(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードディスクドライブ用の磁気書き込みヘッドであって、
空気ベアリング面（ＡＢＳ）と、
前記ＡＢＳの一部を定める端部を有する磁気書き込み磁極と、
前記磁気書き込み磁極上に堆積された非磁性ギャップ材料層であって、前記ＡＢＳからの第１の距離における第１の厚さから、前記ＡＢＳからの第２の距離おける第２の厚さへ、前記非磁性ギャップ材料層の増加する厚さによって画定される第１のテーパを含み、前記第２の厚さが前記第１の厚さより厚く、前記第２の距離が前記第１の距離より大きく、前記ＡＢＳからの第２の距離における第２の厚さから、前記ＡＢＳからの第３の距離おける第３の厚さへ、前記非磁性ギャップ材料層の増加する厚さによって画定される第２のテーパを含み、前記第３の厚さが前記第２の厚さより厚く、前記第３の距離が前記第２の距離より大きい非磁性ギャップ材料層と、
前記非磁性ギャップ材料層上に堆積された磁気シールドと、
を含み、
前記非磁性ギャップ材料が、Ｔａ、ＴａＯ、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３から選択される１の材料である磁気書き込みヘッド。
【請求項２】
前記第１のテーパと前記第２のテーパが、前記ＡＢＳとなす角度が、１０度〜７０度である、請求項１に記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項３】
磁気記憶ディスクと、
データをディスクドライブに書き込むための磁気書き込みヘッドであって、
前記ディスクに隣接しかつ面する空気ベアリング面（ＡＢＳ）と、
実質的に前記ＡＢＳに端部を有する磁気書き込み磁極と、
前記磁気書き込み磁極上の非磁性ギャップ材料層であって、前記ＡＢＳからの第１の距離における第１の厚さから、前記ＡＢＳからの第２の距離おける第２の厚さへ、前記非磁性ギャップ材料層の増加する厚さによって画定された第１のテーパを含み、前記第２の厚さが前記第１の厚さより厚く、前記第２の距離が前記第１の距離より大きく、前記ＡＢＳからの第２の距離における第２の厚さから、前記ＡＢＳからの第３の距離おける第３の厚さへ、前記非磁性ギャップ材料層の増加する厚さによって画定される第２のテーパを含み、前記第３の厚さが前記第２の厚さより厚く、前記第３の距離が前記第２の距離より大きい非磁性ギャップ材料層と、
前記非磁性ギャップ材料層上の磁気シールドと、
を含み、
前記非磁性ギャップ材料が、Ｔａ、ＴａＯ、ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３から選択される１の材料であるハードディスクドライブ。
【請求項４】
前記第１のテーパと前記第２のテーパが、前記ＡＢＳとなす角度が、１０度〜７０度である、請求項３に記載のハードディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般に、ハードディスクドライブ用の書き込みヘッドに関し、特
に磁気ディスク上の垂直記録用に用いられる書き込みヘッドの磁気シールド用の傾斜バン
プ設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク記憶システム技術の分野が、ますます発展している。かかる成功に
よって、記憶システムは、現代のコンピュータの重要なコンポーネントになった。任意の
記憶システムにおける最も重要ないくつかの顧客用属性は、メガバイト当たりのコスト、
データレートおよびアクセスタイムである。個体メモリと比べて比較的低コストの磁気デ
ィスク記憶システムを得るために、消費者は、この技術のあまり望ましくない特徴を受け
入れなければならないが、これらの特徴には、比較的遅い応答、高電力消費、ノイズ、お
よびどんな機械システムにも関連する、より劣った信頼性属性が含まれる。他方で磁気記
憶システムは、常に不揮発性だった。すなわち、データを保存するために電力が必要とさ
れない。これは、半導体素子では、複雑さの処理、電源要件、書き込みデータレートまた
はコストにおいて妥協を必要とすることが多い属性である。面密度（ディスクドライブ上
の所与のエリア内に配置できる情報量）における改善が、記憶コストにおける歴史的な改
善の背後にある主要な原動力だった。実際には、磁気ディスク記憶システムの面密度は、
