JP2002237008A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
薄膜磁気ヘッドInfo
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- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
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- G11B5/3173—Batch fabrication, i.e. producing a plurality of head structures in one batch
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- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬度の異なる材料で構成された磁気ヘッドの
研磨加工において、その浮上面側の加工段差を低減させ
る。 【解決手段】 そのために、硬度の大きい基板上に形成
した絶縁膜の膜厚を０．０５〜０．５μｍの範囲とし、
比較的硬度の小さい材料からなる定盤を用いて研磨する
ことにより、加工段差を１ｎｍ以下、加工面の平均表面
粗さを１０ｎｍ以下に抑制することが可能になる。
研磨加工において、その浮上面側の加工段差を低減させ
る。 【解決手段】 そのために、硬度の大きい基板上に形成
した絶縁膜の膜厚を０．０５〜０．５μｍの範囲とし、
比較的硬度の小さい材料からなる定盤を用いて研磨する
ことにより、加工段差を１ｎｍ以下、加工面の平均表面
粗さを１０ｎｍ以下に抑制することが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置に
使用する巨大磁気抵抗効果型（ＧＭＲ）あるいはスピン
トンネル磁気効果型（ＴＭＲ）磁気ヘッドに関する。
使用する巨大磁気抵抗効果型（ＧＭＲ）あるいはスピン
トンネル磁気効果型（ＴＭＲ）磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気ディスクの飛躍的な面記録密
度の向上が望まれており、そのためには磁気ヘッドの磁
気記録媒体に対する浮上量を現状の約３０ｎｍから大幅
に低減させることが必要である。そして、この浮上量の
低減を実現するには、回転する磁気記録媒体に対面させ
て配置する磁気ヘッドのスライダ面（浮上面）をより一
層高精度に加工することが不可欠である。
度の向上が望まれており、そのためには磁気ヘッドの磁
気記録媒体に対する浮上量を現状の約３０ｎｍから大幅
に低減させることが必要である。そして、この浮上量の
低減を実現するには、回転する磁気記録媒体に対面させ
て配置する磁気ヘッドのスライダ面（浮上面）をより一
層高精度に加工することが不可欠である。
【０００３】一般に、磁気ヘッドは次のように作製され
ていた。即ち、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナチタンカ
ーバイト）等の硬質基板上に、絶縁膜としてＡｌ２Ｏ３
（アルミナ、膜厚２〜１０μｍ）を形成し、シールド
層、ギャップ膜、磁気抵抗効果膜等からなる磁気素子部
（ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子）、保護膜（アルミナ層）を
順次積層する。上記した構造体はリソグラフィーを用い
た薄膜プロセスにより５インチサイズの基板上に形成さ
れる。その後、この基板をダイヤモンド砥石を用いて２
インチの長さを有する短冊片に切断される。そして、切
断後の歪みを両面ラップ等の方法を用いて除去した後、
基板上に積層した構造体に対して直交する面を高精度に
研磨加工を施して、磁気記録媒体に対面する磁気ヘッド
のスライダ面（浮上面）を形成する。その後、短冊片か
ら個々の磁気素子部を含むような小片を切り出して磁気
ヘッドが完成する。
ていた。即ち、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナチタンカ
ーバイト）等の硬質基板上に、絶縁膜としてＡｌ２Ｏ３
（アルミナ、膜厚２〜１０μｍ）を形成し、シールド
層、ギャップ膜、磁気抵抗効果膜等からなる磁気素子部
（ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子）、保護膜（アルミナ層）を
順次積層する。上記した構造体はリソグラフィーを用い
た薄膜プロセスにより５インチサイズの基板上に形成さ
れる。その後、この基板をダイヤモンド砥石を用いて２
インチの長さを有する短冊片に切断される。そして、切
断後の歪みを両面ラップ等の方法を用いて除去した後、
基板上に積層した構造体に対して直交する面を高精度に
研磨加工を施して、磁気記録媒体に対面する磁気ヘッド
のスライダ面（浮上面）を形成する。その後、短冊片か
ら個々の磁気素子部を含むような小片を切り出して磁気
ヘッドが完成する。
【０００４】ところで、上記した短冊片の研磨方法に
は、回転する軟質金属系の定盤上にダイヤモンド等の砥
粒を含んだラップ液を滴下しながら、研磨治具に接着し
た短冊片を押圧摺動させることが用いられている。研磨
条件としては、回転する定盤に対して短冊片を張り付け
た研磨治具を自公転式に回転させる場合、定盤の回転方
向に対して直交する方向に短冊片を揺動させる場合等が
ある。
は、回転する軟質金属系の定盤上にダイヤモンド等の砥
粒を含んだラップ液を滴下しながら、研磨治具に接着し
た短冊片を押圧摺動させることが用いられている。研磨
条件としては、回転する定盤に対して短冊片を張り付け
た研磨治具を自公転式に回転させる場合、定盤の回転方
向に対して直交する方向に短冊片を揺動させる場合等が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、短冊片
を構成する部材、即ち、基板、絶縁膜、磁気素子部、保
護膜等の機械的硬度が夫々異なるため、上記した従来技
術を用いてこれらを一様に研磨することが極めて難し
い。従って、完成した磁気ヘッドにおいては、基板の浮
上面と磁気素子部とにおいて大きな段差が発生し、この
段差が実質的な浮上量の増大をもたらして、大容量を有
する磁気記録媒体からの情報を効率良く再生することが
困難となる不都合を抱えていた。
