JP2843283B2 - 薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
薄膜磁気ヘッドの製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッドの
ギャップ膜の製造方法に関し、更に詳しく述べると、ス
パッタ法により形成した薄いアルミナ層のみの積層構
造、あるいはスパッタ法により形成したＳｉＯ2 層とア
ルミナ層の複合構造によって、高絶縁性能を呈するギャ
ップ膜を形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法に関するも
のである。
ギャップ膜の製造方法に関し、更に詳しく述べると、ス
パッタ法により形成した薄いアルミナ層のみの積層構
造、あるいはスパッタ法により形成したＳｉＯ2 層とア
ルミナ層の複合構造によって、高絶縁性能を呈するギャ
ップ膜を形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】ハードディスク用薄膜磁気ヘッドは、一
般に、セラミックス基板上に設ける上下２層の磁性層を
ギャップ膜で分離し、その間に磁界発生用（及び誘導電
流ピックアップ用）のコイル膜を形成する構成となって
いる。ここで、磁極及びヨークとなる磁性層は、通常、
パーマロイ（ＮｉＦｅ合金）のメッキ膜であって、フレ
ームレジストによって画定された部分に形成される。ギ
ャップ膜の材料としてはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）が用い
られる。
般に、セラミックス基板上に設ける上下２層の磁性層を
ギャップ膜で分離し、その間に磁界発生用（及び誘導電
流ピックアップ用）のコイル膜を形成する構成となって
いる。ここで、磁極及びヨークとなる磁性層は、通常、
パーマロイ（ＮｉＦｅ合金）のメッキ膜であって、フレ
ームレジストによって画定された部分に形成される。ギ
ャップ膜の材料としてはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）が用い
られる。
【０００３】このギャップ膜はスパッタ法により形成さ
れる。スパッタの方法はマグネトロンスパッタ方式又は
コンベンショナルスパッタ方式（高周波スパッタ方式）
である。いずれにしても、このギャップ膜は、必要な所
定の膜厚まで１回のスパッタにより成膜されるものであ
り、単一材料（アルミナ）の単層膜である。
れる。スパッタの方法はマグネトロンスパッタ方式又は
コンベンショナルスパッタ方式（高周波スパッタ方式）
である。いずれにしても、このギャップ膜は、必要な所
定の膜厚まで１回のスパッタにより成膜されるものであ
り、単一材料（アルミナ）の単層膜である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ハードディスク駆動装
置の高性能化に伴って、薄膜磁気ヘッドのギャップ膜は
ますます薄くなりつつある。特に、薄膜磁気ヘッドのギ
ャップ膜が薄くなると、上記のようにして形成したアル
ミナ・ギャップ膜は、規定の膜厚に成膜しても、所望の
電気絶縁性能が得られないことがおこる。その結果、上
下の磁性層間で電気的破壊が引き起こされる虞れがあ
る。具体的には、薄膜磁気ヘッドの動作中に発生する静
電気によって素子破壊が引き起こされることの他、コイ
ルに通電することによって磁極間に磁界が発生し、それ
による逆起電力によって素子破壊が引き起こされること
などである。
置の高性能化に伴って、薄膜磁気ヘッドのギャップ膜は
ますます薄くなりつつある。特に、薄膜磁気ヘッドのギ
ャップ膜が薄くなると、上記のようにして形成したアル
ミナ・ギャップ膜は、規定の膜厚に成膜しても、所望の
電気絶縁性能が得られないことがおこる。その結果、上
下の磁性層間で電気的破壊が引き起こされる虞れがあ
る。具体的には、薄膜磁気ヘッドの動作中に発生する静
電気によって素子破壊が引き起こされることの他、コイ
ルに通電することによって磁極間に磁界が発生し、それ
による逆起電力によって素子破壊が引き起こされること
などである。
【０００５】本発明の目的は、ギャップ膜を構成するア
ルミナ層の電気絶縁性能の低下を防ぎ、電気的な要因に
よる素子破壊の発生を防止できるような薄膜磁気ヘッド
の製造方法を提供することである。
ルミナ層の電気絶縁性能の低下を防ぎ、電気的な要因に
