DE2458079A1 - Verfahren zur herstellung eines magnetkopfes - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines magnetkopfes

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DE2458079A1 DE19742458079 DE2458079A DE2458079A1 DE 2458079 A1 DE2458079 A1 DE 2458079A1 DE 19742458079 DE19742458079 DE 19742458079 DE 2458079 A DE2458079 A DE 2458079A DE 2458079 A1 DE2458079 A1 DE 2458079A1
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Description

PHN.7268 KLAM/JV/JB 28.11.^
N. V. Philips1 Giueiiuiiip^nf jb:ie!i3d . 2458079
λ·.!.· no. PHN- 7268
Anf..o.!L..üvo.,is 6. Dez. 1974
"Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes zum Einschreiben und Auslesen von Information, bei deid mit Hilfe eines Photoätzvorgangs in einer eine magnetisierbare Nickel-Eisen-Legierung enthaltenden Schicht, ein Muster gebildet wird; weiterhin betrifft die Erfindung einen durch dieses Verfahren hergestellten Magnetkopf. Unter "Nickel-Eisen-Legierung" ist hier eine Legierung zu verstehen, die ausser Nickel und Eisen auch andere Metalle, wie Chrom, Molybdän, Titan oder Niob enthalten kann.
Das genannte Muster weist z.B. Spuren in Form zweier durch eine lange Seite miteinander verbundener
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Rechtecke auf, deren gemeinsame lange Seite mit Windungen versehen wird und in der Mitte durch einen Spalt unterbrochen ist.
Es ist in der Praxis erwünscht, dass ein Nickel-Eisen-Muster wenigstens örtlich schräge Ränder aufweist, wodurch Isoliermaterial und/oder Windungen, die auf dem Muster angebracht werden müssen, keine Diskontinuitäten aufweisen.
Weiter kann es wünschenswert sein, dass derartige Muster örtlich steile Neigungen aufweisen, und zwar an der Stelle, an der das Muster durch einen Spalt unterbrochen ist. Das Muster an der Stelle eines Spaltes wird für einen Hochfrequenzmagnetkopf zur Erhöhung der Informationsdichte in Scheibenspeichern verhältnismässig schmal gewählt, wodurch, wenn die Breite der Neigungen des Randes des Musters und die Spurbreite vergleichbare Abmessungen haben, sich die Polschuhe in einer reproduzierbaren Breite herstellen lassen. Ausserdem führen Neigungen bei den Polschuhen unerwünschte Streufelder in dem Aufzeichnungsmedium herbei.
Es ist bekannt, mit Hilfe eines Photoätzvorgangs in einer Schicht ein Muster mit schrägen Rändern zu bilden, wobei auf der Schicht eine Photolackschicht angebracht und die Schicht in einem Bad geätzt wird, das die Bindung zwischen dem Photolack und dem Material der unter-
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liegenden Schicht beseitigt t wodurch beschleunigte Unterätzung auftritt lind ein schräger Rand erhalten wird.
Bei metallischen Unterlagen kann mit diesem * Verfahren -wenig Änderung in der Neigung des Randes erhalten werden und sind die -Neigungswinkel der Ränder meist gross und schlecht reproduzierbar* Ausserdem muss, wenn nur örtlich ein Profil mit schrägen Rändern erhalten werden soll, zweimal, und zwar mit grosser gegenseitiger Genauigkeit, eine Photomaske auf eine Photolackschicht ausgerichtet werden,,wobei durch Ätzung in verschiedenen Bädern einmal schräge und einmal steile Ränder erhalten werden.
Bei einem anderen photomechanischön Verfahren zum Erhalten eines Musters mit schrägen' Rändern,wird zwischen der zu ätzenden Schicht und .der Photolackschicht eine Hilfsschicht angewendet, die eine Ätzgeschwiridigkeit aufweist, die die der zu ätzenden Schicht überschreitet. Dabei tritt Unterätzung der Hilfsschicht unter der Photolackschicht auf und wird die zu ätzende Schicht über ein breiteres Gebiet zugänglich, wodurch: schräge ^änder gebildet werden können. .--...· " >_■_'■
Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Ätzgeschwindigkeit der Hilfsschicht höher als die der zu ätzenden Schicht sein muss, aber nicht viel höher als die letztere Geschwindigkeit sein darf. Letzteres
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ergibt sich, wenn die Hilfsschicht und die zu ätzende Schicht mehr oder weniger leitend sind und ein galvanisches Element bilden können, wodurch sich die Hilfsschicht oft viel zu schnell löst.
