JP2005092929A - 垂直磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
ノイズが少なく、またサイドフリンジングや記録信号の消去を防止できる垂直記録磁気ヘッド、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】
主磁極３０の上面３０ｃが平坦化面として形成される。また前記主磁極３０の上方部から両側方部にかけて一体的なシールド層７７が形成される。さらに前記主磁極３０の側面３０ａ，３０ｂから前記シールド層７７までの膜厚方向と直交方向の間隔が、前記主磁極３０の上面３０ｃから前記シールド層７７までの膜厚方向の間隔よりも大きく形成される。これにより、再生時にノイズの発生を防止することができ、記録フリンジングや隣接した記録トラックの記録信号を消去してしまうといった問題の防止、かつ前記主磁極から生じた記録磁束が前記シールド層に吸収され過ぎないため記録効率の低下抑制が可能となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ハード膜を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記録磁気ヘッドに係り、特に主磁極の上面を平坦化するとともに、主磁極の両側方に形成されるサイドシールドおよび上方に形成される上部シールドとを一体化することにより、ノイズが少なく、またサイドフリンジングや記録信号の消去を防止できる垂直記録磁気ヘッド、およびその製造方法に関する。

ディスクなどの記録媒体に磁気データを高密度で記録する装置として垂直磁気記録方式がある。垂直磁気記録は水平磁気記録に比べて高記録密度化を実現する上で有利である。

しかし、高記録密度化には主磁極のトラック幅Ｔｗがさらに狭小化されるに伴い、各記録トラック間の間隔も狭小化される。したがって、高記録密度化に対応した垂直記録磁気ヘッドでは、書き込みの際に主磁極から発せられた磁束が前記主磁極の側方へ広がることによって、記録媒体への記録フリンジングが発生したり、隣接した記録トラックの記録信号を消去してしまうといった問題の影響が非常に大きいものとなる。

そこで、磁極の側方へ広がった磁束（側方磁束）による記録媒体への書き込みが生じないように、側方磁束が記録媒体に到達する前に前記側方磁束を吸収し、ライトフリンジングや記録信号の消去を抑制することが可能なシールドを設けた垂直記録磁気ヘッドが存在する。

この場合、シールドに多くの側方磁束を吸収させることができるようにするため、主磁極の両側方にサイドシールドを設けるとともに、主磁極の上方にも上部シールドを設けることが好ましい。

一方、主磁極はめっき法などにより形成されることが多いが、この場合主磁極の上面が例えば突状に盛り上がって形成されてしまい、平坦化面として形成されない。しかし、前記主磁極の上面が平坦化されていないと、記録信号が歪んで記録されてしまい記録媒体に正確に記録されないため、記録信号の再生時にノイズが発生するという、いわゆるスマイルの問題が生じる。したがって、前記主磁極の上面は平坦化面として形成されることが好ましい。

主磁極の両側方にサイドシールドを設けるとともに、主磁極の上方にも上部シールドを設けた垂直記録磁気ヘッドは、以下に示す非特許文献１のＦｉｇ．４および特許文献１のＦｉｇ．１６Ｂに開示されている。
Ｏｎｅ Ｔｅｒａｂｉｔ Ｐｅｒ Ｓｑｕａｒｅ Ｉｎｃｈ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｃｏｎｃｅｐｕｔｕａｌ Ｄｅｓｉｇｎ（ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＭＡＧＮＥＴＩＣＳ，ＶＯＬ．３８，ＮＯ．４，ＪＵＬＹ ２００２） 特開平２−２０１７１０号公報

前記側方磁束をサイドシールドおよび上部シールドで多く吸収するには、シールド全体での磁束の吸収容量を大きくすることが必要である。したがって、サイドシールドと上部シールドとを分離して形成するよりも、サイドシールドと上部シールドとを一体的に形成することが好ましい。

ここで、前記非特許文献１には、サイドシールドと上部シールドとが一体的に形成された垂直記録磁気ヘッドが開示されているが、前記サイドシールドと上部シールドとが一体的に形成された形態をどのような方法で実現すれば良いのかについて何ら開示されていないため、製造方法については不明である。

しかし、サイドシールドと上部シールドとが一体的に形成するために、以下の図２６ないし図２８に示すような方法が採られるのが一般的である。

図２６ないし図２８は、サイドシールドと上部シールドとが一体的に形成された垂直記録磁気ヘッドの製造方法の一工程を示す部分正面図である。

まず図２６に示すように、非磁性材料層１０１の上にめっき下地膜１０２を形成した後、このめっき下地膜１０２の上にフレームめっき法などの方法で、磁性材料によって主磁極１０３を形成する。

次に図２７に示すように、前記主磁極１０３の上方から両側方にかけて非磁性材料層１０４を形成し、さらにその上にギャップ層１０５を形成する。

そして、図２８に示すように、前記ギャップ層１０５の上に磁性材料からなるシールド層１０６を、前記主磁極１０３の上方から両側方にかけて形成する。その後、前記シールド層１０６を任意の高さ位置（図示Ｄ−Ｄ線）で削ると、サイドシールドと上部シールドとが一体的に形成された垂直記録磁気ヘッドを製造することができる。

しかし、このようにして製造された垂直記録磁気ヘッドでは、図２６に示す工程で形成される主磁極１０３の上面が上方に向って凸状に盛り上がって形成されてしまう。そのため、製造された垂直記録磁気ヘッドは、前記スマイルの問題によりノイズが大きなものとなる。

したがって、前記非特許文献１に開示された垂直記録磁気ヘッドでも、主磁極Ｐの上面が平坦化されていないものと考えられ、前記スマイルの問題によってノイズが生じ易いものと考えられる。

そこで、前記主磁極１０３の上面１０３ａが平坦化された垂直記録磁気ヘッドを製造するには、以下のような方法が採られるのが一般的である。

図２９ないし図３４は、主磁極１０３の上面１０３ａが平坦化された垂直記録磁気ヘッドの製造方法の一工程を示す部分正面図である。

まず図２９に示すように、非磁性材料層１０１の上にめっき下地膜１０２を形成した後、このめっき下地膜１０２の上にフレームめっき法などの方法で、磁性材料によって主磁極１０３を形成する。

次に図３０に示すように、前記主磁極１０３の上方から両側方にかけて非磁性材料層１０４を形成した後、図３１に示すように、さらに非磁性材料層１０４の上に磁性材料からなる第１のシールド層１１０を形成する。そして、前記第１のシールド層１１０を図示Ｄ−Ｄ線で削ると共に、前記主磁極１０３の上面１０３ａをも削って，前記主磁極１０３の上面１０３ａを前記第１のシールド層１１０から露出させて平坦化面を形成し、図３２に示す状態にする。

次に、図３３に示すように、前記第１のシールド層１１０および前記主磁極１０３の上面１０３ａにギャップ層１０５を形成する。

次に、図３４に示すように前記ギャップ層１０５の上に第２のシールド層１１１を形成した後、前記第２のシールド層１１１を任意の高さ位置（図示Ｄ−Ｄ線）で削ると、主磁極１０３の上面１０３ａが平坦化された垂直記録磁気ヘッドを製造することができる。

図３４に示す垂直記録磁気ヘッドでは、前記第１のシールド層１１０がサイドシールドとして機能し、第２のシールド層１１１が上部シールドとして機能する。

しかしこのようにして製造された垂直記録磁気ヘッドでは、サイドシールドとして機能する前記第１のシールド層１１０と、上部シールド層として機能する前記第２のシールド層１１１とが、前記ギャップ層１０５を介して分離しているため、第１のシールド層１１０および第２のシールド層１１１はすぐに磁気飽和を起こしてしまい、シールド全体として側方磁束を多く吸収することができず、サイドフリンジングや記録信号消去の問題を効果的に抑制することができない。

ここで、前記特許文献１のＦｉｇ．１６Ｂには、主磁極の側方に設けられたサイドシールドと、主磁極の上方に設けられた上部シールドとを備えた垂直記録磁気ヘッドが開示されているが、この垂直記録磁気ヘッドも前記サイドシールドと上部シールドとが分離形成されているものである。前記特許文献１には、Ｆｉｇ．１６Ｂに開示された垂直記録磁気ヘッドについてどのように製造すれば良いのかについては明確に記載されていないが、前記図２９ないし図３４に示すような製造方法によって製造されたものと考えられる。したがって、前記特許文献１のＦｉｇ．１６Ｂに開示された垂直記録磁気ヘッドもシールド全体として側方磁束を多く吸収することができず、サイドフリンジングや記録信号消去の問題を効果的に抑制することができない。

