KR100420590B1 - 집적된코일을갖는수직자기헤드및그제조방법 - Google Patents

Abstract

코일은 자기 회로의 비매입부(82, 82) 주위에 적어도 하나의 권선을 포함하며, 상기 권선은 기판(40)에 식각된 케이스(62, 62)에 배열되고 상기 기판에 집적된 도체들(66, 66)의 하부층을 포함한다. 본 발명은 자기기록에 응용된다.

Description

집적된 코일을 갖는 수직 자기 헤드 및 그 제조 방법{Vertical magnetic head with integrated coiling and process for making same}

비디오 레코딩, 데이터 백업 또는 컴퓨터 메모리를 위한 자기 기록 매체는 정보가 자기장 형태로 기입된 수많은 트랙을 포함한다.

정보 밀도를 증가시키기 위하여 단위 길이당 정보의 양 뿐만 아니라 트랙의 수도 증가될 수 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 트랙폭은 감소되고 동시에 트랙들 간의 거리는 트랙들이 서로 인접될 때까지 감소된다.

독출시의 어떤 크로스토크 문제라도 방지하기 위하여 2개의 인접한 트랙들상의 정보가 대각으로 기입된다. 헤드 각도는 가장 정밀해야 한다(예를들어 <<디지털 비디오 카세트>>를 위한 소위 새로운 DVC 표준에서는 20 ±0.15°).

이들 요구를 만족시키기 위해서 실시예가 여기에 첨부된 도 1에서 도시된 소위 <<샌드위치>> 헤드들이 현재 시장에서 발견될 수 있다. 도시된 헤드는 기판의상면상에 배치된 자기층으로 만들어진 자기 회로(4)를 가지고 있는 기판(2)을 포함하며, 이 회로는 비자성 스페이서에 의해 형성된 에어갭(6)에 의해 분리된 전면부에 2개의 극부(5, 7)를 구비하고 있다. 이 헤드는 또한, 상기 자기 회로 위에, 비자성 상층(2')을 포함한다. 개구(8)는 상기 자기 회로를 둘러싸는 도체 코일(9)의 통과를 허용하기 위하여 전체 유니트를 통해 관통된다.

도 1에 도시된 헤드는 상기 기판에 수직한 방향인 (즉, 후자의 가장자리에 평행한 방향인) 기록 매체(S)와 협력할 것으로 의도된다.

이러한 헤드들은 활성면이 상기 기판의 전체 면에 수직한다는 점에서 <<수직>>으로 설명될 수 있다.

ℓ로 지칭되는 에어갭의 폭은 상기 기판에 수직하게 계산된다(기록 매체에 평행하게). 이 폭(ℓ)은 실질적으로 상기 매체에 있는 트랙들의 각 폭에 대응한다. L로 지칭되는 에어갭의 길이는 헤드와 매체의 상대적인 이동 방향으로 계산된다. h로 지칭되는 에어갭의 높이는 자기 회로를 갖는 기판의 표면에 평행하게 계산된다.

트랙폭이 좁아짐에 따라서(약 10 마이크로미터 미만) 이들 헤드들은 제조하기가 매우 어렵게 된다(유리 용접동안 2개의 극부들의 정밀한 정렬, 자기 회로의 길이에 기인한 저효율, 부가적인 부분이며 패키지 생산 공정에 쉽게 적용할 수 없는 까다로운 코일 생산 등과 관련한 문제들).

1989년 3월 8일의 vol. 13, n°98(P-840) (3446)의 일본특허 요약서는 평면 코일링을 갖는 다른 자기 헤드를 설명하고 있다. 이 헤드는 여기에 첨부된 도 2에 도시되어 있다. 그것은 에어갭(13)에 의해 분리된 2개의 극부들(12a, 12b), 자기회로의 2개의 가지 위에 배치된 쌍류 와선형 코일(14a, 14b), 2개의 접속 패드들(15a, 15b) 및 자기 회로를 밀폐시키는 자기 브리지(15)를 포함한다.

이 헤드는 첫째, 길어서 열 노이즈를 발생하는데 내성이 있는 그 코일 구조와 관련된, 그리고 두 번째로 비교적 길어서 감소된 효율을 갖는 그 자기 회로와 관련된 단점들을 갖는다.

EA-A-0,467,263은 이들 단점들을 부분적으로 회피하는 헤드를 개시하고 있다. 이런 유형의 헤드는 첨부된 도 3 및 도 4에 보여질 수 있다. 그들은 비자성 기판(21), 제 1 절연층(22), 제 2 절연층(29), 자기 회로(30), 자기 회로 주위에 감겨진 솔레노이드 형태의 도체 코일(38), 전기 접속 스트립들(33) 및 접속 패드들(34)을 보여준다.

도 4는 또한 에어갭(g)에 의해 분리된 2개의 전면 극부들(25, 27)을 보여준다. 또한, 전체 유니트를 덮는 절연층(35)과 보호층(36) 또는 상층은 상기 유니트를 완성하고 상기 접촉면이 상기 기록 매체와 대칭되게 한다.

