KR100237266B1

KR100237266B1 - 판독/기록 자기저항 헤드

Info

Publication number: KR100237266B1
Application number: KR1019950065270A
Authority: KR
Inventors: 헝 량 허; 애드가 리 로드니; 알베르토 에밀리오 산티니 휴고; 칭 화 창
Original assignee: 포만 제프리 엘; 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 2000-01-15
Also published as: EP0720153B1; EP0720153A2; JPH08241508A; US6156375A; DE69528349T2; EP0720153A3; US6025977A; DE69528349D1; KR960025627A; SG34292A1

Abstract

극팁 여역 바로 뒤의 절연 스택 영역에서 제1 및 제2차폐층이 제거되거나 얇아지는 함몰된 공통 자기 저항(MR) 판독/기록 헤드가 제공된다. 이것은 기록 코일, 절연 스택 및 기록 헤드의 극편이 위치되는 오목부(depression)를 극팁 영역의 뒤에 제공한다. 헤드이 MR 센서를 위한 리드는 에어 베어링 표면(ABS)에 평행하게 연장되고 에어 베어링 표면에서 리드는 차폐층의 한계를 지나서 제1 및 제2도체에 접속된다. 도체는 차폐층에의 단락의 위험없이 에어 베어링 표면에 수직하게 헤드내로 되돌아 연장된다.

Description

판독/기록 자기 저항 헤드

제1도는 본 발명의 자기 헤드를 채용한 디스크 드라이브의 개략도.

제2도는 종래 기술의 공통 MR 헤드의 수직 단면도.

제3(a)도 및 제3(b)도는 양호하게 한정된 제2극팁을 얻기 위한 종래 기술의 실시예를 도시한 공통 MR 헤드의 ABS 및 수직 단면도.

제4(a)도 및 제4(b)도는 양호하게 한정된 제2극팁을 얻기 위한 종래 기술의 또 다른 실시예를 도시한 공통 MR 헤드의 ABS 및 수직 단면도.

제5도는 본 발명의 제1실시예의 수직 단면도.

제6도는 제5도에 도시된 제1실시예의 제1차폐층의 경사 백 에지(slanted back edge)를 얻기 위한 프로세싱 단계에서 채용된 층들의 수직 단면도.

제7도는 종래기술의 피기백(piggyback) MR 헤드의 수직 단면도.

제8도는 본 발명의 제2실시예의 수직단면도.

제9도는 본 발명의 제3실시예의 수직 단면도.

제10도는 본 발명의 제4실시예의 수직 단면도.

제11도는 본 발명의 제5실시예의 수직 단면도.

제12도는 본 발명의 제6실시예의 수직 단면도.

제13도는 본 발명의 제7실시예의 수직 단면도.

제14도는 MR 센서로부터 리드를 루팅(routing)하기 위한 고유의 방안을 도시하는 본 발명의 공통 MR 헤드의 개략적인 평면도.

제15도는 MR 센서로부터의 제1 및 제2 리드(숨은 선)가 취하는 경로를 도시하도록 부분들을 제거한 공통 MR 헤드의 앞부분의 개략도.

제16도는 세부를 도시하도록 부분들을 잘라낸 제15도의 좌측 전방부의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 자기 디스크 드라이브 22 : 스핀들

24 : 자기 디스크 26 : 모터

28 : 모터 콘트롤 30 : 자기 헤드

30A : 공통 MR 헤드 30C : 피기백 헤드

32 : 슬라이더 34 : 현수장치 및 작동기 조립체

36 : 드라이브 전자장치 40 : 포토레지스트

51 : 오목부 60 : 스페이서

80,82 : 두께부 102,122 : 리드층

130,132 : 바이어(via) 134,136 : 패드

BG : 후방 갭 ABS : 에어 베어링 표면

C : 기록코일 C1, C2 : 도체

G1 : 제1갭층 G2 : 제2갭층

I1,I2,I3 : 절연층 L1,L2 : 리드층

MR : MR 센서 P1,P2 : 극편

PT1,PT2 : 극팁 S1,S2 : 차폐층

[발명이 배경]

[발명의 분야]

본 발명은 함몰된 절연 스택 영역을 가진 공통 또는 피기백 자기 저항(MR)헤드에 관한 것으로서, 상기 MR 헤드는 유도 극편, 코이릉 및 절연층과 같은 구성요소를 포함한다.

[관련기술의 설명]

본 출원은 1994년 12월 30일 출원된 미국 특허 출원 제08/367,519호의 연속 출원(continuation application)이다.

공통 또는 피기백 MR 헤드는 판독 헤드부와 기록 헤드부를 포함하며, 기록 헤드부는 판독 헤드부 위에 위치한다. 판독 헤드부는 제1 및 제2 차폐층들간에 샌드위치된 제1 및 제2 갭층들간에 샌드위치된 MR 센서를 포함한다. MR 센서는 예컨데 회전 자기 디스크와 같은 이동 자기 매체로부터 데이타를 판독하도록 에어베어링 표면(ABS)에서 노출된 외측 에지를 구비한다. 회전 자기 디스크상의 자화된 영역의 변화에 대응하여 MR 센서의 저항 변화가 유도되며, 이는 감지 전류가 MR 센서를 통해 전도될 때 전위 변화의 형태로 검출된다. 기록 헤드부는 제1 및 제2 극편들간에 샌드위치된 절연층들간에 샌드위치된 코일층(기록코일)을 포함한다. 극편들은 극팁들에서 끝나고 후방 갭에서 자기적으로 접속되며, 극팁은 변환갭을 형성하는 ABS에서 얇은 갭층에 의해 분리된다. 극팁들의 틈은“기록 갭”으로 불리운다. 기록 갭을 투과하는 자속(flux)은 회전 자기 디스크의 원형 트랙상에 정보로 기록된다.

피기백 MR 헤드에서는 제2차폐층 및 제1극편은 분리된 층들이며; 공통 MR 헤드에서, 제2차폐층 및 제1극편은 공통층으로 공통되어 기록 동작중에는 기록극(write pole)으로 기능하고 판독 동작 동안에는 제2차폐층으로 기능한다.