よる素子破壊の発生を防止できるような薄膜磁気ヘッド
の製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックス
基板上に、下部磁性層と、ギャップ膜と、上部磁性層と
を、その順序で形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法にお
いて、前記ギャップ膜は、３００Å以上の厚さのアルミ
ナ層のみを複数積層して形成する薄膜磁気ヘッドの製造
方法である。ここで各アルミナ層は、それらの膜厚を全
てほぼ均等に設定するのが好ましく、例えば１０００Å
程度の膜厚のギャップ膜を形成する場合には、２層〜３
層構造とする。また生産性が劣るという問題はあるが、
電気絶縁性能向上の点では、アルミナ層を１層形成する
度毎に、スパッタ空間を一旦大気に開放し、その後に排
気して再び高真空状態としてから次のアルミナ層のスパ
ッタを繰り返すのがよい。
基板上に、下部磁性層と、ギャップ膜と、上部磁性層と
を、その順序で形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法にお
いて、前記ギャップ膜は、３００Å以上の厚さのアルミ
ナ層のみを複数積層して形成する薄膜磁気ヘッドの製造
方法である。ここで各アルミナ層は、それらの膜厚を全
てほぼ均等に設定するのが好ましく、例えば１０００Å
程度の膜厚のギャップ膜を形成する場合には、２層〜３
層構造とする。また生産性が劣るという問題はあるが、
電気絶縁性能向上の点では、アルミナ層を１層形成する
度毎に、スパッタ空間を一旦大気に開放し、その後に排
気して再び高真空状態としてから次のアルミナ層のスパ
ッタを繰り返すのがよい。
【０００７】また本発明は、ＳｉＯ2 層をスパッタ法に
より成膜し、その上にアルミナ層をスパッタ法により成
膜することで前記ギャップ膜を形成し、ＳｉＯ2 層の厚
さを全ギャップ膜の厚さの１５〜２５％とする薄膜磁気
ヘッドの製造方法である。この場合、ＳｉＯ2 層の上に
形成するアルミナ層は単層でもよいが、全ギャップ膜の
膜厚によっては２層に積層する構成としてもよい。各ア
ルミナ層はほぼ均等厚さとする。ここでも、アルミナ層
を１層形成する度毎に、スパッタ空間を一旦大気に開放
し、その後に排気して高真空状態としてから次のアルミ
ナ層のスパッタを行うようにするのがよい。
より成膜し、その上にアルミナ層をスパッタ法により成
膜することで前記ギャップ膜を形成し、ＳｉＯ2 層の厚
さを全ギャップ膜の厚さの１５〜２５％とする薄膜磁気
ヘッドの製造方法である。この場合、ＳｉＯ2 層の上に
形成するアルミナ層は単層でもよいが、全ギャップ膜の
膜厚によっては２層に積層する構成としてもよい。各ア
ルミナ層はほぼ均等厚さとする。ここでも、アルミナ層
を１層形成する度毎に、スパッタ空間を一旦大気に開放
し、その後に排気して高真空状態としてから次のアルミ
ナ層のスパッタを行うようにするのがよい。
【０００８】
【発明の実施の態様】アルミナ層をスパッタすると、ア
ルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）は初期成長では島状に堆積する。
従って、もしそのままスパッタを続ければ規定膜厚に達
するが、初期成長での欠損部分が残る。ギャップ膜を非
常に厚くできる場合はあまり問題ないが、薄膜磁気ヘッ
ドの性能向上に伴ってギャップ膜が薄くなると、その欠
損部分がアルミナ層の電気絶縁性が低下する大きな要因
になってくる。本発明では複数回に分けてスパッタする
ことにより、スパッタ初期の島状の成長が途中で寸断さ
れて、次のスパッタで島状部分の間を埋めるとともに、
その上にアルミナが堆積される。その結果、緻密なアル
ミナ膜が形成され、規定膜厚で所望の高い電気絶縁性能
が発現することになる。
ルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）は初期成長では島状に堆積する。
従って、もしそのままスパッタを続ければ規定膜厚に達
するが、初期成長での欠損部分が残る。ギャップ膜を非
常に厚くできる場合はあまり問題ないが、薄膜磁気ヘッ
ドの性能向上に伴ってギャップ膜が薄くなると、その欠
損部分がアルミナ層の電気絶縁性が低下する大きな要因
になってくる。本発明では複数回に分けてスパッタする
ことにより、スパッタ初期の島状の成長が途中で寸断さ
