(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極先端部と、
エアベアリング面内において前記磁極先端部の周囲を囲むと共に、一体構造を有する磁気シールドとを備え、
前記磁気シールドは、クロストラック方向のエッジを有するトレーリングエッジシールド部と、前記トレーリングエッジシールド部の前記エッジから、前記クロストラック方向に垂直な方向であるダウントラック方向（イントラック方向）に突出した２つのサイドシールド部とを含み、
前記２つのサイドシールド部はそれぞれ、前記トレーリングエッジシールド部の前記エッジからダウントラック方向に突出した矩形状の突出部であり、前記磁極先端部の周囲に対称的に水平方向に分離して配置され、前記トレーリングエッジシールド部の前記エッジと共にπ形形状を形成し、
前記突出部の高さ対幅を表すアスペクト比が０．５〜１．０であり、
前記磁極先端部に隣り合う前記突出部のエッジに沿った前記２つのサイドシールド部の磁化容易軸方向が前記ダウントラック方向であり、
前記２つのサイドシールド部から磁束が放出される方向も前記ダウントラック方向であり、
それによって、前記２つのサイドシールド部から放出される磁束がクロストラック方向に広がらず、隣接トラック消去を生じさせない
垂直磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記磁気シールドは、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅまたはＣｏＮｉＦｅからなる磁性材料によって形成され、０．１ミクロン〜１．０ミクロンの範囲の均一な厚さを有する
請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記サイドシールド部を形成する前記突出部は、クロストラック方向に０．１〜１．０ミクロンの幅を有し、０．１ミクロン〜０．４ミクロンの距離で互いに分離している
請求項２記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記磁気シールドは、隣接トラック消去を生じさせる前記磁極先端部におけるフリンジ磁界を排除するとともに、隣接トラックを越えたトラックの消去までさらに生じさせる自身の磁界を生成しない
請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項５】
前記磁極先端部の断面形状は、台形であり、
前記台形は、互いに平行なトレーリングエッジおよびリーディングエッジを有し、
前記トレーリングエッジは、前記リーディングエッジよりも幅広く、
前記磁極先端部は、前記エアベアリング面から離れる方向にテーパ面を有し、かつ前記リーディングエッジから前記トレーリングエッジまでの幅は、前記エアベアリング面において最も狭くなっている
請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録磁界を記録媒体に対して垂直に生成する垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法に係り、特に浮遊磁界による隣接記録トラックの消去を抑制するよう記録磁極の周囲にシールドを備えた垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最大５００Ｇｂ／ｉｎ2 の高面記録密度の必要性が高まるなかで垂直磁気記録（ＰＭＲ：perpendicular magnetic recording）ヘッドは、長手磁気記録（ＬＭＲ：longitudinal magnetic recording ）ヘッドに代わる選択肢となっている。
【０００３】
ＬＭＲヘッドは、表面にある２つの磁極片の間に広がるフリンジ磁界により、磁気媒体（ハードディスク）の表面に小さな磁気ドメインを形成している。面記録密度の増加に応じて、これらのドメインサイズを減少させなければならないが、ドメインサイズが減少し過ぎると、熱的な影響がドメイン形成を安定化させる磁気相互作用よりも強くなり、ドメインが不安定となる。この現象は、超常磁性の限界と呼ばれている。垂直磁気記録を用いることができる記録媒体では、ドメイン構造を、磁性層内にディスク表面に対して垂直方向に形成し、磁性層の下に形成された軟磁性下地層（ＳＵＬ：soft magnetic underlayer）が、これらの垂直ドメイン構造を安定化させる役割を果たす。従って、ディスク表面に対して垂直方向にドメインを形成する磁界を生じさせるための磁気記録ヘッドを、このような垂直記録媒体とともに使用すると、標準的なＬＭＲヘッドを使用する場合よりも大幅に高い面記録密度で、安定的な記録を行うことができる。
【０００４】
現在、垂直磁界を発生させるために使用されている磁極構造における重大な問題点は、磁界が大きな水平方向のフリンジ磁界を示すため、望まないサイドライティング（対象とするトラックに隣接するトラックへの書き込み）が生じることである。この問題は、ＬＭＲヘッドより、ＰＭＲヘッドにおいて顕著であり、ＰＭＲヘッドを水平方向に（ＰＭＲヘッドの側面を）シールドし、フリンジ磁界を保持した場合であってもこの問題は生じる。
【０００５】
ＰＭＲヘッドにおいて、通常のトレーリングエッジシールドに加えて、サイドシールドを追加した場合でも、サイドシールドが、隣接トラックの消去を生じさせるに十分な量の磁束を保持することがわかった。図１は、三方を磁気シールド２０によって囲まれたＰＭＲヘッド１０の磁極先端部を表したものである。磁極先端部１５のエアベアリング面は、ここでは、三角形に切り取られた形をしており、磁気シールド２０に設けられた矩形状の開口２５から露出している。この開口２５は、２つの角３０の間にあるトレーリングエッジ２２と、２つのサイドエッジ２４とを有し、これらによってサイドシールドの内側エッジが確定されている。サイドエッジ２４から多くの磁束が生じると、主磁極位置に水平方向に配置された記録媒体部分に重大な消去が発生する。磁極先端部１５とエッジ２４および角３０それぞれとの距離やアプリケーションのスキュー角（磁極先端部ＡＢＳの中心線と記録トラックに沿った運動方向との間の角）によっては、隣接トラックを越えて消去が発生する（スキップトラック消去）。
【０００６】
磁気シールド２０の角３０が、磁極先端部１５にごく近接している場合、シールドの磁束によって生じるサイド消去は、磁極先端部１５自体から発散される磁束によって発生する通常の隣接トラック消去と合体される。いずれの場合においても、記録トラックの面密度（ＴＰＩ：tracks per inch ）向上のためには、シールドの磁束によって生じるサイド消去を減少させることが必要である。
【０００７】
磁界のフリンジングによる悪影響に対する従来技術の取り組みとしては、シン（Sin)のサイドシールドを備えたヘッド（特許文献１参照）や、マオ（Mao)等のサイドシールドを備えたヘッド（特許文献２参照）があるが、いずれも本発明による優れたフリンジング制御を提供するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開２００９／０００２８５
【特許文献２】米国特許第７０３５０６２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の第１の目的は、最大５００Ｇｂ／ｉｎ2 の高面密度の記録が可能な垂直磁気記録（ＰＭＲ）ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、記録磁束が強く、高精細度を有するとともに、磁場のサイドフリンジングを大幅に減少させる垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の第３の目的は、隣接トラックの重ね書きを排除、または大幅に減少させ、個々のトラックが明確なプロファイルを有するようにできる垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の第４の目的は、磁極がトレーリングエッジおよび側面からシールドされている垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の第５の目的は、シールド自体から生じる磁束を大幅に減少させるとともに、主磁極の磁束に対するサイドシールドの効果は減少しない垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の第６の目的は、上記垂直磁気記録ヘッド用のシールドされた磁極構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の垂直磁気記録ヘッドは、磁極先端部と、エアベアリング面内において磁極先端部の周囲を囲むと共に、一体構造を有する磁気シールドとを備え、磁気シールドは、クロストラック方向のエッジを有するトレーリングエッジシールド部と、トレーリングエッジシールド部のエッジから、クロストラック方向に垂直な方向であるダウントラック方向（イントラック方向）に突出した２つのサイドシールド部とを含み、２つのサイドシールド部はそれぞれ、トレーリングエッジシールド部のエッジからダウントラック方向に突出した矩形状の突出部であり、磁極先端部の周囲に対称的に水平方向に分離して配置され、トレーリングエッジシールド部のエッジと共にπ形形状を形成し、突出部の高さ対幅を表すアスペクト比が０．５〜１．０であり、磁極先端部に隣り合う突出部のエッジに沿った２つのサイドシールド部の磁化容易軸方向がダウントラック方向であり、２つのサイドシールド部から磁束が放出される方向もダウントラック方向であり、それによって、２つのサイドシールド部から放出される磁束がクロストラック方向に広がらず、隣接トラック消去を生じさせないものである。
【００１６】
本発明の垂直磁気記録ヘッドの製造方法は、エアベアリング面を有する磁極先端部を設ける工程と、前記磁極先端部のエアベアリング面の周囲に、水平方向に対称的に配置される矩形状の２つのサイドシールド部（突出部）を形成する工程と、前記サイドシールド部のトレーリングエッジ面を平坦化する工程と、前記２つのサイドシールド部のトレーリングエッジ面の上にトレーリングエッジシールド部を形成し、前記トレーリングエッジシールド部を前記２つサイドシールド部に接続することによりπ型形状を有するシールドを形成する工程とを含むものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法によれば、磁気シールドを、クロストラック方向にエッジを有するトレーリングエッジシールド部と、クロストラック方向に垂直な方向（イントラック方向）を有する２つのサイドシールド部とを含むよう構成し、サイドシールド部の磁化容易軸方向をイントラック方向としたので、サイドシールド部から磁束が生じ、隣接トラックでの消去が発生することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の垂直磁気記録ヘッドのシールドによって囲まれた磁極先端部の構成を模式的に表す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るπ形サイドシールドを有する垂直磁気記録ヘッドを模式的に表す斜視図である。
【図３】シールドのないテーパ磁極、図１に示した従来のシールドを備えたテーパ磁極、および図２に示したシールドを備えた本発明の磁極によって発生したクロストラック磁界を模式的に表す特性図であり、（Ａ）は書き込み電流（Ｉw ）が５０ｍＡである場合の効果、（Ｂ）は書き込み電流（Ｉw ）が１００ｍＡである場合の効果を表す。
【図４】本発明の一実施の形態に係るサイドシールド、およびそれに接続するトレーリングエッジシールドの製造方法を表す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
本発明の一実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッドは、磁極先端部の露出したＡＢＳ部分が、サイドシールドを形成する２つの幅の狭い突出シールドによって囲まれた磁極構造を有している。図１に示した従来のサイドシールドでは、サイドシールド部分が、シールドの幅全体にわたって広がっているのに対し、本実施の形態においては、突出部分の幅を制限し、シールド全体としてπを上下反転させた形にしたものである。これにより、その部分（および結果として生じる磁束）の容易軸（磁気異方性の方向）をクロストラック方向ではなく、記録トラックに沿ってイントラック方向に配向することが可能である。
なお、磁極先端部はトレーリングエッジがより広い台形のエアベアリング面を有すると共にエアベアリング面から離れる方向にテーパ面を有している（図２参照）。また、図示しないが、この磁極先端部のリーディングエッジからトレーリングエッジまでの幅はエアベアリング面において最も狭くなっている
【００２１】
図２は、本実施の形態のシールド５０によって囲まれたＰＭＲヘッドの主磁極１０を模式的に表す斜視図である。シールド５０は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、またはＣｏＮｉＦｅなどの磁性材料によって形成し、その厚さは０．１〜１．０ミクロンとする。本実施の形態においては、水平方向に設けられている各サイドシールド部（突出部）４０の幅は、０．１〜１．０ミクロンであり、サイドシールド部４０の水平方向の端から端までの間隔（一方のエッジ２４から他方のエッジ２４までの間隔）は０．１〜０．４ミクロンとする。サイドシールド部４０のアスペクト比（高さ対幅）は０．５〜１とすることが望ましい。
【００２２】
