(57)【要約】【課題】１つ以上の磁気抵抗（ＭＲ）センサ（または素子）を有する読取ヘッドを設ける。【解決手段】読取ヘッドは、ＭＲセンサ３２４と、ＭＲセンサと同じレベルに配置される絶縁体層とを含む。読取ヘッドは摺動面をさらに含み、絶縁体層は摺動面の一部を形成し、ＭＲセンサの表面と摺動面との間に配置されて、摺動面に対する露出からのＭＲセンサの保護を与える。ＭＲセンサは、ＡＭＲ、ＧＭＲまたはＴＧＭＲセンサ要素を形成する薄膜層の積層体を含み得る。積層体は斜面部分をさらに含んでもよく、絶縁体層は斜面部分の上に配置されて、これによりＭＲセンサが摺動面から引込む。【選択図】図３Ｃ
2006323992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記憶媒体に接触するための摺動面を有する磁気抵抗読取ヘッドであって、
磁気抵抗センサと、
前記磁気抵抗センサの表面上に配置され、前記摺動面の一部を形成する絶縁体層とを備える、磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項２】
前記磁気抵抗センサは前記摺動面に面する斜面を含み、前記絶縁体層は前記斜面上に配置される、請求項１に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項３】
前記斜面は５°から３０°の間の角度を付けられる、請求項２に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項４】
前記絶縁体層は、前記斜面上の前記磁気抵抗センサの露出要素を腐食から保護する、請求項２に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項５】
前記磁気抵抗センサは実質的に酸化物に浸食されない、請求項２に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項６】
前記絶縁体層は前記磁気抵抗センサと同じレベルに配置される、請求項１に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項７】
前記磁気抵抗センサは第１の読取ギャップ層と第２の読取ギャップ層との間に配置され、前記第１および第２の読取ギャップ層はほぼ均一な厚みを有する、請求項１に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項８】
前記絶縁体層は、前記磁気抵抗センサの少なくとも一部が前記摺動面に露出するのを防止する、請求項１に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項９】
前記磁気抵抗センサは、５００Åの最小距離をあけて前記摺動面から引込められる、請求項１に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項１０】
前記絶縁体層はアルミナまたは二酸化ケイ素を含む、請求項１に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項１１】
前記磁気抵抗センサは巨大磁気抵抗センサを含む、請求項１に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項１２】
前記磁気抵抗センサはトンネル巨大磁気抵抗センサを含む、請求項１に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項１３】
前記トンネル巨大磁気抵抗センサは絶縁体スペーサを含み、前記絶縁体スペーサは前記絶縁体層によってスミアリングから保護される、請求項１２に記載の磁気抵抗読取ヘッド。
【請求項１４】
磁気抵抗センサを製造するための方法であって、
読取ギャップ層の上に薄膜積層体を形成するステップと、
斜面を含むように薄膜積層体の一部を除去するステップと、
薄膜積層体と同じレベルに絶縁体層を配置するステップと、
前記絶縁体層と前記読取ギャップ層とをラッピングして摺動面を形成するステップとを
含み、前記絶縁体層は前記薄膜積層体の前記斜面と前記摺動面との間に配置される、方法。
【請求項１５】
前記薄膜積層体は、５００Åの最小距離をあけてテープ摺動面から引込められる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
薄膜積層体を処理するステップは、前記薄膜積層体のストライプ高さを規定するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記斜面は５°から３０°の間の角度を付けられる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記薄膜積層体および前記絶縁体層の上に第２の読取ギャップ層を堆積するステップをさらに含み、酸化物の侵食は前記絶縁体層の存在によって低減される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の読取ギャップ層は実質的に均一な厚みである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の読取ギャップ層の厚みと前記第２の読取ギャップ層の厚みとは、所望の非対称のために異なる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
磁気ヘッドを製造するための方法であって、
複数の磁気抵抗素子、基準素子および監視素子を基板上に形成するステップと、
前記基板の摺動面から材料を除去するステップと、
