JP2982261B2 - 薄膜層にオーディオ、ビデオ及びコンピュータ用磁気ヘッドのポール・ピース及びギャップを形成する方法 - Google Patents
薄膜層にオーディオ、ビデオ及びコンピュータ用磁気ヘッドのポール・ピース及びギャップを形成する方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の背景］ （産業上の利用分野） この発明の目的は、薄膜層にプレーナ構造を有する磁
気ヘッドを製造する方法にある。特に、この発明は、コ
ンピュータ、オーディオ又はビデオのように異なる応用
のために記録及び読み出しヘッドのポール・ピース及び
ギャップを製造する方法に関する。
気ヘッドを製造する方法にある。特に、この発明は、コ
ンピュータ、オーディオ又はビデオのように異なる応用
のために記録及び読み出しヘッドのポール・ピース及び
ギャップを製造する方法に関する。
（従来の技術） 開発するヘッドの型式、その応用及び所望のパフォー
マンス特性に従って、ギャップ及びポール・ピースの製
造には、種々の技術が用いられる。ヨーロッパ特許第EP
−262 028号は、薄膜層及びプレーナ構造により磁気ヘ
ッドを製造する方法を開示している。この方法は、非磁
性層により形成された狭いギャップと、このギャップ近
傍に磁束を収束させ、かつシールドなしに、スペースが
小さくなるようにした形状を有するポール・ピースとを
得ることができる。この方法は、集積回路の技術におい
て通常の薄膜層堆積及びエッチング処理と共に、種々の
磁気層の電解堆積用の処理を有する。
マンス特性に従って、ギャップ及びポール・ピースの製
造には、種々の技術が用いられる。ヨーロッパ特許第EP
−262 028号は、薄膜層及びプレーナ構造により磁気ヘ
ッドを製造する方法を開示している。この方法は、非磁
性層により形成された狭いギャップと、このギャップ近
傍に磁束を収束させ、かつシールドなしに、スペースが
小さくなるようにした形状を有するポール・ピースとを
得ることができる。この方法は、集積回路の技術におい
て通常の薄膜層堆積及びエッチング処理と共に、種々の
磁気層の電解堆積用の処理を有する。
ヨーロッパ特許第262 028号による方法は、磁気ヘッ
ドの形成方法に関するものであり、次の欠点を有する。
ドの形成方法に関するものであり、次の欠点を有する。
ポール・ピースの高さが最大でほぼ４〜５μｍに制限
される。従って、この方法は、動作中の摩耗や破損を多
いものにし、DAT（ディジタル・オーディオ・テープ）
又はビデオ・ヘッドの形成に用いることができず、従っ
てポール・ピースとしてはもっと厚みを増す（15μｍ程
度）必要がある。
される。従って、この方法は、動作中の摩耗や破損を多
いものにし、DAT（ディジタル・オーディオ・テープ）
又はビデオ・ヘッドの形成に用いることができず、従っ
てポール・ピースとしてはもっと厚みを増す（15μｍ程
度）必要がある。
ギャップ（即ちスペーサ）が比較的に脆い。なぜな
ら、ギャップを支持体上に搭載した場合に、支持体と同
じ性質のものであっても、ギャップと支持体との間の接
触面に脆性点が存在する。
ら、ギャップを支持体上に搭載した場合に、支持体と同
じ性質のものであっても、ギャップと支持体との間の接
触面に脆性点が存在する。
スペーサの垂直度をその主たる高さ（４〜５μｍ）に
ついて完全に制御することには、困難がある。
ついて完全に制御することには、困難がある。
ギャップを、磁性材料の堆積や、この磁性材料に適し
た方法により得ようとすれば、ギャップの厚さを0.3μ
ｍ〜２μｍの範囲に制限することになる。
た方法により得ようとすれば、ギャップの厚さを0.3μ
ｍ〜２μｍの範囲に制限することになる。
この発明は、これらの欠点を克服するために、マイク
ロエレクトロニクス技術を用いることにより、ギャップ
の幅を0.1μｍと約10μｍとの間で調節可能にするこ
と、及びポール・ピースの高さを0.1μｍと約15μｍと
の間で調節可能にすることができると共に、スペーサの
厚さ及び高さの良好な制御性、及びこのスペーサとして
機械的に優れた剛性を備えることができる方法を提供す
る。この発明では、このように顕著な機械的な強度が、
スペーサをむくの材料から形成し、かつスペーサがヨー
ロッパ特許第262 028号のように搭載されるものではな
いということによっている。
