JP2005302281A - ヘッド磁界の増加方法、ならびに磁気記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

ヘッド磁界の増加方法、ならびに磁気記録ヘッドおよびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ヘッド磁界および空間分解能を確保することが可能な磁気記録ヘッドを提供する。
【解決手段】 エアベアリング面１９に近づくにしたがって厚さＴ１からその厚さＴ１よりも小さな厚さＴ２（Ｔ２＜Ｔ１）までトレーリング側に向かって厚さが減少するように、主磁極層１３にテーパＰを設ける。主磁極層１３にテーパＰが設けられておらず、すなわち主磁極層１３が全体に渡って一様な厚さＴ２を有する場合と比較して、その主磁極層１３の先端において磁気飽和が生じにくくなると共に、ヘッド磁界に基づいて記録プロファイルが拡大しにくくなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ヘッド磁界を増加させるヘッド磁界の製造方法、ならびに垂直磁気記録方式の磁気記録ヘッドおよびその製造方法に関する。
垂直磁気記録方式の記録態様として、垂直磁気記録用の単磁極（ＳＰ；single-pole ；いわゆる垂直単磁極）と共に、軟磁性下地層（ＳＵＬ；magnetically soft underlayer）を有する記録メディアを組み合わせて使用する態様が知られている。この垂直磁気記録方式の重要な利点のうちの１つは、高異方性定数を有する厚めの記録メディアに対して、リングヘッドを使用する場合と比較して、大きなヘッド磁界（記録磁界）を供給可能なことである。この場合には、特に、記録メディアが軟磁性下地層を有していることに伴い、記録後において記録メディアの熱安定性が向上する。ところが、上記した垂直磁気記録方式の利点は、面記録密度を増加させるために磁極先端（ポールチップ）の寸法（主に幅）を小さく設計すると損なわれてしまう。すなわち、ヘッド磁界と記録メディアの熱安定性との間にはトレードオフの関係が成立しているため、垂直磁気記録方式では面記録密度の増加が妨げれている（例えば、非特許文献１参照。）。
ゼット．バイ（Z.Bai ），ジェイ．ジイ．シュ（J.-G.Zhu），"マイクロマグネティックス オブ パーペンディキュラー ライト ヘッズ ウィズ スモール ポール−チップ ディメンションズ（Micromagnetics of Perpendicular Write Heads with Small Pole-Tip Dimensions）"，ジャパン アップライド フィジックス（J.Appl.Phys ），第９１巻，６８３３頁（２００１年）
図２０〜図２２は、垂直単磁極を備えた従来の垂直磁気記録方式の磁気記録ヘッドの構成を表しており、図２０は断面構成を示し、図２１は図２０に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部を矢印１１８の方向から見た平面構成を拡大して示し、図２２は図２０に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部の断面構成を拡大して示している。
従来の垂直磁気記録方式の磁気記録ヘッドは、図２０〜図２２に示したように、記録用の記録メディア２００に情報を磁気的に記録するものであり、エアベアリング面（ＡＢＳ；air bearing surface ）１１９から後方（記録メディア２００から離れる方向）に向かって延在する磁極層１１１と、その磁極層１１１に対向しながらエアベアリング面１１９から後方に向かって延在するリターン磁極層１１５と、後方において磁極層１１１とリターン磁極層１１５とを互いに磁気的に連結させる補助ヨーク層１１６と、その補助ヨーク層１１６を中心としてスパイラル状に巻回されたコイル１１２と、磁極層１１１、リターン磁極１１５および補助ヨーク層１１６により囲まれた空間に埋設された絶縁層１１７とを備えている。
磁極層１１１は、エアベアリング面１１９から後方に向かって延在する垂直単磁極としての主磁極層１１３と、そのエアベアリング面１１９よりも後退した位置から後方に向かって延在し、主磁極層１１３に磁気的に連結されたヨーク層１１４とを含んでいる。コイル１１２は、磁極層１１１中に記録用の磁束を発生させるものである。この磁気記録ヘッドでは、磁極層１１１から放出された記録用の磁束が記録メディア２００のうちの軟磁性下地層（図示せず）を経由してリターン磁極層１１５に環流されるため、その磁気記録ヘッドおよび記録メディア２００により磁気回路が構築される。
特に、磁極層１１１のうちの主磁極層１１３は、全体に渡って一様な厚さＴ１００を有しており、その厚さＴ１００は、エアベアリング面１１９において０．１μｍ〜０．４μｍである。この主磁極層１１３は、２．４Ｔ（テスラ）の磁気モーメント（いわゆる飽和磁束密度Ｂｓ）を有する磁性材料により構成されており、具体的にはコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）により構成されている。この主磁極層１１３では、実際のとこと、ポールチップ領域において磁気飽和が生じており、そのポールチップ領域以外の部分では磁気飽和が生じていない。記録メディア２００に供給されるヘッド磁界の最大値（最大ヘッド磁界）は、主に、主磁極層１１３のうちのポールチップ領域の磁気飽和レベルと、そのポールチップ領域のエアベアリング面１１９近傍における立体好構造とに基づいて決定される。特に、主磁極層１１３は、図２１に示したように、略羽子板型の平面形状を有しており、すなわちエアベアリング面１１９に近い側から順に、一定の幅Ｗ１００を有する一定幅部分１１３Ａと、その一定幅部分１１３Ａの幅Ｗ１００よりも大きな幅を有する拡幅部分１１３Ｂとを含んでいる。この一定幅部分１１３Ａの長さ（延在距離）は、いわゆるネックハイトＮＨである。
従来の垂直記録方式の磁気記録ヘッドにおいて、記録メディア２００に供給されるヘッド磁界を増加させるためには、主磁極層１１３のうちの各部の寸法に関して、幅Ｗ１００および厚さＴ１００を大きくすると共に、ネックハイトＮＨを小さくするのが望ましい。ところが、超高密度記録用途では、その記録密度の超高密度化を実現するために、幅Ｗ１００が小さく設定される傾向にある。この幅Ｗ１００を小さく設定するためには、フォトマスクを利用したフォトリソグラフィ処理が使用されているが、そのフォトリソグラフィ処理では、露光用の光が意図せずにフォトマスクを回り込む現象に起因してパターニング精度がばらつきやすいため、ネックハイトＮＨを高精度に制御することが困難である。ネックハイトＮＨが小さくなりすぎると、記録時においてサイドフリンジング磁界が増加すると共に、隣接トラック消去（ＡＴＥ；adjacent track erasure）が発生しやすくなる（例えば、非特許文献２参照。）。なお、厚さＴ１００が大きくなりすぎると、スキューに関する問題が発生してしまう（例えば、非特許文献３参照。）。
ジェイ．シェア（J.Schare），エル．グアン（L.Guan），ジェイ．ジイ．シュ（J.-G.Zhu），エム．クライダ（M.Kryder），"デザイン コンシダレーションズ フォー シングル−ポール タイプ ライト ヘッズ（Design Considerations for Single-Pole Type Write Heads）"，アイイーイーイー トラン．マグ．（IEEE Tran.Magn.），２００３年３月 アール．ウッド（R.Wood），ティー．ソノベ（T.Sonobe），ゼット．ジン（Z.Jin ），ビー．ウィルソン（B.Wilson），"パーペンディキュラー レコーディング：ザ プロミス アンド ザ プロブレムス（Perpendicular recording ：the promise and the problems）"，ジェイ．マグ．マグ．マテ．（J.Magn.Magn.Mater.），第１２３５巻，２００１年１月
