KR100474028B1

KR100474028B1 - 자기 헤드 및 그 제조방법, 및 자기 기록 및/또는 재생시스템

Info

Publication number: KR100474028B1
Application number: KR10-2001-0014583A
Authority: KR
Inventors: 요다히로아끼; 오사와유이찌; 후나야마도모미
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2005-03-08
Also published as: US20040027883A1; CN1315723A; CN1190776C; US20010028530A1; EP1143419A2; EP1143419A3; JP2001283411A; US7100267B2; US6665143B2; KR20010094990A

Abstract

자로 길이(magnetic path length)가 짧고, 단파장 신호의 경우라도 고효율의 기록 또는 재생을 행하는 것이 가능한 자기 헤드가 제공된다. 자기 헤드는 각각의 주면(3)이 기록 매체의 대향면이 되는 한쌍의 연자성체로 이루어지는 자성체부(2a, 2b)와, 이 한쌍의 자성체부의 사이에 설치되고, 주면의 반대측에서의 한쌍의 자성체부의 간격이 주면에서의 간격보다도 넓게 또한 주면측에서 주면에 대한 반대측까지 연속적으로 변화하도록 형성된 자기 갭(4)을 구비하여, 자기 갭은, 주면에서의 자기 갭의 중심을 원점으로 하고, 이 원점으로부터 기록 매체의 트랙 길이 방향으로 연장되는 축을 X 축으로 하고, 원점으로부터 상기 트랙의 폭 방향으로 연장되는 축을 Z 축으로 하고, 원점을 통하여 X 축과 Z 축과 수직으로 주면에서 이 주면의 반대측에 연장되는 축을 Y 축으로 하고, G1 및 TH를 소정치로 했을 때, o≤y≤ TH 에서는 x= G1/2이고, TH≤ y 에서는, 0.1·tan{2(x-G1/2)} + TH≤ y ≤ 5·tan{2(x-G1/2)} + TH의 관계를 만족하도록 구성되어 있다.

Description

자기 헤드 및 그 제조방법, 및 자기 기록 및/또는 재생 시스템{MAGNETIC HEAD, METHOD FOR PRODUCING SAME, AND MAGNETIC RECORDING AND/OR REPRODUCING SYSTEM}

본 발명은 자기 헤드(magnetic head) 및 그 제조방법과, 자기 기록 및/또는 재생 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자기 헤드의 효율은, 자기 회로의 자로길이(magnetic path length)가 짧게 됨에 따라서 급격히 향상하는 것이 알려져 있다. 예를 들면 도 18a에 도시한 바와 같이 자로 길이가 2㎛(= 2000 ㎚) 이하가 됨에 따라서 급격히 향상한다. 또, 자로길이란 도 18b에 도시한 바와 같이, 자기 헤드의 자성체부(52a), 자성체부(53a), 자기 저항 효과 소자(예를 들면 GMR), 자성체부(53b), 및 자성체부(52b)를 통하는 자기 회로의 길이이다.

종래의 자기 헤드의 제1의 예의 구성을 도 19에 도시한다. 이 종래의 자기 헤드는, 2개의 다른 간극(G1, G2)가 형성되도록 구성된 한쌍의 자성체부(51a, 51b)와, 상기 간극(G2)에 설치된 자기 저항 효과 소자(56)를 구비한 구성으로 되어있다. 또한 종래의 자기 헤드의 제2의 예의 구성을 도 20에 도시한다. 이 제2의 예의 자기 헤드는, 소정의 간극(G1)을 통해 배치된 한쌍의 자성체부(52a, 52b)와, 이것들의 자성체상에, 상기 간극(G1)보다도 더욱 넓은 간극(G2)를 통해 배치된 한쌍의 자성체부(53a, 53b)와, 이것들의 자성체부(53a, 53b)에 걸치도록 형성된 자기 저항 효과 소자(56)를 구비한 구성으로 되어있다. 또 제1 및 제2의 예에 있어서는, 간극(G1)은 간극(G2)보다도 매체 대향면(58)에 가깝게 설치된다.

상기 제1의 예의 자기 헤드에 있어서는 자성체부(51a)와 자성체부(51b), 및 상기 제2의 예의 자기 헤드에 있어서는, 한쌍의 자성체부(52a, 52b)와, 한쌍의 자성체부(53a, 53b)는 각각, 리소그래피를 이용하여 별개의 공정에서 형성된다.

이 때문에, 얼라이먼트 오차나, 포토리소그래피 장치의 해상도에 의해 미세한 자로의 형성에 한계가 있었다. 예를 들면, 최신의 스테퍼를 이용하여도, 스테퍼의 기계적 얼라이먼트 정밀도(50 ㎚) 및 기판의 변형에 의한 얼라이먼트 오차가 있기 때문에, 400 ㎚의 오차가 생긴다. 또한, 제조 비용을 낮게 하기 위해서, 리소그래피로서는 염가인 엑시머 레이저가 잘 이용되지만, 이 엑시머 레이저를 이용한 경우에는 해상도는 200 ㎚의 레벨이다. 도 21로부터 알 수 있는 바와 같이 얼라이먼트 오차는 간극(G1)의 중심에서의 어긋남을 나타내고 있기 때문에, 전체로서는 800(= 400 ㎚× 2)이 된다. 이 때문에, 이 얼라이먼트 오차(800 ㎚)에 해상도(200 ㎚)을 가한 것(1000 ㎚)에 2배한 값(2000 ㎚) 이하의 자로길이를 갖는 자기 헤드를 형성할 수 없다.

도 21에 도시한 바와 같이, 고효율인 작은 자로를 형성하기 위해서는 매체 대향면(58)의 반대측의 자기 갭의 길이(G2)와, 매체 대향면(58)으로부터 자기 저항 효과 소자(56)까지의 높이(H)를 모두 작게 하는 것이 필요하다. 거기에다가 선분해능(line resolution)을 올리기 위해서는 매체 대향측의 자기 갭의 길이(G1)을 작게 하는(50 ㎚ 정도) 것도 필요하다.

그러나, 종래의 자기 헤드 구조 및 그 제조방법에서는, 이들 요구를 만족시키지 못했다.

공교롭게도 도 18a로부터 분명한 바와 같이, 종래 기술로서는 형성 불가능한 2000 ㎚ 이하의 자로길이를 하회하는 근방에서는 자기 헤드의 효율은 급격히 향상한다. 그위에, 종래의 자기 헤드 구조로 가령 작은 자로를 형성하더라도, 최근 필요한 단파장 신호(O.1㎛ 이하)의 재생에 있어서는, 이유는 불명이지만, 효율이 급격히 저하하고, 고 밀도 기록용의 헤드로서는 사용못했다. 이것은, 재생시 뿐만 아니라 기록시에도 마찬가지이고, 지금까지의 기록 헤드로서는 이유는 불명이지만 단파장의 기록으로서는 효율이 대폭 저하하고, 기록용 IC에서 공급 가능한 전류를 이용하여 50 Gbpsi(Giga bit per square inch)를 넘는 고 밀도용 저 노이즈 매체를 기록할 수 없게 되어 있다.

