KR830000050B1 - 박막 자기헤드 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

박막 자기헤드

제1도는 본 발명에 의한 방법으로 제조한 자기헤드의 일부를 도시한 사시도.

제2도는 제1도에 도시한 자기헤드를 Ⅱ-Ⅱ를 따라 절취한 단면도.

제3,4 및 5도는 본 발명에 의한 방법을 실시할때에 있어 생 각각 다른 공정단계에서의 단면도.

본 발명은 기판위에 니켈 철 합금층을 형성하는 공정과 그 니켈 철 합금층 위에 광저항 패턴을 형성하는 공정과 니켈 철 합금층을 화학적으로 에칭하여, 연부부분이 경사진 패턴을 형성하는 공정을 포함한 박막자기 헤드의 제조방법에 관한 것이다.

자화성의 니켈 철 합금이란 여기서는 필요에 따라 예를들면 “크롬 몰리브덴 망간”구리와 같은 다른 금속을 수%함유하는 35-902니켈에 의거한 합금을 의미하는 것이다. (The proceeding of the physical society B, 66권 page 221내지 239참조).

“박막 자기 헤드”를 제조할때 기판위에 형성된 니켈 철층을 어떤 패턴에 따라 에칭한 후 이 니켈 철층 위에 절연층을 스프터링하고 절연층이 니켈 철 패턴의 형상에 다르게 하고 니켈 철 패턴의 부분에서 돌출 하도록 한다. 그런데 절연층을 하부 표면의 기복에 따라 어느 부분에서나 같은 두께로 형성시키는 것은 어렵다. 이러한 것은 특히 니켈 철 패턴의 각이진 연부 부분에서 현저한데 이 부분에서 절연층은 평탄한 부분 위의 절연층 보다도 훨씬 얇게 되는 것이 보통이다. 따라서 그와같은 연부부분을 덮을 절연층의 두께를 충분한 두께로 하려면 패턴의 평판 영역 위의 절연층의 두께를 실제로 필요이상으로 크게할 필요가 있다. 즉 예를 들면 니켈 철 패턴의 높이에 따라 평탄영역에 있어서의 절연층의 두께를 이들 평탄영역의 니켈 철 패턴의 두께의 1.5배로 하는 것이 보통이다.

이때문에 실제적으로는 니켈 철 패턴의 연부부분을 적어도 국부적으로 경사지게 하고 이 니켈 철 패턴위에 형성해야할 절연재료 또는 도전성 권회체를 박막으로 형성할때 끊어진 부분이 없도록 하는 것이 바람직하다.

“스퍼터링”된 니켈 철층에 연부 부분을 경사지게한 패턴을 형성하는 방법은 이미 알려진 것이며 이 경우에는 에칭할 니켈 철층과 광저항층과의 사이에 보조층을 사용하고 이 보조층의 “에칭”속도를 니켈 철층의 에칭속도 보다 크게 한다. 이와같은 방법에 의하면 광저항층의 하측의 보조층에 하부 절단이 생겨 에칭할 니켈 철층이 넓은 영역에 걸쳐서 근접되어지므로 경사진 연부를 형성할 수가 있다.

전기 도금한 니켈 철층을 그러한 벙법으로 에칭할 경우에는 보조층이 에칭 속도를 높힐 필요가 있으나 보조층 및 에칭할 층이 다소 도전성인 경우에 이들층이 갈바노 소자를 형성하여 보조층이 급격히 녹아 버리는 일이 종종 있으므로 보조층의 에칭 속도는 에칭해야 할층의 그것보다도 훨씬 높일수는 없다는 결점이 있다. 따라서 전기도금한 니켈 철층의 자기 특성이 현저하게 저하되지 않도록 하는 환경에 적용될수 있는 적당한 조성의 보조층을 발견하는 것은 곤란하다.

또한 상술한 방법의 경우 보조층 용으로서 적당한 재료를 발견할수가 있다 하드라도 이 보조층을 또다른 적기도금 조에서 형성할 필요가 있으므로, 제조방법이 한층복잡하게 된다는 결점도 있다.

본 발명의 목적은 상술한 결점을 적어도 현저히 경감시키는데 있다.

