KR100718148B1 - 비대칭형 수직자기기록헤드 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

비대칭형 수직자기기록헤드 및 그 제조 방법에 관해 개시한다. 개시된 본 발명은 자기 기록층으로부터 데이터를 읽기 위한 읽기용 헤드와 상기 자기 기록층에 데이터를 기록하기 위한 쓰기용 헤드를 포함하는 수직자기기록헤드에 있어서, 상기 쓰기용 헤드는 싱글 폴 타입 헤드로써, 메인 폴과 리턴 폴을 포함하고, 상기 메인 폴의 상기 자기 기록층에 근접한 부분의 상기 자기 기록층 안쪽을 향하는 제1 면, 상기 메인 폴의 상기 자기 기록층의 데이터 기록면을 향하는 제2 면 및 상기 메인 폴의 상기 자기 기록층의 바깥쪽을 향하는 제3 면 중에서 상기 제1 및 제3 면은 비대칭이되, 상기 제1 면은 상기 근접한 부분의 폭이 상기 자기 기록층에 가까울수록 폭이 얇아지는 구조가 되도록 비스듬하게 커팅된 면인 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드 및 그 제조 방법을 제공한다. 상기 제1 및 제3 면 중 어느 한 면과 상기 제2 면사 이의 각은 90°보다 클 수 있다.

Description

비대칭형 수직자기기록헤드 및 그 제조 방법{Asymmetric type perpendicular magnetic recording head and method of manufacturing the same}

도 1은 트랙과 평행한 방향에서 본, 종래 기술에 의한 수직자기기록헤드의 쓰기용 헤드 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 쓰기용 헤드의 메인 폴을 헤드의 진행 방향에서 본 정면도이다.

도 3은 도 1의 메인 폴의 자기 기록층에 인접한 부분에 대한 사시도이다.

도 4는 트랙에 평행한 방향에서 본, 본 발명의 제1 실시예에 의한 비대칭형 수직 자기 기록헤드의 단면도이다.

도 5는 도 4의 메인 폴을 진행 방향에서 본 정면도이다.

도 6은 도 4의 메인 폴의 특징부를 포함하는 사시도이다.

도 7은 데이터를 기록하는 과정에서 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 기록헤드에서 발생되는 자기장에 의해 자기기록층에서 기록 방향의 필드 기울기(Field Gradient)를 나타낸 그래프이다.

도 8은 데이터를 기록하는 과정에서 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 기록헤드에서 발생되는 자기장에 의해 자기 기록층에서 트랙 방향의 필드 기울기(Field Gradient)를 나타낸 그래프이다.

도 9는 데이터를 기록하는 과정에서 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 기록헤드에서 발생되는 자기장에 의해 자기기록층에서 트랙방향의 자기장세기 분포를 나타낸 그래프이다.

도 10과 도 11은 각각 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 기록 헤드에서 발생되는 자기장에 의해 자기기록층에서 트랙방향의 자기장 세기의 분포에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸 이미지 사진이다.

도 12 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 의한 비대칭형 수직자기기록헤드의 제조 방법을 나타낸 단면도와 평면도들이다.

도 18은 트랙에 평행한 방향에서 본, 본 발명의 제2 실시예에 의한 비대칭형 수직자기기록헤드의 단면도이다.

도 19는 트랙에 평행한 방향에서 본, 본 발명의 제3 실시예에 의한 비대칭형 수직자기기록헤드의 단면도이다.

도 20 내지 도 23은 도 18에 도시한 수직자기기록헤드의 제조 방법을 단계별로 나타낸 단면도들이다.

도 24는 도 18에 도시한 수직자기기록헤드의 메인 폴의 기하학적 형태를 보여주는 정면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

18:자기 기록층 18s:선택된 트랙

22:자기 기록층(18)의 회전방향을 가리키는 화살표

40:쓰기 헤드 42:읽기 헤드

44:수직 자기 기록 헤드

50:자기 기록층의 바깥 방향을 나타낸 화살표

52:자기 기록층의 안쪽 방향을 나타낸 화살표

100:기판 102, 50:층간 절연막

42a, 42b:제1 및 제2 자기 실드층(magnetic shield layer)

42c, 202:읽기 소자 40b, 208:메인 폴

40a, 210:리턴 폴 40c, 212:자기 유도 코일

40d, 214, 240:절연층 40aa:메인 폴의 자기 기록층에 근접한 부분

200, 204, 220:제1 내지 제3 실드층

206:서브 요크(sub yoke) 250, 252:제1 및 제2 층간 절연층

PR, PR1:감광막 B:자기장

RS:메인 폴의 자기 기록층에 인접한 부분의 우측면(제1 면(GS1)이 형성되기 전의 면)

40p:메인 폴의 자기 기록층에 인접한 부분의 노출된 영역

GS1, GS2, GS3:메인 폴의 자기 기록층에 근접한 부분의 제1 내지 제3 면

W2:제2 면(GS2)의 폭 W3:선택된 트랙(18s)의 폭

θ:메인 폴의 자기 기록층에 근접한 부분의 제1 면과 제2 면사이의 각

1.발명의 분야

본 발명은 자기기록헤드 및 그 제조 방법에 관한 것으로써, 보다 자세하게는 비대칭형 수직자기기록헤드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

