JP2006114159A - 磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部磁界が印加されても記録媒体上のデータを消去させない磁気ヘッド（磁気記録装置）を提供する。
【解決手段】 ヘッド浮上面において、
補助磁極、上部シールドのトラック幅方向の端部の位置の差ｄ１、上部シールド、下部シールドのトラック幅方向の端部の位置の差ｄ２、補助磁極、上部シールドのトラック幅方向の長さの大きい磁性体の膜厚をｔ１、上部シールド、下部シールドのトラック幅方向の長さの大きい磁性体の膜厚をｔ２、とするとき、ｄ１<=ｔ１、かつｄ２<=ｔ２を満たす構造とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、垂直磁気記録用磁気ヘッド及びその垂直磁気記録用磁気ヘッドを搭載した磁気記録再生装置に関するものである。

磁気記録再生装置は磁気記録媒体と磁気ヘッドを備え、磁気記録媒体上のデータは磁気ヘッドによって読み書きされる。磁気記録媒体の単位面積当たりの記録容量を大きくするためには、面記録密度を高める必要がある。しかしながら、現状の面内記録方式では、記録されるビット長が小さくなると、媒体の磁化の熱揺らぎのために面記録密度を上げられない問題がある。この問題を解決できるものとして、媒体面に垂直な方向に磁化信号を記録する垂直記録方式がある。

垂直記録方式には、記録媒体として軟磁性の裏打層を備えた二層垂直媒体を用いる方式と、裏打層を有さない単層垂直媒体を用いる方式の２種類がある。記録媒体として二層垂直媒体を用いる場合には、主磁極と補助磁極とを備えたいわゆる単磁極ヘッドを用いて記録を行うと、より強い磁界を媒体に印加することができる。

図８に、垂直記録用磁気ヘッド１４と磁気ディスク１１との関係及び垂直記録の概略を示す。従来の磁気ヘッドは、ヘッドの走行方向側（リーディング側）から、下部再生シールド８、再生素子７、上部再生シールド９、補助磁極３、薄膜コイル２、主磁極１の順に積層されている。下部再生シールド８、再生素子７、上部再生シールド９は再生ヘッド２４を構成し、補助磁極３、薄膜コイル２、主磁極１は記録ヘッド（単磁極ヘッド）２５を構成する。主磁極の浮上面形状は、ヘッドにスキュー角がついた場合を考慮して、リーディング側の幅が狭い台形形状とされる。記録ヘッド２５の主磁極１から出た磁界は、磁気ディスク１１の磁気記録層１９、軟磁性裏打ち層２０を通り、補助磁極３に入る磁気回路を形成し、磁気記録層１９に磁化パターンを記録する。磁気記録層１９と軟磁性裏打ち層２０の間には中間層が形成されている場合もある。再生ヘッド２４の再生素子７には巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）やトンネル磁気抵抗効果型素子（ＴＭＲ）などが用いられる。

特開２００３−４５００８号公報

図８の構造では再生素子と主磁極の間に補助磁極と薄膜コイルが存在するため、記録再生間隔が大きくなりフォーマット効率が劣化するという欠点がある。そのため、図９に示すように、補助磁極３を主磁極１のトレーリング側に配置する構造が適用されようとされている。この構造にすることにより、記録再生間隔を小さくできる。また、記録ヘッド磁界の強度と共に記録ビットの磁化遷移を決定する磁界勾配も高い記録密度を実現するための重要な要素である。今後、さらに高い記録密度を達成するためには、さらに磁界勾配を増大しなければならない。記録磁界勾配を向上させるために、主磁極１のトレーリング側に磁性体３２を配置する構造がある。この構造の場合にも、閉磁路を形成するには補助磁極３を図９のように主磁極１のトレーリング側に配置することもある。

図４は、磁気ヘッドの構造の一例を示す平面図である。図４に示した磁気ヘッドは、補助磁極３、下部再生シールド（以下、単に下部シールドという）８、上部再生シールド（以下、単に上部シールドという）９のトラック幅方向の長さが異なっている。また、補助磁極３、下部シールド８、上部シールド９のトラック幅方向の端部の位置の差ｄに対する配慮は特にされず、製造プロセスの都合で決まると考えられる。

本発明は、主磁極と補助磁極を有する垂直磁気記録用ヘッドと、裏打ち層を有する二層垂直磁気記録媒体とを用いる垂直磁気記録系に関するものである。この裏打ち層を有する垂直磁気記録系において、浮遊（外部）磁界の影響を受けて媒体上の記録データが消去される現象がある。図５は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）にコイルにより３．９８×１０³A/mの外部磁界を印加した場合の、ディスク上のデータ消去位置を示した図である。外部磁界はディスクの面に平行に印加されている。横軸０の位置がトラック中心位置となる。データ消去の位置は互いに３０μｍ離れており、これは、本実験で用いた補助磁極、再生シールド（上部シールド、下部シールド）の幅に相当する。

