JPH09282606A - 保護膜を有する磁気ヘッドスライダおよびこれを用いた磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い記録密度を実現しつつ、磁気ヘッドスラ
イダ１の磁気記録媒体４３との接触で生じる機械的摩耗
による磁気ヘッドスライダ１の損傷を防止する保護膜付
き磁気ヘッドスライダ１及びそれを搭載した信頼性の高
く寿命の長い磁気ディスク装置を供給する。 【解決手段】 磁気ヘッドスライダ１のＡＢＳ５（空気
支持面）に、窒化チタン、酸化チタン若しくは窒化酸化
チタンのうち少なくとも一つの層を含む保護膜を成膜す
るように構成する。この保護膜を成膜する際に、磁気ヘ
ッドスライダ基板と保護膜との間に他の密着層を必要と
しないので、磁気スペーシングを増加させることなく、
摺動特性が改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッドスライ
ダの空気支持面上に保護膜を被着した磁気ヘッドスライ
ダと、前記磁気ヘッドスライダを搭載した磁気ディスク
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜磁気ヘッドは多年にわたり使用され
ており、これら磁気ヘッドは伝統的に、基板上に各々が
複数のヘッドを有する一連の列をなして形成されてい
る。磁気ヘッドが製作されると、基板は切断されて、一
連の磁気ヘッドが並んで形成される。この状態を、以
下、ローと呼ぶ。ロー状態をなしている間に、薄膜磁気
ヘッドが所定のスロート高さ（薄膜磁気ヘッドにおいて
データを効率良く読み書きするのに必要な狭ギャップ磁
路の高さ）の寸法になるようにラップ仕上げ（研摩仕上
げの一種）される。その後、ラップ仕上げされた面にレ
ールのパタンを作って空気支持面（ＡＢＳ）を形成す
る。ＡＢＳ上のレール形成は、従来から用いられている
機械的加工法の他に、最近では、そのレール形状が一層
複雑になっていることから、エッチングプロセスなどの
乾式処理技法も使用されている。次に、磁気ヘッドのロ
ーを個別に磁気ヘッドスライダに分離する。次に、磁電
変換素子へ動作電流を印加する導電パタンに導電性ワイ
ヤを接続し、ジンバル・サスペンションをとりつけて、
一つの磁気ヘッドスライダが完成する。

【０００３】磁気ディスク装置内では、取り付けられた
磁気ヘッドスライダは、前記のヘッドのＡＢＳに対向す
る磁気記録媒体との間に狭い一様な間隔（普通は数十ナ
ノメートル）を維持するように浮上する。しかし、正常
動作においても、磁気ヘッドスライダは磁気記録媒体に
偶然接触することがある。そこで、磁気ヘッドと磁気記
録媒体の間の接触により生じる機械的摩耗から保護する
ために、各種保護層を磁気ヘッドスライダのＡＢＳ上に
堆積する技術が提案されている。

【０００４】たとえば、米国特許Ｒｅ．３２４６４は、
磁気記録媒体の摩耗から保護するためにカーボン保護層
を備えている磁気記録装置を開示している。磁電変換素
子を有するスライダがカーボンで、望ましくはグラファ
イトライクカーボンで被覆されて、磁気記録媒体との低
摩擦耐摩耗接触面を形成している。被覆の厚さは、２マ
イクロインチから１０マイクロインチとの間にある。

【０００５】ＩＢＭテクニカルディスクロージャ ブリ
テン誌（ＴＤＢ）、ＤＥＣＥＭＢＥＲ、１９１２、第３
１７３頁は、シリコンカーバイドまたはダイヤモンドラ
イクカーボンの保護層を有する磁気ヘッドスライダを開
示している。保護膜の厚さは５００から１０００オング
ストロームの範囲にある。

【０００６】特開平４−２７６６３７、および特開平４
−３６４２１７号公報は、約１０から５０オングストロ
ームのシリコン膜と水素添加カーボン膜の２層の保護膜
を有する磁気ヘッドスライダ、および前記２層にシリコ
ン化合物からなる層を加えた３層の保護膜を有する磁気
ヘッドスライダを開示している。保護膜厚は計２５０オ
ングストロームである。

【０００７】このように、磁気ヘッドスライダ保護膜と
してダイヤモンドライクカーボンが多く用いられてい
る。これは、ダイヤモンドライクカーボン膜がダイヤモ
ンドのごとく高硬度であり、又比較的容易にスパッタ法
や化学的気相成長法などの半導体製造に用いられている
手法で形成可能だからである。

