JP3929866B2 - 垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【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垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法に関する。
【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。薄膜磁気ヘッドに適用される磁気記録方式としては、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と、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とが知られている。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、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】
垂直記録方式を利用した記録態様としては、例えば、（１）一端側においてギャップを挟んで互いに対向し、かつ他端側において互いに磁気的に連結されたヘッド（リング型ヘッド）と、主要部が単層膜構成の記録媒体とを用いる態様や、（２）記録媒体に対して垂直に配置されたヘッド（単磁極型ヘッド）と、主要部が２層膜構成の記録媒体とを用いる態様が提案されている。これらの態様のうち、単磁極型ヘッドと２層膜構成の記録媒体との組み合わせを用いる態様は、熱揺らぎに対する耐性が顕著に優れているため、薄膜磁気ヘッドの性能向上を実現し得るものとして注目されている。
【０００４】
【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記録性能を向上させるためには、例えば、記録用の磁界（垂直磁界）強度を確保し、安定した記録動作を確保するために、単磁極型ヘッドのうち、主要な磁束の流路となる主磁極層に対して、必要十分な量の磁束を供給する必要がある。
【０００５】
この要請に対応可能な薄膜磁気ヘッドとしては、例えば、主磁極層と共に、エアベアリング面から一端面が後退し、主磁極層の一部と対向配置された補助磁極層と、主磁極層と補助磁極層との間に、これらの２つの層により挟まれるように配設された非磁性層とを備え、これらの主磁極層、非磁性層および補助磁極層により積層構造体が構成されたものが考えられる。この薄膜磁気ヘッドによれば、補助磁極層が、非磁性層を介して主磁極層と完全に分離されているにもかかわらず、主磁極層に対して補助的に磁束を供給する役割を担うため、主磁極層のみを備えて補助磁極層を備えていない場合と比較して、主磁極層に供給される磁束量が増加するのである。
【０００６】
この薄膜磁気ヘッドでは、製造工程上の理由により、補助磁極層の前端位置（エアベアリング面に近い側の位置）がフレアポイントと必然的に一致する。このフレアポイントとは、磁束の流路となる磁極層（主磁極層を含む）の幅が、記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅からこれより大きい幅に拡がる位置であり、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。
【０００７】
しかしながら、上記にて紹介した薄膜磁気ヘッドの製造方法を利用した際には、補助磁極層の存在に基づき、主磁極層への磁束供給の観点において利点を有する反面、場合によっては、正常な記録動作が阻害されるおそれがある。なぜなら、フレアポイントを適正化する観点から、エアベアリング面に近い側にフレアポイントを設定する際、補助磁極層をエアベアリング面に近づけすぎると、補助磁極層の先端近傍に集中した磁束の影響を受けて、主磁極層のトレーリング側の垂直磁界分布が乱れる可能性があるからである。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、垂直磁界分布を安定化し、正常な記録動作を確保することが可能な垂直磁気記録ヘッドを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、補助磁極層を備え、正常な記録動作を確保可能な本発明の薄膜磁気ヘッドを容易に製造することが可能な垂直磁気記録ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の垂直磁気記録ヘッドは、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所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に向けて放出する磁極層と、を備え、磁極層が、記録媒体に対向する記録媒体対向面に露出するように配設された主磁極層と、この主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に、記録媒体対向面から一端面が後退すると共に主磁極層の一部と対向するように配設された補助磁極層と、主磁極層と補助磁極層との間に、これらの２つの層により挟まれるように配設された非磁性層と、を含む積層構造を有するものであり、主磁極層が、記録媒体対向面から後方に向かって順に、記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有する主磁極一定幅部分と、この主磁極一定幅部分の後方に連結されてそれよりも大きな一定幅を有する主磁極拡幅部分と、を含み、非磁性層が、主磁極層の平面形状と同一の平面形状を有し、補助磁極層が、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に、主磁極一定幅部分の幅と同一の一定幅を有する補助磁極一定幅部分と、この補助磁極一定幅部分の後方に連結されてそれよりも大きな幅を有する補助磁極拡幅部分と、を含と共に、補助磁極一定幅部分が、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に、記録媒体対向面に対して一端面よりも後退した位置からその一端面に向かって次第に膜厚が薄くなる膜厚変化部分と、この膜厚変化部分の後方に連結されて一定の膜厚を有する膜厚一定部分とを含み、膜厚変化部分が、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置に位置する一端面において、０よりも大きな膜厚を有するようにしたものである。
【００１１】
本発明の垂直磁気記録ヘッドでは、記録媒体対向面から後方に向かって順に主磁極一定幅部分および主磁極拡幅部分を含んで主磁極層が構成され、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に補助磁極一定幅部分および補助磁極拡幅部分を含んで補助磁極層が構成されていると共に、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に膜厚変化部分および膜厚一定部分を含み、この膜厚変化部分が主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置に位置する一端面において０よりも大きな膜厚を有するように補助磁極一定幅部分が構成されているため、補助磁極層全体が一定の膜厚を有する場合よりも、一端面の面積が小さくなる。したがって、記録媒体対向面に補助磁極層を近づけた場合においても、補助磁極層の先端近傍に集中した磁束の影響が低減するため、補助磁極層内を流れる磁束に起因した垂直磁界分布への悪影響が抑制される。
【００１２】
