(57)【要約】【課題】ニッケル−クロムシード層を使用して成長されたギャップ層上に蒸着される書き込みヘッドに使用される高磁気モーメント材料の方法と装置を提供する。【解決手段】ニッケル−クロムシード層は、高磁気モーメント材料が軟磁気特性を有し書き込みヘッドにおける主磁極またはシールド層のいずれかとして使用されるように非磁性ギャップ層と高磁気モーメント材料の両方に対し正しい結晶方位を与える。また、書き込みヘッドのエアベアリング面（ＡＢＳ）上に露出されてよいニッケル−クロムシード層は、ＡＢＳに見られる他の材料と同様なエッチング速度を有し、これにより後の処理中の磁極先端突起を回避する。【選択図】図１
2012133859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル−クロムを含むシード層を基板の上に蒸着する工程と、
前記シード層に接触する非磁性材料を蒸着する工程と、
前記非磁性材料と接触する磁性材料を蒸着する工程と、を含む磁気書き込みヘッドの作製方法であって、
書き込みヘッドのエアベアリング面は前記シード層と、前記非磁性材料と、前記磁性材料とを含む、方法。
【請求項２】
前記磁性材料は、ニッケル−鉄、コバルト−ニッケル−鉄、コバルト−鉄、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される強磁性合金を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シード層はルテニウムを含み、前記シード層の厚さは５０ナノメートル未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記非磁性材料は、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、白金のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記非磁性材料はルテニウムである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
（ｉ）高コントラスト材料が前記シード層と前記基板との間に蒸着され、ここで前記高コントラスト材料が前記シード層に接触するように、および（ｉｉ）高コントラスト材料が前記磁性材料、前記非磁性材料および前記シード層と接触するように、の少なくとも１つとなるように、前記磁性材料に対する高ＣＤＳＥＭコントラストを有する高コントラスト材料を蒸着する工程、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記高コントラスト材料はアルミナである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記基板の上に第１の遮蔽層を蒸着する工程と、
前記第１の遮蔽層と接触する犠牲層を蒸着する工程と、
前記犠牲層と接触する第２の遮蔽層を蒸着する工程と、
前記第１の遮蔽層を露出させるために前記第２の遮蔽層と犠牲層を介し凹部をエッチングする工程、をさらに含む請求項１に記載の方法であって、
前記シード層は前記露出した第１の遮蔽層と接触し、前記磁性材料の少なくとも一部が前記凹部内に蒸着される、方法。
【請求項９】
前記基板の上に遮蔽層を蒸着する工程と、
前記遮蔽層と接触するギャップ層を蒸着する工程と、
前記ギャップ層と接触する主磁極を蒸着する工程と、
前記主磁極と前記ギャップ層を介し少なくとも２つの凹部をエッチングする工程と、をさらに含む請求項１に記載の方法であって、
前記シード層は前記遮蔽層と前記主磁極の両方に接触する、方法。
【請求項１０】
遮蔽層と、
ニッケル−クロムを含む遮蔽層の上のシード層と、
前記シード層と接触する非磁性ギャップ層と、
前記ギャップ層と接触する主磁極と、を含む磁気書き込みヘッド。
【請求項１１】
前記シード層は前記遮蔽層と接触する、請求項１０に記載の書き込みヘッド。
【請求項１２】
前記主磁極は、ニッケル−鉄、コバルト−鉄、コバルト−ニッケル−鉄、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される強磁性合金を含む、請求項１０に記載の書き込みヘッド。
【請求項１３】
前記シード層、前記ギャップ層および前記主磁極と接触するコントラスト層であって、前記主磁極に対する高ＣＤＳＥＭコントラストを有する材料であるコントラスト層をさらに含む請求項１０に記載の書き込みヘッド。
【請求項１４】
前記コントラスト層はアルミナである、請求項１３に記載の書き込みヘッド。
【請求項１５】
前記非磁性ギャップ層は、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、白金のうちの少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の書き込みヘッド。
【請求項１６】
前記シード層はルテニウムを含み、前記シード層の厚さは５０ナノメートル未満である、請求項１０に記載の書き込みヘッド。
【請求項１７】
第１のギャップ層と、
前記第１のギャップ層と接触する主磁極と、
ニッケル−クロムを含む前記主磁極の上のシード層と、
前記シード層と接触する非磁性第２のギャップ層と、
前記第２のギャップ層と接触する磁気遮蔽層と、を含む磁気書き込みヘッド。
【請求項１８】
遮蔽層は、ニッケル−鉄、コバルト−鉄、コバルト−ニッケル−鉄、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される強磁性合金を含む、請求項１７に記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項１９】
