DE69330292T2

DE69330292T2 - Laminat und verschleissfeste darauf in Dünnschichtverfahren gebildete magnetische Leseeinrichtung

Info

Publication number: DE69330292T2
Application number: DE69330292T
Authority: DE
Inventors: Moses M. David; Theodore A. Schwarz
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2013-08-19
Also published as: JPH06195640A; US5609948A; EP0584707A2; EP0821349B1; EP0584707B1; DE69319038D1; DE69319038T2; EP0584707A3; EP0821349A2; EP0821349A3; DE69330292D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Dünnfilm-Magnetkopfanordnung.

Hintergrund der Erfindung

Die Menge an Daten, die auf magnetischen Medien, z. B. Bändern oder Disketten, speicherbar ist, kann durch Erhöhen der Bit- und Spurdichte der magnetischen Medien vergrößert werden. Zu diesem Zweck sind Magnetköpfe erforderlich, die diese erhöhten Bit- und Spurdichten lesen und beschreiben können. Bei einem solchen Kopf handelt es sich um einen Dünnfilmkopf.
Dünnfilmköpfe sind jedoch hochempfindlich gegenüber durch die Berührung des Kopfs mit sich bewegenden magnetischen Medien hervorgerufenen Abrieb. Dieser Abrieb führt zu Löschen oder Bilden einer Vertiefung in der Mitte der Kopffläche, woraus eine reduzierte Lese- und Schreibgenauigkeit des Kopfes resultiert. Während bei den größeren ferritischen Köpfen im wesentlichen ein Abrieb von 50 um tolerabel ist, ist bei den kleineren Dünnfilmköpfen nur einem Abrieb von ungefähr 1-2 um möglich, bevor ihre Lese- und Schreibgenauigkeit beeinträchtigt wird.
Bei künftigen Generationen von Dünnfilmköpfen können die Lese- und Schreibfunktionen in dem gleichen physischen Spalt angeordnet sein, so dass Ausrichtungstoleranzen reduziert und größere Spurdichten realisiert werden können. Dadurch würde das durch den Abrieb des Kopfes hervorgerufene Problem noch verstärkt.
Die Herstellung von magnetischen Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfen beginnt typischerweise mit einem Keramiksubstrat aus einem monolithischen Al&sub2;O&sub3;-TiC- Verbundwafer, auf das eine elektromagnetische Schaltungsanordnung durch eine Kombination aus Sputterauftrag, Dampfauftrag, Elektroplattierung und Photolithographie aufgebracht wird. Jedes Magnetkopfelement benötigt ungefähr zehn Quadratmillimeter Substratfläche, und daher können mehrere Hundert Kopfelemente gleichzeitig auf einem einzelnen Wafersubstrat ausgebildet sein. Andere Köpfe, die als Mikro- und Submikroköpfe bekannt sind, sind wesentlich kleiner, so dass mehrere Tausend solcher Köpfe gleichzeitig auf der Waferfläche ausgebildet sein können. Wenn die Wandler auf der Substratfläche ausgebildet sind, wird das Wafer in einzelne Kopfelemente geschnitten und zur Bildung des Interface mit den Speichermedien präzisionsgeschliffen und poliert. Typischerweise wird eine 10-15 um dicke Beschichtung aus nichtleitendem amorphen Aluminiumoxid (a-Al&sub2;O&sub3;) auf das Substrat aufgesputtert, so dass vor dem Aufbringen der Wandlerelemente eine elektrische Isolierung erzeugt wird. Das Aufbringen dieser elektrisch isolierenden Beschichtung mittels einer sehr teueren Ausrüstung kann 10-15 Stunden dauern, dadurch werden der Zeitaufwand und die Kosten zur Herstellung eines Magnetkopfs wesentlich erhöht. Die aufgebrachte a-Al&sub2;O&sub3;-Schicht muss dann zur Erzielung der gewünschten Oberflächengüte zurückgeschliffen und poliert werden. Die daraus resultierende a-Al&sub2;O&sub3;-Beschichtung ist wesentlich weicher als das Al&sub2;O&sub3;- TiC-Substrat und nutzt sich daher viel schneller ab, was zu einer Verringerung der Effizienz des Kopfs aufgrund der Bildung von Vertiefungen in der Beschichtung und den Wandlerelementen führt.
