JPH11120529A - Magnetic head slider and its production - Google Patents

Magnetic head slider and its production

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JPH11120529A
JPH11120529A JP27894897A JP27894897A JPH11120529A JP H11120529 A JPH11120529 A JP H11120529A JP 27894897 A JP27894897 A JP 27894897A JP 27894897 A JP27894897 A JP 27894897A JP H11120529 A JPH11120529 A JP H11120529A
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protective film
slider
magnetic head
head slider
amorphous
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Kenichi Shimura
健一 志村
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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a thin protective film with good adhesion property without forming an intermediate layer, to improve friction and wear characteristics and to realize an extremely thin film by forming a protective film on the floating face of a slider base body and changing the surface of the slider base body to be in contact with the protective film into an amorphous state. SOLUTION: The surface of a slider base body comprising Al2 O3 -TiC or the like is irradiated with neutral particles of 0.5 to 2 keV energy in a vacuum chamber by using a high frequency plasma device. The crystal structure of the surface of the slider body is broken and an amorphous layer is formed to 1 to 10 nm depth. In the same vacuum chamber without exposing the amorphous layer to air, the source material gas for a protective film is introduced to form a protective film on the amorphous layer. The protective film is formed by sputtering, CVD, ion beam vapor deposition or laser vapor deposition to form a hard amorphous carbon film. Thus, the obtd. protective film has >=10<12> Ω.cm resistivity and >=1 MV/cm dielectric breakdown voltage. The obtd. floating face is also effective to prevent arc discharge.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録再生装置
に装備される磁気ヘッドとその製造方法に係り、特に、
スライダの記録媒体と対向する面に設ける保護膜の特性
向上を図った磁気ヘッドとその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head mounted on a magnetic recording / reproducing apparatus and a method for manufacturing the same.
The present invention relates to a magnetic head with improved characteristics of a protective film provided on a surface of a slider facing a recording medium, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】浮上型磁気ヘッドを備えた磁気記録装置
は、コンピューターの外部記憶装置として広く用いられ
ている。この種の磁気記録装置では、停止時には磁気ヘ
ッドを搭載したスライダと記録媒体は接触しており、記
録媒体が回転すると回転によって生じる空気流によって
スライダは記録媒体と微小な間隔を保って浮上する。
2. Description of the Related Art A magnetic recording device having a floating magnetic head is widely used as an external storage device of a computer. In this type of magnetic recording device, when stopped, the slider on which the magnetic head is mounted is in contact with the recording medium, and when the recording medium rotates, the slider floats with a small distance from the recording medium due to the airflow generated by the rotation.

【0003】このような浮上型磁気ヘッド装置では、装
置の起動時と停止時にスライダと記録媒体は摺動する。
また、スライダが浮上中であっても、偶発的にスライダ
が記録媒体表面と接触することがある。このようなスラ
イダと記録媒体の摺動や接触は両者の表面に磨耗や損傷
を与え、装置の信頼性や寿命の低下や、更には突発的な
故障の原因となる。
In such a flying magnetic head device, the slider and the recording medium slide when the device starts and stops.
Even when the slider is flying, the slider may accidentally come into contact with the surface of the recording medium. Such sliding or contact between the slider and the recording medium causes wear and damage to the surfaces of the two, which causes a reduction in the reliability and life of the apparatus and a sudden failure.

【0004】これらを防止あるいは低減するために、記
録媒体表面には、数10ナノメータ〔nm〕のカーボン
から成る保護膜および数ナノメータ〔nm〕の厚さの潤
滑層が設けられている。
In order to prevent or reduce these, a protective film made of carbon of several tens of nanometers [nm] and a lubricating layer of several nanometers [nm] are provided on the surface of the recording medium.

【0005】近年、磁気記録装置の高密度記録化および
高速化はめざましい勢いで進んでおり、このため、磁気
ヘッドの浮上量はすでに50〔nm〕以下になり、ディ
スク回転数も7,200〔rpm〕になるなど、摩擦,
摩耗に対する環境はますます厳しい状況になりつつあ
る。そこで、昨今にあっては、摩擦・磨耗特性を改善す
るために、従来は記録媒体表面にのみに設けていた保護
膜を磁気ヘッドスライダの表面にも設けるようになって
いる。
In recent years, high-density recording and high-speed recording of magnetic recording devices have been progressing at a remarkable pace. As a result, the flying height of the magnetic head has been reduced to 50 [nm] or less, and the disk rotation speed has been increased to 7,200 [ rpm], friction,
The environment for wear is becoming increasingly severe. Therefore, in recent years, in order to improve the friction and wear characteristics, a protective film conventionally provided only on the surface of the recording medium is provided on the surface of the magnetic head slider.

【0006】この磁気ヘッドスライダの保護膜として
は、記録媒体の保護膜と同様に自己潤滑性を有し、硬度
が高い硬質非晶質炭素膜が用いられており、その厚さは
10〔nm〕程度が実用化されている。
As the protective film of the magnetic head slider, a hard amorphous carbon film having high hardness and having self-lubricating properties is used similarly to the protective film of the recording medium, and has a thickness of 10 nm. ] Has been put to practical use.

【0007】しかしながら、硬質非晶質炭素膜は、内部
応力が高く、また、スライダ表面との密着性が弱いため
に、外力によって剥離しやすい問題がある。そこで従来
は、図9に示すように、スライダ基体101と硬質非晶
質炭素膜103の間に中間層102を設け、スライダと
の密着性を向上させている。
However, the hard amorphous carbon film has a problem that it is easily peeled by an external force due to high internal stress and weak adhesion to the slider surface. Therefore, conventionally, as shown in FIG. 9, an intermediate layer 102 is provided between the slider base 101 and the hard amorphous carbon film 103 to improve the adhesion to the slider.

【0008】かかる中間層102としては、例えば、特
開平6−12615号公報では、Si,Cr,Ti,Z
r,Ta,Hf,およびNiCrから選ばれた元素を、
特開平8−45022号公報では、Si,Zr,Ti,
Ru,Ge,およびこれらの酸化物,窒化物,炭化物か
らなる物質が用いられている。又、特開平6−1261
5号公報では、スライダ表面をエッチングクリーニング
した後に中間層102を形成するようにし、これによっ
てスライダ基体101と中間層102の密着性を向上さ
せている。
As the intermediate layer 102, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-12615, Si, Cr, Ti, Z
elements selected from r, Ta, Hf, and NiCr
JP-A-8-45022 discloses that Si, Zr, Ti,
Materials made of Ru, Ge, and oxides, nitrides, and carbides thereof are used. Also, Japanese Unexamined Patent Publication No.
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5 (1999) -1995, the intermediate layer 102 is formed after the slider surface is etched and cleaned, thereby improving the adhesion between the slider base 101 and the intermediate layer 102.

【0009】更に、特開平8−153379号公報で
は、スライダ表面を水素あるいは不活性ガスでエッチン
グした後に中間層102を形成し、又この中間層102
の表面を不活性ガスによってエッチングした後に硬質炭
素膜103を形成することで、スライダ基体101と中
間層102,および中間層102と硬質炭素膜103の
密着性を向上させている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-153379, an intermediate layer 102 is formed after the slider surface is etched with hydrogen or an inert gas.
By forming the hard carbon film 103 after etching the surface of the substrate with an inert gas, the adhesion between the slider base 101 and the intermediate layer 102 and between the intermediate layer 102 and the hard carbon film 103 is improved.