図６は、媒体面に平行に外部磁界が印加された時に補助磁極に対向する磁気記録層中心での磁界を３次元磁界計算により示したものである。補助磁極の端部で磁界が大きくなることがわかる。本実験のヘッドは、図４に示したように浮上面で補助磁極、上部シールド、下部シールドのトラック幅方向の幅が異なっている。補助磁極３と上部シールド９のトラック幅方向の端部の差ｄはトラック幅方向の長さの広い上部シールド９の膜厚ｔより大きかった。この計算においては、主磁極１の記録トラック幅は１５０ｎｍ、主磁極の膜厚は２００ｎｍとした。主磁極の材料としてはＣｏＮｉＦｅを想定した。補助磁極３は、飽和磁束密度が１．０Ｔの材料を想定し、大きさは、トラック幅方向の幅を３０μｍ、素子高さ方向の長さを１６μｍ、膜厚を２μｍとした。上部シールド９、下部シールド８は、飽和磁束密度が１．０Ｔの８０ａｔ％Ｎｉ−２０ａｔ％Ｆｅを想定し、大きさは、トラック幅方向の幅を３０μｍ、素子高さ方向の長さは１６μｍ、膜厚を１．５μｍ、とした。磁気記録媒体の裏打ち層２０の材料としてはＣｏＴａＺｒを想定し、ヘッド浮上面から裏打ち層２０の表面までの距離は４０ｎｍ、裏打ち層２０の膜厚は３００ｎｍとした。

以上の事から、外部磁界によって補助磁極、再生シールドの端部でデータ消去が起こると考えられる。外部磁界が媒体面に平行に印加された場合は、裏打ち層に吸い込まれた磁束が補助磁極、再生シールドに流れる事を考えなければならない。この問題は垂直磁気記録を用いたＨＤＤを実現するために解決しなくてはならない問題である。

そこで、本発明は、ＨＤＤの媒体面に平行な外部磁界が印加されてもデータの消去が生じない磁気ヘッドを提供し、それによって高密度の磁気記録再生装置を提供することを目的とする。

本発明による磁気ヘッドは、主磁極と補助磁極を有する記録ヘッドと、下部再生シールド、上部再生シールド及び下部再生シールドと上部再生シールドの間に形成された再生素子を有する再生ヘッドとを備え、浮上面における、補助磁極のトラック幅方向の長さをａ、上部再生シールドのトラック幅方向の長さをｂ、下部再生シールドのトラック幅方向の長さをｃとするとき、ｂ＞=ａを満たす。また、積層された複数の軟磁性膜のうち互いに隣接する２つの磁性膜の浮上面におけるトラック幅方向の端部の位置の差が当該２つの磁性膜のうちトラック幅方向の長さの大きい方の磁性膜の膜厚以下である。

本発明の構造は、補助磁極、下部シールド、上部シールの端部への磁束の集中を弱め、ＨＤＤに外部磁界が印加された場合、補助磁極、下部シールド、上部シールの端部から漏洩する磁界を減少させて、磁気記録層に印加される磁界を減少させる機能を有する。ここで、ヘッド浮上面とはカーボンなどの非磁性材料の保護膜を除いた磁気ヘッドを構成する磁性膜の媒体に対向する面のことを指す。

本発明によると、外部磁界がＨＤＤに印加された場合、特に、外部磁界がＨＤＤの媒体と平行に印加された場合に、補助磁極、下部シールド、上部シールドから漏洩する磁界を減少することができ、磁気記録層の記録ビットの劣化、消去をもたらさない、記録ヘッド及びそれを搭載したＨＤＤを提供できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の図においては、理解を容易にするため、同じ機能部分には同一の符号を付して説明する。

図７は、本発明による磁気記録再生装置の概念図である。磁気記録再生装置は、モータ２８によって回転する磁気ディスク（磁気記録媒体）１１上の所定位置に、サスペンションアーム１２の先端に固定されたスライダー１３に搭載された磁気ヘッドによって磁化信号の記録再生を行う。ロータリアクチュエータ１５を駆動することにより、磁気ヘッドの磁気ディスク半径方向の位置（トラック）を選択することができる。磁気ヘッドへの記録信号及び磁気ヘッドからの読み出し信号は信号処理回路３５ａ，３５ｂにて処理される。

