DE60029438T2

DE60029438T2 - Verfahren zur behandlung keramischer substrate und dünnfilm-magnetkopf

Info

Publication number: DE60029438T2
Application number: DE60029438T
Authority: DE
Inventors: Junghi San Jose AHN
Original assignee: Greenleaf Technology Corp
Current assignee: Greenleaf Technology Corp
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2020-05-02
Also published as: DK1181261T3; WO2000068167A1; ATE333443T1; AU4815300A; US6252741B1; EP1181261B1; JP2002544108A; DE60029438D1; JP4947838B2; EP1181261A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstands mindestens eines Bereichs eines keramischen Substrats. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenes keramisches Substrat mit einem Bereich von erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung magnetische Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfe mit induktiven oder magnetoresistiven Sensoren, wobei die elektronischen Schichten des Aufzeichnungskopfs auf einem Bereich eines Substrats eines keramischen Materials angeordnet sind, der im Vergleich zu dem Rest des Substrats einen erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand hat und der vorwiegend aus dem keramischen Material zusammengesetzt ist. Der Bereich mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand kann durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet auf allen beliebigen Gebieten Anwendung, bei denen es erwünscht ist, den spezifischen elektrischen Widerstand mindestens eines Bereichs eines keramischen Substrats zu erhöhen. Ein Beispiel für eine spezielle Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Produktion von induktiven und magnetoresistiven (AMR, riesigen magnetoresistiven oder Drehventil)-Magnet-Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen.
Hintergrund der Erfindung
Üblicherweise werden keramische Materialien als Substrat für die Herstellung von induktiven und magnetoresistiven magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen eingesetzt. Eine Untergruppe dieser keramischen Materialien besteht hauptsächlich aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Titancarbid (TiC). Ein spezielles Beispiel dieses Typs von keramischem Material, das üblicherweise als „AlTiC" bezeichnet wird, enthält etwa 60–80 Gew.-% Aluminiumoxid und etwa 20–40 Gew.-% Titancarbid zusammen mit möglichen, absichtlich zugesetzten anderen Komponenten in geringfügigeren Mengen. Die AlTiC-Materialien zeigen eine ausgezeichnete spanabhebende Bearbeitungsfähigkeit, wenn sie mehreren Verformungsprozessen (in Scheiben schneiden, Überlappen, Polieren etc.) unterworfen werden, die bei der Herstellung von Aufzeichnungsköpfen und ihrer mit Luft in Kontakt stehenden Oberfläche (ABS) verwendet werden.
Im Allgemeinen werden magnetische Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfe wie folgt hergestellt. Das AlTiC oder ein anderes keramisches Material, das als Substrat bei der Herstellung der Köpfe verwendet wird, wird typischerweise in Form eines Wafers oder eines „Pucks" bereitgestellt. Eine Reihe von dünnen Filmschichten wird auf der Oberfläche des rohen Wafers gebildet, wobei typischerweise lithographische Prozesse angewendet werden, die eine oder mehrere Stufen der Abscheidung einer Impfschicht, der Photoresistbildung, der Permalloy-Elektroplattierung, der Resist-Entfernung, der Entfernung der Impfschicht, der Zerstäubungsbeschichtung und der Entfernung von metallischen und isolierenden Filmen umfassen. Die auf dem Wafer gebildeten dünnen Filmschichten schließen die magnetischen Polelemente des Aufzeichnungskopfs ein. Die mehreren dünnen Filmschichten, die auf dem Wafer gebildet worden sind, werden hierin kollektiv als „elektronische Schicht" im Kontrast zu der Schicht mit dem keramischen Substratmaterial bezeichnet. Das keramische Substratmaterial wirkt lediglich dahingehend, dass es die elektronische Schicht trägt, und es nimmt elektronisch am Lese/Schreib-Prozess nicht teil. Nach der Bildung der elektronischen Schicht auf dem Wafer wird der Wafer in zwei Reihen von Vorrichtungen aufgeteilt, die als Reihenstangen bezeichnet werden, indem parallel angeordnete Schnitte durch die Dicke des fertigen Wafers gemacht werden. Jede Reihenstange schließt einen Teil des keramischen Wafers und den Teil der elektronischen Schicht, der darauf gebildet worden ist, ein.
Die Konfiguration des Magnetkopfes und der Schreibpole im Inneren der elektronischen Schicht ist für das richtige Verhalten des Kopfs kritisch. Nachdem jede Reihenstange aus dem fertigen Wafer herausgesägt worden ist, wird sie auf ein Transferwerkzeug montiert und die frisch ausgesägte Kante der Reihenstange wird sorgfältig zurück-überläppt, um die Dimensionen der elektronischen Schicht einzustellen. Die geläppte Oberfläche der elektronischen Schicht der Reihenstange, bei der die Spitzen der magnetischen Pole kurz zuvor freigelegt worden sind, erhält das operative Ende des Kopfs, der zu den rotierenden magnetischen Medien an dem laufenden Rand des magnetischen Aufzeichnungskopfs am nächsten sich bewegt. Nach der Verläppung wird eine Anzahl von Luft-tragenden Oberflächen entlang einer freigelegten keramischen Oberfläche der Reihenstange gebildet. Jede Reihenstange wird dann zu diskreten Einheiten zersägt, wobei jede diskrete Einheit einen Teil des keramischen Wafers und den darauf gebildeten Teil der elektronischen Schicht einschließt. Jede diskrete Einheit enthält magnetische Lese- und Schreibpole und eine ABS-Einrichtung und sie wird als magnetischer Aufzeichnungskopf oder „Gleiter" bezeichnet. Wenn ein magnetischer Aufzeichnungskopf in einem Laufwerk verwendet werden soll, dann wird er in Aufhängung angebracht. Die Kombination aus dem Kopf und der Aufhängung, die als „Kopf/Tragbügel-Zusammenstellung" bekannt ist, wird dann in das Laufwerk der Festplatte eingearbeitet. Die Aufhängung bestimmt die Steigung, die Rolle, die normale Kraft und die Höhe des magnetischen Aufzeichnungskopfes, relativ zu den magnetischen Medien. Magnetische Aufzeichnungsköpfe können auch in Video- oder Audiovorrichtungen Verwendung finden, in welchem Fall sie nicht in Aufhängung montiert sind.
Wenn ein magnetischer Aufzeichnungskopf in Auflhängung montiert worden ist, dann wird er so orientiert, dass das ABS den magnetischen Medien zugerichtet ist, wenn die Kopf/Tragbügel-Zusammenstellung in dem Laufwerk zusammengestellt wird. Das ABS ist so ausgebildet, dass es gestattet ist, dass der magnetische Aufzeichnungskopf aerodynamisch über den magnetischen Medien in Mikroinch-Nähe bei der Rotation der Medien fliegt, wobei die magnetischen Pole der elektronischen Schicht mit den magnetischen Medien eine magnetische Wechselwirkung eingehen können. Die Aufhängungspositionen des magnetischen Aufzeichnungskopfs über den magnetischen Medien sind so, dass sich die elektronische Schicht am Lauf rand des magnetischen Aufzeichnungskopfs relativ zu der Oberfläche der rotierenden magnetischen Medien befindet. Der Abstand zwischen einem magnetischen Pol am Laufrand des magnetischen Aufzeichnungskopfs und der Oberfläche der rotierenden magnetischen Medien wird „Flughöhe" bezeichnet. Im Allgemeinen ist es so, dass eine Verringerung der Flughöhe die Performance des Kopfes erhöht.
