(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に成膜した導体層と他の成膜層とを電気的に絶縁する絶縁膜を成膜して形成する薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法において、
前記絶縁膜を真空チャンバー内でスパッタにより成膜する際に、スパッタ操作を複数回のスパッタ操作に分け、各回のスパッタ操作から次回のスパッタ操作に移る際に放電を停止するホールド操作として、真空チャンバー内でスパッタガスをフローさせ基板を冷却させるための時間を経過させる操作を行って所要の膜厚を得ることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法。
【請求項２】
基板上に成膜した導体層と他の成膜層とを電気的に絶縁する絶縁膜を成膜して形成する薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法において、
前記絶縁膜を真空チャンバー内でスパッタにより成膜する際に、スパッタ操作を複数回のスパッタ操作に分け、各回のスパッタ操作から次回のスパッタ操作に移る際に放電を停止するホールド操作として、絶縁膜をスパッタした後、真空チャンバーを真空排気し、真空を破らずに、基板を冷却させるための時間を経過させる操作を行い、次回のスパッタ操作の際に再度スパッタガスを導入して所要の膜厚を得ることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法。
【請求項３】
各回のスパッタ操作を、ターゲットに印加する高周波電力の大小を各回で調節して行うことを特徴とする請求項１または２記載の薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法。
【請求項４】
各回のスパッタ操作を、基板側に絶縁膜を付着させる向きのバイアス電圧を印加して行うことを特徴とする請求項１、２または３記載の薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置に用いる磁気ヘッドは、磁気ディスクの信号を再生するための再生ヘッドと磁気ディスクに信号を書き込むための記録ヘッドとを有する。図１は磁気ヘッドの再生ヘッド部分の概略構成を示すもので、再生ヘッド１０を構成する磁気抵抗効果素子１０ａと端子１０ｂを示す。１２は基板であり、基板１２上に磁気シールド層として下部シールド層１４を設け、絶縁膜１６を介して磁気抵抗効果素子１０ａと端子１０ｂとを設け、さらに絶縁層１８を介して上部シールド層２０を設けている。
【０００３】
下部シールド層１４と上部シールド層２０は再生ヘッド１０を磁気シールドするために設けたものであり、これらシールド層が導電体であることから絶縁膜１６、１８を介在させて磁気抵抗効果素子１０ａおよび端子１０ｂとシールド層とを電気的に絶縁している。
これらのシールド層および絶縁膜１６、１８、再生ヘッド１０は基板１２上にスパッタ法により成膜して形成される。すなわち、真空チャンバー内にターゲットを設置し、アルゴンガス等のスパッタガスを導入しカソードに高周波電力を印加して基板上に成膜することによって形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、磁気ディスク装置の高密度化とともに磁気ヘッドがますます小型化し、薄膜磁気ヘッドに形成される絶縁膜１６、１８をより薄く形成することが求められている。従来の薄膜磁気ヘッドでは絶縁膜は１０００〜１５００オングストローム程度の膜厚に形成されているが、この膜厚を数百オングストローム程度にすることが求められる。しかしながら、膜厚を薄くするとピンホール等によって絶縁耐圧が低下するといった絶縁膜の絶縁特性が問題となってくる。
【０００５】
本発明はこのような薄膜磁気ヘッドにおける絶縁膜の形成方法に関するものであり、従来の薄膜磁気ヘッドで用いられている絶縁膜よりも膜厚を薄くしてなおかつ所要の絶縁特性を有する絶縁膜を形成することができ、これによって高信頼性を有する小型の薄膜磁気ヘッドを得ることができる薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法を提供するものである。
【０００６】
【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、次の構成を備える。
