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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung aus
mindestens zwei aneinander befestigten Teilen, von denen ein
Teil aus einer Struktur mit dünnen Schichten besteht.
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Die Erfindung kann besonders (aber nicht
ausschließlich) auf die Herstellung von hybriden Magnetköpfen,
insbesondere in Planarstruktur angewandt werden, d.h. auf
Magnetköpfe, die einerseits aus einem (eines der Teile
bildenden) Hauptkörper mit einem oder mehreren
zusammengefügten Bauteilen (z.B. aus Ferrit), die einen magnetischen
Pfad zum Schließen eines Magnetkreises bilden (und die wie
üblich eine oder mehrere Spulen tragen können), und
andererseits aus einer (das andere Teil bildenden) Struktur
bestehen, die auf dem Hauptkörper montiert ist und aus dünnen
Schichten besteht, die so ausgebildet sind, daß sie die
durch einen die aktive Seite des Magnetkopfes bildenden
Magnetspalt getrennten Pole bilden.
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Die Technik der Herstellung der Substrate für einen
Magnetkreis ist bekannt und insbesondere in den
französischen Patentanmeldungen 86 14 974, 88 08 526, 87 14 824, 88
08 527 beschrieben.
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In dem Patent FR-A-1 159 994 ist die Herstellung
eines Magnetkopfes beschrieben, der nicht die Technologie
der dünnen Schichten verwendet, sondern eine Technologie von
aufeinandergelegten Bauteilen, wobei Polstücke auf ein
metallisches Zwischenbauteil geklebt sind, das seinerseits
auf einen magnetischen Hauptkreis geklebt ist.
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Andererseits zeigen die französischen
Patentanmeldungen 87 14 824 und 86 14 974 ein Beispiel für die Herstellung
von aktiven Seiten eines Magnetkopfes mit Hilfe der
Dünnschichttechnologie. Die französische Patentanmeldung 86 14
974 entspricht dem europäischen Patent EP-A-270 404. Der
Oberbegriff des Anspruchs 1 beruht auf dieser Druckschrift.
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Wie in der zuletzt genannten Patentanmeldung (86 14
974) angegeben, werden mit einem solchen Magnetkopf nicht
nur die Nutzkennwerte des Kopfes beim Schreiben und/oder
Lesen verbessert, sondern dieser Kopf eignet sich auch zu
einer Serienfabrikation, was zu deutlichen Kostensenkungen
führt.
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Zahlreiche solche Magnetköpfe können nämlich
gleichzeitig auf einem gemeinsamen Substrat hergestellt werden,
das dann zerschnitten wird, um die einzelnen Magnetköpfe zu
bilden.
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Figur 1 zeigt ein Beispiel eines solchen Substrats,
das seinerseits Gegenstand einer Patentanmeldung 87 14 824
ist und nachfolgend aus Gründen der Offenbarung beschrieben
wird, denn diese Patentanmeldung wurde noch nicht
veröffentlicht.
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Figur 1 zeigt in Perspektive eine Anordnung, die
zugleich eine Vielzahl von magnetischen Köpfen bilden soll.
Diese Einheit ist auf einem Substrat 1 aus magnetischem
Material ausgebildet (z.B. einem Ferritblock). Auf das
Substrat 1 ist eine Platte 3 aus magnetischem Material
aufgebracht. Ehe diese Platte 3 auf das Substrat 1
aufgebracht wird, erzeugt man in dem Substrat parallele Nuten 2
in der Dicke E des Substrats 1. Am Grund jeder dieser Nuten
erzeugt man eine Verengung 4 derart, daß die Nut
einschließlich der Verengung noch nicht eine der Platte 3
gegenüberliegende Seite 8 des Substrats 1 erreicht.
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Dann werden die Verengungen 4 mit einem
unmagnetischen Material gefüllt, in dem beispielsweise ein Material
auf Glasbasis hineingegossen wird.
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Dann wird die Platte 3 auf dem Substrat 1 befestigt
und schließlich schleift man die Seite 8 des Substrats ab,
indem man einen Bereich 5 (der gestrichelt dargestellt ist)
von dieser der Platte 3 entgegengesetzten Seite entfernt,
bis die Verengungen 4 auf einer neuen Seite 9 sichtbar
werden. Man trägt diese Seite ab, bis man Magnetspalte 6
(aus unmagnetischem Material) erhält, die die gewünschte
Breite haben. Natürlich können diese Verengungen 4
Dreiecksform haben, wie dies in gestrichelten Linien für die
Verengung 4a angedeutet ist.