Das keramische Material, aus dem der Wafer besteht, muss einen spezifischen elektrischen Widerstand haben, der niedrig genug ist, dass die statische Elektrizität, die sich während des Lese/Schreibvorgangs angesammelt hat, abgeführt werden kann. Wafer, die aus keramischen Materialien gebildet worden sind und die einen genügend elektrischen Widerstand haben, wie AlTiC-Wafer, sind zu stark leitend, als dass die elektronische Schicht direkt auf der Oberfläche des keramischen Materials aufgebaut werden kann. Daher wird bei der Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsköpfen bei Verwendung von AlTiC als Wafermaterial eine dicke (3–10 μm) elektrisch isolierende Schicht von Aluminiumoxid (typischerweise amorphes Aluminiumoxid) zwischen den keramischen Wafer und der elektronischen Schicht gebildet. Die elektrisch isolierende Schicht wird üblicherweise als „Grundschicht" oder „Basisschicht" bezeichnet und sie muss auf einer Oberfläche des keramischen Wafers abgeschieden werden, bevor die elektronische Schicht gebildet wird. Der Prozess der Grundschicht-Bildung ist sehr kostspielig. So erfordert z.B. das Verfahren zur Bildung einer Grundschicht aus Aluminiumoxid auf dem AlTiC-Wafer die Anwendung von sauberen Räumen und von kostspieligen Zerstäubungseinrichtungen, wobei die richtige Beladung der Zerstäubungsvorrichtungen mit den Wafern sowohl zeitraubend als auch prozesskritisch ist. Während des Zerstäubungsprozesses wird der keramische Wafer auf eine wassergekühlte Befestigungseinrichtung platziert. Um den Wafer wirksam abzukühlen, wird manuell eine Indium-Gallium-Flüssigkeit zwischen den Wafer und die wassergekühlte Befestigungseinrichtung eingebracht, um einen innigen thermischen Kontakt auszubilden. Die Indium-Gallium-Flüssigkeit muss manuell abgewischt werden, wenn der Beschichtungsprozess beendigt ist. Der Prozess der Aufbringung und der Erfindung der Indium-Gallium-Flüssigkeit ist zeitraubend und irgendwelche Rückstände, die auf der Oberfläche des Wafers zurückgeblieben sind, stellen eine Quelle für Verunreinigungen bei den nachfolgenden Prozessen dar. Nach der Abscheidung der Grundschicht muss die gesamte Oberfläche der Grundschicht eingeebnet werden, typischerweise durch ein Läppen oder eine chemisch-mechanische Polierung. Die Grundschicht muss auch auf eine spezielle Dicke, eine spezielle Rauigkeit der Oberfläche und eine spezielle Flachheit eingestellt werden, bevor auf der freigelegten Oberfläche der Grundschicht der Aufbau der elektronischen Schicht erfolgt. Der gesamte Abscheidungsprozess der Grundschicht kann so lange wie 10 Stunden, je nach den Dicke-Erfordernissen, in Anspruch nehmen.
Die 1 stellt einen Teil eines herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungskopfs dar und sie zeigt die Position des Kopfs relativ zu den rotierenden magnetischen Medien während des Lese/Schreib-Vorgangs. Das ABS 10 des Aufzeichnungskopfs 12 ist dem magnetischen Medium 14 gegenüber liegend angeordnet. Der magnetische Aufzeichnungskopf 12 enthält ein keramisches AlTiC-Substrat 16, eine Aluminiumoxid-Grundschicht 18, die auf dem Substrat 16 angeordnet ist, und eine elektronische Schicht 20, die auf der Grundschicht 18 angeordnet ist. Der Pfeil gibt die Bewegungsrichtung des magnetischen Mediums 14 relativ zu dem Kopf an. Somit ist die elektronische Schicht 20 auf der sich bewegenden Kante des Kopfs 12 angeordnet. Die allgemeine Position, an der die Flughöhe des magnetischen Aufzeichnungskopfs 12 oberhalb des magnetischen Mediums 14 gemessen wird, wird als „A" angezeigt. Die Grundschicht aus Aluminiumoxid 18, die typischerweise durch Zerstäubung aufgebracht worden ist, ist im Vergleich zu dem keramischen Substratmaterial 16 weich. So beträgt beispielsweise die gemessene Härte der Grundschicht aus Aluminiumoxid etwa die Hälfte derjenigen eines AlTiC-Substrats. Daher werden während der Verläppung des ABS und der Polspitze die Grundschicht 18 aus Aluminiumoxid und die darüber liegende elektronische Schicht 20, die die magnetischen Lese- und Schreibfolie einschließt, stärker verschlissen als das keramische Substrat 16. Die 2 stellt einen magnetischen Aufzeichnungskopf 12' mit einem ABS 10', einer Grundschicht aus Aluminiumoxid 18 und einer elektronischen Schicht 20 dar. Der magnetische Aufzeichnungskopf 12' ist oberhalb eines rotierenden magnetischen Mediums 14' angeordnet. Es erfolgt eine bevorzugte Erosion der Grundschicht 18 und der elektronischen Schicht 20 relativ zu dem ABS 10' während der Verläppung von ABS und der Polspitze in einem Bereich, der allgemein als „X" angegeben wird. Die bevorzugte Erosion der magnetischen Folie, relativ zu dem Substrat, während der Verläppung von ABS und der Polspitze erhöht die vertikale Verschiebung zwischen der Oberfläche des ABS und den Spitzen der magnetischen Lese- und Schreibfolie, was als „Rezession der Polspitze" definiert wird. Daraus folgt, dass sich die Flughöhe in dem Maße erhöht wie sich das Ausmaß der Rezession der Polspitze erhöht. Beispielsweise ist die Flughöhe A' des magnetischen Aufzeichnungskopfs 12' der 2 im Vergleich zu derjenigen des Kopfs 12 der 1 um das Ausmaß der Rezession der Polspitze" größer.
Mit dem Annähern der Flughöhe an nahe Kontaktwerte kann jede Erhöhung der Rezession der Polspitze einen signifikanten Bruchteil des gesamten Abstands zwischen dem Aufzeichnungskopfs und den magnetischen Medien repräsentieren. Daher muss zur Gewährleistung einer verbesserten Performance des Kopfes das Ausmaß der Rezession der Polspitze minimiert werden. Wenn die Polspitzen relativ zu dem ABS zu stark eingeschnitten bzw. ausgehöhlt sind, dann kann dies zu einer Verschlechterung oder dem vollständigen Ausfall des Signals führen. Es besteht daher ein gewünschtes minimales Ausmaß der Rezession der Polspitzen, das den geringsten Verlust des magnetischen Signals bewirkt und auch gewährleistet, dass die magnetischen Pole die magnetischen Medien nicht kontaktieren. Um zu bestimmen, ob die Rezession der Polspitze innerhalb eines annehmbaren Bereichs liegt, ist es die derzeitige technische Praxis jeden magnetischen Aufzeichnungskopf nach dem Verläppen von ABs und der Polspitze zu inspizieren. Dieser Inspektionsprozess erhöht in signifikanter Weise die Kosten für den fertigen magnetischen Aufzeichnungskopf, wobei ein Teil der Köpfe aufgrund des Versagens bei dem Test verworfen wird.
Ein weiteres Problem, das der Verwendung einer Grundschicht aus Aluminiumoxid inhärent ist, besteht darin, dass es einen Unterschied zwischen den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Grundschicht aus Aluminiumoxid und von dem AlTiC-Substrat gibt. Weiterhin behält die Grundschicht aus Aluminiumoxid eine restliche innere Spannung nach der Aufbringung auf das Substrat bei. Die Kombination aus der Restspannung der Grundschicht und dem Unterschied der thermischen Ausdehungskoeffizienten führt zu einer Verwerfung des Grundschicht-Wafers während der Verfahren zum Aufbau der elektronischen Schicht, die bei erhöhter Temperatur (typischerweise 200–250°C) durchgeführt werden. Da die Herstellerfirmen für magnetische Aufzeichnungsköpfe mit Nachdruck einen erhöhten Durchmesser der Wafer (der sich derzeit von 4 inch bis 6 inch bewegt und sogar so groß wie 8 inch sein kann) und eine verringerte Dicke der Wafer (die sich derzeit von 0,080 inch bis 0,052 inch bewegt und so dünn wie 0,030 inch sein kann) verlangt, verschlechtert sich fortschreitend der Grad der Verwerfung der Aluminiumoxid-Grundschicht-AlTiC-Wafer. Reihenstangen, die aus den verworfenen Wafern herausgesägt werden, werden gekräuselt oder gebogen. Wenn dieses Biegen zu stark wird, dann wird es schwierig oder sogar unmöglich, das Polspitzenverläppen auf dem Reihenstangen-Transferwerkzeug durchzuführen. Magnetische Aufzeichnungsköpfe, die aus zu stark verworfenen Aluminiumoxid-Grundschicht-Wafern herausgeschnitten worden sind, können zu starke und nichtannehmbare geometrische Verwerfungen haben. Diese Verwerfungen werden derzeit als Verdrehungs-, Wölbungs- und Kronendefekte bezeichnet.
Die U.S. Patentschrift Nr. 5 476 691 beschreibt die Oberflächenmodifikation von magnetischen Aufzeichnungsköpfen unter Verwendung einer Plasmaimmersions-Ionenimplantation und -abscheidung. Bei dem in dieser Druckschrift beschriebenen Verfahren werden eine direkte Ionenimplantation, eine Zurückprallimplantation und eine Oberflächenabscheidung so kombiniert, dass sie die Bereiche, die sich nahe an der Oberfläche des Kopfs oder des Substrats befinden, modifizieren. Die modifizierten Bereiche werden als Atome in das Substrat eingemischt. Gemäß dieser Druckschrift verbessert die Oberflächenmodifikation die Oberflächenglätte und die Oberflächenhärte und erhöht die tribologischen Eigenschaften bei Bedingungen von Kontakt-Start-Stopp und kontinuierlichem Gleiten.
