专利名称：叠层组件的形成方法
技术领域：
本发明涉及一种叠层组件的形成方法，该方法是通过在带凹槽的第一层上面沉积一种材料来填充凹槽而形成第二层，然后进行抛光处理以形成一个平坦的表面。
这种方法从EP-AO 617 409(PHN 14.428)中可知。该已知方法用于薄膜磁头的制造，其中第一层是通过在一个载体上沉积锆或石英而形成的，然后除去部分材料从而在该层形成凹槽。然后，通过沉积一种软磁材料而形成填充凹槽的第二层。在第二层形成之后进行一种机械化学的抛光处理，直到抛光处理到达第一层，从而形成一个由第一层和第二层剩余在凹槽中的部分构成的平坦表面。
在已知方法中第二层比第一层更耐磨，我们发现抛光处理到达第一层以后就难以控制抛光过程不知道何时获得一个光滑平坦的表面。
本发明的一个目的是改进首段所描述的方法，在抛光处理过程中以一种简单的方式来获得一个平坦的表面。
为了实现此目的，本发明方法的特征在于在形成第二层之前，通过在第一层上面沉积一种比第二层的材料更耐磨的材料而形成一个限制抛光处理的中间层；并且抛光处理到达中间层后就终止了。
当进行抛光处理比如是一种机械化学的抛光处理时，只有第二层被抛光，至少是与凹槽相对和紧邻的部分被首先抛光。由于该层具有均匀的组成，抛光处理在该层均匀地进行，从而获得一个光滑平坦的抛光表面。一旦抛光处理到达中间层，抛光速率就会发生变化。事实上，由于中间层具有更大的耐磨性，对抛光的抵抗增加了。这意味着如果抛光处理在该瞬间终止的话就可以确保获得一个平坦光滑的表面。
在第二层的耐磨性大于第一层的情况下，按照本发明的方法尤其重要。例如，第一层由SiO2、Al2O3或Si构成而第二层由FeNbSi、CoZrNb或FeSAl合金构成的情况。
如果第一层和第二层具有相同的耐磨性，那么使用中间层作为终止抛光处理的指示物是有利的。如果这些层具有互不相同的耐磨性，那么使用中间层作为终止抛光处理的可视指示物是有利的。当使用指示物时，在抛光处理达到第二层的所需厚度而应该被终止之前，不需要暂时中断抛光处理来重复地测量等待抛光的材料数量。
按照本发明方法的一个实施例的特征在于至少基本上是铬和/或铬化合物被用作中间层的材料。虽然可以使用各种材料，我们已经发现铬和铬化合物尤其适合用于形成中间层的材料。铬和铬化合物可以被喷射，其优点是可以在喷射过程中添加氮和/或氧来调整中间层的组成以及耐磨性。如果希望在抛光之后和第二层形成之前除去中间层留在凹槽里面或凹槽外面的部分，这可以通过在使用铬和铬化合物时进行有选择性的非化学蚀刻来实现。铬和铬化合物的另一个优点是只要大约20至50nm这样薄的层就足以获得所需的耐磨性。
位于第一层之上的中间层可以在制造过程中成功地用作保护层，从而预防在抛光过程中可能对第一层造成的擦伤及类似的损害。如果第一层具有绝缘功能，比如在半导体结构中，那么这一点尤其重要。被损坏的第一层容易引起位于该层之上或之内的导体结构的短路。
按照本发明方法的实施例的特征在于氮化铬和/或氧化铬和/或氧化铬被用作铬化合物。此类化合物的特殊优点是所用氮化物和/或氧化物的数量决定了中间层的耐磨程度。换句话说，耐磨性依赖于氧化物和/或氮化物的数量。通过改变氧化物和/或氮化物的数量，可以容易地调整具体由第二层的材料决定的所需耐磨性。
按照本发明方法的一个实施例的特征如权利要求书5所定义。另一个实施例的特征如权利要求书6所定义。在还有一个实施例中，形成第一层的材料被用作第二层的材料。在所有这些情况中，第一层都可以是位于一个基层或载体之上。第一层本身可能同时用作一个载体。