단파장 영역에서의 이들 기록/재생 효율의 저하는, 자로의 길이가 연자성체의 자구의 두께(100㎚)의 오더에 근접한 경우에 현저하여지는 것을 알았다.

종래의 헤드 구성에서는, 상술된 바와 같이 어느 것이나 포토리소그래피로써 각각의 박막을 패터닝하여 자기 회로를 형성하기 때문에, 소형의 자기 회로를 형성하는 것에도 포토리소그래피의 해상도 한계와 정합의 얼라이먼트 오차가 한계가 되어, 헤드의 고효율화에도 한계가 있었다. 또한, 가령 저수율로 원하는 헤드를 얻을 수 있다 하더라도, 단파장의 기록/재생 효율이 대폭 저하되어 고밀도의 기록/재생이 전혀 불가능하다고 하는 문제를 갖고 있었다.

본 발명은 상기 사정을 고려하여 이루어진 것이고, 자로 길이가 짧고, 또한 단파장 신호의 경우라도 고효율인 기록 또는 재생을 행할 수 있는 자기 헤드 및 그 제조방법, 그것을 사용하는 자기 기록 및/또는 재생 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

자로길이를 가급적 짧게 하기 위해서는, 예를 들면 도 17에 도시하는 자기 헤드가 고려된다. 즉, 한쌍의 자성체부(54a, 54b)를, 소정의 간극(갭)(G)을 통해 배치하고, 이것들의 자성체부(54a, 54b)에 걸치도록 자기 저항 효과 소자(56)가 설치된 구성으로 되어있다.

이 자기 헤드는, 자로길이를 작게 하는 것을 지향하고 있지만, 재생 효율이 낮거나 혹은 재생분해능이 나쁘고 고 밀도의 자기 헤드로서는 사용할 수 없었다. 즉, 자기 갭 길이(G)가 작은 경우에는 매체로부터의 자속이 거의 자기 갭 사이에 흘러 자기 저항 효과 소자에는 그저 일부의 자속 밖에 유입하지 않고, 큰 출력을 얻지는 못했다. 한편, 반대로 자기 갭 길이가 큰 경우에는, 선분해능이 극단적으로 나빠서, 고 밀도용의 선단 자기 헤드로서는 사용할만하지 않았다.

그래서, 본 발명자들은, 상술의 목적을 달성하기 위해서, 이하의 구성의 자기 헤드 및 그 제조방법을 발명했다.

본 발명의 제1 형태에 따라, 자기 헤드는, 제1 및 제2 매체 대향면, 상기 매체 대향면의 반대측의 제1 및 제2 배면(rear surface), 및 내측면-상기 내측면은 서로 대면하고 있음-을 각각 포함하는 한쌍의 자성체부, 및 상기 내측면들 간에 배치되고, 상기 제1 및 제2 매체 대향면과 동일면의 제3 매체 대향면 및 상기 제1 및 제2 배면과 동일면의 제3 배면을 포함하는 자기 갭을 구비하고,

상기 내측면 중의 하나는, x는 상기 내측면 중의 하나의 X 축를 나타내고 y는 상기 내측면 중의 하나의 Y 축을 나타내며, 상기 X 축은 상기 제3 매체 대향면의 중심으로부터 상기 제1 및 제2 매체 대향면의 중심을 향하여 연장되고, 상기 Y 축은 제3 매체 대향면의 중심으로부터 상기 제3 배면으로 향하여 연장하고, 상기 Y 축은 상기 X 축에 실질적으로 수직이며, G1 및 TH를 소정치로 했을 때, 0≤ y ≤ TH 에서는, x= G1/2 이고,

삭제

TH ≤ y 에서는, [0.1 ×tan{2(x-G1/2)} + TH ≤ y ≤ 5 ×tan{2(x-G1/2)} + TH]

의 관계를 만족시킨다.여기서, 식 중의 G1 은 상기 기록 매체에 대향하는 대향면의 자기갭의 폭에 상당하는 X 축 방향의 거리이고, TH는 상기 기록 매체에 대향하는 대향면의 자기갭의 단부면으로부터의 Y 축 방향의 거리이다. 또한, 자기갭(4)의 내측면의 위치 (x, y)는, 도 2에 도시한 바와 같이, X 축 방향에서는, 기록 매체에 대향하는 단부면에서의 자기 갭(4)의 G1/2의 위치의 Y 축을 중심축으로 하여, 이 중심축으로부터의 자기 갭 내측면까지의 X 축 방향의 거리를 x로 하고, Y 축 방향에서는, 기록 매체에 대향하는 자기 갭(4)의 단부면으로부터의 자기 갭 내측면과 Y 축이 교차하는 위치까지의 거리를 y 로 하고 있다. 도 2 에서, 임의의 x 및 y의 거리를 점(x, y)로 나타내고 있다. 또한, TH 의 거리도 자기 갭 G1의 단부면으로부터의 잘록한 부분의 길이인 것을 나타내고 있다.

x 가 x = G1/2 인 지점에서부터 연속적으로 증가함에 따라 y 는 y = TH인 지점으로부터 제1 및 제2 배면까지 연속적으로 변화하는 것이 바람직하다.

상기 한쌍의 자성체부는, 상기 자기 갭의 양 측면 상의 상기 제1 및 제2 매체 대향면 상에 연자성체로 이루어지는 볼록부가 설치되어 있다.

상기 한쌍의 자성체부는 자기 요크(magnetic yoke)이고, 상기 자기 헤드는 상기 제1 및 제2 배면 상에 배열되고, 상기 자기 갭 상에 배치되는 자기 저항 효과 소자를 더 구비한다.

상기 한쌍의 자성체는 자기 코어(magnetic core)이고, 상기 자기 헤드는 상기 제1 및 제2 배면 상에 제공되고 상기 자기 갭 상에 배치되는 연자성체로 이루어지는 리어 요크(rear yoke), 및 상기 자기 갭 내에 형성된 기록 코일을 더 포함한다.

본 발명의 제2 형태에 따라, 자기 기록 헤드는, 자기 갭을 사이에 두고 이격되고, 상응하는 매체 대향면, 및 상기 매체 대향면의 반대측의 상응하는 배면을 구비하는 한쌍의 자성체부-상기 한쌍의 자성체부 중의 하나는 볼록부를 포함하고, 상기 볼록부는 상기 매체 대향면을 향하여 수속(收束)되는 형상을 가짐-, 상기 자기 갭 상에 설치된 기록 코일, 및 상기 배면 상에 배치되고 상기 자기 갭 상에 배치된 연자성체로 이루어지는 리어 자성체를 포함한다.

본 발명의 제3 형태에 따라, 자기 재생 헤드는, 자기 갭을 사이에 두고 이격되고, 상응하는 매체 대향면, 및 상기 매체 대향면의 반대측의 상응하는 배면을 구비하는 한쌍의 자성체부-상기 한쌍의 자성체부 중의 하나는 볼록부를 포함하고, 상기 볼록부는 상기 매체 대향면을 향하여 수속되는 형상을 가짐-, 상기 배면 상에 배치되고 상기 자기 갭 상에 배치되는 자기 저항 효과 소자를 포함한다.

