JP2006048869A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ならびに磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 磁極層の磁区構造を適正化することにより、非記録時において意図せずに情報が消去されることを抑制することが可能な薄膜磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】 磁極層１０が引張応力を有している場合に、その磁極層１０に対して下方向において隣接している絶縁層９が引張応力を有すると共に、上方向において隣接しているギャップ層１２が同様に引張応力を有するように、薄膜磁気ヘッドを構成する。絶縁層９およびギャップ層１２のそれぞれの引張応力に基づく力学的影響を受けて磁極層１０の引張応力が維持されるため、記録直後に磁気弾性効果の影響を受けて磁極層１０中に残留した磁束が非記録時において外部へ漏れにくくなるように、その磁極層１０の磁区構造が適正化される。これにより、記録媒体に記録済みの情報が意図せずに消去されることが生じにくくなる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、少なくとも記録用の誘導型磁気変換素子を備えた薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ならびに薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置に関する。

近年、例えばハードディスクなどの磁気記録媒体（以下、単に「記録媒体」という。）の面記録密度の向上に伴い、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ；Hard Disk Drive ）などの磁気記録装置に搭載される薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。この薄膜磁気ヘッドの記録方式としては、例えば、信号磁界の向きを記録媒体の面内方向（長手方向）に設定する長手記録方式や、信号磁界の向きを記録媒体の面と直交する方向に設定する垂直記録方式が知られている。現在のところは長手記録方式が広く利用されているが、記録媒体の面記録密度の向上に伴う市場動向を考慮すれば、今後は長手記録方式に代わり垂直記録方式が有望視されるものと想定される。なぜなら、垂直記録方式では、高い線記録密度を確保可能な上、記録済みの記録媒体が熱揺らぎの影響を受けにくいという利点が得られるからである。

垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドは、主に、磁束を発生させる薄膜コイルと、その薄膜コイルにおいて発生した磁束を記録媒体に向けて放出する磁極層とを備えている。この垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドでは、薄膜コイルが通電されることにより記録用の磁束が発生すると、磁極層の先端から磁束が放出されることにより記録用の磁界（垂直磁界）が発生するため、その垂直磁界に基づいて記録媒体の表面が磁化される。これにより、記録媒体に情報が磁気的に記録される。

この薄膜磁気ヘッドの性能向上に関しては、日々益々要求が高まる一方である。このような技術的背景を考慮して、最近では、薄膜磁気ヘッドの性能向上を実現し得る方策として、例えば、上記したように記録方式を長手記録方式から垂直記録方式へ変更する他、薄膜磁気ヘッドの主要部を構成する磁性部品の磁区構造を適正化する試みが検討されている。

具体的には、例えば、磁性金属および遷移金属を含む磁性層と、同様に磁性金属および遷移金属を含む中間層とを備え、それらの磁性層および中間層のそれぞれの組成が高周波特性、強一軸異方性および高飽和磁束密度を確保し得るように適正化された磁性膜が知られていると共に（例えば、特許文献１参照。）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）およびモリブデン（Ｍｏ）を含み、高周波特性および良好な磁区構造を確保し得るように組成および磁歪定数が適正化された磁性材料が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２０００−１５０２３３号公報 特開２０００−２３５９１１号公報

また、例えば、任意の方向に一軸異方性を確保し得るように、上部領域と下部領域との間において磁歪定数の正負が逆転された上部磁極を備えた薄膜磁気ヘッドや（例えば、特許文献３，４参照。）、応力誘起異方性効果に起因する雑音の発生を抑制し得るように、互いに異なる磁歪定数を有すると共に互いに部分的に重なるように配置された２組の磁性層を含む継鉄を備えた薄膜磁気ヘッドや（例えば、特許文献５参照。）、再生波形の歪みを抑制し得るように、ゼロまたは負の磁歪定数を有するポールチップと、ゼロまたは正の磁歪定数を有するヘッドコア後部とを備えた薄膜磁気ヘッドが知られている（例えば、特許文献６参照。）。
特開平０７−３０７００９号公報 特開昭６１−１９２０１１号公報 特開平０７−０１４１２０号公報 特開平０２−２５２１１１号公報

さらに、例えば、良好な磁区構造、高周波応答特性および高転送レート化を確保し得るように、コイル層を被覆するコイル被覆層と磁極層のうちのヨーク部との間に、そのヨーク部の磁区構造にコア幅方向の１８０°磁壁を出現させるための磁区制御軟磁性層が設けられた薄膜磁気ヘッドが知られている（例えば、特許文献７参照。）。
特開２０００−３３１３１０号公報

ところで、垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドの作動特性を確保するためには、例えば、非記録時において意図せずに情報が消去されることを抑制するために、この観点においても磁極層の磁区構造を適正化する必要がある。この「非記録時における意図しない情報の消去」とは、非記録時、すなわち薄膜コイルが通電されていない（記録用の磁束が発生していない）状態において、記録用の磁束の放出部分である磁極層の磁区構造に起因して、その磁極層中に残留している磁束（残留磁化）が漏れることにより、記録媒体に記録済みの情報が意図せずに消去される記録特性上の不具合である。しかしながら、従来は、上記したように、磁性材料の組成や磁性部品の磁歪が磁極層の磁区構造に影響を与えることは既知であったが、非記録時における意図しない情報の消去の発生メカニズムと磁極層の磁区構造との間の因果関係に関しては十分な知見が得られていなかったため、非記録時において意図せずに情報が消去されることを抑制する上で、磁極層の磁区構造を如何に設定すべきであるかが課題となっていた。したがって、垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドの作動特性を確保するためには、磁極層の磁区構造を適正化することにより、非記録時において意図せずに情報が消去されることを抑制することが可能な技術の確立が望まれるところである。

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、磁極層の磁区構造を適正化することにより、非記録時において意図せずに情報が消去されることを抑制することが可能な薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、薄膜磁気ヘッドを搭載し、非記録時において意図せずに情報が消去されることを抑制することが可能な磁気記録装置を提供することにある。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、磁束を発生させる薄膜コイルと、媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から後方に向かって延在すると共に薄膜コイルにおいて発生した磁束を記録媒体に向けて放出し、全体において引張応力を有する磁極層と、磁極層を埋設することにより周囲から磁気的に分離し、少なくとも一部において引張応力を有する非磁性層とを備えたものである。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、磁束を発生させる薄膜コイルと、媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から後方に向かって延在すると共に薄膜コイルにおいて発生した磁束を記録媒体に向けて放出する磁極層と、磁極層を埋設することにより周囲から磁気的に分離する非磁性層とを備えた薄膜磁気ヘッドを製造する方法であり、全体において引張応力を有するように磁極層を形成する第１の工程と、少なくと一部において引張応力を有するように非磁性層を形成する第２の工程とを含むものである。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、磁極層が全体において引張応力を有している場合に、その磁極層を埋設している非磁性層のうちの少なくとも一部が同様に引張応力を有しているため、その非磁性層の引張応力に基づく力学的影響を受けて磁極層の引張応力が維持される。これにより、記録直後に磁気弾性効果の影響を受けて磁極層中に残留した磁束が非記録時において外部へ漏れにくくなるように、その磁極層の磁区構造が適正化される。

