KR20050012142A

KR20050012142A - 열 보조 기록 요소를 구비하는 수직형 자기 헤드 및 그제조 방법

Info

Publication number: KR20050012142A
Application number: KR1020040056786A
Authority: KR
Inventors: 릴제프리에스; 산티니휴고알베르토에밀리오
Original assignee: 히다치 글로벌 스토리지 테크놀로지스 네덜란드 비.브이.
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2005-01-31
Also published as: SG121889A1; CN100362571C; US7268973B2; CN1577493A; US20050018348A1; EP1501076A1

Abstract

본 발명은 자기 헤드 구조체 내에 제조되어 있는 매체 가열 요소를 포함하는 수직형 자기 헤드(perpendicular magnetic head)에 관한 것이다. 상기 가열 요소는 상기 헤드의 공기 윤활 표면(ABS)에 근접하는 제1 자극층 위에 제조되는 것이 바람직하다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 가열 요소의 제조에 후속하여, 제2 자극단(pole tip)을 포함하는 제2 자극 탐침층이 제조된다. 본 발명의 변형례에 따른 헤드에 있어서, 제2 자극 쉐이핑층(shaping layer)이 가열 요소 상에 제조되고, 그 다음에 제2 자극단이 제조된다. 상기 가열 요소는 NiCr 혹은 NiFe로 구성되는 것이 바람직한 전기적으로 저항성이 있는 가열 요소이다.

Description

열 보조 기록 요소를 구비하는 수직형 자기 헤드 및 그 제조 방법{PERPENDICULAR MAGNETIC HEAD HAVING THERMALLY ASSISTED RECORDING ELEMENT, AND METHOD OF FABRICATION THEREOF}

본 발명은 일반적으로 박막(thin film) 하드디스크 데이터 저장 장치에 사용되는 자기 헤드에 관한 것이며, 보다 구체적으로 말하면, 자지 헤드의 기록 헤드 부품의 제2 자극단(magnetic pole tip)에 인접하게 형성된 저장 매체 가열 요소를 구비하는 수직형 자기 헤드의 구조 및 그것의 제조 방법에 관한 것이다.

하드디스크 드라이브는 일반적으로 자기 데이터 저장층이 그 위에 형성되어 있는 하나 또는 그 이상의 회전 가능한 데이터 저장 디스크를 포함한다. 자기 데이터 비트(magnetic data bit)라고 불리는 소형의 자기화 영역 형태의 데이터는 자기 선속의 흐름을 초래하는 자극이 있는 자기 헤드에 의해 디스크의 자기층 상에 기록된다. 디스크 상의 자기층에 인접한 자극의 자극단 부분으로부터 흐르는 자기 선속은 자기층 내에서 자기 비트의 형성을 초래한다.

일반적으로, 자기 비트들은 각 비트의 자계 방향이 자기층의 평면에 있거나 또는 자기층의 평면에 수직으로 있는 곳에 생성될 수 있다. 평면의 자계를 갖는 자기 비트를 형성하는 자기 헤드는 세로형 자기 헤드(longitudinal magnetic head)라고 부르는 반면에, 자기층의 평면에 수직인 자계를 갖는 비트를 형성하는 자기 헤드를 수직형 헤드라고 부른다. 본 발명은 특히 수직형 자기 헤드에 관한 것이다.

자기 매체의 면적당 데이터 기록 밀도를 더 높게 만들고자 하는 지속적인 요구에 의해, 셀 내의 기록 재료(입자)의 체적은 감소하게 되고 및/또는 보자력(保磁力)(Hc)은 증가하게 되는 소형의 비트 셀을 필요로 하게 되었다. 비트 셀의 사이즈가 상당히 감소될 때, 초상자성(superparamagnetic) 한계의 문제점은 자기 기록 밀도의 물리적인 한계를 초래하게 될 것이다. 이런 저장 매체에서 전술한 한계가 발생하는 것을 지연시키기 위한 현재의 방법들로는, 서로 분리되어 있고 매우 높은 보자력을 갖는 더 작은 자기 입자를 제조하는 방법이 있다. 추가적으로, 기록 헤드 기법은 열 보조 기록 헤드를 이용하고 더 높은 자기적 모멘트 재료의 사용을 포함한다. 본 발명은 가열 장치가 자기 헤드 내에 배치되어 있는 전술한 열 보조 기록 헤드에 관한 것이다. 자기 헤드로부터 나온 열은 매체의 국부적인 보자력을 일시적으로 줄이기 때문에, 자기 헤드는 자기 매체 내에 데이터 비트를 기록할 수 있다. 디스크가 주위 온도로 복귀하면, 자기 매체의 매우 높은 보자력은 기록된 데이터 디스크에 필요로 하는 비트 레이턴시(bit latency)를 제공한다.

