(57)【要約】【課題】主磁極下部より発生する漏れ磁界を有効に抑えることができ、また主磁極の記録特性の劣化も防止できる磁気ヘッドを提供する。【解決手段】開示の磁気ヘッドは、浮上面からみた主磁極の幅が、トレーリング側からリーディング側に向かうにつれて狭くなり、かつ主磁極２１の両側壁２１ｂの側方に非磁性層を介してサイドシールド２８が設けられた磁気ヘッドにおいて、サイドシールド２８のリーディング側の辺２８ａが、主磁極２１のリーディング側の辺２８ａに対して、リーディング側に角度をなすように形成され、かつサイドシールド２８のトレーリングエッジ２８ｃ高さが、主磁極２１のトレーリングエッジ２１ｃより低いことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮上面からみた主磁極の幅が、トレーリング側からリーディング側に向かうにつれて狭くなり、かつ主磁極の両側壁の側方に非磁性層を介してサイドシールドが設けられた磁気ヘッドにおいて、
前記サイドシールドのリーディング側の辺が、主磁極のリーディング側の辺に対して、リーディング側に角度をなすように形成され、かつサイドシールドのトレーリングエッジ高さが、主磁極トレーリングエッジより低いことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記サイドシールドのリーディング側の辺が、前記主磁極の側壁に対して直角もしくは鈍角をなす辺に形成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記サイドシールドのトレーリングエッジ側の辺も、主磁極の側壁に対して、直角もしくは鈍角をなす辺に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
浮上面からみた主磁極の形状が三角形である
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
浮上面からみた主磁極の形状が台形であることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜請求項５いずれか１項記載の磁気ヘッドを有する磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ヘッドおよびこれを用いた磁気記憶装置に関し、特に主磁極下部より発生する漏れ磁界を抑制する構造を有する磁気ヘッドおよびこれを用いた磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直ヘッドの浮上面からみた主磁極７０の形状は、通常図1３に示すような逆台形形状である。これは図１４に示すように、主磁極を長方形に形成したのではSkew（スキュー）角がついた時に主磁極７０の側部から発生する大きな漏れ磁界により、イレーズバンドが発生し、隣接トラックを消したり、実効的なトラック幅が広がったりしてしまうので、これを防止するために逆台形形状のものに形成している。
【０００３】
一方、主磁極の両側にシールドを配した、いわゆるサイドシールドを有する垂直ヘッドや、また主磁極のトレーリング側と両側のシールドが一体となったトレーリングサイドシールド構造の垂直ヘッドが提案されている(特開2004-127480、特開2005-190518)。これらにみられる主磁極の両側に配置されたサイドシールドは、トラック密度の増加により、逆台形形状でも漏れてしまう微少な横漏れ磁界が無視できなくなり、微少漏れ磁界を抑制するために設けられている。
【０００４】
また、サイドシールドのリーディング側の辺と、主磁極側壁がほぼ垂直に形成された構造が知られている(特開2007-35082)。
【特許文献１】特開2004-127480号公報
【特許文献２】特開2005-190518号公報
【特許文献３】特開2007-35082号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図１５、図１６に示すようにSkew角θ2に対し、主磁極７０の台形角度θ1は若干小さく設計されている。これは，台形角度θ1をSkew角と同じにしてしまうと、主磁極７０の浮上面に露出する面積が小さくなり、十分な記録磁界が得られなくなるためである。この際、実際に記録されるトラックに対して、Skew角が大きいために、主磁極７０下部がはみ出る。従って、主磁極７０からの漏れ磁界を考慮する時、主磁極７０の側部全体ではなく、本来のトラックからはみ出た主磁極７０下部の漏れ磁界の影響が最も大きい。
【０００６】
この時、特許文献２にあるようなサイドシールド形状や、従来考えられている図１５、図１６に示すような主磁極７０の下辺、または上辺に平行な辺を有するサイドシールド７２の形状では、主磁極７０下部から放射状に発生する漏れ磁界を十分に抑えきれないという課題がある。
