JP2007220208A - 磁気ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

磁気ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気ヘッドの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2007220208A
JP2007220208A JP2006039772A JP2006039772A JP2007220208A JP 2007220208 A JP2007220208 A JP 2007220208A JP 2006039772 A JP2006039772 A JP 2006039772A JP 2006039772 A JP2006039772 A JP 2006039772A JP 2007220208 A JP2007220208 A JP 2007220208A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
pole
head
recording
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006039772A
Other languages
English (en)
Inventor
Masabumi Mochizuki
正文 望月
Kimitoshi Eto
公俊 江藤
Yoji Maruyama
洋治 丸山
Hiroshi Fukui
宏 福井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HGST Netherlands BV
Original Assignee
Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV filed Critical Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Priority to JP2006039772A priority Critical patent/JP2007220208A/ja
Priority to US11/707,804 priority patent/US7848053B2/en
Publication of JP2007220208A publication Critical patent/JP2007220208A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109Details
    • G11B5/3116Shaping of layers, poles or gaps for improving the form of the electrical signal transduced, e.g. for shielding, contour effect, equalizing, side flux fringing, cross talk reduction between heads or between heads and information tracks
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/1278Structure or manufacture of heads, e.g. inductive specially adapted for magnetisations perpendicular to the surface of the record carrier
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/187Structure or manufacture of the surface of the head in physical contact with, or immediately adjacent to the recording medium; Pole pieces; Gap features
    • G11B5/1871Shaping or contouring of the transducing or guiding surface
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3163Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

【課題】磁界強度を減少させずに実効トラック幅の広がりを抑制でき、トラック幅のばらつきを抑制できる磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】主磁極を、記録トラック幅を規定する部分を有するポールチップ1Bと、浮上面より素子高さ方向に後退したヨーク部分から構成し、ポールチップを、トラック幅方向の幅が大きなトレーリング側のポールチップ1B_Tとトラック幅方向の幅が小さなリーディング側のポールチップ1B_Lから構成する。更に、トレーリング側のポールチップ1B_TのスロートハイトTh_Tをリーディング側のポールチップ1B_LのスロートハイトTh_Lより大きくする。
【選択図】図4

Description

本発明は、垂直磁気記録用の磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気記録再生装置、並びに磁気ヘッドの製造方法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、現状の面内磁気記録方式では、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問題が生じ、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、媒体に垂直な方向に磁化信号を記録する垂直磁気記録方式がある。垂直磁気記録方式には、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、軟磁性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、より強い記録磁界を媒体に印加することができる。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する。