本发明还涉及采用本发明方法制造的一个组件。
本发明还涉及一个如权利要求书9所定义的磁头。取决于所用的传导元件，此种磁头可以是一种磁导磁头或者是一种磁阻磁头，并且可以用于一种磁性地写入和/或读取信息的设备。此种设备例如是一种磁带装置或者一种硬磁盘驱动器。
本发明还涉及一种如权利要求书10所定义的磁头单元。此种磁头单元可以用于将信息写入一种磁光存储媒体和/或从中读取信息。
关于权利要求，应该注意的是在相关权利要求书中所定义的特征的不同组合是可能的。
这些和本发明的其它方面将在以下参考实施例的描述中得到阐明。
在附图中
图1至7用图解法说明了按照本发明方法的第一实施例的各个阶段。
图8用图解法说明了根据本发明方法的第一实施例而制造的一种薄膜磁头，图9至13用图解法说明了按照本发明方法的第二个实施例的各个阶段，以及图14用图解法说明了根据本发明方法的第二个实施例而制造的磁头单元。
现在将参考图1至8描述按照本发明方法的第一个实施例。此实施例起始于一个板状的铁氧载体1，在此例中具体是NiZn铁氧体。由绝缘材料构成的第一层5，在此例中为石英，是通过在载体1的表面1a上比如进行喷射沉积而形成的。两个凹槽7a和7b是通过在第一层5中使用掩罩进行例如化学蚀刻或者活性离子蚀刻而形成的。中间层9在第一层5之上形成，其方法比如是喷射沉积一种耐磨材料，在此例中是一种铬氧化物。然后，当凹槽7a和7b被全部填充而形成两个磁通导轨17a和17b时，由软磁材料构成的第二层17就形成了。在此例中，层17是通过喷射沉积CoZrNb合金而形成的。除了CoZrNb合金，还可以使用其他适合的合金例如FeNbSi合金或者FeSiAl合金。在第二层17形成之后，进行抛光处理比如机械化学的抛光处理。最初，抛光处理只在第二层17上进行，以便获得一个平坦的抛光表面。但是，在一个给定的瞬间，处理到达中间层9。从那瞬间以后，由于材料施加的选择，中间层9对抛光过程起到了一个限制的作用。接着出现的抵抗抛光的增强指示了抛光处理已经到达中间层9，因而可以终止抛光过程。终止之后，一个基本上非常光滑平坦的表面19被获得，其中一部分是由中间层9的材料形成的，另一部分是由磁量导轨17a和17b的软磁材料形成的。
如果采用机械化学的抛光处理，那么可以在碱溶液中悬浮胶态的SiO2粒子。在按上述方法获得的平坦表面19上形成了一个由非磁绝缘材料构成的薄绝缘层21。在此例中，为实现该目的，沉积的是石英。由磁阻材料构成的层23a位于层21之上，在此例中喷射的是NiFe合金。然后，用已知的石版印刷技术来构造层23a，从而形成一个MR元件23。一个电传导材料比如Au可以沉积在MR元件上，从而形成等电位带25a。然后，例如由石英构成的绝缘层27以及其后例如由BaTiO3或者CaTiO3构成的保护性计数块31通过使用一个粘合剂而形成。现在获得的中间产品通过比如磨光和/或抛光处理而获得一个磁头面33，用于与一个磁记录媒体的合作，该磁记录媒体具体为一个磁带。
如图8所示，如果按照本发明的薄膜磁头中的磁通导轨17a和17b的软磁材料用非导电的或者导电性极低的软磁材料来取代，具体为MnZn铁氧体或者NiZn铁氧体或者Fe2O3铁氧体，那么MR元件23可以直接置于平坦表面19之上。因此，可以省去绝缘层21，从而MR元件23可以与磁通导轨17a和17b处于直接的磁接触。