본 발명은 기판위에 니켈 철 합금층을 형성하는 공정과 그 니켈 철 합금층의 위에 광저항 패턴을 형성하는 공정과 니켈 철 합금층을 화학적으로 에칭하여 연부 부분이 경사져 있는 패턴을 형성하는 공정들을 포함한 박막자기 헤드의 제조방법에 있어서 자기 니켈 철 합금층의 정상 부분층의 철 함유량을 니켈 철 합금층의 나머지 부분층의 철 함유량보다도 많게 한 것을 특징으로 한다.

정상부분 층의 두께는 0.1㎛이하로 하고 원래의 니켈 철층의 두께는 여러배, 예를 들면 약 3㎛으로 할수 있다.

본 발명은 다음과 같은 사실(a) 및 (b)에 의거한 것이다. 즉 (a) 니켈 철층의 에칭 속도는 그 층에 포함되는 철의 함유량이 많아질수록 빨라진다.

(b) 전기 도금 조 내의 조성물이 일정할때 전착된 니켈 철층에서 철의 함유량은 전류밀도가 감소되면 증가한다.

따라서 전기 도금조 내에서 니켈 철층을 형성시킬때 최종단계에 있어서의 전착 기간중에는 조의 인가 전압을 낮춘다. 이렇게하면 니켈 철층의 정상 부분의 에칭이 빠르게 일어나는 정상 부분층이 얻어지므로 에칭 처리를 하는 동안에 니켈 철층에 경사면을 형성할 수 있다.

니켈 철 패턴의 연부와 그 아래쪽의 기판 표면과의 사이의 바람직한 경사 각도를 α라 하면 다음과 같은 관계가 성립한다.

정상부분층의 철의 함유량을 변화시키므로서 전기 도금한 니켈 철층의 에칭에 의해 형성되는 패턴의 연부부분의 경사각도를 조정하여 그 각도를 광범위하게 재현되도록 할수 있다. 예를들면 57중량%의 철을 함유하고 있는 니켈 철층의 에칭 속도는 21.5중량%의 철을 함유하고 있는 니켈철층의 에칭속도 보다 2배가 빠르다.

본 발명에 의한 방법은 특히 다음 제조단계로서 예를들면 박막자기 헤드의 갭을 형성하기 위한 엷은 절연층을 니켈 철 패턴위에 형성하는 경우에 유리하게 사용할 수 있다.

그러나 본 발명에 의한 방법에 의하면 다른 경우에도 큰 장점을 갖는다. 실제로, 구조적으로 니켈 철패턴 위에 두꺼운 절연층을 형성할 수 있다 하여도 니켈 철 패턴위에 형성될 절연층에 상호 연결 구멍을 형성하여 뒤의 제조단계에서 상기(제 1)니켈 철층에 제2니켈 철층이 접속되도록 할필요가 있을 경우에는 니켈 철 패턴의 연부부분의 가파른 경사는 중대한 결점을 가져온다. 니켈 철 패턴위에 형성된 절연층에 종래의 방법으로서 화학적으로 에칭하여 구멍을 뚫으면 이 구멍은 패턴의 연부에까지 도달하고 패턴위의 절연재료가 모두 제거되기 전에 그 구멍은 패턴의 아래쪽에 도달할수도 있다. 구멍 있는 곳에 있어서의 패턴 위의 남는 절연재료를 제거하는 사이 에칭제에 의해 패턴의 측면부분에 따라 원치않는 침식이 일어나 그 결과, 구조상 약점이 되는 원치않는 흠이 형성된다.

이와같은 “갭 침식”은 니켈 철 패턴의 연부부분에 따른 에칭 현상에 의할것은 명백하다.

본 발명에 의하면 철을 다량으로 함유하고 따라서 에칭속도를 한층 빠르게 할수있는 정상부분층을 형성함으로서 에칭하는 동안 경사진 연부를 가지는 니켈 철 패턴을 얻을 수 있고 상술한 바와같은 상호연결 구멍을 문제없이 형성할 수 있다.

니켈 철 패턴의 연부부분을 경사지게 하면 상호 연결 구멍을 만든 다음의 에칭하는 동안에 절연재료가 균일하게 에칭 제거되므로 “갭 침식”이 일어나지 않는다는 이점이 있다.

이와같은 벙법에 의하면 특히 니켈 철 패턴의 아래쪽 부분과 적어도 같은 넓이의 상호 연결구멍을 에칭할수 있다.

