DE2833249A1 - Lamellierter duennschicht-magnetkopf und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

• Lamellierter D~unnschicht-DSgnetkopf und Verfahren zu
• seiner Herstellung.
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen lamellierten Dunnschicht-Ma gnetkopf, insbesondere Mehrfach-DUnnschicht-Magnetkopf, wie er im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist, sowie ein besonders bevorzugtes Verfahren zu dessen Herstellung.
• Aus dem Stand der Technik, so z.B. aus "IEEE Transactions on Magnetics", Bd. MAG 9 (1973), Seiten 322 bis 326, insbesondere Fig.1, ist ein Magnetkopf bekannt, dessen Schenkel aus in sich unterteilten Schichten aus Permalloy aufgebaut sind. Die zu dem Magnetkopf gehörige Wicklung besteht dort aus nur einer Windung eines Kupfer-Leiters, der mit Hilfe aufgedampften Siliziumdioxids isoliert ist.
• Der Magnetkopf ist auf einem Glassubstrat aufgebaut und es können mehrere solche Köpfe zu einem Mehrfach-DUnnschicht-#gnetkopf integriert sein. Bekannt ist die Herstellung solcher Msgnetköpfe mittels Aufdampfen durch eine Maske hindurch oder mittels der Abhebetechnik. Es können für einen Schenkel des Magnetkopfes bis zu sechzig Schichten mit einer Gesamtdicke von 5/um vorgesehen sein. FUr die Herstellung eines solchen Magnetkopfes ist auf einwandfreie Deckung während der Einzelschichten untereinander zu achten. Fur die Realisierung des erforderlichen Magnetspaltes im Kopf ist eine Siliziumdioxidschicht bestimster Dicke vorgesehen. Diese Dicke bestimmt die Spaltlänge in Bandlaufrichtung, Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen solchen wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 umrissenen Magnetkopf anzugeben, bei dem höchstens eine geringe Domänenaufspaltung vorliegt, die bei Veränderungen im Schreibsignal zu störendem Rauschen führt. Weiter ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein möglichst einfaches Herstellungsverfahren für einen solchen erfindungsgemäßen Magnetkopf anzugeben.
• Ein erfindungsgemäßer Magnetkopf hat eine an sich bekannte Lamellierung, die jedoch aus speziell ausgewählten Materialien besteht, wobei sukzessive aufeinanderfolgend je eine Schicht aus Nickel-Eisen oder Nickel-Kobalt und je eine Schicht aus unmagnetischem Metall, insbesondere unmagnetisches Nickel-Phosphor, aufeinanderliegen. In einem solchen vielschichtigen Sandwich-Aufbau, bei dem die leichte Achse der Magnetisierung des Nickel-Eisens bzw. Nickel-Kobalts und das magnetisierende Feld des Schreibstromes in der Schichtebene liegen und jedoch in dieser Schichtebene senkrecht aufeinanderstehen, bilden bei fehlendem Signalstrom in der Wicklung des Magnettopfes die durch die jeweilige unmagnetische Schicht des rr*B Nickel-Phosphors voneinander getrennten, jeweils benachbarten Schichten aus Nickel-Eisen oder Nickel-Kobalt magnetisch geschlossene Kreise mit in Schichtebene antiparallel liegender Magnetisierung (in der leichten Richtung). Eine von Schicht zu Schicht ansonsten willkürliche Domänenaufspaltung ist damit vermieden.
• Bevorzugt wird magnetostriktionsfreies Nickel-Eisen oder Nickel-Kobalt venvendet. Das unmagnetische Nickel-Phosphor ist ein Nickel, das soviel Phosphoreinschlüsse enthält, so daß das Nickel seine ansonsten vorliegenden magnetischen Eigenschaften verliert.
• Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Magnetkopfes werden die Schichten aus Nickel-Eisen bzw. Nickel-Kobalt und aus Nickel-Phosphor abwechselnd galvanisch aufeinander abgeschieden.