ロエレクトロニクス技術を用いることにより、ギャップ
の幅を0.1μｍと約10μｍとの間で調節可能にするこ
と、及びポール・ピースの高さを0.1μｍと約15μｍと
の間で調節可能にすることができると共に、スペーサの
厚さ及び高さの良好な制御性、及びこのスペーサとして
機械的に優れた剛性を備えることができる方法を提供す
る。この発明では、このように顕著な機械的な強度が、
スペーサをむくの材料から形成し、かつスペーサがヨー
ロッパ特許第262 028号のように搭載されるものではな
いということによっている。
［発明の概要］ 従って、この発明は、シリコン基板の上にもうけられ
る薄膜層に磁気ヘッドのポール・ピース及びギャップ
を、プレーナ構造により形成する方法において、前記方
法は、次のステップ、即ち、 （ａ）シリコン基板上に絶縁層を形成するステップと、 （ｂ）前記絶縁層上に金属層を堆積するステップと、 （ｃ）前記金属層上にマスク樹脂層を堆積するステップ
と、 （ｄ）前記絶縁層及び前記金属層により覆われたシリコ
ン基板をエッチングして所定幅の間隔をあけて２つの井
戸を形成し、２つの井戸の間に所定幅のバーを定めるス
テップと、 （ｅ）前のステップによりエッチングした前記金属層の
残りの部分を除去するステップと、 （ｆ）エッチングした前記シリコン基板を熱的に酸化さ
せてシリコン酸化物を発達させ、所望のギャップを得る
ように前記バーを調整可能とするステップと、 （ｇ）前のステップにより発達した酸化物層を選択的に
エッチングして前記井戸の底に位置する部分の前記酸化
物層を除去するステップと、 （ｈ）前記井戸の底に導電層を堆積するステップと、 （ｉ）前記井戸に磁性材料の電解堆積をするステップ
と、 （ｊ）前記シリコン基板上に最初に堆積した絶縁層の残
りの部分を除去するステップと を備えたものである。
る薄膜層に磁気ヘッドのポール・ピース及びギャップ
を、プレーナ構造により形成する方法において、前記方
法は、次のステップ、即ち、 （ａ）シリコン基板上に絶縁層を形成するステップと、 （ｂ）前記絶縁層上に金属層を堆積するステップと、 （ｃ）前記金属層上にマスク樹脂層を堆積するステップ
と、 （ｄ）前記絶縁層及び前記金属層により覆われたシリコ
ン基板をエッチングして所定幅の間隔をあけて２つの井
戸を形成し、２つの井戸の間に所定幅のバーを定めるス
テップと、 （ｅ）前のステップによりエッチングした前記金属層の
残りの部分を除去するステップと、 （ｆ）エッチングした前記シリコン基板を熱的に酸化さ
せてシリコン酸化物を発達させ、所望のギャップを得る
ように前記バーを調整可能とするステップと、 （ｇ）前のステップにより発達した酸化物層を選択的に
エッチングして前記井戸の底に位置する部分の前記酸化
物層を除去するステップと、 （ｈ）前記井戸の底に導電層を堆積するステップと、 （ｉ）前記井戸に磁性材料の電解堆積をするステップ
と、 （ｊ）前記シリコン基板上に最初に堆積した絶縁層の残
りの部分を除去するステップと を備えたものである。
この発明は、以下の説明から更によく理解され、また
他の効果も非限定的な実施例として示す以下の説明も明
らかとなる。
他の効果も非限定的な実施例として示す以下の説明も明
らかとなる。
［実施例］ この発明によれば、ポール・ピース及びギャップが１
枚のシリコン基板から製造され、このシリコン基板が同
一基板から多数の磁気ヘッドを得るように処理される。
このシリコン基板は、電気コイルを設けるように予め処
理されたり、逆に、１又は２つのコイルを有する磁気閉
回路上にポール・ピースとギャップとを備える場合に
は、処理しないままにすることもできる。
枚のシリコン基板から製造され、このシリコン基板が同
一基板から多数の磁気ヘッドを得るように処理される。
このシリコン基板は、電気コイルを設けるように予め処
理されたり、逆に、１又は２つのコイルを有する磁気閉
回路上にポール・ピースとギャップとを備える場合に
は、処理しないままにすることもできる。
第１図はシリコン基板１を示し、シリコン基板１上に
は絶縁層２が堆積されている。この絶縁層２はシリコン
基板１の熱酸化により形成されてもよい。絶縁層２は更
に化学的な手段（CVDにより）堆積されてもよい。この
方法はシリコン酸化物又はシリコン窒化物の堆積に適し
ている。絶縁層２の厚さは0.5μｍ〜５μｍの範囲にあ