本発明に係る磁気記録装置は、記録媒体と、この記録媒体に磁気的処理を施す薄膜磁気ヘッドとを搭載したものであり、薄膜磁気ヘッドが、磁束を発生させる薄膜コイルと、記録媒体に対向する記録媒体対向面から後方に向かって延在すると共に薄膜コイルにおいて発生した磁束を記録媒体に向けて放出し、全体において引張応力を有する磁極層と、磁極層を埋設することにより周囲から磁気的に分離し、少なくとも一部において引張応力を有する非磁性層とを備えたものである。

本発明に係る磁気記録装置では、上記した薄膜磁気ヘッドを搭載しているため、その薄膜磁気ヘッドのうちの磁極層の磁区構造が適正化される。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、磁極層が記録媒体の記録トラック幅を規定するものであり、非磁性層が媒体進行方向における第１の方向において磁極層に隣接する第１の非磁性層部分と、その第１の方向と反対側の第２の方向において磁極層に隣接する第２の非磁性層部分と、記録トラック幅方向における第３の方向において磁極層に隣接する第３の非磁性層部分と、その第３の方向と反対側の第４の方向において磁極層に隣接する第４の非磁性層部分とを含んで構成されていてもよい。この場合には、第１の非磁性層部分および第２の非磁性層部分のみが引張応力を有していてもよいし、第３の非磁性層部分および第４の非磁性層部分のみが引張応力を有していてもよいし、あるいは第１の非磁性層部分、第２の非磁性層部分、第３の非磁性層部分および第４の非磁性層部分の全てが引張応力を有していてもよい。特に、非磁性層のうちの引張応力を有する少なくとも一部がスパッタリング法を使用して成膜されたときに圧縮応力を有すると共にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法を使用して成膜されたときに引張応力を有する材料、具体的には酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含んで構成されているのが好ましい。また、磁極層が正の磁歪係数を有する材料、具体的には鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）を含む合金を含んで構成されているのが好ましい。なお、磁極層が記録媒体をその表面と直交する方向に磁化させるための磁束を放出するように構成されていてもよい。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、磁極層により記録媒体の記録トラック幅が規定されるようにし、第２の工程において媒体進行方向における第１の方向において磁極層に隣接する第１の非磁性層部分と、その第１の方向と反対側の第２の方向において磁極層に隣接する第２の非磁性層部分と、記録トラック幅方向における第３の方向において磁極層に隣接する第３の非磁性層部分と、その第３の方向と反対側の第４の方向において磁極層に隣接する第４の非磁性層部分とを含むように非磁性層を形成してもよい。この場合には、第２の工程において第１の非磁性層部分および第２の非磁性層部分のみが引張応力を有するように非磁性層を形成してもよいし、第３の非磁性層部分および第４の非磁性層部分のみが引張応力を有するように非磁性層を形成してもよいし、あるいは第１の非磁性層部分、第２の非磁性層部分、第３の非磁性層部分および第４の非磁性層部分の全てが引張応力を有するように非磁性層を形成してもよい。特に、第２の工程においてＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法を使用してスパッタリング法を使用して成膜されたときに圧縮応力を有すると共にＣＶＤ法を使用して成膜されたときに引張応力を有する材料、具体的には酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含むように非磁性層のうちの引張応力を有する少なくとも一部を形成するのが好ましい。また、第１の工程において正の磁歪係数を有する材料、具体的には鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）を含む合金を含むように磁極層を形成するのが好ましい。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法によれば、磁極層が全体において引張応力を有している場合に、その磁極層を埋設している非磁性層のうちの少なくとも一部が同様に引張応力を有していることに基づき、記録直後に磁気弾性効果の影響を受けて磁極層中に残留した磁束が非記録時において外部へ漏れにくくなるように、その磁極層の磁区構造が適正化されるため、記録媒体に記録済みの情報が意図せずに消去されることが生じにくくなる。したがって、磁極層の磁区構造を適正化することにより、非記録時において意図せずに情報が消去されることを抑制することができる。

また、本発明に係る磁気記録装置によれば、上記した薄膜磁気ヘッドを搭載しているため、その薄膜磁気ヘッドのうちの磁極層の磁区構造が適正化される。したがって、薄膜磁気ヘッドを搭載し、非記録時において意図せずに情報が消去されることを抑制することができる。

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および図２を参照して、本発明の一実施の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は薄膜磁気ヘッドの断面構成を表しており、（Ａ）はエアベアリング面に平行な断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を示し、（Ｂ）はエアベアリング面に垂直な断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を示している。また、図２は、図１に示した薄膜磁気ヘッドの平面構成（Ｚ軸方向から見た平面構成）を表している。なお、図１に示した上向きの矢印Ｍは、薄膜磁気ヘッドに対して磁気記録媒体（図示せず）が相対的に移動する方向（媒体進行方向Ｍ）を示している。

以下の説明では、図１および図２に示したＸ軸方向の寸法を「幅」、Ｙ軸方向の寸法を「長さ」、Ｚ軸方向の寸法を「厚さ」とそれぞれ表記する。また、Ｙ軸方向のうちのエアベアリング面に近い側を「前方」、その反対側を「後方」とそれぞれ表記する。これらの表記内容は、後述する図３以降においても同様とする。

本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、媒体進行方向Ｍに移動する例えばハードディスクなどの磁気記録媒体（以下、単に「記録媒体」という。）に磁気的処理を施すために、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ；Hard Disk Drive ）などの磁気記録装置に搭載されるものである。この薄膜磁気ヘッドは、例えば、磁気的処理として記録処理および再生処理の双方を実行可能な複合型ヘッドであり、図１に示したように、例えばアルティック（Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＴｉＣ）などのセラミック材料により構成された基板１上に、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ；以下、単に「アルミナ」という。）などの非磁性絶縁材料により構成された絶縁層２と、磁気抵抗効果（ＭＲ；Magneto-Resistive effect）を利用して再生処理を実行する再生ヘッド部１００Ａと、例えばアルミナなどの非磁性絶縁材料により構成された分離層７と、垂直記録方式の記録処理を実行するシールド型の記録ヘッド部１００Ｂと、例えばアルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されたオーバーコート層１７とがこの順に積層された構成を有している。

再生ヘッド部１００Ａは、例えば、下部リードシールド層３と、シールドギャップ膜４と、上部リードシールド層５とがこの順に積層された積層構造を有している。このシールドギャップ膜４には、記録媒体に対向する記録媒体対向面（エアベアリング面）４０に一端面が露出するように、再生素子としてのＭＲ素子６が埋設されている。

下部リードシールド層３および上部リードシールド層５は、いずれもＭＲ素子６を周囲から磁気的に分離するものであり、エアベアリング面４０から後方に向かって延在している。これらの下部リードシールド層３および上部リードシールド層５は、例えば、いずれもニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ（例えばＮｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％）；以下、単に「パーマロイ（商品名）」という。）などの磁性材料により構成されており、それらの厚さは約１．０μｍ〜２．０μｍである。

シールドギャップ膜４は、ＭＲ素子６を周囲から電気的に分離するものであり、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されている。

ＭＲ素子６は、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；Giant Magneto-Resistive effect）またはトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ；Tunneling Magneto-Resistive effect）などを利用して磁気的処理（再生処理）を実行するものである。

記録ヘッド部１００Ｂは、例えば、絶縁層８と、非磁性層２０により周囲を埋設された磁極層１０と、絶縁層１５により埋設された薄膜コイル１４と、ライトシールド層３０とがこの順に積層された構成を有している。

絶縁層８は、記録ヘッド部１００Ｂを再生ヘッド部１００Ａから電気的に分離するものである。この絶縁層８は、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されており、その厚さは約０．２μｍ〜４．０μｍである。

