JP2000173027A - 磁気ヘッド用ウエハ及び磁気ヘッド - Google Patents

磁気ヘッド用ウエハ及び磁気ヘッド

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JP2000173027A JP11192431A JP19243199A JP2000173027A JP 2000173027 A JP2000173027 A JP 2000173027A JP 11192431 A JP11192431 A JP 11192431A JP 19243199 A JP19243199 A JP 19243199A JP 2000173027 A JP2000173027 A JP 2000173027A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 抜熱性に優れ、温度上昇による磁気ヘッド特
性の不安定性が生ぜず、仕上げ工程での削り込みによる
出力低下も生じることなく、しかも耐水性にも優れた磁
気ヘッド用ウエハと磁気ヘッドを提供することを目的と
する。 【解決手段】 ウエハ基板上に組成式AlーN(1ー
x)ーOx(但し、0.05≦x≦0.8)で表される
膜組成物による絶縁層を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気媒体に対して
読み取り・記録を行う磁気ヘッドの作成に用いる磁気ヘ
ッド用ウエハ及びこのウエハから得られる磁気ヘッドに
関する。更に詳しくは、特に抜熱性に優れ、読み取り・
記録時の温度上昇の少ない磁気ヘッド用ウエハ及びこの
ウエハから得られる磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の磁気ヘッドは、例えばア
ルミナチタンカーバイド等からなる基板面に、絶縁層、
磁気シールド膜、ボトムポール、トップポール等の磁性
膜、MR素子、ギャップ層、コイル層、オーバーコート
等を薄膜形成している。そして、前記絶縁層、ギャップ
層、オーバーコート等の絶縁性膜は通常アルミナで構成
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の磁気ヘッド
の場合、絶縁層、ギャップ層、オーバーコート等の絶縁
性膜を前記の通り、アルミナで構成していた。したがっ
て、熱伝導性が悪く、抜熱性に劣り、温度上昇による磁
気ヘッド特性の不安定性が問題となっている。特に、M
R素子を備える場合には、読み取り素子であるため、温
度上昇が著しく、MR素子の動作が不安定になるという
不都合を有していた。また、アルミナで構成されるた
め、仕上げ工程で磁気ヘッドの表面を研磨したときに、
アルミナが他の材料に比べて柔らかいため、アルミナ部
分だけ多く削り込まれて段差が生じる。その結果、媒体
と記録再生素子間の空隙が広くなり出力低下が起こると
いう問題もあった。また、耐水性にも劣るという不都合
を有していた。そこで本発明は、抜熱性に優れ、温度上
昇による磁気ヘッド特性の不安定性が生ぜず、仕上げ工
程での削り込みによる出力低下も生じることなく、しか
も耐水性にも優れた磁気ヘッド用ウエハと磁気ヘッドを
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するべく鋭意検討の結果、基板上に設ける絶縁層、ギ
ャップ層、オーバーコート等の絶縁性膜として従来のア
ルミナに代えて、組成式AlーN(1ーx)ーOx(但
し、0.3≦x≦0.6)で表される膜組成物を用いる
ことにより、前記課題を解決できることを知見した。本
発明の磁気ヘッド用ウエハはかかる知見に基づき成され
たもので、ウエハ基板上に組成式AlーN(1ーx)ー
Ox(但し、0.05≦x≦0.8)で表される膜組成
物による絶縁層を設けたことを特徴とする。また、請求
項2記載の磁気ヘッド用ウエハは、前記膜組成物は、組
成式AlーN(1ーx)ーOx(但し、0.3≦x≦
0.6)で表される膜組成物であることを特徴とする。
また、請求項3記載の磁気ヘッド用ウエハは、請求項1