前記監視素子の特徴と前記基準素子の特徴を比較するステップとを含み、前記監視素子の前記特徴は、材料が前記摺動面から除去されると変化する、方法。
【請求項２２】
前記監視素子は、材料を除去する前は前記基準素子よりも大きなストライプ高さを有するように形成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記監視素子は、前記複数の磁気抵抗素子の読取要素とストライプ高さが等しくなるように形成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記監視素子および前記基準素子は、前記磁気抵抗素子と同じレベルに形成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記基準素子の前記特徴および前記監視素子の前記特徴は、前記基準素子および前記監視素子の電気測定値を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記摺動面から材料を除去する動作は、前記監視素子の前記特徴が前記基準素子の前記特徴と等しくなると停止される、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
分野
この発明は、磁気読取および／または書込ヘッドならびに製造方法に一般的に関し、より特定的には、摺動面の保護を有する磁気抵抗センサまたは素子、基準素子および監視素子を用いた素子のラッピング方法、ならびに磁気抵抗素子における高精密なストライプ高さおよび第２の読取ギャップの改良された厚みの制御を行なう方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
磁気記憶テープは依然としてコンピュータシステムにデータを保存するための効率的かつ効果的な媒体である。商業的に採算の取れるあらゆる大容量記憶装置および媒体にはデータ記憶容量および検索性能の向上が望まれている。リニアテープでの記録については、一般的な傾向は、記録ギャップおよびデータトラック幅が狭いマルチバンプ、マルチチャネル固定ヘッド構造へと向かっており、これにより、所定の幅をもつテープ媒体、たとえば２分の１インチ幅のテープにおいて多数の線形データトラックが実現され得る。磁気テープおよび記憶システムの記憶密度を高めるために、データトランスデューサ要素、たとえば磁気抵抗（ＭＲ）要素または素子がテープ上のヘッドおよびデータトラック上により高密度に配置されている。
【０００３】
磁気テープヘッドは典型的には能動素子領域を含み、ここに、一般的に島部、隆起部またはレールと称され、磁気テープが横断する隆起したテープ支持部または摩耗表面となる隆起した細片または畝状部を含む。これらの隆起した島部の１つ以上は埋込みデータトランスデューサを含む。埋込みトランスデューサは磁気テープに情報を書込むための記録装置であり得るか、または磁気テープから情報を読取るための再生装置であり得る。埋込み記録装置は装置のコアの小さなギャップ近傍に磁界を生じさせ、これにより、テープが支持表面を横切る際に磁気テープに情報が記憶される。これとは対照的に、再生装置は、テープが支持表面上を進む際に磁気テープの表面から磁界を検出する。さらに、ヘッドにわたって磁気テープを支持しかつ案内するのを補助するため、一般にアウトリガと称される、トランスデューサを含まない隆起した島部を含んでもよい。
【０００４】
典型的には、複数の埋込みトランスデューサはテープ搬送方向にわたって横断的に間隔があけられている。トランスデューサは、さまざまな記憶テープデータフォーマット、たとえば数の異なるチャネル、異なるトラック幅およびトラック密度に対して寸法決めされ、かつ島部に沿って配置され得る。たとえば、４チャネルヘッドは、テープ経路にわたり横断的に間隔をあけて配置される４つの読取トランスデューサおよび４つの書込トランスデューサを含む。読取／書込トランスデューサの幅と隣接する読取／書込トランスデューサ間の距離とは、記憶テープに書込まれ記憶テープから読取られるトラックの密度に関連付けられる。テープヘッドでより近接して位置決めされたより小さな読取／書込トランスデューサを用いると、磁気テープの記憶容量は一般に増大する。
【０００５】
記憶テープおよびテープドライブ産業が発展し、記憶容量の増大を達成するにつれて、テープヘッドおよび媒体の設計は世代から世代へと変化し続ける。たとえば、新しいデータフォーマットでは、テープヘッド上により高密度に読取／書込トランスデューサ要素が位置決めされ、記憶テープ上により高密度にトラックが位置決めされ、記憶テープがより薄くなっているため、記憶テープ装置の記憶容量が増大する。たとえば、記憶テープの記
憶容量を増大させるために、ヘッドにおいてＭＲセンサを狭くかつ薄くしつつ、記憶テープを薄くしてもよく、たとえば、磁化厚み（Ｍｒｔ）をより小さくしてもよい。
【０００６】
磁気記録ヘッドとともに用いられる典型的なＭＲセンサは、標準的な半導体タイプの処理方法を用いて製造される。たとえば、複数列の磁気記録トランスデューサが同時にウェハ基板上に置かれ、能動素子領域に切断されて磁気記録ヘッドに組込まれる。磁気記録トランスデューサの区域がウェハから切断された後、これら磁気記録トランスデューサにラッピングプロセスを施すことにより、ＭＲセンサのストライプ高さを所望の高さに減じ、構造の表面を滑らかにするかまたは研磨する。ストライプ高さは、磁気抵抗記録ヘッドの信号出力と素子の挙動とを制御する主要パラメータの１つである。一般的にストライプ高さにより磁界に対する磁気抵抗素子の感度が決まるが、この場合、ストライプ高さの低減により、典型的にはより感度の高い磁気抵抗素子ができる。磁気記録密度が増大すると、小型のＭＲセンサ、たとえば異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）、またはトンネル巨大磁気抵抗（ＴＧＭＲ）素子を用いて十分な信号出力が達成される。