Es besteht daher ein Bedarf nach einem Verfahren zur Herstellung von magnetischen Aufzeichnungsköpfen, bei denen das Potential für eine Rezession der Polspitzen verringert ist und bei dem daher die Zeitspanne und die Kosten für die Herstellung der Köpfe ebenfalls verringert werden. Weiterhin besteht eine Notwendigkeit für ein Herstellungsverfahren von magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen, bei denen keine Verwerfung der Grundschicht-Wafer bei Aufbau der elektronischen Schicht erfolgt und bei dem kein Biegen der Reihenstangen, die aus solchen Grundschicht-Wafern herausgesägt worden sind, erfolgt, wodurch das Ausmaß von Verdrehungs-, Wölbungs- und Kronendefekten verringert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstands mindestens eines Teils des Substrats. Das Verfahren beinhaltet die Bereitstellung eines keramischen Substrats und die Durchführung einer Technik der Ionenimplantation und der Plasmaimmersion oder von beiden Techniken davon auf mindestens einem Teil des keramischen Substrats mit Ionen, abgeleitet von mindestens einer Ionenquelle, die aus der Gruppe, bestehend aus Edelgasen, Stickstoff, Sauerstoff, Halogenen, Halogenverbindungen, Silicium und Antimon, ausgewählt sind, abgeleitet sind. Die Ionenimplantations- und/oder Plasmaimmersions-Behandlung liefert einen modifizierten Bereich, der sich in die keramische Substanz hinein erstreckt und der einen elektrischen Widerstand, gemessen an der Oberfläche des Substrats, aufweist, der im Vergleich zu dem restlichen nicht-modifizieren Teil des Substrats höher ist, d.h. mindestens 10⁵ Ohm-cm beträgt.
Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise für Verfahren zur Herstellung von magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen angepasst werden. In einem solchen Fall wird ein geeignetes keramisches Substrat bereitgestellt und eine oder beide Techniken der Ionenimplantation und der Plasmaimmersion werden auf dem keramischen Substrat durchgeführt, um einen Bereich des in geeigneter Weise erhöhten spezifischen elektrischen Widerstands zu ergeben. Eine elektronische Schicht, umfassend mindestens einen magnetischen Pol, wird auf mindestens einem Teil des Bereichs des erhöhten spezifischen elektrischen Widerstands gebildet. Der Bereich isoliert die elektronische Schicht elektrisch von dem keramischen Substrat.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dazu verwendet werden, um mindestens das gesamte keramische Substrat oder einen Teil desselben mit einer extrem dünnen (ungefähr 100–1000 Å) Schicht mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand zu versehen. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Bereich mit spezifischem elektrischem Widerstand ist ein integraler Teil des Substrats und er kann extrem dünn (so dünn wie etwa 100 Å) sein. Der benannte Erfinder hat gezeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren angepasst werden kann, dass es den spezifischen elektrischen Widerstand einer Oberfläche des keramischen Substrats um mindestens sieben Größenordnungen erhöht und dass durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstands von vierzehn Größenordnungen erreicht worden ist. Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das herkömmliche Verfahren zur Steigerung des elektrischen Widerstands eines keramischen Wafers während der Herstellung von magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen als ein Zerstäubungsaufschichten einer ungefähr 3–10 μm Schicht von Aluminiumoxid auf dem keramischen und ein anschließendes Verläppen der Schichtoberfläche umfasst, vollständig vermieden werden.
Da der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugte Bereich mit spezifischem elektrischem Widerstand ein integraler Teil des Substrats ist, eliminiert das erfindungsgemäße Verfahren das Problem der bevorzugten Erosion, das oben beschrieben wurde und das eine Konsequenz der herkömmlichen Bildungstechnik einer Aluminiumoxid-Grundschicht, die bei der Herstel lung von magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen angewendet wird. Da weiterhin bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die ursprüngliche Dicke, die Planarität und die Oberflächenrauigkeit des keramischen Wafers nicht beeinträchtigt werden, ist nach der Bildung des Bereichs mit einem spezifischen elektrischen Widerstand keine zusätzliche Oberflächen-Endbearbeitung erforderlich.
Es wird ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Verfahren die Kosten verringert, die bei herkömmlichen Herstellungstechniken für magnetische Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfe auftreten. Das erfindungsgemäße Verfahren verringert die Anzahl der Ausschussköpfe und verringert oder eliminiert die Notwendigkeit, die fertigen Köpfe hinsichtlich annehmbarer Verhältnisse, betreffend die Rezession der Polspitzen, Verdrehungs-, Wölbungs- und Kronendefekte zu eliminieren. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist auch keine Verwendung einer Zerstäubungseinrichtung mit den damit verbundenen Investitions- und Arbeitskosten erforderlich. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Behandlung von keramischen Wafern durch Ionenimplantation oder Plasmainversion signifikant weniger kostspielig ist als das Zerstäubungsbeschichten und das Verläppen der Wafer.
Für den Leser werden die vorstehenden Details und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie andere, bei Berücksichtigung der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich. Der Leser kann auch solche zusätzlichen Details und Vorteile der vorliegenden Erfindung bei Durchführung der Erfindung verstehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen besser verständlich. In diesen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. Es zeigen:
1 eine Darstellung eines Teils eines herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungskopfs in einer Position oberhalb eines rotierenden magnetischen Mediums;
2 eine Darstellung eines Teils eines herkömmlichen magnetischen Aufzeichnungskopfs in einer Position oberhalb eines rotierenden magnetischen Mediums; die Figur zeigt weiterhin die erhöhte Flughöhe, die von der bevorzugten Erosion der Aluminiumoxid-Grundschicht und der elektronischen Schichten herrührt;
3 eine Darstellung eines erfindungsgemäß konstruierten magnetischen Aufzeichnungskopfs;
4 ein Diagramm des relativen Ionensignals für mehrere chemische Arten, das die Beziehung von der Tiefe in die Oberfläche eines keramischen Wafers, der durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelt worden ist, zeigt, wobei Fluorsilan als Ionenquelle verwendet worden ist;
5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Silicium- und Fluoratomkonzentration und der Tiefe in die Oberfläche eines keramischen Wafers, der durch das erfindungsge mäße Verfahren behandelt worden ist, zeigt, wobei Fluorsilan als Ionenquelle verwendet worden ist;
6 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem relativen Ionensignal für verschiedene chemische Arten und der Tiefe in die unbehandelte Rückseitenoberfläche des keramischen Wafers, der Gegenstand der 4 und 5 ist, zeigt;
7 ein Montagediagramm der Beziehung zwischen der Kohlenstoffkonzentration und der Bindungsenergie als Funktion der Tiefe im Inneren eines AlTiC-Waferions, das durch das erfindungsgemäße Verfahren implantiert worden ist, wobei eine SiF₄-Ionenquelle, eine Ionendosis von 4 × 10¹⁶ Ionen/cm² und eine Ionenenergie von 12,5 KeV verwendet worden sind;
8 ein Montagediagramm, das die Beziehung zwischen der Sauerstoffkonzentration und der Bindungsenergie als Funktion der Tiefe im Inneren eines AlTiC-Wafers, der durch das erfindungsgemäße Verfahren implantiert worden ist, wobei eine SiF₄-Ionenquelle, eine Ionendosis von 4 × 10¹⁶ Ionen/cm² und eine Ionenenergie von 12,5 KeV verwendet worden sind;
9 ein Montagediagramm, das die Beziehung zwischen der Fluorkonzentration und der Bindungsenergie als Funktion der Tiefe im Inneren eines AlTiC-Wafers, der durch das erfindungsgemäße Verfahren implantiert worden ist, wobei eine SiF₄-Ionenquelle, eine Ionendosis von 4 × 10¹⁶ Ionen/cm² und eine Ionenenergie von 12,5 KeV verwendet worden sind;
10 ein Montagediagramm, das die Beziehung zwischen der Aluminiumkonzentration und der Bindungsenergie als Funktion der Tiefe im Inneren eines AlTiC-Wafers, der durch das erfindungsgemäße Verfahren implantiert worden ist, wobei eine SiF₄-Ionenquelle, eine Ionendosis von 4 × 10¹⁶ Ionen/cm² und eine Ionenenergie von 12,5 KeV verwendet worden sind;
11 ein Montagediagramm, das die Beziehung zwischen der Siliciumkonzentration und der Bindungsenergie als Funktion der Tiefe im Inneren eines AlTiC-Wafers, der durch das erfindungsgemäße Verfahren implantiert worden ist, wobei eine SiF₄-Ionenquelle, eine Ionendosis von 4 × 10¹⁶ Ionen/cm² und eine Ionenenergie von 12,5 KeV verwendet worden sind;
