JPH076340A - 磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
磁気ヘッドおよびその製造方法Info
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- JPH076340A JPH076340A JP5145301A JP14530193A JPH076340A JP H076340 A JPH076340 A JP H076340A JP 5145301 A JP5145301 A JP 5145301A JP 14530193 A JP14530193 A JP 14530193A JP H076340 A JPH076340 A JP H076340A
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/49—Fixed mounting or arrangements, e.g. one head per track
- G11B5/4907—Details for scanning
- G11B5/4915—Structure of specially adapted heads
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3103—Structure or manufacture of integrated heads or heads mechanically assembled and electrically connected to a support or housing
- G11B5/3106—Structure or manufacture of integrated heads or heads mechanically assembled and electrically connected to a support or housing where the integrated or assembled structure comprises means for conditioning against physical detrimental influence, e.g. wear, contamination
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- Magnetic Heads (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気的絶縁性、耐摩耗性、潤滑性、密着性、
化学的耐久性に優れ、高密度磁気記録技術に必要な１０
０Ａ以下の膜厚の保護膜を有するＭＲヘッドを提供す
る。 【構成】 スライダおよびスライダ上に形成された磁気
抵抗素子とからなる磁気ヘッドにおいて、該スライダの
摺動面および該磁気抵抗素子上に保護膜を設けることを
特徴とする磁気ヘッドであって、該保護膜が硬質炭素あ
るいはケイ素、ホウ素、チタン、アルミニウムおよびこ
れらの炭化物、窒化物、酸化物の中から選ばれる、少な
くとも１種類以上からなる中間層と、該中間層上に形成
された硬質非晶質炭素膜とからなる磁気ヘッドと、該中
間層をスパッタ法で形成し、該硬質非晶質炭素膜を科学
的気相堆積法で形成することを特徴とする磁気ヘッド製
造方法。
化学的耐久性に優れ、高密度磁気記録技術に必要な１０
０Ａ以下の膜厚の保護膜を有するＭＲヘッドを提供す
る。 【構成】 スライダおよびスライダ上に形成された磁気
抵抗素子とからなる磁気ヘッドにおいて、該スライダの
摺動面および該磁気抵抗素子上に保護膜を設けることを
特徴とする磁気ヘッドであって、該保護膜が硬質炭素あ
るいはケイ素、ホウ素、チタン、アルミニウムおよびこ
れらの炭化物、窒化物、酸化物の中から選ばれる、少な
くとも１種類以上からなる中間層と、該中間層上に形成
された硬質非晶質炭素膜とからなる磁気ヘッドと、該中
間層をスパッタ法で形成し、該硬質非晶質炭素膜を科学
的気相堆積法で形成することを特徴とする磁気ヘッド製
造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高密度磁気記録媒体の記
録・再生に用いる薄膜磁気ヘッドに関するものである。
録・再生に用いる薄膜磁気ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスクや磁気ヘッドは、磁気ディ
スク装置としてコンピュータ端末情報記憶装置に広く用
いられている。磁気ディスクは、アルミニウムないしは
プラスチック等の基板上に、鉄、コバルト、ニッケルな
いしはこれらの化合物またはネオジウム、サマリウム、
ガドリニウム等の希土類金属やそれらからなる化合物を
磁気記録媒体としてスパッタ法等により薄い膜状に付着
させて用いられている。磁気ヘッドは磁気記録媒体に書
き込まれた磁気からの磁束を電気信号として取り出すも