また、特許文献３に記載のものでは、従来の図１５、図１６の形状に比べ横漏れ磁界は減少するが、サイドシールドとリーディングシールドが一体となっているため、記録時に最もヘッド磁界が発生する、主磁極-トレーリングシールド間の磁束が周辺のシールドに吸収され、ヘッド磁界が減少してしまう。結果、オーバーライト特性の劣化などの記録特性不良を招くという課題がある。
【０００７】
本願は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、主磁極下部より発生する漏れ磁界を有効に抑えることができ、また主磁極の記録特性の劣化も防止できる磁気ヘッドおよびこれを用いた磁気記憶装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示の磁気ヘッドは、浮上面からみた主磁極の幅が、トレーリング側からリーディング側に向かうにつれて狭くなり、かつ主磁極の両側壁の側方に非磁性層を介してサイドシールドが設けられた磁気ヘッドにおいて、前記サイドシールドのリーディング側の辺が、主磁極のリーディング側の辺に対して、リーディング側に角度をなすよう辺に形成され、かつサイドシールドのトレーリングエッジ高さが、主磁極トレーリングエッジより低いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
開示の磁気ヘッドによれば、主磁極下部より発生する漏れ磁界を有効に抑えることができ、また主磁極の記録特性の劣化も防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明の磁気ヘッドの好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、垂直磁気記録用の磁気ヘッドの構成を、浮上面（図のＡ−Ａ線）に直交する、コア幅の中心を通る断面で見た状態を示す。この磁気ヘッドは、媒体に情報を記録する垂直ヘッド２０と、媒体に記録された情報を読み取る再生ヘッド３０から構成される。
垂直ヘッド２０は、主磁極２１、第１リターンヨーク２２および第２リターンヨーク２３を備える。主磁極２１は、浮上面側の前端部に位置し、狭幅のネック部２１ａと、後端部に位置し、後方（ハイト方向）に向かって徐々に広幅となるヨーク部２１ｂで形成されている。
【００１１】
隣接トラックの情報の消去を防止するサイドシールド２８は、主磁極２１のネック部２１ａの側方に設けられる。
第２リターンヨーク２３の前端部には主磁極２１に対向する配置にトレーリングシールド２４が設けられる。主磁極２１と第２リターンヨーク２３とは後部側（ハイト方向）でバックギャップ２５により連結され、コイル２６がヨーク部２１ｂを巻回する配置に設けられている。
再生ヘッド３０は、下部シールド層３１、上部シールド層３２およびリード素子３３とからなる。なお、図１において、各層間はアルミナ等の非磁性絶縁体によって充填されている。
これら各層は公知の薄膜技術によって形成することができる。
【００１２】
本実施の形態で特徴とするのは、以下に述べる主磁極２１とサイドシールド２８の構成である。
図２は主磁極２１と、その側方に設けたサイドシールド２８を示す説明図である。
図２に示すように主磁極２１の側壁２１ｂに対する、サイドシールド２８のリーディング側の辺２８ａのなす角θ３（図２で破線で示される角）を直角の角度となるように形成している。したがって、逆台形状をなす主磁極２１の短辺２１ａに対して、サイドシールド２８のリーディング側の辺２８ａがハの字状となるようにしている。なお、サイドシールド２８の、主磁極２１の側壁に対向する辺２８ｂは、主磁極２１の側壁２１ｂとほぼ平行になっている。
【００１３】
上記のように、本実施の形態では、主磁極２１の側壁２１ｂに対する、サイドシールド２８のリーディング側の辺２８ａのなす角θ３を直角の角度となるように形成している。これにより、サイドシールド２８のリーディング側の辺２８ａが、図３に破線で示す従来のサイドシールドに比較して、主磁極２１の短辺２１ａに全体として近づく。そしてこれにより、図３に示すように、Skew角がついたとき主磁極２１下部から放射状に発生する磁場は，従来のサイドシールドに比べて、広い範囲でサイドシールド２８で覆われて吸収されるため，漏れ磁場の発生を抑えられる。
【００１４】
また、本実施の形態では、図２に示すように、サイドシールド２８のトレーリングエッジ（トレーリング側の辺２８ｃ）の高さが、主磁極２１のトレーリングエッジ（台形の長辺２１ｃ）より低くなるように設定している。サイドシールド２８のリーディング側の辺２８ａとトレーリング側の辺２８ｃとの間の高さが、主磁極２１の台形の高さのほぼ半分以下となるようにすると好適である。このようにすることで、主としてトラックへの書き込みエッジとなる主磁極２１のトレーリングエッジ２１ｃがサイドシールド２８から遠く離れるので、書き込みの際の磁場がサイドシールド２８に吸収される度合いが少なくなり、書き込み用の磁場の強度を保つことができ、記録特性の劣化を防止できる。なお、トレーリングシールド２４は、シールド機能も有するが、むしろ書き込み用の磁場の強さをトレーリングシールド２４の中央部で高めて書き込み効率を高めるものであり、サイドイレーズを防止するサイドシールド２８とは機能を異にする。
