JP2007172707A

JP2007172707A - 垂直磁気記録ヘッド装置

Info

Publication number: JP2007172707A
Application number: JP2005366836A
Authority: JP
Inventors: Hisayuki Yazawa; 久幸矢澤; Toshinori Watanabe; 利徳渡辺
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2007-07-05
Also published as: US20070139819A1; US7889457B2

Abstract

【課題】良好に情報記録を行うことができる磁界強度を維持しつつ、しかも磁界傾度を上げて優れた記録性能を発揮することができる垂直磁気記録ヘッド装置を提供すること。
【解決手段】非磁性絶縁層を介して積層された主磁極層及びリターンパス層で構成された垂直磁気記録ヘッド装置において、リターンパス層１１６は、低飽和磁束密度層（低Ｂｓ層）１１６−１と、低Ｂｓ層１１６−１上に形成された、相対的に高い飽和磁束密度を有する材料で構成された高飽和磁束密度層（高Ｂｓ層）１１６−２とから構成された二層構造になっている。リターンパス層１１６の前端面１１６ａにおいては、低Ｂｓ層１１６−１及び高Ｂｓ層１１６−２が露出している。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録媒体面に垂直な磁界を与えて情報記録を行う垂直磁気記録ヘッド装置に関する。

磁気ヘッド装置には、記録媒体面に平行な磁界を与えて情報記録を行う長手記録（面内記録）型磁気ヘッド装置と、記録媒体面に垂直な磁界を与えて情報記録を行う垂直記録型磁気ヘッド装置とがあり、今後のさらなる高密度記録を考慮して垂直記録型磁気ヘッド装置が有力視されている。

垂直記録型磁気ヘッド装置は、記録媒体に対向する面（媒体対向面）に、主磁極層上に非磁性絶縁層を介してリターンパス層を設けてなる積層構造を有する。主磁極層とリターンパス層とは、媒体対向面よりもハイト方向における奥部で磁気的に接続されている。また、非磁性絶縁層内には、主磁極層及びリターンパス層に記録磁界を与えるためのコイル層が埋設されている。このような構成を有する磁気ヘッド装置において、コイル層に通電することにより、主磁極層とリターンパス層との間に記録磁界が誘導され、この記録磁界が主磁極層の媒体対向面から記録媒体のハード膜に垂直に入射し、記録媒体のソフト膜を通ってリターンパス層に帰還する。これにより、記録媒体における主磁極層と対向する領域に情報記録される（特許文献１）。
特開２００５−１２２８３１号公報

近年では、主磁極層からリターンパス層へ向う磁束の発散を抑えてにじみの少ない磁気記録を実現できるように、記録媒体との対向面における主磁極層とリターンパス層との間の間隔（ギャップ間隔）を約５０ｎｍ程度に狭くする、いわゆるシールデッドポール構造が提案されている。このシールデッドポール構造の垂直磁気記録ヘッド装置では、上記ギャップ間隔に加えて、リターンパス層の深さ方向の寸法（スロートハイト）が記録磁界を制御する重要なパラメータとなっており、このスロートハイトを適正に設定する必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載の構造において、スロートハイトを浅く設定すると、図１０（ａ）に示すように、主磁極層１とリターンパス層２との間の対向面積が小さくなり、主磁極層１から記録媒体Ｍに向って磁束（φｘ）が漏れ易くなる。このため、主磁極層からリターンパス層に帰還する磁束が発散し易くなり、磁界傾度（記録領域における磁界強度変化の急峻度）を十分に上げることが難しくなる。その結果、優れた記録性能を発揮することができない。一方、スロートハイトを深く設定すると、図１０（ｂ）に示すように、主磁極層１とリターンパス層２との間の対向面積が大きくなるので、主磁極層１からリターンパス層２に磁束（φｙ）が流れ易くなる。このため、磁界傾度は上昇するが、主磁極層１から記録媒体Ｍに向う磁束（φｘ）が減少して記録磁界強度が低下してしまい、良好に情報記録を行うことができない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、良好に情報記録を行うことができる磁界強度を維持しつつ、しかも磁界傾度を上げて優れた記録性能を発揮することができる垂直磁気記録ヘッド装置を提供することを目的とする。