本発明の垂直磁気記録ヘッドの製造方法は、磁束を発生させる薄膜コイルと、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に露出するように配設された主磁極層と、この主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に、記録媒体対向面から一端面が後退すると共に主磁極層の一部と対向するように配設された補助磁極層と、主磁極層と補助磁極層との間に、これらの２つの層により挟まれるように配設された非磁性層と、を含む積層構造を有し、薄膜コイルにおいて発生した磁束を記録媒体に向けて放出する磁極層と、を備えた垂直磁気記録ヘッドを製造する方法であり、磁極層を形成する工程が、主磁極層の前準備層としての前駆主磁極層および非磁性層の前準備層としての前駆非磁性層をこの順に形成して積層させる工程と、前駆非磁性層上に、前駆主磁極層および前駆非磁性層よりも後退して一端面を含む端面を有するように、補助磁極層の前準備層としての第１の前駆補助磁極層パターンを形成する工程と、この第１の前駆補助磁極層パターンのうちの端面に近い側の部分を選択的にエッチングすることにより、記録媒体対向面に対して端面よりも後退した位置からその端面に向かって次第に膜厚が薄くなる部分を含むように第２の前駆補助磁極層パターンを形成する工程と、エッチング用のマスクを使用して、前駆主磁極層、前駆非磁性層および第２の前駆補助磁極層パターンをエッチングしてパターニングすることにより、主磁極層、非磁性層および補助磁極層を形成する工程と、を含み、主磁極層が、記録媒体対向面から後方に向かって順に、記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有する主磁極一定幅部分と、この主磁極一定幅部分の後方に連結されてそれよりも大きな一定幅を有する主磁極拡幅部分と、を含み、非磁性層が、主磁極層の平面形状と同一の平面形状を有し、補助磁極層が、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に、主磁極一定幅部分の幅と同一の一定幅を有する補助磁極一定幅部分と、この補助磁極一定幅部分の後方に連結されてそれよりも大きな幅を有する補助磁極拡幅部分と、を含むようにすると共に、補助磁極一定幅部分が、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に、記録媒体対向面に対して一端面よりも後退した位置から一端面に向かって次第に膜厚が薄くなる膜厚変化部分と、この膜厚変化部分の後方に連結されて一定の膜厚を有する膜厚一定部分とを含み、膜厚変化部分が、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置に位置する一端面において、０よりも大きな膜厚を有するようにしたものである。
【００１３】
本発明の垂直磁気記録ヘッドの製造方法では、まず、主磁極層の前準備層としての前駆主磁極層および非磁性層の前準備層としての前駆非磁性層がこの順に形成されて積層される。続いて、前駆非磁性層上に、前駆主磁極層および前駆非磁性層よりも後退して一端面を含む端面を有するように、補助磁極層の前準備層としての第１の前駆補助磁極層パターンが形成される。続いて、第１の前駆補助磁極層パターンのうちの端面に近い側の部分が選択的にエッチングされることにより、記録媒体対向面に対して端面よりも後退した位置からその端面に向かって次第に膜厚が薄くなる部分を含むように第２の前駆補助磁極層パターンが形成される。最後に、エッチング用のマスクを使用して、前駆主磁極層、前駆非磁性層および第２の前駆補助磁極層パターンがエッチングされてパターニングされることにより、主磁極層、非磁性層および補助磁極層が形成される。この場合には、記録媒体対向面から後方に向かって順に、記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有する主磁極一定幅部分と、この主磁極一定幅部分の後方に連結されてそれよりも大きな一定幅を有する主磁極拡幅部分とを含むように主磁極層が形成される。また、主磁極層の平面形状と同一の平面形状を有するように非磁性層が形成される。さらに、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に、一定幅を有する補助磁極一定幅部分と、この補助磁極一定幅部分の後方に連結されてそれよりも大きな幅を有する補助磁極拡幅部分とを含むように補助磁極層が形成される。特に、補助磁極一定幅部分は、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に、記録媒体対向面に対して一端面よりも後退した位置から一端面に向かって次第に膜厚が薄くなる膜厚変化部分と、この膜厚変化部分の後方に連結されて一定の膜厚を有する膜厚一定部分とを含み、この膜厚変化部分が、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置に位置する一端面において０よりも大きな膜厚を有するように形成される。
【００１５】
また、本発明の垂直磁気記録ヘッドでは、膜厚変化部分が、その膜厚が薄くなる領域に対応して位置する斜面を有し、この斜面と補助磁極層の延在面とのなす角度が、１５度以上７５度以下の範囲内であるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明の垂直磁気記録ヘッドでは、磁極層が、全体として、記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有する一定幅領域と、この一定幅領域の後方に連結されてそれよりも大きな幅を有する拡幅領域とを含み、磁極層の幅が一定幅領域から拡幅領域へと拡がる拡がる位置が、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置によって規定されているのが好ましい。
【００１８】
また、本発明の垂直磁気記録ヘッドの製造方法では、めっき膜を成長させることにより、第１の前駆補助磁極層パターンを形成するのが好ましい。
【００１９】
また、本発明の垂直磁気記録ヘッドの製造方法では、イオンミリングを用い、第１の前駆補助磁極層パターンの延在面と直交する方向に対して３５度±１０度の角度をなす方向からイオンビームを照射しながら、第１の前駆補助磁極層パターンをエッチングするのが好ましい。また、磁極層が、全体として、記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有する一定幅領域と、この一定幅領域の後方に連結されてそれよりも大きな幅を有する拡幅領域とを含むようにし、磁極層の幅が一定幅領域から拡幅領域へと拡がる拡がる位置を、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置によって規定するのが好ましい。
【００２０】
＜薄膜磁気ヘッドの構成＞
まず、図１〜図３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の構成について説明する。図１は薄膜磁気ヘッドの断面構成を表しており、（Ａ）はエアベアリング面２０に平行な断面，（Ｂ）はエアベアリング面２０に垂直な断面をそれぞれ示している。図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの要部の斜視構成を拡大して表し、図３は薄膜磁気ヘッドの要部の平面構成を拡大して表している。なお、図１に示した上向きの矢印Ｂは、薄膜磁気ヘッドに対して記録媒体（図示せず）が相対的に進行する方向、すなわち記録媒体の進行方向を表している。
【００２１】
以下の説明では、図１〜図３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」と表記する。また、Ｙ軸方向のうちのエアベアリング面２０に近い側を「前方」、その反対側を「後方」とそれぞれ表記すると共に、特に、後方に向かうことを「後退する」と表記するものとする。これらの表記内容は、後述する図４以降においても同様とする。
【００２２】
この薄膜磁気ヘッドは、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１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よりなる基板１上に、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ；以下、単に「アルミナ」という。）などの非磁性絶縁材料よりなる絶縁層２と、磁気抵抗（ＭＲ；Magneto-resistive ）効果を利用して再生処理を実行する再生ヘッド１００Ａと、例えばアルミナなどの非磁性材料よりなる非磁性層７と、垂直記録方式により記録処理を実行する単磁極型の記録ヘッド１００Ｂと、例えばアルミナなどの非磁性絶縁材料よりなるオーバーコート層１６とがこの順に積層された構成をなしている。
【００２３】
《再生ヘッドの構成》
再生ヘッド１００Ａは、例えば、下部シールド層３と、シールドギャップ膜４と、上部シールド層５とがこの順に積層された構成をなしている。シールドギャップ膜４には、記録媒体に対向する記録媒体対向面（エアベアリング面）２０に一端面が露出するように、再生素子としてのＭＲ素子６が埋設されている。