以上のように、サイドシールドと上部シールドとが一体的に形成された垂直記録磁気ヘッドを製造すると、主磁極の上面が上方に向って凸状に盛り上がって形成されてしまうため、製造された垂直記録磁気ヘッド前記スマイルの問題によりノイズが大きなものとなる。一方、前記スマイルの問題を防止するために、主磁極の上面が平坦化された垂直記録磁気ヘッドを製造すると、サイドシールドと上部シールドとが分離したものとなってしまうため、サイドフリンジングや記録信号消去の問題を効果的に抑制することができない。

すなわち、第１の磁性部の上面の平坦化の実現と、サイドシールドおよび上部シールドとの一体化の実現とは、互いに相反するものとなっていた。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、主磁極の上面を平坦化するとともに、主磁極の両側方に形成されるサイドシールドおよび上方に形成される上部シールドとを一体化することにより、ノイズが少なく、またサイドフリンジングや記録信号の消去を防止できる垂直記録磁気ヘッド、およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、記録媒体との対向面にトラック幅で形成された主磁極を有する第１の磁性部と、トラック幅よりも広い幅寸法で形成された第２の磁性部とが形成され、前記第１の磁性部と第２の磁性部とが間隔を開けて位置するとともに、記録媒体との対向面よりもハイト側で直接あるいは間接的に接続されており、
前記第１の磁性部と第２の磁性部との前記間隔内に位置し、または前記第１の磁性部を軸として巻き回されるコイル層が設けられ、前記第１の磁性部からの磁界によって、前記記録媒体に磁気データを記録する垂直記録磁気ヘッドにおいて、
少なくとも主磁極の上方部から両側方部にかけて、非磁性材料層を介してシールド層が一体形成されており、前記主磁極の上面が平坦化されていることを特徴とするものである。

本発明の垂直記録磁気ヘッドは、主磁極の上面が平坦化面として形成されている。主磁極の上面が、例えば上方に向って凸状に形成されているなど湾曲し、平坦化面ではない場合には、記録信号が記録媒体に歪んで記録されてしまい正確に記録されないため、記録信号の再生時にノイズが発生するという、いわゆるスマイルの問題が生じる。これに対して本願発明では、前記主磁極の上面が平坦化面として形成されている。したがって、本願発明の垂直記録磁気ヘッドでは、前記スマイルの問題が発生することを効果的に抑制でき、記録信号の再生時にノイズの発生を防止することが可能となる。

また、前記主磁極の上方部から両側方部にかけて、前記主磁極を囲むシールド層が一体形成されている。このシールド層は、前記主磁極の両側方部に形成されているのみならず、上方部にも形成されており、しかもこのシールド層は、前記主磁極の両側方部に位置する部分と上方部に位置する部分とが一体的に形成されたものである。すなわち、本発明におけるシールド層は、主磁極の両側方部に位置する部分が従来の垂直記録磁気ヘッドにおけるサイドシールド層に該当し、前記主磁極の上方部に位置する部分が従来の垂直記録磁気ヘッドにおける上部シールドに該当するものである。そして、本願発明の垂直記録磁気ヘッドでは、これらの両シールド層に該当する部分が一体的に形成されたものである。

したがって、シールド層全体を大きくでき、これによって磁束吸収量を大きくできるため、書き込みの際に前記第１の磁性部から発せられた磁束が前記第１の磁性部の側方へ広がった場合、この側方へ広がった磁束（側方磁束）を吸収させ易くできる。そのため、前記側方磁束が記録媒体へ到達する前に前記シールド層で吸収されるため、前記側方磁束に基づく信号が記録媒体に記録されてしまうことがなくなり、記録媒体への記録フリンジングや隣接した記録トラックの記録信号を消去してしまうといった問題を防止することが可能となる。

この場合、前記主磁極の側面から前記シールド層までの幅方向の間隔が、前記主磁極の上面から前記シールド層までの膜厚方向の間隔よりも大きいものとして構成することが好ましい。

前記主磁極の両側方部においては、前記主磁極と前記シールド層との間隔が近すぎると、本来は記録媒体に書き込むために必要な磁束までもが前記シールド層に吸収されてしまい、記録効率が低下してしまう。したがって、前記主磁極の側面から前記シールド層までの幅方向の間隔が、前記主磁極の上面から前記シールド層までの膜厚方向の間隔よりも大きいものとして構成すると、前記主磁極から生じた記録磁束が前記シールド層に吸収され過ぎず、記録効率の低下を抑制することが可能となる。

また本発明は、記録媒体との対向面にトラック幅で形成された主磁極を有する第１の磁性部と、トラック幅よりも広い幅寸法で形成された第２の磁性部とが形成され、前記第１の磁性部と第２の磁性部とが間隔を開けて位置するとともに、記録媒体との対向面よりもハイト側で直接あるいは間接的に接続されており、
前記第１の磁性部と第２の磁性部との前記間隔内に位置し、または前記第１の磁性部を軸として巻き回されるコイル層が設けられ、前記第１の磁性部からの磁界によって、前記記録媒体に磁気データを記録する垂直記録磁気ヘッドの製造方法において、
（ａ）主磁極を有する磁性材料の第１の磁性部を形成する工程と、
（ｂ）少なくとも前記主磁極の上面を平坦化面に形成する工程と、
（ｃ）少なくとも主磁極の上方部から両側方部にかけて非磁性材料層を設ける工程と、
（ｄ）前記主磁極の上方部から両側方部にかけて前記非磁性材料層を介して、シールド層を一体的に形成する工程と、
を有することを特徴とするものである。

本発明の垂直記録磁気ヘッドの製造方法は、前記主磁極の上面を平坦化面に形成する工程を有しているため、主磁極の上面が平坦化面として形成される。前記主磁極の上面が平坦化面ではない場合には、いわゆるスマイルの問題が生じる。これに対して本願発明では、前記主磁極の上面が平坦化面として形成されるため、本願発明の製造方法で製造された垂直記録磁気ヘッドでは、前記スマイルの問題が発生することを効果的に抑制でき、記録信号の再生時にノイズの発生を防止することが可能となる。

また、前記主磁極の上方部から両側方部にかけて、シールド層を一体的に形成する工程を有している。

したがって、シールド層は、前記主磁極の両側方部に位置する部分と上方部に位置する部分とを一体的に形成することができる。すなわち、本発明の製造方法では、従来の垂直記録磁気ヘッドにおけるサイドシールド層に該当する部分と、上部シールドに該当する部分とを一体的に形成することができる。したがって、シールド層全体を大きくでき、主磁極の側方へ広がった磁束（側方磁束）を吸収させ易くできる。そのため、前記側方磁束が記録媒体へ到達する前に前記シールド層で吸収できるため、前記側方磁束に基づく信号が記録媒体に記録されてしまうことを抑制でき、記録媒体への記録フリンジングや隣接した記録トラックの記録信号を消去してしまうといった問題を防止することが可能となる。

すなわち本願発明の製造方法では、主磁極の上面の平坦化の実現と、サイドシールドおよび上部シールドとの一体化の実現とを同時に達成できるものである。

この場合、前記（ｃ）工程において、前記主磁極の上方部に位置する前記非磁性材料層の膜厚に比べて、前記主磁極の両側方部に位置する非磁性材料層の幅方向への厚みを厚く形成するものとして構成することが好ましい。

前記主磁極の両側方部においては、前記主磁極と前記シールド層との間隔が近すぎると、本来は記録媒体に書き込むために必要な磁束までもが前記シールド層に吸収されてしまい、記録効率が低下してしまう。したがって本願発明の製造方法では、前記主磁極の上方部の前記第１非磁性材料層を削って前記主磁極の上面を平坦化面に形成した後、前記主磁極の上方部に位置する前記非磁性材料層の膜厚に比べて、前記主磁極の両側方部に位置する非磁性材料層の幅方向への厚みを厚く形成することにより、前記主磁極の側面から前記シールド層までの間隔を、前記主磁極の上面から前記シールド層までの間隔よりも大きくすることができる。そのため、前記磁性部から生じた記録磁束が前記シールド層に吸収され過ぎないように構成することができる。

また、前記（ｃ）工程を以下の工程で行うものとして構成できる。
（ｅ）前記主磁極の上方部から両側方部にかけて第１非磁性材料層を形成する工程と、
（ｆ）前記主磁極の上方部に位置する前記第１非磁性材料層を削って前記主磁極の上面を露出させるとともに、前記主磁極の前記上面を平坦化面に形成する工程と、
（ｇ） 前記主磁極の上面から前記主磁極の両側方部に残された第１非磁性材料層上にかけて第２非磁性材料層を形成する工程。