増加し続けている。磁気ディスク上の記録データを構成する磁性粒子がさらに小さくなる
につれて、かかる小さなビットの書き込みおよび読み出しにおける技術的な困難が生じる。
【０００３】
垂直記録は、長手方向記録と比較して、面密度を増加させる１つの代替法である。近年
、より高いデータレートおよび面密度に対する要求の増加が、より小さな寸法へ向けてス
ケーリングする垂直ヘッド設計、ならびに新しいヘッド設計、材料、および実際的な製造
方法の絶え間ない探究の必要性を推し進めてきた。垂直磁気記録に関して遭遇する問題の
いくつかは、ディスク上の隣接トラックに対するサイド書き込みおよびサイド消去である
。これらの問題は、磁気書き込みヘッドからの磁束の漏れおよびフリンジングから生じる
。これらの影響を最小限にするために、１つのアプローチは、後部シールドまたはラップ
アラウンドシールドを磁気書き込みヘッドに設けることである。これらのシールドによっ
て、ディスクへ書き込むための有効磁束を提供し、一方で上記の問題につながる可能性が
ある漏れおよびフリンジングを回避することが可能になる。しかしながら、ディスクの面
密度が増加するにつれて、所望の結果を達成するための既存シールドの能力は低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６２９４６号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、第１の実施形態において、ハードディスクドライブ用の磁気書き込みヘッド
である。磁気書き込みヘッドには、空気ベアリング面（ＡＢＳ）と、ＡＢＳの一部を画定
する端部を有する磁気書き込み磁極と、磁気書き込み磁極上の非磁性ギャップ材料層であ
って、ＡＢＳからの第１の距離における第１の厚さから、ＡＢＳから遠ざかる方向におけ
るより大きな厚さへ、非磁性ギャップ材料層の厚さを増加させることによって画定された
テーパを含む非磁性ギャップ材料層と、非磁性ギャップ材料層上の磁気シールドと、が含
まれる。
【０００６】
さらなる実施形態において、本発明は、磁気記憶ディスクおよびデータをディスクドラ
イブに書き込むための磁気書き込みヘッドを有するハードディスクドライブである。磁気
書き込みヘッドには、磁気ディスクに隣接しかつ面する空気ベアリング面（ＡＢＳ）と、
実質的にＡＢＳに端部を有する磁気書き込み磁極と、磁気書き込み磁極上の非磁性ギャッ
プ材料層であって、ＡＢＳからの第１の距離における第１の厚さから、ＡＢＳから遠ざか
る方向におけるより大きな厚さへ、非磁性ギャップ材料層の厚さを増加させることによっ
て画定されたテーパを含む非磁性ギャップ材料層と、非磁性ギャップ材料層上の磁気シー
ルドと、が含まれる。
【０００７】
別の実施形態において、本発明は、磁気書き込みヘッドの形成方法である。この方法に
は、基板を提供することが含まれるが、この場合に、基板は、書き込みヘッドの磁極を形
成するための磁性材料の第１の層と、第１の層上の非磁性材料の第２の層と、を有する。
次に、非磁性ギャップ材料の第３の層が、第２の層上に堆積され、続いて第３の層にフォ
トレジストの層を堆積する。第１のエッチングプロセスが、フォトレジスト層をマスクと
して用いて、第３の層に対して実行される。第２のエッチングプロセスが、第３の層に対
して実行される。第１および第２のエッチングプロセスは、非磁性ギャップ材料層が、Ａ
ＢＳから遠ざかる方向において、ＡＢＳからの第１の距離で厚さを増加させるように、第
３の層にテーパを形成する。磁性材料の第４の層を第３の層上に堆積して、書き込みヘッ
ドの磁気シールドを形成する。
【０００８】
本発明の上記の特徴を詳細に理解することができる方法、上記で簡潔に要約した本発明
の詳細で具体的な説明を、実施形態を参照することによって持ちうるために、実施形態の
いくつかが添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面が、本発明の単に典型
的な実施形態だけを示し、したがって本発明の範囲を限定するように見なすべきではない
ことに留意されたい。なぜなら、本発明は、他の等しく効果的な実施形態も可能にするか
