JP2003263705A - 垂直記録用磁気ヘッドおよ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およびそれを搭載した磁気ディスク装置

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JP2003263705A
JP2003263705A JP2002062809A JP2002062809A JP2003263705A JP 2003263705 A JP2003263705 A JP 2003263705A JP 2002062809 A JP2002062809 A JP 2002062809A JP 2002062809 A JP2002062809 A JP 2002062809A JP 2003263705 A JP2003263705 A JP 2003263705A
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magnetic
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head
magnetic pole
film
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Ichiro Otake
一郎 大嶽
Toshihiro Okada
智弘 岡田
Kazue Kudo
一恵 工藤
Nobuo Yoshida
伸雄 芳田
Kimitoshi Eto
公俊 江藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】主磁極側面からの書き込みがなく、かつ隣接ト
ラックへの消去がない垂直記録用磁気ヘッドを作製し、
これを用いた磁気ディスク装置を得る。 【解決手段】垂直記録用磁気ヘッドの主磁極の側面を逆
テーパ形状とする。この逆テーパ形状は、フレームめっ
き法により形成された主磁極をイオンミリングにより、
エッチングすることにより得られ、かつ上面を平坦化す
ることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報の記録・再生
に用いられる薄膜磁気ヘッドおよびそれを搭載した磁気
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を高め
ることが出来ないという問題がある。
【0003】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
方式においても、再生には磁気抵抗効果型ヘッド(MR
ヘッド)および,さらに再生出力が大きい巨大磁気抵抗
効果型ヘッド(GMRヘッド)を用いることができる。
【0004】一方、記録には、単磁極ヘッドを用いる必
要がある。垂直記録においても、記録密度の向上のため
には、トラック密度と線記録密度を向上する必要があ
る。このうち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。さら
に、垂直記録では、単磁極ヘッドの主磁極の形状が媒体
の磁化パターンに大きな影響を与える。具体的には、主
磁極の上部,すなわちトレーリング側の形状が媒体の磁
化パターン形状を大きく左右する。例えば、特開平10
−320720号公報では、主磁極のMRヘッドと反対
側の端面が平坦で、MRヘッド側が広い台形形状である
例が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平10−
320720号公報の発明では、台形形状の斜面部から
のサイド記録トラックを生じるとしている。上記サイド
記録トラックは隣接記録トラックのクロストークを低減
するとしているが、トラック密度を高める障害になり、
面記録密度を高めることができない問題がある。さらに
磁気ディスク装置では、磁気ヘッドをディスクの内周か
ら外周まで走査するとき、ヨー角が生じるが、その際に
台形形状の磁極形状では、隣接するトラックの信号を消
去してしまう問題がある。さらに特開平10−3207
20号公報では、具体的な磁極形成法への記述がない。
【0006】第2磁極(主磁極)の上面の平坦化は、研
磨法を用いることで達成可能であるが、例えばケミカル
メカニカルポリッシング(CMP)のような研磨法の場
合、膜厚の制御が難しく、膜厚精度が±0.5μm程度