2. 관련 기술의 설명

현재의 하드 디스크(HDD)에 대한 데이터 기록 방식은 대부분 수평자기기록방식이다. 따라서 하드 디스크에 데이터를 기록할 때, 하드 디스크의 자기 기록층의 데이트 기록 영역의 자기 분극은 자기 기록층의 표면에 수평으로 놓이게 된다. 그런데 수평자기기록방식으로 상기 자기 기록층에 데이터를 기록하는 과정에서 같은 극끼리 마주하도록 자기 분극이 정렬되는 경우가 자주 발생된다. 이와 같은 경우, 같은 극이 마주하는 자기 분극들은 서로 반발하게 되므로, 두 자기 분극사이의 거리는 다른 극끼리 마주하도록 정렬된 자기 분극들사이의 거리보다 멀어지게 된다. 이에 따라 자기 기록층에서 같은 극이 마주하도록 정렬되는 자기 분극이 차지하는 면적은 다른 극이 마주하도록 정렬되는 자기 분극이 차지하는 면적보다 증가하게 된다. 이 결과, 자기 기록층의 데이터 기록 밀도는 낮아지게 된다.

이와 같은 수평자기기록방식의 문제점을 해소할 수 있는 방안의 하나가 수직자기기록방식으로 자기 기록층에 데이터를 기록하는 것이다. 수직자기기록방식에서자기 분극은 자기 기록층의 표면에 수직한 방향으로 정렬된다. 수직자기기록방식에서 이웃하는 자기 분극들이 반대 방향으로 정렬된 경우, 자기 분극들은 서로 끌어당겨 면적을 축소하는 방향으로 움직이는 경향이 있다. 이러한 원인으로 데이터 기록 밀도를 높일 수 있다.

이와 같은 수직자기기록방식의 이점에 따라 이 방식을 실제 활용할 수 있는 수직자기기록헤드에 관심이 모아졌고, 현재 다양한 수직자기기록헤드가 소개되고 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 수직자기기록헤드의 쓰기 헤드의 단면을 보여준다. 도 1은 트랙과 평행한 방향에서 본 것이다.

도 1을 참조하면, 쓰기 헤드는 메인 폴(main pole)(10)과 리턴 폴(return pole)(12)을 포함하고, 메인 폴(10)과 리턴 폴(12)사이는 자기 유도 코일(14)에 절연층(16)이 존재한다. 자기 기록층(18)에 비트 데이터를 기록하기 위한 자기장(Bo)은 메인 폴(10)과 리턴 폴(12)사이에 발생된다. 자기장(Bo)은 메인 폴(10) 바로 밑의 자기 기록층(18)의 소정 영역과 그 아래의 연자성체층(Soft Under Layer)(미도시)을 수직으로 통과한 후, 리턴 폴(12)까지 상기 연자성체층 밑으로 흐른다. 리턴 폴(12) 밑에 도달한 자기장(Bo)은 자기 기록층(18)을 수직으로 통과하여 리턴 폴(12)로 들어간다. 이 과정에서 메인 폴(10) 바로 아래의 자기 기록층(18)의 상기 소정 영역에 위 또는 아래를 향하는 자기 분극이 나타난다. 이러한 자기 분극은 상기 소정 영역에 기록된 비트 데이터로 간주된다. 도 1에서 화살표(22)는 자기 기록층(18)의 진행 방향을 나타낸다. 도 2는 도 1의 메인 폴(10)을 도면의 우측에서 본, 곧 트랙 방향에서 본 정면도이다. 도 2에서 참조번호 24는 자기 기록층(18)에서 선택된 트랙을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 메인 폴(10)의 자기 기록층(18)에 근접한 부분(10a)은 자기 기록층(18)의 트랙의 폭(Tw)보다 같거나 작은 폭(w1)을 갖고 소정의 길이 만큼 돌출된 것을 알 수 있다. 도 3은 메인 폴(10)의 자기 기록층(18)에 인접한 부분(10a)이 포함된 일부를 입체적으로 보여준다. 도 3을 참조하면, 자기 기록층(18)에 인접한 부분(10a)은 폭(W1)이 균일하고, 기하학적으로 대칭인 것을 알 수 있다. 도 3에서 참조번호 24E는 자기 기록층(18)의 바깥 방향을 나타내고, 24I는 안쪽 방향을 나타낸다.

