JP2665022B2 - 磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光アシスト磁気記録される情報の記録及び
／又は再生に使用する磁気ヘッド及びその製造方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

近年、情報の記録、再生、消去の可能な記録媒体とし
ての光磁気ディスクの開発が進められている。光磁気デ
ィスクは、通常、垂直磁化膜を使用し、レーザ光の照射
により昇温させて保磁力を低下させた状態で上記垂直磁
化膜に膜面と垂直な方向の外部磁場を印加することによ
り、磁化の向きを外部磁場の向きと一致させ、情報の記
録を行うようになっている。一方、再生時には、上記垂
直磁化膜にレーザ光を照射した際に、いわゆる磁気光学
効果により、磁化に向きに応じて、反射光の偏光面の回
転方向が相違する現象に基づいて、情報の検出が行われ
る。

光磁気ディスクにおける記録方式には、大別して、一
定方向の外部磁場を連続的に印加しながら、記録すべき
情報に応じてレーザ光の強度を変調する光変調方式と、
一定強度のレーザ光を照射しながら、記録すべき情報に
応じて外部磁場の向きを反転させる磁界変調方式とがあ
る。そして、記録済の情報を書き換える際に、旧情報を
消去することなく、新情報を直接記録するオーバーライ
トを実現できる方式としては、上記の磁界変調方式が有
力視されている。

この磁界変調方式においては、記録密度を向上させる
ために、ディスクの回転速度又は磁界変調の周波数を上
昇させると、記録磁区長をディスク上のレーザ光のスポ
ット径より小さい0.3μｍ程度まで縮小することができ
るが、その場合、第４図に模式的に示すように、記録ビ
ット１・１…の形成する磁区が円弧状又は三日月状にな
ることが知られている（第13回日本応用磁気学会学術講
演概要集（1989）、198頁参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記のように、記録ビット１・１…がほぼ
円弧状になり、かつ、磁区長が短くなると、これをレー
ザ光により再生する際に、レーザスポットが複数の記録
ビット１・１…に跨がって照射されるので、個々の記録
ビット１の再生が行えなくなる問題がある。

そこで、レーザ光を使用せずに、磁気ヘッドにより磁
気的に記録ビット１・１…の情報を再生することも考え
られる。ところが、その場合、記録ビット１・１…が円
弧状であるため、再生時にトラック内の隣接する記録ビ
ット１・１間でクロストークが生じやすく、かつ、再生
信号出力も低下し、正確な再生は不可能である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る磁気ヘッドは、上記の課題を解決するた
めに、光アシスト磁気記録により記録媒体上のトラック
にほぼ円弧状の磁区をなして記録される情報の記録及び
再生に使用する磁気ヘッドであって、ほぼ円弧状の湾曲
部を有する基材と、この基材上に形成された薄膜コアか
らなり、上記記録媒体側から見て上記磁区の形状とほぼ
等しいほぼ円弧状をなす主磁極と、主磁極から導かれる
磁束に基づいて記録媒体上の情報の検出を行う磁気抵抗
効果素子と、主磁極から磁気抵抗効果素子側に導かれる
磁束のリターンパス部と、このリターンパス部に設けら
れる記録用コイルとを備えていると共に、上記記録媒体
側から見て円弧状をなす主磁極の断面積は、上記記録媒
体側から見たリターンパス部の断面積よりも小さく形成
されていることを特徴とするものである。

なお、上記の磁気ヘッドの製造に際しては、上記基材
上にほぼ円弧状をなす湾曲部をエッチングにより形成
し、湾曲部の形成された基材上に薄膜コアからなる上記
主磁極を形成するとともに、上記磁気抵抗効果素子を薄
膜により形成するようにすることが好適である。

〔作 用〕

上記した本発明の磁気ヘッドにおいては、記録媒体上
の磁区からの磁束が主磁極を介して磁気抵抗効果素子に
導かれ、この磁束の大きさに比例して磁気抵抗効果素子
の電気抵抗値が変化することに基づいて、情報の再生が
行われる。その場合、磁気抵抗効果素子に磁束を導くた
めの主磁極は、記録媒体側から見た断面積が上記記録媒
体側から見たリターンパス部の断面積よりも小さく形成
されていると共に、記録媒体上の磁区の形状に対応した
ほぼ円弧状をなしているため、記録媒体上のトラック内
において隣接する複数の磁区間でクロストークが生じる
ことはなく、又、充分な再生信号出力を得ることができ
るようになる。これにより、光アシスト磁気記録におい
て、記録密度を高めた結果、記録ビットがほぼ円弧状の
磁区をなす場合にも、正確な再生が行えるようになる。

