專利名稱：疊層組件的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種疊層組件的形成方法，該方法是通過在帶凹槽的第一層上面沉積一種材料來填充凹槽而形成第二層，然后進(jìn)行拋光處理以形成一個平坦的表面。
這種方法從EP-AO 617 409(PHN 14.428)中可知。該已知方法用于薄膜磁頭的制造，其中第一層是通過在一個載體上沉積鋯或石英而形成的，然后除去部分材料從而在該層形成凹槽。然后，通過沉積一種軟磁材料而形成填充凹槽的第二層。在第二層形成之后進(jìn)行一種機(jī)械化學(xué)的拋光處理，直到拋光處理到達(dá)第一層，從而形成一個由第一層和第二層剩余在凹槽中的部分構(gòu)成的平坦表面。
在已知方法中第二層比第一層更耐磨，我們發(fā)現(xiàn)拋光處理到達(dá)第一層以后就難以控制拋光過程不知道何時獲得一個光滑平坦的表面。
本發(fā)明的一個目的是改進(jìn)首段所描述的方法，在拋光處理過程中以一種簡單的方式來獲得一個平坦的表面。
為了實現(xiàn)此目的，本發(fā)明方法的特征在于在形成第二層之前，通過在第一層上面沉積一種比第二層的材料更耐磨的材料而形成一個限制拋光處理的中間層；并且拋光處理到達(dá)中間層后就終止了。
當(dāng)進(jìn)行拋光處理比如是一種機(jī)械化學(xué)的拋光處理時，只有第二層被拋光，至少是與凹槽相對和緊鄰的部分被首先拋光。由于該層具有均勻的組成，拋光處理在該層均勻地進(jìn)行，從而獲得一個光滑平坦的拋光表面。一旦拋光處理到達(dá)中間層，拋光速率就會發(fā)生變化。事實上，由于中間層具有更大的耐磨性，對拋光的抵抗增加了。這意味著如果拋光處理在該瞬間終止的話就可以確保獲得一個平坦光滑的表面。
在第二層的耐磨性大于第一層的情況下，按照本發(fā)明的方法尤其重要。例如，第一層由SiO2、Al2O3或Si構(gòu)成而第二層由FeNbSi、CoZrNb或FeSAl合金構(gòu)成的情況。
如果第一層和第二層具有相同的耐磨性，那么使用中間層作為終止拋光處理的指示物是有利的。如果這些層具有互不相同的耐磨性，那么使用中間層作為終止拋光處理的可視指示物是有利的。當(dāng)使用指示物時，在拋光處理達(dá)到第二層的所需厚度而應(yīng)該被終止之前，不需要暫時中斷拋光處理來重復(fù)地測量等待拋光的材料數(shù)量。
按照本發(fā)明方法的一個實施例的特征在于至少基本上是鉻和/或鉻化合物被用作中間層的材料。雖然可以使用各種材料，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鉻和鉻化合物尤其適合用于形成中間層的材料。鉻和鉻化合物可以被噴射，其優(yōu)點是可以在噴射過程中添加氮和/或氧來調(diào)整中間層的組成以及耐磨性。如果希望在拋光之后和第二層形成之前除去中間層留在凹槽里面或凹槽外面的部分，這可以通過在使用鉻和鉻化合物時進(jìn)行有選擇性的非化學(xué)蝕刻來實現(xiàn)。鉻和鉻化合物的另一個優(yōu)點是只要大約20至50nm這樣薄的層就足以獲得所需的耐磨性。
位于第一層之上的中間層可以在制造過程中成功地用作保護(hù)層，從而預(yù)防在拋光過程中可能對第一層造成的擦傷及類似的損害。如果第一層具有絕緣功能，比如在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，那么這一點尤其重要。被損壞的第一層容易引起位于該層之上或之內(nèi)的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的短路。
按照本發(fā)明方法的實施例的特征在于氮化鉻和/或氧化鉻和/或氧化鉻被用作鉻化合物。此類化合物的特殊優(yōu)點是所用氮化物和/或氧化物的數(shù)量決定了中間層的耐磨程度。換句話說，耐磨性依賴于氧化物和/或氮化物的數(shù)量。通過改變氧化物和/或氮化物的數(shù)量，可以容易地調(diào)整具體由第二層的材料決定的所需耐磨性。
按照本發(fā)明方法的一個實施例的特征如權(quán)利要求書5所定義。另一個實施例的特征如權(quán)利要求書6所定義。在還有一個實施例中，形成第一層的材料被用作第二層的材料。在所有這些情況中，第一層都可以是位于一個基層或載體之上。第一層本身可能同時用作一個載體。