이러한 종래 기술에 의한 수직기록자기헤드를 이용할 경우, 기존의 수평자기기록헤드보다 기록 밀도를 높일 수 있지만, 트랙 밀도와 스큐 각(skew angle)이 증가함에 따라 트랙 방향의 누설 자속이 증가하게 된다. 이에 따라, 선택된 트랙에 데이터를 기록하는 과정에서 비선택 트랙이 받는 영향도 증가하게 된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래 기술이 갖는 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 보다 높은 트랙밀도를 갖는 자기 기록층에 대응하면서 누설 자속을 줄일 수 있는 수직자기기록헤드를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 이러한 수직자기기록헤드의 제조 방법을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 자기 기록층으로부터 데이터를 읽기 위한 읽기용 헤드와 상기 자기 기록층에 데이터를 기록하기 위한 쓰기용 헤드를 포함하는 수직자기기록헤드에 있어서, 상기 쓰기용 헤드는 싱글 폴 타입 헤드로써, 메인 폴과 리턴 폴을 포함하고, 상기 메인 폴의 상기 자기 기록층 안쪽을 향하는 제1 면, 상기 메인 폴의 상기 자기 기록층의 데이터 기록면을 향하는 제2 면 및 상기 메인 폴의 상기 자기 기록층의 바깥쪽을 향하는 제3 면 중에서 상기 제1 및 제3 면은 비대칭인 것을 특징으로 수직자기기록헤드를 제공한다.

상기 제1 및 3 면 중 어느 하나와 상기 제2 면사이의 각은 90도보다 클 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제3 면은 대칭이면서 상기 제2 면과 90도보다 큰 각으로 경사진 것일 수 있다.

또한, 상기 메인 폴의 상기 읽기용 헤드를 향하는 면에 서브 요크가 더 구비될 수 있다. 이때, 상기 서브 요크와 상기 읽기용 헤드사이에 실드층이 더 구비될 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 기판 상에 읽기용 헤드를 형성하는 제1 단계; 상기 읽기용 헤드 상에 자기 실드층을 형성하는 제2 단계; 상기 자기 실드층 상에 층간 절연층을 형성하는 제3 단계; 상기 층간 절연층 상에 메인폴 자성층을 형성하는 제 4 단계; 상기 메인폴 자성층을 패터닝하되, 자기 기록층과 근접하는 부분의 상기 자기 기록층의 안쪽을 향하는 제1 면과 바깥쪽을 향하는 제3 면을 비대칭으로 형성하는 제5 단계; 상기 비대칭으로 패터닝된 메인폴 자성층 상에 자기 유도 코일을 포함하는 절연층을 형성하는 제6 단계; 상기 절연층의 일부를 제거하여 상기 메인폴 자성층을 노출시키는 제7 단계; 및 상기 절연층 상에 상기 메인폴 자성층의 노출된 부분과 연결되도록 리턴 폴 자성층을 형성하는 제8 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드의 제조 방법을 제 공한다.

이 제조 방법에서 상기 제5 단계는 상기 자기 기록층과 근접하는 부분의 상기 자기 기록층의 데이터 기록면과 마주하는 제2 면과 상기 제1 및 제3 면 중 선택된 한 면이 이루는 각이 90도보다 크도록 상기 선택된 어느 한 면을 비스듬하게 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제5 단계는 상기 메인폴 자성층 상에 상기 메인폴 자성층의 소정 영역을 노출시키는 감광막을 형성하는 단계; 상기 메인폴 자성층의 노출된 영역 중에서 자기 기록층에 근접될 부분을 한정하는 상기 감광막의 해당 부분의 마주하는 두 내 측면은 비대칭이되도록 상기 감광막을 패터닝하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 메인폴 자성층의 노출된 영역 중에서 자기 기록층에 근접될 부분을 한정하는 상기 감광막의 해당 부분의 마주하는 두 내 측면은 비평행일 수 있다.

또한, 상기 자기 실드층과 상기 메인 폴 자성층사이에 상기 메인 폴 자성층에 접촉되도록 서브 요크를 더 형성할 수 있다. 이때, 상기 서브 요크와 상기 자기 실드층사이에 별도의 실드층을 더 형성할 수 있다.

이러한 본 발명을 이용하면, 데이터 기록 밀도와 함께 트랙밀도(TPI)를 높일 수 있다. 또한, 상기 비대칭 구조에 기인하여 메인 폴로부터 발생되는 자기장의 기울기가 커져서, 선택된 트랙에 데이터를 기록하는 과정에서 상기 선택된 트랙에 인접한 트랙에 대한 헤드의 영향을 줄일 수 있다. 아울러 공정면에서도 기존의 공정에 커팅 공정만 추가하면 되므로, 상대적으로 간단한 공정으로 트랙밀도를 크게 증 가시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 비대칭형 수직자기기록헤드 및 그 제조 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 의한 비 대칭형 수직자기기록헤드(본 발명의 자기헤드)에 대해 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 자기헤드(44)는 쓰기 헤드(40)와 읽기 헤드(42)를 포함한다. 쓰기 헤드(40)는 자기 기록층(18)의 진행 방향(22)을 기준으로 읽기 헤드(42) 앞쪽에 구비되어 있다. 쓰기 헤드(40)는 읽기 헤드(42)에 접한 메인 폴(40b)과 자기 유도 코일(40c)이 감긴 리턴 폴(40a)을 포함한다. 리턴 폴(40a)의 일단은 메인 폴(40b)에 부착되어 있고, 타단은 자기 기록층(18)에 근접해 있다. 리턴 폴(40a)의 상기 일단과 타단사이는 볼록하고, 이러한 리턴 폴(40a)과 메인 폴(40b)사이에는 절연층(40d)이 구비되어 있다. 리턴 폴(40a)의 상기 타단과 메인 폴(40b)은 주어진 간격만큼 이격되어 있지만, 상기 간격은 매우 좁고, 상기 간격은 절연층(40d)으로 채워져 있다. 자기 유도 코일(40c)은 절연층(40d) 안에 존재한다.

