JP2007265562A - 磁気ヘッド及び磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポールイレーズの抑制と記録磁界強度の確保との両立を図ることが可能な磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供すること。
【解決手段】第１の軟磁性材料よりなる第１シールド４３と、第１の軟磁性材料よりもキュリー温度が低い第２の軟磁性材料よりなる第２シールド４５と、主磁極３９を励磁するコイル５０と、コイル５０を覆う絶縁膜５２と、第１シールド４３、第２シールド４５、及び絶縁膜５２の上に形成されたリターンヨーク５６とを有し、第１の軟磁性材料の飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度T_Aは、第１、第２シールド４３、４５が実使用下において加熱される最高温度T_maxよりも高く、第２の軟磁性材料の飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度T_Bは、上記最高温度T_maxよりも低い磁気ヘッド６０による。
【選択図】図１１

Description

本発明は、磁気ヘッド及び磁気記録装置に関する。

ハードディスクドライブ(HDD)等の磁気記録装置では、薄膜磁気ヘッドにより、ハードディスク等の磁気記録媒体へのデータの記録が行われる。磁気記録媒体への記録方式としては、媒体の面内方向に記録層を磁化させる長手磁気記録方式が一般的である。この長手記録方式は、ハードディスクドライブ等を長い間支えてきた技術であるが、磁気記録媒体の記録密度が近年急速に増加したことにより、その技術はもはや限界に近づきつつあり、更なる高記録密度化が困難な状況に至っている。

長手記録方式に代わる記録方式として現在注目されているものに垂直磁気記録方式がある。この方式では、磁気記録媒体の垂直方向に記録層を磁化させて記録を行う。その垂直磁気記録方式では、記録層の隣接するビットの磁化が反平行になって互いに強め合う性質があるので、各磁化が面内において対向する長手磁気記録方式に比べ、原理的に高記録密度化に向いている。

図１は、このような垂直磁気記録方式が採用されたハードディスクドライブの斜視図である。

そのハードディスクドライブは、ハードディスク５と磁気ヘッド１９とで構成される。

このうち、ハードディスク５は、非磁性基材１の上に軟磁性裏打層２、非磁性下地層３、記録層４とをこの順に積層してなる。

また、磁気ヘッド１９は主磁極１２とリターンヨーク１１とを有し、主磁極１２を励磁して記録磁界を発生させるためのコイル１３が主磁極１２の近くに配される。そして、磁気情報を読み取るためのGMR(Giant Magneto-Resistive)素子等の再生素子１７が主磁極１２から離れて設けられると共に、再生分解能を確保するための磁気シールド１５、１６が再生素子１７の両側に配される。

このようなハードディスクドライブでは、書き込みを行う際、断面積の小さな主磁極１２で発生した強い記録磁界Hが記録層４に印加される。このようにすると、垂直磁気異方性を有する記録層４のうち、主磁極１２の直下にあるビットでは、この記録磁界Hによって磁化が反転し、情報が書き込まれる。

主磁極１２から出た磁束は、このように記録層４を垂直に貫いた後、磁気ヘッド１９と共に磁路を構成する裏打層２を通り、再び記録層４を通って、断面積の大きなリターンヨーク１１に低い磁束密度で帰還される。

そして、ハードディスク５と磁気ヘッド１９とを図のAの方向に相対移動させつつ、記録信号に応じて記録磁界Hの向きを変えることにより、垂直方向に磁化された複数の磁区が記録層４のトラック方向に連なって形成され、磁気情報がハードディスク５に記録されることになる。

ところで、図１の点線円内に示すように、書き込み時に主磁極１２から出る記録磁界Hの中には、主磁極１２の記録層対向面から記録層４に入る磁界H₁の他に、主磁極１２の側面から漏れ出る磁界H₂がある。この側面から漏洩する磁界H₂の存在は、記録磁界の変化を鈍化させ、記録層４に高分解能且つ高記録密度の磁気情報を書き込むのを阻害する。

特に、主磁極１２のリターンヨーク１１寄りの端部（トレーリングエッジ）１２ｂの下方では、１ビットに対応する磁区に最後に記録磁界が印加され、その磁区の磁化が最終的に確定されるので、この部分の記録磁界Hの強度分布が広がると、記録ビットの磁化遷移を鈍化させ、再生信号の品質に大きな影響を及ぼす。

