JP3824599B2 - Thin-film magnetic head, manufacturing method thereof, and magnetic recording apparatus - Google Patents

Thin-film magnetic head, manufacturing method thereof, and magnetic recording apparatus Download PDF

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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも記録用の誘導型磁気変換素子を備えた薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法ならびにこの薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばハードディスクなどの磁気記録媒体（以下、単に「記録媒体」という。）の面記録密度の向上に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。薄膜磁気ヘッドの記録方式としては、例えば、信号磁界の向きを記録媒体の面内方向（長手方向）にする長手記録方式や、信号磁界の向きを記録媒体の面に対して直交する方向にする垂直記録方式が知られている。現在のところは長手記録方式が広く利用されているが、面記録密度の向上に伴う市場動向を考慮すれば、今後は長手記録方式に代わり垂直記録方式が有望視されるものと想定される。なぜなら、垂直記録方式では、高い線記録密度を確保可能な上、記録済みの記録媒体が熱揺らぎの影響を受けにくいという利点が得られるからである。
【０００３】
垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドの主要部は、例えば、磁束を発生させる薄膜コイルと、この薄膜コイルにおいて発生した磁束を外部に放出して記録処理を実行する主磁極層と、この主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させるリターンヨーク層（環流磁極層）とを含んで構成されている。この種の薄膜磁気ヘッドとしては、例えば、主磁極層のトレーリング側（媒体流出側）にリターンヨーク層が配設されたものがいくつか知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。これらの薄膜磁気ヘッドでは、主磁極層から磁束が放出された際に、その主磁極層のトレーリング側の端縁近傍から放出された磁束のうちの周囲への広がり成分がリターンヨーク層に流れ込むため、結果として磁束の広がりが抑制される。したがって、リターンヨーク層を備えていないものと比較して、記録媒体対向面（エアベアリング面）近傍における記録磁界勾配が急峻になり、結果としてＳＮ（Signal to Noise ）比が改善されるという利点が得られる。
【０００４】
その一方で、従来の垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドでは、不要な磁束によって記録媒体の記録情報を消去してしまったり、上書きしてしまうなどの問題が生じていた。図３３および図３４は、いずれも再生ヘッド部１１０Ａおよび記録ヘッド部１１０Ｂとを備えた従来の薄膜磁気ヘッド１１０の断面構成を示している。薄膜コイル１２２は、リターンヨーク層１２８と主磁極層１２４との接続部を中心として、積層面に平行な同一平面（ＸＹ平面）内に巻回されたスパイラル構造をなしており、主磁極層１２４に磁束を発生させるようになっている。図３３は、主磁極層１２４から放出された磁束１３０が、主磁極層１２４から見て再生ヘッド部１１０Ａとは反対側（すなわち、トレーリング側）に設けられたリターンヨーク層１２８へ還流するように構成されたものである。一方、図３４は、主磁極層１２４から放出された磁束１３０が、主磁極層１２４から見て再生ヘッド部１１０Ａの側（リーディング側とも呼ばれる）に設けられたリターンヨーク層１２８へ還流するように構成されたものである。図３３および図３４に示したように、いずれの場合も、主磁極層１２４から放出され、記録媒体としての磁気ディスク１０２を通過したのちリターンヨーク層１２８に流入する戻り磁束１３０Ｒが、リターンヨーク層１２８に集中してしまう。このため、戻り磁束１３０Ｒが、本来、記録媒体への書き込みに寄与すべきでない不要な磁束となり、上記したような意図しない記録情報の消去や上書きなどの問題を引き起こす場合もあった。この問題に対処するものとして、トレーリング側およびリーディング側の双方にリターンヨーク層を配設するようにした薄膜磁気ヘッドが開示されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第４６５６５４６号明細書
【特許文献２】
特開平０５−３２５１３７号公報
【特許文献３】
特開平０６−２３６５２６号公報
【特許文献４】
特許第３３６８２４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドの普及を図るためには、さらなる記録密度の向上が求められる。したがって、さらに強力な記録磁界を発生させる必要がある。しかしながら、スパイラル構造の薄膜コイルを有する従来の垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドでは、薄膜コイルによって生じる磁束を十分に効率よく利用することが難しく、記録電流に対する記録磁界が低いので、さらなる高記録密度化に対応するには、情報記録動作時により大きな記録電流を流さなければならなかった。ところが、駆動回路に流すことの可能な電流値には限度があり、また、大電流を流した場合には薄膜磁気ヘッド自体の発熱およびそれに伴う膨張などのおそれがあり、磁気記録デバイスとしての信頼性に欠けていた。このため、より低い記録電流であっても安定した記録動作を実現可能な薄膜磁気ヘッドが望まれている。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、さらなる高記録密度化に対応しつつ、安定した記録特性を確保することが可能な薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法ならびにこの薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、絶縁層を介して主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えるようにしたものである。
第１の還流磁極層は、主磁極層の媒体進行方向における媒体流入側に、記録媒体対向面から遠い側の第１の接続領域において主磁極層と連結されるように配設されている。第２の環流磁極層は、主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に、記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して主磁極層と対向すると共に記録媒体対向面から遠い側の第２の接続領域において主磁極層と連結されるように配設されており、かつ、記録媒体対向面から絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含んで構成されている。
さらに、記録媒体対向面に直交し、かつ媒体進行方向を含む面内において、薄膜コイルの媒体流出側の断面のうち最も記録媒体に近い断面よりも、薄膜コイルの媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成されている。
ここで、「ヘリカル状に巻回する」とは、記録媒体対向面に平行な投影面において記録媒体対向面とほぼ直交する主磁極層の周囲を巻回すると共に、膜面に平行な面内において渦を巻くようなスパイラル状に巻回する状態とは異なり、記録媒体対向面に直交する中心軸方向の成分を有し、その中心軸方向に沿って延在している状態を示す。
【０００９】
本発明に係る磁気記録装置は、記録媒体と、この記録媒体に磁気的に情報を記録する薄膜磁気ヘッドとを有し、薄膜磁気ヘッドが、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、絶縁層を介して主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えるようにしたものである。
第１の還流磁極層は、主磁極層の媒体進行方向における媒体流入側に、記録媒体対向面から遠い側の第１の接続領域において主磁極層と連結されるように配設されている。第２の環流磁極層は、主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に、記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して主磁極層と対向すると共に記録媒体対向面から遠い側の第２の接続領域において主磁極層と連結されるように配設されており、かつ、記録媒体対向面から絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含んで構成されている。
さらに、記録媒体対向面に直交し、かつ媒体進行方向を含む面内において、薄膜コイルの媒体流出側の断面のうち最も記録媒体に近い断面よりも、薄膜コイルの媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成されている。
【００１０】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドまたは磁気記録装置では、ヘリカル状に巻回する薄膜コイルを用いるので、スパイラル状に巻回する薄膜コイルを用いた場合と異なり、薄膜コイルと主磁極層との距離を薄膜コイルのほぼ全域に亘って短くすることができる。このため、このヘリカル状の薄膜コイルに電流を流すことによって、スパイラル状の薄膜コイルを用いた場合よりも効率的に主磁極層を通過する磁束が形成される。さらに、主磁極層から流出した磁束が、絶縁層を介して主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成された第１および第２の環流磁極層に分岐して流れるので、還流磁束の集中が緩和される。
しかも、第２の環流磁極層が、主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に、記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して主磁極層と対向すると共に記録媒体対向面から遠い側の第２の接続領域において主磁極層と連結されるように配設されており、かつ、記録媒体対向面から絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含んで構成されるようにしたので、第１の部分がシールド層として機能する。すなわち、薄膜コイルのうちの、主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に設けられた部分と、記録媒体とが磁気的に隔てられることとなる。
さらに、記録媒体対向面に直交し、かつ媒体進行方向を含む面内において、薄膜コイルの媒体流出側の断面のうち最も記録媒体に近い断面よりも、薄膜コイルの媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成したので、薄膜コイルに流れる電流によって発生する還流磁束が記録媒体に対して直接及んでしまうのを抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、さらに、主磁極層が、記録媒体をその表面と直交する方向に磁化させるための磁束を放出するように構成されていることが望ましい。
【００１２】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えた薄膜磁気ヘッドを製造するための方法であって、下部ヨーク層と、下部ヨーク層上における記録媒体対向面から遠い側となる第１の接続領域に立設する接続層とを含むように第１の還流磁極層を形成する工程と、第１の還流磁極層における第１の接続領域以外の領域を覆うように第１の絶縁層を選択的に形成する工程と、第１の絶縁層の上に、記録媒体のトラック幅に対応するトラック幅方向に沿って帯状に延在する複数の第１のコイル部材を、記録媒体対向面から離れる方向に沿って配列するように形成する工程と、複数の第１のコイル部材における各々の両端部分とそれぞれ連結して積層方向に伸びる複数の中間コイル部材を形成すると共に第１のコイル部材および中間コイル部材の周囲を充填するように第２の絶縁層を形成する工程と、複数の第１のコイル部材に対応する領域に第２の絶縁層を挟んで位置すると共に接続層と接することにより第１の還流磁極層と磁気的に連結し、かつ、トラック幅方向に沿った幅が中間コイル部材の間隔よりも小さくなるように主磁極層を選択的に形成する工程と、主磁極層の上にギャップ層を形成したのち、主磁極層およびギャップ層を挟んで第１のコイル部材とは反対側に、中間コイル部材と連結すると共に第１のコイル部材の全てよりも記録媒体対向面に近い側に少なくとも１つが位置するように第２のコイル部材を複数形成することにより、薄膜コイルの形成を完了する工程と、第２のコイル部材を覆うように第３の絶縁層を形成すると共に、ギャップ層を介して主磁極層と対向しつつ記録媒体対向面から第３の絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結しつつ記録媒体対向面から遠い側となる第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結する第２の部分とを含むように第２の還流磁極層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００１３】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、ヘリカル状に巻回する薄膜コイルに電流を流すことにより、スパイラル状に巻回するコイルを用いた場合よりも効率的に主磁極層を通過する磁束が形成されると共に、主磁極層から流出された磁束が第１および第２の還流磁極層に分流されて還流磁束の集中が緩和される薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
その上、第２の還流磁極層を、記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して主磁極層と対向すると共に記録媒体対向面から遠い側となる第２の接続領域において主磁極層と連結させるように形成し、さらに、記録媒体対向面から第３の絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含むように形成するようにしたので、第１の部分によって、薄膜コイルのうちの、主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に設けられた部分と、記録媒体とが磁気的に隔てられた薄膜磁気ヘッドが得られる。
さらに、薄膜コイルを形成するにあたって、第１のコイル部材の全てよりも記録媒体対向面に近い側に少なくとも１つが位置するように複数の第２のコイル部材を形成するようにしたので、薄膜コイルに流れる電流によって発生する還流磁束が記録媒体に対して直接及んでしまうのを抑制することができる。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、特に、中間コイル部材を形成する工程において、中間コイル部材と、接続層とを同時に形成することが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置の構成について説明する。図１は、磁気記録装置の内部構成を表す斜視図であり、図２は、磁気記録装置の要部であるヘッドスライダの外観を拡大して示した斜視図である。
【００１６】
この磁気記録装置は、図１に示したように、例えば、筐体１の内部に情報が記録されることとなる記録媒体としての複数の磁気ディスク２と、各磁気ディスク２に対応して配設され、先端にヘッドスライダ３が取り付けられた複数のアーム４とを備えている。磁気ディスク２は、筐体１に固定されたスピンドルモータ５を中心として回転可能となっている。アーム４は、動力源としての駆動部６に接続されており、筐体１に固定された固定軸７を中心として、ベアリング８を介して旋回可能となっている。なお、図１では、例えば、固定軸７を中心として複数のアーム４が一体として旋回するモデルを示している。
【００１７】
ヘッドスライダ３は、図２に示したように、アーム４の旋回時における空気抵抗を減少させるために凹凸構造が形成されたほぼ直方体状の基体１１と、この基体１１のうち、磁気ディスク２に対向する記録媒体対向面１１Ａ（以下、エアベアリング面１１Ａという。）と直交する一側面（図２における手前側の面）に配設された垂直記録方式の薄膜磁気ヘッド１０とを有している。なお、図２では、エンベアリング面１１Ａ側の凹凸構造を視認できるようにするため、図１に示した状態とは上下を反転させた状態を示している。
【００１８】
次に、図３ないし図５を参照して、薄膜磁気ヘッド１０の構成について説明する。図３は薄膜磁気ヘッド１０の断面構成を表しており、（Ａ）はエアベアリング面１１Ａに平行な断面構成を示し、（Ｂ）はエアベアリング面１１Ａに垂直な断面構成を示している。図４は図３に示した薄膜磁気ヘッド１０の主要部をＩＶ矢視方向から眺めた平面構成を表し、図５は図３に示した薄膜磁気ヘッド１０の主要部の斜視構成を表している。なお、図３の断面構成は、図４に示したIII−III切断線の矢視方向に対応している。また、図３に示した上向きの矢印Ｍは、薄膜磁気ヘッド１０に対して磁気ディスク２（図３では示さず）が相対的に進行する方向、すなわち磁気ディスク２の進行方向（媒体進行方向）を示している。
【００１９】
以下の説明では、図３〜図５の各図中におけるＸ軸方向の距離を「幅」、Ｙ軸方向の距離を「長さ」、Ｚ軸方向の距離を「厚さまたは高さ」と表記する。また、Ｙ軸方向のうちのエアベアリング面１１Ａに近い側を「前側または前方」、その反対側を「後側または後方」と表記するものとする。これらの表記内容は、後述する図６以降においても同様とする。
【００２０】
この薄膜磁気ヘッド１０は、例えば、記録・再生の双方の機能を実行可能な複合型ヘッドであり、図３に示したように、例えばアルティック（Ａｌ2 Ｏ3 ・ＴｉＣ）などのセラミック材料により構成された基体１１上に、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3 ）などの非磁性絶縁材料により構成された絶縁層１２と、磁気抵抗効果（ＭＲ；Magneto-resistive ）を利用して再生処理を実行する再生ヘッド部１０Ａと、例えばＡｌ2Ｏ3などの非磁性絶縁材料により構成された分離層１７と、垂直記録方式の記録処理を実行する単磁極型の記録ヘッド部１０Ｂと、例えばＡｌ2Ｏ3などの非磁性絶縁材料により構成されたオーバーコート層２９とがこの順に積層された構成を有している。
【００２１】
再生ヘッド部１０Ａは、例えば、下部シールド層１３と、シールドギャップ膜１４と、上部シールド層１５とがこの順に積層された構成を有している。シールドギャップ膜１４には、エアベアリング面１１Ａに一端面が露出するように、再生素子としてのＭＲ素子１６が埋設されている。
【００２２】
