KR100763904B1 - 수직 자기 헤드 및 그 제조 방법 - Google Patents

수직 자기 헤드 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수직 자기 헤드 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 기록층을 포함하는 수직 자기 기록 매체의 상기 기록층 상방의 트랙 방향으로 이동하며, 상기 기록층에 정보를 기록하거나 상기 기록층의 정보를 재생하는 수직 자기 헤드에 있어서, 상기 수직 자기 헤드는 메인 폴; 상기 기록층과 인접한 ABS 면에서 단부가 상기 메인 폴과 이격된 리턴 폴; 및 상기 메인 폴의 양 측부 및 상기 메인 폴을 중심으로 상기 리턴 폴의 반대 방향에 위치하여 상기 메인 폴의 주변부를 둘러싸며 형성된 것으로, 스플릿 구조를 지닌 다수의 실드들;을 포함하는 수직 자기 헤드를 제공한다.

Description

수직 자기 헤드 및 그 제조 방법{Perpendicular magnetic recording head and manufacturing methof for the same}
도 1a는 종래 기술에 의한 수직 자기 헤드를 나타낸 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 수직 자기 헤드의 A 영역을 ABS 면을 기준으로 나타낸 도면이다.
도 2는 미국 특허 제 6,728,065호에 개시된 종래 기술에 의한 수직 자기 헤드를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드의 구조를 ABS 면을 기준으로 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드의 단면 사시도를 나타낸 도면이다.
도 4b는 메인 폴 주변에 원통형 리턴 폴이 형성된 수직 자기 헤드를 나타낸 도면이다.
도 5는 상기 도 4a 및 도 1a에 도시된 수직 자기 헤드들에 대해 자기 매체의 다운 트랙 방향의 기록 필드를 측정한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 상기 도 4a 및 도 1a에 도시된 수직 자기 헤드들에 대해 자기 매체의 크로스 트랙 방향의 기록 필드를 계산한 결과를 나타낸 도면이다.
도 7a는 상기 도 4a 및 도 4b에 도시된 수직 자기 헤드들에 대해 자기 매체의 크로스 트랙 방향으로 280 내지 480nm 위치의 기록 필드를 나타낸 그래프이다.
도 7b는 상기 도 7a의 그래프에 나타낸 두 값의 차이를 자기 매체의 크로스 트랙 방향으로 360 내지 480nm 위치에서 나타낸 그래프이다.
도 8a 및 도 8b는 종래 기술 및 본 발명에 의한 수직 자기 헤드의 필드 분포를 나타낸 도면이다.
도 9a 내지 도 9k은 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 기록 헤드의 제조 공정의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10, 20... 자기 기록 매체 11... 연자성 하지층
12... 중간층 13... 기록층
100... 기록 헤드 110... 재생 헤드
111... 자기 저항 소자 21... 기록 폴
22a, 22b... 실드 32, 33, 34, 35... 절연층
31, 31a, 31b, 31c, 31d... 실드
P1... 메인 폴 P2... 리턴 폴
C... 코일 S1... 제 1 자기 차폐층
S2... 제 2 자기 차폐층
본 발명은 수직 자기 기록 헤드에 관한 것으로 보다 상세하게는, 수직 자기 기록 매체의 기록 대상 트랙 이외의 트랙에 대해 수직 자기 헤드가 미치는 자기장의 영향을 최소화하기 위해 수직 자기 헤드의 메인 폴 주변에 스플릿 구조의 실드 들을 형성시킨 수직 자기 헤드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
산업화 및 정보화가 빠르게 이루어지면서 개인 또는 단체가 취급하는 정보의 양이 급격히 증가하고 있다. 데이터 처리 속도가 빠르며 데이터 저장능력이 큰 컴퓨터는 이미 대중적으로 널리 보급되어 있다. 컴퓨터의 데이터 처리 속도를 증가시키기 위하여 CPU 칩과 컴퓨터 주변장치의 개선이 이루어지고 있고, 데이터 저장 능력을 향상시키기 위해 다양한 형태의 정보 저장 매체, 예컨대 하드 디스크의 고밀도화가 시도되고 있다.
최근 다양한 형태의 기록 매체가 소개되고 있으나, 대부분의 기록 매체는 자성층을 데이터 기록층으로 이용하는 자기 기록 매체이다. 자기 기록 매체는 데이터 기록 방식을 기준으로 크게 수평 자기 기록 방식과 수직 자기 기록 방식으로 나눌 수 있다.
