(57)【要約】【課題】  記録性能の確保と再生性能の確保とを両立させることが可能な薄膜磁気ヘッドを提供することにある。【解決手段】  ６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄（Ｆｅ）を含むと共に２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（例えばＦｅ65Ｃｏ35）により下部磁性層１２が構成されている場合に、その下部磁性層１２と上部リードシールド層部分９との間に、ルテニウム（Ｒｕ）により構成されたヘッド分離層１１を設ける。下部磁性層１２と上部リードシールド層部分９との間にヘッド分離層１１を設けない場合と比較して、記録磁界の強度が増加すると共に、ＭＲ素子６の再生出力が安定化する。【選択図】  図２
2006309846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップ層に互いに隣接することにより対向し、記録媒体をその表面に沿って磁化するための磁界を発生させる第１の磁極および第２の磁極と、
磁気信号を電気信号に変換する磁気変換機能素子を周辺から磁気的に遮蔽する磁気遮蔽層と、
前記第１の磁極と前記磁気遮蔽層との間にそれぞれに隣接するように配設され、それらの第１の磁極と磁気遮蔽層との間を磁気的に分離する磁気分離層と、を備え、
前記第１の磁極が、６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄（Ｆｅ）を含むと共に２．４Ｔ（テスラ）以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）により構成されており、
前記磁気分離層が、ルテニウム（Ｒｕ）により構成されている
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記磁気分離層の厚さが、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記第１の磁極の厚さが、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記ギャップ層が、ルテニウム（Ｒｕ）により構成されており、
前記第２の磁極が、６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄（Ｆｅ）を含むと共に２．４Ｔ以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）により構成されている  ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記ギャップ層の厚さが、３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の範囲内であり、
前記第２の磁極の厚さが、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項４記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
記録媒体をその表面に沿って磁化するための磁界を発生させる薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、
磁気信号を電気信号に変換する磁気変換機能素子を周辺から磁気的に遮蔽するように磁気遮蔽層を形成する第１の工程と、
前記磁気遮蔽層上に、ルテニウム（Ｒｕ）を使用して磁気分離層を形成する第２の工程と、
前記磁気分離層上に、６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄（Ｆｅ）を含むと共に２．４Ｔ（テスラ）以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）を使用して第１の磁極を形成することにより、前記磁気分離層を介して前記磁気遮蔽層と前記第１の磁極との間を磁気的に分離する第３の工程と、
前記第１の磁極上にギャップ層を形成する第４の工程と、
前記ギャップ層上に第２の磁極を形成することにより、そのギャップ層を介して前記第１の磁極および前記第２の磁極を互いに対向させる第５の工程と、を含む
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記第１の磁極、前記ギャップ層および前記第２の磁極を形成する工程が、
スパッタリング法を使用して、前記磁気分離層上に前記第１の磁極を形成するための磁性層を形成する工程と、
前記磁性層を覆うように前記ギャップ層を形成する工程と、
前記ギャップ層上に前記第２の磁極を形成する工程と、
前記第２の磁極をマスクとして、少なくとも前記ギャップ層および前記磁性層を連続的にエッチングしてパターニングすることにより、前記第１の磁極を形成する工程と、を含む
ことを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】
記録媒体と、その記録媒体に磁気的処理を施す薄膜磁気ヘッドと、を搭載し、
前記薄膜磁気ヘッドが、
ギャップ層に互いに隣接することにより対向し、記録媒体をその表面に沿って磁化するための磁界を発生させる第１の磁極および第２の磁極と、
磁気信号を電気信号に変換する磁気変換機能素子を周辺から磁気的に遮蔽する磁気遮蔽層と、
前記第１の磁極と前記磁気遮蔽層との間にそれぞれに隣接するように配設され、それらの第１の磁極と磁気遮蔽層との間を磁気的に分離する磁気分離層と、を備え、
前記第１の磁極が、６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄（Ｆｅ）を含むと共に２．４Ｔ（テスラ）以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）により構成されており、
前記磁気分離層が、ルテニウム（Ｒｕ）により構成されている
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、少なくとも記録用の誘導型磁気変換素子を備えた薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ならびに薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクなどの磁気記録媒体（以下、単に「記録媒体」という。）の面記録密度の向上に伴い、ハードディスクドライブなどの磁気記録装置に搭載される薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。この薄膜磁気ヘッドとしては、一般に、再生用の磁気変換機能素子として磁気抵抗効果（ＭＲ；magneto-resistive effect）素子を含む再生ヘッド部と、記録用の誘導型磁気変換素子を含む記録ヘッド部とを備え、それらの再生ヘッド部および記録ヘッド部が積層された構造を有する薄膜磁気ヘッドが広く使用されている。この種の薄膜磁気ヘッドは、「複合型薄膜磁気ヘッド」と呼ばれている。
【０００３】
この複合型薄膜磁気ヘッドのうち、磁気的な再生機能を担う再生ヘッド部は、主に、ＭＲ素子と、そのＭＲ素子を挟んで互いに対向配置された下部リードシールド層および上部リードシールド層とを含んで構成されている。一方、磁気的な記録機能を担う記録ヘッド部は、主に、記録媒体に対向する記録媒体対向面（エアベアリング面）に近い側において記録ギャップ層を介して互いに対向すると共に遠い側においてバックギャップを通じて互いに磁気的に連結されることにより、全体としてリング状の磁路を構成する下部磁性層および上部磁性層と、それらの下部磁性層および上部磁性層により囲まれた空間を経由するようにスパイラル状に巻回され、記録用の磁束を発生させる薄膜コイルとを含んで構成されている。特に、下部磁性層、記録ギャップ層および上部磁性層は、エアベアリング面に近い側において互いに等しい幅を有しており、いわゆるトリム構造を構成している。
【０００４】
この複合型薄膜磁気ヘッドでは、薄膜コイルにおいて発生した記録用の磁束が下部磁性層および上部磁性層に収容されると、記録ギャップ層近傍において漏洩した磁束に基づいて記録用の磁界（記録磁界）が発生するため、その記録磁界により記録媒体がその表面に沿って磁化される。これにより、記録媒体に情報が磁気的に記録される。上記した下部磁性層および上部磁性層により構成されたリング状の磁路構造は、「リングヘッド」と呼ばれており、そのリングヘッドを使用して記録媒体をその表面に沿って磁化する記録方式は、「長手記録方式」と呼ばれている。これに対して、記録媒体と直交する方向に延在する磁路構造は、「単磁極ヘッド」と呼ばれており、その単磁極ヘッドを使用して記録媒体をその表面と直交する方向に磁化させる記録方式は、「垂直記録方式」と呼ばれている。
【０００５】
薄膜磁気ヘッドの開発過程では、記録性能を向上させることを目的として、その薄膜磁気ヘッドの構成に関して既に多様な技術が提案されている。
【０００６】
具体的には、垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドの構成に関して、意図しない漏洩磁界に起因した記録消去を抑制するために、特定の非磁性金属からなる非磁性層と、鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）からなる磁性層とが積層された積層構造を有するように、単磁極ヘッドを構成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−０２５８９０号公報
【０００７】
また、薄膜磁気ヘッドに適用する磁性材料に関して、軟磁気特性を向上させるために、下地層としてルテニウム（Ｒｕ）を成膜したのち、その下地層上に軟磁性材料として鉄コバルト合金（Ｆｅ70Ｃｏ30）を成膜する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】日本応用磁気学会誌，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．９，９６３頁〜９６８頁，２００４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、長手記録方式の複合型薄膜磁気ヘッドの記録性能を向上させることを目的として、記録磁界の強度を増加させるためには、下部磁性層の構成材料として、高飽和磁束密度を有する磁性材料を使用すればよい。より具体的には、記録磁界の強度を可能な限り増加させるためには、下部磁性層の構成材料として、２．４Ｔ（テスラ）以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）を使用すればよい。
【０００９】
しかしながら、従来の長手記録方式の複合型薄膜磁気ヘッドでは、２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金を使用して下部磁性層を構成すると、その鉄コバルト合金の優れた磁気特性を利用して記録磁界の強度が増加することにより記録性能が向上する反面、その鉄コバルト合金の磁気特性に起因して再生性能が低下してしまう。より具体的には、下部磁性層を構成している磁性材料の飽和磁束密度が２．４Ｔまで高くなると、薄膜磁気ヘッドの作動時においてＭＲ素子が磁気的ノイズの影響を受けやすくなるため、そのＭＲ素子の再生出力が変動しやすくなる。このことから、従来の長手記録方式の複合型薄膜磁気ヘッドでは、記録磁界の強度を増加させることに伴う記録性能の確保とＭＲ素子の再生出力を安定化することに伴う再生性能の確保とが互いにトレードオフの関係にあるため、記録性能の確保と再生性能の確保とを両立させることが困難であるという問題があった。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、記録性能の確保と再生性能の確保とを両立させることが可能な薄膜磁気ヘッドおよび磁気記録装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の第２の目的は、記録性能の確保と再生性能の確保とが両立された薄膜磁気ヘッドを容易に製造することが可能な薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、ギャップ層に互いに隣接することにより対向し、記録媒体をその表面に沿って磁化するための磁界を発生させる第１の磁極および第２の磁極と、磁気信号を電気信号に変換する磁気変換機能素子を周辺から磁気的に遮蔽する磁気遮蔽層と、第１の磁極と磁気遮蔽層との間にそれぞれに隣接するように配設され、それらの第１の磁極と磁気遮蔽層との間を磁気的に分離する磁気分離層とを備え、第１の磁極が６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄（Ｆｅ）を含むと共に２．４Ｔ（テスラ）以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）により構成されており、磁気分離層がルテニウム（Ｒｕ）により構成されているものである。
