DE3905625C2 - Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Magnetkopfes - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Magnetkopfes

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Magnetkopfes, der ein magnetoresistives Nebenschlußvormagnetisierungselement mit einem Nebenschlußfilm zum Anlegen eines Quervormagneti­ sierungs-Magnetfeldes verwendet, und insbesondere eines magnetoresistiven Magnetkopfes, der sich zum Abtasten eines Hochdichte-Magnetspeichermediums eignet.
Als Materialien für den Nebenschlußfilm verwenden die her­ kömmlichen magnetoresistiven Nebenschlußvormagnetisierungs­ köpfe Ti, Ta, Mo, Au, Nb od. dgl., wie in den US-PS 3 940 797 und 4 663 684 beschrieben ist, oder Zr, wie in der JP-OS 128 015/1987 beschrieben ist.
Aus der US-PS 4 663 684 ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt, bei dem der Nb-Nebenschlußfilm durch Dampfabscheidung oder Zerstäubung mit einem Widerstand von 90 bis 200 µΩ.cm aufgebracht wird.
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN P-636, Vol. 11, No. 345, 12.11. 1987 (= JP-OS 128 015/1987) offenbart die Aufbringung eines Zr-Nebenschlußfilms durch Elektronenstrahl-Verdampfen, der eine erheblich höhere Wärmebeständigkeitstemperatur als ein Ti-Film hat, geht aber auf den elektrischen Widerstand des Zr-Films nicht ein.
Die US-PS 4 622 613 offenbart die Mohs-Härten und Wider­ stände fast sämtlicher Elemente und bevorzugt für die Me­ tallfilme auf magnetoresistiven Legierungsfilmen Mo, Ti, Cr und W, wofür keine näheren Herstellungsverfahrenseinzelhei­ ten angegeben werden.
Aus MAISSEL/GLANG "Handbook of Thin Film Technology" McGraw- Hill, N.Y. 1983, Seiten 1-50 bis 1-54, 8-21 bis 8-24, 8-37 bis 8-41 sind allgemein die Herstellung von u. a. Nb-Filmen durch das Elektronenstrahl-Verdampfungsverfahren und die Bedeutung der Substrattemperatur für die Kristallkorngröße und die elektrischen Eigenschaften der Filme bekannt, doch finden sich keine Hinweise auf verbesserte Eigenschaften eines so hergestellten Nb-Nebenschlußfilmes eines magneto­ resistiven Magnetkopfes.
Im bekannten, Ti verwendenden magnetoresistiven Nebenschluß­ vormagnetisierungskopf tritt, wenn die Temperatur über 175°C steigt, eine Reaktion zwischen dem auf dem Substrat gebildeten Film aus der Ni-Fe-Legierung (im folgenden als "Permalloy" bezeichnet) und Ti auf, wodurch die Eigen­ schaften des Permalloyfilms als magnetoresistiver Film verschlechtert werden. Die Herstellung des Kopfes erfordert eine Auswahl von Verfahren. Es gibt einige Verfahren, die zweckmäßig bei Temperaturen von 175°C oder darüber durch­ zuführen sind, wie z. B. ein Leiterfilm-Bildungsverfahren, ein Isolierfilm-Bildungsverfahren und ein Abschirmungsfilm- Bildungsverfahren. Jedoch ergibt sich ein Problem, daß, um die Eigenschaftsverschlechterung des Kopfes zu begrenzen, solche Verfahren, die die Temperatur von 175°C oder darüber erfordern, nicht angewandt werden können. Ein Ta-Film hat eine hohe Temperatur von 350°C, bei der die Reaktion zwi­ schen dem Ta-Film und dem Permalloyfilm beginnt, hat jedoch eine niedrige Korrosionsbeständigkeit im Vergleich mit dem Permalloyfilm und dem Ti-Film. Außerdem hat es einen äußerst hohen elektrischen Widerstand von 90 bis 200 µΩ·cm und ist daher für den Nebenschlußfilm nicht geeignet. Wenn der magnetoresistive Film aus Permalloy gebildet wird, sollte der elektrische Widerstand des Nebenschlußfilms vorzugsweise etwa gleich dem oder bis zum 5fachen des­ jenigen des Permalloyfilms, d. h. 20 bis 100 µΩ·cm sein. Ein kleinerer Wert ist natürlich wünschenswert. Das genannte Permalloy ist eine Legierung von 7 bis 27 Gew.-% Fe und Ni und wird häufig für den magnetoresistiven Film verwendet. Auch ein Mo-Film reagiert nicht mit dem Permalloyfilm bis zu 400°C, doch ist seine Korrosionsbeständigkeit sehr schlecht. Ein Au-Film reagiert mit dem Permalloyfilm be­ reits bei einer niedrigen Temperatur von 150°C und bringt daher ein gleichartiges Problem wie das des Ti-Films. In den Köpfen, die Zr als Nebenschlußfilm verwenden, steigt die Temperatur, bei der die Reaktion mit dem Permalloyfilm beginnt, auf 325°C, die jedoch noch niedrig ist, wenn die Temperaturen einiger anderer Verfahren zur Herstellung solcher Köpfe berücksichtigt werden.