又、リータンパス部に記録用コイルを設けているの
で、同一の磁気ヘッドで記録及び再生が行えるようにな
って、構成の簡略化が図れる。

一方、上記した磁気ヘッドの製造方法によれば、ま
ず、ほぼ円弧形状をなす記録媒体上の磁区に対応した形
状の湾曲部を基材上に形成した後、上記基材上に薄膜に
より主磁極を形成するようにしたので、記録媒体上の磁
区の形状に対応したほぼ円弧状の主磁極を形成できるよ
うになる。又、磁気抵抗効果素子は薄膜により形成する
ことができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図乃至第22図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

第２図に示すように、光アシスト磁気記録再生装置
は、基板５と、基板５上に形成された記録媒体としての
記録膜６と、記録膜６を保護する保護膜７とを含むディ
スク８に記録及び再生を行うものであって、対物レンズ
９を介して記録膜６にレーザ光10を照射する光ヘッド
と、浮上型磁気ヘッド11とを備えている。

浮上型磁気ヘッド11は板ばね等からなるサスペンショ
ン12により支持され、ディスク８の回転に伴ってディス
ク８の表面から浮上しながら記録及び再生を行うように
なっている。

第３図に示すように、基板５上には所定のピッチでグ
ループ２・２…とランド３・３…とが交互に形成され、
各ランド３に沿ってほぼ円弧状又は三日月状の磁区をな
す記録ビット１・１…（第４図参照）が形成されて情報
の記録が行われるようになっている。

第５図に示すように、浮上型磁気ヘッド11は、ディス
ク８上で滑走可能なスライダ13に磁気ヘッド本体14を取
り付けてなり、磁気ヘッド本体14は磁気抵抗効果に基づ
いて情報の再生を行う再生ヘッド部15と、記録用コイル
16が巻回されたリターンパス部17とを備えている。

第１図（ａ）〜（ｃ）に示すように、磁気ヘッド本体
14は、NiZnフェライト等からなりリターンパス部17を構
成する磁気コア18を備えている。磁気コア18には記録用
コイル16を巻回するためのコイル巻回用溝20・20が形成
されている。一方のコイル巻回用溝20の外側にて、磁気
コア18に、基材となる非磁性体21が接着され、他方のコ
イル巻回用溝20の外側にて磁気コア18に非磁性体22が接
着されている。又、コイル巻回用溝20・20間にて磁気コ
ア18に磁性体からなる記録用磁極部23が接着されてい
る。

基材としての非磁性体21及び磁気コア18の外側面に
は、薄膜からなる再生ヘット部15が設けられている。す
なわち、非磁性体21及び磁気コア18の外側面には絶縁層
24を介してバイアスリード25が形成され、バイアスリー
ド25上に絶縁層24を介して薄膜からなる磁気抵抗効果素
子26が形成されている。

更に、磁気抵抗効果素子26の両端部に接続させて、磁
気抵抗効果素子26上にCoP層27を介してシグナルリード2
8が形成されている。そして、基材としての非磁性体21
の前端部（第１図（ａ）（ｃ）の図中下端部）から磁気
抵抗効果素子26上にかけて、絶縁層24を介してフロント
側上部コア30（主磁極）が薄膜により形成され、一方、
磁気抵抗効果素子26上から磁気コア18上にかけて、絶縁
層24を介してバック側上部コア31が薄膜により形成され
ている。

なお、第１図（ｂ）から明らかなように、基材として
の非磁性体21及び磁気コア18の外側面にほぼ円弧状の凸
部32を形成することにより、主磁極としてのフロント側
上部コア30の前端部は、記録膜６上の記録ビット１（第
４図参照）に対応したほぼ円弧状をなしている。フロン
ト側及びバック側上部コア30・31上には保護層37が形成
されている。また、第５図及び第１図（ａ）（ｂ）
（ｃ）から明らかなように、上記のフロント側上部コア
30の前端部の断面積は、リターンパス部17の前端部の断
面積よりも小さいものとなっている。

上記の構成において、記録時又は再生時にはディスク
８の回転に伴ってスライダ13がディスク８の表面から浮
上する。この状態で、上記光ヘッドから記録膜６にレー
ザ光10を照射しながら記録用磁極部23に巻回した記録用
コイル16で発生される磁界を記録膜６に印加することに
より、高記録密度でほぼ円弧状の記録ビット１・１…が
記録膜６上に形成される。