図１は、本発明による磁気ヘッドの一例を示すヘッド浮上面の平面模式図である。また、図２は図１に示した磁気ヘッドの断面を表す概略構造図である。

この磁気ヘッドは、主磁極１と補助磁極３とを備えた記録ヘッド２５と、再生素子７を備えた再生ヘッド２４を有する記録再生複合ヘッドである。主磁極１と補助磁極３とは浮上面から離れた位置でピラー１７によって磁気的に接続され、主磁極１、補助磁極３、ピラー１７によって構成される磁気回路に薄膜コイル２が鎖交している。巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）やトンネル磁気抵抗効果型素子（ＴＭＲ）などからなる再生素子７は、リーディング側の下部シールド８とトレーリング側の上部シールド９からなる一対の磁気シールド（再生シールド）間に配置されている。主磁極１は補助磁極３のトレーリング側に配置されている。ヘッド浮上面において、補助磁極３、上部シールド９のトラック幅方向の端部の位置の差ｄ１、上部シールド９、下部シールド８のトラック幅方向の端部の位置の差ｄ２、補助磁極３と上部シールド９のうちトラック幅方向の長さの大きい方の磁性体の膜厚をｔ１、上部シールド９と下部シールド８のうちトラック幅方向の長さの大きい方の磁性体の膜厚をｔ２、とするとき、ｄ１≦ｔ１、かつｄ２≦ｔ２を満たすように各部材が配置されている。また、基板上に裏打ち層２０、記録層１９が積層された記録媒体１１を備えている磁気記録装置である。図１に示す実施例では、上部シールド９のトラック幅方向の長さが補助磁極３、下部シールド８のそれより大きいためｔ１，ｔ２とも上部シールド９の膜厚となっている。

図４に示したように磁性体の他ラック幅方向の端部の位置の差が大きい従来構造のヘッドは、ＨＤＤに外部磁界が印加された場合、補助磁極３、下部シールド８、上部シールド９から磁界が漏洩し、磁気記録層１９上のデータを消去してしまう問題を生じる。これは、基板上に裏打ち層、記録層が積層された記録媒体を用いる二層垂直磁気記録特有の問題である。本発明は補助磁極３、上下シールド８，９の端部より発生する磁界を減少させるのが目的である。図１、図２に示すような構造にすることにより、補助磁極３から漏洩する磁界を減少し、磁気記録層１９に記録された情報の消去を防ぐことができる。

図４に示した従来構造の磁気ヘッドに対して、３次元磁界計算により、補助磁極、上部シールド、下部シールド端部から磁気記録層１９に印加される磁界を計算した。この計算においては、主磁極１の記録トラック幅は１５０ｎｍ、主磁極の膜厚は２００ｎｍとした。主磁極の材料としてはＣｏＮｉＦｅを想定した。補助磁極３は、飽和磁束密度が１．０Ｔの材料を想定し、大きさは、トラック幅方向の幅を３０μｍ、素子高さ方向の長さを１６μｍ、膜厚を２μｍとした。上部シールド９、下部シールド８は、飽和磁束密度が１．０Ｔの８０ａｔ％Ｎｉ−２０ａｔ％Ｆｅを想定し、大きさは、トラック幅方向の幅を３０μｍ、素子高さ方向の長さは１６μｍ、膜厚を１．５μｍ、とした。磁気記録媒体の裏打ち層２０の材料としてはＣｏＴａＺｒを想定し、ヘッド浮上面から裏打ち層２０の表面までの距離は４０ｎｍ、裏打ち層２０の膜厚は３００ｎｍとした。図４に示す長さｄは３μｍである。外部印加磁界は５０Oeとした。図４に示す従来構造の磁気ヘッドの場合、３次元磁界計算によると、磁気記録層１９に印加される磁界の最大値は幅の一番広い上部シールドの端部において４．０６×１０^５Ａ／ｍとなった。このように大きな磁界が記録層位置に印加されると、記録ビットの劣化あるいは消去をもたらす。

図１に示した本発明の構造の磁気ヘッドに対しても３次元磁界計算により同様に、補助磁極、上部シールド、下部シールド端部から磁気記録層１９に印加される磁界を計算した。計算は、補助磁極３のトラック幅方向の長さａ、上部シールドのトラック幅方向の長さｂ、下部シールドのトラック幅方向の長さｃをすべて３０μｍとし、ｄ１＝ｄ２＝０とした以外は、前記と同じ条件として行った。磁気記録層１９に印加される磁界の最大値は補助磁極の端部において３．０８×１０^５Ａ／ｍとなった。