らである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に従って、磁気ディスクと、アクチュエータに実装された磁気読み出し／書き込みヘッドと、を有する例示的なディスクドライブを示す。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、図１のディスクドライブの読み出し／書き込みヘッドおよび磁気ディスクの側面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による、図２Ａの読み出し／書き込みヘッドの一部の拡大側面図である。
【図２Ｃ】本発明のさらなる実施形態による、図２Ａの読み出し／書き込みヘッドの一部の拡大側面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に従って、先細磁気シールドを生成する１つの段階を示す側面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に従って、先細磁気シールドを生成する１つの段階を示す側面図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態に従って、先細磁気シールドを生成する１つの段階を示す側面図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態に従って、先細磁気シールドを生成する１つの段階を示す側面図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態に従って、先細磁気シールドを生成する１つの段階を示す側面図である。
【図３Ｆ】本発明の一実施形態に従って、先細磁気シールドを生成する１つの段階を示す側面図である。
【図３Ｇ】本発明の一実施形態に従って、先細磁気シールドを生成する１つの段階を示す側面図である。
【図３Ｈ】本発明の一実施形態に従って、先細磁気シールドを生成する１つの段階を示す側面図である。
【図３Ｉ】本発明の一実施形態に従って、先細磁気シールドを生成する１つの段階を示す側面図である。
【図４Ａ】切断線４−４を通して得られた、図３Ｉの構造における断面の一実施形態を示す。
【図４Ｂ】切断線４−４を通して得られた、図３Ｉの構造における断面のさらなる実施形態を示す。
【図５Ａ】切断線５−５を通して得られた、図３Ｉの構造における断面の一実施形態を示す。
【図５Ｂ】切断線５−５を通して得られた、図３Ｉの構造における断面のさらなる実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下において、本発明の実施形態に言及する。しかしながら、本発明が、説明される特
定の実施形態に限定されないことを理解されたい。そうではなく、以下の特徴および要素
の任意の組み合わせは、異なる実施形態に関連していてもしていなくても、本発明を実現
および実施するものと考えられている。さらに、様々な実施形態において、本発明は、先
行技術に勝る多数の利点を提供する。しかしながら、本発明の実施形態が、他の解決法に
勝る、かつ／または先行技術に勝る利点を達成可能であっても、特定の利点が所与の実施
形態によって達成されるかどうかは、本発明の限定とはならない。したがって、以下の態
様、特徴、実施形態および利点は、単に例示であり、明示的に存在しなければ、添付の特
許請求の範囲の要素または限定とは考えられない。
【００１１】
本発明の実施形態は、ハードディスクドライブ用磁気書き込みヘッドにおいて、磁束漏
れおよびフリンジングならびにそれらによって引き起こされる問題を低減することに関す
る。本発明の実施形態は、磁気ディスクハードドライブでの使用に特に適しているが、こ
の使用は、限定的に考えるべきではない。なぜなら、本発明の磁気書き込みヘッドは、磁
気漏れおよびフリンジングが問題である任意のタイプの磁気媒体に書き込むために使用可
能だからである。垂直磁気記録（ＰＭＲ）の出現は、長手方向記録よりかなり高い記憶密
度を提供するが、それ自身の一連の難問を持ち込んだ。これらの難問の１つが、垂直記録
において必要とされる高書き込み電流による、垂直書き込み磁極からの漂遊磁界を抑制す
る必要性である。漂遊磁界を抑制する一方法は、読み出し／書き込みヘッドの後端部にお
いて磁気シールドを用いることによる。シールドは、非磁性材料で形成されたシールドギ
ャップによって、書き込み磁極から分離される。シールドギャップは、ＡＢＳに隣接して
厚さが低減された部分を有し、シールドギャップスロートを形成する。シールドギャップ