下部シールド層１３および上部シールド層１５は，例えば、いずれもニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ（例えばＮｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％）；以下、単に「パーマロイ（商品名）」という。）などの磁性材料により構成されており、それらの厚さは約１．０μｍ〜２．０μｍである。シールドギャップ膜１４は、ＭＲ素子１６を周囲から電気的に分離するものであり、例えばＡｌ2Ｏ3などの非磁性絶縁材料により構成されている。ＭＲ素子１６は、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；Giant Magneto-resistive ）またはトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ；Tunneling Magneto-resistive ）などを利用して再生処理を実行するものである。
【００２３】
記録ヘッド部１０Ｂは、主磁極層２４と、絶縁層２１，２３，２６Ｂ，２７およびギャップ層２６Ａによって周囲から絶縁されると共に、磁気ディスク２と直交する軸を中心とし、主磁極層２４の周囲をヘリカル状に巻回するように構成されたヘリカルコイル２２と、主磁極層２４およびヘリカルコイル２２を挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層２４から放出されて磁気ディスク２を磁化した磁束を環流させる下部リターンヨーク層１８および上部リターンヨーク層２８とを有している。ここで、ヘリカルコイル２２が、本発明の「薄膜コイル」の一具体例に対応し、下部リターンヨーク層１８および上部リターンヨーク層２８が、それぞれ本発明の「第１の還流磁極層」および「第２の還流磁極層」の一具体例に対応する。
【００２４】
ヘリカルコイル２２は、銅（Ｃｕ）などの高導電性材料により構成され、両端部が図示しない電極に接続されており、書込動作時に電流が流れるようになっている。ヘリカルコイル２２を流れる電流により、磁束が生じる。ヘリカルコイル２２は、リーディング側の複数のコイル部材２２Ａとトレーリング側の複数のコイル部材２２Ｃとがそれぞれコイル部材２２Ｂを介して順に連結し、１本の連続体として構成されている。さらに、ヘリカルコイル２２のトレーリング側の断面のうち最も磁気ディスク２に近い断面よりも、ヘリカルコイル２２のリーディング側の断面のうち最も磁気ディスク２に近い断面のほうがエアベアリング面１１Ａから遠い側に位置するように構成されている。すなわち、コイル部材２２Ａの最前端位置２２ＡＦがコイル部材２２Ｃの最前端位置２２ＣＦよりも遠い側に位置するようになっている。ここで、コイル部材２２Ａが本発明の「第１のコイル部材」に対応する一具体例であり、コイル部材２２Ｂが本発明の「中間コイル部材」に対応する一具体例であり、さらにコイル部材２２Ｃが本発明の「第２のコイル部材」に対応する一具体例である。また、ここで言うところの「連結」とは、単に接触しているだけでなく、接触した上で電気的導通が可能な状態にあることを意味している。
【００２５】
主磁極層２４は、ヘリカルコイル２２において発生した磁束を収容し、その磁束を磁気ディスク２に向けて放出するものである。主磁極層２４は、エアベアリング面１１Ａからこの面と離れる方向に延在しており、このエアベアリング面１１Ａから記録トラック幅を規定する一定幅Ｗ１をもって延在する先端部２４Ａと、この先端部２４Ａの後方に連結され、先端部２４Ａの幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１）を有する後端部２４Ｂとを含んで構成されている。先端部２４Ａの幅Ｗ１は、例えば約０．２μｍ以下である。後端部２４Ｂの幅は、例えば、後方において一定幅Ｗ２を有し、かつ前方において先端部２４Ａに近づくにしたがって漸次縮小するようになっている。この主磁極層２４の幅が先端部２４Ａから後端部２４Ｂへ拡がる位置は、薄膜磁気ヘッド１０の記録性能を決定する重要な因子のうちの１つである「フレアポイントＦＰ」である。この主磁極層２４は、例えば、２．４Ｔ（テスラ）の飽和磁束密度を有する磁性材料、具体的には鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）系や鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）系の磁性材料により構成されており、その厚さは約０．２μｍ〜０．３μｍである。さらに、主磁極層２４は、この主磁極層２４の磁気ボリューム（磁束収容量）を確保するための補助的な磁束の収容部分として機能する補助磁極層を備えるようにしてもよい。ここで、ヘリカルコイル２２は、後端部２４Ｂの周囲のみを巻回するように構成されている。
【００２６】
ギャップ層２６Ａは、エアベアリング面１１Ａ近傍において主磁極層２４と上部リターンヨーク層２８との間に磁気的なギャップを設けるためのものである。このギャップ層２６Ａは、例えば、Ａｌ2Ｏ3などの非磁性絶縁材料により構成されており、その厚さは約０．２μｍ以下である。
【００２７】
絶縁層２１，２３，２６Ｂ，２７は、ヘリカルコイル２２を周囲から電気的に分離するためのものである。絶縁層２１，２３，２６Ｂは、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 などの非磁性絶縁材料により構成されている。絶縁層２７は、例えば、加熱されることにより流動性を示すフォトレジスト（感光性樹脂）やスピンオングラス（ＳＯＧ）などにより構成されており、その表面が丸みを帯びた斜面を有している。この絶縁層２７の最前端の位置は、薄膜磁気ヘッド１０の記録性能を決定する重要な因子のうちの１つである「スロートハイトゼロ位置ＴＰ」である。このスロートハイトゼロ位置ＴＰとエアベアリング面１１Ａとの間の距離は「スロートハイトＴＨ」であり、約０．３μｍ以下である。
【００２８】
下部および上部リターンヨーク層１８，２８は、主磁極層２４から放出されて磁気ディスク２を磁化した磁束を環流させるためのものである。下部リターンヨーク層１８は、例えば、下部ヨーク部１８Ａとバックヨーク部１８Ｂとからなり、主磁極層２４のリーディング側（媒体流入側）に、エアベアリング面１１Ａに近い側において下部ヨーク部１８Ａが絶縁層２１，２３を介して主磁極層２４と対向すると共に、エアベアリング面１１Ａから遠い側の第１の接続領域としてのバックギャップ２１ＢＧにおいてバックヨーク部１８Ｂが主磁極層２４と連結されるように配設されている。一方、上部リターンヨーク層２８は、主磁極層２４のトレーリング側（媒体流出側）に、エアベアリング面１１Ａに近い側においてギャップ層２６Ａを介して主磁極層２４と対向すると共にエアベアリング面１１Ａから遠い側の第２の接続領域としてのバックギャップ２６ＢＧにおいて主磁極層２４と連結されるように配設されている。より詳細には、上部リターンヨーク層２８は、エアベアリング面１１Ａから絶縁層２７の最前端位置（すなわち、スロートハイトゼロ位置ＴＰ）まで延在する第１の部分としてのＴＨ規定部２８Ａと、このＴＨ規定部２８Ａと連結されると共にバックギャップ２６ＢＧにかけて延在して主磁極層２４と連結された第２の部分としての上部ヨーク部２８Ｂとからなる複合構造を有している。ＴＨ規定部２８Ａは、エアベアリング面１１Ａと、少なくともヘリカルコイル２２のうちのエアベアリング面１１Ａに最も近い部分を含むコイル部材２２Ｃとを隔てるように設けられ、磁気的にシールドするシールド機能を有している。ここで言うシールド機能とは、ヘリカルコイル２２を流れる電流によって生じる磁束が主磁極層２４に流入せずに磁気ディスク２を磁化してしまうことを抑制する機能に加え、主磁極層２４のエアベアリング面１１Ａ側から流出する還流磁束３０のうちの不要な広がり成分を、磁気ディスク２に到達する前に吸入してしまう機能をも意味する。
【００２９】
下部および上部リターンヨーク層１８，２８は、例えば、エアベアリング面１１Ａからバックギャップ２１ＢＧ，２６ＢＧにかけて延在して磁気的に連結した構造を有し、パーマロイや鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）などの磁性材料により構成されている。下部リターンヨーク層１８および上部ヨーク部２８Ｂは、いずれも、例えば矩形状の平面形状を有しており、ＴＨ規定部２８Ａは、例えば、図４に示したように、フレアポイントＦＰから後方へ向けて漸次広がる斜面をなす主磁極層２４に対応するような平面形状を有している。
【００３０】
上記した「トレーリング側（媒体流出側）」とは、媒体進行方向Ｍ（図３参照）に向かって進行する磁気ディスク２の移動状態を１つの流れと見た場合に、その流れの流出する側をいい、ここでは厚さ方向（Ｚ軸方向）における上側をいう。これに対して、「リーディング側（媒体流入側）」とは、流れの流入する側をいい、ここでは厚さ方向における下側をいう。
【００３１】
次に、図６を参照して、薄膜磁気ヘッド１０の動作について説明する。
【００３２】
図６に示したように、この薄膜磁気ヘッド１０では、情報の記録時において、図示しない外部回路を通じて記録ヘッド部１０Ｂのヘリカルコイル２２に電流が流れると、そのヘリカルコイル２２において還流磁束３０が発生する。このとき発生した還流磁束３０は主磁極層２４に収容されたのち、その内部を後端部２４Ｂから先端部２４Ａに流れる。この際、主磁極層２４内を流れる磁束は、その主磁極層２４の幅の減少（Ｗ２→Ｗ１）に伴い、フレアポイントＦＰにおいて絞り込まれて集束するため、先端部２４Ａのうちのトレーリング側部分に磁束が集中する。この磁束が先端部２４Ａから外部に放出されると、磁気ディスク２の表面と直交する方向（Ｙ方向）に記録磁界が発生し、この記録磁界により磁気ディスク２が垂直方向に磁化されるため、磁気ディスク２に磁気的に情報が記録される。さらに、磁気ディスク２を磁化した還流磁束３０は、戻り磁束３０Ｒとして下部および上部リターンヨーク層１８，２８に環流される。
【００３３】
この薄膜磁気ヘッド１０では、磁気ディスク２と直交する軸を中心とし、主磁極層２４の周囲をヘリカル状に巻回するように構成されたヘリカルコイル２２により、例えば、図３３または図３４に示したようなスパイラル状の薄膜コイル１２２に比べ、次のような利点がある。すなわち、スパイラル状の薄膜コイル１２２では、内部を流れる電流によって生じる磁束の成分のうち、主磁極層１２４に流入する割合が比較的低いので非効率的であるが、ヘリカル状に巻回するヘリカルコイル２２ではほとんどの磁束成分が主磁極層２４に流入するので還流磁束３０を効率よく形成できる。その上、図３３または図３４に示したようなスパイラル形状の薄膜コイル１２２に比べ、ヘリカルコイル２２はコイル長（全長）を短くすることができるので、コイル自体の電気抵抗値を下げることができる。また、主磁極層２４から流出した還流磁束３０が磁気ディスク２を通過したのち下部および上部リターンヨーク層１８，２８に分流して流入するので、下部および上部リターンヨーク層１８，２８におけるエアベアリング面１１Ａ側の端面近傍での戻り磁束３０Ｒの集中を緩和することができる。
【００３４】
さらに、エアベアリング面１１Ａから絶縁層２７の最前端位置（スロートハイトゼロ位置ＴＰ）まで延在するＴＨ規定部２８Ａを設けるようにしたので、磁気ディスク２に対するシールド効果を高めることができる。例えば、図３２に示した比較例としての薄膜磁気ヘッド２１０のように、コイル部材２２Ａのうちの最前端位置２２ＡＦが、コイル部材２２Ｃのうちの最前端位置２２ＣＦよりもエアベアリング面１１Ａに近い位置となるようにした場合には、ヘリカルコイル２２を流れる電流によって発生した磁束が主磁極層２４に流入せずに直に磁気ディスク２を磁化したりすることにより、意図しないトラックの書込や消去などの動作をしてしまうおそれがある。これに対し、本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１０によれば、ＴＨ規定部２８Ａがコイル部材２２Ｃと磁気ディスク２との間のシールド層として機能すると共に、コイル部材２２Ａのうちの最前端位置２２ＡＦが、コイル部材２２Ｃのうちの最前端位置２２ＣＦよりもエアベアリング面１１Ａに遠い位置となるので、上記のような意図しないトラックの書込や消去などの動作を抑制することができる。このため、ヘリカルコイル２２を磁気ディスク２により接近させた場合であっても比較的安定した書込動作を行うことが可能となる。
【００３５】
一方、再生時においては、再生ヘッド部１０ＡのＭＲ素子１６にセンス電流が流れると、磁気ディスク２からの再生用の信号磁界に応じてＭＲ素子１６の抵抗値が変化する。そして、この抵抗変化がセンス電流の変化として検出されるため、磁気ディスク２に記録されている情報が磁気的に読み出される。
【００３６】
次に、図７〜図１８を参照して、図３〜図５に示した薄膜磁気ヘッドを製造する方法について説明する。図７〜図１８は薄膜磁気ヘッド１０の製造工程を説明するため断面図または平面図である。
【００３７】
以下では、まず、薄膜磁気ヘッド全体の製造工程の概略について説明したのち、薄膜磁気ヘッド１０の主要部（ここでは、記録ヘッド部１０Ｂ）の形成工程について詳細に説明する。なお、薄膜磁気ヘッド１０の一連の構成要素の材質、寸法および構造的特徴等については既に詳述したので、その説明を随時省略するものとする。
【００３８】
この薄膜磁気ヘッド１０は、主に、めっき処理やスパッタリングなどの成膜技術、フォトリソグラフィ技術などのパターニング技術、ならびにドライエッチングなどのエッチング技術等を含む既存の薄膜プロセスを利用して、各構成要素を順次形成して積層させることにより製造される。すなわち、まず、基体１１上に絶縁層１２を形成したのち、この絶縁層１２上に、下部シールド層１３と、ＭＲ素子１６を埋設したシールドギャップ膜１４と、上部シールド層１５とをこの順に積層させることにより、再生ヘッド部１０Ａを形成する。続いて、再生ヘッド部１０Ａ上に分離層１７を形成したのち、この分離層１７上に、主磁極層２４と、絶縁層２１，２３，２６Ｂ，２７に埋設され、主磁極層２４を中心として巻回し、主磁極層２４の延在する方向に沿って延在するように構成されたヘリカルコイル２２と、主磁極層２４およびヘリカルコイル２２を挟んで互いに対向するように構成された下部リターンヨーク層１８および上部リターンヨーク層２８とを有する記録ヘッド部１０Ｂを形成する。最後に、記録ヘッド部１０Ｂ上にオーバーコート層２９を形成したのち、機械加工や研磨加工を利用してエアベアリング面１１Ａを形成することにより、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００３９】
記録ヘッド部１０Ｂを形成する際には、分離層1７を形成したのち、まず、図７に示したように、分離層1７上に、例えばめっき処理を使用して、後工程においてエアベアリング面１１Ａとなる位置（図３参照）を含むように鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）系、鉄ニッケル合金（ＮｉＦｅ）系または鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）系の磁性材料よりなる下部ヨーク部１８Ａを選択的に形成する。続いて、例えばスパッタリングを使用して、下部ヨーク部１８Ａおよびその周辺の分離層1７を覆うように、Ａｌ2Ｏ3よりなる前駆絶縁層（図示せず）を形成する。
【００４０】
続いて、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ）法を使用して、少なくとも下部ヨーク部１８Ａが露出するまで前駆絶縁層を研磨して平坦化することにより、図８に示したように、下部ヨーク部１８Ａの周囲を埋め込むように絶縁層１９を形成する。
【００４１】
続いて、図９に示したように、下部ヨーク部１８Ａおよび絶縁層１９の上における、のちにバックヨーク部１８Ｂを形成することとなるバックギャップ２１ＢＧ以外の領域にＡｌ2Ｏ3よりなる絶縁層２１を選択的に形成したのち、下部ヨーク部１８Ａの形成領域における絶縁層２１の上に、トラック幅方向（Ｘ方向）に帯状に延在する複数のコイル部材２２Ａを、例えばめっき処理を使用して、エアベアリング面１１Ａから離れる方向（Ｙ方向）に沿って配列するように形成する。図９（Ａ）に示したように、コイル部材２２Ａは例えば短冊形状を有し、互いに平行かつ等間隔となるように配設されている。さらに、複数のコイル部材２２Ａおよび絶縁層２１の一部を覆うように選択的にフォトレジスト膜を形成したのち、焼成することにより絶縁層２３Ａを形成する。ここでは、コイル部分２２Ａの各々の両端部と、バックギャップ２１ＢＧとを絶縁層２３Ａによって覆わずに残すようにする。なお、図９（Ａ）が積層面内に沿った平面構成を表し、図９（Ｂ）が図９（Ａ）に示したＩＸ（Ｂ）−ＩＸ（Ｂ）切断線における矢視方向の断面構成を表す。以降、図１０ないし図１４も同様である。
【００４２】
続いて、フォトレジスト層（図示せず）を、コイル部分２２Ａの各々の両端部とバックギャップ２１ＢＧとを残すように選択的に形成したのち、例えばめっき法により、図１０に示したように、コイル部分２２Ａの各々の両端部とそれぞれ連結して積層方向に伸びる複数のコイル部材２２Ｂの一部をなす柱状部材２２ＢＬと、バックギャップ２１ＢＧにおいて下部ヨーク層１８Ａと連結する接続層としてのバックヨーク部１８Ｂとを同時に形成する。さらに、全面に亘って、例えばＡｌ2Ｏ3よりなる前駆絶縁層２３ＢＺを形成する。こののち、例えばＣＭＰ法により、少なくともバックヨーク部１８Ｂが露出し、かつコイル部材２２Ａおよび絶縁層２３Ａが露出しない程度に前駆絶縁層２３ＢＺを研磨して平坦化することにより、図１１に示したように、バックヨーク部１８Ｂの周囲を埋め込むように絶縁層２３（２３Ａ，２３Ｂ）を形成する。これにより、下部リターンヨーク層１８の形成が一応完了する。
【００４３】
次に、図１２に示したように、絶縁層２３、バックヨーク部１８Ｂおよび柱状部材２２ＢＬのそれぞれの上面を含む平坦面上に主磁極層２４を選択的に形成する。この主磁極層２４を形成する際には、例えばめっき処理により、下部ヨーク部１８Ａと同種の磁性材料を用いて形成し、前方から順に先端部２４Ａと後端部２４Ｂとを含むようにし、後端部２４Ｂのうちの最もエアベアリング面１１Ａから遠い部分（バックギャップ２１ＢＧに相当する部分）をバックヨーク部１８Ｂと磁気的に連結するようにする。この際、トラック幅方向（Ｘ方向）に沿った後端部２４Ｂの一定幅Ｗ２は、コイル部材２２Ａの（Ｘ方向の）幅よりも小さくなるようにする。さらに、主磁極層２４の形成と同時に、これと同じ厚みを有する柱状部材２２ＢＵを柱状部材２２ＢＬの上に形成することにより、コイル部材２２Ｂを完成させる。ここで便宜的に、コイル部材２２Ｂのうち、各コイル部材２２Ａの一方の端部に形成されるものをコイル部材２２Ｂ１と呼び、主磁極層２４を挟んで反対側の端部に形成されるものをコイル部材２２Ｂ２と呼ぶこととする。
【００４４】
主磁極層２４およびコイル部材２２Ｂを形成したのち、図１３に示したように、例えばスパッタリングを使用して、主磁極層２４およびその周辺の絶縁層２３を覆うように、Ａｌ2Ｏ3よりなるギャップ２６Ａを形成する。ここでは、主磁極層２４の上におけるギャップ層２６Ａの厚みが約０．２μｍ以下の厚さとなるようにするのが望ましい。こののち、さらに、ギャップ層２６Ａの上の、後端部２４Ｂに対応する領域部分に絶縁層２６Ｂを形成する。ギャップ層２６Ａおよび絶縁層２６Ｂを形成する際には、コイル部分２２Ｂとバックギャップ２６ＢＧとを覆わないようにする。
【００４５】
