(57)【要約】【課題】  記録磁界の磁界強度分布が良好でかつサイドイレーズを抑制し、高密度記録が可能な垂直記録用磁気ヘッドおよび記憶装置を提供する。【解決手段】  垂直記録用磁気ヘッド１０の記録素子２０は、媒体対向面１１に主磁極２１と非磁性部２２を介して副磁極先端部３０が対向して設けられる。副磁極先端部３０は主磁極２１側から、第１低Ｂｓ部３１、高Ｂｓ部３２がこの順に配置され、高Ｂｓ部３２のトラック幅方向およびトレーリング側には第２低Ｂｓ部３３が配置される。高Ｂｓ部３２は、第１低Ｂｓ部３１および第２低Ｂｓ部３３よりも飽和磁束密度が高い軟磁性の強磁性材料からなり、高Ｂｓ部３２のトラック幅方向の幅を主磁極２１のトレーリング側の幅と略同等以上でかつ２倍以下に設定する。【選択図】  図３
2006277905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録方向に沿って配置され、記録磁界を印加する主磁極と、該主磁極に対向し該記録磁界のリターンパスとなる副磁極と、主磁極と副磁極を磁気的に接続するヨークを有する記録素子を備える垂直記録用磁気ヘッドであって、
前記副磁極は、主磁極に対向する側に副磁極先端部を有し、
前記副磁極先端部は、主磁極側から順に、
前記記録方向に対して垂直な幅方向に延在する第１の軟磁性部と、
前記第１の軟磁性部に接し、主磁極の記録方向に沿う中心線上に、該中心線に対して幅方向に略対称に配置された第２の軟磁性部と、該第２の軟磁性部の幅方向の両側に第３の軟磁性部とを有し、
前記第２の軟磁性部は、第１の軟磁性部および第３の軟磁性部よりも飽和磁束密度の高い強磁性材料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２】
前記副磁極は、主磁極に対してトレーリング側に配設され、副磁極先端部のトレーリング側に記録方向に沿って副磁極接続部と、前記ヨークに接続された副磁極主部をこの順で有し、
前記副磁極接続部が、その基部を副磁極主部に接すると共に、その先端部を副磁極先端部と接し、
前記副磁極先端部は、副磁極接続部よりも媒体対向面に垂直な方向の長さが短いことを特徴とする請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項３】
前記第２の軟磁性部の幅は、主磁極の副磁極先端部に対向する側の幅に対して同等以上でかつ２倍以下であること特徴とする請求項１または２記載の垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項４】
前記第２の軟磁性部の強磁性材料がＮｉＦｅを主成分とする材料からなり、前記第１の軟磁性部および第３の軟磁性部の強磁性材料は、そのＦｅ濃度が第２の軟磁性部の強磁性材料のＦｅ濃度よりも低いＮｉＦｅまたはＮｉＦｅ−Ｘ（Ｘ＝Ｔａ、Ｍｏ、ＣｒおよびＣｕなる群のうち少なくとも１種を含む）からなることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか一項記載の垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項５】
基板と、該基板上に軟磁性裏打ち層および垂直磁化膜からなる記録層とが順次積層されてなる磁気記録媒体と、
請求項１〜４のうち、いずれか一項記載の垂直記録用磁気ヘッドと、を備える磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直記録用磁気ヘッドおよび磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気記憶装置は、磁気記録媒体の記録層に、基板面に対して平行に磁化を形成する面内記録方式が主流である。面内記録方式は、記録密度を向上するに伴い記録された磁化の大きさが経時的に減少する、いわゆる記録された磁化の熱安定性が問題となっている。これに対して、磁気記録媒体の記録層に、基板面に対して垂直方向に磁化を形成する垂直記録方式が提案されている。垂直記録方式は面内記録方式よりも記録された磁化の熱安定性が高いため、面内記録方式よりも高い記録密度を達成できると期待されている。
【０００３】
図１に示すように、従来の垂直記録用磁気ヘッドは、媒体対向面側に、磁気抵抗効果（ＭＲ）膜１０４とそれを挟むシールド部１０２、１０３からなる再生素子１０１と、主磁極１０６と副磁極１０７からなる記録素子１０５を有する。再生素子１０１と記録素子１０５は、磁気記録媒体が移動する方向（矢印で示す方向）に沿ってこの順に配列されている。垂直記録用磁気ヘッドは、記録の際は、主磁極１０６から磁気記録媒体の記録層に膜面に対して垂直方向に記録磁界を印加する。磁気記録媒体は、基板上に軟磁性裏打ち層と記録層を有し、記録磁界は記録層を磁化させ、軟磁性裏打ち層からさらに副磁極１０７側の記録層を介して副磁極１０７から吸い込まれる。主磁極１０６の磁極幅は磁気記録媒体のトラック幅と同等に形成される。一方、副磁極１０７は記録磁界のリターンパスとして磁界を吸い込むためトラック幅方向に延びて形成されている。
【特許文献１】特開２００４−０９５００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１に示す構造では、副磁極１０７に吸い込まれる磁界がトラック幅方向に広がるので、記録トラックに隣接するトラックに既に記録されている磁化に影響を与える。すなわち、記録トラックに隣接するトラックは、記録が行われる度に磁界が印加されるため、その磁化が次第に減少する問題、すなわち副磁極１０７によるサイドイレーズが発生するという問題が生ずる。
