JP2006012396A - Magnetic head for perpendicular magnetic recording - Google Patents

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山口  淳
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic head for perpendicular magnetic recording which can prevent the occurrence of pole-erasure sufficiently in the recording of a recording medium. <P>SOLUTION: In the magnetic head 2 for perpendicular magnetic recording which has a medium opposing plane S arranged opposing to a recording plane 3a of s recording medium 3, in which magnetic fluxes are discharged toward the recording plane 3a of the recording medium 3 and magnetic information is recorded in the magnetic medium 3, the head is provided with a magnetic pole 21 discharging magnetic fluxes toward the recording plane 3a of the recording medium 3 and return yokes 16, 17 of which the one end is connected to the magnetic pole 21 and the other end is arranged opposing to the recording plane 3a of the recording medium 3, materials constituting the magnetic pole 21 has magnetostriction constant of 10×10<SP>-6</SP>or more to 60×10<SP>-6</SP>, and P expressed by the equation P=Hk/(λ×σ) is 0.2 or more to less than 20. Where, Hk is anisotropic magnetic field (A/m), σ is stress (MPa), λ is magnetostriction constant. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、垂直磁気記録方式の磁気記録装置に用いられる垂直磁気記録用磁気ヘッドに関する。   The present invention relates to a magnetic head for perpendicular magnetic recording used in a perpendicular magnetic recording type magnetic recording apparatus.

磁気記録装置においては、記録媒体の高密度化を実現するために、記録媒体の記録面に垂直な方向に磁気情報を記録する垂直磁気記録方式が採用されており、記録媒体に対して記録を行うために垂直磁気記録用磁気ヘッドが用いられる。   In a magnetic recording apparatus, in order to realize a high density recording medium, a perpendicular magnetic recording system that records magnetic information in a direction perpendicular to the recording surface of the recording medium is employed. For this purpose, a magnetic head for perpendicular magnetic recording is used.

垂直磁気記録方式の記録媒体には、記録層と軟磁性の裏打ち層とを備えた二層式記録媒体と、裏打ち層を有しない単層式記録媒体とがあるが、二層式記録媒体を用いる場合には、磁極とリターンヨークとを備えた磁気ヘッドを用いて記録媒体に磁気記録を行う必要がある。   Perpendicular magnetic recording media include two-layer recording media having a recording layer and a soft magnetic backing layer, and single-layer recording media having no backing layer. When used, it is necessary to perform magnetic recording on the recording medium using a magnetic head having a magnetic pole and a return yoke.

他方、記録密度を向上させるためには、記録媒体における線記録密度のほかに、ポール部の幅を狭小化してトラック密度を向上させることが望まれる。ところが、ポール部が狭小化すると、磁極において形状異方性の効果によって残留磁化が発生するため、磁気ヘッドを用いて記録媒体に磁気情報を記録する際に、その残留磁化に起因する残留磁界によって記録媒体に記録された磁化が打ち消され、磁気情報が消去されるという問題、いわゆるポールイレーズの問題が生じる。このようなポールイレーズの問題が生じるのはポール部の幅を狭小化することによりポール部において形状異方性の影響が大きくなるためと考えられている。   On the other hand, in order to improve the recording density, in addition to the linear recording density in the recording medium, it is desired to improve the track density by reducing the width of the pole portion. However, when the pole portion is narrowed, residual magnetization is generated in the magnetic pole due to the effect of shape anisotropy. Therefore, when magnetic information is recorded on the recording medium using a magnetic head, the residual magnetic field caused by the residual magnetization is used. There arises a problem that the magnetization recorded on the recording medium is canceled and magnetic information is erased, so-called pole erase. It is considered that such a problem of pole erase occurs because the influence of shape anisotropy increases in the pole portion by narrowing the width of the pole portion.

このようなポールイレーズの問題を解消するために、主磁極において浮上面(記録媒体の記録面に対向する面)に平行な断面積が浮上面に向かって減少する絞込み部分を有し、絞込み部分の最も浮上面に近い位置から主磁極浮上面までの距離と、主磁極浮上面の面積との比が0より大きく且つ0.002[nm−1]より小さい構造にした磁気ヘッドが提案されている(特許文献1参照)。 In order to solve such a problem of pole erasure, the main magnetic pole has a narrowing portion in which the cross-sectional area parallel to the air bearing surface (the surface facing the recording surface of the recording medium) decreases toward the air bearing surface. Has been proposed in which the ratio of the distance from the position closest to the air bearing surface to the main magnetic pole air bearing surface and the area of the main magnetic pole air bearing surface is larger than 0 and smaller than 0.002 [nm −1 ]. (See Patent Document 1).

なお、特許文献2〜4には、一軸磁気異方性薄膜または磁性薄膜が開示されている。
特開2003−296906号公報 特開平7−86035号公報 特開平9−82522号公報 特開平7−86038号公報
Patent Documents 2 to 4 disclose uniaxial magnetic anisotropic thin films or magnetic thin films.
JP 2003-296906 A JP-A-7-86035 Japanese Patent Laid-Open No. 9-82522 Japanese Patent Laid-Open No. 7-86038

しかし、上記特許文献1に記載の磁気ヘッドでは、記録媒体への記録時におけるポールイレーズの発生を十分に防止することができないことが判明した。   However, it has been found that the magnetic head described in Patent Document 1 cannot sufficiently prevent the occurrence of pole erasure during recording on a recording medium.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、記録媒体への記録時におけるポールイレーズの発生を十分に防止することができる垂直磁気記録用磁気ヘッドを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a magnetic head for perpendicular magnetic recording that can sufficiently prevent the occurrence of pole erasure during recording on a recording medium. .

上記課題を解決するため、本発明は、記録媒体の記録面に対向配置される媒体対向面を有し、記録媒体の記録面に向かって磁束を放出して前記記録媒体に磁気情報を記録する垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいて、前記記録媒体の前記記録面に向かって磁束を放出する磁極と、前記磁極に連結されるリターンヨークとを備え、前記磁極が、前記記録媒体側に設けられるポール部と、前記ポール部に対し前記媒体対向面と反対側に設けられるヨーク部とを有し、前記磁極を構成する材料は、10×10−6以上60×10−6以下の磁歪定数λを有し、且つ下記式:

Figure 2006012396

(上記式(1)中、Hkは前記材料の異方性磁界(単位はA/m)を、σは前記材料の応力(単位はMPa)を、λは前記材料の磁歪定数を表す)で表されるパラメータPが0.2以上で且つ20よりも小さい、
ことを特徴とする垂直磁気記録用磁気ヘッドである。 In order to solve the above problems, the present invention has a medium facing surface that is disposed to face a recording surface of a recording medium, and records magnetic information on the recording medium by releasing magnetic flux toward the recording surface of the recording medium. In a magnetic head for perpendicular magnetic recording, a pole portion provided with a magnetic pole that emits magnetic flux toward the recording surface of the recording medium and a return yoke connected to the magnetic pole, the magnetic pole being provided on the recording medium side And a yoke portion provided on the opposite side to the medium facing surface with respect to the pole portion, and the material constituting the magnetic pole has a magnetostriction constant λ of 10 × 10 −6 or more and 60 × 10 −6 or less. And the following formula:
Figure 2006012396

(In the above formula (1), Hk represents the anisotropic magnetic field (unit: A / m) of the material, σ represents the stress (unit: MPa) of the material, and λ represents the magnetostriction constant of the material). The represented parameter P is 0.2 or more and less than 20;
This is a magnetic head for perpendicular magnetic recording.

この垂直磁気記録用磁気ヘッドによれば、当該垂直磁気記録用磁気ヘッドを磁気記録装置に装着し、媒体対向面を記録媒体の記録面に対向させて記録媒体に磁気情報を記録する場合に、ポールイレーズの発生を十分に防止することができる。   According to this magnetic head for perpendicular magnetic recording, when the magnetic head for perpendicular magnetic recording is mounted on a magnetic recording device and magnetic information is recorded on the recording medium with the medium facing surface facing the recording surface of the recording medium, The occurrence of pole erase can be sufficiently prevented.

なお、上記式で表されるパラメータPが0.2未満であると、磁気弾性効果の影響が増大して、ヨーク部における磁区構造が不安定となり、ポールイレーズが発生し易くなる。一方、上記パラメータPが20以上であると、コイルから発生する磁場で磁極を十分に飽和させることができず、記録能力が不足するおそれがある。   If the parameter P expressed by the above formula is less than 0.2, the influence of the magnetoelastic effect increases, the magnetic domain structure in the yoke portion becomes unstable, and pole erasure is likely to occur. On the other hand, if the parameter P is 20 or more, the magnetic pole cannot be sufficiently saturated with the magnetic field generated from the coil, and the recording ability may be insufficient.

