JP4467081B2 - 垂直磁気記録用磁気ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、垂直磁気記録方式によって記録媒体に情報を記録するために用いられる垂直磁気記録用磁気ヘッドに関する。

磁気記録再生装置における記録方式には、信号磁化の向きを記録媒体の面内方向（長手方向）とする長手磁気記録方式と、信号磁化の向きを記録媒体の面に対して垂直な方向とする垂直磁気記録方式とがある。垂直磁気記録方式は、長手磁気記録方式に比べて、記録媒体の熱揺らぎの影響を受けにくく、高い線記録密度を実現することが可能であると言われている。

一般的に、垂直磁気記録用の磁気ヘッドとしては、長手磁気記録用の磁気ヘッドと同様に、読み出し用の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magnetoresistive）素子とも記す。）を有する再生ヘッドと、書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドとを、基板上に積層した構造のものが用いられる。記録ヘッドは、記録媒体の面に対して垂直な方向の磁界を発生する磁極層を備えている。

垂直磁気記録方式において、記録密度の向上に寄与するのは、主に、記録媒体の改良と記録ヘッドの改良である。高記録密度化のために記録ヘッドに要求されることは、特に、トラック幅の縮小と、記録特性の向上である。一方、トラック幅が小さくなると、記録特性、例えば重ね書きの性能を表わすオーバーライト特性は低下する。従って、トラック幅が小さくなるほど、記録特性の一層の向上が必要となる。

ところで、ハードディスク装置等の磁気ディスク装置に用いられる磁気ヘッドは、一般的に、スライダに設けられる。スライダは、記録媒体に対向する媒体対向面を有している。この媒体対向面は、空気流入側の端部と空気流出側の端部とを有している。そして、空気流入側の端部から媒体対向面と記録媒体との間に流入する空気流によって、スライダは記録媒体の表面からわずかに浮上するようになっている。このスライダにおいて、一般的に、磁気ヘッドは媒体対向面における空気流出側の端部近傍に配置される。磁気ディスク装置において、磁気ヘッドの位置決めは、例えばロータリーアクチュエータによって行なわれる。この場合、磁気ヘッドは、ロータリーアクチュエータの回転中心を中心とした円軌道に沿って記録媒体上を移動する。このような磁気ディスク装置では、磁気ヘッドのトラック横断方向の位置に応じて、スキューと呼ばれる、円形のトラックの接線に対する磁気ヘッドの傾きが生じる。

特に、長手磁気記録方式に比べて記録媒体への書き込み能力が高い垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置では、上述のスキューが生じると、あるトラックへの情報の書き込み時に隣接トラックの情報が消去される現象（以下、隣接トラック消去と言う。）が生じたり、隣り合う２つのトラックの間において不要な書き込みが行なわれたりするという問題が生じる。高記録密度化のためには、隣接トラック消去を抑制する必要がある。また、隣り合う２つのトラックの間における不要な書き込みは、磁気ヘッドの位置決め用のサーボ信号の検出や再生信号の信号対雑音比に悪影響を及ぼす。

上述のようなスキューに起因した問題の発生を防止する技術としては、例えば特許文献１に記載されているように、媒体対向面における磁極層の端面の形状を、記録媒体の進行方向の後側（スライダにおける空気流入端側）に配置される辺が反対側の辺よりも短い形状とする技術が知られている。

また、特許文献１には、磁極層と補助磁極層とを備えた磁気ヘッドが記載されている。この磁気ヘッドでは、媒体対向面において、補助磁極層の端面は、磁極層の端面に対して、記録媒体の進行方向の後側に配置されている。

また、垂直磁気記録用の磁気ヘッドとしては、例えば特許文献２に記載されているように、磁極層とシールドとを備えた磁気ヘッドも知られている。この磁気ヘッドでは、媒体対向面において、シールドの端面は、磁極層の端面に対して、所定の小さな間隔を開けて記録媒体の進行方向の前側に配置されている。以下、このような磁気ヘッドをシールド型ヘッドと呼ぶ。このシールド型ヘッドにおいて、シールドは、磁極層の端面より発生されて記録媒体の面に垂直な方向以外の方向に広がる磁束が記録媒体に達することを阻止する機能を有している。また、シールドは、磁極層の端面より発生されて、記録媒体を磁化した磁束を還流させる機能も有している。このシールド型ヘッドによれば、線記録密度のより一層の向上が可能になる。

また、特許文献３には、磁極層となる中央の磁性層に対する記録媒体の進行方向の前側と後側にそれぞれ磁性層を設け、中央の磁性層と前側の磁性層との間と、中央の磁性層と後側の磁性層との間に、それぞれコイルを配置した構造の磁気ヘッドが記載されている。この磁気ヘッドにおいて、２つのコイルは直列に接続されている。この磁気ヘッドによれば、中央の磁性層の媒体対向面側の端部より発生される磁界のうち、記録媒体の面に垂直な方向の成分を大きくすることができる。

米国特許第６，５０４，６７５Ｂ１号明細書 米国特許第４，６５６，５４６号明細書 米国特許第４，６７２，４９３号明細書

ここで、図１５を参照して、シールド型ヘッドの基本的な構成について説明する。図１５は、シールド型ヘッドの一例における主要部を示す断面図である。このシールド型ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面１００と、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生するコイル１０１と、媒体対向面１００に配置された端部を有し、コイル１０１によって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する磁極層１０２と、媒体対向面１００に配置された端部を有し、媒体対向面１００から離れた位置において磁極層１０２に連結されたシールド層１０３と、磁極層１０２とシールド層１０３との間に設けられたギャップ層１０４と、コイル１０１を覆う絶縁層１０５とを備えている。磁極層１０２の周囲には絶縁層１０６が配置されている。また、シールド層１０３は、保護層１０７によって覆われている。

媒体対向面１００において、シールド層１０３の端部は、磁極層１０２の端部に対して、ギャップ層１０４の厚みによる所定の間隔を開けて記録媒体の進行方向Ｔの前側に配置されている。コイル１０１の少なくとも一部は、磁極層１０２とシールド層１０３との間に、磁極層１０２およびシールド層１０３に対して絶縁された状態で配置されている。

コイル１０１は、銅等の導電性の材料によって形成されている。磁極層１０２およびシールド層１０３は磁性材料によって形成されている。ギャップ層１０４は、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の絶縁材料によって形成されている。絶縁層１０５は、例えばフォトレジストによって形成されている。

図１５に示したヘッドでは、磁極層１０２の上にギャップ層１０４が配置され、ギャップ層１０４の上にコイル１０１が配置されている。コイル１０１は、絶縁層１０５によって覆われている。絶縁層１０５の媒体対向面１００側の端部は、媒体対向面１００から離れた位置に配置されている。絶縁層１０５の媒体対向面１００側の端部から媒体対向面１００までの領域において、シールド層１０３はギャップ層１０４を介して磁極層１０２と対向している。磁極層１０２とシールド層１０３がギャップ層１０４を介して対向する部分の、媒体対向面１００側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）ＴＨは、スロートハイトと呼ばれる。このスロートハイトＴＨは、媒体対向面１００において磁極層１０２から発生される磁界の強度や分布に影響を与える。

例えば図１５に示したようなシールド型ヘッドにおいて、オーバーライト特性を向上させるためには、スロートハイトＴＨを小さくすることが好ましい。スロートハイトＴＨの値としては、例えば０．１〜０．３μｍが要求される。このようにスロートハイトＴＨの値として小さな値が要求される場合、図１５に示したヘッドでは、以下のような問題が発生する。

すなわち、図１５に示したヘッドでは、その使用時に、コイル１０１が発生する熱によって絶縁層１０５が膨張し、その結果、シールド層１０３の媒体対向面１００側の端部が突出するおそれがある。特にスロートハイトＴＨが小さい場合には、シールド層１０３のうちの絶縁層１０５と媒体対向面１００との間に存在する部分が薄くなっているため、シールド層１０３の媒体対向面１００側の端部が突出しやすくなる。ヘッドの使用時におけるシールド層１０３の端部の突出は、スライダと記録媒体との衝突を生じやすくする。