前記シード層と接触し、前記主磁極とシード層との間にあるコントラスト層であって、前記遮蔽層に対する高ＣＤＳＥＭコントラストを有する材料であるコントラスト層、をさらに含む請求項１７に記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項２０】
前記コントラスト層はアルミナである、請求項１９に記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項２１】
前記シード層はルテニウムを含み、前記シード層の厚さは５０ナノメートル未満である、請求項１７に記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項２２】
前記第２の非磁性ギャップ層はロジウム、ルテニウム、イリジウム、白金のうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の磁気書き込みヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は一般的には、磁気ディスクへデータを書き込むための高磁気モーメント材料の製造に関し、具体的には、対応するシード層を有するギャップ層から成長する高磁気モーメント材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの長期間記憶の中心をなすのは磁気ディスク駆動装置と呼ばれるアセンブリである。磁気ディスク駆動装置は、回転磁気ディスクと、回転磁気ディスクの表面に隣接するサスペンションアームにより吊るされた読み込みヘッドと書き込みヘッドと、回転ディスク上の選択された円形トラックの上方に読み込みヘッドと書き込みヘッドを置くためにサスペンションアームを振るアクチュエータと、を含む。読み込みヘッドと書き込みヘッドは、エアベアリング面（ＡＢＳ：ａｉｒ  ｂｅａｒｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）を有するスライダ上に直接置かれる。サスペンションアームはスライダをディスクの表面方向に付勢させる。ディスクが回転するとディスク近傍の空気がディスクの表面と共に動く。スライダはこの動く空気のクッション上のディスクの表面の上方を飛行する。スライダがエアベアリングに乗ると、読み込みヘッドと書き込みヘッドは、回転ディスクに磁気転移を書き込みそして回転ディスクから磁気転移を読み取るために利用される。読み込みヘッドと書き込みヘッドは、書き込みと読み取り機能を実施するコンピュータプログラムに従って動作する処理回路に接続される。
【０００３】
書き込みヘッドは伝統的に、第１、第２の磁極片層の間に挟まれた第１、第２、第３の絶縁層（絶縁積層）に埋め込まれたコイル層を含む。ギャップが書き込みヘッドのＡＢＳにおけるギャップ層により第１、第２の磁極片層間に形成され、これらの磁極片層は後部ギャップにおいて互いに接続される。コイル層に導かれた電流は、動く媒体上のトラック（例えば、前述の回転ディスク上の円形トラック）に磁気転移を書き込む目的のために、ＡＢＳにおける書き込みギャップにおいて磁場を周囲に広げさせる磁極片内の磁束を誘起する。
【０００４】
通常、書き込みヘッドは、高磁気モーメント磁芯と、遮蔽層と、磁心と遮蔽層の間に配置されたギャップ層とを含む。好ましいギャップ層材料としては、耐腐食性でありかつ遷移金属（例えば、ＣｏとＦｅ）のものとは異なる原子数を有するロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、および／または他の白金族金属が挙げられる。しかしながらこれらの材料は単独では、化学的不活性のために貧弱な粘着性を有することが多い。したがって主要ギャップ材料の粘着性を改善するためにシード層を最初に蒸着してもよいが、適切なシード材料の選択は蒸着されるギャップ層だけでなく下流製造工程にも影響を与える。具体的には、シード材料の粒度と結晶方位が高磁気モーメント磁心（例えば、ＣｏＦｅ）の軟性を決定すると考えられる。通常、シード材料は、低い面内保磁力と残留磁気を実現可能な高磁気モーメント材料の適切な成長を容易にする小粒度と結晶方位を有する非磁性金属材料である。書き込みヘッドが形成されると、シードおよびギャップ材料はまた、後工程のスライダＡＢＳ形成が磁極先端突起（ＰＴＲ：ｐｏｌｅ  ｔｉｐ  ｐｒｏｔｒｕｓｉｏｎ）を生じないように、ＡＢＳ上で露出される他の材料に比し同じようなイオンエッチング速度を有しなければならない。ＡＢＳを形成する材料が異なるエッチング速度を有すると、結果として生じたＰＴＲは動作中の低飛行高度と信号空間分解能とを妨げる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９２５６５号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態は一般的には、磁気ディスクへデータを書き込むための高磁気モーメント材料の製造に関し、具体的には、対応するシード層を有するギャップ層から成長される高磁気モーメント材料の製造方法に関する。
【０００７】
本発明の一実施形態は磁気書き込みヘッドの製造方法を提供する。本方法は通常、ニッケル−クロムを含むシード層を基板の上に蒸着する工程と、続いて、シード層と接触する非磁性材料と、非磁性材料と接触する磁性材料と、を蒸着する工程と、を含み、書き込みヘッドのエアベアリング面はシード層と、非磁性材料と、磁性材料とを含む。