を構成する部材、即ち、基板、絶縁膜、磁気素子部、保
護膜等の機械的硬度が夫々異なるため、上記した従来技
術を用いてこれらを一様に研磨することが極めて難し
い。従って、完成した磁気ヘッドにおいては、基板の浮
上面と磁気素子部とにおいて大きな段差が発生し、この
段差が実質的な浮上量の増大をもたらして、大容量を有
する磁気記録媒体からの情報を効率良く再生することが
困難となる不都合を抱えていた。
【０００６】また、短冊片を構成する部材の中でも磁気
素子部の機械的硬度が小さく、使用した砥粒の悪影響を
最も受け易い。即ち、磁気素子部は下部シールド層、磁
気抵抗効果膜、上部シールド層等の積層構造であって、
この磁気抵抗効果膜の膜厚が極めて薄い（例えば、数１
０ｎｍ程度）ため、上記したシールド層から磁気抵抗効
果膜を横切るような研磨傷が形成される。この研磨傷の
深さが大きい場合には、磁気抵抗効果膜を含む上下シー
ルド層間において電気的な短絡路が形成され、磁気素子
部の機能を遺失させるばかりでなく、研磨加工時の変質
層が形成され、磁気ヘッドそのものの特性やその信頼性
に大きな影響を与えることになる。従って、研磨面に於
けるより一層の平滑化も同時に要求されている。
素子部の機械的硬度が小さく、使用した砥粒の悪影響を
最も受け易い。即ち、磁気素子部は下部シールド層、磁
気抵抗効果膜、上部シールド層等の積層構造であって、
この磁気抵抗効果膜の膜厚が極めて薄い（例えば、数１
０ｎｍ程度）ため、上記したシールド層から磁気抵抗効
果膜を横切るような研磨傷が形成される。この研磨傷の
深さが大きい場合には、磁気抵抗効果膜を含む上下シー
ルド層間において電気的な短絡路が形成され、磁気素子
部の機能を遺失させるばかりでなく、研磨加工時の変質
層が形成され、磁気ヘッドそのものの特性やその信頼性
に大きな影響を与えることになる。従って、研磨面に於
けるより一層の平滑化も同時に要求されている。
【０００７】本発明は、前記の課題を解決するものであ
り、磁気記録情報の書込みあるいは読み出しに供される
磁気ヘッドにおいて、基板と磁気素子部との加工段差及
び加工面の平滑性の向上可能な磁気ヘッドを提供するこ
とにある。
り、磁気記録情報の書込みあるいは読み出しに供される
磁気ヘッドにおいて、基板と磁気素子部との加工段差及
び加工面の平滑性の向上可能な磁気ヘッドを提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は磁気ヘッドが基板材とこの基板材の上
に設けられた絶縁層と磁気素子部とを備えたものであっ
て、上記した絶縁層の膜厚が０．０５〜０．５μｍの範
囲であるように形成した。そして、磁気素子部が設けら
れた面に直交する基板材の面上に形成された浮上面と同
一面側に位置する磁気素子部の端面との間隔が１ｎｍ以
下の範囲であり、かつこの浮上面の平均表面粗さが１０
ｎｍ以下の範囲であるように形成した。また、本発明で
は、絶縁層のビッカース硬度が基板材のそれよりも小さ
く、かつ磁気素子部のそれよりも大きくしてなり、この
絶縁層の膜厚が０．０５〜０．５μｍの範囲であるよう
に形成した。具体的には、上記の絶縁膜にはＡｌ２Ｏ３
（アルミナ）を、そして基板材にはＡｌ２Ｏ３―ＴｉＣ
（アルミナチタンカーバイト）を用いて形成した。
ために、本発明は磁気ヘッドが基板材とこの基板材の上
に設けられた絶縁層と磁気素子部とを備えたものであっ
て、上記した絶縁層の膜厚が０．０５〜０．５μｍの範
囲であるように形成した。そして、磁気素子部が設けら
れた面に直交する基板材の面上に形成された浮上面と同
一面側に位置する磁気素子部の端面との間隔が１ｎｍ以
下の範囲であり、かつこの浮上面の平均表面粗さが１０
ｎｍ以下の範囲であるように形成した。また、本発明で
は、絶縁層のビッカース硬度が基板材のそれよりも小さ
く、かつ磁気素子部のそれよりも大きくしてなり、この
絶縁層の膜厚が０．０５〜０．５μｍの範囲であるよう
に形成した。具体的には、上記の絶縁膜にはＡｌ２Ｏ３
（アルミナ）を、そして基板材にはＡｌ２Ｏ３―ＴｉＣ
（アルミナチタンカーバイト）を用いて形成した。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を用いて詳細に説明する。図１は巨大磁気抵抗効果
型（ＧＭＲ）あるいはスピントンネル磁気効果型（ＴＭ
Ｒ）磁気ヘッドを装着した磁気ディスク装置の概略図で
ある。図１（ａ）において、磁気ディスク装置は支持バ
ネ４に固定された磁気ヘッド１と記録媒体である磁気デ
ィスク５を組み合わせて完成される。そして、支持バネ
４は駆動装置６に連結されており、回転する磁気ディス
ク５に対して駆動装置６を作動させて磁気ヘッド１を磁
気ディスク５の所定の位置まで移動させて磁気記録情報
の書込みあるいは読み出しが行われる。図１（ｂ）は支
持バネ４に固定された磁気ヘッド１の概略図であって、
磁気ディスク５の磁気記録情報面に対面する磁気ヘッド
１の表面には浮上面３が形成されている。また、磁気記
録情報の書込みあるいは読み出しを行なうための磁気素
子部２は、浮上面３が形成された面に対して直交する面
に形成されている。図２は上記した磁気ヘッド１の詳細
図であって、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ‘の断面を表わ
している。同図において、基板９の上に絶縁膜１０、下
部シールド膜１１、上部シールド膜１２、上部磁性膜１
３、保護膜１４が順次積層されており、磁気記録膜１５
は下部シールド膜１１と上部シールド膜１３とに挟まれ
るように形成され、磁気ヘッド１が完成する。磁気ヘッ
ド１は磁気ディスク５の磁気記録面に対面するように配
置され、回転する磁気ディスク５に対して浮上量７を維
持しながら磁気記録情報の書込みあるいは読み出しが行
なわれるため、磁気ディスク５と対面する側の磁気ヘッ
ド１の表面、即ち、図２に示した磁気ヘッド１の下方に
位置する面が研磨加工されている。ここで、浮上量７は
磁気ディスク５の表面と磁気ヘッド１における磁気素子
部１５の浮上面側の端部までの距離を表わす。言い換え
れば、磁気素子部１５の研磨加工された面と磁気ディス
クの表面との距離である。より多くの磁気記録情報を高
速で、しかも確実に磁気ディスク５に書込みあるいはあ
るいは磁気ディスク５から読み出すためには、上記した
浮上量７を限りなく低減させることが必要である。図３
