JPH0896325A - 磁気ヘッド及び磁気ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録磁界分布のトラック幅方向への拡がりを
抑制し、高トラック密度化に適したシ−ルド兼用型記録
再生分離ヘッドを提供する。 【構成】 非磁性基板１上に磁気センサ４を挟んで積層
された第１及び第２の軟磁性薄膜２，８を設け、その上
に非磁性層９を介して薄膜磁極１２を形成し、第１及び
第２の軟磁性薄膜２，８は磁気シールド層としての機能
を有し、薄膜磁極１２と第２の軟磁性薄膜８とは一対の
記録磁極を構成する。ここで第２の軟磁性薄膜８は、少
なくとも記録ギャップ部近傍において、薄膜磁極に対向
する部分以外の上面又は下面部分に反強磁性膜７又は永
久磁石膜を設け、透磁率を下げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッド及び磁気デ
ィスク装置に係り、特に高トラック密度化に適した磁気
ヘッド及び磁気ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の高密度化を図るため、記録・
再生の機能を分離した記録再生分離型の磁気ヘッドが提
案されている。記録再生分離型ヘッドの構造として、磁
気抵抗素子を用いた再生ヘッドの上に、誘導型磁気ヘッ
ドを積層し、記録ヘッドと再生ヘッドとで一部の軟磁性
薄膜を共用する構造が知られている。このような構造の
薄膜ヘッドに関しては、アイ・イー・イー・イー・トラ
ンザクション・オン・マグネティクス・エム・エー・ジ
ー１７（１９８１年）第2890〜2892頁〔IEEE Trans. Ma
gnetics, MAG17(1981)pp2890-2892〕において論じられ
ている。以下、これをシールド兼用型記録再生分離ヘッ
ドと呼ぶ。

【０００３】図４に、シールド兼用型記録再生分離ヘッ
ドの例を示す。この磁気ヘッドは基体１の上に形成され
た記録用の電磁誘導型磁気ヘッドと再生用の磁気抵抗型
ヘッドを組み合わせた記録再生分離型ヘッドである。磁
気抵抗センサ４を下部シールド層２と上部シールド層８
で挟んだ部分が再生ヘッドとして働き、コイル１０を挟
む上部記録磁極１２と、上部シールド層８が下部記録磁
極を兼ねて記録ヘッドとして働く。磁気抵抗センサ４か
らの出力信号は導体層５を介して外部に取り出される。

【０００４】シールド兼用型記録再生分離型ヘッドは、
記録ヘッドと再生ヘッドが接近しているため、ヘッドが
ディスク円周方向に対して傾いた場合、即ちヨー角（傾
き角）が発生した場合の記録トラックと再生トラックの
ずれを小さくでき、さらに製膜プロセスを簡略化できる
という特徴がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、シールド層が
記録ヘッドの磁極を兼ねる場合には、そのトラック幅方
向の寸法が問題になる。一般に磁気抵抗効果素子はトラ
ック幅方向に異方性を付与するため、その長さはトラッ
ク幅よりも長くする必要がある。この場合、トラック幅
以外の部分で生じるノイズを抑えるため、シールド層と
しては、磁気抵抗効果素子全体を覆うことが望ましい。
一方、記録用の磁極は、その寸法をトラック幅と一致さ
せる必要がある。このため、上部記録磁極はトラック幅
に一致させ、下部記録磁極を兼ねた上部シールド層は磁
気抵抗効果素子全体を覆うような長さとする構造がとら
れている。しかし、この場合、記録用磁極としては上部
記録磁極と下部記録磁極のトラック幅が一致しないの
で、磁極端部で記録にじみが生じやすく、良好な記録特
性を得ることは困難である。

【０００６】この対策としては、特開平２−２０８８１
２号公報に示されているように、兼用する磁性層の下部
及び上部の寸法をそれぞれシールド層及び磁極に必要な
幅に一致させる。すなわち、磁性層の断面にテーパーま
たは段差を設けて、磁性層の上部と下部で寸法を変える
方法がある。しかし、この方法で記録にじみを十分低減
させるためには、兼用する磁性層を厚くする必要がある
ため、結果的に記録ギャップ部と再生ギャップ部の距離
が遠くなり、ヘッドがディスク円周方向に対して傾いた
場合、即ちヨー角（傾き角）が発生した場合の記録トラ
ックと再生トラックのずれを小さくできないといった問
題が生じ、シールド兼用型記録再生分離ヘッドとしての
メリットを損なう恐れがある。

【０００７】また、特開平４−４４６１０号公報に示さ
れているように、記録ヘッドと再生ヘッドのトラック幅
方向両端部を切り取って両ヘッドの摺動面側を凸形にす
れば、ヨー角（傾き角）が発生した場合の記録トラック
と再生トラックのずれを抑制しつつ、磁極端部での記録
にじみを低減できる。しかし、この方式では、成膜した
記録ヘッドと再生ヘッドの一部を切り取る工程が必要に
なり、磁気抵抗効果型再生ヘッドの形状が複雑になると
いう問題が生じる。