【００２４】
下部シールド層３および上部シールド層５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、それらの厚さはいずれも約１．０μｍ〜２．０μｍである。シールドギャップ膜４は、ＭＲ素子６を周囲から電気的に分離するものであり、例えばアルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されている。ＭＲ素子６は、例えば、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ；Giant Magneto-resistive ）効果またはトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ；Tunneling Magneto-resistive ）効果などを利用して再生処理を実行するものである。
【００２５】
《記録ヘッドの構成》
記録ヘッド１００Ｂは、例えば、リターンヨーク層８と、開口９Ｋを有するギャップ層９により埋設された磁束発生用の薄膜コイル１０と、開口９Ｋにおいてリターンヨーク層８と磁気的に連結されたヨーク層１１と、このヨーク層１１を介してリターンヨーク層８と磁気的に連結された主磁極層１２と、この主磁極層１２と共に非磁性層１３を挟む補助磁極層１４と、バッファ層１５とがこの順に積層された構成をなしている。なお、図３では、非磁性層１３およびバッファ層１５の図示を省略している。ここで、主磁極層１２、非磁性層１３および補助磁極層１４がこの順に積層された積層構造体が本発明における「磁極層」の一具体例に対応する。
【００２６】
リターンヨーク層８は、主磁極層１２から外部に放出された磁束を記録ヘッド１００Ｂに取り込むためのものである。このリターンヨーク層８は、例えば、パーマロイ（例えばＮｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％）などの磁性材料により構成されており、その厚さは約１．０μｍ〜５．０μｍである。
【００２７】
ギャップ層９は、リターンヨーク層８上に配設され、開口９Ｋが設けられたギャップ層部分９Ａと、このギャップ層部分９Ａ上に配設され、薄膜コイル１０の各巻線間およびその周辺領域を覆うギャップ層部分９Ｂと、ギャップ層部分９Ａ，９Ｂを部分的に覆うギャップ層部分９Ｃとを含んで構成されている。ギャップ層部分９Ａは、例えば、アルミナ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０．１μｍ〜１．０μｍである。ギャップ層部分９Ｂ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いる。ギャップ層部分９Ｃは、例えば、アルミナやシリコン酸化物（ＳｉＯ₂ ）などの非磁性絶縁材料により構成されており、その厚さはギャップ層部分９Ｂの厚さよりも大きくなっている。
【００２８】
ヨーク層１１は、リターンヨーク層８と主磁極層１２とを磁気的に連結させるためのものであり、例えばパーマロイ（例えばＮｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％）などの磁性材料により構成されている。このヨーク層１１は、例えば、その厚さ方向における表面の位置がギャップ層部分９Ｃの同方向における表面の位置と一致しており、すなわちギャップ層部分９Ｃと共に平坦面Ｍを構成している。
【００２９】
薄膜コイル１０は、例えば、銅（Ｃｕ）などの高導電性材料により構成されており、リターンヨーク層８とヨーク層１１との連結部分を中心としてスパイラル状に巻回する巻線構造をなしている。なお、図１および図３では、薄膜コイル１０を構成する複数の巻線のうちの一部のみを示している。
【００３０】
主磁極層１２、非磁性層１３および補助磁極層１４がこの順に積層された積層構造体（以下、単に「積層構造体」ともいう。）は、薄膜コイル１０において発生した磁束を収容し、その磁束を記録媒体（図示せず）に向けて放出するものである。この積層構造体は、例えば、図３に示したように、全体として、記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅Ｗ１を有する一定幅領域Ｒ１と、この一定幅領域Ｒ１よりも大きな幅Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１）を有する拡幅領域Ｒ２とを含む平面形状を有している。この「平面形状」とは、主磁極層１２、非磁性層１３および補助磁極層１４よりなる積層構造体の平面構成のシルエット形状の意であり、具体的には、図３において太線で示した領域の形状のことである。この積層構造体の幅が一定幅領域Ｒ１から拡幅領域Ｒ２へと拡がる位置は、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「フレアポイントＦＰ」に相当する。主磁極層１２と補助磁極層１４とは、例えば、互いに異なる平面形状を有している。
【００３１】
主磁極層１２は、主要な磁束の流路となる部分である。この主磁極層１２は、例えば、補助磁極層１４の飽和磁束密度以上の飽和磁束密度を有する磁性材料、例えばパーマロイ（例えばＮｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％あるいはＮｉ：４５重量％，Ｆｅ：５５重量％）、窒化鉄（ＦｅＮ）または鉄コバルト系合金などにより構成されており、その厚さは約０．１μｍ〜０．５μｍである。鉄コバルト系合金としては、例えば、鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ），鉄コバルト合金窒化物（ＦｅＣｏＮ），鉄コバルト合金酸化物（ＦｅＣｏＯ），ニッケル鉄コバルト合金（ＣｏＦｅＮｉ）などが挙げられる。
【００３２】
この主磁極層１２は、一端面がエアベアリング面２０に露出し、このエアベアリング面２０から後方に向かって延在しており、例えば、エアベアリング面２０に近い側から順に、先端部１２Ａと、この先端部１２Ａの後方に連結された後端部１２Ｂとを含んで構成されている。先端部１２Ａは、主に、記録用の垂直磁界を発生させるために外部に磁束を放出する主要な磁束放出部分として機能するものである。この先端部１２Ａは、記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅Ｗ１を有しており、その平面形状によって一定幅領域Ｒ１が規定されている。後端部１２Ｂは、主に、薄膜コイル１０において発生した磁束を収容するための主要な磁束収容部分として機能するものである。この後端部１２Ｂは、例えば、先端部１２Ａの幅Ｗ１よりも大きな一定幅Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１）を有しており、先端部１２Ａと後端部１２Ｂとの連結位置によってフレアポイントＦＰが規定されている。なお、ギャップ層部分９Ｃのうち、先端部１２Ａの周辺領域は、部分的に掘り下げられている。
【００３３】
非磁性層１３は、主に、主磁極層１２の形成時においてエッチング処理の進行を抑制するためのストッパ層として機能するものであり、主磁極層１２と補助磁極層１４との間に、これらの２つの層により挟まれるように配設されている。なお、ストッパ層としての非磁性層１３の機能に関する詳細については、以下の「薄膜磁気ヘッドの製造方法」の項において説明する。この非磁性層１３は、例えば、補助磁極層１４よりもエッチング速度が遅い非磁性材料、具体的にはアルミナにより構成されており、その厚さは約０．０１５μｍ〜０．６５μｍである。この非磁性層１３は、例えば、主磁極層１２と同一の平面形状を有している。ここで、非磁性層１３が本発明における「非磁性層」の一具体例に対応する。
【００３４】
補助磁極層１４は、主磁極層１２の先端部１２Ａに磁束を供給する補助的な磁束の流路となる部分であり、非磁性層１３を挟んで主磁極層１２から完全に分離されている。この補助磁極層１４は、例えば、パーマロイ（例えばＮｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％あるいはＮｉ：４５重量％，Ｆｅ：５５重量％）やニッケル鉄コバルト合金などの磁性材料により構成されており、その厚さは約０．１μｍ〜０．６μｍである。
【００３５】
