JPH09134502A - 記録再生ヘッドおよび記録再生装置 - Google Patents
記録再生ヘッドおよび記録再生装置Info
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- JPH09134502A JPH09134502A JP7289474A JP28947495A JPH09134502A JP H09134502 A JPH09134502 A JP H09134502A JP 7289474 A JP7289474 A JP 7289474A JP 28947495 A JP28947495 A JP 28947495A JP H09134502 A JPH09134502 A JP H09134502A
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- Japan
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- recording
- probe
- reproducing head
- recording medium
- sliding
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軟磁性プローブを用いて記録媒体を高速回転
させながら磁気記録を行う方法では、プローブの摩耗が
多かった。 【解決手段】 片持ち梁１の自由端に設けられたプロー
ブ２の付近に、記録媒体に接触摺動するための摺動部３
を設け、摺動面に耐摩耗膜４をコートすることにより、
プローブ２が直接記録媒体に接触しないので摩耗を防げ
る。
させながら磁気記録を行う方法では、プローブの摩耗が
多かった。 【解決手段】 片持ち梁１の自由端に設けられたプロー
ブ２の付近に、記録媒体に接触摺動するための摺動部３
を設け、摺動面に耐摩耗膜４をコートすることにより、
プローブ２が直接記録媒体に接触しないので摩耗を防げ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走査型プローブ顕微
鏡を応用した情報記録再生装置に関するものであり、よ
り詳しくは記録媒体を回転させながら、軟磁性材料から
なるプローブを用いてポイント磁気記録を行う記録再生
ヘッドと記録再生装置に関する。
鏡を応用した情報記録再生装置に関するものであり、よ
り詳しくは記録媒体を回転させながら、軟磁性材料から
なるプローブを用いてポイント磁気記録を行う記録再生
ヘッドと記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年はマルチメディア時代と言われ、画
像、動画などのデータを保存する大容量メモリの需要が
高まっている。これらの大容量メモリの代表としては光
ディスク、磁気ディスクがあげられる。例えば光ディス
クではトラックピッチ０．７５μｍ、最短記録マーク長
０．４μｍのデジタル・ビデオ・ディスクが実用化され
ようとしているし、磁気ディスクではトラックピッチは
数μｍと大きいがビット長は０．４μｍ以下のものが実
用化されている。しかしこれより記録ビットを小さく
し、高密度化を図るには、光の回折限界、磁気ヘッドの
低浮上化などの克服すべき課題は多い。
像、動画などのデータを保存する大容量メモリの需要が
高まっている。これらの大容量メモリの代表としては光
ディスク、磁気ディスクがあげられる。例えば光ディス
クではトラックピッチ０．７５μｍ、最短記録マーク長
０．４μｍのデジタル・ビデオ・ディスクが実用化され
ようとしているし、磁気ディスクではトラックピッチは
数μｍと大きいがビット長は０．４μｍ以下のものが実
用化されている。しかしこれより記録ビットを小さく
し、高密度化を図るには、光の回折限界、磁気ヘッドの
低浮上化などの克服すべき課題は多い。
【０００３】これとは別に走査プローブ顕微鏡（ＳＰ
Ｍ）を用いた記録再生ヘッドが提案されている。走査プ
ローブ顕微鏡は先鋭化したプローブを用いてnmオーダー
以下の分解能を持つ顕微鏡で、これを記録に用いると１
００Ｇbits/in2以上の高密度記録が可能となる。
Ｍ）を用いた記録再生ヘッドが提案されている。走査プ
ローブ顕微鏡は先鋭化したプローブを用いてnmオーダー
以下の分解能を持つ顕微鏡で、これを記録に用いると１
００Ｇbits/in2以上の高密度記録が可能となる。
【０００４】このＳＰＭを用いた記録技術のひとつにポ
イント磁気記録がある。例えば電子情報学会論文誌 Ｃ
−II Vol.J75-C-II No.11 600頁ー610頁によれば、SiO2
からなる片持ち梁の先端に、先端曲率直径２００ｎｍの
パーマロイからなるプローブを設け、これを垂直磁気媒
体に接触させ、媒体の下に置かれた補助磁極でプローブ
先端を磁化し、磁化されたプローブによって媒体の磁化
反転を行うことによって情報を記録する。この方法で直
径０．３μｍ程度のビット径で記録が可能となってい
る。
イント磁気記録がある。例えば電子情報学会論文誌 Ｃ
−II Vol.J75-C-II No.11 600頁ー610頁によれば、SiO2
からなる片持ち梁の先端に、先端曲率直径２００ｎｍの
パーマロイからなるプローブを設け、これを垂直磁気媒
体に接触させ、媒体の下に置かれた補助磁極でプローブ
先端を磁化し、磁化されたプローブによって媒体の磁化
反転を行うことによって情報を記録する。この方法で直
径０．３μｍ程度のビット径で記録が可能となってい
る。
【０００５】ところがこの記録を行うにあたって、記録
場所の移動は圧電体によりカンチレバーを記録媒体に対
して移動させている。圧電体の変位量はμｍオーダーと