• Für die zwischen den magnetischen Schichten liegenden unmagnetischen Schichten können im Grunde genommen jegliche galvanisch abscheidbaren nichtmagnetischen Metalle verwendet werden, so z.B. auch Kupfer oder Gold. Von Vorteil ist es jedoch, z.B. das Nickel-Phosphor im Zusamirtenhang mit Nickel-Eisen oder Nickel-Kobalt als magnetischem Material der anderen-Schichtart zu verwenden, weil für die Materialien dieser beiden Schichtarten ähnlich aufgebaute -galvanische Bäder verwendet werden können. So wird für die Nickel-Phosphor-Schicht ein zur galvanischen Vernickelung übliches Bad verwendet, dem etwa 3,5 g Phosphor pro 1 Badflüssigkeit in Form von Natriumhypophosphit zugeführt wird. Für das Bad des magnetischen Schichtmaterials wird ebenfalls ein an sich übliches Nickelbad verwendet, dem eine etwa 2 bis 8 g Eisensulfamat pro l Badflüssigkeit zugefügt wird. Zwischen den Verfahrensschritten der galvanischen Herstellung der einzelnen Schichten aus jeweils voneinander verschiedenem Material wird an sich ein Waschprozeß eingefügt. An diesem Waschprozeß sind hier aber keine wie sonst üblich hohe Anforderungen zu stellen, denn ein geringfügiges Einschleppen von Phosphor in das Nickel-Eisen-Bad oder von Eisen in das Nickel-Phosphor-Bad hat keine gravierenden Folgen.
• Das galvanische Beschichten definiert abge grenzter Flächenbereiche erfolgt unter Anwendung an sich bekannter fotolithografischer Verfahren, bei denen in einer Fotolackschicht ein Fensterbereich oder für Mehrfach-Magnetköpfe entsprechend mehrere Fensterbereiche freigelegt werden.
• Innerhalb dieser Fensterbereiche erfolgt die galvanische Abscheidung wie oben beschriebener sukzessive aufeinanderfolgender magnetischer und unmagnetischer Schichten.
• Zur Durchfürrung galvanischer Abscheidung von Nickel-Ei sen-und von Nickel-Phosphor-Schichten sei u.a. auf die DB-PS 23 04 685 und die DT-OS 25 12 115 verwiesen.
• Weitere Erläuterungen der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung hervor.
• Fig.1 zeigt im Ausschnitt einen Magnetkopf, aufgebaut mit erfindungsgemäßer Schichtfolge Fig.2 zeigt eine Darstellung, aus der nähere Einzelheiten zum Herstellungsverfahren hervorgehen.
• Der in Fig.1 mit 1 bezeichnete Magnetkopf besteht aus einem Substratkörper 2, z.B. aus Glas, auf dem sich ein erster lamellierter Anteil 3 des erfindungsgemäßen Magnetkopfes befindet. Die dargestellte Schichtfolge besteht aus abwechselnd Nickel-Eisen als magnetischer Schicht und Nickel-Phosphor als unmagnetischer Schicht. Vorzugsweise ist eine geradzahlige Anzahl von Nickel-Eisen-Schichten vorgesehen, die jeweils paarweise den die Domänenaufspaltung verhindernden Rückschluß jeweils einer magnetischen Schicht über die unmagnetische Schicht hinweg zur nächstbenachbarten magnetischen Schicht bilden. Mit 4 ist ein eine Stromwindung bildender, vorzugsweise galvanisch aufgebrachter Gold-Leiter bezeichnet, der über den mit 3 bezeichneten Schenkel des Magnetkopfes hinweggeht. über diesen Schenkel 3 und den Gold-Leiter 4 hinweg erstreckt sich ein zweiter Schenkel des erfindungsgemäßen Magnetkopfes mit einer dem Schenkel 3 entsprechenden Lamellierung. Den Schreibspalt 6 bildet eine zwischen den Schenkeln 3 und 5 befindliche Schicht aus Siliziumdioxid.
