JP4051327B2 - 垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法、ならびに磁気記録装置 - Google Patents

Description

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、ならびに上記した垂直磁気記録ヘッドを搭載した磁気記録装置に関する。

近年、磁気記録媒体（例えばハードディスク）の面記録密度の向上に伴い、磁気記録装置（例えばハードディスクドライブ）に搭載される薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。この薄膜磁気ヘッドの記録方式としては、例えば、信号磁界の向きをハードディスクの面内方向（長手方向）にする長手記録方式や、信号磁界の向きをハードディスクの面と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、ハードディスクの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、記録済みのハードディスク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。

垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドは、磁束を発生させる薄膜コイルと、エアベアリング面から後方に向かって延在し、薄膜コイルにおいて発生した磁束をハードディスクに向けて放出する磁極層とを備えている。この磁極層は、例えば、エアベアリング面から後方に向かって延在すると共にハードディスクの記録トラック幅を規定する一定幅を有する一定幅部分と、この一定幅部分の後方に連結されると共にその一定幅部分の幅よりも大きな幅を有する拡幅部分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、磁極層がヨーク層に部分的に乗り上げて磁気的に連結された構成を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この種の薄膜磁気ヘッドでは、薄膜コイルにおいて発生した磁束が磁極層のうちの一定幅部分から外部に放出されると、その磁束に基づいて発生した磁界（垂直磁界）によりハードディスクが磁化されるため、そのハードディスクに磁気的に情報が記録される。
特開２００２−１９７６１１号公報

ところで、薄膜磁気ヘッドの記録性能を安定に確保するためには、例えば、記録動作時において、意図しない隣接トラックへの書き込みを抑制する必要がある。この「意図しない隣接トラックへの書き込み」とは、ハードディスク上の記録対象トラックに情報を記録しようとした際に、磁極層のうちの一定幅部分から記録対象トラックに向けて磁束が放出された上、さらに、その一定幅部分を経由せずに拡幅部分から意図せずに隣接トラック（記録対象トラックに隣接するトラック）に向けて不要な磁束が放出されたことに起因して、その隣接トラックに既に記録されていた情報が意図せずに上書きされる現象であり、すなわち記録済みの情報が消去されてしまう不具合である。ハードディスクに記録済みの情報を保護する観点から言えば、当然ながら、意図しない隣接トラックへの書き込みに起因する情報の消去を可能な限り防止しなければならない。しかしながら、従来の薄膜磁気ヘッドでは、磁極層の構造的要因によっては意図しない隣接トラックへの書き込みを十分に抑制し得ないため、ハードディスクに記録済みの情報の消去を十分に防止し得ない可能性があるという問題があった。このことから、垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドの普及を図る上では、意図しない隣接トラックへの書き込みを抑制して情報の消去を防止することが可能な技術の確立が急務である。この場合には、特に、薄膜磁気ヘッドの量産性を考慮すれば、容易かつ安定に薄膜磁気ヘッドを製造することが可能な製造技術の確立も重要である。

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、意図しない隣接トラックへの書き込みを抑制し、記録媒体に記録済みの情報の消去を防止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。

また、本発明の第２の目的は、本発明の垂直磁気記録ヘッドを容易かつ安定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。

さらに、本発明の第３の目的は、本発明の垂直磁気記録ヘッドを搭載した磁気記録装置を提供することにある。

本発明に係る垂直磁気記録ヘッドは、磁束を発生させる薄膜コイルと、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後方に向かって延在すると共に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、この磁極層が、記録媒体対向面から記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有して延在すると共に記録媒体対向面に露出した露出面を有する一定幅部分と、この一定幅部分の後方に連結されて一定幅よりも大きな幅を有して延在すると共にその幅の拡がりに沿った拡幅端面を有する拡幅部分とを含み、一定幅部分が一定の厚さを有し、拡幅部分のうちの拡幅端面の高さＨ２が一定幅部分のうちの露出面の高さＨ１よりも小さくなっているものである（Ｈ２＜Ｈ１）。

本発明に係る垂直磁気記録ヘッドでは、一定幅部分が一定の厚さを有し、拡幅端面の高さＨ２が露出面の高さＨ１よりも小さくなっているため、拡幅端面の高さＨ２が露出面の高さＨ１に等しい場合と比較して、意図しない磁束の放出口としての拡幅端面が狭まる。これにより、情報の記録時において、拡幅部分に収容された磁束が一定幅部分を経由せずに拡幅端面から記録媒体に向けて放出されにくくなる。

本発明に係る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、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後方に向かって延在すると共に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、記録媒体対向面から記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有して延在すると共に記録媒体対向面に露出した露出面を有する一定幅部分と、この一定幅部分の後方に連結されて一定幅よりも大きな幅を有して延在すると共にその幅の拡がりに沿った拡幅端面を有する拡幅部分とを含むように磁極層を形成する工程を含み、これらの一定幅部分と拡幅部分とを互いに別々の工程で形成することにより、一定幅部分が一定の厚さを有すると共に拡幅部分のうちの拡幅端面の高さＨ２が一定幅部分のうちの露出面の高さＨ１よりも小さくなるようにしたものである（Ｈ２＜Ｈ１）。

本発明に係る垂直磁気記録ヘッドの製造方法では、一定幅部分が一定の厚さを有すると共に拡幅端面の高さＨ２が露出面の高さＨ１よりも小さいような特徴的な構成を有する磁極層を形成するために、既存の製造プロセスしか使用せず、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用しない。しかも、その既存の製造プロセスのみを使用して、上記した特徴的な構成を有する磁極層を反復的に再現性よく形成可能である。

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垂直磁気記録ヘッドとを搭載し、この垂直磁気記録ヘッドが、磁束を発生させる薄膜コイルと、記録媒体に対向する記録媒体対向面から後方に向かって延在すると共に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ものであり、磁極層が、記録媒体対向面から記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有して延在すると共に記録媒体対向面に露出した露出面を有する一定幅部分と、この一定幅部分の後方に連結されて一定幅よりも大きな幅を有して延在すると共にその幅の拡がりに沿った拡幅端面を有する拡幅部分とを含み、一定幅部分が一定の厚さを有し、拡幅部分のうちの拡幅端面の高さＨ２が一定幅部分のうちの露出面の高さＨ１よりも小さくなっているものである（Ｈ２＜Ｈ１）。

本発明に係る磁気記録装置では、上記した本発明に係る垂直磁気記録ヘッドを搭載しているため、情報の記録時において、拡幅部分に収容された磁束が一定幅部分を経由せずに拡幅端面から記録媒体に向けて放出されにくくなる。

本発明に係る垂直磁気記録ヘッドによれば、一定幅部分が一定の厚さを有していると共に拡幅部分のうちの拡幅端面の高さＨ２が一定幅部分のうちの露出面の高さＨ１よりも小さくなっている構造的特徴（Ｈ２＜Ｈ１）に基づき、情報の記録時において拡幅部分に収容された磁束が一定幅部分を経由せずに拡幅端面から記録媒体に向けて放出されにくくなるため、意図しない隣接トラックへの書き込みを抑制し、記録媒体に記録済みの情報の消去を防止することができる。

また、本発明に係る垂直磁気記録ヘッドの製造方法によれば、既存の製造プロセスのみを使用し、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用せずに磁極層を反復的に再現性よく形成することが可能なため、本発明の垂直磁気記録ヘッドを安定かつ容易に製造することができる。

また、本発明に係る磁気記録装置によれば、本発明の垂直磁気記録ヘッドを搭載しているため、意図しない隣接トラックへの書き込みを抑制し、記録媒体に記録済みの情報の消去を防止することができる。