【００１３】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、記録媒体をその表面に沿って磁化するための磁界を発生させる薄膜磁気ヘッドを製造する方法であり、磁気信号を電気信号に変換する磁気変換機能素子を周辺から磁気的に遮蔽するように磁気遮蔽層を形成する第１の工程と、磁気遮蔽層上にルテニウム（Ｒｕ）を使用して磁気分離層を形成する第２の工程と、磁気分離層上に６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄（Ｆｅ）を含むと共に２．４Ｔ（テスラ）以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）を使用して第１の磁極を形成することにより、磁気分離層を介して磁気遮蔽層と第１の磁極との間を磁気的に分離する第３の工程と、第１の磁極上にギャップ層を形成する第４の工程と、ギャップ層上に第２の磁極を形成することにより、そのギャップ層を介して第１の磁極および第２の磁極を互いに対向させる第５の工程とを含むものである。
【００１４】
本発明に係る磁気記録装置は、記録媒体と、その記録媒体に磁気的処理を施す薄膜磁気ヘッドとを搭載し、薄膜磁気ヘッドが、ギャップ層に互いに隣接することにより対向し、記録媒体をその表面に沿って磁化するための磁界を発生させる第１の磁極および第２の磁極と、磁気信号を電気信号に変換する磁気変換機能素子を周辺から磁気的に遮蔽する磁気遮蔽層と、第１の磁極と磁気遮蔽層との間にそれぞれに隣接するように配設され、それらの第１の磁極と磁気遮蔽層との間を磁気的に分離する磁気分離層とを備え、第１の磁極が６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄（Ｆｅ）を含むと共に２．４Ｔ（テスラ）以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）により構成されており、磁気分離層がルテニウム（Ｒｕ）により構成されているものである。
【００１５】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドまたは磁気記録装置では、６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄を含むと共に２．４Ｔ以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金により第１の磁極が構成されている場合に、その第１の磁極と磁気遮蔽層との間にルテニウムにより構成された磁気分離層が設けられている。この場合には、第１の磁極と磁気遮蔽層との間に磁気分離層が設けられていない場合と比較して、記録磁界の強度が増加すると共に、磁気変換機能素子の再生出力が安定化する。
【００１６】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄を含むと共に２．４Ｔ以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金を使用して第１の磁極を形成する場合に、その第１の磁極と磁気遮蔽層との間にルテニウムを使用して磁気分離層を形成するために、第１の磁極と磁気遮蔽層との間に磁気分離層を形成しない薄膜磁気ヘッドの製造方法と比較して、その磁気分離層を形成する簡単な工程を追加するだけで、上記したように、記録磁界の強度が増加されると共に磁気変換機能素子の再生出力が安定化された薄膜磁気ヘッドが製造される。
【００１７】
なお、本発明に係る薄膜磁気記録ヘッドでは、磁気分離層の厚さが１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の範囲内であり、第１の磁極の厚さが１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内であるのが好ましい。また、ギャップ層がルテニウム（Ｒｕ）により構成されており、第２の磁極が６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄（Ｆｅ）を含むと共に２．４Ｔ以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）により構成されているのが好ましい。この場合には、ギャップ層の厚さが３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下の範囲内であり、第２の磁極の厚さが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内であるのが好ましい。
【００１８】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第１の磁極、ギャップ層および第２の磁極を形成する工程が、スパッタリング法を使用して磁気分離層上に第１の磁極を形成するための磁性層を形成する工程と、磁性層を覆うようにギャップ層を形成する工程と、ギャップ層上に第２の磁極を形成する工程と、第２の磁極をマスクとして少なくともギャップ層および磁性層を連続的にエッチングしてパターニングすることにより、第１の磁極を形成する工程とを含ようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドまたは磁気記録装置によれば、６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄を含むと共に２．４Ｔ以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金により第１の磁極が構成されている場合に、その第１の磁極と磁気遮蔽層との間にルテニウムにより構成された磁気分離層を設けるようにしたので、記録性能の確保と再生性能の確保とを両立させることができる。
【００２０】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、６０原子％以上８０原子％以下の範囲内の鉄を含むと共に２．４Ｔ以上の飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金を使用して第１の磁極を形成する場合に、その第１の磁極と磁気遮蔽層との間にルテニウムを使用して磁気分離層を形成するようにしたので、記録性能の確保と再生性能の確保とが両立された薄膜磁気ヘッドを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。図１〜図３は薄膜磁気ヘッドの構成を表しており、図１は全体のエアベアリング面に垂直な断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を示し、図２は全体のエアベアリング面に平行な断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を示し、図３は主要部の平面構成（Ｚ軸方向から見た平面構成）を示している。
【００２３】
以下の説明では、図１〜図３に示したＸ軸方向の寸法を「幅」、Ｚ軸方向の寸法を「厚さ」とそれぞれ表記する。また、Ｙ軸方向のうちのエアベアリング面に近い側を「前」、その反対側を「後」とそれぞれ表記すると共に、Ｚ軸方向のうちの基板に近い側を「下」、その反対側を「上」とそれぞれ表記する。これらの表記内容は、後述する図４以降においても同様とする。
【００２４】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、例えば、ハードディスクなどの記録媒体に磁気的処理を施すために、ハードディスクドライブなどの磁気記録装置に搭載されるものである。この薄膜磁気ヘッドは、例えば、磁気的処理として記録処理および再生処理の双方を実行可能な複合型薄膜磁気ヘッドであり、図１および図２に示したように、基板１上に、下地絶縁層２と、再生ヘッド部１００Ａと、ヘッド分離層１１と、記録ヘッド部１００Ｂと、オーバーコート層２３とがこの順に積層された積層構造を有している。
【００２５】
基板１は、薄膜磁気ヘッド全体を支持するものである。この基板１は、例えば、アルティック（Ａｌ2 Ｏ3 ・ＴｉＣ）などのセラミック材料により構成されている。
【００２６】
下地絶縁層２は、基板１と再生ヘッド部１００Ａおよび記録ヘッド部１００Ｂとの間を電気的に分離するものである。この下地絶縁層２は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ；以下、単に「アルミナ」という。）などの非磁性絶縁性材料により構成されており、約０．０５μｍ〜１０μｍの厚さを有している。
【００２７】
再生ヘッド部１００Ａは、磁気抵抗効果（ＭＲ；magneto-resistive effect）を利用して再生処理を実行するものである。この再生ヘッド部１００Ａは、例えば、図１および図２に示したように、下部リードシールド層３と、シールドギャップ層５と、上部リードシールド層３０とがこの順に積層された積層構造を有している。このシールドギャップ層５には、記録媒体（図示せず）に対向する記録媒体対向面（エアベアリング面６０）に一端面が露出するように、再生素子としてのＭＲ素子６が埋設されている。
【００２８】
下部リードシールド層３は、ＭＲ素子６を周辺から磁気的に分離するものである。この下部リードシールド層３は、エアベアリング面６０から後方に向かって延在しており、例えば、ニッケル鉄合金（例えばＮｉ80Ｆｅ20；以下、単に「パーマロイ（商品名）」という。）などの磁性材料により構成されている。
【００２９】
特に、下部リードシールド層３は、例えば、図１に示したように、後述するバックギャップ２０ＢＧよりも後方において途中で断絶されることにより断続的に延在しており、その断絶されている箇所（断絶箇所に設けられた空間）には、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁性材料により構成された埋込層４が埋設されている。
【００３０】
シールドギャップ層５は、ＭＲ素子６を周辺から電気的に分離するものである。このシールドギャップ層５は、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁性材料により構成されており、約０．０１μｍ〜１μｍの厚さを有している。
【００３１】
ＭＲ素子６は、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；giant magneto-resistive effect）などの磁気抵抗効果を利用して磁気信号を電気信号に変換することにより、再生処理を実行する磁気変換機能素子である。
【００３２】
上部リードシールド層３０は、下部リードシールド層３と同様にＭＲ素子６を周辺から磁気的に分離するものである。この上部リードシールド層３０は、エアベアリング面６０から後方に向かって延在しており、例えば、上部リードシールド層部分７と、非磁性層８と、上部リードシールド層部分９とがこの順に積層された積層構造（３層構造）を有している。上部リードシールド層部分７，９は、例えば、いずれもパーマロイなどの磁性材料により構成されており、非磁性層８は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）などの非磁性材料により構成されている。この上部リードシールド層３０のうちの上部リードシールド層部分９は、ＭＲ素子６を周辺から磁気的に遮蔽する磁気遮蔽層である。