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Dann zerschneidet man die so erhaltene Struktur in
einzelne Magnetkreise. Der Schnitt erfolgt in Ebenen P, die
zwischen den Nuten liegen und parallel zu den Achsen der
Nuten verlaufen. Wenn die Struktur gemäß Figur 1 in einem
Koordinatensystem XYZ liegt, wobei die Seiten 10 und 11
parallel zur Ebene XZ verlaufen, dann liegen die
Schnittebenen P parallel zur Ebene ZY.
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Dann zerschneidet man weiter in nicht dargestellten
Ebenen parallel zur Ebene YX.
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Während eines letzten Verfahrensschritts wird jeder
Magnetkreis CM mit einer Spule 7 versehen, wie dies in Figur
2 angedeutet ist. Diese Spule verläuft durch die Nut 2 und
um einen Zweig des Magnetkreises CM herum.
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Im Fall eines Magnetkopfes aus dünnen Schichten ist
die den Magnetspalt 6 enthaltende aktive Seite mit einer
nicht dargestellten Schicht eines stark magnetischen
Matenals bedeckt, wie es beispielsweise unter dem Namen Sendust
bekannt ist (FexSiyAlz). Diese Operation kann auch vor dem
Zerschneiden in einzelne Magnetkreise erfolgen. Die Schicht
aus stark magnetischen Material bedeckt die Seite 9 und
einen Teil des Magnetspalts 6 jedes Magnetkreises, so daß
die zwei Pole des Magnetkopfes gebildet werden.
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So bildet das Substrat, auf dessen Basis der
Magnetkreis zum Schließen des Feldes gebildet wird, allgemeiner
ein Substrat, das die Schicht oder Schichten aufnimmt.
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Unabhängig von der verwendeten Dünnschichttechnologie
für die Herstellung der aktiven Seite des Magnetkreises
aufgrund der Lehre einer der beiden obengenannten
Patentanmeldungen besitzt diese Technologie erhebliche Nachteile wie
folgt:
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- Die Seite des Substrats, die die dünne Schicht oder
die dünnen Schichten tragen soll, d.h. des Substrats, das
den Magnetkreis bildet, muß vollkommen glatt poliert sein,
um eine Oberflächenqualität zu haben, die mit der
Abscheidung der dünnen Schichten kompatibel ist.
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- Außerdem ist es schwer, die gewünschte
Oberflächengüte der Seite des Substrats zu erzielen, ohne
Höhenunterschiede zwischen der Ferritoberfläche (die hart ist) und dem
unmagnetischen Material aus z.B. Glas (in den Verengungen
4), das den makroskopischen Magnetspalt bildet und weniger
hart ist, zu erzeugen. Daraus ergibt sich eine Bruchzone,
die die Qualität der dünnen Schicht verändert.
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- Es ist oft notwendig, die dünnen Magnetschichten,
die auf das den Magnetkreis bildende oder das Feld
schließende Substrat aufgebracht werden, zu erwärmen. Die
Wärmebehandlungstemperaturen können aber mit den verwendeten
Matenahen zur Ausbildung dieses Substrats nicht kompatibel
sein (Ferrit für den Magnetkreis, Glas oder andere
unmagnetische Substanzen zum Zusammenkleben der Ferritteile und zum
Füllen des makroskopischen Magnetspalts).
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- Die Magnetpole werden durch Abätzen während der
letzten Verfahrensschritte definiert. Die aktive Oberfläche
des Kopfes ist also nicht eben, da die Pole von der
Substratoberfläche aus Ferrit vorstehen. Wenn etwa eine
abriebfeste Schicht auf die Oberfläche des Kopfes aufgebracht
werden soll, bilden die Kanten der Polränder bruchgefährdete
Punkte für diese Schicht.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das diese
Nachteile beseitigen kann. Natürlich ist die Erfindung nicht
nur auf den besonderen Fall der Herstellung von Magnetköpfen
in Dünnschichttechnologie anwendbar, die als Beispiel
ausgewählt wurde, sondern auf alle Fälle, in denen eine
Vorrichtung zumindest aus zwei Teilen gebildet werden soll, von
denen das eine mindestens eine dünne Schicht enthält,
während das andere ein Substrat zur Aufnahme dieser dünnen
Schicht bildet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in An
spruch 1 angegeben.