비록 어떤 관점에서는 만족할지라도 이 구조는 기판(21)과 상층(36) 사이에 놓여진 지역에서 매우 큰 헤드 두께를 생기게 하는 단점을 갖는다. 이러한 두께는 코일(38)의 하부, 극부들(25, 27) 및 절연층들(22, 29, 32, 35)에 대응한다. 이 두께는 기록 매체가 여러 가지 물질들의 부등 마모의 문제로 이끄는 마찰문제를 일으킬 수 있다. 더욱이 이런 큰 두께는 층들에서의 고유 구속, 열원의 구속 등으로 인하여 엽열(delamination) 또는 벌징(부풀어오름)의 큰 위험을 일으킨다.

또한, 도 3 및 도 4에 따른 헤드를 제조하는 공정은, 특히 다이아몬드 기계를 사용하는 에어갭을 위한 애지머스의 생산 또는 매우 두꺼운 금속 패턴들 상에 증착되는 절연물들의 어떤 평탄화 단계들을 위한 패키지 공정들과 거의 호환성이 없고, 이것은 패턴들의 가장자리에 균열을 갖는 스텝 오버레이의 문제로 이끈다.

본 발명의 목적은 이러한 단점들을 정확하게 개선하는 것이다.

참증 JP-A-57-58216은 기판 및 상기 기판에서 볼 때 나란히 배치된 것이 아니라 하나가 다른 하나 위에 배치된 2개의 자기 극부들을 포함하는 자기 헤드를 기술하고 있다. 도체 코일은 상기 자기 극부들중 하나만 감싸고 있다. 이 코일은 상기 기판에 매입된 하부 시트 및 상기 2개의 자기 극부들 사이에 놓여져 있는 상부 시트를 포함한다.

참증 JP-A-52-28307은 평행한 챔버들에 배치된 도체들을 갖는 유사한 헤드를 기술하고 있다.

본 발명은 집적된 코일을 갖는 수직 자기 헤드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 일반적인 비디오 레코딩에 응용될 수 있다. 그러나 또한, 데이터 백업이나 컴퓨터 메모리와 같은 다른 분야에서 사용될 수 있다.

도 1은 이미 설명된 기존의 샌드위치 형태의 자기 헤드를 보여준다.

도 2는 이미 설명된 기존의 평판 권선을 갖는 자기 헤드를 보여준다.

도 3은 이미 설명된 기존의 솔레노이드 권선을 갖는 자기 헤드를 보여준다.

도 4는 이미 설명된 이전 헤드의 다른 관찰도이다.

도 5는 본 발명의 방법의 예에 있어서의 초기 기판을 보여준다.

도 6은 제 1 챔버 제작 단계의 길이 방향의 단면도이다.

도 7은 절연층의 증착 단계를 보여준다.

도 8은 이중 자기층 성장 단계의 다른 길이 방향의 도면이다.

도 9는 획득된 상기 제 1 극부의 길이 방향의 도면이다.

도 10은 위에서 본 동일한 제 1 극부를 보여준다.

도 11은 제 2 챔버의 형성을 보여준다.

도 12는 제 2 극부의 단면도를 보여준다.

도 13은 양 극부들 및 배면 자기부의 상면도를 보여준다.

도 14는 전면 극부들중의 하나와 배면 자기 밀폐부의 횡단면도를 보여준다.

도 15는 코일의 도체들의 하부 시트를 위한 챔버의 식각 단계를 보여준다.

도 16은 챔버에 전기 절연물을 채우는 것을 보여준다.

도 17은 도체들의 하부 시트 및 자기 접촉 리드를 위한 마스크의 횡단면도를 보여준다.

도 18은 위에서 본, 2개의 극부들, 배면 자기 밀폐부 및 도체들의 하부 시트를 가지고 있는 이 단계에서 획득된 서브 유니트를 보여준다.

도 19는 자기 회로의 측면 자기부의 횡단면도를 보여준다.

도 20은 이 단계에서 획득된 서브 유니트의 상면도이다.

도 21은 전기 접속 패드들의 제작 단계의 횡단면도이다.

도 22는 이들 전기 접속 패드들의 확대 상면도이다.

도 23은 도체들의 상부 시트의 제작 단계의 횡단면도이다.

도 24는 이들 상부 도체들의 확대 상면도이다.

도 25는 도체 코일의 접촉 패드들의 제조 단계의 단면도이다.

도 26은 본 실시예에 의해 획득된 헤드의 상면도이다.

도 27은 자화의 교차 배향성을 갖는 대안을 보여준다.

도 28은 자기 회로가 단지 극부들중 하나의 주위에 감긴 권선을 갖는 2개의 집적되지 않은 극부들을 포함하는 다른 실시예를 보여준다.

도 29는 자기 회로가 2개의 극부들 및 집적되지 않은 배면 밀폐부를 포함하며, 권선이 이 배면 밀폐부 주위에 감긴 다른 실시예를 보여준다.

