JP5793483B2 - 磁気記録ヘッド、およびこれを備えたディスク装置 - Google Patents

Description

ここで述べる実施形態は、ディスク装置に用いる磁気記録ヘッド、およびこの磁気記録ヘッドを備えたディスク装置に関する。

ディスク装置として、例えば、磁気ディスク装置は、ケース内に配設された磁気ディスクと、磁気ディスクを支持および回転駆動するスピンドルモータと、磁気ディスクに対して情報のリード／ライトを行う磁気ヘッドと、を備えている。磁気ヘッドは、サスペンションに取り付けられたスライダ、およびスライダに設けられたヘッド部を有し、このヘッド部は、ライト用の記録ヘッドとリード用の再生ヘッドとを含んで構成されている。

近年、磁気ディスク装置の高記録密度化、大容量化あるいは小型化を図るため、垂直磁気記録用の磁気ヘッドが提案されている。このような磁気ヘッドにおいて、記録ヘッドは、垂直方向磁界を発生させる主磁極と、その主磁極のトレーリング側にライトギャップを挟んで配置されて磁気ディスクとの間で磁路を閉じるライトシールド磁極と、主磁極に磁束を流すためのコイルとを有している。更に、ライトシールド磁極の媒体側端部と主磁極との間に高周波発振子、例えば、スピントルク発振子、を設け、主磁極およびライトシールド磁極を通して高周波発振子に電流を流す高周波アシストヘッドが提案されている。

特開２００９−７０５４１号公報 特開２０１０−７０５４１号公報

従来の磁気ヘッドにおいては、ヘッドスライダのＡＢＳ（エアベアリングサーフェース）における主磁極とライトシールド磁極との間の距離（＝ライトギャップ長）を短くすることで、主磁極から発生する磁界の勾配を上げ、記録媒体上の磁化転移幅を短くし、記録信号品質を向上してきた。

高周波アシストヘッドにおいても、従来の磁気ヘッドと同様にライトギャップ長を短くすることは必要不可欠となる。しかし、ライトギャップ長が短くなることにより主磁極とライトシールド磁極との間での磁気的な結合が強くなるため、ギャップ磁界は増大する。その結果、主磁極からのヘッド磁界勾配をあげようと試みると、記録媒体に印加される高周波磁界の周波数が、記録媒体の共鳴周波数より大きくなってしまい、記録信号品質が劣化するという問題がある。

この発明が解決しようとする課題は、記録媒体に記録される信号品質が向上し、高記録密度化を可能とする磁気記録ヘッドおよびこれを備えたディスク装置を提供することにある。

実施形態によれば、磁気記録ヘッドは、記録媒体に対向する空気支持面と、前記空気支持面から記録磁界を発生する主磁極と、前記主磁極のトレーリング側にギャップを置いて対向するライトシールド磁極と、スピン注入層および発振層を有し、前記主磁極の前記空気支持面側の先端部と前記ライトシールド磁極との間に設けられ高周波磁界を発生するスピントルク発振子と、を備え、前記ライトシールド磁極は、前記スピントルク発振子を挟んで前記主磁極の先端部に対向する端面を有し、前記端面は、前記空気支持面に垂直な方向に対し、前記空気支持面に近い部位より遠い部位で前記主磁極との間隔が広くなるよう、前記主磁極からトレーリング側へ傾斜している。

図１は、第１の実施形態に係るハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤ）を示す斜視図。 図２は、前記ＨＤＤにおける磁気ヘッドおよびサスペンションを示す側面図。 図３は、前記磁気ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図。 図４は、前記磁気ヘッドの記録ヘッドを模式的に示す斜視図。 図５は、前記記録ヘッドの空気支持面側端部を拡大して示す断面図。 図６は、前記記録ヘッドの空気支持面側端部をスライダのリーディング端側から見た側面図。 図７は、前記記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図。 図８は、記録ヘッドの製造プロセスを示すフローチャート。 図９は、記録ヘッドの製造プロセスを示すフローチャート。 図１０は、記録ヘッドの各製造プロセスにおける記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図、記録ヘッドの縦断面図、記録ヘッドをトレーリング側から見た側面図。 図１１は、記録ヘッドの各製造プロセスにおける記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図、記録ヘッドの縦断面図、記録ヘッドをトレーリング側から見た側面図。 図１２は、記録ヘッドの各製造プロセスにおける記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図、記録ヘッドの縦断面図、記録ヘッドをトレーリング側から見た側面図。 図１３は、記録ヘッドの各製造プロセスにおける記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図、記録ヘッドの縦断面図、記録ヘッドをトレーリング側から見た側面図。 図１４は、記録ヘッドの各製造プロセスにおける記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図、記録ヘッドの縦断面図、記録ヘッドをトレーリング側から見た側面図。 図１５は、本実施形態、比較例１、比較例２に係る磁気記録ヘッドについて、スピントルク発振子に印加されるギャップ磁界と主磁極から発生する最大有効磁界との関係を比較して示す図。 図１６Ａは、本実施形態、比較例１、比較例２に係る磁気記録ヘッドについて、フリンジ磁界と主磁極から発生する最大有効磁界との関係を比較して示す図。 図１６Ｂは、本実施形態、比較例１、比較例２に係る磁気記録ヘッドにおいて、主磁極から発生する最大有効磁界が同等となるように、本実施形態の磁気記録ヘッドではコイル電流２０ｍＡ、比較例１の磁気記録ヘッドでは４０ｍＡ、比較例２の磁気記録ヘッドでは１２０ｍＡの場合の、最大有効磁界をトラック幅に対してプロットして示す図。 図１７は、本実施形態、比較例１、比較例２において、駆動端子電極６３によってスピントルク発振子に通電した状態で、磁気ディスクに書き込んだ記録パターンの磁化転移幅をそれぞれ計算した結果を示す図。 図１８は、スピントルク発振子の発振周波数を０〜３６ＧＨｚの範囲で変化させた場合に、磁気ディスクに書き込んだ記録パターンの磁化転移幅の変化を計算した結果を示す図。 図１９は、スピントルク発振子の発振周波数を０〜３６ＧＨｚの範囲で変化させた場合の磁気ディスクに書き込んだ記録パターンの磁化転移幅を計算した結果を示す図。 図２０は、前記磁気記録ヘッドのリーディング側端面の傾き角θと、ギャップ磁界および発振周波数と、の関係を示す図。 図２１は、ギャップ磁界に対するスピントルク発振子の電気抵抗の変化を示す図。 図２２は、第１変形例に係る磁気記録ヘッドの先端部を示す断面図。 図２３は、第２変形例に係る磁気記録ヘッドの先端部を示す断面図。 図２４は、第２の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドの記録ヘッドを示す断面図。 図２５は、第２の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドの記録ヘッドを模式的に示す斜視図。 図２６は、第２の実施形態に係る記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図。 図２７は、第３の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドの記録ヘッドを示す断面図。 図２８は、第３の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドの記録ヘッドを模式的に示す斜視図。 図２９は、第３の実施形態に係る記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図。 図３０は、第４の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドの記録ヘッドを示す断面図。 図３１は、第４の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドの記録ヘッドを模式的に示す斜視図。 図３２は、第４の実施形態に係る記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図。

以下図面を参照しながら、種々の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＨＤＤのトップカバーを取り外した内部構造を示し、図２は、浮上状態の磁気ヘッドを示している。図１に示すように、ＨＤＤは筐体１０を備えている。この筐体１０は、上面の開口した矩形箱状のベース１０ａと、図示しない矩形板状のトップカバーとを備えている。トップカバーは、複数のねじによりベース１０ａにねじ止めされ、ベース１０ａの上端開口を閉塞している。これにより、筐体１０内部は気密に保持され、呼吸フィルター２６を通してのみ、外部と通気可能となっている。

