JP2014211934A - 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドにおいて、主磁極とスピントルク発振素子のクロストラック方向の位置関係を正確に決め、高周波磁界アシスト特性にバラツキが生じない構造とその製造方法を提供する。
【解決手段】高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドは、主磁極、主磁極上に設けたスピントルク発振素子１０９、主磁極の側面とスピントルク発振素子の側面を覆う絶縁性のサイドギャップ１１０を有する。主磁極とスピントルク発振素子を、両側面のサイドギャップの間に挟んで形成することにより、主磁極とスピントルク発振素子の中心の位置がそろったセルフアライメント型の高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの構造を実現する。
【選択図】図４

Description

本発明は、高周波磁界で磁気記録をアシストする高周波磁界アシスト磁気記録ヘッド及びその製造方法に関するものである。

情報記録装置の１つとして、コンピュータ等に装着されている磁気ディスク装置には、装置を大型化することなく膨大な情報を蓄積するために高記録密度化が求められている。磁気ディスクの高記録密度化には、記録媒体に微小な記録情報を確実に書き込む必要性から、高保磁力の記録媒体が用いられる。高保磁力の記録媒体に記録するためには、微小領域に強い記録磁界を集中させる必要がある。しかし、高記録密度化が進むと、強い記録磁界を微小領域に集中させることは技術的に困難になる。

この問題を解決する技術として、記録磁界に別のエネルギーを加えてアシストするエネルギーアシスト記録技術が有力視されている。アシストに用いるエネルギーには、現在、実用的に有望なものとして、熱と高周波磁界が考えられている。

熱を用いるエネルギーアシスト記録は、熱アシスト磁気記録、又は光アシスト記録と呼ばれる。記録時に磁界印加と同時に記録媒体（強磁性体）に光を照射して記録媒体のキューリ温度（摂氏数百度程度）付近の温度に加熱し、媒体の保磁力を低減させる。これにより、従来の磁気記録ヘッドでは記録磁界強度が不足して記録が困難であった高保磁力の記録媒体にも記録が容易になる。再生には、従来の磁気記録で用いられている磁気抵抗効果素子を用いる。

熱アシスト磁気記録方式では、媒体を加熱するためのレーザ光を記録ヘッドに導く。レーザ光源には、磁気ディスク装置のパッケージ内で使用する必要性から、小型で低消費電力の半導体レーザダイオードが用いられる。

これに対して、エネルギーに高周波磁界を用いるエネルギーアシスト記録は、高周波磁界アシスト磁気記録、又はマイクロ波アシスト磁気記録と呼ばれる。記録磁界とは別の高周波磁界を記録媒体に照射して、記録媒体の磁化を共鳴させて動きやすくすることにより、記録磁界強度が不足して記録が困難であった高保磁力の記録媒体にも記録が容易になる。再生には、熱アシスト記録と同様に、従来の磁気記録で用いられている磁気抵抗効果素子を用いる。

高周波磁界アシスト磁気記録では、高周波磁界を発生する素子を記録磁極の近傍に配置する。この素子はスピントルク発振素子（ＳＴＯ：Spin Torque Oscillator）と呼ばれる。ＳＴＯは主磁極とトレーリングシールドの間に配置される。ＳＴＯを記録磁極近傍に配置した高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドは、例えば非特許文献１に開示されている。ＳＴＯは磁気ディスク装置のヘッドに用いられるＧＭＲやＴＭＲといった読み取りセンサに類似した磁性膜の積層構造を有し、従来の磁気ヘッドと一体に容易に形成できることが特徴である。

J. Zhu, et al., "Microwave assisted magnetic recording", IEEE Transactions on Magnetics, Vol.44 (2008), pp.125-131

ＳＴＯが発生する高周波磁界は、主磁極が発生する記録磁界のみでは記録できない高保磁力の記録媒体の磁化を共鳴により不安定に動かすことで反転しやすくし、磁気記録を容易にする。このため、主磁極の発生する磁界とＳＴＯの発生する高周波磁界には重なりが必要であり、効率的にアシスト効果を引き出す上で、ＳＴＯと主磁極の位置はできるだけ近接していることが望まれる。このことから、ＳＴＯは主磁極が強い記録磁界を発生するトレーリング側の端部にできるだけ近接して形成することが望ましい。したがって、主磁極に近接して、主磁極とトレーリングシールドの間にＳＴＯを形成した構造が、高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの記録ヘッド部の基本的な構造である。