Bei den oben erwähnten herkömmlichen Techniken wird ein als Nebenschlußfilm verwendeter Nb-Film nach dem Zerstäu­ bungsverfahren gebildet. Nachteile des so gebildeten Neben­ schlußfilms umfassen einen sehr hohen elektrischen Wider­ stand von 90 bis 200 µΩ·cm, eine geringe Korrosionsbestän­ digkeit und eine Neigung zur leichten Reaktion mit dem Permalloyfilm. Der nach der herkömmlichen Technik gebil­ dete Nb-Film ist daher als Nebenschlußfilm nicht geeig­ net.
Wie vorstehend erläutert, sind die bisher bekannten Neben­ schlußfilme unbefriedigend. Hinweise zur gegenwärtigen Lage auf dem technischen Gebiet der Erfindung lassen sich der US-PS 3 864 751 entnehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines magneto­ resistiven Magnetkopfes zu entwickeln, der einen Nebenschluß­ film mit hoher Wärmebeständigkeit hat, der sich für einen magnetoresistiven Nebenschlußvormagnetisierungskopf eignet.
Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet.
Der Permalloyfilm dient als der magnetoresistive Film, und der Nb-Film dient als der Nebenschlußfilm zum Anlegen des magnetischen Quervormagnetisierungsfeldes. Der Magnet­ kopf hat außerdem Elektroden zum Zuführen von Strom zum magnetoresistiven Element und zum Erfassen einer Wider­ standsänderung des magnetoresistiven Films. Die Materialien des Substrats, auf dem diese Filme gebildet werden, um­ fassen nichtmagnetische Materialien, wie z. B. Glas und keramische Stoffe, sowie weichmagnetische Materialien, wie z. B. Ferrit hoher Permeabilität. Ein Block oder Dick­ film aus weichmagnetischem Material kann an einer oder beiden Seiten des magnetoresistiven Elements vorgesehen werden, um den magnetischen Fluß vom Magnetspeichermedium zu konzentrieren und das magnetoresistive Element zu schützen. Der Block aus weichmagnetischem Material kann auch als Substrat dienen, auf dem das magnetoresistive Element montiert wird. Wenn das weichmagnetische Material einen niedrigen Widerstand hat, wird das weichmagnetische Material auf der Oberfläche des magnetoresistiven Elements vorzugsweise unter Zwischenfügung eines Isolierfilms vor­ gesehen. Wenn das weichmagnetische Material auf jeder Seite des Elements vorgesehen wird, ist dadurch die Erzielung einer Abschirmwirkung zu erwarten.