수평 자기 기록 방식은 자성층의 자화 방향이 자성층의 표면에 평행하게 정렬되는 것을 이용하여 데이터를 기록하는 방식이고, 수직 자기 기록 방식은 자성층의 자화 방향이 자성층의 표면에 수직 방향으로 정렬되는 것을 이용하여 데이터를 기록하는 방식이다. 데이터 기록 밀도 측면에서는, 수직 자기 기록 방식은 수평 자기 기록 방식보다 훨씬 유리하다.
도 1a는 종래 기술에 의한 수직 자기 기록 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 도 1a를 참조하면, 종래의 일반적인 자기 기록 장치는 기록 매체(10)와 기록 메체(10)에 데이타를 기록하는 기록 헤드(100) 및 기록 매체(10)의 데이타를 재생하는 재생 헤드(110)를 포함한다.
기록 헤드(100)는 메인 폴(P1), 리턴 폴(P2) 및 코일(C)을 포함한다. 메인 폴(P1) 및 리턴 폴(P2)은 예를 들어, 니켈 철(NiFe)과 같은 자성 물질로 만들 수 있으며, 각각의 성분 비를 다르게 함으로써 포화 자속 밀도(Bs)를 다르게 형성시키는 것이 바람직하다. 메인 폴(P1) 및 리턴 폴(P2)은 수직 자기 기록 매체(10)의 기록층(13)에 데이터를 기록하는데 직접 사용된다. 메인 폴(P1) 측면에는 서브 요크(Sub Yoke)(101)를 더 형성시켜, 데이터를 기록하는 과정에서 메인 폴(P1)에서 발생되는 자기장을 수직 자기 기록 매체(10)의 선택된 영역에 모아주는 역할을 하도록 할 수 있다. 코일(C)은 메인 폴(P1)을 둘러싸는 형태로 형성되어 있으며, 메인 폴(P1)이 기록 매체(10)에 데이타를 기록할 수 있도록 자기장을 발생시키는 역할을 한다.
재생 헤드(110)는 제 1 및 제 2자기 차폐(magnetic shield)층(S1, S2)을 포함하고, 제 1 및 제 2 자기 차폐층(S1, S2)사이에 형성된 데이타 재생용 자기 저항 소자(111)를 포함한다. 제 1 및 제 2 자기 차폐층(S1, S2)은 선택된 트랙의 소정 영역의 데이터를 읽는 동안, 상기 영역 둘레의 자기적 요소로부터 발생하는 자기장이 상기 영역에 도달되는 것을 차단한다. 데이타 재생용 자기 저항 소자(111)는 GMR 또는 TMR 구조체를 사용할 수 있다.
도 1a에서 X 축 방향은 기록 매체(10)가 진행하는 방향으로 통상 기록층(13)의 다운 트랙 방향(down track direction)이라 칭한다. 그리고, Y 축은 트랙 방향에 수직 방향으로 통상 크로스 트랙 방향(cross-track direction)이라 칭한다.
도 1b는 상기 도 1a의 A 영역의 메인 폴(P1) 및 리턴 폴(P2)의 ABS 면(air bearing surface)을 나타낸 것이다. ABS 면은 기록 헤드(100)가 기록층(13)과 대향하는 면을 의미한다. 도 1b를 참조하면, 메인 폴(P1)에서 인가하는 자기장은 기록층(13)의 마그네틱 도메인(magnetic domain)을 자화시켜 데이타를 기록하게 된다. 이때, 자기장은 기록층(13)의 기록 대상 트랙에 인접한 다른 트랙들의 마그네틱 도메인의 자화 방향에 영향을 미칠 우려가 있다.
도 2는 미국 특허 제 6,728,065호에 개시된 수직 자기 헤드를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 자기 기록 매체(20) 상의 기록용 폴(21) 양쪽에 사이드 실드(22a, 22b)를 원형으로 형성시켜, 기록시 사이드에서 발생하는 자기장으로 인해 한 영향을 줄이는 역할을 하게 하였다. 이와 같이, 사이드 실드(22a, 22b)는 현재 자기 헤드 분야에서 자기장의 경로를 제어하기 위해 채용되고 있다.