【００３３】
ヘッド分離層１１は、再生ヘッド部１００Ａと記録ヘッド部１００Ｂとの間に配設され、それらの再生ヘッド部１００Ａと記録ヘッド部１００Ｂとの間を分離するものである。すなわち、ヘッド分離層１１は、再生ヘッド部１００Ａのうちの上部リードシールド層部分９と記録ヘッド部１００Ｂのうちの後述する下部磁性層１２（狭小部分１２Ｐ）との間にそれぞれに隣接するように配設され、それらの下部磁性層１２（狭小部分１２Ｐ）と上部リードシールド層部分９との間を磁気的に分離する磁気分離層である。このヘッド分離層１１は、非磁性材料としてルテニウム（Ｒｕ）により構成されており、約１ｎｍ〜１０ｎｍの厚さを有している。上記した「磁気的に分離する」とは、上部リードシールド層部分９と下部磁性層１２との間の強磁性的結合を切断し、すなわち上部リードシールド層部分９および下部磁性層１２を互いに強磁性的に結合させずに静磁性的に結合させるという意味である。
【００３４】
このヘッド分離層１１の構成材料としてルテニウムが好ましい理由は、例えば、ルテニウムが磁性材料に対して拡散しにくい性質を有しているため、ヘッド分離層１１が隣接している上部リードシールド層部分９および下部磁性層１２の双方に対してルテニウムが拡散しにくいからである。すなわち、ヘッド分離層１１の構成材料としてルテニウムを選択することにより、上部リードシールド層部分９および下部磁性層１２の双方において、見かけの飽和磁束密度が低下することを抑制することが可能である。
【００３５】
また、ヘッド分離層１１の厚さとして約１ｎｍ〜１０ｎｍが好ましい理由は、厚さが約１ｎｍよりも小さくなると、上部リードシールド層部分９および下部磁性層１２が互いに近づきすぎることに起因して意図せずにヘッド分離層１１を介して強磁性的に結合しやすくなり、一方、厚さが約１０ｎｍよりも大きくなると、上部リードシールド層９および下部磁性層１２が互いに離れすぎることに起因してヘッド分離層１１が意図せずに磁気的なギャップとして機能するからである。このヘッド分離層１１が磁気的なギャップとして機能すると、その磁気的なギャップから意図せずに磁束が漏洩するため、記録用の磁界（記録磁界）の強度が低下したり、あるいは隣接トラック消去（ＡＴＥ；adjacent track erase）が発生してしまう。すなわち、ヘッド分離層１１の厚さを約１ｎｍ〜１０ｎｍとすることにより、そのヘッド分離層１１を介して上部リードシールド層９および下部磁性層１２を互いに静磁性的に結合させることが可能であると共に、ヘッド分離層１１の存在に起因した記録磁界の低下や隣接トラック消去の発生を抑制することが可能である。
【００３６】
特に、上部リードシールド層３０は、例えば、下部リードシールド層３と同様に、バックギャップ２０ＢＧよりも後方において途中で断絶されることにより断続的に延在しており、その断絶されている箇所には、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁性材料により構成された埋込層１０が埋設されている。
【００３７】
記録ヘッド部１００Ｂは、長手記録方式の記録処理を実行するものである。この記録ヘッド部１００Ｂは、例えば、図１および図２に示したように、下部磁性層１２と、記録ギャップ層１４と、コイル絶縁層１７，１９，２０により埋設された薄膜コイル１８と、上部磁性層５０およびコイル配線層２２とがこの順に積層された積層構造を有している。
【００３８】
下部磁性層１２は、磁路、すなわち薄膜コイル１８において発生した記録用の磁束の流路を構成するものであり、エアベアリング面６０から後方に向かって延在している。この下部磁性層１２は、約６０原子％〜８０原子％の鉄（Ｆｅ）を含むと共に約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）により構成されており、約１００ｎｍ〜５００ｎｍの厚さを有している。この種の鉄コバルト合金の一例としては、約６５原子％の鉄（Ｆｅ）および約３５原子％のコバルト（Ｃｏ）を含む鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）が挙げられる。
【００３９】
この下部磁性層１２の構成材料である鉄コバルト合金中の鉄含有率として約６０原子％〜８０原子％が好ましい理由は、例えば、鉄含有率が約６０原子％よりも小さくなり、あるいは鉄含有率が約８０原子％よりも大きくなると、約２．４Ｔ以上の高飽和磁束密度が得られなくなるため、記録磁界の強度が不足することに起因して記録性能が低下してしまうからである。すなわち、鉄コバルト合金中の鉄含有率を約６０原子％〜８０原子％とすることにより、約２．４Ｔ以上の高飽和磁束密度が得られるため、記録磁界の強度を確保することにより記録性能を向上させることが可能である。
【００４０】
また、下部磁性層１２の厚さとして約１００ｎｍ〜５００ｎｍが好ましい理由は、厚さが約１００ｎｍよりも小さくなると、下部磁性層１２に収容される磁束の収容量（いわゆる磁気ボリューム）が足りなくなるため、記録磁界の強度が不足することに起因して記録性能が低下しやすくなり、一方、厚さが約５００ｎｍよりも大きくなると、膜内の残留応力が大きくなるため、その残留応力に起因して下部磁性層１２が剥がれたり、あるいは下部磁性層１２にクラックが発生しやすくなるからである。すなわち、下部磁性層１２の厚さを約１００ｎｍ〜５００ｎｍとすることにより、記録磁界の強度を確保することにより記録性能を向上させることが可能であると共に、下部磁性層１２の膜質を安定化させることが可能である。
【００４１】
特に、下部磁性層１２には、例えば、ＴＨ規定層１３が部分的に埋め込まれている。より具体的には、例えば、下部磁性層１２のうちの記録ギャップ層１４に隣接する側には、その下部磁性層１２を貫通しないように窪み１２Ｔが部分的に設けられており、その窪み１２Ｔに、記録ギャップ層１４に隣接するようにＴＨ規定層１３が埋設されている。このＴＨ規定層１３は、薄膜磁気ヘッドの記録性能を決定する重要な因子のうちの１つであるスロートハイトＴＨを規定するものであり、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁性材料により構成されている。このＴＨ規定層１３の前端の位置は、スロートハイトＴＨを規定するための基準位置（いわゆるスロートハイトゼロ位置ＴＰ）であり、そのスロートハイトＴＨは、エアベアリング面６０とスロートハイトゼロ位置ＴＰとの間の距離である。
【００４２】
記録ギャップ層１４は、記録磁界を発生させるために、下部磁性層１２と上部磁性層５０との間に磁気的なギャップを構成するギャップ層であり、エアベアリング面６０から後方に向かって延在している。この記録ギャップ層１４は、例えば、ヘッド分離層１１と同様に、非磁性材料としてルテニウム（Ｒｕ）により構成されていると共に、約３０ｎｍ〜１５０ｎｍの厚さを有している。
【００４３】
この記録ギャップ層１４の構成材料としてルテニウムが好ましい理由は、例えば、ルテニウムはイオンミリングに伴うエッチング速度が速いため、後述する薄膜磁気ヘッドの製造方法において詳細に説明するように（図１４および図１５参照）、上部ポールチップ４０を使用して記録ギャップ層１４および下部磁性層１２を自己整合的にエッチング（いわゆるトリミング）することによりトリム構造７０を形成する際に、そのトリム構造７０を短時間で高精度に形成しやすくなるからである。すなわち、記録ギャップ層１４の構成材料としてルテニウムを使用することにより、トリム構造７０に基づいて記録トラック幅を所望の幅となるように狭小化することが可能である。
【００４４】
また、記録ギャップ層１４の厚さとして約３０ｎｍ〜１５０ｎｍが好ましい理由は、厚さが約３０ｎｍよりも小さくなると、記録ギャップ層１４が薄すぎることにより磁気的なギャップとして機能しにくいため、記録磁界が発生しにくいことに起因して記録性能が低下しやすくなり、一方、厚さが約１５０ｎｍよりも大きくなると、記録ギャップ層１４が厚すぎることにより実効的な記録トラック幅が拡大するため、記録トラック密度が減少するからである。すなわち、記録ギャップ層１４の厚さを約３０ｎｍ〜１５０ｎｍとすることにより、記録磁界を発生しやすくすることにより記録性能を向上させることが可能であると共に、記録トラック密度を増加させることが可能である。
【００４５】
薄膜コイル１８は、記録用の磁束を発生させるものである。この薄膜コイル１８は、例えば、銅（Ｃｕ）などの高導電性材料により構成されており、約０．５μｍ〜３μｍの厚さを有している。特に、薄膜コイル１８は、例えば、バックギャップ２０ＢＧを中心としてスパイラル状に巻回された巻線構造を有しており、その巻線の幅は、バックギャップ２０ＢＧの後方において前方よりも大きくなっている。
【００４６】
コイル絶縁層１７，１９，２０は、いずれも薄膜コイル１８を周辺から電気的に分離するものである。コイル絶縁層１７は、記録ギャップ層１４および上部磁性層５０により囲まれた空間、すなわち薄膜コイル１８が埋設される空間のうち、下方（記録ギャップ層１４の上面）および側方（上部磁性層５０のうちの後述する上部ポールチップ４０の後面）を覆うように配設されており、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁性材料により構成されている。コイル絶縁層１９は、薄膜コイル１８の各巻線間およびその周囲を埋め込むように配設されており、例えば、フォトレジストなどの非磁性絶縁性材料により構成されている。コイル絶縁層２０は、上記した薄膜コイル１８が埋設される空間のうち、上方（上部磁性層５０のうちの後述するヨーク層２１の下面）を覆うように配設されており、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁性材料により構成されている。
【００４７】
このコイル絶縁層２０には、例えば、薄膜コイル１８をコイル配線層２２と電気的に接続させるための開口２０Ｋが設けられている。また、コイル絶縁層１７，１９，２０には、それらのコイル絶縁層１７，１９，２０と共に記録ギャップ層１４を併せて貫通することにより下部磁性層１２の途中まで到達するように、下部磁性層１２および上部磁性層５０を互いに磁気的に連結させるための開口（バックギャップ）２０ＢＧが設けられている。
【００４８】
上部磁性層５０は、下部磁性層１２と共に磁路を構成するものであり、エアベアリング面６０から後方に向かって延在している。この上部磁性層５０は、前方において記録ギャップ層１４を介して下部磁性層１２に対向していると共に、後方においてバックギャップ２０ＢＧを通じて下部磁性層１２に磁気的に連結されている。特に、上部磁性層５０は、例えば、上部ポールチップ層４０と、その上部ポールチップ層４０とは別体として構成されたヨーク層２１とを含み、それらの上部ポールチップ層４０およびヨーク層２１が互いに磁気的に連結された構造を有している。
【００４９】
上部ポールチップ層４０は、実質的に記録用の磁束を放出することにより記録磁界を発生させる部分であり、記録ギャップ層１４に隣接しながらエアベアリング面６０から後方に向かって延在している。特に、上部ポールチップ層４０は、例えば、主上部ポールチップ層１５と、補助上部ポールチップ層１６とがこの順に積層された積層構造（２層構造）を有している。
【００５０】
主上部ポールチップ層１５は、記録用の磁束が集中する部分であり、記録ギャップ層１４に隣接している。この主上部ポールチップ層１５は、例えば、下部磁性層１２の構成材料と同様に、約６０原子％〜８０原子％の鉄（Ｆｅ）を含むと共に約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）により構成されており、約１０ｎｍ〜１００ｎｍの厚さを有している。この種の鉄コバルト合金の一例としては、約６５原子％の鉄（Ｆｅ）および約３５原子％のコバルト（Ｃｏ）を含む鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）が挙げられる。なお、主上部ポールチップ層１５の構成材料である鉄コバルト合金中の鉄含有率として約６０原子％〜８０原子％が好ましい理由、ならびに主上部ポールチップ層１５の厚さとして約１０ｎｍ〜１００ｎｍが好ましい理由は、上記した下部磁性層１２の構成材料である鉄コバルト合金中の鉄含有率として約６０原子％〜８０原子％が好ましい理由、ならびに下部磁性層１２の厚さとして約１００ｎｍ〜５００ｎｍが好ましい理由とそれぞれ同様である。
