专利名称：读/写薄膜磁头及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种读/写薄膜磁头及其制造方法。
随着计算机系统应用的日益增加，对高密度存储媒体的需求也日益增加。于是为满足提高存储密度的要求，记录磁头应运而生。提高磁记录密度的一个方法是采用边缘场高强度和高度密集的读/写磁头。边缘场是伸出磁头两磁极之间形成的间隙或在该间隙外“镶边”的磁场。这种经改进的边缘场是通过缩小读/写磁头的尺寸特别是两磁极间的间隙来实现其改进目的的。
磁头的尺寸不断地缩小，这是采用了新技术使磁头的体积显著地减少。制造极小记录磁头的一个方法是采用薄膜工艺。用这种方法制造记录磁头与制造半导体集成电路的方法极其相似。通过一系列包括在一圆片上加掩模并有选择地淀积材料等工序可以制造出细微的读/写薄膜磁头。
但这种小型薄膜磁头却存在一系列问题磁头对噪音信号的灵敏度高，此外因薄膜磁头与周围物质隔离开来而产生的杂散电容往往会限制采用薄膜磁头的磁存储系统的特性。特别是在读操作的过程中，薄膜磁头的特性有可能通过消除杂散电容和降低磁头对来自周围环境的噪音信号灵敏度等措施加以改善。
根据本发明的一个方面，本发明所提供的读/写薄膜磁头包括一衬底;一薄膜磁芯，由该衬底支撑着，包括一读/写间隙，供读写信息之用;隔离件，使隔离衬底和磁芯之用;和一线圈，设在磁芯中且穿过磁芯延伸;读/写薄膜磁头的特征在于将衬底电连接到磁芯用的连接件。
在最佳实施例中的隔离件包括一夹在衬底与磁芯之间的隔离层。
连接件可包括例如铜制成的导电间柱。
衬底、磁芯和连接件的导电率最好比隔离层的大。
在例示的实施例中，磁芯包括淀积在隔离层上的第一磁性层，和第二磁性层，其中的第一和第二磁性层有一第一区、一第二区和一第三区，第一和第二磁性层即在第一区的一通路处电连接起来，在第二区中装有线圈，第一和第二磁性层在第二区被隔离开来，也在第三区处被隔离开来并形成间隙。第二区可充以绝缘料，以便将第一磁性层与第二磁性层电绝缘起来。
连接件最好是在该通路上与磁芯接触。
根据本发明的另一个方面，本发明提供制造一种具有一薄膜磁芯和一衬底的读/写薄膜磁头的一种方法，其特征在于，该方法包括下列步骤在衬底上淀积导电间柱;和在导电间柱上形成芯子，从而使导电间柱夹在衬底与芯子之间，且与衬底及芯子电接触。
各附图举例说明了本发明的内容。附图中
图1是本发明读/写薄膜磁头一部分的横向剖视剖视图;
图2至9举例说明了制造图1读/写头的各工序。
图1例示了本发明的读/写薄膜磁头。磁头10包括一基底或“跃起”衬底12和极片或芯14。衬底12可以由导电材料制成，例如ALSIMAG(商标)材料。一般说来，芯14是用磁性材料，例如铁合金，举例说Permalloy(商标，坡莫合金)的薄膜层。的薄膜层形芯14包括前上部分16和前下部分18。部分16和18形成上极端20和下极端22，两极端之间形成间隙24。芯14还包括后上部分26和后下部分28。芯14的部分16、18以及部分26、28在中心区或通路30处相交。
图1的磁头10采用两个由导体32、34形成的芯绕组。导体32、34呈线圈的形式绕在通路30上，其一部分夹在芯14的部分16与18之间，另一部分夹在芯14的部分26与28之间。基底覆盖层36将芯14与衬底12隔离开来，基底覆盖层36本身是氧化铝(AlO)之类的电绝缘体。部分16、18与部分26、28之间充以电绝缘材料38。一般说来，绝缘材料38是光致抗蚀剂。极端20、22之间的间隙24充以氧化铝。
从图1中还可以看到导电间柱40通过衬底12与芯14的通路30之间的基底覆盖层36延伸。间柱40通过通路30和衬底12与芯14电接触。一电路经由间柱40在芯14与衬底12之间形成。