본 발명에서는 수직 자기 기록 헤드에서 인가하는 자기장에 의해 기록 대상 트랙에 인접한 트랙의 마그네틱 도메인에 미치는 영향을 최소화하기 위한 실드 구조를 최적화한 수직 자기 기록 헤드 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는,
기록층을 포함하는 수직 자기 기록 매체의 상기 기록층 상방의 트랙 방향으로 이동하며, 상기 기록층에 정보를 기록하거나 상기 기록층의 정보를 재생하는 수직 자기 헤드에 있어서,
상기 수직 자기 헤드는 메인 폴;
상기 기록층과 인접한 ABS 면에서 단부가 상기 메인 폴과 이격된 리턴 폴; 및
상기 메인 폴의 양 측부 및 상기 메인 폴을 중심으로 상기 리턴 폴의 반대 방향에 위치하여 상기 메인 폴의 주변부를 둘러싸며 형성된 것으로, 스플릿 구조를 지닌 다수의 실드들;을 포함하는 수직 자기 헤드를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 실드는 NiFe로 형성된 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 있어서, 상기 메인 폴과 상기 실드들 사이의 거리는 상기 메인 폴과 상기 리턴 폴 사이의 거리보다 큰 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 있어서, 상기 메인 폴, 상기 리턴 폴 및 상기 실드들 사이에 절연층이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 절연층은 Al2O3 또는 SiO2로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 실드들의 상기 메인 폴과 인접한 면의 형상은 타원형인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는,
기록층을 포함하는 수직 자기 기록 매체의 상기 기록층 상방의 트랙 방향으로 이동하며, 상기 기록층에 정보를 기록하거나 상기 기록층의 정보를 재생하는 수직 자기 헤드의 제조 방법에 있어서,
(가) 제 1실드층, 제 1절연층 및 제 2실드층을 형성하는 단계;
(나) 상기 제 2실드층을 일부 식각하고, 잔류한 상기 제 2실드층 및 상기 제 1절연층 상에 제 2절연층 및 제 3 실드층을 순차적으로 형성하는 단계;
(다) 상기 제 3실드층 식각하여 메인 폴을 형성하고 제 3절연층 및 제 4실드층을 순차적으로 형성하는 단계; 및
(라) 상기 제 4실드층의 상기 메인 폴에 해당하는 영역을 식각한 뒤, 제 4절연층 형성하고, 그 상부에 리턴 폴을 형성하는 단계;를 포함하는 수직 자기 헤드의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1실드층, 제 2실드층, 제 3실드층 및 제 4실드층은 NiFe로 형성시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 (나) 단계는,
상기 제 2실드층 상에 상기 제 2실드층을 한정하는 포토레지스트층들을 형성하는 단계; 및
상기 포토레지스트층들 사이에 노출된 제 2실드층을 식각하여 상기 제 1절연층을 노출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 (다) 단계는,
상기 제 3 실드층 상에 패터닝된 포토레지스트층을 형성하는 단계;
상기 포토레지스트층에 의해 노출된 상기 제 3실드층을 식각하여 상기 메인 폴을 형성하는 단계; 및
상기 메인 폴 및 상기 제 3실드층 사이 및 상기 메인 폴 상부에 절연물질을 도포하여 상기 제 3절연층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제 2절연층, 상기 제 3절연층 및 상기 제 4절연층을 형성한 뒤, CMP 공정에 의해 평탄화하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 기록 헤드에 대해 상세히 설명하고자 한다. 여기서, 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명확한 설명을 위하여 다소 과장된 것임을 명심하여야 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드의 구조를 ABS 면을 기준으로 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 기록헤드는 메인 폴(P1), 메인 폴(P1)과 이격된 리턴 폴(P2) 및 메인 폴(P1)의 주변부를 둘러싸며, 스플릿 구조를 지닌 다수의 실드(31a, 31b, 31c 및 31d)를 포함한다. 스플릿 구조의 다수의 실드(31a, 31b, 31c 및 31d)의 단부는 원형이 될 수 있고, 타원형이 될 수 있으며, 비대칭 구조가 될 수 있다.