Die Nachteile treffen insbesondere für Nickel-Ei sen- S chi cht en zu, von denen sich z.B. Photοlackschichten schwer auf reproduzierbare", Weise losätzen lassen, wobei weiter schwierig Hilfsschichten geeigneter Zusammensetzung gefunden werden können, die ausserdem unter derartigen Bedingungen aufgebracht werden können, dass die magnetischen Eigenschaften der Nickel-Eisen-Schicht nicht in erheblichem Masse beeinträchtigt werden.
Die Erfindung bezweckt u.a., die vorgenannten Nachteile wenigstens in erheblichem Masse zu vermeiden.
Das eingangs erwähnte Veifahren ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Nickel-Eisen-Schicht mit einer Hilfsschicht aus mindestens einem zu der durch Titan, Titanoxid und Siliciumoxid gebildeten Gruppe gehörigen Material und mit einer Photolackschicht in einem dem in der Nickel-Eisen-Schicht gewünschten Muster entsprechenden Muster versehen wird, welches Muster die Hilfsschicht teilweise frei lässt, wonach die Hilfsschicht und die Nickel-Eisen-Schicht in einem geeigneten Ätzbad gleichzeitig geätzt werden.
Unter dem Ausdruck "Titanoxid" bzw. "Silicium-
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oxid" sind hier sowohl Verbindungen der Elemente mit stöchiometrischen Zusammensetzungen als auch Verbindungen der Elemente, mit nicht-stöchiometrischen Zusammensetzungen zu verstehen.
Mit Hilfsschichten mit einer Zusammensetzung der vorgenannten Art können in Nickel-Eisen-Schichten Muster mit schrägen Rändern geätzt werden, deren Neigungswinkel innerhalb weiter Grenzen eingestellt werden kann. ' Dazu erstreckt sich die Hilfsschicht vor der Ätzung mindestens bis zu einem Abstand d/tgQ>( , wobei d die gewünschte Ätztiefe in der Nickel-Eisen-Schicht undCX der gewünschte Neigungswinkel des Randes des Nickel-Eisen-Musters ist, unter dem Photolackmuster hervor."
Grundsätzlich kann die Hilfsschicht die ganze Oberfläche der Nickel-Eisen-Schicht bedecken.
Das Verfahren nach der Erfindung wird aber vorzugsweise verwendet, wenn das Nickel-Eisen-Muster örtlich schräge Ränder und örtlich steile Ränder aufweisen muss. Dazu wird die Hilfsschicht in einem Muster angebracht und lässt das auf der Hilfsschicht angebrachte Photolackmuster einen Teil der Nickel-Eisen-Schicht frei.
Das Muster ,.in der Hilfsschicht kann ebenfalls mit Hilfe eines Photoätzvorgangs erhalten werden, wobei, wie noch näher auseinandergesetzt werden wird, die Photomasken bei diesem und dem nächsten Photoätzschritt nicht
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genau aufeinander ausgerichtet zu werden brauchen.
Die Hilfsschichten mit der genannten Zusammensetzung können durch Aufdampfen oder Zerstäuben in einer sauerstoffarmen und vorzugsweise sauerstofffreien Umgebung aufgebracht werden, wodurch die magnetischen Eigenschaften der Nickel-Eisen-Schicht nicht beeinträchtigt werden.
Die Dicke der Hilfsschicht beträgt z.B. weniger als 0,1 /um, während die Dicke der Nickel-Eisen-Schicht ein Vielfaches dieses Wertes, z.B. etwa 2 /um, betragen kann.
Die Nickel-Eisen-Schicht wird vorzugsweise in einem Wasserstoffperoxid-Schwefelsäurebad geätzt, während der eigungswinkel O( dadurch eingestellt werden kann, dass Wasserstofffluorid zugesetzt wird, wobei öc mit zunehmender HF-Konzentration abnimmt.
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens
können in ziemlich dicken Nickel-Eisen-Schichten Muster gebildet werden, deren Ränder reproduzierbar einstellbare Neigungswinkel aufweisen.