または2記載の磁気ヘッド用ウエハにおいて、前記ウエ
ハ基板はアルミナチタンカーバイドであることを特徴と
する。また、本発明の磁気ヘッドは、磁気ヘッド用基板
上に組成式AlーN(1ーx)ーOx(但し、0.05
≦x≦0.8)で表される膜組成物による絶縁層を設け
たことを特徴とする。また、請求項5記載の磁気ヘッド
は、請求項4記載の磁気ヘッドにおいて、MR素子を備
え、MR素子に近接するギャップ膜を組成式AlーN
(1ーx)ーOx(但し、0.05≦x≦0.8)で表
される膜組成物で構成したことを特徴とする。また、請
求項6記載の磁気ヘッドは、請求項5記載の磁気ヘッド
において、組成式AlーN(1ーx)ーOx(但し、
0.05≦x≦0.8)で表される膜組成物で構成され
たオーバーコートを備えることを特徴とする。また、請
求項7記載の磁気ヘッドは、請求項4乃至6記載の磁気
ヘッドであって、前記磁気ヘッド用基板はアルミナチタ
ンカーバイドであることを特徴とする。また、請求項8
記載の磁気ヘッドは、請求項4乃至7の何れかに記載の
磁気ヘッドにおいて、前記膜組成物は、組成式AlーN
(1ーx)ーOx(但し、0.3≦x≦0.6)で表さ
れる膜組成物であることを特徴とする。
【0005】前記のように、基板上に設ける絶縁層、ギ
ャップ層、オーバーコート等の絶縁性膜として従来のア
ルミナに代えて、組成式AlーN(1ーx)ーOx(但
し、0.05≦x≦0.8)で表される膜組成物を用い
ることにより、抜熱性に優れ、温度上昇による磁気ヘッ
ド特性の不安定性が生ぜず、仕上げ工程での削り込みに
よる膜段差によって媒体とのスペーシングが大きいこと
による出力低下も生じることなく、しかも耐水性にも優
れた磁気ヘッド用ウエハと磁気ヘッドが得られる。特
に、組成式AlーN(1ーx)ーOx(但し、0.3≦
x≦0.6)で表される膜組成物を用いることにより、
小さな膜段差と、高い熱伝導と、高い耐電圧性とを両立
することができる磁気ヘッド用ウエハと磁気ヘッドが得
られる。尚、前記ウエハ基板上、或いは、磁気ヘッド基
板上に設ける絶縁層は、これら基板上に直接設けても、
或いは、アルミナスパッタ層等を介在させて、この介在
層の上に設けるようにしてもよい。
【0006】
【実施例】以下、図面に基づき、本発明の実施例につき
説明する。 (磁気ヘッドウエハの作成)まず、64wt%アルミナ
・残チタンカーバイド組成からなるφ3インチ径のアル
ミナチタンカーバイトウエハ基板11を用意した。次
に、その膜形成面を粒径1μmのダイヤモンド砥粒によ
り面粗度Ra=2nmとなるように鏡面加工した。次い
で、その加工面に、AlN焼結体をターゲットとした、
RFマグネトロンスパッタリングにてAr+O混合雰
囲気中でAlNO膜を形成した。この時、RF投入電力
4W/cm、酸素分圧5%、全圧10mTorr、T
/S=70mmの条件下で、形成レートを20nm/m
inとして、8〜10μm形成した。
【0007】尚、膜形成方法としては、AlNセラミッ
クスターゲットのAr+O2雰囲気中スパッタリングに
限定するものではなく、金属Alターゲットを用いた、
Ar+O2+N2混合ガス中スパッタリングによっても
同一の膜を得ることができた。
【0008】また、前記組成式AlーN(1ーx)ーO
x(但し、0.05≦x≦0.8)で表される膜組成物
の組成は、膜形成中に流す、Ar+O混合雰囲気中の
酸素分圧を制御することにより、その組成を調整するよ
うにした。
【0009】次に、前記のようにして形成された膜面
を、CeO等の酸化物微粉砥粒とクロスによる、いわゆ
るMCP研磨により膜面粗度Ra=5nmとなるように
研磨して、表面に組成式AlーN(1ーx)ーOx(但
し、0.05≦x≦0.8)で表される膜組成物の絶縁
層12を備える磁気ヘッド用ウエハ10を作成した。
【0010】(磁気ヘッドの作成)まず、64wt%ア
ルミナ・残チタンカーバイド組成からなるφ3インチ径
のアルミナチタンカーバイトウエハ基板11から基板形
状に成形加工したアルミナチタンカーバイド基板21を
用意した。次ぎに、その膜形成面を粒径1μmのダイヤ
モンド砥粒により面粗度Ra=2nmとなるように鏡面