【０００５】
一方、副磁極１０７のトラック幅方向の幅を単に狭くして、隣接トラックに印加される磁界を低減することも考えられるが、この場合、記録トラックにおいて副磁極１０７に吸い込まれる磁界強度が増加する。その結果、主磁極１０６からの記録磁界により記録された磁化が副磁極１０７に吸い込まれる磁界により減磁してしまう。このような場合、Ｓ／Ｎ比が劣化し、エラーが発生し易くなる。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、記録磁界の磁界強度分布が良好でかつサイドイレーズを抑制し、高密度記録が可能な垂直記録用磁気ヘッドおよび記憶装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によれば、記録方向に沿って配置され、記録磁界を印加する主磁極と、該主磁極に対向し該記録磁界のリターンパスとなる副磁極と、主磁極と副磁極を磁気的に接続するヨークを有する記録素子を備える垂直記録用磁気ヘッドであって、前記副磁極は、主磁極に対向する側に副磁極先端部を有し、前記副磁極先端部は、主磁極側から順に、前記記録方向に対して垂直な幅方向に延在する第１の軟磁性部と、前記第１の軟磁性部に接し、主磁極の記録方向に沿う中心線上に、該中心線に対して幅方向に略対称に配置された第２の軟磁性部と、該第２の軟磁性部の幅方向の両側に第３の軟磁性部とを有し、前記第２の軟磁性部は、第１の軟磁性部および第３の軟磁性部よりも飽和磁束密度の高い強磁性材料からなることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッドが提供される。
【０００８】
本発明によれば、主磁極のトレーリング側に副磁極先端部を設け、副磁極先端部は主磁極側から、第１の軟磁性部、第２の軟磁性部がこの順に配置され、第２の軟磁性部のトラック幅方向およびトレーリング側には第３の軟磁性部が配置される。第２の軟磁性部を所定の幅に形成することで、主磁極のトレーリング側の記録磁界の勾配を急峻な状態に維持しつつ、副磁極が吸い込む磁界強度を低減してオフトラック位置のサイドイレーズを抑制できる。その結果、サイドイレーズによるＳ／Ｎ比の劣化を抑制し、高記録密度化が可能となる。
【０００９】
本発明の他の観点によれば、基板と、該基板上に軟磁性裏打ち層および垂直磁化膜からなる記録層とが順次積層されてなる磁気記録媒体と、上記の垂直記録用磁気ヘッドと、を備える磁気記憶装置が提供される。
【００１０】
本発明によれば、垂直記録用磁気ヘッドが磁気記録媒体に記録する際のサイドイレーズによるＳ／Ｎ比の劣化を抑制し、高記録密度化が可能な磁気記憶装置が実現できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、記録磁界の磁界強度分布が良好でかつサイドイレーズを抑制し、高密度記録が可能な垂直記録用磁気ヘッドおよび記憶装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面を参照しつつ実施の形態を説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る垂直記録用磁気ヘッドの素子部の断面図、図３は図２に示す垂直記録用磁気ヘッドの記録素子を媒体対向面側から視た図である。図２には、磁気記録媒体を合わせて示している。図２および図３において、Ｘ1方向をトレーリング方向（あるいはトレーリング側）、Ｘ2方向をリーディング方向（あるいはリーディング側）と称する。また、Ｘ1方向およびＸ2方向を厚さ方向とも称する。Ｘ1方向は磁気記録媒体の移動方向であり、すなわち記録動作の際の記録方向である。すなわち、トレーリング方向（あるいはトレーリング側）は、記録方向の下流方向（あるいは下流側）である。Ｙ1方向およびＹ2方向をトラック幅方向と称する。Ｚ1方向を奥行き方向、Ｚ2方向を媒体対向面方向（あるいは媒体対向面方向）と称する。
【００１４】
図２および図３を参照するに、垂直記録用磁気ヘッド１０は、磁気記録媒体４０に対向する面１１（以下、「媒体対向面」と称する。）側に磁気抵抗効果（ＭＲ）膜１７を有する再生素子１５および記録素子２０を有する。磁気記録媒体４０は、垂直磁化膜からなる記録層４３とその基板４１側に軟磁性膜からなる軟磁性裏打ち層４２を有する。垂直記録用磁気ヘッド１０は、例えば、磁気記録媒体４０上を浮上する浮上型の磁気ヘッドでもよく、磁気記録媒体４０に略接触する接触型の磁気ヘッドでもよい。
【００１５】
再生素子１５は、軟磁性材料からなる下部シールド層１６と上部シールド層１９との間に非磁性部１８を介して媒体対向面１１側にＭＲ膜１７が設けられた構成からなる。ＭＲ膜１７は、記録層４３の磁化の方向を電気抵抗変化として検知して再生信号を得て、記録層４３に記録された情報を再生する。ＭＲ膜１７は、ＣＩＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ−Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ）型あるいはＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ−Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ−ｔｏ−Ｐｌａｎｅ）型のスピンバルブ膜、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）膜のいずれでもよく、特に制限はない。