本発明の垂直磁気記録ヘッド装置は、非磁性絶縁層を介して積層された主磁極層及びリターンパス層で構成され、記録媒体対向面で前記主磁極層とリターンパス層とが近接する近接領域を含む積層構造を有する垂直磁気記録ヘッド装置であって、前記リターンパス層は、少なくとも前記主磁極層側に、相対的に低い飽和磁束密度を有する材料で構成された低飽和磁束密度層を含むことを特徴とする。

この構成によれば、主磁極層から直接リターンパス層に磁束が侵入することを防止し、高飽和磁束密度層の飽和を抑えてリターンパス層への戻り磁束の発散を抑制する。このため、良好に情報記録を行うことができる磁界強度を維持しつつ、しかも磁界傾度を上げて優れた記録性能を発揮することができる。

本発明の垂直磁気記録ヘッド装置においては、前記リターンパス層は、前記低飽和磁束密度層上に形成された、相対的に高い飽和磁束密度を有する材料で構成された高飽和磁束密度層を有することが好ましい。

本発明の垂直磁気記録ヘッド装置においては、前記リターンパス層は、前記高飽和磁束密度層上に形成された、相対的に低い飽和磁束密度を有する材料で構成された低飽和磁束密度層をさらに有することが好ましい。この構成によれば、リターンパス層の記録媒体に対向する面における不要な磁束集中を抑制することができる。その結果、情報記録をより良好に行うことができる。

本発明の垂直磁気記録ヘッド装置においては、前記リターンパス層は、前記低飽和磁束密度層内に埋設された、相対的に高い飽和磁束密度を有する材料で構成された高飽和磁束密度層を有することが好ましい。この構成によれば、リターンパス層の記録媒体に対向する面における不要な磁束集中を抑制することができる。その結果、情報記録をより良好に行うことができる。

本発明の垂直磁気記録ヘッド装置においては、前記近接領域における前記主磁極層と前記リターンパス層との間隔が約５０ｎｍであり、前記低飽和磁束密度層の前記主磁極層側の厚さが約１０ｎｍ〜約１００ｎｍであることが好ましい。

本発明によれば、非磁性絶縁層を介して積層された主磁極層及びリターンパス層で構成され、記録媒体対向面で前記主磁極層とリターンパス層とが近接する近接領域を含む積層構造を有する垂直磁気記録ヘッド装置であって、前記リターンパス層は、少なくとも前記主磁極層側に、相対的に低い飽和磁束密度を有する材料で構成された低飽和磁束密度層を含むので、良好に情報記録を行うことができる磁界強度を維持しつつ、しかも磁界傾度を上げて優れた記録性能を発揮することができる垂直磁気記録ヘッド装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置を示す断面図である。図１に示す垂直磁気記録ヘッドＨ１は、記録媒体Ｍに垂直磁界を与え、記録媒体Ｍのハード膜Ｍａを垂直方向に磁化させるものである。

記録媒体Ｍは例えばディスク状であり、その表面に残留磁化の高いハード膜Ｍａが形成され、その内側に磁気透過率の高いソフト膜Ｍｂが形成されている。この記録媒体Ｍの中心が回転軸となって回転させられる。

スライダ１０１は、Ａｌ₂Ｏ₃，ＴｉＣなどの非磁性材料で構成されており、スライダ１０１の対向面１０１ａが記録媒体Ｍに対向し、記録媒体Ｍが回転すると、表面の空気流によりスライダ１０１が記録媒体Ｍの表面から浮上し、又はスライダ１０１が記録媒体Ｍ上を摺動する。図１においてスライダ１０１に対する記録媒体Ｍの移動方向はＡ方向である。

スライダ１０１のトレーリング側端面１０１ｂには、Ａｌ₂Ｏ₃又はＳｉＯ₂などの無機材料で構成された非磁性絶縁層１０２が形成されており、この非磁性絶縁層１０２上に読取り部ＨＲが形成されている。読取り部ＨＲは、下部シールド層１０３と、上部シールド層１０６と、下部シールド層１０３及び上部シールド層１０６の間の無機絶縁層（ギャップ絶縁層）１０５内に位置する読み取り素子１０４とを有している。読み取り素子１０４は、ＡＭＲ（Anisotropic Magneto-Resistive）素子、ＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive）素子、ＴＭＲ（Tunneling Magneto-Resistive）素子などの磁気抵抗効果素子である。