Wie bekannt, ist die Dicke des aus Permalloy hergestellten magnetoresistiven Films vorzugsweise 5 bis 100 nm und noch bevorzugter 30 bis 50 nm. Unter 5 nm wird der Film diskon­ tinuierlich, wodurch die Änderungsgeschwindigkeit des mag­ netischen Widerstandes sehr verringert und der elektrische Widerstand sehr vergrößert werden. Dies ist nicht erwünscht. Bei über 100 nm ist, wenn der Film zum magnetoresistiven Element geformt wird, der Gestalteffekt groß, was zu einer wesentlichen Verringerung der effektiven Permeabilität des Elements führt. Dies erfordert eine Steigerung des Elementstromes zur Sicherung eines ausreichenden Ausgangs­ niveaus. Jedoch ist die Steigerung des Elementstromes un­ erwünscht, da sie die Wärmeentwicklung und das Rauschen erhöht.
Die Dicke des Nb-Nebenschlußfilms beträgt vorzugsweise das 1,16 bis 1,67fache der Dicke des Permalloy­ films. Die elektrischen Widerstände des Nebenschlußfilms und des magnetoresistiven Films werden vorzugsweise fast gleich gemacht. Der durch das Elektronenstrahl-Verdampfungs­ verfahren gebildete Nb-Film als der Nebenschlußfilm hat den elektrischen Widerstand von 28 bis 30 µΩ·cm, während der elektrische Widerstand des Permalloyfilms als des magnetoresistiven Films 18 bis 24 µΩ·cm ist.
Erfindungsgemäß wird das Elektronenstrahl-Verdampfungs­ verfahren zur Bildung des Nb-Films als des Nebenschluß­ films angewandt, wodurch der elektrische Widerstand des Nb-Films auf ein ausreichend niedriges Niveau verringert werden kann.
Die Korrosionsbeständigkeit des Nb-Films und seine Reaktion mit dem Permalloyfilm hängen von der Nb-Reinheit und dem inneren Fehlordnungsgefüge des Nb-Films ab. Das innere Fehlordnungsgefüge variiert erheblich je nach den Bedin­ gungen der Nb-Filmbildung. Der bisher nach dem Zerstäubungsver­ fahren gebildete Nb-Film enthält eine geringe, im Nb ein­ gefangene Argongasmenge, wodurch innere Fehlstellen ge­ bildet werden, die ihrerseits die inneren Spannungen stei­ gern und daher die Korrosionsbeständigkeit vermindern. Die Korngrenzendichte, d. h. der Korndurchmesser des Nb- Films, der ein wesentlicher, die Korrosionsbeständigkeit beeinflussender Faktor ist, hängt von der Substrattempera­ tur ab, wenn der Nb-Film gebildet wird. Wenn die Nb-Korn­ größen gering sind, tritt eine Korngrenzenkorrosion auf.
Beim Verfahren zur Herstellung des Nb-Films durch die Elektronenstrahlverdampfung hat, wenn die Substrattempe­ ratur auf 150°C oder darüber bei der Vakuumhöhe von 1,333·10-4 h Pa bis 1,333·10-6 h Pa eingestellt wird und die Nb-Quellenreinheit bei 99,9 Gew.-% liegt, der so erhal­ tene Nb-Film eine Korngröße, die eine ausreichend hohe Korrosionsbeständigkeit sichert, daß eine praktische Ver­ wendbarkeit gegeben ist. Für eine weiter verbesserte Korro­ sionsbeständigkeit des Nb-Films muß die Substrattemperatur gesteigert werden. Wenn jedoch die Substrattemperatur 400°C übersteigt, tritt eine Reaktion zwischen Nb und Permalloy auf, wodurch der Permalloyfilm verschlechtert wird. Es ist daher erwünscht, daß die Substrattemperatur auf 400°C oder darunter eingestellt wird.