수직형 기록으로부터 최대의 장점을 실현하기 위해, 헤드 재료의 포화 자속 밀도에 근접한 자극 자속 밀도를 제공하는 기록 헤드, 트랙 폭과 거의 동일한 자극 두께, 디스크를 열적으로 가열하는 장치, 그리고 효과적인 요크 디자인(yoke design)의 필요성이 존재한다.

도 1은 본 발명의 자기 헤드를 포함하는 하드디스크 드라이브의 개략적인 평면도이며,

도 2는 종래의 수직형 자기 헤드의 여러 구성 부품들을 도시하는 측단면도이고,

도 3 내지 도 7은 매체 가열 요소를 포함하는 본 발명의 수직형 자기 헤드를 도시한 도면이며,

도 8 및 도 9는 매체 가열 요소를 포함하는 본 발명의 변형례에 따른 수직형 자기 헤드를 도시한 도면이고,

도 10은 자극단(端)이 제1 자극 내에 제조되어 있는 본 발명의 변형례에 따른 수직형 자기 헤드를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하드디스크 드라이브

12 : 자기 매체 하드디스크

14 : 스핀들

16 : 자기 헤드

17 ; 슬라이더

18 : 액츄에이터 아암

19 : 하드디스크의 표면

26 : 수직형 헤드

42 : 자기층

46 : 연성의 하층

60 : P1 자극

70 : P2 자극단

100 : 자기 차폐(S1)

104 : 슬라이더 기판 표면

108 : 읽기 헤드 요소

112 : 읽기 헤드 절연층

126 : 히터 구조체

134 : 전기 리드선

140 : 절연층

160 : 쉐이핑층

본 발명의 일실시예에 따른 수직형 자기 헤드는 자기 헤드의 읽기 헤드 요소의 제조에 후속하여 자기 헤드 구조체 내에 제조되는 매체 가열 요소를 포함한다. 상기 매체 가열 요소는 헤드의 공기 윤활 표면(ABS)에 근접한 제1 자극층 위에 제조되는 것이 바람직하다. 헤드의 일실시예에 따르면, 가열 요소의 제조에 후속하여, 제2 자극을 포함하는 제2 자극 탐침층이 제조된다. 또 다른 헤드의 실시예에따르면, 제2 자극 쉐이핑층(shaping layer)을 상기 가열 요소 상에 제조한 후에, 제2 자극단을 포함하는 탐침층을 제조한다. 상기 가열 요소는 NiCr 혹은 NiFe로 구성되는 것이 바람직한 전기 저항성 가열 요소이다. 상기 매체 가열 요소는 자극단 아래로 자기 매체의 통과 직전에 자기 매체를 가열하는 역할을 한다. 매체의 가열은 그것의 국부적인 보자력을 낮추며, 이에 따라 자기 헤드의 기록 헤드 요소에 의해 매체에 데이터를 기록하는 것이 용이해진다.

본 발명의 수직형 자기 헤드의 장점은 자기 디스크에 데이터의 기록을 용이하게 하기 위해 매체 가열 요소를 포함하는 데 있다.

본 발명의 수직형 자기 헤드의 다른 장점은 상기 가열 요소가 자기 헤드의 제2 자극단 아래에 배치되어 있어 매체가 자극단 아래를 통과하기 이전에 가열 요소에 의해 가열되는 데 있다.

본 발명의 수직형 자기 헤드의 또 다른 장점은 상기 가열 요소가 자기 헤드의 P2 자극단 아래에 배치되어 있기 때문에, P2 자극단이 가열 요소에서 나온 열을 흡수하여 그 열을 P2 자극단 아래를 통과하는 매체에 발산할 수 있다는 데 있다.

본 발명의 수직형 자기 헤드의 또 다른 장점은 상기 가열 요소가 자기 헤드의 P2 자극단에서 멀리 떨어진 층 내에 배치되어 있기 때문에, 가열 요소가 P2 자극단의 통과 이전에 가열 요소 아래를 통과하는 매체에 열을 발산할 수 있다는 데 있다.

본 발명의 하드디스크 드라이브의 장점은 하드디스크 드라이브의 더 높은 면적당 데이터 저장 용량을 얻을 수 있도록, 매체 가열 요소를 구비하는 수직형 자기헤드를 포함하는 데 있다.

본 발명의 하드디스크 드라이브의 또 다른 장점은 더 높은 보자력을 지닌 데이터 저장 디스크 상에 기록될 수 있도록, 매체 가열 요소를 구비하는 수직형 자기 헤드를 포함하는 데 있다.

본 발명의 하드디스크 드라이브의 또 다른 장점은 매체가 자기 헤드의 자극단 아래를 통과하기 이전에 가열 요소에 의해 가열되도록 자기 헤드의 제2 자극단 아래에 배치되어 있는 가열 요소를 구비하는 수직형 자기 헤드를 포함하는 데 있다.

본 발명의 하드디스크 드라이브의 또 다른 장점은 가열 요소가 P2 자극단의 통과 이전에 가열 요소 아래를 통과하는 매체에 열을 발산할 수 있도록 자기 헤드의 P2 자극단으로부터 떨어진 층 내에 배치되어 있는 가열 요소를 구비하는 자기 헤드를 포함하는 데 있다.