小さく、実際の記録ヘッドのような大きな面積にわたっ
て記録場所を移動させることができない。また圧電体で
は高速に移動させることができない。これを補うために
記録媒体をモーターによって回転させることによって記
録場所の移動を行う技術が特開平３ー２０９６８５号公
報で開示されている。ところがプローブが媒体に接触し
ているため、記録媒体が高速で回転するとプローブが摩
耗し、微小な記録ビットを形成できなくなるおそれがあ
った。
場所の移動は圧電体によりカンチレバーを記録媒体に対
して移動させている。圧電体の変位量はμｍオーダーと
小さく、実際の記録ヘッドのような大きな面積にわたっ
て記録場所を移動させることができない。また圧電体で
は高速に移動させることができない。これを補うために
記録媒体をモーターによって回転させることによって記
録場所の移動を行う技術が特開平３ー２０９６８５号公
報で開示されている。ところがプローブが媒体に接触し
ているため、記録媒体が高速で回転するとプローブが摩
耗し、微小な記録ビットを形成できなくなるおそれがあ
った。
【０００６】本発明はプローブと記録媒体の接触摺動に
よる摩耗を防止し、より再現性よく微少な記録ビットで
記録できる記録装置を提供することを目的とする。
よる摩耗を防止し、より再現性よく微少な記録ビットで
記録できる記録装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、磁性材料からなる記録媒体に軟磁性材料から
なるプローブを対向させて記録する記録再生ヘッドであ
って、片持ち梁と片持ち梁の自由端に軟磁性材料からな
るプローブと、記録媒体に接触摺動する摺動部を備えた
ことを特徴とする記録再生ヘッドで、接触摺動する摺動
部が設けられているため、プローブが直接記録媒体と接
触せず、高速摺動によるプローブの摩耗を防ぐことがで
き、また摺動部表面に耐摩耗膜をコートすることによっ
て、摩擦による摺動部の摩耗を防ぐことができる記録再
生ヘッドである。
するため、磁性材料からなる記録媒体に軟磁性材料から
なるプローブを対向させて記録する記録再生ヘッドであ
って、片持ち梁と片持ち梁の自由端に軟磁性材料からな
るプローブと、記録媒体に接触摺動する摺動部を備えた
ことを特徴とする記録再生ヘッドで、接触摺動する摺動
部が設けられているため、プローブが直接記録媒体と接
触せず、高速摺動によるプローブの摩耗を防ぐことがで
き、また摺動部表面に耐摩耗膜をコートすることによっ
て、摩擦による摺動部の摩耗を防ぐことができる記録再
生ヘッドである。
【０００８】また上記記録再生ヘッドと、磁性材料から
なる記録媒体と、記録媒体を回転させる手段と、記録再
生ヘッドのプローブを磁化させる手段を備えた記録装置
である。
なる記録媒体と、記録媒体を回転させる手段と、記録再
生ヘッドのプローブを磁化させる手段を備えた記録装置
である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、磁性材料からなる記録
媒体に軟磁性材料からなるプローブを対向させて記録す
る記録再生ヘッドであって、片持ち梁と片持ち梁の自由
端に軟磁性材料からなるプローブと、記録媒体に接触摺
動する摺動部を備えたことを特徴とする記録再生ヘッド
である。また上記記録再生ヘッドと、磁性材料からなる
記録媒体と、記録媒体を回転させる手段と、記録再生ヘ
ッドのプローブを磁化させる手段を備えた記録装置であ
る。
媒体に軟磁性材料からなるプローブを対向させて記録す
る記録再生ヘッドであって、片持ち梁と片持ち梁の自由
端に軟磁性材料からなるプローブと、記録媒体に接触摺
動する摺動部を備えたことを特徴とする記録再生ヘッド
である。また上記記録再生ヘッドと、磁性材料からなる
記録媒体と、記録媒体を回転させる手段と、記録再生ヘ
ッドのプローブを磁化させる手段を備えた記録装置であ
る。
【００１０】上記構成においては、少なくとも摺動部の
摺動面に非磁性材料からなる耐摩耗膜を形成することが
好ましく、また非磁性材料からなる耐摩耗膜としてはダ
イヤモンドライクカーボン、窒化ほう素、窒化カーボン
薄膜のいずれかであることが好ましい。
摺動面に非磁性材料からなる耐摩耗膜を形成することが
好ましく、また非磁性材料からなる耐摩耗膜としてはダ
イヤモンドライクカーボン、窒化ほう素、窒化カーボン
薄膜のいずれかであることが好ましい。
【００１１】さらには摺動部が軟磁性材料からなり、プ
ローブと磁気的に結合されリターンヨークとしてはたら
くことが好ましい。さらには摺動部とプローブを軟磁性
材料で一体形成することが好ましい。
ローブと磁気的に結合されリターンヨークとしてはたら
くことが好ましい。さらには摺動部とプローブを軟磁性
材料で一体形成することが好ましい。
【００１２】本発明では、接触摺動する摺動部が設けら
れているため、プローブが直接記録媒体と接触せず、高
速摺動によるプローブの摩耗を防ぐことができる。また
摺動部表面に耐摩耗膜をコートすることによって、摩擦
による摺動部の摩耗を防ぐことができる。また摺動部を
軟磁性材料で作成すれば、プローブと磁気的に結合させ
ることによってリターンヨークとしての役割も兼用させ
ることができ、プローブから発生する磁束の広がりを防
ぎ、効率的な記録が可能である。
れているため、プローブが直接記録媒体と接触せず、高
速摺動によるプローブの摩耗を防ぐことができる。また
摺動部表面に耐摩耗膜をコートすることによって、摩擦
による摺動部の摩耗を防ぐことができる。また摺動部を
軟磁性材料で作成すれば、プローブと磁気的に結合させ
ることによってリターンヨークとしての役割も兼用させ