れて、次のスパッタで島状部分の間を埋めるとともに、
その上にアルミナが堆積される。その結果、緻密なアル
ミナ膜が形成され、規定膜厚で所望の高い電気絶縁性能
が発現することになる。
【０００９】ところでアルミナのスパッタでは、どうし
ても酸素不足が起こりがちであり、そのため成膜したア
ルミナ層は金属アルミニウム的な要素が含まれる。これ
も電気絶縁性低下の一因である。各スパッタの度毎にス
パッタ空間を大気に開放すると、成膜したアルミナ層に
酸素が供給され、より完全なアルミナに変換する。これ
によって、電気絶縁性能はより一層向上することにな
る。
ても酸素不足が起こりがちであり、そのため成膜したア
ルミナ層は金属アルミニウム的な要素が含まれる。これ
も電気絶縁性低下の一因である。各スパッタの度毎にス
パッタ空間を大気に開放すると、成膜したアルミナ層に
酸素が供給され、より完全なアルミナに変換する。これ
によって、電気絶縁性能はより一層向上することにな
る。
【００１０】スパッタ法によるアルミナ層は下地に凹凸
があると欠損が生じやすいが、スパッタ法によるＳｉＯ
2 層には下地の凹凸を修正して平坦にする効果がある。
そのため、ＳｉＯ2 層の上にアルミナ層を成膜すると、
アルミナ層での欠損発生が少なくなる。つまりＳｉＯ2
は下地（下部磁性層）を平坦化し、アルミナ層の均一な
成長を助ける機能を果たす。但し、ＳｉＯ2 は熱膨張係
数が小さいために、厚くなると層間においてクラック
（ひび割れ）が発生し易くなり、絶縁破壊を引き起こす
ことがある。そこで、ＳｉＯ2 層は薄くして、アルミナ
層を厚くする構成を採用している。試作実験によれば、
ＳｉＯ2 の膜厚がＳｉＯ2 ＋Ａｌ2 Ｏ3 の全厚の１５〜
２５％であればよく、特に２０％程度で極めて良好な膜
が得られることが判明した。この程度の膜厚比率であれ
ば、ギャップ膜の端部における加工時のチッピングの発
生、及び層間クラックの発生を防止できる。
があると欠損が生じやすいが、スパッタ法によるＳｉＯ
2 層には下地の凹凸を修正して平坦にする効果がある。
そのため、ＳｉＯ2 層の上にアルミナ層を成膜すると、
アルミナ層での欠損発生が少なくなる。つまりＳｉＯ2
は下地（下部磁性層）を平坦化し、アルミナ層の均一な
成長を助ける機能を果たす。但し、ＳｉＯ2 は熱膨張係
数が小さいために、厚くなると層間においてクラック
（ひび割れ）が発生し易くなり、絶縁破壊を引き起こす
ことがある。そこで、ＳｉＯ2 層は薄くして、アルミナ
層を厚くする構成を採用している。試作実験によれば、
ＳｉＯ2 の膜厚がＳｉＯ2 ＋Ａｌ2 Ｏ3 の全厚の１５〜
２５％であればよく、特に２０％程度で極めて良好な膜
が得られることが判明した。この程度の膜厚比率であれ
ば、ギャップ膜の端部における加工時のチッピングの発
生、及び層間クラックの発生を防止できる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明に係る製造方法により製作した
薄膜磁気ヘッドの一実施例のギャップ近傍の拡大断面図
である。セラミックス基板（図示せず）上に形成した下
部磁性層１０の上にアルミナのみからなるギャップ膜１
２を形成し、更にその上に上部磁性層１４を形成する。
下部磁性層１０と上部磁性層１４は、例えばパーマロイ
（ＮｉＦｅ合金）のメッキ膜である。本発明では、前記
ギャップ膜１２は、それぞれ３００Å以上の膜厚のアル
ミナスパッタ層を複数層積み重ねた構成とする。この実
施例では、全体で１０００Åのギャップ膜を形成するた
めに、それぞれ約３３０Åの膜厚となるように３回スパ
ッタを行い、アルミナ層を３層積み重ねている。
薄膜磁気ヘッドの一実施例のギャップ近傍の拡大断面図
である。セラミックス基板（図示せず）上に形成した下
部磁性層１０の上にアルミナのみからなるギャップ膜１
２を形成し、更にその上に上部磁性層１４を形成する。
下部磁性層１０と上部磁性層１４は、例えばパーマロイ
（ＮｉＦｅ合金）のメッキ膜である。本発明では、前記
ギャップ膜１２は、それぞれ３００Å以上の膜厚のアル
ミナスパッタ層を複数層積み重ねた構成とする。この実
施例では、全体で１０００Åのギャップ膜を形成するた
めに、それぞれ約３３０Åの膜厚となるように３回スパ
ッタを行い、アルミナ層を３層積み重ねている。
【００１２】アルミナスパッタ層は、マグネトロンスパ
ッタ方式で成膜してもよいし、コンベンショナルスパッ
タ方式で成膜してもよい。マグネトロンスパッタ方式の