전술하였거나 그 밖의 본 발명의 특징 및 장점들은 아래의 첨부 도면을 참조하여 설명한 이하의 상세한 설명을 이해함으로써 당업자들에게 더욱 명백해질 것이다.

첨부된 도면은 실제 장치의 실측이 아니며 본 명세서에 설명된 본 발명의 예시를 위해 제공된 것이다.

본 발명의 자기 헤드는 하드디스크 드라이브의 하드디스크 등의 자기 매체로부터 데이터를 읽고 그곳에 데이터를 기록하기 위해 사용된다. 도 1에는 하드디스크 드라이브(10)의 간략한 평면도가 도시되어 있으며, 여기서 스핀들(14) 상에는하나 이상의 자기 매체 하드디스크(12)가 회전 가능하게 장착되어 있다. 본 발명의 자기 헤드(16)는 당업자들에게 공지된 바와 같이 각각의 회전하는 하드디스크(12)의 표면(19) 위에서 부동(flying)하도록 액츄에이터 아암(18) 상에 장착된 슬라이더(17) 상에 형성되어 있다.

도 2에는 이하에 설명될 본 발명의 개량된 수직형 기록 헤드의 설명에 기초가 될 통상적인 종래의 수직형 기록 헤드부(26)의 측단면도가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 공기 윤활 표면(air bearing surface, ABS)(34)을 지닌 슬라이더(17)는 하드디스크(12)의 표면(38) 위의 데이터 기록 위치에 있는 것으로 도시되어 있다. 이 디스크(12)는 자기적으로 연성의 하층(46) 위에 제조되어 있는 높은 보자력의 자기층(42)을 포함한다. 도 2에서, 상기 디스크(12)는 고정 슬라이더(17)에 대해 좌측(화살표 50 방향)을 향해 이동하고 있다.

수직형 헤드(26)는 유도 코일 구조체(62)가 마련되어 있는 제1 자극(P1)(60)을 포함하며, 상기 유도 코일 구조체는 통상적으로 전기 절연층(66)상에 그리고 충전 절연재(67) 내에 형성되어 있는 유도 코일 권선(64)과, 이 코일 권선(64)의 상부에 형성되어 있는 추가의 절연층(69)을 포함한다. 제2 자극단(70)을 구비하는 얇은 탐침층(68)은 유도 코일 구조체(62)의 상부에 마련되어 있다. 쉐이핑층(72)으로 불리는 제2 자극층은 탐침층(68)의 상부에 마련되어 그 탐침층과 자기 선속이 흘러 통하도록 되어 있다. 자기 후방 간극편(magnetic back gap piece: 76)이 P1 자극(60)의 상부와 쉐이핑층(72)을 연결하기 때문에, 자시 선속은 이들 사이로 흐를 수 있다. 당업자들이 잘 이해할 수 있는 바와 같이, 유도 코일(64)을 통해 흐르는 전류는 자기 선속이 헤드의 자극을 통해 흐르도록 야기할 것이며, 여기서 자기 선속의 흐름 방향은 유도 코일을 통과하는 전류의 방향에 따라 결정될 것이다. 예컨대, 일방향으로 흐르는 전류는 자기 선속을 쉐이핑층(72)을 통해 하방향(화살표 80 방향)으로 좁은 P2 자극단(70)을 통해 하드디스크(12)의 높은 보자력의 자기층(42)으로 흐르도록 해줄 것이다. 이러한 자기 선속(80)은 자화된 데이터 비트의 자계가 디스크(12)의 표면(38)에 수직하게 되는(화살표 84 방향) 높은 보자력의 자기층(42)에 그 데이터 비트가 기록되도록 해준다. 그 다음, 상기 자기 선속은 높은 보자력의 자기층(42)을 통과하여 자기적으로 연성인 하층(46)으로 흘러 P1 자극(60)을 향해 분배된다. 그 다음, 자기 선속은 P1 자극(60)으로 상방향(화살표 88 방향)을 향해 흐른 다음, 후방 간극편(76)을 통해 쉐이핑층(72)으로 흐르며, 이에 따라 자기 선속의 회로를 완료한다. 이러한 수직형 기록 헤드에 있어서, 공기 윤활 표면(ABS)에서 P1 자극(60)은 자극단(70)보다 훨씬 크기 때문에 높은 보자력의 자기층(42)을 통해 상방향(화살표 88 방향)으로 지나는 자기 선속의 밀도는 크게 감소되고, 그 위에 기록될 트랙에 인접한 데이터 트랙 상의 비트와 같은 하드디스크 상의 데이터 비트의 자계에 자기적으로 영향을 미치거나 플립(flip)되지 않는다는 것이 중요하다. 당업자들에 공지된 바와 같이, 유도 코일(64) 및 P1 자극(60)의 크기와 형상은 상이한 기록 헤드의 구조에 따라 변할 수 있다. 추가적으로, 기록 헤드의 구조에 있어서, 데이터가 회전하는 자기 디스크 상에 기록될 때 P1 자극 등의 큰 자극은 기록 자극(그것의 자극단을 지닌 제2 자극)을 따라가도록 위치할 수 있는 것으로 알려져 있다.

