KR0150385B1

KR0150385B1 - 정렬된 폴팁을 갖는 병합형 박막 mr 헤드

Info

Publication number: KR0150385B1
Application number: KR1019950004119A
Authority: KR
Inventors: 토우픽 크로운비 모하마드; 제리 로 지-슈에이; 칭화창; 엠 발레타 로버트
Original assignee: 윌리암 티 엘리스; 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1998-10-15
Also published as: EP0671725A2; MY111561A; KR950027691A; US5438747A; CN1058800C; SG28470A1; JPH07262519A; JP3045941B2; TW247363B; CN1122496A

Abstract

병합혁 MR 헤드는 사이드-프린징을 최소화하고 오프-트랙 성능을 향상시키기 위해 수직 정렬된 측벽을 갖는다. 판독 헤드의 제2차폐층(S2)을 포함하는 하부 폴부(P1)는 짧은 길이의 받침대 폴팁을 구비한다. 갭층(G) 길이의 2배나 짧은 길이를 갖는 받침대 폴팁은 사이드라이팅을 최소화하고 오프-트랙 성능을 향상시킨다. 기록 헤드의 하부 폴팁 구조체는 상부 폴팁 구조체를 마스크로 사용하는 이온 비임 밀링에 의해 형성된다. 이온 비임 밀링은 하부 폴팁 구조체가 상부 폴팁 구조체와 정렬되는 측벽을 갖도록 밀링되는 상부 폴팁 구조체의 측벽에 대해 어떤 각도로 방향 설정된다. 이온 비임 밀링은 두개의 각진 비임을 순차적이거나 동시적으로 포함할 수 있다. 제1이온 비임은 기본적으로 절단 공정과 청소 작업을 수행하고, 제2이온 비임은 절단에 의한 파편의 재부착을 방지하는 청소 작업을 수행한다. 다른 실시예에서는 각도가 특정 범위에 있을 경우에 단일의 각진 이온 비임이 이용될 수 있다.

Description

정렬된 폴팁을 갖는 병합형 박막 MR 헤드

제1도는 본 발명의 병합형 박막 MR 헤드(a thin film merged MR head)를 사용하는, 축척이 적용되지 않은 디스크 드라이브의 개략도.

제2도는 자기 디스크 상의 트랙 위에 위치된 박막 기록 헤드의 폴팁(the pole tip)의 주요부를 도시하는 개략도.

제3도는 MR 판독 헤드 층들의 상부에 장착된 기록 헤드층들을 갖는 병합형 박막 MR 헤드의 등각도.

제4도는 제3도의 기록 헤드의 평면 개략도.

제5도는 본 발명에 따른 병합형 박막 MR 헤드의 일실시예의 측면도.

제6도는 제5도의 면 VI-VI를 따라 취한 ABS도.

제7도는 본 발명에 따른 병합형 박막 MR 헤드의 다른 실시예의 측면도.

제8도는 면 VIII-VIII을 다라 취한 제7도에 도시된 헤드의 ABS 도.

제9도 내지 제12도는 본 발명에 따라 제조된 병합형 MR 헤드에 의한 사이드라이팅(sidewriting)을 도시하는 그래프도.

제13도는 종래기술의 유도성 헤드(inductive head)의 ABS도.

제14도는 종래기술의 병합형 박막 MR 헤드의 ABS도.

제15도는 제14도에 도시된 종래기술의 병합형 박막 MR 헤드의 측면도.

제16도는 전형적인 이온 비임 챔버(ion beam chamber)의 개략도.

제17도는 이온 밀링을 폴팁(PT2)의 측벽에 어떤 각도로 개시하는 상태를 나타내는 ABS도.

제18도는 받침대(a pedestal) 폴팁(PT1b)을 형성하기 위해 P1/S2 충을 노치 형성된 이온 밀링의 종료 상태를 나타낸다는 점을 제외하고는 제17도와 동일한 도면.

제19도는 제17도 및 제18도에서의 절단 공정시 발생한 재부착의 파편을 청소하기 위해 폴팁(PT2)의 측벽에 증가된 각도로 이온 밀링하는 것을 제외하고는 제18도와 동일한 도면.

제20도는 제17도 내지 제19도의 공정에 도시된 바와 같은, 절단을 위한 이온 비임과 청소를 위한 이온 비임이 순차적이 아니라 동시에 행해진다는 것을 제외하고는 제17도와 유사한 도면.

제21도는 받침대 폴팁(PT1b)의 형성이 노치에 의해 완료된다는 것을 제외하고는 제20도와 동일한 도면.

제22도는 절단과 청소 공정 양자를 위해 더 큰 각의 단일 이온 비임이 이용된다는 것을 제외하고는 제 17 도와 유사한 도면.

제23도는 절단과 청소 공정이 받침대 폴팁(PT1b)의 형성을 완료하는 것을 제외하고는 제22도와 유사한 도면.

제24도는 수직 측벽을 갖는 폴팁(PT2b)을 형성하는 단계를 도시하는 평면 개략도.

제25도는 제24도의 구조체에서 포토레지스트 프레임이 제거된 상태의 ABS도.

제26도는 폴팁(PT2)을 노출 상태로 남기며 마스크된 상부 폴부(P2)의 평면도.

제27도는 하나 이상의 이온 비임이 어떤 각도로 방향 설정될 수 있도록 폴팁(PT2)에 대한 레지스트 윈도우 또는 개구부를 도시하는 제26도에 도시된 구조체의 ABS도.

제28도는 받침대 폴팁(PT1b)을 형성하는 폴팁(PT2)의 측벽에 대한 어떤 각도의 이온 비임 밀링 후의결과의 폴팁 구조체 도면.

제29도 내지 제33도는 각각 제24도 내지 제28도와 유사한 도면.

제34도는 부가의 층(PT1c, PT2b)이 갭층(G)으로부터 멀어지는 폴팁의 나머지와는 다른 재료로 증착되는 것을 제외하고는 제33도와 유사한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

40 : 자기 디스크 드라이브 42 : 자기 디스크

46 : 병합형 MR 헤드 48 : 슬라이더

50 : MR 판독 헤드 56 : 헤드 서스펜션 조립체

59 : 드라이브 하우징 60 : 기록 헤드

80, 84, 88 : 제1측벽 82, 86, 90 : 제2측벽

100, 102 : 수직 평면

[발명의 배경]

[발명의 분야]

본 발명은 정렬된 폴팁(pole tips)를 갖는 병합형 박막 MR(magnetoresistive : 자기성 전기저항)헤드와 이 헤드의 제조방법에 관한 것이다.

[종래기술]

자기 디스크 드라이브에 있어서, 데이타는 고속으로 회전하는 디스크의 표면상에 지지되는 헤드하고 하는 박막 자기 변환기(thin film magnetic transducer)를 통해 기록되고 판독된다. 헤드는 디스크의 고속 회전으로 생성되는 공기의 얇은 쿠션(공기 베어링층)에 의해 지지된다.

박막 자기 기록 헤드는 고면밀도(high areal density), 박막 자기 판독 헤드는 고해상도(high resolution)를 제공하기 때문에 양호하다. 또한 박막 자기 헤드는 제조하기도 용이하다. 여러가지 박막 제조 기법을 통해 헤드는 세라믹 기판 상에 일괄 제조되고 개별 헤드로 분리될 수 있다.

박막 기록 헤드는 자기 재료의 박막(층)으로 형성 되는 하부 및 상부 폴부(P1, P2 ; bottom and top pole pieces)를 각각 포함한다. 폴부는 보통 스로트 높이(throat height)라고 하는 단위의 높이를 갖는 폴팁(a pole tip)을 구비한다. 완성된 기록 헤드의 경우, 스로트 높이는 폴부의 팁을 폴리싱(polishing)함으로써 형성된 공기 베어링 표면(ABS : an air bearing surface)과 제로 스로트 높이 레벨(제로 스로트 레벨(zero throat level))사이에서 관측된다. 여기서 하부 폴부(P1)와 상부 폴부(P2)는 자기 기록 갭(the magnetic recording gap)에서 수렴하게 된다(converge). 또 박막 자기 기록 헤드는 ABS와 제로 스로트 레벨 사이에 위치되는 폴팁 영역 및 제로 스로트 레벨로부터 후방으로 연장되며 백갭(a back gap)을 포함하는 백영역(a back area)을 포함한다. 각 폴부는 폴팁 영역의 폴팁부 및 백영역의 배면부(a back portion)를 구비한다. 각 폴부는 백갭에서 함께 접속된다.

폴팁은 기록 헤드의 하부 및 상부 폴부(P1, P2)의 연장부이다. 폴부(P1, P2)의 각각은 폴팁 영역에서 폴팁으로 전이한다. 이 폴팁은 절연재료의 박층인 갭(G)에 의해 분리된다. 폴부(P2)의 폴팁은 자기 매체로 자속(flux)을 유도하는 마지막 소자이다. 따라서 그 폭은 하부 폴부(P1) 상의 폴팁의 폭보다 더 중요하다. 그러나, 상세히 후술되는 바와 같이 폴팁들이 그들 사이의 자속 누설을 최소화하도록 동일한 폭을 갖는 것이 중요하다.

디스크 표면의 단위면적 당 저장된 데이타의 양(면밀도)을 증가시키기 위해서는 기록 헤드가 디스크 표면 상의 폭이 좁은 트랙에 더 많은 데이타를 기록할 수 있어야 한다. 따라서, 면밀도는 폴팁 사이의 갭 길이를 감소시킴으로써 향상될 수 있다. 트랙 내의 비트 밀도가 갭 길이의 감소로 행상되는 것이다. 갭 길이의 단축화는 폴팁 사이의 자속 강도의 감소에 의해 제한된다. 이와 달리, 면밀도는 기록 헤드가 디스크 상에 기록할 수 있는 데이타 트랙의 수를 증가시키는 것에 의해서도 향상될 수 있다. 이와 관련된 표현으로 인치 당 트랙수 즉 TPI라는 것이 있다. 기록 헤드의 TPI 용량은 데이타 트랙의 폭을 결정하는 헤드의 크기를 감소시킴으로써 증가되는데, 통상 이 크기를 헤드의 트랙 폭이라고 한다.