上記垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいては、前記材料の異方性磁界Hkが2000A/m以上25000A/m以下であり、且つ応力σが100MPa以上1000MPa以下であることが好ましい。   In the magnetic head for perpendicular magnetic recording, it is preferable that the anisotropic magnetic field Hk of the material is 2000 A / m to 25000 A / m and the stress σ is 100 MPa to 1000 MPa.

前記材料の異方性磁界Hkが2000A/m未満では、異方性磁界Hkが2000A/m以上である場合に比べて、磁区構造が不安定となる傾向があり、異方性磁界Hkが25000A/mを超えると、異方性磁界Hkが25000A/m以下である場合に比べて、コイルから発生する磁場で磁極を十分に飽和させることができず、記録能力が不足するおそれがある。また応力σが100MPa未満では、応力σが100MPa以上である場合と比べて、ポール部における引張り応力の効果が減少してポール部でポールイレーズが発生し易くなる傾向がある。一方、応力σが1000MPaを超えると、応力σが1000MPa以下である場合と比べて、ポール部の剥離が生じる可能性がある。   When the anisotropic magnetic field Hk of the material is less than 2000 A / m, the magnetic domain structure tends to become unstable compared with the case where the anisotropic magnetic field Hk is 2000 A / m or more, and the anisotropic magnetic field Hk is 25000 A. If it exceeds / m, the magnetic pole cannot be sufficiently saturated with the magnetic field generated from the coil as compared with the case where the anisotropic magnetic field Hk is 25000 A / m or less, and the recording ability may be insufficient. In addition, when the stress σ is less than 100 MPa, the effect of tensile stress in the pole portion is reduced compared to the case where the stress σ is 100 MPa or more, and pole erasure tends to occur in the pole portion. On the other hand, when the stress σ exceeds 1000 MPa, the pole part may be peeled as compared with the case where the stress σ is 1000 MPa or less.

上記垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいては、前記磁極における飽和磁束密度が1.5(Wb/m)以上であることが好ましい。 In the magnetic head for perpendicular magnetic recording, the saturation magnetic flux density at the magnetic pole is preferably 1.5 (Wb / m 2 ) or more.

飽和磁束密度が1.5(Wb/m)未満であると、磁極から記録媒体を飽和記録するために十分な磁束が放出されず、記録能力が不十分となる傾向がある。 When the saturation magnetic flux density is less than 1.5 (Wb / m 2 ), sufficient magnetic flux for saturation recording of the recording medium from the magnetic pole is not released, and the recording ability tends to be insufficient.

上記垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいて、磁極が平坦面上に固定されており、前記磁極の厚さが0.15〜0.4μmであることが好ましい。   In the magnetic head for perpendicular magnetic recording, the magnetic pole is preferably fixed on a flat surface, and the thickness of the magnetic pole is preferably 0.15 to 0.4 μm.

磁極の厚さが0.15μm未満であると、磁極の厚さが0.15μm以上である場合に比べて、磁極が島状磁区や単磁区構造をとり易くなり、安定的な磁区構造が形成されにくくなる結果、ポールイレーズの発生につながる傾向がある。また、磁極の厚さが0.4μmを超えると、記録媒体に対してスキュー角をつけて磁気情報を記録した場合に周囲のトラックに対するイレーズバンドが大きくなり、トラック密度が低下する傾向がある。また板状の磁極が、上記部材の平坦面上に固定されていないと、磁極においてリセスや突起によって安定な磁区構造の形成が阻害され、不安定な磁区構造が形成される可能性がある。   When the thickness of the magnetic pole is less than 0.15 μm, the magnetic pole can easily take an island-like magnetic domain structure or a single magnetic domain structure compared to the case where the magnetic pole thickness is 0.15 μm or more, and a stable magnetic domain structure is formed. As a result, it tends to lead to the occurrence of pole erase. On the other hand, when the magnetic pole thickness exceeds 0.4 μm, when magnetic information is recorded with a skew angle with respect to the recording medium, the erase band for the surrounding tracks tends to increase and the track density tends to decrease. Further, if the plate-like magnetic pole is not fixed on the flat surface of the member, the formation of a stable magnetic domain structure may be hindered by the recess or protrusion in the magnetic pole, and an unstable magnetic domain structure may be formed.

上記垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいては、トラック幅を定めるポール部の幅Wと、前記ポール部の前記媒体対向面に直交する方向に沿った長さLとの比(L/W)が0.5以上3以下であることが好ましい。   In the magnetic head for perpendicular magnetic recording, the ratio (L / W) of the pole width W defining the track width to the length L along the direction perpendicular to the medium facing surface of the pole portion is 0. It is preferably 5 or more and 3 or less.

上記比が0.5未満では、ポールイレーズは顕著に発生しなくなり、本発明の優位性が発揮できない。上記比が2を超えると、磁極から発生する磁束が減少して記録能力が低下する可能性がある。   When the ratio is less than 0.5, pole erase does not occur remarkably, and the superiority of the present invention cannot be exhibited. If the ratio exceeds 2, the magnetic flux generated from the magnetic poles may be reduced and the recording ability may be reduced.

上記垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいては、前記ヨーク部における最大の幅YWと、前記磁極における前記媒体対向面に直交する方向に沿った最大長さYLとの比(YL/YW)が0.33以上3以下であることが好ましい。   In the magnetic head for perpendicular magnetic recording, the ratio (YL / YW) of the maximum width YW in the yoke portion to the maximum length YL along the direction perpendicular to the medium facing surface of the magnetic pole is 0.33. It is preferable that it is 3 or less.

上記比が0.33未満では、トランスバース方向、即ち媒体対向面に平行な方向への形状異方性の効果が支配的となり、磁区構造を安定化させる本発明の優位性を発揮できない。一方、上記比が3を超えると、ハイト方向、即ち前記媒体対向面に直交する方向への形状異方性の効果が支配的となり、磁区構造を安定化させることが困難となる傾向がある。   When the ratio is less than 0.33, the effect of shape anisotropy in the transverse direction, that is, the direction parallel to the medium facing surface becomes dominant, and the superiority of the present invention that stabilizes the magnetic domain structure cannot be exhibited. On the other hand, when the ratio exceeds 3, the effect of shape anisotropy in the height direction, that is, the direction orthogonal to the medium facing surface becomes dominant, and it tends to be difficult to stabilize the magnetic domain structure.

上記垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいては、前記ヨーク部において、180度磁壁が前記媒体対向面に平行となっていることが好ましい。   In the magnetic head for perpendicular magnetic recording, it is preferable that a 180-degree domain wall is parallel to the medium facing surface in the yoke portion.

この場合、垂直磁気記録用磁気ヘッドを磁気記録装置に装着し、記録媒体に磁気情報を記録する場合に、ポールイレーズの発生をより十分に防止することができる。   In this case, when the magnetic head for perpendicular magnetic recording is attached to the magnetic recording apparatus and magnetic information is recorded on the recording medium, the occurrence of pole erasure can be more sufficiently prevented.

上記垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいては、前記磁極を構成する材料が、(FeCo1−X1−Y又は(FeCo1−X1−Y(A1−Wを含んで構成され、
X、Y及びWがそれぞれ下記式:
0.5≦X≦1
0≦Y≦0.1
0≦W≦0.5
を満たしており、
In the magnetic head for perpendicular magnetic recording, the material constituting the magnetic pole, (Fe X Co 1-X ) 1-Y A Y or (Fe X Co 1-X) 1-Y (A W B 1-W ) Containing Y ,
X, Y and W are respectively the following formulas:
0.5 ≦ X ≦ 1
0 ≦ Y ≦ 0.1
0 ≦ W ≦ 0.5
Meets

前記Aを構成する元素がB,C,N,Al、Si、Ni、Cu、Zr、Hf及びTaからなる群より選択され、   The element constituting A is selected from the group consisting of B, C, N, Al, Si, Ni, Cu, Zr, Hf and Ta;

前記Bを構成する元素は、O,N,Cからなる群より選択される、
ことが好ましい。
The element constituting B is selected from the group consisting of O, N, and C.
It is preferable.

この場合、上記材料が上記構成を有しない場合に比べて、飽和磁束密度をより高くでき、より十分な記録能力を確保できるという利点がある。   In this case, there is an advantage that the saturation magnetic flux density can be further increased and a sufficient recording ability can be secured as compared with the case where the material does not have the above configuration.