上部シールド層１０６上には、コイル絶縁下地層１０７を介して、導電性材料で構成された複数本の第１コイル層１０８が形成されている。第１コイル層１０８は、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔｉ，ＮｉＰ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｒｈから選ばれる１種又は２種以上の非磁性金属材料で構成される。第１コイル層１０８は、これらの非磁性金属材料で構成された層を積層してなる積層構造でも良い。

第１コイル層１０８の周囲は、Ａｌ₂Ｏ₃などの無機絶縁材料で構成されたコイル絶縁層１０９が形成されている。コイル絶縁層１０９の上面１０９ａは平坦化され、この上面１０９ａ上に、対向面Ｈ１ａからハイト方向に所定の長さを有し、トラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅がトラック幅Ｗｔであり、所定長さＤ２で延在する主磁極１１０が形成されている。この主磁極１１０は、強磁性材料で構成されており、例えばメッキなどにより形成される。強磁性材料としては、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏなどの相対的に高い飽和磁束密度を有する材料を挙げることができる。

また、主磁極１１０の基端部から主磁極１１０と一体となり、ハイト方向（図示Ｙ方向）へトラック幅方向における幅寸法がトラック幅Ｗｔよりも広がって延在するヨーク部１２１が形成されている。この主磁極１１０とヨーク部１２１とで第１の磁性部１６０が構成される。本実施の形態においては、主磁極１１０とヨーク部１２１とが別体である場合について説明しているが、主磁極１１０とヨーク部１２１とが一体で構成されていても良い。図１に示す磁気ヘッドＨ１では、主磁極１１０とヨーク部１２１とで構成される第１の磁性部１６０が、読取り部側に位置する磁性部となる。

本実施の形態において、トラック幅Ｗｔは、例えば０．０５μｍ〜１．０μｍであり、長さＤ２は、例えば１．０μｍ以下である。また、ヨーク部１２１は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅Ｔ１が最も広い部分で、例えば１μｍ〜１００μｍ程度であり、またヨーク部１２１のハイト方向への長さＬ３は、例えば１μｍ〜１００μｍ程度である。

図２は、図１に示す垂直磁気記録ヘッドＨ１を示す正面図である。なお、図１は、垂直磁気記録ヘッドを図２に示される一点鎖線で切断し、矢印方向からみた断面図である。

図２に示すように、対向面Ｈ１ａに現れている主磁極１１０は、トラック幅方向（Ｘ方向）における幅がＷｔとなるように形成されている。なお、ヨーク部１２１のトラック幅方向における寸法は、主磁極１１０のトラック幅方向における幅寸法Ｗｔより大きくなっている。

図２に示すように、主磁極１１０の周囲には、絶縁性材料層１１１が設けられている。そして、主磁極１１０の上面１１０ｃと、主磁極１１０の周囲に形成された絶縁性材料層１１１の上面１１１ａとはほぼ同一な面である。絶縁性材料層１１１は、例えばＡｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ，Ｔｉ，Ｗ，Ｃｒのいずれか１種又は２種以上の材料で構成される。主磁極１１０及びヨーク部１２１上と絶縁性材料層１１１上には、Ａｌ₂Ｏ₃又はＳｉＯ₂などの無機材料によって、ギャップ層１１２が設けられている。

図１に示すように、ギャップ層１１２上には、コイル絶縁下地層１１３を介して第２コイル層１１４が形成されている。第２コイル層は、第１コイル層１０８と同様に複数本形成されており、導電性材料で構成されている。第２コイル層１１４は、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔｉ，ＮｉＰ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｒｈから選ばれる１種又は２種以上の非磁性金属材料で構成される。第２コイル層１１４は、これらの非磁性金属材料で構成された層を積層してなる積層構造でも良い。

第１コイル層１０８と第２コイル層１１４とは、それぞれのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における端部同士が電気的に接続されており、第１コイル層１０８と第２コイル層１１４とで、主磁極１１０及びヨーク部１２１の周りに巻回されたソレノイドコイル層を構成している。

