JP4118246B2 - 垂直磁気記録ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ディスクなどの記録媒体の媒体面に対して垂直方向に磁界を与えて記録を行う垂直磁気記録ヘッドに係り、特に記録媒体に記録された磁化が互いに反転する記録パターン間の磁化反転幅（磁化遷移幅）を狭く、且つ前記記録パターンのトレーリング側磁界線をトラック幅方向により平行に近づけることが可能な垂直磁気記録ヘッド及びその製造方法に関する。

図２６に示される磁気ヘッドは、従来の垂直磁気記録ヘッドの構造（部分断面図）である。記録媒体の媒体面に対する垂直方向に媒体を磁化させる垂直磁気記録方式は、媒体面に対する水平方向に媒体を磁化させる方式に比べて、磁気データを高密度で記録することができる。

符号１は主磁極層で、符号２はリターンヨーク層である。図２５に示す垂直磁気記録ヘッドでは、主磁極層１から見てリーディング側（図示下側）に前記リターンヨーク層２が設けられている。このようなタイプの垂直磁気記録ヘッドは単磁極ヘッドと呼ばれている。

記録媒体３は例えばディスク状であり、下から磁気透過率の高いソフト層（裏打ち層）３ａ、記録層３ｃの結晶配向性を整えるための非磁性の中間層３ｂ、及び保磁力が高くＣｏを主体として形成された記録層３ｃの順で積層されている。

図２５に示す垂直磁気記録ヘッドは記録媒体３に垂直磁界を与え、記録媒体３の記録層３ｃを垂直方向に磁化させるものである。

前記記録媒体３は、ディスクの中心が回転軸中心となって回転させられ、前記記録媒体３は図２６に示すように、前記記録媒体３上に浮上した垂直磁気記録ヘッドのリーディング側からトレーリング側に向けて移動する。

図２６に示すように、前記主磁極層１からは前記記録媒体３に向けて記録磁界４が発生し、前記記録磁界４は記録媒体３の記録層３ｃ→中間層３ｂ→ソフト層３ａを通過し、リターンヨーク層２に戻ってくる。前記記録層３ｃは前記主磁極層１から垂直磁界が与えられることにより、垂直方向に磁化されるが、図２６に示すように、前記主磁極層１の前端面から前記ソフト層３ａまでの距離が長いため、単磁極ヘッドでは、前記記録磁界４は、前記主磁極層１から記録媒体３に向けて等方的に広がり、図２７に示すように前記記録媒体３に記録された記録パターンを磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）で観察してみると、前記記録パターンのトレーリング側磁界線が、エッジから中央に向けてトレーリング方向に湾曲していることがわかった。

このように記録媒体３に記載された記録パターンのトレーリング側磁界線が湾曲していると、前記記録パターン上に、ＭＲヘッド等の再生素子を走行させたときに得られる再生出力が低下するといった問題が発生した。

またトレーリング側磁界線上では、前記トレーリング側磁界線が湾曲しているために前記再生素子が、磁化が反転した隣接する記録パターンも読んでしまいノイズが発生してしまう。

また図２６のように主磁極層１から見たときにリーディング側にリターンヨーク層２が設けられた単磁極ヘッドでは、上記したように主磁極層１から記録磁界４が等方的に広がり、このときトレーリング側やリーディング側に向けて広がる記録磁界４ほど磁界強度は弱くなる。記録媒体３は垂直磁気記録ヘッドのリーディング側からトレーリング側に向けて移動するので、トレーリング側に広がった等磁界線は、記録媒体３上に記録された前の記録パターンのリーディング側磁界線上に上書きされていく。このため、トレーリング側に広がって発生する磁界強度の弱い記録磁界が、図２７に示すように磁化が互いに反転する記録パターン間の磁化反転幅（磁化遷移幅）を広くする現象を引き起こす。よって、前記記録パターン上に再生素子を走行させたときに、得られる再生出力には前記磁化反転幅が広いことに起因する磁化反転ノイズが増大するといった問題があった。この結果、図２６に示す単磁極ヘッドはＳＮ比が非常に悪い構造となっていた。

下記に示す特許文献には、図２６に示す単磁極ヘッドの主磁極層の形状の改良構造（特許文献１）や、リターンヨーク層が主磁極層から見たときにトレーリング側に設けられたシールドポール構造（特許文献２，３）が開示されている。
特開２００２−２７９６０６号公報 US2003/0117749 A１ 特開２００２−９２８２０号公報

特許文献１では、例えば図１に示すように主磁極層１の上面側（トレーリング側）が凹形状となっている。このような形状にしたことによる作用効果について、この公報には、「これにより、磁化反転形状を湾曲させずにビットを記録でき、磁気抵抗効果型ヘッドで再生する際に磁化反転幅が大きく見えて孤立波の半値幅が増大すると同時に、記録トラック幅が線記録密度の上昇に伴い狭められるといった問題が生じない垂直記録用磁気ヘッドを提供でき」と記載されている（特許文献１の明細書の［００１２］欄）。

しかし特許文献１は、単磁極ヘッドであるため、磁化反転幅の広がりを狭くすることはできない。図２８に示すように特許文献１の垂直磁気記録ヘッドによれば、記録パターンのトレーリング側磁界線の特に中央付近をトラック幅方向と平行に近づけることが出来ると考えられる。前記トレーリング側磁界線の形状は、前記主磁極層のトレーリング側端面の形状に大きく左右される。すなわち図２６に示す垂直磁気記録ヘッドでは、前記主磁極層１のトレーリング側端面は平坦化面であったが、かかる場合、図２７に示すように記録パターンのトレーリング側磁界線の中央付近がトレーリング方向に向けて湾曲する形状となってしまうため、特許文献１に示すように、前記主磁極層のトレーリング側端面を凹ませれば、図２８に示すように、前記記録パターンのトレーリング側磁界線の中央付近をほぼ平らな形状に制御できると思われる。

しかし、上記したように、特許文献１は単磁極ヘッドなので、図２６で説明したように、主磁極層から発生する記録磁界は等方的に広がり、この結果、図２８に示すように磁化が互いに反転する記録パターン間の磁化反転幅（磁化遷移幅）は拡がり、前記磁化反転幅の広がりに起因する磁化反転ノイズを適切に低減できない。よって特許文献１の構造の垂直磁気記録ヘッドでもＳＮ比を良好にすることが出来ない。

特許文献２は、例えばFIG.5及びFIG.６に示すように垂直磁気記録ヘッドにおいて、主磁極層（main pole）204から見て、トレーリング側にリターンヨーク層（return pole）206が形成されたシールドポール構造のものである。符号201が、再生／記録ヘッド200の走行方向を示している。

このようなシールドポール構造の垂直磁気記録ヘッドでは、トレーリング側にリターンヨーク層２０６があるので、前記主磁極層２０４から発生する記録磁界は、トレーリング側に向って等方的に広がりにくく、この結果、磁化が互いに反転する記録パターン間の磁化反転幅（磁化遷移幅）を狭くできると考えられる。

しかし図２９に示すように、前記主磁極層２０４のトレーリング側端面は平坦化面であるので、図２６及び図２７で説明した単磁極ヘッドの場合と同じ問題、すなわち記録パターンのトレーリング側磁界線がエッジから中央に向ってトレーリング側方向に膨らむという問題を依然として解決できず、この結果、出力の低下やＳＮ比の低下を招く。

特許文献３は、特許文献２と同様にシールドポール型の垂直磁気記録ヘッドである。特許文献３では、図４に示すようにリターンパス磁極層３２のリーディング側端面に主磁極３１に向って突き出す突出部３６が設けられている。このような突出部３６を設けることで、この公報には「主磁極から磁束が媒体の軟磁性層を通過してリターンパス磁極に入る際に磁束がトラック幅方向に広がることによって起こる、トラックエッジでの磁界分布のブロードニングを抑えることができる。このためシャープなトラックエッジの形成が可能になり、狭トラック化によるトラック密度の向上を図ることができる。」と記載されている（特許文献３の明細書の［００２８］欄）。