【０００８】
別の実施形態では、磁気書き込みヘッドが開示される。書き込みヘッドは遮蔽層を含む。書き込みヘッドは、ニッケル−クロムを含む遮蔽層の上のシード層と、シード層と接触する非磁性ギャップ層と、を含む。書き込みヘッドはまたギャップ層と接触する主磁極を含む。
【０００９】
別の実施形態では磁気書き込みヘッドが開示される。書き込みヘッドは第１のギャップ層を含む。書き込みヘッドはまた、第１のギャップ層と接触する主磁極と、ニッケル−クロムを含む主磁極の上のシード層と、を含む。非磁性の第２のギャップ層は、第２のギャップ層と接触する磁気遮蔽層を有するシード層と接触する。
【００１０】
本発明の上記特徴が詳細に理解され得るように、上で簡単に纏めた本発明のより詳しい説明は実施形態によって参照することができ、その一部は添付の図面に示されている。しかし添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を示すだけであり、したがって本発明は他の同等に有効な実施形態を認めることができるので、その範囲の限定とみなすべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が実施される得るディスク駆動システムの概略図である。
【図２】図１の２−２線から切り取られたスライダのＡＢＳ図であり、その上の磁気ヘッドの位置を図示する。
【図３】エッチング角に基づく様々な材料のエッチング速度を示す図である。
【図４】本発明の実施形態による異なるギャップおよびシード層材料を含む積層上に成長されたＣｏＦｅＮｉの保磁力を示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図５Ｅ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図５Ｆ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図５Ｇ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図５Ｈ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図６Ｃ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図６Ｄ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図６Ｅ】本発明の実施形態による、シード層を有するギャップ層から高磁気モーメント材料を製造する方法を示す線図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態による磁気書き込みヘッドを示す線図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による磁気書き込みヘッドを示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態を参照する。但し、本発明は特定の記載実施形態に制限されないということを理解すべきである。その代りに、以下の特徴と要素の任意の組み合わせもまた、異なる実施形態に関係するしないにかかわらず本発明を実施し実行するように想定されている。さらに、本発明の実施形態は他の可能な解決法を越えるおよび／または先行技術を越える利点をもたらすことができるが、特定の利点が所与の実施形態により得られるかどうかが本発明を制限するものではない。したがって、以下の態様、特徴、実施形態、利点は、単に例示的であって、請求項に明示的に記載しない限り添付の特許請求範囲の要素または制限と考えてはならない。同様に、「本発明」への言及は、本明細書に開示される任意の本発明の主題の一般化と解釈してはならず、請求項に明示的に記載しない限り添付の特許請求範囲の要素または制限と考えてはならない。
【００１３】
本発明の実施形態は一般的には磁気書き込みヘッドに関し、具体的には、対応するニッケル−クロムシード層を有するギャップ層から磁極または遮蔽層を製造するための方法に関する。書き込みヘッドのこれら３つの要素はＡＢＳ上に露出されてもよい。
【００１４】
次に図１を参照すると、本発明を具現するディスク駆動装置１００が示されている。図１に示すように、少なくとも１つの回転可能な磁気ディスク１１２がスピンドル１１４上に支持され、ディスク駆動モータ１１８により回転される。各ディスク上の磁気記録は、磁気ディスク１１２上の同心データトラック（図示せず）の環状パターンの形式である。
【００１５】
それぞれが１つまたは複数の磁気ヘッドアセンブリ１２１を支持する少なくとも１つのスライダ１１３が磁気ディスク１１２の近くに配置される。磁気ディスクが回転すると、スライダ１１３は、所望のデータが書き込まれている磁気ディスクの異なるトラックを磁気ヘッドアセンブリ１２１がアクセスするように、ディスク面１２２の上を半径方向に移動する。各スライダ１１３はサスペンション１１５を経由してアクチュエータアーム１１９に取り付けられる。サスペンション１１５は、スライダ１１３をディスク面１２２に対し付勢するわずかなバネ力を与える。各アクチュエータアーム１１９はアクチュエータ手段１２７に取り付けられる。アクチュエータ手段１２７は図１に示すようにボイスコイルモータ（ＶＣＭ）であってよい。ＶＣＭは固定磁場内で可動なコイルを含み、コイル動作の方向と速度は制御装置１２９により供給されるモータ電流信号により制御される。
【００１６】
