JP2002197613A - 垂直磁気記録ヘッドの製造方法 - Google Patents
垂直磁気記録ヘッドの製造方法Info
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Abstract
は、スキュー角が発生したときにサイドフリンジングが
発生していた。 【解決手段】主磁極層24の記録媒体との対向面での正
面形状を略逆台形にすることにより、スキュー角が発生
しても側辺24f1がトラックの幅方向にはみ出すこと
が防止でき、サイドフリンジングを抑えることができ
る。
Description
有するディスクなどの記録媒体に対して垂直磁界を与え
て記録を行う垂直磁気記録ヘッドに係り、特に記録パタ
ーンにフリンジングが発生するのを抑制し、高記録密度
化に対応可能な垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法
を提供することを目的としている。
高密度で記録する装置として垂直磁気記録方式がある。
図41は前記垂直磁気記録方式の装置に使用される垂直
磁気記録ヘッドの一般的な構造を示す断面図である。
垂直磁気記録ヘッドHは、記録媒体上を浮上して移動し
または摺動するスライダ1のトレーリング側端面に設け
られるものであり、例えばスライダ1のトレーリング側
端面1aにおいて、前記垂直磁気記録ヘッドHは、非磁
性膜2と、非磁性の被覆膜3との間に配置される。
で形成された補助磁極層4と、前記補助磁極層4の上に
間隔を開けて形成された同じく強磁性材料で形成された
主磁極層5とを有しており、前記補助磁極層4の端面4
aと前記主磁極層5の端面5aとが、記録媒体Mdとの
対向面Haに現れている。前記対向面Haよりも奥側に
おいて、前記補助磁極層4と前記主磁極層5は、磁気接
続部6において磁気的に接続されている。
にはAl2O3、SiO2などの無機材料による非磁性絶
縁層7が位置しており、前記対向面Haでは、この非磁
性絶縁層7の端面7aが、前記補助磁極層4の端面4a
と前記主磁極層5の端面5aとの間に現れている。
などの導電性材料で形成されたコイル層8が埋設されて
いる。
aの厚みhwは、補助磁極層4の端面4aの厚みhrよ
りも小さくなっている。また前記主磁極層5のトラック
幅方向(図示X方向)の端面5aの幅寸法はトラック幅
であり、この幅寸法は、前記補助磁極層4のトラック幅
方向の端面4aの幅寸法よりも十分に小さくなってい
る。
が行われる記録媒体Mdは、垂直磁気記録ヘッドHに対
してY方向へ移動するものであり、その表面にハード膜
Maが内方にソフト膜Mbが設けられている。
助磁極層4と主磁極層5とに記録磁界が誘導されると、
補助磁極層4の端面4aと、主磁極層5の端面5aとの
間での漏れ記録磁界が、記録媒体Mdのハード膜Maを
垂直に通過し、ソフト膜Mbを通る。ここで、前記のよ
うに主磁極層5の端面5aの面積が、補助磁極層4の端
面4aでの面積よりも十分に小さくなっているため、主
磁極層5の端面5aの対向部分で磁束φが集中し、端面
5aが対向する部分での前記ハード膜Maに対し、前記
磁束φにより磁気データが記録される。
磁気記録ヘッドを記録媒体との対向面側から見た部分正
面図である。図41及び図42の垂直磁気記録ヘッドの
主磁極層5は、磁性材料からなるメッキ下地層5b上
に、磁性材料を用いてメッキ形成されている。メッキ形
成された主磁極層5は上面5cが凸状に湾曲した曲面に
なる。また、従来の垂直磁気記録ヘッドでは主磁極層5
の側辺5d,5dがトラック幅方向(図示X方向)に対
する垂直面となっている。
直磁気記録ヘッドによって信号が記録された記録媒体上
の記録トラックの平面図である。
外周と内周との間を移動する際に、記録媒体Mdの回転
接線方向(図示Y方向)に対して前記主磁極層5の側辺
5d,5dが傾くスキュー角が発生することがある。こ
こで図42に示すように主磁極層5の側辺5d,5dが
トラック幅方向に対する垂直面であると、主磁極層5の
側辺5d,5dが記録媒体の移動接線方向(図示Y方
向)に対してスキュー角を有するときに、破線で示すよ
うに主磁極層の側辺5d,5dがトラック幅Tw1の外
側に斜めの漏れ磁界を与えてフリンジングFが発生し、
オフトラック性能の低下を招く。
した曲面であると、記録トラック上の磁区境界Bが湾曲
し、再生波形のパルス幅が広くなり高記録密度化を進め
ると鮮明な記録磁化分布が得られなくなる。従って、記
録トラックの長さ方向(図示A方向)の記録密度を上げ
ることが難しくなる。
のものであり、記録パターンにフリンジングが発生する
のを抑制できオフトラック性能の向上を図ることが可能
であり、また、記録トラックの長さ方向(図示A方向)
の記録密度を向上させることのできる垂直磁気記録ヘッ
ドの製造方法を提供することを目的としている。
ッドの製造方法は、以下の工程を有することを特徴とす
るものである。 (a)磁性材料で補助磁極層を形成する工程、(b)記
録媒体との対向面となる面よりも奥側で、前記補助磁極
層の上に磁性材料で接続層を形成する工程、(c)前記
記録媒体との対向面となる面よりも奥側の領域にコイル
層を形成する工程、(d)前記補助磁極層上に絶縁層を
積層する工程、(e)前記絶縁層の上に、前記対向面の
部分でトラック幅方向の内幅寸法が補助磁極層から離れ
るにしたがって徐々に広がり、且つ前記対向面から奥側
へ所定の奥行きを有する主磁極形成溝を有する無機絶縁
層を形成する工程、(f)前記主磁極形成溝内で、主磁
極層を形成する工程、(g)前記主磁極層と前記接続層
を、直接又は前記主磁極層の上と前記接続層の上にヨー
ク層を形成して、磁気的に接続する工程、本発明の垂直
磁気記録ヘッドの製造方法によって、記録媒体との対向
面に、補助磁極層と主磁極層とが間隔を開けて位置し、
前記対向面よりも奥側に前記補助磁極層と前記主磁極層
とに記録磁界を与えるコイル層が設けられ、前記主磁極
層に集中する前記記録媒体平面に対する垂直方向磁界に
よって、前記記録媒体に磁気データを記録する垂直磁気
記録ヘッドを得ることができる。
は、前記(e)の工程において、前記無機絶縁層に、ト
ラック幅方向の内幅寸法が、補助磁極層から離れるにし
たがって徐々に広がり、且つ前記対向面から奥側へ所定
の奥行きを有する溝を形成し、前記(f)の工程におい
て、前記溝内で主磁極層を形成する。
主磁極層は、前記対向面でトラック幅方向の内幅寸法
が、前記補助磁極層から離れるにしたがって徐々に広く
なるように、前記主磁極層の前記補助磁極側の端辺より
も上辺(トレーリング側の端辺)が幅広とされている。
すなわち前記対向面において前記主磁極層の正面形状が
略逆台形になっている。
状が略逆台形になっていると、記録媒体に記録を行うと
き、前記主磁極層の側辺が記録媒体の移動接線方向に対
してスキュー角を生じても、前記側辺が記録トラックの
外にはみ出すことを防ぐことができ、フリンジングを防
止できるようになり、オフトラック性能の向上を図るこ
とができる。
前記絶縁層の上に、リフトオフ用のレジスト層を積層
し、このリフトオフ用のレジスト層をマスクとして、前
記絶縁層の表面に対する垂直方向又は前記垂直方向より
所定の角度方向から、前記無機絶縁層を前記レジスト層
の下面に形成された切り込み部内にまで成膜した後、前
記レジストを除去することにより、トラック幅方向の内