上記磁極を構成する材料のうち、(Fe0.7Co0.30.950.05、(Fe0.7Co0.30.95(Zr0.330.670.05、(Fe0.7Co0.30.96(Zr0.330.670.04及びFe0.6Co0.36Ni0.04のいずれかが特に好ましい。上記材料を、磁極を構成する材料として用いると、ポールイレーズの発生を確実に防止することができる。 Of the materials constituting the magnetic poles, (Fe 0.7 Co 0.3 ) 0.95 B 0.05 , (Fe 0.7 Co 0.3 ) 0.95 (Zr 0.33 O 0.67 ) Any one of 0.05 , (Fe 0.7 Co 0.3 ) 0.96 (Zr 0.33 O 0.67 ) 0.04 and Fe 0.6 Co 0.36 Ni 0.04 is particularly preferable. When the above material is used as a material constituting the magnetic pole, the occurrence of pole erase can be surely prevented.

本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドによれば、記録媒体への記録時におけるポールイレーズの発生を十分に防止することができる。   According to the magnetic head for perpendicular magnetic recording of the present invention, it is possible to sufficiently prevent the occurrence of pole erasure during recording on a recording medium.

(第1実施形態)
図1は、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドの一実施形態を示す断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a magnetic head for perpendicular magnetic recording according to the present invention.

図1に示すように、垂直磁気記録用磁気ヘッド2は、記録媒体3に対向して配置されるようになっている。記録媒体3は、記録面3aを有する記録層5と、記録層5に積層される軟磁性の裏打ち層7とを含んで構成されており、垂直磁気記録用磁気ヘッド2は、具体的には、記録媒体3の記録面3a側に配置されるようになっている。   As shown in FIG. 1, the magnetic head 2 for perpendicular magnetic recording is arranged to face the recording medium 3. The recording medium 3 includes a recording layer 5 having a recording surface 3a and a soft magnetic backing layer 7 laminated on the recording layer 5. The magnetic head 2 for perpendicular magnetic recording is specifically described as follows. The recording medium 3 is arranged on the recording surface 3a side.

垂直磁気記録用磁気ヘッド2は、例えばAl・TiCからなる基板4を有しており、基板4の一面4aに直交し且つ記録媒体3の記録面3aに対向配置される媒体対向面Sを有している。そして、磁気ヘッド2は、媒体対向面S側において、基板4の一面4a上に、例えばアルミナからなる絶縁層6と、記録媒体3の記録層5における信号を読み出して記録層5に記録された情報を再生する再生ヘッド部18と、例えばアルミナからなる絶縁層14と、記録媒体3の記録面3aに向かって磁束を放出して記録層5に磁気情報を記録する記録ヘッド部20と、例えばアルミナからなる絶縁層30とをこの順に積層して構成されている。 The magnetic head 2 for perpendicular magnetic recording has a substrate 4 made of, for example, Al 2 O 3 .TiC, and is a medium facing surface that is orthogonal to the one surface 4 a of the substrate 4 and is opposed to the recording surface 3 a of the recording medium 3. S. Then, the magnetic head 2 reads the signals in the insulating layer 6 made of alumina, for example, and the recording layer 5 of the recording medium 3 on the one surface 4a of the substrate 4 on the medium facing surface S side and records the signals in the recording layer 5. A reproducing head unit 18 for reproducing information, an insulating layer 14 made of alumina, for example, a recording head unit 20 for emitting magnetic flux toward the recording surface 3a of the recording medium 3 and recording magnetic information on the recording layer 5, An insulating layer 30 made of alumina is laminated in this order.

再生ヘッド部18は、絶縁層6上にリードシールド層8と、例えばアルミナからなる絶縁層10と、リードシールド層12とをこの順に積層して構成されている。絶縁層10には、媒体対向面S側に、記録媒体3の記録面3aに対して露出するようにMR素子19が設けられている。MR素子19は、磁気ヘッド2を記録面3aに対して相対的に移動させたときに記録層5における磁場の変化を高感度に検出して電流を発生させる素子である。このようなMR素子19としては、例えば巨大磁気抵抗効果を利用したGMR素子やトンネル磁気抵抗効果を利用したTMR素子が用いられる。   The reproducing head unit 18 is configured by laminating a read shield layer 8, an insulating layer 10 made of alumina, for example, and a read shield layer 12 in this order on the insulating layer 6. In the insulating layer 10, an MR element 19 is provided on the medium facing surface S side so as to be exposed to the recording surface 3 a of the recording medium 3. The MR element 19 is an element that generates a current by detecting a change in the magnetic field in the recording layer 5 with high sensitivity when the magnetic head 2 is moved relative to the recording surface 3a. As such an MR element 19, for example, a GMR element utilizing a giant magnetoresistance effect or a TMR element utilizing a tunnel magnetoresistance effect is used.

記録ヘッド部20は、磁極層21と、磁極層21の絶縁層14側に設けられるヨーク層17と、磁極層21に対しヨーク層17と反対側に設けられる絶縁層24と、絶縁層24の上に設けられるコイル22と、コイル22を覆うように絶縁層24上に設けられる絶縁層26と、絶縁層26の上に設けられるリターンヨーク16とを備えている。   The recording head unit 20 includes a magnetic pole layer 21, a yoke layer 17 provided on the insulating layer 14 side of the magnetic pole layer 21, an insulating layer 24 provided on the opposite side of the magnetic pole layer 21 from the yoke layer 17, and an insulating layer 24. A coil 22 provided above, an insulating layer 26 provided on the insulating layer 24 so as to cover the coil 22, and a return yoke 16 provided on the insulating layer 26 are provided.

ここで、コイル22は、リターンヨーク16の一端部16aを中心にして巻回された巻線構造を有し、リターンヨーク16は、磁極層21とともにコイル22を挟むように絶縁層26上に設けられている。そして、リターンヨーク16の他端部16bは、媒体対向面S側で記録媒体3の記録面3aに対して露出され、一端部16aは、絶縁層24を貫通して磁極層21に直接的に連結されている。更に磁極層21の一端は媒体対向面S側で記録媒体3の記録面3aに対して露出されている。従って、コイル22に電流が流されると、磁極層21から記録媒体3の記録面3aに向かって磁束が放出される。この磁束は、記録媒体3の記録層5、裏打ち層7、記録層5を通り、リターンヨーク16に入った後、磁極層21に戻る。   Here, the coil 22 has a winding structure wound around one end portion 16 a of the return yoke 16, and the return yoke 16 is provided on the insulating layer 26 so as to sandwich the coil 22 together with the pole layer 21. It has been. The other end portion 16b of the return yoke 16 is exposed to the recording surface 3a of the recording medium 3 on the medium facing surface S side, and the one end portion 16a penetrates the insulating layer 24 directly to the pole layer 21. It is connected. Further, one end of the pole layer 21 is exposed to the recording surface 3 a of the recording medium 3 on the medium facing surface S side. Accordingly, when a current is passed through the coil 22, a magnetic flux is emitted from the pole layer 21 toward the recording surface 3 a of the recording medium 3. This magnetic flux passes through the recording layer 5, the backing layer 7 and the recording layer 5 of the recording medium 3, enters the return yoke 16, and returns to the pole layer 21.

なお、ヨーク層17と絶縁層14とは連結して平坦面Fを形成しており、磁極層21は平坦面F上にヨーク層17から絶縁層14に亘って固定されている。   The yoke layer 17 and the insulating layer 14 are connected to form a flat surface F, and the pole layer 21 is fixed on the flat surface F from the yoke layer 17 to the insulating layer 14.

図2は、図1の磁極層21を示す正面図である。図2に示すように、磁極層21は、磁気ヘッド2において媒体対向面S側に設けられ媒体対向面Sに対して垂直な方向に延びるポール部21aと、ポール部21aに対し、媒体対向面Sと反対側に設けられるヨーク部21bとで構成されている。ここで、ヨーク部21bには、ヨーク層17が積層されると共に、リターンヨーク16の一端部16aが連結されている。またヨーク部21bは、ポール部21aに対し媒体対向面Sから遠ざかるにつれて、幅が次第に拡大し、ある幅に達した後は、一定の値を保つように構成されている。   FIG. 2 is a front view showing the pole layer 21 of FIG. As shown in FIG. 2, the pole layer 21 includes a pole portion 21a provided on the medium facing surface S side in the magnetic head 2 and extending in a direction perpendicular to the medium facing surface S, and the medium facing surface with respect to the pole portion 21a. S and a yoke portion 21b provided on the opposite side. Here, the yoke layer 21 is laminated with the yoke layer 17, and one end portion 16 a of the return yoke 16 is connected to the yoke portion 21 b. Further, the yoke portion 21b is configured to gradually increase in width as it moves away from the medium facing surface S with respect to the pole portion 21a, and to maintain a constant value after reaching a certain width.

