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Die Erfindung bezieht sich auf einen Magnetkopf mit einer Kopffläche
und mit einem Träger mit einer Trägerfläche, einem Flußleiter mit einem Hauptteil, der
in der Kopffläche endet, und mit einem dünneren Endteil in einem Abstand von der
Kopffläche, und mit einem Magnetowiderstandselement mit einem Kopplungsteil, der
den genannten Endteil des Flußleiters überlappt.
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Ein Magnetkopf mit einem Magnetowiderstandselement (MRE), das in
einem bestimmten Abstand von der Kopffläche vorgesehen ist und in dem zwischen der
Kopffläche und dem MRE ein Flußleiter angeordnet ist, der sog. "yoke-MRH", ist an
sich bekannt und wird zum Auslesen von Information benutzt, die in einem
magnetischen Informationsträger vorhanden ist. Dabei wird magnetischer Fluß von dem
Informationsträger über den Flußleiter durch das MRE hindurchgeführt, wodurch der
Widerstand des MREs sich ändert, wobei diese Widerstandsänderung in ein Lesesignal
umgewandelt wird.
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Eine allgemeine Struktur eines "yoke-MRHs" ist aus der JP-A 62-241119
bekannt. Das MRE befindet sich dabei zwischen einem magnetischen Träger und zwei
darauf vorgesehenen Flußleitern. Bei dieser Konstruktion wird, durch den geringen
Abstand zwischen dem MRE und dem magnetischen Träger, beim Lesen ein Teil der
von dem Informationsträger angebotenen Fluß senkrecht durch das MRE überqueren
statt parallel zu dem Element durch das MRE geführt zu werden, was Verzerrung des
Lesesignals herbeiführen kann. Wenn dieses MRE mit streifenförmigen elektrischen
Leitern, einer sog. "Barberpole"-Struktur versehen ist, wird ein Relief, insbesondere ein
wellenförmiges Relief in demjenigen Teil des Flußleiters entstehen, der sich auf dem
MRE befindet. Auch dieses Relief kann Verzerrung des Lesesignal verursachen.
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Eine andere allgemeine Struktur eines "yoke-MRHs" ist aus JP-A 62-
246115 bekannt. Dabei befindet sich das MRE, von dem Träger aus gesehen, teilweise
auf den Flußleitern statt zwischen dem Träger und den Flußleitern, wodurch die
obengenannten Ursachen der Verzerrung des Lesesignals nicht auftreten. Bei dieser
Struktur wird die Basis, auf dem das MRE angebracht ist, zunächst planiert bevor das
MRE angebracht wird. Dies geschieht dadurch, daß man den Raum zwischen den
beiden Flußleitern füllt. Sollte dies nicht erfolgen, so könnte das MRE wegen des
großen Reliefs Diskontinuierlichkeiten aufweisen, beispielsweise in Form von Rissen,
wodurch die Wirkung beeinträchtigt wird. Diese Planierung erfordert jedoch einen
zusätzlichen Verfahrensschritt, wodurch der Fertigungsaufwand zunimmt.
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Ein Magnetkopf mit einer Kopffläche und mit einem Träger mit einer
Trägerfläche, mit einem Magnetowiderstandselement in einem Abstand von der
Kopffläche und mit einem Flußleiter in der Nähe der Kopffläche und mit einem Endteil,
der dünner ist als ein anderer Teil des Flußleiters ist aus JP-A 62-46420 bekannt. Da
bei diesem bekannten Magnetkopf das MRE zwischen den Flußleitern vorgesehen ist, ist
ein Planierungsvorgang nicht notwendig. Ein Nachteil dieser Struktur ist aber, daß das
MRE ein großes Relief hat, so daß diese Struktur ebenfalls die oben genannten
Nachteile dieses großen Reliefs aufweist. Ein weiterer Nachteil dieser Struktur ist, daß
durch das große Relief wesentliche Probleme auftreten werden, wenn auch hier eine
"Barberpole"-Struktur auf dem MRE vorgesehen werden muß.
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Es ist nun u.a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Magnetkopf der eingangs beschriebenen Art zu schaffen mit einem nahezu flachen MRE, wobei
die genannten Ursachen der Verzerrung des Lesesignals vermieden werden.