場合は、例えば図２のＡに示すような装置を用いる。回
転可能に支持されている基板保持体２０に基板２２を取
り付け、それをマグネトロンスパッタ装置２４にセット
して、所定の膜厚となるように成膜する。マグネトロン
スパッタ装置２４は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）のターゲ
ット２６の裏面側に複数の永久磁石２８を配列し、高周
波電源３０を接続した構成である。基板保持体２０を回
転することで、全ての基板２２にアルミナ層を成膜す
る。このマグネトロンスパッタ方式は、永久磁石により
ターゲットの表面に直交磁界を発生させるものであり、
スパッタ効率が優れ、成膜速度が高く、基板表面の温度
上昇が抑えられるため基板表面へのダメージが少ないと
いう利点がある。
ッタ方式で成膜してもよいし、コンベンショナルスパッ
タ方式で成膜してもよい。マグネトロンスパッタ方式の
場合は、例えば図２のＡに示すような装置を用いる。回
転可能に支持されている基板保持体２０に基板２２を取
り付け、それをマグネトロンスパッタ装置２４にセット
して、所定の膜厚となるように成膜する。マグネトロン
スパッタ装置２４は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）のターゲ
ット２６の裏面側に複数の永久磁石２８を配列し、高周
波電源３０を接続した構成である。基板保持体２０を回
転することで、全ての基板２２にアルミナ層を成膜す
る。このマグネトロンスパッタ方式は、永久磁石により
ターゲットの表面に直交磁界を発生させるものであり、
スパッタ効率が優れ、成膜速度が高く、基板表面の温度
上昇が抑えられるため基板表面へのダメージが少ないと
いう利点がある。
【００１３】コンベンショナルスパッタ方式の場合は、
例えば図２のＢに示すような装置を用いる。回転可能に
支持されている基板保持体４０に基板４２を取り付け、
それを高周波（ＲＦ）スパッタ装置４４にセットして、
所定の膜厚となるように成膜する。高周波スパッタ装置
４４は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）のターゲット４６に高
周波電源５０を接続した構成である。基板保持体４０を
回転することで、全ての基板４２にアルミナ層を成膜す
る。
例えば図２のＢに示すような装置を用いる。回転可能に
支持されている基板保持体４０に基板４２を取り付け、
それを高周波（ＲＦ）スパッタ装置４４にセットして、
所定の膜厚となるように成膜する。高周波スパッタ装置
４４は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）のターゲット４６に高
周波電源５０を接続した構成である。基板保持体４０を
回転することで、全ての基板４２にアルミナ層を成膜す
る。
【００１４】いずれの場合にも、複数回のスパッタを繰
り返すことが本発明の特徴である。前述のように、スパ
ッタの初期には、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）は島状に堆積
し成長する。ある程度成長した時点でスパッタを中止す
ると島状の成長が途中で寸断される。そして、その後に
再びスパッタを開始すると、アルミナは島状部分の間の
部分を埋めるように堆積していく。そのため、欠損部分
が生じ難く、規定膜厚が薄くても、その膜厚で所定の電
気絶縁性能が確保される。
り返すことが本発明の特徴である。前述のように、スパ
ッタの初期には、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）は島状に堆積
し成長する。ある程度成長した時点でスパッタを中止す
ると島状の成長が途中で寸断される。そして、その後に
再びスパッタを開始すると、アルミナは島状部分の間の
部分を埋めるように堆積していく。そのため、欠損部分
が生じ難く、規定膜厚が薄くても、その膜厚で所定の電
気絶縁性能が確保される。
【００１５】多層成膜の絶縁性能への効果を考えると、
積層過程における各層の膜厚は均等にすることが望まし
い。つまり、積層時の各層の膜厚はほぼ次式のように決
定する。 Ｅ＝Ｔ／ａ （Ｅ：各層の膜厚、Ｔ：規定膜厚、ａ：積
層回数） 但し、あまり積層回数を多くすると、各層の膜厚が極端
に薄くなる（３００Å未満）ので、逆に絶縁性能を低下