ここで、磁極層21は、厚さ方向に直交する面内において、磁気的な一軸異方性を有しており、磁極層21を構成する軟磁性材料は、10×10−6以上60×10−6以下の磁歪定数λを有し、且つ下記式:

Figure 2006012396

(上記式(1)中、Hkは上記軟磁性材料の異方性磁界(単位はA/m)を、σは上記軟磁性材料の応力(単位はMPa)を、λは上記軟磁性材料の磁歪定数を表す)
で表されるパラメータPが0.2以上で且つ20よりも小さくなっている。 Here, the pole layer 21 has magnetic uniaxial anisotropy in a plane orthogonal to the thickness direction, and the soft magnetic material constituting the pole layer 21 is 10 × 10 −6 or more and 60 ×. It has a magnetostriction constant λ of 10 −6 or less, and the following formula:
Figure 2006012396

(In the above formula (1), Hk is the anisotropic magnetic field (unit: A / m) of the soft magnetic material, σ is the stress (unit: MPa) of the soft magnetic material, and λ is the soft magnetic material. Represents magnetostriction constant)
The parameter P represented by is 0.2 or more and smaller than 20.

上記磁極層21を構成する軟磁性材料は、上記パラメータPが0.2以上で且つ20よりも小さくなるものであれば特に限定されず、このような軟磁性材料としては、好ましくは(FeCo1−X1−Y又は(FeCo1−X1−Y(A1−Wを含んで構成されるものが用いられる。なお、本実施形態においては、磁極層21において、ポール部21aとヨーク部21bとは同一材料で構成されている。 The soft magnetic material constituting the magnetic pole layer 21 is not particularly limited as long as the parameter P is 0.2 or more and smaller than 20, and such a soft magnetic material is preferably (Fe X Co 1-X) 1-Y a Y or (Fe X Co 1-X) 1-Y (a W B 1-W) which is configured to include a Y is used. In the present embodiment, in the pole layer 21, the pole portion 21a and the yoke portion 21b are made of the same material.

ここで、X、Y及びWはそれぞれ下記式:
0.5≦X≦1
0≦Y≦0.1
0≦W≦0.5
を満たすものである。
Here, X, Y and W are respectively the following formulas:
0.5 ≦ X ≦ 1
0 ≦ Y ≦ 0.1
0 ≦ W ≦ 0.5
It satisfies.

また上記Aを構成する元素は、B,C,N,Al、Si、Ni、Cu、Zr、Hf及びTaからなる群より選択され、上記Bを構成する元素は、O,N,Cからなる群より選択される。   The element constituting A is selected from the group consisting of B, C, N, Al, Si, Ni, Cu, Zr, Hf, and Ta, and the element constituting B is composed of O, N, and C. Selected from the group.

上記軟磁性材料としては、具体的には、(Fe0.7Co0.30.950.05、(Fe0.7Co0.30.95(Zr0.330.670.05、(Fe0.7Co0.30.96(Zr0.330.670.04、Fe0.6Co0.36Ni0.04などが用いられる。 Specifically, as the soft magnetic material, (Fe 0.7 Co 0.3 ) 0.95 B 0.05 , (Fe 0.7 Co 0.3 ) 0.95 (Zr 0.33 O 0 .67 ) 0.05 , (Fe 0.7 Co 0.3 ) 0.96 (Zr 0.33 O 0.67 ) 0.04 , Fe 0.6 Co 0.36 Ni 0.04, etc. are used. .

但し、上記Aを構成する元素及び上記Bを構成する元素はそれぞれ、上記パラメータPを0.2以上で且つ20よりも小さくするものであれば、上述した元素以外の元素であってもよい。この場合でも、磁気ヘッド2を用いて記録媒体3の記録層5に磁気情報を記録する場合に、ポールイレーズの発生を十分に防止することは可能である。   However, the element constituting A and the element constituting B may be elements other than those described above as long as the parameter P is 0.2 or more and less than 20. Even in this case, when magnetic information is recorded on the recording layer 5 of the recording medium 3 using the magnetic head 2, it is possible to sufficiently prevent the occurrence of pole erase.

次に、上述した垂直磁気記録用磁気ヘッド2の作用について説明する。   Next, the operation of the above-described magnetic head 2 for perpendicular magnetic recording will be described.

垂直磁気記録用磁気ヘッド2は、記録媒体3に対向して配置される。具体的には、垂直磁気記録用磁気ヘッド2は、その媒体対向面Sが記録媒体3の記録面3aに対向するように配置される。そして、記録媒体3に磁気情報の記録を行う場合には、コイル22に電流を流す。すると、コイル22の周りに磁束が発生し、磁束は、磁極層21のポール部21aから記録媒体3の記録面3aに向かって放出される。この磁束は、記録媒体3の記録層5、裏打ち層7、記録層5を通り、リターンヨーク16に入った後、磁極層21に戻る。このとき、記録媒体3の記録層5において、記録面3aに垂直な方向に磁化が形成される。ここで、記録媒体3が回転すると、記録媒体3の記録層5に次々と磁化が形成される。こうして記録媒体3の記録層5に磁気情報が記録されるようになる。   The perpendicular magnetic recording magnetic head 2 is disposed to face the recording medium 3. Specifically, the magnetic head 2 for perpendicular magnetic recording is arranged such that the medium facing surface S faces the recording surface 3 a of the recording medium 3. When recording magnetic information on the recording medium 3, a current is passed through the coil 22. Then, a magnetic flux is generated around the coil 22, and the magnetic flux is emitted from the pole portion 21 a of the pole layer 21 toward the recording surface 3 a of the recording medium 3. This magnetic flux passes through the recording layer 5, the backing layer 7 and the recording layer 5 of the recording medium 3, enters the return yoke 16, and returns to the pole layer 21. At this time, magnetization is formed in the recording layer 5 of the recording medium 3 in a direction perpendicular to the recording surface 3a. Here, when the recording medium 3 rotates, magnetization is successively formed in the recording layer 5 of the recording medium 3. Thus, magnetic information is recorded on the recording layer 5 of the recording medium 3.

このとき、磁極層21が上記のように構成されていることにより、上記のようにして一旦記録層5に形成された磁化が打ち消されること、即ちポールイレーズが発生すること、が十分に防止される。よって、上記磁気ヘッド2によれば、磁気情報の消失を十分に防止することができ、当該磁気ヘッド2を搭載した磁気ディスク装置の信頼性を高めることができる。   At this time, since the pole layer 21 is configured as described above, it is possible to sufficiently prevent the magnetization once formed in the recording layer 5 as described above from being canceled, that is, the occurrence of pole erase. The Therefore, according to the magnetic head 2, the disappearance of magnetic information can be sufficiently prevented, and the reliability of the magnetic disk device on which the magnetic head 2 is mounted can be improved.

また垂直磁気記録用磁気ヘッド2において、磁極層21は層状となっており、絶縁層14とヨーク層17とによって形成される平坦面F上に固定されている。このため、磁極層21においてリセスや突起による安定な磁区構造の形成が阻害され、不安定な磁区構造が形成される事態が十分に防止される。従って、磁気情報記録時におけるポールイレーズの発生が、平坦面でない面上に固定される場合に比べてより十分に防止される。   In the magnetic head 2 for perpendicular magnetic recording, the pole layer 21 has a layer shape and is fixed on the flat surface F formed by the insulating layer 14 and the yoke layer 17. For this reason, in the magnetic pole layer 21, formation of a stable magnetic domain structure by a recess or a protrusion is hindered, and an unstable magnetic domain structure is sufficiently prevented from being formed. Therefore, the occurrence of pole erasure at the time of magnetic information recording is more sufficiently prevented as compared with the case where it is fixed on a non-flat surface.

上記磁極層21において、異方性磁界Hkが2000A/m以上25000A/m以下であり、且つ応力σが100MPa以上1000MPa以下であることが好ましい。   In the magnetic pole layer 21, it is preferable that the anisotropic magnetic field Hk is 2000 A / m or more and 25000 A / m or less, and the stress σ is 100 MPa or more and 1000 MPa or less.