Bei Hochfrequenzmagnetköpfen werden u.a. zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten oft lamellierte Muster verwendet, die aus Nickel-Eisen-Schichten aufgebaut sind, die voneinander durch Isolierschichten, z.B. Siliciumoxidschichten, getrennt sind.
Auch zur Bildung derartiger lamellierter Muster kann das Verfahren nach der Erfindung angewandt werden. Dazu
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wird die die magnetisierbare Nickel-Eisen-Legierung enthaltende Schicht aus Teilschichten, aufgebaut, die abwechselnd aus einer Niekel-Eisen-Legierung und einem Isoliermaterial bestehen, wobei das letztere Material derart gewählt wird, dass die Ätzgeschwindigkeit des Isoliermaterials praktisch gleich der und wenigstens nicht grosser als die der Nickel-Eisen-Legierung ist.
Es hat sich als sehr gut möglich erwiesen, als Hilfsschicht Siliciumoxid, z.B. durch Zerstäuben, auf derartige Weise anzubringen, dass es erheblich schneller als das als Isoliermaterial verwendete und ebenfalls durch Zerstäuben angebrachte Siliciumoxid ätzt.
Die Erfindung wird nachstehend für ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf einen
durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellten Magnetkopf, und
Figuren 2 und 3 schematisch einen Schnitt längs der Linie II-II durch die Vorrichtung nach Fig. 1 in aufeinanderfolgenden Stufen der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Magnetkopf zum Einschreiben und Auslesen von Information in einem iüagnetisierbaren Medium. Mit 12 ist ein schichtförmiger
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Nickel-Eisen-Kern bezeichnet, von dem ein Schichtteil 16 von gegen diesen Teil isolierten Yindungen 13 und Ik umgeben ist. Der erhöhte Mittelteil 17 des Schichtteiles ist mit einem Spalt 15 versehen.
An der Stelle des Mittelteiles 17» der in den Figuren 2 und 3 im rechten Teil dargestellt ist, muss der Schichtteil 16 vorzugsweise steile Ränder aufweisen, um die Breite des Spaltes 15 genau einstellen zu können und unerwünschte Streufelder im Aufzeichnungsmedium zu vermeiden.
An den Stellen der Windungen, die in den Figuren 2 und 3 im linken Teil dargestellt sind, muss der Schichtteil 16 schräge Ränder aufweisen, um das Isoliermaterial und die Windungen über die Ränder ohne Bruch anbringen zu können.
Bei einem Verfahren zur Herstellung des obenbeschriebenen Magnetkopfes wird mit Hilfe eines Photoätzvorgangs in einer eine magnetisierbare Nickel-Elsen-Legierung enthaltenden Schicht ein Muster in Form des obenbeschriebenen Kernes angebracht.
Dabei wird auf einem . Siliciumsubstrat 21, das mit einer nicht dargestellten Siliciumoxidschicht versehen ist, eine z.B. 2 /um dicke Nickel-Eisen-Schicht durch Zerstäuben angebracht. Um die Haftung des Nickel-Eisens am Siliciumoxid zu verbessern,'kann eine etwa 50 A dicke
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Zwischenschicht aus z.B. Titanoxid (TiO ) verwendet werden.
Nach der Erfindung wird die Schicht 22 z.B.
durch Zerstäuben mit einer Hilfsschicht 23 aus mindestens einem zu der durch Titan, Titanoxid und Siliciumoxid gebildeten Gruppe gehörigen Material, z.B. Titan, versehen. Die Titanschicht 23 weist z.B. eine Dicke von 0.04 /um auf.
Vorzugsweise wird die Titanschicht 23 z.B. mit Hilfe einer üblichen Photoätzbehandlung in einem Muster angebracht, das den Teil 17 der Schicht 22 frei lässt. Dann wird eine Photolackschicht Zh in einem Muster angebracht, das dem in der Nickel-Eisen-Schicht 22 gewünschten Muster entspricht und .teilweise die Hilfssbhicht 23 und die Nickcl-Eisen-Schlcht 22 in einem geeigneten Ätzbad gleichzeitig " geätzt werden.
Als Ätzbad wird vorzugsweise ein Bad gewählt,
das aus einer wässerigen Lösung von Schwefelsäure und
Wasserstoffperoxid, z.B. 9 Volumenteilen Wasserstoffperoxid, 17 Volumenteilen. Schwefelsäure mit einem spezifischen Gewicht von 1,96 und 50 Volumenteilen Wasser besteht.