도 30은 동일한 실시예지만 다른 형태의 배면 밀폐부를 가진 실시예를 보여준다.

본 발명은 코일 권선의 일부를 기판, 즉 도체들의 하부 시트에 집적할 것을 제안한다. 실제로 하부 시트는 기판에 만들어진 챔버내에 배치된다. 이러한 방법으로 헤드 두께는 감소될 수 있고, 상관적으로 결국 상술한 문제들이 해결된다.

정확한 방법으로, 본 발명의 목적은, 고체 기판, 상기 기판에서 볼 때 나란히 배치되고 비자성 에어갭에 의해 분리된 적어도 하나의 제 1 및 제 2 극부를 가지며 상기 기판에 적어도 하나의 비매입부를 포함하는 자기 회로 및 상기 기판에 매입되지 않은 상기 자기 회로의 부분을 에워싸는 도체 코일을 구비한 수직 자기 헤드에 있어서, 상기 도체 코일은, 상기 비매입부 아래에, 상기 기판에 만들어진적어도 하나의 챔버에 배치되고 상기 기판에 집적된 도체들의 하부 시트 및 상기 비매입부에 걸터앉은 도체들의 상부 시트에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드를 제공하는 것이다.

제 1 실시예에 의하면, 상기 자기 회로는 배면 자기 밀폐부 및 상기 배면 자기 밀폐부와 상기 제 1 및 제 2 극부에 각각 자기적으로 접속된 제 1 및 제 2 측면 자기부를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 측면 자기부는 각각 상기 자기 회로의 비매입부를 형성하며, 상기 도체 코일은 적어도 상기 제 1 및/또는 제 2 측면 자기부 주위에 감긴 적어도 하나의 권선을 포함하고, 상기 전선은 상기 제 1 및/또는 제 2 측면 자기부의 밑을 통과하는 도체들의 하부 시트 및 상기 제 1 및 제 2 측면 극부에 걸터앉은 상부 시트를 포함하며, 상기 하부 시트는 상기 기판에 집적되는 것을 특징으로 한다.

상기 측면 자기부들은 상기 자기 회로의 다른 구성요소들(배면 밀폐부와 극부들)에 집적 연결되어 있거나 조절되는 두께를 갖는 절연층(예를 들어 SiO₂또는 0.1 내지 0.2㎛ 두께의 알루미나)을 경유하여 연결되어 있다. 절연층의 사용은 고주파 작동에 바람직하다.

상기 극부들은 또한 상기 기판에 집적되는 것이 유리하다.

상기 배면 자기 밀폐부는 또한 상기 기판에 집적되는 것이 더욱 바람직하다.

만약 상기 기판이 절연 물질로 되어 있지 않다면 그것은 도체 또는 반도체이기 때문에 도체들의 상기 하부 시트의 집적은 상기 기판에 있는 상기 챔버들을 식각함으로써 달성될 수 있고, 상기 챔버들은 상기 도체들이 그 안에서 계속해서 제조되는 절연 물질로 채워져 있다. 이것은 특히 규소로 이루어진 기판의 경우이다.

다른 실시예에 있어서, 상기 자기 회로는 상기 회로의 비매입부를 형성하는 배면 밀폐부를 포함하며, 상기 도체 코일은 상기 배면 자기 밀폐부 주위에 감긴 권선을 포함하고, 상기 권선은 상기 배면 밀폐부의 하부를 통과하는 도체들의 하부 시트 및 상기 배면 밀폐부의 상부를 통과하는 상부 시트를 포함하며 상기 하부 시트는 상기 기판에 매입되는 것을 특징으로 한다.

상기 배면 밀폐부는 아무런 측면 자기부들이 없는, 상기 제 1 및 제 2 극부에 자기적으로 접속되는 것이 유리하다.

이러한 대안에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 극부는 상기 기판에 매입되는 것이 바람직하다.

다른 실시예에 의하면, 상기 제 1 및 제 2 극부는 상기 기판에 매입되지 않은 상기 자기 회로의 부분을 형성하고, 상기 도체 코일은 절어도 상기 제 1 및 제 2 극부중 어느 하나를 둘러싸며, 상기 도체 코일은 상기 극부들중 적어도 한 극부의 하부를 통과하고 상기 기판에 매입된 하부 시트 및 상기 극부들중 적어도 한 극부에 걸터앉은 상부 시트를 포함한다.

본 발명의 다른 목적은 방금 설명한 바와 같은 수직 자기 헤드를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 상기 방법은, 고체 기판상에, 상기 기판에서 볼 때 나란히 배치되고 비자성 에어갭에 의해 분리된 제 1 및 제 2 극부를 가지며 상기 기판에 매입되지 않은 적어도 하나의 부분을 포함하는 자기 회로를 형성하는 단계및 상기 회로의 비매입부 주위에 도체 권선을 형성하는 단계를 포함하는 수직 자기 헤드 제조 방법에 있어서, 상기 도체 권선은, 상기 기판에 형성된 적어도 하나의 챔버내에 상기 비매입부의 하부를 통과하는 도체들의 하부 시트를 만들고, 상기 기판에 상기 하부 시트를 매입시키며, 상기 자기 회로의 비매입부에 걸터앉은 도체들의 상부 시트를 형성함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법은 (단지 하나의 배면 밀폐부를 갖거나 또는 아무런 배면부를 갖지 않는 자기 회로를 형성하는) 상기 헤드의 실시예의 유형들에 대응하는 사용 방법들을 포함한다.