異方性磁界Hkが2000A/m未満では、異方性磁界Hkが2000A/m以上である場合に比べて、磁区構造が不安定となる傾向があり、異方性磁界Hkが25000A/mを超えると、異方性磁界Hkが25000A/m以下である場合に比べて、コイルから発生する磁場で磁極を十分に飽和させることができず、記録能力が不足するおそれがある。また応力σが100MPa未満では、応力σが100MPa以上である場合と比べて、ポール部21aにおける引張り応力の効果が減少してポール部21aでポールイレーズが発生し易くなる傾向がある。一方、応力σが1000MPaを超えると、応力σが1000MPa以下である場合と比べて、ポール部21aの剥離が生じる可能性がある。   When the anisotropic magnetic field Hk is less than 2000 A / m, the magnetic domain structure tends to become unstable compared to the case where the anisotropic magnetic field Hk is 2000 A / m or more, and the anisotropic magnetic field Hk is 25000 A / m. If it exceeds, the magnetic pole cannot be sufficiently saturated with the magnetic field generated from the coil as compared with the case where the anisotropic magnetic field Hk is 25000 A / m or less, and the recording ability may be insufficient. Further, when the stress σ is less than 100 MPa, the effect of the tensile stress in the pole portion 21a is reduced and pole erasure tends to occur in the pole portion 21a as compared with the case where the stress σ is 100 MPa or more. On the other hand, when the stress σ exceeds 1000 MPa, the pole portion 21a may be peeled as compared to the case where the stress σ is 1000 MPa or less.

更に、上記磁極層21を構成する軟磁性材料の飽和磁束密度が1.5(Wb/m)以上であることが好ましく、1.8(Wb/m)以上であることがより好ましい。上記磁極層21を構成する軟磁性材料の飽和磁束密度が1.5(Wb/m)未満であると、磁極層21から記録媒体3を飽和記録するために十分な磁束が放出されず、記録能力が不十分となる傾向がある。 Further, the saturation magnetic flux density of the soft magnetic material constituting the magnetic pole layer 21 is preferably 1.5 (Wb / m 2 ) or more, and more preferably 1.8 (Wb / m 2 ) or more. When the saturation magnetic flux density of the soft magnetic material constituting the magnetic pole layer 21 is less than 1.5 (Wb / m 2 ), sufficient magnetic flux for saturation recording of the recording medium 3 from the magnetic pole layer 21 is not released, The recording ability tends to be insufficient.

上記磁極層21の厚さは0.15〜0.4μmであることが好ましい。磁極層21の厚さが0.15μm未満であると、磁極層21の厚さが0.15μm以上である場合に比べて、磁極層21において島状磁区や単磁区構造が形成され易くなり、安定的な磁区構造が形成されにくくなる結果、ポールイレーズの発生につながりやすい傾向がある。また、磁極層21の厚さが0.4μmを超えると、記録媒体3に対してスキュー角をつけて磁気情報を記録した場合に周囲のトラックに対するイレーズバンドが大きくなり、記録媒体3におけるトラック密度が低下する傾向がある。   The thickness of the pole layer 21 is preferably 0.15 to 0.4 μm. When the thickness of the pole layer 21 is less than 0.15 μm, compared to the case where the thickness of the pole layer 21 is 0.15 μm or more, an island-like magnetic domain or a single domain structure is easily formed in the pole layer 21. As a result, it becomes difficult to form a stable magnetic domain structure, and as a result, pole erasure tends to occur. On the other hand, when the thickness of the pole layer 21 exceeds 0.4 μm, an erase band with respect to surrounding tracks increases when magnetic information is recorded with a skew angle with respect to the recording medium 3, and the track density in the recording medium 3 is increased. Tends to decrease.

上記比が0.5未満では、ポールイレーズは顕著に発生しなくなり、磁気ヘッド2の優位性が発揮できない。上記比が2を超えると、磁極層21から発生する磁束が減少して記録能力が低下する可能性がある。   If the ratio is less than 0.5, pole erasure does not occur remarkably and the superiority of the magnetic head 2 cannot be exhibited. If the ratio exceeds 2, there is a possibility that the magnetic flux generated from the pole layer 21 is reduced and the recording ability is lowered.

また上記ヨーク部21bにおける最大の幅YWと、磁極層21における媒体対向面Sに直交する方向に沿った最大長さYLとの比(YL/YW)が0.33以上3以下であることが好ましい。   The ratio (YL / YW) between the maximum width YW of the yoke portion 21b and the maximum length YL along the direction perpendicular to the medium facing surface S of the pole layer 21 is 0.33 or more and 3 or less. preferable.

上記比が0.33未満では、トランスバース方向、即ち媒体対向面Sに平行な方向への形状異方性の効果が支配的となり、磁区構造を安定化させる磁気ヘッド2の優位性を発揮できない。一方、上記比が3を超えると、ハイト方向、即ち媒体対向面Sに直交する方向への形状異方性の効果が支配的となり、磁区構造を安定化させることが困難となる傾向がある。   If the ratio is less than 0.33, the effect of shape anisotropy in the transverse direction, that is, the direction parallel to the medium facing surface S is dominant, and the superiority of the magnetic head 2 that stabilizes the magnetic domain structure cannot be exhibited. . On the other hand, if the ratio exceeds 3, the effect of shape anisotropy in the height direction, that is, the direction orthogonal to the medium facing surface S becomes dominant, and it tends to be difficult to stabilize the magnetic domain structure.

更に、磁極層21におけるヨーク部21bにおいては、図3に示すように、180度磁壁50が媒体対向面Sに平行となっていることが好ましい。この場合、垂直磁気記録用磁気ヘッド2を磁気記録装置に装着し、記録媒体3に磁気情報を記録する場合に、ポールイレーズの発生をより十分に防止することができる。   Further, in the yoke portion 21b in the pole layer 21, it is preferable that the 180-degree domain wall 50 is parallel to the medium facing surface S as shown in FIG. In this case, when the magnetic head 2 for perpendicular magnetic recording is mounted on the magnetic recording apparatus and magnetic information is recorded on the recording medium 3, the occurrence of pole erasure can be prevented more sufficiently.

(第2実施形態)
次に、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドの第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一符号を付し、重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the magnetic head for perpendicular magnetic recording according to the present invention will be described. In the description of the present embodiment, the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図4は、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドの第2実施形態を示す断面図である。図4に示すように、本実施形態の垂直磁気記録用磁気ヘッド102は、まず記録ヘッド部120が以下の構成を有している点で第1実施形態の垂直磁気記録用磁気ヘッド20と相違する。   FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the magnetic head for perpendicular magnetic recording of the present invention. As shown in FIG. 4, the perpendicular magnetic recording magnetic head 102 of this embodiment is different from the perpendicular magnetic recording magnetic head 20 of the first embodiment in that the recording head unit 120 has the following configuration. To do.

即ち、記録ヘッド部120は、媒体対向面S側に、リードシールド層12に隣接して設けられるリターンヨーク16を備えている。リターンヨーク16の上には絶縁層24が形成され、絶縁層24上にはコイル22が設けられており、コイル22は絶縁層26によって覆われている。絶縁層26の上にはヨーク層17が設けられている。更に、絶縁層26の上には、ヨーク層17に隣接しヨーク層17とともに平坦面Fを形成する絶縁層28が設けられている。絶縁層28は例えばアルミナからなる。そして、平坦面Fの上には、磁極層21が設けられている。なお、磁極層21は、平坦面Fのうちヨーク層17の平坦面全体を覆っている。   That is, the recording head unit 120 includes the return yoke 16 provided adjacent to the read shield layer 12 on the medium facing surface S side. An insulating layer 24 is formed on the return yoke 16, and a coil 22 is provided on the insulating layer 24. The coil 22 is covered with an insulating layer 26. A yoke layer 17 is provided on the insulating layer 26. Further, an insulating layer 28 that is adjacent to the yoke layer 17 and forms a flat surface F together with the yoke layer 17 is provided on the insulating layer 26. The insulating layer 28 is made of alumina, for example. On the flat surface F, the pole layer 21 is provided. The pole layer 21 covers the entire flat surface of the yoke layer 17 in the flat surface F.

ここで、コイル22は、ヨーク層17の一端部17aを中心にして巻回された巻線構造を有し、ヨーク層17は、リターンヨーク16とともにコイル22を挟むように絶縁層26上に設けられている。そして、リターンヨーク16の他端部16bは、媒体対向面S側で記録媒体3の記録面3aに対して露出され、リターンヨーク16の一端部16aは、ヨーク層17に直接的に連結されている。更に磁極層21の一端、即ちポール部21aは媒体対向面S側で記録媒体3の記録面3aに対して露出されている。   Here, the coil 22 has a winding structure wound around one end portion 17 a of the yoke layer 17, and the yoke layer 17 is provided on the insulating layer 26 so as to sandwich the coil 22 together with the return yoke 16. It has been. The other end 16 b of the return yoke 16 is exposed to the recording surface 3 a of the recording medium 3 on the medium facing surface S side, and the one end 16 a of the return yoke 16 is directly connected to the yoke layer 17. Yes. Further, one end of the pole layer 21, that is, the pole portion 21 a is exposed to the recording surface 3 a of the recording medium 3 on the medium facing surface S side.

