KR100382865B1 - 기록헤드, 기록헤드의 제조방법, 복합헤드 및자기기록재생장치 - Google Patents
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Abstract
기록헤드는 서로 마주하는 제1자기코어와 제2자기코어의 한 쪽의 단부들이 기록갭을 형성하고, 자기코어들의 다른 단부들이 자기결합을 형성하고, 절연물질에 의하여 절연된 코일들이 제1자기코어와 제2자기코어 사이에 설치되고, 코일들에 의하여 자기가 여기된 제1자기코어 및 제2자기코어의 자속이 기록갭으로부터 누설되어 기록매체에 기록을 수행한다. 기록헤드에서 자기매체 근처의 기록갭 단부로부터 자기결합의 접점까지의 거리(이하 요크길이라 한다)가 20㎛이하이다. 자기기록재생장치는 이러한 헤드를 가지고 있다.
Description
본 발명은 자기기록/재생장치의 자기헤드 및 자기기록/재생 장치에 관한 것으로, 특히 높은 기록능력을 실현하는 포화자화가 큰 재료를 자기코어(magnetic core)에 이용하는 경우에도 재생특성의 변동을 억제하는 기록헤드, 복합헤드 및 자기기록/재생 장치에 관한 것이다.
자기 기억장치의 소형화와 대용량화 추세에 따라 자기매체 위에 기록되는 비트 당의 부피는 빠르게 소형화되고 있다. 이러한 미소한 비트로부터 발생되는 자기신호를 큰 재생출력으로 검출할 수 있는 것이 자기저항효과형 헤드(이하, MR헤드라 함)이다.
이 MR헤드에 대해서는 "A Magnetoresitivity Readout Transduser"란 이름으로 "IEEE Trans. on Magn,. MAG7 (1971) 150" 에서 논의되었었다.
최근에는 이러한 MR헤드에 대하여 거대한 고출력화를 실현할 수 있는 거대 자기저항 헤드(이하 GMR라 한다.)를 이용한 GMR헤드가 실용화되었다.
이러한 GMR효과에 있어서, 특히 저항의 변화는 2개의 인접한 자성물질층의 자화방향들 사이의 코사인함수를 따르는, 일반적으로 스핀-밸브효과로 불리우는 자기저항효과는 작은 동작자계에서 큰 저항변화를 한다. 이러한 이유로 이런 효과를 이용하는 GMR헤드는 총칭하여 GMR헤드이다.
이런 스핀-밸브효과를 이용하는 GMR헤드에 대해서는 "IEEE Trans. on Magn,.VOL.30,No.6(1994)3801"에서 "Design, Fabrication Testing of Spin-Valve Read heads for High Density Recording"으로 논의되었다.
상기의 GMR헤드에 있어서, 스핀-밸브효과를 발생시키는 2개의 자성물질층 중의 한 자성물질층은 이 자성물질층 위에 반강자성막을 적층함으로써 발생된 교환결합자계에 의하여 헤드 자기 감지부에 진입하는 매체의 자계의 방향으로 실질적으로 정렬되도록 자화가 고정된 자화고정층을 가지고 있다
Cu 등의 전도층을 개재하여 자화고정층에 인접한 다른 자성물질막은 매체의 자계에 대하여 자유롭게 자화방향을 변하게 하는 것이 가능한 자화자유층이 된다. 이하에서는 이런 스핀-밸브효과를 채용한 GMR헤드를 "GMR헤드"라고 부른다.
도 6 및 도 7은 GMR재생헤드(70)와 ID기록헤드(60)로 이루어진 종래의 복합헤드(50)의 구체적인 예들의 구성도이고, 도 7은 GMR헤드의 구성을 자기매체와 서로 마주하도록 하는 면, 즉 에어베어링면(air bearing surface; ABS면)으로부터 본 GMR헤드의 구성도이고, 도 6은 도 7중의 A-B선의 단면도이다.
즉, 슬라이더(slider)로서 사용되는 세라믹(1) 위에 적층된 하부실드(lower shield; 2)와 상부실드(upper shield; 6) 사이에 절연물질로 이루어지는 자기분리층(3)이 삽입되고, GMR효과를 발생시키는 스핀-밸브 적층구조물이 중앙영역(4)으로 배치시키고, 이러한 중앙영역(4)의 양단에 전류와 바이어스 자계를 공급하기 위한 단부영역(end portion area; 5)이 형성된다. 이상이 재생을 수행하는 GMR소자들이다.
더욱이 상부실드는 제1자기코어(6)로서 이용되고, GMR소자들의 반대측에 있는 자기코어(6)의 표면 위에 기록갭(7)을 개재하여 제2자기코어(11)가 배치된다.
ABS면으로부터 자기코어들(6 및 11)의 약간 안쪽 부분들에는 기록갭(7)과 비자성절연물질(10a) 및 비자성절연물질(10b)의 사이에 끼어있도록 코일들(9)이 배치된다. 기록은 이 코일들로부터 발생된 자계에 의하여 자화된 자기코어(6)와 자기코어(11) 사이의 기록갭(7)으로부터 누설되는 자속에 의하여 수행된다.
GMR 또는 MR 재생헤드와 유도(이하, ID라 함)기록헤드가 적층된 상기의 복합구조헤드를 여기서는 '복합헤드'라 부른다.
GMR을 사용하는 복합헤드에 의하여 실제로 사용되는 기록밀도는 인치당 3 GB 이상의 고밀도 기록영역을 가진다. 자기이방성을 가진 물질을 이용하는 종래의 복합헤드는 상기의 밀도보다 작은 기록밀도에 충분하다.
즉, GMR을 이용하는 실용적인 복합헤드는 1 평방인치당 3 GB이상의 고밀도로 자기기록/재생을 실현한다.
반대로 GMR의 복합헤드를 이용하는 구조로 된 자기기록/재생장치는 1평방인치당 3 GB의 고밀도를 가진 자기기록/재생을 수행하는 장치이다.
그런데 자기매체로의 기록을 담당하는 ID헤드는 언제나 고밀도의 기록성능을 개선할 필요가 있었다. 특히 자기매체의 고보자력이 고밀도의 기록에 필수적이다.
이것은 기록밀도의 향상에 대응하여 매체 위에 기록되는 자화의 전이길이를 짧게 해야 하기 때문이거나, 또는 1 비트에 대한 자화길이가 짧게 되더라도 자화가 일정하게 유지되어야 하기 때문이다.
이러한 이유로 종래에는 고밀도 기록에 적합한 ID헤드로써 고보자력의 매체 에 기록을 수행할 수 있도록 기록자계를 증가시키는 기술이 활발하게 개발되어 왔다.
종래에는 Ni이 약 80중량%인 Ni-Fe도금막(이하, '퍼멀로이막'라고 함)이 ID헤드의 자기코어로 사용되어 왔다. 이 물질은 포화자화(Bs)가 약 1T(테슬라)이고 1 평방인치당 3GB의 기록을 수행할 수 있다. 이것은 "IEEE Trans. on Magn,.Vol.32, No.1(1996) pp.7-12"에서 "3 Gb/in2recording demonstation with dual element heads thin film disks"로 서술되어 있다.
그러나 1 평방인치당 5 GB이상의 기록을 수행하기 위해서는, Ni이 약 45 중량%인 Ni-Fe도금막(이하에서는 45 NiFe라 한다.)이 퍼멀로이막 대신에 필요하다. 이것은 "IEEE Trans. on Magn,.Vol.33, No.5(1997) pp.2866-2871"에서 "5 Gb/in2reading demonstration with conventional ARM dual element heads thin film disks"로 서술되어 있다.
이 물질은 최대한으로 1.6T 정도의 포화자화를 가지고 있다. 더욱이 이 물질로써 1 평방인치당 12GB 정도의 기록을 수행할 수 있다. 이것은 "IEEE Trans. on Magn,.Vol.32, No.1(1996) pp.7-12"에서 "12 Gb/in2recording demonstration with SV read heads conventional narrow pole-tipwrite"로 서술되어 있다.
한편, Bs가 약 1.6인 Ni-Fe도금막을 이용하는 예가 일본의 공개특허공보 평8-212512호(1996)와 제11-16120호에 공개되었다.
또한 스퍼터법에 의하여 형성된 높은 포화자화(Bs)물질을 이용한 예가 일본 공개특허공보 평10-162322호(1998)에서 공개되었다. 그리고 이 예에서 Co-Ta-Zr스퍼터막으로 대표되는 Co계의 비정질 막이 사용되었다.
Co계의 비정질 막은 1.5T 정도까지의 높은 Bs를 가질 수 있다. 더욱이 일본의 공개특허공보 평7-262519(1995)에는 질화제2철과 같은 높은 Bs 물질의 적용이 공개되었다. 철-질소 물질은 약 1.9정도의 높은 Bs를 가질 수 있다는 것으로 생각된다.
더욱이 자기헤드의 제조공정의 간편성, 비용절감이 고려되는 경우에도, 기록자극을 형성하는 자기물질을 형성함에 있어서 도금방법으로 형성하는 것이 효과적이다.
도금방법에 있어서 자극의 형상이 미리 뚫어져 있는 포토레지스트 프레임을 형성하고 도금막을 이 프레임 안에서 성장시켜 원하는 패턴을 얻을 수 있다. 이 방법은 그것의 간편성 및 비용절감으로 인하여 최근에는 박막 자기헤드의 표준적인 제조방법이 되었다.
한편, 스퍼터법에 의하여 자기코어 패턴이 형성되는 경우에, 포토레지스트 마스크를 코어 모양으로 미리 형성된 자기막 위에 형성하고 이온빔을 이용하여 에칭함으로써 코어 패턴을 형성한다.
이 방법에서, 첫째, 비용이 많이 드는 이온빔에칭장치가 필요하고, 둘째, 수㎛의 두꺼운 자기코어막을 패터닝하기 때문에 긴 가공시간이 필요하고, 셋째, 매체 로의 기록폭을 결정하는 좁은 폭을 가진 자기코어단부들을 형성하는 것이 매우 어렵다.
특히, 도 6에서 보는 바와 같이 코일들과 그 위쪽 및 아래쪽 절연층들 사이에 큰 높이차이가 존재하는 조건하에서 상부자기코어(11)을 패턴화하는 것은 매우 어렵다.
일본의 공개특허공보 평7-262519호(1995)에서는 코일들과 절연층들 사이에 큰 높이차를 형성하기 전에 자기코어단부들만을 형성하고 이 자기코어단부들에 철-질소 스퍼터 막을 도입하는 방법을 공개하고 있다. 그러나 이것은 원래 이온빔에칭을 이용하는 방법이고 저비용의 제조방법이 아니다.
상기한 바와 같이, 스퍼터막을 자기코어에 적용할 경우 제조공정의 복잡성으로 인하여 비용의 상승을 피할 수 없다.
또한, 기록밀도의 향상을 위하여, 45Ni-Fe에 의하여 얻어진 1.5T 이상의 높은 Bs를 가진 막이 불가결하다고 생각된다.
저 비용의 도금법에 의해 높은 Bs를 가진 막을 실현하는 것이 매우 중요하다. Co-Fe-Ni은 1.5T이상의 높은 Bs를 실현하는 도금막의 재료로서 유망하다고 생각된다.
더욱이, 일본의 공개특허공보 소63-53277(1988)호의 도 1의 3 요소의 조성도에는 Co-Fe-Ni도금막에 있어서 자기변형 λs=0인 선이 그려져 있고, 이 공보의 도 2의 3 요소의 조성도에서는 Co-Fe-Ni 도금막의 Bs이 그려져 있다.
이러한 도면들에 의하면 λs가 본질적으로 0으로 되는 80Co10Fe10Ni근처의 Bs는 약 1.6T이다.
한편, 일본의 공개특허공보 평6-346202호(1994)에서는, 일본의 공개특허공보 평63-53277호에서는 실현될 수 없는 낮은 자기변형과 높은 Bs가 양립하도록 하기 위하여 Co-Fe-Ni도금막의 결정성을 조정하였다.
그 결과 λs < 5×10-6일 때 Bs가 약 1.7T인 Co-Fe-Ni도금막이 얻어진다.
또한, 일본의 공개특허공보 평7-3489호(1995)에서는 낮은 보자력을 결정성을 조정함으로써 얻을 수 있고 1.3 내지 2T 범위내에 있는 Bs가 얻어질 수 있다고 기재되어 있다.
더욱이 일본의 등록특허공보 제2821456호에서는 Co-Ni-Fe도금막이 사카린과 같은 S을 함유하는 첨가제 없이 처리조에서 증착될 수 있고, 막에서의 황의 농도가 0.1중량% 이하로 억제되는 고순도의 막을 얻을 수 있다고 기재되어 있다.
그 결과, Fe 조성이 많은 영역으로 fcc와 bcc의 혼성결정조성이 이동되고, 자기변형은 이 조성에 있어서 실용적인 수준으로 낮아지고, 보자력이 2.50e 이하인 만족할만한 연자기특성 뿐만 아니라 1.9로부터 2.2T 범위의 극단적으로 높은 Bs를 실현할 수 있다.
