(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気書き込みヘッドであって、
エアベアリング面で終端する磁極先端部と、第１および第２の側面と、前記第１の側面から前記第２の側面に延びるトレーリングエッジと、を備える磁気書き込み磁極と、
第１および第２のサイドシールド部を備える回り込みトレーリング磁気シールドと、
前記回り込みトレーリング磁気シールドの前記第１および第２のサイドシールド部を前記磁気書き込み磁極の前記第１および第２の側面から隔てる第１および第２の非磁性サイドギャップ層であって、前記エアベアリング面から離れるに従ってそれぞれ厚さが増える第１および第２の非磁性サイドギャップ層と、
を有し、
前記第１および第２の非磁性サイドギャップ層のそれぞれは、厚さが実質的に一定である非磁性材料の内層と、厚さが変わる非磁性材料の外層と、前記内層および前記外層に挟まれた、前記内層又は前記外層の非磁性材料とは異なる非磁性材料のトレーリングギャップ層と、を含む、
磁気書き込みヘッド。
【請求項２】
磁気書き込みヘッドであって、
エアベアリング面で終端する磁極先端部と、第１および第２の側面と、前記第１の側面から前記第２の側面に延びるトレーリングエッジと、を備える磁気書き込み磁極と、
第１および第２のサイドシールド部を備える回り込みトレーリング磁気シールドと、
前記回り込みトレーリング磁気シールドの前記第１および第２のサイドシールド部を前記磁気書き込み磁極の前記第１および第２の側面から隔てる第１および第２の非磁性サイドギャップ層であって、前記エアベアリング面から離れるに従ってそれぞれ厚さが増える第１および第２の非磁性サイドギャップ層と、
を有し、
前記第１および第２の非磁性サイドギャップ層のそれぞれは、厚さが実質的に一定であるアルミナの内層と、厚さが変わるアルミナの外層と、前記内層および前記外層に挟まれた非磁性金属のトレーリングギャップ層と、を含む、
磁気書き込みヘッド。
【請求項３】
磁気書き込みヘッドであって、
エアベアリング面で終端する磁極先端部と、第１および第２の側面と、前記第１の側面から前記第２の側面に延びるトレーリングエッジと、を備える磁気書き込み磁極と、
第１および第２のサイドシールド部を備える回り込みトレーリング磁気シールドと、
前記回り込みトレーリング磁気シールドの前記第１および第２のサイドシールド部を前記磁気書き込み磁極の前記第１および第２の側面から隔てる第１および第２の非磁性サイドギャップ層であって、前記エアベアリング面から離れるに従ってそれぞれ厚さが増える第１および第２の非磁性サイドギャップ層と、
を有し、
前記第１および第２の非磁性サイドギャップ層のそれぞれは、厚さが実質的に一定であるアルミナの内層と、前記エアベアリング面から離れる方向に厚くなるアルミナの外層と、前記内層および前記外層に挟まれた非磁性金属のトレーリングギャップ層と、を有する、
磁気書き込みヘッド。
【請求項４】
前記第１および第２の非磁性サイドギャップ層のそれぞれの少なくとも一部分の幅が実質的に一定の率で広くなり、
前記回り込みトレーリング磁気シールドの前記第１および第２のサイドシールド部が前記磁気書き込み磁極から離れる方向に次第に細くなる、
請求項１ないし３の何れかに記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項５】
前記回り込みトレーリング磁気シールドの前記第１および第２のサイドシールド部のそれぞれの少なくとも一部分が、前記エアベアリング面から遠ざかるに従って、前記磁気書き込み磁極から離れる方向に次第に細くなる、
請求項１ないし３の何れかに記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項６】
前記磁気書き込み磁極は、磁極先端部とフレア部とを備え、
前記第１および第２の非磁性サイドギャップ層の幅は、前記磁極先端部に対応する部分では実質的に一定の幅となり、前記フレア部に対応する部分では前記エアベアリング面から離れるに従って広くなる変動幅となる、
請求項１ないし３の何れかに記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項７】
前記第１および第２の非磁性サイドギャップ層のそれぞれが、非磁性材料の内層と非磁性材料の外層とを含む、
請求項１ないし３の何れかに記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項８】
前記非磁性金属がＲｕを有する、
請求項２または３に記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項９】
前記非磁性金属がＲｈを有する、
請求項２または３に記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項１０】