幅寸法が、補助磁極層から離れるにしたがって徐々に広
がり、且つ前記対向面から奥側へ所定の奥行きを有する
前記主磁極形成溝を有する無機絶縁層を形成することが
できる。
絶縁層の上に無機絶縁層を順次成膜し、前記無機絶縁層
上に、溝がパターン形成されたレジスト層を形成後前記
レジスト層を熱処理すること、または前記溝のパターン
形成精度を調節することにより、側面がトラック幅方向
に対する傾斜面であるエッチング用の溝を有するレジス
ト層を形成し、このレジスト層をマスクとして、前記無
機絶縁層をエッチングによって掘り込むことにより、前
記無機絶縁層に、トラック幅方向の内幅寸法が補助磁極
層から離れるにしたがって徐々に広がり、且つ前記対向
面から奥側へ所定の奥行きを有する前記主磁極形成溝を
形成することができる。
記絶縁層の上に無機絶縁層順次成膜し、前記無機絶縁層
上に、側面がトラック幅方向に対する垂直面または傾斜
面であるエッチング用の溝がパターン形成されたレジス
ト層を形成後、前記レジスト層をマスクとして、前記無
機絶縁層をエッチングによって掘り込むことにより、前
記無機絶縁層に、トラック幅方向の内幅寸法が補助磁極
層から離れるにしたがって徐々に広がり、且つ前記対向
面から奥側へ所定の奥行きを有する前記主磁極形成溝を
形成することができる。
いて、前記主磁極層をスパッタ法や蒸着法などの成膜プ
ロセスによって形成することができる。
成膜プロセスによって形成するときには、前記主磁極形
成溝を形成後、この主磁極形成溝以外の前記絶縁層及び
前記無機絶縁層の表面領域をレジスト層によってマスク
し、前記主磁極形成溝内に磁性材料を成膜プロセスによ
って埋め込み、その後前記レジスト層を除去することに
より前記主磁極層を形成することが好ましい。
絶縁層の上に、メッキ下地層を介して前記無機絶縁層を
成膜し、このメッキ下地層が露出するように前記主磁極
形成溝を形成し、前記(f)の工程において、前記主磁
極層をメッキによって形成することもできる。
をメッキによって形成するときには,前記(f)の工程
と前記(g)の工程の間に、(h)前記主磁極層の中心
線に対して所定の角度だけ傾いた方向からミリング粒子
を入射させるミリングで、前記主磁極層の上面を平坦化
させる工程を有することが好ましい。
より、前記対向面において前記主磁極層の前記上辺を直
線形状にすることができる。
記補助磁極側からヨーク層側に向かう方向に走行する。
従って、前記記録媒体上の記録トラックの磁区境界の形
状は、前記主磁極層の上辺の形状によって決まる。
いると前記記録トラックの磁区境界も直線形状となり、
記録トラックの長さ方向の記録密度を上げても鮮明な記
録磁化分布を得ることができ、良好な記録再生特性を得
ることができる。
度を35°以上80°以下とすることが好ましく、より
好ましくは、前記所定の角度を40°以上50°以下と
することである。
ッキ下地層を非磁性材料を用いて形成することが好まし
い。
または前記(h)の工程の後に、(i)前記主磁極層の
中心線に対して所定の角度だけ傾いた方向からミリング
粒子を入射させるミリングによって、前記主磁極形成溝
が形成された前記無機絶縁層の下層以外の前記メッキ下
地層を除去する工程を有することができる。
域に前記メッキ下地層が残るが、前記メッキ下地層を非
磁性材料を用いて形成することにより、垂直磁気記録ヘ
ッドの記録特性に大きな影響を及ぼさないようにでき
る。
直磁気記録ヘッドの構造を示す縦断面図である。図2は
垂直磁気記録ヘッドを記録媒体との対向面から見た部分
正面図である。
媒体Mdに垂直磁界を与え、記録媒体Mdのハード膜M
aを垂直方向に磁化させるものである。
面に残留磁化の高いハード膜Maが、内方に磁気透過率
の高いソフト膜Mbを有しており、ディスクの中心が回
転軸中心となって回転させられる。
Al2O3・TiCなどの非磁性材料で形成されており、
スライダ11の対向面11aが記録媒体Mdに対向し、
記録媒体Mdが回転すると、表面の空気流によりスライ
ダ11が記録媒体Mdの表面から浮上し、またはスライ
ダ11が記録媒体Mdに摺動する。垂直磁気記録ヘッド
はスライダ11のトレーリング側端面11b側に設けら
れている。図1においてスライダ11に対する記録媒体
Mdの移動方向は図示Z方向である。
には、Al2O3またはSiO2などの無機材料による非
磁性絶縁層54が形成されて、この非磁性絶縁層54の
上に読取り部HRが形成されている。
52、ギャップ層55、磁気抵抗効果素子53、および
上部シールド層51から成る。磁気抵抗効果素子53
は、異方性磁気抵抗効果(AMR)素子、巨大磁気抵抗
効果(GMR)素子、トンネル磁気抵抗効果(TMR)
素子などである。
たはSiO2などの無機材料による非磁性絶縁層12が
形成されて、非磁性絶縁層12の上に本発明の記録用の
垂直磁気記録ヘッドHbが設けられている。そして垂直
磁気記録ヘッドHbは無機非磁性絶縁材料などで形成さ
れた保護層13により被覆されている。そして垂直磁気
記録ヘッドHbの記録媒体との対向面H1aは、スライ
ダ11の対向面11aとほぼ同一面である。
(Ni−Fe)などの強磁性材料がメッキされて補助磁
極層21が形成されている。補助磁極層21はいわゆる
リターンパス層と呼ばれるものである。非磁性絶縁層1
2は、補助磁極層21の下(補助磁極層21と上部シー
ルド51との間)および補助磁極層21の周囲に形成さ
れている。そして図1に示すように、補助磁極層21の
表面21aと非磁性絶縁層12の表面12aとは同一の
平面上に位置している。
側(ハイト方向、図示X方向)では、補助磁極層21の
表面21a上にNi−Feなどの接続層25が形成され
ている。
1の表面21aおよび非磁性絶縁層12の表面12a上
に、Al2O3などの非磁性絶縁層26が形成されて、こ
の非磁性絶縁層26の上にCuなどの導電性材料により
コイル層27が形成されている。このコイル層27はフ
レームメッキ法などで形成されたものであり、接続層2
5の周囲に所定の巻き数となるように螺旋状にパターン
形成されている。コイル層27の巻き中心側の接続端2
7a上には同じくCuなどの導電性材料で形成された底
上げ層31が形成されている。
スト材料などの有機材料の絶縁層32で被覆されてお
り、さらに絶縁層33で覆われている。
とが好ましく、無機絶縁材料としては、AlO、Al2
O3、SiO2、Ta2O5、TiO、AlN、AlSi
N、TiN、SiN、Si3N4、NiO、WO、W
O3、BN、CrN、SiONのうち少なくとも1種以
上を選択できる。
31の表面31a、および絶縁層33の表面33aは、
同一面となるように加工されている。このような平坦化
加工は後述の製造方法で説明するように、CMP技術な
どを用いて行なわれる。
に、NiFeからなる主磁極層24が形成されており、
主磁極層24の前端面24aは、対向面H1aと同一面
とされている。主磁極層24は非磁性材料からなるメッ
キ下地層24b上にメッキ形成されている。
してNiFe合金などからなるヨーク層36が形成され
ている。ヨーク層36はNiFeからなるメッキ下地層
36d上にメッキ形成されている。図1では、主磁極層
24の後方部24cとヨーク層36の先部領域36bが
磁気的に接続され、またヨーク層36の後方領域36c
は接続層25の上面25aに磁気的に接続された状態に