【００１６】
記録素子２０は、媒体対向面１１側に主磁極２１と、アルミナ膜からなる非磁性部２２を介して副磁極２３が設けられている。主磁極２１は奥行き方向（Ｚ1方向）側に下部補助磁極２４と共にヨーク２５を介して副磁極２３と磁気的に接続されている。さらに、ヨーク２５を巻回する記録コイル２６が設けられている。記録コイル２６に記録信号（記録電流）を流すことでヨーク２５に記録磁界が誘導され、主磁極２１の先端部２１ａ→記録層４３→軟磁性裏打ち層４２→記録層４３→副磁極２３の経路で記録素子２０から磁気記録媒体４０に記録磁界ＨMPが印加され、副磁極２３から磁界ＨSPが吸い込まれる。記録の際は、この経路に沿って記録磁界の向きが交互に反転することで、記録層４３に上向きと下向きの磁化が形成される。なお、説明の便宜上、記録磁界は主磁極２１から流出し、副磁極２３から吸い込まれるとする。
【００１７】
主磁極２１は、媒体対向面１１の形状がトレーリング側の辺がリーディング側の辺よりも長い台形状となっている。このような形状することで、主磁極２１から記録層４３に印加されるトレーリング側の記録磁界分布を好ましい分布にすることができる。すなわち、記録磁界のトラック幅方向の広がりを抑制し、トラックエッジノイズを低減する。なお、以下、主磁極２１の幅（主磁極幅）はトレーリング側の辺の長さとする。
【００１８】
主磁極２１はＦｅ、Ｎｉ、またはＣｏを含む軟磁性の強磁性材料からなる。主磁極２１の強磁性材料は飽和磁束密度Ｂｓが高い程好ましい。ただし、主磁極２１に適する強磁性材料では、最大の飽和磁束密度Ｂｓが２．４Ｔであるので、２．０Ｔ〜２．４Ｔの範囲の強磁性材料から選択されることが特に好ましい。
【００１９】
主磁極２１の強磁性材料としては、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、またはＮｉＦｅを主成分とする材料が挙げられる。主磁極２１に好適な強磁性材料としては、例えば、ＦｅＣｏ（例えばＦｅ70Ｃｏ30）、ＦｅＣｏＮｉやＦｅＣｏＡｌＯ等のＦｅＣｏ合金、ＦｅＮ、ＦｅＳｉＮ、Ｎｉ50Ｆｅ50、ＣｏＺｒＮｂ等が挙げられる。
【００２０】
副磁極２３は、媒体対向面１１側で主磁極２１に向かって突出するように設けられている。副磁極２３は、主磁極２１側から、副磁極先端部３０、副磁極接続部３４、副磁極主部３５がこの順に配置される。副磁極先端部３０は奥行き（媒体対向面１１からＺ1方向の長さ）が副磁極接続部３４および副磁極主部３５よりも低減されている。このようにすることで、副磁極２３が吸い込む磁界を極端に増加させないことにより、主磁極２１から発生する記録磁界を低下させることがない。このように主磁極２１に近接して副磁極先端部３０を設けることで、主磁極２１から磁気記録媒体に印加される記録磁界の磁界強度分布を好ましい分布にすることができる。
【００２１】
副磁極先端部３０は、さらに、主磁極２１側から、第１低Ｂｓ部３１、高Ｂｓ部３２がこの順に配置され、高Ｂｓ部３２のトラック幅方向およびトレーリング側には第２低Ｂｓ部３３が配置される。後ほど詳述するが、高Ｂｓ部３２は、第１低Ｂｓ部３１および第２低Ｂｓ部３３よりも飽和磁束密度が高い強磁性材料からなる。
【００２２】
図４（Ａ）および（Ｂ）は本発明の効果を説明するための図である。図４（Ａ）は、図３の媒体対向面側から視た記録素子を方向を変えて示したものであり、図４（Ｂ）は、記録磁界が印加された場合の、記録層中心（図２に示す記録層４３の厚さ方向の中心）での磁界強度を示す図である。この磁界強度は記録層の膜面に対して垂直方向の磁界成分の大きさを示しており、図２においてＺ2方向の磁界を正値としている。磁界強度は主磁極２１に対向する位置からトレーリング方向に沿って第２低Ｂｓ部３３に対向する位置までを示しており、図４（Ａ）に示す記録素子の配置に対応させて示している。なお、磁界強度は符号ＣＬで示すトラック中心線上（オントラック位置）の磁界強度を破線で示し、トラックＴＲＫから外れた位置（オフトラック位置）の磁界強度を実線で示している。
【００２３】
図４（Ｂ）では、主磁極２１に対応し、オントラック位置での最大の磁界強度をＨMP1、オフトラック位置での最大の磁界強度をＨMP2とする。また、副磁極先端部３０に対応し、オントラック位置での最大の磁界強度をＨSP1、オフトラック位置での最大の磁界強度をＨSP2とする。また、記録層４３の磁化反転が起こる磁界強度をＨａとして示している。以下、図２および図３と、適宜図４を参照しつつ副磁極２３を詳しく説明する。
【００２４】
第１低Ｂｓ部３１は、主磁極２１に対向し非磁性部２２を介して設けられている。第１低Ｂｓ部３１は、所定の厚さを有すると共にトラック幅方向および奥行き方向に延在する。第１低Ｂｓ部３１の幅は、高Ｂｓ部３２の幅よりも広く設定される。このように設定することで、第１低Ｂｓ部３１を設けない場合よりも高Ｂｓ部３２に吸い込まれる磁界の強度（図４（Ｂ）に示すＨSP1）を低減できる。その結果、記録時に主磁極２１側で記録した磁化を副磁極２３に吸い込まれる磁界で減磁させることを抑制できる。
【００２５】
