(57)【要約】      （修正有）【課題】再生シールドに主磁極からの磁界が入り、再生ヘッドの出力が変動する現象を抑制し、主磁極と再生素子間隔を小さくした垂直記録用磁気ヘッドを得る。【解決手段】主磁極と補助磁極とを有する垂直記録ヘッドと、第１の再生シールド、第２の再生シールド、及び前記第１の再生シールドと第２の再生シールドの間に配置された磁気抵抗効果素子を有する再生ヘッドとを備え、前記主磁極が前記補助磁極と前記第１の再生シールドとの間に形成され、前記第１の再生シールドは、上部シールド層／非磁性層／下部シールド層の３層構造とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極と補助磁極とを有する垂直記録ヘッドと、
第１の再生シールド、第２の再生シールド、及び前記第１の再生シールドと第２の再生シールドの間に配置された磁気抵抗効果素子を有する再生ヘッドとを備え、
前記主磁極が前記補助磁極と前記第１の再生シールドとの間に形成され、
前記第１の再生シールドは、前記主磁極側の上部シールド層と、前記磁気抵抗効果素子側の下部シールド層と、前記上部シールド層と下部シールド層との間に形成された非磁性層とを含むことを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記主磁極のトレーリング側にトレーリングシールド又はトレーリングサイドシールドを有することを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記主磁極と補助磁極の間にコイルが２層以上設けられていることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記上部シールド層は、Ｎｉの組成が３０〜５０ａｔ％であるＦｅＮｉ、Ｎｉの組成が３０〜５０ａｔ％かつＣｏの組成が３〜１０ａｔ％であるＦｅＮｉＣｏからなることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記補助磁極は、Ｎｉの組成が３０〜５０％であるＦｅＮｉ、又はＮｉの組成が３０〜５０％かつＣｏの組成が３〜１０％であるＦｅＮｉＣｏからなることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記非磁性層は、Ｃｕ，Ａｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｔａ，ＮｉＰ，ＮｉＰｄ，Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，Ｃｒ，Ｔａ又はＷからなることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項２記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記トレーリングシールド又はトレーリングサイドシールドは前記補助磁極と磁気的に結合していることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項８】
主磁極と補助磁極とを有する垂直記録ヘッドと、
第１の再生シールド、第２の再生シールド、及び前記第１の再生シールドと第２の再生シールドの間に配置された磁気抵抗効果素子を有する再生ヘッドとを備え、
前記主磁極が前記補助磁極と前記第１の再生シールドとの間に形成され、
前記第１の再生シールドは、前記主磁極側の上部シールド層と、前記磁気抵抗効果素子側の下部シールド層と、前記上部シールド層と下部シールド層との間に形成された非磁性層とを含み、前記上部シールド層、下部シールド層及び非磁性層はめっきにて形成されていることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体の記録・再生に用いられる磁気ヘッドとその製造方法及びそれを搭載した磁気ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置では、記録媒体上のデータは磁気ヘッドによって読み書きされる。磁気ディスクの単位面積当たりの記録容量を多くするためには、面記録密度を高密度化する必要がある。しかしながら、現状の面内記録方式では、記録されるビット長が小さくなると、媒体の磁化の熱揺らぎのために面記録密度を上げられない問題がある。この問題を解決できる方法として、媒体面に垂直な方向に磁化信号を記録する垂直記録方式がある。垂直記録方式においても、再生には巨大磁気抵抗効果型ヘッド（ＧＭＲヘッド）及び、さらに再生出力が大きいトンネル型巨大磁気抵抗効果型ヘッド（ＴＭＲヘッド）や膜面に垂直に電流を流すＣＰＰ型ＧＭＲヘッドを用いることができる。
