JP2005228444A - 薄膜磁気ヘッド、薄膜磁気ヘッドのウエハ、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリ、ヘッドスタックアセンブリ、およびハードディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 十分な記録磁場を確保しながら漏れ磁場を抑えてＡＴＥの問題を軽減する。
【解決手段】 薄膜磁気ヘッドは、記録媒体と対向する媒体対向面において互いに対向する上部磁極先端部１０ａおよび下部磁極先端部８ａと、上部磁極先端部１０ａと下部磁極先端部８ａとの間に設けられた記録ギャップ層９と、上部磁極先端部１０ａに磁気的に連結された上部磁極層１０ｂと、下部磁極先端部８ａに磁気的に連結された下部磁極層８ｂと、媒体対向面から離れて設けられ、上部磁極層１０ｂと下部磁極層８ｂとを磁気的に連結する接続部１８と、薄膜コイル１２とを有している。上部磁極層１０ｂと下部磁極層８ｂの少なくともいずれかは、媒体対向面ＡＢＳに向かって、媒体対向面ＡＢＳと平行な面における断面積がいったん縮小し、かつ、媒体対向面ＡＢＳと接する先端部８０で断面積が拡大されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、少なくとも誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドおよび薄膜磁気ヘッドのウエハ、ならびに薄膜磁気ヘッドを含むヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリ、ヘッドスタックアセンブリ、およびハードディスク装置に関する。

ハードディスク装置の面記録密度は飛躍的な増大を続けており、近年では１０ギガビット／平方インチが実用範囲に入っている。薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magneto-resistive）素子とも記す。）を有する再生ヘッドと、書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。このような複合型薄膜磁気ヘッドにおいては、面記録密度の増加のために、再生、記録の両面における性能向上が必須である。このうち、再生機能の向上のために、ＭＲ素子として、異方性磁気抵抗硬化を用いたＡＭＲ(Anisotropic magneto Resistive)素子や、巨大磁気抵抗硬化を用いたＧＭＲ(Giant magneto Resistive)素子などが用いられている。

一方、記録媒体への記録動作は、記録データに応じて変化する電流がコイルに送られ、電磁誘導によって磁化された磁極から磁束が漏れ出し、その磁束が記録媒体を磁化することによって行われる。この原理を実現するため、図１４に示すように、従来の薄膜磁気ヘッドは、記録媒体との対向面（エアベアリング面。以下、媒体対向面ＡＢＳという。）において互いに対向する２つの磁極部分（上部磁極先端部１１０ａ、下部磁極先端部１０８ａ）と、上部磁極先端部１１０ａと接続する上部磁極層１１０ｂと、下部磁極先端部１０８ａと接続する下部磁極層１０８ｂと、上部磁極先端部１１０ａと下部磁極先端部１０８ａとの間に設けられた記録ギャップ層１０９と、少なくとも一部が下部磁極先端部１０８ａおよび上部磁極先端部１１０ａに対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイル１１２とを備えている。記録ギャップ層１０９は、磁束ができるだけ記録媒体に向けて漏れ出るように、非磁性層となっている。下部磁極層１０８ｂと上部磁極層１１０ｂは、接続部１１８を介して相互に接続され、全体としてＵ字型断面をなしている。これらの間には薄膜コイル１１２が挿入され、下部磁極層１０８ｂと上部磁極層１１０ｂに磁束が発生する。磁束は下部磁極先端部１０８ａと上部磁極先端部１１０ａとに伝わり、媒体対向面ＡＢＳ側の端面から漏れ出て記録媒体に記録を行う。また、下部磁極層１０８ｂと上部磁極層１１０ｂは、一般に媒体対向面ＡＢＳに向かって断面積が縮小していく形状となっている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、下部磁極先端部１０８ａ、上部磁極先端部１１０ａ、および記録ギャップ層１０９の媒体対向面ＡＢＳ側端面の幅（以下、磁極幅ということもある。）は記録媒体の記録トラック幅を規定する。したがって、記録密度の増加のためには、これらの狭幅化を進める必要がある。しかし、狭幅化によって記録媒体に作用する磁場が弱くなり、オーバーライト特性等の書き込み特性の劣化につながる。

