(57)【要約】【課題】  発熱体からの熱によるヘッド端面の突出が、磁気ヘッド素子部において十分大きくなり、効率良くｄＭＳを小さい値に設定することが可能であって、サーマルアスペリティ、クラッシュ等を回避することができる発熱手段を備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えたＨＤＤを提供する。【解決手段】  浮上面と凹部が形成された素子形成面とを有する基板と、この素子形成面上に形成された少なくとも１つの磁気ヘッド素子と、この少なくとも１つの磁気ヘッド素子の少なくとも動作時に発熱せしめられる少なくとも１つの発熱手段とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、この凹部に熱膨張層が埋め込まれており、少なくとも１つの発熱手段が、この熱膨張層の直上に位置している薄膜磁気ヘッドが提供される。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮上面と凹部が形成された素子形成面とを有する基板と、該素子形成面上に形成された少なくとも１つの磁気ヘッド素子と、該少なくとも１つの磁気ヘッド素子の少なくとも動作時に発熱せしめられる少なくとも１つの発熱手段とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、前記凹部に熱膨張層が埋め込まれており、前記少なくとも１つの発熱手段が、該熱膨張層の直上に位置していることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記少なくとも１つの発熱手段が、該少なくとも１つの磁気ヘッド素子の前記浮上面とは反対側の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記少なくとも１つの発熱手段が、通電することによって発熱する導電材料によって形成されている発熱導電層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記少なくとも１つの発熱手段と前記熱膨張層との間に絶縁材料からなる離隔層が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記熱膨張層が、絶縁材料によって形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記熱膨張層の上面が、前記素子形成面と面の揃った平滑面になっていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記熱膨張層の上面の少なくとも中央部が、前記素子形成面よりも下方に位置しており、該熱膨張層の直上に形成された前記少なくとも１つの発熱手段の下面が、該素子形成面よりも下方に位置していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
前記凹部の素子形成面からの深さが、６μｍから１００μｍまでの範囲にあることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
前記凹部の素子形成面からの深さが、４０μｍから１００μｍまでの範囲にあることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの磁気ヘッド素子が、書き込み用の電磁コイル素子及び／又は読み出し用の巨大磁気抵抗効果素子若しくはトンネル磁気抵抗効果素子からなることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの磁気ヘッド素子と前記少なくとも１つの発熱手段とを上方から覆うように被覆層が形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドを少なくとも１つ備えており、前記少なくとも１つの発熱手段に電流を供給するためのリード線をさらに備えていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のヘッドジンバルアセンブリを少なくとも１つ備えており、前記少なくとも１つの発熱手段へ供給する電流を制御する電流制御手段をさらに備えていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１４】
前記電流制御手段が、前記少なくとも１つの磁気ヘッド素子の動作時に前記少なくとも１つの発熱手段へ電流を供給する制御手段であることを特徴とする請求項１３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１５】
前記電流制御手段が、発熱手段制御信号系を有しており、該発熱手段制御信号系が前記少なくとも１つの磁気ヘッド素子の記録再生制御信号系とは独立して、前記少なくとも１つの発熱手段に供給される電流を制御することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１６】
前記電流制御手段が、前記少なくとも１つの磁気ヘッド素子からの再生データ信号中に含まれているアコースティックエミッション成分を検出する検出手段を有しており、該検出手段によって検出された該成分の検出量に応じて前記少なくとも１つの発熱手段に供給される電流を制御することを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１７】
前記電流制御手段が、前記磁気ディスク装置内の温度を検出する温度検出手段を有しており、該温度検出手段によって検出された該温度に応じて前記少なくとも１つの発熱手段に供給される電流を制御することを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱手段を備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置（ＨＤＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤが備えている薄膜磁気ヘッドは、信号の書き込み又は読み出しに際し、回転する磁気ディスク上において流体力学的に所定の間隙（浮上量）をもって浮上する。薄膜磁気ヘッドは、この浮上状態において電磁コイル素子からの磁界を用いて磁気ディスクに信号の書き込みを行い、磁気抵抗（ＭＲ）効果素子を用いて磁気ディスクからの信号磁界を感受して読み出しを行う。この際のこれらの磁気ヘッド素子と磁気ディスク表面との磁気的な実効距離がマグネティックスペーシングｄＭＳとなる。
【０００３】
近年のＨＤＤの大容量小型化に伴う高記録密度化に際して、薄膜磁気ヘッドのトラック幅はより減少する傾向にある。このトラック幅減少による書き込み及び読み出し能力の低下を回避するために、ｄＭＳは１０ｎｍ程度のより小さな値に設定されている。この際、磁気ヘッド素子近傍に発熱体を設けてＴＰＴＰ（Thermal Pole Tip Protrusion）現象を積極的に利用することにより、薄膜磁気ヘッド個々の浮上量ばらつきを調整し、このような微小値をとるｄＭＳを精度良く制御する方法が検討されている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６８２７４号公報
【特許文献２】特開２００３−２７２３３５号公報
【特許文献３】特開平０５−０２０６３５号公報
【特許文献４】米国特許第５，９９１，１１３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような従来の発熱体を備えた薄膜磁気ヘッドにおいては、発熱体からの熱によって、磁気ヘッド素子部のヘッド端面が磁気ディスク方向へ突出する突出量よりも、スライダのトレーリング部分の被覆層、特にその先端部の突出量の方が大きくなっていた。ここで、一般に、スライダの浮上面（ＡＢＳ）は、トレーリング方向に向かって磁気ディスク表面により接近するように傾斜している。従って、このような突出の偏りによって、そのトレーリング部分の突出部が磁気ディスク表面に接触し易くなる。その結果、その際の摩擦熱が原因となってＭＲ効果素子が異常信号を発する等の問題（サーマルアスペリティ（thermal asperity））が生じていた。また、このような接触によって、磁気ヘッド素子又は磁気ディスクの物理的損傷又はクラッシュの危険性も増大していた。しかも、このトレーリング部分の突出部の存在によって、磁気ヘッド素子部のヘッド端面が磁気ディスク表面から一定量以上離隔するので、ｄＭＳを効率良く十分小さい値に設定することができなかった。
【０００６】
