JP2001176023A - 複合型磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】記録時または消去時の記録磁界分布の拡がりを
抑制し、記録にじみ幅あるいは消去にじみ幅をゼロ近く
まで抑制することで、高トラック密度化を可能にし、高
記録密度化を達成する。 【解決手段】磁性コアのリーディングサイドに突き出し
部を、トラック幅及び掘込み深さで形成する。ギャップ
部を挟んで突き出し部に対向する様にトラック幅の磁性
コアのトレーリングサイドを形成する。この時突き出し
部のトラック幅は、トレーリングサイドのトラック幅よ
りも小さく、かつトレーリングサイドのトラック幅の内
側に配置される様に形成される。更にトレーリングサイ
ドのギャップ側の両端の傾斜角が鋭角に形成される。こ
れにより、ギャップ部には、トラック幅と同程度の磁界
分布を形成することができ、記録にじみ幅又は消去にじ
み幅を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記憶システム
に関するものであり、特に、これに使用される記録ヘッ
ドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、複合型磁気ヘッドの記録ヘッドと
しては、従来から利用されている磁気誘導効果を用いた
インダクティブヘッドが広く用いられている。これは一
般には、一つの磁気回路を形作る透磁率の大きな軟磁性
材料（磁性コア）とそれらに交叉するコイルとからな
り、磁性コアの一部（実際には、磁性記録媒体との対向
面）に、記録磁界を発生させるための間隙（ギャップ）
をもっている。これがギャップ部に発生させる記録及び
消去磁界は、各要素材料が物質的に一様であれば、これ
がもっている各々の幾何学寸法によって決定される。特
に、磁性媒体に記録される磁化反転パターンの幅（記録
トラック幅）は磁性コアのギャップ対向部分の幅に大き
く依存する。また、その磁界分布の拡がりにより、実際
の信号パターンに対応する記録トラック幅の外側に、再
生信号には寄与しないが、前記録磁化反転パターンを消
去する能力をもった微小な領域（記録にじみ幅）があ
る。起磁力が同一であれば、消去磁界による消去幅と記
録された磁化反転パターンのトラック幅の差（消去にじ
み幅）もほぼこれに一致する。

【０００３】記録密度が小さい場合は、トラック密度も
小さい為、記録にじみ幅あるいは消去にじみ幅が大きく
ても、磁気記憶システムの設計に関係して、直接にそれ
が問題となることはないが、記録密度の向上の為に磁性
コアのトラック幅を狭小化してトラック密度を向上させ
る場合には、記録にじみ幅あるいは消去にじみ幅を抑制
することが重要となってくる。これらのにじみ幅はギャ
ップ部の磁界分布に関係しているので、ギャップ間隔や
ギャップ深さも重要なパラメータとなるが、これらは磁
界強度確保の要求に従って決定される場合が多い。起磁
力を決定するコイルに流す電流値も同様に磁界強度確保
の要求から主に決められる。従って、ギャップ部の磁性
コアの形状を適当に変更することで、記録にじみ幅ある
いは消去にじみ幅を抑制することが残された方策とな
る。

【０００４】図４において、従来の磁気ヘッドに用いら
れている記録用インダクティブヘッドの磁性媒体対向面
部分を模式的に示す。この例では、磁性コアは、記録ト
ラック幅を決定するトレーリングサイド４１と、それと
対をなし、再生ヘッドのシールドの役割も担うリーディ
ングサイド４２から構成されている。記録磁界はギャッ
プ４３からの漏れ磁束により形成される。この例の場合
には、記録トラック幅はトレーリングサイドの磁性コア
幅４４により決定されるが、記録にじみ幅あるいは消去
にじみ幅はこれよりも大きくなっている。これはリーデ
ィングサイドの磁性コアの形状がトラック垂直方向に大
きく拡がっており、トレーリングサイドと結合するリー
ディングサイドの磁束分布が同方向に大きく拡がる為で
ある。

【０００５】図２には、上記不具合点を解消するための
一つの方策が示されている（特開平１１−３５１０
号）。この例では、磁性コアは、記録トラック幅を決定
するトレーリングサイド２１と、それと対をなし、再生
ヘッドのシールドの役割も担うリーディングサイド２２
から構成されていることは図４の例と同様であるが、リ
ーディングサイドのギャップ部側には、トレーリングサ
イドと対向する様に、突き出し部分２４が形成されてい
る。ここで、トレーリングサイドのトラック幅２５と突
き出し部分２４のトラック幅２６は、トラック幅２６の
方がトラック幅２５よりも小さくなっている。この様な
突き出し部分をリーディングサイドに置くことで、磁界
分布はリーディングサイドのトラック幅から若干外側に
膨らんだ程度迄に抑えることができ、記録にじみ幅ある
いは消去にじみ幅は従来の３分の１に迄低減することが
できる。