In EP-A-0 361 657 ist eine Magnetkopfanordnung mit einer ersten Abschirmung, einem magnetoresistiven Sensor und einer elektrisch isolierenden Schicht zwischen dem magnetoresistiven Sensor und der ersten Abschirmung beschrieben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dünnfilm-Kopfanordnung bereitzustellen, die in stärkerem Maße gegen von magnetischen Medien hervorgerufenen Abrieb beständig ist und kostengünstiger herzustellen ist als derzeit erhältliche Dünnfilmköpfe.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Magnetkopfanordnung gemäß Anspruch 1 bzw. 9 gelöst. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen.
Bei der Erfindung befindet sich eine Isolierschicht aus diamantförmigem Kohlenstoff zwischen dem magnetoresistiven Sensor und der ersten Abschirmung.
Die vorliegende Erfindung weist eine Dünnfilm-Magnetkopfanordnung mit einem Substrat, einem magnetoresistiven (MR-) Sensor, magnetoresistiven Abschirmungen, Schreibspulen, Schreibpolen und Isolierschichten auf, wobei die Isolierschichten diamantförmigen Kohlenstoff aufweisen.
Die erfindungsgemäße abriebbeständige Isolierschicht ist wesentlich dünner als die Isolierschichten bekannter Köpfe. Während die Isolierschichten bekannter Köpfe häufig 10-15 um dick sind, sind die erfindungsgemäßen abriebbeständigen Isolierschichten weniger als 5 um dick und vorzugsweise ungefähr 1 um dick. Dadurch verringert sich die zum Aufbringen der Isolierschichten benötigte Zeit. Während ferner die bei bekannten Köpfen verwendete amorphe Isolierschicht aus Aluminiumoxid zur Erreichung der gewünschten Oberflächengüte zurückgeschliffen und poliert werden muss, reicht die Oberflächengüte der erfindungsgemäßen abriebbeständigen Isolierschicht, so wie sie aufgebracht worden ist, aus und macht keinen Schleifschritt erforderlich.
Die erfindungsgemäße abriebbeständige Isolierschicht ist wesentlich härter als das amorphe Aluminiumoxid und führt somit zu einer Reduzierung des durch die Berührung mit den sich bewegenden magnetischen Medien (z. B. einer Diskette oder einem Band) hervorgerufenen Abriebs der Kopfanordnung. Durch die Verringerung der Breite der Isolierschichten reduziert sich die Größe des Spalts zwischen den Lese- und Schreibfunktionen der Kopfanordnung, was wiederum zu einer Verkleinerung des abriebanfälligen Bereichs der Kopfanordnung führt, wodurch die Abriebbeständigkeit der Kopfanordnung erhöht wird.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines dem Stand der Technik entsprechenden Dünnfilm-Magnetkopfs;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dünnfilm- Magnetkopfs;
Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in Fig. 2 gezeigten Vorderansicht;
Fig. 4 ein optisches Mikrobild mit Darstellung der nicht vorhandenen Delaminierung des gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auf ein Substrat aufgebrachten Films aus diamantförmigem Kohlenstoff; und
Fig. 5 eine seitliche Querschnittansicht einer Dünnfilm-Magnetkopfanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine dem Stand der Technik entsprechende magnetische Aufzeichnungskopfanordnung 10 ist in Fig. 1 dargestellt. Die magnetische Aufzeichnungskopfanordnung 10 ist ein induktives Dünnfilm-Lese-Schreibelement, wie der Kopf, der in einer IBM 3370-Diskettenkopf-Schiebevorrichtung verwendet wird. Die Kopfanordnung 10 weist ein Substrat 12 auf, das mit einer Isolierschicht 14 bedeckt ist. Das Substrat 12 ist aus Al&sub2;O&sub3;-TiC, einer Zusammensetzung aus in einer Aluminiumoxidmatrix dispergierten Titankarbidpartikeln, gebildet. Die Isolierschicht 14 ist aus amorphem Aluminiumoxid (a-Al&sub2;O&sub3;) mit einer Mohs- Härte von ungefähr 7 gebildet. Die Kopfanordnung 10 weist typischerweise eine Spaltlänge 22, eine Spaltbreite 24, Permalloy-Polspitzen 26 und eine Kupferwicklung 28 auf.
