种垂直记录磁头，包括：
辅助磁极靴；
主磁极靴；
线圈，其围绕包括所述辅助磁极靴和所述主磁极靴的磁路；
第一非磁性膜和软磁膜，其堆叠在所述主磁极靴的尾随侧；以及
第二非磁性膜，其形成在所述主磁极靴、所述第一非磁性膜和所述软磁膜的两侧。
2.根据权利要求1所述的垂直记录磁头，其中，所述第一非磁性膜的厚度小于所述第二非磁性膜的厚度。
3.根据权利要求2所述的垂直记录磁头，其中，所述第一非磁性膜的厚度为20到100nm，所述第二非磁性膜的厚度为40到180nm。
4.根据权利要求1所述的垂直记录磁头，其中，所述第一非磁性膜和所述第二非磁性膜由不同的非磁性材料形成。
5.根据权利要求4所述的垂直记录磁头，其中，所述第一非磁性膜是包含氧化铝或二氧化硅作为主要成分的氧化膜，所述第二非磁性膜是金属膜。
6.根据权利要求1所述的垂直记录磁头，其中，所述第一非磁性膜布置在所述主磁极靴的整个区域之上。
7.根据权利要求1所述的垂直记录磁头，其中，所述软磁膜包括：第一软磁膜，其堆叠在所述第一非磁性膜之上，并且与所述第二非磁性层相接触；以及第二软磁膜，其堆叠在所述第一软磁膜之上，并且具有比所述第一软磁膜的深度更短的深度。
8.根据权利要求7所述的垂直记录磁头，其中，与构成记录介质的部分的软磁底层的表面和构成空气承载表面的所述主磁极靴的表面之间的距离相比，深度方向上的所述第二软磁膜的长度更长。
9.根据权利要求7所述的垂直记录磁头，其中，所述第一非磁性膜和所述第一软磁膜布置在所述主磁极靴的整个表面之上，所述第二软磁膜与所述第一磁膜的部分相接触地布置。
10.根据权利要求7所述的垂直记录磁头，其中，磁道宽度方向上的所述第二软磁膜的宽度大于所述第一软磁膜的宽度。
11.根据权利要求7所述的垂直记录磁头，进一步包含第三软磁膜，其提供在所述主磁极靴的两侧以及所述第二非磁性膜的两侧。
12.根据权利要求11所述的垂直记录磁头，其中，所述第二软磁膜和所述第三软磁膜经由平面表面彼此相接触。
13.根据权利要求1所述的垂直记录磁头，进一步包含读功能部分，其相邻于所述辅助磁极靴。
14.根据权利要求13所述的垂直记录磁头，其中，所述读功能部分包括：下磁屏蔽；上磁屏蔽；以及磁阻装置，其经由绝缘膜布置在所述上和下磁屏蔽之间。
15.一种垂直记录磁头，包括：
辅助磁极靴；
主磁极靴；
线圈，其形成在所述辅助磁极靴和所述主磁极靴之间的层中；
第一磁膜和第二磁膜，其暴露于空气承载表面，并且布置在所述主磁极靴的尾随侧；以及
第一非磁性膜，其布置在所述第一磁膜和所述主磁极靴之间，
其中，所述第一磁膜形成在所述第二磁膜和所述第一非磁性膜之间。
16.根据权利要求15所述的垂直记录磁头，其中，与所述第二磁膜相比，所述第一磁膜具有更长的深度。
17.根据权利要求16所述的垂直记录磁头，
其中，与所述第二磁膜相比，所述第一磁膜具有较小的厚度，并且
与磁道宽度方向上的所述第二磁膜的宽度相比，所述第一磁膜在磁道宽度方向上具有更小的宽度。
18.一种制造垂直记录磁头的方法，包括以下步骤：
形成辅助磁极靴；
经由绝缘膜在所述辅助磁极靴之上形成线圈；
在所述线圈上和之间形成绝缘膜；
在所述线圈之上，形成未到达空气承载表面的第一软磁膜；
在所述第一软磁膜的空气承载表面一侧填充非磁性绝缘体；
在所述非磁性绝缘体和所述第一软磁膜之上形成变成主磁极靴的磁膜；
在变成主磁极靴的所述磁膜之上堆叠第一非磁性膜和第二软磁膜；
使所述第一非磁性膜、所述第二软磁膜和成为主磁极靴的所述磁膜形成图案；
在所述形成图案的步骤之后形成第二非磁性膜；
去除所述第二软磁膜之上的所述第二非磁性膜；以及
在所述第二软磁膜和所述第二非磁性膜之上形成第三软磁膜。
19.根据权利要求18所述的制造垂直记录磁头的方法，进一步包括在所述第二非磁性膜的两侧形成第四软磁膜的步骤。
20.根据权利要求18所述的制造垂直记录磁头的方法，其中，形成所述第三软磁膜的所述步骤也在所述第二非磁性膜的两侧形成所述第三软磁膜。
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