JP2002279606A - 垂直記録用磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気ディスク装置 - Google Patents
垂直記録用磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気ディスク装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単磁極ヘッドを用いて垂直媒体に記録を行っ
た場合、ヘッド記録磁界の分布に起因して磁化反転形状
がトラック幅方向に対して湾曲するという問題が明らか
となっている。磁化反転形状が湾曲すると、磁気抵抗効
果型ヘッドで再生する際に磁化反転幅が大きく見えて孤
立波の半値幅が増大すると同時に、記録トラック幅が線
記録密度の上昇に伴い狭められるといった問題が生じ
る。 【解決手段】 垂直記録用磁気ヘッドの主磁極浮上面の
トレーリング側の辺において、トレーリング側の角より
中央部をリーディング側に位置させる。つまり、主磁極
浮上面をトレーリング側に対して凹形状にする。 【効果】 磁化反転が決定されるトレーリング側での磁
界分布が直線的にできる。これにより、磁化反転形状を
湾曲させずにビットを記録でき、ビットを再生する際に
磁化反転幅が大きく見えて孤立波の半値幅が増大すると
同時に、記録トラック幅が線記録密度の上昇に伴い狭め
られるといった問題が生じない垂直記録用磁気ヘッドを
提供できる。
た場合、ヘッド記録磁界の分布に起因して磁化反転形状
がトラック幅方向に対して湾曲するという問題が明らか
となっている。磁化反転形状が湾曲すると、磁気抵抗効
果型ヘッドで再生する際に磁化反転幅が大きく見えて孤
立波の半値幅が増大すると同時に、記録トラック幅が線
記録密度の上昇に伴い狭められるといった問題が生じ
る。 【解決手段】 垂直記録用磁気ヘッドの主磁極浮上面の
トレーリング側の辺において、トレーリング側の角より
中央部をリーディング側に位置させる。つまり、主磁極
浮上面をトレーリング側に対して凹形状にする。 【効果】 磁化反転が決定されるトレーリング側での磁
界分布が直線的にできる。これにより、磁化反転形状を
湾曲させずにビットを記録でき、ビットを再生する際に
磁化反転幅が大きく見えて孤立波の半値幅が増大すると
同時に、記録トラック幅が線記録密度の上昇に伴い狭め
られるといった問題が生じない垂直記録用磁気ヘッドを
提供できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、垂直記録用磁気ヘ
ッドとその作製方法及びその垂直記録用磁気ヘッドを搭
載した磁気ディスク装置に関するものである。
ッドとその作製方法及びその垂直記録用磁気ヘッドを搭
載した磁気ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク装置では、記録媒体上のデ
−タは磁気ヘッドによって読み書きされる。磁気ディス
クの単位面積当たりの記録容量を多くするためには、面
記録密度を高密度化する必要がある。しかしながら、現
状の面内記録方式では、記録されるビット長が小さくな
ると、媒体の磁化の熱揺らぎのために面記録密度があげ
られない問題がある。この問題の解決のために媒体に垂
直な方向に磁化信号を記録する垂直記録方式がある。垂
直記録方式には、記録媒体として軟磁性の裏打層を備え
た二層垂直媒体を用いる方式と、裏打層を有さない単層
垂直媒体を用いる方式の２種類があるが、記録媒体とし
て二層垂直媒体を用いる場合には、主磁極と補助磁極と
を備えたいわゆる単磁極ヘッドを用いて記録を行う必要
がある。また、記録密度の向上のためには、垂直記録に
おいてもトラック密度と線記録密度を向上する必要があ
るが、トラック密度向上のためには、磁気ヘッドのトラ
ック幅を微細、高精度化する必要がある。二層垂直媒体
と単磁極ヘッドとを用いた垂直磁気記録を行う場合、単
磁極ヘッドの磁極磁極から発生する記録磁界の分布は面
内磁気記録のそれとは大幅に異なっており、例えば、図
２(a)に示すように、ヘッド記録磁界強度の等高線は、
主磁極の中心部を最大強度として同心円状に分布し、等
高線の外側ほど膨らんだ分布をする。したがって、主磁
極の浮上面形状が媒体の記録磁化パターンに大きな影響
を与える。図２(a)は、シミュレーションによって得ら
れた従来技術における主磁極形状のヘッド磁界の垂直成
分の分布図である。図２(a)から、トレーリング側に磁
界分布が湾曲していることが分かる。ここで、トレーリ
ング側とはディスクの回転方向の下流側を意味し、図２
(a)でディスク回転方向１７と示された矢印の方向を意
味する。逆に、ディスクの回転方向の上流側をリーディ
ング側という。このような磁界分布を有するヘッドを用
いた場合の媒体に記録された磁化状態をシミュレーショ
ンにより得た図が図２(b)である。図２(b)より、トラッ
ク端部よりトラック中心部の磁化反転位置がディスク回
転方向側に位置し媒体磁化反転形状が湾曲していること
が分かる。このような現象は実際に磁気力顕微鏡（MF
M：Magnetic Force Microscopy）の観察結果から明らか
となっている。
−タは磁気ヘッドによって読み書きされる。磁気ディス
クの単位面積当たりの記録容量を多くするためには、面
記録密度を高密度化する必要がある。しかしながら、現
状の面内記録方式では、記録されるビット長が小さくな
ると、媒体の磁化の熱揺らぎのために面記録密度があげ
られない問題がある。この問題の解決のために媒体に垂
直な方向に磁化信号を記録する垂直記録方式がある。垂
直記録方式には、記録媒体として軟磁性の裏打層を備え
た二層垂直媒体を用いる方式と、裏打層を有さない単層
垂直媒体を用いる方式の２種類があるが、記録媒体とし
て二層垂直媒体を用いる場合には、主磁極と補助磁極と
