(57)【要約】【課題】磁気記録密度向上に伴い、塵埃が磁気ディスク装置の信頼性に及ぼす影響は増大している。特に塵埃が磁気ヘッドスライダの再生素子の特性劣化に及ぼす影響は顕著になっている。【解決手段】磁気ヘッドスライダ１は、スライダ１ａと、薄膜ヘッド部分１ｂとから構成される。薄膜ヘッド部分１ｂは、薄膜層４、磁気再生素子３、磁気記録素子２およびこれらの素子の間及び上部に形成されたアルミナ等の絶縁膜などから構成される。薄膜層４は、アルミナからなる第１の絶縁膜１３の上に設けられ、下部磁気シールド膜３０と同じ材料のＮｉＦｅ合金か、磁区制御膜３８と同じ材料のＣｏＰｔ系合金であり、第１の絶縁膜１３よりも低い硬度を有する。薄膜層４の端部は、浮上面９に露出しており、トラック幅方向の幅Ｗ２は、ＭＲ膜３４の幅と磁区制御膜３８の幅を合わせた幅Ｗ１よりも広くなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライダと、
前記スライダの端面に第１絶縁膜を介して設けられた再生素子であって、下部磁気シールド膜と、上部磁気シールド膜と、該下部磁気シールド膜と上部磁気シールド膜の間に配置された磁気抵抗効果膜と、該磁気抵抗効果膜の両側に配置された磁区制御膜とを有する再生素子と、
前記再生素子に隣接して設けられた記録素子であって、下部磁極と、上部磁極と、該下部磁極と上部磁極とで構成される閉磁気回路と鎖交するように配置されたコイルと、該下部磁極と上部磁極の開放端に形成された磁気ギャップとを有する記録素子と、
前記スライダと前記再生素子の間で、前記第１絶縁膜の上に設けられた薄膜層であって、一端が浮上面に露出し、浮上面におけるトラック幅方向の幅が前記磁気抵抗効果膜と磁区制御膜を合わせた幅よりも大きく、前記第１絶縁膜よりも硬度が低い薄膜層と、
を有することを特徴とする磁気ヘッドスライダ。
【請求項２】
前記薄膜層は前記下部磁気シールド膜と同じ材料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。
【請求項３】
前記第１絶縁膜はＡｌ２Ｏ３であり、前記薄膜層はＮｉＦｅ合金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。
【請求項４】
前記薄膜層は前記磁区制御膜と同じ材料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。
【請求項５】
前記第１絶縁膜はＡｌ２Ｏ３であり、前記薄膜層はＣｏＰｔ系合金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。
【請求項６】
前記磁気抵抗効果膜はＴＭＲ膜であり、前記下部磁気シールド膜は下部電極であり、前記上部磁気シールド膜は上部電極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。
【請求項７】
前記下部磁気シールド膜と上部磁気シールド膜の間には第２絶縁膜が設けられ、該第２絶縁膜の中に前記磁気抵抗効果膜と磁区制御膜が配置されてい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。
【請求項８】
前記第２絶縁膜はＡｌ２Ｏ３であることを特徴とする請求項７記載の磁気ヘッドスライダ。
【請求項９】
前記再生素子と記録素子は第３絶縁膜により覆われてい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。
【請求項１０】
前記第３絶縁膜はＡｌ２Ｏ３であることを特徴とする請求項９記載の磁気ヘッドスライダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置の高記録密度化を実現するための磁気ヘッドスライダに係わる。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置は、回転する磁気ディスクと、磁気ヘッド（記録再生素子）を搭載するスライダと、スライダを支持するサスペンションを備える支持機構とを有し、支持機構によりスライダを磁気ディスクの径方向に位置決めし、スライダが相対的に磁気ディスク上を走行して、記録再生素子により磁気ディスク上に記録された磁気情報を読み書きする。前記スライダは空気潤滑軸受として空気のくさび膜効果によって浮上し、磁気ディスクとスライダが直接は固体接触しないようになっている。磁気ディスク装置の高記録密度化と、それによる装置の大容量化あるいは小型化を実現するためには、スライダと磁気ディスクの距離、すなわちスライダ浮上量を縮め、線記録密度を上げることが有効である。