そこで、この種の磁気ヘッド１９では、軟磁性材料よりなるトレーリングシールド１４をリターンヨーク１１の側面に設け、上記の主磁極側面から漏洩する磁界H₂をトレーリングシールド１４に吸収させて、記録磁界Hの広がりを抑制している。

図２は、記録層４における記録磁界Hの強度分布を模式的に表す図であり、横軸は走査方向Aに沿った距離、縦軸は磁界強度を示す。

図２に示されるように、リターンヨーク１１にトレーリングシールド１４を設けたことで、リターンヨーク１１寄りの主磁極１２の端部（トレーリングエッジ）１２ｂにおいて記録磁界Hが急峻に立ち上がるようになり、高密度記録が可能となる。

なお、再生素子１７寄りの主磁極１２の端部（リーディングエッジ）１２ａは、１ビットに対応する磁区に最初に記録磁界Hを印加する部分であり、その磁区の磁化を最終的に確定する部分では無い。従って、リーディングエッジ１２ａ側では、記録磁界Hが広がって書き滲みが発生しても、磁気情報の分解能や記録密度にそれほど影響を与えず、トレーリングエッジ１２ｂ側のようにシールド１４を設ける必要は無い。

トレーリングシールド１４は、上記のように磁界強度を急峻に変化させて記録密度を高める役割を果たす。

この他に、ハードディスクドライブには高速で書き込みが行えるという特性も要求されており、これを実現すべく、リターンヨーク１１の長さやコイル１３の巻き数を低減し、磁気ヘッド１９の磁路長やインダクタンスを低減することも検討されている。

ところで、垂直磁気記録媒体用の磁気ヘッド１９には、媒体５に記録されたデータを不必要に消去してしまう、いわゆるポールイレーズという問題がある。このポールイレーズについて次に説明する。

図３は、主磁極１２の先端付近の拡大側面図である。

図３に示されるように、主磁極１２は、狭いトラック幅に対応した極小矩形状のポール１２ｃを有すると共に、そのポール１２ｃから上方にテーパー状に広がる扇状形状部１２ｄとを有する。

記録密度の向上に伴うトラック幅の減少により、ポール１２ｃも微小化する必要がある。但し、ポール１２ｃの高さBを低くすると、扇状形状部１２ｄと媒体５とが近づいてしまい、扇状形状部１２ｄから出た記録磁界H₀によって書き滲みが発生してしまう。そのため、高記録密度を実現するには、ポール１２ｃの高さBをなるべく高く維持しながらトラック幅Cを狭くしなければならず、ポール１２ｃは縦長の矩形状となる。

ところが、このように縦長になると、コイル電流を遮断した後にポール１２ｃに残留する磁化M_rがポール１２ｃの長手方向、すなわち媒体５に垂直な方向を向き、その残留磁化M_rに起因する残留磁界H_rに媒体５が曝されることになる。この残留磁界H_rが既述のポールイレーズの原因であり、残留磁界H_rを持った磁気ヘッド１９が媒体５の上方を何度も繰り返し走査することで、コイル電流を遮断した後でも媒体５の磁気情報が消去されてしまう。

ポールイレーズを低減するには、その原因である残留磁化M_rが媒体５の垂直方向に向かないようにし、残留磁界H_rの強度を減少させればよい。

既述のトレーリングシールド１４は、軟磁性材料よりなるため、図１の点線円内に示すように残留磁化M_rを引き付ける性質がある。従って、トレーリングシールド１４を設けることはポールイレーズの低減にも効果がある。

しかし、その効果を高めようとしてトレーリングシールド１４の厚さhを厚くすると、トレーリングシールド１４に吸収される磁束が多くなるので、媒体５に印加される記録磁界Hが低減し、磁気ヘッド１９の書き込み能力が低下するという新たな問題が発生する。

このように、トレーリングシールド１４が設けられた磁気ヘッド１９では、ポールイレーズの抑制と記録磁界強度の確保とがトレードオフの関係にあり、これらを両立させることが垂直磁気記録方式では重要となる。