【0010】又、最近では、高記録密度化に対応して、
読み出しヘッドに磁気抵抗効果素子(いわゆるMR素
子)が用いられるようになっている。この磁気抵抗効果
素子(MR素子)は、磁場の強さによって素子の抵抗が
変化することを利用しており、素子中には常に電流が流
れている。このため、磁気ヘッドと記録媒体間には電位
差が生じており、浮上量が小さくなりヘッドと媒体の距
離が近くなるとヘッドと媒体の間にアーク放電が生ずる
という不都合が生じていた。
Recently, in response to the increase in recording density,
A magnetoresistive effect element (so-called MR element) has been used for a read head. This magnetoresistive effect element (MR element) utilizes the fact that the resistance of the element changes according to the strength of the magnetic field, and a current always flows through the element. For this reason, a potential difference is generated between the magnetic head and the recording medium, and there is a disadvantage that an arc discharge occurs between the head and the medium when the flying height is small and the distance between the head and the medium is short.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、磁気
ヘッドスライダ上に保護膜を設ける技術は、摩擦・摩耗
特性に関しては効果があるが、保護膜を設けることによ
り磁気ヘッドと記録媒体の距離,即ち磁気分離長を増大
させるという不都合がある。一方、磁気記録装置の記録
密度を向上させるためには磁気分離長を短くすることが
重要であり、そのため磁気ヘッドスライダ上の保護膜
は、摩擦・摩耗特性が損なわれない範囲で、可能な限り
厚さの薄いものであることが要求される。例えば、1平
方インチあたりの記録密度が10ギガビットを越える高
密度磁気記録装置では、磁気ヘッドスライダ表面に形成
する保護膜の厚さとして3〔nm〕程度が要求されてい
る。
As described above, the technique of providing a protective film on a magnetic head slider is effective in terms of friction and wear characteristics, but by providing a protective film, the distance between a magnetic head and a recording medium is increased. That is, there is a disadvantage that the magnetic separation length is increased. On the other hand, it is important to shorten the magnetic separation length in order to improve the recording density of the magnetic recording device. Therefore, the protective film on the magnetic head slider should be as thin as possible within the range where the friction and wear characteristics are not impaired. It is required to be thin. For example, in a high-density magnetic recording apparatus in which the recording density per square inch exceeds 10 gigabits, the thickness of the protective film formed on the surface of the magnetic head slider is required to be about 3 [nm].

【0012】そのため、従来のような密着性を確保する
ための中間層と硬質非晶質炭素膜によって構成されてい
る保護膜では、中間層の厚さ分だけ磁気分離長が大きく
なることが問題となるが、スライダ材料と硬質非晶質炭
素膜との密着性を損なわないためには、中間層の薄膜化
には限界がある。例えば、特開平6−12615号公報
記載の技術では、中間層の厚さは1〔nm〕以上、特開
平8−45022号公報記載の技術では、0.5〔n
m〕以上であることが必要とされている。
Therefore, in a conventional protective film composed of an intermediate layer for ensuring adhesion and a hard amorphous carbon film, the magnetic separation length is increased by the thickness of the intermediate layer. However, there is a limit in reducing the thickness of the intermediate layer in order not to impair the adhesion between the slider material and the hard amorphous carbon film. For example, in the technique described in JP-A-6-12615, the thickness of the intermediate layer is 1 [nm] or more, and in the technique described in JP-A-8-45022, the thickness is 0.5 [n].
m] or more.

【0013】しかしながら、このように中間層を用いた
場合、高密度磁気記憶装置で必要とされる3〔nm〕以
下の厚さの保護膜では、中間層が保護膜全体の厚さに対
して占める割合が大きくなるため、良好な摩擦・摩耗特
性に必要な硬質非晶質炭素膜の膜厚が薄くなり、十分な
保護膜特性が得られないという不都合があった。
However, when the intermediate layer is used as described above, in the case of a protective film having a thickness of 3 nm or less required for a high-density magnetic storage device, the intermediate layer is smaller than the entire thickness of the protective film. Since the occupying ratio is large, the thickness of the hard amorphous carbon film required for good friction and wear characteristics is reduced, and there is a disadvantage that sufficient protective film characteristics cannot be obtained.

【0014】これに対して、スライダ表面に保護膜を形
成せずに摺動性を向上させる技術として、特開平7−1
29943号公報では、スライダ表面にイオン注入処理
を施すことでスライダ表面を改質し、スライダ表面の面
荒さを4.5〔nm〕以上に制御している。
On the other hand, as a technique for improving the slidability without forming a protective film on the slider surface, Japanese Patent Laid-Open No. 7-1 has been proposed.
In Japanese Patent No. 29943, the slider surface is modified by performing ion implantation on the slider surface, and the surface roughness of the slider surface is controlled to 4.5 [nm] or more.

【0015】しかしながら、この特開平7−12994
3号公報記載の技術では、スライダ表面に保護膜を形成
しないため磁気分離長を増加させることはないが、MR
素子を搭載した磁気ヘッドにあっては、媒体とスライダ
とを近づけた場合に磁気ヘッドと媒体の間で放電が生じ
易いという不都合が生じている。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-12994 discloses
In the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3 (1993) -1995, the magnetic separation length is not increased because no protective film is formed on the slider surface.
In a magnetic head equipped with an element, there is a disadvantage that a discharge is easily generated between the magnetic head and the medium when the medium and the slider are brought close to each other.

【0016】また、特開平7−129943号公報に
は、保護膜を形成した後にイオン注入処理を行い、保護
膜を含んだスライダ表面を改質して表面荒さを制御する
技術も記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-129943 also discloses a technique for controlling the surface roughness by forming a protective film and then performing ion implantation to modify the surface of the slider including the protective film. .

【0017】しかしながら、この特開平7−12994
3号公報記載の技術では、イオンを注入して表面荒さを
制御する際に保護膜がエッチングされるので、高密度磁
気記録装置の磁気ヘッドスライダに要求されような極め
て薄い保護膜に適用することはできない。更に、スライ
ダだけでなく保護膜をも改質するため、保護膜自体の特
性が変化する問題もある。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-12994 discloses
According to the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3 (1993) -1995, the protective film is etched when ions are implanted to control the surface roughness, so that the technology is applied to an extremely thin protective film required for a magnetic head slider of a high-density magnetic recording device. Can not. Furthermore, since not only the slider but also the protective film is modified, there is a problem that the characteristics of the protective film itself change.

【0018】[0018]

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、硬質非晶質炭素膜などによる極めて薄
い保護膜を、磁気ヘッドスライダの表面に中間層を設け
ることなく密着性よく形成すると共に、これによって、
高密度磁気記録装置に要求される摩擦・磨耗特性および
絶縁性に優れた(極薄化保護膜を有する)スライダを提
供することを、その目的とする。
An object of the present invention is to improve the disadvantages of the prior art, and particularly to provide an extremely thin protective film such as a hard amorphous carbon film with good adhesion without providing an intermediate layer on the surface of a magnetic head slider. Along with this
It is an object of the present invention to provide a slider (having an extremely thin protective film) excellent in friction / wear characteristics and insulating properties required for a high-density magnetic recording device.

【0019】[0019]

【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、磁気ヘッドを搭載するスライダの本体、即ちス
ライダ基体の空気浮上面に保護膜を有し、且つスライダ
基体の保護膜と接する面が非晶質化されていることを特
徴とする。
The magnetic head slider according to the present invention has a protective film on the main body of the slider on which the magnetic head is mounted, that is, the air floating surface of the slider substrate. It is characterized by being amorphous.

【0020】ここで、スライダ基体を構成する材料の具
体例としては、Al2O3−TiC(AlTiC)が挙
げられる。AlTiC製のスライダでは、スライダ基体
の前記非晶質化された深さが、1〔nm〕以上10〔n
m〕以下であることが好ましい。更に、前述した保護膜
の例としては、硬質非晶質炭素膜が挙げられる。
Here, a specific example of the material constituting the slider base is Al2O3-TiC (AlTiC). In the slider made of AlTiC, the amorphous depth of the slider base is not less than 1 nm and not more than 10 nm.
m] or less. Further, a hard amorphous carbon film is an example of the above-mentioned protective film.