しかし特許文献３におけるシールドポール型の垂直磁気記録ヘッドでも、特許文献２と同様に、主磁極３１のトレーリング側端面が平坦化面であるので、記録パターンのトレーリング側磁界線がエッジから中央に向ってトレーリング方向に膨らむという問題を依然として解決できず、この結果、出力の低下やＳＮ比の低下を招く。しかも特許文献３の場合は、後で図５を用いて説明するように、磁化反転幅がトレーリング側磁界線のエッジ付近で広くなり、その位置上を再生素子が走行すると磁化反転ノイズが大きくなり、さらにＳＮ比が悪化するといった問題がある。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に記録媒体に記録された磁化が互いに反転する記録パターン間の磁化反転幅（磁化遷移幅）を狭く、且つ前記記録パターンのトレーリング側磁界線をトラック幅方向により平行に近づけることが可能な垂直磁気記録ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明における垂直磁気記録ヘッドは、
磁性材料製の主磁極層と、記録媒体との対向面で且つ前記主磁極層のトレーリング側に非磁性のギャップ層を挟んで前記主磁極層と対向する磁性材料製のリターンヨーク層とを有し、
前記主磁極層のトレーリング側端面には、トラック幅方向のトレーリング側中央部が、トラック幅方向の両方のトレーリング側端部よりも凹んだ凹状部が形成され、
前記リターンヨーク層のリーディング側端面は、前記主磁極層のトレーリング側端面に形成された凹状部と膜厚方向で対向する位置に凸状部が形成され、前記凹状部及び凸状部の記録媒体との対向面と平行な方向の断面は、共に、トラック幅方向の両端部から中央部方向にかけて徐々に湾曲する形状であり、
前記凹状部及び凸状部の部分も含めて、前記主磁極層と前記リターンヨーク層間の膜厚方向への間隔は一定であることを特徴とするものである。

上記のように、本発明における垂直磁気記録ヘッドは、主磁極層から見てトレーリング側にリターンヨーク層が設けられたシールドポール型の垂直磁気記録ヘッドである。

本発明では、前記主磁極層のトレーリング側端面に凹状部が形成されている。この凹状部は、トラック幅方向のトレーリング側中央部が両方のトレーリング側端部よりも凹んだ形状であり、この結果、記録媒体に記録される記録パターンのトレーリング側磁界線を適切にトラック幅方向と平行な方向に近づけることが出来る。

また本発明では、前記主磁極層のトレーリング側端面に形成された凹状部と膜厚方向で対向する、リターンヨーク層のリーディング側端面には凸状部が形成され、前記主磁極層と前記リターンヨーク層間の膜厚方向への間隔（ギャップ長）は一定となっている。この結果、主磁極層から記録媒体に向けて発生する記録磁界がトレーリング方向へ等方的に広がるのを適切に抑制でき、磁化反転幅を磁化が互いに反転する記録パターン間の全域にて小さく出来る。

従って本発明では、再生素子で再生したときのＳＮ比の向上を図ることができ、また出力を向上させることが出来る。

本発明では、記録パターンのトレーリング側磁界線をエッジから中央に向けての全域にて、効果的にトラック幅方向と平行な方向に近づけることが出来る。

また本発明では、前記凹状部と凸状部のトラック幅方向への最大幅寸法は共に同じ寸法であることが好ましい。これにより磁化反転幅を隣接する記録パターン間のエッジから中央に向けての全域にて効果的に小さく出来ると共に狭トラック化を図ることが出来る。
また本発明では、前記凹状部のトラック幅方向への最大幅寸法に比べて、前記凸状部のトラック幅方向への最大幅寸法が大きくてもよい。この場合、（凸状部の最大幅寸法／凹状部の最大幅寸法）は、１．０より大きく２．０以下であることが好ましい。

本発明における垂直磁気記録ヘッドの製造方法は、以下の工程を有することを特徴とするものである。
磁性材料で主磁極層を形成する工程と、
前記主磁極層のトラック幅方向の両側から上面にかけて前記主磁極層よりもＣＭＰに対するエッチングレートが遅い絶縁材料からなる第２絶縁層を形成する工程と、
前記第２絶縁層上に、前記第２絶縁層よりもエッチングレートが速い第３絶縁層を形成する工程と、
ＣＭＰを用いて、前記主磁極層の上面が露出するまで第３絶縁層及び第２絶縁層を削り、前記主磁極層が露出したときに前記主磁極層の両側端面に残された第２絶縁層と前記主磁極層とのＣＭＰに対するエッチングレート差を利用して、さらにＣＭＰを行うことで前記主磁極層の上面に、トラック幅方向の両端部から中央部方向にかけて徐々に湾曲する凹状部を形成する工程と、
前記第２絶縁層及び第３絶縁層の上面から前記主磁極層の上面にかけて非磁性のギャップ層を一定の膜厚で形成する工程と、
前記ギャップ層上に磁性材料でリターンヨーク層を形成し、前記主磁極層に形成された前記凹状部と膜厚方向で対向する前記リターンヨーク層の下面に一定の膜厚のギャップ層を介して凸状部を形成する工程。

上記の製造方法でも、主磁極層、第２絶縁層及び第３絶縁層のＣＭＰに対するエッチングレート差を利用することで、前記主磁極層の上面に適切且つ簡単に所定の凹状部を形成出来る。

本発明における垂直磁気記録ヘッドは、主磁極層から見てトレーリング側にリターンヨーク層が設けられたシールドポール型の垂直磁気記録ヘッドである。

本発明では、前記主磁極層のトレーリング側端面に凹状部が形成されている。この凹状部は、少なくともトラック幅方向のトレーリング側中央部が一方のトレーリング側端部よりも凹んだ形状であり、この結果、記録媒体に記録される記録パターンのトレーリング側磁界線を適切にトラック幅方向と平行な方向に近づけることが出来る。

また本発明では、前記主磁極層のトレーリング側端面に形成された凹状部と膜厚方向で対向する、リターンヨーク層のリーディング側端面には凸状部が形成され、前記主磁極層と前記リターンヨーク層間の膜厚方向への間隔（ギャップ長）は一定となっている。この結果、主磁極層から記録媒体に向けて発生する記録磁界がトレーリング方向へ等方的に広がるのを適切に抑制でき、磁化反転幅を磁化が互いに反転する記録パターン間の全域にて小さく出来る。

従って本発明では、再生素子で再生したときのＳＮ比の向上を図ることができ、また出力を向上させることが出来る。

図１は、本発明の垂直磁気記録ヘッドＨの構造を示す縦断面図である。
図１に示す垂直磁気記録ヘッドＨは記録媒体Ｍに垂直磁界を与え、記録媒体Ｍの記録層Ｍａを垂直方向に磁化させるものである。

記録媒体Ｍは例えばディスク状であり、その表面に保磁力Ｈｃの高い記録層Ｍａと、前記記録層Ｍａの内方に、前記記録層Ｍａの結晶配向性を整えるための非磁性の中間層Ｍｃを介して磁気透過率の高いソフト層（裏打ち層）Ｍｂとを有し、ディスクの中心が回転軸中心となって回転させられる。

スライダ２１はＡｌ_２Ｏ_３・ＴｉＣなどの非磁性材料で形成されており、スライダ２１の対向面２１ａが記録媒体Ｍに対向し、記録媒体Ｍが回転すると、表面の空気流によりスライダ２１が記録媒体Ｍの表面から浮上し、またはスライダ２１が記録媒体Ｍに摺動する。図１においてスライダ２１に対する記録媒体Ｍの移動方向はＡ方向である。

スライダ２１のトレーリング側端面２１ｂには、Ａｌ_２Ｏ_３またはＳｉＯ_２などの無機材料による非磁性絶縁層２２が形成されて、この非磁性絶縁層２２の上に読取り部Ｈ_Ｒが形成されている。

読取り部Ｈ_Ｒは下部シールド層２３と上部シールド層２６と、下部シールド層２３と上部シールド層２６との間の無機絶縁層（ギャップ絶縁層）２５内に位置する再生素子２４とを有している。再生素子２４は、ＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲなどの磁気抵抗効果を利用した素子である。