なお、本発明に関連する技術が、下記の特許文献１に開示されている。
特開２００４−１３９６７６号公報

本発明の目的は、ポールイレーズの抑制と記録磁界強度の確保との両立を図ることが可能な磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することにある。

本発明の一観点によれば、浮上面に露出した主磁極と、前記主磁極の上に形成された非磁性膜と、前記非磁性膜の上に、前記浮上面側から順に形成された第１シールド及び第２シールドと、前記第２シールドから間隔をおいて前記非磁性膜の上に形成され、前記主磁極を励磁するコイルと、前記コイルを覆う絶縁膜と、前記第１シールド、前記第２シールド、及び前記絶縁膜の上に形成され、前記主磁極と共に磁路を構成するリターンヨークとを有し、前記第１シールドが第１の軟磁性材料よりなり、該第１の軟磁性材料の飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度が、前記第１シールドと前記第２シールドとが実使用下において加熱される最高温度よりも高く、前記第２シールドが前記第１の軟磁性材料よりもキュリー温度が低い第２の軟磁性材料よりなり、該第２の軟磁性材料の飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度が前記最高温度よりも低い磁気ヘッドが提供される。

本発明によれば、第２の軟磁性材料の飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度が、第１、第２シールドが実使用下において加熱される最高温度よりも低い。従って、書き込み時のコイル電流のジュール熱等によって各シールドが上記の最高温度まで加熱されると、第２の軟磁性材料よりなる第２シールドの飽和磁化が大きく低減し、第２シールドの磁性はほぼ失われる。

これに対し、第１シールドは、飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度が上記の最高温度よりも高い第１の軟磁性材料で構成されているので、書き込み時に加熱されても軟磁性のままである。

従って、書き込み時において、第２シールドは磁束を吸収するシールドとして機能せず、第１シールドのみが実質的にシールドとして機能するので、主磁極から出る磁束が第２シールドに過度に吸収されるのが抑制され、十分な強度を持った記録磁界を得ることができる。

一方、書き込みを終えてコイル電流を遮断するとコイルの発熱が停止するので、第１、第２シールドが自然冷却し、第２シールドの磁性が回復する。これにより、主磁極の残留磁化が第２シールドの方を向くようになり、残留磁化に起因するポールイレーズを抑制することが可能となる。

本発明によれば、上記のように飽和磁化−温度特性曲線が異なる第１シールドと第２シールドとを設けたので、ポールイレーズの抑制と記録磁界強度の確保との両立を図ることができる。

（１）第１実施形態
次に、本発明の実施の形態に係る磁気ヘッドについて、その製造工程を追いながら詳細に説明する。

図４〜図１１は、本実施形態に係る磁気ヘッドの製造途中の断面図である。

最初に、図４（ａ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。

まず、Al₂O₃-TiC基板（非磁性基板）２０の上にスパッタ法でアルミナ膜２１を形成する。

次いで、そのアルミナ膜２１の上にレジストパターン（不図示）を形成し、そのレジストパターンの窓の中に電解めっき法によりNi₈₀Fe₂₀層を形成した後、レジストパターンを除去してアルミナ膜２１上にNi₈₀Fe₂₀層を再生素子用下部シールド２２として残す。

なお、リフトオフ法に代えて、イオンミリングや反応性イオンエッチング等によってNi₈₀Fe₂₀層のパターニングを行ってもよい。更に、電解めっき法に代えて無電解めっきやスパッタ法でNi₈₀Fe₂₀層を形成するようにしてもよい。これらについては、以下の各膜についても同様である。

その後に、基板２０の上側全面にスパッタ法でアルミナ膜２３を形成する。

続いて、図４（ｂ）に示すように、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法でアルミナ膜２３の上面を研磨して平坦化すると共に、再生素子用下部シールド２２を露出させる。このCMPを終了した後の再生素子用下部シールド２２の厚さは約１．５μmとなる。

次いで、図４（ｃ）に示すように、途中にGMR素子等の再生素子２５の形成工程を挟みながら、アルミナ膜２３と再生素子用下部シールド２２のそれぞれの上にスパッタ法でアルミナ膜２６を形成する。なお、再生素子２５はGMR素子に限定されず、TuMR(Tunneling Magneto-Resistive)素子等であってもよい。