12 ein Montagediagramm, das die Beziehung zwischen der Titankonzentration und der Bindungsenergie als Funktion der Tiefe im Inneren eines AlTiC-Wafers, der durch das erfindungsgemäße Verfahren implantiert worden ist, wobei eine SiF₄-Ionenquelle, eine Ionendosis von 4 × 10¹⁶ Ionen/cm² und eine Ionenenergie von 12,5 KeV verwendet worden sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Während die Verfahren und Gegenstände gemäß der vorliegenden Erfindung in Ausführungsformen mit vielen unterschiedlichen Formen vorliegen können, beschreibt die vorliegende detaillierte Beschreibung der Erfindung nur spezielle Formen als Beispiele der Erfindung. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die so beschriebenen Ausführungsformen eingeschränkt und der Umfang der Erfindung wird besser in den angefügten Ansprüchen beschrieben. Insbesondere wird es, obgleich die Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung prinzipiell im Zusammenhang mit der Herstellung von magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen beschrieben werden, für den Fachmann, der mit der vorliegenden Beschreibung der Erfindung vertraut ist, er sichtlich, dass das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf beliebige andere Anwendungen angewendet werden kann, wenn es gewünscht wird, den spezifischen elektrischen Widerstand mindestens eines Teils eines Gegenstands zu erhöhen, der ein keramisches Material umfasst. Obgleich solche weiteren Anwendungen hierin nicht vollständig beschrieben werden, sollen diese doch durch einen oder mehrere der angefügten Ansprüche umfasst werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung schließt die Unterwerfung mindestens einer Oberfläche eines Wafers, eines Pucks oder eines anderen Gegenstands, der ein keramisches Material umfasst, energiereicher Ionen ein, um mindestens einen Bereich, der sich in den Wafer, den Puck oder einen anderen Gegenstand hinein erstreckt, um hierdurch den spezifischen elektrischen Widerstand des Bereichs zu erhöhen. Ein derartiger Bereich schließt naturgemäß mindestens einen Teil der Oberfläche des Wafers, des Pucks oder des anderen Gegenstands ein. Das Verfahren kann durch jede der Techniken der Ionenimplantation oder der Plasmaimmersion durchgeführt werden. Die Ionenimplantation ist eine Blickrichtungs-Technik, bei der ein Bündel von energiereichen Ionen, extrahiert von einer Plasmaquelle, gegenüber der Oberfläche eines Feststoffs, der implantiert werden soll, beschleunigt. Die Ionen, die die Oberfläche des Feststoffs mit hoher Energie bombardieren, werden im Bereich unterhalb der Oberfläche des Feststoffs eingebettet bzw. eingegraben, was zu einer Modifizierung der Atomzusammensetzung und der Gitterstruktur des Bereichs unterhalb der Oberfläche führt, ohne dass die Oberflächenrauigkeit, die Dimensionseigenschaften und die Massenmaterialeigenschaften beeinträchtigt werden. Die Plasmaimmersion ist eine nicht in Blickrichtung stehende Technik, bei der das feste Ziel in ein Plasma eingetaucht wird und wiederholt eine Impulsausrichtung zu einer hohen negativen Spannung, relativ zu dem Plasmapotential, durchgeführt wird. Dabei bildet sich eine Plasmahöhle um die Feststoffe herum und Ionen werden beschleunigt durch das elektrische Feld der Hülle geleitet und bombardieren alle freigelegten und nicht-geschützten Oberflächen des Feststoffs gleichzeitig mit Ionen. Demgemäß sind beide Techniken im Wesentlichen dahingehend identisch, dass Ionen, die von einer Quelle erzeugt worden sind, beschleunigt werden und dass es bewirkt wird, dass sie eine oder die mehreren Oberflächen eines Feststoffs bombardieren und in dem Bereich unter der Oberfläche des Feststoffs implantiert werden.
Die Ionenimplantations- und Plasmaimmersionstechniken, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden können, können in herkömmlicher Weise unter Bezugnahme auf die Art der Ionen, die Dosis und Energieparameter des erfindungsgemäßen Verfahrens, die untenstehend beschrieben werden, durchgeführt werden. Sowohl die Ionenimplantation als auch die Plasmaimmersions sind gut bekannte Verfahren und der Fachmann, der die vorliegende Beschreibung der Erfindung studiert hat, wird vollkommen dazu imstande sein, jede dieser Techniken zusammen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne unziemliche exprimentelle Tätigkeit durchzuführen. Demgemäß wird hierin keine detaillierte Beschreibung der Ionenimplantations- und Plasmaimmersionstechniken gegeben.
Bei der Anwendung zur Herstellung von magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen ersetzt das erfindungsgemäße Verfahren die Stufen der Bildung einer Grundschicht und der Planarisierung. Daher kann, nachdem das erfindungsgemäße Verfahren an einem Bereich des keramischen Wafers, aus dem die Köpfe hergestellt worden sind, ausgeübt worden ist, die elektronische Schicht, die einen oder mehrere magnetische Pole einschließt, direkt auf der freigelegten Oberfläche des Bereichs des Wafers, der durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelt worden ist, aufgebaut werden.
Keramische Materialien, denen durch das erfindungsgemäße Verfahren ein erhöhter spezifischer elektrischer Widerstand verliehen werden kann, schließen solche ein, die alle beliebigen Carbidmaterialien umfassen. Beispiele für solche Carbidmaterialien schließen Siliciumcarbid, Titancarbid und Borcarbid ein die Arten der anderen Carbidmaterialien, die in die keramischen Materialien eingearbeitet werden können, werden für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Die keramischen Materialien, die dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden können, schließen auch solche keramischen Materialien ein, die als Substrate für die Herstellung von magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen verwendet werden, wie z.B. AlTiC. Ionen, die für die erfindungsgemäßen Ionenimplantations- und Plasmaimmersionstechniken verwendet werden können, schließen Ionen, abgeleitet von beliebigen Edelgasen (Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon), Stickstoff, Sauerstoff, den Halogenen (Fluor, Chlor, Brom und Iod), Halogen-, Silicium- und Antimonverbindungen ein. Es wird angenommen, dass Ionen einer der folgenden Ionenquellen oder einer Kombination davon bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet werden können. Halogenverbindungen, von denen Ionen abgeleitet sein können, die für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet sind, schließen z.B. (SiF₄) und BF₃ ein. Beispiele für Ionen, die sich von SiF₄ ableiten und die erfindungsgemäß verwendet werden können, schließen SiF₃ ⁺, SiF₂ ⁺, SiF⁺, Si⁺, F⁺ und Si₂ ⁺ ein. Die Bombardierung des Substrats mit den energiereichen Ionen bewirkt, dass mindestens ein Teil der Ionen in das Substrat eintritt, was einen modifizierten Bereich in dem Substrat ergibt, der physikalisch und/oder chemisch im Vergleich zu dem Rest des Substrats modifiziert ist. Es wird angenommen, dass die Modifikationen den erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand ergeben.
Die Ionenimplantations- und Plasmaimmersionstechniken, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, können weiterhin durch die Ionendosierung und die Energiebereiche charakterisiert werden, die als wirksam für die Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstands einer Oberfläche eines keramischen Substrats zu einem Wert gefunden wurden, der die elektronische Schicht eines magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungskopfs von dem keramischen Substrat des Kopfs in genügender Weise elektrisch isoliert. Es wird angenommen, dass eine Ionendosis im Bereich von etwa 10¹⁴ bis etwa 10¹⁸ Ionen/cm² einen genügenden spezifischen elektrischen Widerstand liefert, um die elektronische Schicht in ausreichender Weise von dem keramischen Substrat zu isolieren. Eine Ionendosis im Bereich von etwa 10¹⁵ bis etwa 10¹⁷ Ionen/cm² wird bevorzugt, um eine genügende Erhöhung des spezifischen elektri schen Widerstands bei einer vernünftigen Kostenlage zu erhalten. Ionenenergien im Bereich von etwa 150 KeV ergeben vermutlich einen genügenden spezifischen elektrischen Widerstand und Energien im Bereich von etwa 10 bis etwa 75 KeV werden bevorzugt. Es wird darauf hingewiesen, dass die tatsächlichen Effekte der erfindungsgemäß angewendeten Implantations- und Immersionstechniken von der jeweiligen Kombination der Behandlungsparameter (mit Einschluss der Ionenquelle, -dosis und -energie) abhängen werden, wobei der Fachmann dazu imstande sein wird, ohne unziemliche experimentelle Tätigkeit Kombinationen von solchen Parametern zu bestimmen, die in angemessener Weise den spezifischen elektrischen Widerstand der behandelten Oberfläche erhöhen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte magnetische Aufzeichnungsköpfe brauchen keine Grundschicht aus Aluminiumoxid zu enthalten. Stattdessen können unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte magnetische Aufzeichnungsköpfe einen modifizierten Bereich enthalten, der einen integralen Teil des keramischen Substrats darstellt, wobei jedoch dessen spezifischer elektrischer Widerstand im Vergleich zu den restlichen nicht-modifizierten Bereichen des keramischen Substrats in signifikanter Weise erhöht worden ist. Dies kann im Gegensatz zu einem magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungskopf mit herkömmlicher Konstruktion stehen. Solche herkömmliche magnetische Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfe enthalten eine getrennt gebildete Grundschicht aus Aluminiumoxid (d.h. die Grundschicht stellt keinen integralen Teil des Substrats dar).