Eine erfindungsgemäße magnetische Aufzeichnungskopfanordnung mit einem Substrat und einer Isolierschicht ist als Magnetkopfanordnung 50 in Fig. 2 dargestellt. Ein Keramiksubstrat 52 ist aus Al&sub2;O&sub3;-TiC gebildet. Eine diamantförmigen Kohlenstoff aufweisende abriebbeständige Isolierschicht 56 isoliert die elektromagnetische Schaltungsanordnung 62 gegen das Substrat 52. Diamantförmiger Kohlenstoff ("DLC") ist eine amorphe Form von Kohlenstoff mit einem hohen Grad an sp³-Bindung, so dass das Kohlenstoffmaterial viele physikalische Eigenschaften eines Diamants aufweist.
DLC-Filme, die direkt auf Al&sub2;O&sub3;-TiC-Substrate aufgebracht sind, neigen dazu, sich zu werfen und zu delaminieren, wodurch solche Filme für den Einsatz in Dünnfilm-Magnetköpfen ungeeignet sind. Die Haftung der abriebbeständigen Schicht 56 und somit ihre effektive Härte können durch Aufbringen von haftungsverbessernden Schichten über und unter der abriebbeständigen Schicht in hohem Maße verbessert werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn eine Dicke der abriebbeständigen Schicht von mehr als 100 nm gewünscht ist. Entsprechend sind erste und zweite haftungsverbessernde Schichten 54 und 58 in Fig. 2 dargestellt. Die elektromagnetische Schaltungsanordnung 62 ist auf der zweiten haftungsverbessernden Schicht 58 aufgebracht.
Fig. 3 zeigt ein vergrößerte Ansicht des Substrats 52 und der Schichten 54, 56 und 58 als laminiertes Basisteil 60. Das Substrat 52 ist aus Al&sub2;O&sub3;-TiC gebildet, vorzugsweise mit einer Titankarbidpartikelladung im Bereich von ungefähr 5 bis 50 Gewichtsprozent. Vorzugsweise weist das Al&sub2;O&sub3;-TiC-Substrat 52 eine Titankarbidpartikelladung im Bereich von ungefähr 20 bis 40 Gewichtsprozent auf, wie 3M Ceramic 210 mit einer Partikelfadung von ungefähr 30%, das bei 3M Company, St. Paul, Minnesota erhältlich ist. Die erste haftungsverbessernde Schicht 54 ist auf dem Substrat 52 aufgebracht. Die erste haftungsverbessernde Schicht 54 weist amorphes hydriertes Siliziumkarbid (a-Si : C : H) auf und hat vorzugsweise eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 1 nm bis 100 nm, besser noch von ungefähr 10 nm bis 50 nm.
Die abriebbeständige Isolierschicht 56 ist auf der ersten haftungsverbessernden Schicht 54 aufgebracht. Die abriebbeständige Schicht 56 kann entweder amorphen Kohlenstoff (a-C), amorphen hydrierten Kohlenstoff (a-C : H) oder mittels Ionenstrahl aufgebrachten Kohlenstoff (i-C) aufweisen und hat vorzugsweise eine Dicke im Bereich von ungefähr 10 nm bis 5 um, besser noch ungefähr 1 um. Bei einem alternativen Aspekt kann die abriebbeständige Schicht 56 eine Schicht aus Diamant oder amorphem Diamant anstelle von DLC aufweisen.
Die 1 um dicke abriebbeständige Isolierschicht 56 ist viel dünner als die Isolierschicht aus amorphem Aluminiumoxid bekannter Dünnfilm-Magnetkopfanordnungen, die typischerweise 10-15 um dick ist. Dadurch wird weniger Zeit für das Aufbringen der Isolierschicht benötigt. Ferner muss das amorphe Aluminiumoxid bekannter Köpfe auf die gewünschte Dicke und Oberflächengüte zurückgeschliffen werden. Der Grad an Kontrolle der sich ergebenden Dicke und Oberflächengüte wird durch die Möglichkeit zum Kontrollieren des Schleifvorgangs eingeschränkt. Im Gegensatz dazu hat die erfindungsgemäß aufgebrachte abriebbeständige Schicht 56 eine durchschnittliche Oberflächenrauhigkeit (Ra) von weniger als ungefähr 2 nm, so dass ein Polieren der Oberfläche nicht erforderlich ist.