なお、垂直磁気記録方式の磁気記録ヘッドの構造に関しては、既に多様な態様が知られている。具体的には、ヘイム等（Heim et al. ）により、テーパが設けられた主磁極層が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このテーパが設けられた主磁極層は、例えば、マロニィ（Maloney ）によっても提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
米国特許第５６００５１９号明細書 米国特許第５１７３８２１号明細書
ところで、垂直磁気記録方式の磁気記録ヘッドの記録性能を向上させるためには、記録メディアに情報を安定に記録するために、その記録メディアに供給されるヘッド磁界を確保する必要がある。しかしながら、従来の垂直磁気記録方式の磁気記録ヘッドでは、上記したように、主磁極層の構造的要因に起因してヘッド磁界が損失し得るため、超高密度記録用途に適用する上でヘッド磁界が十分とは言えず、すなわちヘッド磁界の損失を補わなければならない観点において未だ改善の余地がある。このことから、垂直磁気記録方式の磁気記録ヘッドの記録性能を向上させるためには、ヘッド磁界を確保するために、そのヘッド磁界を可能な限り増加させることが可能な技術を確立する必要がある。この場合には、特に、記録性能を向上させる上で、上記したようにヘッド磁界を確保するだけでなく、空間分解能も併せて確保することも重要である。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、ヘッド磁界および空間分解能を確保することが可能な磁気記録ヘッドを提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、ヘッド磁界および空間分解能が確保された磁気記録ヘッドの製造方法を提供することにある。
さらに、本発明の第３の目的は、ヘッド磁界を確保するために増加させることが可能なヘッド磁界の増加方法を提供することにある。
本発明に係るヘッド磁界の増加方法は、エアベアリング面から延在する垂直単磁極から発生するヘッド磁界を増加させる方法であり、０．１μｍ以上４．０μｍ以下の範囲内の距離に渡って０．２μｍ以上２．０μｍ以下の範囲内の第１の厚さからその第１の厚さよりも小さな０．１μｍ以上０．４μｍ以下の範囲内の第２の厚さまで厚さが減少すると共にその第２の厚さを有する部分がエアベアリング面から０．２μｍ以上０．４μｍ以下の範囲内の距離だけ延在するように垂直単磁極にテーパを設けるものである。
本発明に係るヘッド磁界の増加方法では、エアベアリング面に向かって第１の厚さからその第１の厚さよりも小さな第２の厚さまで厚さが減少するように垂直単磁極の先端にテーパが設けられているため、その垂直単磁極の先端において磁気飽和が生じにくくなる。
本発明に係る磁気記録ヘッドの製造方法は、テーパが設けられた垂直単磁極を備えた磁気記録ヘッドを製造する方法であり、基体上にリターン磁極層を形成する工程と、リターン磁極層上に磁気ヨークを形成することにより、それらのリターン磁極層および磁気ヨークにより絶縁層を介してコイルが埋設される空間を構成すると共に磁気ヨークおよび絶縁層により第１の上面が共有されるようにする工程と、第１の上面から下方に向かって磁気ヨークおよび絶縁層を選択的に掘り下げることにより傾斜した側壁により構成されるように窪みを形成する工程と、窪みに少なくとも１．８Ｔの磁気モーメントを有する第１の材料層を埋め込んだのち、第１の上面が露出するまで少なくとも第１の材料層を研磨して平坦化することにより平坦な第２の上面を構成する工程と、第２の上面上に少なくとも２．０Ｔの磁気モーメントを有する第２の材料層を形成し、それらの第１の材料層および第２の材料層を含むと共にテーパが設けられるように垂直単磁極を形成することにより、その垂直単磁極を備えるように磁気記録ヘッドを形成する工程と、第１の上面および第２の上面の双方と直交する面内において磁気記録ヘッドを研磨して平坦化することによりエアベアリング面を形成する工程とを含むものである。
本発明に係る磁気記録ヘッドの製造方法では、傾斜した側壁により構成されるように窪みが形成されたのち、その窪みに垂直単磁極のうちの一部を構成する第１の材料層が形成されるため、上記した側壁の傾斜状態を利用して垂直単磁極が形成されることにより、その垂直単磁極に最終的にテーパが設けられる。
本発明の第１の観点に係る磁気記録ヘッドは、テーパが設けられた垂直単磁極を備えたものであり、基体上に配設されたリターン磁極層と、リターン磁極層上に配設され、絶縁層を介してコイルが埋設される空間をリターン磁極層と構成すると共にその絶縁層と第１の上面を共有する磁気ヨークと、第１の上面から下方に向かって磁気ヨークおよび絶縁層に選択的に設けられ、傾斜した側壁により構成された窪みと、窪みに埋設され、少なくとも１．８Ｔの磁気モーメントを有すると共に平坦な第２の上面を構成する第１の材料層と、第２の上面上に配設され、少なくとも２．０Ｔの磁気モーメントを有する第２の材料層とを含む垂直単磁極と、第１の上面および第２の上面の双方と直交する面内のエアベアリング面とを備えたものである。
本発明の第２の観点に係る磁気記録ヘッドは、エアベアリング面と共にトレーリングエッジを有する垂直単磁極を備えたものであり、垂直単磁極のうちのトレーリングエッジに垂直線から１５°以上６０°以下の範囲内の角度でテーパが設けられ、そのトレーリングエッジに設けられたテーパがエアベアリング面から０．３μｍ未満の距離に至る位置からそのエアベアリング面から２．０μｍの距離に至る位置まで設けられており、トレーリングエッジの後側に０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の範囲内の厚さを有するトレーリングシールドを備え、垂直単磁極およびトレーリングシールドが所定の距離を介して離間されており、トレーリングシールドにトレーリングエッジに設けられたテーパの角度と等しい角度でテーパが設けられているものである。
本発明の第１または第２の観点に係る磁気記録ヘッドでは、垂直単磁極の先端にテーパが設けられているため、垂直単磁極の先端にテーパが設けられていない場合と比較して、その垂直単磁極の先端において磁気飽和が生じにくくなると共に、ヘッド磁界に基づいて記録プロファイルが拡大しにくくなる。
特に、本発明に係るヘッド磁界の増加方法では、垂直単磁極において０．１Ｔ以上０．３Ｔ以下の範囲内のヘッド磁界を発生させることが可能である。この場合には、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用して、先端において少なくとも１．８Ｔの磁気モーメントを有するように垂直単磁極を構成してもよい。
特に、本発明に係る磁気記録ヘッドの製造方法では、０．５μｍ以上５．０μｍ以下の範囲内の厚さとなるように、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用してリターン磁極層を形成してもよい。
また、本発明に係る磁気記録ヘッドの製造方法では、０．５μｍ以上４．０μｍ以下の範囲内の深さとなるように空間を構成すると共に、アルミニウム酸化物を使用して絶縁層を形成してもよい。
また、本発明に係る磁気記録ヘッドの製造方法では、イオンビームミリングを使用して磁気ヨークおよび絶縁層をエッチングすることにより、０．２μｍ以上３．０μｍ以下の範囲内の深さとなるように窪みを形成し、特に、イオンビームミリングを使用して窪みを形成する際に、そのイオンビームの照射量および照射時間を調整することにより窪みの深さを制御するのが好ましい。また、側壁が垂直線から１５°以上６５°以下の範囲内の角度で傾斜するように窪みを形成し、特に、イオンビームミリングを使用して窪みを形成する際に、そのイオンビームの入射角度を調整することにより側壁の傾斜角度を制御するのが好ましい。