피기백 및 공통 MR 헤드 모두에서, 차폐층들은 예컨데 자기 디스크 드라이브의 일부의 구성 요소들인 인접 데이타 트랙들 및 프로세싱 회로들에 의해 발생된 자기장과 같은 부유 자기장(stray magnetic fields)으로부터 MR 센서를 보호한다.

불행하게도, 피기백 MR 헤드내의 두 개의 차폐층들과 공통 MR 헤드내의 제1차폐층은 기록 코일의 동작에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 기록 코일 및 1이상의 차폐층은 모두 절연 스택 영역내에 위치하며, 절연 스택 영역은 기록 코일의 상측 및 하측의 절연층들에 의해 한정되고, 절연 스택 영역은 극팁 영역 및 후방 갭 사이에 위치한다. 기록 코일 및 1 이상의 차폐층 사이에는 강한 유도 결합이 있으며, 상기 유도 결합은 기록 코일의 자기 저항(reluctance)를 현저히 증가시킨다. 전류가 기록 코일을 통해 전도될 때, 1 이상의 차폐층으로 유도된 자속은 기록 코일에 의해 발생된 자속 자기장에 대항하는 역자속 자기장(counter flux field)을 발생한다. 기록 코일이 목적한 크기의 자속 자기장을 발생하도록, 기록 코일은 역자속 자기장의 효과를 수용할만큼 커야만 한다. 이것은 또 다른 문제를 야기시킨다. 1 이상의 차폐층이 높은 피크 크기의 자속 자기장하에 놓일 때, 차폐층내의 자구(magnetic domain)들은 자화용이축(easy axis)으로부터 상당히 회전될 수 있다. 자속 자기장의 크기가 감소될 때, 이러한 영역들은 최초의 방향으로 회복되지 않을 수 있다. 차폐층과 MR 센서간의 정자기 결합으로 인해, 만약 차폐층 영역의 방향 혼란이 충분히 커진다면, MR 센서의 바이어스점(bias point)은 변화될 수 있다. 바이어스점의 변화는 리드백(read back)신호가 저하될 정도까지 MR 센서의 응답을 변화시킬 수 있다.

따라서, 판독 헤드 차폐층이 기록 헤드의 동작에 대해 미치는 영향을 감소시키고 기록 헤드가 차폐층을 통해 판독 헤드의 동작에 대해 미치는 영향을 감소시킬 필요가 있다.

피기백 및 공통 MR 헤드의 종래 기술의 구조는 그 제조를 어렵게 한다. 이점에서, 기록 갭 상측의 절연 스택의 높이는 제2극편의 수직 프로파일을 상당히 증가시킨다. 제조중에, 제2극편의 수직 프로파일이 높으면 제2극팁의 종횡비(aspect ratio)(폭에 대한 두께의 비)를 감소시키는 것과 제2극팁의 측벽의 평활도(smoothness) 및 수직도(perpendicularity(“definition”))를 제어하는 것이 곤란하다.

종횡비는, 제2극팁의 폭에 대한, 제2극팁의 형성에 필요한 포토레지스트 마스크 층의 높이의 비에 의해 결정된다. 높은 데이타율(data rates)로 기록하기 위해서는 제2극팁의 폭은 서브미크론 단위이어야만 한다. 만약, 제2극팁의 폭이 1미크론이고 제2극팁을 형성하기 위한 포토레지스트의 높이가 10미크론이라면, 종횡비는 10이 된다.

잘 알려진 바와 같이, 양호하게 한정된 종횡비가 10인 제2극팁을 제조하는 것은 매우 곤란하다. 제2극팁 측벽의 불량한 정세도는 기록된 데이타의 불량한 해상도(resolution)을 야기할 수 있다. 따라서, 고해상도, 고데이타율의 기록 헤드가 이에 공통된 판독 헤드의 고해상도에 매치되게 제조될 수 있도록 제2극팁의 종횡비를 감소시킬 필요가 있다.

피기백/공통 MR 헤드 동작의 또 다른 아이템은 판독 헤드 절연층의 얇음과 이로 인한 파손의 가능성이다.

[발명의 요약]

본 발명은 피기백 또는 공통 MR 헤드의 절연 스택 영역내의 1 이상의 차폐층을 제거하고(또는,“제거하거나”) 1이상의 차폐층을 얇게 함으로써 종래기술의 MR 헤드의 한계를 극복한다. 피기백 MR 헤드에서, 절연 스택 영역내의 차폐층들 중 하나 또는 전부가 제거되거나 얇게 될 수 있다. 공통 MR 헤드에서, 절연 스택 영역내의 제1 차폐층은 제거되거나 얇게 될 수 있다. 1 이상의 차폐층이 절연 스택 영역내에서 제거되면, 기록 코일의 자기 저항은 현저히 감소된다. 만약, 1 이상의 차폐층이 절연 스택 영역내에서 제거되는 대신 얇게 된다면, 자기 저항의 감소는 비록 크지는 않더라도 여전히 실현된다. 상기 배열은 기록극과 MR 센서간의 이익의 균형을 허용한다. 하나 또는 전부의 차폐층의 얇게된 부분을 유지함으로써 MR 센서를 부유 자장으로부터 적절히 보호할 수 있다.

1 이상의 차폐층을 제거하고(또는,“제거하거나”) 얇게 하는 것은 MR 센서 바로 뒤에서 후방 갭 방향으로 발생된다. 이로써, 절연 스택 영역이 위치한 표면은 저감되며,‘함몰된’프로파일이 형성된다.