ればよい。
は絶縁層２が堆積されている。この絶縁層２はシリコン
基板１の熱酸化により形成されてもよい。絶縁層２は更
に化学的な手段（CVDにより）堆積されてもよい。この
方法はシリコン酸化物又はシリコン窒化物の堆積に適し
ている。絶縁層２の厚さは0.5μｍ〜５μｍの範囲にあ
ればよい。
絶縁層２上には金属層３が堆積される。金属層３はカ
ソード・スパッタリングにより堆積され、厚さが0.5μ
ｍ〜３μｍの範囲にあるタングステン層でもよい。
ソード・スパッタリングにより堆積され、厚さが0.5μ
ｍ〜３μｍの範囲にあるタングステン層でもよい。
金属層３上にはマスク樹脂層４が堆積される。
マスク樹脂層４の機能は、マスキング及び絶縁後に、
ポール・ピース及びギャップを定めることである。第２
図は金属層３及び絶縁層２をエッチングしたシリコン基
板１を示す。第３図は、エッチング処理を終了したとき
のシリコン基板１を示す。２つの井戸５及び６が形成さ
れ、ギャップを形成することになるバー７が定められ
る。金属層３により形成された金属マスクの主な目的
は、絶縁層２の異方性エッチングに次いでシリコン基板
１の異方性エッチングを得ることにある。このエッチン
グは技術分野に習熟する者に知られた技術によって行な
われる。例えば、プラズマ・エッチング・リアクタ内で
行なわれる。
ポール・ピース及びギャップを定めることである。第２
図は金属層３及び絶縁層２をエッチングしたシリコン基
板１を示す。第３図は、エッチング処理を終了したとき
のシリコン基板１を示す。２つの井戸５及び６が形成さ
れ、ギャップを形成することになるバー７が定められ
る。金属層３により形成された金属マスクの主な目的
は、絶縁層２の異方性エッチングに次いでシリコン基板
１の異方性エッチングを得ることにある。このエッチン
グは技術分野に習熟する者に知られた技術によって行な
われる。例えば、プラズマ・エッチング・リアクタ内で
行なわれる。
これらの処理の後、金属マスクの残りの部分が化学的
なエッチングにより除去される。
なエッチングにより除去される。
バー７の厚さは、その輪郭を定める井戸５及び６の寸
法が定められるときに、予め設定される。この厚さは設
計されたギャップを満足させることができる。しかし、
場合によっては、特に非常に狭いギャップを望むとき
は、次の２ステップを付加することが必要となる。
法が定められるときに、予め設定される。この厚さは設
計されたギャップを満足させることができる。しかし、
場合によっては、特に非常に狭いギャップを望むとき
は、次の２ステップを付加することが必要となる。
その第１のステップは、第４図に示すように、熱酸化
によりシリコン酸化物の表面層８を形成させることから
なる。表面層８の厚さは所望のギャップ幅の関数として
決定される。この方法は、熱酸化物成長は非常に良く制
御することができるので、正確であるという特徴があ
る。例えば、厚さ0.4μｍの最終ギャップを必要とする
ときは、バー７の初期の厚さを1.2μｍ（これはリソグ
ラフィーにより容易に達成可能である。）とし、表面層
８の厚さを0.4μｍとすることができる。従って、第２
のステップにより表面層８を除去すると、所望の厚さ、
即ち0.4μｍのギャップが得られる。この方法によるス
テップを第５図に示す。
によりシリコン酸化物の表面層８を形成させることから
なる。表面層８の厚さは所望のギャップ幅の関数として
決定される。この方法は、熱酸化物成長は非常に良く制
御することができるので、正確であるという特徴があ
る。例えば、厚さ0.4μｍの最終ギャップを必要とする
ときは、バー７の初期の厚さを1.2μｍ（これはリソグ
ラフィーにより容易に達成可能である。）とし、表面層
８の厚さを0.4μｍとすることができる。従って、第２
のステップにより表面層８を除去すると、所望の厚さ、
即ち0.4μｍのギャップが得られる。この方法によるス
テップを第５図に示す。
次いで、２つの目的、即ち、最終ギャップの正確な厚
さを定めると共に、横方向の絶縁を形成するために熱酸
化処理を行なう。従って、第６図に示すように、シリコ
ン酸化物層９がエッチングされたシリコン基板１上に形
成される。
さを定めると共に、横方向の絶縁を形成するために熱酸
化処理を行なう。従って、第６図に示すように、シリコ
ン酸化物層９がエッチングされたシリコン基板１上に形
成される。
