(57)【要約】【課題】主磁極の周囲に軟磁性膜を配置することにより、狭トラック記録を実現できる。しかしながら、これらの軟磁性膜の膜厚、飽和磁束密度の組み合わせによっては、磁界強度が低減する問題、シールド膜で隣接トラックに記録してしまう問題などがあり、狭トラック記録化を進める上で障害となっていた。【解決手段】主磁極１のトレーリング側に配置された磁気ギャップ７−２は、主磁極１の傾斜に沿って角度θ１を持って形成された下面と、角度θ１よりも大きな角度θ２を持って形成された上面とを有する。ここで角度θ１、θ２は水平面からの角度である。これにより、磁気ギャップ７−２は浮上面から奥行き方向に向かってスロープ状に膜厚が大きくなるように形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極と、該主磁極のトレーリング側に第１の非磁性膜を介して配置された第１の軟磁性膜とを有し、前記主磁極の厚みは浮上面から奥行き方向に傾斜を持って大きくなっており、前記第１の非磁性膜の厚みは浮上面から奥行き方向に大きくなっていることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項２】
主磁極と、該主磁極のトレーリング側に第１の非磁性膜を介して配置された第１の軟磁性膜とを有し、前記主磁極の厚みは浮上面から奥行き方向に傾斜を持って大きくなっており、前記第１の非磁性膜の上面の水平面からの角度は、主磁極と接する下面の水平面からの角度よりも大きいことを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項３】
前記第１の非磁性膜の上面の角度は５゜より大きく、６０゜より小さいことを特徴とする請求項２記載の垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項４】
主磁極と、該主磁極のトレーリング側に第１の非磁性膜を介して配置された第１の軟磁性膜とを有し、前記第１の非磁性膜の厚みは浮上面から奥行き方向に大きくなっていることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項５】
前記主磁極のトラック幅方向の両側に第２の非磁性膜を介して配置された第２の軟磁性膜を有することを特徴とする請求項１、２、４のいずれかの項記載の垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項６】
前記第２の非磁性膜はトラック幅方向の厚みが浮上面から奥行き方向に大きくなっていることを特徴とする請求項５記載の垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項７】
前記主磁極と前記第１の軟磁性膜との距離は浮上面から奥行き方向に大きくなっていることを特徴とする請求項１、２、４のいずれかの項記載の垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項８】
前記主磁極と前記第２の軟磁性膜との距離は浮上面から奥行き方向に大きくなっていることを特徴とする請求項５記載の垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項９】
前記第１の非磁性膜の厚みが大きくなる位置ｘは、浮上面を０とすると０≦ｘ≦１００ｎｍであることを特徴とする請求項１又は４記載の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、磁気ディスク装置搭載の、デ−タ記録・再生に用いられる垂直記録用磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ等の情報処理装置の外部記録装置として使用される磁気ディスク装置は近年大容量化小型化が要求され続けている。それに伴い磁気ディスク装置では、更なる記録密度の向上が要求されている。このため従来の長手記録方式に代わり、高記録密度化を実現しやすい垂直記録方式が主流となってきている。
【０００３】