Wenn diesem Ätzbad 1, 2 oder h Volumenteile
hO gew.^oiges Wasserstofffluorid zugesetzt werden, wird an der Stelle, an de-r die Titanschicht 23 vorhanden ist, die Nickel-Eisen-Schicht 22 bei Zimmertemperatur in dem gewünschten Muster geätzt, dessen Ränder Neigungswinkel von etwa 56°, 37° bzw, 20° aufweisen.
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Schliesslich kann die Photolackschicht 2.h, gleich wie die Schicht 23, entfernt werden, welche letztere Schicht z.B. mit einer 1^ Wasserstofffluoridlösung entfernt wird.
Änderungen in der Dicke der Hilfsschicht 23 üben in der Regel nur einen geringen Einfluss auf die Grosse des Neigungswinkels aus.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist die Schicht 22 aus Teilschichten aufgebaut, die abwechselnd aus- der Nickel-Eisen-Legierung und aus Isoliermaterial bestehen, wobei die Ätzgeschwindigkeit des Isoliermaterials geringer als die oder gleich der der Nickel-Eisen-Legierung ist. Dabei kann auf einem mit einem Siliciumoxidschicht versehenen Siliciumsubstrat abwechselnd eine z.B. 0,5/um dicke Nickel-Eisen-Schicht und darauf eine 0,1 /um dicke Siliciumoxidschicht angebracht werden. Gegebenenfalls wird auf den Siliciumoxidschichten eine etwa 50 Ά dicke Titanoxidschicht angebracht .
Als Hilfsschicht kann eine 0,1 /um dicke
Siliciumoxidschicht verwendet werden, die naturgemäss eine grössere Ätzgeschwindigkeit als die Siliciumoxidteilschichten aufweisen muss.
Dies wird z.B. dadurch erreicht, dass beim Zerstäuben der Siliciumoxidteilschicht eine höhere Substrat-
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temperatur als beim Zerstäuben der Siliciumoxidhilfsschicht angewandt wird.
Ein geeignetes Ätzbad für die beschriebene zusammengesetzte Schicht ist das oben bereits erwähnte Schwefelsäure-Peroxidbad, dem eine Lösung von Wasserstofffluorid und Amraoniumfluorid zugesetzt wird.
Die Erfindung beschränkt sich nicht' auf die obenbeschriebenen Beispiele. Im Rahmen der Erfindung sind in der Praxis für den Fachmann viele Abwandlungen möglich.
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Claims (2)

  1. PHN.7268 - 12 -
    PATENTANSPRÜCHE:
    ' ι»)) Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes zum Einschreiben und Auslesen von Information, bei dem mit Hilfe eines Photoätzvorgangs in einer eine magnetisierbare Nickel-Eisen-Legierung enthaltenden Schicht ein Muster gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickel-Eisen-Schicht mit einer Hilfsschicht aus mindestens einem zu der durch Titan, Titanoxid und Siliciumoxid gebildeten Gruppe gehörigen Material und mit einer Photolackschicht in einem dem in der Nickel-Eisen-Schicht gewünschten Muster entsprechenden Muster versehen wird, welches letztere Muster die Hilfsschicht teilweise frei lässt, wonach die Hilfsschicht und die Nickel-Eisen-Schicht in einem geeigneten Ätzbad gleichzeitig geätzt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsschicht in einem Muster angebracht wird und das auf der Hilfsschicht angebrachte Photolackmuster einen Teil der Nickel-Eisen-Schicht frei lässt. 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ätzbad Schwefelsäure, Wasserstoffperoxid und Fluorid enthält.
    h. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die die magnetisierbare Nickel-Eisen-Legierung enthaltende Schicht aus Teilschichten aufgebaut ist, die abwechselnd aus der Nickel-
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    Eisen-Legierung und einem Isoliermaterial bestehen, wobei das letztere Material derart gewählt wird, dass die Ätzgeschwindigkeit des Isoliermaterials praktisch gleich der oder wenigstens nicht grosser als die der Nickel-Eisen-Legierung ist.
    5· Durch das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche hergestellter Magnetkopf,-
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    Leerseite
DE2458079A 1973-12-14 1974-12-07 Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes in Dünnschichttechik Expired DE2458079C2 (de)

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