Die erste haftungsverbessernde Schicht 54 verbessert die effektive Härte des diamantförmigen Kohlenstoffs im Laminat. Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren aufgebrachter DLC hat eine Mohs-Härte von 9 gegenüber einer Mohs-Härte von 7 für amorphes Aluminiumoxid. In Zusammenhang mit einer Dünnfilm-Magnetkopfanordnung ist die erfindungsgemäße, diamantförmigen Kohlenstoff aufweisende Schicht eine harte, elektrisch isolierende Schicht. Es wird angenommen, dass diese harte Isolierschicht die Widerstandsfähigkeit einer Dünnfilm-Magnetkopfanordnung gegen durch wiederholte Berührung der Kopfanordnung mit den magnetischen Medien, von denen sie liest und auf die sie schreibt, hervorgerufenen Abrieb verbessert. Die harte Isolierschicht kann ferner zur verringerten Bildung von Vertiefungen in der elektromagnetischen Schaltungsanordnung während der Herstellung eines Dünnfilm-Magnetkopfs beitragen, so dass bessere Ergebnisse erzielt werden.
Es wird häufig gewünscht, dass es möglich ist, weitere Schichten über der abriebbeständigen Isolierschicht aufzubringen. Dies gilt insbesondere für eine Dünnfilm-Magnetkopfanordnung, bei der es wünschenswert ist, eine elektromagnetische Schaltungsanordnung, die die entsprechenden Schichten in der Kopfanordnung bildet, auf der Isolierschicht aufzubringen.
Die zweite haftungsverbessernde Schicht 58 fördert die Haftung zwischen der abriebbeständigen Schicht 56 und weiteren (nicht gezeigten) Schichten, die wahlweise aufgetragen werden können, wie in Fig. 3 dargestellt. Die zweite haftungsverbessernde Schicht 58 kann amorphes Silizium (a-Si) enthalten und weist vorzugsweise amorphes hydriertes Silizium (a-Si : H) auf. Die Dicke der Schicht 58 liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 1 nm bis 100 nm, besser noch von ungefähr 10 nm bis 50 nm.
Die Haftung zwischen der ersten haftungsverbessernden Schicht 54 und der abriebbeständigen Schicht kann während des Aufbringvorgangs dadurch erhöht werden, dass mit dem Aufbringen der abriebbeständigen Schicht vor Beendigung der Aufbringung der ersten haftungsverbessernden Schicht begonnen wird. Dadurch entsteht eine Übergangsregion zwischen der ersten haftungsverbesserndem Schicht 54 und der abriebbeständigen Schicht 56, bei der es sich um eine Vermischung der beiden Schichten handelt. Ähnlich kann die Haftung zwischen der abriebbeständigen Schicht 56 und der zweiten haftungsverbessernden Schicht 58 dadurch erhöht werden, dass mit dem Aufbringen der zweiten haftungsverbessernden Schicht vor Beendigung der Aufbringung der abriebbeständigen Schicht begonnen wird, wodurch eine zweite Übergangsregion gebildet wird.
Durch den Einsatz der zweiten haftungsverbessernden Schicht 58 verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass zusätzliche aufgebrachte Schichten, wie Metalle und Legierungen, über der abriebbeständigen Schicht 56 von der abriebbeständigen Schicht delaminieren. Dies ist bei der Konfiguration von Dünnfilm-Magnetkopfanordnungen besonders wünschenswert, bei denen der Einsatz der zweiten haftungsverbessernden Schicht 58 die Haftung der elektronischen Schaltungsanordnung 62 auf der abriebbeständigen Schicht 56 verstärkt. Bei solchen Anwendungsfällen ist es wünschenswert, dass die zweite haftungsverbessernden Schicht 58 nichtleitend ist. Entsprechend wird a-Si : H gegenüber a-Si : C : H als zweite haftungsverbessernde Schicht 58 bevorzugt. Amorphes hydriertes Silizium (a-Si : H) wird gegenüber a-Si : C : H als zweite haftungsverbessernde Schicht bevorzugt, da a-Si : H, anders als a-Si : C : H, nichtleitend ist. Siehe Fig. 2.
Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren und das gemäß diesem hergestellte laminierte Basisteil in Dünnfilm-Magnetköpfen besonders nützlich sind, ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf diesen Anwendungsfall beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist vielmehr immer dann von Nutzen, wenn das Aufbringen eines harten Films auf einem Al&sub2;O&sub3;-TiC-Substrat gewünscht ist.