ビット方向（オントラック方向ともいう）には、上述したように主磁極とＳＴＯを近接させる構造でよいが、それと垂直な方向であるクロストラック方向でも主磁極とＳＴＯの位置を正確に決める必要がある。磁気ディスクの記録単位であるビットは、クロストラック方向に細長く、主磁極とＳＴＯの位置が、所定の位置からクロストラック方向にずれていると、ＳＴＯからの高周波磁界で十分なアシストができなくなる。また、アシスト効果が得られても、主磁極とＳＴＯの位置が磁気ヘッドごとに一定にならずにずれていると、アシスト効果にバラツキが生じる。したがって、クロストラック方向で主磁極とＳＴＯの位置関係を一定にし、位置ずれによる特性バラツキを生じさせない構造が必要である。

すなわち、通常の記録方式では、主磁極の中心とＳＴＯの中心が一致するようにしたいが、主磁極とＳＴＯは別々のリソグラフィとエッチングプロセスで形成され、リソグラフィの精度で位置の精度が決められるため、両者を完全に一致させることは困難である。この位置の不一致が、高周波磁界アシスト効果を低減させ、位置のバラツキがＳＴＯによるアシスト特性のバラツキを生じさせる要因である。したがって、主磁極とＳＴＯの位置関係を一定にすることが重要である。

主磁極とＳＴＯの位置ずれを生じさせない方法として、主磁極とＳＴＯを一括してエッチングする方法が考えられる。しかし、主磁極とＳＴＯを一括してエッチングする方法では、主磁極の側面の傾斜角度とＳＴＯの側面の傾斜角度を個別に設定することや、浮上面から奥行き方向の形状を別々に形成することが困難であるため、主磁極とＳＴＯの特性を最適化する形状を作り出すことが難しい。結果として、性能のよい高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造は困難である。

本発明は、高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドにおいて、主磁極とＳＴＯのクロストラック方向の位置関係が正確に決められ、高周波磁界アシスト特性にバラツキが生じない構造とその製造方法を提供する。

本発明による高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドは、記録磁界を発生する主磁極と、主磁極のトレーリング側に設けられたスピントルク発振素子と、スピントルク発振素子の主磁極側の面と反対側の面に設けられたトレーリングシールドと、少なくとも浮上面において、主磁極の側面とスピントルク発振素子の側面とを覆う非磁性かつ電気絶縁性のサイドギャップと、サイドギャップを挟んで主磁極の側方に設けられたサイドシールドとを有し、主磁極とスピントルク発振素子の中心の位置がそろったセルフアライメント型の高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの構造を実現する。また、少なくとも浮上面において、膜積層方向に垂直な平面に対してスピントルク発振素子の側面がなす角度をＡ、主磁極の側面がなす角度をＢとするとき、Ａ＞Ｂである。

トレーリングシールドとサイドシールドとは、両者が接触したラップアラウンドシールド構造であってもよいし、スピントルク発振素子の側方かつトレーリングシールドとサイドシールドの間にスピントルク発振素子の角度Ａを制御するための非磁性絶縁膜が配置されている構造であってもよい。

また、本発明による高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造方法は、主磁極の両側にサイドギャップを形成し、その外側にＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）のストッパーとなる層（ＳＴＯ傾斜制御層）を表面に有するサイドシールドを形成する工程と、サイドギャップ及びＳＴＯ傾斜制御層と主磁極とのエッチングレートが異なる条件でエッチバックを行い、サイドギャップが主磁極との境界においてトレーリング側の面で突出する段差を形成する工程と、段差が形成された主磁極とサイドギャップの上にスピントルク発振素子を構成する積層膜を形成する工程と、両側のサイドギャップに挟まれた段差に埋め込まれた部分以外のスピントルク発振素子用の積層膜を除去する工程と、を有することにより、主磁極とスピントルク発振素子の位置がそろったセルフアライメント型の高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの構造を実現する。