MR 센서를 위한 자기 차페의 특유 영역(critical region)은 일반적으로 극팁 영역이라는 것을 유념해야 한다. 상기 영역에서, 본 발명의 모든 실시예들은 제1 및 제2 차폐층의 전체 두께를 유지한다. 이는 MR 감지 전류를 전도하는 제1 및 제2리드들의 경로를 고유하게 정향하는 기회를 제공한다. 리드는, MR 센서에 수직한 위치로서, 상기 리드가 패드에 접속 가능한 헤드의 후방으로 추가 루팅되도록 차폐층 너머에 있는 상기 위치로, ABS에 평행하게 연장된다. 종래기술의 MR 헤드에서, 상기 리드들은 일반적으로 MR 센서에의 접속점으로부터 헤드 안으로 직접 되돌려 루팅된다. 제1 및 제2 갭층은 차폐층으로부터 리드를 절연시킨다. 상기 층들은 판독 헤드의 분해능을 증가시키도록 가능한한 얇게 유지되므로, 갭층내의 핀홀(pin hole)로 인해 리드와 차폐층은 전기적으로 단락될 잠재성이 매우 크다. 본 발명에서, 상기 단락의 잠재성은 ABS에 평행한 리드의 짧은 횡방향 연장시에만 발생하고, 헤드의 후방으로의 긴 연장시에는 발생하지 않는다.

본 발명의 절연 스택 영역내의 1이상의 차폐층의 두께를 제거하거나 최소화함으로써, 피기백 또는 공통 MR 헤드의 기록 헤드부의 제조중에 함몰된 영역이 제공된다. 이는 종횡비를 현저히 감소시켜 기록 헤드부를 위해 양호하게 한정된 고데이타율의 제2극팁들이 제조될 수 있다. 본 발명에서, 종횡비는 10 또는 그 이상으로부터 약 4까지 감소될 수 있다.

본 발명의 목적은 보다 효율적인 공통된 기록 및 판독 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 저감된 기록 코일 자기 저항을 구비한 피기백 또는 공통 MR 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기록 코일 자기 저항을 감소시키고, 기록 코일의 크기를 감소시키며, MR 헤드의 기록 동작시 1 이상의 차폐층내의 자구의 이동을 감소시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 목적들을 달성하는 것은 물론 헤드의 종횡비를 감소시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 목적을 달성하는 것은 물론 도체 리드와 차폐층간의 전기적 단락을 최소화하는 MR 센서에 이르는 통로를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적들 및 장점들은, 첨부된 도면을 참조한 후술한 기재 내용에 의해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명할 것이다.

[양호한 실시예의 설명]

이제 도면을 참조하면, 유사한 도면부호는 여러 도면을 통해서 유사한 부품을 나타내는데, 제1도에는 자기 디스크 드라이브(20)가 도시되었다. 드라이브(20)는 자기 디스크(24)를 지지하고 회전시키는 스핀들(22)을 포함한다. 스핀들(22)은 모터 콘트롤(28)에 의해 제어되는 모터(26)에 의해 회전된다.

디스크(24)상에 기록 및 판독하기 위한 피기백 또는 공통 MR 헤드일 수 있는 자기 헤드(30)는 슬라이더(32)상에 장착되며, 슬라이더(32)는 현수장치 및 작동기조립체(34)에 의해 지지된다. 현수장치 및 작동기 조립체(34)는 자기 헤드(30)가 자기 디스크(24)의 표면과 변환 관계에 있게끔 슬라이더(32)를 위치시킨다. 디스크(24)가 모터(26)에 의해 회전될 때, 공기는 디스크의 표면에 의해 이동되어 슬라이더로 하여금 디스크의 표면에서 약간 떨어져 공기의 쿠션(에어 베어링)상에서 주행하게 한다. 그러면, 자기 헤드(30)는 디스크(24)의 표면상의 복수의 원형 트랙에 정보를 기록하고 그로부터 데이타 및 서보정보를 판독하기 위해 이용된다. 드라이브 전자장치(36)는 정보를 기록하기 위한 드라이브 신호를 제공하고 디스크(24)로부터 판독된 리드백 및 서보신호를 프로세스한다.

제2도에는 제1도의 슬라이더(32)상에 자기 헤드(30)로서 이용될 수 있는 종래기술의 공통 MR 헤드(30A)가 도시되었다. 헤드(30A)는 제1차폐층(S1)과 제2차폐층(S2) 사이에 샌드위치된 제1갭층(G1)과 제2갭층(G2) 사이에 샌드위치된 MR 센서(MR)를 포함한다. 리드층은 그 중의 하나가 제2도에 L1으로 도시되었는데, MR 센서에 접속되고 역시 제1갭층(G1)과 제2갭층(G2) 사이에 샌드위치된다. 리드층(L1, L2)은 제2도에 도시된 절단된 부분의 우측에 위치된 단자 패드(도시되지 않음)에 접속된다. 패드는 드라이브 전자장치(36)(제1도 참조)를 위한 외부 전기 접속점을 제공한다. 헤드의 판독부는 상기 구성 요소들을 포함한다. 제1도의 자기 디스크(24)가 MR 센서에 인접하여 회전될 때, 디스크상의 자기 영역은 MR 센서에 의해 검출되어 MR 센서의 저항을 변화시킨다. 감지전류는 리드를 거쳐 MR 센서를 통해서 도통되고 그것은 MR 센서를 가로지르는 전위의 변화를 발생시키고 그것은 MR 센서의 저항의 변화에 대응된다. 그러면 이러한 전위의 변화는 제1도에 도시된 드라이브 전자장치(36)에 의해 리드백 신호로서 프로세스된다.

종래기술의 공통 MR 헤드(30A)는 또는 기록부(write portion)를 포함한다.

기록부는 기록 코일층(C)(기록 코일)과, 절연층(I1, I3)사이에 샌드위치된 절연층(12)을 포함한다. 이 영역은 일반적으로 절연 스택영역으로 지칭된다. 절연층(I1, I3)은 제1 및 제2 극편(P1,P2) 사이에 샌드위치된다.

극편(P1, P2)은 절연 스택 영역의 좌측에 극팁(PT1,PT2)을 형성하며, 절연스택 영역에서 극팁은 0.2㎛ 두께의 얇은 갭층(G)에 의해 분리된다. 극편(P1,P2)은 후방 갭(back gap)(BG)에서 절연 스택의 우측에 자기적으로 접속된다.