図３は、トラック幅方向の磁界プロファイルである。横軸の原点がトラック中心位置となる。本発明の構造において磁界の減少が図られているのが分かる。実際に本発明の磁気ヘッドを後に示す製造方法で製作したところ、記録層のデータの消去を減少することができた。幅をそろえることにより、幅の大きい１つの磁性体に磁束が集中されることが防がれるからである。

図１０は本発明による磁気ヘッドの別の例を示す図であり、磁気ヘッドのトレーリング側からみた補助磁極３、上部シールド９、下部シールド８の平面図である。本発明で規定する幅はヘッド浮上面での幅であり、素子高さ方向では図１０に示すように磁性体に段差が設けられたり、斜めになっていても良い。なお、補助磁極３、上部シールド９、下部シールド８のヘッド浮上面から後退した部分においても、実線で示したヘッド浮上面から等距離にある同一平面上のトラック幅方向の端部（破線で囲んで示した部分）の位置はトラック幅方向にそろえるのが望ましい。

なお、補助磁極３、上部シールド９、下部シールド８が素子高さ方向に長い場合、外部磁界が磁気ディスクに垂直に印加された場合、補助磁極３、上部シールド９、下部シールド８から漏洩する磁界が大きくなってしまう。そこで、これらの素子高さ方向の長さはトッラク幅方向の長さ以下であることが望ましい。これは、補助磁極３、上部シールド９、下部シールド８が素子高さ方向に長い場合、反磁界係数が小さいのに対して、トッラク幅方向の長さを素子高さ方向の長さに対して大きくすることにより、反磁界係数を大きくできるためである。したがって、本発明のヘッドはこのような構造に適用されたものである。本発明の実施例ではトラック幅方向の長さ３０μｍに対して、素子高さ方向の長さは１６μｍとした。

本発明の効果を得るためには、補助磁極３、上部シールド９、下部シールド８の幅の差をなくす、または小さくすることにより、磁束の集中を防ぐことが重要である。図１１は、隣り合う２枚の磁性体間のトラック幅方向の端部の位置の差ｄｗと、トラック幅方向に突出した磁性体の端部から漏洩する磁界の最大値との関係を示した図である。磁性体の幅は３０μｍ、厚さは１μｍとした。磁性体の材料は８０ａｔ％Ｎｉ−２０ａｔ％Ｆｅを想定し、飽和磁束密度は１．０Ｔ、比透磁率は１５００とした。

図１１から、トラック幅方向の端部の位置の差ｄｗを小さくすることにより磁性体の端部から漏洩する磁界を低減できることが分かる。特にｄｗを膜厚ｔ以下にすることが望ましい。図の例の場合、膜厚ｔの１μｍ以下にすると効果がある。これは、端部の凸となる部分がトラック幅方向に対して縦長になる形状効果による。ｄｗ≦t以下にすると、ｄｗ＝０の時の磁界強度に比較して磁界強度の増加は１０％程度に抑えられることを見出した。

また、データの消去現象への対応に当たっては、記録電流によって漏洩する磁界の影響も考慮することが望ましい。記録電流によっては、コイルに近い補助磁極端部に集中する。補助磁極３、上部シールド、下部シールドの幅を一致させた場合、記録電流によって漏洩する磁界と外部磁界によって漏洩する磁界の最大値をとる場所が一致し、磁界の強度が増加する。したがって、上部シールドの幅を補助磁極３の幅をよりわずかに広くして、記録電流によって漏洩する磁界と外部磁界によって漏洩する磁界の最大値をとる場所を一致させないことがさらに望ましいことを見出した。磁性体端部のトラック幅方向の端部の位置の差がトラック幅方向の長さの大きい方の磁性体の膜厚以下の場合、記録電流によって漏洩する磁界と外部磁界によって漏洩する磁界の和が、幅をそろえた場合より小さくなり、よりデータの消去を抑えることができる。

３次元磁界計算の結果を図１２に示す。この計算においては、主磁極１の記録トラック幅は１５０ｎｍ、主磁極の膜厚は２００ｎｍとした。主磁極の材料としてはＣｏＮｉＦｅを想定した。補助磁極３は、飽和磁束密度が１．０Ｔの材料を想定し、大きさは、トラック幅方向の幅を３０μｍ、素子高さ方向の長さを１６μｍ、膜厚を２μｍとした。上部シールド９、下部シールド８は、飽和磁束密度が１．０Ｔの８０ａｔ％Ｎｉ−２０ａｔ％Ｆｅを想定し、大きさは、トラック幅方向の幅を３０μｍ、素子高さ方向の長さは１６μｍ、膜厚を１．５μｍ、とした。磁気記録媒体の裏打ち層２０の材料としてはＣｏＴａＺｒを想定し、ヘッド浮上面から裏打ち層２０の表面までの距離は４０ｎｍ、裏打ち層２０の膜厚は３００ｎｍとした。外部印加磁界は５０Oeとした。