리턴 폴(40a)과 메인 폴(40b)을 연결하는 점선(B)은 비트 데이터 기록시에 리턴 폴(40a)과 메인 폴(40b)사이에 발생되는 자기장을 나타낸다. 읽기 헤드(42)는 제1 및 제2 자기 실드(magnetic shield)층(42a, 42b)을 포함하고, 이들 실드층(42a, 42b)사이에 구비된 읽기용 디바이스(42c)를 포함한다. 제1 및 제2 자기 실드층(42a, 42b)은 선택된 트랙의 정해진 위치로부터 데이터를 읽는 동안, 상기 정해 진 위치 둘레의 자기적 요소로부터 발생되는 자기장이 상기 정해진 위치에 도달되는 것을 차단한다. 읽기용 디바이스(42c)는, 예를 들면 GMR 또는 TMR일 수 있다. 본 발명의 자기 헤드(44)의 주요 특징은 메인 폴(40b)의 타단, 곧 자기 기록층(18)에 가까운 부분(40aa)에 있다.

도 5는 메인 폴(40b)의 정면도로서, 도 4의 우측에서 메인 폴(40b)을 본 것이다.

도 5를 참조하면, 메인 폴(40b)의 자기 기록층(18)에 근접한 부분(40aa)은 폭이 일정하지 않다. 곧 메인 폴(40b)의 상기 근접한 부분(40aa)은 자기 기록층(18)에 가까울수록 폭이 얇아지는 구조를 갖는다. 근접한 부분(40aa)의 하단의 폭(w2)은 바로 아래 트랙(18s)의 폭(w3)보다 좁다. 도 4와 도 5를 종합할 때, 메인 폴(40b)의 자기 기록층(18)에 근접한 부분(40aa)이 자기 기록층(18)을 향해 점차 폭이 얇아지는 구조를 갖는 것은 메인 폴(40b)의 트랙(18s)에 수직한 방향 혹은 본 발명의 자기 헤드를 지지하는 지지 암(미도시)의 회전 방향에 있는 면 중 어느 한쪽 면(GS1)이 비스듬하게 커딩된 면이기 때문이다. 이러한 사실은 메인 폴(40b)의 근접한 부분(40aa)을 포함하는 일부를 입체적으로 보여주는 도 6을 참조하면 보다 명확히 알 수 있다. 도 6에서 제1 및 제2 화살표(50, 52)는 자기 기록층(18)의 반경 방향을 나타낸다. 제1 화살표(50)는 자기 기록층(18)의 바깥쪽을 향하고, 제2 화살표(52)는 자기 기록층(18)의 안쪽을 향한다.

도 6을 참조하면, 메인 폴(40b)의 자기 기록층(18)에 근접한 부분(40aa)의 자기 기록층(18)의 안쪽을 향하는 제1 면(GS1)과 트랙(18s)과 마주하는 제2 면 (GS2)사이의 각(θ)은 90보다 큰 것을 볼 수 있다. 도 6에서 메인 폴(40b)의 상기 근접한 부분(40aa)의 자기 기록층(18) 바깥을 향하는 제3 면(GS3)과 트랙(18s)과 마주하는 제2 면(GS2)사이는 90도를 이루고 있지만, 제2 및 제3 면(GS2, GS3)사이의 각이 90도 보다 크고, 제1 및 제2 면(GS1, GS2)사이의 각(θ)이 90일 수도 있다. 결과적으로 메인 폴(40b)의 자기 기록층(18)의 바깥쪽을 향하는 부분과 안쪽을 향하는 부분은 비대칭이 된다. 한편, 제1 및 제2 면(GS1, GS2)사이의 각(θ)과 제2 및 제3 면(GS2, GS3)사이의 각은 모두 90도 보다 클 수 있는데, 이 경우 두 각은 다른 것이 바람직하고, 따라서 메인 폴(40b)은 비대칭이 된다.

도 7 및 도 8은 종래와 같이 메인 폴(40b)이 대칭 구조일 때(이하, 제1 경우)와 상술한 본 발명의 자기 헤드와 같이 메인 폴(40b)이 비 대칭 구조일 때(이하, 제2 경우), 자기 기록층(18) 위치에서의 필드 기울기(field gradient)를 보여준다. 도 7은 기록 방향의 필드 기울기를 보인 것이고, 도 8은 트랙 방향의 필드 기울기를 보인 것이다. 도 7 및 도 8의 제1 그래프(G1, G11)는 상기 제1 경우에 대한 것이고, 제2 그래프(G2, G22)는 상기 제2 경우에 대한 것이다.

도 7을 참조하면, 제2 그래프(G2)의 필드 기울기가 제1 그래프(G1)의 필드 기울기보다 큰 것을 알 수 있다. 필드의 기울기가 크다는 것은 자기장의 퍼짐이 작다는 것을 의미하는 바, 도 7의 결과로부터 기록 방향으로의 자기장 집속 정도는 종래의 자기 헤드보다 본 발명의 자기 헤드에서 높게 된다. 따라서 본 발명의 자기 헤드를 이용할 경우, 기록 방향으로의 선 기록 밀도를 높일 수 있다.