본 발명의 제4 형태에 따라, 기판 상에, 상기 기판에 대면하는 주면과 상기 주면의 반대측의 배면을 구비하는 자성체부를 형성하는 공정, 상기 자성체부의 상기 배면에 빔을 조사하고 상기 배면으로부터 상기 주면까지 연장하는 홀(hole)을 확정하는 부분을 형성하는 공정, 상기 홀 내에 자기 갭을 형성하는 공정, 및 상기 자성체 및 상기 자기 갭을 상기 기판으로부터 분리시키고 상기 주면과 실질적으로 동일면인 매체 대향면을 형성하는 공정을 구비한 자기 헤드의 제조방법을 제공한다.

상기 빔은 초점이 맞추어진 이온빔이다.

본 발명의 제5 형태에 따라, 기판 상에 절연막을 형성하는 공정, 포커스드 이온빔을 상기 절연막에 상기 기판으로 향하는 방향으로 조사하고, 제1 트렌치 및 제2 트렌치를 확정하는 부분을 상기 절연막에 형성하는 공정, 상기 제1 및 제2의 트렌치를 자성체로 매립하여 한쌍의 자성체부를 형성하는 공정, 상기 한쌍의 자성체부의 사이의 상기 절연막에 기록 코일을 형성하는 공정, 및 상기 한쌍의 자성체부 및 상기 기록 코일 상에 제2의 자성체부를 형성하는 공정을 구비한 자기 헤드의 제조방법이 있다.

상술된 바와 같이 구성된 본 발명의 제1의 형태에 따른 자기 헤드에 따르면, 자기 갭이 연속적으로 상술의 관계 식을 만족하도록 형성되어 있기 때문에, 자로 길이가 가급적 짧게 됨과 동시에 단파장 신호의 경우라도 재생 효율을 높게 할 수가 있다. 또한, 기록 매체측의 자기 갭의 길이도 가급적 작게 하는 것이 가능해져 분해능을 가급적 높게 할 수가 있다.

또한 상술된 바와 같이 구성된 본 발명의 제2 형태에 따른 자기 헤드에 따르면, 볼록부가 설치된 한쪽의 자성체부의 높이, 즉 상기 볼록부의 기록 매체의 대향면에서 제2의 자성체와의 경계까지의 거리를 작게 하는 것이 가능하고, 이에 따라 자로 길이를 작게 할 수가 있어, 기록 효율을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한 상기 볼록부는 기록 매체를 향해서 수속되는(tapered off) 형상으로 되어 있기 때문에, 단파장 신호의 기록에 있어서 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 상술된 바와 같이 구성된 본 발명의 제3 형태에 따른 자기 재생 헤드에 따르면, 볼록부가 설치된 한쪽의 자성체부의 높이, 즉 상기 볼록부의 기록 매체의 대향면에서 제2의 자성체와의 경계까지의 거리를 작게 하는 것이 가능하고, 이에 따라 자로 길이를 작게 할 수가 있어, 기록 효율을 대폭 향상시킬 수 있다. 또한 상기 볼록부는 기록 매체를 향해서 수속되는 형상으로 되어있기 때문에, 단파장 신호의 기록에 있어서 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 상술된 바와 같이 구성된 본 발명의 제4 형태에 따른 자기 제조방법에 따르면, 자성체부의 배면에 빔을 조사하여 홀이 배면으로부터 주면으로 연장하도록 형성되고 자기 갭이 그 홀 내에 형성된다. 이에 따라, 주면측에서는 자기 갭 길이를 가급적 작게 또한 배면으로 향해서 연속적으로 변화하는 원하는 자기 갭의 형성이 가능해져, 자로 길이를 가급적 짧게 할 수가 있음과 동시에, 단파장 신호의 경우라도 고효율인 재생을 행하는 자기 헤드를 얻을 수 있다.

또한 상술된 바와 같이 구성된 본 발명의 제5 형태에 따른 본 발명에 따른 자기 헤드의 제조방법에 따르면, 절연막 내에 포커스드 이온빔을 이용하여, 제1 및 제2의 트렌치가 형성되어, 이 제1 및 제2의 트렌치에 자성체를 매립하는 것에 의해 한쌍의 자성체부가 형성된다. 이에 따라, 원하는 형상의 자성체부를 얻는 것이 가능해져, 자로 길이를 작게 할 수가 있음과 동시에, 단파장 신호의 기록에 있어서 효율을 대폭 향상한 자기 헤드를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

<제1 실시예>

본 발명에 따른 자기 헤드의 제1 실시예의 구성을 도 1에 도시한다. 이 제1 실시예의 자기 헤드(1)는, 예를 들면 두께가 200 ㎚ 정도의 연자성체로 이루어지는 한쌍의 자성체부(2a, 2b)와, 기록 코일(5)과, 예를 들면 300 ㎚²의 형상의 자기 저항 효과 소자(6)를 구비하고 있다. 이 한쌍의 자성체부(2a, 2b)의 주면(3)은 기록 매체(10)에 평행하게 되도록 배치되어 있다. 즉, 주면(3)은 매체 대향면이 된다. 또 기록 매체(10)은 수직 기록 매체이고 연자성체막(10a) 상에, 신호가 기록되는 매체층(10b)가 형성된 구성으로 되어있다.

또한 한쌍의 자성체부(2a, 2b)는, 자기 갭(4)을 통해 배치되어 있다. 이 자기 갭(4)은, 매체 대향면(3)측에서는 그 길이(G1)이 비교적 작고(예, 약50 ㎚) 이 매체 대향면(3)의 반대측의 면에서는 그 길이(G2)가 비교적 크게(예, 약200 ㎚) 매체 대향면(3)측에서 반대측의 면까지 자기 갭 길이가 연속적으로 변화하도록 구성되어 있다. 그리고 이 자기 갭(4)에 기록 코일(5)이 매립된 구성으로 되어있다.

그리고, 자기 저항 효과 소자(6)는, 한쌍의 자기요크의 매체 대향면의 반대측의 면상에, 이 면측의 자기 갭(G2)를 걸치도록 배치되어 있다. 또, 도 1에 있어서 부호 (12)는 기록 매체(10)의 자화로부터 발생하는 자속을 나타내고 있다. 또한 도 1에는 보이고 있지 않지만, 자기 저항 효과 소자의 좌우 혹은 상하로 전극이나 바이어스용의 자성막 등을 갖고 있다.

이 실시예의 자기 헤드(1)에 있어서는, 자기 헤드(1)의 매체 대향면(3)과 자기 저항 효과 소자(6)와의 사이의 거리(H)는 200 ㎚ 정도이고, 이 자기 헤드(1)의 자로의 길이는 600 ㎚ 정도로 작다. 이 때문에, 기록 매체(10)와 자기 헤드(1)의 매체 대향면(3)과의 사이의 간극이 200 ㎚ 정도인 경우에는, 계산에 의하면, 매체 대향면측의 자기 갭(G1) 하의 매체(10)의 자화로부터 발생하는 자속(12)의 20% 이상이 자기 저항 효과 소자(6)에 유입한다. 이에 따라 매우 큰 출력을 얻는 것이 가능해진다. 더욱, 실험의 결과, 고주파 신호의 재생의 경우, 자기 갭의 길이가 매체 대향면측에서 점차로 연속적으로 커지고 있는 것이 중요한 것을 알 수 있었다. 특히 도 2에 도시한 바와 같이, 매체 대향면의 자기 갭의 중심을 원점으로 하여, 매체(10)의 트랙 방향을 X축, 트랙 폭 방향을 Z축, 자기 헤드(1)의 내부 방향을 Y 축으로 하여, 소정치를 TH로 했을 때, 자기 갭(4)의 형상이 다음의 관계를 만족하는 경우, 효율이 대폭 향상하는 것을 알 수 있었다.