MR 판독 헤드는 회전 자기 디스크로부터의 자속 밀도에 대응해서 저항을 변화시키는 자기성 전기저항(MR : 이하 MR 이라 함)소자를 채용한다. MR 소자를 통과하는 감지 전류는 MR 소자의 저항 변화에 비례해서 변화한다. MR 소자의 반응은 자기 매체로부터 감지된 자속 밀도의 변화에 따라 MR 소자의 저항 변화가 일어나는 방법에 기초를 두고 있다. 디스크 드라이브에서는 미분 전치 증폭기(a differential preamplifier)가 판독 헤드로부터의 역판독 신호를 처리하기 위해 MR 소자에 접속된다. MR 소자는 하부 및 상부 갭(절연) 층(G1, G2) 사이에 삽입된 박막층이다. 계속해서 갭층(G1, G2)은 하부 및 상부 차폐층 (S1, S2) 사이에 삽입된다. 차폐층 사이의 거리는 판독 갭이라고 한다. 판독 갭이 작으면 작을수록 MR 판독 헤드의 해상도는 커지게 된다.

최근의 기술적 진보로 병합형 MR 헤드가 출현하게 되었다. 이 병합형 MR 헤드는 MR 판독 헤드 및 기록 헤드를 조합체로 채용한다. 이는 MR 헤드의 상부 차폐층(S2)을 기록 헤드의 하부 폴(P1)로서 사용함으로써 달성된다. 병합형 MR 헤드는 MR 판독 및 기록측면 모두에 우수하다. 병합형 MR 헤드는 MR 판독 헤드의 제2차폐층(S2)이 기록 헤드용 하부 폴(P1)의 역할도 수행함으로써 이에 대한 제조 단계가 생략될 수 있어서 별도의 판독 및 기록 헤드를 구성함에 따른 공정 단계를 절약한다. 병합형 MR 헤드의 다른 장점은 판독 및 기록 헤드의 소자가 기록 후 즉각적인 판독을 위해 단일의 서스펜션 시스템(suspension system)상에 용이하게 정렬될 수 있다는 것이다.

그러나, 현재의 병합형 MR 헤드 구조체는 기록시 아주 큰 사이드-프린징 자기장(side-fringing fields)을 발생시킨다. 이 자기장은 상부 폴(P2)에 의해 규정되는 영역을 지나서 상부 폴(P2)로부터 하부 폴(P1)의 일부까지의 자속 누설에 의해 발생된다. 사이드-프린징 자기장은 얻어질 수 있는 트랙의 최소폭을 제한하므로 트랙 밀도의 상한치를 제한하는 요소로 작용한다. 결과적으로, 병합형 MR 헤드의 기록 소자에 의해 기록된 트랙이 MR 소자에 의해 판독되는 경우에는 MR 소자의 오프트랙(offtrack)성능이 양호하지 않다. 즉, mr 소자가 판독되는 트랙의 중심으로부터 옆으로 이동할 때 이 소자는 인접 트랙의 자기장으로부터의 간섭이 판독되는 트랙의 자기장과의 간섭을 시작하기 전에 얼마 가지 못하게 된다.

유도성 헤드(an inductive head)에서는 하부 및 상부 폴팁(PT1, PT2)의 측벽이 상하부 폴부를 통한 이온 비임 밀링(ion beam milling)에 의해 거의 수직으로 정렬되어 동일한 폭으로 제한된다. 그러나, 이 공정에서 상부 폴팁(PT2)에 의해 야기되는 그림자 효과(shadowing)로 인해 하부 폴팁(PT1)에 회향 테이퍼부(taper)가 존재하게 된다. 테이퍼부의 이러한 비대칭의 결과로 양호하지 않은 효과를 나타내지만, 폴팁의 측벽을 폴팁 사이의 갭의 엣지를 벗어나는 사이드-프린징을 방지하도록 보통 수직으로 정렬된다.

병합형 MR 헤드를 제조하는 본 방법은 제2차폐층(S2)의 상부에 갭층을 증착한 후 갭층의 상부에 상부 폴팁(PT2)을 증착한다. 폴팁(PT2)은 포토레지스트 프레임 플레이팅(photoresist fram plating) 또는 이온 비임 밀링에 의해 형성될 수 있다. 폴팁(PT2)의 폭은 쓰여진 트랙의 폭을 제한하도록 5 마이크로미터 정도로 좁게 유지된다. 그러나, MR 판독 헤드의 제2차폐층(S3)은 판독 헤드에서 MR 소자를 차폐하기 위해 50 마이크로미터 정도로 매우 넓다. 이와 같이 이들 폭이 상이함으로써 상부 폴팁(PT2)의 폭을 지나서 옆으로 연장하는 폴팁 소자 사이에 사이드-프린징 자속계(flux field)가 나타나게 된다. 이는 주로 제2차폐층(S2)의 폭에 의해 야기되는데, 이 차폐층은 상부 폴팁 소자(PT2)로부터 자속선(the flux line)용의 큰 측면 채널을 제공한다. 이는 하부 폴팁 소자(PT1)를 포함하며 상부 폴팁 소자(PT2)의 측벽과 정렬되는 측벽을 갖는 제2차폐층(S2)용으로 바람직하다. 그러나, 이것은 제2차폐층(S2)이 MR 소자를 보호하기 위해 넓어져야 하기 때문에 불가능하다. 이것은 병합형 MR 헤드에 있어서 오프-트랙성능의 문제점을 개선하려는 노력을 어렵게 만든다.

병합형 MR 헤드의 사이드-프린징 문제를 해결하는 하나의 방법은 폭이 넓은 하부 폴팁 소자(PT1a)의 역할을 하는 제2차폐층(S2)의 상부에 폭이 좁은 폴팁부(PT1b)를 구성하는 것이다. 이들 폴팁 모두는 하부 폴(P1)의 폴팁부가 되고, 폴팁층(PT1b)은 폴팁 소자(PT1a) 상에 받침대를 형성한다. 그 후 갭층은 폴팁층(PT1a)의 상부에 형성되고 상부 폴부(P2)의 폴팁 소자(PT2)는 갭층의 상부에 형성된다. 이러한 폴팁 배치는 두 가지 방법중 하나의 방법에 의해 구성될 수 있다. 한 방법은 폴팁(PT1a, PT2)의 각각을 포토레지스트 마스킹 기법(photoresist masking techniques)을 사용하여 프레임 플레이팅하는 것이고, 또 한 방법은 상부 폴(P2)의 요크 영역을 마스킹하고 폴팁(PT2, PT1b) 및 그 사이의 갭층 모두를 통해 이온 비임 밀링하는 것이다. 프레임 플레이팅 공정에서는 폴팁(PT2, PT1b)의 측벽을 정렬하는 것이 극히 곤란하다. 이는 폴팁의 각각이 별도의 공정에서 플레이팅 되어, 포토레지스트 마스크의 오정렬이 일어나기 때문이다. 이온 비임 밀링에서는 공정시 밀링에 따른 파편이 폴팁(PT2) 상에 형성됨으로써 그 아래의 폴팁층(PT1b)의 그림자 효과의 원인이 된다. 여기서 논의되는 유도성 헤드를 구성하면서 또한 만나게 되는 그림자 효과로 인해 하부 폴팁(PT1b)이 외향 테이퍼 구성을 취하게 된다. 그림자 효과는 하부 폴팁을 측면으로 연장시키며 사이드-프린징을 위한 자기 경로를 제공한다. 이온 비임을 직선보다는 어떤 각도로 측벽으로 향하게 함으로써 파편을 제거하고 폴팁의 측벽을 수직으로 정렬시키려는 시도가 행해져 왔다. 그러나, 이것은 파편의 일부를 절단함으로써 모아진 파편이 너무 얇게 되어 이 공정으로는 수직벽을 얻을 수 없게 된다.

[발명의 개요]

종래 기술의 MR 헤드의 사이드-프린징 문제는 병합형 MR 헤드의 제조공정에서 두가지의 특이 단계를 발견함으로써 해결되었다. 첫번째 발견은 폴팁(PT1b)의 길이(S2/PT1a 폴팁에 대한 받침대부)가 종래 기술보다 더 짧게 제조될 수 있다는 것이다. 본 발명자는 만일 폴팁(PT1b)의 측벽을 폴팁 소자(PT2)의 측벽과 수직으로 정렬한다면 갭(G)의 길이의 0.5내지 2.5배 길이를 갖는 받침대 폴팁(TP1b)이 사이드-프린징 자기장을 크게 감소시킬 수 있다는 것을 알았다. 수직 정렬은 다음 두 단계를 포함하는 두번째 발견에 의해 수행된다. 제1단계는 폴팁(PT2)을 원하는 폭의 갭층의 상부에 프레임 플레이팅 하는 것이다. 이 층의 두께는 다음 공정 단계에 의해 감소되기 때문에 원하는 최종 두께보다 더 얇을 수 있다. 예컨대 5 마이크로미터의 최종 두께가 양호하면 추가로 2 마이크로미터가 보충돼서 전체로 7 마이크로미터의 두께를 갖게 된다. 포토레지스트 프레임 플레이팅 공정에서, 7 마이크로미터의 두께를 갖는 폴팁(PT2)은 수직 측벽을 갖도록 형성될 수 있다. 다음 단계는 받침대 폴팁(PT1b)을 형성하기 위해 측벽의 가 측면상에 있는 자기층을 그 아래로 노치 형성하도록 폴팁(PT2)을 마스크로서 사용하여 이온 비임을 폴팁(PT2) 아래의 자기층에, 폴팁(PT2)의 측벽에 대해 어떤 각도로 향하게 하는 것이다. 적절한 각도들을 선택함으로써 받침대 폴팁(PT1b)의 측벽이 폴팁(PT2)의 측벽과 수직으로 정렬되는 놀랄만한 결과가 도출 되었다. 받침대 폴팁(PT1b)의 길이가 아주 작아질 수 있기 때문에, 받침대 폴팁 소자(PT1b)는 자속 누설을 적절하게 감소시키기 위해 제2차폐층(S2) 안으로 직접 밀링될 수 있다. 이것은 제2차폐층(S2)의 상부에 층이 증착하는 것을 억제시켜 그 위에 받침대를 형성하게 한다. 통상의 갭 길이는 0.3 마이크로미터인데, 그 결과 받침대 폴립 소자(PT1b)의 길이는 약 0.6 마이크로미터가 된다. 받침대 폴팁 소자(PT1b)를 얻기 위해 제2차폐층(S2)을 이온 비임 밀링으로 노치 형성하는 것은 MR 소자를 차폐하는 능력에 영향을 미치지 못한다. 이온 비임을 폴팁(PT2)의 측벽에 대해 어떤 각도로 향하게 함으로써 이온 비임은 절단과 동시에 재부착을 방지한다. 55도의 각도에서 만족스러운 결과가 도출되는 것을 발견했다. 그러나, 훨씬 더 좋은 밀링 공정에서는 순차적이고 동시적인 두가지 이온 비임을 채용한다. 여기서 30도 각도의 첫번째 비임은 절단 작업을 수행하고 재부착을 부분적으로 방지하고 75도 각도의 두번째 비임은 폴팁(PT2, PT1b) 사이에 수직으로 정렬된 측벽을 형성하도록 기타의 재부착을 방지한다. 또한, 자기층이 제2차폐층(S2)의 상부에 형성되고 두번째 발견에서 설명된 단계에의해 노치 형성될 수 있다. 그러나, 이것은 다른 재료가 요구되는 경우에 필요없는 부가의 공정 단계를 필요로 한다. 그 대안으로, 갭층이 그 아래에 받침대 폴팁(PT1b)을 형성하기 전에 이온 비임에 의해 밀링 되거나 화학 에칭에 의해 형성될 수 있다. 중요한 사항으로 2 마이크로미터 이하의 트랙 폭이 두가지 발견으로 달성될 수 있다. 반면, 유도성 헤드의 트랙 폭은 3 마이크로미터 이하가 될 수 없다.