もばらついてしまう問題がある。このため、第2磁極
(主磁極)の膜厚がばらつくことになり、第2磁極(主
磁極)からの磁界の強度がばらつく原因になる。従っ
て、膜厚の制御性のよい第2磁極(主磁極)上面の平坦
化方法が望まれていた。
【0007】本発明の目的は、サイド記録がなく、ヨー
角による隣接トラックの消去が発生しない主磁極形状を
持つ垂直記録用磁気ヘッドとその作製方法およびその垂
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
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の垂直記録用磁気
ヘッドは、磁気抵抗効果を用いた再生ヘッドと単磁極型
垂直記録ヘッドを有する記録再生分離型薄膜磁気ヘッド
において、上記垂直記録ヘッドは第1磁極(補助磁極)
と第2磁極(主磁極)および上記第1および上記第2磁
極の間に形成されたギャップ膜を有し、上記ギャップ膜
と対向する上記第1磁極の幅は、上記ギャップ膜と対向
する上記第2磁極の幅より大きく、上記第2磁極の上記
ギャップ膜と対向する面を下面とすると、上記第2磁極
の上面は平坦であることを特徴とする。
【0009】また、上記において、第2磁極は、飽和磁
束密度(Bs)が1.8テスラ(T)以上の材料からな
ることを特徴とする。
【0010】また、上記において、第2磁極の下層に非
磁性膜を有し、その非磁性膜のミリング速度がアルミナ
よりも速い材料からなることを特徴とする。
【0011】また、上記において、非磁性膜が、Ta,
Nb,Si,SiO,W,Ti,TiO,Cuの単
層膜またはこれらの2種以上の積層膜または混合膜から
なることを特徴とする。
【0012】また、本発明の磁気ヘッドの製造方法は、
上記垂直記録用磁気ヘッドにおける第2磁極の上面を平
坦化する方法に、イオンミリング法を用いることを特徴
とする。
【0013】また、本発明の磁気ヘッドの製造方法は、
第2磁極の形成にフレームめっき法を用い、上記平坦化
法にイオンミリング法を用いることを特徴とする。
【0014】また、本発明の磁気ヘッドの製造方法は、
上記イオンミリングの角度が30度〜60度および60
度〜85度の間の組合せでなされることを特徴とする。
また、本発明の磁気ディスク装置は、上記本発明の磁気
ヘッドまたは上記本発明の方法で製造された磁気ヘッド
を搭載してなることを特徴とする。
【0015】前述のように、垂直記録用磁気ヘッドの主
磁極の形状には、主磁極の側面からの書き込みおよび消
去,ヨー角による隣接トラックへの書き込みおよび消去
を防ぐことが求められる。サイドからの書き込みを防ぐ
ためには、主磁極の媒体対向面から見た形状を逆テーパ
形状化すればよい。また、ヨー角による隣接トラックの
消去防止にも、同じく主磁極の媒体対向面から見た形状
を逆テーパ化すればよい。
【0016】上記逆テーパ形状のテーパ角度は、ヨー角
に依存し、膜の法線方向からの角度として、0から30
度にすればよい。このとき、テーパ角度をつけることに
よって、主磁極からの磁界強度が低下する問題が生じる
ため、主磁極の飽和磁束密度(Bs)を高める必要があ
り、Bs=1.8T(テスラ)以上が必要である。この
ような材料としては、例えばCoNiFe等がある。
【0017】以上のように、主磁極の媒体対向面からみ
た側面形状を逆テーパ化すれば、サイドへの書き込みと
隣接トラックの消去の問題の両方を解決できることを見
出した。また、主磁極の上面の平坦化を行いながら、か
つ膜厚制御性を持たせるためには、フレームめっき法に
より、主磁極を形成後、イオンミリングによる上面の平
坦化および側面の逆テーパ化をすればよい事を見出し
た。
【0018】このとき、イオンミリングの角度は、30
度〜60度および60度〜85度の2種の組合せを用い
ればよい。前者の30度〜60度がおもに上面の平坦性
を高め、後者の60度〜85度が側面をエッチングし、
逆テーパ形状を形成する。
【0019】また、主磁極の下層の材料がアルミナであ
る場合、ミリングによりアルミナが主磁極側面に再付着
すると、所望の逆テーパ形状が得られず、下層の材料と
して、アルミナよりもミリング速度の速い材料を用いれ
ばよい事を見出した。そのような材料としては、Ta,
Nb,Si,SiO,W,Ti,TiO,Cu等が
あり、その単層膜またはこれらの2種以上の積層膜また
は混合膜を用いてもよい。
