JPH0845045A - 磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

磁気ヘッド及びその製造方法

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JPH0845045A
JPH0845045A JP17845894A JP17845894A JPH0845045A JP H0845045 A JPH0845045 A JP H0845045A JP 17845894 A JP17845894 A JP 17845894A JP 17845894 A JP17845894 A JP 17845894A JP H0845045 A JPH0845045 A JP H0845045A
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JP
Japan
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magnetic
head
protective film
layer
slider
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JP17845894A
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English (en)
Inventor
Mutsuo Yoshinami
睦男 良波
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄膜磁気ヘッドに耐磨耗性と耐食性の両方を
付与する。 【構成】 磁気素子表面を含むスライダー浮上面上に、
CVD法でSiN、SiON膜、さらにその上にダイヤ
モンド様カーボン(DLC)膜を成膜する。成膜をスラ
イダー浮上面の形成(スライダー加工)前に行なうこと
により、スライダー加工中の腐食も防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気記憶装置の薄膜ヘ
ッド保護膜の構造及びその製造方法に関する。近年の磁
気記憶装置の記憶容量の増加は著しく、ヘッドの主流と
なっている薄膜ヘッドの性能も大きく向上している。
【0002】この薄膜ヘッドでは、性能向上のため、ヘ
ッド(スライダー)の磁気媒体からの浮上距離の低減が
図られているが、ヘッドと媒体の摩擦に起因するヘッド
(磁気素子)の磨耗障害対策がますます重要になってき
ている。一方、性能向上のため使用される金属材料には
FeMn等の腐食されやすい材料が導入されてきてい
る。それゆえ、磁気素子の磨耗防止のみならず、腐食を
も防止する磁気素子保護層が要求されている。
【0003】
【従来の技術】図5は磁気ディスク装置の内部構造の全
容を示す平面図であり、磁気ディスクDが高速回転して
いる状態で、その半径方向に磁気ヘッド7が移動してシ
ーク動作し、情報の記録/再生が行なわれる。この磁気
ヘッド7の位置で磁気ディスクD切断し拡大すると、図
6のようになる。
【0004】薄膜型の磁気ディスクDにおいて、1はア
ルミニウムやガラスなどの非磁性体からなる基板であ
り、その表面に、機械的強度を上げるためにNiPめっ
き層2を形成した状態で、Co合金の水平配向性を高め
るためのCr下地層3を1000Å程度スパッタ成膜し
てある。そして、CoCrTaまたはCoNiCrなど
の磁性材を500Å程度スパッタして薄膜磁性膜4を形
成した後、保護膜5としてカーボンなどを300Å程度
スパッタし、最後にパーフロロポリエーテルなどのよう
なフッ素系の潤滑層6を数十Å程度塗布して、完成す
る。
【0005】この磁気ディスクDを矢印a1 方向に高速
回転させ、風力によって磁気ヘッドスライダ7が微小量
浮上した状態で、ヘッド素子部8によって、磁気ディス
クDに情報の記録/再生を行なう。磁気ヘッドのスライ
ダ7は、ジンバル10を介してスプリングアーム11に
取り付けられ、キャリッジ12の駆動アーム13でシー
ク動作が行なわれる。このように、機構の簡便さから、
装置の起動・停止時にはコアスライダが浮上せず動する
CSS(Cotact Start Stop)方式が
普及している。
【0006】図7は薄膜磁気ヘッドであり、ヘッド素子
部が薄膜技術で形成され、かつAl 2 3 などの保護膜
で覆われている。スライダは、動面の左右に浮上レール
を有しており、そのヘッド素子部と反対側に、空気流を
取り込む流入斜面が形成されている。従来の薄膜ヘッド
の場合、浮上面側のスライダ7及びヘッド素子部14に
磨耗に対してはダイヤモンド様カーボン(DLC)膜を
保護層をスパッタ法により形成している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、DLCは磨
耗耐性に優れているものの、この保護層の構造では、水
分等の腐食を引き起こす物質の、外部からの進入を完全
に防止するのは困難である。したがって、磁気素子材料
