JP5571625B2 - 主磁極の周りに設けられたシールドを有する垂直磁気記録用磁気ヘッド - Google Patents

主磁極の周りに設けられたシールドを有する垂直磁気記録用磁気ヘッド Download PDF

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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し、特に、主磁極の周りに設けられたシールドを有す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主磁極を備えている。主磁極は、例えば、一端部が記録媒体に対向する媒体対向面に配置されたトラック幅規定部と、このトラック幅規定部の他端部に連結され、トラック幅規定部よりも大きな幅を有する幅広部とを有している。トラック幅規定部は、ほぼ一定の幅を有している。垂直磁気記録方式の記録ヘッドには、高記録密度化のために、トラック幅の縮小と、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の向上が求められる。
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、上記媒体対向面を有している。この媒体対向面は、空気流入端（リーディング端）と空気流出端（トレーリング端）とを有している。そして、空気流入端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端近傍に配置される。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、あるトラックへの信号の記録時に、記録対象の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消去されたり減衰したりする現象（以下、隣接トラック消去と言う。）が生じる場合がある。高記録密度化のためには、隣接トラック消去の発生を抑制する必要がある。
上述のようなスキューに起因した隣接トラック消去の発生を抑制する技術としては、例えば、特許文献１や、特許文献２に記載されているように、媒体対向面における主磁極の端面の幅を、基板の上面に近づくに従って小さくする技術が知られている。
スキューに起因した隣接トラック消去の発生を抑制する他の技術としては、特許文献１に記載されているように、主磁極のトラック幅方向の両側に２つのサイドシールドを設ける技術が有効である。また、特許文献２や、特許文献３に記載されているように、媒体対向面において主磁極の端面の周りを囲むように配置された端面を有するシールド（以下、ラップアラウンドシールドと言う。）を設ける技術も有効である。ラップアラウンドシールドは、主磁極に対して空気流入端側に配置された下部シールドと、主磁極に対して空気流出端側に配置された上部シールドと、主磁極のトラック幅方向の両側に配置された２つのサイドシールドとを含んでいる。これらの技術によれば、主磁極の端面より発生されてトラック幅方向に広がる磁束を取り込むことができることから、隣接トラック消去の発生を抑制することができる。
特開２００７−２０７４１９号公報 米国特許第６，９５４，３４０ Ｂ２号明細書 特開２００５−１８２９８７号公報
ところで、特許文献２の図１４および図１５に示される磁気ヘッドでは、下部シールドとなる第１のリターンポールの上に記録ギャップが配置され、この記録ギャップの上に主磁極が配置されている。そして、第１のリターンポールと主磁極とに挟まれた空間を通過するようにコイルの一部が配置されている。この構造では、第１のリターンポールと主磁極とを十分に近付けることが困難であり、第１のリターンポールに、シールドとしての機能を十分に発揮させることが難しいという問題点がある。
また、特許文献２の図１５に示される磁気ヘッドでは、媒体対向面において、主磁極の２つの側部の間隔は基板の上面に近づくに従って小さくなっているのに対し、主磁極を挟んで対向する２つのサイドシールドの２つの側壁の間隔は、基板の上面からの距離によらずに一定である。そのため、この磁気ヘッドでは、媒体対向面において、主磁極の側部とこれに対向するサイドシールドの側壁の間隔は、基板の上面に近づくに従って大きくなっている。この構造では、媒体対向面において、主磁極の側部とサイドシールドの側壁を、それらが対向する領域の全域にわたって近づけることができない。そのため、この構造では、２つのサイドシールドによって、主磁極の端面より発生されてトラック幅方向の両側に広がる磁束を十分に取り込むことが難しいという問題点がある。
特許文献３の図８に示される磁気ヘッドは、第１のリターンポールに接続されたボトムショーティングシールドと、第２のリターンポールに接続されたトップショーティングシールドとを備えている。２つのショーティングシールドにおける媒体対向面に垂直な方向の長さは、２つのリターンポールにおける媒体対向面に垂直な方向の長さに比べて非常に小さく、且つ主磁極からの距離によらずに一定である。そのため、この磁気ヘッドでは、２つのショーティングシールドによって多くの磁束を２つのリターンポールに導くことが難し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、その目的は、主磁極の周りに設けられたシールドを有する垂直磁気記録用磁気ヘッドであって、シールドの機能を高めることが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コイルと、媒体対向面に配置された端面を有し、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主磁極とを備えている。磁気ヘッドは、更に、磁性材料よりなり、媒体対向面において主磁極の端面の周りを囲むように配置された端面を有するシールドと、非磁性材料よりなり、主磁極とシールドとの間に設けられたギャップ部と、磁性材料よりなる第１の帰磁路部および第２の帰磁路部と、上面を有し、コイル、主磁極、シールド、ギャップ部、第１の帰磁路部および第２の帰磁路部が積層される基板とを備えている。
シールドは、下部シールドと、第１および第２のサイドシールドと、上部シールドとを含んでいる。下部シールドは、媒体対向面において主磁極の端面に対して記録媒体の進行方向の後側に配置された端面を有している。第１および第２のサイドシールドは、媒体対向面において主磁極の端面に対してトラック幅方向の両側に配置された２つの端面を有している。上部シールドは、媒体対向面において主磁極の端面に対して記録媒体の進行方向の前側に配置された端面を有している。
第１の帰磁路部は、ヨーク層と、下部シールドとヨーク層とを磁気的に連結する連結層とを含んでいる。媒体対向面に配置された主磁極の端面と交差し、媒体対向面および基板の上面に垂直な断面において、ヨーク層は、媒体対向面に垂直な方向について下部シールドよりも大きな長さを有し、連結層は、媒体対向面に垂直な方向について下部シールドよりも大きくヨーク層よりも小さな長さを有している。第２の帰磁路部は、上部シールドと主磁極とを磁気的に連結している。コイルは、主磁極と第１の帰磁路部とによって囲まれた空間を通過する第１の部分と、主磁極と第２の帰磁路部とによって囲まれた空間を通過する第２の部分とを含んでいる。
本発明の磁気ヘッドにおいて、第１の帰磁路部は、下部シールドと主磁極とを磁気的に連結してもよい。
また、本発明の磁気ヘッドにおいて、連結層は、媒体対向面において下部シールドの端面に対して記録媒体の進行方向の後側に配置された端面を有していてもよい。
また、本発明の磁気ヘッドにおいて、主磁極は、トラック幅方向の両側に配置された第１および第２の側部を有していてもよい。第１のサイドシールドは、主磁極の第１の側部に対向する第１の側壁を有していてもよい。第２のサイドシールドは、主磁極の第２の側部に対向する第２の側壁を有していてもよい。媒体対向面において、トラック幅方向における第１および第２の側部の間隔と、トラック幅方向における第１および第２の側壁の間隔は、いずれも基板の上面に近づくに従って小さくなっていてもよい。
また、媒体対向面において、第１の側部と第１の側壁との間隔、および第２の側部と第２の側壁との間隔を、いずれもＧ１とし、主磁極の下端部と下部シールドとの間隔をＧ２としたとき、Ｇ１は２０〜８０ｎｍの範囲内であり、Ｇ２は、Ｇ１よりも大きく、Ｇ１の３倍以下であってもよい。
また、本発明の磁気ヘッドにおいて、主磁極は、基板の上面により近い端部である下端部と、下端部とは反対側の上面とを有していてもよい。主磁極の下端部は、媒体対向面に配置された端部を有する傾斜部を含んでいてもよい。傾斜部における任意の位置の基板の上面からの距離は、任意の位置が媒体対向面から離れるに従って小さくなっている。主磁極の上面は、媒体対向面に配置された端部を有する傾斜面を含んでいてもよい。傾斜面における任意の位置の基板の上面からの距離は、任意の位置が媒体対向面から離れるに従って大きくなっている。
また、下部シールドは、ギャップ部を介して傾斜部に対向する上面を有していてもよい。下部シールドの上面における任意の位置の基板の上面からの距離は、任意の位置が媒体対向面から離れるに従って小さくなっていてもよい。上部シールドは、ギャップ部を介して傾斜面に対向する下面を有していてもよい。上部シールドの下面における任意の位置の基板の上面からの距離は、任意の位置が媒体対向面から離れるに従って大きくなっていてもよい。
本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドは、媒体対向面において主磁極の端面の周りを囲むように配置された端面を有するシールドを備えている。このシールドは、下部シールドと、第１および第２のサイドシールドと、上部シールドとを含んでいる。また、本発明の磁気ヘッドは、下部シールドに対して磁気的に接続された第１の帰磁路部と、上部シールドと主磁極とを磁気的に連結する第２の帰磁路部とを備えている。第１の帰磁路部は、ヨーク層と、下部シールドとヨーク層とを磁気的に連結する連結層とを含んでいる。媒体対向面に配置された主磁極の端面と交差し、媒体対向面および基板の上面に垂直な断面において、ヨーク層は、媒体対向面に垂直な方向について下部シールドよりも大きな長さを有し、連結層は、媒体対向面に垂直な方向について下部シールドよりも大きくヨーク層よりも小さな長さを有している。これらのことから、本発明によれば、シールドによって多くの磁束を取り込むことが可能になると共に、下部シールドと主磁極とを十分に近付けることが可能になり、その結果、シールドの機能を高めることが可能になるという効果を奏する。
また、本発明において、媒体対向面において、主磁極の第１および第２の側部の間隔と、２つのサイドシールドの第１および第２の側壁の間隔は、いずれも基板の上面に近づくに従って小さくなっていてもよい。これにより、本発明によれば、２つのサイドシールドの機能を高めることが可能になるという効果を奏する。