【0020】本方法は、従来の面内記録用磁気ヘッドと
同様のフレームめっき法とイオンミリング法を採用する
ことから、容易に主磁極を形成することができる。ま
た、トラック幅となる主磁極の上面をエッチングするた
め、トラック幅の狭小化も容易にできる特徴がある。
【0021】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例の磁気デ
ィスク装置の概念図である。磁気ディスク装置は、磁気
ディスク1上に、支持体2の先端に固定された磁気ヘッ
ド3によって磁化信号4を記録再生を行なう。
【0022】図2に、支持体2を振ることによって、磁
気ヘッド3を磁気ディスク1上で動かしたときの概略図
を示す。このとき、図に示すようにヨー角が発生する。
ヨー角の範囲は、±30°程度である。
【0023】図3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。図4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11に入る磁気回路を
形成し、記録層に磁化パターン4を記録する。このと
き、ディスク回転方向との関係から、主磁極が磁気ディ
スクから最後に離れる部分、すなわち主磁極の上面およ
び側面の形状が磁化パターンの形状に大きな影響を及ぼ
す。
【0024】図7に示す特開平10−320720号公
報の主磁極形状の場合、ヨー角があるときは、図5に示
すように、主磁極の側面が隣接トラックの磁化信号上に
書き込みをしてしまう問題がある。
【0025】図8に本発明の磁気ヘッドの媒体対向面か
らみた概略図を示す。本構造の主磁極の場合、図6に示
すように、主磁極側面がヨー角によって、隣接トラック
上にかかることがないため、隣接トラックの磁化信号上
に書き込みをする問題はない。図から明らかなように主
磁極側面のテーパ角度は、ヨー角に依存する。従って、
装置の構成に依存し、0〜30度の範囲であればよい。
【0026】図9に従来の記録再生分離型磁気ヘッドの
概略を示す。図において、5は巨大磁気抵抗効果膜、6
は電極、7は磁気コア、8は絶縁膜、9は導体コイル、
10は下部シ−ルド、11は上部シ−ルドである。すな
わち、巨大磁気抵抗効果膜5を用いた再生ヘッドの上に
記録ヘッドが積層された構造となっている。
【0027】図10に本発明の記録再生分離型の垂直記
録用磁気ヘッドの概略を示す。従来の磁気ヘッドとの大
きな違いは、上部磁気コア7と、下部磁気コアを兼用す
る再生ヘッドの上部シールド11との間に、従来例のヘ
ッドでは媒体対向面において薄い(例えば、0.2μ
m)のギャップ膜があったのに対し、本発明の垂直記録
用磁気ヘッドでは、主磁極と補助磁極の間が大きく(例
えば、3〜5μm)開いていることである。
【0028】図11に、本発明の磁気ヘッドの製造行程
の概略図を示す。非磁性膜14の上にめっき下地15、
レジストフレームパターン16を形成したところを
(a)に示す。非磁性膜としては、Taを膜厚0.1〜
0.2μmで用いた。もちろんSiO等他の材料を用
いてもよい。レジストパターンは、KrFエキシマレー
ザステッパを用いて露光を行い、レジストとしては、東
京応化工業(株)製ポジレジストTDUR−P201を
用いた。レジスト膜厚1μmを用いた場合、0.2μm
が解像できた。このレジストフレームを用いて、磁性膜
17をめっきしたところを(b)に示す。磁性膜は、膜
厚0.3〜0.4μm、Bsが1.9TのCoNiFe
を用いた。めっき後、レジストを除去したところを
(c)に示す。さらに45度10分、75度10分のイ
オンミリングをすることにより、(d)に、逆テーパ形
状をもつ主磁極18が形成できたところを示す。主磁極
膜厚0.2〜0.25μm、トラック幅は、0.15〜
0.17μmのものが形成できた。
【0029】この垂直記録用磁気ヘッドを搭載すること
により、面記録密度100Gbit/inの磁気ディ
スク装置を作製できた。
【0030】
【発明の効果】主磁極の側面が逆テーパ形状であるた
め、主磁極の側面からの書き込みとヨー角による隣接ト
ラックの消去がなくなる。また、フレームめっき法とイ
オンミリングという従来からの技術によって、容易に狭
トラック化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気ディスク装置の構成を示す概念図。
【図2】磁気ディスク装置動作時のトラックとヨー角の