させる結果となり好ましくない。規定膜厚が１０００Å
程度の場合には、２層又は３層に設定する。
積層過程における各層の膜厚は均等にすることが望まし
い。つまり、積層時の各層の膜厚はほぼ次式のように決
定する。 Ｅ＝Ｔ／ａ （Ｅ：各層の膜厚、Ｔ：規定膜厚、ａ：積
層回数） 但し、あまり積層回数を多くすると、各層の膜厚が極端
に薄くなる（３００Å未満）ので、逆に絶縁性能を低下
させる結果となり好ましくない。規定膜厚が１０００Å
程度の場合には、２層又は３層に設定する。
【００１６】また各層の成膜に際しては、作業効率は低
下するが、１回の成膜後にスパッタ空間を大気に開放
し、その後排気して高真空状態にしてからスパッタを行
うという工程を繰り返すのが好ましい。アルミナのスパ
ッタ膜は、酸素不足の傾向がある。スパッタ後にスパッ
タ空間を大気に開放することで、薄い膜中で未反応のま
ま存在している金属アルミニウム的な要素が大気中の酸
素と反応して、より完全なアルミナに変化し、それによ
って電気絶縁性能をより一層向上させることができる。
下するが、１回の成膜後にスパッタ空間を大気に開放
し、その後排気して高真空状態にしてからスパッタを行
うという工程を繰り返すのが好ましい。アルミナのスパ
ッタ膜は、酸素不足の傾向がある。スパッタ後にスパッ
タ空間を大気に開放することで、薄い膜中で未反応のま
ま存在している金属アルミニウム的な要素が大気中の酸
素と反応して、より完全なアルミナに変化し、それによ
って電気絶縁性能をより一層向上させることができる。
【００１７】電気絶縁性能についての測定結果を表１に
示す。規定膜厚が１０００Åとなるように、複層膜につ
いては各膜厚を均等に成膜した試料について、□３００
μｍの面積での電気絶縁抵抗（Ω）を測定したものであ
る。なお各試料は、各層について、その成膜の都度、ス
パッタ空間を大気に開放し、その後排気して高真空状態
に戻してスパッタを繰り返している。
示す。規定膜厚が１０００Åとなるように、複層膜につ
いては各膜厚を均等に成膜した試料について、□３００
μｍの面積での電気絶縁抵抗（Ω）を測定したものであ
る。なお各試料は、各層について、その成膜の都度、ス
パッタ空間を大気に開放し、その後排気して高真空状態
に戻してスパッタを繰り返している。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１から、同じ規定膜厚（１０００Å）の
アルミナ層を形成した時、本発明方法によれば従来技術
（約１０００Åの単層膜）よりも絶縁性能は大幅に向上
することが分かる。また比較例のように各層がかなり薄
く（約２５０Å）になると、逆に絶縁性能は低下し、ま
た作業工程もその分増加するため、好ましくない。これ
らのことから、アルミナ層１層当たり３００Å以上の膜
厚となるように、複数回積層する構造とするのが好まし
い。
アルミナ層を形成した時、本発明方法によれば従来技術
（約１０００Åの単層膜）よりも絶縁性能は大幅に向上
することが分かる。また比較例のように各層がかなり薄
く（約２５０Å）になると、逆に絶縁性能は低下し、ま
た作業工程もその分増加するため、好ましくない。これ
らのことから、アルミナ層１層当たり３００Å以上の膜
厚となるように、複数回積層する構造とするのが好まし
い。
【００２０】図３は本発明に係る製造方法により製作し
た薄膜磁気ヘッドの他の実施のギャップ近傍の拡大断面
図である。セラミックス基板上に形成した下部磁性層６
０の上に、ＳｉＯ2 層６２とＡｌ2 Ｏ3 層６４とからな
るギャップ膜６６を形成し、更にその上に上部磁性層６
８を形成する。下部磁性層６０と上部磁性層６８は、前
記実施例と同様、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ合金）の
メッキ膜である。本発明では、前記ギャップ膜６６を構
成するＳｉＯ2 層６２とＡｌ2 Ｏ3 層６４は、ともに単
層又は２層構造とし、スパッタ法により形成する。図３
は、ＳｉＯ2 層６２とＡｌ2 Ｏ3 層６４を、ともに２層
構造とした例を示している。
た薄膜磁気ヘッドの他の実施のギャップ近傍の拡大断面
図である。セラミックス基板上に形成した下部磁性層６
０の上に、ＳｉＯ2 層６２とＡｌ2 Ｏ3 層６４とからな
るギャップ膜６６を形成し、更にその上に上部磁性層６
８を形成する。下部磁性層６０と上部磁性層６８は、前