の腐食の問題が発生することがあった。この問題は、磁
気記憶装置として完成後は勿論のこと、ヘッド製造(ス
ライダー加工)中も問題が発生する。ヘッド(磁気素
子)の腐食防止対策として、特にスライダー加工工程で
は、加工液、洗浄液に水性液、酸及びアルカリ液の使用
禁止などの制限が必要とされる欠点があった。さらに、
製造工程及び使用環境を含む全ての環境から水分を除外
するのは困難であるため、上記制限下においても腐食に
よる歩留り低下も引き起こされている。
【0008】ゆえに、DLCの下地密着層としてSiC
膜を用い、50Å〜100Å成膜した場合、DLCは2
00〜300Åと厚く成膜する必要があった。しかし、
保護膜が厚いと、素子と媒体のギャップが大きくなり、
記録再生効率が低下してしまう欠点がある。また、スパ
ッタ法によるSiC等の密着層の形成は、スパッタ法が
段差被覆性が十分でないため、磁気素子表面にパーティ
クルの付着があると欠陥が発生し、腐食の原因となる欠
点もある。
【0009】さらに、製造工程中に腐食が生じたものは
除去可能であるが、ユーザ使用中に生じた場合、記録再
生特性が低下し、使用不可能状態になる問題もある。本
発明は、磁気素子を腐食から保護することにより、完成
品の信頼性向上と製造工程における自由度向上及び歩留
り向上を目的とする。また、本発明は保護層を極力薄く
して記録再生効率(電磁変換効率)を高めることを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、スライダ部と、磁気変換素子を有するヘ
ッド素子部を備え、スライダ部及びヘッド素子部の磁気
変換素子の先端が形成される側に浮上面を有する磁気ヘ
ッドにおいて、ヘッド素子部の浮上面側に磁気変換素子
の腐食を防止する第1の保護膜と、第1の保護膜上に形
成された磁気変換素子の磨耗を防止する第2の保護膜を
有することを特徴とする磁気ヘッド、及び、基板上に磁
気変換素子を形成するステップと、前記磁気変換素子が
形成された前記基板をスライダブロックに切断するステ
ップと、前記スライダブロックの前記磁気変換素子の先
端が形成される浮上面となる側に前記磁気変換素子の腐
食を防止する第1の保護膜を成膜するステップと、前記
第1の保護膜上に磨耗を防止する第2の保護膜を成膜す
るステップと、前記スライダブロックの前記磁気変換素
子の先端が形成される浮上面となる側にスライダレール
を形成するステップと、前記スライダブロックを切断し
て個々のスライダを作成するステップと、を有すること
を特徴とする磁気ヘッドの製造方法を提供する。
【0011】本発明は、図1(A)(B)を参照する
と、スライダ部(21)及び磁気変換素子を有するヘッ
ド素子部(22)を具備する磁気ヘッドの浮上面側に設
ける保護層を目的別に2層とし、磁気変換素子側(下
層)を腐食防止層(23)、表層(上層)を磨耗防止層
(24)で形成する。これにより、表層の磨耗防止層が
媒体との摩擦を抑え、磁極部の磨耗を防止し、浮上動作
を安定化させる。
【0012】図1(A)(B)において、Dは磁気ディ
スク、25,26は浮上レール、25a,26aは流入
斜面である。磁気素子上に形成される保護層はマスク性
の高い(不純物を透過させにくい)SiN,SiONな
どのケイ素窒化物で形成することが好ましい。尚、この
窒化物層は、薄膜で高い品質を保つよう化学気相成長
(CVD)法で行う。これにより、この腐食防止層が外
部からの水分、酸(一部の酸は除く)、アルカリの進入
を防止するため、保護層形成以降においては磁気素子の
腐食の発生がなくなる。また、CVD法で成膜するため
段差被覆性が高く、磁気素子表面に付着した微小なパー
ティクルを均一に覆うことができるため、パーティクル
起因の保護層の欠陥も減少する。
【0013】磨耗防止層としてはダイヤモンド様カーボ
ン(DLC)膜を用いることが好適である。また、腐食
保護層の形成を磁気素子面形成(削り出し)後〜スライ
ダー加工前に行う場合には、保護層が磁気素子の腐食を
防止するため、保護層無しでは磁気素子を腐食させる
水、酸、アルカリといった薬品の使用が可能となる。た
だし、弗酸や燐酸など、窒化物が溶解する薬品は除かれ
る。
【0014】
【実施例】磁気ディスクの回転速度に依存することなく
大きな再生出力が得られる再生専用の磁気抵抗効果型薄
膜ヘッド(以下、MRヘッドと略称する)が注目されて
いる。かかるMRヘッドとリング磁極誘導型の薄膜磁気
ヘッドとを一体的に構成した複合薄膜磁気ヘッドを用い
て説明する。
【0015】そこで、図2に、複合薄膜磁気ヘッドを使
用した場合の説明図を示す。図2(A)は切截斜面図、
図2(B)は(X−Xで切断した)断面図である。図2
(A),(B)、図1(A),(B)は、電磁変換ヘッ
ド(記録ヘッド)と磁気抵抗効果型(MR)ヘッド(再
生ヘッド)の複合薄膜磁気ヘッド30を示したもので、
図において、磁気抵抗効果型ヘッド(MRヘッド)31
は、非磁性基板32上に形成した長方形の磁気抵抗効果
素子(MR素子)33と、MR素子33の引出し導体層
34と、上、下磁気シールド層35a,35bとで構成