따라서, 신호전류가 기록 코일을 통해 흐를 때, 자속(flux)은 제1 및 제2 극편(P1,P2)내로 유도되어 프린지 자속(fringe flux)이 에어 베어링 표면(ABS)에서 갭(G)을 가로질러 브릿지한다. 프린지 자속은 제1도에 도시된 드라이브 전자 장치(36)에 의해 제공된 기록신호에 응답하여 회전 자기 디스크(24)에 정보를 기록한다. 헤드(30A)는 하나의 층이 제2 차폐층(S2)과 제1극핀(P1) 모두로 작용하기 때문에 공통 MR 헤드로 지칭된다. 이 층은 기록동작 동안에 제1 극편(P1)으로 기능하고, 판독동작 동안에는 제2 차폐층(S2)으로 기능한다.

종래 기술의 공통 MR 헤드에서의 중대한 문제는 기록 코일 부근에서의 차폐층(S1, S2)의 크기가 크다는 것이다. 제1 및 제2 차폐층(S1, S2)은 센더스트(Sendust), 퍼멀로이(Permalloy) 또는 철질화물(iron nitride)과 같은 강자성 재료로 구성된다.

기록 코일이 여기될 때, 제1 차폐층(S1)은 기록 코일의 EMF에 대항하는 역기전력(counter electromotive force)(CEMF)을 발생하는 인덕턴스로서 작용한다.

코일의 주파수 또는 데이타율(data range)이 높을수록 차폐층(S1)의 인덕턴스도 높다.

종래기술의 공통 MR 헤드(30A)에서의 또다른 문제는 제2 극편(P2)의 높은 수직 프로파일로 인해서 ABS에서의 제2극팁(P2)의 정세도(definition)의 부족이다. 이것은 절연 스택(절연층(I1, I2, I3))의 높이로 인한 것이다. 그 결과는 높은 토포그래피의 제2극편(P2)이고, 그것은 바람직하지 않은 높은 종횡비를 발생시킨다. 고밀도 헤드를 위해서, ABS에서의 극팁(PT2)의 폭은 좁아야만 하고, 양호하게 1㎛이면, 종횡비는 10이다.

ABS에서 제2극편(P2)과 극팁을 구성하는데 필요한 종래기술의 포토레지스트층의 두께는 통상적으로 10㎛ 이상이다.

포토레지스트가 배치될 때, 그것은 제2도에 가상선(40)으로 도시된 구성을 가질 것이다.

포토레시스트층이 마스크되고 빛에 노출될 때, 빛은 포토레지스트의 두께로 인해서 ABS에서 극팁(PT2)의 불량한 정세도를 발생시킨다. 이것은 실질적으로 수직이고 양호한 정세도를 갖도록 정확한 크기를 가져야 하는 측벽의 불규칙성을 갖는 불량하게 한정된 극팁(PT2)을 형성한다.

여러가지의 종래기술이 낮은 종횡비를 갖는 양호하게 한정된 제2극팁(PT2)을 달성하도록 이용되었다. 두가지 그러한 기술이 제3(a)도, 제3(b)도, 제4(a)도 및 제4(b)도에 도시되었다.

제3(a)도 및 제3(b)도에는 제2극편 (P2)의 제1부(42)가 저평면 프로파일로 ABS에 형성된다.

이것은 4㎛의 크기의 얇고 실질적으로 평평한 포토레지스트층을 제공한다. 포토레지스트 증착 후에, 이론 비임 밀링 또는 반응 이온 에칭이 극팁의 측벽을 한정하기 위해 이용된다. 절연 스택과 기록 코일의 형성 후에, 제2극 편의 제2대형부(44)가 제1부(42)에 제3(b)도의 45로 도시된 바와 같이 스티치(stitch)된다.

제4(a)도 및 제4(b)도에서, 극팁(PT2)은 부분(46,48)에 의해 형성된다. 부분(46)은 포토레지스트의 얇은 층을 가지고 패터닝하고, 다음에는 측벽을 한정하기 위해 이온 비임 밀링 또는 반응 이온 에칭하므로써 구성된다. 다음에는 보다 큰 피스(piece)(48)가 포화 문제를 최소화하기 위해 ABS 부근의 49에서 피스(46)의 상부에 스티치된다. 제3(a)도, 제3(b)도, 제4(a)도 및 제4(b)도에 도시된 구성 방법은 모두 생산 기초로 일관성있게 수행하기에 비싸고 어려운 많은 부가적 프로세싱 단계를 포함한다.

제5도는 제1도에 도시된 슬라이더상에 자기 헤드(30)로서 이용될 수 있는 본 발명의 제1실시예(30B)를 형성하는 공통 MR 헤드를 도시한다. 헤드(30B)는 극팁 영역, 절연 스택 영역 및 코일 영역을 갖는데, 극팁 영역은 ABS로부터 절연 스택 영역으로 연장되고, 절연 스택 영역은 절연 스택 영역내에 위치되었으나 극팁 영역으로부터 이격된 후방 갭(제2도 참조)과 코일영역까지 극팁 영역으로부터 연장된다. 30B 실시예에서, 제1 및 제2 차폐층(S1, S2)은 MR 센서의 보호를 위해서 극팁 영역내에 위치된다. 본 발명의 30B 실시예에서는 제1 차폐층(S1)이 경사부(50)를 따라서 극팁 영역과 코일 영역 사이에서 종료된다는 것이다. 이것은 절연 스택을 구성하는 헤드의 후속 박막층을 위한 오목부(51)를 제공한다. 제2갭층(G2)은 제1차폐층(S1)의 경사부(50)를 따라 연장되고 다음에는 ABS에 수직하게 헤드의 후방 영역을 향해 연장된다. 제2도의 종래기술의 헤드에서 도시된 바와 같이 리드부가 동일 통로를 따라서 도시되지 않았다는 것을 유의해야 한다.

헤드(30B)를 위한 리드는 뒤에서 더욱 상세히 기술될 다른 통로를 취할 수도 있다.

층(S2/P1), 기록갭, 절연층(I1), 기록 코일, 절연층(I2, I3) 및 제 2극편(P2)은 모두 절연 스택 영역내의 제1차폐층(S1)에 의해 제공된 오목부에 의해 함몰하게 되어 기록갭 평면 위의 제2극편의 높이를 낮추어 제2극팁(PT2)의 평면화를 촉진시킨다. 이것은 극팁(PT2)의 조립 동안에 레지스트의 종횡비를 상당히 감소시켜 제5도에서 ABS에 레지스트층(40)의 두께에 의해 보여진 바와 같이 4㎛ 크기의 얇은 층의 레지스트를 가지고 ABS에서의 극팁의 구성을 가능하게 한다.