ベース１０ａ上には、記録媒体としての磁気ディスク１２および機構部が設けられている。機構部は、磁気ディスク１２を支持および回転させるスピンドルモータ１３、磁気ディスクに対して情報の記録、再生を行なう複数、例えば、２つの磁気ヘッド３３、これらの磁気ヘッド３３を磁気ディスク１２の表面に対して移動自在に支持したヘッドアクチュエータ１４、ヘッドアクチュエータを回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）１６を備えている。また、ベース１０ａ上には、磁気ヘッド３３が磁気ディスク１２の最外周に移動した際、磁気ヘッド３３を磁気ディスク１２から離間した位置に保持するランプロード機構１８、ＨＤＤに衝撃等が作用した際、ヘッドアクチュエータ１４を退避位置に保持するラッチ機構２０、およびプリアンプ、ヘッドＩＣ等の電子部品が実装された基板ユニット１７が設けられている。

ベース１０ａの外面には、制御回路基板２５がねじ止めされ、ベース１０ａの底壁と対向して位置している。制御回路基板２５は、基板ユニット１７を介してスピンドルモータ１３、ＶＣＭ１６、および磁気ヘッド３３の動作を制御する。

図１に示すように、磁気ディスク１２は、スピンドルモータ１３のハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにハブの上端にねじ止めされたクランプばね１５によりクランプされ、ハブに固定されている。磁気ディスク１２は、駆動モータとしてのスピンドルモータ１３により所定の速度で矢印Ｂ方向に回転される。

ヘッドアクチュエータ１４は、ベース１０ａの底壁上に固定された軸受部２１と、軸受部２１から延出した複数のアーム２７と、を備えている。これらのアーム２７は、磁気ディスク１２の表面と平行に、かつ、互いに所定の間隔を置いて位置しているとともに、軸受部２１から同一の方向へ延出している。ヘッドアクチュエータ１４は、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション３０を備えている。サスペンション３０は、板ばねにより構成され、その基端がスポット溶接あるいは接着によりアーム２７の先端に固定され、アーム２７から延出している。各サスペンション３０は対応するアーム２７と一体に形成されていてもよい。各サスペンション３０の延出端に磁気ヘッド３３が支持されている。アーム２７およびサスペンション３０によりヘッドサスペンションを構成し、このヘッドサスペンションと磁気ヘッド３３とによりヘッドサスペンションアッセンブリを構成している。

図２に示すように、各磁気ヘッド３３は、ほぼ直方体形状のスライダ４２と、このスライダの流出端（トレーリング端）に設けられた記録再生用のヘッド部４４と、を有している。磁気ヘッド３３は、サスペンション３０の先端部に設けられたジンバルばね４１に固定されている。各磁気ヘッド３３は、サスペンション３０の弾性により、磁気ディスク１２の表面に向かうヘッド荷重Ｌが印加されている。２本のアーム２７は所定の間隔を置いて互いに平行に位置し、これらのアームに取り付けられたサスペンション３０および磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２を間に挟んで互いに向かい合っている。

各磁気ヘッド３３は、サスペンション３０およびアーム２７上に固定された中継フレキシブルプリント回路基板（以下、中継ＦＰＣと称する）３５を介して後述するメインＦＰＣ３８に電気的に接続されている。

図１に示すように、基板ユニット１７は、フレキシブルプリント回路基板により形成されたＦＰＣ本体３６と、このＦＰＣ本体から延出したメインＦＰＣ３８とを有している。ＦＰＣ本体３６は、ベース１０ａの底面上に固定されている。ＦＰＣ本体３６上には、プリアンプ３７、ヘッドＩＣを含む電子部品が実装されている。メインＦＰＣ３８の延出端は、ヘッドアクチュエータ１４に接続され、各中継ＦＰＣ３５を介して磁気ヘッド３３に接続されている。

ＶＣＭ１６は、軸受部２１からアーム２７と反対方向に延出した図示しない支持フレーム、および支持フレームに支持されたボイスコイルを有している。ヘッドアクチュエータ１４をベース１０ａに組み込んだ状態において、ボイスコイルは、ベース１０ａ上に固定された一対のヨーク３４間に位置し、これらのヨークおよびヨークに固定された磁石とともにＶＣＭ１６を構成している。

磁気ディスク１２が回転した状態でＶＣＭ１６のボイスコイルに通電することにより、ヘッドアクチュエータ１４が回動し、磁気ヘッド３３は磁気ディスク１２の所望のトラック上に移動および位置決めされる。この際、磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２の径方向に沿って、磁気ディスクの内周縁部と外周縁部との間を移動される。

次に、磁気ディスク１２および磁気ヘッド３３の構成について詳細に説明する。図３は、磁気ヘッド３３のヘッド部４４および磁気ディスク１２を拡大して示す断面図である。

図１ないし図３に示すように、磁気ディスク１２は、例えば、直径約２．５インチの円盤状に形成された非磁性体からなる基板１０１を有している。基板１０１の各表面には、下地層として軟磁気特性を示す材料からなる軟磁性層１０２と、その上層部に、ディスク面に対して垂直方向に磁気異方性を有する磁気記録層１０３と、その上層部に保護膜層１０４が順に積層されている。

図２および図３に示すように、磁気ヘッド３３は浮上型のヘッドとして構成され、ほぼ直方体状に形成されたスライダ４２と、スライダの流出端（トレーリング）側の端部に形成されたヘッド部４４とを有している。スライダ４２は、例えば、アルミナとチタンカーバイドの焼結体（アルチック）で形成され、ヘッド部４４は薄膜を積層することにより形成されている。

スライダ４２は、磁気ディスク１２の表面に対向する矩形状の空気支持面（ＡＢＳ（エアベアリングサーフェース））４３を有している。スライダ４２は、磁気ディスク１２の回転によってディスク表面と空気支持面４３との間に生じる空気流Ｃにより浮上する。空気流Ｃの方向は、磁気ディスク１２の回転方向Ｂと一致している。スライダ４２は、磁気ディスク１２表面に対し、空気支持面４３の長手方向が空気流Ｃの方向とほぼ一致するように配置されている。

スライダ４２は、空気流Ｃの流入側に位置するリーディング端４２ａおよび空気流Ｃの流出側に位置するトレーリング端４２ｂを有している。スライダ４２の空気支持面４３には、図示しないリーディングステップ、トレーリングステップ、サイドステップ、負圧キャビティ等が形成されている。

図３に示すように、ヘッド部４４は、スライダ４２のトレーリング端４２ｂに薄膜プロセスで形成された再生ヘッド５４および記録ヘッド（磁気記録ヘッド）５８を有し、分離型の磁気ヘッドとして形成されている。

再生ヘッド５４は、磁気抵抗効果を示す磁性膜５５と、この磁性膜のトレーリング側およびリーディング側に磁性膜５５を挟むように配置されたシールド膜５６、５７と、で構成されている。これら磁性膜５５、シールド膜５６、５７の下端は、スライダ４２の空気支持面４３に露出している。

記録ヘッド５８は、再生ヘッド５４に対して、スライダ４２のトレーリング端４２ｂ側に設けられている。図４は、記録ヘッド５８および磁気ディスク１２を模式的に示す斜視図、図５は、記録ヘッド部分の主磁極先端部およびライトシールド磁極先端部を拡大して示す断面図、図６は、記録ヘッドの空気支持面側端部をスライダのリーディング端側から見た側面図、図７は、記録ヘッド部分を空気支持面側から見た平面図である。

図３および図４に示すように、記録ヘッド５８は、磁気ディスク１２の表面に対して（記録層に対して）垂直方向の記録磁界を発生させる高透磁率、高飽和磁束密度を有する軟磁性材料からなる主磁極６０と、主磁極６０のトレーリング側にライトギャップＷＧを置いて配置され、主磁極直下の軟磁性層１０２を介して効率的に磁路を閉じるために設けられた軟磁性材料からなるライトシールド磁極（トレーリングシールド磁極）６２と、主磁極６０の上部をライトシールド磁極６２に物理的に接合する接合部６７と、主磁極６０の先端部６０ａとライトシールド磁極６２との間で、かつ、空気支持面４３に面する部分に配置された非磁性導電体からなる高周波発振素子、例えば、スピントルク発振子６５と、磁気ディスク１２に信号を書き込む際、主磁極６０に磁束を流すために主磁極６０およびライトシールド磁極６２を含む磁路に巻きつくように配置された記録コイル７０と、を有している。記録コイル７０に供給する電流は、ＨＤＤの制御回路基板（制御部）２５によって制御される。