されている。
【0016】引出し導体層34は、MR素子33の長手
方向に対して所定幅で切除されてMR素子33のMR層
(後述する)の両端に接続されている。MR素子33及
び引出し導体層34は磁気シールド素子ルド層35bと
の間にあって非磁性絶縁層36で電気的に接続されてい
る。一方、磁気ディスクDに情報の記録を行うための電
磁変換型ヘッド(インダクティブヘッド)37は、MR
ヘッド31の上磁気シールド素子35aを下部磁極(第
1磁極)とし、その上面に順にアルミナ(Al2 3
を介在した記録ギャップを介して熱硬化樹脂からなる層
間絶縁層39、薄膜コイル導体層(Cu)40及び上部
磁極41を積層し、上部磁極(第2磁極)41と下部磁
極(上磁気シールド層)35aとで形成した記録ギャッ
プ38によって情報の水平記録を行う。また、上部磁極
41上には保護絶縁層42が形成される。これらはスパ
ッタ又は真空蒸着メッキ法等により形成される。
【0017】23,24の層が磁極保護層である。保護
層23は腐食防止層、保護層24は磨耗防止及び摩擦軽
減層である。保護層23はCVD法によりシリコン窒化
物(SiN,SiON等)で形成され、保護層24はD
LCで形成される。ただし、磁気素子保護層23,24
は、実際の厚みが他の寸法より極端に小さいため、厚み
を誇張してある。
【0018】図3、図4は図1(A)(B)に例示する
ような薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する図であり、
図3は基板上に多数のヘッド素子部をマトリックス状に
形成する方法を示し、図4(A),(B)は1列のスラ
イダブロックからスライダを1個ずつ分離し仕上げる方
法を示す。図3に示すように、フェライトやAl
2 3 ,TiCなどの基板7w上に多数のヘッド素子部
14…をマトリックス状に薄膜技術で一斉に作製した
後、最終的には切断線18,19に示す位置から1個ず
つ分離すると、図1(B)のような薄膜磁気ヘッドが完
成する。しかしながら、作製順序としては、まず横方向
の切断線18の位置で切断分離して、ヘッド素子部14
が1列に並んだコアスライダブロック20を形成する。
【0019】スライダブロック切りだし後、表面洗浄を
実施し、CVD法にてSiNを100Å、DLC膜を1
00Å成膜した。SiN,DLCはそれぞれの反応炉を
有し、ロードロックで連結しているCVD装置で連続し
て実施した。膜成長条件を下記に示す。
【0020】 表1 ─────────────────────────────────── 原料 流量 温度 圧力 マイクロ RF出力 CVD法 ガス 波出力 ─────────────────────────────────── SiN SiH4 200sccm 250℃ 300mTorr ── 300W PLASMA NH3 250sccm -CVD N2 800sccm ─────────────────────────────────── DLC C2H4 150sccm 60℃ 5mTorr 200W 150W ECR-CVD ─────────────────────────────────── CVD装置では、焼結熱処理で作成されるため不純物が
混入し易いスパッタターゲットを使用せず、化学反応で
行う為、成膜時に腐食をひき起こす物質が混入するのを
防止できる。
【0021】そして、SiNを腐食防止膜として使用す
ることにより、歩留りが従来に比べ5〜10%程度向上
した。耐腐食性はSiN膜で、耐摩耗性はDLC膜で、
それぞれ解決できるので、それらの各効果のでる30〜
50%程度減少した薄い膜厚にすることができる。こう
して製膜されたコアスライダブロック20を、1本ずつ
研削加工することで、図4(A)に示すように、浮上レ
ール25,26を形成する。すなわち、左右の浮上レー
ル25,26間の27aや、隣接するスライダ間の溝2
2を形成する。スライダレールはイオンミルで形成す
る。次いで、溝27bの中心の切断線19の位置で1個
ずつ切断分離した状態で、図4(B)のように治具28
に一定間隔で貼り付け、ゴム定盤29aに貼り付けたラ
ッピングテープ29bに押しつけて移動させ、浮上レー
ル25,26の周縁のエッジを研摩しR面取りする。R
面取りの後、治具28からはがして、1個ずつ従来どお
り図6のように、スプリングアーム11先端のジンバル
10に接着固定すると、磁気ディスクDが高速回転した
ときの風力でスライダ7が微小量Gだけ浮上した状態
で、情報の記録/再生が行なわれる。
【0022】上述の実施例ではSiNを腐食防止層に用
いたが、材料ガスにO2 またはN2Oを加えてSiON
を成膜しても良い。SiN又はSiON膜の厚みは特に
限定されないが、一般的に20〜300Å、好ましくは
100Å程度であり、ダイヤモンド様カーボン膜の厚み
は一般的に50〜500Å、好ましくは100Å程度で
ある。
【0023】また、腐食防止層の形成はプラズマCVD
以外に、成膜温度の低減が可能な電子サイクロトロンC