非磁性層２０は、磁極層１０を埋設することにより周囲から磁気的に分離するものであり、例えば、絶縁層８上に配置された絶縁層９と、磁極層１０上に配置されたギャップ層１２と、これらの絶縁層９とギャップ層１２との間に磁極層１０の周囲を埋め込むように配置された絶縁層１１とを含んで構成されている。特に、非磁性層２０は、少なくとも一部において応力調整機能を有しており、例えば、絶縁層９およびギャップ層１２のみにおいて応力調整機能を有している。

絶縁層９は、上記したように応力調整機能を有しており、具体的には磁極層１０およびその周辺構造の応力状態を適正化する機能を担っている。この「応力状態」とは、磁極層１０の応力と周辺構造の応力との間の力学的関係（力学的バランス）であり、その磁極層１０の磁区構造に影響を及ぼす力学的特性である。この絶縁層９は、例えば、絶縁層８の厚さよりも小さな厚さを有しており、その厚さは約５０ｎｍ〜２００ｎｍである。なお、絶縁層９の応力調整機能および材質に関しては、後述する（図３〜図５参照）。

磁極層１０は、薄膜コイル１４において発生した磁束を収容し、その磁束を記録媒体に向けて放出することにより磁気的処理（記録処理）を実行するものである。この磁極層１０は、例えば、図１および図２に示したように、エアベアリング面４０から後方に向かって延在し、そのエアベアリング面４０に露出した露出面１０Ｍを有しており、その厚さは約０．２μｍ〜０．３μｍである。この磁極層１０およびその周辺構造は、上記したように、絶縁層９およびギャップ層１２のそれぞれの応力調整機能に基づいて応力状態が適正化されており、具体的には磁極層１０の応力が適正に維持されている。この磁極層１０は、例えば、図２に示したように、エアベアリング面４０に近い側から順に、記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅Ｗ１（例えばＷ１＝約０．１５μｍ）を有する先端部１０Ａと、この先端部１０Ａの後方に連結され、先端部１０Ａの幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１）を有する後端部１０Ｂとを含んで構成されている。後端部１０Ｂの幅は、例えば、後方において一定（幅Ｗ２）であり、前方において先端部１０Ａに近づくにしたがって次第に狭まっている。なお、「連結」とは、単に物理的に接触しているだけでなく、物理的に接触した上で磁気的に導通可能な状態を意味している。この主磁極層１０の幅が先端部１０Ａ（幅Ｗ１）から後端部１０Ｂ（幅Ｗ２）へ拡がる位置は、薄膜磁気ヘッドの記録特性を決定する重要な因子のうちの１つである「フレアポイント（ＦＰ）」である。なお、磁極層１０の材質、ならびに絶縁層９およびギャップ層１２の応力調整機能と磁極層１０の応力との間の詳細な関係については、後述する（図３〜図５参照）。

絶縁層１１は、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されている。

ギャップ層１２は、磁極層１０とライトシールド層３０との間を磁気的に分離するためのギャップ（磁気的ギャップ）を構成するものである。特に、ギャップ層１２は、磁気的ギャップを構成する機能と共に、上記したように、絶縁層９と同様に応力調整機能を有している。このギャップ層１２は、絶縁層８の厚さよりも小さな厚さを有しており、その厚さは約１０ｎｍ〜１００ｎｍである。このギャップ層１２には、磁気的連結用の開口（バックギャップ１２ＢＧ）が設けられている。なお、ギャップ層１２の応力調整機能および材質に関しては、後述する（図３〜図５参照）。

薄膜コイル１４は、記録用の磁束を発生させるものであり、例えば、銅（Ｃｕ）などの高導電性材料により構成されている。この薄膜コイル１４は、例えば、図１および図２に示したように、バックギャップ１２ＢＧを中心として巻回された巻線構造（スパイラル構造）を有している。なお、図１および図２では、薄膜コイル１４を構成する複数の巻線のうちの一部のみを示している。

絶縁層１５は、薄膜コイル１４を被覆して周辺から電気的に分離するものであり、バックギャップ１２ＢＧを塞がないようにギャップ層１２上に配置されている。この絶縁層１５は、例えば、加熱されることにより流動性を示すフォトレジスト（感光性樹脂）やスピンオングラス（ＳＯＧ；Spin On Glass ）などの非磁性絶縁材料により構成されており、その絶縁層１５の端縁近傍部分は、丸みを帯びた斜面を構成している。この絶縁層１５の最前端の位置は、薄膜磁気ヘッドの記録性能を決定する重要な因子のうちの他の１つである「スロートハイトゼロ位置ＴＰ」であり、エアベアリング面４０とスロートハイトゼロ位置ＴＰとの間の距離は、いわゆる「スロートハイトＴＨ」である。なお、図１および図２では、例えば、スロートハイトゼロ位置ＴＰがフレアポイントＦＰに一致している場合を示している。

ライトシールド層３０は、磁極層１０から放出された磁束の広がり成分を取り込み、その磁束の広がりを防止するものである。特に、ライトシールド層３０は、例えば、上記したように磁束の広がりを防止する機能の他、磁極層１０から記録媒体へ向けて磁束が放出された際に、記録媒体を経由した（記録処理に利用された）磁束を回収することにより磁極層１０へ再供給し、すなわち薄膜磁気ヘッドと記録媒体との間で磁束を循環させる機能を有している。このライトシールド層３０は、磁極層１０のトレーリング側においてエアベアリング面４０から後方に向かって延在することにより、エアベアリング面４０に近い側においてギャップ層１２により磁極層１０から隔てられると共にエアベアリング面４０から遠い側においてバックギャップ１２ＢＧを通じて磁極層１０に連結されている。なお、「トレーリング側」とは、図１に示した媒体進行方向Ｍに向かって移動する記録媒体の移動状態を１つの流れと見た場合に、その流れの流出する側（媒体進行方向Ｍ側）をいい、ここでは厚さ方向（Ｚ軸方向）における上側をいう。これに対して、流れの流入する側（媒体進行方向Ｍ側と反対側）は「リーディング側」と呼ばれ、ここでは厚さ方向における下側をいう。

特に、ライトシールド層３０は、例えば、互いに別体として構成された２つの構成要素、すなわち主要な磁束の取り込み口として機能するＴＨ規定層１３と、このＴＨ規定層１３から取り込まれた磁束の流路として機能するヨーク層１６とを含んで構成されている。ＴＨ規定層１３は、ギャップ層１２に隣接しながら、エアベアリング面４０からこのエアベアリング面４０とバックギャップ１２ＢＧとの間の位置、具体的にはエアベアリング面４０と薄膜コイル１４との間の位置まで延在している。このＴＨ規定層１３は、例えば、パーマロイまたは鉄コバルト系合金などの高飽和磁束密度を有する磁性材料により構成されており、例えば、図２に示したように、磁極層１０の幅Ｗ２よりも大きい幅Ｗ３（Ｗ３＞Ｗ２）を有する矩形状の平面形状を有している。このＴＨ規定層１３には、薄膜コイル１４を埋設している絶縁層１５が隣接しており、すなわちＴＨ規定層１３は、絶縁層１５の最前端位置（スロートハイトゼロ位置ＴＰ）を規定し、具体的にはスロートハイトＴＨを規定する役割を担っている。一方、ヨーク層１６は、絶縁層１５を覆うようにエアベアリング面４０からバックギャップ１２ＢＧに対応する位置まで延在しており、前方においてＴＨ規定層１３に乗り上げて連結されていると共に後方においてバックギャップ１２ＢＧを通じて磁極層１０に隣接して連結されている。このヨーク層１６は、例えば、ＴＨ規定層１３と同様に、パーマロイまたは鉄コバルト系合金などの高飽和磁束密度を有する磁性材料により構成されており、図２に示したように、幅Ｗ３を有する矩形状の平面形状を有している。