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Die Erfindung und weitere Vorteile der Erfindung
gehen aus der nachfolgenden, nur als nicht beschränkendes
Beispiel zu verstehenden Beschreibung und den beiliegenden
Zeichnungen hervor.
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Figur 1 wurde bereits beschrieben und zeigt ein
bekanntes Substrat aus magnetischen Material für die
Ausbildung einer Vielzahl von Magnetköpfen, wobei dieses
Material ein Substrat zur Aufnahme einer oder mehrerer dünner
Schichten bilden kann.
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Figur 2 wurde bereits beschrieben und zeigt einen
bekannten Magnetkreis, der durch Zerschneiden des in Figur 1
gezeigten Substrats erhalten wird.
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Figur 3 zeigt schematisch einen charakteristischen
Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens und zeigt
schematisch im Schnitt ein Substrat ähnlich dem in Figur 2
und eine auf das Substrat aufgebrachte Zwischeneinheit.
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Die Figuren 4a und 4b zeigen schematisch und im
Schnitt ein Zwischensubstrat gemäß Figur 3 vor und nach
einem Ätzschritt.
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Figur 5 zeigt im Schnitt und schematisch das
Zwischensubstrat, das mit drei dünnen Schichten bedeckt ist.
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Figur 6 zeigt im Schnitt und schematisch das
Zwischensubstrat aus Figur 5 nach einem Polierschleifen, bei
dem ein Magnetspalt sichtbar werden soll.
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Figur 7 zeigt im Schnitt und schematisch das
Stammsubstrat, das mit zwei dünnen Magnetschichten in einer
gemeinsamen Ebene bedeckt ist, wobei diese Schichten durch
einen Magnetspalt voneinander getrennt sind und das
Stammsubstrat einen Rohling eines Magnetkopfes nach der
Entfernung des Zwischensubstrats bildet.
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Figur 8 zeigt ein nicht beschränkend zu verstehendes
Beispiel der Form, die den Polen eines Magnetkopfes
verliehen werden soll.
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Die Figuren 9a, 9b zeigen einen Schritt des
Verfahrens, der sich auf eine Maskierungs- und Ätzoperation
bezüglich eines ersten Magnetpols in einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung bezieht, durch die die
Magnetpole auf der Zwischeneinheit geformt werden können, d.h. vor
der Entfernung des Zwischensubstrats.
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Die Figuren 10a und 10b zeigen schematisch einen
Maskier- und Ätzschritt bezüglich der beiden Magnetpole.
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Figur 11 zeigt schematisch, wie nacheinander drei
dünne Schichten auf das Zwischensubstrat aufgebracht werden,
und zeigt den Erfolg einer Schleifbearbeitung, die
unmittelbar die beiden durch den Magnetspalt getrennten Magnetpole
sichtbar werden läßt.
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Figur 12 zeigt die Zwischeneinheit nach einer
Schleif- oder Fräsbearbeitung der Dünnschichtstruktur, die
in Figur 11 gezeigt ist.
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Figur 13 zeigt schematisch den Verfahrensschritt, bei
dem die Zwischeneinheit auf das Stammsubstrat gemäß der
bevorzugten Form des erfindungsgemäßen Verfahrens
aufgebracht wird.
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Figur 14 zeigt schematisch das Stammsubstrat mit der
Dünnschichtstruktur nach der Entfernung des
Zwischensubstrats
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Als nicht beschränkend zu verstehendes Beispiel zeigt
die Figur 3 eine Anwendung der Erfindung auf die Herstellung
von Magnetköpfen zum Lesen und/oder Schreiben.
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Figur 3 zeigt ein Stammsubstrat 10, das von einem
Träger aus magnetischem Material ähnlich dem des in Figur 1
gezeigten Substrats gebildet wird. Figur 3 ist ein Schnitt
in der Ebene Y-X in Figur 1. Im Beispiel der Figur 3 sind
nur zwei Nuten 2, 2a entsprechend je einer Reihe von
Magnetköpfen dargestellt, wobei diese beiden Reihen durch
Zerschneiden am Ende des Verfahrens entlang einer
strichpunktierten Linie geteilt werden. Alle Magnetköpfe werden durch
Zerschneiden wie oben erwähnt erhalten.