関係を示す説明図。
【図3】垂直記録ヘッドと記録媒体の関係を示す概略
図。
【図4】垂直記録ヘッドの動作時の概略を示す縦断面
図。
【図5】従来の磁気ヘッドの主磁極とトラックの関係を
示す平面図。
【図6】本発明の実施例におけるヘッドの主磁極とトラ
ックとの関係を示す平面図。
【図7】従来の垂直記録用磁気ヘッドの要部概略断面
図。
【図8】本発明の実施例における垂直記録用磁気ヘッド
の要部概略概略図。
【図9】従来の磁気ヘッドの斜視図。
【図10】本発明の実施例の垂直記録用磁気ヘッドの斜
視図。
【図11】本発明の実施例における主磁極形成工程の概
略を示す断面図。
【符号の説明】
1…磁気ディスク、2…支持体、3…磁気ヘッド、4…
磁化信号、5…巨大磁気抵抗効果膜、6…電極、7…磁
気コア、8…絶縁膜、9…導体コイル、10…下部シ−
ルド、11…上部シ−ルド、12…主磁極,13…主磁
極,14…非磁性膜,15…めっき下地,16…レジス
トフレーム,17…磁性膜,18…主磁極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 一恵 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 (72)発明者 芳田 伸雄 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 (72)発明者 江藤 公俊 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 BA03 BA12 BA13 BB41 DA04 DA08 DA31

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気抵抗効果を用いた再生ヘッドと単磁極
    型垂直記録ヘッドを有する記録再生分離型薄膜磁気ヘッ
    ドにおいて、上記垂直記録ヘッドは第1磁極(補助磁
    極)と第2磁極(主磁極)および上記第1および上記第
    2磁極の間に形成されたギャップ膜を有し、上記ギャッ
    プ膜と対向する上記第1磁極の幅は、上記ギャップ膜と
    対向する上記第2磁極の幅より大きく、上記第2磁極の
    上記ギャップ膜と対向する面を下面とすると、上記第2
    磁極の上面は平坦であることを特徴とする垂直記録用磁
    気ヘッド。
  2. 【請求項2】請求項1記載の垂直記録用磁気ヘッドにお
    ける上記第2磁極は、飽和磁束密度(Bs)が1.8テ
    スラ(T)以上の材料からなることを特徴とする垂直記
    録用磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の垂直記録用磁気ヘ
    ッドにおける上記第2磁極の下層に非磁性膜を有し、そ
    の非磁性膜のミリング速度がアルミナよりも速い材料か
    らなることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】請求項3記載の垂直記録用磁気ヘッドにお
    ける上記非磁性膜が、Ta,Nb,Si,SiO
    W,Ti,TiO,Cuの単層膜またはこれらの2種
    以上の積層膜または混合膜からなることを特徴とする垂
    直記録用磁気ヘッド。
  5. 【請求項5】請求項1ないし4のいずれか記載の垂直記
    録用磁気ヘッドにおける上記第2磁極の上面を平坦化す
    る方法に、イオンミリング法を用いることを特徴とする
    垂直記録用磁気ヘッドの製造方法。
  6. 【請求項6】請求項5記載の垂直記録用磁気ヘッドにお
    ける上記第2磁極の形成にフレームめっき法を用い、上
    記平坦化法にイオンミリング法を用いることを特徴とす
    る垂直記録用磁気ヘッドの製造方法。
  7. 【請求項7】請求項5または6において、上記イオンミ
    リングの角度が30度〜60度および60度〜85度の
    間の組合せでなされることを特徴とする垂直記録用磁気
    ヘッドの製造方法。
  8. 【請求項8】請求項1ないし4のいずれか記載の磁気ヘ
    ッドまたは、請求項5ないし7のいずれか記載の方法で
    製造された磁気ヘッドを搭載してなることを特徴とする
    磁気ディスク装置。
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