このため、このような書き込み特性の劣化を防止するためには、磁極部分に十分な磁束を供給し、かつ、磁束が媒体対向面ＡＢＳに向けてロスなく流れるように磁束の流れを適切に制御することが重要である。このような磁束制御の方法として、磁極先端部の形状に工夫を設けた技術等が多数開示されている（例えば特許文献２参照。）。
特開２００１−３４９１１号公報 特開２００１−１１８２１４号公報

しかしながら、従来の薄膜磁気ヘッドには以下のような問題があった。すなわち、図１４において、薄膜磁気ヘッドが記録媒体面で発生する磁場には、下部磁極先端部１０８ａおよび上部磁極先端部１１０ａから記録媒体に伝えられ、記録媒体の記録を行う記録磁場のほか、上部磁極層１１０ｂおよび下部磁極層１０８ｂから常時漏れ出して、記録媒体に磁束の影響を及ぼす漏れ磁場が存在している。漏れ磁場は記録された磁気情報を消去してしまう、いわゆるＡＴＥ(Adjacent Track Erase)の問題を招き、書き込み特性を悪化させる。漏れ磁場を少なくするためには、薄膜コイルで発生させる磁束を弱くすればよいが、そうすると、記録に必要な記録磁場までもが弱くなる。しかしながら、今後の狭トラック化に対応するためには、磁極先端部で十分な磁場を確保する必要性が益々高まっており、記録磁場の減少はできるだけ避けたい。

本発明は、以上の事情に鑑み、十分な記録磁場を確保しながら漏れ磁場を抑えてＡＴＥの問題を軽減し、製作性にも優れた薄膜磁気ヘッドおよび、薄膜磁気ヘッドを用いたヘッドジンバルアセンブリ等を提供することを目的とする。

本発明の薄膜磁気ヘッドは、記録媒体と対向する媒体対向面において互いに対向する上部磁極先端部および下部磁極先端部と、上部磁極先端部と下部磁極先端部との間に設けられ、上部磁極先端部と下部磁極先端部とを磁気的に絶縁し、媒体対向面に、上部磁極先端部と下部磁極先端部とともに、記録媒体に記録を行う記録部を形成する記録ギャップ層と、上部磁極先端部に磁気的に連結された上部磁極層と、下部磁極先端部に磁気的に連結された下部磁極層と、媒体対向面から離れて設けられ、上部磁極層と下部磁極層とを磁気的に連結する接続部と、少なくとも一部が上部磁極層と下部磁極層との間に、かつ接続部と媒体対向面との間に設けられ、上部磁極先端部および下部磁極先端部に対して絶縁された薄膜コイルとを有している。そして、上部磁極層と下部磁極層の少なくともいずれかは、媒体対向面に向かって、媒体対向面と平行な面における断面積がいったん縮小し、かつ、媒体対向面と接する先端部で断面積が拡大されている。

このように構成された薄膜磁気ヘッドでは、上部、下部の少なくともいずれかの磁極層は、磁場が媒体対向面に向かっていったん絞られた後先端部で開放されるので、先端部の磁束密度を抑え、薄膜コイルで発生した磁束が磁極層先端部から記録媒体に漏れることを防止し、かつ、上部、下部の磁極先端部からは従来どおり記録媒体に十分な磁束が流れるように、磁束の流れをコントロールすることができる。この結果、十分な記録磁束を確保しながら、ＡＴＥなどの書き込み特性の改善を図ることができる。

また、先端部は、記録部から幅方向に離れた位置から幅方向に延びる突起状の拡幅部を有するように構成することができる。

本発明のウエハは、上記薄膜磁気ヘッドの製造に用いる、少なくとも１つの薄膜磁気変換素子が設けられたものである。

本発明のヘッドジンバルアセンブリは、上記の薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向して配置されるスライダと、スライダを弾性的に支持するサスペンションとを有する。

本発明のヘッドアームアセンブリは、上記のヘッドジンバルアセンブリと、ヘッドジンバルアセンブリが取り付けられたアームとを有する。

本発明のヘッドスタックアセンブリは、複数のアームを備えたキャリッジと、キャリッジの各アームにそれぞれ取り付けられた、上記のヘッドジンバルアセンブリとを有する。

本発明のハードディスク装置は、上記の薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向して配置されるスライダと、スライダを支持するとともに記録媒体に対して位置決めする位置決め装置とを有する。