次に、図１〜図５を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成的特徴について説明する。図３は図１（Ａ）に示した薄膜磁気ヘッドのうちの磁極層１０およびその周辺構造の断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を拡大して表し、図４は図３に示した磁極層１０およびその周辺構造の応力状態を模式的に表し、図５は図４に示した応力状態に対応する磁極層１０の磁区構造を模式的に表している。

磁極層１０は、例えば、正の磁歪定数を有する材料を含んで構成されており、具体的には鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）を含む鉄コバルト系合金を含んで構成されている。この「鉄コバルト系合金」としては、例えば、鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）や鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）などの高飽和磁束密度を有する磁性材料が挙げられる。この磁極層１０のうちの先端部１０Ａは、例えば、図３に示したように、トレーリング側に位置して幅Ｗ１を有する上端縁Ｅ１と、リーディング側に位置して幅Ｗ１よりも小さな幅Ｗ４（Ｗ４＜Ｗ１）を有する下端縁Ｅ２とを含み、その上端縁Ｅ１を２つの対辺のうちの長い方の対辺とし、かつ下端縁Ｅ２を短い方の対辺とする逆台形状の断面形状を有している。この逆台形状の断面形状は先端部１０Ａの延在方向（Ｙ軸方向）において位置によらず一定であり、すなわち磁極層１０の露出面１０Ｍ（図２参照）も逆台形状を有している。特に、磁極層１０は、上記したように、正の磁歪定数を有する材料を含んで構成されていることに基づき、図４に示したように、全体において引張応力１０Ｔを有している。この「引張応力１０Ｔ」とは、磁極層１０の材質および成膜条件等の要因に基づいて生じ、その磁極層１０中に残留することとなった応力であり、具体的には磁極層１０の中心位置を基準として引っ張られる方向（外側に向かう方向）に働く応力である。これに対して、磁極層１０の中心位置を基準として圧縮される方向（内側に向かう方向）に働く応力は「圧縮応力」という。

非磁性層２０は、例えば、図３に示したように、磁極層１０の位置を基準として、（１）下方向、すなわち媒体進行方向Ｍ（Ｙ軸方向）におけるリーディング方向（第１の方向）において磁極層１０に隣接する絶縁層９（第１の非磁性層部分）と、（２）上方向、すなわち媒体進行方向Ｍ（Ｙ軸方向）におけるトレーリング方向（第２の方向）において磁極層１０に隣接するギャップ層１２（第２の非磁性層部分）と、（３）記録トラック幅方向（Ｘ軸方向）における右方向（第３の方向）において磁極層１０に隣接する絶縁層１１のうちの一部（絶縁層１１Ｒ；第３の非磁性層部分）と、（４）記録トラック幅方向（Ｘ軸方向）における左方向（第４の方向）において磁極層１０に隣接する絶縁層１１のうちの他の一部（絶縁層１１Ｌ；第４の非磁性層部分）とを含み、これらの絶縁層９，１１Ｒ，１１Ｌおよびギャップ層１２が磁極層１０の周囲を囲むように連結された集合体である。特に、非磁性層２０は、例えば、上記したように、少なくとも一部、具体的には絶縁層９およびギャップ層１２のみにおいて応力調整機能を有しており、すなわち図４に示したように、磁極層１０に対して下方向において隣接している絶縁層９が引張応力９Ｔを有していると共に、上方向において隣接しているギャップ層１２も同様に引張応力１２Ｔを有している。なお、磁極層１０に対して右方向において隣接している絶縁層１１Ｒおよび左方向において隣接している絶縁層１１Ｌは、例えば、引張応力（９Ｔ，１２Ｔ）を有する絶縁層９およびギャップ層１２とは異なり、圧縮応力を有している。これらの絶縁層９およびギャップ層１２は、例えば、スパッタリング法を使用して成膜されたときに圧縮応力を有すると共にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法を使用して成膜されたときに引張応力を有する非磁性絶縁材料を含んで構成されており、具体的には酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含んで構成されている。なお、図３および図４では、非磁性層２０を構成している絶縁層９，１１Ｒ，１１Ｌおよびギャップ層１２のうち、絶縁層９およびギャップ層１２のみが引張応力（９Ｔ，１２Ｔ）を有していることを判りやすく示すために、それらの絶縁層９およびギャップ層１２に網掛けを施している。

上記したように、磁極層１０が引張応力１０Ｔを有している場合に、その磁極層１０に上下から隣接している絶縁層９およびギャップ層１２がそれぞれ引張応力９Ｔ，１２Ｔを有していると、例えば、図５に示したように、磁極層１０の磁区構造中では、磁極層１０の延在方向（Ｙ軸方向）に平行な磁化成分１０Ｙよりも、その磁極層１０の延在方向と直交する方向（Ｘ軸方向）に平行な磁化成分１０Ｘが支配的となる。すなわち、絶縁層９およびギャップ層１２は、磁極層１０が引張応力１０Ｔを有している場合に、その磁極層１０に隣接しながらそれぞれ同様に引張応力９Ｔ，１２Ｔを有することにより、その磁極層１０の磁区構造中において磁化成分１０Ｙよりも磁化成分１０Ｘが支配的となるように、磁極層１０およびその周辺構造の応力状態を適正化する応力調整機能を担っている。なお、上記した応力（引張応力，圧縮応力）は、例えば、Ｘ線回折（ＸＲＤ；X-Ray Diffraction ）法を使用して測定可能である。このＸＲＤ法は、主に、薄膜の残留応力（引張応力，圧縮応力）の絶対値を測定可能な分析方法である。

参考までに説明しておくと、引張応力（９Ｔ，１２Ｔ）を有する絶縁層９およびギャップ層１２と、圧縮応力を有する絶縁層１１Ｒ，１１Ｌとの間で材質的構成を比較すると、いずれも酸化アルミニウムに代表される非磁性絶縁材料を含んで構成されている点において共通しているが、成膜方法の差異に起因して互いに異なる種類の応力を有している点において異なっている。すなわち、ＣＶＤ法を使用して非磁性絶縁材料が成膜されることにより形成された絶縁層９およびギャップ層１２では引張応力が支配的となるが、スパッタリング法を使用して非磁性絶縁層材料が成膜されることにより形成された絶縁層１１Ｒ，１１Ｌでは圧縮応力が支配的となる。共通の非磁性絶縁材料を使用しているにもかかわらずに、成膜方法の差異に起因して結果的に応力の種類が異なることとなる理由としては、例えば、非磁性絶縁材料として酸化アルミニウムを使用する場合に関して言えば、成膜時にアルミニウム骨格中に酸素元素が取り込まれるメカニズムが成膜方法間において異なるからであると想定される。