ので、アルミナと炭化チタンとからなるセラミクス（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＣ）等をの非磁性基板に記録と再生のた
めの素子を搭載してあるが、記録密度を向上させるため
に可能な限り磁気ディスク面に近づけて使用されるもの
であり種々の方式があるが、近年では高密度記録を効率
よく読みとるために磁気抵抗（ＭＲ）素子を用いた読み
とりヘッド（ＭＲヘッド）を登載することが必須と考え
られている。
スク装置としてコンピュータ端末情報記憶装置に広く用
いられている。磁気ディスクは、アルミニウムないしは
プラスチック等の基板上に、鉄、コバルト、ニッケルな
いしはこれらの化合物またはネオジウム、サマリウム、
ガドリニウム等の希土類金属やそれらからなる化合物を
磁気記録媒体としてスパッタ法等により薄い膜状に付着
させて用いられている。磁気ヘッドは磁気記録媒体に書
き込まれた磁気からの磁束を電気信号として取り出すも
ので、アルミナと炭化チタンとからなるセラミクス（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ／ＴｉＣ）等をの非磁性基板に記録と再生のた
めの素子を搭載してあるが、記録密度を向上させるため
に可能な限り磁気ディスク面に近づけて使用されるもの
であり種々の方式があるが、近年では高密度記録を効率
よく読みとるために磁気抵抗（ＭＲ）素子を用いた読み
とりヘッド（ＭＲヘッド）を登載することが必須と考え
られている。
【０００３】しかしながらＭＲヘッドではその原理上、
ＭＲ素子に電圧を印加して記録の再生を行うため、ＭＲ
ヘッドと磁気ディスクとの間には電位差が生じ、最悪の
場合、この電位差によりＭＲ素子と磁気ディスクとの間
で放電が起こり素子および磁気ディスクの記録媒体が破
壊される。
ＭＲ素子に電圧を印加して記録の再生を行うため、ＭＲ
ヘッドと磁気ディスクとの間には電位差が生じ、最悪の
場合、この電位差によりＭＲ素子と磁気ディスクとの間
で放電が起こり素子および磁気ディスクの記録媒体が破
壊される。
【０００４】このような素子の破壊を防止するために
は、電気的絶縁性に優れた保護膜で素子を覆うことが必
要である。具体的には、ＭＲ素子には数Ｖ程度の電圧が
印加されており、磁気ヘッド−磁気ディスク間には数Ｍ
Ｖ／ｃｍの電界が発生する。
は、電気的絶縁性に優れた保護膜で素子を覆うことが必
要である。具体的には、ＭＲ素子には数Ｖ程度の電圧が
印加されており、磁気ヘッド−磁気ディスク間には数Ｍ
Ｖ／ｃｍの電界が発生する。
【０００５】従来、磁気ヘッドの素子は数μｍ程度の厚
さのＡｌ2 Ｏ3 膜で保護されていたが、通常Ａｌ2 Ｏ3
保護膜は、磁気ヘッドの摺動面には形成しない。という
のも、このように厚い保護膜で磁気ヘッドの摺動面を覆
うと、磁気ヘッドと磁気ディスクとの距離が大きくなり
高密度記録が困難になるからである。また、このＡｌ2
Ｏ3 保護膜を高記録密度が可能な程度まで薄くした場合
には、保護膜はいわゆるコンタクト・スタート・ストッ
プ（ＣＳＳ）サイクルによる磁気ヘッドと磁気ディスク
との摩擦に耐えられず損傷しまうという欠点があった。
さのＡｌ2 Ｏ3 膜で保護されていたが、通常Ａｌ2 Ｏ3
保護膜は、磁気ヘッドの摺動面には形成しない。という
のも、このように厚い保護膜で磁気ヘッドの摺動面を覆
うと、磁気ヘッドと磁気ディスクとの距離が大きくなり
高密度記録が困難になるからである。また、このＡｌ2
Ｏ3 保護膜を高記録密度が可能な程度まで薄くした場合
には、保護膜はいわゆるコンタクト・スタート・ストッ
プ（ＣＳＳ）サイクルによる磁気ヘッドと磁気ディスク
との摩擦に耐えられず損傷しまうという欠点があった。
【０００６】これに対して、比較的薄くても耐摩耗性を
示す保護膜材料としては、スパッタ法によって作られる
硬質炭素膜があり、磁気ディスク保護膜として用いられ
ている。しかしながらスパッタ法で作成した硬質炭素膜
は、例えば、１９９０年発行の日本国際潤滑会議予稿集
（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒ
ｅｎｃｅ）の第１８８１ページの記載に見られるよう
に、潤滑性や耐摩耗性がまだ不十分で接触摩擦を繰り返
すうちに摩擦係数が大きくなるといった問題があり、実
際にスパッタ法で作成した硬質炭素膜を磁気ディスク保
護膜に用いる場合は必ず潤滑剤を塗布して使用される。
さらに、スパッタ法による硬質炭素膜は、基本的に導電
性であるという致命的な欠点を有している。従って、磁
気ヘッドの場合には潤滑剤は塗布されないことも合わせ
て考えると、スパッタ法による硬質炭素膜をそのまま保
護膜に適用することはできない。
示す保護膜材料としては、スパッタ法によって作られる
硬質炭素膜があり、磁気ディスク保護膜として用いられ
ている。しかしながらスパッタ法で作成した硬質炭素膜
は、例えば、１９９０年発行の日本国際潤滑会議予稿集
（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒ
ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｆｅｒ
ｅｎｃｅ）の第１８８１ページの記載に見られるよう
に、潤滑性や耐摩耗性がまだ不十分で接触摩擦を繰り返
すうちに摩擦係数が大きくなるといった問題があり、実
際にスパッタ法で作成した硬質炭素膜を磁気ディスク保
護膜に用いる場合は必ず潤滑剤を塗布して使用される。
さらに、スパッタ法による硬質炭素膜は、基本的に導電
性であるという致命的な欠点を有している。従って、磁
気ヘッドの場合には潤滑剤は塗布されないことも合わせ
て考えると、スパッタ法による硬質炭素膜をそのまま保
護膜に適用することはできない。
【０００７】近年高度に発達した情報処理技術は、ます
ます大容量の情報処理技術を要求しており、これに伴っ
て高密度磁気記録再生技術は重要な位置を占めている。
このためには前述したように、ＭＲ素子と磁気ディスク
との間の狭ギャップ化が必要であり、具体的には１００
０オングストローム（以下、Ａと示す）以下が要求され
ている。したがって、ＭＲヘッドの摺動面に設ける保護
膜は可能な限り薄くすることが望ましく、３００Ａ以
下、好ましくは５０〜１００Ａ程度の極薄いものが要求
されている。
ます大容量の情報処理技術を要求しており、これに伴っ
て高密度磁気記録再生技術は重要な位置を占めている。
このためには前述したように、ＭＲ素子と磁気ディスク
との間の狭ギャップ化が必要であり、具体的には１００
０オングストローム（以下、Ａと示す）以下が要求され
ている。したがって、ＭＲヘッドの摺動面に設ける保護
膜は可能な限り薄くすることが望ましく、３００Ａ以
下、好ましくは５０〜１００Ａ程度の極薄いものが要求
されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の種
々の保護膜は、１００Ａ程度の厚さで十分な電気的絶縁
性と耐摩耗性とを兼ね備えていない。
々の保護膜は、１００Ａ程度の厚さで十分な電気的絶縁
性と耐摩耗性とを兼ね備えていない。
【０００９】これに対して、化学的気相堆積（ＣＶＤ）
法によって作られる硬質非晶質炭素膜は、特願昭６２−
２３４３２８号明細書に見られるように、１００Ａ程度
の厚さでも優れた耐摩耗性、潤滑性を有している。さら
に、ＣＶＤ法による硬質非晶質炭素膜はスパッタ法によ
る硬質炭素膜とは異なり、電気的絶縁性を有しており、
ＭＲヘッド保護膜として有望である。
法によって作られる硬質非晶質炭素膜は、特願昭６２−
２３４３２８号明細書に見られるように、１００Ａ程度
の厚さでも優れた耐摩耗性、潤滑性を有している。さら
に、ＣＶＤ法による硬質非晶質炭素膜はスパッタ法によ
る硬質炭素膜とは異なり、電気的絶縁性を有しており、
ＭＲヘッド保護膜として有望である。
【００１０】しかしながら、ＣＶＤ法による硬質非晶質
炭素膜は磁気ヘッドを支持するセラミクス基板との付着
性が悪いという欠点を有している。これは、基板上に膜
が堆積するときに、基板に飛来する粒子のエネルギーが
ＣＶＤ法ではかなり小さいことに由来していると考えら
れる。
炭素膜は磁気ヘッドを支持するセラミクス基板との付着
性が悪いという欠点を有している。これは、基板上に膜
が堆積するときに、基板に飛来する粒子のエネルギーが
ＣＶＤ法ではかなり小さいことに由来していると考えら
れる。
【００１１】以上述べたように、従来の技術においては
１００Ａ程度の膜厚で、電気的絶縁性、耐摩耗性、潤滑
性、密着性等すべてに優れた保護膜を有する磁気ヘッド
は実現されていなかった。
１００Ａ程度の膜厚で、電気的絶縁性、耐摩耗性、潤滑
性、密着性等すべてに優れた保護膜を有する磁気ヘッド
は実現されていなかった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、スライダおよ
びスライダ上に形成されたＭＲ素子とからなるＭＲヘッ
ドにおいて、該スライダの摺動面および該ＭＲ素子上に
保護膜を設けることを特徴とする磁気ヘッドであって、
該保護膜がスパッタ法で形成された硬質炭素あるいはケ
イ素、ホウ素、チタン、アルミニウムおよびこれらの炭
化物、窒化物、酸化物の中から選ばれる、少なくとも１
種類以上からなる中間層と、該中間層上に化学的気相堆
積法で形成された硬質非晶質炭素膜とからなる磁気ヘッ
ドである。
びスライダ上に形成されたＭＲ素子とからなるＭＲヘッ
ドにおいて、該スライダの摺動面および該ＭＲ素子上に
保護膜を設けることを特徴とする磁気ヘッドであって、
該保護膜がスパッタ法で形成された硬質炭素あるいはケ
イ素、ホウ素、チタン、アルミニウムおよびこれらの炭
化物、窒化物、酸化物の中から選ばれる、少なくとも１
種類以上からなる中間層と、該中間層上に化学的気相堆
積法で形成された硬質非晶質炭素膜とからなる磁気ヘッ
ドである。
【００１３】以下図面に基づいて本発明を説明する。図
１は本発明による磁気ヘッドの構造を示す図である。
１は本発明による磁気ヘッドの構造を示す図である。