ディスク記憶システムの動作中、磁気ディスク１１２の回転は、スライダ１１３とディスク面１２２間にスライダ１１３に上向きの力または揚力を与えるエアベアリングを生成する。こうしてエアベアリングは、サスペンション１１５のわずかなバネ力と釣り合い、通常動作中、小さいほぼ一定の間隔だけスライダ１１３をディスク１１２表面の上にわずかに離して支持する。
【００１７】
ディスク記憶システムの様々な部品は、アクセス制御信号、内部クロック信号等の制御装置１２９により生成される制御信号により動作中制御される。通常、制御装置１２９はシーケンス制御回路、記憶手段、マイクロプロセッサを含む。制御装置１２９は、線１２３上の駆動モータ制御信号、線１２８上のヘッド位置およびシーク制御信号等の様々なシステム動作を制御するための制御信号を生成する。線１２８上の制御信号は、ディスク１１２上の所望のデータトラックにスライダ１１３を最適に移動し配置するための所望の電流プロファイルを与える。書き込み信号と読み込み信号は、記録チャネル１２５を経由して書き込みヘッドと読み込みヘッド１２１へ伝達される。
【００１８】
図２を参照すると、スライダ１１３内の磁気ヘッド１２１の配向をさらに詳細に見ることができる。図２はスライダ１１３のＡＢＳ視図であり、図に示すように、誘導性書き込みヘッドと読み込みセンサを含む磁気ヘッドはスライダ１１３の後縁に配置される。典型的な磁気ディスク記憶装置システムの上記説明と図１の添付図は表示目的のためだけである。ディスク記憶システムが多数のディスクとアクチュエータを含み、各アクチュエータが多くのスライダを支持してもよいことは明白である。
【００１９】
本発明の実施形態は、遮蔽層と、対応するシード層を有するギャップ層と、高磁気モーメント磁芯と、を含む書き込みヘッドの製造に焦点を合わせる。通常、対応する結晶方位でギャップ材料を成長できるようにするシード層が最初に蒸着される。したがって磁性材料がギャップ材料上に蒸着される場合、磁性材料はまた高磁気モーメント材料を生じる結晶方位を採用する。
【００２０】
好ましいギャップ層材料としては、耐腐食性でありかつ遷移金属（例えば、コバルトと鉄）のものと異なる原子数を有するＲｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、または他のＰｔ族金属が挙げられる。しかしながら、これらの材料は単独では、化学的不活性のために貧弱な粘着性を有することが多い。したがって主要なギャップ材料の粘着性を改善するために最初にシード層が蒸着されてもよいが、適切なシード材料の選択は蒸着される磁性材料だけでなく下流製造工程にも影響を与える。具体的には、シード材料の粒度と結晶方位が高磁気モーメント磁心（例えばＣｏＦｅ）の軟性を決定する。通常、シード材料は、低い面内保磁力および残留磁気を実現可能な高磁気モーメント材料の適切な成長を容易にする結晶方位を有する非磁性金属材料である。書き込みヘッドが形成されると、シード材料はまた、後工程のスライダＡＢＳ形成が磁極先端突起（ＰＴＲ）を生じないように同様なイオンエッチング速度を有しなければならない。ＡＢＳを形成する材料が異なるエッチング速度を有すると、結果として生じたＰＴＲは動作中の低飛行高度と信号空間分解能とを妨げる。
【００２１】
従来、Ｒｕは、クロム（Ｃｒ）またはタンタル（Ｔａ）の薄い粘着層（すなわちシード層）を有するギャップ層として使用されてきた。一例では、ＣｒまたはＴａの薄層を有するＲｕがＣｏＦｅ主磁極の上に成長され、厚いＲｕ層で覆われた。ＣｏＦｅの別の層（遮蔽層として機能する）がＲｕキャップの上に成長された。別の例では、電気メッキされた主磁極（例えばＣｏＦｅ）が、ＴａまたはＣｒのシード層と共に蒸着されたＲｕから直接成長された。しかしながらシード層としてＣｒまたはＴａを使用すると重大な障害をもたらす。
【００２２】
Ｔａの原子数は、ＣｏＦｅ主磁極との大きな測長ＳＥＭ（ＣＤＳＥＭ：ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ−ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）コントラストを与える、すなわち高磁気モーメント主磁極の成長を容易にする。しかしながらＴａシード層は後続の書き込みヘッド製造に悪影響を与える。図３に示すように、ＴａはＡＢＳにおいて露出した他の金属より遅いエッチング速度でエッチングする。例えば、６０度のエッチング角ではＴａは最低のエッチング速度を有する。したがって、Ｔａシード層が後工程のＡＢＳ形成中に突出する（すなわち他の露出金属は速くエッチングする）ので、ＡＢＳの空気動力学はうまくいかなくなる。理想的には、ＡＢＳに見られる材料はすべて同様な速度でエッチングしなければならない。
【００２３】
一方、Ｃｒの使用は最小ＰＴＲを提供するがＣｏＦｅとの低いＣＤＳＥＭコントラストをもたらす（すなわち、所望の磁気特性を有する高磁気モーメント主磁極の成長を容易にする正しい結晶方位と微細構造を提供しない）。図３に示すように、Ｃｒは５５〜７５度のイオンビームエッチング角ではＡＢＳ上に露出した金属と同様のエッチング速度を有し、これによりＰＴＲを防止する。しかしながら、図４は、Ｃｒ／Ｒｕを含む積層（ギャップ層とシード層）が主磁極（例えば、少数ドーパントであるＮｉを有するＣｏＦｅＮｉ）に硬保磁力を与えることを示す。したがってＣｒ／Ｒｕ積層の上に蒸着された磁性材料は所望の軟磁気特性を欠く。より良い代替の積層は、選択された高磁気モーメント磁芯材料の成長に適合し、かつ良いコントラストを維持しなければならなく、さらにＰＴＲが最小化されるように、ＡＢＳに見られる他の材料と同様のエッチング速度を有しなければならない。
【００２４】