また、例えば図１５に示したようなシールド型ヘッドでは、トラック幅方向の広い範囲にわたって、記録または再生の対象となっているトラックに隣接する１以上のトラックに記録された信号が減衰する現象（以下、広範囲隣接トラック消去という。）が顕著に生じる場合があった。シールド型ヘッドにおいて広範囲隣接トラック消去が生じる原因の一つは、以下のように考えられる。磁極層１０２の端面より発生されて記録媒体を磁化した磁束はシールド層１０３に還流する。磁極層１０２の端面より発生される磁束や、シールド層１０３に還流する磁束が広がることが、広範囲隣接トラック消去が生じる原因の一つと考えられる。

特許文献３に記載された構造の磁気ヘッドによれば、中央の磁性層の媒体対向面側の端部より発生される磁界のうち、記録媒体の面に垂直な方向の成分を大きくすることができることから、広範囲隣接トラック消去を抑制することができると考えられる。

ところで、特許文献３に記載された構造の磁気ヘッドは、直列に接続された２つのコイルを備えている。以下の説明では、このように直列に接続された２つのコイルを備えた磁気ヘッドを２コイルヘッドと呼ぶ。また、コイルが１つしか設けられていない磁気ヘッドを１コイルヘッドと呼ぶ。以下、１コイルヘッドと２コイルヘッドとを比較しながら、２コイルヘッドにおける問題点について説明する。ここで、１コイルヘッドと２コイルヘッドの比較を簡単にするために、２コイルヘッドにおける２つのコイルと、１コイルヘッドにおける１つのコイルは、全て、巻数および抵抗値に関して等しいものとする。

２コイルヘッドにおいて、２つのコイルには等しい値の電流が流れる。２コイルヘッドにおける各コイルによる起磁力を、１コイルヘッドにおける１つのコイルによる起磁力と等しくするためには、２コイルヘッドにおける２つのコイルに流す電流の値を、１コイルヘッドにおいて１つのコイルに流す電流の値と等しくする必要がある。すると、２コイルヘッドにおける２つのコイルによる発熱量の合計は、１コイルヘッドにおける１つのコイルによる発熱量の２倍になる。そのため、２コイルヘッドでは、１コイルヘッドに比べて、コイルが発生する熱によって媒体対向面が部分的に突出する可能性が増すという問題点がある。

また、２コイルヘッドでは、２つのコイルに等しい値の電流が流れる。そのため、２コイルヘッドでは、コイル毎に電流の値を調整することによってコイル毎に起磁力を調整することができないという問題点がある。

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、磁極層を挟むように設けられた２つのコイルを備えた垂直磁気記録用磁気ヘッドであって、コイル毎に電流の値を調整することを可能にした垂直磁気記録用磁気ヘッドを提供することにある。

本発明の第２の目的は、上記第１の目的に加え、２つのコイルが発生する熱によって媒体対向面が部分的に突出することを抑制できるようにした垂直磁気記録用磁気ヘッドを提供することにある。

本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドは、
記録媒体に対向する媒体対向面と、
記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する第１および第２のコイルと、
媒体対向面に配置された端面を有し、第１および第２のコイルによって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する磁極層と、
媒体対向面に配置された端面を有し、媒体対向面から離れた位置において磁極層に連結されたシールド層と、
非磁性材料よりなり、磁極層とシールド層との間に設けられたギャップ層とを備えている。

媒体対向面において、シールド層の端面は、磁極層の端面に対して、ギャップ層の厚みによる所定の間隔を開けて記録媒体の進行方向の前側に配置されている。第１および第２のコイルは、磁極層を挟む位置に配置され、電気的に並列に接続されている。また、第２のコイルの少なくとも一部は、磁極層とシールド層との間に、磁極層およびシールド層に対して絶縁された状態で配置されている。

本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドでは、磁極層を挟む位置に配置された第１および第２のコイルが、電気的に並列に接続されている。そのため、本発明では、コイル毎に電流の値を調整することが可能である。

本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいて、第１および第２のコイルは、互いに異なる抵抗値を有していてもよい。この場合、第２のコイルの抵抗値は、第１のコイルの抵抗値よりも小さくてもよい。また、第１および第２のコイルは、互いに異なる抵抗率を有する異なる材料によって形成されていてもよい。

また、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいて、第１および第２のコイルは、等しい抵抗値を有していてもよい。

また、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいて、第１および第２のコイルは、いずれも平面渦巻き形状をなしていてもよい。この場合、第１および第２のコイルは、いずれも中心側接続部と、その反対側の外側接続部とを有し、第１のコイルにおける外側接続部から中心側接続部に向けての回転方向と第２のコイルにおける外側接続部から中心側接続部に向けての回転方向は互いに反対方向であり、第１のコイルの中心側接続部と第２のコイルの中心側接続部とが電気的に接続され、第１のコイルの外側接続部と第２のコイルの外側接続部とが電気的に接続されていてもよい。

本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドでは、磁極層を挟む位置に配置された第１および第２のコイルが、電気的に並列に接続されている。そのため、本発明によれば、コイル毎に電流の値を調整することが可能になるという効果を奏する。

また、本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドにおいて、第２のコイルの抵抗値は第１のコイルの抵抗値よりも小さくてもよい。この場合には、第２のコイルに流れる電流の値を同じにして、第１および第２のコイルが直列に接続されている場合と比較すると、本発明によれば、第１および第２のコイルの発熱量の合計を小さくすることができ、その結果、２つのコイルが発生する熱によって媒体対向面が部分的に突出することを抑制することができるという効果を奏する。

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。始めに、図１ないし図３を参照して、本発明の一実施の形態に係る垂直磁気記録用磁気ヘッドの構成について説明する。図１は本実施の形態に係る垂直磁気記録用磁気ヘッドの構成を示す断面図である。なお、図１は媒体対向面および基板の面に垂直な断面を示している。また、図１において記号Ｔで示す矢印は、記録媒体の進行方向を表している。図２は、本実施の形態に係る垂直磁気記録用磁気ヘッドの媒体対向面を示す正面図である。図３は、本実施の形態に係る垂直磁気記録用磁気ヘッドにおける２つのコイルの外側接続部の近傍を示す断面図である。

図１および図３に示したように、本実施の形態に係る垂直磁気記録用磁気ヘッド（以下、単に磁気ヘッドと記す。）は、アルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイド（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１と、この基板１の上に配置されたアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の絶縁材料よりなる絶縁層２と、この絶縁層２の上に配置された磁性材料よりなる下部シールド層３と、この下部シールド層３の上に配置された絶縁膜である下部シールドギャップ膜４と、この下部シールドギャップ膜４の上に配置された再生素子としてのＭＲ（磁気抵抗効果）素子５と、このＭＲ素子５の上に配置された絶縁膜である上部シールドギャップ膜６と、この上部シールドギャップ膜６の上に配置された磁性材料よりなる上部シールド層７とを備えている。

ＭＲ素子５の一端部は、記録媒体に対向する媒体対向面３０に配置されている。ＭＲ素子５には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。ＧＭＲ素子としては、磁気的信号検出用の電流を、ＧＭＲ素子を構成する各層の面に対してほぼ平行な方向に流すＣＩＰ（Current In Plane）タイプでもよいし、磁気的信号検出用の電流を、ＧＭＲ素子を構成する各層の面に対してほぼ垂直な方向に流すＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）タイプでもよい。

磁気ヘッドは、更に、上部シールド層７の上に順に配置された非磁性層８１および中間磁性層８２を備えている。非磁性層８１は、アルミナ等の非磁性材料によって形成されている。中間磁性層８２は、磁性材料によって形成されている。下部シールド層３から中間磁性層８２までの部分は、再生ヘッドを構成する。なお、中間磁性層８２は、再生シールド層の機能と、後述する記録ヘッドにおける補助磁極としての機能、すなわち記録媒体を磁化した磁束を還流させる機能とを有している。