ることができ、プローブから発生する磁束の広がりを防
ぎ、効率的な記録が可能である。
【００１３】（比較例）まず、従来の記録再生ヘッドを
用いて記録した例を示す。図８は従来のポイント磁気記
録に用いられていた記録再生ヘッドである。この記録再
生ヘッドの製法は「プロシーディング １９９１ アイ
・イー・イー・イー マイクロ エレクトロ メカニカ
ル システムズ ワークショップ１２０頁〜１２４頁
（１９９１）[PROC. 1991 IEEE MICRO ELECTRO MECHANI
CAL SYSTEMS WORKSHOP,PP120-124,(1991)]」に開示され
ている。片持ち梁８１の自由端近くに円錐状のパーマロ
イ探針のプローブ８２が設けられただけである。
用いて記録した例を示す。図８は従来のポイント磁気記
録に用いられていた記録再生ヘッドである。この記録再
生ヘッドの製法は「プロシーディング １９９１ アイ
・イー・イー・イー マイクロ エレクトロ メカニカ
ル システムズ ワークショップ１２０頁〜１２４頁
（１９９１）[PROC. 1991 IEEE MICRO ELECTRO MECHANI
CAL SYSTEMS WORKSHOP,PP120-124,(1991)]」に開示され
ている。片持ち梁８１の自由端近くに円錐状のパーマロ
イ探針のプローブ８２が設けられただけである。
【００１４】図２はポイント磁気記録装置の模式図であ
る。記録再生ヘッド２１は支持アーム２２の先端に取り
付けられ、支持アーム２２は三次元アクチュエータ２３
によって上下方向及び円盤状記録媒体２４の半径方向に
移動される。円盤状記録媒体２４はガラス基板２５上に
形成された裏打ち層２６、垂直磁気膜２７からなる。円
盤状記録媒体２４はエアースピンドル２９によって回転
する。円盤状記録媒体２４の下には補助磁極２８が設置
され、補助磁極２８に記録信号に応じた電流を流して磁
界を発生させる。発生した磁界は記録再生ヘッド２１の
プローブの鋭利化した先端に集中、磁化させる。この磁
化されたプローブ先端から発生する磁束により垂直磁気
膜２７の磁化を反転させることにより、記録信号を記録
する。
る。記録再生ヘッド２１は支持アーム２２の先端に取り
付けられ、支持アーム２２は三次元アクチュエータ２３
によって上下方向及び円盤状記録媒体２４の半径方向に
移動される。円盤状記録媒体２４はガラス基板２５上に
形成された裏打ち層２６、垂直磁気膜２７からなる。円
盤状記録媒体２４はエアースピンドル２９によって回転
する。円盤状記録媒体２４の下には補助磁極２８が設置
され、補助磁極２８に記録信号に応じた電流を流して磁
界を発生させる。発生した磁界は記録再生ヘッド２１の
プローブの鋭利化した先端に集中、磁化させる。この磁
化されたプローブ先端から発生する磁束により垂直磁気
膜２７の磁化を反転させることにより、記録信号を記録
する。
【００１５】図８の記録再生ヘッドを図２のポイント磁
気記録装置に取り付け、円盤状記録媒体２４に記録実験
を行った。プローブ８２の円錐底面の直径は１５μｍ、
高さは１０μmで、先端曲率半径０．１μmであった。円
盤状記録媒体２４は外径２５ｍｍ、内径１２．５ｍｍ
で、裏打ち層２６は厚さ１μｍのFeNi合金、垂直磁気膜
２７には厚さ０．２μｍのCoCrTa合金を用いた。補助磁
極２８はセンダスト合金からなるコアに被覆導線を４０
０ターン巻いたものを用いた。
気記録装置に取り付け、円盤状記録媒体２４に記録実験
を行った。プローブ８２の円錐底面の直径は１５μｍ、
高さは１０μmで、先端曲率半径０．１μmであった。円
盤状記録媒体２４は外径２５ｍｍ、内径１２．５ｍｍ
で、裏打ち層２６は厚さ１μｍのFeNi合金、垂直磁気膜
２７には厚さ０．２μｍのCoCrTa合金を用いた。補助磁
極２８はセンダスト合金からなるコアに被覆導線を４０
０ターン巻いたものを用いた。
【００１６】まず円盤状記録媒体２４を回転させない状
態で、プローブ８２を円盤状記録媒体２４に接触させ、
補助磁極２８に直流電流を流して記録し、その記録ビッ
トを図示しない走査形磁気力顕微鏡で観察した。補助磁
極２８に流す電流を１０〜１００mAまで１０mAステップ
で変化させたところ、１００mA以下では安定に記録ビッ
トを形成することができなかった。
態で、プローブ８２を円盤状記録媒体２４に接触させ、
補助磁極２８に直流電流を流して記録し、その記録ビッ
トを図示しない走査形磁気力顕微鏡で観察した。補助磁
極２８に流す電流を１０〜１００mAまで１０mAステップ
で変化させたところ、１００mA以下では安定に記録ビッ
トを形成することができなかった。
【００１７】次にプローブ８２を円盤状記録媒体２４の
中心から半径９mmの位置に固定して円盤状記録媒体２４
に接触させ、円盤状記録媒体２４を４００ｒｐｍの回転
数で回転させながら、補助磁極２８に振幅１００ｍAp-p
で周波数３００ｋＨｚの信号を印加した。なお片持ち梁
８１の長手方向が円盤状記録媒体２４の回転の接線方向
に一致するようにした。１００時間後に記録再生ヘッド
を取り外し走査電子顕微鏡でその先端を観察したとこ
ろ、先端が摩耗し直径約５μｍの円形に変形していた。
中心から半径９mmの位置に固定して円盤状記録媒体２４
に接触させ、円盤状記録媒体２４を４００ｒｐｍの回転
数で回転させながら、補助磁極２８に振幅１００ｍAp-p
で周波数３００ｋＨｚの信号を印加した。なお片持ち梁
８１の長手方向が円盤状記録媒体２４の回転の接線方向
に一致するようにした。１００時間後に記録再生ヘッド
を取り外し走査電子顕微鏡でその先端を観察したとこ
ろ、先端が摩耗し直径約５μｍの円形に変形していた。
【００１８】（実施の形態１）以下本発明の第１の実施