【００５１】
この主上部ポールチップ層１５は、例えば、図３に示したように、略羽子板型の平面形状を有している。より具体的には、主上部ポールチップ層１５は、例えば、エアベアリング面６０に近い側から順に、相対的に狭い幅を有する先端部１５Ａと、その先端部１５Ａの後方に磁気的に連結され、相対的に広い幅を有する後端部１５Ｂとを含み、それらの先端部１５Ａおよび後端部１５Ｂが一体化された構造を有している。先端部１５Ａの幅は、例えば、エアベアリング面６０において記録トラック幅を規定する幅Ｗ１であると共に、そのエアベアリング面６０から離れるにしたがって幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１）まで次第に増加している。一方、後端部１５Ｂの幅は、例えば、前方において幅Ｗ２からその幅Ｗ２よりも大きな幅Ｗ３（Ｗ３＞Ｗ２）まで次第に増加していると共に、後方において一定（幅Ｗ３）である。
【００５２】
補助上部ポールチップ層１６は、ヨーク層２１に収容された記録用の磁束を主上部ポールチップ層１５に供給する部分であり、その主上部ポールチップ層１５およびヨーク層２１の双方に隣接している。この補助上部ポールチップ層１６は、例えば、高飽和磁束密度を有する磁性材料により構成されている。この補助上部ポールチップ層１６の構成材料は、例えば、主上部ポールチップ層１５の構成材料と同様の磁性材料であってもよいし、あるいは主上部ポールチップ層１５の構成材料とは異なる磁性材料であってもよい。ここでは、補助上部ポールチップ層１６は、例えば、約２．０Ｔの高飽和磁束密度を有する鉄ニッケル合金（ＦｅＮｉ）、より具体的には約８５原子％の鉄（Ｆｅ）および約１５原子％のニッケル（Ｎｉ）を含む鉄ニッケル合金（Ｆｅ85Ｎｉ15）が挙げられる。
【００５３】
この補助上部ポールチップ層１６は、例えば、主上部ポールチップ層１５の平面形状と同様の平面形状を有している。すなわち、補助上部ポールチップ層１６は、図３に示したように、先端部１５Ａに対応する先端部１６Ａ（幅Ｗ１，Ｗ２）と、後端部１５Ｂに対応する後端部１６Ｂ（幅Ｗ２，Ｗ３）とを含む略羽子板型の平面形状を有している。
【００５４】
ヨーク層２１は、薄膜コイル１８において発生した磁束を収容する部分であり、上部ポールチップ層４０に乗り上げながら、エアベアリング面６０よりも後退した位置から後方のバックギャップ２０ＢＧまで延在している。すなわち、ヨーク層２１は、前方において上部ポールチップ層４０に乗り上げることにより、その上部ポールチップ層４０に磁気的に連結されていると共に、後方においてバックギャップ２０ＢＧを通じて下部磁性層１２に向かって延設されることにより、その下部磁性層１２に磁気的に連結されている。このヨーク層２１は、例えば、上部ポールチップ層４０のうちの補助上部ポールチップ層１６の構成材料と同様の磁性材料により構成されており、約０．５μｍ〜５μｍの厚さを有している。
【００５５】
このヨーク層２１は、例えば、図３に示したように、上部ポールチップ層４０の平面形状にほぼ対応した略羽子板型の平面形状を有している。より具体的には、ヨーク層２１は、例えば、エアベアリング面６０に近い側から順に、相対的に狭い幅を有する先端部２１Ａと、その先端部２１Ａの後方に磁気的に連結され、相対的に広い幅を有する後端部２１Ｂとを含み、それらの先端部２１Ａおよび後端部２１Ｂが一体化された構造を有している。先端部２１Ａの幅は、例えば、上部ポールチップ層４０の幅Ｗ３よりも大きな幅Ｗ４（Ｗ４＞Ｗ３）であり、全体に渡って一定である。一方、後端部２１Ｂの幅は、例えば、前方において幅Ｗ４からその幅Ｗ４よりも大きな幅Ｗ５（Ｗ５＞Ｗ４）まで次第に増加していると共に、後方において一定（幅Ｗ５）である。このヨーク層２１の先端、すなわち先端部２１Ａの前端は、例えば、上部ポールチップ層４０（主上部ポールチップ層１５，補助上部ポールチップ層１６）のうちの先端部１５Ａ，１６Ａの延在範囲内に位置している。
【００５６】
コイル配線層２２は、図示しない外部回路から薄膜コイル１８に通電可能とするために、それらの外部回路と薄膜コイル１８との間を電気的に接続させるものであり、図１に示したように、コイル絶縁層２０に設けられた開口２０Ｋを通じて薄膜コイル１８の一端に電気的に接続されている。なお、図１では示していないが、薄膜コイル１８の他端は、一端と同様に外部回路に電気的に接続されている。このコイル配線層２２は、例えば、上部磁性層５０のうちのヨーク層２１の構成材料と同様の磁性材料により構成されており、約０．５μｍ〜５μｍの厚さを有している。
【００５７】
オーバーコート層２３は、再生ヘッド部１００Ａおよび記録ヘッド部１００Ｂを保護するものであり、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁性材料により構成されている。
【００５８】
特に、下部磁性層１２、記録ギャップ層１４および上部磁性層５０では、図２および図３に示したように、主上部ポールチップ層１５のうちの先端部１５Ａに対応して、記録ギャップ層１４および下部磁性層１２の双方が自己整合的にトリミングされている。すなわち、エアベアリング面６０近傍において、記録ギャップ層１４が先端部１５Ａに対応するように部分的に狭められていると共に、下部磁性層１２がやはり先端部１５Ａに対応するように部分的に狭められていることにより、その先端部１５Ａが、下部磁性層１２のうちの部分的に狭められた部分（狭小部分１２Ｐ）と記録ギャップ層１４を介して互いに対向している。これにより、先端部１５Ａおよび狭小部分１２Ｐが記録ギャップ層１４を介して互いに対向された積層構造として、トリム構造７０が構成されている。このトリム構造７０を構成している狭小部分１２Ｐおよび先端部１５Ａは、下部磁性層１２および上部磁性層５０のうち、実質的に記録磁界の発生させる主要部分である。すなわち、下部磁性層１２のうちの狭小部分１２Ｐは、トリム構造７０を構成する第１の磁極であり、上部磁性層５０のうちの先端部１５Ａは、トリム構造７０を構成する第２の磁極である。
【００５９】
この薄膜磁気ヘッドでは、情報の記録時において、図示しない外部回路から記録ヘッド部１００Ｂのうちの薄膜コイル１８に電流が流れると、その薄膜コイル１８において記録用の磁束が発生する。このとき発生した磁束が下部磁性層１２および上部磁性層５０（上部ポールチップ層４０，ヨーク層２１）に収容されると、その磁束は、主に上部磁性層５０の内部をヨーク層２１から上部ポールチップ層４０（主上部ポールチップ層１５，補助上部ポールチップ層１６）まで流れることにより、主上部ポールチップ層１５のうちの先端部１５Ａに到達する。この際、上部磁性層５０の内部を流れる磁束は、ヨーク層２１および上部ポールチップ層４０のそれぞれの幅の減少に伴って次第に絞り込まれながら集束するため、最終的に先端部１５Ａに集中する。この先端部１５Ａに集中した磁束が下部磁性層１２のうちの狭小部分１２Ｐに流入する際に記録ギャップ層１４近傍から漏洩すると、その漏洩した磁束に基づいて記録磁界が発生するため、その記録磁界により記録媒体がその表面に沿って磁化される。これにより、記録媒体に情報が磁気的に記録される。
【００６０】
一方、情報の再生時においては、再生ヘッド部１００ＡのＭＲ素子６にセンス電流が流れると、そのＭＲ素子６により記録媒体の磁気信号が電気信号に変換される。すなわち、記録媒体の信号磁界に応じてＭＲ素子６の抵抗値が変化するため、そのＭＲ素子６の抵抗変化がセンス電流の変化として検出される。これにより、記録媒体に記録されている情報が磁気的に再生される。
【００６１】
次に、図１〜図１５を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。図４〜図１５は、薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明するためのものであり、図４〜図１３はいずれも図１に対応する断面構成を示し、図１４および図１５はいずれも図２に対応する断面構成を示している。なお、薄膜磁気ヘッドを構成する一連の構成要素の構成材料、寸法および構造的特徴については既に詳細に説明したので、以下では、各構成要素の構成材料や形成手法に関しては一例を挙げながら説明する一方で、他の寸法や構造的特徴に関しては説明を随時省略する。
【００６２】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを製造する際には、まず、アルティック製の基板１を準備したのち、図４および図１４に示したように、スパッタリング法を使用して基板１上にアルミナを成膜することにより、下地絶縁層２を形成する。
【００６３】
続いて、フレーム鍍金法を使用して下地絶縁層２上にパーマロイの鍍金膜を成長させることにより、途中で断絶されるように下部リードシールド層３を形成したのち、スパッタリング法を使用して下部リードシールド層３のうちの断絶箇所を埋め込むようにアルミナを成膜することにより、埋込層４を形成する。このフレーム鍍金法の詳細な手順に関しては、後述する。なお、埋込層４を形成する際には、例えば、上記した断絶箇所およびその周辺の下部リードシールド層３を覆うようにアルミナ膜を形成したのち、その下部リードシールド層３が露出するまでアルミナ膜を研磨することにより、断絶箇所に埋込層４を埋設させる。
【００６４】
続いて、スパッタリング法を使用して下部リードシールド層３および埋込層４上にアルミナを成膜することにより、シールドギャップ層５を形成する。このシールドギャップ層５を形成する際には、ＭＲ素子６が埋設されるようする。
【００６５】
続いて、シールドギャップ層５上に、途中で断絶されるように上部リードシールド層３０を形成したのち、スパッタリング法を使用して上部リードシールド層３０のうちの断絶箇所を埋め込むようにアルミナを成膜することにより、埋込層１０を形成する。この上部リードシールド層３０を形成する際には、フレーム鍍金法を使用してシールドギャップ層５上にパーマロイの鍍金膜を成長させて上部リードシールド層部分７を形成し、引き続きスパッタリング法を使用して上部リードシールド層部分７上にルテニウムを成膜して非磁性層８を形成したのち、フレーム鍍金法を使用して非磁性層８上にパーマロイの鍍金膜を成長させて上部リードシールド層部分９を形成することにより、上部リードシールド層部分７、非磁性層８および上部リードシールド層部分９がこの順に積層された積層構造（３層構造）を有するようにする。なお、埋込層１０を形成する際には、例えば、アルミナ膜を研磨して埋込層４を形成した場合と同様に、断絶箇所に埋込層１０を埋設させる。これにより、下部リードシールド層３から上部リードシールド層３０に至る一連の積層構造を有するように再生ヘッド部１００Ａが形成される。
【００６６】
続いて、スパッタリング法を使用して上部リードシールド層３０および埋込層１０上にルテニウムを成膜することにより、ヘッド分離層１１を形成する。こののち、必要に応じてヘッド分離層１１の表面を研磨することにより平坦化してもよい。
【００６７】
続いて、スパッタリング法を使用してヘッド分離層１１上に鉄コバルト合金を成膜することにより鉄コバルト合金膜を形成したのち、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を使用して鉄コバルト合金膜をパターニングすることにより、狭小部分１２Ｐを形成するための磁性層として下部磁性層１２を形成する。この下部磁性層１２を形成する際には、約６０原子％〜８０原子％の鉄を含むと共に約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金を使用し、具体的には約６５原子％の鉄（Ｆｅ）および約３５原子％のコバルト（Ｃｏ）を含む鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）を使用する。
【００６８】
続いて、エッチング法を使用して下部磁性層１２を選択的に掘り下げることにより、図５に示したように、窪み１２Ｔを形成する。この窪み１２Ｔを形成する際には、後工程において窪み１２Ｔに埋設されるＴＨ規定層１３の形成位置に基づいてスロートハイトＴＨ（図１参照）が規定されることを考慮して、その窪み１２Ｔの形成位置を調整する。
【００６９】
