NL9000546A - Werkwijze voor het vervaardigen van een dunnefilm magneetkop alsmede een dunnefilm magneetkop vervaardigbaar volgens de werkwijze. - Google Patents

Description

"Werkwijze voor het vervaardigen van een dunnefilm magneetkop alsmede-- een dunnefilm magneetkop vervaardigbaar volgens de werkwijze."

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een dunnefilm magneetkop waarbij uitgegaan wordt van een drager waarop een eerste magnetische isolatielaag aangebracht wordt, waarop fluxgeleiders en althans tussen de fluxgeleiders een tweede magnetische isolatielaag aangebracht worden, waarna op de fluxgeleiders en de tweede magnetische isolatielaag een elektrische isolatielaag aangebracht wordt, waarop een magnetoweerstandselement aangebracht wordt. De uitvinding heeft tevens betrekking op een dunnefilm magneetkop, welke een magnetische drager omvat waarop een eerste magnetische isolatielaag aanwezig is waarop zich fluxgeleiders en een tweede magnetische isolatielaag bevinden, welke tweede magnetische isolatielaag althans tussen de fluxgeleiders aanwezig is, waarbij op de fluxgeleiders en de tweede magnetische isolatielaag een elektrische isolatielaag aanwezig is, waarop zich althans tegenover de tweede magnetische isolatielaag een magnetoweerstandselement bevindt.

Een hierboven beschreven werkwijze en dunnefilm magneetkop zijn bekend uit de Japanse octrooiaanvrage 62-246115 A. In de bekende magneetkop overbrugt het magnetoweerstandselement een voorste en een achterste fluxgeleider en bevindt het magnetoweerstandselement zich buiten het door de fluxgeleiders en een drager gevormde magnetische juk. Hierdoor wordt de werking van de dunnefilm magneetkop aanmerkelijk verbeterd ten opzichte van een magneetkop waarbij het magnetoweerstandselement zich binnen het juk tussen de drager en de fluxgeleiders bevindt. De fluxgeleiders worden bij de bekende werkwijze door middel van sputteren aangebracht en door een ionen ets proces gestructureerd.

Bij een dergelijke methode wordt eerst een magnetische laag aangebracht, die door een afschermlaag, bijvoorbeeld een fotoresist, wordt bedekt. Deze afschermlaag wordt vervolgens gestructureerd, bijvoorbeeld door de laag plaatselijk te belichten. De fotoresist wordt hierdoor ontwikkeld, waarna het belichte gedeelte verwijderd wordt. Hierna kan de magnetische laag door middel van het ionen-etsproces gestructureerd worden. Nadeel van de bekende werkwijze is dat een relatief groot aantal fabricagestappen uitgevoerd moet worden voor het vormen van de fluxgeleiders, waardoor deze methode veel tijd vergt en dus vrij duur is.

Het doel van de uitvinding is onder andere een werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van een dunnefilm magneetkop, waarbij op een eenvoudige en snelle wijze een dunnefilm magneetkop verkregen kan worden met goede magnetische eigenschappen en met een zeer eenvoudige kopopbouw.

Hiertoe is de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de eerste magnetische isolatielaag gevormd wordt door op de drager een elektrisch geleidende basislaag aan te brengen. Hierdoor wordt het mogelijk gemaakt om tijdens de verdere werkwijze de fluxgeleiders galavanisch aan te brengen, waarvoor minder processtappen nodig zijn dan bij de bekende werkwijze.

Doordat de basislaag (plating-base) tevens de spleetlaag vormt kan hij relatief dik uitgevoerd worden, hetgeen gunstig is voor het galvanisch proces, en worden er geen beperkingen gesteld aan de keuze van de spleetlengte. Dit in tegenstelling tot bekende galvanische processen waarbij de spleetlengte vergroot wordt doordat op de eerste magnetische isolatielaag een elektrisch geleidende en magnetisch niet geleidende laag wordt aangebracht, die als basis moet dienen voor het galvanisch proces. Het is ook bekend om een zowel elektrisch als magnetisch geleidende laag op de eerste magnetische isolatielaag aan te brengen. Hierdoor worden geen beperkingen aan de keuze van de spleetlengte gesteld echter kan een dergelijke laag de magnetische eigenschappen van de fluxgeleiders nadelig beïnvloeden. Een bijkomend voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is dat de basislaag tevens kan fungeren als biaswinding voor het sturen van het magnetoweerstands-element.

Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat op de basislaag de fluxgeleiders galvanisch aan- gebracht worden. Het op galvanische wijze aanbrengen van de fluxgelei-ders vergt minder tijd en is daardoor ook goedkoper dan het vormen van de fluxgeleiders door middel van sputteren en structureren.

Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding die geschikt is voor het galvanisch opgroeien van de fluxgeleiders is gekenmerkt, doordat voordat de fluxgeleiders aangebracht worden op de basislaag fotolakwanden aangebracht worden, waarna althans tussen de fotolakwanden op de basislaag magnetische laagdelen, voor het vormen van ten minste de fluxgeleiders, galvanisch aangebracht worden en waarna de fotolakwanden verwijderd worden.

Voor een constructie waarbij het magnetoweerstandselement buiten het juk geplaatst is, is het nodig dat de ruimte tussen de voorste en de achterste fluxgeleider geplanariseerd wordt. Dit kan bijvoorbeeld met het in overmaat aanbrengen van isolatie materiaal, door middel van sputteren, opdampen of CVD (Chemical Vapour Deposition), waarna het overbodige materiaal wordt wegge'étst. Een andere methode, die bij de bekende werkwijze wordt toegepast, is het door middel van een spin-coating proces opvullen van de ruimte tussen de fluxgeleiders en tevens met dit proces de elektrische isolatielaag op de fluxgeleiders aanbrengen. Deze technieken voor het aanbrengen van de elektrische isolatielaag zijn tijdrovend en dus vrij kostbaar. Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding waarbij de bovenstaande nadelen niet optreden is gekenmerkt, doordat de tweede magnetische isolatielaag gevormd wordt door op de basislaag althans tussen de fluxgeleiders galvanisch een elektrisch geleidende magnetische isolatielaag aan te brengen. Hierbij wordt voordeel gehaald uit het feit dat bij het galvanisch opgroeien een vlakke laag met constante dikte gevormd wordt. Tevens speelt ook hier het voordeel van de snelheid van het galvanisch proces. Een verder voordeel hierbij is dat de bij de bekende magneetkop elektrisch zwevende fluxgeleiders nu geleidend met elkaar verbonden zijn hetgeen een verlaging van de elektrische ruis, als gevolg van statische oplading van de fluxgeleiders ten gevolge van wrijving met een magnetisch medium, geeft en het gevaar op ESD (Electro-Static Discharge) vermindert.

Een praktische uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding die geschikt is voor het galvanisch opgroeien van de tweede magnetische isolatielaag is gekenmerkt, doordat voordat de fotolakwan- den verwijderd worden, althans op de fluxgeleiders een elektrisch isolerende afschermlaag aangebracht wordt, waarna het samenstel van magnetische laagdelen, afschermlaag en fotolakwanden zodanig gestructureerd wordt, dat alleen de fluxgeleiders met daarop een gedeelte van de afschermlaag overblijven, waarna vervolgens op de basislaag verdere fotolakwanden aangebracht worden, waarna althans tussen de fluxgeleiders en de verdere fotolakwanden galvanisch de elektrisch geleidende magnetische isolatielaag aangebracht wordt voor het vormen van de tweede magnetische isolatielaag en waarna het genoemde gedeelte van de afschermlaag en de verdere fotolakwanden verwijderd worden.

