(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライダーと、前記スライダーに設けられた下部磁性層と、前記下部磁性層の上の設けられたギャップ層と、前記ギャップ層上に設けられ前記下部磁性層とともに磁気回路を構成する上部磁性層と、前記下部磁性層と前記上部 磁性層の間に設けられ層間絶縁層を介して設けられたコイル部と、ＭＲ素子とを備えた磁気ヘッドであって、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するとともに、前記炭化珪素と前記カーボンの混合比が１：４〜２：１であり、前記混合膜の膜厚は５０〜３００オングストロームであることを特徴とする磁気ヘッド。
【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３μｉｎｃｈ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、スライダーと、前記スライダーに設けられた下部磁性層と、前記下部磁性層の上の設けられたギャップ層と、前記ギャップ層上に設けられ前記下部磁性層とともに磁気回路を構成する上部磁性層と、前記下部磁性層と前記上部 磁性層の間に設けられ層間絶縁層を介して設けられたコイル部と、ＭＲ素子とを備えた磁気ヘッドであって、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するとともに、前記炭化珪素と前記カーボンの混合比が１：４〜２：１であり、前記混合膜の膜厚は５０〜３００オングストロームであることを特徴とする。
【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３ｉｎｃｈのアルチック基板であり、このアルチック基板１３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１７を３μｍ形成しパターンニングを行った。この後、Ｃｕ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３ｍＴｏｒｒ、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ＲＦ５００ｗ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Ｈ2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ＥＰＭＡ（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、ＳｉＣ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（Ｃｏｎｔａｃｔ  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ＳｉＣ５０％−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Δμｋ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、ＳｉＣ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１ＧΩｃｍ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、スライダーと、スライダーに設けられた下部磁性層と、下部磁性層の上の設けられたギャップ層と、ギャップ層上に設けられ下部磁性層とともに磁気回路を構成する上部磁性層と、下部磁性層と上部磁性層の間に設けられ層間絶縁層を介して設けられたコイル部と、ＭＲ素子とを備えた磁気ヘッドであって、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で、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
【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ＣＳＳ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ＳｉＣ５０％−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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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