次いで、例えばプラズマによるエッチングにより、シ
リコン酸化物層９の選択的なエッチングを行なって井戸
５及び６の底をクリーニングする。選択的なエッチング
により、井戸５及び６の底に位置する酸化物を、壁の部
分の酸化物層に接触することなく除去させる。これを第
７図に示す。
リコン酸化物層９の選択的なエッチングを行なって井戸
５及び６の底をクリーニングする。選択的なエッチング
により、井戸５及び６の底に位置する酸化物を、壁の部
分の酸化物層に接触することなく除去させる。これを第
７図に示す。
次のステップでは、井戸５及び６の底に導電層を堆積
する。このために、次の手順を用いる。金属層、例えば
厚さ0.1μｍのニッケル（又は、クローム又はタンタ
ル）の層を、カソード・スパッタリングにより堆積させ
る。アニール処理により、ケイ化ニッケルがシリコン／
ニッケル境界、即ち井戸５及び６の底に形成される。こ
のようにして形成されたケイ化ニッケルの厚さは、アニ
ール処理の温度及び時間に依存する。ケイ化物はシリコ
ン酸化物とニッケルとの間の境界に形成されることはな
い。次いで、ニッケルが化学的にエッチングされる。こ
れにより、井戸５及び６の底にケイ化物の導電層10を得
ることができる。これを第８図に示す。第８図では、導
電層10が井戸５及び６を充填する磁性材料の支持層を形
成する。従って、電解により、例えば鉄及びニッケルの
イオンを含む液相により鉄ニッケル合金を堆積すること
ができ、シリコン基板１は導電層10と電気的に接続する
ことに役立つ。ケイ化シリコン層は、純粋のシリコンの
場合よりもポール・ピースを良く接着することができ
る。第９図は、この発明の方法における当該ステップを
示し、ポール・ピースを参照番号11及び12により示す。
する。このために、次の手順を用いる。金属層、例えば
厚さ0.1μｍのニッケル（又は、クローム又はタンタ
ル）の層を、カソード・スパッタリングにより堆積させ
る。アニール処理により、ケイ化ニッケルがシリコン／
ニッケル境界、即ち井戸５及び６の底に形成される。こ
のようにして形成されたケイ化ニッケルの厚さは、アニ
ール処理の温度及び時間に依存する。ケイ化物はシリコ
ン酸化物とニッケルとの間の境界に形成されることはな
い。次いで、ニッケルが化学的にエッチングされる。こ
れにより、井戸５及び６の底にケイ化物の導電層10を得
ることができる。これを第８図に示す。第８図では、導
電層10が井戸５及び６を充填する磁性材料の支持層を形
成する。従って、電解により、例えば鉄及びニッケルの
イオンを含む液相により鉄ニッケル合金を堆積すること
ができ、シリコン基板１は導電層10と電気的に接続する
ことに役立つ。ケイ化シリコン層は、純粋のシリコンの
場合よりもポール・ピースを良く接着することができ
る。第９図は、この発明の方法における当該ステップを
示し、ポール・ピースを参照番号11及び12により示す。
次いで、シリコン酸化物の突起のエッチングを十分に
行ない、第10図に示す構造を得る。
行ない、第10図に示す構造を得る。
この発明による方法は、特に狭いトラック幅が必要な
コンピュータ用磁気ヘッドに適している。実際に、この
型式のヘッドの場合は、減磁フィールドが非常に強力で
ある。ヘッドの準備期間では、手順がこのヘッドの形状
異方性に大きく依存する。この場合に、厚いポール・ピ
ースを形成しこれによりギャップを設計できることが有
益である。
コンピュータ用磁気ヘッドに適している。実際に、この
型式のヘッドの場合は、減磁フィールドが非常に強力で
ある。ヘッドの準備期間では、手順がこのヘッドの形状
異方性に大きく依存する。この場合に、厚いポール・ピ
ースを形成しこれによりギャップを設計できることが有
益である。
この発明による方法は、非常に厚い（約５〜30μｍ）
ポール・ピースを必要とする磁気テープ用のヘッドに特
に適している。
ポール・ピースを必要とする磁気テープ用のヘッドに特
に適している。
第１図から第10図はこの発明による方法の異なるステッ
プを示す図である。 １……シリコン基板、 ２……絶縁層、 ３……金属層、 ４……マスク樹脂層、 5,6……井戸、 ７……バー、 ８……表面層、 ９……シリコン酸化物層、 10……導電層、 11,12……ポール・ピース。