スロート領域では、磁気シールドと書き込み磁極との間の距離が低減される。ＡＢＳから
、ギャップが厚さを増加し始めるポイントまでのシールドギャップスロートの高さが、ス
ロート高さとして知られている。高面密度ＰＭＲのために、シールドスロート高さは、比
較的小さくなければならない。しかしながら、小さなスロート高さは、飽和を引き起こす
傾向がある。本発明の実施形態は、傾斜バンプ磁気シールドを提供する。傾斜バンプは、
ギャップ材料におけるテーパによって形成され、比較的小さなスロート高さを提供し、一
方で飽和を回避する。
【００１２】
垂直書き込みヘッド磁極用の２つの通常タイプの磁気シールドは、後部シールドおよび
ラップアラウンドシールドである。後部シールドが、主に、読み出し／書き込みヘッドの
後端部に位置するのに対して、ラップアラウンドシールドは、書き込み磁極を包み込み、
かつ後端部と同様に書き込み磁極の側部を覆うことによって、追加的シールドを提供する
。ラップアラウンドシールドは、漂遊磁界抑制のための最も効率的なタイプのシールドで
ある。両方のタイプのシールドは、本発明の傾斜バンプから恩恵を受ける。
【００１３】
図１は、ハウジング１２を含む磁気ハードディスクドライブ１０の一実施形態を示すが
、このハウジング１２の内では、磁気ディスク１４が、クランプによってスピンドルモー
タ（ＳＰＭ）に固定されている。ＳＰＭは、ある速度で回転するように磁気ディスク１４
を駆動する。ヘッドスライダ１８は、磁気ディスク１４の記録領域にアクセスする。ヘッ
ドスライダ１８は、ヘッド要素区分と、ヘッド要素区分が固定されるスライダと、を有す
る。ヘッドスライダ１８には、磁気ディスク１４上方へのヘッドの浮上高さを調整する浮
上高さ制御部が設けられている。アクチュエータ１６が、ヘッドスライダ１８を担持する
。図１において、アクチュエータ１６は、ピボットシャフトによって回動可能に保持され
、かつ駆動機構としてのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１７の駆動力によってピボットシ
ャフトを中心に回動される。アクチュエータ１６は、磁気ディスク１４の半径方向に回動
して、ヘッドスライダ１８を所望の位置に移動させる。回転している磁気ディスク１４と
、磁気ディスク１４に面するヘッドスライダの空気ベアリング面（ＡＢＳ）との間の空気
の粘性ゆえに、圧力が、ヘッドスライダ１８に作用する。ヘッドスライダ１８は、空気と
、アクチュエータ１６によって磁気ディスク１４の方に加えられる力との間でバランスを
取るこの圧力の結果として、磁気ディスク１４上に低く浮上する。
【００１４】
図２Ａは、スライダ２０１上に実装され、かつ磁気ディスク２０２に面する読み出し／
書き込みヘッド２００の実施形態の中心を通る、フラグメント化された側部断面図である
。一実施形態において、スライダ２０１は、図１のヘッドスライダ１８であり、磁気ディ
スク２０２は、図１の磁気ディスク１４である。いくつかの実施形態において、磁気ディ
スク２０２は、「二重層」媒体、すなわち、ディスク基板２０８上に形成された「軟」ま
たは比較的低保磁力の磁気透過性下層（ＥＢＬ）２０６上の垂直磁気データ記録層（ＲＬ
）２０４を含む「二重層」媒体であってもよい。読み出し／書き込みヘッド２００は、空
気ベアリング面（ＡＢＳ）、磁気書き込みヘッド２１０、および磁気読み出しヘッド２１
１を含み、かつそのＡＢＳが磁気ディスク２０２に面するように実装される。図２Ａにお
いて、ディスク２０２は、矢印２３２によって示される方向に、書き込みヘッド２１０を
通り越して移動するので、読み出しヘッド２１１および書き込みヘッド２１０を支持する
スライダ２０１の部分は、スライダ「後」端部２０３と呼ばれることが多い。読み出し／
書き込みヘッド２００は、典型的には、空気ベアリングスライダ２０１の後端部２０３上
に形成されるが、この空気ベアリングスライダ２０１は、そのＡＢＳ（図示せず）がディ
スク２０２の表面上方で支持されるようにする。
【００１５】
いくつかの実施形態において、磁気読み出しヘッド２１１は、磁気抵抗（ＭＲ）読み出
しヘッドであるが、この磁気抵抗（ＭＲ）読み出しヘッドには、ＭＲシールドＳ１および
Ｓ２間に位置するＭＲ検出素子２３０が含まれる。ＲＬ２０４は、垂直に記録または磁化
された領域を伴って示されているが、隣接する領域が、ＲＬ２０４に位置する矢印によっ
て表される反対の磁化方向を有している。隣接し反対方向に磁化された領域間の磁気遷移