本發(fā)明還涉及采用本發(fā)明方法制造的一個組件。
本發(fā)明還涉及一個如權(quán)利要求書9所定義的磁頭。取決于所用的傳導(dǎo)元件，此種磁頭可以是一種磁導(dǎo)磁頭或者是一種磁阻磁頭，并且可以用于一種磁性地寫入和/或讀取信息的設(shè)備。此種設(shè)備例如是一種磁帶裝置或者一種硬磁盤驅(qū)動器。
本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求書10所定義的磁頭單元。此種磁頭單元可以用于將信息寫入一種磁光存儲媒體和/或從中讀取信息。
關(guān)于權(quán)利要求，應(yīng)該注意的是在相關(guān)權(quán)利要求書中所定義的特征的不同組合是可能的。
這些和本發(fā)明的其它方面將在以下參考實施例的描述中得到闡明。
在附圖中

圖1至7用圖解法說明了按照本發(fā)明方法的第一實施例的各個階段。
圖8用圖解法說明了根據(jù)本發(fā)明方法的第一實施例而制造的一種薄膜磁頭，圖9至13用圖解法說明了按照本發(fā)明方法的第二個實施例的各個階段，以及圖14用圖解法說明了根據(jù)本發(fā)明方法的第二個實施例而制造的磁頭單元。
現(xiàn)在將參考圖1至8描述按照本發(fā)明方法的第一個實施例。此實施例起始于一個板狀的鐵氧載體1，在此例中具體是NiZn鐵氧體。由絕緣材料構(gòu)成的第一層5，在此例中為石英，是通過在載體1的表面1a上比如進(jìn)行噴射沉積而形成的。兩個凹槽7a和7b是通過在第一層5中使用掩罩進(jìn)行例如化學(xué)蝕刻或者活性離子蝕刻而形成的。中間層9在第一層5之上形成，其方法比如是噴射沉積一種耐磨材料，在此例中是一種鉻氧化物。然后，當(dāng)凹槽7a和7b被全部填充而形成兩個磁通導(dǎo)軌17a和17b時，由軟磁材料構(gòu)成的第二層17就形成了。在此例中，層17是通過噴射沉積CoZrNb合金而形成的。除了CoZrNb合金，還可以使用其他適合的合金例如FeNbSi合金或者FeSiAl合金。在第二層17形成之后，進(jìn)行拋光處理比如機(jī)械化學(xué)的拋光處理。最初，拋光處理只在第二層17上進(jìn)行，以便獲得一個平坦的拋光表面。但是，在一個給定的瞬間，處理到達(dá)中間層9。從那瞬間以后，由于材料施加的選擇，中間層9對拋光過程起到了一個限制的作用。接著出現(xiàn)的抵抗拋光的增強指示了拋光處理已經(jīng)到達(dá)中間層9，因而可以終止拋光過程。終止之后，一個基本上非常光滑平坦的表面19被獲得，其中一部分是由中間層9的材料形成的，另一部分是由磁量導(dǎo)軌17a和17b的軟磁材料形成的。
如果采用機(jī)械化學(xué)的拋光處理，那么可以在堿溶液中懸浮膠態(tài)的SiO2粒子。在按上述方法獲得的平坦表面19上形成了一個由非磁絕緣材料構(gòu)成的薄絕緣層21。在此例中，為實現(xiàn)該目的，沉積的是石英。由磁阻材料構(gòu)成的層23a位于層21之上，在此例中噴射的是NiFe合金。然后，用已知的石版印刷技術(shù)來構(gòu)造層23a，從而形成一個MR元件23。一個電傳導(dǎo)材料比如Au可以沉積在MR元件上，從而形成等電位帶25a。然后，例如由石英構(gòu)成的絕緣層27以及其后例如由BaTiO3或者CaTiO3構(gòu)成的保護(hù)性計數(shù)塊31通過使用一個粘合劑而形成?，F(xiàn)在獲得的中間產(chǎn)品通過比如磨光和/或拋光處理而獲得一個磁頭面33，用于與一個磁記錄媒體的合作，該磁記錄媒體具體為一個磁帶。
如圖8所示，如果按照本發(fā)明的薄膜磁頭中的磁通導(dǎo)軌17a和17b的軟磁材料用非導(dǎo)電的或者導(dǎo)電性極低的軟磁材料來取代，具體為MnZn鐵氧體或者NiZn鐵氧體或者Fe2O3鐵氧體，那么MR元件23可以直接置于平坦表面19之上。因此，可以省去絕緣層21，從而MR元件23可以與磁通導(dǎo)軌17a和17b處于直接的磁接觸。