【０００８】さらに、近年、磁気ディスク装置の高記録
密度化を達成するために、高線記録密度化と併せて高ト
ラック密度化が進められており、これに伴い、記録トラ
ック幅も５μｍ以下と狭くなりつつある。従って、トラ
ック全周にわたって均一な記録トラック幅に保つことが
より重要となる。

【０００９】これに対し、従来のシールド兼用型記録再
生分離ヘッドでは、記録ヘッド磁界がトラック幅方向に
拡がるため、トラック１周分を均一な記録トラック幅に
保つことが困難である。ヘッド・媒体間スペーシング
０．１μｍの位置における、従来のシールド兼用型記録
再生分離ヘッドの３次元磁界分布を有限要素法シミュレ
ーションにより求めた結果を図９に示す。シミュレーシ
ョンは、上部磁極が厚さ２．１μｍ、トラック幅６．５
μｍ、比透磁率３００、飽和磁束密度１．７Ｔであり、
下部磁極が厚さ１．３μｍ、比透磁率８００、飽和磁束
密度１．０Ｔであり、ギャップ長０．４μｍ、ギャップ
深さ１μｍ、記録起磁力０．７０ＡＴ0ｐ（アンペア・
ターン・ゼロ・ツー・ピーク）として行った。図９か
ら、記録ヘッド磁界がトラック幅方向に拡がっているこ
とがわかる。図１０は、図９の結果をもとに、トラック
中心、上部磁極端の内側０．４３μｍ及び外側０．１７
μｍの位置における記録ビット方向の磁界分布を取り出
した結果である。上部磁極端の外側０．１７μｍでの磁
界強度はトラック中心の４０％で、磁界勾配は緩やかに
なっている。図中、Ｈｃは記録媒体の保磁力を表す。

【００１０】この場合、上部磁極端の外側では、ヘッド
磁界強度が不十分な状態で記録が行われ、媒体に形成さ
れる記録磁化は、媒体内に発生する反磁界の影響を受け
やすくなる。具体的には、ビット長が長い場合（線記録
密度が低い場合）は反磁界が比較的小さいため、ヘッド
磁界強度が不十分でも記録磁化が形成されやすいが、ビ
ット長が短い場合（線記録密度が高い場合）は反磁界が
大きくなるため、ヘッド磁界強度が不十分なときには記
録磁化が形成されにくくなる。このため、上部磁極端の
外側では、低密度信号に相当するような記録磁化は形成
されるが、高密度信号に相当するような記録磁化は形成
されにくくなる。従って、記録磁界がトラック幅方向に
拡がる記録ヘッドで記録を行うと、ビット長の減少に伴
い、実効的な記録トラック幅が減少する。

【００１１】記録トラック幅の定義を図１２により説明
する。記録トラック幅とは、信号を記録することで媒体
に形成された記録磁化領域のトラック幅を意味し、信号
を記録後、自己誘導型ヘッドでオフトラックしながら再
生し、再生出力を測定して見積もったものである。

【００１２】図１３は、図４に示した構造のシールド兼
用型記録再生分離ヘッドを用いて媒体に信号を記録した
場合における、記録トラック幅の広がりの線記録密度依
存性の測定結果である。ここで記録トラック幅の広がり
とは、上部記録磁極のトラック幅と、実際に記録された
記録トラック幅との差を意味する。信号の線記録密度が
３０ｋＦＣＩ（kilo Flux Change per Inch）から１５
０ｋＦＣＩに増加すると、記録トラック幅は約０．８μ
ｍ減少する。

【００１３】磁気ディスク装置では、ランダムデータを
記録するため、ある磁化反転から次の磁化反転までの間
隔は一定ではなく、この間隔が長い場合もあれば、短い
場合もある。この間隔が長い場合は線記録密度の低い信
号（低密度信号）を記録した場合に相当し、この間隔が
短い場合は線記録密度の高い信号（高密度信号）を記録
した場合に相当する。

【００１４】図２０（ａ）に記録磁界のトラック幅方向
への拡がりを抑制したヘッドで記録をした場合の記録磁
化状態を、図２０（ｂ）に記録磁界がトラック幅方向に
拡がるヘッドで記録をした場合の記録磁化状態を、それ
ぞれ模式的に示す。記録磁界の拡がりを抑制したヘッド
では、信号の密度によらず記録トラック幅をほぼ一定に
保つことができるため、図２０（ａ）に示すように、記
録トラック幅を十分な信号Ｓ／Ｎを確保するために最低
限必要なトラック幅に一致させることが可能となる。よ
って高トラック密度化を実現できる。これに対し、記録
磁界がトラック幅方向に拡がるヘッドでは、低密度信号
を記録したときの記録トラック幅は、高密度信号を記録
したときより広くなる。この結果、図２０（ｂ）に示す
ように、記録トラック幅は、十分な信号Ｓ／Ｎを確保す
るために最低限必要なトラック幅よりも大きくなり、ト
ラック密度を高くするのが困難になる。