垂直磁気記録方式は、膜面に垂直方向に異方性を有する垂直記録媒体と、同媒体に有効に垂直方向磁界を印加させる機能を有する垂直記録用磁気ヘッドから少なくとも構成される。垂直記録用磁気ヘッドは、コイル導体とそれと鎖交する磁気回路から少なくとも構成され、磁気回路は、副磁極及び主磁極から構成される。コイル導体に電気信号に応じた極性の記録電流を流すことによって主磁極から電流極性に応じた記録磁界が発生する。主磁極は記録媒体に対面しその直下の記録層を磁化する。記録磁界の極性の変化は記録媒体の磁化方向の変化として記録される。垂直記録用媒体を構成する記録層の下層には、軟磁性の下地層が配置され、記録層に作用した磁束を副磁極に戻す機能を有する。この機能を効率良く実現させるため、副磁極は主磁極に比べ記録媒体対向面の面積は広く設計される。以上の機能により垂直記録媒体上に磁化方向の変化として磁気情報の記録を行う。
【０００４】
垂直記録では、高密度の磁気情報（異なる磁化領域の存在）を記録するため、これまで以上に隣り合う磁化反転領域間に存在する磁化遷移幅（限界線記録密度を決定する）を狭くする必要がある。
【０００５】
磁化遷移幅は記録ヘッドの磁界勾配に影響されることが広く知られており、磁界勾配を高める手段として特許文献１には主磁極のトラック幅方向側面に軟磁性膜を有する垂直記録用磁気ヘッドが開示されている。また、特許文献２には、主磁極のトレーリング側に軟磁性膜を配置することにより磁界勾配を急峻化した垂直記録用磁気ヘッドが開示されている。また特許文献３、特許文献４には、主磁極の周囲を取り囲むように磁気シールド膜を配置した構造が提案されている。特許文献５には、主磁極とサイドシールドの距離（サイドギャップ長）を浮上面から奥行き方向に変化させる構造が記載されている。また、特許文献６にはサイドシールドの浮上面から奥行き方向の形状が主磁極から遠くなると大きくなる構造が記載されている。磁気シールドのうち主磁極のサイド側は隣接トラックへの磁界漏洩防止のために配置され、上部側（トレーリング側）は磁界勾配をあげるために配置されている。さらに、特許文献７には主磁極のトレーリング側は浮上面から奥行き方向に膜厚が厚くなり、主磁極が厚くなったトレーリング側には厚い非磁性膜が配置された構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１０９６８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８８５１号公報
【特許文献３】特開２００５−１９０５１８号公報
【特許文献４】特開２００７−３５０８２号公報
【特許文献５】特開２００７−２９４０５９号公報
【特許文献６】特開２００４−１２７４８０号公報
【特許文献７】特開２００９−４０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来技術によれば、主磁極の周囲に軟磁性膜を配置することにより、主磁極のサイド側は隣接トラックへの磁界漏洩を防止し、上部側（トレーリング側）は磁界勾配を上げることができるため、狭トラック記録を実現できる。しかしながら、これらの軟磁性膜の膜厚、飽和磁束密度の組み合わせによっては、磁界強度が低減する問題、シールド膜で隣接トラックに記録してしまう問題などがあり、狭トラック記録化を進める上で障害となっていた。
【０００８】
本発明の目的は、かかる困難を鑑みて、磁界強度を向上させ、隣接トラックへの書き込みを抑制できる垂直記録用磁気ヘッドを提供することに有る。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明者らは、この問題を解決すべく、主磁極と主磁極のトレーリング側に配置する軟磁性膜の間に介在する磁気ギャップである非磁性膜に着目し、この非磁性膜の浮上面から奥行き方向への膜厚を制御することで、磁界強度を向上させ、隣接トラックへの書き込みを抑制できる技術を開発した。
【００１０】
すなわち、本発明による垂直記録用磁気ヘッドは、主磁極と、主磁極のトレーリング側に第１の非磁性膜を介して配置された第１の軟磁性膜と、主磁極のトラック幅方向の両側に第２の非磁性膜を介して配置された第２の軟磁性膜とを有し、主磁極の厚みは浮上面から奥行き方向に傾斜を持って大きくなっており、主磁極と第１の軟磁性膜との間に介在する第１の非磁性膜は浮上面から奥行き方向に膜厚が大きくなっている。