磁気ヘッドは、更に、中間磁性層８２の上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層８３と、この絶縁層８３の上に配置された第１のコイル９と、このコイル９の巻線間および周囲に配置された絶縁材料よりなる絶縁層１０と、絶縁層１０の周囲に配置された絶縁材料よりなる絶縁層１１とを備えている。コイル９は、平面渦巻き形状をなしている。また、コイル９は、中心側接続部９ａと、その反対側の外側接続部９ｂとを有している。これら接続部９ａ，９ｂは、後述する第２のコイルに接続される部分である。中心側接続部９ａはコイル９の巻線の中心側端部の近傍に設けられ、外側接続部９ｂはコイル９の巻線の外側端部の近傍に設けられている。コイル９および絶縁層１０，１１の上面は平坦化されている。絶縁層８３，１１は、例えばアルミナによって形成されている。絶縁層１０は、例えばフォトレジストによって形成されている。コイル９は、銅等の導電材料によって形成されている。

磁気ヘッドは、更に、コイル９の中心側接続部９ａの上に配置された接続層３１ａと、コイル９の外側接続部９ｂの上に配置された接続層３１ｂと、平坦化されたコイル９および絶縁層１０，１１の上面の上に配置された非磁性材料よりなる収容層１２とを備えている。接続層３１ａ，３１ｂは、導電材料によって形成されている。収容層１２は、上面で開口し、後述する磁極層を収容する溝部１２ａを有している。収容層１２の材料としては、例えば、アルミナ、シリコン酸化物（ＳｉＯ_Ｘ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）等の絶縁材料でもよいし、Ｒｕ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ、ＮｉＣｕ、ＮｉＢ、ＮｉＰｄ等の非磁性金属材料でもよい。

磁気ヘッドは、更に、接続層３１ａの上に配置された接続層３２ａと、接続層３１ｂの上に配置された接続層３２ｂとを備えている。接続層３２ａ，３２ｂは、導電材料によって形成されている。

磁気ヘッドは、更に、非磁性金属材料よりなり、収容層１２の上面の上に配置された非磁性金属層１３を備えている。非磁性金属層１３は、貫通する開口部１３ａを有し、この開口部１３ａの縁は、収容層１２の上面における溝部１２ａの縁の真上に配置されている。非磁性金属層１３の材料としては、例えば、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、ＮｉＣｒ、ＮｉＰ、ＮｉＰｄ、ＮｉＢ、ＷＳｉ_２、ＴａＳｉ_２、ＴｉＳｉ_２、ＴｉＮ、ＴｉＷのいずれかを用いることができる。

磁気ヘッドは、更に、収容層１２の溝部１２ａ内および非磁性金属層１３の開口部１３ａ内に配置された非磁性膜１４、研磨停止層１５および磁極層１６を備えている。非磁性膜１４は、溝部１２ａの表面に接するように配置されている。磁極層１６は、溝部１２ａの表面から離れるように配置されている。研磨停止層１５は、非磁性膜１４と磁極層１６の間に配置されている。

非磁性膜１４は、非磁性材料によって形成されている。非磁性膜１４の材料としては、例えば絶縁材料または半導体材料を用いることができる。非磁性膜１４の材料としての絶縁材料としては、例えばアルミナ、シリコン酸化物（ＳｉＯ_Ｘ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）のいずれかを用いることができる。非磁性膜１４の材料としての半導体材料としては、例えば多結晶シリコンまたはアモルファスシリコンを用いることができる。

研磨停止層１５は、非磁性導電材料によって形成されている。研磨停止層１５の材料としては、例えば、非磁性金属層１３と同じものを用いることができる。

磁極層１６は、金属磁性材料によって形成されている。磁極層１６の材料としては、例えば、ＣｏＦｅＮ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅのいずれかを用いることができる。

磁気ヘッドは、更に、アルミナ等の非磁性材料よりなり、研磨停止層１５および磁極層１６の上面の一部の上に配置された非磁性膜１７と、非磁性材料よりなり、非磁性金属層１３、非磁性膜１４、研磨停止層１５、磁極層１６および非磁性膜１７の上に配置されたギャップ層１８とを備えている。ギャップ層１８には、媒体対向面３０から離れた位置において、開口部が形成されている。ギャップ層１８の材料は、アルミナ等の絶縁材料でもよいし、Ｒｕ、ＮｉＣｕ、Ｔａ、Ｗ、ＮｉＢ、ＮｉＰｄ等の非磁性金属材料でもよい。

磁気ヘッドは、更に、シールド層２０を備えている。シールド層２０は、ギャップ層１８の上に配置された第１層２０Ａと、この第１層２０Ａの上に配置された第２層２０Ｃと、ギャップ層１８の開口部が形成された位置において磁極層１６の上に配置されたヨーク層２０Ｂと、このヨーク層２０Ｂの上に配置された連結層２０Ｄと、第２層２０Ｃと連結層２０Ｄを連結するように配置された第３層２０Ｅとを有している。第１層２０Ａ、ヨーク層２０Ｂ、第２層２０Ｃ、連結層２０Ｄおよび第３層２０Ｅは、いずれも磁性材料によって形成されている。これらの層２０Ａ〜２０Ｅの材料としては、例えばＣｏＦｅＮ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅのいずれかを用いることができる。磁気ヘッドは、更に、非磁性材料よりなり、第１層２０Ａおよびヨーク層２０Ｂの周囲に配置された非磁性層２１を備えている。

磁気ヘッドは、更に、ヨーク層２０Ｂおよび非磁性層２１の上面のうち、後述する第２のコイル２３が配置される領域の上に配置された絶縁層２２と、この絶縁層２２の上に配置された第２のコイル２３と、このコイル２３の巻線間およびコイル２３の周囲に配置された絶縁層２４と、絶縁層２４の周囲に配置された絶縁層２５と、コイル２３および絶縁層２４，２５の上に配置された絶縁層２６とを備えている。コイル２３は、平面渦巻き形状をなしている。また、コイル２３は、中心側接続部２３ａと、その反対側の外側接続部２３ｂとを有している。これら接続部２３ａ，２３ｂは、第１のコイル９の接続部９ａ，９ｂに接続される部分である。中心側接続部２３ａはコイル２３の巻線の中心側端部の近傍に設けられ、外側接続部２３ｂはコイル２３の巻線の外側端部の近傍に設けられている。中心側接続部２３ａは、接続層３２ａの上に配置されている。外側接続部２３ｂは、接続層３２ｂの上に配置されている。コイル２３の一部は、第２層２０Ｃと連結層２０Ｄの間を通過している。コイル２３は、銅等の導電材料によって形成されている。第２層２０Ｃ、連結層２０Ｄ、コイル２３および絶縁層２４，２５の上面は平坦化されている。絶縁層２４は、例えばフォトレジストによって形成されている。絶縁層２２，２５，２６は、例えばアルミナによって形成されている。

磁気ヘッドは、更に、絶縁層２６の上に配置されたリード層３３ａ，３３ｂを備えている。絶縁層２６には、コイル２３の中心側接続部２３ａの上とコイル２３の外側接続部２３ｂの上の位置に、それぞれ開口部が形成されている。そして、これらの開口部を通して、リード層３３ａの一端部が中心側接続部２３ａに接続され、リード層３３ｂの一端部が外側接続部２３ｂに接続されている。リード層３３ａ，３３ｂの各他端部は、スライダに設けられる端子に接続されている。

中間磁性層８２からシールド層２０の第３層２０Ｅまでの部分は、記録ヘッドを構成する。磁気ヘッドは、更に、シールド層２０およびリード層３３ａ，３３ｂを覆うように形成された保護層２７を備えている。保護層２７は、例えば、アルミナ等の無機絶縁材料によって形成されている。

以上説明したように、本実施の形態に係る磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面３０と再生ヘッドと記録ヘッドとを備えている。再生ヘッドと記録ヘッドは、基板１の上に積層されている。再生ヘッドは記録媒体の進行方向Ｔの後側（スライダにおける空気流入端側）に配置され、記録ヘッドは記録媒体の進行方向Ｔの前側（スライダにおける空気流出端側）に配置されている。

再生ヘッドは、再生素子としてのＭＲ素子５と、媒体対向面３０側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層７と、ＭＲ素子５と下部シールド層３との間に配置された下部シールドギャップ膜４と、ＭＲ素子５と上部シールド層７との間に配置された上部シールドギャップ膜６とを備えている。