主磁極６０とライトシールド磁極６２の接合部６７には電気的な絶縁層６１が配置され、主磁極とライトシールド磁極とは互いに絶縁されている。主磁極６０およびライトシールド磁極６２はそれぞれ駆動端子電極６３に電気的に接続されている。これらの駆動端子電極６３から主磁極６０、スピントルク発振子６５、ライトシールド磁極６２を通して電流を直列に通電できるように電流回路が構成されている。これによりライトシールド磁極６２および主磁極６０はスピントルク発振子６５に垂直通電する電極としても働くことになる。

記録コイル７０は、例えば、主磁極６０とライトシールド磁極６２との間で、接合部６７の回りに巻付けられている。図示しない電源から記録コイル７０に供給する電流は、ＨＤＤの制御回路基板（制御部）２５によって制御される。磁気ディスク１２に信号を書き込む際、電源から記録コイル７０に所定の電流が供給され、主磁極６０に磁束を流し磁界を発生させる。

図３、図４、図６、図７に示すように、主磁極６０は、磁気ディスク１２の表面に対してほぼ垂直に延びている。主磁極６０の磁気ディスク１２側の先端部６０ａは、空気支持面４３および磁気ディスク表面に向かって先細に絞り込まれ、他の部分に対して幅の狭い柱状に形成されている。主磁極６０の先端面は、スライダ４２の空気支持面４３に露出している。主磁極６０の先端部６０ａの幅は、磁気ディスク１２におけるトラックの幅にほぼ対応している。

ライトシールド磁極６２は、ほぼＬ字形状に形成され、その先端部６２ａは、細長い矩形状に形成されている。ライトシールド磁極６２の先端面は、スライダ４２の空気支持面４３に露出している。ライトシールド磁極６２の先端部６２ａは、主磁極６０の先端部６０ａに対向するリーディング側端面（磁極端面）６２ｂを有している。このリーディング側端面６２ｂは、主磁極６０の先端部６０ａの幅、および、磁気ディスク１２のトラック幅、よりも充分に長く、磁気ディスク１２のトラックの幅方向に沿って延びている。空気支持面４３において、リーディング側端面６２ｂの下端縁あるいは下端縁部は、主磁極６０のトレーリング側端面６０ｂとライトギャップＷＧを置いて平行に対向している。

図３、図５、図６、図７に示すように、スピントルク発振子６５は、主磁極６０の先端部６０ａのトレーリング側端面６０ｂと、ライトシールド磁極６２の先端部６２ａのリーディング側端面６２ｂとの間に配置され、ライトギャップＷＧ内に位置している。

スピントルク発振子６５は、下地層、スピン注入層（第２磁性体層）６５ａ、中間層、発振層（第１磁性体層）６５ｂ、キャップ層を、主磁極６０側からライトシールド磁極６２側に順に積層して構成されている。スピントルク発振子６５の幅（トラック幅方向の幅）は、主磁極６０の先端部６０ａの幅とほぼ等しく、あるいは、僅かに小さく形成されている。そして、スピントルク発振子６５は、主磁極の先端部６０ａの全体と対向するように主磁極に整列して設けられている。

主磁極６０の先端部６０ａのトレーリング側端面６０ｂは、磁気ディスク１２の記録層およびスライダの空気支持面４３に対してほぼ垂直に延びている。スピントルク発振子６５は、トレーリング側端面６０ｂに対向し、このトレーリング側端面６０ｂと平行に配置されている。これにより、スピントルク発振子６５のスピン注入層６５ａ、発振層６５ｂおよび他の層は、空気支持面４３および磁気ディスク１２の記録層に対して、ほぼ垂直に延びている。なお、スピントルク発振子６５の空気支持面４３側の端は、空気支持面４３に露出し、空気支持面４３と平行かつ面一に形成されている。

図６に示すように、スピントルク発振子６５の高さＳＨ（空気支持面４３からの高さ）は、主磁極６０の絞り込まれた先端部６０ａの高さＮＨと同一か、あるいは、ＮＨよりも小さく形成されている。

ライトシールド磁極６２は、スピントルク発振子６５に対向するリーディング側端面６２ｂを有し、このリーディング側端面６２ｂは、磁気ディスク１２の記録層およびスライダの空気支持面４３に垂直な方向に対し、磁気ディスク１２の記録層（あるいは空気支持面４３）から離れるに従ってヘッドトレーリング側へ傾斜して延びている。すなわち、トレーリング側端面６０ｂは、空気支持面４３から高さ方向奥側（空気支持面から離れる方向）に向かうに従い、空気支持面４３に垂直な方向に対してヘッドトレーリング側に角度（傾き角）θだけ傾斜している。角度θは、例えば、３５度に形成されている。これにより、リーディング側端面６２ｂは、主磁極６０およびスピントルク発振子６５に対して、傾斜して延び、空気支持面４３から高さ方向奥側に向かうに従い、すなわち、磁気ディスクに近い部位より遠い部位で、主磁極６０との間隔が広くなっている。

なお、リーディング側端面６２ｂは、空気支持面４３の位置から傾斜しているが、少なくとも、スピントルク発振子６５の高さＳＨ（空気支持面４３からの高さ）よりも低い位置、すなわち、スピントルク発振子６５の上端よりも空気支持面４３側の位置、からトレーリング側へ傾斜していればよい。また、本実施形態では、リーディング側端面６２ｂ全体が傾斜する構成としているが、これに限らず、リーディング側端面６２ｂの内、少なくとも、スピントルク発振子６５と対向し、かつ、トラック幅よりも広い領域が角度θだけ傾斜して形成されていてもよい。

図３および図４に示すように、本実施形態において、主磁極６０の先端部６０ａは、トレーリング側端面６０ｂの反対側に位置するリーディング側端面６０ｃを有し、このリーディング側端面６０ｃは、磁気ディスク１２の記録層に垂直な方向に対し、磁気ディスク１２から離れるに従ってヘッドリーディング側へ傾斜している。すなわち、リーディング側端面６０ｃは、空気支持面４３から高さ方向奥側（空気支持面から離れる方向）に向かうに従い、空気支持面４３に垂直な方向に対してヘッドリーディング側に傾斜している。

磁気ディスク装置に磁気ヘッドを搭載する場合、スキュー角によって、隣接トラックの記録を劣化させるフリンジ磁界を低減するため、主磁極６０の空気支持面４３におけるヘッド走行方向の長さであるポール長は、５０から１００ｎｍに設計されている。また、磁気ディスク１２における記録層の記録状態を良好にする磁界強度を確保するためには、主磁極６０奥側（高さ方向で空気支持面から離れる側）での厚さを増大させることが好ましい。そのため、主磁極６０は、主磁極の厚さを空気支持面４３に向かって絞り込むように、ヘッドリーディング側端面６０ｃにテーパーを設けた構成とすることが好ましい。

図３に示すように、再生ヘッド５４および記録ヘッド５８は、スライダ４２の空気支持面４３に露出する部分を除いて、非磁性の保護絶縁膜８１により覆われている。保護絶縁膜８１は、ヘッド部４４の外形を構成している。

上記のように構成された記録ヘッド５８の製造プロセスについて説明する。図８および図９は、製造プロセスを示すフローチャート、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４は、各工程における空気支持面側から見た記録ヘッドの平面図、記録ヘッドの縦断面図、記録ヘッドをトレーリング側から見た正面図を示している。

図８および図１０（ａ−１）、（ｂ−１）、（ｃ−１）に示すように、下地としてのアルミナ膜２０１を成膜し、その上にレジストパターン２２０を形成する。この状態で、斜めからＩＢＥ(イオン・ビーム・エッチング)によりアルミナ膜２０１をエッチングし、主磁極のリーディング側先端部の形状を形成する（ステップ１）。