수직형 기록 헤드의 주요한 특징은, P1 자극(60)이 매우 얇은 기록 간극층에 의해 P2 자극단(70)으로부터 분리되어 있고, 자계의 방향이 높은 보자력의 층의 평면 내에 놓이도록 데이터 비트가 형성되어 있는 세로형 기록 헤드의 경우만큼 P1 자극(60)과 P2 자극단(70) 사이의 거리가 중요한 치수로 작용하지 않는다는 점이다.

도 3은 본 발명의 수직형 자기 헤드(16)의 제조 단계를 도시한 측단면도이다. 도 3에 도시된 특징은 전술한 수직형 헤드(26)와 같은 종래의 수직형 헤드의 일부로서 본 발명의 제조 공정을 이해하기 위한 출발점 역할을 한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 자기 차폐(S1)(100)는 슬라이더 기판 표면(104) 상에 마련되어 있다. 읽기 헤드 요소(108)는 그 다음 전기적으로 절연된 층(112) 내에 마련되고, 병합형 헤드로 불리는 자기 헤드의 타입에서 제1 자극(P1)(60)으로서 기능을 할 수 있거나 그렇지 않은 제2 자기 차폐(S2)(60)는 읽기 헤드 절연층(112)의 상부에 마련된다. 또한, 제1 자극(P1) 및 자기 차폐(S2)(60)는 통상적으로 피기백형(piggyback) 헤드라고 불리는 자기 헤드에서 자기적으로 분리된 층들을 갖도록 할 수 있고, 본 발명은 병합형 헤드 혹은 피기백형 헤드와 함께 사용하기에 적합할 수 있다. 그 후, 5개의 유도 코일 권선(64)으로 도시된 유도 코일 구조체(62)는 포토리소그래픽 및 전기 도금 프로세싱 기법 등의 표준 제조법을 이용하여 P1 자극(60)의 상부에 제조되어 있는 전기 절연층(66) 상에 제조된다. 퍼멀로이(permalloy) 등의 자기적으로 전도성인 재료로 구성된 후방 간극편(76)은 그 다음 P1 자극(60)과 자기적으로 연결된 상태로 제조될 수 있다. 그 후, 코일 권선(64)과 자기 구조체에 인접한 간극은 전기 절연재(67)로 충전된다. 유도 코일과 후방 간극편의 상부면은 그 다음 화학적 기계적 연마(CMP) 단계 등을 이용하여 통상적으로 평탄화되며, 패턴화된 전기 절연층(69)은 유도 코일 구조체(62)의 상부에 증착된다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 데이터 비트를 높은 보자력의 자기 매체에 기록하는 데 있어서 열적인 보조를 제공하는 히터 요소를 포함하는 수직형 자기 헤드에 관한 것이다. 본 발명에 따른 수직형 자기 헤드(16)의 제1 실시예가 도 4 내지 도 7에 도시되어 있으며, 여기서 도 4에는 헤드의 주요 부품들의 도시한 사시도가, 도 5에는 도 4에 도시된 헤드의 평면도가, 도 6에는 도 5의 선 6-6을 따라 절취한 단면도가, 그리고 도 7에는 도 4 내지 도 6에 도시된 히터 요소의 평면도가 도시되어 있다. 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 히터 구조체(126)는 절연층(69)의 상부에 인접하여 제조되어 있다. 히터 구조체(126)는 전기적으로 저항성이 있는 히터 요소(130)와 이 요소로 향하는 전기 리드선(134)을 연속하여 제조하는 공지의 포토리소그래픽 기법을 이용하여 제조될 수 있다. 이러한 히터 요소의 제조의 구체적인 설명은 ___일자 출원되고 제목 ___인 미국 특허 출원 번호 제SJO9-2002-0096US1호에 개시되어 있으며, 이 특허 출원은 본 명세서의 전반에 걸쳐 합치되었다. 기본적으로, 상기 히터 구조체(126)는 자극단이 후속하여 제조될 위치 아래에 제조되어 있는 중앙의 전기적 저항성의 히터(130)를 포함한다. 상기 히터의 액티브 가열 부분(130)은 대략적으로 자극단의 트랙 폭만큼의 폭을 갖도록 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 기록될 트랙에 인접한 데이터 트랙 상에 배치된 자기 매체의 일부를 가열하는 것이 바람직하지 못하기 때문이다. 도 4 내지 도 7에 도시된바와 같이, 가열 요소(130)가 먼저 제조되고, 이에 후속하여 가열 요소로부터 측방향으로 돌출하는 전기 리드선 요소(134)가 제조될 수 있다. 필수적인 사항은 아니지만, 상기 가열 요소(130)는 이것의 부식과, 기록 작동 중에 히터 요소로부터 매체 디스크로의 있음직한 전기 방전을 제한하기 위해 헤드의 공기 윤활 표면(ABS)(34)으로부터 약간 떨어지도록 제조하는 것이 바람직하다.