高Ｂｓ部３２は、第１低Ｂｓ部３１のトレーリング側に接して設けられる。高Ｂｓ部３２は、所定の厚さおよびトラック幅方向に所定の幅を有し、奥行き方向に延在する。高Ｂｓ部３２は、主磁極２１のトラック幅方向に対する中心線であるトラック中心線ＣＬに高Ｂｓ部３２の幅方向の中心が一致するように形成される。このように形成することで、トラック幅方向の磁界強度分布をトラック中心線ＣＬに対して対称にすることができる。
【００２６】
高Ｂｓ部３２の幅は、主磁極２１の幅に対して略同等以上に設定されることが好ましい。高Ｂｓ部３２の幅が主磁極２１の幅よりも狭くなると、高Ｂｓ部３２に吸い込まれる磁界の強度（図４（Ｂ）に示すＨSP1）が増加し、主磁極２１で記録した磁化を副磁極２３で減磁させる傾向になる。ただし、高Ｂｓ部３２の幅は、主磁極２１の幅の２倍以下に設定することが好ましい。高Ｂｓ部３２の幅が主磁極２１の幅の２倍を超えると、主磁極２１の記録磁界分布が磁気記録媒体の記録層の面内方向に広がる。このような場合、オフトラック位置で副磁極２３に吸い込まれる磁界の強度（図４（Ｂ）に示すＨSP2）が増加し、オフトラック位置に記録された磁化を減磁するサイドイレーズの程度が増加する。
【００２７】
さらに後ほど説明する実施例により、高Ｂｓ部３２の幅は、主磁極２１の幅に対して略同等以上でかつその２倍以下であることがより好ましい。また、高Ｂｓ部３２の厚さは、高Ｂｓ部３２の全体積により適宜調整されるが、プロセスの容易さと吸い込む磁界強度に依存する効果の点で、５０ｎｍ〜５００ｎｍに設定することが好ましい。
【００２８】
第２低Ｂｓ部３３は、第１低Ｂｓ部３１および高Ｂｓ部３２のトレーリング側に接して設けられる。第２低Ｂｓ部３３は、トラック幅方向および奥行き方向に延在する。このようにすることで、第２低Ｂｓ部３３を設けずに非磁性材料とする場合よりも、高Ｂｓ部３２に吸い込まれる磁界強度（図４（Ｂ）に示すＨSP1）を低減できる。なお、第２低Ｂｓ部３３は高Ｂｓ部３２のトレーリング側にも設けてあるが、必須ではない。
【００２９】
また、副磁極先端部３０と主磁極２１との距離、すなわち第１低Ｂｓ部のリーディング側と主磁極２１のトレーリング側の距離は、１０ｎｍ〜１００ｎｍに設定されることが好ましい。このように設定することで、主磁極２１から流出しトレーリング側に広がる記録磁界のうち磁界強度の低い磁界は軟磁性裏打ち層４２の深い部分に到達せず、記録層４３に斜め方向に入射し、さらに副磁極先端部３０に吸い込まれる。記録層の膜面に対して垂直方向から角度をもって入射した磁界は記録層４３の磁化を反転させ易く、実効的な磁界強度が増加する。これに伴い図４（Ｂ）に示す主磁極２１に対向するオントラック位置のトレーリング側の磁界強度Ｈａにおける勾配が急峻になる。その結果、記録磁界の磁界強度分布が良好となり、記録素子の記録分解能が向上する。
【００３０】
副磁極先端部３０は奥行き（媒体対向面１１からＺ1方向の長さ）が例えば５０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲に設定される。これにより、副磁極先端部３０に吸い込まれる磁界が増加し、また、主磁極２１からの記録磁界の磁界強度分布が良好となる。
【００３１】
高Ｂｓ部３２は、Ｆｅ、Ｎｉ、またはＣｏを含む軟磁性の強磁性材料からなる。高Ｂｓ部３２の強磁性材料は、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、またはＮｉＦｅを主成分とする強磁性材料から選択されることが好ましく、飽和磁束密度が高い点で、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＦｅＣｏＡｌＯ、あるいはＮｉ50Ｆｅ50がより好ましい。
【００３２】
一方、第１低Ｂｓ部３１および第２低Ｂｓ部３３は、高Ｂｓ部３２の強磁性材料よりも飽和磁束密度の低い軟磁性の強磁性材料からなる。第１低Ｂｓ部３１および第２低Ｂｓ部３３は、ＮｉＦｅまたはＮｉＦｅ−Ｘからなり、ＸがＴａ、Ｍｏ、ＣｒおよびＣｕなる群のうち少なくとも１種を含む強磁性材料から選択されることが好ましい。
【００３３】
第１低Ｂｓ部３１および第２低Ｂｓ部３３は、高Ｂｓ部３２がＮｉＦｅを主成分とする強磁性材料からなる場合は、高Ｂｓ部３２よりもＦｅ含有量の少ないＮｉＦｅまたはＮｉＦｅ−Ｘからなることが好ましい。このような強磁性材料を用いることで、第１低Ｂｓ部３１および第２低Ｂｓ部３３は高Ｂｓ部３２よりも飽和磁束密度を低く設定できる。また、第１低Ｂｓ部３１と高Ｂｓ部３２の格子整合性が良好なので、第１低Ｂｓ部３１上に結晶性が良質の高Ｂｓ部３２を形成でき、高Ｂｓ部３２の保磁力を低減すると共に飽和磁束密度を向上できる。
【００３４】
高Ｂｓ部３２の飽和磁束密度ＢｓHと第１低Ｂｓ部３１および第２低Ｂｓ部３３の飽和磁束密度ＢｓLとの比は、実際に得られる強磁性材料のうち選択可能な材料の観点からＢｓH／ＢｓL＝１．４〜２．４の範囲に設定されることが好ましい。
【００３５】
本実施の形態によれば、主磁極２１のトレーリング側に、主磁極２１側から第１低Ｂｓ部３１、高Ｂｓ部３２がこの順に配置され、高Ｂｓ部３２のトラック幅方向およびトレーリング側には第２低Ｂｓ部３３が配置される。高Ｂｓ部３２を所定の幅に形成することで、主磁極２１のトレーリング側の記録磁界の勾配を急峻な状態に維持しつつ、副磁極２３が吸い込む磁界強度を低減してオフトラック位置のサイドイレーズを抑制できる。その結果、サイドイレーズによるＳ／Ｎ比の劣化を抑制し、高記録密度化が可能となる。
【００３６】