도 8을 참조하면, 도 7과 마찬가지로 제2 그래프(G22)의 필드 기울기가 제1 그래프(G11)의 필드 기울기보다 큰 것을 알 수 있는데, 이러한 결과는 상기 제1 경우일 때보다 상기 제2 경우일 때, 트랙 방향으로의 자기장 퍼짐이 작다는 것을 의미한다. 이와 같이 본 발명의 자기 헤드는 트랙 방향으로 자기장 퍼짐도 작기 때문에, 트랙 방향으로의 자기장 집속 정도를 종래 기술에 의한 자기 헤드보다 높일 수 있다. 그러므로 본 발명의 자기 헤드를 이용하면, 트랙 밀도를 높일 수 있을 뿐만 아니라 데이터를 기록하는 과정에서 비 선택 트랙이 받는 영향을 줄일 수 있다.

도 9는 종래의 자기 헤드와 본 발명의 자기 헤드를 이용하여 데이터를 기록할 때, 자기 기록층 내에서 트랙 방향에 따른 자기장의 변화를 보여준다. 도 9에서 제1 그래프(GG1)는 상기 제1 경우에 대한 것이고, 제2 그래프(GG2)는 상기 제2 경우에 대한 것이다.

도 9를 참조하면, 수직 방향으로의 퍼짐은 제2 그래프(GG2)보다 제1 그래프(GG1)에서 훨씬 크게 나타난다. 이것이 의미하는 바는 상기 제2 경우에서의 자기장 집속 정도가 상기 제1 경우에서 보다 훨씬 높다는 것이다. 따라서 도 9는 도 7 및 도 8의 결과를 종합하여 나타낸 것으로 볼 수 있다.

도 10과 도 11을 비교함으로써, 이러한 결과는 더욱 분명하게 한다.

도 10과 도 11은 각각 상기 제1 및 제2 경우에 있어서 트랙(60) 상에서의 자기장 세기 분포 시뮬레이션 결과를 보여준다. 도 10 및 도 11에서 제1 영역(A1)은 자기장이 가장 센 영역이고, 제2 영역(A2)은 자기장이 두 번째로 센 영역을 나타낸다. 도 10을 참조하면, 트랙(18s) 안쪽은 모두 제1 영역(A1)이고, 제2 영역(A2)은 트랙(18s)을 벗어난 것을 볼 수 있다. 반면, 도 11을 참조하면, 제1 및 제2 영역 (A1, A2)이 모두 트랙(18s) 안쪽에 있음을 알 수 있다. 도 10과 도 11의 비교를 통해서 자기장의 집속 정도는 상기 제1 경우(도 10)보다 상기 제2 경우(도 11)에서 훨씬 높다는 것을 알 수 있고, 인접한 트랙에 대한 자기장의 영향도 상기 제2 경우에서 훨씬 작다는 것을 알 수 있다.

다음, 본 발명의 자기 헤드의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 12를 참조하면, 기판(100) 상에 제1 자기 실드층(42a)을 형성한다. 제1 자기 실드층(42a) 상에 층간 절연막(102)을 형성한다. 층간 절연막(102)을 형성하는 중간에 읽기용 소자(42c)를 형성하여 읽기용 소자(42c)가 층간 절연막(102)안에 내재되도록 형성한다. 계속해서 층간 절연막(102) 상에 제2 자기 실드층(42b)을 형성한다. 제2 실드층(42b) 상에 층간 절연층(50)을 형성하며 메인 폴(40b)과 절연층(40d)을 순차적으로 적층한다. 절연층(40d)을 형성하는 과정에서 자기 유도 코일(40c)을 절연층(40d)에 매립되도록 형성한다. 절연층(40d) 상에 자기 유도 코일(40c)을 덮는 감광막(PR)을 형성한다. 감광막(PR)을 식각 마스크로 하여 절연층(40d)을 식각한다. 상기 식각은 메인 폴(40b)이 노출될 때까지 실시할 수 있다. 도 13은 상기 식각 결과를 보여준다.

도 13을 참조하면, 절연층(40d)의 감광막(RR) 좌측 부분, 곧 절연층(40d)의 자기 기록층(18)과 마주하는 부분은 완전히 제거하지 않고, 일정 두께만큼 남겨둔다. 반면, 절연층(40d)의 감광막(40d) 오른쪽 부분은 메인 폴(40b)이 노출될 때까지 제거한다.

상기 식각 후, 감광막(PR)으로 덮인 절연층(40d)의 상부면과 메인 폴(40b)의 상기 식각에시가 의해 노출된 부분사이에 절연층(40d)의 두께에 해당하는 단차가 형성된다. 건식 식각의 특성상, 절연층(40d)의 상부면과 메인 폴(40b)의 노출된 부분을 잇는 절연층(40d)의 측면은 비스듬하게 형성된다. 상기 식각 후, 감광막(PR)을 제거하고, 도 14에 도시한 바와 같이, 절연층(40d) 상에 리턴 폴(40a)을 형성한다. 리턴 폴(40a)은 메인 폴(40b)의 상기 식각에서 노출된 부분과 접촉된다.