【０００７】
ストライプ高さをより小さくしたいという要望は、製造中にストライプ高さをより厳密に制御したいという要望につながるが、これは一般的に、１つ以上の電子ラッピングガイド（ＥＬＧ）を用いた機械的ラッピングによって達成される。ストライプ高さを監視するために実際のＭＲセンサを用いるのは概して賢明なことではない。というのも、ラッピングプロセス中に静電放電が起こる可能性があり、これにより素子が損傷を受けるおそれがあるからである。ウェハ上に典型的なマルチチャネルテープヘッドを製造する際に、たとえば、１対のＥＬＧをＭＲセンサのクラスタの各端部に配置する。ＥＬＧは、クラスタの能動ＭＲセンサのストライプ高さを決定するために製造中に監視されるものである。たとえば、ラッピングプロセスは、ＥＬＧ抵抗がＭＲセンサの所望のストライプ高さに関連付けられる計算値に達すると停止するよう制御される。しかしながら、計算されるＥＬＧ抵抗はＥＬＧ素子のジオメトリと材料厚みとのばらつきを被り、これにより、クラスタ間のストライプ高さに大きなばらつきが生じる可能性がある。
【０００８】
さらに、（ディスクドライブヘッドに対する空気潤滑摺動面または「ＡＢＳ」、およびテープドライブヘッドに対するテープ摺動面または「ＴＢＳ」としても公知の）ヘッド表面に露出したＭＲセンサ（および特にＧＭＲおよびＴＧＭＲセンサ）中のある材料は腐食しやすいことがあり、このために、センサが動作することを期待される環境で、ＭＲセンサを利用するヘッドが非常に腐食しやすくなる。クリーンルーム条件で工場で封止される環境で動作するディスクドライブヘッドは、しばしばかなり厳しい周囲雰囲気に晒されながら動作しなければならないテープドライブヘッドよりも腐食しにくい。また、典型的にディスクドライブヘッドのＡＢＳは、ディスクドライブヘッドの空気潤滑摺動面上で、硬くかつ耐摩耗性のある薄い保護膜で被覆される。残念ながら、テープ記録の性質のために、従来の保護被覆はテープドライブヘッドのための解決策としては劣ったものになってしまう。なぜなら、テープ記録はテープとヘッドとの間の接触に係るものであり、テープ表面はディスク表面よりもより研摩作用があるからである。その結果、薄い保護膜は一般的に摩耗してしまい、これはセンサ材料および素子性能の低下に繋がる。超薄型絶縁体スペーサ（たとえば７から９Å）で銅スペーサを典型的に置き換えるＴＧＭＲセンサの場合、使用の間の絶縁体スペーサにわたるスミアリングによってトンネリング効果が破壊され、ＴＧＭＲセンサが機能しなくなってしまうことがある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
概要
本明細書に記載される１つの局面では、１つ以上の磁気抵抗（ＭＲ）センサ（または素子）を有する読取ヘッドが設けられる。１つの例では、読取ヘッドは、ＭＲセンサおよび
ＭＲセンサと同じレベルに配置される絶縁体層を含む。読取ヘッドは摺動面をさらに含み、絶縁体層は摺動面の一部を形成し、ＭＲセンサの表面と摺動面との間に配置されて、摺動面に対する露出からのＭＲセンサの保護を与える。ＭＲセンサは、巨大磁気抵抗センサ要素、トンネル巨大磁気抵抗センサ要素または異方性磁気抵抗センサ要素を形成する薄膜層の積層体を含み得る。積層体は、斜面部分をさらに含んでもよく、絶縁体層は斜面部分の上に配置され、これによりＭＲセンサが摺動面から引込められる。
【００１０】
さらに、１つの例では、読取ヘッドは、複数のＭＲ素子と、監視素子および基準素子を含む１対の電子ラッピングガイドとを含み、監視素子および基準素子は、材料除去プロセス（たとえば機械的ラッピング）の間に用いられて、ＭＲセンサから所望の距離に摺動面を形成する。
【００１１】
別の局面に従うと、磁気抵抗センサを製造するための方法が提供される。１つの例では、方法は、読取ギャップ層の上に薄膜積層体を形成するステップを含み、薄膜積層体はＭＲセンサを形成する。次に薄膜積層体の一部が除去されて、ＭＲセンサのストライプ高さを規定し、かつ斜面を形成する。絶縁層は薄膜積層体と同じレベルに配置されて、その後のリフトオフ動作の間に用いられる化学物質による腐食から斜面上の露出要素を保護するとともに、その後の高精密フォトリソグラフィステップのための平面を設ける。次に構造がラッピングされて、ＭＲセンサの斜面に隣接して摺動面を形成する。特に、構造は、絶縁材料が薄膜積層体の斜面と摺動面との間に配置されるようにラッピングされる。
【００１２】
さらに、１つの例では、方法は、能動素子領域への酸化物の侵食を排除するかまたは最小化して、正確に目標付けられかつ均一な第２の読取ギャップ層がＭＲセンサの上に形成され、非対称制御が維持されるようにするステップを含む。１つの例では、永久磁石（ＰＭＧ）層はストライプ高さ層から間隔をあけて配置され、ＭＲセンサの薄膜積層体への酸化物の侵食を低減または排除する。その結果、目標の厚みの、より均一な第２の読取ギャップを達成し得る。
【００１３】
さらに、１つの例では、方法は、複数の磁気抵抗素子、基準素子および監視素子を形成するステップを含み、基準素子は、監視素子よりも低いストライプ高さを含む。たとえばラッピングによって摺動面から材料が除去されて、これにより監視素子のストライプ高さを低減する。たとえば、抵抗、電圧などの基準素子の特徴は監視素子の特徴と比較されるが、監視素子の特徴は材料が表面から除去されると変化する。材料は、監視素子の特徴と基準素子の特徴とが実質的に等しくなるかまたは所望の許容差内になるまで表面から除去され得、そうなったときに材料除去プロセスは停止され得る。