図１２（ａ）は、補助磁極３、上部シールド９、下部シールド８の幅がそれぞれ３０μｍであって端部の位置が揃っている場合の例である。磁性体のトラック幅方向の端部の位置に差がない場合、外部磁界による磁界強度の最大位置は補助磁極３の端部で３．０８×１０^５Ａ／ｍ、記録電流による磁界強度も最大位置は補助磁極の端部で９．０４×１０^４Ａ／ｍであり、和は４．０２×１０^５Ａ／ｍとなった。

図１２（ｂ）は、補助磁極幅３０μｍ、上部シールド幅３２μｍ、下部シールド幅３０μｍであって、上部シールドの膜厚ｔｂを１．５μｍ、補助磁極３と上部シールド９のトラック幅方向の端部の位置の差ｄ１、下部シールド８と上部シールド９のトラック幅方向の端部の位置の差ｄ２をそれぞれ１μｍとして計算した結果を示している。

このように、補助磁極３と上部シールド９のトラック幅方向の端部の位置の差ｄ１がトラック幅方向の長さの大きい方の上部シールド膜厚ｔｂより小さく、かつ、上部シールド９と下部シールド８のトラック幅方向の端部の位置の差ｄ２がトラック幅方向の長さの大きい方の上部シールド９の膜厚ｔｂより小さい場合、外部磁界による磁界強度の最大位置は上部シールドの端部で３．１８×１０^５Ａ／ｍであり、端部の位置の差がないものより大きくなった。記録電流により発生する磁界の最大位置は補助磁極の端部で９．１９×１０^４Ａ／ｍであった。しかし、外部磁界と記録電流によって発生する磁界の和は３．８２×１０^５Ａ／ｍと図１２（ａ）の場合よりも小さくなった。したがって、本発明では図１２（ｂ）に示すように、補助磁極のトラック幅方向の長さａ、上部シールドのトラック幅方向の長さｂ、下部シールドのトラック幅方向の長さｃとするとき、ｂ＞ａかつｂ＞ｃを満たすことがさらに望ましい。

また、図１２（ｃ）には、下部シールドのトラック幅方向の長さｃを一番大きくした場合の計算結果を示す。補助磁極幅３０μｍ、上部シールド幅３１μｍ、下部シールド幅３２μｍとし、ｄ１＜ｔｂかつ下部シールドの膜厚ｔｃよりｄ２が小さくなる条件で計算を行った。この条件でも、外部磁界と記録電流によって発生する磁界の和は、３．８５×１０^５Ａ／ｍと図１２（ａ）の場合よりも小さくなった。したがって、ｃ＞ｂとして外部磁界による磁束の集中を下部シールド端部にしても良く、図１１の結果から、トラック方向の端部の位置の差は１μｍ以下が望ましい。

また、本発明では外部磁界が磁気ディスクに垂直に印加された場合も考慮して、図２に示したように補助磁極３、上部シールド８、下部シールド９の高さ方向の長さをそろえることが望ましい。さらに主磁極の高さ方向の長さもそろえることが望ましい。このようにすることにより、１つの磁性体に磁束が集中することを防ぐことができる。補助磁極の素子高さ方向の長さｌ、上部シールドの素子高さ方向の長さｍ、下部シールドの素子高さ方向の長さｎ、補助磁極の膜厚ｔｌ、上部シールドの膜厚ｔｍ、下部シールドの膜厚ｔｎ、とするとき、絶対値｜ｌ−ｍ｜≦ｔｌもしくは｜ｌ−ｍ｜≦ｔｍ、かつ｜ｍ−ｎ｜≦ｔｍもしくは｜ｍ−ｎ｜≦ｔｎ、を満たすことが望ましい。

さらに、本発明では補助磁極からの記録電流によって発生する磁界を低減させるために、補助磁極の浮上面で膜厚を増加させた場合も、その磁性体３′の幅の差を小さくすることが望ましい。図１３（ａ）は浮上面で補助磁極の膜厚を増加させた本発明の磁気ヘッドの断面図、図１３（ｂ）は浮上面での平面模式図である。上記と同様の理由により、補助磁極３の一部となる磁性体３′と補助磁極３の端部の位置の差ｄ３の絶対値が補助磁極３の膜厚以下であることが望ましい。