この補助磁極層１４は、一端面（前端面）Ｅがエアベアリング面２０から後退し、すなわちエアベアリング面２０から所定の距離（リセス距離Ｖ＝約０．１μｍ〜１．０μｍ）だけ離れて拡幅領域Ｒ２に配設されている。この補助磁極層１４は、フレアポイントＦＰから後方に向かって延在しており、例えば、フレアポイントＦＰに近い側から順に、先端部１２Ａと同様の一定幅Ｗ１を有する先端部１４Ａと、この先端部１４Ａの後方に連結され、先端部１４Ａよりも大きな幅を有する後端部１４Ｂとを含んで構成されている。
【００３６】
特に、先端部１４Ａは、図２および図３に示したように、エアベアリング面２０に対して前端面Ｅよりも後退した位置からその前端面Ｅに向かって次第に膜厚が薄くなる前方部分１４ＡＦと、この前方部分１４ＡＦの後方に連結され、一定の膜厚を有する後方部分１４ＡＲとを含んで構成されている。後方部分１４ＡＲの膜厚をＴ１とし、前方部分１４ＡＦのうちの前端面Ｅの膜厚をＴ２とした場合、膜厚Ｔ１に対する膜厚Ｔ２の比（膜厚比Ｔ２／Ｔ１）は、例えば、０≦Ｔ２／Ｔ１≦０．８、好ましくは０≦Ｔ２／Ｔ１≦０．５の範囲内である。なお、図１および図２では、膜厚比Ｔ２／Ｔ１≠０（０＜Ｔ２／Ｔ１）の場合、すなわち前端面Ｅが一定の膜厚を有する場合を示している。前方部分１４ＡＦは、図２および図３に示したように、その膜厚が薄くなる領域に対応した位置に平坦な斜面Ｓを有している。この斜面Ｓと補助磁極層１４の延在面（Ｘ軸およびＹ軸を含む平面）とのなす角度（傾斜角度）αは、例えば、１５度≦α≦７５度の範囲内、具体的には４５度である。ここで、前方部分１４ＡＦが本発明における「膜厚変化部分」の一具体例に対応し、後方部分１４ＡＲが本発明における「膜厚一定部分」の一具体例に対応する。
【００３７】
バッファ層１５は、主磁極層１２や補助磁極層１４の形成時において、非磁性層１３と同様にエッチング処理の進行を抑制するためのストッパ層として機能するものである。なお、ストッパ層としてのバッファ層１５の機能に関する詳細については、後述する。このバッファ層１５は、例えば、非磁性層１３と同様の構成材料により構成されており、主磁極層１２の先端部１２Ａと、補助磁極層１４の先端部１４Ａおよび後端部１４Ｂとの合成体に対応する平面形状を有している。
【００３８】
＜薄膜磁気ヘッドの動作＞
次に、図１〜図３を参照して、薄膜磁気ヘッドの動作について説明する。
【００３９】
この薄膜磁気ヘッドでは、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１００Ｂの薄膜コイル１０に電流が流れると、薄膜コイル１０において磁束が発生する。このとき発生した磁束は、ヨーク層１１を通じて主磁極層１２に収容されると共に、非磁性層１３を経由して補助磁極層１４にも収容される。主磁極層１２に収容された磁束は後端部１２Ｂから先端部１２Ａに流入し、一方、補助磁極層１４に収容された磁束も同様に、後端部１４Ｂから先端部１４Ａに流入する。このとき、主磁極層１２内を後端部１２Ｂから先端部１２Ａに流れる磁束は、主磁極層１２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。また、補助磁極層１４内を後端部１４Ｂから先端部１４Ａに流入した磁束は、先端部１４Ａのうちの前端近傍部に集中したのち、再び非磁性層１３を経由して主磁極層１２の先端部１２Ａに流入する。これにより、主に、先端部１２Ａ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１２Ａから外部に放出されることにより、記録媒体の表面と直交する方向に磁界（垂直磁界）が発生し、この垂直磁界により記録媒体が垂直方向に磁化されるため、記録媒体に情報が磁気的に記録される。記録時に外部に放出された磁束は、リターンヨーク層８を通じて記録ヘッド１００Ｂに帰還する。
【００４０】
なお、上記した「トレーリング側」とは、記録媒体の進行方向Ｂ（図１参照）に向かう記録媒体の移動状態を１つの流れと見た場合に、その流れの流出する側（媒体流出側）をいい、具体的には、ここでは厚さ方向（Ｚ軸方向）におけるギャップ層９から遠い側（上側）をいう。これに対して、流れの流入する側（相対流入側）、すなわちギャップ層９に近い側（下側）は、「リーディング側」と呼ばれている。
【００４１】
一方、再生時においては、再生ヘッド１００ＡのＭＲ素子６にセンス電流が流れると、ＭＲ素子６の抵抗値が、記録媒体からの再生用の信号磁界に応じて変化する。この抵抗変化をセンス電流の変化として検出することにより、記録媒体に記録されている情報が磁気的に読み出される。
【００４２】
＜薄膜磁気ヘッドの作用および効果＞
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、補助磁極層１４が、前端面Ｅに向かって次第に膜厚が薄くなる前方部分１４ＡＦを含んで構成されているため、補助磁極層１４全体が一定の膜厚を有する場合よりも、前端面Ｅの面積が小さくなる。この場合には、上記「発明が解決しようとする課題」の項において説明したように、エアベアリング面２０に近い側にフレアポイントＦＰを設定し、補助磁極層１４をエアベアリング面２０に近づけた際、前端面Ｅの面積減少に伴い、補助磁極層１４の先端近傍に集中した磁束の影響が低減する。したがって、本実施の形態では、補助磁極層１４内を流れる磁束に起因する垂直磁界分布への悪影響が抑制され、主磁極層１２のトレーリング側の垂直磁界分布が安定化するため、正常な記録動作を確保することができる。
【００４３】
また、本実施の形態では、補助磁極層１４の先端部１４Ａに関して、後方部分１４ＡＲの膜厚Ｔ１に対する前方部分１４ＡＦの膜厚Ｔ２の比（膜厚比Ｔ２／Ｔ１）を０≦Ｔ２／Ｔ１≦０．８、好ましくは０≦Ｔ２／Ｔ１≦０．５の範囲内としたので、膜厚比Ｔ２／Ｔ１を適正化することにより、垂直磁界分布中のピーク磁界強度（記録対象トラック位置に対応する垂直磁界強度）が大きくなると共に、磁場勾配（記録対象トラック位置に対応する垂直磁界強度と記録済みトラック位置に対応する垂直磁界強度との差異）が確保される。したがって、この観点においても垂直磁界分布の安定化に寄与することができる。
【００４４】
さらに、本実施の形態では、補助磁極層１４の斜面Ｓの傾斜角度αを１５度≦α≦７５度の適正な範囲内としたので、その斜面Ｓに沿って先端部１４Ａの断面積が次第に小さくなり、これにより補助磁極層１４内を流れる磁束が断面積の減少に応じて適正に絞り込まれる。したがって、磁束の絞り込み作用を利用して、垂直磁界分布の乱れを誘発する補助磁極層１４内の磁束集中傾向が抑制されるため、この観点においても垂直磁界分布の安定化に寄与することができる。なお、傾斜角度αが上記範囲より小さい場合には、後方部分１４ＡＲの断面積に対して前方部分１４ＡＦの断面積が極端に小さくなるため、先端部１４Ａ内を後方部分１４ＡＲから前方部分１４ＡＦに磁束が流れる際に、磁束飽和を生じるおそれがある。一方、傾斜角度αが上記範囲より大きい場合には、先端部１４Ａにおいて傾斜領域が少なくなり、これにより磁束の絞り込み作用が低減するため、補助磁極層１４の先端近傍において磁束が集中する可能性が高くなる。
【００４５】
＜第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドに関する変形例＞
なお、本実施の形態では、補助磁極層１４の先端部１４Ａに関して、図２に示したように、膜厚比Ｔ２／Ｔ１≠０とし、前端面Ｅが一定の膜厚を有するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、上記したように、膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝０（Ｔ２＝０）としてもよい。この場合には、図４に示したように、前方部分１４ＡＦの前端近傍部が、尖ったナイフエッジとなる。
【００４６】
また、本実施の形態では、補助磁極層１４の先端部１４Ａに関して、図２に示したように、斜面Ｓが平坦な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、図５に示したように斜面Ｓが凹状に湾曲していてもよいし、あるいは凸状に湾曲していてもよい。
【００４７】
また、本実施の形態では、非磁性層７を介して上部シールド層５とリターンヨーク層８とを分離し、これらの上部シールド層５とリターンヨーク層８とが互いに別体をなすようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、非磁性層７を設けず、上部シールド層５とリターンヨーク層８とを一体化させるようにしてもよい。この場合、上部シールド層５とリターンヨーク層８との一体化層（上部シールド層兼リターンヨーク）の厚さは、適宜設定可能である。
