JP4689947B2 - 垂直ライタおよび垂直書込みヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
関連出願との相互参照
本出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれるＰｅｔｅｒ Ｋｅｖｉｎ Ｍａｒｋ ＭｃＧｅｅｈｉｎ、Ａｌｉｓｏｎ Ｍａｒｙ ＢｅｌｌおよびＡｌａｎ Ｂｉｇｇａｒ Ｊｏｈｎｓｔｏｎの２００２年４月３日出願の「Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ Ａｓ Ｎｏｎ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｅｅｄｌａｙｅｒ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ」という名称の英国仮特許出願第０２０７７２４．６号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は一般に電子データ記憶／検索システムの分野に関する。詳細には本発明は、非磁性シード層を有する変換ヘッドの垂直書込み磁極に関する。
【０００３】
【従来の技術】
電子データ記憶／検索システムの変換ヘッドは一般に、磁気的にコード化された情報を磁気ディスク上に格納するためのライタ（ｗｒｉｔｅｒ）、および磁気的にコード化された情報を磁気ディスクから取り出すためのリーダ（ｒｅａｄｅｒ）を含む。リーダは一般に、２つのシールドおよびこれらのシールドの間に配置されたＭＲ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：磁気抵抗）センサから成る。ディスクの表面からの磁束によってＭＲセンサのセンシング層の磁化ベクトルが回転し、それによってＭＲセンサの電気抵抗率が変化する。ＭＲセンサの抵抗率の変化は、ＭＲセンサに電流を流しＭＲセンサの両端間の電圧を測定することによって検出することができる。次いで外部回路がこの電圧情報を適当な形式に変換し、必要に応じてこの情報を加工する。
【０００４】
ライタは一般に２つの磁極ないし磁心から成り、これらの磁極は、書込みヘッドのエア・ベアリング面（ａｉｒ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ：ＡＢＳ）のところでは書込みギャップによって互いに分離されており、ＡＢＳから離れた領域では互いに接続されている。２磁極間には、絶縁層によって封入された１つまたは複数の導電コイル層が配置されている。ライタとリーダはしばしば、１つの共用磁極がリーダのシールドとライタの磁極の両方の働きをする複合構成をとる。
【０００５】
磁極は、スパッタリング型のプロセスまたは電着によって付着させることができる。後者の場合には、金属イオンの還元、したがって磁極の形成を可能にするために、フォトレジスト・マスクを通して磁極をめっきすることができる導電性シード層が必要である。シード層は従来、シード層自体が磁気的に活性な磁極の一部となるよう、やはり磁気伝導性（ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）の材料から形成される。
【０００６】
ライタは、長手ライタ（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｗｒｉｔｅｒ）または垂直ライタ（ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ ｗｒｉｔｅｒ）として配置することができる。どちらの場合も全体的な構造は同様だが、その諸要素の実際の動作および寸法は大幅に異なる。長手ライタでは一般にこれらの磁極を下部磁極（ｂｏｔｔｏｍ ｐｏｌｅ）および上部磁極（ｔｏｐ ｐｏｌｅ）と呼び、垂直ライタでは一般にリターン磁極（ｒｅｔｕｒｎ ｐｏｌｅ）および主磁極（ｍａｉｎ ｐｏｌｅ）と呼ぶ。
【０００７】
水平磁気媒体にデータを書き込むためには、時間変化する電流すなわち書込み電流を導電コイルに流す。この書込み電流によって、上部および下部磁極を通り、変換ヘッドのＡＢＳのところで２磁極間の書込みギャップを橋絡する時間変化する磁界が生じる。変換ヘッドのＡＢＳの近くで変換ヘッドのＡＢＳから所定の距離のところに水平磁気媒体を通し、媒体の磁性面が磁界の中を通過するようにする。書込み電流の向きを変化させると磁界の強さおよび向きが変化する。この生じた磁界が磁気媒体の水平面内にビットを書き込むので、このタイプのライタは長手ライタと呼ばれる。
【０００８】
垂直磁気媒体は、記録面の磁化が保持される方向が水平磁気媒体とは異なる。水平媒体では、媒体の表面に実質的に平行な方向に磁化が保持され、垂直媒体では、媒体の表面に実質的に垂直な方向に磁化が保持される。データを垂直に記録するため垂直媒体は一般に２つの層、すなわち高い透磁率を有する軟磁性の下層と高い垂直異方性を有する媒体層とから形成される。
【０００９】
垂直磁気媒体にデータを書き込むためには、時間変化する書込み電流を導電コイルに流し、これによって主磁極およびリターン磁極を通る時間変化する磁界を生み出す。次いで、ライタのＡＢＳの近くでライタのＡＢＳから所定の距離のところに磁気媒体を通し、媒体が磁界の中を通過するようにする。垂直ライタでは、主磁極とリターン磁極が長手ライタの上部磁極と下部磁極よりも離れており、そのため磁気媒体の下層が本質的にライタの第３の磁極の働きをする。すなわち、磁界は主磁極から下層に至るギャップを橋絡して媒体層を通過し、続いて下層とリターン磁極の間のギャップを橋絡して再び媒体層を通過する。この戻りの経路上で磁界がデータを書き込まないように、ＡＢＳのところのリターン磁極は主磁極よりも大幅に大きく、そのため媒体層を通る磁界は、媒体の固有磁化をうち負かすほどには集中しない。
【００１０】
垂直ライタは現在、磁気媒体の面積ビット密度を増大させる目的において長手ライタに優るオプションとして追求されている。先に述べたとおり、垂直ライタの主磁極は一般に、フォトレジスト・マスクを通して磁性材料をめっきすることによって形成され、そのため導電性シード層の付着が必要となる。シード層は従来、シード層自体が磁気的に活性な磁極の一部分となるよう、やはり磁気伝導性の材料から形成される。
【００１１】
重要なことには、垂直ライタを設計するときには、スキュー時のオフトラック書込みを減らすために、ＡＢＳのところの主磁極の厚さをできる限り薄くすることが好ましい。さらに、書込みプロセスに寄与するのは垂直ライタの主磁極の後縁だけである。したがって主磁極を厚くしても書き込まれるデータの品質は向上しない。長手ライタの厚さは従来、約１マイクロメートルから２マイクロメートルであり、垂直ライタの厚さは約１マイクロメートル未満である。しかし、その上に主磁極をめっきする従来の磁気シード層は主磁極の厚さを薄くすることを困難にしている。さらに、このライタは媒体の表面に、ＡＢＳのところの主磁極の形状の跡を残すので、主磁極の形状は正方形であることが好ましい。この場合もやはり従来の磁気シード層は主磁極のアスペクト比に寄与し、主磁極の形状を正方形から遠ざける。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解消するもので、垂直書込みヘッドは、主磁極、リターン磁極および導電コイルを含む。主磁極は、シード層およびシード層上にめっきされた磁性層を含む。シード層は、非磁性、導電性かつ耐腐食性である。リターン磁極は、書込みヘッドのエア・ベアリング面のところではギャップによって主磁極から分離されており、エア・ベアリング面の反対側では主磁極に結合されている。導電コイルは少なくとも部分的に、主磁極とリターン磁極の間に位置する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る垂直ライタは、非磁性、導電性かつ耐腐食性のシード層とシード層上にめっきされた磁性層とを備えた垂直ライタ磁極を含む。