読取り部Ｈ_Ｒの上にＡｌ_２Ｏ_３またはＳｉＯ_２などの無機材料による分離層２７が形成されて、分離層２７の上に記録用の垂直磁気記録ヘッドＨが設けられている。垂直磁気記録ヘッドＨの記録媒体との対向面Ｈ１ａは、スライダ２１の対向面２１ａとほぼ同一面である。

なお、読取り部Ｈ_Ｒを設けず、スライダ２１のトレーリング側端面に垂直磁気記録ヘッドＨのみを搭載してもよい。

垂直磁気記録ヘッドＨでは、パーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ）などの強磁性材料がメッキされてヨーク層２８が形成されている。例えばヨーク層２８は、分離層２７内に埋設されており、記録媒体との対向面Ｈ１ａには露出していない。

前記ヨーク層２８の上面にはＮｉＦｅなどの導電性金属膜によるメッキ下地膜（図示しない）がスパッタ法等により成膜されている。

図１に示す実施形態では、図示しない下地層を介して主磁極層２９がメッキで形成されている。主磁極層２９は強磁性材料でメッキされたものであり、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏなどの飽和磁束密度の高い材料で形成されている。主磁極層２９はヨーク層２８よりも飽和磁束密度Ｂｓが高い磁性材料で形成されていることが好ましい。

図１に示すように、前記主磁極層２９の上には、非磁性材料で形成されたギャップ層３２が形成されている。

前記ギャップ層３２上であって、記録媒体との対向面Ｈ１ａからハイト方向（図示Ｙ方向）に離れた位置に絶縁材料で形成されたコイル絶縁下地層３６が形成され、前記コイル絶縁下地層３６上にＣｕなどの導電性材料によりコイル層３４が形成されている。このコイル層３４はフレームメッキ法などで形成されたものである。

前記コイル層３４は、前記主磁極層２９のハイト方向後方において、リターンヨーク層３３と主磁極層２９とが磁気的に接続する接続部２９ｂの周囲に所定の巻き数となるようにスパイラル（螺旋）状にパターン形成されている。なお、前記コイル層３４が主磁極層２９の周囲を巻回するトロイダル形状であってもよい。

図１に示すように前記コイル層３４上は有機絶縁材料で形成された有機絶縁層３５で覆われている。

図１に示すように、前記主磁極層２９の先端部２９ａ上には、前記ギャップ層３２を介してパーマロイなどの強磁性材料製のリターンヨーク層３３が形成されており、前記リターンヨーク層３３は、前記ギャップ層３２上からハイト方向（図示Ｙ方向）に広がる絶縁層３５上、さらには前記主磁極層２９との接続部２９ｂ上にかけて形成されている。

図１に示すように、前記リターンヨーク層３３の前端面３３ａは、記録媒体との対向面Ｈ１ａに露出している。

図１に示すように、対向面Ｈ１ａよりも奥側で、リターンヨーク層３３と主磁極層２９とが接続部２９ｂで磁気的に接続されており、これにより、リターンヨーク層３３、主磁極層２９及びヨーク層２８を結ぶ磁路が形成されている。

図１に示す垂直磁気記録ヘッドＨでは、図示しないリード層からコイル層３４に記録電流が与えられると、コイル層３４を流れる電流の電流磁界によってリターンヨーク層３３、ヨーク層２８及び主磁極層２９に記録磁界が誘導される。図１に示すように、対向面Ｈ１ａでは、主磁極層２９の前端面２９ｃから前記記録媒体Ｍに垂直に記録磁界Ｗが印加され、前記記録磁界Ｗは、前記記録媒体Ｍの記録層Ｍａを貫通し、前記中間層Ｍｃ，前記ソフト層Ｍｂを通過した後、前記リターンヨーク層３３の前端面３３ａに戻される。

図１に示すように、前記記録媒体ＭはＡ方向に移動するので、ある所定層を基準として見たときに前記所定層よりも下側に積層されている層は前記所定層よりも先行して記録媒体上を走行するので「リーディング側」に形成されていることになり、一方、前記所定層よりも上側に積層されている層は前記所定層よりも遅れて記録媒体上を走行するので「トレーリング側」に形成されていることになる。

また、「トレーリング側端面」は所定層の上面に相当し、「リーディング側端面」は所定層の下面に相当する。

よって図１に示す垂直磁気記録ヘッドＨは、主磁極層２９から見たときに前記リターンヨーク層３３はトレーリング側に形成されているシールドポール構造となっている。

本発明の特徴的部分を以下に説明する。本発明における特徴的部分は主に図２等に示されている。

図２は前記主磁極層２９とリターンヨーク層３３とを前記対向面Ｈ１ａ側から見た部分正面図である。

図２に示すように前記主磁極層２９の上面２９ｄ、すなわちトレーリング側端面２９ｄ（なお、以下では符号２９ｄを「トレーリング側端面」と言う場合と「上面」と言う場合がある）には、トラック幅方向（図示Ｘ方向）のトレーリング側端部２９ｄ１，２９ｄ１からトレーリング側中央部２９ｄ２方向にかけて徐々に底が深くなるように湾曲形成された凹状部２９ｅが形成されている。

図１に示す実施形態では、前記凹状部２９ｅは、前記対向面Ｈ１ａからハイト方向（図示Ｙ方向）へ所定の長さＬ１で形成されているが、前記対向面Ｈ１ａから前記主磁極層２９の後端面２９ｆまで連続して形成されていてもかまわない。

一方、前記リターンヨーク層３３の下面３３ｂ、すなわちリーディング側端面３３ｂ（なお、以下では符号３３ｂを「リーディング側端面」と言う場合と「下面」と言う場合がある）には、前記主磁極層２９に形成された凹状部２９ｅと膜厚方向（図示Ｚ方向）で対向する位置に前記凹状部２９ｅに向けて、突出する湾曲形状の凸状部３３ｃが部分形成されている。

図２に示す実施形態では、前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄに形成された凹状部２９ｅは、トレーリング側端部２９ｄ１，２９ｄ１からトレーリング側中央部２９ｄ２に向けて底が深くなるように形成されているが、例えば図３のように、前記両端部２９ｄ１，２９ｄ１よりもトラック幅方向（図示Ｘ方向）の内方のある位置Ｂ，Ｂから前記トレーリング側中央部２９ｄ２に向けて前記凹状部２９ｅが形成されていてもよい。

また図６（参考例）のように、前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄに形成された凹状部２９ｅは、トレーリング側の両端部２９ｄ１，２９ｄ１からトレーリング側中央部２９ｄ２に向けて、徐々に凹み深さが大きくなるように形成された傾斜面２９ｇ，２９ｇと、前記傾斜面２９ｇ，２９ｇ間を繋ぐ平坦化形状で形成された底面２９ｅ１とで構成されていてもよい。すなわち図６では、前記凹状部２９ｅが略台形状で形成されている。

前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄに形成された凹状部２９ｅの形状に合わせて、前記リターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂに形成された凸状部３３ｃは、略台形状にて部分的に突出形成される。

また図７（参考例）に示すように、前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄに形成された凹状部２９ｅは、トレーリング側の両端部２９ｄ１，２９ｄ１からトレーリング側中央部２９ｄ２に向けて、徐々に凹み深さが大きくなるように形成された傾斜面２９ｇ，２９ｇで形成され、これら傾斜面２９ｇ，２９ｇが、ちょうど前記主磁極層２９の中央部２９ｄ２付近で交わるように形成されていてもよい。すなわち図７では、前記凹状部２９ｅが略三角形状で形成されている。

前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄに形成された凹状部２９ｅの形状に合わせて、前記リターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂに形成された凸状部３３ｃは、略三角形状にて部分的に突出形成される。

あるいは図８（参考例）に示すように、前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄに形成された凹状部２９ｅは、一方のトレーリング側端部２９ｄ１からトレーリング側中央部２９ｄ２に向けて、徐々に凹み深さが大きくなるように形成された傾斜面２９ｇと、前記傾斜面２９ｇから他方のトレーリング側端部２９ｄ３にまで繋がるトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向に形成された平坦化面の底面２９ｅ１とで構成されていてもよい。