【０００８】しかし、高硬度なゆえに、膜応力が大き
く、磁気ヘッドスライダ、特に、薄膜磁気ヘッド材料と
して広く用いられているアルミナ・チタンカーバイド・
セラミクス基板（以下アルチック基板）との密着力は非
常に小さい。マルチック基板上に成膜した１０ナノメー
トル程度のダイヤモンドライクカーボン極薄膜は、最初
から接着しなかったり、機械的衝撃、温度ストレスや経
時変化等で容易に剥離してしまうという欠点があること
がわかった。このため、図３に示したように、スライダ
１とダイヤモンドライクカーボン膜１６との間に密着層
１７を設け、保護膜がスライダから剥離しないようにし
ている。

【０００９】特に、今日市販されている、１平方インチ
あたり数百メガビットの記憶密度を持つ磁気ディスク装
置における磁気ヘッドスライダと磁気記録媒体との間隔
（浮上層）は数１０ナノメートルであり、磁気ヘッドス
ライダ保護膜の膜厚は浮上層の数１０％程度になってい
る。高記録密度の磁気ディスク装置の実現のためには、
この浮上量をできる限り小さくしなければならない。磁
気ヘッドスライダ保護膜において上記のごとく、密着層
を付与すると、実質的な浮上量すなわち磁気スペーシン
グ（浮上量に磁気ヘッドスライダの密着層の厚さをも含
めた保護膜厚及び媒体の保護膜厚を加えた値）が増大し
て、高密度磁気ディスク装置を実現できない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のダ
イヤモンドライクカーボン膜よりなる磁気ヘッドライダ
保護膜では、密着層が不可欠であった。このことは、磁
気ヘッドスライダ保護膜の製造工程において、所要工数
を増大させ、さらに、高密度磁気ディスク装置の実現の
障害となっていた。

【００１１】本発明の目的は、特性・性能向上のうち、
高密度化に関し、さらに信頼性向上、生産性向上に関す
る。

【００１２】磁気ヘッドスライダと磁気記録媒体との接
触により生じる機械的摩耗により、磁気ヘッドスライダ
は損傷し、磁気ヘッドスライダの寿命の劣化が生じる。
しかし、機械的摩耗から保護するための従来のスライダ
保護膜では、十分な耐久性がない。本発明の目的は、高
密度化を可能にしつつ高耐久性の保護膜により磁気ヘッ
ドスライダを保護し、磁気ディスク装置の信頼性を向上
させることにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気ヘッドスラ
イダは、磁電変換素子を有し、磁気ヘッドが磁気記録媒
体の記録面に対向して浮上する際に、前記磁気記録媒体
の記録面に対向しかつ最も接近する面である空気支持面
をもつ磁気ヘッドスライダにおいて、前記空気支持面
に、窒化チタン、酸化チタン若しくは窒化酸化チタンの
うち少なくとも一つの層を含む保護膜を成膜したことを
特徴とする。

【００１４】本発明の請求項１記載の磁気ヘッドスライ
ダは、前記保護膜の厚さが、１０オングストローム以上
であり、かつ２５０オングストローム以下であることを
特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明による薄膜磁気ヘッドスラ
イダの一例を図１に示す。

【００１６】磁気ヘッドを作成する方法を順に説明す
る。まず、非磁性基板上に磁性材料および電気絶縁材料
の層を堆積して、磁気記録媒体上の磁性膜の情報を読み
書きするのに必要な周知の磁電変換素子８を形成する。
これにより、非磁性基板上には複数のヘッドが一連の列
をなして形成される。このとき、前記磁電変換素子８に
印加する電流を外部より供給する導電性細線を接着する
導電性パタン９は、磁電変換素子８の近くの領域に、磁
電変換素子と同様の堆積プロセスにて形成される。その
後、基板を切断して一列の磁気ヘッドが並んだローがで
きあがる。このロー状態で、薄膜磁気ヘッドが所定のス
ロート高さの寸法になるようにラップ仕上げされる。ラ
ップ仕上げされた面にレールのパタンを、機械的加工
法、もしくはエッチングプロセスなどの乾式処理技法を
用いて作成しＡＢＳとする。次に、磁気ヘッドのローを
一個ごとの磁気ヘッドスライダに分離すると、薄膜磁気
ヘッドスライダが完成する。ＡＢＳには摩耗や摩擦など
の摺動特性を改善するために、１００オングストローム
の保護膜６を堆積させる。保護膜６は、窒化チタン、酸
化チタン、窒化酸化チタンのうち少なくとも１つの層を
含む膜である。前記ラップ仕上げされたローの状態、も
しくはローから切り離されたスライダの状態において、
堆積の工程を実行する。本発明による上記保護膜６は、
磁気ヘッドスライダ材料と密着力は十分に得られた。特
に、薄膜磁気ヘッドスライダ材料では従来のダイヤモン
ドライクカーボン膜を被着するのに必要であった密着層
は、不要であった。本実施の形態では、保護膜６とし
て、窒化チタン、酸化チタン、窒化酸化チタンを形成す
る際に、チタンをターゲットとして、それぞれ窒素、酸
素、窒素および酸素のガス雰囲気中で反応性スパッタ法
で成膜した。また、そのほかの膜製造手法例えばＣＶＤ
（化学気相成長法）などによっても同様の効果を持つ膜
が得られる。いずれの膜においても、密着層なしで、磁
気ヘッドスライダ基板との密着性は十分であった。