【0021】又、硬質非晶質炭素は、抵抗率が10
12〔Ω・cm〕以上、絶縁耐圧も1〔MV/cm〕以上と
大きく、アーク放電防止に有効である。そして、この高
抵抗の物質を保護膜として用いると、摩擦・磨耗特性の
向上だけでなく、MR素子表面の絶縁性を高めるこがで
き、従って、このMR素子の場合にも、前述した従来例
に比較してより有効にアーク放電を抑制することができ
る。
Hard amorphous carbon has a resistivity of 10%.
It is as large as 12 [Ω · cm] or more and the withstand voltage is as large as 1 [MV / cm] or more, which is effective in preventing arc discharge. When this high-resistance material is used as a protective film, not only the friction and wear characteristics can be improved, but also the insulating properties of the MR element surface can be increased. , Arc discharge can be more effectively suppressed.

【0022】更に、本発明による磁気ヘッドスライダ
は、スライダ基体の空気浮上面の保護膜と接する面が非
晶質化されている。スライダ基体の結晶構造が壊れて非
晶質になる際には、結晶構造を形成している原子同士の
化学結合が切断される。そのため、結晶状態と非晶質化
した状態では、スライダ基体の表面における構成元素の
化学状態が異なる。図3(A)、図3(B)は、それぞ
れ、表面を非晶質化したAlTiC製スライダ基体の表
面(図3(A)の場合)と、結晶状態のままのAlTi
C製スライダ基体の表面(図3(B)の場合)とについ
て、Al(アルミニウム)の2p軌道に存在する電子の
束縛エネルギーのケミカルシフトを、X線光電子分光分
析法で調べた結果である。
Furthermore, in the magnetic head slider according to the present invention, the surface of the slider base in contact with the protective film on the air floating surface is made amorphous. When the crystal structure of the slider base is broken and becomes amorphous, chemical bonds between atoms forming the crystal structure are broken. Therefore, the chemical state of the constituent elements on the surface of the slider base is different between the crystalline state and the amorphous state. 3 (A) and 3 (B) show the surface of an AlTiC slider base having an amorphous surface (in the case of FIG. 3 (A)) and the AlTi in a crystalline state, respectively.
This is the result of examining the chemical shift of the binding energy of electrons existing in the 2p orbit of Al (aluminum) by X-ray photoelectron spectroscopy on the surface of the slider base made of C (in the case of FIG. 3B).

【0023】ここで、ケミカルシフトの大きさは、元素
の化学状態を反映する。図3では、スライダ基体中のA
lの状態,即ちAl2O3の状態でのケミカルシフトを
基準にして、相対的なケミカルシフトの変化を示してい
る。結晶状態のスライダの表面を測定した図3(B)で
は、ケミカルシフトの大きさはスライダの内部から表面
まで変化せず、Alの化学状態が一定であることを示し
ている。一方、スライダ表面を非晶質化した図3(A)
では、ケミカルシフトがスライダ表面の近傍で変化し、
Alの化学状態がスライダ内部とは異なっていることを
示している。
Here, the magnitude of the chemical shift reflects the chemical state of the element. In FIG. 3, A in the slider base is shown.
The relative change of the chemical shift is shown with reference to the chemical shift in the state of l, that is, the state of Al2O3. FIG. 3B in which the surface of the slider in a crystalline state is measured, the magnitude of the chemical shift does not change from the inside of the slider to the surface, indicating that the chemical state of Al is constant. On the other hand, FIG.
In, the chemical shift changes near the slider surface,
This shows that the chemical state of Al is different from that inside the slider.

【0024】これにより、表面を非晶質化したスライダ
基体の断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した結
果、ケミカルシフトが変化している深さは非晶質化して
いる深さと一致することが分かった。また、非晶質化に
よる化学状態の変化はAlだけでなく、AlTiCスラ
イダを形成しているTi(チタン),C(炭素),O
(酸素)でも確認された。
As a result of observing the cross-section of the slider base having an amorphized surface with a transmission electron microscope (TEM), the depth at which the chemical shift changes coincides with the depth at which the slider is amorphized. I understood that. The change in the chemical state due to the amorphization is not limited to Al, but Ti (titanium), C (carbon), O
(Oxygen) was also confirmed.

【0025】このように、スライダの表面の化学状態
は、結晶状態から非晶質になることによって変化するこ
とを確認することができた。その結果、非晶質化するこ
とによってスライダ表面の化学反応性が高くなり、スラ
イダの上に形成された保護膜と化学結合を形成し易くな
る。
As described above, it was confirmed that the chemical state of the surface of the slider was changed from a crystalline state to an amorphous state. As a result, the slider is made amorphous, so that the chemical reactivity of the slider surface is increased, and it becomes easy to form a chemical bond with the protective film formed on the slider.

【0026】従って、中間層を設けることなく保護膜と
スライダの高い密着性を得ることができ、硬質非晶質炭
素膜をスライダ基体の空気浮上面に中間層を用いること
なく形成することができる。また、本発明では、スライ
ダ基体の表面を化学的に活性化することで保護膜との密
着性を高めているので、スライダ基体や保護膜の材質に
関わらず、密着性を向上させることができる。
Therefore, high adhesion between the protective film and the slider can be obtained without providing the intermediate layer, and the hard amorphous carbon film can be formed on the air floating surface of the slider base without using the intermediate layer. . Further, in the present invention, the adhesion to the protective film is enhanced by chemically activating the surface of the slider base, so that the adhesion can be improved regardless of the material of the slider base or the protective film. .

【0027】更に、本発明では、磁気ヘッドスライダを
作製するに際して、前述したようにスライダの空気浮上
面を非晶質化した後に保護膜を形成することを、特徴と
するものである。このとき、スライダ基体の空気浮上面
を非晶質化した後、化学的に活性となった表面が汚染さ
れることを防ぐために、非晶質化した空気浮上面を大気
に曝すことなく保護膜を形成することが好ましい。
Further, the present invention is characterized in that, when manufacturing a magnetic head slider, the protective film is formed after the air floating surface of the slider is made amorphous as described above. At this time, in order to prevent the chemically activated surface from being contaminated after amorphizing the air floating surface of the slider base, the protective film is not exposed to the air without exposing the amorphous air floating surface. Is preferably formed.

【0028】空気浮上面を非晶質化する方法としては、
イオンもしくは中性粒子を照射することが挙げられ、こ
のときのイオンもしくは中性粒子のエネルギーは、0.
5〔keV〕以上2〔keV〕以下が好適である。この
場合、照射したイオンもしくは中性粒子がスライダと反
応することを避けるためには、イオンもしくは中性粒子
としてはアルゴンや窒素などの不活性元素を用いること
が好ましい。
As a method for amorphizing the air floating surface,
Irradiation of ions or neutral particles can be mentioned, and the energy of the ions or neutral particles at this time is 0.1.
The range is preferably 5 keV or more and 2 keV or less. In this case, in order to prevent the irradiated ions or neutral particles from reacting with the slider, it is preferable to use an inert element such as argon or nitrogen as the ions or neutral particles.

【0029】また、前述した保護膜の形成方法として
は、化学的気相成長法,スパッタ法,イオンビーム法,
蒸着法を用いることが好ましい。
The above-mentioned protective film is formed by a chemical vapor deposition method, a sputtering method, an ion beam method,
It is preferable to use an evaporation method.

【0030】スライダの表面を改質する技術としては、
特開平7−129943号公報に、スライダ上に保護膜
を形成した後にイオン注入処理を行い、保護膜とスライ
ダを改質して表面荒さを制御する技術が記載されてい
る。この技術では、注入されたイオンが保護膜やスライ
ダ基体の原子と衝突することによる原子衝突拡散が生
じ、保護膜とスライダ基体の界面で原子衝突拡散によっ
て密着性が向上することが予想される。
Techniques for modifying the surface of the slider include:
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-129943 describes a technique in which after a protective film is formed on a slider, ion implantation is performed to modify the protective film and the slider to control the surface roughness. In this technique, the injected ions collide with the atoms of the protective film and the slider base to cause atomic collision diffusion, and it is expected that the adhesion at the interface between the protective film and the slider base will be improved by the atomic collision diffusion.