本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。 本発明の第１の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。 本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドにおける主磁極と２つのサイドシールドを示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドの一部を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドを示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドにおける主磁極の媒体対向面の近傍の部分を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドにおける主磁極の媒体対向面の近傍の部分を示す断面図である。 本発明の第１の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。 図１２に示した工程に続く工程を示す説明図である。 図１３に示した工程に続く工程を示す説明図である。 シミュレーションにおける第１の比較例のモデルを示す説明図である。 シミュレーションにおける第２の比較例のモデルを示す説明図である。 シミュレーションにおける第１の実施例のモデルを示す説明図である。 シミュレーションにおける第２の実施例のモデルを示す説明図である。 シミュレーションにおける第３の実施例のモデルを示す説明図である。 シミュレーションの結果を示す特性図である。 シミュレーションの結果を示す特性図である。 シミュレーションの結果を示す特性図である。 本発明の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。
［第１の実施の形態］
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５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る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磁気ヘッド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上面に垂直な断面を示している。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磁気ヘッドにおける主磁極と２つのサイドシールドを示す平面図である。図４は、本実施の形態に係る磁気ヘッドの一部を示す斜視図である。図５は、本実施の形態に係る磁気ヘッドを示す斜視図である。図２ないし図５において記号ＴＷで示す矢印は、トラック幅方向を表している。
図１および図２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り、上面１ａを有する基板１と、この基板１の上面１ａ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再生シールド層３と、この下部再生シールド層３の上に配置された絶縁膜である下部再生シールドギャップ膜４と、この下部再生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再生シールドギャップ膜６と、この上部再生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再生シールド層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。
下部再生シールド層３から上部再生シールド層７までの部分は、再生ヘッドを構成する。磁気ヘッドは、更に、非磁性材料よりなり、上部再生シールド層７の上に配置された非磁性層８と、非磁性層８の上に配置された記録ヘッドとを備えている。非磁性層８は、例えばアルミナによって形成されている。記録ヘッドは、コイルと、主磁極１２と、シールド１３と、ギャップ部とを備えている。
コイルは、第１の部分１１と第２の部分１８とを含んでいる。第１の部分１１と第２の部分１８は、いずれも平面渦巻き形状をなしている。また、第１の部分１１と第２の部分１８は、直列または並列に接続されている。図１において、符号１１ａは、第１の部分１１のうち、第２の部分１８に接続される接続部を示し、符号１８ａは、第２の部分１８のうち、第１の部分１１に接続される接続部を示している。磁気ヘッドは、更に、それぞれ導電材料よりなり、接続部１１ａの上に順に積層された接続層５１，５２，５３を備えている。接続部１８ａは、接続層５３の上に配置されている。
第１および第２の部分１１，１８を含むコイルは、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する。主磁極１２は、媒体対向面３０に配置された端面を有し、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。図１は、媒体対向面３０に配置された主磁極１２の端面と交差し、媒体対向面３０および基板１の上面１ａに垂直な断面（以下、主断面と言う。）を示している。
シールド１３は、媒体対向面３０において主磁極１２の端面の周りを囲むように配置された端面を有している。シールド１３は、磁性材料によって形成されている。シールド１３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、主磁極１２およびシールド１３に対して記録媒体の進行方向Ｔの後側に配置された第１のリターンヨーク層２１と、主磁極１２およびシールド１３に対して記録媒体の進行方向Ｔの前側に配置された第２のリターンヨーク層２９とを備えている。第１および第２のリターンヨーク層２１，２９は、磁性材料によって形成されている。これらの材料としては、例えばＣｏＦｅＮ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅのいずれかを用いることができる。第１のリターンヨーク層２１は、本発明におけるヨーク層に対応する。
磁気ヘッドは、更に、主磁極１２と第１のリターンヨーク層２１とを磁気的に連結する連結層６１，６２と、主磁極１２と第２のリターンヨーク層２９とを磁気的に連結する連結層６３，６４と、シールド１３と第１のリターンヨーク層２１とを磁気的に連結する連結層６５と、シールド１３と第２のリターンヨーク層２９とを磁気的に連結する連結層６６とを備えている。連結層６１〜６６は、いずれも磁性材料によって形成されている。これらの材料としては、例えばＣｏＦｅＮ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅのいずれかを用いることができる。
第１のリターンヨーク層２１は、非磁性層８の上に配置されている。連結層６５は、第１のリターンヨーク層２１の上に配置されている。第１のリターンヨーク層２１および連結層６５は、媒体対向面３０において主磁極１２の端面およびシールド１３の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの後側に配置された端面を有している。磁気ヘッドは、更に、第１のリターンヨーク層２１の周囲において非磁性層８の上に配置された絶縁材料よりなる図示しない絶縁層と、第１のリターンヨーク層２１の上面の一部の上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層２２とを備えている。第１のリターンヨーク層２１の周囲に配置された絶縁層と、絶縁層２２は、例えばアルミナによって形成されている。第１の部分１１は、絶縁層２２の上に配置されている。
連結層６１は、媒体対向面３０から離れた位置において、第１のリターンヨーク層２１の上に配置されている。第１の部分１１は、連結層６１を中心として巻回されている。
磁気ヘッドは、更に、第１の部分１１の巻線間および周囲ならびに連結層６１の周囲に配置された絶縁材料よりなる絶縁層２３と、絶縁層２３および連結層６５の周囲に配置された図示しない絶縁層とを備えている。第１の部分１１、連結層６１，６５、絶縁層２３および図示しない絶縁層の上面は平坦化されている。絶縁層２３は、例えばフォトレジストによって形成されている。図示しない絶縁層は、例えばアルミナによって形成されている。第１の部分１１は、銅等の導電材料によって形成されている。連結層６２は、連結層６１の上に配置されている。接続層５１は、第１の部分１１の接続部１１ａの上に配置されている。
磁気ヘッドは、更に、接続層５１および連結層６２の周囲において第１の部分１１および絶縁層２３の上面の上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層２５を備えている。絶縁層２５は、例えばアルミナによって形成されている。
シールド１３は、磁気的に連結された下部シールド１３Ａ、第１のサイドシールド１３Ｂ、第２のサイドシールド１３Ｃおよび上部シールド１３Ｄを有している。第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃは、主磁極１２のトラック幅方向ＴＷの両側に配置されている。下部シールド１３Ａは、第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃに対して記録媒体の進行方向Ｔの後側に配置されている。上部シールド１３Ｄは、第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃに対して記録媒体の進行方向Ｔの前側に配置されている。
下部シールド１３Ａは、媒体対向面３０において主磁極１２の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの後側に配置された端面を有している。第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃは、媒体対向面３０において主磁極１２の端面に対してトラック幅方向ＴＷの両側に配置された２つの端面を有している。上部シールド１３Ｄは、媒体対向面３０において主磁極１２の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの前側に配置された端面を有している。下部シールド１３Ａ、第１のサイドシールド１３Ｂ、第２のサイドシールド１３Ｃおよび上部シールド１３Ｄの端面は、主磁極１２の端面の周りを囲むように配置されている。
主磁極１２は、基板１の上面１ａにより近い端部である下端部１２Ｌと、下端部１２Ｌとは反対側の上面１２Ｔと、トラック幅方向ＴＷの両側に配置された第１および第２の側部ＳＰ１，ＳＰ２とを有している。第１のサイドシールド１３Ｂは、主磁極１２の第１の側部ＳＰ１に対向する第１の側壁ＳＷ１を有している。第２のサイドシールド１３Ｃは、主磁極１２の第２の側部ＳＰ２に対向する第２の側壁ＳＷ２を有している。
ギャップ部は、非磁性材料よりなり、主磁極１２とシールド１３との間に設けられている。ギャップ部は、主磁極１２と下部シールド１３Ａおよびサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃとの間に配置された第１のギャップ層２７と、主磁極１２と上部シールド１３Ｄとの間に配置された第２のギャップ層１４とを含んでいる。