【０００３】
一方で、従来から知られているように、磁気ディスク装置内部に存在する塵埃がスライダと磁気ディスク間に介在することで、スライダ浮上量が大きくなり記録再生素子の記録再生特性が劣化しエラーが発生する。また、塵埃との衝突によりスライダに搭載されている記録再生素子が物理的に損傷をうけることで、記録再生素子が劣化し磁気ディスク装置が故障する場合もある。この他にも、塵埃がスライダと磁気ディスク間に侵入し、磁気ディスク表面に物理的に損傷を与えることで、磁気ディスク上の情報再生が不可能となる場合もある。
【０００４】
従来、塵埃からスライダを防御する方法として、スライダ浮上面の流入端側にランド部を設けて塵埃の侵入を防止する方法（特許文献１）、スライダ浮上面のセンターパッドの流入端側に所定の距離で塵埃防御壁を設け、塵埃の浮上面への侵入を低減する方法（特許文献２）がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−３２６１０９号公報
【特許文献２】特開平１０−１４４０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
塵埃による磁気ディスク装置の故障は、磁気ヘッドスライダの浮上量が低減するにつれて増大する。特に近年では、磁気記録密度向上を実現するために、スライダに搭載されている記録再生素子と磁気ディスク間の磁気スペーシングの低減が必須であり、記録再生素子を保護している炭素保護膜の厚さを減少させている。従って、塵埃によるスライダ浮上面の物理的損傷が極微小である場合でも、再生素子部に影響し、磁気再生特性の劣化が発生し、磁気ディスク装置の故障につながる可能性が高くなってきている。特に、トンネル電流型磁気抵抗膜（ＴＭＲ膜）を用いた再生素子では、トンネルバリア膜が損傷した場合、絶縁性が低下して再生出力が低下してしまう。このように、磁気記録密度向上に伴い塵埃が磁気ディスク装置の信頼性に及ぼす影響は増大しており、特に塵埃が磁気ヘッドスライダの再生素子の特性劣化に及ぼす影響は顕著になっている。従って、磁気ヘッドスライダの再生素子を塵埃から防御し、再生素子の磁気特性劣化を抑制することは磁気記録装置の信頼性にとって非常に重要である。
【０００７】
上記従来の方法では、スライダ浮上面の流入端側に設けられたランド部、あるいはセンターパッドの流入端側に設けられた防御壁位置における間隙以下の粒径を持つ塵埃は記録再生素子部に侵入可能であるため、依然として塵埃と再生素子との接触を完全に防止することは困難である。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来の問題を鑑みて、スライダ浮上面に侵入する塵埃とスライダに搭載されている再生素子との接触を防ぐことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の磁気ヘッドスライダにおいては、スライダと、スライダの端面に絶縁膜を介して設けられた磁気抵抗型再生素子と、記録素子を有し、前記絶縁膜と再生素子の間に、一端が浮上面に露出し、浮上面におけるトラック幅方向の幅が再生素子の磁気抵抗効果膜と磁区制御膜を合わせた幅よりも大きく、絶縁膜よりも硬度が低い薄膜層を有する。
【００１０】
前記薄膜層は再生素子の下部磁気シールド膜と同じ磁性材料であることが望ましく、例えばＮｉＦｅ合金である。
【００１１】
また、前記薄膜層は前記再生素子の磁区制御膜と同じ磁性材料であることが望ましく、例えば、ＣｏＰｔ系合金である。
【００１２】