본 발명은 상술한 방법에 의해 제조되는 자기 헤드 및 기판의 표면상에 돌출시키는 자화성의 니켈 철합금층을 가지고 이 합금층에 다른 패턴을 에칭하며, 또한 상기 합금층을 가로질러 전기 절연층을 설치하여 상기 패턴의 연부 부분을 기판 표면에 대해 경사시킨 박막자기 헤드에도 관한 것이며 본 발명에 의하면 그러한 박막자기헤드에 있어서의 상기 니켈 철층에 정상부분층을 설치하여, 이 정상 부분층의 철함유량을 남은 니켈 철층의 철함유량보다 높인다. 그리고 상기 패턴의 연부분의 기울기는 30°내지 50°으로 하는 것이 적당하다. 그러한 경사각이 약 30°이하의 경우에는 니켈 철 패턴의 단면이 너무 작아진다. 또 경사각이 50°이상인 경우에는 기판에서 니켈 철 패턴 까지의 전환부가 충분하게 균일하게 되지 않기(경사가 지나치게 가파르다) 때문에 절연층의 전착에 있어서 문제가 생긴다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.

제1도는 자화성의 기록매체 2와 상호작용하는 박막자기 헤드 1을 도시한 것이다. 3 및 3′은 기판 4의 위에 형성된 니켈 철의 합금으로된 2개의 층이고 이들은 자기 코아를 구성한다. 또한 이 도면에서는 한개의 자기코아만을 도시한 것이지만 기판 4위에는 이와같은 자그코아를 여러층으로 형성할수 있다. 상기층3 및 3′을 상호 접속하는 부분에서는 이층들은 자기코아와는 절연된 도전성 권회체(납작한) 5에 의해 둘러 쌓여있다. 자기 코아의 기록매체 2와 자기 결합되는 부분에는 갭 6이형성되어 있다.

상술한 자기 헤드를 제조하기 위한 본 발명의 방법에 의하면 상술한 코아의 일부분인 니켈 철층 3과 같은 형상의 패턴은 자기성의 니켈 철 합금층을 사진식각 처리에 의해 형성한다. 이 형상한다. 이 형성 방법을 제2,3,4및 5도를 참조하여 설명하겠다.

제2도는 제1도에 도시한 자기 헤드를 Ⅱ-Ⅱ에 따라 절취한 단면을 확대하여 상세히 도시한 단면도이다.

자기헤드를 제조함에 있어 시료는 두께가 250㎛이고 길이가 4㎝인 반도체 특성을 나타내는 연마된 규소기판 4로 하였다. 이 규소기판을 열산화에 의해 5000Å두께의 불활성 산화규소물층(도시하지않음)을 가판 4상에 형성하였다. 이 층위에 TiO₂층 12을 50㎛의 두께로 스퍼터링하였다. 그다음에 이 TiO₂층 위에 전기도금에 의해 니켈 절층 3을 전착 하기 위해 기판 4를 130g/ℓ의 NiSO₄6H₂O, 28.3g/ℓ의 Fe(NH₄)₂(SO₄)₂·6H₂O·40g/ℓ의 H₃BO₃,30g/ℓ의 사카린을 포함하고 있는 전기 도금조에 담근다.

이 전착 처리는 상온보다 약간 높은 온도에서 50mA/Sqcm의 전류밀도로 행하여지는데 일분당 약 1㎛의 전착속도를 나타낸다. 이 전류밀도를 층 3의 두께가 3내지 4㎛이된 때에 10mA/sq.cm로 감소시킨다.

이와같이 하여 상기 도금층 3의 위에 약 30초 동안에 1000Å의 정상부분층 13을 전착하였다.

이 력과 층 13의 철 함유량 57중랭%은 층 3의 철 함유량 21.1 중량%보다 높아진다. 그 다음 니켈 철층을 원하는 패턴으로 하기 위해 정상부분층 13위에 그 패턴에 상당하는 감광재층(도시치않음)을 형성한다. 뒤이어 정상부분층 13 및 층 3을 적당한 식간 조안에서도 에칭시킨다. 식각 조의 용액은 영국특허 제1,487,234호 몇세서에 기재된 바와같이 유산과 불화수소와 과산화수소와의 수용액이다.