【0031】しかしながら、保護膜形成後にイオンを注
入するので保護膜のエッチングが避けられず、保護膜が
薄い場合には適用できない。また、注入されたイオンが
保護膜の原子と衝突しながら通過するため、保護膜の特
性が変化してしまう問題がある。さらに、スライダと保
護膜の界面での原子の拡散距離を制御することが困難で
あり、保護膜中に拡散したスライダを構成する原子によ
る保護膜の特性変化を制御することが困難となる。
However, since ions are implanted after the formation of the protective film, etching of the protective film is unavoidable, and cannot be applied when the protective film is thin. Further, since the implanted ions pass while colliding with atoms of the protective film, there is a problem that the characteristics of the protective film change. Furthermore, it is difficult to control the diffusion distance of the atoms at the interface between the slider and the protective film, and it is difficult to control the characteristic change of the protective film due to the atoms constituting the slider diffused into the protective film.

【0032】本発明では、スライダ本体の空気浮上面を
非晶質化した後に、その非晶質化した空気浮上面に保護
膜を形成するので、前記の特開平7−129943号公
報のような問題は原理的に生じない。従って、保護膜が
薄い場合にも、保護膜を特性を損なうことなく、正確な
厚さで形成することができ、また、保護膜を形成する前
にスライダ基体を非晶質化するため、保護膜とスライダ
基体の接合界面状態を制御することができる。
According to the present invention, after the air floating surface of the slider body is made amorphous, a protective film is formed on the amorphous air floating surface, as described in JP-A-7-129943. The problem does not occur in principle. Therefore, even when the protective film is thin, the protective film can be formed with an accurate thickness without deteriorating the characteristics, and since the slider base is made amorphous before forming the protective film, the protective film is formed. The bonding interface state between the film and the slider base can be controlled.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0034】図1は本発明の実施の形態による磁気ヘッ
ドスライダの模式図である。磁気ヘッドスライダ1は、
AlTiC等からなるスライダ基体2と、このスライダ
基体2の一端に装備された磁気ヘッド素子3とを備えて
いる。また、スライダ基体2の空気浮上面4(図1の上
面)における磁気ヘッド素子3側の反対側(空気流入
側)には、テーパー面5が設けられている。これによ
り、記録媒体の回転に伴う空気の流れを受けつつ磁気ヘ
ッドスライダ1を浮上させることが可能となる。
FIG. 1 is a schematic diagram of a magnetic head slider according to an embodiment of the present invention. The magnetic head slider 1 is
A slider base 2 made of AlTiC or the like and a magnetic head element 3 provided at one end of the slider base 2 are provided. A tapered surface 5 is provided on the air floating surface 4 (upper surface in FIG. 1) of the slider base 2 on the side opposite to the magnetic head element 3 (air inflow side). This allows the magnetic head slider 1 to fly while receiving the flow of air accompanying the rotation of the recording medium.

【0035】図1では空気浮上面4は左右二本のレール
状に加工されているが、このレールの本数や形状など
は、図1に示したものに限定されるものではない。図2
は磁気ヘッドスライダ1の空気浮上面4の表面近傍を模
式的に表した部分断面図である。スライダ基体2の表面
側には、結晶構造が壊れて非晶質となった非晶質化層2
Aが形成され、その上に保護膜8が形成されている。そ
して、この保護膜8の外面が、前述した空気浮上面4を
構成している。
In FIG. 1, the air floating surface 4 is processed into two rails on the left and right, but the number and shape of the rails are not limited to those shown in FIG. FIG.
3 is a partial sectional view schematically showing the vicinity of the surface of the air flying surface 4 of the magnetic head slider 1. FIG. On the surface side of the slider base 2, an amorphized layer 2 whose crystal structure is broken and becomes amorphous
A is formed, and a protective film 8 is formed thereon. The outer surface of the protective film 8 constitutes the air floating surface 4 described above.

【0036】非晶質化層2Aは、保護膜8を成膜する前
に、真空容器内でイオンや中性粒子を照射することで形
成される。イオンの照射の方法としては、真空槽内でス
ライダ基体2の表面へイオンガンでイオンを照射する方
法や、平行平板型電極を用いた高周波プラズマ装置の陽
極側にスライダ基体2を固定してプラズマを発生させ、
生じたイオンをスライダ基体2の表面に照射する、など
の方法がある。
The amorphous layer 2A is formed by irradiating ions or neutral particles in a vacuum vessel before forming the protective film 8. As a method of ion irradiation, a method of irradiating ions to the surface of the slider base 2 in a vacuum chamber with an ion gun, or fixing the slider base 2 to the anode side of a high-frequency plasma apparatus using a parallel plate type electrode to generate plasma. Raise,
The generated ions are irradiated onto the surface of the slider base 2.

【0037】スライダ基体2に照射するイオンのエネル
ギーは、イオンガンの加速電圧、あるいはプラズマを発
生させるときの電極への投入電力、スライダ基体2のバ
イアス電位などを考慮して設定制御される。また、加速
したイオンを中性化することで、中性粒子として照射す
ることも可能である。中性粒子を用いるとスライダ基体
2のチャージアップを防止することができる。
The energy of the ions to be applied to the slider base 2 is set and controlled in consideration of the acceleration voltage of the ion gun, the power applied to the electrodes when generating plasma, the bias potential of the slider base 2, and the like. Further, it is also possible to irradiate as neutral particles by neutralizing the accelerated ions. When neutral particles are used, charge-up of the slider base 2 can be prevented.

【0038】イオンもしく中性粒子の照射によるスライ
ダ基体2の表面の非晶質化は、イオンもしくは中性粒子
がスライダ表面に衝突して、その運動エネルギーによっ
て結晶を構成している原子間の化学結合を切断すること
によって生じる。このとき、非晶質化は照射されるイオ
ンまたは中性粒子の運動エネルギーに依存し、元素の種
類には依らない。そのため、任意の元素のイオンまたは
中性粒子を用いることができる。特に、不活性元素を用
いると照射したイオンまたは中性粒子がスライダ基体を
構成する原子と化学反応することを避けることができ
る。不活性元素の具体例としては、アルゴンや窒素が挙
げられる。
Amorphization of the surface of the slider base 2 by irradiation of ions or neutral particles is performed by colliding ions or neutral particles with the slider surface and generating kinetic energy between atoms constituting the crystal. Caused by breaking chemical bonds. At this time, amorphization depends on the kinetic energy of the irradiated ions or neutral particles, and does not depend on the type of element. Therefore, ions or neutral particles of an arbitrary element can be used. In particular, when an inert element is used, it is possible to prevent irradiated ions or neutral particles from chemically reacting with atoms constituting the slider base. Specific examples of the inert element include argon and nitrogen.

【0039】イオン又は中性粒子をスライダ基体2に照
射したとき、スライダ基体2の表面で生じる現象は、照
射したイオン又は中性粒子のエネルギーによって異な
る。例えば、エネルギーが低い場合には、スライダ基体
2の表面の汚染物質が除去されるだけで、非晶質化はほ
とんど生じない。これは特開平8−153379号公報
に記載されているように、スパッタ成膜でごく一般的に
行われているスパッタクリーニングである。
When ions or neutral particles are irradiated on the slider base 2, the phenomenon that occurs on the surface of the slider base 2 differs depending on the energy of the irradiated ions or neutral particles. For example, when the energy is low, only contaminants on the surface of the slider base 2 are removed, and almost no amorphization occurs. This is a sputter cleaning that is very commonly performed in sputter deposition, as described in JP-A-8-153379.

【0040】照射するイオンや中性粒子のエネルギーが
スパッタクリーニングに用いられるエネルギーよりも高
くなると、スライダ基体2の表面が非晶質化して非晶質
化層2Aが形成され、スライダ基体2の表面の化学状態
が変化して化学的に活性となる。照射するイオンや中性
粒子のエネルギーが高くなるのに従い、スライダ基体2
の表面は深くまで非晶質化するようになる。
When the energy of the ions or neutral particles to be irradiated becomes higher than the energy used for sputter cleaning, the surface of the slider substrate 2 becomes amorphous and an amorphous layer 2A is formed. Changes its chemical state and becomes chemically active. As the energy of the ions or neutral particles to be irradiated increases, the slider base 2
Becomes deeply amorphous.