더욱 얇은 레지스트층은 더욱 좁은 극팁이 양호한 정세도를 가지고 정확히 구성되도록 허용하여 헤드의 비트 밀도를 강화한다. 제1차폐층(S1)의 큰 부분의 제거는 더욱 중요한데, 그것은 기록 코일의 동작에 대항하는 유도를 감소시킨다. 제1차폐층(S1)의 나머지 부분은 기록층으로 부터 이격되어, 고주파 전류가 기록 코일을 통해서 전도될 때 그 EMF는 제1 차폐층(S1)의 CEMF에 의해 상당히 대항되지는 않는다. 따라서, 실시예 30B는 종래기술의 공통 MR 헤드에 비해 상당한 개량을 제공한다.

제1 차폐층(S1)의 경사부(50)는 제6도에 도시된 바와 같이 음의 경사부(52)를 가진 레지스트층에 의해 구성될 수도 있다.

다음에는 퍼멀로이는 음의 경사부 부근에 도금되고, 그 후에 레지스트는 제5도에 도시된 바와같이 제1차폐층(S1)의 경사부(50)를 형성하도록 제거된다.

제7도는 제2차폐층(S2)과 제1극편(P1)이 스페이서(60)에 의해 분리된 별도의 층들이라는 점을 제외하고는 제2도에 도시된 공통 MR 헤드와 동일한 종래 기술의 피기백 헤드(30c)를 도시한다. 공통 MR 헤드에 비하여 피기백 헤드의 이점은 제1 및 제2차폐층(S1,S2)이 높은 EMF기록 동작 후에 자벽(domain wall) 재배향에 의한 영향을 덜 받을 수 있어서 MR 센서를 위한 일정한 바이어스점(bias point)을 촉진시킨다는 것이다. 그러나 실시예 30c는 제2도에 도시된 종래기술의 실시예와 동일한 단점을 갖는데, 즉, (1)기록 코일 부근의 큰 차폐층(S1,S2)이 고데이타율(data rates)동안에 높은 인덕턴스를 유발하는 것과, (2) 제2극편(P2)의 높은 수직 프로파일이다.

제8도에는 본 발명의 다른 실시예 30D가 도시되었는데, 그것은 개량된 피기백 헤드이다. 이 실시예에서, 제1 및 제2 차폐층들(S1, S2)은 모두 극팁 영역과 코일 영역 사이에서 각각 70 및 72에서 종료되고, 갭층(G1, G2)은 제1차폐층의 후방부(70)를 따라 하향 경사지고 헤드의 후방부를 향해 연장된다. 큰 스페이서층(74)은 갭층(G1, G2)과 제1극편(P1) 사이에 제공될 수 있다. 제1극편(P1), 제1절연층(I1), 제2절연층(I2) 및 기록 코일, 제3절연층(I3) 및 제2극편(P2)의 토포그래피(topography)는 제1 및 제2차폐층(S1, S2)의 종료에 의해 발생된 오목부에 의해 감소되고, 따라서 절연 스택은“함몰된다”. 30D의 실시예는 제2 차폐층(S2)과 제1극편(P1)을 위한 공통층을 이용하지 않는다는 점에서 제5도에 도시된 30B의 실시예에 비해 이점을 갖는다.

따라서, 극편(P1, P2)의 기록 동작 동안에 발생되는 큰 EM 필드는 차폐층(S1, S2)의 자구 구조와 그것들의 MR 센서와의 관계에 보다 적은 효과를 갖는다. 30D의 실시예를 위한 리드층은 갭층(G1, G2)과 함께 연장되지 않는다는 것에 유의해야 한다. 이 실시예를 위한 리드층은 뒤에 더욱 상세히 기술될 것이다.

제9도는 제1 및 제2차폐층(S1, S2)의 감소된 두께부(80, 82)가 그 감소된 두께로 인한 오목부내의 제9도에 도시된 바와 같은 함몰된 절연 스택 영역을 통해 연장된다는 점을 제외하고는 실시예 30D와 유사한 본 발명의 실시예 30E를 도시한다. 두께부(80,82)는 극팁 영역내의 제1 및 제2 차폐층(S1, S2)의 두께의 대략 1/4일 수 있다. 오목부내의 두께부(80,82)는 기록 코일과 작동기 모터 및 다른 전자장치와 같은 다른 외부 소스의 EM 필드로부터 MR 센서를 위한 부가적 보호를 제공한다. 단점은 이러한 층(80,82)들이 기록 코일에 유도적으로 커플링된다는 것이다. 그러나, 그것들은 P1 층과 스페이서층(84)에 의해 발생된 분리로 인해서 기록 코일에 대해 이격된다. 따라서, 피기백 헤드는 기록 코일의 기록동작에 중대한 충격 없이 더욱 얇은 S1 및 S2 층(80,82)을 허용한다.

재10도는 제2차폐층(S2)이 90에서 종료되고, 제1차폐층(S1)이 낮아진 절연 스택 영역내에서 ABS에 수직하게 연장되는 감소된 두께부(92)를 갖는다는 점을 제외하고는 30E 실시예와 유사한 본 발명의 실시예 30F이다. 감소된 두께부(92)와 스페이서층(94)사이에 리드층이 있고, 리드층중의 하나는 96으로 도시되었으며, 리드층들은 제1 및 제2갭층(G1, G2) 사이에 샌드위치되고 절연 스택 영역내에서 ABS에 수직하게 연장된다. 실시예 30F는 30E 실시예에 비하여 강자성이 보다 약한 재료가 기록 코일에 유도적으로 커플링된다는 이점을 갖는다.