ここで、主磁極とサイドギャップの形成は、サイドシールド用磁性膜とその上に形成されたＳＴＯ傾斜制御層とを含む積層膜にトレンチ部を形成する工程、トレンチ部をサイドギャップ材料で被覆する工程、サイドギャップ材料のトレンチ部を主磁極材料で埋め込む工程を有し、上記積層膜にトレンチ部を形成する工程では、膜積層方向に垂直な平面に対して当該トレンチ部の側面を構成するＳＴＯ傾斜制御層の端面がなす角度をα、サイドシールド用磁性膜の端面がなす角度をβとするとき、α＞βとなるように途中でエッチング条件を変える。

本発明によれば、主磁極とＳＴＯのクロストラック方向の位置関係を正確に決定することができ、安定した高周波磁界を記録磁界に重ね合わせて印加する構造を実現できる。また、製造時に、サイドシールド上にＳＴＯ傾斜制御層を設けることにより、ＳＴＯの側面の傾斜を主磁極の側面の傾斜よりも大きくすることができる。これは、ＳＴＯに流れる電流密度を大きくし発生する高周波磁界を向上させるのに有効である。その結果、安定した高周波磁界アシスト効果の得られる磁気記録ヘッドを実現することができると共に、記録密度を向上することができる。

上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドを備えるスライダの一実施例を示す断面模式図。 磁極付近を拡大して示した断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドのＡＢＳの磁極付近の拡大断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドのＡＢＳの磁極付近の拡大断面模式図。 ＳＴＯの側壁の傾斜角度とＳＴＯに流れる電流密度の関係を示す図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドのＡＢＳの磁極付近の拡大断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドのＡＢＳの磁極付近の拡大断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドのＡＢＳの磁極付近の拡大断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの形成工程を示した断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造工程を示した断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造工程を示した断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造工程を示した断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造工程を示した断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造工程を示した断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造工程を示した断面模式図。 高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造工程を示した断面模式図。

主磁極のトレーリング側の端部にスピントルク発振素子（以下、ＳＴＯという）を形成するウェハプロセスでは、主磁極を形成した後、主磁極の上にＳＴＯを形成することになる。主磁極とＳＴＯは別々のリソグラフィ工程で形成されるため、従来の製造方法によると、クロストラック方向には、それぞれのリソグラフィ工程の精度に起因する位置バラツキができる。主磁極とＳＴＯのクロストラック方向の位置を一致させるため、本発明では以下に述べる方法を採用した。

サイドシールド材料の上に予めＳＴＯ傾斜制御層を形成しておく。ＳＴＯ傾斜制御層は非磁性絶縁膜であり、主磁極材料よりエッチング耐性の高い材料で構成する。主磁極は通常、飽和磁束密度の高い材料、例えば鉄とコバルトの合金を用い、形状は浮上面において逆台形や逆三角形になるように成形される。主磁極の周辺は、サイドギャップ材料である非磁性材料で取り囲まれる。

ＳＴＯを形成する際、主磁極のトレーリング側の面を平坦にする。その際、主磁極の側面に位置するサイドギャップ材料や、サイドギャップ材料の側面に配置されるサイドシールド上のＳＴＯ傾斜制御層の表面も同時に平坦にする。主磁極とサイドギャップ材料、ＳＴＯ傾斜制御層では材料が異なるため、イオンミリングによる平坦化プロセスで、エッチングレートの差から主磁極を選択的にエッチングして、主磁極とサイドギャップ材料の境界に意図的に段差を生じさせることが出来る。段差が形成された主磁極、サイドギャップ及びＳＴＯ傾斜制御層の上にＳＴＯ用の多層膜を形成し、ＣＭＰによる平坦化プロセスを行うと、段差の上に形成されたＳＴＯ用の多層膜は、サイドギャップに挟まれた領域のみを残して削り取られる。こうして主磁極のトレーリング側の面に接触するＳＴＯは、主磁極とクロストラック方向の位置が一致したセルフアライメント構造になる。