は、磁気ディスク５のビット長と浮上量との関係を表わ
した図である。この図からも明らかのように、ビット長
が短くなるに従って、即ち、大容量の磁気記録再生を可
能とする磁気ディスク装置に要求される特性のうち、浮
上量の一層の低減が不可欠となる。例えば、磁気記録容
量が現在のＭｂ（メガビット、ビット長：約１５０ｎ
ｍ）であれば浮上量は約３０ｎｍ程度であるが、Ｇｂ
（ギガビット、ビット長：約５０ｎｍ）の場合には、約
１０ｎｍ以下の浮上量が要求される。ところで、図２に
例示した磁気ヘッドにおいて使用される材料は、一般的
には基板材９としてＡｌ２Ｏ３―ＴｉＣ（アルミナチタ
ンカーバイト）、絶縁膜１０及び保護膜１４としてＡｌ
２Ｏ３（アルミナ）、下部シールド膜１１、上部磁性膜
１２及び上部シールド膜１３等はパーマロイなどの軟質
磁性金属からなる複合材料が用いられる。そして、これ
らの素材のビッカース硬度は、Ａｌ２Ｏ３―ＴｉＣ（ア
ルミナチタンカーバイト）が約２０００Ｈｖ、Ａｌ２Ｏ
３（アルミナ）が約１０００Ｈｖ、パーマロイが約２０
０Ｈｖである。従って、図１あるいは図２に示した磁気
ヘッド１の浮上面３を良く知られた研磨方法を用いて研
磨した場合、上記した各材料のビッカース硬度の違いか
ら生じる研磨速度の違いによって、磁気ディスク１の研
磨面に凹凸が発生する。即ち、図２の断面構造図に示し
たように、基板９の浮上面３に対して、最もビッカース
硬度の小さい磁気素子部１５を含むその近傍の領域が著
しく研磨され、加工段差８が形成される。尚、ここでは
加工段差８を基板９の浮上面３と磁気素子部１５の浮上
面側の端部との距離と定義した。浮上量７は磁気ヘッド
１の浮上面側に位置する磁気素子部１５の端部と磁気デ
ィスク５の表面との距離であるから、上記した加工段差
８が形成されると磁気ヘッド１の実効的な浮上量が増大
し、磁気ヘッドの代表的な特性である磁気記録再生特性
を低下させる大きな要因のひとつとなる。このため、磁
気ディスク５の磁気記録密度が増大するに従って、この
加工段差８を極力低減することが要求される。究極的に
は加工段差８が存在せず、浮上面側に位置する磁気素子
部１５の端部と磁気ヘッド１の浮上面３の位置が同一平
面上に配置されるように研磨することが望ましい。ま
た、磁気ヘッドが何らかの不都合によって磁気ディスク
の磁気情報記録膜の表面に接触したとき、磁気ヘッドの
浮上面における平均表面粗さが大きい場合には、磁気情
報記録膜を損傷せしめ、記録再生という磁気ヘッドにと
って致命的な故障をもたらすことになる。従って、浮上
面の平均表面粗さは可能な限り小さくすることが必要で
あって、究極的にはゼロであることが望ましい。
図面を用いて詳細に説明する。図１は巨大磁気抵抗効果
型（ＧＭＲ）あるいはスピントンネル磁気効果型（ＴＭ
Ｒ）磁気ヘッドを装着した磁気ディスク装置の概略図で
ある。図１（ａ）において、磁気ディスク装置は支持バ
ネ４に固定された磁気ヘッド１と記録媒体である磁気デ
ィスク５を組み合わせて完成される。そして、支持バネ
４は駆動装置６に連結されており、回転する磁気ディス
ク５に対して駆動装置６を作動させて磁気ヘッド１を磁
気ディスク５の所定の位置まで移動させて磁気記録情報
の書込みあるいは読み出しが行われる。図１（ｂ）は支
持バネ４に固定された磁気ヘッド１の概略図であって、
磁気ディスク５の磁気記録情報面に対面する磁気ヘッド
１の表面には浮上面３が形成されている。また、磁気記
録情報の書込みあるいは読み出しを行なうための磁気素
子部２は、浮上面３が形成された面に対して直交する面
に形成されている。図２は上記した磁気ヘッド１の詳細
図であって、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ‘の断面を表わ
している。同図において、基板９の上に絶縁膜１０、下
部シールド膜１１、上部シールド膜１２、上部磁性膜１
３、保護膜１４が順次積層されており、磁気記録膜１５
は下部シールド膜１１と上部シールド膜１３とに挟まれ
るように形成され、磁気ヘッド１が完成する。磁気ヘッ
ド１は磁気ディスク５の磁気記録面に対面するように配
置され、回転する磁気ディスク５に対して浮上量７を維
持しながら磁気記録情報の書込みあるいは読み出しが行
なわれるため、磁気ディスク５と対面する側の磁気ヘッ
ド１の表面、即ち、図２に示した磁気ヘッド１の下方に
位置する面が研磨加工されている。ここで、浮上量７は
磁気ディスク５の表面と磁気ヘッド１における磁気素子
部１５の浮上面側の端部までの距離を表わす。言い換え
れば、磁気素子部１５の研磨加工された面と磁気ディス
クの表面との距離である。より多くの磁気記録情報を高
速で、しかも確実に磁気ディスク５に書込みあるいはあ
るいは磁気ディスク５から読み出すためには、上記した
浮上量７を限りなく低減させることが必要である。図３
は、磁気ディスク５のビット長と浮上量との関係を表わ
した図である。この図からも明らかのように、ビット長
が短くなるに従って、即ち、大容量の磁気記録再生を可
能とする磁気ディスク装置に要求される特性のうち、浮
上量の一層の低減が不可欠となる。例えば、磁気記録容
量が現在のＭｂ（メガビット、ビット長：約１５０ｎ
ｍ）であれば浮上量は約３０ｎｍ程度であるが、Ｇｂ
（ギガビット、ビット長：約５０ｎｍ）の場合には、約
１０ｎｍ以下の浮上量が要求される。ところで、図２に
例示した磁気ヘッドにおいて使用される材料は、一般的
には基板材９としてＡｌ２Ｏ３―ＴｉＣ（アルミナチタ
ンカーバイト）、絶縁膜１０及び保護膜１４としてＡｌ
２Ｏ３（アルミナ）、下部シールド膜１１、上部磁性膜
１２及び上部シールド膜１３等はパーマロイなどの軟質
磁性金属からなる複合材料が用いられる。そして、これ
らの素材のビッカース硬度は、Ａｌ２Ｏ３―ＴｉＣ（ア
ルミナチタンカーバイト）が約２０００Ｈｖ、Ａｌ２Ｏ
３（アルミナ）が約１０００Ｈｖ、パーマロイが約２０
０Ｈｖである。従って、図１あるいは図２に示した磁気
ヘッド１の浮上面３を良く知られた研磨方法を用いて研
磨した場合、上記した各材料のビッカース硬度の違いか
ら生じる研磨速度の違いによって、磁気ディスク１の研
磨面に凹凸が発生する。即ち、図２の断面構造図に示し
たように、基板９の浮上面３に対して、最もビッカース
硬度の小さい磁気素子部１５を含むその近傍の領域が著
しく研磨され、加工段差８が形成される。尚、ここでは
加工段差８を基板９の浮上面３と磁気素子部１５の浮上
