JPS6330686B2 - - Google Patents

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JPS6330686B2
JPS6330686B2 JP56187398A JP18739881A JPS6330686B2 JP S6330686 B2 JPS6330686 B2 JP S6330686B2 JP 56187398 A JP56187398 A JP 56187398A JP 18739881 A JP18739881 A JP 18739881A JP S6330686 B2 JPS6330686 B2 JP S6330686B2
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JP
Japan
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silicon carbide
layer
thin film
sputtering
sic
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JP56187398A
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JPS5888816A (ja
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Koichi Kodera
Kazuo Yokoyama
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3103Structure or manufacture of integrated heads or heads mechanically assembled and electrically connected to a support or housing
    • G11B5/3106Structure 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
    • GPHYSICS
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    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109Details
    • G11B5/313Disposition of layers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3163Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は薄膜磁気ヘツド及びその製造方法に関
し、ヘツド特性並びに耐摩耗性に優れた薄膜磁気
ヘツドが得られるようにすることを目的とするも
のである。
第1図に電磁誘導型薄膜磁気ヘツドの一例を示
す。これはバイアスライン付きの一巻型薄膜磁気
ヘツドの場合であり、磁性体基板11上に蒸着、
スパツタ等により絶縁体層12を形成して磁性体
基板11との絶縁性を保つた後、導電性の良い金
属薄膜を絶縁体層12上に形成し、フオトエツチ
ング技術にて導電体層を必要なパターンに形成す
る。このように形成された導電体層13はバイア
スコイルに、導電体層14は信号用コイルにそれ
ぞれ用いられる。又絶縁体層15を介して導電体
層13,14を覆うようにパーマロイ等の磁性体
層16を蒸着、電着、スパツタ等の方法及びフオ
トエツチング技術を用いて形成する。更に前記磁
性体層16上に絶縁体層17並びに接着剤層18
を介してガラス等の保護基板19をボンデイング
して磁気ヘツドを構成している。このような薄膜
磁気ヘツドのテープ摺動面において、磁性体基板
11と保護基板19の間で絶縁体層12,15,
17の面積的に占める割合は70%にも達してい
る。このため薄膜磁気ヘツドのテープ摺動におけ
る耐摩耗性は絶縁体層自体の耐摩耗性によつて大
きく影響されるといえる。現在、前記絶縁体層は
二酸化ケイ素SiO2薄膜で形成されることが通例
であるが、二酸化ケイ素SiO2はその硬度が800
Kg/mm2程度(ビツカース硬度)というように比較
的軟らかいことにより、耐摩耗性に限界があり、
500時間以上のテープ走行には耐えられない欠点
を有していた。又二酸化ケイ素SiO2は磁性体基
板11及びその上に形成した導電体層13,1
4、磁性体層16に比べて熱膨張係数が1〜2桁
小さいため、薄膜磁気ヘツドを構成した場合、二
酸化ケイ素SiO2膜内には大きな熱応力が蓄えら
れ、この応力は磁性体層16を歪ます結果とな
り、ヘツド特性の低下を引き起こす。
本発明は前記欠点を解消した薄膜磁気ヘツド及
びその製造方法を提供するものであり、薄膜磁気
ヘツドを構成する絶縁体層を炭化ケイ素SiCおよ
び二酸化ケイ素SiO2の混合体と、炭化ケイ素SiC
と、炭化ケイ素SiCおよび二酸化ケイ素SiOの混
合体との三層の薄膜で形成することによつて耐摩
耗性を従来に比べて著しく向上させるとともに、
熱膨張係数の差に基づく熱応力を絶縁膜内で大幅
に減少させるものである。炭化ケイ素SiCはその
硬度が2500〜2700Kg/mm2(ビツカース硬度)とい
うようにダイヤモンドに次いで硬く、又従来から
用いられている二酸化ケイ素SiO2に比べて3倍