도 5 내지 도 27을 참조하여 본 발명의 자기 헤드의 제 1 실시예를 설명하기로 한다. 말할 필요도 없이 설명된 물질 및 주어진 크기들은 단지 설명을 위해 주어진 것일 뿐이며 본 발명을 결코 한정하는 것은 아니다.

설명된 특정 실시예에 있어서, 출발점은 <110>의 크리스털 배향성을 갖는 실리콘 고체 기판이다(도 5). 임의의 다른 크리스털 배향성도 헤드 애지머스를 변경시키는데 사용될 수 있다. SiO₂또는 Si₃N₄의 절연 물질층(42)이 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition; 저압 화학 기상 증착)을 사용하여 이 기판상에 증착된다. 이 절연층(42)은 40㎚(또는 0.04㎛)의 두께를 가질 수 있다. 석판인쇄 공정을 사용하여 제 1 극부의 형상이 윤곽되어지고, 여러 가지 참조 마크가 만들어진다. 층(42)은 그 후 식각되고 한쪽이 이 경우 <111> 실리콘 평면을 따라 수직인 제 1 챔버(44, 도 6)를 만드는 기판의 이방성 식각이 KOH 용액을 사용하여 행해진다. 그 다음에 마스크 역할을 하는 층(42)이 제거된다.

그 다음에 열산화가 SiO₂층(46)을 형성시키기 위해 행해진다(도 7). 이 층은 0.2㎛ 두께일 수 있다.

그 다음에 자성물질이 챔버에 배치된다. 예를 들어 전해 성장이 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 캐소드 스퍼터링에 의해 예를들어 0.1㎛ 두께를 가진 NiFe로 된 전도성 서브층이 증착된다. 제 1 석판인쇄 공정을 통하여, 챔버의 바닥에 배치된 서브층에 대향하여 개구를 갖는 예를 들어 수지로 된 마스크가 형성된다. 그 다음에 에어갭에 평행한 방향으로 자구를 갖는 자기층을 얻기 위하여 자기장에서 예를 들어 NiFe의 전해가 수행된다. 그 다음 수지가 제거된다.

이것은 2가지 작업으로 행해져서 절연층과 도체 서브층은 고주파 성능을 향상시키기 위하여 2개의 자기층들 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 총 6㎛의 극부 두께를 위해, 0.1㎛ 두께의 SiO₂, Si₃N₄또는 Al₂O₃의 절연층과는 별도로 NiFe의 2개 층들이 (NiFe의 도체 서브층들을 포함하여) 각각 3㎛ 두께로 만들어 질 수 있다. 2개의 이러한 자기층들이 도 8에 참조부호 48₁및 48₂로 표시되어 있다.

그 다음 기계적인 연마가 행해지고, 제 1 극부(50₁)를 얻기 위해 층(46)에서 멈춘다. 이 부분은 도 9의 횡단면도에 도시되고 상면도는 도 10에 주어진다.

획득된 서브 유니트상에 예를 들어 0.2㎛ 두께를 갖는 SiO₂로 된 제 2 절연층이 증착된다. 개구는 석판인쇄로 윤곽되어 지고, 마스크로서 획득된 SiO₂층과 층(46)의 잔여물을 사용하여, 예를 들어, 실리콘 산화물과 관련된 양호한 선택도를 획득하기 위하여 초고주파 플라스마를 사용하여 제 2 챔버(52)가 등방성으로 식각된다(도 11). 제 2 챔버(52)를 식각함으로써 도 11에는 도시되지 않았지만 다음 도면들, 특히 도 13에서 보여질 배면 챔버가 동시에 식각된다. 마스크 및 표면상에 잔류하는 층(46)의 상기 부분이 그 다음 제거되고 자성 물질이 제 2 챔버(52)와 배면 챔버에 증착된다. NiFe의 전해 성장은 절연층에 의해 분리된 하나 혹은 두 개층에서 이전과 같이 사용될 수 있다.

이 서브 유니트는 에어갭(46)을 형성할 절연층(46)의 수직부가 보일때까지 기계적으로 연마된다. 양쪽 극부(50₁, 50₂)는 그다음 도 12의 횡단면도에 도시된바와 같이 획득된다. 도 13은 에어갭(46)에 의해 분리된 이들 동일한 극부들(50₁, 50₂)의 상면도이고 또한, 자기 회로를 밀폐시키는 역할을 할 배면 자기부(60)를 보여준다.