面側の端部との距離と定義した。浮上量７は磁気ヘッド
１の浮上面側に位置する磁気素子部１５の端部と磁気デ
ィスク５の表面との距離であるから、上記した加工段差
８が形成されると磁気ヘッド１の実効的な浮上量が増大
し、磁気ヘッドの代表的な特性である磁気記録再生特性
を低下させる大きな要因のひとつとなる。このため、磁
気ディスク５の磁気記録密度が増大するに従って、この
加工段差８を極力低減することが要求される。究極的に
は加工段差８が存在せず、浮上面側に位置する磁気素子
部１５の端部と磁気ヘッド１の浮上面３の位置が同一平
面上に配置されるように研磨することが望ましい。ま
た、磁気ヘッドが何らかの不都合によって磁気ディスク
の磁気情報記録膜の表面に接触したとき、磁気ヘッドの
浮上面における平均表面粗さが大きい場合には、磁気情
報記録膜を損傷せしめ、記録再生という磁気ヘッドにと
って致命的な故障をもたらすことになる。従って、浮上
面の平均表面粗さは可能な限り小さくすることが必要で
あって、究極的にはゼロであることが望ましい。
【００１０】一方ではまた、パーマロイからなる磁気素
子部１５の硬度が小さいため、図４に示されるように、
研磨によって下部シールド１１と上部シールド１２とに
挟まれた磁気素子部１５を横切るようなスクラッチ傷１
６が形成される場合がある。巨大磁気抵抗効果型（ＧＭ
Ｒ）磁気ヘッドにおいては、再生出力特性を支配する磁
気抵抗効果膜の膜厚が極めて薄いため（約数１０ｎ
ｍ）、この膜を横切るようにスクラッチ傷１６が形成さ
れるとこの領域において下部シールド膜１１及び上部シ
ールド膜１２の間で電気的な短絡路を形成し、磁気ヘッ
ドとしての機能が損なわれるばかりでなく、加工変質層
の形成をもたらして磁気ヘッド特性の信頼性に大きな影
響を与えることになる。従って、浮上面の研磨加工に際
しては、前述の加工段差の低減のみならず、このスクラ
ッチ傷をも低減することが重要である。そこで、磁気ヘ
ッド１の研磨時における加工段差とスクラッチ傷につい
て、以下に詳細に説明する。先ず、磁気ヘッド１を構成
するビッカース硬度の異なる素材、即ち基板材９、磁気
素子部１５、絶縁膜１０などの間で生じる加工段差の形
成メカニズムを詳細に調べるために、原子間力顕微鏡
（ＡＦＭ、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社
製、型式ｎａｎｏｓｃｏｐｅＩＩＩａ−Ｄ３１００）を
用いて磁気ヘッド１の研磨加工面を調べた。この方法は
探針法によって研磨面の凹凸を計測するもので、探針に
は単結晶ダイヤモンドを接着したカンチレバーを使用し
た。良く知られた磁気ヘッドの研磨方法として、例えば
ワークである磁気ヘッドを定盤上で自公転させらなが研
磨する方式や、図５に例示するように定盤１７上にこの
ワーク１８を揺動させながら研磨する方式がある。特
に、ワーク１８を揺動させながら研磨する場合、定盤１
７の回転方向が磁気ヘッド１を構成する基板９（アルミ
ナチタンカーバイト）側（図５において、ワーク１８の
（Ａ）側）から磁気素子部１５（パーマロイ）側（ワー
ク１８の（Ｂ）側）の方向になるように設定することに
よって、磁気素子部１５が遊離砥粒や研磨時の切屑の影
響を受けにくく、従って加工段差も小さくなることが経
験的に知られている。そこで、磁気ヘッドに対する定盤
上の固定砥粒の作用を検証するために、基板材９の側か
ら磁気素子部１５の方向に向かってＡＦＭ探針を動かし
た時の加工現象を調べた。図６は、磁気ヘッド１の基板
材９であるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナチタンカーバ
イト）から磁気素子部１５であるパーマロイに向かって
探針を動かしたときに形成される両者の間の加工段差と
探針に印加した荷重との関係を示したものである。この
結果、探針の移動速度が例えば３μｍ／ｓである場合、
基板材９に相当するＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナチタ
ンカーバイト）と磁気素子部１５に相当するパーマロイ
との間における段差は、探針に印加した荷重にほぼ比例
して大きくなる。更に、探針に９．２μＮなる荷重を印
加したとき、最も硬度の小さいパーマロイ（磁気素子部
１５の材料である）に形成されるスクラッチ傷の深さ
を、探針の移動方向に沿って調べた。その結果を図７に
示すが、硬度の大きなＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナチ
タンカーバイト）の表面にはスクラッチ傷が付かないの
でその位置をスクラッチ傷の深さ＝０ｎｍとした。ま
た、横軸の原点は絶縁膜１０であるＡｌ２Ｏ３（アルミ
ナ）とパーマロイとの界面の位置とした。この図からも
明らかのように、探針をＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナ
チタンカーバイト）側からパーマロイ側に向かって移動
させたとき、主に硬度の小さいパーマロイにスクラッチ
傷が形成されるが、その深さは硬度の大きなＡｌ２Ｏ３
（アルミナ）側から離れるに従って大きくなることが明
らかになった。上記した現象を模式的に示した図８を用
いて説明する。探針２０はカンチレバーと呼ばれるいわ
ゆる板バネ２１（バネ定数ｋ）に保持されているものと
する。この探針２０に荷重Ｎを印加して移動させたと
き、先ず硬度の大きい材料（図８においては、Ａｌ２Ｏ
３：アルミナ、ビッカース硬度：約１０００Ｈｖ）から
の反発力と荷重Ｎとが釣り合い状態になっているとす
る。そして、探針２０を更に進めて、硬度の異なる二つ
の材料の界面（Ａｌ２Ｏ３：アルミナとパーマロイとの
界面）を通過するとき、板バネ２１が開放される。その
後、探針２０を更に移動させるにつれて、硬度の小さい
材料（パーマロイ、ビッカース硬度：約２００Ｈｖ）に
対して切込みを開始する。しかしながら、硬度の小さい
材料に対して荷重Ｎと釣合う切込み深さＤに到達するま
でには、ある所定の時間ｔを必要とする。従って、硬度
の小さい材料に対して砥粒が作用する時間を短くすれ
ば、この材料における切込み深さＤ、言いかえれば加工
段差を小さくすることが出来る。実際の研磨において、
軟質金属製研磨定盤に保持された砥粒は弾性的に保持さ
れていると考えられる。従って、加工段差を小さくする
にはこの砥粒の保持剛性を大きくし、研磨時における材