以上硬い特性を有している。このため、薄膜磁気
ヘツドのテープ摺動面において磁性体基板と保護
基板の間の70%程度(すべての絶縁体層を総合)
の面積を占める絶縁体層に炭化ケイ素SiC膜を適
用することにより、耐摩耗性の大幅な向上が可能
である。又炭化ケイ素SiCの電気抵抗は1010
1012μΩcmであることにより、薄膜磁気ヘツドの
絶縁体層として十分使用に耐えうるだけの抵抗値
を有しているが、二酸化ケイ素SiO2の抵抗値に
比べて低い値である。炭化ケイ素SiC膜はアルゴ
ンArガスを使用した高周波スパツタリング法に
て生成することができ、その際に生成された炭化
ケイ素SiC膜の電気抵抗は前述の通り1010〜1012μ
Ωcmの値を確保しており、十分絶縁膜の使用に耐
えうるものである。しかし、更に絶縁性を確保す
るため、次のスパツタリング方法を採ることによ
り有効なものとなる。炭化ケイ素SiCをスパツタ
リングする際に、スパツタ雰囲気をアルゴンAr
と酸素O2の混合にした場合、ターゲツトの炭化
ケイ素SiCからたたき出された一部のケイ素Siと
雰囲気の酸素O2が結合して二酸化ケイ素SiO2
形成される。即ち炭化ケイ素SiCと二酸化ケイ素
SiO2の混合体が薄膜として形成されることにな
る。第2図はターゲツトをSiCとし、アルゴンAr
と酸素O2の混合気体の圧力を4×10-2Torrに保
つた場合のO2/Ar(体積比)と生成膜の電気抵抗
の関係を示したものである。スパツタ雰囲気をア
ルゴンAr100%とした場合、生成膜の電気抵抗は
1010〜1012μΩcmの値を示しているが、O2/Arの
値を1/10以上にすると電気抵抗は上昇しO2
Ar=1で1014〜1016μΩcmの値を示すことになる。
これはO2の分圧が増すにつれて、二酸化ケイ素
SiO2の生成割合が増加するためである。ところ
が酸素分圧が増すにつれ、生成膜の硬度は二酸化
ケイ素SiO2の割合が増すため低下する結果とな
る。しかし炭化ケイ素SiC薄膜のスパツタ第1
(初期)工程及び第3(終期)工程で酸素O2とア
ルゴンArの体積比を1/10O2/Ar2とし
て、炭化ケイ素SiCスパツタ膜に二酸化ケイ素
SiO2を含ませ、スパツタ第2(中期)工程でスパ
ツタ雰囲気をアルゴン100%として完全な炭化ケ
イ素SiC膜を形成するサンドウイツチ構造で絶縁
体層を構成することにより、前記絶縁体層の耐摩
耗性を炭化ケイ素のそれとほぼ同じにすることが
でき、又電気抵抗も1013〜1015μΩcmと大きく改
善することができる。このように炭化ケイ素SiC
薄膜を高周波スパツタリング法で形成するに際
し、前述の3工程スパツタを実施することにより
絶縁膜の電気抵抗を1013〜1015μΩcmというよう
に絶縁体として非常に優れた値とすることが可能
となり、又絶縁膜の硬度も従来の二酸化ケイ素
SiO2絶縁膜に比べて大幅に上げることができる。
このため薄膜磁気ヘツドを構成した場合、その耐
摩耗性を大幅に改善することができる。前述の3
工程スパツタにおける第1工程と第3工程で生成
する炭化ケイ素SiCと二酸化ケイ素SiO2の混合膜
の膜厚を各々0.05μm程度とし、その間を第2工
程で炭化ケイ素SiC100%とするのが絶縁性及び
耐摩耗性の面で最も適当であるといえる。尚スパ
ツタ第1工程及び第3工程でスパツタ雰囲気を
O2/Ar>2にするとスパツタ速度が大幅に低下
するほか、生成膜における二酸化ケイ素SiO2
比率が大きく増し、耐摩耗性的に不利となる。炭
化ケイ素SiCの熱膨張係数は約5×10-6/℃であ
り二酸化ケイ素SiO2の5×10-7/℃に比べて1桁
程度大きい。薄膜磁気ヘツドの基板に通常用いら
れるMn―Znフエライト及びNi―Znフエライト
の熱膨張係数は7〜12×10-6/℃であり、又磁性
体層に通常用いられるパーマロイの熱膨張係数も
7〜12×10-6/℃であることから考慮して、熱膨
張係数の極端に小さい二酸化ケイ素SiO2を磁性
体層に用いると熱履歴によりSiO2膜内には大き
な熱応力が蓄えられる。この応力は基板及び磁性
体層を歪まし、その結果ヘツド特性を劣下させる
ことになる。これに対し基板及び磁性体層に近い
熱膨張係数を持つ炭化ケイ素SiCを絶縁体層に適
用すれば、熱膨張係数相違に基づく熱応力を大き
く減少することができ、鋭敏な特性を持つ磁性体
層を歪ますことがなくなる。又、熱応力に基づく
基板の反りも大幅に減少し、フオトリングラフイ
技術による精度の高いパターニングが可能とな
る。
以下本発明の実施例について説明する。第1図
に電磁誘導型薄膜磁気ヘツドの一例を示したが、
この第1図における絶縁体層12,15,17は
二酸化ケイ素SiO2が使用されているが、それに
代えて炭化ケイ素SiCを使用する。この炭化ケイ
素SiCによる絶縁体層を炭化ケイ素SiCターゲツ
トを用いた高周波スパツタリング法で形成するに
際し、第1工程としてスパツタ雰囲気を1/10
O2/Ar2(体積比)、気体圧力を4×10-2Torr
として約0.05μmの膜厚でスパツタし、続いて第
2工程としてスパツタ雰囲気をAr100%(気体圧
力4×10-2Torr)として純粋な炭化ケイ素SiCを
スパツタする。更に第3工程として第1工程と同
様のスパツタ条件で炭化ケイ素SiC(この場合炭
化ケイ素SiCと二酸化ケイ素SiO2の混合物)を約
0.05μmの膜厚でスパツタして一絶縁体層を形成
する。
すべての絶縁体層が上記方法で形成された薄膜