一方、再生時には、記録膜６上の各記録ビット１から
の磁束が主磁極としてのフロント側上部コア30から磁気
抵抗効果素子26に導かれる。磁気抵抗効果素子26はフロ
ント側上部コア30からの磁束の大きさに応じて電気抵抗
値が変化するので、例えば、シグナルリード28に定電流
を流すことにより、上記電気抵抗値の変化がシグナルリ
ード28の両端間の電圧の変化として検出され、これによ
り、記録ビット１として記録された情報の検出が行われ
る。

なお、磁気抵抗効果素子26の電気抵抗値Ｒの変化分を
ΔＲ、磁場の強さをＨとすると、ΔR/RとＨの間には第2
2図に示すようにほぼ２次曲線で近似される関係がある
が、磁気抵抗効果素子26の動作範囲を横軸方向の原点近
傍以外の領域に移動させるため、バイアスリード25に電
流を流すことにより、磁気抵抗効果素子26にバイアス磁
界が印加される。

次に、上記の浮上磁気ヘッド11の製造方法について説
明する。

磁気ヘッド本体14の作製に際しては、まず、第６図に
示すように、NiZnフェライト等からなる磁気コア18を用
意し、磁気コア18の前面における両端部に非磁性体21・
22をガラス又はガラス薄膜を接着材として、それらのガ
ラス又はガラス薄膜を例えば700〜800℃程度の温度で溶
融させることにより接着する。又、同様にして、磁気コ
ア18の前面におけるほぼ中央部に磁性体からなる記録用
磁極部23を接着する。

次に、第７図に示すように、非磁性体21と記録用磁極
部23間及び非磁性体22と記録用磁極部23間にコイル巻回
用溝20・20を形成する。

続いて、第８図に示すように、非磁性体21の外側面に
ほぼ円弧形状をなすようにフォトレジスト膜34を形成す
る。そして、Arガスによるイオンミリング等により非磁
性体21及び磁気コア18にエッチングを施すと、第９図の
如く、非磁性体21及び磁気コア18の外側面にほぼ円弧状
の凸部32が形成される。なお、凸部32の代わりに、ほぼ
円弧状の凹部を形成するようにしても良い。又、本実施
例では、凸部32を非磁性体21及び磁気コア18の全長に渡
って設けるようにしたが、凸部32は非磁性体21における
ディスク８に対向する部位近傍のみに設けるようにして
も良い。

次に、第10図に示すように、非磁性体21及び磁気コア
18の外側面上にスパッタリング等によりSiO₂等からなる
絶縁層24（例えば、膜厚１μｍ程度）を形成する。引続
き、絶縁層24上にAlCu（Cu5％）等の薄膜をEB（Electro
n Beam）蒸着等で形成した後、不要部位をリン酸、硝
酸、酢酸等を用いた湿式エッチングで除去することによ
り、上方から見てほぼコ字形状をなすバイアスリード25
を形成する（第11図（ａ）〜（ｃ））。

次に、バイアスリード25上に絶縁層24（複数回に分け
て形成されるが、便宜上同一番号を付す）を形成（第12
図（ａ）（ｂ））した後、NiFe（Feが17.5重量％）の抵
抗加熱蒸着及びリン酸、硝酸等による不要部位の湿式エ
ッチング等により、ほぼコ字形状をなすように磁気抵抗
効果素子26を形成する（第13図（ａ）〜（ｃ））。

続いて、第14図に示すように、磁気抵抗効果素子26の
磁区状態を安定化させるために、磁気抵抗効果素子26の
両端部近傍上に積層させて湿式メッキ（無電界）等によ
りCoP層27・27を形成する。更に、CoP層27・27上にAlCu
（Cu5％）のEB蒸着及び湿式エッチング等によりシグナ
ルリード28・28を形成する（第15図（ａ）〜（ｃ））。

次に、シグナルリード28・28上に絶縁層24を形成した
後、フロント側及びバック側上部コア30・31と磁気コア
18とを接続させるために、第16図（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、領域35・36（同図（ａ）に便宜上ハッチングで示
す）における絶縁層24をリアクティブイオンエッチング
等により除去する。

続いて、第17図（ａ）（ｂ）に示すように、NiFeのス
パッタリング等によりフロント側上部コア30及びバック
側上部コア31（例えば、膜厚５〜６μｍ程度）を形成す
る。この時、フロント側上部コア30の前端部及びバック
側上部コア27の後端部は領域35・36において磁気コア18
に接続される一方、フロント側上部コア30の後端部及び
バック側上部コア27の前端部は、絶縁層24を介して磁気
抵抗効果素子26上に位置する。