0 ≤ y ≤ TH 에서는, x= G1/2 이고,

TH ≤ y 에서는, [ 0.1 ×tan{2(x-G1/2)} + TH ≤ y ≤ 5·tan{2(x-G1/2)} + TH ]

이것을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. o≤y≤TH에 대하여, x= G1/2로 하고, TH≤y에 대하여, y = k·tan(2·(x-G1/2)) + TH로 하고, k을 파라미터로 하여 자기 갭의 형상을 바꾸었을 때의 효율을 계산한 결과를 도 3에 도시한다. 이 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 k의 값이 0.1≤k≤5의 범위에 있는 경우에는, 효과는, 거의 최대의 값이 된다. 이에 따라, 자기 갭(4)의 형상이 상술의 식을 만족하면, 고효율을 얻을 수 있다.

또, 본 실시예의 자기 헤드와 거의 동일 사이즈의 자기 갭을 갖는, 도 20에 도시하는 종래의 자기 헤드의 효율의 주파수 특성을 계산하면, 도 4에 도시한 바와 같이 된다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이 저주파 즉 파장이 큰 경우의 효율은, 본 실시예와 동일 정도이지만, 150 MHz 정도를 넘는 고주파 영역에서는 효율이 본 실시예의 1/10 이하로 저하한다. 이것은, 도 20에 도시하는 종래의 자기 헤드의 자기 갭의 형상이 불연속이기 때문에, 자로가 급격히 굴곡하여, 자성체부(2a, 2b) 내의 자화가 갑자기 굽혀지지 않을 수가 없게 되어, 소위「자구(magnetic domain)」안의 원자 자화의 자화 변화 상태와 동일하게 고주파 응답이 열화되기 때문이라고 예상된다. 이 현상은 자로의 길이가, 자성체부의 자구의 두께(1O∼1OO㎚ 정도)에 근접한 경우에 발생하는 것으로 추정된다. 바꿔 말하면, 효율을 올리기 위해서 자로길이를 수백 ㎚의 레벨까지 작게 하는 경우에는, 자로를 되도록이면 느슨히 굽어지도록, 즉 자기 갭의 길이가 연속적으로 변화하도록 설계하지 않으면, 단(短) 자로화의 효과가 나올 수 없다는 것이다.

본 실시예의 자기 헤드는 자기 갭(4)의 형상이 연속적이고 느슨히 굽어지도록 구성되어 있기 때문에, 종래의 경우의 비교하여 고주파 응답이 좋은 것을 얻을 수 있다(도 4 참조). 이 때문에, 단파장 신호의 경우라도 고분해능 및 고효율인 재생 및 기록을 행할 수 있다.

다음에 본 실시예의 자기 헤드의 제조방법을 도 5를 참조하여 설명한다.

우선 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 기판(20) 상에, 예를 들면 Cu로 이루어지는 금속막(21)을 형성한 후, 이 금속막(21) 상에 예를 들면 DLC (Diamond-Like-Carbone)으로 이루어지는 절연막(22)을 형성한다. 계속해서 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 리소그래피 기술을 이용하여 절연막(22)내에, 금속막(21)까지 통하는 트렌치(23)를 형성한다.

다음에 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 예를 들면, FeCo, 또는 NiFe 등의 연자성체(2)를, 콜리메이션 스퍼터링법 또는 도금 등의 방법을 이용하여 트렌치(23)에 매립한다.

계속해서, 도 5의 (d)에 도시한 바와 같이 예를 들면 포커스드 이온빔(이하, FIB(Focused Ion Beam)이라 함)를, 형성하여야 할 자기 헤드의 매체 대향면의 반대측의 면에서부터 매체 대향면에 수직인 방향 즉, 도 5의 (d)에서는 상측으로부터 연자성체(2)에 조사하여, 자기 갭(4)을 형성함과 함께 한쌍의 자성체부(2a, 2b)를 형성한다. 매체 대향면측의 자기 갭(4)의 길이(G1)(도 1 참조)는, 이온 빔의 스캔 정밀도로 결정되지만, 충분한 정밀도를 가지고 형성할 수가 있다. 또한 매체 대향면의 반대측의 자기 갭(4)의 넓이는 빔 강도의 분포를 제어함으로써 정밀도 좋게 형성할 수가 있다. 즉, 비교적 급격히 넓어지는 형상으로 하고 싶은 경우에는, 비교적 넓은 분포를 갖는 빔을 사용하면 좋다.

이와 같이 하여 형성하여야 할 자기 헤드의 매체 대향면의 반대측의 면에서부터 매체 대향면에 수직인 방향으로 FIB를 조사함으로써, 원하는 형상의 자기 갭(4)을 얻을 수 있다.

또, 지금까지 알려져 있는 FIB 에 의한 갭 가공은, 도 6에 도시한 바와 같이, 매체 대향면(3)과 평행하고 또한 트랙 폭 방향에서 자성체부(2a, 2b)에 이온 빔을 조사하여 행하는 것이었다. 이 경우, FIB의 빔 강도가 가우스 분포가 되기 때문에, 매체 대향면(3)의 가공된 갭(4)의 길이가 트랙 폭 방향에서 변화하여, 정확한 선분해능을 얻을 수 없었다.

그러나, 본 발명에서는,원하는 형상의 자기 갭(4)을 얻을 수 있다. 또, 본 발명과 같이, 형성하여야 할 자기 헤드의 매체 대향면의 반대측의 면에서부터 매체 대향면에 수직인 방향으로 FIB를 조사하는 것은 본 발명자들에 의해서 처음으로 이루어진 것이다.

다시 도 5의 (e)로 되돌아가, 다음에 예를 들면 Cu, W, Pt 등의 금속을 예를 들면 전기 도금법을 이용하여 자기 갭에 매립하여, 기록 코일(5)을 형성한다(도 5의 (e) 참조).

계속해서 도 5의 (f)에 도시한 바와 같이 자성체부(2a, 2b) 및 기록 코일(5)을 덮도록 절연막(25)을 형성한 후, 한쌍의 자성체부(2a, 2b) 상에 기록 코일(5)을 걸치 도록 절연막(25) 상에 자기 저항 효과 소자(6)를 형성한다. 또, 자기 저항 효과 소자로서는, 거대 자기 저항 효과 소자 또는 자성터널 저항 효과 소자가 좋다.