실드(31a, 31b, 31c 및 31d)는 메인 폴(P1) 및/또는 리턴 폴(P2)과 같은 자 성 물질로 형성시킬 수 있으며, 예를 들어 NiFe로 형성시킬 수 있다. 메인 폴(P1) 양쪽의 실드들 사이의 거리(d1)는 500nm보다 작은 것이 바람직하다. 그리고, 메인 폴(P1)과 실드(31a, 31b, 31c 및 31d)들 사이의 거리(d2)는 메인 폴(P1)과 리턴 폴(P2) 사이의 거리, 즉 write gap 보다 큰 것이 바람직하다.
메인 폴(P1), 리턴 폴(P2) 및 스플릿 구조의 실드(31a, 31b, 31c 및 31d)들 사이에는 절연층(32, 33, 34, 35)가 형성되어 있으며, Al2O3와 같은 절연 물질로 형성된 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드의 자기적인 특징에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다. 이를 위해 도 4a와 같은 구조의 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드와 도 1a에 나타낸 수직 자기 헤드의 기록 특성을 조사하였다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드는 도 3의 구조에서 메인 폴(P1)의 트랙 방향으로 절단한 단면 사시도이다.
도 4a를 참조하면, 메인 폴(P1)을 감싸고 있는 실드들은 그 단부가 타원형으로 형성되어 있다. 도 4b는 메인 폴(P1)과 리턴 폴(P2)로 형성된 구조를 지닌 것이다.
도 5는 상기 도 4a 및 도 1a에 나타낸 수직 자기 헤드들의 메인 폴(P1)로부터 인가된 자기장에 의해 다운 트랙 방향에 위치한 기록층의 마그네틱 도메인에 인가하는 기록 필드, 즉, 자기장의 수직 성분의 세기를 나타낸 그래프이다. 도 5에 서, Split은 도 4a에 나타낸 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드를 나타내며, Non Split는 도 1a에 나타낸 수직 자기 헤드를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 다운 트랙 방향에서의 거리에 따른 기록층이 받는 수직 성분의 자기장의 세기는 약간 차이가 있으나, 성능 또는 효과 상의 차이가 크다고 보기 어렵다. 따라서, 다운 트랙 방향에서는 상호 유사한 효과를 나타내는 것으로 판단된다.
도 6은 상기 도 4a 및 도 1a에 도시된 수직 자기 헤드들에 대해 자기 매체 마그네틱 도메인의 크로스 트랙 방향의 기록 필드, 즉 자기장의 수직 성분의 세기를 계산한 결과를 나타낸 도면이다. 도 6에서 Split으로 표시한 것은 도 4a의 수직 자기 헤드의 L1 방향을 나타내며, Non Split으로 표시한 것은 도 1a의 수직 자기 헤드를 나타낸다. 그리고, Split in으로 표시한 것은 도 4a의 수직 자기 헤드의 L2 방향을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 크로스 트랙 방향의 거리가 -0.1 내지 0.1 마이크로미터인 경우에는 두가지 기록 헤드가 거의 유사한 크기의 기록 필드를 나타내는 것을 알 수 있다. 0 마이크로미터 주변 영역에서 거의 동일한 값을 나타냄으로써 기록 특성은 유사한 것을 확인할 수 있다. 그러나, -0.2 마이크로미터 이하와 0.2 마이크로미터 이상의 영역에서는 Non Split 구조를 지닌 도 1a의 자기 헤드의 기록 필드의 크기가 큰 것을 알 수 있다. 이 영역은 기록 헤드가 위치한 트랙으로부터 2 내지 3트랙 이상의 거리에 위치한 트랙에 미치는 영향을 살펴볼 수 있는 것이다.
따라서, 도 4a에 나타낸 본 발명의 실시예에 의한 자기 헤드가 크로스 트랙 방향으로의 리키지(leakage) 필드의 분산 효과가 확실히 뛰어난 것을 확인할 수 있다. 구체적으로 크로스 트랙 방향으로의 0.3마이크로미터 위치에서의 기록 필드의 크기를 살펴보면, Non Split의 경우, 1601 Oe이며, Non Split in은 1022 Oe이지만, Split은 596 Oe이며, Split in은 511 Oe로 낮은 값을 나타내었다.
도 7a 및 도 7b는 실드의 형태가 Split 구조가 아닌 메인 폴을 둘러싼 형태인 도 4b의 수직 자기 헤드와 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드의 크로스 트랙 방향으로의 기록 필드의 크기를 나타낸 그래프이다. 여기서도, 메인 폴(P1)이 위치한 트랙으로부터 크로스 트랙 방향으로 2 내지 3트랙 이상 떨어진 위치에서의 기록 필드 값을 측정한 것이다.