の形態を説明する。図１は本発明の記録再生ヘッドの一
例を示す斜視図である。片持ち梁１の自由端近くに内部
が中空になった摺動部３が形成されており、記録媒体と
接触摺動する面には耐摩耗膜４がコートされている。ま
た摺動部３の中空部には先端を鋭利化したプローブ２が
設けられている。
の形態を説明する。図１は本発明の記録再生ヘッドの一
例を示す斜視図である。片持ち梁１の自由端近くに内部
が中空になった摺動部３が形成されており、記録媒体と
接触摺動する面には耐摩耗膜４がコートされている。ま
た摺動部３の中空部には先端を鋭利化したプローブ２が
設けられている。
【００１９】図１の記録再生ヘッドの作製工程を図３を
用いて説明する。尚、図３（Ａ）は上面図で、（Ｂ）は
その断面図である。
用いて説明する。尚、図３（Ａ）は上面図で、（Ｂ）は
その断面図である。
【００２０】（ａ）シリコン（１００）面ウェハー３１
の両面に窒化シリコン薄膜３２を例えばＬＰＣＶＤ法に
より堆積する。膜厚は例えば１μｍ前後である。表面に
はさらに軟磁性薄膜３３、例えばNiFe合金を例えば10μ
ｍ程度スパッタ法などで堆積する。この後、軟磁性薄膜
３３と窒化シリコン薄膜３２を片持ち梁のパターンにド
ライエッチングする。裏面は片持ち梁が浮くように、窒
化シリコン薄膜３２を窓状のパターンにドライエッチン
グする。
の両面に窒化シリコン薄膜３２を例えばＬＰＣＶＤ法に
より堆積する。膜厚は例えば１μｍ前後である。表面に
はさらに軟磁性薄膜３３、例えばNiFe合金を例えば10μ
ｍ程度スパッタ法などで堆積する。この後、軟磁性薄膜
３３と窒化シリコン薄膜３２を片持ち梁のパターンにド
ライエッチングする。裏面は片持ち梁が浮くように、窒
化シリコン薄膜３２を窓状のパターンにドライエッチン
グする。
【００２１】（ｂ）形成した片持ち梁のパターンの自由
端近くに、同心円状のレジストパターン３４を形成す
る。
端近くに、同心円状のレジストパターン３４を形成す
る。
【００２２】（ｃ）軟磁性薄膜３３をウェットエッチン
グし、プローブと摺動部を形成する。
グし、プローブと摺動部を形成する。
【００２３】（ｄ）同心円状のレジストを剥離し、ＫＯ
Ｈ水溶液またはエチレンジアミンでシリコン（１００）
面ウェハー３１をウェットエッチングする。
Ｈ水溶液またはエチレンジアミンでシリコン（１００）
面ウェハー３１をウェットエッチングする。
【００２４】この後、図示しないが、例えばＣＶＤ法で
非磁性の耐摩耗膜、例えばダイヤモンドライクカーボン
などの耐摩耗膜を全体にコートする。
非磁性の耐摩耗膜、例えばダイヤモンドライクカーボン
などの耐摩耗膜を全体にコートする。
【００２５】軟磁性薄膜のウェットエッチングの工程を
図４を用いて、さらに詳細に説明する。尚、図４（Ａ）
は上面図で、（Ｂ）はその断面図である。
図４を用いて、さらに詳細に説明する。尚、図４（Ａ）
は上面図で、（Ｂ）はその断面図である。
【００２６】（ａ）軟磁性薄膜４１上には半径ｒの円形
のプローブ用レジストパターン４３と内径ｄ１、外径ｄ
２のドーナツ状の摺動部用レジストパターン４４が形成
されている。
のプローブ用レジストパターン４３と内径ｄ１、外径ｄ
２のドーナツ状の摺動部用レジストパターン４４が形成
されている。
【００２７】（ｂ）等方性のウェットエッチングによっ
て、摺動部用レジストパターン４４とプローブ用レジス
トパターン４３の間から下方に向かって軟磁性薄膜４１
のエッチングが進む間に、レジストパターンの下の部分
にもサイドエッチングが進む。ここで摺動部用レジスト
パターン４４の幅ｗに比べプローブ用レジストパターン
４３の半径ｒが十分に小さければ、摺動部用レジストパ
ターン４４下の軟磁性薄膜が周囲からのサイドエッチン
グで切断される前に、プローブ用レジストパターン４３
下の軟磁性薄膜が周囲からのサイドエッチングで切断さ
れる。
て、摺動部用レジストパターン４４とプローブ用レジス
トパターン４３の間から下方に向かって軟磁性薄膜４１
のエッチングが進む間に、レジストパターンの下の部分
にもサイドエッチングが進む。ここで摺動部用レジスト
パターン４４の幅ｗに比べプローブ用レジストパターン
４３の半径ｒが十分に小さければ、摺動部用レジストパ
ターン４４下の軟磁性薄膜が周囲からのサイドエッチン
グで切断される前に、プローブ用レジストパターン４３
下の軟磁性薄膜が周囲からのサイドエッチングで切断さ
れる。
【００２８】エッチング条件を厳密に制御し、切断直後
にエッチングを停止すれば、先端曲率が微少なプローブ
４５が形成される。また軟磁性薄膜４１の厚さを十分大
きくし、窒化シリコン膜４２が露出する前にエッチング
を停止すると、プローブ４５と摺動部４６が分離するこ
となく、一体形成される。
にエッチングを停止すれば、先端曲率が微少なプローブ
４５が形成される。また軟磁性薄膜４１の厚さを十分大
きくし、窒化シリコン膜４２が露出する前にエッチング
を停止すると、プローブ４５と摺動部４６が分離するこ
となく、一体形成される。
【００２９】本実施の形態の記録再生ヘッドと従来例の
記録再生ヘッドによる磁束路の比較を図５に示す。本実
施の形態の記録再生ヘッドの場合（Ａ）はプローブ５４
から発生する磁束５６は垂直磁化層５３を通り、面内に
磁化容易軸を持つ裏打ち層５２を通り、再び垂直磁化層
５３を通過し、摺動部５５に吸収される。プローブ５４
の近傍に摺動部５５が存在するので磁路５６の広がりを
抑えることができ、プローブ５４下での磁束密度が大き
くなるため効率的に記録を行える。
記録再生ヘッドによる磁束路の比較を図５に示す。本実
施の形態の記録再生ヘッドの場合（Ａ）はプローブ５４