を備えたいわゆる単磁極ヘッドを用いて記録を行う必要
がある。また、記録密度の向上のためには、垂直記録に
おいてもトラック密度と線記録密度を向上する必要があ
るが、トラック密度向上のためには、磁気ヘッドのトラ
ック幅を微細、高精度化する必要がある。二層垂直媒体
と単磁極ヘッドとを用いた垂直磁気記録を行う場合、単
磁極ヘッドの磁極磁極から発生する記録磁界の分布は面
内磁気記録のそれとは大幅に異なっており、例えば、図
２(a)に示すように、ヘッド記録磁界強度の等高線は、
主磁極の中心部を最大強度として同心円状に分布し、等
高線の外側ほど膨らんだ分布をする。したがって、主磁
極の浮上面形状が媒体の記録磁化パターンに大きな影響
を与える。図２(a)は、シミュレーションによって得ら
れた従来技術における主磁極形状のヘッド磁界の垂直成
分の分布図である。図２(a)から、トレーリング側に磁
界分布が湾曲していることが分かる。ここで、トレーリ
ング側とはディスクの回転方向の下流側を意味し、図２
(a)でディスク回転方向１７と示された矢印の方向を意
味する。逆に、ディスクの回転方向の上流側をリーディ
ング側という。このような磁界分布を有するヘッドを用
いた場合の媒体に記録された磁化状態をシミュレーショ
ンにより得た図が図２(b)である。図２(b)より、トラッ
ク端部よりトラック中心部の磁化反転位置がディスク回
転方向側に位置し媒体磁化反転形状が湾曲していること
が分かる。このような現象は実際に磁気力顕微鏡（MF
M：Magnetic Force Microscopy）の観察結果から明らか
となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図２(b)のように媒体
磁化反転形状がトラック方向に対して湾曲すると、MR/G
MRヘッド等で再生する際に磁化反転幅が大きく見えて孤
立波の半値幅が増大すると同時に、記録トラック幅が線
記録密度の上昇に伴い狭められるといった問題が生じ
る。これらは高密度記録を実現する際の大きな障害とな
る。
磁化反転形状がトラック方向に対して湾曲すると、MR/G
MRヘッド等で再生する際に磁化反転幅が大きく見えて孤
立波の半値幅が増大すると同時に、記録トラック幅が線
記録密度の上昇に伴い狭められるといった問題が生じ
る。これらは高密度記録を実現する際の大きな障害とな
る。
【０００４】本発明は、磁化反転形状の湾曲の度合いが
低減されたビットを記録できる垂直記録用磁気ヘッドと
その作製方法及びその垂直記録用磁気ヘッドを搭載した
磁気ディスク装置を提供するものである。
低減されたビットを記録できる垂直記録用磁気ヘッドと
その作製方法及びその垂直記録用磁気ヘッドを搭載した
磁気ディスク装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、単磁極型垂
直記録ヘッドの主磁極に対して、磁気記録媒体の回転方
向の下流側すなわちトレーリング側に凹部、すなわち窪
みを設ける。主磁極から発生する記録磁界強度は、その
等高線が主磁極の中心部の強度を最大として同心円状に
分布するが、記録媒体に記録される記録磁化反転形状は
記録磁界強度が記録媒体の保磁力と等しくなる等高線の
形状を反映して決定されると考えられる。したがって、
主磁極の浮上面形状は記録磁界の強度分布に影響を及ぼ
す。ヘッドの磁極形状を変えた従来技術としては、上部
磁極とギャップを挟んで対抗する上部磁極のリーディン
グ側に突起を設けることにより記録磁界のトラック幅方
向への広がりを低減した面内記録用ヘッドが、特開平１
１−２１３３３４号公報に開示されている。しかし、特
開平１１−２１３３３４号公報に記載の技術は、トラッ
ク幅方向の記録磁界の形状を改善するための技術である
ため、特開平１１−２１３３３４号公報に記載の技術を
単純に垂直記録へ転用しても、トラック方向への媒体磁
化反転形状の湾曲は改善できない。本発明の発明者ら
は、主磁極浮上面のトレーリング側を凹形状形状にする
と、磁化反転が決定される磁界分布を、より直線的にで
きることを見いだした。このような主磁極形状の単磁極
型ヘッドを用いることにより、磁化反転形状の湾曲の度
合いを低減することができ、再生ヘッドで再生する際に
磁化反転幅が大きく見えて孤立波の半値幅が増大すると
同時に、記録トラック幅が線記録密度の上昇に伴い狭め
られるといった問題を低減できる。さらに、このような
単磁極型ヘッドを搭載することにより、従来よりもトラ
ック密度の向上した磁気ディスク装置を提供できる。
直記録ヘッドの主磁極に対して、磁気記録媒体の回転方
向の下流側すなわちトレーリング側に凹部、すなわち窪
みを設ける。主磁極から発生する記録磁界強度は、その
等高線が主磁極の中心部の強度を最大として同心円状に
分布するが、記録媒体に記録される記録磁化反転形状は
記録磁界強度が記録媒体の保磁力と等しくなる等高線の
形状を反映して決定されると考えられる。したがって、
主磁極の浮上面形状は記録磁界の強度分布に影響を及ぼ
す。ヘッドの磁極形状を変えた従来技術としては、上部
磁極とギャップを挟んで対抗する上部磁極のリーディン
グ側に突起を設けることにより記録磁界のトラック幅方
向への広がりを低減した面内記録用ヘッドが、特開平１
１−２１３３３４号公報に開示されている。しかし、特
開平１１−２１３３３４号公報に記載の技術は、トラッ
ク幅方向の記録磁界の形状を改善するための技術である
ため、特開平１１−２１３３３４号公報に記載の技術を
単純に垂直記録へ転用しても、トラック方向への媒体磁
化反転形状の湾曲は改善できない。本発明の発明者ら
は、主磁極浮上面のトレーリング側を凹形状形状にする
と、磁化反転が決定される磁界分布を、より直線的にで
きることを見いだした。このような主磁極形状の単磁極
型ヘッドを用いることにより、磁化反転形状の湾曲の度