【００１４】図１で、ＭＲ素子２を設けたスライダ１の
磁気ディスクとの摺動面上とＭＲ素子とを覆うようにほ
ぼ全面にわたって硬質炭素あるいはケイ素、ホウ素、チ
タン、アルミニウムおよびこれらの炭化物、窒化物、酸
素物の中から選ばれる、少々なくとも１種類以上からな
る中間層３を設ける。スライダ１としては、Ａｌ2 Ｏ3
／ＴｉＣ等のＭＲ素子２を保持可能な非磁性材料を用い
ればよい。次に中間層３の上に硬質非晶質炭素膜４を設
ける。
磁気ディスクとの摺動面上とＭＲ素子とを覆うようにほ
ぼ全面にわたって硬質炭素あるいはケイ素、ホウ素、チ
タン、アルミニウムおよびこれらの炭化物、窒化物、酸
素物の中から選ばれる、少々なくとも１種類以上からな
る中間層３を設ける。スライダ１としては、Ａｌ2 Ｏ3
／ＴｉＣ等のＭＲ素子２を保持可能な非磁性材料を用い
ればよい。次に中間層３の上に硬質非晶質炭素膜４を設
ける。
【００１５】次に、図２は本発明による磁気ヘッドの保
護膜形成に用いた装置の一例を示す図である。
護膜形成に用いた装置の一例を示す図である。
【００１６】中間層１３の形成には、スパッタ法が用い
られる。スパッタ法としては、直流二極スパッタ法、高
周波（ｒｆ）スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、イ
オンビームスパッタ法等がありいずれの方法を用いても
良いが、マグネトロンスパッタ法が特に良好な結果を与
えた。スパッタするターゲットとスパッタガスについて
は、形成しようとする単体や化合物そのものの板とアル
ゴンガスを用いる方法と、形成しようとする中間層が炭
化物、窒化物、酸化物の場合には、単体の板と各々炭化
水素ガス、アンモニアガス、酸素ガスを用いる方法とが
ありいずれの方法を用いても良い。
られる。スパッタ法としては、直流二極スパッタ法、高
周波（ｒｆ）スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、イ
オンビームスパッタ法等がありいずれの方法を用いても
良いが、マグネトロンスパッタ法が特に良好な結果を与
えた。スパッタするターゲットとスパッタガスについて
は、形成しようとする単体や化合物そのものの板とアル
ゴンガスを用いる方法と、形成しようとする中間層が炭
化物、窒化物、酸化物の場合には、単体の板と各々炭化
水素ガス、アンモニアガス、酸素ガスを用いる方法とが
ありいずれの方法を用いても良い。
【００１７】一方、硬質非晶質炭素膜１４の形成手法
は，反応ガスとしてＣＨ4 、Ｈ2 とＡｒの混合ガスをも
ちいたｒｆプラズマＣＶＤ（ｒｆＰＣＶＤ）法が低温で
良好な膜を合成する手法として有効であった。すなわ
ち、図２において、真空槽１５中に設置した基板電極１
６に、すでに中間層１３を形成済みの磁気ヘッド１１を
設置し、基板電極１６に平行となるように平板型の対向
電極１７を置く。基板電極１６にはｒｆ電源１８を接続
し、対向電極１７は接地して両電極間でｒｆ放電を発生
させる。具体的には、ＭＲ素子１２と硬質炭素膜１３を
設けた磁気ヘッド基板１１を真空槽１５に設置し、反応
ガスとしてＣＨ4 ガスボンベ１９、Ｈ2 ガスボンベ２０
とＡｒガスボンベ２１から混合ガスを導入し、硬質非晶
質炭素膜１４の成膜を行う。得られる膜の質は真空度、
ガスの混合比率や電極に印加する電力によって大きく変
化するので、最適値を選ぶ必要がある。真空度は排気ポ
ンプ２２およびバルブ２３で０．０１〜１Ｔｏｒｒの真
空度に調整する。またＣＨ4 ガスと希釈ガス（Ｈ2 ガス
とＡｒガス）の混合比率がＣＨ4 ／（Ｈ2 ＋Ａｒ）＝
０．０１〜０．２の範囲の時、良好な結果を与える。一
方、電力は０．１〜３Ｗ／ｃｍ2 の時比較的良好な結果
を与える。
は，反応ガスとしてＣＨ4 、Ｈ2 とＡｒの混合ガスをも
ちいたｒｆプラズマＣＶＤ（ｒｆＰＣＶＤ）法が低温で
良好な膜を合成する手法として有効であった。すなわ
ち、図２において、真空槽１５中に設置した基板電極１
６に、すでに中間層１３を形成済みの磁気ヘッド１１を
設置し、基板電極１６に平行となるように平板型の対向
電極１７を置く。基板電極１６にはｒｆ電源１８を接続
し、対向電極１７は接地して両電極間でｒｆ放電を発生
させる。具体的には、ＭＲ素子１２と硬質炭素膜１３を
設けた磁気ヘッド基板１１を真空槽１５に設置し、反応
ガスとしてＣＨ4 ガスボンベ１９、Ｈ2 ガスボンベ２０
とＡｒガスボンベ２１から混合ガスを導入し、硬質非晶
質炭素膜１４の成膜を行う。得られる膜の質は真空度、
ガスの混合比率や電極に印加する電力によって大きく変
化するので、最適値を選ぶ必要がある。真空度は排気ポ
ンプ２２およびバルブ２３で０．０１〜１Ｔｏｒｒの真
空度に調整する。またＣＨ4 ガスと希釈ガス（Ｈ2 ガス
とＡｒガス）の混合比率がＣＨ4 ／（Ｈ2 ＋Ａｒ）＝
０．０１〜０．２の範囲の時、良好な結果を与える。一
方、電力は０．１〜３Ｗ／ｃｍ2 の時比較的良好な結果
を与える。
【００１８】
【作用】本発明によれば、硬質炭素膜による優れた密着