前記磁気抵抗効果膜はＴＭＲ膜であり、前記下部磁気シールド膜は下部電極を兼用し、前記上部磁気シールド膜は上部電極を兼用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スライダ浮上面に侵入する塵埃とスライダに搭載されている再生素子との接触を防ぐことができる。これにより、再生素子の特性劣化を抑制し、磁気記録装置の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施例を説明する前に、本発明に係る磁気ヘッドスライダが搭載される磁気ディスク装置の概略構成を図２により説明する。磁気ディスク装置１００は、ベース１０２を有し、ベース１０２にスピンドルモータ（図示せず）が固定されている。スピンドルモータのスピンドル（回転軸）１０４に、磁気情報を格納する磁気ディスク１０６が装着され、回転駆動される。ベース１０２には、また、ピボットユニット１０８が固定され、ピボットユニット１０８にアーム１１０が取り付けられ、アーム１１０の一端にサスペンション１１２が取り付けられ、サスペンション１１２に磁気ヘッドスライダ１が保持されている。磁気ヘッドスライダ１には、サスペンション１１２によって磁気ディスク面への押し付け荷重が与えられている。アーム１１０の他端はボイスコイル１１６のホルダーを構成している。ベース１０２には、さらに磁気回路１１８が固定されており、磁気回路１１８が形成する磁界中にボイスコイル１１６が配置されている。ボイスコイル１１６に通電することにより、磁界中でボイスコイル１１６が力を受け、アーム１１０がピボットユニット１０８を中心にして揺動し、磁気ヘッドスライダ１を磁気ディスク１０６の半径方向に移動（シーク）させる。また、ベース１０２には、ランプ機構１２０が取り付けられており、装置の停止時あるいは読み書き命令が一定時間無い時に、サスペンション１１２の先端に形成されたリフトタブ１１４を介して、磁気ヘッドスライダ１を磁気ディスク１０６の外側のランプ機構１２０に退避させる。
【００１５】
磁気ディスク装置１００の高記録密度化と、それによる装置の大容量化あるいは小型化を実現するためには、磁気ヘッドスライダ１と磁気ディスク１０６の距離、すなわちスライダ浮上量を縮め、線記録密度を上げることが有効である。近年、スライダ浮上量は１０ｎｍ程度あるいは１０ｎｍ以下まで縮められている。
【００１６】
なお、上記の説明では、磁気ヘッドスライダ１のロード・アンロード機構を備えた装置を示したが、装置停止中は磁気ヘッドスライダ１が磁気ディスク１０６のある特定の領域（例えば内周側）で待機するコンタクト・スタート・ストップ方式の磁気ディスク装置であっても良い。
【００１７】
次に、実施例による磁気ヘッドスライダの全体構成を図３により説明する。図３は磁気ヘッドスライダを浮上面側から示す斜視図である。磁気ヘッドスライダ１は、アルミナとチタンカーバイドの焼結体（以下、アルチックと略す）に代表される材料の基板部分（スライダ）１ａと、スライダ１ａの端面に形成された薄膜ヘッド部分１ｂとから構成されている。薄膜ヘッド部分１ｂはスライダ１ａの端面に薄膜プロセスで形成された薄膜層４、磁気再生素子（以下、再生素子と略す）３、磁気記録素子（以下、記録素子と略す）２およびこれらの素子の間及び上部に形成されたアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の絶縁膜などから構成される。
【００１８】
スライダ１ａは例えばフェムトスライダと呼ばれる規格のスライダでは、長さ０．８５ｍｍ、幅０．７ｍｍ、厚さ０．２３ｍｍのほぼ直方体形状をしており、浮上面９、空気流入端面１１、空気流出端面１２、両側の側面、背面の計６面から構成される。
【００１９】
浮上面９にはイオンミリングやエッチングなどのプロセスによって微細な段差（ステップ軸受）が設けられており、図示されていないディスクと対向して空気圧力を発生し、背面に負荷される荷重を支える空気軸受の役目を果たしている。段差は実質的に平行な３種類の面に分類され、最もディスクに近いレール面５（５ａ，５ｂ，５ｃ）、レール面５より約１００ｎｍ乃至２００ｎｍ深いステップ軸受面である浅溝面７（７ａ，７ｂ）、レール面５より約１μｍ深くなっている深溝面８の３種類である。ディスクが回転することで生じる空気流が、ステップ軸受である浅溝面７ｂからレール面５ｂ，５ｃへ進入する際に、先すぼまりの流路によって圧縮され、正の空気圧力を生じる。一方、レール面５ｂ，５ｃや浅溝面７ｂから深溝面８へ空気流が進入する際には流路の拡大によって、負の空気圧力が生じる。なお、図３では溝の深さを強調して示してある。
