(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主記録磁極と、シールド構造と、非磁性記録ギャップと、非磁性サイドギャップとを備
え、
（ａ）前記主記録磁極は、エアベアリング面に磁極先端を有する狭幅記録磁極部分と、前
記エアベアリング面から所定の位置に形成され、前記エアベアリング面よりも後方におい
て前記狭幅記録磁極部分に連結された広幅部分とを含み、
（１）前記狭幅記録磁極部分は、上面と、下面と、前記エアベアリング面に垂直な２つ
の側面とを有すると共に、ダウントラック方向の厚さを有し、
（２）前記広幅部分は、前記狭幅記録磁極部分の２つの側面の延長線からフレア角度θ
で外側に広がる２つのフレア側面を有し、
（ｂ）前記シールド構造は、前記主記録磁極の上側に配置されたトレーリングシールドと
、前記主記録磁極の両側に配置された第１ないし第４のサイドシールドとを含み、
（１）前記トレーリングシールドは、前記狭幅記録磁極部分の上面から所定の距離を隔
てて位置する下面と、ダウントラック方向に平行な２つの側面とを有し、
（２）前記第１および第２のサイドシールドは、それぞれ前記主記録磁極の両側におけ
る上方部に位置し、前記第３および第４のサイドシールドは、それぞれ前記主記録磁極の
両側における下方部に位置し、
前記第１および第２のサイドシールドは、クロストラック方向の幅を有すると共に前記
トレーリングシールドの下面から所定の距離を隔てて位置する上面と、その上面に平行な
下面と、ダウントラック方向に平行な外側側面と、前記狭幅記録磁極部分の側面から所定
の距離を隔てて位置すると共にその側面に平行な内側側面とを有し、
前記第３および第４のサイドシールドは、クロストラック方向の幅を有する下面と、そ
の下面に平行な上面と、ダウントラック方向に平行な外側側面と、前記狭幅記録磁極部分
の側面から所定の距離を隔てて位置すると共にその側面に平行な内側側面とを有し、
前記第１および第２のサイドシールドの下面と前記第３および第４のサイドシールドの
上面とは、所定の距離を隔てており、
（ｃ）前記非磁性記録ギャップは、前記主記録磁極ならびに前記第１および第２のサイド
シールドと前記トレーリングシールドとの間に配置されており、前記非磁性サイドギャッ
プは、前記主記録磁極と前記第１ないし第４のサイドシールドとの間に配置されている
ことを特徴とする垂直磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記トレーリングシールドの一方の側面と、前記第１および第３のサイドシールドの外
側側面とは、前記エアベアリング面に垂直な第１の面内に位置し、
前記トレーリングシールドの他方の側面と、前記第２および第４のサイドシールドの外
側側面とは、前記エアベアリング面に垂直な第２の面内に位置する
ことを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記フレア角度θは、４５°以上９０°以下である
ことを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記第１および第２のサイドシールドの上面は、前記狭幅記録磁極部分の上面と同一面
内に位置するか、または前記狭幅記録磁極部分の上面よりも下側に０μｍ超０．１５μｍ
以下ずれて位置する
ことを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項５】
前記第３および第４のサイドシールドの下面は、前記狭幅記録磁極部分の下面と同一面
内に位置するか、または前記狭幅記録磁極部分の下面よりも上側に０μｍ超０．１５μｍ
以下ずれて位置する
ことを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項６】
前記第１および第２のサイドシールドの下面と前記第３および第４のサイドシールドの
上面との間の距離は、０．０５μｍ〜０．１５μｍである
ことを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項７】
前記主記録磁極および前記シールド構造は、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅおよびＮｉＦｅか
らなる群のうちの少なくとも１種の軟磁性材料を含む
ことを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項８】
前記エアベアリング面と前記狭幅記録磁極部分の後端との間の距離は、０μｍ超０．２
μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項９】
前記狭幅記録磁極部分の側面と前記第１ないし第４のサイドシールドの内側側面との間
