JP2806284B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
薄膜磁気ヘッドInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜磁気ヘッドに使用
される絶縁膜に係り、絶縁膜として、ＳｉＯ2 にＴｉＯ
2 を添加したアモルファス膜を使用した薄膜磁気ヘッド
に関する。
される絶縁膜に係り、絶縁膜として、ＳｉＯ2 にＴｉＯ
2 を添加したアモルファス膜を使用した薄膜磁気ヘッド
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の薄膜磁気ヘッドは、その絶縁膜に
有機絶縁膜やＴｉＯ2 を主成分とする膜等を使用してい
た。薄膜磁気ヘッドの磁気コアには、パーマロイ、アモ
ルファス、窒化鉄等の磁性薄膜を使用する。
有機絶縁膜やＴｉＯ2 を主成分とする膜等を使用してい
た。薄膜磁気ヘッドの磁気コアには、パーマロイ、アモ
ルファス、窒化鉄等の磁性薄膜を使用する。
【０００３】一般に、これらの膜は磁気特性や異方性の
最適化のために成膜後に、３００℃〜６００℃の熱処理
を施すことが多い。特に、高Ｂｓ材として最近ニーズの
高まっている窒化鉄系の薄膜を用いる場合には、５００
℃以上の熱処理が必須の条件となっている。
最適化のために成膜後に、３００℃〜６００℃の熱処理
を施すことが多い。特に、高Ｂｓ材として最近ニーズの
高まっている窒化鉄系の薄膜を用いる場合には、５００
℃以上の熱処理が必須の条件となっている。
【０００４】しかし、有機絶縁膜の耐熱性は３００℃以
下であり、このような熱処理を含む工程には用いること
が出来ない。また、ＴｉＯ2 を主成分とする膜の結晶化
温度は、５００℃以下であり、５００℃以上の熱処理に
は適さない。
下であり、このような熱処理を含む工程には用いること
が出来ない。また、ＴｉＯ2 を主成分とする膜の結晶化
温度は、５００℃以下であり、５００℃以上の熱処理に
は適さない。
【０００５】さらに、ＴｉＯ2 膜をスパッタ法で成膜す
る際には、酸素の解離を防止するために雰囲気に酸素を
添加しなければならず、酸素添加による成膜レートの著
しい低下が生産コストの増大を招いていた。また、Ｓｉ
Ｏ2 単体の膜は基板との相性等の問題から厚く成膜した
場合には、膜剥離が多発するという問題点があった。
る際には、酸素の解離を防止するために雰囲気に酸素を
添加しなければならず、酸素添加による成膜レートの著
しい低下が生産コストの増大を招いていた。また、Ｓｉ
Ｏ2 単体の膜は基板との相性等の問題から厚く成膜した
場合には、膜剥離が多発するという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
から薄膜磁気ヘッドに使用されてきた絶縁膜（絶縁層）
の材料には各種の問題点があり、高性能な薄膜磁気ヘッ
ドを歩留り良く製造することが出来なかった。
から薄膜磁気ヘッドに使用されてきた絶縁膜（絶縁層）
の材料には各種の問題点があり、高性能な薄膜磁気ヘッ
ドを歩留り良く製造することが出来なかった。
【０００７】そこで、本発明の薄膜磁気ヘッドは、上記
の問題点を解決するために、磁気コアの高温での熱処理
が可能で、さらにＴｉＯ2 を主成分とする膜よりも成膜
レートが速く、しかも膜剥離が発生しない絶縁膜を使用
して、安価で高性能な薄膜磁気ヘッドを構成することを
目的としている。
の問題点を解決するために、磁気コアの高温での熱処理
が可能で、さらにＴｉＯ2 を主成分とする膜よりも成膜
レートが速く、しかも膜剥離が発生しない絶縁膜を使用
して、安価で高性能な薄膜磁気ヘッドを構成することを
目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】絶縁膜に各部コアとコイ
ルパターンとを少なくとも埋設させた構成の薄膜磁気ヘ
ッドにおいて、前記絶縁膜として、ＳｉＯ2 にＴｉＯ2
を略５乃至３０％添加したアモルファス膜を使用して薄
膜磁気ヘッドを構成した。
ルパターンとを少なくとも埋設させた構成の薄膜磁気ヘ
ッドにおいて、前記絶縁膜として、ＳｉＯ2 にＴｉＯ2
を略５乃至３０％添加したアモルファス膜を使用して薄
膜磁気ヘッドを構成した。
【０００９】