Die magnetischen Eigenschaften des Permalloyfilms ver­ schlechtern sich, wenn die Substrattemperatur 350°C über­ steigt, wegen des Kornwachstums, so daß die Dampfabschei­ dung des Nb-Films auf dem Permalloyfilm bei Temperaturen von 350°C oder darunter durchgeführt werden sollte. Bei Substrattemperaturen von weniger als 100°C sind die Nb- Korngrößen so gering, daß die Korngrenzendiffusion der Permalloybestandteile, d. h. Ni und Fe, in das Nb bedenk­ lich wird. Auch unter diesem Gesichtspunkt wird daher die Substrattemperatur während der Nb-Verdampfung vorzugsweise auf 150°C oder darüber eingestellt. Mit anderen Worten liegt die erwünschte Substrattemperatur während des Ab­ scheideverfahrens des Nb auf dem Permalloyfilm durch die Elektronenstrahl-Verdampfung im Bereich von 150 bis 350°C. Das Permalloy wird leicht von durch Magnetostriktion verur­ sachten Spannungen beeinträchtigt, und, wenn die Substrat­ temperatur während der Nb-Verdampfung unter 150°C ist, werden die inneren Spannungen des Nb groß, wodurch die magnetischen Eigenschaften verschlechtert werden. Auch unter diesem Gesichtspunkt sollte die Substrattemperatur zur Zeit der Nb-Verdampfung vorzugsweise 150°C oder höher sein. Eine Zerstäubung ist zur Bildung des Nb-Films nach­ teilig, da die Oberfläche des Permalloyfilms mit Argon­ ionen bestrahlt wird, wodurch eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften und eine Reaktion zwischen Perm­ alloy und Nb verursacht werden.
Die Erfindung wurde vollendet, indem die Aufmerksamkeit auf die Tatsache konzentriert wurde, daß die der Erfin­ dung zugrundeliegende Aufgabe durch die Herstellung eines Nb-Films gelöst werden kann, der eine hohe Temperatur aufweist, bei der die Reaktion mit dem Permalloyfilm beginnt, und der außer­ dem einen für den Nebenschlußaufbau geeigneten elektri­ schen Widerstand aufweist. Welche Kombination von Metall­ filmen für den Vielschichtfilm geeignet ist, kann nur durch tatsächliches Herstellen der Bauelemente unter Verwendung verschiedener Arten von Filmen und deren anschließende Auswertung erkannt werden. Unter Berücksichtigung der gegenseitigen Reaktionen werden die versprechenden Metalle solche mit hohen Schmelzpunkten sein, da die Reaktion von der thermischen Aktivierung der Atome abhängt. Gleich­ zeitig sollte das aussichtsreiche Metall eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit haben. Der nach dem Elektronen­ strahl-Verdampfungsverfahren ausgebildete Nb-Film zeigt gute Eigenschaften bezüglich der vorgenannten Punkte.
Der als Nebenschlußfilm nach dem Elektronenstrahl-Verdamp­ fungsverfahren gemäß der Erfindung gebildete Nb-Film hat nämlich einen elektrischen Widerstand von 28 bis 20 µΩ·cm, einen Schmelzpunkt von etwa 2467°C und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit. Versuche haben gezeigt, daß, wenn die Nb-Filmbildungsbedingungen optimiert werden, die Reak­ tionsbeginntemperatur des Permalloyfilms und des Nb-Films etwa 200°C höher als die des Permalloyfilms und des Ti- Films ist.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschau­ lichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines magnetoresi­ stiven Magnetkopfes nach einem Ausführungs­ beispiel der Erfindung;
Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Wärmebehandlungstemperatur und der Koerzitivkraft des Permalloyfilms nach einem Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung und der entsprechenden Beziehung nach einem Vergleichsbeispiel; und
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines magnetoresi­ stiven Magnetkopfes nach einem anderen Aus­ führungsbeispiel der Erfindung.
Ausführungsbeispiel 1
Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung eines Magnetkopfes nach diesem Ausführungsbeispiel. Auf einem Glassubstrat 1 ist nach einem Elektronenstrahl-Verdampfungsverfahren ein dünner Permalloyfilm 2 mit einer Zusammensetzung aus Ni-19 Gew.-% Fe gebildet. Der Permalloyfilm ist 40 nm dick. Auf diesem Permalloyfilm ist anschließend ein dünner Nb-Film 3 nach dem Elektronenstrahl-Verdampfungsverfahren mit einer Dicke von etwa 70 nm ohne Unterbrechung eines Vakuums gebildet.