【００１５】例えば、高密度信号を記録した場合でも十
分な信号Ｓ／Ｎを確保するために必要なトラック幅が２
μｍ、ガードバンドが０．２μｍであるとすると、トラ
ック幅が変動しない場合には、トラックピッチ２．４μ
ｍ、トラック密度１０．５８ｋＴＰＩを達成可能となる
のに対し、上記従来技術では０．８μｍのトラック幅変
動があるため、トラックピッチ３．２μｍ、トラック密
度７．９４ｋＴＰＩとなり、高トラック密度化が困難に
なる。

【００１６】本発明の目的は、記録磁界分布のトラック
幅方向への拡がりを抑制し、ビット長の増大に伴う記録
トラック幅の増大を抑制した、高トラック密度化に適し
たシールド兼用型記録再生分離ヘッドを提供すると共
に、高トラック密度化された磁気ディスク装置を提供す
ることである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、シー
ルド兼用型記録再生分離ヘッドの記録磁極を兼ねるシー
ルド層の透磁率を場所によって変化させることによって
前記目的を達成する。具体的には、トラック幅に等しい
幅を有する第１の軟磁性薄膜と、トラック幅よりも広い
幅を有する第２の軟磁性薄膜と、第１の軟磁性薄膜と第
２の軟磁性薄膜の間に配置された磁気センサを含み、第
１の軟磁性薄膜と第２の軟磁性薄膜とで一対の記録磁極
を構成する磁気ヘッドにおいて、第２の軟磁性薄膜は、
少なくとも記録ギャップ部近傍において、第１の軟磁性
薄膜に対向する部分の透磁率が他の部分の透磁率より高
いことを特徴とする。

【００１８】また、非磁性基板上に磁気センサを挟んで
積層された第１及び第２の軟磁性薄膜と、第２の軟磁性
薄膜上に非磁性層を介して形成されたトラック幅に等し
い幅を有する薄膜磁極とを含み、第１及び第２の軟磁性
薄膜は磁気シールド層としての機能を有し、薄膜磁極と
第２の軟磁性薄膜とは一対の記録磁極を構成する磁気ヘ
ッドにおいて、第２の軟磁性薄膜は、少なくとも記録ギ
ャップ部近傍において、薄膜磁極に対向する部分の透磁
率が他の部分の透磁率より高いことを特徴とする。

【００１９】また、非磁性基板上に磁気センサを挟んで
積層された軟磁性薄膜及びトラック幅に等しい幅を有す
る薄膜磁極を含み、軟磁性薄膜及び薄膜磁極は一対の記
録磁極を構成する磁気ヘッドにおいて、軟磁性薄膜は、
少なくとも記録ギャップ部近傍において、薄膜磁極に対
向する部分の透磁率が他の部分の透磁率より高いことを
特徴とする。記録磁極を兼ねるシールド層の透磁率制御
は、その軟磁性薄膜の上面又は下面の必要部分に反強磁
性膜又は永久磁石膜を設けることによって行うことがで
きる。

【００２０】また、本発明においては、シールド兼用型
記録再生分離ヘッドの記録磁極を兼ねるシールド層のデ
ィスク対向面のトラック幅方向の長さを、他方の薄膜磁
極のトラック幅方向の長さに１μｍ加算した値より小さ
くすることによって前記目的を達成する。磁気センサと
しては、磁気抵抗効果素子や巨大磁気抵抗効果素子を用
いることができる。また、一対の磁極を構成する軟磁性
膜の少なくとも一方は、アモルファス軟磁性膜又は非磁
性層もしくは高比抵抗の金属を介して積層した多層軟磁
性膜とすることができる。

【００２１】

【作用】記録磁極を兼ねる軟磁性シールド層の上面又は
下面の必要部分に反強磁性膜又は永久磁石膜を設ける
と、その部分の透磁率はほぼ半分に減少する。このよう
にして、上部記録磁極に対向した部分以外の下部記録磁
極部分の透磁率を他の部分の透磁率より低くすると、下
部記録磁極へ廻り込む磁束は、上部記録磁極に対向した
下部記録磁極部分に集中する。従って、トラック幅方向
の記録磁界分布の拡がりを抑制できる。

【００２２】また、下部記録磁極のディスク対向面のト
ラック幅方向の長さを、上部記録磁極のトラック幅方向
の長さに１μｍ加算した値より小さくすると、下部記録
磁極へ廻り込む磁束は、上部記録磁極に対向した下部記
録磁極部分及びその付近に集中する。従って、トラック
幅方向の記録磁界分布の拡がりを抑制できる。この結
果、記録磁界分布のトラック幅方向への拡がりを抑制
し、ビット長の増大に伴う記録トラック幅の増大を抑制
した、高トラック密度化に適したシールド兼用型記録再
生分離ヘッドを提供すると共に、高トラック密度化され
た磁気ディスク装置を提供することができる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 〔実施例１〕図１に模式的に構造を示す磁気ヘッドを作
製した。この磁気ヘッドは、基体１上に形成された記録
用の電磁誘導型磁気ヘッドと再生用の磁気抵抗効果型ヘ
ッドを組み合わせた記録再生分離型ヘッドである。非磁
性層３、磁気抵抗センサ４、導体層５及び非磁性層６を
下部シールド層２と上部シールド層８で挟んだ部分が再
生ヘッドとして働き、非磁性層９、コイル１０及び非磁
性層１１を上部シールド層８と上部記録磁極１２で挟ん
だ部分が記録ヘッドとして働く。磁気抵抗センサ４から
の出力信号は導体層５を介して外部に取り出される。磁
極用材料は、ＣｏＮｉＦｅ，ＮｉＦｅ，ＦｅＡｌＳｉ，
ＦｅＴａＮ，ＦｅＴａＣＡｌなどの多結晶軟磁性薄膜、
ＣｏＴａＺｒなどのアモルファス軟磁性薄膜、ＦｅＳｉ
／ＳｉＯ ₂ ，ＦｅＴａＮ人工格子多層膜のいずれでもよ
い。また、磁気抵抗効果型ヘッドとしては、ＮｉＦｅ，
ＣｏＮｉＦｅ単層膜、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ，Ｎｉ
Ｆｅ／Ｃｏ／Ｃｕ／ＮｉＦｅスピンバルブ膜、巨大磁気
抵抗効果膜のいずれを用いてもよい。