Der Einsatz von DLC als Isoliermaterial in einer Dünnfilm-Magnetkopfanordnung ist immer dann von Nutzen, wenn eine Isolierschicht gewünscht ist. Eine seitliche Querschnittansicht einer magnetischen Aufzeichnungskopfanordnung 110 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Ein magnetisches Medium 111 bewegt sich entlang dem Oberteil der Kopfanordnung 110 in die von Pfeil 136 angezeigte Richtung. Die Kopfanordnung 110 weist ein Substrat 112, eine zweite Isolierschicht 114, eine untere Leseabschirmung 116, eine erste Isolierschicht 118, einen magnetoresistiven (MR-) Sensor 120, eine dritte Isolierschicht 121, eine obere Leseabschirmung/einen unteren Schreibpol 122, eine vierte Isolierschicht 124, mehrere Schreibspulenwicklungen 126, eine Glättungsschicht 127, einen oberen Schreibpol 128 und eine fünfte Isolierschicht 130 auf. Das Substrat 112 ist vorzugsweise aus dem gleichen Material gefertigt wie das Substrat 52. Die Schichten 116, 118, 120, 121 und 122 bilden eine Lesekopf 132, und die Schichten 122, 124 126, 127 und 128 bilden einen Schreibkopf 134. Die Isolierschichten 114, 118, 121, 124 und 130 weisen DLC, wie amorphen hydrierten Kohlenstoff (a-C : H) auf. Es können auch andere Materialien verwendet werden, wie amorpher Kohlenstoff (a-C), durch Ionenstrahl aufgebrachter Kohlenstoff (i-C) oder Diamant oder amorpher Diamant.
Die Isolierschichten 114, 118, 121, 124 und 130 sind harte Schichten und weisen gute elektrischen Isoliereigenschaften auf, so dass die Schichten relativ dünn ausgeführt sein können. Die Dicke der zweiten Isolierschicht 114 liegt vorzugsweise im Bereich von 10 nm bis 10 um, noch besser ist es, wenn sie weniger als 1 um beträgt; die Dicke der ersten und der dritten Isolierschicht 118 und 121 liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 50 bis 500 nm; die Dicke der vierten Isolierschicht 127 liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,5 bis 3 um; und die Dicke der fünften Isolierschicht 130 liegt vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,5 bis 5 um. Durch die reduzierte Breite der Isolierschichten verringert sich die Größe des Spalts zwischen den Lese- und Schreibfunktionen der Kopfanordnung, wodurch sich der abriebanfällige Bereich der Kopfanordnung verkleinert, so dass die Abriebbeständigkeit der Anordnung erhöht wird. Durch die reduzierte Breite der Isolierschichten verringert sich auch die Distanz zwischen der Lese- oder der Schreibfunktion und dem harten Schutzsubstrat, wodurch sich die Abriebbeständigkeit der Kopfanordnung erhöht.
Die Verwendung von diamantförmigem Kohlenstoff in den Isolierschichten 114, 118, 121, 124 und 130 ist auch deshalb vorteilhaft, weil dieser in dünnen defektfreien (d. h. kurzschlussfreien) Schichten aufgebracht werden kann, so dass bei Platzierung zwischen leitenden magnetischen Dünnfilm-Metall- Leseabschirmungen 116 und 122 aus NiFe (Permalloy) oder anderen weichen Magnetfilmen, wie Kobaltzirkonniob (CZN) oder Kobaltzirkontantal (CZT) schmalere Spalte für ein besseres Signaldichteverhalten des MR-Sensors 120 ermöglicht werden. Obwohl DLC nicht elektrisch leitend ist, hat dieses Material einen hohen Wärmeleitfaktor, wodurch sich die Betriebstemperatur des MR- Sensors durch Ableiten der Wärme vom Sensor reduziert. Dadurch wird die Lebensdauer des MR-Sensors verlängert, eine Beschädigung der magnetischen Medien 111 verhindert, wenn diese über dem Sensor gestoppt werden, und das durch Wärme verursachte Bandlaufgeräusch reduziert. Der hohe Wärmeleitfaktor minimiert ferner die Belastung in der elektromagnetischen Schaltungsanordnung bei der Fertigung eines Dünnfilm-Magnetkopfs, wodurch die Zuverlässigkeit und die Effizienz des Verfahrens verbessert werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele, die nicht als einschränkend angesehen werden dürfen, beschrieben.