合いを低減することができ、再生ヘッドで再生する際に
磁化反転幅が大きく見えて孤立波の半値幅が増大すると
同時に、記録トラック幅が線記録密度の上昇に伴い狭め
られるといった問題を低減できる。さらに、このような
単磁極型ヘッドを搭載することにより、従来よりもトラ
ック密度の向上した磁気ディスク装置を提供できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】（実施例１）以下、図面を用いて
本発明を説明する。図３は本発明を用いた磁気ディスク
装置の概念の概略図である（但し、図の拡大倍率は均一
では無い）。磁気ディスク装置は、磁気ディスク１１上
に、サスペンションアーム１２の先端に固定されたスラ
イダー１３に搭載された磁気ヘッド１４によって磁化信
号の記録再生を行なう。図４に垂直記録用磁気ヘッドと
磁気ディスクとの関係の概略図を示す（但し、図の拡大
倍率は均一では無い）。図５には、垂直記録の概略図を
示す。主磁極からでた磁界は記録層、裏打ち層を通り、
補助磁極である上部シールド３に入る磁気回路を形成
し、記録層に磁化パターンを記録する。記録層と裏打層
の間には中間層が形成されている場合もある。図１(a)
は、本発明の単磁極型ヘッドを浮上面（記録媒体との対
抗面）側から見た模式図である。本実施例の単磁極ヘッ
ドは、基板上に再生素子を含む再生ヘッドを形成した
後、磁気シールドを兼用する補助磁極である軟磁性層を
形成し、補助磁極層の上に非磁性層を介して主磁極であ
る軟磁性層を形成している。再生ヘッド上にまた図１
(b)は本発明の単磁極型ヘッドを浮上面から見た場合の
主磁極形状である。図１(b)の主磁極はトレーリング側
の辺が凹形状となっている。ここで、トレーリング側と
はディスク回転方向の下流側であるこの形状をしたヘッ
ドの磁界分布を図６(a)に示す。トレーリング側の磁界
分布が従来の図２(a)で示したものより直線的、言い換
えればリーディング側の曲率半径が大きくなり等高線の
勾配が緩やかになっていることがわかる。図中の数字
は、ヘッド磁界垂直成分の磁界強度をOe（エルステッ
ド）単位で示してある。ここで、SI単位系では1Oeは100
/4π（79.6）A/mに相当する。また、本発明の磁気ヘッ
ド磁界分布を用いて媒体磁化状態をシミュレーションに
より得た図が図６(b)であり、従来の図２(b)で示したも
のより直線的になっていることがわかる。この垂直媒体
の保磁力は5000Oe を仮定しており、保磁力と等しい磁
界強度が直線に分布するように、凹形状の掘り込み程度
が決定される。また、図７は線記録密度（FCI）を変化
させたとき従来構造のヘッドと本発明のヘッドによる、
媒体磁化状態をシミュレーションした結果である。線記
録密度をあげても、本発明のヘッドの方が直線的な磁化
反転を持つ磁化状態を得られることがわかる。
本発明を説明する。図３は本発明を用いた磁気ディスク
装置の概念の概略図である（但し、図の拡大倍率は均一
では無い）。磁気ディスク装置は、磁気ディスク１１上
に、サスペンションアーム１２の先端に固定されたスラ
イダー１３に搭載された磁気ヘッド１４によって磁化信
号の記録再生を行なう。図４に垂直記録用磁気ヘッドと
磁気ディスクとの関係の概略図を示す（但し、図の拡大
倍率は均一では無い）。図５には、垂直記録の概略図を
示す。主磁極からでた磁界は記録層、裏打ち層を通り、
補助磁極である上部シールド３に入る磁気回路を形成
し、記録層に磁化パターンを記録する。記録層と裏打層
の間には中間層が形成されている場合もある。図１(a)
は、本発明の単磁極型ヘッドを浮上面（記録媒体との対
抗面）側から見た模式図である。本実施例の単磁極ヘッ
ドは、基板上に再生素子を含む再生ヘッドを形成した
後、磁気シールドを兼用する補助磁極である軟磁性層を
形成し、補助磁極層の上に非磁性層を介して主磁極であ
る軟磁性層を形成している。再生ヘッド上にまた図１
(b)は本発明の単磁極型ヘッドを浮上面から見た場合の
主磁極形状である。図１(b)の主磁極はトレーリング側
の辺が凹形状となっている。ここで、トレーリング側と
はディスク回転方向の下流側であるこの形状をしたヘッ
ドの磁界分布を図６(a)に示す。トレーリング側の磁界
分布が従来の図２(a)で示したものより直線的、言い換
えればリーディング側の曲率半径が大きくなり等高線の
勾配が緩やかになっていることがわかる。図中の数字
は、ヘッド磁界垂直成分の磁界強度をOe（エルステッ
ド）単位で示してある。ここで、SI単位系では1Oeは100
/4π（79.6）A/mに相当する。また、本発明の磁気ヘッ
ド磁界分布を用いて媒体磁化状態をシミュレーションに
より得た図が図６(b)であり、従来の図２(b)で示したも
のより直線的になっていることがわかる。この垂直媒体
の保磁力は5000Oe を仮定しており、保磁力と等しい磁
界強度が直線に分布するように、凹形状の掘り込み程度
が決定される。また、図７は線記録密度（FCI）を変化
させたとき従来構造のヘッドと本発明のヘッドによる、
媒体磁化状態をシミュレーションした結果である。線記
録密度をあげても、本発明のヘッドの方が直線的な磁化
反転を持つ磁化状態を得られることがわかる。
【０００７】また、本実施例においては、凹部の深さは
主磁極の幅よりも小さいことが望ましい。ここで、本実
施例では、凹部の深さを、凹部が形成されている主磁極
トレーリング側のトラック幅方向端部と、凹部が最も深
くなっている部分との長さの差で定義している。例え
ば、図１においては長さHを凹部の深さに相当する。図
１３は凹部の堀込み深さが200nmとトラック幅150nmより
も大きな場合の媒体磁化状態を示す。このように、凹形
状の掘り込み程度が大きくなると磁界強度が小さくなっ
てしまったり、磁界分布が乱れるために直線的な磁化反