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Figur 3 zeigt weiter eine Struktur 11 mit einer oder
mehreren dünnen Schichten. Die Struktur 11 aus dünnen
Schichten wird von einem Substrat 13 gebildet, das
nachfolgend Zwischensubstrat genannt wird und mit dem die Struktur
11 aus dünnen Schichten zusammen eine Zwischeneinheit 12
bildet.
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Dies beleuchtet ein wichtiges Merkmal des
erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich mindestens teilweise die
Struktur 11 mit dünnen Schichten auf einem anderen Substrat als
dem auszubilden, das endgültig diese Struktur aufnehmen
soll, worauf die Zwischeneinheit 12 auf das endgültige
Substrat oder Stammsubstrat 10 aufgebracht wird, wogegen
beim Stand der Technik die Schichten auf das Stammsubstrat
aufgebracht und dort bearbeitet werden.
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In dem nicht beschränkend zu verstehenden Beispiel
wird in dieser Phase des Verfahrens die Dünnschicht-Struktur
11 durch Aufbringen von drei Schichten gebildet, die dazu
bestimmt sind, für jeden Magnetkopf zwei durch einen
mikroskopischen Magnetspalt getrennte Magnetpole zu bilden, im
Gegensatz zu dem makroskopischen Magnetspalt, der jede
Verengung 4 gemäß Figur 1 und 2 darstellt. Natürlich könnte
das Zwischensubstrat 13 auch nur eine Magnetschicht tragen,
um die aktive Seite eines Magnetkopfs, wie in Figur 2
gezeigt, zu bilden.
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Unter den drei dünnen übereinanderliegenden Schichten
14, 15 und 16 auf dem Zwischensubstrat 13 ist die mittlere
Schicht 15 eine Schicht aus unmagnetischem Material (z.B.
aus Aluminiumoxid oder Siliziumoxid), die die
mikroskopischen Magnetspalte 20, 20a bilden soll.
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Wie in Figur 3 gezeigt, ist die Zwischeneinheit 12
auf dem Stammsubstrat 10 so positioniert, daß die
mikroskopischen Magnetspalte 20 im wesentlichen entlang der
Längsachsen 21 der Nuten 2 verlaufen, während die dünnen
Schichten 14, 15, 16 in Richtung auf die Verengung 4 ausgerichtet
sind, d.h. zur Seite 9 des Stammsubstrats, die mit den
Verengungen 4 in Verbindung steht.
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Das Stammsubstrat 10 und die Zwischeneinheit 12
werden aufeinander mit Hilfe eines an sich bekannten
Mittels, Z.B. mit einem Kleber wie ein Epoxyharz oder auch
geschmolzenes oder pulverförmiges Glas, befestigt. Der
Kleber wird zwischen das Stammsubstrat 10 und die
Zwischeneinheit 12 gebracht, worauf diese beiden Teile durch nicht
dargestellte klassische Mittel aufeinandergedrückt werden,
bis der Kleber eine relativ dünne Zwischenschicht 22 von
z.B. etwa 5 pm bildet. Diese Zwischenschicht ist jedoch
ausreichend dick, um die Planfehler und die Rauhigkeit der
Seite 9 des Stammsubstrats nach einer eventuellen
oberflächlichen Abschleifen auszugleichen.
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Dies macht einen wichtigen Vorteil des
erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich, der darin besteht, daß die
Zwischenschicht 22 außer ihrer Klebefunktion eine Funktion
des Ausgleichs von Plan- und Rauhigkeitsfehlern erfüllt, so
daß eine Polierung mit sehr hoher Güte überflüssig wird.
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Die Figuren 4a und 4b zeigen die Vorbereitung des
Zwischensubstrats 13, damit auf diesem dünne Schichten
aufgebracht werden können.
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Das Substrat 13 kann aus einem beliebigen Material
bestehen, aber vorzugsweise muß dieses Material durch auf
dem Gebiet der Dünnschichttechnologie übliche Techniken
geätzt werden können, insbesondere durch die üblichen
Techniken der Maskierung und des Ätzens auf chemischem Weg.
Dieses Material muß auch die Temperaturen aushalten können,
z.B. etwa 500ºC, die für die Wärmebehandlung der dünnen
Schichten gefordert werden (falls diese Wärmebehandlung
erforderlich ist), und es muß einen mit dem
Ausdehnungskoeffizienten der dünnen Schichten verträglichen
Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Zusammengefaßt wird das
Material des Zwischensubstrats 13 so gewählt, daß es mit den
Verarbeitungsschritten kompatibel ist, die für die dünnen
Schichten erforderlich sein können.