【００２４】本実施例の磁気ヘッドは、上部シールド層
８の上部記録磁極１２に実質的に対向しない部分に透磁
率制御膜７を設け、上部シールド層８の上部記録磁極１
２に実質的に対向しない部分の透磁率を、上部シールド
層８における他の部分より低くすることが特徴である。

【００２５】以下に、この磁気ヘッドの作製方法の一例
を示す。酸化Ａｌ・炭化Ｔｉを主成分とする焼結体をス
ライダ用の基体１とし、その上に下部シールド層２とし
て厚さ１μｍのＣｏＮｉＦｅ合金膜をメッキ法で形成
し、その上にＡｌ₂Ｏ₃膜からなる非磁性層３を設けた。
磁気抵抗センサ４及び導体層５は、図５に模式的に示す
ように、厚さ３５ｎｍのＮｉＯ層からなる反強磁性磁区
制御層１３、厚さ３０ｎｍのＮｉＦｅ合金層からなる薄
膜磁気抵抗性導電層１４、薄膜磁気抵抗性導電層１４と
軟磁性層１６の間の交換相互作用を断ち切るための厚さ
２ｎｍのＴａ層からなる非磁性層１５、厚さ４０ｎｍの
ＮｉＦｅＮｂ合金軟磁性層からなる軟磁性バイアス層１
６、厚さ１００ｎｍのＣｕ薄膜コイルからなる導体層５
を順に積層した構造を有する。反強磁性磁区制御層１
３、磁気抵抗性導電層１４、非磁性層１５及び軟磁性バ
イアス層１６はスパッタ法により形成され、導体層５は
メッキ法により形成される。非磁性層６にはＡｌ₂Ｏ₃膜
を用い、その上部記録磁極１２の直下に相当する位置を
除く位置に、透磁率制御膜７として厚さ０．２μｍのＮ
ｉＯ反強磁性層を形成し、その上に厚さ２μｍのＮｉＦ
ｅ合金膜をメッキ法で形成して上部シールド層８とし
た。その上の非磁性層９にはＡｌ₂Ｏ₃膜を用いた。コイ
ル１０には厚さ３μｍのＣｕを用い、非磁性層１１には
Ａｌ₂Ｏ₃膜を用いた。上部記録磁極１２には、スパッタ
法で形成した厚さ３μｍ及びトラック方向の幅４μｍの
ＣｏＮｉＦｅ合金膜を用いた。

【００２６】この磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装
置の一例について以下に説明する。図６（ａ）及び図６
（ｂ）に、磁気ディスク装置の平面模式図及び断面図を
示す。磁気ディスク装置は位相弁別方式でサーボトラッ
ク位置決め方式を採用し、磁気ヘッド１９の駆動部２０
にはロータリーアクチュエータを採用した。磁気ディス
ク駆動部１８によるディスク回転数は７２００ｒｐｍで
ある。記録再生信号は信号処理系２１で処理される。磁
気記録媒体１７はＣｏ系スパッタ媒体からなり、残留磁
化と磁性膜厚の積は１００Ｇμｍ、周方向保磁力は２５
００エルステッドである。

【００２７】図１４は、本実施例の磁気ヘッドを搭載し
た磁気ディスク装置を用いて媒体に信号を記録した場合
における、記録トラック幅の広がりの線記録密度依存性
の測定結果である。図１４から明らかなように、信号の
線記録密度が３０ｋＦＣＩから１５０ｋＦＣＩに増加す
るとき、従来例では記録トラック幅が約０．８μｍ減少
したが、本実施例の磁気ヘッドを用いると記録トラック
幅はほぼ一定となる。

【００２８】本実施例では、透磁率制御膜７を上部シー
ルド層８の下面に設けたが、透磁率制御膜７を上部シー
ルド層８の上面あるいは磁気記録媒体と対向する側面に
設けてもよい。また、透磁率制御膜７として反強磁性膜
に代えてＣｏＰｔなどの永久磁石膜を用いても同様の効
果が得られた。上下シールド層はスパッタ法、イオンビ
ームスパッタ法などで形成してもよいし、上部記録磁極
１２をイオンビームスパッタ法、メッキ法で形成しても
同様の効果が得られた。また、特に上部記録磁極１２あ
るいは上部シールド層８の少なくともいずれか一種をア
ルミナ等の非磁性層もしくはＣｏＴａＺｒ等の高比抵抗
の金属を介して積層した多層膜とした場合には、記録効
率が数ｄＢ高く特に良好な記録特性が得られた。磁極材
料としては、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種を主たる
成分とする軟磁性合金であれば同様の効果が得られる。