は、記録されたビットとしてＭＲ検出素子２３０によって検出可能である。
【００１６】
書き込みヘッド２１０には、主磁極２１２、磁束戻り磁極２１４、ならびに主磁極２１
２および磁束戻り磁極２１４を接続するヨーク２１６から構成されたヨークが含まれる。
書き込みヘッド２１０にはまた、非磁性材料２１９に埋め込まれたセクションに示されて
いる薄膜コイル２１８、およびラップアラウンドヨーク２１６が含まれる。書き込み磁極
２２０は、主磁極２１２に磁気的に接続され、かつディスク２０２の外面に面する磁気書
き込みヘッド２１０のＡＢＳ部分を画定する端部２２６を有する。いくつかの実施形態に
おいて、書き込み磁極２２０は、フレア型書き込み磁極であり、フレア型部２２２と、Ａ
ＢＳにおける端部２２６を含む磁極先端２２４と、を含む。フレア型書き込み磁極の実施
形態において、（図２Ａにおいてページの中および外への）書き込み磁極２２０の厚さは
、磁極先端２２４における第１の厚さから、フレア型部２２２におけるより大きな厚さへ
増加する。フレア型部２２２は、書き込み磁極２２０の高さ全体（図２Ａの上下）に延伸
してもよく、または図２Ａに示すように、高さの一部だけにわたって延伸してもよい。動
作において、書き込み電流は、コイル２１８を通過し、（破線２２８によって示される）
磁界をＷＰ２２０から誘導するが、この磁界は、ＲＬ２０４を通過して（ＷＰ２２０の下
のＲＬ２０４の領域の磁化し）、ＥＢＬ２０６によって設けられた磁束戻り経路を通り、
戻り磁極２１４に戻る。
【００１７】
図２Ａはまた、非磁性ギャップ層２５６によってＷＰ２２０から分離された磁気シール
ド２５０の一実施形態を示す。いくつかの実施形態において、磁気シールド２５０は、シ
ールド材料のほぼ全てが後端部２０３にある後部シールドであってもよい。図４および５
にもっともよく示されるように、代替として、いくつかの実施形態において、磁気シール
ド２５０は、シールドが後端部２０３を覆い、かつまた書き込み磁極２２０の側部を包み
込むラップアラウンドシールドであってもよい。図２Ａが、読み出し／書き込みヘッド２
００の中心を通る断面図なので、それは、後部およびラップアラウンド実施形態の両方を
表す。
【００１８】
ＡＢＳの近くで、非磁性ギャップ層２５６は、厚さが減少し、シールドギャップスロー
ト２５８を形成する。スロートギャップ幅は、一般に、ＡＢＳにおいてＷＰ２２０と磁気
シールド２５０との間の距離として定義される。シールド２５０は、（Ｎｉ、Ｃｏおよび
Ｆｅ合金などの）磁気透過性材料で形成され、ギャップ層２５６は、（Ｔａ、ＴａＯ、Ｓ
ｉＣまたはＡｌ２Ｏ３などの）非磁性材料で形成される。ギャップ材料におけるテーパ２
６０は、ＡＢＳにおけるギャップ幅からテーパ２６０上方の最大ギャップ幅へとなだらか
な遷移を提供する。幅におけるこのなだらかな遷移によって、磁気シールド２５０に傾斜
バンプが形成されるが、この傾斜バンプは、書き込み磁極２２０からのより大きな磁束密
度を可能にし、一方で飽和を回避する。テーパ２６０が、図２Ａ〜２Ｃに示すよりも多く
または少なく延伸してもよいことを理解されたい。テーパは、最大ギャップ幅が、ＡＢＳ
と反対側のシールド端部になるように、シールド２５０のもう一方の端部（図示せず）ま
で上方に延伸してもよい。ギャップ層厚さは、ＡＢＳからの第１の距離（スロートギャッ
プ高さ）における第１の厚さ（スロートギャップ幅）から、ＡＢＳから遠ざかる方向にお
けるより大きな厚さへ、ＡＢＳからの第２の距離（第１の距離より大きい）における最大
の厚さへと、増加する。
【００１９】
図２Ｂは、図２Ａの区分２９０の拡大側面図を示す。テーパ２６０は、読み出し／書き
込みヘッド２００のＡＢＳに対して角度θを形成する。一実施形態において、θは、読み
出し／書き込みヘッド２００のＡＢＳに対して約１０°〜約７０°であり、ほぼ固定され
る傾斜を形成する。スロートギャップ幅は、図２ＢにおいてＴＷと名付けられ、ＡＢＳに
おいてＷＰ２２０と磁気シールド２５０との間の距離として定義される。ギャップ層２５
６におけるテーパによって、磁界の過度のフリンジングなしにＴＷの低減が可能になる。
一実施形態において、ＴＷは、約１５ｎｍ〜４０ｎｍである。スロート高さＴＨは、一般
に、ＡＢＳと、シールド２５０の前縁２５２におけるシールド高さとの間の距離として定