すなわち、基板上に成膜した導体層と他の成膜層とを電気的に絶縁する絶縁膜を成膜して形成する薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法において、前記絶縁膜を真空チャンバー内でスパッタにより成膜する際に、スパッタ操作を複数回のスパッタ操作に分け、各回のスパッタ操作から次回のスパッタ操作に移る際に放電を停止するホールド操作として、真空チャンバー内でスパッタガスをフローさせ基板を冷却させるための時間を経過させる操作を行って所要の膜厚を得ることを特徴とする。
また、基板上に成膜した導体層と他の成膜層とを電気的に絶縁する絶縁膜を成膜して形成する薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法において、前記絶縁膜を真空チャンバー内でスパッタにより成膜する際に、スパッタ操作を複数回のスパッタ操作に分け、各回のスパッタ操作から次回のスパッタ操作に移る際に放電を停止するホールド操作として、絶縁膜をスパッタした後、真空チャンバーを真空排気し、真空を破らずに、基板を冷却させるための時間を経過させる操作を行い、次回のスパッタ操作の際に再度スパッタガスを導入して所要の膜厚を得ることを特徴とする。
所要の膜厚を得るスパッタ操作を、複数回のスパッタ操作に分け、各回のスパッタ操作の中間でホールド操作を行うことによって基板が冷却され、絶縁膜でピンホールが成長することを抑制し、ピンホールを収縮させて絶縁膜の絶縁特性を改善することが可能になる。
また、各回のスパッタ操作を、ターゲットに印加する高周波電力の大小を各回で調節して行うことが有効であり、また、各回のスパッタ操作を、基板側に絶縁膜を付着させる向きのバイアス電圧を印加して行うことも、絶縁膜の絶縁特性を向上させる上で有効である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面とともに詳細に説明する。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法は、図１に示す薄膜磁気ヘッドのシールド層と磁気抵抗効果素子１０ａおよび端子１０ｂとを電気的に絶縁する絶縁膜１６、１８を形成する方法に好適に適用されるものである。実施形態ではアルミナを絶縁体としスパッタ法によりアルミナを成膜して絶縁膜を形成した。
【０００８】
絶縁膜を形成する方法として、本発明では所要の膜厚の絶縁膜を複数回のスパッタ操作に分けて得ることを特徴とする。すなわち、たとえば６００オングストロームの厚さにアルミナ膜を成膜する場合に、３００オングストロームずつ２回に分けてスパッタして成膜する。このようにスパッタ操作を複数回に分けて行うのは、各回のスパッタ操作ごとにいったん放電を停止して基板を冷却するホールド操作を行うためである。
【０００９】
ホールド操作はスパッタ操作を行った後、基板を冷却することにより成膜層でピンホールが成長しないように抑制することとピンホールを収縮させることを目的とする。したがって、ホールド操作ではスパッタ操作を行った後、いったん放電を停止して基板を冷却させるための時間を経過させる。ホールド操作としては、アルゴンガス等のスパッタガスを一定のガス圧で真空チャンバー内にフローさせて行う方法と、スパッタした後、いったん真空チャンバーを真空に排気し、次回のスパッタ操作の際に再度スパッタガスを導入して行う方法がある。いずれの場合も真空チャンバーの真空を破らないようにして成膜層の表面を清浄に保持しなければならない。
【００１０】
また、各回のスパッタ操作の際にはターゲットに高周波電力を印加するが高周波電力は毎回同じ条件でもよいし、各回ごと高周波電力を増減させ成膜条件を調節してもよい。高周波電力を変えて成膜条件を調節することにより、絶縁膜の絶縁特性をさらに改善することが可能である。
また、各回のスパッタ操作の際に、基板にアルミナ（絶縁体）を引き込むようにバイアス電圧をかけて成膜条件を調節することによって絶縁膜の絶縁特性を改善することが可能である。
【００１１】
図２に本発明に係る絶縁膜の形成方法をフロー図で示す。図示するように、スパッタ操作とホールド操作とを繰り返して行い、所要の膜厚の絶縁膜を得る。スパッタ操作の回数はとくに限定されるものではなく、また、各スパッタ操作で形成する膜厚も同厚である必要はない。また、スパッタ操作でのパワー調節、バイアス調節は適宜設定することができ、ホールド操作におけるホールド方法も適宜設定することができる。
