JP2006004604A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法並びにヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 薄膜磁気ヘッドは記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端部を有する主磁極層と、媒体対向面の側において、記録ギャップ層を形成するようにして磁極端部に対向するライトシールド層と、少なくともライトシールド層の一部の周りに巻回された薄膜コイルとが積層された構成を有している。また、薄膜磁気ヘッドは主磁極層における記録ギャップ層よりも媒体対向面から離れた部分の大きさよりも大きさの大きい上部ヨーク磁極層を有し、この上部ヨーク磁極層が主磁極層の薄膜コイルに近い側に接合されている。
【選択図】 図1
Description
従来の垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドは、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4等に開示されている。
この薄膜磁気ヘッドは、主磁極層の薄膜コイルに近い側に、主磁極層における記録ギャップ層よりも媒体対向面から離れた部分の大きさよりも大きさが大きい上部ヨーク磁極層が接合されている。
この薄膜磁気ヘッドは、シールド端部が記録媒体からの磁気のリターンを吸収する。
こうすると、磁極端部の飽和磁束密度を高く設定でき、磁極端部におけるトラック幅を狭めても、磁束の飽和を生じ難くすることができる。
この高引張力膜によって、書き込み終了後における主磁極層の残留磁化の方向を媒体対向面に沿った方向に保つことができる。
そして、シールド端部と、上部ヨーク磁極層とが互いに飽和磁束密度の異なる磁性材を用いて形成され、上部ヨーク磁極層の飽和磁束密度よりも、シールド端部の飽和磁束密度が低く設定されていることが好ましい。
さらに、シールド端部と上部ヨーク磁極層との間に、AL−CVDによる絶縁膜が形成されているとよい。
上部ヨーク磁極層は、媒体対向面に近い側に横幅を拡張した拡張領域が形成されていてもよい。
(1)媒体対向面の側に磁極端部を有するように、絶縁層上に主磁極層を形成する工程と、
(2)主磁極層における媒体対向面から離れた側の部分が露出するようにして主磁極層上に記録ギャップ層を形成する工程と、
(3)主磁極層における記録ギャップ層で被覆されない箇所に接合し、主磁極層における記録ギャップ層よりも媒体対向面から離れた部分の大きさよりも大きさの大きい上部ヨーク磁極層と、媒体対向面において磁極端部に対向するシールド端部とを、それぞれの端面が同じ高さになるように一緒に形成する工程と、
(4)上部ヨーク磁極層に絶縁膜を介して接触するようにして薄膜コイルを形成する工程と、
(5)シールド端部に接続し、媒体対向面から離れた側で上部ヨーク磁極層に接続するように磁気シールド層を形成し、その磁気シールド層とシールド端部とを有するライトシールド層を形成する工程。
こうすると、主磁極層に接する高引張力膜を有する薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
このアニールを行うことにより、書き込み終了後における主磁極層内部の残留磁化の影響を低減することができる。
(薄膜磁気ヘッドの構造)
まず、図1〜図3を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構造について説明する。ここで、図1(A)は本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド300の薄膜コイルに交差する方向の断面図、図1(B)はABSを示す正面図である。図2は薄膜磁気ヘッド300における主磁極層10と、上部ヨーク磁極層20および第1のシールド部41を示した平面図、図3は主磁極層10と上部ヨーク磁極層20の接合部分を示す斜視図である。
主磁極層10は、磁極端部11と、ヨーク部12とを有している。主磁極層10は、薄膜磁気ヘッド300によるデータの記録密度を高くするため、磁極端部11における後述する横幅W1を狭めた狭トラック幅構造になっているが、狭トラック幅構造にしても、磁束の飽和が起きないように、上部ヨーク磁極層20よりも、飽和磁束密度の高い磁性材(Hi-Bs材)が用いられている(詳しくは後述する)。
そして、上部ヨーク磁極層20は、ABS30から離れた部分において、ライトシールド層40が磁気的に連結されており、ライトシールド層40とともに連結部44を形成している。
ライトシールド層40は第1のシールド部41と、第1のシールド部42と、第3のシールド部43とを有している。第1のシールド部41は、本発明におけるシールド端部であって、ABS30において、記録ギャップ層24を挟んで主磁極層10の磁極端部11と対向しており、ABS30に交差する方向の奥行きにより、スロートハイトTHが決まるように形成されている(図2参照)。また、第1のシールド部41は、上部ヨーク磁極層20の薄膜コイル100に近い側の端面20aと互いに同じ高さに形成されている端面41aを有し(図2参照)、この端面41aに第2のシールド部42が接続されている。