본 발명의 목적은 사이드라이팅(sidewriting)을 최소화 하도록 수직정렬된 폴팁을 갖는 박막 자기 헤드를 제공하는 것이다.

다른 목적은 향상된 오프-트랙 성능을 갖는 병합형 박막 MR 헤드를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 MR 소자용의 차폐층 및 양호한 오프-트랙 성능을 갖는 기록 헤드용의 폴팁의 역할을 하는 제2차폐층(S2)을 갖는 병합형 MR 헤드를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 높이가 낮은 받침대를 갖는 제2차폐층(S2)과 폴팁(PT2)의 측벽과 수직으로 정렬되는 폴팁 소자(PT1b)의 측벽을 내포하는 병합형 MR 헤드를 제공하는 것이다. 여기서 받침대는 폴팁 소자(PT1b)의 역할을 하고 그 아래층(S2)은 기록 헤드의 하부 폴(P1) 용의 폴팁 소자(PT1)의 역할을 한다.

또 다른 목적 및 장점은 후술되는 본 발명에 대한 설명에서 명백해진다.

[양호한 실시예의 설명]

도면에서의 유사한 참조부호는 유사 부분을 표시한다. 제1도에서는 회전 자기 디스크(42)를 포함하는 자기 디스크 드라이브(40)가 도시되어 있다. 디스크(42)는 드라이브 제어원(도시되지 않음)으로부터의 제어 신호에 응답하는 모터(44)에 의해 회전된다. 디스크(42)의 회전시 슬라이더(48)상에 장착되어 있는 병합형 박막 MR 헤드(46)는 자기 디스크의 표면상에 공기 베어링층이라고 하는 공기의 얇은 층에 의해 지지된다. 병합형 헤드(46)는 MR 판독 헤드(50) 및 기록 헤드(52)를 포함한다. 병합형 헤드(46)와 슬라이더(48)의 하면은 슬라이더의 공기 베어링 표면(54: ABS)의 평면상에 존재한다. ABS(54)는 자기 디스크의 회전시 병합형 MR 헤드(46)의 비행 높이가 되는 거리(d)만큼 자기 디스크(42)의 표면으로부터 이격되어 있다. 슬라이더(48)는 판독/기록 신호를 드라이브 전자 장치(58)와 헤드 사이에 전송하는 수단을 포함하는 헤드 서스펜션 조립체(56)에 접속되어 있다. 드라이브의 상기 부품들은 드라이브 하우징(59)내에 장착된다.

기록 헤드(52)의 폴팁 소자는 제2도에 부호(60)로 표시되며 회전 자기 디스크의 트랙(62)과 작동 관계에 있다. 트랙 상에 기록 헤드에 의해 기록된 정보를 표현하는 자속 반전은 부호(64)로 표시되어 있다. 트랙의 인치 길이당 자속 반전의 수는 판독 헤드의 선밀도 또는 비트 밀도의 측정단위이다. 기록 헤드의 갭 길이가 감소하면 비트 밀도는 증가한다. 또하나의 중요한 측정단위는 기록 헤드(60)의 TPI 이다. 기록 헤드의 폴팁 소자의 폭이 좁으면 좁을수록 TPI 는 증가한다. 비트 밀도와 TPI 를 곱하면 기록 헤드의 면밀도가 된다. 이것은 자기 디스크의 단위 면적당 어느 정도의 정보가 기록될 수 있는가를 나타내는 측정단위이다.

제3도에는 MR 판독 헤드(50) 및 기록 헤드(52)를 나타내는 병합형 MR 헤드(46)의 일부가 도시되어 있다. 병합형 MR 헤드(46)는 슬라이더(48)상에 장착되어 있다.

제3도에 도시된 바와 같이, 판독 헤드(50)는 제1 및 제2갭층(G1, G2) 사이에 삽입된 MR 소자(MR)를 포함한다. 그리고 갭층은 제1 및 제2차폐층(S1, S2) 사이에 삽입된다. 병합형 MR 헤드에서는 판독 헤드(50)의 제2차폐층(S2)이 상세히 후술되는 바와 같이 기록 헤드(52)를 위한 하부 폴부(P1)의 역할도 한다.

제5도에 도시된 바와 같이, 기록 헤드(52)는 공기 베어링 표면(ABS)와 제로 스로트 레벨과, 백갭을 포함하며 제로 스로트 레벨로부터 뒤로 연장되는 백영역 또는 요크부와의 사이에 위치된 폴팁 영역을 구비한다. 기록 헤드(52)는 하부 폴부(P1)와 상부 폴부(P2)를 포함한다. 하부 폴부(P1)는 판독 헤드(50)의 제2차폐층(S2)을 포함한다. 또한 각 폴부(P1, P2)는 백영역에 위치되는 배면층부를 갖는데, 각 폴부의 배면층부는 백갭(BG)에서 자기적으로 접속된다. 하부 폴부(P1)는 ABS 와 제로 스로트 레벨 사이의 폴팁 영역에 위치된 폴팁 구조체를 포함한다. 이 폴팁 구조체는 하부 폴팁 소자(PT1a)와 상부 폴팁 소자(PT1b)를 포함한다. 상부 폴부(P2)는 ABS 와 제로 스로트 레벨 사이의 폴팁 영역에 위치된 폴팁 구조체를 포함한다. 이 폴팁 구조체는 상부 폴팁 소자(PT2)를 포함한다. 폴팁 소자(PT1a, PT1b)는 상세히 후술되는 판독 헤드(50)의 제2차폐층(S2)과 일체형성되어 있다. 폴 갭층(G)은 폴팁소자(PT1b, PT2) 사이에 삽입되어 있다. 이 갭층의 양호한 두께(갭 길이)는 약 0.3 마이크로미터로서 그 자속 강도를 약화시키지 않으면서 기록 헤드의 선밀도를 최적화한다. 그러나, 수용가능한 갭길이의 범위는 0.1 내지 0.7 마이크로미터이다. 갭층(G)은 백갭(BG)까지 연장될 수도 있고 또한 선택적으로 제로 스로트 레벨에서 끝날 수도 있다.

제1절연층(I1)은 포토리소그래피(photolithography)같은 적당한 방법에 의해 갭층(g)의 상부에 증착된다. 제1절연층(I1)의 상부에는 코일형 도체층(70; a coiled conductor layer)이 포토레지스트 프레임 플레이팅 같은 적당한 방법에 의해 증착된다. 코일형 도체층(70)의 상부에는 포토리소그래피 같은 적당한 수단에 의해 제2 및 제3절연층(I2, I3)이 증착된다.

병합형 MR 헤드(52)는 제5도 및 제6도에 도시된 바와 같이 하부 폴부(P1)와 그 폴팁이 MR 판독 헤드의 제2차폐층(S2)을 포함하기 때문에 병합형(merged)으로 일컬어진다. 병합형 헤드의 한 특성은 여분의 자기층을 장착하는 공정 단계가 생략된다는 점이다. 그러나, 제6도에 도시된 바와 같이 갭층(G)의 측면을 넘어서는 제2차폐층(S2)의 큰 폭으로 인해 자속이 폴팁 소자(PT2)의 폭을 넘어서 제2차폐층(S2) 쪽으로 뻗어가게 된다. 이러한 사이드-프린징 자속은 사이드-라이팅의 원인이 되고 이는 오프-트랙 성능을 감소시키게 된다. 이러한 문제는 폴팁 소자(PT1b)를 형성하는 받침대를 갖는 제2차폐층(S2)을 제공하도록 갭층(G)의 각 측면상의 부분(78, 79)에서 제2차폐층(S2)을 노치 형성함으로써 해결될 수 있다. 받침대 폴팁 소자(PT1b)의 아래 부분은 폴팁 소자(PT1a)로 일컬어질 수 있는 영역이다. 폴팁 소자(PT1a, PT1b)는 제2차폐층(S2)을 포함하는 하부 폴부(P1)의 전방 확장부이다. 제2차폐층(S2)의 폭은 판독 헤드(50)의 MR 소자를 효과적으로 차폐하는데 충분하다. 이 폭은 폴팁 소자의 폭인 2 마이크로미터의 폭과 비교해서 50 마이크로미터의 수준이다. 여기서 주의할 점은 제2차폐층(S2)의 부분(78, 79)을 노치 형성하는 것이 제1 및 제2 수직 측벽(80, 82)을 갖는 받침대 폴팁 소자(PT1b)를 제공하게 한다는 것이다. 마찬가지로, 갭층(G)은 제1 및 제2 수직 측벽(84, 86)을 구비한다. 갭층(G)의 상부에 있는 폴팁 소자(PT2)는 제1 및 제2 수직 측벽(88, 90)을 구비한다. 폴팁 소자(PT1b), 갭층(G) 및 폴팁 소자(PT2)는 각각 제1 수직 평면(100)에, 제2 수직벽(82, 86, 90)은 제2 수직 평면(102)에 연속 위치된다. 제6도에 도시된 바와 같이, 수직 평면(100, 102)은 기록 헤드(52)의 트랙 폭(w)을 형성하기 위해 ABS에서 서로로부터 일정하게 이격된다. 또한 제1 및 제2 수직 평면(100, 102)은 ABS와 수직 관계에 있다. 제1 및 제2 수직 평면(100, 102)은 양호하게는 ABS로부터 제로 스로트 레벨까지 항상 일정하게 이격된다. 그러나, 원하는 경우에는 이 평면들은 ABS에서 벗어나게 할 수도 있다. 제1 및 제2 수직 평면(100, 102)에서의 폴팁 소자의 측벽의 수직 정렬은 제2차폐층(S2)의 큰 옆폭에 의해 야기되는 이드라이팅을 최소화하기 위한 받침대 폴팁(PT1b)과의 협력 문제로 인해 중요하다. 이러한 받침대 폴팁(PT1b)의 중요성은 다음 절에서 설명된다.