さらに、上述したような従来の発熱体を備えた薄膜磁気ヘッドにおいては、HDDを搭載する機器の低消費電力化に対応できない問題が生じていた。
【０００７】
現在、携帯電話やモバイル用途の各種機器において、楽曲、映像等の大容量の情報を取り扱う必要性からＨＤＤの搭載が進められている。これらの機器において、低消費電力化は不可欠であり、搭載されるＨＤＤ全体を駆動させるプリアンプの総電力量も従来以上に制限される。従って、上述したような従来の発熱体を備えた薄膜磁気ヘッドにおいては、ｄＭＳを所定値にまで小さくするのに必要な発熱のための電力を発熱体に十分に供給できなかった。その結果、磁気ヘッド素子部のヘッド端面において必要なだけの突出を引き起こすことができず、良好な記録再生特性が得られなかった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、発熱体からの熱によるヘッド端面の突出が、磁気ヘッド素子部において十分大きくなり、効率良くｄＭＳを小さい値に設定することが可能であって、サーマルアスペリティ、クラッシュ等を回避することができる発熱手段を備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えたＨＤＤを提供することにある。また本発明の他の目的は、従来よりも小さい消費電力で必要なだけのヘッド端面の突出を得ることが可能な低消費電力の発熱手段を備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えたＨＤＤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明について説明する前に、明細書において用いられる用語の定義を行う。スライダ基板の素子形成面に形成された素子の積層構造において、ある基準よりも素子形成面側に、又はこの素子形成面に形成された凹部の底面側にある構成要素を、この基準よりも「下」又は「下方」にあるとし、ある基準から見て素子形成面、又はこの素子形成面に形成された凹部の底面とは反対側にある構成要素を、この基準よりも「上」又は「上方」にあるとする。例えば、「発熱手段の下面が素子形成面よりも下方に位置している」という場合、発熱手段における、凹部の底面側の層面が、基準となる素子形成面よりも、凹部の底面に近い位置にあることを意味するものとする。
【００１０】
本発明によれば、浮上面と凹部が形成された素子形成面とを有する基板と、この素子形成面上に形成された少なくとも１つの磁気ヘッド素子と、この少なくとも１つの磁気ヘッド素子の少なくとも動作時に発熱せしめられる少なくとも１つの発熱手段とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、この凹部に熱膨張層が埋め込まれており、少なくとも１つの発熱手段が、この熱膨張層の直上に位置している薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００１１】
ここで、この少なくとも１つの発熱手段が、少なくとも１つの磁気ヘッド素子の浮上面とは反対側の位置に設けられていることが好ましい。また、この少なくとも１つの発熱手段が、通電することによって発熱する導電材料によって形成されていることも好ましい。さらに、熱膨張層が、絶縁材料によって形成されていることが好ましい。
【００１２】
好ましくは発熱導電層からなる少なくとも１つの発熱手段は、通電によって自らが発した熱を熱膨張層に伝搬させる。この熱を受け取った熱膨張層は、自らが膨張することによって、スライダ基板を浮上面に対向する磁気ディスクの方向に押し出す。これと同時に磁気ヘッド素子も同方向に押し出されて、これらの磁気ヘッド素子部のヘッド端面が磁気ディスク方向に突出する。この結果、ｄＭＳをより小さな値にすることができる。すなわち、この少なくとも１つの発熱手段への通電によって、ｄＭＳのより小さな値への設定、さらには微小な調整が可能となる。
【００１３】
ここで、凹部及び熱膨張層の効果について説明する。凹部及び熱膨張層が存在しない従来構成の場合、少なくとも１つの発熱手段から下方に伝搬する熱はほぼスライダ基板に吸収されるが、その際、スライダ基板は比較的熱伝導率が良いので放熱板として機能する。このため、少なくとも１つの発熱手段からの熱の多くは、磁気ヘッド素子の突出に使われずに消散してしまうことになる。一方、本発明によれば、少なくとも１つの発熱手段から下方に伝搬する熱は、ほぼ直接的に熱膨張層に達し、同層を確実に熱膨張させる。従って、従来構成に比べて、少なくとも１つの発熱手段からの熱による磁気ヘッド素子の突出効率が大幅に向上する。この結果、従来よりも小さい消費電力で必要なだけのヘッド端面の突出を得ることが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、以上に述べた突出のメカニズムによって、従来とは異なり、ヘッド端面のトレーリング部分に対して磁気ヘッド素子部付近が十分に突出するように設定することができる。従って、従来に比べて、ヘッド端面と磁気ディスクとが不要に接触する確率が激減するため、従来問題となっていたサーマルアスペリティやクラッシュを回避することができる。
【００１５】
少なくとも１つの発熱手段と熱膨張層との間に絶縁材料からなる離隔層が設けられていることが好ましい。
【００１６】
この離隔層の層厚を適切に選択することによって、ヘッド端面の突出プロファイル中での最大突出位置及び最大突出量を、所望の位置及び値に設定及び調整することができる。
【００１７】
熱膨張層の上面が、スライダ基板の素子形成面と面の揃った平滑面になっていることが好ましい。このように、少なくとも１つの発熱手段が、素子形成面と面の揃った平滑面となっている熱膨張層上に形成されている場合、形成の際のパターニング精度が十分に確保されるので、少なくとも１つの発熱手段の発熱部の抵抗値の設計が容易となり、発熱量の微妙な設定及び制御が可能となる。なお、熱膨張層の上面を素子形成面と面の揃った平滑面とする方法として、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）を用いることが好ましい。
【００１８】
これに対して、熱膨張層の上面の少なくとも中央部が、素子形成面よりも下方に位置しており、この熱膨張層の直上に形成された少なくとも１つの発熱手段の下面が、この素子形成面よりも下方に位置していることも好ましい。この場合においても、発熱手段からの熱がより確実に熱膨張層に伝搬することにより、スライダ基板及び磁気ヘッド素子を効率良く磁気ディスク方向に突出させることができる。
【００１９】
凹部の素子形成面からの深さが、６μｍから１００μｍまでの範囲にあることが好ましい。さらに、この深さが、４０μｍから１００μｍまでの範囲にあることがより好ましい。本発明においては、磁気ヘッド素子部の所定の突出に必要な印加電力量が、少なくとも６μｍの深さを有する凹部を形成することによって、凹部が形成されていない従来例に対して低減し、特に、凹部の深さが４０μｍ〜１００μｍであれば、この従来例に対して十分顕著な低減効果が得られる。
【００２０】
少なくとも１つの磁気ヘッド素子が、書き込み用の電磁コイル素子及び／又は読み出し用の巨大磁気抵抗効果素子若しくはトンネル磁気抵抗効果素子からなることが好ましい。また、この少なくとも１つの磁気ヘッド素子と少なくとも１つの発熱手段とを上方から覆うように被覆層が形成されていることが好ましい。
【００２１】
読み出し用の磁気ヘッド素子が、面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plain））巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive））素子、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain））ＧＭＲ素子又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive））素子である場合において、これらの素子はいずれも非常に高い磁界感度を有するが、その出力が温度に強く依存する。従って、本発明による薄膜磁気ヘッドの読み出し用の磁気ヘッド素子としてこれらの素子を用いることによって、読み出し動作の際の温度が制御されるので、出力の変動が抑制されつつ、これらの素子の有する高い磁界感度を有効に利用することができる。
【００２２】
本発明によれば、さらに、上述した薄膜磁気ヘッドを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの発熱手段に電流を供給するためのリード線をさらに備えたＨＧＡが提供される。