【0041】しかしながら、エネルギーが更に高くなる
と、スライダ基体2の表面の原子がスパッタされるよう
になり、スライダ基体2の表面が削れて後退していく。
そのため、照射するイオンや中性粒子のエネルギー増加
に伴う非晶質化層2Aの厚さの増加は飽和するようにな
る。さらに、表面原子のスパッタによりスライダ基体2
の表面平坦性の低下や、表面近傍の原子密度の低下によ
る脆化が生じて、保護膜8を形成した場合にも十分な耐
摩擦磨耗性を得ることができなくなる。
However, when the energy is further increased, atoms on the surface of the slider base 2 are sputtered, and the surface of the slider base 2 is scraped and receded.
Therefore, the increase in the thickness of the amorphized layer 2A due to the increase in the energy of the irradiated ions or neutral particles is saturated. Further, the slider base 2 is sputtered with surface atoms.
Of the surface, or embrittlement due to a decrease in the atomic density near the surface, so that even when the protective film 8 is formed, it is not possible to obtain sufficient friction and abrasion resistance.

【0042】このような理由により、スライダ基体2の
表面に照射するイオンあるいは中性粒子のエネルギーに
は好適な範囲があり、具体的には、スライダ基体2に照
射するイオンまたは中性粒子のエネルギーは、0.5
〔keV〕以上2〔keV〕以下が好ましい。
For this reason, the energy of the ions or neutral particles applied to the surface of the slider base 2 has a suitable range. Specifically, the energy of the ions or neutral particles applied to the slider base 2 is Is 0.5
It is preferably from [keV] to 2 [keV].

【0043】保護膜8の形成前に非晶質化層2Aを大気
に曝すと、大気中の水や有機物などが非晶質化した表面
に吸着して非晶質化層2Aの表面の自由エネルギーが低
下し、保護膜8との反応性が低くなる。そのため、保護
膜8の形成は、非晶質化層2Aを大気に曝さずに行うこ
とが好ましい。
If the amorphized layer 2A is exposed to the atmosphere before the formation of the protective film 8, water and organic substances in the atmosphere are adsorbed on the amorphized surface and the surface of the amorphized layer 2A is free. The energy is reduced, and the reactivity with the protective film 8 is reduced. Therefore, it is preferable to form the protective film 8 without exposing the amorphous layer 2A to the air.

【0044】非晶質化層2Aを大気に曝すことなく保護
膜8を形成することは、非晶質化層2Aを形成する装置
と保護膜8を形成する装置を、真空雰囲気下での搬送機
構で接続することや、一つの真空槽内に非晶質化層2A
と保護膜8を形成する機構の両方を設けることで行う。
また、保護膜8の形成に平行平板型の高周波プラズマ装
置を用いる場合には、アルゴンや窒素のプラズマを発生
させてスライダ基体2の表面に非晶質化層2Aを形成
し、次に、保護膜8の原料ガスを導入することで、非晶
質化層2Aを大気に曝すことなく保護膜8を形成するこ
とができる。
Forming the protective film 8 without exposing the amorphized layer 2A to the atmosphere is performed by transporting the device for forming the amorphized layer 2A and the device for forming the protective film 8 in a vacuum atmosphere. Connection by a mechanism or amorphization layer 2A in one vacuum chamber.
This is done by providing both a mechanism for forming the protection film 8.
When a parallel plate type high frequency plasma apparatus is used to form the protective film 8, plasma of argon or nitrogen is generated to form the amorphous layer 2A on the surface of the slider base 2, and then the protective layer is formed. By introducing the source gas for the film 8, the protective film 8 can be formed without exposing the amorphous layer 2A to the atmosphere.

【0045】保護膜8は、スパッタ法、CVD法、イオ
ンビーム法、レーザー蒸着法などで形成される。保護膜
8の例としては、硬質非晶質炭素膜が用いられる。硬質
非晶質炭素膜は、炭素を主成分とした非晶質の膜で、ラ
マン分光法により1500〜1600cm-1付近と14
00cm-1付近に幅広いラマンバンドが見られ、ビッカ
ース硬度が1000以上の高い硬度を有している。成膜
方法や原料によっては水素を含有し、さらに窒素やケイ
素などが添加される場合もある。
The protective film 8 is formed by a sputtering method, a CVD method, an ion beam method, a laser evaporation method, or the like. As an example of the protective film 8, a hard amorphous carbon film is used. Hard amorphous carbon film, an amorphous film mainly containing carbon, and around 1500~1600Cm -1 by Raman spectroscopy 14
A wide Raman band is observed around 00 cm -1, and has a high Vickers hardness of 1000 or more. Depending on the film forming method and the raw material, hydrogen is contained, and nitrogen or silicon may be added in some cases.

【0046】スライダ基体2に非晶質化層2Aを形成す
る方法としては、イオンや中性粒子の照射の他に、スラ
イダ基体2を機械的に摩擦する方法もある。この方法で
は、非晶質化層2Aの形成後の大気との接触を避けるた
めに、スライダ基体2を摩擦するための機構を真空装置
内に設置し、摩擦するときの荷重や速度、磨耗粉の発生
などに注意しながら、スライダ基体2を摩擦する。
As a method of forming the amorphous layer 2A on the slider base 2, there is a method of mechanically rubbing the slider base 2 in addition to the irradiation of ions or neutral particles. In this method, in order to avoid contact with the atmosphere after the formation of the amorphized layer 2A, a mechanism for rubbing the slider base 2 is installed in a vacuum device, and the load, speed, and wear The slider base 2 is rubbed while paying attention to the occurrence of the occurrence.

【0047】ここでは、既に所定の形状に加工されたス
ライダ基体2に、非晶質化層2Aおよび保護膜8を形成
したが、スライダ形状に加工する前の基板の上に非晶質
化層2Aと保護膜8を形成し、その後に、この基板を所
定のスライダ形状に加工してもよい。ただし、保護膜8
の形成後に、保護膜8に損傷を与えるような研磨加工な
どを行うことはできないため、前述の方法の方が好まし
いといえる。
Here, the amorphized layer 2A and the protective film 8 are formed on the slider base 2 already processed into a predetermined shape, but the amorphized layer 2A and the protective film 8 are formed on the substrate before processed into the slider shape. After forming 2A and the protective film 8, this substrate may be processed into a predetermined slider shape. However, the protective film 8
It is not possible to perform a polishing process or the like that damages the protective film 8 after the formation, so that the above-described method is more preferable.

【0048】[0048]

【実施例】上記実施形態を、実験例に基づいて更に具体
的に説明する。ここで、本実施例では、スライダ基体2
の材質としてAlTiCを用いた。
EXAMPLES The above embodiments will be described more specifically based on experimental examples. Here, in this embodiment, the slider base 2
AlTiC was used as the material of the.

【0049】図1乃至図2において、非晶質化層2Aの
形成は、直径8インチの平行平板型電極を用いた高周波
プラズマ装置により、アルゴンガスを用いて行った。こ
のとき、スライダ基体2を一方の電極の表面に固定し、
この電極に周波数13.56〔MHz〕、出力300
〔W〕の高周波を印加して、アルゴンプラズマを発生さ
せた。アルゴンの圧力は10〔mTorr〕とした。
In FIGS. 1 and 2, the formation of the amorphized layer 2A was performed by a high-frequency plasma apparatus using a parallel plate type electrode having a diameter of 8 inches using argon gas. At this time, the slider base 2 is fixed to the surface of one electrode,
A frequency of 13.56 [MHz] and an output of 300 were applied to this electrode.
The high frequency of [W] was applied to generate argon plasma. The pressure of argon was 10 [mTorr].