また、記録ヘッド磁界の強度と共に記録ビットセルの境界を記録するヘッド磁界垂直成分プロファイルにおける磁界勾配、すなわち、ヘッド走行方向のヘッド磁界垂直成分プロファイルの磁界勾配も、高い記録密度を実現するための重要な要素である。今後、更に高い記録密度を達成するためには、更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、主磁極のトレーリング側に磁性体を配置する構造が知られている。さらに主磁極のサイド側に磁性体を配置する構造も知られている。
磁気ヘッドは通常、基板上にスパッタ、めっき法などを用いて磁性膜を順次、積層して製造される。したがって、主磁極のリーディング側の面は基板に平行、ヘッド浮上面に対して垂直となっているのが従来の構造である。
特開2003−242608号公報 特開2005−93029号公報
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、軟磁性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。垂直磁気記録においても、高記録密度化のためには保磁力の大きい磁性膜を記録層に使用しなければならない。そのために記録層に印加される記録磁界強度、トレーリング側の記録磁界勾配の増加が必要不可欠である。さらに、トラック幅方向の磁界分布を狭小化することも重要である。トラック幅方向の磁界分布を抑制して、記録媒体上に記録される磁化幅を小さくしなければならない。また、書き込もうとしているトラックに隣接するトラックに印加される磁界強度を小さくして、隣接トラックにすでに記録されている磁化情報の減衰、消去をなくさなければならない。
記録磁界強度の増加方法のひとつは、軟磁性裏打ち層と記録ヘッドの距離を近づけることである。しかし、熱揺らぎによる減磁への耐性を向上させるために、記録層の膜厚はある程度必要である。また、記録層表面の平滑性、潤滑剤、ヘッドの保護膜の存在など、軟磁性裏打ち層とヘッドの距離を小さくすることを妨げる要因がある。もうひとつの方法は、ヘッド主磁極の膜厚を増加することである。同じトラック幅でも、ヘッド主磁極の膜厚を増加して主磁極浮上面の面積を増加することにより磁界強度の増加を図ることができる。しかし、ヘッド主磁極の膜厚を増加した場合において、スキュー角が発生した場合、隣接トラックに大きな磁界が印加されてしまう。
磁気ディスク装置では、ヘッドスライダーを固定しているサスペンションアームが、記録再生を行うために記録媒体の内側から外側まで走査される。したがって、ヘッドは記録トラックに対して記録媒体の位置によって異なる角度をなす。これがスキュー角である。二層垂直媒体系の記録磁界は、ヘッド主磁極の対向面の形状と対応する分布を有する。ヘッド主磁極の膜厚を増加した場合、ヘッド主磁極の浮上面の対向面が隣接トラックに近づき、隣接トラックに大きな磁界が印加されてしまう。結果として、隣接トラックのデータの減衰あるいは消去が生じてしまう。記録ヘッドにスキュー角がついた場合を考慮して、主磁極の浮上面形状をリーディング側の幅が狭い台形形状とする技術があるが、主磁極の浮上面形状を台形形状にした場合、その面積が減少するために磁界強度も減少してしまう。また、台形形状にするための製造工程においてトラック幅がばらつくという問題もある。
また、主磁極のトレーリング側とサイド側に磁性体を配置した場合、トレーリング側の磁界勾配を増加させ、トラック幅方向の分布を抑えることができるが、磁界強度が減少してしまうという欠点がある。
以上の事から、媒体上の記録トラック幅を小さくし、隣接トラックのデータを減衰、消去することなく、高い磁界強度を印加することが高記録密度化にとって必須である。この問題は、垂直磁気記録を用いた磁気ディスク装置のさらなる高記録密度化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、高磁界強度を保ちつつ、狭トラック化を実現でき、隣接トラックのデータを減衰、消去することなく高磁界強度を発生できる垂直磁気記録用磁気ヘッド及びその製造方法を提供し、更にその垂直磁気記録用磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク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、主磁極と補助磁極とを備え、主磁極は、記録トラック幅を規定するポールチップと、ポールチップより素子高さ方向に後退したヨーク部分とを有し、ポールチップは、トラック幅方向の幅が異なる少なくとも2つの磁性膜から構成され、トレーリング側の磁性膜の浮上面におけるトラック幅方向の幅はリーディング側の磁性膜の浮上面におけるトラック幅方向の幅より大きく、トレーリング側の磁性膜のスロートハイトがリーディング側の磁性膜のスロートハイトより大きい。また、浮上面において、ポールチップのトレーリング側の磁性膜のトラック幅方向の幅は走行方向の膜厚より大きい。この時、浮上面において、ポールチップのトレーリング側の磁性膜のトラック幅方向の幅が走行方向の膜厚より大きいことが好ましい。また、浮上面において、ポールチップのトレーリング側の磁性膜とリーディング側の磁性膜の接する部分の幅の差が、トレーリング側の磁性膜の走行方向の膜厚よりも大きいことが好ましい。
ポールチップの絞り部分の開き角度がトレーリング側の磁性膜とリーディング側の磁性膜で異なっていてもよい。また、ポールチップのトレーリング側もしくはリーディング側、もしくは両方の磁性膜の浮上面の形状を逆台形としてもよい。さらにポールチップのリーディング側の磁性膜が浮上面から後退していてもよい。