前記非磁性金属がＲｕまたはＲｈを含むと共に、
前記トレーリングギャップ層は、前記磁気書き込み磁極の前記トレーリングエッジと前記回り込みトレーリング磁気シールドとの間で、前記磁気書き込み磁極の前記トレーリングエッジ上に延びる、
請求項２または３に記載の磁気書き込みヘッド。
【請求項１１】
磁気書き込みヘッドを製造するための方法であって、
少なくともエアベアリング面まで延びる磁極先端部を備える書き込み磁極を形成するステップと、
非磁性材料の第１の層を前記書き込み磁極上に蒸着するステップと、
イオンミリングを実行して前記非磁性材料の第１の層の一部分を除去して、第１および第２の内側非磁性側壁を残すステップと、
前記書き込み磁極と前記第１および第２の内側非磁性側壁に非磁性金属を蒸着するステップと、
非磁性材料の第２の層を蒸着するステップと、
第２のイオンミリングを実行して前記非磁性材料の第２の層の一部分を除去して、第１および第２の外側非磁性側壁を残すステップと、
前記書き込み磁極、前記第１および第２の内側非磁性側壁、および前記第１および第２の外側非磁性側壁の一部分にわたってマスクを形成するステップであって、前記マスクは、前記エアベアリング面に近くなるに従い前記第１および第２の外側非磁性側壁の露出を広くし、前記エアベアリング面から遠くなるに従い前記第１および第２の外側非磁性側壁の露出を狭くするステップと、
反応性イオンエッチングを実行して前記第１および第２の外側非磁性側壁の露出部分を除去するステップと、
を含む方法。
【請求項１２】
前記非磁性材料の第１の層を蒸着する前記ステップと、前記非磁性材料の第２の層を蒸着する前記ステップと、がそれぞれアルミナを蒸着することを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記非磁性材料の第１の層を蒸着する前記ステップと、前記非磁性材料の第２の層を蒸着する前記ステップとがそれぞれ原子層蒸着によってアルミナを蒸着することを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記非磁性金属を蒸着する前記ステップが、ＲｕまたはＲｈを蒸着することを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記非磁性金属を蒸着する前記ステップが、原子蒸気蒸着によってＲｕを蒸着することを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記非磁性材料の第１の層を蒸着する前記ステップが、原子蒸気蒸着によってアルミナを４０〜９０ｎｍの厚さに蒸着することを含むと共に、
前記非磁性材料の第２の層を蒸着する前記ステップが、原子層蒸着によってアルミナを１００〜１５０ｎｍの厚さに蒸着することを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記書き込み磁極は、フレア部と、前記フレア部から前記エアベアリング面に延びる実質的に一定幅の磁極先端部と、を備え、
前記フレア部における前記マスクの第１および第２の外縁は、前記エアベアリング面から遠ざかるに従って前記書き込み磁極との間の距離が広がる、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記マスクの前縁が、前記エアベアリング面の手前で終端する、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記書き込み磁極の前記フレア部と、前記書き込み磁極の磁極先端部とがフレア点で交わり、前記マスクの前縁が前記フレア点の近くで終端する、
請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ記録用の磁気ヘッドに関し、より詳細には、回り込みトレーリング磁気シールドを備える垂直磁気書き込みヘッドを製造するための方法に関する。この回り込みトレーリング磁気シールドは、エアベアリング面から離れる方向に延びるに従い、書き込み磁極から離れる方向に次第に細くなり、結果として、エアベアリング面から遠いシールド部分は、エアベアリング面に近いシールド部分よりも、書き込み磁極からのサイドギャップ間隔が広くなる。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの長期記憶の心臓部は、磁気ディスクドライブと呼ばれる組立品である。磁気ディスクドライブは、回転磁気ディスクと、回転磁気ディスクの表面の近傍にあるサスペンションアームによって浮かされた読み取りヘッドおよび書き込みヘッドと、書き込みヘッドおよび読み取りヘッドを回転ディスク上の被選択円形トラックの上方に配置するためにサスペンションアームを揺動させるアクチュエータとを含む。