【0050】スライダ表面に入射するアルゴンイオンの
エネルギーは、スライダ基体2の表面電位を自己バイア
スと基板ホルダーに接続した直流高圧電源によって変化
させることで制御した。形成した非晶質化層2Aの厚さ
は透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察で測定し
た。
The energy of the argon ions incident on the slider surface was controlled by changing the surface potential of the slider base 2 by a self-bias and a DC high-voltage power supply connected to the substrate holder. The thickness of the formed amorphized layer 2A was measured by cross-sectional observation using a transmission electron microscope (TEM).

【0051】保護膜8の耐久性の試験は、記録媒体の起
動と回転、停止動作を繰り返すコンタクト・スタート・
ストップ試験(以下、「CSS試験」と記す)、記録媒
体を回転させた状態でスライダを記録媒体の内周と外周
を繰り返し往復させるシーク試験、雰囲気を減圧するこ
とでスライダが浮上しないようにして記録媒体と接触さ
せ、その状態で記録媒体を回転させる減圧高速摺動試験
の三種類の方法によって行った。
The durability test of the protective film 8 is performed by a contact start / repetition operation in which the recording medium is repeatedly started, rotated, and stopped.
A stop test (hereinafter, referred to as a "CSS test"), a seek test in which the slider is repeatedly moved back and forth between the inner and outer circumferences of the recording medium while rotating the recording medium, and a slider in which the slider is prevented from flying by reducing the atmosphere The recording medium was brought into contact with the recording medium, and the recording medium was rotated in this state.

【0052】このCSS試験では、スライダの記録媒体
に対する摩擦特性を知ることができる。CSS動作を5
万回行った後、記録媒体表面を光学顕微鏡で観察して損
傷の有無を調べた。ここで、シーク試験および減圧高速
摺動試験は、スライダ保護膜の耐磨耗性を評価する手法
である。シーク試験では、シーク動作50万回後のスラ
イダ保護膜の損傷を光学顕微鏡で観察した。
In the CSS test, the friction characteristics of the slider against the recording medium can be known. CSS operation 5
After 10,000 times, the surface of the recording medium was observed with an optical microscope to check for damage. Here, the seek test and the high-speed sliding test under reduced pressure are methods for evaluating the wear resistance of the slider protective film. In the seek test, damage of the slider protective film after 500,000 seek operations was observed with an optical microscope.

【0053】減圧高速摺動試験では、スライダと記録媒
体が摺動することによって放出されるアコースティック
・エミッション(微小振動)の強度をモニターし、スラ
イダ保護膜が磨滅や剥離のために失われると生じるアコ
ースティック・エミッションの急激な増加までの時間
を、減圧高速摺動寿命とした。まず、保護膜8として硬
質非晶質炭素膜を用いた実施例について説明する。硬質
非晶質炭素膜は、非晶質化層2Aの形成と同一の装置を
用いて、メタンと水素の混合ガスを原料とした高周波プ
ラズマCVD法によって、硬質非晶質炭素膜を形成し
た。
In the decompression high-speed sliding test, the intensity of acoustic emission (small vibration) emitted when the slider and the recording medium slide is monitored, and the intensity is generated when the slider protective film is lost due to wear or peeling. The time until a sharp increase in the acoustic emission was defined as the decompression high-speed sliding life. First, an embodiment using a hard amorphous carbon film as the protective film 8 will be described. The hard amorphous carbon film was formed by a high-frequency plasma CVD method using a mixed gas of methane and hydrogen as a raw material, using the same apparatus as that for forming the amorphous layer 2A.

【0054】実験例〜は、アルゴンのエネルギーを
0.5 ,1.0 ,1.5 ,2.0〔keV〕とし
て非晶質化層2Aを形成し、保護膜8として厚さ2〔n
m〕の硬質非晶質炭素膜を形成した。実験例〜は、
アルゴンのエネルギーを1〔keV〕として非晶質化層
2Aを形成し、保護膜8としてそれぞれ厚さ1.3〔n
m〕の硬質非晶質炭素膜を形成した。
In the experimental examples 1 to 3, the amorphous layer 2A was formed with argon energy of 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 [keV], and the protective film 8 was formed to a thickness of 2 [n
m] was formed. Experimental example ~
The energy of argon is set to 1 [keV] to form an amorphous layer 2A, and the protective film 8 is formed to a thickness of 1.3 [n].
m] was formed.

【0055】比較例〜は、アルゴンのエネルギーを
0.0 ,0.3 ,2.5〔keV〕として非晶質化
層2Aを形成し、保護膜8として厚さ2〔nm〕の硬質
非晶質炭素膜を形成した。比較例〜は、は、アルゴ
ンイオンのエネルギーを1〔keV〕として非晶質化層
2Aを形成し、保護膜8としてそれぞれ厚さ0.0 ,
0.5〔nm〕の硬質非晶質炭素膜を形成した。
In Comparative Examples 1 to 3, the amorphous layer 2A was formed with argon energy of 0.0, 0.3, 2.5 [keV], and the hard non-metal layer 2 nm thick was formed as the protective film 8. A crystalline carbon film was formed. In Comparative Examples 1 to 3, the amorphous layer 2A was formed with argon ion energy of 1 [keV], and the protective film 8 was formed to a thickness of 0.02 and a thickness of 0.04, respectively.
A hard amorphous carbon film of 0.5 [nm] was formed.

【0056】図4は、実験例〜と比較例〜にお
ける、アルゴンイオンのスライダ基体2の表面への入射
エネルギーと形成された非晶質化層2Aの厚さ、および
保護膜8として形成した硬質非晶質炭素膜の厚さをまと
めた図表を示す。
FIG. 4 shows the incident energy of argon ions on the surface of the slider base 2, the thickness of the formed amorphous layer 2 A, and the hard film formed as the protective film 8 in the experimental example and the comparative example. 2 is a table summarizing the thickness of the amorphous carbon film.

【0057】又図5は、前述した図4の図表における実
験例〜と,比較例〜のアルゴンイオンのエネル
ギーと,形成された非晶質化層2Aの厚さの関係をグラ
フにしたものである。アルゴンイオンのエネルギーが
0.5〔keV〕のとき厚さ1〔nm〕の非晶質化層2
Aが形成され、その後、アルゴンのエネルギーの増加と
共に非晶質化層2Aの厚さは増加し、2〔keV〕のと
きの10〔nm〕を越えると飽和し始める。即ち、アル
ゴンのエネルギーが、0.5〔keV〕未満の比較例
,では、スライダ基体2の非晶質化はほとんど生じ
ず、2〔keV〕を越える比較例ではスライダ基体2
の表面でスパッタ現象が生じている。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the energy of argon ions and the thickness of the formed amorphized layer 2A in the experimental example 1 and the comparative example in the table of FIG. is there. When the energy of argon ions is 0.5 [keV], the amorphous layer 2 having a thickness of 1 [nm] 2
A is formed, and thereafter, the thickness of the amorphized layer 2A increases as the energy of argon increases, and begins to saturate when the thickness exceeds 10 [nm] at 2 [keV]. That is, in the comparative example in which the energy of argon is less than 0.5 [keV], the slider base 2 is hardly amorphized, and in the comparative example in which the energy exceeds 2 [keV], the slider base 2 is formed.
A sputtering phenomenon has occurred on the surface of.

【0058】図6は、実験例〜、比較例1〜の耐
久性試験の結果をまとめた図表である。入射エネルギー
を0.5〜2〔keV〕としてアルゴンイオンを照射す
ると厚さが1〔nm〕〜10〔nm〕の非晶質化層2A
が形成され、硬質非晶質炭素膜を保護膜8として用いた
スライダの耐磨耗性と、記録媒体との摩擦特性が向上し
ている。
FIG. 6 is a table summarizing the results of the durability tests of Experimental Example 1 to Comparative Example 1. Irradiation with argon ions at an incident energy of 0.5 to 2 keV results in an amorphous layer 2A having a thickness of 1 nm to 10 nm.
Are formed, and the wear resistance of the slider using the hard amorphous carbon film as the protective film 8 and the friction characteristics with the recording medium are improved.