ギャップ層２６Ａおよび絶縁層２６Ｂを形成したのち、図１４に示したように、隣り合うコイル部材２２Ａにおけるコイル部材２２Ｂ１とコイル部材２２Ｂ２とを交互に連結するようにコイル部材２２Ｃを形成する。これにより、主磁極層２４を中心として巻回し、主磁極層２４の延在する方向（Ｙ方向）に沿って延在するように連結された、コイル部材２２Ａとコイル部材２２Ｂとコイル部材２２Ｃとからなる一本の連続体としてのヘリカルコイル２２の形成が一応完了する。なお、ヘリカルコイル２２の両端部は、図示しない駆動回路に接続される。
【００４６】
続いて、図１５に示したように、例えばめっき処理やスパッタリングを使用して、最終的にスロートハイトＴＨが約０．３μｍ以下となるようにＴＨ規定部２８Ａをギャップ層２６Ａ上に選択的に形成したのち、例えばフォトリソグラフィ技術を使用して、コイル部材２２Ｃおよびその周辺のギャップ層２６Ａを覆うように、フォトレジスト膜２７Ｆを選択的に形成する。次いで、フォトレジスト膜２７Ｆを焼成することにより、図１６に示したように、絶縁層２７を形成する。この焼成によりフォトレジスト膜２７Ｆが流動するため、前方部分がＴＨ規定部２８Ａの後端面に隣接したまま、後方部分が丸みを帯びた斜面を有するように絶縁層２７が形成される。最後に、例えばめっき処理やスパッタリングを使用して、絶縁層２７およびその周辺を覆うように、パーマロイや鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）よりなる上部ヨーク部２８Ｂを選択的に形成することにより、上部リターンヨーク層２８を完成させる。この上部リターンヨーク層２８を形成する際には、前方においてギャップ層２６Ａを介して主磁極層２４と対向するＴＨ規定部２８Ａと連結されるようにすると共に後方においてバックギャップ２６ＢＧを通じて主磁極層２４と連結されるようにする。これにより、記録ヘッド部１０Ｂの形成が完了する。なお、上記ではヘリカルコイル２２の形成を完了したのちにＴＨ規定部２８Ａを形成するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、ＴＨ規定部２８Ａを形成したのちにコイル部材２２Ｃを形成してヘリカルコイル２２を完成するようにしてもよい。
【００４７】
以上のように、本実施の形態によれば、磁気ディスク２と直交する軸を中心とし、主磁極層２４の周囲をヘリカル状に巻回するように構成されたヘリカルコイル２２により、主磁極層２４を通過する還流磁束３０を効率よく形成することができる。その上、図３３または図３４に示したようなスパイラル形状の薄膜コイル１２２に比べ、ヘリカルコイル２２はコイル長（全長）を短くすることができるので、コイル自体の電気抵抗値を下げることができる。その結果、記録時におけるヘリカルコイル２２の発熱を低減でき、薄膜磁気ヘッドの熱による膨張（サーマルプルトリュージョン）を抑制し、安定した記録（書込）動作を確保することができる。また、主磁極層２４から流出した還流磁束３０が磁気ディスク２を通過したのち下部および上部リターンヨーク層１８，２８に分流して円滑に流入するので、下部および上部リターンヨーク層１８，２８におけるエアベアリング面１１Ａ側の端面近傍での戻り磁束３０Ｒの集中が緩和され、意図しない記録情報の消去や上書きといった問題を回避することができる。
【００４８】
さらに、コイル部材２２Ａのうちの最前端位置２２ＡＦが、コイル部材２２Ｃのうちの最前端位置２２ＣＦよりもエアベアリング面１１Ａに遠い位置としたので、意図しないトラックの書込や消去などの動作を容易に抑制することができる。特に、エアベアリング面１１Ａから絶縁層２７の最前端位置（スロートハイトゼロ位置ＴＰ）まで延在するＴＨ規定部２８Ａを設けるようにしたので、磁気ディスク２に対するシールド効果が高まり、より確実に不要な書込を回避することができる。このため、より安定した書込動作を行うことが可能となる。また、ＴＨ規定部２８Ａの後端面の位置に基づいてスロートハイトゼロ位置ＴＰを規定するようにしたことにより、スロートハイトＴＨをより精密に制御し、記録特性のぶれを防止することができる。すなわち、ＴＨ規定部２８Ａを利用せずに、焼成後の絶縁層２７の成形位置に基づいてスロートハイトゼロ位置ＴＰを規定するようにした場合には、例えば、焼成条件のずれ等に起因してフォトレジスト膜２７Ｆが流動しすぎると、絶縁層２７の最前端位置が所望の位置よりも前方にシフトするため、結果としてスロートハイトＴＨが設計値よりも短くなる可能性がある。これに対して、ＴＨ規定部２８Ａを利用して絶縁層２７の最前端位置が規定される本実施の形態の場合には、絶縁層２７がＴＨ規定部２８Ａに隣接している限り、スロートハイトゼロ位置ＴＰが常にＴＨ規定部２８Ａの後端面の位置で規定されるため、結果としてスロートハイトＴＨを精密に制御することが可能になる。したがって、スロートハイトＴＨに基づく記録特性のぶれが防止されるのである。
【００４９】
＜変形例＞
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における変形例について説明する。
【００５０】
上記実施の形態では、記録ヘッド部１０Ｂを形成する際に、下部ヨーク部１８Ａと連結するバックヨーク部１８Ｂと、中間コイル部材２２Ｂとを同時に形成するようにしたが、以下のように形成することもできる。以下、図１７ないし図２６を参照して、変形例としての薄膜磁気ヘッドの製造方法のうち、上記実施の形態と異なる記録ヘッド部１０Ｂの形成工程についてのみ詳細に説明する。
【００５１】
まず、図１７に示したように、分離層1７上に、例えばめっき処理を使用して、後工程においてエアベアリング面１１Ａとなる位置（図３参照）を含むように鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）系、鉄ニッケル合金（ＮｉＦｅ）系または鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）系の磁性材料よりなる下部ヨーク部１８Ａを選択的に形成する。続いて、例えばスパッタリングを使用して、下部ヨーク部１８Ａおよびその周辺の分離層1７を覆うように、Ａｌ2Ｏ3よりなる前駆絶縁層（図示せず）を形成する。
【００５２】
続いて、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ）法を使用して、少なくとも下部ヨーク部１８Ａが露出するまで前駆絶縁層を研磨して平坦化することにより、図１８に示したように、下部ヨーク部１８Ａの周囲を埋め込むように絶縁層１９を形成する。こののち、下部ヨーク部１８Ａの平坦面上に、例えばめっき処理により、下部ヨーク部１８Ａと同種の磁性材料よりなるバックヨーク部１８Ｂを選択的に形成する。これにより、下部リターンヨーク層１８の形成が一応完了する。
【００５３】
続いて、図１９に示したように、全面に亘ってＡｌ2Ｏ3よりなる前駆絶縁層２１Ｚを形成したのち、バックヨーク部１８Ｂの形成領域を除く下部ヨーク部１８Ａの形成領域における前駆絶縁層２１Ｚの上に、トラック幅方向に帯状に延在する複数のコイル部材２２Ａを、例えばめっき処理を使用して、エアベアリング面１１Ａから離れる方向に沿って配列するように形成する。さらに、複数のコイル部材２２Ａおよび前駆絶縁層２１Ｚを覆うように、全面に亘ってＡｌ2Ｏ3よりなる前駆絶縁層２３Ｚを形成する。こののち、例えばＣＭＰ法を使用して、少なくともバックヨーク部１８Ｂが露出し、かつコイル部材２２Ａが露出しない程度に前駆絶縁層２３Ｚ，２１Ｚを研磨して平坦化することにより、図２０および図２１に示したように、バックヨーク部１８Ｂの周囲を埋め込むように絶縁層２１，２３を形成する。図２１は、図２０に対応し、ＸＸＩ矢視方向から眺めた平面図である。図２１に示したように、コイル部材２２Ａは短冊形状を有し、互いに平行かつ等間隔となるように配設されている。
【００５４】
次に、図２２に示したように、絶縁層２１，２３およびバックヨーク部１８Ｂからなる平坦面上に主磁極層２４を選択的に形成する。この主磁極層２４を形成する際には、例えばめっき処理により、下部ヨーク部１８Ａと同種の磁性材料を用いて形成し、前方から順に先端部２４Ａと後端部２４Ｂとを含むようにし、後端部２４Ｂのうちの最もエアベアリング面１１Ａから遠い部分（バックギャップ２１ＢＧに相当する部分）をバックヨーク部１８Ｂと磁気的に連結するようにする。この際、トラック幅方向（Ｘ方向）に沿った後端部２４Ｂの一定幅Ｗ２は、コイル部材２２Ａの（Ｘ方向の）幅よりも小さくなるようにする。主磁極層２４を形成したのち、図２３に示したように、例えばスパッタリングを使用して、主磁極層２４およびその周辺の絶縁層２１，２３を覆うように、Ａｌ2Ｏ3よりなる前駆絶縁層２５Ｚを形成する。
【００５５】
続いて、例えばＣＭＰ法を使用して、少なくとも主磁極層２４が露出するまで前駆絶縁層２５Ｚを研磨して平坦化することにより、図２４に示したように、主磁極層２４の周囲を埋め込むように絶縁層２５を形成する。続いて、主磁極層２４および絶縁層２５により構成された平坦面上に、例えばスパッタリングを使用して、約０．２μｍ以下の厚さとなるようにギャップ層２６Ａを形成する。こののち、さらに、ギャップ層２６Ａの上に絶縁層２６Ｂを、複数のコイル部材２２Ａにおける各々の両端部分を覆わないように選択的に形成する。ギャップ層２６Ａおよび絶縁層２６Ｂを形成する際には、いずれもバックギャップ２６ＢＧを覆わないようにする。
【００５６】
ギャップ層２６Ａおよび絶縁層２６Ｂを形成したのち、図２５に示したように、複数のコイル部材２２Ａにおける各々の両端部分とそれぞれ連結してＺ方向（積層方向）に伸びる複数のコイル部材２２Ｂを形成する。具体的には、各コイル部材２２Ａの両端部分に対応する領域におけるギャップ層２６Ａおよび絶縁層２３を、積層方向にイオンビームエッチング等により除去することによりスルーホールを形成したのち、めっき処理などによってコイル部材２２Ａと同種の材料をスルーホールに埋め込むことによりコイル部材２２Ｂを形成する。ここで便宜的に、コイル部材２２Ｂのうち、各コイル部材２２Ａの一方の端部に形成されるものをコイル部材２２Ｂ１と呼び、主磁極層２４を挟んで反対側の端部に形成されるものをコイル部材２２Ｂ２と呼ぶこととする。
【００５７】
コイル部材２２Ｂを形成したのち、図２６に示したように、隣り合うコイル部材２２Ａにおけるコイル部材２２Ｂ１とコイル部材２２Ｂ２とを交互に連結するようにコイル部材２２Ｃを形成する。これにより、主磁極層２４の周囲を巻回し、主磁極層２４の延在する方向（Ｙ方向）に沿って延在するように連結された、コイル部材２２Ａとコイル部材２２Ｂとコイル部材２２Ｃとからなる一本の連続体としてのヘリカルコイル２２の形成が一応完了する。なお、ヘリカルコイル２２の両端部は、図示しない駆動回路に接続される。
【００５８】
続いて、図２７に示したように、例えばめっき処理やスパッタリングを使用して、最終的にスロートハイトＴＨが約０．３μｍ以下となるようにＴＨ規定部２８Ａをギャップ層２６Ａ上に選択的に形成したのち、例えばフォトリソグラフィ技術を使用して、コイル部材２２Ｃおよびその周辺のギャップ層２６Ａを覆うように、フォトレジスト膜２７Ｆを選択的に形成する。次いで、フォトレジスト膜２７Ｆを焼成することにより、図２８に示したように、絶縁層２７を形成する。この焼成によりフォトレジスト膜２７Ｆが流動するため、前方部分がＴＨ規定部２８Ａの後端面に隣接したまま、後方部分が丸みを帯びた斜面を有するように絶縁層２７が形成される。最後に、例えばめっき処理やスパッタリングを使用して、絶縁層２７およびその周辺を覆うように、パーマロイや鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）よりなる上部ヨーク部２８Ｂを選択的に形成することにより、上部リターンヨーク層２８を完成させる。この上部リターンヨーク層２８を形成する際には、前方においてギャップ層２６Ａを介して主磁極層２４と対向するＴＨ規定部２８Ａと連結されるようにすると共に後方においてバックギャップ２６ＢＧを通じて主磁極層２４と連結されるようにする。これにより、記録ヘッド部１０Ｂの形成が完了する。なお、本変形例では、ヘリカルコイル２２の形成を完了したのちにＴＨ規定部２８Ａを形成するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、ＴＨ規定部２８Ａを形成したのちにコイル部材２２Ｃを形成してヘリカルコイル２２を完成するようにしてもよい。
【００５９】
以上のように、本変形例においても、上記実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１０の記録ヘッド部１０Ｂを形成することができる。
【００６０】
【実施例】
次に、本発明に関する実施例について説明する。上記実施の形態における薄膜磁気ヘッド１０の諸特性を、図３４に示した従来の薄膜磁気ヘッド１１０と共に調べたところ、以下のことが確認された。
【００６１】
まず、薄膜磁気ヘッド１０，１１０の再生磁界強度の記録位置依存性を調べたところ、図２９（Ａ）および図２９（Ｂ）に示した結果が得られた。図２９（Ａ）が薄膜磁気ヘッド１０の結果を表し、図２９（Ｂ）が薄膜磁気ヘッド１１０の結果を表す。いずれも、図中の「横軸」は磁気ディスク２，１０２に設けられた同一トラック上の記録位置を示し、「縦軸」は比較のために規格化した再生磁界強度（任意単位）を示している。横軸の「０」位置がトラック幅方向（Ｘ方向）における薄膜磁気ヘッド１０，１１０の中心位置、すなわち、主磁極層２４の先端部２４Ａにおける中心位置に相当する。
【００６２】
図２９（Ａ）および図２９（Ｂ）に示した結果から判るように、図２９（Ａ）においては横軸「０」位置にのみ鋭いピークが現れているのに対し、図２９（Ｂ）では横軸「０」位置の両隣にも小さなピークが現れている。このことから、従来の薄膜磁気ヘッド１１０を用いて記録をおこなった磁気ディスク１０２では、本来、記録されるべきトラック以外の箇所に情報が記録されてしまっているのに対し、本発明の薄膜磁気ヘッド１０を用いて記録をおこなった磁気ディスク２では、本来、記録されるべきトラックにのみ情報の記録がなされていることが確認できた。
【００６３】
続いて、薄膜磁気ヘッド１０，１１０のオーバーライト特性の電流依存性を調べたところ、図３０に示した結果が得られた。実線で示した曲線Ｌ１０が薄膜磁気ヘッド１０の結果であり、破線で示した曲線Ｌ１１０が薄膜磁気ヘッド１１０の結果である。図３０において、「横軸」は書込動作時にヘリカルコイル２２（または薄膜コイル１２２）の内部を流す電流値を示し、一方の「縦軸」はオーバーライト特性（ｄＢ）を示している。
【００６４】
図３０に示した結果から判るように、オーバーライト特性は、本発明の薄膜磁気ヘッド１０のほうが、従来の薄膜磁気ヘッド１１０と比較して、書込電流領域の全般に亘って良好な数値を示した。すなわち、ヘリカルコイル２２を用いた本発明の薄膜磁気ヘッド１０は、より低い書込電流であっても効率よく還流磁界３０を形成することが可能であることが確認できた。
【００６５】
以上の点をまとめると、本発明の薄膜磁気ヘッドは、従来に比べ、より高い記録効率を確保しつつ、意図しない記録情報の消去や上書きといった問題を引き起こすことなく、高い信頼性を確保できることがわかった。
【００６６】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、例えば、上記実施の形態および実施例では、本発明を単磁極型ヘッドに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、リング型ヘッドに適用してもよい。また、上記実施の形態では、本発明を複合型薄膜磁気ヘッドに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、書き込み用の誘導型磁気変換素子を有する記録専用の薄膜磁気ヘッドや、記録・再生兼用の誘導型磁気変換素子を有する薄膜磁気ヘッドにも適用可能である。もちろん、本発明を、書き込み用の素子および読み出し用の素子の積層順序を逆転させた構造の薄膜磁気ヘッドについても適用可能である。
【００６７】
さらに、また、上記実施の形態および実施例では、第２の還流磁極層（上部リターンヨーク層２８）が、別体からなる第１の部分（ＴＨ規定部２８Ａ）と第２の部分（上部ヨーク部２８Ｂ）とが連結されて構成されるようにしたが、図３１に示したように、一体物として構成されるようにしてもよい。但し、図３１に示した薄膜磁気ヘッドの場合には、第２の還流磁極層の一部の領域であるシールド領域２８Ｓが、薄膜コイルで生じた磁束が直に記録媒体を励磁しないよう、磁気的に遮蔽する機能を有することとなる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の薄膜磁気ヘッドまたは磁気記録装置によれば、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、絶縁層を介して主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えるようにしたので、薄膜コイルに電流を流すことにより、従来のスパイラル状の薄膜コイルを備えた場合と比べ、より効率的に主磁極層を通過する磁束を形成することができると共に、主磁極層から流出された磁束を第１および第２の還流磁極層に分流させて還流磁束の集中を緩和することができる。このため、さらなる高記録密度化に対応しつつ、意図しない記録情報の消去や上書きといった問題を回避し、安定した記録特性を確保することができる。
【００６９】
特に、第２の還流磁極層が、記録媒体対向面から絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、第１の部分と連結されると共に、第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含むように構成したので、薄膜磁気ヘッドの記録性能を決定する重要な因子のうちの１つであるスロートハイトをより精密に制御し、記録特性のぶれを防止しつつ、薄膜コイルが発生した還流磁束が直に記録媒体に及んで磁化してしまうのを抑制することができ、より確実に不要な書込を回避することができる。
【００７０】
さらに、記録媒体対向面に直交し、かつ媒体進行方向を含む面内において、薄膜コイルの媒体流出側の断面のうち最も記録媒体に近い断面よりも、薄膜コイルの媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成したので、薄膜コイルが発生した還流磁束が直に記録媒体に及んで磁化してしまうのを抑制することができ、より容易に不要な書込を回避することができる。
【００７１】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えた薄膜磁気ヘッドを製造するにあたり、下部ヨーク層と、この下部ヨーク層上における記録媒体対向面から遠い側となる第１の接続領域に立設する接続層とを含むように第１の還流磁極層を形成する工程と、この第１の還流磁極層の上に、第１の絶縁層を介して、記録媒体のトラック幅に対応するトラック幅方向に沿って帯状に延在する複数の第１のコイル部材を、記録媒体対向面から離れる方向に沿って配列するように形成する工程と、複数の第１のコイル部材における各々の両端部分とそれぞれ連結して積層方向に伸びる複数の中間コイル部材を形成すると共に第１のコイル部材および中間コイル部材の周囲を充填するように第２の絶縁層を形成する工程と、複数の第１のコイル部材に対応する領域に第２の絶縁層を挟んで位置すると共に接続層と接することにより第１の還流磁極層と磁気的に連結し、かつ、トラック幅方向に沿った幅が中間コイル部材の間隔よりも小さくなるように主磁極層を選択的に形成する工程と、主磁極層の上にギャップ層を形成したのち、主磁極層およびギャップ層を挟んで第１のコイル部材とは反対側に、中間コイル部材と連結するように第２のコイル部材を形成することにより、薄膜コイルの形成を完了する工程と、第２のコイル部材の上に、第３の絶縁層を介して、第２の還流磁極層を形成する工程とを含むようにしたので、ヘリカル状に巻回する薄膜コイルに電流を流すことにより、スパイラル状に巻回するコイルを用いた場合よりも効率的に主磁極層を通過する磁束が形成されると共に、主磁極層から流出された磁束が第１および第２の還流磁極層に分流されて還流磁束の集中が緩和される薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