下部シールド１３Ａは、連結層６５の上に配置されている。第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃは、下部シールド１３Ａの上に配置され、下部シールド１３Ａの上面に接している。第１のギャップ層２７は、第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの側壁、下部シールド１３Ａの上面および絶縁層２５の上面に沿って配置されている。第１のギャップ層２７は、非磁性材料によって形成されている。第１のギャップ層２７を構成する非磁性材料は、絶縁材料でもよいし、非磁性金属材料でもよい。第１のギャップ層２７を構成する絶縁材料としては、例えばアルミナが用いられる。第１のギャップ層２７を構成する非磁性金属材料としては、例えばＲｕが用いられる。
図示しないが、磁気ヘッドは、更に、第１のギャップ層２７の表面に沿って配置されたシード層を備えている。シード層は、金属材料によって形成されている。シード層を構成する金属材料は、非磁性金属材料でもよいし、金属磁性材料でもよい。シード層を構成する非磁性金属材料としては、例えばＲｕが用いられる。シード層を構成する金属磁性材料としては、例えば、ＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅのいずれかを用いることができる。シード層は、主磁極１２をめっき法で形成する際に電極およびシードとして用いられる。シード層の厚みは、例えば４０〜６０ｎｍの範囲内である。第１のギャップ層２７およびシード層には、接続層５１の上面を露出させる開口部と、連結層６２の上面を露出させる開口部とが形成されている。接続層５２は、接続層５１の上に配置されている。
主磁極１２は、下部シールド１３Ａおよび絶縁層２５の上面と主磁極１２との間に第１のギャップ層２７が介在するように、下部シールド１３Ａおよび絶縁層２５の上に配置されている。また、図２に示したように、主磁極１２と第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃとの間にも、第１のギャップ層２７が介在している。
媒体対向面３０から離れた位置において、主磁極１２の下端部１２Ｌは、連結層６２の上面に接している。主磁極１２は、金属磁性材料によって形成されている。主磁極１２の材料としては、例えば、ＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅのいずれかを用いることができる。主磁極１２の形状については、後で詳しく説明する。
磁気ヘッドは、更に、主磁極１２、下部シールド１３Ａ、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃおよび接続層５２の周囲に配置された非磁性材料よりなる非磁性層２６を備えている。本実施の形態では、特に、非磁性層２６は、アルミナ等の非磁性絶縁材料よりなる。
磁気ヘッドは、更に、媒体対向面３０から離れた位置において、主磁極１２の上面１２Ｔの一部の上に配置された非磁性金属材料よりなる非磁性金属層５８と、この非磁性金属層５８の上面の上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層５９とを備えている。非磁性金属層５８は、例えばＲｕ、ＮｉＣｒまたはＮｉＣｕによって形成されている。絶縁層５９は、例えばアルミナによって形成されている。
第２のギャップ層１４は、主磁極１２、非磁性金属層５８および絶縁層５９を覆うように配置されている。第２のギャップ層１４は、非磁性材料によって形成されている。第２のギャップ層１４の材料は、アルミナ等の非磁性絶縁材料でもよいし、Ｒｕ、ＮｉＣｕ、Ｔａ、Ｗ、ＮｉＢ、ＮｉＰ等の非磁性導電材料でもよい。
上部シールド１３Ｄは、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃおよび第２のギャップ層１４の上に配置され、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃおよび第２のギャップ層１４の上面に接している。媒体対向面３０において、上部シールド１３Ｄの端面の一部は、主磁極１２の端面に対して、第２のギャップ層１４の厚みによる所定の間隔を開けて配置されている。第２のギャップ層１４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。主磁極１２の端面は、第２のギャップ層１４に隣接する辺を有し、この辺はトラック幅を規定している。
連結層６３は、媒体対向面３０から離れた位置において主磁極１２の上に配置されている。接続層５３は接続層５２の上に配置されている。磁気ヘッドは、更に、上部シールド１３Ｄ、連結層６３および接続層５３の周囲に配置された非磁性層４６を備えている。非磁性層４６は、例えば無機絶縁材料によって形成されている。この無機絶縁材料としては、例えばアルミナまたはシリコン酸化物が用いられる。上部シールド１３Ｄ、連結層６３、接続層５３および非磁性層４６の上面は平坦化されている。
連結層６６は、上部シールド１３Ｄの上に配置されている。連結層６６は、媒体対向面３０に配置された端面を有している。連結層６４は連結層６３の上に配置されている。第２の部分１８の接続部１８ａは接続層５３の上に配置されている。
磁気ヘッドは、更に、非磁性層４６の上面の一部の上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層１７を備えている。絶縁層１７は、例えばアルミナによって形成されている。第２の部分１８は、絶縁層１７の上に配置されている。第２の部分１８は、連結層６４を中心として巻回されている。
磁気ヘッドは、更に、第２の部分１８の巻線間および周囲ならびに連結層６４の周囲に配置された絶縁材料よりなる絶縁層１９と、絶縁層１９および連結層６６の周囲に配置された図示しない絶縁層とを備えている。第２の部分１８、連結層６４，６６、絶縁層１９および図示しない絶縁層の上面は平坦化されている。磁気ヘッドは、更に、第２の部分１８および絶縁層１９を覆うように配置された絶縁層２０を備えている。絶縁層１９は、例えばフォトレジストによって形成されている。図示しない絶縁層および絶縁層２０は、例えばアルミナによって形成されている。第２の部分１８は、銅等の導電材料によって形成されている。
第２のリターンヨーク層２９は、連結層６６と連結層６４とを連結するように配置されている。第２のリターンヨーク層２９は、媒体対向面３０に配置された端面を有している。
磁気ヘッドは、更に、非磁性材料よりなり、第２のリターンヨーク層２９を覆うように配置された保護層４２を備えている。保護層４２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再生シールド層３および上部再生シールド層７と、ＭＲ素子５と下部再生シールド層３との間に配置された下部再生シールドギャップ膜４と、ＭＲ素子５と上部再生シールド層７との間に配置された上部再生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および第２の部分１１，１８を含むコイルと、主磁極１２と、シールド１３と、ギャップ部と、第１および第２のリターンヨーク層２１，２９と、連結層６１〜６６とを備えている。
連結層６５、第１のリターンヨーク層２１および連結層６１，６２は、第１の帰磁路部６０を構成している。本実施の形態では、特に、第１の帰磁路部６０は、下部シールド１３Ａと主磁極１２とを磁気的に連結している。連結層６６、第２のリターンヨーク層２９および連結層６３，６４は、上部シールド１３Ｄと主磁極１２とを磁気的に連結する第２の帰磁路部６７を構成している。第１および第２の帰磁路部６０，６７は、いずれも磁性材料よりなる。コイルの第１の部分１１は、主磁極１２と第１の帰磁路部６０とによって囲まれた空間を通過している。コイルの第２の部分１８は、主磁極１２と第２の帰磁路部６７とによって囲まれた空間を通過している。
シールド１３は、主磁極１２のトラック幅方向ＴＷの両側に配置された第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃと、第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃに対して記録媒体の進行方向Ｔの後側に配置された下部シールド１３Ａと、第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃに対して記録媒体の進行方向Ｔの前側に配置された上部シールド１３Ｄとを有している。第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃは、媒体対向面３０の近傍において、主磁極１２のトラック幅方向ＴＷの中心に対して対称な位置に配置されている。
下部シールド１３Ａは、媒体対向面３０において主磁極１２の端面の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの後側に配置された端面を有している。第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃは、媒体対向面３０において主磁極１２の端面に対してトラック幅方向ＴＷの両側に配置された２つの端面を有している。上部シールド１３Ｄは、媒体対向面３０において主磁極１２の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの前側に配置された端面を有している。
第１の帰磁路部６０は、第１のリターンヨーク層２１と、下部シールド１３Ａと第１のリターンヨーク層２１とを磁気的に連結する連結層６５とを含んでいる。図１に示したように、前記主断面において、第１のリターンヨーク層２１は、媒体対向面３０に垂直な方向について下部シールド１３Ａよりも大きな長さを有している。前記主断面において、連結層６５は、媒体対向面３０に垂直な方向について下部シールド１３Ａよりも大きく第１のリターンヨーク層２１よりも小さな長さを有している。本実施の形態では、前記主断面において、媒体対向面３０に垂直な方向についての第１の帰磁路部６０の長さは、媒体対向面３０に垂直な方向についての第１のリターンヨーク層２１の長さと等しい。前記主断面において、媒体対向面３０に垂直な方向についての下部シールド１３Ａの長さは、例えば０．１〜０．２５μｍの範囲内である。前記主断面において、媒体対向面３０に垂直な方向についての連結層６５の長さは、例えば０．３〜０．８μｍの範囲内である。
また、下部シールド１３Ａは、第１のギャップ層２７を介して主磁極１２に対向する部分を含む中央部分と、この中央部分のトラック幅方向の両側に配置された２つの側方部分とを有している。媒体対向面３０に垂直な方向についての中央部分の長さは、トラック幅方向の位置によらずに一定である。従って、前記主断面における媒体対向面３０に垂直な方向についての下部シールド１３Ａの長さは、媒体対向面３０に垂直な方向についての中央部分の長さと等しい。媒体対向面３０に垂直な方向についての側方部分の最大の長さは、媒体対向面３０に垂直な方向についての中央部分の長さよりも大きい。下部シールド１３Ａと同様に、上部シールド１３Ｄも、中央部分と、２つの側方部分とを有している。
ギャップ部は、主磁極１２と下部シールド１３Ａおよびサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃとの間に配置された第１のギャップ層２７と、主磁極１２と上部シールド１３Ｄとの間に配置された第２のギャップ層１４とを含んでいる。