【００１７】窒化チタン、酸化チタン、窒化酸化チタン
は、いずれも抵抗率は低く導電性があり、電荷を蓄積す
ることがない。これらをＡＢＳ上に保護膜として用いた
磁気ヘッドスライダは、電気的に接地された磁気記録媒
体に、何らかの原因で接触したときも、放電現象を生じ
ることはない。

【００１８】すなわち、この放電現象によって生じるノ
イズや、ひいては素子部の導電パタンの断線に至る致命
的な損傷を回避することができ、信頼性の高い磁気ヘッ
ドスライダを実現することができる。

【００１９】本発明による、保護膜の耐摩耗性を示した
のが図４である。これは先端半径１００ミクロンのダイ
ヤモンド針で毎秒５メートルの速さで膜をけがいた時
に、膜に押圧痕が残る最低荷重を摩耗臨界荷重として、
保護膜厚に対してプロットした。窒化チタン、酸化チタ
ン、窒化酸化チタンとも、膜厚６オングストロームのと
きは臨界荷重が５〜１０グラムと小さく、十分な耐摩耗
性が得られなかった。膜厚が１０オングストローム以上
の膜のときは、いずれも臨界荷重が著しく大きくなり、
十分な耐摩耗性が得られた。臨界荷重は、膜厚を厚くす
るにつれ、大きくなる。

【００２０】さらに図４には、磁気ヘッドの読み出し／
書き込み性能を表す再生出力を、所望の記録密度を得る
のに必要な値を１として規格化してプロットした。保護
膜厚の上昇とともに、磁気スペーシングが大きくなるた
め、再生出力規格値は小さくなっていく。保護膜厚が２
５０オングストロームより大きくなると、読み出し／書
き込み性能が低下し、所望の磁気ヘッドが実現できなか
った。

【００２１】よって保護膜厚としては、１０オングスト
ローム以上、２５０オングストローム以下が望ましい。

【００２２】図２は、本発明による磁気ヘッドスライダ
を搭載した磁気ディスク装置の構成の一例を示す図であ
る。ＡＢＳ上に保護膜が堆積されたことにより、摺動特
性が改善し、たとえ磁気ヘッドスライダと磁気記録媒体
とが偶然接触しても、機械的摩耗は発生しなかった。さ
らに、密着層が不要であるため、１０オングストローム
の極薄膜の保護膜でも上記耐久性が実現でき、保護膜の
付与による磁気スペーシングの増加から生じる磁電変換
特性の劣化を抑えることができた。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、保護膜
付与による磁気スペーシングの増加から生じる磁電変換
特性の劣化がなく、摺動特性の悪化やヘッドクラッシュ
に至るトラブルを生じることがない、磁気ヘッドスライ
ダと、装置寿命が長い磁気ディスク装置を供給できる。

【００２４】又保護膜の材料として用いる窒化チタン、
酸化チタン、窒化酸化チタンは導電性があるため、放電
現象によって生じるノイズや、素子部の導電パターンの
断線に至る致命的な損傷を回避することができるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による保護膜を有する磁気ヘッドスライ
ダを示す斜視図である。

【図２】本発明による磁気ヘッドスライダ保護膜を搭載
した磁気ディスク装置の一例を示す図である。

【図３】従来の磁気ヘッドスライダーを示す斜視図であ
る。

【図４】本発明による保護膜の耐摩耗性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ スライダ ２ リーディング面 ３ トレーリング面 ４ チャンファー ５ ＡＢＳ ６ スライダ保護膜 ８ 磁電変換素子 ９ 導電パタン １６ ダイヤモンドライクカーボン膜 １７ 密着層 ４０ 磁気回路 ４１ アクチュエータ ４２ サスペンション ４３ 磁気記録媒体 ４４ コネクタ ４５ 磁気ヘッドスライダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁電変換素子を有し、磁気ヘッドが磁気
   記録媒体の記録面に対向して浮上する際に、前記磁気記
   録媒体の記録面に対向しかつ最も接近する面である空気
   支持面をもつ磁気ヘッドスライダにおいて、 前記空気支持面に、窒化チタン、酸化チタン若しくは窒
   化酸化チタンのうち少なくとも一つの層を含む保護膜を
   成膜したことを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
2. 【請求項２】 前記保護膜の厚さが、１０オングストロ
   ーム以上であり、かつ２５０オングストローム以下であ
   ることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッドスライ
   ダ。
3. 【請求項３】 請求項１、２記載の磁気ヘッドスライダ
   を搭載した磁気ディスク装置。