記録ヘッドは、第１のコイル９、収容層１２、非磁性金属層１３、非磁性膜１４、研磨停止層１５、磁極層１６、ギャップ層１８、シールド層２０および第２のコイル２３を備えている。コイル９，２３は、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する。なお、非磁性膜１４は省略してもよい。

磁極層１６は、媒体対向面３０に配置された端面を有し、コイル９，２３によって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する。

シールド層２０は、媒体対向面３０に配置された端面を有し、媒体対向面３０から離れた位置において磁極層１６に連結されている。ギャップ層１８は、非磁性材料よりなり、磁極層１６とシールド層２０との間に設けられている。

媒体対向面３０において、シールド層２０の端面は、磁極層１６の端面に対して、ギャップ層１８の厚みによる所定の間隔を開けて記録媒体の進行方向Ｔの前側に配置されている。ギャップ層１８の厚みは、５〜６０ｎｍの範囲内であることが好ましく、例えば、３０〜６０ｎｍの範囲内である。コイル２３の少なくとも一部は、磁極層１６とシールド層２０との間に、磁極層１６およびシールド層２０に対して絶縁された状態で配置されている。

磁極層１６は、収容層１２の溝部１２ａ内および非磁性金属層１３の開口部１３ａ内に、非磁性膜１４および研磨停止層１５を介して配置されている。非磁性膜１４の厚みは、例えば１０〜４０ｎｍの範囲内である。しかし、この範囲内に限らず、非磁性膜１４の厚みは、トラック幅に応じて任意に設定することができる。研磨停止層１５の厚みは、例えば３０〜１００ｎｍの範囲内である。

磁極層１６は、媒体対向面３０に配置された端面を有する第１の部分と、この第１の部分よりも媒体対向面３０から遠い位置に配置され、第１の部分よりも大きな厚みを有する第２の部分とを有している。第１の部分は、媒体対向面３０からの距離に応じて変化しない厚みを有している。第１の部分における上面は、第２の部分における上面よりも基板１に近い位置に配置されている。そのため、ギャップ層１８に接する磁極層１６の上面は屈曲している。第１の部分における上面と第２の部分における上面との間の段差は、例えば０．１〜０．３μｍの範囲内である。また、第１の部分の厚みは、例えば０．０３〜０．３μｍの範囲内である。

シールド層２０は、ギャップ層１８に隣接するように配置された第１層２０Ａと、第１層２０Ａにおけるギャップ層１８とは反対側に配置された第２層２０Ｃと、ギャップ層１８の開口部が形成された位置において磁極層１６の上に配置されたヨーク層２０Ｂと、このヨーク層２０Ｂの上に配置された連結層２０Ｄと、第２層２０Ｃと連結層２０Ｄを連結するように配置された第３層２０Ｅとを有している。第２層２０Ｃは、媒体対向面３０とコイル２３の少なくとも一部との間に配置されている。

第１層２０Ａの下面は、ギャップ層１８を介して磁極層１６の上面に対向するように屈曲している。ギャップ層１８も、磁極層１６の上面に沿って屈曲している。また、第１層２０Ａの媒体対向面３０に配置された端面の幅は、トラック幅以上である。

第１層２０Ａは、媒体対向面３０に配置された第１の端部とその反対側の第２の端部とを有している。第２層２０Ｃも、媒体対向面３０に配置された第１の端部とその反対側の第２の端部とを有している。スロートハイトＴＨは、媒体対向面３０から見て磁極層１６とシールド層２０との間隔が大きくなり始める位置と、媒体対向面３０から見て最初にギャップ層１８が屈曲する位置とのうちの媒体対向面３０に近い方から媒体対向面３０までの距離となる。本実施の形態では、スロートハイトＴＨは、媒体対向面３０から見て最初にギャップ層１８が屈曲する位置から媒体対向面３０までの距離となる。スロートハイトＴＨは、例えば０．０５〜０．３μｍの範囲内である。また、第２層２０Ｃのうち、ギャップ層１８および第１層２０Ａを介して磁極層１６と対向する部分における第１の端部と第２の端部との間の最短距離は、例えば０．３〜０．８μｍの範囲内である。また、第１層２０Ａおよびヨーク層２０Ｂの厚みは、例えば０．３〜０．８μｍの範囲内である。第２層２０Ｃおよび連結層２０Ｄの厚みは、例えば１．５〜３．０μｍの範囲内である。第３層２０Ｅの厚みは、例えば、２．０〜３．０μｍの範囲内である。コイル２３の厚みは、第２層２０Ｃの厚み以下であり、例えば、１．５〜３．０μｍの範囲内である。

ここで、図４を参照して、第１のコイル９の形状について説明する。図４は、第１のコイル９の平面図である。図４に示したように、コイル９は、平面渦巻き形状をなし、中心側接続部９ａと外側接続部９ｂとを有している。図４に示した例では、第１のコイル９における外側接続部９ｂから中心側接続部９ａに向けての回転方向は、反時計回り方向になっている。

次に、図５を参照して、第２のコイル２３の形状について説明する。図５は、第２のコイル２３の平面図である。図５に示したように、コイル２３は、平面渦巻き形状をなし、中心側接続部２３ａと外側接続部２３ｂとを有している。図５に示した例では、第２のコイル２３における外側接続部２３ｂから中心側接続部２３ａに向けての回転方向は、時計回り方向になっている。このように、本実施の形態では、第１のコイル９における外側接続部９ｂから中心側接続部９ａに向けての回転方向と、第２のコイル２３における外側接続部２３ｂから中心側接続部２３ａに向けての回転方向は、互いに反対方向になっている。なお、第１のコイル９における回転方向および第２のコイル２３における回転方向は、それぞれ、図４、図５に示した例とは反対方向であってもよい。なお、図３は、図５において３−３線で示す断面を表している。

次に、図６を参照して、第１のコイル９と第２のコイル２３との接続関係について説明する。図６は、第１のコイル９および第２のコイル２３を示す斜視図である。図６に示したように、第１のコイル９の中心側接続部９ａと第２のコイル２３の中心側接続部２３ａは、接続層３１ａ，３２ａを介して、電気的に接続されている。同様に、第１のコイル９の外側接続部９ｂと第２のコイル２３の外側接続部２３ｂは、接続層３１ｂ，３２ｂを介して、電気的に接続されている。このように、コイル９，２３は、電気的に並列に接続されている。また、図１に示したように、コイル９，２３は、磁極層１６を挟む位置に配置されている。コイル２３の少なくとも一部は、磁極層１６とシールド層２０との間に配置されている。

コイル９とコイル２３は、等しい抵抗値を有していてもよいし、互いに異なる抵抗値を有していてもよい。コイル２３の抵抗値は、コイル９の抵抗値よりも小さくてもよい。また、コイル９とコイル２３は、Ｃｕ等の同じ材料によって形成されていてもよいし、互いに異なる抵抗率を有する異なる材料によって形成されていてもよい。例えば、コイル９がＮｉＦｅによって形成され、コイル２３がＣｕによって形成されていてもよい。ＮｉＦｅの抵抗率はＣｕの抵抗率よりも大きい。

また、コイル２３の中心側接続部２３ａにはリード層３３ａの一端部が接続され、コイル２３の外側接続部２３ｂにはリード層３３ｂの一端部が接続されている。そして、これらリード層３３ａ，３３ｂを介して、コイル９，２３に対して、記録する情報に応じた電流が流される。これにより、コイル９，２３によって、記録する情報に応じた磁界が発生される。磁極層１６は、コイル９，２３によって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する。記録磁界のうち、コイル９に起因する成分の方向とコイル２３に起因する成分の方向は一致する。中間磁性層８２とシールド層２０は、磁極層１６の端面より発生されて、記録媒体を磁化した磁束を還流させる機能を有している。中間磁性層８２は、媒体対向面３０から離れた位置において、磁極層１６に連結されていてもよい。