ニッケルクロムとルテニウム（ＮｉＣｒ／Ｒｕ）の積層はこれらの要件を満たす。図３に示すように、ＮｉＣｒは、約５５〜７５度のエッチング角において、ＡＢＳに見られる他の材料と同様の速度でエッチングし、これによりＰＴＲを回避する。図４に示すように、ＮｉＣｒ／Ｒｕ積層は、軟磁気特性を有するＣｏＦｅＮｉを成長させ、これを高磁気モーメント主磁極または遮蔽層に適するようにする。また、酸化アルミニウム（例えば、アルミナ）の薄層が、ＮｉＣｒとＣｏＦｅ合金のＣＤＳＥＭコントラストを増加するために蒸着されてもよい。
【００２５】
高磁気モーメント材料を成長させるＮｉＣｒ／Ｒｕ積層を作製する処理は、以下の２つの実施形態：電解メッキによるダマシン主磁極形成（Ｄａｍａｓｃｅｎｅ  Ｍａｉｎ  Ｐｏｌｅ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）と、サブトラクティブ法（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ  ｐｒｏｃｅｓｓ）による（すなわち、マスクとミル）平らな基板表面上の薄膜からの主磁極形成、において検討される。サブトラクティブ法による主磁極形成は、湿式メッキダマシン主磁極形成処理とは対照的に乾式磁極処理（Ｄｒｙ−Ｐｏｌｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）と呼ばれることがある。
【００２６】
ダマシン主磁極形成
図５Ａ〜図５Ｈに、本発明の実施形態によるギャップ層を形成するためにシード層を使用するダマシン主磁極形成を示す。図５Ａに示すように、第１の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｉｏｎ  ｅｔｃｈｉｎｇ）停止層５０４が、通常の真空蒸着処理、あるいは電気メッキまたは無電解メッキ等の電着法を使用して基板５０２上に蒸着される。基板５０２は単一層または単一成分に限定されない。本明細書で使用されるように、「基板」は、開示された処理の開始層を指す一般用語である。一実施形態では、基板５０２は磁気書き込みヘッドの形成に使用されるであろう他の層と材料を含む。明確にするために、これらの追加層とそれらの関連処理は省略される。次に、犠牲層５０６が、以下に明らかになるように少なくとも書き込み磁極の所望厚とギャップ厚と同程度になるように蒸着される。犠牲層５０６は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化シリコン、または他の反応性イオンエッチング可能（ＲＩＥ可能）材料を含んでよく、様々な標準的な技術を使用することにより蒸着され形成されてよい。当業者は、犠牲層を除去し変更するために他の除去技術が使用され得ることを認識するだろう。次に、真空蒸着処理を使用することによりあるいは電解メッキ処理により第２のＲＩＥ停止層５０７が犠牲層５０６の上に蒸着される。一実施形態では、第１と第２のＲＩＥ停止層５０４、５０７は、反応性イオンエッチングされても不活性な様々な材料を含んでもよい。別の実施形態では、第１と第２のＲＩＥ層５０４、５０７は、遮蔽層等の書き込みヘッド装置にとって機能的に有用な材料、例えば、ニッケル−鉄合金、コバルト−鉄合金、コバルト−ニッケル−鉄合金およびそれらの組み合わせからなる群から選択される磁性材料であってよい。
【００２７】
図５Ｂは、任意の通常のリソグラフィリフトオフ法を使用することにより生成され得るトレンチ５０８を示す。一実施形態では、第２のＲＩＥ停止層５０７は、以下に検討される処理工程においてトレンチ５０８を拡張するためのマスクとして機能する。
【００２８】
図５Ｃに示すように、トレンチ５０８は次にＲＩＥマスク（５０７）開口を介し犠牲層５０６内にへこませられる。一実施形態では、犠牲層５０６をエッチング除去するためにＲＩＥ処理が使用される。好適には、犠牲層５０６としてＲＩＥ可能材料を使用することで第１のＲＩＥ停止層５０４（例えばＮｉＦｅ）に影響を及ぼすこと無く犠牲層を除去することが可能となる。ＲＩＥ作用処理は、台形形状が犠牲層５０６内に生成されるように操作されてもよい。
【００２９】
図５Ｄは、イオンビーム蒸着（ＩＢＤ：ｉｏｎ  ｂｅａｍ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、物理的蒸着（ＰＶＤ：ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理、または原子層蒸着（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を使用した好ましくは２０ｎｍ未満である蒸着厚さを有するコンフォーマルシード層５１０の蒸着を示す。通常、シード層５１０は非磁性でありかつギャップ材料の粘着性を改善しなければならない。ＮｉＣｒはＡＢＳに見られる他の材料と同様のエッチング速度を有するだけでなくこれらの要件も満たすので好適である。また、ＮｉＣｒ／Ｒｕ積層は高磁気モーメント材料の成長を可能にする。例えば、薄いＮｉＣｒシード層をＮｉＣｒ／Ｒｕ積層の代わりに使用することで、小粒度と体心立方構造の＜１１０＞テキスチャとを有するＣｏＦｅ主磁極を得る。
【００３０】
一実施形態では、シード層５１０を形成するためにＲｕの薄層がＮｉＣｒと共に蒸着されてもよい。好適には、ＮｉＣｒの薄層を蒸着した後、Ｒｕ（またはＰｔ族の他の好ましい金属）の層は、次に検討されるギャップ層の成長を容易にするためにＰＶＤを使用して蒸着される。通常、ＮｉＣｒとＲｕとの組み合わせ薄層は２０ｎｍ未満（例えば、１０ｎｍ未満のＮｉＣｒと１０ｎｍのＲｕ）であってよい。