加工した。次いで、その加工面に、AlN焼結体をター
ゲットとした、RFマグネトロンスパッタリングにてA
r+O混合雰囲気中でAlNO膜を形成した。この
時、RF投入電力を4W/cm、酸素分圧5%、全圧
10mTorr、T/S=70mmの条件下で、形成レ
ートを20nm/minとして、8〜10μm形成し
た。
【0011】次に、前記のようにして形成された膜面
を、CeO等の酸化物微粉砥粒とクロスによる、いわゆ
るMCP研磨により膜面粗度Ra=5nmとなるように
研磨して、表面に組成式AlーN(1ーx)ーOx(但
し、0.05≦x≦0.8)で表される膜組成物の絶縁
層22を形成した。このようにして、アルミナチタンカ
ーバイド基板21の表面に組成式AlーN(1ーx)ー
Ox(但し、0.05≦x≦0.8)で表される膜組成
物による絶縁層22を設けるようにした。
【0012】次に、前記絶縁層22の上に、80wt%
NiーFe組成の膜を電気メッキにより形成し、上記の
MCP研磨により鏡面加工を施し、磁気シールド膜23
を形成した。
【0013】次に、前記磁気シールド膜23の上に上記
と同様の組成のAlNO膜をギャップ膜24としてスパ
ッタリングにより100nm形成した。その上にフォト
リソグラフとスパッタリングによりMR素子25を形成
した。更に、その上に再び上記と同様の組成のAlNO
膜をギャップ膜26としてスパッタリングにより80n
m形成した。このようにして、MR素子25に近接する
ギャップ膜24,26を組成式AlーN(1ーx)ーO
x(但し、0.05≦x≦0.8)で表される膜組成物
で構成するようにした。
【0014】次に、前記ギャップ膜26の上に、フォト
リソグラフと電気メッキにより書き込み素子として80
wt%NiーFe組成のボトムポール27を形成した。
その上に書き込みギャップ膜28として前記と同様の組
成のAlNO膜を400nm形成した。この書き込みギ
ャップ膜28の上にスピンコート手法により有機絶縁膜
29を形成した。その上に電気メッキ法によりCuのコ
イルパターン30を形成した。更に、その上に前記と同
様にして有機絶縁膜31を形成した。次に、再び所定の
トラック幅をとるようにフォトリソグラフと電気メッキ
により、書き込み素子として80wt%NiーFe組成
のトップポール32を形成した。
【0015】最後に、上記と同様の組成のAlNO膜を
オーバーコート33としてスパッタリングにより60μ
m形成し、磁気ヘッド素子を形成した。更に、上記のよ
うに素子を形成された基板21をスライダー寸法に機械
加工により、切り出し加工し、媒体と接触する面は所定
の浮上特性、接触姿勢を示すように加工した。その後、
径0.5μmの微細なダイヤモンドペーストにてポリッ
シュ加工を行い磁気ヘッドを完成させた。
【0016】次に、組成式AlーN(1ーx)ーOx
(但し、0.05≦x≦0.8)で表される前記膜組成
物の組成を表1に示す範囲で変化させ、実施例1乃至5
並びに比較例1,2として、また、従来のアルミナを絶
縁層などの絶縁性膜として備えるものを比較例3として
作成し、得られた磁気ヘッドの特性を評価した。
【0017】
【表1】
【0018】尚、表中に示される特性については次のよ
うにして測定した。 膜組成: EPMA(Electron Probe Micro Analyze
r)にて定量測定した。 ビッカース硬さHv: 荷重100grmにてビッカー
ス圧痕を打ち込み測定した。 膜段差:切断面をポリッシュ後、AFM(Atomic Force
Microscope)にて基板と膜の段差を測定した。尚、+
が基板に対して膜が突出している場合、−が凹んでいる
場合を示す。 熱伝導度: 厚み50μmの薄板状の値既知の基板上に
形成した膜を熱交流法により測定した。 耐電圧: 導体基板上に膜厚100nm形成した上に、
2×4mmのパターンを形成して破壊するまでの電圧を
測定した。た。 耐水性: 純水中に24時間漬けておき、浸積前後の膜
段差をAFMで測定した。
【0019】表1から明らかなように、組成式AlーN
(1ーx)ーOx(但し、0.05≦x≦0.8)で表
される膜組成物による絶縁層を設けた場合には、従来の