なっている。
され、主磁極層24の後方部24cが接続層25の上面
25aに磁気的に接続され、主磁極層24の上層にヨー
ク層36が形成されてもよい。
面H1aよりもハイト方向奥側に位置して保護層13内
に埋没しており、対向面H1aには現れていない。
H2は、主磁極層24の膜厚H1よりも厚く形成され
る。
ト方向(図示X方向)に対する垂直面となっている。た
だし、ヨーク層36の前端面36aが下面から上面に向
けてハイト方向に傾く傾斜面あるいは湾曲面で形成され
てもよい。ヨーク層36の下に形成される主磁極層24
の上面とヨーク層36の前端面36a間の外角θ1は9
0°以上であることが好ましい。これによって主磁極層
24からヨーク層36に向けて漏れる磁界を少なくでき
主磁極層24により磁界を集中させることができるから
である。
面31aにはリード層37が形成され、リード層37か
ら底上げ層31およびコイル層27に記録電流の供給が
可能となっている。なお、リード層37はヨーク層36
と同じ材料で形成でき、ヨーク層36とリード層37を
同時にメッキで形成することが可能である。そして、ヨ
ーク層36およびリード層37がAl2O3からなる保護
層13に覆われている。
いる主磁極層24は、トラック幅方向(図示Y方向)の
内幅寸法が、補助磁極層21から離れるにしたがって徐
々に広くなるように、主磁極層24の補助磁極21側の
端辺24dよりも上辺(トレーリング側の端辺)24e
が幅広とされている。すなわち対向面H1aにおいて主
磁極層24の正面形状が略逆台形になっている。なお、
図2では主磁極層24の側辺24f1,24f1が直線
形状になっているが、側辺24f1,24f1が湾曲し
ていてもよい。主磁極層24の周囲は、無機絶縁層34
及び保護層13に覆われている。
ドのトラック幅Twは上辺24eの内幅寸法によって規
制される。本発明では、トラック幅Twを0.5μm以
下、さらには0.3μm以下にできる。また、メッキ下
地層24bの高さ寸法と主磁極層24の高さ寸法を合わ
せたポール長Pは0.2〜0.45μmである。メッキ
下地層24bの厚さは15〜50nmである。
d,Rh,Ru,Pt,NiLu,NiP,NiPd,
NiW,NiB,NiMo,Ir,NiCu,NiC
r,Cr,Tiなどの非磁性材料を用いて形成されてい
る。メッキ下地層24bが非磁性材料を用いて形成され
ていると、主磁極層24の側辺24f1,24f1とメ
ッキ下地層24bの側辺24b1,24b1が連続した
直線形状または曲線形状を構成していなくとも、例え
ば、図2に示されるように、主磁極層24の底面のトラ
ック幅方向の幅寸法(主磁極層24の補助磁極層21側
の端辺24dの内幅寸法)よりもメッキ下地層24bの
内幅寸法(トラック幅方向の幅寸法)の方が大きくなっ
ても記録媒体上の記録トラックパターンが乱れることを
防ぐことができる。
パッタ法などの成膜プロセスを用いて形成する場合には
メッキ下地層24bは形成されない。
おいて、主磁極層24の上辺24eが直線形状にされて
いる。
4f1がなす角θ2は、60°以上で90°未満である
ことが好ましく、より好ましくは、60°以上80°以
下である。
至るにしたがって幅寸法Wyが徐々に広がる形状であ
り、この幅寸法Wyが徐々に広がる部分のヨーク層36
が主磁極層24の上に重ねられている。
は、対向面H1a側である先部領域36bでトラック幅
方向の幅寸法Wyが細くなり、後方領域36cでトラッ
ク幅方向の幅寸法が徐々に大きくなる平面形状であっ
て、前方領域36bが主磁極層24の上に重ねられてい
てもよい。
後方部24cが幅寸法が徐々に広がる形状であり、この
後方部24cにヨーク層36が重ねられていてもよい。
cが徐々に幅広になる形状であると、ヨーク層36から
主磁極層24への磁束の通過効率が良くなって、オーバ
ーライト特性を向上できる。なお、図5のように、主磁
極層24の幅広の後方部24cがヨーク層36内に完全
に入り込んだ平面形状であると、後方部24cが、ヨー
ク層36から前方にはみ出ているものよりも、ヨーク層
36から主磁極層24への磁束の通過効率がよくなる。
も、対向面H1aに現れている補助磁極層21の前端面
21bのトラック幅方向の幅寸法Wrよりも、対向面H
1aに現れている主磁極層24の前端面24aのトラッ
ク幅方向の幅寸法Twが十分に小さくなっている。また
図1に示すように、補助磁極層21の厚みH3よりも主
磁極層24の厚みH1が小さくなっている。よって、対
向面H1aに現れている主磁極層24の前端面24aの
面積は、補助磁極層21の前端面21bの面積よりも十
分に小さくなっている。また、主磁極層24の厚みH1
は、ヨーク層36の厚みH2よりも小さい。
たときの断面で見たときに、主磁極層24の断面積は、
ヨーク層36の後方領域部分の断面積よりも小さくなっ
ている。
層36よりも飽和磁束密度Bsが高い磁性材料で形成さ
れている。
層37を介してコイル層27に記録電流が与えられる
と、コイル層27を流れる電流の電流磁界によって補助
磁極層21とヨーク層36に記録磁界が誘導される。図
1に示すように、対向面H1aでは、主磁極層24の前
端面24aと補助磁極層21の前端面21bからの漏れ
記録磁界が、記録媒体Mdのハード膜Maを貫通しソフ
ト膜Mbを通過する。主磁極層24の前端面24aの面
積が補助磁極層21の前端面21bの面積よりも十分に
小さいために、主磁極層24の前端面24aに漏れ記録
磁界の磁束φが集中し、この集中している磁束φにより
ハード膜Maが垂直方向へ磁化されて、磁気データが記
録される。主磁極層24の前端面24aから発生する又
は吸収される漏れ記録磁界によってハード膜Maの磁束
密度は飽和し、補助磁極層21の前端面21bに吸収さ
れる又は発生する漏れ記録磁界によってはハード膜Ma
はほとんど磁化されない。
主磁極層24とヨーク層36とが別の層として形成され
ているため、主磁極層24のトラック幅方向の幅寸法T
wおよび厚みH1を、ヨーク層36の幅寸法Wyおよび
厚みH2と別のものとして設定することができる。した
がって、主磁極層24の幅寸法Twを小さくして、狭ト
ラックによる記録を可能にできる。しかもヨーク層36
を十分に大きな断面積となるように形成できるため、コ
イル層27で誘導された記録磁界の多くの磁束をヨーク
層36から主磁極層24へ導くことができる。
も飽和磁束密度Bsの高い磁性材料で形成しておくと、
幅寸法Twと厚みH1の小さい主磁極層24からハード
膜Maに対して密度の高い磁束φを垂直方向へ与えるこ
とが可能となり、オーバーライト特性が向上するように
なる。
記録ヘッドによって信号が記録された記録媒体上の記録
トラックの平面図である。
の外周と内周との間を移動する際に、記録媒体Mdの回
転接線方向(図示Z方向)に対して主磁極層24の側辺
24f1,24f1が傾くスキュー角が発生することが
ある。図2に示すように、対向面H1aに現れている主
磁極層24は、トラック幅方向(図示Y方向)の内幅寸
法が、補助磁極層21から離れるにしたがって徐々に広
くなるように、主磁極層24の補助磁極21側の端辺2
4dよりも上辺24eが幅広とされ、対向面H1aにお
いて主磁極層24の正面形状が略逆台形になっている。
4f1が記録媒体の移動接線方向(図示Z方向)に対し
てスキュー角を有するときに、破線で示すように側辺2