図１に示すように、第１コイル層１０８のハイト方向（図示Ｙ方向）の幅Ｗ２０と、第２コイル層１１４のハイト方向（図示Ｙ方向）の幅Ｗ２１とは、ほぼ同じ寸法である。

第２コイル層１１４の周囲には、レジストなどの有機絶縁材料で形成されたコイル絶縁層１１５が形成され、このコイル絶縁層１１５上からギャップ層１１２上にかけて、パーマロイなどの強磁性材料で構成された第２の磁性部１６１であるリターンパス層１１６が形成されている。このリターンパス層１１６は、少なくとも主磁極１１０側に、相対的に低い飽和磁束密度を有する材料で構成された低飽和磁束密度層１１６−１を含んでおり、低飽和磁束密度層１１６−１上には、相対的に高い飽和磁束密度を有する材料で構成された高飽和磁束密度層１１６−２が形成されている。なお、ここで、少なくとも主磁極１１０側とは、リターンパス層１１６において少なくとも主磁極１１０と最も近い領域を意味し、この領域に低飽和磁束密度層１１６−１が存在していれば良い。

図２に示すように、主磁極１１０の前端面１１０ａの厚みＨｔは、リターンパス層１１６の前端面１１６ａの厚みＨｒよりも小さく、主磁極１１０の前端面１１０ａのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅Ｗｔは、リターンパス層１１６の前端面１１６ａの同方向における幅Ｗｒよりも十分に短くなっている。その結果、対向面Ｈ１ａでは、主磁極１１０の前端面１１０ａの面積が、リターンパス層１１６の前端面１１６ａでの面積よりも十分に小さい。したがって、主磁極１１０の前端面１１０ａに漏れ記録磁界の磁束φが集中し、この集中している磁束φにより記録媒体Ｍのハード膜Ｍａが垂直方向へ磁化されて、情報記録が行われる。

リターンパス層１１６の前端面１１６ａは、記録媒体Ｍとの対向面Ｈ１ａで露出している。また、対向面Ｈ１ａよりも奥側で、リターンパス層１１６の接続部１１６ｂと主磁極１１０とが接続されている。これにより、主磁極１１０からリターンパス層１１６を通る磁路が形成される。

なお、ギャップ層１１２上であって、記録媒体Ｍとの対向面Ｈ１ａから所定距離だけ離れた位置に、無機材料又は有機材料で構成されたＧｄ規定層１１７が形成されている。記録媒体Ｍとの対向面Ｈ１ａからＧｄ規定層１１７の前端縁までの距離により、垂直磁気記録ヘッドＨ１のギャップデプス長が規定される。ギャップデプスは、リターンパス層の深さ方向の寸法（スロートハイト）を規定する。

リターンパス層１１６の接続部１１６ｂのハイト方向（図示Ｙ方向）側には、第２コイル層１１４から延出したリード層１１８が、コイル絶縁下地層１１３を介して形成されている。そして、リターンパス層１１６及びリード層１１８が、無機非磁性絶縁材料などで構成された保護層１１９により覆われている。このように、非磁性絶縁層であるコイル絶縁層１１５を介して積層された主磁極１１０及びリターンパス層１１６で構成され、記録媒体Ｍと対向する面で主磁極１１０とリターンパス層１１６とが近接する近接領域を含む積層構造を有する垂直磁気記録ヘッドＨ１が構成されている。

垂直磁気記録ヘッドＨ１では、リード層１１８を介して第１コイル層１０８及び第２コイル層１１４に記録電流が与えられると、第１コイル層１０８及び第２コイル層１１４を流れる電流の電流磁界によって主磁極１１０及びリターンパス層１１６に記録磁界が誘導され、対向面Ｈ１ａにおいて、主磁極１１０の前端面１１０ａから記録磁界の磁束φ１が飛び出し、この記録磁界の磁束φ１が記録媒体Ｍのハード膜Ｍａを貫通してソフト膜Ｍｂを通過する。これにより、記録媒体Ｍに情報が書き込まれる。その後、磁束φ１は、リターンパス層１１６の前端面１１６ａへ帰還する。このようにして記録媒体Ｍに対して垂直磁気記録が行われる。