以上説明したように、本発明の薄膜磁気ヘッドおよび薄膜磁気ヘッドを用いたヘッドジンバルアセンブリ等は、上部、下部の少なくともいずれかの磁極層の先端部を拡幅して、薄膜コイルで発生した磁束が磁極層の先端部から記録媒体に漏れることを防止し、かつ、上部、下部の磁極先端部からは記録媒体に十分な磁束が流れるように、磁束の流れをコントロールすることができる。この結果、十分な記録磁場を確保しながら、ＡＴＥなどの書き込み特性の改善を図ることができる。

以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。はじめに、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。図１は本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの主要部の構成を示す断面図である。図２は、図１に示す薄膜磁気ヘッドの、媒体対向面ＡＢＳ側の拡大断面図を示している。図１、２において、左側の媒体対向面ＡＢＳは、図面と垂直な面に広がる記録媒体（図示せず）の表面と薄膜磁気ヘッドとがわずかな距離を介して対向する面である。

本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドは、下方から順に、基板１、絶縁層２、下部シールド層３、下部シールドギャップ膜４、上部シールドギャップ膜７、下部磁極層８ｂ、記録ギャップ層９、絶縁層１１の順に積層され、下部磁極層８ｂの一部は非磁性層１９に置換されている。絶縁層１１の上部には、薄膜コイル１２、絶縁層１３が平面的に配置され、これらの上面は絶縁層１５で覆われている。媒体対向面ＡＢＳ側端部の記録ギャップ層９上には、上部磁極先端部１０ａが配置されている。上部磁極層１０ｂがこれらを覆うように配置され、その一部は下部磁極層８ｂと上部磁極層１０ｂとをつなぐ接続部１８を形成している。また、薄膜コイル１２の一部にはリード層１６が接続している。上部磁極層１０ｂおよびリード層１６はオーバーコート層１７で被覆されている。以下、これらの要素ごとに詳細に説明する。

基板１は、アルティック（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ）等のセラミック材料が用いられる。基板１の上に形成される絶縁層２はアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の絶縁材料よりなる。絶縁層２の上には磁性材料よりなる下部シールド層３と、下部シールドギャップ膜４が順次積層されている。下部シールド層３の材料としては、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ）が用いられる。下部シールドギャップ膜４の材料としては、例えばアルミナが用いられる。

下部シールドギャップ膜４上の媒体対向面ＡＢＳ側端部には、再生用のＭＲ素子５が備えられている。ＭＲ素子５の端部は、媒体対向面ＡＢＳに面している。ＭＲ素子５は、下部シールド層３および後述する下部磁極層８ｂとによってシールドされている。ＭＲ素子５には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。また、ＭＲ素子５には、一対のリード層（図示せず）が接続されている。

下部シールドギャップ膜４およびＭＲ素子５の上には、上部シールドギャップ膜７と、磁性材料よりなる下部磁極層８ｂが順次積層されている。上部シールドギャップ膜７の材料としては、例えばアルミナが用いられる。下部磁極層８ｂの材料としては、例えば、パーマロイやＣｏＮｉＦｅ等の、めっき法によって成膜可能な磁性材料が用いられる。なお、図１、２では、下部シールドギャップ膜４および上部シールドギャップ膜７を一体的に表わしている。下部磁極層８ｂは、記録ヘッドの下部磁極層８ｂとしての機能と、再生ヘッド（ＭＲ素子５）の上部シールド層としての機能を兼ねている。しかし、これらの機能を分離するよう構成することも可能であり、例えば、下部磁極層８ｂの代わりに、上部シールド層と磁極層とを分離設置し、これらの間を非磁性材料よりなる分離層で仕切る構造としてもよい。

下部磁極層８ｂの上面の一部は、掘り込まれ、その部分が非磁性層１９によって置換されている。また、下部磁極層８ｂの先端部は、幅方向に張り出した拡幅部８２を有している（後述）。非磁性層１９の材料としては、例えばアルミナが用いられる。非磁性層１９の上面は下部磁極層８ｂに合わせて平坦化されており、全体として一つの平坦面が形成されている。ここで、非磁性層１９は、周辺への磁束の漏れを防止するためのものであり、これによって、小さい書込み電流で、書込み性能の向上を図ることができる。なお、非磁性層１９を形成しない構成としてもよく、この場合は非磁性層１９に相当する部位は下部磁極層８ｂのままである。