【０００６】然るに、更なる高記録密度化を達成するた
めには、更なる高トラック密度化が必要であり、記録に
じみ幅あるいは消去にじみ幅をより一層低減することが
重要な課題となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、記録
あるいは消去時の磁界分布の拡がりを、磁界強度を低落
させることなく、最小限に抑制することにより、記録に
じみ幅あるいは消去にじみ幅を極限までゼロに近づける
ことを可能にする記録用インダクティブヘッドを含み、
これによって磁気記憶システムにおける高トラック密度
化を容易にする磁気ヘッドを提示することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】磁気ヘッドは、その本来
の役割として、磁気記憶システムにおいて、電気的信号
を磁気的信号に変換し、これを磁気記憶媒体上に磁化
（反転）パターンとして記録し、あるいは磁気記憶媒体
上に記録された磁化パターンを磁気的信号として読み取
り、これを電気的信号に変換することを目的とする。磁
気ヘッドが磁気記憶媒体上に記録する磁化パターンの密
度は、磁気ディスク装置の場合、ディスク回転方向（ト
ラック方向）の磁化反転密度（ビット密度または線記録
密度）とディスク半径方向のトラック密度からなり、こ
れらを小さくできることは、即ち磁気ディスク装置の情
報記憶密度を向上できることを意味する。従って本発明
は、磁気ヘッドに限定して述べられているが、本来、磁
気ヘッドを使用する磁気記憶システムに関するものであ
る。

【０００９】磁気ヘッドは、その役割から、電気的信号
を磁気的信号に変換し、これを磁気記憶媒体上に磁化パ
ターンとして記録するための記録ヘッドと、磁気記憶媒
体上の磁化パターンから読み取る磁気的信号を電気的信
号に変換する為の再生ヘッドに分類される。図１は記録
及び再生ヘッドの１つの例であり、ＭＲヘッド、ＧＭＲ
ヘッド等の再生用ヘッド１１と、その上に直接形成され
た磁気誘導効果を利用した記録用インダクティブヘッド
１２を含む複合型磁気ヘッドを示す。本発明は、それら
の内の記録用インダクティブヘッド１２に関するもので
あり、従って記録・再生ヘッドを含む複合型磁気ヘッド
だけなく、インダクティブヘッドを用いた記録専用の磁
気ヘッドにも適用可能である。

【００１０】磁気記憶システム、特に磁気ディスク装置
における高記録密度化は、ディスク回転方向（トラック
方向）における磁化反転密度とディスク半径方向のトラ
ック密度に大きく依存する。この内、トラック密度の向
上の為には、記録トラック幅の狭小化と共に、記録また
は消去時の磁界分布の拡がりによるにじみ幅を抑制する
必要がある。

【００１１】本発明に従うと、磁気ヘッドは、一つの磁
気回路を構成する透磁率の大きな軟磁性材料からなる磁
性コアとこれに交叉する低抵抗金属コイルからなる、磁
気誘導効果を利用した記録ヘッドを有する。磁性コアは
磁性媒体に対面する部分に、記録信号磁界を発生させる
磁気的なギャップを含み、このギャップを挟んで、記録
磁化パターンのトラック幅を決定するトレーリングサイ
ドと、再生ヘッドのシールドの役割も担うリーディング
サイドからなる。リーディングサイドのギャップ部側に
はギャップを挟んでトレーリングサイドと対向するよう
に突き出し部分を有する。この突き出し部分のトラック
垂直方向の幅は、特開平１１−３５１０に開示されてい
るのと同様に、トレーリングサイドのトラック幅よりも
小さい。但し、この突き出し部は、トレーリングサイド
のトラック幅の内側に常に配置される様に形成される。
また、特徴的な点は、磁性コアのトレーリングサイドの
形状が、ギャップ部に生じる磁界を、そのトラック幅以
上に拡げない様に、ギャップ側が広くなった尖状形にな
っていることである。これにより、ギャップ部に形成さ
れる記録磁界分布の拡がりはトレーリングサイドのトラ
ック幅と同程度又はそれ以下に抑制させることが可能で
あり、記録磁界分布の拡がりによる記録又は消去時のに
じみ幅をゼロに迄抑制することが可能となる。又、突き
出し部分に高飽和磁束密度を有する軟磁性材料を適用す
ることで、記録磁界強度の劣化を抑制することができ
る。この様な構成の記録ヘッドを用いることにより、高
トラック密度化を推進することが可能となり、従って、
磁気記憶システムにおける高記録密度化が可能となる。

【００１２】本発明は、上述した様に、記録及び消去時
の磁界分布の広がりによるにじみ幅をゼロに抑える為の
方策を示したものであり、プロセス的には、従来の構造
のものとはかなり異なる構造を有している。これについ
て、図３に示した模式図を用いて説明する。