また、本発明に係る磁気記録ヘッドの製造方法では、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用して磁気ヨーク、第１の材料層および第２の材料層を形成してもよい。
また、本発明に係る磁気記録ヘッドの製造方法では、垂直単磁極のうちのトレーリングエッジの後側に配置されるようにリターン磁極層を形成してもよいし、あるいは垂直単磁極のうちのリーディングエッジの前側に配置されるようにリターン磁極層を形成してもよい。
特に、本発明の第１の観点に係る磁気記録ヘッドでは、リターン磁極層が０．５μｍ以上５．０μｍ以下の範囲内の厚さを有していると共にニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかにより構成されていてもよい。
また、本発明の第１の観点に係る磁気記録ヘッドでは、空間が０．５μｍ以上４．０μｍ以下の範囲内の深さを有していると共に、絶縁層がアルミニウム酸化物により構成されていてもよい。
また、本発明の第１の観点に係る磁気記録ヘッドでは、窪みが０．２μｍ以上３．０μｍ以下の範囲内の深さを有していると共に、側壁が垂直線から１５°以上６５°以下の範囲内の角度で傾斜していてもよい。
また、本発明の第１の観点に係る磁気記録ヘッドでは、磁気ヨーク、第１の材料層および第２の材料層がニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかにより構成されていてもよい。
特に、本発明の第２の観点に係る磁気記録ヘッドでは、垂直単磁極とトレーリングシールドとの間の距離が０．０２μｍ以上０．２μｍ以下の範囲内であってもよい。この場合には、さらに、垂直単磁極の周囲に１つまたは複数のサイドシールドを備えていてもよい。また、さらに、リターン磁極層と、リターン磁極層上に配設され、絶縁層を介してコイルが埋設される空間をリターン磁極層と構成すると共にその絶縁層と第１の上面を共有する磁気ヨークと、第１の上面から下方に向かって磁気ヨークおよび絶縁層に選択的に設けられ、傾斜した側壁および底面により構成された窪みとを備え、垂直単磁極が、窪みに埋設され、少なくとも１．８Ｔの磁気モーメントを有すると共に平坦な第２の上面を構成する第１の材料層と、第２の上面上に配設され、少なくとも２．０Ｔの磁気モーメントを有する第２の材料層とを含んでいてもよい。
本発明に係るヘッド磁界の増加方法によれば、エアベアリング面に向かって第１の厚さからその第１の厚さよりも小さな第２の厚さまで厚さが減少するように垂直単磁極の先端にテーパを設けた方法的特徴に基づき、その垂直単磁極の先端において磁束飽和が生じにくくなるため、ヘッド磁界が増加する。したがって、ヘッド磁界を確保するために増加させることができる。
また、本発明に係る磁気記録ヘッドの製造方法によれば、傾斜した側壁により構成されるように窪みを形成したのち、その窪みに垂直単磁極のうちの一部を構成する第１の材料層を形成する製法的特徴に基づき、側壁の傾斜状態を利用して垂直単磁極にテーパが設けられる。したがって、垂直単磁極に設けられたテーパに基づいてヘッド磁界および空間分解能が確保されるため、ヘッド磁界および空間分解能が確保された磁気記録ヘッドを製造することができる。
また、本発明に係る磁気記録ヘッドによれば、垂直単磁極の先端にテーパが設けられている構造的特徴に基づき、その垂直単磁極の先端において磁束飽和が生じにくくなると共に、ヘッド磁界に基づいて記録プロファイルが拡大しにくくなる。したがって、ヘッド磁界が増加すると共に記録プロファイルが精密に小さくなるため、ヘッド磁界および空間分解能を確保することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施の形態に係る磁気記録ヘッドの構成について説明する。図１〜図３は、本実施の形態に係る磁気記録ヘッドの構成を表しており、図１は断面構成を示し、図２は図１に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部を矢印１８の方向から見た平面構成を拡大して示し、図３は図１に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部を拡大して示している。なお、本発明の「ヘッド磁界の増加方法」は本実施の形態に係る磁気記録ヘッドの構成および動作に基づいて実現されるため、その「ヘッド磁界の増加方法」については以下で併せて説明する。
なお、以下では、説明を簡略化するために、図１において、記録メディア２０に近い側（図中の下側）を「前方」と表現し、遠い側（図中の上側）を「後方」と表現すると共に、記録メディア２０が磁気記録ヘッドに対して相対的に進行する側（図中の左側）を「トレーリング側」と表現し、その反対側（図中の右側）を「リーディング側」と表現する。なお、上記した表現と異なる表現を使用する場合には、その表現の意味するところについて随時説明する。
この磁気記録ヘッドは、図１〜図３に示したように、記録メディア２０に垂直磁気記録方式の記録処理を施すことにより情報を磁気的に記録するもの（垂直磁気記録方式の磁気記録ヘッド）であり、図示しない基体上に配設されたリターン磁極層１５と、そのリターン磁極層１５上に補助ヨーク層１６を介して配設された磁極層１１と、補助ヨーク層１６を中心としてスパイラル状に巻回されたコイル１２と、磁極層１１、リターン磁極層１５および補助ヨーク層１６により囲まれた空間に埋設された絶縁層１７とを備えている。これらの磁極層１１およびリターン磁極層１５を備えた磁気記録ヘッドは、いわゆる単磁極型の磁気記録ヘッドである。
リターン磁極層１５は、エアベアリング面１９（ＡＢＳ）から後方に向かって延在しており、磁極層１１から放出された記録用の磁束を環流させる機能を有し、より具体的には記録メディア２０に供給されることにより記録処理に利用された磁束を環流させるための流路（いわゆるリターンパス）として機能するものである。このリターン磁極層１５は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかにより構成されており、約０．５μｍ〜５．０μｍの厚さを有している。ここでは、リターン磁極層１５は、例えば、磁極層１１のうちのリーディングエッジの前側に配置されている。この「リーディングエッジ」とは、磁極層１１のうちのリーディング側の端縁（エッジ）であり、「リーディングエッジの前側」とは、リーディングエッジのリーディング側（図１中の右側）である。
補助ヨーク層１６は、磁極層１１とリターン磁極１５と後方において磁気的に連結させる磁気ヨークである。この補助ヨーク層１６は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかにより構成されている。特に、補助ヨーク層１６は、絶縁層１７を介してコイル１２が埋設される空間Ｓをリターン磁極層１５と構成している。この空間Ｓの深さＤＳは、約０．５μｍ〜４．０μｍである。
磁極層１１は、エアベアリング面１９から後方に向かって延在しており、情報の記録時において実質的に記録処理を担い、より具体的にはコイル１２において発生した記録用の磁束を放出することによりヘッド磁界を発生させるものである。この磁極層１１は、例えば、トレーリング側に位置する主磁極層１３と、リーディング側に位置するヨーク層１４とを含み、それらの主磁極層１３およびヨーク層１４が互いに磁気的に連結された構成を有している。
主磁極層１３は、エアベアリング面１９から後方に向かって延在する垂直単磁極である。この主磁極層１３は、例えば、図２に示したように、略羽子板型の平面形状を有しており、より具体的には、エアベアリング面１９に近い側から順に、記録トラック幅を規定する一定の幅Ｗ１０を有する一定幅部分１３Ａと、その一定幅部分１３Ａの幅Ｗ１０よりも大きな幅を有する拡幅部分１３Ｂとを含み、それらの一定幅部分１３Ａおよび拡幅部分１３Ｂが互いに磁気的に連結されることにより一体化された構成を有している。この一定幅部分１３Ａの長さ（延在距離）は、いわゆるネックハイトＮＨである。