상기한 바와 같이, Co-Ni-Fe도금막은 결정성과 막으로의 혼합물의 함유량을 조정함으로써 ID헤드의 자기코어로 실용적인 연자기특성을 실현할 수 있다.
일본등록특허 제2821456에 개시된 바와 같이 Bs는 극단적으로 클 수 있고 만족할 만한 연자성이 실현될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도금법으로 형성되고 큰 포화자화를 가지는 Co-Ni-Fe막이나 45NiFe막은 고밀도의 자기기록을 위한 기록코어 재료로 매우 선호된다.
그러나 이러한 막들은 다음과 같은 성질이 있기 때문에 종래에는 이러한 성질에 의한 다양한 문제가 발생되고 있다.
즉, 첫 문제점은 높은 Bs를 가진 Co-Ni-Fe막이나 45 NiFe막의 자기변형이 양성화 된다는 점이다.
예를 들면, 45 NiFe막을 기록코어로 겸용되는 GMR재생헤드의 상부실드에 적용하는 경우에 기록동작 후의 재생출력의 변동은 매우 현저하여 실용적으로 사용될 수 없는 복합헤드가 된다.
이것은 자기변형이 양성화됨에 따라, 기록동작후 상부실드의 자화 상태가 거의 안정화되지 않고 재생특성이 역으로 그것으로부터 영향을 받기 때문이다.
그러므로 45 NiFe는 재생의 자기코어로 겸용되는 상부실드에 적용될 수 없다.
이러한 이유로 인하여, 단지 높은 포화자화를 가진 45 NiFe막만이 상부실드에 적용할 수 있고, 통상의 퍼멀로이는 상부실드에 적용되기 때문에 기록능력 자체가 제한되는 결과가 된다.
또한 Co-Ni-Fe막에 있어서는, 조성을 제어함으로써 자기변형이 양성화에서 음성화로 제어되도록 하는 것이 가능하지만, 자기변형은 포화자화가 큰, 즉, 1.7 이상인 조성에서는 양성으로 된다. 따라서 45 NiFe막에서와 같은 문제가 발생한다.
더욱이, 종래에 상부실드에 사용되고 있는 퍼멀로이막의 경우에는, 퍼멀로이막의 자기변형이 막 조성에 의하여 제어되기 때문에 상부실드에 적합한 자기변형이 얻어 질 수 있도록 조성을 엄격히 제어할 필요가 있다. 이것은 제조단가를 높이는 결과를 낳는다.
또한, 둘째 문제점은 포화자화가 큰, 즉, 약 2T인 Co-Ni-Fe막에서 응력이 특히 강하다는 것이다.
상기 응력은 약 0.8 ㎬이고 2㎛이상의 막두께를 형성하고자 할 때에는 막의 박리가 현저하게 일어난다.
그 결과, 전체 상측자기코어를 높은 포화자화를 보이는 Co-Ni-Fe막에 의하여 형성하고자 할 경우, 막의 두께는 2㎛이하로 할 필요가 있기 때문에 제조가 어려워진다.
Co-Ni-Fe막을 상측자기코어로 적용하는 방법에서처럼, 기록갭 근처에 두께가 0.5㎛인 Co-Ni-Fe막을 형성하는 방법과 두께가 약 3.5㎛인 퍼멀로이막을 적층하는 방법이 사용되고 있다.
또한 이러한 방법으로, 높은 포화자화를 가지는 재료의 효과를 크게 증가시킬 수 있지만 이러한 효과를 최대한으로 증가시키기 위해서는 전체 코어를 Co-Ni-Fe막으로 형성하는 것이 요구된다.
더욱이, 셋째 문제점은 기록밀도가 향상됨에 따라 기록헤드는 보다 고주파로 동작하는 것이 필요하다.
특히, 포화자화가 큰, 즉, 약 2T인 Co-Ni-Fe막에 있어서, 비저항이 약 20 ×10-6Ωcm로 작기 때문에 고주파 작용에서의 과전류손실은 증가하고 기록특성은 쉽게 저하된다.
따라서, 본 발명의 주목적은 상기한 종래 기술의 단점을 해결하고, 높은 기록능력을 실현하기 위하여 포화자화가 큰 Co-Ni-Fe막이나 45 NiFe막이 복합헤드의 상부실드에 적용되는 경우에도 재생특성의 변동을 제어하는 기록헤드 및 복합헤드를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 두번째 목적은 포화자화가 큰 자기코어재료, 특히 1.5 이상의 포화자화를 얻을 수 있는 Co-Ni-Fe막이나 Ni-Fe 합금막를 이용하여 그 큰 포화자화특성을 최대한 기록특성으로 활용할 수 있는 기록헤드를 제공하는 것으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 세번째 목적은 고주파에서 높은 기록수행능력을 가진 기록헤드를 제공하는 것이다.
더욱이, 본 발명의 네번째 목적은 상기한 기록헤드와 복합헤드의 제조방법을 제공하는 것이다. 이 목적은 특히, 본 발명의 기록헤드를 적용함으로써 실현될 수 있는 고밀도 기록에 대응하여 협소한 폭의 기록을 가능하게 하는 자기코어를 제조하는 방법을 적용하는 것이다.
더욱이 본 발명의 다섯번째 목적은 상기한 기록헤드와 복합헤드가 제공된 자기기록/재생장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 기록헤드(recording head)의 구성을 나타내는 단면도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 기록헤드의 ABS면으로부터 본 구성을 나타내는 평면도;
도 3은 본 발명에 따른 기록헤드의 다른 구성을 나타내는 단면도;
도 4는 본 발명의 기록헤드의 또다른 구성을 나타내는 단면도;
도 5는 본 발명의 복합헤드(combined head)의 구성예를 나타내는 단면도;
도 6은 종래의 복합헤드의 구성예를 나타내는 단면도;
도 7은 도 6에 나타낸 종래의 복합헤드의 ABS면으로부터 본 평면도;
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 복합헤드의 ABS면으로부터 보는 구성도;
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합헤드의 단면도;
도 10은 본 발명의 제2실시예의 다른 구성을 나타내는 복합헤드의 단면도;
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 복합헤드의 ABS면으로부터 본 구성도;
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 복합헤드의 단면도;
도 13은 본 발명의 제4실시예에 따른 복합헤드의 ABS면으로부터 본 구성도;
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 복합헤드의 단면도;
도 15는 본 발명의 제5실시예에 따른 복합헤드의 단면도;
도 16은 본 발명의 제6실시예에 따른 복합헤드의 ABS면으로부터 본 구성도;
도 17은 본 발명의 제6실시예에 따른 복합헤드의 단면도;
도 18은 기록동작에 수반하는 출력변동(output fluctation)과 요크길이(L)의 관계를 나타내는 도면;
도 19는 인덕턴스가 30%로 감소되는 주파수와 요크길이(L)의 관계를 나타내는 도;
도 20은 기록자계와 자기코어(magnetic core)의 포화자화×두께의 관계를 나타내는 도면;
도 21은 기록자계와 자기코어의 포화자화×두께의 관계를 나타내는 도면;
도 22는 기록자계와 자기코어의 포화자화×두께의 관계를 나타내는 도면;
도 23은 자기코어막의 박리발생율과 두께(포화자화가 2T로 일정)의 관계를 나타내는 도면;
도 24는 본 발명의 요크길이(L)과 포화자화×두께의 범위를 나타내는 도면;
도 25는 코일의 절연불량율과 코일-절연막의 관계를 나타내는 도면;
도 26은 코일의 절연불량율과 코일 위의 절연층두께(h)/코일두께(d)의 관계를 나타내는 도면;
도 27은 코일/절연물질구조물에 코어를 형성하기 위한 포토레지스트 (photoresist)가 도포된 것을 보여주는 단면도;
도 28은 본 발명의 복합헤드를 탑재한 슬라이더(slider)를 나타내는 도면;
도 29는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기기록/재생장치의 구성을 나타내는 도면;
도 30은 본 발명의 기록헤드를 제조하는 제조공정의 예를 나타내는 공정도;
도 31은 본 발명의 기록헤드를 제조하는 제조공정의 다른 예를 나타내는 공정도;
도 32는 본 발명의 기록헤드의 기록동작에 따른 출력변동과 요크길이(L)의 관계를 자기변형(magnetostriction)의 파라미터(parameter)로 나타내는 그래프;
도 33은 본 발명의 기록헤드에 관계하는 코일폭과 출력변동의 관계를 나타내는 그래프; 및
도 34는 본 발명의 기록헤드에 형성된 코일의 배선 패턴(pattern)의 예를 나타내는 평면도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1...기판 1a...복합세라믹
1b...산화알루미늄막 2...하부실드
3...재생갭 4...중앙영역
5...단부영역 6...자기코어
6'...상부실드 6a...Co-Ni-Fe막
6b...퍼멀로이막 7...기록갭
8...포토레지스트 9...코일
10, 10a, 10b...절연물질 11...제2자기코어, 상측자기코어
12...절연물질막 13...시드층
14...레지스트패턴 15...코일재
16...절연물질 17...절연물질막패턴
18...레지스트패턴 19...하지층
20...시드층 21...코일재
22...코일재 23...절연물질
24...비자성층 25...슬라이더
26...기록재생소자(복합헤드) 27...전극
30...구동용모터 31...기록매체
32...헤드 33...버팀대
34...아암 35...보이스코일모터(VCM)
37...제어장치 38...기록재생채널
40...ARS면 50...복합헤드
60...기록헤드 61, 62...자기코어단부
63...자기결합 64...선단부
65...접점 70...재생헤드, GMR헤드
80...자기기록/재생장치
상기 목적들을 실현하기 위해서, 본 발명은 기본적으로 다음의 기술적 구성들을 채용하고 있다.
즉, 본 발명의 제1의 양태는 서로 마주하도록 하는 제1자기코어와, 제2의 자기코의 한편의 끝부분이 기록갭을 형성하고, 그의 다른 편의 끝부분이 자기결합을 형성하고 상기의 제1자기코어와 상기의 제2자기코어 사이에는 절연물질에 의하여 절연된 코일이 설치되고, 상기의 코일에 의하여 자화가 여기되는 상기의 제1의, 제2자기코어의 자속이 상기의 기록갭으로부터 누설되는 것에 의하여 자기매체에 기록을 수행하는 자기헤드이고, 상기의 기록갭의 자기매체에 인접하는 앞부분으로부터 상기의 자기적인 결합의 접점까지의 거리 L(이하에서는 요크길이라 한다.)이 20㎛이하로 되는 기록헤드이다. 한편 본 발명의 제2실시예는 상기한 것과 같은 자기헤드를 가지는 기록헤드를 제조하는 방법이고, 상기의 코일의 형성은 절연물질 막 위에 시드층(seed layer)을 형성하는 제1의 공정, 상기 레지스트패턴(resist pattern) 사이에 코일재를 도금에 의하여 증착하는 제3의 공정, 상기의 레지스트패턴을 제거하는 제5의 공정, 및 절연물질로 당해 코일재를 피복하는 제6의 공정등이 상기의 순서로 실행되는 방법으로 구성되어 있는 기로헤드의 제조방법이다.
더욱이, 본 발명의 제3실시예는 상기한 것과 같은 자기헤드를 가지는 기록헤드를 제조하는 방법으로서, 상기의 코일의 형성은 절연물질막패턴을 형성하는 제1의 공정, 상기 절연물질막패턴 위에 코일을 형성하기 위한 홈 부분을 형성하는 제2의 공정, 상기의 홈부분이 형성된 절연물질 패턴 위에 시드층을 형성하는 제3의 공정, 상기의 시드층 위에 도금에 의하여 코일재를 형성하는 제4의 공정, 연마에 의하여 상기 홈부분 이외에 형성된 코일재를 제거하여 상기 홈부분 중에 형성된 코일재 표면의 높이와 상기 홈부분 이외의 상기의 절연물질막 표면의 높이를 같도록 하는 제5의 공정 및 상기 홈부분 중에 형성된 코일재와 상기 홈부분 이외의 상기 절연물질막 표면을 절연물질로 피복하는 제6의 공정등이 상기의 순서로 실행되는 방법으로 구성되어 있는 기록헤드의 제조방법이다.
한편 본 발명의 제4의 양태는 상기한 기록헤드에 설치되어 있는 당해 제1자기코어와 제2자기코어중의 한편의 자기코어를 제1의 자기실드로 겸용하고, 상기 제1자기실드와 상기 제1자기실드에 마주하도록 설치된 제2자기실드 사이에 설치된 자기저항효과 소자에 의하여 재생을 수행할 수 있도록 하는 구성을 갖는 복합헤드이다.
본 발명의 제5실시예에서는 상기한 당해 복합헤드를 탑재한 자기기록/재생장치이다.