義される。いくつかの実施形態において、ＴＨは、約２０ｎｍ〜１５０ｎｍである。ＴＨ
の上方では、ギャップ２５６の幅は、テーパ２６０に沿って最大ギャップ幅ＧＷへ増加す
る。テーパ２６０は、ＴＷ、ＧＷおよびθに依存して、ＴＨの上方で４０ｎｍ〜３００ｎ
ｍにわたって延伸する。最大ギャップ幅ＧＷは、４０ｎｍ〜３００ｎｍである。前縁２５
２とテーパ２６０との間の遷移と同様に、テーパ２６０と、シールド２５０の比較的に直
線な部分２７０との間の遷移は、急激で鋭いコーナーを形成してもよく、またはよりなだ
らかであってもよい。
【００２０】
図２Ｃは、テーパが一貫性のない本発明の別の実施形態に従って、図２Ａの区分２９０
の拡大側面図を示す。例示的な実施形態において、テーパ２６０は、２つのテーパ２６０
Ａおよび２６０Ｂ間の区分２８０に中間ギャップが形成されるように、２つの部分２６０
Ａおよび２６０Ｂに分割される。中間ギャップは、中間幅ＩＷを有する。ＩＷは、ＴＷと
ＧＷとの間であり、一実施形態において、ＩＷ＝（ＴＷ＋ＧＷ）／２であるように、ＴＷ
およびＧＷの平均であってもよいが、他のＩＷ値もまた可能である。区分２８０は、テー
パ２６０Ａおよび２６０Ｂと共にコーナー２８２を形成する。コーナー２８２は、鋭いコ
ーナーでも、または丸みがあってもよく、それぞれの曲率半径ＲＮは、同じかまたは異な
ってもよい。テーパ２６０Ａは、読み出し／書き込みヘッド２００のＡＢＳと角度αを形
成し、一方でテーパ２６０Ｂは、読み出し／書き込みヘッド２００のＡＢＳと角度βを形
成する。一実施形態において、αおよびβは、ＡＢＳに対して約１０°〜約７０°である
。いくつかの実施形態において、αおよびβは等しいが、他の実施形態において、それら
は、等しくなくてもよい。例えば、一実施形態において、テーパ２６０Ａは、αが約６０
°であるように、前縁２５２（一実施形態において、ＡＢＳと約９０°の角度を形成する
）と比較的小さな角度を形成し、一方でテーパ２６０Ｂは、βが約３０°であるように、
前縁２５２に対してより急勾配であってもよい。１つの中間区分２８０ならびに２つのテ
ーパ２６０Ａおよび２６０Ｂだけが、図２Ｃに示されているが、任意の数のテーパおよび
中間区分を、本発明の範囲を逸脱せずに含み得ることを理解されたい。
【００２１】
図３Ａ−３Ｉは、本発明の傾斜バンプ磁気シールドを形成するための方法の一実施形態
を示す。図３Ａには基板３００が示されている。基板３００は、図２Ａ−２ＣのＷＰ２２
０であってもよく、または一時的な基板、すなわちそれを起点にして、堆積された層がＷ
Ｐ２２０に変形される基板であってもよい。いくつかの実施形態において、基板３００は
、積層された主磁極であってもよく、かつその上に位置する残ったアルミナマスク層３０
２を含んでもよい。次に、図３Ｂに示すように、比較的薄い（例えば、約２ｎｍ〜５０ｎ
ｍの厚さ）ルテニウムシード層３０４が、層３０２上に堆積される。シード層３０４用の
他の適した材料には、例えば、ロジウムおよびイリジウムが含まれる。図３Ｃは、ルテニ
ウムシード層３０４上に堆積された非磁性ギャップ材料層３０６（一実施形態において、
Ｔａ、ＴａＯまたはＡｌ２Ｏ３とすることができる）を示す。一実施形態において、層３
０６は、約３０ｎｍ〜２００ｎｍの厚さに、物理蒸着（ＰＶＤ）またはイオンビーム蒸着
（ＩＢＤ）によって堆積される。図３Ｄに進むと、二重層フォトレジスト３０８が、層３
０６上に堆積されてパターニングされる。フォトレジスト３０８がパターニングされた後
で、図３Ｅに示すように、構造は、フォトレジスト層の一部を除去して層３０８’を残す
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）にさらされる。一実施形態において、ＲＩＥは、ＣＦ
４およびＡｒを用いて実行され、フォトレジスト層３０８によって保護されていない層３
０６の一部を除去して、層３０６’を形成する。フォトレジストによって保護されていな
い層３０６’の部分において、テーパ３１０がＲＩＥによって形成される。一実施形態に
おいて、層３０６は、Ａｌ２Ｏ３で形成され、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ツールを用い
てエッチングされる。一実施形態において、テーパ角度（例えば、図２Ｂにおけるθ）は
、以下の表１に示すように特定の範囲内でプロセスパラメータを変えることによって、約