次に、本実施の形態に係る垂直記録用磁気ヘッドの製造方法について説明する。垂直記録用磁気ヘッドの製造方法は、素子形成工程、ウェハ切断工程、ローバー粗研磨工程、浮上面仕上げ研磨工程、浮上面パッド加工工程、ローバー切断工程等から構成され、素子形成工程以外は公知の製造方法により形成する。これらの説明を省略し、以下、素子形成工程における記録素子の副磁極を形成する方法について図５（Ａ）および（Ｂ）を参照しつつ説明する。
【００３７】
図５（Ａ）および（Ｂ）は、第１の実施の形態に係る垂直記録用磁気ヘッドの製造工程を示す図である。
【００３８】
図５（Ａ）の工程では、ウェハ上に、図２に示す非磁性部１２、再生素子１５、非磁性部２２を公知の方法で順次形成する。次いで、非磁性部２２に補助磁極および主磁極２１を形成し、次いで、補助磁極および主磁極２１を覆う非磁性部を形成し、その表面をＣＭＰ（化学的機械研磨）法により平坦化する。
【００３９】
図５（Ａ）の工程ではさらに、非磁性部２２上に電気めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等によりＮｉＦｅ等の上述した材料の第１低Ｂｓ部３１を形成する。なお、電気めっき法により第１低Ｂｓ部３１を形成する場合は、非磁性部２２の表面にスパッタ法等によりＴｉ膜やＣｕ膜等のめっきシード層を形成する。
【００４０】
図５（Ａ）の工程ではさらに、第１低Ｂｓ部３１にレジスト膜５１を形成し、レジスト膜５１をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、主磁極２１の上方の位置に第１低Ｂｓ部３１の表面を露出する開口部５１−１を形成する。開口部５１−１は、そのトラック幅方向の中心線が、主磁極２１のトラック幅方向の中心線と一致するように形成する。
【００４１】
図５（Ａ）の工程ではさらに、レジスト膜５１をマスクとして電気めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等によりＮｉＦｅ等の上述した高Ｂｓ部の材料からなる軟磁性膜３２ａ形成する。電気めっき法により軟磁性膜３２ａを形成する場合は、第１低Ｂｓ部３１をめっきシード層として電界を印加して成膜する。
【００４２】
次いで、図５（Ｂ）の工程では、リフトオフ法により図５（Ａ）のレジスト膜５１とその上の軟磁性膜３２ａを除去する。このようにして高Ｂｓ部３２が形成される。
【００４３】
図５（Ｂ）の工程ではさらに、電気めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等により第１低Ｂｓ部３１の表面と高Ｂｓ部３２を覆う第２低Ｂｓ部３３を形成する。次いで、ＣＭＰ法により第２低Ｂｓ部３３の表面を平坦化する。以上により副磁極先端部が形成される。
【００４４】
次いで、図２および図３に示す副磁極接続部３４、副磁極主部３５、記録コイル、およびヨーク等を形成する。以上により記録素子が形成される。
【００４５】
この製造方法では、第１低Ｂｓ部３１をスパッタ法により形成し、第１低Ｂｓ部３１をめっきシード層として電気めっき法により高Ｂｓ部３２を選択的に形成する。高Ｂｓ部３２を形成するためにめっきシード層を別に形成する必要がないので、工程を簡略化できる。また、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法等のドライエッチングを用いることなく第１低Ｂｓ部３１および高Ｂｓ部３２を形成できるので、第１低Ｂｓ部３１および高Ｂｓ部３２がイオンやプラズマにより損傷を受けることがない。したがって、良質の磁気特性を有する第１低Ｂｓ部３１および高Ｂｓ部３２を形成できる。
【００４６】
また、次に説明する方法により記録素子の副磁極を形成してもよい。
【００４７】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は第１の実施の形態に係る垂直記録用磁気ヘッドの製造工程の変形例を示す図である。
【００４８】
図６（Ａ）の工程では、上述した図５（Ａ）の工程と同様にして、非磁性部２２の平坦化までを行い、次いで、非磁性部２２上に電気めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等により上述した第１低Ｂｓ部の材料からなる軟磁性膜３１ａを形成する。ここで、軟磁性膜３１ａの厚さは、図５（Ｂ）に示す第１低Ｂｓ部とおよび高Ｂｓ部３２の厚さの和と同等に設定される。
【００４９】
図６（Ａ）の工程ではさらに、軟磁性膜３１ａ上にレジスト膜５２を形成し、レジスト膜５２をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、主磁極２１の上方の位置に開口部５２−１を形成する。開口部５２−１は、そのトラック幅方向の中心線が、主磁極２１のトラック幅方向の中心線と一致するように形成する。
【００５０】
図６（Ａ）の工程ではさらに、レジスト膜５２をマスクとしてＡｒイオンを用いたイオンミリングあるいはＲＩＥ法により軟磁性膜３１ａをエッチングし、凹部３１ａ−１を形成する。
【００５１】
次いで、図６（Ｂ）の工程では、図６（Ａ）のレジスト膜５２を除去し、電気めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等により軟磁性膜３１ａを覆い、凹部３１ａ−１を充填する高Ｂｓ部の材料からなる軟磁性膜３２ｂを形成する。
【００５２】