次に、本発明の垂直磁気記録ヘッド装置における主磁極層とリターンパス層との関係について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部を示す拡大図である。図３は、記録媒体Ｍと対向する面で主磁極１１０とリターンパス層１１６とが近接する近接領域を示しており、説明を簡略化するために、主磁極１１０、リターンパス層１１６及び記録媒体Ｍのみを記しており、ギャップ層１１２は省略している。

図３から分かるように、リターンパス層１１６は、少なくとも主磁極１１０側に、相対的に低い飽和磁束密度を有する材料で構成された低飽和磁束密度層（低Ｂｓ層）１１６−１を含む。図３に示す構成においては、リターンパス層１１６は、低Ｂｓ層１１６−１と、低Ｂｓ層１１６−１上に形成された、相対的に高い飽和磁束密度を有する材料で構成された高飽和磁束密度層（高Ｂｓ層）１１６−２とから構成された二層構造になっている。また、低Ｂｓ層１１６−１がコイル絶縁層１１５に沿って形成されている。また、リターンパス層１１６の前端面１１６ａにおいては、低Ｂｓ層１１６−１及び高Ｂｓ層１１６−２が露出している。

低Ｂｓ層１１６−１を構成する材料としては、飽和磁束密度が約１．０Ｔ（テスラ）程度の材料が好ましい。このような材料としては、例えば、Ｎｉ：Ｆｅ＝８０：２０のパーマロイなどを挙げることができる。また、高Ｂｓ層１１６−２を構成する材料としては、飽和磁束密度が約１．５Ｔ以上の材料が好ましい。このような材料としては、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ，Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｎｉなどを挙げることができる。

本実施の形態においては、磁極部を図３及び図４に示す形状としている。すなわち、ギャップ層１１２の厚さＧを約５０ｎｍとし、低Ｂｓ層１１６−１の厚さ（スロートハイト）ｔ１を約５０ｎｍとし、リターンパス層１１６の近接領域におけるハイト方向の深さＤ１を約２００ｎｍとし、主磁極１１０の延出部１１０ｄのハイト方向の深さＤ２を１００ｎｍとし、主磁極１１０の厚さｔ２を約３００ｎｍとしている。また、主磁極１１０は、延出部１１ｄに連接した幅広部１１０ｅを有しており、幅広部１１０ｅは、平面視において記録媒体Ｍに対向する面１１０ａからハイト方向に向って幅が広くなる形状を有する。

低Ｂｓ層１１６−１は、主磁極１１０から直接リターンパス層１１６に磁束（漏れ磁束）φａが侵入することを防止する役割を果たす。これにより、記録磁界のロスを低減させて情報記録に十分な磁界強度を得ることができる。また、低Ｂｓ層１１６−１は、高Ｂｓ層１１６−２の飽和を抑えてリターンパス層１１６への戻り磁束φｂの発散を抑制し、磁界傾度を向上させることができる。このため、低Ｂｓ層１１６−１の厚さｔ１は、主磁極１１０から直接リターンパス層１１６に磁束が侵入することを防止し、高Ｂｓ層１１６−２の飽和を抑えてリターンパス層１１６への戻り磁束φｂの発散を抑制するために十分な厚さである必要がある。例えば、低Ｂｓ層１１６−１の厚さｔ１は、例えば、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍであることが好ましい。なお、低Ｂｓ層１１６−１の厚さｔ１は、ギャップ層１１２の厚さＧ、リターンパス層１１６から記録媒体Ｍのソフト層Ｍｂまでの距離、スロートハイトＤ１などにより好ましい範囲が異なるので、これらの条件を考慮して適宜決定することができる。

高Ｂｓ層１１６−２の厚さは、リターンパス層のエッジなどで発生する不正な（記録）磁界の発生の抑制などを考慮すると、約１００ｎｍ以上であることが好ましい。リターンパス層１１６の近接領域におけるハイト方向の深さＤ１は、磁界傾度の向上などを考慮すると、約２００ｎｍ程度（１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度）であることが好ましい。主磁極１１０の延出部１１０ｄのハイト方向の深さＤ２は、十分な磁界強度の発生などを考慮すると、約１００ｎｍ以下であることが好ましい。