제11도에 도시된 본 발명의 실시예 30G는 제2차폐층(S2)과 제1극편(P1)이 공통층인 공통 MR 헤드이다. 이 실시예에서 제1차폐층(S1)은 절연 스택영역에서 ABS에 수직으로 연장되는 감소된 두께부(100)를 가지며, 층(S2/P1)은 ABS로부터 헤드의 후방 영역으로 두께가 일정한 층이다. 기록 코일 부근에서의 제1 차폐층(S1)은 두께가 감소되기 때문에, 기록 코일의 동작에 대한 유도 저항이 보다 작다. 이 실시예는 리드를 이용하는데, 리드중의 하나가 102로 도시되었고, 리드들은 갭층(G1, G2) 사이에 샌드위치 되었으며, 절연 스택 영역내에서 ABS에 수직하게 연장된다.

제12도에는 공통 MR 헤드인 본 발명의 또다른 실시예 30H가 도시되었다.

이 실시예에서 제1 차폐층(S1)은 110에서 종료되고, 공통층(S2/P1)은 절연 스택 영역내에서 ABS에 수직으로 연장되는 감소된 두께부(112)를 갖는다. 이 실시예는 30D 실시예보다 기록 코일에 대해 보다 적은 유도 효과를 가질 것이지만, 그것은 MR 센서를 위해 부유 EM 필드 (stray EM field)로부터 보다 적은 보호를 제공한다.

MR 센서를 위한 리드는 갭층(G1/G2)과 함께 헤드내로 되돌아 연장되지 않으며, 뒤에 더욱 상세히 기술될 것이다.

본 발명의 다른 실시예 30I는 제13도에 공통 MR 헤드의 형태로 도시되었다. 이 실시예에서, 전체 길이에 걸쳐 연장된 차폐층(S1)은 극팁 영역을 통해 절연 스택 영역으로 연장된다. 공통층(S2/P1)은 극팁 영역에서 두드러진 높이를 갖지만 절연 스택 영역에서 120에서 상당히 얇게 되며, 절연 스택 영역에서의 두께(120)는 극팁 영역내의 S2/P1 층의 두께의 약 1/8이다. 이것은 헤드 구조에 있어서 절연층(I1, I2, I3)과 기록 코일을 낮추기 위한 부가적 높이를 제공하여 제2극팁(P2)은 더욱 평면화될 수 있다. 이 실시예에서 하나가 122로 도시된 리드층들은 절연 스택 영역내에서 갭층(G1,G2)과 함께 ABS에 대해 수직하게 연장된다.

제14도, 제15도 및 제16도는 본 발명의 한 실시에 30J를 도시하는데, 그것은 제5도, 제8도 및 제12도에 도시된 본 발명의 실시예 30B, 30D 및 30H를 위해 리드(L1, L2)를 제공한다. 제14도에서, 기록 코일(C)은 후방 갭(BG) 주위에 도시되었다. 실시예 30J에서 제1 및 제2 갭 프리필(prefill) 층들(G1P, G2)이 이용되며, 제1갭 프리필 층(GIP)은 제1갭층(G1)상에 있고, 제2갭 프리필(G2P)은 제2갭층(G2)상에 있다. 모든 갭층은 MR 센서로부터 헤드에 대하여 횡방향으로 (ABS에 대해 평행하게) 연장되며, 갭층(G1,G2)은 차폐층(S1,S2) 사이에 좁은 판독 갭을 형성하기 위해 MR의 상부 및 하부를 덮는다. 갭층(G1P,G2P)은 제16도에 도시된 바와 같이 MR 센서를 약간 지나서(약 1чm) 124 및 126에서 종료된다.

MR 센서에 연속적으로 연결될 수 있는 리드(L1, L2)는 갭층(G1P, G2) 사이에 샌드위치되고 헤드에 대해 횡방향으로 제1 차폐층(S1)의 상부에서 갭층과 함께 S2/P1층의 한계를 넘어 연장된다. 갭층(G2, G2P)은 바이어(via)(130,132)들을 갖는데, 리드(L1, L2)는 바이어(130,132)를 통해서 도체(C1, C2)에 각각 접속된다.

도체(C1, C2)는 차폐층이 없는 헤드내로 되돌아 연장되며 패드(134,136)에 접속되는데, 패트(134,136)는 제1도에 도시된 드라이브 전자장치(36)에 접속될 수 있다. 리드(L1,L2)들은 이중 갭층에 의해 차폐층(S1,S2)으로의 단락이 실질적으로 길이 전체에 걸쳐 보호된다는 것에 유의해야 한다. 따라서, 갭층(G1,G2)은 양호한 판독 해상도를 위해 얇을 수 있고, 갭층(G1P, G2P)은 갭층(G1,G2)내의 포텐셜핀 홀(potential pin holes)이 리드를 차폐층(S1,S2)에 단락시키지 않는 것을 보장한다.

프리필 갭층(G1P,G2P)의 상세한 설명은 본 명세서에 레퍼런스를 합체되고 본 출원인에게 양도된 동시 계류중인 미국 특허 출원인, 알. 이. 폰타나 등의“좁은 갭 자기 저항 판독 헤드(미국 특허 출원 제08/366,277 호, 1994년 12월 29일 출원, 미국 특허 제5,568,335호로 특허)”에 기재되어 있다.

상기 개시를 따르면 본 발명의 다양한 수정 및 변경이 가능한 것이 명백하며, 이하의 특허 청구 범위의 범위내에 있는 것으로 간주되어야 한다.