次に、図６および図７を参照して、主磁極１２の形状について詳しく説明する。図６は、主磁極１２の媒体対向面３０の近傍の部分を示す斜視図である。図７は、主磁極１２の媒体対向面３０の近傍の部分を示す断面図である。図６に示したように、主磁極１２は、媒体対向面３０に配置された端面とその反対側の端部とを有するトラック幅規定部１２Ａと、トラック幅規定部１２Ａの端部に接続された幅広部１２Ｂとを含んでいる。また、図６および図７に示したように、主磁極１２は、基板１の上面１ａにより近い端部である下端部１２Ｌと、下端部１２Ｌとは反対側の上面１２Ｔと、第１の側部ＳＰ１と、第２の側部ＳＰ２とを有している。幅広部１２Ｂにおける上面１２Ｔのトラック幅方向ＴＷの幅は、トラック幅規定部１２Ａにおける上面１２Ｔのトラック幅方向ＴＷの幅よりも大きい。
トラック幅規定部１２Ａにおける上面１２Ｔのトラック幅方向ＴＷの幅は、媒体対向面３０からの距離によらずにほぼ一定である。幅広部１２Ｂにおける上面１２Ｔのトラック幅方向ＴＷの幅は、例えば、トラック幅規定部１２Ａとの境界位置ではトラック幅規定部１２Ａにおける上面１２Ｔのトラック幅方向ＴＷ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。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１２Ａの長さをネックハイトと呼ぶ。ネックハイトは、例えば０〜０．３μｍの範囲内である。ネックハイトが０の場合は、トラック幅規定部１２Ａがなく、幅広部１２Ｂの端面が媒体対向面３０に配置される。
下端部１２Ｌは、媒体対向面３０に近い順に、連続するように配置された第１の部分１２Ｌ１、第２の部分１２Ｌ２および第３の部分１２Ｌ３を含んでいる。第１の部分１２Ｌ１は、媒体対向面３０に配置された端部を有している。第１および第２の部分１２Ｌ１，１２Ｌ２は、２つの面が交わってできるエッジでもよいし、２つの面を連結する面でもよい。第３の部分１２Ｌ３は、実質的に媒体対向面３０に垂直な方向に延在する面になっている。上面１２Ｔは、媒体対向面３０に近い順に、連続するように配置された第４の部分１２Ｔ１、第５の部分１２Ｔ２および第６の部分１２Ｔ３を含んでいる。第４の部分１２Ｔ１は、媒体対向面３０に配置された端部を有している。
図７に示したように、第１および第２の部分１２Ｌ１，１２Ｌ２における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って小さくなっている。媒体対向面３０に垂直な方向に対する第２の部分１２Ｌ２の傾斜角度θＬ２は、媒体対向面３０に垂直な方向に対する第１の部分１２Ｌ１の傾斜角度θＬ１よりも大きい。第３の部分１２Ｌ３は、実質的に媒体対向面３０に垂直な方向に延在している。第１の部分１２Ｌ１は、本発明における傾斜部に対応する。下部シールド１３Ａは、ギャップ部（第１のギャップ層２７）を介して第１の部分１２Ｌ１に対向する上面を有している。この下部シールド１３Ａの上面における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って小さくなっている。
また、第４および第５の部分１２Ｔ１，１２Ｔ２における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って大きくなっている。媒体対向面３０に垂直な方向に対する第５の部分１２Ｔ２の傾斜角度θＴ２は、媒体対向面３０に垂直な方向に対する第４の部分１２Ｔ１の傾斜角度θＴ１よりも大きい。第６の部分１２Ｔ３は、実質的に媒体対向面３０に垂直な方向に延在している。第４および第５の部分１２Ｔ１，１２Ｔ２は、本発明における傾斜面に対応する。上部シールド１３Ｄは、ギャップ部（第２のギャップ層１４）を介して第４および第５の部分１２Ｔ１，１２Ｔ２に対向する下面を有している。上部シールド１３Ｄの下面における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って大きくなっている。
第１の部分１２Ｌ１の傾斜角度θＬ１および第４の部分１２Ｔ１の傾斜角度θＴ１は、いずれも、１５°〜４５°の範囲内であることが好ましい。第２の部分１２Ｌ２の傾斜角度θＬ２および第５の部分１２Ｔ２の傾斜角度θＴ２は、いずれも、４５°〜８５°の範囲内であることが好ましい。
また、図６に示したように、媒体対向面３０に配置された主磁極１２の端面は、第２のギャップ層１４に隣接する第１の辺Ａ１と、第１の辺Ａ１の一端部に接続された第２の辺Ａ２と、第１の辺Ａ１の他端部に接続された第３の辺Ａ３とを有している。第１の辺Ａ１はトラック幅を規定する。記録媒体に記録される記録ビットの端部の位置は、第１の辺Ａ１の位置によって決まる。媒体対向面３０に配置された主磁極１２の端面のトラック幅方向ＴＷの幅は、主磁極１２の下端部１２Ｌに近づくに従って、すなわち基板１の上面１ａに近づくに従って小さくなっている。第２の辺Ａ２と第３の辺Ａ３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７°〜１７°の範囲内であり、１０°〜１５°の範囲内であることが好ましい。第１の辺Ａ１の長さは、例えば０．０５〜０．２０μｍの範囲内である。
ここで、図７に示したように、媒体対向面３０における主磁極１２の厚み（基板１の上面１ａに垂直な方向の長さ）をＤ１とし、第３の部分１２Ｌ３と第６の部分１２Ｔ３との距離をＤ２とする。また、基板１の上面１ａに垂直な方向における第１の部分１２Ｌ１の両端間の、同方向の長さをＤＬ１とする。また、基板１の上面１ａに垂直な方向における第２の部分１２Ｌ２の両端間の、同方向の長さをＤＬ２とする。また、基板１の上面１ａに垂直な方向における第４の部分１２Ｔ１の両端間の、同方向の長さをＤＴ１とする。また、基板１の上面１ａに垂直な方向における第５の部分１２Ｔ２の両端間の、同方向の長さをＤＴ２とする。例えば、Ｄ１は０．０５〜０．２μｍの範囲内であり、Ｄ２は０．４〜０．８μｍの範囲内である。また、例えば、ＤＬ１は０より大きく０．３μｍ以下であり、ＤＬ２は０．１５〜０．３μｍの範囲内である。また、例えば、ＤＴ１は０より大きく０．３μｍ以下であり、ＤＴ２は０．１５〜０．３μｍの範囲内である。
なお、図６には、第２の部分１２Ｌ２と第３の部分１２Ｌ３の境界位置と媒体対向面３０との間の距離と、第５の部分１２Ｔ２と第６の部分１２Ｔ３の境界位置と媒体対向面３０との間の距離が、いずれも、トラック幅規定部１２Ａと幅広部１２Ｂとの境界位置と媒体対向面３０との間の距離すなわちネックハイトと等しい例を示している。しかし、第２の部分１２Ｌ２と第３の部分１２Ｌ３の境界位置と媒体対向面３０との間の距離と、第５の部分１２Ｔ２と第６の部分１２Ｔ３の境界位置と媒体対向面３０との間の距離は、それぞれ、ネックハイトよりも小さくてもよいし、大きくてもよい。
図２に示したように、媒体対向面３０において、トラック幅方向ＴＷにおける主磁極１２の第１および第２の側部ＳＰ１，ＳＰ２の間隔は、基板１の上面１ａに近づくに従って小さくなっている。同様に、媒体対向面３０において、トラック幅方向ＴＷにおけるサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃにおける第１および第２の側壁ＳＷ１，ＳＷ２の間隔は、基板１の上面１ａに近づくに従って小さくなっている。媒体対向面３０において、第１の側部ＳＰ１と第１の側壁ＳＷ１は実質的に平行であり、第２の側部ＳＰ２と第２の側壁ＳＷ２も実質的に平行である。媒体対向面３０において、第１の側部ＳＰ１と第１の側壁ＳＷ１との間隔と、第２の側部ＳＰ２と第２の側壁ＳＷ２との間隔は等しい。ここで、これらの間隔をＧ１とする。Ｇ１は、例えば２０〜８０ｎｍの範囲内である。また、媒体対向面３０において、主磁極１２の下端部１２Ｌと下部シールド１３Ａとの間隔をＧ２とする。Ｇ２は、Ｇ１よりも大きく、Ｇ１の３倍以下である。この関係は、側壁ＳＷ１，ＳＷ２を有するサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃを形成した後に第１のギャップ層２７および主磁極１２を形成することによって実現される。
次に、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。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、下部再生シールド層３、下部再生シールドギャップ膜４を順に形成する。次に、下部再生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、上部再生シールドギャップ膜６で覆う。次に、上部再生シールドギャップ膜６の上に上部再生シールド層７、非磁性層８を順に形成する。
次に、例えばフレームめっき法によって、非磁性層８の上に第１のリターンヨーク層２１を形成する。次に、積層体の上面全体の上に図示しない絶縁層を形成する。次に、例えば化学機械研磨（以下、ＣＭＰと記す。）によって、第１のリターンヨーク層２１が露出するまで、絶縁層を研磨して、第１のリターンヨーク層２１およびその周囲の絶縁層の上面を平坦化する。
次に、第１のリターンヨーク層２１およびその周囲の絶縁層の上面のうち、後にコイルの第１の部分１１が配置される領域の上に絶縁層２２を形成する。次に、例えばフレームめっき法によって、絶縁層２２の上に第１の部分１１を形成する。次に、例えばフレームめっき法によって、第１のリターンヨーク層２１の上に連結層６１，６５を形成する。なお、連結層６１，６５を形成した後に、第１の部分１１を形成してもよい。
次に、第１の部分１１の巻線間および周囲ならびに連結層６１の周囲に絶縁層２３を形成する。次に、積層体の上面全体の上に、図示しない絶縁層を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、第１の部分１１および連結層６１，６５が露出するまで、図示しない絶縁層を研磨して、第１の部分１１、連結層６１，６５、絶縁層２３および図示しない絶縁層の上面を平坦化する。
次に、図８ないし図１４を参照して、上記の工程の後、主磁極１２の上面１２Ｔの形状を決定する工程までの一連の工程について説明する。図８ないし図１４は、磁気ヘッドの製造過程における積層体を示している。図８ないし図１４において、（ａ）は、それぞれ、媒体対向面３０および基板１の上面１ａに垂直な断面を表している。図８ないし図１４において、（ｂ）は、それぞれ、積層体における媒体対向面３０が形成される予定の位置における断面を示している。なお、図８ないし図１４では、絶縁層２５よりも基板１側の部分を省略している。また、図８ないし図１４の（ａ）において、記号“ＡＢＳ”は、媒体対向面３０が形成される予定の位置を表している。
図８は、第１の部分１１、連結層６１，６５、絶縁層２３および図示しない絶縁層の上面を平坦化した後の工程を示している。この工程では、まず、例えばフレームめっき法によって、連結層６５の上に下部シールド１３Ａを形成し、連結層６１の上に連結層６２を形成し、第１の部分１１の接続部１１ａの上に接続層５１を形成する。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、下部シールド１３Ａ、連結層６２および接続層５１が露出するまで絶縁層２５を研磨して、下部シールド１３Ａ、連結層６２、接続層５１および絶縁層２５の上面を平坦化する。