히터 구조체(126)의 제조에 후속하여, 알루미나 등의 전기 절연층(140)이 웨이퍼의 표면 전역에 증착된다. 상기 절연층(140)의 침착에 후속하여, 제2 자극단(148)을 포함하는 탐침층(144)이 그 다음 제조된다. 상기 웨이퍼는 소형의 자극단(148)을 정확하게 제조하는데 도움이 되도록 평평한 표면을 가져야하는 것이 바람직하다. 상기 탐침층(144)은 포토리소그래픽 기법을 이용하여 제조될 수 있고, CoFe 합금과 같은 높은 자기적 모멘트 재료로 구성되는 것이 양호하다.

탐침층(144)의 제조에 후속하여, 쉐이핑층(160)으로 불리는 제2 자극층이 표준 포토리소그래픽 및 전기 도금 기법에 의해 제조된다. 상기 쉐이핑층은 45/55 혹은 80/20 원자% 조성의 NiFe로 형성되는 것이 바람직하다. 쉐이핑층(160)의 후방 단부(164)는 후방 간극편(76)과 자기 선속이 흘러 통하도록 형성되어 있고, 쉐이핑층의 전방 측연부(168)는 자극단(148)을 향한 자기 선속의 흐름을 보조 및 형성화하기 위해 ABS(34)와 자극단(148)을 향해 경사져 있다. 쉐이핑층(160)의 전방 단부(172)는 자기 선속이 디스크(12)로 직접 누출하는 것을 방지하기 위해 ABS(34)로부터 떨어져 형성되어 있기 때문에, 쉐이핑층(160)에서 나온 자기 선속은 자극단(148)을 통해 전해진다. 쉐이핑층(160)의 제조에 후속하여 전기적 상호 연결부(도시 생략)를 제조하는 것과 같은 추가의 자기 헤드 제조 단계는 당업자들에게 잘 알려진 바와 같은 방법에 따라 완성되고, 자기 헤드는 이에 후속하여 알루미나층(176)의 증착을 이용하는 것과 같이 캡슐화 된다. 그 후, 상기 웨이퍼는 얇게 잘라져 자기 헤드로 연마되고, 헤드의 ABS 표면은 주의 깊게 연마되고 랩 마무리(lapped) 되어 최종적으로 별개의 자기 헤드를 형성하게 된다.

전술한 바와 같이, 하드디스크의 면적당 데이터 저장 밀도를 증가시키고자 하는 바램은 더 작은 데이터 비트를 지닌 기록 데이터를 필요로 하게 되고, 이에 따라 더 작은 자극단을 지닌 기록 헤드의 제조 필요성을 초래하게 된다. 이렇게 매우 작은 자극단을 만들 때, 작은 자극단의 제조에 후속하여 행해지는 제조 단계들의 수를 제한하는 것이 바람직할 수 있는데, 그 이유는 각각의 제조 단계가 전술한 후속 제조 단계 중에 자극단이 어떤 방법으로 손상되는 확률을 증가시키기 때문이다. 이하의 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 자극단은 쉐이핑층의 제조에 후속하여 제조될 수 있으며, 그것에 의해 자극단의 제조에 후속하여 더 적은 회수의 기록 헤드의 제조 단계가 실행된다.

본 발명의 또 다른 실시예가 도 8 및 도 9에 도시되어 있으며, 도 8에는 평면도가 그리고 도 9에는 도 8의 선 9-9를 따라 취한 측단면도가 도시되어 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 히터 구조체(126)는 도 3에 도시되고 전술한 바와 같이 유도 코일 구조체 위에 제조되어 있는 절연층(69) 상에 제조된다. 상기 전기 히터 구조체(126)는 도 4 내지 도 7에 도시되고 전술한 바와 같은 히터 구조체(126)와 실질적으로 유사하여, 중앙의 전기적으로 저항성이 있는 히터 요소(130)와 이 히터 요소로 전류를 공급하기 위한 전기 리드선(134)을 포함한다. 히터 구조체(126)의 제조에 후속하여, 알루미나(140)의 층은 웨이퍼의 표면 전역에 걸쳐 증착되고, 필수적인 것은 아니지만 CMP 단계가 후속될 수 있다. 절연층(140)의 증착에 후속하여, 쉐이핑층(160)이 그 다음에 제조된다. 상기 쉐이핑층(160)의 후방부(164)는 후방 간극편(76)과 자기 선속이 흘러 통하는 상태로 제조되며, 쉐이핑층의 전방부(172)는 도 4 내지 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이 ABS(34)로부터 떨어져 제조되어 경사진 측면(168)가 마련되어 있다. 쉐이핑층(160)의 제조에 후속하여, 알루미나(200)가 웨이퍼의 전역에 걸쳐 증착되며, 이는 ABS(34)에서 쉐이핑층(160)의 전방에 있는 영역들을 충전시키는 결과를 초래한다. CMP단계는 그 다음 평평한 표면을 형성하여 쉐이핑층(160)의 상부 표면(208)을 노출시키기 위해 실행될 수 있다. 자극단(148)을 포함하는 탐침층(144)은 그 다음 쉐이핑층(160)과 자기 선속이 통하도록 제조된다.

