JPH0863713A

JPH0863713A - 薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH0863713A
Application number: JP20113294A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Hirano; 均平野; Keiichi Kuramoto; 慶一蔵本; Yoichi Domoto; 洋一堂本; Seiichi Kiyama; 精一木山
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気ディスク装置等において用いられる薄膜
磁気ヘッドの出力、特に高線密度領域での出力を高める
ことができ、高密度化に対応することができる薄膜磁気
ヘッドを得る。【構成】薄膜磁気ヘッド１のスライダー面１ａ上に、
膜厚２００Å以下の炭素被膜を直接形成することを特徴
としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置等に
用いられる薄膜磁気ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】薄膜磁気ヘッドは、優れた周波数特性を
有し、トラック幅及びビット長を微細化することによ
り、高密度記録が可能であるため、磁気ディスク装置等
の磁気ヘッドとして用いられている。このような薄膜磁
気ヘッドは、磁気記録媒体が起動し回転している際、磁
気記録媒体からわずかに浮き上がっており、薄膜磁気ヘ
ッドのスライダー面と磁気記録媒体との間には潤滑空気
膜が形成されている。しかしながら、磁気記録媒体の起
動を停止すると、薄膜磁気ヘッドのスライダー面が磁気
記録媒体と直接に接する状態となる。従って、薄膜磁気
ヘッドのスライダー面には、耐摩耗性が要求される。ま
た、磁気抵抗効果素子等から構成される薄膜トランスデ
ューサの部分は腐食し易いため、この部分を保護する必
要が生じる。このような薄膜磁気ヘッドの耐摩耗性及び
耐食性等を向上する目的で、特公平６−１８０５４号公
報では、薄膜磁気ヘッドのスライダー面の上に二硫化モ
リブデンなどの被膜を保護膜として形成する方法が提案
されている。ここでは、薄膜磁気ヘッドのスライダー面
の上にスパッタリング法により膜厚２００〜８００Åの
二硫化モリブデン、または炭素などの被膜を形成する方
法が開示されている。このような薄膜の形成により、耐
摩耗性及び耐食性等の向上を図ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
磁気ディスク等を用いる磁気記録においては、さらに高
密度化が要望されている。薄膜磁気ヘッドをこのような
高密度化に対応させるためには、出力、特に高線密度領
域での出力を高めることが必要となる。従来の薄膜磁気
ヘッドは、このような出力特性の面からは必ずしも充分
ではなく、高密度化に対応することができる薄膜磁気ヘ
ッドの開発が要望されている。

【０００４】本発明の目的は、出力、特に高線密度領域
での出力を高めることができ、高密度化に対応すること
ができる薄膜磁気ヘッドを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に従う薄膜磁気ヘ
ッドは、磁気記録媒体上を相対的に移動して情報を書き
込み及び／または読み出す薄膜磁気ヘッドであり、磁気
記録媒体と対向する薄膜磁気ヘッドのスライダー面上に
膜厚２００Å以下の炭素被膜を直接形成したことを特徴
としている。

【０００６】本発明に従う好ましい実施態様の１つにお
いては、炭素被膜は、薄膜磁気ヘッドのスライダー面の
みならず、スライダー面の端縁近傍の側面部分にも形成
されている。上述のように、磁気記録媒体が起動し回転
しているときには、薄膜磁気ヘッドが磁気記録媒体の表
面からわずかに浮いた状態であるが、起動が停止すると
薄膜磁気ヘッドは磁気記録媒体と接する状態となる。こ
のときに、薄膜磁気ヘッドは磁気記録媒体に対しやや傾
斜した状態であるため、薄膜磁気ヘッドのスライダー面
の一方の端縁近傍部分が磁気記録媒体と接触する。本実
施態様に従い、このような端縁近傍の側面部分を炭素被
膜によって被覆することにより、磁気記録媒体の起動の
開始及び停止の際の激しい接触に対しても薄膜磁気ヘッ
ドを有効に保護することができる。

【０００７】本発明において形成する炭素被膜として
は、結晶質のダイヤモンド及び非晶質のダイヤモンド状
被膜が含まれるが、滑性の面からは、非晶質ダイヤモン
ド状被膜が好ましい。

【０００８】また、炭素被膜に含まれる水素量は、２５
原子％以上であることが好ましい。水素量を２５原子％
以上とすることにより、グラファイト成分が少なく高い
硬度を有する炭素被膜が得られる。