その上、第２の還流磁極層を、記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して主磁極層と対向すると共に記録媒体対向面から遠い側となる第２の接続領域において主磁極層と連結させるように形成し、さらに、記録媒体対向面から絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含むように形成するようにしたので、スロートハイトをより精密に制御し、記録特性のぶれを防止しつつ、薄膜コイルが発生した磁束が主磁極層を経由することなく直接、記録媒体に及んで磁化してしまうのを抑制することができる。
さらに、薄膜コイルを形成するにあたって、第１のコイル部材の全てよりも記録媒体対向面に近い側に少なくとも１つが位置するように複数の第２のコイル部材を形成するようにしたので、薄膜コイルに流れる電流によって発生する還流磁束が記録媒体に対して直接及んで磁化してしまうのを抑制することができ、より容易に不要な書込を回避することができる。
したがって、さらなる高記録密度化に対応しつつ、意図しない記録情報の消去や上書きといった問題を回避し、安定した記録特性を確保可能な薄膜磁気ヘッドを得ることができる。
【００７２】
特に、中間コイル部材を形成する工程において、中間コイル部材と、接続層とを同時に形成するようにした場合には工程を簡略化することができるので、上記のような、さらなる高記録密度化に対応しつつ、安定した記録特性を確保可能な薄膜磁気ヘッドを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気記録装置の内部構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示した磁気記録装置におけるヘッドスライダの外観構成を表す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドの主要部の平面構成を表す平面図である。
【図５】図３に示した薄膜磁気ヘッドの主要部の斜視構成を表す斜視図である。
【図６】図３に示した薄膜磁気ヘッドにおける書込動作を説明するための断面図である。
【図７】図３〜図５に示した薄膜磁気ヘッドを製造する工程における一工程を説明するための断面図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図である。
【図１３】図１２に続く工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１３に続く工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１４に続く工程を説明するための断面図である。
【図１６】図１５に続く工程を説明するための断面図である。
【図１７】図３〜図５に示した薄膜磁気ヘッドを製造する工程の変形例における一工程を説明するための断面図である。
【図１８】図１７に続く工程を説明するための断面図である。
【図１９】図１８に続く工程を説明するための断面図である。
【図２０】図１９に続く工程を説明するための断面図である。
【図２１】図２０に続く工程を説明するための断面図である。
【図２２】図２１に続く工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２２に続く工程を説明するための断面図である。
【図２４】図２３に続く工程を説明するための断面図である。
【図２５】図２４に続く工程を説明するための断面図である。
【図２６】図２５に続く工程を説明するための断面図である。
【図２７】図２６に続く工程を説明するための断面図である。
【図２８】図２７に続く工程を説明するための断面図である。
【図２９】再生磁界強度の記録位置依存性を表す図である。
【図３０】オーバーライト特性の記録電流依存性を表す図である。
【図３１】図３に示した薄膜磁気ヘッドの変形例における断面構成を表す断面図である。
【図３２】比較例としての薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図３３】従来の薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図３４】従来の他の薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【符号の説明】
１…筐体、２…磁気ディスク、３…ヘッドスライダ、１０…薄膜磁気ヘッド、１０Ａ…再生ヘッド部、１０Ｂ…記録ヘッド部、１１…基体、１１Ａ…エアベアリング面、１２，１９，２１，２３，２５，２６Ｂ，２７…絶縁層、１３…下部シールド層、１４…シールドギャップ膜、１５…上部シールド層、１６…ＭＲ素子、１７…分離層、１８…下部リターンヨーク層、１８Ａ…下部ヨーク部、１８Ｂ…バックヨーク部、２２…ヘリカルコイル、２４…主磁極層、２４Ａ…先端部、２４Ｂ…後端部、２６Ａ…ギャップ層、２７…フォトレジスト層、２８…上部リターンヨーク層、２８Ａ…ＴＨ規定部、２８Ｂ…上部ヨーク部、２９…オーバーコート層、３０…還流磁束、３０Ｒ…戻り磁束、ＦＰ…フレアポイント、ＮＨ…ネックハイト、ＴＨ…スロートハイト、ＴＰ…スロートハイトゼロ位置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film magnetic head provided with at least an inductive magnetic transducer for recording, a manufacturing method thereof, and a magnetic recording apparatus equipped with the thin film magnetic head.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for example, improvement in performance of a thin-film magnetic head has been demanded with improvement in surface recording density of a magnetic recording medium such as a hard disk (hereinafter simply referred to as “recording medium”). As a recording method of the thin film magnetic head, for example, a longitudinal recording method in which the direction of the signal magnetic field is set to the in-plane direction (longitudinal direction) of the recording medium, or a direction of the signal magnetic field is set to a direction orthogonal to the surface of the recording medium. A perpendicular recording system is known. At present, the longitudinal recording method is widely used. However, in consideration of the market trend accompanying the improvement of the surface recording density, it is expected that the perpendicular recording method will be promising instead of the longitudinal recording method in the future. This is because the perpendicular recording method can provide an advantage that a high linear recording density can be secured and a recorded recording medium is hardly affected by thermal fluctuation.
[0003]
The main part of the perpendicular recording type thin film magnetic head includes, for example, a thin film coil that generates magnetic flux, a main magnetic pole layer that performs recording processing by releasing the magnetic flux generated in the thin film coil to the outside, and the main magnetic pole layer. It includes a return yoke layer (circular magnetic pole layer) that circulates the magnetic flux that has been released and magnetized the recording medium. As this type of thin film magnetic head, for example, there are some known ones in which a return yoke layer is disposed on the trailing side (medium outflow side) of the main magnetic pole layer (see, for example, Patent Documents 1 to 3). ). In these thin-film magnetic heads, when the magnetic flux is emitted from the main magnetic pole layer, the spreading component to the periphery of the magnetic flux emitted from the vicinity of the trailing edge of the main magnetic pole layer flows into the return yoke layer. As a result, the spread of the magnetic flux is suppressed. Therefore, the recording magnetic field gradient in the vicinity of the recording medium facing surface (air bearing surface) becomes steep compared to the case without the return yoke layer, and as a result, the SN (Signal to Noise) ratio is improved. can get.
[0004]
On the other hand, the conventional perpendicular recording type thin film magnetic head has a problem that the recorded information on the recording medium is erased or overwritten by an unnecessary magnetic flux. FIGS. 33 and 34 each show a cross-sectional configuration of a conventional thin-film magnetic head 110 including a reproducing head portion 110A and a recording head portion 110B. The thin-film coil 122 has a spiral structure wound in the same plane (XY plane) parallel to the laminated surface with the connecting portion between the return yoke layer 128 and the main magnetic pole layer 124 as the center. Magnetic flux is generated in FIG. 33 shows that the magnetic flux 130 emitted from the main magnetic pole layer 124 returns to the return yoke layer 128 provided on the opposite side (that is, the trailing side) from the reproducing head portion 110A when viewed from the main magnetic pole layer 124. It is composed of. On the other hand, FIG. 34 shows that the magnetic flux 130 emitted from the main magnetic pole layer 124 flows back to the return yoke layer 128 provided on the reproducing head portion 110A side (also called the leading side) when viewed from the main magnetic pole layer 124. It is configured. As shown in FIGS. 33 and 34, in each case, the return magnetic flux 130R that is emitted from the main magnetic pole layer 124 and passes through the magnetic disk 102 as the recording medium and then flows into the return yoke layer 128 is returned to the return yoke layer. Concentrate on 128. For this reason, the return magnetic flux 130R becomes an unnecessary magnetic flux that should not contribute to writing on the recording medium, and may cause problems such as unintentional erasure or overwriting of the recorded information as described above. As a countermeasure against this problem, a thin-film magnetic head in which return yoke layers are arranged on both the trailing side and the leading side is disclosed (for example, see Patent Document 4).
[0005]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 4,656,546
[Patent Document 2]
JP 05-325137 A
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 06-236526
[Patent Document 4]
Japanese Patent No. 3368247
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to popularize the perpendicular recording type thin film magnetic head, further improvement in recording density is required. Therefore, it is necessary to generate a stronger recording magnetic field. However, in a conventional perpendicular recording type thin film magnetic head having a thin film coil with a spiral structure, it is difficult to efficiently use the magnetic flux generated by the thin film coil, and since the recording magnetic field with respect to the recording current is low, the recording density is further increased. To cope with this, a larger recording current had to be passed during the information recording operation. However, there is a limit to the current value that can be passed through the drive circuit, and when a large current is passed, there is a risk of heat generation and expansion associated with the thin film magnetic head itself, which makes it a reliable magnetic recording device. It was lacking in sex. Therefore, a thin film magnetic head that can realize a stable recording operation even at a lower recording current is desired.