次に、図５（ａ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。

まず、電解めっき法とリフトオフ法とを用い、アルミナ膜２６の上にNi₈₀Fe₂₀よりなる再生素子用上部シールド２７を形成する。

次いで、アルミナ膜２６と再生素子用上部シールド２７のそれぞれの上に、スパッタ法でアルミナ膜２８を形成した後、CMP法でシールド２７上の不要なアルミナ膜２８を研磨して除去する。

更に、アルミナ膜２８と再生素子用上部シールド２７のそれぞれの上にスパッタ法でアルミナ膜を形成し、それを中間絶縁膜２９とする。

そして、電解めっき法により、この中間絶縁膜２９の上にNi₇₀Fe₃₀よりなる主磁極３９を形成する。

次に、図５（ｂ）に示すように、中間絶縁膜２９と主磁極３９のそれぞれの上にスパッタ法でアルミナ膜４０を形成し、主磁極３９の上の余分なアルミナ膜４０をCMP法で研磨して除去する。このCMPにより、主磁極３９の厚さは約０．３μmとなる。

続いて、図６（ａ）に示すように、アルミナ膜４０と主磁極３９のそれぞれの上に、スパッタ法とリフトオフ法で非磁性ギャップ膜４２としてアルミナ膜を厚さ約０．０５μmに形成する。その非磁性ギャップ膜４２は主磁極３９の終端に開口４２ａを有し、その開口４２ａから主磁極３９が露出する。

次に、図６（ｂ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。

まず、独立した二つの窓を備えたレジストパターン（不図示）を非磁性ギャップ膜４２の上に形成する。そして、電解めっきによりこれら二つの窓の中に第１の軟磁性材料であるNi₅₀Fe₅₀（キュリー温度：約６００℃）よりなる軟磁性膜を形成する。その後、レジストパターンを除去することにより、開口４２ａ内の主磁極３９上にNi₅₀Fe₅₀よりなる主磁極−リターンヨーク接続部４４を形成すると共に、非磁性ギャップ膜４２の上にNi₅₀Fe₅₀よりなる第１シールド４３を形成する。

続いて、図７（ａ）に示すように、電解めっき法により、第１シールド４３を構成する第１の軟磁性材料よりもキュリー温度が低い第２の軟磁性材料、例えばNi₉₀Al₁₀（キュリー温度：約１５０℃）よりなる第２シールド４５を、その一部が第１シールド４３に重なるように非磁性ギャップ膜４２の上に形成する。

なお、第２の軟磁性材料は、第１シールド４３を構成する第１の軟磁性材料よりもキュリー温度が低ければ上記したNi₉₀Al₁₀に限定されない。第２の軟磁性材料としては、Al、Ti、Cr、Mo、及びSiの少なくとも一つを含むNi基合金を採用してよい。

次に、図７（ｂ）に示すように、基板２０の上側全面にスパッタ法でアルミナ膜を形成し、そのアルミナ膜をカバー絶縁膜４７とする。

続いて、図８（ａ）に示すように、第２シールド４５と接続部４４との間のカバー絶縁膜４７の上に、電解めっき法によりCuよりなるコイル５０を厚さ約１．５μmに形成する。

コイル５０は、接続部４４の周りに巻かれたスパイラル型であり、その巻き数は４である。但し、コイル５０の巻き方はスパイラル型に限定されず、ヘリカル型を採用してもよい。

次いで、図８（ｂ）に示すように、スパッタ法とリフトオフ法によりコイル５０の上に第１埋め込み絶縁膜５２としてアルミナ膜を形成し、各コイル５０の間のスペースをその絶縁膜５２で埋め込む。なお、アルミナ膜に代えてレジスト膜を第１埋め込み絶縁膜５２として形成してもよい。

次に、図９（ａ）に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。

まず、基板２０の上側全面にスパッタ法でアルミナ膜を形成し、そのアルミナ膜を第２埋め込み絶縁膜５４とする。次いで、各シールド４３、４５と主磁極−リターンヨーク接続部４４の上に形成された余分な第２埋め込み絶縁膜５４をCMP法で研磨して除去し、各シールド４３、４５と接続部４４の上面を露出させる。