Nunmehr wird auf die 3 Bezug genommen. Diese zeigt einen magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungskopf 100, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Der magnetische Aufzeichnungskopf 100 enthält einen keramischen Substratteil 105 und eine elektronische Scicht 110. Die elektronische Schicht 110 enthält magnetische Lese- und Schreibpole (nicht gezeigt), gebildet durch lithographische Techniken auf einer Oberfläche des keramischen Wafers (die Position der ursprünglichen Waferoberfläche innerhalb des Kopfs wird durch 114 angegeben). Es wird daher ersichtlich, dass die ursprüngliche Dicke des keramischen Wafers durch die Dimension „A" dargestellt wird. Der magnetische Aufzeichnungskopf 100 wird an eine Aufhängungseinrichtung angeheftet, um eine Kopf/Tragbügel-Zusammenstellung zu ergeben, und die Orientierung des Kopfs 100 ist so, dass die ABS-Bereiche 120a, 120b, und 120c den magnetischen Medien gegenüber liegen. Die ABS-Bereiche 120a, 120b und 120c sind durch die Bildung einer Aussparung 122 in dem keramischen Substratteil 105 durch Ionenfräsen oder durch Ätzen mit reaktiven Ionen eines Teils der Oberfläche 116 des keramischen Substratteils 105 sowie eines Teils der elektronischen Schicht 110 definiert worden. Die Gestalt des ABS ist Sache jedes einzelnen Herstellers von Köpfen. Das in 3 gezeigte ABS dient lediglich zum Zwecke der Illustration und soll in keiner Weise den Rahmen der Erfindung einschränken.
Ein magnetischer Dünnfilm-Aufzeichnungskopf, hergestellt durch herkömmliche Techniken, könnte eine elektrisch isolierende Grundschicht, typischerweise mit einer Dicke von 3 μm bis 10 μm aus Aluminiumoxid, zwischen der elektronischen Schicht des Kopfs und dem kerami schen Substratteil enthalten. Demgegenüber enthält der keramische Substratteil 105 des magnetischen Aufzeichnungskopfs 100 gemäß der Erfindung, der in 3 gezeigt wird, einen modifizierten Bereich, der im Allgemeinen als gestrichelter Bereich 124 angegeben ist, mit einem in signifikanter Weise erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand im Vergleich zu dem spezifischen elektrischen Widerstand des Rests des keramischen Substratteils 105. Der Bereich 124 ist dadurch erhalten worden, dass eine Oberfläche des keramischen Wafers dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen worden ist. Der keramische Wafer wurde vor den darauf folgenden Stufen der Bildung der elektronischen Schicht, der Sektionierung zu Reihenstangen, der ABS- und Polspitzenverläppung, der ABS-Bildung und der Trennung zu den einzelnen magnetische Aufzeichnungsköpfen dem Verfahren unterworfen. Die Dicke des Bereichs 124 in 3 wurde betont, um seine Position anzugeben; in der Praxis wird sie nicht größer als etwa 100 Å sein. Der Bereich 124 isoliert elektrisch die elektronische Schicht 110 des magnetischen Aufzeichnungskopfs 100 von dem keramischen Substratteil 105. Durch die Bereitstellung des Bereichs mit dem spezifischen elektrischen Widerstand 124 durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Notwendigkeit für eine Grundschicht aus Aluminiumoxid und eine Stufe der Einebnung der Grundschicht überwunden, so dass eine zu starke Rezession der Polspitzen während der Verläppung von ABS mit den Polspitzen eliminiert wird.
Magnetische Aufzeichnungsköpfe, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt worden sind, können in magnetische Speichervorrichtungen (d.h. magnetische Datenspeicherungs- und -abrufeinrichtungen, wie z.B. Festplattenlaufwerke), als eine Komponente einer Kopf/Tragbügel-Zusammenstellung eingearbeitet werden. Solche magnetische Speichereinrichtungen können ihrerseits in elektronische Geräte eingearbeitet werden. Die hierin verwendete Bezeichnung „elektronisches Gerät" soll jedes beliebige Gerät bedeuten, das eine Datenspeicherungsvorrichtung, enthaltend einen magnetischen Aufzeichnungskopf, hergestellt unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, enthält, ungeachtet, ob der Kopf an eine Aufhängungseinrichtung montiert ist oder nicht. Beispiele für solche elektronische Geräte schließen Computer (Desktop, Laptop, Handgeräte etc.), Videoabspiel- und -aufzeichnungsgeräte, digitale Kameras und Mobiltelefone ein. Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch magnetische Speichereinrichtungen, enthaltend durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Köpfe und elektronische Geräte, wie hierin definiert.

Um die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu illustrieren, wurden AlTiC-Wafer mit einem Durchmesser von 125 mm und einer Dicke von 1,2 oder 2,0 mm durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung einer Ionenimplantation behandelt. Es wurden Ionen, abgeleitet von verschiedenen Quellen mit verschiedenen Ionendosierungen und -energien, verwendet. Eine Implantationseinrichtung mit der Bezeichnung XP-Reihe 120-10 wurde dazu herangezogen, alle Wafer einer Ionenimplantationsbehandlung zu unterwerfen. Die Art und Weise des Betriebs einer derartigen Implantationseinrichtung ist dem Fachmann bekannt und wird daher hierin nicht beschrieben. Die Wafer bestanden aus dem Material mit der Bezeichnung GS-1, hergestellt von der Firma Greenleaf Corporation, Saegertown, Pennsylvania. Die angestrebte Verwendung des Materials GS-1 ist als keramisches Substratmaterial für magnetische Dünnfihn-Aufzeichnungsköpfe. Das Material GS-1 ist hinsichtlich seiner Zusammensetzung mit einem Material identisch, das üblicherweise als Substratmaterial für einen magnetischen Dünnfihn-Aufzeichnungskopf verwendet wird. Das Ausgangsmaterial GS-1 hat die folgenden Eigenschaften und folgende Zusammensetzung:

Dichte	4,25 g/cm³
Härte	1954 Hv
Spezifischer elektrischer Widerstand	0,008 Ohm-cm
Biegefestigkeit	835 MPa
Youngscher Modul	386 × 10³ MPa
Bruchzähigkeit	4,6 MPa/√m
Thermische Ausdehnung	7,5 ppm/°C
Thermische Leitfähigkeit	17,4 W/m°k
Mittlere Korngröße	0,9 μm
Optischer Index (λ = 546 nm)	n = 2,204, k = 0,402

Zusammensetzung

Al₂O₃	66 Gew.-%
TiC	30 Gew.-%
ZrO₂	4,0 Gew.-%
MgO	< 0,3 Gew.-%

Die Tabelle 1 gibt mehrere Experimente an und setzt die Parameter fest, die für die Ionenimplantation bei jedem Experiment verwendet wurden, mit Einschluss der Quelle, von der sich die implantierten Ionen ableiteten, der Ionendosierung und der Ionenenergie. Es wird auch der spezifische elektrische Widerstand der behandelten Waferoberfläche nach der Ionenimplantation angegeben. Die spezifischen elektrischen Widerstände wurden unter Verwendung einer Quecksilber-Sondeneinrichtung bestimmt, in der ein Kapillarröhrchen mit Quecksilber verwendet wird, um einen im Wesentlichen perfekten elektrischen Kontakt mit der Oberfläche des Wafers herzustellen. Aus den Messungen des spezifischen elektrischen Widerstands ist anzunehmen, dass die Ionenimplantationen als Durchschnitt eine Schicht mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand innerhalb jedes behandelten Wafers mit einer effektiven Dicke von 100 Å ergab. Die Genauigkeit dieser Annahme wurde durch andere Analysen bestätigt, die mit behandelten Wafern durchgeführt worden waren. Die Werte für den spezifischen elektrischen Widerstand, die in Tabelle 1 angegeben sind, stellen den Mittelwert von Widerstandsmessungen dar, die an mehreren Punkten jedes behandelten Wafers durchgeführt wurde.