【００１１】
このとき、この第１の非磁性膜のテーパーの傾斜角度は５°より大きく、６０°より小さいことを特徴とする。テーパー５°以下では、主磁極と主磁極のトレーリング側に配置された軟磁性膜との距離が狭く（浮上面から１００nmの位置で8.7nm以下）磁気ギャップとして機能しない。また、現状の精度を考慮した場合、５°以下に制御するのはプロセス上困難でもある。テーパーが６０°より大きくなると、主磁極のトレーリング側に配置された軟磁性膜が飽和してしまうため、シールドとしての機能を満足できなくなる。すなわち、隣接トラックへの書き込みを防止できない。
【００１２】
本発明による垂直記録用磁気ヘッドは、また、主磁極の膜厚が浮上面から奥行き方向に厚くなっていない場合や、主磁極のトラック幅方向の両側に非磁性膜を介して配置された軟磁性膜を持たない構造においても有効である。
【００１３】
さらに、主磁極と主磁極のトラック幅方向の両側に配置する軟磁性膜の間に介在する磁気ギャップである非磁性膜に着目し、この非磁性膜の浮上面から奥行き方向への膜厚を制御することで、磁界強度を向上させることができる。
【００１４】
すなわち、主磁極と、主磁極のトレーリング側に第１の非磁性膜を介して配置された第１の軟磁性膜と、主磁極のトラック幅方向の両側に第２の非磁性膜を介して配置された第２の軟磁性膜と、を有し、主磁極の厚みは浮上面から奥行き方向に傾斜を持って厚くなっており、主磁極上面の傾斜している部分に配置された第１の非磁性膜は、浮上面から奥行き方向に厚くなり、第２の非磁性膜はトラック幅方向の厚みが浮上面から奥行き方向に大きくなっていることを特徴とする。本発明による垂直記録用磁気ヘッドは、また、主磁極の膜厚が浮上面から奥行き方向に厚くなっていない構造においても有効である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、磁界強度を向上させ、隣接トラックへの書き込みを抑制する垂直記録用磁気ヘッドを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の垂直記録用磁気ヘッドの主磁極付近の構造を示す図である。
【図２】実施例１の垂直記録用磁気ヘッドの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図３】実施例１の垂直記録用磁気ヘッドの製造工程中の素子のFIB断面写真図である。
【図４】実施例１の垂直記録用磁気ヘッドの磁界強度と磁界勾配を示す図である。
【図５】実施例１の垂直記録用磁気ヘッドの別な製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図６】実施例１の垂直記録用磁気ヘッドの記録特性（オーバーライト）を示す図である。
【図７】実施例２の垂直記録用磁気ヘッドの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【図８】実施例３の垂直記録用磁気ヘッドの製造工程を示すプロセスフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る垂直記録用磁気ヘッド及びその製造方法について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１に、実施例１の垂直記録用磁気ヘッドの主磁極付近の構造を示す。図１（ａ）は浮上面から見た図、図１（ｂ）はトラック部を浮上面に垂直な方向に切断した場合の断面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の拡大図である。なお、図１（ｂ）、図１（ｃ）は製造途中の図であり、垂直記録用磁気ヘッドは、図中に破線で示す浮上面（ＡＢＳ）まで浮上面側を研磨することによって得られる。
【００１９】