このように構成することによって、前記主磁極の両側方部では前記第１非磁性材料層と第２非磁性材料層の２つの層を介して前記シールド層が形成されるが、前記主磁極の上方部では前記第１非磁性材料層の１つの層のみを介して前記シールド層が形成される。したがって、前記主磁極の側面から前記シールド層までの間隔を、前記主磁極の上面から前記シールド層までの間隔よりも大きくすることができるため、前記磁性部から生じた記録磁束が前記シールド層に吸収され過ぎないように構成することができる。

また、前記（ｆ）工程の前に、
（ｈ）前記第１非磁性材料層の上に、第３非磁性材料層を形成する工程、
を有し、
前記（ｆ）工程で、前記主磁極の上面が露出するまで前記第１非磁性材料層および前記第３非磁性材料層を削るとともに、前記主磁極の上面、第３非磁性材料層の上面を平坦化面にし、
前記（ｇ）工程の前に、
（ｉ）前記第３非磁性材料層を除去する工程、
を有するものとして構成することが好ましい。

このように（ｃ）工程で、前記主磁極の上面が露出するまで前記第１非磁性材料層および前記第３非磁性材料層を削ると、前記主磁極の破損を防止し易いため、前記主磁極の前記上面を露出させ易い。また前記（ｇ）工程の前に、前記第３非磁性材料層を除去する工程を有すると、前記主磁極の両側方部に、シールド層を形成するためのスペースを容易に、しかも精度良く確保することができる。

この場合、前記（ｈ）工程で、前記第３非磁性材料層を、少なくとも前記主磁極の上面より高い位置まで形成することが好ましい。
このように構成すると、前記主磁極の破損をさらに防止し易くできる。

また、前記第３非磁性材料層にリアクティブ・イオン・エッチング可能な材質を使用するものとして構成することもできる。
このように構成すると、前記第３非磁性材料層を除去し易い。

この場合、前記第１非磁性材料層に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＳｉＯ、ＡｌＳｉＯＮのうち１種または２種以上から選択された材料を使用し、前記第３非磁性材料層に、ＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、ＴａおよびＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａの酸化物または窒化物、のうち１種または２種以上から選択された材料で形成するものとして構成できる。

また、前記（ａ）工程より後で、前記（ｄ）工程より前の段階で、前記主磁極の両側方部から幅方向に所定距離離れた位置に、非磁性のシールド持上層を設け、前記（ｄ）工程で、前記シールド層を主磁極の上方部から両側方部、さらには、前記シールド持上層上にかけて形成するものとして構成することもできる。

このように構成すると、前記持ち上げ層の厚さ分だけ、第２の磁性部とシールド層との距離を離すことができる。

この場合、前記（ｂ）工程及び（ｃ）工程を以下の工程で行うものとして構成することができる。

（ｊ）前記主磁極の上方部から両側方部にかけて第１非磁性材料層を形成する工程と、
（ｋ）前記第１非磁性材料層上に第４非磁性材料層を形成する工程と、
（ｌ）前記主磁極よりも両側方部に所定距離離れた位置にある前記第４非磁性材料層を除去し、前記第４非磁性材料層上から前記第４非磁性材料層を除去した位置にかけて第５非磁性材料層を形成する工程と、
（ｍ）前記主磁極の上面が露出するまで前記第５非磁性材料層及び第４非磁性材料層を削る工程と、
（ｎ）残された前記第４非磁性材料層を除去するとともに、前記主磁極の両側方部から幅方向に所定距離離れた位置にある前記第５非磁性材料層を残し、この第５非磁性材料層をシールド持上層とする工程。

このように構成すると、前記主磁極の両側方部から幅方向に所定距離離れた位置に、前記シールド持ち上げ層を容易に形成することができる。

また、前記第４非磁性材料層にリアクティブ・イオン・エッチング可能な材質を使用するものとして構成することができる。
このように構成すると、前記第４非磁性材料層を除去し易い。

この場合、前記第１非磁性材料層及び第５非磁性材料層に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＳｉＯ、ＡｌＳｉＯＮのうち１種または２種以上から選択された材料を使用し、前記第４非磁性材料層に、ＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、ＴａおよびＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａの酸化物または窒化物、のうち１種または２種以上から選択された材料で形成するものとして構成できる。

本願発明の垂直記録磁気ヘッドでは、前記主磁極の上面が平坦化面として形成されている。したがって、本願発明の垂直記録磁気ヘッドでは、前記スマイルの問題が発生することを効果的に抑制でき、記録信号の再生時にノイズの発生を防止することが可能となる。

また、シールド層全体を大きくでき、これによって磁束吸収量を大きくできるため、記録媒体への記録フリンジングや隣接した記録トラックの記録信号を消去してしまうといった問題を防止することが可能となる。

さらには、前記主磁極の側面から前記シールド層までの間隔を、前記主磁極の上面から前記シールド層までの間隔よりも大きくすることによって、前記第１の磁性部から生じた記録磁束が前記シールド層に吸収され過ぎないように構成している。

本願発明の垂直記録磁気ヘッドの製造方法では、前記主磁極の前記上面を削って前記上面を平坦化面に形成する工程を有しているため、本願発明の製造方法で製造された垂直記録磁気ヘッドでは、前記スマイルの問題が発生することを効果的に抑制でき、記録信号の再生時にノイズの発生を防止することが可能となる。

また、前記主磁極の上方部から両側方部にかけて、シールド層を一体的に形成する工程を有しているため、シールド層全体を大きくでき、記録媒体への記録フリンジングや隣接した記録トラックの記録信号を消去してしまうといった問題を防止することが可能となる。

図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態の第１の例である垂直記録磁気ヘッドを示す縦断面図、図２は図１（ａ）に示す前記磁気ヘッドＨ１ａの正面図である。なお、図１（ａ）は、磁気ヘッドを図２に示されるＤ−Ｄ線で切断し、矢印方向からみた断面図である。図３は、図１（ａ）に示す垂直記録磁気ヘッドを模式図的に示した部分斜視図である。

図１（ａ）に示す垂直記録磁気ヘッドＨ１ａは記録媒体Ｍに垂直磁界を与え、記録媒体Ｍのハード膜Ｍａを垂直方向に磁化させるものである。

記録媒体Ｍは例えばディスク状であり、その表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。

スライダ２１はＡｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣなどの非磁性材料で形成されており、スライダ２１の対向面２１ａが記録媒体Ｍに対向し、記録媒体Ｍが回転すると、表面の空気流によりスライダ２１が記録媒体Ｍの表面から浮上し、またはスライダ２１が記録媒体Ｍに摺動する。図１（ａ）においてスライダ２１に対する記録媒体Ｍの移動方向はＡ方向である。

スライダ２１のトレーリング側端面２１ｂには、Ａｌ₂Ｏ₃またはＳｉＯ₂などの無機材料による非磁性絶縁層２２が形成されて、この非磁性絶縁層２２の上に読取り部Ｈ_Rが形成されている。

読取り部Ｈ_Rは下部シールド層２３と上部シールド層２６と、下部シールド層２３と上部シールド層２６との間の無機絶縁層（ギャップ絶縁層）２５内に位置する読取り素子２４とを有している。読み取り素子２４は、ＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲなどの磁気抵抗効果を利用した素子である。

読取り部Ｈ_Rの上にＡｌ₂Ｏ₃またはＳｉＯ₂などの無機材料による分離層２７が形成されて、分離層２７の上に記録用の磁気ヘッドＨ１が設けられている。磁気ヘッドＨ１ａの記録媒体との対向面Ｈ１ａは、スライダ２１の対向面２１ａとほぼ同一面である。

なお、読取り部Ｈ_Rを設けず、スライダ２１のトレーリング側端部に垂直磁気記録用の磁気ヘッドＨ１ａのみを搭載してもよい。

前記分離層２７の上面には、ＮｉＦｅなどの導電性金属膜による、めっき下地膜２９がスパッタにより成膜されている。

図１（ａ）および図２に示すように、前記メッキ下地膜２９の上に、対向面Ｈ₀ａからハイト方向（図示Ｙ方向）に所定長さで形成され、トラック幅方向（図示Ｘ方向）への幅寸法がトラック幅Ｔｗで形成された主磁極３０が形成されている。前記主磁極３０の幅、すなわちトラック幅としては０．０５μｍ〜１．０μｍであり、好ましくは０．０５μｍ〜０．２μｍである。この主磁極３０の基端から前記主磁極３０と一体となり、ハイト方向へトラック幅方向への幅寸法が前記トラック幅Ｔｗよりも広がって延びるヨーク部３１が形成されている。この主磁極部３０とヨーク部３１とで第１の磁性部６０が構成される。この第１の磁性部６０は強磁性材料でめっきされたものであり、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏなどの飽和磁束密度の高い材料で形成されている。