続いて、スパッタリング法を使用して窪み１２Ｔを埋め込むようにアルミナを成膜することにより、図６に示したように、ＴＨ規定層１３を形成する。このＴＨ規定層１３を形成する際には、例えば、窪み１２Ｔおよびその周辺の下部磁性層１２を覆うようにアルミナ膜を形成したのち、その下部磁性層１２が露出するまでアルミナ膜を研磨することにより、窪み１２ＴにＴＨ規定層１３を埋設させる。
【００７０】
続いて、スパッタリング法を使用して下部磁性層１２およびＴＨ規定層１３上にルテニウムを成膜することにより、図７および図１４に示したように、記録ギャップ層１４を形成する。
【００７１】
続いて、スパッタリング法を使用して記録ギャップ層１４上に鉄コバルト合金を成膜することにより鉄コバルト合金膜を形成したのち、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を使用して鉄コバルト合金膜をパターニングすることにより、主上部ポールチップ層１５を形成する。この主上部ポールチップ層１５を形成する際には、約６０原子％〜８０原子％の鉄を含むと共に約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金を使用し、具体的には約６５原子％の鉄（Ｆｅ）および約３５原子％のコバルト（Ｃｏ）を含む鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）を使用すると共に、図３に示したように、先端部１５Ａおよび後端部１５Ｂを含む略羽子板型の平面形状を有するようにする。
【００７２】
続いて、フレーム鍍金法を使用して主上部ポールチップ層１５上に鉄コバルト合金の鍍金膜を成長させることにより、補助上部ポールチップ層１６を形成する。この補助上部ポールチップ層１６を形成する際には、約２．０Ｔの高飽和磁束密度を有する鉄ニッケル合金を使用し、具体的には約８５原子％の鉄（Ｆｅ）および約１５原子％のニッケル（Ｎｉ）を含む鉄ニッケル合金（Ｆｅ85Ｎｉ15）を使用すると共に、図３に示したように、先端部１６Ａおよび後端部１６Ｂを含む略羽子板型の平面形状を有するようにする。これにより、主上部ポールチップ層１５および補助上部ポールチップ層１６がこの順に積層された上部ポールチップ層４０が形成される。
【００７３】
このフレーム鍍金法を使用した補助上部ポールチップ層１６の形成手順は、例えば、以下の通りである。すなわち、まず、主上部ポールチップ層１５およびその周辺の記録ギャップ層１４の表面にフォトレジストを塗布することにより、フォトレジスト膜（図示せず）を形成する。続いて、フォトリソグラフィ法を使用してフォトレジスト膜をパターニング（露光・現像）することにより、主上部ポールチップ層１５の形成位置に対応する箇所に補助上部ポールチップ層１６を形成するための開口を含むようにフォトレジストパターン（図示せず）を形成する。続いて、主上部ポールチップ層１５をシード層として、フォトレジストパターンに設けられた開口内に鍍金膜を成長させることにより、補助上部ポールチップ層１６を形成する。最後に、フォトレジストパターンを除去する。これにより、フレーム鍍金法を使用して補助上部ポールチップ層１６が形成される。
【００７４】
続いて、上部ポールチップ層４０（主上部ポールチップ層１５，補助主上部ポールチップ層１６）をマスクとして、記録ギャップ層１４および下部磁性層１２を選択的にエッチングすることにより、図７および図１５に示したように、それらの記録ギャップ層１４および下部磁性層１２を上部ポールチップ層４０に沿って掘り下げる。ここでは、例えば、記録ギャップ層１４および下部磁性層１２を完全にエッチングしきるために、それらの記録ギャップ層１４および下部磁性層１２と共にヘッド分離層１１および上部リードシールド層部分９を併せてエッチングすることにより、その上部リードシールド層部分９を途中まで掘り下げるようにする。これらの記録ギャップ層１４、下部磁性層１２、ヘッド分離層１１および上部リードシールド層部分９がエッチングされる際には、エッチング処理が進むにしたがってエッチングかすが堆積し、すなわち幅方向（Ｘ軸方向）ではエッチングかすの堆積現象に起因して上部ポールチップ層４０に近い側において遠い側よりも相対的にエッチング速度が遅くなるため、そのエッチング速度の差異を反映して下部磁性層１２からヘッド分離層１１を経由して上部リードシールド層９に渡ってエッチング面が傾斜する。これにより、下部磁性層１２のうちの先端部１５Ａに対応する部分が部分的に狭められることにより狭小部分１２Ｐが形成されるため、先端部１５Ａおよび狭小部分１２Ｐが記録ギャップ層１４を介して互いに対向された積層構造として、トリム構造７０が形成される。
【００７５】
続いて、スパッタリング法を使用して上部ポールチップ層４０およびその周辺の記録ギャップ層１４を覆うようにアルミナを成膜することにより、図８に示したように、コイル絶縁層１７を形成する。
【００７６】
続いて、フレーム鍍金法を使用して上部ポールチップ層４０よりも後方のコイル絶縁層１７上に銅の鍍金膜を選択的に成長させることにより、薄膜コイル１８を形成する。この薄膜コイル１８を形成する際には、スパイラル状に巻回された巻線構造を有すると共に、その巻先の幅が後方において前方よりも大きくなるようにする。
【００７７】
続いて、薄膜コイル１８（各巻線および各巻線間）およびその周辺領域を覆うようにフォトレジスト膜を形成し、引き続きフォトリソグラフィ法を使用してフォトレジスト膜をパターニングしたのち、そのフォトレジスト膜を加熱することにより、図９に示したように、コイル絶縁層１９を形成する。フォトレジスト膜を加熱したことによりフォトレジストが流動するため、コイル絶縁層１９の端縁近傍は丸みを帯びる。
【００７８】
続いて、図１０に示したように、上部ポールチップ層４０および薄膜コイル１８の双方が露出するまで、少なくともコイル絶縁層１７，１９を研磨して平坦化する。ここでは、例えば、コイル絶縁層１７，１９と共に上部ポールチップ層４０および薄膜コイル１８を併せて研磨することにより、その上部ポールチップ層４０の厚さが所望の厚さとなるように研磨量を調整する。
【００７９】
続いて、フォトリソグラフィ法、スパッタリング法およびリフトオフ法を使用して薄膜コイル１８およびその周辺領域上にアルミナを成膜することにより、図１１に示したように、コイル絶縁層２０を形成する。このコイル絶縁層２０を形成する際には、上部ポールチップ層４０を露出させるようにすると共に、薄膜コイル１８のうちの一端を露出させるための開口２０Ｋを設けるようにする。
【００８０】
続いて、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を使用してコイル絶縁層２０，１９，１７、記録ギャップ層１４および下部磁性層１２を選択的かつ連続的にエッチングして掘り下げることにより、図１２に示したように、バックギャップ２０ＢＧを形成する。このバックギャップ２０ＢＧを形成する際には、薄膜コイル１８の巻線の中心に位置するように位置合わせすると共に、下部磁性層１２を途中まで掘り下げるようにする。
【００８１】
続いて、フレーム鍍金法を使用して上部ポールチップ層４０上からバックギャップ２０ＢＧに至る領域に鉄コバルト合金を成膜することにより、図１３に示したように、ヨーク層２１を形成する。このヨーク層２１を形成する際には、補助上部ポールチップ層１６の形成材料と同様の鉄コバルト合金を使用すると共に、図３に示したように、先端部２１Ａおよび後端部２１Ｂを含む略羽子板型の平面形状を有するようにする。これにより、上部ポールチップ層４０およびヨーク層２１を含む上部磁性層５０が形成される。
【００８２】
特に、ヨーク層２１を形成する際には、上部ポールチップ層４０上からバックギャップ２０ＢＧに至る領域だけでなく、開口２０Ｋから後方に向かう領域においても鉄コバルト合金を併せて成膜することにより、そのヨーク層２１と共にコイル配線層２２を一括して形成する。これにより、下部磁性層１２から上部磁性層５０およびコイル配線層２２に至る一連の積層構造を有するように記録ヘッド部１００Ｂが形成される。
【００８３】
最後に、図１に示したように、スパッタリング法を使用して上部磁性層５０およびその周辺領域を覆うようにオーバーコート層２３を形成したのち、基板１からオーバーコート層２３に至る一連の積層構造をＸＺ面に沿ってＭＲ素子６が露出するまで研磨してエアベアリング面６０を形成することにより、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００８４】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（例えばＦｅ65Ｃｏ35）により下部磁性層１２が構成されている場合に、その下部磁性層１２と上部リードシールド層部分９との間にルテニウムにより構成されたヘッド分離層１１を設けるようにしたので、以下の理由により、記録性能の確保と再生性能の確保とを両立させることができる。
【００８５】
図１６は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドに対する比較例としての薄膜磁気ヘッドの構成を説明するためのものであり、図２に対応する断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を示している。この比較例の薄膜磁気ヘッドは、約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金により下部磁性層１２が構成されている場合に、その下部磁性層１２と上部リードシールド層部分９との間にヘッド分離層１１が設けられておらず、すなわち下部磁性層１２と上部リードシールド層部分９とが互い隣接している点を除き、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド（図２参照）と同様の構成を有している。
【００８６】
この比較例の薄膜磁気ヘッド（図１６参照）では、下部磁性層１２が約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有している場合に、上部磁性層５０のうちの主上部ポールチップ層１５も同様に約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有しているため、それらの下部磁性層１２および主上部ポールチップ層１５に流入する磁束量が増加する。これにより、記録磁界の強度が増加するため、記録性能が確保される。
【００８７】
しかしながら、比較例の薄膜磁気ヘッドでは、下部磁性層１２が約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有している場合に、その下部磁性層１２が上部リードシールド層部分９に接触しているため、それらの下部磁性層１２および上部リードシールド層部分９が互いに強磁性的に結合される。この場合には、下部磁性層１２の極めて高い飽和磁束密度に起因する磁気的な悪影響が上部リードシールド層部分９に及ぶため、その上部リードシールド層部分９の磁区構造が意図せずに変化しやすくなり、より具体的にはＭＲ素子６を周辺から磁気的に遮蔽することにより正常に作動させることが可能な理想的な磁化状態から外れやすくなる。この上部リードシールド層部分９の磁区構造が意図せずに変化すると、ＭＲ素子６に供給されるバイアス磁界の強度が変化するため、そのＭＲ素子６が磁気的ノイズ（いわゆるライトインデュースノイズ）の影響を受けやすくなる。これにより、ＭＲ素子６の再生出力が不安定化するため、再生性能が低下する。
【００８８】
これらのことから、比較例の薄膜磁気ヘッドでは、記録性能が確保される一方で再生性能が低下するため、記録性能の確保と再生性能の確保とを両立させることが困難である。
【００８９】
これに対して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド（図２参照）では、比較例の薄膜磁気ヘッド（図１６参照）と同様に、下部磁性層１２および主上部ポールチップ層１５の双方が約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有しているため、記録磁界の強度が増加することにより記録性能が確保される。
【００９０】