도 15는 메인 폴(40b)의 평면을 보여준다. 도 15에 도시한 바와 같이, 메인 폴(40b)의 자기 기록층(18)에 근접한 부분(40aa)은 윗 부분보다 폭을 좁게 형성한다. 또한, 메인 폴(40b)은 폭이 좁은 부분(40aa)에서 위로 갈수록 점차 폭이 넓어지게 형성하되, 어느 지점 부터 일정한 폭으로 형성할 수 있다. 도 15에 도시한 바와 같이 메인 폴(40b)을 일단 형성한 후, 도 16에 도시한 바와 같이, 메인 폴(40b) 하단의 폭이 좁은 부분(40aa)의 우측면(RS)을 도 5의 제1 면(GS1)과 같이 비스듬하게 형성하는데 사용할 감광막(PR1)을 메인 폴(40b)이 형성된 결과물 상에 형성한다. 감광막(PR1)은 메인 폴(40b)의 폭이 좁은 부분(40aa)의 우측을 직각 삼각형 형태로 노출시킨다.

감광막(PR1)을 식각 마스크로 하여 메인 폴(40b)의 노출된 부분(40p)을 식각한다. 상기 식각은 층간 절연층(50)이 노출될 때까지 식각한다. 상기 식각후, 감광막(PR1)을 제거한다. 도 17은 감광막(PR1)을 제거한 후의 결과물을 보여준다.

도 17을 참조하면, 상기 식각에 의해 메인 폴(40b) 하단의 폭이 좁은 부분(40aa)의 자기 기록층의 안쪽(52)을 향하는 도 15의 우측면(RS)은 비스듬한 제1 면(GS1)이 된다. 이에 따라 제1 면(GS1)은 상기 좁은 부분(40aa)의 자기 기록층과 마 주하는 제2 면(GS2)사이의 각은 90도 보다 크게 된다. 또한, 메인 폴(40b) 하단의 폭이 좁은 부분(40aa)은 하단으로 갈수록 폭이 좁아진다. 메인 폴(40b)의 폭이 좁은 부분(40aa)의 하단의 폭(w2)(도 5 참조)은 자기 기록층의 트랙의 폭보다 좁게 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 도 16의 감광막(PR1)을 형성하는 공정에서, 메인 폴(40b) 하단의 폭이 좁은 부분(40aa)의 노출되는 부분(40p)으로 좁은 부분(40aa)의 왼쪽면을 한정한 경우, 도 17에서 경사면은 제3 면(GS3)이 될 것이다. 또한, 도 16의 감광막(PR1)을 형성하는 공정에서, 메인 폴(40b) 하단의 좁은 부분(40aa)의 왼쪽과 오른쪽면을 모두 노출시킨 경우, 도 17에서 제1 및 제3 면(GS1, GS3)이 모두 경사면이 될 것이다.

다음에는 본 발명의 제2 실시예에 의한 수직자기기록헤드에 대해 설명한다.

도 18을 참조하면, 제1 및 제2 실드층(200, 204)사이에 읽기용 소자(202)가 구비되어 있다. 제2 실드층(204)으로부터 이격된 곳에 메인 폴(208)에 자기장을 집속시키는 서브 요크(sub yoke)(206)가 구비되어 있다. 서브 요크(206)는 제2 실드층(204)과 나란히 구비되어 있다. 메인 폴(208)은 서버 요크(206)에 접촉된 상태로 서버 요크(206)의 우측에 구비되어 있다. 서버 요크(206)의 하단은 메인 폴(208)의 하단보다 위쪽에 위치한다. 메인 폴(208) 우측에 리턴 폴(210)이 존재한다. 리턴 폴(210)과 메인 폴(208)의 상단은 접촉되어 있고, 하단은 좁은 간격으로 이격되어 있다. 메인 폴(208)의 기하학적 형태는 도 24에 도시한 바와 같이 상술한 제1 실시예에 의한 메인 폴(40b)와 동일하다. 메인 폴(208)과 리턴 폴(210)사이는 절연층 (214)으로 채워져 있고, 절연층(214)내에 자기 유도 코일(212)이 구비되어 있다. 절연층(214)은, 예를 들면 알루미늄 산화막 (Al₂O₃)층일 수 있다. 이와 같이, 메인 폴(208)과 리턴 폴(210)의 구성은 제1 실시예의 구성과 거의 동일하다.

한편, 도 18에서 각 구성요소들 사이의 이격된 부분은 절연층, 예를 들면 알루미늄 산화막(Al₂O₃)으로 채워져 있으나, 편의 상 도시하지 않았다.

다음, 본 발명의 제3 실시예에 의한 수직자기기록헤드에 대해 설명한다. 제3 실시예에 의한 수직자기기록헤드에 대한 설명은 상기한 제2 실시예에 의한 수직자기기록헤드와 다른 부분을 중심으로 한다.

