JPH04501331A - 磁気式記録ヘッドのホール効果センサを製造する方法 - Google Patents

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】 龜気式記録ヘットのホール効果センサを製造する方法ｉ乱ム遣１ 本発明は磁気式記録装置、一層詳しくは、磁気式記録ヘッドのためのホール効果 センサを形成する方法に関する。

発明の背景 磁気式記録ヘッドというのはコンピュータ、テープ・レコーダ、ビデオテープ・ レコーダ等で用いられて磁気テープまたは磁気ディスクにデータを記憶させたり 、そこからデータを読み出させたりするものである。このような磁気式記録ヘッ ドでは磁気センサが用いられ、記録媒体から磁気式記録ヘッドに送られてきた信 号を検出するようになっている。

広く用いられている磁気センサとしては薄膜誘導式センサ、磁気抵抗（ＭＲ）式 センサ、ホール効果センサかある。これらのセンサのうち、ホール効果センサは 弱い信号を検出する能力かあるために望ましいものである。したがって、ホール 効果センサを組み込んだ磁気式記録ヘッドは高密度記録装置で使用するに適して いる。

磁気式記録装置からの読み戻しプロセスで磁束を効率良く使用するには、ホール 効果センサの空き層（非磁性層）、たとえば、絶縁層や接合層が薄くなければな らない。さらに、結晶粒界間の電子散乱から生じる゛ノイズを減らしたり、より 強い信号を得たりするためには、ホール効果要素は半導体材料の薄い（数ミクロ ンのオーダー）単結晶膜でなければならない。

したかフて、未発、明の目的は従来技術の困難性、欠点を克服するホール効果セ ンサを製造する方法を提供することにある。

本発明の別の目的はホール効果要素が半導体材料の単結晶薄膜である薄くて容易 に再現できる接着剤層を有するホール効果センサを形成する方法を提供すること にある。

付加的な目的および利点は以下の説明で述べることになるか、一部はこの説明か ら明らかとなるであろうし、あるいは１発明を実施することによって知ることか できよう。

＆」１と１１ 前記の目的を達成すべく、ここで具体化され、広義に説明される発明の目的に従 って、本発明は磁気式記録ヘッドのためのホール効果センサを形成する方法を提 供する。この方法では、化学的に異種である単結晶薄膜を有する単結晶基板が用 意される０片面に形成した、選定厚さの第１磁極片を有するセラミック基板も用 意される。単結晶基板およびセラミック基板は単結晶薄膜と磁極片面とが対向し た状態になるように設置される。次いで、このように設置したセラミック基板を 同様に設置した単結晶基板の単結晶薄膜に結合してほぼ均一な薄い接着剤層を有 する積層構造体を形成する。次に、単結晶基板は単結晶薄膜から化学的に除去さ れる。こうして、ホール効果パターンが薄膜に形成されると共に薄膜の片面が露 出する０次に、第２磁極片がホール効果パターン上に蒸着される。

本発明の一局面においては、セラミック基板を用意する段階はセラミック基板の 表面にパターン化した磁極片を形成する副段階を包含し、ホール効果パターンを 形成する段階は単結晶薄膜から単結晶基板を除去する段階の後に実施される。

本発明の別の局面においては、ホール効果パターンを形成する段階は位置決めし たセラミック基板を位置決めした単結晶基板の単結晶薄膜に結合する段階の前に 実施される。

本明細書に添付され、その一部をなす添付図面は本発明のいくつかの実施例を示 しており、以下の説明と一緒になって発明の詳細な説明するのに役立つ。

図面の簡単な 第１図は単結晶基板の表面に形成した単結晶薄膜の概略図である。

第２図はセラミック基板の表面上の磁極片の概略図である。

第３図は本発明の第１の好ましい実施例による方法を実施するために磁極片をパ ターン化した後の、第２図に示す構造の概略図である。

第４図は本発明の第１の好ましい実施例に従って単結晶薄膜と磁極片面を対向さ せた状態で位置決めした単結晶基板およびセラミック基板の概略図である。

第５図は位置決めした基板を相互に圧迫した後の、第４図に示す構造の概略図で ある。

第６図は単結晶基板を除去した後の、第５図に示す構造の概略図である。

第７図は本発明の第１の好ましい実施例に従ってホール効果パターンを単結晶薄 膜に形成した後の、第６図に示す構造の概略図である。

第８図は形成したホール効果パターン上に絶縁層と第２磁極片を蒸着した後の、 第７図に示す構造の概略図である。

第９図は本発明の第２の好ましい実施例による方法を実施するために単結晶薄膜 にホール効果パターンを形成した後の、第１図に示す構造の概略図である。

第１Ｏ図は本発明の第２の好ましい実施例に従って単結晶薄膜と磁極片面を対向 した状態に置くように位置決めし、相互に圧迫した後の単結晶基板、セラミック 基板の概略図である。