前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄに形成された凹状部２９ｅの形状に合わせて、前記リターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂに形成された凸状部３３ｃが、部分的に突出形成される。

図２の実施形態の特徴は、前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄには、トラック幅方向（図示Ｘ方向）のトレーリング側中央部２９ｄ２が、トラック幅方向の両方のトレーリング側端部２９ｄ１よりも凹んで形成された凹状部２９ｅを有する点である。

この特徴を有する本発明では、図１に示す垂直磁気記録ヘッドＨにて記録媒体Ｍに垂直磁界における信号パターンを記録していったときに、図２に示すように記録パターンのトレーリング側磁界線が、トラック幅方向（図示Ｘ方向）とほぼ平行になり、直線的な形状になる。本発明における前記トレーリング側磁界線の直線形状は後述する磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）で測定した実験結果からも明確に証明される。

記録パターンの磁界線が如何なる形状になるかは、主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄの形状が最も大きく効いている。それは主磁極層２９の前端面２９ｃから記録媒体Ｍに印加される等磁界線のうち、トレーリング側端面２９ｄ付近から記録媒体Ｍに印加された等磁界線は、先に既に記録媒体Ｍにリーディング側端面付近から記録媒体Ｍに印加された等磁界線上を上書きしていくため、隣接する記録パターン間の磁界線の形状は、主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄの形状が変ることで変化する。

従来、図２９を用いて説明したように、主磁極層のトレーリング側端面がフラットな形状のものでは、記録パターンのトレーリング側磁界線は、エッジから中央に向けてトレーリング方向に膨らむ湾曲形状になっていたため、前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄのトレーリング側中央部２９ｄ２を少なくとも凹ますことで、記録パターンのトレーリング側磁界線の中央のトレーリング方向への膨らみを抑制でき、図２に示すように、記録パターンのトレーリング側磁界線をトラック幅方向と平行な方向に、ほぼ直線的な形状にて形成することが出来るのである。

このように前記記録パターンのトレーリング側磁界線を従来に比べてフラットな形状に近づけることが出来ることで、再生素子を記録パターン上に走行させたときに得られる再生出力の低下を抑制できるとともに、隣接する記録パターン間を跨いで再生してしまう可能性が減りノイズの発生を抑制出来る。

本発明はさらに次の特徴を有するものである。すなわちリターンヨーク層３３が前記主磁極層２９から見てトレーリング側に形成され、前記リターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂには、前記主磁極層２９に形成された凹状部２９ｅと膜厚方向（図示Ｚ方向）で対向する位置に凸状部３３ｃが形成され、しかも前記主磁極層２９とリターンヨーク層３３間の膜厚方向（図示Ｚ方向）への間隔（ギャップ長）が一定である点である。

本発明は、リターンヨーク層３３が前記主磁極層２９から見てトレーリング側に形成された、いわゆるシールドポール構造と呼ばれるものである。

このようなシールドポール構造の垂直磁気記録ヘッドでは、図２６に示す単磁極型の垂直磁気記録ヘッドに比べて主磁極層２９から記録媒体Ｍに向けて印加される記録磁界が等方的に広がりにくく、効果的に前記記録媒体Ｍに対し垂直方向に記録磁界を印加しやくなる。

しかしながら例えば図４のように、主磁極層２９は図２に示す構造と同じように、トレーリング側端面２９ｄに凹状部２９ｅが形成されているが、リターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂには凸状部３３ｃが形成されておらずフラットな面である場合、前記主磁極層２９のトレーリング側の両端部２９ｄ１，２９ｄ１とリターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂまでの膜厚方向（図示Ｚ方向）への間隔（ギャップ長）Ｈ１と、前記主磁極層２９のトレーリング側の中央部２９ｄ２と前記リターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂまでの膜厚方向（図示Ｚ方向）への間隔（ギャップ長）Ｈ２とは異なる値になる。

このように前記主磁極層２９とリターンヨーク層３３との間隔Ｈ１，Ｈ２が異なる値を示し、特に図４のように、前記主磁極層２９のトレーリング側中央部２９ｄ２と前記リターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂまでの間隔Ｈ２が広がると、図４に示すように、記録媒体Ｍに記録される磁化が互いに反転する記録パターン間の磁化反転幅（磁化遷移幅）は、その中央域で広くなり、再生素子による再生時に得られた再生出力に、磁化反転ノイズが乗ってしまいＳＮ比を低下させる原因となる。

図５では、リターンヨーク層３３は図２に示す構造と同じように、リーディング側端面３３ｂに凸状部３３ｃが形成されているが、主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄには凹状部２９ｅが形成されておらずフラットな面である場合、前記主磁極層２９のトレーリング側の両端部２９ｄ１，２９ｄ１とリターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂまでの膜厚方向（図示Ｚ方向）への間隔（ギャップ長）Ｈ３と、前記主磁極層２９のトレーリング側中央部２９ｄ２と前記リターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂまでの膜厚方向（図示Ｚ方向）への間隔（ギャップ長）Ｈ４とは異なる値になる。

図５の構造では、前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄに凹状部２９ｅが形成されていないので、まず記録媒体Ｍに記録される記録パターンのトレーリング側磁界線が湾曲し、等磁界線の歪みによって、再生素子によって得られた再生出力にノイズが乗るという問題を解決できない。また等磁界線の歪みによって再生出力も低下する。

さらに図５の構造では、前記主磁極層２９とリターンヨーク層３３との間隔Ｈ３，Ｈ４が異なる値を示し、特に図５のように、前記主磁極層２９のトレーリング側の両端部２９ｄ１と前記リターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂまでの間隔Ｈ３が広がると、図５に示すように、記録媒体Ｍに記録される、磁化が互いに反転する記録パターン間の磁化反転幅（磁化遷移幅）は、その両端域で広くなり、例えば再生素子が、記録パターン上の中央域ではなくずれて、記録パターンの両端域上を走行すると、再生素子による再生時に得られた再生出力に、磁化反転ノイズが乗ってしまいＳＮ比を低下させることになる。

一方、本発明は、シールドポール構造の垂直磁気記録ヘッドＨであり、しかも前記リターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂには、前記主磁極層２９に形成された凹状部２９ｅと膜厚方向（図示Ｚ方向）で対向する位置に凸状部３３ｃが形成され、さらに前記主磁極層２９とリターンヨーク層３３間の膜厚方向（図示Ｚ方向）への間隔（ギャップ長）Ｈ５，Ｈ６は、全域において一定となっている。

このため図２に示すように、記録媒体Ｍに記録された、磁化が互いに反転する記録パターン間の磁化反転幅はエッジから中央への全域で狭くなり、再生素子が記録パターン上のどの領域上を走行しても再生出力に磁化反転ノイズが乗るのを適切に抑制することが出来る。この結果、本発明による垂直磁気記録ヘッドＨであればＳＮ比を効果的に向上させることが可能になる。

また本発明における主磁極層２９とリターンヨーク層３３間の間隔（ギャップ長）Ｈ５，Ｈ６は、５０ｎｍ〜１００ｎｍの間であることが好ましい。前記ギャップ長が大きくなると、磁化反転幅が大きくなるので、前記ギャップ長は出来るだけ狭い方がよいが、あまり狭すぎると、前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄからリターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂに漏れる磁化分散量が大きくなり記録磁界が弱まるので狭すぎるのも好ましくない。

図９ないし図１１は、垂直磁気記録ヘッドＨを記録媒体との対向面から見た部分正面図であり、図２よりも、より具体的な層構造を図示している。

図９に示すように、主磁極層２９のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側にはＡｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２などの無機絶縁材料等で形成された第１絶縁層４０が形成されている。前記第１絶縁層４０の上面４０ａはトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な平坦化面となっている。図９では図２と同様に、前記主磁極層２９のトレーリング側端面（上面）２９ｄには全体的に凹状部２９ｅが形成されている。前記第１絶縁層４０の上面４０ａから見ると、前記主磁極層２９の上面２９ｄの全域が凹んだ形状となっている。