【００１４】
基準素子は磁気抵抗素子のストライプ高さと同じになるように形成され、磁気抵抗素子のストライプ高さの代理としての役割を果たし得る。基準素子は、材料除去プロセス後に残留することが意図される、磁気抵抗素子上の保護層または材料に対応する見込み分のまたは付加的なストライプ高さをさらに含んでもよい。基準素子および監視素子を磁気抵抗素子のリーダと同じレベルに、同じプロセスステップで形成することにより、異なるプロセスレベルおよびステップに伴う差を低減してもよい。
【００１５】
添付の図面および特許請求の範囲と関連して以下の詳細な説明を考慮すると、さまざまな局面および例がより十分に理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
詳細な説明
例示的なＭＲセンサおよびＭＲセンサを製造する関連の方法が提供される。以下の説明は、当業者が例示的な方法および関連する装置を製造および使用できるようにするために
提示される。特定の材料、技術および適用例の説明は単に例として提供されるにすぎない。本明細書中に記載される例のさまざまな変更例は当業者には容易に明らかとなり、本明細書中に規定される一般原則はこの発明の精神および範囲から逸脱することなく他の例および適用例に適用され得る。こうして、この発明およびそのさまざまな局面は、記載および図示される例に限定されることを意図するものではなく、その範囲が添付の特許請求の範囲と一致するものである。
【００１７】
より高い磁気記録密度には、小型化されたＭＲセンサまたは要素、たとえばＡＭＲまたはＧＭＲセンサが望ましい。ＭＲセンサが小型になると、ＭＲセンサのストライプ高さもそれに応じて縮小される。機械的ラッピングおよび計算される電子ラッピングガイド（ＥＬＧ）抵抗を用いてラッピングを停止させる従来のストライプ高さの制御では、２０００Å以上のオーダの、クラスタ間のストライプ高さのばらつきおよび精度をもたらすことが多い。したがって、本明細書中に記載される例示的な方法ではＭＲセンサのストライプ高さの制御が向上し得るので、たとえばより高密度に位置決めされたより小型のＭＲセンサを製造することができるであろう。１つの例では、ストライプ高さの制御は５００Å以下のオーダである。
【００１８】
さらに、より高い記録密度が所望されると、ＡＭＲセンサに対し、ＧＭＲまたはＴＧＭＲセンサの使用がより優勢になる。ＧＭＲまたはＴＧＭＲセンサは一般的に、腐食しやすい摺動面上の材料、たとえば銅（たとえば銅スペーサ）、コバルト鉄（たとえばダスティング層および固着層）、ならびにＩｒＭｎおよびＰｔＭｎ（たとえば反強磁性「ＡＦＭ」層）を含む材料を一般的に含む。ディスクドライブでの使用については、たとえばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）コーティングなどの硬い耐摩耗性被覆を用いてＡＢＳを腐食から保護してもよい。磁気テープ適用例およびその他の「接触型」記録適用例での使用については、磁気テープの研摩性は、保護コーティングを摩耗させ、その結果ＭＲセンサを腐食させる可能性に繋がる。したがって、本明細書に記載される例は、有害な露出および素子材料の腐食を防止するための、磁気記録ヘッドでの摺動面保護を提供し得る。さらに、ＴＧＭＲの場合、摺動面保護は、（素子が機能しなくし得る）絶縁体スペーサのスミアリングを防止または排除し得る。
【００１９】
本明細書中に記載される１つの例示的な製造方法は、半導体処理ステップを用いてＭＲ層を堆積して（たとえば機械的ラッピングに対して）ストライプ高さを規定するステップを含み、ＭＲ層は斜めのまたは角度付けられた表面部分をさらに含む。たとえば、イオンミリングプロセスを実行してＭＲ層の一部を除去し、その結果フォトレジスト層の端縁に隣接してＭＲ層の斜面が生じ得る。イオンミリング後に、下地層およびＭＲ層の斜面の上にアルミナなどの薄い絶縁層を堆積してもよい。次に、構造を機械的ラッピングするかまたは研摩して摺動面を規定し、ＭＲ層の斜め部分の上に絶縁層の一部を残し、これによりＭＲセンサを摺動面から保護してもよい。さらに、ヘッドは複数のＭＲセンサと、ラッピングのためのガイドとなるＭＲ基準素子および監視素子とを含み得る。
【００２０】
以下の説明では、（磁気粒子テープなどの）磁気記憶媒体上で読取および書込動作を実行するための磁気抵抗テープヘッドを用いたリニアテープドライブシステムの一部として特に有用な例が記載される。しかしながら、さまざまな例がハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスクなどの他の磁気記憶媒体および装置で有用であり得ることが理解されるであろう。したがって、例示的な製造方法および装置はさまざまな磁気記憶システムおよび装置に向けられてもよく、さまざまな磁気記憶システムおよび装置において利用されてもよい。
【００２１】
図１には、本明細書中に記載される例示的なテープヘッドおよびＭＲセンサを用いることのできる例示的な磁気テープドライブ１０の断面図が示される。テープドライブ１０の