도 4 내지 도 7 및 도 8 내지 도 9에 도시된 실시예의 자기 헤드를 비교하면, 이들 사이의 현저한 차이는 히터 요소(130)와 자극단(148) 사이의 거리인 것으로 이해될 것이다. 구체적으로 말하면, 도 4 내지 도 7에 도시된 헤드의 실시예에 따르면, 히터 요소(130)는 자극단(148)에 근접하게 전열층(140)만을 사이에 두고 위치하고 있는 반면, 도 8 및 도 9에 도시된 자기 헤드의 실시예에서는, 히터 요소(130)는 쉐이핑층(160)의 두께와 절연층(140)의 두께를 합한 두께만큼 자극단(148)으로부터 분리되어 있다. 히터 요소(130 혹은 188)와 자극단(148) 간의 분리의 중요성은, 자극단 아래로 자기 매체의 통과 이전에 히터 요소가 얼마나 매체(12)의자기층(42)을 적절한 온도로 가열할 수 있는가에 대한 효율과 관련이 있다. 다시 말해서, 각종 열전달 파라미터뿐만 아니라 자기 디스크(12)의 회전 속도와 가열 요소의 가열 능력에 따라, 가열 요소를 자극단에 근접하게 배치하면 헤드의 설계에 있어 유리할 수 있거나(도 4 내지 도 7의 실시예), 또는 가열 요소(130)를 쉐이핑층(160)의 두께와 절연층(140)의 두께를 합한 두께와 같은 거리만큼 자극단(148)으로부터 분리시키면 작동면에서 우수할 수 있다(도 8 및 도 9의 실시예).

이상의 본 발명의 상세한 설명을 읽고 나면 당업자들이 잘 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 탐침층과 자극단 제조의 신규한 특징들을 제1 자극에 적용하고, 제2 자극을 제1 자극과 유사하게 즉, 자극단 없이 형성하는 방법으로 자기 헤드를 또한 제조할 수 있다. 구체적으로 말하면, 도 10에 도시된 바와 같이, 전기 절연성 층(112)내에 읽기 헤드 요소(108)를 제조한 후, (도 3을 참조하여 전술한 바와 같이) 제2 자기 차폐(S2)(320)를 상기 절연층(112)의 상부에 제조하는 것이다. 당업자들이 이해할 수 있듯이, 도 10에 도시된 실시예의 제2 자기 차폐(320)는 제1 자극과 동일한 기능을 하지 않기 때문에 도 10에 도시된 장치를 적당히 피기백형 헤드라고 부른다.

제2 자기 차폐(320)의 제조에 후속하여, 전술한 히터 요소(130)와 같은 히터 요소를 제조한다. 구체적으로 말하면, 절연층(324)을 제2 자기 차폐(320) 상에 증착하고, 이에 후속하여 절연층(332) 내에 히터 요소(130)를 제조한 다음 추가의 절연층(336)을 히터 요소(130) 상에 제조한다. 그 후, 소정 량의 비자기성 물질(344)이 ABS 표면(34)과 쉐이핑층(340) 사이에 형성되도록 제1 자극 쉐이핑층(340)을 상기 절연층(336) 상에 제조한다. 상기 쉐이핑층(340) 및 비자기 물질(344)은 도 9에 도시되고 전술한 쉐이핑층(160) 및 비자기성 물질의 층(200)과 유사하게 제조될 수 있다. 그 후, 탐침층(348)이 쉐이핑층(340)과 비자기성 물질의 층(344) 상에 제조되어, 쉐이핑층(340)과 자기 선속이 통하게 된다. 탐침층(348)의 좁은 자극단(352)은 ABS 표면(34)에 제조된다. 상기 탐침층(348) 및 자극단(352)은 도 9에 도시되고 전술한 탐침층(144) 및 자극단(148)과 유사할 수 있다. 탐침층(348)의 제조에 후속하여, 절연층(66)이 증착된 다음 전술한 바와 같은 유도 코일 구조체(62)가 형성된다. 그 후, ABS 표면(34)에 노출된 확대된 표면(366)을 구비한 제2 자극(360)은 유도 코일 구조체(62) 상에 제조된다. 후방 간극편(76)은 제2 자극과 제1 자극 사이에 제조되어 그 사이에서의 자기 선속 흐름을 용이하게 해준다. 전기적 상호 접속부 등과 같은 당업자들에게 잘 알려진 추가적인 자기 헤드 구조체를 제조한 후, 상기 자기 헤드 구조체는 알루미나(370) 층을 증착하는 등에 의해 캡슐화 된다. 상기 실시예에 따르면, 히터 요소는 제1 자극 및 그것과 관련된 자극단(352)의 제조 이전에 제조되기 때문에, 히터 요소(130)는 제1 자극과 관련된 자극단(352) 아래로 지나는 그러한 부분을 가열하기 이전에 디스크 매체의 부분을 가열하게 될 것이다.