から発生する磁束５６は垂直磁化層５３を通り、面内に
磁化容易軸を持つ裏打ち層５２を通り、再び垂直磁化層
５３を通過し、摺動部５５に吸収される。プローブ５４
の近傍に摺動部５５が存在するので磁路５６の広がりを
抑えることができ、プローブ５４下での磁束密度が大き
くなるため効率的に記録を行える。
【００３０】従来例の記録再生ヘッドの場合（Ｂ）はプ
ローブ５４から発生した磁束が、垂直磁化層５３からプ
ローブに戻るときに広がってしまい磁路５６が大きくな
ってしまい、効率的な記録が行えない。
ローブ５４から発生した磁束が、垂直磁化層５３からプ
ローブに戻るときに広がってしまい磁路５６が大きくな
ってしまい、効率的な記録が行えない。
【００３１】図１の記録再生ヘッドを図２の装置に取り
付け、比較例と同じように図２のポイント磁気記録装置
に取り付け円盤状記録媒体２４を回転させて磁気記録を
行った。摺動部３の外径は２０μｍ、内径は１５μｍ、
高さは５μｍで、プローブの先端曲率半径０．１μｍで
あった。探針、摺動部の材料はＮｉＦｅ合金とした。耐
摩耗膜４にはＣＶＤ法によりダイヤモンドライクカーボ
ン薄膜を形成した。円盤状記録媒体２４及び補助磁極２
８は比較例と同じものを用い、回転数などの条件も比較
例と同じとした。
付け、比較例と同じように図２のポイント磁気記録装置
に取り付け円盤状記録媒体２４を回転させて磁気記録を
行った。摺動部３の外径は２０μｍ、内径は１５μｍ、
高さは５μｍで、プローブの先端曲率半径０．１μｍで
あった。探針、摺動部の材料はＮｉＦｅ合金とした。耐
摩耗膜４にはＣＶＤ法によりダイヤモンドライクカーボ
ン薄膜を形成した。円盤状記録媒体２４及び補助磁極２
８は比較例と同じものを用い、回転数などの条件も比較
例と同じとした。
【００３２】まず円盤状記録媒体２４を回転させない状
態で、プローブ２を円盤状記録媒体２４に接触させ、補
助磁極２８に直流電流を流して記録し、その記録ビット
を図示しない走査形磁気力顕微鏡で観察した。補助磁極
２８に流す電流を１０〜１００mAまで１０mAステップで
変化させたところ、５０mAでも安定に記録ビットを形成
することができた。
態で、プローブ２を円盤状記録媒体２４に接触させ、補
助磁極２８に直流電流を流して記録し、その記録ビット
を図示しない走査形磁気力顕微鏡で観察した。補助磁極
２８に流す電流を１０〜１００mAまで１０mAステップで
変化させたところ、５０mAでも安定に記録ビットを形成
することができた。
【００３３】次にプローブ２を円盤状記録媒体２４の中
心から半径９mmの位置に固定し、円盤状記録媒体２４を
４００ｒｐｍの回転数で回転させながら、補助磁極２８
に３００ｋＨｚの信号を印加した。１００時間後に記録
再生ヘッドを取り外し走査電子顕微鏡でその先端を観察
したが、プローブ２の先端曲率は約０.１μmと変わらず
摩耗はみられなかった。しかし摺動部内面とプローブ側
面に塵の付着が見られた。尚、摺動面に耐摩耗膜をコー
トしなかった場合はプローブ２の先端は約１μｍの円形
となっており、比較例ほどではないが、摩耗しているの
が確認できた。また、摺動面とプローブ先端が同じ高さ
になっているのが確認された。また、耐摩耗膜４として
はダイヤモンドライクカーボンの他に窒化ほう素、窒化
カーボンを用いても同様な効果が得られた。
心から半径９mmの位置に固定し、円盤状記録媒体２４を
４００ｒｐｍの回転数で回転させながら、補助磁極２８
に３００ｋＨｚの信号を印加した。１００時間後に記録
再生ヘッドを取り外し走査電子顕微鏡でその先端を観察
したが、プローブ２の先端曲率は約０.１μmと変わらず
摩耗はみられなかった。しかし摺動部内面とプローブ側
面に塵の付着が見られた。尚、摺動面に耐摩耗膜をコー
トしなかった場合はプローブ２の先端は約１μｍの円形
となっており、比較例ほどではないが、摩耗しているの
が確認できた。また、摺動面とプローブ先端が同じ高さ
になっているのが確認された。また、耐摩耗膜４として
はダイヤモンドライクカーボンの他に窒化ほう素、窒化
カーボンを用いても同様な効果が得られた。
【００３４】なお本実施の形態ではプローブの磁化に、
補助磁極からの磁界を媒体を通してプローブに印加した
が、例えば片持ち梁に薄膜コイルをプローブを取り巻く
ように形成し、薄膜コイルの磁界によってプローブを直
接磁化してもよい。この場合はプローブと薄膜コイルを
インダクティブ形の再生ヘッドとして兼用できる。
補助磁極からの磁界を媒体を通してプローブに印加した
が、例えば片持ち梁に薄膜コイルをプローブを取り巻く
ように形成し、薄膜コイルの磁界によってプローブを直
接磁化してもよい。この場合はプローブと薄膜コイルを
インダクティブ形の再生ヘッドとして兼用できる。
【００３５】（実施の形態２）図６は本発明の記録再生
ヘッドの他の例を示す斜視図である。片持ち梁６１の自
由端近くにピラミッド形状のプローブ６２が形成されて
おり、プローブ６２の両脇にはピラミッドの先端を切断
した形状の摺動部６３が設置されている。プローブ６２
の高さは摺動部６３よりも低くしてある。摺動部６３の
摺動面には耐摩耗膜６４がコートされている。
ヘッドの他の例を示す斜視図である。片持ち梁６１の自
由端近くにピラミッド形状のプローブ６２が形成されて
おり、プローブ６２の両脇にはピラミッドの先端を切断
した形状の摺動部６３が設置されている。プローブ６２
の高さは摺動部６３よりも低くしてある。摺動部６３の
摺動面には耐摩耗膜６４がコートされている。
【００３６】図６の記録再生ヘッドの作製工程を図７で
説明する。尚、図７（Ａ）は上面図で、（Ｂ）はその断
面図である。
説明する。尚、図７（Ａ）は上面図で、（Ｂ）はその断
面図である。