前記第１絶縁層４０は、前記主磁極層２９よりもミリングレートが遅い材質であり、後述する製造方法によれば、前記主磁極層２９と第１絶縁層４０のミリングレート差を利用して前記主磁極層２９の上面２９ｄに凹状部２９ｅを形成する。

図９に示すように、前記第１絶縁層４０の上面４０ａから前記主磁極層２９の上面２９ｄにかけてギャップ層３２が形成される。前記ギャップ層３２はＳｉＯ_２等でスパッタ法等を用いて形成され、前記ギャップ層３２の膜厚はどの部位においてもほぼ一定の膜厚である。このため前記主磁極層２９上に形成されたギャップ層３２の上面３２ａは、前記主磁極層２９の上面２９ｄと同様に凹んだ形状となる。なお前記第１絶縁層４０上に形成されたギャップ層３２の上面３２ｂは平坦化面として形成される。

図９に示すように、前記ギャップ層３２上にはリターンヨーク層３３がフレームメッキ法などの手法を用いて形成される。前記ギャップ層３２の主磁極層２９と膜厚方向で対向する上面３２ａには凹み部が形成されているので、前記凹み部上に形成されるリターンヨーク層３３は、その下面（リーディング側端面）３３ｂから主磁極層２９方向に向けて凸状部３３ｃが形成される。前記主磁極層２９とリターンヨーク層３３の形状だけを抜き出すと図２のように表わされる。

図１０に示す構造では、前記主磁極層２９のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面２９ｈ，２９ｈ上から図１に示す分離層２７の上面及びヨーク層２８の上面に沿って薄い膜厚の第２絶縁層４１が形成されている。さらに前記第２絶縁層４１のトラック幅方向の両側には第３絶縁層４２が形成され、前記主磁極層２９から両側に離れる方向に向けて第２絶縁層４１及び第３絶縁層４２がそれぞれ形成された構造となっている。

図１０に示すように、前記主磁極層２９の両側端面２９ｈ上に沿って形成された第２絶縁層４１の上面４１ａはトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向に向けて、ほぼフラットな面となっているが、前記第３絶縁層４２の上面４２ａは、前記第２絶縁層４１からトラック幅方向に離れる方向に向けて若干、凹んだ形状となる。

ＣＭＰに対するエッチングレートは主磁極層２９、第３絶縁層４２，第２絶縁層４１の順に遅くなるように各層の材質が選択される。例えば前記第２絶縁層４１にはＳｉＯ_２が、第３絶縁層４２にはＡｌ_２Ｏ_３が選択される。本発明では、前記主磁極層２９、第２絶縁層４１及び第３絶縁層４２のエッチングレート差を利用して前記主磁極層２９の上面２９ｄに凹状部２９ｅを形成する。

図１０に示すように、前記第２絶縁層４１及び第３絶縁層４２の上面４１ａ，４２ａから前記主磁極層２９の上面２９ｄにかけてギャップ層３２が形成される。前記ギャップ層３２はＳｉＯ_２等でスパッタ法等を用いて形成され、前記ギャップ層３２の膜厚はどの部位においてもほぼ一定の膜厚である。このため前記主磁極層２９上に形成されたギャップ層３２の上面３２ａは、前記主磁極層２９の上面２９ｄと同様に凹んだ形状となる。

図１０に示すように、前記ギャップ層３２上にはリターンヨーク層３３がフレームメッキ法などの手法を用いて形成される。前記ギャップ層３２の主磁極層２９と膜厚方向で対向する上面３２ａには凹み部が形成されているので、前記凹み部上に形成されるリターンヨーク層３３は、その下面（リーディング側端面）３３ｂから主磁極層２９方向に向けて凸状部３３ｃが形成される。

図１１に示す構造では、前記主磁極層２９のトラック幅方向の両側に第２絶縁層（ただし図１０に示す構造の第２絶縁層４１と区別するために以下、第４絶縁層と称する）４３が形成される。図１１に示すように、前記第４絶縁層４３の上面４３ａは全域においてフラットな面ではなく、前記主磁極層２９の両側端面２９ｈからトラック幅方向（図示Ｘ方向）に離れる、ある所定範囲までは曲面状あるいは傾斜面状で形成された凹み部４３ｂとなっている。この凹み部４３ｂは、前記主磁極層２９の上面２９ｄに形成された凹状部２９ｅと連続した形状となっている。

図１１に示すように前記主磁極層２９からトラック幅方向の両側に離れた位置の前記第４絶縁層４３の上面４３ａには、製造過程にてストッパとして機能する第３絶縁層（以下、この第３絶縁層をストッパ層と称する）４４の上面４４ａが前記上面４３ａと同一面として露出している。

前記ストッパ層４４の上面４４ａはトラック幅方向（図示Ｘ方向）と同じ方向に向けてほぼフラットな面となっている。

ＣＭＰに対するエッチングレートは主磁極層２９、第４絶縁層４３，ストッパ層４４の順に遅くなるように各層の材質が選択される。例えば前記ストッパ層４４にはＳｉＯ_２が、第４絶縁層４３にはＡｌ_２Ｏ_３が選択される。本発明では、前記主磁極層２９、第４絶縁層４３及びストッパ層４４のエッチングレート差を利用して前記主磁極層２９の上面２９ｄに凹状部２９ｅを形成する。

図１１に示すように、前記第４絶縁層４３及びストッパ層の上面４３ａ，４４ａから前記主磁極層２９の上面２９ｄにかけてギャップ層３２が形成される。前記ギャップ層３２はＳｉＯ_２等でスパッタ法等を用いて形成され、前記ギャップ層３２の膜厚はどの部位においてもほぼ一定の膜厚である。このため前記主磁極層２９上に形成されたギャップ層３２の上面３２ａは、前記主磁極層２９の上面２９ｄと同様に凹んだ形状となる。

図１１に示すように、前記ギャップ層３２上にはリターンヨーク層３３がフレームメッキ法などの手法を用いて形成される。前記ギャップ層３２の主磁極層２９と膜厚方向（図示Ｚ方向）で対向する上面３２ａには凹み部が形成されているので、前記凹み部上に形成されるリターンヨーク層３３は、その下面（リーディング側端面）３３ｂから主磁極層２９方向に向けて凸状部３３ｃが形成される。

図９ないし図１１に示す垂直磁気記録ヘッドＨの構造は、いずれも主磁極層２９とその両側に形成される絶縁層とのイオンミリングに対するミリングレート差やＣＭＰに対するエッチングレート差を利用し、前記主磁極層２９の上面２９ｄに凹状部２９ｅを形成するが、層構造によって主磁極層２９に形成される凹状部２９ｅと、リターンヨーク層３３に形成される凸状部３３ｃのトラック幅方向への大きさが、異なることがわかる。

図９や図１０に示す層構造では図２と同じように、前記主磁極層２９に形成された凹状部２９ｅのトラック幅方向（図示Ｘ方向）への最大幅寸法はＴ１であり、一方、前記リターンヨーク層３３に形成された凸状部３３ｃのトラック幅方向への最大幅寸法はＴ２である。そして前記最大幅寸法Ｔ１とＴ２は一致した値になっている。なお図３の構造の場合は、前記主磁極層２９に形成された凹状部２９ｅのトラック幅方向（図示Ｘ方向）への最大幅寸法は、位置Ｂ−Ｂ間の距離であるＴ４であり、この最大幅寸法Ｔ４は、前記リターンヨーク層３３に形成された凸状部３３ｃのトラック幅方向への最大幅寸法Ｔ５と同じ値になっている。

これに対し、図１１の構造の場合、主磁極層２９に形成された凹状部２９ｅのトラック幅方向（図示Ｘ方向）への最大幅寸法はＴ１であるが、前記リターンヨーク層３３に形成された凸状部３３ｃのトラック幅方向への最大幅寸法Ｔ３は、前記最大幅寸法Ｔ１よりも若干大きくなっており、図２のように凹状部２９ｅと凸状部３３ｃとの最大幅寸法どうしが同じ値にはならない。

