JPH04251418A - ホール効果をもつ水平型磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

ホール効果をもつ水平型磁気ヘッド及びその製造方法

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JPH04251418A
JPH04251418A JP3049248A JP4924891A JPH04251418A JP H04251418 A JPH04251418 A JP H04251418A JP 3049248 A JP3049248 A JP 3049248A JP 4924891 A JP4924891 A JP 4924891A JP H04251418 A JPH04251418 A JP H04251418A
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JP
Japan
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magnetic
hall effect
legs
film
magnetic core
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JP3049248A
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Inventor
Jean-Marc Fedeli
ジャン‐マルク　　フェデーリ
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Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication date
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    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/37—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices using Hall or Hall-related effect, e.g. planar-Hall effect or pseudo-Hall effect
    • G11B5/376—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices using Hall or Hall-related effect, e.g. planar-Hall effect or pseudo-Hall effect in semi-conductors
    • G11B5/378—Integrated structures

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホール効果をもつ水平型
磁気ヘッド及びその製造方法に関する。特に、磁気媒体
上の記録を読み出すことができるが、また任意の媒体上
に書き込みもできる。
【０００２】
【従来の技術】縦方向に記録された情報に対して読み出
し及び書き込みを行なう磁気ヘッドの構成が図１に示さ
れている。各種フィルム（関係のある大きさはより明確
に提供するために認められない）は非磁性体のスペーサ
１４と導体の螺旋体１６によって充填されたギャップを
持つ磁気回路１２を形成するために半導体基板１０にお
いて堆積されたり彫られたりする。この螺旋体１６はリ
ンク１８によって相互に接続された２つの螺旋体からな
り、各々は磁性体の脚２０，２１の回りに巻かれている
。これらの磁性体の脚２０，２１は回路１２の第１及び
第２の磁心に結合する。
【０００３】螺旋体１６は基板の下部の面上に堆積され
たブロック２８，３０を結合するために基板１０を横切
るようにリンク２４，２６によって２つの端において結
合されている。書き込み及び／又は読み出しのためのト
ラック３２がギャップの上を走行する。そのヘッドの各
種の具体例がヨーロッパ特許出願第１５２，３２６　号
及び第２６２，０２８　号に開示されている。この周知
の薄膜技術と比較して他の技術はホール効果を持つ材料
の特性を用いることに詳しく述べられている。その材料
は狭い記録用トラックの端に対して読み出し用ヘッドを
実現できる。
【０００４】仏国特許第２，５１８，７９２　号にはホ