次いで、図６（Ｃ）の工程ではＣＭＰ法により軟磁性膜３２ｂを、軟磁性膜３１ａの表面が露出するまで平坦化する。この平坦化により、図３に示す第１低Ｂｓ部３１と第２低Ｂｓ部３３の一部が一体化された低Ｂｓ部３１ｃが形成される共に、高Ｂｓ部３２が形成される。
【００５３】
図６（Ｃ）の工程ではさらに、電気めっき法、無電解めっき法、スパッタ法等により低Ｂｓ部３１ｃおよび高Ｂｓ部３２の表面を覆う低Ｂｓ部３１ｄを形成する。低Ｂｓ部３１ｄの材料は、図３に示す第２低Ｂｓ部３３の材料と同様の材料から選択する。以上により副磁極先端部が形成される。
【００５４】
この製造方法では、図３に示す第１低Ｂｓ部３１と第２低Ｂｓ部３３が、第１低Ｂｓ部３１と高Ｂｓ部３２との界面の位置では連続して形成されているので、吸い込む磁界強度が高い領域での界面に起因する磁壁の発生等の磁気的な異常の発生の懸念を解消できる。
【００５５】
次に、本実施の形態に係る垂直記録用磁気ヘッドを構成する記録素子により形成される磁界強度分布をシミュレーションにより求めた。
【００５６】
図７（Ａ）および（Ｂ）は、実施例および比較例を構成する記録素子の各寸法を示す図である。
【００５７】
図７（Ａ）を参照するに、実施例の記録素子の構成は図３と同様である。シミュレーションは副磁極の高Ｂｓ部３２の飽和磁束密度、厚さＴＬ３、および幅ＷＴを各々異ならせて記録層中心位置での磁界強度分布を求めた。具体的には、得られた磁界強度分布から、一点鎖線で示すトラック中心線から距離ＬOFだけ離れた破線ＯＦＴで示すオフトラック位置での、膜面に対して垂直方向の磁界強度の最大値を求めた。
【００５８】
また、得られた磁界強度分布から、トラック中心線ＣＬ上のトレーリング側で記録層が磁化反転を起こす磁界強度でのトレーリング方向に対する磁界勾配を求めた。記録層が磁化反転を起こす磁界強度は図４（Ｂ）に示すＨａに対応し、磁界の勾配は点ＴＲＡにおけるトレーリング方向に対する勾配である。
【００５９】
シミュレーションにおいて、主磁極２１については、幅（トレーリング側の辺の長さ）を１１０ｎｍ、リーディング側の辺の長さを７１．５ｎｍ、厚さを２２０ｎｍ、飽和磁束密度を２．４Ｔに設定した。副磁極先端部については、第１低Ｂｓ部３１の厚さＴＬ１を１００ｎｍ、第２低Ｂｓ部３３の厚さＴＬ２を５００ｎｍ、第１低Ｂｓ部３１および第２低Ｂｓ部３３の飽和磁束密度を１．０Ｔに設定した。副磁極先端部の奥行き（図３に示す副磁極先端部３０の奥行き方向の長さ）は１３０ｎｍとした。また、記録コイルおよび記録電流の条件を０．２５ＡＴ（アンペア・ターン）に設定した。これらの条件を次の図８に示す実施例１〜８に適用した。
【００６０】
また、比較のため、図７（Ｂ）に示す構成の比較例の記録素子についてもシミュレーションを実施例と同様の条件に設定して行った。比較例の記録素子は、高Ｂｓ部１１３が第１低Ｂｓ部３１と同様にトラック幅方向に延在している以外は、図７（Ａ）の実施例の記録素子と同様である。これらの条件を次の図８に示す比較例１および２に適用した。
【００６１】
図８は、実施例および比較例を構成する記録素子の記録磁界特性を示す図である。図８中、オフトラック位置での最大磁界強度は、比較例１の記録素子のオフトラック位置での最大値を１００％としてその相対値で示している。また、記録トラック位置での磁界勾配は、比較例１の記録素子の磁界勾配を１００％としてその相対値で示している。
【００６２】
図８を参照するに、実施例１〜４および比較例１は、各々図７（Ａ）または（Ｂ）に示す高Ｂｓ部３２、高Ｂｓ部１１３の飽和磁束密度を１．４Ｔとした場合である。実施例１〜４では、高Ｂｓ部３２の厚さＴＬ３を５００ｎｍと２５０ｎｍに、幅ＷＴを主磁極２１の幅と同等の１１０ｎｍとその２倍の２２０ｎｍに異ならせている。なお、オフトラック位置ＯＦＴは、トラック中心線ＣＬから２００ｎｍの位置とした。また、このシミュレーションにより得られた記録トラック位置での記録磁界強度は１３．２ｋＯｅ、比較例１のオフトラック位置での最大値は５．５５ｋＯｅ、比較例１の記録トラック位置での磁界勾配は２４６Ｏｅ／ｎｍであった。
【００６３】
実施例１〜４は、オフトラック位置での最大磁界強度は、比較例１よりも２０％程度低減されている。また、記録トラック位置での磁界勾配は比較例１に対して５％程度の減少であり、ほとんど劣化がない。このことから、高Ｂｓ部３２の幅ＷＴを主磁極２１の幅と同等および２倍としたときに、記録トラックの磁界勾配の劣化を招かずに記録磁界の印加時のオフトラック位置での最大磁界強度を低減できることが分かる。
【００６４】
また、実施例５〜８および比較例２は、各々、図７（Ａ）または（Ｂ）に示す高Ｂｓ部３２、高Ｂｓ部１１３の飽和磁束密度を２．４Ｔとした場合である。実施例５〜８では、高Ｂｓ部３２の厚さＴＬ３を５００ｎｍと２５０ｎｍに、幅ＷＴを主磁極２１の幅と同等の１１０ｎｍとその２倍の２２０ｎｍに異ならせている。
【００６５】
実施例１〜４は、オフトラック位置での最大磁界強度は、比較例２よりも１４％〜２５程度低減されている。また、記録トラック位置での磁界勾配は比較例２に対して３〜６％程度の減少でありほとんど劣化がない。このことから、高Ｂｓ部３２の飽和磁束密度を２．４Ｔとした場合であっても、高Ｂｓ部３２の幅ＷＴを主磁極２１の幅と同等および２倍としたときに、記録トラックの磁界勾配の劣化を招かずに記録磁界の印加時のオフトラック位置での最大磁界強度を低減できることが分かる。
【００６６】