特定の構成は、例示的なテープヘッドのための動作環境を網羅し、かつ、テープドライブの動作中に例示的なテープヘッドがいかに利用され得るかを説明しやすくするために提供される。テープドライブ１０はレシーバ１４に挿入されるテープカートリッジ１２を含む。テープドライブ１０は、カートリッジ供給リール１６を駆動し、かつ特定の速度（たとえば毎秒１２０インチ以上）でテープ２０を移動させるモータ（図示せず）を含む。テープドライブ１０はまた、巻取りリール１８を駆動する第２のモータ（図示せず）を含み得る。テープ２０は順方向または逆方向に駆動されて、（図１には図示されないが、典型的には１つ以上のプリント回路板上に設けられる）モータコントローラ回路によって制御されるテープにデータを書込み得るかまたは当該テープからデータを読取り得る。コントローラはまた、たとえば特定のデータフォーマットおよびデータトラックに対する特定の読取／書込要素を選択するために、ヘッド３０を通る読取／書込電流の大きさを制御するよう適合され得る。テープ２０は、巻取りリール１８とカートリッジ１２との間の複数のテープガイドアセンブリ２４−２９によって、テープドライブ１０の中を通り、テープヘッド３０を通り過ぎるよう案内される。
【００２２】
図２は、図１のドライブ１０に類似のデジタルリニアテープドライブにおいて用いられ得る隆起した長手の隆起部または島部２２０、２３０、２４０および２５０を含む例示的なテープヘッド２００の斜視図を示す。隆起した島部２２０および２３０に沿って含まれる（島部２２０のみに沿って示される）データトランスデューサまたはＭＲセンサ２２４は、テープ２０２からの読取およびテープ２０２への書込を可能にするようテープ搬送方向に対して横方向に配置されている。加えて、ＭＲ要素２２４に隣接して含まれる監視素子２１０および基準素子２１１は、本明細書中に記載されるようにテープヘッド２００の製造中に用いられた。図示のとおり、テープヘッド２００は、典型的には５〜２０ミリメートルの幅を持つ磁気粒子テープ２０２などの媒体に接触するよう適合される。
【００２３】
ＭＲ要素／素子を有し、ＥＬＧを含む（および／またはＥＬＧとともに製造される）例示的なテープヘッドの作製は、多数の好適なウェハ／半導体処理技術のいずれを用いて行なわれてもよい。たとえば、図２に示されるヘッド２００のような薄膜ヘッドは、クリーンルームにおいて、真空または物理的蒸着法（たとえばＲＦまたはＤＣマグネトロンスパッタリング、ＲＦまたはＤＣダイオードスパッタリング、ＲＦまたはＤＣ三極管スパッタリング）およびイオンビーム蒸着、バッチフォトリソグラフィ法（たとえばフォトレジストマスキング、コーティングおよび現像）、化学的に補助される反応性イオンビームエッチング、フォトレジストストリッピングおよびエッチングを用いて作製され、これにより、非常に小さなヘッドおよび素子寸法ならびに複数のトランスデューサ要素（ＭＲセンサ２２４など）の精密な位置決めおよび整列が可能となる。
【００２４】
島部２２０および２４０のスロットまたは分離は、レーザトリミング、精密研削または他の機械加工技術を用いて達成可能である。島部２２０または２４０などの各島部の作製は、材料の層を２つ以上の基板材料内に封じ込め、その後ラッピングまたは入念な研磨を行なうことにより所望の媒体接触輪郭および表面を達成するように行なわれてもよい。代替的には、各島部をいくつかのセグメントまたは部分から作製し、それらをエポキシで接合して細長い島部を形成してもよい。媒体接触表面を耐食性または耐磨耗性層でコーティングして読取／書込要素を保護してもよい。
【００２５】
結果として得られる活性島部は一般にＭＲセンサを含み、異なる材料（金属合金および絶縁材料など）の薄い層の積層体を含む。テープヘッドは、薄膜誘導ヘッド、薄膜ＡＭＲヘッド、デュアルＭＲヘッド、統合された薄膜誘導性書込およびＭＲもしくはＧＭＲ読取ヘッド、またはＴＧＭＲなどの他の薄膜ヘッド設計となるよう構成されてもよい。加えて、不活性島部またはアウトリガの作製は、活性島部と同様の態様で、同様の材料または異なる材料を用いてなされてもよい。代替的には、不活性島部はヘッドに接合され、異なる
薄膜プロセスにおいて形成されてもよい。
【００２６】
図３Ａ−図３Ｃは、１つの例に従うラッピング前後の例示的なストライプ高さ（ＳＨ）規定層の上面図および断面図である。特に、図３Ａおよび図３Ｂはラッピング前のＭＲセンサ３２４および関連の構造を図示し、図３Ｃは摺動面を規定するための機械的ラッピング後のＭＲセンサ３２４および関連の構造を図示する。ＭＲセンサ３２４のストライプ高さは、図４Ａ−図４Ｆを参照してより十分に説明されるように、ウェハ処理ステップによって規定される。一般的に、ウェハ処理（たとえばフォトリソグラフィステップ）を用いたストライプ高さの規定は、より制御性の低いウェハ後機械的ラッピングよりも正確でありかつ精密である。
【００２７】
ＭＲセンサ３２４は一般的に、読取ギャップ層３３０と３３１との間に位置決めされる層の薄膜積層体を含む。ＭＲセンサ３２４は、最上面または最下面のスピンバルブＧＭＲ、ＡＭＲ、人工反強磁性体（ＳＡＦ）ＧＭＲ、スピントンネリングおよびトンネル接合ＧＭＲ（ＴＧＭＲ）を含むがそれらに限定されない複数のＭＲタイプセンサのうちいずれを含んでもよい。また、ＭＲセンサは、膜面平行通電（ＣＩＰ）モードまたは膜面垂直通電（ＣＰＰ）モードで動作し得る。特定の適用例および設計の考慮に依存して、薄膜層の数および各層の構成は異なり得る。たとえば、（アルミナなどの）絶縁層およびコバルト−ジルコニウム−タンタル（ＣＺＴ）の最上層および最下層または磁極を含んでもよい。コバルト、ニッケルおよび鉄のうちの少なくとも１つを用いて作製される極およびシールドも含んでもよい。その上にＭＲセンサが積層されるベース基板は、フェライト、酸化アルミニウムチタンカーバイド（ＡｌＴｉＣ）または他の材料であってもよい。
【００２８】