図１０（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）に示すように、レジストパターン２２０を除去した後、アルミナ膜２０１上にスパッタ層２０３を成膜する。更に、スパッタ層２０３上をアルミナ膜２０１で埋め戻し、ＣＭＰ（化学機械研磨）により平坦化し、その上に、メタルマスク２０２を成膜する（ステップ２）。

図１０（ａ−３）、（ｂ−３）、（ｃ−３）に示すように、メタルマスク２０２上に、主磁極６０のリーディング側先端部の形状に対応する形状のレジストパターン２０４を成膜する（ステップ３）。図１０（ａ−４）、（ｂ−４）、（ｃ−４）に示すように、ＩＢＥにより、レジストパターン２０４を通してメタルマスク２０２をエッチングした後（ステップ４）、図１０（ａ−５）、（ｂ−５）、（ｃ−５）に示すように、レジストパターン２０４を除去する(ステップ５)。

図１１（ａ−６）、（ｂ−６）、（ｃ−６）に示すように、ＩＢＥにより、メタルマスク２０２を通してアルミナ膜２０１をエッチングして主磁極６０のリーディング側先端部の形状を形成する(ステップ６)。続いて、図１１（ａ−７）、（ｂ−７）、（ｃ−７）に示すように、エッチングにより形成されたリーディング側先端部領域およびメタルマスク２０２上に磁性体層２０５をメッキにより形成した後（ステップ７）、図１１（ａ−８）、（ｂ−８）、（ｃ−８）に示すように、ＣＭＰにより磁性体層２０５をリーディング側先端部領域まで平坦化する（ステップ８）。

図１１（ａ−９）、（ｂ−９）、（ｃ−９）に示すように、スパッタにより、スピントルク発振子を構成するスピン注入層、発振層、中間層、ギャップ層を含む成膜２０７を磁性体層２０５上およびメタルマスク２０２上に順次、形成する（ステップ９）。

図１２（ａ−１０）、（ｂ−１０）、（ｃ−１０）に示すように、主磁極６０のトレーリング側先端部の形状に対応する形状のレジストパターン２０８を成膜２０７上に形成する（ステップ１０）。次いで、図９および図１２（ａ−１１）、（ｂ−１１）、（ｃ−１１）に示すように、ＩＢＥにより、レジストパターン２０８側から成膜２０７をエッチングし、成膜２０７を主磁極６０のトレーリング側先端部に対応する形状に形成する（ステップ１１）。

図１２（ａ−１２）、（ｂ−１２）、（ｃ−１２）に示すように、レジストパターン２０８およびアルミナ膜２０１を覆う酸化シリコン膜２０９を形成した後（ステップ１２）、図１２（ａ−１３）、（ｂ−１３）、（ｃ−１３）に示すように、リフトオフにより、レジストパターン２０８およびその上に形成された酸化シリコン膜２０９の部分を除去する（ステップ１３）。

次いで、図１２（ａ−１４）、（ｂ−１４）、（ｃ−１４）に示すように、成膜２０７上において、スピントルク発振子の形成位置に対応する部分に、スピントルク発振の高さに相当する幅のレジストパターン２１０を形成する（ステップ１４）。図１３（ａ−１５）、（ｂ−１５）、（ｃ−１５）に示すように、ＩＢＥにより、レジストパターン２１０を通して成膜２０７および酸化シリコン膜２０９をエッチングし、主磁極の上部に重なる部分を除去する（ステップ１５）。

図１３（ａ−１６）、（ｂ−１６）、（ｃ−１６）に示すように、レジストパターン２１０にて非磁性体層２１１を埋め戻し（ステップ１６）、次いで、図１３（ａ−１７）、（ｂ−１７）、（ｃ−１７）に示すように、レジストパターン２１０およびこのレジストパターン２１０上に位置する非磁性体層２１１の部分をリフトオフする（ステップ１７）。

図１４（ａ−１８）、（ｂ−１８）、（ｃ−１８）に示すように、成膜２０７および非磁性体層２１１上にルテニウム２１２を成膜して下地を形成した後（ステップ１８）、図１４（ａ−１９）、（ｂ−１９）、（ｃ−１９）に示すように、ルテニウム２１２のＡＢＳ面と反対側の端部上にレジストパターン２１３を形成する（ステップ１９）。この状態で、図１４（ａ−２０）、（ｂ−２０）、（ｃ−２０）に示すように、斜めからＩＢＥによりルテニウム２１２をエッチングし、ライトシールド磁極のリーディング側端面の形状を形成する（ステップ２０）。

その後、図１４（ａ−２１）、（ｂ−２１）、（ｃ−２１）に示すように、メッキフレームとなるレジストパターン２１４を形成し、更に、成膜２０７および非磁性体層２１１にライトシールドを構成する磁性体２１５をメッキにより形成する（ステップ２０）。その後、空気支持面まで、主磁極、スピントルク発振子、およびライトシールド磁極をＣＭＰにて平坦化する。以上の工程により、前述した構成を有する主磁極６０、スピントルク発振子６５、ライトシールド磁極６２が形成される。

以上のように構成されたＨＤＤによれば、ＶＣＭ１６を駆動することにより、ヘッドアクチュエータ１４が回動し、磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２の所望のトラック上に移動され、位置決めされる。また、磁気ヘッド３３は、磁気ディスク１２の回転によってディスク表面と空気支持面４３との間に生じる空気流Ｃにより浮上する。ＨＤＤの動作時、スライダ４２の空気支持面４３はディスク表面に対し隙間を保って対向している。図２に示すように、磁気ヘッド３３は、ヘッド部４４の記録ヘッド５８部分が最も磁気ディスク１２表面に接近した傾斜姿勢をとって浮上する。この状態で、磁気ディスク１２に対して、再生ヘッド５４により記録情報の読み出しを行うとともに、記録ヘッド５８により情報の書き込みを行う。

情報の書き込みにおいては、記録コイル７０により主磁極６０を励磁し、この主磁極から直下の磁気ディスク１２の記録層１０３に垂直方向の記録磁界を印加することにより、所望のトラック幅にて情報を記録する。

図１５、図１６Ａ、図１６Ｂは、上述した本実施形態に係る磁気記録ヘッド５８の特性を比較例１、２に係る磁気記録ヘッドの特性と比較して示している。比較例１に係る磁気記録ヘッドは、スピントルク発振子を有し、主磁極とライトシールド磁極の対向面（リーディング側端面）とが平行な記録ヘッドである。比較例２に係る磁気記録ヘッドは、スピントルク発振子を有し、ライトシールド磁極の対向面（リーディング側端面）に対向する主磁極のトレーリング側端面が空気支持面に垂直な方向に対してリーディング側に傾斜している記録ヘッドである。

図１５は、比較例１、２と本実施形態に係る磁気記録ヘッドについて、スピントルク発振子に印加されるギャップ磁界と主磁極から発生する最大有効磁界との関係を比較して示している。なお、この比較では、駆動端子電極６３によるスピントルク発振子への通電はしていない。

本実施形態に係る磁気記録ヘッド（■のプロットで示される）、比較例１に係る磁気記録ヘッド（□のプロットで示される）、比較例２に係る磁気記録ヘッド（△のプロットで示される）について、記録コイル７０に流す電流を本実施形態では２０、４０、６０、８０、１００ｍＡの５点、比較例１では、１０、２０、４０、６０、８０、１００ｍＡの６点、比較例２では、２０、４０、６０、８０、１００、１２０ｍＡの６点と変えたときの、ギャップ磁界と主磁極から発生する最大有効磁界との関係を示している。電流の範囲が異なるのは、図１８の説明で記録能力を合わせるため、比較例２に電流を大きく印加している。また、図１９の説明でギャップ磁界を合わせるため、比較例１に印加する電流を小さくしている。