본 발명의 당해 기록헤드, 복합헤드 및 자기기록/재생장치는 상기한 기술구성을 채용하고 있기 때문에, 높은 기록능력을 실현하기 위하여 포화자화가 큰 Co-Ni-Fe막이나 45 Ni-Fe막을 복합헤드의 상부 실드에 적용하는 경우에도, 재생 노이즈의 발생이 제어되는 기록헤드 및 복합헤드를 실현하는 것이 가능함과 동시에 포화자화가 상대적으로 큰 자기코어재, 특히 1.5이상의 포화자화를 얻을 수 있는 Co-Ni-Fe막을 이용하여 고포화자화특성을 최대한 기록특성으로 활용할 수 있는 기록헤드가 실현될 수 있다.
특히, Bs가 1.7이상인 Co-Ni-Fe막이나 Ni-Fe합금등에 있어서, Bs가 높아짐에 따라 자기변형이 양성적으로 크게 되는 경향이 있기 때문에 재생 노이즈가 증가되는 문제가 발생된다. 그러나 본 발명의 구성에 의하면 자기변형이 큰 재료를 사용할 때에도 재생 노이즈를 제어할 수 있기 때문에 보다 높은 Bs막을 자기코어에 적용하는 것이 가능하다.
또한 본 발명의 당해 기록헤드, 복합헤드 및 자기기록/재생장치는 고주파에서 좋은 기록성능을 가질 뿐만 아니라 고밀도 기록에 적합하도록 트랙폭이 좁은 상기의 기록헤드, 복합헤드 및 자기기록/재생장치로 인하여 대용량으로 고속 데이터의 기록, 재생 및 그 전송에 적합한 기억장치를 실현하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 기록헤드(recording head)와 그 제조방법의 구체적인 실시예 대하여 참조 도면과 함께 아래에서 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예로서 기록헤드의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1에서 보듯이 서로 대향하는 제1자기코어(6)와 제자기코어(11)의 한 쪽 의 단부들(ends; 61)에 기록갭(7)이 형성되고 다른 단부들(62)에는 자기결합(63)이 이루어지고, 제1자기코어(6)와 제2자기코어(11) 사이에는 절연물질(10)로 절연되어 있는 코일(9)이 설치된다.
코일(9)에 의하여 여기된 제1 및 제2자기코어들(6 및 11)의 자속들이 기록갭(7)으로부터 누설되며 이 누설자속들을 이용하여 자기헤드(60)가 자기매체(31)에 기록을 수행하게 된다.
기록헤드(60)는 자기매체(31) 가까이 있는 기록갭의 단부(64)로부터 자기결합(63)의 접점(65)까지의 거리(L)(이하 '요크길이'라고 한다.)가 20㎛이하가 되도록 구성된다.
또한 도 3은 본 발명에 따른 위에서 설명한 바와 다른 구성을 갖는 기록헤드(60)를 나타내고 있다. 도 3에서 보는 바와 같이 코일(9)을 덮는 하측절연물질로서의 포토레지스트(8)가 코일 아래에 배치된다.
도 4는 본 발명에 따른 기록헤드(60)의 다른 구성예로서 코일(9)이 2층구조로 구성된 구조를 나타내고 있다.
도 1, 도 3 및 도 4에는 본 발명의 기록헤드(60)에서 정의되는 각 파라미터들의 이름이 표시되어 있다.
위의 실시예들에 있어서 요크길이(L)는 자기코어(11)의 ABS면(40)으로부터 자기코어(11)와 자기코어(6)의 접점(65)까지의 거리이다.
각 도들에서 보는 바와 같이 제일 가장자리에 있는 코일의 끝부분으로부터 코일을 덮는 절연물질들(10; 10a 및 10b)의 끝부분들까지의 거리들은 각각 W1, W2, W1'과 W2'로 표시되어 있다.
이상의 도에서와 보는 바와 같이 코일들(9)의 윗면에 존재하며 코일들(9)을 덮는 절연물질들(10; 10a, 10b)의 두께들을 각각 h와 h'으로 표시하였다.
게다가 본 발명의 기록헤드(60)에서 서로 마주하고 있는 제1 및 제2자기코어들(6 및 11) 중의 적어도 하나의 기록갭의 근처 부분은 Co, Fe 과 Ni로 구성되는 그룹중에서 최소한 2종류 이상을 주성분으로 포함하고 포화자화가 1.5이상인 자성물질로 구성되는 것이 요망된다.
더욱이 본 발명의 기록헤드(60)에 있어서 서로 마주하는 제1자기코어 및 제2자기코어들(6, 11)중 적어도 하나의 자기코어는 서로 다른 양의 포화자화를 각각 갖는 복수개의 자성물질층들로 구성되는 것이 바람직하다.
또한 기록갭으로부터 멀리 떨어진 부분에 배치된 자성물질층의 포화자화보다 기록갭 근처의 자성물질층의 포화자화가 훨씬 큰 값을 갖는 것이 요망된다.
이 경우 기록갭 근처부분에 있는 자성물질은 Co, Fe 및 Ni 중의 적어도 2종류 이상의 원소들을 함유하고 있고 그것의 포화자화가 1.5T이상이 되도록 하는 것이 요망된다.
또한 본 발명의 기록헤드(60)에 있어서, 요크길이(L)(단위:㎛)에 대하여 서로 마주하고 있는 제1 및 제2자기코어들(6 및 11)의 각각을 구성하고 있는 자성물질의 포화자화(단위: T)와 막두께(단위:㎛)의 곱은 다음 관계식을 만족하고 있다.
0.05(T) × 요크길이(L)(㎛) + 0.5(Tㆍ㎛) ≤ 포화자화(T) × 막두께(㎛).
또한 보다 좋은 조건에서는 다음 관계식이 만족된다.
0.05(T) ×요크길이(㎛) + 0.5(Tㆍ㎛) ≤ 포화자화(T) × 막두께(㎛) ≤4(Tㆍ㎛)
본 발명의 발명자들은 위에서 기술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 다양한 실험을 하여 본 발명에 도달하게 되었다.
본 발명의 주 목적인 높은 기록능력을 실현하기 위한 매우 높은 포화자화를 가진 Co-Ni-Fe막이나 45 NiFe막을 기록헤드의 상부실드나 자기코어의 기록갭 근처에 배치시킴으로써 재생특성의 변동을 억제하는 기록헤드와 복합헤드가 제조될 수 있다는 것을 알게 되었다.
그러나 이 경우 다양한 기술적 문제가 발생하여 이에 대한 대책을 검토할 필요가 있다.
따라서 본 발명자들은 표 1에서부터 표 3까지 기재된 시료를 만들었다.
이 시료들은 자기헤드에서 상부코어로서 사용되는 자기코어와 상부실드로서 사용되는 자기코어를 표 1부터 표 3에 나타낸 다양한 막구성들 중에서 각 막구조를 선택하여 형성된 자기헤드들이다. 발명자들은 전술한 표들에 보인 바와 같이 이러한 시료들을 사용하여 각종 자기헤드들을 제조하였다.
상기의 시료들은 각종 퍼멀로이(철과 니켈의 합금)막과 Co,Ni 과Fe의 조성의 구성비율을 다양하게 변화시키면서 자성물질막을 스퍼링 방법과 도금 방법으로 제작하였다.
또한 시료막의 포화자화(T), 자기변형, 비저항 및 막두께을 표 1에 기재된 바와 같이 변화시켰다. 한편 당해 시료막을 사용하여 자기헤드를 제조할 때 요크길이(L)도 다양하게 변화시키면서 제조하였다.
특히 요크길이(L)에 관하여 표 1부터 표 3에 기재된 바와 같이 요크길이(L)를 5㎛부터 7.5㎛ 범위내에서 다양하게 변화시킨 자기헤드를 작성하고, 요크길이를 변화시키는 경우에 있어 기록헤드(60)에 대한 영향이 검토되었다.
여기서 당해 자기헤드를 구성하는 코일에 관하여 도 34에 나타낸 패턴 형상이 사용되고 요크길이(L)에 따라 그 패턴형상이 축소되거나 확대되도록 형성하였다.
그리고 코일들로부터 발생되는 자계강도(코일권선수×전류)의 크기를 균일한 조건하에서 측정하였다.
우선, 표 1에 표시된 본 발명의 제1실시예와 비교예 1, 2, 3의 경우에는 도 2와 도 5에 나타낸 바와 같이 당해 자기헤드의 구성은 코일의 형태가 2층의 형태로 되어 있고 자기코어(6)는 2층의 자성물질막들로 구성되어 있는 반면 상부실드를 구성하는 자기코어(11)는 단층의 자성물질막으로 구성되어 있다.
또한, 표 2에 보인 본 발명의 제2실시예와 표 1에 표시된 비교예 4 내지 14까지의 경우, 도 8과 도 9에 나타낸 바와 같은 구성을 가지며, 당해 코일의 형태는 1단(1층)의 형태이고 자기코어(6)는 2층의 자성막으로 구성되었고 상부실드를 구성하는 자기코어(11)도 2층의 자성막들로 구성되어 있다.
또한, 표 2에 보인 본 발명의 제3실시예의 경우에는 도 11과 도 12에 나타낸 바와 같이 당해 자기헤드의 구성은 코일의 형태가 1층의 형태이고 자기코어(6)은 1층의 자성물질막으로 구성되고 상부실드를 구성하는 자기코어(11)는 2층의 자성물질막들로 구성되어 있다.
더욱이, 표 2에 보인 본 발명의 제4실시예의 경우 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이 자기헤드의 구성은 코일의 형태가 1층이고 자기코어(6)는 단층의 자성물질막으로 구성되어 있고 상부실드를 구성하는 자기코어(11)도 단층의 자성물질막으로 구성되어 있다.
더욱이 표 3에 보인 본 발명의 제5실시예 및 비교예 15의 경우에는 도 15에 나타낸 바와 같이, 자기헤드의 구성은 코일의 형태가 단층이고 자기코어(6)는 2층의 자성막으로 구성되어 있고 상부실드를 구성하는 자기코어(11)는 단층의 자성막으로 구성되어 있다.
또한 표 1 내지 표 3에 보인 각 시료에 대한 평가는 후술하는 출력변동율, 30% 롤오프(Roll-off)주파수는 100MHz 및 겹쳐쓰기(overwrite; O/W)값(dB)을 채용하였다.
출력변동율이 1.0%이하이고 30%롤오프주파수가 100MHz가 이상이고 O/W값(dB)이 30이상인 경우에 자기헤드가 양호한 특성을 나타내는 기준을 설정하고 평가하였다.
또한 기록 및 재생에 관한 상태는 자기매질의 보자력은 4000 Oe이고 자기 공간은 35nm인 조건하에서 평가하였다.
우선, 당해 제1실시예의 각 특성값으로부터 판단하였다.
요크길이가 19㎛이하일 때 후술하는 출력변동율이 1.0%이하이고 30%롤오프주파수가 100MHz 이상일 경우 제조방법 및 자성박막의 구조에 관계없이 자기헤드가 양호한 특성을 나타내는 것을 발견하였다.
그와 반대로 비교예 1에 나타낸 바와 같이 요크길이가 길면 주파수특성이 특히 악화되는 것이 발견되었다.
또한, 특히 상부에 있는 코어(11)로 45 NiFe막이 사용되고 45 NiFe막의 자기변형의 값이 15×10_6인 경우에도 자기헤드는 만족할 만한 특성을 갖는 것을 이해하게 되었다.
비교예 2 및 비교예 3에 있어서 그 시료는 본 발명의 제1실시예와 동일한 구성을 갖는 구성을 갖고 있지만 상부실드를 구성하는 자기코어(11)의 두께가 너무 얇아서 O/W값(dB)이 현저히 작기 때문에 비교예 2 및 3의 자기헤드는 자기헤드에 적합한 특성을 나타내지 못한다.
다음 본 발명의 제2실시예 및 요크길이가 23㎛부터 75㎛까지 변화되는 비교예 4부터 비교예 14까지의 결과로부터 기록동작에 따른 출력변동 및 30%롤오프주파수특성이 요크길이에 대하여 평가되었고 그 평가결과들을 도 18 및 도 19에 나타내었다.
여기서, "기록동작에 따른 출력변동"은 기록동작후마다 재생출력을 측정할 때 재생출력의 평균치에 대한 재생출력의 표준편차의 비(표준편차/재생출력의 평균치)를 나타낸다.
이 실험에서는 도 8과 도 9에서 보는 바와 같이 복합헤드(50)에는 기록갭(7) 근방의 자기코어(6a) 및 자기코어(11a)에 포화자화가 크고 자기변형이 양성화 되는 Co-Ni-Fe막을 배치하였다. 또한 기록갭(7)부터 멀리 있는 자기코어(6b) 및 자기코어(11b)에는 퍼멀로이막을 배치하였다.
도 18로부터 보듯이 요크길이(L)를 20㎛이하가 되도록 줄이면 기록동작에 수반되는 상기의 출력변동율은 감소됨이 명백하다.