制造过程中，可以遍布衬底12的整个表面淀积多个与磁头10类似的磁头。各层磁头10如图1所示的那样淀积好之后，将衬底12切割成一个个的小片磁头，各磁头都装设在衬底12的一部分，使极端20、22和间隙24都暴露出来。各磁头的间隙24和极端20、22可以沿通常是向里的方向朝磁头的中心按所要求的尺寸研磨。研磨过程是个磨光过程，即令间隙24的暴露部分涂以金刚石浆液。往导体32、34上加电接点(图中未示出)，然后将完工的磁头连接到某种在磁存储媒体(例如数据存储盘)上读写数据用的装载固定件上。
操作时，将磁存储媒体(图中未示出)放在形成间隙24的极端20、21附近。在进行读操作的过程中，因存储媒体移动引起的变化磁场使磁场加到各极端上。所加的这个磁场通过芯14的部分16、通路30和部分18传到导体32、34周围。因此使导体32、34中感应出电流。此电流反映出移动磁性存储媒体所产生的磁场的特性。在写操作的过程中，令电流流过导体32或导体34中。于是芯14中产生磁场，由于极端20与22之间所形成的间隙24的边缘效应，该磁场系加到存储媒体上。
磁头10的尺寸极小。在三维尺寸如此小、磁头读写数据的速率如此之高的情况下，杂散电容对磁头性能的降低作用可能产生显著的影响。具体地说，因芯14与周围结构(例如衬底12)的隔离而产生的电容可能降低磁头的性能。此外制成磁头10的芯14的材料还可能成为噪音进入导体32、34所经由的通道。磁头10的工作环境一般充满许多噪音源，包括步进电动机、磁盘驱动电动机和高频设备在内。在读操作的过程中，这些噪音源因正在读取的信息被存储媒体屏蔽起来可能会干扰以电流的形式在导体32、34中传送的信息信号。
但这些问题是可以通过在芯14与衬底12之间经由基底覆盖层36形成一个电路的间柱40加以缓和的。间柱40在电气上将芯14与衬底12隔离所产生的杂散电容短路。
图2至9举例说明了制造图1的磁头10所采用的各步工序。图2示出了衬底12。一般说来，衬底12相对于准备在其上形成的读/写薄膜磁头的尺寸来说是大的。我们叫衬底12为“薄片”。在制造过程中，许多与磁头10类似的薄膜磁头一般是在一片这种衬底12上制成的。但图中只示出了单个薄膜磁头10的制造过程。
图3中示出了淀积导电间柱40之后的衬底12。间柱40可采用光刻掩模淀积在衬底12上。采用光刻掩模时，光致抗蚀剂系涂在衬底12的整个表面上，但有待形成间柱40的部位除外。在该部位中，光致抗蚀剂呈间柱40的反象或阴模的形式。然后将形成间柱40用的材料淀积入该光致抗蚀剂阴模中。接着用化学方法除去光致抗蚀剂，只剩下图3所示的结构。采用这种工艺时，间柱40通常呈圆柱形，且与基底衬底12电接触。铜是适宜用作间柱40的材料，但也可以采用其它导电材料。
间柱40淀积在衬底12表面之后，就将基底覆盖层36淀积在整个衬底12上，如图4所示。基底覆盖层36是不导电材料，例如氧化铝，它可采用溅射工艺涂敷上去。这样做会因间柱40而在基底覆盖层36上形成突起部分，如图4所示。这个突起部分可以通过研磨基底覆盖层36表面加以除去。基底覆盖层36经过研磨之后，其横截面的视图大致上如图5所示。
研磨工序磨去基底覆盖层36的一部分，直到间柱40露出为止。在研磨工序中，一般采用钻石浆液。研磨可以在规定的时间里进行，以保证从间柱40除去足够的基底覆盖层36而使间柱40暴露出来。或者也可以用肉眼检查基底覆盖层36，以确定间柱40表面是否已暴露出来。确定是否有足够的基底覆盖层36磨得使间柱40暴露出来的第三个方法是检测衬底12与研磨工序中所使用的钻石浆液之间的电阻值。当间柱40表面已暴露在钻石浆液中时，在衬底12与钻石浆液之间测出的电阻值会显著下降。一般说来，在研磨过程中，可能会有一小部分间柱40与基底覆盖层36一齐被磨除。这对图1所示的完工后的磁头并没有什么危险。