図１５から、比較例１の磁気記録ヘッドのギャップ磁界と最大有効磁界の関係に比べて、本実施形態の磁気記録ヘッドでは、最大有効磁界に対して、ギャップ磁界が小さい方向へシフトしていることが分かる。例えば、比較例１の４０ｍＡにおける最大有効磁界が１．１２Ｔ、ギャップ磁界は１２５００（Ｏｅ）であり、比較例２の１２０ｍＡにおける最大有効磁界が１．１２Ｔ、ギャップ磁界は１０７００（Ｏｅ）であるのに対して、本実施形態では、２０ｍＡにおける最大有効磁界が１．１５Ｔ、ギャップ磁界が７４００（Ｏｅ）であり、最大有効磁界に対してギャップ磁界が５０００（Ｏｅ）程度減少している。すなわち、本実施形態に係る磁気記録ヘッドでは、ギャップ磁界が大きく緩和できていることがわかる。

比較例２に係る磁気記録ヘッドにおいては、ギャップ磁界が減少しているが、同時に最大有効磁界も大きく劣化しているため、比較例１に係る磁気記録ヘッドのギャップ磁界と最大有効磁界との関係とほとんど変わらない。

図１６Ａは、本実施形態、比較例１、比較例２に係る磁気記録ヘッドについて、図１６Ｂで定義されるフリンジ磁界と主磁極から発生する最大有効磁界との関係を比較して示している。なお、この比較では駆動端子電極６３によるスピントルク発振子への通電はしていない。

本実施例では主磁極から発生する最大有効磁界をトラック幅方向に対してプロットしたものである。記録トラックピッチを６４ｎｍとして、図１６Ｂに示すように、トラックセンター位置を０ｎｍとしたときの隣接トラック位置３２〜９６ｎｍの範囲における最大有効磁界を平均した磁界をフリンジ磁界として算出し、隣接トラックに影響する磁界の指標としている。

図１６Ａ、図１６Ｂでは、本実施形態に係る磁気記録ヘッド（■のプロットで示される）、比較例１に係る磁気記録ヘッド（□のプロットで示される）、比較例２に係る磁気記録ヘッド（△のプロットで示される）について、記録コイル７０に流す電流を本実施形態では２０、４０、６０、８０、１００ｍＡの５点、比較例１では、１０、２０、４０、６０、８０、１００ｍＡの６点、比較例２では、２０、４０、６０、８０、１００、１２０ｍＡの６点と変えたときの、フリンジ磁界と主磁極から発生する最大有効磁界の関係を示している。

これらの図から、比較例１に係る磁気記録ヘッドのフリンジ磁界と最大有効磁界との関係に比べて、本実施形態に係る磁気記録ヘッドでは、最大有効磁界に対して、フリンジ磁界が小さい方向へシフトしていることが分かる。本実施形態に係る磁気記録ヘッドでは、主磁極とライトシールド磁極との間の磁気的結合が弱められるため、効率よく磁極先端に磁束が集中する。これにより、主磁極から発生する最大有効磁界に対して、フリンジ磁界の影響が緩和している。

比較例２に係る磁気記録ヘッドは、本実施形態および比較例１に係る磁気記録ヘッドよりも主磁極から発生する最大有効磁界に対して、フリンジ磁界が大きい方向へシフトしている。主磁極がヘッドリーディング側へ傾斜することにより、主磁極の磁束の流れがヘッドリーディング側に向かい、主磁極先端へ流れる磁束量が減少する。更に、ヘッドリーディング側からの漏れ磁界によってフリンジ磁界が増大していることが分かる。

図１６Ｂは、３つの磁気記録ヘッドにおいて、主磁極から発生する最大有効磁界が同等となるように、本実施形態の磁気記録ヘッドではコイル電流２０ｍＡ、比較例１の磁気記録ヘッドでは４０ｍＡ、比較例２の磁気記録ヘッドでは１２０ｍＡの場合の、最大有効磁界をトラック幅に対してプロットしている。本実施形態は■、比較例１は□、比較例２は△でそれぞれプロットしている。図１６Ｂに示すプロファイルを見ても、本実施形態に係る磁気記録ヘッドが比較例１、比較例２よりも、最大有効磁界のトラック幅方向の広がりが抑制されていることがわかる。

図１５、図１６Ａ、図１６Ｂから、主磁極から発生する最大有効磁界を維持したまま、記録媒体に印加されるギャップ磁界を緩和するには、比較例２のようにライトシールド磁極に対向する主磁極対向面をリーディング側へ傾斜するのではなく、主磁極に対向するライトシールド磁極の対向面（リーディング側端面、磁極端面）をトレーリング側へ傾斜する本実施形態が有効であることがわかる。

図１７は、本実施形態、比較例１、比較例２において、駆動端子電極６３によってスピントルク発振子に通電した状態で、磁気ディスクに書き込んだ記録パターンの磁化転移幅をそれぞれ計算した結果を示している。磁化転移幅は狭くなるほど、ビット間隔が詰まっても、隣接ビットに対してビットシフトや波形干渉の影響が軽減されるため、記録密度を向上させることができる。

スピントルク発振子に通電しない状態での記録能力が同等となるように、実施形態の磁気記録ヘッドでは、コイル電流２０ｍＡ、比較例１ではコイル電流４０ｍＡ、比較例２ではコイル電流１２０ｍＡを流した状態で記録している。記録が行われる記録層の異方性磁界Ｈｋは１６ｋＯｅとした。

比較例１では、スピントルク発振子へ通電なしの場合の磁化転移幅１０．２ｎｍに対して、通電ありの場合の磁化転移幅は１０ｎｍとなり、０．２ｎｍの改善しか得られなかった。比較例２では、スピントルク発振子へ通電なしの場合の磁化転移幅１０．４ｎｍに対して、通電ありの場合の磁化転移幅は１０．２ｎｍとなり、こちらも０．２ｎｍの改善しか得られなかった。一方、本実施形態の磁気記録ヘッドでは、スピントルク発振子へ通電なしの場合の磁化転移幅１０ｎｍに対して、通電ありの場合の磁化転移幅は４．５ｎｍであり、５．５ｎｍと大きく改善している。このことから、本実施形態の磁気記録ヘッドでは、スピントルク素子の発振により、記録密度の向上が可能であることが分かる。

図１８および図１９は、上述の図１７に示す計算結果を説明する発振周波数と磁化転移幅との関係を示している。図１８は、スピントルク発振子の発振周波数を０〜３６ＧＨｚの範囲で変化させた場合に、磁気ディスクに書き込んだ記録パターンの磁化転移幅の変化を計算した結果である。スピントルク発振子に通電しない状態での記録能力が同等となるように、実施形態ではコイル電流２０ｍＡ、比較例１では４０ｍＡ、比較例２では１２０ｍＡ、を流した状態で記録している。実施形態は■、比較例１は□、比較例２は△で、それぞれ計算値をプロットしている。

図１８に示すように、実施形態に係る磁気記録ヘッドも、比較例１、比較例２に係る磁気記録ヘッドも、発振周波数２０ＧＨｚで記録磁化転移幅が最小値となり、記録媒体の記録層の垂直磁化を最も反転させやすい周波数（＝媒体共鳴周波数）に相当することが分かる。しかし、ギャップ磁界が１２５００（Ｏｅ）である比較例１と、ギャップ磁界が１０７００（Ｏｅ）である比較例２の磁気記録ヘッドでは、それぞれスピントルク発振子の発振周波数は、３０ＧＨｚ以上を示しており、記録媒体の共鳴周波数からおおきくずれている。この発振周波数の範囲では磁化転移幅が改善しないことが分かる。一方、ギャップ磁界が７４００（Ｏｅ）である本実施形態の磁気記録ヘッドでは、スピントルク発振子の発振周波数は２０ＧＨｚを示し、媒体の共鳴周波数と一致しているため、磁化転移幅が最も大きく改善されている。