【００３１】
図５Ｄはシード層５１０を別個の層として示すが、シード層５１０は通常は約１００ナノメートルであるギャップ層５１２の一部と見なすに十分に薄く（例えば、数十ナノメートル）てよい。
【００３２】
図５Ｅでは、コンフォーマルギャップ層５１２が、ＡＬＤ、ＰＶＤまたはスパッタリングを使用してシード層５１０の上に蒸着される。一実施形態では、上に検討した実施形態においてＰＶＤを使用してシード層５１０内にＲｕの薄層を蒸着する場合、ＡＬＤを使用してＲｕのギャップ層５１２を成長することができるので好適である。それにもかかわらず、ギャップ層５１２材料は耐腐食性でありかつ遷移金属（例えばコバルトと鉄）のものと異なる原子数を有するＲｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｐｔから選択されてもよい。ＣｏＦｅとのその大きなＣＤＳＥＭコントラストおよび他のＡＢＳ材料と同様な反応性エッチング速度のために、Ｒｕが使用されることが好ましい。しかしながら当業者は様々な材料が同様のコントラストとエッチング速度を与え得ることを認識するであろう。したがって本発明はＰｔ族の元素に限定されない。
【００３３】
別の実施形態では、ギャップ層５１２はトレンチ５０８の側面と底部を均等に被覆してもよい。これにより、後で蒸着される磁心材（または主磁極）が遮蔽層から等距離であることを保証する。また、ギャップ層５１２の蒸着は、生成された主磁極の大きさを決定する。別の言い方をすると、ギャップ層５１２蒸着は、基板５０２上に生成される複数の主磁極が、別の主磁極に実行される蒸着と同じ寸法を有することを保証する。
【００３４】
図５Ｆは、電解メッキまたは真空蒸着のいずれかを使用した高磁気モーメント主磁極５１４の蒸着を示す。いずれの処理でも、主磁極５１４材料は、主磁極５１４材料が軟磁気特性を有することを保証するシード層とギャップ層５１０、５１２の配向を採用する。主磁極材料はＣｏＦｅＮｉ等のコバルト−鉄またはその合金であってよい。図４に示すように、ＮｉＣｒ／Ｒｕ積層は低保磁力（すなわち軟磁気特性）を有するＣｏＦｅＮｉの成長を容易にする。これは部分的には、ＮｉＣｒシード層５１０の小粒度と最適化配向と、Ｒｕ合金とＣｏＦｅ合金との大きなＣＤＳＥＭコントラストとによる。
【００３５】
図５Ｇは、図５Ｆに示す構造から余分な高磁気モーメント主磁極５１４、ギャップ層５１２、シード層５１０、第２のＲＩＥ停止層５０７を除去することを示す。具体的には、犠牲層５０６の上方の材料を除去するために化学機械研磨（ＣＭＰ）とイオンビームミリングの組み合わせを使用してもよい。
【００３６】
図５Ｈは、犠牲層５０６の除去を示す。具体的には、犠牲層５０６（例えばアルミナ）を選択的に除去する任意のエッチング技術を使用してよい。台形構造と共に残りの主磁極５１４、ギャップ層５１２、シード層５１０が磁気書き込みヘッドのための低保磁力高磁気モーメント主磁極５１４を実現する。磁気書き込みヘッドを作製するために、いくつかの他の処理工程（図示せず）が上に検討した処理の後に続いてもよい。さらに、視野内の面はＡＢＳの典型的な面である。したがって図５Ｈに描かれた書き込みヘッド構造の一部が図２に示す磁気ヘッドアセンブリ１２１内に含まれてもよい。したがって磁気ヘッドアセンブリ１２１は、シード層５１０、ギャップ層５１２、および主磁極５１４を形成する材料を含んでもよい。ＡＢＳは次に、書き込みヘッドを含む記録ヘッド装置に必要な空気力学特徴を生成するためにエッチングされてもよい（図示せず）。
【００３７】
図７Ａは、本発明の実施形態による、図５Ａ〜５Ｈに示すダマシン処理を使用して開発された磁気書き込みヘッドを示す。図示のように、主磁極５１４、ギャップ層５１２、およびシード層５１０を含む書き込みヘッドの周囲にコントラスト層７０２が蒸着されている。一実施形態では、ギャップ層５１２はＮｉＣｒシード層５１０に対し十分に薄いので、ＮｉＣｒシード層５１０の厚さはＣＤＳＥＭ計測法により把握される必要があるかもしれない（すなわち、シード層は、ギャップ層５１２の厚さの低下のため、ＣＤＳＥＭコントラストを最小化する）。このような場合、コントラスト層７０２は蒸着されてもよい。Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｆｅの原子数は比較的似ているので、コントラスト層７０２の必要性が生じる。主磁極５１４または周囲遮蔽層（図示せず）はこれらの材料を含んでよく、これによりコントラスト層７０２はより大きなＣＤＳＥＭコントラストを与えることができる。通常、コントラスト層７０２は、主磁極５１４に高ＣＤＳＥＭコントラストを与える任意の材料であってよい。具体的には、コントラスト層７０２としてアルミナを使用することにより、主磁極５１４としてＣｏＦｅを使用する場合にこのようなコントラストを実現することができる。上に検討した積層材料を使用することにより、一実施形態では結果として生じる積層はＡｌ２Ｏ３／ＮｉＣｒ／Ｒｕである。図３に示すように、アルミナはＴａと同じエッチング速度問題に悩まされなく（すなわち、ＡＢＳにおけるＰＴＲを回避する）、しかもＮｉＣｒシード層５１０と周囲遮蔽層または主磁極５１４とのＣＤＳＥＭコントラストをさらに増加するので好都合である。しかしながら、ギャップ層５１２がシード層５１０より実質的に厚い（例えば、１００ｎｍを越える）いくつかの実施形態では、コントラスト層７０２は必要ではないかもしれない。
【００３８】
乾式磁極処理