また、本発明の原理は、磁界勾配を増加させるための磁性体３２など、ヘッド構造に使われる他の磁性体にも同様に適用することが望ましい。図１４（ａ）は本発明による他の磁気ヘッドの断面図、図１４（ｂ）は浮上面での平面模式図である。主磁極１のトレーリング側には磁界勾配を増加させるために磁性体（トレーリング・サイドシールド）３２を配置し、磁性体３２は補助磁極に接合される。そのとき、磁性体の端部に磁束を集中させないために、磁性体３２と補助磁極３のトラック幅方向の端部の位置の差は小さいことが望ましく、補助磁極の膜厚以下もしくは１μｍ以下とするのが望ましい。図中の破線で示した、その他の磁性体の接合部分のトラック幅方向の不整合も１μｍ以下が望ましい。

図１５は、主磁極１を補助磁極３のリーディング側に配置した場合の本発明による磁気ヘッドの構造を示す模式図である。図１５（ａ）は断面図、図１５（ｂ）は浮上面での平面模式図である。この構造においても、磁界勾配を増加させるための磁性体３２と補助磁極３のトラック幅方向の端部の位置の差は小さいことが望ましく、補助磁極の膜厚以下もしくは１μｍ以下が望ましい。磁界勾配を増加させるために磁性体３２の材料には４５ａｔ％Ｎｉ−５５ａｔ％Ｆｅ，８０ａｔ％Ｎｉ−２０ａｔ％Ｆｅ等が用いられる。

次に、本発明の磁気ヘッドの製造方法について説明する。従来、下部シールドに関しては、通常、再生ヘッドのトラック幅の高精度化のために、平坦化工程が設けられているが、上部シールドに関しては、平坦化処理は施されていない。

図１６に、本発明の上部シールドの製造方法の一例を示す。図１６（ａ）は、上部シールド９用の磁性膜が形成されたところを示す。このとき、上部シールド用磁性膜の膜厚は、後の工程で、減少するので、最終できあがり寸法よりも厚くしておく必要がある。厚くする量は、０．５〜１μｍである。図１６（ｂ）は、上部シールド上用の磁性膜に無機絶縁膜を形成したところを示す。無機絶縁膜としては、Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，Ｔａ_２Ｏ_５，ＴｉＯ_２等の単独膜またはこれらの２種以上の混合膜が適用可能である。図１６（ｃ）は、無機絶縁膜と上部シールド用の磁性膜の平坦化を行い、上部シールドを完成したところを示す。平坦化方法としては、ケミカル・メカニカル・ポリッシング（ＣＭＰ）が使用可能である。本方法のように、上部シールドを平坦化することによって、この上に形成される補助磁極の高精度化が図れ、補助磁極、上部シールドのトラック幅方向の端部の位置の差ｄ１を小さくすること（ｔ１以下にすること）が可能となる。上部シールド、下部シールドの端部との位置の差に関しては、上述のように平坦化工程が用いられているので、十分小さな値（ｔ２以下）をとることが可能である。その後、図１６（ｄ）に示すように無機絶縁膜形成後、補助磁極３を形成し、さらに、コイルなどを形成した後、図１６（ｅ）に示すように主磁極１を形成することにより本発明の磁気ヘッドが得られる。

図１７に、上部シールドと補助磁極の形成方法の別の例を示す。図１７（ａ）は、下部シールド８、再生素子部７、再生ギャップ膜を形成したところ示す。図１７（ｂ）は、めっき下地膜形成後（図示していない）、めっき用レジストフレームを形成したところを示す。図１７（ｃ）は、上部シールド９用の磁性膜をめっき後、非磁性膜をめっきし、続いて補助磁極３用の磁性膜をめっきしたところを示す。上部シールドとしては、４５ａｔ％Ｎｉ−５５ａｔ％Ｆｅ，８０ａｔ％Ｎｉ−２０ａｔ％Ｆｅ等が適用可能で、非磁性膜としては、ＮｉＰ，ＮｉＰｄ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ａｕ，Ｃｕ等が適用可能である。補助磁極としては、４５ａｔ％Ｎｉ−５５ａｔ％Ｆｅ，８０ａｔ％Ｎｉ−２０ａｔ％Ｆｅ等が適用可能である。図１７（ｄ）は、レジストフレームとめっき下地膜を除去し、上部シールド、非磁性膜、補助磁極を形成したところを示す。この方法によると、上部シールド９と補助磁極３を同時に形成できることから、工程の短縮になるとともに、パターンの合わせずれ及びパターン幅のばらつきからくる上部シールド９の端部と補助磁極３の端部の浮上面での位置ずれを抑えることが可能となり、その値はｔ１以下であることはいうまでもない。その後、コイルなどを形成した後、図１７（ｅ）に示すように主磁極１を形成することにより本発明の磁気ヘッドが得られる。