しかも、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、下部磁性層１２が約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有している場合に、その下部磁性層１２がヘッド分離層１１を介して上部リードシールド層部分９から分離されているため、それらの下部磁性層１２および上部リードシールド層部分９がヘッド分離層１１を介して互いに静磁性的に結合される。特に、ヘッド分離層１１が非拡散性、すなわちヘッド分離層１１が隣接している下部磁性層１２および上部リードシールド層部分９に対して拡散しにくい性質を有するルテニウムにより構成されているため、下部磁性層１２および上部リードシールド層部分９が著しく強磁性的に結合しにくくなり、すなわち下部磁性層１２と上部リードシールド層部分９との間において静磁性的な結合が確保される。この場合には、下部磁性層１２が約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有しているにもかかわらず、その下部磁性層１２の極めて高い飽和磁束密度に起因する磁気的な悪影響が上部リードシールド層部分９に及ばないため、その上部リードシールド層部分９の磁区構造が意図せずに変化しにくくなり、より具体的にはＭＲ素子６を周辺から磁気的に遮蔽することにより正常に作動させることが可能な理想的な磁化状態に維持されやすくなる。この上部リードシールド層部分９の磁区構造が維持されると、ＭＲ素子６に供給されるバイアス磁界の強度が安定化するため、そのＭＲ素子６が磁気的ノイズの影響を受けにくくなる。これにより、ＭＲ素子６の再生出力が安定化するため、再生性能が確保される。
【００９１】
したがって、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、記録性能が確保されると共に再生性能も併せて確保されるため、記録性能の確保と再生性能の確保とを両立させることができる。
【００９２】
また、上記した他、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（例えばＦｅ65Ｃｏ35）を使用して下部磁性層１２を形成する場合に、その下部磁性層１２と上部リードシールド層部分９との間にルテニウムを使用してヘッド分離層１１を形成するために、比較例の薄膜磁気ヘッド（図１６参照）を製造する場合と比較して、新たにヘッド分離層１１を形成するための簡単な工程しか必要としない。したがって、本実施の形態では、ヘッド分離層１１を形成する簡単な工程を追加するだけで、上記したように、記録性能および再生性能の双方が併せて確保された薄膜磁気ヘッドが製造されるため、記録性能の確保と再生性能の確保とが両立された薄膜磁気ヘッドを容易に製造することができる。
【００９３】
特に、本実施の形態では、記録磁界の強度に大きく寄与する上部ポールチップ層４０のうちの主上部ポールチップ層１５が約２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金により構成されている場合に、その主上部ポールチップ層１５の下地層としての記録ギャップ層１４がルテニウムにより構成されているため、それらの主上部ポールチップ層１５の構成材料（鉄コバルト合金）と記録ギャップ層１４の構成材料（ルテニウム）とが軟磁気特性（軟磁気特性に寄与する材料の相性）の観点において互いに理想的にマッチングされる。より具体的には、薄膜磁気ヘッドの製造工程において、ルテニウムを成膜して記録ギャップ層１４を形成したのち、スパッタリング法を使用して記録ギャップ層１４上に鉄コバルト合金を成膜して主上部ポールチップ層１５を形成すると、ルテニウム以外の他の非磁性材料を成膜して記録ギャップ層１４を形成した場合と比較して、その主上部ポールチップ層１５において飽和磁束密度（＝約２．４Ｔ）が維持されたまま透磁率が向上し、すなわち記録用の磁束の放出効率が向上するため、記録磁界の強度が増加する。したがって、本実施の形態では、主上部ポールチップ層１５と記録ギャップ層１４との間の材料の相性の観点においても、記録性能の確保に寄与することができる。この場合には、特に、記録性能を代表してオーバーライト特性、すなわち情報を磁気的に上書きする特性を向上させることができる。
【００９４】
なお、上記した軟磁気特性の観点における鉄コバルト合金とルテニウムとの間の理想的な材料の相性のマッチングは、主上部ポールチップ層１５と記録ギャップ層１４との間だけでなく、同様の材質の組み合わせを有している下部磁性層１２（鉄コバルト合金）とヘッド分離層１１（ルテニウム）との間においても、やはり得られる。したがって、本実施の形態では、下部磁性層１２とヘッド分離層１１との間の材料の相性の観点においても、やはり記録性能の確保に寄与することができる。もちろん、この場合においても、オーバーライト特性の向上に寄与することができる。
【００９５】
また、本実施の形態では、ルテニウムを使用して非磁性層８、ヘッド分離層１１および記録ギャップ層１４の全てを形成すれば、薄膜磁気ヘッドの製造工程において使用する材料の種類が少なくなるため、この観点においても薄膜磁気ヘッドの製造簡略化に寄与することができる。
【００９６】
以上をもって、本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法についての説明を終了する。
【００９７】
次に、図１７および図１８を参照して、本発明の薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置の構成について説明する。図１７は磁気記録装置の斜視構成を表しており、図１８は磁気記録装置のうちの主要部の斜視構成を拡大して表している。この磁気記録装置は、上記実施の形態において説明した薄膜磁気ヘッドを搭載したものであり、例えばハードディスクドライブである。
【００９８】
この磁気記録装置は、図１７に示したように、例えば、筐体２００の内部に、情報が磁気的に記録される記録媒体としての複数の磁気ディスク（例えばハードディスク）２０１と、各磁気ディスク２０１に対応して配設され、磁気ヘッドスライダ２０２を一端部において支持する複数のサスペンション２０３と、そのサスペンション２０３の他端部を支持する複数のアーム２０４とを備えている。磁気ディスク２０１は、筐体２００に固定されたスピンドルモータ２０５を中心として回転可能になっている。各アーム２０４は、動力源としての駆動部２０６に接続されており、筐体２００に固定された固定軸２０７を中心として、ベアリング２０８を介して旋回可能になっている。駆動部２０６は、例えば、ボイスコイルモータなどの駆動源を含んで構成されている。この磁気記録装置は、例えば、固定軸２０７を中心として複数のアーム２０４が一体的に旋回可能なモデルである。なお、図１７では、磁気記録装置の内部構造を見やすくするために、筐体２００を部分的に切り欠いて示している。
【００９９】
磁気ヘッドスライダ２０２は、図１８に示したように、例えばアルティックなどの非磁性絶縁性材料により構成された略直方体構造を有する基体２１１の一面に、記録処理および再生処理の双方を実行する薄膜磁気ヘッド２１２が取り付けられた構成を有している。この基体２１１は、例えば、アーム２０４の旋回時に生じる空気抵抗を減少させるための凹凸構造が設けられた一面（エアベアリング面２２０）を有しており、そのエアベアリング面２２０と直交する他の面（図１８中、右手前側の面）に、薄膜磁気ヘッド２１２が取り付けられている。この薄膜磁気ヘッド２１２は、上記実施の形態において説明した構成を有するものである。この磁気ヘッドスライダ２０２は、情報の記録時または再生時において磁気ディスク２０１が回転すると、その磁気ディスク２０１の記録面（磁気ヘッドスライダ２０２と対向する面）とエアベアリング面２２０との間に生じる空気流を利用して、磁気ディスク２０１の記録面から浮上するようになっている。なお、図１８では、磁気ヘッドスライダ２０２のうちのエアベアリング面２２０の構造を見やすくするために、図１７に示した状態とは上下を反転させた状態を示している。
【０１００】
この磁気記録装置では、情報の記録時または再生時においてアーム２０４が旋回することにより、磁気ディスク２０１のうちの所定の領域（記録領域）まで磁気ヘッドスライダ２０２が移動する。そして、磁気ディスク２０１と対向した状態において薄膜磁気ヘッド２１２が通電されると、上記実施の形態において説明した動作原理に基づいて薄膜磁気ヘッド２１２が動作することにより、その薄膜磁気ヘッド２１２が磁気ディスク２０１に記録処理または再生処理を施す。
【０１０１】
この磁気記録装置では、上記実施の形態において説明した薄膜磁気ヘッド２１２を搭載したので、上記したように、記録性能の確保と再生性能の確保とを両立させることができる。
【０１０２】
なお、上記した磁気記録装置に搭載されている薄膜磁気ヘッド２１２に関する上記以外の構成、動作、作用および効果は上記実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【実施例】
【０１０３】
次に、本発明に関する実施例について説明する。
【０１０４】
上記実施の形態において説明した薄膜磁気ヘッドの製造方法（図１〜図１５参照）を使用して、下記の一連の薄膜磁気ヘッド（実施例１〜８；図１〜図３参照）を製造した。なお、以下では、薄膜磁気ヘッドの記録性能および再生性能に寄与する主要部（ヘッド分離層，下部磁性層，記録ギャップ層，主上部ポールチップ層）の構成（形成材料，厚さ，飽和磁束密度）のみについて言及している。
【０１０５】
（実施例１）
ルテニウム（Ｒｕ）を使用してヘッド分離層を１ｎｍの厚さとなるように形成し、２．４Ｔの鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）を使用して下部磁性層を形成し、ルテニウム（Ｒｕ）を使用して記録ギャップ層を１００ｎｍの厚さとなるように形成し、２．４Ｔの鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）を使用して主上部ポールチップ層を形成することにより、薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１０６】
（実施例２）
ヘッド分離層の厚さを２ｎｍとした点を除き、実施例１の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１０７】
（実施例３）
ヘッド分離層の厚さを５ｎｍとした点を除き、実施例１の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１０８】
（実施例４）
ヘッド分離層の厚さを１０ｎｍとした点を除き、実施例１の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１０９】
（実施例５）
記録ギャップ層の厚さを３０ｎｍとした点を除き、実施例４の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１１０】
（実施例６）
記録ギャップ層の厚さを１５０ｎｍとした点を除き、実施例４の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１１１】
（実施例７）
下部磁性層の形成材料を２．４Ｔの鉄コバルト合金（Ｆｅ80Ｃｏ20）とした点を除き、実施例４の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１１２】
（実施例８）
下部磁性層の形成材料を２．４Ｔの鉄コバルト合金（Ｆｅ60Ｃｏ40）とした点を除き、実施例４の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１１３】
なお、実施例１〜８の薄膜磁気ヘッドを製造する際には、それらの実施例１〜８の薄膜磁気ヘッドの記録性能および再生性能を比較評価するために、下記の一連の薄膜磁気ヘッド（比較例１〜７）も併せて製造した。
【０１１４】
（比較例１）
ヘッド分離層を形成せず、１．８Ｔのコバルトニッケル鉄合金（Ｃｏ65Ｎｉ17Ｆｅ18）を使用して下部磁性層を形成し、ルテニウム（Ｒｕ）を使用して記録ギャップ層を１００ｎｍの厚さとなるように形成し、２．４Ｔの鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）を使用して主上部ポールチップ層を形成することにより、薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１１５】
（比較例２）
下部磁性層の形成材料を２．２Ｔの鉄コバルト合金（Ｆｅ85Ｃｏ15）とした点を除き、比較例１の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１１６】
（比較例３）
下部磁性層の形成材料を２．４Ｔの鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）とした点を除き、比較例１の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１１７】
（比較例４）
クロム（Ｃｒ）を使用してヘッド分離層を１０ｎｍの厚さとなるように形成した点を除き、比較例３の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１１８】
（比較例５）
ルテニウム（Ｒｕ）を使用してヘッド分離層を０．７５ｎｍの厚さとなるように形成した点を除き、比較例３の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１１９】
（比較例６）
ルテニウム（Ｒｕ）を使用してヘッド分離層を１２ｎｍの厚さとなるように形成した点を除き、比較例３の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１２０】
（比較例７）
ルテニウム（Ｒｕ）を使用してヘッド分離層を１０ｎｍの厚さとなるように形成し、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を使用して記録ギャップ層を形成した点を除き、比較例３の製造条件と同様の条件となるように薄膜磁気ヘッドを製造した。
【０１２１】
上記した実施例１〜８および比較例１〜７の薄膜磁気ヘッドを磁気記録装置（図１７および図１８参照）に搭載させることにより、その磁気記録装置を使用して記録媒体に記録処理および再生処理を施しながら記録性能および再生性能を調べた。
【０１２２】
まず、薄膜磁気ヘッドの記録性能および再生性能を具体的に調べる前に、２．４Ｔの飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）の軟磁気特性を調べたところ、表１に示した結果が得られた。表１は、鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）の透磁率の下地依存性を表している。この鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）の透磁率を調べる際には、スパッタリング法を使用して厚さＴを８段階（０ｎｍ，０．７５ｎｍ，１ｎｍ，２ｎｍ，１０ｎｍ，１００ｎｍ，１５０ｎｍ，２００ｎｍ）に変化させながらルテニウム（Ｒｕ）を成膜することにより下地層を形成し、引き続きスパッタリング法を使用して下地層上に鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）層を成膜したのち、その鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）層の透磁率μ’（２００ＭＨｚのときの透磁率）を測定した。なお、下地層（Ｒｕ）上に成膜された鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）層の透磁率μ’を調べる際には、その透磁率μ’を比較評価するために、スパッタリング法を使用して厚さＴが１０ｎｍとなるようにクロム（Ｃｒ）を成膜することにより下地層を形成した点を除き、その下地層上に同様に鉄コバルト合金層を成膜することにより、その鉄コバルト合金層の透磁率μ’も同様に測定した。表１には、下地層の材質の差異（「Ｒｕ」または「Ｃｒ」）および「厚さＴ」と共に、鉄コバルト合金層の「透磁率μ’」を併せて示している。
【０１２３】
【表１】
2006309846.tif 000003
【０１２４】
表１に示した結果から判るように、鉄コバルト合金層の透磁率μ’は、下地層（Ｒｕ）の厚さＴが０ｎｍから２ｎｍまで増加するにしたがって次第に増加したのち、その厚さＴが２ｎｍから２００ｎｍまで増加するにしたがって減少してほぼ一定となり、すなわち厚さＴ＝２ｎｍ近傍をピークとする曲線を描いた。このことは、２．４Ｔの飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）層の下地層がルテニウムにより構成されていると、鉄コバルト合金とルテニウムとの間において材料の相性がマッチングされるため、その鉄コバルト合金の透磁率が著しく高くなることを表している。なお、確認までに、下地層（Ｃｒ）の厚さＴを１０ｎｍとした場合における鉄コバルト合金層の透磁率μ’は６１９であり、下地層（Ｒｕ）の厚さＴを１０ｎｍとした場合における鉄コバルト合金層の透磁率μ’（＝１６４１）よりも大幅に低かった。このことは、２．４Ｔの飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）層の下地層がクロムにより構成されていると、鉄コバルト合金の結晶粒径が増大するため、鉄コバルト合金層の透磁率μ’が高くならないものと考えられる。このことから、下地層（Ｒｕ）上に２．４Ｔの飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）層を成膜することにより、その鉄コバルト合金の透磁率が著しく高くなることが確認された。
【０１２５】
続いて、薄膜磁気ヘッドの記録性能および再生性能を調べたところ、表２および表３に示した結果が得られた。表２および表３は、薄膜磁気ヘッドの記録性能および再生性能を表しており、表２は実施例１〜８の薄膜磁気ヘッドの結果を示し、表３は比較例の１〜７の薄膜磁気ヘッドの結果を示している。これらの表２および表３では、記録性能として「オーバーライト特性（ｄＢ）」を示していると共に、再生性能として「ＣＯＤ（coefficient of difference ；％）」、すなわち再生出力の変動率を示している。この「ＣＯＤ」を調べる際には、薄膜磁気ヘッドを使用して記録媒体上の所定のトラックにイニシャル信号を記録・再生し、引き続き薄膜磁気ヘッドを記録媒体上の別のトラックに移動させて記録電流および記録周波数をいずれも最大としながら記録動作させたのち、薄膜磁気ヘッドを使用して再びイニシャル信号を再生することにより、再生出力の変動割合を調べた。なお、表２および表３では、実施例１〜８および比較例１〜７の薄膜磁気ヘッドの構成の差異を把握しやすくするために、「ヘッド分離層」、「下部磁性層」、「記録ギャップ層」および「主上部ポールチップ層」のそれぞれの材質、厚さおよび飽和磁束密度も併せて示している。
【０１２６】
【表２】
2006309846.tif 000004
【０１２７】
【表３】
2006309846.tif 000005
【０１２８】
表２および表３に示した結果から判るように、薄膜磁気ヘッドの実使用上における２つの性能基準として、記録性能に寄与するオーバーライト特性が−３０ｄＢ以上である必要があり（以下、単に「記録性能基準」という。）、かつ再生性能に寄与するＣＯＤが３％以下である必要がある（以下、単に「再生性能基準」という。）とすると、実施例１〜８の薄膜磁気ヘッドでは、いずれにおいても記録性能基準および再生性能基準の双方を満たし、すなわちオーバーライト特性が−３０ｄＢ以上であり、かつＣＯＤが３％以下であった。これに対して、比較例１〜７の薄膜磁気ヘッドでは、いずれにおいても記録性能基準および再生性能基準の双方を満たさず、すなわちオーバーライト特性が−３０ｄＢ未満であるか、あるいはＣＯＤが３％よりも大きかった。
【０１２９】
ここで、表２および表３に示した結果を詳細に分析すると、以下の一連の結果が導き出された。
【０１３０】
すなわち、第１に、比較例１〜３の間において記録性能および再生性能を比較すると、オーバーライト特性は、下部磁性層の飽和磁束密度が１．８Ｔから２．４Ｔまで高くなるにしたがって−２４ｄＢから−２８ｄＢまで増加したが、そのオーバーライト特性は、比較例１〜３のいずれにおいても記録性能基準を満たさなかった。また、ＣＯＤは、下部磁性層の飽和磁束密度が１．８Ｔから２．４Ｔまで高くなるにしたがって１％から１２％まで増加し、すなわち比較例１，２において再生性能基準を満たした一方で、比較例３では再生性能基準を満たさなかった。このことから、下部磁性層の飽和磁束密度が高くなると、オーバーライト特性が向上する傾向が確認された。また、下部磁性層と上部リードシールド層部分との間にヘッド分離層が設けられていない場合には、その下部磁性層の飽和磁束密度が２．４Ｔまで高くなると、再生出力が著しく変動する傾向が確認された。
【０１３１】
第２に、実施例１〜４と比較例３との間において記録性能および再生性能を比較すると、比較例３では、上記したように、オーバーライト特性が記録性能基準を満たさなかったと共に、ＣＯＤも再生性能基準を満たさなかったのに対して、実施例１〜４では、オーバーライト特性が記録性能基準を満たしたと共に、ＣＯＤも再生性能基準を満たした。このことから、本発明（実施例１〜４）の薄膜磁気ヘッドでは、下部磁性層と上部リードシールド層部分との間にヘッド分離層を設けることにより、その下部磁性層の飽和磁束密度が２．４Ｔまで高くなった場合においても、再生出力が変動することを抑制可能であることが確認された。
【０１３２】
この場合には、特に、下部磁性層が２．４Ｔの飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）により構成されている点において共通の構成を有している実施例４と比較例３との間において記録性能を比較すると、オーバーライト特性は、比較例３において−２８ｄＢであって記録性能基準を満たさなかったのに対して、実施例４では−３６ｄＢであって記録性能基準を満たした。このことから、本発明（実施例４）の薄膜磁気ヘッドでは、下部磁性層が２．４Ｔの飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）により構成されている場合に、ヘッド分離層がルテニウムにより構成されていると、鉄コバルト合金とルテニウムとの間において材料の相性がマッチングされることにより下部磁性層の透磁率が高くなるため、オーバーライト特性が著しく向上することが確認された。
【０１３３】
確認までに、比較例４の記録性能を確認したところ、下部磁性層が２．４Ｔの飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）により構成されている場合に、ヘッド分離層がクロムにより構成されていると、ＣＯＤは３％であって再生性能基準を満たしたが、オーバーライト特性は−２８ｄＢであって記録性能基準を満たさなかった。このことは、ヘッド分離層がクロムにより構成されていると、実施例４に関して説明したように鉄コバルト合金とルテニウムとの間の材料の相性のマッチングが得られないため、下部磁性層の透磁率が高くならないことを表している。このことから、下部磁性層とヘッド分離層との間では、鉄コバルト合金とルテニウムとの間において材料の相性がマッチングすることが確認された。
【０１３４】
第３に、下部磁性層が２．４Ｔの飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）により構成されており、かつヘッド分離層がルテニウムにより構成されている点において共通の構成を有している実施例１〜４と比較例５，６との間において記録性能および再生性能を比較すると、ヘッド分離層の厚さが０．７５ｎｍである比較例５では、オーバーライト特性が−２９ｄＢであって記録性能基準を満たさず、しかもＣＯＤが９％であって再生性能基準も満たさなかった。このことは、ヘッド分離層の厚さが薄すぎると、鉄コバルト合金とルテニウムとの間の材料の相性のマッチング効果が弱まるため、下部磁性層の透磁率が十分に高くならないと共に、下部磁性層および上部リードシールド層部分が互いに強磁性的に結合しやすくなるため、再生出力が変動しやすくなることを表している。また、ヘッド分離層の厚さがそれぞれ１ｎｍ，２ｎｍ，５ｎｍ，１０ｎｍである実施例１〜４では、上記したように、オーバーライト特性が記録性能基準を満たしたと共に、ＣＯＤも再生性能基準を満たした。さらに、ヘッド分離層の厚さが１２ｎｍである比較例６では、オーバーライト特性が−２８ｄＢであって記録性能基準を満たさなかったのに対して、ＣＯＤが０％であって再生性能基準を満たした。このことは、ヘッド分離層の厚さが厚すぎると、そのヘッド分離層が磁気的なギャップとして機能することに起因して記録用の磁束が漏洩するため、記録磁界の強度が低下すると共に、下部磁性層および上部リードシールド層部分が互いに静磁性的に結合するため、再生出力が変動しにくくなることを表している。このことから、本発明（実施例１〜４）の薄膜磁気ヘッドでは、ヘッド分離層の厚さを１ｎｍ〜１０ｎｍとすることにより、オーバーライト特性が記録性能基準を満たすと共にＣＯＤも再生性能基準を満たすことが確認された。このヘッド分離層の適正厚さの範囲（１ｎｍ〜１０ｎｍ）は、表１に示された鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）層の透磁率μ’がピークを示す範囲とほぼ合致していた。