【００２３】
本発明によれば、さらにまた、上述したＨＧＡを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの発熱手段へ供給する電流を制御する電流制御手段をさらに備えたＨＤＤが提供される。ここで、この電流制御手段が、少なくとも１つの磁気ヘッド素子の動作時に少なくとも１つの発熱手段へ電流を供給する制御手段であることが好ましい。さらに、この電流制御手段が、発熱手段制御信号系を有しており、発熱手段制御信号系が少なくとも１つの磁気ヘッド素子の動作制御信号系とは独立して、少なくとも１つの発熱手段に供給される電流を制御することがより好ましい。
【００２４】
このように、記録再生制御信号系とは独立して、発熱手段制御信号系を設けることによって、書き込み及び読み出し動作とのタイミングを考慮した上で、より多様な通電モードを用いることが可能となり、より適切なｄＭＳの制御を実現することができる。
【００２５】
電流制御手段が、少なくとも１つの磁気ヘッド素子からの再生データ信号中に含まれているアコースティックエミッション（ＡＥ（Acoustic Emission））成分を検出する検出手段を有しており、この検出手段によって検出されたＡＥ成分の検出量に応じて少なくとも１つの発熱手段に供給される電流を制御することが好ましい。ＡＥ成分をモニタすることにより、薄膜磁気ヘッドと磁気ディスク表面との接触の程度／頻度を知ることができる。従って、このＡＥ検出量に応じて、少なくとも１つの発熱手段に供給される電流を制御してヘッド端面の突出を調整することによって、薄膜磁気ヘッドと磁気ディスク表面とのクラッシュを回避することができる。
【００２６】
電流制御手段が、ＨＤＤ内の温度を検出する温度検出手段を有しており、この温度検出手段によって検出された温度に応じて少なくとも１つの発熱手段に供給される電流を制御することもまた好ましい。一般に、ｄＭＳの値はＨＤＤ内の温度の影響を受ける。従って、この検出された温度に応じて少なくとも１つの発熱手段に供給される電流を制御することによって、ｄＭＳ値を一定に保ち、安定した書き込み及び読み出し特性を得ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明による発熱手段を備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えたＨＤＤによれば、発熱体からの熱によるヘッド端面の突出が磁気ヘッド素子部において十分大きくなるので、効率良くｄＭＳを小さい値に設定することが可能であって、サーマルアスペリティ、クラッシュ等も回避することができる。その結果、良好な記録再生特性を得ることができる。
【００２８】
さらに、従来よりも小さい消費電力で必要なだけのヘッド端面の突出を得ることが可能となる。これにより、低消費電力化が必須な携帯電話やモバイル用途の各種機器に搭載可能なＨＤＤを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。
【００３０】
図１は、本発明によるＨＤＤの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図であり、図３は、図２の実施形態におけるＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッド（スライダ）を示す斜視図である。
【００３１】
図１において、１０はスピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の磁気ディスク、１２は薄膜磁気ヘッド（スライダ）をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、１３は薄膜磁気ヘッドの書き込み及び読み出し動作、並びに発熱動作を制御するための記録再生及び発熱制御回路をそれぞれ示している。
【００３２】
アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これらの駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、スライダが、各磁気ディスク１０の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及び薄膜磁気ヘッド（スライダ）は、単数であってもよい。
【００３３】
図２に示すように、ＨＧＡは、サスペンション２０の先端部に、磁気ヘッド素子を有するスライダ２１を固着し、さらにそのスライダ２１の端子電極に配線部材２５の一端を電気的に接続して構成される。
【００３４】
サスペンション２０は、ロードビーム２２と、このロードビーム２２上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２３と、ロードビーム２２の基部に設けられたベースプレート２４と、フレクシャ２３上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２５とから主として構成されている。
【００３５】
本発明のＨＧＡにおけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップを装着してもよい。
【００３６】
図３に示すように、本実施形態における薄膜磁気ヘッド（スライダ）は、互いに積層された書き込み用の電磁コイル素子及び読み出し用のＭＲ効果素子からなる磁気ヘッド素子３０と、これらの素子に接続された４つの信号端子電極３１及び３２と、発熱導電層（図示されておらず）に流す電流用の駆動端子電極３３及び３４とを、その素子形成面３５上に備えている。３６はスライダの浮上面である。なお、これらの端子電極の数及び位置は、図３の形態に限定されるものではない。図３において端子電極は６つであるが、例えば、電極を５つとした上でグランドをスライダ基板に接地した形態でもよい。
【００３７】
図４は、本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施形態をスライダ基板の素子形成面側から透視的に見た平面図である。図５（Ａ）は、図４のＡ−Ａ線断面を含む斜視図である。また、図５（Ｂ）は、図４のＡ−Ａ線断面図である。なお、図５（Ａ）及び（Ｂ）におけるコイル層の巻き数は図を簡略化するため、図４における巻き数より少なく表されている。コイル層は１層、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。さらに、図５（Ｃ）は、発熱手段としての発熱導電層の位置についての１つの変更態様を示す断面図である。
【００３８】
図４において、２つの信号端子電極３１が、電磁コイル素子４４に接続されており、２つの信号端子電極３２が、ＭＲ効果素子４２に接続されている。また、駆動端子電極３３及び３４が、発熱導電層４８に接続されている。
【００３９】
図５（Ａ）において、４０はスライダ基板であり、浮上面３６を有し、書き込み又は読み出し動作時には回転する磁気ディスク表面上において流体力学的に所定の間隙をもって浮上している。このスライダ基板４０の浮上面３６を底面とした際の一つの側面（素子形成面）３５に、読み出し用のＭＲ効果素子４２と、書き込み用の電磁コイル素子４４と、凹部４６及びこの凹部に埋め込まれた熱膨張層４７と、発熱手段としての発熱導電層４８と、放熱層４５とが形成されている。
【００４０】
ＭＲ効果素子４２は、ＭＲ効果層４２ｃと、この層を挟む位置に配置される下部シールド層４２ａ及び上部シールド層４２ｆとを含む。ＭＲ効果層４２ｃは、ＣＩＰ-ＧＭＲ多層膜、ＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜からなり、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感知する。ＭＲ効果層４２ｃがＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜からなる場合、上下部シールド層４２ｆ及び４２ａはそれぞれ上下部電極として兼用される。下部シールド層４２ａ及び上部シールド層４２ｆは磁性層であり、ＭＲ効果層４２ｃに対して雑音となる外部磁界を遮断する役割を有する。
【００４１】
電磁コイル素子４４は、下部磁極層４４ａ、上部磁極層４４ｆ及びコイル層４４ｃを含む。下部磁極層４４ａ及び上部磁極層４４ｆは、コイル層４４ｃによって自身に誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスク表面にまで収束させながら導くための磁路である。なお、ＭＲ効果素子４２の上部シールド層４２ｆと電磁コイル素子４４の下部磁極層４４ａとが一体となって、１つの層で両層の機能を兼ねてもよい。