次に、上述の図1(A),(B)〜図3と、図4(A),(B)〜図8(A),(B)を参照して、上述の構造を有する第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド300の製造方法について説明する。
本実施の形態に係る製造方法では、まず、例えばアルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイド(Al2O3・TiC)よりなる図示しない基板の上に、MR素子(磁気抵抗効果素子)等を備えた再生ヘッドを積層した上で、その再生ヘッドと記録ヘッドとを分離する絶縁層1を例えば約0.2〜0.3μmの厚さで形成する。
次に、図示しないが、フォトリゾグラフィによってフレームを形成の上、フレームめっき法によって、本発明の磁気シールド層となる第2のシールド部42を形成する。第2のシールド部42は、第1のシールド部41と同じ磁性材を用いる。なお、この第2のシールド部42と、薄膜コイル100とは、順序を逆にして形成してもよい。
次に、本発明の磁気シールド層となる第3のシールド部43を2〜3μm程度の厚さで形成すると、記録ギャップ層24を介して磁極端部11と対向し、上部ヨーク磁極層20に接続されるようにしてライトシールド層40が形成され、図1(A)、(B)に示す薄膜磁気ヘッド300が得られる。こうして得られる薄膜磁気ヘッド300は上述の構成を有するから、オーバーライト特性を良好にすることができるようになっている。
上述の製造工程は、次のように変更することができる。すなわち、図6(A),(B)に示すように、第1のシールド部41と上部ヨーク磁極層20を形成した後で、第2のシールド部42よりも先に、絶縁膜31を介して薄膜コイル100を形成する。次に、薄膜コイル100を被覆するようにしてフォトレジスト101を形成する。さらに、フォトレジスト101を被覆し、第1のシールド部41および上部ヨーク磁極層20に接続されるようにして、本発明の磁気シールド層となる第2のシールド部42を形成する。すると、図14(A),(B)に示すように、第1のシールド部41と第2のシールド部42とを有し、第3のシールド部43を備えないライトシールド層40を有する薄膜磁気ヘッド301が得られる。
また、図15(A),(B)に示す薄膜磁気ヘッド302のように、絶縁層1と主磁極層10との間に、主磁極層10に接するテンシル膜15を有するようにしてもよい。このテンシル膜15は、Ta,W,Mo,TiW,TiN,Cr,NiCr等からなり、200MPa以上の高い引張力を加えて形成された高引張力膜である。テンシル膜15を設けると、主磁極層10の書き込み終了後における残留磁化mrの方向をABS30に沿った方向に保つことができる。よって、薄膜磁気ヘッド302は、ポールイレージャーの発生を効果的に防止することができるようになっている。
(変形例3)
さらに、図20に示すように、上部ヨーク磁極層20における可変幅領域21について、ABS30に近い側の横幅を拡張して拡張領域23(図20に示すW4が0.5〜3.0μm程度の幅を有する)を設けることができる。このようにして、上部ヨーク磁極層20に拡張領域23を設けると、上部ヨーク磁極層20におけるABS30付近の磁気量をより多くすることができるので、オーバーライト特性を一層良好にすることが可能となる。
次に、図9(A),(B)を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドについて説明する。図9(A)は本発明の第2の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド310の薄膜コイルに交差する方向の断面図、図9(B)はABSを示す正面図である。
第2の実施の形態にかかる薄膜磁気ヘッド310は、上述した薄膜磁気ヘッド300と比較して、主として、テンシル膜15と同様のテンシル膜16を有する点と、絶縁膜34の代わりに絶縁膜35、36を有する点とで異なり、その他は一致している。なお、以下の説明は相違点について行い、共通点についての説明は省略ないし簡略化する。
また、薄膜磁気ヘッド300と同様の第1のシールド部41を有するので、第1のシールド部41によって、記録媒体からの磁気のリターンを吸収でき、余分の磁気が漏れないようにすることができる。これにより、オーバーライト特性を良好に保つことができ、ATEを防止することもできる。
次に、上述の図9(A),(B)とともに、図10(A),(B)〜図13(A),(B)を参照して、上述の構造を有する第2の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド310の製造方法について説明する。図10(A),(B)〜図13(A),(B)はそれぞれ図9(A),(B)に対応する各製造工程における断面を示している。
本実施の形態でも、第1の実施の形態と同様に、図示しない基板の上に絶縁層1を例えば約0.2〜0.3μmの厚さで形成する。
次に、磁極端部11とヨーク部12を有する主磁極層10を第1の実施の形態と同様の手順で形成する。なお、図9(A),(B)〜図13(A),(B)では、磁極端部11とヨーク部12を有する主磁極層10を形成するためのめっきに用いるシード層17を図示している。