[0007]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head capable of ensuring stable recording characteristics while responding to higher recording density, a manufacturing method thereof, and the thin-film magnetic An object of the present invention is to provide a magnetic recording apparatus having a head.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  A thin film magnetic head according to the present invention is centered on a main magnetic pole layer extending in a direction away from a recording medium facing surface facing a recording medium moving in a predetermined medium traveling direction, and an axis orthogonal to the recording medium facing surface, A thin film coil configured to be helically wound around the main magnetic pole layer, and configured to be opposed to each other with the main magnetic pole layer and the thin film coil interposed therebetween via an insulating layer, and emitted from the main magnetic pole layer The recording medium is provided with first and second circulating magnetic pole layers for circulating a magnetic flux magnetized.
  The first return magnetic pole layer is disposed on the medium inflow side in the medium traveling direction of the main magnetic pole layer so as to be connected to the main magnetic pole layer in the first connection region far from the recording medium facing surface. The second recirculating magnetic pole layer is opposed to the main magnetic pole layer through the gap layer on the medium outflow side of the main magnetic pole layer in the medium traveling direction and on the side near the recording medium facing surface, and on the side far from the recording medium facing surface. A first portion which is disposed so as to be connected to the main magnetic pole layer in the two connection regions and extends from the recording medium facing surface to a position on the insulating layer closest to the recording medium facing surface; The second portion is connected to the first portion and extends to the second connection region and connected to the main magnetic pole layer.
  Further, in the plane perpendicular to the recording medium facing surface and including the medium traveling direction, the thin-film coil cross section closest to the recording medium is the most of the cross-sections on the medium inflow side of the thin-film coil. The cross section closer to the recording medium is configured to be located on the side farther from the recording medium facing surface..
  Here, “helically wound” refers to winding around the main magnetic pole layer substantially orthogonal to the recording medium facing surface on the projection plane parallel to the recording medium facing surface and in-plane parallel to the film surface. Unlike the state in which the vortex is wound in a spiral shape, the component has a component in the central axis direction orthogonal to the recording medium facing surface and extends along the central axis direction.
[0009]
  A magnetic recording apparatus according to the present invention includes a recording medium and a thin film magnetic head that magnetically records information on the recording medium, and the thin film magnetic head faces a recording medium that moves in a predetermined medium traveling direction. A main magnetic pole layer extending in a direction away from the recording medium facing surface, a thin film coil configured to be helically wound around the main magnetic pole layer with an axis perpendicular to the recording medium facing surface as a center, and insulation A first magnetic pole layer and a second magnetic pole layer configured to be opposed to each other with the main magnetic pole layer and the thin film coil interposed therebetween, and to recirculate the magnetic flux emitted from the main magnetic pole layer and magnetizing the recording medium. It is a thing.
  The first return magnetic pole layer is disposed on the medium inflow side in the medium traveling direction of the main magnetic pole layer so as to be connected to the main magnetic pole layer in the first connection region far from the recording medium facing surface. The second recirculating magnetic pole layer is opposed to the main magnetic pole layer through the gap layer on the medium outflow side of the main magnetic pole layer in the medium traveling direction and on the side near the recording medium facing surface, and on the side far from the recording medium facing surface. A first portion which is disposed so as to be connected to the main magnetic pole layer in the two connection regions and extends from the recording medium facing surface to a position on the insulating layer closest to the recording medium facing surface; The second portion is connected to the first portion and extends to the second connection region and connected to the main magnetic pole layer.
  Further, in the plane perpendicular to the recording medium facing surface and including the medium traveling direction, the thin-film coil cross section closest to the recording medium is the most of the cross-sections on the medium inflow side of the thin-film coil. The cross section closer to the recording medium is configured to be located on the side farther from the recording medium facing surface..
[0010]
  In the thin film magnetic head or magnetic recording apparatus according to the present invention, since the thin film coil wound in a helical shape is used, the distance between the thin film coil and the main magnetic pole layer is different from the case where the thin film coil wound in a spiral shape is used. It can be shortened over almost the entire area of the thin-film coil. For this reason, by passing an electric current through the helical thin film coil, a magnetic flux passing through the main magnetic pole layer is formed more efficiently than when a spiral thin film coil is used. Further, since the magnetic flux flowing out from the main magnetic pole layer branches and flows to the first and second circulating magnetic pole layers configured to face each other with the main magnetic pole layer and the thin film coil interposed therebetween via the insulating layer, Concentration of magnetic flux is eased.
  In addition, the second circulating magnetic pole layer is on the medium outflow side of the main magnetic pole layer in the medium traveling direction, on the side close to the recording medium facing surface, facing the main magnetic pole layer via the gap layer, and on the side far from the recording medium facing surface And a first portion extending from the recording medium facing surface to a position closest to the recording medium facing surface in the insulating layer from the recording medium facing surface. And the second portion connected to the first magnetic pole layer and extending to the second connection region and connected to the main magnetic pole layer. Functions as a shield layer. That is, the portion of the thin-film coil provided on the medium outflow side of the main magnetic pole layer in the medium traveling direction is magnetically separated from the recording medium.
  Further, in the plane perpendicular to the recording medium facing surface and including the medium traveling direction, the thin-film coil cross section closest to the recording medium is the most of the cross-sections on the medium inflow side of the thin-film coil. Since the cross section closer to the recording medium is positioned on the side farther from the recording medium facing surface, it is possible to prevent the reflux magnetic flux generated by the current flowing through the thin film coil from directly reaching the recording medium. it can.
[0011]
  In the thin film magnetic head according to the present invention,HahaIn addition, the main magnetic pole layerBut, Configured to emit magnetic flux for magnetizing the recording medium in a direction perpendicular to the surface thereofIt is desirable.
[0012]
  A method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention includes a main magnetic pole layer extending in a direction away from a recording medium facing surface facing a recording medium moving in a predetermined medium traveling direction, and an axis orthogonal to the recording medium facing surface. A thin-film coil centered and wound around the main pole layer in a helical shapeAnd the mainA thin film magnetic head comprising a first and a second recirculating magnetic pole layer configured to circulate a magnetic flux emitted from the main magnetic pole layer and magnetizing the recording medium, is configured to face each other with the magnetic pole layer and the thin film coil interposed therebetween. The first return magnetic pole layer includes a lower yoke layer and a connection layer standing on a first connection region on the lower yoke layer far from the recording medium facing surface. Forming a first insulating layer so as to cover a region other than the first connection region in the first return pole layer; and forming a recording medium on the first insulating layer; Forming a plurality of first coil members extending in a strip shape along a track width direction corresponding to the track width so as to be arranged along a direction away from the recording medium facing surface;A plurality of intermediate coil members connected to both end portions of the plurality of first coil members to form a plurality of intermediate coil members extending in the stacking direction, and second insulation so as to fill the periphery of the first coil members and the intermediate coil members Forming a layer, and being magnetically coupled to the first return pole layer by being positioned with the second insulating layer sandwiched in a region corresponding to the plurality of first coil members and in contact with the connection layer; and Selectively forming the main magnetic pole layer so that the width along the track width direction is smaller than the interval between the intermediate coil members;After the gap layer is formed on the main magnetic pole layer, the intermediate coil member is connected to the opposite side of the first coil member across the main magnetic pole layer and the gap layer, and recording is performed more than all of the first coil members. Forming a plurality of second coil members so that at least one is located on the side close to the medium facing surface, thereby completing the formation of the thin-film coil, and covering the second coil member3The insulating layer is formed on the recording medium facing surface while facing the main magnetic pole layer through the gap layer.3A first portion extending to a position closest to the recording medium facing surface in the insulating layer, and a second connecting region connected to the first portion and farther from the recording medium facing surface. And a step of forming the second return magnetic pole layer so as to include the second portion connected to the main magnetic pole layer.
[0013]
  In the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention, a magnetic flux that passes through the main magnetic pole layer more efficiently than when a spiral wound coil is used by passing a current through a helically wound thin film coil. , And the magnetic flux flowing out from the main magnetic pole layer is diverted to the first and second return magnetic pole layers, so that the concentration of the return magnetic flux can be reduced.
  In addition, the second return pole layer is opposed to the main pole layer via the gap layer on the side close to the recording medium facing surface and in the second connection region on the side far from the recording medium facing surface. Formed so as to be connected, and further from the surface facing the recording mediumThirdA first portion extending to a position closest to the recording medium facing surface in the insulating layer, and connected to the first portion and extending to the second connection region and connected to the main magnetic pole layer. Since the first portion includes the thin film coil, the portion provided on the medium outflow side of the main magnetic pole layer in the medium traveling direction and the recording medium are formed by the first portion. A magnetically separated thin film magnetic head is obtained.
  Furthermore, when forming the thin film coil, the plurality of second coil members are formed so that at least one is positioned closer to the recording medium facing surface than all of the first coil members. It is possible to suppress the reflux magnetic flux generated by the current flowing through the recording medium from directly reaching the recording medium.
  In the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention, it is desirable to form the intermediate coil member and the connection layer at the same time, particularly in the step of forming the intermediate coil member.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
First, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the configuration of a magnetic recording apparatus equipped with a thin film magnetic head according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view showing an internal configuration of the magnetic recording apparatus, and FIG. 2 is an enlarged perspective view showing an appearance of a head slider which is a main part of the magnetic recording apparatus.
[0016]
As shown in FIG. 1, this magnetic recording apparatus is, for example, arranged in correspondence with each of the magnetic disks 2 and a plurality of magnetic disks 2 as recording media on which information is recorded in the housing 1. And a plurality of arms 4 having head sliders 3 attached to the tips. The magnetic disk 2 is rotatable around a spindle motor 5 fixed to the housing 1. The arm 4 is connected to a drive unit 6 serving as a power source, and can turn around a fixed shaft 7 fixed to the housing 1 via a bearing 8. In FIG. 1, for example, a model in which a plurality of arms 4 turn together around a fixed shaft 7 is shown.
[0017]
As shown in FIG. 2, the head slider 3 includes a substantially rectangular parallelepiped base 11 having a concavo-convex structure formed to reduce the air resistance when the arm 4 is turned, and of the base 11, the magnetic disk 2 includes And a perpendicular recording thin film magnetic head 10 disposed on one side surface (front surface in FIG. 2) orthogonal to the opposing recording medium facing surface 11A (hereinafter referred to as air bearing surface 11A). . In FIG. 2, the state shown in FIG. 1 is shown upside down so that the uneven structure on the side of the bearing 11 </ b> A can be visually recognized.
[0018]
Next, the configuration of the thin film magnetic head 10 will be described with reference to FIGS. 3A and 3B show a cross-sectional configuration of the thin-film magnetic head 10. FIG. 3A shows a cross-sectional configuration parallel to the air bearing surface 11A, and FIG. 3B shows a cross-sectional configuration perpendicular to the air bearing surface 11A. 4 shows a plan configuration of the main part of the thin film magnetic head 10 shown in FIG. 3 as viewed from the direction of the arrow IV, and FIG. 5 shows a perspective configuration of the main part of the thin film magnetic head 10 shown in FIG. . 3 corresponds to the arrow direction of the III-III cutting line shown in FIG. 3 indicates the direction in which the magnetic disk 2 (not shown in FIG. 3) travels relative to the thin film magnetic head 10, that is, the traveling direction of the magnetic disk 2 (medium traveling direction). Is shown.
[0019]
In the following description, the distance in the X-axis direction in each of FIGS. 3 to 5 is “width”, the distance in the Y-axis direction is “length”, and the distance in the Z-axis direction is “thickness or height”. write. Further, the side close to the air bearing surface 11A in the Y-axis direction is referred to as “front side or front side”, and the opposite side is referred to as “rear side or rear side”. These notation contents are the same also in FIG.
[0020]
The thin film magnetic head 10 is, for example, a composite head capable of executing both recording and reproduction functions. As shown in FIG.2OThreeOn the base body 11 made of a ceramic material such as TiC, for example, aluminum oxide (Al2OThree) Or the like, a reproducing head unit 10A that performs a reproducing process using a magnetoresistive effect (MR), and Al, for example, Al2OThreeA separation layer 17 made of a nonmagnetic insulating material such as a single magnetic pole type recording head unit 10B for performing a perpendicular recording method, and for example Al2OThreeAn overcoat layer 29 made of a nonmagnetic insulating material such as is laminated in this order.
[0021]
The reproducing head unit 10A has, for example, a configuration in which a lower shield layer 13, a shield gap film 14, and an upper shield layer 15 are stacked in this order. An MR element 16 as a reproducing element is embedded in the shield gap film 14 so that one end face is exposed on the air bearing surface 11A.
[0022]
Each of the lower shield layer 13 and the upper shield layer 15 is, for example, a nickel iron alloy (NiFe (for example, Ni: 80 wt%, Fe: 20 wt%); hereinafter simply referred to as “Permalloy (trade name)”). It is comprised with the magnetic material, and those thickness is about 1.0 micrometer-2.0 micrometers. The shield gap film 14 electrically isolates the MR element 16 from the surroundings, for example, Al2OThreeIt is comprised with nonmagnetic insulating materials, such as. The MR element 16 performs a reproducing process using, for example, a giant magnetoresistive effect (GMR; Giant Magneto-resistive) or a tunnel magnetoresistive effect (TMR).
[0023]
  The recording head portion 10B is insulated from the surroundings by the main magnetic pole layer 24, the insulating layers 21, 23, 26B, and 27 and the gap layer 26A, and has the axis perpendicular to the magnetic disk 2 as the center and the periphery of the main magnetic pole layer 24. Are arranged so as to face each other across the main magnetic pole layer 24 and the helical coil 22, and are emitted from the main magnetic pole layer 24 to magnetize the magnetic disk 2. A lower return yoke layer 18 and an upper return yoke layer 28 that circulate the magnetic flux are provided. Here, the helical coil 22 corresponds to a specific example of the “thin film coil” of the present invention, and the lower return yoke layer.18And upper return yoke layer28Respectively correspond to specific examples of the “first return pole layer” and the “second return pole layer” of the present invention.
[0024]
The helical coil 22 is made of a highly conductive material such as copper (Cu), and both ends thereof are connected to electrodes (not shown) so that a current flows during a writing operation. Magnetic flux is generated by the current flowing through the helical coil 22. The helical coil 22 is configured as a single continuous body in which a plurality of coil members 22A on the leading side and a plurality of coil members 22C on the trailing side are sequentially connected via the coil members 22B. Further, the cross section closest to the magnetic disk 2 in the cross section on the leading side of the helical coil 22 is farther from the air bearing surface 11A than the cross section closest to the magnetic disk 2 in the cross section on the trailing side of the helical coil 22. Configured to be located. That is, the foremost end position 22AF of the coil member 22A is positioned on the far side from the foremost end position 22CF of the coil member 22C. Here, the coil member 22A is a specific example corresponding to the “first coil member” of the present invention, the coil member 22B is a specific example corresponding to the “intermediate coil member” of the present invention, and the coil member. 22C is one specific example corresponding to the “second coil member” of the present invention. The term “coupled” as used herein means not only in contact but also in a state where electrical conduction is possible after contact.
[0025]
The main magnetic pole layer 24 accommodates the magnetic flux generated in the helical coil 22 and emits the magnetic flux toward the magnetic disk 2. The main magnetic pole layer 24 extends from the air bearing surface 11A in a direction away from the air bearing surface 11A. The tip 24A extends from the air bearing surface 11A with a constant width W1 that defines the recording track width. The rear end portion 24B is connected to the rear of 24A and has a width W2 (W2> W1) larger than the width W1 of the front end portion 24A. The width W1 of the tip portion 24A is, for example, about 0.2 μm or less. For example, the width of the rear end portion 24B has a constant width W2 at the rear, and gradually decreases toward the front end portion 24A at the front. The position where the width of the main magnetic pole layer 24 extends from the front end portion 24A to the rear end portion 24B is a “flare point FP” which is one of the important factors that determine the recording performance of the thin film magnetic head 10. The main magnetic pole layer 24 is made of, for example, a magnetic material having a saturation magnetic flux density of 2.4 T (tesla), specifically, an iron cobalt alloy (FeCo) -based or iron cobalt nickel alloy (FeCoNi) -based magnetic material. The thickness is about 0.2 μm to 0.3 μm. Further, the main magnetic pole layer 24 may include an auxiliary magnetic pole layer that functions as an auxiliary magnetic flux accommodating portion for securing the magnetic volume (magnetic flux accommodation amount) of the main magnetic pole layer 24. Here, the helical coil 22 is configured to wind only around the rear end 24B.