ール効果センサを用いた垂直磁気ヘッドが記載されてい
る。その磁気ヘッドが図２に示されている。同図からわ
かるように、ホール効果センサ３４は２つの磁心３６，
３８の間を分離するスペースに配置されている。これら
の磁心３６，３８は磁気記録媒体３２に関して垂直に置
かれ、かつ非磁性体のスペーサ４０によってヘッドが媒
体に接近する高さの部分で分離されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな磁気ヘッドは単一のホール効果センサからなり、そ
して熱又は電気的なドリフトを条件としてこれらのドリ
フトは補償しなければならない。図３はホール効果セン
サからなる他の周知な垂直磁気ヘッドを示す。この磁気
ヘッドは米国特許第３，８００，１９３号明細書に詳細
に記載されている。磁心３６，３８は各々の端同志で接
合している。先ずそれらは磁気記録媒体３２の対向する
磁心の一部で非磁性体のスペーサ４０によって分離され
、次にホール効果センサ３４によっても分離されている
。この磁気ヘッドは前述のような欠点を有する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は少なくと
も一つのホール効果センサを有し、簡単な微分測定手段
によってこれらのドリフトの問題を軽減できる水平型磁
気ヘッドを提供することである。
【０００７】特に、本発明は半導体基板に形成されたケ
ーソンに含まれ、第１の磁心と、非磁性体のスペーサに
よって２つの部分に分離した第２の磁心と、第２の磁心
の一方の部分と第１の磁心が結合した第１の磁性体の脚
と、第２の磁心の他方の部分と第１の磁心が結合した第
２の磁性体の脚とを有し、少なくとも第１及び第２の脚
がホール効果センサを構成する。脚の上部の部分でのセ
ンサの位置がヘッドの動作に関して無関係である。本発
明の磁気ヘッドは水平型であって、２つの磁性体の脚か
らなり、各々はホール効果センサを集積できる。２つの
センサの存在によって、各センサによって出力された記
録された磁気媒体の読み出し信号の微分測定を簡単に実
行でき、かつドリフトのない信号を得ることができるの
である。さらにこの信号は単一のセンサによって出力さ
れた信号の倍の強さを有している。
【０００８】都合のいいことに、各脚がホール効果セン
サからなるとき、これらのセンサの出力は出力側で読み
出し信号を出力する微分回路の入力側に接続されている
。また、本発明はその他に次のような利点がある。それ
は読み出し手段（ホール効果センサがこれらの手段の一
部を形成する）と書き込み手段の両方を単一のヘッドに
集積でき、これらの読み出しと書き込み手段が同じ磁気
回路に使用され得る。この場合、本発明の磁気ヘッドは
さらに２つの磁気の脚の回りを回る導体の螺旋体を含む
。
【０００９】また本発明の目的は上述のヘッドを得るた
めの製造方法を提供することである。この方法に関し、
半導体基板上に形成されたケーソンの内側において、第
１の磁性体の脚が形成され、第１の不導体のフィルムが
堆積され、４つの導体のブロックが第１の磁心の一端に
少なくとも閉じるように形成され、これらのブロックは
基板の外側と接続可能であり、第２の不導体のフィルム
がユニット上に堆積され、第１の磁心の端に達する２つ
の開口部が不導体のフィルムの組に彫られ、これらの開
口部には第２の不導体のフィルムの表面を研磨して２つ
の磁性の半分の脚を作るために磁性材料が充填され、第
３の不導体フィルムがユニット上に堆積され、導体ブロ
ックに達する開口部が第２及び第３の不導体フィルムに
彫られ、ホール効果を有する材料からなるフィルムがユ
ニット上に堆積され、ホール効果を有する材料からなる
前記フィルムが各ホール効果センサの形状を明らかにす
るために任意の方法で彫られ、第４の不導体フィルムが
ユニット上に堆積され、２つの磁性体の半分の脚には第
５の不導体フィルムが埋められ、これらの半分の脚は既
に形成された半分の脚に揃えられ、第２の磁心には第６
の不導体フィルムが埋められる。
【００１０】読み出し及び書き込み用ヘッドを実現する
ために、導体の螺旋体が導体ブロックの生成の工程中２
つの磁性の脚を回るように作られる。その導体ブロック
と螺旋体の端（読み出し／書き込み用ヘッドの場合で）
は基板の外側と金属リンクによって結合されている。こ
れらの金属リンクは、基板の裏面や第１の不導体フィル
ムを彫ること、かつ例えば導体ブロックを形成するため
の工程より前で彫られた穴の金属皮膜処理によって、あ
るいは第６、第５や第４の不導体フィルムの前面を彫る
こと、かつ製造工程の最後に彫った穴を金属皮膜処理に