続いて、図12(A),(B)に示すように、記録ギャップ層24、第1のシールド部41および上部ヨーク磁極層20を第1の実施の形態と同様の手順で形成する。
次に、図17を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドについて説明する。図17は本発明の第3の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド320の薄膜コイルに交差する方向の断面図である。
第3の実施の形態にかかる薄膜磁気ヘッド320は、上述した薄膜磁気ヘッド310と比較して、テンシル膜16を有しない点と、第1のシールド部41の材質が異なる点とで相違し、その他は一致している。なお、以下の説明は相違点について行い、共通点についての説明は省略ないし簡略化する。
上述の薄膜磁気ヘッド300,310では、上部ヨーク磁極層20と、第1のシールド部41とを同じ磁性材を用いて同じ工程で一緒に形成しているため、第1のシールド部41の磁性材の飽和磁束密度は上部ヨーク磁極層20の飽和磁束密度と同じになっている。
ここで、第1のシールド部41の磁性材は、飽和磁束密度が1.6TのNiFeのほか、1.0TのNiFe(80%:20%)にするとよい。あるいは第1のシールド部41の磁性材は、飽和磁束密度が1.9TのCoNiFeとし、主磁極層10の飽和磁束密度を2.3T〜2.4Tの高い飽和磁束密度を有するCoFeまたはCoNiFeとし、上部ヨーク磁極層20の飽和磁束密度を主磁極層10と同じか、少し低く(例えば1.9T程度)するとよい。
次に、上述の図17とともに、図18,19を参照して、上述の構造を有する第3の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド320の製造方法について説明する。
薄膜磁気ヘッド320は、図18、19に示すように、第2の実施の形態と同様に、主磁極層10および絶縁層33を形成したのち、記録ギャップ層24を形成する。さらに続いて、上述したとおり、少なくとも主磁極層10よりも、好ましくは上部ヨーク磁極層20よりも飽和磁束密度が低い磁性材(例えば、飽和磁束密度が1.0TのNiFe(80%:20%))を用いて、ABS30において記録ギャップ層24を挟んで磁極端部11と対向するようにして、スロートハイトTHを決める位置に第1のシールド部41を形成する。
続いて、図19に示すように、主磁極層10の記録ギャップ層24で被覆されない箇所に接合するようにして、上部ヨーク磁極層20を形成する。この後の工程は、第2の実施の形態の場合と同様にして行う。
なお、薄膜磁気ヘッド320はテンシル膜16を有しないが、もちろん、テンシル膜16を有してもよいし、テンシル膜16を形成する工程を有してもよい。また、磁極層10のうち、少なくとも磁極端部11の表面に対するアニール(anneal)を行うとよい。
次に、ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置の実施の形態について説明する。
図21は、上述の薄膜磁気ヘッド300を備えたハードディスク装置201を示す斜視図である。ハードディスク装置201は、高速回転するハードディスク(記録媒体)202と、ヘッドジンバルアセンブリ(HGA:Head Gimbals Assembly)215とを有している。ハードディスク装置201は、HGA215を作動させて、ハードディスク202の記録面に、磁気情報の記録および再生を行う装置である。ハードディスク202は、複数枚(図では3枚)のディスクを有している。各ディスクは、それぞれの記録面が薄膜磁気ヘッド100に対向している。HGA215は、薄膜磁気ヘッド100が形成された基台を有するヘッドスライダ211を搭載したジンバル212と、ジンバル212を支えるサスペンションアーム213とがディスクの各記録面に配置され、支軸214の回りに図示しない例えばボイスコイルモータによって回転可能になっている。そして、HGA215を回転させると、ヘッドスライダ211がハードディスク202の半径方向、すなわち、トラックラインを横切る方向に移動する。
12…ヨーク部、20…上部ヨーク磁極層
15、16…テンシル膜
21…可変幅領域、23…拡張領域
24…記録ギャップ層、26…下部ヨーク磁極部
30…ABS、40…ライトシールド層
100…薄膜コイル、201…ハードディスク装置
215…ヘッドジンバルアセンブリ
300,302,303,304…薄膜磁気ヘッド
310,320…薄膜磁気ヘッド
Claims (12)
- 記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端部を有する主磁極層と、前記媒体対向面の側において、記録ギャップ層を形成するようにして前記磁極端部に対向するライトシールド層と、少なくとも前記ライトシールド層の一部の周りに巻回された薄膜コイルとが積層された構成を有し、