【０００３】
一方、記録には、単磁極ヘッドを用いる必要がある。垂直記録においても、面記録密度の向上のためには、トラック密度と線記録密度を向上する必要がある。線記録密度向上のためには、記録ヘッドの記録磁界勾配を向上させる必要がある。そのための一つの方法としては、記録媒体を２層化し、下層に軟磁性層を設ける構造とする。しかしながら、２００Ｇｂ／ｉｎ２を超える高記録密度達成のためには、記録ヘッドからの磁界勾配の向上、書き広がりの抑制等々も必要とされている。磁界勾配向上のためには、例えば、トレーリングシールドを主磁極近傍に設置する構造が提案されている。書き広がり抑制のためには、サイドシールドを主磁極近傍に設置する案が提案されている。例えば，US 2002/0176214A1には、サイドシールを設けた垂直記録用磁気ヘッドの例が開示されている。また、特開2004-127480号公報には、同様にサイドシールドを設けた垂直記録用磁気ヘッドの例が開示されている。また、再生シールドを２層化する例として、特開2001-34916号公報及び特開2000-182226号公報の例が開示されている。特開2000-20916号公報には、再生シールドの上部シールド膜と兼用する下部磁気コアを、非磁性層を介した２層の磁性層で形成した磁気ヘッドが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】US 2002/0176214A1
【特許文献２】特開2004-127480号公報
【特許文献３】特開2001-34916号公報
【特許文献４】特開2000-182226号公報
【特許文献５】特開2000-20916号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
記録ヘッドにトレーリングシールド又はサイドシールドを設ける場合、図１に示すように、主磁極１２を、再生ヘッドに近い側に設ける方が、磁気ディスク装置のフォーマット効率の向上、及びトレーリングシールド、サイドシールドと補助磁極１１とを接続する簡便さのために有利である。しかしながら我々の検討によると、このとき、矢印３１で示すように、主磁極１２又はヨーク部１４からの磁界が、再生ヘッドの上部再生シールド１７に入り、再生ヘッドの出力が変動することが分かった。この問題を解決するには主磁極と再生ヘッドの距離を大きくすればよいが、これでは再生ヘッドの再生素子と主磁極間の距離が離れることになり、磁気ディスク装置のフォーマット効率を向上することができない。
【０００６】
US 2002/0176214A1及び特開2004-127480号公報には、記録ヘッドから再生ヘッドへ入る磁界による影響については、触れられていない。また、特開2001-34916号公報及び特開2000-182226号公報は、どちらも面内記録用磁気ヘッドに関するものである。特開2001-34916号公報は、再生ヘッドのシールドを２層化するものであるが、その２層の間には非磁性層が挿入されておらず、シールド自身の不安定性を抑止するものである。特開2000-182226号公報は、磁気ヘッドから発生する熱を放熱するために高熱伝導材料を用いている例である。特開2000-20916号公報は、記録ヘッドの一部を兼用するシールドの積層された２層の磁性層の特性の違いにより、ノイズの発生を抑えている例である。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、再生ヘッドへの記録ヘッドからの磁界の影響がない垂直記録用磁気ヘッドを提供すること、さらにこの垂直記録用磁気ヘッドを搭載し、フォーマット効率を高めた磁気ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、磁気抵抗効果を用いた再生ヘッドと記録ヘッド部に主磁極と補助磁極とを有する垂直記録用磁気ヘッドにおいて、主磁極が、補助磁極と再生ヘッドとの間にあり、再生ヘッドの主磁極に近い方の再生シールドが、下部シールド層、非磁性層、上部シールド層を含む３層以上からなることを特徴とする。再生シールドの３層以上の層はめっきにて形成しても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、主磁極からの磁界による再生ヘッドの再生出力の変動を抑制した垂直記録用磁気ヘッドが得られ、垂直記録用磁気ヘッドの主磁極と再生素子間の距離を小さくすることによって、フォーマット効率を向上させた磁気ディスク装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