ＭＲセンサ３２４は、（断面で見たときの）ストライプ高さのいずれかの端の斜面３２５によって部分的にさらに特徴付けられ、斜面３２５は（たとえば材料除去プロセスなどの）ウェハ処理ステップによって規定され得る。ＭＲセンサ３２４は、ＭＲセンサ３２４と同じレベルに（たとえば読取ギャップ３３０と読取ギャップ３３１との間に）絶縁体層３２６をさらに含み、これは斜面３２５の上に配置される。１つの例では、斜面３２５は５°から３０°の範囲の角度を有し得るが、特定の適用例および処理方法に依存して、他の角度が可能である。
【００２９】
図３Ｃは、摺動面を規定しかつ滑らかにするための機械的ラッピングプロセス後のＭＲセンサ３２４を図示する。この例では、機械的ラッピングプロセスは、ＭＲセンサ３２４および斜め部分３２５の端縁をちょうど超えるように摺動面を規定して、ＭＲセンサ３２４が摺動面から引込んで（摺動面に露出せずに）絶縁体層３２６の一部によって保護されるように行なわれる。たとえば、ＭＲセンサ３２４は、（たとえば斜め領域の先端で）摺動面から約１００から４００Åの最小距離をあけて引込められ得る。１つの例では、斜め部分３２５の先端の最小引込め距離は、±５００Åの許容差内となるように製造される。これは、たとえば、（以下により詳細に論じられるように）基準および監視ラッピングガイドの使用によって達成可能である。
【００３０】
図４Ａ−図４Ｆは、図３Ａ−図３Ｃに示されるのと同様のＭＲセンサを含む構造を形成するための例示的な方法を図示する。まず、図４Ａに示されるように、読取ギャップ層４３０の上にＭＲ層４２４が堆積される。読取ギャップ層４３０はアルミナまたはその他の好適な材料を含み得る。さらに、ＭＲ層４２４は、技術分野で公知のようなＡＭＲ、ＧＭＲまたはＴＧＭＲセンサを形成する、キャップ層、固着層、スペーサ層、自由層、バッファ層などのさまざまな個別の層の多層「積層体」を含み得る。さらに、その全体が引用によって本明細書に援用される、２００２年６月２４日に出願された「テープドライブ読取ヘッド内の磁気抵抗センサ、および薄膜読取ヘッドの製造方法」と題された同時係属中の米国特許出願連続番号第１０／１８３，３２９号は、ＭＲ層４２４に含まれ得る例示的な
ＧＭＲセンサおよび関連の層を記載する。
【００３１】
図４Ｂを参照して、図示されるようにＭＲ層４２４の上にフォトレジスト４４０がパターニングされる。この例では、フォトレジスト４４０は、読取ギャップ４３０上へのＭＲ層４２４の堆積後にパターニングされるＴ字状の画像反転または二重塗布フォトレジストを含む。イオンミリング（またはその他の好適な材料除去もしくはエッチングプロセス）は、図４ＣのＭＲ層４２４の一部を除去し、これによりＭＲセンサのストライプ高さを規定するように行なわれる。したがって、本明細書中に注記されるように、最終的なＭＲセンサのストライプ高さは、半導体処理（この例では、フォトリソグラフィステップ）によって規定され、従来の方法（たとえば機械的ラッピング）よりもより正確にかつ一貫してストライプ高さを制御し得る。
【００３２】
一層のイオンミリングの結果、図示されるようなＭＲ層４２４の斜面または傾斜面４２５が生じる。最終的なＭＲセンサの摺動面からの引込み量は、ＭＲ層４２４のさまざまな膜厚および傾斜面４２５の角度に少なくとも部分的に依存する。たとえば、典型的な人工最下面スピンバルブＰｔＭｎ  ＧＭＲ積層体は、７５０Åから２４４０Åにわたる引込みを含み得るが、傾斜の角度は約３０°から１０°と異なる。当然ながら、傾斜および引込みのさまざまな他の範囲が可能である。さらに、図４Ｃと同様に傾斜面４２５を含む特定のストライプ高さおよび断面プロファイル形状を有するようにＭＲ層４２４の材料を除去または堆積する他の方法が可能であり、企図される。
【００３３】
別の例では、ＭＲ層４２４は、読取ギャップ層４３０の中までオーバーエッチングされ得る。読取ギャップ層４３０の中へのエッチングは、エッチング後の斜面４２５に対するインサイチュー再堆積をもたらし得、摺動面からの引込み量も増加させ得る。これらの特徴の両者とも、製造されたＭＲセンサの表面保護の局面に利するであろう。
【００３４】
図４Ｄを参照して、この例ではアルミナ層である絶縁体層４２６は、ＭＲ層４２４の斜面４２５および読取ギャップ層４３０の上に堆積される。絶縁体層４２６は、いずれの好適な方法で堆積されてもよく、アルミナ、二酸化ケイ素などの絶縁材料または他の好適な絶縁材料でＭＲ層４２４の除去部分を埋め戻すように堆積される。
【００３５】
次に図４Ｅでフォトレジスト４４０が除去され、その後、図４Ｆに示されるようにＭＲ層４２４および絶縁体層４２６の上に第２の読取ギャップ層４３１が堆積される。この例では、フォトレジスト４４０のＴ字状プロファイルにより、溶媒がフォトレジスト４４０およびリフトオフＭＲ層４２４を攻撃するようになる。埋め戻し絶縁体層４２６は、リフトオフプロセスで用いられる化学物質による腐食から斜面４２５上のＭＲ層４２４の露出要素をさらに保護し得る。絶縁体層４２６はまた、その後の高精密フォトリソグラフィステップのための平面も与える。さらに、好適な距離だけＳＨ規定層から間隔をあけてＰＭＧ規定層（図３Ａを参照）を配置することにより、ＭＲ層４２４への酸化物の侵食を排除または最小化して、第２の読取ギャップ４３１の均一かつ目標の厚みを達成することができ、第２の読取ギャップに関するフィールドイメージング効果からの非対称制御を維持する。たとえば、非対称は素子の性能に関し、一般的に、ＡＭＲ素子についてはわずかに負の非対称が所望される。こうして、第２の読取ギャップ４３１の厚みおよび均一性に対する制御を向上させることにより、最終的な素子特徴を向上させ得る。
【００３６】
次に図４Ｆに示される構造をウェハから切断して、図３Ｃに示されるのと同様の構造に機械的にラッピングし得る。ここで、絶縁体層４２６はＭＲ層４２４のＭＲセンサを摺動面から保護する。上述のように、材料を除去して摺動面を規定し、これによりＭＲセンサを形成するＭＲ層４２４の材料が摺動面から（たとえば７５０Åから２４４０Åだけ）引込められる。