그 요크길이(L)의 단축에 의한 노이즈의 감소효과에 관하여 종래에는 지적되지 않았지만 본 발명에서는 그러한 노이즈 감소의 효과가 실질적으로 현저하였음이 판명되었다.
도 18에 나타낸 바와 같이 요크길이가 20㎛ 이하일 때 출력변동율은 1%이하(표준편차/재생출력의 평균치≤0.01)가 되었다.
이 수준은 기록헤드의 기록동작의 영향이 거의 무시될 수준이다.
한편 도 19는 요크길이(L)를 변화시킨 복합헤드(구성은 도 8과 도 9이다.)에서, 인덕턴스의 주파수특성을 측정할 때, 고주파측에서의 인덕턴스가 저주파측에서의 인덕턴스에 대하여 30%까지 감소되는 주파수("30%롤오프주파수"라 한다.)를 나타내고 있다.
여기서, 30%롤오프주파수를 고주파특성의 표준으로 한 이유는, 인덕턴스가 약 30% 정도 감소되는 주파수가 사용되는 경우 기록재생특성의 비선형전이변화(nonlinear-transition-shift:NLTS)가 20% 미만이 되고 그로 인하여 그 주파수는 자기기록/재생 시스템으로서 만족을 얻을 수 있는 범위내로 된다는 것이 확인되었기 때문이다.
본 발명에 있어서 30%롤오프주파수가 100MHz이상인 경우 당해 자기헤드로서 적절한 특성을 가지고 있는 것으로 평가되었다.
도 18 및 도 19로부터 명백하듯이 자기헤드의 요크길이(L)가 단축되면 고주파특성은 개선되고, 특히 요크길이(L)이 20㎛ 이하일 때 개선이 현저하다는 것이 확인되었다.
요크길이(L)의 단축에 의한 출력변동감소의 원인은 정성적으로 실효적인 자기변형의 영향이 기록동작시 자화되는 상부실드의 부피 감소에 의해 감소되기 때문이라고 추정된다.
그러나 이 부피 감소가 실질적으로 재생출력의 변동에 얼마나 영향을 미치는지를 정량적으로 예측하는 것은 곤란하며 지금까지도 예측된 적이 없다.
본 발명의 상기 실험결과에 의하여 출력변동과 요크길이(L)의 관계가 처음으로 정량화되었다.
이상의 결과들은, 비록 자기변형이 양성적인 자성막이 상부실드에 배치될지라도 재생특성에 영향을 미치는 기록동작의 영향을 충분히 작게 할 수 있음을 보여 주고 있다.
종래의 기술과 같이 퍼멀로이막만을 상부실드에 적용시키는 경우에 박막 조성의 관리는 용이하게 되고 제품의 수율도 개선될 수 있다.
또한 본발명의 실시예들에 사용되는 Co-Ni-Fe도금막(원소들의 조성비는 Co가 60-70wt%, Fe이 15-30wt%, Ni이 5-15wt%이다.)은 높은 Bs의 막을 가지기 때문에 고밀도기록에 적합하지만 자기변형과 응력이 큰 재료이다.
이러한 이유로 상기의 Co-Ni-Fe도금막은 본 발명의 기술을 적용하는데 특히 좋은 재료라고 할 수 있다.
더욱이, 상기의 실시예들로부터 명백하듯이 스퍼터링법에 의해 형성된 Fe-N막도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다는 것이 판명되었다.
한편, 도 20, 도 21, 도 22는 요크길이(L)를 비교적 짧은 길이라고 할 수 있는 5㎛, 10㎛, 20㎛로 변화시켰을 때, 기록갭으로부터 발생되는 기록자계강도와, 자기코어의 포화자화와 박막두께의 곱 간의 관계(모의실험 결과)를 나타내고 있다.
이때 기록갭의 길이와 기록갭의 깊이를 일정하게 하였다.
또한 각 헤드의 코일의 발생 자계(코일의 권선수×코일에 흐르는 전류)를 일정하게 고정하였다.
더욱이 자계강도는 포화치로 규격화하였다.
각 도를 참조하면 알 수 있는 바와 같이 기록자계강도가 포화되는 포화자화×막두께는, 요크길이가 5㎛일 때 0.75(Tㆍnm)이고, 요크길이가 10㎛일 때 1.00(Tㆍnm)이고, 요크길이가 20㎛일 때 1.5(Tㆍnm)로 되어, 요크의 길이가 증가함에 따라 포화자화×박막두께의 값이 증가함을 나타내고 있다.
각 요크길이에 대하여 포화자화×막두께의 값이 위에서 살펴본 값들을 초과할 때 기록자계강도가 포화되어서 충분한 기록자계를 얻을 수 있다는 것이 판명되었다.
상기의 결과로부터 판단할 때 포화자화를 일정하게 하는 경우에 요크길이가 짧아짐에 따라 자성물질박막의 두께는 보다 얇게 될 수 있다는 것이 판명되었다. 즉, 요크길이에 대하여 적당한 박막의 두께를 설정할 필요가 있다는 것을 나타낸다.
기록밀도의 향상에 부합하도록 재생갭(reproducing gap)을 기록갭에 가깝도록 하기 위하여 상부실드의 두께를 얇게 하는 것이 요구된다.
종래에는 결과에서 보는 바와 같이 상부 실드를 얇게하면 기록동작후의 출력변동이 크게되는 경향이 있다. 따라서 상기의 결과와 같이 요크길이(L)를 20㎛이하로 짧게 함으로써 상부실드에 사용되는 막의 두께를 얇게 할지라도 출력변동이 제어되는 복합헤드를 제공할 수 있다는 것이 판명되었다.
더욱이 상기의 결과로부터 판단할 때 자기코어의 막두께는 더욱 박막화됨에 따라 과전류손실의 영향은 보다 적어질 수 있다.
또한 요크길이(L)를 단축함으로써 요크의 폭과 요크의 두께를 작게 할 수 있기 때문에 자기코어의 부피를 현저히 감소시킬 수 있다.
이 결과 고주파에서의 과전류손실을 대폭적으로 감소시키기 위하여 요크길이(L)이 더욱 감소됨에 따라 고주파특성이 현저히 개선된다고 여겨진다.
그러나 실용적인 측면에서 볼 때 사용하는 주파수대역폭에서의 기록특성이 만족되고 이러한 기록특성을 만족하는 범위내에서 용이한 제조를 위한 어떤 두께값으로 설정되어야 한다.
도금법으로 자기코어막을 형성하는 경우 막의 두께가 너무 얇게 되면 막두께의 제어가 어려워진다. 따라서 사용되는 막이 어느 정도의 두께를 갖는 것도 제조에 있어 이점이 된다.
더욱이 상기한 각 실시예에 따라 얻어진 기록헤드에 관한 특성테이터로부터 얻어진 기록헤드의 좋은 특성을 나타내는 당해 요크길이(L)와 포화자화 및 막두께간의 관계를 도 24에 나타내었다. 다시 말해서 도 24는 상기한 각 실험 결과에 기초로 하여 바람직한 자기코어의 영역을 나타내는 그래프이다.
즉, 도 24의 바람직한 영역은 요크길이(L)가 20㎛이하이고 자기코어는 0.05(T)×요크길이(L)(㎛)+0.5(Tㆍ㎛)≤포화자화(T) ×코어의 막두께(㎛)의 관계를 만족하도록 설정하는 것이 요구된다. 도 24의 결과는 자기코어가 자성물질막의 적층체로 구성되는 경우를 포함하고 있다.
즉, 자성물질막이 2층인 경우에는 상기의 포화자화(T)×코어의 막두께(㎛)는 자기코어를 구성하는 각 자성물질의 포화자화(T)×코어의 막두께(㎛)의 곱의 합, 즉 (포화자화(T)×코어의 막두께(㎛))의 총합이다. 이 경우에 자기코어는 0.05(T)×요크길이(L)(㎛)+0.5(Tㆍ㎛)≤∑(포화자화(T) ×막두께(㎛))의 관계를 만족하도록 설정하는 것이 요구된다.
더욱이, 포화자화가 큰 Co-Ni-Fe도금막의 경우 응력이 문제가 된다.
예를 들면 포화자화가 2T인 Co-Ni-Fe도금막은 약 0.8 GPa정도의 응력을 가지는 경우도 있기 때문에 너무 막이 두꺼우면 막의 박리가 발생하기도 한다.
도 23은 포화자화가 2T인 Co-Ni-Fe도금막의 막두께와 막의 박리발생율과의 관계를 나타내고 있다. 이 도로부터 알 수 있는 바와 같이 막의 두께가 2㎛를 초과하는 경우 급격히 박리가 발생한다.
이런 이유로 본 발명에서는 높은 Bs의 Co-Ni-Fe도금막을 사용하는 경우에는 요크길이(L)가 20㎛ 이하이고 자기코어는 0.05(T)×요크길이(L)(㎛)+0.5(Tㆍ㎛)≤포화자화(T) ×코어의 막두께(㎛)≤4(Tㆍ㎛)의 관계를 만족하도록 설정되는 것이 요구된다.
상기한 바와 같이 표 1 내지 표 3에 표시된 각 시료들에 있어서 도 34에 나타낸 것처럼 권선수가 5(turns)인 코일 또는 2단으로 배치되어 있는 코일의 경우에는 권선수가 9(turns)인 코일을 사용하였다.
그러므로 요크길이(L)를 짧게 했을 때 자기코어들 사이를 관통하는 코일들의 폭은 그곳 이외에 배치되어 있는 동일한 권선수를 가진 코일의 폭보다도 좁게 형성하였다.
그러므로 요크길이(L)에 따라 자기코어들 사이를 관통하고 있는 코일들의 폭도 변하게 된다.
따라서 본 발명의 자기헤드에 사용되는 코일들은 서로 마주 하는 제1자기코어와 제2자기코어 사이에 형성되는 공간부분을 상기 절연물질를 통해 관통하도록 하고, 코일이 형성되고 있는 면의 윗부분(도 34의 방향)에서부터 본 공간을 관통하고 있는 코일들의 폭은 상기 공간부분 이외에 배치되어 있는 코일들의 폭보다도 좁게 구성되도록 하는 것이 좋다. 그 결과 코일 저항의 증가를 억제하는 것이 가능하다.
즉, 자기코어들 사이에 형성된 코일부분들에 관해서는, 요크길이(L)를 짧게 할수록 코일의 폭도 작게 할 필요가 있다. 그러나 코일의 폭을 작게하면 코일 저항의 증가를 초래한다.
이러한 이유로 코일 저항의 증가를 억제하기 위하여 코일의 폭을 작게할 필요가 없는 부분, 즉 자기코어 사이에 형성된 코일 부분이외의 부분은 크게 한다.
결과적으로 코일 전체에 있어서 코일저항의 증가를 억제하는 것이 가능하다.
본 발명은 특히 요크길이(L)를 20㎛ 이하로 하는 것에 특징이 있기 때문에 특히 자기코어들 사이에 형성된 코일부분들의 폭을 작게할 필요가 있다.
그러므로 본 발명에서는 상기 한 바와 같이 코일들 간의 간격들을 적당히 변화시켜 코일저항이 억제되도록 하여 그 효과가 특히 현저하다.
표 1 내지 표 3의 각 실시예들에 있어서 요크길이(L)가 짧을 때에는 코일의 발생자계(=코일의 권선수×전류)를 균일한 전류로 일정하게 하기 위하여 코일의 폭을 좁게하고 권선수를 균일하게 할 필요가 있다.
그러나 일반적으로 모든 코일의 자계는 요크에 흡수되기 때문에 물리적인 고려를 하면 코일이 가늘거나 두꺼워도 당해 자기헤드로부터의 출력에는 변화가 없다.
도 33은 요크길이(L)를 44㎛로 설정하고 상부코어로 소용되는 자기코어(11)를, 자기코어(11a)가 67Co8Ni25Fe으로 만들어지며 자기코어(11b)가 82Ni18Fe로 만들어진 2층구조로 구성하고 상부실드로서 소용되는 자기코어(6)를, 자기코어(6a)가 67Co8Ni25Fe으로 만들어지며 자기코어(6b)가 82Ni18Fe로 만들어진 2층구조로 한 자기헤드에서, 자기코어들 사이를 관통하는 코일들의 폭을 변화시키는 경우의 출력변동(%)을 측정한 결과들을 나타낸 것이다.
도 33에서 보는 바와 같이 코일의 폭을 변화시켜도 당해 자기헤드의 출력변동에는 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.
이는 코일의 발생자계는 코일의 폭에 무관하고, 코일의 폭의 변화는 당해 자기헤드의 출력변동에 영향을 미치는 물리적인 요인으로 될 수 없다는 것을 나타낸다.
마찬가지로 본 발명의 상기의 각각의 실시예에 있어서 자기코어를 구성하는 조성이 변할 때 자기변형의 값도 변화하는 것이 판명되었다.
