JPS592965B2 - ジキテイコウハクマクヘツドノ セイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は超小型化、高密度化を可能とする磁気抵抗薄
膜ヘッドの製造方法に関する。

磁気記録の高密度化、大容量化に伴つて、記録５ 媒体
の改良と共に、記録用ヘッドもフェライトを主体とした
ものから薄膜へツドヘと移行しつつある。

しかし、現在の誘導形磁気ヘッドを超小型化した場合、
書込みは可能であるが読出し出力がヘッドのトラック幅
に比例して減小するため、小型１０化には限界がある。
この解決策として誘導検出に代つて磁気抵抗素子または
ホール素子を超小型再生出力素子として使用する方式が
提案され、現在開発段階にある。ただ、ホール素子は４
端子であるのに対して磁気抵抗素子は２端子であること
、１５またインピーダンス整合について磁気抵抗素子の
方がとり易いこと等から、磁気抵抗素子の方が有望視さ
れている。磁気抵抗素子は垂直型と水平型とがあるが、
実用的な垂直型の構造を模式的に示すと第１図のよ２０
うになる。

１は絶縁性基板であり、この基板１上の絶縁部に短冊状
の磁気抵抗薄膜２を形成し、その両端に電極導体膜３１
、３２を被着して構成される。

４は磁気テープ等の記録媒体であり、この媒体４からの
磁束が磁気抵抗薄膜２の抵抗変化ΔＲ■５ となり、電
極導体膜３１、３２間に電流Ｉを流すとＶ＝ΔＲ×Ｉの
出力が得られるものである。

この構造を再生ヘッドとして使用する場合、短冊状の磁
気抵抗薄膜２の長辺が記録トラックのトラック幅に対応
し、短辺は記録波長に依存する。■０ 従つて高密度記
録用ヘッドとしては、長辺が２０μｍ以下、短辺が数μ
ｍ以下の寸法としなければならない。更に、電極導体膜
３１、３２の先端部の磁気抵抗薄膜２と接触する部分の
幅は極力小さくし、かつ同様の磁気抵抗薄膜を多数個並
列に配列３５してトラック毎に対応させる、いわゆる固
定ヘッド方式の方が高密度化には適しており、そのため
には電極導体膜３１、３２と磁気抵抗薄膜２との接フＲ
−続部の寸法も数μｍ以下としなければならない。

これを実現する技術は未だ開発されておらず、従来は磁
気抵抗薄膜の長辺が２００μｍ１短辺が２０Ｉｔｍ程度
の単体の磁気抵抗ヘツドが作られているにすぎない。そ
の理由は主に次のような点にある。（１）磁気抵抗薄膜
２として、Ｎｉ−Ｆｅ薄膜が多く用いられ、またそのパ
ターニングには化学エチングが利用されるが、このよう
な磁性膜を化学エツチングにより数μｍ幅に形成するこ
とは不可能である。

（２）電極導体膜３１，３２としては一般にＡｕまたは
Ｃｕ膜とその接着剤的役目を果すＴｉ．Ｃｒ、ＭＯ膜か
らなる二層膜が用いられるが、二層膜のエツチングに際
して、Ｔｉ．．Ｃｒ，．ＭＯ膜のオーバエツチングを防
ぐ手段がなく、その分だけ導体膜幅を余分に必要とする
。

（３） Ｔｉ．Ｃｒ．ＭＯ等のエツナング液はＮｉＦｅ
膜をもエツチングする場合が多く、従つて小型化すると
非常に接触不良をおこし易い。

この発明は上記した点に鑑みてなされたもので、超小型
化、高密度化を可能とする磁気抵抗ヘツドの製造方法を
提供するものである。この発明の方法は、絶縁性基板上
に磁気抵抗薄膜を被着する工程と、前記磁気抵抗薄膜上
に第１の絶縁膜からなるマスクを被覆しスパツタエツチ
ングにより前記基板上の縁端部に短冊状の磁気抵抗薄膜
を残す工程と、残された短冊状の第１の絶縁膜および磁
気抵抗薄膜を覆うように第２の絶縁膜を被覆する工程と
、前記第１、第２の絶縁膜にコンタクト穴あけを行つて
前記短冊状の磁気抵抗薄膜の両端部に接触する電極導体
膜を被着形成する工程とを備えたことを特徴としている
。