読み取りヘッドおよび書き込みヘッドは、エアベアリング面（ＡＢＳ）を有するスライダに直接設けられる。サスペンションアームは、ディスクの表面に向けてスライダを付勢し、ディスクの近傍にある空気は、ディスクの回転時にディスクの表面と一緒に移動する。スライダは、この移動空気をクッションとし、ディスクの表面の上方を飛行する。スライダがエアベアリングに乗ると、回転ディスクに磁気転移を書き込むためおよび回転ディスクから磁気転移を読み取るために、書き込みヘッドおよび読み取りヘッドが用いられる。読み取りヘッドおよび書き込みヘッドは、書き込み機能および読み取り機能を実行するためにコンピュータプログラムにしたがって動作する処理回路に接続される。
【０００３】
書き込みヘッドは、従来より、第１の磁極片層と第２の磁極片層との間に挟まれた第１、第２、および第３の絶縁層（絶縁スタック）に埋め込まれたコイル層を含んでいる。第１の磁極片層と第２の磁極片層との間には、書き込みヘッドのエアベアリング面（ＡＢＳ）におけるギャップ層によってギャップが形成され、磁極片層は、バックギャップにおいて接続される。コイル層に伝わる電流は、磁極片内に磁束を誘発し、これは、上記の回転ディスク上の円形トラックなどの移動媒体上のトラックに上記の磁気転移を書き込む目的で、ＡＢＳにおける書き込みギャップにおいて磁界をフリンジさせる。
【０００４】
最近の読み取りヘッド設計では、回転磁気ディスクから磁界を感知するために、ＧＭＲまたはＴＭＲセンサが用いられている。センサは、ピンニング層および自由層と呼ばれる第１および第２の強磁性層の間に挟まれた非磁性伝導層または障壁層を含む。センサには、センス電流を流すために第１および第２のリードが接続される。ピンニング層の磁化は、エアベアリング面（ＡＢＳ）に垂直にピンニングされる。自由層の磁気モーメントは、ＡＢＳに平行に配置されるが、外部磁界に反応して自由に回転可能である。ピンニング層の磁化は、通常、反強磁性層との交換結合によってピニングされる。
【０００５】
スペーサ層の厚さは、センサの中の伝導電子の平均自由路未満となるように選択される。この配置の場合、伝導電子の一部は、スペーサ層とピンニングおよび自由層の各々とのインターフェイスによって散失される。ピンニングおよび自由層の磁化が互いに平行である場合に散失は最小となり、ピンニングおよび自由層の磁化が反平行である場合に散失は最大となる。散失の変化は、ｃｏｓθに比例してスピンバルブセンサの抵抗を変更させる。ここで、θはピンニング層と自由層の磁化の間の角度である。読み取りモードでは、スピンバルブセンサの抵抗は回転ディスクからの磁界の大きさに応じて変化する。センス電流がスピンバルブセンサを介して流れると、抵抗の変化によって電位の変化が引き起こされ、再生信号として検出され処理される。
【０００６】
データ速度およびデータ容量の増大を求める声が高まる中でそれに応えるために、研究者らは最近になって垂直記録システムの開発に尽力している。上述の書き込みヘッドを組み込んだものなどの、従来の長手記録システムは、磁気ディスク表面の面内において、トラックに沿った長手方向を向いた磁気ビットとしてデータを格納する。この長手データビットは、書き込みギャップによって隔てられた磁極対の間に形成するフリンジ磁界によって記録される。
【０００７】
反対に、垂直記録システムは、磁気ディスクの面に垂直に向いた磁化としてデータを記録する。磁気ディスクは、薄い硬磁性最上層によって覆われた軟磁性下地層を有する。垂直書き込みヘッドは、非常に小さい断面の書き込み極と、遥かに大きい断面の戻り極とを有する。書き込み極からは、磁気ディスク表面に垂直な方向に高密度の強い磁界が放出され、硬磁性最上層を帯磁させる。結果として生じる磁束は、次いで、軟磁性下地層を通って移動し、戻り極に戻る。そこでは、磁束は、十分に散開されていて弱いゆえに、戻り極に戻る途中で硬磁性最上層を通るときに、書き込み極によって記録された信号を消去することはない。
【０００８】
垂直磁気記録システムでは、書き込み磁界強度を最大限に高めること、磁界の勾配を最大にすること、隣接トラック干渉を最小限に抑えることが望まれている。書き込み磁界が強くなると、磁気媒体の磁気的に硬質な上部層に磁気ビットを確実に記録することができる。磁界の勾配が大きいと、書き込み磁極からの磁界の磁気切り換えを高速に行うことができ、これにより、磁気転移の記録速度の高速化が可能となる。隣接トラック干渉を抑制すれば、データトラックを互いに近づけてトラック密度を高めることにより、データ密度を上げることができる。磁界の勾配を大きくする１つの方法は、トレーリング磁気シールドを設けることである。