4f1が記録トラック幅Twから側方へ斜めに大きくは
み出すことがない。よって側辺24f1によるフリンジ
ングを防止できるようになり、オフトラック性能の向上
を図ることができる。
状であるので、記録トラック上の磁区境界B1またはB
2も直線形状となり、再生波形のパルス幅が狭くなり高
記録密度化を進めたときでも鮮明な記録磁化分布が得ら
れる。従って、記録トラックの長さ方向(図示Z方向)
の記録密度を上げることが容易になる。
ッドの製造方法について以下に説明する。図7から図1
0に示す一工程図は垂直磁気記録ヘッドの縦断面図を示
している。
に磁性材料製の補助磁極層21を形成した後、補助磁極
層21のハイト方向後方も非磁性絶縁層12で埋め、さ
らに補助磁極層21および非磁性絶縁層12の上面をC
MP技術などを用いて平坦化加工する。
のハイト方向後方に、磁性材料製の接続層25をメッキ
形成する。なお、接続層25の形成は、後述するコイル
層27の形成後に行ってもよい。
上面21aから接続層25の上面にかけて無機絶縁材料
をスパッタして非磁性絶縁層26を形成する。さらに、
非磁性絶縁層26の上にフレームメッキ法を用いて、C
uなどの導電性材料により、コイル層27を形成し、底
上げ層31を同じくメッキにより形成する。このときコ
イル層27は、接続層25の高さよりも十分に低い位置
に形成する。そしてコイル層27と底上げ層31を有機
材料の絶縁層32で覆い、さらに、無機絶縁材料をスパ
ッタして、全ての層を覆う絶縁層33を形成する。
て、図示上方からCMP技術などを用いて研磨加工を行
なう。この研磨加工は、絶縁層33、接続層25および
底上げ層31の全てを横断する水平面(L−L面)の位
置まで行なう。
続層25の上面25a、絶縁層33の表面33aおよび
底上げ層31の表面31aが全て同一面となるように加
工される。平坦化された絶縁層33の表面33a上、接
続層25の上面面25a上、及び底上げ層31の表面3
1a上にメッキ下地層24bを成膜し、メッキ下地層2
4b上に、Al2O3やSiO2などを用いて無機絶縁層
34を成膜する。
d,Rh,Ru,Pt,NiLu,NiP,NiPd,
NiW,NiB,NiMo,Ir,NiCu,NiC
r,Cr,Tiなどの非磁性材料を用いて形成する。
ッドの主磁極層24の製造方法について説明する。
ッキ形成するために、無機絶縁層34に溝34aを形成
する第1の方法について図11及び図12を参照して説
明する。
縁層34上に、溝40aがパターニングされたレジスト
層40を積層した状態を示すものであり、(B)は図1
0の図示上方向から見たときの部分断面図、(A)は
(B)のA−A矢視方向から見た部分断面図である。
形成し、露光現像により、記録媒体との対向面となる部
分に、前記対向面から奥側へ所定の奥行きを有し主磁極
層24の抜きパターン形状の溝40aを形成する。溝4
0aは、図示左側に向かうに従って内幅方向(図示Y方
向)の寸法が大きくなるメッキ溜め溝40a2と内幅方
向の寸法が一定である主磁極形成溝40a1からなる。
0nm、無機絶縁層34の厚さt2は0.3〜0.5μ
m、レジスト層40の厚さt3は0.5〜1.5μmで
ある。溝40aの内幅方向の寸法W1は0.3〜0.5
μmである。
ッチングまたは反応性イオンエッチング(RIE)によ
り溝40a内に露出する無機絶縁層34を削る。このプ
ラズマエッチングによって無機絶縁層34のみでなく、
レジスト層40,40も削れていく。レジスト層40,
40は角部40c,40cから削れていき、溝40aの
側面40b,40bが傾斜面となる。さらに、無機絶縁
層34に形成されていく溝34aもトラック幅方向の内
幅寸法が、補助磁極層21から離れるにしたがって徐々
に広がり、側面34b,34bが傾斜面となる。
4の側面34bがなす角θ3を60°以上90°未満、
より好ましくは、60°以上80°以下にする。本実施
の形態ではθ3=65°〜80°としている。前記θ3
の大きさを規定することにより、形成される主磁極層2
4の側面のテーパ角を規定することができる。
方向寸法W2は0.2〜0.32μmである。
る第2の方法について図11、図13及び図14を参照
して説明する。
面にレジスト層40を形成し、露光現像により、記録媒
体との対向面となる部分に、前記対向面から奥側へ所定
の奥行きを有し主磁極層24の抜きパターン形状の溝4
0aを形成する。溝40aは、先にも説明したように、
図示左側に向かうに従って内幅方向(図示Y方向)の寸
法が大きくなるメッキ溜め溝40a2と内幅方向の寸法
が一定である主磁極形成溝40a1からなる。
理して、溝40aの側面40b,40bを傾斜面或いは
湾曲面とする。すなわち、溝40aのトラック幅方向の
内幅寸法が、補助磁極層21から離れるにしたがって徐
々に広がるようにする。図12(A)では、溝40aの
側面40b,40bを傾斜面としている。
す。 熱処理温度:100℃〜120℃ 熱処理時間:10min 熱処理後のメッキ下地層24bの表面とレジスト層40
の側面40bがなす角θ4を60°以上90°未満、よ
り好ましくは、60°以上80°以下にする。本実施の
形態ではθ4=80°としている。前記θ4の大きさを
規定することにより、形成される主磁極層24の側面の
テーパ角を規定することができる。
方向寸法W3は0.3μmである。レジスト層40に形
成された溝40aの側面40b,40bを傾斜面または
湾曲面とするための他の方法として、レジスト層40の
材料の露光感度を選択してパターニング精度を調節し、
露光・現像の際にレジスト層40の下面側よりも上面側
の内幅寸法が幅広となり、側面40b,40bが傾斜面
または湾曲面となる溝40aを形成する方法がある。
ンエッチング(RIE)により溝40a内に露出する無
機絶縁層34を削る。溝40aの側面40b,40bが
傾斜面または湾曲面であるので、無機絶縁層34に形成
されていく溝34aも側面34b,34bが傾斜面また
は湾曲面となる。すなわち、無機絶縁層34に形成され
た溝34aのトラック幅方向の内幅寸法が補助磁極層2
1から離れるにしたがって徐々に広がったものとなる。
ト層40の材料の種類、熱処理温度などを設定すること
により規定された角度θ4、溝40aの底面の内幅寸法
W3、レジスト層40の膜厚t3、無機絶縁層34の厚
さt2に依存して、メッキ下地層24bの表面と無機絶
縁層34の側面34bがなす角度θ5が決められる。
ましくは、60°以上80°以下にすることが好まし
い。本実施の形態ではθ5=80°としている。前記θ
5の大きさを規定することにより、形成される主磁極層
24の側面のテーパ角を規定することができる。
4cのトラック幅方向寸法W4は0.2μmである。
る第3の方法について図15、図16を参照して説明す
る。
ッキ下地層24b上に,無機絶縁層34に形成する溝3
4aの形状のリフトオフ用のレジスト層41をパターン
形成する。リフトオフ用のレジスト層41の下面には切
り込み部41a,41aが形成されている。
ら所定の角度θ6の方向からイオンビームスパッタ法、
ロングスロースパッタ法、コリメーションスパッタ法な
どのスパッタ法により、無機絶縁層34を成膜する。こ
の際、無機絶縁層34を、レジスト層41の下面に形成
された切り込み部41a,41a内にまで成膜する。