本発明の主磁極構造によると、ヘッド走行方向の磁界分布の幅が小さくても高い記録磁界を発生でき、ヘッドにスキュー角がついた場合でも、隣接トラックのデータの減衰、消去を生じさせず、記録密度を増加できる。ここで、ヘッド浮上面とは、カーボンなどの非磁性材料からなる保護膜を除いた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、最大記録磁界を減少させずにトラック幅方向の磁界分布の広がりを抑制することができ、記録実効幅を小さくできる。また、トラック幅のばらつきを抑え、トラック間隔を狭めることができる記録ヘッド及びそれを搭載した磁気ディスク装置を提供できる。
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、同じ機能部分には同一の符号を付して説明する。
図1は、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2は、本発明の磁気ヘッドの一例のトラック中心での断面模式図である。図3はトレーリング方向からみた主磁極の平面摸式図である。図4は、本発明による磁気ヘッドに組み込まれる主磁極の一例を示す図で、ポールチップ1Bの概略斜視図である。図2、図3には、磁気記録媒体11の断面模式図もあわせて示した。
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(単磁極ヘッド)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。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。主磁極1は、補助磁極3のリーディング側に配置されている。主磁極1は、補助磁極3とピラー17で接続される主磁極ヨーク部1Aと、ヘッド浮上面に露出してトラック幅を規定するポールチップ1Bとから構成される。
ポールチップ1Bは、浮上面においてトラック幅方向の幅が異なる少なくとも2つの部分から構成され、トレーリング側のポールチップ1B_TのスロートハイトTh_Tがリーディング側のポールチップ1B_LのスロートハイトTh_Lより大きくなっている(図4参照)。
ここで、スロートハイトとは、ポールチップ1Bにおいて、媒体11に対向してトラック幅を規定する先端部分に磁束を集中させるために、媒体対向面から素子高さ方向に行くに従ってトラック幅方向の磁極幅の変化の割合が変化する位置(絞り位置)までの媒体対向面からの長さである。また、浮上面で見たトラック幅方向の幅は、トレーリング側のポールチップ1B_Tの方がリーディング側のポールチップ1B_Lより大きい。
主磁極1のトレーリング側に配置した磁性体32は、ヘッド走行方向のヘッド磁界垂直成分プロファイルの磁界勾配を増大するためのものである。なお、図2に示したヘッド構造では、補助磁極3を主磁極1のリーディング側に配置したが、図5に示すように補助磁極3は主磁極1のリーディング側に配置してもよい。記録ヘッド25の主磁極1から出た磁界は、磁気記録媒体11の磁気記録層19及び軟磁性裏打ち層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。
本発明の磁気ヘッドと、従来構造の磁気ヘッドに対して、主磁極より発生する記録磁界を3次元磁界計算により計算した。本発明の磁気ヘッドの主磁極が有するポールチップ1Bは、図4に示すように、浮上面においてトラック幅方向の幅が異なる少なくとも2つの磁性膜から構成され、トレーリング側のポールチップ1B_Tのスロートハイトがリーディング側のポールチップ1B_Lのスロートハイトより大きくなっている。計算に用いた従来構造の主磁極が有するポールチップ1Bは、図6に示すように、トレーリング側からリーディング側までトラック幅方向の幅が連続的に減少する逆台形構造を有する。
計算の条件は以下の通りである。図4に示した本発明の磁気ヘッドのトレーリング側のポールチップ1B_Tを構成する磁性膜の先端部分は、幅100nm、膜厚30nmの長方形とした。リーディング側のポールチップ1B_Lを構成する磁性膜の先端部分は、幅40nm、膜厚170nmの長方形とした。(図はトラック中心の半分の部分のみ示してある。)また、トレーリング側のポールチップ1B_TのスロートハイトTh_Tは100nm、リーディング側のポールチップ1B_LのスロートハイトTh_Lは50nmとした。図4において、ポールチップ1Bの斜面の辺Lとポールチップ1Bの浮上面端部P2から素子高さ方向に延ばした垂線との交点P1を絞り位置とよび、絞り位置P1からポールチップ1Bの浮上面端部P2までの距離がスロートハイトである。また、図3に示した主磁極をトレーリング側からみた概略構造図において、ポールチップ1Bの境界部分の絞り位置P1からのポールチップ1B_Lと1B_Tの幅の広がり(開き角)θ_L及びθ_Tは共に90度とした。
ポールチップ1B_T、1B_Lの材料としてはCoNiFeを想定し、飽和磁束密度を2.4T、比透磁率を500とした。主磁極のヨーク部1Aは、飽和磁束密度が1.0Tの80at%Ni−20at%Fe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及び下部シールド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32μm、素子高さ方向の長さは16μm、膜厚を1.5μmとした。磁性体32は今回の計算では考慮していない。
磁気記録媒体11の軟磁性裏打ち層20の材料としてはCoTaZrを想定し、ヘッド浮上面から軟磁性裏打ち層20の表面までの距離は40nm、軟磁性裏打ち層20の膜厚は150nmとした。記録磁界は、ヘッド浮上面から25nmの磁気記録層中心位置を想定した位置で算出した。媒体記録層19は膜厚20nmだけを考慮した。
図6に示したトラック中心に対して対称な構造の主磁極を有する従来構造の磁気ヘッドに対しては、主磁極のポールチップ1Bの形状以外は、形状、材料ともに上記実施例の磁気ヘッドと同様の条件で計算を行った。ポールチップ1Bの先端部分に関しては、幅100nm、膜厚200nmとした。浮上面の形状はリーディング側の幅が小さい逆台形形状とした。リーディング側の磁極先端部分の幅は40nmとした。スロートハイトは80nmとした。
