[發(fā)明專利]薄膜器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810090201.X
• 申請日: 2008-03-28
• 公開（公告）號: CN101290916A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 增田隆英;佐野正志;有友宏樹
• 申請（專利權(quán)）人: TDK株式會社
• 主分類號: H01L23/485
• 分類號: H01L23/485;G11B5/37;G11B5/31
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陳松濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄膜器件、薄膜磁頭、頭組件、磁記錄/再生設(shè)備以及制造薄膜器件的方法。

背景技術(shù)

本發(fā)明所涉及的薄膜器件包括例如電感器等的電路元件以及使用磁阻效應(yīng)的元件(此后稱為“MR元件”)的薄膜器件。其中，MR元件不僅用作磁性檢測元件或磁存儲器，還用作薄膜磁頭的再生元件。電感器自身形成獨立的電路元件，并且還用作薄膜磁頭的記錄元件。

典型地，該類型的薄膜器件傾向于具有帶嵌入在絕緣薄膜中的薄膜元件的保護(hù)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)需要引線導(dǎo)體膜以使得絕緣膜內(nèi)部的薄膜元件與外部電接觸。典型地，引線導(dǎo)體膜具有由平面部分和突出部分構(gòu)成的三維布線結(jié)構(gòu)，其中該平面部分的一端連接到薄膜元件，而在另一端，突出部分從平面部分的膜表面向絕緣膜的膜的厚度方向突出出來。而且，突出部分的上端引出到絕緣膜的表面，并且在所引出的上端面上形成用于外部連接的凸塊。

突出部分形成為含Cu作為主要成分的鍍膜，因為其需要具有降低的電阻和相對大的厚度。因為凸塊的表面傾向于例如通過鍵合方式連接到外部布線，因此其最外層是由Au鍍膜形成的，以滿足需要。例如，日本未經(jīng)審查的專利申請公開No.H10-3614可被引用作為現(xiàn)有技術(shù)文件，其中上述的凸塊結(jié)構(gòu)被應(yīng)用到薄膜磁頭。

但是，為了可靠地在凸塊上進(jìn)行引線鍵合，引線待鍵合到的Au鍍膜必須具有良好的表面特性。這是因為Au鍍膜的差的表面特性導(dǎo)致鍵合強度降低等問題。尤其是在需要機械拋光工藝的薄膜器件(典型地薄膜磁頭)中，由滑動器處理等產(chǎn)生的拋光粉末趨于被Au鍍膜的表面上的不平坦的部分捕獲，從而影響鍵合。

然而，在常規(guī)的凸塊結(jié)構(gòu)中，引線導(dǎo)體膜的突出部分是由Cu鍍膜形成的，并且使用Ti膜作為晶種膜在其上生長Au鍍膜，Au鍍膜生長，從而繼承Cu鍍膜的晶體結(jié)構(gòu)(或者外延生長)，這導(dǎo)致Au鍍膜的表面變成反映了Cu鍍膜的晶體尺寸和形狀的不平坦的表面。這限制了凸塊的表面特性的改善。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有良好表面特性的凸塊的薄膜器件。

本發(fā)明的另一目的是提供一種具有良好的表面特性的凸塊的薄膜磁頭和使用薄膜磁頭的頭組件，以及一種磁記錄/再生設(shè)備。

本發(fā)明的另一目的是提供適于制造上面的薄膜器件和薄膜磁頭的方法。

1.薄膜器件

為了實現(xiàn)上面的目的，根據(jù)本發(fā)明的薄膜器件包括薄膜元件、引線導(dǎo)體膜和凸塊。薄膜元件是選自電磁轉(zhuǎn)換元件、無源元件和有源元件中的至少一種。引線導(dǎo)體膜包含Cu作為主要成分并連接到薄膜元件。凸塊是待連接外部導(dǎo)體的部分并且至少包括第一導(dǎo)體膜和第二導(dǎo)體膜。第一導(dǎo)體膜附著到引線導(dǎo)體膜上，并且是Ta膜或者由具有與Ta膜相同程度的精細(xì)晶體結(jié)構(gòu)的材料制成。第二導(dǎo)體膜是直接或間接形成在第一導(dǎo)體膜上的鍍膜，并且該第二導(dǎo)體膜包含Au作為主要成分。

如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的薄膜器件中的凸塊的第一和第二導(dǎo)體膜中，附著到包含Cu作為主要成分的引線導(dǎo)體膜上的第一導(dǎo)體膜是由Ta膜形成的。Ta膜具有比常規(guī)使用的Ti膜更加精細(xì)的晶體膜結(jié)構(gòu)。因此，即使引線導(dǎo)體膜的主要成分Cu在引線導(dǎo)體膜內(nèi)部形成大的晶體，也可以通過Ta膜將它們遮蔽，從而防止形成在Ta膜上的Au鍍膜反映Cu的晶體形狀。因此，由Au鍍膜形成的凸塊具有改善的表面特性。

第一導(dǎo)體膜是Ta膜或由具有與Ta膜相同程度的精細(xì)晶體結(jié)構(gòu)的材料制成，其可具有在5-15nm范圍內(nèi)的膜厚。此外，在第一導(dǎo)體膜和第二導(dǎo)體膜之間，凸塊可以具有包含Au作為主要成分的第三導(dǎo)體膜。

2.制造薄膜器件的方法

在上述的薄膜器件的生產(chǎn)過程中，凸塊在薄膜元件和引線導(dǎo)體膜形成之后形成。為了形成凸塊，首先，在引線導(dǎo)體膜上形成第一導(dǎo)體膜，其是Ta膜或者由具有與Ta膜相同程度的精細(xì)晶體結(jié)構(gòu)的材料制成。第一導(dǎo)體膜可通過濺射形成。

然后，在第一導(dǎo)體膜上直接或間接地形成第二導(dǎo)體膜，其是包含Au作為主要成分的鍍膜。

此時，因為作為第二導(dǎo)體膜(其是包含Au作為主要成分的鍍膜)的晶種膜的Ta膜具有其晶體比Ti膜精細(xì)得多的膜結(jié)構(gòu)，所以可抑制這樣的現(xiàn)象，即Au鍍膜生長以致于繼承了Cu鍍膜的晶體結(jié)構(gòu)。僅繼承Ta膜的精細(xì)晶體結(jié)構(gòu)的Au鍍膜的表面具有良好的表面特性，而基本上不反映Cu鍍膜的晶體尺寸和形狀。

3.薄膜磁頭

根據(jù)本發(fā)明的薄膜磁頭是上述的薄膜器件的典型例子。薄膜磁頭包括滑動器、至少一個電磁轉(zhuǎn)換元件、引線導(dǎo)體膜和凸塊。電磁轉(zhuǎn)換元件由滑動器支撐。