다음에, 상술한 자기 저항 효과 소자가 형성된 기판(20)을 약알카리 혹은 약산성의 용액에 침적시켜서 Cu 층(21)을 에칭 제거하고, 기판(20)을 박리함으로써, 자기 헤드 소자가 완성한다. 또, 미리, 절연막(25)의 상면에서 스크라이브머신 등을 이용하여 자기 헤드 소자마다 Cu 층(21)에 달하는 절입(cut)을 넣은 후, 약알카리 혹은 약산성의 용액에 침적시키면, 단시간에서 기판(20) 상의 Cu 층(21)을 에칭 제거할 수 있음과 동시에 헤드 소자가 받는 손상을 작게 할 수가 있다.

또, FIB는 일반적으로 가공체적(가공 면적 × 가공깊이)가 큰 경우에는, 처리량의 저하 때문에 양산성에 문제가 생긴다. 그러나, 본 실시예의 경우와 같이 가공 체적이 극단적으로 작은 경우에는 양산성에 문제는 생기지 않는다.

이와 같이 본 실시예의 자기 헤드는, 일부의 연자성체를 도려내어, 자로를 형성하는 한쌍의 자성체부(2a, 2b)를 형성하고, 상기 도려낸 부분에 기록 코일(5)을 매립하여 형성하고 있기 때문에, 자로가 매끈하게 형성할 수 있고, 도 1에 도시한 바와 같이 많은 매체 자속(12)을 자기 저항 효과 소자(6)에 유도할 수 있다.

또한, FIB를 대신해서 전자 빔을 이용하여 자기 갭(4)을 형성하더라도 좋고, 슬릿형의 레지스트 마스크를 이용하여 통상의 이온 빔이나 반응성 가스 이온에 의해 자기 갭(4)을 형성하더라도 좋다. 이 경우에는, 빔의 입사각도 및/또는 가스종을 바꾸는 것에 의해 자기 갭의 형상을 제어할 수가 있다.

다음에 본 실시예의 자기 헤드(1)의 변형예의 구성을 도 7에 도시한다. 이 변형예의 자기 헤드(1A)는, 도 1에 도시하는 자기 헤드(1)에 있어서, 한쌍의 자성체부(2a, 2b)의 매체 대향면에 각각 연자성체로 이루어지는 볼록부(2a_1, 2b₁)가 설치된 구성으로 되어있다. 이러한 구성으로 함으로써, 갭(4) 근방의 자속만 자기 저항 효과 소자에 유도하는 것이 가능해져, 선 방향의 노이즈를 저감할 수가 있다.

<제2 실시예>

다음에 본 발명에 따른 자기 헤드의 제2 실시예의 구성을 도 8에 도시한다. 이 제2 실시예의 자기 헤드(30)는, 기록용 헤드이고 도 1에 도시하는 제1 실시예의 자기 헤드(1)에 있어서, 자기 저항 효과 소자(6)를 대신해서, 기록 코일(5)에 걸치도록 한쌍의 자성체부(2a, 2b) 및 기록 코일(5) 상에 자성체부(7)가 직접 설치된 구성으로 되어있다.

이 실시예에 있어서는, 자기 저항 효과 소자(6)를 대신해서 자성체부(7)가 설치되는 것에 의해, 제1 실시예에 비교하여, 보다 매끄러운 자로를 형성하는 것이 가능해져, 단파장의 기록에 있어서 더욱 효율을 향상시킬 수 있고 고밀도 기록이 가능해진다.

본 실시예의 자기 헤드(30)의 제조방법을 도 9를 참조하여 설명한다.

자기 갭(4)을 형성하여, 이 자기 갭에 기록 코일(5)을 매립할 때까지는 즉 도 5의 (e) 까지는 제1 실시예의 자기 헤드(1)의 제조방법과 동일한 공정을 이용하여 행한다(도 9의 (a)∼도 9의 (e) 참조). 기록 코일(5)을 매립한 후, 예를 들면 콜리메이션 스퍼터링법이나 도금법 등에 의해서, 한쌍의 자성체부(2a, 2b)에 걸치도록 자성체부(2a, 2b) 및 기록 코일(5) 상에 직접 자성체(7)를 형성한다.

그 후에는, 제1 실시예의 자기 헤드의 제조방법과 같이 기판(20) 및 Cu 층(21)을 박리하여 자기 헤드 소자를 완성한다.

다음에 상기 제2 실시예의 자기 헤드(30)의 변형예의 구성을 도 10에 도시한다. 이 변형예의 자기 헤드(30A)는, 제2 실시예의 자기 헤드(30)에 있어서, 한쌍의 자성체부(2a, 2b)의 매체 대향면(3)의 자기 갭 근방에 자성체로 이루어지는 돌기부(2a₂, 2b₂)를 설치한 구성으로 되어있다. 이러한 구성으로 함으로써, 자기 갭 근방에 자속을 집속하는 것이 가능해져, 이에 따라 선방향의 자계(12)의 경사가 급경사가 되어, 매체의 자화 전이 폭을 작게 할 수 있다. 이 때문에 제2 실시예의 자기 디스크보다도 더욱 고 밀도의 기록이 가능해진다.

<제3 실시예>

다음에 본 발명에 따른 자기 헤드의 제3 실시예의 구성을 도 11에 도시한다. 이 제3 실시예의 자기 헤드(32)는 기록용 자기 헤드이고, 한쌍의 자성체부(2c, 2d)와, 기록 코일(5)과 자성체(7)을 구비하고 있다.

자성체부(2c)와 자성체부(2d)와의 사이에 자기 갭이 설치되고, 이 자기 갭을 매립하도록 기록 코일(5)이 설치되고 있다. 또, 자기 갭의 길이는 제1 및 제2 실시예와 달리 일정하더라도 좋다. 그리고, 자성체부(2d)는 기록 매체(10)에 정보를 기록하는 역할을 하는 주자극이고 매체 대향면으로 향해서 수속(converging) 형상이 되는 볼록부(2d₁)를 갖고 있다. 또, 이 볼록부(2d₁)는 기록 코일(5)의 측으로부터도, 매체 대향면(3)으로 향해서 수속 형상으로 되어있다. 또한, 자성체부(2c, 2d)의 매체 대향면의 반대의 면상에는, 이것들의 자성체부(2c, 2d)에 걸쳐지도록 자성체(7)가 직접 형성된 구성으로 되어있다.

이 실시예의 자기 헤드(32)에 있어서는, 상술한 바와 같이 주자극이 되는 자성체부(2d)의 볼록부(2d₁)는 매체 대향면(3)으로 향해서 수속 형상이 되고 있고, 특히 상기 볼록부(2d₁)는 기록 코일(5)의 측으로부터도 매체 대향면(3)으로 향해서 수속 형상으로 되어있다. 이 때문에, 도 12의 (a)에 도시한 바와 같이 기록 매체(10)에 정보를 기록하는 주자극(2d)의 기록 코일측의 트레일링 엣지(2d_e)에서 고자속 밀도를 실현할 수 있고, 또한 도 11에 도시한 바와 같이 선 방향의 자계(12)의 비탈도 급경사로 할 수 있어, 고밀도 기록이 가능해진다. 또, 자성체부(2d)의 매체 대향면(3)으로부터 자성체부(7)와의 경계면까지의 높이(H)를 제1 또는 제2 실시예의 경우와 같이 작게 하면 자로의 길이도 작아져 기록 효율을 향상시키는 것도 가능함과 동시에 단파장 신호의 경우라도 높은 기록율을 얻을 수 있다.

또, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 주자극이 되는 자성체부(2d)의, 기록 코일(5)측만이 매체 대향면(3)으로 향해서 수속 형상으로 되어있는 경우나, 도 12의 (c)에 도시한 바와 같이 자성체부(2d)가 매체 대향면(3)으로 향해서 수속 형상을 하지 않은 경우에는, 상기 트레일링 엣지의 자속 밀도도 작고, 또한 선 방향의 자계(12)의 비탈도 느슨하게 된다. 이 때문에, 본 실시예의 경우에 비교하여 고 밀도 기록을 행할 수 없다.

또 후술하는 바와 같이, 주자극(2d)의 길이 p1(도 12의 (a) 참조)를 작게 함으로써도 고 밀도 자속을 달성하는 것, 즉, 고 밀도 기록을 행할 수 있다.

다음에 본 실시예의 자기 헤드의 제조방법을 도 13을 참조하여 설명한다.

우선, 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 기판(20) 상에 예를 들면 Cu로 이루어지는 금속막(21)을 형성한 후, 이 금속막(21) 상에 예를 들면 DLC으로 이루어지는 절연막(22)을 형성한다.

계속해서 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 예를 들면 FIB를 이용하여, 절연막(22)에 트렌치(23a)를 형성함과 함께, Cu 막(21)에 달하는 트렌치(23b)를 형성한다.

다음에 도 13의 (c)에 도시한 바와 같이, 예를 들면 FeCo, NiFe 등의 자성체를, 예를 들면 콜리메이션 스퍼터링법 또는 도금 등의 방법을 이용하여 트렌치(23b)에 매립하여, 자성체부(2d)를 형성한다.

계속해서, 자성체부(2d)의 형성의 경우와 같이, 트렌치(23a)에 자성체를 매립하여, 자성체부(2c)를 형성한다(도 13의 (d) 참조).

다음에 도 13의 (e)에 도시한 바와 같이, 자성체부(2c)와 자성체부(2d)와의 사이의 절연막(22)에, 기록 코일을 형성하기 위한 트렌치를 형성하여, 이 트렌치에, 예를 들면 전기 도금법 등을 이용하여 Cu를 매립, 기록 코일(5)을 형성한다.

다음에 도 13의 (f)에 도시한 바와 같이 자성체부(2c)와 자성체부(2d)에 걸쳐지도록, 자성체부(2c, 2d) 및 기록 코일(5) 상에 자성체(7)를 형성한다.

그 후에는, 제1 실시예의 자기 헤드의 제조방법과 같이 하여 기판(20) 및 Cu 층(21)을 박리하여, 자기 헤드 소자를 완성한다.

이 제조방법에 있어서는, 자성체부(2d)는, 매체 대향면(3)의 반대측의 면에서 FIB 등의 드라이 에칭을 이용하여 형성한 트렌치에 연자성체 재료를 매립하여 형성하고 있기 때문에, 매체 대향면(3)의 측의 주자극 길이(p1)를 좋은 재현성으로 정확하게 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 상술된 바와 같이 매체 대향면(3)의 측으로 향하여 이상적으로 수속하는 형상으로 할 수 있다. 통상의 기억 매체 장치에서는, 정보의 액세스를 로터리 액튜에이터에 의해, 헤드를 이동시켜 행하기 때문에, 기록 매체의 내주측의 트랙과 기록 매체의 외주측의 트랙에서는 디스크의 주위 방향에 대하여 주자극이 기운 위치 관계가 된다. 주자극형의 기록 헤드의 경우, 주자극 측면으로부터도 기록하기 때문에, 매체상의 트랙 엣지에서의 노이즈가 증가하는 것이 문제가 되는 것이 판명되었다. 주자극 측면에서의 기록을 줄이면 노이즈는 감소한다. 이 때문에는 주자극 길이(p1)를 가능한 한 작게 하는 것이 필요하다. 그러나, 주자극 길이(p1)를 작게 하면 기록 효율이 대폭 저하하여, 종래는 실용적인 효율을 갖는 헤드는 제공할 수 없었다. 본 실시예에서는, 기록 코일(5)의 측으로부터도 수속하는 주자극 형상을 하고 있기 때문에 주자극 길이(p1)를 작게 하더라도 실용적인 자속 밀도를 확보할 수 있다. 이것은, 특히 상기 제조법, 즉 매체 대향면의 반대측에서의 드라이 에칭에 의한 효과이다. 특히 FIB를 이용하면 용이하게 형상을 컨트롤할 수 있고, 포토리소그래피의 해상도 이하의 주자극이 용이하게 형성할 수 있다.

또, 도 1에 도시하는 제1 실시예의 자기 헤드(1) 또는 도 7에 도시하는 자기 헤드(1A)에서 기록 코일(5)을 형성하지 않으면, 고효율인 재생 전용의 자기 헤드(1B)를 얻을 수 있다.

따라서, 도 14에 도시한 바와 같이, 이 재생 전용의 자기 헤드(1B)와, 도 8, 도 10, 또는 도 11에 도시하는 기록 전용의 자기 헤드, 예를 들면 자기 헤드(32)를 일체화한 기록/재생 헤드(40)를 이용하면, 예를 들면 도 15에 도시한 바와 같은 고 밀도의 기록/재생 장치를 얻을 수 있다.

특히 본 발명은 단파장의 기록/재생을 가능하게 하기 때문에, 지금까지 달성 불가능하던 고 전송 속도화가 가능하고, 네트워크를 통한 고속의 정보의 교환을 가능하게 한다.

더욱, 본 발명의 자기 헤드, 예를 들면 자기 헤드(32)를, 광이나 열로 어시스트하는 열어시스트 자기 기록 또는 광어시스트 자기 기록에도 이용하여도, 고 밀도의 기록이 가능해짐과 동시에 고 전송 속도화가 가능하다. 또 도 16에 레이저광(35)으로 어시스트하는 광어시스트 자기 기록 장치를 도시한다.

<제4 실시예>

본 발명에 따른 자기 헤드의 제4 실시예의 구성이 도 22에 도시되어 있다. 제4 실시예에서, 자기 헤드(70)는 연자성체로된 한쌍의 자성체부(2c, 2d) 및 자기 저항 효과 소자(6)를 포함한다. 자기 갭(72)이 자성체부들(2c, 2d) 간에 설치된다. 자기 저항 효과 소자(6)은 자기 갭(72)에 걸쳐지도록 자성체부(2c, 2d)의 매체 대향면(3)의 반대면 상에 설치된다. 자기갭(72)의 형상은 제1 실시예 또는 제2 실시예의 것과 동일한 형상 또는 상이한 형상일 수 있다. 예를 들어, 자기 갭(72)의 길이는 일정할 수도 있다. 자성체부(2d)는 기록 매체(10)에 정보를 기록하는 역할을 하는 주자극이고 매체 대향면으로 향해서 수속(converging) 형상이 되는 볼록부(2d₁)를 갖고 있다. 또, 이 볼록부(2d₁)는 기록 코일(5)의 측으로부터도, 매체 대향면(3)으로 향해서 수속 형상으로 되어있다. 볼록부(2d₁)는 또한 자기 갭(72)로부터 매체 대향면(3)으로 향해서 수속 형상이 된다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 자기 헤드(70)에서, 주자극으로서의 역할을 하는 자성체부(2d)의 볼록부(2d1)는 매체 대향면을 향하는 수속 형상이 된다. 특히, 볼록부(2d1)는 또한 자기 갭(72)으로부터 매체 대향면(2)으로 향하는 수속 형상을 갖는다. 따라서, 기록 매체(10)로부터의 판독 정보에 대한 주자극(2d)의 면적이 매체 대향면의 측상에서 작게 될 수 있기 때문에, 재생 분해능이 향상된다. 거기에다, 볼록부(2d₁)가 매체 대향면으로부터 자기 저항 효과 소자(6)로 향하여 발산하기 때문에, 자기 저항 효과 소자(6)로 매체 자속을 효과적으로 유도하는 것이 가능하다.

