JP2017068883A - 磁気ヘッド、これを備えたディスク装置、および磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

磁気ヘッド、これを備えたディスク装置、および磁気ヘッドの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】安定した高周波アシストを実現し、高記録密度化を可能とする磁気ヘッド、これを備えたディスク装置、および磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【解決手段】実施形態によれば、磁気ヘッドは、空気支持面４３と、第１および第２接続パッドを含む複数の接続パッドが設けられた第１面と、第１および第２接続パッドにそれぞれ接続され、素子に通電するための一対の接続端子が設けられた一対の第２面と、空気支持面まで延びる先端部を有し、記録磁界を発生する主磁極６０と、主磁極の先端部にライトギャップを置いて対向し、主磁極とともに磁気コアを構成するライトシールド６２と、ライトギャップ内で主磁極とライトシールドとの間に設けられ高周波発振子６５と、を備えている。高周波発振子は、スピン注入層６５ａおよび発振層６５ｃを有し、少なくとも発振層は、空気支持面に対して、主磁極およびライトシールドよりも空気支持面から離間する方向に後退している。
【選択図】図６

Description

この発明の実施形態は、高周波アシスト素子を有する磁気ヘッド、この磁気ヘッドを備えたディスク装置、および磁気ヘッドの製造方法に関する。
近年、ディスク装置として、高記録密度化、大容量化あるいは小型化を図るため、垂直磁気記録用の磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置が提案されている。このような磁気ヘッドにおいて、記録ヘッドは、垂直方向磁界を発生させる主磁極と、この主磁極のトレーリング側にライトギャップを挟んで配置されたライトシールド磁極と、を有している。更に、ライトシールド磁極と主磁極との間のライトギャップに高周波アシスト素子、例えば、スピントルク発振子、を設け、このスピントルク発振子によって磁気ディスクの磁気記録層に高周波磁界を印加する高周波アシスト記録方式の記録ヘッドが提案されている。
特開２０１２−２３６９４７号公報
上記のようなスピントルク発振子はスピン注入層および発振層を有し、これらはライトギャップ内に配置されている。通常、ライトギャップにおいて、空気支持面（ＡＢＳ）近傍におけるギャップ磁界よりも、ＡＢＳから垂直方向に離れた位置（奥側位置）でのギャップ磁界のほうが強くなる。すなわち、ライトギャップの高さ方向（ＡＢＳからの奥行方向）に磁界むらがある。そのため、発振層およびスピン注入層の磁化は、ＡＢＳから離れた奥側位置では、ヘッド走行方向に向きやすいが、ＡＢＳ側では、不安定になりやすい。すなわち、発振層の磁化が一様に回転しづらくなる。その結果、スピントルク発振子の良好な発振が得られず、発振特性が低下する。
この発明の実施形態の課題は、安定した高周波アシストを実現し、高記録密度化を可能とする磁気ヘッド、これを備えたディスク装置、および磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
実施形態によれば、磁気ヘッドは、空気支持面と、素子に接続される第１接続パッドおよび第２接続パッドを含む複数の接続パッドが設けられた第１面と、前記第１および第２接続パッドにそれぞれ接続され、前記素子に通電するための一対の接続端子がそれぞれ設けられた一対の第２面と、前記空気支持面まで延びる先端部を有し、記録磁界を発生する主磁極と、前記主磁極の前記先端部にライトギャップを置いて対向し、前記主磁極とともに磁気コアを構成するライトシールドと、前記ライトギャップ内で前記主磁極とライトシールドとの間に設けられ、前記主磁極およびライトシールドに電気的に接続された高周波発振子と、を備え、
前記高周波発振子は、積層されたスピン注入層および発振層を有し、前記高周波発振子の少なくとも前記発振層は、前記空気支持面に対して、前記主磁極およびライトシールドよりも前記空気支持面から離間する方向に後退している。
図１は、第１の実施形態に係るハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤ）を示す斜視図。 図２は、前記ＨＤＤにおける磁気ヘッドおよびサスペンションを示す側面図。 図３は、前記磁気ヘッドを空気支持面（ＡＢＳ）側から示す斜視図。 図４は、前記磁気ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図。 図５は、前記磁気ヘッドの記録ヘッドを模式的に示す斜視図。 図６は、前記記録ヘッドのＡＢＳ側端部を拡大して示すトラックセンターに沿った断面図。 図７は、本実施形態に係る磁気ヘッドおよび比較例に係る磁気ヘッドについて、ライトギャップの長さとスピントルク発振子（ＳＴＯ）の発振回転角との関係を比較して示す図。 図８は、本実施形態に係る磁気ヘッドおよび比較例に係る磁気ヘッドについて、ライトギャップの長さとギャップ磁界分散値σとの関係を比較して示す図。 