図６Ａ−６Ｆは、本発明の実施形態によるギャップ層を形成するためにシード層を使用する乾式磁極処理（ｄｒｙ−ｐｏｌｅ  ｐｒｏｃｅｓｓ）を示す。図６Ａに示すように、基板６０２は基板６０２の上に蒸着された基層６０４を含む。一般的に基板６０２は単一層または単一成分に限定されない。本明細書で使用されるように、「基板」は、開示された処理の開始層を指す一般用語である。一実施形態では、基板６０２は磁気書き込みヘッドの形成に使用されるであろう他の層と材料を含む。明確にするために、これらの追加層とそれらの関連処理は省略される。
【００３９】
一実施形態では、基層６０４は、後の材料を蒸着するための平坦面を提供する。別の実施形態では、基層６０４は、電解メッキまたは無電解メッキまたは真空蒸着により蒸着されるＮｉＦｅまたはＣｏＦｅ合金等の磁性材料で構成された遮蔽層である。次に、第１のギャップ層６０６が、Ｔａ、Ｒｕ、Ｒｈ、ＩｒまたはＰｔ等の非磁性材料を含む基層６０４の上に蒸着される。次に、高磁気モーメントまたは高磁気モーメント積層主磁極６０８が真空蒸着により第１のギャップ層６０６の上に蒸着される。当業者に知られた通常のリソグラフィプロセスを使用することによりマスク６１０が主磁極６０８の上に置かれる。ダマシン処理と区別されるように、乾式磁極処理は金属シード層から主磁極６０８を成長させるよりむしろ平坦面から主磁極６０８を成長させることができる。それにもかかわらず、主磁極６０８の周囲に遮蔽層を効果的に生成するためにニッケル−クロムシード層を使用してもよい。この処理について以下に説明する。
【００４０】
図６Ｂは、マスク６１０により覆われなかった主磁極６０８と第１のギャップ層６０６の部分を除去するイオンビームミリングの結果を示す。台形形状は、イオンビームミリングを掃引／回転することによりあるいは基板６０２自体を回転することによりのいずれかにより形成されてよい。例えば、基板６０２は、所望の形状を与えるやり方でミリング動作中に回転する傾斜遊星運動装置（ｔｉｌｔｅｄ  ｐｌａｎｅｔａｒｙ）上に配置されてもよい。１または複数の角度は垂直に対し１０°から６０°の範囲であってよく、これらの角度が第１のギャップ層６０６の最下部から（外方向に）主磁極６０８の最上部までに付けられてもよい。
【００４１】
一実施形態では、第１のギャップ層６０６と主磁極６０８を含む台形状構造は、主磁極６０８の周囲に非磁性材料（例えば、アルミナ）を蒸着することにより物理的に支持されてもよい。図示しないが、支持材料が台形構造に別の処理工程中の安定性をもたらす。
【００４２】
図６Ｃは、ＩＢＤおよび／またはＰＶＤを使用したコンフォーマルシード層６１２の蒸着を示す。通常、シード層６１２は非磁性でありかつギャップ材料（例えば、Ｔａ、Ｃｒ、ＴｉまたはＮｉＣｒ）の粘着性を改善しなければならない。ＮｉＣｒはＡＢＳに見られる他の材料と同様なエッチング速度を有するだけでなくこれらの要件も満たすので好適である。また、ＮｉＣｒ／Ｒｕ積層は所望の磁気特性を有する高磁気モーメント材料の成長を可能にする。例えば薄いＮｉＣｒシード層をＮｉＣｒ／Ｒｕ積層の代わりに使用すると、所望の微細構造を有するＣｏＦｅ遮蔽層６１６が得られる。好ましくは、シード層６１２は２０ｎｍ未満であるとよい。
【００４３】
一実施形態では、Ｒｕの層がＮｉＣｒと共に蒸着されてシード層６１２を形成してもよい。好適には、Ｒｕの層は、次に検討される第２のギャップ層の成長を容易にするためにＮｉＣｒの薄層の後にＰＶＤを使用して蒸着される。通常、ＮｉＣｒとＲｕとを組み合わせた薄層は２０ｎｍ未満（例えば、１０ｎｍのＮｉＣｒと１０ｎｍのＲｕ）であってよい。
【００４４】
図６Ｄでは、第２のギャップ層６１４がＡＬＤ、ＰＶＤまたはスパッタリングを使用してシード層６１２の上に蒸着される。一実施形態では、上に検討した実施形態においてシード層６１２内にＰＶＤ  Ｒｕの薄層を含む場合、ＡＬＤ処理を使用してＲｕの第２のギャップ層５１２を成長することができるので好都合である。第２のギャップ層６１４材料は、耐腐食性でありかつ遷移金属（例えば、コバルトと鉄）のものと異なる原子数を有するＲｈ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｐｔから選択されてもよい。遷移金属Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ等とのその大きなＣＤＳＥＭコントラストのために、Ｒｕが使用されることが好ましい。しかしながら本発明はＰｔ族の元素に限定されない。ＣＤＳＥＭコントラストを改善するためには、第２のギャップ層６１２がシード層６１２よりはるかに大きい（例えば１００ｎｍを越える）ことが好ましい。
【００４５】
図６Ｄはシード層６１２を別個の層として示すが、この層は本来非磁性であり、通常は数百ナノメートル厚である第２のギャップ層６１４となる第２のギャップ層６１４の一部と考えてもよい。
【００４６】
図６Ｅは、電解メッキまたは真空蒸着のいずれかを使用した高磁気モーメント遮蔽層６１６の蒸着を示す。いずれの処理でも、遮蔽層６１６材料は、シード層６１２と第２のギャップ層６１４を種とする所望の微細構造を獲得した。これにより、遮蔽層６１６材料が軟磁気特性を有し主磁極６０８の閉じ込め遮蔽（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｓｈｉｅｌｄ）として動作することを保証する。遮蔽層６１６材料はＣｏＦｅＮｉ等のコバルト−鉄またはその合金であってよい。図４に示すように、ＮｉＣｒ／Ｒｕ積層は低保磁力（すなわち軟磁気特性）を有するＣｏＦｅＮｉの成長を容易にする。これは部分的には、ＮｉＣｒシード層６１２を種とする所望の微細構造による。ＲｕとＣｏＦｅ合金とのＣＤＳＥＭコントラストが高精度ＣＤ測定を保証する。別の実施形態では、遮蔽層６１６の一部はシード層６１２と第２のギャップ層６１４から成長するＣｏＦｅ（またはその合金）を含んでよく、一方遮蔽層６１６の第２の部分は異なる軟磁性合金であってもよい。別の実施形態では、基層６０４もまた高磁気モーメント材料を含む。基層６０４は主磁極６０８を閉じ込めるために遮蔽層６１６と組み合わせて使用されてもよい。これによりラップアラウンド遮蔽層（ＷＡＳ：ｗｒａｐ  ａｒｏｕｎｄ  ｓｈｉｅｌｄ）を生成する。第１と第２のギャップ層６０６、６１４が主磁極６０８とＷＡＳ（すなわち、基層と遮蔽層６０４、６１６の組み合わせ）間の一様なギャップ層を生成し得るということにも留意されたい。