主磁極が、再生ヘッドと補助磁極との間にある垂直記録用磁気ヘッドの場合、主磁極から出る磁界が、再生ヘッドに入り、再生シールドの磁区が動かされ、例えば巨大磁気抵抗膜からなる再生素子に影響を及ぼすため、再生出力の変動を引き起こすことが分かった。
【００１１】
我々は、図１に略示するような垂直記録用磁気ヘッドを試作して、その記録再生特性を調べた。この垂直記録用磁気ヘッドは、記録ヘッドと再生ヘッドを備え、記録ヘッドは主磁極１２、ヨーク部１４、補助磁極１１、コイル９及びトレーリングシールド１３を有し、再生ヘッドは再生素子１５を下部再生シールド１６と上部再生シールド１７で挟んだ構造を有する。記録ヘッドは、主磁極１２が補助磁極１１よりも再生ヘッドに近い側に位置する。ヨーク部１４は、あってもなくても良い。主磁極１２のウエハ上での膜厚は、０．１〜０．２μｍで、ヨークの膜厚は、０．２〜１μｍである。主磁極１２の材料は、高飽和磁束密度（Ｂｓ）の材料が良く、Ｆｅ（７０ａｔ％）Ｃｏ等が用いられる。ヨーク材料としては、Ｎｉ（８０ａｔ％）Ｆｅのパーマロイ等が使用され、その磁区を制御する意味で、負磁歪の組成が用いられる。主磁極１２のスロートハイト（浮上面からフレアポイントまでの距離）は、０．１〜０．２μｍ程度で、ヨーク１４の端部位置は、さらに浮上面から遠ざかる位置（典型的には、０．５〜２μｍ）である。
【００１２】
我々は、再生ヘッドの上面とヨーク部１４の下面との間隔ｄが４μｍと８μｍの２種類の垂直記録用磁気ヘッドを試作した。この垂直記録用磁気ヘッドを用いて、軟磁性下地層を有する２層垂直媒体に種々の記録周波数で記録を行い、再生ヘッドからの出力の変化率を測定した。ここで、再生ヘッドの出力変化率とは、スピンスタンド装置を用いて、ある記録周波数で１００００回の記録再生を行った場合の再生出力を測定し、その最大値と最小値の差を平均値で割ったものである。
【００１３】
図２に測定結果を示す。図２の横軸は記録周波数、縦軸は再生ヘッドの出力変化率である。試作した２種類の垂直記録用磁気ヘッドのいずれにも、図２（ａ）に示すような出力の変動がみられた。また、シールドの浮上面からの長さが小さいと主磁極からの磁界の影響が少ないかと考え、再生ヘッドの上面とヨーク部１４の下面とが８μｍで、シールドの浮上面からの長さｈを、５０μｍ、１６μｍ、６μｍと変化させた３種の垂直記録用磁気ヘッドを試作し、その効果をみたが、図２（ａ）と同様の再生出力の変動が観測された。一方、補助磁極が再生ヘッドに近い側に配置された従来の垂直記録用磁気ヘッドを用いて同様の測定を行ったところ、図２（ｂ）に示すように、特にある記録周波数において再生ヘッドの出力変化率が大きくなるような現象は見られなかった。
【００１４】
図１に示すような、記録ヘッドの主磁極１２が補助磁極１１よりも再生ヘッドに近い側に配置された垂直記録用磁気ヘッドにおいて、特定の記録周波数の範囲で、この出力変動が起こっていることから、その発生メカニズムは以下のように考えられる。すなわち、主磁極からの磁界が、主磁極に近い方の再生シールドに入り、その再生シールドに存在する磁区とある周波数で共鳴して、その磁区が動き、動いた磁区によって誘起される磁界が、再生素子の磁化を動かすことで、再生出力が変化するものと考えられる。
【００１５】
この再生ヘッドの出力変動を抑制するため、本発明では、主磁極に近い側の再生シールドを３層以上の構造として、磁性層と磁性層の間に非磁性層を配置した構造とする。この構造によると、主磁極から出た磁界が再生シールドに入った場合、主磁極に近い側のシールドの磁区が乱されることがあっても、その下に非磁性層があるため、再生素子側に近い側のシールドの磁区が乱されることはなく、再生素子の出力の変動が抑制できる。この構造を採用することにより、主磁極と再生素子の距離を近づけることができ、磁気ディスク装置のフォーマット効率を向上させ、装置の記憶容量を増大することが可能となる。