記実施例と同様、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ合金）の
メッキ膜である。本発明では、前記ギャップ膜６６を構
成するＳｉＯ2 層６２とＡｌ2 Ｏ3 層６４は、ともに単
層又は２層構造とし、スパッタ法により形成する。図３
は、ＳｉＯ2 層６２とＡｌ2 Ｏ3 層６４を、ともに２層
構造とした例を示している。
【００２１】これに使用するスパッタ装置の構成例を図
４に示す。これはマグネトロンスパッタ方式の場合であ
る。回転可能に支持されている基板保持体７０に基板７
２を取り付け、それをマグネトロンスパッタ装置にセッ
トして、所定の厚みとなるように成膜する。装置の右半
分はＳｉＯ2 のターゲット７４の裏面側に複数の永久磁
石７５を配列し、高周波電源７６を接続した構成であ
り、基板保持体７０を回転することで、全ての基板７２
にＳｉＯ2 層を成膜する。装置の左半分はＡｌ2Ｏ3 の
ターゲット７８の裏面側に複数の永久磁石７９を配列
し、高周波電源８０を接続した構成であり、同じく基板
保持体７０を回転することで、全ての基板７２にアルミ
ナ層を成膜する。
４に示す。これはマグネトロンスパッタ方式の場合であ
る。回転可能に支持されている基板保持体７０に基板７
２を取り付け、それをマグネトロンスパッタ装置にセッ
トして、所定の厚みとなるように成膜する。装置の右半
分はＳｉＯ2 のターゲット７４の裏面側に複数の永久磁
石７５を配列し、高周波電源７６を接続した構成であ
り、基板保持体７０を回転することで、全ての基板７２
にＳｉＯ2 層を成膜する。装置の左半分はＡｌ2Ｏ3 の
ターゲット７８の裏面側に複数の永久磁石７９を配列
し、高周波電源８０を接続した構成であり、同じく基板
保持体７０を回転することで、全ての基板７２にアルミ
ナ層を成膜する。
【００２２】単一材質の多層成膜の場合は、絶縁性能の
効果の点からみると、前述のように各層の厚さは均等に
することが望ましい。しかし複数の材料を積層する場合
は、物性の違いを考慮する必要がある。ＳｉＯ2 は熱膨
張係数が小さいため、膜厚を厚くすると他の材料との間
で層間クラックが発生する。実験の結果、ＳｉＯ2 の膜
厚を全ギャップ膜の厚さの１５〜２５％の範囲、より好
ましくは約２０％程度に設定すると、クラックの発生を
防ぐことができ、且つ絶縁性能の向上も図ることができ
ることが判明した。ここでＳｉＯ2 のスパッタ層を用い
る理由は、スパッタ法により形成したＳｉＯ2 膜には下
地の凹凸を修正して平坦化する効果があるためである。
下地に凹凸が存在するとスパッタ法によるＡｌ2 Ｏ3 は
成膜時に欠損が生じ易いが、下地が平坦であると欠損が
生じ難くなる。ここでＳｉＯ2 層は下地（下部磁性層）
を平坦化して、その上に成膜するＡｌ2 Ｏ3 層の成長を
助けて欠損が生じ難くする機能を果たしている。従っ
て、ギャップ膜の構成としては、ＳｉＯ2 層が常に下部
磁極層の側に位置し、そのＳｉＯ2 層の上にアルミナ層
が位置することになる。
効果の点からみると、前述のように各層の厚さは均等に
することが望ましい。しかし複数の材料を積層する場合
は、物性の違いを考慮する必要がある。ＳｉＯ2 は熱膨
張係数が小さいため、膜厚を厚くすると他の材料との間
で層間クラックが発生する。実験の結果、ＳｉＯ2 の膜
厚を全ギャップ膜の厚さの１５〜２５％の範囲、より好
ましくは約２０％程度に設定すると、クラックの発生を
防ぐことができ、且つ絶縁性能の向上も図ることができ
ることが判明した。ここでＳｉＯ2 のスパッタ層を用い
る理由は、スパッタ法により形成したＳｉＯ2 膜には下
地の凹凸を修正して平坦化する効果があるためである。
下地に凹凸が存在するとスパッタ法によるＡｌ2 Ｏ3 は
成膜時に欠損が生じ易いが、下地が平坦であると欠損が
生じ難くなる。ここでＳｉＯ2 層は下地（下部磁性層）
を平坦化して、その上に成膜するＡｌ2 Ｏ3 層の成長を
助けて欠損が生じ難くする機能を果たしている。従っ
て、ギャップ膜の構成としては、ＳｉＯ2 層が常に下部
磁極層の側に位置し、そのＳｉＯ2 層の上にアルミナ層
が位置することになる。
【００２３】また実験の結果、アルミナのみからなる多
層成膜と、ＳｉＯ2 層の上にアルミナ層を配置する多層
成膜とを比較した場合、ギャップ膜厚が薄くなるにつれ
て、後者の方が絶縁性能の低下を抑えることができるこ
とが判明している。
層成膜と、ＳｉＯ2 層の上にアルミナ層を配置する多層