図２に示すように、対向面Ｈ１ａに現れているめっき下地膜２９、および主磁極３０は、トラック幅方向への幅寸法がＴｗとなるように形成されている。

図２および図３に示されるように、主磁極３０の両側面３０ａ，３０ｂから前記分離層２７の上面２７ａにかけて、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＳｉＯ、ＡｌＳｉＯＮのうち１種または２種以上から選択された材料からなる第１非磁性材料層５０が形成されている。前記主磁極３０の上面３０ｃの上には、前記第１非磁性材料層５０は形成されていない。

前記第１非磁性材料層５０は、前記主磁極３０の両側面３０ａ，３０ｂに接する垂直部５０ａ，５０ａと、前記分離層２７と対向し前記垂直部５０ａ，５０ａと直交する方向に延びる水平部５０ｂ、５０ｂとを有している。そして、前記垂直部５０ａ，５０ａの上面５０ｃ，５０ｃは、前記主磁極３０の上面３０ｃと同じ高さ位置に形成されている。

前記主磁極３０の上面３０ｃと前記垂直部５０ｂ，５０ｂの前記上面５０ｃ，５０ｃから、前記垂直部５０ａ，５０ａの側面および前記水平部５０ｂの上面５０ｄ，５０ｄにかけて、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂などの無機材料からなる第２非磁性材料層５１（ギャップ層）が形成されている。

図２に示すように、前記第２非磁性材料層５１の上には、ＮｉＦｅ合金などの磁性材料からなる下地層７８を介して、同じくＮｉＦｅ合金などの磁性材料からなるシールド層７７が形成されている。すなわち、前記主磁極３０の上面３０ｃおよびトラック幅方向の両側面には、第２非磁性材料層５１の上にシールド層７７が形成された構造である。

前記シールド層７７のうち前記主磁極３０のトラック幅方向の両側方に位置する部分がサイドシールド部７７ａ，７７ａとなり、上方に位置する部分が上部シールド部７７ｂとなっている。このため前記主磁極３０を正面から見ると、図２に示すように、前記主磁極３０の上方および両側方が、前記シールド層７７よって囲まれた状態に構成されている。

図３に示すように、前記シールド層７７のハイト方向への長さ寸法は、前記主磁極３０のハイト方向への長さ寸法とほぼ同じであるが、前記シールド層７７のハイト方向への長さ寸法が、前記主磁極３０のハイト方向の長さ寸法よりも長く形成されていても良い。この場合、前記シールド層７７は前記ヨーク部３１の側方に広がって形成される。

前記シールド層７７の上には、パーマロイなどの強磁性材料によって、第２の磁性部６１として機能する補助磁極３４が形成されている。前記補助磁極３４の前端面３４ａは、記録媒体との対向面Ｈ１ａに露出している。また、対向面Ｈ１ｔよりも奥側で、前記補助磁極３４の接続部３４ｂと第１の磁性部６０とが、ＮｉＦｅ合金などの磁性材料からなる下地層７８とＮｉＦｅ合金などの磁性材料層７９とを介して磁気的に接続されている。この下地層７８と磁性材料層７９は前記補助磁極層３４の一部を構成し、これにより、前記補助磁極３４、ヨーク部３１、主磁極３０を結ぶ磁路が形成されている。

接続部３４ｂの周囲において、コイル絶縁下地層３５が形成されている。このコイル絶縁下地層３５の上にＣｕなどの導電性材料によりコイル層３６が形成されている。このコイル層３６はフレームメッキ法などで形成されたものであり、接続部３４ｂの周囲に所定の巻き数となるようにスパイラル（螺旋）状にパターン形成されている。コイル層３６の巻き中心側の接続端３６ａ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３７が形成されている。

ただし、前記コイル層３６は、前記主磁極３０や前記ヨーク部３１の周囲に所定の巻き数となるように、膜厚方向に向かってトロイダル状に巻き回された構造としても良い。

コイル層３６および底上げ層３７は、レジスト材料などの有機材料のコイル絶縁層３８で被覆されている。図示はしないが、コイル絶縁層３８が、さらにＡｌ₂Ｏ₃などの無機絶縁層で覆われていてもよい。このコイル絶縁層３８の上に、ＮｉＦｅ合金などの磁性材料からなる下地層７８を介して前記補助磁極層３４が形成されている。

また、底上げ層３７の上面は、コイル絶縁層３８の表面に露出しており、リード層３９に接続されている。リード層３９から底上げ層３７およびコイル層３６に記録電流の供給が可能となっている。

そして、前記補助磁極３４およびリード層３９が、無機非磁性絶縁材料などで形成された保護層４１に覆われている。

図１（ａ）に示すように、前記対向面Ｈ１ｔには、前記補助磁極３４の前端面３４ａ、および主磁極３０の前端面３０ａが現れている。

図１（ａ）に示す磁気ヘッドＨ１ａでは、リード層３９を介してコイル層３６に記録電流が与えられると、コイル層３６を流れる電流の電流磁界によって補助磁極３４とヨーク部３５および主磁極３０に記録磁界が誘導される。図１（ａ）に示すように、前記対向面Ｈ１ｔでは、主磁極３０の前端面３０ａと補助磁極３４の前端面３４ａからの漏れ記録磁界が、記録媒体Ｍのハード膜Ｍａを貫通しソフト膜Ｍｂを通過する。このとき、主磁極３０の前端面３０ａに洩れ記録磁界の磁束φが集中し、この集中している磁束φにより前記ハード膜Ｍａが垂直方向へ磁化されて、磁気データが記録される。

以下に本願発明の前記垂直記録磁気ヘッドＨ１ａの特徴点について説明する。
図１（ａ）ないし図３に示した垂直記録磁気ヘッドＨ１ａは、主磁極３０の上面３０ｃが平坦化面として形成されている。

仮に、主磁極３０の上面３０ｃが、例えば上方に向って凸状に形成されているなど湾曲して形成され、平坦化面ではない場合には、磁気データである記録信号が記録媒体に歪んで記録されてしまい正確に記録されないため、記録信号の再生時にノイズが発生するという、いわゆるスマイルの問題が生じる。これに対して前記垂直記録磁気ヘッドＨ１ａでは、前記主磁極３０の上面３０ｃが平坦化面として形成されている。したがって、記録信号が記録媒体に正確に記録することができるため、前記スマイルの問題が発生することを効果的に抑制でき、記録信号の再生時にノイズの発生を防止することが可能となる。

また、前記主磁極３０の上方部から両側方部にかけて、前記主磁極３０の３方を囲むようにシールド層７７が形成されている。このシールド層７７は、前記主磁極３０の両側方部に形成されているのみならず、上方部にも形成されており、しかもこのシールド層７７は、前記主磁極３０の両側方部に位置する前記サイドシールド部７７ａと上方部に位置する前記上部シールド部７７ｂとが一体的に形成されたものである。したがって、シールド層７７全体を大きくでき、これによって磁束吸収量を大きくできるため、書き込みの際に前記主磁極３０から発せられた記録磁束が、前記主磁極３０の側方へ広がった場合、この側方へ広がった磁束（側方磁束）を吸収させ易くできる。そのため、前記側方磁束が記録媒体Ｍへ到達する前に前記シールド層７７で吸収され易くなるため、前記側方磁束に基づく信号が記録媒体Ｍに記録されてしまうことがなくなり、記録媒体Ｍへの記録フリンジングや、隣接した記録トラックの記録信号を消去してしまうといった問題を防止することが可能となる。

ただし、前記主磁極の磁性部の両側方部においては、前記主磁極３０と前記シールド層７７との間隔が近すぎると、本来は記録媒体Ｍに書き込むために必要な磁束までもが前記シールド層７７に吸収されてしまい、記録効率が低下してしまう。したがって前記垂直記録磁気ヘッドＨ１ａでは、前記主磁極３０の側面３０ａ，３０ｂから前記シールド層７７までの膜厚方向と直交方向の間隔Ｗ１を、前記主磁極３０の前記上面３０ｃから前記シールド層７７までの膜厚方向の間隔Ｗ２よりも大きく構成することが好ましい。

ここで図２に示すように、前記垂直記録磁気ヘッドＨ１ａでは、前記主磁極３０の両側方では、前記側面３０ａ，３０ｂと前記シールド層７７との間には第１非磁性材料層５０と第２非磁性材料層５１の２つの層が介在している。これに対し、前記主磁極３０の上方では、前記上面３０ｃと前記シールド層７７との間に、前記第２非磁性材料層５１のみが介在している。したがって、前記Ｗ１がＷ２よりも大きく構成され、前記主磁極３から生じた記録磁束が前記シールド層７７に吸収され過ぎないため、記録効率の低下を防止できる。