【００２９】〔実施例２〕図２に模式図を示す磁気ヘッ
ドを作製した。磁気ディスク装置の構成は第１の実施例
と同一である。この磁気ヘッドは、基体１上に形成され
た記録用の電磁誘導型磁気ヘッドと再生用の磁気抵抗効
果型ヘッドを組み合わせた記録再生分離型ヘッドであ
る。下部シールド層２、非磁性層３，６、コイル１０、
非磁性層１１、及び上部記録磁極１２により記録ヘッド
を構成し、記録時には、下部シールド層２が下部記録磁
極として働く。下部シールド層２、非磁性層３、磁気抵
抗センサ４、導体層５、非磁性層６、非磁性層１１、及
び上部記録磁極１２により再生ヘッドを構成し、磁気抵
抗センサ４からの出力信号は導体層５を介して外部に取
り出される。磁極用材料は、ＣｏＮｉＦｅ，ＮｉＦｅ，
ＦｅＡｌＳｉ，ＦｅＴａＮ，ＦｅＴａＣＡｌなどの多結
晶軟磁性薄膜、ＣｏＴａＺｒなどのアモルファス軟磁性
薄膜、ＦｅＳｉ／ＳｉＯ₂ ，ＦｅＴａＮ人工格子多層膜
のいずれでもよい。また、磁気抵抗効果型ヘッドとして
は、ＮｉＦｅ，ＣｏＮｉＦｅ単層膜、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／
ＮｉＦｅ，ＮｉＦｅ／Ｃｏ／Ｃｕ／ＮｉＦｅスピンバル
ブ膜、巨大磁気抵抗効果膜のいずれでもよい。

【００３０】本実施例の磁気ヘッドは、下部シールド層
２の上部記録磁極１２に実質的に対向しない部分に透磁
率制御膜７を設け、下部シールド層２の上部記録磁極１
２に実質的に対向しない部分の透磁率を、下部シールド
層２における他の部分より低くすることが特徴である。

【００３１】以下に、この磁気ヘッドの作製方法の一例
を示す。酸化Ａｌ・炭化Ｔｉを主成分とする焼結体をス
ライダ用の基体１とし、その上の上部記録磁極１２の直
下に相当する位置を除く位置に、透磁率制御膜７として
厚さ０．２μｍのＮｉＯ反強磁性層を形成し、さらにそ
の上に下部シールド層２としてメッキ法で厚さ１μｍの
ＣｏＮｉＦｅ合金膜を形成した。下部シールド層２の上
には非磁性層３としてＡｌ₂Ｏ₃膜を形成した。磁気抵抗
センサ４及び導体層５は、図５に模式的に示す構造を有
し、実施例１と同様にして作製した。非磁性層６にはＡ
ｌ₂Ｏ₃膜を用いた。コイル１０には厚さ３μｍのＣｕを
用い、非磁性層１１にはＡｌ₂Ｏ₃膜を用いた。上部記録
磁極１２にはスパッタ法で形成した厚さ３μｍ及びトラ
ック方向の幅４μｍのＣｏＮｉＦｅ合金膜を用いた。

【００３２】本実施例の磁気ヘッドを実施例１の場合と
同じ磁気ディスク装置に搭載し、信号を記録した。記録
トラック幅の広がりの線記録密度依存性を実施例１と同
様にして測定した結果、図１５に示すように、信号の線
記録密度が３０ｋＦＣＩから１５０ｋＦＣＩに増加して
も、記録トラック幅はほぼ一定である。

【００３３】本実施例では、透磁率制御膜７を下部シー
ルド層２の下面に設けたが、下部シールド層２の上面あ
るいは記録媒体に対向する側面に用いてもよい。透磁率
制御膜７として反強磁性膜に代えてＣｏＰｔなどの永久
磁石膜を用いても同様の結果が得られた。また、下部シ
ールド層２をスパッタ法、イオンビームスパッタ法など
で形成してもよいし、上部記録磁極１２をイオンビーム
スパッタ法、メッキ法で形成しても同様の効果が得られ
た。また、特に上部記録磁極１２あるいは下部シールド
層２の少なくともいずれか一方をアルミナ等の非磁性層
もしくはＣｏＴａＺｒ等の高比抵抗の金属を介して積層
した多層膜とした場合には、記録効率が数ｄＢ高く特に
良好な記録特性が得られた。磁極材料としては、Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種を主たる成分とする軟磁性合
金であれば同様の効果が得られる。