【００１３】通常のプロセスに従えば、再生ヘッドを形
成した後で、初めに磁性コアのリーディングサイド３２
が積層される。但し、突き出し部分３４はこの時点にお
いてまだ形成されていない。従って、磁性コアのリーデ
ィングサイド３２は初めに突き出し部分の膜厚を足し合
わせた厚さを有している。その後、ギャップ部３３を形
成する為に、非磁性、且つ絶縁性の酸化物層を積層す
る。従来のプロセスであれば、更に磁性コアのトレーリ
ングサイド２１を形成した後、イオンミリングあるいは
フォーカスドイオンビーム（ＦＩＢ）を用いて、トレー
リングサイド２１のトラック幅２５を形成することにな
る。この場合、リーディングサイドの突き出し部分２４
も同時に形成されることになるが、この従来の方法だ
と、突き出し部分２４のトラック幅２６は、磁性コアの
トレーリングサイドのトラック幅２５と同等かもしくは
大きくなってしまう。従って、本発明における記録ヘッ
ドの構造を形成する為には、ギャップ部３３を構成する
酸化物層を形成した後で、イオンミリングあるいはＦＩ
Ｂを用いて、リーディングサイド３２のギャップ部３３
側に、目的のトラック幅３６を持った突き出し部分３４
を形成しなくてはならない。突き出し部３４が形成され
た後は、磁性コアの掘込み部分３７を埋める形で非磁性
・絶縁性の酸化物層を積層し、その後、ギャップ部３３
の間隔を決める為の削り込みを行う。これ以降のプロセ
スは、従来のものと殆ど変わらず、まず磁性コアのトレ
ーリングサイド３１を積層し、次にＦＩＢを用いて、ト
レーリングサイド３１のトラック幅３５を形成する。但
し、この時ＦＩＢの入射角度を調整し、トレーリングサ
イドの形が、ギャップ側の両端の傾斜角３８が鋭角であ
る尖状形になる様にすることが重要である。その後、磁
気ヘッド全体を保護するための非磁性絶縁膜を積層し
て、磁気ヘッドを完成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて詳細に説明する。

【００１５】最適の実施例（実施例１）によれば、始め
に膜厚２.５μmのパーマロイ層５３、膜厚０.５μmのＦ
ｅリッチＮｉＦｅ層５４及びギャップ部を構成するアル
ミナ膜０.２μmをこの順にメッキあるいはスパッタリン
グ法で積層する。この後、ＦＩＢにより突き出し部分５
４を０.４μmのトラック幅５７及び０.６μmの掘込み深
さ５８の大きさで形成する。次に、掘込み部分５８とギ
ャップ間隔５５の深さを埋める様にアルミナ膜をスパッ
タリング法で１.０μm積層し、その後、化学機械研磨
（ＣＭＰ）によりギャップ間隔を形成する。その後、フ
レームメッキ法により膜厚１.０μmのＦｅリッチＮｉＦ
ｅ層５２及び膜厚２.０μmのパーマロイ層５１を積層
し、ＦＩＢにより０.５μmのトラック幅５２を、トレー
リングサイドの傾斜角５９が８６°になる様に形成す
る。最後に、これらを保護する為のアルミナ膜を積層し
て完成させる。このヘッドを用いたオフトラックプロフ
ァイルの評価（精度０.０５μm）によれば、磁気的な磁
化反転パターンのトラック幅Ｔｗｗと消去時の有効消去
幅Ｔｗｅの差ΔＥはΔＥ＝０.０４μm程度になる。同じ
測定条件の下で、従来のヘッドがΔＥ＝０.２μm程度で
あることを考えると、リーディングサイドのトラック幅
５７をトレーリングサイドのトラック幅５６より内側に
配置し、更にトレーリングサイドを尖状形にすること
は、ΔＥを小さくすることに非常に有効であることがわ
かる。

【００１６】次の実施例（実施例２）では、突き出し部
分６４をＦｅリッチＮｉＦｅ層からパーマロイ層に材質
を変更したものを示している。この場合にも、同等のΔ
Ｅ削減効果が期待できるが、突き出し部分の全飽和磁束
が小さくなる為、実施例１の場合と同等の記録磁界強度
を得る為には、各磁性層の厚さ、ギャップ間隔、ギャッ
プ深さ等の適切な設定が必要となる。