図１（ｂ）は本発明の第１の実施の形態の第２の例である垂直記録磁気ヘッドＨ１ｂを示す縦断面図であり、図１（ａ）に相当する図である。図１（ｂ）に示す垂直記録磁気ヘッドＨ１ｂは、図１（ａ）に示す垂直記録磁気ヘッドＨ１ａとほぼ同様の構造である。図１（ｂ）に示す垂直記録磁気ヘッドＨ１ｂのうち、図１（ａ）に示す垂直記録磁気ヘッドＨ１ａと同様の構成部分には同じ符号を付している。

図１（ｂ）に示すように、前記垂直記録磁気ヘッドＨ１ｂでは、図１（ａ）に示す垂直記録磁気ヘッドＨ１ａと異なりシールド層７７と磁性材料層７９が形成されておらず、前記下地層７８の上に直接前記補助磁極層３４が形成されている。

このような構造の場合でも、図１（ａ）に示す垂直記録磁気ヘッドＨ１ａと同様の効果を奏することが可能である。

図４は、本発明の第２の実施の形態の垂直記録磁気ヘッドＨ２を示す正面図であり、図２に相当する図である。

図４に示す符号のうち、図２に示す符号と同じものは図２に示す前記垂直記録磁気ヘッドＨ１と同じ構成要素である。

図４に示す垂直記録磁気ヘッドＨ２では、前記第１非磁性材料層５０の上に、主磁極３０の両側面から所定間隔Ｌ１離れた位置に第５非磁性材料層８２からなるシールド持ち上げ層８０が形成されている。前記シールド持ち上げ層８０はＡｌ₂Ｏ₃、ＡｌＳｉＯ、ＡｌＳｉＯＮのうち１種または２種以上から選択された無機絶縁層で形成されている。したがって、前記シールド持ち上げ層８０の厚さ寸法ｔ１分だけ、前記シールド層７７や前記補助磁極層３４と、前記上部シールド層２６との間隔を大きくすることができるため、前記シールド層７７や前記補助磁極層３４と、前記上部シールド層２６との絶縁性を良好にすることが可能となる。ゆえに、高い絶縁性を要求されない部分では前記シールド持ち上げ層８０を形成せず、高い絶縁性を要求される部分にのみ前記シールド持ち上げ層８０を形成することによって、必要な部分のみ絶縁性を向上させることができる。

また、前記持ち上げ層８０の分だけ前記シールド層７７を小さくでき、前記垂直記録磁気ヘッドＨ２内部での磁束の漏れを抑制することができる。そのため、記録能力の低下を抑えることが可能となる。また、前記シールド層７７の端部（図示せず）で発生する磁束集中を、前記持ち上げ層８０などに分散化することができる。

なお、図１（ａ）ないし図３、図１（ｂ）および図４に示す垂直記録磁気ヘッドＨ１ａ、Ｈ１ｂおよびＨ２では、主磁極３０が補助磁極層３４の下方（図示Ｚ方向と反対方向）に形成されているものを例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば前記主磁極３０が前記補助磁極層３４の上方（図示Ｚ方向）に形成されているものとして構成しても良い。

図１（ａ）ないし図３に示す前記垂直記録磁気ヘッドＨ１ａの製造方法について以下に説明する。

図５ないし図１（ａ）は製造方法を工程別に示したものであるが、各図において（ａ）の記号が付された図は対向面Ｈ１ｔ側から見た部分正面図、（ｂ）の記号が付された図は部分縦断面図、（ｃ）の記号が付された図は部分平面図である。

なお、以下に述べる工程では、前記分離層２７から下方（図１（ａ）に示すＺ方向とは反対方向）の構成部材を形成する方法は省略し、前記分離層２７からシールド層７７までの各構成部材の形成方法を中心に説明する。また、図５ないし図１（ａ）４の各図において（ａ）の記号が付された部分正面図では、図を分かり易くするため、第１の磁性部６０のうち主磁極３０のみを図示し、ヨーク部３１の図示を省略している。

まず図５（ａ）（ｂ）に示すように、Ａｌ₂Ｏ₃またはＳｉＯ₂などの無機材料によって形成された前記分離層２７の上に、ＮｉＦｅなどの磁性材料によってめっき下地膜２９をスパッタにて形成する。

次に、めっき下地膜２９の上にレジスト層Ｒ１を形成し、前記レジスト層Ｒ１をパターン露光して現像することにより、図１（ａ）に示す前記主磁極３０および前記ヨーク部３１より形成される前記第１の磁性部６０の形状を有する溝Ｒ１ａを形成する。

次に、前記溝Ｒ１ａ内において、めっき下地膜２９を電極として使用し、主磁極３０およびヨーク部３１から構成される第１の磁性部６０をメッキ形成する。前記第１の磁性部６０は、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏなどの飽和磁束密度の高い材料で形成することができる。

次に図６（ａ）（ｂ）に示すように、レジスト層Ｒ１を除去した後、前記第１の磁性部６０の周囲に露出している前記めっき下地膜２９をイオンミリングなどによって除去する。このとき、前記主磁極３０をもイオンミリングによってトラック幅方向に削り、前記主磁極３０のトラック幅方向への幅寸法を調整しても良い。

次に図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、主磁極３０の上面３０ｃおよび両側面３０ａ，３０ｂから前記分離層２７の上面２７ａにかけて、第１非磁性材料層５０を形成する。このとき、前記第１非磁性材料層５０には、前記主磁極３０の両側面３０ａ，３０ｂに接する垂直部５０ａ，５０ａと、前記分離層２７と対向し、前記垂直部５０ａ，５０ａと直交する方向に延びる水平部５０ｂ、５０ｂとが形成される。前記第１非磁性材料層５０は、後記する第３非磁性材料層５０をリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）で除去する工程（後記図１（ａ）０参照）によって、ＲＩＥで除去され難い材質からなり、例えばＡｌ₂Ｏ₃、ＡｌＳｉＯ、ＡｌＳｉＯＮのうち１種または２種以上から選択された材料が使用できる。

次に図８（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、前記第１非磁性材料層５０上から前記分離層２７上にかけて第３非磁性層７０を形成する。この第３非磁性材料層５０は、リアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）可能な材質であり、例えばＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、ＴａおよびＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａの酸化物または窒化物、のうち１種または２種以上から選択された材料を使用できる。図８（ａ）に示すように、前記第３非磁性材料層７０は、前記主磁極３０およびその上に形成された前記第１非磁性層５０の両側方に形成される。また後記するように前記主磁極３０の破損を効果的に防止するため、前記第３非磁性材料層５０を前記主磁極３０の上面３０ｃより高い位置まで形成し、前記主磁極３０の上方および両側方の３方を前記第３非磁性材料層３０で覆う状態に形成することが好ましい。そして、図８（ｂ）に示すＤ−Ｄ線で、前記第３非磁性層７０をＣＭＰにより研削する。

図８（ａ）に示すように、前記第３非磁性層７０を前記Ｄ−Ｄ線で削除する際、前記第１非磁性材料層５０の前記垂直部５０ａ，５０ａの一部と、前記主磁極３０の上方領域も一緒に削り取られ、図９に示すように前記第３非磁性層７０の上面７０ａ、第１非磁性層５０の前記垂直部５０ａ，５０ａの上面５０ｃ，５０ｃ、および前記主磁極３０の上面３０ｃの前記上面３０ｃが、前記Ｄ−Ｄ線を基準とした平坦化面として形成される。したがって、前記主磁極３０の上面３ｃは平坦化面として形成される。仮に前記第３非磁性材料層７０が無く、前記主磁極３０および前記第１非磁性材料層５０のみを削って平坦化工程を行なうと、前記主磁極３０の幅はトラック幅、具体的には０．０５μｍ〜１．０μｍであり、好ましくは０．０５μｍ〜０．２μｍと非常に狭いため、前記主磁極３がＣＭＰの際の外力によって折れるなどの損傷が生じ易いが、本願の製法では、前記主磁極３０の側方には前記第３非磁性材料層７０が形成されているため、前記主磁極３０の破損を防止できる。また、前記第３非磁性材料層３０を前記主磁極３０の前記上面３０ｃよりも高い位置まで形成すると、前記主磁極３０を完全に覆った状態でＣＭＰを行うことができるため、前記主磁極３０の破損を効果的に防止し易い。

次に、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、前記第３非磁性材料層７０を、ＲＩＥにより除去する。このとき、前記第１非磁性材料層５０は、このＲＩＥによって除去され難い材質からなるため、前記第１非磁性材料層５０は除去されずに残される。

