JP3651916B2 - 磁気ヘッド - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、高密度記録用ハードディスクドライブに使用する磁気ヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、記録すべき情報量の増加に伴い、高密度記録可能な磁気ヘッドや磁気記録媒体が実用化されてきている。なかでもハードディスクドライブの場合、従来の0.2〜0.3μmといった比較的高い浮上量が用いられてきたが、一層記録密度をあげるために0.1μm以下の浮上量が必要となってきている。また、300〜400Mbyte/inch程度の高い面密度が実現されるに至っている。
【0003】
このような高密度の記録を実現するためには、ヘッドとディスクによる両者の損傷を避けるために、より粗さの小さい平滑な基板や磁気ヘッドが必要となる。このような高密度記録用磁気ヘッドを量産的に得るために既に薄膜インダクティブ磁気ヘッドが実施されているが、一層高密度記録を行うために再生専用のMRヘッドが開発されている。図11は、このような従来の磁気ヘッドの概略図であり、スライダー1と呼ばれるヘッド本体の後端側面に薄膜プロセスにより、磁気コアやコイルといった薄膜素子2が形成される。またディスクとの接触側は、スキー面3(ABS面と呼ぶこともある)からなる浮上面で形成されており、その寸法や形状により浮上量が決定されるが、現在では既に3μinch程度の浮上量になっている。図12は、従来の磁気ヘッドを示す概略図、図13は従来の磁気ヘッドプロセスの説明図である。図12に示すように、薄膜ヘッドは、アルチック基板4上に下部絶縁層5としてのアルミナ層がおよそ10μm程度のスパッタリングにより形成され、メッキにより下部磁性層6としてNiFe合金層が3〜5μm形成される。更に、ギャップ層7としてのアルミナ層がスパッタリングにより0.3〜0.5μm形成され、層間絶縁層8としてのレジストがフォトリソグラフィーにより形成される。更に、コイル9としてCu層がメッキにより2〜4μm形成され、再び層間絶縁層10としてレジストがフォトリソグラフィーにより形成される。その後、上部磁性層11としてのNiFe合金層が3〜5μmの膜厚でスパッタリングにより形成され、最後に保護膜12としてのアルミナ層がスパッタリングにより40〜50μm形成され、成膜プロセスを完了する。その後、研磨によりデプス規制を行いながら、スライダー1のスキー面3のギャップデプスを制御し、切断加工とスキー面3の溝加工等によりスライダー1を完成させる。上記の如く、薄膜インタクティブの基板は主にアルチックが用いられるが、CSS(コンタクト・スタート・ストップ)試験等の機械特性に対して、従来のフェライト等の基板を用いた磁気ヘッドに比べ、薄膜インタクティブの基板は信頼性が劣るといわれている。このため、ハードディスク側からみると保護層や潤滑剤の信頼性向上が必要となっている。また磁気ヘッドにおいてはクラウンと呼ばれる凸状の曲面加工を施し、片当りを避ける等の工夫やディスクと同じように保護膜12をヘッドスキー面に形成するといった試みがなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の薄膜ヘッドにおいては、耐CSS特性が十分でなく、十分なヘッド・ディスク・インターフェイスの信頼性を得られないという問題点があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、スライダーと、前記スライダーに設けられた下部磁性層と、前記下部磁性層の上の設けられたギャップ層と、前記ギャップ層上に設けられ前記下部磁性層とともに磁気回路を構成する上部磁性層と、前記下部磁性層と前記上部 磁性層の間に設けられ層間絶縁層を介して設けられたコイル部と、MR素子とを備えた磁気ヘッドであって、スライダー面に炭化珪素とカーボンとを含有する混合膜を形成するとともに、前記炭化珪素と前記カーボンの混合比が1:4〜2:1であり、前記混合膜の膜厚は50〜300オングストロームであることを特徴とする。
【0006】
【作用】
本発明は、上記構成により、良好なCSS特性を示す高密度記録に適した磁気ヘッドが得られる。
【0007】
【実施例】
次に、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。図1は、本発明の実施例における磁気ヘッドを示す断面概略図である。13は鏡面加工を施した3inchのアルチック基板であり、このアルチック基板13上にスパッタリングにより下部絶縁層14としてアルミナ層を12μm成膜した後に、ラップ加工により平滑化し、電極膜としてNiFe合金層をスパッタリングにより成膜し、フォトリソグラフィーによりパターンニングした後、下部磁性層15としてNiFe合金層をメッキにより4μm形成した。更に、スパッタリングによりギャップ16としてアルミナ層を0.3μm形成し、フォトリソグラフィーによりレジストによる層間絶縁層17を3μm形成しパターンニングを行った。この後、Cuからなるコイル電極膜をスパッタリングにより形成しパターンニングした後、Cuからなる第一コイル部18をメッキにより3μm形成し、レジストによる層間絶縁層19を介し、同じくCuからなる第二コイル部20をメッキにより3μm形成した。更に、層間絶縁層21を介し、NiFeからなる電極膜をスパッタリングしパターンニングした後、NiFeからなる上部磁性層22をメッキにより4μm形成した。更に、リード部のCuとAlを形成した後、最後にアルミナからなる保護膜23をスパッタリングにより50μm成膜し、平滑化ラップを行い、薄膜磁気ヘッド素子部を形成した。この後、加工によりスライダー1の加工及びギャップデプス規制を行い、HGA(ヘッド・ジンバル・アセンブリ)を行い、薄膜磁気ヘッドを完成した。