性、硬質非晶質炭素膜による優れた電気的絶縁性と耐摩
耗性、潤滑性とを兼ね備えた、１００Ａ以下の厚みでも
良好な保護膜を有するＭＲヘッドを形成することができ
る。
性、硬質非晶質炭素膜による優れた電気的絶縁性と耐摩
耗性、潤滑性とを兼ね備えた、１００Ａ以下の厚みでも
良好な保護膜を有するＭＲヘッドを形成することができ
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について述べる。
【００２０】（実施例１）まず、スライダとしてＡｌ2
Ｏ3 ／ＴｉＣ焼結体を鏡面研磨したものを用いた。ＭＲ
素子の形成は特開昭６１−１４５７１８によった。中間
層としては硬質炭素膜を，グラファイトをターゲットと
した通常のｒｆマグネトロンスパッタ装置を用い、真空
度１０- 3 〜１０- 2 Ｔｏｒｒの範囲としてアルゴンス
パッタを用い、ｒｆ電力を０．１〜３Ｗ／ｃｍ2 とし、
室温で成膜した。硬質炭素膜の厚みは２０〜５０Ａとし
た。
Ｏ3 ／ＴｉＣ焼結体を鏡面研磨したものを用いた。ＭＲ
素子の形成は特開昭６１−１４５７１８によった。中間
層としては硬質炭素膜を，グラファイトをターゲットと
した通常のｒｆマグネトロンスパッタ装置を用い、真空
度１０- 3 〜１０- 2 Ｔｏｒｒの範囲としてアルゴンス
パッタを用い、ｒｆ電力を０．１〜３Ｗ／ｃｍ2 とし、
室温で成膜した。硬質炭素膜の厚みは２０〜５０Ａとし
た。
【００２１】このようにして形成した硬質炭素膜は、ラ
ザフォード後方散乱（ＲＢＳ）法及びプロトンリコイル
検出（ＥＲＤＡ）法による分析の結果、水素の含有量が
５原子％以下である事が判った。また、透過型電子顕微
鏡（ＴＥＭ）による観察により膜が炭素の微結晶からな
る事が確認された。
ザフォード後方散乱（ＲＢＳ）法及びプロトンリコイル
検出（ＥＲＤＡ）法による分析の結果、水素の含有量が
５原子％以下である事が判った。また、透過型電子顕微
鏡（ＴＥＭ）による観察により膜が炭素の微結晶からな
る事が確認された。
【００２２】次に、硬質非晶質炭素膜１４の形成は図２
に示した装置を用いた。いったん真空槽１５を１０- 7
Ｔｏｒｒまで排気した後、ｒｆ放電は対向電極１７をア
ースとし、それに対向する基板電極１６に硬質非晶質炭
素１４を形成すべき磁気ヘッド基板１１を設置し、基板
電極１６にｒｆ電源１８により０．１〜３Ｗ／ｃｍ2の
電力を印加することにより発生させた。反応ガスとして
ＣＨ4 ガス、Ｈ2 ガスとＡｒガスの混合ガスを流量比Ｃ
Ｈ4 ／（Ｈ2 ＋Ａｒ）＝０．０１〜０．１の範囲で導入
し、硬質非晶質炭素膜１４を形成した。成膜時の圧力は
０．０１〜１Ｔｏｒｒとし、基板温度はほぼ室温とし
た。また硬質非晶質炭素膜１４の膜厚は、反応時間によ
って制御し、３０〜１００Ａとした。
に示した装置を用いた。いったん真空槽１５を１０- 7
Ｔｏｒｒまで排気した後、ｒｆ放電は対向電極１７をア
ースとし、それに対向する基板電極１６に硬質非晶質炭
素１４を形成すべき磁気ヘッド基板１１を設置し、基板
電極１６にｒｆ電源１８により０．１〜３Ｗ／ｃｍ2の
電力を印加することにより発生させた。反応ガスとして
ＣＨ4 ガス、Ｈ2 ガスとＡｒガスの混合ガスを流量比Ｃ
Ｈ4 ／（Ｈ2 ＋Ａｒ）＝０．０１〜０．１の範囲で導入
し、硬質非晶質炭素膜１４を形成した。成膜時の圧力は
０．０１〜１Ｔｏｒｒとし、基板温度はほぼ室温とし
た。また硬質非晶質炭素膜１４の膜厚は、反応時間によ
って制御し、３０〜１００Ａとした。
【００２３】このようにして形成した硬質非晶質炭素膜
は、ＲＢＳ法及びＥＲＤＡ法による分析の結果、水素を
１０〜３０原子％含有している事が判った。また、ＴＥ
Ｍによる観察により膜が非晶質である事も確認した。
は、ＲＢＳ法及びＥＲＤＡ法による分析の結果、水素を
１０〜３０原子％含有している事が判った。また、ＴＥ
Ｍによる観察により膜が非晶質である事も確認した。
【００２４】このようにして形成したＭＲヘッドの保護
膜は、電流−電圧測定から絶縁耐圧が最小で８ＭＶ／ｃ
ｍ、平均で１０ＭＶ／ｃｍ以上と非常に良好な絶縁性を
有しており、磁気ディスク記録媒体に記録された信号を
繰り返し再生してもＭＲ素子と磁気ディスクとの間の放
電によるＭＲ素子および磁気ディスクの記録媒体の破壊
は見られなかった。
膜は、電流−電圧測定から絶縁耐圧が最小で８ＭＶ／ｃ
ｍ、平均で１０ＭＶ／ｃｍ以上と非常に良好な絶縁性を
有しており、磁気ディスク記録媒体に記録された信号を
繰り返し再生してもＭＲ素子と磁気ディスクとの間の放
電によるＭＲ素子および磁気ディスクの記録媒体の破壊
は見られなかった。
【００２５】比較のために、スライダの摺動面上に今回
の発明になる保護膜を設けた場合、保護膜をまったく設
けなかった場合、ｒｆマグネトロンスパッタ法による硬
質炭素膜のみの保護膜を設けた場合、そしてｒｆＰＣＶ
Ｄ法による硬質非晶質炭素膜のみの保護膜を設けた場合
のＭＲヘッドについて、ＭＲ素子に印加する電圧の大き
さを変化させた時の素子の破壊の割合（％）を複数のサ