ＳＴＯ側面の傾斜角度は、サイドギャップ上のＳＴＯ傾斜制御層を加工した面の傾斜角度に倣うため、主磁極の側面の傾斜角度よりも大きくして９０°に近づけることができる。これによって、ＳＴＯに流れる電流の密度を高くすることができ、ＳＴＯで発振する高周波磁界の強度を大きくし、アシスト効果を向上させることができる。サイドギャップ上にＳＴＯ傾斜制御層を形成しなかった場合には、主磁極とＳＴＯをセルフアライメント構造にできたとしても、ＳＴＯ側面の傾斜を主磁極側面の傾斜から独立して制御することができず、ＳＴＯと主磁極の側面の傾斜角度は同じになる。従って、ＳＴＯに流れる電流密度を本発明のようには大きくできず、本発明の構造に比較してアシスト効果が劣る。

以上に述べた製造方法により、主磁極とＳＴＯの位置関係を正確に制御して、アシスト機構の安定動作を実現できる高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドが得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドを備えるスライダの一実施例を示す断面模式図である。図２は、図１の磁極付近を拡大した断面模式図である。実際のスライダの内部構造は複雑なため、図は簡略化して示している。

スライダ１００において、記録ヘッドは、主磁極１０３と補助磁極１０４，１０５を有する単磁極ヘッド、単磁極ヘッドを励磁して主磁極１０３から記録磁界３００を発生させるための励磁用コイル１０８、主磁極からの磁界を適切な大きさにカットして絞り込むためのトレーリングシールド１０６、リーディングシールド１０７、主磁極１０３の近傍に設けられたＳＴＯ１０９を備える。ここでは、主磁極１０３、補助磁極１０４、トレーリングシールド１０６は、ＳＴＯ１０９に電力を供給する配線の役割も果たしている。

また、再生ヘッドは、一対の磁気シールドで挟まれた磁気抵抗効果素子１２０を備える。スライダ１００は、サスペンション４００とジンバル４０１によって支持され、磁気記録媒体の表面上を一定の浮上量を保って飛行する。図示した磁気記録媒体は、基板２００上に記録層２０１が形成された構造を有するが、この他に下地層、配向制御層、軟磁性下地層などを備えていてもよい。

ＳＴＯ１０９は、スピントルクにより磁化が歳差運動をして高周波磁界を発生する素子であり、高周波磁界を発生する高周波磁界発生層や他の層を積層した多層膜構造を有する。この多層膜は磁性体金属と非磁性体金属の組み合わさった構造である。ＳＴＯ１０９は通常直方体の形状をしており、その断面は、主磁極１０３の浮上面（ＡＢＳ）１０１における断面と同程度のディメンジョンである。ＳＴＯ１０９に主磁極１０３からトレーリングシールド１０６に向けて、ＳＴＯ１０９の積層方向に直流の電流を供給すると、高周波磁界発生層の磁化に歳差運動が起こり、高周波磁界が発生する。主磁極１０３が発生する磁界３００とＳＴＯ１０９が発生する高周波磁界３０１は、磁気記録媒体の記録層２０１に印加される。

図３は、ＳＴＯを備えた高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの課題を示す図であり、浮上面（ＡＢＳ）における拡大断面模式図である。逆三角形形状の主磁極１０３とサイドギャップ１１０、サイドシールド１１２の上の面（トレーリング側の面）は平坦な同一面になっており、その上にＳＴＯ１０９が形成されている。ＳＴＯ１０９の側方には非磁性絶縁層からなるトレーリングギャップ１１１が配置されている。主磁極１０３とサイドシールド１１２の材料は磁性体、サイドギャップ１１０の材料は非磁性体である。通常、主磁極１０３とＳＴＯ１０９は別々のリソグラフィ工程を経て形成されるため、いかに精度の高いリソグラフィ技術を用いても、主磁極１０３とＳＴＯ１０９のクロストラック方向の位置を一定に、再現よく形成することは困難である。