【００３７】
摺動面を規定するように機械的ラッピングを行なう方法は、図５Ａ−図５Ｃを参照して説明されるような監視素子および基準素子の使用によって補助され得る。同様の設計および方法は、たとえば、２００４年８月１３日に出願された「磁気ヘッド、これを製造するための方法およびマルチチャネル磁気記録ヘッド」と題された、同時係属中の米国特許出願連続番号第１０／９１７，７８２号に記載され、その全体が本明細書中にすべて述べられるかのように引用により援用される。
【００３８】
１つの例に従うと、ＭＲセンサのクラスタの両端に伝統的なＥＬＧを含み、これらはラッピングプロセスの初めにラッピングのバランスを取るのに用いられる。ラッピングのバランスが取られると、２つのＥＬＧ、すなわち能動ＭＲセンサに近接して配置されるＥＬＧ監視素子（ＥＬＧ−Ｍ）とＥＬＧ−基準素子（ＥＬＧ−Ｒ）とを用いてさらなる微細なラッピングが行なわれる。１つの例では、すべてのＭＲセンサおよびＥＬＧ−Ｒのストライプ高さは、たとえば本明細書中に記載のようなウェハ処理によって規定される。ＥＬＧ−Ｍのストライプ高さは、ＭＲセンサおよびＥＧＬ−Ｒのストライプ高さよりも大きくなるように形成される。ＥＬＧ−ＭおよびＥＬＧ−Ｒの、たとえば抵抗などの特徴が監視され、ＥＬＧ−Ｍの抵抗が、たとえばＥＬＧ−Ｒと同じ値などの、ＥＬＧ−Ｒに対する予め定められた値に達するとラッピングが停止される。ＥＬＧ−ＲおよびＥＬＧ−Ｍを用いた例示的なラッピングプロセスは＋／−５００Åの精度内のラッピング制御を提供し得る。
【００３９】
図５Ａ−図５Ｃは、能動ＭＲセンサ５２４およびＥＬＧの例示的な構成を示す上面図である。この例では、ＥＬＧは、能動素子５２４に近接して配置される少なくとも１対の素子、すなわち監視素子５１０（ＥＬＧ−Ｍ）および基準素子５１１（ＥＬＧ−Ｒ）と、能動素子５２４のクラスタの両端の大型ＥＬＧ５１２とを含む。一般的に、大型ＥＬＧ５１２は、構造の初期ラッピング（または粗いラッピング）のバランスを取り、その後のラッピングプロセスのために表面を均すのに用いられる。その後、基準素子５１１および監視素子５１０を、後のラッピングの間に用いて、たとえば絶縁体材料などの十分な保護層を残しながら能動素子５２４のストライプ高さを保持し得る。
【００４０】
１つの例では、基準素子５１１および監視素子５１０は能動素子５２４と同様のフォトリソグラフィウェハ処理によって製作される。特に、基準素子５１１および監視素子５１０は、ウェハによって規定された基準素子５１１のストライプ高さを除いては活性リーダと同一のまたは同様の構造を有するよう形成される。たとえば、基準素子５１１および監視素子５１０は、能動素子５２４のリーダと同じプロセスステップで同じレベルに形成され、これにより、レベルの違いに関連する限界寸法の差を減ずるかまたは排除することができる。さらに、基準素子５１１および監視素子５１０は、たとえば能動素子５２４と同様のピッチで、能動素子区域の各端部に隣接または近接して配置され得る。
【００４１】
図５Ｂにより明確に見られるように、基準素子５１１のストライプ高さは、絶縁体材料（図示せず）の所望の厚みに加えて、能動素子５２４のストライプ以上になるように形成される。この特定の例では、１．０μｍのストライプ高さは例示だけを目的として示される。監視素子５１０は能動素子５２４と同様にまたはこれと全く同一に形成され、基準素子５１１よりも大きい初期ストライプ高さ（この例においては、１．０μｍを上回る）を含む。いくつかの例では、基準素子５１１は、研磨性のあるテープによって生じるヘッド摩耗のための付加的な見込み分を設けるように、能動素子５２４よりもわずかに大きなストライプ高さを有するように作製される。
【００４２】
監視素子５１０と基準素子５１１との測定値を比較して相対的なストライプ高さを決定し、いつラッピングを停止すべきかの指示を与え得る。したがって、ラッピング中に監視素子５１０を監視し、ウェハによって規定された基準素子５１１を用いて当該監視素子５
１０を停止させることができる。図５Ａ−図５Ｃに示されるような監視素子５１０および基準素子５１１を用いて、ラッピングを０．０５μｍ内に制御し得る。
【００４３】
図５Ｃは、ウェハによって規定されたストライプ高さおよび摺動保護特徴（絶縁体材料は図示されず）を備える能動素子５２４を有する、例示的な構造のラッピング後を図示する。能動素子５２４のクラスタは基板から切断され、たとえば図２と同様のヘッド構造に組込まれ得る。１つの例では、監視素子５１０および基準素子５１１は、バーの切断後、能動素子５２４とともに残留する。他の例においては、基準素子５１１および／または監視素子５１０は、処理後、能動素子領域から切断され得る。
【００４４】
１つの例では、監視素子５１０および基準素子５１１のトラック幅は、能動素子５２４の活性リーダに等しいかまたはそれを上回る。この特徴により、監視素子５１０および基準素子５１１の電気的特徴を測定する際に用いられる機器の測定能力の影響を最小限にし得る。能動素子５２４のリーダは一般的に読取トラック幅が比較的狭く、このため、しばしばＭＲ抵抗値が低くなる。たとえば、２０オーム抵抗器に対して１００オーム抵抗器を利用して、測定感度を向上させ得る。
【００４５】
基準素子および監視素子の他のさまざまな構成を用いて素子間のストライプ高さの均一性を向上させ得ることに留意されたい。たとえば、能動素子の各クラスタに対して、基準素子および監視素子をいくつ用いてもよい。基準素子および監視素子は能動素子内に配置されてもよく、またはその内部に組込まれてもよい。さらに、基準素子よりも多くの監視素子が用いられてもよく、またはその逆であってもよい。