니켈 철합금의 에칭 속도는 철의 함유량에 의존한다. 철을 21.5중랴%함유하고 있는 니켈 철층읜 에칭 속도는 0.28㎛/분이며 철을 35중량%함유하고 있는 층의 에칭속도는 0.41/㎛/분이며 57중량%의 철을 함유하고 있는 층의 에칭 속도는 0.6㎛/분인것을 확인하였다. 따라서 분 예의 경우 정상부분층 13은 층3보다 2배 빠르게 헤칭된다.

이결과 층 3의 연부부분은 경사지게되고 이경우 그 경사 각도는 약 30°였다. 에칭처리후에 아세톤에 의해 감광재층을 제거하였다. 층 13의 두께르 변화시키더라도 원리적으로 층 3의 연부 부분의 경사각도의 값에는 아무 영향이 없다. 상기에 대한 것을 제3,4 및 5도에 좀디 상세히 도시하겠다.

제3도는 제1도에 도시한 자기헤드의 Ⅲ-Ⅲ성에서의 단면을 확대하여 상세 히 도시한 농면도다.

제3도에 도시하는 바와같이 층 3의 연부부분으 ㄹ경사지게하고 여기에 비자기성 재료의 박층 7에 전착하고 이 박층 7에 의해 니켈 철 패턴을 충분히 덮듯이 하여 갭 6의 길이 ℓ을 결정할 필요가 있다. 이 갭의 길이 ℓ은 1㎛로 했다.

제4도 및 5도는 제1도에 돗한 자기해드 Ⅱ-Ⅱ에 따라 절취한 단면도인데 이들은 ㅔ3도에 도시한 제조단계이전의 제조단계르 도시한 것이다.

제4도에는 에칭 속도가 빠른 정상부분층 13을 받치고 있는 니켈, 털층 3을 도시하고 있고, 이 정상부분 층 13의 원에는 감과재층 14를 형성하고 있다.

제5도는 에칭 후에 층 3이 어떻게 약 30°의 경사각도를 갖는가를 도시하고 있다.

다시 제2도를 참조하여 제1도에 도시하는 자기헤드의 완성법에 대하여 설명하겠다.

층 3을 원하는 패턴으로 ㅔ칭한후에 층 13과 층 3의 경사부분 및 층 12의 노출영역의 위에 규소산화물의 박층 7을 액 1㎛의 두께로 스퍼터링했다. 뒤이어 층 7의 위에 스프터링한 500Å의 M_o와 2000A°의 Au와 1000Å의 M_o로서 구성되는 샌드위치를 에칭하여 6회 권회의 압작한 코일패턴을 형성하고 이 패턴위에구리층을 2㎛의 두께로 전착했다.

다음 권회체 5와 층 7의 위에 규소산화물층 9를 스퍼터링 하였다. 층 9 및 7을 불화수소와 불화암모니움으로 조성된 에칭제로 에칭하여 상호연결구멍 10 및 11을 형성하였다. 구 구멍들을 에칭하는 동안 소정량의 규소산화물을 잔존시켜 갭 갈이를 제한시키기 위해 층9를 전착하기 전에 층 7위에는 두께 1000Å의 M_o층을 에칭바지 층 8으로서 전착하였다.

뒤이어 니켈 철층3′을 층 9위에 전착하였다. 취후에 이 자기 헤드를 사용하기 위해 제2도의 a-a₁선의 우측 부분을 연마 처리에 의해 제거하였다.

본 발명은 상술한 예로만 한정된 것이 아니라 여러가지의 변경을 가할수 있음은 물론이다.

Claims (1)

1. 패턴화된 자호성 니켈 철 합금층(3,13)이 기판(4)위에 형성되고 합금층(3,13)위에 절연층(7)이 형성되는 박막 자기 헤드에 있어서, 니켈 철합금층(3,13)의 연부는 기판을 향하여 경사지게 하고 합금층(3,13)위에 절연체(7)를 전착시키고 절연층(7)위에 권회체(5)가 형성된 박막 자기헤드로써, 니켈 청 합금층 중에서 정상부분의 층(13)이 층의 나머지 부분(3)보다 철의 함유량이 많은 것을 특징으로 하는 박막자기헤드,

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