【００１６】
再生ヘッドにおける、この３層以上のシールドは、めっき下地膜を形成後、レジストフレームを形成し、これらを用いて、磁性層、非磁性層、磁性層をめっきする方法で形成することができる。また、別の方法としては、磁性層、非磁性層、磁性層をめっき法やスパッタ法にてウエハ全面に形成し、レジストパターンをマスクに、エッチングによりパターン形成する方法が適用可能である。磁性層としては、ＮｉＦｅやＦｅＮｉやＦｅＮｉＣｏが適用可能である。３層以上の再生シールドの主磁極に近い方の磁性層については、線膨張係数が小さい材料としてＦｅＮｉ又はＦｅＮｉＣｏが適用可能であり、ＦｅＮｉ材料の場合、そのＮｉの組成が３０〜５０ａｔ％が好ましく、ＦｅＮｉＣｏ材料の場合、そのＮｉの組成が３０〜５０ａｔ％かつＣｏの組成が３〜１０ａｔ％である材料が好ましい。
【００１７】
また非磁性層としては、めっき可能な材料として、Ｃｕ，Ａｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｔａ，ＮｉＰ，ＮｉＰｄ及びＮｉＰが適用可能である。その他、スパッタ法等により、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２等の酸化膜、又はＣｒ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｕ，Ａｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｔａ，ＮｉＰ，ＮｉＰｄ及びＮｉＰ等の非磁性金属が適用可能である。非磁性層の膜厚は、２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度が適当である。これは、非磁性層は、非磁性層の上下に隣接する磁性層のカップリングを切る程度、すなわち主磁極に近い側の磁性層に磁界が入った場合に、再生素子に近い側の磁性層に影響を及ぼさない程度の膜厚があればよいからである。
【００１８】
磁性層の膜厚に関しては、再生素子に近い磁性層、及び主磁極に近い磁性層とも０．２〜１μｍ程度の膜厚が好ましい。これは、磁気シールドとしての磁気特性を持つ程度の膜厚が必要で、熱によって素子が突出する現象であるサーマルプロトルージョン（Thermal protrusion，ＴＰＲ）特性を劣化させないように薄膜化し、かつ主磁極−再生素子間の距離を考える必要があるからである。
【００１９】
本発明の垂直記録用磁気ヘッドは、主磁極と再生素子間の距離を従来の垂直記録用磁気ヘッドよりも短くできるため、磁気記録装置のフォーマット効率を向上させ、装置あたりの記憶容量を増大することができる。また、本発明の垂直記録用磁気ヘッドの特徴として、コイルを２層以上に積層化しても、主磁極と再生素子間の距離が変化しないことがある。これは、コイルが、再生ヘッドと主磁極を形成後に作製されるためである。このため、記録性能を向上させるために、コイルを２層以上に積層しても、フォーマット効率を落とすことなく、記録性能の向上した磁気記録装置を作製することができる。
【００２０】
また、本発明のヘッド構造の場合、補助磁極がトレーリング側すなわちスライダーの流出端に近くスライダーが浮上した場合の最下点に近いところにあるため、サーマルプロトルージョンが問題になる。この問題の回避のためには、補助磁極に、ＦｅＮｉ又はＦｅＮｉＣｏを用い、ＦｅとＮｉ及びＣｏの適当なる組成を用いればよい。ＦｅＮｉ材料を用いた場合、そのＮｉの組成が３０〜５０ａｔ％であるのが好ましく、ＦｅＮｉＣｏ材料の場合、そのＣｏの組成が３〜１０ａｔ％でかつＮｉの組成が３０〜５０ａｔ％であるのが好ましい。
【００２１】
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
【００２２】
図３は磁気ディスク装置の概念図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は断面図である。磁気ディスク装置は、モータによって回転駆動される磁気ディスク１上に、アーム２の先端に固定された磁気ヘッド３によって磁化信号の記録、再生を行う。アーム２は、アクチュエータ５によってディスク半径方向に駆動され、記録あるいは再生されるトラック上に位置決めされる。磁気ヘッド３を駆動する記録信号あるいは磁気ヘッドから送出される再生信号は信号処理回路８によって処理される。