또한, 매체 대향면(3)으로부터 매체 대향면(3)의 반대편측 표면까지의 높이(H)가 제1 내지 제3 실시예와 유사하게 작다면, 자로의 길이는 작으며, 따라서 단파장 신호의 경우에서도 재생 효율을 향상시키고 재생 고효율을 얻는 것이 가능하다.

<제5 실시예>

도 23 및 도 24를 참조로 하여, 본 발명에 따른 자기 재생 시스템의 제5 실시예를 기술한다.

도 23은 본 자시 재생 시스템의 구성도이다. 즉, 본 실시예에서, 자기 재생 시스템(150)은 로터리 액튜에이터를 사용하는 타입의 시스템이다. 도 23에서, 자기 디스크(200)가 드라이브 유닛 제어부(도시 생략)로부터의 제어 신호에 응답하여 모터(도시 생략)에 의해 화살표(A) 방향으로 회전될 스핀들(152) 상에 적재된다. 자기 디스크(200) 상에 저장된 기록 및/또는 재생 정보에 대한 헤드 슬라이더(153)는 박막형 서스펜션(154)의 팁 부분 상에 장착된다. 제1 또는 제4 실시예의 자기 헤드가 팁 근방의 헤드 슬라이더(153) 상에 장착된다.

서스펜션(154)이 구동 코일(도시 생략) 등과 같은 것을 홀딩하고 있는 보빈부(bobbin portion)를 갖는 액튜에이터 암(155)의 한 단부에 접속되어 있다. 액튜에이터 암(155)의 다른 단부에는 선형 모터의 한 종류인 보이스 코일 모더(156)가 설치되어 있다. 보이스 코일 모터(156)는 액튜에이터 암(155)의 보빈부 상에 감겨진 구동 코일(도시 생략), 및 서로 코일을 통하여 댑면하도록 배치된 영구 자석 및 페이싱 요크를 포함하는 자기 회로를 포함한다. 액튜에이터 암(155)은 고정 샤프트(157)의 하부 및 상부 2개의 위치에 설치된 볼 베어링(도시 생략)에 의해 고정되고, 보이스 코일 모터(156)를 사용하여 회전시키고 미끄러지게 될 수 있다.

도 24는 액튜에이터 암(155) 선단의 자기 헤드 장치의 확대 사시도이다. 즉, 자기 헤드 장치(160)는 구동 코일 등을 홀딩하는 보빈부를 가지는 액튜에이터 암(155)을 가지며, 액튜에이터 암(155)의 한 단부는 서스펜션(154)에 접속되어 있다.

서스펜션(154)의 팁 부분 상에는, 상술 실시예 중에 어떤 하나의 자기 헤드를 갖는 헤드 슬라이더(153)가 장착된다.

서스펜션(154)는 기록/판독 유도 와이어(164)를 갖는다. 유도 와이어(164)는 헤드 슬라이더(153)에 설치된 자기 헤드의 각 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 도 23에서, 참조 번호 165는 자기 헤드 장치(160)의 전극 패드를 표시한다.

헤드 슬라이더(153)의 매체 대향면(ABS)과 자기 디스크(200)의 표면 간에 소정의 플로팅 량이 설정된다.

본 실시예에서는 자기 재생 시스템이 기술되었으나, 제2 또는 제3 실시예의 기록 헤드가 상기 재생 헤드와 치환될 수도 있다. 이 경우, 자기 기록 시스템을 얻는 것이 가능하다. 상술된 실시예에서의 재생 헤드 및 기록 헤드는 서로 결합되는 경우, 자기 기록 및/또는 재생 시스템을 얻는 것이 가능하다.

매체는 하드 디스크에 한정되는 것은 아니며, 매체는 가요성 디스크 및 자기 카드 같은 자기 기록 매체 중에 어떤 것일수도 있다. 더욱이, 시스템으로부터 자기 기록 매체를 착탈할 수 있는 소위 "착탈식" 타입 시스템이 사용될 수도 있다.

이상 진술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자로 길이가 가급적 짧고, 또한 단파장 신호의 경우라도 고 분해능 및 고효율인 기록 또는 재생을 행할 수 있다.

본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시예의 견지에서 본 발명을 기술하였으나, 본 발명은 본 발명의 원리를 벗어나지 않고도 다양한 방법으로 실시될 수 있다는 것을 알아야한다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 가늠할 수 있는 본 발명의 원리로부터 벗어나지 않고 실시될 수 있는 모든 가능한 실시예들을 포함할 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자기 헤드의 제1 실시예의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 제1 실시예의 자기 헤드의 자기 갭의 형상을 설명하는 도면.

도 3은 제1 실시예의 자기 헤드의 자기 갭의 형상을 결정하는 파라미터와, 재생/기록 효율과의 관계를 나타내는 그래프.

도 4는 제1 실시예와 자기 헤드와 종래의 자기 헤드의 고주파 특성을 도시하는 그래프.

도 5의 (a) 내지 도 5의 (f)는 제1 실시예의 자기 헤드의 제조공정을 나타내는 단면도.

도 6은 종래의 제조방법을 설명하는 도면.

도 7은 제1 실시예의 변형예의 구성을 나타내는 도면.

도 8은 본 발명에 따른 자기 헤드의 제2 실시예의 구성을 나타내는 도면.

도 9의 (a) 내지 도 9의 (f)도 9의 (a)2 실시예의 자기 헤드의 제조공정을 나타내는 단면도.

도 10은 제2 실시예의 변형예의 구성을 나타내는 도면.

도 11은 본 발명에 따른 자기 헤드의 제3 실시예의 구성을 나타내는 도면.

도 12의 (a) 내지 도 12의 (c)는 제3 실시예의 효과를 설명하는 모식도.

도 13의 (a) 내지 도 13의 (f)는 제3 실시예의 자기 헤드의 제조공정을 나타내는 단면도.

도 14는 본 발명에 따른 기록/재생 일체형 헤드를 나타내는 도면.

도 15는 본 발명에 따른 자기 헤드를 갖는 기록/재생 장치를 나타내는 도면.

도 16은 본 발명에 따른 자기 헤드를 이용한 광어시스트 자기 기록을 설명하는 도면.

도 17은 자기 헤드의 구성을 나타내는 도면.