図９は、磁気ヘッドのライトギャップ長が２０〜５０ｎｍの場合について、ＳＴＯの後退量ｒｈとギャップ磁界分散値σとの関係を比較して示す図。 図１０は、磁気ヘッドのライトギャップ長と最小後退量ｒｈ（ｍｉｎ）との関係を示す図。 図１１は、ＳＴＯの後退量ｒｈと磁気記録層の膜厚方向中心部へ加わる高周波磁界強度との関係を示す図。 図１２は、第１の実施形態に係る製造方法において、多数の磁気ヘッドが形成されたヘッドウェハを概略的に示す平面図。 図１３は、前記ヘッドウェハから切り出した棒状小片（ローバー）を拡大して示す斜視図。 図１４は、前記ローバーから切り出された１つの磁気ヘッドを概略的に示す斜視図。 図１５は、前記ローバーの内部構造を概略的に示す図。 図１６は、第１変形例に係るローバーの内部構造を概略的に示す図。 図１７は、第２変形例に係るローバーの内部構造を概略的に示す図。
以下図面を参照しながら、種々の実施形態について説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
（第１の実施形態）
図１は、ディスク装置として、第１の実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のトップカバーを取り外して内部構造を示し、図２は、浮上状態の磁気ヘッドを示している。図１に示すように、ＨＤＤは、筐体１０を備えている。筐体１０は、上面の開口した矩形箱状のベース１２と、複数のねじによりベース１２にねじ止めされてベース１２の上端開口を閉塞する図示しないトップカバーと、を有している。ベース１２は、矩形状の底壁１２ａと、底壁１２ａの周縁に沿って立設された側壁１２ｂとを有している。トップカバーは、複数のねじによりベース１２にねじ止めされ、ベース１２の上端開口を閉塞する。
筐体１０内には、記録媒体として、例えば２枚の磁気ディスク１６、および磁気ディスク１６を支持および回転させる駆動部としてのスピンドルモータ１８が設けられている。スピンドルモータ１８は、底壁１２ａ上に配設されている。各磁気ディスク１６は、上面および下面に磁気記録層を有している。磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね２７によりクランプされ、ハブに固定されている。これにより、磁気ディスク１６は、ベース１２の底壁１２ａと平行に位置した状態に支持されている。そして、磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８により所定の速度で回転される。
筐体１０内に、磁気ディスク１６に対して情報の記録、再生を行なう複数の磁気ヘッド１７、これらの磁気ヘッド１７を磁気ディスク１６に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリ２２が設けられている。また、筐体１０内に、キャリッジアッセンブリ２２を回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）２４、磁気ヘッド１７が磁気ディスク１６の最外周に移動した際、磁気ヘッド１７を磁気ディスク１６から離間したアンロード位置に保持するランプロード機構２５、ＨＤＤに衝撃等が作用した際、キャリッジアッセンブリ２２を退避位置に保持するラッチ機構２６、および変換コネクタ等の電子部品が実装されたフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）ユニット２１が設けられている。
ベース１２の外面には、制御回路基板（制御部）２３がねじ止めされ、底壁１２ａと対向して位置している。制御回路基板２３は、スピンドルモータ１８の動作を制御するとともに、ＦＰＣユニット２１を介して、ＶＣＭ２４および磁気ヘッド１７の動作を制御する。
キャリッジアッセンブリ２２は、ベース１２の底壁１２ａ上に固定された軸受部２８と、軸受部２８から延出した複数のアーム３２と、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション３４と、を備えている。サスペンション３４は、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム３２の先端に固定され、アーム３２から延出している。各サスペンション３４の延出端に磁気ヘッド１７が支持されている。これらのサスペンション３４および磁気ヘッド１７は、磁気ディスク１６を間に挟んで互いに向かい合っている。
図２に示すように、各磁気ヘッド１７は、浮上型のヘッドとして構成され、ほぼ直方体形状のスライダ４０とこのスライダ４０の流出端（トレーリング側端面）に設けられた記録再生用のヘッド部４２とを有している。磁気ヘッド１７は、サスペンション３４の先端部に設けられたジンバル部４１に固定されている。磁気ヘッド１７は、サスペンション３４およびアーム３２上に固定された配線部材（トレース）３５、および中継ＦＰＣ３７を介してＦＰＣユニット２１に電気的に接続されている。