【００４６】
図６には、たとえば図５Ａ−図５Ｃに図示のとおり、本明細書中に記載される基準素子および監視素子を用いた例示的なラッピング方法が示される。ブロック６１０において、能動素子、たとえば記載のように１つ以上のクラスタに配置される読取／書込ＭＲセンサを形成するようウェハが処理される。さらに、監視素子および基準素子を含む少なくとも１対のＥＬＧ素子が形成される。加えて、上述のとおり、たとえば大型および／または小型ＥＬＧなどの従来のＥＬＧを含むウェハが処理されてもよい。ウェハは、当該技術分野において公知のいかなる好適なウェハ処理方法によって製造されてもよい。
【００４７】
ブロック６２０において、能動素子および監視素子を含む基板のＡＢＳ／ＴＢＳから材料を除去するようウェハが研磨される。研磨プロセス、たとえばラッピングプロセスなどを実行して、摺動面から材料を除去し、能動素子の上に形成された絶縁体層を記載される所望の厚みにする。１つの例では、従来の大型および／または小型ＥＬＧが存在するのであればこれを監視しつつ、いくつかの研磨ステップ、たとえば粗い研磨を利用し、その後、微細または滑らかに研磨することにより所望の厚みに到達し得る。
【００４８】
ブロック６３０において、基準素子および監視素子は、ブロック６２０の１つ以上の研磨ステップ中に断続的または連続的に監視される。特に、基準素子および監視素子の電気的特徴、たとえば抵抗、電圧などが測定および比較される。１つの例では、相対的なストライプ高さを決定するため、基準および監視素子を介してテスト信号が送信される。材料は、基準素子および監視素子からの測定値が実質的に等しくなるまで、たとえば、ストライプ高さを示す測定値が所望の許容差以内になるまで基板の摺動面から除去される。当該値が実質的に等しくなると、ブロック６４０において研磨が停止され、これにより、能動素子から所望の距離に摺動面を形成する。
【００４９】
上述の詳細な説明はさまざまな例を説明するために提供されており、限定を意図するものではない。この発明の範囲内の多くの変更例および変形例が可能であることが当業者には明らかであろう。たとえば、さまざまな構成においてさまざまなＭＲセンサまたは素子
が用いられてもよい。さらに、本明細書中に明示的に記載されていない他の多くの材料およびプロセスが、当業者によって認識されるように記載されている例示的な方法および構造の範囲内で用いられてもよい。加えて、この説明全体を通じて、特定の例が述べられ、これらの例では関連技術の或る不利点にいかに対処するかが考察される。しかしながら、この説明は、さまざまな例を、実際に不利点に対処するかまたは不利点を解決する方法および／またはシステムに限定することを意図するものではない。したがって、この発明は添付の請求項によって規定されるものであり、本明細書中の記載によって限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】例示的なテープドライブシステムを示す図である。
【図２】複数のＭＲセンサを含む例示的な磁気記録ヘッドを示す図である。
【図３Ａ】ＭＲセンサと関連付けられる保護層を含む例示的なウェハ規定ストライプ高さＭＲセンサの上面図である。
【図３Ｂ】ＭＲセンサと関連付けられる保護層を含む例示的なウェハ規定ストライプ高さＭＲセンサの断面図である。
【図３Ｃ】ＭＲセンサと関連付けられる保護層を含む例示的なウェハ規定ストライプ高さＭＲセンサの断面図である。
【図４Ａ】図３Ａおよび図３Ｂに図示されたのと同様のＭＲセンサを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図４Ｂ】図３Ａおよび図３Ｂに図示されたのと同様のＭＲセンサを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図４Ｃ】図３Ａおよび図３Ｂに図示されたのと同様のＭＲセンサを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図４Ｄ】図３Ａおよび図３Ｂに図示されたのと同様のＭＲセンサを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図４Ｅ】図３Ａおよび図３Ｂに図示されたのと同様のＭＲセンサを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図４Ｆ】図３Ａおよび図３Ｂに図示されたのと同様のＭＲセンサを形成するための例示的な方法を示す図である。
【図５Ａ】１つの例に従う（監視素子および基準素子を含む）ＭＲセンサおよびＥＬＧの例示的な構成を示す図である。
【図５Ｂ】１つの例に従う（監視素子および基準素子を含む）ＭＲセンサおよびＥＬＧの例示的な構成を示す図である。
【図５Ｃ】１つの例に従う（監視素子および基準素子を含む）ＭＲセンサおよびＥＬＧの例示的な構成を示す図である。
【図６】監視素子および基準素子を含む磁気記録ヘッドを製造するための例示的な方法を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  テープドライブ、１２  テープカートリッジ、１４  レシーバ、１６  カートリッジ供給リール、１８  巻取りリール、２０  テープ、２４−２９  テープガイドアセンブリ、３０  テープヘッド。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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