【０００９】

【作用】従来、薄膜磁気ヘッドに炭素被膜等の保護膜を
形成する場合、薄膜磁気ヘッド基板との密着性が問題と
なった。従って、このような密着性改善のため、薄膜磁
気ヘッド基板と炭素被膜との間にシリコンなどからなる
中間層を一般に介在させている（例えば、特開平４−２
７６３６７号公報）。

【００１０】しかしながら、炭素被膜の膜厚と密着性と
の関係について詳細に検討した結果、本発明者らは炭素
被膜の膜厚を２００Å以下とすることにより、薄膜磁気
ヘッド基板に対して密着性のよい炭素被膜が形成される
ことを見出した。すなわち、本発明では、膜厚２００Å
以下の炭素被膜を直接薄膜磁気ヘッドのスライダー面上
に形成し、密着性の良好な炭素被膜としている。炭素被
膜の膜厚が２００Åより大きくなると、基板との熱膨張
係数などの違いの影響を大きく受けるようになり、応力
が増加し密着性が悪くなる。

【００１１】

【実施例】図１〜図３は、本発明に従う一実施例の薄膜
磁気ヘッドを示している。図３は斜視図であり、図１は
図３に示すＡ−Ａ線に沿う断面図、図２は図３に示すＢ
−Ｂ線に沿う断面図である。図１及び図２を参照して、
薄膜磁気ヘッド１の磁気記録媒体と対向するスライダー
面１ａの上には、炭素被膜２が形成されている。薄膜磁
気ヘッド１の両端縁部分には、レール部１０及び１１が
形成されている。炭素被膜２は、スライダー面１ａのみ
ならず、スライダー面１ａの端縁の近傍の側面部分１ｂ
〜１ｅの部分をも覆うように形成されている。

【００１２】図４は、薄膜磁気ヘッド１のスライダー面
１ａの端縁近傍部分を示す部分断面図である。図４に示
すように、炭素被膜２は、スライダー面１ａ及びスライ
ダー面１ａの端縁１ｆ近傍の側面部分１ｃを覆うように
形成されている。端縁部分１ｃを覆う炭素被膜２の端縁
１ｆからの長さＸは、薄膜磁気ヘッドの形状や大きさ等
により適宜選択されるものであるが、一般には、５μｍ
〜１５０μｍ程度の範囲となるように形成されることが
好ましい。側面部分１ｃを覆う炭素被膜２の膜厚は、ス
ライダー面１ａを覆う炭素被膜２と同等あるいはそれ以
下の厚みで通常形成される。従って、一般には２００Å
以下の膜厚であることが好ましい。

【００１３】図５は、本発明に従う実施例において炭素
被膜を形成するための装置を示す概略断面図である。図
５を参照して、真空チャンバ２８には、プラズマ発生室
２４が設けられている。プラズマ発生室２４には、導波
管２２の一端が取り付けられている。導波管２２の他方
端には、マイクロ波供給手段２１が設けられている。マ
イクロ波供給手段２１で発生したマイクロ波は、導波管
２２及びマイクロ波導入窓２３を通ってプラズマ発生室
２４に導かれる。プラズマ発生室２４には、プラズマ発
生室２４内にアルゴン（Ａｒ）ガスなどの放電ガスを導
入させるための放電ガス導入管２５が設けられている。
プラズマ発生室２４の周囲には、プラズマ磁界発生装置
２６が設けられている。マイクロ波による高周波磁界
と、プラズマ磁界発生装置２６からの磁界を作用させる
ことにより、プラズマ発生室２４内に高密度のプラズマ
が形成される。

【００１４】真空チャンバ２８内には筒状の基板ホルダ
３２が設けられている。この基板ホルダ３２は、真空チ
ャンバ２８の壁面に対し垂直に設けられた軸（図示せ
ず）のまわりに回転自在に設けられている。基板ホルダ
３２の周囲には、複数の薄膜磁気ヘッド３３が等しい間
隔で装着されている。基板ホルダ３２には、高周波電源
３０が接続されている。

【００１５】基板ホルダ３２の周囲には、金属製の筒状
のシールドカバー３４が所定の距離隔てて設けられてい
る。このシールドカバー３４は、接地電極に接続されて
いる。このシールドカバー３４は、被膜を形成すると
き、基板ホルダ３２に印加されるＲＦ電圧によって被膜
形成箇所以外の基板ホルダ３２と真空チャンバ２８との
間で放電が発生するのを防止するため設けられている。
基板ホルダ３２とシールドカバー３４との間の間隙は、
気体分子の平均自由行程以下の距離となるように配置さ
れており、本実施例では気体分子の平均自由行程の１／
１０以下である約５ｍｍの距離となるように配置されて
いる。