次に、下部シールド１３Ａの上に、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃを形成する。以下、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの形成方法の一例について説明する。この方法では、まず、ポジ型のフォトレジストよりなるフォトレジスト層をフォトリソグラフィによってパターニングすることによって、下部シールド１３Ａの上面上であって、後にサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃが形成される領域に、第１のレジスト層を形成する。第１のレジスト層は、後に形成されるサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの形状に対応した形状を有する２つの部分を有している。次に、第１のレジスト層を覆うように、非磁性材料よりなる分離膜を形成する。分離膜は、ポジ型のフォトレジストよりなる第１のレジスト層と、後に形成されるネガ型のフォトレジストよりなるフォトレジスト層とが混合されることを防止するためのものである。分離膜の材料としては、例えばアルミナまたは合成樹脂が用いられる。
次に、ネガ型のフォトレジストよりなるフォトレジスト層をフォトリソグラフィによってパターニングすることによって、分離膜の上に、後に型となる第２のレジスト層を形成する。第２のレジスト層は、後に形成されるサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの形状に対応した形状の２つの開口部を有している。次に、例えばウェットエッチングによって、分離膜のうち、第２のレジスト層によって覆われていない部分を除去する。次に、第１および第２のレジスト層を露光した後、例えばアルカリ性の現像液を用いて、第２のレジスト層の２つの開口部から第１のレジスト層を除去する。また、第１のレジスト層を除去する際または第１のレジスト層を除去した後に、分離膜のうち、第２のレジスト層の２つの開口部の壁面に沿った部分を除去する。この工程により、第２のレジスト層は、後にサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃが形成される領域を除く領域に形成された型となる。次に、シード層を形成することなくめっきを行って、下部シールド１３Ａの上面上に、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃを形成する。サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃは、それぞれ、型の２つの開口部内に形成される。次に、型と分離膜を除去する。
図８（ｂ）は、このようにして形成されたサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃを示している。媒体対向面３０が形成される予定の位置ＡＢＳの近傍において、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃは、互いに対向する側壁を有している。サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの側壁の間では、下部シールド１３Ａの上面が露出している。
図９は、次の工程を示す。この工程では、下部シールド１３Ａおよびサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの上にマスク７１を形成する。このマスク７１は、フォトレジスト層をパターニングして形成される。図９（ａ）に示したように、マスク７１は、下部シールド１３Ａのうち、絶縁層２５との境界の近傍の一部を覆っていない。
図１０は、次の工程を示す。この工程では、マスク７１と下部シールド１３Ａをエッチングマスクとして用いて、絶縁層２５をエッチングする。このエッチングは、エッチングによって形成される底部が、当初の絶縁層２５の上面と下面の間の高さの位置に達するまで行う。また、このエッチングは、例えば反応性イオンエッチングを用いて、図１０（ａ）に示したように、下部シールド１３Ａと当初の絶縁層２５との境界の近傍において、エッチング後の絶縁層２５によって斜面ＵＬ２が形成される条件で行う。斜面ＵＬ２の傾斜角度は、後に形成される主磁極１２の下端部１２Ｌの第２の部分１２Ｌ２の傾斜角度と等しい。次に、マスク７１を除去する。
図１１は、次の工程を示す。この工程では、媒体対向面３０が形成される予定の位置ＡＢＳの近傍において、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの互いに対向する側壁と下部シールド１３Ａの上面のそれぞれの一部をエッチングする。このエッチングは、例えばイオンビームエッチングを用いて、図１１（ａ）に示したように、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの互いに対向する側壁の間において、下部シールド１３Ａの上面に、斜面ＵＬ２に連続する斜面ＵＬ１が形成されるように行う。斜面ＵＬ１の傾斜角度は、後に形成される主磁極１２の下端部１２Ｌの第１の部分１２Ｌ１の傾斜角度と等しい。また、図１１（ｂ）に示したように、このエッチングによって、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの側壁ＳＷ１，ＳＷ２の形状が決定される。
図１２は、次の工程を示す。この工程では、下部シールド１３Ａおよびサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃを覆うように、第１のギャップ層２７を形成する。第１のギャップ層２７の材料としてアルミナを用いる場合には、例えば原子層堆積法によって、第１のギャップ層２７を形成する。第１のギャップ層２７の材料としてＲｕを用いる場合には、例えば化学的気相成長法によって、第１のギャップ層２７を形成する。
図１３は、次の工程を示す。この工程では、まず、図示しないが、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、積層体の上面全体の上にシード層を形成する。次に、第１のギャップ層２７およびシード層を選択的にエッチングして、第１のギャップ層２７およびシード層に、連結層６２の上面を露出させる開口部と、接続層５１の上面を露出させる開口部とを形成する。次に、例えばフレームめっき法によって、後に主磁極１２となる磁性層１２Ｐと接続層５２を形成する。磁性層１２Ｐおよび接続層５２は、その上面がシード層のうちサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの上に配置された部分の上面よりも上方に配置されるように形成される。
図１４は、次の工程を示す。この工程では、まず、図示しないが、第１のギャップ層２７および磁性層１２Ｐを覆うように非磁性層２６を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃが露出するまで、非磁性層２６および第１のギャップ層２７を研磨する。次に、磁性層１２Ｐおよびサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの上に、後に非磁性金属層５８となる第１のマスク層と、後に絶縁層５９となる第２のマスク層とを形成する。次に、第１および第２のマスク層をエッチングマスクとして、例えばイオンビームエッチングによって、磁性層１２Ｐ、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃおよび第１のギャップ層２７のそれぞれの一部をエッチングする。これにより、第１のマスク層は非磁性金属層５８となり、第２のマスク層は絶縁層５９となり、磁性層１２Ｐは主磁極１２となる。
イオンビームエッチングによって磁性層１２Ｐ、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃおよび第１のギャップ層２７のそれぞれの一部をエッチングする場合には、イオンビームの進行方向が基板１の上面１ａに垂直な方向に対してなす角度が４０°〜７５°の範囲内となり、且つ基板１の上面１ａに垂直な方向に見たときにイオンビームの進行方向が回転するようにする。このようなイオンビームエッチングを行うことにより、磁性層１２Ｐの上面には、第４の部分１２Ｔ１、第５の部分１２Ｔ２および第６の部分１２Ｔ３が形成される。このようにして主磁極１２の上面１２Ｔの形状が決定される。
以下、図１および図２を参照して、図１４に示した工程の後の工程について説明する。まず、積層体の上面全体の上に、例えばスパッタ法または化学的気相成長法によって、第２のギャップ層１４を形成する。次に、例えばイオンビームエッチングによって、主磁極１２の上面１２Ｔの一部、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの上面の一部および接続層５２の上面が露出するように、第２のギャップ層１４、非磁性金属層５８および絶縁層５９を選択的にエッチングする。次に、例えばフレームめっき法によって、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃおよび第２のギャップ層１４の上に上部シールド１３Ｄを形成し、主磁極１２の上に連結層６３を形成し、接続層５２の上に接続層５３を形成する。
次に、積層体の上面全体の上に非磁性層４６を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、上部シールド１３Ｄ、連結層６３および接続層５３が露出するまで、非磁性層４６を研磨して、上部シールド１３Ｄ、連結層６３、接続層５３および非磁性層４６の上面を平坦化する。
次に、非磁性層４６の上面のうち、コイルの第２の部分１８が配置される領域の上に絶縁層１７を形成する。次に、例えばフレームめっき法によって、絶縁層１７の上に第２の部分１８を形成する。次に、例えばフレームめっき法によって、上部シールド１３Ｄおよび非磁性層４６の上に連結層６６を形成し、連結層６３の上に連結層６４を形成する。なお、連結層６４，６６を形成した後に、第２の部分１８を形成してもよい。
次に、第２の部分１８の巻線間および周囲ならびに連結層６４の周囲に絶縁層１９を形成する。次に、積層体の上面全体の上に、図示しない絶縁層を形成する。次に、例えばＣＭＰによって、第２の部分１８および連結層６４，６６が露出するまで、図示しない絶縁層を研磨して、第２の部分１８、連結層６４，６６、絶縁層１９および図示しない絶縁層の上面を平坦化する。
次に、例えばスパッタ法によって、積層体の上面全体の上に絶縁層２０を形成する。次に、絶縁層２０を選択的にエッチングすることによって、絶縁層２０に、連結層６４の上面を露出させる開口部と連結層６６の上面を露出させる開口部とを形成する。次に、例えばフレームめっき法によって、第２のリターンヨーク層２９を形成する。