도 7a를 참조하면, Split 구조가 아닌 라운드형 실드를 포함하는 수직 자기 헤드의 경우 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드(Round_Split)에 비해 기록 밀도의 절대 값이 큰 것을 알 수 있다. 반면 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드의 경우에는 절대 값이 매운 작은 값을 유지하고 있는 것을 알 수 있다.
도 7b는 상기 도 7a에 나타낸 기록 필드 값의 차이 값을 나타낸 것으로, 크로스 트랙 방향으로 480nm 거리에서 약 200 Oe의 차이를 나타내는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드는 크로스 트랙 방향으로 누설 필드를 감소시키는 효과가 매우 큰 것을 알 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 종래 기술 및 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드들의 메인 폴(P1)에서 인가하는 자기장의 세기를 나타낸 시뮬레이션 결과이다. 도 8a의 경우, 종래의 싱글 폴 헤드의 수직 성분의 자기장의 세기를 나타낸 것이며, 도 8b는 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드의 수직 성분의 자기장의 세기를 나타낸 것이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 메인 폴(P1)과 인접한 영역에서의 수직 성분의 자기장의 세기는 거의 유사하지만, 측면 및 하부 방향으로 갈수록 차이가 심하게 나타나는 것을 알 수 있다. 도 8b에 나타낸 본 발명의 실시예에 의한 스플릿 구조의 수직 자기 헤드의 경우, 크로스 트랙 방향의 누설 필드를 크게 감소시키는 것을 확인할 수 있다.
이하, 도 9a 내지 도 9k을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 수직 자기 헤드의 제조 방법에 대해 상세히 설명하고자 한다. 다만, 그 제조 공정 기술은 종래 자기 헤드의 제조 공정 및 통상적인 반도체 소자 제조 공정을 용이하게 응용할 수 있다.
도 9a를 참조하면, 기판(미도시) 상에 실드(31a), 절연층(32) 및 실드(31b)를 순차적으로 형성시킨다. 이때, 실드(31a, 31b)의 재료는 통상 사용하는 자성 물질로서, 메인 폴(P1) 또는 리턴 폴(P2)의 재료와 동일한 물질로 형성시킨다. 구체적으로 NiFe를 사용할 수 있다. 이와 같은 물질을 형성시키는 공정은 스퍼터링, CVD 또는 ALD 등을 이용할 수 있다. 절연층(32)은 절연 물질로 형성시키며, 예를 들어 Al2O3, SiO2 등을 이용할 수 있다. 그리고, 실드(31b) 상부에 포토 레지스트를 형성시킨다. 이때, 포토레지스트(PR)는 실드(31b)가 형성되는 영역을 한정하는 것으로, 포토 레지스트들 사이의 거리는 약 500nm 이하이며, 메인 폴(P1) 및 리턴 폴(P2) 사이의 거리보다 큰 것이 바람직하다.
도 9b를 참조하면, 포토레지스트(PR) 사이의 실드(31b)를 식각하여 홈(g1)을 형성시킨다. 그리고 나서, 도 9c에 나타낸 바와 같이 절연 물질을 실드(31b) 및 식각 영역(g1) 내에 도포하여 절연층(33)을 형성시킨다. 절연층(33)은 도면 번호 32의 절연층과 동일한 물질로 형성시킬 수 있으며, 홈(g1) 내부를 충진한다. 절연층(33)의 높이를 일정하게 하기 위하여 CMP(chemical mechanical polishing : 화학 기계적 연마) 공정을 더 실시할 수 있다.
도 9d를 참조하면, 절연층(33) 상에 실드(31c)를 형성시키고, 실드(31c) 상에 포토레스트(PR)을 형성시키고 패터닝한다. 이때 중앙부의 포토레지스트는 메인 폴(P1)의 형태를 한정하는 것으로, 포토 레지스트(PR)들 사이의 거리는 약 50nm 이하이며, 메인 폴(P1)과 후공정에 의해 형성될 리턴 폴(P2)과의 거리보다 가깝지 않도록 주의한다.