転形状を記録できない事を我々は見出している。したが
って、主磁極のトレーリング側に位置する辺の中心部か
ら、辺の両端を結ぶ線に下ろした垂線の長さ、すなわ
ち、図１で示すＨがトラック幅以下であることが望まし
い。
主磁極の幅よりも小さいことが望ましい。ここで、本実
施例では、凹部の深さを、凹部が形成されている主磁極
トレーリング側のトラック幅方向端部と、凹部が最も深
くなっている部分との長さの差で定義している。例え
ば、図１においては長さHを凹部の深さに相当する。図
１３は凹部の堀込み深さが200nmとトラック幅150nmより
も大きな場合の媒体磁化状態を示す。このように、凹形
状の掘り込み程度が大きくなると磁界強度が小さくなっ
てしまったり、磁界分布が乱れるために直線的な磁化反
転形状を記録できない事を我々は見出している。したが
って、主磁極のトレーリング側に位置する辺の中心部か
ら、辺の両端を結ぶ線に下ろした垂線の長さ、すなわ
ち、図１で示すＨがトラック幅以下であることが望まし
い。
【０００８】また、本実施例においては、凹部の深さが
主磁極の幅の1/10よりも大きいことが望ましく、凹部の
深さが浅いと、磁化反転形状の湾曲は解消できない事を
我々は見出している。図１２には、凹部の堀込み深さが
10nmとトラック幅の1/10よりも小さい場合の記録ヘッド
磁界分布を示す。堀込み深さが浅いので図２(a)に示し
た記録ヘッド磁界分布と比較して等高線の分布には変化
がない。したがって、主磁極のトレーリング側に位置す
る辺の中心部から、辺の両端を結ぶ線に下ろした垂線の
長さ、すなわち、図１で示すＨがトラック幅の1/10より
も大きいことが望ましい。 （実施例２）実施例１では、主磁極のトレーリング側に
設ける凹部の形状を曲線形状としたが、他の形状でも磁
化反転形状の湾曲を改善する効果が得られる。例えば、
図８(a)に示すように凹型の形状は台形としてもよい。
また、図８(b)、図８(c)に示すように、凹型の形状は三
角形あるいは方形としてもよい。上に示したいずれの形
状でも、磁化反転形状の湾曲を改善する効果が得られる
が、要するに、前記主磁極を浮上面側からみた輪郭線に
は、補助磁極と対抗する側の輪郭線を規定する第１の線
分と、該第１の線分と対抗する側の輪郭線を規定する第
２の線分とが備わっており、第２の線分の途中には第２
の線分の両端よりも前記第１の線分に近い点が１つ以上
存在している場合には、上記の図８(a)、図８(b)、図８
(c)の形状が満たされていると言える。 （実施例３）実施例３では、実施例１，２で述べた形状
の主磁極を実際に製造する方法について説明する。本実
施例の発明は、無機絶縁膜上にレジストパターンを形成
する工程と、該レジストパターンをマスクに前記無機絶
縁膜をエッチングし、溝を形成する工程と、該レジスト
パターンを除去する工程と、前記無機絶縁膜上に磁性膜
を形成する工程と、該磁性膜を平坦化する工程と、前記
磁性膜をエッチングし凹部を形成する工程を順次行い、
主磁極を形成することを特徴とする垂直記録用単磁極型
磁気ヘッドの製造方法である。図９に本発明の製造行程
の概略図を示す（但し、図の拡大倍率は一定では無
い）。無機絶縁膜上にレジストパターンを形成したとこ
ろを(a)に示す。無機絶縁膜は、従来用いられているＡl
２O３の他にSiC、ＡlN、Tａ２O５、TiC、TiO２、SiO ２
等が使用可能である。このレジストパターンをマスクと
して用いて、無機絶縁膜のエッチングを行ったところを
(b)に示す。Ａl２O３を用いた場合は、エッチングガス
としてＢCl３またはＢCl３とCl２用の混合ガスを用いれ
ば良い。他にＡlNを用いた場合は、上記の塩素系ガスが
良いが、エッチングしやすいTａ２O５、TiC、TiO２、Si
O２、SiC等を用いた場合は、フッ素系のCHF３、CF４、S
F６、C４F８等を用いることができる。エッチング後、
レジストを除去したところを(c)に示す。(d)には、スト
ッパ膜を形成したところを示した。無機絶縁膜によって
エッチングストッパとする場合は省略可能である。(e)
には磁性膜をめっきしたところを示した。電解メッキ法
を用いる場合、飽和磁束密度が1.6TのFe５５Ni４５また
は、飽和磁束密度が2.2TのCoNiFe等を用いることができ
る。メッキ下地膜は、メッキ膜と同じ組成の磁性膜を用
いても、非磁性膜を用いても良い。(f)には磁性膜上面
の平坦化を行い、主磁極を形成したところを示す。平坦
化は、ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）等の
研摩法やイオンミリングまたはリアクティブイオンエッ
チング等を用いたエッチバック法を用いれば良い。(g)
にはさらに、エッチングにより磁性膜を掘り込んだとこ
ろを示した。この製造方法により、トレーリング側に凹
部がある本発明の垂直記録用磁気ヘッドを製造できる。
主磁極の幅の1/10よりも大きいことが望ましく、凹部の
深さが浅いと、磁化反転形状の湾曲は解消できない事を
我々は見出している。図１２には、凹部の堀込み深さが
10nmとトラック幅の1/10よりも小さい場合の記録ヘッド
磁界分布を示す。堀込み深さが浅いので図２(a)に示し
た記録ヘッド磁界分布と比較して等高線の分布には変化
がない。したがって、主磁極のトレーリング側に位置す
る辺の中心部から、辺の両端を結ぶ線に下ろした垂線の
長さ、すなわち、図１で示すＨがトラック幅の1/10より
も大きいことが望ましい。 （実施例２）実施例１では、主磁極のトレーリング側に
設ける凹部の形状を曲線形状としたが、他の形状でも磁
化反転形状の湾曲を改善する効果が得られる。例えば、
図８(a)に示すように凹型の形状は台形としてもよい。
また、図８(b)、図８(c)に示すように、凹型の形状は三
角形あるいは方形としてもよい。上に示したいずれの形