特に、主磁極層１３は、リーディング側に位置する下部主磁極層６１と、トレーリング側に位置する上部主磁極層７１とを含み、それらの下部主磁極層６１および上部主磁極層７１が互いに磁気的に連結された構成を有している。
下部主磁極層６１は、ヨーク層１４および絶縁層１７により構成された後述する窪みＴ、すなわち傾斜した側壁Ｗにより構成された窪みＴに埋設された第１の材料層である。この下部主磁極層６１は、少なくとも１．８Ｔの磁気モーメント（いわゆる飽和磁束密度Ｂｓ）を有する磁性材料により構成されており、平坦な上面Ｍ２を構成している。この「少なくとも１．８Ｔの磁気モーメントを有する磁性材料」とは、例えば、（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかである。なお、エアベアリング面１９は、下部主磁極層６１の上面Ｍ２に直交する面である。
上部主磁極層７１は、下部主磁極層６１上、すなわち平坦な上面Ｍ２上に配設された第２の材料層である。この上部主磁極層７１は、少なくとも２．０Ｔの磁気モーメント（いわゆる飽和磁束密度Ｂｓ）を有する磁性材料により構成されている。この「少なくとも２．０Ｔの磁気モーメントを有する磁性材料」とは、例えば、（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかである。これにより、主磁極層１３は、先端（ポールチップ領域）において少なくとも１．８Ｔの磁気モーメントを有しており、より具体的には上部主磁極層７１の先端において少なくとも２．０Ｔの磁気モーメントを有している。
この主磁極層１３（下部主磁極層６１／上部主磁極層７１）では、上記したように、傾斜した側壁Ｗにより構成された窪みＴに下部主磁極層６１が埋設されていることに伴い、その側壁Ｗに対応する箇所、すなわち主磁極層１３のうちのリーディング側にテーパＰが設けられている。このテーパＰが設けられた箇所において主磁極層１３の厚さは、約０．１μｍ〜４．０μｍの距離に渡って、約０．２μｍ〜２．０μｍの厚さＴ１（第１の厚さ）から、その厚さＴ１よりも小さな約０．１μｍ〜０．４μｍの厚さＴ２（Ｔ２＜Ｔ１；第２の厚さ）まで減少している。特に、厚さＴ２を有する部分は、エアベアリング面１９から後方に向かって、約０．２μｍ〜０．４μｍの距離だけ延在している。この主磁極層１３のテーパ角度ω、すなわち垂直線（図１に示した主磁極層１３の延在方向）とテーパＰとの間の角度は、後述する側壁Ｗの傾斜角度θに基づいて規定されており、例えば、約１５°〜６５°である。
コイル１２は、記録用の磁束を発生させるものである。このコイル１２において発生した記録用の磁束は、主磁極層１３の先端（ポールチップ領域）まで流れたのちに最終的に記録メディア２０まで到達する（記録メディア２０にビットを記録する）ように、磁極層１１の内部を流れる。
絶縁層１７は、コイル１２を周辺から電気的に分離するものであり、例えば、アルミニウム酸化物により構成されている。特に、絶縁層１７は、補助ヨーク層１６と共に選択的に掘り下げられることにより、その補助ヨーク層１６と共に、磁極層１１のうちの主磁極層１３（下部主磁極層６１）を埋設させるための窪みＴを構成している。この窪みＴは、上記したように、平坦な底面Ｂと共に、その底面Ｂに対して傾斜した側壁Ｗにより構成されている。この窪みＴの深さＤＴは、約０．２μｍ〜３．０μｍである。また、窪みＴの傾斜角度θ、すなわち垂直線（図１に示した主磁極層１３の延在方向）と側壁Ｗとの間の角度は、約１５°〜６５°である。
なお、記録メディア２０は、磁気記録ヘッドにより情報が磁気的に記録される記録媒体である。図１では詳細に示していないが、記録メディア２０は、例えば、記録用の磁束の流路として機能する軟磁性下地層と、情報が磁気的に記録される記録層とを含んで構成されている。
この磁気記録ヘッドでは、情報の記録時において、エアベアリング面１９が記録メディア２０に近接して対向された状態において、その記録メディア２０の表面に沿って平行に移動する。この状態において、図示しない外部回路からコイル１２に電流が流れると、そのコイル１２において記録用の磁束が発生する。このとき発生した磁束は、磁極層１１（ヨーク層１４／主磁極層１３）に収容されたのち、主に主磁極層１３（下部主磁極層６１／上部主磁極層７１）の内部を後端部１３Ｂから先端部１３Ａに向けて流れる。この際、主磁極層１３内を流れる磁束は、その主磁極層１３の幅の減少に伴って絞り込まれながら集束するため、最終的に先端部１３Ａのうちのトレーリングエッジ近傍に集中する。このトレーリングエッジ近傍に集中した磁束が外部に放出されることにより、記録メディア２０の表面と直交する方向にヘッド磁界（垂直磁界）が発生すると、そのヘッド磁界により記録メディア２０が磁化されるため、記録メディア２０に情報が磁気的に記録される。この磁気記録ヘッドでは、特に、主磁極層１３から約０．１Ｔ〜０．３Ｔのヘッド磁界が発生する。この情報の記録時には、主磁極層１３から放出された記録用の磁束が記録メディア２０のうちの軟磁性下地層を経由してリターン磁極層１５に環流されるため、磁気記録ヘッドおよび記録メディア２０により磁気回路が構築される。
次に、図１〜図７を参照して、本実施の形態に係る磁気記録ヘッドの製造方法として、図１〜図３に示した磁気記録ヘッドの製造方法について説明する。図４〜図７は、磁気記録ヘッドの製造方法を説明するためのものであり、いずれも図３に示した断面構成を表している。なお、磁気記録ヘッドを構成する一連の構成要素の材質、寸法および構造的特徴については既に詳述したので、それらの説明を随時省略する。
この磁気記録ヘッドは、主に、成膜技術、パターニング技術およびエッチング技術などを含む既存の薄膜プロセスを使用して、一連の構成要素を順次形成して積層させることにより製造される。すなわち、まず、図１および図４に示したように、図示しない基体上に、リターン磁極層１５を形成する。このリターン磁極層１５を形成する際には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用すると共に、約０．５μｍ〜５．０μｍの厚さとなるようにする。
続いて、リターン磁極層１５上に、補助ヨーク層１６を介してヨーク層１４を形成することにより、それらのリターン磁極層１５および補助ヨーク層１６により絶縁層１７を介してコイル１２が埋設される空間Ｓを構成すると共に、補助ヨーク層１６および絶縁層１７により上面Ｍ１（第１の上面）が共有されるようにする。この補助ヨーク層１６を形成する際には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用すると共に、空間Ｓの深さＤＳ（図３参照）が約０．５μｍ〜４．０μｍとなるようにする。なお、リターン磁極層１５上に補助ヨーク層１６を形成したのちには、上記したように、空間Ｓにコイル１２を埋設するように絶縁層１７を形成する。この絶縁層１７を形成する際には、例えば、アルミニウム酸化物を使用する。参考までに、補助ヨーク層１６および絶縁層１７が上面Ｍ１を共有するようにするためには、例えば、補助ヨーク層１６および絶縁層１７を形成したのち、必要に応じて補助ヨーク層１６および絶縁層１７を一括して研磨することにより平坦化してもよい。
続いて、上面Ｍ１から下方に向かって補助ヨーク層１６および絶縁層１７を選択的に掘り下げることにより、図５に示したように、傾斜した側壁Ｗと共に底面Ｂにより構成されるように窪みＴを形成する。この窪みＴを形成する際には、例えば、イオンビームミリングを使用して補助ヨーク層１６および絶縁層１７をエッチングするようにし、特に、窪みＴの深さＤＴが約０．２μｍ〜３．０μｍとなると共に、側壁Ｗの傾斜角度θが約１５°〜６５°となるようにする。この場合には、例えば、イオンビームミリングを使用して窪みＴを形成する際に、そのイオンビームの照射量および照射時間を調整することにより窪みＴの深さＤＴを制御すると共に、イオンビームの入射角度を調整することにより側壁Ｗの傾斜角度θを制御するのが好ましい。
