JP2665949B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基板と該基板の上面に形成される薄膜部分
との結合性を強力化した薄膜磁気ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

高密度記録を可能にする磁気ディスク装置に用いる磁
気ヘッドとして、バルク型のヘッドの代えて、磁極材と
してFe−Ni合金等の磁性薄膜を用いた薄膜磁気ヘッドが
使用されるようになって来た。

この薄膜磁気ヘッドは、基板上に絶縁性下地薄膜、磁
性膜、導電性薄膜コイル等をスパッタ法、めっき法、或
いは蒸着法により積層して形成した磁気ヘッド素子部
と、該磁気ヘッド素子部に接続される配線用薄膜とで構
成されている。

このような薄膜磁気ヘッドにおいて、基板材料の絶縁
抵抗が低い場合には、基板と磁性膜との間の絶縁性の向
上を図り且つスライダの機械加工時に発生するリセスを
低減するために、比較的厚い絶縁性下地膜が必要であ
る。

そして、この薄膜磁気ヘッドは、上記薄膜を形成した
後に基板材料を所定の形状に加工して使用されるもので
ある。

このような薄膜磁気ヘッドが、高剛性ディスク基板上
に磁性層を形成した磁気ディスク媒体を用いる磁気ディ
スク装置に適用される場合には、その薄膜磁気ヘッドに
浮動ヘッドスライダを加工し、動圧気体軸受の原理で、
その薄膜磁気ヘッドを高速回転する磁気ディスク媒体上
に微小なすきまで浮上させて、記録／再生を行ってい
る。

このため、塵埃の混入等の外乱、ポジショナ等の機構
部品や磁気ディスク媒体等の振動等によって、薄膜磁気
ヘッドの浮上すきまが低下した場合に、その薄膜磁気ヘ
ッドと磁気ディスク媒体とが高速で間欠的に接触する。

また、近年では、薄膜磁気ヘッドを磁気ディスク媒体
上に接触させた状態で、磁気ディスク媒体の回転／停止
を行うコンタクトスタートストップ（CSS）方式の磁気
ディスク装置が主流になってきている。

このようなCSS方式を採用した磁気ディスク装置にお
いて、磁気ディスク媒体の回転数が一定値以下の場合に
は、浮動ヘッドスライダに充分な動圧が発生せず、薄膜
磁気ヘッドと磁気ディスク媒体とのすきまが所期の値に
達せず、薄膜磁気ヘッドが磁気ディスク媒体に接触して
走行する。

以上のようないずれにおいても、薄膜磁気ヘッドと磁
気ディスク媒体が接触した場合には、薄膜磁気ヘッドの
磁気ヘッド素子部が摩耗して、情報の記録／再生が困難
になっていた。

また、従来の薄膜磁気ヘッドは、基板と薄膜部の結合
性が低いために、上述した磁気ディスク媒体との接触
や、記録／再生に伴う磁性薄膜への通電による薄膜磁気
ヘッド素子部の温度変化等により、基板上の薄膜部が剥
離する場合があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、薄膜部と基板との密着性を向上させ、剥離や
摩耗をできるだけ抑制し、耐久性を高めることが重要と
なっている。

そこで従来では、薄膜磁気ヘッド素子部の絶縁性薄膜
に、硬質な薄膜を形成して薄膜磁気ヘッド素子部の耐摩
耗性を高めることが行われている。

第２図はその従来の薄膜磁気ヘッドＡを示す図であ
る。この磁気ヘッドＡは、基板１の上に直接絶縁性下地
膜２を形成し、更に下部磁性膜３、絶縁性薄膜４、導電
性薄膜コイル５、上部磁性膜６、及び保護層７を順次形
成したものである。

そしてこの従来の薄膜磁気ヘッドＡでは、絶縁性下地
薄膜３、絶縁性薄膜４、保護膜７の材質として、SiO₂や
Al₂O₃等の硬質な材質を使用することによって、薄膜部
の耐摩耗性や剥離防止を向上することが行われていた。

しかし、SiO₂やAl₂O₃であっても、長期間の接触や温
度変化が大きい場合には、薄膜部の剥離防止を完全に防
ぐことは困難であった。

本発明の目的は、磁気ヘッド素子部を構成する薄膜部
の基板に対する結合性を高くして、耐久性を向上するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