Diese zwei Schichten von Filmen werden im folgenden Nb/Per­ malloy-Film genannt. Weiter sind auf dem Nb/Permalloy- Film Al-Elektroden 4 nach einem Vakuumverdampfungsverfahren gebildet. Danach ist über der gesamten Oberfläche ein SiO₂- Film 5 als Schutzfilm mit einer Dicke von 0,15 µm nach einem Zerstäubungsverfahren gebildet. In dieser Weise wird der magnetoresistive Magnetkopf erhalten.
Die Abscheidung des Nb-Films 3 durch die Elektronenstrahl­ verdampfung wurde bei einem Vakuumgrad von 1,333·10-4 bis 1,333·10-6 h Pa, einer Eingangsleistung von 10 kW und einer Substrattemperatur von 150 bis 300°C durchgeführt. Das verwendete Nb-Material war plattenförmig mit einer Reinheit von 99,9 Gew.-%. Als der SiO₂-Film durch Zerstäuben gebildet wurde, erhitzte man das Substrat einschließlich des Niob/Per­ malloy-Films und der Al-Elektroden auf 150°C. Eine erhöhte Substrattemperatur verbessert die Haftung des SiO₂- Films. Eine ähnliche Wirkung wird erzielt, wenn ein Al₂O₃- Film anstelle des SiO₂-Films verwendet wird.
Zum Vergleich mit der vorstehend erläuterten Probe wurde eine andere Probe hergestellt. Diese Probe besteht aus einem Ti/Permalloy-Film, der auf dem gleichen Glassubstrat wie bei der ersten Probe durch Bilden eines Permalloyfilms der gleichen Zusammensetzung und Abmessung wie bei der ersten Probe und anschließendes Bilden eines Ti-Films in gleichartiger Weise wie der bei der Herstellung des Nb- Films angewandten gebildet wurde. Dann wurden, wie bei der obigen Probe, Al-Elektroden und ein SiO₂-Film gebildet.
Zum Vergleich dieser Proben unter den gleichen Bedingungen wurden sie in einem Ofen angeordnet und bei einem Vakuum von 1,333·10-5 h Pa wärmebehandelt. Fig. 2 zeigt die Ände­ rungen der Koerzitivkraft des Permalloyfilms in Abhängig­ keit von der Wärmebehandlungstemperatur. Die Proben wurden zwei Stunden erhitzt. In Fig. 2 veranschaulicht eine Kurve 11 den Fall, wo der Nebenschlußfilm aus dem Nb-Film durch die Elektronenstrahlverdampfung gebildet wurde, und eine Kurve 12 veranschaulicht den Fall, wo er aus dem Ti-Film (zweite Probe zum Vergleich) gebildet wurde.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, beginnt die Koerzitivkraft des Ti/Permalloy-Zweischichtfilms zu wachsen, wenn die Wärmebehandlungstemperatur höher als 225°C wird. Dies zeigt, daß die magnetischen Eigenschaften des Permalloy durch die gegenseitige Diffusion zwischen den Ti- und Permalloyfilmen und andere Faktoren verschlechtert werden. Dagegen zeigt beim Nb/Permalloy-Film, der unter den Be­ dingungen gemäß der Erfindung gebildet wurde, die Koerzi­ tivkraft des Films keine Änderung bis zu 400°C und zeigt bei Temperaturen über 425°C einen leichten Anstieg, der zeigt, daß eine Reaktion zwischen den beiden Filmen auftritt.
Wie aus dem Obigen ersichtlich ist, hat Nb eine hohe Reaktionstemperatur, die etwa 200°C höher als die von Ti ist, und zeigt eine beträchtliche Wirkung zum Verbessern der Wärmebeständigkeit des Permalloy in dem Zweischichtfilm aus Permalloy und dem anderen Metall.
Die Überprüfung der Korrosionsbeständigkeit des Nb-Films ohne einen darauf ausgebildeten SiO₂-Schutzfilm 5 zeigte, daß die Korrosionsbeständigkeit des Nb-Films gleich der oder höher als die des Ti-Films ist.