받침대 폴팁 소자(PT1b)의 길이는 이미 설명한 것보다 훨씬 작을 수 있다는 것이 발견되었다. 발명자는 최적의 길이를 갖는 받침대 폴팁 소자(PT1b)를 형성하기 위해 제2차폐층(S2)의 최적의 노치 깊이를 결정했다. 제9도 내지 제12도는 이러한 분석결과를 도시한다. 다음은 제9도 내지 제12도의 각각에 적용된다. (1) 하부 폴부(P1) 노치형 기록 헤드의 평면내 사이드 트랙 기록 자기장(in plane sidetrack write field)이 도시되어 있다 ; (2) 표준 헤드 자기장(normalized head field)에 대한 마이크로미터 단위의 오프-트랙 위치의 도표가 도시되어 있다 ; (3) 대부분의 헤드가 디스크 매체 보자력의 2.5배의 최대 기록 자기장을 갖도록 설계되므로 효율적인 프린징 자기장은 표준 헤드 진폭의 0.4에서 취해진다 ; (4) 오프트랙 위치는 갭 측면의 중심선을 따라 갭층(G)의 측벽으로부터 측정된다 ; (5) 갭 길이는 0.4 마이크로미터이다 ; (6) 회전 디스크 상의 헤드의 비행 높이는 0.075 마이크로미터이다 ; (7) 최대라는 이름이 붙은 점선은 갭층(G)이 제2차폐층(제14도)상에 직접 위치하도록 노치하지 않은, 즉 받침대 폴팁 소자(PT1b)가 없는 경우의 사이드트랙 기록 자기장이다 ; (8) 최소라는 이름이 붙은 점선은 무한 길이의 받침대 폴팁 소자(PT1b)에 대한 사이드트랙 기록 자기장이다 ; (9) 최대 및 최소 점선 사이의 연속선은 분석결과를 나타낸다. 제5도에 도시된 받침대 폴팁 소자(PT1b)의 길이가 제9도에서는 갭 길이의 3배, 즉 1.2 마이크로미터이다. 사이드트랙 기록 자기장이 무한 길이의 받침대 폴팁 소자(PT1b)의 최소의 사이드트랙 기록 자기장에 근접하는 것이 표준 헤드의 0.4 자기장에서 보여진다. 제10도에서, 받침대 폴팁(PT1b)의 길이는 갭 길이의 두배, 즉 0.8 마이크로미터이다. 표준 헤드의 0.4 자기장에서의 결과는 무한 길이의 폴팁 소자의 최소 사이드트랙 기록 자기장에 여전히 근접한다. 제11도에서, 받침대 폴팁(PT1b)의 길이는 갭 길이의 그 자체, 즉 0.4 마이크로미터이다. 이 경우에는 최대 점선에 의해 표시되는 폴팁의 부재보다는 최소에 의해 표시되는 무한 폴팁에 여전히 근접하는 경향을 보인다. 제11도는 제2차폐층(S2)이 0.4 마이크로미터의 노치를 가짐으로써 0.4 마이크로미터 길이의 받침대 폴팁(PT1b)이 받침대를 전혀 갖지 않는 기록 헤드 상에 기록 헤드의 오프-트랙 성능 측면에서 고려할 만한 향상을 나타내도록 하는것을 도시한다. 제12도에서, 받침대 폴팁(PT1b)의 길이는 갭 길이의 절반인 0.2 마이크로미터이다. 받침대 폴팁(PT1b)은 0.2 마이크로미터의 길이로서 표준 헤드의 0.4 자기장에서 받침대를 갖지 않는 것에 비해 40%의 향상이 이루어진다.

상술한 분석에 따르면 받침대 폴팁(PT1b)의 길이는 아주 짧아질 수 있으며 여전히 오프-트랙 성능을 상당히 향상시키는 것으로 알려지고 있다. 이 길이에 대한 수용가능한 범위는 받침대 폴팁(PT1b)의 양호하거나 최적의 길이가 되는 갭 길이의 두배가 되도록 갭 길이의 0.5 내지 3.0 배이다. 여기서 갭 길이는 입증된 0.4 마이크로미터가 아닐 수 있다는 것을 이해해야 한다. 갭의 길이는 수용가능한 성능을 나타내기 위해 항상 0.1 내지 0.7 마이크로미터 범위에 있다. 따라서, 노치 또는 받침대 폴팁(PT1b)의 길이는 원하는 갭 길이의 0.5 내지 3.0 배가 된다. 받침대 소자(PT1b)가 MR 소자를 차폐하는 제2차폐층(S2)의 성능을 변경시키지 않으면서 판독 헤드(50)의 제2차폐층(S2)에 형성될 수 있다는 것은 중요하다. 통상적으로 제2차폐층(S2)의 두께는 7 내지 8 마이크로미터이며 약 1 마이크로미터의 노치는 그 성능에 영향을 주지 않는다. 그러나, 원하는 경우에는 제2차폐층(S2)이 노치(78, 79)를 허용하도록 더 두껍게 증착될 수 있다. 여기서 중요한 것은 노치가 받침대 폴팁(PT1b)을 위한 별도의 층을 증착하는 단계를 줄일 수 있다는 것이다. 그러나, 별도의 층이 제2차폐층(S2)의 상부에 증착된 후 제2차폐층(S2)의 재료와는 다른 재료로 구성되는 받침대 폴팁 소자(PT1b)를 형성하도록 적절하게 노치될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이것은 받침대 폴팁(PT1b)이 제2차폐층(S2)과는 다른 재료로 구성되는 경우에 양호하다. 예컨대, 받침대 폴팁(PT1b)은 대량의 자속을 조절하기 위해 질화 제이철(ferric nitride)같은 고모멘트의 포화재료로 구성될 수 있다. 반면, 제2차폐층(S2)은 퍼멀로이(Permalloy)같은 저모멘트의 포화재료로 구성될 수 있다. 제2차폐층(S2)과는 다른 재료로 된 받침대 폴팁(PT1b)의 구성이 이후 상세히 후술된다.

받침대 폴팁(PT1b)의 길이를 짧게 하는 것이 대단한 발견이나, 폴팁 소자(PT1b, PT2b)의 측벽이 제6도에 도시된 바와 같이 ABS에서 서로에 대해 수직 정렬된다는 것도 역시 중요하다. 이러한 수직 측벽을 얻는 구성방법은 상세히 후술되는 병합형 MR 헤드의 제조방법에서 설명되는 또 하나의 발견이다.

제5도 및 제6도의 병합형 MR 헤드(46)의 성능은 제14도 및 제15도의 종래기술의 병합형 MR 헤드와 비교될 수 있다. 종래기술의 병합형 MR 헤드에서는 폴팁 소자(PT2)가 제2차폐층(S2)의 상부에 형성되며 그 사이에는 갭층(G)이 있다. 제2차폐층(S2)은 하부 폴부(P1)의 역할을 하며 그 전방 연장부에서는 폴팁 소자(PT1)의 역할을 한다. 폴팁 소자(PT2)를 제2차폐층(S2)으로부터 분리시키는 유일한 소자는 갭층(G)이다. 폴팁 소자(PT2)의 폭과 비교해서 층(S2)의 옆폭이 크기 때문에, 실제의 사이드-프린징 영역은 그 폭을 지나는 폴팁 소자(PT2)로부터 제2차폐층(S2)으로 연장된다. 이 결과로 인해 사이드라이팅이 발생하게 되고 오프-트랙 성능이 불량하게 된다. 자속은 양호하게는 폴팁 소자(PT2)의 측벽에 의해 형성된 평면내에서 폴팁 소자(PT2)와 폴팁 소자(PT1)의 역할을 하는 제2차폐층(S2) 사이를 전이한다. 이는 제5도 및 제6도의 병합형 MR 헤드가 발현하는 양호한 성능이다.

제13도에는 종래의 유도성 헤드의 ABS도가 도시되어 있다. 유도성 헤드에는 갭(G)에 의해 분리되는 폴팁 소자(PT1, PT2)가 있다. 유도성 헤드는 판독 및 기록 기능 모두를 수행하기 위해 소자들(PT1, G 및 PT2)을 채용한다. 기록 동작시 코일(도시되지 않음)은 기록 동작을 수행하도록 자속을 폴팁 소자(PT1, PT2)로 유도한다. 판독 동작시 폴팁 소자(PT1, PT2)와 그 대응 폴부는 판독 동작을 수행하기 위해 자속을 같은 코일로 유도한다. 이러한 종래기술의 유도성 헤드의 오프-트랙 성능은 제14도 및 제15도에 도시된 종래기술의 병합형 MR 헤드의 오프-트랙 성능보다 더 양호하다. 이것은 폴팁 소자(PT1, PT2)의 측벽들이 더 가깝게 수직 정렬되기 때문이다. 그러나, 이러한 구성의 종래기술의 유도성 헤드에서는 폴팁(PT2, PT1)이 기판 쪽으로 넓어지게 된다. 폴팁(PT2, PT1) 모두는 제작시 이 순서로 하향의 이온 비임에 의해 밀링된다. 이온 비임이 바로 아래로 향할때, 밀링된 파편의 재부착의 대부분은 상부 폴팁 소자(PT2)가 하부 폴팁 소자(PT1)에 그림자 효과를 나타내도록 밀링된 폴팁 소자의 측벽상에 집중된다. 이로써 제13도에 도시된 바와 같이 밖으로 테이퍼된 형상을 취하게 된다. 폴팁 소자(PT2)와 달리 넓은 폴팁 소자(PT1)는 양호하지 않은 사이드라이팅의 원인이 된다, 더우기, 두 폴팁(8 내지 10 마이크로미터)의 이온 밀링에는 장시간이 소요된다.