従って、コイル22に電流が流されると、磁極層21から記録媒体3の記録面3aに向かって磁束が放出される。この磁束は、記録媒体3の記録層5、裏打ち層7、記録層5を通り、リターンヨーク16に入った後、ヨーク層17を経て磁極層21に戻る。   Accordingly, when a current is passed through the coil 22, a magnetic flux is emitted from the pole layer 21 toward the recording surface 3 a of the recording medium 3. This magnetic flux passes through the recording layer 5, the backing layer 7 and the recording layer 5 of the recording medium 3, enters the return yoke 16, and then returns to the pole layer 21 through the yoke layer 17.

本実施形態の磁気ヘッド102によっても、磁気ヘッド102を用いて記録媒体3の記録層5に磁気情報を記録する場合に、一旦記録層5に形成された磁化が打ち消されること、即ちポールイレーズが発生すること、が十分に防止される。よって、上記磁気ヘッド102によれば、磁気情報の消失を十分に防止することができ、当該磁気ヘッド102を搭載した磁気ディスク装置の信頼性を高めることができる。   Also in the magnetic head 102 of the present embodiment, when magnetic information is recorded on the recording layer 5 of the recording medium 3 using the magnetic head 102, the magnetization once formed in the recording layer 5 is canceled, that is, pole erasure occurs. Occurrence is sufficiently prevented. Therefore, according to the magnetic head 102, the disappearance of magnetic information can be sufficiently prevented, and the reliability of the magnetic disk device on which the magnetic head 102 is mounted can be improved.

(第3実施形態)
図5は、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドの第3実施形態を示す断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a sectional view showing a third embodiment of the magnetic head for perpendicular magnetic recording of the present invention.

図5に示すように、本実施形態の垂直磁気記録用磁気ヘッド202は、まず記録ヘッド部220が以下のように構成されている点で第1実施形態の垂直磁気記録用磁気ヘッド2と相違する。   As shown in FIG. 5, the perpendicular magnetic recording magnetic head 202 of this embodiment differs from the perpendicular magnetic recording magnetic head 2 of the first embodiment in that the recording head unit 220 is configured as follows. To do.

即ち、記録ヘッド部220は、媒体対向面S側に、リードシールド層12に対して絶縁層14を介して設けられるリターンヨーク16を備えている。リターンヨーク16の上には絶縁層24が形成され、絶縁層24上にはコイル22が設けられており、コイル22は絶縁層26によって覆われている。絶縁層26の上にはヨーク層17が設けられている。更に、絶縁層26の上には、ヨーク層17に隣接しヨーク層17とともに平坦面Fを形成する絶縁層28が設けられている。そして、平坦面Fの上には、磁極層21が設けられている。   That is, the recording head unit 220 includes the return yoke 16 provided on the medium facing surface S side with respect to the read shield layer 12 via the insulating layer 14. An insulating layer 24 is formed on the return yoke 16, and a coil 22 is provided on the insulating layer 24. The coil 22 is covered with an insulating layer 26. A yoke layer 17 is provided on the insulating layer 26. Further, an insulating layer 28 that is adjacent to the yoke layer 17 and forms a flat surface F together with the yoke layer 17 is provided on the insulating layer 26. On the flat surface F, the pole layer 21 is provided.

ここで、コイル22は、ヨーク層17の一端部17aを中心にして巻回された巻線構造を有し、ヨーク層17は、リターンヨーク16とともにコイル22を挟むように絶縁層26上に設けられている。そして、リターンヨーク16の他端部16bは、媒体対向面S側で記録媒体3の記録面3aに対して露出され、リターンヨーク16の一端部16aは、ヨーク層17に直接的に連結されている。更に磁極層21の一端、即ちポール部21aは媒体対向面S側で記録媒体3の記録面3aに対して露出されている。なお、磁極層21は、平坦面Fのうちヨーク層17の平坦面の一部(媒体対向面S側の端部)を覆っている。   Here, the coil 22 has a winding structure wound around one end portion 17 a of the yoke layer 17, and the yoke layer 17 is provided on the insulating layer 26 so as to sandwich the coil 22 together with the return yoke 16. It has been. The other end 16 b of the return yoke 16 is exposed to the recording surface 3 a of the recording medium 3 on the medium facing surface S side, and the one end 16 a of the return yoke 16 is directly connected to the yoke layer 17. Yes. Further, one end of the pole layer 21, that is, the pole portion 21 a is exposed to the recording surface 3 a of the recording medium 3 on the medium facing surface S side. The pole layer 21 covers a part of the flat surface F of the flat surface F (the end on the medium facing surface S side) of the flat surface of the yoke layer 17.

従って、コイル22に電流が流されると、磁極層21から記録媒体3の記録面3aに向かって磁束が放出される。この磁束は、記録媒体3の記録層5、裏打ち層7、記録層5を通り、リターンヨーク16に入った後、ヨーク層17を経て磁極層21に戻る。   Accordingly, when a current is passed through the coil 22, a magnetic flux is emitted from the pole layer 21 toward the recording surface 3 a of the recording medium 3. This magnetic flux passes through the recording layer 5, the backing layer 7 and the recording layer 5 of the recording medium 3, enters the return yoke 16, and then returns to the pole layer 21 through the yoke layer 17.

本実施形態の磁気ヘッド202によっても、磁気ヘッド202を用いて記録媒体3の記録層5に磁気情報を記録する場合に、一旦記録層5に形成された磁化が打ち消されること、即ちポールイレーズが発生すること、が十分に防止される。よって、上記磁気ヘッド202によれば、磁気情報の消失を十分に防止することができ、当該磁気ヘッド202を搭載した磁気ディスク装置の信頼性を高めることができる。   Also in the magnetic head 202 of the present embodiment, when magnetic information is recorded on the recording layer 5 of the recording medium 3 using the magnetic head 202, the magnetization once formed in the recording layer 5 is canceled, that is, pole erasure occurs. Occurrence is sufficiently prevented. Therefore, according to the magnetic head 202, the disappearance of magnetic information can be sufficiently prevented, and the reliability of the magnetic disk device on which the magnetic head 202 is mounted can be improved.

本発明は、前述した第1〜第3実施形態に限定されるものではない。例えば上記第1〜第3実施形態では、磁極層21全体が同一材料で構成されているが、本発明の磁気ヘッドにおいては、ヨーク部21bとポール部21aとでパラメータPが各実施形態で示した範囲内にある限り、異なる材料で構成されていてもよい。   The present invention is not limited to the first to third embodiments described above. For example, in the first to third embodiments, the entire pole layer 21 is made of the same material. However, in the magnetic head of the present invention, the parameter P is shown in each embodiment in the yoke portion 21b and the pole portion 21a. As long as it is within the specified range, it may be made of different materials.

次に、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。   Next, the content of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(実施例1〜4及び比較例1〜4)
以下のようにして垂直磁気記録用磁気ヘッド2を作製した。
(Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4)
A magnetic head 2 for perpendicular magnetic recording was produced as follows.

即ちまずアルティック基板(Al・TiC)4の一面4a上に、アルミナからなる絶縁層6を形成し、絶縁層6上に、NiFeからなるリードシールド層8と、アルミナからなる絶縁層10と、NiFeからなるリードシールド層12とをこの順に積層して形成し、再生ヘッド部18を形成した。絶縁層10の形成過程においては、媒体対向面S側で端面が露出するようにMR素子19を形成した。MR素子19としてはGMR素子を用いた。 That is, first, an insulating layer 6 made of alumina is formed on one surface 4a of an AlTiC substrate (Al 2 O 3 .TiC) 4, and a read shield layer 8 made of NiFe and an insulating layer made of alumina are formed on the insulating layer 6. 10 and a read shield layer 12 made of NiFe were laminated in this order to form a reproducing head portion 18. In the process of forming the insulating layer 10, the MR element 19 was formed so that the end face was exposed on the medium facing surface S side. A GMR element was used as the MR element 19.