この磁気トレーリングシールドでは、書き込み磁極の両側に回り込んでサイドシールドをもたらし、隣接トラック干渉を最小限に抑えることも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１２０２２３号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、磁気書き込み磁極を含む磁気書き込みヘッドを提供し、当該磁気書き込み磁極は、エアベアリング面で終端する磁極先端部と、第１および第２の横方向対向側面と、第１の側面から第２の側面に延びるトレーリングエッジとを備える。書き込みヘッドはまた、第１および第２のサイドシールド部を備える回り込みトレーリング磁気シールドと、回り込みトレーリング磁気シールドの第１および第２の側部を書き込み磁極の第１および第２の側面から隔てる第１および第２の非磁性サイドギャップ層とを含む。第１および第２の非磁性サイドギャップ部は、エアベアリング面から離れるに従って厚さが増える。
【００１１】
書き込みヘッドは、書き込みヘッドを形成するステップと、アルミナ等の非磁性磁気材料を蒸着するステップと、第１のイオンミリングを実行して第１および第２の内壁を実行するステップとを含む。ＲｕまたはＲｈ等の非磁性材料の層が蒸着され、アルミナ等の第２の非磁性層が蒸着される。第２のイオンミリングを実行して、第１および第２の外壁を形成することができる。マスクは、ＡＢＳに近くなるに従い外壁部分の露出を大きくし、ＡＢＳから遠くなるに従い外壁部分の露出を小さくすることができる。反応性イオンミリングを実行して第１および第２の非磁性外壁の露出部分を除去することができる。
【００１２】
本発明は、有利には、書き込み磁極とシールドとの間のサイドギャップ間隔を大きくして、シールドからの書き込み磁極の損失を最小限に抑え、ＡＢＳおよびＡＢＳの近くでのサイドギャップ間隔を最小限に抑えて隣接トラック干渉を防止する。
【００１３】
一貫して類似の参照符号によって類似の構成要素を示されている図面とあわせた好ましい実施形態についての以下の詳細な説明を読むことによって、本発明のこれらのおよびその他の特徴および利点が明らかになる。
【００１４】
本発明の性質および利点ならびに好ましい使用形態を更に完全に理解するために、添付の図面とあわせた以下の詳細な説明を参照することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を具現化可能なディスクドライブシステムの概略図である。
【図２】スライダのＡＢＳを図１の線２−２の視点で見た図であり、磁気ヘッドの位置を示している。
【図３】本発明の一実施形態に係る磁気書き込みヘッドの断面図を示す。
【図４】図３の線４−４の視点から見た拡大されたＡＢＳを示す。
【図５】図４の線５−５から見たトップダウン断面図を示す。
【図６】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図２３】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図２４】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図２５】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図２６】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図２７】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図２８】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【図２９】本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドを製造するための方法を示す各種製造途中段階での書き込みヘッドの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明は、現時点で考えられる発明実施の最適な実施形態についての説明である。この説明は、本発明の原則を例示する目的でなされており、本明細書に記載の発明概念を限定することは意図していない。
【００１７】
図１を参照すると、本発明を具現化したディスクドライブ１００が示されている。図１に示されるように、少なくとも１つの回転可能磁気ディスク１１２が、スピンドル１１４に支えられ、ディスク駆動モータ１１８によって回転される。各ディスク上における磁気記録は、磁気ディスク１１２上における同心円状のデータトラック（不図示）の環状パターンの形態をとる。
【００１８】