Die Herstellung der elektronischen Schicht der magnetischen Aufzeichnungsköpfe umfasst mehrere Prozessstufen für die Herstellung des Dünnfilms, die bei erhöhten Temperaturen typischerweise im Bereich von 200 bis 250°C durchgeführt werden. Somit ist es wesentlich, dass die erhöhten spezifischen elektrischen Widerstände durch das erfindungsgemäße Verfahren beibehalten werden und bei erhöhten Prozesstemperaturen aus den behandelten Wafern nicht durch die Wärmebehandlung verringert oder zerstört werden. Um zu beurteilen, ob eine Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstands durch das erfindungsgemäße Verfahren beibehalten worden ist, nachdem die Wafer einer erhöhten Temperatur unterworfen worden waren, wurden die in Tabelle 1 angegebenen behandelten Wafer einer Behandlung bei erhöhter Temperatur unterworfen und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Der elektrische Nachbehandlungswiderstand der behandelten Oberfläche wurde dann erneut ermittelt, wobei die Quecksilber-Sondenvorrichtung verwendet wurde. Bei der ersten Wärmebehandlung, in Tabelle 1 als „HT1" bezeichnet, wurde der behandelte Wafer 2 Stunden lang in Luft bei 260°C gebrannt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Bei der zweiten Wärmebehandlung, die in Tabelle 1 als „HT2" bezeichnet wird, wurde der behandelte Wafer zehn Sekunden lang in Luft unter einer Quarzlampe einer Flash-Erwärmung unterworfen und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Ein auf der Oberfläche des Wafers angebrachtes Thermopaar zeigte eine Temperatur im stetigen Zustand von 600°C an. Der spezifische elektrische Nach-Erhitzungszustand jedes getesteten Wafers ist in Tabelle 1 angegeben.
Die Daten in Tabelle 1 zeigen, dass das erfindungsgemäße Verfahren den spezifischen elektrischen Widerstand, der an der Oberfläche der keramischen Wafer gemessen wird, stark erhöht. Die Erhöhung des Widerstands von einem Wert von 0,008 Ohm-cm für das Rohmaterial GS-1 betrug mindestens sieben Größenordnungen und es wurden Erhöhungen erhalten, die so groß wie vierzehn Größenordnungen waren. Die jeweiligen für die Ionenimplantation verwendeten Ionenarten ergaben einen stark erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand und es wurden elektrische Widerstände realisiert, die dazu angemessen sind, die elektronische Schicht eines magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungskopfs vom leitenden Teil des keramischen Substrats elektrisch zu isolieren. Ionenarten, abgeleitet von Fluorsilan (SiF₄), ergaben besonders hohe elektrische Widerstände bei jeder getesteten Kombination von Ionendosis und -energie. Bei der Ionenimplantations-Verfahrensweise wurde nicht beobachtet, dass die Dimensionen des Wafers verändert wurden oder dass die Planarität oder die Rauigkeit der implantierten Oberfläche verändert wurde.
Die Wärmebehandlungs-Experimente zeigten, dass Wafer, die durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelt worden waren, ihren erhöhten Widerstand nach dem Aussetzen an erhöhte Temperaturen, wie angegeben, beibehielten. Es ist festzustellen, dass die Bedingungen, bei denen die Wafer hitzebehandelt wurden, mindestens so scharf waren wie Bedingungen, denen Wafer während des Aufbaus der elektronischen Schicht unterworfen werden. Jeder hitzebehandelte Wafer behielt einen genügend hohen elektrischen Widerstand für die Herstellung von magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen bei. Tatsächlich erhöhte die Wärmebehandlung den elektrischen Widerstand der Wafer, die in den Experimenten 2 bis 9 einer Implantationsbehandlung unterworfen worden waren. Der elektrische Widerstand von Wafern, in die Ionen, abgeleitet von Antimon, implantiert worden waren, war zwar geringfügig verringert, blieb jedoch mindestens auf einem Wert von 8 × 10⁵ Ohm-cm.
Um die Natur von irgendwelchen chemischen oder physikalischen Veränderungen von GS-1-Wafern, die dem erfindungsgemäßen Implantationsverfahren unterworfen worden waren, zu bestimmen, wurden Untersuchungen durchgeführt, um die Zusammensetzung und die Chemie von behandelten Wafern des GS-1-Materials als eine Funktion der Tiefe nach der Implantation mit SiF₃ ⁺-Ionen, die von SiF₄ ^– abgeleitet worden waren, zu charakterisieren. Genauer gesagt wurden sekundäre Ionen-massenspektrometrische (SIMS)-Analysetechniken und chemische Röntgenstrahl-Photoelektronen-Spektroskopie/Elektronen-Spektroskopie-Analyse(XPS/ESCA)techniken dazu angewendet, um einen Wafer zu untersuchen, der im Experiment 18 von Tabelle 1 eine Implantation erhalten hatte. Die XPS/ESCA-Technik wurde auch dazu angewendet, um einen Wafer zu untersuchen, der im Experiment 19 von Tabelle 1 eine Implantation erhalten hatte und wärmebehandelt worden war. Die Wafer der Experimente 18 und 19 erhielten bei identischen Bedingungen (SiF₄ Quelle, 4 × 1016 Ionen/cm², 12,5 KeV) eine Ionenimplantation und der Wafer von Experiment 19 erhielt danach eine 10-sekündige Hitzebehandlung bei 600°C.
Es ist festzustellen, dass die Ergebnisse der SIMS- und XPS/ESCA-Analysen der Wafer der Experimente 18 und 19 identisch waren.
Ein Quadrupol-Massenspektrometer mit der Bezeichnung PHI 6700 wurde bei der SIMS-Technik verwendet, um die Fluor- und Siliciumverteilung in der Nachbarschaft der behandelten Oberfläche des Wafers des Experiments 18 zu profilieren. Weiterhin wurden Aluminium, Titan, Kohlenstoff und Sauerstoff überwacht, um die Titancarbid(TiC)- und Aluminiumoxid(Al₂O₃)-Matrix zu repräsentieren. Auch die Molekularkombinationen von Ti+O und Ti+C wurden überwacht. Die 4 ist ein Diagramm, das die relativen Ionensignale für alle der vorgenannten Arten gegenüber der Tiefe in den Wafer des Experiments 18 zeigt. Die 5 ist ein Diagramm der Silicium- und Fluoratomkonzentration in Abhängigkeit von der Tiefe. Eine Tiefe von null stellt die Oberfläche des Wafers dar, der durch das erfindungsgemäße Verfahren mit SiF₃ ⁺-Ionen bombardiert wurde. Das Atom-C-Signal gibt eine Abreicherung von Kohlenstoff in den obersten 100 A an. Die Ti-C-Kurve weist auch auf eine Kohlenstoffabreicherung in der Nähe der Oberfläche hin. Die O- und Ti-O-Kurven weisen auf die Möglichkeit eines Oberflächenoxids anstelle des TiC-Zustands hin. Die Si- und F-Kurven zeigen zwei ausgeprägte Peaks anstelle einer einzigen glatten Implantationsverteilung. Einer der Peaks erscheint in einem Bereich, der als Oberflächen-Oxidbereich identifiziert wird. Der andere Peak ist tiefer und scheint unterhalb des Oberflächen-Oxids und im Inneren des AlTiC-Substratmaterials aufzutreten.
Die SIMS-Technik wurde auch auf die nicht-behandelte Rückseite des Wafers des Experiments 18 angewendet, um die Zusammensetzung der behandelten Oberfläche und des Bereichs unterhalb der Oberfläche des Wafers, der in 4 gezeigt wird, mit der unbehandelten Oberfläche und den Bereichen unterhalb der Oberfläche des Wafers zu vergleichen. Die 6 ist ein Diagramm der sekundären Ionensignale in Abhängigkeit von der Tiefe des Oberflächenbereichs und des unterhalb der Oberfläche liegenden Bereichs der nicht-behandelten Rückseite. Die Unterschiede zwischen den 4 und 6 sind dahingehend augenscheinlich, dass im Wesentlichen keine Abänderung der sekundären Ionensignale von der Oberfläche gegenüber der Tiefe in der nicht-behandelten Rückseite auftritt.