次に、図２および図５を参照して、磁極層１６の形状について説明する。図５に示したように、磁極層１６は、媒体対向面３０に配置された端面を有するトラック幅規定部１６Ａと、このトラック幅規定部１６Ａよりも媒体対向面３０から遠い位置に配置され、トラック幅規定部１６Ａよりも大きな幅を有する幅広部１６Ｂとを有している。トラック幅規定部１６Ａは、媒体対向面３０からの距離に応じて変化しない幅を有している。幅広部１６Ｂの幅は、例えば、トラック幅規定部１６Ａとの境界位置ではトラック幅規定部１６Ａの幅と等しく、媒体対向面３０から離れるに従って、徐々に大きくなった後、一定の大きさになっている。本実施の形態では、磁極層１６のうち、媒体対向面３０に配置された端面から、磁極層１６の幅が大きくなり始める位置までの部分を、トラック幅規定部１６Ａとする。ここで、媒体対向面３０に垂直な方向についてのトラック幅規定部１６Ａの長さをネックハイトＮＨと呼ぶ。ネックハイトＮＨは、例えば０．１〜０．３μｍの範囲内である。

図２に示したように、媒体対向面３０に配置された磁極層１６の端面は、基板１に近い第１の辺Ａ１と、第１の辺Ａ１とは反対側の第２の辺Ａ２と、第１の辺Ａ１の一端と第２の辺Ａ２の一端とを結ぶ第３の辺Ａ３と、第１の辺Ａ１の他端と第２の辺Ａ２の他端とを結ぶ第４の辺Ａ４とを有している。第２の辺Ａ２は、トラック幅を規定する。媒体対向面３０に配置された磁極層１６の端面の幅は、第１の辺Ａ１に近づくに従って小さくなっている。また、第３の辺Ａ３と第４の辺Ａ４がそれぞれ基板１の上面に垂直な方向に対してなす角度は、例えば、５°〜１５°の範囲内とする。

次に、図７ないし図１２を参照して、本実施の形態に係る磁気ヘッドの製造方法について説明する。図７ないし図１２において、（ａ）は、磁気ヘッドの製造過程における積層体の、媒体対向面および基板に垂直な断面を示し、（ｂ）は、積層体の、媒体対向面の近傍における媒体対向面に平行な断面を示している。なお、図７ないし図１２では、絶縁層８３よりも基板１側の部分を省略している。

本実施の形態に係る磁気ヘッドの製造方法では、まず、図１および図２に示したように、基板１の上に、絶縁層２、下部シールド層３、下部シールドギャップ膜４を順に形成する。次に、下部シールドギャップ膜４の上にＭＲ素子５と、このＭＲ素子５に接続される図示しないリードとを形成する。次に、ＭＲ素子５およびリードを、上部シールドギャップ膜６で覆う。次に、上部シールドギャップ膜６の上に、上部シールド層７、非磁性層８１、中間磁性層８２および絶縁層８３を順に形成する。次に、絶縁層８３の上に、コイル９および絶縁層１０，１１を形成する。次に、コイル９および絶縁層１０，１１の上面を、例えば化学機械研磨（以下、ＣＭＰと記す。）によって平坦化する。

図７は、次の工程を示す。この工程では、まず、例えばフレームめっき法によって、コイル９の接続部９ａ，９ｂの上にそれぞれ接続層３１ａ，３１ｂを形成する。次に、積層体の上面全体の上に、後に溝部１２ａが形成されることにより収容層１２となる非磁性層１２Ｐを形成する。次に、例えばＣＭＰによって、接続層３１ａ，３１ｂが露出するまで非磁性層１２Ｐを研磨して、接続層３１ａ，３１ｂおよび非磁性層１２Ｐの上面を平坦化する。次に、例えばスパッタ法によって、非磁性層１２Ｐの上に、非磁性金属材料よりなる非磁性金属層１３を形成する。非磁性金属層１３の厚みは、例えば２０〜１００ｎｍの範囲内である。

次に、非磁性金属層１３の上に、例えば１．０μｍの厚みのフォトレジスト層を形成する。次に、このフォトレジスト層をパターニングして、収容層１２に溝部１２ａを形成するためのマスク３４を形成する。このマスク３４は、溝部１２ａに対応した形状の開口部を有している。

次に、マスク３４を用いて、非磁性金属層１３を選択的にエッチングする。これにより、非磁性金属層１３に、貫通した開口部１３ａが形成される。この開口部１３ａは、後に形成される磁極層１６の平面形状に対応した形状をなしている。更に、非磁性層１２Ｐのうち非磁性金属層１３の開口部１３ａから露出する部分を選択的にエッチングすることによって、非磁性層１２Ｐに溝部１２ａを形成する。次に、マスク３４を除去する。溝部１２ａが形成されることにより、非磁性層１２Ｐは収容層１２となる。非磁性金属層１３の開口部１３ａの縁は、収容層１２の上面における溝部１２ａの縁の真上に配置されている。

非磁性金属層１３と非磁性層１２Ｐのエッチングは、例えば、反応性イオンエッチングまたはイオンビームエッチングを用いて行われる。非磁性層１２Ｐに溝部１２ａを形成するためのエッチングの際には、磁極層１６のトラック幅規定部１６Ａの両側部に対応する溝部１２ａの壁面と基板１の上面に垂直な方向に対してなす角度が、例えば５°〜１５°の範囲内になるようにする。

図８は、次の工程を示す。この工程では、まず、積層体の上面全体の上に、非磁性膜１４を形成する。非磁性膜１４は、収容層１２の溝部１２ａ内にも形成される。非磁性膜１４は、例えば、スパッタ法または化学的気相成長法（以下、ＣＶＤと記す。）によって形成される。非磁性膜１４の厚みは、精度よく制御することができる。ＣＶＤを用いて非磁性膜１４を形成する場合には、特に、１原子層毎の成膜を繰り返すＣＶＤ、いわゆるアトミックレイヤーＣＶＤ（以下、ＡＬＣＶＤと記す。）を用いることが好ましい。この場合には、非磁性膜１４の厚みの制御をより精度よく行うことができる。また、ＡＬＣＶＤを用いて非磁性膜１４を形成する場合には、非磁性膜１４の材料としては、特にアルミナが好ましい。半導体材料を用いて非磁性膜１４を形成する場合には、特に、低温（２００℃程度）でのＡＬＣＶＤまたは低温での低圧ＣＶＤを用いて非磁性膜１４を形成することが好ましい。また、非磁性膜１４の材料としての半導体材料は、不純物をドープしない多結晶シリコンまたはアモルファスシリコンであることが好ましい。

次に、例えばスパッタ法またはＡＬＣＶＤによって、積層体の上面全体の上に研磨停止層１５を形成する。研磨停止層１５は、収容層１２の溝部１２ａ内にも形成される。研磨停止層１５は、後に行われる研磨工程における研磨の停止位置を示す。

次に、例えば以下のようにして、収容層１２の溝部１２ａ内に、磁極層１６となる磁性層１６Ｐを形成する。この工程では、まず、積層体の上面全体の上に、めっき用の電極となる第１の磁性膜を形成する。この第１の磁性膜は、例えば、スパッタ法またはイオンビームデポジション法によって形成される。スパッタ法によって第１の磁性膜を形成する場合には、コリメーションスパッタやロングスロースパッタを用いることが好ましい。

次に、第１の磁性膜の上に第２の磁性膜を形成する。第２の磁性膜は、その上面が非磁性金属層１３、非磁性膜１４および研磨停止層１５の各上面よりも上方に配置されるように形成される。第２の磁性膜は、例えばフレームめっき法によって形成される。あるいは、パターニングしていないめっき膜を形成した後、このめっき膜をエッチングによってパターニングして、第２の磁性膜を形成してもよい。第１の磁性膜と第２の磁性膜とによって磁性層１６Ｐが形成される。なお、研磨停止層１５をめっき用の電極として用いてもよいので、第１の磁性膜は必ずしも必要ではない。

次に、積層体の上面全体の上に、例えばアルミナよりなる、図示しない被覆層を、例えば０．５〜１．２μｍの厚みに形成する。次に、例えばＣＭＰによって、研磨停止層１５が露出するまで被覆層および磁性層１６Ｐを研磨して、研磨停止層１５および磁性層１６Ｐの上面を平坦化する。ＣＭＰによって被覆層および磁性層１６Ｐを研磨する場合には、研磨停止層１５が露出した時点で研磨が停止するようなスラリー、例えばアルミナ系のスラリーを用いる。