[0026]
The gap layer 26A is for providing a magnetic gap between the main magnetic pole layer 24 and the upper return yoke layer 28 in the vicinity of the air bearing surface 11A. The gap layer 26A is made of, for example, Al.2OThreeThe thickness is about 0.2 μm or less.
[0027]
  The insulating layers 21, 23, 26B, and 27 are for electrically separating the helical coil 22 from the surroundings. The insulating layers 21, 23, and 26B are made of, for example, Al2OThreeIt is comprised with nonmagnetic insulating materials, such as. The insulating layer 27 is made of, for example, a photoresist (photosensitive resin) or spin-on glass (SOG) that exhibits fluidity when heated, and has a rounded slope. This insulation layer27The position of the foremost end of is a “throat height zero position TP” which is one of important factors that determine the recording performance of the thin film magnetic head 10. The distance between the throat height zero position TP and the air bearing surface 11A is “throat height TH”, which is about 0.3 μm or less.
[0028]
The lower and upper return yoke layers 18 and 28 are for circulating the magnetic flux emitted from the main magnetic pole layer 24 and magnetizing the magnetic disk 2. The lower return yoke layer 18 includes, for example, a lower yoke portion 18A and a back yoke portion 18B. The lower yoke portion 18A is insulated from the leading side (medium inflow side) of the main magnetic pole layer 24 on the side close to the air bearing surface 11A. The back yoke portion 18B is coupled to the main magnetic pole layer 24 in the back gap 21BG as the first connection region on the side far from the air bearing surface 11A while facing the main magnetic pole layer 24 via the layers 21 and 23. It is arranged. On the other hand, the upper return yoke layer 28 is opposed to the main magnetic pole layer 24 via the gap layer 26A on the trailing side (medium outflow side) of the main magnetic pole layer 24 and on the side close to the air bearing surface 11A, and the air bearing surface 11A. In the back gap 26BG as the second connection region on the side far from the main magnetic pole layer 24, the main magnetic pole layer 24 is connected. More specifically, the upper return yoke layer 28 includes a TH defining portion 28A as a first portion extending from the air bearing surface 11A to the foremost end position of the insulating layer 27 (that is, the throat height zero position TP), It has a composite structure including an upper yoke portion 28B as a second portion connected to the TH defining portion 28A and extending to the back gap 26BG and connected to the main magnetic pole layer 24. The TH defining portion 28A is provided so as to separate the air bearing surface 11A from the coil member 22C including at least a portion of the helical coil 22 closest to the air bearing surface 11A, and has a shielding function for magnetic shielding. ing. The shield function here refers to the function of suppressing the magnetic flux generated by the current flowing through the helical coil 22 from magnetizing the magnetic disk 2 without flowing into the main magnetic pole layer 24, and the air bearing of the main magnetic pole layer 24. It also means a function of sucking an unnecessary spreading component of the return magnetic flux 30 flowing out from the surface 11A side before reaching the magnetic disk 2.
[0029]
The lower and upper return yoke layers 18 and 28 have, for example, a structure in which they extend from the air bearing surface 11A to the back gaps 21BG and 26BG and are magnetically coupled, and magnetic such as permalloy or iron cobalt nickel alloy (FeCoNi). It is composed of materials. Each of the lower return yoke layer 18 and the upper yoke portion 28B has a rectangular planar shape, for example, and the TH defining portion 28A is directed rearward from the flare point FP, for example, as shown in FIG. Thus, it has a planar shape corresponding to the main magnetic pole layer 24 having a gradually expanding slope.
[0030]
The above-mentioned “trailing side (medium outflow side)” means that the flow flows out when the moving state of the magnetic disk 2 traveling in the medium traveling direction M (see FIG. 3) is regarded as one flow. This refers to the upper side in the thickness direction (Z-axis direction). On the other hand, the “leading side (medium inflow side)” refers to the side into which the flow flows, and here refers to the lower side in the thickness direction.
[0031]
Next, the operation of the thin film magnetic head 10 will be described with reference to FIG.
[0032]
As shown in FIG. 6, in the thin film magnetic head 10, when information is recorded, when a current flows through the helical coil 22 of the recording head unit 10B through an external circuit (not shown), a reflux magnetic flux 30 is generated in the helical coil 22. To do. The reflux magnetic flux 30 generated at this time is accommodated in the main magnetic pole layer 24 and then flows through the inside from the rear end portion 24B to the front end portion 24A. At this time, the magnetic flux flowing in the main magnetic pole layer 24 is focused at the flare point FP as the width of the main magnetic pole layer 24 decreases (W2 → W1). Magnetic flux concentrates on the part. When this magnetic flux is emitted to the outside from the tip 24A, a recording magnetic field is generated in a direction (Y direction) perpendicular to the surface of the magnetic disk 2, and the magnetic disk 2 is magnetized in the vertical direction by this recording magnetic field. Information is magnetically recorded on the magnetic disk 2. Further, the return magnetic flux 30 magnetized on the magnetic disk 2 is circulated to the lower and upper return yoke layers 18 and 28 as a return magnetic flux 30R.
[0033]
In this thin film magnetic head 10, for example, as shown in FIG. 33 or FIG. 34, a helical coil 22 configured to helically wind around the main magnetic pole layer 24 around an axis orthogonal to the magnetic disk 2. Compared to the spiral thin film coil 122, there are the following advantages. That is, the spiral thin film coil 122 is inefficient because the ratio of the magnetic flux generated by the current flowing in the main magnetic pole layer 124 to the main magnetic pole layer 124 is relatively low, but it is inefficient. In 22, since most of the magnetic flux components flow into the main magnetic pole layer 24, the return magnetic flux 30 can be formed efficiently. In addition, since the helical coil 22 can shorten the coil length (full length) as compared with the spiral-shaped thin film coil 122 as shown in FIG. 33 or FIG. 34, the electrical resistance value of the coil itself can be lowered. . In addition, since the return magnetic flux 30 flowing out from the main magnetic pole layer 24 passes through the magnetic disk 2 and then flows into the lower and upper return yoke layers 18 and 28, it flows into the air bearing surfaces in the lower and upper return yoke layers 18 and 28. Concentration of the return magnetic flux 30R in the vicinity of the end surface on the 11A side can be reduced.
[0034]
Furthermore, since the TH defining portion 28A extending from the air bearing surface 11A to the foremost end position (throat height zero position TP) of the insulating layer 27 is provided, the shielding effect on the magnetic disk 2 can be enhanced. For example, like the thin film magnetic head 210 as a comparative example shown in FIG. 32, the foremost end position 22AF of the coil member 22A is closer to the air bearing surface 11A than the foremost end position 22CF of the coil member 22C. In this case, the magnetic flux generated by the current flowing through the helical coil 22 does not flow into the main magnetic pole layer 24, but directly magnetizes the magnetic disk 2, thereby unintentionally writing or erasing the track. There is a risk of such actions. On the other hand, according to the thin film magnetic head 10 of the present embodiment, the TH defining portion 28A functions as a shield layer between the coil member 22C and the magnetic disk 2, and the foremost end position 22AF of the coil member 22A. However, since the position is farther from the air bearing surface 11A than the foremost end position 22CF of the coil member 22C, operations such as unintended track writing and erasing can be suppressed. For this reason, even when the helical coil 22 is moved closer to the magnetic disk 2, a relatively stable writing operation can be performed.
[0035]
On the other hand, at the time of reproduction, when a sense current flows through the MR element 16 of the reproducing head unit 10A, the resistance value of the MR element 16 changes according to the reproduction signal magnetic field from the magnetic disk 2. Since this resistance change is detected as a change in the sense current, the information recorded on the magnetic disk 2 is magnetically read out.
[0036]
Next, a method of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIGS. 3 to 5 will be described with reference to FIGS. 7 to 18 are sectional views or plan views for explaining the manufacturing process of the thin film magnetic head 10.
[0037]
In the following, first, the outline of the manufacturing process of the entire thin film magnetic head will be described, and then the formation process of the main part (here, the recording head part 10B) of the thin film magnetic head 10 will be described in detail. Since the materials, dimensions, structural features, and the like of the series of components of the thin film magnetic head 10 have already been described in detail, the description thereof will be omitted as needed.
[0038]
The thin film magnetic head 10 is configured by using existing thin film processes including a film forming technique such as plating and sputtering, a patterning technique such as a photolithography technique, and an etching technique such as dry etching. Are sequentially formed and laminated. That is, first, after forming the insulating layer 12 on the substrate 11, the lower shield layer 13, the shield gap film 14 in which the MR element 16 is embedded, and the upper shield layer 15 are laminated in this order on the insulating layer 12. By doing so, the reproducing head portion 10A is formed. Subsequently, after forming the separation layer 17 on the reproducing head portion 10A, the main magnetic pole layer 24 and the insulating layers 21, 23, 26B, and 27 are embedded on the separation layer 17, and the main magnetic pole layer 24 is the center. A helical coil 22 wound so as to extend along the direction in which the main magnetic pole layer 24 extends, and a lower return yoke configured to face each other across the main magnetic pole layer 24 and the helical coil 22 The recording head portion 10B having the layer 18 and the upper return yoke layer 28 is formed. Finally, after forming the overcoat layer 29 on the recording head portion 10B, the air bearing surface 11A is formed by using machining or polishing, thereby completing the thin film magnetic head.
[0039]
When forming the recording head portion 10B, after forming the separation layer 17, first, as shown in FIG. 7, the air bearing surface 11 </ b> A is formed on the separation layer 17 by using, for example, a plating process in a later process. The lower yoke portion 18A made of an iron cobalt alloy (FeCo) -based, iron-nickel alloy (NiFe) -based, or iron-cobalt nickel alloy (FeCoNi) -based magnetic material is selectively formed so as to include the position (see FIG. 3). To do. Subsequently, for example, sputtering is used to cover the lower yoke portion 18A and the surrounding separation layer 17 so as to cover Al.2OThreeA precursor insulating layer (not shown) is formed.
[0040]
Subsequently, by using, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method, the precursor insulating layer is polished and flattened until at least the lower yoke portion 18A is exposed, and as shown in FIG. An insulating layer 19 is formed so as to embed the surroundings.
[0041]
Subsequently, as shown in FIG. 9, Al is formed on the lower yoke portion 18A and the insulating layer 19 in a region other than the back gap 21BG that will later form the back yoke portion 18B.2OThreeAfter selectively forming the insulating layer 21 made of a plurality of coil members 22A extending in a strip shape in the track width direction (X direction) on the insulating layer 21 in the formation region of the lower yoke portion 18A, for example, plating Using the processing, it is formed so as to be arranged along a direction (Y direction) away from the air bearing surface 11A. As shown in FIG. 9A, the coil member 22A has, for example, a strip shape, and is arranged so as to be parallel and equidistant from each other. Furthermore, after selectively forming a photoresist film so as to cover the plurality of coil members 22A and a part of the insulating layer 21, the insulating layer 23A is formed by baking. Here, both end portions of each of the coil portions 22A and the back gap 21BG are left uncovered by the insulating layer 23A. Note that FIG. 9A illustrates a planar configuration along the plane of the stack, and FIG. 9B is a cross-section in the direction of the arrow along the line IX (B) -IX (B) shown in FIG. 9A. Represents the configuration. Hereinafter, the same applies to FIGS. 10 to 14.
[0042]
Subsequently, after selectively forming a photoresist layer (not shown) so as to leave both end portions of each of the coil portions 22A and the back gap 21BG, for example, by plating, as shown in FIG. A columnar member 22BL that forms part of a plurality of coil members 22B that are connected to both ends of each of the coil portions 22A and extend in the stacking direction, and a back yoke portion as a connection layer that connects to the lower yoke layer 18A in the back gap 21BG. 18B are formed at the same time. Furthermore, for example, Al2OThreeA precursor insulating layer 23BZ is formed. Thereafter, the precursor insulating layer 23BZ is polished and planarized by CMP, for example, so that at least the back yoke portion 18B is exposed and the coil member 22A and the insulating layer 23A are not exposed, as shown in FIG. Then, the insulating layer 23 (23A, 23B) is formed so as to embed the periphery of the back yoke portion 18B. Thereby, the formation of the lower return yoke layer 18 is completed once.
[0043]
Next, as shown in FIG. 12, the main magnetic pole layer 24 is selectively formed on a flat surface including the upper surfaces of the insulating layer 23, the back yoke portion 18B, and the columnar member 22BL. When the main magnetic pole layer 24 is formed, for example, by plating, it is formed using the same kind of magnetic material as that of the lower yoke portion 18A so as to include the front end portion 24A and the rear end portion 24B in order from the front. Of the end portion 24B, the portion farthest from the air bearing surface 11A (the portion corresponding to the back gap 21BG) is magnetically coupled to the back yoke portion 18B. At this time, the constant width W2 of the rear end portion 24B along the track width direction (X direction) is made smaller than the width (in the X direction) of the coil member 22A. Furthermore, simultaneously with the formation of the main magnetic pole layer 24, the columnar member 22BU having the same thickness as this is formed on the columnar member 22BL, thereby completing the coil member 22B. Here, for convenience, one of the coil members 22B formed at one end of each coil member 22A is referred to as a coil member 22B1, and is formed at the end opposite to the main magnetic pole layer 24. Is referred to as a coil member 22B2.
[0044]
After the main magnetic pole layer 24 and the coil member 22B are formed, as shown in FIG. 13, Al is used to cover the main magnetic pole layer 24 and the surrounding insulating layer 23 by using, for example, sputtering.2OThreeA gap 26A is formed. Here, it is desirable that the thickness of the gap layer 26A on the main magnetic pole layer 24 is about 0.2 μm or less. Thereafter, an insulating layer 26B is further formed in the region corresponding to the rear end 24B on the gap layer 26A. When forming the gap layer 26A and the insulating layer 26B, the coil portion 22B and the back gap 26BG are not covered.
[0045]
After forming the gap layer 26A and the insulating layer 26B, as shown in FIG. 14, the coil members 22C are formed so as to alternately connect the coil members 22B1 and the coil members 22B2 in the adjacent coil members 22A. Thus, the coil member 22A, the coil member 22B, and the coil member 22C are wound around the main magnetic pole layer 24 and connected so as to extend along the direction in which the main magnetic pole layer 24 extends (Y direction). The formation of the helical coil 22 as a single continuous body consisting of Note that both ends of the helical coil 22 are connected to a drive circuit (not shown).
[0046]
Subsequently, as shown in FIG. 15, for example, by using plating or sputtering, the TH defining portion 28A is selectively formed on the gap layer 26A so that the throat height TH is finally about 0.3 μm or less. After the formation, for example, a photolithography technique is used to selectively form a photoresist film 27F so as to cover the coil member 22C and the surrounding gap layer 26A. Next, the photoresist film 27F is baked to form the insulating layer 27 as shown in FIG. Since the photoresist film 27F flows by this baking, the insulating layer 27 is formed so that the front portion is adjacent to the rear end surface of the TH defining portion 28A and the rear portion has a rounded slope. Finally, by using, for example, plating or sputtering, the upper yoke portion 28B made of permalloy or iron cobalt nickel alloy (FeCoNi) is selectively formed so as to cover the insulating layer 27 and the periphery thereof, so that the upper return The yoke layer 28 is completed. When the upper return yoke layer 28 is formed, it is connected to the TH defining portion 28A facing the main magnetic pole layer 24 through the gap layer 26A in the front, and the main magnetic pole layer 24 through the back gap 26BG in the rear. To be concatenated with. Thereby, the formation of the recording head portion 10B is completed. In the above description, the TH defining portion 28A is formed after the helical coil 22 has been formed. However, the present invention is not limited to this, and the coil member 22C is formed after the TH defining portion 28A is formed. Thus, the helical coil 22 may be completed.