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。

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に平行な断面（ＸＺ面に沿った断面）を示し、（Ｂ）はエアベアリング面に垂直な断面（ＹＺ面に沿った断面）を示している。また、図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの主要部の平面構成を表し、図３は薄膜磁気ヘッドの主要部の斜視構成を表している。なお、図１および図３に示した矢印Ｄは、薄膜磁気ヘッドに対して磁気記録媒体（図示せず）が相対的に移動する方向（媒体進行方向）を示している。

以下の説明では、図１〜図３に示したＸ軸方向の寸法を「幅」、Ｙ軸方向の寸法を「長さ」、Ｚ軸方向の寸法を「高さまたは厚さ」と表記する。また、Ｙ軸方向のうちのエアベアリング面に近い側を「前方」、その反対側を「後方」と表記する。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。

この薄膜磁気ヘッドは、例えば、媒体進行方向Ｄに移動する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。）に磁気的処理を施すために、ハードディスクドライブなどの磁気記録装置に搭載されるものである。具体的には、薄膜磁気ヘッドは、磁気的処理として記録処理および再生処理の双方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により構成された基板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により構成された絶縁層２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１００Ａと、例えばアルミナなどの非磁性絶縁材料により構成された分離層７と、垂直記録方式の記録処理を実行するシールド型の記録ヘッド部１００Ｂと、例えばアルミナ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１７とがこの順に積層された構成を有している。

再生ヘッド部１００Ａは、例えば、下部リードシールド層３と、シールドギャップ膜４と、上部リードシールド層５とがこの順に積層された構成を有している。この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）４０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。

下部リードシールド層３および上部リードシールド層５は、いずれもＭＲ素子６を周囲から磁気的に分離するものであり、エアベアリング面４０から後方に向かって延在している。これらの下部リードシールド層３および上部リードシールド層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 ）などの磁気抵抗効果を利用して再生処理を実行するものである。

記録ヘッド部１００Ｂは、例えば、絶縁層９，１１により周囲を埋設された磁極層２０と、磁気連結用の開口（バックギャップ１２ＢＧ）が設けられたギャップ層１２と、絶縁層１５により埋設された薄膜コイル１４と、ライトシールド層３０とがこの順に積層された構成を有している。なお、図２および図３では、図１に示した薄膜磁気ヘッドのうち、磁極層２０およびその周辺構造のみを示している。

磁極層２０は、薄膜コイル１４において発生した磁束を収容し、その磁束を記録媒体に向けて放出するものであり、エアベアリング面４０から後方に向かって延在し、具体的にはギャップ層１２に設けられたバックギャップ１２ＢＧに対応する位置まで延在している。

この磁極層２０は、図２および図３に示したように、エアベアリング面４０から記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅Ｗ１（Ｗ１＝約０．１５μｍ）を有して延在すると共にエアベアリング面４０に露出した露出面Ｍ１を有する一定幅部分Ｐ１と、この一定幅部分Ｐ１の後方に連結されて幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ２を有して延在すると共にその幅の拡がりに沿った拡幅端面Ｍ２を有する拡幅部分Ｐ２とを含んで構成されている。この「拡幅端面Ｍ２」とは、幅方向（Ｘ軸方向）において一定幅部分Ｐ１の位置を基準とした場合に、拡幅部分Ｐ２のうちの一定幅部分Ｐ１に対して両側（両幅方向）に位置する部分（両翼部分Ｐ２Ｗ）の前端面を意味している。この磁極層２０において、その幅が一定幅部分Ｐ１（幅Ｗ１）から拡幅部分Ｐ２（幅Ｗ２）へ拡がる位置は、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（拡幅位置）」である。拡幅端面Ｍ２の高さ（Ｚ軸方向の寸法）Ｈ２は、露出面Ｍ１の高さＨ１よりも小さくなっている（Ｈ２＜Ｈ１）。特に、拡幅部分Ｐ２のうちの両翼部分Ｐ２Ｗの厚さＴ２は、例えば、少なくとも拡幅端面Ｍ２に近い側において一定幅部分Ｐ１の厚さＴ１よりも小さくなっている（Ｔ２＜Ｔ１）。一定幅部分Ｐ１の厚さＴ１に対する両翼部分Ｐ２Ｗの厚さＴ２の比（厚さ比）Ｔ２／Ｔ１は、０．３以上１．０未満の範囲内（０．３≦Ｔ２／Ｔ１＜１．０）、好ましくは０．３以上０．７５以下の範囲内（０．３≦Ｔ２／Ｔ１≦０．７５）、より好ましくは０．３以上０．５以下の範囲内（０．３≦Ｔ２／Ｔ１≦０．５）である。

具体的には、磁極層２０は、例えば、図１〜図３に示したように、リーディング側に配設された補助磁極層８と、トレーリング側に配設された主磁極層１０とが積層された積層構造を有している。主磁極層１０は、主要な磁束の放出部分として機能ものであり、エアベアリング面４０からバックギャップ１２ＢＧに対応する位置まで延在している。補助磁極層８は、主磁極層１０に対して補助的な磁束の収容部分として機能するものであり、エアベアリング面４０から後退した位置からバックギャップ１２ＢＧに対応する位置まで延在している。上記した「トレーリング側」とは、図１および図３に示した媒体進行方向Ｄに向かって移動する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（媒体進行方向Ｄ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、流れの流入する側（媒体進行方向Ｄ側と反対側）は「リーディング側」と呼ばれ、ここでは厚さ方向における下側をいう。

主磁極層１０は、例えば、図２に示したように、フレアポイントＦＰから後方に向かって延在すると共に拡幅部分Ｐ２の幅に対応する幅Ｗ２を有する下部主磁極層１０Ａ（第１の磁極層部分）と、エアベアリング面４０からフレアポイントＦＰを経由して下部主磁極層１０Ａに乗り上げるように後方に向かって延在すると共に少なくともフレアポイントＦＰよりも前方において一定幅部分Ｐ１の幅に対応する幅Ｗ１を有し、トレーリング側の端面Ｍ３が全体に渡って平坦な上部主磁極層１０Ｂ（第２の磁極層部分）とを含んで構成されている。下部主磁極層１０Ａは、絶縁層９および補助磁極層８に隣接して延在しており、その下部主磁極層１０Ａの幅は、例えば、後方において一定幅Ｗ２を有し、前方において幅Ｗ２から幅Ｗ１へ連続的に狭まっている。上部主磁極層１０Ｂは、例えば、エアベアリング面４０から絶縁層９に隣接してフレアポイントＦＰまで延在すると共に一定幅Ｗ１を有する先端部１０Ｂ１と、この先端部１０Ｂ１の後方に連結されて下部主磁極層１０Ａに乗り上げるように延在すると共に先端部１０Ｂ１と同様に一定幅Ｗ１を有する中間部１０Ｂ２と、この中間部１０Ｂ２の後方に連結されて下部主磁極層１０Ａ上に延在すると共に幅Ｗ１よりも大きく、かつ幅Ｗ２よりも小さい幅Ｗ３を有する後端部１０Ｂ３とが一体化された連続構造を有している。すなわち、拡幅部分Ｐ２は主に下部主磁極層１０Ａ（他に上部主磁極層１０Ｂのうちの中間部１０Ｂ２および後端部１０Ｂ３も含む）に基づいて規定されており、一定幅部分Ｐ１は上部主磁極層１０Ｂ（先端部１０Ｂ１）に基づいて規定されている。特に、上部主磁極層１０Ｂの飽和磁束密度Ｊ１は、下部主磁極層１０Ａの飽和磁束密度Ｊ２以上になっている（Ｊ１≧Ｊ２）。具体的には、上部主磁極層１０Ｂは、例えば、鉄コバルト系合金などのめっき膜により構成されており、下部主磁極層１０Ａは、例えば、鉄コバルト系合金やパーマロイなどのめっき膜により構成されている。上記した鉄コバルト系合金とは、例えば、鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）や鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）などである。