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Aufgrund der Natur der dünnen Schichten (die
nachfolgend erläutert wird) kann ein Halbleitermaterial als
Zwischensubstrat
13 geeignet sein, beispielsweise Silizium oder
ein anderes Material wie z.B. Germanium, Glas usw.
eine Seite 25 des Zwischensubstrats 13 wird ggf. so
behandelt, daß sie eine maximale Rauhigkeit von höchstens
einigen Hundertstel Mikrometer besitzt. Eine solche
Rauhigkeit stört nicht und kann die Eigenschaften der dünnen
Schichten nicht beeinträchtigen. Sie läßt sich leicht mit
Hilfe der üblichen mechanischen Rektifiziertechniken
erzielen.
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Die mikroskopischen Magnetspalte 20, 20a in Figur 3
werden mit Hilfe von in das Zwischensubstrat 13
eingravierten Stufen erhalten, wobei die Stufen genau definierte
Flanken besitzen müssen, damit sich möglichst geradlinige
Magnetspalte ergeben. Dies ergibt sich durch Ätzen auf
chemischem oder mechanischem Weg oder durch andere
Techniken.
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Hierzu besteht gemäß einem Merkmal des
erfindungsgemäßen Verfahrens das Zwischensubstrat aus einem
monokristallinen Haibleitermaterial. Beispielsweise eignet sich
monokristallines Silizium sehr gut, da man Stufen auf
chemischem Weg einätzen kann, deren Flanken genau entlang der
kristallographischen Achsen verlaufen.
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Man kann in diesem Sinn auch beispielsweise
Galliumarsenid GaAs verwenden.
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Auf die Oberfläche 25 des Zwischensubstrats 13 bringt
man wie üblich eine Harzmaske 26 auf, so daß eine freie
Fläche 27 (Figur 4a) erscheint.
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Das Silizium des Zwischensubstrats 13 wird an der
freigelegten Fläche 27 gemäß einer an sich bekannten Technik
abgeätzt, z . B. auf chemischem Weg. Dann wird das Harz der
Maske 26 mit einem geeigneten Produkt abgelöst. Das
Zwischensubstrat 13 hat dann die in Figur 4b gezeigte Form mit
einer Vertiefung 28 der Stelle, an der die freigelegte
Oberfläche 27 war, wobei der Grund 29 dieser Vertiefung zur
Oberfläche 25 über Stufen 30, 30a mit praktisch geradlinigen
Flanken übergeht.
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Nun bringt man auf die Oberfläche 25 und in die
Vertiefung 28 die dünnen Schichten 14, 15, 16 mit Hilfe
einer klassischen Methode auf, beispielsweise durch
Kathodenzerstäubung oder auch durch eine ebenfalls bekannte CVD-
Methode (Chemical Vapor Deposition).
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Figur 5 zeigt das Zwischensubstrat 13, wenn die
dünnen Schichten bereits auf das Substrat aufgebracht sind,
d.h. daß das Substrat die Struktur 11 aus dünnen Schichten
trägt.
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Die erste Schicht 14 ist eine Schicht aus einem stark
magnetischen Material wie z.B. das unter dem Namen Sendust
bekannte Material (FexSiyAlz) mit einer Dicke zwischen
beispielsweise 1 und 5 um.
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Auf die erste Schicht 14 folgt die zweite Schicht 15
aus einem unmagnetischen Material, beispielsweise
Aluminiumoxid oder Siliziumoxid. Diese zweite Schicht 15 aus einem
unmagnetischen Material soll die Magnetspalte 20 und 20a an
den Stufen 30, 30a bilden, und die Dicke dieser Magnetspalte
hängt nur von der Dicke der zweiten Schicht 15, ab, die
beispielsweise zwischen 0,1 und 1 um betragen kann.
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Natürlich wurde in diesen Figuren der Maßstab wegen
der klareren Darstellung nicht eingehalten.