図４は、本発明の一実施例による高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの浮上面（ＡＢＳ）の拡大断面模式図である。主磁極１０３とサイドギャップ１１０は、上の面（トレーリング側の面）で同一面上に平坦ではない。主磁極１０３のトレーリング側の面とサイドギャップ１１０のトレーリング側の面の間には段差があり、主磁極１０３のトレーリング側の面はサイドギャップ１１０のトレーリング側の面に対して凹んでいる。この段差の中に埋め込むようにＳＴＯ１０９が形成され、ＳＴＯ１０９のトレーリング側の面とサイドギャップ１１０のトレーリング側の面が同一面で平坦になっている。また、ＳＴＯ側面の膜積層方向に垂直な平面に対する傾斜角度Ａは、主磁極側面の膜積層方向に垂直な平面に対する傾斜角度Ｂよりも大きい。膜積層方向とは、図４の構造を形成するに当たり、リーディングシールド１０７、サイドシールド１１２、サイドギャップ１１０、主磁極１０３、ＳＴＯ１０９、ＳＴＯ傾斜制御層１１３、トレーリングシールド１０６などの材料膜を積層する方向であり、図４では紙面上下方向である。ＳＴＯ側面の傾斜角度Ａは、典型的には９０゜である。主磁極側面の傾斜角度Ｂは、例えば７５゜である。

このような形状は、主磁極１０３やサイドギャップ１１０を形成するトレンチを作製する加工の際、サイドシールド１１２の上に傾斜角度Ａを制御するためのＳＴＯ傾斜制御層１１３を設けることで、容易に形成できる。図４の構造には、ＳＴＯ１０９の側方にトレーリングシールド１０６とサイドシールド１１２の間に挟まれてＳＴＯ傾斜制御層１１３が残っている。

図５は、高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドにおけるＳＴＯ側面の傾斜角度Ａと電流密度の関係を示す図である。主磁極１０３は逆三角形をしており、トラック幅は５０ｎｍ、傾斜角度Ｂは７５°で一定とした。ＳＴＯは主磁極と接する面は同じ幅で、傾斜角度Ａによって、トレーリングシールド１０６との接触面の長さが変わる。そして、主磁極１０３とトレーリングシールド１０６に１００ｍＶの電位差を与え、ＳＴＯ側面の傾斜角度Ａを３０゜から９０゜まで変化させて、ＳＴＯに流れる電流の密度を計算したものである。図の縦軸は、ＳＴＯ１０９に流れる電流の密度であり、傾斜角度Ａが大きくなるにしたがって増加するので、高周波磁界の発振強度も大きくなり、アシスト効果が増加することになる。ＳＴＯ傾斜制御層１１３を設けないときは、ＳＴＯ１０９の側面の傾斜角度Ａは、主磁極の側面と同じ傾斜角度Ｂになる。一方、サイドシールド１１２の上にＳＴＯ傾斜制御層１１３を設けた構造とすることによって、条件の違うエッチングでトレンチを形成するので側面の傾斜角度を２段階にすることが可能になる。したがって、ＳＴＯ１０９の側面の傾斜角度Ａを主磁極１０３の側面の傾斜角度Ｂよりも大きくすることができ、これにより傾斜角度Ａが傾斜角度Ｂと等しい構造に比べてより一層ＳＴＯの電流密度を大きくできるので、ＳＴＯ１０９によるアシスト効果を更に向上させることができる。

また、図４には主磁極１０３の幅とＳＴＯ１０９の幅が同じ構造を示したが、図６に示すように、主磁極１０３の周辺に非磁性導電膜１１４を形成することによって、ＳＴＯ１０９の幅が主磁極１０３の幅より大きい構造を実現できる。非磁性導電膜１１４の材料としては、例えばルテニウムＲｕあるいはニクロムＮｉＣｒを用いることができる。図４と図６において、主磁極１０３の寸法は同じである。図６の構造では、主磁極１０３から発生する記録磁界に対してより広い領域にＳＴＯ１０９の高周波磁界を及ぼすことができ、また、主磁極１０３と非磁性導電膜１１４が一つの大きな電極として作用するため、ＳＴＯ１０９に流れる電流密度を増して、アシスト効果を更に増加させることができる。