図２および図３に示すように、スライダ４０は、例えば、アルミナとチタンカーバイドの焼結体（アルチック）で形成され、ヘッド部４２は複数層の薄膜により形成されている。スライダ４０は、磁気ディスク１６の表面に対向する矩形状の空気支持面（ＡＢＳ）４３、このＡＢＳ４３の側縁に沿って立設されたリーディング側端面４４ａ、反対側のトレーリング側端面（第１面）４４ｂ、および対向する一対の側面（第２面）４４ｃを有している。ＡＢＳ４３には、リーディングステップ、トレーリングステップ、サイドステップ、負圧キャビティ等が形成されている。スライダ４０は、磁気ディスク１６の回転によってディスク表面とＡＢＳ４３との間に生じる空気流Ｃにより、磁気ディスク表面から所定量浮上した状態に維持される。空気流Ｃの方向は、磁気ディスク１６の回転方向Ｂと一致している。
リーディング側端面４４ａは、空気流Ｃの流入側に位置し、トレーリング側端面４４ｂは空気流Ｃの流出側に位置している。トレーリング側端面４４ｂには、複数の接続パッド４５（４５ａ、４５ｂ）が並んで設けられている。これらの接続パッド４５は、後述する磁極、記録コイル、ヒータ等に電気的に接続されている。また、一対の側面４４ｃに一対の接続端子４６ａ、４６ｂがそれぞれ露出して設けられている。一対の接続端子４６ａ、４６ｂは、磁気ヘッド１７の内部で、後述する磁極および高周波発振子に電気的に接続され、更に、接続パッド４５の一部（４５ａ、４５ｂ）に電気的に接続されている。
次に、磁気ディスク１６および磁気ヘッド１７の構成について詳細に説明する。図４は、磁気ヘッドのヘッド部および磁気ディスクを拡大して示す断面図、図５は記録ヘッド素子部のトラックセンターで破断した断面の斜視図、図６は記録ヘッドの先端部（ＡＢＳ側端部）を拡大して示す断面図である。
図４に示すように、磁気ディスク１６は、例えば、直径約２．５インチ（６３．５ｍｍ）の円板状に形成され非磁性体からなる基板１０１を有している。基板１０１の各表面には、下地層として軟磁気特性を示す材料からなる軟磁性層１０２と、その上層部に、ディスク面に対して垂直方向に磁気異方性を有する磁気記録層１０３と、その上層部に保護膜層１０４とが順に積層されている。
ヘッド部４２は、スライダ４０のトレーリング側端面４４ｂ近傍に、薄膜プロセスで形成されたリードヘッド５４および記録ヘッド（磁気記録ヘッド）５８を有し、分離型の磁気ヘッドとして形成されている。リードヘッド５４および記録ヘッド５８は、スライダ４０のＡＢＳ４３に露出する部分を除いて、保護絶縁膜７６により覆われている。保護絶縁膜７６は、ヘッド部４２の外形を構成している。
リードヘッド５４は、磁気抵抗効果を示す磁性膜５５と、この磁性膜５５のトレーリング側およびリーディング側に磁性膜５５を挟むように配置されたシールド膜５６、５７と、で構成されている。これら磁性膜５５、シールド膜５６、５７の下端は、スライダ４０のＡＢＳ４３に露出している。
記録ヘッド５８は、リードヘッド５４に対して、スライダ４０のトレーリング側端面４４ｂ側に設けられている。図４および図５に示すように、記録ヘッド５８は、磁気ディスク１６の表面に対して垂直方向の記録磁界を発生させる高飽和磁化材料からなる主磁極６０、トレーリングシールド（ライトシールド、第１シールド）６２、および、リーディングシールド（第２シールド）６４を有している。主磁極６０とトレーリングシールド６２とは磁路を形成する第１磁気コアを構成し、主磁極６０とリーディングシールド６４とは磁路を形成する第２磁気コアを構成している。記録ヘッド５８は、第１磁気コアに巻き付けられた第１コイル（記録コイル）７０と、第２磁気コアに巻き付けられた第２コイル（記録コイル）７２とを有している。
図６に示すように、主磁極６０は、ＡＢＳ４３に対してほぼ垂直に延びている。主磁極６０の磁気ディスク１６側の先端部６０ａは、ディスク面に向かって先細に絞り込まれている。主磁極６０の先端部６０ａは、例えば、断面が台形状に形成されている。主磁極６０の先端面は、スライダ４０のＡＢＳ４３に露出している。先端部６０ａのトレーリング側端面６０ｂの幅は、磁気ディスク１６におけるトラックの幅にほぼ対応している。
図４および図５に示すように、軟磁性体で形成されたトレーリングシールド６２は、主磁極６０のトレーリング側に配置され、主磁極６０の直下の磁気ディスク１６の軟磁性層１０２を介して効率的に磁路を閉じるために設けられている。トレーリングシールド６２は、ほぼＬ字形状に形成され、主磁極６０に接続される第１接続部５０を有している。第１接続部５０は非導電体５２を介して主磁極６０の上部、すなわち、主磁極６０のＡＢＳ４３から離れた部分に磁気的に接続されている。
図４ないし図６に示すように、トレーリングシールド６２の先端部６２ａは、細長い矩形状に形成されている。トレーリングシールド６２の先端面は、ＡＢＳ４３に露出している。先端部６２ａのリーディング側端面６２ｂは、磁気ディスク１６のトラックの幅方向に沿って延び、また、ＡＢＳ４３に対してほぼ垂直に延びている。このリーディング側端面６２ｂは、主磁極６０のトレーリング側端面６０ｂとライトギャップＷＧを置いて平行に対向している。