図９は、次の工程を示す。この工程では、まず、積層体の上面全体の上に、例えば１．０μｍの厚みのフォトレジスト層を形成する。次に、このフォトレジスト層をパターニングして、磁性層１６Ｐの一部をエッチングするためのマスク３５を形成する。マスク３５は、磁性層１６Ｐの上面のうち、磁極層１６の第１の部分の上面が形成される領域以外の領域を覆っている。次に、マスク３５を用いて、例えばイオンビームエッチングによって磁性層１６Ｐの一部をエッチングする。これにより、磁性層１６Ｐの上面に、磁極層１６の第１の部分の上面が形成されて、磁性層１６Ｐが磁極層１６となる。このエッチングは、媒体対向面３０に配置される磁極層１６の端面における第２の辺Ａ２が、形成当初の非磁性金属層１３の上面の高さと下面の高さとの間の範囲内の高さの位置に配置されるように行う。従って、非磁性金属層１３は、このエッチングの停止位置の基準となる。このように磁性層１６Ｐの一部のエッチングを行うことにより、媒体対向面３０における磁極層１６の厚みおよびトラック幅を、ほぼ一定になるように制御することができる。これにより、磁極層１６の厚みおよびトラック幅を精度よく制御することができる。また、特に、非磁性金属層１３の厚みが前述の範囲内における比較的大きい値である場合には、開口部１３ａの内壁が基板１の上面に対して垂直になっていることが好ましい。次に、マスク３５を除去する。また、上記のエッチングでは、同時に、接続層３１ａ，３１ｂの上面が露出するように、研磨停止層１５、非磁性膜１４および非磁性金属層１３をエッチングする。

図１０は、次の工程を示す。この工程では、まず、例えばスパッタ法によって、積層体の上面全体の上に非磁性膜１７を形成する。次に、非磁性膜１７の一部をエッチングして、非磁性膜１７をパターニングする。次に、積層体の上面全体の上に、ギャップ層１８を形成する。ギャップ層１８は、例えば、スパッタ法またはＣＶＤによって形成される。ＣＶＤを用いてギャップ層１８を形成する場合には、特にＡＬＣＶＤを用いることが好ましい。また、ＡＬＣＶＤを用いてギャップ層１８を形成する場合には、ギャップ層１８の材料としては、特にアルミナが好ましい。ＡＬＣＶＤを用いて形成されるギャップ層１８は、ステップカバレージがよい。従って、ＡＬＣＶＤを用いてギャップ層１８を形成することにより、平坦ではない面の上に均質なギャップ層１８を形成することができる。次に、ギャップ層１８の一部をエッチングしてギャップ層１８をパターニングする。

次に、ギャップ層１８の上に第１層２０Ａを形成すると共に、ギャップ層１８の開口部が形成された位置において磁極層１６の上にヨーク層２０Ｂを形成する。第１層２０Ａとヨーク層２０Ｂは、フレームめっき法によって形成してもよいし、スパッタ法によって磁性層を形成した後、この磁性層を選択的にエッチングすることによって形成してもよい。また、例えばフレームめっき法によって、接続層３１ａ，３１ｂの上にそれぞれ接続層３２ａ，３２ｂを形成する。なお、第１層２０Ａおよびヨーク層２０Ｂの形成と、接続層３２ａ，３２ｂの形成は、どちらを先に行ってもよい。また、第１層２０Ａおよびヨーク層２０Ｂの材料と接続層３２ａ，３２ｂの材料を同じものとして、第１層２０Ａ、ヨーク層２０Ｂおよび接続層３２ａ，３２ｂを同時に形成してもよい。

次に、積層体の上面全体の上に、非磁性層２１を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、第１層２０Ａ、ヨーク層２０Ｂおよび接続層３２ａ，３２ｂが露出するまで非磁性層２１を研磨して、第１層２０Ａ、ヨーク層２０Ｂ、接続層３２ａ，３２ｂおよび非磁性層２１の上面を平坦化する。

図１１は、次の工程を示す。この工程では、まず、ヨーク層２０Ｂおよび非磁性層２１の上面のうち、コイル２３が配置される領域の上に絶縁層２２を形成する。なお、絶縁層２２は、接続層３２ａ，３２ｂの上面は覆わないように形成する。次に、例えばフレームめっき法によって、コイル２３の少なくとも一部が絶縁層２２の上に配置されるように、コイル２３を形成する。このとき、コイル２３の接続部２３ａ，２３ｂは、接続層３２ａ，３２ｂの上面の上に配置されて、接続層３２ａ，３２ｂに接続される。次に、例えばフレームめっき法によって、第２層２０Ｃおよび連結層２０Ｄを形成する。なお、第２層２０Ｃおよび連結層２０Ｄを形成した後に、コイル２３を形成してもよい。

次に、コイル２３の巻線間およびコイル２３の周囲に、例えばフォトレジストよりなる絶縁層２４を選択的に形成する。次に、積層体の上面全体の上に絶縁層２５を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、第２層２０Ｃ、連結層２０Ｄおよびコイル２３が露出するまで絶縁層２５を研磨して、第２層２０Ｃ、連結層２０Ｄ、コイル２３および絶縁層２４，２５の上面を平坦化する。

図１２は、次の工程を示す。この工程では、まず、コイル２３および絶縁層２４，２５の上に絶縁層２６を形成する。なお、絶縁層２６は、コイル２３の接続部２３ａ，２３ｂの上面は覆わないように形成する。次に、例えばフレームめっき法によって、第３層２０Ｅを形成して、シールド層２０を完成させる。また、例えばフレームめっき法によって、それぞれ接続部２３ａ，２３ｂに接続されるようにリード層３３ａ，３３ｂを形成する。なお、第３層２０Ｅの形成と、リード層３３ａ，３３ｂの形成は、どちらを先に行ってもよい。また、第３層２０Ｅの材料とリード層３３ａ，３３ｂの材料を同じものとして、第３層２０Ｅとリード層３３ａ，３３ｂを同時に形成してもよい。

次に、積層体の上面全体を覆うように保護層２７を形成する。次に、保護層２７の上に配線や端子等を形成し、スライダ単位で基板を切断し、媒体対向面３０の研磨、浮上用レールの作製等を行って、磁気ヘッドが完成する。

次に、本実施の形態に係る磁気ヘッドの作用および効果について説明する。この磁気ヘッドでは、記録ヘッドによって記録媒体に情報を記録し、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生する。記録ヘッドにおいて、コイル９，２３は、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する。磁極層１６およびシールド層２０は、コイル９，２３が発生する磁界に対応した磁束を通過させる磁路を形成する。磁極層１６は、コイル９，２３によって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する。

シールド層２０は、磁気ヘッドの外部から磁気ヘッドに印加された外乱磁界を取り込む。これにより、外乱磁界が磁極層１６に集中して取り込まれることによって記録媒体に対して誤った記録が行なわれることを防止することができる。

また、本実施の形態では、媒体対向面３０において、シールド層２０の端面は、磁極層１６の端面に対して、ギャップ層１８による所定の小さな間隔を開けて記録媒体の進行方向Ｔの前側（スライダにおける空気流出端側）に配置されている。記録媒体に記録されるビットパターンの端部の位置は、媒体対向面３０における磁極層１６のギャップ層１８側の端部の位置によって決まる。シールド層２０は、磁極層１６の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの前側において、磁極層１６の媒体対向面３０側の端面より発生されて記録媒体の面に垂直な方向以外の方向に広がる磁束を取り込むことにより、この磁束が記録媒体に達することを阻止する。これにより、記録媒体に既に記録されているビットパターンにおける磁化の方向が上記磁束の影響によって変化することを防止することができる。これにより、本実施の形態によれば、線記録密度を向上させることができる。また、シールド層２０は、磁極層１６の端面より発生されて、記録媒体を磁化した磁束を還流させる機能も有している。