• Fur die einzelnen Schichten der Schenkel 3 und 5 werden für das magnetische Material Schichtdicken von 100 bis 1000 nm bevorzugt. FLUr das nichtmagnetische Material werden Schichtdicken von 50 bis 200 nm als vorteilhaft vorgeschlagen. Die Dicke der den Schreibspalt bildenden Siliziumdioxidschicht beträgt vorzugsweise 0,5 bis 1/um.
• Auf der zu der Schicht 6 - bezogen auf den Leiter 4 -gegenüberliegenden Seite des Magnetkopfes können die jeweils äußersten Schichten der Schenkel 3 und 5 unmittelbar aufeinanderliegen oder durch eine Schicht wie die Schicht 6 voneinander getrennt sein, Dort können also die Reihenfolgen der Schenkel 3 und 5 zusammengenommen kontinuierlich ausgebildet sein.
• Fig.2 zeigt eine Darstellung mit dem Substratkörper 2 und den magnetischen Schichten 11 aus z.B. Nickel-Eisen und den unmagnetischen Schichten 12 aus z.B. Nickel-Phosphor.
• Mit 13 ist eine auf dem Substrat 2 angebrachte elektrische Kontaktachicht aus z.B. Nickel-Eisen bezeichnet.
• Mit 14 ist derjenige Anteil der bereits erwähnten Fotolackschicht bezeichnet, in der sich zur Durchführung des galvanischen Abscheideverfahrens dasjenige Fenster befindet, in dem in der Darstellung der Fig.2 die aufeinanderliegenden Schichten 11 und 12 vorhanden sind. Mit 15 ist ein Elektrodenanschluß an die Schicht 13, mit 16 eine den galvanischen Strom liefernde Stromquelle und mit 17 eine Badelektrode bezeichnet. Die mit Ausnahme der Stromquelle 16 in Fig.2 dargestellte Anordnung befindet sich bei Durchführung des Galvanikprozesses in einem mit der Galvanikflüssigkeit gefüllten Behälter.
• Nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren lassen sich Magnetk~pfe realisieren, die Spurbreiten W von nur 30 bis 100/um aufzeichnen können.
• Für die Gesamtdicke eines Schenkels 3 bzw. 5 ist eine Dicke vorgesehen, die nicht größer als die Eindringtiefe des hochfrequenten Signalfeldes ist.
• In der Fig.2 ist mit den Pfeilen A und B eine Aufteilung der Magnetisierungsrichtungen der magnetischen Schichten angedeutet, wie sie später bei Benutzung eines wie erfindungsgemäßen Magnetkopfes vorliegen. Die Magnetisierungen entsprechend den Pfeilen A und B in aufeinanderfolgenden Schichten sind jeweils antiparallel, so daß sich, wie mit den Pfeilen C verdeutlicht, zwischen benachbartenmagnetischen Schichten magnetische Ringschlüsse ausbilden können.
• 4 Patentansprüche 2 Figuren

Claims (4)

1. Patentansprüche: Lamellierter Dünnschicht-Magnetkopf mit mehreren Schichten aus magnetischem Material, g e k e n n -z e i c h n e t durch eine sukzessive Aufeinanderfolge je einer magnetischen Schicht aus im wesentlichen Nickel-Eisen oder Nickel-Kobalt und einer unmagnetischen Metallschicht.
2. 2. Magnetkopf nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h -n e t dadurch, daß das Nickel-Eisen bzw. das Nickelkobalt magnetostriktionsfrei ist.
3. 3. I4agnetkopf nach Anspruch 1 oder 2, g e k e n n -z e i c h n e t dadurch, daß für die urjnagnetische Metallschicht Nickel mit Phosphoreinschlüssen (Nickel-Phosphor) vorgesehen ist.
4. 4. Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes nach Anspruch 3, g e k e n n z e i c h n e t dadurch, daß auf einer dünnen leitfähigen Kontakt schicht mit Hilfe der an sich bekannten Fotolithografie ein oder mehrere Fensterbereiche freigelegt werden und daß in die Fensterbereiche sukzessive aufeinanderfolgend in galvanischen 3ädern Schichten aus Nickel-Eisen oder Nickel-Kobalt und aus unmagnetischem Nickel-Phosphor abgeschieden werden.