将基底覆盖层36研磨到图5所示的程度且间柱40暴露出来之后，将坡莫合金之类的薄层磁性材料50涂敷整个表面上。该薄层50既形成极端22和通路30的部分，也形成芯14的部分18和28。
下一步是采用光刻工艺将绝缘层38在薄层50上淀积成图7所示的形状。在间隙24中淀积上氧化铝。将导体34淀积到绝缘层38上，并使其形成线圈状。
图8中，绝缘层38系采用光刻掩和腐蚀工艺稍加累积形成的。导体32也和导体34一样也淀积成线圈状。
图9中，绝缘38业已形成，且将导体32、34覆盖住。其次是在图9所示的结构上淀积其它磁性材料层(图中未示出)，以形成部分16、26以及图1所示的极端20和通路30的一部分。
芯14在基底覆盖层36中通过间柱40与衬底12电接触。间柱40短接了因芯14与衬底12隔离开来所形成的杂散电容，在电气上与该杂散电容并联连接。此外，间柱40在电气上将芯14接地，这样做有好处，因为这使磁头对其工作环境中存在的噪音信号的灵敏度有所减少。间柱40可以不安置在图示的位置而夹在芯14与衬底12之间，但最好安置在靠近通路30的位置。
权利要求
1.一种读/写薄膜磁头(10)，包括一衬底(12)；一薄膜磁芯(14)，由该衬底支撑着，包括一读写间隙(24)，供读写信息之用；隔离件(36)，供隔离衬底(12)和磁芯(14)之用；和一线圈(32，34)，设在磁芯中且穿过磁芯延伸；其特征在于将衬底(12)电连接到磁芯(14)用的连接件(40)。
2.根据权利要求1所述的读/写薄膜磁头，其特征在于，所述隔离件包括一夹在衬底(12)与磁芯(14)之间的隔离层(36)。
3.根据权利要求1或2所述的读/写薄膜磁头，其特征在于，所述连接件包括一由例如铜制成导电间柱(40)。
4.根据权利要求2或权利要求3所述且与权利要求2或3有关时的读/写薄膜磁头，其特征在于，衬底(12)、磁芯(4)和连接件(40)的导电电率大于隔离层(36)。
5.根据权利要求2或权利要求3或4且与该诸权利要求有关时的读/写薄膜磁头，其特征在于，磁芯(14)包括淀积在隔离层(36)上的第一磁性层(50)和第二磁性层，第一和第二磁性层有一第一区、一第二区和一第三区，第一和第二磁性层即在第一区的通路(30)处电连接起来，在第二区中装有线圈(32，34)，第一和第二磁性层在第二区处被隔离开来，也在第三区处被隔离开来并形成间隙(24)。
6.根据权利要求5所述的读/写薄膜磁头，其特征在于，所述第二区充以绝缘层(38)，供在电气上将第一磁性层与第二磁性层绝缘起来。
7.根据权利要求5或6所述的读/写薄膜磁头，其特征在于，连接件(40)在通路(30)处与磁芯(14)接触。
8.一种制造一种具有一薄膜磁芯和一衬底的读/写薄膜磁头的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤在衬底(12)上淀积导电间柱(40);和在导电间柱(40)上形成芯子(14)，从而使导电间柱夹在衬底与芯子之间，且与衬底及芯子电接触。
全文摘要
一种读/写薄膜磁头(10)，包括一衬底(12)；一薄膜磁芯(14)，由所述衬底支撑着，包括一读/写间隙(24)，供读写信息之用；一隔离层(36)供隔离衬底(12)与磁芯(14)之用，和一线圈(32，34)，装在磁芯中，且通过磁芯延伸。有一个导电间柱(40)将衬底(12)电连接到磁芯(14)上。
文档编号G11B5/11GK1045310SQ89109168
公开日1990年9月12日 申请日期1989年12月5日 优先权日1989年3月3日
发明者马克·朱里什, 斯科特·丹尼尔·多宾斯 申请人:磁性外围设备有限公司