도 32에서 보는 것처럼 도 18과 마찬가지로 요크길이(L)와 출력변동값과의 관계를 자기변형이 5 ×10_6이 되는 자성물질막과 자기변형이 0.5 ×10_6인 자성물질막에 대하여 비교실험을 하였다. 그러한 차이를 검토한 결과 출력변동이 1% 이하로 되는 조건은 언제나 요크길이(L)가 20㎛ 이하에 있다는 것이 판명되었다.
그러므로 요크길이(L)가 20㎛ 이하이면 출력변동값은 자기변형의 영향을 받지 않는다는 것을 알 수 있다.
따라서 상기한 바와 같이 자기헤드에 있어서 요크길이(L)를 20㎛ 이하로 짧게함으로써 그 밖의 여러가지 요인에 영향을 받지 않고 그러한 효과를 얻을 수 있다.
다음으로 본 발명의 자기헤드를 제조하는 공정에 있어 응력의 문제에 대하여 검토하였다.
상기한 것처럼 특히 포화자화가 큰 도금막은 응력이 크고 Co-Ni-Fe막은 약 0.8 GPa 정도의 응력을 가지는 경우도 있기 때문에, 막이 너무 두꺼운 경우에는 막의 박리가 보다 잘 발생하게 된다.
도 23은 포화자화가 2T인 Co-Ni-Fe막을 도금방법으로 증착시켰을 때 막의 두께와 막의 박리발생율과의 관계를 나타내는 그래프이다.
즉, 막의 두께가 2㎛를 초과할 때 급격히 박리발생율이 증가하고 있다. 이는 큰 포화자화를 가진 기록헤드를 제조하기 위해 자기코어의 두께는 2㎛ 이하로 하는 것이 필요하다는 것을 의미한다.
다음으로 본 발명의 자기헤드를 제조하는 경우에 있어서 상기한 당해 기록헤드 또는 재생헤드의 구조에 관한 기술적인 문제점에 대하여 검토하였다.
특히 본 발명에 있어서 도금법에 의한 자기헤드의 제조가 유리하다고 생각되기 때문에 이하의 검토에서는 도금법을 중심으로 검토하였다.
즉, 상기한 것처럼 본 발명에 따른 기록헤드의 제조방법의 구체적인 실시예는 아래에서 설명하는 바와 같다.
제1자기코어의 단부들 중의 하나와 제2자기코어의 단부들 중의 하나가 기록갭을 형성하고, 제1자기코어와 제2자기코어의 다른 단부들은 자기접합을 형성하고 있으며, 서로 마주하고 있는 제1자기코어와 제2자기코어와, 제1자기코어와 제2자기코어 사이에 마련되며 절연물질들에 의하여 절연된 코일을 포함하며, 코일에 의하여 여기된 제1 및 제2자기코어들의 자속들이 기록갭으로부터 누설되어 자기매체에 기록을 수행하는 자기헤드를 포함한 기록헤드를 제조하는 방법에 있어서, 코일을 형성하는 방법은, 절연물질막 위에 시드층(seed layer)을 형성하는 제1공정, 시드층 위에 레지스트패턴들을 형성하는 제2공정, 레지스트패턴들 사이에 코일재를 도금법으로 증착시키는 제3공정, 레지스트패턴들을 제거하는 제4공정, 레지스트패턴들 아래에 있는 시드층을 제거하는 제5공정, 및 절연물질로 당해 코일재를 피복하는 제6공정을 상기의 순서로 실행하는 기록헤드의 제조방법이다.
또한 본 발명에 의한 기록헤드(60)의 제조방법의 또다른 구체적인 실시예는 다음과 같다.
제1자기코어의 단부들 중의 하나와 제2자기코어의 단부들 중의 하나가 기록갭을 형성하고, 제1자기코어와 제2자기코어의 다른 단부들은 자기결합을 형성하고 있으며, 서로 마주하고 있는 제1자기코어와 제2자기코어와, 제1자기코어와 제2자기코어 사이에 마련되며 절연물질들에 의하여 절연된 코일을 포함하며, 코일에 의하여 여기된 제1 및 제2자기코어들의 자속들이 기록갭으로부터 누설되어 자기매체에 기록을 수행하는 자기헤드를 포함한 기록헤드를 제조하는 방법에 있어서, 코일을 형성하는 방법은, 절연물질막패턴을 형성하는 제1공정, 절연물질막패턴에 코일을 형성하기 위한 홈부분들을 형성하는 제2공정, 홈부분들이 형성된 절연물질 패턴에 시드층을 형성하는 제3공정, 도금에 의하여 시드층에 코일재를 형성하는 제4공정, 홈부분들 이외의 부분에 형성된 코일재를 제거하고 홈부분들에 형성된 코일재 표면의 높이와 홈부분들 이외의 절연물질막 표면의 높이를 같도록 하는 제5공정, 및 홈부분들에 형성된 코일재 및 홈부분들 이외의 부분의 절연물질막 표면을 절연물질로 피복하는 제6공정을 상기 순서대로 실행하는 기록헤드의 제조방법이다.
본 발명의 기록헤드(60)의 제조방법에 있어서 코일재는 Cu를 주성분으로 하고 시드층은 Cu를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 더욱이 본 발명의 기록헤드 제조방법에 있어서 Cu의 확산을 방지하기 위하여 자성물질이 Ta, TaN, Ti 및 TiN의 그룹중의 최소한 한 종류로 이루어진 하지층(primary layer) 위에 시드층을 형성하는 것이 좋다.
이하에서는 본 발명의 기록헤드(60) 및 그의 제조방법에 대하여 보다 상세히 실시예의 형식으로 설명한다.
즉, 도 1, 도 2 및 도 5는 표 1에 표시된 본 발명의 기록헤드(60)의 제1실시예의 일부의 구성을 나타내는 도이다. 도 1은 기록매체(31)와 서로 마주하고 있는 ABS면(40)에 대하여 수직하게 보는 단면도이고, 도 2는 ABS면(40)을 따르는 평면도이다(즉 도 1은 도 2에 있어서 A-B선을 따르는 단면도이다). 또한 도 5는 본 발명의 기록헤드(60)와 적당한 재생헤드부분(70)을 포함하는 복합헤드(50)의 구체적인 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5에 있어서, 슬라이더로 되는 기판(1)은 산화알루미늄과 티타늄탄화물으로 이루어진 복합 세라믹(1a)과 산화알루미늄막(1b)로 구성되어 있으며 그 윗면에 재생기능을 가진 GMR헤드(70)가 형성되어 있다.
이러한 GMR헤드(70)는 막두께 1㎛의 패턴화된 Co-Zr-Ta-Cr막(연자성 특성을 보이는 조성을 갖는 것, 예를 들면 Co87-Zr5-Ta5-Cr3)으로 되는 하부실드(2)와 상부실드(6)의 사이에 있고 산화알루미늄으로 이루어진 자기분리층(3)를 개재한 자기저항효과소자(4)로 구성되어 있다.
더욱이 하부실드(2)와 상부실드(6)의 사이의 갭의 길이는 0.12㎛이다.
상기의 자기저항효과소자(4)는 도 2에 나타낸 바와 같이 기록매체(31)로부터의 자계를 감지하는 중앙영역(4)과 이 중앙영역(4)에 바이어스 자계 및 전류를 공급하는 기능을 가지고 있는 단부영역(5)으로 구성되어 있다.
상기의 중앙영역(4)은 일반적으로 스핀-밸브 효과로 불리우는 GMR효과를 가지는 적층구조로 이루어져 있다. 보다 구체적으로 보면 중앙영역(4)은 하부실드(2)측으로부터 Zr하지막(primary layer)(두께 3㎚), Pt-Mn막(두께 20㎚), Co-Fe막(두께 2㎚), Cu막(두께 2.1㎚), Co-Fe막(두께 0.5㎚), Ni-Fe막(두께 2㎚), 그리고 Zr막(두께 3㎚)이 그 순서로 적층된 구조이다. 중앙영역(4)의 폭은 0.4㎛으로서 재생트랙의 폭을 규정하고 있다. 또한 단부영역(5)은 영구자석막인 Co-Pt막(두께 20㎚)과 전극막인 Au막(두께 50㎚)의 적층구조이다.
한편 상부실드(6)는 기록헤드(60)의 제1자기코어(6)로서 사용된다. 상부실드(6)는 두께가 2㎛인 퍼멀로이막(6b)과 두께가 0.5㎛인 Co-Ni-Fe막(연자성을 나타내는 조성물, 예를 들면 65Co12Ni23Fe)(6a)으로 구성되어 있다.
더욱이 본 발명의 기록헤드(60)에 있어서, 상부실드(6)는 제1자기코어(6)로서 사용되고, 자기코어(6) 위에 형성된 두께가 0.18㎛인 산화알루미늄으로 이루어진 기록갭(7)을 개재하여 존재하는 비자성절연물질(10a)에 의하여 제로스로트높이(zero throat height)를 정의한다. 상기의 비자성절연물질(10a)는 포토레지스트(photoresist)에 의해 만들어졌다. 코일(9)은 Cu도금막들로 되는 2층구조이고, 제1층은 비자성절연물질(10a)에 의하여 절연되고, 제2층은 비자성절연물질(10b)에 의하여 절연되어 있다.
제2자기코어(11)는 코일(9)과 비자성절연물질(10)으로 구성된 구조물 위에 놓여지도록 형성한다.
제2자기코어(11)는 포화자화가 2T인 Co-Ni-Fe막(연자성을 나타내는 조성물, 예를 들면 65Co12Ni23Fe)으로 구성되어 있다. 자기코어(11)의 요크길이는 9.5㎛이고 두께는 1㎛이다.
다음으로 도 8, 도 9 및 도 10은 상기 표 2에 의하여 나타낸 본 발명의 제2실시예에 따른 기록헤드를 사용하는 복합헤드(50)의 구성예를 표시하고 있다. 도 8은 기록매체(31)와 서로 마주보는 ABS면(40)으로부터 본 구성도이고 도 9와 도 10은 당해 ABS면(40)에 수직한 단면도(도 8의 AB단면)이다.
구체적인 실시예의 복합헤드(50)는 제2실시예에 나타낸 기록헤드(60)와 적당한 재생헤드(70)을 적층하여 형성한 구성을 가지고 있다. 상기의 도들은, 슬라이더가 되는 기판(1) 위에, 하부실드(2), GMR소자(4) 및 상부실드(6)로 구성된 재생헤드(70)와 상부실드(6)를 제1자기코어(6)로 하는 제2실시예의 기록헤드(60)가 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.
구체적 실시예의 기록헤드(60)에서의 제로스로트높이는 도 9에 나타낸 바와 같은 비자성절연물질(10)와 도 10에 나타낸 바와 같은 비자성절연물질(8)로 한정된다.
또한 구체적인 실시예에 있어 코일(9)은 1층 구조이다.
더욱이 본 실시예에 있어서 당해 기록헤드(60)의 일부인 제2자기코어(11)는 포화자화가 2T인 Co-Ni-Fe막(연자성을 나타내는 조성물, 예를 들면 65Co12Ni23Fe)(11a)과 퍼멀로이막(11b)의 적층구조이다.
제2실시예의 자기코어(11)의 일부의 상세한 구조는 제2자기코어(11)의 요크길이(L)가 9.5㎛이고, 두께는 Co-Ni-Fe막(11a)이 0.6㎛이고, 퍼멀로이막(11b)은 1㎛가 되도록 하고 있다.
다음에는 표 2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 있어서 일부의 구성의 예를 도 11 및 도 12에 나타내었다.
즉, 본 발명의 제3실시예에서는, 제2실시예와 마찬가지로 본 발명의 기록헤드(60)를 포함한 복합헤드(50)가 형성된다. 도 11은 기록매체(31)와 서로 마주하는 ABS면(40)로부터 본 구조를 나타내는 평면도이고 도 12는 ABS면(40)에 수직한 단면을 본 구조를 나타내는 단면도, 즉 도 11의 A-B선을 따라 본 단면도이다.
본 실시예 일부중의 구체적인 경우에 있어 복합헤드는 슬라이더를 이루는 기판(1) 위에 형성된 하부실드(2), GMR소자(4) 및 상부실드(6)로 구성된 임의선택적인 재생헤드(70)와 재생헤드(70) 위에 형성되고 상부실드(6)가 제1자기코어(6)로 이용되는 제1실시예의 기록헤드(60)로 구성되어 있다.
본 실시예에 있어서 일부의 기록갭(7)의 구조는 본 발명의 제1실시예에 있어서의 구조와 같다. 상부실드(6)는 두께가 2㎛이며 Co-Ni-Fe막(연자성을 나타내는 조성물, 예를 들면 65Co12Ni23Fe)으로 구성되고, 제2자기코어(11)는 포화자화가 2T인 Co-Ni-Fe막(연자성을 나타내는 조성물, 예를 들면 65Co12Ni23Fe)(11a)과 퍼멀로이막(11b)의 적층구조로 되어 있다.