【0008】
この薄膜磁気ヘッドに対し、本発明に基づくコーティング膜であるSiCとCの混合膜24をスキー面3にスパッタリングにより成膜した。この時のターゲットとして焼結形成されたものを用い、その組成比はSiC50%,C50%とした。成膜はバッチ式スパッタリング装置により行い、このカソードサイズに合わせて、ターゲットサイズは直径8inch厚さ5mmのものを用いた。成膜条件としては、ArガスによるRFマグネトロンスパッタリング、スパッタ圧力3mTorr、ターゲット−基板間距離70mm、基板加熱無し、到達真空度0.8μTorr、スパッタパワーRF500wのスパッタアップによる静止対向成膜により行った。又、この時の膜厚は200オングストロームであった。
【0009】
本発明の第2実施例として、上記第1実施例と同じ磁気ヘッド素子に対し、ArHeガス雰囲気中にてSiC50%−C50%膜を作成した。このときのH2分圧は20%とし、他の成膜条件は第1実施例と同一条件で行った。
【0010】
比較例1として、上記第1,第2実施例と同じヘッド素子について、SiCとCの組成比をパラメータとしてコーティング膜を作成した。成膜方法としては、ターゲットとしてカーボン、SiC50%−C50%、SiCのの3種類を用い、SiC及びCのベレットをターゲット上にのせベレットの数量により組成比を制御した。このときの成膜したコーティング膜組成比はEPMA(Electron Probe X−ray Micro Analyzer)により測定した。この結果として、組成比がSiC/SiC+Cで8%,20%,34%,83%,85%,100%の膜が得られた。また、SiCとCのレートの違いを考慮して成膜時間を調整して各々200オングストロームの膜厚になるように成膜した。
【0011】
比較例2として、上記第1,第2実施例と同じ磁気ヘッドに対し、膜厚をパラメータにSiC50%−C50%の膜を成膜した。このときの成膜は全て実施例と同一条件にて行った。膜厚としては、0,20,50,100,300オングストロームとした。
【0012】
図2,図3に実施例及び比較例1で作成した膜の硬度及び付着力測定例を示す。図2により、SiCの含有量が増加する程Cの硬度からSiCの硬度に単調増加するが、逆に図3から付着力は硬度が増す程低下することがわかる。
【0013】
図4,図5はそれぞれ実施例及び比較例1で作成した膜の初期摩擦係数μ及びCSS(Contact Start Stop)2万回後のΔμkを示す。これより、SiCの含有量が増加すると初期摩擦係数μは増加するが、CSS試験後の増加量ΔμkはSiC50%−C50%付近で最少となるような特性となることがわかる。
【0014】
図6に比較例2で作成した膜のCSS2万回後の増加量Δμkにおける膜厚依存性を示す。これより、SiC−Cコーティング膜によって増加量Δμkが低下するが、膜厚が100オングストロームで同量Δμkは0.1程度になりそれ以上の膜厚ではほとんど変化はないことがわかる。
【0015】
図7,図8,図9,図10に実施例及び比較例で作成したC,SiC,SiC50%−C50%(Ar及びArH2)のコーティング膜のCSS2万回試験例を示す。これにより、SiC−C膜は初期摩擦係数μはC膜よりも若干高いものの増加量Δμkが小さく、良好なCSS特性を示すことがわかる。
【0016】
これらの結果より、SiCの含有量が多い程硬度は上がるが、付着力の低下や初期摩擦係数μが大きくなり、また増加量Δμkもその含有量が50%付近から増加しコーティング膜に適さなくなることがわかる。なおSiC100%の膜のCSS試験後のヘッドを調べると膜の剥離がみられた。この現象は図3で示した付着力の低下と図4で示した初期摩擦係数μが高いことによりせん断応力が増大していることが原因とみられる。以上から図5の増加量Δμkの結果と併せて、SiCとCの組成比は1:4から2:1が望ましいことがわかる。また、コーティング膜厚に関しては図6から50オングストローム程度で十分な効果が得られる。膜の被覆率等を考慮すると、ある程度厚い方が望ましいが、スペーシングロスによる電磁変換特性の劣化が問題になってくるため、両者の兼ね合いから50〜300オングストロームが実用的なコーティング膜厚といえる。
【0017】