続いて、図６に示したように、少なくとも１．８Ｔを有する磁性材料を使用して窪みＴを埋め込むように下部主磁極層６１を形成したのち、上面Ｍ１が露出するまで少なくとも下部主磁極層６１を研磨して平坦化することにより、その窪みＴに下部主磁極層６１を埋設させると共に平坦な上面Ｍ２を構成する。この下部主磁極層６１を形成する際には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用する。
続いて、図７に示したように、下部主磁極層６１の上面Ｍ２およびその周辺領域上に、少なくとも２．０Ｔを有する磁性材料を使用して上部主磁極層７１を形成する。この上部主磁極層７１を形成する際には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用する。これにより、下部主磁極層６１および上部主磁極層７１を含むように主磁極層１３が形成される。この主磁極層１３では、上記したように、傾斜した側壁Ｗにより構成された窪みＴに下部主磁極層６１が埋設されることに伴い、その側壁Ｗに対応する箇所にテーパＰが設けられる。このテーパＰのテーパ角度ωは、側壁Ｗの傾斜角度θを反映して、約１５°〜６５°となる。この結果、主磁極層１３およびヨーク層１４を含むように磁極層１１が形成されるため、リターン磁極層１５から磁極層１１に至る一連の構成要素が積層された積層構造を有するように磁気記録ヘッドが形成される。
最後に、上面Ｍ１，Ｍ２の双方と直交する面内において磁気記録ヘッドを研磨して平坦化することにより、図３に示したように、エアベアリング面１９を形成する。これにより、図１〜図３に示した磁気記録ヘッドが完成する。
本実施の形態に係る磁気記録ヘッドでは、主磁極層１３にテーパＰが設けられ、より具体的には先端に近づくにしたがって厚さＴ１から厚さＴ２（Ｔ２＜Ｔ１）までトレーリング側に向かって厚さが減少するように主磁極層１３にテーパＰを設けたので、その主磁極層１３にテーパＰが設けられておらず、すなわち主磁極層１１が全体に渡って厚さＴ２を有する場合と比較して、主磁極層１３の先端において磁束飽和が生じにくくなると共に、ヘッド磁界に基づいて記録プロファイルが拡大しにくくなる。したがって、ヘッド磁界が増加すると共に記録プロファイルが精密に小さくなるため、ヘッド磁界および空間分解能を確保することができる。
また、本実施の形態に係る磁気記録ヘッドの製造方法では、エッチング処理を使用して、傾斜した側壁Ｗにより構成されるように窪みＴを形成したのち、その窪みＴに主磁極層１３のうちの一部を構成する下部主磁極層６１を形成するようにしたので、側壁Ｗの傾斜状態（傾斜角度θ）を利用して最終的に主磁極層１１にテーパＰ（テーパ角度ω）が設けられる。したがって、上記したように、主磁極層１３に設けられたテーパＰに基づいてヘッド磁界および空間分解能が確保されるため、ヘッド磁界および空間分解能が確保された磁気記録ヘッドを製造することができる。
さらに、本実施の形態に係るヘッド磁界の増加方法では、主磁極層１３にテーパＰを設けることにより、上記したように、その主磁極層１３に設けられたテーパＰを利用して、ヘッド磁界を確保するために増加させることができる。
なお、本実施の形態では、図１〜図３に示したように、主磁極層１３のリーディング側にテーパＰを設けると共に、その主磁極層１３のリーディング側にリターン磁極層１５を配置させるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、主磁極層１３にテーパＰを設ける位置およびリターン磁極層１５の配置位置は、自由に変形可能である。
図８は、磁気記録ヘッドの構成に関する変形例を表しており、図１に対応する断面構成を示している。また、図９および図１０は、図８に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部を矢印２８の方向から見た場合の平面構成を拡大して表している。なお、図８では、図１において示していた記録メディア２０を省略している。
図８に示した磁気記録ヘッドでは、主磁極層１３のリーディング側にリターン磁極層１５が配置されていた上記実施の形態（図１参照）とは異なり、主磁極層１３のトレーリング側にリターン磁極層１５が配置されている。確認までに説明しておくと、図８では、図１とは異なり、トレーリング側およびリーディング側が反転しており、より具体的には、図８中の右側がトレーリング側であり、左側がリーディング側である。すなわち、図８に示した場合においても、主磁極層１３のリーディング側にテーパＰが設けられている。なお、図８では、主磁極層１３の図示内容を簡略化するために、その主磁極層１３の構成の詳細な図示（下部主磁極層６１および上部主磁極層７１の図示）を省略している。特に、図８では、例えば、エアベアリング面１９から始まるように主磁極層１３にテーパＰが設けられていると共に、ヨーク層１４がエアベアリング面１９から後方に向かって延在している場合を示している。
図８に示した磁気記録ヘッドでは、主磁極層１３のトレーリング側に配置されたリターン磁極層１５に、エアベアリング面１９に沿って磁極層１１に近づくように延在し、その磁極層１１からギャップを介して離間されたトレーリングシールド層２５が磁気的に連結されている。これらのリターン磁極層１５、磁極層１１およびトレーリングシールド層２５を備えた磁気記録ヘッドは、いわゆるシールド型の磁気記録ヘッドである。
このトレーリングシールド層２５は、磁極層１１から放出される記録用の磁束のうちの一部（広がり成分）を取り込むことにより、ヘッド磁界の磁界勾配を急峻化させるものであり、そのトレーリングシールド層２５の構成は、自由に設定可能である。具体的には、トレーリングシールド層２５は、例えば、図９に示したように、磁極層１１のトレーリング側のみに位置するトレーリングシールド２６であってもよいし、あるいは図１０に示したように、磁極層１１のトレーリング側に位置する１つのトレーリングシールド層部分２７Ａおよび両側方（クロストラック方向）に位置する２つのトレーリングシールド層部分２７Ｂを含み、すなわち磁極層１１を三方から囲む３つのトレーリングシールド層部分２７Ａ，２７Ｂにより構成されたトレーリングシールド層２７であってもよい。
図８〜図１０に示した磁気記録ヘッドにおいても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。この場合には、特に、磁極層１１のトレーリング側にトレーリングシールド層２５を備えているため、上記したように、ヘッド磁界の磁界勾配を急峻化させることができる。なお、図８〜図１０に示した磁気記録ヘッドに関する上記以外の構成は、上記実施の形態（図１〜図３参照）と同様である。
図１１は、磁気記録ヘッドの構成に関する他の変形例を表しており、図１に対応する断面構成を示している。また、図１２〜図１８は、図１１に示した磁気記録ヘッドの製造方法を説明するためのものであり、その図１１に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部に対応する部分を拡大して表している。
図１１に示した磁気記録ヘッドでは、磁極層１１に対応する磁極層４３を備え、図８に示した場合と同様に、その磁極層４３のトレーリング側にリターン磁極層１５が配置されている場合において、磁極層１１のリーディング側にテーパＰが設けられていた上記実施の形態（図１参照）とは異なり、磁極層４３のトレーリング側にテーパが設けられている。この場合には、リターン磁極層１５に、エアベアリング面１９に沿って磁極層４３に近づくように延在し、その磁極層４３から一定の間隔１３１を介して離間されたトレーリングシールド１３５が磁気的に連結されている。