本発明による磁気ヘッドを媒体対向面から見た平面模式図。 本発明による磁気ヘッドの断面模式図。 本発明の磁気ヘッドから印加される磁界のトラック幅方向の分布を示す図。 磁気ヘッドの構造を示す図。 従来の磁気ヘッドにおけるトラック幅方向位置と出力減少量との関係を示す図。 従来の磁気ヘッドに外部磁界が印加された時に上部シールドから磁気記録層に印加される磁界を示した図。 磁気記録再生装置の概略図。 従来の垂直記録用磁気ヘッドを用いた垂直記録の概略説明図。 別の垂直記録用磁気ヘッド構造を示す概略図。 本発明による磁気ヘッドの別の例を示す平面模式図。 本発明による磁気ヘッドに外部磁界が印加された時に磁性体の端部の位置の差と磁界の関係を示した図。 本発明による磁界の最大値をとる位置をずらした効果を示す模式図。 本発明による磁気ヘッドの他の例を示す模式図。 本発明による磁気ヘッドの他の例を示す模式図。 本発明による磁気ヘッドの他の例を示す模式図。 本発明による磁気ヘッドの製造方法を示す図。 本発明による磁気ヘッドの製造方法を示す図。

符号の説明

１…主磁極、２…薄膜導体コイル、３…補助磁極、３’…補助磁極、７…再生素子、８…下部シールド、９…上部シールド、１１…磁気ディスク、１２…サスペンションアーム、１３…磁気ヘッドスライダー、１４…磁気ヘッド、１５…ロータリアクチュエータ、１６…記録ヘッド、１７…ピラー、１９…磁気記録層、２０…裏打ち層、２４…再生ヘッド、２５…記録ヘッド、３２…磁性体（トレーリング、サイドシールド）、３５…パッケージボード

Claims (21)