【００２３】
図４は、垂直記録の概略図を示す図である。垂直記録用磁気ヘッドは記録ヘッドと再生ヘッドからなる。記録ヘッドは、磁気ディスク１の記録層に記録するための磁界を発生するヘッドであり、主磁極１２、補助磁極１１、及び主磁極と補助磁極が作る磁気回路に鎖交する薄膜コイル９を備える単磁極ヘッドである。再生ヘッドは、磁気ディスク１の磁気記録層に書き込まれた情報を読み取るためのヘッドであり、一対の再生シールド１６，２１に挟まれたＧＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子からなる再生素子１５を備える。記録ヘッドの主磁極１２から出た磁界は磁気ディスク１の磁気記録層６、軟磁性裏打ち層７を通り、補助磁極１１に入る磁気回路を形成し、磁気記録層に磁化パターン４を記録する。このとき、ディスク回転方向との関係から、主磁極１２が磁気ディスクのある点から最後に離れる部分即ち主磁極の上面（トレーリング側）及び側面の形状が磁化パターンの形状に大きな影響を及ぼす。
【００２４】
また主磁極１２と再生ヘッドの再生素子１５間の距離が、磁気ディスク装置のフォーマット効率に影響を及ぼす。主磁極１２と再生ヘッドの再生素子１５間の距離が大きいと、フォーマット効率が小さくなり、結果として磁気ディスク装置の記憶容量が小さくなってしまう。そのため、主磁極と再生ヘッド間隔は、小さくする必要がある。
【００２５】
図５は、本発明による垂直記録用磁気ヘッドの実施例を示す断面図である。図５（ａ）に示した実施例では、主磁極１２のトレーリング側に、トレーリングシールド又はトレーリングサイドシールド１３が配置されている。図５（ｂ）に示した実施例は、トレーリングシールド又はトレーリングサイドシールドがない場合の例である。
【００２６】
主磁極に近い方の再生シールド２１（上部シールド）は、磁性体からなる下部シールド層１８、非磁性層１９、磁性体からなる上部シールド層２０の３層から構成されている。上部再生シールドをこのような３層構造とすると、主磁極１２からの磁界が上部再生シールド２１に入った場合でも、一番主磁極１２に近い上部シールド層２０にのみ影響が及び、非磁性層１９を介した下部シールド層１８には影響が及ばず、再生ヘッドの出力変動が起こらない。
【００２７】
図６に、記録周波数を変えて測定した本発明の垂直記録用磁気ヘッドの再生ヘッドの出力変化率を測定した結果を示す。このグラフは、図５（ａ）に示した構造を有するヘッドによる測定結果で、このヘッドでは、下部シールド層１８には、Ｎｉ８０Ｆｅ２０のパーマロイ（０．５μｍ厚）、非磁性層１９には、ＮｉＰ膜（０．１μｍ厚）、上部シールド層２０には、Ｎｉ３５Ｆｅ６５のインバー合金（０．５μｍ厚）を用いた。ヘッドの再生ヘッドトラック幅は９０ｎｍ、記録ヘッドのトラック幅は１２０ｎｍで、コイルの巻き数は５ターンである。測定は、保持力６．３ｋＯｅの媒体に、コイル電流３５ｍＡで行った。
【００２８】
測定に際しては、図２の場合と同じく、スピンスタンド装置を用い、ある記録周波数で１００００回の記録再生を行って再生出力を測定し、その最大値と最小値の差を平均値で割ったものを再生ヘッドの出力変化率とした。図６から、主磁極に近い側の上部再生シールドを、間に非磁性層を挟んだ３層構造とすることにより、図２（ａ）に示した測定結果とは異なり、再生出力の変動が起こらず、再生出力が安定することが分かる。
【００２９】
この上部再生シールド２１のうち主磁極に近い側の上部シールド層２０は、非磁性層１９によって下部シールド層１８と磁気的に切り離されているため、材料選択の幅が広く、線膨張係数が小さい材料を適用することが可能である。一般的にインバー又はスーパーインバーと呼ばれる材料を適用することができ、それらは、ＦｅＮｉ又はＦｅＮｉＣｏからなり、ＦｅＮｉ材料の場合、そのＮｉの組成が３０〜５０ａｔ％であるか、ＦｅＮｉＣｏ材料の場合、そのＮｉの組成が３０〜５０ａｔ％かつＣｏの組成が３〜１０ａｔ％である。もちろん従来のパーマロイ（Ｎｉ８１Ｆｅ１９）や、Ｆｅ５５Ｎｉ４５のような材料でも良いことは言うまでもない。このような材料を用いた場合、レジストフレームめっき法を用いて、連続的にめっき法で上部シールド２１を形成することができる。
【００３０】