このようなCMPにより、各シールド４３、４５の厚さは約１．９５μmとなり、接続部４４の厚さは約２．０μmとなる。

次に、図９（ｂ）に示すように、電解めっき法とリフトオフ法とを用い、各シールド４３、４５と主磁極−リターンヨーク接続部４４のそれぞれの上に、Ni₈₀Al₂₀よりなるリターンヨーク５６を形成する。

そして、図１０に示すように、基板２０の上側全面に、保護絶縁膜５８としてスパッタ法でアルミナ膜を形成する。

その後に、図１１に示すように、再生素子２５と第１シールドとを通る切断面からダイシングを行い、垂直磁気記録媒体（不図示）に対向する浮上面Sを形成する。このようなダイシングにより、浮上面Sに直交する方向の第１シールド４３の厚さh1は約０．２μmとなる。

以上により、本実施形態に係る磁気ヘッド６０の基本構造が完成した。

その磁気ヘッド６０では、接続部４４を介して磁気的に結合した主磁極３９とリターンヨーク５６とが磁路を形成する。そして、コイル５０に電流を流すことにより主磁極３９が励磁され、主磁極３９の先端部分から垂直磁気記録媒体に向かって記録磁界が発生する。

図１２は、主磁極３９の拡大側面図である。これに示されるように、主磁極３９は、その先端にトラック幅Wが約０．１８μmの矩形状のポール３９ｃを有し、このポール３９ｃの上方にテーパー状に広がる扇状形状部３９ｄを有する。ポール３９ｃをこのような微小な矩形状にすることで、垂直磁気記録媒体に対して高い記録密度で磁気情報を書き込むことができる。

ところで、本実施形態では、図１１に示したように、浮上面S側から第１の軟磁性材料よりなる第１シールド４３と、該第１の軟磁性材料よりもキュリー温度が低い第２の軟磁性材料よりなる第２シールド４５とを形成し、これらにより軟磁性シールド４６を構成した。

これらのシールド４３、４５は、実使用下においてコイル５０等において発生する熱により加熱され、使用中にその飽和磁化が変化する。使用中に各シールド４３、４５が加熱される最高温度T_maxは、典型的には約６０℃程度である。

図１３は、第１シールド４３を構成する第１の軟磁性材料Aと、第２シールド４５を構成する第２の軟磁性材料Bのそれぞれの飽和磁化−温度特性曲線である。

図１３に示されるように、第１の軟磁性材料Aの特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度T_Aは、実使用下において各シールド４３、４５が加熱される最高温度T_maxよりも高い。

これに対し、第２の軟磁性材料Bの特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度T_Bは、上記の最高温度T_maxよりも低い。

このような各軟磁性材料A、Bの飽和磁化−温度特性曲線の違いにより得られる利点について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。

図１４は、磁気ヘッド６０による書き込み動作を示す拡大断面図であり、図１５は、書き込みが終了してコイル電流を遮断した後の拡大断面図である。

図１４に示すように、書き込みを行うには、磁気ヘッド６０と垂直磁気記録媒体７０とを図のＡの方向に相対移動させながら、コイル５０に通電を行って主磁極３９を励磁し、記録磁界Hを発生させる。

このとき、コイル電流のジュール熱によりコイル５０が発熱し、各シールド４３、４５とその周囲が既述の最高温度T_max（凡そ６０℃）にまで加熱される。第２の軟磁性材料（Ni₉₀Al₁₀）よりなる第２シールド４５は、その飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度T_Bが上記のように最高温度T_maxよりも低いため、コイル５０の発熱によってその磁性を大きく失い、実質的には非磁性となる。

これに対し、最高温度T_maxよりも低い温度T_Aにおいて飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる第１の軟磁性材料（Ni₅₀Fe₅₀）よりなる第１シールド４３は、上記のように加熱されても磁性は殆ど失わず、軟磁性のままとなる。

その結果、主磁極３９のトレーリングエッジ３９ａを含む側面から発生する面内方向の成分を持った磁界H₂は、軟磁性が維持されている第１シールド４３にのみ吸収され、実質的に磁性を失った第２シールド４５には吸収されない。

これにより、面内方向の成分を持ち分解能や記録密度を低下させる磁界H₂を第１シールド４３に適度に吸収させながら、記録磁界Hが軟磁性シールド４６に過度に吸収されてその強度が低下するのを防止することができる。