제7도 및 제8도에는 제5도 및 제6도에 도시된 실시예에서 약간 변형된 본 발명에 따른 실시예가 도시되어 있다. 제7도 및 제8도의 실시예에서는 상부 폴부(P2)가 각각 폴팁 소자(PT2a, PT2b)를 형성하는 전방 확장부를 갖는 상하부 자기층(110, 112)으로 구성된다. 폴팁 소자(PT2b)는 제1 및 제2 수직 측벽(114, 116)을, 폴팁 소자(PT2a)는 제1 및 제2 수직측벽(118, 120)을 구비한다. 제8도에 도시된 바와 같이, 받침대 폴팁(PT1b), 갭층(G) 및 폴팁 소자(PT2b, PT2a) 각각의 제1측벽(80, 84, 114, 118)은 제1 수직 평면(100)에 위치하고, 받침대 폴팁(PT1b), 갭층(G) 및 폴팁 소자(PT2b, PT2a) 각각의 제2 수직 측벽(82, 84, 116 및 120)은 제2 수직 평면(102)에 위치한다. 폴팁 소자(PT2a)가 그 아래의 폴팁 소자들과 수직 정렬되는 측벽을 갖도록 도시되어 있으나, 폴팁 소자(PT2b)가 갭층(G) 길이의 약 3배의 길이를 갖는 경우에는 필요없다. 그 이유는 그 길이를 넘는 거리에서의 자속 전이가 그다지 중요하지 않기 때문이다. 따라서 폴팁 소자(PT2a)는 폴팁 소자(PT1b, PT2b)의 폭보다 상당히 더 넓은 옆폭을 ABS에서 구비할 수 있다. 폴팁 소자(PT2a, PT2b)는 폴팁 소자(PT2b)가 폴팁 소자(PT2a)와 다른 재료로 구성되어야 할 경우에 두개의 별도의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 폴팁 소자(PT2b)는 질화 제이철 같은 고모멘트의 포화 재료로 구성되고, 폴팁 소자(PT2a)는 퍼멀로이 같은 저모멘트의 포화재료로 구성될 수 있다. 이러한 배치로 인해 폴팁 소자(PT2b)는 포화형상 없이 대량의 자속을 운반할 수 있다.

후술되는 구성방법을 통해 본 발명에 따른 병합형 MR 헤드(46)를 위한 폴팁 소자의 폭은 2 마이크로미터 정도로 좁아질 수 있다. 이것은 제5도에 도시된 종래기술의 유도성 헤드의 폭인 통상의 4 내지 5 마이크로미터보다 작다. 제5도 및 제6도의 폴팁 소자(PT1b, PT2)의 폭 또는 제7도 및 제8도의 폴팁 소자(PT1b, PT2b)의 폭은 병합형 MR 헤드의 기록 헤드부의 트랙 폭을 결정하는 역할을 한다. 이로부터 기록 헤드의 면밀도를 산출하는 인자인 TPI가 결정될 수 있다.

제3도 및 제4도에는 세부사항을 나타내기 위해 절단부를 갖는 기록 헤드의 상세한 실시예가 도시되어 있다. 커버층(112)의 일부는 잘려나갔고, 절연층(I2, I3)은 제거되었으며, 코일형 도체층(70)은 제3도에는 도시되어 있지 않다. 도체(70)는 상하부 폴부(P2, P1) 사이의 백갭(BG) 주위로 연장된다. 코일형 도체(70)의 일단부는 리드(72, 73)에, 도체의 타단부(도시되지 않음)는 리드(74)에 접속되어 있다. 신호 전류가 리드(72, 74)를 통해 도체(70)로 전송될 때, 도체(70)는 자속을 상하부 폴부(P2, P1)로 유도한다. 폴부는 계속해서 자속을 폴팁을 가로질러 ABS에서 앞뒤로 유도한다.

[병합형 MR 헤드의 제조방법]

본 발명에 따른 병합형 MR 헤드는 유일한 조합의 종래의 박막 리소그래피 및 이온 비임 밀링 단계를 사용하여 구성된다. 포토리소그래피는 프레임 플레이팅 공정을 사용하여 자기층을 증착하는 단계와 포토레지스트 및 현상 공정에 의해 절연층을 증착하는 단계를 포함한다. 이온 비임 밀링은 챔버내에서 수행된다. 제16도에는 이러한 챔버의 통상적인 내부가 도시되어 있다. 작업물(도시되지 않음)은 턴테이블(130)에 위치되고 일정한 rpm으로 회전한다. 회전시 하나 이상의 이온 비임(132, 134)이 작업물로 향한다. 이온 비임의 이온은 양호하게는 아르곤이다. 1차 소스의 이온 비임(132)은 수직 하향이고 2차 소스의 이온 비임(134)은 수직에 대해 어떤 각도로 향한다. 상세히 후술되는 바와 같이 본 발명의 이온 비임 밀링은 수직으로부터 어떤 각도로 향하는 비임에 의해서만 수행된다. 셔터(136 ; 호프로shutter)는 턴테이블(130) 상의 작업물(도시되지 않음)에 대해 이온 비임을 온 및 호프로 스위칭하기 위해 피봇식으로 장착된다.

병합형 MR 헤드(46)의 MR 판독 헤드(50)부의 구성은 공지되어 있다. 층(S1, G1)및 MR 소자(G2, S2)는 박막 포토리소그래피 공정 단계에 의해서 증착된다. 제5도에 도시된 바와 같이, 판독 헤드의 제2차폐층(S2)은 층(S2)이 ABS와 제로 스로트 레벨 사이의 폴팁부 및 스로트 레벨과 백갭 사이의 배면부를 갖도록 ABS로부터 백갭까지 증착된다. 기록 헤드(52)의 하부 폴부(P1)는 제2차폐층(S2)으로 구성된다. 이러한 조합으로 병합형 MR 헤드가 형성된다.

본 발명의 제2발견은 두 부분으로 구성된다. 첫째, 상부 폴부(P2)의 폴팁 구조체는 받침대를 하부 폴부(P1)의 폴팁 구조체로 이온 비임 밀링하기 위한 마스크로서 이용된다. 둘째, 이온 비임은 단일의 각진 비임이나 한 쌍의 각진 비임으로 폴팁 구조체의 측벽에 대해 어떤 각도로 향한다. 한 쌍의 각진 비임이 양호하며 순차적이거나 동시에 작용할 수 있다. 모든 실시예에서의 폴팁 구조체는 부가의 두께를 갖도록 증착되고 있다. 이러한 부가의 두께는 받침대를 하부 폴팁 구조체에 형성하는 이온 비임 밀링에 의해 감소된다.

본 발명에 따른 제5도 및 제6도의 실시예를 구성하는 이온 비임을 방향설정 하는 여러가지 실시예가 제17도 내지 제23도에 도시되어 있다. 이러한 실시예에서는 폴팁 소자(PT2)가 하부 폴팁 구조체를 구성하는 마스크로서 채용된다. 동일한 방법이 본 발명에 따른 제7도 및 제8도의 실시예를 구성하는데 이용된다. 이러한 실시예에서는 폴팁 소자(PT2b)만 또는 폴팁 소자(PT2b, PT2a)가 하부 폴팁 구조체를 형성하는 마스크로서 채용될 수 있다.

제17도, 제18도 및 제19도에는 하부 폴팁 구조체를 순차적으로 형성하는데 채용된 두개의 다른 각의 이온 비임의 사용례가 도시되어 있다. 제17도에는 이온 비임 밀링시 두께를 감소시키기 위해 여분의 두께를 갖도록 구성된 폴팁 소자(PT2)가 도시되어 있다. 이 층(PT2)의 초기 두께는 2 마이크로미터 정도에 포함되어 있는 여분의 두께와 함께 7 마이크로미터 정도가 될 수 있다. 폴팁 소자(PT2)는 상세히 후술되는 공정을 통해 수직 측벽(88, 90)을 갖도록 형성된다. 제17도에는 이온 비임을 폴팁 소자(PT2)의 측벽에 대해 30도의 각도로 방향 설정되는 것이 도시되어 있다. 여기서 이온 비임은 폴팁 소자(PT2)의 측벽(90)으로만 향하고 있으나, 상술된 바와 같이 턴테이블(130)에 의한 작업물의 회전으로 폴팁 소자(PT2)의 각 측벽(88, 90)으로 비임이 향하게 된다. 갭층(G)은 P1/S2 층의 상부에, 폴팁 소자(PT2)는 갭층(G)의 상부에 증착된다. 상술한 바와 같이, 이온 비임의 수직 하향시 절단재료(파편)의 상당량이 밀링된 소자의 측벽상에 재부착된다. 제17도에 도시된 바와 같이 비임을 폴팁 소자(PT2)의 측벽에 대해 30도 각도로 향하게 함으로써 주요 절단 작업이 이루어지게 된다. 그러나, 비임은 절단 작업시 파편의 청소도 어느 정도 수행한다. 여기서, 각도는 30도가 양호하지만, 두가지 실시예에서는 20 내지 40도의 범위의 각도를 취할 수 있다. 제17도에는 절단 작업의 개시, 제18도에는 절단 작업의 최종 결과가 도시되어 있다. 이러한 절단 작업시 폴팁 소자(PT2)는 제2차폐층(S2)에 있는 폴팁 소자(PT1b)를 절단하기 위한 마스크의 역할을 한다. 제19도에 도시된 바와 같이, 30도의 작업으로부터 잔류하는 재부착물을 청소하기 위해 30도 각도의 이온 비임 후에는 75도의 이온 비임을 행한다. 재부착물을 청소하는데 75도의 이온 비임은 양호하다. 그러나, 이 각도는 폴팁 소자(PT2)의 측벽에 대해 65도 내지 85도의 범위를 취할 수 있다. 주의할 사항은 절단 작업시 폴팁 소자(PT2)의 두께가 2 마이크로미터 같은 첨가된 부가의 두께(제17도 참조)에 의해 감소되었다는 점이다. 이 놀라운 결과는 밀링후 받침대 폴팁(PT1b)의 측벽이 폴팁 소자(PT2)의 측벽과 정렬된다는 것이다. 받침대 폴팁(PT1b)은 부분(78, 79)에서 제2차폐층(S2) 안으로 노치함으로써 형성되었다. 갭층(G)은 30도 및 75도의 비임에 의해 이온 밀링되거나 아니면 이온 비임 밀링 전에 그 폭에 대해 화학적으로 에칭될 수 있다.

제20도 및 제21도에는 30도 및 75도의 비임이 절단과 청소 작업을 수행하기 위해 동시에 방향 설정되는 것을 제외하고는 제17도 내지 제19도의 실시예와 유사한 이온 비임 밀링의 일실시예가 도시되어 있다.