次に、図１および図２を参照して、薄膜磁気ヘッドの動作について説明する。

この薄膜磁気ヘッドでは、情報の記録時において、図示しない外部回路から記録ヘッド部１００Ｂのうちの薄膜コイル１４に電流が流れると、その薄膜コイル１４において磁束が発生する。このとき発生した磁束は、磁極層１０に収容されたのち、その磁極層１０内を後端部１０Ｂから先端部１０Ａへ流れる。この際、磁極層１０内を流れる磁束は、その磁極層１０の幅の減少に伴い、フレアポイントＦＰにおいて絞り込まれることにより集束するため、先端部１０Ａのうちのトレーリング側部分に集中する。このトレーリング側部分に集中した磁束が先端部１０Ａから外部へ放出されると、記録媒体の表面と直交する方向に記録磁界（垂直磁界）が発生し、この垂直磁界に基づいて記録媒体が垂直方向に磁化されるため、その記録媒体に情報が磁気的に記録される。なお、情報の記録時には、先端部１０Ａから放出された磁束の広がり成分がライトシールド層３０に取り込まれるため、その磁束の広がりが防止される。また、先端部１０Ａから放出されることにより記録媒体を経由した（記録処理に利用された）磁束がライトシールド層３０において回収されるため、薄膜磁気ヘッドと記録媒体との間で磁束が循環される。

一方、情報の再生時においては、再生ヘッド部１００ＡのうちのＭＲ素子６にセンス電流が流れると、記録媒体からの信号磁界に応じてＭＲ素子６の抵抗値が変化する。このＭＲ素子６の抵抗変化がセンス電流の変化として検出されることにより、記録媒体に記録されている情報が磁気的に読み出される。

次に、図１〜図５を参照して、本実施の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。以下では、まず、薄膜磁気ヘッド全体の製造工程の概略について説明したのち、その薄膜磁気ヘッドの主要部（磁極層１０およびその周辺構造）の形成工程について詳細に説明する。なお、薄膜磁気ヘッドを構成する一連の構成要素の材質、寸法ならびに構造的特徴に関しては既に詳述したので、それらの説明を随時省略するものとする。

この薄膜磁気ヘッドは、主に、めっき処理またはスパッタリングなどの成膜技術、フォトリソグラフィ処理などのパターニング技術、ならびにドライエッチングまたはウェットエッチングなどのエッチング技術等を含む既存の薄膜プロセスを使用して、各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、図１に示したように、まず、基板１上に絶縁層２を形成したのち、この絶縁層２上に、下部リードシールド層３と、ＭＲ素子６が埋設されたシールドギャップ膜４と、上部リードシールド層５とをこの順に積層させることにより、再生ヘッド部１００Ａを形成する。続いて、再生ヘッド部１００Ａ上に分離層７を形成したのち、この分離層７上に、絶縁層８と、非磁性層２０（絶縁層９，１１，ギャップ層１２）により周囲を埋設された磁極層１０と、薄膜コイル１４が埋設された絶縁層１５と、ライトシールド層３０（ＴＨ規定層１３，ヨーク層１６）とをこの順に積層させることにより、記録ヘッド部１００Ｂを形成する。最後に、記録ヘッド部１００Ｂ上にオーバーコート層１７を形成したのち、機械加工や研磨加工を利用してエアベアリング面４０を形成することにより、薄膜磁気ヘッドが完成する。

薄膜磁気ヘッドの主要部を形成する際には、スパッタリング法を使用してアルミナを成膜することにより絶縁層８を形成したのち、全体において引張応力を有するように磁極層１０を形成すると共に、その磁極層１０を埋設することにより周囲から磁気的に分離すると共に少なくとも一部において引張応力を有するように、非磁性層２０として絶縁層９，１１（１１Ｒ，１１Ｌ）およびギャップ層１２を形成する。

具体的には、まず、図１、図３および図４に示したように、ＣＶＤ法を使用して、絶縁層８上に、応力調整機能（引張応力９Ｔ）を有するように絶縁層９を形成する。この絶縁層９を形成する際には、例えば、スパッタリング法を使用して成膜されたときに圧縮応力を有すると共にＣＶＤ法を使用して成膜されたときに引張応力を有する材料を含み、具体的には酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x ）または窒化アルミニウムなどの非磁性絶縁材料を含むようにすると共に、厚さが約５０ｎｍ〜２００ｎｍとなるようにする。

続いて、図１〜図４に示したように、めっき処理を使用して、絶縁層９上に、全体において引張応力１０Ｔを有するように磁極層１０をパターン形成する。この磁極層１０を形成する際には、例えば、正の磁歪定数を有する材料を含み、具体的には鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）を含む鉄コバルト系合金を含むようにすると共に、厚さが約０．２μｍ〜０．３μｍとなるようにする。なお、磁極層１０を形成する際には、例えば、図２に示したように、幅Ｗ１を有する先端部１０Ａと、この先端部１０Ａに連結され、幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１）を有する後端部１０Ｂとを含むようにする。

この磁極層１０の詳細な形成手順は、例えば、以下の通りである。すなわち、まず、スパッタリング法を使用して、絶縁層９上に、電極膜としてのシード層（図示せず）を形成する。このシード層の形成材料としては、例えば、磁極層１０の形成材料と同様の材料を使用する。続いて、シード層の表面にフォトレジストを塗布することによりフォトレジスト膜（図示せず）を形成したのち、フォトリソグラフィ処理を使用してフォトレジスト膜をパターニングすることにより、磁極層１０を形成するための開口が設けられたフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。続いて、シード層を使用して、フォトレジストパターンの開口内にめっき膜を選択的に成長させることにより、磁極層１０を形成する。最後に、フォトレジストパターンを除去したのち、イオンミリングなどのドライエッチング法を使用してシード層のうちの不要部分を磁極層１０越しに部分的にエッチングする。これにより、絶縁層９上に磁極層１０がパターン形成される。

引き続き、薄膜磁気ヘッドの主要部の形成工程について説明する。磁極層１０を形成したのち、図１および図３に示したように、スパッタリング法を使用して、磁極層１０の周辺を埋め込むと共に圧縮応力を有するように絶縁層１１（１１Ｒ，１１Ｌ）を形成する。この絶縁層１１を形成する際には、例えば、磁極層１０およびその周辺の絶縁層８を覆うように絶縁層１１を形成したのち、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ）などの研磨法を使用して磁極層１０が露出するまで絶縁層１１を研磨して平坦化することにより、その磁極層１０の周辺に絶縁層１１を埋め込むようにする。

最後に、図１、図３および図４に示したように、ＣＶＤ法を使用して、磁極層１０および絶縁層１１により構成された平坦面上に、絶縁層９と同様に応力調整機能（引張応力１２Ｔ）を有するようにギャップ層１２を形成する。このギャップ層１２を形成する際には、例えば、上記した絶縁層９の形成材料と同様の材料を使用すると共に、厚さが約１０ｎｍ〜１００ｎｍとなるようにする。これにより、図４に示したように、磁極層１０の引張応力１０Ｔに対応してそれぞれ引張応力９Ｔ，１２Ｔを有するように絶縁層９およびギャップ層１２が形成される結果、図５に示したように、磁化成分１０Ｙよりも磁化成分１０Ｘが支配的となるように磁極層１０の磁区構造が適正化されるため、薄膜磁気ヘッドの主要部が完成する。

本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、磁極層１０が引張応力１０Ｔを有している場合に、その磁極層１０に対して下方向において隣接している絶縁層９が引張応力１０Ｔに対応して引張応力９Ｔを有すると共に、上方向において隣接している応力調整層１２が同様に引張応力１０Ｔに対応して引張応力１２Ｔを有するようにしたので、以下の理由により、磁極層１０の磁区構造を適正化することにより、非記録時において意図せずに情報が消去されることを抑制することができる。