여기서, 실시예에 있어서 자기코어(11)의 요크길이(L)는 9.5㎛이고 막두께는 Co-Ni-Fe막(11a)이 0.6㎛이고 퍼멀로이막(11b)은 1㎛이다.
한편 도 13 및 도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 기록헤드(60)를 포함하는 복합헤드(50)를 나타내는 도이다. 도 13은 기록매체(31)와 서로 마주보는 ABS면(40)으로부터 본 구조를 나타낸 평면도이고 도 14는 기록매체(31)와 서로 마주하는 ABS면(40)에 수직한 단면도, 즉 도 13에서의 A-B선을 따르는 단면도이다.
본 실시예에 있어서 슬라이더로 되는 기판(1) 위에 하부실드(2), GRM소자(4) 및 상부실드(6)로 구성되는 재생헤드(70) 위에 상기한 실시예와 마찬가지로 당해 상부실드(6)를 제1자기코어(6)로 구성되는 기록헤드(60)가 탑재된 구조를 가지고 있다.
그리고 기록갭(7) 및 제2자기코어(11)의 구조는 본 발명의 제1실시예와 같도록 하고 있다.
또한 당해 실시예의 일부을 이루는 당해 기록헤드의 상부실드(6)는 두께가 2㎛인 Co-Ni-Fe막(연자성을 나타내는 조성물, 예를 들면 65Co12Ni23Fe)이다.
즉 설명했던 바와 같이, 상기의 각 실시예들에 따른 각 시료에 대하여 당해 상부실드(6; 6a와 6b), 제2자기코어(11; 11a와 11b)를 구성하는 자성물질막들의 조성, 제조방법, 포화자화, 자기변형, 비저항 및 막의 두께와 요크길이(L)의 변화에 따른 기록재생기능에 관한 특성값을 측정한 결과를 표 1에 표시하고 있으며, 본 발명의 실시의 형태에 대한 비교로서 종래의 요크길이가 본 발명의 실시예에 있어서의 요크길이보다 긴 종래의 복합헤드에 대한 특성값을 표 1에 함께 표시하고 있다.
상기한 비교실험 결과로부터 알 수 있듯이 본 발명에서는 헤드의 낮은 노이즈특성, 양호한 주파수특성이 판명되었고 O/W특성도 충분하다는 것을 알 수 있다.
다음은 본 발명에 있어 상기의 기록헤드(60)의 제조방법에 관한 검토이다.
종래에는 요크길이(L)이 20㎛이하인 기록헤드는 제조되었던 적이 없었다. 더욱이 요크길이가 짧은 자기코어를 제조하기 위해서는 코일의 폭과 두께, 코일들의 간격, 코일을 절연하기 위한 절연물질와 코일들 간의 위치관계, 절연물질의 두께 등이 적절하게 설정되지 않으면 안된다.
그중에서 코일의 폭과 두께 및 코일간격은 필요한 권선수와 코일저항에 따라 임의로 설정하고 있다. 이때 코일패턴을 형성할 때의 노광해상도가 한계를 정의한다.
또한 코일저항이 너무 큰 경우에는 상기한 바와 같이 자기코어들 사이를 관통하는 코일부분의 코일폭보다 도 33에 나타낸 것처럼 자기코어들 사이를 관통하지 않는 코일부분의 코일의 폭을 더 넓게하는 것이 효과적이다.
한편, 요크길이(L)가 짧을수록 코일들을 절연하는 절연물질의 부피도 적절히 변경할 필요가 있다. 왜냐하면 절연물질의 두께가 너무 얇으면 코일의 절연이 불량하게 되는 문제가 발생하기 때문이다.
그러므로 다양한 시료를 제작하여 특히 코일절연불량의 원인이 되는 최외곽에 있는 코일의 피복성 및 코일 윗면의 피복성을 평가 하였다.
이러한 평가결과들을 도 25에 나타내었다. 즉, 도 25는 상기한 기록헤드(60)의 각 부분들 사이의 최적의 위치관계에 대하여, 예를 들면 최외곽의 코일로부터, 예를 들면 도 1중에 있어서 보듯이 위쪽에서 코일들(9)을 덮는 절연물질(10)의 단부들까지의 거리들인 W1, W2(㎛)와 코일(9)의 두께 d(㎛)와의 비 W1/d와 절연불량율과의 관계를 나타내었다.
이 때의 코일들 및 절연물질의 제조방법은, 예를 들면 도 30에 나타낸 것처럼 (a) 절연물질막(12) 위에 시드층(13)을 형성하는 공정, (b) 시드층 위에 레지스트패턴들(14)을 형성하는 공정, (c) 레지스트패턴들 사이에 코일재(15)를 도금형성하는 공정, (d) 레지스트패턴들을 제거하는 공정, (e) 레지스트패턴들 아래에 있는 시드층을 제거하는 공정, (f) 레지스트에 의한 절연물질(16)로 코일을 피복하는 공정으로 구성되어 있다.
즉, 도 25에 있어서 W1/d는 0.5 이상이면 절연불량이 제거된다.
이것은 코일(9) 두께에 대하여 코일 끝부분으로부터 절연층 끝부분까지의 거리가 충분히 확보되는 경우, 최외곽에 위치한 코일(9)의 모퉁이 부분의 피복성이 충분히 확보되기 때문이다.
이러한 경향은 도 1부터 도 3까지 나타낸 본 발명의 기록헤드(60)의 구성에 있어서 W2/d, W1'/d',W2'/d'의 경우에도 마찬가지이다.
한편 도 26은 코일들(9)을 위에서 피복하는 절연물질의 두께 h(㎛)와 코일의 두께 d(㎛)와의 비 h/d와 절연불량율과의 관계를 나타내었다.
코일부분의 제조방법은 도 25의 경우와 동일하다. h/d가 0.2 이상일 때 절연불량은 거의 제거된다. 이것은 코일(9) 위의 레지스트의 막두께가 얇을 때에는 코일 사이의 요철이 표면에 남아 있는 상태로 되어 코일(9)의 모퉁이 부분의 피복성이 충분하게 되지 않기 때문이다. 이러한 경향은 예를 들면 도 3에 있어서 코일을 2층 구성으로 하는 경우의 하층 코일과 상층 코일의 경우에도 적용된다.
또한 도 25에서처럼 절연불량이 제거되는 W1/d ≥ 0.5 인 조건은 도 26에 표시된 h/d ≥ 0.2일 때 성립된다.
즉, 본 발명의 기록헤드에 있어서 코일들(9)의 두께를 d(㎛)라 하고 제일 끝부분에 있는 코일(9)로부터 코일들(9)을 피복하는 절연물질(10)의 제일 끝부분까지의 거리를 W1, W2(㎛)라 할 때, 상기 거리 W1, W2(㎛)는 다음 관계식
W1/d ≥ 0.5, W2/d ≥ 0.5
를 만족하도록 구성되는 것이 요구된다.
더욱이 본 발명의 기록헤드(60)에 있어서 코일(9)의 두께가 d(㎛)이고 코일(9)를 피복하는 절연물질(10)의 코일 위로부터의 두께가 h(㎛)일 때, 당해 두께 h(㎛)는 h/d ≥0.2을 만족하도록 구성되는 것이 요구된다.
이상에서 보는 바와 같이 레지스트(10)를 이용하여 코일(9)을 피복하는 구성과 공정에 있어서 상기의 정의가 필요하다. 예를 들면, i빔 스텝퍼 노광의 경우 상기의 공정에서 제작가능한 코일 폭 및 코일 간격은 0.8㎛와 0.3㎛로 추정된다.
이것은 코일 두께를 1㎛ 정도 확보하기 위해서는 레지스트패턴의 높이는 2㎛ 정도가 필요하고 도금할 때의 레지스트패턴의 밀착성을 확보할 필요가 있는 점 등에서 볼 때 추정될 수가 있는 현실적인 길이이다.
이 때 코일(9)을 2층 구성하고 그 하층에는 5 권선(turns) 그리고 그 상층에는 4 권선(turns)이 되는 경우, 요크길이는 10㎛ 정도가 된다. 본 발명에 의해서 제작되는 복합헤드(50)는 도 5에서 나타내고 있다.
짧은 요크길이를 실현하는 방법은 도 31에 나타낸 바와 같이, (a) 절연물질막패턴(17)을 형성하는 공정, (b) 상기의 절연물질막패턴에 코일을 형성하기 위한 홈부분들을 형성하는 공정으로서 레지스트패턴(18)을 형성하는 공정, (c) 상기의 레지스트패턴을 이용하여 에칭하는 공정, (d) 레지스트패턴을 제거하는 공정, (e) 홈부분들을 형성한 절연물질 패턴에 하지층(primary layer)(19)과 시드층(20)을 형성하는 공정, (f) 시드층 위에 도금에 의하여 코일재(21)을 형성하는 공정, (g) 홈부분들 이외의 부분에 형성된 코일재를 연마에 의하여 제거하여 홈부분들에 형성된 코일재(22) 표면의 높이와 홈부분들 이외의 절연물질막표면의 높이를 같게 하는 공정, (h) 홈부분들에 형성된 코일재와 홈부분들 이외의 부분의 절연물질막 표면을 절연물질(23)로 피복하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.
이러한 방법에 의하면 절연물질막(17)을 패턴화하기 위한 레지스트막의 두께는 1㎛ 정도이기 때문에 코일폭 및 코일간격은 각각 약 0.3㎛ 및 0.3㎛ 정도로 제작될 수 있다.
즉, 당해 제조 방법에 의하면 코일폭 및 코일간격을 보다 정밀하게 제작할 수 있다.
또한 이러한 방법은 도 30의 방법에 있어서 정의된 w와 d의 관계 및 h와 d의 관계에 의하여 제한되지 않는다.
이상의 제조방법에 의하여 요크길이(L)가 20㎛ 이하인 자기코어의 제작도 가능하고, 더욱이 요크길이(L)가 5㎛ 이하인 자기코어의 제작도 가능하다. 본 방법에 의하여 제작된 복합헤드가 도 15에 나타내어졌다.
본 발명에 의해 제조된 기록헤드(60)를 이용하는 복합헤드(50)는, 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이 재생헤드(70)와 기록헤드(60)등이 독립됨으로써 상부 실드(6')와 아래측의 기록코어(6)가 독립되어 있는 구성이 될 수 있다.
본 발명의 복합헤드(50)가 탑재된 자기기록/재생장치(80)의 구조는 도 29에 나타내었다. 본 발명의 헤드(32)는 구동용 모터(30)에 의하여 회전하는 자기매체(31)의 자기기록면에 마주하도록 버팀대(33)와 아암(arm)(34)에 의하여 설치되고 보이스코일모터(VCM)(35)에 의해 트랙킹되도록 하는 구성으로 되어 있다. 헤드(32)는 도 28에서 보는 바와 같이 슬라이더(25), 전극들(27) 및 기록재생소자(복합헤드)(26)로 구성되어 있다. 기록재생동작은 기록재생채널(38)로부터 헤드로 전달되는 신호에 의하여 수행된다. 그리고 기록재생채널(38), 헤드의 위치를 정하는 VCM(35) 및 매체를 회전시키는 구동모터(30)는 제어장치(37)에 연결되어 있다.
다음은, 도 5와 상기의 다양한 조건들을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 복합헤드(50)의 제조방법에 대하여 이하에서 상세히 설명하고 있다.
즉, 슬라이더인 기판(1)으로 되는 산화알루미늄과 티타늄 탄화물로 구성된 복합세라믹(1a) 위에 절연물질로 되는 산화알루미늄 막(1b)을 스퍼터법에 의하여 형성한다. 그 다음에는 이 위에 재생기능을 가지는 GMR헤드(70)와 기록기능을 가지는 ID헤드(60)를 이 순서로 형성한다.
본 실시예에 있어서 당해 재생헤드(70)로서 기능하는 GMR헤드(70)는 아래 순서로 형성한다.
먼저, 하부실드(2)인 Co-Ta-Zr막을 스퍼터법에 의하여 1㎛의 두께로 막을 형성한 후에 이 막을 포토레지스트 마스크를 이용하여 이온빔으로 에칭함으로써 패턴을 형성한다.
다음에는 자기분리층에서 상당하는 재생갭(3)을 형성하는 산화알루미늄 막을 스퍼터법에 의하여 0.03㎛의 두께로 한다.
그 후에는 그 위에 스퍼터법을 이용하여 중앙영역(4)이 되는 스핀-밸브 적층구조가 형성된다. 스핀-밸브적층구조는 하부실드(2) 측으로부터 Zr하지막(두께 3nm), Pt-Mn막(두께 20nm), Co-Fe막(두께 2nm), Cu막(두께 2.1nm), Co-Fe막(두께 0.5nm), Ni-Fe막(두께 2nm), Zr막(두께 3nm)의 순서로 되는 적층구조를 갖도록 한다. 또 포토레지스트 마스크를 이용하여 이온빔으로 이 구조를 에칭함으로써 패턴을 형성한다.