【0059】ここで、比較例,では、CSS試験、
シーク試験後のスライダ基体2の表面は、保護膜8とし
て形成した硬質非晶質炭素膜が失われていた。これは、
密着力が弱いために媒体との摩擦で保護膜8が剥離した
ためである。また、比較例では、シーク試験後のスラ
イダ基体2の表面に硬質非晶質炭素膜が残っていたが、
筋状の傷が見られた。この筋状の傷は硬質非晶質炭素膜
だけでなく、スライダ基体2にまで達していた。これ
は、アルゴンの照射エネルギーが高いために、スライダ
基体2の表面の原子がスパッタされてスライダ基体2表
面の原子密度が低くなり、硬度が低下して脆くなったた
め、摩擦によってスライダ基体2自体が損傷したためで
ある。
Here, in the comparative example, the CSS test,
The hard amorphous carbon film formed as the protective film 8 was lost on the surface of the slider base 2 after the seek test. this is,
This is because the protective film 8 was peeled off by friction with the medium due to weak adhesion. In the comparative example, the hard amorphous carbon film remained on the surface of the slider base 2 after the seek test.
Streaked wounds were seen. The streak-like scratch reached not only the hard amorphous carbon film but also the slider base 2. This is because, because the irradiation energy of argon is high, atoms on the surface of the slider base 2 are sputtered, the atomic density on the surface of the slider base 2 is reduced, and the hardness is reduced and the brittleness is reduced. This is due to damage.

【0060】図7は、実験例,と比較例,の耐
久性試験の結果をまとめた図表である。硬質非晶質炭素
膜の厚さが1〔nm〕以上のとき、優れた耐磨耗性と摩
擦特性を示し、硬質非晶質炭素膜の厚さとしては1〔n
m〕以上が好ましいことが分かる。尚、保護膜8が厚く
なると、磁気記録装置の記録媒体と磁気ヘッドの磁気分
離長が長くなり、高密度磁気記録には不適である。具体
的には、1平方インチあたり10ギガビットを越える記
録密度のためには、保護膜8の厚さは3〔nm〕以下に
することが好ましい。
FIG. 7 is a table summarizing the results of the durability test of the experimental example and the comparative example. When the thickness of the hard amorphous carbon film is 1 [nm] or more, it exhibits excellent wear resistance and friction characteristics, and the thickness of the hard amorphous carbon film is 1 [n].
m] or more is preferable. When the protective film 8 is thick, the magnetic separation length between the recording medium of the magnetic recording device and the magnetic head becomes long, which is not suitable for high-density magnetic recording. Specifically, for a recording density exceeding 10 gigabits per square inch, the thickness of the protective film 8 is preferably set to 3 [nm] or less.

【0061】次に、保護膜8として窒化ホウ素と窒化ア
ルミニウムを用いた実施例について説明する。
Next, an embodiment using boron nitride and aluminum nitride as the protective film 8 will be described.

【0062】実験例と実験例は、それぞれAlTi
C製スライダ基体2の表面にアルゴンイオンを1.5
〔keV〕のエネルギーで照射して厚さ7〔nm〕の非
晶質化層2Aを形成した後に、保護膜8として窒化ホウ
素と窒化アルミニウムをスパッタ法で3〔nm〕の厚さ
に形成した。一方、比較例と比較例は、それぞれA
lTiC製スライダ基体2の表面に非晶質化層2Aを形
成せずに、保護膜8として窒化ホウ素と窒化アルミニウ
ムをスパッタ法で3〔nm〕の厚さに形成した。
The experimental example and the experimental example are respectively AlTi
Ar ions were applied to the surface of the slider base 2 made of C
After irradiation with energy of [keV] to form an amorphous layer 2A having a thickness of 7 [nm], boron nitride and aluminum nitride were formed as a protective film 8 to a thickness of 3 [nm] by sputtering. . On the other hand, Comparative Example and Comparative Example
Without forming the amorphous layer 2A on the surface of the lTiC slider base 2, boron nitride and aluminum nitride were formed as the protective film 8 to a thickness of 3 [nm] by sputtering.

【0063】図8に、実験例と実験例、比較例と
比較例のシーク試験と減圧摺動試験の結果を示す。実
験例と実験例は、優れた耐摺動特性を示している。
一方、比較例と比較例をシーク試験後に観察する
と、保護膜8が剥離して失われていた。このように、保
護膜8として窒化ホウ素や窒化アルミニウムを用いた場
合にも、非晶質化層2Aを形成することで保護膜8の密
着性が向上する。
FIG. 8 shows the results of a seek test and a reduced pressure sliding test of an experimental example and an experimental example, and a comparative example and a comparative example. Experimental examples and experimental examples show excellent sliding resistance.
On the other hand, when the comparative example and the comparative example were observed after the seek test, the protective film 8 was peeled and lost. As described above, even when boron nitride or aluminum nitride is used as the protective film 8, the adhesion of the protective film 8 is improved by forming the amorphous layer 2A.

【0064】又、保護膜8として,ケイ素,酸化ケイ
素,窒化ケイ素を用いた場合にも、非晶質化層2Aを形
成することで、保護膜8の密着性が向上するという効果
を得ることができた。
Further, even when silicon, silicon oxide, or silicon nitride is used as the protective film 8, the effect of improving the adhesion of the protective film 8 can be obtained by forming the amorphous layer 2A. Was completed.

【0065】以上で説明した実施例では、スライダ基体
2の材質としてAlTiCを用いたが、スライダ基体2
にMnZn、NiZn、CaTiO3を用いた場合に
も、アルゴンを0.5〔keV〕以上2〔keV〕以下
のエネルギーで照射して非晶質化層2Aを形成すること
で、スライダ基体2と保護膜8の密着性が向上した。こ
のとき、いずれの材質のスライダの場合にも、飽和した
ときの非晶質化層2Aの厚さは材質によって異なるもの
の、AlTiC製スライダと同様に、照射したアルゴン
イオンのエネルギーが0.5〔keV〕未満では、非晶
質化層2Aはほとんど形成されず、2〔keV〕を越え
ると、非晶質化層2Aの厚さの増加は飽和した。
In the above-described embodiment, AlTiC is used as the material of the slider base 2.
Even when MnZn, NiZn, or CaTiO3 is used, the slider base 2 is protected by irradiating argon with energy of 0.5 keV or more and 2 keV or less to form the amorphous layer 2A. The adhesion of the film 8 was improved. At this time, in the case of the slider of any material, although the thickness of the amorphized layer 2A at the time of saturation differs depending on the material, the energy of the irradiated argon ion is 0.5 [as in the AlTiC slider. Below keV], the amorphized layer 2A is hardly formed, and when it exceeds 2 [keV], the increase in the thickness of the amorphized layer 2A is saturated.

【0066】また、実験例では、スライダ基体2に照射
するイオンとしてアルゴンを用いたが、窒素を用いた場
合にもアルゴンを用いた場合と同じ深さの非晶質化層2
Aが形成され、保護膜8の密着性もアルゴンを用いた場
合と同様に向上した。
In the experimental example, argon was used as ions for irradiating the slider base 2. However, when nitrogen was used, the amorphous layer 2 having the same depth as when argon was used was used.
A was formed, and the adhesion of the protective film 8 was improved similarly to the case where argon was used.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スライダの表面を非晶質化することでスライダ表面の化
学反応性を高くし、スライダや保護膜の材質にかかわら
ずスライダ表面と保護膜との密着性を向上させることが
できる。そのため、密着性を得るための中間層を設ける
必要がなくなり、従って中間層を設けることなく保護膜
をスライダ表面に形成することができ、これがため、高
密度磁気記録装置に必要とされる極薄化された絶縁性の
高い保護膜を備えると共にこれによって性能向上が図ら
れた磁気ヘッドスライダおよびその製造方法を提供する
ことができる。
As described above, according to the present invention,
By making the slider surface amorphous, the chemical reactivity of the slider surface can be increased, and the adhesion between the slider surface and the protective film can be improved regardless of the material of the slider or the protective film. Therefore, it is not necessary to provide an intermediate layer for obtaining adhesion, and therefore, a protective film can be formed on the slider surface without providing an intermediate layer. It is possible to provide a magnetic head slider which is provided with a protective film having a high insulating property and whose performance is improved by this, and a method of manufacturing the same.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態である磁気ヘッドスライダ
を例を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a magnetic head slider according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1内に開示した磁気ヘッドスライダの要部を
成すスライダ基体の表面近傍の状態を模式的に示す断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a state near a surface of a slider base constituting a main part of the magnetic head slider disclosed in FIG.