VD(ECR−CVD)、光CVDでも良い。磨耗防止
層の形成は、腐食防止層と同一装置、また、連続成膜で
なくてもよい。また、各層の密着性、製造プロセスとの
整合性のため、他の層、例えばSiC,Siを腐食保護
層の上または下に設けて3層以上の構造にしてもよい。
【0024】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、腐
食保護層形成以降では磁極の腐食が無くなるため、製造
工程における歩留りの向上、及び磁気記憶装置としての
磁気素子の記録再生効率の信頼性向上の効果がある。ま
た、本発明によれば、保護層を薄くできるので、磁気ヘ
ッドの電子変換素子から媒体の磁性層までのギャップを
小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の磁気ヘッドの断面図及び斜視図であ
る。
【図2】薄膜磁気ヘッドの説明図である。
【図3】薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す。
【図4】スライダブロックの説明図である。
【図5】磁気ディスク装置の全容を示す。
【図6】従来の薄膜磁気ディスクの断面構造を示す。
【図7】従来の磁気ヘッドを示す。
【符号の説明】
21…スライダ部 22…ヘッド素子部 23…第1保護層 24…第2保護層(DLC) 25,26…浮上レール

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スライダ部と、磁気変換素子を有するヘ
    ッド素子部を備え、前記スライダ部及び前記ヘッド素子
    部の前記磁気変換素子の先端が形成される側に浮上面を
    有する磁気ヘッドにおいて、 前記ヘッド素子部の浮上面側に前記磁気変換素子の腐食
    を防止する第1の保護膜と、前記第1の保護膜上に形成
    された前記磁気変換素子の磨耗を防止する第2の保護膜
    を有することを特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 さらに、前記スライダ部の浮上面側に前
    記第1の保護膜と、前記第2の保護膜を有することを特
    徴とする請求項1記載の磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記第1の保護膜は、シリコン窒化膜又
    はシリコン酸窒化膜であることを特徴とする請求項1又
    は請求項2記載の磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 前記第2の保護膜は、ダイヤモンド状カ
    ーボンであることを特徴とする請求項1又は請求項2又
    は請求項3記載の磁気ヘッド。
  5. 【請求項5】 基板上に磁気変換素子を形成するステッ
    プと、 前記磁気変換素子が形成された前記基板をスライダブロ
    ックに切断するステップと、 前記スライダブロックの前記磁気変換素子の先端が形成
    される浮上面となる側に前記磁気変換素子の腐食を防止
    する第1の保護膜を成膜するステップと、 前記第1の保護膜上に磨耗を防止する第2の保護膜を成
    膜するステップと、 前記スライダブロックの前記磁気変換素子の先端が形成
    される浮上面となる側にスライダレールを形成するステ
    ップと、 前記スライダブロックを切断して個々のスライダを作成
    するステップと、を有することを特徴とする磁気ヘッド
    の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第1の保護膜は、CVD製法により
    成膜することを特徴とする請求項5記載の磁気ヘッドの
    製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998012696A1 (fr) * 1996-09-20 1998-03-26 Hitachi, Ltd. Coulisseau de tete magnetique et son procede de production
US6038101A (en) * 1997-03-14 2000-03-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic head and method of manufacturing magnetic head
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JP2013033585A (ja) * 2011-08-02 2013-02-14 Hgst Netherlands B V 軟質中間膜を備えた空気ベアリング面オーバーコートおよびその製造方法

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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030715