なお、フロント側上部コア30の前端部の幅Ｄは記録膜
６上でのレーザビームの径程度（1.5μｍ以下）とされ
る。一方、磁気抵抗効果素子26の幅Ｌは実際には上記の
Ｄよりかなり大きく、通常、数10〜数100μｍ程度とさ
れる。

次に、第１図（ｂ）及び（ｃ）に示すように、フロン
ト側及びバック側上部コア30・31上にSiO₂のスパッタリ
ング等により保護層37を形成する。その後、第１図
（ａ）にハッチングで示す領域38・38及び39・39の保護
層37をエッチング等により除去し、バイアスリード25及
びシグナルリード28・28の端部を露出させ、これらの部
位を外部との接続用の電極端子とする。

なお、以上では、説明の便宜上、磁気ヘッド本体14を
１個ずつ形成するものとしたが、第６図の段階で磁気コ
ア18及び非磁性体21・22及び記録用磁極部23を複数の磁
気ヘッド本体14を同時に形成できる程度に紙面と直交方
向に長尺としておいて、第６図乃至第17図（ａ）（ｂ）
及びそれに続く第１図（ａ）〜（ｃ）の工程で複数の磁
気ヘッド本体14を同時に形成し（第１図（ａ）の左右方
向に配列される）、形成後に分離するようにしても良
い。

次に、スライダ13の製造工程につき説明する。

第18図に示すようなスライダ材料41に対し、まず、ヘ
ッド挿入溝42を形成する（第19図）。続いて、ヘッド挿
入溝42の両側にてレール形成溝43・43を形成するととも
に、スライダ材料41の裏面側にレール形成溝43・43と直
交する方向に延びるサスペンション取付け溝44を形成す
る（第20図）。

磁気ヘッド本体14及びスライダ13が構成されると、第
21図に示すように、スライダ13のヘッド挿入溝42に磁気
ヘッド本体14が挿入されて、例えば150℃程度に加熱さ
れた樹脂により接着される。続いて、第５図の如く、ス
ライダ13のレール面45・45…並びに中央のレール面45に
連続する非磁性体21・22及び記録用磁極部23の表面が研
削及びポリッシュされるとともに、レール面45・45…に
おける磁気ヘッド本体14と反対側の端部近傍に、ディス
ク８とスライダ13との間に空気を導入するための傾斜面
46・46…が形成される。更に、記録用磁極部23に記録用
コイル16が巻回されるとともに、再生ヘッド部15におけ
るバイアスリード25及びシグナルリード28・28から図示
しないボンディングワイヤ等が引き出される。

なお、上記の実施例では、スライダ13と磁気ヘット本
体14を別個に構成したが、スライダ13と磁気ヘット本体
14の磁気コア18は一体に構成しても良い。

〔発明の効果〕

本発明に係る磁気ヘッドは、以上のように、ほぼ円弧
状の湾曲部を有する基材と、この基材上に形成された薄
膜コアからなり、上記記録媒体側から見て上記磁区の形
状とほぼ等しい円弧状をなす主磁極と、主磁極から導か
れる磁束に基づいて記録媒体上の情報の検出を行う磁気
抵抗効果素子と、主磁極から磁気抵抗効果素子側に導か
れる磁束のリターンパス部と、このリターンパス部に設
けられる記録用コイルとを備えていると共に、上記記録
媒体側から見て円弧状をなす主磁極の断面積は、上記記
録媒体側から見たリターンパス部の断面積よりも小さく
形成されている構成である。

このように、磁気抵抗効果素子に磁束を導くための主
磁極は、記録媒体側から見た断面積が上記記録媒体側か
ら見たリターンパス部の断面積よりも小さく形成されて
いると共に、記録媒体上の磁区の形状に対応したほぼ円
弧状をなしているため、記録媒体上のトラック内におい
て隣接する複数の磁区間でクロストークが生じることは
なく、又、充分な再生信号出力を得ることができるよう
になる。

その結果、光アシスト磁気記録において、記録密度を
高めた結果、記録ビットがほぼ円弧状の磁区をなす場合
にも、正確な再生が行えるようになる。

一方、本発明に係る磁気ヘッドの製造方法は、上記の
磁気ヘッドの製造に際して、上記基材上にほぼ円弧状を
なす湾曲部をエッチングにより形成し、湾曲部の形成さ
れた基材上に薄膜コアからなる上記主磁極を形成すると
ともに、上記磁気抵抗効果素子を薄膜により形成するよ
うにした構成である。