トレーリングシールド層１３５は、図８に示したトレーリングシールド層２５と同様の機能を果たすものである。このトレーリングシールド層１３５は、磁極層４３のトレーリング側に配置され、すなわち磁極層４３のうちのトレーリングエッジの後側に配置されており、約０．０５μｍ〜０．５μｍの厚さを有している。この「トレーリングエッジの後側」とは、トレーリングエッジのトレーリング側（図１１中の右側）である。特に、トレーリングシールド１３５のうちのリーディングエッジには、磁極層４３のうちのトレーリングエッジに設けられたテーパＰと平行に対向するようにテーパＰＴが設けられており、そのテーパＰＴのテーパ角度ωＴは、テーパＰのテーパ角度ωと等しくなっている（ωＴ＝ω）。トレーリングシールド１３５のうちのリーディングエッジ（テーパＰＴ）と磁極層４３のうちのトレーリングエッジ（テーパＰ）とは、上記したように、一定の間隔１３１を介して離間されており、その間隔１３１は、約０．０２μｍ〜０．２μｍである。なお、ここでは具体的に図面を参照して説明しないが、トレーリングシールド層１３５は、例えば、図９に示した場合と同様に、磁極層４３のトレーリング側に位置する１つの部分のみにより構成されていてもよいし、あるいは図１０に示した場合と同様に、磁極層４３のトレーリング側および両側方に位置する３つの部分により構成されていてもよい。
この磁極層４３では、上記したように、トレーリングエッジにテーパＰが設けられており、そのテーパＰのテーパ角度ωは、約１５°〜６０°である。このテーパＰは、磁極層４３のうち、エアベアリング面１９から約０．３μｍ未満の距離に至る位置から、そのエアベアリング面１９から約２．０μｍの距離に至る位置まで設けられている。
図１１に示した磁気記録ヘッドは、以下の手順を経ることにより製造可能である。すなわち、図１１に示した磁気記録ヘッドとして、記録処理と共に再生処理を実行可能な複合型の磁気記録ヘッドを製造する場合において、その磁気記録ヘッドのうちの主要部を形成する際には、例えば、再生処理を担う再生ヘッド部を形成したのち、まず、図１２に示したように、再生ヘッド部のうちの一部を構成する上部リードシールド層４２上に、例えばアルミニウム酸化物などの非磁性材料を使用して、約１．０μｍ〜３．０μｍの厚さとなるように分離層４１を形成する。続いて、分離層４１上に、約２．４Ｔ以下の磁気モーメントを有する磁性材料、具体的にはコバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）およびそれらの合金を含む磁性材料を使用して、約０．０３μｍ〜０．２μｍの厚さとなるように磁性層４３Ｚを形成する。この磁性層４３Ｚは、後工程においてエッチングされることにより磁極層４３となる前準備層である。
続いて、上記実施の形態において窪みＴを形成した場合（図５参照）と同様のエッチング手法を使用して、磁性層４３Ｚを部分的にエッチングすることにより、図１３に示したように、その磁性層４３Ｚに窪み１５１を形成する。この窪み１５１を形成する際には、上記実施の形態において、傾斜した側壁Ｗにより構成されるように窪みＴを形成した場合と同様に、傾斜した側壁１５２により窪み１５１が構成されるようにする。この側壁１５２の傾斜状態は、後工程において磁極層４３を形成した際に、その磁極層４３に設けられるテーパＰＴのテーパ角度ωＴを規定することとなる。
続いて、上記実施の形態において図２を参照して説明した略羽子板型の平面形状となるように、窪み１５１が設けられた磁性層４３Ｚをパターニングすることにより、図１４に示したように、窪み１５１が設けられた磁極層４３を形成する。この磁極層４３では、窪み１５１を構成していた側壁１５２（図１３参照）に対応する箇所に、その側壁１５２の傾斜状態を反映してテーパＰが設けられる。続いて、テーパＰが設けられた磁極層４３上に、例えばアルミニウム酸化物などの非磁性材料を使用して、約０．０３μｍ〜０．２μｍの厚さとなるようにギャップ層１４１を形成する。このギャップ層１４１は、磁極層４３と後工程において形成されるトレーリングシールド層１３５との間に磁気的なギャップを確保するためのものである。
続いて、図１５に示したように、ギャップ層１４１上、より具体的には磁極層４３に設けられたテーパＰに対応するギャップ層１４１の一部領域およびその周辺領域上に、約１．０Ｔ〜２．０Ｔの磁気モーメントを有する磁性材料、具体的にはニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）の合金を使用して、トレーリングシールド層１３５を形成する。このトレーリングシールド層１３５では、磁極層４３に設けられたテーパＰに対応する箇所にテーパＰＴが設けられる。
続いて、図１６に示したように、ギャップ層１４１の露出面、すなわちギャップ層１４１のうちのトレーリングシールド層１３５が形成されていない領域を覆うように絶縁層１７を形成したのち、そのトレーリングシールド層１３５が露出するまで少なくとも絶縁層１７を研磨して平坦化する。なお、絶縁層１７を形成する際には、コイル１２を埋設するようにする。
続いて、図１７に示したように、トレーリングシールド層１３５および絶縁層１７により構成された平坦面上に、約１．０Ｔ〜２．０Ｔの磁気モーメントを有する磁性材料、具体的にはニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）の合金を使用して、約０．５μｍ〜５．０μｍの厚さとなるようにリターン磁極層１５を形成することにより、そのリターン磁極層１５をトレーリングシールド層１３５に磁気的に連結させる。
最後に、上記実施の形態においてエアベアリング面１９を形成した場合（図３参照）と同様の研磨手法を使用して、図１８に示したように、エアベアリング面１９を形成することにより、図１１に示した磁気記録ヘッドが完成する。
図１１に示した磁気記録ヘッドにおいても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。特に、磁極層４３のトレーリング側にトレーリングシールド１３５を備えるため、ヘッド磁界の磁界勾配を急峻化させることができる。また、図１２〜図１８に示した磁気記録ヘッドの製造方法を使用することにより、図１１に示した磁気記録ヘッドを製造することができる。なお、図１１に示した磁気記録ヘッドに関する上記以外の構成は、上記実施の形態（図１〜図３参照）と同様である。また、図１２〜図１８に示した磁気記録ヘッドの製造方法に関する上記以外の手順は、やはり上記実施の形態（図１〜図７）と同様である。
次に、本発明に関する実施例について説明する。
上記実施の形態において説明した磁気記録ヘッドの製造方法（図１〜図７参照）を使用して、テーパＰが設けられた主磁極層１３を含む磁極層１１を備えるように磁気記録ヘッド（図１〜図３参照；以下、単に「本発明の磁気記録ヘッド」という。）を製造したのち、その本発明の磁気記録ヘッドを使用して記録処理を実行することによりヘッド磁界の分布を調べたところ、図１９に示した結果が得られた。図１９は、ヘッド磁界のダウントラック位置依存性を表しており、「横軸」はダウントラック位置Ｐ（μｍ）を示し、「縦軸」はヘッド磁界Ｈ（Ｔ）を示している。なお、本発明の磁気記録ヘッドに関してヘッド磁界の分布を調べる際には、そのヘッド磁界の分布を比較評価するために、テーパＰが設けられていない磁極層１１１を備えた従来の磁気記録ヘッド（図２０〜図２２参照）に関するヘッド磁界の分布も調べることにより、その結果を図１９に併せて示した。図１９中、「１９１」は第１の従来の薄膜磁気ヘッド（磁極層１１１の厚さＴ１００＝０．２μｍ）に関する結果を示し、「１９２」は第２の従来の薄膜磁気ヘッド（磁極層１１１の厚さＴ１００＝０．４μｍ）を示し、「１９３」は本発明の磁気記録ヘッド（主磁極層１３の厚さＴ２＝０．２μｍ）を示す。