図7に、計算結果を示す。図7は、本発明の磁気ヘッドと従来構造の磁気ヘッドのトラック幅方向の記録磁界分布を比較して示した図である。図7の横軸はトラック幅方向の距離、縦軸は記録磁界の強度である。横軸の原点が主磁極のトラック中心位置である。前記条件の場合、本発明の磁気ヘッドによると記録磁界の強度を劣化させずに、トラック幅方向の磁界の広がりを小さくでき、記録実効幅を小さくできるため、高記録密度化を実現できる。本実施例の磁気ヘッドは、従来構造の磁気ヘッドに比べて、磁極のエッジ付近で15nm、その外側で10nmの磁界幅の減少が図られている。したがって、トラックの両側で20〜30nmの磁界幅の減少が図られることになる。
また、本発明の記録ヘッドはトレーリング側のスロートハイトが大きいため、製造面でも利点がある。スロートハイトが小さいと、主磁極のトラック幅方向の大きさがばらつきやすいが、スロートハイトの直線部分が大きいと、そのばらつきを低減できる。スロートハイトが大きくなると磁界強度が減少してしまうが、本発明ではリーディング側のスロートハイトを小さくして磁界強度の増加を図っている。リーディング側のスロートハイトは、大きい磁界強度が得られる500nm以下が望ましい。また、トレーリング側のスロートハイトとリーディング側のスロートハイトの差は、製造バラツキを考慮して50nm以上あることが望ましい。
図8に、従来構造の磁気ヘッドの磁気記録層中心位置での記録磁界分布を示す。記録磁界分布の等高線は主磁極の浮上面形状に沿っている。縦軸がトラック幅方向位置、横軸が走行方向位置である。縦軸の原点がトラック中心位置である。横軸の右側がトレーリング側となる。図中には主磁極の対向する外形を実線で示した。磁界分布のトラック幅方向の拡がりが大きい位置は主磁極磁性体のトレーリングエッヂ位置から数十nmリーディング側になっている。
図9に、本発明のヘッド構造の場合の磁界分布を示す。本発明のヘッド構造の場合、ポールチップの先端は2つの幅の異なる磁性膜から構成され、リーディング側のポールチップのスロートハイトは小さくなっているが、磁界分布の等高線はヘッドの浮上面を反映した形状となり、トラック幅方向の拡がりが抑制できている。本発明では、トレーリング側のスロートハイトを大きくして記録実効幅の広がりを抑制し、磁界強度はリーディング側のスロートハイトを小さくして補っている。
特開2003−242608号公報にはT字型の浮上面形状を有する記録ヘッドが開示されているが、スロートハイトに関しては言及されておらず、同じスロートハイトの場合、磁界強度が減少してしまい、本発明のような効果は得られない。また、特開2005−93029号公報にはスロートハイトの異なるヘッドが開示されているが、トレーリング側とリーディング側の磁性体のトラック幅方向の大きさが等しく、トラック幅方向の磁界分布幅が広がってしまい本発明のような効果は得られない。
本発明の記録ヘッドは、浮上面から見たとき、トレーリング側のポールチップ1B_Tを構成する磁性膜のトラック幅方向の幅が走行方向の膜厚より大きいことが望ましい。図10に示すようにトラック幅方向の幅(Pw_1B_T)が走行方向の膜厚(Pt_1B_T)より小さい場合、トレーリング側の磁性体の位置で磁界分布がトラック幅方向に非常に大きくなってしまってしまい、走行方向に対して縦長の形状となり効果が小さい。
図11に、Pt_1B_L /Pw_1B_L=0.36と1.0の場合の最大磁界強度と磁界分布幅の関係を示した。磁界分布幅は媒体に記録されることを仮定して12000×10000/(4π) A/m の位置で算出した。この時の計算はPw_1B_L=70nm、Pt_1B_L=25nmで行った。また、裏打ち層の厚さは100nm、ヘッドと裏打ち層の距離は40nmとして、ヘッドから21nmの位置で磁界を算出した。図中の円内に示したように、Pt_1B_L /Pw_1B_L=0.36の場合、同じ最大磁界強度でも、従来構造より磁界幅が小さくなっていることがわかる。Pt_1B_L /Pw_1B_L=1.0の場合には図に示すように効果が得られない条件もある。
また、本発明では、ポールチップのトレーリング側の磁性膜1B_Tとリーディング側の磁性膜1B_Lの磁性膜のトラック幅方向の幅の差が重要である。本発明では、トレーリング側のポールチップ1B_Tを構成する磁性膜とリーディング側のポールチップ1B_Lを構成する磁性膜のトラック幅方向の幅の差は、トレーリング側のポールチップ1B_Tを構成する磁性膜の膜厚より大きいことが望ましい。差が小さいと幅方向の分布が小さくならない。このような構造にすることにより、よりリーディング側の磁界分布幅を抑制することができる。
図12は、本発明による磁気ヘッドの主磁極の別の構造例をトレーリング側から見た平面模式図である。この磁気ヘッドの主磁極のポールチップ1Bは、浮上面においてトラック幅方向の幅が異なる少なくとも2つの磁性膜から構成され、浮上面におけるトラック幅方向の幅はトレーリング側のポールチップ1B_Tの方がリーディング側のポールチップ1B_Lより大きく、スロートハイトはトレーリング側のポールチップ1B_Tの方がリーディング側のポールチップ1B_Lより大きく、更に、トレーリング側のポールチップ1B_Tを構成する磁性膜の開き角度θ_Tがリーディング側のポールチップ1B_Lを構成する磁性膜の絞り部分の開き角度θ_Lより小さい構造を有する。ひこのような主磁極の構造によっても、開き角度が小さい方が磁界強度が小さくトラック幅方向の磁界分布幅がせまくなるため、図7に示したような効果が得られる。トレーリング側の磁性膜1B_Tの開き角度θ_Tは100度から110度で磁界強度が最大値をとる。そこで、リーディング側の磁性膜1B_Lの絞り部分の開き角度θ_Lはそれより大きくすることが望ましい。
また、図13に示すように、トレーリング側の磁性膜1B_Tは絞り部分がなくてもよい。絞り部がないことにより、ヘッド製造工程においてばらつきが生じても、トラック幅のバラツキを抑えることができる。また、本発明では、トレーリング側の磁性膜の飽和磁束密度がリーディング側の磁性膜の飽和磁束密度より大きいことが望ましい。これにより、トレーリング側に磁束が集中し、トラック幅方向の磁界分布を抑制する効果がより得られる。