図３は、媒体対向面ＡＢＳから見た下部磁極層８ｂから上部磁極層１０ｂにかけての斜視図を示す。本図は図中１点鎖線で表示した中心線の手前側のみを表示しているが、中心線の後方も中心線に沿って線対称に形成されている。図４は、上部磁極層１０ｂから下の部分の薄膜磁気ヘッドの平面図である。なお、本明細書中では、「幅」、「高さ」、「前方」、「後方」は図３に示す方向の意味で使用される。

図３に示すように、下部磁極層８ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の基準面８１の上に下部磁極先端部８ａ、記録ギャップ層９、上部磁極先端部１０ａがこの順に積層されている。図４に示すように、上部磁極先端部１０ａは媒体対向面ＡＢＳで最も幅が狭小化されて狭幅部１０ｘを形成し、漸拡部１０ｙを経て、広幅部１０ｚに至る。広幅部１０ｚの後端は媒体対向面ＡＢＳから後方に距離Ｘ（図４参照）だけ入った位置にある。記録ギャップ部９、下部磁極先端部８ａも同様の狭幅部と漸拡部を有している。ただし、下部磁極先端部８ａの漸拡部は途中から絶縁層１９に置換され、下部磁極層８ｂと磁気的に絶縁されている。また、下部磁極先端部８ａ、記録ギャップ層９、上部磁極先端部１０ａの媒体対向面ＡＢＳ側の端面は、記録媒体に磁気情報を書き込む記録部２１を形成する。

上部磁極先端部１０ａおよび下部磁極先端部８ａの材料としては、例えば、パーマロイやＣｏＮｉＦｅ等のめっき法によって成膜可能な磁性材料が用いられ、特に、高飽和磁束密度材料を用いることが好ましい。記録ギャップ層９の材料としては、例えば、ＮｉＰ等のめっき法によって成膜可能な非磁性金属材料が用いられる。

媒体対向面ＡＢＳ側の下部磁極層８ｂは、記録部２１の中心から幅方向に距離Ｖ（図４参照）離れた位置から幅方向に徐々に厚さが減り、記録部２１の中心から幅方向に距離Ｚ離れた位置で再び厚さが一定となる。距離Ｚ離れた位置から幅方向に、媒体対向面ＡＢＳに沿って、拡幅部８２が突き出ている。拡幅部８２は記録部２１の中心から幅方向に距離Ｗ離れた位置まで延びている。このように、下部磁極層８ｂの媒体対向面ＡＢＳに面する部分は、拡幅部８２を有する先端部８０を形成する。拡幅部８２の後方は切欠部８３となっている。切欠部８３は媒体対向面ＡＢＳから高さ方向に距離Ｙ離れた位置まで続いており、それより後方には拡幅部８２と同じ厚さの薄層部８４が形成されている。

ここで、距離Ｙは、距離Ｘの２倍以下とするのがよく、距離Ｘ以下とするのがさらによい。また、拡幅部８４の端部Ｐ（図４参照）と記録面２１の中心を結ぶ線と、積層面に平行な媒体対向面ＡＢＳ内の線とがなす角θは１０°以上（すなわち、Ｙ／Ｚが０．１８以上）とするのがよく、２０°以上（すなわち、Ｙ／Ｚが０．３７以上）とするのがさらによい。

再び図１および２に戻って説明を続ける。下部磁極層８ｂの媒体対向面ＡＢＳから離れた部分および非磁性層１９の上には、絶縁層１１が積層されている。絶縁層１１上には薄膜コイル１２が形成され、後述する接続部１８の周囲に巻回されている。絶縁層１１の材料としては、例えばアルミナが用いられる。薄膜コイル１２の材料としては、銅等の導電性材料が用いられる。

薄膜コイル１２の巻線間および薄膜コイル１２の内周側の端部および外周側の端部に接する空間部は絶縁層１３で充填され、絶縁層１３および薄膜コイル１２の上部には絶縁層１５が形成されている。また、上部磁極先端部１０ａと絶縁層１３の間には絶縁層１４が設けられている。これによって、上部磁極先端部１０ａおよび下部磁極先端部８ａは薄膜コイル１２に対して絶縁される。絶縁層１３の材料としては、例えばフォトレジストが用いられる。絶縁層１４、１５の材料としては、例えばアルミナが用いられる。