の距離は、０．０４μｍ以上０．１μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレア角度を有する主記録磁極とその周囲に併設されたシールド構造とを備えた垂直磁気記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直磁気記録（ＰＭＲ：perpendicular magnetic recording）は、長手磁気記録（ＬＭＲ：longitudinal magnetic recording ）よりも高記録密度を実現するために開発された磁気記録方式であり、次世代の磁気情報記録技術として期待されている。中でも、軟磁性下地層と単磁極とを組み合わせたＰＭＲは、ＬＭＲよりも記録磁界の磁界強度を高くすることができるという利点を有している。
【０００３】
図８は、エアベアリング面（ＡＢＳ：air bearing surface ）に垂直な方向における従来のＰＭＲヘッドの断面構成を表している。このＰＭＲヘッドは、ＡＢＳ５−５に小さな表面積の一端面（磁極先端）を有する主記録磁極（主磁極）１０と、そのトレーリング側に配置され、ＡＢＳ５−５に大きな表面積の一端面を有する磁束リターン磁極（対向磁極）８を含むトレーリングシールド７と、磁束を発生させるスパイラル状のコイル６とを備えている。トレーリングシールド７は、ダウントラック方向の磁界勾配を改善するために設けられている。このトレーリングシールド７は、ＡＢＳ５−５よりも後方において主記録磁極１０に連結されていると共に、ＡＢＳ５−５近傍において主記録磁極１０から所定の距離（ギャップ）を隔てて離間されている。
【０００４】
コイル６で発生した磁束は、主記録磁極１０から磁極先端を通じて磁気記録メディア４に流れたのち、磁束リターン磁極８に戻る。この際、主記録磁極１０の磁極先端に磁束が集中するため、その磁極先端の近傍に、磁気記録メディア４の磁化状態を切り替えるのに十分な記録磁界が発生する。
【０００５】
図９は、図８に示した主記録磁極１０の平面構成を表している。この主記録磁極１０は、ＡＢＳ５−５から後方の面３−３まで延在する狭幅記録磁極部分１０ｎと、面３−３から後方の面９−９まで延在する中間部分１０ｍと、面９−９から後方へ延在する後方部分１０ｒとを含んでいる。ＡＢＳ５−５、面３−３および面９−９は、ＡＢＳ５−５から後方に向かってこの順に並んでおり、互いに平行である。ＡＢＳ５−５と面３−３との間の距離、すなわち狭幅記録磁極部分１０ｎの延在長さは、いわゆるネックハイト（ＮＨ：neck height ）である。中間部分１０ｍは、狭幅記録磁極部分１０ｎの側面の延長線である線１１から所定の角度（フレア角度θ）で外側に広がるフレア側面１０ｓを有している。
【０００６】
ＰＭＲにおいて高面記録密度を実現するためには、ＰＭＲヘッドの設計に際して、ダウントラック方向およびクロストラック方向の双方において記録磁界の磁界強度および磁界勾配を増加させることが必要である。ところが、磁界強度および磁界勾配は、一方が高くなれば他方が低くなる傾向にあり、いわゆるトレードオフの関係にある。磁界強度および磁界勾配を改善する技術アプローチには、２つのアプローチがある。
【０００７】
１つめのアプローチは、ＮＨおよびフレア角度θなどを調整して、主記録磁極の平面形状を適正化することである。ＮＨが小さくなり、またはフレア角度θが大きくなると、磁界強度が増加する。ただし、ＮＨが小さすぎると、その設定精度が厳しく要求されるため、製造時のプロセス誤差に関する問題が生じる。また、フレア角度θが大きくなりすぎると、フリンジ磁界が増加するため、隣接トラック消去が生じやすくなる。これらのことを踏まえ、一般的なＰＭＲヘッドでは、ＮＨが０．１μｍよりも大きくなり、フレア角度θが４５°よりも小さくなるように設定されている。
【０００８】
２つめのアプローチは、M.Mallary によって紹介されているように、主記録磁極に磁気的なシールド構造を併設することである（例えば、非特許文献１参照。）。この場合には、隣接トラックに過度なフリンジ磁界が及ぶことを抑制してクロストラック方向の磁界勾配を改善するために、完全サイドシールドが使用される。ただし、サイドシールドを使用すると、主記録磁極とサイドシールドとの間の距離によっては、磁界強度が減少する可能性がある。
【非特許文献１】”One Terabit per Square Inch Perpendicular Recording Conseptual Design ”，IEEE，Trans.Magn. ，Vol.38，７月，２００２年
【０００９】
磁気記録の分野では、記録密度が益々増加し続けているため、磁界強度と磁界勾配との間のトレードオフ関係がより顕著になる傾向にある。このため、高性能なＰＭＲヘッドを設計するためには、最良の記録性能を実現するために、主記録磁極およびシールド構造の構成が全体として適正化される必要がある。しかしながら、従来のＰＭＲヘッドの設計は、ダウントラック方向およびクロストラック方向の双方において磁界強度および磁界勾配を未だ十分に制御できていない状況にある。このため、狭トラック幅および高記録密度という厳しい条件下においても優れた記録性能を発揮するＰＭＲヘッドを開発するために、そのシールド構造の構成を改善する必要がある。