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Dazu weist der erfindungsgemäße Magnetkopf das Kennzeichen auf, daß
der Hauptteil des Flußleiters aus einer Basisschicht besteht, wobei auf der Basisschicht
eine Hauptschicht angebracht wird, wobei der Endteil des Flußleiters nur durch einen
Teil der Basisschicht gebildet wird, wobei dieser Teil eine Basisfläche hat, die in einem
Abstand von und parallel zu der Trägerfläche des Trägers liegt, wobei der
Kopplungsteil des Magnetowiderstandselementes eine Fläche aufweist, die gegenüber der
Basisschicht liegt. Durch den dünneren Endteil wird ein ziemlich flacher Träger erhalten, auf
dem das MRE ohne Probleme vorgesehen werden kann. Durch den genannten Endteil
wird eine befriedigende magnetische Kopplung mit dem restlichen Teil des Flußleiters
erhalten. Ein "yoke-MRH" hat meistens eine derartige Konstruktion, daß der
Magnetkopf einen weiteren Flußleiter aufweist, der in einer Richtung senkrecht zu der
Kopffläche in einem Abstand von dem genannten Flußleiter auf dem Träger liegt.
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Es sei bemerkt, daß ein jochartiger Dünnfilmkopf aus der JP-A 62-257612
bekannt ist, der mit Flußleitern versehen ist, die gabelförmige Endteile aufweisen,
zwischen denen ein MR-Element sich erstreckt.
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Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetkopfes weist das
Kennzeichen auf, daß die Basisschicht auf der Isolierschicht vorhanden ist, die auf der
Trägerfläche des Trägers vorgesehen ist. Dies ist eine vorteilhafte Kopfstruktur, mit der
der dünnere Endteil gut definiert ist und aus einem anderen Material hergestellt sein
kann als das der Hauptschicht.
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Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetkopfes weist das
Kennzeichen auf, daß auf einer Isolierschicht auf der Trägerfläche ein elektrischer
Leiter vorgesehen ist zum Zusammenarbeiten mit dem Magnetowiderstandselement,
wobei dieses Element den elektrischen Leiter überlappt und sich weg von der
Kopffläche bis jenseits des elektrischen Leiters erstreckt, wo ein weiterer Kopplungsteil des
Magnetowiderstandselementes in einem Abstand von und parallel zu der Trägerfläche
vorgesehen ist. Ein derartiger elektrischer Leiter wird oft verwendet zum Schaffen eines
Hilfsmagnetfeldes in dem MRE zum Verlagern des Arbeitsgebietes zu einem Teil, der
mehr linear ist. Dadurch, daß dieser Leiter zwischen der Isolierschicht und Teilen des
MRE vorgesehen werden, wird der Abstand zwischen dem Träger und den genannten
Teilen des MRE größer, so daß weniger Fluß das MRE in Richtung des Trägers
senkrecht durchqueren wird. Da dieser Leiter ebenfalls dünn ist, wird der Träger, auf
dem das MRE vorgesehen ist im wesentlichen flach bleiben. Das geringe Relief, das
durch den Leiter und die Basisschicht in dem MRE vorhanden ist, erstreckt sich in der
Längsrichtung des MREs, was die Stabilität der Domänenstruktur in dem Element
fördert.
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Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Herstellen
eines Magnetkopfes, wobei ausgegangen wird von einem Träger, auf dem eine
Isolierschicht angeordnet wird, wonach auf der Isolierschicht ein Flußleiter und eine
Magnetowiderstandselement vorgesehen werden.
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Ein derartiges Verfahren ist aus der JP-A 64-46420 bekannt. Ein Problem
in bezug auf das betreffende bekannte Verfahren ist, daß es ein schwerer Prozeßschritt
ist, das MRE anzubringen, und zwar wegen des vorhandenen Reliefs, auf dem das MRE
angebracht wird. Namentlich die nahezu vertikalen Teile des MREs lassen sich nur
schwer anbringen und die Übergänge zwischen den vertikalen Teilen und den
horizontalen Zwischenteilen lassen sich nur schwer verwirklichen, ohne daß Diskontinuitäten
entstehen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zu
schaffen, bei dem die oben genannten Nachteile nicht auftreten.
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Dazu weist das erfindungsgemäße Verfahren das Kennzeichen auf, daß auf
der Isolierschicht zunächst eine Basisschicht des Flußleiters angebracht wird und danach
auf einem Teil dieser Basisschicht eine Hauptschicht des Flußleiters, wonach das
Magnetowiderstandselement teilweise auf einem von der Hauptschicht unbedeckt
gelassenen Teil der Basisschicht angebracht wird. Bei diesem Verfahren wird ein nahezu
flaches MRE gebildet, so daß das obengenannte Problem nicht auftritt. Ein weiterer
Vorteil ist, daß die herstellung des erfindungsgemäßen Magnetkopfes eine minimale
Anzahl Verfahrensschritte erfordert für die Herstellung der Basisschicht, weil diese
Schicht, auf der die Hauptschicht des Flußleiters gebildet wird, bereits zum
galvanischen Auftragen des Flußleiters vorhanden ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer ersten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Magnetkopfes mit einem Querschnitt an der Stelle der Flußleiter,
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Fig. 2 eine Ansicht des Schnittes durch den in Fig. 1 dargestellten
Magnetkopf,
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Fig. 3 eine Ansicht eines Schnittes durch eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Magnetkopfes.