1. 主磁極と補助磁極を有する記録ヘッドと、
   下部再生シールド、上部再生シールド及び前記下部再生シールドと上部再生シールドの間に形成された再生素子を有する再生ヘッドとを備え、
   浮上面における、前記補助磁極のトラック幅方向の長さをａ、前記上部再生シールドのトラック幅方向の長さをｂ、前記下部再生シールドのトラック幅方向の長さをｃとするとき、ｂ＞ａであることを特徴とする磁気ヘッド。
2. 請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、ｂ＞ｃであることを特徴とする磁気ヘッド。
3. 請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、ｂ＜ｃであることを特徴とする磁気ヘッド。
4. 請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記補助磁極を構成する磁性膜、前記下部再生シールドを構成する磁性膜及び前記上部再生シールドを構成する磁性膜のうち、互いに隣接する２つの磁性膜の浮上面におけるトラック幅方向の端部の位置の差が当該２つの磁性膜のうちトラック幅方向の長さが大きい方の磁性膜の膜厚以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
5. 請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記補助磁極と上部再生シールドの浮上面におけるトラック幅方向の端部の位置の差をｄ１、前記上部再生シールドと下部再生シールドの浮上面におけるトラック幅方向の端部の位置の差をｄ２、前記補助磁極と上部再生シールドのうちトラック幅方向の長さの大きい方の膜厚をｔ１、前記上部再生シールドと下部再生シールドのうちトラック幅方向の長さの大きい方の膜厚をｔ２とするとき、ｄ１≦ｔ１、かつｄ２≦ｔ２であることを特徴とする磁気ヘッド。
6. 請求項５記載の磁気ヘッドにおいて、前記ｄ１及びｄ２が１μｍ以下であることを特徴と磁気ヘッド。
7. 請求項４記載の磁気ヘッドにおいて、浮上面で前記補助磁極と磁気的に結合された磁性体を有し、前記補助磁極と前記磁性体の浮上面におけるトラック幅方向の端部の位置の差ｄ３が前記補助磁極と前記磁性体のトラック幅方向の長さの大きい方の磁性膜の膜厚以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
8. 請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、主磁極のトレーリング側とトラック幅方向側に磁性体からなるトレーリング・サイドシールドを有し、前記補助磁極と前記磁性体の浮上面におけるトラック幅方向の端部の位置の差が前記補助磁極と前記磁性体のトラック幅方向の長さの大きい方の磁性膜の膜厚以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
9. 請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記補助磁極の素子高さ方向の長さをｌ、前記上部再生シールドの素子高さ方向の長さをｍ、前記下部再生シールドの素子高さ方向の長さをｎ、前記補助磁極と上部再生シールドのうち素子高さ方向の長さの大きい方の膜厚をｔ５、前記上部再生シールドと下部再生シールドのうち素子高さ方向の長さの大きい方の膜厚をｔ６とするとき、｜ｌ−ｍ｜≦ｔ５、かつ｜ｍ−ｎ｜≦ｔ６を満たすことを特徴とする磁気ヘッド。
10. 積層された複数の軟磁性膜を有する垂直磁気記録用の磁気ヘッドにおいて、
    互いに隣接する２つの磁性膜の浮上面におけるトラック幅方向の端部の位置の差が当該２つの磁性膜のうちトラック幅方向の長さの大きい方の磁性膜の膜厚以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
11. 請求項１０記載の磁気ヘッドにおいて、前記位置の差が１μｍ以下であることを特徴と磁気ヘッド。
12. 請求項１０記載の磁気ヘッドにおいて、互いに隣接する２つの磁性膜の素子高さ方向の高さの差が当該２つの磁性膜のうちトラック幅方向の長さの大きい方の磁性膜の膜厚以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
13. 主磁極と補助磁極を有する記録ヘッドと、
    下部再生シールド、上部再生シールド及び前記下部再生シールドと上部再生シールドの間に形成された再生素子を有する再生ヘッドとを備え、
    前記補助磁極と上部再生シールドの浮上面におけるトラック幅方向の端部の位置の差をｄ１、前記上部再生シールドと下部再生シールドの浮上面におけるトラック幅方向の端部の位置の差をｄ２、前記補助磁極と上部再生シールドのうちトラック幅方向の長さの大きい方の膜厚をｔ１、前記上部再生シールドと下部再生シールドのうちトラック幅方向の長さの大きい方の膜厚をｔ２とするとき、ｄ１≦ｔ１、かつｄ２≦ｔ２を満たすことを特徴とする磁気ヘッド。
14. 請求項１３記載の磁気ヘッドにおいて、前記ｄ１及びｄ２が１μｍ以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
15. 請求項１３記載の磁気ヘッドにおいて、浮上面で前記補助磁極と磁気的に結合された磁性体を有し、前記補助磁極と前記磁性体の浮上面におけるトラック幅方向の端部の位置の差ｄ３が前記補助磁極の膜厚以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
16. 請求項１３記載の磁気ヘッドにおいて、主磁極のトレーリング側とトラック幅方向側に磁性体からなるトレーリング・サイドシールドを有し、前記補助磁極と前記磁性体の浮上面におけるトラック幅方向の端部の位置の差が前記補助磁極の膜厚以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
17. 請求項１３記載の磁気ヘッドにおいて、前記補助磁極の素子高さ方向の長さをｌ、前記上部再生シールドの素子高さ方向の長さをｍ、前記下部再生シールドの素子高さ方向の長さをｎ、前記補助磁極と上部再生シールドのうち素子高さ方向の長さの大きい方の膜厚をｔ５、前記上部再生シールドと下部再生シールドのうち素子高さ方向の長さの大きい方の膜厚をｔ６とするとき、｜ｌ−ｍ｜≦ｔ５、かつ｜ｍ−ｎ｜≦ｔ６を満たすことを特徴とする磁気ヘッド。
18. 磁気記録層と軟磁性裏打ち層とを備える磁気記録媒体と、
    前記磁気記録媒体を駆動する媒体駆動部と、
    前記磁気記録媒体に対して記録再生を行う磁気ヘッドと、
    前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して駆動する磁気ヘッド駆動部とを含み、
    前記磁気ヘッドとして請求項１、１０又は１３記載の磁気ヘッドを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
19. 主磁極と補助磁極を有する記録ヘッドと、下部再生シールド、上部再生シールド及びその間に形成された再生素子を備える再生ヘッドとを備える磁気ヘッドの製造方法において、
    上部再生シールド用の磁性膜を形成する工程と、
    前記磁性膜の上部及び側方に無機絶縁膜を形成する工程と、
    前記磁性膜及び無機絶縁膜を平坦化する工程と
    を有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
20. 請求項１９記載の磁気ヘッドの製造方法において、前記平坦化をケミカル・メカニカル・ポリッシングによって行うことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
21. 主磁極と補助磁極を有する記録ヘッドと、下部再生シールド、上部再生シールド及びその間に形成された再生素子を備える再生ヘッドとを備える磁気ヘッドの製造方法において、
    下部再生シールドの上に再生素子を挟んでギャップ膜を形成する工程と、
    めっき用レジストフレームを形成する工程と、
    上部再生シールド用の磁性膜をめっきする工程と、
    非磁性膜をめっきする工程と、
    補助磁極用の磁性膜をめっきする工程と、
    レジストフレームを除去する工程と
    を有することを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。

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