JP2001056919A - 磁気ヘッド用基板及びこれを用いた磁気ヘッド - Google Patents
磁気ヘッド用基板及びこれを用いた磁気ヘッドInfo
- Publication number
- JP2001056919A JP2001056919A JP11227957A JP22795799A JP2001056919A JP 2001056919 A JP2001056919 A JP 2001056919A JP 11227957 A JP11227957 A JP 11227957A JP 22795799 A JP22795799 A JP 22795799A JP 2001056919 A JP2001056919 A JP 2001056919A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic head
- substrate
- film
- silicon carbide
- sintered body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 48
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 54
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 16
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 15
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 5
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 abstract description 15
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 3
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 8
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 238000000815 Acheson method Methods 0.000 description 1
- 238000007088 Archimedes method Methods 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/10—Structure or manufacture of housings or shields for heads
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/187—Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features
- G11B5/255—Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features comprising means for protection against wear
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3103—Structure or manufacture of integrated heads or heads mechanically assembled and electrically connected to a support or housing
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3103—Structure or manufacture of integrated heads or heads mechanically assembled and electrically connected to a support or housing
- G11B5/3106—Structure or manufacture of integrated heads or heads mechanically assembled and electrically connected to a support or housing where the integrated or assembled structure comprises means for conditioning against physical detrimental influence, e.g. wear, contamination
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/40—Protective measures on heads, e.g. against excessive temperature
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/48—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed
- G11B5/58—Disposition or mounting of heads or head supports relative to record carriers ; arrangements of heads, e.g. for scanning the record carrier to increase the relative speed with provision for moving the head for the purpose of maintaining alignment of the head relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B5/60—Fluid-dynamic spacing of heads from record-carriers
- G11B5/6005—Specially adapted for spacing from a rotating disc using a fluid cushion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来のAl2 O3 −TiC系と同等の機械的強
度及びミリング性を維持しつつ、放熱性を上げると共に
更に素子のメディア面への接触を防止し、更に膜密着強
度、電気的な耐圧、面品位に優れた磁気ヘッド用基板を
提供する。 【解決手段】炭化ケイ素を99重量%以上、遊離カーボ
ン0.3重量%以下含有し、相対密度が99%以上の焼
結体で磁気ヘッド用基板を構成する。
度及びミリング性を維持しつつ、放熱性を上げると共に
更に素子のメディア面への接触を防止し、更に膜密着強
度、電気的な耐圧、面品位に優れた磁気ヘッド用基板を
提供する。 【解決手段】炭化ケイ素を99重量%以上、遊離カーボ
ン0.3重量%以下含有し、相対密度が99%以上の焼
結体で磁気ヘッド用基板を構成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はコンピューターの記