Een verdere praktische uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat bij het aanbrengen van de magnetische laagdelen op de basislaag naast de fluxgeleiders ook nog magnetische hulplagen galvanisch aangegroeid worden, waarna op de magnetische laagdelen en de fotolakwanden de afschermlaag aangebracht wordt, waarop althans ter plaatse van de fluxgeleiders fotolaklagen aangebracht worden, waarna bij het structureren ook de fotolaklagen verwijderd worden. Deze laatste werkwijze heeft als voordeel, dat de magnetische laagdelen over een groter oppervlak galvanisch aangegroeid worden dan bij de eerdere beschreven uitvoeringsvormen. Hierdoor zal de electrische stroom tijdens het proces gelijkmatiger over het oppervlak verdeeld worden, waardoor het galvanisch opgroeien gelijkmatiger en beter controleerbaar verloopt.

Voor wat betreft de dunnefilm magneetkop is deze volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat de eerste magnetische isolatielaag een elektrisch geleidende basislaag is. Doordat de overdrachtsspleet slechts uit één laag wordt gevormd, wordt een goed gedefiniëerde spleetlengte verkregen. Een geschikte elektrisch geleidende basislaag is bijvoorbeeld een laag van Au.

Een verdere uitvoeringsvorm van de dunnefilm magneetkop volgens de uitvinding is gekenmerkt, doordat de tweede magnetische isolatielaag van een elektrisch geleidend materiaal is. Hierdoor is het mogelijk om de tweede magnetische isolatielaag als een galvanisch gevormde laag uit te voeren. Door de dikte van de tweede magnetische isolatielaag gelijk te maken aan die van de fluxgeleiders, wordt een vlakke laag verkregen, hetgeen bij de fabricage van voordeel is voor het aanbrengen van het magnetoweerstandselement. Een geschikt materiaal voor de tweede magnetische isolatielaag is Cu.

Hieronder zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van in de figuren getoonde voorbeelden van de werkwijze en van de magneetkop. Hierbij tonen:

Figuur 1 tot en met 5 doorsnede van tussenprodukten tijdens de werkwijze volgens de uitvinding,

Figuur 6 een bovenaanzicht van de geplanariseerde structuur van fluxgeleiders en een magnetische isolatielaag van een tussen-produkt,

Figuur 7 een doorsnede van een eerste uitvoeringsvorm van de magneetkop volgens de uitvinding, en

Figuur 8 een doorsnede van een tweede uitvoeringsvorm van de magneetkop volgens de uitvinding.

Bij een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt uitgegaan van een magnetische drager 1, hier uitgevoerd als een ferrietsubstraat, die tevens de magnetische flux geleidt. Op deze drager 1 wordt een basislaag 2 van een elektrisch wel en magnetisch niet geleidend materiaal aangebracht, bijvoorbeeld Au. Op de basislaag 2 worden fotolakwanden 3 aangebracht waarna magnetische laagdelen 4, 4a en 4b, van bijvoorbeeld NiFe, via een galvanisch proces op de basislaag 2 aangegroeid worden. Figuur 1 toont een doorsnede loodrecht op de drager 1 van het nu verkregen tussenprodukt. De magnetische laagdelen omvatten naast fluxgeleiders 4a en 4b ook nog magnetische hulplagen 4, voor het verkrijgen van een groot oppervlak waardoor tijdens het galvanisch aangroeien een verbeterde verdeling van de electrische stroom in de basislaag 2 verkregen wordt en het aangroeien gecontro-leerder geschiedt.

Op dit tussenprodukt wordt een afschermlaag 5, bijvoorbeeld een kwartslaag of fotolaklaag, aangebracht, waarvan in een latere fase van de werkwijze gedeelten fungeren als elektrische isolatie van de fluxgeleiders 4a en 4b. Op het zo verkregen samenstel van magnetische laagdelen 4, 4a en 4b, fotolakwanden 3 en de afschermlaag 5 worden fotolaklagen 6 aangebracht die als barrière fungeren tijdens het structureren van de samengestelde laag. Figuur 2 toont een tussen-produkt voorafgaande aan het structureren en figuur 3 toont het resultaat na het structureren. Dit structureren kan bijvoorbeeld uitgevoerd worden door middel van een nat chemisch etsproces. Tijdens het structureren worden de fotolakwanden 3, de magnetische hulplagen 4 en gedeeltelijk de afschermlaag 5 verwijderd. Op de fluxgeleiders 4a en 4b moet de afschermlaag 5 aanwezig blijven, om te voorkomen dat bij een volgend galvanisch proces op de fluxgeleiders ongewenste lagen gevormd worden tijdens het verdere verloop van de werkwijze.