上部磁極層１０ｂは上部磁極先端部１０ａと絶縁層１５の上面を覆っており、媒体対向面ＡＢＳから離れた位置に形成されている。また、上部磁極層１０ｂは、接続部１８によって下部磁極層８ｂと連結されている。この結果、上部磁極層１０ｂと下部磁極層８ｂは、全体としてＵ字型の導体を形成し、その周囲を薄膜コイル１２が巻回することによって、一つの電磁石が形成されている。上部磁極層１０ｂの材料としては、例えば、パーマロイやＣｏＮｉＦｅ等のめっき法によって成膜可能な磁性材料が用いられる。

薄膜コイル１２の一部にはリード層１６が接続されている。リード層１６は導電性材料によって形成されている。リード層１６の材料は、上部磁極層１０ｂの材料と同じでもよい。

最後に、上部磁極層１０ｂ、リード層１６を覆うように、オーバーコート層１７が形成されている。オーバーコート層１７の材料としては、例えばアルミナ等の絶縁材料が用いられる。

次に、このように構成された薄膜磁気ヘッドの記録媒体への書き込み時の作用を説明する。リード層１６から薄膜コイル１２に記録データに対応した書き込み電流が送られると、薄膜コイル１２は書き込み電流に応じた磁束を発生する。この磁束は上部磁極層１０ｂと下部磁極層８ｂとを通って、上部磁極先端部１０ａと下部磁極先端部８ａとに伝えられる。このとき磁束は、非磁性層１９には流れないため、非磁性層１９の下方を回りこむように流れる。また、非磁性層１９の側方は薄層部８４となっており、図３に示すように、磁束の側方への通過面積が絞られるため、磁束の側方への漏れが抑制される。この結果、磁束は非磁性層１９の下方を集中して流れる。このようにして周辺への漏れを防止しながら、下部磁極先端部８ａまで有効に伝えられた磁束は、図３の矢印Ａで示したように、下部磁極先端部８ａから記録媒体側に漏れ出て、記録媒体の所定の磁区を磁化する。なお、このように下部磁極先端部８ａおよび上部磁極先端部１０ａにより形成される磁場を記録磁場ということもある。

一方、一部の磁束は、矢印Ｂで示したように、下部磁極先端部８ａへは流れずに、下部磁極層８ｂの先端部８０に流れて、漏れ磁場を形成する。先端部８０に形成された漏れ磁場は記録部２１とは異なる位置で対向する記録媒体面に書かれた磁気情報を消去してしまう。しかしながら、本実施形態の薄膜磁気ヘッドにおいては、先端部８０が幅方向に拡幅された拡幅部８２を有しているため、先端部８０に流れ込んだ磁束は、図中矢印Ｂで示したように、拡幅部８２全体に広がり、先端部８０の磁束密度が低下する。この結果、先端部８０の漏れ磁場は、拡幅部８２がない場合に比べて小さくなり、記録部２１以外の位置で対向する記録媒体に及ぼす磁束の影響を抑えることが可能となる。

このようにして、下部磁極先端部８ａ、上部磁極先端部１０ａには十分な記録磁場が形成され、一方、下部磁極層８ｂに流入した磁束は拡幅された先端部８０でいわば希釈されて、磁束密度が弱められ、記録媒体に作用する漏れ磁場は小さくなる。そして、この結果、ＡＴＥの問題が改善され、書き込み特性の改善を図ることができる。

なお、以上説明したところから明らかなように、媒体対抗面ＡＢＳに面しない（間隔があいている）上部磁極層１０ｂにおいては、上部磁極層１０ｂから記録媒体に及ぼす漏れ磁場の影響が小さいため、上部磁極層１０ｂの先端部には下部磁極層８ｂで設けたような先端部は不要となる。

次に、本実施形態の薄膜磁気ヘッドの効果について説明する。用いた試料は図３、４に示す形状のもので、比較検討ケースとしては下部磁極層８ｂの形状のみ異なる試料を用いた。２つの試料の寸法を表１に示す。従来例による試料は、拡幅部８２が設けられていない点と、媒体対向面ＡＢＳから薄層部８４までの距離Ｙが異なる点以外はすべて同一である。また、各寸法は図３、４に示したとおりである。