【作用】薄膜磁気ヘッドの絶縁膜として、耐熱性及び成
膜レートを考慮して、ＳｉＯ2にＴｉＯ2 を略５乃至３
０％添加したアモルファス膜を使用して、膜剥離の生じ
にくい絶縁膜を提供し、絶縁膜に各部コアとコイルパタ
ーンとを少なくとも埋設させた構成の安価で高性能な薄
膜磁気ヘッドを得る。
膜レートを考慮して、ＳｉＯ2にＴｉＯ2 を略５乃至３
０％添加したアモルファス膜を使用して、膜剥離の生じ
にくい絶縁膜を提供し、絶縁膜に各部コアとコイルパタ
ーンとを少なくとも埋設させた構成の安価で高性能な薄
膜磁気ヘッドを得る。
【００１０】
【実施例】本発明はＳｉＯ2 にＴｉＯ2 を添加したアモ
ルファス膜を使用することにより磁気コアの高温での熱
処理が可能で、さらにＴｉＯ2 を主成分とする膜よりも
成膜レートが速く、しかも膜剥離の生じにくい絶縁膜を
提供し、安価で高性能な薄膜磁気ヘッドを得ることを目
的としている。
ルファス膜を使用することにより磁気コアの高温での熱
処理が可能で、さらにＴｉＯ2 を主成分とする膜よりも
成膜レートが速く、しかも膜剥離の生じにくい絶縁膜を
提供し、安価で高性能な薄膜磁気ヘッドを得ることを目
的としている。
【００１１】無機絶縁材料としては、Ａｌ2 Ｏ3 ，Ｔｉ
Ｏ2 ，α−Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ2 ，ＳｉＯ2 等がある
が、このうち、ＴｉＯ2 とＳｉＯ2 はＣＦ4 ガスによる
ドライエッチングが容易で、薄膜磁気ヘッド工程中での
高精度な微細加工が可能である。また、ＴｉＯ2 の結晶
化温度は３２０℃であるが、ＳｉＯ2 の割合を増すこと
により、結晶化温度を上げることが可能である。
Ｏ2 ，α−Ｆｅ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ2 ，ＳｉＯ2 等がある
が、このうち、ＴｉＯ2 とＳｉＯ2 はＣＦ4 ガスによる
ドライエッチングが容易で、薄膜磁気ヘッド工程中での
高精度な微細加工が可能である。また、ＴｉＯ2 の結晶
化温度は３２０℃であるが、ＳｉＯ2 の割合を増すこと
により、結晶化温度を上げることが可能である。
【００１２】図４は、ＴｉＯ2 添加量と成膜レート（μ
m ／h ）の関係を示した図である。条件としては、成膜
は、ＲＦマグネトロンスパッタ法を用い、ターゲット
は、４インチのＳｉＯ2 １００％ターゲットを用い、こ
の上に、φ５ｍｍ×ｔ５ｍｍのＴｉＯ2 チップを置い
て、膜の成分を制御した。雰囲気ガスとして、ＡｒとＯ
2 を用い、Ｏ2 はＴｉＯ2 中のＯ2 が解離しない最低限
の量を供給した。
m ／h ）の関係を示した図である。条件としては、成膜
は、ＲＦマグネトロンスパッタ法を用い、ターゲット
は、４インチのＳｉＯ2 １００％ターゲットを用い、こ
の上に、φ５ｍｍ×ｔ５ｍｍのＴｉＯ2 チップを置い
て、膜の成分を制御した。雰囲気ガスとして、ＡｒとＯ
2 を用い、Ｏ2 はＴｉＯ2 中のＯ2 が解離しない最低限
の量を供給した。
【００１３】ガス圧力は、４０ｍＴｏｒｒとし、投入電
力は４インチターゲットに対し、６００Ｗとした。図４
には、スパッタ時のターゲット組成による成膜速度の違
いが示されている。ＳｉＯ2 に対し、ＴｉＯ2 の量が多
い場合は、ＴｉＯ2 の酸素の解離を防止するためにスパ
ッタ雰囲気中に酸素を添加する必要があり、酸素添加に
よる成膜レート（μm ／h ）の減少が激しい。
力は４インチターゲットに対し、６００Ｗとした。図４
には、スパッタ時のターゲット組成による成膜速度の違
いが示されている。ＳｉＯ2 に対し、ＴｉＯ2 の量が多
い場合は、ＴｉＯ2 の酸素の解離を防止するためにスパ
ッタ雰囲気中に酸素を添加する必要があり、酸素添加に
よる成膜レート（μm ／h ）の減少が激しい。
【００１４】これに対して、ＳｉＯ2 に対してＴｉＯ2
の量が少ない程、成膜レートは確保出来、ＴｉＯ2 添加
量１０％の場合、３０％の場合には、成膜レートは夫々
略２．０（μm ／h ），１．７（μm ／h ）となり、９
０％の場合の成膜レート略１．２（μm ／h ）と比較す
ると、成膜レートはかなり確保出来ることが判る。即
ち、図４より、ＴｉＯ2 の添加量を３０％以下にする
と、添加量が１００％の場合と比較して、７割以上速い
成膜レートを確保することが出来ることが判る。