现在将参考图9至14描述按照本发明方法的第二个实施例。形成叠层组件的方法起始于以板状基层为形式的第一层105，该层比如由石英之类的氧化材料所构成。通过在该层沉积一种耐磨材料例如铬氧化物而形成中间层109。然后，比如由通常的光阻材料构成的光阻层110形成了，该光阻层被用作蚀刻处理中的掩罩，在蚀刻处理中光阻层110的一部分首先被除去，然后凹槽107在第一层105中形成。在除去光阻层110和可能悬挂在凹槽107之上的部分中间层109之后，获得了如图12图解所示的各层组合，其中第一层105具有凹槽107，凹槽107外面涂有中间层109。元件123被提供于凹槽107，在此例中是绕组形式的导磁传感元件，之后通过沉积例如石英之类的氧化材料而形成第二层117。关于使用的材料，所选择的中间层109的材料比第二层117的材料更耐磨。在第二层117形成之后，抛光处理被进行从而形成平滑的表面119。当抛光处理到达中间层109时，其耐磨性对抛光处理具有一种限制作用，从而中间层109可以被当做一个终止抛光层。使用这样一个层所具有的优点是指示了一个预先确定的层面来终止抛光处理，并且该抛光处理产生一个平滑的表面。在此例中抛光处理终止之后，中间层109被全部除去。这可以用喷射蚀刻来实现。这样获得的按照本发明的磁头单元可以用于在一个磁光记录媒体例如磁盘中写入视频和/或声频和/或数据信息。
值得注意的是本发明不局限于所示的实施例。例如，按照本发明的方法也可以用作制造半导体元件的方法。
权利要求
1．一种形成叠层组件的方法，该方法是通过在带凹槽的第一层上面沉积一种材料来填充凹槽而形成第二层，然后进行抛光处理以形成一个平坦的表面，其特征在于在第二层形成之前，通过在第一层之上沉积一种比第二层的材料更耐磨的材料来形成一个限制抛光处理的中间层；在抛光处理到达中间层之后抛光处理被终止。
2．按照权利要求1的方法，其特征在于中间层还被用作为终止抛光处理的指示物。
3．按照权利要求1的方法，其特征在于至少基本上是铬和/或铬化合物被用作为中间层的材料。
4．按照权利要求之3的方法，其特征在于氮化铬和/或氧化铬和/或氮氧化铬被用作为铬化合物。
5．按照权利要求1的方法，其特征在于一个非磁的、非电传导的层被用作为第一层。
6．按照权利要求5的方法，其特征在于一个有磁性的和/或电传导的材料被用作为第二层的材料。
7．按照权利要求1的方法，其特征在于形成第一层的材料被用作为第二层的材料。
8．一种采用上述任何一个权利要求所定义的方法而制造的组件。
9．一种磁头，包括一个采用权利要求1-6中任何一个权利要求所定义的方法而制造的组件，第二层包括一个在第一层的凹槽内延伸的磁通导轨元件。
10．一种磁头单元，包括采用权利要求书1、2、3、4、5或7中任何一个权利要求所定义的方法而制造的组件，其中嵌入在第二层中的传导元件在凹槽内延伸。
全文摘要
形成叠层组件的方法,利用具有凹槽(107)的第一层(105)和放置在第一层之上的第二图(117),因此凹槽被填充。在第二层形成之后,抛光处理被进行从而形成了一个平滑的表面(119)。中间层(109)在第二层形成之前形成,中间层是通过沉积一种比第二层的材料更耐磨的材料而形成的,从而对抛光处理具有限制作用。所述的处理可以在到达中间层之后被终止。
文档编号G11B11/105GK1289450SQ99802597
公开日2001年3月28日 申请日期1999年11月19日 优先权日1998年12月3日
发明者J·B·A·D·范佐恩, G·S·A·M·托伊尼森 申请人:皇家菲利浦电子有限公司