いる基板に対し、無機絶縁層34の組成で形成されたタ
ーゲットを斜めに傾けて、前記ターゲットを前記基板上
で移動させながら、イオンビームスパッタ法により無機
絶縁層34をメッキ下地層24b上に成膜する。
板側を、前記ターゲットに対し斜め方向に移動させても
よい。また図15に示すように、レジスト層41の上に
は、無機絶縁層34と同じ組成の層34dが成膜され
る。
ることが好ましい。なお、メッキ下地層24bの表面と
レジスト層41の側面41bがなす角θ7を60°以上
90°未満、より好ましくは、60°以上80°以下に
する。本実施の形態ではθ7=80°としている。前記
θ7の大きさを規定することにより、形成される主磁極
層24の側面のテーパ角を規定することができる。
方向寸法W5は0.2μmである。そして、図16に示
すように、レジスト層41を、レジスト剥離液を用いな
がらリフトオフによって除去すると、側面34b,34
bが傾斜面または湾曲面である溝34aが形成された無
機絶縁層34が形成される。無機絶縁層34に形成され
た溝34aのトラック幅方向の内幅寸法は、補助磁極層
21から離れるにしたがって徐々に広がったものとな
る。
Ta2O5、TiO、AlN、AlSiN、TiN、Si
N、NiO、WO、WO3、BN、CrN、SiON、
Al2O3、Si3N4、AlN、SiONのうち少なくと
も1種以上で形成することができる。
て、溝34aが形成された無機絶縁層34を形成する。
る、無機絶縁層34の側面34bとメッキ下地層24b
とがなす角θ3、θ5、θ7の大きさは、主磁極層24
の側面24fとメッキ下地層24bとがなす角の大きさ
に等しく、さらに図2に示された主磁極層24の上辺2
4eと側面24fとがなす角θ2(テーパ角)に等し
い。
機絶縁層34を図17に示す。無機絶縁層34部分周辺
を上方向から見た部分平面図、(A)は(B)のA−A
矢視方向から見た部分断面図である。
となる面に平行な断面においてトラック幅方向の内幅寸
法が補助磁極層から離れるにしたがって徐々に広がる形
状であり、ハイト方向に所定の奥行きを有する主磁極形
成溝34a1と、メッキ溜め溝34a2とが形成されて
いる。なお、無機絶縁層34の外側のメッキ下地層24
bが露出している部分は、後のメッキ形成の工程におい
てダミーメッキを形成するためのダミー形成部Dであ
る。
ダミー形成部D上で、NiFeなどの磁性材料を用いて
主磁極層24及びダミーメッキDmをメッキ形成する。
を良くすることができる。メッキの形成にはパルスメッ
キ法を用いる。ただし、ダミー形成部D及びダミーメッ
キDmは必ずしも形成されなくともよい。例えば、図1
7に示される工程の後、主磁極層24をメッキ形成する
前に、ダミー形成部Dをレジスト層でカバーし、溝34
aのみを開放させた状態で主磁極層24のみをメッキ形
成して、ダミー形成部Dをカバーする前記レジスト層を
除去し、図22に示される状態にしてもよい。
上面24jの内幅寸法W6が0.3μmとなるように設
定されている。この主磁極層24の上面24jの内幅寸
法W6は、上述したメッキ下地層24bの表面と無機絶
縁層の側面34bがなす角θ3、溝34aの底面34c
のトラック幅方向寸法W2及び主磁極層24のメッキ厚
さを設定することによって規定することができる。
示されるように中央部分が盛り上がった湾曲面になって
いる。
4の縦方向の中心線Cに対して所定の角度θ8だけ傾い
た方向からミリング粒子Mを入射させる異方性イオンミ
リングを行う。
縁層34が位置している状態で、主磁極層24をイオン
ミリングにかけているので、本工程のイオンミリングに
よって削られるのは主磁極層24の上面24jのみであ
る。
逆台形に形成されているので、高さ方向に削れると上面
24jの内幅方向の寸法も小さくなる。すなわち、主磁
極層24の上面24jを研削することによって、垂直磁
気記録ヘッドのTw寸法をより小さくすることができ
る。
極層24の上面24jのみが研削され、側面24f,2
4fは研削されないので、主磁極層24は高さ方向(図
示Z方向)にのみ削れていく。従って、本工程のイオン
ミリングによる主磁極層24の加工精度を向上させるこ
とが容易になり、垂直磁気記録ヘッドのTw寸法を正確
に規定することができる。
Cに対する斜め方向からのイオンミリングによって、主
磁極層24の上面24jを平坦化させることができる。
〜80°にすることが好ましく、より好ましくは40°
〜50°である。本実施の形態では、θ8を45°に設
定している。
4jは平坦化され、直線形状になっている。
く主磁極層24及び無機絶縁層34をレジスト42で覆
って保護し、ダミーメッキDmをエッチングによって除
去する。さらに、図20の図示上方向から、等方性イオ
ンミリングまたはメッキ下地層24bの表面に対して垂
直方向からミリング粒子Mを入射させる異方性イオンミ
リングを行うことにより、主磁極層24及び無機絶縁層
34の下層以外のメッキ下地層24bを除去した後、レ
ジスト層42を除去すると図23に示した状態になる。
がメッキ形成された状態(図18)にした後、主磁極層
24の上面24jを削るイオンミリングを行う前に、図
21に示すように主磁極層24及び無機絶縁層34をレ
ジスト43で覆って保護し、ダミーメッキDmをエッチ
ングによって除去してもよい。
が除去され、ダミーメッキDmの下層のメッキ下地層2
4bは除去されないのでレジスト層43を除去した後
は、図22に示されるような状態になる。
中央部分が盛り上がった湾曲面になっている。そこで、
次に、図22の図示上方向から主磁極層24の縦方向の
中心線Cに対して所定の角度θ9だけ傾いた方向からミ
リング粒子Mを入射させる異方性イオンミリングを行
い、主磁極層24の上面24jを削り、同時に主磁極層
24及び無機絶縁層34の下層以外のメッキ下地層24
bを除去する。
ングにおいても、主磁極層24が略逆台形に形成されて
いるので、主磁極層24が高さ方向に削れると上面24
jの内幅方向の寸法も小さくなる。すなわち、主磁極層
24の上面24jを研削することによって、垂直磁気記
録ヘッドのTw寸法をより小さくすることができる。
て主磁極層24の上面24jのみが研削され、側面24
f,24fは研削されないので、主磁極層24は高さ方
向(図示Z方向)にのみ削れていく。従って、本工程の
イオンミリングによる主磁極層24の加工精度を向上さ
せることが容易になり、垂直磁気記録ヘッドのTw寸法
を正確に規定することができる。
Cに対する斜め方向からのイオンミリングによって、主
磁極層24の上面24jを平坦化させることができる。
〜80°にすることが好ましく、より好ましくは40°
〜50°である。本実施の形態では、θ9を45°に設
定している。
4jは平坦化され直線形状になり、さらに主磁極層24
及び無機絶縁層34の下層以外のメッキ下地層24bは
除去されている(図23)。
たNiFeなどの磁性材料を用いたメッキ形成による方
法に以外に、スパッタ法などの薄膜形成プロセスを用い
て形成する方法がある。
ッタ法によって形成する工程を示す垂直磁気記録ヘッド
の横断面図である。
って、溝34aが形成された無機絶縁層34を形成す
る。ただし、主磁極層24をスパッタ法によって形成す
る場合にはメッキ下地層24bを成膜する必要がなくな
る。また、主磁極層24を成膜プロセスによって形成す