Die XPS/ESCA-Technik wurde auch dazu eingesetzt, um die Zusammensetzung und die Chemie des behandelten GS-1-Materials von Experiment 18 und des Wafers von Experiment 19 als Funktion der Tiefe zu bestimmen. Die Spektren wurden mit einem physikalischen Elektronen-Quantum-System mit der Bezeichnung 2000 ESCA erhalten, welches System eine Röntgenstrahlenquelle aufweist, die zu einer Spot-Größe von ungefähr 10 μm fokussiert werden kann. Es wurden die Überwachungsspektren, die Spektren mit hoher Auflösung, die Montagediagramme und die Tiefendiagramme erstellt und beurteilt. Tiefenprofile wurden durch Alternierung eines Aquisitionszyklus mit einem Zerstäubungszyklus, währenddessen das Material von der behandelten Waferprobe unter Verwendung von 4 KeV Ar⁺-Ionen entfernt wurde, bestimmt. Die Elemente Kohlenstoff, Sauerstoff, Aluminium, Titan, Fluor und Silicium wurden durch XPS/ESCA-Techniken bis zu einer Tiefe von ungefähr 170 Å verfolgt. Die Elementarkonzentra tionen dieser Elemente in dem Wafer des Experiments 19 als Funktion der Zerstäubungszeit/Tiefe sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Tabelle 2
Die Montagediagramme für den Wafer des Experiments 19, abgeleitet von der XPS/ESCA-Analyse, die die Konzentrationsprofile von Kohlenstoff Sauerstoff, Fluor, Aluminium, Silicium bzw. Titan zeigen, sind in den 7 bis 12 dargestellt. Der Zählungs/Sekunden(c/s)-Wert, der in der y-Achse der Montagediagramme gezeigt wird, ist zu der Konzentration des Elements in jedem Waferbereich, wie es durch die Ar⁺-Ionen entfernt wird, proportional. Die Bindungsenergie, die auf der x-Achse gezeigt wird, zeigt den chemischen Zustand des Elements in dem analysierten Bereich an. Die z-Achse zeigt die Tiefe innerhalb des Wafers an. Wie für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich wird, zeigen die „1 s" in den 7 bis 9 die Signale der Elektronen in den 1s-Orbitalen der Atome der erfassten Elemente an, die dazu verwendet wurden, um die Diagramme dieser Figuren zu erstellen. Während „2p" in den 10 bis 12 die Signale von Elektronen in 2p-Orbitalen von Atomen des erfassten Elements angibt, die zur ERstellung der Diagramme der 10 bis 12 verwendet wurden.
Die XPS/ESCA-Analyen der Wafer des Experiments 18 und des Experiments 19 zeigen, dass das Titan in den Suboberflächenbereich (mit einer Tiefe von ungefähr 100 Å) hauptsächlich als Titanoxidkomplex Al_xTi_yO_z vorhanden ist, wobei auch eine kleinere Menge von TiO₂ und TiC/Tio festgestellt wurde. Der Titanoxidkomplex (Al_xTi_yO_z) bestand in die Tiefe der Proben hinein fort und nach ungefähr 100 Å in die Proben hinein wurde das Titan hauptsächlich als TiC/TiO beobachtet. Die Analyse zeigte auch Fluor im Suboberflächenbereich beider Proben durch das Suboberflächen-Tiefenprofil in einer Form an, die mit einem anorganischen Fluorid im Einklang war. Silicium wurde auch an der Oberfläche mit einer Bindungsenergie festgestellt, die mit einem Zwischenoxid der Form SiO_x, wobei x einen kleineren Wert als 2 hat, im Einklang steht. Diese Form von Silicium kann als elektrischer Isolator wirken. Das Aluminium lag konsistent in Fluoridform (d.h. AlF₃) an der Oberfläche der Proben vor und ging allmählich mit steigender Tiefe in eine Form über, die mit einem Aluminiumoxid in Einklang stand. Variierende Mengen von Aluminiumoxyfluorid lagen in Form von Al_xTi_yO_z zwischen der Oberflächenfluoridform (AlF₃) und der Oxidform, die am Ende des Tiefenprofils beobachtet worden war, vor. Es ist festzustellen, dass das Aluminiumfluorid ein sehr starker elektrischer Isolator ist und dass auch das Aluminiumoxyfluorid einen elektrisch isolierenden Effekt haben kann. Die Form und die Menge des Kohlenstoffs, die in zwei Waferproben gefunden wurden, standen im Einklang mit zufälligen organischen Verunreinigungen (umfassend Kohlenwasserstoffe und Sauerstoff-Funktionalitäten von Kohlenstoff). Vergleiche z.B. den großen anfänglichen Kohlenstoffpeak in der 7. Unterhalb der Oberfläche wurde jedoch der Kohlenstoff als ein Carbid festgestellt. Die Werte des Kohlenstoffprofils zeigten auch, dass das Carbid im nahen Oberflächenbereich relativ zu der Carbidkonzentration, die in der Tiefe festgestellt wurde, abgereichert war. Was die 7 betrifft, so wird die Abreicherung von Kohlenstoff klar im Suboberflächenbereich unterhalb der Oberflächen-Kohlenstoffverunreinigung gezeigt. Es wurde gefunden, dass das Silicium im Suboberflächenbereich der Waferproben in einer Form vorhanden war, die mit einem Oxid im Einklang stand und die dem SiO₂ ähnlicher war als die Suboxidkomplexform, die von den Oberflächendaten nahegelegt wird. Es wurde gefunden, dass sowohl das Fluor als auch das Silicium bis zu einer Tiefe von ungefähr 170 Å dauernd vorhanden waren.
Auf der Basis der vorgenannten analytischen Ergebnisse erscheint, dass die Ionenimplantation eines GS-1-Wafers mit SiF₃ ⁺-Ionen bei den Bedingungen der Experimente 18 und 19 einen chemisch modifizierten Suboberflächenbereich erzeugt, der einen Aluminiumoxyfluoridkomplex (Al_xTi_yF_z) einen Titanoxidkomplex (Al_xTi_yO_z) und ein Siliciumoxid/Suboxid (SiO_x, wobei x ≤ 2) enthält. Die Implantation scheint auch den TiC-Gehalt im Inneren des Suboberflächenbereichs abzureichern, was zu einer erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand der Waferoberfläche und des Suboberflächenbereichs beitragen kann.
Es wurde eine Untersuchung durchgeführt, dass der gesteigerte spezifische elektrische Widerstand, der durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelten Wafer das Ergebnis eines modifizierten Suboberflächenbereichs ist, der durch die Ionenimplantations- und/oder Plasmaimmersionstechniken erzeugt wird und nicht lediglich das Ergebnis von Siliciumdioxid (SiO₂), gebildet auf der Oberfläche der behandelten Wafer, ist. Die behandelte Oberfläche der Wafer, die im Experiment 18 einer Implantation unterworfen worden waren, und die einen gemessenen spezifischen elektrischen Widerstand von etwa 10¹¹ Ohm-cm hatten, wurden zu einer Tiefe von ungefähr 100 Å geätzt. Die Ätzung entfernte irgendwelche Oberflächenoxide und einen Teil des modifizierten Bereichs unterhalb der Oberfläche des Wafers. Es wurde beobachtet, dass der spezifische elektrische Widerstand der durch Ätzen behandelten Oberfläche auf etwa 10⁷ Ohm-cm verringert war, welcher Widerstandswert um etwa neun Größenordnungen höher ist als der spezifische elektrische Widerstandswert von 0,008 Ohm-cm des rohen GS-1-Materials. Daher rührt der erhöhte spezifische elektrische Widerstand, der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten wird, nicht ausschießlich von Oberflächenoxiden her, die auf den behandelten Wafern gebildet worden sind.
Der Erfinder nimmt auch an, dass das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung einen weiteren Vorteil ergibt. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren gebildete modifizierte Bereich hat eine höhere thermische Leitfähigkeit im Vergleich zu AlTiC-Wafern mit einer Grundschicht aus Aluminiumoxid. Die neuerliche Entwicklung von magnetoresistiven (MR) und riesigen magnetoresistiven (GMR) Köpfen mit niedrigeren Flughöhen hat die Flächendichte der magnetischen Medien in Laufwerken in signifikanter Weise erhöht. Die MR- und GMR-Köpfe leiden jedoch an dem Problem einer thermischen Schärfe, die Widerstandsänderungen sind, die durch Temperaturspitzen des magnetoresistiven Streifens des Kopfs erzeugt werden. Eine Temperaturspitze wird erzeugt, wenn der magnetoresistive Streifen des MR- oder GMR-Kopfs Verschmutzungen oder eine erhöhte Fehlstelle auf der Oberfläche der magnetischen Medien kontaktiert. Die Temperaturspitze erzeugt eine entsprechende Veränderung des Widerstands, was zu einer positiven Spannungsänderung (d.h. ein thermisches Schärfesignal) im Output des Kopfes erzeugt. Eine Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit eines Bereichs des Kopfs durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Größenordnung irgendwelcher Temperaturspitzen in dem magnetoresistiven Streifen dadurch verringern, dass Hitze schneller von dem Streifen abgegeben wird.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstands eines keramischen Gegenstands oder eines anderen Gegenstands zur Verfügung. Beispiele für die Anwendung der Erfindung schließen die Produktion von magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen und Vorrichtungen, die solche Köpfe enthalten, ein. Obgleich die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit bestimmten Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird der Fachmann bei Betrachtung der vorstehenden Beschreibung erkennen, dass viele Modifikationen und Variationen der Erfindung durchgeführt werden können. Insbesondere ist es so, dass, obgleich die vorstehenden Beispiele für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Ionenimplantation verwenden, um Ionen in das keramische Substrat hinein zu implantieren, es doch angenommen wird, dass die Plasmaimmersions mit im Wesentlichen den gleichen Ergebnisse angewendet werden kann. Alle solche Variationen und Modifikationen der vorliegenden Erfindung sollen daher durch die vorstehende Beschreibung und die folgenden Ansprüche umfasst werden.