【００４２】
ＭＲ効果素子４２及び電磁コイル素子４４の磁気ディスク表面側の端は、ヘッド端面５１に達している。ここで、ヘッド端面５１には、保護膜としてＤＬＣ（Diamond Like Carbon）等のコーティングが施されている。なお、ＭＲ効果素子４２及び電磁コイル素子４４の端となっているヘッド端面と磁気ディスク表面との書き込み／読み出し動作時における磁気的な実効距離がｄＭＳとなる。
【００４３】
凹部４６は、スライダ基板４０の素子形成面３５に形成された、断面が矩形又は台形の堀込みである。熱膨張層４７は、この凹部４６に埋め込まれており、熱膨張率が比較的大きい材料によって形成されている。発熱導電層４８は、絶縁層４１を介した熱膨張層４７の直上であって、ＭＲ効果素子４２及び電磁コイル素子４４のヘッド端面５１とは反対側に位置しており、通電によって発熱する導電材料によって形成されている。
【００４４】
発熱導電層４８は、通電によって自らが発した熱を、絶縁層４１を介して熱膨張層４７に伝搬させる。この熱を受け取った熱膨張層４７は、自らが膨張することによって、スライダ基板４０を浮上面３６に対向する磁気ディスクの方向に押し出す。これと同時にＭＲ効果素子４２及び電磁コイル素子４４も同方向に押し出されて、これらの磁気ヘッド素子部のヘッド端面が磁気ディスク方向に突出する。この結果、ｄＭＳをより小さな値にすることができる。このように、この発熱導電層４８への通電動作によってｄＭＳのより小さな値への設定、さらには微小な調整が可能となる。
【００４５】
なお、後述するように、熱膨張層４７と発熱導電層４８との間隔を規定する離隔層としての絶縁層４１の層厚を選択することによって、所定の突出を得るために必要な発熱導電層４８への印加電力を調整することが可能となる。この際、絶縁層４１が設けられずに、発熱導電層４８が、熱膨張層４７上に直接形成されていてもよい。
【００４６】
ここで、凹部４６及び熱膨張層４７の効果について説明する。凹部４６及び熱膨張層４７が存在しない従来構成の場合、発熱導電層４８から下方に伝搬する熱はほぼスライダ基板に吸収されるが、その際、スライダ基板は比較的熱伝導率が良いので放熱板として機能する。このため、発熱導電層４８からの熱の多くは、磁気ヘッド素子の突出に使われずに消散してしまうことになる。一方、本発明の本実施形態によれば、発熱導電層４８から下方に伝搬する熱は、薄い絶縁層４１のみを介して、ほぼ直接的に熱膨張層４７に達し、同層を確実に熱膨張させる。従って、従来構成に比べて、発熱導電層４８からの熱による磁気ヘッド素子の突出効率が大幅に向上する。この結果、従来よりも小さい消費電力で必要なだけのヘッド端面の突出を得ることが可能となる。
【００４７】
なお、発熱導電層４８は、つづら折り形状、螺旋形状、単層状等、種々の形状を取り得る。所定範囲の大きさ及び抵抗値を有し、熱膨張層４６を確実に加熱するものならば、すべて本発明の範囲内である。発熱導電層４８のつづら折り形状の態様については後に詳述する。
【００４８】
また、熱膨張層４７の上面は、後述するようにＣＭＰ等を用いた工程によって、素子形成面３５と面の揃った平滑面になっている。これに対して、図５（Ｃ）に示したように、熱膨張層４７′の上面が素子形成面３５よりも下方に位置しており、この熱膨張層４７′上に、発熱導電層４８′が絶縁層４１′を介して形成されていて、この発熱導電層４８′の下面が素子形成面３５′よりも下方に位置していてもよい。この変更態様においても、発熱導電層４８′からの熱がより確実に熱膨張層４７′に伝搬することにより、スライダ基板及び磁気ヘッド素子を効率良く磁気ディスク方向に突出させることができる。なお、絶縁層４１′が設けられずに、発熱導電層４８′が、熱膨張層４７′上に直接形成されていてもよい。
【００４９】
放熱層４５は、図５（Ｂ）に示したように、下部シールド層４２ａ、上部シールド層４２ｆ及び下部磁極層４４ａのそれぞれと同時に形成された複数の層を含み、これらの上下シールド層及び下部磁極層のヘッド端面５１とは反対側に位置している積層体である。放熱層４５は、電磁コイル素子４４が自ら発生させる熱をオーバーコート層４９（図示されておらず）に放出して電磁コイル素子４４の過度の温度上昇を防止するとともに、発熱導電層４８から磁気ヘッド素子方向への熱流を調整する役割を果たす。
【００５０】
次いで、図５（Ｂ）を用いて、上記の構成を詳述する。スライダ基板４０は、例えばアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等から形成されている。凹部４６は、このスライダ基板４０の素子形成面３５の一部を、イオンミリング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等によって、断面が矩形又は台形になるように堀込むことによって形成されている。堀込み量は、約０.１μｍ〜約１００μｍである。熱膨張層４７は、凹部４６に埋め込まれた例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２等から形成されている。この熱膨張層４７の上面は、ＣＭＰ等によって素子形成面３５と面の揃った平滑面になっている。絶縁層４１は、スライダ基板４０上に積層された例えば厚さ約０.０５μｍ〜約１０μｍのＡｌ２Ｏ３等から形成されている。下部シールド層４２ａは、絶縁層４１上に積層されており、例えば厚さ約０.３μｍ〜約３μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。４２ｂは、下部シールド層４２ａ上に積層された例えばＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等からなる厚さ約０.００５μｍ〜約０.５μｍの下部シールドギャップ層である。
【００５１】
ＭＲ効果層４２ｃは、例えばＣＩＰ-ＧＭＲ多層膜、ＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜から構成される。４２ｄは、例えば磁気バイアス層を備えておりＭＲ効果層４２ｃの両端に接続された例えばＣｕ等からなる素子リード導体層、４２ｅはＭＲ効果層４２ｃ及び素子リード導体層４２ｄ上に積層された例えばＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等からなる厚さ約０.００５μｍ〜約０.５μｍの上部シールドギャップ層である。なお、ＭＲ効果層４２ｃがＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜で構成される場合、上下部シールドギャップ層４２ｅ及び４２ｂ、並びに素子リード導体層４２ｄは不要となる。上部シールド層４２ｆは、上部シールドギャップ層４２ｅ上に積層されており、例えば厚さ約０.３μｍ〜約４μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。なお、上下部シールド層４２ｆ及び４２ａの間隔である再生ギャップ長は、約０.０３μｍ〜約１μｍである。
【００５２】
４３は、上部シールド層４２ｆ上に積層された例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ約０.１μｍ〜約２.０μｍの非磁性層である。下部磁極層４４ａは、非磁性層４３上に積層されており、例えば厚さ約０.３μｍ〜約３μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。なお、上部シールド層４２ｆと下部磁極層４４ａとが一体となって、１つの層で両層の機能を兼ねる場合、非磁性層４３は省略される。４４ｂは、下部磁極層４４ａ上に積層された例えばＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等からなる厚さ約０.０３μｍ〜約０.５μｍ（記録ギャップ長に相当）の磁気ギャップ層である。４４ｄ、４４ｄ´及び４４ｄ´´は、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ約０.１μｍ〜約５μｍのコイル絶縁層である。コイル層４４ｃ及び４４ｃ´は、コイル絶縁層４４ｄ及び４４ｄ´上にそれぞれ積層されており、例えば厚さ約０.５μｍ〜約３μｍのＣｕ等から形成されている。４４ｅ（図５（Ａ）では省略されている）は、コイル層４４ｃの一端に電気的に接続された例えばＣｕ又はＮｉＦｅ等からなるコイルリード導体層である。上部磁極層４４ｆは、下部磁極層４４ａと共に磁極及び磁気ヨークを構成しており、例えば厚さ約０.５μｍ〜約５μｍのＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等から形成されている。