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Dann folgt auf die zweite Schicht 15 die dritte
Schicht 16 aus einem magnetischen Material. Die dritte
Schicht 16 ähnelt hinsichtlich ihrer Natur und Dicke der
ersten Schicht 14. Man stellt fest, daß die dünnen Schichten
14, 15, 16 vollkommen die Form der Vertiefung 28 auskleiden,
die auf dem Zwischensubstrat ausgebildet wurde.
So liegen die drei Schichten 14, 15, 16 so
übereinander, daß während des Aufbringens dieser Schichten, d.h.
vom Abscheiden der ersten Schicht 14 bis zum Abscheiden der
dritten Schicht 16 die Zwischeneinheit 12 nicht aus dem
Behälter entnommen werden muß, in dem diese Abscheidungen
stattfinden. Zwischen diesen Einzelschritten ist nämlich
keine fotolithographische Maskierung erforderlich. So umgeht
man alle Probleme der Reinigung der Substrate von diesem
Harz, wobei diese Reinigung beim Stand der Technik unbedingt
erforderlich ist, um ein gutes Anhaften der Schichten
aufeinander zu gewährleisten.
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Figur 6 zeigt die Zwischeneinheit 12 nach einer
Schleifoperation, die an sich auch bekannt ist und durch die
auf jeder Seite der Vertiefung 28 Teile 16b, 16c der dritten
Schicht 16 und Teile 15b, 15c (gestrichelt dargestellt) der
zweiten (unmagnetischen) Schicht 15 entfernt werden, so daß
nur in dieser Phase des Verfahrens verbleiben: die erste
Schicht 14 insgesamt, ein zentraler Bereich isa der zweiten
Schicht (in der Vertiefung 28 und den Magnetspalten 20, 20a
in Höhe der Stufen 30, 30a) und ein zentraler Bereich 16a
der dritten Schicht 16.
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Durch diese Operation ergibt sich eine Oberseite 32
der Dünnschichtstruktur 11, die gebildet wird von:
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- Seitenbereichen 14b, 14c der ersten Magnetschicht
14 zu beiden Seiten der Vertiefung 28,
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- dem zentralen Bereich 16a der dritten Schicht 16
aus magnetischen Material,
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- einem Ende jedes Magnetspalts 20, 20a, das zwischen
dem zentralen Bereich 16a aus magnetischem Material der
dritten Schicht 16 und den seitlichen Bereichen 14b, 14c der
ersten Magnetschicht 14 liegt,
wobei der zentrale Bereich 15a des unmagnetischen
Materials zwischen den zentralen Bereichen 14a und 16a der
Schichten aus magnetischem Material liegt.
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Dann werden das Stammsubstrat 10 (das das Magnetfeld
schließt) und die Zwischeneinheit 12 miteinander wie anhand
von Figur 3 gezeigt verbunden.
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Der nächste Schritt besteht darin, das
Zwischensubstrat 12 durch ein chemisches, mechanisches oder anderes
Verfahren sowie den zentralen Bereich 14a der ersten Schicht
14 und ggf. ganz oder teilweise den zentralen Bereich 15c
der zweiten, unmagnetischen Schicht 15 zu entfernen.
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So erhält man, wie Figür 7 zeigt, das Stammsubstrat
10, das die Struktur 11 aus dünnen Schichten (die nun auf
den eigentlichen Nutzbereich ha beschränkt ist) über die
Zwischenschicht 23 trägt, wobei die Struktur 11 aus den
Magnetschichtbereichen 14b, 16a, 14c gebildet wird, die sich
in einer Ebene befinden und durch Magnetspalte 20, 20a
getrennt sind sowie aktive Seiten 35a, 35b entgegengesetzt
zum Stammsubstrat 10 bilden.
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Nun muß nur noch die Form der Magnetpole durch Ätzung
auf den aktiven Seiten 35a, 35b definiert werden, wie dies
beispielsweise in der französischen Patentanmeldung 87 14
822 beschrieben ist.
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Die Form der Magnetpole kann der in Figur 8 als nicht
beschränkend zu verstehendes Beispiel gezeigten Form
entsprechen. Diese Figur zeigt einen ersten und einen zweiten
Pol P1, P2, die zu beiden Seiten eines Magnetspalts 20, 20a,
zum Beispiel des Magnetspalts 20a, ausgebildet werden
können. In diesem Fall sieht man die Pole P1 und P2 in Richtung
eines Pfeils 40 in Figur 7. Der erste Pol P1 ist in der
seitlichen Magnetschicht 14c und der zweite Pol P2 in der
zentralen Magnetschicht 16a ausgebildet.