書き込みを終えた後は、コイル電流を遮断し、主磁極３９の励磁を停止する。このときの拡大断面図を図１５に示す。

このようにコイル電流を遮断すると、コイル５０の発熱が停止して軟磁性シールド４６が自然冷却され、第２シールド４５の磁性が回復し、シールド４６の全体が軟磁性を呈するようになる。その結果、主磁極３９のポール３９ｃに残留する磁化M_rが、軟磁性シールド４６の全体との相互作用によって軟磁性シールド４６の方を向くようになり、残留磁化M_rが媒体７０に垂直な方向を向いている場合に顕著に発生するポールイレーズを低減できる。

このように、本実施形態では、軟磁性シールド４６にキュリー温度が低い第２シールド４５を設けたことで、書き込み時の記録磁界Hを強めながら、書き込み終了後のポールイレーズを抑制することができる。

本願発明者は、記録磁界が実際に強められることを確かめるため、磁気ヘッド６０のオーバーライト特性を調査した。

なお、この調査では、第１シールド４３の厚みh1（図１１参照）を０．２μmに固定し、軟磁性シールド４６のトータルの厚みh2をパラメータとした。

更に、この調査では垂直磁気記録媒体を回転させるためにスピンスタンドを使用した。垂直磁気記録媒体としては、軟磁性裏打層を有する、いわゆる垂直二層媒体で、記録層の保磁力が５．０kOeのものを使用した。そして、その媒体に対し、２００kFCI(Flux Change Per Inch)の低密度ビットパターン上に８００kFCIの高密度ビットパターンをオーバーライトした。なお、記録電流値は５０mA、ヘッド周速は１５m/secである。

この調査結果を次の表１に示す。

また、比較のために、第２シールド４５を形成しない従来例に係る磁気ヘッドについても同じ調査をした。但し、この従来例では、第１シールド４３の厚みh1をパラメータとした。従来例の調査結果を次の表２に示す。

表２に示す従来例では、厚みh1の増加に伴いオーバーライト値が急激に低下している。これは、厚みh1が増加するにつれ、第１シールド４３による磁束の吸収量が多くなるためであると推測される。

これに対し、表１に示す本実施形態では、厚みh2の増加によりオーバーライト値が若干低下するものの、h2が最も大きい１．０μmの場合でも３６dBと良好な値を示している。これは、第２シールド４５による磁束の吸収が抑制され、十分に強い記録磁界が発生していることを示すものである。

また、本願発明者は、本実施形態においてポールイレーズが実際に低減されるのを確かめるため、次のような調査を行った。

図１６は、この調査で使用された垂直磁気記録媒体７０の全体平面図である。この媒体７０を用い、次のようにして調査が行われた。

(a)まず、図１６に示すように、媒体７０のデータ領域を１２個のセクタS₁〜S₁₂に分割する。

(b)次いで、本実施形態の磁気ヘッド６０を用いて、全てのセクタS₁〜S₁₂に４９kFCIの記録密度の磁気情報を書き込んだ後、その磁気情報の出力電圧値を測定し、その平均値V_iを算出する。

(c)次に、先頭３セクタS₁〜S₃に１００kFCIの記録密度の磁気情報を１０００回オーバーライト（上書き）する。但し、後方９セクタS₄〜S₁₂の上方を磁気ヘッド６０が通過するときは、コイル電流を遮断する。

(d)続いて、ステップ(a)で記録された後方９セクタS₄〜S₁₂の磁気情報の出力電圧値を再び測定し、その平均値V_fを算出する。そして、１００×(V_i−V_f)/V_iにより出力電圧値の減衰率（出力減衰率）を算出する。

なお、この調査で使用した媒体の仕様、コイル電流値、及びヘッド周速は、表１の調査におけるのと同様である。更に、従来例の構造についても、表２で説明したのと同様である。また、本実施形態と従来例の双方とも、第１シールド４３の厚みh1は０．２μmとした。

この調査結果を表３に示す。

表３に示されるように、本実施形態では、軟磁性シールド４６のトータルの厚みh2が０．４μmの場合に出力減衰率が１０％以上となっており、ポールイレーズが発生していることが分かる。