補助磁極層８は、例えば、図２に示したように、幅Ｗ２を有する矩形状の平面形状を有している。なお、絶縁層９，１１は、それぞれ補助磁極層８および主磁極層１０を周囲から電気的に分離するものであり、例えば、いずれもアルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されている。

ギャップ層１２は、磁極層２０とライトシールド層３０とを磁気的に分離するためのギャップを構成するものである。このギャップ層１２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０．２μｍ以下である。

薄膜コイル１４は、記録用の磁束を発生させるものであり、例えば、銅（Ｃｕ）などの高導電性材料により構成されている。この薄膜コイル１４は、例えば、一端部を中心としてスパイラル状に巻回する巻線構造を有している。なお、図１および図２では、薄膜コイル１４を構成する複数の巻線のうちの一部のみを示している。

絶縁層１５は、薄膜コイル１４を覆って周囲から電気的に分離するものであり、バックギャップ１２ＢＧを塞がないようにギャップ層１２上に配設されている。この絶縁層１５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、その端縁近傍部分が丸みを帯びた斜面を有している。この絶縁層１５の最前端の位置は、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「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４０との間の距離は「スロートハイトＴＨ」であり、このスロートハイトＴＨは、約０．３μｍ以下である。なお、図１および図２では、例えば、スロートハイトゼロ位置ＴＰがフレアポイントＦＰに一致している場合を示している。

ライトシールド層３０は、磁極層２０から放出された磁束の広がり成分を取り込み、その磁束の広がりを防止するものである。このライトシールド層３０は、磁極層２０のトレーリング側においてエアベアリング面４０から後方に向かって延在しており、そのエアベアリング面４０に近い側においてギャップ層１２により磁極層２０から隔てられていると共にエアベアリング面４０から遠い側においてバックギャップ１２ＢＧを通じて磁極層２０に隣接して磁気的に連結されている。特に、ライトシールド層３０は、例えば、互いに別体をなす２つの構成要素、すなわち主要な磁束の取り込み口として機能するＴＨ規定層１３と、このＴＨ規定層１３から取り込まれた磁束の流路として機能するヨーク層１６とを含んで構成されている。

ＴＨ規定層１３は、ギャップ層１２に隣接し、エアベアリング面４０からこのエアベアリング面４０とバックギャップ１２ＢＧとの間の位置、具体的にはエアベアリング面４０と薄膜コイル１４との間の位置まで延在している。このＴＨ規定層１３は、例えば、パーマロイや鉄コバルト系合金などの磁性材料により構成されており、図２に示したように、磁極層２０の幅Ｗ２よりも大きな幅Ｗ４（Ｗ４＞Ｗ２）を有する矩形状の平面形状を有している。このＴＨ規定層１３には薄膜コイル１４を埋設している絶縁層１５が隣接しており、すなわちＴＨ規定層１３は絶縁層１５の最前端位置（スロートハイトゼロ位置ＴＰ）を規定し、より具体的にはスロートハイトＴＨを規定する役割を担っている。

ヨーク層１６は、絶縁層１５を覆うようにエアベアリング面４０からバックギャップ１２ＢＧまで延在しており、前方においてＴＨ規定層１３に乗り上げて磁気的に連結されていると共に後方においてバックギャップ１２ＢＧを通じて磁極層２０に隣接して磁気的に連結されている。このヨーク層１６は、例えば、ＴＨ規定層１３と同様の磁性材料により構成されており、図２に示したように、ＴＨ規定層１３と同様に幅Ｗ４を有する矩形状の平面形状を有している。

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。

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から記録ヘッド部１００Ｂの薄膜コイル１４に電流が流れると、その薄膜コイル１４において磁束が発生する。このとき発生した磁束は、磁極層２０に収容されたのち、その磁極層２０内を主に下部主磁極層１０Ａから上部主磁極層１０Ｂのうちの先端部１０Ｂ１へ流れる。この際、磁極層２０内を流れる磁束は、その磁極層２０の幅の減少に伴ってフレアポイントＦＰにおいて絞り込まれて集束するため、先端部１０Ｂ１のうちのトレーリング側の端縁（トレーリングエッジ）ＴＥ近傍に集中する。このトレーリングエッジＴＥ近傍に集中した磁束が先端部１０Ｂ１から外部に放出されると、記録媒体の表面と直交する方向に記録磁界が発生し、この記録磁界により記録媒体が垂直方向に磁化されるため、その記録媒体に磁気的に情報が記録される。なお、情報の記録時には、先端部１０Ｂ１から放出された磁束の広がり成分がライトシールド層３０に取り込まれるため、その磁束の広がりが防止される。このライトシールド層３０に取り込まれた磁束は、バックギャップ１２ＢＧを通じて磁極層２０に環流される。

一方、再生時においては、再生ヘッド部１００ＡのＭＲ素子６にセンス電流が流れると、記録媒体からの再生用の信号磁界に応じてＭＲ素子６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、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。

次に、図１〜図９を参照して、図１〜図３に示した薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。図４〜図９は薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明するためのものであり、いずれも図１に対応する断面構成を示している。

以下では、まず、図１を参照して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、図１〜図９を参照して薄膜磁気ヘッドの主要部（主磁極層１０）の形成工程について詳細に説明する。なお、薄膜磁気ヘッドの一連の構成要素の材質、寸法および構造的特徴等に関して既に詳述したものについては、その説明を随時省略するものとする。

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使用して、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、図１に示したように、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、下部リードシールド層３と、ＭＲ素子６を埋設したシールドギャップ膜４と、上部リードシールド層５とをこの順に積層させることにより、再生ヘッド部１００Ａを形成する。続いて、再生ヘッド部１００Ａ上に分離層７を形成したのち、この分離層７上に、絶縁層９，１１により周囲を埋設された磁極層２０（補助磁極層８，主磁極層１０）と、バックギャップ１２ＢＧが設けられたギャップ層１２と、薄膜コイル１４を埋設した絶縁層１５と、ライトシールド層３０（ＴＨ規定層１３，ヨーク層１６）とをこの順に積層させることにより、記録ヘッド部１００Ｂを形成する。最後に、記録ヘッド部１００Ｂ上にオーバーコート層１７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４０を形成することにより、薄膜磁気ヘッドが完成する。

薄膜磁気ヘッドの主要部として主磁極層１０を形成する際には、補助磁極層８の周囲に絶縁層９を埋設したのち、まず、図４に示したように、例えばめっき処理を使用して、補助磁極層８およびその周辺の絶縁層９上に、例えば鉄コバルト系合金やパーマロイなどの飽和磁束密度Ｊ２を有する磁性材料からなるめっき膜を成長させることにより、主磁極層１０の一部を構成する下部主磁極層１０Ａをパターン形成する。この下部主磁極層１０Ａを形成する際には、例えば、図２に示したように、拡幅部分Ｐ２の幅に対応する幅Ｗ２を有し、具体的には後方において幅Ｗ２を有し、かつ前方において幅Ｗ２から幅Ｗ１へ幅が狭まるような平面形状を有するようにする。この際には、特に、最終的にフレアポイントＦＰとなる位置に前端を位置合わせし、具体的には、例えば、最終的にエアベアリング面４０となる位置から約０．１μｍ〜１．０μｍだけ前端が後退するようにすると共に、後工程において形成される前駆磁極層パターン１０ＢＸ（図５参照）の厚さＴ０よりも小さい厚さＴ２を有するようにする（Ｔ２＜Ｔ０）。