高周波発振子として機能するＳＴＯ６５は、ライトギャップＷＧ内において、主磁極６０の先端部６０ａとトレーリングシールド６２の先端部６２ａとの間に設けられている。ＳＴＯ６５は、スピン注入層６５ａ、中間層（非磁性導電層）６５ｂ、発振層６５ｃを有し、これらの層を主磁極６０側からトレーリングシールド６２側に順に積層して、すなわち、磁気ヘッド１７の走行方向Ｄに沿って順に積層して、構成されている。スピン注入層６５ａは、非磁性導電層（下地層）６７ａを介して主磁極６０のトレーリング側端面６０ｂに接合されている。発振層６５ｃは、非磁性導電層（キャップ層）６７ｂを介してトレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂに接合されている。なお、スピン注入層６５ａ、中間層６５ｂ、発振層６５ｃの積層順は、上記と逆でもよく、すなわち、トレーリングシールド６２側から主磁極６０側に順に積層してもよい。
スピン注入層６５ａ、中間層６５ｂ、発振層６５ｃは、ＡＢＳ４３と交差する方向、例えば、直交する方向に延びる積層面あるいは膜面をそれぞれ有している。少なくとも発振層６５ｃの下端面、本実施形態においては、スピン注入層６５ａ、中間層６５ｂ、発振層６５ｃを含むＳＴＯ６５の全体の下端面は、ＡＢＳ４３から離間する方向、例えば、ＡＢＳ４３に対して垂直な方向に、かつ、奥側に間隔（後退量）ｒｈだけ後退して、つまり、離間して位置している。すなわち、ＳＴＯ６５の下端面は、空気支持面４３に対して、主磁極６０およびライトシールド６２よりも空気支持面４３から間隔（後退量）ｒｈだけ離間して設けられている。
なお、非磁性導電層６７ａの下端面は、主磁極６０の先端からスピン注入層６５ａの下端まで傾斜して延びている。同様に、非磁性導電層６７ｂの下端面は、トレーリングシールド６２の先端から発振層６５ｃの下端まで傾斜して延びている。また、トラック幅方向ＷＴ（図５参照）におけるＳＴＯ６５の幅は、磁気ディスク１６の１トラックの幅とほぼ等しく設定されている。
ＳＴＯ６５の下端面は、平面状に限らず、上方に向かって凸となる円弧状に形成してもよい。
図４および図５に示すように、主磁極６０とトレーリングシールド６２は、それぞれ配線を介して接続パッド４５に接続され、更に、トレース３５を介して制御回路基板２３に接続される。この制御回路基板２３から主磁極６０、ＳＴＯ６５、トレーリングシールド６２を通してＳＴＯ電流を直列に通電できるように電流回路が構成されている。
記録ヘッド５８の第１コイル７０は、第１磁気コアにおいて、例えば、第１接続部５０の回りに巻付けられている。磁気ディスク１６に信号を書き込む際、第１コイル７０に記録電流を流すことにより、第１コイル７０は、主磁極６０を励起して主磁極６０に磁束を流す。
図４および図５に示すように、軟磁性体で形成されたリーディングシールド６４は、主磁極６０のリーディング側に主磁極６０と対向して設けられている。リーディングシールド６４は、ほぼＬ字形状に形成され、磁気ディスク１６側の先端部６４ａは細長い矩形状に形成されている。この先端部６４ａの先端面（下端面）は、スライダ４０のＡＢＳ４３に露出している。先端部６４ａのトレーリング側端面６４ｂ（図６参照）は、磁気ディスク１６のトラックの幅方向に沿って延びている。このトレーリング側端面６４ｂは、主磁極６０のリーディング側端面とギャップを置いて対向している。このギャップには、後述する非磁性体としての保護膜絶縁膜が位置している。
また、リーディングシールド６４は、磁気ディスク１６から離間した位置で主磁極６０に接合された第２接続部６８を有している。この第２接続部６８は、例えば、軟磁性体で形成され、主磁極６０およびリーディングシールド６４とともに磁気回路を形成している。記録ヘッド５８の第２コイル７２は、主磁極６０およびリーディングシールド６４を含む磁気回路（第２磁気コア）に巻きつくように配置され、この磁気回路に磁界を印加する。第２コイル７２は、第２磁気コアにおいて、例えば、第２接続部６８の回りに巻付けられている。なお、第２接続部６８の一部に非導電体、もしくは、非磁性体を挿入してもよい。
第２コイル７２は、第１コイル７０と反対向きに巻かれている。第１コイル７０および第２コイル７２は、それぞれ配線を介して接続パッド４５に接続され、更に、トレース３５を介して制御回路基板２３に接続されている。第１コイル７０および第２コイル７２に供給する電流は、制御回路基板２３によって制御される。なお、第２コイル７２は、第１コイル７０と直列に接続されてもよい。また、第１コイル７０および第２コイル７２は、別々に電流供給制御してもよい。
図４に示すように、磁気ヘッド１７は、第１ヒータ７６ａおよび第２ヒータ７６ｂを更に備えている。第１ヒータ７６ａは、記録ヘッド５８の近傍、例えば、第１記録コイル７０および第２記録コイル７２の間で、主磁極６０の近傍に設けられている。第２ヒータ７６ｂはリードヘッド５４の近傍に設けられている。第１ヒータ７６ａおよび第２ヒータ７６ｂは、それぞれ配線を介して接続パッド４５に接続され、更に、トレース３５を介して制御回路基板２３に接続されている。