도 19를 참조하면, 제2 실드층(204)과 서브 요크(206)사이에 제3 실드층(220)이 더 구비되어 있다. 제3 실드층(220)은 제2 실드층(204)은 물론이고 서브 요크(206)와도 비접촉되게 구비되어 있다. 나머지 구성은 제2 실시예와 동일하다.

계속해서, 상기 제2 실시예에 의한 수직자기기록헤드의 제조 방법에 대해 설명한다. 제2 및 제3 실시예에 의한 수직자기기록헤드의 구성은 크게 다르지 않은 바, 본 설명은 제3 실시예에 의한 수직자기기록헤드의 제조 방법에도 적용될 수 있다.

도 20을 참조하면, 기판 상(100)에 제1 실드층(200)과 절연층(240)을 형성한다. 절연층(240)을 형성하는 중에 절연층(240)에 내재되도록 읽기 소자(202)를 형성한다. 읽기 소자(202)는 제1 실시예의 그것과 동일할 수 있다. 읽기 소자(202)는 한 면을 제외한 나머지 부분이 절연층(240)에 내재되도록 형성한다. 절연층(240) 상에 제2 실드층(204)을 형성한다. 이어서, 제2 실드층(204) 상에 제1 층간 절연층(250)을 형성한다. 제1 층간 절연층(250)은, 예를 들면 알루미늄 산화막으로 형성할 수 있다. 제1 층간 절연층(250)의 일부 영역 상에 소정 두께로 제2 층간 절연층(252)을 형성하고, 제1 층간 절연층(250)의 나머지 영역 상에는 서브 요크(206)를 제2 층간 절연층(252)과 같은 두께로 형성한다. 이러한 서브 요크(206)는, 예를 들면 리프트 오프(lift off) 방법으로 형성할 수 있다. 서브 요크(206)를 형성한 후에는 제2 층간 절연층(252)과 서브 요크(206)의 상부면을 CMP 방식을 이용하여 평탄화한다.

계속해서, 도 21을 참조하면, CMP 방식으로 평탄화된 제2 층간 절연층(252)과 서브 요크(206)의 상부면을 소정 두께의 메인 폴(208)로 덮는다. 이후, 사진식각 공정을 이용하여 메인 폴(208)을 도 24에 도시한 바와 같은 형태로 가공하는데, 이 과정은 제1 실시예에 의한 수직자기기록헤드에서 설명한 바와 같다.

이어서, 도 22에 도시한 바와 같이, 메인 폴(208)의 일부 영역 상에 자기 유도 코일(212)을 포함하는 절연층(214)을 형성한다. 절연층(214)은, 예를 들면 알루미늄 산화막으로 형성할 수 있다. 절연층(214)의 좌우 양측은 경사지게 형성한다. 이러한 절연층(214) 상으로 도 23에 도시한 바와 같이 리턴 폴(210)을 형성한다. 리턴 폴(210)의 일단은 메인 폴(208)의 절연층(214)이 형성되지 않은 부분과 접촉된다. 그리고 리턴 폴(210)의 타단은 절연층(214)으로 인해 메인폴(208)과 좁은 간격으로 이격된다. 절연층(214)의 형태로 인해 리턴 폴(210)의 상기 일단과 타단사이는 볼록한 형태가 된다.

한편, 제3 실시예에 의한 수직자기기록헤드의 제조 방법에서 제1 층간 절연층(250)과 제2 층간 절연층(252) 및 서브 요크(206)사이에 제3 실드층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 제3 실드층은 서브 요크(206)와 접촉되지 않게 형성한다.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 메인 폴(40b) 하단의 폭이 좁은 부분(40aa)의 특징은 그대로 가지면서 메인 폴(40b) 전체의 기하학적 형태는 다르게 할 수 있을 것이다. 또한, 메인 폴(40b)은 상술한 바와 같이 두고 메인 폴(40b)외의 다른 구성 요소에 대한 변형을 시도할 수 있을 것이다. 또한, 리프트 오프(lift-off) 공정을 이용하여 메인 폴(40b)을 형성할 수도 있을 것이다. 예컨대, 절연층(40d) 상에 감광막을 형성하는 단계에서 최종 형태의 메인 폴과 동일한 형태로 절연층의 노출되는 영역을 한정하여 노출시키는 감광막을 형성하고, 이 상태에서 절연층(40d)의 상기 노출된 영역에 자성층을 적층한 후, 상기 감광막을 제거함으로써 원하는 비대칭 형태의 메인 폴을 얻을 수도 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 수직자기기록헤드에서 메인 폴 하단의 자기 기록층에 근접한 부분의 트랙 안쪽을 향하는 제1 면(또는 트랙의 바깥쪽을 향하는 제3 면)은 비스듬하게 커팅되어 있다. 따라서 상기 근접한 부분의 상기 트랙의 데이 터 기록면과 마주하는 제2 면과 상기 제1 면사이의 각은 90도보다 큰 반면, 상기 제3 면과 상기 제2 면사이의 각은 90도 정도이다. 따라서 메인 폴은 비대칭 구조를 갖는다. 본 발명의 수직자기기록헤드에서는 상기 제1 면의 커팅 경사도에 따라 상기 제2 면의 트랙 방향으로의 폭을 조절할 수 있으므로, 본 발명에서 쓰기용 헤드의 트랙 방향으로의 폭은 자기 기록층의 트랙 폭보다 좁게 형성할 수 있다. 그러므로 본 발명을 이용하면, 트랙밀도(TPI)를 높일 수 있다. 또한, 상기 비대칭 구조에 기인하여 메인 폴로부터 발생되는 자기장의 기울기가 커지기 때문에, 누설자속을 줄일 수 있으므로, 선택된 트랙에 데이터를 기록하는 과정에서 상기 선택된 트랙에 인접한 트랙에 대한 헤드의 영향을 줄일 수 있다. 아울러 공정면에서도 기존의 공정에 커팅 공정만 추가하면 되므로, 상대적으로 간단한 공정으로 트랙밀도를 크게 증가시킬 수 있다.