また、第２シールド４５を設けない従来例に至っては、出力減衰率が２４．７％にもなっており、ポールイレーズが顕著に発生している。

ところが、本実施形態において厚みh2を０．６μm以上にすると、出力減衰率が測定誤差範囲の２％以内になり、ポールイレーズが抑制されることが理解される
これらの調査結果から、第１シールド４３と第２シールド４５とを合わせた厚みh2を０．６μm以上とすることが、ポールイレーズの抑制と記録磁界強度の確保との両立に有効であることが明らかになった。

なお、第２シールド４５は、コイルの発熱によってその飽和磁化が大きく減衰すれば十分なので、そのキュリー温度Tcが磁気ヘッド６０の最高加熱温度T_max以下である必要は無く、図１３で説明したようにキュリー温度Tcが最高加熱温度T_maxを超えてもよい。

但し、最高加熱温度T_maxが典型的には約６０℃なので、第２シールド４５を構成する第２の軟磁性材料のキュリー温度Tcを２００℃以下にすることで、既述の温度T_Bが最高加熱温度T_maxよりも低くなり易くなり、実使用下における第２シールド４５の飽和磁化の減衰量を大きくすることが可能となる。

（２）第２実施形態
本実施形態では、第１実施形態の磁気ヘッド６０を備えた磁気記録装置について説明する。

図１７は、その磁気記録装置の平面図である。この磁気記録装置は、パーソナルコンピュータやテレビの録画装置に搭載されるハードディスクドライブである。

この磁気記録装置では、磁気記録媒体７０が、スピンドルモータ等によって回転可能な状態でハードディスクとして筐体７７に収められる。更に、筐体７７の内部には、軸７６を中心にしてアクチュエータ等により回転可能なキャッリッジアーム７４が設けられており、このキャリッジアーム７４の先端に設けられた磁気ヘッド６０が磁気記録媒体７０を上方から走査し、磁気記録媒体７０への磁気情報の書き込みと読み取りが行われる。

本実施形態によれば、第１実施形態で説明したように、第１シールド４３と第２シールド４５によりシールド４６を構成したので、磁気ヘッド６０においてポールイレーズの抑制と記録磁界強度の確保とが両立され、高品位な磁気記録装置を提供することが可能となる。

なお、磁気記録装置は、上記のようなハードディスク装置に限定されず、可撓性のテープ状の磁気記録媒体に対して磁気情報を記録するための装置であってもよい。

以下に、本発明の特徴を付記する。

（付記１） 浮上面に露出した主磁極と、
前記主磁極の上に形成された非磁性膜と、
前記非磁性膜の上に、前記浮上面側から順に形成された第１シールド及び第２シールドと、
前記第２シールドから間隔をおいて前記非磁性膜の上に形成され、前記主磁極を励磁するコイルと、
前記コイルを覆う絶縁膜と、
前記第１シールド、前記第２シールド、及び前記絶縁膜の上に形成され、前記主磁極と共に磁路を構成するリターンヨークとを有し、
前記第１シールドが第１の軟磁性材料よりなり、該第１の軟磁性材料の飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度が、前記第１シールドと前記第２シールドとが実使用下において加熱される最高温度よりも高く、
前記第２シールドが前記第１の軟磁性材料よりもキュリー温度が低い第２の軟磁性材料よりなり、該第２の軟磁性材料の飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度が前記最高温度よりも低いことを特徴とする磁気ヘッド。