状でも、磁化反転形状の湾曲を改善する効果が得られる
が、要するに、前記主磁極を浮上面側からみた輪郭線に
は、補助磁極と対抗する側の輪郭線を規定する第１の線
分と、該第１の線分と対抗する側の輪郭線を規定する第
２の線分とが備わっており、第２の線分の途中には第２
の線分の両端よりも前記第１の線分に近い点が１つ以上
存在している場合には、上記の図８(a)、図８(b)、図８
(c)の形状が満たされていると言える。 （実施例３）実施例３では、実施例１，２で述べた形状
の主磁極を実際に製造する方法について説明する。本実
施例の発明は、無機絶縁膜上にレジストパターンを形成
する工程と、該レジストパターンをマスクに前記無機絶
縁膜をエッチングし、溝を形成する工程と、該レジスト
パターンを除去する工程と、前記無機絶縁膜上に磁性膜
を形成する工程と、該磁性膜を平坦化する工程と、前記
磁性膜をエッチングし凹部を形成する工程を順次行い、
主磁極を形成することを特徴とする垂直記録用単磁極型
磁気ヘッドの製造方法である。図９に本発明の製造行程
の概略図を示す（但し、図の拡大倍率は一定では無
い）。無機絶縁膜上にレジストパターンを形成したとこ
ろを(a)に示す。無機絶縁膜は、従来用いられているＡl
２O３の他にSiC、ＡlN、Tａ２O５、TiC、TiO２、SiO ２
等が使用可能である。このレジストパターンをマスクと
して用いて、無機絶縁膜のエッチングを行ったところを
(b)に示す。Ａl２O３を用いた場合は、エッチングガス
としてＢCl３またはＢCl３とCl２用の混合ガスを用いれ
ば良い。他にＡlNを用いた場合は、上記の塩素系ガスが
良いが、エッチングしやすいTａ２O５、TiC、TiO２、Si
O２、SiC等を用いた場合は、フッ素系のCHF３、CF４、S
F６、C４F８等を用いることができる。エッチング後、
レジストを除去したところを(c)に示す。(d)には、スト
ッパ膜を形成したところを示した。無機絶縁膜によって
エッチングストッパとする場合は省略可能である。(e)
には磁性膜をめっきしたところを示した。電解メッキ法
を用いる場合、飽和磁束密度が1.6TのFe５５Ni４５また
は、飽和磁束密度が2.2TのCoNiFe等を用いることができ
る。メッキ下地膜は、メッキ膜と同じ組成の磁性膜を用
いても、非磁性膜を用いても良い。(f)には磁性膜上面
の平坦化を行い、主磁極を形成したところを示す。平坦
化は、ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）等の
研摩法やイオンミリングまたはリアクティブイオンエッ
チング等を用いたエッチバック法を用いれば良い。(g)
にはさらに、エッチングにより磁性膜を掘り込んだとこ
ろを示した。この製造方法により、トレーリング側に凹
部がある本発明の垂直記録用磁気ヘッドを製造できる。
【０００９】図１０に本発明の製造行程の概略図を示す
（但し、図の拡大倍率は一定では無い）。(a)から(f)ま
での工程は図９と同じである。(g)にはトレーリング側
に凹部を有する主磁極を形成したところを示す。主磁極
をめっきにより作成した場合、表面中心部は成長が重な
り膜組成、結晶性が異なり、ケミカルメカニカルポリッ
シング（ＣＭＰ）等の研摩法やイオンミリングまたはリ
アクティブイオンエッチング等を用いたエッチバック法
や酸処理を用いれば選択的に中心部の磁性膜が除去でき
凹部を形成できる。なお、図１０(f)の平坦化の工程に
おいて、ＣＭＰを強めに行えば、膜組成や結晶性の異な
る中心部は自然に除去されるので、平坦化と溝形成の構
成をＣＭＰのみで行ってもよい。
（但し、図の拡大倍率は一定では無い）。(a)から(f)ま
での工程は図９と同じである。(g)にはトレーリング側
に凹部を有する主磁極を形成したところを示す。主磁極
をめっきにより作成した場合、表面中心部は成長が重な
り膜組成、結晶性が異なり、ケミカルメカニカルポリッ
シング（ＣＭＰ）等の研摩法やイオンミリングまたはリ
アクティブイオンエッチング等を用いたエッチバック法
や酸処理を用いれば選択的に中心部の磁性膜が除去でき
凹部を形成できる。なお、図１０(f)の平坦化の工程に
おいて、ＣＭＰを強めに行えば、膜組成や結晶性の異な
る中心部は自然に除去されるので、平坦化と溝形成の構
成をＣＭＰのみで行ってもよい。
【００１０】また、図１１に本発明の別の製造行程の概
略図を示す（但し、図の拡大倍率は一定では無い）。無
機絶縁膜上にレジストパターンを形成したところを(a)
に示す。無機絶縁膜は、従来用いられているＡl２O３の
他にSiC、ＡlN、Tａ２O５、TiC、TiO２、SiO２等が使用
可能である。(b)には磁性膜をめっきしたところを示し
た。電解メッキ法を用いる場合、飽和磁束密度が１.６T
のFe５５Ni４５または、飽和磁束密度が2.2TのCoNiFe等
を用いることができる。メッキ下地膜は、メッキ膜と同
じ組成の磁性膜を用いても、非磁性膜を用いても良い。
(c)にはレジストを除去したところを示す。(d)にはさら
に、イオンミリングにより磁性膜を掘り込んだところを
示した。この製造方法により、トレーリング側に凹部が
ある本発明の垂直記録用磁気ヘッドを製造できる。 （実施例４）本実施例に記載の発明は、主磁極と補助磁
極を有する記録ヘッドと磁気抵抗効果型再生素子を備え
た単磁極型の記録再生ヘッドを搭載した磁気ヘッドスラ
イダであり、主磁極の空気流出端側に凹部を設けた磁気
ヘッドスライダである。本実施例の磁気ヘッドスライダ
の概略は図３に示されており、磁気ヘッド１４と示され
た部分の拡大図における主磁極１は、磁気ヘッドスライ
ダの空気流出端側に凹部が設けられている。主磁極に凹
部を設けることにより、記録磁化反転形状の湾曲を改善
する効果がある。 （実施例５）本実施例に記載の発明は、主磁極と補助磁
極を有する記録ヘッドと磁気抵抗効果型再生素子を備え