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Um, das Ausätzen der Magnetpole P1, P2 durchzuführen,
geht man beispielsweise in der nachfolgend beschriebenen Art
vor, deren Einfachheit auf eine bildliche Darstellung
verzichten läßt:
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- Man bringt auf die aktiven Seiten eine
lichtempfindliche Beschichtung oder ein Harz auf;
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- dann maskiert man diese Beschichtung mit einer
Maske gemäß der Form und den Abmessungen, die für die Pole
P1 und P2 gewünscht werden;
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- die maskierte lichtempfindliche Beschichtung wird
belichtet;
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- nach der Entfernung des Harzes und der Maske kann
das Ätzen durch eine klassische Methode erfolgen (chemisches
Ätzen, lonenätzen, Plasmaätzen), um die Pole P1 und P2 zu
erhalten. Natürlich stehen bei dieser Methode die Pole P1
und P2 bezüglich der umgebenden Oberfläche vor.
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Hinsichtlich der Herstellung und/oder des Aufbringens
der Spule oder Spulen (nicht dargestellt) wird auf das
Beispiel verwiesen, das in der französischen Patentanmeldung
86 14 975 beschrieben ist. Die Spulen können aber auch nach
dem Zerschneiden und der Vereinzelung der Magnetköpfe um
einen Zweig des Magnetkreises und durch die Nut 2, 2a aufge
bracht werden.
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Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf eine
bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
die zu Magnetpolen führt, die in das Zwischensubstrat
eingelassen sind, d.h. die nicht mehr bezüglich der umgebenden
Oberfläche vorstehen.
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Die Figuren 9a und 9b zeigen die Verfahrensschritte,
mit denen man im Zwischensubstrat 13 den Abdruck eines
Magnetpols gleicher Form wie die Magnetpole Pl und P2 in
Figur 8 erhält. Die Figuren 9a und 9b stellen
Schnittdarstellungen entlang einer Achse X in Figur 8 dar, wobei die
Längsseiten 46 der Pole P1 und P2 entlang dieser Achse
verlaufen.
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Auf die Oberseite 25 des Zwischensubstrats 13 wird
eine Maske 47 aufgebracht, die nach der Entwicklung einen
freigelegten Bereich 48 mit der Form eines Magnetpols wie in
Figur 8 gezeigt ergibt. Diese Form ist in Figur 9a entlang
der Abmessung einer Seite 46 dieses Magnetpols dargestellt.
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Nach dem beispielsweise chemischen Abätzen der
freigelegten Oberfläche 48 und der Entfernung des Harzes der
Maske 47 erhält man in der Oberfläche 25 eine Vertiefung 49
mit der Form eines Magnetpols, die in die Oberfläche 25 über
geradlinige Stufen 50 und 51 übergeht.
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Die Figuren 10a und 10b zeigen einen
Verfahrensschritt, mit dem eine weitere, zur ersten Vertiefung
symmetrische Vertiefung gebildet werden kann, um den zweiten
Pol herzustellen und um die Tiefe der ersten Vertiefung 49
zu vergrößern.
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Hierzu wird eine zweite Maske 53, die die Form beider
Pole besitzt, auf die Oberfläche 25 des Zwischensubstrats 13
so aufgebracht, daß sich ein neuer, unbedeckter Bereich 54
ergibt, der von der Vertiefung 49 und zusätzlich einer
freigelegten Fläche 55 mit der Form des zweiten Magnetpols
definiert wird.
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Hinsichtlich der bereits vorhandenen Vertiefung 49
mit dem ersten Motiv muß die Fluchtung mit dem zweiten
herzustellenden Motiv möglichst gut sein. Dies ist aber kein
allzu kritisches Merkmal. Vorzugsweise liegt die zweite
Maske 53 bezüglich der ersten etwas zurückgesetzt, wie dies
in Figur 10a gezeigt ist, wo diese Maske auch die Stufe 50
bedeckt.
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Man erkennt in Figur 10b, daß nach dem Abätzen der
freien Oberfläche 54 und nach der Entfernung der Maske 53
sich an der freigelegten Fläche 54 in der Oberfläche 25 des
Zwischensubstrats 13 eine Vertiefung 60 mit doppelter Tiefe
ergibt. Die Vertiefung 60 wird von der Vertiefung 49
gebildet, deren Tiefe zugenommen hat, und von einer Vertiefung
61, die die zuletzt freigelegte Fläche 55 ersetzt und die
einerseits zur Oberfläche 25 über eine neue Stufe 63 und
andererseits zum Grund der Vertiefung 49 über die
Zwischenstufe 51 übergeht, die sich im wesentlichen in der Mitte der
Vertiefung 60 befindet.