【０１３５】
第４に、下部磁性層が２．４Ｔの飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）により構成されており、かつヘッド分離層がルテニウムにより構成されている点において共通の構成を有している実施例４〜６の間において記録性能および再生性能を確認したところ、記録ギャップ層の厚さがそれぞれ３０ｎｍ，１５０ｎｍである実施例５，６においても、記録ギャップ層の厚さが１００ｎｍである実施例４と同様に、オーバーライト特性が記録性能基準を満たしたと共にＣＯＤも再生性能基準を満たした。より具体的には、オーバーライト特性およびＣＯＤは、それぞれ実施例４において−３６ｄＢ，１％、実施例５において−３０ｄＢ，０％、実施例６において−４０ｄＢ，１％であった。このことから、本発明（実施例４〜６）の薄膜磁気ヘッドでは、記録ギャップ層の厚さを３０ｎｍ〜１５０ｎｍとすることにより、オーバーライト特性が記録性能基準を満たすと共にＣＯＤも再生性能基準を満たすことが確認された。
【０１３６】
第５に、下部磁性層の形成材料が異なる点を除いて共通の構成を有している実施例４，７，８の間において記録性能および再生性能を確認したところ、下部磁性層の形成材料がそれぞれ鉄コバルト合金（Ｆｅ80Ｃｏ20，Ｆｅ60Ｃｏ40）である実施例７，８においても、下部磁性層の形成材料が鉄コバルト合金（Ｆｅ65Ｃｏ35）である実施例４と同様に、オーバーライト特性が記録性能基準を満たしたと共にＣＯＤも再生性能基準を満たした。より具体的には、オーバーライト特性およびＣＯＤは、それぞれ実施例４において−３６ｄＢ，１％、実施例７において−３１ｄＢ，１％、実施例８において−３５ｄＢ，１％であった。このことから、本発明（実施例４，７，８）の薄膜磁気ヘッドでは、下部磁性層の形成材料である鉄コバルト合金中の鉄含有率を６０原子％〜８０原子％とすることにより、オーバーライト特性が記録性能基準を満たすと共にＣＯＤも再生性能基準を満たすことが確認された。
【０１３７】
第６に、参考までに、記録ギャップ層が一般的なギャップ材料であるアルミナにより構成されている比較例７の記録性能および再生性能を確認したところ、オーバーライト特性は−２７ｄＢであって記録性能基準を満たさなかったが、ＣＯＤは１％であって再生性能基準を満たした。このことは、記録ギャップ層がアルミナにより構成されていると、実施例４において説明した鉄コバルト合金とルテニウムとの間の材料の相性のマッチングが主上部ポールチップ層と記録ギャップ層との間において得られないため、その主ポールチップ層の透磁率が高くならないことを表している。なお、記録ギャップ層がルテニウムより構成されている場合に、主上部ポールチップ層と記録ギャップ層との間において材料の相性がマッチングされることにより主上部ポールチップ層の透磁率が高くなることは、記録ギャップ層がルテニウムにより構成されている点を除いて比較例７と同様の構成を有している実施例４においてオーバーライト特性が記録性能基準を満たしていることから、明らかである。このことから、主上部ポールチップ層と記録ギャップ層との間では、下部磁性層とヘッド分離層との間と同様に、鉄コバルト合金とルテニウムとの間において材料の相性がマッチングすることが確認された。
【０１３８】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、例えば、上記実施の形態および実施例において説明した薄膜磁気ヘッドおよび磁気記録装置の構成や薄膜磁気ヘッドの製造方法の手順は、必ずしも上記した構成や手順に限定されるものではなく、２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金により下部磁性層１２が構成されている場合に、その下部磁性層１２と上部リードシールド層部分９との間にルテニウムにより構成されたヘッド分離層１１を設けることにより、記録性能の確保と再生性能の確保とを両立させることが可能な限り、自由に変更可能である。
【０１３９】
薄膜磁気ヘッドの構成に関する変形の一例を挙げれば、図１に対応する図１９および図２に対応する図２０に示したように薄膜磁気ヘッドを構成してもよい。なお、図１９および図２０では、図１に示した構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。図１９および図２０に示した薄膜磁気ヘッドは、以下で説明する点を除き、図１および図２に示した薄膜磁気ヘッドを同様の構成を有している。
【０１４０】
すなわち、第１に、窪み１２Ｔが、バックギャップ２０ＢＧに対応するバックギャップ８２ＢＧの前方だけでなく、そのバックギャップ８２ＢＧの後方においても下部磁性層１２に設けられており、その窪み１２Ｔに、ＴＨ規定層１３が埋設されている。第２に、２層構造を有する上部ポールチップ層４０に代えて、主上部ポールチップ層９１、補助上部ポールチップ層９２および追加上部ポールチップ層９３がこの順に積層された積層構造（３層構造）を有する上部ポールチップ層９０を備えている。主上部ポールチップ層９１は、主上部ポールチップ層１５と同様の構成材料により構成されており、先端部１５Ａに対応する先端部９１Ａを含んでいる。補助上部ポールチップ層９２は、補助上部ポールチップ層１６と同様の構成材料により構成されている。追加上部ポールチップ層９３は、鉄ニッケル合金（Ｆｅ85Ｎｉ15）などの磁性材料により構成されており、エアベアリング面６０から遠い側よりも近い側において厚さが小さくなるように段差を有している。第３に、コイル絶縁層１７が、薄膜コイル１８が埋設される空間のうち、下方（記録ギャップ層１４の上面）のみを覆うように配設されており、その空間の側方（上部ポールチップ層９０の後面）およびコイル絶縁層１７は、コイル絶縁層８１により覆われている。特に、上部ポールチップ層９０、薄膜コイル１８およびコイル絶縁層１９，８１の表面は、平坦化されている。第４に、１段目の薄膜コイル１８と共に、その薄膜コイル１８と同様にスパイラル構造を有する２段目の薄膜コイル８３を備えている。この薄膜コイル８３は、上記した平坦面上に設けられたコイル絶縁層８２と、薄膜コイル８３の巻線間およびその周辺を覆うように設けられたコイル絶縁層８４とにより埋設されている。なお、薄膜コイル８３の巻数（例えば、巻数＝５）は、薄膜コイル１８の巻数（例えば、巻数＝４）よりも大きくなっている。第５に、バックギャップ８２ＢＧにおいて下部磁性層１２が露出しており、そのバックギャップ８２ＢＧに、上部ポールチップ層９０（主上部ポールチップ層９１，補助上部ポールチップ層９２，追加上部ポールチップ層９３）と同一工程において形成され、その上部ポールチップ層９０と同様に３層構造を有する連結層８５が埋設されている。第６に、ヨーク層２１が、上部ポールチップ層９０上からコイル絶縁層８４上を経由して後方のバックギャップ８２ＢＧまで延在しており、前方において上部ポールチップ層９０に磁気的に連結されていると共に後方において連結層８５を介して下部磁性層１２に磁気的に連結されている。第７に、コイル配線層２２を備えていない代わりに、コイル絶縁層８２に設けられた開口８２Ｋを通じて薄膜コイル８３の内終端が薄膜コイル１８の内終端に電気的に接続されている。
【０１４１】
図１９および図２０に示した薄膜磁気ヘッドにおいても、２．４Ｔ以上の極めて高い飽和磁束密度を有する鉄コバルト合金により下部磁性層１２が構成されている場合に、その下部磁性層１２と上部リードシールド層部分９との間にルテニウムにより構成されたヘッド分離層１１が設けられているため、上記実施の形態において説明した薄膜磁気ヘッド（図１および図２参照）と同様の作用により、記録性能の確保と再生性能の確保とを両立させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ならびに磁気記録装置は、長手記録方式の薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ならびに長手記録方式の薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を表す平面図である。
【図３】図１および図２に示した薄膜磁気ヘッドのうちの主要部の平面構成（Ｚ軸方向から見た平面構成）を表す平面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法のうちの一工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図である。
【図１３】図１２に続く工程を説明するための断面図である。
【図１４】図４から図７に対応する工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１４に続く工程を説明するための断面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドに対する比較例としての薄膜磁気ヘッドの断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置の斜視構成を表す斜視図である。
【図１８】図１７に示した磁気記録装置のうちの主要部の斜視構成を拡大して表す斜視図である。
【図１９】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成に関する変形例の断面構成（ＹＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。
【図２０】図１９に示した薄膜磁気ヘッドの断面構成（ＸＺ面に沿った断面構成）を表す断面図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１…基板、２…下地絶縁層、３…下部リードシールド層、４，１０…埋込層、５…シールドギャップ層、６…ＭＲ素子、７，９…上部リードシールド層部分、８…非磁性層、１１…ヘッド分離層、１２…下部磁性層、１２Ｐ…狭小部分、１２Ｔ…窪み、１３…ＴＨ規定層、１４…記録ギャップ層、１５，９１…主上部ポールチップ層、１５Ａ，１６Ａ，２１Ａ，９１Ａ…先端部、１５Ｂ，１６Ｂ，２１Ｂ…後端部、１６，９２…補助上部ポールチップ層、１７，１９，２０，８１，８２，８４…コイル絶縁層、１８，８３…薄膜コイル、２０ＢＧ，８２ＢＧ…バックギャップ、２０Ｋ，８２Ｋ…開口、２１…ヨーク層、２２…コイル配線層、２３…オーバーコート層、３０…上部リードシールド層、４０，９０…上部ポールチップ層、５０…上部磁性層、６０，２２０…エアベアリング面、７０…トリム構造、８５…連結層、９３…追加上部ポールチップ層、１００Ａ…再生ヘッド部、１００Ｂ…記録ヘッド部、２００…筐体、２０１…磁気ディスク、２０２…磁気ヘッドスライダ、２０３…サスペンション、２０４…アーム、２０５…スピンドルモータ、２０６…駆動部、２０７…固定軸、２０８…ベアリング、２１１…基体、２１２…薄膜磁気ヘッド、ＴＨ…スロートハイト、ＴＰ…スロートハイトゼロ位置、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５…幅。
【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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