Claims (11)

1. 자기 기록층으로부터 데이터를 읽기 위한 읽기용 헤드와 상기 자기 기록층에 데이터를 기록하기 위한 쓰기용 헤드를 포함하는 수직자기기록헤드에 있어서,

   상기 쓰기용 헤드는 싱글 폴 타입 헤드로써, 메인 폴과 리턴 폴을 포함하고, 상기 메인 폴의 상기 자기 기록층에 근접한 부분의 상기 자기 기록층 안쪽을 향하는 제1 면, 상기 메인 폴의 상기 자기 기록층의 데이터 기록면을 향하는 제2 면 및 상기 메인 폴의 상기 자기 기록층의 바깥쪽을 향하는 제3 면 중에서 상기 제1 및 제3 면은 비대칭이되, 상기 제1 면은 상기 근접한 부분의 폭이 상기 자기 기록층에 가까울수록 폭이 얇아지는 구조가 되도록 비스듬하게 커팅된 면인 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 및 3 면 중 어느 하나와 상기 제2 면사이의 각은 90도보다 큰 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드.
3. 자기 기록층으로부터 데이터를 읽기 위한 읽기용 헤드와 상기 자기 기록층에 데이터를 기록하기 위한 쓰기용 헤드를 포함하는 수직자기기록헤드에 있어서,

   상기 쓰기용 헤드는 싱글 폴 타입 헤드로써, 메인 폴과 리턴 폴을 포함하고, 상기 메인 폴의 자기 기록층 안쪽을 향하는 제1 면, 상기 자기 기록층의 데이터 기록면을 향하는 제2 면 및 상기 자기 기록층의 바깥쪽을 향하는 제3 면 중에서 상기 제1 및 제3 면은 대칭이면서 상기 제2 면과 90도보다 큰 각으로 경사진 것을 특징으로 수직자기기록헤드.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 메인 폴의 상기 읽기용 헤드를 향하는 면에 서브 요크가 더 구비된 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 서브 요크와 상기 읽기용 헤드사이에 실드층이 더 구비된 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드.
6. 기판 상에 읽기용 헤드를 형성하는 제1 단계;

   상기 읽기용 헤드 상에 자기 실드층을 형성하는 제2 단계;

   상기 자기 실드층 상에 층간 절연층을 형성하는 제3 단계;

   상기 층간 절연층 상에 메인폴 자성층을 형성하는 제4 단계;

   상기 메인폴 자성층을 패터닝하되, 자기 기록층과 근접하는 부분의 상기 자기 기록층의 안쪽을 향하는 제1 면과 바깥쪽을 향하는 제3 면을 비대칭으로 형성하는 제5 단계;

   상기 비대칭으로 패터닝된 메인폴 자성층 상에 자기 유도 코일을 포함하는 절연층을 형성하는 제6 단계;

   상기 절연층의 일부를 제거하여 상기 메인폴 자성층을 노출시키는 제7 단계; 및

   상기 절연층 상에 상기 메인폴 자성층의 노출된 부분과 연결되도록 리턴 폴 자성층을 형성하는 제8 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제5 단계는 상기 자기 기록층과 근접하는 부분의 상기 자기 기록층의 데이터 기록면과 마주하는 제2 면과 상기 제1 및 제3 면 중 선택된 한 면이 이루는 각이 90도보다 크도록 상기 선택된 어느 한 면을 비스듬하게 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드의 제조 방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 제5 단계는,

   상기 메인폴 자성층 상에 자기 기록층과 근접한 상기 메인폴 자성층의 소정 영역을 노출시키는 감광막을 형성하는 단계;

   상기 메인폴 자성층의 노출된 영역 중에서 자기 기록층에 근접될 부분을 한정하는 상기 감광막의 해당 부분의 마주하는 두 내 측면은 비대칭이되도록 상기 감광막을 패터닝하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드의 제조 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 메인폴 자성층의 노출된 영역 중에서 자기 기록층에 근접될 부분을 한정하는 상기 감광막의 해당 부분의 마주하는 두 내 측면은 비평행인 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드의 제조 방법.
10. 제 6 항에 있어서, 상기 자기 실드층과 상기 메인 폴 자성층사이에 상기 메 인 폴 자성층에 접촉되도록 서브 요크를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 서브 요크와 상기 자기 실드층사이에 별도의 실드층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 수직자기기록헤드 제조방법.

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