【００５３】
放熱層４５は、下部シールド層４２ａ、上下部シールドギャップ層４２ｅ及び４２ｂ、上部シールド層４２ｆ、非磁性層４３及び下部磁極層４４ａのそれぞれと同時に形成された複数の層が積層されて構成されている。また、４９ａ、４９ｂ及び４９ｃは、例えばＡｌ２Ｏ３等から形成されている平坦化層、４９は、同じくＡｌ２Ｏ３等から形成されているオーバーコート層である。
【００５４】
発熱導電層４８は、熱膨張層４６の直上であって、絶縁層４１上に積層されているが、例えば約０.１μｍ〜約５μｍ程度の厚さを有しており、例えばＮｉＣｕを含む材料、ＮｉＣｒを含む材料又はＴａ単体若しくはＴａを含む材料からなる。この発熱導電層４８の形状及び構成材料については、後に詳述する。
【００５５】
図６は、図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの構成を示す、図４のＢ−Ｂ線断面図である。同図においては、図５と同一の要素が、同じ参照番号を用いて示されている。ただし、図６に示された断面には、ＭＲ効果層４２ｃ、コイルリード導体層４４ｅ、凹部４６、熱膨張層４７、発熱導電層４８及び放熱層４５は現れていない。
【００５６】
図７は、図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの発熱導電層４８の構成を示す平面図である。
【００５７】
図７によると、発熱導電層４８は、１本のラインを層内で蛇行させた発熱部４８ｃと、発熱部４８ｃの両端にそれぞれ接続された引き出し電極４８ａ及び４８ｂとを有しており、所定の長さの通電路となっている。
【００５８】
より具体的には、発熱部４８ａは、所定の始点７０から折り返し点７１まで矩形波状に蛇行するように形成された上り部７６と、折り返し点７１から始点７０の近傍の終点７２まで上り部７６に沿って蛇行しながら戻るように形成された下り部７７と、始点７０と引き出し電極４８ａとを接続する接続部７４と、終点７２と引き出し電極４８ｂとを接続する接続部７５とを有している。また、互いに沿うように形成された上り部７６と下り部７７との間隔Ｗ１は、互いに面する上り部７６同士の間隔Ｗ２及び互いに面する下り部７７同士の間隔Ｗ３と比較して、狭くなるように設定されている。
【００５９】
発熱部４８ｃは、例えば、約０.１μｍ〜約５μｍ程度の厚さを有しており、例えば、ＮｉＣｕを含む材料からなる。ここで、ＮｉＣｕにおけるＮｉの含有割合は、例えば、約１５〜約６０原子％であり、好ましくは２５〜４５原子％である。また、このＮｉＣｕに対する添加物として、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆのうち、少なくとも１つの元素が含まれていてもよい。これらの添加物の含有割合は、５原子％以下であることが好ましい。
【００６０】
また、発熱部４８ｃは、例えば、ＮｉＣｒを含む材料からなっていてもよい。この場合、ＮｉＣｒにおけるＮｉの含有割合は、例えば、約５５〜約９０原子％であり、好ましくは７０〜８５原子％である。また、このＮｉＣｒに対する添加物として、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆのうち、少なくとも１つの元素が含まれていてもよい。これらの添加物の含有割合は、５原子％以下であることが好ましい。
【００６１】
さらにまた、発熱部４８ｃは、例えば、Ｔａ単体又はＴａを含む材料からなっていてもよい。ここで、Ｔａに対する添加物として、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆのうち、少なくとも１つの元素が含まれていてもよい。これらの添加物の含有割合は、５原子％以下であることが好ましい。なお、引き出し電極４８ａ及び４８ｂは、発熱部４６ｃと同じ材料である。
【００６２】
図８は、発熱導電層４８の駆動端子電極３３及び３４の構造を示す、図４におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【００６３】
同図に示された断面には、発熱導電層４８から引き出された引き出し電極４８ａ及び４８ｂが現れている。なお、引き出し電極４８ａ及び４８ｂは、発熱導電層４８と同じ材料で形成されている。引き出し電極４８ａ及び４８ｂ上には、導電性を有する電極膜部材８０ａ及び８０ｂがそれぞれ形成されている。この電極膜部材８０ａ及び８０ｂ上には、この電極膜部材８０ａ及び８０ｂを電極として電界めっきによって形成された、上方に伸びるバンプ８１ａ及び８１ｂがそれぞれ設けられている。電極膜部材８０ａ及び８０ｂ並びにバンプ８１ａ及び８１ｂは、Ｃｕ等の導電材料からなる。電極膜部材８０ａ及び８０ｂの厚みは、約１０ｎｍ〜約２００ｎｍ程度であり、バンプ８１ａ及び８１ｂの厚みは、約５μｍ〜約３０μｍ程度である。
【００６４】
バンプ８１ａ及び８１ｂの上端は、オーバーコート層４９から露出しており、これらの上端には、パッド８２ａ及び８２ｂがそれぞれ設けられている。以上の要素によって駆動端子電極３３及び３４がそれぞれ構成されている。この駆動端子電極３３及び３４を介して、発熱導電層４８に電流が供給されることになる。なお、同様にして、ＭＲ効果素子４２及び電磁コイル素子４４は信号端子電極３１及び３２（図３）と接続されているが、これらの接続構造は、図の簡略化のため図示されていない。
【００６５】
図９は、図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図であり、図４のＡ−Ａ線断面を示している。
【００６６】
以下同図を参照して、本実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する。まず、図９（Ａ）に示すように、スライダ基板４０の素子形成面３５に、例えば、レジストパターンをマスクとして、イオンミリング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等によって、断面が矩形又は台形になるように堀込みを入れ、その後レジストパターンを除去することによって凹部４６を形成する。次いで、例えばスパッタリング法によって、熱膨張層４７を形成するための成膜を行い、この膜を凹部４６に埋め込む。その後、ＣＭＰ等によって、この膜の上方を研磨し、熱膨張層４７の上面が素子形成面３５と面の揃った平滑面になるように熱膨張層４７を形成する。
【００６７】
次いで、図９（Ｂ）に示すように、例えばスパッタリング法によって、素子形成面３５上及び平滑面となった熱膨張層４７の上面上に、絶縁層４１を積層する。次いで、絶縁層４１上に、例えばめっき法及びフォトリソグラフィ法等によって下部シールド層４２ａ及び放熱層の一部４５´を形成する。その後、熱膨張層４７の直上であって、下部シールド層４２ａのヘッド端面５１とは反対側の絶縁層４１上に、例えばスパッタリング法及びフォトリソグラフィ法等によって、発熱部４８ｃと引き出し電極４８ａ及び４８ｂとからなる発熱導電層４８を形成する。
【００６８】
次いで、図９（Ｃ）に示すように、発熱導電層４８を覆うように平坦化層４９ａを形成した後、例えばスパッタリング法及びフォトリソグラフィ法等を用いた公知の方法によって、下部シールドギャップ層４２ｂ、ＭＲ効果層４２ｃ、磁気バイアス層を備えた素子リード導体層４２ｄ及び上部シールドギャップ層４２ｅを形成する。次いで、例えばめっき法及びフォトリソグラフィ法等によって上部シールド層４２ｆ及び放熱層の一部４５´を形成する。その後、平坦化層４９ｂを形成する。以上の工程によって、ＭＲ効果素子４２の形成が完了する。
【００６９】
次いで、図９（Ｄ）に示すように、上部シールド層４２ｆ及び平坦下層４９ｂの上に、例えばスパッタリング法によって非磁性層４３を形成する。次いで、例えばスパッタリング法及びフォトリソグラフィ法等によって、下部磁極層４４ａ及び放熱層の一部４５´を形成する。これにより放熱層４５の形成が完了する。その後、平坦化層４９ｃを形成する。
【００７０】
次いで、下部磁極層４４ａ及び放熱層の一部４５´上に、例えばスパッタリング法及びフォトリソグラフィ法等によって、磁気ギャップ層４４ｂを形成する。さらに、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法等を用いた公知の方法によって、磁気ギャップ層４４ｂの上にコイル絶縁層４４ｄ、コイル層４４ｃ、コイル絶縁層４４ｄ´、コイル層４４ｃ´及びコイル絶縁層４４ｄ´´を順次形成する。その後、上部磁極層４４ｆ及びコイルリード導体層４６ｅを形成する。以上の工程によって、電磁コイル素子４４の形成が完了する。最後に、電磁コイル素子４４を覆うようにオーバーコート層４９を形成する。