第１ｉ図は単結晶基板を除去した後の、第１θ図に示す構造の概略図である。

第１２図は余分な接着剤を除去し、絶縁層と第２磁極片を形成済みのホール効果 パターン上に蒸着した後の、第１１図に示す構造の概略図である。

好ましい　例の 以下、添付図面に示す本発明の現在のところ好ましい実施例について詳細に説明 する。

本発明のホール効果センサを形成する方法によれば、化学的に異種である単結晶 薄膜を有する単結晶基板が用意される。ここで具体化したものとしては、第１図 を参照して、単結晶基板１４の表面１２に、公知のエピタキシャル蒸着技術、た とえば、モレキュラー・ビーム・エビタクシ（ＭＢＥ）、金属有機化学蒸着（Ｍ ＯＣＶＤ）、液相エビ９’）シ（ＬＰＥ）を用いて単結晶薄膜ｌＯが付着される 。好ましくは、単結晶薄膜ｌＯの厚さは装置の性能を最適化するように選ばれ、 よって、その特定の用途に応じて異なる。薄膜１０と基板１４は化学的に異種の 材料で作られており、薄膜ｌＯをほとんど溶解しない選択的化学エツチング剤を 用いて基板１４を薄膜１０から除去することができる。

単結晶基板を用意する段階は、好ましくは、単結晶基板上に単結晶薄膜を蒸着す る副段階を包含し、このとき、単結晶基板は選定した薬品で溶解可能であり、単 結晶薄膜は同じ薬品ではほとんど溶解しない、たとえば、単結晶薄膜はＩｎＳｂ であり、単結晶基板はＩｎＰまたはＡ　Ｉ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　／　Ｇ　ａ　Ａ　 ｓである。単結晶薄膜かＩ　ｎＳｂであり、単結晶基板がＩｎＰである場合、濃 塩酸を用いて除去することができる。

Ｉ　ｎＳｂは濃塩酸にはほぼ不溶性である。

単結晶薄膜がＸ　ｎＳｂであり、単結晶基板がＡ　Ｉ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　／　Ｇ 　ａ　Ａ　ｓである場合には、ＧａＡｓは適当なエツチング剤、たとえば、水酸 化アンモニウムと過酸化水素の溶液によって除去し得る。ＡＩＧａＡＳはＧａＡ ｓをエツチング除去したときにエツチング停止剤として役立つ。当業者であれば 、本発明の方法を実施するのに適した他の化学的に異種の材料もわかるであろう 。

本発明によれば１片面に選定厚さの第１磁極片を形成したセラミック基板が用意 される。ここで第２図を参照して、ここで具体化したものとしては、セラミック 基板２０の面１８に磁性層１６が形成されている。

磁性層１６に適当な材料としては、ＮｉＦｅおよびその他の匹敵する強磁性材料 がある。セラミック基板２０として適当な材料としては、たとえば、ＡＬＳＩＭ ＡＧ■があり、これはミネソタ州ミネアポリス市の３Ｍ　Ｃｏｍｐａｎｙの市販 しているＴｉＣとＡｌ２Ｏ，の複合セラミックである。セラミック基板２０とし て他の適当な材料としては、カルシウム・チタネート、ガラス、フォトセラム、 ＮｉＺｎフェライト、ＭｎＺｎフェライトがあり、これらの材料はミネソタ州ミ ネアポリス市の３ＭＣｏ　ｍ　ｐ　ａ　ｎ　ｙや日本国の住友特殊金属株式会社 から得ることができる。

本発明によれば、単結晶基板とセラミック基板は単結晶薄膜と磁極片面が対向し た状態となるように位置決めする。第４図を参照して、ここで具体化したものと しては、薄膜ｌＯを形成した基板１４は第３図に示したようにパターン２２を形 成した磁性層１６を有するセラミック基板２０と一緒に位置決めされる。磁極２ ２は層１６をシート状に蒸着した後にパターン化エツチングあるいはマスク・メ ッキを行うことによって形成できる０強磁性セラミック基板の場合、磁極２２は それの基板２０のパターン化エツチングによって形成される。薄膜１０の表面と パターン化磁極片２２の表面が対向した状態になる。第４図に示すように、基板 間には接着剤２４がはさみ込まれている。しかしながら、第４図に示す構造は、 以下に説明するような本発明の一特徴に従って基板を相互に圧迫して余分な接着 剤２４を除去する段階の前の状態である。