Zwei Arten von magnetoresistiven Nebenschlußvormagnetisie­ rungsköpfen, von denen der eine aus dem Ti/Permalloy-Zwei­ schichtfilm und der andere aus dem Nb/Permalloy-Zweischicht­ film gebildet waren, wurden hinsichtlich der magnetischen Wiedergabeeigenschaften verglichen. Nachdem die hergestell­ ten Köpfe bei 225°C wärmebehandelt worden waren, wurden die Wiedergabewellenformen überprüft. Die Wiedergabewellen­ form des Kopfes unter Verwendung des Ti/Permalloy-Films zeigte ein hohes Rauschniveau, von dem angenommen wird, daß es durch den Barkhausen-Effekt verursacht wurde. Der Kopf mit Verwendung des Nb/Permalloy-Films zeigte dagegen kein solches Rauschen in der Wiedergabewellenform. Mit dem Kopf unter Verwendung des Ti/Permalloy-Films kann bei den Wärmebehandlungstemperaturen von mehr als 275°C kein Wiedergabeausgang erhalten werden, während der Kopf unter Verwendung des Nb/Permalloy-Films normale Wiedergabeaus­ gänge bis zu 400°C erzeugt und erst bei Wärmebehandlungs­ temperaturen über 425°C einen Anstieg des Rauschens zeigt.
Der elektrische Widerstand eines Ti-Films, der nach dem normalen Elektronenstrahl-Verdampfungsverfahren gebildet wird, ist 55 bis 60 µΩ·cm, während der elektrische Wider­ stand des nach dem Elektronenstrahl-Verdampfungsverfahren gebildeten Nb-Films 28 bis 30 µΩ·cm, d. h. nur etwa halb so hoch wie der des Ti-Films ist. Dies bedeutet, daß die Nebenschlußvorspannungsfilmdicke auf etwa die Hälfte deren des Ti-Films verringert werden kann. Dies bringt auch den Vorteil, daß der magnetoresistive Abschirmungskopf mit einem Abschirmungsabstand (allgemein Spalt genannt) herge­ stellt werden kann, der um so viel wie die Verringerung der Nebenschlußfilmdicke verengt ist.
Der Nb/Permalloy-Zweischichtfilm läßt sich in gleicher Weise für alle Steuerarten, wie z. B. Zweianschluß-Elemente und Dreianschluß-Differentialtypelemente, verwenden.
Ausführungsbeispiel 2
Fig. 3 zeigt den Querschnitt eines zweiten Ausführungs­ beispiels des Magnetkopfes.
Auf einem Substrat 21 aus Ni-Zn-Ferrit ist ein SiO₂-Film 25′ von 0,6 µm Dicke durch das Zerstäubungsverfahren gebil­ det. Dann sind, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, ein Ni-19 Gew.-% Fe-Legierungs(Permalloy)-Film 22, ein Nb-Film 23, Al-Elektroden 24 und ein SiO₂-Film 25 von 0,15 µm Dicke in dieser Reihenfolge gebildet worden. Danach ist ein Ni- Zn-Ferritblock 26 an der Oberfläche unter Verwendung eines Bindemittels 27 aus wärmehärtendem Harz, wie z. B. Epoxy­ harz, angebracht worden.
Der so hergestellte magnetoresistive Magnetkopf zeigte eine ausgezeichnete Charakteristik, die der beim ersten Ausführungsbeispiel nahezu gleich war. Außerdem war die Wiedergabeempfindlichkeit beträchtlich höher als die des ersten Ausführungsbeispiels.
Beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel wurden der Permalloyfilm, der Nb-Film und die Elektroden nach einer bekannten Photolithographietechnik geformt.
