JP2900923B2 - 磁気ヘッドスライダおよびその製造方法 - Google Patents

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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−6340（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−12615（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−245332（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−45022（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−153379（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−129943（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−36210（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 5/60 G11B 21/21 101

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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。
12. 【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。