本発明によれば、位置決めしたセラミック基板は位置決めした単結晶基板上の単 結晶薄膜に結合して非常に薄い均一な接着剤層を有する積層構造とする。ここで 具体化したものとしては、位置決めしたセラミック基板を位置決めした単結晶基 板上の単結晶薄膜に結合する段階はパターン化磁極片、単結晶薄膜を有するそれ ぞれの表面のうちの一方に接着剤を塗布し、位置決めした基板を相互に充分な力 で圧迫して対向した面間の余分な接着剤を除去して接着剤層を形成し、接着剤を 硬化させて位置決めした基板を結合する諸々の副段階を包含する。パターン化し た磁極片は複数の溝または流路を形成し、結合プロセスで余分な接着剤が流出で きるようにしている。

第５図を参照して、ここで具体化したものとしては、接着剤２４が基体の対向し た表面のうちの一方に塗布してあって積層構造３０を形成する。接着剤２４は好 ましくはエポキシであるが、低粘度有機材料、低融点ガラス、低融点金属、低融 点合金を含む（といってこれに限定するつもりはない）他の接着剤も使用できる 。所望ならば、中間接着剤の層（図示せず）を設けてもよい。

８１層構造３０には矢印２８の方向に圧力を加え、形成しである流路およびパタ ーン化磁極片２２の選定厚さにより生した空間から余分な接着剤を絞り出す、た とえば、積層構造３０に加える圧力は使用した特定の接着剤の硬化中に適当な重 さのおもりの下に置くことによっても得ることができる。こうして積層構造３０ から余分な接着剤２４を絞り出すことによって、薄膜１０とパターン化磁極片２ ２の間に薄い接着剤層２６が生じる。次いて、接着剤２４を硬化させて位置決め 基体を結合する。ここで使用した「硬化」なる用語はこれら特定の接着剤を使用 したときに低融点のガラス、金属、合金が固化して結合を行うことも含む。

本発明によれば、単結晶基体は単結晶薄膜から化学的に除去される。第６図を参 照して、ここで具体化１ノたものとしては、基体１４が除去されて薄膜１０を露 出させる。好ましくは、この除去段階には、単結晶基体を単結晶薄膜をほとんど 溶解することなく基体を溶解するのに効果のある選択的エツチング剤で単結晶基 体を腐食させて除去する副段階が含まれる。たとえば、薄膜ｌＯがＩ　ｎＳｂか らなり、基体１４がＩｎＰからなる場合、濃塩酸を用いて薄膜ｌＯをほとんど溶 解することなく基体１４を溶解させて除去することができる。

ホール効果パターンが１本発明に従９て、単結晶薄膜に形成され、薄膜の一方の 面は露出させである。第７図を参照して、ここで具体化したものとしては、基体 ２０を用意する段階は、基体２０の表面ｌＢ上にパターン化磁極片２２を形成す る副段階を含み、ホール効果パターン３２は基体１４を第６図に示すように薄１ ＩｌＯから除去した後に薄ｌ１１０に形成する。好ましくは、パターン化磁極片 ２２はフォトレジスト・パターンでメッキすることによって形成される。パター ン化磁極片２２が導電性である場合には、そこに薄い絶縁層（図示せず）を形成 してもよい。

本発明の別の実施例では、ホール効果パターン３２は位置決めした基体２０を位 置決めした基体１４上のＷｉｌＩｌｌＯに結合すると共に第９図に示すように薄 膜１０を露出させる段階の前に薄膜１０に形成してもよい、低融点金属または低 融点合金の接着剤を使用したとき、結合に先立ってホール効果パターン３２上に 薄い電気絶縁薄膜（図示せず）を付着させなければならない。好ましくは、ホー ル効果パターン３２はフォトレジスト・パターンでイオンミリングによって形成 する。所望ならば、薄膜１０の表面をパターン化してから、再びイオンミリング を行って余分な接着剤２４をパターン化磁極片２２のまわりから除去してもよい 。この方法では、セラミック基体２０は磁性材料（たとえば、フェライト）であ つてもよい。