도 9e를 참조하면, 포토레지스트 사이의 개구된 영역에 실드(31c)를 식각하여 식각 영역(g2) 내부의 식각되지 않은 실드(31c) 영역을 메인 폴(P1)로 형성시킨다. 여기서, 메인 폴(P1)은 식각 방법에 따라 그 형태가 상이할 수 있다. 따라서 도 9e에 타나낸 메인 폴(P1)의 구조는 한정적인 것이 아님을 명심하여야 한다. 그리고, 도 9f에 나타낸 바와 같이, 메인 폴(P1) 상방으로 절연물질을 도포하여 절연층(34)을 형성시키고 CMP 공정 등으로 절연층(34)의 표면을 평탄화시킨다.
도 9g를 참조하면, 절연층(34) 상에 실드(31d)를 형성시키고, 도 9h에 나타낸 바와 같이 실드(31d) 상에 포토레지스트를 도포하고 패터닝을 한다. 도 9h 내지 9j에 나타낸 바와 같이 포토레지스트의 개구된 영역의 실드(31d)을 식각하여 식각 영역(g3) 내에 절연 물질을 도포하여 절연층(35)을 형성시킨다. 절연층(35) 표면을 평탄화하기 위한 CMP 공정을 더 실시할 수 있다.
마지막으로, 도 9k을 참조하면, 절연층(35) 상에 자성 물질을 도포하여 리턴 폴(P2)를 형성시킨다. 이에 따라, 발명의 실시에에 의한 스플릿 구조의 수직 자기 헤드를 제공할 수 있다.
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, 본 발명의 수직 자기 헤드에서 메인 폴(P1) 및 리턴 폴(P2) 등의 구조를 도면에 나타내 것을 변형하여 제조하는 것이 가능하고, 도면에 나타낸 실드보다 더 많은 스플릿 구조의 실드로 제조하는 등 상세한 설명에 나타낸 것을 변형하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
본 발명의 수직 자기 헤드를 이용하면 크로스 트랙 방향의 이웃하는 다수의 기록층 트랙의 마그네틱 도메인의 기록 특성에 미치는 영향을 최소화하는 것이 가능하다. 이는 크로스 트랙 방향으로의 누설 필드, 누설 자속을 최소화함으로써, ATE 및 WATE 문제를 최소화함으로써 구현되며, 기록 매체에 대한 전체적인 신뢰성을 확보할 수 있다.

Claims (14)

  1. 기록층을 포함하는 수직 자기 기록 매체의 상기 기록층 상방의 트랙 방향으로 이동하며, 상기 기록층에 정보를 기록하거나 상기 기록층의 정보를 재생하는 수직 자기 헤드에 있어서,
    상기 수직 자기 헤드는 메인 폴;
    상기 기록층과 인접한 ABS 면에서 단부가 상기 메인 폴과 이격된 리턴 폴; 및
    상기 메인 폴의 양 측부 및 상기 메인 폴을 중심으로 상기 리턴 폴의 반대 방향에 위치하여 상기 메인 폴의 주변부를 둘러싸며 형성된 것으로, 스플릿 구조를 지닌 다수의 실드들;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 실드는 NiFe로 형성된 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 폴과 상기 실드들 사이의 거리는 상기 메인 폴과 상기 리턴 폴 사이의 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 폴, 상기 리턴 폴 및 상기 실드들 사이에 절연층이 형성된 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 절연층은 Al2O3 또는 SiO2로 형성된 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 실드들의 상기 메인 폴과 인접한 면의 형상은 타원형인 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
  9. 기록층을 포함하는 수직 자기 기록 매체의 상기 기록층 상방의 트랙 방향으 로 이동하며, 상기 기록층에 정보를 기록하거나 상기 기록층의 정보를 재생하는 수직 자기 헤드의 제조 방법에 있어서,
    (가) 제 1실드층, 제 1절연층 및 제 2실드층을 형성하는 단계;
    (나) 상기 제 2실드층을 일부 식각하고, 잔류한 상기 제 2실드층 및 상기 제 1절연층 상에 제 2절연층 및 제 3 실드층을 순차적으로 형성하는 단계;
    (다) 상기 제 3실드층 식각하여 메인 폴을 형성하고 제 3절연층 및 제 4실드층을 순차적으로 형성하는 단계; 및
    (라) 상기 제 4실드층의 상기 메인 폴에 해당하는 영역을 식각한 뒤, 제 4절연층 형성하고, 그 상부에 리턴 폴을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드의 제조 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1실드층, 제 2실드층, 제 3실드층 및 제 4실드층은 NiFe로 형성시키는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드의 제조 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 (나) 단계는,
    상기 제 2실드층 상에 상기 제 2실드층을 한정하는 포토레지스트층들을 형성하는 단계; 및
    상기 포토레지스트층들 사이에 노출된 제 2실드층을 식각하여 상기 제 1절연층을 노출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드의 제조 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 (다) 단계는,
    상기 제 3 실드층 상에 패터닝된 포토레지스트층을 형성하는 단계;
    상기 포토레지스트층에 의해 노출된 상기 제 3실드층을 식각하여 상기 메인 폴을 형성하는 단계; 및
    상기 메인 폴 및 상기 제 3실드층 사이 및 상기 메인 폴 상부에 절연물질을 도포하여 상기 제 3절연층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드의 제조 방법.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 제 2절연층, 상기 제 3절연층 및 상기 제 4절연층을 형성한 뒤, CMP(hemical mechanical polishing) 공정에 의해 평탄화하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드의 제조 방법.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 절연층은 Al2O3 또는 SiO2로 형성하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드의 제조 방법.
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7872835B2 (en) * 2007-04-13 2011-01-18 Headway Technologies, Inc. Optimized write pole flare angle for side shield or semi side shield PMR writer application
US8339735B2 (en) * 2007-06-29 2012-12-25 Seagate Technology Llc Magnetic writer for patterned stack with increased write field