このように、本実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置は、リターンパス層が少なくとも主磁極１１０側に低Ｂｓ層１１６−１を含むので、主磁極１１０から直接リターンパス層１１６に磁束が侵入することを防止し、高Ｂｓ層１１６−２の飽和を抑えてリターンパス層１１６への戻り磁束φｂの発散を抑制する。このため、良好に情報記録を行うことができる磁界強度を維持しつつ、しかも磁界傾度を上げて優れた記録性能を発揮することができる。すなわち、本実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置は、情報記録を行うと、記録媒体Ｍのハード膜Ｍａに加えられる記録磁界は、図５に示すような特性曲線Ｂを示す。図５から分かるように、この情報記録においては、十分な磁界強度を維持しつつ、優れた磁界傾度（記録領域における磁界強度変化の急峻度）を示す。その結果、本実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置は、記録媒体の磁化反転領域におけるノイズの発生を抑制し、良好な情報記録を行うことができる。

このリターンパス層１１６は、表面研磨された主磁極１１０上にギャップ層１１２を形成し、ギャップ層１１２上に第２コイル層１１４を形成し、第２コイル層１１４上にコイル絶縁層１１５を形成した後に、低Ｂｓ層１１６−１を構成する材料を被着（例えば、スパッタリング）して低Ｂｓ層１１６−１を形成し、低Ｂｓ層１１６−１上に高Ｂｓ層１１６−２を構成する材料を被着（例えば、メッキ）して高Ｂｓ層１１６−２を形成し、前端面１１６ａを研磨することにより設ける。

図６は、本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部の他の例を示す拡大図である。図６から分かるように、リターンパス層１１６は、少なくとも主磁極１１０側に、相対的に低い飽和磁束密度を有する材料で構成された低Ｂｓ層１１６−１を含む。図６に示す構成においても、リターンパス層１１６は、低Ｂｓ層１１６−１と、低Ｂｓ層１１６−１上に形成された高Ｂｓ層１１６−２とから構成された二層構造になっている。この構成においては、低Ｂｓ層１１６−１は、主磁極１１０に対向する領域にのみ設けられており、コイル絶縁層１１５に沿って形成されていない。また、リターンパス層１１６の前端面１１６ａにおいては、低Ｂｓ層１１６−１及び高Ｂｓ層１１６−２が露出している。

図６に示す磁極部を有する垂直磁気記録ヘッド装置においても、リターンパス層が少なくとも主磁極１１０側に低Ｂｓ層１１６−１を含むので、主磁極１１０から直接リターンパス層１１６に磁束が侵入することを防止し、高Ｂｓ層１１６−２の飽和を抑えてリターンパス層１１６への戻り磁束φｂの発散を抑制する。このため、良好に情報記録を行うことができる磁界強度を維持しつつ、しかも磁界傾度を上げて優れた記録性能を発揮することができる。

図６に示すリターンパス層１１６は、表面研磨された主磁極１１０上にギャップ層１１２を形成し、低Ｂｓ層１１６−１を構成する材料を被着（例えば、スパッタリング）して低Ｂｓ層１１６−１を形成し、次いで、低Ｂｓ層１１６−１上に高Ｂｓ層１１６−２を構成する材料を被着（例えば、メッキ）して高Ｂｓ層１１６−２を形成し、主磁極１１０に対向する領域以外の低Ｂｓ層１１６−１を、例えばミリング加工により除去し、その後、コイル層及びコイル絶縁層を形成した後に、接続部１１６ｂとつなげるための追加部分を形成し、最後に前面端１１６ａを研磨することにより設ける。