【００１５】
また、本実施の形態では、図２に示すように、サイドシールド２８は、トレーリング側の辺２８ｃをリーディング側の辺２８ａに平行に作製しているが，これは，後述するように作製上容易であることや、トレーリング側の辺２８ｃが主磁極２１のトレーリングエッジ２１ｃからさらに離れるので、これによっても記録磁界として重要な主磁極２１のトレーリング側の磁場をサイドシールド２８に吸われにくくし，減衰を抑える効果がある。
なお、上記に限られず、図４に示すように、サイドシールド２８のトレーリング側の辺２８ｃを主磁極２１のトレーリングエッジ２１ｃとほぼ平行となるように形成してもよい。これにより、リーディング側の漏れ磁界を抑える効果に加え、主磁極２１のトレーリング側からの漏れ磁界が大きい場合には、主磁極２１のトレーリング側壁近辺からの漏れ磁界も広く抑えることができる。
【００１６】
なお、ここで、先に示した特許文献３（特開2007-35082）のものとの比較をする。
ヘッド磁界は、シミュレーションによると、トレーリングシールドのみの場合で約14kOeであるのに対し、特許文献３のようにトレーリングシールドとサイドシールドが一体となった構造では約12ｋOeと大きく減少する。一方で、トレーリングシールドとサイドシールドを分離し、サイドシールドのトレーリングエッジ高さを主磁極トレーリングエッジ高さと同じにするだけで、ヘッド磁界は約13kOeとなる。そして本実施の形態のように、サイドシールド２８のトレーリングエッジ２８ｃの高さを主磁極２１のトレーリングエッジ２１ｃの高さよりも低くすることで磁界の劣化を最小限に抑えることができる。
【００１７】
従って、本実施の形態のように、サイドシールド２８とトレーリングシールド２４とを分離し，主磁極２１のトレーリングエッジ２１ｃの高さよりサイドシールド２８のトレーリングエッジ２８ｃの高さを低くすることで、ヘッド磁界の低下を最小限にしつつ、上記のように、サイドシールド２８のリーディング側の辺２８ａを、主磁極２１の側壁２１ｂに対して直角とすることにより、主磁極２１の側壁下部からの漏れ磁界も効果的におさえることが可能となる。
【００１８】
なお、図示しないが、主磁極２１の側壁２１ｂに対する、サイドシールド２８のリーディング側の辺２８ａのなす角θ３を鈍角となるようにすることで、サイドシールド２８のリーディング側の辺２８ａを主磁極２１のリーディング側の辺２１ａにさらに近づけることができるので、主磁極２１の側壁下部からの漏れ磁界をさらに効果的におさえることが可能となる。
【００１９】
また、サイドシールド２８の形状は、図２のような矩形のものに限られない。図４に示すものも１つの例であるが、図５に示すように、サイドシールド２８の外側部分を、主磁極２１のリーディング側の辺２１ａに平行に横に長く伸ばしたような形状とすることもできる。この場合でも、主磁極下部の漏れ磁界を効果的に抑制することができる。
また、上記実施の形態では、浮上面からみた主磁極の形状が逆台形状の垂直ヘッドのもので説明したが、浮上面からみた主磁極の形状が逆三角形の垂直ヘッドにも適用できることはもちろんである。
【００２０】
図６は、上述した磁気ヘッドを搭載した磁気記憶装置４０の構成例を示す。
磁気記憶装置４０は、矩形の箱状に形成されたケーシング内に、スピンドルモータによって回転駆動される複数の磁気記録ディスク４２を備える。磁気記録ディスク４２の側方には、ディスク面に平行に揺動可能に支持されたアクチュエータアーム４４が配されている。アクチュエータアーム４４の先端には、アクチュエータアーム４４の延長方向にサスペンション４６が取り付けられ、サスペンション４６の先端にヘッドスライダ４８が取り付けられている。ヘッドスライダ４８は、サスペンション４６のディスク面に対向する面に取り付けられる。
【００２１】
ヘッドスライダ４８には前述した磁気ヘッドが搭載されている。磁気ヘッドはサスペンション４６に形成された配線、およびアクチュエータアーム４４に付設された導電線を介して、磁気記録媒体に記録された信号を読み込む電気信号を受信する回路に接続する。
ヘッドスライダ４８に設けられた磁気ヘッドにより磁気記録ディスク４２に情報を記録し、磁気記録ディスク４２に記録されている情報を再生する処理は、制御部によって制御されるアクチュエータ５０により、アクチュエータアーム４４を所定位置に揺動させる操作（シーク動作）とともになされる。
【００２２】