以下この発明の詳細を製造工程順に従つて説明する。

まず、磁気抵抗薄膜の微細加工法について述べる。膜の
加工技術としてはホトレジスト膜をマスクとして化学エ
ツチングする方法が広く用いられており、簡単でもある
が、磁気抵抗薄膜として例えば２００〜３００λのＮｉ
−Ｆｅ合金膜を使用し、これを塩化第二鉄または塩化第
二鉄と硝酸の混合液でエツチングすると、レジスト膜か
らのオーバエツチングが大きく、エツチングラインがき
れいな直線状にならず、ぎざぎざしたラインになつてし
まう。この状態を第２図に示した。この状態は磁気抵抗
薄膜素子にとつて反磁界の増大、再現性の劣化となつて
現われ、好ましくない。これを解決するには、化学エツ
チングでは不可能であり、ドライエツチングを用いざる
を得ない。しかしながら、レジスト膜をマスク材として
プラズマエツチング等を行つても、レジスト膜の除去液
に磁気抵抗薄膜が溶け易く、やはり良好な磁気抵抗薄膜
素子が得られないので、金属膜または絶縁膜をマスク材
とし、しかもそのエツチング液が磁気抵抗薄膜をエツチ
ングすることがないような組合せでドライエツチングを
するしかない。その一例として、Ａｕ膜をマスク材とし
て磁気抵抗薄膜をスバツタエツチングする方法が発表さ
れているが、Ａｕ膜を完全に除去することが難しく、少
しでも残つていると抵抗のばらつきとなるので好ましく
ない。そこで、本発明者らは種々検討を重ねた結果、マ
スク材を除去することなく積極的に残しておき、その波
及的効果が大であり、しかも磁気抵抗薄膜を微細加工で
きるマスク材として、ＳｉＯ２膜が非常に優れているこ
とを見出した。

即ち、絶縁性基板上にまず磁気抵抗薄膜を蒸着、スバツ
タ等により被着し、続いて全面にＳｉＯ２膜を蒸着、ス
パツタ等により被着した後、ホトレジストを用いて所望
の短冊状パターンにＳｉＯ２膜をエツチングし、ホトレ
ジストを除去した後、スパツタエツチングにより磁気抵
抗薄膜をその上にＳｉＯ２膜が残るように短冊状パター
ニングする。この場合、ＳｉＯ２膜もスパツタエツチン
グされるので、ＳｉＯ２膜の膜厚は磁気抵抗薄膜の膜厚
に応じて厚い必要がある。

例えば３００λの磁気抵抗薄膜に対しては５００λのＳ
ｉＯ２膜があれば十分である。このような方法によれば
、ＳｉＯ２膜はレジストのパターンどおりにオーバエツ
チングなしにエツチングされ、しかも磁気抵抗薄膜はレ
ジスト除去液に接することなく、またＳｉＯ２膜を保護
膜としてそのまま残すので、磁気抵抗薄膜の薬品による
劣化は絶無となり、かつ磁気抵抗薄膜の熱酸化防止、機
械的強度の劣化防止と共に抵抗値の均一性、再現性の向
上が図られる。また磁気抵抗薄膜はスパッタエツチング
に際しその上のＳｉＯ２膜によつてスパツタにさらされ
ることがないので、膜厚の減少がなく、従つて抵抗値の
バラツキが非常に小さく抑えられる。以上のようにＳｉ
Ｏ２膜をマスクとして磁気抵抗薄膜をスパツタエツチン
グによりパターニングした状態を第３図に示す。

第２図と比較して明らかなように、エツチング精度が大
幅に向上していることがわかる。次に、上述した工程に
より得られた短冊状パターンの磁気抵抗薄膜の端子部を
微細に形成する工程を第４図を参照しながら説明する。

第４図ａは上述した工程により、絶縁性基板上の縁端部
に磁気抵抗薄膜として短冊状パターンのＮｉ−Ｆｅ合金
膜を形成した状態を断面図で示したものである。即ち、
絶縁性基板１１として、Ｓｉウエハ１１ａにＳｉＯ２膜
１１ｂを被覆したものを用い、その上にＮｉ−Ｆｅ合金
膜１２が形成されており、Ｎｉ一Ｆｅ合金膜１２の上に
はプラズマエツチングの際のマスク材として用いたＳｉ
Ｏ２膜１３が残されている。この後、第４図ｂに示すよ
うに全面に再びＳｉＯ２膜１４を０．２μｍ程度スパツ
タにより被着し、続いてホトレジストを用いて第４図ｃ
に示すようにＮｉ−Ｆｅ合金膜１２の両端部でＳｉＯ２
膜１４および１３にコンタクト穴あけを行う。このコン
タクトホールは±１μｍの位置精度で形成することが可
能である。またＳｉＯ２膜のエツチング液である弗酸系
にはＮｉ−Ｆｅ合金膜は全然エツチングされない。次に
、第４図ｄに示すように、全面に０．２μｍのＭＯ膜１
５、更にその上に２μｍのＡｕ膜１６を蒸着またはスパ
ツタにより連続的に被着する。そして第４図ｅに示すよ
うに、まずＡｕ膜１６をホトレジストを用いて化学エツ
チングにより電極パターンにエツチングし、そのホトレ
ジストを除去後、残されたＡｕ膜１６をマスク材として
ＭＯ膜１５をスパツタエツチングして、一対の電極導体
膜１７１，１７２を形成する。このような端子部形成の
工程により、次に列挙するような利点が生ずる。１Ｓｉ
０２膜１４を設けることによりＮｉ−Ｆｅ合金膜１２の
側面も完全に保護される。