主磁極１は、浮上面での形状が、トレーリング側のトラック幅方向の長さがリーディング側のトラック幅方向の長さより長い逆台形状あるいは三角形状である。主磁極１のトレーリング側には、非磁性膜７−１と磁気ギャップである非磁性膜７−２を挟んで軟磁性膜３が形成されている。主磁極１のトラック幅方向両側には非磁性膜６を介して軟磁性膜２が形成されている。軟磁性膜３は、磁気ギャップ７−２の上に形成された軟磁性膜下地膜(図示せず)の上に形成されている。非磁性膜７−１は浮上面から後退した位置に主磁極１の傾斜部に連続する傾斜部を有して形成されており、非磁性膜７−２は浮上面から奥行き方向にスロープ状に膜厚が厚くなっている。軟磁性膜２と軟磁性膜３は磁気シールドの作用をする。
【００２０】
図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、主磁極１のトレーリング側に配置された磁気ギャップ７−２は、主磁極１の傾斜に沿って角度θ１を持って形成された下面と、角度θ１よりも大きな角度θ２を持って形成された上面とを有する。ここで角度θ１、θ２は水平面からの角度である。したがって、磁気ギャップ７−２は浮上面から奥行き方向に向かってスロープ状に膜厚が厚くなるように形成されている。
【００２１】
図２は、実施例１の垂直記録用磁気ヘッドの製造工程を示すプロセスフロー図である。浮上面方向から見た図と、主磁極中央の浮上面から奥行き方向の断面を合せて示してある。まず、図２（ａ）に示すように、主磁極１と軟磁性膜２を形成するために形成した溝２２に、トラック幅調整とめっき下地膜として、非磁性膜２３を数十ｎｍスパッタする。さらに、レジスト２４をパターニングして、主磁極１及び軟磁性膜２をめっきする。このとき、主磁極１と軟磁性膜２を同じ材料とする場合は一括でめっきする。両者の材料を異なる材料にする場合はまず主磁極１をめっきし、その後軟磁性膜２をめっきする。レジスト剥離後、図２（ｂ）に示すように、ＣＭＰを行い、膜厚を調整する。そして、全面に非磁性膜７−１をスパッタリングで形成し、図２（ｃ）に示すように、所望の位置にレジストパターン２５を配置し、非磁性膜７−１と主磁極１をAr イオンミリングして、主磁極上部に傾斜を形成する。そして、図２（ｄ）に示すように、磁気ギャップ膜７−２を形成後、再度、レジストパターン２６を形成して、磁気ギャップ７−２をAr イオンミリングする。このように作製した磁気ギャップは図２（ｅ）に示すように、浮上面から奥行き方向に膜厚がスロープ状に厚くなっている。さらに図２（ｆ）に示すように、めっき下地膜５をスパッタして、主磁極１のトレーリング側に軟磁性膜３を形成する。
【００２２】
このようにして形成したヘッドの浮上面形状は、図１（ａ）に示すようになり、浮上面から奥行き方向の断面形状は図１（ｂ），（ｃ）に示すようになる。ここで、磁気ギャップ膜７−２が奥行き方向で厚くなる開始点ｘは浮上面を0とすると、0≦ｘ≦100 nmが好ましい。
【００２３】
図３は実施例１で作製したヘッドの途中工程（図２（ｄ））のFIB観察結果である。主磁極１は高飽和磁束密度を有するCoNiFe、非磁性膜７−１にはNiCr、磁気ギャップである非磁性膜７−２には主にアルミナ膜を用いた。プロセス上、上記範囲で形を作成することは制御可能であることがわかる。
【００２４】
図４は実施例１にて作成したヘッドの磁界強度と磁界勾配の関係を示す図である。点線１は磁気ギャップである非磁性膜が厚くなる開始点が浮上面から３０nm、実線２は５０nm、一点鎖線は磁気ギャップの膜厚が変わらない場合である。この結果から、磁気ギャップが厚くなる開始点が３０nm,５０nmではほとんど差はなく、現状の記録磁界強度８０００ Ｏｅ近傍では、磁気ギャップの膜厚が変わらないヘッドと比較して、磁界勾配が５０ｋ Ｏe大きくなっている。磁界勾配が大きくなるということは、エラーレートも向上でき、高性能な垂直記録磁気ヘッドが得られるということである。
【００２５】