図５には、記録電流をパラメータとしたときの、２つの試料の記録磁場と漏れ磁場の比較を行った結果を示す。（ａ）は数値データを、（ｂ）はグラフ化した結果を示す。これより、記録磁場の強さはほとんど同じ（すべての記録電流にて、低減率は１％未満）であるが、漏れ磁場の大きさは本実施形態による試料のほうが低減していることが確認された。低減率は記録電流によるが、約４％から６％である。

以上説明したように、本発明の薄膜磁気ヘッドは、磁束ができるだけ下部磁極先端部および上部磁極先端部に流入するように構成され、下部磁極層の記録媒体面ＡＢＳと対向する先端部に向けて記録媒体面ＡＢＳと平行な面における断面積をいったん縮小して、その先の先端部で拡幅部を設けて断面積（体積）を増加させて磁束密度を減らし、磁場を開放することによって、下部磁極層に流れ込んだ磁束による漏れ磁場の影響をできるだけ抑えるように構成されたものである。したがって、このような作用を呈する構成であれば、上述の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下に、他の実施形態について説明する。

図６は本発明の薄膜磁気ヘッドの第２の実施形態を説明する斜視図である。本実施形態は、拡幅部２８２と切り込み部を有する薄層部２８４とが連続的な曲線で構成されている点が第１の実施形態と異なる。したがって、各部の明確な境界は存在しないが、薄層部２８４で磁束の周辺への漏れを防止し、拡幅部２８２で磁束密度を減らし、記録媒体に不要な磁束を及ぼさないように、磁束のコントロールが可能な形状に構成されており、第１の実施形態と同等の効果を奏することができる。

図７は本発明の薄膜磁気ヘッドの第３の実施形態を説明する斜視図である。本実施形態は、拡幅部３８２と薄層部３８４とが一体的に構成され、薄層部３８４を凹部で実現した点が第１の実施形態と異なる。しかし、第２の実施形態と同様、薄層部３８４で磁束密度を減らし、記録媒体に不要な磁束を及ぼさないように、磁束のコントロールが可能な形状に構成されており、第１、第２の実施形態と同様の効果を奏する。なお、薄層部３８４は、穴を開けて非磁性材料で埋めるようにして形成してもよい。

さらに、第４の実施形態として、第１の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせた構成とすることもできる。図８にはその一例を示している。本実施形態では、下部磁極層の側方を薄膜化し、さらに凹部を形成し磁束の流れをコントロールするようにしている。上記各実施形態と同様、薄層部４８４で磁束密度を減らし、記録媒体に不要な磁束を及ぼさないように、磁束のコントロールが可能な形状に構成されており、第１、第２の実施形態と同様の効果を奏する。なお、薄層部４８４は、穴を開けて非磁性材料で埋めるようにして形成してもよい。

さらに、第１、２、４の実施形態では、拡幅部８２、２８２、４８２は基準面８１、２８１、４８１に対して薄く形成しているが、同じ膜厚とすることも可能である。すなわち、記録部２１の中心から拡幅部８２、２８２、４８２に向かうスロープはつかない形状となる。

以上説明したように、本発明の薄膜磁気ヘッドは、下部磁極層の媒体対向面側の端部を拡大して、磁束密度を抑えることによって、記録媒体の、下部磁極層と対向する面に及ぼす漏れ磁場の影響を低減するように、磁束の流れをコントロールすることができる。この結果、ＡＴＥなど書き込み特性に影響を与える問題の改善を図ることができる。

なお、以上の実施形態では下部磁極層を対象に説明したが、上部磁極層についても同様な構成が可能であることはいうまでもない。ただし、この場合、上部磁極層の媒体対向面側端部は媒体対向面と接するように形成されていることが前提となる。また、上部、下部磁極層の双方に以上説明した構成を適用することも可能である。

次に、主に図１、２を参照して、本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。以下、１つの薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明するが、本実施形態では、実際には１枚のウェハ（基板）を用いて複数の薄膜磁気ヘッドが同時に製造される。

本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、基板１の上に、例えばスパッタリング法によって絶縁層２を形成する。次に、絶縁層２の上に、例えばスパッタリング法またはめっき法によって下部シールド層３を形成する。