少なくとも１つのスライダ１１３が、磁気ディスク１１２の近くに位置決めされ、各スライダ１１３は、１つまたは２つ以上の磁気ヘッドアセンブリ１２１を支える。磁気ディスクの回転とともに、スライダ１１３は、所望のデータを書き込まれた磁気ディスク上の異なるトラックに磁気ヘッドアセンブリ１２１がアクセスできるように、ディスク表面１２２の上方を径方向に行き来する。各スライダ１１３は、サスペンション１１５によってアクチュエータアーム１１９に取り付けられる。サスペンション１１５は、スライダ１１３をディスク表面１２２に対して付勢する僅かなスプリング力を提供する。各アクチュエータアーム１１９は、アクチュエータ手段１２７に取り付けられる。図１に示されるようなアクチュエータ手段１２７は、ヴォイスコイルモータ（ＶＣＭ）であってよい。ＶＣＭは、固定磁界内を移動可能なコイルを含み、コイルの移動の方向および速度は、コントローラ１２９によって供給されるモータ電流信号によって制御される。
【００１９】
ディスクストレージシステムの動作時において、磁気ディスク１１２の回転は、スライダに押し上げ力または持ち上げ力を及ぼすエアベアリングを、スライダ１１３とディスク表面１２２との間に生成する。エアベアリングは、したがって、通常動作時において、サスペンション１１５の僅かなスプリング力と打ち消しあい、実質一定の小間隔だけディスク表面から離れた僅か上方においてスライダ１１３を支える。
【００２０】
ディスクストレージシステムの各種の構成要素は、動作時に、制御ユニット１２９によって生成されるアクセス制御信号および内部クロック信号などの制御信号によって制御される。通常、制御ユニット１２９は、論理制御回路、ストレージ手段、およびマイクロプロセッサを含む。制御ユニット１２９は、ライン１２３に載せる駆動モータ制御信号およびライン１２８に載せるヘッド位置決め及び探索制御信号などの、各種のシステム動作を制御するための制御信号を生成する。ライン１２８に載せる制御信号は、スライダ１１３をディスク１１２上の所望のデータトラックに最適に移動させて位置決めするための所望の電流プロフィールを提供する。書き込みヘッドおよび読み取りヘッド１２１との間では、記録チャネル１２５を通じて書き込み信号および読み取り信号がやり取りされる。
【００２１】
図２を参照すると、スライダ１１３内の磁気ヘッド１２１の向きを詳細に確認することができる。図２はスライダ１１３のＡＢＳを示しており、誘導書き込みヘッドと読み取りヘッドを含む磁気ヘッドがスライダのトレーリングエッジに配置されているのが分かる。典型的な磁気ディスクストレージシステムに関する上記説明と添付した図１は、例示にすぎない。ディスクストレージシステムがディスクとアクチュエータを多数含むことができること、そして各アクチュエータが複数のスライダをサポートできることは明らかである。
【００２２】
次に図３を参照すると、本発明は先細書き込み磁極と非磁性隆起部とを備える磁気ヘッド３０２で具現化することができる。磁気書き込みヘッド３０２は、磁気書き込み磁極３０４と磁気リターン磁極３０６を備える。磁気バックギャップ層３０８と磁気シェイピング層３１０は、エアベアリング面（ＡＢＳ）から除去された場所で、書き込み磁極３０４とリターン磁極３０６とを磁気的に連結する。
【００２３】
非磁性の導電書き込みコイル３１８は、書き込み磁極３０４とリターン磁極３０６の間を行き来し、書き込み磁極３０４の上を通ってもよい。書き込みコイル３１８は、非磁性電気絶縁材料３２２の上部に位置することができ、アルミナや堅焼きフォトレジストの非磁性電気絶縁材料３２０でも具現化される。
【００２４】
動作中、コイル３１８を流れる電流が磁界を誘導し、その結果、書き込み磁極３０４の中を磁束が流れる。これにより、書き込み磁極３０４から、図１に示すような磁気媒体１２２等の磁気媒体に向かって磁界が放射される。この書き込み磁界は媒体を通ってリターン磁極３０６に戻る。リターン磁極３０６の断面は、書き込み磁極３０４で書き込まれた磁気ビットが消去されないよう十分な広さになっている。
【００２５】
書き込み磁界の勾配を大きくする（これによりスイッチング速度が上がる）ために、書き込みヘッド３０２は磁気トレーリングシールド３１２も含む。このトレーリングシールド３１２は、非磁性トレーリングギャップ層４０２によって書き込み磁極３０４から隔てられている。書き込み磁極３１２はまた、トレーリングリターン磁極３１６と連結され得る。このトレーリングリターン磁極３１６は、シェイピング層３１０の後部等、書き込みヘッド３０２の後部とトレーリングシールド３１２とを連結する。
【００２６】
書き込みギャップ層４０２と書き込み磁極３０４との間に配置されＡＢＳから引っ込んでいる非磁性ステップ層４０８により、ＡＢＳから除去された場所での書き込み磁極３０４とトレーリングシールド３１２との間の磁気的間隔が拡大される。これは、トレーリングシールド３１２から失われる書き込み磁界の量を最小限に抑えるのに役立つ。書き込み磁極３０４とトレーリング磁気シールド３１２との間の磁気間隔プロファイルを更に改良するために、非磁性ステップ層の前縁に非磁性隆起部３１４を設けてもよい。このような構造４０８、３１４の構築については、以下に説明する書き込みヘッドの製造方法を読めばよく理解できよう。