このために本発明は、基板の上面に絶縁性下地膜を形
成し、その上面に磁性薄膜、導電性薄膜コイル等を形成
して成る薄膜磁気ヘッドにおいて、 上記基板の上面に上記絶縁性下地膜に含まれる少なく
とも１種以上の元素イオンが注入されたイオン注入層を
形成し、該イオン注入層の上面に上記絶縁性下地膜を形
成した。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。第１図はそ
の一実施例の薄膜磁気ヘッドＢを示す図である。本実施
例の薄膜磁気ヘッドＢは、基板１の上に、該絶縁性下地
膜２に含まれる少なくとも１種以上の元素のイオンが注
入されたイオン注入層８を形成し、その上に絶縁性下地
膜２、下部磁性膜３、絶縁性薄膜４、導電性薄膜コイル
５、上部磁性層６、及び保護膜７を順次形成したものあ
る。

ここで、本実施例の薄膜磁気ヘッドの絶縁性下地膜２
と基板１との結合性をスクラッチ試験によって調べたの
で報告する。スクラッチ試験は、被測定試料表面に、先
端が鋭いスタイラスを所定の荷重で押し付け、当該スタ
イラスと試料に相対運動を与えて試料を引っ掻く試験法
で、薄膜の強度や結合性を容易に評価できる試験法であ
る。

本実施例の薄膜磁気ヘッドの絶縁性下地膜２と基板１
との結合性を第３図を用いて説明する。この第３図は、
炭素を含む基板にSiイオンを３×10¹⁷ions/cm²を30KeV
でイオン注入した後に、SiO₂でなる絶縁性下地膜２をス
パッタ法で0.1μｍの厚さ形成し、このSiO₂膜に先端に
曲率半径が14μｍのダイアモンド・スタイラスを押し付
け、引っ掻いた後に生じた傷痕の深さとダイアモンド・
スタイラスの押付荷重との関係を示したものである。

なお、比較のために、イオン注入層８を設けずに従来
と同様の条件で形成したSiO₂薄膜でなる絶縁性下地膜２
と基板１との結合性について行った実験の結果も合わせ
て『従来のヘッド『として示した。

この第３図から明らかなように、本実施例の薄膜磁気
ヘッドでは、従来の磁気ヘッドと比べて、10倍も高い50
fgの荷重で引っ掻いた場合においても、SiO₂でなる絶縁
性下地膜２には剥離等による傷痕が発生することはな
く、基板材料とSiO₂でなる絶縁性下地膜２との結合性が
極めて高くなっていることが分かる。

以上のように、本実施例の薄膜磁気ヘッドによれば、
薄膜部分と基板との結合性を高めることができるので、
薄膜磁気ヘッドの耐久性が向上するのである。

ここでは、炭素を含有する基板１にSiイオンをイオン
注入し、その上に絶縁性下地膜２としてSiO₂薄膜を形成
した例を示したが、基板１の材料としては、Mn−Znフェ
ライトやAl₂O₃−TiC等のセラミックスであっても良い。
また、イオン注入を行う元素としては、Al₂O₃、SiN、Ti
N、TiC、Cr₂O₃、等の絶縁性下地膜に対して、その絶縁
性下地膜の少なくとも１元素を含むAl、Ｏ、Ｎ、Ti、Cr
等の元素イオンを適宜選定すれば良い。即ち、絶縁性下
地膜がSiOx（シリコン酸化物）、Al₂O₃、SiN、TiN、Ti
C、Cr₂O₃の内の少なくもと１種で形成され、これに対し
て元素イオンとして、Si、Al、Ｏ、Ｎ、Ti、Cr等を選定
すれば良い。

〔発明の効果〕

以上から明らかなように、本発明の磁気ヘッドによれ
ば、基板上に形成する薄膜と該基板との結合性を高くす
ることができ、高記録密度や耐久性の向上に顕著な効果
が発揮できる。このため、磁気ヘッドの低浮上化、CSS
方式を採用した磁気ディスク装置等に適用して極めて有
効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の薄膜磁気ヘッドの構成を示
す断面図、第２図は従来の薄膜磁気ヘッドの構成を示す
断面図、第３図は磁気ヘッドのスクラッチ試験の結果を
示す図である。 １……基板、２……絶縁性下地膜、３……下部磁性膜、
４……絶縁性薄膜、５……導電性薄膜コイル、６……上
部磁性膜、７……保護膜、８……イオン注入層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 勇武 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特公 平２−59604（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の上面に絶縁性下地膜を形成し、その
   上面に磁性薄膜、導電性薄膜コイル等を形成して成る薄
   膜磁気ヘッドにおいて、 上記基板の上面に上記絶縁性下地膜に含まれる少なくと
   も１種以上の元素のイオンが注入されたイオン注入層を
   形成し、該イオン注入層の上面に上記絶縁性下地膜を形
   成したことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。