次に、下部シールド層３の上に、例えばスパッタリング法によって下部シールドギャップ膜４を形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上に、例えばスパッタリング法によってＭＲ素子５を形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上に、例えばスパッタリング法によって、ＭＲ素子５に電気的に接続される一対のリード層（図示せず）を形成する。次に、下部シールドギャップ膜４、ＭＲ素子５およびリード層の上に、例えばスパッタリング法によって、上部シールドギャップ膜７を形成する。なお、上記のＭＲ素子５を構成する各層は、パターン化されたレジスト層を用いた一般的なエッチング方法や、リフトオフ法や、これらを併用した方法によってパターニングされる。

次に、上部シールドギャップ膜７の上に、例えばスパッタリング法またはめっき法によって下部磁極層８ｂを形成する。このときに、切欠部をパターニングして作成する。

次に、下部磁極層８ｂの一部を非磁性層１９に置換する。具体的には、まず、下部磁極層８ｂの非磁性層１９を形成しようとする位置にフォトレジスト層を形成する。次に、イオンミリング法によって下部磁極層８ｂに台形断面状の切り欠きを形成する。次に、アルミナを切り欠きの上に積層し、アルミナ層を形成する。このとき、アルミナ層は周囲の下部磁極層８ｂより多少盛り上がる程度に余裕を持たせて積層する。次に、リフトオフ法によって、フォトレジスト層を、周囲に堆積したアルミナ層とともに除去する。最後に、化学機械研磨（ＣＭＰ）によって研磨し、周囲の下部磁極層８ｂと一体の平坦面を持つ非磁性層１９を形成する。

次に、下部磁極層８ｂおよび非磁性層１９の上に、例えばスパッタリング法によって記録ギャップ層９を形成し、続いて、例えばスパッタリング法によって、めっき用の電極膜（図示せず）を形成する。そして、上記電極膜の上にフォトレジスト層を形成して、フォトレジスト層をフォトリソグラフィによってパターニングして、フレーム（図示せず）を形成する。フレームは、上部磁極先端部１０ａを形成すべき位置に開口部を有している。

次に、フレームを用い、フレームめっき法によって、上部磁極先端部１０ａを形成する。その後フレームを除去し、上部磁極先端部１０ａの下を除いためっき用の電極膜をエッチングによって除去する。

次に、ここまでの工程によって得られた積層体の上面全体の上に、例えばスパッタリング法によって絶縁層１１を形成する。このとき、上部磁極先端部１０ａの側壁部にも絶縁層１４が形成される。

次に、絶縁層１１の上に、例えばフレームめっき法によって薄膜コイル１２を形成する。このとき同時に、下部磁極層８ｂと上部磁極層１０ｂとが連結される接続部１８の形成位置において、絶縁層１１の上にダミー層（図示せず）を形成しておく。

次に、薄膜コイル１２を覆うように絶縁層１３を形成する。このときの絶縁層１３の厚さは、薄膜コイル１２の厚さ以上とする。

次に、例えば化学機械研磨によって、薄膜コイル１２およびダミー層が露出するまで、絶縁層１３を研磨する。

次に、積層体の上面全体の上に絶縁層１５を形成する。次に、絶縁層１５のうち、上部磁極先端部１０ａ、接続部１８、リード層１６の上の部分を選択的にエッチングする。更に、選択的なエッチングによって、接続部１８の下の絶縁層１１を除去する。

次に、例えばフレームめっき法によって、上部磁極層１０ｂ、接続部１８、リード層１６を形成する。最後に、積層体全体を覆うように、例えばスパッタリング法によってオーバーコート層１７を形成する。そして、上記各層を含むスライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドの媒体対向面ＡＢＳを形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。この状態は図１に示したとおりである。

次に、上述した薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるウエハについて説明する。図９はウエハの概念的な平面図である。ウエハ１００は複数の薄膜磁気変換素子集合体１０１に区画される。薄膜磁気変換素子集合体１０１は、上述した基板１〜オーバーコート層１７からなる層が積層された薄膜磁気変換素子１０２を含み、媒体対向面ＡＢＳを研磨加工する際の作業単位となる。薄膜磁気変換素子集合体１０１間および薄膜磁気変換素子１０２間には切断のための切り代（図示せず）が設けられている。