[0047]
As described above, according to the present embodiment, the main magnetic pole layer is formed by the helical coil 22 that is configured to helically wind around the main magnetic pole layer 24 around the axis orthogonal to the magnetic disk 2. The reflux magnetic flux 30 passing through 24 can be efficiently formed. In addition, since the helical coil 22 can shorten the coil length (full length) as compared with the spiral-shaped thin film coil 122 as shown in FIG. 33 or FIG. 34, the electrical resistance value of the coil itself can be lowered. . As a result, the heat generation of the helical coil 22 during recording can be reduced, expansion of the thin film magnetic head due to heat (thermal pull torsion) can be suppressed, and stable recording (writing) operation can be ensured. Further, since the return magnetic flux 30 flowing out from the main magnetic pole layer 24 passes through the magnetic disk 2 and then flows into the lower and upper return yoke layers 18 and 28 smoothly and smoothly flows in, the air in the lower and upper return yoke layers 18 and 28 flows. Concentration of the return magnetic flux 30R in the vicinity of the end surface on the bearing surface 11A side is alleviated, and problems such as unintentional erasure and overwriting of recorded information can be avoided.
[0048]
Further, since the foremost end position 22AF of the coil member 22A is positioned farther from the air bearing surface 11A than the foremost end position 22CF of the coil member 22C, operations such as unintended track writing and erasing are easy. Can be suppressed. In particular, since the TH defining portion 28A extending from the air bearing surface 11A to the foremost end position (throat height zero position TP) of the insulating layer 27 is provided, the shielding effect on the magnetic disk 2 is enhanced, and it is unnecessary more reliably. Writing can be avoided. For this reason, a more stable writing operation can be performed. Further, by defining the throat height zero position TP based on the position of the rear end face of the TH defining portion 28A, it is possible to control the throat height TH more precisely and prevent fluctuations in recording characteristics. That is, when the throat height zero position TP is defined based on the forming position of the insulating layer 27 after firing without using the TH defining portion 28A, for example, due to a shift in firing conditions or the like. If the photoresist film 27F flows too much, the position of the foremost end of the insulating layer 27 is shifted forward from the desired position, and as a result, the throat height TH may be shorter than the design value. In contrast, in the case of the present embodiment in which the position of the foremost end of the insulating layer 27 is defined using the TH defining portion 28A, as long as the insulating layer 27 is adjacent to the TH defining portion 28A, the throat height Since the zero position TP is always defined by the position of the rear end face of the TH defining portion 28A, it is possible to precisely control the throat height TH as a result. Therefore, the fluctuation of the recording characteristics based on the throat height TH is prevented.
[0049]
<Modification>
Next, a modification of the method for manufacturing the thin film magnetic head according to the present embodiment will be described.
[0050]
In the above embodiment, when the recording head portion 10B is formed, the back yoke portion 18B connected to the lower yoke portion 18A and the intermediate coil member 22B are simultaneously formed. However, the recording head portion 10B is formed as follows. You can also. In the following, with reference to FIGS. 17 to 26, only the process of forming the recording head portion 10B, which is different from the above embodiment, of the manufacturing method of the thin film magnetic head as a modified example will be described in detail.
[0051]
First, as shown in FIG. 17, an iron-cobalt alloy (FeCo) system is used on the separation layer 17 so as to include a position (see FIG. 3) that becomes the air bearing surface 11 </ b> A in a later process by using, for example, a plating process. The lower yoke portion 18A made of a magnetic material of iron nickel alloy (NiFe) or iron cobalt nickel alloy (FeCoNi) is selectively formed. Subsequently, for example, sputtering is used to cover the lower yoke portion 18A and the surrounding separation layer 17 so as to cover Al.2OThreeA precursor insulating layer (not shown) is formed.
[0052]
Subsequently, by using, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method, the precursor insulating layer is polished and flattened until at least the lower yoke portion 18A is exposed, and as shown in FIG. 18, the lower yoke portion 18A. An insulating layer 19 is formed so as to embed the surroundings. Thereafter, a back yoke portion 18B made of the same kind of magnetic material as that of the lower yoke portion 18A is selectively formed on the flat surface of the lower yoke portion 18A, for example, by plating. Thereby, the formation of the lower return yoke layer 18 is completed once.
[0053]
Subsequently, as shown in FIG. 19, the entire surface is made of Al.2OThreeA plurality of coil members 22A extending in a strip shape in the track width direction on the precursor insulating layer 21Z in the formation region of the lower yoke portion 18A excluding the formation region of the back yoke portion 18B. Are formed so as to be arranged along a direction away from the air bearing surface 11A by using, for example, a plating process. Further, Al is covered over the entire surface so as to cover the plurality of coil members 22A and the precursor insulating layer 21Z.2OThreeA precursor insulating layer 23Z is formed. Thereafter, by using, for example, a CMP method, the precursor insulating layers 23Z and 21Z are polished and planarized so that at least the back yoke portion 18B is exposed and the coil member 22A is not exposed. As shown in FIG. 5, the insulating layers 21 and 23 are formed so as to embed the periphery of the back yoke portion 18B. FIG. 21 corresponds to FIG. 20 and is a plan view viewed from the XXI arrow direction. As shown in FIG. 21, the coil members 22A have a strip shape and are arranged in parallel to each other at equal intervals.
[0054]
Next, as shown in FIG. 22, the main magnetic pole layer 24 is selectively formed on the flat surface including the insulating layers 21 and 23 and the back yoke portion 18B. When the main magnetic pole layer 24 is formed, for example, by plating, it is formed using the same kind of magnetic material as that of the lower yoke portion 18A so as to include the front end portion 24A and the rear end portion 24B in order from the front. Of the end portion 24B, the portion farthest from the air bearing surface 11A (the portion corresponding to the back gap 21BG) is magnetically coupled to the back yoke portion 18B. At this time, the constant width W2 of the rear end portion 24B along the track width direction (X direction) is made smaller than the width (in the X direction) of the coil member 22A. After forming the main magnetic pole layer 24, as shown in FIG. 23, for example, sputtering is used to cover the main magnetic pole layer 24 and the surrounding insulating layers 21 and 23 so as to cover Al.2OThreeA precursor insulating layer 25Z is formed.
[0055]
Subsequently, by using, for example, a CMP method, the precursor insulating layer 25Z is polished and flattened until at least the main magnetic pole layer 24 is exposed, thereby embedding the periphery of the main magnetic pole layer 24 as shown in FIG. Thus, the insulating layer 25 is formed. Subsequently, the gap layer 26A is formed on the flat surface constituted by the main magnetic pole layer 24 and the insulating layer 25 by using, for example, sputtering so as to have a thickness of about 0.2 μm or less. Thereafter, an insulating layer 26B is selectively formed on the gap layer 26A so as not to cover both end portions of the plurality of coil members 22A. When the gap layer 26A and the insulating layer 26B are formed, the back gap 26BG is not covered.
[0056]
After forming the gap layer 26A and the insulating layer 26B, as shown in FIG. 25, a plurality of coil members 22B extending in the Z direction (stacking direction) are formed by connecting to both end portions of the plurality of coil members 22A. To do. Specifically, the gap layer 26A and the insulating layer 23 in the regions corresponding to both end portions of each coil member 22A are removed by ion beam etching or the like in the stacking direction, and then a coil is formed by plating or the like. The coil member 22B is formed by embedding the same type of material as the member 22A in the through hole. Here, for convenience, one of the coil members 22B formed at one end of each coil member 22A is referred to as a coil member 22B1, and is formed at the end opposite to the main magnetic pole layer 24. Is referred to as a coil member 22B2.
[0057]
After forming the coil member 22B, as shown in FIG. 26, the coil member 22C is formed so as to alternately connect the coil members 22B1 and the coil members 22B2 in the adjacent coil members 22A. Thus, the coil member 22A, the coil member 22B, and the coil member 22C are wound around the main magnetic pole layer 24 and connected so as to extend along the direction in which the main magnetic pole layer 24 extends (Y direction). The formation of the helical coil 22 as a single continuous body consisting of Note that both ends of the helical coil 22 are connected to a drive circuit (not shown).
[0058]
Subsequently, as shown in FIG. 27, for example, using a plating process or sputtering, the TH defining portion 28A is selectively formed on the gap layer 26A so that the throat height TH is finally about 0.3 μm or less. After the formation, for example, a photolithography technique is used to selectively form a photoresist film 27F so as to cover the coil member 22C and the surrounding gap layer 26A. Next, the photoresist film 27F is baked to form the insulating layer 27 as shown in FIG. Since the photoresist film 27F flows by this baking, the insulating layer 27 is formed so that the front portion is adjacent to the rear end surface of the TH defining portion 28A and the rear portion has a rounded slope. Finally, by using, for example, plating or sputtering, the upper yoke portion 28B made of permalloy or iron cobalt nickel alloy (FeCoNi) is selectively formed so as to cover the insulating layer 27 and the periphery thereof, so that the upper return The yoke layer 28 is completed. When the upper return yoke layer 28 is formed, it is connected to the TH defining portion 28A facing the main magnetic pole layer 24 through the gap layer 26A in the front, and the main magnetic pole layer 24 through the back gap 26BG in the rear. To be concatenated with. Thereby, the formation of the recording head portion 10B is completed. In this modification, the TH defining portion 28A is formed after the formation of the helical coil 22 is completed. However, the present invention is not limited to this, and the coil member 22C is formed after the TH defining portion 28A is formed. May be formed to complete the helical coil 22.
[0059]
As described above, also in this modification, the recording head portion 10B of the thin film magnetic head 10 according to the above embodiment can be formed.
[0060]
【Example】
Next, examples relating to the present invention will be described. When various characteristics of the thin film magnetic head 10 in the above embodiment were examined together with the conventional thin film magnetic head 110 shown in FIG. 34, the following was confirmed.
[0061]
First, when the recording position dependence of the reproducing magnetic field strength of the thin-film magnetic heads 10 and 110 was examined, the results shown in FIGS. 29A and 29B were obtained. FIG. 29A shows the result of the thin film magnetic head 10, and FIG. 29B shows the result of the thin film magnetic head 110. In both figures, the “horizontal axis” in the figure indicates the recording position on the same track provided on the magnetic disk 2, 102, and the “vertical axis” indicates the reproduction magnetic field intensity (arbitrary unit) normalized for comparison. ing. The “0” position on the horizontal axis corresponds to the center position of the thin film magnetic heads 10, 110 in the track width direction (X direction), that is, the center position of the tip 24 A of the main magnetic pole layer 24.
[0062]
As can be seen from the results shown in FIGS. 29A and 29B, in FIG. 29A, a sharp peak appears only at the position “0” on the horizontal axis, whereas FIG. Then, a small peak appears on both sides of the position “0” on the horizontal axis. Therefore, in the magnetic disk 102 on which recording is performed using the conventional thin film magnetic head 110, information is originally recorded at a place other than the track to be recorded, whereas the thin film magnetic of the present invention is recorded. In the magnetic disk 2 on which recording was performed using the head 10, it was confirmed that information was originally recorded only on the track to be recorded.
[0063]
Subsequently, when the current dependency of the overwrite characteristics of the thin film magnetic heads 10 and 110 was examined, the result shown in FIG. 30 was obtained. A curve L10 indicated by a solid line is a result of the thin film magnetic head 10, and a curve L110 indicated by a broken line is a result of the thin film magnetic head 110. In FIG. 30, the “horizontal axis” indicates a current value flowing through the helical coil 22 (or the thin film coil 122) during the writing operation, and one “vertical axis” indicates the overwrite characteristic (dB).
[0064]
As can be seen from the results shown in FIG. 30, the overwrite characteristics of the thin film magnetic head 10 of the present invention are better than those of the conventional thin film magnetic head 110 over the entire write current region. Indicated. That is, it was confirmed that the thin film magnetic head 10 of the present invention using the helical coil 22 can efficiently form the reflux magnetic field 30 even with a lower write current.
[0065]
To summarize the above points, the thin film magnetic head of the present invention can ensure high reliability without causing problems such as unintentional erasure and overwriting of recording information while ensuring higher recording efficiency than conventional. all right.
[0066]
While the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made. Specifically, for example, in the above-described embodiments and examples, the case where the present invention is applied to a single pole type head has been described. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and may be applied to a ring type head. . In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a composite thin film magnetic head has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a recording-only thin film having an inductive magnetic transducer for writing The present invention can also be applied to a magnetic head and a thin film magnetic head having an inductive magnetic transducer for both recording and reproduction. Of course, the present invention can also be applied to a thin film magnetic head having a structure in which the stacking order of the writing element and the reading element is reversed.
[0067]
Furthermore, in the above-described embodiments and examples, the second return magnetic pole layer (upper return yoke layer 28) is divided into a first part (TH defining part 28A) and a second part (upper yoke). However, it may be configured as a single unit as shown in FIG. However, in the case of the thin film magnetic head shown in FIG. 31, the shield region 28S, which is a partial region of the second return magnetic pole layer, is magnetic so that the magnetic flux generated by the thin film coil does not directly excite the recording medium. It will have the function to shield.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the thin film magnetic head or the magnetic recording apparatus of the present invention, the main magnetic pole layer extending in the direction away from the recording medium facing surface facing the recording medium moving in the predetermined medium traveling direction, and the recording A thin film coil configured to be helically wound around the main magnetic pole layer with an axis orthogonal to the medium facing surface as the center, and to face each other with the main magnetic pole layer and the thin film coil interposed therebetween via an insulating layer And the first and second recirculating magnetic pole layers that recirculate the magnetic flux emitted from the main magnetic pole layer and magnetizing the recording medium. Compared with the case where the thin-film coil is provided, the magnetic flux passing through the main magnetic pole layer can be formed more efficiently, and the magnetic flux flowing out from the main magnetic pole layer is divided into the first and second return magnetic pole layers. It is possible to alleviate the concentration of the reflux magnetic flux. For this reason, it is possible to avoid problems such as unintentional erasure and overwriting of recorded information, and to ensure stable recording characteristics, while corresponding to further higher recording density.
[0069]
  In particular, the second reflux magnetic pole layer is connected to the first portion extending from the recording medium facing surface to a position of the insulating layer closest to the recording medium facing surface, and is connected to the first portion. And a second portion connected to the main magnetic pole layer and extending to the connection region ofBecauseThe refracted magnetic flux generated by the thin-film coil is directly recorded on the recording medium while controlling the throat height, which is one of the important factors that determine the recording performance of the thin-film magnetic head, more precisely and preventing fluctuations in the recording characteristics. Thus, it is possible to suppress the magnetization and the unnecessary writing can be avoided more reliably.
[0070]
  further,In the plane perpendicular to the recording medium facing surface and including the medium traveling direction, the recording of the thin film coil on the medium inflow side of the thin film coil is the recording section closest to the recording medium on the medium outflow side of the thin film coil. The cross section closer to the medium is configured to be located on the side farther from the recording medium facing surface.BecauseFurther, it is possible to suppress the return magnetic flux generated by the thin film coil from directly reaching the recording medium and being magnetized, and to avoid unnecessary writing more easily.