また本発明に係る垂直書込みヘッドは、非磁性、導電性かつ耐腐食性のシード層とシード層上にめっきされた磁性層とを有する主磁極と、
書込みヘッドのエア・ベアリング面のところでギャップによって主磁極から分離され、エア・ベアリング面の反対側で主磁極に結合されたリターン磁極と、
少なくとも部分的に主磁極とリターン磁極の間に位置する導電コイルと
を備える。
さらにまた本発明に係る垂直書込みヘッドは、主磁極およびリターン磁極を有し、主磁極が、シード層とシード層上にめっきされた磁性層から形成され、主磁極が、書込みヘッドのエア・ベアリング面のところでギャップによってリターン磁極から分離され、エア・ベアリング面の反対側でリターン磁極と接触し、磁性層の容易軸飽和保磁力と困難軸飽和保磁力がともに約３エルステッド未満になるように選択された非磁性、導電性、かつ耐腐食性の材料から成るシード層を形成することを含む改良である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に基づく変換ヘッド１０および磁気ディスク１２の断面図である。図１の断面は、変換ヘッド１０のエア・ベアリング面（ＡＢＳ）に対して実質的に垂直にとったものである。図１は、変換ヘッド１０および磁気ディスク１２に対する変換ヘッド１０の配置を示している。変換ヘッド１０のＡＢＳは磁気ディスク１２のディスク面１４と向かい合っている。磁気ディスク１２は、矢印Ａが指示する方向へ、変換ヘッド１０に関して相対的に移動または回転する。変換ヘッド１０のＡＢＳとディスク面１４との間隔は、変換ヘッド１０と磁気ディスク１２の接触を回避しつつできる限り小さくすることが好ましい。変換ヘッド１０と磁気ディスク１２が接触すればほとんどの場合に、磁気変換ヘッド１０と磁気ディスク１２の両方が破壊されるであろう。
【００１５】
変換ヘッド１０はＭＲ（磁気抵抗）リーダ１６および垂直ライタ１８を含む。ＭＲリーダ１６は、下部シールド２０、ＭＲ読取り要素２２、絶縁層２４および上部シールド／リターン磁極２６を含む。ＭＲ読取り要素２２は、下部シールド２０の終端と上部シールド／リターン磁極２６の終端の間の絶縁層２４の内部にＡＢＳに隣接して位置する。下部シールド２０および上部シールド／リターン磁極２６は、隣接するトラックおよび移行帯から発せられた漂遊磁界を吸収することによって、ＭＲ読取り要素２２が、ＭＲ読取り要素の直下に記憶されている磁気ディスク１２の特定のトラックの情報だけを読み取ることを保証する働きをする。ＭＲ読取り要素２２は、異方性ＭＲ読取り要素、ＧＭＲ（ｇｉａｎｔ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）読取り要素など、さまざまな異なるタイプの読取り要素のうちの任意の要素とすることができる。動作時には、磁気ディスク１２の表面からの磁束によってＭＲ読取り要素２２のセンシング層の磁化ベクトルが回転し、それによってＭＲ読取り要素２２の電気抵抗率が変化する。ＭＲ読取り要素２２の抵抗率の変化は、ＭＲ読取り要素２２に電流を流しＭＲ読取り要素２２の両端間の電圧を測定することによって検出することができる。絶縁層２４は、下部シールド２０および上部シールド／リターン磁極２６からＭＲ読取り要素２２を絶縁する。
【００１６】
垂直ライタ１８は、上部シールド／リターン磁極２６、絶縁層２８、主磁極シード層３０、主磁極３２および導電コイル３４を含む。上部シールド／リターン磁極２６と主磁極シード層３０は、ＡＢＳのところでは絶縁層２８によって互いに分離されており、ＡＢＳの反対側では互いに磁気的に接続されている。主磁極３２は、絶縁層２８とは反対側の主磁極シード層３０の表面に形成されている。導電コイル３４は少なくとも部分的に、上部シールド／リターン磁極２６と主磁極シード層３０の間の絶縁層２８の中に位置する。導電コイル３４は、上部シールド／リターン磁極２６と主磁極３２のうちの少なくとも一方に巻き付き、そのため、導電コイル３４に電流が流れると上部シールド／リターン磁極２６および主磁極３２の中に磁界が生じる。図１には単一の導電コイル層３４を示したが、いくつかの絶縁層によって分離されたいくつかの導電コイル層を使用することができることを当業者は理解されたい。変換ヘッド１０は、上部シールド／リターン磁極２６が、ＭＲリーダ１６の上部シールドおよび垂直ライタ１８のリターン磁極として使用される複合ＭＲヘッドである。変換ヘッド１０がピギーバック（ｐｉｇｇｙｂａｃｋ）式のＭＲヘッドである場合には、上部シールド／リターン磁極２６が別々の層から形成されるであろう。
【００１７】
変換ヘッド１０の製造中に主磁極３２を電着によって付着させる。この電着では、その上にフォトレジスト・マスクを通して主磁極３２をめっきすることができる導電性材料から主磁極シード層３０を形成する。主磁極シード層３０は従来、主磁極シード層３０自体が磁気的に活性な主磁極３２の一部分となるよう、ニッケル−鉄などのやはり磁気伝導性の材料から形成され、その結果、主磁極３２の有効厚さはその実際の厚さよりも厚くなる。しかし、従来の技術の項で説明したように、スキュー時のオフトラック書込みを減らすために、主磁極３２の有効厚さはできる限り薄いことが好ましい。
【００１８】
本発明は、主磁極３２の磁性部分とはならない材料、すなわち非磁性材料を主磁極シード層３０に対して選択することによって主磁極３２の有効厚さを最小化することができることを認知している。さらに、主磁極シード層３０に対して選択される材料が主磁極３２の飽和保磁力を低くすることに寄与し、具体的には飽和保磁力を好ましくは約３エルステッド以上、最も好ましくは約１エルステッド以上とすることに寄与することが好ましい。飽和保磁力が低いほど書込みを迅速に実施することができる。すなわちライタが生み出す磁界の方向をより短時間で逆転させることができる。さらに、主磁極シード層３０に対して選択される材料は耐腐食性であることが好ましい。さらに、主磁極シード層３０に対して選択される材料が、主磁極３２を形成する材料の異種金属接触腐食を引き起こさず、したがって、金、銀、白金などの貴金属を主磁極シード層３０として使用しなくても済むことが好ましい。さらに、主磁極シード層３０に対して選択される材料は、主磁極３２の所望の粗さおよび抵抗率の達成に寄与することが好ましい。主磁極シード層３０を、ルテニウム、ニッケル−バナジウムまたはチタン−タングステンから形成することが最も好ましい。
【００１９】
データを垂直に記録するためには一般に、垂直磁気ディスク１２を２つの層、すなわち高い透磁率を有する軟磁性の下層３８および高い垂直異方性を有する媒体層３６から形成する。
【００２０】