料間に発生する砥粒の切り込み変位を低減させれば良い
ことになる。ここで、硬度の大きい研磨定盤を選定した
場合、砥粒の固定化において、砥粒切れ刃の突き出し高
さが揃わないので、結果的には切り込み深さが大きくな
って研磨面における表面粗さが増大することになる。従
って、上記した砥粒保持剛性を大きくするためには、ビ
ッカース硬度が８０Ｈｖ〜４００Ｈｖ程度の軟質系金属
定盤を用いることが良い。図７において明らかのよう
に、磁気ヘッドの加工段差は、絶縁膜であるＡｌ２Ｏ３
（アルミナ）から磁気素子部であるパーマロイまでの段
差は比較的小さく、基板からＡｌ２Ｏ３（アルミナ）ま
での段差（数ｎｍ）が支配的であった。従って、絶縁膜
として用いたこのアルミナ材料における段差を限りなく
小さくすることが可能であれば、加工段差の低減された
磁気ヘッドを得ることが可能である。絶縁膜であるＡｌ
２Ｏ３（アルミナ）に対する砥粒の作用を低減させる手
段のひとつとして、その膜厚を薄くすれば良い。そこ
で、絶縁膜であるＡｌ２Ｏ３（アルミナ）を薄膜化した
試料を作製し、加工段差との関係を検証した。試料の作
製方法を以下に示す。先ず、５インチサイズのＡｌ２Ｏ
３−ＴｉＣ（アルミナチタンカーバイト、ビッカース硬
度：約２０００Ｈｖ）基板上に絶縁膜として０．０５〜
１０μｍ程度の厚さのＡｌ２Ｏ３(アルミナ、ビッカー
ス硬度：約１０００Ｈｖ)膜を形成した。そして、その
上に下部シールド層、ギャップ膜、磁気抵抗効果膜から
なる磁気素子部（パーマロイ、ビッカース硬度：約４０
０Ｈｖ）、上部シールド層、保護膜（Ａｌ２Ｏ３：アル
ミナ）を順次積層した。次に、上記基板を約２インチの
長さの短冊片にダイヤモンド砥石を用いて切断した。そ
して、短冊片の厚さばらつきと反りを抑制するために、
両面ラップを行った。その後、短冊片を研磨治具に接着
し、磁気抵抗効果素子を所定の寸法通りに研磨するため
に、インプロセスで抵抗検知パターンの抵抗値を測定し
ながら、その測定値を用いて短冊片の曲りと傾きの補正
及び所定寸法の加工を行った。次に、短冊片の加工段差
及び表面粗さを最小限に抑え、浮上面の平面度を高める
ために、定盤に固定した砥粒のみで極微小量の研磨を行
う。その後、基板に絶縁膜や磁気記録膜等を積層した面
に対して直交する面に対して、良く知られたイオンミリ
ング法あるいは反応性イオンエッチング法等の方法を用
いて浮上面を形成する。この浮上面（レール）の形状は
通常用いられるフォトリソグラフィによって形成され
る。その後、短冊片をダイヤモンド砥石を用いて、スラ
イダ状に切断し、図１及び図２に示した磁気ヘッド１が
完成する。
子部１５の硬度が小さいため、図４に示されるように、
研磨によって下部シールド１１と上部シールド１２とに
挟まれた磁気素子部１５を横切るようなスクラッチ傷１
６が形成される場合がある。巨大磁気抵抗効果型（ＧＭ
Ｒ）磁気ヘッドにおいては、再生出力特性を支配する磁
気抵抗効果膜の膜厚が極めて薄いため（約数１０ｎ
ｍ）、この膜を横切るようにスクラッチ傷１６が形成さ
れるとこの領域において下部シールド膜１１及び上部シ
ールド膜１２の間で電気的な短絡路を形成し、磁気ヘッ
ドとしての機能が損なわれるばかりでなく、加工変質層
の形成をもたらして磁気ヘッド特性の信頼性に大きな影
響を与えることになる。従って、浮上面の研磨加工に際
しては、前述の加工段差の低減のみならず、このスクラ
ッチ傷をも低減することが重要である。そこで、磁気ヘ
ッド１の研磨時における加工段差とスクラッチ傷につい
て、以下に詳細に説明する。先ず、磁気ヘッド１を構成
するビッカース硬度の異なる素材、即ち基板材９、磁気
素子部１５、絶縁膜１０などの間で生じる加工段差の形
成メカニズムを詳細に調べるために、原子間力顕微鏡
（ＡＦＭ、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社
製、型式ｎａｎｏｓｃｏｐｅＩＩＩａ−Ｄ３１００）を
用いて磁気ヘッド１の研磨加工面を調べた。この方法は
探針法によって研磨面の凹凸を計測するもので、探針に
は単結晶ダイヤモンドを接着したカンチレバーを使用し
た。良く知られた磁気ヘッドの研磨方法として、例えば
ワークである磁気ヘッドを定盤上で自公転させらなが研
磨する方式や、図５に例示するように定盤１７上にこの
ワーク１８を揺動させながら研磨する方式がある。特
に、ワーク１８を揺動させながら研磨する場合、定盤１
７の回転方向が磁気ヘッド１を構成する基板９（アルミ
ナチタンカーバイト）側（図５において、ワーク１８の
（Ａ）側）から磁気素子部１５（パーマロイ）側（ワー
ク１８の（Ｂ）側）の方向になるように設定することに
よって、磁気素子部１５が遊離砥粒や研磨時の切屑の影
響を受けにくく、従って加工段差も小さくなることが経
験的に知られている。そこで、磁気ヘッドに対する定盤
上の固定砥粒の作用を検証するために、基板材９の側か
ら磁気素子部１５の方向に向かってＡＦＭ探針を動かし
た時の加工現象を調べた。図６は、磁気ヘッド１の基板
材９であるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナチタンカーバ
イト）から磁気素子部１５であるパーマロイに向かって
探針を動かしたときに形成される両者の間の加工段差と
探針に印加した荷重との関係を示したものである。この
結果、探針の移動速度が例えば３μｍ／ｓである場合、
基板材９に相当するＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナチタ
ンカーバイト）と磁気素子部１５に相当するパーマロイ
との間における段差は、探針に印加した荷重にほぼ比例
して大きくなる。更に、探針に９．２μＮなる荷重を印
加したとき、最も硬度の小さいパーマロイ（磁気素子部
１５の材料である）に形成されるスクラッチ傷の深さ
を、探針の移動方向に沿って調べた。その結果を図７に
示すが、硬度の大きなＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナチ
タンカーバイト）の表面にはスクラッチ傷が付かないの
でその位置をスクラッチ傷の深さ＝０ｎｍとした。ま
た、横軸の原点は絶縁膜１０であるＡｌ２Ｏ３（アルミ
ナ）とパーマロイとの界面の位置とした。この図からも
明らかのように、探針をＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルミナ
チタンカーバイト）側からパーマロイ側に向かって移動
させたとき、主に硬度の小さいパーマロイにスクラッチ
傷が形成されるが、その深さは硬度の大きなＡｌ２Ｏ３
（アルミナ）側から離れるに従って大きくなることが明
らかになった。上記した現象を模式的に示した図８を用
いて説明する。探針２０はカンチレバーと呼ばれるいわ
ゆる板バネ２１（バネ定数ｋ）に保持されているものと
する。この探針２０に荷重Ｎを印加して移動させたと
き、先ず硬度の大きい材料（図８においては、Ａｌ２Ｏ
３：アルミナ、ビッカース硬度：約１０００Ｈｖ）から
の反発力と荷重Ｎとが釣り合い状態になっているとす
る。そして、探針２０を更に進めて、硬度の異なる二つ
の材料の界面（Ａｌ２Ｏ３：アルミナとパーマロイとの
界面）を通過するとき、板バネ２１が開放される。その
後、探針２０を更に移動させるにつれて、硬度の小さい
材料（パーマロイ、ビッカース硬度：約２００Ｈｖ）に
対して切込みを開始する。しかしながら、硬度の小さい
材料に対して荷重Ｎと釣合う切込み深さＤに到達するま
でには、ある所定の時間ｔを必要とする。従って、硬度
の小さい材料に対して砥粒が作用する時間を短くすれ
ば、この材料における切込み深さＤ、言いかえれば加工
段差を小さくすることが出来る。実際の研磨において、
軟質金属製研磨定盤に保持された砥粒は弾性的に保持さ
れていると考えられる。従って、加工段差を小さくする
にはこの砥粒の保持剛性を大きくし、研磨時における材
料間に発生する砥粒の切り込み変位を低減させれば良い
ことになる。ここで、硬度の大きい研磨定盤を選定した
場合、砥粒の固定化において、砥粒切れ刃の突き出し高
さが揃わないので、結果的には切り込み深さが大きくな
って研磨面における表面粗さが増大することになる。従
って、上記した砥粒保持剛性を大きくするためには、ビ
ッカース硬度が８０Ｈｖ〜４００Ｈｖ程度の軟質系金属
定盤を用いることが良い。図７において明らかのよう
に、磁気ヘッドの加工段差は、絶縁膜であるＡｌ２Ｏ３
（アルミナ）から磁気素子部であるパーマロイまでの段
差は比較的小さく、基板からＡｌ２Ｏ３（アルミナ）ま
での段差（数ｎｍ）が支配的であった。従って、絶縁膜
として用いたこのアルミナ材料における段差を限りなく
小さくすることが可能であれば、加工段差の低減された
磁気ヘッドを得ることが可能である。絶縁膜であるＡｌ
２Ｏ３（アルミナ）に対する砥粒の作用を低減させる手
段のひとつとして、その膜厚を薄くすれば良い。そこ
で、絶縁膜であるＡｌ２Ｏ３（アルミナ）を薄膜化した
試料を作製し、加工段差との関係を検証した。試料の作
製方法を以下に示す。先ず、５インチサイズのＡｌ２Ｏ
３−ＴｉＣ（アルミナチタンカーバイト、ビッカース硬
度：約２０００Ｈｖ）基板上に絶縁膜として０．０５〜
１０μｍ程度の厚さのＡｌ２Ｏ３(アルミナ、ビッカー
ス硬度：約１０００Ｈｖ)膜を形成した。そして、その
上に下部シールド層、ギャップ膜、磁気抵抗効果膜から
なる磁気素子部（パーマロイ、ビッカース硬度：約４０
０Ｈｖ）、上部シールド層、保護膜（Ａｌ２Ｏ３：アル
ミナ）を順次積層した。次に、上記基板を約２インチの
長さの短冊片にダイヤモンド砥石を用いて切断した。そ
して、短冊片の厚さばらつきと反りを抑制するために、
両面ラップを行った。その後、短冊片を研磨治具に接着
し、磁気抵抗効果素子を所定の寸法通りに研磨するため
に、インプロセスで抵抗検知パターンの抵抗値を測定し
ながら、その測定値を用いて短冊片の曲りと傾きの補正
及び所定寸法の加工を行った。次に、短冊片の加工段差
及び表面粗さを最小限に抑え、浮上面の平面度を高める
ために、定盤に固定した砥粒のみで極微小量の研磨を行
う。その後、基板に絶縁膜や磁気記録膜等を積層した面
に対して直交する面に対して、良く知られたイオンミリ
ング法あるいは反応性イオンエッチング法等の方法を用
いて浮上面を形成する。この浮上面（レール）の形状は
通常用いられるフォトリソグラフィによって形成され
る。その後、短冊片をダイヤモンド砥石を用いて、スラ
イダ状に切断し、図１及び図２に示した磁気ヘッド１が
完成する。
【００１１】ここで、基板材９にはＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ
（アルミナチタンカーバイト）を用いたが、ビッカース
硬度Ｈｖが約１０００Ｈｖ〜４０００Ｈｖ程度であれ
ば、その他の基板でも構わない。例えば、ＳｉＣ（ビッ
カース硬度：約２７００Ｈｖ）、ＴｉＣ（２０００Ｈｖ
〜３０００Ｈｖ）、Ｓｉ（約１０００Ｈｖ）、石英ガラ
ス（約１０００Ｈｖ）等があげられる。また、絶縁膜１
０には基板９や下部シールド膜１１との密着性を考慮し
てＡｌ２Ｏ３（アルミナ）を用いたが、アルミナ以外の
材料でもビッカース硬度と電気的な絶縁特性が同程度以
上であればよい。また、上記した製造方法において、絶
縁膜１０の薄膜化を実現するため、絶縁膜１０を形成す
る前に、半導体プロセスで良く用いられるＣＭＰ（ケミ
カルメカニカルポリシング）法やＧＣＩＢ（クラスター
イオンビーム）法などの物理化学的な表面処理法によ
り、基板９上の傷や異物を除去し、平均表面粗さとして
約２ｎｍ以下の平坦性を確保した。尚、この基板９上に
０．０５ｎｍ以下のアルミナ絶縁膜１０を形成すること
は可能であったが、ピンホールが形成されやすく、絶縁
特性を確保することが困難であった。更に、絶縁膜１０
の上限値を明確にするために、数種類の定盤材質を用意
し、研磨用固定砥粒定盤を作製した。定盤材質として
は、純錫（ビッカース硬度：８０Ｈｖ）、錫合金（１０
０Ｈｖ〜２００Ｈｖ）、マシンナブルセラミックス定盤
（４００Ｈｖ）、銅（４２０Ｈｖ）、鋳鉄（４５０Ｈｖ
〜８００Ｈｖ）を検討した。その結果を図９、１０に示
す。定盤のビッカース硬度が大きいほど、砥粒の保持剛
性が大きく、その結果として前述したように弾性回復に
よる切り込み深さは小さくなると考えられる。ところ
で、磁気ヘッドの製造において、加工段差を極力低減す
る、望ましくは加工段差をなくすことばかりでなく、浮
上面における表面粗さの低減も併せて成させることが重
要である。このため、使用する定盤自身の平面度を確保
しなければならない。そこで、先ず、使用した岡本工作
機械製の定盤修正機付きラッピング装置上で定盤表面を
ダイヤモンドバイトにより切削加工を施し、平面度の修
正を行った。次に、先端形状が鋭角なダイヤモンドバイ