なお、めっき処理を使用した下部主磁極層１０Ａの形成手順は、例えば、以下の通りである。すなわち、まず、補助磁極層８およびその周辺の絶縁層９上にめっき処理用のシード層（図示せず）を形成したのち、そのシード層上に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。続いて、フォトリソグラフィ処理を使用してフォトレジスト膜をパターニングすることにより、下部主磁極層１０Ａを形成するためのフォトレジストパターンを形成する。続いて、シード層と共にフォトレジストパターンを使用してめっき膜を成長させることにより、そのめっき膜からなる下部主磁極層１０Ａを形成する。この下部主磁極層１０Ａを形成したのちには、その下部主磁極層１０Ａを形成するために使用したフォトレジストパターンを除去する。

続いて、図５に示したように、下部主磁極層１０Ａを形成するために先工程において形成したシード層を再び使用し、例えばめっき処理を使用して、下部主磁極層１０Ａよりも前方における絶縁層９の露出面上からその下部主磁極層１０Ａに乗り上げるように、例えば下部主磁極層１０Ａの飽和磁束密度Ｊ２以上の飽和磁束密度Ｊ１（Ｊ１≧Ｊ２）を有する磁性材料、具体的には例えば鉄コバルト系合金などの磁性材料からなるめっき膜を成長させることにより、上部主磁極層１０Ｂを形成するための前準備層としての前駆磁極層パターン１０ＢＸを形成する。この前駆磁極層パターン１０ＢＸを形成する際には、例えば、図２に示した先端部１０Ｂ１および中間部１０Ｂ２の集合体に対応する対応部分１０ＢＸ１を有し、この対応部分１０ＢＸ１が幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ０を有する点を除き、上部主磁極層１０Ｂと同様の構成を有するようにすると共に、先工程において形成された下部主磁極層１０Ａの厚さＴ２よりも大きな厚さＴ０を有するようにする。

続いて、図５に示したように、例えばイオンミリングを使用して前駆磁極層パターン１０ＢＸをエッチングし、具体的には、前駆磁極層パターン１０ＢＸの延在面に対する垂線Ｓから角度θ（例えば、θ＝約４０°〜７０°）をなす方向からイオンビームを照射しながら前駆磁極層１０パターンＢＸにエッチング処理を施す。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を利用して対応部分１０ＢＸ１の幅が幅Ｗ０から幅Ｗ１に狭められるため、図６に示したように、一定幅Ｗ１を有する対応部分１０ＢＹ１を含む前駆磁極層パターン１０ＢＹが形成される。このエッチング処理では、さらに、上記したように前駆磁極層パターン１０ＢＹを形成すると同時に、下部主磁極層１０Ａおよび前駆磁極層パターン１０ＢＹの周囲に露出しているシード層をエッチングすることにより、そのシード層の不要部分を選択的に除去する。なお、上記では、主に、前駆磁極層パターン１０ＢＸのうちの対応部分１０ＢＸ１がエッチングされる旨を説明したが、その前駆磁極層パターン１０ＢＸのうちの対応部分１０ＢＸ１だけでなく、その対応部分１０ＢＸを除く他の箇所もエッチングされることは言うまでもない。

続いて、図７に示したように、例えばスパッタリングを使用して、下部主磁極層１０Ａおよび前駆磁極層パターン１０ＢＹならびにそれらの周辺を覆うように、絶縁層１１を形成するための前準備層としての前駆絶縁層１１Ｘを形成する。この前駆絶縁層１１Ｘを形成する際には、例えば、下部主磁極層１０Ａおよび前駆磁極層パターン１０ＢＹを完全に埋設するようにし、より具体的には、前駆絶縁層１１Ｘの最下面Ｍ４が前駆磁極層パターン１０ＢＹの最上面Ｍ５よりも高くなるようにする。

続いて、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ）を使用して、前駆磁極層パターン１０ＢＹのうちのトレーリング側の端面が全体に渡って平坦になるまで、その前駆磁極層パターン１０ＢＹと共に前駆絶縁層１１Ｘを研磨する。この研磨処理により、図８に示したように、前駆絶縁層１１Ｘが研磨されたのち、引き続き前駆絶縁層１１Ｘと共に前駆磁極層パターン１０ＢＹが研磨されるため、図９に示したように、主磁極層１０の他の一部を構成する上部主磁極層１０Ｂがパターン形成されると共に、その上部主磁極層１０Ｂおよび下部主磁極層１０Ａの周囲を埋設するように絶縁層１１が形成される。この上部主磁極層１０Ｂは、例えば、図２に示したように、前方の先端部１０Ｂ１が下部主磁極層１０Ａの厚さＴ２よりも大きな厚さＴ１を有して絶縁層９に隣接し、かつ後方の中間部１０Ｂ２および後端部１０Ｂ３が下部主磁極層１０Ａに乗り上げるように延在すると共に、トレーリング側の端面Ｍ３が全体に渡って平坦となるように形成される。これにより、図１〜図３に示したように、下部主磁極層１０Ａおよび上部主磁極層１０Ｂを含み、拡幅部分Ｐ２が下部主磁極層１０Ａに基づいて規定されると共に一定幅部分Ｐ１が上部主磁極層１０Ｂに基づいて規定された主磁極層１０が完成する。この主磁極層１０を形成する際には、図２に示したように、拡幅部分Ｐ２を規定する下部主磁極層１０Ａのうちの拡幅端面Ｍ２の高さＨ２が、一定幅部分Ｐ１を規定する上部主磁極層１０Ｂ（先端部１０Ｂ１）のうちの露出面Ｍ１の高さＨ１よりも小さくなるようにすると共に（Ｈ２＜Ｈ１）、例えば、下部主磁極層１０Ａのうちの両翼部分Ｐ２Ｗの厚さＴ２が、上部主磁極層１０Ｂ（先端部１０Ｂ１）の厚さＴ２よりも小さくなるようにする（Ｔ２＜Ｔ１）。

本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、一定幅部分Ｐ１および拡幅部分Ｐ２を含む主磁極層１０に関して、拡幅部分Ｐ２のうちの拡幅端面Ｍ２の高さＨ２が一定幅部分Ｐ１のうちの露出面Ｍ１の高さＨ１よりも小さくなるようにしたので（Ｈ２＜Ｈ１）、以下の理由により、意図しない隣接トラックへの書き込みを抑制し、記録媒体に記録済みの情報の消去を防止することができる。

図１０は本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構成を表しており、図３に対応する薄膜磁気ヘッドの主要部の斜視構成を示している。この比較例の薄膜磁気ヘッドは、主磁極層１０に代えて主磁極層１１０を備えている点を除き、図３に示した本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドと同様の構成を有している。この主磁極層１１０は、一体化されて互いに磁気的に連結された２つの構成要素、すなわち厚さＴ１および高さＨ１（露出面Ｍ１）を有し、上部主磁極層１０Ｂのうちの先端部１０Ｂ１と同様の構成を有する先端部１１０Ａと、この先端部１１０Ａの厚さＴ１に等しい厚さＴ３（Ｔ３＝Ｔ１）および高さＨ３（拡幅端面Ｍ２）を有する点を除き、下部主磁極層１０Ａと同様の構成を有する後端部１１０Ｂとを含んで構成されている。この比較例の薄膜磁気ヘッドでは、主磁極層１１０のうちの先端部１１０Ａに基づいて一定幅部分Ｐ１が規定されていると共に、後端部１１０Ｂに基づいて拡幅部分Ｐ２が規定されている。