【００２７】
図４は、図３の線４−４の視点で見た、書き込みヘッド３０２部の拡大ＡＢＳ図である。図４では、トレーリングシールド３１２が書き込み磁極３０４の両側に実際に回り込み、非磁性サイドギャップ層４１０、４１２によって書き込み磁極３０４の両側が側部４０４、４０６と隔てられているのが分かる。このため、シールド３１２は、回り込みトレーリング磁気シールド３１２と称することができる。書き込み磁極３０４のトレーリングエッジは、トレーリングギャップ層４０２によってトレーリングシールド３１２から隔てられている。
【００２８】
図５は、図４の線５−５の視点で見たトップダウン断面図である。図に示すように書き込み磁極３０４がフレア点５０２を備えていることが分かる。このフレア点は、書き込み磁極３０４の幅が、一定断面の磁極先端部５０４からフレア部５０６へ遷移する点である。また、非磁性サイドギャップ層４１０、４１２は、ＡＢＳからの距離が遠くなるほど幅が徐々に広くなるように先細構造になっているのが分かる。より好ましくは、サイドギャップ層４１０の幅は、書き込み磁極３０４のフレア部５０６の領域で徐々に細くなり始め、書き込み磁極３０４の一定断面磁極先端部５０４の領域では実質的に一定の幅に維持されてよい。サイドギャップ層４１０は、大部分または全体をアルミナで構成することができ、実際に複数のアルミナ層を含んでもよい。本発明の一実施形態に係る書き込みヘッドの製造方法に関する以下の説明を読めば、サイドギャップ層４１０のより詳細な構造をより理解できよう。
【００２９】
サイドギャップ層の先細構造は、隣接トラック干渉を最小限に抑えながら書き込み磁界の強度を最大限に高めることにより書き込みヘッドのパフォーマンスを最適化する。前述したように、書き込みヘッドのパフォーマンスは、競合ファクタの調和と関係している。隣接トラック干渉を最小限に抑えるには、ＡＢＳでサイドギャップ４１０、４１２の厚さをできる限り薄くすることが好ましい。他方で、書き込み磁界の強度を最大限に高めることも必要である。書き込み磁界の強度は、シールド３１２の側部４１０、４１２からの書き込み磁界の損失が原因で低下する恐れがある。側部４０４、４０６からの書き込み磁界のこの損失を最小限に抑えるには、サイドギャップの厚さを大きくする必要がある。図５から分かるように、先細ギャップ層４１０、４１２により、ＡＢＳでのサイドギャップの間隔が最小限に狭められている。隣接トラック干渉を防止する上でサイドシールドは必要であるが、この領域内のサイドシールド部４０４、４０６からの書き込み磁界の損失を最小限に抑えるためにＡＢＳから離れたところでサイドギャップを広げる必要がある。したがって、先細サイドギャップ層４１０、４１２は、隣接トラック干渉を最小限に抑えることと書き込み磁界の強度を最大限に高めることのバランスを最適に保っている。
【００３０】
図６〜２９は、図３〜５を参照して前述したような本発明の一実施形態に係る磁気書き込みヘッドの製造方法を示している。特に図６を参照すると、基板６０１が提供されている。この基板６０１は、非磁性充填層３２０の部分とシェイピング層３１０の部分と（両方とも図３を参照して前述）を含むことができる。磁気書き込み磁極材料６０２は、基板６０１上に蒸着され、非磁性材料の薄い層で隔てられたＣｏＦｅ等の磁気モーメントの高い材料の層を実際に含むことができる。
【００３１】
反応性イオンエッチング（即ち、ＲＩＥ可能な材料）によって除去可能な非磁性材料の層６０４は、磁気書き込み磁極材料６０２に蒸着される。この層６０４は、ＳｉＣ等の材料を使用することができ、１８０〜２８０ｎｍまたは約２３０ｎｍの厚さになるよう蒸着するのが好ましい。層ＳｉＣ上には、より薄いＲＩＥマスク層６０６が蒸着される。この層６０６はＣｒ等の材料とすることができ、１０〜３０ｎｍまたは約２０ｎｍの厚さになるように蒸着され得る。最終的に、フォトレジスト層６０８はＲＩＥマスク６０６上に蒸着される。
【００３２】
図７を参照すると、フォトレジスト層６０８をフォトリソグラフィーによってパターン化および現像することで、意図されたＡＢＳ平面からの所望の距離に配置される前縁７０２を有するマスクを形成する。次に、イオンミリングが実行されて、基礎ＲＩＥマスク層６０６にフォトレジストマスク６０８のイメージが転写され、図８に示すような構造が残る。次に、反応イオンエッチングが実行され、基礎を成す非磁性層６０４にＲＩＥマスク６０６のイメージが転写され、図９に示すような構造が残る。
【００３３】
次に図１０を参照すると、イオンミリオンプロセスが実行され、非磁性材料層６０４で保護されていない磁気書き込み磁極材料６０２の一部分が除去されている。好ましくは、非磁性層６０４からのシャドーイングによりイオンミリングが磁気材料層６０２に第１の先細表面１００２を形成するように、法線に対して１つまたは複数の角度でイオンミリングプロセスが実行される。