成膜とを比較した場合、ギャップ膜厚が薄くなるにつれ
て、後者の方が絶縁性能の低下を抑えることができるこ
とが判明している。
【００２４】ＳｉＯ2 層の上にアルミナ層を配置する多
層成膜構成において、アルミナ層を多層膜とする利点
は、前記実施例と同様である。アルミナ層のスパッタ法
による成膜時に、僅かながら生じる初期の島状の成長を
途中で寸断させ、その後に再びスパッタを開始すると、
アルミナは島状部分の間を埋めるように堆積していく。
そのために欠損が低減されることになる。また必要に応
じて、アルミナ層を１層形成する度毎に、スパッタ空間
を一旦大気に開放し、その後に排気して高真空状態とし
てから次のアルミナ層のスパッタを行うようにしてもよ
い。
層成膜構成において、アルミナ層を多層膜とする利点
は、前記実施例と同様である。アルミナ層のスパッタ法
による成膜時に、僅かながら生じる初期の島状の成長を
途中で寸断させ、その後に再びスパッタを開始すると、
アルミナは島状部分の間を埋めるように堆積していく。
そのために欠損が低減されることになる。また必要に応
じて、アルミナ層を１層形成する度毎に、スパッタ空間
を一旦大気に開放し、その後に排気して高真空状態とし
てから次のアルミナ層のスパッタを行うようにしてもよ
い。
【００２５】スパッタの方式は、前記の実施例と同様、
マグネトロンスパッタ方式のみならず、コンベンショナ
ルスパッタ方式（高周波スパッタ方式）でもよい。
マグネトロンスパッタ方式のみならず、コンベンショナ
ルスパッタ方式（高周波スパッタ方式）でもよい。
【００２６】次にマグネトロンスパッタ方式で試作した
ギャップ膜の全厚１０００Åの試料について、□３００
μｍの面積での電気絶縁抵抗（Ω）を測定した。その結
果を以下に示す。 ＳｉＯ2 （膜厚２００Å）１層−Ａｌ2 Ｏ3 （膜厚８
００Å）１層の構成 電気絶縁抵抗：１０9 〜１０12Ω この結果から、下地側（下部磁性層の側）にＳｉＯ2 層
を形成すると、アルミナ層が１層でも絶縁性能は大幅に
向上することが分かる。 ＳｉＯ2 （膜厚１００Å）２層−Ａｌ2 Ｏ3 （膜厚４
００Å）２層の構成 電気絶縁抵抗：１０8 〜１０11Ω
ギャップ膜の全厚１０００Åの試料について、□３００
μｍの面積での電気絶縁抵抗（Ω）を測定した。その結
果を以下に示す。 ＳｉＯ2 （膜厚２００Å）１層−Ａｌ2 Ｏ3 （膜厚８
００Å）１層の構成 電気絶縁抵抗：１０9 〜１０12Ω この結果から、下地側（下部磁性層の側）にＳｉＯ2 層
を形成すると、アルミナ層が１層でも絶縁性能は大幅に
向上することが分かる。 ＳｉＯ2 （膜厚１００Å）２層−Ａｌ2 Ｏ3 （膜厚４
００Å）２層の構成 電気絶縁抵抗：１０8 〜１０11Ω
【００２７】なお、このような膜構成では、膜厚が厚い
場合でも単層構造に比べて複合構造にすると電気絶縁抵
抗は増大するが、種々実験の結果、本発明は特にギャッ
プ膜が薄い（１０００Å程度もしくはそれ以下）の場合
に顕著な効果を発揮することが判明している。
場合でも単層構造に比べて複合構造にすると電気絶縁抵
抗は増大するが、種々実験の結果、本発明は特にギャッ
プ膜が薄い（１０００Å程度もしくはそれ以下）の場合
に顕著な効果を発揮することが判明している。
【００２８】
【発明の効果】本発明は上記のように、比較的薄いアル
ミナ層を複数回積層することによって所定膜厚のギャッ
プ膜を形成する方法であるから、ギャップ膜を構成する
アルミナ層を高絶縁化でき、電気的な要因による素子破
壊の発生を防止できる。また本発明は上記のように、下
地の上にＳｉＯ2 層を形成し、その上にアルミナ層を形
成して、全体として所定膜厚のギャップ膜を形成する方
法であるから、ギャップ膜を構成するアルミナ層を高絶
縁化でき、電気的な要因による素子破壊の発生を防止で
きる。
ミナ層を複数回積層することによって所定膜厚のギャッ
プ膜を形成する方法であるから、ギャップ膜を構成する
アルミナ層を高絶縁化でき、電気的な要因による素子破
壊の発生を防止できる。また本発明は上記のように、下
地の上にＳｉＯ2 層を形成し、その上にアルミナ層を形
成して、全体として所定膜厚のギャップ膜を形成する方
法であるから、ギャップ膜を構成するアルミナ層を高絶
縁化でき、電気的な要因による素子破壊の発生を防止で
きる。
【図１】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの一実施例のギャ
ップ部近傍の説明図。