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In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Magnetkopfes 1 dargestellt. Der Magnetkopf 1 ist mit einer Kopffläche 3 versehen zum
Zusammenarbeiten mit einem magnetischen Informationsträger. In diesem Beispiel
umfaßt der Magnetkopf einen magnetischen Träger 5, beispielsweise einen Ferritträger,
mit einer Trägerfläche 6, auf der sich eine Isolierschicht 11 befindet. Diese
Isolierschicht 11 bildet an der Stelle der Kopffläche 3 einen Lesespalt. Auf der Isolierschicht
sind ein an die Kopffläche 3 grenzender Flußleiter 7 mit einem Endteil 25, und ein in
einem Abstand von diesem Flußleiter liegender weiterer Flußleiter 9 mit einem weiteren
Endteil 27 vorgesehen. Statt des magnetischen Trägers 5 kann auch ein
nicht-magnetischer Träger, auf dem eine magnetische Schicht angebracht ist, als Träger wirksam
sein. Der Flußleiter 7 und der weitere Flußleiter 9 umfassen eine Basisschicht 13 bzw.
eine weitere Basisschicht 15, von der Teile die genannten Endteile 25 und 27 bilden und
die mit einer sich parallel zu der Trägerfläche 6 erstreckenden und in einem Abstand
davon liegenden Basisfläche 14 bzw. weiteren Basisfläche 16 versehen sind. Auf den
Basisflächen 14 und 16 befinden sich eine Hauptschicht 17 bzw. eine weitere
Hauptschicht 19, die einen Teil der Flußleiter bilden. Die Basisschichten sind dünne Schichten
aus einem elektrisch sowie magnetisch leitenden Material, beispielsweise NiFe, und sind
als sog. "plating base" wirksam zur galvanischen Bildung der Hauptschichten. Zwischen
den Flußleitern 7 und 9 befindet sich ein Magnetowiderstandselement 21 (MRE) zum
Umwandeln von einem Informationsträger herrührenden magnetischen Flusses in ein
elektrisches Meßsignal. Für eine einwandfreie Wirkung des MREs ist es vorteilhaft, daß
das MRE in einem derartigen Abstand von dem magnetischen Träger liegt, daß der von
dem Flußleiter 7 herrührende magnetische Fluß über das MRE dem weiteren Flußleiter
9 zugeführt wird und daß nur wellig magnetischer Fluß durch das MRE zu dem Träger
überquert. Dazu ist das MRE zwischen den Flußleitern 7 und 9 vorgesehen statt
zwischen dem träger 5 und den Flußleitern. Um den Abstand zwischen dem Träger 5
und dem MRE 21 noch weiter zu vergrößern ist in dieser Ausführungsform zwischen
dem Träger und dem MRE ein elektrischer Leiter 23 vorgesehen. Dieser elektrische
Leiter 23 wird zum Erzeugen eines Hilfsmagnetfeldes benutzt, wodurch der insgesamt
durch das MRE hindurchgehende magnetische Fluß sich in einem mehr linearen Teil
des Zusammenhangs zwischen dem Widerstand des MRE und dem durch das MRE
hindurchgehenden magnetischen Fluß befindet. Der elektrische Leiter wird
beispielsweise durch eine CU- oder Au-Schicht gebildet. Um das MRE gut anbringen zu können
ist es vorteilhaft, wenn die Basis, auf der das MRE gebildet wird, flach ist und
höchstens geringfügige Höhenunterschiede aufweist. Zwecks einer einwandfreien
Wirkung des MREs ist es weiterhin von Bedeutung, daß es zwischen dem MRE 21
einerseits und den Flußleitern 7 und 9 andererseits eine gute magnetische Kopplung
gibt. Damit die Anforderung einer flachen Basis sowie die einer guten magnetischen
Kopplung erfüllt wird sind ein Kopplungsteil 20 und ein weiterer Kopplungsteil 22 des
MRE auf der Basisfläche 14 bzw. auf der weiteren Basisfläche 16 an der Stelle eines
- von den Hauptschichten 17 und 19 unbedeckt gelassenen - Teils 25 bzw. weiteren Teils
27 der Basisschichten 13 und 15 vorgesehen. Dadurch, daß das MRE und die Teile 25
und 27 der Flußleiter einander überlappen erfolgt die magnetische Kopplung über eine
größere Oberfläche als wenn das MRE ausschließlich mit den Rändern an die Flußleiter
grenzen würde. Dadurch, daß weiterhin das MRE zwischen den Hauptschichten der
Flußleiter vorhanden ist, und nicht teilweise auf den hauptschichten, ist das MRE
nahezu flach, wodurch nach der Bildung des MRE ein MRE mit einer konstanten
Schichtdicke erhalten wird, auf der ggf. problemlos leitende "Barberpole"-Streifen
vorgesehen werden können.