た単磁極型の記録再生ヘッドを搭載した磁気ヘッドスラ
イダと、磁気ヘッドスライダを支持するジンバルと、ジ
ンバルを固定するサスペンションとを備えたヘッド・ア
ッセンブリであって、前記主磁極のジンバルとサスペン
ションアームとの固定点側には凹部が形成されているこ
とを特徴とするヘッド・アッセンブリである。
略図を示す（但し、図の拡大倍率は一定では無い）。無
機絶縁膜上にレジストパターンを形成したところを(a)
に示す。無機絶縁膜は、従来用いられているＡl２O３の
他にSiC、ＡlN、Tａ２O５、TiC、TiO２、SiO２等が使用
可能である。(b)には磁性膜をめっきしたところを示し
た。電解メッキ法を用いる場合、飽和磁束密度が１.６T
のFe５５Ni４５または、飽和磁束密度が2.2TのCoNiFe等
を用いることができる。メッキ下地膜は、メッキ膜と同
じ組成の磁性膜を用いても、非磁性膜を用いても良い。
(c)にはレジストを除去したところを示す。(d)にはさら
に、イオンミリングにより磁性膜を掘り込んだところを
示した。この製造方法により、トレーリング側に凹部が
ある本発明の垂直記録用磁気ヘッドを製造できる。 （実施例４）本実施例に記載の発明は、主磁極と補助磁
極を有する記録ヘッドと磁気抵抗効果型再生素子を備え
た単磁極型の記録再生ヘッドを搭載した磁気ヘッドスラ
イダであり、主磁極の空気流出端側に凹部を設けた磁気
ヘッドスライダである。本実施例の磁気ヘッドスライダ
の概略は図３に示されており、磁気ヘッド１４と示され
た部分の拡大図における主磁極１は、磁気ヘッドスライ
ダの空気流出端側に凹部が設けられている。主磁極に凹
部を設けることにより、記録磁化反転形状の湾曲を改善
する効果がある。 （実施例５）本実施例に記載の発明は、主磁極と補助磁
極を有する記録ヘッドと磁気抵抗効果型再生素子を備え
た単磁極型の記録再生ヘッドを搭載した磁気ヘッドスラ
イダと、磁気ヘッドスライダを支持するジンバルと、ジ
ンバルを固定するサスペンションとを備えたヘッド・ア
ッセンブリであって、前記主磁極のジンバルとサスペン
ションアームとの固定点側には凹部が形成されているこ
とを特徴とするヘッド・アッセンブリである。
【００１１】本実施例のヘッド・アッセンブリの概略は
図３に示されているサスペンションアーム１２と磁気ヘ
ッドスライダを組み合わせたものである。図では省略し
ているが、ジンバルはサスペンションアーム１２の先端
部に接合されている。したがって、ジンバルとサスペン
ションアームとは別の部品であるが、サスペンションア
ーム１２の先端部に一体形成されていることもある。 （実施例６）本実施例に記載の発明は、二層垂直磁気記
録媒体と、単磁極型記録再生ヘッドと、記録媒体を一定
方向に回転駆動する駆動装置とを備えた磁気ディスク装
置であって、主磁極を浮上面側から見た場合、前記主磁
極には前記回転方向の下流側に凹部が形成されているこ
とを特徴とする磁気ディスク装置である。磁化反転形状
を湾曲させずにビットを記録できるので、再生ヘッドで
記録ビットを再生する際に、磁化反転幅が大きく見えて
孤立波の半値幅が増大すると同時に、記録トラック幅が
線記録密度の上昇に伴い狭められるといった問題が生じ
ない。また、記録磁化パターンの形状改善に伴いＳ／Ｎ
比の向上した磁気ディスク装置を製造することができ
る。また、磁気記録媒体の両面を使用する場合や磁気記
録媒体を複数枚使用した磁気ディスク装置では複数個の
磁気ヘッドを使用することになる。この場合において
も、複数個の磁気ヘッドの主磁極のうち、少なくとも一
つを上記のように構成することにより、装置全体として
のＳ／Ｎ比は向上するものと考えられる。
図３に示されているサスペンションアーム１２と磁気ヘ
ッドスライダを組み合わせたものである。図では省略し
ているが、ジンバルはサスペンションアーム１２の先端
部に接合されている。したがって、ジンバルとサスペン
ションアームとは別の部品であるが、サスペンションア
ーム１２の先端部に一体形成されていることもある。 （実施例６）本実施例に記載の発明は、二層垂直磁気記
録媒体と、単磁極型記録再生ヘッドと、記録媒体を一定
方向に回転駆動する駆動装置とを備えた磁気ディスク装
置であって、主磁極を浮上面側から見た場合、前記主磁
極には前記回転方向の下流側に凹部が形成されているこ
とを特徴とする磁気ディスク装置である。磁化反転形状
を湾曲させずにビットを記録できるので、再生ヘッドで
記録ビットを再生する際に、磁化反転幅が大きく見えて
孤立波の半値幅が増大すると同時に、記録トラック幅が
線記録密度の上昇に伴い狭められるといった問題が生じ
ない。また、記録磁化パターンの形状改善に伴いＳ／Ｎ
比の向上した磁気ディスク装置を製造することができ
る。また、磁気記録媒体の両面を使用する場合や磁気記
録媒体を複数枚使用した磁気ディスク装置では複数個の
磁気ヘッドを使用することになる。この場合において
も、複数個の磁気ヘッドの主磁極のうち、少なくとも一
つを上記のように構成することにより、装置全体として
のＳ／Ｎ比は向上するものと考えられる。
【００１２】
【発明の効果】主磁極浮上面のトレーリング側を凹形状
にすることにより、磁化反転が決定される磁界分布を直
線的にできる。これにより、磁化反転形状を湾曲させず
にビットを記録でき、磁気抵抗効果型ヘッドで再生する
際に磁化反転幅が大きく見えて孤立波の半値幅が増大す
ると同時に、記録トラック幅が線記録密度の上昇に伴い
狭められるといった問題が生じない垂直記録用磁気ヘッ
ドを提供でき、さらに、これを用いた磁気ディスク装置
を得ることができる。
にすることにより、磁化反転が決定される磁界分布を直
線的にできる。これにより、磁化反転形状を湾曲させず
にビットを記録でき、磁気抵抗効果型ヘッドで再生する
際に磁化反転幅が大きく見えて孤立波の半値幅が増大す