録装置であるハードディスクドライブやテープドライブ
等に用いられる磁気ヘッド並びにそれに用いる磁気ヘッ
ド用基板に関するものである。
録装置であるハードディスクドライブやテープドライブ
等に用いられる磁気ヘッド並びにそれに用いる磁気ヘッ
ド用基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気記録の高密度化は急速に進ん
でおり、ハードディスク、8mmVTR、電子スチルカ
メラ、ビデオフロッピーやデジタルオーディオ等の高保
持力媒体の記録再生用磁気ヘッドとして、従来のフェラ
イト等を使用した磁気ヘッドに代わって、磁性薄膜を利
用した磁気記録高密度化に好適な薄膜磁気ヘッドが使用
されている。この薄膜磁気ヘッド用スライダ材料には、
(1)耐摩耗性に優れること、(2)摺動面の表面平滑
性に優れること、(3)機械加工性に優れること、
(4)イオンミリング、反応性イオンエッチング(RI
E)といったミリング特性に優れること、等の特性が要
求されており、このような要求に対して、アルミナ−炭
化チタン(TiC)系セラミックスが採用されている。
でおり、ハードディスク、8mmVTR、電子スチルカ
メラ、ビデオフロッピーやデジタルオーディオ等の高保
持力媒体の記録再生用磁気ヘッドとして、従来のフェラ
イト等を使用した磁気ヘッドに代わって、磁性薄膜を利
用した磁気記録高密度化に好適な薄膜磁気ヘッドが使用
されている。この薄膜磁気ヘッド用スライダ材料には、
(1)耐摩耗性に優れること、(2)摺動面の表面平滑
性に優れること、(3)機械加工性に優れること、
(4)イオンミリング、反応性イオンエッチング(RI
E)といったミリング特性に優れること、等の特性が要
求されており、このような要求に対して、アルミナ−炭
化チタン(TiC)系セラミックスが採用されている。
【0003】更に近年、記録密度の向上のため、主とし
て磁気ヘッドの素子には磁気抵抗効果を用いたMR(M
agnetroresistive)、或いはGMR
(Giant MR)といった技術が導入されている。
このMR、或いはGMR素子の読みとり感度向上の為
に、センス電流を上げることが必要となってきた。更
に、記録密度を向上させるには、磁気ディスク上の媒体
の磁化される体積を小さくする必要がある。ハードディ
スクドライブ用MR、GMRヘッドスライダーの場合に
は、ヘッドスライダーの浮上量が1μ”程度、即ちニア
コンタクトに近くなってきており、摺動時のメディアと
の接触でMR素子部の温度変化を生じやすくなり、先の
媒体の磁化される体積が小さくなる程、ピン層の磁化方
向が不安定になり、この結果ヘッドの特性が劣化してし
まうという、いわゆるサーマルアスペリティ現象も非常
に大きな問題となってきた。この結果、素子周りの放熱
性を上げることが必要となってきた。
て磁気ヘッドの素子には磁気抵抗効果を用いたMR(M
agnetroresistive)、或いはGMR
(Giant MR)といった技術が導入されている。
このMR、或いはGMR素子の読みとり感度向上の為
に、センス電流を上げることが必要となってきた。更
に、記録密度を向上させるには、磁気ディスク上の媒体
の磁化される体積を小さくする必要がある。ハードディ
スクドライブ用MR、GMRヘッドスライダーの場合に
は、ヘッドスライダーの浮上量が1μ”程度、即ちニア
コンタクトに近くなってきており、摺動時のメディアと
の接触でMR素子部の温度変化を生じやすくなり、先の
媒体の磁化される体積が小さくなる程、ピン層の磁化方
向が不安定になり、この結果ヘッドの特性が劣化してし
まうという、いわゆるサーマルアスペリティ現象も非常
に大きな問題となってきた。この結果、素子周りの放熱
性を上げることが必要となってきた。
【0004】この対策として GAP膜を熱伝導性の高
いAlNやDLCにしたり、従来用いられているAl2
O3 −TiC系基板上のアモルファスアルミナの膜厚を
薄くすることで、(1)MR素子をAl2 O3 −TiC
基板に近づけ放熱性を上げる、(2)Al2 O3 −Ti
C基板とアルミナ膜の硬度差によるリセスを利用して素
子がメディア面と衝突することを防止する等の対策がと
られている。或いはアモルファスアルミナとAl2 O3
−TiC系基板の間に熱伝導性の高いDLC膜を成膜す
ることで放熱性を上げている。
いAlNやDLCにしたり、従来用いられているAl2
O3 −TiC系基板上のアモルファスアルミナの膜厚を
薄くすることで、(1)MR素子をAl2 O3 −TiC
基板に近づけ放熱性を上げる、(2)Al2 O3 −Ti
C基板とアルミナ膜の硬度差によるリセスを利用して素
子がメディア面と衝突することを防止する等の対策がと
られている。或いはアモルファスアルミナとAl2 O3
−TiC系基板の間に熱伝導性の高いDLC膜を成膜す
ることで放熱性を上げている。
【0005】しかしながらこれら素子周りの放熱性を向
上させるのみでは十分な対策に至っておらず基板自体も
放熱性の高い材料が必要になってきた。従来のAl2 O
3 −TiC系基板材料では熱伝導率が25W/m・K程
度であり、基板上への成膜に高熱伝導膜を使用しても磁
気ヘッド全体として十分な放熱性が得られない。
上させるのみでは十分な対策に至っておらず基板自体も
放熱性の高い材料が必要になってきた。従来のAl2 O
3 −TiC系基板材料では熱伝導率が25W/m・K程
度であり、基板上への成膜に高熱伝導膜を使用しても磁
気ヘッド全体として十分な放熱性が得られない。
【0006】そこで基板材料の放熱性が良好な点から熱
伝導率の高い炭化ケイ素質焼結体を磁気記録用部品に応
用する試みは、特開昭63−128885号において、
焼結助剤を添加した焼結体の例が記載されている。また
特開平5−258241号においてSiC−Al−O−
N相とTiN、TiC相の複合相とした焼結体をスライ
ダーとして用いることが提案されている。更に、特開平
10−251086号にはシリコン(Si)を含浸した
反応焼結の炭化ケイ素焼結体をスライダーとして用いる
ことが提案されている。
伝導率の高い炭化ケイ素質焼結体を磁気記録用部品に応
用する試みは、特開昭63−128885号において、
焼結助剤を添加した焼結体の例が記載されている。また
特開平5−258241号においてSiC−Al−O−
N相とTiN、TiC相の複合相とした焼結体をスライ
ダーとして用いることが提案されている。更に、特開平
10−251086号にはシリコン(Si)を含浸した
反応焼結の炭化ケイ素焼結体をスライダーとして用いる
ことが提案されている。
【0007】一方、磁気ヘッドは、一般に以下のように
して作製される。まず、直径3〜6インチ程度の基板表
面にアルミナスパッタ膜を絶縁膜として形成した後、こ
の絶縁膜の上面にリソグラフィー技術を用い数千個の素
子を形成する。その上に更に絶縁性アルミナ膜を形成す
る。そしてスライダーとしての研磨代を考慮して、複数
個の磁気ヘッドを含むバーに切り出し、そのバーの切り
出し面の一面を摺動面として精密鏡面加工後、イオンミ
リング或いは反応性イオンエッチング(RIE)といっ
た手法を用いて高精度の溝加工を行い負圧部を形成す
る。その後、個々の磁気ヘッドを切り出すことにより1
つの磁気ヘッドが形成される。
して作製される。まず、直径3〜6インチ程度の基板表
面にアルミナスパッタ膜を絶縁膜として形成した後、こ
の絶縁膜の上面にリソグラフィー技術を用い数千個の素