Tijdens het laatstgenoemde galvanisch proces wordt een tweede magnetische isolatielaag 8 aangebracht. Het is reeds voldoende om deze laag 8 alleen tussen de fluxgeleiders 4a en 4b aan te brengen. Om een gelijkmatigere stroomverdeling en daardoor een beter controleerbaar proces te verkrijgen wordt bij voorkeur op een groter oppervlak de laag 8 aangegroeid. Eerst worden verdere fotolakwanden 7 op de basislaag 2 aangebracht, om het oppervlak waarop de tweede magnetische isolatielaag 8 wordt aangebracht te begrenzen. Hierna wordt de isolatielaag 8 aangebracht tot deze een afmeting t in een richting loodrecht op de drager 1 gelijk aan die van de fluxgeleiders heeft bereikt, zoals in figuur 4 aangegeven. Na het verwijderen van de afschermlaagdelen 5 en de verdere fotolakwanden 7 blijft er een geplanariseerde structuur over, zoals in figuur 5 weergegeven. Op deze structuur worden achtereenvolgens een elektrische isolatielaag 9 en een magnetoweerstandselement 10 aangebracht. De getekende lijn 11 geeft hierin de plaats van het te vormen kopvlak aan. Dit kopvlak 14, zie figuur 7, wordt na slijpen van het in figuur 5 weergegeven tussen-produkt verkregen. Voordat het slijpen plaatsvindt, wordt op de magneetkopstruetuur een opvullaag 12 aangebracht, bijvoorbeeld van Si02- Figuur 7 toont de volgens de bovenstaande werkwijze verkregen magneetkop, waarbij het kopvlak 14 samenwerkt met een, schematisch weergegeven, magnetische informatiedrager 13» die in de richtingen van dubbelpijl A verplaatsbaar is.

Figuur 8 toont een andere uitvoeringsvorm van een magneetkop volgens een tweede werkwijze, die iets afwijkt van de hierboven beschreven werkwijze. Hierbij zijn alleen de fluxgeleiders 20 en 21 galvanisch opgegroeid. Hiervoor is op een magnetische drager 22 een plateerlaag 23 aangebracht. De tweede magnetische isolatielaag en de elektrische isolatielaag zijn gezamenlijk door een isolatielaag 24 gevormd, die zowel magnetisch als elektrisch isolerend is en bijvoorbeeld gevormd is uit S1O2. Deze geplanariseerde isolatielaag 24 is bijvoorbeeld door sputteren of CVD (Chemical Vapour Deposition) aangebracht, waarna het overtollig aangebrachte materiaal weggeëtst is. Op deze isolatielaag 24 bevinden zich achtereenvolgens een magnetoweer-standselement 25, een verdere isolatielaag 26 en een opvullaag 27.

Opgemerkt wordt dat de uitvinding niet is beperkt tot de hier getoonde uitvoeringsvoorbeelden, maar dat ook andere uitvoeringsvormen binnen de scope van de uitvinding vallen. Zo hoeft de drager niet geheel uit magnetisch materiaal te bestaan. Mogelijk is ook een drager opgebouwd uit een niet-magnetisch substraat met daarop een magnetische laag. Ook een uitvoeringsvorm waarbij het draagvlak van de drager niet magnetisch is behoort tot de mogelijkheden. De drager kan bijvoorbeeld een magnetisch substraat omvatten, met daarop schrijf-windingen die afgedekt zijn door een magnetische isolatielaag waarop dan de basislaag aangebracht wordt. Ook is een magneetkopstructuur mogelijk met verscheidene overdrachtsspleten naast elkaar, waarvan figuur 6 een tussenprodukt toont.