（付記２） 前記最高温度は、実使用下における前記コイルの最高発熱温度であることを特徴とする付記１に記載の磁気ヘッド。

（付記３） 前記第２の軟磁性材料のキュリー温度が２００℃以下であることを特徴とする付記１に記載の磁気ヘッド。

（付記４） 前記第２の軟磁性材料は、主成分がNiであるNi基合金であることを特徴とする付記１に記載の磁気ヘッド。

（付記５） 前記Ni基合金は、Al、Ti、Cr、Mo、及びSiの少なくとも一つを含むことを特徴とする付記４に記載の磁気ヘッド。

（付記６） 前記浮上面に直交する方向の前記第１シールドと前記第２シールドを合わせた厚みが０．６μm以上であることを特徴とする付記１に記載の磁気ヘッド。

（付記７） 前記浮上面に露出した再生素子を更に備えたことを特徴とする付記１に記載の磁気ヘッド。

（付記８） 前記主磁極は、矩形状のポールと、該ポールの上方にテーパー状に広がる扇状形状部とを有することを特徴とする付記１に記載の磁気ヘッド。

（付記９） 付記１〜付記８のいずれか一に記載の磁気ヘッドを備えた磁気記録装置。

図１は、従来例に係るハードディスクドライブの斜視図である。 図２は、従来例に係るハードディスクドライブ装置の記録層における記録磁界の強度分布を模式的に表す図である。 図３は、従来例に係る磁気ヘッドが備える主磁極の先端付近の拡大側面図である。 図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドの製造途中の断面図（その１）である。 図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドの製造途中の断面図（その２）である。 図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドの製造途中の断面図（その３）である。 図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドの製造途中の断面図（その４）である。 図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドの製造途中の断面図（その５）である。 図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドの製造途中の断面図（その６）である。 図１０は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドの製造途中の断面図（その７）である。 図１１は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドの製造途中の断面図（その８）である。 図１２は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドが備える主磁極の先端付近の拡大側面図である。 図１３は、第１シールドを構成する第１の軟磁性材料と、第２シールドを構成する第２の軟磁性材料のそれぞれの飽和磁化−温度特性曲線である。 図１４は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドによる書き込み動作を示す拡大断面図である。 図１５は、本発明の第１実施形態に係る磁気ヘッドによる書き込みが終了してコイル電流を遮断した後の拡大断面図である。 図１６は、本発明の第１実施形態においてポールイレーズが低減されることを確かめるための調査で使用された垂直磁気記録媒体の全体平面図である。 図１７は、本発明の第２実施形態に係る磁気記録装置の平面図である。

符号の説明

１…非磁性基材、２…軟磁性裏打層、３…非磁性下地層、４…記録層、５…ハードディスク、１１…リターンヨーク、１２…主磁極、１２ａ…リーディングエッジ、１２ｂ…トレーリングエッジ、１３…コイル、１５、１６…磁気シールド、１７…再生素子、１９、６０…磁気ヘッド、１２ｃ、３９ｃ…ポール、１２ｄ、３９ｄ…扇状形状部、２０…AlTiC基板、２１、２３、２６、４０…アルミナ膜、２２…再生素子用下部シールド、２５…再生素子、２７…再生素子用上部シールド、２８…アルミナ膜、２９…中間絶縁膜、３９…主磁極、４２…非磁性ギャップ膜、４２ａ…開口、４３…第１シールド、４４…主磁極−リターンヨーク接続部、４５…第２シールド、４７…カバー絶縁膜、５０…コイル、５２…第１埋め込み絶縁膜、５４…第２埋め込み絶縁膜、５６…リターンヨーク、５８…保護絶縁膜、７０…垂直磁気記録媒体、７４…キャリッジアーム、７６…軸、７７…筐体。

Claims (5)

1. 浮上面に露出した主磁極と、
   前記主磁極の上に形成された非磁性膜と、
   前記非磁性膜の上に、前記浮上面側から順に形成された第１シールド及び第２シールドと、
   前記第２シールドから間隔をおいて前記非磁性膜の上に形成され、前記主磁極を励磁するコイルと、
   前記コイルを覆う絶縁膜と、
   前記第１シールド、前記第２シールド、及び前記絶縁膜の上に形成され、前記主磁極と共に磁路を構成するリターンヨークとを有し、
   前記第１シールドが第１の軟磁性材料よりなり、該第１の軟磁性材料の飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度が、前記第１シールドと前記第２シールドとが実使用下において加熱される最高温度よりも高く、
   前記第２シールドが前記第１の軟磁性材料よりもキュリー温度が低い第２の軟磁性材料よりなり、該第２の軟磁性材料の飽和磁化−温度特性曲線の傾きの絶対値が最大となる温度が前記最高温度よりも低いことを特徴とする磁気ヘッド。
2. 前記最高温度は、実使用下における前記コイルの最高発熱温度であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
3. 前記第２の軟磁性材料は、主成分がNiであるNi基合金であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
4. 前記浮上面に直交する方向の前記第１シールドと前記第２シールドを合わせた厚みが０．６μm以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の磁気ヘッドを備えた磁気記録装置。

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