【００７１】
図１０は、図１の実施形態におけるＨＤＤの記録再生及び発熱制御回路１３の回路構成を示すブロック図である。また、図１１は、図１の実施形態におけるＨＤＤの発熱導電層制御回路の構成を示すブロック図である。
【００７２】
図１０において、１００は記録再生制御ＬＳＩであり、サーマルアスペリティ（ＴＡ）検出回路１００ａを含む。１０１は、記録再生制御ＬＳＩ１００から記録データを受け取るライトゲート、１０２はライト回路、１０３は、発熱導電層４８への電流値の制御用テーブル等を格納するＲＯＭ、１０５は、ＭＲ効果素子４２へセンス電流を供給する定電流回路、１０６は、ＭＲ効果素子４２の出力電圧を増幅する増幅器、１０７、は記録再生制御ＬＳＩ１００に対して再生データを出力する復調回路、１０８は温度検出器、１０９は、発熱導電層４８の制御回路をそれぞれ示している。
【００７３】
記録再生制御ＬＳＩ１００から出力される記録データは、ライトゲート１０１に供給される。ライトゲート１０１は、記録再生制御ＬＳＩ１００から出力され記録制御信号が書き込み動作を指示するときのみ、記録データをライト回路１０２へ供給する。ライト回路１０２は、この記録データに従ってコイル層４４ｃに書き込み電流を流し、電磁コイル素子４４により磁気ディスク１０（図１）上に書き込みを行う。
【００７４】
記録再生制御ＬＳＩ１００から出力される再生制御信号が読み出し動作を指示するときのみ、定電流回路１０５からＭＲ効果層４２ｃに定電流が流れる。このＭＲ効果素子４２により読み出された信号は増幅器１０６で増幅された後、復調回路１０７で復調され、得られた再生データが記録再生制御ＬＳＩ１００に出力される。
【００７５】
本実施形態における発熱導電層制御回路１０９は、図１１に示すような構成となっている。すなわち、発熱導電層４８の発熱部４８ｃに、直流定電圧回路１０９ａ、スイッチングトランジスタ１０９ｂ及び可変抵抗器１０９ｃによる直列回路が接続されている。記録再生制御ＬＳＩ１００から出力される発熱導電層ＯＮ／ＯＦＦ信号は、スイッチングトランジスタ１０９ｂに供給される。また、記録再生制御ＬＳＩ１００から出力される発熱導電層電流値制御信号は、Ｄ／Ａ変換器１０９ｄにおいてアナログ信号に変換された後、可変抵抗器１０９ｃに供給される。
【００７６】
発熱導電層ＯＮ／ＯＦＦ信号がオン動作指示である場合、スイッチングトランジスタ１０９ｂがオンとなって電流が発熱導電層４８の発熱部４８ｃに流れる。この際の電流値は、可変抵抗器１０９ｃにおいて、アナログに変換された発熱導電層電流値制御信号に応じた値に制御される。
【００７７】
このように、記録及び再生制御信号系とは独立して、発熱導電層ＯＮ／ＯＦＦ信号及び発熱導電層電流値制御信号系を設けることによって、記録再生動作に連動した発熱導電層への通電のみならず、より多様な通電モードを実現することができる。
【００７８】
実際には、書き込み及び読み出し動作に対して所定のタイミングで、発熱導電層４８の発熱部４８ｃに、所定の通電モードに対応した電流が流れる。この電流によって発生した発熱導電層４８からの熱が、熱膨張層４７を熱膨張させて、スライダ基板４０とともに電磁コイル素子４４及びＭＲ効果素子４２のヘッド端面部分を磁気ディスク方向に突出させる。これにより、ｄＭＳを書き込み動作時及び読み出し動作時にのみ小さくすることができる。このように、磁気ヘッド素子の動作時にのみｄＭＳを小さくすることにより、磁気ディスク表面にスライダが衝突するクラッシュの確率をさほど高めることなく、トラック幅の狭小化に伴う信号書き込み能力及び／又は信号読み出し能力の低下を補い、さらに記録ビットの微小化に伴う信号磁界の微弱化に対応することができる。このｄＭＳ値は、発熱部４６ｃに流れる電流を制御する発熱導電層電流値制御信号により精度良く調整することができる。
【００７９】
なお、記録再生及び発熱制御回路１３の回路構成は、図１０及び図１１に示したものに限定されるものでないことは明らかである。記録制御信号及び再生制御信号以外の信号で書き込み動作及び読み出し動作を特定しても良い。また、少なくとも書き込み動作時及び読み出し動作時の両方で発熱導電層４８を発熱させることが望ましいが、書き込み動作時若しくは読み出し動作時の一方でのみ、又は書き込み動作及び読み出し動作が連続する一定期間内において継続して発熱導電層４８を発熱させることも可能である。さらに、発熱導電層４８に通電する電流として、直流だけではなく、交流又はパルス電流等を用いることも可能である。
【００８０】
以下、発熱導電層４８への通電モードの一実施形態について説明する。
【００８１】
最初に、ｄＭＳを制御する発熱導電層への供給電力の初期設定について説明する。一般に、個々の薄膜磁気ヘッドの浮上量はばらつきを示す。従ってｄＭＳもばらつくことになる。そこで、まず磁気ディスクの最内周トラックにおいて再生データ中のＡＥ（Acoustic emission）成分をＴＡ検出回路１００ａによって検出し、基準範囲以上のＡＥが発生する電流量まで発熱導電層４８に通電し、限界電流量を決定する。この電流量をＲＯＭ１０３に記録しておく。最内周トラックを使用する理由は、シーク時のｄＭＳが最内周において最も小さいため、電流量の上限の基準となるからである。その後、ＲＯＭ１０３に記録された一般的な「電流ｖｓ突出量」のテーブルを用いて、所望のｄＭＳとなる電流量を設定する。
【００８２】
次いで、ＨＤＤの通常運転時における電力供給について説明する。まず、上記の設定された電流量を発熱導電層４８に通電した状態にして、書き込み及び読み出し動作を行う。ここで、ＡＥの発生量が基準範囲内ならばそのまま動作させる。基準範囲を超える場合、所定の単位だけ電流量を減少させ、引き続きＡＥ発生量をモニタする。以後、このサイクルを繰り返す。この際、所定の繰り返し回数を経てもＡＥ発生量が基準範囲を超えている場合には、ヘッドの浮上状態が不安定であるか、又はクラッシュの前兆であるとして、使用停止等のフラッグをホストＣＰＵに通知する。
【００８３】
次いで、ｄＭＳの温度補償について説明する。スライダは流体力学的に浮上するため、ｄＭＳはＨＤＤ内部の温度の影響を受ける。さらに、ＴＰＴＰ現象による磁気ヘッド素子の突出量もバックグランドとなるＨＤＤ内部の温度の影響を受ける。そこで、ＲＯＭ１０３に、温度検出器１０８（例えば、抵抗型センサ）の特性及びＴＰＴＰ突出量に基づく「ＨＤＤ内部の温度ｖｓｄＭＳ変化」のテーブルを記憶させておき、温度検出器１０８によって温度をモニタする。ＨＤＤ内部の温度に対応して、このテーブルを参照して電流量を調整し、一定のｄＭＳを確保する。
【００８４】
次いで、ｄＭＳの他の要因による補償について説明する。ｄＭＳは、装置内の気圧変化又は外的振動によっても変動する。しかしながら、通常、ＨＤＤ内に気圧センサ又は振動センサは設置されていない。そこで、まず、ＨＤＤ内部の温度に基づいてｄＭＳの調整を行う。この調整後、ＡＥの発生量がなお基準範囲外となる場合、気圧変化又は振動等によるｄＭＳの変動とみなして、第１の所定量だけ発熱導電層４８に供給する電流を減少させる。ここで、ＡＥ発生量がなお基準範囲外であれば、第２の所定量だけ電流を減少させる。以後、このサイクルを繰り返す。この際、所定の繰り返し回数を経てもＡＥ発生量が基準範囲を超える場合には、ヘッドの浮上状態が不安定であるか、又はクラッシュの前兆であるとして、使用停止等のフラッグをホストＣＰＵに通知する。
【００８５】
さらにｄＭＳは、磁気ディスク内での位置によっても変動する。これは、同一回転数においても内周側と外周側では媒体移動速度が異なるためである。そこで、磁気ディスク内での記録再生位置の半径に応じて、発熱導電層４８に供給される電流を微調整してｄＭＳの一定化を図ることができる。
【００８６】
さらに、カーナビ等、車載用装置等での使用においては、強い振動モード（ＡＥ頻度モード）として、通電を退避モードに設定してｄＭＳを十分に大きくする措置をとることができる。
【００８７】
以下、本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、ｄＭＳの調整に要する印加電力の低減効果を説明する。具体的には、所定のｄＭＳを得るのに必要な発熱導電層への印加電力に対する、発熱導電層及び凹部（熱膨張層）の大きさ及び位置等の影響を説明する。
【００８８】
図１２（Ａ）は、発熱導電層４８及び凹部４６（熱膨張層４７）の大きさ及び位置を規定するパラメータを説明するための図４のＡ−Ａ線断面図であり、図１２（Ｂ）は、同パラメータを説明するための平面図である。