垂直磁気ディスク１２にデータを書き込むためには、時間変化する書込み電流を導電コイル３４に流し、これによって上部シールド／リターン磁極２６および主磁極３２を通る時間変化する磁界を生み出す。次いで、ライタ１８のＡＢＳの上方のライタ１８のＡＢＳから所定の距離のところに磁気ディスク１２を通し、ディスク１２が磁界の中を通過するようにする。磁気ディスク１２の下層３８は本質的にライタ１８の第３の磁極の働きをする。すなわち、磁界が主磁極３２から下層３８に至るギャップを橋絡して磁気ディスク１２の媒体層３６を通過し、続いて下層３８と上部シールド／リターン磁極２６の間のギャップを橋絡して再び媒体層３６を通過する。この戻りの経路上で磁界がデータを書き込まないように、ＡＢＳのところの上部シールド／リターン磁極２６は主磁極３２よりも大幅に大きく、そのため媒体層３６を通る磁界は、媒体層３６の固有磁化をうち負かすほどには集中しない。
【００２１】
図２は、図１の変換ヘッド１０の主磁極シード層３０および主磁極３２をエア・ベアリング面方向から見た図である。主磁極シード層３０および主磁極３２がそれぞれ約０．０５マイクロメートルから約１マイクロメートル、最も好ましくは約０．１マイクロメートルから約０．３マイクロメートルの幅ＷMPを有し、主磁極シード層３０が約０．０２５マイクロメートルから約０．１マイクロメートルの厚さＴSを有し、主磁極３２が、主磁極シード層３０と主磁極３２を合わせた全厚が約０．１マイクロメートルから約１マイクロメートルになるような厚さＴMPを有することが好ましい。さらに、主磁極３２がＡＢＳに沿って実質的に正方形の形状を有することが好ましい。すなわち、主磁極３２の幅ＷMPが主磁極３２の厚さＴMPに実質的に等しいことが好ましい。したがって、主磁極３２の幅−厚さアスペクト比は約０．９５から約１．０５であることが好ましく、約１であることが最も好ましい。
【００２２】
図３〜６は、図１の変換ヘッド１０の主磁極３２を形成する方法を示す断面図である。図３では、絶縁材料２８の上に主磁極シード層３０を付着させ、主磁極シード層３０の上にマスク４０を付着させる。これらはともに従来の手段によって付着させる。マスク４０は主磁極３２の形状を画定する働きをする。図４では、主磁極シード層３０のうちマスク４０によって覆われていない部分に主磁極３２をめっきする。図５ではマスク４０を除去する。図６では、主磁極シード層３０のうち以前にマスクのあった部分をミリング・プロセスによって除去する。このミリング・プロセスによって主磁極３２も薄くなる。
【００２３】
本発明の発明者は、その上にめっきされた主磁極の特性に対する非磁性主磁極シード層の効果を調べる実験を実施した。図７〜９にこの実験の結果を示す。実験では、約１．８テスラの磁気モーメントを有するコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムを４つの異なるシード層材料、すなわち（ａ）ルテニウム、（ｂ）ニッケル−バナジウム、（ｃ）チタン−タングステンおよび（ｄ）従来技術のコバルト−鉄の上にめっきした。シード層はそれぞれ、ＡｌＴｉＣウェーハ上に１０００オングストロームの厚さで付着させた。次いで、４つのコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの磁気特性を測定し、Ｂ−Ｈルーパを使用してプロットした。次に、これらの４つのコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの抵抗率および粗さを測定した。最後に、それぞれのシード層／コバルト−ニッケル−鉄シート・フィルム・サンプルをパターニングして大きなフィーチャを形成し、これをカースコープ（Ｋｅｒｒｓｃｏｐｅ）を用いて分析して容易軸（ｅａｓｙ ａｘｉｓ）および困難軸（ｈａｒｄ ａｘｉｓ）に沿ったサンプルの磁壁形成を調べた。
【００２４】
図７Ａ〜７Ｄはそれぞれ、ルテニウム・シード層（図７Ａ）、ニッケル−バナジウム・シード層（図７Ｂ）、チタン−タングステン・シード層（図７Ｃ）および従来技術のコバルト−鉄シード層（図７Ｄ）の上にめっきしたコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの飽和保磁力を示すＢ−Ｈグラフである。これらの図に示すように、従来技術の磁性コバルト−鉄シード層は、容易軸飽和保磁力４．２０エルステッド、困難軸飽和保磁力１．３０エルステッドのシート・フィルムを与え、一方、非磁性シード層はいずれもそれよりも低い飽和保磁力を与えた。具体的には、ルテニウム・シード層は、容易軸飽和保磁力０．８０エルステッド、困難軸飽和保磁力０．２４エルステッドのシート・フィルムを与え、ニッケル−バナジウム・シード層は、容易軸飽和保磁力１．２０エルステッド、困難軸飽和保磁力０．３８エルステッドのシート・フィルムを与え、チタン−タングステン・シード層は、容易軸飽和保磁力２．６０エルステッド、困難軸飽和保磁力１．５０エルステッドのシート・フィルムを与えた。
【００２５】
図８Ａ〜８Ｄはそれぞれ、ルテニウム・シード層（図８Ａ）、ニッケル−バナジウム・シード層（図８Ｂ）、チタン−タングステン・シード層（図８Ｃ）および従来技術のコバルト−鉄シード層（図８Ｄ）の上にめっきしパターニングした大きな１．８テスラＣｏＮｉＦｅフィーチャの容易軸カースコープ像である。同様に、図９Ａ〜９Ｄはそれぞれ、ルテニウム・シード層（図９Ａ）、ニッケル−バナジウム・シード層（図９Ｂ）、チタン−タングステン・シード層（図９Ｃ）および従来技術のコバルト−鉄シード層（図９Ｄ）の上にめっきしパターニングした大きな１．８テスラＣｏＮｉＦｅフィーチャの困難軸カースコープ像である。どちらの場合も、非磁性シード層上に形成されたフィーチャは、磁性コバルト−鉄シード層上に形成されたフィーチャよりも数が少なくより安定な磁区を有していた。最も少なく最も安定なフィーチャはルテニウム・サンプルから得られた。
【００２６】
図１０は、本発明の代替実施形態に基づく変換ヘッド５０および磁気ディスク５２の断面図である。図１０の断面は、変換ヘッド５０のＡＢＳに対して実質的に垂直にとったものである。図１０は、変換ヘッド５０および磁気ディスク５２に対する変換ヘッド５０の配置を示している。変換ヘッド５０のＡＢＳは磁気ディス５２のディスク面５４と向かい合っている。磁気ディスク５２は、矢印Ａが指示する方向へ、変換ヘッド５０に関して相対的に移動または回転する。変換ヘッド５０のＡＢＳとディスク面５４との間隔は、変換ヘッド５０と磁気ディスク５２の接触を回避しつつできる限り小さくすることが好ましい。変換ヘッド５０と磁気ディスク５２が接触すればほとんどの場合に、磁気変換ヘッド５０と磁気ディスク５２の両方が破壊されるであろう。
【００２７】
変換ヘッド５０は、絶縁層５９によって互いに分離されたＭＲリーダ５６および垂直ライタ５８を含む。ＭＲリーダ５６は、下部シールド６０、ＭＲ読取り要素６２、絶縁層６４および上部シールド６６を含む。ＭＲ読取り要素６２は、下部シールド６０の終端と上部シールド６６の終端の間の絶縁層６４の内部にＡＢＳに隣接して位置する。下部シールド６０および上部シールド６６は、隣接するトラックおよび移行帯から発せられた漂遊磁界を吸収することによって、ＭＲ読取り要素６２が、ＭＲ読取り要素の直下に記憶されている磁気ディスク５２の特定のトラックの情報だけを読み取ることを保証する働きをする。ＭＲ読取り要素６２は、異方性ＭＲ読取り要素、ＧＭＲ読取り要素など、さまざまな異なるタイプの読取り要素のうちの任意の要素とすることができる。動作時には、磁気ディスク５２の表面からの磁束によってＭＲ読取り要素６２のセンシング層の磁化ベクトルが回転し、それによってＭＲ読取り要素６２の電気抵抗率が変化する。ＭＲ読取り要素６２の抵抗率の変化は、ＭＲ読取り要素６２に電流を流しＭＲ読取り要素６２の両端間の電圧を測定することによって検出することができる。絶縁層６４は、下部シールド６０および上部シールド６６からＭＲ読取り要素６２を絶縁する。