ップ部近傍の説明図。
【図２】本発明で用いるスパッタ装置の例を示す説明
図。
図。
【図３】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの他の実施例のギ
ャップ部近傍の説明図。
ャップ部近傍の説明図。
【図４】本発明で用いるスパッタ装置の他の例を示す説
明図。
明図。
１０，６０ 下部磁性層 １２，６６ ギャップ膜 １４，６８ 上部磁性層 ６２ ＳｉＯ2 層 ６４ アルミナ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 5/31
Claims (5)
- 【請求項１】 セラミックス基板上に、下部磁性層と、
ギャップ膜と、上部磁性層とを、その順序で形成する薄
膜磁気ヘッドの製造方法において、前記ギャップ膜は、
３００Å以上の厚さのアルミナ層のみをスパッタ法によ
り複数積層して形成し、その際、アルミナ層を１層形成
する度毎に、スパッタ空間を一旦大気に開放し、その後
に排気して高真空状態としてから次のアルミナ層のスパ
ッタを行うことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方
法。 - 【請求項２】 各アルミナ層の膜厚を全てほぼ均等に設
定し、２〜３層積層する請求項１記載の薄膜磁気ヘッド
の製造方法。 - 【請求項３】 セラミックス基板上に、下部磁性層と、
ギャップ膜と、上部磁性層とを、その順序で形成する薄
膜磁気ヘッドの製造方法において、前記ギャップ膜は、
ＳｉＯ2 層をスパッタ法により成膜し、その上にアルミ
ナ層をスパッタ法により成膜することで形成し、ＳｉＯ
2 層の厚さを全ギャップ膜の厚さの１５〜２５％とする
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項４】 アルミナ層を全てほぼ均等厚さで２層に
積層する請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項５】 アルミナ層を１層形成する度毎に、スパ
ッタ空間を一旦大気に開放し、その後に排気して高真空
状態としてから次のアルミナ層のスパッタを行う請求項
４記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27470495A JP2843283B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27470495A JP2843283B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0991618A JPH0991618A (ja) | 1997-04-04 |
| JP2843283B2 true JP2843283B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=17545404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27470495A Expired - Fee Related JP2843283B2 (ja) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | 薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2843283B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001229512A (ja) | 2000-02-10 | 2001-08-24 | Tdk Corp | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 |
| KR100716104B1 (ko) * | 2003-10-28 | 2007-05-09 | 한국과학기술연구원 | 다층박막 제조방법 |
-
1995
- 1995-09-28 JP JP27470495A patent/JP2843283B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0991618A (ja) | 1997-04-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |