(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極と，
前記主磁極のトレーリング側に隣接して配置された高周波磁界発生部とを備え，
浮上面から見て，前記高周波磁界発生部のクロストラック方向中心線が前記主磁極のクロストラック方向中心線に対して離間しており，
前記主磁極のクロストラック方向に配置されたサイドシールドと，前記主磁極のトレーリング側に配置されたトレーリングシールドを有し，前記高周波磁界発生部は前記主磁極のクロストラック方向中心から前記サイドシールドが配置された方向にずれた位置に配置され，前記トレーリングシールドは前記サイドシールドのトレーリング側には配置されていないことを特徴とするエネルギーアシスト型磁気記録ヘッド。
【請求項２】
主磁極と，
前記主磁極のトレーリング側に隣接して配置された高周波磁界発生部とを備え，
浮上面から見て，前記主磁極と前記高周波磁界発生部の同じ側のクロストラック方向端部が近傍に配置され，
前記主磁極のクロストラック方向に配置されたサイドシールドと，前記主磁極のトレーリング側に配置されたトレーリングシールドを有し，前記高周波磁界発生部は前記主磁極のクロストラック方向中心から前記サイドシールドが配置された方向にずれた位置に配置され，前記トレーリングシールドは前記サイドシールドのトレーリング側には配置されていないことを特徴とするエネルギーアシスト型磁気記録ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２記載のエネルギーアシスト型磁気記録ヘッドにおいて，前記サイドシールドは前記主磁極のクロストラック方向の一方の側にのみ配置されていることを特徴とするエネルギーアシスト型磁気記録ヘッド。
【請求項４】
主磁極と，
前記主磁極のトレーリング側に隣接して配置された高周波磁界発生部とを備え，
浮上面から見て，前記高周波磁界発生部のクロストラック方向中心線が前記主磁極のクロストラック方向中心線に対して離間しており，
前記高周波磁界発生部のクロストラック方向に隣接して，前記高周波磁界発生部に静磁界を加えるハードバイアス層を備えることを特徴とするエネルギーアシスト型磁気記録ヘッド。
【請求項５】
主磁極と，
前記主磁極のトレーリング側に隣接して配置された高周波磁界発生部とを備え，
浮上面から見て，前記主磁極と前記高周波磁界発生部の同じ側のクロストラック方向端部が近傍に配置され，
前記高周波磁界発生部のクロストラック方向に隣接して，前記高周波磁界発生部に静磁界を加えるハードバイアス層を備えることを特徴とするエネルギーアシスト型磁気記録ヘッド。
【請求項６】
主磁極と，
前記主磁極のトレーリング側に隣接して配置された高周波磁界発生部とを備え，
浮上面から見て，前記高周波磁界発生部のクロストラック方向中心線が前記主磁極のクロストラック方向中心線に対して離間しており，
前記高周波磁界発生部は，その膜面法線が，浮上面から見た前記主磁極のクロストラック方向中心線に対して傾斜して形成されていることを特徴とするエネルギーアシスト型磁気記録ヘッド。
【請求項７】
主磁極と，
前記主磁極のトレーリング側に隣接して配置された高周波磁界発生部とを備え，
浮上面から見て，前記主磁極と前記高周波磁界発生部の同じ側のクロストラック方向端部が近傍に配置され，
前記高周波磁界発生部は，その膜面法線が，浮上面から見た前記主磁極のクロストラック方向中心線に対して傾斜して形成されていることを特徴とするエネルギーアシスト型磁気記録ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載のエネルギーアシスト型磁気記録ヘッドにおいて，
浮上面で見たとき，前記高周波磁界発生部のクロストラック方向の幅が５０ｎｍ以下であり，前記主磁極の前記高周波磁界発生部に隣接する側のクロストラック方向の幅が前記高周波磁界発生部の幅よりも広いことを特徴とするエネルギーアシスト型磁気記録ヘッド。
【請求項９】
磁気ディスクと，前記磁気ディスクを回転駆動するディスク駆動部と，前記磁気ディスクに対して情報を書き込む記録ヘッドと，前記記録ヘッドを前記磁気ディスク上の所望のトラックに位置決めするヘッド駆動部とを有する磁気記録装置において，
前記記録ヘッドは，主磁極と，前記主磁極のトレーリング側に隣接して配置された高周波磁界発生部とを備え，浮上面から見て，前記高周波磁界発生部のクロストラック方向中心線が前記主磁極のクロストラック方向中心線に対して離間しており，前記主磁極のクロストラック方向に配置されたサイドシールドと，前記主磁極のトレーリング側に配置されたトレーリングシールドを有し，前記高周波磁界発生部は前記主磁極のクロストラック方向中心から前記サイドシールドが配置された方向にずれた位置に配置され，前記トレーリングシールドは前記サイドシールドのトレーリング側には配置されていないエネルギーアシスト型磁気記録ヘッドであることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１０】
磁気ディスクと，前記磁気ディスクを回転駆動するディスク駆動部と，前記磁気ディスクに対して情報を書き込む記録ヘッドと，前記記録ヘッドを前記磁気ディスク上の所望のトラックに位置決めするヘッド駆動部とを有する磁気記録装置において，
前記記録ヘッドは，主磁極と，前記主磁極のトレーリング側に隣接して配置された高周波磁界発生部とを備え，浮上面から見て，前記主磁極と前記高周波磁界発生部の同じ側のクロストラック方向端部が近傍に配置され，前記主磁極のクロストラック方向に配置されたサイドシールドと，前記主磁極のトレーリング側に配置されたトレーリングシールドを有し，前記高周波磁界発生部は前記主磁極のクロストラック方向中心から前記サイドシールドが配置された方向にずれた位置に配置され，前記トレーリングシールドは前記サイドシールドのトレーリング側には配置されていないことを特徴とするエネルギーアシスト型磁気記録ヘッドであることを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，エネルギーアシスト型磁気記録ヘッド及びそれを用いた磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の記録密度増加を目的として，磁気ヘッドの寸法は年々微細化が進んでいる。図２にハードディスクドライブの外観図を示す。筺体の中に，磁気ディスク３，ヘッドジンバルアセンブリ４（ＨＧＡ），ＨＧＡ４の位置決め駆動を行うボイスコイルモータ６等が配置され，磁気ヘッドはＨＧＡ４の先端部に装着されたヘッドスライダ７に含まれる。磁気ディスク３は，モータによって回転駆動される。ボイスコイルモータ６によってＨＧＡ４を駆動することにより，磁気ヘッドは磁気ディスクの所望のトラックに位置決めされる。磁気ヘッドは，古くは記録ヘッドと再生ヘッドを兼用する誘導型ヘッドが用いられていたが，現在の主流は性能向上のため記録ヘッドと再生ヘッドを分離した録再分離ヘッドである。記録ヘッドはコイルによる誘導磁界で情報を書き込む誘導ヘッドであるが，再生ヘッドは，磁気センサーとしてスピンバルブを利用したＧＭＲ（Giant Magneto-Resistance）ヘッドもしくはＴＭＲ（Tunnel Magneto-Resistance）ヘッドが用いられる。【０００３】
図３に，記録ヘッド部１と再生ヘッド部２を有する録再分離型ヘッドの模式図を示す。図３のＡから見た面がヘッドスライダの磁気ディスクに対向する浮上面（Air Bearing Surface＝ＡＢＳ面）に相当する。記録ヘッド部１の主磁極８付近の拡大図を図４に示す。記録ヘッドはＡＢＳ面から見ると，主磁極８，トレーリングシールド９，サイドシールド１０から構成される。トレーリングシールド９とサイドシールド１０を一体でラップアラウンドシールド（Wrap Around Shield＝ＷＡＳ）とも呼ぶ。【０００４】
継続的な記録密度向上のため磁気ヘッドには種々の新技術が提案されている。ここでは，本発明に関連する２種の新技術について述べる。まず，磁気ディスク上の記録幅（トラックピッチ）を狭小化するためのシングルドライト磁気記録方式（Shingled Write Magnetic Recording）について説明する。図５はシングルドライト方式の原理説明図である。従来の記録方式がトラックピッチを主磁極磁界による磁気的記録幅に合わせて決定するのに対し，シングルドライト方式はトラックピッチを磁気的記録幅より狭く設定し，従ってトラックの一部は重ね書きされる形で記録を行う。そのためトラックの走査方向は例えば図５の矢印１２で示す一方向に限定されるが，記録マーク１３の幅は主磁極８の幅より狭くすることが可能で，より高密度な記録につながる。現行の垂直磁気記録技術は製品で記録密度５００Ｇｂ／ｉｎ2のレベルに達している一方で，その限界が１Ｔｂ／ｉｎ2付近に見えてきていることから，これを延長して１〜２Ｔｂ／ｉｎ2を狙うための技術として検討が進められてきた。次々と重ね書きされる様子が瓦を連想するため，シングル（Shingle＝瓦でふく）の語が使われている。【０００５】
シングルドライト方式用の記録ヘッド形状としてはトラック幅を狭小化する必要は少なく，むしろトラック間をシャープに書き分けるためにトラックを横切る方向（クロストラック方向）の磁界勾配を高めることと，十分な磁界強度を得ることを目的に，図６のように片側のみに狭いサイドシールド１０を設けつつ，主磁極８の寸法は例えばトラック幅が５０〜１５０ｎｍとある程度大きな構造が提案されている。書き込みに用いる側の磁界勾配を高くしてトラックピッチを高めることがこの技術の主眼であり，そのために最適化された設計となっている。実際に記録するトラックの幅は，得られる磁界勾配を考慮に入れた範囲で磁極の幅よりも狭い値に設定される。【０００６】
次に，別の新技術としてマイクロ波アシスト記録方式（Microwave Assisted Magnetic Recording＝ＭＡＭＲ）を説明する。ＭＡＭＲは非特許文献１に開示されるように，マイクロ波発生層による高周波磁界を用いて媒体の磁化に歳差運動をおこし，主磁極からの磁界によって磁化が反転しやすくなるようにアシストする方式である。高密度化のため媒体の磁気異方性エネルギーを高めると，主磁極からの磁界だけでは磁化を反転させにくくなるために，このようなアシスト記録方式が必要となる。【０００７】
図７に，ＡＢＳ面に垂直で主磁極中心線に平行な面（スライダ側面）から見たＭＡＭＲヘッドの模式図を示す。ＭＡＭＲヘッドは，主磁極８に隣接して主磁極から電流を流すスピン注入層２０の磁性層中でスピン偏極電流を作り出し，マイクロ波発生層１９（Field Generation Layer＝ＦＧＬ）に注入してスピントルクを利用して発振を起こし，高周波の電磁波（マイクロ波）を発生する。マイクロ波は媒体３に向けて照射され局所的に磁化の歳差運動を誘導して，記録ヘッド磁界による磁化反転をアシストする。構成によってはＦＧＬ層に隣接して補助層１８等を設ける。主磁極からのマイクロ波発生用電流２１はトレーリングシールド９に流す。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Xiaochun Zhu and Jian-Gang Zhu, Bias Field Free Microwave Oscillator Driven by Perpendicularly Polarized Spin Current, IEEE trans. Magn., 42, No. 10 (2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＭＡＭＲは記録密度の増加において高いポテンシャルを持つと見られているが現状では原理検証段階であり，ＭＡＭＲヘッドによる記録実験もまだ行われていない。このため，目前に迫る記録密度１Ｔｂ／ｉｎ2の壁を超える技術としてはシングルドライト方式の導入が先となる。シングルドライト方式は，ＭＡＭＲのように新原理を必要としないため開発リスクが低い長所がある半面，重ね書きの制約から任意のトラックをランダムに書き込むことが不可能な短所がある。このためファイル方式などのアーキテクチャ変更が必要で，その影響がハードディスクドライブ内にとどまらずシステム全体に及ぶ。従って，一たび採用されると，その後の世代に渡りシングルドライト方式がレガシーシステムとして非技術的な理由によっても継続採用される可能性が高い。一方で，遅くとも記録密度２Ｔｂ／ｉｎ2級以降の世代では，媒体磁性粒子の熱揺らぎ耐性を確保するために新規に高異方性エネルギー（Ｋｕ）媒体の採用が必須と見られている。高Ｋｕ媒体に書き込むためには何らかのアシスト記録方式が必要で，この世代以降ではシングルドライト方式にアシスト記録を組み合わせて用いることになると考えられる。【００１０】
シングルドライト方式にＭＡＭＲを組み合わせた場合，新たに次の課題が生じる。シングルドライト方式では，急峻なクロストラック磁界勾配を得るためにサイドシールドとの距離を詰めて設計する一方，主磁極からの磁界強度を低下させないためにある程度大きな主磁極寸法が必要で，結果としてトラック幅よりも主磁極寸法は広くなる。一方で高周波磁界を発生するＦＧＬ寸法は単磁区化のため幅５０ｎｍ以下とする必要がある。そのため，シングルドライト向けのＭＡＭＲヘッドでは，図８に示す様に主磁極の端面とＦＧＬの端面２３の位置が重ならず，両者の勾配が最も急峻となる位置がずれるためにクロストラック方向の磁化遷移を急峻に記録しにくい課題がある。図中，曲線２４は主磁極の磁界プロファイルであり，曲線２５はＦＧＬ高周波磁界のプロファイルを示している。これを解決するためには，図９に示すように，ＦＧＬ１９の中心と主磁極８のクロストラック方向の中心２２をオフセットして両者の勾配の急峻部を一致させる方法が考えられる。しかしながら，その場合は，新たに主磁極８からの磁界ベクトル１１がＦＧＬ１９の膜面に対し斜めに入射することでＦＧＬの発振が不安定化する課題が生じる。ＦＧＬの安定発振にはＦＧＬ膜面に主磁極からの磁界がほぼ垂直に入射することが必要である。【００１１】
本発明はかかる課題に鑑み，シングルドライト方式とＭＡＭＲを組み合わせた磁気記録において，ＦＧＬが安定に発振し，かつクロストラック方向に急峻な磁化遷移を記録可能なＭＡＭＲヘッドを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する手段として，ＡＢＳ面から見て，シングルドライト向け磁気ヘッドの主磁極のクロストラック方向中心線に対して，ＭＡＭＲのＦＧＬのクロストラック方向中心線をオフセットさせる。もしくは両者の同じ側の端部が近傍に配置される構造とすることで，主磁極磁界のクロストラック方向の磁界勾配とＦＧＬの高周波磁界のクロストラック方向の磁界勾配の急峻部を重ね合わせる。さらに，主磁極からの磁界ベクトルをＦＧＬ膜面にほぼ垂直に入射させるための手段として，主磁極磁界を誘引して磁界ベクトルの方向を補正するように透磁率の高いシールド材料を主磁極のトレーリング側に配置する方法，主磁極磁界以外の磁界を加えて磁界ベクトルの方向を補正するようにハードバイアス層を配置する方法，主磁極磁界の方向にＦＧＬ膜面がほぼ垂直となるようにＦＧＬ自体を傾斜して形成する方法，などの手段を用いてＦＧＬの安定発振を可能にする。【００１３】
また，ヘッドスライダが磁気ディスクの内周側もしくは外周側の何れか側を記録するに際して，主磁極中心線がトラックに対して傾斜して角度（スキュー角）がついた場合にもクロストラック方向の磁界勾配が急峻な状態を保てるように，主磁極の両サイドにＦＧＬを配置して内周側又は外周側のいずれかに適したサイドを用いる手段も提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のシングルドライト方式にＭＡＭＲを適用した磁気ヘッドによって，遅くとも記録密度２Ｔｂ／ｉｎ2級以降では必要となる高異方性エネルギー（Ｋｕ）媒体に対して，それ以前のシステムからの変更コストを最小限にしつつ，より記録密度の高い磁気記録が可能となる。特に，トラックピッチを狭めることのできるシングルドライト方式の長所を活かしつつ，ＦＧＬからの局所的な高周波磁界によって微細な磁気マークを形成できるＭＡＭＲ方式を用いることで更なる高密度記録を可能とし，これに伴うハードディスクドライブの記録情報単位あたりの低コスト化と低消費電力化，そして記録再生の高速化を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による解決手段及び第１の実施例を説明する図である。
【図２】ハードディスクドライブの構造を模式的に示す説明図である。
【図３】録再分離型磁気ヘッドを模式的に示す説明図である。
【図４】磁気記録ヘッドの主磁極付近の構造を示す説明図である。
【図５】シングルドライト方式の原理説明図である。
【図６】シングルドライト向け磁気記録ヘッドの構造を模式的に示す説明図である。
【図７】スライダ側面から見たＭＡＭＲヘッドの模式図である。
【図８】シングルドライト向けＭＡＭＲヘッドの構造と課題を示す説明図である。
【図９】オフセット型シングルドライト向けＭＡＭＲヘッドの説明図である。
【図１０】ＭＡＭＲ素子の拡大説明図である。
【図１１】本発明による第１の実施例を説明する図である。
【図１２】ＦＧＬ膜面に入射する外部磁界の傾き（１５度）と磁化回転の安定性の関係を調べたシミュレーション結果である。
【図１３】ＦＧＬ膜面に入射する外部磁界の傾き（２５度）と磁化回転の安定性の関係を示す図である。
【図１４】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図１５】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図１６】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図１７】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図１８】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図１９】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図２０】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図２１】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図２２】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図２３】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図２４】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図２５】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図２６】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図２７】本発明による第１の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図２８】本発明による第２の実施例を説明する図である。
【図２９】本発明による第２の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図３０】本発明による第３の実施例を説明する図である。
【図３１】本発明による第３の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図３２】本発明による第３の実施例のプロセスフローを説明する図である。
【図３３】本発明による第４の実施例を説明する図である。
【図３４】本発明による第４の実施例の記録ヘッド構造を説明する図である。
【図３５】本発明による第４の実施例の記録ヘッド構造を説明する図である。
【図３６】本発明による第４の実施例の記録ヘッド構造のうち，ＭＡＭＲ素子を３つ用いる場合の説明図である。
【図３７】本発明による第４の実施例の記録ヘッド構造のうち，ＭＡＭＲ素子を４つ用いる場合の説明図である。調べたシミュレーション結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下，本発明を実施するための形態について記述する。
【００１７】
まず，第１の実施例について説明する。図１は，本実施例の磁気記録ヘッドをＡＢＳ面から見た拡大図である。主磁極８のクロストラック方向の一方の側に隣接するようにサイドシールド１０を配置する。サイドシールド１０はＮｉＦｅなど透磁率の高い材料を用いており，主磁極からの磁界を効率的に引き込む役割を果たす。シングルドライト方式の基本形ではヘッドの片側のみを用いるため，サイドシールド１０は記録に用いるサイドのみがあればよい。不要なサイドのシールドは主磁極からの磁界を弱める効果があるために敢えて形成しない。図１では主磁極８の上側，媒体に対して主磁極８が通過する後方側となるトレーリング端に隣接してＭＡＭＲ素子１７を配置する。サイドシールド１０のトレーリング側には，トレーリングシールド９を配置しない。
【００１８】
ＭＡＭＲ素子１７の拡大図を図１０に示す。ＭＡＭＲ素子は，主磁極８と電気的に接続して，主磁極８側から順に，下地層２６，スピン注入層２０，ＦＧＬ１９，補助層１８，キャップ層２７からなり，トレーリングシールド９に電気的に接続している。補助層１８は，ＦＧＬ１９の磁化を面内に留めるための補助をする等の目的で必要に応じて挿入される。主磁極８からトレーリングシールド９に向かって高周波磁界を発生するためのマイクロ波発生電流２１を流す。この電流によって，スピン注入層２０でスピン偏極された電流がＦＧＬ１９に注入されてスピントルクによって発振を起こし，ＧＨｚ〜数十ＧＨｚ帯の高周波磁界を発生する。所望の高周波磁界を発生するためにはＦＧＬ１９は一斉に磁化が回転する単磁区であることが望ましく，そのためにはＦＧＬ１９の幅は５０ｎｍ程度以下であることが求められる。この条件は狭いトラック幅の記録を行うためにも都合が良いが，一方で典型的には６０〜１２０ｎｍとトラック幅の広いシングルドライト方式の主磁極８と組み合わせる場合には，記録を行う側のサイドにＦＧＬ１９をオフセットする必要が生じる。
【００１９】
現行の垂直磁気記録方式のヘッドでは，磁界勾配を高めるために主磁極の周囲全体をシールドで覆うＷＡＳ（ラップアラウンドシールド）を用いるが，ＷＡＳに対してオフセットしたＦＧＬを配置すると，主磁極からの磁界はコーナーから広がる方向に出て行く性質があるために，図９に模式的に示したようにＦＧＬ膜面へは斜め入射し，ＦＧＬ面内の磁化回転の障害となる。そのため，ＦＧＬ近傍のＷＡＳの一部を図１に示す様に取り除き，サイドシールド１０とトレーリングシールド９とを分離した構造とする。磁界ベクトルは透磁率の高いサイドシールド１０とトレーリングシールド９の方向に，より引き込まれる性質があるため，ＦＧＬ膜面には磁界ベクトルがほぼ垂直に入射し目的を達する。
【００２０】
この目的のためには，概念的にはＦＧＬの端部と主磁極の端部が近傍に配置されていれば良い。具体的には，図１１に示す主磁極８の幅Ｐｗ（Ｐｗ＞５０ｎｍ）に対してＦＧＬ１９の幅Ｆｗは５０ｎｍ以下かつ設計トラック幅Ｔｗより広い寸法とし，主磁極８のクロストラック方向の中心線２２とＦＧＬ１９のクロストラック方向の中心線２９の距離３０が（Ｐｗ−Ｆｗ）／２±２０ｎｍ程度離間した配置とすればよい。若しくは，主磁極８の書き込みに寄与する端部の位置３１と，ＦＧＬ１９の端部位置３２とが±２０ｎｍ以内の近傍に配置される構造であれば良い。ＦＧＬ１９からの高周波磁界や主磁極８からの磁界プロファイルはおよそ４０ｎｍ以下で十分に低下するため，端部位置合わせの設計余裕として±２０ｎｍを確保すれば，主磁極からの磁界勾配とＦＧＬからの高周波磁界勾配の急峻な位置を重ね合わせることが可能になる。
【００２１】
また，先にほぼ垂直と記載した主磁極からの磁界ベクトルがＦＧＬの発振を妨げない入射角度は，発明者らの計算機シミュレーションによれば，具体的には９０±２０度の範囲にある。図１２に，主磁極からの外部磁界がＦＧＬ法線方向に対して１５度の角度で入射する場合の磁化回転のシミュレーション結果を示す。磁化はＦＧＬ面内（ｘ−ｙ面）で安定に回転する。一方，図１３には主磁極からの外部磁界がＦＧＬ法線方向に対して２５度の角度で入射する場合の結果を示す。この場合には磁化の回転が不安定化していることがわかる。磁化回転の安定性は正確には，ＦＧＬに注入されるスピン偏極電流によるスピントルクと主磁極からの外部磁界成分のうちＦＧＬ膜面に平行な成分との関係で決まる。このためスピン偏極電流が大きくスピントルクが強ければ対応して強いＦＧＬ膜面成分の磁界に対抗可能で，従って垂直方向からのずれへの許容度も増す。しかしながらスピン偏極電流が増加するとそれ自身が不安定化の原因になること，また主磁極が作る磁界強度の範囲を考慮すると，磁界ベクトルのＦＧＬ膜面進入角度としては上記９０±２０度の範囲が最大限と言える。さらに，実用上種々の外乱に対してもロバストな好ましい条件としては９０±１０度の範囲となる。
【００２２】
次に，このヘッド構造を形成するための製造プロセスについても簡単に記述する。磁気ヘッドはＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ（アルミナ−チタンカーバイド）基板上に微細加工技術を使って形成する。基板面は図中では下側となるが，後の図面も含め基板部分の図示は省略している。まず，基板面から順に再生ヘッド及びその配線部分を形成する。ここではそのプロセスの記述は省略する。図１４に，再生ヘッドの形成工程が終了し，記録ヘッドの下地形成工程の後に，絶縁膜３３，典型的にはアルミナＡｌ2Ｏ3上に主磁極材料３４を堆積し，主磁極を形成するための多層マスク３５を形成した段階を示す。多層マスク３５はＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）の上層にＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5などのハードマスクもしくはレジストを重ねたものを用いる。主磁極材料３４にはＣｏＦｅ，ＮｉＦｅなどを用いる。
【００２３】
多層マスク３５をマスクとしてアルゴンイオンミリングにより主磁極形状を形成した段階を図１５に示す。イオンミリングのイオン入射角度等の加工条件を調節することで逆台形形状を形成する。ここでは絶縁膜（アルミナ）３３の加工レートを増すために反応性イオンミリング等も用いられる。次に，シールド間ギャップ形成用にアルミナ等の分離膜３６を堆積し，続けてサイドシールド材料３７を堆積した段階が図１６である。
【００２４】
ここで，ＣＭＰ等を用いてマスク３５を含めてリフトオフをすると図１７の状態となる。さらにレジスト６０を形成し（図１８），不要な側のサイドシールド３７を除去し（図１９），絶縁膜４２を堆積して（図２０），リフトオフによりレジスト６０上の絶縁膜を除去した後（図２１），ＣＭＰによる平坦化を行うと図２２の状態となる。ここにＭＡＭＲ素子を形成するための磁性多層膜を堆積すると図２３の状態となる。ＭＡＭＲ素子の詳細は省略するが，図１０に示した構造の磁性多層膜から構成される。次いで，図２４に示す様にＦＧＬ幅を決めるためのマスク３８を形成し，イオンミリングにより不要な磁性多層膜を除去した後，非磁性の分離膜３９を埋め込み，ＣＭＰリフトオフを用いて平坦化した段階が図２５である。非磁性の分離膜３９はアルミナ等の単層絶縁膜を用いるか，もしくはルテニウムなどの非磁性の金属膜と二酸化ケイ素ＳｉＯ2又はアルミナＡｌ2Ｏ3等の絶縁膜との積層膜でもよい。
【００２５】
さらに，トレーリングシールド材料４０を堆積し，マスク４１を形成した段階が図２６で，不要なトレーリングシールド材料を除去して絶縁膜４２を埋め込むと，図２７に示す目的の構造が形成される。ＭＡＭＲ素子には，主磁極８とトレーリングシールド４０を用いて電流を流す。ここでは説明しないが，前述のように主磁極材料を先に形成してからサイドシールド材料を後で堆積するプロセスとは逆に，先にサイドシールド材料を形成してから主磁極用の溝を形成し，そこに主磁極材料を埋め込んで主磁極を形成するダマシン法と呼ばれるプロセスを用いても良い。
【００２６】
次に，第２の実施例について説明する。本実施例では，ＦＧＬの両サイドに静磁界を加えるハードバイアス層を設ける方法について述べる。本実施例の構造を図２８に示す。主磁極８とサイドシールド１０の関係は第１の実施例と同様とし，その上部（トレーリング側）に形成したＭＡＭＲ素子１７の両サイドに永久磁石からなるハードバイアス層２８を配置する。磁性多層膜の両サイドにハードバイアス層を配置するこの構造は再生ヘッドと同様であり，製造プロセスとしては再生ヘッドの技術をそのまま流用できる。図２８に示す様に，ハードバイアス層２８からの静磁界ベクトル４３が主磁極８からＦＧＬ面内に入射する磁界ベクトルの向きを補正して，合成磁界がＦＧＬ面内にほぼ垂直に入射するように設計することで，ＦＧＬの発振を安定化できる。ＭＡＭＲ素子には，主磁極８とトレーリングシールド９を用いて電流を流す。
【００２７】
本実施例の記録ヘッドの製造プロセスについても簡単に記述しておく。サイドシールドを形成しＭＡＭＲ素子用の磁性多層膜を堆積する段階までは，第１の実施例の図２３と同じである。この後，ＦＧＬ幅を決めるためのマスクを形成してイオンミリングにより不要な磁性多層膜を除去する。さらに絶縁用の薄い絶縁膜３３，ハードバイアス層を形成するためのハードバイアス下地層４４，ハードバイアス材料４５，キャップ材料４６を堆積した後，ＣＭＰリフトオフによりマスクもろとも除去して平坦化すると，図２９の状態になる。ハードバイアス材料は，典型的にはＣｏＣｒＰｔなどの保磁力と磁化の大きな硬磁性材料を用いる。ハードバイアス層の特性を向上するためには，Ｔａ，ＣｒＭｏなどの配向下地層を適宜設ける。キャップ材料４６はハードバイアス材料４５を保護する目的で，クロムＣｒやタンタルＴａ，ロジウムＲｈなどの非磁性金属を用いる。ここにトレーリングシールド材料９を堆積すると図２８に示した所望の構造が形成される。
【００２８】
次に，第３の実施例について説明する。本実施例では，ＦＧＬを予め主磁極から出る磁界にほぼ垂直となるように斜面に形成する方法について述べる。本実施例の構造を図３０に示す。主磁極８のコーナー部４７に予め磁界ベクトルが出ていく法線方向を合わせるように傾斜を形成する。ここに形成されたＭＡＭＲ素子１７は，磁界がＦＧＬ面内にほぼ垂直に入るため発振が安定化される。磁界ベクトルの方向を合わせるパラメータが主磁極コーナ４７部分の傾斜のみとなり，この角度はイオンミリングの加工条件で安定に制御できるため，大量生産に適した長所がある。
【００２９】
本実施例に固有の製造プロセスについても以下に簡単に記す。主磁極及びサイドシールドを形成した段階までは，実施例１の図２２に等しい。次に，傾斜を形成するためのマスク４８を配置し，イオンミリングにより図３１に示すように主磁極のコーナー部に傾斜を形成する。イオンミリングは，例えば基板に対して法線方向から３０度〜６０度の角度でイオンを入射させることで，マスク４８に対して影となる部分のミリングレートが低下して所望の傾斜を形成することができる。マスク４８を除去した後に，ＭＡＭＲ素子を形成するための磁性多層膜を堆積し，ＦＧＬの幅を決定するマスクを形成してイオンミリングにより不要な磁性多層膜を除去する。この後，絶縁膜３９を堆積し，ＦＧＬ形成用のマスクと合わせてリフトオフを行うと図３２の状態となる。この後は先の実施例と同様にトレーリングシールド９を堆積すれば，図３０に示す所望の構造が形成される。
【００３０】
最後に，第４の実施例として，主磁極の両サイドにＦＧＬを形成するデュアルエッジ構造についても説明する。図３３に示す様に，磁気ヘッドスライダ７を装着したヘッドジンバルアセンブリ４は，回転軸４９を中心にヘッドスライダ７を左右に揺動して所望のトラックへ位置決めを行う。この構造から磁気ディスク３の内周側，もしくは外周側のトラックを選択した場合には磁気ヘッドの中心軸がトラックに対してある角度（スキュー角）だけ傾いて配置される。原理上，主磁極の片側のみを用いるシングルドライト方式ではこのスキュー角の影響として，内外周いずれかで主磁極がつくる磁界勾配が相対的に緩くなり，従って磁化遷移幅が広く，トラックピッチが詰められなくなるサイドが生じる。これに対して，図３３の矢印５０と５１が示す様に磁気ディスクの中間側トラックを境に，内周側と外周側でシングルドライトのトラック走査方向を逆転し，従ってそれぞれ主磁極の異なるサイドを用いる制御方法を新たに採用することで内外周のうち，トラックピッチが緩和するサイドの発生を防止できる。具体的には，図３３において内周側を記録する際には磁気ヘッドスライダの走査方向は内周から中心に向かう方向（矢印５０）とし，主磁極コーナがトラックに深い角度で向かう内周側のエッジ５２を記録に用いる。逆に中間から外側のトラックを記録する際には，ヘッドスライダの走査方向は外周から中心に向かう方向（矢印５１）とし，主磁極の外周側のエッジ５３を記録に用いる。何れも主磁極磁界が急峻となるサイドのコーナのみを用いることに主眼を置く。このような記録方法に適したシングルドライト方式のＭＡＭＲヘッドの形は，主磁極の両サイドにＭＡＭＲ素子１７を配置したデュアルエッジ構造となる。
【００３１】
具体的には，図３４に示す様に実施例１の変形として両サイドにＭＡＭＲ素子１７を配置し，それぞれのサイドシールド１０とトレーリングシールド９を分離した構造か，図３５に示す様に実施例３の変形として主磁極の両サイドに傾斜を形成し，その傾斜部分にＭＡＭＲ素子１７を配置した構造とする。これにより，スキュー角を考慮しても各々のシャープなエッジを記録に用いることが可能となり，よりトラックピッチの狭い高密度な記録が可能となる。図３４では結果的にトレーリングシールド９が小型化するが，本来トレーリングシールドが果たす機能として磁界勾配を急峻化する目的はＭＡＭＲ素子１７による高周波磁界の急峻な勾配により果されるため特に問題とはならない。
【００３２】
変形例として，ＭＡＭＲ素子１７を３つ以上配置する構成も可能である。図３６にはＭＡＭＲ素子１７を３つ用いる場合，図３７にはＭＡＭＲ素子１７を４つ用いる場合の構造を示した。ＭＡＭＲ素子は心臓部であるＦＧＬの安定発振のために寸法に上限があり，その値はＦＧＬ幅で５０ｎｍ程度と単磁区化の限界で決まっている。このため必要に応じて３つ以上の複数のＭＡＭＲ素子を配置することで所望の広さの領域内で安定発振するマイクロ波アシスト効果を得られる。
【００３３】
以上，本発明の最良の実施の形態を記載したが，本発明は上記の場合に限定されるものではなく，シングルドライト方式においてＭＡＭＲを適用し，より高記録密度な磁気記録を行う磁気ヘッドに関するものにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は，ハードディスクドライブ用の磁気ヘッド，とりわけ，シングルドライト方式を採用したマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドに適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  記録ヘッド部
２  再生ヘッド部
３  磁気ディスク
４  ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）
５  磁気抵抗効果素子
６  ボイスコイルモータ
７  ヘッドスライダ
８  主磁極
９  トレーリングシールド
１０  サイドシールド
１１  主磁極からの磁界ベクトル
１２  記録時のトラック走査方向
１３  記録マーク
１７  ＭＡＭＲ素子
１８  補助層
１９  マイクロ波発生層
２０  スピン注入層
２１  マイクロ波発生電流
２２  主磁極の中心線
２３  ＦＧＬの端面
２４  主磁極の磁界プロファイル
２５  ＦＧＬ高周波磁界のプロファイル
２６  下地層
２７  キャップ層
２８  ハードバイアス層
２９  ＦＧＬの中心線
３１  主磁極の端部位置
３２  ＦＧＬの端部位置
３３  絶縁膜
３４  主磁極材料
３５  多層マスク
３６  シールド間分離膜
３７  サイドシールド材料
３８  ＦＧＬ形成用マスク
３９  分離膜
４０  トレーリングシールド材料
４１  シールド除去用マスク
４２  絶縁膜
４３  ハードバイアスの静磁界
４４  ハードバイアス下地層
４５  ハードバイアス材料
４６  キャップ材料
４７  コーナー部
４８  傾斜形成用マスク
４９  回転軸
５０  トラック走査方向（内周側）
５１  トラック走査方向（外周側）
６０  レジスト
【図１】
0005433077.tif 000002
【図２】
0005433077.tif 000003
【図３】
0005433077.tif 000004
【図４】
0005433077.tif 000005
【図５】
0005433077.tif 000006
【図６】
0005433077.tif 000007
【図７】
0005433077.tif 000008
【図８】
0005433077.tif 000009
【図９】
0005433077.tif 000010
【図１０】
0005433077.tif 000011
【図１１】
0005433077.tif 000012
【図１２】
0005433077.tif 000013
【図１３】
0005433077.tif 000014
【図１４】
0005433077.tif 000015
【図１５】
0005433077.tif 000016
【図１６】
0005433077.tif 000017
【図１７】
0005433077.tif 000018
【図１８】
0005433077.tif 000019
【図１９】
0005433077.tif 000020
【図２０】
0005433077.tif 000021
【図２１】
0005433077.tif 000022
【図２２】
0005433077.tif 000023
【図２３】
0005433077.tif 000024
【図２４】
0005433077.tif 000025
【図２５】
0005433077.tif 000026
【図２６】
0005433077.tif 000027
【図２７】
0005433077.tif 000028
【図２８】
0005433077.tif 000029
【図２９】
0005433077.tif 000030
【図３０】
0005433077.tif 000031
【図３１】
0005433077.tif 000032
【図３２】
0005433077.tif 000033
【図３３】
0005433077.tif 000034
【図３４】
0005433077.tif 000035
【図３５】
0005433077.tif 000036
【図３６】
0005433077.tif 000037
【図３７】
0005433077.tif 000038