도 13을 가지고 또한, 본 설명에서 사용되는 단면도 형태들, 즉 소위 극부들을 통과하는 선 AA를 따른 길이방향의 단면도와, 극부들중의 하나(이 경우 제 2 극부(50₂))와 배면 밀폐부(60)를 통과하는 선 BB를 따른 횡단면도와 같은 단면도 형태를 설명하는 것이 가능하다. 방금 설명된 단면도들은 모두 AA를 따른 길이방향의 단면도들이다. 다음 설명들은 모두 선 BB에 따른 횡단면도들을 참조할 것이다.

그러므로 도 14는 제 2 극부(50₂) 및 배면 자기 밀폐부(60)를 가진 이 공정 단계에서 획득된 서브 유니트의 횡단면도를 보여준다.

계속해서 (도 15) 2개의 측면 챔버들(62₁, 62₂)은 극부들 및 배면 밀폐부(60) 사이에 만들어진다(도 15에 도시된 단면도에서는 단지 챔버(62₂)만이 보인다). 식각은 무선주파 플라스마 모드에서 행해질 수 있다. 챔버들의 깊이는 예를 들어 4㎛일 수 있다.

만약 기판이 실리콘인 상술한 예의 경우와 같이 절연물이 아니라면, 예를 들어 실리카와 같은 절연 물질이 계속해서 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; 플라스마 증강 화학 기상 증착)에 의해 챔버내에 증착되고, 그 다음 서브 유니트가 예를 들어 기계적으로 연마된다. 이 평탄화는 평탄화될 절연면의 양을 제한하기 위해 식각함으로써 만들어지는 트리밍 작업에 선행될 수 있다. 도 16은 챔버를 채우는 평탄화된 절연 물질(64)을 보여준다.

상기 절연층(64)에 있어서 예를 들어 플라스마 식각에 의해 3㎛의 깊이까지 평행한 홈들이 식각된다. 그다음 CrCu의 서브 층이 예를 들어 캐소드 스퍼터링에 의해 증착되고 전기분해를 사용하여 상기 홈들은 예를 들어 동으로 채워진다. 도 17은 이들 홈들에서 획득된 도체들의 횡단면도를 보여준다. 그들은 서브 유니트의 상면도인 도 18에 보이는 2개의 하부 시트들(66₁, 66₂)을 형성한다. 이들 2개의 하부 시트들은 극부들(50₁, 50₂)과 배면 자기 밀폐부(60) 사이에 신장된다.

그다음 서브 유니트는 도 17에 볼수 있는 바와 같이 예를 들어 1㎛ 두께를 갖는 PECVD에 의해 증착된 SiO₂절연층(70)으로 덮인다. 이 층은 그다음 배면 자기 밀폐부(60)의 말단들 위의 극부들(74₁, 74₂) 위에 개구들(72₁, 72₂)을 형성하기 위해 예를 들어 플라스마 식각에 의해 식각된다. 이들 개구들은 도 18의 상면도에서 보인다. 개구들(72₁, 72₂)만이 도 17의 단면도 BB에 도시된다.

하나의 대안적인 실시예에 의하면, 예를 들어 0.2㎛ 두께의 Al₂O₃의 절연 정지층이 절연층(70)전에 증착된다. 이 정지층은 개구들(72₁, 72₂와 74₁, 74₂)에서 층(70)을 식각함으로써 노출된다. 이 정지층은 자기 회로에서 유지된다.

공정은 자기 회로를 완성할 2개의 자기 측부들을 제조함으로써 계속된다. 우선 미래의 측면 자기부들과 동일한 두께를 갖는 절연층(80)(도 19)이 증착된다. 예를 들어 3㎛ 두께의 SiO₂층이 PECVD에 의해 증착될 수 있다. 이 층은 2개의 자기부들이 형성될 양쪽 영역들, 즉 이미 제작된 하부 도체 시트들(66₁, 66₂)과 이미 만들어진 개구들(72₁, 72₂와 74₁, 74₂) 위에 식각된다. 그다음 전기분해를 사용하고 이미 설명된 동작 방법들을 사용하여 자기물질(82₁, 82₂)이 증착된다(도 20). 이 물질은 웨이퍼로 만들어 질 수 있다. 자구의 적합한 배향성을 위하여, 전기분해가 자기장에서 행해질 수 있고, 이때 이 자기장의 방향은 에어갭의 방향에 수직이다.

획득된 서브 유니트는, 2개의 측면 자기부들(82₁, 82₂)이 2개의 하부 도체 시트들(66₁, 66₂)에 각각 걸터앉고 배면부(60) 및 2개의 극부들(50₁, 50₂) 사이의 접합을 형성하는 것을 볼수 있는 도 20에서 위로부터 보여져 도시된다.