【００１６】シールドカバー３４には、開口部３５が形
成されている。この開口部３５を通って、プラズマ発生
室２４から引き出されたプラズマが基板ホルダ３２に装
着された薄膜磁気ヘッド３３に放射される。真空チャン
バ２８内には、反応ガス導入管３６が設けれている。こ
の反応ガス導入管３６の先端は、開口部３５の上の方に
位置する。

【００１７】図６は、この反応ガス導入管３６の先端部
分近傍を示す平面図である。図６を参照して、反応ガス
導入管３６は、外部から真空チャンバ内にＣＨ₄ガスな
どの原料ガスを導入するためのガス導入部３６ａと、こ
のガス導入部３６ａと垂直に接続されたガス放出部３６
ｂとから構成されている。ガス放出部３６ｂは、基板ホ
ルダ３２の回転方向Ａに対して垂直に配置され、開口部
３５の上方の回転方向の上流側に位置するように設けら
れている。ガス放出部３６ｂには、下方に向けて約４５
度の方向に複数の孔４１が形成されている。本実施例で
は、８個の孔４１が形成されている。

【００１８】以上のようなＥＣＲプラズマ発生装置を用
い、プラズマ発生室２４から引き出されたプラズマを、
開口部３５を通して、基板ホルダ３２に装着された薄膜
磁気ヘッド３３上に放射し、反応ガス導入管３６からの
ＣＨ₄などの原料ガスを供給することによって、薄膜磁
気ヘッド３３上に炭素被膜を形成する。

【００１９】炭素被膜の膜厚と密着性との関係について
検討するため、薄膜磁気ヘッドの基板として用いられる
アルチック（Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ）基板の上に、種々の
膜厚の炭素被膜を上記図５に示す装置を用いて形成し
た。炭素被膜の膜厚は、５０Å、１００Å、２００Å、
２５０Å、及び３００Åとした。

【００２０】真空チャンバ２８内をまず１０^-5〜１０^-7
Ｔｏｒｒに排気し、基板ホルダ３２を約１０ｒｐｍの速
度で回転させ、放電ガス導入管２５からＡｒガスを５．
７×１０^-4Ｔｏｒｒで供給した。マイクロ波供給手段２
１からは、２．４５ＧＨｚ、１００Ｗのマイクロ波を供
給して、プラズマ発生室２４内にＡｒプラズマを形成
し、このＡｒプラズマを開口部３５を通して、アルチッ
ク基板の表面上に放射した。これと同時に、アルチック
基板３３に発生する自己バイアスが−５０Ｖとなるよう
に、高周波電源３０から１３．５６ＭＨｚのＲＦ電圧を
基板ホルダー３２に印加し、反応ガス導入管３６からＣ
Ｈ₄ガスを１．３×１０^-3Ｔｏｒｒで供給した。以上の
工程における薄膜堆積の時間を変えることにより、炭素
被膜の膜厚を、上記のように変化させたものを作製し
た。

【００２１】以上のようにして、炭素被膜の膜厚の異な
るサンプルをそれぞれ５０個作製し、炭素被膜の密着性
を評価した。密着性の評価は、ビッカース圧子を用いた
一定荷重（荷重＝１ｋｇ）の押し込み試験により行っ
た。アルチック基板上に直接形成した炭素被膜の剥離が
発生した個数を数え、密着性の評価とした。結果を表１
に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１から明らかなように、炭素被膜の膜厚
が２００Å以下の場合、炭素被膜の剥離が全く認められ
なかったのに対し、２００Åより厚くなると、炭素被膜
の剥離が認められた。

【００２４】また、上記と同様にして炭素被膜の膜厚を
４００Å以上にして炭素被膜を直接アルチック基板上に
形成すると、炭素被膜形成後の状態において、すでに炭
素被膜の剥離が生じており、自然剥離が生じることがわ
かった。なお、炭素被膜中の水素含有量はいずれの膜厚
のものも３０原子％であった。