図１９に示した結果から判るように、第１の従来の磁気記録ヘッド（１９１）、第２の従来の磁気記録ヘッド（１９２）および本発明の磁気記録ヘッド（１９３）のいずれの場合においても、ヘッド磁界Ｈはダウントラック位置Ｐ＝０μｍ近傍において最大となるようにピーク曲線を描いた。ここで、第１および第２の従来の磁気記録ヘッドでは、磁極層１１１の厚さＴ１００が大きいほどヘッド磁界Ｈの最大値が大きくなり、すなわち第１の従来の場合よりも第２の従来の場合においてヘッド磁界Ｈの最大値が大きくなったが、これらの場合には、ダウントラック位置Ｐ＝０μｍの周辺領域におけるヘッド磁界Ｈも併せて大きくなってしまった。このことは、第１および第２の従来の磁気記録ヘッドでは、ダウントラック位置Ｐ＝０μｍの周辺領域における大きなヘッド磁界Ｈに起因して、記録時においてスキューが発生した際に隣接トラック消去（ＡＴＥ）が発生しやすくなることを表している。これに対して、本発明の磁気記録ヘッドでは、ヘッド磁界Ｈの最大値が第１および第２の従来の磁気記録ヘッドよりも大きくなると共に、ダウントラック位置Ｐ＝０μｍの周辺領域におけるヘッド磁界Ｈが第１および第２の従来の磁気記録ヘッドよりも小さくなった。このことは、本発明の磁気記録ヘッドでは、ダウントラック位置Ｐ＝０μｍ近傍におけるヘッド磁界Ｈの相対的な増加に基づいて、ヘッド磁界Ｈが十分に大きくなると共に、ダウントラック位置Ｐ＝０μｍの周辺領域におけるヘッド磁界Ｈの相対的な減少に基づいて、スキューの発生時に隣接トラック消去（ＡＴＥ）が発生しにくくなることを表している。これらのことから、本発明の磁気記録ヘッドでは、主磁極層１３にテーパＰが設けられていることに基づき、ヘッド磁界を確保可能であると共に、記録時において隣接トラック消去が発生することを抑制することにより空間分解能を確保可能であることが確認された。
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、本発明に係る磁気記録ヘッドおよびその製造方法、ならびにヘッド磁界の増加方法に関する構成および手順などの詳細は、必ずしも上記実施の形態および実施例において説明した態様に限られず、垂直単磁極にテーパを設けることによりヘッド磁界および空間分解能を確保することが可能な限り、自由に変更可能である。
本発明に係る磁気記録ヘッドおよびその製造方法、ならびにヘッド磁界の増加方法は、垂直記録方式の磁気記録ヘッドに適用することが可能である。
本発明の一実施の形態に係る磁気記録ヘッドの断面構成を表す断面図である。 図１に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部の平面構成を拡大して表す平面図である。 図１に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部の断面構成を拡大して表す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る磁気記録ヘッドの製造方法のうちの一工程を説明するための断面図である。 図４に続く工程を説明するための断面図である。 図５に続く工程を説明するための断面図である。 図６に続く工程を説明するための断面図である。 本発明の一実施の形態に係る磁気記録ヘッドの構成に関する変形例を表す断面図である。 図８に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部の平面構成を表す平面図である。 図８に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部の他の平面構成を表す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る磁気記録ヘッドの構成に関する他の変形例を表す断面図である。 図１１に示した磁気記録ヘッドの製造方法のうちの一工程を説明するための断面図である。 図１２に続く工程を説明するための断面図である。 図１３に続く工程を説明するための断面図である。 図１４に続く工程を説明するための断面図である。 図１５に続く工程を説明するための断面図である。 図１６に続く工程を説明するための断面図である。 図１７に続く工程を説明するための断面図である。 ヘッド磁界のダウントラック位置依存性を表す図である。 従来の磁気記録ヘッドの断面構成を表す断面図である。 図２０に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部の平面構成を拡大して表す平面図である。 図２０に示した磁気記録ヘッドのうちの主要部の断面構成を拡大して表す断面図である。
符号の説明
１１…磁極層、１２…コイル、１３…主磁極層、１３Ａ…一定幅部分、１３Ｂ…拡幅部分、１４…ヨーク層、１５…リターン磁極層、１６…補助ヨーク層、１７…絶縁層、１９…エアベアリング面、２０…記録メディア、２５，２６，２７，１３５…トレーリングシールド層、２７Ａ，２７Ｂ…トレーリングシールド層部分、４１…分離層、４２…上部リードシールド層、４３Ｚ…磁性層、６１…下部主磁極層、７１…上部主磁極層、１３１…間隔、１４１…ギャップ層、Ｂ…底面、ＤＳ，ＤＴ…深さ、Ｍ１，Ｍ２…上面、ＮＨ…ネックハイト、Ｐ，ＰＴ…テーパ、Ｓ…空間、Ｔ，１５１…窪み、Ｔ１，Ｔ２…厚さ、Ｗ，１５２…側壁、Ｗ１０…幅、θ…傾斜角度、ω，ωＴ…テーパ角度。

Claims (33)

  1. エアベアリング面から延在する垂直単磁極から発生するヘッド磁界を増加させる方法であって、
    ０．１μｍ以上４．０μｍ以下の範囲内の距離に渡って、０．２μｍ以上２．０μｍ以下の範囲内の第１の厚さから、その第１の厚さよりも小さな０．１μｍ以上０．４μｍ以下の範囲内の第２の厚さまで厚さが減少すると共に、
    その第２の厚さを有する部分が、前記エアベアリング面から０．２μｍ以上０．４μｍ以下の範囲内の距離だけ延在するように、
    前記垂直単磁極にテーパを設ける
    ことを特徴とするヘッド磁界の増加方法。
  2. 前記垂直単磁極において、０．１Ｔ（テスラ）以上０．３Ｔ以下の範囲内のヘッド磁界を発生させる
    ことを特徴とする請求項１記載のヘッド磁界の増加方法。
  3. ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用して、前記垂直単磁極を構成する
    ことを特徴とする請求項１記載のヘッド磁界の増加方法。
  4. 前記垂直単磁極の先端において、少なくとも１．８Ｔの磁気モーメントを有するようにする
    ことを特徴とする請求項１記載のヘッド磁界の増加方法。
  5. テーパが設けられた垂直単磁極を備えた磁気記録ヘッドを製造する方法であって、
    基体上に、リターン磁極層を形成する工程と、
    前記リターン磁極層上に、磁気ヨークを形成することにより、それらのリターン磁極層および磁気ヨークにより絶縁層を介してコイルが埋設される空間を構成すると共に、前記磁気ヨークおよび前記絶縁層により第１の上面が共有されるようにする工程と、
    前記第１の上面から下方に向かって前記磁気ヨークおよび前記絶縁層を選択的に掘り下げることにより、傾斜した側壁により構成されるように窪みを形成する工程と、
    前記窪みに、少なくとも１．８Ｔ（テスラ）の磁気モーメントを有する第１の材料層を埋め込んだのち、前記第１の上面が露出するまで少なくとも前記第１の材料層を研磨して平坦化することにより、平坦な第２の上面を構成する工程と、
    前記第２の上面上に、少なくとも２．０Ｔの磁気モーメントを有する第２の材料層を形成し、それらの第１の材料層および第２の材料層を含むと共にテーパが設けられるように前記垂直単磁極を形成することにより、その垂直単磁極を備えるように前記磁気記録ヘッドを形成する工程と、
    前記第１の上面および前記第２の上面の双方と直交する面内において前記磁気記録ヘッドを研磨して平坦化することにより、エアベアリング面を形成する工程と、を含む
    ことを特徴とする磁気記録ヘッドの製造方法。