도체 권선을 완성하기 위해, 다음 공정은 전기 접속 패드들의 형성을 포함한다. 예를 들어 1㎛ 두께의 SiO₂절연층(90)(도 21)이 PECVD 방법을 사용하여 증착된다. 개구들은 도체들의 2개의 하부 시트들의 측면 가장자리들에서 이 층내에 식각되고, 식각은 도체들의 말단을 노출시킬 만큼 충분히 깊게 된다. 지금까지 설명된 예에 있어서, 층(90)은 그 자신의 높이와 층들(80, 70)의 높이, 즉 3+1+1=5㎛ 위에 식각되는 것으로 가정한다. 개구들은 6㎛의 거리에 의해 분리된 4㎛ 폭일 수 있다. 2개의 하부 시트들(66₁, 66₂)의 도체들의 말단상에 놓여있는 전기 접속부(84₂)를 얻기 위해, 동일한 전해 성장 공정을 사용하여 개구들은 예를 들어 동과 같은 금속으로 채워질 수 있다. 도 22는 회로를 밀폐시키는 측면 자기부(82₂)의 내부 측면 가장자리를 따라 배치된 말단부에서의 패드들(84₂)의 상면도를 보여준다. 유사한 패드들이 도체들의 동일한 시트의 외부 가장자리 및 다른 시트상에 만들어진다.

그다음 도체들의 상부 시트가 원하는 시트의 두께와 동일한 두께를 갖는 절연층(94)을 증착함으로써 만들어진다(도 23). 예를 들어, 3㎛의 SiO₂층이 PECVD에 의해 증착된다. 평행 홈들은 예를 들어 8㎛ 폭과 2㎛ 이격되어 식각된다. 이들 홈들은 한 접속 패드로부터 다른 접속 패드로 신장한다. 다시 전해 성장 공정을 사용하여 2개의 솔레노이드를 함께 밀폐시키는 전기 접속 패드들상의 어느 하나의 말단에 놓여있는 도체들(96₁, 96₂)의 2개의 상부 시트들이 형성된다. 도 23은 접속 패드(84₂)에서 도체들(96₂)의 BB 단면도를 도시한 것이고, 도 24에 있어서 완성된 시트가 위로부터 보여진 것으로 도시된다.

이러한 작업중에, 코일의 말단을 장래의 접촉 패드들에 연결시키기 위하여접속부(98₁, 98₂)를 형성하는 데 사용될 도체 물질이 또한 증착된다. 이들 도체들의 상면도는 도 26에서 보여질 수 있다. 도체(98₂)의 단면도는 도 23에서 보여질 수 있다.

이런 방법에 있어서, 이중 권선이 측면 자기부들의 밑을 통과하고 기판에 집적되는 2개의 하부 시트들, 측면 자기부들 위를 통과하는 2개의 상부 시트들 및 한 하부 시트의 한 도체를 대응하는 상부 시트의 도체에 접속시키는 접속 패드들과 함께 만들어진다. 말할 필요도 없이 정확하게 배치될 이들 2개의 권선들을 위해, 하나의 하부 도체의 말단이, 다른 말단이 첫 번째 것에 인접한 하부 도체의 말단에 대향하여 놓인 상부 도체의 한 말단에 대향하여 놓이도록 시트 도체들은 약간 경사져야 한다.

남은 단계는 코일에 접근을 제공하는 접촉 패드들을 만드는 것이다. 절연층(100)은 원하는 패드의 두께와 동일한 두께를 갖는 전체 유니트 상에 증착된다(도 25). 예를 들어, 1㎛의 SiO₂층이 PECVD에 의해 증착된다. 이 절연층은 접속부들(98₁, 98₂)의 말단을 노출시키기 위해 식각되고, 장래의 접속선들에 대한 양호한 용접 특성을 갖는, 예를 들어, 금과 같은 패드들(102₁, 102₂)이 만들어진다. 유리하게는 패드들(102₁, 102₂)이 이전에 증착된 전도성 서브 층을 사용하여 전기분해에 의해 만들어진다. 서브 층으로서 CrAu, CrCu 그리고 심지어 FeNi와 같은 합금이 사용될 수 있다. 접속부들(98₁, 98₂) 및 접촉 패드들(102₁, 102₂)의 상면도가 도 26에 도시되어 있고, 접속부(98₂)와 패드(102₂)의 BB 단면도가 도 25에 도시되어 있다. 도 26은 참조부호 120으로 지칭되어 있는 활성부와 출구 접속부들을 갖는 전체 헤드를 보여주기 위한 이전 도면들보다 더 작은 스케일의 도면이다.

기록 매체와 관련하여 접촉 영역에 대칭성을 주기 위하여 이렇게 획득된 유니트 위에 예를 들어 실리콘 상층이 부가될 수 있다. 이 상층은 물론 접촉 패드들을 가려서는 안된다.

서두에서 설명된 기존의 구조들과 본 발명의 구조를 비교하는 것은 흥미로운 일이다. 예를 들어, 기판과 상층 사이에 포함된 물질들의 두께는 다음과 같다:

i) EP-A-0 467 263에 설명된 바와 같은 종래 기술의 헤드에 대해서: 5㎛의 절연물로된 하부 코일링, 6㎛의 극부, 5㎛ 절연물로 된 상부 코일링 및 패드들, 즉 총 절연물 두께 16㎛;

ii) 본 발명의 헤드에 대해서: 4㎛의 절연물로 밀폐된 자기 회로, 5㎛ 절연물로 된 상부 코일링 및 패드들, 즉 총 절연물 두께 9㎛.