第１ヒータ７６ａおよび第２ヒータ７６ｂに供給する電流は、制御回路基板２３によって制御される。第１ヒータ７６ａは、通電されることにより発熱し、記録ヘッド５８部分を加熱する。これにより、記録ヘッド５８部分が熱膨張し、記録ヘッド５８の先端部をＡＢＳ４３から磁気ディスク１６の表面に接近する方向に突出させることができる。第２ヒータ７６ｂは、通電されることにより発熱し、リードヘッド５４部分を加熱する。これにより、リードヘッド５４部分が熱膨張し、リードヘッド５４の先端部をＡＢＳ４３から磁気ディスク１６の表面に接近する方向に突出させることができる。
以上のように構成されたＨＤＤによれば、ＶＣＭ２４を駆動することにより、キャリッジアッセンブリ２２が回動し、磁気ヘッド１７は、磁気ディスク１６の所望のトラック上に移動され、位置決めされる。ＨＤＤの動作時、磁気ヘッド１７のＡＢＳ４３はディスク表面に対し隙間を保って対向している。この状態で、磁気ディスク１６に対して、リードヘッド５４により記録情報の読み出しを行うとともに、記録ヘッド５８により情報の書き込みを行う。
情報の書き込みにおいては、図４に示すように、制御回路基板２３から主磁極６０、ＳＴＯ６５、トレーリングシールド６２に直流電流を通電し、ＳＴＯ６５から高周波磁界を発生させ、この高周波磁界を磁気ディスク１６の磁気記録層１０３に印加する。また、第１および第２コイル７０、７２に交流電流を流すことにより、主磁極６０を励磁し、この主磁極６０から直下の磁気ディスク１６の磁気記録層１０３に垂直方向の記録磁界を印加する。これにより、磁気記録層１０３に所望のトラック幅にて情報を記録する。記録磁界に高周波磁界を重畳することにより、磁気記録層１０３の磁化反転が促進し、高磁気異方性エネルギーの磁気記録を行うことができる。主磁極６０からトレーリングシールド６２にかけて電流を流すことにより、主磁極６０内の磁区の乱れを解消し、効率のよい磁路を導くことができ、主磁極６０の先端から発生する磁界が強くなる。
通常、ライトギャップＷＧにおいて、空気支持面（ＡＢＳ）近傍におけるギャップ磁界よりも、ＡＢＳから垂直方向に離れた位置（奥側位置）でのギャップ磁界のほうが強くなる。そのため、ＳＴＯ６５の磁化は、通常、ＡＢＳ４３側の端部よりも奥側位置（ＡＢＳから離間した位置）の方が磁化方向が一様に揃ろった良好な磁化回転がされる。このような場合には、スピン注入層のＡＢＳの奥側でＳＴＯの磁化からの反射が生じ、スピン注入層内の磁化もゆらぎはじめてしまう。
しかし、本実施形態によれば、ＳＴＯ６５のスピン注入層６５ａおよび発振層６５ｃは、主磁極６０およびトレーリングシールド６２に対し、ＡＢＳ４３から奥側にずれて設けられている。すなわち、スピン注入層６５ａおよび発振層６５ｃの下端面は、ＡＢＳ４３から間隔ｒｈだけ離間して位置している。そのため、以下の効果を得ることができる。
図７は、本実施形態に係る磁気ヘッドと比較例に係る磁気ヘッドとについて、ライトギャップＷＧの長さとＳＴＯの発振回転角との関係を比較して示している。なお、比較例に係る磁気ヘッドにおいては、ＳＴＯの下端面が主磁極の先端面およびＡＢＳと面一に位置している。
図７から分かるように、ライトギャップ長が短くなるにつれ、ＳＴＯ６５の発振回転角は低下していく。比較例では、ライトギャップ長が３０ｎｍ以下となると、ＳＴＯの発振回転角が３０度を下回ってしまう。なお、発振回転角が３０度を下回ると、ＳＴＯ６５からの高周波磁界が、理想的な大発振時に対して半減以下となる事が知られている。
これに対し、本実施形態の磁気ヘッドでは、ライトギャップＷＧが３０ｎｍ以下の領域においても、発振回転角は３０度を下回ることなく、ＳＴＯ６５が発振する。なお、ここでは、ＳＴＯ６５とＡＢＳ４３との間隔（後退量）ｒｈは、一例として、１．５ｎｍとしている。
図８は、本実施形態に係る磁気ヘッドと前記比較例に係る磁気ヘッドとについて、ライトギャップＷＧの長さと、ＳＴＯ６５の膜面内の、ＳＴＯ６５へ加わる外部磁界（ギャップ磁界）の分散値(σ)と、の関係を比較して示している。
この図から分かるように、ライトギャップＷＧの長さが短くなるにつれ、ギャップ磁界の分散値σは増大していく。比較例では、図７で示した発振回転角３０度を下回るライトギャップ３０ｎｍで、分散値σが７３０（Ｏｅ）を上回るようになる。これに対し、本発実施形態に係る磁気ヘッドでは、ライトギャップＷＧが３０ｎｍ以下の領域においても、ギャップ磁界の分散値（σ）は７３０（Ｏｅ）を上回ることがない。そのため、本発実施形態に係る磁気ヘッドでは、ライトギャップ長が３０ｎｍ以下の領域でも、ＳＴＯ６５が良好に発振する。なお、ＳＴＯ６５の間隔（後退量）ｒｈは、一例として１．５ｎｍとしている。
次に、ライトギャップＷＧに対するＳＴＯ６５の後退量ｒｈの適正範囲について説明する。図９は、ライトギャップＷＧの長を２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０ｎｍとした時の、ＳＴＯ６５の後退量ｒｈとギャップ磁界の分散値（σ）との関係を示している。この図から、ギャップ磁界の分散値は、ライトギャップ長が短いほど大きく、また、ＳＴＯ６５の後退量ｒｈが大きいほど小さく抑えられる事が分かる。ここで、前述の通り、ＳＴＯ６５を良好に発振させるためには、ギャップ磁界の分散値σが７３０（Ｏｅ）以下であることが望ましい。そのため、図９から、各ライトギャップ長に対して、良好発振させるために必要なＳＴＯ６５の後退量ｒｈを導くことができる。