るときには、図24に示されるように上の一面に無機絶
縁層34を成膜後、主磁極形成用の溝34aを形成し、
側面34bを傾斜面或いは湾曲面とするだけよく、メッ
キ形成するときに形成したダミーメッキ形成部及びメッ
キ溜め部が必要なくなる。
上の領域及び無機絶縁層34上にNiFeなどの磁性材
料を用い、スパッタ法或いはイオンビームスパッタ法に
よって磁性材料層51を成膜する(図25)。
料層51を除去し、主磁極層24を形成する。
技術やイオンミリング法などを用いて図25の無機絶縁
層34および磁性材料層51を横断する水平面(B−B
面)が表面に現れるように研磨あるいは研削する。
示す。図26でも、主磁極層24は略逆台形状に形成さ
れており、テーパ角が絶縁層33の表面33aと無機絶
縁層34の側面34bがなす角θ10に等しい。なお、
θ10は60°以上90°未満、より好ましくは、60
°以上80°以下にする。本実施の形態ではθ10=8
0°としている。
逆台形に形成されているので、高さ方向に研磨するある
いは削ることにより、上面24jの内幅方向の寸法も小
さくできる。すなわち、主磁極層24の上面24jの研
磨量或いは研削量を調節することによって、垂直磁気記
録ヘッドのトラック幅寸法Twを規定することができ
る。
いは研削することにより、主磁極層24の上面24jを
平坦化させることができる。
に示すように、溝34a以外の上の領域及び無機絶縁層
34上の領域をレジスト層44で覆い、溝34a内及び
レジスト層44上に磁性材料をスパッタ法或いはイオン
ビームスパッタ法によって成膜し、溝34a内に主磁極
層24を、及びレジスト層44上に磁性材料層51を形
成した後、図28に示すように、レジスト層44及び磁
性材料層51を除去してもよい。この場合、主磁極層2
4の成膜時の膜厚によって垂直磁気記録ヘッドのトラッ
ク幅寸法Twを規定することができる。
が平坦化された略逆台形状に形成されており、テーパ角
がの表面と無機絶縁層34の側面34bがなす角θ10
に等しい。なお、θ10は60°以上90°未満、より
好ましくは、60°以上80°以下にする。本実施の形
態ではθ10=80°としている。
ンミリングなどによって、高さ方向に研磨するあるいは
削ることにより垂直磁気記録ヘッドのトラック幅寸法T
wを規定することもできる。
縁層34の側面34bとの表面aとがなす角θ10の大
きさは、主磁極層24の側面24fと絶縁層33の表面
33aとがなす角の大きさに等しく、さらに図2に示さ
れた主磁極層24の上辺24eと側面24fとがなす角
θ2(テーパ角)に等しい。
垂直磁気記録ヘッドの縦断面図である。図29に示され
た垂直磁気記録ヘッドでは、主磁極層24の断面形状は
図23に示される略逆台形となっている。
4、絶縁層33、無機絶縁層34、接続層25、及び底
上げ層31上にAl2O3やSiO2などの無機絶縁材料
からなる無機絶縁層35を成膜する。
させる方法として、上述した方法の他に、主磁極層24
を無機絶縁層35で覆った後、CMP技術によって、上
面24jを平坦化することもできる。
続層25の上面25a及び底上げ層31の上面31aが
露出するように、無機絶縁層34及び無機絶縁層35に
穴部35a、35b、35cを形成する。穴部35a、
35b、35cの形成後、主磁極層24の後方部24c
上、無機絶縁層35上、接続層25の上面25a上及び
底上げ層31の上面31a上にメッキ下地層36eを成
膜する。
どの磁性材料またはCu,Au,Pd,Rh,Ru,P
t,NiLu,NiP,NiPd,NiW,NiB,N
iMo,Ir,NiCu,NiCr,Cr,Tiなどの
非磁性材料を用いて形成する。
層24及び接続層25上に磁気的に接続されるヨーク層
36をメッキ形成する。このときヨーク層36のトラッ
ク幅方向における幅寸法が前記主磁極層24と重ねられ
た位置での前記磁極層の幅寸法より幅広になる。
H2は、主磁極層24の膜厚H1よりも厚く形成され
る。
たときの断面で見たときに、主磁極層24の断面積が、
ヨーク層36の後方領域部分の断面積よりも小さくな
る。
飽和磁束密度Bsが高い磁性材料で形成されることが好
ましい。
ード層37を、底上げ層31上にCuなどの導電性材料
を用いてメッキ形成し、ヨーク層36及びリード層37
周辺の余分なメッキ下地層36dをイオンミリングによ
って除去する。
料を用いてリード層37を形成することも可能である。
向面H1aを研磨して、対向面H1aに、補助磁極層2
1の前端面21b、絶縁層33の前端面33bおよび主
磁極層24の前端面24aを同一面となるように露出さ
せる。
1の対向面11aと垂直磁気記録ヘッドHbの対向面H
1aとが、DLCなどのカーボンを主体とする耐摩耗性
の保護膜で覆われる。
も図29から図32に示した工程と同様の工程によって
ヨーク層を形成する。
を、接続層25に重なる位置にまでハイト方向に延して
形成し、主磁極層24を接続層25と磁気的に接続させ
るようにしても良い。
補助磁極層21を一体化して、ひとつの磁性層で前記上
部シールド層51と補助磁極層21の機能を発揮させて
もよい。
ダ11のトレーリング側端面11bに前記垂直磁気記録
用の垂直磁気記録ヘッドHbのみを搭載してもよい。
キ形成された主磁極層24の上面24jを平坦化し、ダ
ミーメッキDmを除去した後にメッキ下地層24bの除
去を行わずに、このメッキ下地層24bを、ヨーク層3
6を形成するためのメッキ下地として用いるようにして
もよい。
坦化し、ダミーメッキDmを除去した後の状態を示す横
断面図である。
垂直磁気記録ヘッドの縦断面図である。図34に示され
た垂直磁気記録ヘッドでは、主磁極層24の断面形状は
図33に示される略逆台形となっている。
したメッキ下地層24bは、絶縁層33上、接続層25
の上面25a上及び底上げ層31の表面31a上にも成
膜されている。
下地24bを用いて主磁極層24及び接続層25上に磁
気的に接続されるヨーク層36をメッキ形成する。この
ときヨーク層36のトラック幅方向における幅寸法が前
記主磁極層24と重ねられた位置での前記磁極層の幅寸
法より幅広になる。
H2は、主磁極層24の膜厚H1よりも厚く形成され
る。
での、主磁極層24の断面積が、ヨーク層36の断面積
よりも小さいものとなる。
面となる面よりもハイト方向奥側に位置するように形成
される。
ト方向(図示X方向)に対する垂直面となっている。た
だし、ヨーク層36の前端面36aが下面から上面に向
けてハイト方向に傾く傾斜面あるいは湾曲面で形成され
てもよい。ヨーク層36の下に形成される主磁極層24
の上面とヨーク層36の前端面36a間の外角θ1は9
0°以上であることが好ましい。これによって主磁極層
24からヨーク層36に向けて漏れる磁界を少なくでき
主磁極層24により磁界を集中させることができるから
である。
飽和磁束密度Bsが高い磁性材料で形成されることが好
ましい。
ード層37を、底上げ層31上にCuなどの導電性材料
を用いてメッキ形成し、ヨーク層36及びリード層37
周辺の余分なメッキ下地層24bをイオンミリングによ
って除去し、ヨーク層36及びリード層37の絶縁をと
る。
が、Cu,Au,Pd,Rh,Ru,Pt,NiLu,
NiP,NiPd,NiW,NiB,NiMo,Ir,
NiCu,NiCr,Cr,Tiなどの非磁性材料を用
いて形成されているので、主磁極層24周辺に残存して