【００４８】
＜薄膜磁気ヘッドの製造方法＞
次に、図１〜図１６を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。図６〜図１１は薄膜磁気ヘッドの製造工程における一連の工程の断面構成を表し、図１２〜図１６はそれぞれ図６〜図１０に示した各工程に対応する斜視構成を表している。
【００４９】
以下では、まず、薄膜磁気ヘッド全体の製造方法の概略について説明したのち、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法が適用される要部、すなわち主磁極層１２、非磁性層１３および補助磁極層１４よりなる積層構造体の形成方法について詳細に説明する。なお、薄膜磁気ヘッドの製造方法および要部の形成方法を説明する際には、各構成要素の形成材料、形成位置および構造的特徴等については上記「薄膜磁気ヘッドの構成」の項において既に詳述したので、その説明を随時省略するものとする。
【００５０】
《薄膜磁気ヘッドの製造方法》
この薄膜磁気ヘッドは、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、基板１上に絶縁層２を形成したのち、この絶縁層２上に、下部シールド層３と、ＭＲ素子６を埋設したシールドギャップ膜４と、上部シールド層５とをこの順に積層させることにより、再生ヘッド１００Ａを形成する。
【００５１】
続いて、再生ヘッド１００Ａ上に非磁性層７を形成したのち、この非磁性層７上に、リターンヨーク層８と、開口９Ｋを有し、薄膜コイル１０を埋設するギャップ層９（ギャップ層部分９Ａ，９Ｂ，９Ｃ）と、開口９Ｋにおいてリターンヨーク層８と連結されたヨーク層１１と、ヨーク層１１を介してリターンヨーク層８と磁気的に連結された主磁極層１２と、非磁性層１３と、補助磁極層１４と、バッファ層１５とをこの順に積層させることにより、記録ヘッド１００Ｂを形成する。
【００５２】
最後に、記録ヘッド１００Ｂ上にオーバーコート層１６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２０を形成することにより、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００５３】
《薄膜磁気ヘッドの要部の形成方法》
薄膜磁気ヘッドの要部を形成する際には、ヨーク層１１を形成し、このヨーク１１とギャップ層部分９Ｃとにより平坦面Ｍを構成したのち、まず、図６および図１２に示したように、平坦面Ｍ上に、例えばスパッタリングを利用して、高飽和磁束密度材料よりなる前駆主磁極層１２Ｘと、例えばアルミナよりなる前駆非磁性層１３Ｘとをこの順に形成して積層させる。前駆主磁極層１２Ｘは、後工程においてパターニングされることにより主磁極層１２となる前準備層であり、同様に、前駆非磁性層１３Ｘは後工程において非磁性層１３となる前準備層である。
【００５４】
続いて、図６および図１２に示したように、例えばめっき法を利用して、前駆非磁性層１３Ｘ上の、拡幅領域Ｒ２（図３参照）に対応する領域に、高飽和磁束密度材料よりなる前駆補助磁極層パターン１４Ｘを選択的に形成する。この前駆補助磁極層パターン１４Ｘは、後工程において補助磁極層１４となる前準備層である。
【００５５】
めっき法を利用した前駆補助磁極層パターン１４Ｘの形成手順は、以下の通りである。すなわち、まず、前駆非磁性層１３Ｘ上に、電解めっき処理を行うためのシード層となる電極膜（図示せず）を形成したのち、この電極膜上に、例えばポジティブ型のフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜（図示せず）を形成する。電極膜の形成材料としては、例えば、前駆補助磁極層パターン１４Ｘの形成材料と同様の材料を用いるようにする。続いて、前駆補助磁極層パターン１４Ｘの平面形状に対応したパターン開口を有する露光用のマスク（図示せず）を使用して、そのパターン開口を通じてフォトレジスト膜を選択的に露光したのち、その露光領域を現像することにより、めっき処理を行うために必要なフォトレジストパターン３１を形成する。最後に、フォトレジストパターン３１をマスクとして使用すると共に、先工程において形成した電極膜をシード層として使用して選択的にめっき膜を成長させることにより、前駆補助磁極層パターン１４Ｘを形成する。前駆補助磁極層パターン１４Ｘを形成する際には、図１２に示したように、前駆補助磁極層パターン１４Ｘが、最終的に形成される補助磁極層１４の前端面Ｅ（図２参照）を含む前端面（端面）Ｇを有し、その前端面Ｇの位置がフレアポイントＦＰ（設定位置）に一致することとなるように、フォトレジストパターン３１を位置合わせする。前駆補助磁極層パターン１４Ｘを形成したのちには、フォトレジストパターン３１を除去し、前駆補助磁極層パターン１４Ｘの形成領域以外の領域に残存する不要な電極膜をエッチングして除去する。ここで、前駆補助磁極層パターン１４Ｘが本発明における「第１の前駆補助磁極層パターン」の一具体例に対応する。
【００５６】
引き続き、薄膜磁気ヘッドの要部の形成方法について説明する。
【００５７】
前駆補助磁極層パターン１４Ｘを形成したのち、例えばイオンミリングを利用し、前駆補助磁極層パターン１４Ｘの前方部分（前端面Ｇに近い側の部分）を選択的にエッチングする。具体的には、例えば、図１２に示したように、前駆補助磁極層パターン１４Ｘの延在面（Ｘ軸およびＹ軸を含む平面）に対する垂線Ｐから比較的小さな角度（照射角度）θ＝約３５度±１０度をなす方向からイオンビームを照射しながらエッチング処理を行う。このエッチング処理により、主に、幅方向のエッチング作用よりも厚さ方向のエッチング作用が優先され、この厚さ方向のエッチング作用に基づいて前駆補助磁極層パターン１４Ｘの前方部分が上方から選択的に削られると共に、フレアポイントＦＰから後方に向かってエッチング量が次第に減少するため、図７および図１３に示したように、補助磁極層１４の斜面Ｓ（図２参照）を含む斜面Ｌを有し、その斜面Ｌに対応する部分の膜厚が前端面Ｇよりも後退した位置からその前端面Ｇに向かって次第に薄くなるように、前駆補助磁極層パターン１４Ｙが形成される。この前駆補助磁極層パターン１４Ｙを形成する際には、例えば、膜厚比Ｔ２／Ｔ１が０≦Ｔ２／Ｔ１≦０．８の範囲内となり、かつ斜面Ｌと前駆補助磁極層パターン１４Ｙの延在面（Ｘ軸およびＹ軸を含む平面）とのなす傾斜角度αが約１５≦α≦７５度の範囲内となるように、エッチング量を調整する。なお、前駆補助磁極層パターン１４Ｙが形成される際、フレアポイントＦＰよりも前方の領域では、エッチングレートの遅いアルミナよりなる前駆非磁性層１３Ｘがストッパ層として機能するため、エッチングの影響を受けて前駆非磁性層１３Ｘが僅かに掘り下げられる程度に留まる。これにより、エッチング処理の過剰進行が抑制されるため、エッチング対象でない前駆主磁極層１２Ｘまでエッチング処理が及ぶことが防止される。ここで、前駆補助磁極層パターン１４Ｙが本発明における「第２の前駆補助磁極層パターン」の一具体例に対応する。
【００５８】
続いて、図８および図１４に示したように、前駆非磁性層１３Ｘの露出面および前駆補助磁極層パターン１４Ｙの表面を覆うように、全体に、例えばスパッタリングを利用して、例えばアルミナよりなる前駆バッファ層１５Ｘを形成する。この前駆バッファ層１５Ｘは、後工程においてバッファ層１５となる前準備層であり、前駆非磁性層１３Ｘおよび前駆補助磁極層パターン１４Ｙにより構成された下地構造に対応して、段差部Ｄを含むように形成される。
【００５９】
続いて、図８および図１４に示したように、フォトリソグラフィ処理を利用して、前駆バッファ層１５Ｘ上の、一定幅領域Ｒ１および拡幅領域Ｒ２（図３参照）の双方に対応する領域に、フォトレジスト膜よりなるエッチング用のマスク層３２を選択的に形成する。このマスク層３２を形成する際には、例えば、最終的に形成される補助磁極層１４の平面形状にほぼ対応して、先端部１４Ａと同様の一定幅Ｗ１を有する先端部３２Ａと、この先端部３２Ａよりも大きな幅を有する後端部３２Ｂとを含むパターン形状をなすようにし、特に、後工程においてエアベアリング面２０となる位置から段差部Ｄを経由して後方まで先端部３２Ａが延在するようにする。ここで、マスク層３２が本発明における「マスク」の一具体例に対応する。
【００６０】