トを用いて定盤の表面に微細な溝修正を施した。その
後、図５に示したように、１／８μｍ〜１／１０μｍサ
イズの単結晶ダイヤモンド砥粒を分散させた研磨液１９
をチューブポンプを介して定盤１７の表面に滴下しなが
ら、ダイヤモンド砥粒の固定化を行った。砥粒の固定化
はアルミナなどのセラミックス製修正リングに荷重をか
けながら定盤を１０ｒｐｍ以上で回転させ、定盤表面と
摺り合わせながら行った。この砥粒を定盤に十分埋込ん
だのち、洗浄を行なって定盤上の遊離砥粒を十分に除去
した。磁気ヘッドの研磨は、乾燥させた定盤の上に仕上
げ液として砥粒を含まない油性の炭化水素系オイルのみ
を滴下させながら行った。尚、仕上げ液は炭化水素系オ
イル以外でもエチレングリコール系の潤滑液なども使用
可能である。研磨条件は、定盤１７を回転させながら短
冊片１８を定盤１７の半径方向に揺動させながら行っ
た。そして、磁気ヘッドの加工段差の評価は、前述の原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて行なった。図１１は、
絶縁膜１０（Ａｌ２Ｏ３：アルミナ）の膜厚をパラメー
タとし、磁気ヘッドにおける加工段差と定盤１７の材質
との関係を表わす。この結果、磁気ヘッドの研磨面に形
成される加工段差は、絶縁膜の膜厚が小さいほど、ま
た、同一膜厚の場合には定盤の硬度が大きくなるに従っ
て増大する傾向にあることが明らかになった。そして、
ＡＦＭによる測定分解能（１ｎｍ）以下の加工段差を実
現するためには、絶縁膜の膜厚を０．５μｍ以下とし、
ビッカース硬度４００Ｈｖ以下の定盤を用いて研磨する
ことが必要である。尚、絶縁膜の膜厚の下限値は、前述
したように絶縁膜としての絶縁特性が確保可能である
０．０５μｍである。次に、絶縁膜の膜厚を０．５μｍ
としたときの加工段差と加工面（浮上面）の表面粗さと
の関係を詳細に調べ、その結果を図１０に示した。ここ
で、大容量の磁気記録情報の書込みあるいは読み出しを
実行するために必要とされる磁気ヘッドと磁気ディスク
との間の浮上量（図２参照）を、例えば５μｍとしたと
き、磁気ヘッドに要求される加工段差（１ｎｍ以下）と
加工面の平均表面粗さ（Ｒｍａｘ１０ｎｍ）との何れも
が満足する定盤のビッカース硬度の範囲は約４００Ｈｖ
以下であることが明らかである。換言すれば、ビッカー
ス硬度が４００Ｈｖ以下の軟質金属系定盤を用い、かつ
適当な研磨材を用いて、しかも基板Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ
（アルミナチタンカーバイト）上に形成する絶縁膜Ａｌ
２Ｏ３（アルミナ）の膜厚を０．０５〜０．５μｍにす
れば、ビッカース硬度の異なる複合構造体であっても研
磨面における加工段差を１ｎｍ以下に、かつ平均表面粗
さを１０ｎｍ以下に抑えることが可能であると言える。
（アルミナチタンカーバイト）を用いたが、ビッカース
硬度Ｈｖが約１０００Ｈｖ〜４０００Ｈｖ程度であれ
ば、その他の基板でも構わない。例えば、ＳｉＣ（ビッ
カース硬度：約２７００Ｈｖ）、ＴｉＣ（２０００Ｈｖ
〜３０００Ｈｖ）、Ｓｉ（約１０００Ｈｖ）、石英ガラ
ス（約１０００Ｈｖ）等があげられる。また、絶縁膜１
０には基板９や下部シールド膜１１との密着性を考慮し
てＡｌ２Ｏ３（アルミナ）を用いたが、アルミナ以外の
材料でもビッカース硬度と電気的な絶縁特性が同程度以
上であればよい。また、上記した製造方法において、絶
縁膜１０の薄膜化を実現するため、絶縁膜１０を形成す
る前に、半導体プロセスで良く用いられるＣＭＰ（ケミ
カルメカニカルポリシング）法やＧＣＩＢ（クラスター
イオンビーム）法などの物理化学的な表面処理法によ
り、基板９上の傷や異物を除去し、平均表面粗さとして
約２ｎｍ以下の平坦性を確保した。尚、この基板９上に
０．０５ｎｍ以下のアルミナ絶縁膜１０を形成すること
は可能であったが、ピンホールが形成されやすく、絶縁
特性を確保することが困難であった。更に、絶縁膜１０
の上限値を明確にするために、数種類の定盤材質を用意
し、研磨用固定砥粒定盤を作製した。定盤材質として
は、純錫（ビッカース硬度：８０Ｈｖ）、錫合金（１０
０Ｈｖ〜２００Ｈｖ）、マシンナブルセラミックス定盤
（４００Ｈｖ）、銅（４２０Ｈｖ）、鋳鉄（４５０Ｈｖ
〜８００Ｈｖ）を検討した。その結果を図９、１０に示
す。定盤のビッカース硬度が大きいほど、砥粒の保持剛
性が大きく、その結果として前述したように弾性回復に
よる切り込み深さは小さくなると考えられる。ところ
で、磁気ヘッドの製造において、加工段差を極力低減す
る、望ましくは加工段差をなくすことばかりでなく、浮
上面における表面粗さの低減も併せて成させることが重
要である。このため、使用する定盤自身の平面度を確保
しなければならない。そこで、先ず、使用した岡本工作
機械製の定盤修正機付きラッピング装置上で定盤表面を
ダイヤモンドバイトにより切削加工を施し、平面度の修
正を行った。次に、先端形状が鋭角なダイヤモンドバイ
トを用いて定盤の表面に微細な溝修正を施した。その
後、図５に示したように、１／８μｍ〜１／１０μｍサ
イズの単結晶ダイヤモンド砥粒を分散させた研磨液１９
をチューブポンプを介して定盤１７の表面に滴下しなが
ら、ダイヤモンド砥粒の固定化を行った。砥粒の固定化
はアルミナなどのセラミックス製修正リングに荷重をか
けながら定盤を１０ｒｐｍ以上で回転させ、定盤表面と
摺り合わせながら行った。この砥粒を定盤に十分埋込ん
だのち、洗浄を行なって定盤上の遊離砥粒を十分に除去
した。磁気ヘッドの研磨は、乾燥させた定盤の上に仕上
げ液として砥粒を含まない油性の炭化水素系オイルのみ
を滴下させながら行った。尚、仕上げ液は炭化水素系オ
イル以外でもエチレングリコール系の潤滑液なども使用
可能である。研磨条件は、定盤１７を回転させながら短
冊片１８を定盤１７の半径方向に揺動させながら行っ
た。そして、磁気ヘッドの加工段差の評価は、前述の原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて行なった。図１１は、
絶縁膜１０（Ａｌ２Ｏ３：アルミナ）の膜厚をパラメー
タとし、磁気ヘッドにおける加工段差と定盤１７の材質
との関係を表わす。この結果、磁気ヘッドの研磨面に形
成される加工段差は、絶縁膜の膜厚が小さいほど、ま
た、同一膜厚の場合には定盤の硬度が大きくなるに従っ
て増大する傾向にあることが明らかになった。そして、