図６〜図８は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドに対する比較例としての薄膜磁気ヘッドの構成を説明するためのものであり、それぞれ図３〜図５に対応する構成的特徴を示している。この比較例の薄膜磁気ヘッドは、例えば、図６に示したように、非磁性層２０（絶縁層９，１１（１１Ｒ，１１Ｌ）およびギャップ層１２）に代えて非磁性層２００（絶縁層８，１１（１１Ｒ，１１Ｌ）およびギャップ層１１２）を備えている点を除き、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド（図１〜図５参照）と同様の構成を有している。すなわち、比較例の薄膜磁気ヘッドでは、応力調整機能を有する絶縁層９を備えておらず、その絶縁層９に代えて応力調整機能を有していない絶縁層８が磁極層１０に隣接されていると共に、応力調整機能を有するギャップ層１２に代えて応力調整機能を有しいないギャップ層１１２を備えており、図７に示したように、磁極層１０が引張応力１０Ｔを有している場合に、その磁極層１０に対して下方向において隣接している絶縁層８が圧縮応力８Ｃを有していると共に、上方向において隣接しているギャップ層１１２が絶縁層８と同様に圧縮応力１１２Ｃを有している。この絶縁層８は、例えば、スパッタリングを使用して非磁性絶縁材料が成膜されることにより形成されたものであり、上記したように、応力調整機能を有していない。また、ギャップ層１１２は、例えば、スパッタリングを使用して非磁性絶縁材料が成膜されることにより形成されたものであり、磁気的ギャップを構成する機能のみを有し、やはり応力調整機能を有していない。

比較例の薄膜磁気ヘッド（図６〜図８参照）では、磁極層１０が引張応力１０Ｔを有している場合に、その磁極層１０に対して上下から隣接している絶縁層８およびギャップ層１１２がそれぞれ圧縮応力８Ｃ，１１２Ｃを有しているため、それらの圧縮応力８Ｃ，１１２Ｃに基づく力学的影響に起因して引張応力１０Ｔが緩和される。この場合には、例えば、図８に示したように、磁極層１０の磁区構造中において磁化成分１０Ｘの占有割合よりも磁化成分１０Ｙの占有割合が大きくなり、すなわち記録時における磁束の放出方向（Ｙ軸方向）と平行な磁化成分１０Ｙが支配的となるため、その磁化成分１０Ｙが支配的な磁区構造に起因して、記録直後に磁気弾性効果の影響を受けて磁極層１０中に残留した磁束が非記録時において外部へ漏れやすくなる。これにより、磁極層１０から漏れた磁束に起因して、記録媒体に記録済みの情報が意図せずに消去されやすくなる。

これに対して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド（図３〜図５参照）では、磁極層１０が引張応力１０Ｔを有している場合に、その磁極層１０に対して上下から隣接している絶縁層９およびギャップ層１２がそれぞれ引張応力９Ｔ，１２Ｔを有しているため、その引張応力９Ｔ，１２Ｔに基づく力学的影響を受けて引張応力１０Ｔが維持される。この場合には、例えば、図５に示したように、磁極層１０の磁区構造中において磁化成分１０Ｙの占有割合よりも磁化成分１０Ｘの占有割合が大きくなり、すなわち記録時における磁束の放出方向（Ｙ軸方向）と直交する磁化成分１０Ｘが支配的となる結果、その磁化成分１０Ｘが支配的な磁区構造に基づき、記録直後に磁気弾性効果の影響を受けて磁極層１０中に残留した磁束が非記録時において外部へ漏れにくくなるように、磁極層１０の磁区構造が適正化されるため、記録媒体に記録済みの情報が意図せずに消去されることが生じにくくなる。したがって、磁極層１０の磁区構造を適正化することにより、非記録時において意図せずに情報が消去されることを抑制することができるのである。

ここで、本実施の形態において磁極層１０の磁区構造が適正化される原理に関して詳細に説明すると、例えば、以下の通りである。

すなわち、磁極層１０の構成材料として正の磁歪定数を有する磁性材料を使用した場合には、その磁極層１０が引張応力を有することとなる。この場合には、磁極層１０の応力状態と磁区構造との間の関係として、磁極層１０中の応力に基づいて誘起される磁界Ｈは、磁歪定数λ，応力σ，磁化Ｍの場合にＨ＝３λ（σ／Ｍ）として表され、その磁極層１０の容易磁化方向は、エアベアリング面４０と平行な方向に引張応力が付与された場合に、その引張応力の方向と一致する。このことから、磁歪定数が正の場合に飽和磁束密度が大きくなることを考慮すれば、磁極層１０の応力状態としては引張応力が好ましいことが導き出される。

この場合には、例えば、磁極層１０の構成材料として鉄コバルト系合金を使用し、その鉄コバルト系合金の飽和磁束密度を２．２Ｔ（テスラ）以上となるように設定すると、磁極層１０の磁歪定数λは２０×１０^-6以上となり、応力として４００ＭＰａ以上の引張応力が生じる。一方、例えば、磁極層１０の周囲を囲む非磁性層２０の構成材料として酸化アルミニウムを使用し、スパッタリング法を使用して酸化アルミニウムを成膜することにより非磁性層２０を形成すると、応力として約１００ＭＰａ以下の圧縮応力が生じる。すなわち、鉄コバルト系合金のヤング率およびポアソン比がそれぞれ１２１ＧＰａ，０．２５であると共に、酸化アルミニウムのヤング率およびポアソン比がそれぞれ１５０ＧＰａ，０．３であることから、非磁性層２０中に生じる応力は磁極層１０中に生じる応力（引張応力）と逆方向の応力となり、すなわち圧縮応力となる。

この点に関して、本実施の形態では、非磁性層２０（ここでは例えば絶縁層９およびギャップ層１２）を形成するためにＣＶＤ法を使用して酸化アルミニウムを成膜することにより、スパッタリング法を使用して酸化アルミニウムを成膜する場合とは異なり、その非磁性層２０中に約２００ＭＰａ〜３００ＭＰａの引張応力を生じさせることが可能となる。これにより、上記したように、非磁性層２０の引張応力に基づく力学的影響を受けて磁極層１０の引張応力が維持されることに基づき、非記録時において磁極層１０から外部へ磁束が漏れにくくなるように、その磁極層１０の磁区構造が適正化されるのである。この点を踏まえて確認までに説明しておくと、本実施の形態において説明している「応力調整機能」とは、磁極層１０が引張応力を有している場合に、その磁極層１０の引張応力を可能な限り維持させるように、非磁性層２０のうちの少なくとも一部に引張応力を生じさせる機能であると言える。

また、上記した他、本実施の形態では、磁極層１０の上下に配設された約５０ｎｍ〜２００ｎｍ厚の薄い絶縁層９および約１０ｎｍ〜１００ｎｍ厚の薄いギャップ層１２が応力調整機能を担うようにしたので、それらの絶縁層９およびギャップ層１２の引張応力（９Ｔ，１２Ｔ）を高精度に制御することができる。なぜなら、ＣＶＤ法を使用して約２００ｎｍ以下の小さな厚さとなるように非磁性絶縁材料を成膜することにより絶縁層９およびギャップ層１２を形成する場合には、そのＣＶＤ法の本質的な製法的特徴に基づき、絶縁層９およびギャップ層１２中に残存する応力値を簡単かつ高精度に制御可能だからである。