次に、積層体の上面全体を覆うように保護層４２を形成する。次に、保護層４２の上に配線や端子等を形成し、位置ＡＢＳの近傍で基板１を切断し、この切断によって形成された面を研磨して媒体対向面３０を形成し、更に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、第１および第２の部分１１，１８を含むコイルは、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する。第１の部分１１によって発生された磁界に対応する磁束は、連結層６１，６２および主磁極１２を通過する。第２の部分１８によって発生された磁界に対応する磁束は、連結層６４，６３および主磁極１２を通過する。従って、主磁極１２は、第１の部分１１によって発生された磁界に対応する磁束と第２の部分１８によって発生された磁界に対応する磁束とを通過させる。
なお、第１および第２の部分１１，１８は、直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。いずれにしても、主磁極１２において、第１の部分１１によって発生された磁界に対応する磁束と第２の部分１８によって発生された磁界に対応する磁束が同じ方向に流れるように、第１および第２の部分１１，１８は接続される。
主磁極１２は、上述のように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て、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１３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、外乱磁界が主磁極１２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、シールド１３は、主磁極１２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んで、この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１３、第１のリターンヨーク層２１、第２のリターンヨーク層２９および連結層６１〜６６は、主磁極１２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。具体的に説明すると、主磁極１２の端面より発生されて、記録媒体を磁化した磁束の一部は、シールド１３、連結層６５、第１のリターンヨーク層２１および連結層６１，６２を通過して主磁極１２に還流する。また、主磁極１２の端面より発生されて、記録媒体を磁化した磁束の他の一部は、シールド１３、連結層６６、第２のリターンヨーク層２９および連結層６４，６３を通過して主磁極１２に還流する。
シールド１３は、下部シールド１３Ａ、第１のサイドシールド１３Ｂ、第２のサイドシールド１３Ｃおよび上部シールド１３Ｄを有している。下部シールド１３Ａは、媒体対向面３０において主磁極１２の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの後側に配置された端面を有している。第１および第２のサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃは、媒体対向面３０において主磁極１２の端面に対してトラック幅方向ＴＷの両側に配置された２つの端面を有している。上部シールド１３Ｄは、媒体対向面３０において主磁極１２の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの前側に配置された端面を有している。従って、本実施の形態によれば、主磁極１２の端面に対して記録媒体の進行方向Ｔの前側および後側ならびにトラック幅方向ＴＷの両側において、主磁極１２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んで、この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、スキューに起因した隣接トラック消去の発生を抑制することができる。下部シールド１３Ａと上部シールド１３Ｄは、スキューに起因した隣接トラック消去の発生を抑制することに寄与する他に、記録磁界の勾配を大きくすることに寄与する。サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃは、特に隣接トラック消去を抑制することへの寄与が大きい。このようなシールド１３の機能により、本実施の形態によれば、記録密度を高めることができる。
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において、トラック幅方向ＴＷにおける主磁極１２の第１および第２の側部ＳＰ１，ＳＰ２の間隔すなわち主磁極１２の端面の幅は、基板１の上面１ａに近づくに従って小さくなっている。本実施の形態によれば、この特徴によっても、スキューに起因した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、媒体対向面３０において、トラック幅方向ＴＷにおけるサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃにおける第１および第２の側壁ＳＷ１，ＳＷ２の間隔は、主磁極１２の第１および第２の側部ＳＰ１，ＳＰ２の間隔と同様に、基板１の上面１ａに近づくに従って小さくなっている。従って、本実施の形態によれば、媒体対向面３０において、第１の側部ＳＰ１と第１の側壁ＳＷ１との間隔、ならびに第２の側部ＳＰ２と第２の側壁ＳＷ２との間隔を、小さく、且つ均一にすることが可能になる。これにより、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃによって、主磁極１２の端面より発生されてトラック幅方向ＴＷの両側に広がる磁束を、効果的に取り込むことができる。その結果、本実施の形態によれば、特にサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃの機能を高めることが可能になり、スキューに起因した隣接トラック消去の発生をより効果的に抑制することが可能になる。
ところで、シールド１３で取り込んだ磁束を吸収できるような、体積が大きい磁性層がシールド１３に磁気的に接続されていないと、シールド１３によって多くの磁束を取り込むことはできない。本実施の形態では、下部シールド１３Ａと主磁極１２とを磁気的に連結する第１の帰磁路部６０（連結層６５、第１のリターンヨーク層２１および連結層６１，６２）と、上部シールド１３Ｄと主磁極１２とを磁気的に連結する第２の帰磁路部６７（連結層６６、第２のリターンヨーク層２９および連結層６３，６４）を備えている。このような構成により、シールド１３で取り込んだ磁束は、第１および第２の帰磁路部６０，６７を経由して主磁極１２に流れ込む。本実施の形態では、シールド１３に対して、体積が大きい磁性層である第１および第２の帰磁路部６０，６７と主磁極１２が磁気的に接続されている。従って、本実施の形態によれば、シールド１３によって多くの磁束を取り込むことが可能になり、その結果、前述のシールド１３の効果を効果的に発揮させることができる。
また、本実施の形態では、第１の帰磁路部６０とは別に下部シールド１３Ａが設けられている。前記主断面において、第１の帰磁路部６０は、媒体対向面３０に垂直な方向について下部シールド１３Ａよりも大きな長さを有している。コイルの第１の部分１１は、主磁極１２と第１の帰磁路部６０とによって囲まれた空間を通過している。このような構造により、本実施の形態によれば、第１のリターンヨーク層２１が下部シールドを兼ねた構造に比べて、下部シールド１３Ａと主磁極１２とを十分に近付けることが可能になり、その結果、シールド１３の機能、特に下部シールド１３Ａの機能を高めることが可能になる。
ここで、連結層６５の役割について説明する。まず、連結層６５がなく、下部シールド１３Ａと第１のリターンヨーク層２１が磁気的に連結されていない場合を考える。この場合、下部シールド１３Ａまたはサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃで取り込まれて下方に向かった磁束は、第１のリターンヨーク層２１の方へ流れることができないため、上方に向かうように戻る。その結果、下部シールド１３Ａまたはサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃにおいて、下方に向かう磁束と上方に向かう磁束が生じ、その結果、下部シールド１３Ａまたはサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃで取り込まれた磁束の一部が媒体対向面３０の外部に漏れ出す。これにより、隣接トラック消去が生じるおそれがある。これに対し、連結層６５によって下部シールド１３Ａと第１のリターンヨーク層２１が磁気的に連結されていると、サイドシールド１３Ｂ，１３Ｃで取り込まれた磁束は上方と下方へ分流し、下部シールド１３Ａで取り込まれた磁束は主に下方に向かう。これにより、下部シールド１３Ａまたはサイドシールド１３Ｂ，１３Ｃで取り込まれた磁束の一部が媒体対向面３０の外部に漏れ出すことによる隣接トラック消去の発生が防止される。
ところで、前記主断面において、媒体対向面３０に垂直な方向についての下部シールド１３Ａの長さが大きすぎると、主磁極１２から下部シールド１３Ａへの磁束の漏れが多くなり、主磁極１２によって多くの磁束を媒体対向面３０まで導くことができなくなる。そのため、前記主断面において、媒体対向面３０に垂直な方向についての下部シールド１３Ａの長さは大きすぎないようにする必要がある。この場合、前記主断面において、媒体対向面３０に垂直な方向についての連結層６５の長さが下部シールド１３Ａの長さと等しいか、それより小さい場合には、連結層６５によって下部シールド１３Ａから第１のリターンヨーク層２１へ多くの磁束を導くことができなくなる。これに対し、本実施の形態では、前記主断面において、連結層６５は、媒体対向面３０に垂直な方向について下部シールド１３Ａよりも大きく第１のリターンヨーク層２１よりも小さな長さを有している。これにより、本実施の形態によれば、連結層６５によって下部シールド１３Ａから第１のリターンヨーク層２１へ多くの磁束を導くことが可能になる。
また、本実施の形態では、主磁極１２の下端部１２Ｌは、媒体対向面３０に近い順に、連続するように配置された第１の部分１２Ｌ１、第２の部分１２Ｌ２および第３の部分１２Ｌ３を含んでいる。主磁極１２の上面１２Ｔは、媒体対向面３０に近い順に、連続するように配置された第４の部分１２Ｔ１、第５の部分１２Ｔ２および第６の部分１２Ｔ３を含んでいる。第１および第２の部分１２Ｌ１，１２Ｌ２における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って小さくなっている。第４および第５の部分１２Ｔ１，１２Ｔ２における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って大きくなっている。これにより、本実施の形態によれば、媒体対向面３０における主磁極１２の厚みを小さくすることができることから、スキューに起因した隣接トラック消去の発生を抑制することができる。しかも、本実施の形態によれば、媒体対向面３０から離れた位置では主磁極１２の厚みを大きくすることができることから、主磁極１２によって多くの磁束を媒体対向面３０まで導くことができ、その結果、オーバーライト特性等の記録特性を向上させることができる。