제22도 및 제23도에는 단일의 이온 비임이 폴팁 받침대(PT1b)를 형성하기 위해 절단 및 청소 작업하는데 이용되는 이온 비임 밀링의 일실시예가 도시되어 있다. 앞서 설명한 두가지-각도의 비임 기법은 단일 비임보다 양호하다. 그러나, 단일 비임으로도 만족스러운 결과가 얻어질 수 있다. 단일 비임의 양호한 각도는 55도이나, 수용가능한 범위로서 45도에서 65도까지 바꿀 수 있다.

제24도 내지 제28도에는 본 발명에 따른 제5도 및 제6도의 실시예를 위한 폴팁 소자를 구성하는데 필요한 부가의 세부사항이 도시되어 있다. 제24도에서는 포토레지스트 프레임이 상부 폴부(P2)및 그 폴팁부(PT2)를 플레이팅(plating)하는데 이용된다. 또 플레이팅 작업은 P2 영역이라고 하는 프레임 밖에서 행해진다. 제25도에서는 포토레지스트 프레임을 제거하고 폴팁(PT2)을 그 각 측면상에 P2 영역과 함께 남게 한다. 제25도에서는 갭층(G)이 P1/S2층의 상부에 증착되고, 폴팁 소자(PT2)가 갭층(G)의 상부에 증착된다. 프레임 플레이팅 공정으로 인해 폴팁 소자(PT2)는 수직 방향의 측벽(88, 90)을 갖도록 구성된다. 제26도에서는 P2 영역이 제거되고 포토레지스트 마스크가 폴팁 소자(PT2)를 노출시키도록 개구부 또는 윈도우(140; an opening or window)를 가지며 폴부(P2)의 상부에 위치된다. 레지스트 윈도우는 제27도에 상세히 도시되어 있다. 그 후 상술한 바와 같이, 하나 이상의 이온 비임은 받침대 폴팁 소자(PT1b)를 제공하도록 P1/S2 층을 노치 형성하기 위해 제28도에 도시된 레지스트 윈도우를 통해 방향 설정된다.

제29도 내지 제33도에는 본 발명에 따른 제7도 및 제8도의 실시예의 폴팁 구조체를 제조하는 공정 단계가 도시되어 있다. 이들 단계는 제30도에 도시된 바와 같이 상부 폴부(P2)가 두개의 폴팁 소자(PT2a, PT2b)를 제공하도록 두개의 층으로 구성되는 것을 제외하고는 제24도 내지 제28도에서 설명한 것과 동일하다. 제33도에 도시된 바와 같이 이온 비임 밀링 후 받침대 폴팁 소자(PT1b)가 형성되고 상부 폴팁 구조체는 폴팁 소자(PT2a, PT2b) 로 구성된다. 상술한 바와 같이 폴팁 소자(PT2b)는 폴팁 소자(PT2a)와 다른 재료일 수 있다. 제34도에는 자기층이 이온 비임 밀링 전에 제2차폐층(S2)의 상부에 놓여지는 경우의 부가적인 실시예가 도시되어 있다. 이러한 경우에 하부 폴팁 구조체는 두개의 받침대 폴팁 소자, 즉 폴팁 소자(PT1b, PT1c)로 구성된다. 다시 말해서, 폴팁 소자(PT1c)는 폴팁 소자(PT1b)와 다른 재료로 구성될 수 있다. 폴팁 소자(PT2b, PT1c)는 질화제이철 같은 고모멘트의 포화재료(4π ms)로 구성될 수 있고, 폴팁 소자(PT1b, PT2a) 용의 재료는 퍼멀로이 같은 저모멘트의 포화재료일 수 있다. 고 포화재료는 대량의 자속이 포화없이 갭층(G)에 근접한 폴팁을 통해 흐르게 한다.

이제 병합형 MR 헤드를 제조하는 방법이 다음 단계를 포함한다는 것은 명백한 사실이다. 여기에는 제2차폐층(S2)이 ABS와 제로 스트로 레벨 사이의 폴팁부 및 제로 스트로 레벨과 백갭 사이의 배면부를 갖도록 판독 헤드의 제2차폐층(S2)을 ABS로부터 백갭을 포함하는 부분까지 증착하는 단계(제5도 및 제6도 참조)와; 갭층(G)을 ABS로부터 제로 스트로 레벨까지 제2차폐층(S2)의 상부에 증착하는 단계(제5도 및 제6도 참조)와; 갭층(G)의 상부에 폴팁 소자(PT2)를 갖는 상부 폴부(P2)를 형성하기 위해 자기층을 갭층(G) 및 제2차폐층(S2)의 상부에 증착하는 단계(제24도 및 제25도 참조)와; 제2차폐층(S2)을 폴팁 소자(PT2)의 각 측명상의 부분(78, 79)에서 노치하기 위해 폴팁 소자(PT2)를 마스크로 사용하여 ABS에 거의 평행한 방향과 폴팁 소자(PT2)의 제1 및 제2 측벽(88, 90)에 대해 어떤 각도로 하나 이상의 이온 비임을 제2차폐층(S2)의 폴팁부에서 방향 설정하는 단계가 포함되어 있다. 여기서 노치는 받침대를 갖는 제2차폐층(S2)을 남게 하며, 받침대는 폴팁층(PT1b)이 되며, 받침대 폴팁 소자(PT1b)보다는 덜 중요한, ABS와 제로 스로트 레벨 사이의 제2차폐층(S2)은 폴팁 소자(PT1a)가 되며(제17도 내지 제19도 참조), 폴팁(PT1b, PT2)의 제 1측벽(80, 88)은 제1 수직 평면(100)에 정렬되고 폴팁(PT1b, PT2)의 제2 측벽(82, 90)은 제2 수직 평면(102)에 정렬되며, 제1 및 제2 수직 평면(100, 102)은 병합형 MR 헤드의 트랙 폭(w)을 한정하기 위해 ABS에서 서로 이격된다(제6도 참조). 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계에서 이온 비임은 두가지로 구성되는데, 제1 이온 비임은 각도 θ가 0° θ 60°, 제2 이온 비임은 각도 θ 가 60°≤ θ ≤ 85 °의 범위에 있다. 갭층(G)을 증착하는 단계는 ABS에서 0.5g 내지 3.0g의 범위에 있는 폴팁 소자(PT1b)의 길이를 갖도록 길이(g)를 0.1 내지 0.7 마이크로미터의 범위로 한정하는 두께를 갖는 갭층을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정 하는 단계는 각 노치가 약 0.7 마이크로미터의 길이를 가짐으로써 약 0.7 마이크로미터 길이의 폴팁 소자(PT1b)를 제공하도록 부분(78, 79)에서 제2차폐층(S2)을 노치 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고 하나 이상의 이온 비임을 방향설정 하는 단계는 폴팁 소자(PT2)의 두께를 약 2 마이크로미터 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.

상술한 발견으로 병합형 MR 헤드가 병합형 MR 판독 헤드의 제2차폐층(S2)에 대해 받침대가 되는 하부 폴팁 소자를 갖는 갭층에 인접한 수직 정렬된 폴팁을 갖는 것은 명백한 사실이다. 측벽의 수직 정렬은 폴팁 사이의 사이드라이팅을 최소화한다.

분명한 사실은 본 발명의 다른 실시예 및 변형예가 본 기술분야에 숙련된 기술자들에게 용이하게 실시될 수 있다는 점이다. 따라서, 본 발명은 상술한 설명과 첨부되는 도면을 통해 고찰할 때 모든 실시예 및 수정을 포함하며 단지 후술되는 특허청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims

하부 및 상부 폴부(P1, P2; bottom and top pole pieces)를 갖는 기록 헤드 및, 상기 하부 폴부와 그 폴팁 소자(PT1a)를 포함하는 제2차폐층(S2)을 갖는 MR 판독 헤드(an marnetoresistive(MR) read head)를 포함하며; 상기 폴부(P1)는 하부 및 상부 폴팁 소자(PT1a, PT1b), 상기 폴부(P2)는 폴팁 소자(PT2)를 가지며, 상기 폴팁 소자(PT1b)는 제2차폐층(S2)에 대해 받침대(a pedestal)를 형성하며, 상기 각각의 폴팁 소자(PT1b, PT2)는 제1 및 제2 측벽을 가지고, 통상 상기 각각의 폴칩 소자(PT1b, PT2)의 제1 측벽은 제1 수직 평면에, 상기 각각의 폴팁 소자(PT1b, PT2)의 제2 측벽은 제2 수직 평면에 위치되며, 상기 제1 및 제2 수직 평면은 기록 헤드의 트랙 폭을 나타내는 거리(w)에 의해 공기 베어링 표면(an air bearing surface: ABS)에서 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드 (a merged MR head).
제1항의 병합형 MR 헤드를 구비하는 자기 디스크 드라이브(a magnetic disk drive)에 있어서, 하우징; 자기 디스크를 회전시키기 위해 하우징에 장착된 회전 수단 및; 자기 디스크가 상기 회전 수단에 의해 회전될 때 자기 디스크에 대해 변환기 역할을 하는 병합형 MR 헤드를 지지하는 하우징에 장착되며, 슬라이더를 포함하는 지지부(a support)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 드라이브.
제1항에 있어서, 상기 제2차폐층(S2)은 폴팁 소자(PT1a)에 더해 폴팁 소자(PT1b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제1항에 있어서, 갭층(G)은 폴팁 소자(PT1b, PT2) 사이에 위치되고 제1 및 제2 측벽을 가지며, 상기 갭층(G)의 제1 측벽은 제1 수직 평면에, 상기 갭층(G)의 제2 측벽은 제2 수직 평면에 위치되는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제1항에 있어서, 상기 폴팁 소자(PT2)는 단일층인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제1항에 있어서, 상기 폴팁 소자(PT2)는 폴팁 소자(PT2a, PT2b)를 포함하며 상기 폴팁 소자(PT2a, PT2b)는 각각 별도의 분리층인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제1항에 있어서, 상기 제2차폐층(S2)과 더불어 제공되는 제1차폐층(S1); 상기 제1 및 제2차폐층(S1, S2) 사이에 삽입되어 있는 제1 및 제2갭층(G1, G2)및; 상기 제1 및 제2갭층(G1, G2) 사이에 삽입되어 있는 MR 소자를 구비하는 MR 판독 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 수직 평면 사이의 거리는 5 마이크로미터 이하인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제1항에 있어서, 상기 ABS에서 갭층(G)의 길이는 g이고 상기 ABS에서 폴팁 소자(PT1b)의 길이는 0.5g 내지 3.0g 의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제9항에 있어서, 상기 제2차폐층(S2)은 폴팁 소자(PT1a)에 부가해서 폴팁 소자(PT1b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제10항의 병합형 MR 헤드를 구비하는 자기 디스크 드라이브에 있어서, 하우징; 자기 디스크를 회전시키기 위해 하우징에 장착된 수단 및; 자기 디스크가 상기 회전 수단에 의해 회전할 때 자기 디스크에 대해 변환기 역할을 하는 병합형 MR 헤드를 지지하는 하우징에 장착되며, 슬라이더를 포함하는 지지부(a support)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 드라이브.
제10항에 있어서, 갭층(G)은 폴팁 소자(PT1b, PT2) 사이에 위치되고 제1 및 제2 측벽을 가지며, 상기 갭층(G)의 제1측벽은 제1 수직 평면에, 상기 갭층(G)의 제2측벽은 제2 수직 평면에 위치되는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제12항에 있어서, 상기 제2차폐층(S2)과 더불어 제공되는 제1차폐층(S1); 상기 제1 및 제2차폐층(S1, S2)사이에 삽입되어 있는 제1 및 제2갭층(G1, G2)및; 상기 제1 및 제2 갭층(G1, G2) 사이에 삽입되어 있는 MR 소자를 구비하는 MR 판독 헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제13항에 있어서, 상기 갭층(G)의 길이는 0.1 내지 0.7 마이크로미터의 범위에 있으며, ABS 에서 상기 폴팁 소자의 길이는 거의 2.0g인 것을 특징으로 하는 병합협 MR 헤드.
제14항에 있어서, 상기 폴팁 소자(PT2)는 단일층인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제14항에 있어서, 상기 폴팁 소자(PT2)는 폴팁 소자(PT2a, PT2b)로 구성되며 상기 폴팁 소자(PT2a, PT2b)는 각각 별도의 층인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
하부 및 상부 폴팁 소자(PT1a, PT1b)를 갖는 하부 폴부(P1)와 폴팁 소자(PT2)를 갖는 상부 폴부(P2)를 구비한 기록 헤드, 상기 폴팁 소자(PT1a)를 구비하는 하부 폴부를 포함하는 제2차폐층(S2)을 갖는 MR 판독 헤드 및, 상기 폴팁 소자(PT1b)의 상부 막 표면과 상기 폴팁 소자(PT2)의 하부 막 표면 사이에 삽입되어 있는 갭층(G)을 포함하며 ; 상기 폴팁 소자(PT1a)는 폴팁 소자(PT1b)의 폭보다 더 넓은 폭을 가지며, 상기 폴팁 소자(PT1b)는 상기 제2차폐층(S2)에 대해 받침대가 되며, 상기 폴팁 소자(PT1b)는 상부 막 표면, 제1 및 제2측벽과 전방벽을 구비하고, 상기 전방벽은 ABS의 일부를 형성하고, 상기 상부 막 표면은 상기 전방벽과 제1 및 제2 측벽에 의해 제한되며, 상기 폴팁 소자(PT2)는 상하부 막 표면, 전방벽과 제1 및 제2측벽을 구비하고, 상기 전방벽은 ABS의 일부를 형성하고, 상기 상하부 막 표면은 전방벽과 제1 및 제2측벽에 의해 제한되며, 상기 갭층(G)은 상하부 막 표면과 전방벽을 가지고, 상기 전방벽은 ABS의 일부를 형성하고, 상기 상하부 막 표면은 전방벽과 제1 및 제2측벽에 의해 제한되며, 폴팁 소자(PT1b), 갭층(G) 및 폴팁 소자(PT2) 각각의 상기 제1측벽은 제1수직 평면에, 폴팁 소자(PT1b), 갭층(G) 및 폴팁 소자(PT2) 각각의 상기 제2측벽은 제2수직 평면에 연속 위치되며, 상기 제1 및 제2수직 평면의 각각은 ABS 와 직교하고 기록 헤드의 트랙 폭이 되는 거리(W)에 의해 ABS 에서 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제17항에 있어서, 상기 폴팁 소자(PT1a, PT1b) 각각은 별도의 자기층이 되며, 상기 폴팁 소자(PT2)는 상부 폴팁 소자(PT2a)와 하부 폴팁 소자(PT2b)를 포함하며, 상기폴팁 소자(PT1b, PT2b)의 재료는 상기 폴팁 소자(PT1a, PT2a)의 재료보다 고모멘트의 포화재료인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제17항에 있어서, ABS에서 상기 갭층(G)의 길이는 g이며, ABS에서 폴팁 소자( PT1b)의 길이는 거의 2.0g인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제19항에 있어서, 상기 갭층(G)의 길이는 0.1 내지 0.7 마이크로미터의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제20항에 있어서, 상기 제2차폐층(S2)은 폴팁 소자(PT1a)에 부가해서 폴팁 소자(PT1b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제21항에 있어서, 상기 제2차폐층(S2)과 더불어 제공되는 제1차폐층(S1), 상기 제1 및 제2차폐층(S1, S2) 사이에 삽입되어 있는 제1 및 제2 갭층(G1, G2) 및 ; 상기 제1 및 제2갭층(G1, G2) 사이에 삽입되어 있는 MR 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제22항의 병합형 MR 헤드를 구비하는 자기 디스크 드라이브에 있어서, 하우징 ; 자기 디스크를 회전시키기 위해 상기 하우징에 장착된 수단 및 ; 자기 디스크가 상기 회전 수단에 의해 회전할 때 자기 디스크에 대해 변환기 역할을 하는 병합형 MR 헤드를 지지하는 하우징에 장착되며, 슬라이더를 포함하는 지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 디스크 드라이브.
제22항에 있어서, 폴팁 소자(PT2)는 폴팁 소자(PT2a, PT2b)를 포함하며 상기 폴팁 소자(PT2a, PT2b)는 각각 별도의 층인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
폴팁 소자(PT1a, PT1b 및 PT2) 및, 폴팁 소자(PT1a)를 포함하는 제2차폐층(S2)을 구비하는 MR 판독 헤드를 포함하며 ; 상기 각 폴팁 소자(PT1b, PT2)는 제1 및 제2측벽을 가지며, 상기 폴팁 소자(PT1b)는 상기 제2차폐층(S2)에 대해 받침대가 되며, 상기 폴팁 소자(PT1b, PT2) 각각의 제1측벽은 제1수직 평면에, 상기 폴팁 소자(PT1b, PT2b) 각각의 제2측벽은 제2수직 평면에 정렬되며, 상기 제1 및 제2수직 평면은 평합형 MR 헤드의 트랙폭을 한정하는 거리(w)에 의해 ABS에서 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제25항에 있어서, 상기 제2차폐층(S2)은 폴팁 소자(PT1a)에 부가해서 폴팁 소자(PT1b)를 포함하며, 상기 폴팁 소자(PT2)는 단일층인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
제26항에 있어서, ABS에서 상기 갭층(G)의 길이는 g이며, 상기 갭층(G)의 길이(g)는 0.1 내지 0.7 마이크로미터의 범위에 있으며, ABS에서 상기 폴팁 소자(PT1b)의 길이는 0.5g 내지 3.0g의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드.
ABS에 의해 부분적으로 제한되는 병합형 MR 헤드의 상부 및 하부, 상하부를 갖는 병합형 MR 헤드의 제조방법에 있어서, 백갭을 포함하며 ABS로부터 백갭으로 연장되고 ABS와 제로 스로트 레벨 사이로 연장되는 제한되지 않는 폴팁부를 가진 하부 폴부(P1) 및 MR 헤드의 제2차폐층(S2)을 형성하기 위해 하나 이상의 가지층을 증착하는 단계, ABS와 제로 스로트 레벨 사이로 연장되며 제1 및 제2측벽을 갖는 형성된 폴팁 소자(PT2)를 가진 상부 폴부(P2)를, 백갭을 포함하며 ABS로부터 백갭으로 연장되는 하부 폴부(P1) 상에 형성하기 위해 또 하나의 다른 자기층을 증착하는 단계 및, 폴팁 소자(PT1a, PT1b)를 하부 폴부(P1) 내에서 형성하도록 하부 폴부(P1)를 폴팁 소자(PT2)의 각 측면상에 수직으로 노치 형성하기 위해, 형성된 폴팁 소자(PT2)를 마스크로 사용하여 형성된 폴팁 소자(PT2)의 측벽에 대해 각도 θ 로 하부 폴부(P1)의 폴팁의 비형성부에서 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계를 포함하며; 상기 폴팁 소자(PT1b)는 하부 폴부(P1)에 대해 받침대가 되며 상기 폴팁 소자(PT2)의 제1 및 제2측벽과 각각 정렬되는 제1 및 제2측벽을 갖는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제28항에 있어서, 상기 하부 폴부(P1)의 비형성된 폴팁부에서 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계 이전에, 포토레지스트 마스크를 상기 상부 폴부(P2)의 상부에 증착하는 단계 및 ; 상기 형성된 폴팁 소자(PT2)가 하나 이상의 이온 비임을 하부 폴부(P1)의 비형성된 폴팁부에서 방향 설정하는 단계를 위해 마스크의 역할을 할 수 있도록, 형성된 폴팁 소자(PT2)와 그 각 측면상의 영역을 노출시키는 포토레지스트 마스크에 개구부를 설치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제28항에 있어서, 상기 또 하나의 자기층을 증착하는 단계 이전에, 상기 하부 폴부(P1)의 비형성된 폴팁부를 덮기 위해 갭층(G)을 상기 하나 이상의 자기층의 상부에 증착하는 단계 ; 이온 비임을 상기 하부 폴부(P1)의 비형성된 폴팁부에서 방향 설정하는 단계 이전에, 