また、中間磁性層８２も、磁極層１６の端面より発生されて、記録媒体を磁化した磁束を還流させる機能を有している。また、この中間磁性層８２とコイル９は、磁極層１６の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの後側において、磁極層１６の媒体対向面３０側の端面より発生されて記録媒体の面に垂直な方向以外の方向に広がる磁束を取り込むことにより、この磁束が記録媒体に達することを抑制する。

このように、本実施の形態では、磁極層１６の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの前側と後側の両方において、磁束の広がりを抑制することができると共に、漏れ磁束が記録媒体に達することを抑制することができる。これにより、本実施の形態によれば、広範囲隣接トラック消去の発生を抑制することができる。

また、本実施の形態では、図２に示したように、媒体対向面３０に配置された磁極層１６の端面の幅は、第１の辺Ａ１に近づくに従って小さくなっている。これにより、本実施の形態によれば、スキューに起因した問題の発生を防止することができる。

また、本実施の形態では、非磁性材料よりなる収容層１２の溝部１２ａ内に、非磁性膜１４および研磨停止層１５を介して磁極層１６が配置される。そのため、磁極層１６の幅は溝部１２ａの幅よりも小さくなる。これにより、溝部１２ａを容易に形成することが可能になると共に、磁極層１６の幅、特にトラック幅を規定するトラック幅規定部１６Ａの上面の幅を容易に小さくすることが可能になる。従って、本実施の形態によれば、フォトリソグラフィによって形成可能なトラック幅の下限値よりも小さなトラック幅を、容易に実現でき、且つ正確に制御することができる。

また、本実施の形態では、磁極層１６を挟む位置に配置されたコイル９，２３が電気的に並列に接続されている。そのため、本実施の形態によれば、コイル９，２３毎に電流の値を調整することが可能になる。

本実施の形態において、コイル９とコイル２３は、互いに異なる抵抗値を有していてもよい。これにより、コイル９に流れる電流の値とコイル２３に流れる電流の値とを異ならせることができる。コイル９とコイル２３の抵抗値を異ならせる方法としては、例えば、コイル９とコイル２３の断面積や巻線の長さを異ならせる方法や、コイル９とコイル２３を互いに異なる抵抗率を有する異なる材料によって形成する方法や、これらを併用する方法がある。

ここで、コイル２３の抵抗値をコイル９の抵抗値よりも小さくする場合におけるコイル９，２３の断面における寸法と、コイル９，２３の抵抗値の比の一例を挙げる。なお、この例では、コイル９，２３は、同じ材料によって形成されている。この例では、コイル９の巻線のうち最も幅が小さい部分の断面の形状を、幅が０．７μｍ、高さが１．０μｍの矩形とする。また、この例では、コイル２３の巻線のうち最も幅が小さい部分の断面の形状を、幅が１．３μｍ、高さが２．０μｍの矩形とする。なお、コイル９，２３の各抵抗値は、上記の断面の形状の他に、巻線の長さや、最も幅が小さい部分以外の部分の断面の形状等にも依存する。この例では、コイル２３の抵抗値をコイル９の抵抗値の１／３とする。この場合、コイル２３に流れる電流の値は、コイル９に流れる電流の値の３倍になる。

また、本実施の形態において、コイル９とコイル２３は、等しい抵抗値を有していてもよい。この場合には、コイル９とコイル２３の断面積や巻線の長さを等しくして、コイル９とコイル２３を同じ材料によって形成することができる。

本実施の形態では、特に、コイル２３の抵抗値はコイル９の抵抗値よりも小さいことが好ましい。それは、磁極層１６より発生される記録磁界は、主にコイル２３が発生する磁界に基づくからである。これに対し、コイル９の主な機能は、磁極層１６の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの後側において、磁束の広がりを抑制すると共に、漏れ磁束が記録媒体に達することを抑制することである。そのため、コイル９の起磁力は、コイル２３の起磁力よりも小さくてもよい。コイル２３の抵抗値をコイル９の抵抗値よりも小さくすることにより、コイル２３に流れる電流の値は、コイル９に流れる電流の値よりも大きくなる。これにより、十分な記録磁界を発生させるために必要な電流をコイル２３に流しながら、コイル９に流れる電流を小さくしてコイル９の起磁力を小さくすることができる。

また、本実施の形態では、コイル２３の抵抗値をコイル９の抵抗値よりも小さくすることにより、コイル２３の起磁力を一定にして比較すると、コイル９とコイル２３が直列に接続されている場合よりも、２つのコイル９，２３の発熱量の合計を小さくすることができる。その結果、本実施の形態によれば、２つのコイル９，２３が発生する熱によって媒体対向面３０が部分的に突出することを抑制することができる。以下、このことを、図１３および図１４を参照して詳しく説明する。

図１３は、本実施の形態におけるコイル９，２３の等価回路を示す回路図である。図１４は、比較例におけるコイル９，２３の等価回路を示す回路図である。本実施の形態ではコイル９，２３は並列に接続され、比較例ではコイル９，２３は直列に接続されている。ここでは、本実施の形態と比較例のいずれの場合においても、コイル９の抵抗値をＲ_１とし、コイル２３の抵抗値をＲ_２とする。また、本実施の形態において、コイル９に流れる電流の値をＩ_１とし、コイル２３に流れる電流の値をＩ_２とする。また、比較例において、コイル９，２３に流れる電流の値をＩとする。ここでは、コイル２３の起磁力を一定にして比較するために、本実施の形態と比較例とで、コイル２３に流れる電流の値は等しいものとする。すなわち、ここでは、Ｉ_２＝Ｉとする。

本実施の形態におけるコイル９，２３の単位時間当たりの発熱量を、それぞれＱ_１Ｐ，Ｑ_２Ｐとする。また、本実施の形態におけるコイル９，２３の単位時間当たりの発熱量の合計をＱｐとする。また、比較例におけるコイル９，２３の単位時間当たりの発熱量を、それぞれＱ_１Ｓ，Ｑ_２Ｓとする。また、比較例におけるコイル９，２３の単位時間当たりの発熱量の合計をＱｓとする。ジュールの法則から、各発熱量は、以下のように表される。

Ｑ_１Ｐ＝Ｉ_１ ^２Ｒ_１
Ｑ_２Ｐ＝Ｉ_２ ^２Ｒ_２＝Ｉ^２Ｒ_２
Ｑｐ＝Ｑ_１Ｐ＋Ｑ_２Ｐ＝Ｉ_１ ^２Ｒ_１＋Ｉ^２Ｒ_２
Ｑ_１Ｓ＝Ｉ^２Ｒ_１
Ｑ_２Ｓ＝Ｉ^２Ｒ_２
Ｑｓ＝Ｑ_１Ｓ＋Ｑ_２Ｓ＝Ｉ^２Ｒ_１＋Ｉ^２Ｒ_２

従って、本実施の形態における発熱量Ｑｐと比較例における発熱量Ｑｓとの差Ｑｐ−Ｑｓは、以下の（１）式で表される。

Ｑｐ−Ｑｓ＝Ｉ_１ ^２Ｒ_１−Ｉ^２Ｒ_１ …（１）

ここで、本実施の形態の場合には、コイル９の両端の電圧とコイル２３の両端の電圧は等しいことから、Ｉ_１Ｒ_１＝ＩＲ_２が成り立つ。よって、Ｉ_１＝ＩＲ_２／Ｒ_１が得られる。これを（１）式に代入すると、以下の（２）式が得られる。

Ｑｐ−Ｑｓ＝Ｉ^２Ｒ_２ ^２／Ｒ_１−Ｉ^２Ｒ_１
＝Ｉ^２（Ｒ_２ ^２−Ｒ_１ ^２）／Ｒ_１ …（２）

（２）式から、Ｒ_１＞Ｒ_２のときは、Ｑｐ−Ｑｓ＜０となることが分かる。すなわち、本実施の形態において、コイル２３の抵抗値Ｒ_２をコイル９の抵抗値Ｒ_１よりも小さくすることにより、コイル２３の起磁力を一定にして比較すると、コイル９とコイル２３が直列に接続されている場合よりも、２つのコイル９，２３の発熱量の合計は小さくなる。