そして、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、前記第３非磁性材料層７０を除去した部分に露出した前記主磁極３０の上面３０ｃと前記上面５０ｃ，５０ｃから、前記垂直部５０ａ，５０ａの側面および前記水平部５０ｂの上面５０ｄ，５０ｄにかけて、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂などの無機材料からなる第２非磁性材料層５１（ギャップ層）を形成する。

次に図１２（ａ）（ｂ）に示すように、ＮｉＦｅ合金などの磁性材料からなる下地層７８を形成した後、この下地層７８の上にレジストＲ２を形成し、前記レジスト層Ｒ２をパターン露光して現像することにより、図３に示すシールド層７７の形状を有する溝Ｒ２ａと、第２の磁極部６１として機能する補助磁極層３４の一部を形成するための溝Ｒ２ｂを形成する。

次に図１３（ａ）（ｂ）に示すように、前記溝Ｒ２ａ内において、前記第２非磁性材料層５１の上にＮｉＦｅ合金などの磁性材料からなるシールド層７７をめっき形成する。また、このシールド層７７のめっき形成と同時に、前記溝Ｒ２ｂ内に、ＮｉＦｅ合金などの磁性材料層７９を形成する。

次に図１４（ａ）（ｂ）に示すように、レジスト層Ｒ２を除去した後、前記シールド層７７および前記磁性材料層７９の下方部分を残して前記下地層７８を除去する。そして、前記シールド層７７上および前記第２非磁性材料層５１上から前記磁性材料層７９上にかけて、Ａｌ２Ｏ３などからなる無機材料層（図示せず）を形成する。そして、前記シールド層７７および前記磁性材料層７９を図示Ｄ−Ｄ線で削って上面を平坦化した後、前記無機材料層を除去する。

図１４（ａ）（ｂ）に示す状態で、前記シールド層７７のうち前記主磁極３０のトラック幅方向の両側方に位置する部分がサイドシールド部７７ａ，７７ａを形成し、上方に位置する部分が上部シールド部７７ｂとして形成される。このため前記主磁極３０を正面から見ると、図２に示すように、前記主磁極３０の上方および両側方が、前記シールド層７７よって囲まれた状態に形成することができる。

図１４（ａ）（ｂ）に示される工程の後、図１（ａ）に示すコイル絶縁下地層３５、コイル層３６、コイル絶縁層３８を公知の方法で形成し、さらに前記コイル絶縁層３８の側面および上面にＮｉＦｅ合金などの磁性材料からなる前記下地層７８をめっき形成した後、この下地層７８の上から、前記シールド層７７および前記磁性材料層７９の上に、第２の磁極部６１として機能する補助磁極層３４、保護層４１を公知の方法で形成すると、図１（ａ）ないし図３に示される垂直記録磁気ヘッドＨ１を得ることができる。第３絶縁性材料層３３、コイル絶縁下地層３５、コイル層３６、コイル絶縁層３８、補助磁極層３４、保護層４１の材料は、既に図１（ａ）ないし図３を用いて説明しているので、ここでの説明は省略する。

なお、前記コイル層３６は、前記主磁極３０や前記ヨーク部３１の周囲に所定の巻き数となるように、膜厚方向に向かってトロイダル状に巻き回して製造しても良い。

また、図１（ｂ）に示す垂直記録磁気ヘッドＨ１ｂを製造するには、図１２（ａ）（ｂ）に示す工程以降を以下のようにして製造することも可能である。

すなわち、まず図１５に示すように、図１１（ａ）で示す工程で形成した前記第２非磁性材料層５１の上に、コイル絶縁下地層３５を形成した後、このコイル絶縁下地層３５の上にコイル層３５を形成する。

次に図１６に示すように、前記第２非磁性材料層５１上、前記コイル絶縁下地層３５上およびコイル層３６上に、コイル絶縁層３８を形成する。そして、このコイル絶縁層３８のハイト方向（図示Ｙ方向）前方部の前記第２非磁性材料層５１から前記コイル絶縁層３８の上方部から、前記コイル絶縁層３８の上および前記コイル絶縁層３８の後方部の前記ヨーク部３１にかけて、ＮｉＦｅ合金などの磁性材料からなる下地層７８をめっき形成する。

次に図１７に示すように、前記下地層７８上に補助磁極層３４を形成する。このとき、補助磁極層３４の一部がシールド層７７を兼ねるように一体的に形成する。そして、さらにこの補助磁極層３４の上に、保護層４１を形成する。

すなわち図５ないし図１４（ａ）（ｂ）に示す製造方法と異なり、前記コイル絶縁下地層３５、コイル層３６およびコイル絶縁層３８を形成した後に、前記補助磁極層３４およびシールド層７７を一体的に形成する。

図５ないし図１４（ａ）（ｂ）で示した本発明の垂直記録磁気ヘッドＨ１ａの製造方法では、図８に示す工程で、前記主磁極３０の前記上面３０ｃを削って前記上面３０ｃを平坦化面に形成する工程を有しているため、主磁極３０として機能する第１の磁性部の上面３０ｃが平坦化面として形成される。仮に、主磁極３０の上面３０ｃが平坦化面ではない場合には、いわゆる前記スマイルの問題が生じる。これに対して本願発明では、前記主磁極３０の上面３０ｃを平坦化面として形成することができるため、本願発明の製造方法で製造された垂直記録磁気ヘッドＨ１では、前記スマイルの問題が発生することを効果的に抑制でき、記録信号の再生時にノイズの発生を防止することが可能となる。

また、図８に示す工程で形成した前記第３非磁性材料層７０を、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す工程で除去する工程を有している。したがって、前記主磁極３０の両側方部にシールド層７７を形成するためのスペースを容易に、しかも精度良く確保することができる。

また、図１３（ａ）（ｂ）に示す工程で、前記主磁極３０の上方部から両側方部にかけて、前記第２非磁性材料層５１の上にシールド層７７を一体的に形成する工程を有している。したがって、シールド層７７を、サイドシールド部７７ａ，７７ａと、上部シールド部７７ｂとを一体的に形成することができる。したがって、シールド層７７全体を大きくでき、第１の磁性部の側方へ広がった磁束（側方磁束）を吸収させ易くできる。そのため、前記側方磁束が記録媒体へ到達する前に前記シールド層７７で吸収できるため、前記側方磁束に基づく信号が記録媒体に記録されてしまうことを抑制でき、記録媒体への記録フリンジングや隣接した記録トラックの記録信号を消去してしまうといった問題を防止することが可能となる。

すなわち図５ないし図１４（ａ）（ｂ）に示す製造方法では、前記主磁極３０の前記上面３０ｃの平坦化の実現と、サイドシールド部７７ａ，７７ａおよび上部シールド部７７ｂとの一体化の実現とを同時に達成できるものである。

ただし、前記主磁極３０の両側方部においては、前記主磁極３０と前記シールド層７７との間隔が近すぎると、本来は記録媒体に書き込むために必要な磁束までもが前記シールド層７７に吸収されてしまい、記録効率が低下してしまう。

したがって図５ないし図１４（ａ）（ｂ）に示す製造方法では、図８に示す工程で前記主磁極３０の上方部の前記第１非磁性材料層５０を削るとともに、前記主磁極３０の上面３０ｃを露出させて平坦化した後、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す工程で、前記主磁極３０の上方部から両側方部にかけて、第２非磁性材料層５１を設ける工程を設けることによって、前記主磁極３０の上には第２非磁性材料層５１のみを介してシールド層７７を形成するのに対し、主磁極３０の両側方には、第１非磁性材料５０と第２非磁性材料層５１の双方を介してシールド層７７を形成する。このようにすることで、前記主磁極３０の側面３０ａ，３０ｂから前記シールド層７７までの膜厚方向と直交方向の間隔Ｗ１（図３参照）を、前記主磁極３０の上面３０ｃから前記シールド層７７までの膜厚方向の間隔Ｗ２（図３参照）よりも大きくすることができ、前記主磁極３０から生じた記録磁束が前記シールド層７７に吸収され過ぎないようにすることができる。

また、前記主磁極３０の側面３０ａ，３０ｂには前記シールド層７７を厚く形成することが難しいため、前記主磁極３０とシールド層７７との絶縁不良が起こり易いが、図５ないし図１４（ａ）（ｂ）の製造方法によれば、前記主磁極３０の両側方に第１非磁性材料層５０と第２非磁性材料層５１の双方を介して、前記シールド層７７を形成することができるため、前記主磁極３０とシールド層７７との絶縁性を高めることが可能となる。