그 다음에는 이 포토레지스트 마스크를 이용하여 스퍼터법으로 끝부분영역(5)이 되며 Co-Pt막(두께 20nm)과 Au막(두께 50nm)으로 구성되는 적층구조막을 형성하고 포토레지스트 마스크를 제거함으로써 MR소자(4)를 완성한다.
이 MR소자(4) 위에는 다른 재생갭(3)을 형성하는 산화알루미늄 막을 스퍼터법에 의하여 0.057㎛의 두께로 형성한다. 재생갭의 길이는 0.12㎛로 된다.
한편, 본 발명의 ID헤드(60)는 이하의 순서로 형성한다.
즉, 기록전극을 겸용하는 상부실드(6)는 포토레지스트의 프레임 내에서 도금막을 성장시키는 방법에 의하여 형성한다.
본 실시예에 있어서 사용되는 상부실드(6b)를 구성하는 퍼멀로이막의 도금처리조의 조건은 다음과 같다.
이름 농도(mol/L)
염화니켈 0.16
황산니켈 0.08
염화나트륨 0.42
보론 0.40
사카린 나트륨 0.0072
황산제1철 0.0045
라우릴 황산나트륨(Na lauryl sulfate) 0.00035
36%염산 0.0017
PH 2.6
전류밀도 6mA/cm2
더욱이 상부실드(6a)를 구성하는 Co-Ni-Fe막의 도금처리조의 조건은 다음과 같다.
이름 농도(mol/L)
황산코발트 0.092
황산니켈 0.20
염화암모늄 0.28
보론 0.40
황산제1철 0.0016
라우릴 황산나트륨(Na lauryl sulfate) 0.00035
36%황산 0.0012
PH 2.8
전류밀도 15mA/cm2
상부실드(6) 위에 상부실드(6)로 겸용되는 상기한 제1자기코어(6)와 두께가 0.18㎛인 산화알루미늄으로 이루어진 기록갭(7)을 스퍼터법으로 증착한다.
이 위에는 포토레지스트의 프레임안에서 Cu도금막을 성장시키는 방법으로 코일(9)의 제1층을 형성하고 그 위에 포토레지스트로 이루어진 비자성절연물질(10a)을 형성한다. 동일한 방법으로 코일(9)의 2층을 형성하고 그 위에 포토레지스트로 이루어진 비자성절연물질(10b)를 형성한다.
이런한 공정은 도 30에 나타내었다.
요크길이(L)가 9.5㎛인 자기코어를 제작함에 있어서 도 5에서 보는 것처럼 제1층에는 5권선수(turns)와 제2층에는 4권선수(turns)를 가진 2층 코일을 형성한다. 그러한 결과로서 코일의 두께는 1㎛, 코일의 폭은 1㎛이고 코일간격은 0.3㎛정도인 자기코어의 제작이 가능하다.
이 때 제로스로트높이를 0.5㎛로 할 때 도 4에 나타낸 W1과 W2는 1.4㎛가 되어 W1/d ≥ 0.5, W2/d ≥ 0.5, W1'/d ≥ 0.5 및 W2'/d ≥ 0.5를 만족할 수 있다.
또한 h/d ≥ 0.2와 h'/d' ≥ 0.2를 만족하기 위해서는 h(h') ≥ 0.2㎛이어야 하고, 이런 조건들 하에서 자기코어는 충분히 제작이 될 수 있다.
이 때 코일저항은 18 Ω정도이다.
코일의 단면적이 작아짐에 따라 저항은 증가하지만, 자기코어를 교차하지 않는 부분의 코일폭을 크게 함으로써 저항값을 작게 유지하는 것이 가능하다.
도 5에 있어서 d와 d'을 1㎛로 하고, h와 h'을 0.5㎛로 할 때, 2층 코일과 절연물질의 구조물들의 높이는 3㎛가 된다.
종래에는, 요크길이(L)가 긴 헤드를 이용하는 경우, 코일폭은 2㎛, 코일두께는 2㎛이고, 코일 위의 절연막의 두께는 2㎛정도인 것이 표준이었기 때문에 2층 코일과 절연물질의 구조물의 높이는 8㎛정도나 되었다.
본 발명의 기록헤드(60)에서는 자기코어(11)의 경우 코일과 절연물질의 높이 차이를 종래의 8㎛로부터 3㎛로 대폭적으로 감소시키는 것이 가능하다.
제2자기코어(11)을 형성하는 때에는 도 27에 나타낸 바와 같이 코일/절연물질간의 단차에 포토레지스트(28)를 도포한다.
이때 종래 3㎛정도의 막두께를 가진 자기코어를 형성하기 위하여 5㎛정도의 레지스트를 도포할 필요가 있다. 그러나 기록폭을 결정하는 가장 좁은 폭으로 패턴화 시킬 필요가 있는 ABS 근처의 레지스트 두께는 상기 단차의 영향으로 인하여 10㎛정도까지 달하고 있었다. 그러므로 종래의 헤드에서 패턴이 형성될 수 있는 최소의 폭은 1㎛정도이다.
이와는 반대로 본 발명의 기록헤드(60)에서는 상기의 코일과 절연물질 사이의 단차가 3㎛정도로 낮아지고, 자기코일 자체의 두께도 얇아질 수 있기 때문에 ABS 근처의 레지스트 두께는 5㎛ 이하로 될 뿐만 아니라 0.5㎛정도의 패턴화가 가능하다.
한편 제2자극(11)은 Bs가 2T인 Co-Ni-Fe막을 이용한다. Co-Ni-Fe막의 도금 처리조의 조건은 다음과 같다.
이름 농도(mol/L)
황산코발트 0.092
황산니켈 0.20
염화암모늄 0.28
보론 0.40
황산제1철 0.0016
라우릴 황산나트륨(Na lauryl sulfate) 0.00035
80%황산 0.0012
PH 2.8
전류밀도 15mA/cm2
다음에는 표 3에 나타낸 본 발명의 제5실시예를 복합헤드(50)의 구성으로 도 15에 나타내고 있다.
슬라이더가 되는 기판(1), 하부실드(2), GMR소자(4), 기록갭(7), 상부실드(6)의 구성은 본 발명의 제1실시예와 동일하다. 본 실시예의 요크길이(L)는 5㎛이다. 본발명의 헤드의 실시예와 비교예(15)를 표 3에 나타내었다.
제5실시예의 제조방법은 이하에서 후술한다. 본 실시예에서는 코일(9) 및 절연물질들(10a 및 10b)의 제조방법에서는 도 31에 나타낸 것처럼 완전히 새로운 방법을 이용하고 있다.
먼저 기록갭(7)을 구성하는 산화알루미늄막 위에 두께 1㎛인 SiO2막을 증착하여 패턴(17)을 형성한다(도 31a).
다음에는 코일들을 형성하기 위한 홈부분들을 형성하는 공정에서 SiO2절연물질막패턴(17) 위에 레지스트패턴(18)을 형성한다(도 31b).
다음에는 레지스트패턴과 CF4기체를 이용하여 에칭을 한다(도 31c). 에칭 깊이는 0.8㎛이다.
다음에는 레지스트패턴을 제거(도 31d)하고 홈부분들이 형성된 절연물질패턴에 TaN하지층(19)과 Cu시드층(20)을 형성(도 31e)하고 시드층 위에 도금에 의하여 Cu막(21)을 형성한다(도 31f).
다음에는 홈부분들 이외의 부분에 형성된 Cu막을 기계연마에 의하여 제거하여 홈부분들에 형성된 Cu막(22)의 표면의 높이와 홈부분들 이외의 부분의 절연물질막 표면의 높이를 같게 한다(도 31g). 마지막으로 홈부분에 형성된 Cu 코일과 홈부분 이외의 절연물질막 표면을 두께가 0.2㎛인 SiO2절연물질(23)로 피복하여 코일과 절연물질의 구조물을 완성한다.
이러한 방법에 의하여 코일폭이 0.4㎛, 코일 두께(높이)가 0.7㎛, 코일간격이 0.3㎛, 제로스로트높이가 0.5㎛, 그리고 최외곽의 코일들의 측면으로부터 자기코어간의 SiO2폭이 0.65㎛로 되도록 하여 요크길이가 5㎛가 되도록 실현하였다.
또한 이 코일과 절연물질의 구조물 높이는 단지 1.1㎛에 불과하다. 이 낮은 높이 차이에 의하여 ABS면 근처에는 0.3㎛ 폭 정도의 패턴을 형성하는 것이 가능하다.
결국 본 공정은 요크길이가 짧은 자기코어를 형성하는 데에 유효할 뿐만 아니라 트랙의 폭이 협소한 기록헤드의 제작에도 적합하다고 말할 수 있다.
다음에는 본 발명의 제6실시예에 따른 복합헤드의 구성을 도 16과 도 17에 나타내었다.
즉, 도 16은 기록매체(31)와 마주보는 ABS면(40)에서 본 구성을 나타내는 평면도이고 도 17은 당해 ABS면(40)에 수직한 단면도, 즉 도 16의 A-B선로부터 보는 단면도이다.
본 실시예에서는 재생GMR헤드(70)의 상부실드(6')와 기록헤드(60)의 아래측의 자기코어(6)는 독립되고 비자성층(24)에 의하여 분리되는 구성을 채용하고 있다.
본 실시예에 있어서 당해 상부실드(6')는 두께가 2㎛인 퍼멀로이막이다.
또한 그 요크길이(L)는 9.5㎛이고 아래측의 자기코어(6) 및 위쪽의 자기코어(11)는 두께가 1㎛인 Co-Ni-Fe막(연자성을 나타내는 조성물, 예를 들면 65Co12Ni23Fe)으로 구성되어 있다.
본 실시예의 복합헤드(50)에 있어서도 기록동작에 따르는 출력변동은 0.5%이하이고 인덕턴스의 30%롤오프주파수는 390MHz이고 O/W는 45dB로 양호하다.
한편 본 발명의 제7실시예는 본 발명의 기록헤드(60)을 포함하는 복합헤드(50)를 탑재한 자기기록/재생장치(80)이다.
도 29에서 보는 바와 같이 본 발명의 헤드(32)는 구동용모터(30)에 의해 회전되는 자기매체(31)의 자기기록면에 마주하도록 버팀대(33)와 아암(arm)(34)에 의하여 설치되고, 보이스코일모터(VCM)(35)로 트랙킹된다.
헤드(32)는 도 28에 나타낸 바와 같이 슬라이더(25), 전극(27), 기록/재생소자(복합헤드)(26)로 구성되어 있다.
기록/재생동작은 헤드의 기록/재생채널(38)로부터의 신호에 의하여 수행된다. 이 기록/재생채널, 헤드의 위치결정을 행하는 VCM, 및 매체를 회전시키는 구동모터는 제어장치(37)에 연결되어 있다.
본 자기기록/재생장치는 고밀도의 대용량 기억장치일 뿐만 아니라 고속의 데이터 전송에 유리한 기억장치이다.
더욱이 복합헤드(50)는 제1자기코어와 제2자기코어 중의 하나가 제1자기실드로서 병용되고, 상기의 제1자기실드(상부실드)와 제2자기실드(하부실드) 사이에 설치된 자기저항효과소자(4)에 의하여 재생을 수행하고, 기록헤드(60)에 의하여 기록을 수행하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한 복합헤드(50)는 서로 마주하는 제1자기실드(상부실드)와 제2자기실드(하부실드) 사이에 마련된 자기저항효과소자(4)에 의하여 재생을 행하고, 소자(4) 위에 적층된 기록헤드(60)에 의하여 기록을 행하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 상기 실시예에 따라서 자기기록/재생장치(80)는 상기의 복합헤드(50)를 탑재하도록 구성하고 있다.
본 발명에 의하면, 첫째, 높은 기록능력을 위하여 포화자화가 큰 Co-Ni-Fe막 또는 45 NiFe막을 복합헤드의 상부실드에 적용하는 경우에도 재생 노이즈를 억제하는 기록헤드 및 복합헤드가 실현된다.
둘째, 2T의 포화자화를 얻을 수 있는 Co-Ni-Fe막을 포화자화가 큰 자기코어재료로 이용하여, Co-Ni-Fe의 높은 포화자화특성을 최대한 기록특성으로 활용할 수 있는 기록헤드가 제공된다.
셋째, 고주파에서 기록성능이 높은 기록헤드가 제공된다.
넷째, 고밀도의 기록에 대응하여 트랙폭이 협소한 기록헤드를 제공하는 것이 가능하다.
다섯째, 이상의 기록헤드 및 복합헤드의 제조방법이 제공될 수 있다.
여섯째, 상기의 기록헤드 및 복합헤드를 탑재한 자기기록/재생장치에 의하여 대용량으로 고속의 데이터 전송에 적합한 기억장치가 실현된다.