図１０に示した比較例の薄膜磁気ヘッドでは、拡幅部分Ｐ２を規定する後端部１１０Ｂのうちの拡幅端面Ｍ２の高さＨ３が、一定幅部分Ｐ１を規定する先端部１１０Ａのうちの露出面Ｍ１の高さＨ１に等しくなっており（Ｈ３＝Ｈ１）、すなわち露出面Ｍ１の面積に対して拡幅端面Ｍ２の面積が大きすぎるため、情報の記録時において後端部１１０Ｂの内部を流れる磁束量が大きくなると、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、その後端部１１０Ｂの内部を流れている磁束が先端部１１０Ａを経由して露出面Ｍ１から記録媒体に向けて正常に放出される上、さらに、その磁束が先端部１１０Ａを経由せずに拡幅端面Ｍ２から記録媒体に向けて意図せずに放出される結果、この後端部１１０Ｂから放出された不要な磁束に起因して意図せずに隣接トラックに書き込みが行われ、その隣接トラックに記録されていた情報が消去されてしまう。

これに対して、図３に示した本実施の形態の薄膜磁気ヘッドでは、拡幅部分Ｐ２を規定する下部主磁極層１０Ａのうちの拡幅端面Ｍ２の高さＨ２が、一定幅部分Ｐ１を規定する上部主磁極層１０Ｂのうちの露出面Ｍ１の高さＨ１よりも小さくなっているため（Ｈ２＜Ｈ１）、露出面Ｍ１の面積に対して、意図しない隣接トラックへの書き込みを誘発する不要な磁束の放出口としての拡幅端面Ｍ２の面積が狭まって小さくなる。これにより、情報の記録時において下部主磁極層１０Ａの内部を流れる磁束量が大きくなったとしても、上記した比較例の場合と比較して、その下部主磁極層１０Ａの内部を流れている磁束が先端部１０Ｂ１を経由せずに拡幅端面Ｍ２から記録媒体に向けて意図せずに放出されにくくなる。したがって、本実施の形態では、意図しない隣接トラックへの書き込みを抑制し、記録媒体に記録済みの情報の消去を防止することができるのである。

特に、本実施の形態では、拡幅部分Ｐ２を規定する下部主磁極層１０Ａのうちの両翼部分Ｐ２Ｗの厚さＴ２が、少なくとも拡幅端面Ｍ２に近い側において、一定幅部分Ｐ１を規定する上部主磁極層１０Ｂ（先端部１０Ｂ１）の厚さＴ１よりも小さくなるようにしたので（Ｔ２＜Ｔ１）、その厚さＴ２を厚さＴ１よりも小さい範囲内で適宜設定することにより、後端部１１０Ｂのうちの両翼部分Ｐ２Ｗの厚さＴ３が前端部１１０Ａの厚さＴ１に等しい比較例の場合（Ｔ３＝Ｔ１，図１０参照）と比較して、下部主磁極層１０Ａの磁気ボリューム、すなわち下部主磁極層１０Ａに収容可能な磁束の絶対量が大きくなりすぎないように適正に調整される。したがって、上部主磁極層１０Ｂ（先端部１０Ｂ１）へ必要十分な量の磁束を供給しつつ、拡幅端面Ｍ２から先端部１０Ｂ１を経由せずに記録媒体に向けて意図せずに磁束が放出されないように下部主磁極層１０Ａの磁気ボリュームを制御することが可能になるため、この観点においても意図しない隣接トラックへの書き込みの抑制に寄与することができる。

この場合には、特に、厚さ比Ｔ２／Ｔ１、すなわち先端部１０Ｂ１の厚さＴ１に対する両翼部分Ｐ２Ｗの厚さＴ２の比を０．３≦Ｔ２／Ｔ１＜１．０とすれば、下部主磁極層１０Ａの内部を流れる磁束の絶対量を制御する観点において厚さ比Ｔ２／Ｔ１が適正化される。したがって、意図しない隣接トラックへの書き込みをより抑制し、記録媒体に記録済みの情報の消去をより防止することができる。この効果は、特に、厚さ比Ｔ２／Ｔ１を０．３≦Ｔ２／Ｔ１≦０．７５、さらには０．３≦Ｔ２／Ｔ１≦０．５と狭めることにより向上する。

また、本実施の形態では、上部主磁極層１０Ｂの飽和磁束密度Ｊ１が下部主磁極層１０Ａの飽和磁束密度Ｊ２以上（Ｊ１≧Ｊ２）となるようにしたので、下部主磁極層１０Ａよりも上部主磁極層１０Ｂにおいて単位体積当たりの磁束収容率が大きくなる。したがって、厚さＴ１，Ｔ２間の関係（Ｔ２＜Ｔ１）に関して上記したように、上部主磁極層１０Ｂ（先端部１０Ｂ１）へ必要十分な量の磁束を供給しつつ、拡幅端面Ｍ２から先端部１０Ｂ１を経由せずに記録媒体に向けて意図せずに磁束が放出されないように下部主磁極層１０Ａの磁気ボリュームを制御することが可能になるため、この観点においても意図しない隣接トラックへの書き込みの抑制に寄与することができる。

また、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、拡幅端面Ｍ２の高さＨ２が露出面Ｍ１の高さＨ１よりも小さい特徴的な構成を有する主磁極層１０を備えた薄膜磁気ヘッドを反復的に再現性よく製造するために、既存の製造プロセスしか使用せず、新規かつ煩雑な製造プロセスを使用しない。したがって、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを容易かつ安定に製造することができる。

また、本実施の形態では、研磨処理を使用して前駆磁極層パターン１０ＢＹのトレーリング側の端面を平坦化することにより上部主磁極層１０Ｂを形成するようにしたので、その平坦化後の端面Ｍ３に基づいて上部主磁極層１０ＢのトレーリングエッジＴＥが規定される。したがって、磁極層２０のうちの実質的な記録箇所であるトレーリングエッジＴＥが平坦となるように主磁極層１０を容易に形成することができる。

なお、上記実施の形態では、図２および図３に示したように、先端部１０Ｂ１（幅Ｗ１）、中間部１０Ｂ２（幅Ｗ１）および後端部１０Ｂ３（幅Ｗ３）を含むように上部主磁極層１０Ｂを構成したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図１１に示したように、後端部１０Ｂ３を含まずに、先端部１０Ｂ１および中間部１０Ｂ２のみを含むように上部主磁極層１０Ｂを構成してもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、図１１に示した薄膜磁気ヘッドの構成に関する上記以外の特徴は、図３に示した場合と同様である。