次に、再生ヘッド部18上には、アルミナからなる絶縁層14を形成し、絶縁層14中に、パーマロイからなるヨーク層17を形成し、平坦面Fが形成されるようにした。そして、平坦面F上に、磁極層21を形成し、磁極層21の上に、アルミナからなる絶縁層24を形成し、絶縁層24には開口を形成した。   Next, an insulating layer 14 made of alumina was formed on the reproducing head portion 18, and a yoke layer 17 made of permalloy was formed in the insulating layer 14 so that a flat surface F was formed. A magnetic pole layer 21 was formed on the flat surface F, an insulating layer 24 made of alumina was formed on the magnetic pole layer 21, and an opening was formed in the insulating layer 24.

次いで、絶縁層24上にコイル22を形成した後、コイル22上に、レジストからなる絶縁層26を形成した。   Next, after forming the coil 22 on the insulating layer 24, an insulating layer 26 made of resist was formed on the coil 22.

続いて、絶縁層26上に、NiFeからなるリターンヨーク層16を形成した。このとき、リターンヨーク層16の一端16aが絶縁層24の開口を経て磁極層21に直接連結されるようにした。そして、リターンヨーク層16の上に、アルミナからなる絶縁層30を形成し、こうして垂直記録用磁気ヘッド2を得た。   Subsequently, the return yoke layer 16 made of NiFe was formed on the insulating layer 26. At this time, one end 16 a of the return yoke layer 16 was directly connected to the pole layer 21 through the opening of the insulating layer 24. Then, an insulating layer 30 made of alumina was formed on the return yoke layer 16, and thus the perpendicular recording magnetic head 2 was obtained.

このとき、磁極層21の厚さは0.25μmとし、ポール部21aとヨーク部21bとで構成した。ポール部21aの幅Wは0.12μmとし、ポール部21aの長さLは0.18μmとし、ポール部21aの幅と長さの比(L/W)は、1.5とした。   At this time, the thickness of the pole layer 21 was 0.25 μm, and the pole portion 21a and the yoke portion 21b were used. The width W of the pole portion 21a was 0.12 μm, the length L of the pole portion 21a was 0.18 μm, and the ratio (L / W) of the width and length of the pole portion 21a was 1.5.

また実施例4及び比較例1,4に係る磁極層21は、下記表1に示す浴組成及び浴条件にして電析メッキ法により形成した。   The pole layer 21 according to Example 4 and Comparative Examples 1 and 4 was formed by electrodeposition plating using the bath composition and bath conditions shown in Table 1 below.

実施例1〜3及び比較例2,3に係る磁極層21は、下記表2に示す条件でDCマグネトロンスパッタリング法により形成した。なお、スパッタリング法は、トランスバース方向に磁場を印加しながら行った。

Figure 2006012396

Figure 2006012396
The pole layers 21 according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 2 and 3 were formed by DC magnetron sputtering under the conditions shown in Table 2 below. The sputtering method was performed while applying a magnetic field in the transverse direction.
Figure 2006012396

Figure 2006012396

上記のようにして得られた磁気ヘッド2について、飽和磁束密度Bs、異方性磁界Hk、磁歪定数λ、膜応力σ及びパラメータPを測定した。結果を表3に示す。

Figure 2006012396
With respect to the magnetic head 2 obtained as described above, the saturation magnetic flux density Bs, the anisotropic magnetic field Hk, the magnetostriction constant λ, the film stress σ, and the parameter P were measured. The results are shown in Table 3.
Figure 2006012396

表3中のBs、Hk、λ、σ及びパラメータPは、それぞれ以下のようにして測定した。   Bs, Hk, λ, σ and parameter P in Table 3 were measured as follows.

(1)飽和磁束密度;Bs
Bsは、VSM(Vibratingsample magnetometer)を用いて測定した。但し、磁気ヘ
ッド2の状態では測定できないため、表1の浴組成及び浴条件に準じた測定用サンプルを作製し、この測定用サンプルからBsを求めた。
(1) Saturation magnetic flux density; Bs
Bs was measured using a VSM (Vibrating sample magnetometer). However, since measurement was not possible in the state of the magnetic head 2, a measurement sample according to the bath composition and bath conditions shown in Table 1 was prepared, and Bs was obtained from this measurement sample.

(2)異方性磁界;Hk
Hkは、B−Hループトレーサーを用いて磁化困難軸方向の磁気ヒステリシスループから求めた。
(2) Anisotropic magnetic field; Hk
Hk was obtained from a magnetic hysteresis loop in the hard axis direction using a BH loop tracer.

(3)磁歪定数;λ
磁歪定数λは、光てこ法を用いて、磁場を印加したときの薄膜の変位量から求めた。
(3) Magnetostriction constant; λ
The magnetostriction constant λ was obtained from the amount of displacement of the thin film when a magnetic field was applied using an optical lever method.

(4)応力;σ
応力σは、下記式に各パラメータを代入して算出した。
σ=E・h /6(1−VS)rh
E:ヤング率、 h:基板厚み、 VS:ポアソン比、
r:曲率半径、 h:膜厚
(4) Stress; σ
The stress σ was calculated by substituting each parameter into the following formula.
σ = E · h s 2/ 6 (1-VS) rh f
E: Young's modulus, h s : substrate thickness, VS: Poisson's ratio,
r: radius of curvature, h f : film thickness

なお、磁極層21をスパッタ法で形成する場合は、ガラス基板上に磁極層の成膜を行い、ガラス基板への成膜前および成膜後の反りを測定し、応力を算出した。使用基板の大きさは、10mm×20mm×0.2mm(厚さ)とした。ヤング率Eの値は、617GPa、ポアソン比VSの値は0.21を用いた。   When the magnetic pole layer 21 was formed by sputtering, the magnetic pole layer was formed on a glass substrate, the warpage before and after film formation on the glass substrate was measured, and the stress was calculated. The size of the substrate used was 10 mm × 20 mm × 0.2 mm (thickness). The Young's modulus E was 617 GPa, and the Poisson's ratio VS was 0.21.

また磁極層21を電析メッキ法により形成する場合は、AlTiC基板上に磁極層21の成膜を行い、AlTiC基板への成膜前および成膜後の反りを光干渉から測定し、応力を算出した。使用基板の大きさは、6−インチAlTiC基板(厚さ2mm)とした。ヤング率Eの値は、407GPa、ポアソン比VSの値は0.24を用いた。   When the magnetic pole layer 21 is formed by electrodeposition plating, the magnetic pole layer 21 is formed on the AlTiC substrate, the warpage before and after the film formation on the AlTiC substrate is measured from optical interference, and the stress is measured. Calculated. The size of the substrate used was a 6-inch AlTiC substrate (thickness 2 mm). The Young's modulus E was 407 GPa, and the Poisson's ratio VS was 0.24.

(5)垂直磁気記録用磁気ヘッドの評価
上記のようにして得られた垂直磁気記録用磁気ヘッドについて、以下のようにして評価を行った。即ち、保磁力4700Oeを有する垂直磁気記録用媒体の70セクターからなる1つのトラックに130kFCIのテスト信号を記録し、初期出力を測定し、各セクターの先頭に、50kFCIのポールイレーズ試験用信号を記録した。そして、300回のポールイレーズ試験を繰り返した後、テスト信号の残出力を、強度残留出力信号強度(%)として算出した。結果を表3及び図6に示す。
(5) Evaluation of magnetic head for perpendicular magnetic recording The magnetic head for perpendicular magnetic recording obtained as described above was evaluated as follows. That is, a 130 kFCI test signal is recorded on one track of 70 sectors of a perpendicular magnetic recording medium having a coercive force of 4700 Oe, an initial output is measured, and a 50 kFCI pole erase test signal is recorded at the head of each sector. did. Then, after 300 pole erase tests were repeated, the residual output of the test signal was calculated as the intensity residual output signal intensity (%). The results are shown in Table 3 and FIG.

ここで、残留出力信号強度が90%以下となった場合にポールイレーズが発生したものと定義した。そして、ポールイレーズが発生しない場合には、磁気ヘッドが良好であると評価して表3に「○」を記入し、ポールイレーズが発生した場合には、磁気ヘッドが良好でないと評価して表3に「×」を記入した。   Here, it was defined that pole erasure occurred when the residual output signal intensity was 90% or less. If pole erasure does not occur, the magnetic head is evaluated as good and “○” is entered in Table 3. If pole erasure occurs, the magnetic head is evaluated as not good. “X” was entered in 3.