フェライトそのものは薄い接着剤層を与えるようにパターン化されない。

本発明によれば、第２の磁極片が形成したホール効果パターン上に形成される。

第８図を参照して、ここで具体化したものとしては、磁極片３６は普通の蒸着技 術を用いて形成してもよい。必要ならば、磁極片３６とホール効果パターン３２ の間に絶縁層３４を設けてもよい。次いで、周知の普通の薄膜ヘッド処理技術を 用いて記録ヘッドを完成することがてきる。記録ヘッドを完成する段階の正確な 順序は２極あるいは３極のヘットのいずれを形成するつもりであるかどうかに応 じて異なる。

第１０〜１２図は本発明の別の実施例による方法を示している。第１０図を参照 して、ここで具体化したものとしては、磁極片１６を有する基体２０は薄膜１０ を有する基体１４と一緒に位置決めされ、この薄膜にホール効果パターン３２が 形成されている。磁極片１６の表面とホール効果パターン３２の表面は対向した 状態にある０位置決めした基体の間には接着剤３２が設けてあって積層構造３０ を形成している。積層構造３０には矢印２８の方向の圧力が加えられて余分な接 着剤２４を流路およびホール効果パターン３２の厚みにより生じた空間から絞り 出す、こうして位置決め基体を圧迫することにより、磁極片１６と薄膜１０に形 成されたホール効果パターン３２の間に薄い接着剤層２６が生じる。

第１１図を参照して、ここで具体化したものとしては、基体１４か化学的に除去 されて薄膜１０に形成されたホール効果パターンを露出させる０次いで、ここて 具体化したものとしては、第１ｚ図に示すように、磁極片３６がホール効果パタ ーン３２上に形成される。必要ならば、磁極片３６とホール効果パターン３２の 間に絶縁層３４を設けて短絡を防ぐと共に磁極間に記録ヘッド・ギャップを形成 してもよい。

当業者には明らかなように、本発明の磁気式記録ヘッドのためのホール効果セン サを形成する方法において、発明の精神または範囲から逸脱することなく、種々 の修正、変更をなすことができる。本発明を好ましい実施例によって説明してき たが、本発明はこれに限定するものではなく、その範囲は添付の請求の範囲とそ の均等物によって定義されるべきである。

手続補正書 ２．５．１４ 平成　年　月　日 ２、発明の名称　磁気式記録ヘッドのホール効果センサを製造する方法 ３、補正をする者 事件との関係　出願人 ５、補正命令の日付　自　発 ６、補正の対象　請求の範囲の欄 請求の範囲 １、磁気式記録ヘッドのためのホール効果センサを形成する方法であって、 化学的に異種の単結晶薄膜を有する単結晶基板を用意する段階と、 片面に選定厚さの第１磁極片を形成したセラミック基板を用意する段階と、 単結晶基板とセラミック基板を位置決めして単結晶薄膜と磁極片のある表面を対 向した状態に置く段階と、 位置決めしたセラミック基板を位置決めした単結晶基板上の単結晶薄膜に結合し てほぼ均一な薄い接着剤層を有する積層構造を形成する段階と、 単結晶基板を単結晶薄膜から化学的に除去する段階と、 薄膜の片面を露出させながら薄膜にホール効果パターンを形成する段階と、 形成したホール効果パターン上に第２の磁極片を付着させる段階と を備えることを特徴とする方法。

２、単結晶基板を用意する段階は、単結晶基板上に単結晶薄膜を蒸着し、この単 結晶基板を選定した薬品に溶解し、単結晶薄膜がこの選定した薬品に対してほぼ 不溶性とする副段階を含む請求の範囲第１項記載の方法。

３６　前記単結晶薄膜は、ＩｎＳｂであり、前記単結晶基板は、ＩｎＰ、ＡｌＧ ａＡｓ／ＧａＡｓのうちの１つである請求の範囲第２項記載の方法。

４、位置決めしたセラミイック基板を位置決めした単結晶基板上の単結晶薄膜に 結合する段階は、第１磁極片、前記単結晶薄膜を有する表面のうち一方の表面に 接着剤を塗布する副段階と、位置決めした基板を相互に充分な力で圧迫し、対向 した表面間の余分な接着剤を除去して接着剤層を形成する副段階と、 接着剤を硬化させて位置決めした基板を結合する副段階と を含む請求の範囲第１項記載の方法。

５、前記接着剤は、エポキシである請求の範囲第４項記載の方法。

６、前記接着剤は、低粘度有機材料、低融点ガラス、低融点金属、低融点合金か らなるグループから選定したものである請求の範囲第４項記載の方法。

７、単結晶基板を除去する段階は、単結晶薄膜をほとんど溶解することなく基板 を溶解する選択的エツチング剤で単結晶基板を腐食させて除去する副段階を含む 請求の範囲第１項記載の方法。