また、本実施の形態では、媒体対向面３０に垂直な方向に対する第２の部分１２Ｌ２の傾斜角度θＬ２は、媒体対向面３０に垂直な方向に対する第１の部分１２Ｌ１の傾斜角度θＬ１よりも大きく、媒体対向面３０に垂直な方向に対する第５の部分１２Ｔ２の傾斜角度θＴ２は、媒体対向面３０に垂直な方向に対する第４の部分１２Ｔ１の傾斜角度θＴ１よりも大きい。これにより、本実施の形態によれば、媒体対向面３０の位置の変動に伴う記録特性の変動を抑制しながら、上述のようにスキューに起因した問題の発生を防止し、且つ記録特性を向上させることが可能になる。以下、この効果について詳しく説明する。
まず、以下のような形状の比較例の主磁極を考える。この比較例の主磁極の下端は、本実施の形態における第１および第２の部分１２Ｌ１，１２Ｌ２の代りに、媒体対向面３０に垂直な方向に対する傾斜角度が一定の第１の斜面を有している。第１の斜面における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って小さくなっている。また、比較例の主磁極の上面は、本実施の形態における第４および第５の部分１２Ｔ１，１２Ｔ２の代りに、媒体対向面３０に垂直な方向に対する傾斜角度が一定の第２の斜面を有している。第２の斜面における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って大きくなっている。
比較例の主磁極において、第１および第２の斜面の傾斜角度が、例えばθＬ１，θＴ１のように小さい場合には、主磁極の最大の厚みを本実施の形態における主磁極１２と同程度に大きくするためには、第１および第２の斜面を長く形成する必要が生じる。しかし、そのような主磁極を形成することは難しい。従って、この場合には、媒体対向面３０から離れた位置における主磁極の厚みを大きくすることが困難になり、その結果、記録特性が劣ってしまう。
一方、比較例の主磁極において、第１および第２の斜面の傾斜角度が、例えばθＬ２，θＴ２のように大きい場合には、研磨によって形成される媒体対向面３０の位置が変動すると、媒体対向面３０における主磁極の厚みが大きく変動し、その結果、記録特性が大きく変動してしまう。
このように、比較例の主磁極では、媒体対向面３０の位置の変動に伴う記録特性の変動を抑制しながら、スキューに起因した問題の発生を防止し、且つ記録特性を向上させることは困難である。
これに対し、本実施の形態における主磁極１２では、第１および第４の部分１２Ｌ１，１２Ｔ１の傾斜角度θＬ１，θＴ１を小さくすることによって、媒体対向面３０の位置の変動に伴う記録特性の変動を抑制することができる。しかも、この主磁極１２では、第２および第５の部分１２Ｌ２，１２Ｔ２の傾斜角度θＬ２，θＴ２を大きくすることによって、図７に示した媒体対向面３０における主磁極１２の厚みＤ１を小さくしながら、第３の部分１２Ｌ３と第６の部分１２Ｔ３との距離Ｄ２を大きくすることができ、その結果、スキューに起因した問題の発生を防止でき、且つ記録特性を向上させることができる。このように、本実施の形態によれば、媒体対向面３０の位置の変動に伴う記録特性の変動を抑制しながら、スキューに起因した問題の発生を防止し、且つ記録特性を向上させることが可能になる。
次に、本実施の形態における主磁極１２の上記の形状による効果を示すシミュレーションの結果について説明する。図１５ないし図１９は、それぞれシミュレーションで使用した主磁極のモデルを示している。図１５は第１の比較例の主磁極１１２を示し、図１６は第２の比較例の主磁極１１２を示し、図１７は第１の実施例の主磁極１２を示し、図１８は第２の実施例の主磁極１２を示し、図１９は第３の実施例の主磁極１２を示している。第１ないし第３の実施例の主磁極１２は、本実施の形態における主磁極１２に対応する。また、図１５ないし図１９において、符号１００は記録媒体を示している。
図１５に示した第１の比較例の主磁極１１２は、本実施の形態における主磁極１２の下端部１２Ｌの代りに、媒体対向面３０に垂直な方向に延びる下端部１１２Ｌを有している。また、第１の比較例の主磁極１１２は、本実施の形態における主磁極１２の上面１２Ｔの代りに上面１１２Ｔを有している。この上面１１２Ｔは、媒体対向面３０に近い順に、連続するように配置された第１の部分１１２Ｔ１と第２の部分１１２Ｔ２とを含んでいる。第１の部分１１２Ｔ１における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って大きくなっている。ただし、媒体対向面３０に垂直な方向に対する第１の部分１１２Ｔ１の傾斜角度θＴは、一定である。第２の部分１１２Ｔ２は、実質的に媒体対向面３０に垂直な方向に延在している。
図１６に示した第２の比較例の主磁極１１２は、本実施の形態における主磁極１２の下端部１２Ｌの代りに下端部１１２Ｌを有している。この下端部１１２Ｌは、媒体対向面３０に近い順に、連続するように配置された第１の部分１１２Ｌ１と第２の部分１１２Ｌ２とを含んでいる。第１の部分１１２Ｌ１における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って小さくなっている。ただし、媒体対向面３０に垂直な方向に対する第１の部分１１２Ｌ１の傾斜角度θＬは、一定である。第２の部分１１２Ｌ２は、実質的に媒体対向面３０に垂直な方向に延在している。また、第２の比較例の主磁極１１２は、本実施の形態における主磁極１２の上面１２Ｔの代りに上面１１２Ｔを有している。この上面１１２Ｔの形状は、第１の比較例と同じである。
図１５および図１６に示したように、第１および第２の比較例の主磁極１１２において、媒体対向面３０における主磁極１１２の厚み（基板１の上面１ａに垂直な方向の長さ）をＤ３とし、主磁極１１２の最大の厚みをＤ４とする。図１５に示した第１の比較例の主磁極１１２では、Ｄ３は１００ｎｍであり、Ｄ４は２２０ｎｍであり、θＴは２４°である。図１６に示した第２の比較例の主磁極１１２では、Ｄ３は１００ｎｍであり、Ｄ４は３２０ｎｍであり、θＬとθＴはいずれも２４°である。
図１７ないし図１９に示した第１ないし第３の実施例の主磁極１２では、Ｄ１は１００ｎｍであり、θＬ１とθＴ１はいずれも２０°であり、θＬ２とθＴ２はいずれも６０°である。Ｄ２は、第１の実施例の主磁極１２では３９０ｎｍであり、第２の実施例の主磁極１２では６７０ｎｍであり、第３の実施例の主磁極１２では８５０ｎｍである。
シミュレーションでは、図１５ないし図１９に示した５つのモデルについて、記録電流Ｉｗ（ｍＡ）の大きさを変えて記録磁界を求めた。図２０ないし図２２に、シミュレーションの結果を示す。図２０は、記録電流Ｉｗ（ｍＡ）と、媒体対向面３０に垂直な方向の記録磁界成分Ｈｙ（Ｏｅ）との関係を示している。なお、１Ｏｅは、７９．６Ａ／ｍである。図２１は、記録電流Ｉｗ（ｍＡ）と実効記録磁界Ｈeff（Ｏｅ）との関係を示している。図２０および図２１に示した記録磁界を求めたトラック方向の位置は、媒体対向面３０と主磁極の上面が交わる位置である。実効記録磁界Ｈeffとは、記録媒体１００の磁気記録層の磁化を反転させて記録ビットを形成するために、磁気記録層に有効に作用する記録磁界である。媒体対向面３０に平行な方向の記録磁界成分をＨｐとすると、Ｈeffは、以下の式で表される。
Ｈeff＝（Ｈｙ２／３＋Ｈｐ２／３）３／２
図２２は、記録電流Ｉｗが３０ｍＡのときの、記録磁界を求めたトラック方向の位置（μｍ）と実効記録磁界Ｈeff（Ｏｅ）との関係を示している。図２２におけるトラック方向の位置は、以下のように表している。すなわち、媒体対向面３０と主磁極の下端部が交わる位置を０とし、０の位置よりも記録媒体の進行方向Ｔの前側（トレーリング側）の位置を正の値で表し、０の位置よりも記録媒体の進行方向Ｔの後側（リーディング側）の位置を負の値で表している。
図２０ないし図２２に示されるように、少なくとも記録電流Ｉｗが３０〜６０ｍＡの範囲内では、第１ないし第３の実施例の主磁極１２による記録磁界が、第１および第２の比較例の主磁極１１２による記録磁界よりも大きくなっている。この結果から、本実施の形態における主磁極１２を用いることにより、記録特性を向上させることが可能であることが分かる。
なお、第１および第２の比較例の主磁極１１２において、記録磁界を大きくするために、θＬ，θＴを大きくすることによって主磁極１１２の最大の厚みＤ４を大きくすることも考えられる。しかし、その場合には、既に説明したように、研磨によって形成される媒体対向面３０の位置が変動すると、媒体対向面３０における主磁極１１２の厚みが大きく変動し、その結果、記録特性が大きく変動するという問題が発生する。また、第１および第２の比較例の主磁極１１２において、θＬ，θＴを小さくしながら主磁極１１２の最大の厚みＤ４を大きくする場合には、第１の部分１１２Ｔ１，１１２Ｌ１を長く形成する必要が生じる。しかし、既に説明したように、そのような主磁極を形成することは難しい。
［第２の実施の形態］
次に、図２３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図２３は、本実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。なお、図２３は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドは、以下の点で第１の実施の形態に係る磁気ヘッドと異なっている。本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、絶縁層１９がコイルの第２の部分１８を覆うように設けられている。本実施の形態では、第１の実施の形態における絶縁層２０は設けられていない。また、本実施の形態に係る磁気ヘッドは、第１の実施の形態における連結層６６、第２のリターンヨーク層２９および連結層６４の代りに、磁性材料よりなる第２のリターンヨーク層８０を備えている。第２のリターンヨーク層８０は、上部シールド１３Ｄと連結層６３とを磁気的に連結するように配置されている。また、第２のリターンヨーク層８０は、媒体対向面３０に配置された端面を有している。第２のリターンヨーク層８０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。
本実施の形態では、第２のリターンヨーク層８０および連結層６３が、上部シールド１３Ｄと主磁極１２とを接続する第２の帰磁路部６７を構成している。コイルの第２の部分１８は、主磁極１２と第２の帰磁路部６７とによって囲まれた空間を通過している。
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
［第３の実施の形態］
次に、図２４を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図２４は、本実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。なお、図２４は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドは、以下の点で第１の実施の形態に係る磁気ヘッドと異なっている。本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、主磁極１２の下端部１２Ｌは、第１および第２の部分１２Ｌ１，１２Ｌ２の代りに、傾斜部１２Ｌａを含んでいる。従って、傾斜部１２Ｌａは、第１の実施の形態における第３の部分１２Ｌ３と媒体対向面３０との間に配置されている。傾斜部１２Ｌａは、媒体対向面３０に配置された端部を有している。傾斜部１２Ｌａは、２つの面が交わってできるエッジでもよいし、２つの面を連結する面でもよい。傾斜部１２Ｌａにおける任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って小さくなっている。ただし、媒体対向面３０に垂直な方向に対する傾斜部１２Ｌａの傾斜角度は一定である。