【００３４】〔実施例３〕図３に模式図を示す磁気ヘッ
ドを作製した。磁気ディスク装置の構成は第１の実施例
と同一である。磁気ヘッドの構造、材料及び成膜法につ
いては、上部シールド層８、上部記録磁極１２を除いて
第１の実施例と同一である。上部シールド層８にはスパ
ッタ法で形成したＣｏＮｉＦｅ多結晶合金膜を、上部記
録磁極１２としてはスパッタ法で形成したＣｏＴａＺｒ
アモルファス合金膜をそれぞれ用い、いずれも厚さ及び
トラック方向の幅はそれぞれ２μｍ及び４μｍとした。
また、比較のために、上部シールド層８のトラック方向
の幅が４．５μｍ（上部記録磁極１２のトラック幅との
差０．５μｍ）、５μｍ（上部記録磁極１２のトラック
幅との差１μｍ）、７μｍ（上部記録磁極１２のトラッ
ク幅との差３μｍ）、１４μｍ（上部記録磁極１２のト
ラック幅との差１０μｍ）の磁気ヘッドを同様の方法で
作製した。

【００３５】本実施例による磁気ヘッドのトラック中
心、上部磁極端の内側０．４３μｍ及び外側０．１７μ
ｍの位置における記録ビット方向の記録磁界分布のシミ
ュレーション結果を図１１に示す。トラックの外側０．
１７μｍの位置での磁界強度は、トラック中心の約２５
％になっており、従来型ヘッドよりも、トラック幅方向
の記録磁界分布の拡がりが抑制されている。このため、
上部磁極端の外側で低密度信号が記録されることを防止
できる。

【００３６】図１６は、本実施例の磁気ヘッドを搭載し
た磁気ディスク装置を用いて媒体に信号を記録し、記録
トラック幅の広がりの線記録密度依存性を測定した結果
を示す図である。図１６から、信号の線記録密度が３０
ｋＦＣＩから１５０ｋＦＣＩに増加しても、記録トラッ
ク幅はほぼ一定であることがわかる。

【００３７】本発明の第３の実施例に関連して、上部シ
ールド８と上部記録磁極１２のトラック幅方向長さの差
が、０μｍ，０．５μｍ，１μｍ，３μｍ，１０μｍの
各場合について、線記録密度が３０ｋＦＣＩから１５０
ｋＦＣＩに増加した時の記録トラック幅変動量を評価し
た。図１７は、縦軸に記録トラック幅の変動量、横軸に
上部シールドと上部記録磁極のトラック幅方向長さの差
をとってプロットしたものである。図１７から、上部シ
ールド８と上部記録磁極１２のトラック幅方向長さの差
が１μｍ以下になると、記録トラック幅変動量は０．２
μｍ以下に抑制されることがわかる。Ｇｂｉｔ／ｉｎ²
級磁気ディスク装置では、トラック幅が２μｍ程度にま
で狭くなるため、装置の設計上、トラック幅変動量は、
その１割の０．２μｍ以下にすることが必須となる。従
って、上部シールドと上部記録磁極のトラック幅方向長
さの差を１μｍ以下とすることが有効となる。

【００３８】〔実施例４〕磁気抵抗センサ４及び上部記
録磁極１２を除いて実施例１と同一の構造を有する磁気
ヘッドを製作した。上部記録磁極１２のトラック幅方向
の長さは、１．６μｍである。材料及び成膜法は磁気抵
抗センサ４を除いて実施例１と同一である。本実施例で
用いた磁気抵抗センサは、断面構造を図７に模式的に示
すスピンバルブ構造のものであり、厚さ５ｎｍのＴａバ
ッファ層２２、厚さ５ｎｍのＮｉＦｅ合金磁性層２３、
厚さ２ｎｍのＣｕ非磁性中間層２４、厚さ３ｎｍのＮｉ
Ｆｅ合金磁性層２５、厚さ５ｎｍのＦｅＭｎ反強磁性磁
区制御層２６をスパッタ法により順次積層することによ
り、薄膜磁気抵抗性導電層を作製した。

【００３９】本磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置
の一例について以下に説明する。磁気ディスク装置はＰ
ＲＭＬ信号処理方式で、ロータリーアクチュエータを用
いており、磁気ディスクは直径１．８インチのＣｏ系ス
パッタ媒体が１枚であり、磁気特性が、残留磁化と磁性
膜厚の積が６０Ｇμｍ、周方向保磁力が３５００エルス
テッドで、回転数が７２００ｒｐｍ、線記録密度が２２
５ｋＦＣＩ、トラック密度が１５ｋＴＰＩ、面記録密度
が３Ｇｂ／ｉｎ² である。また、磁気ディスク装置の高
さ（厚さ）は３．３ｍｍであり、転送速度は５ＭＢ／秒
である。

【００４０】図１８は、本実施例の磁気ヘッドを搭載し
た前記磁気ディスク装置により媒体に信号を記録し、記
録トラック幅の線記録密度依存性を測定した結果を示す
ものである。図１８から、信号の線記録密度が４５ｋＦ
ＣＩから２２５ｋＦＣＩに増加しても、記録トラック幅
はほぼ一定であることがわかる。