図１９は、スピントルク発振子の発振周波数を０〜３６ＧＨｚの範囲で変化させた場合の磁気ディスクに書き込んだ記録パターンの磁化転移幅を計算した結果を示している。図１８と異なる点は、スピントルク発振子に印加されるギャップ磁界が同等となるように、実施形態はコイル電流２０ｍＡ、比較例１ではコイル電流１０ｍＡ、比較例２ではコイル電流６０ｍＡ流した状態で記録している。実施形態は■、比較例１は□、比較例２は△でそれぞれ計算値をプロットしている。

本実施形態に係る磁気記録ヘッド、比較例１、比較例２の磁気記録ヘッドのいずれも、ギャップ磁界が７５００（Ｏｅ）程度であり、スピントルク発振子の発振周波数は２０ＧＨｚを示している。しかし、主磁極から発生する最大有効磁界が０．８Ｔ程度である比較例１、比較例２の磁気記録ヘッドは、スピントルク発振子に通電しない状態で記録能力が大きく劣化している。そのため、通電により磁化転移幅が改善したとしても９ｎｍと広く、高密度化できない。

以上の結果から、スピントルク発振子を備える磁気記録ヘッドにおいて、本実施形態に係る磁気記録ヘッドは、主磁極から発生する最大有効磁界、傾度を維持したまま、スピントルク発振子の発振周波数と媒体共鳴周波数のマッチングをとることができ、高記録密度を達成する上で有効であることが分かる。

本実施形態に係る磁気記録ヘッド５８において、ライトシールド磁極６２のリーディング側端面（磁極端面）６２ｂの傾き角θは、１０°≦θ≦６０°であることが好ましい。図２０は、傾き角θとギャップ磁界、およびスピントルク発振子の発振周波数との関係を示したものである。前述した図１８の条件と同様に、スピントルク発振子に通電しない状態での記録能力が同等となるようにコイル電流を調節している。図２０から、傾き角θを大きくするに従い、ギャップ磁界が減少し、それに伴いスピントルク発振子の発振周波数も低くなることが分かる。

図１８で説明したように、媒体共鳴周波数に対してスピントルク発振子の発振周波数が大きくずれると磁化転移幅は改善しない。図２０に示すように、傾き角θ＞６０°の場合、発振周波数が１６ＧＨｚよりも小さく、傾き角θ＜１０°の場合、発振周波数は２８ＧＨｚより大きくなる。そのため、傾き角θがこの範囲にある場合、磁化転移幅の改善は見られないことが図１８から分かる。よって、本実施形態のように、ライトシールド磁極６２のリーディング側端面（磁極端面）６２ｂの傾き角θを１０°≦θ≦６０°にすることにより、高記録密度化を達成することができる。

また、図６に示すように、スピントルク発振子６５の空気支持面４３からの高さＳＨと主磁極６０の空気支持面４３から先端絞り込み部までの高さＮＨとの関係は、ＮＨ≧ＳＨであることが好ましい。主磁極６０とスピントルク発振子６５のトラック幅規定の加工プロセスでは、主磁極６０とスピントルク発振子６５を同時にミリングするため、ＮＨ＜ＳＨの場合、スピントルク発振子６５の上部左右に角形状が形成されてしまう。この角形状は、スピントルク発振子６５の磁化回転において、磁化のピン止めを引き起こす要因となり、発振が抑制されてしまう。発振の有無に関しては外部磁場によって電気抵抗が変化する磁気抵抗効果を利用して抵抗上昇を測定する方法がある。

図２１は、ギャップ磁界に対するスピントルク発振子６５（スピン注入層６５ａ、発振層６５ｂ）の電気抵抗の変化を示している。図２１は、駆動端子電極６３によりスピントルク発振子６５に垂直通電した状態で、スピントルク発振子に印加されるギャップ磁界の大きさを変化させた場合の電気抵抗を測定し、ギャップ磁界＝０の場合の抵抗値をｄＲ＝０（基準値）とし、抵抗値の変化をプロットしたものである。

スピントルク発振子６５に印加されるギャップ磁界の向きは、主磁極６０からライトシールド磁極６２へ流れ込む向きである。ギャップ磁界＝０の場合、フリー層として働くスピントルク発振子６５の発振層６５ｂは、膜面方向に磁化が向いているが、ギャップ磁界を印加していくとギャップ磁界と同じ向きに磁化される。一方、ピン層として働くスピン注入層６５ａは、ギャップ磁界＝４０００（Ｏｅ）までは反転されないため、この際、発振層６５ｂとスピン注入層６５ａの磁化は反平行となり、抵抗値は大きくなる。

４０００（Ｏｅ）よりも大きいギャップ磁界が印加されると、スピン注入層６５ａの磁化も反転されるため、発振層６５ｂとスピン注入層６５ａの磁化は平行となり、抵抗値は低くなる。更にギャップ磁界を印加すると、発振層６５ｂの膜面に印加されるスピン注入力とギャップ磁界が釣合うことで、スピントルク発振子内で磁化の回転が起こる。このとき、発振層６５ｂとスピン注入層６５ａの磁化は概垂直の関係となるため、抵抗値は大きくなる。

ＮＨ≧ＳＨの場合、ギャップ磁界＞６０００（Ｏｅ）の範囲で、図２１に破線の丸枠で示すように、抵抗値の増大が確認され、発振が起きていることがわかる。一方、ＮＨ＜ＳＨの場合、ギャップ磁界＝４０００（Ｏｅ）で抵抗値が減少したまま、ギャップ磁界を増大させても抵抗値に変化は見られず、発振が起きていないことがわかる。

上記の結果から、本実施形態の磁気記録ヘッド５８では、ＮＨ≧ＳＨにすることで、スピントルク発振子６５を安定に発振させることができるため、記録媒体に印加される高周波磁界により、記録媒体に記録される信号品質が向上し、高記録密度化を達成することができる。

以上のように、本実施形態に係る磁気ディスク装置に用いる、スピントルク発振子を備えた磁気記録ヘッドは、スピントルク発振子と対向するライトシールド磁極の磁極端面をスライダの空気支持面からハイト方向奥側に向うに従い、主磁極から遠ざかるように、すなわち、主磁極との間隔が広がるように、形成した構成であり、この構成により、スピントルク発振子へ印加される磁界（＝ギャップ磁界）を、スピントルク発振子から発生する高周波磁界（Ｈａｃ）の周波数を記録媒体の共鳴周波数にマッチングさせることができ、記録媒体の記録層の垂直磁化を反転させやすくさせることができる。磁気ディスク装置において記録媒体に記録される媒体磁化反転能力が増大した結果、信号強度が増大し、また、既記録信号の信号劣化を抑制できる。これにより、磁気ディスク上に記録保存される信号品質が向上し、その結果、記録密度を向上させることができ、また、信号の信頼性が向上する。以上のことから、記録媒体に記録される信号品質が向上し、高記録密度化を可能とする磁気記録ヘッドおよびこれを備えたディスク装置が得られる。

なお、第１の実施形態において、ライトシールド磁極６２のリーディング側端面６２ｂは、直線的に傾斜する構成としたが、図２２に示す第１変形例に係る磁気記録ヘッドのように、リーディング側端面６２ｂは、階段状に形成され、スライダの空気支持面４３からハイト方向奥側に向うに従い、スピントルク発振子６５、主磁極６０のトレーリング側端面６０ｂから遠ざかるように形成してもよい。この場合、リーディング側端面６２ｂは、全体の平均の傾きが角度θとなるように形成される。

また、図２３に示す第２変形例に係る磁気記録ヘッドのように、リーディング側端面６２ｂは、円弧状に湾曲して形成され、スライダの空気支持面４３からハイト方向奥側に向うに従い、スピントルク発振子６５、主磁極６０のトレーリング側端面６０ｂから遠ざかるように形成してもよい。この場合、リーディング側端面６２ｂは、全体の平均の傾きが角度θとなるように形成される。

次に、他の実施形態に係るＨＤＤおよび磁気ヘッドについて説明する。なお、以下に述べる種々の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には、第１の実施形態と同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッドについて説明する。
図２４は、第２の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドのヘッド部、特に、記録ヘッドを拡大して示す断面図、図２５は、記録ヘッドを模式的に示す斜視図、図２６は、記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図である。