이온 비임을 상기 갭층(G)에서 방향 설정하는 단계를 포함하는 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계 및 ; 상기 폴팁 소자(PTIB, PT2)의 제1 및 제2 수직 측벽과 각각 정렬되는 제1 및 제2 수직 측벽을 갖는 갭층(G)을 형성하도록 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제28항에 있어서, 상기 또 하나의 자기층을 증착하는 단계 이전에, 상기 하부 폴부(P1)의 비형성된 폴팁부를 덮기 위해 상기 하나 이상의 자기층의 상부에 갭층(G)을 증착하는 단계 및 ; ABS에서 0.1 내지 0.7 마이크로미터의 범위에 있는 두께(g)의 갭층을 형성하도록 갭층(G)을 증착하는 단계를 포함하며, ABS에서 상기 폴팁 소자(PT1b)의 길이는 약 2.0g인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제28항에 있어서, 상기 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계는 단일의 이온 비임을 단일 각도 θ로 방향 설정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제28항에 있어서, 상기 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계는 각도 θ가 0° θ 60°의 범위에 있는 제1 이온 비임과, 각도 θ가 60° θ 85°의 범위에 있는 제2 이온 비임을 방향 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제33항에 있어서, 상기 제1 이온 비임은 각도 θ가 20° θ 40°의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제34항에 있어서, 상기 제1 이온 비임은 각도 θ가 약 30°이며, 상기 제2 이온 비임은 각도 θ가 약 75°인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제28항에 있어서, 폴팁층(PT2)의 두께를 감소시키도록 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계 및 ; 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계를 통해 감소되는 부가의 두께를 갖는 폴팁층(PT2)을 증착하는 단계를 포함하는 폴팁층(PT2) 증착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제36항에 있어서, 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계 이전에, 형성된 폴팁 소자(PT2)와 그 각 측면상의 영역을 노출시키기 위해 ABS와 제로 스로트 레벨 사이의 마스크에서 윈도우가 남도록 마스크를 제로 스로트 레벨과 백갭 사이에서 폴부(P2)상에 증착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제37항에 있어서, 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계는 단일 이온 비임을 0° θ 60°의 범위의 단일 각도 θ로 방향 설정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제37항에 있어서, 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계는 각도 θ가 20° θ 40°의 범위에 있는 제1 이온 비임과, 각도 θ가 65° θ 85°의 범위에 있는 제2 이온 비임을 방향 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제39항에 있어서, 상기 제1 이온 비임은 각도 θ가 약 30°이며, 상기 제2 이온 비임은 각도 θ가 약 75°인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제40항에 있어서, 상기 또 하나의 자기층을 증착하는 단계 이전에, 상기 하부 폴부(P1)의 비형성된 폴팁부를 덮기 위해 갭층(G)을 상기 하나 이상의 자기층의 상부에 증착하는 단계를 포함하며, 상기 갭층(G)을 증착하는 단계는 ABS에서 길이(g)를 갖는 갭(G)을 형성하는 층의 두께를 제공하며, ABS에서 폴팁 소자(PT1b)의 길이는 거의 2.0g인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제 41항에 있어서, 상기 제1 및 제2 이온 비임은 동시에 방향 설정되는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제41항에 있어서, 상기 제1 및 제2 이온 비임은 순차적으로 방향 설정되는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제43항에 있어서, 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계는 이온 비임을 하부 폴부(P1)와 그 위에 증착된 층들에서 방향 설정하는 동안 이온 비임 밀링 챔버에서 하부 폴부(P1)를 그 위에 증착된 층들과 함께 배치시키고 하부 폴부(P1)와 그 위에 증착된 층들을 일정한 rpm으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제44항에 있어서, 갭층(G)을 증착하는 단계는 길이(g)가 0.1 내지 0.7 마이크로미터의 범위에 있는 갭층(G)을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 또 하나의 자기층을 증착하는 단계는 약 7 마이크로미터의 두께를 갖도록 폴팁 소자(PT2)를 증착하는 단계를 포함하며, 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계는 각 노치가 약 0.7 마이크로미터의 깊이를 가지고 받침대가 약 0.7 마이크로미터의 높이를 갖도록 하부 폴부(P1)를 노치 형성하는 단계를 포함하며, 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계는 약 2 마이크로미터의 폴팁 소자(PT2)의 두께를 감소시키는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
병합형 MR 헤드는 MR 판독 헤드와 기록 헤드를 구비하며, MR 판독 헤드는 제1 및 제2차폐층(S1, S2), 제1 및 제2차폐층(S1, S2) 사이에 삽입되는 제1 및 제2갭층(G1, G2), 그리고 제1 및 제2갭층(G1, G2) 사이에 삽입되는 MR 소자를 구비하며, 기록 헤드는 백갭을 포함하며 ABS로부터 백갭으로 연장되는 하부 및 상부 폴더(P1, P2)를 구비하며, 하부 폴부(P1)는 제2차폐층(S2)을 포함하고 ABS와 제로 스로트 레벨 사이로 연장되는 폴팁 소자(PT1a, PT1b)를 가지며, 상부 폴부(P2)는 ABS와 제로 스로트 레벨 사이로 연장되는 폴팁 소자(PT2)를 가지며, 폴팁 소자(PT1b)는 제2차폐층(S2), 하부 폴(P1) 및 폴팁 소자(PT1a)에 대해 받침대가 되며, 제2차폐층(S2)은 폴팁 소자(PT1a, PT1b), 폴팁 소자(PT1b, PT2) 사이에 삽입되어 있는 갭층(G)을 포함하며, 폴팁 소자(PT2), 갭층(G) 및 폴팁 소자(PT1b)는 제1 및 제2측벽을 가지며, 폴팁 소자(PT2), 갭층(G) 및 폴팁 소자(PT1b)의 제1수직 측벽은 제1수직 평면에 연속 위치되며, 폴팁 소자(PT2), 갭층(G) 및 폴팁 소자(PT1b)의 제2수직 측벽은 제2수직 평면에 연속 위치되며, 제1 및 제2수직 평면은 ABS와 수직이고 병합형 MR 헤드의 트랙폭을 한정하기 위해 거리(w)만큼 ABS에서 서로 이격 형성되는, 병합형 MR 헤드의 제조방법에 있어서, MR 판독 헤드의 제2차폐층(S2) 및 ABS와 제로 스로트 레벨과 이 제로 스로트 레벨 및 백갭 사이의 배면부 사이에 비형성된 폴팁부를 갖는 하부 폴부(P1)를 형성하기 위해 백갭을 포함하며 ABS로부터 백갭 연장되는 제1자기층을 증착하는 단계 ; ABS로부터 제로 스로트 레벨까지의 제1자기층의 상부에 갭층(G)을 증착하는 단계 ; 제1 및 제2수직 측벽을 갖는 폴팁 소자(PT2)가 형성되어 있는 상부 폴부(P2)를 형성하기 위해 갭층(G) 및 제1자기층의 상부에 제2자기층을 증착하는 단계 및 ; 폴팁 소자(PT2)의 각 측면상에 제1자기층을 노치 형성하기 위해 폴팁 소자(PT2)를 마스크로 사용하여 폴팁 소자(PT2)의 제1 및 제2측벽에 대해 각도 그리고 ABS에 거의 평행한 방향으로 하부 폴(P1)의 비형성된 폴팁부의 영역에 있는 제1자기층에서 하나 이상은 비임을 방향 설정하는 단계를 포함하며, 상기 노치는 수직 받침대를 갖는 제1자기층을 남게 하며, 상기 수직 받침대는 폴팁 소자(PT1b)로서 제1 및 제2수직 측벽과 ABS와 제로 스로트 레벨 사이의 폴팁 소자(PT1a)를 포함하는 받침대 이외의 자기층을 갖는 폴팁 소자(PT1b)를 제공하며, 상기 폴팁 소자(PT1b, PT2)의 제1수직 측벽은 제1수직 평면에 정렬되고 상기 폴팁 소자(PT1b, PT2)의 제2수직 측벽은 제2수직 평면에 정렬되며, 상기 제1 및 제2수직 평면은 ABS와 수직이고 병합형 MR 헤드의 트랙 폭(w)을 한정하기 위해 ABS에서 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제46항에 있어서, 상기 이온 비임을 비형성된 폴팁부에서 방향 설정하는 단계 이전에, 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계는 이온 비임을 개층(G)에서 방향 설정하는 단계를 포함하고, 폴팁 소자(PT1b, PT2)의 제1 및 제2수직 측벽과 각각 정렬되는 제1 및 제2 수직 측벽을 갖는 갭층(G)을 형성하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제46항에 있어서, 상기 하나의 이온 비임을 방향 설정하는 단계는 각도 θ가 20° θ 40°의 범위에 있는 제1이온 비임과 각도 θ가 65° θ 85°의 범위에 있는 제2이온 비임을 방향 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제48항에 있어서, 상기 제1 및 제2이온 비임을 방향 설정하는 단계는 폴팁 소자(PT2)의 두께를 감소시키며, 상기 폴팁 소자(PT2)를 형성하기 위해 자기층을 층작하는 단계는 하나 이상의 이온 비임을 방향 설정하는 단계를 통해 감소되는 부가의 두께를 갖는 폴팁 소자(PT2)를 증착하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2 이온 비임을 방향 설정하는 단계 이전에, 제로스로트 레벨과 백갭 사이에서 마스크를 상부 폴부(P2) 상에 증착하는 단계는 형성된 폴팁 소자(PT2)와 그 각 측면상의 영역을 노출시키기 위해 윈도우를 ABS와 제로 스로트 레벨 사이의 마스크에 잔존시키는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제49항에 있어서, 상기 갭층(G)을 증착하는 단계는 ABS에서 길이(g)의 갭(G)을 설치하는 두께의 층을 형성하며, ABS에서 상기 폴팁 소자(PT1b)의 길이는 0.5g 내지 3.0g의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제50항에 있어서, 상기 제1이온 비임은 각도 θ가 약 30°이며, 상기 제2 이온 비임은 각도 θ가 약 75°인 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제51항에 있어서, 갭층(G)을 증착하는 단계는 길이(g)가 0.1 내지 0.7 마이크로미터의 범위에 있는 갭층(G)을 증착하는 단계를 포함하며, 상기 폴팁 소자(PT2)를 증착하는 단계는 약 7 마이크로미터의 두께를 갖도록 폴팁 소자(PT2)를 증착하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2이온 비임을 방향 설정하는 단계는 약 0.7 마이크로미터의 높이를 갖는 받침대를 형성함으로써 약 0.7 마이크로미터의 깊이를 갖는 제1자기층을 노치 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2이온 비임을 방향 설정하는 단계는 약 2 마이크로미터의 폴팁 소자(PT2)의 두께를 감소시키는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제52항에 있어서, 상기 제1 및 제2이온 비임을 방향 설정하는 단계는, 이온 비임을 제1자기층과 그 위에 증착된 층들에서 방향 설정하는 동안 이온 비임 밀링 챔버에서 제1자기층과 그 위에 증착된 층들을 배치시키고 이들을 일정한 rpm으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제53항에 있어서, 상기 제1 및 제2이온 비임은 동시에 방향 설정되는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.
제53항에 있어서, 상기 제1 및 제2이온 비임은 순차적으로 방향 설정되는 것을 특징으로 하는 병합형 MR 헤드의 제조방법.