これにより、まず、ほぼ円弧形状をなす記録媒体上の
磁区に対応した形状の湾曲部を基材上に形成した後、上
記基材上に薄膜により主磁極を形成するようにしたの
で、記録媒体上の磁区の形状に対応したほぼ円弧状の主
磁極を形成できるようになる。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第22図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図（ａ）は磁気ヘッド本体の概略平面図である。 同図（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ同図（ａ）のＢ−Ｂ線
及びＣ−Ｃ線に沿う概略断面図である。 第２図は浮上型磁気ヘッドを備えた光磁気記録再生装置
の概略構成図である。 第３図はディスクの概略縦断面図である。 第４図は記録ビットの形状を示す説明図である。 第５図は浮上型磁気ヘッドの斜視図である。 第６図は磁気コアに非磁性体及び記録用磁極部を接着す
る様子を示す概略側面図である。 第７図は磁気コアにコイル巻回用溝を形成する様子を示
す概略正面図である。 第８図はフォトレジスト膜を形成する様子を示す概略底
面図である。 第９図はフォトレジスト膜を介してエッチングを施す様
子を示す概略底面図である。 第10図は絶縁層を形成する様子を示す概略底面図であ
る。 第11図（ａ）はバイアスリードを形成する様子を示す概
略平面図である。 同図（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ同図（ａ）のＥ−Ｅ線
及びＦ−Ｆ線に沿う概略断面図である。 第12図（ａ）は絶縁層を形成する様子を示す概略断面図
である。 同図（ｂ）は同図（ａ）のＧ−Ｇ線に沿う概略断面図で
ある。 第13図（ａ）は磁気抵抗効果素子を形成する様子を示す
概略平面図である。 同図（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ同図（ａ）のＨ−Ｈ線
及びＩ−Ｉ線に沿う概略断面図である。 第14図はCoP層を形成する様子を示す概略平面図であ
る。 第15図（ａ）はシグナルリードを形成する様子を示す概
略平面図である。 同図（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ同図（ａ）のＪ−Ｊ線
及びＫ−Ｋ線に沿う概略断面図である。 第16図（ａ）はエッチングを施す様子を示す概略平面図
である。 同図（ｂ）は同図（ａ）のＭ−Ｍ線に沿う概略断面図で
ある。 第17図（ａ）はフロント側及びバック側上部コアを形成
する様子を示す概略平面図である。 同図（ｂ）は同図（ａ）のＮ−Ｎ線に沿う概略断面図で
ある。 第18図乃至第20図はそれぞれスライダの加工工程を示す
概略斜視図である。 第21図はスライダに磁気ヘッド本体を接着する様子を示
す斜視図である。 第22図は磁気抵抗効果素子に加わる磁場の強さと抵抗変
化の関係を示すグラフである。 ６は記録膜（記録媒体）、14は記録ヘット本体、15は再
生ヘット部、16は記録用コイル、17はリターンパス部、
21は非磁性体（基材）、26は磁気抵抗効果素子、30はフ
ロント側上部コア（主磁極）、32は凸部（湾曲部）であ
る。

フロントページの続き (72)発明者 太田 賢司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 石川 俊夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光アシスト磁気記録により記録媒体上のト
   ラックにほぼ円弧状の磁区をなして記録される情報の記
   録及び再生に使用する磁気ヘッドであって、 ほぼ円弧状の湾曲部を有する基材と、この基材上に形成
   された薄膜コアからなり、上記記録媒体側から見て上記
   磁区の形状とほぼ等しいほぼ円弧状をなす主磁極と、主
   磁極から導かれる磁束に基づいて記録媒体上の情報の検
   出を行う磁気抵抗効果素子と、主磁極から磁気抵抗効果
   素子側に導かれる磁束のリターンパス部と、このリター
   ンパス部に設けられる記録用コイルとを備えていると共
   に、上記記録媒体側から見て円弧状をなす主磁極の断面
   積は、上記記録媒体側から見たリターンパス部の断面積
   よりも小さく形成されていることを特徴とする磁気ヘッ
   ド。
2. 【請求項２】請求項第１項に記載の磁気ヘッドの製造に
   際して、上記基材上にほぼ円弧状をなす湾曲部をエッチ
   ングにより形成する工程と、湾曲部の形成された基材上
   に薄膜コアからなる上記主磁極を形成する工程と、上記
   磁気抵抗効果素子を薄膜により形成する工程とを有する
   ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。