よってごく一般に得られるものである。
【００１１】
【実施例】図４はケーソン（ｃａｉｓｓｏｎ）　が彫ら
れた例えばシリコンで作られた半導体基板の断面を示す
図である。 ヨーロッパ特許公開第２６２，０２８　号に示されるよ
うに、水平型磁気フィルムは電気分解によってこのケー
ソンの底で増えるように作られており、このフィルムは
磁気回路の第１の磁心を形成するためのＦｅＮｉフィル
ムである。
【００１２】第１の磁心４２は例えばＳｉＯ２　で作ら
れた不導性フィルム４４でコーティングされている。本
発明に係る磁気ヘッドの製造方法の次の工程がヘッドの
一部分を示す図５に示されている。第１の磁心４２の各
端の好ましくは回り及び接点、４つの導体ブロック（断
面図に示されたブロック４６，４８と５４，５６）は第
１の不導体フィルム４４上に配置されており、これらの
ブロックは導体の螺旋状の螺旋体で囲まれている。この
螺旋体は相互に接合した螺旋体６２ａと６２ｂの２つの
セットで形成されている。
【００１３】ユニットは第１の磁心の端の反対側の開口
部を形成するために通常通りに例えばＳｉＯ２　で作ら
れた第２の不導体フィルムでコーティングされている。 これらの開口部は第２の不導体フィルム６４を揃えるよ
うにＦｅＮｉで作られた２つの磁性体の半分の脚６６，
６８を形成するために電解堆積によって埋設されている
。 ユニットは例えば０．２ミクロンの好ましい薄さである
薄さＸであるＳｉＯ２　で作られた不導体フィルム７０
でコーティングされている。
【００１４】図６は前述した動作を実行した後の装置の
部分平面図を示す。この図は半分の脚６６が導体ブロッ
ク４６，４８，５０，５２によって囲まれており、半分
の脚６８も導体ブロック５４，５６，５８，６０によっ
て囲まれている。磁気回路の内部にあるブロック４８，
５４は、第１の磁心４２を横切るためでなく接続のため
に細く伸びた形状を成す。各螺旋体の一連の６２ａ，６
２ｂは例えば螺旋状について構成する。
【００１５】図７は本発明の方法の次の工程における断
面図を示す。ホトリソグラフィや彫る手段によって開口
部は不導体フィルム６４，７０に作られる。これらの開
口部は導体ブロック４６，４８，５０，５２，５４，５
６，５８，６０に達している。約１ミクロンの薄さＹを
有する例えばＩｎＳｂで作られたホール効果金属フィル
ムはユニット上に堆積される。この堆積は陰極蒸着によ
ってなされる。センサの形状はホトリソグラフィまたは
彫り込みによって明らかになる。図７は彫る工程時にセ
ンサの形状を明らかにすることができるように作られた
樹脂マスク７４，７６を示している。
【００１６】図８は本発明の製造方法の次の工程におけ
る断面図である。センサ７８，８０は磁性体の脚の中に
集積されるように彫られる。それらは半分の脚６６，６
８の両側上に導体ブロックと結合されている。０．２ミ
クロンの薄さＺのＳｉＯ２　で作られた第４の不導体フ
ィルム８２はユニット上に配置されたセンサに対して揃
っている。
【００１７】図９は磁性体の脚に集積されたホール効果
センサの平面図である。図示のセンサ７８は半分の脚６
６の部分よりやや大きい。センサ７８は導体ブロック４
６，５２，４８，５０各々と結合のため突出したフラッ
プ８４，８６，８８，９０を有する。
【００１８】図１０は製造法の次の工程を示す断面図で
ある。上部の半分の脚９２と９４は半分の脚６６と６８
各々に対して揃っている。その上部の半分の脚９２と９
４は例えばＦｅＮｉで作られている。これらの半分の脚
９２と９４はユニット上に堆積された第５の不導体のＳ
ｉＯのフィルム９２においてこの第５のフィルムや表面
でのＦｅＮｉの陰極蒸着によってまたは電気分解によっ
て作られた開口部で具体化される。
【００１９】後者の場合先ずこれらの開口部を有する第
５の不導体フィルム上で導体金属は陰極蒸着によって設
けられ、そして選ばれた適切な磁気材料が電極として導
体材料を用いることによって電気分解され、最後にユニ
ットは脚を形成するために洗練し又は表面を研磨する。 脚の端から端までの高さＬは１０ミクロンである。
【００２０】図１１は本発明の製造方法の最後の工程に
よって完成して磁気ヘッドを示す断面図である。非磁性
体のスペーサ１０２によって分離させた２つの部分９８
と１００のＦｅＮｉで作られた上部の磁心はヨーロッパ
特許公開第２６２，０２８　号（図５ｊ，５ｋ，５ｌ，
５ｍ）に開示されている技術で実現できる。
【００２１】図１１には基板１０と第１の不導体フィル
ム４４が磁気ヘッドの後ろ側を通って導体ブロックにア