ンプルについて調べた。保護膜の厚さはいずれも１００
Ａとした。その結果を表１に示す。
の発明になる保護膜を設けた場合、保護膜をまったく設
けなかった場合、ｒｆマグネトロンスパッタ法による硬
質炭素膜のみの保護膜を設けた場合、そしてｒｆＰＣＶ
Ｄ法による硬質非晶質炭素膜のみの保護膜を設けた場合
のＭＲヘッドについて、ＭＲ素子に印加する電圧の大き
さを変化させた時の素子の破壊の割合（％）を複数のサ
ンプルについて調べた。保護膜の厚さはいずれも１００
Ａとした。その結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】実際ににＭＲヘッドに印加する電圧は約２
Ｖであることから、今回の発明になる保護膜と硬質非晶
質炭素保護膜単独とは電気的絶縁性に関しては十分実用
に耐え得ることがわかった。
Ｖであることから、今回の発明になる保護膜と硬質非晶
質炭素保護膜単独とは電気的絶縁性に関しては十分実用
に耐え得ることがわかった。
【００２８】さらに、スライダの摺動面上に今回の発明
になる保護膜を設けた場合とＣＶＤ法による硬質非晶質
炭素膜のみの保護膜を設けた場合のＭＲヘッドについ
て、ＣＳＳサイクルを繰り返したときの信号の再生状態
を複数のサンプルについて観察した。本実施例では，保
護膜の厚さをいずれも１００Ａとし、ＭＲヘッドの印加
電圧は２Ｖとした。その結果、硬質非晶質炭素保護膜単
独のヘッドでは、数１００回のＣＳＳサイクルを繰り返
した後に９０％以上のサンプルが再生不良となったのに
対し、今回の発明になる保護膜を設けたヘッドではいず
れのサンプルにおいても、２万回のＣＳＳサイクル後も
再生信号は良好であった。また、再生不良となった、硬
質非晶質炭素保護膜単独のヘッドを顕微鏡で観察したと
ころ、保護膜の剥離とＭＲ素子の破壊が見られた。
になる保護膜を設けた場合とＣＶＤ法による硬質非晶質
炭素膜のみの保護膜を設けた場合のＭＲヘッドについ
て、ＣＳＳサイクルを繰り返したときの信号の再生状態
を複数のサンプルについて観察した。本実施例では，保
護膜の厚さをいずれも１００Ａとし、ＭＲヘッドの印加
電圧は２Ｖとした。その結果、硬質非晶質炭素保護膜単
独のヘッドでは、数１００回のＣＳＳサイクルを繰り返
した後に９０％以上のサンプルが再生不良となったのに
対し、今回の発明になる保護膜を設けたヘッドではいず
れのサンプルにおいても、２万回のＣＳＳサイクル後も
再生信号は良好であった。また、再生不良となった、硬
質非晶質炭素保護膜単独のヘッドを顕微鏡で観察したと
ころ、保護膜の剥離とＭＲ素子の破壊が見られた。
【００２９】一方、ＭＲ素子はその製造材料の点から非
常に腐食し易いが、今回の発明になる保護膜を設けたＭ
Ｒヘッドを種々の温度、湿度下で放置しＭＲ素子の腐食
の有無を調べたところ、１００００時間放置してもＭＲ
素子の腐食は見られなかった。比較のため保護膜を設け
ない場合にも同様の試験を行ったが、その場合は５０時
間でＭＲ素子の腐食が明らかに認められた。
常に腐食し易いが、今回の発明になる保護膜を設けたＭ
Ｒヘッドを種々の温度、湿度下で放置しＭＲ素子の腐食
の有無を調べたところ、１００００時間放置してもＭＲ
素子の腐食は見られなかった。比較のため保護膜を設け
ない場合にも同様の試験を行ったが、その場合は５０時
間でＭＲ素子の腐食が明らかに認められた。
【００３０】さらに、保護膜の耐摩耗性および潤滑性を
ＣＳＳサイクルを繰り返しながら摩擦係数μを同時に測
定する、いわゆるＣＳＳ−μ試験法により評価した。本
実施例においては、スパッタ法による硬質炭素保護膜を
最表面に設けた直径３．５インチの磁気ディスクを用
い、磁気ディスクに加わる磁気ヘッドの接触荷重を２０
ｇ／ｃｍ2 、磁気ディスクの回転数を１分間に３６００
回転とした。磁気ヘッド保護膜を１００Ａ形成したとき
のＣＳＳ回数と、ＭＲヘッドと磁気ディスクとの間の摩
擦係数変化を測定した結果、潤滑剤を用いなくとも２万
回のＣＳＳ回数後の摩擦係数は０．１以下で、優れた潤
滑性を示した。またこのＭＲヘッド保護膜の硬度はビッ
カース硬度に換算して８０００〜１００００ｋｇ／ｍｍ
2 であり、ＣＳＳ試験によって磁気ヘッド表面に摩耗が
発生していないことは言うまでもない。比較例として、
ｒｆマグネトロンスパッタ法で形成した膜厚１００Ａの
硬質炭素膜のみを保護膜とした場合に同様の試験を行っ
た結果、２万回のＣＳＳ試験後摩擦係数は１．０まで上
昇し、保護膜の摩耗が認められた。
ＣＳＳサイクルを繰り返しながら摩擦係数μを同時に測
定する、いわゆるＣＳＳ−μ試験法により評価した。本
実施例においては、スパッタ法による硬質炭素保護膜を
最表面に設けた直径３．５インチの磁気ディスクを用
い、磁気ディスクに加わる磁気ヘッドの接触荷重を２０
ｇ／ｃｍ2 、磁気ディスクの回転数を１分間に３６００
回転とした。磁気ヘッド保護膜を１００Ａ形成したとき
のＣＳＳ回数と、ＭＲヘッドと磁気ディスクとの間の摩
擦係数変化を測定した結果、潤滑剤を用いなくとも２万