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Figur 11 zeigt das Zwischensubstrat 13, auf dem
insbesondere in der Vertiefung 60 die drei Schichten 14, 15
und 16 abgeschieden worden sind, die wie im vorhergehenden
Beispiel übereinanderliegen und die Form der Stufen 63, 51
und 50 auskleiden.
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Eine nachfolgende Operation besteht darin, die
Bereiche dieser dünnen Schichten zu entfernen, die nicht in
der Vertiefung 60 enthalten sind. Dies kann, wie im
vorhergehenden Beispiel, durch ein Abschleifen geschehen, bei dem
alles Material entfernt wird, das über die Oberfläche 25 des
Zwischensubstrats 13 vorsteht, wobei diese Oberfläche 25
durch eine gestrichelte Linie in Figur 11 angedeutet ist.
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Wie in Figur 12 zu sehen, erscheinen nach diesem
Abschleifen in einer gemeinsamen Ebene wie die Oberfläche 25
die Oberflächen S14 und S16 der Schichten 14 und 16 aus
magnetische Material, die sich in der Vertiefung 60
befinden. Die zweite dünne Schicht 15 aus unmagnetischem Material
trennt diese beiden magnetischen Schichten 14 und 16 und
erscheint mit ihren Enden in Höhe der Stufe 50 und der
Zwischenstufe 51 an der Oberfläche.
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Daraus ergibt sich die Zwischeneinheit 12, die
genauso wie im vorhergehenden Beispiel mit dem Stammsubstrat
verbunden werden kann. Natürlich ist in dieser
Ausführungsform anders als bei der vorhergehenden die Form der
Magnetpole P1 und P2 bereits in den Magnetschichten 14 und
16 ausgeätzt.
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Figur 13 zeigt das Stammsubstrat 10, das mit der
Zwischeneinheit 12 über die Zwischenschicht 22 fest ver
bunden wurde, wobei die Oberflächen 25, S14, S15 zum
Stammsubstrat hinweisen und die Zwischenstufe 51 im wesentlichen
zur Achse 21 der Nut 2 zentriert ist. Die zweite,
unmagnetische Schicht bildet an dieser Stelle eine Stufe, die einen
Magnetspalt 73 bilden soll.
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Ein weiterer Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, teilweise das Zwischensubstrat 13 sowie einen
Teil der ersten Magnetschicht 14 zu entfernen, der im
tiefsten Teil des Zwischensubstrats 13 liegt, wobei dieser Teil
der tiefsten Magnetschicht in Figur 13 mit 14p bezeichnet
ist. Bei dieser Operation wird alles Material entfernt, das
jenseits einer durch eine gestrichelte Linie 70 angedeuteten
Ebene liegt, die einer unteren Oberfläche 71 der ersten
Schicht 14 in dem Bereich entspricht, in dem sie
erhaltengeblieben ist, d.h. gegenüber der Oberfläche S14. Daraus
ergibt sich, daß von der Struktur 11 nur ein Nutzteil 11b
erhaltengeblieben ist.
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Figur 14 zeigt das Ergebnis dieser Operation. Man
sieht, daß der Nutzteil 11b der Struktur dünner Schichten
mit dem Stammsubstrat 10 fest verbunden ist und daß im
Gegensatz zur vorhergehenden Variante die beiden Magnetpole
P1 und P2 bereits fertig ausgebildet sind und von einem Teil
der ersten Schicht 14 bzw. einem Teil der dritten Schicht 16
gebildet werden. Die beiden Pole P1 und P2 werden durch
einen mikroskopisch kleinen Magnetspalt 73 voneinander
getrennt, der von der zweiten, unmagnetischen Schicht 15
stammt.
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Man erkennt weiter, daß in dieser Variante des
erf indungsgemäßen Verfahrens die Magnetpole P1 und P2
zwischen die verbleibenden Bereiche 13a, 13b des Substrats 13
eingesetzt sind, so daß die aktive Oberfläche in diesem Fall
vollständig eben ist.