【００１０】
ＰＭＲヘッドに要求される他の改善点としては、主記録磁極が高飽和磁束密度（Ｂｓ）材料によって構成される場合に生じる磁極消去を抑制することが挙げられる。コイルに流れていた電流が切られた際、磁極先端の近傍における磁界強度は、磁気記録メディアに意図せずに記録されることを防止するために、完全にゼロになるべきである。ところが、実際には、磁気記録メディアに対する意図しない記録を誘発するのに十分な強度の磁界（残留磁界）が残存してしまう。この問題に関しては、最近の技術でも十分な対処がなされていないため、高性能なＰＭＲヘッドを設計する際には、磁極消去を抑制することも重要である。
【００１１】
ＰＭＲヘッドに関する先行技術を調査したところ、いくつかの先行技術が見つかった。具体的には、十分な量の磁束を確保するために、記録磁極チップと磁気フラックスガイドとの間に４５°〜５０°の角度を有するリーディングエッジテーパを設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、記録磁極層の下部に８０°〜８５°の角度を有する側面を設ける技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、ＡＢＳにおける記録磁極の端面を逆台形形状にする技術が知られている（例えば、特許文献３参照。）。この技術では、スキューの影響を抑制するために、磁極側面の傾斜角度をドライブ中の最大スキュー角度よりも大きくしている。
【特許文献１】米国出願公開２００５／０２１９７４４
【特許文献２】米国出願公開２００６／００４４６７７
【特許文献３】米国特許第６５０４６７５号明細書
【００１２】
この他、磁極の後方部分を前方部分に対して９０°〜１２０°の角度で連結させる技術が知られている（例えば、特許文献４参照。）。この技術では、磁束の集中を促進するために、後方部分を湾曲させている。また、磁界強度を適正化するために、記録磁極に凹型下流側面を設ける技術が知られている（例えば、特許文献５参照。）。この技術では、凸型上流側面を有するトレーリングシールドを記録磁極に隣接させている。また、磁化反転ノイズを減少させるために、ＡＢＳに垂直であると共に分離層の表面に平行な面に対して１°〜６°の角度で主磁極を傾斜させる技術が知られている（例えば、特許文献６参照。）。この技術では、主磁極の側面に翼部分が設けられた構造を有することにより、磁束の過度な蓄積が抑制されるため、浮遊磁界の発生が防止される。これに関連する技術では、湾曲した角部を形成するために、ＡＢＳから離れるにしたがって湾曲しながら横方向に延在する２つの翼部分を有するようにしている（例えば、特許文献７参照。）。この技術では、記録制御およびトラック幅制御を改善するために、主磁極とトレーリングシールドとの間に２層ギャップ層が設けられている。
【特許文献４】米国特許第６１９８５９７号明細書
【特許文献５】米国特許第６９５０２７７号明細書
【特許文献６】米国出願公開２００６／００９８３４０
【特許文献７】米国出願公開２００６／００９２５６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
近年、高記録密度および狭トラック幅が益々進行する状況下において、高性能なＰＭＲヘッドを実現するためには、磁界強度および磁界勾配の双方を向上させる必要がある。この場合には、特に、記録安定性を確保するために、隣接トラック消去や磁極消去を抑制することも重要である。
【００１４】
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、高記録密度および狭トラック幅の用途において十分な磁界強度を維持しながら磁界勾配を改善することが可能な垂直磁気記録ヘッドを提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第２の目的は、狭トラック幅においても隣接トラック消去を抑制することが可能な垂直磁気記録ヘッドを提供することにある。
【００１６】
さらに、本発明の第３の目的は、磁極消去を抑制することが可能な垂直磁気記録ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の垂直磁気記録ヘッドは、主記録磁極と、シールド構造と、非磁性記録ギャップと、非磁性サイドギャップとを備え、（ａ）主記録磁極が、エアベアリング面に磁
極先端を有する狭幅記録磁極部分と、エアベアリング面から所定の位置に形成され、エア
ベアリング面よりも後方において狭幅記録磁極部分に連結された広幅部分とを含み、（１
）狭幅記録磁極部分が、上面と、下面と、エアベアリング面に垂直な２つの側面とを有す
ると共に、ダウントラック方向の厚さを有し、（２）広幅部分が、狭幅記録磁極部分の２
つの側面の延長線からフレア角度θで外側に広がる２つのフレア側面を有し、（ｂ）シー
ルド構造が、主記録磁極の上側に配置されたトレーリングシールドと、主記録磁極の両側