【００２８】
垂直ライタ５８は、主磁極シード層６８、主磁極７０、絶縁層７２、リターン磁極７４および導電コイル７６を含む。リターン磁極７４と主磁極７０は、ＡＢＳのところでは絶縁層７２によって互いに分離されており、ＡＢＳの反対側では互いに磁気的に接続されている。主磁極７０は、絶縁層５９とは反対側の主磁極シード層６８の表面に形成されている。導電コイル７６は少なくとも部分的に、リターン磁極７４と主磁極７０の間の絶縁層７２の中に位置する。導電コイル７６は、リターン磁極７４と主磁極７０のうちの少なくとも一方に巻き付き、そのため、導電コイル７６に電流が流れるとリターン磁極７４および主磁極７０の中に磁界が生じる。図１０には単一の導電コイル層７６を示したが、いくつかの絶縁層によって分離されたいくつかの導電コイル層を使用することができることを当業者は理解されたい。変換ヘッド５０は、主磁極７０および上部シールド６６として別々の層が使用されるピギーバック式のＭＲヘッドである。
【００２９】
データを垂直に記録するためには一般に、垂直磁気ディスク５２を２つの層、すなわち高い透磁率を有する軟磁性の下層８０および高い垂直異方性を有する媒体層７８から形成する。
【００３０】
図１０の垂直ライタ５８が図１の垂直ライタ１８と異なる点は、ライタ５８の主磁極７０とリターン磁極７４では主磁極７０が先行する磁極であるのに対して、ライタ１８の主磁極３０とリターン磁極２６ではリターン磁極２６が先行する磁極であるという点である。他の点では、変換ヘッド５０のそれぞれの要素の特性は変換ヘッド１０の対応する要素の特性と同様である。
【００３１】
好ましい実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく形態および詳細を変更できることを当業者は理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく変換ヘッドの断面図である。
【図２】図１の変換ヘッドの主磁極および主磁極シード層をエア・ベアリング面方向から見た図である。
【図３】絶縁材料の上に主磁極シード層を付着させ、主磁極シード層の上にマスクを付着させるもので、図１の変換ヘッドの主磁極を形成する方法を示す断面図である。
【図４】主磁極シード層のうちマスクによって覆われていない部分に主磁極をめっきするもので、図１の変換ヘッドの主磁極を形成する方法を示す断面図である。
【図５】マスクを除去するもので、図１の変換ヘッドの主磁極を形成する方法を示す断面図である。
【図６】主磁極シード層のうち以前にマスクのあった部分をミリング・プロセスによって除去するもので、図１の変換ヘッドの主磁極を形成する方法を示す断面図である。
【図７Ａ】ルテニウム・シード層の上にめっきしたコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの飽和保磁力を示すＢ−Ｈグラフである。
【図７Ｂ】ニッケル−バナジウム・シード層の上にめっきしたコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの飽和保磁力を示すＢ−Ｈグラフである。
【図７Ｃ】チタン−タングステン・シード層の上にめっきしたコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの飽和保磁力を示すＢ−Ｈグラフである。
【図７Ｄ】従来技術のコバルト−鉄シード層の上にめっきしたコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの飽和保磁力を示すＢ−Ｈグラフである。
【図８Ａ】ルテニウム・シード層の上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの容易軸カースコープ像である。
【図８Ｂ】ニッケル−バナジウム・シード層の上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの容易軸カースコープ像である。
【図８Ｃ】チタン−タングステン・シード層の上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの容易軸カースコープ像である。
【図８Ｄ】従来技術のコバルト−鉄シード層の上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの容易軸カースコープ像である。
【図９Ａ】ルテニウム・シード層上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの困難軸カースコープ像である。
【図９Ｂ】ニッケル−バナジウム・シード層上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの困難軸カースコープ像である。
【図９Ｃ】チタン−タングステン・シード層上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの困難軸カースコープ像である。
【図９Ｄ】従来技術のコバルト−鉄シード層上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの困難軸カースコープ像である。
【図１０】本発明に基づく変換ヘッドの代替実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１０ 変換ヘッド
１２ 磁気ディスク
１４ ディスク面
１６ ＭＲリーダ
１８ 垂直ライタ
２０ 下部シールド
２２ ＭＲ読取り要素
２４ 絶縁層
２６ 上部シールド／リターン磁極
２８ 絶縁層
３０ 主磁極シード層
３２ 主磁極
３４ 導電コイル
３６ 媒体層
３８ 下層
４０ マスク
５０ 変換ヘッド
５２ 磁気ディスク
５４ ディスク面
５６ ＭＲリーダ
５８ 垂直ライタ
５９ 絶縁層
６０ 下部シールド
６２ ＭＲ読取り要素
６４ 絶縁層
６６ 上部シールド
６８ 主磁極シード層
７０ 主磁極
７２ 絶縁層
７４ リターン磁極
７６ 導電コイル
７８ 媒体層
８０ 下層
【発明の属する技術分野】
関連出願との相互参照
本出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれるＰｅｔｅｒ Ｋｅｖｉｎ Ｍａｒｋ ＭｃＧｅｅｈｉｎ、Ａｌｉｓｏｎ Ｍａｒｙ ＢｅｌｌおよびＡｌａｎ Ｂｉｇｇａｒ Ｊｏｈｎｓｔｏｎの２００２年４月３日出願の「Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ Ａｓ Ｎｏｎ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｅｅｄｌａｙｅｒ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ」という名称の英国仮特許出願第０２０７７２４．６号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は一般に電子データ記憶／検索システムの分野に関する。詳細には本発明は、非磁性シード層を有する変換ヘッドの垂直書込み磁極に関する。
【０００３】
【従来の技術】