回のＣＳＳ回数後の摩擦係数は０．１以下で、優れた潤
滑性を示した。またこのＭＲヘッド保護膜の硬度はビッ
カース硬度に換算して８０００〜１００００ｋｇ／ｍｍ
2 であり、ＣＳＳ試験によって磁気ヘッド表面に摩耗が
発生していないことは言うまでもない。比較例として、
ｒｆマグネトロンスパッタ法で形成した膜厚１００Ａの
硬質炭素膜のみを保護膜とした場合に同様の試験を行っ
た結果、２万回のＣＳＳ試験後摩擦係数は１．０まで上
昇し、保護膜の摩耗が認められた。
【００３１】（実施例２）まず、スライダとしてＡｌ2
Ｏ3 ／ＴｉＣ焼結体を鏡面研磨したものを用いた。ＭＲ
素子の形成は特開昭６１−１４５７１８によった。中間
層には単体のケイ素、ホウ素、チタン、アルミニウム、
と各々の単体の炭化物、窒化物、酸化物をそれぞれ作製
した。作製法は、形成する中間層の材料となる単体ない
しは化合物をターゲットとした通常のｒｆマグネトロン
スパッタ装置で、真空度を１０- 3〜１０- 2 Ｔｏｒ
ｒ、ｒｆ電力を０．１〜３Ｗ／ｃｍ2 の範囲としてアル
ゴンを用いて室温で行った。中間層の厚みは全て２０〜
５０Ａ以下とした。
Ｏ3 ／ＴｉＣ焼結体を鏡面研磨したものを用いた。ＭＲ
素子の形成は特開昭６１−１４５７１８によった。中間
層には単体のケイ素、ホウ素、チタン、アルミニウム、
と各々の単体の炭化物、窒化物、酸化物をそれぞれ作製
した。作製法は、形成する中間層の材料となる単体ない
しは化合物をターゲットとした通常のｒｆマグネトロン
スパッタ装置で、真空度を１０- 3〜１０- 2 Ｔｏｒ
ｒ、ｒｆ電力を０．１〜３Ｗ／ｃｍ2 の範囲としてアル
ゴンを用いて室温で行った。中間層の厚みは全て２０〜
５０Ａ以下とした。
【００３２】次に、硬質非晶質炭素膜１４の形成は実施
例１と同様の方法で行った。
例１と同様の方法で行った。
【００３３】このようにして形成した磁気ヘッドの保護
膜は全て、電流−電圧測定から絶縁耐圧が最小で７ＭＶ
／ｃｍ、平均で１０ＭＶ／ｃｍ以上と非常に良好な絶縁
性を有しており、磁気ディスク記録媒体に記録された信
号を繰り返し再生してもＭＲ素子と磁気ディスクとの間
の放電によるＭＲ素子および磁気ディスクの記録媒体の
破壊は見られなかった。
膜は全て、電流−電圧測定から絶縁耐圧が最小で７ＭＶ
／ｃｍ、平均で１０ＭＶ／ｃｍ以上と非常に良好な絶縁
性を有しており、磁気ディスク記録媒体に記録された信
号を繰り返し再生してもＭＲ素子と磁気ディスクとの間
の放電によるＭＲ素子および磁気ディスクの記録媒体の
破壊は見られなかった。
【００３４】比較のために、スライダの摺動面上に今回
の発明になる保護膜を設けた場合と中間層のみで硬質非
晶質炭素膜を設けない場合のＭＲヘッドについて、ＭＲ
素子に印加する電圧の大きさを変化させた時の素子の破
壊の有無を複数のサンプルについて調べた。保護膜の厚
さはいずれも１００Ａとした。その結果、今回の発明に
なる保護膜を設けたＭＲヘッドではいずれのサンプルに
おいても７ＶまでＭＲ素子の破壊は見られなかったが、
中間層のみを設けたＭＲヘッドではいずれの場合も２Ｖ
以下でＭＲ素子が破壊するサンプルが見受けられた。
の発明になる保護膜を設けた場合と中間層のみで硬質非
晶質炭素膜を設けない場合のＭＲヘッドについて、ＭＲ
素子に印加する電圧の大きさを変化させた時の素子の破
壊の有無を複数のサンプルについて調べた。保護膜の厚
さはいずれも１００Ａとした。その結果、今回の発明に
なる保護膜を設けたＭＲヘッドではいずれのサンプルに
おいても７ＶまでＭＲ素子の破壊は見られなかったが、
中間層のみを設けたＭＲヘッドではいずれの場合も２Ｖ
以下でＭＲ素子が破壊するサンプルが見受けられた。
【００３５】さらに、磁気ヘッドの摺動面上に今回の発
明になる保護膜を厚さ１００Ａ設けたＭＲヘッドについ
て、ＣＳＳサイクルを繰り返したときの信号の再生状態
を複数のサンプルについて観察した。本実施例では、Ｍ
Ｒヘッドの印加電圧は２Ｖとした。その結果、いずれの
サンプルにおいても、２万回のＣＳＳサイクル後も再生
信号は良好であった。
明になる保護膜を厚さ１００Ａ設けたＭＲヘッドについ
て、ＣＳＳサイクルを繰り返したときの信号の再生状態
を複数のサンプルについて観察した。本実施例では、Ｍ
Ｒヘッドの印加電圧は２Ｖとした。その結果、いずれの
サンプルにおいても、２万回のＣＳＳサイクル後も再生
信号は良好であった。
【００３６】次に、今回の発明になる保護膜を設けたＭ
Ｒヘッドを種々の温度、湿度下で放置しＭＲ素子の腐食
の有無を調べたところ、１００００時間放置してもＭＲ
素子の腐食は見られなかった。
Ｒヘッドを種々の温度、湿度下で放置しＭＲ素子の腐食
の有無を調べたところ、１００００時間放置してもＭＲ
素子の腐食は見られなかった。
【００３７】加えて、保護膜の耐摩耗性および潤滑性を
ＣＳＳ−μ試験法により評価した。試験の方法は実施例
１と同じとした。その結果、ＭＲヘッドと磁気ディスク
との間の摩擦係数は潤滑剤を用いなくとも２万回のＣＳ
Ｓサイクル後も０．１以下と優れた潤滑性を示した。ま