Beispiel 1

Ein laminiertes Basisteil mit einem Film aus amorphem hydrierten diamantförmigen Kohlenstoff (a-C : H) auf einem Al&sub2;O&sub3;-TiC-Wafer wurde wie folgt hergestellt. 3M Ceramic 210, bei dem es sich um ein Al&sub2;O&sub3;-TiC-Wafer mit einer Titankarbidpartikelladung von 30 Gewichtsprozent handelt, wurde mit in Ethanol getauchter Baumwolle gereinigt und dann auf die eingeschaltete Elektrode eines handelsüblichen Parallelplatten-HF-Plasmareaktor vom Typ Plasmatherm Model PD 2480 platziert. Der Reaktor wurde dann mit einem von einer mechanischen Pumpe unterstützten Roots-Gebläse auf einen Basisdruck von 1 mTorr (0,13 Pascal) gepumpt.
Die Waferfläche wurde dann in einem Sauerstoffplasma-Ätzschritt, dem ein Argon-Aufsputterschritt folgte, weiter gereinigt. Der Sauerstoff-Ätzschritt wurde fünf Minuten lang bei einem Druck von 200 mTorr durchgeführt, und dabei wurden die Sauerstoffströmungsrate bei 500 Standard-Kubikzentimetern pro Minute (sccm) und die DC-Vorspannung bei 900 V gehalten.
Der Argon-Aufsputterschritt wurde fünf Minuten lang bei einem Druck von 50 mlorr durchgeführt, und dabei wurde die Argonströmungsrate bei 200 sccm und die DC-Vorspannung bei 1000 V gehalten. Eine Minute vor Beendigung des Argon-Aufsputterschritts wurde durch zweiminütiges Einleiten eines Tetramethylsilandampfs mit einer Strömungsrate von 50 sccm in die Kammer mit der Aufbringung der a-Si : C : H-Schicht begonnen. Der Druck und die Spannung wurden während der zweiminütigen Aufbringung von Si : C : H bei 50 mTorr und 1000 V gehalten.
Dreißig Sekunden vor Beendigung der Aufbringung von a-Si : C : H und somit 30 Sekunden nach Beendigung des Argon-Aufsputterschritts wurde mit der Aufbringung von DLC begonnen. Diese dreißigsekündige Überlappung der Aufbringung von a-Si : C : H und der Aufbringung von DLC führt zu einer schrittweisen Veränderung der Zusammensetzung an der Grenzfläche zwischen den beiden Dünnfilmen. Die Aufbringung von DLC wurde mittels Butadien als Quellengas und Argon als Verdünnungsgas durchgeführt. Die Strömungsraten von Argon und Butadien waren bei 180 sccm bzw. 20 sccm festgelegt, und der Druck und die Vorspannung waren auf 50 mTorr und 1000 V eingestellt. Das Aufbringen von DLC wurde 25 Minuten lang durchgeführt und erbrachte eine DLC-Filmdicke von 1,0 um. Die Mohs-Härte des daraus resultierenden Films betrug 9.
Zum Nachweis der Effektivität der haftungsverbessernden Schicht aus a- Si : C : H wurden DLC-Filme mit und ohne die haftungsverbessernde Schicht aus a-Si : C : H auf demselben Al&sub2;O&sub3;-TiC-Wafer aufgebracht. Dies erfolgte durch Maskieren eines Teils des Al&sub2;O&sub3;-TiC-Wafers während des oben beschriebenen Aufbringvorgangs. Ein zweiter Aufbringvorgang wurde dann auf demselben Wafer derart durchgeführt, dass die maskierte Region unter Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens, bei dem jedoch der a-Si : C : H-Aufbringschritt ausgelassen wurde, frei gelegt wurde. Der DLC neigte dazu, sich zu werfen und vom Wafer zu delaminieren, wenn der DLC direkt ohne die haftungsverbessernde a-Si : C : H -Schicht auf das Wafer aufgebracht wurde.
Fig. 4 zeigt ein optische Mikrobild 100 der mit a-Si : C : H präparierten Region 102. Das Werfen und Delaminieren des DLC-Films in der unpräparierten Region 104 ist deutlich sichtbar. In der mit a-Si : C : H präparierten Region 102 trat kein spürbares Werfen oder Delaminieren auf, wie durch die schwarze Farbe der Region 102 dargestellt.
Zum Quantifizieren der durch die a-Si : C : H-Unterschicht hervorgerufenen Haftungsverbesserung wurden mehrere 0,5 um dicke DLC-Filme auf Al&sub2;O&sub3;-TiC- Wafern mit und ohne die a-Si : C : H-Schicht erzeugt. Es erfolgten Haftungsmessungen durch Anbringen von Bolzen aus expoxidharzgebundenem Aluminium auf den DLC-Filmen und Durchführen eines Zuglastversuchs. Die gemäß dem oben beschriebenen Verfahren erzeugten DLC-Filme hielten auch der größten geprüften Belastung stand, die 7,3 · 10&sup7; N/m² betrug. Die ohne die a-Si : C : H- Schicht erzeugten DLC-Filme hielten einer Belastung von 3,5 · 10&sup7; N/m² nicht stand.