【００１７】本実施例では、突き出し部６４のパーマロ
イ膜厚６８が０.５μm、リーディングサイドのパーマロ
イ層６３の膜厚が２.５μm、トレーリングサイドのＦｅ
リッチＮｉＦｅ（４６ＮｉＦｅ）層６２の膜厚が１.０
μm、トレーリングサイドのパーマロイ層６１の膜厚が
２.０μm、ギャップ間隔６５が０.２μm、突き出し部６
４のトラック幅６７が０.４μm、トレーリングサイドの
トラック幅６６が０.５μm、ギャップ深さ０.５μmの
時、静磁界強度が５００mT(５,０００Gauss)以上とな
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、磁気記憶システムにお
いて、記録時あるいは消去時の磁界分布の拡がりを抑
え、記録にじみ幅あるいは消去にじみ幅をゼロに近づけ
ることが可能であり、これにより、高トラック密度化が
可能な磁気記憶システムが提示される。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気記憶システムに用いられる再生専用ヘッド
（ＭＲ、ＧＭＲヘッド等）及び記録専用のインダクティ
ブヘッドを含む複合型磁気ヘッドの鳥瞰図である。

【図２】従来のインダクティブヘッドの機能部分の断面
図で、磁性コアのトレーリングサイドに傾斜角をもたせ
ていないことを表したものである。

【図３】本発明の原理に基づくインダクティブヘッドの
機能部分の断面図で、磁性コアのトレーリングサイドに
傾斜角をつけていることを表したものである。

【図４】従来のインダクティブヘッドの機能部分の断面
図で、突き出し部をもたないヘッドを表したものであ
る。

【図５】本発明の原理に基づくインダクティブヘッドの
機能部分の断面図で、実施例１の突き出し部にＦｅリッ
チＮｉＦｅ膜を用いた場合を具体的に表したものであ
る。

【図６】本発明の原理に基づくインダクティブヘッドの
機能部分の断面図で、実施例２の突き出し部にパーマロ
イを用いた場合を具体的に表したものである。

【符号の説明】

１１…再生ヘッド（ＭＲ、ＧＭＲヘッド等）、１２…イ
ンダクティブヘッド、２１，３１，４１…磁性コアのト
レーリングサイド、２２，３２，４２，５３，６３…磁
性コアのリーディングサイド、２３，３３，４３，５
５，６５…ギャップ部（間隔）、２４，３４，５４，６
４…突き出し部、２５，３５，４４，５６，６６…トレ
ーリングサイドのトラック幅、２６，３６，５７，６７
…リーディングサイドのトラック幅、２７，３７，５
８，６８…掘込み部、３８，５９，６９…磁性コアのト
レーリングサイドの傾斜角、５１，６１…磁性コアのト
レーリングサイド（パーマロイ部）、５２，６２…磁性
コアのトレーリングサイド（ＦｅリッチＮｉＦｅ部）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲田 賀一 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Ｆターム(参考） 5D033 BA08 BA12 BB43 CA02 5D034 BA02 BA18 BB09 BB12 CA06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルを流れる電流による磁気誘導効果
   を用いた磁気回路を構成し、媒体記録時のトレーリング
   部となる第一の軟磁性層と、上記第一の軟磁性層と共
   に、上記磁気回路を構成し、媒体記録時のリーディング
   部となる第二の軟磁性層と、上記第一及び第二の軟磁性
   層の磁気的連続性を妨げ、上記磁気誘導効果により生じ
   た磁束による漏れ磁界を発生させる間隙からなる基本構
   造を有する記録ヘッド部と、上記記録ヘッド部によって
   記録された磁性媒体上の磁化反転パターンの磁気的信号
   に対応した抵抗変化を生ずる磁気抵抗効果型再生ヘッド
   部を一体形成した複合型磁気ヘッドにおいて、上記記録
   ヘッドの構成要素である上記第二の軟磁性層が、上記磁
   気抵抗効果型再生ヘッドの磁気シールド機能を有すると
   共に、上記第一の軟磁性層と上記間隙を介して対向する
   側に突き出し部を有し、上記突き出し部の幅が、上記第
   一の軟磁性層の上記間隙側の幅よりも小さく、且つ、上
   記第一の軟磁性層の上記間隙に対面する両端の角が鋭角
   であることを特徴とする複合型磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 上記第一の軟磁性層の上記間隙に対面す
   る両端の角が８０°から９０°の間にあることを特徴と
   する請求項１に記載の複合型磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 上記第二の軟磁性層の突き出し部の幅
   が、上記間隙を介して対向する上記第一の軟磁性層の幅
   の内側に位置していることを特徴とする請求項２に記載
   の複合型磁気ヘッド。
4. 【請求項４】 上記第二の軟磁性層の突き出し部の幅
   と、上記間隙を介して対向する上記第一の軟磁性層の幅
   の差が０.１μm以上であることを特徴とする請求項３に
   記載の複合型磁気ヘッド。
5. 【請求項５】 上記第二の軟磁性層の突き出し部に高飽
   和磁束密度を有する軟磁性材料を用いたことを特徴とす
   る請求項４に記載の複合型磁気ヘッド。