アルミナの場合に比して、抜熱性に優れ、温度上昇によ
る磁気ヘッド特性の不安定性が生ぜず、仕上げ工程での
削り込みによる出力低下も生じることなく、しかも耐水
性にも優れることがわかる。また、特に組成式AlーN
(1ーx)ーOx(但し、0.3≦x≦0.6)で表さ
れる膜組成物を用いたい場合には、小さな膜段差と、高
い熱伝導と、高い耐電圧性が両立されることが明らかで
ある。
【0020】前記実施例では、絶縁層、ギャップ膜、オ
ーバーコートの絶縁性膜の全てを前記組成の膜組成物で
構成するようにしたが、MR素子の熱を基板へ逃がす目
的からは基板上の絶縁膜だけ、或いは、これとギャップ
膜とで構成してもよい。
【0021】磁気ヘッドの構成は、前記実施例の構成に
限られるものではなく、MR素子と書込素子を入れ替え
た形のもの等、その構成は任意である。また、MR素子
を備えるものを例として示したが、MR素子を備えず、
誘導型素子にて読書きする型式の薄膜ヘッドに対しても
温度上昇を防ぐ観点から軟磁性の安定性を得られる為、
有効である。
【0022】
【発明の効果】このように、本発明によれば、抜熱性に
優れ、温度上昇による磁気ヘッド特性の不安定性が生ぜ
ず、仕上げ工程での削り込みによる出力低下も生じるこ
となく、しかも耐水性にも優れる磁気ヘッド用ウエハ並
びに磁気ヘッドが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明磁気ヘッド用ウエハの一実施例の断面構
造を示す説明線図
【図2】本発明磁気ヘッドの一実施例の断面構造を示す
説明線図
【符号の説明】
10 磁気ヘッドウエハ 11 アルミナチタンカーバイトウエハ基板 12 絶縁膜 20 磁気ヘッド 21 アルミナチタンカーバイド基板 22 絶縁層 23 磁気シールド膜 24 ギャップ膜 25 MR素子 26 ギャップ膜 27 ボトムポール 28 書き込みギャップ膜 29 有機絶縁膜 30 コイルパターン 31 有機絶縁膜 32 トップポール 33 オーバーコート

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ウエハ基板上に組成式AlーN(1ー
    x)ーOx(但し、0.05≦x≦0.8)で表される
    膜組成物による絶縁層を設けたことを特徴とする磁気ヘ
    ッド用ウエハ。
  2. 【請求項2】 前記膜組成物は、組成式AlーN(1ー
    x)ーOx(但し、0.3≦x≦0.6)で表される膜
    組成物であることを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッ
    ド用ウエハ。
  3. 【請求項3】 前記ウエハ基板はアルミナチタンカーバ
    イドであることを特徴とする請求項1または2記載の磁
    気ヘッド用ウエハ。
  4. 【請求項4】 磁気ヘッド用基板上に組成式AlーN
    (1ーx)ーOx(但し、0.05≦x≦0.8)で表
    される膜組成物による絶縁層を設けたことを特徴とする
    磁気ヘッド。
  5. 【請求項5】 MR素子を備え、MR素子に近接するギ
    ャップ膜を組成式AlーN(1ーx)ーOx(但し、
    0.05≦x≦0.8)で表される膜組成物で構成した
    ことを特徴とする請求項4記載の磁気ヘッド。
  6. 【請求項6】 組成式AlーN(1ーx)ーOx(但
    し、0.05≦x≦0.8)で表される膜組成物で構成
    されたオーバーコートを備えることを特徴とする請求項
    5記載の磁気ヘッド。
  7. 【請求項7】 前記基板はアルミナチタンカーバイドで
    あることを特徴とする請求項4乃至6の何れかに記載の
    磁気ヘッド。
  8. 【請求項8】 前記膜組成物は、組成式AlーN(1ー
    x)ーOx(但し、0.3≦x≦0.6)で表される膜
    組成物であることを特徴とする請求項4乃至7の何れか
    に記載の磁気ヘッド。
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