本発明では、前記主磁極層２９に形成された凹状部２９ｅの最大幅寸法と、前記リターンヨーク層３３に形成された凸状部３３ｃの最大幅寸法とが、同じ値であることが最も好ましい。それは、記録媒体に記録された隣接する記録パターン間の磁化反転幅を小さくできるとともに、サイドフリンジングが小さくなり狭トラック化を図ることが出来るからである。

一方、前記主磁極層２９に形成された凹状部２９ｅの最大幅寸法に比べて、前記リターンヨーク層３３に形成された凸状部３３ｃの最大幅寸法が小さい場合には、主磁極層２９とリターンヨーク層３３間のギャップ長を全域で一定となるように制御するのは難しく、記録媒体に記録された隣接記録パターン間の磁化反転幅が広がる部位が生じＳＮ比の低下を招きやすい。

また図１１のように、前記主磁極層２９に形成された凹状部２９ｅの最大幅寸法Ｔ１に比べて、前記リターンヨーク層３３に形成された凸状部３３ｃの最大幅寸法Ｔ３が大きい場合は、図１１のような層構造にすることで主磁極層２９とリターンヨーク層３３間のギャップ長を全域で一定となるように制御でき、記録媒体に記録された隣接記録パターン間の磁化反転幅を全域で小さくしやすい。ただし図１１に示す構造では、前記リターンヨーク層３３に形成された凸状部３３ｃの最大幅寸法Ｔ３が、前記主磁極層２９に形成された凹状部２９ｅの最大幅寸法Ｔ１に比べて、あまり大きくなると狭トラック化を適切に図ることが出来なくなるので、前記前記リターンヨーク層３３に形成された凸状部３３ｃの最大幅寸法Ｔ３は、前記主磁極層２９に形成された凹状部２９ｅの最大幅寸法Ｔ１より若干広め程度（最大幅寸法Ｔ３／最大幅寸法Ｔ１＝１．０〜２.０程度の範囲内）であることが好ましい。

なお本発明では、前記主磁極層２９の上面２９ｄのトラック幅方向における幅寸法（トラック幅Ｔｗ）は、０．０１μｍ〜０．３μｍ程度であることが好ましい。

図１２ないし図１６は、図９に示す層構造の垂直磁気記録ヘッドの製造方法を示す工程図である。各図は、製造工程中の垂直磁気記録ヘッドの部分正面図を示している。

図１２に示す工程では、図１に示す分離層２７上及びヨーク層２８上に磁性材料製の主磁極層２９をフレームメッキ法等の手法を用いてメッキ形成する。次に図１２に示すように前記主磁極層２９の周囲及び上方を全て覆うように、前記主磁極層２９のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側から前記主磁極層２９の上面２９ｄにかけてＡｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２等の無機絶縁材料で形成された第１絶縁層４０をスパッタ法等の手法を用いて形成する。

ここで前記第１絶縁層４０に用いられる無機絶縁材料には、前記主磁極層２９よりもイオンミリングに対するミリングレートが遅い材質を選択する。なお後工程で行われるイオンミリングには例えば、ガスとして中性アルゴン（Ａｒ）を用い、イオンビーム電圧を４００Ｖ、イオンビーム電流を３００ｍＡ程度として行う。

図１３に示す工程では、ＣＭＰ技術等を用い、前記主磁極層２９の上面２９ｄが露出するまで前記第１絶縁層４０の上面４０ａを研磨する。図１３は研磨後の状態を示しており、図１３に示すように前記主磁極層２９の上面２９ｄと前記第１絶縁層４０の上面４０ａは同一の平坦化面として形成される。

次に図１４に示す工程では、イオンミリングにより、前記主磁極層２９の上面２９ｄを削って前記上面２９ｄに凹状部２９ｅを形成する。

イオンミリングの条件としては、上記したように例えば、ガスは中性アルゴン（Ａｒ）、イオンビーム電圧は４００Ｖ、イオンビーム電流は３００ｍＡ程度である。

またイオンミリングのビーム傾斜角度θを、基板表面に対する垂直方向（膜厚方向、図示Ｚ方向）から５度〜６５度傾ける。

このように斜め方向からのイオンミリングにより、ミリングレートの遅い第１絶縁層４０の存在によるシャドー効果も手伝って、前記主磁極層２９の上面２９ｄには、両側端部よりも中央部が深く削られた曲面形状の凹状部２９ｅが形成される。前記主磁極層２９のトラック幅方向の両側には第１絶縁層４０があるので、前記主磁極層２９はその上面２９ｄのみが上記イオンミリングによる影響を受ける。

また前記第１絶縁層４０も前記イオンミリングによって若干削られると思われるが、ミリングレートが主磁極層２９よりも遅い材質で前記第１絶縁層４０を形成しているので、第１絶縁層４０はイオンミリングによる影響を主磁極層２９の上面２９ｄほど受けることはなく、前記イオンミリング後も前記第１絶縁層４０の上面４０ａはほぼフラットな面として残される。また前記イオンミリングは、図１に示すように記録媒体との対向面Ｈ１ａからハイト方向（図示Ｙ方向）に所定の長さＬ１の範囲内だけ行ない、前記主磁極層２９の先端部２９ａの上面２９ｄに部分的に凹状部２９ｅを形成してもよいし、前記主磁極層２９の前記対向面Ｈ１ａから後端面２９ｆまでの全領域の上面２９ｄに前記凹状部２９ｅを形成してもかまわない。

次に図１５に示す工程では、前記第１絶縁層４０の上面４０ａから主磁極層２９の上面２９ｄにかけてＳｉＯ_２などで形成されたギャップ層３２をスパッタ法等の手法を用いて形成する。

スパッタ法等で形成されるギャップ層３２はどの部位においてもほぼ一定の膜厚で形成される。すなわち前記ギャップ層３２は、前記主磁極層２９の凹状部２９ｅ上においても、前記第１絶縁層４０の上面４０ａ上においてもほぼ同じ膜厚で形成される。

よって図１５工程で形成されるギャップ層３２の上面には、前記第１絶縁層４０上に形成されたフラットな面３２ｂと、前記主磁極層２９の上面２９ｄに形成された凹み部３２ａとが形成される。

そして図１６に示す工程では、前記ギャップ層３２上にリターンヨーク層３３をフレームメッキ法等の手法を用いてメッキ形成する。

図１６に示すように、前記リターンヨーク層３３は、前記ギャップ層３２のフラットな面３２ｂ上から凹み部３２ａ上にまで形成されるので、前記凹み部３２ａ上に形成されたリターンヨーク層３３は前記フラットな面３２ｂ上に形成されたリターンヨーク層３３の下面３３ｂから見ると、前記主磁極層２９方向に突き出した凸状部３３ｃとして形成される。

図１７ないし図１９は図１０に示す層構造の垂直磁気記録ヘッドの製造方法を示す工程図である。各図は、製造工程中の垂直磁気記録ヘッドの部分正面図を示している。

図１７に示す工程では、図１に示す分離層２７上及びヨーク層２８上に主磁極層２９をフレームメッキ法等の手法を用いてメッキ形成する。次に図１７に示すように、前記主磁極層２９のトラック幅方向の両側端面２９ｈ上から前記主磁極層２９の上面２９ｄ、さらには図１に示す分離層２７上及びヨーク層２８上に沿って薄い膜厚の第２絶縁層４１をスパッタ法等の手法を用いて形成する。

さらに図１７に示すように、前記第２絶縁層４１よりも厚い膜厚で前記第２絶縁層４１の上面を完全に覆うように第３絶縁層４２をスパッタ法等を用いて形成する。

次工程では、ＣＭＰ技術を用いて第２絶縁層４１，第３絶縁層４２及び主磁極層２９を所定形状となるように研磨していくが、前記ＣＭＰに対するエッチングレートが主磁極層２９、第３絶縁層４２、第２絶縁層４１の順に遅くなるように各層の材質を選択する。例えば前記第２絶縁層４１にはＳｉＯ_２を、前記第３絶縁層４２にはＡｌ_２Ｏ_３を選択する。無機絶縁材料で形成された第２絶縁層４１及び第３絶縁層４２は磁性材料で形成された主磁極層２９よりもエッチングレートが遅くなる。