クセスするための開口部（断面図に示されているように
つまり２つの開口部１０４や１０６）によって突き通さ
れていることが示されている。これらの開口部はセンサ
７８，８０を最初微分回路のような生成手段と通常通り
に接続されることができ、次に電源回路とも接続するこ
とができる。
【００２２】他の開口部１０５ａと１０５ｂは螺旋体と
図示していない供給手段との間のリンクの具体化のため
に突き通されている。これらのリンクの一具体例がエレ
クトロケミカルソシエテジャーナル１９８８年１０月９
〜１４日シカゴにおける秋の会議で明らかになった「シ
リコンウェハを介した電気的接続（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａ
ｌ　ｃｏｎｎｅｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｓｉｌｉｃ
ｏｎ　ｗａｆｅｒｓ　）」という題の文献に開示されて
いる。ホール効果センサは第２の水平型磁心と並行に走
行する媒体上に記録された磁気信号を読み取るために用
いられる。
【００２３】図１２ａに示すように、信号から得られた
磁力線Ｂは対向するセンサ７８と８０を横切ることによ
って磁気回路（該回路は磁気部分と脚から形成されてい
る）の内側に接続される。図１２ｂに示すように、セン
サ７８と８０にはブロック５０と５８と各々接続された
電流発生器１０８と１１０による電流が供給される。ブ
ロック５２と６０は接地されている。
【００２４】磁力線Ｂによるセンサの通り抜けによるホ
ール電圧はセンサ７８のブロック４６，４８と、センサ
８０のブロック５４，５６の間で測定される。これらの
各電圧は磁力線によって通り抜けられたセンサによるホ
ール構成を含む。またその電圧はセンサの一つのホール
構成に付加されたノイズによる構成を含み、他のセンサ
のホール構成に類似されている。
【００２５】センサ８０によって出力されたホール電圧
は微分回路１１２の入力（＋）に供給される。センサ７
８によって出力されたホール電圧は微分回路１１２の入
力（−）に供給される。この回路は各センサによって出
力された信号の倍の振幅のみでなくまたノイズ、特に微
分時に除去された他の形成又は熱のドリフトを除く。
【００２６】そして本発明のホール効果磁気ヘッドはド
リフトによるノイズから除いた高い振幅の読み出し信号
を得ることができる。例えばこのヘッドは次のような特
徴を有する。 ・薄層ホール効果センサの磁場の感度は約４０ｍＶ／ｍ
Ａ．ｋＧである。 ・ホール効果センサに形成された二次側のギャップを横
切る磁場の振幅は約±１０ガウス（２ｍＡの磁気分極型
センサを用いた場合）である。 ・センサの端子に出力するホール電圧は約１．４ｍＶｐ
ｐである。 ・微分後の読み出し信号ＶＳの振幅は約２．８ｍＶｐｐ
である。 この後者の図は読み出し螺旋体を用いた電磁ヘッドに関
する約２０の損失が発生する。さらに、ヘッドが書き込
みに用いられたとき本発明はホール効果のセンサを組み
入れるために脚での二次側のギャップによる書き込み上
でのヘッドの効率の損失を補償するためにの減衰磁気回
路を得るため、旋回の数が少ない（例えば１０回）螺旋
体を用いる。
【００２７】本発明は前述した一例に限定されるのでは
ないことは言うまでもなく、本発明は全ての変形にも適
用される。特に、上述の実施例において、ホール効果磁
気ヘッドは読み取りにも、また螺旋体６２ａ，６２ｂの
効力によって書き込みにも使用できる。単に読み出しヘ
ッドを得るためでなく、本製造方法を実施するときこの
螺旋体を組み入れることを省略することで十分である。 なおこの場合の各種磁気材料の堆積は電解堆積であるが
、他のタイプの堆積方法を用いることもできる。最後に
本発明の装置は２つのホール効果センサ（各脚で１つ）
から構成されるが、２つ脚の一つで集積された一つのホ
ール効果センサのみで構成された装置は本発明に関係す
るものである。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な微分測定手段によってこれらのドリフトの問題を
軽減でき、また本発明の磁気ヘッドは水平型であって、
２つの磁性体の脚からなりので各々はホール効果センサ
を集積できる。さらに２つのセンサの存在によって、各
センサによって出力された記録された磁気媒体の読み出
し信号の微分測定を簡単に実行でき、かつドリフトのな
い信号を得ることができる。さらにこの信号は単一のセ
ンサによって出力された信号の倍の強さを有している。 読み出し手段と書き込み手段の両方を単一のヘッドに集