子を形成する。その上に更に絶縁性アルミナ膜を形成す
る。そしてスライダーとしての研磨代を考慮して、複数
個の磁気ヘッドを含むバーに切り出し、そのバーの切り
出し面の一面を摺動面として精密鏡面加工後、イオンミ
リング或いは反応性イオンエッチング(RIE)といっ
た手法を用いて高精度の溝加工を行い負圧部を形成す
る。その後、個々の磁気ヘッドを切り出すことにより1
つの磁気ヘッドが形成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
63−128885号に示されるようなSiC−Al−
O−N相とTiN、TiC相の複合相とすること、或い
は特開平10−251086号に示されるようなシリコ
ン(Si)を含浸した反応焼結の炭化ケイ素焼結体は、
例えば後者においてシリコンと炭化ケイ素粒子との混在
物であるためにシリコンと炭化ケイ素粒子の硬度が異な
り、また鏡面加工におけるラッピングレート、或いは負
圧部加工のイオンミリングレートが異なる為に、加工後
に段差を生じやすくなり実用には耐えられないものであ
った。
63−128885号に示されるようなSiC−Al−
O−N相とTiN、TiC相の複合相とすること、或い
は特開平10−251086号に示されるようなシリコ
ン(Si)を含浸した反応焼結の炭化ケイ素焼結体は、
例えば後者においてシリコンと炭化ケイ素粒子との混在
物であるためにシリコンと炭化ケイ素粒子の硬度が異な
り、また鏡面加工におけるラッピングレート、或いは負
圧部加工のイオンミリングレートが異なる為に、加工後
に段差を生じやすくなり実用には耐えられないものであ
った。
【0009】更に特開昭63−128885号に示され
るような焼結助剤を添加含有する炭化ケイ素質焼結体と
しては、アルミナやイットリアを焼結助剤とする焼結体
が知られているが、この焼結体の粒界相には、助剤と炭
化ケイ素粉末中に含まれるシリカの反応で生成する複合
酸化物が形成されている為に、粒界相と炭化ケイ素粒子
との硬度、イオンミリング性の違いにより加工後に表面
が荒れてしまうものであった。
るような焼結助剤を添加含有する炭化ケイ素質焼結体と
しては、アルミナやイットリアを焼結助剤とする焼結体
が知られているが、この焼結体の粒界相には、助剤と炭
化ケイ素粉末中に含まれるシリカの反応で生成する複合
酸化物が形成されている為に、粒界相と炭化ケイ素粒子
との硬度、イオンミリング性の違いにより加工後に表面
が荒れてしまうものであった。
【0010】更に焼結助剤としてホウ素及び炭素を添加
含有する炭化ケイ素質焼結体は、炭素を必須成分として
多く添加するために、焼結体中に遊離カーボンとして粒
子状に残存する。この結果、この残存したカーボン粒子
と、炭化ケイ素粒子との硬度や化学的特性の違いにより
加工性が異なり、加工後にボイドが多数発生してしまう
ものであった。
含有する炭化ケイ素質焼結体は、炭素を必須成分として
多く添加するために、焼結体中に遊離カーボンとして粒
子状に残存する。この結果、この残存したカーボン粒子
と、炭化ケイ素粒子との硬度や化学的特性の違いにより
加工性が異なり、加工後にボイドが多数発生してしまう
ものであった。
【0011】従って本発明は鏡面加工、イオンミリング
等の加工後においてもボイド或いは段差の発生を抑制
し、精密加工性が高く、且つ緻密で優れた平滑性を達成
できる磁気ヘッドスライダーを提供することを目的とす
るものである。
等の加工後においてもボイド或いは段差の発生を抑制
し、精密加工性が高く、且つ緻密で優れた平滑性を達成
できる磁気ヘッドスライダーを提供することを目的とす
るものである。
【0012】また、磁気シールドと基板の絶縁性を持た
せ、且つ素子のメディア面への接触を防止し、更に膜密
着強度、電気的な耐圧、面品位に優れたアモルファス絶
縁膜を付けた基板を提供することにある。
せ、且つ素子のメディア面への接触を防止し、更に膜密
着強度、電気的な耐圧、面品位に優れたアモルファス絶
縁膜を付けた基板を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁気ヘッド用
基板及び磁気ヘッドとして必要な熱伝導率、体積固有抵
抗値を有し、且つ良好な強度、摺動特性を有する材料に
ついて、種々検討を重ねた結果、シリコン(Si)の炭
化物において、その純度、緻密度、その他特性を特定範
囲で制御することにより、前記目的が達成できることを
知見し、本発明に至った。
基板及び磁気ヘッドとして必要な熱伝導率、体積固有抵
抗値を有し、且つ良好な強度、摺動特性を有する材料に
ついて、種々検討を重ねた結果、シリコン(Si)の炭
化物において、その純度、緻密度、その他特性を特定範
囲で制御することにより、前記目的が達成できることを
知見し、本発明に至った。
【0014】即ち本発明の磁気ヘッド用基板は主成分で
あるシリコンカーバイド(SiC)が全体の99重量%
以上であり、遊離カーボンの含有量が0.3重量%以下
であり、且つ相対密度の99%以上のセラミックスから
成ることを特徴とする。
あるシリコンカーバイド(SiC)が全体の99重量%
以上であり、遊離カーボンの含有量が0.3重量%以下
であり、且つ相対密度の99%以上のセラミックスから
成ることを特徴とする。
【0015】更に本発明の磁気ヘッドは、本発明の磁気
ヘッド用基板に絶縁下地膜であるアルミナやAlN、B
Nを形成してなることを特徴とする。
ヘッド用基板に絶縁下地膜であるアルミナやAlN、B
Nを形成してなることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。
る。
【0017】本発明の磁気ヘッド用基板は炭化ケイ素を
99重量%以上含み、遊離カーボンの含有量が0.3重
量%以下の高純度の炭化ケイ素質焼結体からなるもので
ある。しかも、炭化ケイ素の理論密度(3.21)に対
する比率、即ち相対密度が99%以上、好ましくは9
9.5%以上とすることが重要であり、イオン照射によ
る磁気ヘッドスライダーの摺動面、即ちABSの加工に
用いられるイオンミリング、或いはRIEによる加工面
状態がスムースとなり、ヘッドの浮上量が安定し、ヘッ
ドの特性が安定するために磁気ヘッドとして好適であ
る。
99重量%以上含み、遊離カーボンの含有量が0.3重
量%以下の高純度の炭化ケイ素質焼結体からなるもので
ある。しかも、炭化ケイ素の理論密度(3.21)に対
する比率、即ち相対密度が99%以上、好ましくは9
9.5%以上とすることが重要であり、イオン照射によ
る磁気ヘッドスライダーの摺動面、即ちABSの加工に
用いられるイオンミリング、或いはRIEによる加工面
状態がスムースとなり、ヘッドの浮上量が安定し、ヘッ
ドの特性が安定するために磁気ヘッドとして好適であ
る。
【0018】このような炭化ケイ素質焼結体は、鏡面加
工により表面粗さ(Ra)を原子間力顕微鏡(AFM)
による測定で20Å以下とすることができ、磁気ヘッド
用基板の薄膜素子形成面をこのような鏡面としておくこ
とが好ましい。しかも、実質的に単一相の高純度の炭化
ケイ素質焼結体であるため、イオンミリングあるいはR
IEによる加工の際に表面が滑らかになり、表面粗さ
(Ra)を原子間力顕微鏡(AFM)による測定で10
0Å以下とすることができる。
工により表面粗さ(Ra)を原子間力顕微鏡(AFM)
による測定で20Å以下とすることができ、磁気ヘッド
用基板の薄膜素子形成面をこのような鏡面としておくこ