Wie oben beschrieben, ist es mit der Erfindung möglich, die maximal zulässige Temperatur des magnetoresistiven Nebenschlußvormagnetisierungselements unter Verwendung von Nb/Permalloy-Filmen um so viel wie etwa 200°C gegen­ über der herkömmlicher, Ti/Permalloy-Filme verwendender Elemente zu steigern, so daß das Verfahren zur Herstellung der Magnetköpfe unter Verwendung der Nb/Permalloy-Filme eine Wärmebehandlungstemperatur verwenden kann, die etwa 200°C höher als die bei der Herstellung herkömmlicher Magnetköpfe verwendete ist. Dies führt zu vielen Vorteilen, wie z. B. einer verbesserten Haftung zwischen dem Permalloy­ film und dem Basismaterial, einer verbesserten Haftung zwischen dem Nb/Permalloy-Film und dem darauf gebildeten Isolieroxidfilm, verbesserten Eigenschaften des aufge­ dampften Permalloyfilms zur Abschirmung und einer erheb­ lichen Verringerung von Elementausfällen aufgrund von Elektromigration. Alle diese Vorteile tragen ihrerseits erheblich zur Verbesserung der Ausbeute der Elemente, zur Verringerung der Ausfallraten und zur Verringerung von Ausfällen während der Verwendung bei. Mit diesen Vorteilen hat sich erwiesen, daß der Kopf gemäß der Erfindung zum Ablesen des Hochdichte-Magnetspeichermediums geeignet ist.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines magnetoresistiven Magnet­ kopfes mit einem Zweischichtfilm aus einem magnetoresistiven Ni-Fe-Legierungsfilm (2; 22), der 7 bis 27 Gew.-% Fe und Rest Ni enthält, und einem Nebenschlußfilm (3; 23) aus Nb mit den Schritten:
  • (a) Bilden des magnetoresistiven Ni-Fe-Legierungsfilms (2; 22) auf einem Substrat (1; 21, 25′);
  • (b) Bilden des Nebenschlußfilms (3; 23) aus Nb auf dem magnetoresistiven Film (2; 22); und
  • (c) Bilden von Elektroden (4; 24) aus leitenden Materialien;
dadurch gekennzeichnet, daß der Nb-Nebenschlußfilm (3; 23) durch ein Elektronen­ strahl-Verdampfungsverfahren bei einer Temperatur des Sub­ strats (1; 21, 25′) im Bereich von 150 bis 300°C mit einem elektrischen Widerstand unter 90 µΩ·cm und einer Dicke von 5,8 bis 167 nm abgeschieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nb-Nebenschlußfilm (3; 23) mit einer Dicke von 34,8 bis 83,5 nm abgeschieden wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nb-Film (3; 23) mit der 1,16- bis 1,67fachen Dicke derjenigen des Ni-Fe-Legierungsfilms (2; 22) abgeschieden wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nb-Nebenschlußfilm (3; 23) mit einem elektrischen Widerstand von wenigstens 20 µΩ·cm abgeschieden wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nb-Nebenschlußfilm (3; 23) mit einem elektrischen Widerstand von höchstens 30 µΩ·cm abgeschieden wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nb-Nebenschlußfilm (3; 23) mit einem elektrischen Widerstand von 28-30 µΩ·cm abgeschieden wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetoresistive Magnetkopf mit dem Zweischichtfilm (2, 3; 22, 23) als Dreianschluß-Differentialtyp ausgebildet wird.
