[发明专利]磁性元件的制造方法

说明书

本发明涉及制造具有长、宽和高几何参数的一个磁性元件的方法。

现实中一直有在例如盘状，尤其是硬盘，和带状，尤其是磁带的磁存储介质中以越来越高的密度存储信息的要求。这种介质信息是以一个磁道模式写入的。尤其是通过降低磁道的磁迹宽度获得更高的密度。当前，已经出现的磁迹宽度小于1μm，并且甚至小于100nm。由于将要被存储在磁存储介质上的信息必须借助于一个写入磁头写入该存储介质，所以该写入磁头本身是与该存储介质正对放置并且相对于该写入磁头移动，该写入磁头应该符合严格的要求。写入磁头具有一个磁路，包括一个感应换能单元和一个由软磁材料制成并且终止在正对该磁头的磁通量导磁元件。除了物理和化学参数之外，该磁性元件的尺寸还应该满足特定要求。因此，该磁性元件在横断该存储介质的运动方向上的尺寸，即该磁性元件的宽度将应适于该存储介质轨迹的磁迹宽度。通常是1μm及更小的宽度。此外，为了高密度地把信息记录到该存储介质中，需要高写入通量，这将要求该磁性元件在该存储介质的运动方向的平行方向，即该磁性元件的长度方向有比较大的尺寸。通常的长度是几个微米，例如3-5μm；结果是该磁性元件将具有一个比较大的长/宽比。

制造这种磁性元件的一种方法可从T.Koshikawa等人的文章“A NewWrite Head Trimmed at Wafer Level by Focussed Ion Beam”中得知(IEEE磁学会报，卷34第4期，1998年7月，1481-1473页)。在该已知方法中，利用一个聚焦的离子束(FIB)缩小由薄膜技术制造的写入磁头的上磁极。然后蚀刻该上磁极的两侧直到此磁极具有一个期望的宽度为止。在该上磁极的蚀刻过程中，在正对该上磁极的其表面中的一个比较宽的下磁极中形成下凹，在该蚀刻处理结束以后，以一层Al₂O₃覆盖其凹进处。一个缺点是，只有在该磁极已经完成制造以后才能给定一个期望的宽度。这意味着在生产过程中需要额外的制造步骤，同时该上磁极的缩小进行得缓慢，因为必须在一个比较大的长度上去除材料。此外，因为需要逐个磁头地处理，所以难于以晶片级应用FIB。另外的一个缺点是，如果读出磁头被放置在写磁头的下面，则该读出磁头将在离子轰击过程中被损坏。

本发明的一个目的是提供克服了上述的缺点的磁性元件的制造方法。

利用根据本发明的方法实现此目的，本方法用于制造具有长、宽、高几何方向的一个磁性元件，并且其特征在于应该按照规定顺序逐一执行的下列步骤：

-通过材料的除去形成一个非磁层的下凹，具有至少等于将要被制造的该磁性元件的长度的厚度，其下凹具有在将要被制造的该磁性元件的高度方向上延伸的一个竖直内壁部分；

-淀积一个磁性材料，以便在该竖直内壁部分上形成一个磁层，其磁层具有与将要被制造的该磁性元件的宽度相关的厚度；

-把至少靠近该竖直内壁部分上的所说磁层并且是位在所说磁层外部的淀积的磁性材料去除；

-通过淀积一种绝缘材料而覆盖该磁层。

在以一种绝缘材料覆盖该磁层之后，该磁层形成该期望的磁性元件。利用根据本发明的方法获得的磁性元件尤其适宜一个磁头中的磁通导引。能够借助于在薄膜磁头的制造中使用的已知技术执行本方法。本方法完全能够以晶片级执行，即能够同时以同一个处理步骤使得例如数目为10000的大量磁性元件原体(precursor)得到处理。在根据本发明的方法中，通过淀积形成的该磁层不必比该磁性元件的期望宽度更厚。根据本发明的方法的一个优点是，所制造的磁性元件的宽度主要由该磁层的厚度确定，在该磁性材料的淀积过程中其磁层的厚度能够被简单地保持在有限的容差限度内。此方法的结果是，特别适于具有一个大长/宽比的磁性元件的制作。

要注意的是，该非磁层可以有一个基片或例如一个多层结构，尤其是由淀积形成的一个薄膜结构的顶层，此种顶层的淀积可以是根据本发明的方法的一部分。例如SiO₂或Al₂O₃的非磁性材料可以用作为绝缘材料。SiO₂或Al₂O₃时常使用在薄膜技术中；SiO₂被通常使用在半导体产品的制造中而Al₂O₃被通常使用在磁头的制造中。可旋转的材料，例如适宜类型的玻璃和坚固材料也能够被用作非磁性材料。该非磁层可以是临时性质(腐蚀层)的，相对于该磁层来说，该非磁层是可有选择地删除的层。