とが好ましい。しかも、実質的に単一相の高純度の炭化
ケイ素質焼結体であるため、イオンミリングあるいはR
IEによる加工の際に表面が滑らかになり、表面粗さ
(Ra)を原子間力顕微鏡(AFM)による測定で10
0Å以下とすることができる。
【0019】また、このような相対密度が99重量%以
上の炭化ケイ素質焼結体は、熱伝導率が100W/m・
Kと高くなり、磁気ヘッド素子の発熱に対する放熱性に
優れる為にメディアの温度変化を起こしにくくなり、サ
ーマルアスペリティ現象が発現しにくくなる。
上の炭化ケイ素質焼結体は、熱伝導率が100W/m・
Kと高くなり、磁気ヘッド素子の発熱に対する放熱性に
優れる為にメディアの温度変化を起こしにくくなり、サ
ーマルアスペリティ現象が発現しにくくなる。
【0020】且つ、このような炭化ケイ素質焼結体は従
来のAl2 O3 −TiC系基板と同等の400GPa以
上のヤング率を有するために機械加工時或いは加工後の
剛性に優れ、平均結晶粒子径を10.0μm以下と制御
することにより、強度増加に伴う基板からバー加工時の
切断折れを抑止することができ、更にはミリング後の平
滑性を高めることができる。
来のAl2 O3 −TiC系基板と同等の400GPa以
上のヤング率を有するために機械加工時或いは加工後の
剛性に優れ、平均結晶粒子径を10.0μm以下と制御
することにより、強度増加に伴う基板からバー加工時の
切断折れを抑止することができ、更にはミリング後の平
滑性を高めることができる。
【0021】さらに、この炭化ケイ素質焼結体は、室温
における体積固有抵抗値が109 〜106 Ω・cmであ
り、磁気ヘッド用基板として最適である。
における体積固有抵抗値が109 〜106 Ω・cmであ
り、磁気ヘッド用基板として最適である。
【0022】なお、上記炭化ケイ素質焼結体は、焼結助
剤として炭化ホウ素を0.1〜0.4重量%の範囲で含
有することが好ましい。
剤として炭化ホウ素を0.1〜0.4重量%の範囲で含
有することが好ましい。
【0023】また、本発明の磁気ヘッド用基板上には磁
気シールド膜間の絶縁下地膜として、スパッタリング法
によりアモルファス膜を3〜20μm形成する。あるい
は、上記絶縁下地膜として、基板上にスパッタリング法
により形成した厚み0.2〜2.4μmの第1アモルフ
ァスアルミナ膜と、ECRスパッタリング法により形成
した10Å〜0.55μmの第2のアモルファスアルミ
ナ膜とをこの順序または逆の順序で積層することが好ま
しい。このような絶縁下地膜とすることで、炭化ケイ素
質基板材料本体と共に磁気ヘッド素子部の放熱性を飛躍
的に向上させることができ、更には素子のメディア面へ
の接触を防止し、更に膜密着強度、電気的な耐圧、面品
位に優れた磁気ヘッド用基板を提供することができる。
気シールド膜間の絶縁下地膜として、スパッタリング法
によりアモルファス膜を3〜20μm形成する。あるい
は、上記絶縁下地膜として、基板上にスパッタリング法
により形成した厚み0.2〜2.4μmの第1アモルフ
ァスアルミナ膜と、ECRスパッタリング法により形成
した10Å〜0.55μmの第2のアモルファスアルミ
ナ膜とをこの順序または逆の順序で積層することが好ま
しい。このような絶縁下地膜とすることで、炭化ケイ素
質基板材料本体と共に磁気ヘッド素子部の放熱性を飛躍
的に向上させることができ、更には素子のメディア面へ
の接触を防止し、更に膜密着強度、電気的な耐圧、面品
位に優れた磁気ヘッド用基板を提供することができる。
【0024】図1に本発明の磁気ヘッド用基板から作製
される磁気ヘッドの概要を示す。この磁気ヘッドにおい
て1は本発明の磁気ヘッド用基板からなるスライダー、
2は浮上面、3はABS(エア・ベアリング・サーフェ
イス)、4はステップ部、5は磁気素子である。そし
て、図2に示すように、スライダー1に絶縁下地膜7を
介して形成した磁気素子5をメディア6上で浮上させる
ことによって、記録再生を行なう。
される磁気ヘッドの概要を示す。この磁気ヘッドにおい
て1は本発明の磁気ヘッド用基板からなるスライダー、
2は浮上面、3はABS(エア・ベアリング・サーフェ
イス)、4はステップ部、5は磁気素子である。そし
て、図2に示すように、スライダー1に絶縁下地膜7を
介して形成した磁気素子5をメディア6上で浮上させる
ことによって、記録再生を行なう。
【0025】このような磁気ヘッドの製造方法は以下の
通りである。まず、直径3〜6インチ程度の磁気ヘッド
用基板表面に絶縁下地膜7を形成した後、この絶縁下地
膜7の上面にリソグラフィー技術を用い数千個の磁気素
子5を形成する。その上に更に絶縁性アルミナ膜を形成
する。そしてスライダーとしての研磨代を考慮して、複
数個の磁気ヘッドを含むバーに切り出し、そのバーの切
り出し面の一面を摺動面(浮上面2)として精密鏡面加
工後、イオンミリング或いは反応性イオンエッチング
(RIE)といった手法を用いて高精度の溝加工を行い
負圧部をなす深さ1μm以下のステップ部4を形成す
る。その後、個々の磁気ヘッドを切り出すことにより1
つの磁気ヘッドが形成される。
通りである。まず、直径3〜6インチ程度の磁気ヘッド
用基板表面に絶縁下地膜7を形成した後、この絶縁下地
膜7の上面にリソグラフィー技術を用い数千個の磁気素
子5を形成する。その上に更に絶縁性アルミナ膜を形成
する。そしてスライダーとしての研磨代を考慮して、複
数個の磁気ヘッドを含むバーに切り出し、そのバーの切
り出し面の一面を摺動面(浮上面2)として精密鏡面加
工後、イオンミリング或いは反応性イオンエッチング
(RIE)といった手法を用いて高精度の溝加工を行い
負圧部をなす深さ1μm以下のステップ部4を形成す
る。その後、個々の磁気ヘッドを切り出すことにより1
つの磁気ヘッドが形成される。
【0026】この時、上述したように本発明の炭化ケイ
素質焼結体は鏡面研磨やイオンミリングまたはRIEに
より極めて平滑な面とでき、上記摺動面(浮上面2)は
原子間力顕微鏡(AFM)による測定で7Å以下、ステ
ップ部は同じく100Å以下とすることが好ましい。
素質焼結体は鏡面研磨やイオンミリングまたはRIEに
より極めて平滑な面とでき、上記摺動面(浮上面2)は
原子間力顕微鏡(AFM)による測定で7Å以下、ステ
ップ部は同じく100Å以下とすることが好ましい。
【0027】なお、本発明の炭化ケイ素質焼結体の製造
方法には主に常圧焼結、ホットプレス、CVD法などを
挙げることができ、ホットプレス、CVD法においては
緻密な基板を製造することは可能であり、また比較的熱
伝導率が高い。それに対し、特開平5−330917で
示されるように常圧焼結においては熱伝導率が60〜8
0W/m・Kと低く、また完全な緻密体を得難い。その
為、1700〜2000℃の高圧不活性ガス中で熱処理
を施すことにより緻密化させ、また熱伝導率を効果的に
向上させることが知られている。
方法には主に常圧焼結、ホットプレス、CVD法などを
挙げることができ、ホットプレス、CVD法においては
緻密な基板を製造することは可能であり、また比較的熱
伝導率が高い。それに対し、特開平5−330917で
示されるように常圧焼結においては熱伝導率が60〜8
0W/m・Kと低く、また完全な緻密体を得難い。その
為、1700〜2000℃の高圧不活性ガス中で熱処理
を施すことにより緻密化させ、また熱伝導率を効果的に