表3及び図6の結果から明らかなように、実施例1〜4の磁気ヘッドによれば、残出力信号強度が90%を超えており、ポールイレーズは発生しないことが分かった。これに対し、比較例1〜4の磁気ヘッドによれば、残出力信号強度が90%以下となっており、ポールイレーズが発生することが分かった。   As is apparent from the results of Table 3 and FIG. 6, according to the magnetic heads of Examples 1 to 4, it was found that the residual output signal intensity exceeded 90% and no pole erase occurred. On the other hand, according to the magnetic heads of Comparative Examples 1 to 4, it was found that the residual output signal intensity was 90% or less, and pole erase occurred.

このことから、磁極を構成する材料が10×10−6以上60×10−6以下の磁歪定数λを有し、且つ上記式(1)で表されるパラメータPが0.2以上で且つ20よりも小さい磁気ヘッドによって、ポールイレーズの発生を十分に防止できることが確認された。 From this, the material constituting the magnetic pole has a magnetostriction constant λ of 10 × 10 −6 or more and 60 × 10 −6 or less, and the parameter P represented by the above formula (1) is 0.2 or more and 20 It was confirmed that the pole erase could be sufficiently prevented by a smaller magnetic head.

本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドの一実施形態を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a magnetic head for perpendicular magnetic recording according to the present invention. 図1の磁極を示す正面図である。It is a front view which shows the magnetic pole of FIG. 図2の磁極における磁区構造を示す図である。It is a figure which shows the magnetic domain structure in the magnetic pole of FIG. 本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドの他の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the magnetic head for perpendicular magnetic recording of this invention. 本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドの他の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the magnetic head for perpendicular magnetic recording of this invention. 実施例1〜4及び比較例1〜4に係る垂直磁気記録用磁気ヘッドにおける残出力信号強度とパラメータPとの関係を示すグラフである。6 is a graph showing a relationship between a residual output signal intensity and a parameter P in the magnetic heads for perpendicular magnetic recording according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4.

符号の説明Explanation of symbols

2,102,202…垂直磁気記録用磁気ヘッド
3…記録媒体
3a…記録面
16…リターンヨーク層(リターンヨーク)、
17…ヨーク層
21…磁極層(磁極)
21a…ポール部
21b…ヨーク部
S…媒体対向面
F…平坦面
W…ポール部の幅
L…ポール部の長さ
YW…ヨーク部における最大の幅
YL…磁極における媒体対向面に直交する方向に沿った最大長さ
2, 102, 202 ... Magnetic head for perpendicular magnetic recording 3 ... Recording medium 3a ... Recording surface 16 ... Return yoke layer (return yoke),
17 ... Yoke layer 21 ... Pole layer (magnetic pole)
21a ... pole part 21b ... yoke part S ... medium facing surface F ... flat surface W ... pole part width L ... pole part length YW ... maximum width in yoke part YL ... in a direction perpendicular to the medium facing surface in the magnetic pole Maximum length along

Claims (9)

記録媒体の記録面に対向配置される媒体対向面を有し、記録媒体の記録面に向かって磁束を放出して前記記録媒体に磁気情報を記録する垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいて、
前記記録媒体の前記記録面に向かって磁束を放出する磁極と、前記磁極に連結されるリターンヨークとを備え、
前記磁極が、前記記録媒体側に設けられるポール部と、前記ポール部に対し前記媒体対向面と反対側に設けられるヨーク部とを有し、
前記磁極を構成する材料は、10×10−6以上60×10−6以下の磁歪定数λを有し、且つ下記式:
Figure 2006012396

(上記式(1)中、Hkは前記材料の異方性磁界(単位はA/m)を、σは前記材料の応力(単位はMPa)を、λは前記材料の磁歪定数を表す)で表されるパラメータPが0.2以上で且つ20よりも小さい、
ことを特徴とする垂直磁気記録用磁気ヘッド。
In a magnetic head for perpendicular magnetic recording, which has a medium facing surface disposed opposite to a recording surface of a recording medium and emits magnetic flux toward the recording surface of the recording medium to record magnetic information on the recording medium.
A magnetic pole that emits a magnetic flux toward the recording surface of the recording medium, and a return yoke coupled to the magnetic pole,
The magnetic pole has a pole portion provided on the recording medium side, and a yoke portion provided on the opposite side to the medium facing surface with respect to the pole portion,
The material constituting the magnetic pole has a magnetostriction constant λ of 10 × 10 −6 or more and 60 × 10 −6 or less, and the following formula:
Figure 2006012396

(In the above formula (1), Hk represents the anisotropic magnetic field (unit: A / m) of the material, σ represents the stress (unit: MPa) of the material, and λ represents the magnetostriction constant of the material). The represented parameter P is 0.2 or more and less than 20;
A magnetic head for perpendicular magnetic recording.
前記材料の異方性磁界Hkが2000A/m以上25000A/m以下であり、且つ応力σが100MPa以上1000MPa以下である請求項1に記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。   2. The magnetic head for perpendicular magnetic recording according to claim 1, wherein the material has an anisotropic magnetic field Hk of 2000 A / m to 25000 A / m and a stress σ of 100 MPa to 1000 MPa. 前記磁極における飽和磁束密度が1.5(Wb/m)以上である請求項1又は2に記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。 The magnetic head for perpendicular magnetic recording according to claim 1, wherein a saturation magnetic flux density at the magnetic pole is 1.5 (Wb / m 2 ) or more. 前記磁極が平坦面上に固定されており、前記磁極の厚さが0.15〜0.4μmである請求項1〜3のいずれか一項に記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。   The magnetic head for perpendicular magnetic recording according to claim 1, wherein the magnetic pole is fixed on a flat surface, and the thickness of the magnetic pole is 0.15 to 0.4 μm. トラック幅を定める前記ポール部の幅Wと、前記ポール部の前記媒体対向面に直交する方向に沿った長さLとの比(L/W)が0.5以上3以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。   2. The ratio (L / W) between the width W of the pole portion that defines the track width and the length L along the direction perpendicular to the medium facing surface of the pole portion is 0.5 or more and 3 or less. The magnetic head for perpendicular magnetic recording as described in any one of -4. 前記ヨーク部における最大の幅YWと、前記磁極における前記媒体対向面に直交する方向に沿った最大長さYLとの比(YL/YW)が0.33以上3以下である請求項1〜5のいずれか一項に記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。   The ratio (YL / YW) between the maximum width YW of the yoke portion and the maximum length YL of the magnetic pole along the direction perpendicular to the medium facing surface is 0.33 or more and 3 or less. A magnetic head for perpendicular magnetic recording according to any one of the above. 前記ヨーク部において、180度磁壁が前記媒体対向面に平行となっている請求項1〜6のいずれか一項に記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。   The magnetic head for perpendicular magnetic recording according to any one of claims 1 to 6, wherein a 180-degree domain wall is parallel to the medium facing surface in the yoke portion. 前記磁極を構成する材料が、(FeCo1−X1−Y又は(FeCo1−X1−Y(A1−Wを含んで構成され、
X、Y及びWがそれぞれ下記式:
0.5≦X≦1
0≦Y≦0.1
0≦W≦0.5
を満たしており、
前記Aを構成する元素がB,C,N,Al、Si、Ni、Cu、Zr、Hf及びTaからなる群より選択され、
前記Bを構成する元素は、O,N,Cからなる群より選択される、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。
Material constituting the magnetic pole is configured to include a (Fe X Co 1-X) 1-Y A Y or (Fe X Co 1-X) 1-Y (A W B 1-W) Y,
X, Y and W are respectively the following formulas:
0.5 ≦ X ≦ 1
0 ≦ Y ≦ 0.1
0 ≦ W ≦ 0.5
Meets
The element constituting A is selected from the group consisting of B, C, N, Al, Si, Ni, Cu, Zr, Hf and Ta;
The element constituting B is selected from the group consisting of O, N, and C.
The magnetic head for perpendicular magnetic recording according to claim 1.
前記磁極を構成する材料が、(Fe0.7Co0.30.950.05、(Fe0.7Co0.30.95(Zr0.330.670.05、(Fe0.7Co0.30.96(Zr0.330.670.04及びFe0.6Co0.36Ni0.04のいずれかである請求項8に記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。 The materials constituting the magnetic pole are (Fe 0.7 Co 0.3 ) 0.95 B 0.05 , (Fe 0.7 Co 0.3 ) 0.95 (Zr 0.33 O 0.67 ) 0 .05 , (Fe 0.7 Co 0.3 ) 0.96 (Zr 0.33 O 0.67 ) 0.04 and Fe 0.6 Co 0.36 Ni 0.04 2. A magnetic head for perpendicular magnetic recording described in 1.
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