積でき、これらの読み出しと書き込み手段が同じ磁気回
路に使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の磁気ヘッドの構成を示す図である。
【図２】従来のホール効果磁気ヘッドの構成を示す図で
ある。
【図３】他の従来のホール効果磁気ヘッドの構成を示す
図である。
【図４】本発明に係る製造法における第１の工程時のヘ
ッドの断面を示す図である。
【図５】第２の工程時のヘッドの断面を示す図である。
【図６】第２の工程時のヘッドの平面を示す図である。
【図７】第３の工程時のヘッドの断面を示す図である。
【図８】第４の工程時のヘッドの断面を示す図である。
【図９】本実施例のホール効果センサの平面を示す図で
ある。
【図１０】第５の工程時のヘッドの断面を示す図である
。
【図１１】本発明のホール効果磁気ヘッドの断面を示す
図である。
【図１２ａ】磁気回路内の磁力線の様子を示す図である
。
【図１２ｂ】本実施例における微分回路に接続されたホ
ール効果センサを示す図である。
【符号の説明】
１０　　基板 ４２　　第１の磁心 ４４　　第１の不導体フィルム ４６　　導体ブロック ４８　　導体ブロック ５０　　導体ブロック ５２　　導体ブロック ５４　　導体ブロック ５６　　導体ブロック ５８　　導体ブロック ６０　　導体ブロック ６２　　螺旋体 ６４　　不導体フィルム ６６　　脚 ６８　　脚 ７０　　不導体フィルム ７４　　樹脂マスク ７６　　樹脂マスク ７８　　センサ ８０　　センサ ８４　　フラップ ８６　　フラップ ８８　　フラップ ９０　　フラップ ９２　　脚 ９４　　脚 ９８　　第２の磁心 １００　　第２の磁心 １０４　　開口部 １０６　　開口部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　半導体基板に形成されたケーソンに含
    まれ、第１の磁心と、磁性体のスペーサによって２つの
    部分に分離された第２の磁心と、第２の磁心の一方の部
    分と第１の磁心が結合した第１の磁性体の脚と、第２の
    磁心の他方の部分と第１の磁心が結合した第２の磁性体
    の脚とを有し、少なくとも第１及び第２の脚がホール効
    果センサを構成することを特徴とするホール効果磁気ヘ
    ッド。
  2. 【請求項２】　　前記各脚がホール効果センサを構成し
    、これらセンサの出力は出力側で読み出し信号を出力す
    る微分回路の入力側に接続されている請求項１記載の磁
    気ヘッド。
  3. 【請求項３】　　２つの磁性体の脚の回りを回る導体の
    螺旋体を含む請求項１記載の磁気ヘッド。
  4. 【請求項４】　　半導体基板上に形成されたケーソンの
    内側に、第１の磁性体の脚が形成され、第１の不導体の
    フィルムが堆積され、４つの導体のブロックが第１の磁
    心の少なくとも一端に密接するように形成され、これら
    のブロックは基板の外側と接続可能であり、第２の不導
    体のフィルムがユニット上に堆積され、第１の磁心の端
    に達する２つの開口部が不導体のフィルムの組で彫られ
    、これらの開口部には第２の不導体のフィルムの表面を
    研磨して２つの磁性体の半分の脚を作るために磁性材料
    が充填され、第３の不導体フィルムがユニット上に堆積
    され、導体ブロックに達する開口部が第２及び第３の不
    導体フィルムに彫られ、ホール効果を有する材料からな
    るフィルムがユニット上に堆積され、ホール効果を有す
    る材料からなる前記フィルムが各ホール効果センサの形
    状を明らかにするために任意の方法で彫られ、第４の不
    導体フィルムがユニット上に堆積され、２つの磁性体の
    半分の脚には第５の不導体フィルムが埋められ、これら
    の半分の脚は既に形成された半分の脚に揃えられ、第２
    の磁心には第６の不導体フィルムが埋められることを特
    徴とするホール効果磁気ヘッドの製造方法。
  5. 【請求項５】　　導体の螺旋体が導体ブロックの生成中
    ２つの磁性体の脚を回るように作られる請求項４記載の
    ホール効果磁気ヘッドの製造方法。
JP3049248A 1990-02-21 1991-02-21 ホール効果をもつ水平型磁気ヘッド及びその製造方法 Withdrawn JPH04251418A (ja)

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