次に、本実施の形態と比較例とで、２つのコイル９，２３の全体に流れる電流を一定にして、コイル９，２３の発熱量の合計について比較する。ここでは、本実施の形態において、コイル９に流れる電流の値Ｉ_１とコイル２３に流れる電流の値Ｉ_２の和をＩとする。また、本実施の形態におけるコイル９，２３の合成抵抗の値をＲとし、コイル９，２３の両端の電圧の値をＶとする。この場合、ＲとＶは、それぞれ以下の式で表される。

Ｒ＝Ｒ_１Ｒ_２／（Ｒ_１＋Ｒ_２）
Ｖ＝ＩＲ＝ＩＲ_１Ｒ_２／（Ｒ_１＋Ｒ_２）

従って、本実施の形態において、コイル９に流れる電流の値Ｉ_１とコイル２３に流れる電流の値Ｉ_２は、それぞれ以下の式で表される。

Ｉ_１＝Ｖ／Ｒ_１＝ＩＲ_２／（Ｒ_１＋Ｒ_２）
Ｉ_２＝Ｖ／Ｒ_２＝ＩＲ_１／（Ｒ_１＋Ｒ_２）

従って、本実施の形態において、コイル９，２３の単位時間当たりの発熱量Ｑ_１Ｐ，Ｑ_２Ｐは、それぞれ以下の式で表される。

Ｑ_１Ｐ＝Ｉ_１ ^２Ｒ_１＝Ｉ^２Ｒ_１Ｒ_２ ^２／（Ｒ_１＋Ｒ_２）^２
Ｑ_２Ｐ＝Ｉ_２ ^２Ｒ_２＝Ｉ^２Ｒ_１ ^２Ｒ_２／（Ｒ_１＋Ｒ_２）^２

これにより、本実施の形態におけるコイル９，２３の単位時間当たりの発熱量の合計Ｑｐは、以下の（３）式で表される。

Ｑ_Ｐ＝Ｑ_１Ｐ＋Ｑ_２Ｐ
＝Ｉ^２Ｒ_１Ｒ_２（Ｒ_１＋Ｒ_２）／（Ｒ_１＋Ｒ_２）^２
＝Ｉ^２Ｒ_１Ｒ_２／（Ｒ_１＋Ｒ_２） …（３）

一方、比較例におけるコイル９，２３の単位時間当たりの発熱量の合計Ｑｓは、以下の（４）式で表される。

Ｑ_Ｓ＝Ｉ^２Ｒ_１＋Ｉ^２Ｒ_２
＝Ｉ^２（Ｒ_１＋Ｒ_２） …（４）

ここで、（３）式と（４）式から、以下のようにしてＱ_Ｐ／Ｑ_Ｓを求める。

Ｑ_Ｐ／Ｑ_Ｓ＝Ｒ_１Ｒ_２／（Ｒ_１＋Ｒ_２）^２
＝Ｒ_１Ｒ_２／（Ｒ_１ ^２＋２Ｒ_１Ｒ_２＋Ｒ_２ ^２）

ここで、Ｒ_１Ｒ_２＜（Ｒ_１ ^２＋２Ｒ_１Ｒ_２＋Ｒ_２ ^２）が成り立つことから、Ｑ_Ｐ／Ｑ_Ｓ＜１が成り立つ。すなわち、２つのコイル９，２３の全体に流れる電流を一定にして比較すると、Ｒ_１とＲ_２の大小関係に関わらず、本実施の形態におけるコイル９，２３の単位時間当たりの発熱量の合計Ｑｐは、比較例におけるコイル９，２３の単位時間当たりの発熱量の合計Ｑｓよりも小さくなる。例えば、Ｒ_１とＲ_２が等しい場合には、Ｑ_Ｐ／Ｑ_Ｓの値は、１／４になる。このように、本実施の形態によれば、２つのコイル９，２３の全体に流れる電流を一定にして比較すると、コイル９とコイル２３が直列に接続されている場合よりも、２つのコイル９，２３の発熱量の合計は小さくなる。その結果、本実施の形態によれば、２つのコイル９，２３が発生する熱によって媒体対向面３０が部分的に突出することを抑制することができる。

なお、２つのコイル９，２３の全体に流れる電流を一定にする場合、Ｒ_２が大きくなるほど、コイル２３の起磁力が小さくなるため、Ｒ_２はＲ_１以下であることが好ましい。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、第１のコイルにおける外側接続部から中心側接続部に向けての回転方向と第２のコイルにおける外側接続部から中心側接続部に向けての回転方向を同じ方向とし、第１のコイルの中心側接続部と第２のコイルの外側接続部とを電気的に接続し、第１のコイルの外側接続部と第２のコイルの中心側接続部とを電気的に接続してもよい。

また、実施の形態では、磁極層の少なくとも一部を、収容層１２の溝部１２ａ内に形成している。しかし、本発明における磁極層は、このような方法で形成されたものに限らず、他の方法で形成されたものであってもよい。例えば、磁性層をエッチングによってパターニングして磁極層を形成してもよいし、フレームめっき法によって磁極層を形成してもよい。

また、実施の形態では、基体側に再生ヘッドを形成し、その上に、記録ヘッドを積層した構造の磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。

本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドの構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドの媒体対向面を示す正面図である。 本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドにおける２つのコイルの外側接続部の近傍を示す断面図である。 本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドにおける第１のコイルの平面図である。 本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドにおける第２のコイルの平面図である。 本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドにおける第１のコイルおよび第２のコイルを示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る磁気ヘッドの製造方法における一工程を示す説明図である。 図７に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図８に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図９に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図１０に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図１１に示した工程に続く工程を示す説明図である。 本実施の形態における２つのコイルの等価回路を示す回路図である。 比較例における２つのコイルの等価回路を示す回路図である。 シールド型ヘッドの一例における主要部を示す断面図である。

符号の説明

９…第１のコイル、１６…磁極層、１８…ギャップ層、２０…シールド層、２３…第２のコイル、３０…媒体対向面。

Claims (4)

1. 記録媒体に対向する媒体対向面と、
   前記記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する第１および第２のコイルと、
   前記媒体対向面に配置された端面を有し、前記第１および第２のコイルによって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって前記情報を前記記録媒体に記録するための記録磁界を発生する磁極層と、
   前記媒体対向面に配置された端面を有し、前記媒体対向面から離れた位置において前記磁極層に連結されたシールド層と、
   非磁性材料よりなり、前記磁極層とシールド層との間に設けられたギャップ層と、
   前記シールド層との間で前記磁極層を挟む位置に配置された磁性層とを備えた垂直磁気記録用磁気ヘッドであって、
   前記媒体対向面において、前記シールド層の前記端面は、前記磁極層の前記端面に対して、前記ギャップ層の厚みによる所定の間隔を開けて記録媒体の進行方向の前側に配置され、
   前記第１および第２のコイルは、前記磁極層を挟む位置に配置され、電気的に並列に接続され、且つ前記第２のコイルの少なくとも一部は、前記磁極層とシールド層との間に、前記磁極層およびシールド層に対して絶縁された状態で配置され、
   前記磁性層は、前記磁極層との間で前記第１のコイルを挟む位置に配置され、前記磁極層に連結されておらず、
   前記第２のコイルの抵抗値は、前記第１のコイルの抵抗値よりも小さいことを特徴とする垂直磁気記録用磁気ヘッド。
2. 前記第１および第２のコイルは、互いに異なる抵抗率を有する異なる材料によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。
3. 前記第１および第２のコイルは、いずれも平面渦巻き形状をなしていることを特徴とする請求項１または２記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。
4. 前記第１および第２のコイルは、いずれも中心側接続部と、その反対側の外側接続部とを有し、前記第１のコイルにおける外側接続部から中心側接続部に向けての回転方向と前記第２のコイルにおける外側接続部から中心側接続部に向けての回転方向は互いに反対方向であり、前記第１のコイルの中心側接続部と前記第２のコイルの中心側接続部とが電気的に接続され、前記第１のコイルの外側接続部と前記第２のコイルの外側接続部とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項３記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。

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