これらの特有の効果は、図１５ないし図１７で示した前記垂直記録磁気ヘッドＨ１ｂの製造方法の場合でも同様である。

図４に示す垂直記録磁気ヘッドＨ２の製造方法を図１８ないし図２５によって説明する。図１８ないし図２５の各図においては、対向面Ｈ１ａ側から見た部分正面図のみを図示している。なお、以下に述べる工程では、前記分離層２７から下方（図４に示すＺ方向とは反対方向）の構成部材を形成する方法は省略し、前記分離層２７からシールド層７７までの各構成部材の形成方法を中心に説明する。また、図１８ないし図２５の各図においては、図を分かり易くするため、第１の磁性部６０のうち主磁極３０のみを図示し、ヨーク部３１の図示を省略している。

まず図１８に示すように、前記図５に示す工程と同様の工程によって、前記分離層２７の上に、めっき下地膜２９を電極として第１の磁性部６０をメッキ形成する。そして、前記図７に示す工程と同様に、前記主磁極３０の上面３０ｃおよび両側面３０ａ，３０ｂから前記分離層２７の上面２７ａにかけて、第１非磁性材料層５０を形成する。前記第１非磁性材料層５０は、後記する第３非磁性材料層５０をリアクティブ・イオン・エッチング（ＲＩＥ）で除去する工程（後記図２３参照）によって、ＲＩＥで除去されない材質からなり、例えばＡｌ₂Ｏ₃、ＡｌＳｉＯ、ＡｌＳｉＯＮのうち１種または２種以上から選択された材料が使用できる。このとき、前記第１非磁性材料層５０には、前記主磁極３０の両側面３０ａ，３０ｂに接する垂直部５０ａ，５０ａと、前記分離層２７と対向し、前記垂直部５０ａ，５０ａと直交する方向に延びる水平部５０ｂ、５０ｂとが形成される。

次に図１９に示すように、前記第１非磁性材料層５０の上にＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、ＴａおよびＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａの酸化物または窒化物、のうち１種または２種以上から選択された材料からなる第４非磁性材料層８１を形成する。前記第４非磁性材料層８１は、後記する図２３に示す工程で、ＲＩＥによって除去可能な材料である。図１９に示すように、前記第４非磁性材料層８１は、前記主磁極３０およびその上に形成された前記第１非磁性層５０の両側方および上方の３方を覆う状態で形成する。次に、前記第４非磁性材料層８１の上面にレジスト（図示せず）を形成した後、前記第４非磁性材料層８１をＲＩＥなどの方法により削り、図２０に示す形状にする。このとき、前記第１非磁性材料層５０は削らずに残す。

次に図２１に示すように、前記第４非磁性材料層８１の上に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＳｉＯ、ＡｌＳｉＯＮのうち１種または２種以上から選択された材料によって第５非磁性材料層８２を形成する。図２１に示すように、前記第５非磁性材料層８２は、前記第４非磁性材料層８１の両側方および上方の３方を覆う状態で形成する。そして、図２１に示すＤ−Ｄ線で、前記第５非磁性材料層８２をＣＭＰにより研削する。

図２１に示すように、前記第５非磁性材料層８２を前記Ｄ−Ｄ線で研削する際、前記第４非磁性材料層８１、前記第１非磁性材料層５０の前記垂直部５０ａ，５０ａの一部と、前記主磁極３０の上方領域も一緒に削り取られ、図２２に示すように前記第５非磁性材料層８２の上面８２ａ、前記第４非磁性材料層８１の上面８１ａ、第１非磁性層５０の前記垂直部５０ａ，５０ａの上面５０ｃ，５０ｃ、および前記主磁極３０の上面３０ｃが、前記Ｄ−Ｄ線を基準とした平坦化面として形成される。したがって、前記主磁極３０の上面３ｃは平坦化面として形成される。このとき、前記第５非磁性材料層８２をＣＭＰにより研削した後に、残された部分が、シールド持ち上げ層８０として構成される。

次に、図２３に示すように、前記第４非磁性材料層８１をＲＩＥにより除去する。このとき、前記第１非磁性材料層５０は、このＲＩＥによって除去されない材質からなるため、前記第１非磁性材料層５０は除去されずに残される。

そして、図２４に示すように、前記第第４非磁性材料層８１を除去した部分に露出した前記主磁極３０の上面３０ｃと前記垂直部５０ｂ、５０ｂの前記上面５０ｃ，５０ｃから、前記垂直部５０ａ，５０ａの側面および前記水平部５０ｂの上面５０ｄ，５０ｄ、さらには前記持ち上げ層８０の上面８０ａ，８０ａにかけて、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂などの無機材料からなる第２非磁性材料層５１（ギャップ層）を形成する。

次に前記図１２（ａ）（ｂ）ないし１４（ａ）（ｂ）に示す工程と同様にして、図２５に示すようにシールド層７７をＮｉＦｅ合金などの磁性材料によってめっき形成する。そして、前記シールド層７７を図２５に示すＤ−Ｄ線で削って上面を平坦化する。

図２５に示される工程の後、図１（ａ）に示すコイル絶縁下地層３５、コイル層３６、コイル絶縁層３８、第２の磁極部６１として機能する補助磁極層３４、保護層４１を公知の方法で形成すると、図４に示される垂直記録磁気ヘッドＨ１を得ることができる。第３絶縁性材料層３３、コイル絶縁下地層３５、コイル層３６、コイル絶縁層３８、補助磁極層３４、保護層４１の材料は、既に図１（ａ）ないし図３を用いて説明しているので、ここでの説明は省略する。

図１８ないし図２５に示す垂直記録磁気ヘッドの製造方法では、前記図５ないし図１４（ａ）（ｂ）に示す垂直記録磁気ヘッドＨ１の製造方法と同様の効果に加え、さらに前記第１非磁性材料層５０の上に、主磁極３０の両側面から所定間隔Ｌ１離れた位置に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＳｉＯ、ＡｌＳｉＯＮのうち１種または２種以上から選択された無機絶縁層でシールド持ち上げ層８０を形成することができる。したがって、前記シールド持ち上げ層８０の厚さ寸法ｔ１分だけ、前記シールド層７７や前記補助磁極層３４と、前記上部シールド層２６との間隔を大きく形成することができるため、前記シールド層７７や前記補助磁極層３４と、前記上部シールド層２６との絶縁性が良好な垂直記録磁気ヘッドを製造することが可能となる。ゆえに、高い絶縁性を要求されない部分では前記シールド持ち上げ層８０を形成せず、高い絶縁性を要求される部分にのみ前記シールド持ち上げ層８０を形成することによって、必要な部分のみ絶縁性を向上させることができる。

また、前記持ち上げ層８０の分だけ前記シールド層７７を小さく製造できるため、前記垂直記録磁気ヘッドＨ２内部での磁束の漏れを抑制することができる。したがって、記録能力の低下を抑えることが可能となる。また、前記シールド層７７の端部（図示せず）で発生する磁束集中を、前記持ち上げ層８０などに分散化することができる。

なお、図１８ないし図２５に示す垂直記録磁気ヘッドＨ２の製造方法では、図１９に示す工程で、前記第１非磁性材料層５０の上に導電性材料によって前記第４非磁性材料層８１を形成することができるが、前記第４非磁性材料層８１を導電性材料で形成した場合でも、この第４非磁性材料層８１は図２３に示す工程でＲＩＥによって除去されるため、製造された垂直記録磁気ヘッドＨ２の絶縁性には問題は生じない。

また、図４に示す前記垂直記録磁気ヘッドＨ２の製造方法においても、図２４で示す工程で形成した前記第２非磁性材料層５１の上に、図１５ないし図１７に示す前記垂直記録磁気ヘッドＨ１の製造方法と同様に、前記コイル絶縁下地層３５、コイル層３６およびコイル絶縁層３８を形成した後に、前記補助磁極層３４およびシールド層７７を一体的に形成し、さらにこの補助磁極層３４の上に、保護層４１を形成することとしても良い。

図５ないし図１４（ａ）（ｂ）に示す垂直記録磁気ヘッドＨ１の製造方法、および図１８ないし図２５に示す垂直記録磁気ヘッドＨ２の製造方法では、ともに主磁極３０が補助磁極層３４の下方に位置するものを例にして説明しているが、例えば前記分離層２７の上に補助磁極層３４をめっきなどの方法により形成した後、前記補助磁極層３４の上に、コイル絶縁下地層３５、コイル層３６、コイル絶縁層３８を形成した後、前記主磁極３０、第１非磁性材料層５０、シールド層７７を形成するものとして構成しても良い。