実施例１〜８によれば、高Ｂｓ部３２の飽和磁束密度が１．４Ｔあるいは２．４Ｔの場合でも、比較例１および比較例２に対して、高Ｂｓ部３２の幅ＷＴを主磁極２１の幅と同等および２倍としたときに記録トラックの磁界勾配の劣化を招かずに記録磁界の印加時のオフトラック位置での最大磁界強度を低減できることを確認できた。
【００６７】
（第２の実施の形態）
次に、本発明第２の実施の形態に係る磁気記憶装置について説明する。
【００６８】
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す図である。図９を参照するに、本実施の形態に係る磁気記憶装置６０は、ハウジング６１と、ハウジング６１内に格納された、磁気ディスク６２、垂直記録用磁気ヘッド６３、アクチュエータユニット６４等から構成される。磁気ディスク６２は、ハブ６５に固定され、図示されないスピンドルモータにより駆動される。また、垂直記録用磁気ヘッド６３は、その基部がアーム６６に固定され、アーム６６を介してアクチュエータユニット６４に取り付けられている。垂直記録用磁気ヘッド６３は、アクチュエータユニット６４により、磁気ディスク６２の径方向に回動される。また、ハウジング６１の裏側には、記録再生制御、磁気ヘッド位置制御、およびスピンドルモータ制御等を行う電子基板（図示されず。）が設けられている。
【００６９】
磁気記録媒体６３は、図３に示したように垂直磁気記録媒体であり、例えば基板上に軟磁性裏打ち層、垂直磁化膜からなる記録層がこの順に積層されて構成される。また、軟磁性裏打ち層と記録層との間に非磁性中間層を設けてもよく、記録層上に保護膜、さらには潤滑層を設けてもよい。
【００７０】
垂直記録用磁気ヘッド６３は、上述した第１の実施の形態に係る垂直記録用磁気ヘッドである。垂直記録用磁気ヘッド６３は、その先端部のヘッドスライダ６８に素子部（微小なため図示されず。）が設けられている。素子部には、第１の実施の形態において説明した記録素子が設けられている。
【００７１】
磁気記憶装置６０の基本構成は、図９に示すものに限定されるものではない。本発明で用いる磁気記録媒体は磁気ディスク６２に限定されない。例えば磁気記憶装置６０は、ヘリカルスキャン型あるいはラテラル型の磁気テープ装置でもよく、その場合、垂直記録用磁気ヘッド６３は、ヘリカルスキャン型の場合シリンダヘッドに実装され、ラテラル型の場合、複数の垂直記録用磁気ヘッドがテープ幅方向に実装される。
【００７２】
本実施の形態によれば、垂直記録用磁気ヘッド６３の記録素子が、主磁極のトレーリング側の記録磁界の勾配を急峻な状態に維持しつつ、副磁極が吸い込む磁界強度を低減してオフトラック位置のサイドイレーズを抑制できる。その結果、サイドイレーズによるＳ／Ｎ比の劣化を抑制し、高記録密度化が可能となる。その結果、高記録密度化が可能な磁気記憶装置が実現できる。
【００７３】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００７４】
なお、以上の説明に関してさらに以下の付記を開示する。
（付記１）  記録方向に沿って配置され、記録磁界を印加する主磁極と、該主磁極に対向し該記録磁界のリターンパスとなる副磁極と、主磁極と副磁極を磁気的に接続するヨークを有する記録素子を備える垂直記録用磁気ヘッドであって、
前記副磁極は、主磁極に対向する側に副磁極先端部を有し、
前記副磁極先端部は、主磁極側から順に、
前記記録方向に対して垂直な幅方向に延在する第１の軟磁性部と、
前記第１の軟磁性部に接し、主磁極の記録方向に沿う中心線上に、該中心線に対して幅方向に略対称に配置された第２の軟磁性部と、該第２の軟磁性部の幅方向の両側に第３の軟磁性部とを有し、
前記第２の軟磁性部は、第１の軟磁性部および第３の軟磁性部よりも飽和磁束密度の高い強磁性材料からなることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
（付記２）  前記副磁極は、主磁極に対してトレーリング側に配設され、副磁極先端部のトレーリング側に記録方向に沿って副磁極接続部と、前記ヨークに接続された副磁極主部をこの順で有し、
前記副磁極接続部が、その基部を副磁極主部に接すると共に、その先端部を副磁極先端部と接し、
前記副磁極先端部は、副磁極接続部よりも媒体対向面に垂直な方向の長さが短いことを特徴とする付記１記載の垂直記録用磁気ヘッド。
（付記３）  前記第１の軟磁性部と主磁極との距離が、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲に設定されてなることを特徴とする付記１または２記載の垂直記録用磁気ヘッド。
（付記４）  前記第２の軟磁性部の幅は、主磁極の副磁極先端部に対向する側の幅に対して同等以上でかつ２倍以下であること特徴とする付記１〜３のうち、いずれか一項記載の垂直記録用磁気ヘッド。
（付記５）  前記第２の軟磁性部の強磁性材料の飽和磁束密度は、第１の軟磁性部と第３の軟磁性部の強磁性材料の飽和磁束密度に対して、１４０％以上かつ２４０％以下であることを特徴とする付記１〜４のうち、いずれか一項記載の垂直記録用磁気ヘッド。
（付記６）  前記第２の軟磁性部の記録方向の長さは、５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲に設定されることを特徴とする付記１〜５のうち、いずれか一項記載の垂直記録用磁気ヘッド。