Claims

자기 저항(MR) 판독 및 유도 기록의 조합 헤드에 있어서 ① 제1및 제2차폐층 사이에 샌드위치된 제1 및 제2갭층 사이에 샌드위치된 MR 판독 센서와 ② 제1 및 제2극편 사이에 샌드위치된 절연층들 사이에 샌드위치된 기록 코일로서, 상기 극편들은 에어 베어링 표면(ABS)에서 갭층에 의해 분리되는 극팁들에서 끝나고 후방 갭에서 자기적으로 접속되는, 상기 기록 코일을 포함하며, ③ 상기 헤드는 극팁 영역과, 절연 스택 영역과, 코일 영역을 구비하고, 상기 극팁 영역은 상기 ABS로부터 상기 절연 스택 영역까지 연장되며, 상기 절연 스택 영역은 상기 극팁 영역으로부터 상기 후방 갭까지 연장되고, 상기 코일 영역은 상기 절연 스택 영역내에 위치하되 상기 극팁 영역으로부터 이격되며, ④ 상기 MR 판독 센서는 상기 ABS에 따른 폭과 상기 ABS에 수직하게 상기 헤드 안으로 연장된 깊이를 가지는 MR 영역을 한정하고, ⑤ 상기 제1 및 제2 차폐층은 상기 극팁 영역내에 위치하며, ⑥ 상기 절연 스택 영역내에서 상기 제1 및 차폐층 중 적어도 하나의 차폐층은 존재하지 않거나 얇아짐으로써 상기 절연 스택 영역내에 오목부를 제공하고, ⑦ 상기 기록 코일 및 상기 절연층들은 상기 오목부내에 위치하며, ⑧ 상기 제2극편은 상기 절연층들 및 상기 기록 코일 위에 위치하고, ⑨ 제1 및 제2 리드층은 상기 제1 및 제2 갭층 사이에 샌드위치되며 상기, MR 센서의 제1 및 제2대향 단부에 각기 접속되고, ⑩ 제1 및 제2도체는 상기 제2차폐층 밖에서 상기 MR 센서를 가로지르도록 위치하며, ⑪ 상기 제1 및 제2리드층은 상기 MR 센서로부터 상기 ABS에 평행하게 연장되고, 상기 제1 및 제2 리드층은 상기 제2 차폐층 밖에 위치한 상기 제2갭층내의 바이어들을 통해 상기 제1 및 제2도체에 각기 접속되며, ⑫ 제1및 제2갭 프리필(prefill)층이 제공되며, ⑬ 상기 제1갭 프리필층은 상기 제1갭층의 일면과 상기 제1 및 제2리드층의 대향면 사이에 샌드위치되며, 상기 제1 및 제2리드층은 상기 제1갭 프리필층과 상기 제2갭층 사이에 샌드위치되고, 상기 제2갭층은 상기 제2갭층는 상기 제1 및 제2리드층의 일면과 상기 제2갭 프리필층의 대향면 사이에 샌드위치되며, 상기 제1갭층과, 상기 제1갭 프리필층과, 상기 제1갭 프리필층과, 상기 제1 및 제2리드층과, 상기 제2갭층과, 상기 제2갭 프리필층은, 상기 MR 영역내에서 상기 제1 및 제2갭 프리필층이 상기 제1 및 제2차폐층 사이에 샌드위치되지 않는 것만을 예외로, 상기 제1 및 제2 차폐층사이에 샌드위치되며, ⑭ 상기 제2갭 프리필층도, 상기 제 2차폐층 밖에 위치하여 상기 제1 및 제2리드를 상기 제1 및 제2 도체에 접속하는 바이어들을 구비하며, ⑮ 상기 제1 및 제2 도체는 상기 제1 및 제2 차폐층 밖에서 상기 ABS에 수직한 방향으로 상기 헤드 안으로 연장되고, 상기 제1 및 제2도체는 제1 및 제2패드에 접속된 단자부들을 구비하는 자기 저항(MR) 판독 및 유도 기록의 조합 헤드.
자기 저항(MR) 판독 및 유도 기록의 조합 헤드에 있어서, [1] 제1 및 제2 차폐층 사이에 샌드위치된 제1 및 제2 갭층 사이에 샌드위치된 MR 판독 센서와, [2] 제 1 및 제2 극편 사이에 샌드위치된 절연층들 사이에 샌드위치된 기록 코일로서, 상기 극편들은 에어 베어링 표면(ABS)에서 갭층에 의해 분리되는 극팁들에서 끝나고 후방 갭에서 자기적으로 접속되는, 상기 기록 코일을 포함하며, [3] 상기 헤드는 극팁 영역과, 절연 스택 영역과, 코일 영역을 구비하고, 상기 극팁 영역은 상기 ABS로부터 상기 절연 스택 영역까지 연장되며, 상기 절연 스택영역은 상기 극팁 영역으로부터 상기 후방 갭까지 연장되고, 상기 코일 영역은 상기 절연 스택 영역내에 위치하되 상기 극팁 영역으로부터 이격되며, [4] 상기 MR 판독 센서는 상기 ABS에 따른 폭과 상기 ABS에 수직하게 상기 헤드 안으로 연장된 깊이를 가지는 MR 영역을 한정하고, [5] 상기 제1 및 제2차폐층은 상기 극팁 영역내에 위치하며, [6] 상기 절연 스택 영역내에서 상기 제1 및 제2 차폐층 중 적어도 하나의 차폐층은 존재하지 않거나 얇아짐으로써 상기 절연 스택 영역내에 오목부를 제공하고, [7] 상기 기록 코일 및 상기 절연층들은 상기 오목부내에 위치하며, [8] 상기 제2 극편은 상기 절연층들 및 상기 기록 코일 위에 위치하고, [9] 상기 제1 및 제2 차폐층 중 하나의 차폐층은 상기 극팁 영역과 상기 코일 영역 사이에 위치한 후방벽(back wall)에서 끝나며, [10] 상기 제1 및 제2 차폐층 중 상기 하나의 차폐층은 상기 제1 차폐층 이고, [11] 제1 및 제2 리드층은 상기 제1 및 제2 갭층 사이에 샌드위치되며 상기 MR센서의 제1 및 제2대향 단부에 각기 접속되고, [12] 제1 및 제2도체는 상기 제2차폐층 밖에서 상기 MR 센서를 가로지르도록 위치하며, [13] 상기 제1 및 제2리드층은 상기 MR 센서로부터 상기 ABS에 평행하게 연장되고, 상기 제1 및 제2 리드층은 상기 제2 갭층내의 바이어들을 통해 상기 제1 및 제2 도체에 각기 접속되며, [14] 