たこのＭＲヘッドの保護膜の硬度はビッカース硬度に換
算して８０００〜１００００ｋｇ／ｍｍ2 であり、ＣＳ
Ｓ試験によって磁気ヘッド表面に摩耗が発生していない
ことは言うまでもない。
ＣＳＳ−μ試験法により評価した。試験の方法は実施例
１と同じとした。その結果、ＭＲヘッドと磁気ディスク
との間の摩擦係数は潤滑剤を用いなくとも２万回のＣＳ
Ｓサイクル後も０．１以下と優れた潤滑性を示した。ま
たこのＭＲヘッドの保護膜の硬度はビッカース硬度に換
算して８０００〜１００００ｋｇ／ｍｍ2 であり、ＣＳ
Ｓ試験によって磁気ヘッド表面に摩耗が発生していない
ことは言うまでもない。
【００３８】以上の実施例は、中間層に単体もしくは単
体の炭化物、窒化物、酸化物を用いたが、これらの中の
２種類以上を組み合わせて中間層とした場合でも、同様
の結果が得られた。
体の炭化物、窒化物、酸化物を用いたが、これらの中の
２種類以上を組み合わせて中間層とした場合でも、同様
の結果が得られた。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による磁気
ヘッドは、高密度磁気記録技術に要求される膜厚１００
Ａ以下の、極めて電気的絶縁性、耐摩耗性、潤滑性、密
着性と化学的耐久性に優れた保護膜を有し、実用性が高
いものである。
ヘッドは、高密度磁気記録技術に要求される膜厚１００
Ａ以下の、極めて電気的絶縁性、耐摩耗性、潤滑性、密
着性と化学的耐久性に優れた保護膜を有し、実用性が高
いものである。
【図１】本発明になる磁気ヘッド構造を示す図である。
【図２】本発明になる磁気ヘッドの保護膜形成に用いる
装置の一例を示す図である。
装置の一例を示す図である。
１ スライダ ２ ＭＲ素子 ３ 中間層 ４ 硬質非晶質炭素膜 １１ 磁気ヘッド基板 １２ ＭＲ素子 １３ 中間層 １４ 硬質非晶質炭素膜 １５ 真空槽 １６ 基板電極 １７ 対向電極 １８ 高周波電源 １９ ＣＨ4 ガスボンベ ２０ Ｈ2 ガスボンベ ２１ Ａｒガスボンベ ２２ 排気ポンプ ２３ バルブ
Claims (2)
- 【請求項１】 スライダおよびスライダ上に形成された
磁気抵抗素子とからなる磁気ヘッドにおいて、該スライ
ダの摺動面および該磁気抵抗素子上に保護膜を設けるこ
とを特徴とする磁気ヘッドであって、該保護膜が硬質炭
素あるいはケイ素、ホウ素、チタン、アルミニウムおよ
びこれらの炭化物、窒化物、酸化物の中から選ばれる、
少なくとも１種類以上からなる中間層と、該中間層上に
形成された硬質非晶質炭素膜とからなる磁気ヘッド。 - 【請求項２】 スライダの摺動面および磁気抵抗素子上
に、スパッタ法によって中間層を形成し、さらに該中間
層上に化学的気相堆積法によって硬質非晶質炭素膜を形
成することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5145301A JP2531438B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 磁気ヘッドおよびその製造方法 |
| US08/666,644 US5930077A (en) | 1993-06-17 | 1996-06-18 | Magnetic head for recording and reproducing a signal and comprising a slider provided with a protective film including an intermediate layer and an amorphous hard carbon layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5145301A JP2531438B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 磁気ヘッドおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076340A true JPH076340A (ja) | 1995-01-10 |
| JP2531438B2 JP2531438B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=15381987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5145301A Expired - Lifetime JP2531438B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 磁気ヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5930077A (ja) |
| JP (1) | JP2531438B2 (ja) |
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