の量が少ない程、成膜レートは確保出来、ＴｉＯ2 添加
量１０％の場合、３０％の場合には、成膜レートは夫々
略２．０（μm ／h ），１．７（μm ／h ）となり、９
０％の場合の成膜レート略１．２（μm ／h ）と比較す
ると、成膜レートはかなり確保出来ることが判る。即
ち、図４より、ＴｉＯ2 の添加量を３０％以下にする
と、添加量が１００％の場合と比較して、７割以上速い
成膜レートを確保することが出来ることが判る。
【００１５】図５は、ＴｉＯ2 添加量と耐熱性（℃）の
関係を示した図である。条件としては、成膜は、ＲＦマ
グネトロンスパッタ法を用いて行なった。ターゲット
は、４インチのＳｉＯ2 １００％ターゲットを用い、こ
の上に、φ５ｍｍ×ｔ５ｍｍのＴｉＯ2 チップを置い
て、膜の成分を制御した。
関係を示した図である。条件としては、成膜は、ＲＦマ
グネトロンスパッタ法を用いて行なった。ターゲット
は、４インチのＳｉＯ2 １００％ターゲットを用い、こ
の上に、φ５ｍｍ×ｔ５ｍｍのＴｉＯ2 チップを置い
て、膜の成分を制御した。
【００１６】図５は、試料に対して、４００℃，４６０
℃，５００℃，５４０℃，６００℃において、Ａｒ雰囲
気中で３０分間の熱処理を施し、夫々の温度の熱処理に
対して膜剥離の発生しない量高の温度を図中に示した。
℃，５００℃，５４０℃，６００℃において、Ａｒ雰囲
気中で３０分間の熱処理を施し、夫々の温度の熱処理に
対して膜剥離の発生しない量高の温度を図中に示した。
【００１７】これらの膜を４０μm の厚みに成膜した場
合の熱処理による耐熱性の評価結果を示す。ＳｉＯ2 の
割合が多いほど、耐熱性はよくなる傾向にあるが、Ｓｉ
Ｏ2 の割合が１００％の場合は基板との相性が悪く、５
００℃で剥離してしまう。
合の熱処理による耐熱性の評価結果を示す。ＳｉＯ2 の
割合が多いほど、耐熱性はよくなる傾向にあるが、Ｓｉ
Ｏ2 の割合が１００％の場合は基板との相性が悪く、５
００℃で剥離してしまう。
【００１８】ＴｉＯ2 の割合が１０％程度のときが略６
００℃で、最も耐熱性が良いといえる。図５より、Ｔｉ
Ｏ2 添加の割合が５〜３０％程度にすると耐熱性の温度
は５７０℃となり、ＴｉＯ2 添加の割合が１００％のと
きの耐熱性の温度４００℃と比較すると、４割程度高い
温度に対しても耐え得る膜が得られることが判る。よっ
て、上記の図４の成膜レート及び図５の耐熱性のグラフ
より、耐熱性及び成膜レートを考慮して、ＳｉＯ2 にＴ
ｉＯ2 を５〜３０％添加すると、特に良好な結果が得ら
れることが判る。
００℃で、最も耐熱性が良いといえる。図５より、Ｔｉ
Ｏ2 添加の割合が５〜３０％程度にすると耐熱性の温度
は５７０℃となり、ＴｉＯ2 添加の割合が１００％のと
きの耐熱性の温度４００℃と比較すると、４割程度高い
温度に対しても耐え得る膜が得られることが判る。よっ
て、上記の図４の成膜レート及び図５の耐熱性のグラフ
より、耐熱性及び成膜レートを考慮して、ＳｉＯ2 にＴ
ｉＯ2 を５〜３０％添加すると、特に良好な結果が得ら
れることが判る。
【００１９】図１は本発明の絶縁膜を使用した薄膜磁気
ヘッドの一実施例であり、図２及び図３はその形成工程
を示した図である。図と共に本発明の絶縁膜を使用した
薄膜磁気ヘッドの形成工程を以下に順次説明する。
ヘッドの一実施例であり、図２及び図３はその形成工程
を示した図である。図と共に本発明の絶縁膜を使用した
薄膜磁気ヘッドの形成工程を以下に順次説明する。
【００２０】図１（ａ）は、本発明の絶縁膜を使用した
薄膜磁気ヘッドの正面図であり、図１（ｂ）は、図１
（ａ）に示すＡ−Ｂ部分での断面図である。図１に示す
薄膜磁気ヘッドは、チタン酸カルシウム系の基板１に、
アモルファス、ＦｅＮ系等の軟磁性膜による磁気コア
３，６，７，１２及びコイル１０が、本発明の絶縁膜
２，４，５，８，１１，１３，１６に埋め込まれて形成
されている構造のものである。
薄膜磁気ヘッドの正面図であり、図１（ｂ）は、図１
（ａ）に示すＡ−Ｂ部分での断面図である。図１に示す
薄膜磁気ヘッドは、チタン酸カルシウム系の基板１に、
アモルファス、ＦｅＮ系等の軟磁性膜による磁気コア
３，６，７，１２及びコイル１０が、本発明の絶縁膜
２，４，５，８，１１，１３，１６に埋め込まれて形成
されている構造のものである。