도 18a는 자로 길이와 출력과의 관계를 나타낸 도면이고, 도 18b는 자로길이를 설명하는 도면.

도 19는 종래의 자기 헤드의 구성을 나타내는 도면.

도 20은 종래의 자기 헤드의 다른 예의 구성을 나타내는 도면.

도 21은 종래의 자기 헤드의 문제점을 설명하는 도면.

도 22는 본 발명에 따른 자기 헤드의 제3 실시예의 구성을 도시하는 도면.

도 23은 본 발명에 따른 자기 기록 및/또는 재생 시스템의 주요 부분의 구성을 도시하는 사시도.

도 24는 디스크의 측면으로부터 본, 액튜에이터 암의 선단의 자기 헤드 장치의 확대 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 자기 헤드

2a, 2b, 2c, 2d : 자성체부

3 : 매체 대향면

4 : 자기 갭

5 : 기록 코일

56 : 자기 저항 효과 소자

10 : 기록 매체

10a, 20 : 기판

1Ob : 매체층

12 : 자속

21 : Cu 층

22 : 절연막

23 : 트렌치

Claims

자기 헤드에 있어서,

제1 및 제2 매체 대향면, 상기 매체 대향면의 반대측의 제1 및 제2 배면(rear surface), 및 내측면 -상기 내측면은 서로 대면하고 있음- 을 각각 포함하는 한쌍의 자성체부, 및

상기 내측면들 간에 배치되고, 상기 제1 및 제2 매체 대향면과 동일면의 제3 매체 대향면 및 상기 제1 및 제2 배면과 동일면의 제3 배면을 포함하는 자기 갭

을 포함하고,

상기 내측면 중의 하나는, x는 상기 내측면 중의 하나의 X 축 좌표를 나타내고 y는 상기 내측면 중의 하나의 Y 축 좌표를 나타내며, 상기 X 축은 상기 제3 매체 대향면의 중심으로부터 상기 제1 및 제2 매체 대향면의 중심을 향하여 연장되고, 상기 Y 축은 제3 매체 대향면의 중심으로부터 상기 제3 배면으로 향하여 연장하고, 상기 Y 축은 상기 X 축에 실질적으로 수직이며, G1 및 TH를 소정치로 했을 때,

0≤ y ≤ TH 에서는, x= G1/2 이고,

TH ≤ y 에서는, [ 0.1 ×tan{2(x-G1/2)} + TH ≤ y ≤ 5 ×tan{2(x-G1/2)} + TH ]

의 관계를 만족시키며,

상기 식 중의 G1은 상기 기록 매체에 대향하는 대향면의 자기 갭의 폭에 상당하는 X 축 방향의 거리이고, TH는 상기 기록 매체에 대향하는 대향면의 자기 갭의 단부면으로부터의 Y 축 방향의 거리이고, 자기 갭의 내측면 위치 (x, y)는, X 축 방향에서는, 기록 매체에 대향하는 단부면에서의 자기 갭의 Gl/2의 위치의 Y 축을 중심축으로 하여, 이 중심축으로부터의 내측면으로부터의 X 축 방향의 위치를 거리 x로 하고, Y 축 방향에서는, 기록 매체에 대향하는 자기 갭의 단부면으로부터의 갭 내측면과 Y 축이 교차하는 위치를 거리 y로 하는 자기 헤드.
제1항에 있어서, x가 x=G1/2인 지점에서부터 연속적으로 증가함에 따라 y는 y=TH인 지점으로부터 제1 및 제2 배면까지 연속적으로 변화하는 자기 헤드.
제1항에 있어서, 상기 한쌍의 자성체부에는, 상기 자기 갭의 양 측면 상의 상기 제1 및 제2 매체 대향면 상에 연자성체로 이루어지는 볼록부가 설치되는 자기 헤드.
제1항에 있어서, 상기 한쌍의 자성체부는 자기 요크(magnetic yoke)이고, 상기 자기 헤드는 상기 제1 및 제2 배면 상에 배열되고, 상기 자기 갭 상에 배치되는 자기 저항 효과 소자를 포함하는 자기 헤드.
제1항에 있어서,

상기 한쌍의 자성체부는 자기 코어들이고,

상기 자기 헤드는, 상기 제1 및 제2 배면상에 제공되고 상기 자기 갭 상에 배치된 연자성체(magnetically soft substance)로 이루어지는 리어(rear) 요크와, 상기 자기 갭에 형성된 기록 코일을 더 포함하는 자기 헤드.
소정의 간극을 두고 배치되어, 각각의 주면이 기록 매체의 대향면이 되는 연자성체로 이루어지는 한쌍의 자성체부와,

상기 간극 내에 설치된 기록 코일과,

상기 간극을 넘도록 상기 한 쌍의 자성체부의 상기 주면과 반대측의 면 상에 배치된 연자성체로 이루어지는 제2 자성체부를 포함하고,

상기 한 쌍의 자성체부의 한쪽의 자성체부의 주면에는, 상기 간극에 인접하여 상기 기록 매체를 향하여 또한 상기 기록 매체의 이동 방향을 따라서 수속(收束)하는 형상으로 하고, 상기 기록 매체의 대향면에서의 자속을 집중하도록 구성한 연자성체로 이루어지는 볼록부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체의 자기 정보를 기록하는 자기 헤드.
소정의 간극을 두고 배치되어, 각각의 주면이 기록 매체의 대향면이 되는 연자성체로 이루어지는 한쌍의 자성체부와,

상기 간극을 넘도록 상기 한 쌍의 자성체부의 상기 주면과 반대측의 면 상에 배치된 자기저항효과 소자를 포함하고,

상기 한 쌍의 자성체부의 한쪽의 자성체부의 주면에는, 상기 간극에 인접하여 상기 기록 매체를 향하여 또한 상기 기록 매체의 이동 방향을 따라서 수속하는 형상으로 하고, 상기 기록 매체의 대향면에서의 자속을 집중하도록 구성한 연자성체로 이루어지는 볼록부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 수직 자기 기록 매체의 자기 정보를 재생하는 자기 헤드.
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기판 상에 절연막을 형성하는 공정,

초점이 맞추어진 이온빔을 상기 절연막에 상기 기판으로 향하는 방향으로 조사하고, 제1 트렌치 및 제2 트렌치를 확정하는 부분을 상기 절연막에 형성하는 공정,

상기 제1 및 제2의 트렌치를 자성체로 매립하여 한쌍의 자성체부를 형성하는 공정,

상기 한쌍의 자성체부의 사이의 상기 절연막에 기록 코일을 형성하는 공정, 및

상기 한쌍의 자성체부 및 상기 기록 코일 상에 제2의 자성체부를 형성하는 공정

을 포함하는 자기 헤드의 제조방법.
제4항 기재의 자기 헤드를 재생 헤드로서 포함하는 자기 재생 시스템.
제5항 기재의 자기 헤드를 기록 헤드로서 포함하는 자기 기록 시스템.
제6항 기재의 자기 정보를 기록하는 자기 헤드를 포함하는 자기 기록 시스템.
제7항 기재의 자기 정보를 재생하는 자기 헤드를 포함하는 자기 재생 시스템.