【００３７】（ａ）シリコン（１００）面ウェハー７１
の表面にマスク材料７２をコートし、一辺ｈ１の正方形
の摺動部パターン７３と、その間に一辺ｈ２の正方形の
プローブパターン７４をエッチングする。このときｈ１
＞ｈ２、（例えばｈ１＝５０μm、ｈ２＝３０μm）とす
る。
の表面にマスク材料７２をコートし、一辺ｈ１の正方形
の摺動部パターン７３と、その間に一辺ｈ２の正方形の
プローブパターン７４をエッチングする。このときｈ１
＞ｈ２、（例えばｈ１＝５０μm、ｈ２＝３０μm）とす
る。
【００３８】（ｂ）ＫＯＨ水溶液などを使ってシリコン
（１００）面ウェハー７１をウェットエッチングし、マ
スキング材料７２を剥離する。ＫＯＨ水溶液でシリコン
（１００）面をエッチングすると、（１１１）面が選択
的にエッチングされ、摺動部パターン７３およびプロー
ブパターン７４を底面とするピラミッド形状のエッチピ
ット７５が形成される。エッチピット７５の形状は相似
形であり、ｈ１＞ｈ２としたので、摺動部パターン７３
のエッチピットの方が、プローブパターン７４のそれよ
りも深くなる。
（１００）面ウェハー７１をウェットエッチングし、マ
スキング材料７２を剥離する。ＫＯＨ水溶液でシリコン
（１００）面をエッチングすると、（１１１）面が選択
的にエッチングされ、摺動部パターン７３およびプロー
ブパターン７４を底面とするピラミッド形状のエッチピ
ット７５が形成される。エッチピット７５の形状は相似
形であり、ｈ１＞ｈ２としたので、摺動部パターン７３
のエッチピットの方が、プローブパターン７４のそれよ
りも深くなる。
【００３９】（ｃ）エッチピットのできたシリコン（１
００）面ウェハー７１の表面に窒化シリコン薄膜７６を
例えばＬＰＣＶＤ法により形成し、片持ち梁のパターン
を形成する。膜厚は例えば１μm程度である。
００）面ウェハー７１の表面に窒化シリコン薄膜７６を
例えばＬＰＣＶＤ法により形成し、片持ち梁のパターン
を形成する。膜厚は例えば１μm程度である。
【００４０】（ｄ）ガラス基板７７を窒化シリコン薄膜
７６に陽極接合する。ただし片持ち梁部分に接触する場
所は陽極接合を防ぐためクロム薄膜７９を蒸着する。そ
の膜厚は例えば１００nm程度である。クロム薄膜７９の
エッジ部分にはダイシングソーなどで溝７８をあらかじ
め形成する。
７６に陽極接合する。ただし片持ち梁部分に接触する場
所は陽極接合を防ぐためクロム薄膜７９を蒸着する。そ
の膜厚は例えば１００nm程度である。クロム薄膜７９の
エッジ部分にはダイシングソーなどで溝７８をあらかじ
め形成する。
【００４１】（ｅ）陽極接合が終了した後、ダイシング
ソーなどでガラス基板７７の溝７８のある面と反対の面
から切れ込みを入れ、溝７８を完全に切断し、ガラス基
板７７のうち片持ち梁支持部分７１０以外を除去する。
ソーなどでガラス基板７７の溝７８のある面と反対の面
から切れ込みを入れ、溝７８を完全に切断し、ガラス基
板７７のうち片持ち梁支持部分７１０以外を除去する。
【００４２】（ｆ）ＫＯＨ水溶液などを使って下地のシ
リコン（１００）面ウェハー７１を除去する。
リコン（１００）面ウェハー７１を除去する。
【００４３】この後、図示しないが、炭化シリコンなど
により、摺動部の先端のみを研磨する。プローブ及び摺
動部に軟磁性材料の薄膜をコートし、その上から非磁性
の耐摩耗膜を摺動部にコートする。耐摩耗膜が非磁性材
料であればプローブの表面が耐摩耗膜で覆われていて
も、記録のためのプローブから発生する磁束は問題なく
耐摩耗膜を通過する。
により、摺動部の先端のみを研磨する。プローブ及び摺
動部に軟磁性材料の薄膜をコートし、その上から非磁性
の耐摩耗膜を摺動部にコートする。耐摩耗膜が非磁性材
料であればプローブの表面が耐摩耗膜で覆われていて
も、記録のためのプローブから発生する磁束は問題なく
耐摩耗膜を通過する。
【００４４】本実施の形態が第１の実施の形態と異なる
点は、摺動部がプローブを囲まないため、塵がプローブ
周辺に溜らないという効果があることである。第１の実
施の形態は、プローブがドーナツ状の摺動部によって完
全に囲まれているため、摺動部が記録媒体と接触するこ
とによってプローブ周辺が閉空間になってしまう。従っ
てこの閉空間に塵などが入った場合は塵が逃げることが
できない。ところが本実施の形態では閉空間が形成され
ないのでこのようなことはない。
点は、摺動部がプローブを囲まないため、塵がプローブ
周辺に溜らないという効果があることである。第１の実
施の形態は、プローブがドーナツ状の摺動部によって完
全に囲まれているため、摺動部が記録媒体と接触するこ
とによってプローブ周辺が閉空間になってしまう。従っ
てこの閉空間に塵などが入った場合は塵が逃げることが
できない。ところが本実施の形態では閉空間が形成され
ないのでこのようなことはない。
【００４５】さらに本実施の形態ではプローブと２つの
摺動部が、片持ち梁の長手方向と直交する方向にインラ
イン配列しているため、片持ち梁のたわみが変化した場
合にもプローブと記録媒体間の間隙の変動が少ないとい
う効果がある。
摺動部が、片持ち梁の長手方向と直交する方向にインラ
イン配列しているため、片持ち梁のたわみが変化した場
合にもプローブと記録媒体間の間隙の変動が少ないとい
う効果がある。
【００４６】図６の記録再生ヘッドを図２の装置に取り
付け、第１の実施の形態と同じように図２のポイント磁
気記録装置に取り付け円盤状記録媒体２４を回転させて
磁気記録を行った。
付け、第１の実施の形態と同じように図２のポイント磁
気記録装置に取り付け円盤状記録媒体２４を回転させて
磁気記録を行った。
【００４７】摺動部６３の摺動面は一辺２０μm、高さ