（付記７）  前記第２の軟磁性部の強磁性材料は、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅおよびＮｉＦｅからなる群のうちいずれか１種を主成分とする材料であることを特徴とする付記１〜６のうち、いずれか一項記載の垂直記録用磁気ヘッド。
（付記８）  前記第１の軟磁性部および第３の軟磁性部の強磁性材料は、ＮｉＦｅまたはＮｉＦｅ−Ｘ（Ｘ＝Ｔａ、Ｍｏ、ＣｒおよびＣｕなる群のうち少なくとも１種を含む）からなることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載の垂直記録用磁気ヘッド。
（付記９）  前記第２の軟磁性部の強磁性材料がＮｉＦｅを主成分とする材料からなり、前記第１の軟磁性部および第３の軟磁性部の強磁性材料は、そのＦｅ濃度が第２の軟磁性部の強磁性材料のＦｅ濃度よりも低いＮｉＦｅまたはＮｉＦｅ−Ｘ（Ｘ＝Ｔａ、Ｍｏ、ＣｒおよびＣｕなる群のうち少なくとも１種を含む）からなることを特徴とする付記１〜７のうち、いずれか一項記載の垂直記録用磁気ヘッド。
（付記１０）  前記第１の軟磁性部と第３の軟磁性部とは同一の強磁性材料からなること特徴とする付記８または９記載の垂直記録用磁気ヘッド。
（付記１１）  記録方向に沿って配置された記録磁界を印加する主磁極と、該記録磁界のリターンパスとなる副磁極とを有する記録素子を備える垂直記録用磁気ヘッドの製造方法であって、
前記主磁極上に副磁極を形成する工程とを含み、
前記副磁極を形成する工程は、
前記主磁極を覆う非磁性層を形成する処理と、
前記非磁性層上に第１の軟磁性部を形成する処理と、
前記第１の軟磁性部の表面に選択的に第２の軟磁性部を形成する処理と、
前記第１の軟磁性部の表面および第２の軟磁性部を覆う第３の軟磁性部を形成する処理とを含むことを特徴とする垂直記録用磁気ヘッドの製造方法。
（付記１２）  前記第２の軟磁性部を形成する処理は、
前記第１の軟磁性部の表面に、主磁極の上方に第１の軟磁性部の表面を露出する開口部を有するレジスト膜を形成し、露出した第１の軟磁性部上に第２の軟磁性部となる軟磁性層を堆積し、該レジスト膜と共にレジスト膜上の軟磁性層を除去することを特徴とする付記１１記載の垂直記録用磁気ヘッドの製造方法。
（付記１３）  前記第２の軟磁性部を形成する処理は、
前記第１の軟磁性部の表面に、主磁極の上方に第１の軟磁性部の表面を露出する開口部を有するレジスト膜を形成し、該レジスト膜をマスクとして第１の軟磁性部をエッチングして溝を形成し、該溝に第２の軟磁性部となる強磁性材料を充填することを特徴とする付記１１記載の垂直記録用磁気ヘッドの製造方法。
（付記１４）  基板と、該基板上に軟磁性裏打ち層および垂直磁化膜からなる記録層とが順次積層されてなる磁気記録媒体と、
付記１〜１０のうち、いずれか一項記載の垂直記録用磁気ヘッドと、を備える磁気記憶装置。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】従来の垂直記録用磁気ヘッドの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る垂直記録用磁気ヘッドの素子部の断面図である。
【図３】図２に示す記録素子を媒体対向面側から視た図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は本発明の効果を説明するための図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は第１の実施の形態に係る垂直記録用磁気ヘッドの製造工程を示す図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は第１の実施の形態に係る垂直記録用磁気ヘッドの製造工程の変形例を示す図である。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は実施例および比較例を構成する記録素子の各寸法を示す図である。
【図８】実施例および比較例を構成する記録素子の記録磁界特性を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る磁気記憶装置の要部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０    垂直記録用磁気ヘッド
１１    媒体対向面
１２、１８、２２    非磁性部
１５    再生素子
１６    下部シールド層
１７    ＭＲ膜
１９    上部シールド層
２０    記録素子
２１    主磁極
２３    副磁極
２４    補助磁極
２５    ヨーク
２６    記録コイル
３０    副磁極先端部
３１    第１低Ｂｓ部
３２    高Ｂｓ部
３３    第２低Ｂｓ部
３４    副磁極接続部
３５    副磁極主部
５１、５２    レジスト膜
６０    磁気記憶装置
【図１】
2006277905.tif 000003
【図２】
2006277905.tif 000004
【図３】
2006277905.tif 000005
【図４】
2006277905.tif 000006
【図５】
2006277905.tif 000007
【図６】
2006277905.tif 000008
【図７】
2006277905.tif 000009
【図８】
2006277905.tif 000010
【図９】
2006277905.tif 000011