また、本実施の形態では、図１〜図３に示したように、一定幅部分Ｐ１および拡幅部分Ｐ２を含む主磁極層１０を互いに別体をなす２つの構成要素、すなわちフレアポイントＦＰから後方に向かって延在する下部主磁極層１０Ａと、エアベアリング面４０からフレアポイントＦＰを経由して下部主磁極層１０Ａに乗り上げるように延在する上部主磁極層１０Ｂとで構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、拡幅端面Ｍ２の高さＨ２が露出面Ｍ１の高さＨ１よりも小さい限り、主磁極層１０の構成は自由に変更可能である。具体的には、例えば、図１２および図１３に示したように、一定幅部分Ｐ１および拡幅部分Ｐ２を含む主磁極層５０を互いに別体をなす２つの構成要素、すなわちエアベアリング面４０からフレアポイントＦＰを経由して後方に向かって延在して全体として一律な厚さＴ２を有し、上記実施の形態において説明した下部主磁極層１０Ａの平面形状と上部主磁極層１０Ｂのうちの先端部１０Ｂ１の平面形状とを合成した平面形状を有する下部主磁極層５０Ａと、この下部主磁極層５０Ａ上に配設され、エアベアリング面４０からフレアポイントＦＰまで延在して厚さＴ４（Ｔ１−Ｔ２）を有し、上記実施の形態において説明した先端部１０Ｂ１の平面形状と同様の平面形状を有する上部主磁極層５０Ｂとで構成するようにしてもよい。この主磁極層５０は、例えば、めっき処理を使用して下部主磁極層５０Ａをパターン形成したのち、引き続きめっき処理を使用して下部主磁極層５０Ａ上に上部主磁極層５０Ｂをパターン形成することにより形成可能である。この場合においても、下部主磁極層５０Ａのうちの拡幅端面Ｍ２から記録媒体に向けて意図せずに磁束が放出されにくくなるため、意図しない隣接トラックへの書き込みを十分に抑制し、記録媒体に記録済みの情報の消去を防止することができる。なお、図１２および図１３に示した薄膜磁気ヘッドの構成に関する上記以外の特徴は、図１および図３に示した場合と同様である。

この場合には、さらに、例えば、図１４に示したように、一定幅部分Ｐ１および拡幅部分Ｐ２を含む主磁極層６０を互いに別体をなす２つの構成要素、すなわちエアベアリング面４０からフレアポイントＦＰまで延在して厚さＴ５（Ｔ１−Ｔ２）を有し、上記実施の形態において説明した先端部１０Ｂ１の平面形状と同様の平面形状を有する下部主磁極層６０Ａと、この下部主磁極層６０Ａ上に配設され、エアベアリング面４０からフレアポイントを経由して後方に向かって延在して全体として一律な厚さＴ２を有し、上記実施の形態において説明した下部主磁極層１０Ａの平面形状と先端部１０Ｂ１の平面形状とを合成した平面形状を有する上部主磁極層６０Ｂとで構成するようにしてもよい。この主磁極層６０は、例えば、めっき処理を使用して下部主磁極層６０Ａをパターン形成したのち、引き続きめっき処理を使用して下部主磁極層６０Ａ上に上部主磁極層６０Ｂをパターン形成することにより形成可能である。この主磁極層６０を形成する場合には、例えば、主磁極層６０と補助磁極層８との間の磁気的連結を確保するために、下部主磁極層６０Ａを形成すると同時に補助磁極層８に対応する領域に追加補助磁極層１０８を形成したのち、それらの下部主磁極層６０Ａおよび追加補助磁極層１０８上に上部主磁極層６０Ｂを形成するのが好ましい。この場合においても、上部主磁極層６０Ｂのうちの拡幅端面Ｍ２から記録媒体に向けて意図せずに磁束が放出されにくくなるため、意図しない隣接トラックへの書き込みを十分に抑制し、記録媒体に記録済みの情報の消去を防止することができる。この場合には、特に、上記実施の形態において図３に示した構成や変形例として図１３に示した構成、すなわち高さ方向（図中のＺ軸方向）において拡幅部分Ｐ２が一定幅部分Ｐ１に対してリーディング側に配置されている構成とは異なり、拡幅部分Ｐ２が一定幅部分Ｐ１に対してトレーリング側に配置されており、実質的な記録箇所であるトレーリングエッジＴＥにより磁束が集中しやすくなるため、記録磁界強度を高めることができる。なお、図１４に示した薄膜磁気ヘッドの構成に関する上記以外の特徴は、図３に示した場合と同様である。

以上をもって、本発明の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドについての説明を終了する。

次に、図１５および図１６を参照して、本発明の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１５は磁気記録装置の切り欠き概観構成を表し、図１６は磁気記録装置の主要部の外観構成を拡大して表している。この磁気記録装置は、上記実施の形態において説明した薄膜磁気ヘッドを搭載したものであり、例えばハードディスクドライブである。

この磁気記録装置は、図１５に示したように、例えば、筐体２００の内部に、情報が記録される記録媒体としての複数の磁気ディスク２０１（例えばハードディスク）と、各磁気ディスク２０１に対応して配置され、先端にヘッドスライダ２１０が取り付けられた複数のアーム２０２とを備えている。磁気ディスク２０１は、筐体２００に固定されたスピンドルモータ２０３を中心として回転可能になっている。アーム２０２は、動力源としての駆動部２０４に接続されており、筐体２００に固定された固定軸２０５を中心として、ベアリング２０６を介して旋回可能になっている。駆動部２０４は、例えば、ボイスコイルモータなどの駆動源を含んで構成されている。なお、図１５は、例えば、固定軸２０５を中心として複数のアーム２０２が一体的に旋回するモデルを示している。

ヘッドスライダ２１０は、図１６に示したように、アーム２０２の旋回時に生じる空気抵抗を減少させるための凹凸構造が一面（エアベアリング面２２０）設けられた略直方体状の基体２１１のうち、そのエアベアリング面２２０と直交する一側面（図１６中、手前側の面）に、垂直記録方式の薄膜磁気ヘッド２１２が取り付けられた構成を有している。この薄膜磁気ヘッド２１２は、例えば、上記実施の形態において説明した構成を有するものである。なお、図１６では、ヘッドスライダ２１０のうちのエアベアリング面２２０側の構造を見やすくするために、図１５に示した状態とは上下を反転させた状態を示している。

この磁気記録装置では、情報の記録時においてアーム２０２が旋回することにより、磁気ディスク２０１のうちの所定の領域（記録領域）までヘッドスライダ２１０が移動する。そして、磁気ディスク２０１と対向した状態において薄膜磁気ヘッド２１２が通電されると、上記実施の形態において説明したように動作することにより、薄膜磁気ヘッド２１２が磁気ディスク２０１に情報を記録する。

この磁気記録装置では、本発明の薄膜磁気ヘッド２１２を備えるようにしたので、その薄膜磁気ヘッド２１２による意図しない隣接トラックへの書き込みを抑制し、磁気ディスク２０１に記録済みの情報の消去を防止することができる。

なお、この磁気記録装置に搭載されている薄膜磁気ヘッド２１２に関する上記以外の構成、動作、作用、効果および変形例等は上記各実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。

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いて図１〜図３に示した本発明の薄膜磁気ヘッドを図１５および図１６に示した磁気記録装置に搭載して記録処理を実施した際の諸特性を調べたところ、以下の一連の結果が得られた。なお、本発明の薄膜磁気ヘッドの諸特性を調べる際には、フレア距離（エアベアリング面４０とフレアポイントＦＰとの間の距離）＝０．３μｍ、フレア角度（先端部１０Ｂ１の延在方向（Ｙ軸方向）と拡幅端面Ｍ２との間の角度）＝７０°、先端部１０Ｂ１の幅Ｗ１，厚さＴ１＝０．２μｍ，０．２μｍ、薄膜コイル１４の起磁力＝１５０ｍＡＴとした。