US9495996B2 (en) 2007-06-29 2016-11-15 Seagate Technology, Llc Writer with increased write field
US8015692B1 (en) 2007-11-07 2011-09-13 Western Digital (Fremont), Llc Method for providing a perpendicular magnetic recording (PMR) head
US8000059B2 (en) * 2007-12-12 2011-08-16 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Perpendicular magnetic write head with a thin wrap around magnetic shield
JP2009146504A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Fujitsu Ltd 磁気ヘッドの製造方法
JP2009146519A (ja) 2007-12-14 2009-07-02 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 垂直磁気記録ヘッド及びその製造方法
US8793866B1 (en) 2007-12-19 2014-08-05 Western Digital (Fremont), Llc Method for providing a perpendicular magnetic recording head
US8120874B2 (en) 2007-12-28 2012-02-21 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Perpendicular write head having a modified wrap-around shield to improve overwrite, adjacent track interference and magnetic core width dependence on skew angle
US8166632B1 (en) 2008-03-28 2012-05-01 Western Digital (Fremont), Llc Method for providing a perpendicular magnetic recording (PMR) transducer
US8276258B1 (en) 2008-08-26 2012-10-02 Western Digital (Fremont), Llc Method for fabricating a magnetic recording transducer
US8166631B1 (en) 2008-08-27 2012-05-01 Western Digital (Fremont), Llc Method for fabricating a magnetic recording transducer having side shields
US8720044B1 (en) 2008-09-26 2014-05-13 Western Digital (Fremont), Llc Method for manufacturing a magnetic recording transducer having side shields
US8231796B1 (en) 2008-12-09 2012-07-31 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing a magnetic recording transducer having side shields
JP2010176732A (ja) * 2009-01-27 2010-08-12 Toshiba Corp 磁気ヘッド、およびこれを備えたディスク装置
WO2012036680A1 (en) * 2010-09-15 2012-03-22 Seagate Technology Llc Magnetic recording head having a pole tip shield
US8149537B2 (en) * 2009-06-22 2012-04-03 Seagate Technology Llc Magnetic writer with multi-component shield
US8125746B2 (en) * 2009-07-13 2012-02-28 Seagate Technology Llc Magnetic sensor with perpendicular anisotrophy free layer and side shields
JP4693923B2 (ja) * 2009-09-29 2011-06-01 株式会社東芝 磁気ヘッド、およびこれを備えたディスク装置
US8842389B2 (en) * 2009-10-26 2014-09-23 Headway Technologies, Inc. Wrap-around shielded writer with highly homogeneous shield material
US8347488B2 (en) * 2009-12-09 2013-01-08 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic write head manufactured by damascene process producing a tapered write pole with a non-magnetic step and non-magnetic bump
US8201320B2 (en) * 2009-12-17 2012-06-19 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method for manufacturing a magnetic write head having a wrap around shield that is magnetically coupled with a leading magnetic shield
US8537501B2 (en) * 2011-03-28 2013-09-17 Seagate Technology Llc Write head with modified side shields
US8472139B2 (en) 2011-09-06 2013-06-25 HGST Netherlands B.V. Shingled magnetic recording (SMR) head with bent trailing shield and methods of production thereof
US8451563B1 (en) 2011-12-20 2013-05-28 Western Digital (Fremont), Llc Method for providing a side shield for a magnetic recording transducer using an air bridge
US8570686B2 (en) 2012-03-13 2013-10-29 HGST Netherlands B.V. Magnetic recording head with non-conformal side shield gap
US8830625B2 (en) * 2012-11-29 2014-09-09 Seagate Technology Llc Data writer with tapered side shield sidewalls