図５は実施例１の垂直記録磁気ヘッドを作製するための別のプロセスフローである。図２に記載したプロセスフローと主磁極上部に傾斜を形成するところまでは同じである。この後、図５（ｄ）に示すようにあらかじめ２層のレジストパターン２７−１，２７−２を形成する。レジストパターン２７−１は２７−２より小さい形状をとる。このようなレジストがある状態で、磁気ギャップとなる非磁性膜７−２を形成して、リフトオフでレジストを除去すると、非磁性膜７−２はレジストパターン２７−２の影になる部分では薄くなり、浮上面から奥行き方向に膜厚がスロープ状に厚くなる形状が得られる。さらにこの後、磁気ギャップ調整のために非磁性膜を形成してもよい。
【００２６】
図６は実施例１によるヘッドと磁気ギャップの膜厚が厚くなる開始点が浮上面から１００及び１２０nm離れているヘッドとのオーバーライト特性（O/W）を比較したものである。横軸は、媒体に記録されたトラックの幅（MWW）である。この結果より、主磁極のトレーリング側に配置された軟磁性膜３との間に介在する非磁性膜の膜厚が厚くなる開始点は記録性能に大きく影響を与えることがわかる。これは主磁極から出る磁界が、浮上面より奥行き側で軟磁性膜３に先に吸われてしまうためであり、主磁極１と軟磁性膜３の距離は浮上面より離したほうがオーバーライトは良好となる。しかし、非磁性膜の膜厚が厚くなる開始点が浮上面より１２０nmを超えるとオーバーライトが急激に劣化する。現状のプロセスの合わせ精度±１５nmを考慮すると、開始点は浮上面から１００nm以下とするのが好ましいと考えられる。
【００２７】
なお、上記実施例１の構成において、軟磁性膜２と非磁性膜７−１は省略することができる。
【実施例２】
【００２８】
図７は実施例２による垂直記録用磁気ヘッドの主磁極付近を上から見た図である。実施例２の垂直記録磁気ヘッドは実施例１の構成を全て有しており、実施例１と異なる点は、非磁性膜６のトラック幅方向の厚さを、浮上面から奥行き方向で厚くなるようにした点である。まず、主磁極を所望の形状に形成する。その後、つきまわりのよい非磁性膜６を形成する。この場合、図７（ａ）に示すように、非磁性膜６の膜厚は浮上面近傍（a1）も浮上面より奥行き側(a2)も同じすなわちa1=a2となる。次に、図７（ｂ）に示すように、浮上面より奥行き方向側をレジスト２５で保護し、トラック近傍をArイオンミリングする。この際、ミリングはトラックに対して左右を行き来するように連続的に行う。このようにミリングを行ったあと、レジストを除去すると、図７（ｃ）に示すように浮上面付近の非磁性膜６の膜厚は浮上面より奥行き側の膜厚より薄くなる、すなわちa1<a2となる。このような構成にすることにより、磁界強度を一層向上させることができる。
【実施例３】
【００２９】
図８は実施例３による垂直記録用磁気ヘッドの製造工程を示すプロセスフロー図である。図８（ａ）に示すように、実施例２に示した主磁極のトラック幅方向に配置された非磁性膜６の膜厚を、浮上面＜奥行き側となるように形成後、主磁極１のトラック幅方向両側には非磁性膜６を介して軟磁性膜２を形成する。次に図８（ｂ）に示すようにＣＭＰを行い、膜厚を調整した後に、図８（ｃ）に示すように、全面に非磁性膜７−２を形成する。次に図８（ｄ）に示すように、所望の位置にレジストパターン２６を配置し、非磁性膜７−２をAr イオンミリングして、図８（ｅ）に示すように非磁性膜７−２の先端部に傾斜を形成したものである。そして、図８（ｆ）に示すように、めっき下地膜５をスパッタして、主磁極１のトレーリング側に軟磁性膜３を形成する。本実施例のように主磁極上部に傾斜をつけない構造においても、主磁極１のトラック幅方向の両側及びトレーリング側の非磁性膜にそれぞれ膜厚差をもつ構造とすることで磁界強度を向上させ、隣接トラックへの書き込みを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明による垂直記録磁気ヘッドは、磁気ディスク装置等の外部記録装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１…主磁極、２…軟磁性膜、３…軟磁性膜、６…非磁性膜、７−１…非磁性膜、７−２…磁気ギャップ（非磁性膜）。
【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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