続いて、マスク層３２を使用し、例えば反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；ＲＩＥ）を利用して前駆バッファ層１５Ｘをパターニングする。このエッチング処理により、図９および図１５に示したように、マスク層３２とほぼ同様の平面形状を有するようにバッファ層１５が形成される。このバッファ層１５が形成される際には、前駆バッファ層１５Ｘと共にマスク層３２自体もエッチングされるため、その厚さが目減りする。バッファ層１５の形成時点でマスク層３２が残存するようにしてもよいし（図９，図１５参照）、あるいは残存しないようにしてもよい。
【００６１】
続いて、マスク層３２、バッファ層１５および前駆補助磁極層パターン１４Ｙをマスクとして使用し、引き続きＲＩＥを利用したエッチング処理を施して前駆非磁性層１３Ｘを連続的にパターニングする。このエッチング処理により、図９および図１５に示したように、バッファ層１５と前駆補助磁極層パターン１４Ｙとの合成体に対応する平面形状を有するように非磁性層１３が形成される。
【００６２】
続いて、マスク層３２、バッファ層１５、前駆補助磁極層パターン１４Ｙおよび非磁性層１３をマスクとして使用し、例えばイオンミリングを利用して前駆主磁極層１２Ｘをパターニングする。このエッチング処理により、フレアポイントＦＰよりも前方の領域において、前駆主磁極層１２Ｘのうち、先端部３２Ａに対応する部分以外の領域が選択的に掘り下げられることにより、図１０および図１６に示したように、フレアポイントＦＰにおいて互いに磁気的に連結された先端部１２Ａおよび後端部１２Ｂを含むように主磁極層１２が形成される。この際、フレアポイントＦＰよりも後方の領域では、前駆補助磁極層パターン１４Ｙのうち、マスク層３２に対応する部分以外の領域が途中まで選択的に掘り下げられることとなる。図１０および図１６では、主磁極層１２の形成時点でマスク層３２が消失し、バッファ１５が露出した状態を示している。
【００６３】
最後に、バッファ層１５をマスクとして使用し、引き続きイオンミリングを利用したエッチング処理を施して前駆補助磁極層パターン１４Ｙをパターニングする。このエッチング処理により、フレアポイントＦＰよりも後方の領域において、前駆補助磁極層パターン１４Ｙのうち、バッファ層１５に対応する部分以外の領域が選択的に除去されることにより、図１１および図２に示したように、前駆補助磁極層パターン１４Ｙの前端面Ｇの一部として前端面Ｅが形成され、かつ斜面Ｌの一部として斜面Ｓが形成されると共に、フレアポイントＦＰから順に先端部１４Ａおよび後端部１４Ｂを含むように補助磁極層１４が形成される。この補助磁極層１４では、図２に示したように、前端面Ｅに向かって次第に膜厚が薄くなる前方部分１４ＡＦと、一定の膜厚を有する後方部分１４ＡＲとを含むように先端部１４Ａが構成される。主磁極層１２が形成される際には、フレアポイントＦＰよりも後方の領域において、非磁性層１３のうち、バッファ層１５に対応する部分以外の領域が途中まで選択的に掘り下げられ、かつフレアポイントＦＰよりも前方の領域において、先端部１２Ａ周辺のギャップ層部分９Ｃが選択的に掘り下げられると共に、バッファ層１５の厚さが目減りする。これにより、主磁極層１２、非磁性層１３および補助磁極層１４よりなる積層構造体が完成する。
【００６４】
なお、上記《薄膜磁気ヘッドの要部の形成方法》の項では、説明の便宜上、エッチングによるパターニング処理が完了した時点で主磁極層１２、非磁性層１３、補助磁極層１４およびバッファ層１５が完成する旨を記載しているが、これらの一連の構成要素は、実際には、パターニング処理が完了したのち、エアベアリング面２０の形成工程を経て最終的に完成する。
【００６５】
＜薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する作用および効果＞
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、前端面Ｅに向かって次第に膜厚が薄くなる前方部分１４ＡＦを含む、特徴的な構成の補助磁極層１４を形成するために、成膜処理やパターニング処理を含む既存の薄膜プロセスしか使用しない。したがって、補助磁極層１４を備え、正常な記録動作を確保可能な本発明の薄膜磁気ヘッドを容易に製造することができる。
【００６６】
また、本実施の形態では、エッチング速度が遅い前駆バッファ層１５Ｘをパターニングしてバッファ層１５を形成するためのエッチング手法として、物理的エッチング作用および化学的エッチング作用の双方を利用したＲＩＥを使用するようにしたので、物理的エッチング作用のみを利用したイオンミリングを使用する場合と比較して、バッファ層１５を短時間で形成することができる。
【００６７】
なお、上記「薄膜磁気ヘッドの製造方法≪薄膜磁気ヘッドの要部の形成方法≫」では、前駆補助磁極層パターン１４Ｘをパターニングして前駆補助磁極層パターン１４Ｙを形成する際、膜厚比Ｔ２／Ｔ１を０≦Ｔ２／Ｔ１≦０．８の範囲内としたが、特に、主磁極層１２の形成精度を確保するためには、前端面Ｇ（のちの前端面Ｅ）が一定の膜厚が有するようにし、膜厚比Ｔ２／Ｔ１を０＜Ｔ２／Ｔ１≦０．８の範囲内とするのが好ましい。なぜなら、上記したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、前駆補助磁極層パターン１４Ｙの前端面Ｇの位置に基づいてフレアポイントＦＰが規定されることとなるため、前駆補助磁極層パターン１４Ｙの先端形状をナイフエッジ（膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝０）に近づけようとして膜厚比Ｔ２／Ｔ１を小さめに設定した場合、エッチング加工上の誤差等に起因して前駆補助磁極層パターン１４Ｘの先端近傍を削り過ぎると、図１７に示したように、前駆補助磁極層パターン１４Ｙの前端面Ｇが後退し、フレアポイントＦＰが当初の設定位置からずれるおそれがあるからである。したがって、エッチング加工上の誤差等を考慮した上で、フレアポイントＦＰを目標通りに設定することを目指すならば、膜厚比Ｔ２／Ｔ１を比較的大きめ（Ｔ２／Ｔ１≠０）に設定するのが好ましいのである。
【００６８】
＜薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する変形例＞
なお、本実施の形態では、パターニング処理を行う際のエッチング手法としてイオンミリングやＲＩＥを利用するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、イオンミリングに代えてＲＩＥを用い、一方、ＲＩＥに代えてイオンミリングを用いるようにしてもよい。もちろん、全てのパターニング処理に、イオンミリングまたはＲＩＥのいずれか一方のみを用いるようにしてもよい。
【００６９】
【実施例】
次に、本発明の薄膜磁気ヘッドの諸特性を調べた実験結果について説明する。本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法により製造された薄膜磁気ヘッドについて諸特性を調べたところ、図１８〜図２０に示した結果が得られた。
【００７０】
図１８は垂直磁界分布を説明するためのものであり、「横軸」は記録位置を示し、「縦軸」は垂直磁界強度（１０³ ／（４π）Ａ／ｍ）を示している。記録位置とは、記録媒体の同一トラック上における記録位置であり、横軸中の記録位置Ｎ１，Ｎ２は、図１に示した主磁極層１２のトレーリング側端位置，補助磁極層１４のトレーリング側端位置に対応する位置をそれぞれ示している。すなわち、記録位置Ｎ１が現在の記録位置を表し、記録位置Ｎ２が既に記録済みの記録位置を表している。なお、図１８中の線１８Ａ（破線）は比較例の薄膜磁気ヘッド（補助磁極層１４の膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝１；図２１参照）について示し、線１８Ｂ（実線）は本発明の薄膜磁気ヘッド（膜厚比Ｔ２／Ｔ１≠１；図２参照）について示している。
【００７１】
垂直磁界強度は、一般に、現在の記録位置近傍において最大（ピーク）となり、かつ既に記録済みの記録位置において次第に小さくなるように分布する。この場合、図１８に示した結果から判るように、現在の記録位置Ｎ１およびその近傍では、比較例（１８Ａ）と本発明（１８Ｂ）との間で垂直磁界のピーク強度がほぼ同等となるが、既に記録済みの記録位置Ｎ２では、比較例（１８Ａ）よりも本発明（１８Ｂ）において垂直磁界強度が小さくなる。このことから、本発明において、現在の記録位置と既に記録済みの記録位置との間で垂直磁界強度の差異が大きくなり、垂直磁界分布が安定化することが確認された。
【００７２】