いても、記録媒体上の記録トラックパターンが乱れるこ
とを防ぐことができる。すなわち、メッキ下地層24b
の除去は、ヨーク層36及びリード層37などの電気的
な絶縁がとれる程度に行われればよい。
料を用いてリード層37を形成することも可能である。
さらに対向面H1aを研磨して、対向面H1aに、補助
磁極層21の前端面21b、絶縁層33の前端面33b
および主磁極層24の前端面24aを同一面となるよう
に露出させる。
1の対向面11aと垂直磁気記録ヘッドHbの対向面H
1aとが、DLCなどのカーボンを主体とする耐摩耗性
の保護膜で覆われる。
は図5に示された形状にするには、図11または図15
に示す工程において、レジスト層40を露光現像すると
きの溝40aの磁極形成溝40a1の抜き形状またはレ
ジスト層41の平面形状を、図4または図5に示された
主磁極層24の平面形状と同じ形状にすればよい。
4、または図5に示される形状で形成することができ、
また主磁極層24上にヨーク層36を重ねるときには、
図3、図4、図5に示されるような位置で重ねあわせ
る。
の形態中の図18又は図22に示された工程にある垂直
磁気記録ヘッドの磁極層周辺の部分断面図である。
方向の中心線Cに対して所定の角度θ8(又はθ9)だ
け傾いた方向から異方的にミリング粒子を入射させるイ
オンミリングを行っている。
Cに対するミリング角度とエッチング速度との関係を示
すグラフである。
24の高さ方向(図37に示すZ方向)のエッチング速
度である。主磁極層24の高さ方向のエッチング速度
は、中心線Cに対するミリング角度に依存している。グ
ラフより前記ミリング角度が約40度のとき、最もエッ
チング速度が大きくなっている。前記ミリング角度が約
40度より小さくなるにつれて、または約40度より大
きくなるにつれてエッチング速度は小さくなっていく。
特に前記ミリング角度が約70度前後のとき、前記ミリ
ング角度の変化量に対するエッチング速度の変化率が最
も大きくなっている。
上面24jは、中心部分が盛り上がった湾曲面となって
いるので、ミリング粒子が前記中心線Cに対して所定の
角度θ8だけ傾いた方向から異方的に入射する時、上面
24j上の各点の接平面の法線方向とミリング粒子の入
射方向との角度は前記各点ごとに異なる角度になる。
0の法線(中心線C)方向とミリング粒子M1の入射方
向との角度はθ8である。また、点P2における接平面
S1の法線V1方向とミリング粒子M2の入射方向との
角度をθ8aとすると、θ8≠θ8aとなる。従って、
主磁極層24の上面24j上の各点における前記ミリン
グ速度に差が生じる。
イオンミリングによってエッチングしていくときに、前
記上面24j上の各点におけるエッチング速度に差を生
じさせることができ、しかも、エッチングの進行ととも
に、上面24j上におけるエッチング速度の速さの分布
が変化していくために、主磁極層24の上面24jの湾
曲が全体としてなだらかになっていき、最後には前記上
面24jを図19または図23に示すように平坦面とす
ることができるのである。
速度が遅すぎると、エッチング加工の効率が悪くなるの
で、前記角度θ8は35度以上80度以下であることが
好ましい。または、前記角度θ8が40度以上50度以
下であるとより好ましい。
れば、前記角度θ8の変化量に対するエッチング速度の
変化率を大きくでき、前記上面24j上の各点における
エッチング速度の差を大きくすることができ、前記上面
24jを効率よく平坦化することができる。
録ヘッドの製造方法の実施の形態において、メッキ下地
層24bが磁性材料を用いて形成された場合と非磁性材
料を用いて形成した場合とで、磁気記録特性が変化する
ことを示すグラフである。
を用いて形成された垂直磁気記録ヘッドの磁気記録特性
をマイクロトラックプロファイル法によって測定した結
果を示している。
録媒体上に微小トラックである信号を記録しておき、磁
気抵抗効果素子などの再生素子を記録トラック上でトラ
ック幅方向に走査させて再生出力を読み取ることによ
り、記録トラック上のトラック幅方向の記録信号強度分
布を測定するものである。
4bが磁性材料を用いて形成されると、記録トラック上
には主信号Smのピーク以外にサイド信号Ssのピーク
が現れる。このサイド信号Ssは、主磁極層24に重な
る領域以外の領域のメッキ下地層24bによって書き込
まれたものであり、垂直磁気記録ヘッドにスキュー角が
生じたときに特に発生しやすくなる。
料を用いて形成された垂直磁気記録ヘッドの磁気記録特
性をマイクロトラックプロファイル法によって測定した
結果を示している。
4bが非磁性材料を用いて形成されると、記録トラック
上には主信号Smのピークのみが現れ、サイド信号Ss
は検出されない。
料を用いて形成された場合には、主磁極層24の側辺2
4f1,24f1とメッキ下地層24bの側辺24b
1,24b1が連続した直線形状または曲線形状を構成
していなくとも、例えば図2に示すように、主磁極層2
4の底面24dのトラック幅方向の幅寸法よりも、メッ
キ下地層24bトラック幅方向の幅寸法の方が大きくな
っても記録媒体上にサイド信号Ssが現れることを防い
で、記録トラックパターンが乱れることを防ぐことがで
きることがわかる。
を用いて形成することにより、垂直磁気記録へッドの高
記録密度化対応を容易にすることができる。
機絶縁層に、トラック幅方向の内幅寸法が、補助磁極層
から離れるにしたがって徐々に広がり、且つ前記対向面
から奥側へ所定の奥行きを有する溝を形成し、前記溝内
で主磁極層を形成する。
記録媒体との対向面において前記主磁極層の正面形状を
略逆台形にすることができる。
状が略逆台形になっていると、記録媒体に記録を行うと
き、前記主磁極層の側辺が記録媒体の移動接線方向に対
してスキュー角を生じても、前記側辺が記録トラックの
外にはみ出すことを防ぐことができ、フリンジングを防
止できるようになり、オフトラック性能の向上を図るこ
とができる。
平坦化させることにより、前記対向面において前記主磁
極層の前記上辺を直線形状にすることができる。
いると前記記録トラックの磁区境界が直線形状となり、
記録トラックの長さ方向(図示A方向)の記録密度を上
げても鮮明な記録磁化分布を得ることができ、良好な記
録再生特性を得ることができる。
が記録媒体に対向している状態を示す断面図、
対向面から見た正面図、
直磁気記録ヘッドを上方向から見た平面図、
直磁気記録ヘッドを上方向から見た平面図、
にスキュー角が発生した状態を示す説明図、
面図、
面図、
面図、
断面図、
のであり、(A)は横断面図、(B)は垂直磁気記録ヘ
ッドの上方向から見た平面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
のであり、(A)は横断面図、(B)は垂直磁気記録ヘ
ッドの上方向から見た平面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
断面図、
横断面図、
エッチング速度の関係を示すグラフ、
録ヘッドの磁気記録特性、
記録ヘッドの磁気記録特性、
生した状態を示す説明図、
5)
aの厚みhwは、補助磁極層4の端面4aの厚みhrよ
りも小さくなっている。また前記主磁極層5のトラック
幅方向(図示Y方向)の端面5aの幅寸法はトラック幅