図１０は、ライトギャップＷＧ長とＳＴＯ６５の必要後退量ｒｈ−ｍｉｎとの関係を示している。この図から、ライトギャップＷＧが略３５ｎｍ以上である場合、ギャップ磁界の分散値が小さいため、ＳＴＯ６５を後退させる必要はないが、ライトギャップＷＧが略３０ｎｍ以下である場合、ＳＴＯ６５が良好発振する程度までギャップ磁界の分散値を抑えるためには、ＳＴＯ６５を一定量、後退させる必要があることが分かる。ここで、ライトギャップ長が略３０ｎｍ以下の場合、必要最小限の後退量ｒｈ（ｍｉｎ）とライトギャップ長との関係は、概略、以下の式（１）表す事が出来る。
ｒｈ（ｍｉｎ）＝ -0.00407×Ｌｗｇ2 + 0.0934×Ｌｗｇ + 1.1 … (1)
(ここで、Ｌｗｇ：ライトギャップ長（ｎｍ）)
図１１は、ＳＴＯ６５が回転角９０度で理想的に発振した際に、ＳＴＯ６５から磁気ディスク１６の磁気記録層１０３の膜厚方向中心部へ加わる高周波磁界強度と、ＳＴＯ６５の後退量ｒｈとの関係を示している。この図から、後退量ｒｈが増大するほど、ＳＴＯ６５と磁気記録層１０３との物理的な距離が離れるため、高周波磁界強度も低減していくことが分かる。後退量ｒｈが９ｎｍに到達すると、高周波磁界強度は、一般に、ＳＮ比やオーバーライトといった指標で明瞭なアシスト効果を得るのに必要とされる３５０（Ｏｅ）を下回る事になる。そのため、ＳＴＯ６５の後退量ｒｈは、９ｎｍよりも小さい事が望ましい。すなわち、許容最大後退量ｒｈ（ｍａｘ）＝９（ｎｍ）…（２）となる。
以上の式（１）、（２）により、ＳＴＯ６５の後退量ｒｈの適正範囲は、略以下のように表す事が出来る。
（-0.00407×Ｌｗｇ2 + 0.0934×Ｌｗｇ + 1.1 ） ＜ ｒｈ ＜ ９ … （３）
以上のように、式（３）を満たすように、後退量ｒｈを設定することにより、線記録密度の高い３０ｎｍ以下の短ライトギャップＷＧを有する磁気ヘッドにおいても、ＳＴＯ６５の良好な発振を行い、より大きな高周波磁界を記録媒体へ印加することが可能となる。すなわち、ＳＴＯ６５の発振特性の低下を抑制し、安定した高周波アシスト記録を実現し、高記録密度化を図ることができる。
以上のことから、本実施形態によれば、安定した高周波アシスト記録を実現し、高記録密度化を可能とする磁気ヘッドおよびこれを備えたＨＤＤを提供することがきる。
次に、上述した磁気ヘッドの製造方法の一例について説明する。
図１２は、薄膜積層により多数の磁気ヘッドが形成されたヘッドウェハを示す平面図、図１３は、前記ヘッドウェハから切り出された棒状小片（ローバー）を拡大して示す斜視図、図１４は、前記ローバーから切り出された１つの磁気ヘッドを概略的に示す斜視図、図１５は、ローバーの内部構造を概略的に示す図である。
図１２に示すように、磁気ヘッド１７の製造工程では、それぞれスライダ、リードヘッド、ＳＴＯを含む記録ヘッドをそれぞれ有する多数の磁気ヘッド１７を、薄膜積層プロセスにより、ヘッドウェハ８０上に連続的に並べて形成し、複数のヘッド集合体列８２を形成する。ヘッド集合体列８２における各磁気ヘッドは、前述した第１の実施形態における磁気ヘッド１７と同様に構成されている。次いで、図１３に示すように、各ヘッド集合体列８２をヘッドウェハ８０から切り出し、それぞれ複数の連続した磁気ヘッド１７を含む複数の棒状のヘッド集合体（ローバー）８４を得る。各ローバー８４では、例えば、６０〜７０個の薄膜磁気ヘッド１７が連続して並んでいる。
図１３および図１５に示すように、ローバー８４において、長手方向の両端面に加工処理専用の接続端子４６ａ、４６ｂが設けられている。また、隣合う磁気ヘッド１７間に、それぞれ接続端子４６ａ、４６ｂが設けられている。これら複数の接続端子４６ａ、４６ｂは、直列に接続されているとともに、それぞれ磁気ヘッド１７の主磁極６０およびトレーリングシールド６２に電気的に接続されている。更に、接続端子４６ａ、４６ｂは接続パッド４５ａ、４５ｂに電気的に接続されている。これにより、複数の磁気ヘッド１７の接続端子４６ａ、４６ｂ、主磁極６０、トレーリングシールド６２を直列に接続し、同時に通電可能としている。
なお、図１３ないし図１５において、ＳＴＯ６５以外の素子の接続パッド４５やラッピングガイドなどの図示は省略している。
続いて、図１３および図１５に示すように、ローバー８４の下面（磁気ヘッド１７のＡＢＳ４３となる面）を研磨方向Ｌに向かって研磨（ラッピング）する。この際、ローバー８４の長手方向の両端面に設けられた接続端子４６ａ、４６ｂに対して、電源８６から電圧あるいは電流を印加する。これにより、複数の磁気ヘッド１７の主磁極６０、ＳＴＯ６５、トレーリングシールド６２に直列に電圧あるいは電流が印加される。研磨時に印加する電圧あるいは電流は、通常の磁気ヘッド駆動時にＳＴＯ６５に印加する電圧あるいは電流よりも僅かに大きな値に設定している。上記のように電圧あるいは電流を印加することにより、各磁気ヘッド１７のＳＴＯ６５は、ＡＢＳから突出する方向に僅かに熱膨張する。