제1 및 제2갭 프리필(prefill)층이 제공되며, [15] 상기 제1갭 프리필층은 상기 제1갭층의 일면과 상기 제1 및 제2리드층의 대향면 사이에 샌드위치되며, 상기 제1 및 제2 리드층은 상기 제1갭프리필층과 상기 제2갭층 사이에 샌드위치되고, 상기 제2갭층은 상기 제1 및 제2리드층의 일면과 상기 제2갭 프리필층의 대향면 사이에 샌드위치되며, 상기 제1갭층과, 상기 제1갭 프리필층과, 상기 제1 및 제2리드층과, 상기 제2갭층과, 상기 제2갭 프리필층은, 상기 MR 영역내에서 상기 제1 및 제2갭 프리필층이 상기 제1 및 제2차폐층 사이에 샌드위치되지 않는 것만을 예외로, 상기 제1 및 제2차폐층 사이에 샌드위치되며, [16] 상기 제2갭 프리필층도 상기 제1 및 제2리드를 상기 제1 및 제2도체에 접속하는 바이어들을 구비하고, [17] 상기 제1 및 제2도체는 상기 제1 및 제2차폐층 밖에서 상기 ABS에 수직한 방향으로 상기 헤드 안으로 연장되고, 상기 제1 및 제2도체는 제1 및 제2패드에 접속된 단자부들을 구비하는 자기 저항(MR) 판독 및 유도 기록 조합 헤드.
제2항에 있어서, 상기 제2차폐층은 상기 극편 영역내의 제1부분과, 상기 절연 스택 영역내의 제2부분과, 상기 제1 및 제2부분을 상호 접속하는 경사 부분을 포함하며, 상기 경사부분은 상기 제1차폐층의 상기 후방벽과 면하는 경사 전방벽과, 상기 오목부의 전방벽을 형성하는 경사 후방벽을 구비하는 자기 저항(MR) 판독 및 유도 기록 조합 헤드.
제3항에 있어서, ① 상기 제2차폐층의 상기 제1, 제2 및 경사 부분은 실질적으로 동일한 두께를 가지며, ② 상기 제2차폐층 및 상기 제1극편의 단일층을 형성하는 자기 저항(MR)판독 및 유도 기록 조합 헤드.
제3항에 있어서, 상기 제2차폐층의 상기 제2 부분은 상기 제2차폐층의 상기 제1부분보다 얇은 자기 저항(MR) 판독 및 유도 기록 조합 헤드.
자기 저항(MR) 판독 및 유도 기록의 조합 헤드에 있어서, [1] 제1 및 제2차폐층 사이에 샌드위치된 제1및 제2갭층 사이에 샌드위치된 MR 판독 센서와, [2] 제1 및 제2극편 사이에 샌드위치된 절연층들 사이에 샌드위치된 기록 코일로서, 상기 극편들은 에어 베어링 표면(ABS)에서 갭층에 의해 분리되는 극팁들에서 끝나고 후방 갭에서 자기적으로 접속되는, 상기 기록 코일을 포함하며, [3] 상기 헤드는 극팁 영역과, 절연 스택 영역과, 코일 영역을 구비하고, 상기 극팁 영역은 상기 ABS로부터 상기 절연 스택 영역까지 연장되며, 상기 절연 스택 영역은 상기 극팁 영역으로부터 상기 후방 갭까지 연장되고, 상기 코일 영역은 상기 절연 스택 영역내에 위치하되 상기 극팁 영역으로부터 이격되며, [4] 상기 MR 판독 센서는 상기 ABS에 따른 폭과 상기 ABS에 수직하게 상기 헤드 안으로 연장된 깊이를 가지는 MR 영역을 한정하고, [5] 상기 제1 및 제2차폐층은 상기 극팁 영역내에 위치하며, [6] 상기 절연 스택 영역내에서 상기 제1 및 제2차폐층 중 적어도 하나의 차폐층은 존재하지 않거나 얇아짐으로써 상기 절연 스택 영역내에 오목부를 제공하고, [7] 상기 기록 코일 및 상기 절연층들은 상기 오목부내에 위치하며, [8] 상기 제2극편은 상기 절연층 및 상기 기록 코일 위에 위치하고, [9] 상기 제1 및 제2차폐층 중 하나의 차폐층은 상기 극팁 영역과 상기 코일 영역 사이에 위치한 후방벽(back wall)에서 끝나며, [10] 상기 제1 및 제2 차폐층 모두는 상기 극팁 영역과 상기 절연 스택 영역 사이에서 끝나고, [11] 제1 및 제2리드층은 사기 제1 및 제2갭층 사이에 샌드위치되며 상기 MR 센서의 제1 및 제2대향 단부에 각기 접속되고, [12] 제1 및 제2도체는 상기 제2 차폐층 밖에서 상기 MR 센서를 가로지르도록 위치하며, [13] 상기 제1 및 제2리드층은 상기 MR 센서로부터 상기 ABS에 평행하게 연장되고, 상기 제1 및 제2리드층은 상기 제2갭층내의 바이어들을 통해 상기 제1 및 제2도체에 각기 접속되며, [14] 제1 및 제2갭 프리필(prefill)층이 제공되며, [15] 상기 제1갭 프리필층은 상기 제1갭층의 일면과 상기 제1 및 제2리드층의 대향면 사이에 샌드위치되며, 상기 제1 및 제2리드층은 상기 제1갭 프리필층과 상기 제2갭층 사이에 샌드위치되고, 상기 제2갭층은 상기 제1 및 제2리드층의 일면과 상기 제2갭 프리필층의 대향면 사이에 샌드위치되며, 상기 제1갭층과, 상기 제1갭 프리필층과, 상기 제1 및 제2리드층과, 상기 제2갭층과, 상기 제2갭 프리필층은, 상기 MR 영역내에서 상기 제1 및 제2갭 프리필층이 상기 제1 및 제2차폐층 사이에 샌드위치되지 않는 것만을 예외로, 상기 제1 및 제2차폐층 사이에 샌드위치되며, [16] 상기 제2갭 프리필층도 상기 제1 및 제2리드를 상기 제1 및 제2도체에 접속하는 바이어들을 구비하고, [17] 상기 제1 및 제2도체는 상기 제1 및 제2차폐층 밖에서 상기 ABS에 수직한 방향으로 상기 헤드 안으로 연장되고, 사기 제1 및 제2도체는 제1 및 제2패드에 접속된 단자부들을 구비하는 자기 저항(MR)판독 및 유도 기록 조합 헤드.