電子データ記憶／検索システムの変換ヘッドは一般に、磁気的にコード化された情報を磁気ディスク上に格納するためのライタ（ｗｒｉｔｅｒ）、および磁気的にコード化された情報を磁気ディスクから取り出すためのリーダ（ｒｅａｄｅｒ）を含む。リーダは一般に、２つのシールドおよびこれらのシールドの間に配置されたＭＲ（ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ：磁気抵抗）センサから成る。ディスクの表面からの磁束によってＭＲセンサのセンシング層の磁化ベクトルが回転し、それによってＭＲセンサの電気抵抗率が変化する。ＭＲセンサの抵抗率の変化は、ＭＲセンサに電流を流しＭＲセンサの両端間の電圧を測定することによって検出することができる。次いで外部回路がこの電圧情報を適当な形式に変換し、必要に応じてこの情報を加工する。
【０００４】
ライタは一般に２つの磁極ないし磁心から成り、これらの磁極は、書込みヘッドのエア・ベアリング面（ａｉｒ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ：ＡＢＳ）のところでは書込みギャップによって互いに分離されており、ＡＢＳから離れた領域では互いに接続されている。２磁極間には、絶縁層によって封入された１つまたは複数の導電コイル層が配置されている。ライタとリーダはしばしば、１つの共用磁極がリーダのシールドとライタの磁極の両方の働きをする複合構成をとる。
【０００５】
磁極は、スパッタリング型のプロセスまたは電着によって付着させることができる。後者の場合には、金属イオンの還元、したがって磁極の形成を可能にするために、フォトレジスト・マスクを通して磁極をめっきすることができる導電性シード層が必要である。シード層は従来、シード層自体が磁気的に活性な磁極の一部となるよう、やはり磁気伝導性（ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）の材料から形成される。
【０００６】
ライタは、長手ライタ（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｗｒｉｔｅｒ）または垂直ライタ（ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ ｗｒｉｔｅｒ）として配置することができる。どちらの場合も全体的な構造は同様だが、その諸要素の実際の動作および寸法は大幅に異なる。長手ライタでは一般にこれらの磁極を下部磁極（ｂｏｔｔｏｍ ｐｏｌｅ）および上部磁極（ｔｏｐ ｐｏｌｅ）と呼び、垂直ライタでは一般にリターン磁極（ｒｅｔｕｒｎ ｐｏｌｅ）および主磁極（ｍａｉｎ ｐｏｌｅ）と呼ぶ。
【０００７】
水平磁気媒体にデータを書き込むためには、時間変化する電流すなわち書込み電流を導電コイルに流す。この書込み電流によって、上部および下部磁極を通り、変換ヘッドのＡＢＳのところで２磁極間の書込みギャップを橋絡する時間変化する磁界が生じる。変換ヘッドのＡＢＳの近くで変換ヘッドのＡＢＳから所定の距離のところに水平磁気媒体を通し、媒体の磁性面が磁界の中を通過するようにする。書込み電流の向きを変化させると磁界の強さおよび向きが変化する。この生じた磁界が磁気媒体の水平面内にビットを書き込むので、このタイプのライタは長手ライタと呼ばれる。
【０００８】
垂直磁気媒体は、記録面の磁化が保持される方向が水平磁気媒体とは異なる。水平媒体では、媒体の表面に実質的に平行な方向に磁化が保持され、垂直媒体では、媒体の表面に実質的に垂直な方向に磁化が保持される。データを垂直に記録するため垂直媒体は一般に２つの層、すなわち高い透磁率を有する軟磁性の下層と高い垂直異方性を有する媒体層とから形成される。
【０００９】
垂直磁気媒体にデータを書き込むためには、時間変化する書込み電流を導電コイルに流し、これによって主磁極およびリターン磁極を通る時間変化する磁界を生み出す。次いで、ライタのＡＢＳの近くでライタのＡＢＳから所定の距離のところに磁気媒体を通し、媒体が磁界の中を通過するようにする。垂直ライタでは、主磁極とリターン磁極が長手ライタの上部磁極と下部磁極よりも離れており、そのため磁気媒体の下層が本質的にライタの第３の磁極の働きをする。すなわち、磁界は主磁極から下層に至るギャップを橋絡して媒体層を通過し、続いて下層とリターン磁極の間のギャップを橋絡して再び媒体層を通過する。この戻りの経路上で磁界がデータを書き込まないように、ＡＢＳのところのリターン磁極は主磁極よりも大幅に大きく、そのため媒体層を通る磁界は、媒体の固有磁化をうち負かすほどには集中しない。
【００１０】
垂直ライタは現在、磁気媒体の面積ビット密度を増大させる目的において長手ライタに優るオプションとして追求されている。先に述べたとおり、垂直ライタの主磁極は一般に、フォトレジスト・マスクを通して磁性材料をめっきすることによって形成され、そのため導電性シード層の付着が必要となる。シード層は従来、シード層自体が磁気的に活性な磁極の一部分となるよう、やはり磁気伝導性の材料から形成される。
【００１１】
重要なことには、垂直ライタを設計するときには、スキュー時のオフトラック書込みを減らすために、ＡＢＳのところの主磁極の厚さをできる限り薄くすることが好ましい。さらに、書込みプロセスに寄与するのは垂直ライタの主磁極の後縁だけである。したがって主磁極を厚くしても書き込まれるデータの品質は向上しない。長手ライタの厚さは従来、約１マイクロメートルから２マイクロメートルであり、垂直ライタの厚さは約１マイクロメートル未満である。しかし、その上に主磁極をめっきする従来の磁気シード層は主磁極の厚さを薄くすることを困難にしている。さらに、このライタは媒体の表面に、ＡＢＳのところの主磁極の形状の跡を残すので、主磁極の形状は正方形であることが好ましい。この場合もやはり従来の磁気シード層は主磁極のアスペクト比に寄与し、主磁極の形状を正方形から遠ざける。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解消するもので、垂直書込みヘッドは、主磁極、リターン磁極および導電コイルを含む。主磁極は、シード層およびシード層上にめっきされた磁性層を含む。シード層は、非磁性、導電性かつ耐腐食性である。リターン磁極は、書込みヘッドのエア・ベアリング面のところではギャップによって主磁極から分離されており、エア・ベアリング面の反対側では主磁極に結合されている。導電コイルは少なくとも部分的に、主磁極とリターン磁極の間に位置する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る垂直ライタは、非磁性、導電性かつ耐腐食性のシード層とシード層上にめっきされた磁性層とを備えた垂直ライタ磁極を含む。
また本発明に係る垂直書込みヘッドは、非磁性、導電性かつ耐腐食性のシード層とシード層上にめっきされた磁性層とを有する主磁極と、
書込みヘッドのエア・ベアリング面のところでギャップによって主磁極から分離され、エア・ベアリング面の反対側で主磁極に結合されたリターン磁極と、
少なくとも部分的に主磁極とリターン磁極の間に位置する導電コイルと
を備える。