現(xiàn)在將參考圖9至14描述按照本發(fā)明方法的第二個實施例。形成疊層組件的方法起始于以板狀基層為形式的第一層105，該層比如由石英之類的氧化材料所構(gòu)成。通過在該層沉積一種耐磨材料例如鉻氧化物而形成中間層109。然后，比如由通常的光阻材料構(gòu)成的光阻層110形成了，該光阻層被用作蝕刻處理中的掩罩，在蝕刻處理中光阻層110的一部分首先被除去，然后凹槽107在第一層105中形成。在除去光阻層110和可能懸掛在凹槽107之上的部分中間層109之后，獲得了如圖12圖解所示的各層組合，其中第一層105具有凹槽107，凹槽107外面涂有中間層109。元件123被提供于凹槽107，在此例中是繞組形式的導(dǎo)磁傳感元件，之后通過沉積例如石英之類的氧化材料而形成第二層117。關(guān)于使用的材料，所選擇的中間層109的材料比第二層117的材料更耐磨。在第二層117形成之后，拋光處理被進(jìn)行從而形成平滑的表面119。當(dāng)拋光處理到達(dá)中間層109時，其耐磨性對拋光處理具有一種限制作用，從而中間層109可以被當(dāng)做一個終止拋光層。使用這樣一個層所具有的優(yōu)點是指示了一個預(yù)先確定的層面來終止拋光處理，并且該拋光處理產(chǎn)生一個平滑的表面。在此例中拋光處理終止之后，中間層109被全部除去。這可以用噴射蝕刻來實現(xiàn)。這樣獲得的按照本發(fā)明的磁頭單元可以用于在一個磁光記錄媒體例如磁盤中寫入視頻和/或聲頻和/或數(shù)據(jù)信息。
值得注意的是本發(fā)明不局限于所示的實施例。例如，按照本發(fā)明的方法也可以用作制造半導(dǎo)體元件的方法。
權(quán)利要求
1．一種形成疊層組件的方法，該方法是通過在帶凹槽的第一層上面沉積一種材料來填充凹槽而形成第二層，然后進(jìn)行拋光處理以形成一個平坦的表面，其特征在于在第二層形成之前，通過在第一層之上沉積一種比第二層的材料更耐磨的材料來形成一個限制拋光處理的中間層；在拋光處理到達(dá)中間層之后拋光處理被終止。
2．按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于中間層還被用作為終止拋光處理的指示物。
3．按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于至少基本上是鉻和/或鉻化合物被用作為中間層的材料。
4．按照權(quán)利要求之3的方法，其特征在于氮化鉻和/或氧化鉻和/或氮氧化鉻被用作為鉻化合物。
5．按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于一個非磁的、非電傳導(dǎo)的層被用作為第一層。
6．按照權(quán)利要求5的方法，其特征在于一個有磁性的和/或電傳導(dǎo)的材料被用作為第二層的材料。
7．按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于形成第一層的材料被用作為第二層的材料。
8．一種采用上述任何一個權(quán)利要求所定義的方法而制造的組件。
9．一種磁頭，包括一個采用權(quán)利要求1-6中任何一個權(quán)利要求所定義的方法而制造的組件，第二層包括一個在第一層的凹槽內(nèi)延伸的磁通導(dǎo)軌元件。
10．一種磁頭單元，包括采用權(quán)利要求書1、2、3、4、5或7中任何一個權(quán)利要求所定義的方法而制造的組件，其中嵌入在第二層中的傳導(dǎo)元件在凹槽內(nèi)延伸。
全文摘要
形成疊層組件的方法,利用具有凹槽(107)的第一層(105)和放置在第一層之上的第二圖(117),因此凹槽被填充。在第二層形成之后,拋光處理被進(jìn)行從而形成了一個平滑的表面(119)。中間層(109)在第二層形成之前形成,中間層是通過沉積一種比第二層的材料更耐磨的材料而形成的,從而對拋光處理具有限制作用。所述的處理可以在到達(dá)中間層之后被終止。
文檔編號G11B11/105GK1289450SQ99802597
公開日2001年3月28日 申請日期1999年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月3日
發(fā)明者J·B·A·D·范佐恩, G·S·A·M·托伊尼森 申請人:皇家菲利浦電子有限公司