向上させることが知られている。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定される
ものではない。
はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定される
ものではない。
【0029】(実施例1)アチソン法によって合成され
た平均粒子径0.5μm、遊離シリカ2重量%、遊離カ
ーボン0.3重量%の炭化珪素粉末に平均粒子径0.8
μmの炭化ホウ素粉末を用いて、種々の比率にてポリエ
チレン製容器にポリイミドボールを用いてボールミルに
混合し、炭化率40%のフェノール樹脂を溶解させた有
機溶媒に混合粉末を添加混合後、有機溶媒を除去し、造
粒した。この造粒粉末をカーボン型に充填し、種々の温
度にて、アルゴン雰囲気中で30MPaの圧力を印加し
ながら1時間ホットプレス焼成し、直径40mmの焼結
体を得た。
た平均粒子径0.5μm、遊離シリカ2重量%、遊離カ
ーボン0.3重量%の炭化珪素粉末に平均粒子径0.8
μmの炭化ホウ素粉末を用いて、種々の比率にてポリエ
チレン製容器にポリイミドボールを用いてボールミルに
混合し、炭化率40%のフェノール樹脂を溶解させた有
機溶媒に混合粉末を添加混合後、有機溶媒を除去し、造
粒した。この造粒粉末をカーボン型に充填し、種々の温
度にて、アルゴン雰囲気中で30MPaの圧力を印加し
ながら1時間ホットプレス焼成し、直径40mmの焼結
体を得た。
【0030】得られた焼結体を鏡面に研磨し、平均結晶
粒子径とアルキメデス法により密度を測定し、理論密度
を3.20g/cm3 として相対密度を求めた。遊離カ
ーボンの量の測定はJISR1616に基づいて測定し
た。平均結晶粒子径は(NaOH+KNO3 )混合液中
でエッチングし、炭化珪素結晶粒子の平均径をコード法
を用いて測定した。
粒子径とアルキメデス法により密度を測定し、理論密度
を3.20g/cm3 として相対密度を求めた。遊離カ
ーボンの量の測定はJISR1616に基づいて測定し
た。平均結晶粒子径は(NaOH+KNO3 )混合液中
でエッチングし、炭化珪素結晶粒子の平均径をコード法
を用いて測定した。
【0031】また、焼結体からJISC2141に基づ
いた試料を切り出し、熱伝導率、ヤング率、体積固有抵
抗を測定した。
いた試料を切り出し、熱伝導率、ヤング率、体積固有抵
抗を測定した。
【0032】また、得られた鏡面の面粗さ(Ra)を原
子間力顕微鏡(AFM)にて測定し、更に鏡面基板から
バーに切り出し、鏡面に精密加工した後、ヘッド摺動部
をフォトレジストを用いてマスキングし、5.2×10
-4Torrの真空中で保持し、300V、200mAの
アルゴンビームにより0.6μmの深さまでヘッドステ
ップ部の表面加工を行い、処理後の面粗さ(Ra)をA
FMにて測定した。それらの結果は表1の試料No.1
〜6に示す。
子間力顕微鏡(AFM)にて測定し、更に鏡面基板から
バーに切り出し、鏡面に精密加工した後、ヘッド摺動部
をフォトレジストを用いてマスキングし、5.2×10
-4Torrの真空中で保持し、300V、200mAの
アルゴンビームにより0.6μmの深さまでヘッドステ
ップ部の表面加工を行い、処理後の面粗さ(Ra)をA
FMにて測定した。それらの結果は表1の試料No.1
〜6に示す。
【0033】また、比較として平均粒子径が1.5μ
m、遊離ケイ素が1.5重量%、遊離カーボンが0.2
重量%のα型炭化ケイ素を用いて同様に焼結体を作製
し、同様の評価を行い、その結果を表1の試料No.7
に示す。
m、遊離ケイ素が1.5重量%、遊離カーボンが0.2
重量%のα型炭化ケイ素を用いて同様に焼結体を作製
し、同様の評価を行い、その結果を表1の試料No.7
に示す。
【0034】更に、前記α型炭化ケイ素粉末とシリカ還
元法によって作製された平均粒子径0.5μm、遊離シ
リカ0.6重量%、遊離カーボン1.3重量%のβ型炭
化ケイ素粉末β型炭化ケイ素粉末を種々の割合で混合す
ると共に、平均粒子径0.8μmの炭化ホウ素粉末を炭
化ケイ素粉末の合計に対して0.4重量%の割合で秤量
し、先の実施例と同様にして混合乾燥後、造粒した。こ
の造粒粉末をカーボン型に充填し、種々の温度で30M
Paの圧力を印加してホットプレス焼成し、得られた焼
結体を同様の評価を行い、結果を表1、2の試料8〜1
3に示した。
元法によって作製された平均粒子径0.5μm、遊離シ
リカ0.6重量%、遊離カーボン1.3重量%のβ型炭
化ケイ素粉末β型炭化ケイ素粉末を種々の割合で混合す
ると共に、平均粒子径0.8μmの炭化ホウ素粉末を炭
化ケイ素粉末の合計に対して0.4重量%の割合で秤量
し、先の実施例と同様にして混合乾燥後、造粒した。こ
の造粒粉末をカーボン型に充填し、種々の温度で30M
Paの圧力を印加してホットプレス焼成し、得られた焼
結体を同様の評価を行い、結果を表1、2の試料8〜1
3に示した。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】表1によると、相対密度が99%より小さ
いと熱伝導率が極端に低くなる傾向にあり、十分な放熱
性が得られない。また優れた鏡面加工性が得られず、鏡
面加工後の基板表面部の面粗度が大きくなる。相対密度
が低いことに起因してボイドが基板内部に残存し、また
基板鏡面加工性が優れないために、イオンミリング後ス
テップ部の面粗度が著しく大きくなっており、いずれも
100Åより大きい。浮上動圧部の面粗さが100Åを
越えると浮上特性が不安定となり、安定したヘッド特性
が得られない恐れがある。
いと熱伝導率が極端に低くなる傾向にあり、十分な放熱
性が得られない。また優れた鏡面加工性が得られず、鏡
面加工後の基板表面部の面粗度が大きくなる。相対密度
が低いことに起因してボイドが基板内部に残存し、また
基板鏡面加工性が優れないために、イオンミリング後ス
テップ部の面粗度が著しく大きくなっており、いずれも
100Åより大きい。浮上動圧部の面粗さが100Åを
越えると浮上特性が不安定となり、安定したヘッド特性
が得られない恐れがある。
【0038】また、炭化ケイ素の焼結に於いて添加カー
ボン及び遊離カーボンは炭化ケイ素粉末中に含まれる遊
離シリカと反応して炭化ケイ素を生成することにより、
焼結性が向上することが知られているが、焼結後に未反
応の遊離カーボンが残存すると化学量論組成による炭化
ケイ素に対する相対密度が低下するだけでなく、ヘッド
加工時のイオンミリング、RIE等に於いてミリングレ
ートが炭化ケイ素と異なるために優先的にミリングされ
るため段差が生じ、急激にミリング後の面粗度が大きく
なる。また熱伝導率も低下する傾向にある。
ボン及び遊離カーボンは炭化ケイ素粉末中に含まれる遊
離シリカと反応して炭化ケイ素を生成することにより、
焼結性が向上することが知られているが、焼結後に未反
応の遊離カーボンが残存すると化学量論組成による炭化
ケイ素に対する相対密度が低下するだけでなく、ヘッド
加工時のイオンミリング、RIE等に於いてミリングレ
ートが炭化ケイ素と異なるために優先的にミリングされ
るため段差が生じ、急激にミリング後の面粗度が大きく
なる。また熱伝導率も低下する傾向にある。
【0039】更に化学量論組成による炭化ケイ素に対す
る相対密度が小さい、或いは焼結体中の遊離カーボン量
の割合が大きいと電導性に大きく影響を与え、相対密度
が小さいと内部に存在する欠陥によって抵抗値が大きく