なお、本実施の形態では、図３に示したように、非磁性層２０を構成している絶縁層９，１１（１１Ｒ，１１Ｌ）およびギャップ層１２のうち、磁極層１０に対して下方向において隣接している絶縁層９および上方向において隣接しているギャップ層１２の双方が応力調整機能を担うようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図９に示したように、絶縁層９およびギャップ層１２に代えて、磁極層１０に対して右方向において隣接している絶縁層１１Ｒおよび左方向において隣接している絶縁層１１Ｌの双方が応力調整機能を担うようにしてもよいし、あるいは図１０に示したように、絶縁層９，１１Ｒ，１１Ｌおよびギャップ層１２の全てが応力調整機能を担うようしてもよい。確認までに説明しておくと、「応力調整機能を担う」とは、ＣＶＤ法を使用して非磁性絶縁材料が成膜されることにより、引張応力を有するように形成されるという意味である。この場合においても、磁極層１０の引張応力１０Ｔが維持されることにより磁区構造が適正化するため、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、図９では、絶縁層１１Ｒ，１１Ｌのみが応力調整機能を有していることを判りやすく示すために、それらの絶縁層１１Ｒ，１１Ｌに網掛けを施しており、一方、図１０では、絶縁層９，１１Ｒ，１１Ｌおよびギャップ層１２の全てが応力調整機能（引張応力）を有していることを判りやすく示すために、それらの絶縁層９，１１Ｒ，１１Ｌおよびギャップ層１２に網掛けを施している。

また、本実施の形態では、図１に示したように、単層構造を有する磁極層１０を備えるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図１１に示したように、単層構造を有する磁極層１０に代えて、積層構造を有する磁極層１１０を備えるようにしてもよい。この磁極層１１０は、リーディング側に位置する主磁極層１８と、トレーリング側に位置する補助磁極層１９とが積層された２層構造を有している。主磁極層１８は、例えば、上記した磁極層１０に対応した構造を有しており、すなわち先端部１０Ａに対応する先端部１８Ａおよび後端部１０Ｂに対応する後端部１８Ｂを含んで構成されている。この主磁極層１８は、主要な磁束の放出部分として機能するものであり、上記したように、エアベアリング面４０から後方に向かって延在している。一方、補助磁極層１９は、主磁極層１８に対して補助的な磁束の収容部分として機能するものであり、エアベアリング面４０よりも後退した位置から後方に向かって延在している。この補助磁極層１９は、リーディング側において主磁極層１８に連結されていると共に、トレーリング側においてバックギャップ１２ＢＧを通じてライトシールド層３０に連結されている。この磁極層１１０を備えた薄膜磁気ヘッドでは、薄膜コイル１４において磁束が発生すると、その磁束が主磁極層１８に直接的に供給される上、さらに補助磁極層１９に収容されたのちに主磁極層１８に間接的に供給（追加供給）される結果、最終的に主磁極層１８のうちの先端部１８Ａに供給される磁束量が増大するため、垂直磁界の強度を増加させることができる。なお、図１１に示した薄膜磁気ヘッドに関する上記以外の構成は、図１に示した場合と同様である。

以上をもって、本発明の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法についての説明を終了する。

次に、図１２および図１３を参照して、本発明の薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置の構成について説明する。図１２および図１３は磁気記録装置の構成を表しており、図１２は全体の斜視構成を示し、図１３は主要部の斜視構成を拡大して示している。

図１２および図１３に示した磁気記録装置は、上記実施の形態において説明した薄膜磁気ヘッドを搭載したものであり、例えばハードディスクドライブである。この磁気記録装置は、図１２に示したように、例えば、筐体３００の内部に、情報が磁気的に記録される記録媒体としての複数の磁気ディスク（例えばハードディスク）３０１と、各磁気ディスク３０１に対応して配置され、磁気ヘッドスライダ３０２を一端部において支持する複数のサスペンション３０３と、このサスペンション３０３の他端部を支持する複数のアーム３０４とを備えている。磁気ディスク３０１は、筐体３００に固定されたスピンドルモータ３０５を中心として回転可能になっている。アーム３０４は、動力源としての駆動部３０６に接続されており、筐体３００に固定された固定軸３０７を中心として、ベアリング３０８を介して旋回可能になっている。駆動部３０６は、例えば、ボイスコイルモータなどの駆動源を含んで構成されている。この磁気記録装置は、例えば、固定軸３０７を中心として複数のアーム３０４が一体的に旋回可能なモデルである。なお、図１２では、磁気記録装置の内部構造を見やすくするために、筐体３００を部分的に切り欠いて示している。

磁気ヘッドスライダ３０２は、図１３に示したように、例えばアルティックなどの非磁性絶縁材料により構成された略直方体構造を有する基体３１１の一面に、記録処理および再生処理の双方を実行する薄膜磁気ヘッド３１２が取り付けられた構成を有している。この基体３１１は、例えば、アーム３０４の旋回時に生じる空気抵抗を減少させるための凹凸構造が設けられた一面（エアベアリング面３２０）を有しており、そのエアベアリング面３２０と直交する他の面（図１３中、右手前側の面）に、薄膜磁気ヘッド３１２が取り付けられいる。この薄膜磁気ヘッド３１２は、上記実施の形態において説明した構成を有するものである。このヘッドスライダ３０２は、情報の記録時または再生時において磁気ディスク３０１が回転すると、その磁気ディスク３０１の記録面（ヘッドスライダ３０２と対向する面）とエアベアリング面３２０との間に生じる空気流を利用して、磁気ディスク３０１の記録面から浮上するようになっている。なお、図１３では、磁気ヘッドスライダ３０２のうちのエアベアリング面３２０側の構造を見やすくするために、図１２に示した状態とは上下を反転させた状態を示している。

この磁気記録装置では、情報の記録時または再生時においてアーム３０４が旋回することにより、磁気ディスク３０１のうちの所定の領域（記録領域）まで磁気ヘッドスライダ３０２が移動する。そして、磁気ディスク３０１と対向した状態において薄膜磁気ヘッド３１２が通電されると、上記実施の形態において説明した動作原理に基づいて動作することにより、薄膜磁気ヘッド３１２が磁気ディスク３０１に記録処理または再生処理を施す。

この磁気記録装置では、本発明の薄膜磁気ヘッド３１２を備えるようにしたので、その薄膜磁気ヘッド３１２のうちの磁極層１０（図１〜図５参照）の磁区構造が適正化される。したがって、非記録時において意図せずに情報が消去されることを抑制することができる。

なお、磁気記録装置に搭載されている薄膜磁気ヘッド３１２に関する上記以外の構成、動作、作用、効果および変形例は上記実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、例えば、上記実施の形態では、本発明をシールド型ヘッドに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、単磁極型ヘッドに適用してもよい。また、上記実施の形態では、本発明を複合型薄膜磁気ヘッドに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、書き込み用の誘導型磁気変換素子を有する記録専用の薄膜磁気ヘッドや、記録・再生兼用の誘導型磁気変換素子を有する薄膜磁気ヘッドにも適用可能である。もちろん、本発明を、書き込み用の素子および読み出し用の素子の積層順序を逆転させた構造の薄膜磁気ヘッドについても適用可能である。

また、上記実施の形態では、本発明を垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、本発明を長手記録方式の薄膜磁気ヘッドに適用することも可能である。