下部シールド１３Ａは、ギャップ部（第１のギャップ層２７）を介して傾斜部１２Ｌａに対向する上面を有している。下部シールド１３Ａの上面における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って小さくなっている。
また、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、主磁極１２の上面１２Ｔは、第４および第５の部分１２Ｔ１，１２Ｔ２の代りに、傾斜面１２Ｔａを含んでいる。従って、傾斜面１２Ｔａは、第１の実施の形態における第６の部分１２Ｔ３と媒体対向面３０との間に配置されている。傾斜面１２Ｔａは、媒体対向面３０に配置された端部を有している。傾斜面１２Ｔａにおける任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って大きくなっている。ただし、媒体対向面３０に垂直な方向に対する傾斜面１２Ｔａの傾斜角度は一定である。
また、上部シールド１３Ｄは、ギャップ部（第２のギャップ層１４）を介して傾斜面１２Ｔａに対向する下面を有している。上部シールド１３Ｄの下面における任意の位置の基板１の上面１ａからの距離は、任意の位置が媒体対向面３０から離れるに従って大きくなっている。
本実施の形態では、第１の実施の形態において主磁極１２の下端部１２Ｌが第１および第２の部分１２Ｌ１，１２Ｌ２を含み、主磁極１２の上面１２Ｔが第４および第５の部分１２Ｔ１，１２Ｔ２を含むことによる効果は得られない。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
［第４の実施の形態］
次に、図２５を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図２５は、本実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。なお、図２５は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドは、以下の点で第１の実施の形態に係る磁気ヘッドと異なっている。本実施の形態に係る磁気ヘッドは、連結層６１，６２を備えていない。本実施の形態に係る磁気ヘッドは、絶縁層２３および連結層６５の周囲に配置された絶縁層８２を備えている。本実施の形態では、第１の実施の形態において連結層６１が存在していた部分には絶縁層８２が存在し、第１の実施の形態において連結層６２が存在していた部分には絶縁層２５が存在している。従って、第１のリターンヨーク層２１は、主磁極１２に対して磁気的に接続されていない。本実施の形態では、第１の帰磁路部６０は、連結層６５と第１のリターンヨーク層２１とによって構成されている。本実施の形態における第１の帰磁路部６０は、下部シールド１３Ａに対しては磁気的に接続されているが、主磁極１２に対して磁気的に接続されていない。従って、この第１の帰磁路部６０は、下部シールド１３Ａと主磁極１２とを磁気的に連結していない。
本実施の形態では、下部シールド１３Ａは、連結層６５および第１のリターンヨーク層２１によって構成された体積が大きい第１の帰磁路部６０に磁気的に接続されている。従って、第１の実施の形態と同様に、本実施の形態によっても、シールド１３によって多くの磁束を取り込むことが可能になり、その結果、シールド１３の効果を効果的に発揮させることができる。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
なお、本発明は、上記各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、コイルの第１の部分１１と第２の部分１８を、平面渦巻き形状ではなく、それぞれ、媒体対向面３０にほぼ平行な方向に延びる複数本のコイル要素を含むものとしてもよい。そして、第１の部分１１の複数本のコイル要素と第２の部分１８の複数本のコイル要素とを接続して、主磁極１２の周りにヘリカル状に巻かれたコイルを形成してもよい。
また、第１、第２および第４の各実施の形態における主磁極１２、下部シールド１３Ａおよび上部シールド１３Ｄの形状を、第３の実施の形態と同様にしてもよい。
また、第２および第３の各実施の形態において、第４の実施の形態と同様に、第１のリターンヨーク層２１を主磁極１２に対して磁気的に接続しないようにしてもよい。
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。
１２…主磁極、１３…シールド、１３Ａ…下部シールド、１３Ｂ，１３Ｃ…サイドシールド、１３Ｄ…上部シールド、２１…第１のリターンヨーク層、２９…第２のリターンヨーク層、６０…第１の帰磁路部、６５，６６…連結層、６７…第２の帰磁路部。

Claims (7)

  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コイルと、
    前記媒体対向面に配置された端面を有し、前記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主磁極と、
    磁性材料よりなり、前記媒体対向面において前記主磁極の端面の周りを囲むように配置された端面を有するシールドと、
    非磁性材料よりなり、前記主磁極と前記シールドとの間に設けられたギャップ部と、
    磁性材料よりなる第１の帰磁路部および第２の帰磁路部と、
    前記下部シールドの周囲に配置された絶縁層と、
    上面を有し、前記コイル、主磁極、シールド、ギャップ部、第１の帰磁路部、第２の帰磁路部および絶縁層が積層される基板とを備えた垂直磁気記録用磁気ヘッドであって、
    前記シールドは、下部シールドと、第１および第２のサイドシールドと、上部シールドとを含み、
    前記下部シールドは、前記媒体対向面において前記主磁極の前記端面に対して記録媒体の進行方向の後側に配置された端面を有し、
    前記第１および第２のサイドシールドは、媒体対向面において前記主磁極の前記端面に対してトラック幅方向の両側に配置された２つの端面を有し、
    前記上部シールドは、前記媒体対向面において前記主磁極の前記端面に対して記録媒体の進行方向の前側に配置された端面を有し、
    前記第１の帰磁路部は、ヨーク層と、前記下部シールドとヨーク層とを磁気的に連結する連結層とを含み、
    前記媒体対向面に配置された前記主磁極の端面と交差し、前記媒体対向面および基板の上面に垂直な断面において、前記ヨーク層は、前記媒体対向面に垂直な方向について前記下部シールドよりも大きな長さを有し、前記連結層は、前記媒体対向面に垂直な方向について前記下部シールドよりも大きく前記ヨーク層よりも小さな長さを有し、
    前記第２の帰磁路部は、前記上部シールドと前記主磁極とを磁気的に連結し、
    前記コイルは、前記主磁極と第１の帰磁路部とによって囲まれた空間を通過する第１のコイル部分と、前記主磁極と第２の帰磁路部とによって囲まれた空間を通過する第２のコイル部分とを含み、
    前記主磁極は、前記基板の上面により近い端部である下端部と、前記下端部とは反対側の上面とを有し、
    前記主磁極の下端部は、前記媒体対向面に近い順に、連続するように配置された第１の部分および第２の部分を含み、
    前記第１の部分および第２の部分における任意の位置の前記基板の上面からの距離は、前記任意の位置が前記媒体対向面から離れるに従って小さくなり、
    前記媒体対向面に垂直な方向に対する前記第２の部分の傾斜角度は、前記媒体対向面に垂直な方向に対する前記第１の部分の傾斜角度よりも大きく、
    前記下部シールドは、前記ギャップ部を介して前記第１の部分に対向する上面を有し、
    前記下部シールドの上面における任意の位置の前記基板の上面からの距離は、前記任意の位置が前記媒体対向面から離れるに従って小さくなり、
    前記断面において、前記第２の部分は、前記下部シールドの上面よりも前記媒体対向面から遠い位置に配置され、
    前記連結層の上に前記下部シールドと前記絶縁層の一部とが配置され、
    前記下部シールドの上面に前記第１の部分の傾斜角度と等しい傾斜角度の第１の斜面が形成され、前記絶縁層の上面に前記第２の部分の傾斜角度と等しい傾斜角度の第２の斜面が形成され、
    前記ギャップ部の一部は、前記第１および第２の斜面と前記第１および第２の部分の間に介在するように、前記第１および第２の斜面に沿って配置されている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の帰磁路部は、前記下部シールドと前記主磁極とを磁気的に連結す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. 前記連結層は、前記媒体対向面において前記下部シールドの前記端面に対して記録媒体の進行方向の後側に配置された端面を有す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。
  4. 前記主磁極は、トラック幅方向の両側に配置された第１および第２の側部を有し、
    前記第１のサイドシールドは、前記主磁極の第１の側部に対向する第１の側壁を有し、
    前記第２のサイドシールドは、前記主磁極の第２の側部に対向する第２の側壁を有し、
    前記媒体対向面において、トラック幅方向における前記第１および第２の側部の間隔と、トラック幅方向における前記第１および第２の側壁の間隔は、いずれも前記基板の上面に近づくに従って小さくなっ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。
  5. 前記媒体対向面において、前記第１の側部と第１の側壁との間隔、および前記第２の側部と第２の側壁との間隔を、いずれもＧ１とし、前記主磁極の下端部と前記下部シールドとの間隔をＧ２としたとき、Ｇ１は２０〜８０ｎｍの範囲内であり、Ｇ２は、Ｇ１よりも大きく、Ｇ１の３倍以下であることを特徴とする請求項４記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。
  6. 前記主磁極の上面は、前記媒体対向面に配置された端部を有する傾斜面を含み、
    前記傾斜面における任意の位置の前記基板の上面からの距離は、前記任意の位置が前記媒体対向面から離れるに従って大きくなっ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。
  7. 前記上部シールドは、前記ギャップ部を介して前記傾斜面に対向する下面を有し、
    前記上部シールドの下面における任意の位置の前記基板の上面からの距離は、前記任意の位置が前記媒体対向面から離れるに従って大きくなっていることを特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録用磁気ヘッド。
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