突出部４０のサイドエッジ２４は、磁極先端部１５のＡＢＳの（ＡＢＳから離れた方向に向いた）テーパトレーリングエッジをシールドし、クロストラック方向に生じる磁束によって隣接トラック消去が発生することを抑制するものである。即ち、π形シールドの矩形状（正方形を含む）の突出部（サイドシールド部）４０は、シールド５０のトレーリングエッジ５５からイントラック方向（図内の軸４５参照）に突出し、磁極先端部１５からクロストラック方向に生じる磁束を減少させる役割を有している。これにより、隣接トラック消去が生じなくなる。更に、サイドシールドの形状、およびイントラック方向のサイドシールド部４０の磁化容易軸の方向４５によってサイドシールド自体の磁束が生じなくなり、隣接トラック消去およびスキップトラック消去の両方の発生が抑制される。
【００２３】
図３（Ａ），（Ｂ）は、本実施の形態のサイドシールド部４０のクロストラック磁界に対する効果を、シールドされていない磁極先端部、および図１に示した従来のシールドされた磁極先端部のそれと比較して表すものである。破線で示した「テーパ磁極」（taper-pole) （１）はシールドされておらず、トレーリングエッジが図１または図２に示すようにＡＢＳから離れて下向きに次第に細くなっている、台形型ＡＢＳの磁極先端部の結果を表し、実線で示した「ＳＳテーパ磁極」（SS taper-pole)（２）は、図１の従来のサイドシールド（ＳＳ：side shield ）によって囲まれた（１）と同じテーパ磁極先端部の結果を表し、同じく実線で示した「ＳＳ小テーパ磁極」（SS small taper-pole)（３）は、図２に示した本実施の形態のπ形小サイドシールドによって囲まれたテーパ磁極先端部の結果を表す。
【００２４】
図３（Ａ）と図３（Ｂ）との違いは、書き込みヘッドに加える電流Ｉw のみであり、図３（Ａ）における電流は５０ｍＡ、図３（Ｂ）における電流は１００ｍＡである。重要なことは、π形小シールドのクロストラック磁界（３）は、磁極先端部の中央線から＋／−０．１ミクロン離れた領域内において、有効記録磁界Ｈeff が大幅な減少を示していることである。一方、（２）に示した有効磁界は、磁極先端部から＋／−０．１５ミクロン離れた領域内において増加している。この増加は、従来構造（図１）において、サイドシールド自体から生じる磁束によるものである。シールドされていない磁極（１）の場合は、クロストラック方向の両方に、滑らかな磁束の変化を示し、その変化は、他のサイドシールドを備えた２つの構成の場合よりも大きい。
【００２５】
上記π形のサイドシールドは、従来のシールドの製造技術においてよく知られた方法によって製造可能である。図４（Ａ）は、磁極先端部１５を正面（ＡＢＳ側）から見た模式図（トレーリングエッジが上になっている）であるが、この磁極先端部１５は、例えば、圧延Ａｌ2 Ｏ3 フォーム内でめっきすることによって形成する。なお、磁極先端部１５のＡＢＳおよびテーパ（図示せず）は、圧延または他の成形方法を用いて形成することができる。
【００２６】
図４（Ｂ）はシールドのめっき処理を模式的に示したものである。このめっき処理により、２つのサイドシールド部（突出部）４０を、基板１００の上の、磁極先端部１５の各側部に対応する位置に形成する。サイドシールド部４０の形成に続いて、ＣＭＰ（chemical mechanical polishing ）処理によってトレーリングエッジ表面４１を平坦化する。
【００２７】
図４（Ｃ）は最後のめっき工程を示したものである。滑らかに研磨されたサイドシールド部４０のエッジの上に、それらと物理的あるいは機械的に接続されるように、シールド（トレーリングエッジシールド部）５０をめっきにより形成する。
【００２８】
なお、当業者によって理解されるように、本発明の好適な実施の形態は本発明を説明するためのものであって、本発明を限定するものではない。即ち、磁気シールドが、クロストラック方向にエッジを有するトレーリングエッジシールド部と、クロストラック方向に垂直な方向（イントラック方向）を有する２つのサイドシールド部とを含み、２つのサイドシールド部がそれぞれ、トレーリングエッジシールド部のエッジからイントラック方向に突出した矩形状の突出部であり、かつ、サイドシールド部の磁化容易軸方向がイントラック方向であるＰＭＲヘッドであれば、その製造方法、材料、構造、寸法などは種々の修正と変形が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０…主磁極、１５…磁極先端部、２４…サイドエッジ、４０…サイドシールド部、４５…軸。
【図１】
0005623976.tif 000002
【図２】
0005623976.tif 000003
【図３】
0005623976.tif 000004
【図４】
0005623976.tif 000005