また、図14に示すようにトレーリング側の磁性膜及び/又はリーディング側の磁性膜の浮上面の形状を逆台形にしてもよい。(a)はトレーリング側、(b)はリーディング側の磁性膜の形状を逆台形にしたものである。(c)はトレーリング側とリーディング側の両方の磁性膜を逆台形にしたものである。ヘッド磁界分布はヘッド磁性体の浮上面形状を反映するため、図14のような形状にすることにより幅方向の分布をより抑制できる。
また、図15に示すようにリーディング側の磁性膜が浮上面から後退させても、より幅方向の分布をより抑制できる。
本発明のT型主磁極の形成に適した製造方法の実施例を、図を用いて説明する。この製造方法の特徴は、下層(リーディング側)と上層(トレーリング側)の2つに分けて磁極を形成し、T型の主磁極を形成することにある。次に、プロセスフローを用いて製造工程について説明する。
図16(a)は、アルミナ101上に下層の磁極材102を形成しその上に、パターン幅aが200nmのフォトレジストマスク103を形成した図である。磁極材には、2Tを越えるスパッタで形成したFeCo/Cr多層膜及び単層膜を用いた。主磁極材にはめっき膜を用いてもよい。また磁極材の膜厚は、300nmとした。この方法には、解像度及び重ね合わせ精度が要求されるために、フォトレジストマスク形成には、ArFスキャナーを用いた。ArFスキャナーのほかにも、KrFスキャナーもしくはステッパでもよい。次に、レジストをマスクとして、イオンミリングを用いて図16(b)に示すように垂直に磁極材を加工した。垂直に加工するために、イオンミリング条件は、-30°×13分、-75°×5分として。前者は垂直成分で後者は、最付着除去の目的のためである。この結果、図16(c)のように80nmの主磁極幅bが得られた。ミリングによるシフト分は、約120nmであった。次に、80nm幅の磁極材に500nmのアルミナを加工した主磁極材に被覆し(図16(d))、CMPを用い200nmまで研磨し、図16(e)に示すように平坦化した。CMPには、アルミナ系の砥粒を用いた。
平坦化した磁極及びアルミナ上に、図16(f)に示すような上層の磁極材105を形成した(図16(f))。この磁極材には、2Tを越えるスパッタで形成したFeCo/Cr多層膜及び単層膜を用いた。磁極材105にはめっき膜を用いてもよい。この磁極材105上に、図16(g)に示すようにパターン幅レジストパターン106を形成した。このフォトレジストパターン形成には、前述したフォトレジストマスク103同様にArFスキャナーを用いた。このフォトレジストを用い、イオンミリングを用いて磁極材を形成することにより図16(h)に示すようにT型の主磁極を形成することができた。この工程において、図17のように、上層のマスクパターン107が下層のもの108より幅が広く、上層のマスクの開き位置dを下層のマスクの開き位置eよりヘッド素子完成後浮上面となる側より離れた配置することにより、本発明のヘッド構造が得られた。
また、別の製造工程の例を図18に示す。図18(a)は、図16(d)に示したアルミナを被覆する工程で、アルミナの間にCMPストッパ109をいれた図である。このことにより、CMPストッパにより研磨後に図18(b)のように高精度に膜厚を制御することが可能になる。以下は、図16(f)以下の工程と同じである。
磁気記録再生装置の概念図。 本発明による磁気ヘッドの一例のトラック中心での断面模式図 本発明による磁気ヘッドの一例をトレーリング方向から見た平面模式図。 本発明による磁気ヘッドの一例のポールチップの概略斜視図。 本発明による磁気ヘッドの別の例のトラック中心での断面模式図。 従来の磁気ヘッド構造のポールチップの概略斜視図。 本発明の磁気ヘッドと従来構造の磁気ヘッドのトラック幅方向の記録磁界分布を比較して示した図。 従来の磁気ヘッド構造の記録磁界の等高線を示した図。 本発明による磁気ヘッドの記録磁界の等高線を示した図。 ポールチップを浮上面から見た模式図。 トレーリング側ポールチップの浮上面形状をパラメータとして磁界強度と磁界分布幅の関係を示す図。 本発明による磁気ヘッドの別の一例をトレーリング方向から見た平面模式図。 本発明による磁気ヘッドの別の一例をトレーリング方向から見た平面模式図。 本発明による磁気ヘッドの一例のポールチップの概略斜視図。 本発明による磁気ヘッドの別の一例をトレーリング方向から見た平面模式図。 本発明による磁気ヘッドの製造方法の一例を示した図。 本発明による磁気ヘッドの製造方法の一例を示した図。 本発明による磁気ヘッドの製造方法の一例を示した図。
符号の説明
1…主磁極、1A…主磁極ヨーク部、1B…ポールチップ、2…薄膜導体コイル、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…軟磁性裏打ち層、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)

Claims (8)

  1. 主磁極と補助磁極とを備える垂直磁気記録用の磁気ヘッドにおいて、
    前記主磁極は、記録トラック幅を規定するポールチップと、前記ポールチップより素子高さ方向に後退したヨーク部分とを有し、
    前記ポールチップは、トラック幅方向の幅が異なる2つの磁性膜を有し、トレーリング側の磁性膜の浮上面におけるトラック幅方向の幅がリーディング側の磁性膜の浮上面におけるトラック幅方向の幅より大きく、前記トレーリング側の磁性膜のスロートハイトが前記リーディング側の磁性膜のスロートハイトより大きい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、前記トレーリング側の磁性膜の浮上面におけるトラック幅方向の幅が走行方向の膜厚より大きい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、前記トレーリング側の磁性膜と前記リーディング側の磁性膜の接する部分の浮上面における幅の差が前記トレーリング側の磁性膜の走行方向の膜厚よりも大きい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、前記トレーリング側の磁性膜及び/又は前記リーディング側の磁性膜の浮上面の形状が逆台形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、前記リーディング側の磁性膜が浮上面から後退していることを特徴とする磁気ヘッド。