【００４７】
低保磁力ＣｏＦｅ合金は、磁気書き込みヘッドに好適な高磁気モーメント遮蔽層６１６を提供する。上に検討した処理から磁気書き込みヘッドを作製するために、いくつかの他の処理工程（図示せず）が後に続いてもよい。さらに、図６Ｅの視野内の面はＡＢＳの典型的な面である。したがって図６Ｅに描かれた書き込みヘッド構造の一部が図２に示す磁気ヘッドアセンブリ１２１内に含まれてもよい。したがって磁気ヘッドアセンブリ１２１はシード層６１２と主磁極６０８と第２のギャップ層６１４とを生成する材料を含んでもよい。ＡＢＳは次に、書き込みヘッドを含む記録ヘッド装置に必要な空気力学特徴を生成するためにエッチングされてもよい（図示せず）。
【００４８】
図７Ｂは、本発明の実施形態による、乾式磁極処理を使用して開発された磁気書き込みヘッドを示す。図示のように、シード層６１２を蒸着する前に、コントラスト層７０４が、図７Ａにおいて検討されたコントラスト層７０２と同様に蒸着されてもよい。Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｆｅの原子数は比較的似ているので、ＮｉＣｒシード層６１２とＣｏＦｅ遮蔽層６１６とのＣＤＳＥＭコントラストは低い。多くの場合、ＮｉＣｒシード層６１２とＣｏＦｅ遮蔽層６１６との低ＣＤＳＥＭコントラストは、ギャップ層６１４（例えばＲｕ）とＣｏＦｅ遮蔽層６１６との高ＣＤＳＥＭコントラストのために重要度が低い。ＮｉＣｒとＣｏＦｅとの低コントラストの影響は、はるかに厚いＲｕ（何千ナノメートル）の層を蒸着する一方で薄い（数十ナノメートルの）ＮｉＣｒのシード層だけを蒸着することによりさらに最小化される。しかしながら、コントラスト層７０４が積層の一部として蒸着される場合、シード層の厚さを増すことができる（すなわち、低ＣＤＳＥＭコントラストの影響をさらに最小化することができる）。図７Ｂに示す乾式磁極処理では、これは、シード層６１２（例えば、ＮｉＣｒ、Ｔｉ、Ｃｒ、またはＴａ）が蒸着される前に（図６Ｃ）行われてもよい。通常、コントラスト層７０４は主磁極５１４に高ＣＤＳＥＭコントラストを与える任意の材料であってよい。具体的には、遮蔽層６１６としてＣｏＦｅを使用する場合、コントラスト層７０４としてアルミナを使用することでこのようなコントラストを与える。上に検討した積層材料を使用して、一実施形態では、結果として生じる積層は、その上に高磁気モーメントＣｏＦｅ（今は遮蔽層として使用される）が次に蒸着されるＡｌ２Ｏ３／ＮｉＣｒ／Ｒｕである。図３に示すように、アルミナはＴａと同じエッチング速度問題に悩まされなく（すなわち、ＡＢＳにおけるＰＴＲを回避する）、しかもＣＤＳＥＭコントラストをさらに増加するので好適である。
【００４９】
以上の説明は本発明のいくつかの実施形態に関するが、本発明の他の別の実施形態は本発明の基本的範囲から逸脱することなく考案可能であり、その範囲は以下の特許請求の範囲により決定される。
【符号の説明】
【００５０】
１００：ディスク駆動装置
１１２：磁気ディスク
１１３：スライダ
１１４：スピンドル
１１５：サスペンション
１１８：駆動モータ
１１９：アクチュエータアーム
１２１：磁気ヘッドアセンブリ
１２２：ディスク面
１２３：線
１２５：データ記録チャネル
１２７：アクチュエータ手段
１２８：線
１２９：制御装置
５０２：基板
５０４：第１のＲＩＥ停止層
５０６：犠牲層
５０７：第２のＲＩＥ停止層
５０８：トレンチ
５１０：コンフォーマルシード層
５１２：ギャップ層
５１４：主磁極
６０２：基板
６０４：基層
６０６：第１のギャップ層
６０８：主磁極
６１０：マスク
６１２：シード層
６１４：第２のギャップ層
６１６：遮蔽層
７０２：コントラスト層
７０４：コントラスト層
【図１】
2012133859.tif 000003
【図２】
2012133859.tif 000004
【図３】
2012133859.tif 000005
【図４】
2012133859.tif 000006
【図５Ａ】
2012133859.tif 000007
【図５Ｂ】
2012133859.tif 000008
【図５Ｃ】
2012133859.tif 000009
【図５Ｄ】
2012133859.tif 000010
【図５Ｅ】
2012133859.tif 000011
【図５Ｆ】
2012133859.tif 000012
【図５Ｇ】
2012133859.tif 000013
【図５Ｈ】
2012133859.tif 000014
【図６Ａ】
2012133859.tif 000015
【図６Ｂ】
2012133859.tif 000016
【図６Ｃ】
2012133859.tif 000017
【図６Ｄ】
2012133859.tif 000018
【図６Ｅ】
2012133859.tif 000019
【図７Ａ】
2012133859.tif 000020
【図７Ｂ】
2012133859.tif 000021