本発明に係る薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法は、例えば、ハードディスクに情報を磁気的に記録するハードディスクドライブなどの磁気記録装置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薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。 図１に示した薄膜磁気ヘッドの平面構成を表す平面図である。 図１に示した薄膜磁気ヘッドのうちの磁極層およびその周辺構造の断面構成を拡大して表す断面図である。 図３に示した磁極層およびその周辺構造の応力状態を模式的に表す図である。 図４に示した応力状態に対応する磁極層の磁区構造を模式的に表す図である。 本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドに対する比較例としての薄膜磁気ヘッドのうちの磁極層およびその周辺構造の断面構成を拡大して表す断面図である。 図６に示した磁極層およびその周辺構造の応力状態を模式的に表す図である。 図７に示した応力状態に対応する磁極層の磁区構造を模式的に表す図である。 本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成に関する変形例を表す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成に関する他の変形例を表す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成に関するさらに他の変形例を表す断面図である。 本発明の薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置の斜視構成を表す斜視図である。 図１２に示した磁気記録装置のうちの主要部の斜視構成を拡大して表す斜視図である。

符号の説明

１…基板、２，８，９，１１（１１Ｒ，１１Ｌ），１５…絶縁層、３…下部リードシールド層、４…シールドギャップ膜、５…上部リードシールド層、６…ＭＲ素子、７…分離層、９Ｔ，１０Ｔ，１２Ｔ…引張応力、１０，１１０…磁極層、１０Ａ，１８Ａ…先端部、１０Ｂ，１８Ｂ…後端部、１０Ｍ…露出面、１０Ｘ，１０Ｙ…磁化成分、１２…ギャップ層、１２ＢＧ…バックギャップ、１３…ＴＨ規定層、１４…薄膜コイル、１６…ヨーク層、１７…オーバーコート層、１８…主磁極層、１９…補助磁極層、２０…非磁性層、３０…ライトシールド層、４０，３２０…エアベアリング面、１００Ａ…再生ヘッド部、１００Ｂ…記録ヘッド部、３００…筐体、３０１…磁気ディスク、３０２…磁気ヘッドスライダ、３０３…サスペンション、３０４…アーム、３０５…スピンドルモータ、３０６…駆動部、３０７…固定軸、３０８…ベアリング、３１１…基体、３１２…薄膜磁気ヘッド、ＦＰ…フレアポイント、Ｍ…媒体進行方向、ＴＨ…スロートハイト、ＴＰ…スロートハイトゼロ位置。

Claims (20)

1. 磁束を発生させる薄膜コイルと、
   媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から後方に向かって延在すると共に前記薄膜コイルにおいて発生した磁束を前記記録媒体に向けて放出し、全体において引張応力を有する磁極層と、
   前記磁極層を埋設することにより周囲から磁気的に分離し、少なくとも一部において引張応力を有する非磁性層と
   を備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
2. 前記磁極層が、前記記録媒体の記録トラック幅を規定するものであり、
   前記非磁性層が、前記媒体進行方向における第１の方向において前記磁極層に隣接する第１の非磁性層部分と、その第１の方向と反対側の第２の方向において前記磁極層に隣接する第２の非磁性層部分と、前記記録トラック幅方向における第３の方向において前記磁極層に隣接する第３の非磁性層部分と、その第３の方向と反対側の第４の方向において前記磁極層に隣接する第４の非磁性層部分とを含んで構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
3. 前記第１の非磁性層部分および前記第２の非磁性層部分のみが、引張応力を有している
   ことを特徴とする請求項２記載の薄膜磁気ヘッド。
4. 前記第３の非磁性層部分および前記第４の非磁性層部分のみが、引張応力を有している
   ことを特徴とする請求項２記載の薄膜磁気ヘッド。
5. 前記第１の非磁性層部分、前記第２の非磁性層部分、前記第３の非磁性層部分および前記第４の非磁性層部分の全てが、引張応力を有している
   ことを特徴とする請求項２記載の薄膜磁気ヘッド。
6. 前記非磁性層のうちの引張応力を有する少なくとも一部が、スパッタリング法を使用して成膜されたときに圧縮応力を有すると共にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法を使用して成膜されたときに引張応力を有する材料を含んで構成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
7. 前記非磁性層のうちの引張応力を有する少なくとも一部が、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含んで構成されている
   ことを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッド。
8. 前記磁極層が、正の磁歪係数を有する材料を含んで構成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
9. 前記磁極層が、鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）を含む合金を含んで構成されている
   ことを特徴とする請求項８記載の薄膜磁気ヘッド。
10. 前記磁極層が、前記記録媒体をその表面と直交する方向に磁化させるための磁束を放出するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
11. 磁束を発生させる薄膜コイルと、媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から後方に向かって延在すると共に前記薄膜コイルにおいて発生した磁束を前記記録媒体に向けて放出する磁極層と、前記磁極層を埋設することにより周囲から磁気的に分離する非磁性層とを備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
    全体において引張応力を有するように、前記磁極層を形成する第１の工程と、
    少なくと一部において引張応力を有するように、前記非磁性層を形成する第２の工程と
    を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
12. 前記磁極層により前記記録媒体の記録トラック幅が規定されるようにし、
    前記第２の工程において、前記媒体進行方向における第１の方向において前記磁極層に隣接する第１の非磁性層部分と、その第１の方向と反対側の第２の方向において前記磁極層に隣接する第２の非磁性層部分と、前記記録トラック幅方向における第３の方向において前記磁極層に隣接する第３の非磁性層部分と、その第３の方向と反対側の第４の方向において前記磁極層に隣接する第４の非磁性層部分とを含むように、前記非磁性層を形成する
    ことを特徴とする請求項１１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
13. 前記第２の工程において、前記第１の非磁性層部分および前記第２の非磁性層部分のみが引張応力を有するように、前記非磁性層を形成する
    ことを特徴とする請求項１２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
14. 前記第２の工程において、前記第３の非磁性層部分および前記第４の非磁性層部分のみが引張応力を有するように、前記非磁性層を形成する
    ことを特徴とする請求項１２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
15. 前記第２の工程において、前記第１の非磁性層部分、前記第２の非磁性層部分、前記第３の非磁性層部分および前記第４の非磁性層部分の全てが引張応力を有するように、前記非磁性層を形成する
    ことを特徴とする請求項１２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
16. 前記第２の工程において、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法を使用して、スパッタリング法を使用して成膜されたときに圧縮応力を有すると共にＣＶＤ法を使用して成膜されたときに引張応力を有する材料を含むように、前記非磁性層のうちの引張応力を有する少なくとも一部を形成する
    ことを特徴とする請求項１１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
17. 酸化アルミニウム（ＡｌＯ_x ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を含むように、前記非磁性層のうちの引張応力を有する少なくとも一部を形成する
    ことを特徴とする請求項１６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
18. 前記第１の工程において、正の磁歪係数を有する材料を含むように、前記磁極層を形成する
    ことを特徴とする請求項１１ないし請求項１７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
19. 鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）を含む合金を含むように、前記磁極層を形成する
    ことを特徴とする請求項１８記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
20. 記録媒体と、この記録媒体に磁気的処理を施す薄膜磁気ヘッドとを搭載した磁気記録装置であって、
    前記薄膜磁気ヘッドが、
    磁束を発生させる薄膜コイルと、
    前記記録媒体に対向する記録媒体対向面から後方に向かって延在すると共に前記薄膜コイルにおいて発生した磁束を前記記録媒体に向けて放出し、全体において引張応力を有する磁極層と、
    前記磁極層を埋設することにより周囲から磁気的に分離し、少なくとも一部において引張応力を有する非磁性層と
    を備えたことを特徴とする磁気記録装置。
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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