Claims (30)
- 대향하는 제1자기코어와 제2자기코어의 한 쪽의 단부들이 기록갭을 형성하고, 그 다른 쪽의 단부들이 자기결합을 형성하고 있고, 상기 제1자기코어와 상기 제2자기코어의 사이에, 절연체에 의해 절연된 코일이 마련되고, 상기 코일에 의해 여기된 상기 제1 및 제2자기코어들의 자속들이, 상기 기록갭으로부터 누설됨으로써 자기매체에 기록을 행하는 자기헤드를 구비하며, 상기 기록갭의 자기매체에 근접하는 선단부에서부터, 상기 자기결합의 접점까지의 거리(이하, "요크길이"라 함)가 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 기록헤드로서, 상기 대향하는 제1 및 제2자기코어들 중의 적어도 한 쪽의 자기코어의 기록갭 근방이 Co, Fe, Ni로부터 선택되는 적어도 두 종류의 원소들을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 기록헤드.
- 대향하는 제1자기코어와 제2자기코어의 한 쪽의 단부들이 기록갭을 형성하고, 그 다른 쪽의 단부들이 자기결합을 형성하고 있고, 상기 제1자기코어와 상기 제2자기코어의 사이에, 절연체에 의해 절연된 코일이 마련되고, 상기 코일에 의해 여기된 상기 제1 및 제2자기코어들의 자속들이, 상기 기록갭으로부터 누설됨으로써 자기매체에 기록을 행하는 자기헤드를 구비하며, 상기 기록갭의 자기매체에 근접하는 선단부에서부터 상기 자기결합의 접점까지의 거리(이하, "요크길이"라 함)가 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 기록헤드로서, 상기 대향하는 제1 및 제2자기코어들 중의 적어도 한 쪽의 자기코어의 기록갭 근방이 Co, Fe, Ni를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 기록헤드.
- 대향하는 제1자기코어와 제2자기코어의 한 쪽의 단부들이 기록갭을 형성하고, 그 다른 쪽의 단부들이 자기결합을 형성하고 있고, 상기 제1자기코어와 상기 제2자기코어의 사이에, 절연체에 의해 절연된 코일이 마련되고, 상기 코일에 의해 여기된 상기 제1 및 제2자기코어들의 자속들이, 상기 기록갭으로부터 누설됨으로써 자기매체에 기록을 행하는 자기헤드를 구비하며, 상기 기록갭의 자기매체에 근접하는 선단부에서부터 상기 자기결합의 접점까지의 거리(이하, "요크길이"라 함)가 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 기록헤드로서, 상기 대향하는 제1 및 제2자기코어들 중의 적어도 한 쪽의 자기코어가, 포화자화의 크기가 다른 자기체의 적층체로 구성되어 있고, 또 상기 기록갭근방의 자성체의 포화자화가, 그 기록갭으로부터 먼 쪽의 자성체의 포화자화보다도 커지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록헤드.
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- 대향하는 제1자기코어와 제2자기코어의 한 쪽의 단부들이 기록갭을 형성하고, 그 다른 쪽의 단부들이 자기결합을 형성하고 있고, 상기 제1자기코어와 상기 제2자기코어의 사이에, 절연체에 의해 절연된 코일이 마련되고, 상기 코일에 의해 여기된 상기 제1 및 제2자기코어들의 자속들이, 상기 기록갭으로부터 누설됨으로써 자기매체에 기록을 행하는 자기헤드를 구비하며, 상기 기록갭의 자기매체에 근접하는 선단부에서부터 상기 자기결합의 접점까지의 거리(이하, "요크길이"라 함)가 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 기록헤드로서, 상기 서로 대향하는 제1 및 제2자기코어들의 각각을 구성하는 자성체의 포화자화(단위: T)와 막두께(단위: ㎛)의 곱이, 요크길이(L, 단위: ㎛)에 대하여, 0.05(T) x 요크길이(L ㎛)+ 0.5(Tㆍ㎛) ≤포화자화(T) x 막두께(㎛)의 관계를 만족하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록헤드.
- 대향하는 제1자기코어와 제2자기코어의 한 쪽의 단부들이 기록갭을 형성하고, 그 다른 쪽의 단부들이 자기결합을 형성하고 있고, 상기 제1자기코어와 상기 제2자기코어의 사이에, 절연체에 의해 절연된 코일이 마련되고, 상기 코일에 의해 여기된 상기 제1 및 제2자기코어들의 지속들이 상기 기록갭으로부터 누설됨으로써 자기매체에 기록을 행하는 자기헤드를 구비하며, 상기 기록갭의 자기매체에 근접하는 선단부에서부터 상기 자기결합의 접점까지의 거리(이하, "요크길이"라 함)가 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 기록헤드로서, 상기 서로 대향하는 제1 및 제2자기코어들의 각각을 구성하는 자성체가 복수의 자성체를 적층한 구성을 갖고 있고, 또 각각의 자기코어를 구성하는 개개의 자성체에서의 포화자화(단위: T)와 막두께(단위: ㎛)의 곱의 총합 Σ(포화자화(T) x 막두께(㎛))가 요크길이(L, 단위: ㎛)에 대하여, 0.05(T) x 요크길이(L ㎛)+ 0.5(Tㆍ㎛) ≤ Σ(포화자화(T) x 막두께(㎛))의 관계를 만족하는 모양으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록헤드.
- 대향하는 제1자기코어와 제2자기코어의 한 쪽의 단부들이 기록갭을 형성하고, 그 다른 쪽의 단부들이 자기결합을 형성하고 있고, 상기 제1자기코어와 상기 제2자기코어의 사이에, 절연체에 의해 절연된 코일이 마련되고, 상기 코일에 의해 여기된 상기 제1 및 제2자기코어들의 자속들이 상기 기록갭으로부터 누설됨으로써 자기매체에 기록을 행하는 자기헤드를 구비하며, 상기 기록갭의 자기매체에 근접하는 선단부에서부터 상기 자기결합의 접점까지의 거리(이하, "요크길이"라 함)가 20㎛이하 인 것을 특징으로 하는 기록헤드로서, 상기 서로 대향하는 제1 및 제2자기코어들의 사이에 형성된 공간부를 당해 절연체를 개재하여 관통하는 식으로 구성된 당해 코일이고, 당해 공간부를 관통하고 있는 당해 코일의 폭은, 당해 공간부 이외에 배치되어 있는 당해 코일의 폭과 동등 또는 그것보다도 가늘게 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록헤드.
- 대향하는 제1자기코어와 제2자기코어의 한 쪽의 단부들이 기록갭을 형성하고, 그 다른 쪽의 단부들이 자기결합을 형성하고 있고, 상기 제1자기코어와 상기 제2자기코어의 사이에, 절연체에 의해 절연된 코일이 마련되고, 상기 코일에 의해 여기된 상기 제1 및 제2자기코어들의 자속들이, 상기 기록갭으로부터 누설됨으로써 자기매체에 기록을 행하는 자기헤드를 구비하며, 상기 기록갭의 자기매체에 근접하는 선단부에서부터 상기 자기결합의 접점까지의 거리(이하, "요크길이"라 함)가 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 기록헤드로서, 상기 서로 대향하는 제1 및 제2자기코어들의 사이에 형성된 공간부를 당해 절연체를 개재하여 관통하는 식으로 구성된 코일이고, 당해 코일폭을 적절하게 변화시킴으로써, 당해 코일폭을 일정하게 하여 구성한 경우보다 코일의 저항치가 작게 되도록 구성한 것을 특징으로 하는 기록헤드.
- 삭제
- 삭제
- 대향하는 제1자기코어와 제2자기코어의 한 쪽의 단부들이 기록갭을 형성하고, 그 다른 쪽의 단부들이 자기결합을 형성하고 있고, 상기 제1자기코어와 상기 제2자기코어의 사이에, 절연체에 의해 절연된 코일이 마련되고, 상기 코일에 의해 여기된 상기 제1 및 제2자기코어들의 자속들이 상기 기록갭으로부터 누설됨으로써 자기매체에 기록을 행하는 자기헤드를 구비하며, 상기 기록갭의 자기매체에 근접하는 선단부에서부터 상기 자기결합의 접점까지의 거리(이하, "요크길이"라 함)가 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 기록헤드로서, 당해 코일의 두께 d(㎛), 최단부의 코일로부터 코일을 덮는 절연체의 단부까지의 거리를 W1, W2(㎛)라 하면, 당해 거리 W1, W2(㎛)는, 각각, W1/d ≥0.5, W2/d ≥0.5를 만족하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록헤드.
- 대향하는 제1자기코어와 제2자기코어의 한 쪽의 단부들이 기록갭을 형성하고, 그 다른 쪽의 단부들이 자기결합을 형성하고 있고, 상기 제1자기코어와 상기 제2자기코어의 사이에, 절연체에 의해 절연된 코일이 마련되고, 상기 코일에 의해 여기된 상기 제1 및 제2자기코어들의 자속들이 상기 기록갭으로부터 누설됨으로써 자기매체에 기록을 행하는 자기헤드를 구비하며, 상기 기록갭의 자기매체에 근접하는 선단부에서부터 상기 자기결합의 접점까지의 거리(이하, "요크길이"라 함)가 20㎛이하인 것을 특징으로 하는 기록헤드로서, 당해 코일의 두께를 d(㎛), 코일을 피복하는 절연체의 코일상에서의 두께를 h(㎛)로 하면, 당해 두께 h(㎛)는, h/d ≥0.2를 만족하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록헤드.
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- 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제9항, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대향하는 제1 및 제2자기코어들 중의 적어도 한 쪽의 자기코어의 기록갭근방은, 포화자화 1.5T 이상의 자성체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록헤드.
- 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제9항, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대향하는 제1 및 제2자기코어들 중의 적어도 한 쪽의 자기코어의 기록갭근방은 Co, Fe, Ni을 주성분하는 자성체이고, 각각의 원소의 비율은 Co가 60~70wt%, Fe가 15~30wt%, Ni이 5~15wt%인 것을 특징으로 하는 기록헤드.
- 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제9항, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 따른 기록헤드에서의 상기 제1 및 제2자기코어들 중의 한 쪽의 자기코어를 제1자기실드로서 겸용하고, 상기 제1자기실드와, 상기 제1자기실드와 대향하여 마련된 제2자기실드와의 사이에 마련된 자기저항효과소자에 의해서 재생을 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합헤드.
- 대향하여 마련된 제1자기실드와 제2자기실드의 사이에 마련된 자기저항효과소자에 의해 재생을 행하고, 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제9항, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 따른 기록헤드에 의해 기록을 행하는 것을 특징으로 하는 복합헤드.
- 제22항에 있어서, 상기 자기저항효과소자의 재생출력과 그 표준편차와의 관계가 (표준편차)÷재생출력의 평균) ≤0.01인 것을 특징으로 하는 복합헤드.
- 제23항에 있어서, 상기 자기저항효과소자의 재생출력과 그 표준편차와의 관계가 (표준편차)÷재생출력의 평균) ≤0.01인 것을 특징으로 하는 복합헤드.
- 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제9항, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 따른 자기헤드를 갖는 기록헤드를 제조하는 방법에 있어서, 상기 코일의 형성은, 절연체막상에 시드층을 형성하는 제1공정, 상기 시드층상에 레지스트패턴을 형성하는 제2공정, 상기 레지스트패턴 사이에 코일재를 도금성형에 의해 퇴적시키는 제3공정, 상기 레지스트패턴을 제거하는 제4공정, 레지스트패턴 아래에 있던 시드층을 제거하는 제5공정, 및 절연체로 당해 코일재를 덮는 제6공정이 상기의 순서로 수행되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록헤드의 제조방법.
- 제26항에 있어서, 제6공정은, 스핀코터에 의해 실행되는 것임을 특징으로 하는 기록헤드의 제조방법.
- 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제9항, 제12항 및 제13항중 어느 한 항에 따른 자기헤드를 갖는 기록헤드를 제조하는 방법에 있어서, 상기 코일의 형성은, 절연체막패턴을 형성하는 제1공정, 상기 절연체막패턴에 코일을 형성하기 위한 홈부를 형성하는 제2공정, 상기 홈부가 형성된 절연체패턴에 시드층을 형성하는 제3공정, 상기 시드층상에 도금에 의해 코일재를 형성하는 제4공정, 연마에 의해, 상기 홈부 이외에 형성된 코일재를 제거하는 것과 동시에, 상기 홈부 중에 형성된 코일재표면의 높이와, 상기 홈부 이외의 상기 절연체막표면의 높이를 일치시키는 제5공정, 및 상기 홈부 이외에 형성된 코일재와, 상기 홈부 이외의 상기 절연체막표면을 절연체로 덮는 제6공정이 상기의 순서로 수행되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기록헤드의 제조방법.
- 제26항에 있어서, 상기 시드층이 Cu를 주성분으로 하여 형성되는 것에 더불어, 당해 시드층은, Ta, TaN, Ti, TiN으로부터 선택되는 적어도 1종류의 기초층상에 형성되는 것을 특징으로 하는 기록헤드의 제조방법.
- 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제9항, 제12항 및 제13항 중의 어느 한 항에 따른 기록헤드 또는 복합헤드를 탑재한 자기기록재생장치.
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