【００１２】
図３、４に上記方法にしたがって成膜したアルミナの絶縁膜と従来方法で成膜したアルミナの絶縁膜について絶縁特性を比較した測定結果を示す。上記方法にしたがったサンプルはいずれも同じ厚さずつ２回に分けてアルミナをスパッタしたもので、スパッタ条件は以下のとおりである。
【００１３】
【表１】
0003564313.tif 000002
【００１４】
高周波電力小とは実験で使用したスパッタ装置で高周波電力を０．５〜１．５ｋＷの範囲に設定してスパッタした場合であり、高周波電力大とは、高周波電力を３．５〜５．０ｋＷの範囲に設定してスパッタした場合である。また、バイアス電圧は５０〜１５０Ｖとした。
【００１５】
図３はスパッタ条件を変えた４種のサンプルと従来方法によって形成したサンプルについて、絶縁膜が破壊される電界強度を測定した結果を示す。測定値は所定の条件でスパッタして形成したアルミナの絶縁膜を金属で挟み、電圧を印加して絶縁膜が絶縁破壊された際の電圧を膜厚で割って得たものである。
【００１６】
なお、図３、４で示した各サンプルのスパッタ条件は以下のとおりである。
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【００１７】
図３に示す測定結果は、従来方法によって形成したアルミナの絶縁膜、すなわち１回の成膜工程で形成した絶縁膜にくらべて、上記Ａ＋Ａ、Ａ＋Ｂ、Ｃ＋Ａ、Ｃ＋Ｃの４種のサンプルはいずれも電界強度が向上しており、絶縁膜として優れた絶縁特性を有することが確かめられた。なお、上記の４種のサンプルのうちＡ＋ＡのサンプルとＡ＋Ｂのサンプルが他のサンプルに比較して良好な結果が得られた。
【００１８】
図４は、アルミナの絶縁膜の膜厚を薄くしていった際に絶縁不良が発生する割合を調べた結果を示す。従来方法でアルミナの絶縁膜を形成した場合、膜厚が９５０オングストローム〜８３０オングストローム程度の場合は不良発生率が１０％以下であるが、膜厚が７００オングストローム程度になると不良発生率が８０％以上となる。これに対して、上記の４種類のサンプルについて膜厚を変えて不良発生率を調べたところ、７００オングストローム程度の膜厚であっても不良発生率は１０％以下であった。
この実験結果は、複数回のスパッタ操作を行うことによってアルミナの絶縁膜の絶縁特性が明確に改善できたことを示している。
【００１９】
本発明方法によれば、絶縁膜の膜厚を薄くしてなおかつ絶縁特性を向上させることが可能であるから、薄膜磁気ヘッドのギャップ間隔をより狭く形成することが可能となり、磁気ディスクの高密度化に好適に対応することが可能になる。また、薄膜磁気ヘッドの信頼性を向上させることができ、製造歩留まりの向上にも有効に寄与することができる。
また、本発明に係る絶縁膜の形成方法は従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法及び製造装置がそのまま使用できるという利点もある。
【００２０】
【発明の効果】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの絶縁膜の形成方法によれば、膜厚を薄く形成してなおかつ絶縁特性の優れた絶縁膜を得ることができるから、薄膜磁気ヘッドの製造に好適に適用でき、信頼性の高い磁気ヘッドを製造し得るとともに、磁気ヘッドの小型化、高密度化にも好適に適用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】薄膜磁気ヘッドの概略構成を示す断面図である。
【図２】薄膜磁気ヘッドの絶縁膜を形成する工程を示すフロー図である。
【図３】本発明方法によって形成した絶縁膜と従来方法によって形成した絶縁膜の絶縁破壊時の電界強度を測定した結果を示すグラフである。
【図４】本発明方法によって形成した絶縁膜と従来方法によって形成した絶縁膜について、膜厚を変えたときの不良発生率を調べた結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  再生ヘッド
１０ａ  磁気抵抗効果素子
１０ｂ  端子
１２  基板
１４  下部シールド層
１６、１８  絶縁膜
２０  上部シールド層
４６  はんだめっき被膜
５０  はんだボール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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