  6. 請求項1記載の磁気ヘッドにおいて、前記トレーリング側の磁性膜の絞込み部分の開き角が前記リーディング側の磁性膜の絞込み部分の開き角より小さいことを特徴とする磁気ヘッド。
  7. 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、
    記録ヘッドと再生ヘッドを有し、前記磁気記録媒体に対して記録、再生動作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位置決めするヘッド駆動部とを備える磁気記録再生装置において、
    前記磁気記録媒体は軟磁性下地層と磁気記録層とを有する垂直磁気記録媒体であり、
    前記記録ヘッドは主磁極と補助磁極とを有し、
    前記主磁極は、記録トラック幅を規定するポールチップと、前記ポールチップより素子高さ方向に後退したヨーク部分とを有し、
    前記ポールチップは、トラック幅方向の幅が異なる2つの磁性膜を有し、トレーリング側の磁性膜の浮上面におけるトラック幅方向の幅がリーディング側の磁性膜の浮上面におけるトラック幅方向の幅より大きく、前記トレーリング側の磁性膜のスロートハイトが前記リーディング側の磁性膜のスロートハイトより大きいことを特徴とする磁気記録再生装置。
  8. 請求項7記載の磁気ディスク装置において、前記トレーリング側の磁性膜の絞込み部分の開き角が前記リーディング側の磁性膜の絞込み部分の開き角より小さいことを特徴とする磁気記録再生装置。
JP2006039772A 2006-02-16 2006-02-16 磁気ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気ヘッドの製造方法 Pending JP2007220208A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006039772A JP2007220208A (ja) 2006-02-16 2006-02-16 磁気ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気ヘッドの製造方法
US11/707,804 US7848053B2 (en) 2006-02-16 2007-02-15 Magnetic head and magnetic disk storage apparatus mounting the head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006039772A JP2007220208A (ja) 2006-02-16 2006-02-16 磁気ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気ヘッドの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007220208A true JP2007220208A (ja) 2007-08-30

Family

ID=38368156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006039772A Pending JP2007220208A (ja) 2006-02-16 2006-02-16 磁気ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気ヘッドの製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7848053B2 (ja)
JP (1) JP2007220208A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8208220B1 (en) 2010-12-07 2012-06-26 Tdk Corporation Magnetic head, head assembly, and magnetic recording/reproducing apparatus to reduce risk of wide area track erase
US8335051B2 (en) 2008-12-16 2012-12-18 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Perpendicular magnetic recording head having a magnetic layer overhanging a trailing side of a main pole and method of manufacture thereof
US8705204B2 (en) 2012-02-17 2014-04-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Recording head with high-frequency oscillator and bi-layer main pole height/width arrangement

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8310782B2 (en) * 2008-04-04 2012-11-13 Seagate Technology Llc Dedicated ID-OD writer with beveled pole tips and method of manufacture
US8136224B1 (en) 2008-05-15 2012-03-20 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing a perpendicular magnetic recording head utilizing a mask having an undercut line