は約２５μmで、プローブ６２の底面の一辺は３０μ
ｍ、先端曲率半径は０.１μmであった。円盤状記録媒体
２４は第１の実施の形態と同じものを用いた。プロー
ブ、摺動部を被覆する軟磁性材料はＮｉＦｅ合金とし
た。耐摩耗膜６４にはＣＶＤ法によりダイヤモンドライ
クカーボン薄膜を形成した。円盤状記録媒体２４及び補
助磁極２８は第１の実施の形態と同じものを用い、回転
数などの条件も第１の実施の形態と同じとした。
は約２５μmで、プローブ６２の底面の一辺は３０μ
ｍ、先端曲率半径は０.１μmであった。円盤状記録媒体
２４は第１の実施の形態と同じものを用いた。プロー
ブ、摺動部を被覆する軟磁性材料はＮｉＦｅ合金とし
た。耐摩耗膜６４にはＣＶＤ法によりダイヤモンドライ
クカーボン薄膜を形成した。円盤状記録媒体２４及び補
助磁極２８は第１の実施の形態と同じものを用い、回転
数などの条件も第１の実施の形態と同じとした。
【００４８】まず円盤状記録媒体２４を回転させない状
態で、プローブ６２を円盤状記録媒体２４に接触させ、
補助磁極２８に直流電流を流して記録し、その記録ビッ
トを図示しない走査形磁気力顕微鏡で観察した。補助磁
極２８に流す電流を１０〜１００mAまで１０mAステップ
で変化させたところ、７０mAでも安定に記録ビットを形
成できていた。
態で、プローブ６２を円盤状記録媒体２４に接触させ、
補助磁極２８に直流電流を流して記録し、その記録ビッ
トを図示しない走査形磁気力顕微鏡で観察した。補助磁
極２８に流す電流を１０〜１００mAまで１０mAステップ
で変化させたところ、７０mAでも安定に記録ビットを形
成できていた。
【００４９】次にプローブ６２を円盤状記録媒体２４の
中心から半径９mmの位置に固定し、摺動部６３の摺動面
を円盤状記録媒体２４に接触させ、円盤状記録媒体２４
を４００ｒｐｍの回転数で回転させながら、補助磁極２
８に３００ｋＨｚの信号を印加した。１００時間後に記
録再生ヘッドを取り外し走査電子顕微鏡でその先端を観
察したが、プローブ６２の先端曲率は約０.１μmと変わ
らず摩耗はみられなかった。なお、摺動面に耐摩耗膜を
コートしなかった場合はプローブ６２の先端は約１μｍ
の円形となっており、第１の実施の形態ほどではないが
摩耗しているのが確認できた。また摺動面とプローブ先
端が同じ高さになっているのが確認された。
中心から半径９mmの位置に固定し、摺動部６３の摺動面
を円盤状記録媒体２４に接触させ、円盤状記録媒体２４
を４００ｒｐｍの回転数で回転させながら、補助磁極２
８に３００ｋＨｚの信号を印加した。１００時間後に記
録再生ヘッドを取り外し走査電子顕微鏡でその先端を観
察したが、プローブ６２の先端曲率は約０.１μmと変わ
らず摩耗はみられなかった。なお、摺動面に耐摩耗膜を
コートしなかった場合はプローブ６２の先端は約１μｍ
の円形となっており、第１の実施の形態ほどではないが
摩耗しているのが確認できた。また摺動面とプローブ先
端が同じ高さになっているのが確認された。
【００５０】なお本実施の形態ではプローブの磁化に、
補助磁極からの磁界を媒体を通してプローブに印加した
が、例えば片持ち梁に薄膜コイルをプローブを取り巻く
ように形成し、薄膜コイルの磁界によってプローブを直
接磁化してもよい。この場合はプローブと薄膜コイルを
インダクティブ形の再生ヘッドとして兼用できる。
補助磁極からの磁界を媒体を通してプローブに印加した
が、例えば片持ち梁に薄膜コイルをプローブを取り巻く
ように形成し、薄膜コイルの磁界によってプローブを直
接磁化してもよい。この場合はプローブと薄膜コイルを
インダクティブ形の再生ヘッドとして兼用できる。
【００５１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、記録再生
ヘッドが摺動部で接触摺動するため、プローブが直接記
録媒体に接触することなく摩耗が防げる。また、摺動部
の摺動面に潤滑層を形成しているため接触摺動による摩
擦を低減でき、片持ち梁のねじれや摺動面の摩耗を低減
できる。さらに、摺動部とプローブを軟磁性材料により
一体化形成することによって、より小さな記録電流で記
録を行うことができる。
ヘッドが摺動部で接触摺動するため、プローブが直接記
録媒体に接触することなく摩耗が防げる。また、摺動部
の摺動面に潤滑層を形成しているため接触摺動による摩
擦を低減でき、片持ち梁のねじれや摺動面の摩耗を低減
できる。さらに、摺動部とプローブを軟磁性材料により
一体化形成することによって、より小さな記録電流で記
録を行うことができる。
【図１】本発明の記録再生ヘッドの第１の実施の形態の
斜視図
斜視図
【図２】本発明の記録装置の模式図
【図３】(A),(B)は本発明の記録再生ヘッドの第１の実
施の形態の作製工程を示す図
施の形態の作製工程を示す図
【図４】(A),(B)は第１の実施の形態の作製工程の詳細
を示す図
を示す図
【図５】(A),(B)は本発明の記録再生ヘッド(A)と従来例
の記録再生ヘッド(B)の磁路を比較した図
の記録再生ヘッド(B)の磁路を比較した図
【図６】本発明の記録再生ヘッドの第２の実施の形態の
斜視図
斜視図
【図７】(A),(B)は本発明の記録再生ヘッドの第２の実
施の形態の作製工程を示す図
施の形態の作製工程を示す図
【図８】従来の記録再生ヘッドの斜視図