８ｏ　セラミック基板を用意する段階は、セラミック基板の表面にパターン化し た磁極片を形成する副段階を含み、ホール効果パターンを形成する段階は、単結 晶薄膜から単結晶基板を除去する段階の後に実施される請求の範囲第１項記載の 方法。

９、　ホール効果パターンを形成する段階は、位置決めしたセラミック基板を位 置決めした単結晶基板上の単結晶薄膜に結合する段階の前に実施される請求の範 囲第１項記載の方法。

ＩＯ０磁気式記録ヘッドのためのホール効果センサを形成する方法であって、 化学的に異種の単結晶薄膜を有する単結晶基板を用意する段階と、 片面に選定厚さの第１磁極片を形成したセラミック基板を用意する段階と、 単結晶基板とセラミック基板を位置決めして単結晶薄膜と磁極片のある表面を対 向した状態に置く段階と、 位置決めしたセラミック基板を位置決めした単結晶基板上の単結晶薄膜に結合し てほぼ均一な薄い接着剤層を有する積層構造を形成する段階と、 単結晶基板を単結晶薄膜から化学的に除去する段階と、 薄膜の片面を露出させながらフォトレジストパターンを用いたイオンミリングに より薄膜にホール効果パターンを形成する段階と、形成したホール効果パターン 上に第２の磁極片を付着させる段階と を備えることを特徴とする方法。

国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．磁気式記録ヘッドのためのホール効果センサを形成する方法であって、 化学的に異種の単結晶薄膜を有する単結晶基板を用意する段階と、 片面に選定厚さの第１磁極片を形成したセラミック基板を用意する段階と、 単結晶基板とセラミック基板を位置決めして単結晶薄膜と磁極片のある表面を対 向した状態に置く段階と、 位置決めしたセラミック基板を位置決めした単結晶基板上の単結晶薄膜に結合し てほぼ均一な薄い接着剤層を有する積層構造を形成する段階と、単結晶基板を単 結晶薄膜から化学的に除去する段階と、 薄膜の片面を露出させながら薄膜にホール効果パターンを形成する段階と、 形成したホール効果パターン上に第２の磁極片を付着させる段階と からなることを特徴とする方法。
2. ２．請求項１記載の方法において、単結晶基体を用意する段階が、 単結晶基板上に単結晶薄膜を蒸着し、この単結晶基板を選定した薬品に溶解し、 単結晶薄膜がこの選定した薬品に対してほぼ不溶性とする副段階を包含すること を特徴とする方法。
3. ３．請求項２記載の方法において、前記単結晶薄膜がＩｎＳｂであり、前記単結 晶基板がＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓのうちの１つであることを特徴とする 方法。
4. ４．請求項１記載の方法において、位置決めしたセラミック基板を位置決めした 単結晶基板上の単結晶薄膜に結合する段階が、 第１磁極片、前記単結晶薄膜を有する表面のうち一方の表面に接着剤を塗布する 副段階と、位置決めした基板を相互に充分な力で圧迫し、対向した表面間の余分 な接着剤を除去して接着剤層を形成する副段階と、 接着剤を硬化させて位置決めした基板を結合する副段階と を包含することを特徴とする方法。
5. ５．請求項４記載の方法において、前記接着剤がえぼきしであることを特徴とす る方法。
6. ６．請求項４記載の方法において、前記接着剤が低粘度有機材料、低融点ガラス 、低融点金属、低融点合金からなるグループから選定したものであることを特徴 とする方法。
7. ７．請求項１記載の方法において、単結晶基板を除去する段階が、 単結晶薄膜をほとんど溶解することなく基板を溶解する選択的エッチング剤で単 結晶基板を腐食させて除去する副段階 を包含することを特徴とする方法。
8. ８．請求項１記載の方法において、前記ホール効果パターンがイオンミリングに よって単結晶薄膜に形成されることを特徴とする方法。
9. ９．請求項１記載の方法において、セラミック基板を用意する段階がセラミック 基板の表面にパターン化した磁極片を形成する副段階を包含し、ホール効果パタ ーンを形成する段階が単結晶薄膜から単結晶基板を除去する段階の後に実施され ることを特徴とする方法。
10. １０．請求項１記載の方法において、ホール効果パターンを形成する段階が位置 決めしたセラミック基板を位置決めした単結晶基板上の単結晶薄膜に結合する段 階の前に実施されることを特徴とする方法。