更に、図４あるいは図６において、トレーリングシールド１０６を形成する直前に、ＳＴＯ傾斜制御層１１３を除去すると、図７あるいは図８に示すように、トレーリングシールド１０６とサイドシールド１１２を接触させて一体化することができる。このシールド構造は、ラップアラウンドシールド構造と言い、トレーリングシールド１０６とサイドシールド１１２の間の磁気的なギャップを取り除いた構造である。トレーリングシールド１０６とサイドシールド１１２の間に磁気的なギャップがあると、記録する時に記録磁界に広がりが生じるので、記録トラック幅が大きくなる。これは、高記録密度化を妨げることになる。ラップアラウンドシールド構造では、記録トラック幅を抑制することができる。なお、この構造では、ＳＴＯ１０９に電流を流すには、主磁極１０３とサイドシールド１１２の間に形成するサイドギャップ１１０を絶縁膜にする必要がある。

図９から図１５は、図４に示した構造を形成するプロセスを簡略化して順に説明するための工程図であり、浮上面（ＡＢＳ）における拡大断面模式図である。以下では、説明の簡略化のために、最終的な機能部材を作成するために成膜された材料に、その機能部材と同じ番号を付して説明する。例えば、図１１において、サイドギャップ１１０を作成するために成膜された材料をサイドギャップ材料１１０と呼ぶ。

図９は、主磁極を形成するトレンチ加工前の状態を示した図である。リーディングシールド１０７の上に、サイドシールド材料１１２と、ＳＴＯ傾斜制御層１１３と、ハードマスク材料１１５が順次成膜され、その上にレジストパターン１１６が形成されている。サイドシールド１１２の材料はＮｉＦｅなどの磁性材料、ＳＴＯ傾斜制御層１１３はＤＬＣ（diamond like carbon）などのＣＭＰとミリング耐性に優れ、非磁性、且つ電気絶縁を有する材料から成る。また、ハードマスク１１５は、ＳＴＯ傾斜制御層１１３とサイドシールド１１２の加工に耐性を有するＮｉＣｒなどから成る。

図１０は、レジストパターン１１６をマスクに用いて、主磁極を形成するトレンチを作製した状態を示した図である。まず、レジストパターン１１６をマスクに、Ａｒイオンエッチングを用いて、ハードマスク１１５の加工を行なう。次に、ハードマスク１１５をマスクに、リアクティブイオンエッチングを用いてＳＴＯ傾斜制御層１１３をエッチングし、更にエッチング雰囲気を変えて、サイドシールド１１２のエッチングを行なう。この時、ＳＴＯ傾斜制御層１１３がエッチングされて露出した端面の傾斜角度αは、後に形成するＳＴＯの側面の傾斜角度Ａになり、サイドシールド１１２がエッチングされて露出した端面の傾斜角度βは、後に形成する主磁極の側面の傾斜角度Ｂになる。従って、ＳＴＯ傾斜制御層１１３の露出した端面の傾斜角度αをサイドシールド１１２の露出した端面の傾斜角度βよりも大きくすることで、図４に示したＡ＞Ｂを実現でき、図５に示したように製造された高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドのＳＴＯに流れる電流の密度を大きくできるので、高周波磁界が強くなり、アシスト効果を増加させることができる。なお、ハードマスク１１５やＳＴＯ傾斜制御層１１３の側面の傾斜角度は、エッチング条件で制御することができる。

図１１は、トレンチ内にサイドギャップ材料１１０と主磁極材料１０３が形成された状態を示した図である。最初に、サイドギャップ材料１１０でトレンチ部を被覆し、次にサイドギャップ材料１１０のトレンチ部を主磁極材料１０３で埋め込む。主磁極１０３はＦｅＣｏ合金などの強磁性材料、サイドギャップ１１０はＡｌ₂Ｏ₃やＲｕなどの非磁性材料から成る。サイドギャップ１１０の形成に当たってＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法を用いるとトレンチ部への成膜も良好に行なうことができる。主磁極１０３は、レジストを用いるフレームめっき法で形成できる。