【００３４】
図１１は、図１０の線１１−１１の視点で見たＡＢＳ平面と平行な平面の断面図である。図１１に示すように、一連のマスク層１１０２が蒸着されている。マスク層１１０２は様々な構成とすることができる。マスク層は好ましくは、硬質マスク１１０４と、イメージ転写層１１０６と、第２の硬質マスク１１０８と、底面反射防止膜（ＢＡＲＣ）１１１０と、フォトレジスト層１１１２とを含む。硬質マスクは、アルミナ、ダイアモンド状炭素（ＤＬＣ）、または他の何らかの材料とすることができる。イメージ転写層は、ＤＵＲＩＭＩＤＥ（登録商標）等の可溶性ポリイミド材料の比較的厚い層とすることができる。第２の硬質マスク層１１０８は、ＳｉＯ２等の材料とすることができる。ＢＡＲＣ層１１１０は、ＤＵＲＩＭＩＤＥ（登録商標）等の可溶性ポリイミドの薄い層とすることができる。
【００３５】
図１２を参照すると、フォトレジスト層１１１２がフォトリソグラフィーによってパターン化され、図３〜５の書き込み磁極３０４等の書き込み磁極を形成するよう構成された形状となる。結果として得られたフォトレジストマスク１１１２のイメージは、図１２に示すような基礎を成す層１１１０、１１０８、１１０６、１１０４に転写される。これは、１つまたは複数の反応性イオンエッチングおよび／またはイオンミリングプロセスによって実現可能である。図１２は、マスク１１０２のトップダウン図であり、その書き込み磁極画定形状を示す。図１３では、前述した非磁性ステップ層６０４は点線で示され、それがマスク１１０２の下に隠れていることを示す。
【００３６】
１つまたは複数のイオンミリングプロセスを実行することで、マスク１１０４で保護されていない磁気書き込み磁極材料６０２の一部分を除去することができる。マスク層１１０２の大部分はこの時点で消費され、結果として図１４に示すような構造が生じる。法線に対して１つまたは複数の角度でイオンミリングを実行することにより、図１４に示すような先細の側壁を備えた書き込み磁極層６０２を形成することができる。
【００３７】
次に、図１５を参照すると、非磁性サイドギャップ材料１５０２の第１の層が蒸着される。この非磁性材料１５０２は、好ましくは、原子層蒸着（ＡＬＤ）等の等角蒸着プロセスによって蒸着されたアルミナであり、好ましくは４０〜９０ｎｍの厚さに蒸着される。
【００３８】
更に、別のイオンミリングを実行することでアルミナ層１５０２の水平に蒸着された部分を優先的に除去する。これにより、図１６に示すような構造が残り、第１および第２の非磁性ギャップ側壁１５０２が書き込み磁極６０２のいずれかの側に形成された状態になる。このプロセスはまた、図１７に示すように、非磁性ステップ層６０４の前縁に非磁性隆起部１８０２を形成する。図１７は図１６の線１７−１７の視点から見た断面図を示す。非磁性隆起部１８０２の要素番号は、図１６の非磁性側壁１５０２の番号と異なっているが、隆起部１８０２は側壁１５０２と同じ材料および同じ処理ステップで形成されることに留意されたい。非磁性隆起部１８０２は、第１の先細部１００２を覆うように延在しているのが分かる。
【００３９】
次に図１８を参照すると、別のイオンミリングプロセスを実行することで、隆起部１８０２の前縁からＡＢＳ平面を越えた個所まで延びる追加の先細部１８０４を形成することができる。図１９を参照すると、非磁性トレーリングギャップ材料層１７０２が蒸着される。非磁性ギャップ層１７０２は、図３および図４のギャップ４０２のようなトレーリングギャップを形成するために選択される厚さに蒸着されるのが好ましい。層１７０２はまた、反応性イオンエッチング１７０２に耐性を示すのが好ましい。層１７０２は等角蒸着プロセスによって蒸着されたＲｕまたはＲｈ等の金属とすることができ、原子蒸気蒸着（ＡＶＤ）によって蒸着されたＲｕの層とするのが好ましい。図２０は、図１９の線２０−２０による断面で見えるトレーリングギャップ層１７０２を備えた構造を示す。
【００４０】
図２１を参照すると、非磁性サイドギャップ材料１９０２の別の層が蒸着される。この層１９０２はまた、好ましくはアルミナで構成され、原子層蒸着（ＡＬＤ）で蒸着され、好ましくは１００〜１５０ｎｍの厚さに蒸着される。別のイオンミリングが材料１９０２の一部分を除去するために実行され、このイオンミリングはトレーリングギャップ層１７０２に達したときに終了する。図２２に示すような構造が残る。二次イオン質量分析法等の端点検出方式を使用して層１７０２にいつ到達したかを特定することができる。図２３は図２０の線２３−２３から見た断面図を示す。図２３から分かるように、層１９０２の蒸着および次いで行われるイオンミリングによって第１の隆起部１８０２の前方に第２の非磁性隆起部２３０２が形成される。