図７は、上部再生シールド２１の形成方法の一例を示す概略工程図である。図７（ａ）は、下部再生シールド１６、ＧＭＲ素子等の磁気抵抗効果素子からなる再生素子１５とそのギャップを形成したところを示す。図７（ｂ）は、図示していないがめっき用下地膜を形成後、レジストフレーム２３を形成したところを示す。図７（ｃ）は、めっき下地膜及びレジストフレーム２３を用いて下部シールド層１８、非磁性層１９、上部シールド層２０をめっき法により形成したところを示す。図７（ｄ）は、レジストフレーム、めっき下地膜及び不要部を除去し、上部再生シールド２１を形成したところを示す。下部シールド層１８の材料としては、パーマロイ等が使用可能である。非磁性層１９の材料としては、Ｃｕ，Ａｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｔａ，ＮｉＰ，ＮｉＰｄ、等が使用可能である。また、上部シールド層２０の材料としては、パーマロイ（Ｎｉ８１Ｆｅ１９）や、Ｆｅ５５Ｎｉ４５のような材料とともに線膨張係数の小さいＦｅＮｉ又はＦｅＮｉＣｏが使用可能である。
【００３１】
もちろん、めっき法を使うとこなく、ウエハ全面に下部シールド層１８用磁性体、非磁性層１９用非磁性材料、上部シールド層２０用磁性体をスパッタ法等で形成し、その後パターン形成する方法も適用可能である。この場合、非磁性層１９としては、上述のＣｕ，Ａｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｔａ，ＮｉＰ，ＮｉＰｄ、等以外に、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，Ｃｒ，Ｔａ，Ｗも適用可能である。図７（ｅ）は、再生ヘッド部分と記録ヘッド部分を隔てるギャップ２４を形成後、逆台形形状の主磁極１２を形成したところを示す。図７（ｆ）は、主磁極１２のまわりにトレーリングサイドシールド１３を形成したところを示す。図７（ｇ）は、補助磁極１１を形成したところを示す。補助磁極の材料については、以下に説明する。
【００３２】
ここで、上下のシールド層１８，２０を構成する磁性膜の膜厚に関しては、再生素子に近い磁性膜（下部シールド層）１８、及び主磁極に近い磁性膜（上部シールド層）２０とも、０．２〜１μｍ程度の膜厚が好ましい。これは、磁気シールドとしての磁気特性を備え、サーマルプロトルージョン特性を劣化させないように薄膜化し、かつ主磁極−再生素子間の距離を考える必要があるからである。また、非磁性層１９の膜厚は、２０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の膜厚が適当である。非磁性層は、非磁性層１９の上下に隣接する上下のシールド層１８，２０のカップリングを切る程度の膜厚があればよい。
【００３３】
図８は、スライダー（磁気ヘッド）とディスクの浮上時の関係を示す図である。図８に示すように、本発明の構造の垂直記録用磁気ヘッドの場合、補助磁極１１が、トレーリング側すなわちスライダーがディスクに対向したときの最下点に近いため、補助磁極１１が温度による素子の突出現象であるサーマルプロトルージョンにより突出した場合、最下点が下がり、スライダー（磁気ヘッド）とディスクのクラッシュを引き起こす問題が生じる。そのため、補助磁極１１には、線膨張係数の小さい材料を用いればよい。例えば、一般的にインバー又はスーパーインバーと呼ばれる材料を適用することができ、それらは、ＦｅＮｉ又はＦｅＮｉＣｏからなり、ＦｅＮｉ材料の場合、そのＮｉの組成が３０〜５０％であるか、ＦｅＮｉＣｏ材料の場合、そのＮｉの組成が３０〜５０ａｔ％かつＣｏの組成が３〜１０ａｔ％である。もちろん従来のＦｅ５５Ｎｉ４５のような材料も、線膨張係数が小さいので適用可能である。
【００３４】
図９は、補助磁極が主磁極と再生ヘッドの間にあるタイプの垂直記録用磁気ヘッド、すなわち従来の垂直記録用磁気ヘッドと本発明の垂直記録用磁気ヘッドの断面を比較して示した図である。図９（ａ）は従来型の垂直記録用磁気ヘッド、図９（ｂ）は本発明の垂直記録用磁気ヘッドを示している。
【００３５】