図１２は、ＣＭＰ法を用いて、ＳＴＯ傾斜制御層１１３とサイドギャップ１１０と主磁極１０３の表面が平坦化された状態を示した図である。ＣＭＰによって、主磁極材料１０３とサイドギャップ材料１１０は研磨され、ＳＴＯ傾斜制御層１１３がＣＭＰのストッパー層になるので、ＳＴＯ傾斜制御層１１３の面が露出し、表面は平坦になって研磨が止まる。

図１３は、ミリングあるいはエッチング液などを用いて、主磁極１０３の露出面をエッチングして、主磁極１０３の表面が周囲のサイドギャップ１１０に対して窪むように段差を形成した状態を示した図である。一例として、サイドギャップ１１０はＡｌ₂Ｏ₃、ＳＴＯ傾斜制御層１１３はＤＬＣ、主磁極１０３はＦｅＣｏ合金などからなり、ミリング等によって主磁極１０３の露出面を選択的にエッチングすることができる。エッチング深さは、ミリング時間の制御などによって次の工程で成膜するＳＴＯ膜の膜厚と同じにする。但し、エッチング深さはＳＴＯ膜の膜厚より多少大きくても構わない。

図１４は、サイドギャップ１１０の表面に対して落ち込むような窪んだ段差が形成された主磁極１０３の上にＳＴＯ材料１０９が成膜された状態を示した図である。ＳＴＯ１０９は、高周波磁界発生層、中間層及びスピン注入固定層等を備える積層膜で構成される既知の構造を有する。サイドギャップ１１０が絶縁膜の場合、主磁極１０３をシードとするめっき法を用いて主磁極１０３の上にＳＴＯ材料１０９を形成することができる。また、指向性の高いスパッタリング法などを用いても形成することもできる。サイドギャップ１１０と主磁極１０３の段差の大きさがＳＴＯ１０９の膜厚と同じ、あるいはＳＴＯ１０９の膜厚より少し大きい程度であるため、ＳＴＯ材料１０９は主磁極１０３の上に形成された窪みにはまり込むように形成される。

図１５は、図１４の状態からＣＭＰ法を用いて表面を平坦化してサイドギャップ１１０及びＳＴＯ傾斜制御層１１３の上のＳＴＯ膜を除去し、更にトレーリングシールド１０６を形成した状態を示した図である。ＣＭＰによって主磁極１０３の上以外の場所に形成されたＳＴＯ膜が研磨されて、ＳＴＯ傾斜制御層１１３が露出すると研磨は進行しなくなり、表面が平坦になって止まる。その後、平坦化された面の上にトレーリングシールド１０６を形成する。このような形成方法によって、本発明の高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドを製造することができる。

なお、図１５において、トレーリングシールド１０６の形成に先だって、図１６に示すようにＳＴＯ傾斜制御層１１３を除去してもよい。ＳＴＯ傾斜制御層１１３の除去は、例えばＳＴＯ傾斜制御層１１３がＤＬＣで構成されている場合には、Ｏ₂アッシャーなど酸素系のガスを用いたエッチングによって行うことができる。図１６の状態で、トレーリングシールド１０６を形成すると、図７に示したラップアラウンドシールド構造とすることができる。

また、図１１に示したサイドギャップの構成を、絶縁膜材料のサイドギャップ１１０と非磁性導電膜１１４からなる第２のサイドギャップのように２層の非磁性層とすることによって、図６に示した構造の高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドを製造することも可能である。すなわち、図６に示した構造とする場合には、サイドシールド１１２に設けたトレンチ部を被覆するサイドギャップ材料層を形成した後に、サイドギャップ材料層のトレンチ部に非磁性導電膜１１４を形成する。その後、非磁性導電膜１１４によって被覆されたサイドギャップ材料層のトレンチ部を主磁極材料で埋め込むようにすればよい。

また、図４に示したサイドギャップ１１０を酸化物膜と窒化物膜の積層膜など、２層以上の積層膜で構成してもよい。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば、トレーリングシールドの代わりに、電気配線を用いることもできる。