【００８９】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）において、発熱導電層４８のヘッド端面５１に垂直な方向のパターン長を発熱導電層長さＬＨとし、ヘッド端面５１に平行な方向のパターン長を発熱導電層幅ＷＨとする。また、発熱導電層４８のヘッド端面５１側の辺とヘッド端面５１との距離をＤＨとする。同様に、素子形成面３５の凹部４６のヘッド端面５１に垂直な方向の長さを凹部長ＬＣとし、ヘッド端面５１に平行な方向の長さを凹部幅ＷＣとする。また、凹部４６のヘッド端面５１側の辺とヘッド端面５１との距離をＤＣとする。さらに、凹部４６の素子形成面３５からの堀込み深さ、すなわち熱膨張層４７の層厚をＴＥとする。さらに、発熱導電層４８と熱膨張層４７との間隔、すなわち両者を離隔している絶縁層４１の層厚をＴＳとする。これらのパラメータと、所定のｄＭＳを得るのに必要な発熱導電層への印加電力との関係を以下に説明する。
【００９０】
図１３は、２種類の大きさの発熱導電層Ａ及びＢを有する薄膜磁気ヘッドにおける、凹部の堀込み深さＴＥと発熱導電層への必要な印加電力Ｗ６ｎｍとの関係を示す特性図である。ここで、発熱導電層Ａは、ＬＨ＝３０.０μｍ、ＷＨ＝８０.０μｍの大きさを有する。一方、発熱導電層Ｂは、ＬＨ＝３０.０μｍ、ＷＨ＝３０.９μｍであり、発熱導電層Ａよりも小さな面積を有している。また、発熱導電層Ａ、Ｂともに、ＤＨ＝５５.０μｍ、ＴＳ＝０.３μｍである。さらに、凹部は、ＷＣ＝１００.０μｍ、ＬＣ＝６２.０μｍ及びＤＣ＝４３.０μｍである。また、同図において縦軸のＷ６ｎｍは、ＭＲ効果素子部のヘッド端面が６ｎｍ突出するのに必要な電力である。
【００９１】
同図によれば、Ｗ６ｎｍは、発熱導電層Ａ及びＢともに、ＴＥが大きくなるに従って減少し、ＴＥ＝４０.０μｍ以上では、それぞれほぼ一定の値に落ち着く。ここで、凹部が形成されていないＴＥ＝０μｍの場合（同図中、最も左の測定点）をそれぞれ従来例Ａ及びＢとすると、６μｍ以上であるいずれの堀込み深さＴＥにおいても、Ｗ６ｎｍは、それぞれ従来例Ａ及びＢよりも低減し、特に、ＴＥが４０.０μｍ〜１００μｍの範囲にあれば、十分顕著な低減がみられる。なお、例えばＴＥが０.１μｍであっても、凹部が形成されていれば、従来例Ａ＆Ｂに比べて低減効果が認められることは明らかであり、この程度の深さの凹部であっても本発明の範囲内である。また、ＴＥが１００μｍよりも大きくなっても、工程的に負担が増大するだけであって、さらなる低減効果は認められないことがわかっている。
【００９２】
表１に、ＴＥ＝４０.０μｍにおける、発熱導電層Ａ及びＢのＷ６ｎｍの測定値を示す。なお、発熱導電層Ａ及びＢを比較するため、従来例として、上述した従来例Ｂを用いる。
【表１】
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【００９３】
表１によれば、本発明の実施例である発熱導電層Ａ及びＢにおいて、Ｗ６ｎｍが、従来例Ｂに比べてそれぞれ約４４％及び約５９％低減する結果となる。従って、凹部及びこの凹部に埋め込まれた熱膨張層が存在すれば、消費電力の低減効果が認められるが、特に、凹部の堀込み深さＴＥが少なくとも４０.０μｍあれば、十分顕著な消費電力の低減効果が得られることがわかる。また、よりサイズの小さい発熱導電層Ｂの方が、消費電力の低減効果がより顕著であることもわかる。
【００９４】
図１４は、発熱導電層Ａ及びＢよりもヘッド端面から遠い位置にある発熱導電層Ｃにおける、凹部の堀込み深さＴＥと発熱導電層への必要な印加電力Ｗ６ｎｍとの関係を示す特性図である。比較のため、発熱導電層Bを有する薄膜磁気ヘッドのグラフ（図１３のＢと同一のグラフ）も掲載している。同図において、発熱導電層Ｃは、発熱導電層Ｂと同じく、ＬＨ＝３０.０μｍ、ＷＨ＝３０.９μｍ、ＴＳ＝０.３μｍであるが、ヘッド端面からの距離は、ＤＨ＝１３５.０μｍであり、発熱導電層Ｃは、発熱導電層Ｂ（ＤＨ＝５５.０μｍ）よりも、ヘッド端面から、すなわち磁気ヘッド素子からより離れた位置にある。また、凹部は、ＷＣ＝１００.０μｍ、ＬＣ＝６２.０μｍ及びＤＣ＝４３.０μｍである。
【００９５】
同図によれば、発熱導電層ＣのＷ６ｎｍは、ＴＥが大きくなるに従って減少し、図１３と同じくＴＥ＝４０.０μｍ以上でほぼ一定の値に落ち着く。しかしながら、従来例Ｂ（ＤＨ＝５５.０μｍ）と比べると、Ｗ６ｎｍはいずれにおいても、なお大きな値となっている。このように、発熱導電層がヘッド端面、すなわち磁気ヘッド素子から、大きく離隔した場合（ＤＨ＝１３５.０μｍ）においても、凹部及び熱膨張層の存在による消費電力の低減効果が見られる。しかしながら、磁気ヘッド素子から適当に近い距離（ＤＨ＝５５.０μｍ）の場合に比べて、消費電力は大きくなってしまう。一方、図１３に示した発熱導電層Ａ及びＢのように、発熱導電層がヘッド端面、すなわち磁気ヘッド素子から適当に近い距離（ＤＨ＝５５.０μｍ）であれば、十分顕著な消費電力の低減効果が得られることがわかる。
【００９６】
図１５は、３種類の大きさの凹部ａ、ｂ及びｃを有する薄膜磁気ヘッドにおける、凹部の大きさと発熱導電層への必要な印加電力Ｗ６ｎｍとの関係を示す特性図である。同図において、凹部ａは、ＷＣ＝４０.０μｍ、ＬＣ＝４０.０μｍ及びＤＣ＝５０.０μｍであり、凹部ｂは、ＷＣ＝１００.０μｍ、ＬＣ＝６２.０μｍ及びＤＣ＝４３.０μｍであり、凹部ｃは、ＷＣ＝１００.０μｍ、ＬＣ＝１００.０μｍ及びＤＣ＝２８.０μｍである。すなわち、素子形成面上に現れた面積の大小関係は、凹部ａ＜凹部ｂ＜凹部ｃとなっている。また、堀込み深さは、ＴＥ＝１０.０μｍである。さらに、発熱導電層の大きさ及び位置は、発熱導電層Ｂと同じく、ＬＨ＝３０.０μｍ、ＷＨ＝３０.９μｍ、ＤＨ＝５５.０μｍ及びＴＳ＝０.３μｍである。
【００９７】
同図によれば、Ｗ６ｎｍは、凹部ａ、ｂ及びｃのいずれの場合も、従来例Ｂに比べて低減している。また、凹部が大きくなるに従ってより減少する。
【００９８】
表２に、これらのＷ６ｎｍの測定値を示す。
【表２】
2006196141.tif 000004
【００９９】
表２によれば、本発明の実施例である凹部ａ、ｂ及びｃにおいて、Ｗ６ｎｍが、従来例Ｂに比べてそれぞれ約２４％、３３％及び約３９％低減する結果となる。従って、同表の範囲の凹部において、十分顕著な消費電力の低減効果が得られることがわかる。また、凹部の大きさが大きいほど消費電力の低減効果がより顕著となることもわかる。
【０１００】
しかしながら、凹部をさらに大きくすると、実際には凹部の一部が、磁気ヘッド素子、特に電磁コイル素子の直下に位置してしまう。この位置する度合いが大きくなると、書き込み電流による電磁コイル素子からの熱によるＴＰＴＰも増大してしまう。発熱導電層によるＴＰＴＰによってｄＭＳを確実に調整するためには、この電磁コイル素子によるＴＰＴＰは小さい方が好ましい。従って、実際には、凹部の大きさは、必要な消費電力低減分と許容される電磁コイル素子によるＴＰＴＰ分との兼ね合いで決定されることになる。
【０１０１】
図１６は、放熱層が存在しない薄膜磁気ヘッドにおける、凹部の堀込み深さＴＥと発熱導電層への必要な印加電力Ｗ６ｎｍとの関係を示す特性図である。比較のため、放熱層が存在する薄膜磁気ヘッドのグラフ（図１３のＢと同一のグラフ）も掲載している。同図において、発熱導電層の大きさ及び位置は、発熱導電層Ｂと同じく、ＬＨ＝３０.０μｍ、ＷＨ＝３０.９μｍ、ＤＨ＝５５.０μｍ、及びＴＳ＝０.３μｍである。さらに、さらに、凹部は、ＷＣ＝１００.０μｍ、ＬＣ＝６２.０μｍ及びＤＣ＝４３.０μｍである。
【０１０２】
同図によれば、Ｗ６ｎｍは、放熱層が存在しない場合においても、存在する場合と同様にＴＥが大きくなるに従って減少し、ＴＥ＝４０.０μｍ以上ではほぼ一定の値に落ち着く。ここで、従来例Ｂに比べても、凹部の堀込み深さＴＥが４０.０μｍ以上においては、十分顕著なＷ６ｎｍの低減がみられる。
【０１０３】
表３に、凹部の堀込み深さＴＥ＝４０.０μｍにおける、放熱層が存在しない場合及び存在する場合のＷ６ｎｍの測定値を示す。
【表３】
2006196141.tif 000005
【０１０４】
表３によれば、放熱層が存在しない場合においても、Ｗ６ｎｍが、従来例Ｂに比べて約６０％低減し、放熱層が存在する場合とほぼ同じ程度の消費電力低減効果が得られることがわかる。すなわち、本発明による薄膜磁気ヘッドにおいては、凹部に埋め込まれた熱膨張層及びスライダ基板の作用による磁気ヘッド素子の突出が大勢を占めており、放熱層の有無は消費電力にあまり影響しないと考えられる。
【０１０５】