【００２１】次に、その具体的な形成方法を、図２及び
図３にそって順次説明する。 （第１の工程）図２（ａ）に示されるように、最初に、
マグネトロンスパッタリング装置を用いて、基板１の上
に絶縁のために、ＳｉＯ2 ＋ＴｉＯ2 （添加の割合１０
％）のアモルファス膜による絶縁層２を１０μｍ程度に
形成する。
図３にそって順次説明する。 （第１の工程）図２（ａ）に示されるように、最初に、
マグネトロンスパッタリング装置を用いて、基板１の上
に絶縁のために、ＳｉＯ2 ＋ＴｉＯ2 （添加の割合１０
％）のアモルファス膜による絶縁層２を１０μｍ程度に
形成する。
【００２２】（第２の工程）次に、図２（ｂ）に示され
るように、アモルファス磁性膜やＦｅＮ系膜等の軟磁性
膜３をスパッタ、蒸着等の手法により形成し、エッチン
グにより下コア状に加工する。
るように、アモルファス磁性膜やＦｅＮ系膜等の軟磁性
膜３をスパッタ、蒸着等の手法により形成し、エッチン
グにより下コア状に加工する。
【００２３】（第３の工程）図２（ｃ）に示されるよう
に、本発明の絶縁膜４を下コア３の厚みより厚く形成
し、平坦化研磨する。その次に、本発明の絶縁膜５を
０．１〜１μｍの厚さに形成し、磁気ギャップ等を形成
する。
に、本発明の絶縁膜４を下コア３の厚みより厚く形成
し、平坦化研磨する。その次に、本発明の絶縁膜５を
０．１〜１μｍの厚さに形成し、磁気ギャップ等を形成
する。
【００２４】さらに、バックギャップ部５Ｂをエッチン
グにより除去し、その上に、アモルファス磁性膜やＦｅ
Ｎ系膜等の軟磁性膜をスパッタ、蒸着等により形成し、
エッチングにより中間コア６，７を形成する。
グにより除去し、その上に、アモルファス磁性膜やＦｅ
Ｎ系膜等の軟磁性膜をスパッタ、蒸着等により形成し、
エッチングにより中間コア６，７を形成する。
【００２５】（第４の工程）更に、図２（ｄ）に示され
るように、本発明になる絶縁膜８を中間コア６，７の厚
みより厚く形成して、平坦化研磨する。
るように、本発明になる絶縁膜８を中間コア６，７の厚
みより厚く形成して、平坦化研磨する。
【００２６】（第５の工程）図２（ｅ）に示されるよう
に、コイル状の溝９をエッチングにより形成し、Ｃｕを
蒸着等により埋め込み、コイル１０を形成する。
に、コイル状の溝９をエッチングにより形成し、Ｃｕを
蒸着等により埋め込み、コイル１０を形成する。
【００２７】（第６の工程）図３（ｆ）の形成工程図に
示されるように、コイルの絶縁のための絶縁膜１１を本
発明の絶縁膜により０．５〜１μｍ形成し、エッチング
により中間コア６，７との接続部分１１Ｃを除去する。
示されるように、コイルの絶縁のための絶縁膜１１を本
発明の絶縁膜により０．５〜１μｍ形成し、エッチング
により中間コア６，７との接続部分１１Ｃを除去する。
【００２８】（第７の工程）更に、図３（ｇ）に示され
るように、アモルファス磁性膜やＦｅＮ系膜等の軟磁性
膜１２をスパッタ、蒸着等の手法により形成し、エッチ
ングにより上コア１２を形成する。
るように、アモルファス磁性膜やＦｅＮ系膜等の軟磁性
膜１２をスパッタ、蒸着等の手法により形成し、エッチ
ングにより上コア１２を形成する。
【００２９】（第８の工程）図３（ｈ）に示されるよう
に、本発明の絶縁膜１３を上コアの厚みより厚く形成し
て、平坦化研磨する。
に、本発明の絶縁膜１３を上コアの厚みより厚く形成し
て、平坦化研磨する。
【００３０】（第９の工程）最後に、図３（ｉ）に示さ
れるように、コイル１０とリード線１４を接続するスル
ーホール１５Ｈをエッチングにより形成し、Ｃｕを蒸着
等により埋め込み、コイル１０と接続されるリード線部
１４，１５を形成する。そして、本発明の絶縁膜１６に
よる保護膜１６をその上に形成する。
れるように、コイル１０とリード線１４を接続するスル
ーホール１５Ｈをエッチングにより形成し、Ｃｕを蒸着
等により埋め込み、コイル１０と接続されるリード線部
１４，１５を形成する。そして、本発明の絶縁膜１６に
よる保護膜１６をその上に形成する。
【００３１】なお、絶縁膜成膜はスパッタ法、イオンプ
レーティング法、ＣＶＤ法等を用いて行う。スパッタ法
の場合は、ＲＦマグネトロンスパッタ法を用い、成膜過
程における基板温度を２００度〜２５０度の間に保持す
ることにより基板と絶縁膜の付着力増強を図り、雰囲気