前記主磁極層における前記記録ギャップ層よりも前記媒体対向面から離れた部分の大きさよりも大きさが大きい上部ヨーク磁極層を有し、該上部ヨーク磁極層が前記主磁極層の前記薄膜コイルに近い側に接合されている薄膜磁気ヘッド。 - 前記ライトシールド層が前記媒体対向面において前記磁極端部に対向し、かつ前記上部ヨーク磁極層と互いに端面が同じ高さに形成されているシールド端部を有する請求項1記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記主磁極層と、前記上部ヨーク磁極層とが互いに飽和磁束密度の異なる磁性材を用いて形成され、前記上部ヨーク磁極層の飽和磁束密度よりも、前記主磁極層の飽和磁束密度が高く設定されている請求項1記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記主磁極層に接し、Ta,W,Mo,TiW,TiN,Cr,NiCr,Mo,Ru,SiNからなる高引張力膜を更に有する請求項1記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記シールド端部と、前記上部ヨーク磁極層とが互いに飽和磁束密度の異なる磁性材を用いて形成され、前記上部ヨーク磁極層の飽和磁束密度よりも、前記シールド端部の飽和磁束密度が低く設定されている請求項2記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記シールド端部と前記上部ヨーク磁極層との間に、AL−CVDによる絶縁膜が形成されている請求項2記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記上部ヨーク磁極層は、前記媒体対向面に近い側に横幅を拡張した拡張領域が形成されている請求項1記載の薄膜磁気ヘッド。
- 記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端部を有する主磁極層と、前記媒体対向面の側において、記録ギャップ層を形成するようにして前記磁極端部に対向するライトシールド層と、少なくとも前記ライトシールド層の一部の周りに巻回された薄膜コイルとを積層して薄膜磁気ヘッドを製造する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記媒体対向面の側に前記磁極端部を有するように、絶縁層上に前記主磁極層を形成する工程と、
前記主磁極層における前記媒体対向面から離れた側の部分が露出するようにして、前記主磁極層上に前記記録ギャップ層を形成する工程と、
前記主磁極層における前記記録ギャップ層で被覆されない箇所に接合し、前記主磁極層における前記記録ギャップ層よりも前記媒体対向面から離れた部分の大きさよりも大きさの大きい上部ヨーク磁極層と、前記媒体対向面において前記磁極端部に対向するシールド端部とを、それぞれの端面が同じ高さになるように一緒に形成する工程と、
前記上部ヨーク磁極層に絶縁膜を介して接触するようにして前記薄膜コイルを形成する工程と、
前記シールド端部に接続し、前記媒体対向面から離れた側で前記上部ヨーク磁極層に接続するように磁気シールド層を形成し、該磁気シールド層と前記シールド端部とを有する前記ライトシールド層を形成する工程とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 前記主磁極層と前記絶縁層との間に高引張力膜を形成する工程と更に有する請求項8記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
- 前記主磁極層の表面に対するアニールを行う工程を更に有する請求項8記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
- 基台上に形成された薄膜磁気ヘッドと、前記基台を固定するジンバルとを備え、
前記薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端部を有する主磁極層と、前記媒体対向面の側において、記録ギャップ層を形成するようにして前記磁極端部に対向するライトシールド層と、少なくとも前記ライトシールド層の一部の周りに巻回された薄膜コイルとが積層された構成を有し、前記主磁極層における前記記録ギャップ層よりも前記媒体対向面から離れた部分の大きさよりも大きさが大きい上部ヨーク磁極層を有し、該上部ヨーク磁極層が前記主磁極層の前記薄膜コイルに近い側に接合されているヘッドジンバルアセンブリ。 - 薄膜磁気ヘッドを有するヘッドジンバルアセンブリと、前記薄膜磁気ヘッドに対向する記録媒体とを備え、
前記薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端部を有する主磁極層と、前記媒体対向面の側において、記録ギャップ層を形成するようにして前記磁極端部に対向するライトシールド層と、少なくとも前記ライトシールド層の一部の周りに巻回された薄膜コイルとが積層された構成を有し、前記主磁極層における前記記録ギャップ層よりも前記媒体対向面から離れた部分の大きさよりも大きさが大きい上部ヨーク磁極層を有し、該上部ヨーク磁極層が前記主磁極層の前記薄膜コイルに近い側に接合されているハードディスク装置。
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