ると同時に、記録トラック幅が線記録密度の上昇に伴い
狭められるといった問題が生じない垂直記録用磁気ヘッ
ドを提供でき、さらに、これを用いた磁気ディスク装置
を得ることができる。
【図１】本発明による単磁極ヘッドの浮上面よりみた平
面図で(a)は全体構成を示し、(b)は主磁極部分を拡大し
た図（但し、拡大倍率は均一ではない）。
面図で(a)は全体構成を示し、(b)は主磁極部分を拡大し
た図（但し、拡大倍率は均一ではない）。
【図２】従来の単磁極ヘッドと裏打ち層を有する２層記
録媒体との組み合わせによる、(a)ヘッド磁界垂直成分
の分布、(b)記録磁化状態を説明する図（但し、拡大倍
率は均一ではない）。
録媒体との組み合わせによる、(a)ヘッド磁界垂直成分
の分布、(b)記録磁化状態を説明する図（但し、拡大倍
率は均一ではない）。
【図３】本発明の実施の形態における磁気ディスク装置
の概念の概略図である（但し、拡大倍率は均一ではな
い）。
の概念の概略図である（但し、拡大倍率は均一ではな
い）。
【図４】本発明の実施の形態における垂直記録用磁気ヘ
ッドと磁気ディスクとの関係の概略図（但し、拡大倍率
は均一ではない）。
ッドと磁気ディスクとの関係の概略図（但し、拡大倍率
は均一ではない）。
【図５】垂直記録の概略図（但し、拡大倍率は均一では
ない）。
ない）。
【図６】本発明による単磁極ヘッドと裏打ち層を有する
２層記録媒体との組み合わせによる、(a)ヘッド磁界垂
直成分の分布、(b)記録磁化状態を説明する図（但し、
拡大倍率は均一ではない）。
２層記録媒体との組み合わせによる、(a)ヘッド磁界垂
直成分の分布、(b)記録磁化状態を説明する図（但し、
拡大倍率は均一ではない）。
【図７】本発明による単磁極ヘッドと従来構造の単磁極
ヘッドの記録磁化状態を比較する図（但し、拡大倍率は
均一ではない）。
ヘッドの記録磁化状態を比較する図（但し、拡大倍率は
均一ではない）。
【図８】本発明による単磁極ヘッドの浮上面よりみた平
面図で主磁極部分を拡大した図（但し、拡大倍率は均一
ではない）。
面図で主磁極部分を拡大した図（但し、拡大倍率は均一
ではない）。
【図９】本発明の実施の形態における主磁極形成工程の
概略図（但し、拡大倍率は均一ではない）。
概略図（但し、拡大倍率は均一ではない）。
【図１０】本発明の実施の形態における主磁極形成工程
の概略図（但し、拡大倍率は均一ではない）。
の概略図（但し、拡大倍率は均一ではない）。
【図１１】本発明の実施の形態における主磁極形成工程
の概略図（但し、拡大倍率は均一ではない）。
の概略図（但し、拡大倍率は均一ではない）。
【図１２】堀込み深さが浅い場合の比較例。
【図１３】堀込み深さが深い場合の比較例。
１…主磁極、２…コイル、３…補助磁極、４…主磁極膜
厚、５…幾何学的トラック幅、６…記録幅、７…再生素
子、８…下部シールド、１１…磁気ディスク、１２…サ
スペンションアーム、１３…磁気ヘッドスライダー、１
４…磁気ヘッド、１５…ロータリーアクチュエータ、１
６…記録ヘッド、１７…ディスク回転方向、１８…再生
ヘッド、１９…記録層、２０…裏打ち層、２１…浮上
面、２３…ディスク半径方向、２４…トレーリング側、
２５…リーディング側、２７…レジスト、２８…無機絶
縁膜、２９…磁性膜 、３０…空気流出端、３１…空気
流入端。
厚、５…幾何学的トラック幅、６…記録幅、７…再生素
子、８…下部シールド、１１…磁気ディスク、１２…サ
スペンションアーム、１３…磁気ヘッドスライダー、１
４…磁気ヘッド、１５…ロータリーアクチュエータ、１
６…記録ヘッド、１７…ディスク回転方向、１８…再生
ヘッド、１９…記録層、２０…裏打ち層、２１…浮上
面、２３…ディスク半径方向、２４…トレーリング側、
２５…リーディング側、２７…レジスト、２８…無機絶
縁膜、２９…磁性膜 、３０…空気流出端、３１…空気
流入端。
フロントページの続き (72)発明者 中村 敦 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5D033 AA05 BA07 BA12 DA02 DA08
Claims (17)
- 【請求項１】主磁極と補助磁極とを備えた記録ヘッド部
と再生ヘッド部とを有し、前記主磁極から発生する記録
磁界強度分布は浮上面側から見て主磁極中心部を最大強
度とする同心円状の分布を有し、前記記録磁界強度の等
高線は、浮上面から見た主磁極中央部のトラック幅方向
の磁極幅と補助磁極に対抗する部分の磁極幅とが等しい
主磁極が発生する記録磁界強度等高線に比べて、トレー
リング側の曲率半径が大きいことを特徴とする単磁極型
磁気ヘッド。 - 【請求項２】主磁極と補助磁極とを備えた記録ヘッド
と、再生素子を備えた再生ヘッドとを有し、前記主磁極
は浮上面のトレーリング側に凹部を有することを特徴と
する単磁極型磁気ヘッド。 - 【請求項３】前記凹部の深さは主磁極のトラック幅方向
の長さよりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の
単磁極型磁気ヘッド。 - 【請求項４】前記凹部の深さは、主磁極のトラック幅方
向の長さの１／１０よりも大きいことを特徴とする請求
項３に記載の単磁極型磁気ヘッド。 - 【請求項５】主磁極と補助磁極を備えた記録ヘッドと、
再生素子を備えた再生ヘッドとを有し、前記主磁極を浮
上面側からみた輪郭線は、前記補助磁極と対抗する第１
の線分と該第１の線分と対抗する第２の線分とを有し、
該第２の線分は、第２の線分の両端よりも前記第１の線
分に近い点を１つ以上有することを特徴とする単磁極型
磁気ヘッド。 - 【請求項６】前記１つ以上点のうち最も第１の線分に近
い点から前記第２の線分に下ろした垂線の長さが、主磁
極のトラック幅方向の長さよりも小さいことを特徴とす
る請求項５に記載の単磁極型磁気ヘッド。 - 【請求項７】前記１つ以上点のうち最も第１の線分に近