Claims

Verfahren zur Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstands mindestens eines Teils eines Substrats, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: die Bereitstellung eines keramischen Substrats; und die Durchführung mindestens einer Technik von Ionenimplantation und Plasmaimmersion auf dem keramischen Substrat mit Ionen, abgeleitet von mindestens einer Quelle, die aus der Gruppe, bestehend aus Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Stickstoff, Sauerstoff, Fluor, Chlor, Brom, Iod, Halogenverbindungen, Silicium und Antimon, ausgewählt ist, um einen modifizierten Bereich zu erhalten, der sich von der Oberfläche des Substrats in das Substrat erstreckt, und einen an der Substratoberfläche gemessenen spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10⁵ Ohm-cm hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ionen Ionen, abgeleitet von mindestens einer Quelle, die aus der Gruppe, bestehend aus Fluor, Chlor, Brom, Iod, Silicium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Fluorsilan (SiF₄), ausgewählt ist, einschließen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Durchführung der Ionenimplantation die Bombardierung mindestens eines Teils des keramischen Substrats mit einer Dosis im Bereich von etwa 10¹⁴ bis etwa 10¹⁸ Ionen pro Quadratzentimeter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich der modifizierte Bereich in das keramische Substrat zu einer Tiefe im Bereich von etwa 100 Å bis etwa 1000 Å erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das keramische Substrat Aluminiumoxid und Titancarbid umfasst, und wobei der modifizierte Bereich, bezogen auf den Rest des Substrats, an Titancarbid abgereichert ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Ionen SiF₃ ⁺ umfassen und der modifizierte Bereich mindestens ein Material aus der Gruppe, bestehend aus SiO_x, wobei x ≤ 2, Aluminiumoxy-Fluorid-Komplexen, Titanoxidkomplexen und AlF₃, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das keramische Substrat ein Substrat eines magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungskopfes ist.
Verfahren zur Erhöhung des spezifischen elektrischen Widerstands eines Substrats, umfassend: die Bereitstellung eines keramischen Substrats, umfassend Aluminiumoxid und Titancarbid; die Bombardierung mindestens eines Teils des keramischen Substrats mit einer Dosis im Bereich von etwa 10¹⁴ bis etwa 10¹⁸ Ionen pro Quadratzentimeter bei einer Energie im Bereich von etwa 1 bis etwa 150 KeV, wobei die Ionen Ionen sind, die von mindestens einer Quelle, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Fluor, Chlor, Brom, Iod, Halogenverbindungen, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Stickstoff, Sauerstoff, Silicium und Antimon, abgeleitet sind, um einen modifizierten Bereich zu erhalten, der sich in das Substrat von der Oberfläche des Substrats erstreckt, und der einen an der Substratoberfläche gemessenen spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 10⁵ Ohm-cm hat, wobei der modifizierte Bereich eine Dicke im Bereich von etwa 100 Å bis etwa 1000 Å hat.
Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungskopfes, umfassend: die Bereitstellung eines keramischen Substrats; die Durchführung mindestens einer Technik von Ionenimplantation und Plasmaimmersion auf dem keramischen Substrat, um einen Bereich mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand zu erhalten; und die Bildung einer Schicht, umfassend mindestens einen magnetischen Pol auf mindestens einem Teil des Bereichs mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der an der Oberfläche des Bereichs gemessene spezifische elektrische Widerstand mindestens 10⁵ Ohm-cm beträgt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Durchführung der Ionenimplantation und der Plasmaimmersion Folgendes umfasst: die Bombardierung mindestens eines Teils des keramischen Substrats mit einer Dosis von Ionen, die dazu wirksam ist, das keramische Substrat zu einer Tiefe von mindestens etwa 100 Å chemisch zu modifizieren, wobei die Ionen Ionen sind, die von mindestens einer Quelle, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Fluor, Chlor, Brom, Iod, Stickstoff, Sauerstoff, Halogenverbindungen und Antimon, abgeleitet sind.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Ionen eine Energie im Bereich von etwa 1 bis etwa 150 KeV haben.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei: das keramische Substrat Aluminiumoxid und Titancarbid umfasst; die Ionen Ionen, abgeleitet von mindestens einer Fluorverbindung, umfassen; und der chemisch modifizierte Bereich im Vergleich zu dem Rest des keramischen Substrats an Titancarbid abgereichert ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der chemisch modifizierte Bereich mindestens ein Material aus der Gruppe, bestehend aus SiO_x, wobei x ≤ 2, Aluminiumoxy-Fluorid-Komplexen, Titanoxidkomplexen und AlF₃, umfasst.
Magnetischer Aufzeichnungskopf, umfassend: ein Substrat aus einem keramischen Material, wobei das genannte Substrat einen integralen Bereich mit einem im Vergleich zu dem Rest des genannten Substrats erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand einschließt, wobei der genannte integrale Bereich durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 erhältlich ist; und eine Schicht, umfassend mindestens ein Sensorelement, wobei die genannte Schicht auf dem genannten Bereich mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand gebildet ist.
Magnetischer Aufzeichnungskopf nach Anspruch 15, wobei der spezifische elektrische Widerstand des genannten Bereichs mindestens um sieben Größenordnungen höher ist als der spezifische elektrische Widerstand des genannten Rests des genannten Substrats.
Magnetischer Aufzeichnungskopf nach Anspruch 15, wobei das genannte Sensorelement ein magnetischer Pol ist.
Magnetischer Aufzeichnungskopf nach Anspruch 15, wobei der spezifische elektrische Widerstand einer Oberfläche des genannten Bereichs mindestens so hoch wie 10⁵ Ohm-cm ist.
Magnetischer Aufzeichnungskopf nach Anspruch 15, wobei der genannte Bereich eine Dicke im Bereich von etwa 100 Å bis etwa 1000 Å hat.
Magnetischer Aufzeichnungskopf nach Anspruch 15, wobei der genannte Bereich mit erhöhtem spezifischem elekt rischem Widerstand dadurch gebildet worden ist, dass Ionen auf das genannte Substrat auftreffen gelassen worden sind.
Magnetischer Aufzeichnungskopf nach Anspruch 20, wobei die genannten Ionen von mindestens einer Quelle, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Stickstoff, Sauerstoff, Fluor, Chlor, Brom, Iod, Halogenverbindungen, Silicium und Antimon, abgeleitet sind.
Magnetischer Aufzeichnungskopf nach Anspruch 15, wobei das keramische Substrat Titancarbid umfasst und wobei der genannte Bereich mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand im Vergleich zu dem Rest des genannten Substrats an Titancarbid abgereichert ist.
Magnetischer Aufzeichnungskopf nach Anspruch 22, wobei der genannte Bereich mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand mindestens eines der Materialien aus der Gruppe, bestehend aus SiO_x, wobei x ≤ 2, Aluminiumoxy-Fluorid-Komplexen, Titanoxidkomplexen und AlF₃, umfasst.
Struktur, umfassend: ein keramisches Substrat, wobei das genannte keramische Substrat einen integralen Bereich mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand im Vergleich zu dem Rest des genannten Substrats einschließt, wobei der genannte integrale Bereich durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 erhältlich ist; und eine Schicht, umfassend mindestens ein Sensorelement, wobei die genannte Schicht auf dem genannten Bereich mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand gebildet ist.
Struktur nach Anspruch 24, wobei der spezifische elektrische Widerstand des genannten Bereichs mindestens um sieben Größenordnungen höher ist als der spezifische elektrische Widerstand des genannten Rests des genannten Substrats.
Einen magnetischen Aufzeichnungskopf einschließende magnetische Speichervorrichtung, umfassend: ein Substrat aus einem keramischen Material, wobei das genannte Substrat einen integralen Bereich mit einem im Vergleich zu dem Rest des genannten Substrats erhöhten spezifischen elektrischen Widerstand einschließt, wobei der genannte integrale Bereich durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 erhältlich ist; und eine auf mindestens einem Teil des genannten Bereichs mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand gebildete Schicht, wobei die genannte Schicht mindestens einen magnetischen Pol umfasst.
Magnetische Speichervorrichtung nach Anspruch 26, wobei der spezifische elektrische Widerstand des genannten Bereichs mindestens um sieben Größenordnungen höher ist als der spezifische elektrische Widerstand des genannten Rests des genannten Substrats.
Magnetische Speichervorrichtung nach Anspruch 27, wobei der genannte Bereich mit erhöhtem spezifischem elektrischem Widerstand durch Bombardieren des genannten Substrats mit Ionen gebildet worden ist.