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Die Bildung eines Flußleiters aus der Basisschicht und der Hauptschicht
bietet den Vorteil, daß ein Teil der Basisschicht unbedeckt bleiben kann, ohne daß dazu
ein zusätzlicher Fertigungsschritt, beispielsweise ein Ätzschritt, durchgeführt werden
muß. Wenn die Flußleiter 7 und 9 galvanisch gebildet werden, ist auch zum Anbringen
von Flußleitern kein zusätzlicher Fertigungsschritt erforderlich. Zur galvanischen
Bildung der Flußleiter werden zunächst die Basisschichten 13 und 15 auf der
Isolierschicht 11 angebracht. Diese Basisschichten werden meistens im Zerstäubungsverfahren
angebracht und bestehen aus elektrisch sowie magnetisch leitendem Material,
beispielsweise NiFe. Zum Bilden der Hauptschichten 17 und 19 sind die Basisschichten eine
sog. "plating-base" für den galvanischen Prozeß. Die Hauptschichten sind in diesem
Beispiel aus demselben Material (NiFe) wie die Basisschichten, können aber auch aus
einem anderen magnetischen Material sein, wie Cr. An der Stelle der Teile 25 und 27
werden die Basistlächen 14 und 16 durch eine weitere Isolierschicht 28 abgedeckt,
wodurch diese Teile nicht bedeckt werden. Danach kann auf der weiteren Isolierschicht
28 das MRE 21 im Zerstäubungsverfahren aufgetragen werden. Ein übliches Material
für die Isolierschichten ist Quarz, während für das MRE oft Permalloy verwendet wird.
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Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Schnittes durch den in Fig. 1 dargestellten
Magnetkopf. Die Magnetkopfstruktur ist dabei durch eine Füllschicht 29 abgedeckt.
Eine andere günstige und von der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform abweichende
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Magnetkopfes zum Lesen von magnetischem
Fluß ist in Fig. 3 dargestellt. Dieser Magnetkopf 31 ist ebenfalls mit einer Kopffläche
33 versehen und umfaßt ebenfalls einen Träger 34, auf dem sich ein an die Kopffläche
grenzender Flußleiter 37 befindet. Der Träger 34 umfaßt in dieser Ausführungsform
einen nicht-magnetischen Träger 35, auf dem sich eine Flußleiterschicht 36 befindet.
Auch der hier dargestellte Flußleiter ist aus einer Basisschicht 39 aufgebaut, auf der
sich eine Hauptschicht 41 befindet. Zwischen dem Träger und dem Flußleiter befindet
sich auch hier wieder eine Isolierschicht 43. Auf dem Träger befindet sich wieder ein
elektrischer Leiter 45 mit einem MRE 47. Das MRE befindet sich nun aber nicht
zwischen zwei Flußleitern, sondern ist mit einem Kopplungsteil 49 mit dem Flußleiter
37 und mit einem weiteren Kopplungsteil 49 mit dem Flußleiter 36 gekoppelt. Der
magnetische Fluß wird dadurch unmittelbar von dem Flußleiter 37 über das MRE 47
der Flußleiterschicht 36 zugeführt, statt über einen weiteren Flußleiter. Auf diese Weise
ist eine einfacher und preisgünstiger herzustellende Magnetkopfstruktur erhalten, deren
magnetische und elektrische Eigenschaften denen der ersten Ausführungsform nahezu
entsprechen. Die Magnetkopfstruktur ist auch hier durch eine Füllschicht 53 abgedeckt.
In den beiden Ausführungsformen ist das MRE auf einer Basis angebracht, wobei die
Teile gegenüber einander eine geringen Höhenunterschied haben. Dadurch ist das MRE
nicht völlig flach, sondern es weist Stufen auf, die sich parallel zu der Kopffläche
erstrecken. Es hat sich herausgestellt, daß durch dieses Relief die Stabilität des MREs
dadurch günstig beeinflußt wird, daß eine stabile Domänenstruktur in dem MRE
entsteht.
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Es sei bemerkt, daß die Erfindung sich nicht auf die dargestellten
Ausführungsformen beschränkt, sondern, daß beispielsweise auch der Leseteil eines
kombinierten Lese-Schreibkopfes auf eine oben dargestellte Art und Weise durchgeführt
werden kann oder andere Ausführungsformen verwirklicht werden können, die im
Rahmen der Erfindung liegen.