のガス圧を２０〜４０ｍＴｏｒｒとすることにより絶縁
膜中に蓄積される内部応力の低減を図った。
レーティング法、ＣＶＤ法等を用いて行う。スパッタ法
の場合は、ＲＦマグネトロンスパッタ法を用い、成膜過
程における基板温度を２００度〜２５０度の間に保持す
ることにより基板と絶縁膜の付着力増強を図り、雰囲気
のガス圧を２０〜４０ｍＴｏｒｒとすることにより絶縁
膜中に蓄積される内部応力の低減を図った。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明により、耐熱性に優れかつ量産性に適した薄膜磁気
ヘッドを提供することが可能となる。さらに、耐熱性に
優れた絶縁膜を用いることにより高温での熱処理を必要
とする磁性膜を用いた高性能の薄膜磁気ヘッドを提供す
ることが可能となる。
発明により、耐熱性に優れかつ量産性に適した薄膜磁気
ヘッドを提供することが可能となる。さらに、耐熱性に
優れた絶縁膜を用いることにより高温での熱処理を必要
とする磁性膜を用いた高性能の薄膜磁気ヘッドを提供す
ることが可能となる。
【図１】本発明の薄膜磁気ヘッドの説明図である。
【図２】本発明の薄膜磁気ヘッドの各形成工程を示した
図である。
図である。
【図３】本発明の薄膜磁気ヘッドの各形成工程を示した
図である。
図である。
【図４】ＴｉＯ2 添加量と成膜レート（μm ／h ）の関
係を示した図である。
係を示した図である。
【図５】ＴｉＯ2 添加量と耐熱性（℃）の関係を示した
図である。
図である。
１ 基板 ２，４，８，１１，１３ 絶縁膜（絶縁層） ３ 下コア（軟磁性膜） ５ 磁気ギャップ（絶縁膜） ５Ｂ バックギャップ部 ６，７ 中間コア（軟磁性膜） ９ コイル状の溝 １０ コイル １１Ｃ 中間コア６，７との接続部分 １２ 上コア（軟磁性膜） １４，１５ リード線部 １５Ｈ スルーホール １６ 保護膜（絶縁膜）
Claims (1)
- 【請求項１】絶縁膜に各部コアとコイルパターンとを少
なくとも埋設させた構成の薄膜磁気ヘッドにおいて、前
記絶縁膜として、ＳｉＯ2 にＴｉＯ2 を略５乃至３０％
添加したアモルファス膜を使用したことを特徴とする薄
膜磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33716994A JP2806284B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 薄膜磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33716994A JP2806284B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 薄膜磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08180326A JPH08180326A (ja) | 1996-07-12 |
| JP2806284B2 true JP2806284B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=18306100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33716994A Expired - Fee Related JP2806284B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 薄膜磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2806284B2 (ja) |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP33716994A patent/JP2806284B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08180326A (ja) | 1996-07-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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