３０°〜約６０°になるように「調整」することができる。
【００２２】
【表１】
0005941613.tif 000002
【００２３】
図３Ｆにおいて、残りのフォトレジスト３０８’は、フォトレジストリフトオフプロセ
スを用いて除去された。次に、図３Ｇに示すが、層３０４の一部が露出されるように、低
ＲＦ電力を使用する第２のＲＩＥを用いて層３０６’の一部を除去し、層３０６’’を形
成する。本発明のいくつかの実施形態において、第２の低電力ＲＩＥは、ちょうど第１の
高電力ＲＩＥの後でフォトレジストリフトオフプロセスの前に実行してもよい。一実施形
態において、第１のＲＩＥは、除去すべき層３０６の材料全体の約７０％〜約９０％また
は約８０％を除去し、一方で第２のＲＩＥは、残りの約３０％〜約１０％または約２０％
を除去する。各ＲＩＥ動作によって除去される材料のパーセンテージは変化してもよいが
、比較的低電力のＲＩＥを用いるＲＩＥプロセスで締めくくることによって、優れたエッ
ジおよび厚み制御を達成できると信じられる。ＲＩＥプロセスを順次実行することにより
、単一のＲＩＥを実行して動作中の電力を低減し、それによって恐らく、アセンブリプロ
セスの時間およびコストを低減することができる。一実施形態において、層３０２、３０
４および３０６’’は、図２Ａ−２Ｃの非磁性ギャップ層２５６を形成する。テーパ３１
０’が層に３０６’’に形成された後で、図３Ｈに示すように、シード層３１２が、層３
０４および３０６’’上に堆積される。シード層３１２は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮ
ｉＦｅおよびＣｏＦｅＣｒで形成されるが、それらに限定されない。次に、磁気シールド
層３１４を形成する磁性材料（Ｎｉ、ＣｏまたはＦｅ合金など）が、シード層３１２上に
堆積されて、図３Ｉに示すような構造を完成する。いくつかの実施形態において、磁気シ
ールド層３１４は、図２Ａ−２Ｃの磁気シールド２５０を形成する。
【００２４】
図４Ａは、（図２Ａに示すように、ほぼＡＢＳのレベルで）切断線４−４を通して得ら
れた、図３Ｉの構造における一実施形態の断面図である。この実施形態において、図４Ａ
の上部における矢印によって示すように、比較的垂直なＩＢＤプロセス（主磁極３００の
上面４０２に垂直）を用いて、層３０６を堆積する（図３Ｃ）。図４Ａには、主磁極（層
３００）のＡＢＳ端が示されている。図４Ａで分かるように、一実施形態において、主磁
極３００は、断面が台形である。他の断面形状も考えられ、本発明の観点において特定の
形状が限定的であると考えるべきではない。主磁極３００は、非磁性材料４００によって
囲まれている。材料４００には、主磁極３００の下および側部における材料２１９（図２
Ｂ）が含まれる。層３０２および３０４（図３Ｉ）が、主磁極３００の上端、ならびに材
料４００の上端および側部に薄層を形成する。シールド３１４は、主磁極構造を囲み、か
つ層３０２および３０４によって形成された比較的より薄いギャップによって主磁極３０
０から分離される。この実施形態において、図３Ｉの切断線４−４によって示すように、
層３０６の上端部がＡＢＳまで延伸しないので、層３０６’’が、「ショルダ」エリア４
０４に存在するだけであることに留意されたい。層３０２および３０４の上端部が、層３
０６の堆積を「遮る」ので、比較的小量の３０６’’が堆積される。
【００２５】
図４Ｂは、（図２Ａに示すように、ほぼＡＢＳのレベルで）切断線４−４を通して得ら
れた、図３Ｉの構造におけるさらなる実施形態の断面図である。この実施形態において、
図４Ｂの側部における矢印によって示すように、主磁極３００の上面４０２に対してほぼ
４５°のＩＢＤプロセスを用いて、層３０６を堆積する（図３Ｃ）。図４Ｂには、主磁極
（層３００）のＡＢＳ端が示されている。主磁極３００は、非磁性材料４００によって囲
まれる。材料４００には、主磁極３００の下および側部における材料２１９（図２Ｂ）が
含まれる。層３０２および３０４（図３Ｉ）は、主磁極３００の上端、ならびに材料４０
０の上端および側部に薄層を形成する。シールド３１４は、主磁極構造を囲み、かつ層３
０２および３０４によって形成された比較的より薄いギャップによって主磁極３００から
分離される。この実施形態において、層３０６’’は、図３Ｉにおける切断線４−４によ
って示すように、この層の上端部がＡＢＳまで延伸しないので、「ショルダ」エリア４０