次に図１７に示す状態からＣＭＰ技術を用いて前記第３絶縁層４２の上面を研磨していく。前記第３絶縁層４２の上面を研磨していくと、そのうち主磁極層２９の上面２９ｄに形成された第２絶縁層４１の上面が露出する。前記第２絶縁層４１は前記第３絶縁層４２よりもエッチングレートが遅いので、さらにＣＭＰによる研磨加工をしていくと、前記第３絶縁層４２の方が前記第２絶縁層４１よりも、より多くエッチングされ、この結果、前記第３絶縁層４２の上面４２ａは前記第３絶縁層４２からトラック幅方向（図示Ｘ方向）に離れる方向に向けて徐々に膜厚が薄くなるように傾斜あるいは湾曲する形状にされる。

ＣＭＰによる研磨加工を続けると前記主磁極層２９の上面２９ｄに形成された第２絶縁層４１が全て削除され、次に前記主磁極層２９の上面２９ｄが露出する。さらにＣＭＰによる研磨加工を続けると、最もエッチングレートの早い主磁極層２９の上面２９ｄが、第２絶縁層４１や第３絶縁層４２よりも、より多くエッチングされていく。このとき図１８に示すように前記主磁極層２９の両側端面２９ｈには、最もエッチングされにくい第２絶縁層４１が存在するため、前記主磁極層２９の上面２９ｄのうち前記両側端面２９ｈに近い両側は削られにくく、一方、前記上面２９ｄの中央付近は最も削られやすい状態になっている。このため図１８に示すように、前記主磁極層２９の上面２９ｄには両側端部２９ｄ１，２９ｄ１から中央部２９ｄ２に向けて徐々に深くなる例えば湾曲形状の凹状部２９ｅが形成される。

ここで図１７工程において前記主磁極層２９のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側及び上方を全て第２絶縁層４１で覆うと、前記第２絶縁層４１はＣＭＰに対するエッチングレートが遅すぎて、なかなか前記主磁極層２９の上面２９ｄが露出する状態にならず、製造工程に時間がかかる。一方、前記主磁極層２９のトラック幅方向の両側及び上方を全て第３絶縁層４２で覆うと、ＣＭＰによる研磨により前記主磁極層２９の上面２９ｄが露出する状態を早く得られるが、第３絶縁層４２と主磁極層２９とのＣＭＰによるエッチングレート差は、前記第２絶縁層４１と主磁極層２９とのエッチングレート差ほど大きくないので、前記主磁極層２９の上面２９ｄに適切な形状の凹状部２９ｅを形成しにくい。

このため本発明のように、ＣＭＰによるエッチングレートが最も遅い第２絶縁層４１を前記主磁極層２９の両側端面２９ｈ上に沿って形成しておき、前記主磁極層２９の両側に前記第２絶縁層４１を介して、少なくとも前記第２絶縁層４１よりもＣＭＰによるエッチングレートが早い第３絶縁層４２を形成しておくことが好ましい（なお前記第３絶縁層４２は前記主磁極層２９よりエッチングレートが早くてもよい）。

次に図１９に示す工程では、前記主磁極層２９の上面２９ｄ、前記主磁極層２９の両側端面２９ｈに形成された第２絶縁層４１の上面及び第３絶縁層４２の上面４２ａにかけてＳｉＯ_２などで形成されたギャップ層３２をスパッタ法等の手法を用いて形成する。前記ギャップ層３２は、図１５工程でも説明したように、どの部位においてもほぼ一定の膜厚で形成される。

図１９に示すように、前記ギャップ層３２の上面には前記主磁極層２９の上面２９ｄと膜厚方向（図示Ｚ方向）で対向する位置に凹み部３２ａが形成される。

そして図１９に示す工程では、前記ギャップ層３２上にリターンヨーク層３３をフレームメッキ法等の手法を用いてメッキ形成する。

図１９に示すように、前記ギャップ層３２の前記凹み部３２ａ上に形成されたリターンヨーク層３３は前記主磁極層２９方向に突き出す凸状部３３ｃとして形成される。

図２０ないし図２３は図１１に示す層構造の垂直磁気記録ヘッドの製造方法を示す工程図である。各図は、製造工程中の垂直磁気記録ヘッドの部分正面図を示している。

図２０に示す工程では、図１に示す分離層２７上及びヨーク層２８上に主磁極層２９をフレームメッキ法等の手法を用いてメッキ形成する。次に図２０に示すように、前記主磁極層２９のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側から前記主磁極層２９の上方にかけて第４絶縁層４３をスパッタ法等により形成する。なお主磁極層４３の両側に形成された前記第４絶縁層４３の上面４３ａは、前記主磁極層２９の上面２９ｄと同じ高さ位置か、あるいは前記主磁極層２９の上面２９ｄよりも若干低いことが好ましい。

次に図２１に示すように、前記第４絶縁層４３上に無機絶縁材料等で形成されたストッパ層４４をスパッタ法等により形成する。

ここでＣＭＰに対するエッチングレートは、主磁極層２９、第４絶縁層４３、ストッパ層４４の順に遅くなるように各層の材質を選択する。例えば前記第４絶縁層４３にはＡｌ_２Ｏ_３を、前記ストッパ層４４にはＳｉＯ_２を選択する。無機絶縁材料で形成された第４絶縁層４３及びストッパ層４４は磁性材料で形成された主磁極層２９よりもエッチングレートが遅くなる。

次に図２１に示す状態からＣＭＰ技術を用いて前記主磁極層２９の上方に形成された盛り上がるストッパ層４４及び第４絶縁層４３を研磨していく。前記主磁極層２９の上面２９ｄが露出するまで、ストッパ層４４及び第４絶縁層４３を研磨すると、前記主磁極層２９のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側には第４絶縁層４３と、前記主磁極層２９のトラック幅方向の両側から所定距離離れた位置に前記第４絶縁層４３よりもエッチングレートが遅いストッパ層４４が、一部残される。

この状態から、さらにＣＭＰによる研磨を行うと最も削られにくいストッパ層４４のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の内側に存在する第４絶縁層４３と主磁極層２９が先行して削られていく。図２２に示すように、前記第４絶縁層４３は前記主磁極層２９よりもエッチングレートが遅く、またストッパ層４４の存在により前記ストッパ層４４付近の第４絶縁層４３はＣＭＰで削られにくくなっており、一方、前記ストッパ層４４よりも内側（主磁極層２９方向）へ向うほど前記第４絶縁層４３の上面４３ａは削られやすいが、前記主磁極層２９は前記第４絶縁層４３よりも、より早く削れて行くので図２２のように、前記ストッパ層４４の内側端部４４ｂから前記主磁極層２９の上面２９ｄの中央部２９ｄ２に向うにつれて徐々に深さが深くなる傾斜面あるいは湾曲面が前記第４絶縁層４３の上面及び主磁極層２９の上面２９ｄに形成される。

そして図２３に示すように、前記主磁極層２９の上面２９ｄ、前記主磁極層２９の両側に形成された第４絶縁層４３の上面及びストッパ層４４の上面にかけてＳｉＯ_２などで形成されたギャップ層３２をスパッタ法等の手法を用いて形成する。前記ギャップ層３２は、図１５工程でも説明したように、どの部位においてもほぼ一定の膜厚で形成される。

図２３に示すように、ストッパ層４４よりもトラック幅方向の内側に形成される第４絶縁層４３の上面及び主磁極層２９の上面２９ｄに形成された前記ギャップ層３２の上面には凹み部３２ａが形成される。

そして図２３に示す工程では、前記ギャップ層３２上にリターンヨーク層３３をフレームメッキ法等の手法を用いてメッキ形成する。

図２３に示すように、前記ギャップ層３２の前記凹み部３２ａ上に形成されたリターンヨーク層３３は前記主磁極層２９方向に突き出す凸状部３３ｃとして形成される。

以上、図１２ないし図２３を用いて説明した本発明における垂直磁気記録ヘッドの製造方法によれば、主磁極層よりもイオンミリングに対するミリングレートやＣＭＰに対するエッチングレートが遅い絶縁層を前記主磁極層のトラック幅方向の両側や上方に形成し、イオンミリングに対するミリングレート差やＣＭＰに対するエッチングレート差を利用することで、適切且つ容易に前記主磁極層２９の上面２９ｄに凹状部２９ｅを形成することが可能になる。