그러므로, 두께에 있어서의 이득은 명백하다. 따라서, 절연층들에서의 마찰, 부등 마모, 고유 구속, 열 구속의 문제들은 종래 기술보다 본 발명에서 해결하기가 훨씬 더 쉽다.

방금 설명된 자기 헤드의 고주파에서의 효율 및 성능은 자기 이방성, 도 27에 도시된 바와 같이 특히 자구의 배향성을 이용함으로써 더욱더 증가될 수 있다. 이 도면에 있어서, 헤드의 자기부들, 즉 2개층으로 만들어질 것으로 가정되는 극부들(50₁, 50₂)과 또한, 2개층으로 만들어질 것으로 가정되는 측부들(82₁, 82₂) 및 배면 밀폐부(60)만이 보여진다. 화살표들은 자화의 배향성을 나타낸다. 극부들(50₁, 50₂) 및 배면 밀폐부(60)에 있어서 이 배향성은 에어갭에 평행하고, 반면에 측부들(82₁, 82₂)에 있어서 이 배향성은 에어갭에 수직한 자화가 용이한 축을 따른다.

방금 설명된 실시예에 있어서, 자기 회로는 2개의 극부들, 2개의 측부들 및 배면 자기밀폐부를 포함한다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지는 않는다. 도리어 본 발명은 아무런 측부들 및 아무런 배면 자기밀폐부가 없는 단지 2개의 극부들을 가지거나, 단지 2개의 극부들과 하나의 배면 밀폐부를 갖는 헤드들까지 확장된다. 도 28, 도 29 및 도 30은 이들 가능성의 몇몇을 보여준다.

도 28은 단지 2개의 극부들(50₁, 50₂)과 이들 극부들중의 하나(50₁)의 주위에 권선(95)을 포함하는 자기 헤드를 도시한 도면이다. 분명히 다른 극부(50₂)상에 다른 권선을 사용하는 것이 가능하다. 이 (또는 이들) 권선들에 있어서, 도체들의 하부 시트는 기판에 집적된다.

본 실시예에 있어서, 극부들은 기판에 집적되지 않는다.

도 29는 자기 회로가 기판에 집적되거나 집적되지 않은 2개의 극부들(50₁, 50₂)과 기판에 집적되지 않은 배면 자기밀폐부(60)를 포함한 다른 실시예를 보여준다. 기판에 집적된 도체들의 하부 시트를 갖는 코일(97)이 권선되는 것은 이 배면부 주위이다.

이 도 29에 있어서, 배면 자기밀폐부(60)는 일직선이지만, 도 30에서 그것은 편자 형태이다. 기판에 집적된 하부 시트 도체들을 갖는 권선(99)은 다시 배면부의 3개의 봉 주위에 감긴다.

만약 헤드가 적어도 하나가 매입되지 않은 2개의 극부들과 이 극부 주위에 권선되고 기판에 집적된 도체들의 하부 시트를 갖는 코일을 포함한다면, 다른 실시예들은 본 발명의 범위내에 있다고 추측될 수 있다.

Claims (18)