ＡＦＭによる測定分解能（１ｎｍ）以下の加工段差を実
現するためには、絶縁膜の膜厚を０．５μｍ以下とし、
ビッカース硬度４００Ｈｖ以下の定盤を用いて研磨する
ことが必要である。尚、絶縁膜の膜厚の下限値は、前述
したように絶縁膜としての絶縁特性が確保可能である
０．０５μｍである。次に、絶縁膜の膜厚を０．５μｍ
としたときの加工段差と加工面（浮上面）の表面粗さと
の関係を詳細に調べ、その結果を図１０に示した。ここ
で、大容量の磁気記録情報の書込みあるいは読み出しを
実行するために必要とされる磁気ヘッドと磁気ディスク
との間の浮上量（図２参照）を、例えば５μｍとしたと
き、磁気ヘッドに要求される加工段差（１ｎｍ以下）と
加工面の平均表面粗さ（Ｒｍａｘ１０ｎｍ）との何れも
が満足する定盤のビッカース硬度の範囲は約４００Ｈｖ
以下であることが明らかである。換言すれば、ビッカー
ス硬度が４００Ｈｖ以下の軟質金属系定盤を用い、かつ
適当な研磨材を用いて、しかも基板Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ
（アルミナチタンカーバイト）上に形成する絶縁膜Ａｌ
２Ｏ３（アルミナ）の膜厚を０．０５〜０．５μｍにす
れば、ビッカース硬度の異なる複合構造体であっても研
磨面における加工段差を１ｎｍ以下に、かつ平均表面粗
さを１０ｎｍ以下に抑えることが可能であると言える。
【００１２】
【発明の効果】本発明により、ＧＭＲ及びＴＭＲ磁気ヘ
ッドの浮上量低減が可能となり、上記の磁気ヘッドを用
いた磁気ディスク装置の面記録密度を飛躍的に増大させ
ることが出来る。
ッドの浮上量低減が可能となり、上記の磁気ヘッドを用
いた磁気ディスク装置の面記録密度を飛躍的に増大させ
ることが出来る。
【図１】 本発明の磁気ヘッドを装着した磁気ディスク
装置の概観図である。
装置の概観図である。
【図２】 本発明の磁気ヘッドを説明するための構造図
である。
である。
【図３】 磁気ディスクのビット長と浮上量との関係を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図４】 磁気記録素子部を横切るスクラッチ傷を説明
するための図である。
するための図である。
【図５】 磁気ヘッドの研磨方法を説明するための概略
図である。
図である。
【図６】 探針に印加した荷重と加工段差との関係を表
わす説明図である。
わす説明図である。
【図７】 探針の移動方向とスクラッチ傷の深さとの関
係を表わす説明図である。
係を表わす説明図である。
【図８】 スクラッチ傷の発生機構を説明するための概
略図である。
略図である。
【図９】 研磨用定盤の硬度と加工段差との関係を表わ
す説明図である。
す説明図である。
【図１０】 研磨用定盤の硬度、加工段差、平均表面粗
さとの関係を表わす説明図である。
さとの関係を表わす説明図である。
１…磁気ヘッド、２…磁気素子部、３…浮上面、４…支
持バネ、５…磁気ディスク、６…駆動措置、７…浮上
量、８…加工段差、９…基板材、１０…絶縁膜、１１…
下部シールド膜、１２…上部シールド膜、１３…下部磁
性膜、１４…保護膜、１５…磁気素子部、１６…スクラ
ッチ傷、１７…定盤、１８…短冊片、１９…研磨液、２
０…板バネ、２１…探針、２２…素子の高さ
持バネ、５…磁気ディスク、６…駆動措置、７…浮上
量、８…加工段差、９…基板材、１０…絶縁膜、１１…
下部シールド膜、１２…上部シールド膜、１３…下部磁
性膜、１４…保護膜、１５…磁気素子部、１６…スクラ
ッチ傷、１７…定盤、１８…短冊片、１９…研磨液、２
０…板バネ、２１…探針、２２…素子の高さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 利夫 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 落合 雄二 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 5D034 BA03 BA16 DA01 DA04 DA07
Claims (6)
- 【請求項１】磁気記録情報を再生するための磁気ヘッド
であって、基板材と該基板材の上に設けられた絶縁層と
磁気素子部とを備え、前記絶縁層の膜厚が０．０５〜
０．５μｍの範囲であることを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項２】磁気記録情報を再生するための磁気ヘッド
であって、前記磁気素子部が設けられた面に直交する前
記基板材の面上に浮上面が形成されてなり、該浮上面と
同一面側に位置する前記磁気素子部の端面と前記浮上面
との間隔が１ｎｍ以下の範囲であり、かつ前記浮上面の
平均表面粗さが１０ｎｍ以下の範囲であることを特徴と
する磁気ヘッド。 - 【請求項３】磁気記録情報を再生するための磁気ヘッド
であって、基板材と該基板材の上に設けられた絶縁層と
磁気素子部とを備え、該磁気素子部が設けられた面に直
交する前記基板材の面上に浮上面が形成されてなり、前
記絶縁層の膜厚が０．０５〜０．５μｍの範囲であり、
かつ、前記浮上面と同一面側に位置する前記磁気素子部
の端面と前記浮上面との間隔が１ｎｍ以下の範囲であ
り、前記浮上面の平均表面粗さが１０ｎｍ以下の範囲で
あることを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項４】前記絶縁膜がＡｌ２Ｏ３(アルミナ)である
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の磁気
ヘッド。 - 【請求項５】前記絶縁膜がＡｌ２Ｏ３(アルミナ)であ
り、かつ前記基板材がＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ(アルミナチ
タンカーバイト)であることを特徴とする請求項１乃至
３の何れかに記載の磁気ヘッド。 - 【請求項６】磁気記録情報を再生するための磁気ヘッド
であって、基板材と該基板材の上に設けられた絶縁層と
磁気素子部とを備え、前記絶縁層のビッカース硬度が前
記基板材のそれよりも小さく、前記磁気素子部のそれよ
りも大きくしてなり、かつ前記絶縁層の膜厚が０．０５
〜０．５μｍの範囲であることを特徴とする磁気ヘッ
ド。
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