따라서, 본 발명은, 매우 높은 데이터 레이트(data rate)에서 매우 높은 기록 밀도를 얻기 위한 수직형 자기 헤드의 구조 및 양호한 제조 방법을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 기록 밀도는 전술한 바와 같이 양호한 분해 매체(better resolving media: BPI) 내에서 달성될 수 있으며, 더 높은 보자력 매체에 기록하는장점을 지닌 기록 탐침(TPI)의 폭을 감소시킴으로써 향상된다. 본 발명의 수직형 헤드에 합체되어 있는 상기 히터는 치수적인 면에서 기록 헤드 자극단과 유사하게 되어 있다. 이러한 구조로 인해, 탐침 두께는 이제 세로형 기록에서 필요로 하는 것의 수분의 1만을 필요로 하게 된다.

본 발명은 임의의 양호한 실시예들을 참조하여 도시 및 설명하였지만, 본 명세서를 검토함으로써 당업자들에 의해 실시 형태 및 세부 항목에서의 변형이 달성될 수 있다는 것에는 의심할 여지가 없다. 따라서, 이하의 특허청구범위는 본 발명의 진보적인 특징의 실질적인 정신 및 범주를 내포하는 모든 변형례 및 수정례를 전부를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

자기 헤드 구조체 내에 매체 가열 요소가 설치되어 있는 본 발명의 수직형 자기 헤드는 자기 디스크에 데이터의 기록을 용이하게 할 수 있고, 매체가 자극단 아래로 통과하기 이전에 가열 요소에 의해 가열될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 수직형 자기 헤드의 제조 방법에 따라 매우 높은 데이터 레이트에서 매우 높은 기록 밀도를 얻을 수 있다.

Claims

자기 헤드의 공기 윤활 표면(ABS)에 그 일부가 노출되어 있는 제1 자극과;

상기 공기 윤활 표면(ABS)에 그 자극단이 노출되어 있는 제2 자극과;

상기 제1 자극과 상기 자극단 사이에 배치되는 가열 요소와;

상기 제1 자극과 상기 제2 자극 사이에 배치되는 유도 코일 층

을 포함하는 것인 수직형 자기 헤드.
제1항에 있어서, 상기 가열 요소는 상기 유도 코일과 상기 자극단 사이에 배치되는 것인 수직형 자기 헤드.
제1항에 있어서, 상기 제2 자극은 상기 제1 자극과 자기 선속이 통하도록 배치되는 쉐이핑층과, 상기 자극단을 구비하는 탐침층을 포함하며, 상기 탐침층은 상기 쉐이핑층과 자기 선속이 통하도록 배치되는 것인 수직형 자기 헤드.
제3항에 있어서, 상기 쉐이핑층은 상기 가열 요소와 상기 자극단 사이에 배치되는 것인 수직형 자기 헤드.
제3항에 있어서, 상기 탐침층은 상기 가열 요소와 상기 쉐이핑층 사이에 배치되는 것인 수직형 자기 헤드.
읽기 헤드 요소와;

자기 헤드의 공기 윤활 표면(ABS)에 자극단 부분이 노출되어 있는 제1 자극과;

상기 공기 윤활 표면(ABS)에 그 일부가 노출되어 있는 제2 자극과;

상기 읽기 헤드 요소와 상기 자극단 사이에 배치되는 가열 요소와;

상기 제1 자극과 상기 제2 자극 사이에 배치되는 유도 코일 층

을 포함하는 것인 수직형 자기 헤드.
제6항에 있어서, 상기 제1 자극은 상기 제2 자극과 자기 선속이 통하도록 배치되는 쉐이핑층과, 상기 자극단을 구비하는 탐침층을 포함하며, 상기 탐침층은 상기 쉐이핑층과 자기 선속이 통하도록 배치되는 것인 수직형 자기 헤드.
제7항에 있어서, 상기 쉐이핑층은 상기 가열 요소와 상기 자극단 사이에 배치되는 것인 수직형 자기 헤드.
수직형 자기 헤드를 구비하는 하드디스크 드라이브로,

제1 방향으로 회전하도록 되어 있는 매체 디스크를 포함하며;

상기 자기 헤드는:

상기 자기 헤드의 공기 윤활 표면(ABS)에 자극단 부분이 노출되어 상기 매체디스크의 부분들에 자기 비트를 기록하도록 배치되어 있는 자극을 포함하는 기록 헤드 요소와;