1. 고체 기판(40), 상기 기판(40)에서 볼 때 나란히 배치되고 비자성 에어갭(46)에 의해 분리된 적어도 하나의 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)를 가지며 상기 기판내에 적어도 하나의 비매입부를 포함하는 자기 회로 및 상기 기판에 매입되지 않은 상기 자기 회로의 부분을 에워싸는 도체 코일을 구비한 수직 자기 헤드에 있어서, 상기 도체 코일은, 상기 비매입부 아래에, 상기 기판에 만들어진 적어도 하나의 챔버(62₁, 62₂)에 배치된 도체들의 하부 시트 및 상기 비매입부에 걸터앉은 도체들의 상부 시트에 의해 형성되고, 상기 하부 시트는 상기 기판(40)에 집적된 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 회로는 배면 자기 밀폐부(60)와, 상기 배면 자기 밀폐부(60)와 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)에 각각 자기적으로 접속된 제 1 및 제 2 측면 자기부(82₁, 82₂)를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 측면 자기부(82₁, 82₂)는 상기 자기 회로의 비매입부를 각각 형성하며, 상기 도체 코일은 적어도 상기 제 1 및/또는 제 2 측면 자기부(82₁, 82₂) 주위에 감긴 적어도 하나의 권선을 포함하고, 상기 권선은 상기 제 1 및/또는 제 2 측면 자기부(82₁, 82₂)의 밑을 통과하는 도체들의 하부 시트(66₁, 66₂) 및 상기 제 1 및 제 2 측면 극부(82₁, 82₂)에 걸터앉은 상부 시트(96₁, 96₂)를 포함하며, 상기 하부 시트는 상기 기판(40)에 집적되는것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 기판(40)은 전도성 또는 반전도성이며, 도체들의 하부 시트(66₁, 66₂)는 상기 기판(40)에 식각된 적어도 하나의 챔버(62₁, 62₂)에 배치되고 절연 물질(64)로 채워져 있으며, 상기 하부 시트들의 도체들은 상기 절연물(64)내에 만들어진 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)는 상기 기판(40)에 집적되며, 상기 기판(40)에 식각된 제 1 및 제 2 챔버(44, 52)에 배치되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 배면 자기밀폐부(60)는 또한, 상기 기판(40)에 집적되며, 상기 기판(40)에 식각된 챔버에 배치되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 자기 회로는 상기 회로의 비매입부를 형성하는 배면 밀폐부(60)를 포함하며, 상기 도체 코일(97, 99)은, 상기 배면 밀폐부(60) 밑을 통과하고 상기 기판(40)에 집적된 도체들의 하부 시트(66₃) 및 상기 배면 밀폐부(60)에 걸터앉은 상부 시트(96₃)를 가지고 있는, 배면 밀폐부(60) 주위에 감긴 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 배면 밀폐부(60)는 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)에 자기적으로 접속된 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)는 상기 기판(50)에 매입된 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)는 상기 기판에 매입되지 않은 상기 자기 회로의 부분을 형성하고, 상기 도체 코일(95)은 적어도 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)중 어느 하나를 둘러싸며, 상기 도체 코일(95)은 적어도 하나의 상기 극부의 밑을 통과하고 상기 기판에 매입된 하부 시트 및 적어도 하나의 상기 극부에 걸터앉은 상부 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드.
10. 고체 기판(40) 상에, 상기 기판(40)에서 볼 때 나란히 배치되고 비자성 에어갭(46)에 의해 분리된 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)를 가지며 상기 기판(40)에 매입되지 않은 적어도 하나의 부분을 포함하는 자기 회로를 형성하는 단계 및 상기 회로의 비매입부 주위에 도체 코일을 형성하는 단계를 포함하는 수직 자기 헤드 제조 방법에 있어서,

    상기 도체 코일은 상기 비매입부의 밑을 통과하는 도체들의 하부 시트를 만들고, 상기 하부 층을 상기 기판에 만들어진 적어도 하나의 챔버(62₁, 62₂)에 매입시키며, 상기 자기 회로의 비매입부에 걸터앉은 도체들의 상부 시트를 만듦으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 청구항 1항에 따른 수직 자기 헤드를 제조하기 위한 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 자기밀폐부(60)가 또한 형성되고, 제 1 및 제 2 측면 자기부(82₁, 82₂)가 상기 배면 자기밀폐부(60) 및 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)에 각각 자기적으로 접속되며, 상기 도체 코일은 적어도 상기 제 1 및 제 2 측면 자기부(82₁, 82₂) 주위에 감긴 적어도 하나의 권선을 만듦으로써 형성되고, 상기 권선은, 우선 상기 제 1 및/또는 제 2 측면 자기부(82₁, 82₂)의 밑을 통과하는 도체들의 하부 시트(66₁, 66₂)를 만들고, 상기 제 1 및/또는 제 2 측면 자기부에 걸터앉은 상부 시트(96₁, 96₂)를 제작함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드를 제조하기 위한 방법.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 기판(40)은 전도성 또는 반전도성이며, 적어도 하나의 챔버(62₁, 62₂)가 상기 기판(40)에 식각되고, 상기 챔버(들)은 절연 물질(64)로 채워지며, 상기 하부 층의 도체들(66₁, 66₂)은 상기 절연물(64)내에 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드를 제조하기 위한 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)는 또한 상기 기판(40)에 제 1 및 제 2 챔버(44, 52)를 식각함으로써 상기 기판(40)에 집적되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드를 제조하기 위한 방법.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 배면 자기밀폐부(60)는 상기 기판(40)에 식각된 챔버에 배치시킴으로써 상기 기판(40)에 집적되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드를 제조하기 위한 방법.
15. 제 10 항에 있어서, 자기 회로는 상기 기판에 매입되지 않은 배면 밀폐부(60)와 함께 형성되며, 도체 코일은, 상기 배면 밀폐부(60) 밑을 통과하고 상기 기판(40)에 매입된 도체들의 하부 시트(66₃) 및 상기 배면 밀폐부(60)에 걸터앉은 상부 시트(96₃)를 만듦으로써 상기 배면 밀폐부(60) 주위에 형성되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드를 제조하기 위한 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 배면 밀폐부(60)는 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)와 자기적으로 접촉하여 배치되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드를 제조하기 위한 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)는 기판(40)에 집적되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드를 제조하기 위한 방법.
18. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)는 상기 기판(40)에 매입되지 않게 만들어지고, 도체 코일은 적어도 상기 제 1 및 제 2 극부(50₁, 50₂)의 어느 하나 주위에 형성되며, 상기 도체 코일은 도체들의 하부 시트를 기판(40)에 매입시키고 상기 극부에 걸터앉은 도체들의 상부 시트를 형성시킴으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 수직 자기 헤드를 제조하기 위한 방법.