図１９は垂直磁界のピーク強度の変化を説明するためのものであり、「横軸」は膜厚比Ｔ２／Ｔ１を示し、「縦軸」は垂直磁界のピーク強度（１０³ ／（４π）Ａ／ｍ）を示している。なお、図１９中の記号「□」は第１の比較例の薄膜磁気ヘッド（補助磁極層１４なし），記号「◇」は第２の比較例の薄膜磁気ヘッド（補助磁極層１４あり，膜厚比Ｔ２／Ｔ１＝１；図２１参照）を示し、記号「●」は本発明の薄膜磁気ヘッド（補助磁極層１４あり，膜厚比Ｔ２／Ｔ１≠１；図２参照）を示している。
【００７３】
図１９に示した結果から判るように、第１の比較例（□）のピーク強度は１１４００×１０³ ／（４π）Ａ／ｍ、第２の比較例（◇）のピーク強度は１１６３３×１０³ ／（４π）Ａ／ｍ、本発明（●）のピーク強度は１１４４５×１０³ ／（４π）Ａ／ｍ〜１１５９５×１０³ ／（４π）Ａ／ｍであった。このことから、第１の比較例よりも、第２の比較例および本発明において、十分な垂直磁界強度が得られることが確認された。
【００７４】
図２０は垂直磁界の磁場勾配の変化を説明するためのものであり、「横軸」は膜厚比Ｔ２／Ｔ１を示し、「縦軸」は磁場勾配（［１０³ ／（４π）Ａ／ｍ］／μｍ）を示している。磁場勾配とは、記録媒体の同一トラック上における、単位長さ（現在の記録位置と既に記録済みの記録位置との間の間隔）当たりの垂直磁界強度の差異である。なお、図２０中の記号「□」，「◇」および「●」は、図１９と同様の事項を示している。
【００７５】
図２０に示した結果から判るように、第１の比較例（□）のピーク強度は３０３３３×１０³ ／（４π）Ａ／ｍ、第２の比較例（◇）のピーク強度は３０１７７×１０³ ／（４π）Ａ／ｍ、本発明（●）のピーク強度は３０３１７×１０³ ／（４π）Ａ／ｍ〜３０４６０×１０³ ／（４π）Ａ／ｍであった。このことから、第２の比較例よりも、第１の比較例および本発明において、十分な磁場勾配が得られることが確認された。
【００７６】
図１９および図２０に基づいて確認された結果をまとめると、本発明では、膜厚比Ｔ２／Ｔ１が０≦Ｔ２／Ｔ１≦０．８の範囲内において、垂直磁界のピーク強度を確保し、かつ第１の比較例（補助磁極層なし）とほぼ同等以上の磁場勾配を確保可能なことが明らかとなった。特に、本実施の形態では、膜厚比Ｔ２／Ｔ１が０≦Ｔ２／Ｔ１≦０．５の範囲内において、第１の比較例よりも大きな磁場勾配を確保可能となる。さらに、本実施の形態では、上記した主磁極層１２の形成精度を確保可能な範囲（０＜Ｔ２／Ｔ１≦０．８）も加味すれば、膜厚比Ｔ２／Ｔ１を０＜Ｔ２／Ｔ１≦０．８、さらに０＜Ｔ２／Ｔ１≦０．５の範囲内とするのが好ましい。
【００７７】
以上、実施の形態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。
【００７８】
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。また、本発明は、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。さらに、本発明は、垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドに限らず、長手記録方式の薄膜磁気ヘッドについても適用可能である。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録ヘッドによれば、記録媒体対向面から後方に向かって順に主磁極一定幅部分および主磁極拡幅部分を含むように主磁極層を構成し、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に補助磁極一定幅部分および補助磁極拡幅部分を含むように補助磁極層を構成すると共に、特に、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に膜厚変化部分および膜厚一定部分を含み、この膜厚変化部分が主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置に位置する一端面において０よりも大きな膜厚を有するように補助磁極一定幅部分を構成したので、補助磁極層全体が一定の膜厚を有する場合よりも、一端面の面積が小さくなる。これにより、記録媒体対向面に補助磁極層を近づけた際、補助磁極層の先端近傍に集中した磁束の影響が低減するため、補助磁極層内を流れる磁束に起因した垂直磁界分布への悪影響が抑制される。したがって、主磁極層のトレーリング側の垂直磁界分布が安定化するため、正常な記録動作を確保することができる。
【００８０】
また、請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法によれば、記録媒体対向面から後方に向かって順に主磁極一定幅部分および主磁極拡幅部分を含むように主磁極層を形成し、主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に補助磁極一定幅部分および補助磁極拡幅部分を含むように補助磁極層を形成すると共に、特に、補助磁極一定幅部分が主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に膜厚変化部分および膜厚一定部分を含み、この膜厚変化部分が主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置に位置する一端面において０よりも大きな膜厚を有するようにするために、成膜処理やパターニング処理を含む既存の薄膜プロセスしか使用しないため、補助磁極層を備え、正常な記録動作を確保可能な本発明の薄膜磁気ヘッドを容易に製造することができる。特に、膜厚変化部分が主磁極一定幅部分と主磁極拡幅部分との連結位置に位置する一端面において０よりも大きな膜厚を有するようにすることにより、第１の前駆補助磁極層パターンをエッチングして第２の前駆補助磁極層パターンを形成する際、過剰エッチングに起因してフレアポイントが当初の設定位置からずれることを防止することができる。
【００８３】
また、請求項２記載の垂直磁気記録ヘッドによれば、斜面と補助磁極層の延在面とのなす角度を１５度以上７５度以下の範囲内としたので、この角度を適正化することにより、補助磁極層内における磁束の絞り込み作用を利用して、垂直磁界分布の乱れを誘発する補助磁極層内の磁束集中傾向が抑制される。したがって、この観点においても垂直磁界分布の安定化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一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２】図１に示した薄膜磁気ヘッドの要部の斜視構成を拡大して表す斜視図である。
【図３】図１に示した薄膜磁気ヘッドの要部の平面構成を拡大して表す平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成に関する変形例を表す斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成に関する他の変形例を表す斜視図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を説明するための断面図である。
【図７】図６に続く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６に示した断面構成に対応する斜視図である。
【図１３】図７に示した断面構成に対応する斜視図である。
【図１４】図８に示した断面構成に対応する斜視図である。
【図１５】図９に示した断面構成に対応する斜視図である。
【図１６】図１０に示した断面構成に対応する斜視図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する不慮の問題点を説明するための斜視図である。
【図１８】垂直磁界分布に関する実験結果を表す図である。
【図１９】垂直磁界のピーク強度の変化に関する実験結果を表す図である。
【図２０】垂直磁界の磁場勾配の変化に関する実験結果を表す図である。
【図２１】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドに対する比較例としての薄膜磁気ヘッドの斜視構成を拡大して表す斜視図である。
【符号の説明】