まず、厚さ比Ｔ２／Ｔ１を０．５に固定した上で、意図しない隣接トラックへの書き込み状況を調べたところ、図１７に示した結果が得られた。図１７は記録媒体上のトラック位置と記録磁界強度との間の相関を表しており、「横軸」はトラック位置Ｎ、すなわち記録対象トラックからＮトラック分だけ離れたトラック位置（Ｎ＝１〜４）を示し、「縦軸」は各トラック位置において記録媒体が受けた記録磁界強度Ｈ（×１０³ ／（４π）Ａ／ｍ＝Ｏｅ）を示している。なお、本発明の薄膜磁気ヘッドの書き込み状況を調べる際には、その性能を比較評価するために、上記実施の形態において図１０に示した比較例の薄膜磁気ヘッドに関しても同様に書き込み状況を調べた。図１７に示した「○」は本発明の薄膜磁気ヘッドに関する結果を示し、「□」は比較例の薄膜磁気ヘッドに関する結果を示している。

図１７に示した結果から判るように、記録媒体が受ける記録磁界強度は、本発明（○）および比較例（□）のいずれの場合においても、トラック位置Ｎが大きくなり、すなわち記録対象トラック（Ｎ＝０）から離れるにしたがって顕著に減少した。ここで、本発明の薄膜磁気ヘッドと比較例の薄膜磁気ヘッドとを比較すると、各トラック位置Ｎにおける記録磁界強度Ｈは、比較例の薄膜磁気ヘッドよりも本発明の薄膜磁気ヘッドにおいてより減少した。特に、記録磁界強度Ｈが比較的大きくなり、意図しない隣接トラックへの書き込みに起因して最も情報が消去しやすい隣接トラック位置（Ｎ＝１）における記録磁界強度Ｈは、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて比較例の薄膜磁気ヘッドよりも約２００×１０³ ／（４π）Ａ／ｍほど減少した。このことから、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、隣接トラックにおいて記録媒体が受ける記録磁界強度を減少させることにより意図しない隣接トラックへの書き込みを抑制し、その記録媒体に記録済みの情報の消去を防止することができることが確認された。

続いて、厚さ比Ｔ２／Ｔ１に関する記録磁界強度比の依存性を調べたところ、図１８に示した結果が得られた。図１８は厚さ比Ｔ２／Ｔ１と記録磁界強度比との間の相関を表しており、「横軸」は厚さ比Ｔ２／Ｔ１を示し、「縦軸」は記録磁界強度比ＨＣ、すなわち記録対象トラックにおける記録磁界強度Ｈ１に対する隣接トラックにおける記録磁界強度Ｈ２の比Ｈ２／Ｈ１×１００（％）を示している。図１８に示した「○」は上部主磁極層１０Ｂの飽和磁束密度Ｊ１＝下部主磁極層１０Ａの飽和磁束密度Ｊ２＝２．３Ｔ（テスラ）の場合（Ｊ１＝Ｊ２）に関する結果を示し、「△」は上部主磁極層１０Ｂの飽和磁束密度Ｊ１＝２．３Ｔ，下部主磁極層１０Ａの飽和磁束密度Ｊ２＝１．８Ｔ，の場合（Ｊ１＞Ｊ２）に関する結果を示している。

図１８に示した結果から判るように、記録磁界強度比ＨＣは、厚さ比Ｔ２／Ｔ１が増加するにしたがって下向きの凸状に変化した。この場合には、特に、Ｊ１＝Ｊ２の場合（○）およびＪ１＞Ｊ２の場合（△）のいずれにおいても、厚さ比Ｔ２／Ｔ１が１．０未満の範囲において記録磁界強度比ＨＣが２４％以下となり、その記録磁界強度比ＨＣが十分に小さくなった。

続いて、厚さ比Ｔ２／Ｔ１に関する記録磁界強度の依存性を調べたところ、図１９に示した結果が得られた。図１９は厚さ比Ｔ２／Ｔ１と記録磁界強度との間の相関を表しており、「横軸」は厚さ比Ｔ２／Ｔ１を示し、「縦軸」は記録対象トラックにおいて記録媒体が受けた記録磁界強度Ｈ（×１０³ ／（４π）Ａ／ｍ＝Ｏｅ）を示している。図１９に示した「○」および「△」は、図１８に示した場合と同様である。

図１９に示した結果から判るように、記録対象トラックにおいて記録媒体が受けた記録磁界強度Ｈは、厚さ比Ｔ２／Ｔ１が増加するにしたがって次第に大きくなった。この場合には、特に、Ｊ１＝Ｊ２の場合（○）およびＪ１＞Ｊ２の場合（△）のいずれにおいても、厚さ比Ｔ２／Ｔ１が０．３以上の範囲において記録磁界強度Ｈが８０００×１０³ ／（４π）Ａ／ｍ以上となり、その記録磁界強度Ｈが十分に大きくなった。

ここで、図１８および図１９から得られた結果をまとめると、厚さ比Ｔ２／Ｔ１を０．３≦Ｔ２／Ｔ１＜１．０とすれば、記録対象トラックにおいて十分な記録磁界強度を確保しつつ、隣接トラックにおいて不要な磁界強度を抑制することが可能であり、すなわち意図しない隣接トラックへの書き込みに起因する情報の消去を防止することができることが確認された。この場合には、さらに、厚さ比Ｔ２／Ｔ１を０．３≦Ｔ２／Ｔ１≦０．７５とし、さらに０．３≦Ｔ２／Ｔ１≦０．５とすれば、意図しない隣接トラックへの書き込みに起因する情報の消去をより効果的に防止することができることが確認された。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はそ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、本発明をシールド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、単磁極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。

また、上記実施の形態では、本発明を垂直記録方式の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、本発明を長手記録方式の薄膜磁気ヘッドに適用することも可能である。

本発明に係る垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法、ならびにその垂直磁気記録ヘッドを備えた磁気記録装置は、ハードディスクに磁気的に情報を記録するハードディスクドライブなどに適用することが可能である。

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１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１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。 本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造工程における一工程を説明するための断面図である。 図４に続く工程を説明するための断面図である。 図５に続く工程を説明するための断面図である。 図６に続く工程を説明するための断面図である。 図７に続く工程を説明するための断面図である。 図８に続く工程を説明するための断面図である。 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問題点を説明するための斜視図である。 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説明するための斜視図である。 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説明するための断面図である。 図１２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。 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さらに他の変形例を説明するための斜視図である。 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切り欠き外観構成を表す斜視図である。 図１５に示した磁気記録装置の主要部の外観構成を拡大して表す斜視図である。 トラック位置と記録磁界強度との間の相関を表す図である。 厚さ比と記録磁界強度比との間の相関を表す図である。 厚さ比と記録磁界強度との間の相関を表す図である。

符号の説明

１…基板、２，９，１１，１５…絶縁層、３…下部リードシールド層、４…シールドギャップ膜、５…上部リードシールド層、６…ＭＲ素子、７…分離層、８…補助磁極層、１０，５０，６０…主磁極層、１０Ａ，５０Ａ，６０Ａ…下部主磁極層、１０Ｂ，５０Ｂ，６０Ｂ…上部主磁極層、１０Ｂ１…先端部、１０Ｂ２…中間部、１０Ｂ３…後端部、１０ＢＸ，１０ＢＹ…前駆磁極層パターン、１０ＢＸ１，１０ＢＹ１…対応部分、１１Ｘ…前駆絶縁層、１２…ギャップ層、１２ＢＧ…バックギャップ、１３…ＴＨ規定層、１４…薄膜コイル、１６…ヨーク層、１７…オーバーコート層、４０…エアベアリング面、１００Ａ…再生ヘッド部、１００Ｂ…記録ヘッド部、１０８…追加補助磁極層、２００…筐体、２０１…磁気ディスク、２０２…アーム、２０３…スピンドルモータ、２０４…駆動部、２０５…固定軸、２０６…ベアリング、２１０…ヘッドスライダ、２１１…基体、２１２…薄膜磁気ヘッド、Ｄ…媒体進行方向、ＦＰ…フレアポイント、Ｈ１，Ｈ２…高さ、Ｍ１…露出面、Ｍ２…拡幅端面、Ｍ３…端面、Ｍ４…最下面、Ｍ５…最上面、Ｐ１…一定幅部分、Ｐ２…拡幅部分、Ｐ２Ｗ…両翼部分、Ｓ…垂線、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５…厚さ、ＴＥ…トレーリングエッジ、ＴＨ…スロートハイト、ＴＰ…スロートハイトゼロ位置。