さらにまた本発明に係る垂直書込みヘッドは、主磁極およびリターン磁極を有し、主磁極が、シード層とシード層上にめっきされた磁性層から形成され、主磁極が、書込みヘッドのエア・ベアリング面のところでギャップによってリターン磁極から分離され、エア・ベアリング面の反対側でリターン磁極と接触し、磁性層の容易軸飽和保磁力と困難軸飽和保磁力がともに約３エルステッド未満になるように選択された非磁性、導電性、かつ耐腐食性の材料から成るシード層を形成することを含む改良である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に基づく変換ヘッド１０および磁気ディスク１２の断面図である。図１の断面は、変換ヘッド１０のエア・ベアリング面（ＡＢＳ）に対して実質的に垂直にとったものである。図１は、変換ヘッド１０および磁気ディスク１２に対する変換ヘッド１０の配置を示している。変換ヘッド１０のＡＢＳは磁気ディスク１２のディスク面１４と向かい合っている。磁気ディスク１２は、矢印Ａが指示する方向へ、変換ヘッド１０に関して相対的に移動または回転する。変換ヘッド１０のＡＢＳとディスク面１４との間隔は、変換ヘッド１０と磁気ディスク１２の接触を回避しつつできる限り小さくすることが好ましい。変換ヘッド１０と磁気ディスク１２が接触すればほとんどの場合に、磁気変換ヘッド１０と磁気ディスク１２の両方が破壊されるであろう。
【００１５】
変換ヘッド１０はＭＲ（磁気抵抗）リーダ１６および垂直ライタ１８を含む。ＭＲリーダ１６は、下部シールド２０、ＭＲ読取り要素２２、絶縁層２４および上部シールド／リターン磁極２６を含む。ＭＲ読取り要素２２は、下部シールド２０の終端と上部シールド／リターン磁極２６の終端の間の絶縁層２４の内部にＡＢＳに隣接して位置する。下部シールド２０および上部シールド／リターン磁極２６は、隣接するトラックおよび移行帯から発せられた漂遊磁界を吸収することによって、ＭＲ読取り要素２２が、ＭＲ読取り要素の直下に記憶されている磁気ディスク１２の特定のトラックの情報だけを読み取ることを保証する働きをする。ＭＲ読取り要素２２は、異方性ＭＲ読取り要素、ＧＭＲ（ｇｉａｎｔ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）読取り要素など、さまざまな異なるタイプの読取り要素のうちの任意の要素とすることができる。動作時には、磁気ディスク１２の表面からの磁束によってＭＲ読取り要素２２のセンシング層の磁化ベクトルが回転し、それによってＭＲ読取り要素２２の電気抵抗率が変化する。ＭＲ読取り要素２２の抵抗率の変化は、ＭＲ読取り要素２２に電流を流しＭＲ読取り要素２２の両端間の電圧を測定することによって検出することができる。絶縁層２４は、下部シールド２０および上部シールド／リターン磁極２６からＭＲ読取り要素２２を絶縁する。
【００１６】
垂直ライタ１８は、上部シールド／リターン磁極２６、絶縁層２８、主磁極シード層３０、主磁極３２および導電コイル３４を含む。上部シールド／リターン磁極２６と主磁極シード層３０は、ＡＢＳのところでは絶縁層２８によって互いに分離されており、ＡＢＳの反対側では互いに磁気的に接続されている。主磁極３２は、絶縁層２８とは反対側の主磁極シード層３０の表面に形成されている。導電コイル３４は少なくとも部分的に、上部シールド／リターン磁極２６と主磁極シード層３０の間の絶縁層２８の中に位置する。導電コイル３４は、上部シールド／リターン磁極２６と主磁極３２のうちの少なくとも一方に巻き付き、そのため、導電コイル３４に電流が流れると上部シールド／リターン磁極２６および主磁極３２の中に磁界が生じる。図１には単一の導電コイル層３４を示したが、いくつかの絶縁層によって分離されたいくつかの導電コイル層を使用することができることを当業者は理解されたい。変換ヘッド１０は、上部シールド／リターン磁極２６が、ＭＲリーダ１６の上部シールドおよび垂直ライタ１８のリターン磁極として使用される複合ＭＲヘッドである。変換ヘッド１０がピギーバック（ｐｉｇｇｙｂａｃｋ）式のＭＲヘッドである場合には、上部シールド／リターン磁極２６が別々の層から形成されるであろう。
【００１７】
変換ヘッド１０の製造中に主磁極３２を電着によって付着させる。この電着では、その上にフォトレジスト・マスクを通して主磁極３２をめっきすることができる導電性材料から主磁極シード層３０を形成する。主磁極シード層３０は従来、主磁極シード層３０自体が磁気的に活性な主磁極３２の一部分となるよう、ニッケル−鉄などのやはり磁気伝導性の材料から形成され、その結果、主磁極３２の有効厚さはその実際の厚さよりも厚くなる。しかし、従来の技術の項で説明したように、スキュー時のオフトラック書込みを減らすために、主磁極３２の有効厚さはできる限り薄いことが好ましい。
【００１８】
本発明は、主磁極３２の磁性部分とはならない材料、すなわち非磁性材料を主磁極シード層３０に対して選択することによって主磁極３２の有効厚さを最小化することができることを認知している。さらに、主磁極シード層３０に対して選択される材料が主磁極３２の飽和保磁力を低くすることに寄与し、具体的には飽和保磁力を好ましくは約３エルステッド以上、最も好ましくは約１エルステッド以上とすることに寄与することが好ましい。飽和保磁力が低いほど書込みを迅速に実施することができる。すなわちライタが生み出す磁界の方向をより短時間で逆転させることができる。さらに、主磁極シード層３０に対して選択される材料は耐腐食性であることが好ましい。さらに、主磁極シード層３０に対して選択される材料が、主磁極３２を形成する材料の異種金属接触腐食を引き起こさず、したがって、金、銀、白金などの貴金属を主磁極シード層３０として使用しなくても済むことが好ましい。さらに、主磁極シード層３０に対して選択される材料は、主磁極３２の所望の粗さおよび抵抗率の達成に寄与することが好ましい。主磁極シード層３０を、ルテニウム、ニッケル−バナジウムまたはチタン−タングステンから形成することが最も好ましい。
【００１９】
データを垂直に記録するためには一般に、垂直磁気ディスク１２を２つの層、すなわち高い透磁率を有する軟磁性の下層３８および高い垂直異方性を有する媒体層３６から形成する。
【００２０】
垂直磁気ディスク１２にデータを書き込むためには、時間変化する書込み電流を導電コイル３４に流し、これによって上部シールド／リターン磁極２６および主磁極３２を通る時間変化する磁界を生み出す。次いで、ライタ１８のＡＢＳの上方のライタ１８のＡＢＳから所定の距離のところに磁気ディスク１２を通し、ディスク１２が磁界の中を通過するようにする。磁気ディスク１２の下層３８は本質的にライタ１８の第３の磁極の働きをする。すなわち、磁界が主磁極３２から下層３８に至るギャップを橋絡して磁気ディスク１２の媒体層３６を通過し、続いて下層３８と上部シールド／リターン磁極２６の間のギャップを橋絡して再び媒体層３６を通過する。この戻りの経路上で磁界がデータを書き込まないように、ＡＢＳのところの上部シールド／リターン磁極２６は主磁極３２よりも大幅に大きく、そのため媒体層３６を通る磁界は、媒体層３６の固有磁化をうち負かすほどには集中しない。
【００２１】
図２は、図１の変換ヘッド１０の主磁極シード層３０および主磁極３２をエア・ベアリング面方向から見た図である。主磁極シード層３０および主磁極３２がそれぞれ約０．０５マイクロメートルから約１マイクロメートル、最も好ましくは約０．１マイクロメートルから約０．３マイクロメートルの幅ＷMPを有し、主磁極シード層３０が約０．０２５マイクロメートルから約０．１マイクロメートルの厚さＴSを有し、主磁極３２が、主磁極シード層３０と主磁極３２を合わせた全厚が約０．１マイクロメートルから約１マイクロメートルになるような厚さＴMPを有することが好ましい。さらに、主磁極３２がＡＢＳに沿って実質的に正方形の形状を有することが好ましい。すなわち、主磁極３２の幅ＷMPが主磁極３２の厚さＴMPに実質的に等しいことが好ましい。したがって、主磁極３２の幅−厚さアスペクト比は約０．９５から約１．０５であることが好ましく、約１であることが最も好ましい。