１…基板、２…絶縁層、３…下部シールド層、４…シールドギャップ膜、５…上部シールド層、６…ＭＲ素子、７，１３…非磁性層、８…リターンヨーク層、９…ギャップ層、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…ギャップ層部分、１０…薄膜コイル、１１…ヨーク層、１２…主磁極層、１２Ａ，１４Ａ，３２Ａ…先端部、１２Ｂ，１４Ｂ，３２Ｂ…後端部、１２Ｘ…前駆主磁極層、１３Ｘ…前駆非磁性層、１３Ｙ…前駆非磁性層パターン、１４…補助磁極層、１４ＡＦ…前方部分、１４ＡＲ…後方部分、１４Ｘ，１４Ｙ…前駆補助磁極層パターン、１５…バッファ層、１５Ｘ…前駆バッファ層、１６…オーバーコート層、２０…エアベアリング面、３１…フォトレジストパターン、３２…マスク層、１００Ａ…再生ヘッド、１００Ｂ…記録ヘッド、Ｂ…記録媒体の進行方向、Ｄ…段差部、Ｅ，Ｇ…前端面、ＦＰ…フレアポイント、Ｌ，Ｓ…斜面、Ｍ…平坦面、Ｐ…垂線、Ｒ１…一定幅領域、Ｒ２…拡幅領域、Ｖ…リセス距離、α…傾斜角度、θ…照射角度。

Claims (7)

1. 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所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に向けて放出する磁極層と、を備え、
   前記磁極層が、前記記録媒体に対向する記録媒体対向面に露出するように配設された主磁極層と、この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から一端面が後退すると共に前記主磁極層の一部と対向するように配設された補助磁極層と、前記主磁極層と前記補助磁極層との間に、これらの２つの層により挟まれるように配設された非磁性層と、を含む積層構造を有する垂直磁気記録ヘッドであって、
   前記主磁極層が、前記記録媒体対向面から後方に向かって順に、前記記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有する主磁極一定幅部分と、この主磁極一定幅部分の後方に連結されてそれよりも大きな一定幅を有する主磁極拡幅部分と、を含み、
   前記非磁性層が、前記主磁極層の平面形状と同一の平面形状を有し、
   前記補助磁極層が、前記主磁極一定幅部分と前記主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に、前記主磁極一定幅部分の幅と同一の一定幅を有する補助磁極一定幅部分と、この補助磁極一定幅部分の後方に連結されてそれよりも大きな幅を有する補助磁極拡幅部分と、を含むと共に、
   前記補助磁極一定幅部分が、前記主磁極一定幅部分と前記主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に、前記記録媒体対向面に対して前記一端面よりも後退した位置からその一端面に向かって次第に膜厚が薄くなる膜厚変化部分と、この膜厚変化部分の後方に連結されて一定の膜厚を有する膜厚一定部分と、を含み、
   前記膜厚変化部分が、前記主磁極一定幅部分と前記主磁極拡幅部分との連結位置に位置する前記一端面において、０よりも大きな膜厚を有する
   ことを特徴とする垂直磁気記録ヘッド。
2. 前記膜厚変化部分が、その膜厚が薄くなる領域に対応して位置する斜面を有し、
   この斜面と前記補助磁極層の延在面とのなす角度が、１５度以上７５度以下の範囲内である
   ことを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
3. 前記磁極層が、全体として、前記記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有する一定幅領域と、この一定幅領域の後方に連結されてそれよりも大きな幅を有する拡幅領域と、を含み、
   前記磁極層の幅が前記一定幅領域から前記拡幅領域へと拡がる拡がる位置が、前記主磁極一定幅部分と前記主磁極拡幅部分との連結位置によって規定されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の垂直磁気記録ヘッド。
4. 磁束を発生させる薄膜コイルと、
   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に露出するように配設された主磁極層と、この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から一端面が後退すると共に前記主磁極層の一部と対向するように配設された補助磁極層と、前記主磁極層と前記補助磁極層との間に、これらの２つの層により挟まれるように配設された非磁性層と、を含む積層構造を有し、前記薄膜コイルにおいて発生した磁束を前記記録媒体に向けて放出する磁極層と、
   を備えた垂直磁気記録ヘッドの製造方法であって、
   前記磁極層を形成する工程が、
   前記主磁極層の前準備層としての前駆主磁極層および前記非磁性層の前準備層としての前駆非磁性層をこの順に形成して積層させる工程と、
   前記前駆非磁性層上に、前記前駆主磁極層および前記前駆非磁性層よりも後退して前記一端面を含む端面を有するように、前記補助磁極層の前準備層としての第１の前駆補助磁極層パターンを形成する工程と、
   この第１の前駆補助磁極層パターンのうちの前記端面に近い側の部分を選択的にエッチングすることにより、前記記録媒体対向面に対して前記端面よりも後退した位置からその端面に向かって次第に膜厚が薄くなる部分を含むように第２の前駆補助磁極層パターンを形成する工程と、
   エッチング用のマスクを使用して、前記前駆主磁極層、前記前駆非磁性層および前記第２の前駆補助磁極層パターンをエッチングしてパターニングすることにより、前記主磁極層、前記非磁性層および前記補助磁極層を形成する工程と、
   を含み、
   前記主磁極層が、前記記録媒体対向面から後方に向かって順に、前記記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有する主磁極一定幅部分と、この主磁極一定幅部分の後方に連結されてそれよりも大きな一定幅を有する主磁極拡幅部分と、を含み、
   前記非磁性層が、前記主磁極層の平面形状と同一の平面形状を有し、
   前記補助磁極層が、前記主磁極一定幅部分と前記主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に、前記主磁極一定幅部分の幅と同一の一定幅を有する補助磁極一定幅部分と、この補助磁極一定幅部分の後方に連結されてそれよりも大きな幅を有する補助磁極拡幅部分と、を含むようにすると共に、
   前記補助磁極一定幅部分が、前記主磁極一定幅部分と前記主磁極拡幅部分との連結位置から後方に向かって順に、前記記録媒体対向面に対して前記一端面よりも後退した位置から前記一端面に向かって次第に膜厚が薄くなる膜厚変化部分と、この膜厚変化部分の後方に連結されて一定の膜厚を有する膜厚一定部分と、を含み、
   前記膜厚変化部分が、前記主磁極一定幅部分と前記主磁極拡幅部分との連結位置に位置する前記一端面において、０よりも大きな膜厚を有するようにする
   ことを特徴とする垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
5. めっき膜を成長させることにより、前記第１の前駆補助磁極層パターンを形成する
   ことを特徴とする請求項４記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
6. イオンミリングを用い、前記第１の前駆補助磁極層パターンの延在面と直交する方向に対して３５度±１０度の角度をなす方向からイオンビームを照射しながら、前記第１の前駆補助磁極層パターンをエッチングする
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
7. 前記磁極層が、全体として、前記記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有する一定幅領域と、この一定幅領域の後方に連結されてそれよりも大きな幅を有する拡幅領域と、を含むようにし、
   前記磁極層の幅が前記一定幅領域から前記拡幅領域へと拡がる拡がる位置を、前記主磁極一定幅部分と前記主磁極拡幅部分との連結位置によって規定する
   ことを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。

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