Claims (12)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een dunnefilm magneetkop waarbij uitgegaan wordt van een drager waarop een eerste magnetische isolatielaag aangebracht wordt, waarop fluxgeleiders en althans tussen de fluxgeleiders een tweede magnetische isolatielaag aangebracht worden, waarna op de fluxgeleiders en de tweede magnetische isolatielaag een elektrische isolatielaag aangebracht wordt, waarop een magnetoweerstandselement aangebracht wordt, met het kenmerk, dat de eerste magnetische isolatielaag gevormd wordt door op de drager een elektrisch geleidende basislaag aan te brengen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat op de basislaag de fluxgeleiders galvanisch aangebracht worden.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat voordat de fluxgeleiders aangebracht worden op de basislaag fotolakwan-den aangebracht worden, waarna althans tussen de fotolakwanden op de basislaag magnetische laagdelen, voor het vormen van ten minste de fluxgeleiders, galvanisch aangebracht worden en waarna de fotolakwanden verwijderd worden.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3» met het kenmerk, dat de tweede magnetische isolatielaag gevormd wordt door op de basislaag althans tussen de fluxgeleiders galvanisch een elektrisch geleidende magnetische isolatielaag aan te brengen.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat voordat de fotolakwanden verwijderd worden, althans op de fluxgeleiders een elektrisch isolerende afschermlaag aangebracht wordt, waarna het samenstel van magnetische laagdelen, afschermlaag en fotolakwanden zodanig gestructureerd wordt, dat alleen de fluxgeleiders met daarop een gedeelte van de afschermlaag overblijven, waarna vervolgens op de basislaag verdere fotolakwanden aangebracht worden, waarna althans tussen de fluxgeleiders en de verdere fotolakwanden galvanisch de elektrisch geleidende magnetische isolatielaag aangebracht wordt voor het vormen van de tweede magnetische isolatielaag en waarna het genoemde gedeelte van de afschermlaag en de verdere fotolakwanden verwijderd worden.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat bij het aanbrengen van de magnetische laagdelen op de basislaag naast de fluxgeleiders ook nog magnetische hulplagen galvanisch aangegroeid worden, waarna op de magnetische laagdelen en de fotolakwanden de afschermlaag aangebracht wordt, waarop althans ter plaatse van de fluxgeleiders fotolaklagen aangebracht worden, waarna bij het structureren ook de fotolaklagen verwijderd worden.

7. Dunnefilm magneetkop vervaardigbaar volgens een werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, welke magneetkop een magnetische drager omvat waarop een eerste magnetische isolatielaag aanwezig is waarop zich fluxgeleiders en een tweede magnetische isolatielaag bevinden, welke tweede magnetische isolatielaag althans tussen de fluxgeleiders aanwezig is, waarbij op de fluxgeleiders en de tweede magnetische isolatielaag een elektrische isolatielaag aanwezig is, waarop zich althans tegenover de tweede magnetische isolatielaag een magnetoweer-standseleraent bevindt, met het kenmerk, dat de eerste magnetische isolatielaag een elektrisch geleidende basislaag is.

8. Dunnefilm magneetkop volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de basislaag Au omvat.

9. Dunnefilm magneetkop volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de tweede magnetische isolatielaag van een elektrisch geleidend materiaal is.

10. Dunnefilm magneetkop volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de tweede magnetische isolatielaag een galvanisch gevormde laag is.

11. Dunnefilm magneetkop volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de afmeting van de tweede magnetische isolatielaag althans nagenoeg gelijk is aan die van de fluxgeleiders, gezien in een richting loodrecht op de basislaag.

12. Dunnefilm magneetkop volgens conclusie 9, 10 of 11, met het kenmerk, dat de tweede magnetische isolatielaag Cu omvat.