い点から前記第２の線分に下ろした垂線の長さが、主磁
極のトラック幅方向の長さの１／１０よりも大きいこと
を特徴とする請求項５に記載の単磁極型磁気ヘッド。 - 【請求項８】主磁極と補助磁極とを備えた記録ヘッド
と、再生素子を備えた再生ヘッドとが搭載された磁気ヘ
ッドスライダにおいて、前記主磁極を浮上面側から見た
場合、前記主磁極の前記磁気ヘッドスライダの空気流出
端側には凹部が形成されていることを特徴とする磁気ヘ
ッドスライダ。 - 【請求項９】主磁極と補助磁極とを備えた記録ヘッドお
よび再生素子を備えた再生ヘッドとが搭載された磁気ヘ
ッドスライダと、該磁気ヘッドスライダを支持するジン
バルと、該ジンバルが固定されるサスペンションアーム
とを有し、前記主磁極を浮上面側から見た場合、前記主
磁極の浮上面には、前記ジンバルとサスペンションアー
ムとの固定点の反対側に凹部が形成されていることを特
徴とするヘッド・アッセンブリ。 - 【請求項１０】垂直磁気記録媒体と、主磁極と補助磁極
とを備えた記録ヘッドと、再生素子を備えた再生ヘッド
と、前記垂直磁気記録媒体を一定方向に回転駆動する駆
動装置とを有し、前記主磁極を浮上面側から見た場合、
前記主磁極には前記回転方向の下流側に凹部が形成され
ていることを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項１１】少なくとも１枚以上の磁気記録媒体と、
少なくとも２個以上の磁気ヘッドと、前記垂直磁気記録
媒体を一定方向に回転駆動する駆動装置とを有し、前記
２個以上の磁気ヘッドの少なくとも一つは、前記主磁極
を浮上面側から見た場合、前記主磁極には前記回転方向
の下流側に凹部が形成されていることを特徴とする磁気
ディスク装置。 - 【請求項１２】無機絶縁膜上に溝を形成する工程と、該
溝に主磁極となる磁性膜を形成する工程と、該磁性膜に
凹部を形成する工程とを含むことを特徴とする単磁極型
磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項１３】請求項１２に記載の単磁極ヘッドの製造
方法において、イオンミリングにより凹部を形成するこ
とを特徴とする単磁極型磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項１４】請求項１２に記載の単磁極型ヘッドの製
造方法において、ＣＭＰ、酸処理、ＲＩＥ、ミリングの
何れかの方法で磁性膜の一部を除去することにより凹部
を形成することを特徴とする単磁極型磁気ヘッドの製造
方法。 - 【請求項１５】請求項１２に記載の単磁極ヘッドの製造
方法において、前記無機絶縁膜上に溝を形成する工程
は、無機絶縁膜上にレジストパターンを形成する工程
と、該レジストパターンをマスクとしてエッチングを行
う工程とを含むことを特徴とする単磁極ヘッドの製造方
法。 - 【請求項１６】前記溝に磁性膜を形成する工程は、溝に
形成された磁性膜を平坦化する工程とを含むことを特徴
とする請求項１２に記載の単磁極型磁気ヘッドの製造方
法。 - 【請求項１７】無機絶縁膜上にレジストパターンを形成
する工程と、該レジストパターンが形成された無機絶縁
膜上に主磁極となる磁性膜を形成する工程と、前記レジ
ストパターンを除去する工程と、前記レジストパターン
が除去された磁性膜上に凹部を形成することを特徴とす
る単磁極ヘッドの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001077419A JP4130868B2 (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 垂直記録用磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気ディスク装置 |
| US10/046,973 US6741421B2 (en) | 2001-03-19 | 2002-01-17 | Magnetic head for perpendicular recording and magnetic disk storage apparatus mounting the head |
| US10/774,370 US7475470B2 (en) | 2001-03-19 | 2004-02-10 | Method for manufacturing a magnetic head for perpendicular recording |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001077419A JP4130868B2 (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 垂直記録用磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気ディスク装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002279606A true JP2002279606A (ja) | 2002-09-27 |
| JP2002279606A5 JP2002279606A5 (ja) | 2005-07-14 |
| JP4130868B2 JP4130868B2 (ja) | 2008-08-06 |
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ID=18934180
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (2)
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