【００４１】〔実施例５〕次に本発明の第５の実施例を
説明する。本実施例における磁気ヘッドの構造、材料及
び成膜法については、磁気抵抗センサ４を除いて第４の
実施例と同一である。図８は本実施例において用いた磁
気抵抗センサの断面模式図であり、厚さ５ｎｍのＦｅバ
ッファ層２２上に、厚さ１．６ｎｍのＮｉＦｅ合金磁性
層２３及び厚さ２．２ｎｍのＣｕ非磁性中間層を交互に
８層積層した。

【００４２】本実施例の磁気ヘッドを実施例４の磁気デ
ィスク装置に搭載して記録トラック幅の線記録密度依存
性を測定したところ、図１８に示した前記実施例４の場
合と同様の結果が得られた。以上、説明したように、本
発明によれば、ビット長の増大に伴う記録トラック幅の
増大を抑制できるため、高密度信号を記録した場合のト
ラック幅と同等のトラック幅で低密度信号を記録でき
る。そのため、本発明によれば、トラック密度の向上が
可能となる。

【００４３】図１９に、装置化した場合に許容されるト
ラック密度のトラック幅変動量依存性を見積もった結果
を示す。ガードバンドが０．２μｍであると仮定してい
る。例えば、高密度信号を記録した場合でも十分な信号
Ｓ／Ｎを確保するために必要なトラック幅が２μｍであ
るとすると、従来方式では、０．８μｍのトラック幅変
動があるため、トラックピッチは３．２μｍ、トラック
密度は７．９４ｋＴＰＩであるのに対し、本発明では、
トラック幅変動がほとんどないため、トラックピッチは
２．４μｍ、トラック密度は１０．５８ｋＴＰＩとな
る。この結果、本発明によると、記録密度を従来比１．
３３倍に向上した磁気ディスク装置を提供できる。高密
度信号を記録した場合でも十分な信号Ｓ／Ｎを確保する
ために必要なトラック幅が狭くなるほど、本発明により
トラック幅変動を抑制した効果は大きくなる。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、ビット長の増大に伴う
記録トラック幅の増大を抑制できるため、高密度信号を
記録した場合のトラック幅と同等のトラック幅で低密度
信号を記録でき、高トラック密度化に適したシールド兼
用型記録再生分離ヘッド及び高トラック密度化された磁
気ディスク装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による磁気ヘッドを示す模式
図。