なり、遊離カーボンの割合が増加すると、カーボン自身
の導電性のために抵抗値が低下する。ヘッドを製造する
上で、材料は半導通程度、即ち体積固有抵抗値で106
〜109 Ω・cm程度が望ましい。ここで炭化ケイ素の
純度も重要であり、純度が低い、即ち不純物が存在する
ことによって十分な導電性、イオンミリング性を得難
い。
る相対密度が小さい、或いは焼結体中の遊離カーボン量
の割合が大きいと電導性に大きく影響を与え、相対密度
が小さいと内部に存在する欠陥によって抵抗値が大きく
なり、遊離カーボンの割合が増加すると、カーボン自身
の導電性のために抵抗値が低下する。ヘッドを製造する
上で、材料は半導通程度、即ち体積固有抵抗値で106
〜109 Ω・cm程度が望ましい。ここで炭化ケイ素の
純度も重要であり、純度が低い、即ち不純物が存在する
ことによって十分な導電性、イオンミリング性を得難
い。
【0040】試料No.7は純度、カーボン量、相対密
度等、上記項目に対して十分な範囲内にあるが、結晶粒
子径が大きくなっており、それに伴いヘッドステップ部
ミリング後の面粗度が大きくなっている。これはステッ
プ部の深さが1μmと結晶粒子径に対して非常に小さい
為、ミリングによる不均一な部分の残存に起因するもの
である。その為、結晶のサイズは小さいものが良く、平
均結晶粒子径で10.0μm以下、より好ましくは4.
0μm以下である。
度等、上記項目に対して十分な範囲内にあるが、結晶粒
子径が大きくなっており、それに伴いヘッドステップ部
ミリング後の面粗度が大きくなっている。これはステッ
プ部の深さが1μmと結晶粒子径に対して非常に小さい
為、ミリングによる不均一な部分の残存に起因するもの
である。その為、結晶のサイズは小さいものが良く、平
均結晶粒子径で10.0μm以下、より好ましくは4.
0μm以下である。
【0041】本発明の試料ではいずれも炭化ケイ素が9
9重量%以上、遊離カーボン量が0.3重量%以下、相
対密度が99%以上であり、熱伝導率が100W/mK
以上、ヤング率が400GPa以上、平均結晶粒子径が
10.0μm 以下、体積固有抵抗値が106 〜109 Ω
・ cmであった。
9重量%以上、遊離カーボン量が0.3重量%以下、相
対密度が99%以上であり、熱伝導率が100W/mK
以上、ヤング率が400GPa以上、平均結晶粒子径が
10.0μm 以下、体積固有抵抗値が106 〜109 Ω
・ cmであった。
【0042】また、これらの試料はいずれも、鏡面加工
後の面粗さ(Ra)が20Å、ヘッドステップ部のイオ
ンミリング後の面粗さ(Ra)が100Å以下、更には
ヘッド摺動部面粗さが7Å以下であった。
後の面粗さ(Ra)が20Å、ヘッドステップ部のイオ
ンミリング後の面粗さ(Ra)が100Å以下、更には
ヘッド摺動部面粗さが7Å以下であった。
【0043】(実施例2)実施例1の試料No.4の表
面粗度Raが9Åの基板にスパッタリング法を用いて純
度99.5%のアルミナターゲットを用いてスパッタリ
ング法にてアモルファスアルミナを成膜し、その後、球
状アルミナ微粉末を純水中に懸濁させた研磨液にて鏡面
加工を行った後、球状セリア微粉末を純水中に懸濁させ
た研磨液にて最終精密加工を行い、膜面表面粗度(R
a)3Åの膜厚1〜25μm までのアモルファスアルミ
ナを作製した。
面粗度Raが9Åの基板にスパッタリング法を用いて純
度99.5%のアルミナターゲットを用いてスパッタリ
ング法にてアモルファスアルミナを成膜し、その後、球
状アルミナ微粉末を純水中に懸濁させた研磨液にて鏡面
加工を行った後、球状セリア微粉末を純水中に懸濁させ
た研磨液にて最終精密加工を行い、膜面表面粗度(R
a)3Åの膜厚1〜25μm までのアモルファスアルミ
ナを作製した。
【0044】これらの各試料に対し、加熱処理後の膜剥
離、及び常温抵抗値を測定し、その結果を表3に示す。
離、及び常温抵抗値を測定し、その結果を表3に示す。
【0045】加熱処理後の膜剥離については、各試料を
真空雰囲気内で600℃の温度で加熱し、微分干渉顕微
鏡(50倍)にて成膜段階の剥離状態を確認した。ま
た、常温抵抗値についてはTi/Auの電極を膜面に2
0ヶ所/φ4マイクロインチ形成し、常温で印加電圧1
0Vでもって三端子法を用いて膜表面と、基板の裏面と
の間の抵抗値を測定し、最低抵抗値を求めた。
真空雰囲気内で600℃の温度で加熱し、微分干渉顕微
鏡(50倍)にて成膜段階の剥離状態を確認した。ま
た、常温抵抗値についてはTi/Auの電極を膜面に2
0ヶ所/φ4マイクロインチ形成し、常温で印加電圧1
0Vでもって三端子法を用いて膜表面と、基板の裏面と
の間の抵抗値を測定し、最低抵抗値を求めた。
【0046】
【表3】
【0047】表3に示す結果から明らかな通り、本発明
の試料No.2〜7についてはアモルファスアルミナ膜
厚みを3μm以上にすれば1011Ω以上の抵抗値とな
り、優れた耐電圧が得られるが、膜厚みが20μmを越
えるとスパッタリング時の膜内部の応力が高いために加
熱処理後の膜剥離が生じてしまう。従って、アモルファ
スアルミナの膜厚さは3〜20μmが望ましい。
の試料No.2〜7についてはアモルファスアルミナ膜
厚みを3μm以上にすれば1011Ω以上の抵抗値とな
り、優れた耐電圧が得られるが、膜厚みが20μmを越
えるとスパッタリング時の膜内部の応力が高いために加
熱処理後の膜剥離が生じてしまう。従って、アモルファ
スアルミナの膜厚さは3〜20μmが望ましい。
【0048】また、絶縁下地膜として、AlN、BNを
3〜20μmの範囲内としても同様の特性を得ることが
できる。
3〜20μmの範囲内としても同様の特性を得ることが
できる。
【0049】(実施例3)実施例1の試料No.4の表
面粗度Raが9Åの基板を用いて、表3に示すように、
純度99.5%のアルミナターゲットを用いてスパッタ
リング法にてアモルファスアルミナを成膜し、その後、
球状アルミナ微粉末を純水中に懸濁させた研磨液にて鏡
面加工を行った後、球状セリア微粉末を純水中に懸濁さ
せた研磨液にて最終精密加工を行い、試料No.1〜7
の通り膜厚1〜2μm、膜面表面粗度(Ra)3Åの第
1のアモルファスアルミナを形成した。
面粗度Raが9Åの基板を用いて、表3に示すように、
純度99.5%のアルミナターゲットを用いてスパッタ
リング法にてアモルファスアルミナを成膜し、その後、
球状アルミナ微粉末を純水中に懸濁させた研磨液にて鏡
面加工を行った後、球状セリア微粉末を純水中に懸濁さ
せた研磨液にて最終精密加工を行い、試料No.1〜7
の通り膜厚1〜2μm、膜面表面粗度(Ra)3Åの第
1のアモルファスアルミナを形成した。
【0050】しかる後、同表に示す通り、ECRスパッ
タリング法を用いて、膜厚を幾通りにも変えた第2のア
モルファスアルミナ膜を形成した。更に第2のアモルフ
ァスアルミナ膜に代えて通常のスパッタリング法により
アモルファスアルミナ膜をつづけて成膜した場合を試料
No.1として示す。
タリング法を用いて、膜厚を幾通りにも変えた第2のア
モルファスアルミナ膜を形成した。更に第2のアモルフ
ァスアルミナ膜に代えて通常のスパッタリング法により
アモルファスアルミナ膜をつづけて成膜した場合を試料
No.1として示す。
【0051】実施例2と同様に加熱処理後の膜剥離、及
び抵抗値、更に表面粗度を測定し、評価した。
び抵抗値、更に表面粗度を測定し、評価した。
【0052】
【表4】