図７は、本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部の他の例を示す拡大図である。図７から分かるように、リターンパス層１１６は、少なくとも主磁極１１０側に、相対的に低い飽和磁束密度を有する材料で構成された低Ｂｓ層１１６−１を含む。そして、低Ｂｓ層１１６−１上に高Ｂｓ層１１６−２が形成され、さらに高Ｂｓ層１１６−２上に低Ｂｓ層１１６−３が形成されている。すなわち、図７に示すリターンパス層１１６は、低Ｂｓ層１１６−１と、低Ｂｓ層１１６−１上に形成された高Ｂｓ層１１６−２と、高Ｂｓ層１１６−２上に形成された低Ｂｓ層１１６−３とから構成された三層構造になっている。この構成においては、低Ｂｓ層１１６−１がコイル絶縁層１１５に沿って形成されている。また、リターンパス層１１６の前端面１１６ａにおいては、低Ｂｓ層１１６−１、高Ｂｓ層１１６−２、低Ｂｓ層１１６−３が露出している。

図７に示す磁極部を有する垂直磁気記録ヘッド装置においても、リターンパス層が少なくとも主磁極１１０側に低Ｂｓ層１１６−１を含むので、主磁極１１０から直接リターンパス層１１６に磁束が侵入することを防止し、高Ｂｓ層１１６−２の飽和を抑えてリターンパス層１１６への戻り磁束φｂの発散を抑制する。このため、良好に情報記録を行うことができる磁界強度を維持しつつ、しかも磁界傾度を上げて優れた記録性能を発揮することができる。また、このような構造にすることにより、リターンパス層１１６の記録媒体Ｍに対向する面１１６ａにおける不要な磁束集中を抑制することができる。その結果、情報記録をより良好に行うことができる。

図７に示すリターンパス層１１６は、表面研磨された主磁極１１０上にギャップ層１１２を形成し、ギャップ層１１２上に第２コイル層１１４を形成し、第２コイル層１１４上にコイル絶縁層１１５を形成した後に、低Ｂｓ層１１６−１を構成する材料を被着（例えば、スパッタリング）して低Ｂｓ層１１６−１を形成し、高Ｂｓ層１１６−２を構成する材料を被着（例えば、メッキ）して高Ｂｓ層１１６−２を形成し、さらに低Ｂｓ層１１６−３を構成する材料を被着（例えば、メッキ）して低Ｂｓ層１１６−３を形成し、前端面１１６ａを研磨することにより設ける。

図８は、本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部の他の例を示す拡大図である。図８から分かるように、リターンパス層１１６は、少なくとも主磁極１１０側に、相対的に低い飽和磁束密度を有する材料で構成された低Ｂｓ層１１６−１を含む。そして、低Ｂｓ層１１６−１内に高Ｂｓ層１１６−２が埋設されている。図８に示す磁極部を有する垂直磁気記録ヘッド装置においても、リターンパス層が少なくとも主磁極１１０側に低Ｂｓ層１１６−１を含むので、主磁極１１０から直接リターンパス層１１６に磁束が侵入することを防止し、高Ｂｓ層１１６−２の飽和を抑えてリターンパス層１１６への戻り磁束φｂの発散を抑制する。このため、良好に情報記録を行うことができる磁界強度を維持しつつ、しかも磁界傾度を上げて優れた記録性能を発揮することができる。また、このような構造にすることにより、図７の構造と同様に、リターンパス層１１６の記録媒体Ｍに対向する面１１６ａにおける不要な磁束集中を抑制することができる。その結果、情報記録をより良好に行うことができる。

図８に示すリターンパス層１１６は、表面研磨された主磁極１１０上にギャップ層１１２を形成し、ギャップ層１１２上に第２コイル層１１４を形成し、第２コイル層１１４上にコイル絶縁層１１５を形成した後に、低Ｂｓ層１１６−１を構成する材料を被着（例えば、スパッタリング）して低Ｂｓ層１１６−１を形成し、高Ｂｓ層１１６−２を構成する材料を被着（例えば、メッキ）して高Ｂｓ層１１６−２を形成し、前端面１１６ａ側の高Ｂｓ層１１６−２を、例えばミリング加工により除去し、さらに低Ｂｓ層１１６−３を構成する材料を被着（例えば、メッキ）して低Ｂｓ層１１６−３を形成し、前端面１１６ａを研磨することにより設ける。