磁気ヘツドでは1000時間のテープ走行にも耐える
ことができることを発明者らは確認しており、絶
縁体層に二酸化ケイ素SiO2を使用した場合のテ
ープ走行寿命500時間に比べて大幅な耐摩耗性の
向上が認められる。又炭化ケイ素SiCの熱膨張係
数が磁性体基板及び磁性体層の熱膨張係数に近い
ことにより、基板の反り及び絶縁体層内の熱履歴
による熱応力はほとんど発生せず、磁性体層には
歪がほとんど及ぼされない。
第3図は本発明を磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツ
ドに適用した場合を示している。図において磁性
体基板31上に絶縁体層32を形成して基板31
との絶縁性を保つた後、バイアス用の導電体層3
3及び磁性体層〔磁気抵抗素子〕34を絶縁体層
32上に形成し、前記磁性体層34に導電体層3
5を接続させる。更に前記磁性体層34及び前記
導電体層33,35上に絶縁体層36を形成し、
その上にガラス等の保護基板38を接着剤層37
を介してボンデイングして磁気ヘツドを構成す
る。
この磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツドにおいて
も、その絶縁体層32,36を前述の3工程スパ
ツタ法によつて炭化ケイ素SiC薄膜で形成するこ
とにより、テープ摺動における耐摩耗性を大幅に
向上させることができ、又磁性体層34に歪を与
えない薄膜磁気ヘツドを構成することができる。
本発明は以上述べたように実施し得るものであ
り、本発明により得られた薄膜磁気ヘツドでは薄
膜磁気ヘツドのテープ摺動面において磁性体基板
と保護基板の間の70%程度(すべての絶縁体層を
総合)の面積を占める絶縁体層を、炭化ケイ素
SiCおよび二酸化ケイ素SiO2の混合体と、炭化ケ
イ素SiCと、炭化ケイ素SiCおよび二酸化ケイ素
SiO2の混合体との三層の薄膜より形成すること
により、その耐摩耗性を炭化ケイ素の耐摩耗性と
ほぼ同じ程度に大きく向上させることができて、
テープ走行における耐摩耗性が大幅に改善され、
従来の寿命500時間を1000時間以上に延ばすこと
が可能となつた。さらに、絶縁体層の電気抵抗も
1013〜1015μΩcmと大きく改善することができる。
しかも、薄膜磁気ヘツドの製造方法として、SiC
ターゲツトを用いて高周波スパツタリングを行
い、その際のスパツタ雰囲気を、第1工程として
1/10O2/Ar2(体積比)とし、第2工程と
して、アルゴンArのみとし、第3工程として再
び1/10O2/Ar2とする条件に設定するこ
とにより、前記絶縁体層を容易に得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は電磁誘導型薄膜磁気ヘツドの断面図、
第2図は高周波スパツタリングにおける雰囲気と
それによつて生成される絶縁膜の電気抵抗の関係
を示す説明図、第3図は本発明の実施の一例にお
ける磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツドの断面図であ
る。 31……磁性体基板、32……絶縁体層、33
……導電体層、34……磁性体層、35……導電
体層、36……絶縁体層、38……保護基板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 磁性体基板上に複数個の絶縁体層と磁性体層
    と導電体層を積層し、前記絶縁体層の少なくとも
    一層が、炭化ケイ素SiCおよび二酸化ケイ素SiO2
    の混合体と、炭化ケイ素SiCと、炭化ケイ素SiC
    および二酸化ケイ素SiO2の混合体との三層の薄
    膜より成る薄膜磁気ヘツド。 2 磁性体基板上に絶縁体層と磁性体層と導電体
    層を積層し、前記絶縁体層を炭化ケイ素SiCのタ
    ーゲツトを用いた高周波スパツタリングにて形成
    し、その際、スパツタ雰囲気を1/10O2/Ar
    2(体積比)としてスパツタする第1工程、ス
    パツタ雰囲気をアルゴンArのみとする第2工程、
    スパツタ雰囲気を再び1/10O2/Ar2とし
    てスパツタする第3工程で順次形成する薄膜磁気
    ヘツドの製造方法。
JP18739881A 1981-11-21 1981-11-21 薄膜磁気ヘツド及びその製造方法 Granted JPS5888816A (ja)

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JPS5888816A JPS5888816A (ja) 1983-05-27
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5042833A (ja) * 1973-08-20 1975-04-18
JPS52139410A (en) * 1976-05-17 1977-11-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Thin film magnetic head and preparation thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5042833A (ja) * 1973-08-20 1975-04-18
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