US7907360B2 (en) * 2008-07-14 2011-03-15 Seagate Technology Llc Setting writer boundaries for multiple writers
JP5626713B2 (ja) * 2008-10-03 2014-11-19 エイチジーエスティーネザーランドビーブイ ヘッドスライダ、ヘッドアッセンブリ及び磁気ディスク装置
JP2010146641A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 垂直記録用磁気ヘッドとその製造方法及びそれを用いた磁気ディスク装置
JP2010146646A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気ヘッドスライダ、その製造方法、及び磁気ディスク装置
US8582234B2 (en) * 2011-04-25 2013-11-12 Seagate Technology Llc Shaped magnetic write pole
US9245562B1 (en) 2015-03-30 2016-01-26 Western Digital (Fremont), Llc Magnetic recording writer with a composite main pole
US9640206B1 (en) * 2016-05-27 2017-05-02 Tdk Corporation Thermal assisted magnetic recording head with plasmon generator
US9576598B1 (en) 2016-06-30 2017-02-21 Western Digital (Fremont), Llc Magnetic recording write apparatus having a pole and a magnetic separation layer

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6198597B1 (en) * 1993-08-10 2001-03-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Thin-film magnetic head having improved magnetic pole structure
JPH11149620A (ja) * 1997-09-10 1999-06-02 Toshiba Corp 磁気ヘッド
US6954340B2 (en) * 2001-05-23 2005-10-11 Seagate Technology Llc Perpendicular magnetic recording head with nonmagnetic write gap greater than twice side shield gap distance
US6809899B1 (en) * 2001-08-20 2004-10-26 Western Digital (Fremont), Inc. Magnetic heads for perpendicular recording with trapezoidal pole tips
WO2003036625A1 (en) * 2001-10-19 2003-05-01 Seagate Technology Llc Perpendicular magnetic recording head with a multilayered main write pole
US6771464B2 (en) * 2001-10-19 2004-08-03 Seagate Technology Llc Perpendicular magnetic recording head with a laminated main write pole
JP3869766B2 (ja) * 2001-12-14 2007-01-17 Tdk株式会社 垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法
JP4088453B2 (ja) * 2002-02-14 2008-05-21 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 垂直記録用磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気ディスク装置
US6857181B2 (en) * 2002-08-12 2005-02-22 International Business Machines Corporation Method of making a T-shaped write head with less side writing
JP4051327B2 (ja) * 2003-09-19 2008-02-20 新科實業有限公司 垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法、ならびに磁気記録装置
JP2005216361A (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気ヘッド及びその製造方法
JP2006018927A (ja) * 2004-07-01 2006-01-19 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気記録再生装置
JP2006277834A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 垂直記録用磁気ヘッド及びその製造方法