図９は、本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部の他の例を示す拡大図である。図９から分かるように、リターンパス層１１６は、少なくとも主磁極１１０側に、相対的に低い飽和磁束密度を有する材料で構成された低Ｂｓ層１１６−１を含む。そして、図７に示す構造と同様に、低Ｂｓ層１１６−１上に高Ｂｓ層１１６−２が形成され、さらに高Ｂｓ層１１６−２上に低Ｂｓ層１１６−３が形成されている。すなわち、図９に示すリターンパス層１１６は、低Ｂｓ層１１６−１と、低Ｂｓ層１１６−１上に形成された高Ｂｓ層１１６−２と、高Ｂｓ層１１６−２上に形成された低Ｂｓ層１１６−３とから構成された三層構造になっている。この構成においては、低Ｂｓ層１１６−１がコイル絶縁層１１５に沿って形成されている。また、リターンパス層１１６の前端面１１６ａにおいては、高Ｂｓ層１１６−２、低Ｂｓ層１１６−３が露出している。図９に示す磁極部を有する垂直磁気記録ヘッド装置においても、リターンパス層が少なくとも主磁極１１０側に低Ｂｓ層１１６−１を含むので、主磁極１１０から直接リターンパス層１１６に磁束が侵入することを防止し、高Ｂｓ層１１６−２の飽和を抑えてリターンパス層１１６への戻り磁束φｂの発散を抑制する。このため、良好に情報記録を行うことができる磁界強度を維持しつつ、しかも磁界傾度を上げて優れた記録性能を発揮することができる。また、このような構造にすることにより、図７の構造と同様に、リターンパス層１１６の記録媒体Ｍに対向する面１１６ａにおける不要な磁束集中を抑制することができる。その結果、情報記録をより良好に行うことができる。図９に示す構造は、図７に示す構造と同様にして製造することができる。

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、垂直磁気記録ヘッド装置における主磁極及びリターンパス層の間の関係以外の構成については、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて種々の構成を採用することができる。本実施の形態における各層の材質や寸法などは例示であり、それに限定されず、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置を示す断面図である。図１に示す垂直磁気記録ヘッドを示す正面図である。本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部を示す拡大図である。本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における主磁極を示す平面図である。本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部の距離と磁界強度との関係を示す特性図である。本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部の他の例を示す拡大図である。本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部の他の例を示す拡大図である。本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部の他の例を示す拡大図である。本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部の他の例を示す拡大図である。（ａ），（ｂ）は、従来の垂直磁気記録ヘッド装置における磁極部を示す拡大図である。

符号の説明

１０３下部シールド層
１０４読み取り素子
１０５無機絶縁層
１０６上部シールド層
１０８第１コイル層
１１０主磁極
１１４第２コイル層
１１６リターンパス層
１１６ｂ接続部
１１６−１，１１６−３低飽和磁束密度層
１１６−２高飽和磁束密度層
１２０ソレノイドコイル層
１２１ヨーク部
１６０第１の磁性部
１６１第２の磁性部
Ｍ記録媒体

Claims

非磁性絶縁層を介して積層された主磁極層及びリターンパス層で構成され、記録媒体対向面で前記主磁極層とリターンパス層とが近接する近接領域を含む積層構造を有する垂直磁気記録ヘッド装置であって、前記リターンパス層は、少なくとも前記主磁極層側に、相対的に低い飽和磁束密度を有する材料で構成された低飽和磁束密度層を含むことを特徴とする垂直磁気記録ヘッド装置。
前記リターンパス層は、前記低飽和磁束密度層上に形成された、相対的に高い飽和磁束密度を有する材料で構成された高飽和磁束密度層を有することを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド装置。
前記リターンパス層は、前記高飽和磁束密度層上に形成された、相対的に低い飽和磁束密度を有する材料で構成された低飽和磁束密度層をさらに有することを特徴とする請求項２記載の垂直磁気記録ヘッド装置。
前記リターンパス層は、前記低飽和磁束密度層内に埋設された、相対的に高い飽和磁束密度を有する材料で構成された高飽和磁束密度層を有することを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド装置。
前記近接領域における前記主磁極層と前記リターンパス層との間隔が約５０ｎｍであり、前記低飽和磁束密度層の前記主磁極層側の厚さが約１０ｎｍ〜約１００ｎｍであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の垂直磁気記録ヘッド装置。