１ 片持ち梁 ２ プローブ ３ 摺動部 ４ 耐摩耗膜 ２１ 記録再生ヘッド ２２ 支持アーム ２３ 三次元アクチュエータ ２４ 円盤状記録媒体 ２５ ガラス基板 ２６ 裏打ち層 ２７ 垂直磁気膜 ２８ 補助磁極 ３１ シリコン（１００）面ウェハー ３２ 窒化シリコン薄膜 ３３ 軟磁性薄膜 ３４ 同心円状レジストパターン ３５ プローブ ３６ 摺動部 ４１ 軟磁性薄膜 ４２ 窒化シリコン薄膜 ４３ プローブ用レジストパターン ４４ 摺動部用レジストパターン ４５ プローブ ４６ 摺動部 ５１ ガラス基板 ５２ 裏打ち層 ５３ 垂直磁気層 ５４ プローブ ５５ 摺動部 ５６ 磁路 ６１ 片持ち梁 ６２ プローブ ６３ 摺動部 ６４ 耐摩耗膜 ７１ シリコン（１００）面ウェハー ７２ マスキング材料 ７３ 摺動部パターン ７４ プローブパターン ７５ エッチピット ７６ シリコン窒化膜 ７７ ガラス基板 ７８ 溝 ７９ クロム薄膜 ７１０ 片持ち梁支持部分
フロントページの続き (72)発明者 村田 明夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】磁性材料からなる記録媒体に軟磁性材料か
らなるプローブを対向させて記録する記録再生ヘッドで
あって、片持ち梁と前記片持ち梁の自由端に前記軟磁性
材料からなるプローブと、前記記録媒体に接触摺動する
摺動部を備えたことを特徴とする記録再生ヘッド。 - 【請求項２】少なくとも摺動部の摺動面に非磁性材料か
らなる耐摩耗膜を形成したことを特徴とする請求項１記
載の記録再生ヘッド。 - 【請求項３】耐摩耗膜がダイヤモンドライクカーボン薄
膜、窒化ほう素薄膜、窒化カーボン薄膜のいずれかであ
ることを特徴とする請求項２記載の記録再生ヘッド。 - 【請求項４】摺動部が軟磁性材料からなり、プローブと
磁気的に結合されリターンヨークとしてはたらくことを
特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の記録再生
ヘッド。 - 【請求項５】摺動部とプローブを軟磁性材料で一体形成
したことを特徴とする請求項４記載の記録再生ヘッド。 - 【請求項６】プローブと２つの摺動部が、片持ち梁の長
手方向と直交する方向に前記２つの摺動部が前記プロー
ブを挟むようにインライン配列してなる請求項１から５
のいずれかに記載の記録再生ヘッド。 - 【請求項７】磁性材料からなる記録媒体と、前記記録媒
体を回転させる手段と、請求項１から６のいずれかに記
載の記録再生ヘッドと、前記記録再生ヘッドのプローブ
を磁化させる手段を備えたことを特徴とする記録再生装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7289474A JPH09134502A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 記録再生ヘッドおよび記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7289474A JPH09134502A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 記録再生ヘッドおよび記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09134502A true JPH09134502A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17743748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7289474A Pending JPH09134502A (ja) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | 記録再生ヘッドおよび記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09134502A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100455270B1 (ko) * | 1997-10-16 | 2005-05-13 | 삼성전자주식회사 | 고밀도데이터저장매체의기록재생을위한팁칩및그구동방법 |
| JP2008172252A (ja) * | 2000-12-01 | 2008-07-24 | Hewlett Packard Co <Hp> | Ａｆｍ型のデータ記憶装置 |
| JP2009134853A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Samsung Electronics Co Ltd | 電界記録再生ヘッド、それを採用した電界記録再生装置及び電界記録再生ヘッドの製造方法 |
-
1995
- 1995-11-08 JP JP7289474A patent/JPH09134502A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100455270B1 (ko) * | 1997-10-16 | 2005-05-13 | 삼성전자주식회사 | 고밀도데이터저장매체의기록재생을위한팁칩및그구동방법 |
| JP2008172252A (ja) * | 2000-12-01 | 2008-07-24 | Hewlett Packard Co <Hp> | Ａｆｍ型のデータ記憶装置 |
| JP2009134853A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Samsung Electronics Co Ltd | 電界記録再生ヘッド、それを採用した電界記録再生装置及び電界記録再生ヘッドの製造方法 |
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