【００２２】
図３〜６は、図１の変換ヘッド１０の主磁極３２を形成する方法を示す断面図である。図３では、絶縁材料２８の上に主磁極シード層３０を付着させ、主磁極シード層３０の上にマスク４０を付着させる。これらはともに従来の手段によって付着させる。マスク４０は主磁極３２の形状を画定する働きをする。図４では、主磁極シード層３０のうちマスク４０によって覆われていない部分に主磁極３２をめっきする。図５ではマスク４０を除去する。図６では、主磁極シード層３０のうち以前にマスクのあった部分をミリング・プロセスによって除去する。このミリング・プロセスによって主磁極３２も薄くなる。
【００２３】
本発明の発明者は、その上にめっきされた主磁極の特性に対する非磁性主磁極シード層の効果を調べる実験を実施した。図７〜９にこの実験の結果を示す。実験では、約１．８テスラの磁気モーメントを有するコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムを４つの異なるシード層材料、すなわち（ａ）ルテニウム、（ｂ）ニッケル−バナジウム、（ｃ）チタン−タングステンおよび（ｄ）従来技術のコバルト−鉄の上にめっきした。シード層はそれぞれ、ＡｌＴｉＣウェーハ上に１０００オングストロームの厚さで付着させた。次いで、４つのコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの磁気特性を測定し、Ｂ−Ｈルーパを使用してプロットした。次に、これらの４つのコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの抵抗率および粗さを測定した。最後に、それぞれのシード層／コバルト−ニッケル−鉄シート・フィルム・サンプルをパターニングして大きなフィーチャを形成し、これをカースコープ（Ｋｅｒｒｓｃｏｐｅ）を用いて分析して容易軸（ｅａｓｙ ａｘｉｓ）および困難軸（ｈａｒｄ ａｘｉｓ）に沿ったサンプルの磁壁形成を調べた。
【００２４】
図７Ａ〜７Ｄはそれぞれ、ルテニウム・シード層（図７Ａ）、ニッケル−バナジウム・シード層（図７Ｂ）、チタン−タングステン・シード層（図７Ｃ）および従来技術のコバルト−鉄シード層（図７Ｄ）の上にめっきしたコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの飽和保磁力を示すＢ−Ｈグラフである。これらの図に示すように、従来技術の磁性コバルト−鉄シード層は、容易軸飽和保磁力４．２０エルステッド、困難軸飽和保磁力１．３０エルステッドのシート・フィルムを与え、一方、非磁性シード層はいずれもそれよりも低い飽和保磁力を与えた。具体的には、ルテニウム・シード層は、容易軸飽和保磁力０．８０エルステッド、困難軸飽和保磁力０．２４エルステッドのシート・フィルムを与え、ニッケル−バナジウム・シード層は、容易軸飽和保磁力１．２０エルステッド、困難軸飽和保磁力０．３８エルステッドのシート・フィルムを与え、チタン−タングステン・シード層は、容易軸飽和保磁力２．６０エルステッド、困難軸飽和保磁力１．５０エルステッドのシート・フィルムを与えた。
【００２５】
図８Ａ〜８Ｄはそれぞれ、ルテニウム・シード層（図８Ａ）、ニッケル−バナジウム・シード層（図８Ｂ）、チタン−タングステン・シード層（図８Ｃ）および従来技術のコバルト−鉄シード層（図８Ｄ）の上にめっきしパターニングした大きな１．８テスラＣｏＮｉＦｅフィーチャの容易軸カースコープ像である。同様に、図９Ａ〜９Ｄはそれぞれ、ルテニウム・シード層（図９Ａ）、ニッケル−バナジウム・シード層（図９Ｂ）、チタン−タングステン・シード層（図９Ｃ）および従来技術のコバルト−鉄シード層（図９Ｄ）の上にめっきしパターニングした大きな１．８テスラＣｏＮｉＦｅフィーチャの困難軸カースコープ像である。どちらの場合も、非磁性シード層上に形成されたフィーチャは、磁性コバルト−鉄シード層上に形成されたフィーチャよりも数が少なくより安定な磁区を有していた。最も少なく最も安定なフィーチャはルテニウム・サンプルから得られた。
【００２６】
図１０は、本発明の代替実施形態に基づく変換ヘッド５０および磁気ディスク５２の断面図である。図１０の断面は、変換ヘッド５０のＡＢＳに対して実質的に垂直にとったものである。図１０は、変換ヘッド５０および磁気ディスク５２に対する変換ヘッド５０の配置を示している。変換ヘッド５０のＡＢＳは磁気ディス５２のディスク面５４と向かい合っている。磁気ディスク５２は、矢印Ａが指示する方向へ、変換ヘッド５０に関して相対的に移動または回転する。変換ヘッド５０のＡＢＳとディスク面５４との間隔は、変換ヘッド５０と磁気ディスク５２の接触を回避しつつできる限り小さくすることが好ましい。変換ヘッド５０と磁気ディスク５２が接触すればほとんどの場合に、磁気変換ヘッド５０と磁気ディスク５２の両方が破壊されるであろう。
【００２７】
変換ヘッド５０は、絶縁層５９によって互いに分離されたＭＲリーダ５６および垂直ライタ５８を含む。ＭＲリーダ５６は、下部シールド６０、ＭＲ読取り要素６２、絶縁層６４および上部シールド６６を含む。ＭＲ読取り要素６２は、下部シールド６０の終端と上部シールド６６の終端の間の絶縁層６４の内部にＡＢＳに隣接して位置する。下部シールド６０および上部シールド６６は、隣接するトラックおよび移行帯から発せられた漂遊磁界を吸収することによって、ＭＲ読取り要素６２が、ＭＲ読取り要素の直下に記憶されている磁気ディスク５２の特定のトラックの情報だけを読み取ることを保証する働きをする。ＭＲ読取り要素６２は、異方性ＭＲ読取り要素、ＧＭＲ読取り要素など、さまざまな異なるタイプの読取り要素のうちの任意の要素とすることができる。動作時には、磁気ディスク５２の表面からの磁束によってＭＲ読取り要素６２のセンシング層の磁化ベクトルが回転し、それによってＭＲ読取り要素６２の電気抵抗率が変化する。ＭＲ読取り要素６２の抵抗率の変化は、ＭＲ読取り要素６２に電流を流しＭＲ読取り要素６２の両端間の電圧を測定することによって検出することができる。絶縁層６４は、下部シールド６０および上部シールド６６からＭＲ読取り要素６２を絶縁する。
【００２８】
垂直ライタ５８は、主磁極シード層６８、主磁極７０、絶縁層７２、リターン磁極７４および導電コイル７６を含む。リターン磁極７４と主磁極７０は、ＡＢＳのところでは絶縁層７２によって互いに分離されており、ＡＢＳの反対側では互いに磁気的に接続されている。主磁極７０は、絶縁層５９とは反対側の主磁極シード層６８の表面に形成されている。導電コイル７６は少なくとも部分的に、リターン磁極７４と主磁極７０の間の絶縁層７２の中に位置する。導電コイル７６は、リターン磁極７４と主磁極７０のうちの少なくとも一方に巻き付き、そのため、導電コイル７６に電流が流れるとリターン磁極７４および主磁極７０の中に磁界が生じる。図１０には単一の導電コイル層７６を示したが、いくつかの絶縁層によって分離されたいくつかの導電コイル層を使用することができることを当業者は理解されたい。変換ヘッド５０は、主磁極７０および上部シールド６６として別々の層が使用されるピギーバック式のＭＲヘッドである。
【００２９】
データを垂直に記録するためには一般に、垂直磁気ディスク５２を２つの層、すなわち高い透磁率を有する軟磁性の下層８０および高い垂直異方性を有する媒体層７８から形成する。
【００３０】