２Ｓｉ０２膜１４を設けてそれにコンタクト穴あけを行
つて電極導体薄１７１，１７２をＮｉ−Ｆｅ合金膜１２
に接触させるので、短冊状パターンのＮｉ−Ｆｅ合金膜
１２の長手方向寸法が正確に制御される。

特に微小寸法の場合に有効である。３Ｎｉ−Ｆｅ合金膜
１２はＳｉＯ２膜テツチングのための弗酸にのみさらさ
れるので、その面での接触抵抗増大が殆んどない。

４Ｍ０膜１５はＡｕ膜１６をマスクとしてスパツタエツ
チングするので、ＭＯ膜１５のオーバエツチングが発生
しない。

従つて、ＭＯ膜１５とＮｉ−Ｆｅ合金膜１２の間の接続
不良がなく、端子幅を十分狭くすることが可能となる。
以上詳細に説明したところから明らかなように、この発
明によれば超小型かつ高性能の磁気抵抗ヘツドを精度よ
く作ることができ、特に磁気抵抗ヘツドを基板上に多数
配列して構成するいわゆる固定ヘツド方式に適用して大
きな効果が得られる。

なお、実施例では磁気抵抗薄膜としてＮｉＦｅ合金膜を
用いたが、Ｎｉ−ＣＯ，．Ｆｅ−ＣＯなど他の強磁性膜
を用いてもよい。

また、実施例では磁気抵抗薄膜をスパツタエツチングす
る際のマスク材となる第１の絶縁膜および電極導体膜と
磁気抵抗薄膜とのコンタクトを正確な寸法でとるための
第２の絶縁膜としてＳｉＯ２膜は用いたが、Ａｌ２Ｏ５
膜、Ｔａ２Ｏ５膜、Ｓｉ３Ｎ４膜等他の絶縁膜を用いて
もよい。更に、実施例では電極導体膜としてＭＯ−Ａｕ
の積層膜を用いたが、ＭＯの代りにＴｉ．．Ｃｒ等を、
またＡｕの代りにＣｕ，．Ａｌ等を用いてもよい。その
他、この発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形実
施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気抵抗ヘツドの構造を模式的に示す斜視図、
第２図は磁気抵抗薄膜を化学エツチングによりパターニ
ングした状態を示す図、第３図はこの発明における一工
程である磁気抵抗薄膜をスパツタエツチングによりパタ
ーニングした状態を示す図、第４図ａ−ｅはこの発明の
一実施例の製造工程を説明するための断面図である。 １１・・・・・・絶縁性基板、１１ａ・・・・・・Ｓｉ
ウエハ、１１ｂ・・・・・・ＳｉＯ２膜、１２・・・・
・・Ｎｉ−Ｆｅ合金膜、１３・・・・・・ＳｌＯ２膜、
１４・・・・・・ＳｉＯ２膜、１５・・・・・゜Ｍ０膜
、１６・・・・・・Ａｕ膜、１７１，１７２・・・・・
・電極導体膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁性基板上に磁気抵抗薄膜を被着する工程と、前
   記磁気抵抗薄膜上に第１の絶縁膜からなるマスクを被覆
   してスパッタエッチングを行ない、前記磁気抵抗薄膜を
   前記基板上の縁端部に短冊状の磁気抵抗薄膜がその上の
   第１の絶縁膜と共に残るようにパターニングする工程と
   、このパターニングにより残された第１の絶縁膜および
   磁気抵抗薄膜を覆うように第２の絶縁膜を被覆する工程
   と、前記第１、第２の絶縁膜にコンタクト穴を形成し、
   前記短冊状の磁気抵抗薄膜の両端部に接触する電極導体
   膜を被着形成する工程とを備えたことを特徴とする磁気
   抵抗薄膜ヘッドの製造方法。