また、実施例2の比抵抗を測定した結果1〜10MΩcmであった。MRヘッドの場合、MR素子がスキー面3に露出しているので、そのままではディスクとの接触時にMR素子−ディスク間で電流が流れ電位差破壊等の問題が生じる。また、同じくMR素子等が露出していることに起因して、ESD(静電破壊)も挙げられる。即ち、上記MRヘッドの製造プロセスやドライブアセンブリ時に、静電気がMR素子部を流れ素子破壊が生じる場合がある。これを避けるためには、単純に導電性のコーティング膜をスキー面3に成膜すればよいが、必ずしも金属並の導電性は必要でなく、一般に1GΩcm程度の比抵抗まで表面電荷の移動が可能であると言われており、上記電位差破壊との兼ね合いからMRヘッドのコーティング膜の比抵抗として10MΩcm程度が望ましいが、上記第2実施例のコーティング膜はこの条件を満足しており、また図10に示したようにCSS特性にも優れており、MRヘッドのコーティング膜として適するものである。
【0018】
【発明の効果】
本発明は、スライダーと、スライダーに設けられた下部磁性層と、下部磁性層の上の設けられたギャップ層と、ギャップ層上に設けられ下部磁性層とともに磁気回路を構成する上部磁性層と、下部磁性層と上部磁性層の間に設けられ層間絶縁層を介して設けられたコイル部と、MR素子とを備えた磁気ヘッドであって、スライダー面に炭化珪素とカーボンとを含有する混合膜を形成したことで、SiCの高硬度性とCの潤滑性の両者を兼ね備えたCSS特性に優れた磁気ヘッドを得ることができる。これにより、高密度記録に適した磁気ヘッドを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における磁気ヘッドを示す断面概略図
【図2】同実施例及び比較例1の硬度測定例を示す特性図
【図3】同実施例及び比較例1の付着力測定例を示す特性図
【図4】同実施例及び比較例1の初期摩擦係数測定例を示す特性図
【図5】同実施例及び比較例1のCSS試験後の増加量Δμkの測定例を示す特性図
【図6】同比較例2の増加量Δμkコーティング膜厚依存性を示す特性図
【図7】同カーボンコーティング膜のCSS試験例を示す特性図
【図8】同SiC50%−C50%コーティング膜のCSS試験例を示す特性図
【図9】同SiCコーティング膜のCSS試験例を示す特性図
【図10】同ArH220%雰囲気中で成膜したSiC50%−C50%コーティング膜のCSS試験例を示す特性図
【図11】従来の薄膜ヘッドの概略図
【図12】同磁気ヘッド素子の断面概略図
【図13】同磁気ヘッドのプロセス説明図
【符号の説明】
1 スライダー
3 スキー面
24 コーティング膜
Claims (1)
- スライダーと、前記スライダーに設けられた下部磁性層と、前記下部磁性層の上の設けられたギャップ層と、前記ギャップ層上に設けられ前記下部磁性層とともに磁気回路を構成する上部磁性層と、前記下部磁性層と前記上部 磁性層の間に設けられ層間絶縁層を介して設けられたコイル部と、MR素子とを備えた磁気ヘッドであって、スライダー面に炭化珪素とカーボンとを含有する混合膜を形成するとともに、前記炭化珪素と前記カーボンの混合比が1:4〜2:1であり、前記混合膜の膜厚は50〜300オングストロームであることを特徴とする磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23965393A JP3651916B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23965393A JP3651916B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 磁気ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0793720A JPH0793720A (ja) | 1995-04-07 |
JP3651916B2 true JP3651916B2 (ja) | 2005-05-25 |
Family
ID=17047908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23965393A Expired - Lifetime JP3651916B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 磁気ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3651916B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08297813A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-12 | Nec Corp | 磁気ヘッドスライダ及びその製造方法 |
JPH11110729A (ja) * | 1997-10-01 | 1999-04-23 | Alps Electric Co Ltd | 磁気ヘッドおよびその製造方法 |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP23965393A patent/JP3651916B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0793720A (ja) | 1995-04-07 |
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