４に存在するだけであることに留意されたい。比較的小量の３０６’’が主磁極３００の
側部に堆積される。なぜなら、ＩＢＤ蒸着プロセスが、ある角度で実行されるので、層３
０２および３０４の上端部が、層３０６の堆積を遮らないからである。
【００２６】
図５Ａは、線５−５を通して得られた、図３Ｉの構造における一実施形態の断面図であ
る。図５Ａにおいて、主磁極３００の上端は、図３Ｉの層３０２、３０４および３０６’
’で形成された比較的より厚いギャップによって、シールド３１４から分離される。図５
Ａにおいて、ギャップ材料３０６は、ＰＶＤを用いて堆積されるか、または代替として、
図の上端における矢印によって示すように、（主磁極３００の上面５０２に垂直な）垂直
ＩＢＤプロセスを用いて堆積してもよい。この実施形態において、また図４Ａに関連して
説明するように、層３０２および３０４の上端部が、層３０６の堆積を「遮る」ので、比
較的小量の３０６’’が堆積される。
【００２７】
図５Ｂは、線５−５を通して得られた、図３Ｉの構造におけるさらなる実施形態の断面
図である。この実施形態において、図５Ｂの側部における矢印によって示し、かつ図４Ｂ
に関連して説明したように、主磁極３００の上面５０２に対してほぼ４５°のＩＢＤプロ
セスを用いて、層３０６を堆積する（図３Ｃ）。図５Ａにおいて、主磁極３００の上端は
、図３Ｉの層３０２、３０４および３０６’’で形成された比較的厚いギャップによって
、シールド３１４から分離される。角度のあるＩＢＤプロセスを用いることによって、ギ
ャップ材料は、主磁極３００の底部５０６より下の領域５０４において、より厚く形成可
能である。主磁極３００の側部に対する層３０２、３０４および３０６’’の部分が、磁
気シールドの側部ギャップを形成する。領域５０４の追加材料は、サイド書き込みおよび
消去を低減することによって、磁気シールド３１４の側部ギャップのよりよい制御を提供
する。
【００２８】
上記は、本発明の実施形態に関するが、本発明の他の、およびさらなる実施形態が、本
発明の基本的な範囲から逸脱せずに考案可能であり、それらの範囲は、添付の特許請求の
範囲によって決定される。
【符号の説明】
【００２９】
１０  磁気ハードディスクドライブ
１２  ハウジング
１４  磁気ディスク
１６  アクチュエータ
１７  ボイスコールモータ（ＶＣＭ）
１８  ヘッドスライダ
２００  読み出し／書き込みヘッド
２０１  スライダ
２０２  磁気ディスク
２０３  後端部
２０４  垂直磁気データ記録層（ＲＬ）
２０６  磁気透過性下層（ＥＢＬ）
２０８  ディスク基板
２１０  磁気書き込みヘッド
２１１  磁気読み出しヘッド
２１２  主磁極
２１４  磁束戻り磁極
２１６  ヨーク
２１８  薄膜コイル
２１９  非磁性材料
２２０  書き込み磁極（ＷＰ）
２２２  フレア型部
２２４  磁極先端
２２６  端部
２２８  破線
２３０  ＭＲ検出素子
２３２  矢印
２５０  磁気シールド
２５２  前縁
２５６  非磁性ギャップ層
２５８  シールドギャップスロート
２６０  テーパ
２６０Ａ  テーパ
２６０Ｂ  テーパ
２７０  直線部
２８０  区分
２８２  コーナー
２９０  区分
３００  主磁極
３０２  アルミナマスク層
３０４  ルテニウムシード層
３０６  非磁性ギャップ材料層
３０６’  層
３０６’’  層
３０８  フォトレジスト
３０８’  層
３１０  テーパ
３１０’  テーパ
３１２  シード層
３１４  磁気シールド層
４００  非磁性材料
４０２  上面
４０４  ショルダエリア
５０２  上面
５０４  領域
５０６  底部
ＡＢＳ  空気ベアリング面
ＭＲ  磁気抵抗
Ｓ１  ＭＲシールド
Ｓ２  ＭＲシールド
ＲＮ  曲率
ＴＨ  スロート高さ
ＴＷ  スロートギャップ幅
ＧＷ  最大ギャップ幅
ＩＷ  中間幅
α  角度
β  角度
θ  角度。
【図１】
0005941613.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
0005941613.tif 000009
【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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