図１０の垂直ライタ５８が図１の垂直ライタ１８と異なる点は、ライタ５８の主磁極７０とリターン磁極７４では主磁極７０が先行する磁極であるのに対して、ライタ１８の主磁極３０とリターン磁極２６ではリターン磁極２６が先行する磁極であるという点である。他の点では、変換ヘッド５０のそれぞれの要素の特性は変換ヘッド１０の対応する要素の特性と同様である。
【００３１】
好ましい実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく形態および詳細を変更できることを当業者は理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく変換ヘッドの断面図である。
【図２】図１の変換ヘッドの主磁極および主磁極シード層をエア・ベアリング面方向から見た図である。
【図３】絶縁材料の上に主磁極シード層を付着させ、主磁極シード層の上にマスクを付着させるもので、図１の変換ヘッドの主磁極を形成する方法を示す断面図である。
【図４】主磁極シード層のうちマスクによって覆われていない部分に主磁極をめっきするもので、図１の変換ヘッドの主磁極を形成する方法を示す断面図である。
【図５】マスクを除去するもので、図１の変換ヘッドの主磁極を形成する方法を示す断面図である。
【図６】主磁極シード層のうち以前にマスクのあった部分をミリング・プロセスによって除去するもので、図１の変換ヘッドの主磁極を形成する方法を示す断面図である。
【図７Ａ】ルテニウム・シード層の上にめっきしたコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの飽和保磁力を示すＢ−Ｈグラフである。
【図７Ｂ】ニッケル−バナジウム・シード層の上にめっきしたコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの飽和保磁力を示すＢ−Ｈグラフである。
【図７Ｃ】チタン−タングステン・シード層の上にめっきしたコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの飽和保磁力を示すＢ−Ｈグラフである。
【図７Ｄ】従来技術のコバルト−鉄シード層の上にめっきしたコバルト−ニッケル−鉄シート・フィルムの飽和保磁力を示すＢ−Ｈグラフである。
【図８Ａ】ルテニウム・シード層の上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの容易軸カースコープ像である。
【図８Ｂ】ニッケル−バナジウム・シード層の上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの容易軸カースコープ像である。
【図８Ｃ】チタン−タングステン・シード層の上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの容易軸カースコープ像である。
【図８Ｄ】従来技術のコバルト−鉄シード層の上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの容易軸カースコープ像である。
【図９Ａ】ルテニウム・シード層上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの困難軸カースコープ像である。
【図９Ｂ】ニッケル−バナジウム・シード層上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの困難軸カースコープ像である。
【図９Ｃ】チタン−タングステン・シード層上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの困難軸カースコープ像である。
【図９Ｄ】従来技術のコバルト−鉄シード層上にめっきされ、パターニングされたコバルト−ニッケル−鉄フィーチャの困難軸カースコープ像である。
【図１０】本発明に基づく変換ヘッドの代替実施形態の断面図である。
【符号の説明】
１０ 変換ヘッド
１２ 磁気ディスク
１４ ディスク面
１６ ＭＲリーダ
１８ 垂直ライタ
２０ 下部シールド
２２ ＭＲ読取り要素
２４ 絶縁層
２６ 上部シールド／リターン磁極
２８ 絶縁層
３０ 主磁極シード層
３２ 主磁極
３４ 導電コイル
３６ 媒体層
３８ 下層
４０ マスク
５０ 変換ヘッド
５２ 磁気ディスク
５４ ディスク面
５６ ＭＲリーダ
５８ 垂直ライタ
５９ 絶縁層
６０ 下部シールド
６２ ＭＲ読取り要素
６４ 絶縁層
６６ 上部シールド
６８ 主磁極シード層
７０ 主磁極
７２ 絶縁層
７４ リターン磁極
７６ 導電コイル
７８ 媒体層
８０ 下層
Claims (13)
- 非磁性かつ導電性のシード層とシード層上に直接にめっきされた磁性層とを備えた垂直ライタ磁極を含み、前記シード層がニッケル−バナジウムおよびチタン−タングステンのいずれかを有し、前記シード層が前記磁性層の底面に配置されておりかつ前記磁性層の側面に配置されておらず、前記磁性層の容易軸飽和保磁力が３エルステッド未満である、垂直ライタ。
- シード層の厚さが０．１マイクロメートル未満である、請求項１に記載の垂直ライタ。
- シード層の厚さが０．０２５マイクロメートル超である、請求項２に記載の垂直ライタ。
- 垂直ライタ磁極の厚さが０．１マイクロメートルから１マイクロメートルである、請求項１に記載の垂直ライタ。
- 垂直ライタ磁極の厚さが０．１マイクロメートルから０．５マイクロメートルである、請求項１に記載の垂直ライタ。
- 磁性層の幅−厚さアスペクト比が０．９５から１．０５である、請求項１に記載の垂直ライタ。
- 非磁性かつ導電性のシード層とシード層上に直接にめっきされた磁性層とを有する主磁極と、
書込みヘッドのエア・ベアリング面のところでギャップによって主磁極から分離され、エア・ベアリング面の反対側で主磁極に結合されたリターン磁極と、
少なくとも部分的に主磁極とリターン磁極の間に位置する導電コイルと
を備え、前記シード層がニッケル−バナジウムおよびチタン−タングステンのいずれかを有し、前記シード層が前記磁性層の底面に配置されておりかつ前記磁性層の側面に配置されておらず、前記磁性層の容易軸飽和保磁力が３エルステッド未満である、垂直書込みヘッド。 - シード層の厚さが０．１マイクロメートル未満である、請求項７に記載の垂直書込みヘッド。
- シード層の厚さが０．０２５マイクロメートル超である、請求項８に記載の垂直書込みヘッド。
- 主磁極の厚さが０．１マイクロメートルから約１マイクロメートルである、請求項７に記載の垂直書込みヘッド。
- 主磁極の厚さが０．１マイクロメートルから０．５マイクロメートルである、請求項７に記載の垂直書込みヘッド。
- 磁性層の幅−厚さアスペクト比が０．９５から１．０５である、請求項７に記載の垂直書込みヘッド。
- 主磁極およびリターン磁極を有し、主磁極が、シード層とシード層上に直接にめっきされた磁性層から形成され、主磁極が、書込みヘッドのエア・ベアリング面のところでギャップによってリターン磁極から分離され、エア・ベアリング面の反対側でリターン磁極と接触した垂直書込みヘッドにおいて、磁性層の容易軸飽和保磁力と困難軸飽和保磁力がともに３エルステッド未満になるように選択された非磁性かつ導電性の材料から成るシード層を形成することを含み、前記シード層がニッケル−バナジウムおよびチタン−タングステンのいずれかを有し、前記シード層が前記磁性層の底面に配置されておりかつ前記磁性層の側面に配置されていない、垂直書込みヘッド。
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