Beispiel 2

Eine zweite haftungsverbessernde Schicht wurde mittels folgender Schritte auf das wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt laminierte Basisteil aufgebracht. Ein Film aus amorphem hydrierten diamantförmigen (a-C : H) Kohlenstoff wurde mittels des in den ersten vier Absätzen von Beispiel 1 beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens auf ein Al&sub2;O&sub3;-TiC-Substrat aufgebracht. Dreißig Sekunden vor Beendigung des DLC-Aufbringschritts wurde a-Si : H durch Einleiten einer 2%-igen Mischung aus Silan in Argon mit einer Rate von 200 sccm in den Reaktor auf die DLC-Schicht aufgebracht. Der Druck und die DC-Vorspannung wurden bei 50 mTorr und 1000 V gehalten. Das Aufbringen von a-Si : H wurde zwei Minuten lang weitergeführt, wodurch sich ein a-Si : H- Film mit einer Dicke ergab, die wahrscheinlich innerhalb des bevorzugten Bereichs der Erfindung, d. h. bei ungefähr 1 bis 100 nm, lag. An diesem Punkt konnten zur Herstellung eines Dünnfilm-Magnetkopfs mehrere Schichten elektromagnetischer Schaltungsanordnung auf der a-Si : H-Schicht aufgebracht werden.
Diamantförmiger Kohlenstoff, der mit dieser zweiten haftungsverbessernden Schicht bedeckt ist, haftet gut an verschiedenen Substanzen, die im wesentlichen Metalle und Legierungen einschließen, und insbesondere an elektromagnetischen Schaltungsanordnungen.

Claims

1. Magnetkopfanordnung (110) mit:

- einer ersten Abschirmung (116),

- einem magnetoresistiven Sensor (120), und

- einer ersten Isolierschicht (118) zwischen dem magnetoresistiven Sensor (120) und der ersten Abschirmung (116),

dadurch gekennzeichnet, dass

- die erste Isolierschicht (118) einen diamantförmigen Kohlenstoff aufweist.

2. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, bei der die erste Abschirmung (116) eine untere Leseabschirmung aufweist.

3. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 1, ferner mit einem Substrat (112) und einer zweiten Isolierschicht (114) zwischen dem Substrat (112) und der ersten Abschirmung (116).

4. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 3, bei der die zweite Isolierschicht (114) einen diamantförmigen Kohlenstoff aufweist.

5. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 3, ferner mit einer zweiten Abschirmung, bei der es sich um eine obere Leseabschirmung/einen unteren Schreibpol (122) handelt, und einer dritten Isolierschicht (121) zwischen dem magnetoresistiven Sensor (120) und der zweiten Abschirmung (122).

6. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 5, bei der die dritte Isolierschicht (121) einen diamantförmigen Kohlenstoff aufweist.

7. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 5, ferner mit mehreren Schreibspulenwicklungen (126) und einer vierten Isolierschicht (124) zwischen der zweiten Abschirmung und den mehreren Schreibspulenwicklungen (126).

8. Magnetkopfanordnung nach Anspruch 7, bei der die vierte Isolierschicht (124) einen diamantförmigen Kohlenstoff aufweist.

9. Dünnfilm-Magnetkopfanordnung mit einem Substrat (112), einem magnetoresistiven Sensor (120), magnetoresistiven Abschirmungen, Schreibspulen (126), Schreibpolen (122, 128) und Isolierschichten (114, 118, 121, 124, 130),

dadurch gekennzeichnet, dass

- die Isolierschichten (114, 118, 121, 124, 130) einen diamantförmigen Kohlenstoff aufweisen.

10. Kopfanordnung nach Anspruch 9, bei der der diamantförmige Kohlenstoff ein amorpher hydrierter Kohlenstoff ist.

11. Kopfanordnung nach Anspruch 9, bei dem jede Isolierschicht (114, 118, 121, 124, 130) eine Dicke von weniger als ungefähr 5 um hat.