JPH0793720A - 磁気ヘッド - Google Patents

磁気ヘッド

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JPH0793720A
JPH0793720A JP5239653A JP23965393A JPH0793720A JP H0793720 A JPH0793720 A JP H0793720A JP 5239653 A JP5239653 A JP 5239653A JP 23965393 A JP23965393 A JP 23965393A JP H0793720 A JPH0793720 A JP H0793720A
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film
magnetic head
sic
thickness
head
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JP5239653A
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Nobuyuki Tokubuchi
信行 徳渕
Takeshi Fujishima
猛 藤島
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度記録に適した信頼性を有する磁気ヘッ
ドを提供する。 【構成】 スライダー1のスキー面3にコーティング膜
24としてSiCとCの混合膜を用い、その組成比が
1:4から2:1であり、且つその膜厚が50〜300
オングストロームである磁気ヘッド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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3μinc
h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、磁気ヘッドのコーティング膜として炭化
珪素とカーボンとを含有する混合膜を用いるものであ
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3i
nchのアルチック基板であり、このアルチック基板1
3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1
7を3μm形成しパターンニングを行った。この後、C
u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3mTor
r、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RF50
0w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
2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E
PMA(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、Si
C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(Conta
ct 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Si
C50%−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Δμ
k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、Si
C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1G
Ωcm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、磁気ヘッドのコーティング膜
としてSiCとCとを含有する混合膜を用いるものであ
り、その結果、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C
SS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SiC
50%−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 (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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を特徴とする磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】前記炭化珪素と前記カーボンの混合比が
    1:4〜2:1である請求項1記載の磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】前記混合膜の膜厚は50〜300オングス
    トロームである請求項1記載の磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】前記混合膜は、アルゴンまたはアルゴン水
    素ガス中で、スパッタリングにより形成してある請求項
    1記載の磁気ヘッド。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
US6271994B1 (en) * 1997-10-01 2001-08-07 Alps Electric Co., Ltd. Magnetic head having a thin film element

Cited By (3)

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US6404592B1 (en) 1997-10-01 2002-06-11 Alps Electric Co., Ltd. Magnetic head producing method

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