【００２０】
磁気ヘッドスライダ１は空気流入端側の浮上量が空気流出端側の浮上量より大きくなるような姿勢で浮上するように設計される。従って流出端近傍の浮上面がディスクに最も接近する。流出端近傍では、レール面（素子設置面）５ａが周囲の浅溝面７ａ、深溝面８に対して突出しているので、スライダピッチ姿勢およびロール姿勢が一定限度を超えて傾かない限り、素子設置面５ａが最もディスクに近づくことになる。記録素子２、再生素子３および薄膜層４は、素子設置面５ａの薄膜ヘッド部分１ｂに属する部分に形成されている。サスペンション１１２から押し付けられる荷重と、浮上面９で生じる正負の空気圧力とがうまくバランスし、記録素子２および再生素子３からディスクまでの距離を１０ｎｍ程度の適切な値に保つよう、浮上面９の形状が設計される。
【００２１】
また、浮上面９で最もディスクと接触する可能性の高い素子設置面５ａにはディスクとの短時間かつ軽微な接触が起こっても摩耗がしにくいように、また記録素子２および再生素子３の腐食を防ぐために、厚さ数ｎｍの炭素保護膜が形成されている。
【００２２】
なお、ここでは浮上面９が実質的に平行な３種類の面５、７、８から構成される二段ステップ軸受のスライダについて説明したが、４種類以上の平行な面から構成される三段以上のステップ軸受のスライダであっても良い。
【００２３】
次に、図１及び図４を参照して、薄膜ヘッド部分１ｂの構成を詳細に説明する。図１は、図３に示した磁気ヘッドスライダ１の薄膜ヘッド部分１ｂのＸ−Ｘ線断面拡大図であり、図４は再生素子部分を浮上面側から見た模式図である。図１に示すように、薄膜ヘッド部分１ｂは、アルチック基板１ａ上に、スパッタリング、メッキ、エッチング、研磨などの薄膜プロセスを用いて形成された、アルミナ等の絶縁膜（第１絶縁膜）１３と、第１の絶縁膜１３よりも硬度が低い薄膜層４と、アルミナ等の絶縁膜１３′と、磁界によって抵抗値が変化するのを測る磁気抵抗型の再生素子３と、アルミナ等の絶縁分離膜１４と、コイルを流れる電流で磁極間に磁界を発生して磁気情報を記録するインダクティブ型の記録素子２と、これらの素子を覆うアルミナ等の絶縁膜（第３絶縁膜）１５とで構成される。再生素子３は、下部磁気シールド膜３０と、上部磁気シールド膜３２と、下部磁気シールド膜３０と上部磁気シールド膜３２の間にアルミナ等のギャップ膜（第２絶縁膜）３６を介して形成された磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）３４と、ＭＲ膜３４の両側に設けられた磁区制御膜３８（図４参照）とで構成されている。記録素子２は、下部磁極２０と、下部磁極２０と後端部で磁気的に接続された上部磁極２２と、下部磁極２０と上部磁極２２とで構成される閉磁気回路と鎖交するように設けられたコイル２４と、コイル２４の層間絶縁膜２６と、下部磁極２０と上部磁極２２の浮上面側の開放端に設けられた磁気ギャップ２８とで構成されている。薄膜層４は、第１の絶縁膜１３と絶縁膜１３′の間に設けられ、例えば下部磁気シールド膜３０と同じ材料のＮｉＦｅ合金か、または磁区制御膜３８と同じ材料のＣｏＰｔ系合金で構成され、アルミナからなる第１の絶縁膜１３よりも低い硬度を有する。薄膜層４の浮上面側の端部は、浮上面９（５ａ）に露出しており、図４に示すようにトラック幅方向の幅Ｗ２は、ＭＲ膜３４の幅とその両側の磁区制御膜３８の幅を合わせた幅Ｗ１よりも広くなっている。薄膜層４は、スライダ１ａの空気流入端側から流入した塵埃が、再生素子３に到達する前に捕捉する役目を果たす。
【００２４】