【図3】図3(A)は、AlTiC製スライダ基体の表
面を非晶質化した場合における当該スライダ基体に含ま
れるAlの化学状態の深さ方向変化をX線光電子分光分
析法で調べた結果を示す線図である。図3(B)はAl
TiC製のスライダ基体の表面が結晶状態の場合の当該
スライダ基体に含まれるAlの化学状態の深さ方向変化
をX線光電子分光分析法で調べた結果を示す線図であ
る。
FIG. 3 (A) shows a change in the chemical state of Al contained in the slider substrate in the depth direction when the surface of the slider substrate made of AlTiC is made amorphous by X-ray photoelectron spectroscopy. It is a diagram showing a result. FIG. 3B shows Al.
FIG. 7 is a diagram showing a result of an X-ray photoelectron spectroscopic analysis of a change in the chemical state of Al contained in the slider base in the depth direction when the surface of the slider base made of TiC is in a crystalline state.

【図4】実験例〜と比較例〜におけるアルゴン
イオンのスライダ基体の表面への入射エネルギー,形成
された非晶質化層2Aの厚さ,および保護膜として形成
した硬質非晶質炭素膜の厚さとの関係を示す図表であ
る。
FIG. 4 shows the incident energy of argon ions on the surface of the slider base, the thickness of the formed amorphous layer 2A, and the hard amorphous carbon film formed as a protective film in the experimental example and the comparative example. It is a chart showing the relationship with the thickness.

【図5】図4の図表に基づいて形成したもので、AlT
iCスライダにアルゴンを照射したときのアルゴンのエ
ネルギーとスライダ表面が非晶質化する深さとの関係を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram formed based on the chart of FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between the energy of argon when the iC slider is irradiated with argon and the depth at which the slider surface becomes amorphous.

【図6】耐久性試験を実験例〜および比較例1〜
について行った結果を示す図表である。
FIG. 6 shows a durability test of Experimental Example 1 and Comparative Example 1
6 is a table showing the results of the tests performed on the samples.

【図7】耐久性試験を実験例〜および比較例1〜
について行った結果を示す図表である。
FIG. 7 shows a durability test of Experimental Example 1 and Comparative Example 1
6 is a table showing the results of the tests performed on the samples.

【図8】シーク試験と減圧摺動試験とを、実験例と実
験例,比較例と比較例について行った結果を示す
図表である。
FIG. 8 is a table showing the results of a seek test and a reduced pressure sliding test performed on an experimental example and an experimental example, and a comparative example and a comparative example.

【図9】従来技術による磁気ヘッドスライダの表面近傍
の様子を模式的に示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a state near the surface of a magnetic head slider according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁気ヘッドスライダ 2 スライダ基体 2A スライダ基体の非晶質化層 3 磁気ヘッド素子 4 空気浮上面 8 保護膜 Reference Signs List 1 magnetic head slider 2 slider base 2A amorphous layer of slider base 3 magnetic head element 4 air flying surface 8 protective film

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スライダ基体の空気浮上面上に保護膜を
備えて成る磁気ヘッドスライダにおいて、 前記スライダ基体の前記保護膜と接する面を非晶質化し
たことを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
1. A magnetic head slider comprising a slider substrate and a protective film provided on an air floating surface of the slider substrate, wherein a surface of the slider substrate in contact with the protective film is made amorphous.
【請求項2】 前記スライダ基体を、Al2O3−Ti
Cにより形成したことを特徴とする請求項1記載の磁気
ヘッドスライダ。
2. The method according to claim 1, wherein the slider base is made of Al2O3-Ti.
2. The magnetic head slider according to claim 1, wherein the slider is formed of C.
【請求項3】 前記非晶質化された層の深さが1〔n
m〕以上10〔nm〕以下であることを特徴とする請求
項1又は2記載の磁気ヘッドスライダ。
3. The depth of the amorphized layer is 1 [n].
3. The magnetic head slider according to claim 1, wherein the length is not less than m] and not more than 10 nm.
【請求項4】 前記保護膜を、硬質非晶質炭素膜で形成
したことを特徴とする請求項1,2又は3記載の磁気ヘ
ッドスライダ。
4. A magnetic head slider according to claim 1, wherein said protective film is formed of a hard amorphous carbon film.
【請求項5】 前記保護膜の厚さを、1〔nm〕以上3
〔nm〕以下としたことを特徴とする請求項4記載の磁
気ヘッドスライダ。
5. The method according to claim 1, wherein the thickness of the protective film is 1 nm or more and 3 nm or more.
5. The magnetic head slider according to claim 4, wherein the thickness is not more than [nm].
【請求項6】 スライダ基体の空気浮上面上に保護膜を
備えて成る磁気ヘッドスライダにおいて、 前記磁気ヘッドスライダの空気浮上面を非晶質化した後
に、前記空気浮上面上に保護膜を形成することを特徴と
した磁気ヘッドスライダの製造方法。
6. A magnetic head slider having a protective film on an air floating surface of a slider base, wherein a protective film is formed on the air floating surface after amorphizing the air floating surface of the magnetic head slider. A method of manufacturing a magnetic head slider.
【請求項7】 前記保護膜の形成に際しては、前記磁気
ヘッドスライダの空気浮上面を非晶質化した後に当該空
気浮上面を大気に曝すことなく前記保護膜を形成するこ
とを特徴とした請求項6記載の磁気ヘッドスライダの製
造方法。
7. When forming the protective film, the protective film is formed without exposing the air floating surface to the atmosphere after amorphizing the air floating surface of the magnetic head slider. Item 7. The method for manufacturing a magnetic head slider according to Item 6.
【請求項8】 前記スライダ基体の空気浮上面に、イオ
ンもしくは中性粒子を照射することにより当該空気浮上
面を非晶質化することを特徴とした請求項6又は7記載
の磁気ヘッドスライダの製造方法。
8. The magnetic head slider according to claim 6, wherein the air floating surface of the slider base is irradiated with ions or neutral particles to make the air floating surface amorphous. Production method.
【請求項9】 前記空気浮上面を非晶質化に際しては、
0.5〔keV〕以上2〔keV〕以下のエネルギーの
イオンもしくは中性粒子を照射することを特徴とした請
求項8記載の磁気ヘッドスライダの製造方法。
9. When the air floating surface is made amorphous,
9. The method of manufacturing a magnetic head slider according to claim 8, wherein irradiation is performed with ions or neutral particles having an energy of 0.5 keV or more and 2 keV or less.
【請求項10】 前記イオンもしくは中性粒子として不
活性元素を使用することを特徴とした請求項8又は9記
載の磁気ヘッドスライダの製造方法。
10. The method of manufacturing a magnetic head slider according to claim 8, wherein an inert element is used as said ions or neutral particles.
【請求項11】 前記不活性元素がアルゴンまたは窒素
であることを特徴とする請求項10記載の磁気ヘッドス
ライダの製造方法。
11. The method according to claim 10, wherein the inert element is argon or nitrogen.
【請求項12】 前記保護膜を、化学的気相成長法,ス
パッタ法,イオンビーム法,又は蒸着法のいずれかの方
法で形成することを特徴とした請求項6,7,8,9,
10又は11記載の磁気ヘッドスライダの製造方法。
12. The method according to claim 6, wherein the protective film is formed by any one of a chemical vapor deposition method, a sputtering method, an ion beam method, and a vapor deposition method.
12. The method of manufacturing a magnetic head slider according to 10 or 11.
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