であり、この幅寸法は、前記補助磁極層4のトラック幅
方向の端面4aの幅寸法よりも十分に小さくなってい
る。
が行われる記録媒体Mdは、垂直磁気記録ヘッドHに対
してZ方向へ移動するものであり、その表面にハード膜
Maが内方にソフト膜Mbが設けられている。
磁気記録ヘッドを記録媒体との対向面側から見た部分正
面図である。図41及び図42の垂直磁気記録ヘッドの
主磁極層5は、磁性材料からなるメッキ下地層5b上
に、磁性材料を用いてメッキ形成されている。メッキ形
成された主磁極層5は上面5cが凸状に湾曲した曲面に
なる。また、従来の垂直磁気記録ヘッドでは主磁極層5
の側辺5d,5dがトラック幅方向(図示Y方向)に対
する垂直面となっている。
外周と内周との間を移動する際に、記録媒体Mdの回転
接線方向(図示Z方向)に対して前記主磁極層5の側辺
5d,5dが傾くスキュー角が発生することがある。こ
こで図42に示すように主磁極層5の側辺5d,5dが
トラック幅方向に対する垂直面であると、主磁極層5の
側辺5d,5dが記録媒体の移動接線方向(図示Z方
向)に対してスキュー角を有するときに、破線で示すよ
うに主磁極層の側辺5d,5dがトラック幅Tw1の外
側に斜めの漏れ磁界を与えてフリンジングFが発生し、
オフトラック性能の低下を招く。
Claims (12)
- 【請求項1】 以下の工程を有することを特徴とする垂
直磁気記録ヘッドの製造方法。 (a)磁性材料で補助磁極層を形成する工程、(b)記
録媒体との対向面となる面よりも奥側で、前記補助磁極
層の上に磁性材料で接続層を形成する工程、(c)前記
記録媒体との対向面となる面よりも奥側の領域にコイル
層を形成する工程、(d)前記補助磁極層上に絶縁層を
積層する工程、(e)前記絶縁層の上に、前記対向面の
部分でトラック幅方向の内幅寸法が補助磁極層から離れ
るにしたがって徐々に広がり、且つ前記対向面から奥側
へ所定の奥行きを有する主磁極形成溝を有する無機絶縁
層を形成する工程、(f)前記主磁極形成溝内で、主磁
極層を形成する工程、(g)前記主磁極層と前記接続層
を、直接又は前記主磁極層の上と前記接続層の上にヨー
ク層を形成して、磁気的に接続する工程、 - 【請求項2】 前記(e)の工程において、前記絶縁層
の上に、リフトオフ用のレジスト層を積層し、このリフ
トオフ用のレジスト層をマスクとして、前記絶縁層の表
面に対する垂直方向又は前記垂直方向より所定の角度方
向から、前記無機絶縁層を前記レジスト層の下面に形成
された切り込み部内にまで成膜した後、前記レジストを
除去することにより、トラック幅方向の内幅寸法が、補
助磁極層から離れるにしたがって徐々に広がり、且つ前
記対向面から奥側へ所定の奥行きを有する前記主磁極形
成溝を有する無機絶縁層を形成する請求項1記載の垂直
磁気記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項3】 前記(e)の工程において、前記絶縁層
の上に無機絶縁層を順次成膜し、前記無機絶縁層上に、
溝がパターン形成されたレジスト層を形成後前記レジス
ト層を熱処理すること、または前記溝のパターン形成精
度を調節することにより、側面がトラック幅方向に対す
る傾斜面であるエッチング用の溝を有するレジスト層を
形成し、このレジスト層をマスクとして、前記無機絶縁
層をエッチングによって掘り込むことにより、前記無機
絶縁層に、トラック幅方向の内幅寸法が補助磁極層から
離れるにしたがって徐々に広がり、且つ前記対向面から
奥側へ所定の奥行きを有する前記主磁極形成溝を形成す
る請求項1記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項4】 前記(e)の工程において、前記絶縁層
の上に無機絶縁層順次成膜し、前記無機絶縁層上に、側
面がトラック幅方向に対する垂直面または傾斜面である
エッチング用の溝がパターン形成されたレジスト層を形
成後、前記レジスト層をマスクとして、前記無機絶縁層
をエッチングによって掘り込むことにより、前記無機絶
縁層に、トラック幅方向の内幅寸法が補助磁極層から離
れるにしたがって徐々に広がり、且つ前記対向面から奥
側へ所定の奥行きを有する前記主磁極形成溝を形成する
請求項1記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項5】 前記(f)の工程において、前記主磁極
層をスパッタ法や蒸着法などの成膜プロセスによって形
成する請求項1ないし4のいずれかに記載の垂直磁気記
録ヘッドの製造方法。 - 【請求項6】 前記主磁極形成溝を形成後、この主磁極
形成溝以外の前記絶縁層及び前記無機絶縁層の表面領域
をレジスト層によってマスクし、前記主磁極形成溝内に
磁性材料を成膜プロセスによって埋め込み、その後前記
レジスト層を除去することにより前記主磁極層を形成す
る請求項5記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項7】 前記(e)の工程において、前記絶縁層
の上に、メッキ下地層を介して前記無機絶縁層を成膜
し、このメッキ下地層が露出するように前記主磁極形成
溝を形成し、前記(f)の工程において、前記主磁極層
をメッキによって形成する請求項1ないし4のいずれか
に記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項8】 前記(f)の工程と前記(g)の工程の
間に、 (h)前記主磁極層の中心線に対して所定の角度だけ傾
いた方向からミリング粒子を入射させるミリングで、前
記主磁極層の上面を平坦化させる工程を有する請求項7
記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項9】 前記(h)の工程において、前記所定の
角度を35°以上80°以下とする請求項8記載の垂直
磁気記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項10】 前記(h)の工程において、前記所定
の角度を40°以上50°以下とする請求項8記載の垂
直磁気記録ヘッドの製造方法。 - 【請求項11】 前記(e)の工程において、前記メッ
キ下地層を非磁性材料を用いて形成する請求項7ないし
10のいずれかに記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方
法。 - 【請求項12】 前記(h)の工程と同時に、または前
記(h)の工程の後に、 (i)前記主磁極層の中心線に対して所定の角度だけ傾
いた方向からミリング粒子を入射させるミリングによっ
て、前記主磁極形成溝が形成された前記無機絶縁層の下
層以外の前記メッキ下地層を除去する工程を有する請求
項11記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
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2001
- 2001-12-18 US US10/025,040 patent/US6952867B2/en not_active Expired - Lifetime
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