図４及び図５を参照して薄膜層４により塵埃を捕捉するメカニズムを説明する。図５は磁気ヘッドスライダ１が磁気ディスク１０６上を浮上している様子を示す側面図である。レール面５ａに露出している薄膜層４と磁気ディスク面との距離は、再生素子３と磁気ディスク面との距離とほとんど同じであるため、スライダ１ａの空気流入端側から浮上面９と磁気ディスク１０６との間に侵入し、薄膜ヘッド部１ｂにおいて、薄膜ヘッド部１ｂと磁気ディスク１０６に接触する程度の大きさの塵埃は、再生素子３と接触する前に、薄膜層４と接触することになる。塵埃５０は、スライダ１aから脱落したアルミナやチタンカーバイトをはじめとする硬質粒子や磁気ディスク内部から発生するステンレス等の金属粒子であり、また、問題となる塵埃は硬度が高いアルミナである。薄膜層４の硬度はアルミナなどの材料からなる第１絶縁膜１３の硬度よりも小さい（軟らかい）ため、図４及び図５に示すように第１の絶縁膜１３を通過した塵埃５０は薄膜層４に食い込み、薄膜層４に捕捉され、再生素子３まで達しない。したがって、塵埃５０と再生素子３との接触を抑制することができる。
【００２５】
図４に示すように、矢印Ａ１のスクラッチでは、下部磁気シールド膜３０、磁区制御膜３８および上部磁気シールド膜３２間の短絡によって磁気再生機能がダメージを受ける可能性が大きいが、矢印Ａ２のスクラッチでは、下部磁気シールド膜３０および上部磁気シールド膜３２の間には第２絶縁膜３６だけが存在するので、下部磁気シールド膜３０と上部磁気シールド膜３２間の短絡を引き起こす可能性は小さく、磁気再生機能はダメージを受けることはない。従って、薄膜層４のトラック幅方向に関する必要寸法は、ＭＲ膜３４の幅とその両側の磁区制御膜３８の幅を合わせた幅Ｗ１よりも大きくする必要がある。
【００２６】
特に、ＴＭＲ膜を用いた再生素子においては、下部磁気シールド膜３０から上部磁気シールド膜３２方向に向かうスクラッチ痕によって、磁気再生機能にダメージが生じやすい。そのため、ＴＭＲ膜のみを塵埃から保護するのではなく、磁区制御膜３８も同様に塵埃によるスクラッチから保護する必要がある。
【００２７】
なお、上記実施例では、薄膜層４として、下部磁気シールド膜３０あるいは磁区制御膜３８と同じ材料を用いたが、これらの材料に限られるものではなく、アルミナなどの第１絶縁膜１３より軟らかい材料ならば、いかなる薄膜材料でも上記と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
以上説明したように、本発明の実施例による磁気ヘッドスライダによれば、スライダ浮上面に侵入する塵埃とスライダに搭載されている再生素子との接触を防ぐことができる。これにより、再生素子の特性劣化を抑制し、磁気ヘッドスライダを搭載する磁気記録装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例による磁気ヘッドスライダの薄膜ヘッド部分の断面拡大図である。
【図２】本発明に係る磁気ヘッドスライダを搭載する磁気ディスク装置の構成図である。
【図３】本発明の実施例による磁気ヘッドスライダの浮上面側から見た斜視図である。
【図４】本発明の実施例による磁気ヘッドスライダの再生素子部分を浮上面側から見た模式図である。
【図５】本発明の実施例による磁気ヘッドスライダが磁気ディスク上を浮上している様子を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…磁気ヘッドスライダ、
１ａ…スライダ、
１ｂ…薄膜ヘッド部分、
２…記録素子、
３…再生素子、
４…薄膜層、
５ａ、５ｂ、５ｃ…レール面、
７ａ、７ｂ…浅溝面、
８…深溝面、
９…浮上面、
１１…空気流入端面、
１２…空気流出端面、
１３…第１絶縁膜、
１３′…絶縁膜、
１４…絶縁分離膜、
１５…第３絶縁膜、
２０…下部磁極、
２２…上部磁極、
２４…コイル、
２６…層間絶縁膜、
２８…磁気ギャップ膜、
３０…下部磁気シールド膜、
３２…上部磁気シールド膜、
３４…ＭＲ膜（ＴＭＲ膜）、
３６…第２絶縁膜（ギャップ膜）、
３８…磁区制御膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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