第２の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッド（磁気記録ヘッド）５８は、主に、リーディングシールド磁極を更に備えている点で第１の実施形態と構成が相違し、他の構成は、第１の実施形態に係る記録ヘッドと同一である。第１の実施形態と同一の部分には、第１の実施形態と同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図２４ないし図２６に示すように、第２の実施形態によれば、ＨＤＤの記録ヘッド５８は、磁気ディスク１２の表面に対して（記録層１０３に対して）垂直方向の記録磁界を発生させる高透磁率、高飽和磁束密度を有する軟磁性材料からなる主磁極６０と、主磁極６０のトレーリング側にライトギャップＷＧを置いて配置され、主磁極直下の軟磁性層１０２を介して効率的に磁路を閉じるために設けられた軟磁性材料からなるライトシールド磁極（トレーリングシールド磁極）６２と、主磁極６０の上部をライトシールド磁極６２に接合する接合部６７と、主磁極６０の先端部６０ａとライトシールド磁極６２との間で、かつ、空気支持面に面する部分に配置された非磁性導電体からなる高周波発振素子、例えば、スピントルク発振子６５と、磁気ディスク１２に信号を書き込む際、主磁極６０に磁束を流すために主磁極６０およびライトシールド磁極６２を含む磁路（磁気回路）に巻きつくように配置された記録コイル７０と、を有している。記録ヘッド５８は、更に、主磁極６０のリーディング側に配置され、主磁極直下の軟磁性層を介して効率的に磁路を閉じるために設けられたリーディングシールド磁極７２と、主磁極６０に磁束を流すために主磁極６０及びリーディングシールド磁極７２を含む磁路（磁気回路）に巻きつくように配置された記録コイル７１と、を有している。

主磁極６０の先端部６０ａとライトシールド磁極６２の先端部との間にスピントルク発振子６５が配置され、これらは、前述した第１の実施形態と同様に構成されている。スピントルク発振子６５および主磁極６０の先端部６０ａと対向するライトシールド磁極６２のリーディング側端面６２ｂは、スライダの空気支持面４３からハイト方向奥側に向うに従い、主磁極６０（スピントルク発振子）から遠ざかるように、すなわち、主磁極との間隔が広がるように、傾き角θだけ傾斜して、あるいは、階段状に形成されている。

リーディングシールド磁極７２は、ほぼＬ字形状に形成され、その先端部７２ａは、細長い矩形状に形成されている。リーディングシールド磁極７２の先端面は、スライダ４２の空気支持面４３に露出している。先端部７２ａのトレーリング側端面７２ｂは、主磁極６０のリーディング側端面６０ｃと隙間をおいて対向している。

主磁極６０とライトシールド磁極６２との接合部６７、および主磁極６０とリーディングシールド磁極７２との接合部７３には、それぞれ電気的な絶縁層６１、７５が配置され、互いに電気的に絶縁されている。主磁極６０とライトシールド磁極６２はそれぞれ駆動端子電極６３に電気的に接続されている。

上記のように構成された第２の実施形態においても、スピントルク発振子を備えた磁気記録ヘッドは、スピントルク発振子と対向するライトシールド磁極の磁極端面をスライダの空気支持面からハイト方向奥側に向うに従い、主磁極から遠ざかるように形成した構成であり、この構成により、スピントルク発振子へ印加される磁界（＝ギャップ磁界）の大きさを緩和させることで、スピントルク発振子から発生する高周波磁界（Ｈａｃ）の周波数を記録媒体の共鳴周波数にマッチングさせることができ、記録媒体の記録層の垂直磁化を反転させやすくさせることができる。磁気ディスク装置において記録媒体に記録される媒体磁化反転能力が増大した結果、信号強度が増大し、また、既記録信号の信号劣化を抑制できる。これにより、磁気ディスク上に記録保存される信号品質が向上し、その結果、記録密度を向上させることができ、また、信号の信頼性が向上する。以上のことから、記録媒体に記録される信号品質が向上し、高記録密度化を可能とする磁気記録ヘッドおよびこれを備えたディスク装置が得られる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッドについて説明する。
図２７は、第３の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドのヘッド部、特に、記録ヘッドを拡大して示す断面図、図２８は、記録ヘッドを模式的に示す斜視図、図２９は、記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図である。

第３の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッド（磁気記録ヘッド）５８は、主に、サイドシールドを更に備えている点で第１の実施形態と構成が相違し、他の構成は、第１の実施形態に係る記録ヘッドと同一である。第１の実施形態と同一の部分には、第１の実施形態と同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図２７ないし図２９に示すように、第３の実施形態によれば、ＨＤＤの記録ヘッド５８は、磁気ディスク１２の表面に対して（記録層に対して）垂直方向の記録磁界を発生させる高透磁率、高飽和磁束密度を有する軟磁性材料からなる主磁極６０と、主磁極６０のトレーリング側にライトギャップＷＧを置いて配置され、主磁極直下の軟磁性層１０２を介して効率的に磁路を閉じるために設けられた軟磁性材料からなるライトシールド磁極（トレーリングシールド磁極）６２と、主磁極６０の上部をライトシールド磁極６２に接合する接合部６７と、主磁極６０の先端部６０ａとライトシールド磁極６２との間で、かつ、空気支持面４３に面する部分に配置された非磁性導電体からなる高周波発振素子、例えば、スピントルク発振子６５と、磁気ディスク１２に信号を書き込む際、主磁極６０に磁束を流すために主磁極６０およびライトシールド磁極６２を含む磁路（磁気回路）に巻きつくように配置された記録コイル７０と、を有している。記録ヘッド５８は、更に、主磁極６０のトラック幅方向両側に主磁極６０と空気支持面４３上では磁気的に分断されて配置された軟磁性材料からなる一対のサイドシールド７４を有している。

一対のサイドシールド７４は、高透磁率材料により、ライトシールド磁極６２の先端部６２ａと一体に形成され、先端部６２ａのリーディング側端面６２ｂからスライダ４２のリーディング端側に向かって突出している。各サイドシールド７４は、ライトシールド磁極６２のリーディング側端面６２ｂから、主磁極６０のリーディング側端面６０ｃを越えるレベル位置まで延びている。

主磁極６０の先端部とライトシールド磁極６２の先端部との間にスピントルク発振子６５が配置され、これらは、前述した第１の実施形態と同様に構成されている。スピントルク発振子６５および主磁極６０の先端部６０ａと対向するライトシールド磁極６２のリーディング側端面６２ｂは、スライダの空気支持面４３からハイト方向奥側に向うに従い、主磁極６０（スピントルク発振子）から遠ざかるように、すなわち、主磁極との間隔が広がるように、傾き角θだけ傾斜して、あるいは、階段状に形成されている。

上記のように構成された第３の実施形態においても、スピントルク発振子へ印加される磁界（＝ギャップ磁界）を、スピントルク発振子から発生する高周波磁界（Ｈａｃ）の周波数を記録媒体の共鳴周波数にマッチングさせることができ、記録媒体の記録層の垂直磁化を反転させやすくさせることができる。磁気ディスク装置において記録媒体に記録される媒体磁化反転能力が増大した結果、信号強度が増大し、また、既記録信号の信号劣化を抑制できる。これにより、磁気ディスク上に記録保存される信号品質が向上し、その結果、記録密度を向上させることができ、また、信号の信頼性が向上する。以上のことから、記録媒体に記録される信号品質が向上し、高記録密度化を可能とする磁気記録ヘッドおよびこれを備えたディスク装置が得られる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッドについて説明する。
図３０は、第４の実施形態に係るＨＤＤの磁気ヘッドのヘッド部、特に、記録ヘッドを拡大して示す断面図、図３１は、記録ヘッドを模式的に示す斜視図、図３２は、記録ヘッドを空気支持面側から見た平面図である。