【0053】本発明の資料No.2〜6についてはアモ
ルファスアルミナ膜の厚みを2.5μm以内にしても、
抵抗値は1011Ω以上になり、優れた耐電圧が得られ、
更に加熱処理後に膜剥離が生じなくなり、表面粗度Ra
も5Å以下であった。
ルファスアルミナ膜の厚みを2.5μm以内にしても、
抵抗値は1011Ω以上になり、優れた耐電圧が得られ、
更に加熱処理後に膜剥離が生じなくなり、表面粗度Ra
も5Å以下であった。
【0054】ECRスパッタによりアモルファスアルミ
ナ膜をつけると面粗さが大きくなる傾向があるが、その
反面、非常に高密度な膜が形成でき、成膜面の面粗度で
もRa10Åを越えない非常に平滑な面が得られた。な
お、このような高密度膜であれば、CMP加工すること
で、更に平滑な面が得られる。また、試料No.7の通
り、ECRスパッタリング法による第2のアモルファス
アルミナ膜を0.6μmの厚みで形成した場合には2層
膜間の密度差による応力が高すぎるために、真空中の加
熱処理にて膜剥離が生じた。
ナ膜をつけると面粗さが大きくなる傾向があるが、その
反面、非常に高密度な膜が形成でき、成膜面の面粗度で
もRa10Åを越えない非常に平滑な面が得られた。な
お、このような高密度膜であれば、CMP加工すること
で、更に平滑な面が得られる。また、試料No.7の通
り、ECRスパッタリング法による第2のアモルファス
アルミナ膜を0.6μmの厚みで形成した場合には2層
膜間の密度差による応力が高すぎるために、真空中の加
熱処理にて膜剥離が生じた。
【0055】また、第1のスパッタリング法によるアモ
ルファス層の形成と第2のECRスパッタリング法によ
るアモルファス層の形成の順序を正転させても特性が失
われることはない。
ルファス層の形成と第2のECRスパッタリング法によ
るアモルファス層の形成の順序を正転させても特性が失
われることはない。
【0056】更に、第1のアモルファス層、及び第2の
アモルファス層はAlN、BNを使用しても同様の特性
が得られる。
アモルファス層はAlN、BNを使用しても同様の特性
が得られる。
【0057】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば高純
度の炭化ケイ素質焼結体の相対密度や粒子径を制御する
ことにより、鏡面加工性やミリング性に優れ、また諸材
料特性においても磁気ヘッドとして良好なヘッド特性を
得ることのでき、また基板上に絶縁下地膜を形成するこ
とにより炭化ケイ素質基板と磁気シールド膜間の絶縁が
とれ、炭化ケイ素質基板材料本体と共に磁気ヘッド素子
部の放熱性を飛躍的に向上させることができ、更には素
子のメディア面への接触を防止し、更に膜密着強度、電
気的な耐圧、面品位に優れた磁気ヘッド用基板を提供す
ることができる。。
度の炭化ケイ素質焼結体の相対密度や粒子径を制御する
ことにより、鏡面加工性やミリング性に優れ、また諸材
料特性においても磁気ヘッドとして良好なヘッド特性を
得ることのでき、また基板上に絶縁下地膜を形成するこ
とにより炭化ケイ素質基板と磁気シールド膜間の絶縁が
とれ、炭化ケイ素質基板材料本体と共に磁気ヘッド素子
部の放熱性を飛躍的に向上させることができ、更には素
子のメディア面への接触を防止し、更に膜密着強度、電
気的な耐圧、面品位に優れた磁気ヘッド用基板を提供す
ることができる。。
【図1】本発明の磁気ヘッド用基板を用いた作製した磁
気ヘッドスライダーの斜視図である。
気ヘッドスライダーの斜視図である。
【図2】図1の磁気ヘッドの使用状態を示す説明図であ
る。
る。
1 スライダー 2 浮上面 3 ABS(エア・ベアリング・サーフェイス) 4 ステップ部 5 MR素子 6 メディア 7 絶縁下地膜
Claims (6)
- 【請求項1】炭化珪素を99重量%以上含み、遊離カー
ボン含有量が0.3重量%以下で、相対密度が99%以
上の焼結体からなることを特徴とする磁気ヘッド用基
板。 - 【請求項2】上記焼結体が、室温における熱伝導率が1
00W/m・K以上、室温におけるヤング率が400G
Pa以上、平均結晶粒子径が10.0μm以下、室温に
おける体積固有抵抗値が109 〜106 Ω・cmである
ことを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッド用基板。 - 【請求項3】薄膜素子形成面の表面粗度(Ra)が、原
子間力顕微鏡(AFM)による測定で20Å以下である
ことを特徴とする請求項1記載の磁気ヘッド用基板。 - 【請求項4】表面に、絶縁下地膜としてアルミナ、Al
N、BNから選ばれるスパッタリング法により形成した
厚み3〜20μmのアモルファス膜を成膜したことを特
徴とする請求項1記載の磁気ヘッド用基板。 - 【請求項5】表面に、絶縁下地膜としてアルミナ、Al
N、BNから選ばれるスパッタリング法により形成した
厚み0.2〜2.4μmの第1のアモルファス膜と、E
CRスパッタリング法による厚み10〜5500Åの第
2のアモルファス膜とを積層したことを特徴とする請求
項1記載の磁気ヘッド用基板。 - 【請求項6】請求項1の磁気ヘッド用基板を用いて作製
された磁気ヘッドであって、摺動面の面粗度(Ra)が
原子間力顕微鏡による測定で7Å以下であり、摺動面近
傍に備えた1μm以下の深さを有する浮上動圧用のステ
ップ部の面粗度(Ra)が原子間力顕微鏡による測定で
100Å以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11227957A JP2001056919A (ja) | 1999-08-11 | 1999-08-11 | 磁気ヘッド用基板及びこれを用いた磁気ヘッド |
US09/637,420 US6437943B1 (en) | 1999-08-11 | 2000-08-11 | Silicon carbide substrate for forming magnetic head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11227957A JP2001056919A (ja) | 1999-08-11 | 1999-08-11 | 磁気ヘッド用基板及びこれを用いた磁気ヘッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001056919A true JP2001056919A (ja) | 2001-02-27 |
Family
ID=16868918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11227957A Pending JP2001056919A (ja) | 1999-08-11 | 1999-08-11 | 磁気ヘッド用基板及びこれを用いた磁気ヘッド |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6437943B1 (ja) |
JP (1) | JP2001056919A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7414002B2 (en) | 2004-11-29 | 2008-08-19 | Kyocera Corporation | Aluminum oxide-titanium nitride sintered body, manufacturing method thereof, and magnetic head substrate, ultrasonic motor and dynamic pressure bearing using the same |