次に、本薄膜磁気ヘッドを用いたヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。まず、図１０を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。スライダ２１０は、主に図１０における基板１およびオーバーコート層１７からなる基体２１１を備えている。基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、媒体対向面となるエアベアリング面２０が形成されている。ハードディスクが図１０におけるｚ方向に回転すると、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図９におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図１０におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気流出側の端部（図１０における左下の端部）の近傍には、本発明の薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。

次に、図１１を参照して、薄膜磁気ヘッドをヘッド素子として用いたヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、スライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２と、ロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、アーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。

ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。

図１１は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。

次に、図１２および図１３を参照して、薄膜磁気ヘッドをヘッド素子として用いたヘッドスタックアセンブリとハードディスク装置について説明する。図１２はハードディスク装置の要部を示す説明図、図１３はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２の反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。

スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、本発明における位置決め装置に対応し、スライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。

本ハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、薄膜磁気ヘッドをヘッド素子として用いた再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。

本発明の第１の実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの主要部の概略断面図である。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの部分拡大断面図である。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの媒体対向面側から見た部分斜視図である。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの主要部の平面図である。 図１に示す薄膜磁気ヘッドの書き込み特性の説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面側から見た部分斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面側から見た部分斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面側から見た部分斜視図である。 本発明の薄膜磁気ヘッドの製造に係るウエハの平面図である。 本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。 本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。 本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだハードディスク装置の要部を示す説明図である。 本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだハードディスク装置の平面図である。 従来の薄膜磁気ヘッドの一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 絶縁層
３ 下部シールド層
４ 下部シールドギャップ膜
５ ＭＲ素子
７ 上部シールドギャップ膜
８ａ 下部磁極先端部
８ｂ 下部磁極層
９ 記録ギャップ層
１０ａ 上部磁極先端部
１０ｂ 上部磁極層
１１ 絶縁層
１２ 薄膜コイル
１３ 絶縁層
１４ 絶縁層
１５ 絶縁層
１６ リード層
１７ オーバーコート層
１８ 接続部
１９ 非磁性層
８３ 切欠部
８４ 薄層部
ＡＢＳ 媒体対向面
８２ 拡幅部
８１ 基準面

Claims (7)

1. 記録媒体と対向する媒体対向面において互いに対向する上部磁極先端部および下部磁極先端部と、
   前記上部磁極先端部と前記下部磁極先端部との間に設けられ、該上部磁極先端部と該下部磁極先端部とを磁気的に絶縁し、前記媒体対向面に、該上部磁極先端部と該下部磁極先端部とともに、前記記録媒体に記録を行う記録部を形成する記録ギャップ層と、
   前記上部磁極先端部に磁気的に連結された上部磁極層と、
   前記下部磁極先端部に磁気的に連結された下部磁極層と、
   前記媒体対向面から離れて設けられ、該上部磁極層と該下部磁極層とを磁気的に連結する接続部と、
   少なくとも一部が前記上部磁極層と前記下部磁極層との間に、かつ前記接続部と前記媒体対向面との間に設けられ、前記上部磁極先端部および前記下部磁極先端部に対して絶縁された薄膜コイルとを有し、
   前記上部磁極層と前記下部磁極層の少なくともいずれかは、前記媒体対向面に向かって、該媒体対向面と平行な面における断面積がいったん縮小し、かつ、前記媒体対向面と接する先端部で断面積が拡大されている薄膜磁気ヘッド。
2. 前記先端部は、前記記録部から幅方向に離れた位置から幅方向に延びる突起状の拡幅部を有する、請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
3. 請求項１または２に記載された薄膜磁気ヘッドの製造に用いる、少なくとも１つの薄膜磁気変換素子が設けられたウエハ。
4. 請求項１または２に記載の薄膜磁気ヘッドを含み、前記記録媒体に対向して配置されるスライダと、
   前記スライダを弾性的に支持するサスペンションとを有するヘッドジンバルアセンブリ。
5. 請求項４に記載のヘッドジンバルアセンブリと、
   前記ヘッドジンバルアセンブリが取り付けられたアームとを有するヘッドアームアセンブリ。
6. 複数のアームを備えたキャリッジと
   前記キャリッジの各アームにそれぞれ取り付けられた、請求項４に記載のヘッドジンバルアセンブリとを有するヘッドスタックアセンブリ。
7. 請求項１または２に記載の薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向して配置されるスライダと、
   前記スライダを支持するとともに前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置とを有するハードディスク装置。

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