次に、上記主磁極２１とサイドシールド２８の製造方法の一例を図７〜図１２を用いて説明する。
再生ヘッド３０を作製後、第１リターンヨーク２２、コイル２６を作製し、その後、アルミナからなる絶縁層５２を成膜する（ここまで図示せず）。
この後、図７に示すように絶縁層５２上にスパッタ法により主磁極２１となる軟磁性材料５４を成膜する。
スパッタ成膜後、フォトレジスト工程を利用し、レジスト、もしくは金属により主磁極２１形状に相当する部分の直上にマスク層５６を形成する。
【００２３】
マスク層５６を形成後、イオンミリングにより非マスク部分を取り除く。この時、図８に示すように主磁極２１断面が逆台形形状となり、かつ下地絶縁層５２の部位のスロープ部５２ａが、主磁極２１の側壁２１ｂに対して直角ないしは鈍角となるようにイオンミリング加工により調整する。
【００２４】
その後、図９に示すように、マスク層５６を除去し、次いでサイドシールド・主磁極間ギャップに相当する非磁性層５８を主磁極２１の外表面上およびスロープ部５２ａ上にスパッタ法により形成する。さらに、非磁性層５８上に、サイドシールドに相当する軟磁性層６０をスパッタ法により成膜する。その際、軟磁性層６０の高さは、主磁極２１のトレーリングエッジ２１ｃの高さより低くなる位置になるようにする。
上記非磁性層５８の非磁性材料は、後述する図１２でのCMP（Chemical Mechanical Polish）工程で、CMPをストップできる層（例えばTa層）にしておくことが望ましい。なぜなら、誤ってCMPで主磁極２１まで研磨してしまうことを防げるからである。
【００２５】
次に図１０に示すように、ウェハ上面からのイオンミリングによりサイドシールド厚さを所望の厚さに調整しながら、さらにウェハ斜めからのイオンミリングにより、図９の工程で主磁極２１の側壁２１ｂに付着した軟磁性層を取り除く。
その後、図１１に示すように非磁性層（例えばアルミナ）６２を全面に成膜するが、非磁性層６２は、次工程でのCMPを考慮し、少なくとも図１１に示すA面（主磁極２１のトレーリングエッジ上の非磁性層５８の表面）を超える厚さまで成膜する。
【００２６】
次いで、図１２に示すようにウェハ全体をCMPプロセスによりA面まで平坦化する。
CMPは先程の主磁極上のTaでストップさせる。
図１２の後は、トレーリングシールド２４や第２リターンヨーク２３形成工程などの工程をへて垂直磁気ヘッドが完成する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】垂直磁気記録用の磁気ヘッドの断面図である。
【図２】主磁極とサイドシールドの構造を示す説明図である。
【図３】サイドシールドによる漏れ磁界抑制の原理を示す説明図である。
【図４】サイドシールドの他の形状の例を示す説明図である。
【図５】サイドシールドのさらに他の形状の例を示す説明図である。
【図６】磁気記憶装置の説明図である。
【図７】主磁極となる軟磁性材料を成膜し、イオンミリングする工程の説明図である。
【図８】イオンミリングして主磁極を形成する工程の説明図である。
【図９】主磁極上に非磁性層を形成し、さらに軟磁性層を形成する工程の説明図である。
【図１０】軟磁性層をイオンミリングしてサイドシールドを形成する工程の説明図である。
【図１１】サイドシールドを覆って非磁性層を形成する工程の説明図である。
【図１２】図１１の非磁性層をA面まで研磨して平坦化する工程の説明図である。
【図１３】主磁極が逆台形の場合のイレーズバンドを示す説明図である。
【図１４】主磁極が長方形の場合のイレーズバンドを示す説明図である。
【図１５】従来の主磁極とサイドシールドの構造を示す説明図である。
【図１６】従来のサイドシールドによる漏れ磁界抑制の原理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
２０  垂直ヘッド
２１  主磁極
２２  第１リターンヨーク
２３  第２リターンヨーク
２４  トレーリングシールド
２５  バックギャップ
２６  コイル
２８  サイドシールド
３０  再生ヘッド
３１  下部シールド層
３２  上部シールド層
３３  リード素子
４０  磁気記憶装置
４２  磁気記録ディスク
４４  アクチュエータアーム
４６  サスペンション
４８  ヘッドスライダ
５０  アクチュエータ
５２  絶縁層
５４  軟磁性材料
５６  マスク層
５８  非磁性層
６０  軟磁性層
６２  非磁性層
【図１】
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【図６】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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