상기 매체 디스크의 상기 부분들에 상기 자기 비트를 기록하기 이전에 상기 자기 디스크의 상기 부분들을 가열하기 위해 배치되도록 상기 자극단에 근접하게 배치되어 있는 가열 요소를 포함하는 것인 하드디스크 드라이브.
제9항에 있어서, 상기 자극 헤드는 상기 공기 윤활 표면(ABS)에 그 일부가 노출되어 있는 제2 자극과;

상기 제1 자극과 상기 제2 자극 사이에 배치되는 유도 코일을 포함하며, 상기 가열 요소는 상기 유도 코일과 상기 자극단 사이에 배치되는 것인 하드디스크 드라이브.
제10항에 있어서, 상기 제2 자극은 상기 제1 자극과 자기 선속이 통하도록 배치되는 쉐이핑층과, 상기 자극단을 구비하는 탐침층을 포함하며, 상기 탐침층은 상기 쉐이핑층과 자기 선속이 통하도록 배치되는 것인 하드디스크 드라이브.
제11항에 있어서, 상기 쉐이핑층은 상기 가열 요소와 상기 자극단 사이에 배치되는 것인 하드디스크 드라이브.
제11항에 있어서, 상기 탐침층은 상기 가열 요소와 상기 쉐이핑층 사이에 배치되는 것인 하드디스크 드라이브.
제10항에 있어서, 상기 제1 자극은 상기 제2 자극과 자기 선속이 통하도록 배치되는 쉐이핑층과, 상기 자극단을 구비하는 탐침층을 포함하며, 상기 탐침층은 상기 쉐이핑층과 자기 선속이 통하도록 배치되는 것인 하드디스크 드라이브.
제14항에 있어서, 상기 쉐이핑층은 상기 가열 요소와 상기 자극단 사이에 배치되는 것인 하드디스크 드라이브.
수직형 자기 헤드를 제조하기 위한 방법으로,

상기 자기 헤드의 공기 윤활 표면(ABS)에 그 일부가 노출되는 제1 자극을 상기 지기 헤드의 층 상에 제조하는 단계와;

상기 공기 윤활 표면(ABS)에 자극단 부분이 노출되도록, 상기 제1 자극과 자기 선속이 통하는 제2 자극을 제조하는 단계와;

상기 제1 자극과 상기 제2 자극 사이에 유도 코일 층을 제조하는 단계와;

상기 제2 자극의 제조 이전에 상기 자기 헤드 내에 가열 요소를 제조하는 단계

를 포함하는 것인 방법.
제16항에 있어서, 상기 제2 자극을 제조하는 상기 단계는 상기 자극단을 구비하는 탐침층을 제조하는 단계와, 상기 탐침층 상에 상기 제2 자극의 쉐이핑층 부분을 제조하는 단계를 포함하며, 상기 쉐이핑층은 상기 제1 자극과 자기 선속이 통하도록 형성되는 것인 방법.
제16항에 있어서, 상기 제2 자극을 제조하는 상기 단계는:

상기 제2 자극의 쉐이핑층 부분을 제조하는 단계와;

상기 쉐이핑층 상에 이 쉐이핑층과 자기 선속이 통하는 탐침층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 쉐이핑층은 상기 제1 자극과 자기 선속이 통하도록 형성되며, 상기 자극단은 상기 탐침층의 일부로서 형성되는 것인 방법.
수직형 자기 헤드를 제조하기 위한 방법으로,

상기 자기 헤드의 공기 윤활 표면(ABS)에 자극단 부분이 노출되는 제1 자극을 상기 지기 헤드의 층 상에 제조하는 단계와;

상기 공기 윤활 표면(ABS)에 그 일부가 노출되도록, 상기 제1 자극과 자기 선속이 통하는 제2 자극을 제조하는 단계와;

상기 제1 자극과 상기 제2 자극 사이에 유도 코일 층을 제조하는 단계와;

상기 제1 자극의 제조 이전에 상기 자기 헤드 내에 가열 요소를 제조하는 단계

를 포함하는 것인 방법.
제19항에 있어서, 상기 제1 자극을 제조하는 상기 단계는 상기 가열 요소의 제조에 후속하여 상기 자극단을 구비하는 탐침층을 제조하는 단계와, 상기 탐침층 상에 상기 제1 자극의 쉐이핑층 부분을 제조하는 단계를 포함하는 것인 방법.
제19항에 있어서, 상기 제1 자극을 제조하는 상기 단계는:

상기 제1 자극의 쉐이핑층 부분을 제조하는 단계와;

상기 쉐이핑층 상에 이 쉐이핑층과 자기 선속이 통하는 탐침층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 쉐이핑층은 상기 제2 자극과 자기 선속이 통하도록 형성되며, 상기 자극단은 상기 탐침층의 일부로서 형성되는 것인 방법.