プを示す図である。 １……シリコン基板、 ２……絶縁層、 ３……金属層、 ４……マスク樹脂層、 5,6……井戸、 ７……バー、 ８……表面層、 ９……シリコン酸化物層、 10……導電層、 11,12……ポール・ピース。
Claims (2)
- 【請求項１】シリコン基板の上にもうけられる薄膜層に
コンピュータ、オーディオ及びビデオ用磁気ヘッドのポ
ール・ピース及びギャップを形成する方法において、次
のステップ、即ち、 （ａ）シリコン基板上に絶縁層を形成するステップと、 （ｂ）前記絶縁層上に金属層を堆積するステップと、 （ｃ）前記金属層上にマスク樹脂層を堆積するステップ
と、 （ｄ）前記絶縁層及び前記金属層により覆われたシリコ
ン基板をエッチングして所定幅の間隔をあけて２つの井
戸を形成し、２つの井戸の間に所定幅のバーを定めるス
テップと、 （ｅ）前のステップによりエッチングした前記金属層の
残りの部分を除去するステップと、 （ｆ）エッチングした前記シリコン基板を熱的に酸化さ
せてシリコン酸化物を発達させ、所望のギャップを得る
ように前記バーを調整可能とするステップと、 （ｇ）前のステップにより発達した酸化物層を選択的に
エッチングして前記井戸の底に位置する部分の前記酸化
物層を除去するステップと、 （ｈ）前記井戸の底に導電層を堆積するステップと、 （ｉ）前記井戸に磁性材料の電解堆積をするステップ
と、 （ｊ）前記シリコン基板上に最初に堆積した絶縁層の残
りの部分を除去するステップと を備えていることを特徴とする薄膜層にオーディオ、ビ
デオ及びコンピュータ用磁気ヘッドのポール・ピース及
びギャップを形成する方法。 - 【請求項２】ステップ（ｅ）とステップ（ｆ）との間に
次の付加的な２つのステップ、即ち： バーの幅を残りのシリコンに規制するために、熱的な酸
化により、所定の厚さのシリコン酸化物層を形成するス
テップと、 前に形成されたシリコン酸化物層を除去するステップと を更に備えていることを特徴とする請求項１記載の薄膜
層にオーディオ、ビデオ及びコンピュータ用磁気ヘッド
のポール・ピース及びギャップを形成する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8911892 | 1989-09-12 | ||
| FR8911892A FR2651912B1 (fr) | 1989-09-12 | 1989-09-12 | Procede de realisation des pieces polaires et de l'entrefer de tetes magnetiques en couches minces pour application informatique audio ou video. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03105712A JPH03105712A (ja) | 1991-05-02 |
| JP2982261B2 true JP2982261B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=9385352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2240208A Expired - Fee Related JP2982261B2 (ja) | 1989-09-12 | 1990-09-12 | 薄膜層にオーディオ、ビデオ及びコンピュータ用磁気ヘッドのポール・ピース及びギャップを形成する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5062196A (ja) |
| EP (1) | EP0418127B1 (ja) |
| JP (1) | JP2982261B2 (ja) |
| DE (1) | DE69014787T2 (ja) |
| FR (1) | FR2651912B1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03242983A (ja) * | 1990-02-06 | 1991-10-29 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 磁気構造体の製造方法 |
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