  6. ０．５μｍ以上５．０μｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記リターン磁極層を形成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  7. ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用して、前記リターン磁極層を形成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  8. ０．５μｍ以上４．０μｍ以下の範囲内の深さとなるように、前記空間を構成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  9. アルミニウム酸化物を使用して、前記絶縁層を形成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  10. イオンビームミリングを使用して前記磁気ヨークおよび前記絶縁層をエッチングすることにより、前記窪みを形成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  11. ０．２μｍ以上３．０μｍ以下の範囲内の深さとなるように、前記窪みを形成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  12. イオンビームミリングを使用して前記窪みを形成する際に、そのイオンビームの照射量および照射時間を調整することにより、前記窪みの深さを制御する
    ことを特徴とする請求項１１記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  13. 前記側壁が垂直線から１５°以上６５°以下の範囲内の角度で傾斜するように、前記窪みを形成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  14. イオンビームミリングを使用して前記窪みを形成する際に、そのイオンビームの入射角度を調整することにより、前記側壁の傾斜角度を制御する
    ことを特徴とする請求項１３記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  15. ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用して、前記磁気ヨークを形成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  16. ニッケル（ＮＩ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用して、前記第１の材料層を形成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  17. ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかを使用して、前記第２の材料層を形成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  18. 前記垂直単磁極のうちのトレーリングエッジの後側に配置されるように、前記リターン磁極層を形成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  19. 前記垂直単磁極のうちのリーディングエッジの前側に配置されるように、前記リターン磁極層を形成する
    ことを特徴とする請求項５記載の磁気記録ヘッドの製造方法。
  20. テーパが設けられた垂直単磁極を備えた磁気記録ヘッドであって、
    基体上に配設されたリターン磁極層と、
    前記リターン磁極層上に配設され、絶縁層を介してコイルが埋設される空間を前記リターン磁極層と構成すると共に、その絶縁層と第１の上面を共有する磁気ヨークと、
    前記第１の上面から下方に向かって前記磁気ヨークおよび前記絶縁層に選択的に設けられ、傾斜した側壁により構成された窪みと、
    前記窪みに埋設され、少なくとも１．８Ｔ（テスラ）の磁気モーメントを有すると共に平坦な第２の上面を構成する第１の材料層と、前記第２の上面上に配設され、少なくとも２．０Ｔの磁気モーメントを有する第２の材料層と、を含む前記垂直単磁極と、
    前記第１の上面および前記第２の上面の双方と直交する面内のエアベアリング面と、を備えた
    ことを特徴とする磁気記録ヘッド。
  21. 前記リターン磁極層が、０．５μｍ以上５．０μｍ以下の範囲内の厚さを有している
    ことを特徴とする請求項２０記載の磁気記録ヘッド。
  22. 前記リターン磁極層が、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかにより構成されている
    ことを特徴とする請求項２０記載の磁気記録ヘッド。
  23. 前記空間が、０．５μｍ以上４．０μｍ以下の範囲内の深さを有している
    ことを特徴とする請求項２０記載の磁気記録ヘッド。
  24. 前記絶縁層が、アルミニウム酸化物により構成されている
    ことを特徴とする請求項２０記載の磁気記録ヘッド。
  25. 前記窪みが、０．２μｍ以上３．０μｍ以下の範囲内の深さを有している
    ことを特徴とする請求項２０記載の磁気記録ヘッド。
  26. 前記側壁が、垂直線から１５°以上６５°以下の範囲内の角度で傾斜している
    ことを特徴とする請求項２０記載の磁気記録ヘッド。
  27. 前記磁気ヨークが、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかにより構成されている
    ことを特徴とする請求項２０記載の磁気記録ヘッド。
  28. 前記第１の材料層が、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかにより構成されている
    ことを特徴とする請求項２０記載の磁気記録ヘッド。
  29. 前記第２の材料層が、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびそれらの合金を含む群のうちのいずれかにより構成されている
    ことを特徴とする請求項２０記載の磁気記録ヘッド。
  30. エアベアリング面と共に、トレーリングエッジを有する垂直単磁極を備えた磁気記録ヘッドであって、
    前記垂直単磁極のうちの前記トレーリングエッジに、垂直線から１５°以上６０°以下の範囲内の角度でテーパが設けられ、
    そのトレーリングエッジに設けられたテーパが、前記エアベアリング面から０．３μｍ未満の距離に至る位置から、そのエアベアリング面から２．０μｍの距離に至る位置まで設けられており、
    前記トレーリングエッジの後側に、０．０５μｍ以上０．５μｍ以下の範囲内の厚さを有するトレーリングシールドを備え、
    前記垂直単磁極および前記トレーリングシールドが所定の距離を介して離間されており、
    前記トレーリングシールドに、前記トレーリングエッジに設けられたテーパの角度と等しい角度でテーパが設けられている
    ことを特徴とする磁気記録ヘッド。
  31. 前記垂直単磁極と前記トレーリングシールドとの間の距離が、０．０２μｍ以上０．２μｍ以下の範囲内である
    ことを特徴とする請求項３０記載の磁気記録ヘッド。
  32. さらに、前記垂直単磁極の周囲に１つまたは複数のサイドシールドを備えた
    ことを特徴とする請求項３０記載の磁気記録ヘッド。
  33. さらに、
    リターン磁極層と、
    前記リターン磁極層上に配設され、絶縁層を介してコイルが埋設される空間を前記リターン磁極層と構成すると共に、その絶縁層と第１の上面を共有する磁気ヨークと、
    前記第１の上面から下方に向かって前記磁気ヨークおよび前記絶縁層に選択的に設けられ、傾斜した側壁および底面により構成された窪みと、を備え、
    前記垂直単磁極が、
    前記窪みに埋設され、少なくとも１．８Ｔの磁気モーメントを有すると共に平坦な第２の上面を構成する第１の材料層と、
    前記第２の上面上に配設され、少なくとも２．０Ｔの磁気モーメントを有する第２の材料層と、を含んでいる
    ことを特徴とする請求項３０記載の磁気記録ヘッド。
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