再生ヘッドの再生素子１５と主磁極１２との距離（Ｌ１，Ｌ２）が、磁気記録装置のフォーマット効率を決定する上で重要である。図から分かるように、明らかにＬ１＞Ｌ２であり、本発明の垂直記録用磁気ヘッドを用いることでフォーマット効率に優れた、すなわち装置記憶容量の大きな磁気ディスク装置を供給できる。従来型の垂直記録用磁気ヘッドの場合、Ｌ１は典型的には８〜１０μｍである。一方、本発明の垂直記録用磁気ヘッドの場合、再生素子１５に近い下部シールド層１８の膜厚が０．２μｍ、非磁性層１９の膜厚が２０ｎｍ、主磁極１２に近い上部シールド層２０の膜厚が０．２μｍ、上部シールド層２０と主磁極１２の間隔が０．２μｍ、ヨーク部１４の膜厚が０．２μｍ、主磁極１２の膜厚が０．２μｍのとき、Ｌ２は１．０２μｍとなる。典型的な値としては、Ｌ２は、１〜４μｍとなるが、フォーマット効率は再生素子と主磁極間の距離１μｍあたり、０．３％であるので、１．２〜２．７％のフォーマット効率を増加できる。一方、図９（ｃ）は、主磁極と再生ヘッドとの間隔を大きくした場合の例である。この場合、再生素子と主磁極との間隔は、図９（ａ）のＬ１程度に離れているので、フォーマット効率の上では、良好とはいえないが、主磁極からの磁界が再生シールドに入る影響を低減するという効果は得られている。
【００３６】
図１０（ａ）は、本発明の垂直記録用磁気ヘッドと従来型の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、コイルを２層とした場合を比較して示した図である。図１０（ａ）は本発明の垂直記録用磁気ヘッドを示し、図１０（ｂ）は従来型の垂直記録用磁気ヘッドを示している。
【００３７】
記録ヘッドの記録能力を上げるには、コイルに流す電流値を上げるか、コイルのターン数を増加させる必要があるが、コイルの大きさに制限がある場合、電流値にも限界がある。一方、コイルのターン数を多くすることは可能であるが、高周波特性を重視する場合、コイルを２層にして主磁極、補助磁極の浮上面（ＡＢＳ面）からの長さを短くする方が有利である。このとき、図１０（ａ）から分かるように、本発明の垂直記録用磁気ヘッドの場合は、再生素子１５と主磁極１２との間の距離Ｌ２が、コイルが１層の場合と変わらない特徴がある。一方、図１０（ｂ）は、補助磁極が主磁極と再生ヘッドの間にある従来型の垂直記録用磁気ヘッドの例で、コイルが２層の場合の再生素子１５と主磁極１２間の距離Ｌ４の値は、コイルが１層の場合のＬ１の値よりも大きくなっている。このように本発明によると、図１０（ａ）に示すような２層コイルを用いた垂直記録用磁気ヘッドを用いることで、高周波特性とともにフォーマット効率にも優れた垂直記録型磁気ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】トレーリングサイドシールド型垂直記録用磁気ヘッドの概略図。
【図２】（ａ）は従来のトレーリングシールド型垂直記録用磁気ヘッドの再生ヘッドの出力の変動を示す図、（ｂ）は従来の補助磁極が再生ヘッドに近い垂直記録用磁気ヘッドの再生ヘッドの出力変動を示す図。
【図３】磁気ディスク装置の概略図。
【図４】垂直記録の説明図。
【図５】本発明による垂直記録用磁気ヘッドの例を示す断面図。
【図６】本発明による垂直記録用磁気ヘッドの再生ヘッドの出力変動を示す図。
【図７】本発明の垂直記録用磁気ヘッドの作製工程を示す図。
【図８】スライダー（垂直記録用磁気ヘッド）とディスクの浮上時の関係を示す図。
【図９（ａ）】従来型の垂直記録用磁気ヘッドを示す図。
【図９（ｂ）】本発明の垂直記録用磁気ヘッドを示す図。
【図９（ｃ）】本発明の垂直記録用磁気ヘッドを示す図。
【図１０】コイルが２層のときの従来の垂直記録用磁気ヘッドと本発明の垂直記録用磁気ヘッドを比較する図。
【符号の説明】
【００３９】
１…磁気ディスク、２…アーム、３…スライダー（磁気ヘッド）、４…磁化信号、９…導体コイル、１１…補助磁極、１２…主磁極、１３…トレーリングシールド又はトレーリングサイドシールド、１４…ヨーク部、１５…再生素子、１６…下部再生シールド、１７…上部再生シールド、１８…下部シールド層、１９…非磁性層、２０…上部シールド層、２１…上部再生シールド、２３…レジストフレーム、２４…ギャップ
【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（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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【図１０】
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