第４の実施形態に係るＨＤＤの記録ヘッド５８は、主に、リーディングシールド磁極、およびサイドシールドを更に備えている点で第１の実施形態と構成が相違し、他の構成は、第１の実施形態に係る記録ヘッドと同一である。第１の実施形態と同一の部分には、第１の実施形態と同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図３０ないし図３２に示すように、第４の実施形態によれば、ＨＤＤの記録ヘッド（磁気記録ヘッド）５８は、磁気ディスク１２の表面に対して（記録層に対して）垂直方向の記録磁界を発生させる高透磁率、高飽和磁束密度を有する軟磁性材料からなる主磁極６０と、主磁極６０のトレーリング側にライトギャップＷＧを置いて配置され、主磁極直下の軟磁性層１０２を介して効率的に磁路を閉じるために設けられた軟磁性材料からなるライトシールド磁極（トレーリングシールド磁極）６２と、主磁極６０の上部をライトシールド磁極６２に接合する接合部６７と、主磁極６０の先端部６０ａとライトシールド磁極６２との間で、かつ、空気支持面に面する部分に配置された非磁性導電体からなる高周波発振素子、例えば、スピントルク発振子６５と、磁気ディスク１２に信号を書き込む際、主磁極６０に磁束を流すために主磁極６０およびライトシールド磁極６２を含む磁路（磁気回路）に巻きつくように配置された記録コイル７０と、を有している。記録ヘッド５８は、更に、主磁極６０のリーディング側に配置され、主磁極直下の軟磁性層を介して効率的に磁路を閉じるために設けられたリーディングシールド磁極７２と、主磁極６０に磁束を流すために主磁極及びリーディングシールド磁極を含む磁路(磁気回路)に巻きつくように配置された記録コイル７１と、主磁極６０のトラック幅方向両側に主磁極６０と空気支持面４３上では磁気的に分断されて配置された軟磁性材料からなる一対のサイドシールド７４と、を有している。

一対のサイドシールド７４は、高透磁率材料により、ライトシールド磁極６２の先端部６２ａと一体に形成され、先端部６２ａのリーディング側端面６２ｂからスライダ４２のリーディング端側に向かって突出している。各サイドシールド７４は、ライトシールド磁極６２のリーディング側端面から、主磁極６０のリーディング側端面６０ｃを越えるレベル位置まで延びている。

リーディングシールド磁極７２は、ほぼＬ字形状に形成され、その先端部７２ａは、細長い矩形状に形成されている。リーディングシールド磁極７２の先端面は、スライダ４２の空気支持面４３に露出している。先端部７２ａのトレーリング側端面７２ｂは、主磁極６０のリーディング側端面６０ｃと隙間をおいて対向し、更に、一対のサイドシールド７４の先端面に接合している。本実施形態では、リーディングシールド磁極７２は、軟磁性材料により、ライトシールド磁極６２およびサイドシールド７４と一体に形成されている。

主磁極６０とライトシールド磁極６２との接合部６７、および主磁極６０とリーディングシールド磁極７２との接合部７３には、それぞれ電気的な絶縁層６１、７５が配置され、互いに電気的に絶縁されている。主磁極６０とライトシールド磁極６２部分はそれぞれ駆動端子電極６３に電気的に接続されている。

主磁極６０の先端部とライトシールド磁極６２の先端部との間にスピントルク発振子６５が配置され、これらは、前述した第１の実施形態と同様に構成されている。スピントルク発振子６５および主磁極６０の先端部６０ａと対向するライトシールド磁極６２のリーディング側端面６２ｂは、スライダの空気支持面４３からハイト方向奥側に向うに従い、主磁極６０、スピントルク発振子６５から遠ざかるように、すなわち、主磁極との間隔が広がるように、傾き角θだけ傾斜して、あるいは、階段状に形成されている。

上記のように構成された第４の実施形態においても、スピントルク発振子へ印加される磁界（＝ギャップ磁界）を、スピントルク発振子から発生する高周波磁界（Ｈａｃ）の周波数を記録媒体の共鳴周波数にマッチングさせることができ、記録媒体の記録層の垂直磁化を反転させやすくさせることができる。磁気ディスク装置において記録媒体に記録される媒体磁化反転能力が増大した結果、信号強度が増大し、また、既記録信号の信号劣化を抑制できる。これにより、磁気ディスク上に記録保存される信号品質が向上し、その結果、記録密度を向上させることができ、また、信号の信頼性が向上する。以上のことから、記録媒体に記録される信号品質が向上し、高記録密度化を可能とする磁気記録ヘッドおよびこれを備えたディスク装置が得られる。

本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、ヘッド部を構成する要素の材料、形状、大きさ等は、必要に応じて変更可能である。また、磁気ディスク装置において、磁気ディスクおよび磁気ヘッドの数は、必要に応じて増加可能であり、磁気ディスクのサイズも種々選択可能である。また、前述した第１および第２変形例は、前述した第２ないし第４の実施形態に適用してもよい。

１０…筺体、１１…ベース、１２…磁気ディスク、１３…スピンドルモータ、
１４…ヘッドアクチュエータ、２５…制御回路基板、４２…スライダ、
４３…空気支持面（ＡＢＳ）、４４…ヘッド部、５４…再生ヘッド、
５８…記録ヘッド、６０…主磁極、６０ａ…先端部、６０ｂ…トレーリング側端面、
６０ｃ…リーディング側端面、６２…ライトシールド磁極、６２ａ…先端部、
６２ｂ…リーディング側端面（磁極端面）、６５…スピントルク発振子、
６５ａ…スピン注入層、６５ｂ…発振層、７０、７１…記録コイル、
７２…リーディングシールド磁極、７４…サイドシールド

Claims (9)

1. 記録媒体に対向する空気支持面と、
   前記空気支持面から記録磁界を発生する主磁極と、
   前記主磁極のトレーリング側にギャップを置いて対向するライトシールド磁極と、
   スピン注入層および発振層を有し、前記主磁極の前記空気支持面側の先端部と前記ライトシールド磁極との間に設けられ高周波磁界を発生するスピントルク発振子と、を備え、
   前記ライトシールド磁極は、前記スピントルク発振子を挟んで前記主磁極の先端部に対向する端面を有し、前記端面は、前記空気支持面に垂直な方向に対し、前記空気支持面に近い部位より遠い部位で前記主磁極との間隔が広くなるよう、前記主磁極からトレーリング側へ傾斜している磁気記録ヘッド。
2. 前記ライトシールド磁極の端面は、前記空気支持面に近い部位より遠い部位で前記主磁極との間隔が広くなるように前記空気支持面から離れるに従って前記主磁極からトレーリング側へ階段状に傾斜している請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
3. 前記ライトシールド磁極の端面は、前記スピントルク発振子の高さよりも前記空気支持面側に近い位置からトレーリング側へ傾斜している請求項１又は２に記載の磁気記録ヘッド。
4. 前記主磁極は、前記スピントルク発振子を挟んで前記ライトシールド磁極に対向するトレーリング側端面を有し、前記トレーリング側端面は前記空気支持面に対して垂直に延びている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッド。
5. 前記空気支持面から離れた位置で前記主磁極とライトシールド磁極とを物理的に接合する接合部を備え、前記接合部は、前記主磁極とライトシールド磁極とを電気的に絶縁する絶縁層を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッド。
6. 前記主磁極のトラック幅方向両側に主磁極とはギャップを置いて配置されたサイドシールドを備えている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッド。
7. 前記主磁極のリーディング側にギャップを置いて配置され、前記主磁極とともに磁気回路を形成するリーディングシールド磁極を備えている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッド。
8. 前記主磁極のリーディング側にギャップを置いて配置され、前記主磁極とともに磁気回路を形成するリーディングシールド磁極を備え、前記リーディングシールド磁極は前記サイドシールドと一体に形成されている請求項６に記載の磁気記録ヘッド。
9. 媒体面に対して垂直方向に磁気異方性を有する磁気記録層を有する記録媒体と、
   前記記録媒体を回転する駆動部と、
   前記記録媒体に対し情報処理を行う請求項１ないし８のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッドと、
   を備えるディスク装置。

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