図１７は、発熱導電層及び熱膨張層の間隔ＴＳと発熱導電層への必要な印加電力Ｗ６ｎｍとの関係を示す特性図である。同図において、発熱導電層は発熱導電層Ｂと同じく、ＬＨ＝３０.０μｍ、ＷＨ＝３０.９μｍ、ＤＨ＝５５.０μｍである。また、凹部の堀込み深さＴＥ＝１０.０μｍである。さらに、凹部は、ＷＣ＝１００.０μｍ、ＬＣ＝６２.０μｍ及びＤＣ＝４３.０μｍである。
【０１０６】
同図によれば、Ｗ６ｎｍは、いずれのＴＳの場合も、従来例Ｂに比べて低減している。また、ＴＳが増加するにつれてより減少する。
【０１０７】
表４に、これらのＷ６ｎｍの測定値を示す。
【表４】
2006196141.tif 000006
【０１０８】
表４によれば、本発明の実施例であるＴＳ＝０.３、１.０、５.０及び１０.０μｍにおいて、Ｗ６ｎｍが、従来例Ｂに比べてそれぞれ約３３％、約３７％、約４１％及び約４７％低減する結果となる。従って、同表の範囲のＴＳにおいて、十分顕著な消費電力の低減効果が得られることがわかる。また、ＴＳが大きいほど消費電力の低減効果がより顕著となることもわかる。
【０１０９】
しかしながら、ＴＳは、絶縁層４１の層厚でもあり、ＴＳが大きくなるほど絶縁層４１の全体積も大きくなる。ここで、絶縁層４１は、磁気ヘッド素子の直下全体にも形成されている。その結果、ＴＳを大きくし過ぎると、絶縁層４１の膨張が大きく影響して、書き込み電流による電磁コイル素子からの熱によるＴＰＴＰも増大してしまう。上述したように、発熱導電層によるＴＰＴＰによってｄＭＳを確実に調整するためには、この電磁コイル素子によるＴＰＴＰは小さい方が好ましい。従って、実際には、ＴＳの値は、必要な消費電力低減分と許容される電磁コイル素子４４によるＴＰＴＰ分との兼ね合いで決定されることになる。
【０１１０】
なお、以上に述べた本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、発熱導電層４８は熱膨張層４７の直上に位置しているが、例えば、発熱導電層を、素子形成面の凹部の底面上に設けて、その上を熱膨張層で覆う構成も考えられる。しかしながら、この構成では、この凹部の底面上に成膜された発熱導電層用の膜をパターニングする際、パターニング精度がどうしても低下する。その結果、発熱部の形状のばらつきによって発熱導電層の抵抗値がばらつき、発熱量の微妙な設定及び制御が困難になる。これに対して、本発明による薄膜磁気ヘッドの発熱導電層４８は、ＣＭＰ等によって素子形成面３５と面の揃った平滑面となっている熱膨張層４７上に、薄い絶縁層４１を介して形成されているので、パターニング精度が十分に確保されて抵抗値の設計が容易となり、発熱量の微妙な設定及び制御が可能となる。
【０１１１】
さらに、以上に述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明によるＨＤＤの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２の実施形態におけるＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。
【図４】本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施形態をスライダ基板の素子形成面側から透視的に見た平面図である。
【図５】図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの構成を示す、図４のＡ−Ａ線断面を含む斜視図及びＡ−Ａ線断面図、並びに発熱導電層の位置についての変更態様を示す断面図である。
【図６】図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの構成を示す、図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの発熱導電層の構成を示す平面図である。
【図８】発熱導電層の駆動端子電極の構造を示す、図４におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図９】図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図である。
【図１０】図１の実施形態におけるＨＤＤの記録再生及び発熱制御回路の回路構成を示すブロック図である。
【図１１】図１の実施形態におけるＨＤＤの発熱導電層制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】発熱導電層及び凹部（熱膨張層）の大きさ及び位置を規定するパラメータを説明するための図４のＡ−Ａ線断面図及び平面図である。
【図１３】２種類の大きさの発熱導電層を有する薄膜磁気ヘッドにおける、凹部の堀込み深さＴＥと発熱導電層への必要な印加電力Ｗ６ｎｍとの関係を示す特性図である。
【図１４】ヘッド端面から遠い位置にある発熱導電層における、凹部の堀込み深さＴＥと発熱導電層への必要な印加電力Ｗ６ｎｍとの関係を示す特性図である。
【図１５】３種類の大きさの凹部を有する薄膜磁気ヘッドにおける、凹部の大きさと発熱導電層への必要な印加電力Ｗ６ｎｍとの関係を示す特性図である。
【図１６】放熱層が存在しない薄膜磁気ヘッドにおける、凹部の堀込み深さＴＥと発熱導電層への必要な印加電力Ｗ６ｎｍとの関係を示す特性図である。
【図１７】発熱導電層及び熱膨張層の間隔ＴＳと発熱導電層への必要な印加電力Ｗ６ｎｍとの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１０  磁気ディスク
１１  スピンドルモータ
１２  アセンブリキャリッジ装置
１３  記録再生及び発熱制御回路
１４  駆動アーム
１５  ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６  ピボットベアリング軸
１７  ＨＧＡ
２０  サスペンション
２１、４０  スライダ基板
２２  ロードビーム
２３  フレクシャ
２４  ベースプレート
２５  配線部材
３０  書き込み及び読み出し磁気ヘッド素子
３１、３２  信号端子電極
３３、３４  駆動端子電極
３５、３５′  素子形成面
３６  浮上面
４１、４１′  絶縁層
４２  ＭＲ効果素子
４２ａ  下部シールド層
４２ｂ  下部シールドギャップ層
４２ｃ  ＭＲ効果層
４２ｄ  素子リード導体層
４２ｅ  上部シールドギャップ層
４２ｆ  上部シールド層
４３  非磁性層
４４  電磁コイル素子
４４ａ  下部磁極層
４４ｂ  磁気ギャップ層
４４ｃ、４４ｃ´  コイル層
４４ｄ、４４ｄ´、４４ｄ´´  コイル絶縁層
４４ｅ  コイルリード導体層
４４ｆ  上部磁極層
４５  放熱層
４６  凹部
４７、４７′  熱膨張層
４８、４８′  発熱導電層
４８ａ、４８ｂ  引き出し電極
４８ｃ  発熱部
４９  オーバーコート層
４９ａ、４９ｂ、４９ｃ  平坦化層
５１  ヘッド端面
７０  始点
７１  折り返し点
７２  終点
７６  上り部
７７  下り部
７４、７５  接続部
８０ａ、８０ｂ  電極膜部材
８１ａ、８１ｂ  バンプ
８２ａ、８２ｂ  パッド
１００  記録再生制御ＬＳＩ
１００ａ  ＴＡ検出回路
１０１  ライトゲート
１０２  ライト回路
１０３  ＲＯＭ
１０５  定電流回路
１０６  増幅器
１０７  復調回路
１０８  温度検出器
１０９  発熱導電層制御回路
１０９ａ  直流定電圧回路
１０９ｂ  スイッチングトランジスタ
１０９ｃ  可変抵抗器
１０９ｄ  Ｄ／Ａ変換器
【図１】
2006196141.tif 000007
【図２】
2006196141.tif 000008
【図３】
2006196141.tif 000009
【図４】
2006196141.tif 000010
【図５】
2006196141.tif 000011
【図６】
2006196141.tif 000012
【図７】
2006196141.tif 000013
【図８】
2006196141.tif 000014
【図９】
2006196141.tif 000015
【図１０】
2006196141.tif 000016
【図１１】
2006196141.tif 000017
【図１２】
2006196141.tif 000018
【図１３】
2006196141.tif 000019
【図１４】
2006196141.tif 000020
【図１５】
2006196141.tif 000021
【図１６】
2006196141.tif 000022
【図１７】
2006196141.tif 000023