[0071]
  According to the method of manufacturing a thin film magnetic head of the present invention, a main magnetic pole layer extending in a direction away from a recording medium facing surface facing a recording medium moving in a predetermined medium traveling direction, and an axis orthogonal to the recording medium facing surface A thin film coil that is wound around the main pole layer in a helical shapeAnd the mainA thin film magnetic head comprising a first and a second recirculating magnetic pole layer configured to circulate a magnetic flux emitted from the main magnetic pole layer and magnetizing the recording medium, is configured to face each other with the magnetic pole layer and the thin film coil interposed therebetween. In order to do so, a step of forming the first return magnetic pole layer so as to include a lower yoke layer and a connection layer standing on the first connection region on the lower yoke layer far from the recording medium facing surface; A plurality of first coil members extending in a strip shape along the track width direction corresponding to the track width of the recording medium are recorded on the first reflux magnetic pole layer via the first insulating layer. Forming to be arranged along a direction away from the medium facing surface;A plurality of intermediate coil members connected to both end portions of the plurality of first coil members to form a plurality of intermediate coil members extending in the stacking direction, and second insulation so as to fill the periphery of the first coil members and the intermediate coil members Forming a layer, and being magnetically coupled to the first return pole layer by being positioned with the second insulating layer sandwiched in a region corresponding to the plurality of first coil members and in contact with the connection layer; and Selectively forming the main magnetic pole layer so that the width along the track width direction is smaller than the interval between the intermediate coil members;After forming the gap layer on the main magnetic pole layer, forming the second coil member so as to be connected to the intermediate coil member on the opposite side of the first coil member with the main magnetic pole layer and the gap layer interposed therebetween. To complete the formation of the thin-film coil, and on the second coil member,3A step of forming the second return pole layer through the insulating layer is used, so that a coil wound in a spiral shape is used by passing a current through a helically wound thin film coil. A thin film in which the magnetic flux passing through the main magnetic pole layer is formed more efficiently than the case, and the magnetic flux flowing out from the main magnetic pole layer is diverted to the first and second return magnetic pole layers to reduce the concentration of the return magnetic flux. A magnetic head can be manufactured.
  In addition, the second return pole layer is opposed to the main pole layer via the gap layer on the side close to the recording medium facing surface and in the second connection region on the side far from the recording medium facing surface. A first portion extending from the recording medium facing surface to a position closest to the recording medium facing surface in the insulating layer; and a second portion coupled to the first portion and the second portion. The thin film coil is formed so as to include the second portion that extends to the connection region and is connected to the main magnetic pole layer, so that the throat height is controlled more precisely and the fluctuation of the recording characteristics is prevented. It can be suppressed that the generated magnetic flux reaches the recording medium directly without passing through the main magnetic pole layer.
  Furthermore, when forming the thin film coil, the plurality of second coil members are formed so that at least one is positioned closer to the recording medium facing surface than all of the first coil members. It is possible to suppress the return magnetic flux generated by the current flowing through the recording medium from directly reaching the recording medium and being magnetized, and to avoid unnecessary writing more easily.
  Therefore, it is possible to obtain a thin-film magnetic head capable of ensuring stable recording characteristics while avoiding problems such as unintentional erasing and overwriting of recorded information while corresponding to further higher recording density.
[0072]
In particular, in the process of forming the intermediate coil member, if the intermediate coil member and the connection layer are formed at the same time, the process can be simplified, so that the recording density can be further increased as described above. It is possible to easily obtain a thin-film magnetic head capable of ensuring stable recording characteristics while corresponding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an internal configuration of a magnetic recording apparatus according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an external configuration of a head slider in the magnetic recording apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of the thin film magnetic head according to the first embodiment of the invention.
4 is a plan view showing a planar configuration of a main part of the thin film magnetic head shown in FIG. 3. FIG.
5 is a perspective view showing a perspective configuration of a main part of the thin film magnetic head shown in FIG. 3. FIG.
6 is a cross-sectional view for explaining a write operation in the thin film magnetic head shown in FIG. 3;
7 is a cross-sectional view for explaining a step in the process of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIGS. 3 to 5; FIG.
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a step following the step of FIG. 7;
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a step following the step of FIG. 8;
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 9;
11 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 10; FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 11;
FIG. 13 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 12;
FIG. 14 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 13;
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 14;
16 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 15. FIG.
FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining a step in a modification of the step of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIGS.
FIG. 18 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 17;
FIG. 19 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 18;
FIG. 20 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 19;
FIG. 21 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 20;
FIG. 22 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 21;
FIG. 23 is a cross-sectional view for illustrating a step following the step in FIG. 22;
24 is a cross-sectional view for illustrating a process following the process in FIG. 23. FIG.
FIG. 25 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 24;
FIG. 26 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 25;
FIG. 27 is a cross-sectional view for explaining a process following the process in FIG. 26;
FIG. 28 is a cross-sectional view for explaining a step following the step of FIG. 27;
FIG. 29 is a diagram illustrating the recording position dependence of the reproducing magnetic field strength.
FIG. 30 is a diagram illustrating recording current dependence of overwrite characteristics.
31 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration in a modification of the thin-film magnetic head shown in FIG.
FIG. 32 is a cross-sectional view illustrating a cross-sectional configuration of a thin film magnetic head as a comparative example.
FIG. 33 is a cross-sectional view showing a cross-sectional configuration of a conventional thin film magnetic head.
FIG. 34 is a sectional view showing a sectional configuration of another conventional thin film magnetic head.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing | casing, 2 ... Magnetic disk, 3 ... Head slider, 10 ... Thin-film magnetic head, 10A ... Reproduction head part, 10B ... Recording head part, 11 ... Base | substrate, 11A ... Air-bearing surface, 12, 19, 21, 23 , 25, 26B, 27 ... insulating layer, 13 ... lower shield layer, 14 ... shield gap film, 15 ... upper shield layer, 16 ... MR element, 17 ... separation layer, 18 ... lower return yoke layer, 18A ... lower yoke part , 18B ... back yoke portion, 22 ... helical coil, 24 ... main magnetic pole layer, 24A ... tip portion, 24B ... rear end portion, 26A ... gap layer, 27 ... photoresist layer, 28 ... upper return yoke layer, 28A ... TH Specified portion, 28B ... Upper yoke portion, 29 ... Overcoat layer, 30 ... Returning magnetic flux, 30R ... Returning magnetic flux, FP ... Flare point, NH ... Neck height, TH Throat height, TP ... throat height zero position.

Claims (5)

所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、
前記記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、前記主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、
絶縁層を介して前記主磁極層および前記薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、前記主磁極層から放出されて前記記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層と
を備え、
前記第１の還流磁極層は、前記主磁極層の前記媒体進行方向における媒体流入側に、前記記録媒体対向面から遠い側の第１の接続領域において前記主磁極層と連結されるように配設されており、
前記第２の環流磁極層は、前記主磁極層の前記媒体進行方向における媒体流出側に、前記記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して前記主磁極層と対向すると共に前記記録媒体対向面から遠い側の第２の接続領域において前記主磁極層と連結されるように配設されており、かつ、前記記録媒体対向面から前記絶縁層における前記記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に前記第２の接続領域にかけて延在して前記主磁極層と連結された第２の部分とを含んで構成されており、
前記記録媒体対向面に直交し、かつ前記媒体進行方向を含む面内において、前記薄膜コイルの前記媒体流出側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面よりも、前記薄膜コイルの前記媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが前記記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成されている
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。A main magnetic pole layer extending in a direction away from the recording medium facing surface facing the recording medium moving in a predetermined medium traveling direction;
A thin-film coil configured to be wound helically around the main magnetic pole layer, with an axis perpendicular to the recording medium facing surface as the center
First and second recirculating magnetic poles configured to oppose each other across the main magnetic pole layer and the thin film coil via an insulating layer and recirculate magnetic flux emitted from the main magnetic pole layer and magnetizing the recording medium With layers and
The first return magnetic pole layer is arranged on the medium inflow side of the main magnetic pole layer in the medium traveling direction so as to be connected to the main magnetic pole layer in a first connection region far from the recording medium facing surface. Has been established,
The second recirculating magnetic pole layer is opposed to the main magnetic pole layer via a gap layer on the medium outflow side of the main magnetic pole layer in the medium traveling direction and close to the recording medium facing surface. A position that is disposed so as to be connected to the main magnetic pole layer in the second connection region on the side far from the surface and that is closest to the recording medium facing surface in the insulating layer from the recording medium facing surface A first portion extending to the first connection portion, and a second portion connected to the first connection portion and extending to the second connection region and connected to the main magnetic pole layer. And
In the plane perpendicular to the recording medium facing surface and including the medium traveling direction, the medium inflow side of the thin film coil is closer than the cross section closest to the recording medium among the cross sections on the medium outflow side of the thin film coil. A thin film magnetic head, wherein the cross section closest to the recording medium is positioned on the side farther from the recording medium facing surface. 前記主磁極層が、前記記録媒体をその表面と直交する方向に磁化させるための磁束を放出するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the main magnetic pole layer is configured to emit a magnetic flux for magnetizing the recording medium in a direction perpendicular to the surface thereof. 所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、前記記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、前記主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、前記主磁極層および前記薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、前記主磁極層から放出されて前記記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えた薄膜磁気ヘッドを製造するための方法であって、
下部ヨーク層と、前記下部ヨーク層上における前記記録媒体対向面から遠い側となる第１の接続領域に立設する接続層とを含むように前記第１の還流磁極層を形成する工程と、
前記第１の還流磁極層における前記第１の接続領域以外の領域を覆うように第１の絶縁層を選択的に形成する工程と、
前記第１の絶縁層の上に、前記記録媒体のトラック幅に対応するトラック幅方向に沿って帯状に延在する複数の第１のコイル部材を、前記記録媒体対向面から離れる方向に沿って配列するように形成する工程と、
前記複数の第１のコイル部材における各々の両端部分とそれぞれ連結して積層方向に伸びる複数の中間コイル部材を形成すると共に前記第１のコイル部材および中間コイル部材の周囲を充填するように第２の絶縁層を形成する工程と、
前記複数の第１のコイル部材に対応する領域に前記第２の絶縁層を挟んで位置すると共に前記接続層と接することにより前記第１の還流磁極層と磁気的に連結し、かつ、前記トラック幅方向に沿った幅が前記中間コイル部材の間隔よりも小さくなるように前記主磁極層を選択的に形成する工程と、
前記主磁極層の上にギャップ層を形成したのち、前記主磁極層およびギャップ層を挟んで前記第１のコイル部材とは反対側に、前記中間コイル部材と連結すると共に前記第１のコイル部材の全てよりも前記記録媒体対向面に近い側に少なくとも１つが位置するように第２のコイル部材を複数形成することにより、前記薄膜コイルの形成を完了する工程と、
前記第２のコイル部材を覆うように第３の絶縁層を形成すると共に、前記ギャップ層を介して前記主磁極層と対向しつつ前記記録媒体対向面から前記第３の絶縁層における前記記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結しつつ前記記録媒体対向面から遠い側となる第２の接続領域にかけて延在して前記主磁極層と連結する第２の部分とを含むように前記第２の還流磁極層を形成する工程と
を含む
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。A main magnetic pole layer extending in a direction away from the recording medium facing surface facing the recording medium moving in a predetermined medium traveling direction, and a helical center around the main magnetic pole layer centering on an axis orthogonal to the recording medium facing surface A thin film coil configured to be wound in a circular shape, and a magnetic flux that is configured to face each other with the main magnetic pole layer and the thin film coil sandwiched therebetween, and is released from the main magnetic pole layer and magnetizes the recording medium A method for manufacturing a thin film magnetic head comprising first and second circulating magnetic pole layers
Forming the first return pole layer so as to include a lower yoke layer and a connection layer standing on a first connection region on the lower yoke layer far from the recording medium facing surface;
Selectively forming a first insulating layer so as to cover a region other than the first connection region in the first return pole layer;
A plurality of first coil members extending in a strip shape along the track width direction corresponding to the track width of the recording medium are formed on the first insulating layer along a direction away from the recording medium facing surface. Forming to arrange, and
A plurality of intermediate coil members connected to both end portions of the plurality of first coil members to form a plurality of intermediate coil members extending in the stacking direction, and the second coil so as to fill the periphery of the first coil members and the intermediate coil members. Forming an insulating layer of
The second insulating layer is sandwiched between regions corresponding to the plurality of first coil members and is magnetically coupled to the first return pole layer by contacting the connection layer, and the track Selectively forming the main magnetic pole layer such that a width along the width direction is smaller than an interval between the intermediate coil members;
After forming a gap layer on the main magnetic pole layer, the first coil member is connected to the intermediate coil member on the opposite side of the first coil member across the main magnetic pole layer and the gap layer. Forming a plurality of second coil members so that at least one is positioned closer to the recording medium facing surface than all of the above, and completing the formation of the thin film coil;
A third insulating layer is formed so as to cover the second coil member, and the recording medium in the third insulating layer from the recording medium facing surface is opposed to the main magnetic pole layer through the gap layer. A first portion extending to a position closest to the facing surface, and a second connecting region connected to the first portion and distant from the recording medium facing surface and extending to the second connecting region; Forming the second return pole layer so as to include a second portion connected to the layer. A method of manufacturing a thin film magnetic head, comprising: 前記中間コイル部材と、前記接続層とを同時に形成する
ことを特徴とする請求項３に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 3, wherein the intermediate coil member and the connection layer are formed simultaneously. 記録媒体と、この記録媒体に磁気的に情報を記録する薄膜磁気ヘッドとを有し、
前記薄膜磁気ヘッドが、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、
前記記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、前記主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、
絶縁層を介して前記主磁極層および前記薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、前記主磁極層から放出されて前記記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層と
を備え、
前記第１の還流磁極層は、前記主磁極層の前記媒体進行方向における媒体流入側に、前記記録媒体対向面から遠い側の第１の接続領域において前記主磁極層と連結されるように配設されており、
前記第２の環流磁極層は、前記主磁極層の前記媒体進行方向における媒体流出側に、前記記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して前記主磁極層と対向すると共に前記記録媒体対向面から遠い側の第２の接続領域において前記主磁極層と連結されるように配設されており、かつ、前記記録媒体対向面から前記絶縁層における前記記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に前記第２の接続領域にかけて延在して前記主磁極層と連結された第２の部分とを含んで構成されており、
前記記録媒体対向面に直交し、かつ前記媒体進行方向を含む面内において、前記薄膜コイルの前記媒体流出側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面よりも、前記薄膜コイルの前記媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが前記記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成されている
ことを特徴とする磁気記録装置。A recording medium, and a thin film magnetic head for magnetically recording information on the recording medium,
A main magnetic pole layer extending in a direction away from the recording medium facing surface facing the recording medium moving in the predetermined medium traveling direction,
A thin-film coil configured to be wound helically around the main magnetic pole layer, with an axis perpendicular to the recording medium facing surface as the center
First and second recirculating magnetic poles configured to oppose each other across the main magnetic pole layer and the thin film coil via an insulating layer and recirculate magnetic flux emitted from the main magnetic pole layer and magnetizing the recording medium With layers and
The first return magnetic pole layer is arranged on the medium inflow side of the main magnetic pole layer in the medium traveling direction so as to be connected to the main magnetic pole layer in a first connection region far from the recording medium facing surface. Has been established,
The second recirculating magnetic pole layer is opposed to the main magnetic pole layer via a gap layer on the medium outflow side of the main magnetic pole layer in the medium traveling direction and close to the recording medium facing surface. A position that is disposed so as to be connected to the main magnetic pole layer in the second connection region on the side far from the surface and that is closest to the recording medium facing surface in the insulating layer from the recording medium facing surface A first portion extending to the first connection portion, and a second portion connected to the first connection portion and extending to the second connection region and connected to the main magnetic pole layer. And
In the plane perpendicular to the recording medium facing surface and including the medium traveling direction, the medium inflow side of the thin film coil is closer than the cross section closest to the recording medium among the cross sections on the medium outflow side of the thin film coil. A magnetic recording apparatus, wherein the cross section closest to the recording medium is positioned on the side farther from the recording medium facing surface.
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