US8867168B2 (en) * 2012-12-07 2014-10-21 Tdk Corporation Magnetic head for perpendicular magnetic recording having a write shield
US8980109B1 (en) 2012-12-11 2015-03-17 Western Digital (Fremont), Llc Method for providing a magnetic recording transducer using a combined main pole and side shield CMP for a wraparound shield scheme
US8914969B1 (en) 2012-12-17 2014-12-23 Western Digital (Fremont), Llc Method for providing a monolithic shield for a magnetic recording transducer
US8619389B1 (en) 2013-02-26 2013-12-31 Tdk Corporation Magnetic head for perpendicular magnetic recording having a write shield
US8817418B1 (en) 2013-08-15 2014-08-26 Tdk Corporation Magnetic head for perpendicular magnetic recording having a write shield
US9269378B2 (en) * 2013-12-20 2016-02-23 HGST Netherlands B.V. Stray field shielding for perpendicular magnetic recording write head
US9443541B1 (en) 2015-03-24 2016-09-13 Western Digital (Fremont), Llc Magnetic writer having a gradient in saturation magnetization of the shields and return pole
US11302350B1 (en) * 2021-02-18 2022-04-12 Western Digital Technologies, Inc. Magnetic recording head having a wrap-around shield comprising a laminated film and a magnetic recording device comprising the magnetic recording head

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004303364A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Shinka Jitsugyo Kk 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法
JP2005182987A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Seagate Technology Llc 消去の少ない垂直磁気記録のためのヘッド

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4935832A (en) * 1987-04-01 1990-06-19 Digital Equipment Corporation Recording heads with side shields
US5075956A (en) * 1988-03-16 1991-12-31 Digital Equipment Corporation Method of making recording heads with side shields
CA1323695C (en) * 1988-12-30 1993-10-26 Shyam Chandra Das Recording heads with side shields
JP3555204B2 (ja) * 1994-11-25 2004-08-18 日本ビクター株式会社 薄膜磁気ヘッド
JP3774446B2 (ja) * 2003-04-28 2006-05-17 株式会社東芝 垂直磁気記録ヘッドおよび磁気ディスク装置
US8643979B2 (en) * 2003-05-23 2014-02-04 The Regents Of The University Of California Tapered single pole magnetic heads for perpendicular magnetic recording
US7002775B2 (en) * 2003-09-30 2006-02-21 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Head for perpendicular magnetic recording with a shield structure connected to the return pole piece
US7042682B2 (en) * 2003-10-17 2006-05-09 Headway Technologies, Inc. Fully shielded perpendicular recoding writer
JP4260002B2 (ja) * 2003-12-24 2009-04-30 ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ 磁気ヘッドとその製造方法および磁気記録再生装置
US7239478B1 (en) * 2004-01-31 2007-07-03 Western Digital (Fremont), Inc. Write element for perpendicular recording in a data storage system
US7649712B2 (en) * 2004-08-31 2010-01-19 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Self aligned wrap around shield for perpendicular magnetic recording
US7295401B2 (en) * 2004-10-27 2007-11-13 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Laminated side shield for perpendicular write head for improved performance
JP2006164356A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004303364A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Shinka Jitsugyo Kk 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法
JP2005182987A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Seagate Technology Llc 消去の少ない垂直磁気記録のためのヘッド

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Publication number Publication date
CN100590714C (zh) 2010-02-17
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