【図２】本発明の他の実施例による磁気ヘッドを示す模
式図。

【図３】本発明の他の実施例による磁気ヘッドを示す模
式図。

【図４】従来のシールド兼用型記録再生分離ヘッドを示
す模式図。

【図５】磁気抵抗効果センサの構造を示す模式図。

【図６】磁気ディスク装置の模式図。

【図７】他の磁気抵抗効果センサの断面模式図。

【図８】他の磁気抵抗効果センサの断面模式図。

【図９】従来のシールド兼用型記録再生分離ヘッドにお
ける３次元記録磁界分布のシミュレーション結果を示す
図。

【図１０】従来のシールド兼用型記録再生分離ヘッドに
おける記録ビット方向の記録磁界分布のシミュレーショ
ン結果を示す図。

【図１１】本発明によるシールド兼用型記録再生分離ヘ
ッドにおける記録ビット方向の記録磁界分布のシミュレ
ーション結果を示す図。

【図１２】記録トラック幅の定義を説明する図。

【図１３】従来のシールド兼用型記録再生分離ヘッドに
おける記録トラック幅の広がりの線記録密度依存性を示
す図。

【図１４】本発明の一実施例による記録トラック幅の広
がりの線記録密度依存性を示す図。

【図１５】本発明の他の実施例による記録トラック幅の
広がりの線記録密度依存性を示す図。

【図１６】本発明の他の実施例による記録トラック幅の
広がりの線記録密度依存性を示す図。

【図１７】記録トラック幅変動量の下部記録磁極幅依存
性を示す説明図。

【図１８】本発明の他の実施例による記録トラック幅の
広がりの線記録密度依存性を示す図。

【図１９】トラック密度のトラック幅変動量依存性を示
す説明図。

【図２０】記録磁化状態の説明図。

【符号の説明】

１：基体、２：下部シールド層、３：非磁性層、４：磁
気抵抗センサ、５：導体層、６：非磁性層、７：透磁率
制御層、８上部シールド層、９：非磁性層、１０：コイ
ル、１１：非磁性層、１２：上部記録磁極、１３：反強
磁性磁区制御層、１４：磁気抵抗性導電層、１５：導電
性非磁性層、１６：軟磁性バイアス層、１７：磁気記録
媒体、１８：磁気記録媒体駆動部、１９：磁気ヘッド、
２０：磁気ヘッド駆動部、２１：記録再生信号処理系、
２２：バッファ層、２３：磁性層、２４：非磁性層、２
５：磁性層、２６：反強磁性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 香 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高野 公史 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラック幅に等しい幅を有する第１の軟
   磁性薄膜と、トラック幅よりも広い幅を有する第２の軟
   磁性薄膜と、磁気センサとを含み、前記第１の軟磁性薄
   膜と第２の軟磁性薄膜とで一対の記録磁極を構成する磁
   気ヘッドにおいて、 前記第２の軟磁性薄膜は、少なくとも記録ギャップ部近
   傍において、前記第１の軟磁性薄膜に対向する部分の透
   磁率が他の部分の透磁率より高いことを特徴とする磁気
   ヘッド。
2. 【請求項２】 非磁性基板上に磁気センサを挟んで積層
   された第１及び第２の軟磁性薄膜と、前記第２の軟磁性
   薄膜上に非磁性層を介して形成されたトラック幅に等し
   い幅を有する薄膜磁極とを含み、前記薄膜磁極と第２の
   軟磁性薄膜とで一対の記録磁極を構成する磁気ヘッドに
   おいて、 前記第２の軟磁性薄膜は、少なくとも記録ギャップ部近
   傍において、前記薄膜磁極に対向する部分の透磁率が他
   の部分の透磁率より高いことを特徴とする磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 非磁性基板上に磁気センサを挟んで積層
   された軟磁性薄膜及びトラック幅に等しい幅を有する薄
   膜磁極を含み、前記軟磁性薄膜及び薄膜磁極とで一対の
   記録磁極を構成する磁気ヘッドにおいて、 前記軟磁性薄膜は、少なくとも記録ギャップ部近傍にお
   いて、前記薄膜磁極に対向する部分の透磁率が他の部分
   の透磁率より高いことを特徴とする磁気ヘッド。
4. 【請求項４】 トラック幅に等しい幅を有する第１の軟
   磁性薄膜と、トラック幅よりも広い幅を有する第２の軟
   磁性薄膜と、磁気センサとを含み、前記第１の軟磁性薄
   膜と第２の軟磁性薄膜とで一対の記録磁極を構成する磁
   気ヘッドにおいて、 前記第２の軟磁性薄膜は、少なくとも記録ギャップ部近
   傍において、前記第１の軟磁性薄膜に対向する部分以外
   の上面又は下面部分に反強磁性膜又は永久磁石膜を設け
   たことを特徴とする磁気ヘッド。
5. 【請求項５】 非磁性基板上に磁気センサを挟んで積層
   された第１及び第２の軟磁性薄膜と、前記第２の軟磁性
   薄膜上に非磁性層を介して形成されたトラック幅に等し
   い幅を有する薄膜磁極とを含み、前記薄膜磁極と第２の
   軟磁性薄膜とで一対の記録磁極を構成する磁気ヘッドに
   おいて、 前記第２の軟磁性薄膜は、少なくとも記録ギャップ部近
   傍において、前記薄膜磁極に対向する部分以外の上面又
   は下面部分に反強磁性膜又は永久磁石膜を設けたことを
   特徴とする磁気ヘッド。
6. 【請求項６】 非磁性基板上に磁気センサを挟んで積層
   された軟磁性薄膜及びトラック幅に等しい幅を有する薄
   膜磁極を含み、前記軟磁性薄膜及び薄膜磁極とで一対の
   記録磁極を構成する磁気ヘッドにおいて、 前記軟磁性薄膜は、少なくとも記録ギャップ部近傍にお
   いて、前記薄膜磁極に対向する部分以外の上面又は下面
   部分に反強磁性膜又は永久磁石膜を設けたことを特徴と
   する磁気ヘッド。
7. 【請求項７】 非磁性基板上に磁気センサを挟んで積層
   された第１及び第２の軟磁性薄膜と、前記第２の軟磁性
   薄膜上に非磁性層を介して形成された薄膜磁極とを含
   み、前記第１及び第２の軟磁性薄膜は磁気シールド層と
   しての機能を有し、前記薄膜磁極と第２の軟磁性薄膜と
   で一対の記録磁極を構成する磁気ヘッドにおいて、 前記第２の軟磁性薄膜は、ディスク対向面のトラック幅
   方向の長さが、前記薄膜磁極のトラック幅方向の長さに
   １μｍ加算した値より小さいことを特徴とする磁気ヘッ
   ド。
8. 【請求項８】 前記磁気センサとして磁気抵抗効果素子
   を用いたことを特徴とする請求項１〜７にいずれか１項
   記載の磁気ヘッド。
9. 【請求項９】 前記磁気センサとして巨大磁気抵抗効果
   素子を用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか
   １項記載の磁気ヘッド。
10. 【請求項１０】 前記一対の磁極を構成する軟磁性膜の
    少なくとも一方は、アモルファス軟磁性膜又は非磁性層
    もしくは高比抵抗の金属を介して積層した多層軟磁性膜
    であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記
    載の磁気ヘッド。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１項記載の
    磁気ヘッドを備えることを特徴とする磁気ディスク装
    置。
12. 【請求項１２】 トラック密度が１５ｋＴＰＩ以上であ
    ることを特徴とする請求項１１記載の磁気ディスク装
    置。
13. 【請求項１３】 面記録密度が３Ｇｂ／ｉｎ²以上であ
    ることを特徴とする請求項１１又は１２記載の磁気ディ
    スク装置。
14. 【請求項１４】 転送速度が５ＭＢ／秒以上であること
    を特徴とする請求項１１，１２又は１３記載の磁気ディ
    スク装置
15. 【請求項１５】 ディスクの半径が１．８インチ以下で
    あり、かつ装置の厚さが３．３ｍｍ以下であることを特
    徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項記載の磁気デ
    ィスク装置。