本発明の第１の実施の形態の第１の例の垂直記録磁気ヘッドを示す縦断面図である。 本発明の第１の実施の形態の第２の例の垂直記録磁気ヘッドを示す縦断面図である。 図１（ａ）に示す前記磁気ヘッドの正面図である。 図１（ａ）に示す垂直記録磁気ヘッドの部分斜視図である。 本発明の第２の実施の形態の垂直記録磁気ヘッドの正面図である。 図１（ａ）に示す垂直記録磁気ヘッドの製造方法を記録媒体との対向面側から部分正面図として示す一工程図である。 図１（ａ）に示す垂直記録磁気ヘッドの製造方法を記録媒体との対向面側と直交する側から部分縦断面図として示す一工程図である。 図５（ａ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図５（ｂ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図６（ａ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図６（ｂ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図６（ａ）（ｂ）の次に行う工程を上方から部分平面図として示す一工程図である。 図７（ａ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図７（ｂ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図７（ｃ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図８（ａ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図８（ｂ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図８（ｃ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図９（ａ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図９（ｂ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図９（ｃ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図１０（ａ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図１０（ｂ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図１０（ｃ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図１１（ａ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図１１（ｂ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図１２（ａ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図１２（ｂ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図１３（ａ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図１３（ｂ）の次に行う工程を示す一工程図である。 図１（ｂ）に示す垂直記録磁気ヘッドの製造方法を示す一工程図である。 図１５の次に行う工程を示す一工程図である。 図１６の次に行う工程を示す一工程図である。 図４に示す垂直記録磁気ヘッドの製造方法を示す一工程図である。 図１８の次に行う工程を示す一工程図である。 図１９の次に行う工程を示す一工程図である。 図２０の次に行う工程を示す一工程図である。 図２１の次に行う工程を示す一工程図である。 図２２の次に行う工程を示す一工程図である。 図２３の次に行う工程を示す一工程図である。 図２４の次に行う工程を示す一工程図である。 従来の垂直記録磁気ヘッドの製造方法を示す一工程図である。 図２６の次に行う工程を示す一工程図である。 図２７の次に行う工程を示す一工程図である。 従来の垂直記録磁気ヘッドの他の製造方法を示す一工程図である。 図２９の次に行う工程を示す一工程図である。 図３０の次に行う工程を示す一工程図である。 図３１の次に行う工程を示す一工程図である。 図３２の次に行う工程を示す一工程図である。 図３３の次に行う工程を示す一工程図である。

符号の説明

２７ 分離層
３０ 主磁極
３０ａ，３０ｂ 側面
３０ｃ 上面
３４ 補助磁極
３６ コイル層
５０ 第１非磁性材料層
５１ 第２非磁性材料層
６０ 第１の磁性部
６１ 第２の磁性部
７０ 第３非磁性材料層
７７ シールド層
７７ａ サイドシールド部
７７ｂ 上部シールド部
８０ シールド持ち上げ層
８１ 第４非磁性材料層
８２ 第５非磁性材料層

Claims (13)

1. 記録媒体との対向面にトラック幅で形成された主磁極を有する第１の磁性部と、トラック幅よりも広い幅寸法で形成された第２の磁性部とが形成され、前記第１の磁性部と第２の磁性部とが間隔を開けて位置するとともに、記録媒体との対向面よりもハイト側で直接あるいは間接的に接続されており、
   前記第１の磁性部と第２の磁性部との前記間隔内に位置し、または前記第１の磁性部を軸として巻き回されるコイル層が設けられ、前記第１の磁性部からの磁界によって、前記記録媒体に磁気データを記録する垂直記録磁気ヘッドにおいて、
   少なくとも主磁極の上方部から両側方部にかけて、非磁性材料層を介してシールド層が一体形成されており、前記主磁極の上面が平坦化されていることを特徴とする垂直記録磁気ヘッド。
2. 前記主磁極の側面から前記シールド層までの幅方向の間隔が、前記主磁極の上面から前記シールド層までの膜厚方向の間隔よりも大きい請求項１記載の垂直記録磁気ヘッド。
3. 記録媒体との対向面にトラック幅で形成された主磁極を有する第１の磁性部と、トラック幅よりも広い幅寸法で形成された第２の磁性部とが形成され、前記第１の磁性部と第２の磁性部とが間隔を開けて位置するとともに、記録媒体との対向面よりもハイト側で直接あるいは間接的に接続されており、
   前記第１の磁性部と第２の磁性部との前記間隔内に位置し、または前記第１の磁性部を軸として巻き回されるコイル層が設けられ、前記第１の磁性部からの磁界によって、前記記録媒体に磁気データを記録する垂直記録磁気ヘッドの製造方法において、
   （ａ）主磁極を有する磁性材料の第１の磁性部を形成する工程と、
   （ｂ）少なくとも前記主磁極の上面を平坦化面に形成する工程と、
   （ｃ）少なくとも主磁極の上方部から両側方部にかけて非磁性材料層を設ける工程と、
   （ｄ）前記主磁極の上方部から両側方部にかけて前記非磁性材料層を介して、シールド層を一体的に形成する工程と、
   を有することを特徴とする垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
4. 前記（ｃ）工程において、前記主磁極の上方部に位置する前記非磁性材料層の膜厚に比べて、前記主磁極の両側方部に位置する非磁性材料層の幅方向への厚みを厚く形成する請求項３記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
5. 前記（ｃ）工程を以下の工程で行う請求項４記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
   （ｅ）前記主磁極の上方部から両側方部にかけて第１非磁性材料層を形成する工程と、
   （ｆ）前記主磁極の上方部に位置する前記第１非磁性材料層を削って前記主磁極の上面を露出させるとともに、前記主磁極の前記上面を平坦化面に形成する工程と、
   （ｇ） 前記主磁極の上面から前記主磁極の両側方部に残された第１非磁性材料層上にかけて第２非磁性材料層を形成する工程。
6. 前記（ｆ）工程の前に、
   （ｈ）前記第１非磁性材料層の上に、第３非磁性材料層を形成する工程、
   を有し、
   前記（ｆ）工程で、前記主磁極の上面が露出するまで前記第１非磁性材料層および前記第３非磁性材料層を削るとともに、前記主磁極の上面、第３非磁性材料層の上面を平坦化面にし、
   前記（ｇ）工程の前に、
   （ｉ）前記第３非磁性材料層を除去する工程、
   を有する請求項５記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
7. 前記（ｈ）工程で、前記第３非磁性材料層を、少なくとも前記主磁極の上面より高い位置まで形成する請求項６記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
8. 前記第３非磁性材料層にリアクティブ・イオン・エッチング可能な材質を使用する請求項６または７に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
9. 前記第１非磁性材料層に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＳｉＯ、ＡｌＳｉＯＮのうち１種または２種以上から選択された材料を使用し、前記第３非磁性材料層に、ＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、ＴａおよびＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａの酸化物または窒化物、のうち１種または２種以上から選択された材料で形成する請求項６ないし８のいずれかに記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
10. 前記（ａ）工程より後で、前記（ｄ）工程より前の段階で、前記主磁極の両側方部から幅方向に所定距離離れた位置に、非磁性のシールド持上層を設け、前記（ｄ）工程で、前記シールド層を主磁極の上方部から両側方部、さらには、前記シールド持上層上にかけて形成する請求項３記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
11. 前記（ｂ）工程及び（ｃ）工程を以下の工程で行う請求項１０記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
    （ｊ）前記主磁極の上方部から両側方部にかけて第１非磁性材料層を形成する工程と、
    （ｋ）前記第１非磁性材料層上に第４非磁性材料層を形成する工程と、
    （ｌ）前記主磁極よりも両側方部に所定距離離れた位置にある前記第４非磁性材料層を除去し、前記第４非磁性材料層上から前記第４非磁性材料層を除去した位置にかけて第５非磁性材料層を形成する工程と、
    （ｍ）前記主磁極の上面が露出するまで前記第５非磁性材料層及び第４非磁性材料層を削る工程と、
    （ｎ）残された前記第４非磁性材料層を除去するとともに、前記主磁極の両側方部から幅方向に所定距離離れた位置にある前記第５非磁性材料層を残し、この第５非磁性材料層をシールド持上層とする工程。
12. 前記第４非磁性材料層にリアクティブ・イオン・エッチング可能な材質を使用する請求項１１記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。
13. 前記第１非磁性材料層及び第５非磁性材料層に、Ａｌ₂Ｏ₃、ＡｌＳｉＯ、ＡｌＳｉＯＮのうち１種または２種以上から選択された材料を使用し、前記第４非磁性材料層に、ＳｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｔｉ、Ｗ、Ｃｒ、ＴａおよびＴｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔａの酸化物または窒化物、のうち１種または２種以上から選択された材料で形成する請求項１１または１２に記載の垂直記録磁気ヘッドの製造方法。

Images