そして、ＳＴＯ６５が膨張した状態のまま、ＡＢＳ４３の研磨工程を実施し、ラッピングガイドをもとに、所望の形状および高さのＡＢＳ４３となるまで研磨（ラッピング）する。研磨終了後、接続端子４６ａ、４６ｂに印加していた電圧あるいは電流をオフにすると、各ＳＴＯ６５は膨張していた分だけＡＢＳ４３から後退した形で形成されることになる。なお、ＳＴＯ６５ の後退量ｒｈは、ＡＢＳ研磨工程時に接続端子４６ａ、４６ｂに印加する電圧あるいは電流の大きさによって調整することが可能である。
研磨後、ローバー８４から複数の磁気ヘッド１７を切り出すことにより、図１４に示すような、磁気ヘッド１７が多数個得られる。切り出された各磁気ヘッド１７の両側面４４ｃには、それぞれ接続端子４６ａ、４６ｂが露出して設けられている。
以上のように構成された磁気ヘッドの製造方法によれば、複数の磁気ヘッドのＳＴＯに同時に通電して膨張させ、更に、これらのＳＴＯを含む複数の磁気ヘッドを同時に研磨（ラッピング）することができる。これにより、ＳＴＯの下端面がＡＢＳから離間する方向に後退（リセス）した磁気ヘッドを容易にかつ安価に製造することが可能となる。
なお、上述した第１の実施形態では、製造工程において、多数の磁気ヘッドのＳＴＯに直列に通電してＳＴＯを膨張させながら、加工処理を施す構成としているが、これに限らず、磁気ヘッドの記録コイルあるいはヒータに通電した状態で、加工処理を施すようにしてもよい。
図１６は、第１変形例に係るローバーの内部構造を概略的に示す図である。第１変形例によれば、ローバー８４において、長手方向の両端面に加工処理専用の接続端子４６ａ、４６ｂが設けられている。また、隣合う磁気ヘッド１７間に、それぞれ接続端子４６ａ、４６ｂが設けられている。これら複数の接続端子４６ａ、４６ｂは、直列に接続されているとともに、それぞれ磁気ヘッド１７の第１ヒータ７６ａに電気的に接続されている。更に、接続端子４６ａ、４６ｂおよび第１ヒータ７６ａは接続パッド４５ａ、４５ｂに電気的に接続されている。これにより、複数の磁気ヘッド１７の接続端子４６ａ、４６ｂ、第１ヒータ７６ａを直列に接続し、同時に通電可能としている。
ローバー８４のＡＢＳを研磨方向Ｌに向かって研磨（ラッピング）する際、ローバー８４の長手方向の両端面に設けられた接続端子４６ａ、４６ｂに対して、電源８６から電圧あるいは電流を印加する。これにより、複数の第１ヒータ７６ａに直列に電圧あるいは電流が印加される。印加する電圧あるいは電流は、通常の磁気ヘッド駆動時に第１ヒータ７６ａに印加する電圧あるいは電流よりも僅かに大きな値に設定している。第１ヒータ７６ａが発熱することにより、ＳＴＯ６５を含む記録ヘッド５８がＡＢＳから突出する方向に僅かに熱膨張する。
ＳＴＯ６５が膨張した状態のまま、ＡＢＳの研磨工程を実施し、ラッピングガイドをもとに、所望の形状および高さのＡＢＳ４３まで研磨（ラッピング）する。研磨終了後、接続端子４６ａ、４６ｂに印加していた電圧あるいは電流をオフにすると、各ＳＴＯ６５は膨張していた分だけＡＢＳ４３から後退した形で形成されることになる。なお、第１ヒータ７６ａに通電した状態でのローバー８４の加工は、研磨に限らず、他の加工処理としてもよい。
図１７は、第２変形例に係るローバーの内部構造を概略的に示す図である。第２変形例によれば、ローバー８４において、長手方向の両端面に加工処理専用の接続端子４６ａ、４６ｂが設けられている。また、隣合う磁気ヘッド１７間に、それぞれ接続端子４６ａ、４６ｂが設けられている。これら複数の接続端子４６ａ、４６ｂは、直列に接続されているとともに、それぞれ磁気ヘッド１７の第１コイル７０に電気的に接続されている。更に、接続端子４６ａ、４６ｂおよび第１コイル７０は接続パッド４５ａ、４５ｂに電気的に接続されている。これにより、複数の磁気ヘッド１７の接続端子４６ａ、４６ｂ、第１コイル７０を直列に接続し、同時に通電可能としている。
ローバー８４のＡＢＳを研磨方向Ｌに向かって研磨（ラッピング）する際、ローバー８４の長手方向の両端面に設けられた接続端子４６ａ、４６ｂに対して、電源８６から電圧あるいは電流を印加する。これにより、複数の第１コイル７０に直列に電圧あるいは電流が印加される。研磨時に印加する電圧あるいは電流は、通常の磁気ヘッド駆動時に第１コイル７０に印加する電圧あるいは電流よりも僅かに大きな値に設定している。通電することにより第１コイル７０が発熱し、ＳＴＯ６５を含む記録ヘッド５８がＡＢＳから突出する方向に僅かに熱膨張する。
ＳＴＯ６５が膨張した状態のまま、ＡＢＳの研磨工程を実施し、ラッピングガイドをもとに、所望の形状および高さのＡＢＳ４３まで研磨（ラッピング）する。研磨終了後、接続端子４６ａ、４６ｂに印加していた電圧あるいは電流をオフにすると、各ＳＴＯ６５は膨張していた分だけＡＢＳ４３から後退した形で形成されることになる。なお、第１コイル７０に通電した状態でのローバー８４の加工は、研磨に限らず、他の加工処理としてもよい。
上述した第１変形例および第２変形例に係る磁気ヘッドの製造方法においても、複数の磁気ヘッドのＳＴＯに同時に通電して膨張させ、更に、これらのＳＴＯを含む複数の磁気ヘッドを同時に研磨（ラッピング）することができる。これにより、ＳＴＯの下端面がＡＢＳから離間する方向に後退（リセス）した磁気ヘッドを容易にかつ安価に製造することが可能となる。