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5371643A (en) * 1990-11-19 1994-12-06 Hitachi, Ltd. Magnetoresistive head structure that prevents under film from undesirable etching
US5422571A (en) * 1993-02-08 1995-06-06 International Business Machines Corporation Magnetoresistive spin valve sensor having a nonmagnetic back layer
JPH06349031A (ja) * 1993-04-14 1994-12-22 Sanyo Electric Co Ltd 磁気抵抗効果型ヘッド
JP2836474B2 (ja) * 1993-12-15 1998-12-14 日本電気株式会社 磁気抵抗素子とその製造方法
US5452163A (en) * 1993-12-23 1995-09-19 International Business Machines Corporation Multilayer magnetoresistive sensor
JPH07192227A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Sony Corp 磁気抵抗効果型磁気ヘッド
US5446613A (en) * 1994-02-28 1995-08-29 Read-Rite Corporation Magnetic head assembly with MR sensor
EP0675554A1 (de) * 1994-03-24 1995-10-04 Nec Corporation Element mit magnetoresistivem Effekt
US6088204A (en) * 1994-12-01 2000-07-11 International Business Machines Corporation Magnetoresistive magnetic recording head with permalloy sensor layer deposited with substrate heating
JPH08180328A (ja) * 1994-12-21 1996-07-12 Fujitsu Ltd スピンバルブ磁気抵抗効果素子及びその製造方法
US5568335A (en) * 1994-12-29 1996-10-22 International Business Machines Corporation Multi-layer gap structure for high resolution magnetoresistive read head
JPH08287422A (ja) * 1995-04-07 1996-11-01 Alps Electric Co Ltd 磁気抵抗効果型ヘッド
US5617273A (en) * 1995-06-07 1997-04-01 International Business Machines Corporation Thin film slider with protruding R/W element formed by chemical-mechanical polishing
JPH0916916A (ja) * 1995-06-29 1997-01-17 Sony Corp 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
EP0780833A3 (de) * 1995-12-20 1999-01-07 Ampex Corporation Verbessertes Magnetaufzeichnungssystem mit sättigbarer Schichte und gebrauchmachend von MR-Elementen
JPH09251616A (ja) * 1996-03-15 1997-09-22 Sony Corp 薄膜磁気ヘッド
US5830590A (en) * 1996-06-28 1998-11-03 Ampex Corporation Magnetic storage and reproducing system with a low permeability keeper and a self-biased magnetoresistive reproduce head
US5861220A (en) * 1996-08-06 1999-01-19 Ampex Corporation Method and apparatus for providing a magnetic storage and reproducing media with a keeper layer having a longitudinal anisotropy
US6249406B1 (en) 1996-09-23 2001-06-19 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor with a soft adjacent layer having high magnetization, high resistivity, low intrinsic anisotropy and near zero magnetostriction
US5766780A (en) * 1996-10-15 1998-06-16 Seagate Technology, Inc. Reversed order NIMN exchange biasing for dual magnetoresistive heads
US5721008A (en) * 1996-10-15 1998-02-24 Seagate Technology, Inc. Method for controlling sensor-to-sensor alignment and material properties in a dual magnetoresistive sensor
US5783460A (en) * 1996-10-25 1998-07-21 Headway Technologies, Inc. Method of making self-aligned dual stripe magnetoresistive (DRMR) head for high density recording
US5843565A (en) * 1996-10-31 1998-12-01 Ampex Corporation Particulate magnetic medium utilizing keeper technology and methods of manufacture
US5999379A (en) * 1997-12-11 1999-12-07 International Business Machines Corporation Spin valve read head with plasma produced metal oxide insulation layer between lead and shield layers and method of making
JP2000276716A (ja) 1999-03-24 2000-10-06 Nec Corp 磁気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法および磁気記憶装置
JP2000285417A (ja) * 1999-03-31 2000-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜磁気ヘッド
US6724027B2 (en) * 2002-04-18 2004-04-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Magnetic shielding for MRAM devices
US7798015B2 (en) * 2005-05-16 2010-09-21 Endress + Hauser Flowtec Ag Magneto-inductive flowmeter and measuring tube for such

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4379832A (en) * 1981-08-31 1983-04-12 International Business Machines Corporation Method for making low barrier Schottky devices of the electron beam evaporation of reactive metals
EP0095773B1 (de) * 1982-05-31 1987-04-08 Nec Corporation Verfahren zur Herstellung einer Josephson Tunnel-Barriere
US4622613A (en) * 1983-10-07 1986-11-11 Matsushita Electric Industrials Co., Ltd. Thin film magnetic head
US4663684A (en) * 1984-01-27 1987-05-05 Hitachi, Ltd. Magnetic transducer using magnetoresistance effect
JPS60251682A (ja) * 1984-05-29 1985-12-12 Hitachi Ltd 磁気抵抗効果型素子
US4714625A (en) * 1985-08-12 1987-12-22 Chopra Kasturi L Deposition of films of cubic boron nitride and nitrides of other group III elements
JPS63304416A (ja) * 1987-06-05 1988-12-12 Hitachi Ltd 磁気抵抗効果型再生ヘツド

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