１００ スライダ
１０１ 浮上面（ＡＢＳ）
１０３ 主磁極
１０４ 補助磁極
１０５ 補助磁極
１０６ トレーリングシールド
１０７ リーディングシールド
１０８ 励磁用コイル
１０９ ＳＴＯ
１１０ サイドギャップ
１１１ トレーリングギャップ
１１２ サイドシールド
１１３ ＳＴＯ傾斜制御層
１１４ 非磁性導電膜
１１５ ハードマスク材料
１１６ レジストパターン
１２０ 磁気抵抗効果素子
２００ 磁気記録媒体基板
２０１ 記録層
３００ 記録磁界
３０１ 高周波磁界
４００ サスペンション
４０１ ジンバル

Claims (8)

1. 記録磁界を発生する主磁極と、
   前記主磁極のトレーリング側に設けられたスピントルク発振素子と、
   前記スピントルク発振素子の前記主磁極側の面と反対側の面に設けられたトレーリングシールドと、
   前記主磁極の側面と前記スピントルク発振素子の側面とを覆う非磁性かつ電気絶縁性のサイドギャップと、
   前記サイドギャップを挟んで前記主磁極の側方に設けられたサイドシールドとを有し、
   膜積層方向に垂直な平面に対して前記スピントルク発振素子の側面がなす角度をＡ、前記主磁極の側面がなす角度をＢとするとき、Ａ＞Ｂであることを特徴とする高周波磁界アシスト磁気記録ヘッド。
2. 請求項１記載の高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドにおいて、
   前記サイドギャップと前記主磁極との間に非磁性導電膜を備えることを特徴とする高周波磁界アシスト磁気記録ヘッド。
3. 請求項１記載の高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドにおいて、
   前記トレーリングシールドと前記サイドシールドとが接触していることを特徴とする高周波磁界アシスト磁気記録ヘッド。
4. 請求項１記載の高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドにおいて、
   前記スピントルク発振素子の側方かつ前記トレーリングシールドと前記サイドシールドの間に前記角度Ａを制御するための非磁性絶縁膜が配置されていることを特徴とする高周波磁界アシスト磁気記録ヘッド。
5. サイドシールド用磁性膜と前記サイドシールド用磁性膜の上に形成されたＳＴＯ傾斜制御層とを含む積層膜にトレンチ部を形成する工程と、
   前記トレンチ部をサイドギャップ材料で被覆する工程と、
   前記サイドギャップ材料のトレンチ部を主磁極材料で埋め込む工程と、
   前記ＳＴＯ傾斜制御層が露出するまで研磨してサイドギャップと主磁極を形成する工程と、
   前記研磨後に露出している前記主磁極をエッチングして前記サイドギャップに対して窪んだ段差を形成する工程と、
   前記段差を被覆するようにスピントルク発振素子用の積層膜を形成する工程と、
   前記段差に埋め込まれた部分以外の前記スピントルク発振素子用の積層膜を除去する工程と、
   トレーリングシールド用磁性膜を形成する工程と、
   を有することを特徴とする高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
6. 請求項５記載の高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造方法において、
   前記トレンチ部を形成する工程は、膜積層方向に垂直な平面に対して当該トレンチ部の側面を構成する前記ＳＴＯ傾斜制御層の端面がなす角度をα、前記サイドシールド用磁性膜の端面がなす角度をβとするとき、α＞βとなるように途中でエッチング条件を変えることを特徴とする高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
7. 請求項５記載の高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造方法において、
   前記トレンチ部を被覆するサイドギャップ材料層を形成した後に、前記サイドギャップ材料層のトレンチ部に非磁性導電膜を形成し、前記非磁性導電膜によって被覆された前記サイドギャップ材料層のトレンチ部を主磁極材料で埋め込むことを特徴とする高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。
8. 請求項５記載の高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造方法において、
   前記トレーリングシールド用磁性膜を形成する工程に先だって前記ＳＴＯ傾斜制御層を除去することを特徴とする高周波磁界アシスト磁気記録ヘッドの製造方法。

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