【００２５】実施例１及び２上記と同様にして薄膜磁気ヘッドの上に炭素被膜を形成
した。実施例１では炭素被膜の膜厚を１２０Åとし、実
施例２では炭素被膜の膜厚を２００Åとした。また、比
較例１として、膜厚３８０Åの炭素被膜を形成したもの
を作製した。なお、比較例１では、膜厚２０ÅのＳｉか
らなる中間層を形成し、この中間層の上に炭素被膜を形
成した。なお、この中間層は、スパッタリング法により
形成し、中間層を形成した薄膜磁気ヘッドを基板ホルダ
３２に装着し、図５に示す装置で炭素被膜を形成した。

【００２６】以上のようにして得られた実施例１及び２
並びに比較例１の薄膜磁気ヘッドについて、線密度とヘ
ッド出力との関係について測定した。測定結果を図７に
示す。図７に示されるように、炭素被膜の膜厚が２００
Å以下である実施例１及び２は、高いヘッド出力を示し
ており、特に線密度５０ｋｆｃＩ以上において高い出力
を示している。

【００２７】次に、実施例１及び２並びに比較例１の薄
膜磁気ヘッドについて、摩耗試験を行った。摩耗試験
は、一定荷重（１００ｇｆ）を加えたアルミナ球（φ１
０ｍｍ）でサンプル表面を摩擦することにより行った。
摩耗試験の結果を表２に示す。

【００２８】表２では、比較のため中間層及び炭素被膜
を形成していない母材の摩擦量を１としている。

【００２９】

【表２】

【００３０】表２から明らかなように、炭素被膜を２０
０Å以下の膜厚で直接薄膜磁気ヘッドのスライダー面上
に形成した実施例１及び２においても、比較例１と同様
の耐摩耗性を有していることがわかる。

【００３１】また、実施例１及び２並びに比較例１の薄
膜磁気ヘッドについて耐食試験を行った。耐食試験は、
腐食溶液として塩化鉄水溶液を用い、その中に薄膜磁気
ヘッドを浸漬し、暴露することにより行った。所定時間
腐食溶液に薄膜磁気ヘッドを暴露した後のヘッド抵抗値
を測定して評価した。この結果、実施例１及び２の薄膜
磁気ヘッドも、比較例１の薄膜磁気ヘッドと同程度の耐
食性を有することが確認された。

【００３２】

【発明の効果】本発明の薄膜磁気ヘッドでは、薄膜磁気
ヘッドのスライダー面上に膜厚２００Å以下の炭素被膜
を直接形成している。炭素被膜の膜厚を２００Å以下と
することにより、薄膜磁気ヘッドとの熱膨張係数等の差
異によって生じる応力を少なくすることができ、剥離を
生じることなく炭素被膜を直接に形成させることが可能
となった。従って、本発明の薄膜磁気ヘッドは、中間層
の形成が不要であり、より簡易な製造工程で製造するこ
とができる。

【００３３】また薄膜磁気ヘッドのスライダー面上に形
成される保護膜の膜厚が非常に薄いため、薄膜トランス
デューサ等の磁気感応部分を磁気記録媒体により近づけ
ることができ、出力、特に高線密度領域での出力を高め
ることができ、記録再生における高密度化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図２】図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図３】本発明に従う一実施例の薄膜磁気ヘッドを示す
斜視図。

【図４】本発明における好ましい実施態様の薄膜磁気ヘ
ッドのスライダー面の端縁近傍を示す部分拡大断面図。

【図５】本発明の実施例において炭素被膜を形成する装
置の一例を示す概略断面図。

【図６】図５に示す装置の開口部近傍を示す平面図。

【図７】本発明に従う実施例のヘッド出力を示す図。

【符号の説明】１…薄膜磁気ヘッド１ａ…薄膜磁気ヘッドのスライダー面１ｂ〜１ｅ…薄膜磁気ヘッドの側面部分２…炭素被膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木山精一大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録媒体上を相対的に移動して情報
を書き込み及び／または読み出す薄膜磁気ヘッドにおい
て、前記磁気記録媒体と対向する前記薄膜磁気ヘッドのスラ
イダー面上に膜厚２００Å以下の炭素被膜を直接形成し
たことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】前記炭素被膜が前記薄膜磁気ヘッドのス
ライダー面及び該スライダー面の端縁近傍の側面部分に
形成されている請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】前記炭素被膜が非晶質のダイヤモンド状
被膜である請求項１または２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】前記炭素被膜に含まれる水素量が２５原
子％以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄
膜磁気ヘッド。