JP2007184036A (ja) * 2006-01-06 2007-07-19 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気ヘッド及びその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8335051B2 (en) 2008-12-16 2012-12-18 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Perpendicular magnetic recording head having a magnetic layer overhanging a trailing side of a main pole and method of manufacture thereof
US8208220B1 (en) 2010-12-07 2012-06-26 Tdk Corporation Magnetic head, head assembly, and magnetic recording/reproducing apparatus to reduce risk of wide area track erase
US8705204B2 (en) 2012-02-17 2014-04-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Recording head with high-frequency oscillator and bi-layer main pole height/width arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
US7848053B2 (en) 2010-12-07
US20070188921A1 (en) 2007-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7944646B2 (en) Magnetic disk drive
US7848053B2 (en) Magnetic head and magnetic disk storage apparatus mounting the head
US7881012B2 (en) Magnetic head and magnetic disk storage apparatus mounting the head
US8203803B2 (en) Magnetic recording head for perpendicular recording with wrap around shield, the fabrication process and magnetic disk storage apparatus mounting the magnetic head
US7990653B2 (en) Perpendicular recording magnetic head with a main magnetic pole piece and an auxiliary magnetic pole piece
JP3740361B2 (ja) 垂直記録用磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気ディスク装置
US20060262453A1 (en) Magnetic recording head and magnetic disk storage apparatus mounting the magnetic head
US7639452B2 (en) Magnetic head for perpendicular recording and fabrication process
US7551395B2 (en) Main pole structure coupled with trailing gap for perpendicular recording
US7142391B2 (en) Thin film head, producing method thereof and magnetic disk apparatus
US8665548B2 (en) Magnetic recording device and magnetic recording method
US7054106B2 (en) Magnetic head and magnetic storage apparatus
US7684149B2 (en) Magnetic head and magnetic disk storage apparatus mounting the same
JP2004342164A (ja) 磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気ディスク装置
JP2006012378A (ja) 垂直磁気記録用磁気ヘッドおよびその製造方法
JP2010092550A (ja) 磁気記録ヘッド、その製造方法及び磁気記録再生装置
US7389578B2 (en) Manufacturing method of a perpendicular recording magnetic head
JP2008077723A (ja) 垂直記録用磁気ヘッド
US9824700B1 (en) Manufacturing method for a magnetic head including a main pole and a write shield
JP2005285297A (ja) 垂直磁気記録用磁気ヘッドの製造方法
JP4713174B2 (ja) 垂直記録用磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気ディスク装置
EP1944762A2 (en) Magnetic disk device
JP2006114159A (ja) 磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気記録再生装置
JP4729292B2 (ja) 垂直記録用磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気ディスク装置
JP4153542B2 (ja) 磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気記録再生装置