本発明は上記実施形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、ヘッド部を構成する要素の材料、形状、大きさ等は、必要に応じて変更可能である。また、磁気ディスク装置において、磁気ディスクおよび磁気ヘッドの数は、必要に応じて増加可能であり、磁気ディスクのサイズも種々選択可能である。スピントルク発振子は、主磁極のトレーリング側に限らず、主磁極のリーディング側に設けてもよい。
１０…筺体、１２…ベース、１６…磁気ディスク、１８…スピンドルモータ、
２２…キャリッジアッセンブリ、２３…制御回路基板、４０…スライダ、
４２…ヘッド部、４３…空気支持面（ＡＢＳ）、４５、４５ａ、４５ｂ…接続パッド、
４６ａ、４６ｂ…接続端子、５４…リードヘッド、５８…記録ヘッド、
６０…主磁極、６２…トレーリングシールド、６４…リーディングシールド、
６５…スピントルク発振子、６５ａ…スピン注入層、６５ｂ…中間層、
６５ｃ…発振層、７０…第１コイル、７２…第２コイル、７６ａ…第１ヒータ、
７６ｂ…第２ヒータ、８４…ローバー

Claims (12)

  1. 空気支持面と、
    素子に接続される第１接続パッドおよび第２接続パッドを含む複数の接続パッドが設けられた第１面と、
    前記第１および第２接続パッドにそれぞれ接続され、前記素子に通電するための一対の接続端子がそれぞれ設けられた一対の第２面と、
    前記空気支持面まで延びる先端部を有し、記録磁界を発生する主磁極と、
    前記主磁極の前記先端部にライトギャップを置いて対向し、前記主磁極とともに磁気コアを構成するライトシールドと、
    前記ライトギャップ内で前記主磁極とライトシールドとの間に設けられ、前記主磁極およびライトシールドに電気的に接続された高周波発振子と、を備え、
    前記高周波発振子は、積層されたスピン注入層および発振層を有し、前記高周波発振子の少なくとも前記発振層は、前記空気支持面に対して、前記主磁極およびライトシールドよりも前記空気支持面から離間する方向に後退している磁気ヘッド。
  2. 前記ライトギャップは、３０ｎｍ以下に形成され、前記発振層は、前記空気支持面から１ｎｍ以上離間している請求項１に記載の磁気ヘッド。
  3. 前記ライトギャップの長さをＬｗｇ（ｎｍ）、前記発振層が前記空気支持面から離間している後退量をｒｈ（ｎｍ)としたとき、前記後退量は、
    （-0.00407×Ｌｗｇ2 + 0.0934×Ｌｗｇ ＋ １．１） ＜ ｒｈ ＜ ９
    の関係を満たしている請求項１又は２に記載の磁気ヘッド。
  4. 前記一対の接続端子は、前記主磁極およびライトシールドを介して前記高周波発振子に電気的に接続され、前記一対の接続端子から前記高周波発振子に通電可能である請求項１ないし３のいずれか１項に記載の磁気ヘッド。
  5. 前記主磁極およびライトシールドの近傍を加熱するヒータを備え、前記一対の接続端子は前記ヒータに電気的に接続されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の磁気ヘッド。
  6. 前記主磁極およびライトシールドを含む磁気コアに捲回されたコイルを備え、前記一対の接続端子は前記コイルに電気的に接続されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の磁気ヘッド。
  7. 磁気記録層を有するディスク状の記録媒体と、
    前記記録媒体に対し情報を記録する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁気ヘッドと、
    を備えるディスク装置。
  8. 高周波発振子を含む記録ヘッドおよび一対の接続端子をそれぞれ有する複数の磁気ヘッドが連続して並べられ、長手方向の両端面に前記接続端子がそれぞれ露出し、前記複数の接続端子が互いに直列に導通している棒状のヘッド集合体を形成し、
    前記ヘッド集合体の両端面に設けられた前記接続端子を通して前記複数の磁気ヘッドの一対の接続端子に通電して前記複数の磁気ヘッドの高周波発振子をそれぞれ加熱膨張させ、
    前記高周波発振子の各々が膨張した状態で、前記磁気ヘッドの空気支持面となる前記ヘッド集合体の一面を加工する
    磁気ヘッドの製造方法。
  9. 前記加工は研磨であり、この研磨が終了した後、前記接続端子への通電を停止する請求項８に記載の磁気ヘッドの製造方法。
  10. 前記接続端子を介して前記高周波発振子に通電し、前記高周波発振子を膨張させる請求項８又は９に記載の磁気ヘッドの製造方法。
  11. 前記磁気ヘッドの各々は、前記記録ヘッドを加熱するヒータを備え、
    前記接続端子を介して前記ヒータに通電し、前記高周波発振子を膨張させる請求項８又は９に記載の磁気ヘッドの製造方法。
  12. 前記記録ヘッドの各々は、主磁極、ライトシールド、および記録コイルを備え、
    前記接続端子を介して前記記録コイルに通電し、前記高周波発振子を膨張させる請求項８又は９に記載の磁気ヘッドの製造方法。
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