繰り返しになるが、この隆起部２３０２は図２２に示すサイドギャップ層１９０２と同じ材料および同じプロセスによって形成される。図２４は図２２の線２４−２４から見たトップダウン断面図を示す。この図から分かるように、上記プロセスは内側の非磁性サイドギャップ１５０２と外側の非磁性サイドギャップ１９０２を形成し、内側と外側のギャップは金属層１７０２によって互いに隔てられている。次に図２５を参照すると、側部先細画定マスク２５０２が、図示のように書き込み磁極６０２とサイドギャップ層１５０２、１９０２の上に形成されている。図から分かるように、マスク２５０２は、外側ギャップ層１９０２の露出量を変化させる先細画定外縁２５０４を備える。前方では外縁２５０４は、サイドギャップ層１９０２の大部分または全てを露出させており、後方では、外縁はサイドギャップ層１９０２の大部分または全てを覆っている。マスク２５０２は、書き込み磁極６０２のフレア点の近くでまたは若干前で終了する前縁２５０６を備えてもよい。次に、反応性イオンエッチングを実行して、マスク２５０２によって保護されていない外側ギャップ層１９０２の部分を除去することで、図２６に示すような構造を残すことができる。マスク２５０２を除去することで、図２７に示すような構造を残すことができる。
【００４１】
図２８を参照すると、例えばフォトリソグラフィーによってパターン化されたフォトレジスト等から、電気メッキフレームマスク２８０２が形成されている。マスク２８０２は、トレーリング回り込み磁気シールドの形状を形成するよう構成される開口部２８０４と一緒に形成される。図２８の線２９−２９の視点から見た断面図を示す図２９を参照すると、回り込みトレーリング磁気シールドを形成するためにマスク２８０２内の開口部に磁性体を電気メッキすることができる。マスク２８０２は持ち上げることができる。
【００４２】
前述した構造および方法では、非磁性ステップ層６０４、非磁性隆起部１８０２、２３０２、および先細部１００２、１７０２を備えた書き込み磁極の構築について説明したが、これらはオプションであり、先細の非磁性サイドギャップを備えた書き込みヘッドの形成に必須でないことに留意されたい。
【００４３】
各種の実施形態が上述されてきたが、これらは、限定のためではなく例として示されたものにすぎない。当業者にならば、発明の範囲内に入るその他の実施形態も明らかになるであろう。したがって、発明の広さおよび範囲は、上述されたいかなる例示的実施形態によっても限定されるべきでなく、以下の特許請求の範囲およびそれらの均等物にしたがって定められるべきである。
【符号の説明】
【００４４】
３０２  磁気ヘッド
３０４  磁気書き込み磁極
３０６  磁気リターン磁極
３０８  磁気バックギャップ層
３１０  磁気シェイピング層
３１２  磁気トレーリングシールド
３１４  非磁性隆起部
３１６  トレーリングリターン磁極
３１８  非磁性の導電書き込みコイル
３２０  非磁性電気絶縁材料
３２２  非磁性電気絶縁材料
４０２  非磁性トレーリングギャップ層
４０４  側部
４０６  側部
４０８  非磁性ステップ層
４１０  非磁性サイドギャップ層
４１２  非磁性サイドギャップ層
５０２  フレア点
５０４  一定断面の磁極先端部
５０６  フレア部
６０１  基板
６０２  磁気書き込み磁極材料
６０４  非磁性層
６０６  ＲＩＥマスク層
６０８  フォトレジスト層
７０２  前縁
１００２  第１の先細表面
１１０２  一連のマスク層
１１０４  第１の硬質マスク
１１０６  イメージ転写層
１１０８  第２の硬質マスク
１１１０  底面反射防止膜（ＢＡＲＣ）
１１１２  フォトレジスト層
１５０２  非磁性サイドギャップ材料
１７０２  非磁性トレーリングギャップ材料層
１８０２  第１の非磁性隆起部
１８０４  追加の先細部
１９０２  非磁性サイドギャップ材料
２３０２  第２の非磁性隆起部
２５０２  側部先細画定マスク
２５０４  先細画定外縁
２５０６  前縁
２８０２  電気メッキフレームマスク
２８０４  開口部
【図１】
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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６】
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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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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