Claims (13)

1. 磁束を発生させる薄膜コイルと、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後方に向かって延在すると共に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、
   この磁極層は、前記記録媒体対向面から前記記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有して延在すると共に前記記録媒体対向面に露出した露出面を有する一定幅部分と、この一定幅部分の後方に連結されて前記一定幅よりも大きな幅を有して延在すると共にその幅の拡がりに沿った拡幅端面を有する拡幅部分と、を含み、
   前記一定幅部分は、一定の厚さを有し、
   前記拡幅部分のうちの前記拡幅端面の高さＨ２は、前記一定幅部分のうちの前記露出面の高さＨ１よりも小さくなっている（Ｈ２＜Ｈ１）
   ことを特徴とする垂直磁気記録ヘッド。
2. 前記拡幅部分は、前記一定幅部分に対して両側に位置する両翼部分を含み、
   この両翼部分の厚さＴ２は、少なくとも前記拡幅端面に近い側において前記一定幅部分の厚さＴ１よりも小さくなっている（Ｔ２＜Ｔ１）
   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. 前記一定幅部分の厚さＴ１に対する前記両翼部分の厚さＴ２の比Ｔ２／Ｔ１は、０．３以上１．０未満の範囲内である
   ことを特徴とする請求項２記載の垂直磁気記録ヘッド。
4. 前記比Ｔ２／Ｔ１は、０．５以上１．０未満の範囲内である
   ことを特徴とする請求項３記載の垂直磁気記録ヘッド。
5. 前記磁極層は、その磁極層の幅が前記一定幅部分から前記拡幅部分へ拡がる拡幅位置から後方に向かって延在すると共に前記拡幅部分の幅に対応する幅を有する第１の磁極層部分と、前記記録媒体対向面から前記拡幅位置を経由して前記第１の磁極層部分に乗り上げるように後方に向かって延在すると共に少なくとも前記拡幅位置よりも前方において前記一定幅部分の幅に対応する幅を有し、前記媒体進行方向側の端面が全体に渡って平坦な第２の磁極層部分と、を含み、
   前記拡幅部分は前記第１の磁極層部分に基づいて規定されており、前記一定幅部分は前記第２の磁極層部分に基づいて規定されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録ヘッド。
6. 前記第２の磁極層部分の飽和磁束密度Ｊ１は、前記第１の磁極層部分の飽和磁束密度Ｊ２以上になっている（Ｊ１≧Ｊ２）
   ことを特徴とする請求項５記載の垂直磁気記録ヘッド。
7. 磁束を発生させる薄膜コイルと、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後方に向かって延在すると共に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、
   前記記録媒体対向面から前記記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有して延在すると共に前記記録媒体対向面に露出した露出面を有する一定幅部分と、この一定幅部分の後方に連結されて前記一定幅よりも大きな幅を有して延在すると共にその幅の拡がりに沿った拡幅端面を有する拡幅部分と、を含むように前記磁極層を形成する工程を含み、
   これらの一定幅部分と拡幅部分とを互いに別々の工程で形成することにより、前記一定幅部分が、一定の厚さを有すると共に、前記拡幅部分のうちの前記拡幅端面の高さＨ２が、前記一定幅部分のうちの前記露出面の高さＨ１よりも小さくなるようにする（Ｈ２＜Ｈ１）
   ことを特徴とする垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
8. 前記拡幅部分が、前記一定幅部分に対して両側に位置する両翼部分を含むようにし、
   この両翼部分の厚さＴ２が、少なくとも前記拡幅端面に近い側において前記一定幅部分の厚さＴ１よりも小さくなるようにする（Ｔ２＜Ｔ１）
   ことを特徴とする請求項７記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
9. 前記一定幅部分の厚さＴ１に対する前記両翼部分の厚さＴ２の比Ｔ２／Ｔ１が、０．３以上１．０未満の範囲内となるようにする
   ことを特徴とする請求項８記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
10. 前記磁極層を形成する工程は、
    その磁極層の幅が前記一定幅部分から前記拡幅部分へ拡がる拡幅位置から後方に向かって延在すると共に前記拡幅部分の幅に対応する幅を有するように、前記磁極層の一部を構成する第１の磁極層部分をパターン形成する第１の工程と、
    前記拡幅位置よりも前方からその拡幅位置を経由して前記第１の磁極層部分に乗り上げるように後方に向かって延在すると共に少なくとも前記拡幅位置よりも前方において前記一定幅部分の幅に対応する幅を有するように、前駆磁極層パターンを形成する第２の工程と、
    前記媒体進行方向側の端面が全体に渡って平坦になるまで前記前駆磁極層パターンを研磨して前記磁極層の他の一部を構成する第２の磁極層部分を形成することにより、前記第１の磁極層部分および前記第２の磁極層部分を含むように前記磁極層を形成する第３の工程と、を含み、
    前記拡幅部分を前記第１の磁極層部分に基づいて規定すると共に、前記一定幅部分を前記第２の磁極層部分に基づいて規定する
    を含むことを特徴とする請求項７ないし請求項９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。
11. 前記第２の工程と前記第３の工程との間に、さらに、前記第１の磁極層部分および前記前駆磁極層パターンならびにそれらの周辺を覆うように前駆絶縁層を形成する第４の工程を含み、
    前記第３の工程において、前記媒体進行方向側の端面が全体に渡って平坦になるまで前記前駆磁極層パターンと共に前記前駆絶縁層を研磨して絶縁層を形成することにより、その絶縁層を前記磁極層の周囲に埋設する
    ことを特徴とする請求項１０記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
12. 前記第２の磁極層部分の飽和磁束密度Ｊ１が、前記第１の磁極層部分の飽和磁束密度Ｊ２以上となるようにする（Ｊ１≧Ｊ２）
    ことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
13. 記録媒体と、この記録媒体に磁気的に情報を記録する垂直磁気記録ヘッドと、を搭載し、
    この垂直磁気記録ヘッドが、磁束を発生させる薄膜コイルと、前記記録媒体に対向する記録媒体対向面から後方に向かって延在すると共に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、を備えた磁気記録装置であって、
    前記磁極層は、前記記録媒体対向面から前記記録媒体の記録トラック幅を規定する一定幅を有して延在すると共に前記記録媒体対向面に露出した露出面を有する一定幅部分と、この一定幅部分の後方に連結されて前記一定幅よりも大きな幅を有して延在すると共にその幅の拡がりに沿った拡幅端面を有する拡幅部分と、を含み、
    前記一定幅部分は、一定の厚さを有し、
    前記拡幅部分のうちの前記拡幅端面の高さＨ２は、前記一定幅部分のうちの前記露出面の高さＨ１よりも小さくなっている（Ｈ２＜Ｈ１）
    ことを特徴とする磁気記録装置。

Images