JP2015195702A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-05 | 三菱電機株式会社 | ロータシャフトおよびその製造方法、このロータシャフトを用いたガルバノスキャナ |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006018905A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Tdk Corp | 磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法 |
JP4009292B2 (ja) * | 2005-01-06 | 2007-11-14 | Tdk株式会社 | 磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法 |
JP2006344270A (ja) * | 2005-06-08 | 2006-12-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ディスク装置及び磁気ヘッドスライダ |
WO2015125770A1 (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-27 | 日本碍子株式会社 | 半導体用複合基板のハンドル基板および半導体用複合基板 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61155261A (ja) * | 1984-04-27 | 1986-07-14 | 住友特殊金属株式会社 | 磁気ヘツドスライダ用材料及びその製造方法 |
EP0792853B1 (en) * | 1996-02-29 | 2001-04-25 | Bridgestone Corporation | Process for making a silicon carbide sintered body |
-
1999
- 1999-08-11 JP JP11227957A patent/JP2001056919A/ja active Pending
-
2000
- 2000-08-11 US US09/637,420 patent/US6437943B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7414002B2 (en) | 2004-11-29 | 2008-08-19 | Kyocera Corporation | Aluminum oxide-titanium nitride sintered body, manufacturing method thereof, and magnetic head substrate, ultrasonic motor and dynamic pressure bearing using the same |
JP2015195702A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-05 | 三菱電機株式会社 | ロータシャフトおよびその製造方法、このロータシャフトを用いたガルバノスキャナ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6437943B1 (en) | 2002-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3933523B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド用セラミックス基板材料 | |
JP5062152B2 (ja) | 焼結体の製造方法 | |
US7381670B2 (en) | Material for magnetic head slider, magnetic head slider, and method of producing material for magnetic head slider | |
JP2001056919A (ja) | 磁気ヘッド用基板及びこれを用いた磁気ヘッド | |
JP2000173027A (ja) | 磁気ヘッド用ウエハ及び磁気ヘッド | |
JPH10302223A (ja) | 薄膜磁気ヘッド用基板及びこれを用いた薄膜磁気ヘッド | |
JP4765719B2 (ja) | 焼結体、磁気ヘッドスライダ、及び焼結体の製造方法 | |
CN1974473B (zh) | 磁头滑块用烧结体、磁头滑块和磁头滑块用烧结体的制造方法 | |
JP2006018905A (ja) | 磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法 | |
JP4009292B2 (ja) | 磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法 | |
JP4218335B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド用基板の製造方法 | |
JP3450178B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド用基板の製造方法 | |
JPH10212164A (ja) | 磁気ヘッド用基板材料 | |
JP2009120428A (ja) | 焼結体及びその製造方法 | |
JP2010126415A (ja) | 焼結体及びその製造方法 | |
JP5093948B2 (ja) | 磁気ヘッド用基板及びその製造方法 | |
JP4270066B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド用基板およびこれを用いた薄膜磁気ヘッド | |
JP3896358B2 (ja) | 磁気ヘッド用基板材料、磁気ヘッド用基板、ヘッドスライダおよび磁気ヘッド用基板の製造方法 | |
JPH11339229A (ja) | 薄膜磁気ヘッド用基板およびこれを用いた薄膜磁気ヘッド | |
JP4453627B2 (ja) | 磁気ヘッドスライダ用焼結体、磁気ヘッドスライダ、及び、磁気ヘッドスライダ用焼結体の製造方法 | |
JP2005332542A (ja) | 磁気ヘッドスライダ用材料、磁気ヘッドスライダ、及び磁気ヘッドスライダ用材料の製造方法 | |
JP2002288808A (ja) | 薄膜磁気ヘッド用基板及び磁気ヘッド | |
JPH07287815A (ja) | 記録再生ヘッド用非磁性セラミックスおよびその製造方法 | |
EP0756743A1 (en) | Improved disk substrate | |
US9293154B2 (en) | Substrates for thin-film magnetic heads, magnetic head sliders, and hard disk drive devices |