図２４は比較例の垂直磁気記録ヘッドを用いて記録媒体に記録された記録パターンの磁気力顕微鏡像、図２５は実施例の垂直磁気記録ヘッドを用いて記録媒体に記録された記録パターンの磁気力顕微鏡像である。

図２４に示す比較例の垂直磁気記録ヘッドは図２９に示す構造と同一形状であり、シールドポール構造であるが、前記主磁極層２０４のトレーリング側端面及びリターンヨーク層２０６のリーディング側端面を共にフラットな面として形成した。また主磁極層２０４とリターンヨーク層２０６の膜厚方向への間隔（ギャップ長）を０．２５μｍとした。

一方、図２５に示す実施例の垂直磁気記録ヘッドは図２に示す構造と同一形状であり、シールドポール構造であるとともに、前記主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄに凹状部２９ｅを、前記リターンヨーク層３３のリーディング側端面３３ｂに凸状部３３ｃを形成した。前記凹状部２９ｅ及び凸状部３３ｃの形状は図２と同様、記録媒体との対向面と平行な方向の断面が湾曲形状となる形状である。

なお前記凹状部２９ｅと凸状部３３ｃ間の膜厚方向への間隔（ギャップ長）を全域において０．０５μｍで統一した。

また図２４及び図２５は共に記録パターンの左側がトレーリング側であり右側がリーディング側である。

図２４に示す比較例では、記録パターンのトレーリング側磁界線は、エッジから中央にかけてトレーリング方向に向けて膨らむ曲面状となっていることがわかった。

一方、図２５に示す実施例では、記録パターンのトレーリング側磁界線は、エッジから中央にかけてほぼフラットな形状となっていることがわかった。

このように、トレーリング側磁界線をフラットにするには、主磁極層２９のトレーリング側端面２９ｄに、トレーリング側の両端部２９ｄ１，２９ｄ１からトレーリング側中央部２９ｄ２に向けて凹む凹状部２９ｅを形成すればよいことが確認できた。

本発明の垂直磁気記録ヘッドの構造を示す縦断面図、 図１に示す垂直磁気記録磁気ヘッドを記録媒体との対向面側から見た正面図と、記録媒体に記録された記録パターンの模式図、 図１とは異なる構造の本発明の垂直磁気記録磁気ヘッドを記録媒体との対向面側から見た正面図、 比較例の垂直磁気記録磁気ヘッドを記録媒体との対向面側から見た正面図と記録媒体に記録された記録パターンの模式図、 比較例の垂直磁気記録磁気ヘッドを記録媒体との対向面側から見た正面図と記録媒体に記録された記録パターンの模式図、 図１とは異なる構造の本発明の垂直磁気記録磁気ヘッドを記録媒体との対向面側から見た正面図（参考例）、 図１とは異なる構造の本発明の垂直磁気記録磁気ヘッドを記録媒体との対向面側から見た正面図（参考例）、 図１とは異なる構造の本発明の垂直磁気記録磁気ヘッドを記録媒体との対向面側から見た正面図（参考例）と記録媒体に記録された記録パターンの模式図、 垂直磁気記録ヘッドＨの具体的な層構造を示す部分正面図、 図９とは異なる構造であり、垂直磁気記録ヘッドＨの具体的な層構造を示す部分正面図、 図９とは異なる構造であり、垂直磁気記録ヘッドＨの具体的な層構造を示す部分正面図、 図９に示す構造の垂直磁気記録ヘッドの製造工程を示す一工程図、 図１２の次に行われる一工程図、 図１３の次に行われる一工程図、 図１４の次に行われる一工程図、 図１５の次に行われる一工程図、 図１０に示す構造の垂直磁気記録ヘッドの製造工程を示す一工程図、 図１７の次に行われる一工程図、 図１８の次に行われる一工程図、 図１１に示す構造の垂直磁気記録ヘッドの製造工程を示す一工程図、 図２０の次に行われる一工程図、 図２１の次に行われる一工程図、 図２２の次に行われる一工程図、 比較例の垂直磁気記録ヘッドを用いて記録媒体に記録された記録パターンの磁気力顕微鏡像、 実施例の垂直磁気記録ヘッドを用いて記録媒体に記録された記録パターンの磁気力顕微鏡像、 従来の垂直磁気記録ヘッド（単磁極ヘッド）の部分断面図、 図２６の垂直磁気記録ヘッドを用いて記録媒体に記録された記録パターンの模式図、 特許文献１の垂直磁気記録ヘッドを用いて記録媒体に記録された記録パターンの模式図、 従来の垂直磁気記録ヘッド（シールドポール構造）の部分正面図と、記録媒体に記録された記録パターンの模式図、

符号の説明

２８ ヨーク層
２９ 主磁極層
２９ｅ 凹状部
３２ ギャップ層
３３ リターンヨーク層
３３ｃ 凸状部
４０ 第１絶縁層
４１ 第２絶縁層
４２ 第３絶縁層
４３ 第４絶縁層
４４ ストッパ層
Ｍ 記録媒体

Claims (5)

1. 磁性材料製の主磁極層と、記録媒体との対向面で且つ前記主磁極層のトレーリング側に非磁性のギャップ層を挟んで前記主磁極層と対向する磁性材料製のリターンヨーク層とを有し、
   前記主磁極層のトレーリング側端面には、トラック幅方向のトレーリング側中央部が、トラック幅方向の両方のトレーリング側端部よりも凹んだ凹状部が形成され、
   前記リターンヨーク層のリーディング側端面は、前記主磁極層のトレーリング側端面に形成された凹状部と膜厚方向で対向する位置に凸状部が形成され、前記凹状部及び凸状部の記録媒体との対向面と平行な方向の断面は、共に、トラック幅方向の両端部から中央部方向にかけて徐々に湾曲する形状であり、
   前記凹状部及び凸状部の部分も含めて、前記主磁極層と前記リターンヨーク層間の膜厚方向への間隔は一定であることを特徴とする垂直磁記録ヘッド。
2. 前記凹状部と凸状部のトラック幅方向への最大幅寸法は共に同じ寸法である請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
3. 前記凹状部のトラック幅方向への最大幅寸法に比べて、前記凸状部のトラック幅方向への最大幅寸法が大きい請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
4. （凸状部の最大幅寸法／凹状部の最大幅寸法）は、１．０より大きく２．０以下である請求項３記載の垂直磁気記録ヘッド。
5. 以下の工程を有することを特徴とする垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
   磁性材料で主磁極層を形成する工程と、
   前記主磁極層のトラック幅方向の両側から上面にかけて前記主磁極層よりもＣＭＰに対するエッチングレートが遅い絶縁材料からなる第２絶縁層を形成する工程と、
   前記第２絶縁層上に、前記第２絶縁層よりもエッチングレートが速い第３絶縁層を形成する工程と、
   ＣＭＰを用いて、前記主磁極層の上面が露出するまで第３絶縁層及び第２絶縁層を削り、前記主磁極層が露出したときに前記主磁極層の両側端面に残された第２絶縁層と前記主磁極層とのＣＭＰに対するエッチングレート差を利用して、さらにＣＭＰを行うことで前記主磁極層の上面に、トラック幅方向の両端部から中央部方向にかけて徐々に湾曲する凹状部を形成する工程と、
   前記第２絶縁層及び第３絶縁層の上面から前記主磁極層の上面にかけて非磁性のギャップ層を一定の膜厚で形成する工程と、
   前記ギャップ層上に磁性材料でリターンヨーク層を形成し、前記主磁極層に形成された前記凹状部と膜厚方向で対向する前記リターンヨーク層の下面に一定の膜厚のギャップ層を介して凸状部を形成する工程。