に配置された第１ないし第４のサイドシールドとを含み、（１）トレーリングシールドが
、狭幅記録磁極部分の上面から所定の距離を隔てて位置する下面と、ダウントラック方向
に平行な２つの側面とを有し、（２）第１および第２のサイドシールドが、それぞれ主記
録磁極の両側における上方部に位置し、第３および第４のサイドシールドが、それぞれ主
記録磁極の両側における下方部に位置し、第１および第２のサイドシールドが、クロスト
ラック方向の幅を有すると共にトレーリングシールドの下面から所定の距離を隔てて位置
する上面と、その上面に平行な下面と、ダウントラック方向に平行な外側側面と、狭幅記
録磁極部分の側面から所定の距離を隔てて位置すると共にその側面に平行な内側側面とを
有し、第３および第４のサイドシールドが、クロストラック方向の幅を有する下面と、そ
の下面に平行な上面と、ダウントラック方向に平行な外側側面と、狭幅記録磁極部分の側
面から所定の距離を隔てて位置すると共にその側面に平行な内側側面とを有し、第１およ
び第２のサイドシールドの下面と第３および第４のサイドシールドの上面とが、所定の距
離を隔てており、（ｃ）非磁性記録ギャップが、主記録磁極ならびに第１および第２のサ
イドシールドとトレーリングシールドとの間に配置されており、非磁性サイドギャップが
、主記録磁極と第１ないし第４のサイドシールドとの間に配置されているものである。
【００１９】
本発明の垂直磁気記録ヘッドでは、主記録磁極に併設されたシールド構造が、主記録磁極の上側に配置されたトレーリングシールドと、主記録磁極の両側に配置された第１ないし第４のサイドシールドとを含んでいる。これにより、トレーリングシールドによってダウントラック方向の磁界勾配が増加すると共に、第１ないし第４のサイドシールドによってクロストラック方向の磁界勾配が増加する。
【００２０】
なお、上記した「上側」および「下側」とは、それぞれダウントラック方向における上側（トレーリング側）およびリーディング側を意味し、「両側」とは、クロストラック方向（トラック幅方向）における両側を意味する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の垂直磁気記録ヘッドによれば、主記録磁極と、トレーリングシールドおよび第１ないし第４のサイドシールドとを含むシールド構造とを備えているので、高い磁界強度および磁界勾配が得られる。したがって、高記録密度および狭トラック幅の用途において十分な磁界強度を維持しながら磁界勾配を改善することができる。また、第１ないし第４のサイドシールドによって隣接トラック消去が抑制されるため、狭トラック幅においても隣接トラック消去を抑制することができる。さらに、主記録磁極が高飽和磁束密度材料によって構成されている場合においても、磁極消去を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２４】
図１は、第１の実施の形態に係る垂直磁気記録（ＰＭＲ）ヘッドの構成を表しており、ＡＢＳ（図１の紙面）から見た断面構成を示している。ただし、図１では、ＰＭＲヘッドにおける各構成要素の寸法や位置関係を正確に表しているわけではないため、それらの寸法や位置関係に限定されるわけではない。このことは、後述する図２以降においても同様である。
【００２５】
このＰＭＲヘッドについて以下で説明する主要部以外の構成は、図８および図９に示した場合と同様である。
【００２６】
以下では、ＰＭＲヘッドが磁気記録メディア（図示せず）に対して相対的に進行する際、その進行方向における前方を「上側」または「トレーリング側」、後方を「下側」または「リーディング側」と呼称する。また、ＡＢＳに近い側を「前」、遠い側を「後」と呼称する。
【００２７】
このＰＭＲヘッドは、例えば、記録ヘッドとして、再生ヘッドおよび記録ヘッドを備えた分離型再生記録ヘッドに用いられるものである。ただし、ＰＭＲヘッドは、分離型再生記録ヘッドに限らず、当業者に知られている他の型のヘッドに用いられてもよい。この他の型のヘッドとしては、例えば、再生ヘッドを備えていない記録専用ヘッドなどが挙げられる。
【００２８】
ＰＭＲヘッドは、下地１６と、主記録磁極２０と、その主記録磁極２０の周囲に併設されたシールド構造１００と、それらの間に埋設された非磁性層３７〜３９とを備えている。
【００２９】
下地１６は、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 などの非磁性材料によって構成された分離層である。この分離層とは、例えば、分離型再生記録ヘッドにおいて再生ヘッドと記録ヘッドとを磁気的に分離するために、それらの間に挿入されるものである。
【００３０】
なお、下地１６は、例えば、ＰＭＲヘッドが記録専用ヘッドに用いられる場合には、ウェハ上に形成されたスライダアレイの一部であってもよい。このようなＰＭＲヘッドの製造工程では、記録専用ヘッドが完成すると、スライダアレイがウェハと一緒に複数のスライダ列となるように切断され、その一端面がＡＢＳとなるように研磨されたのち、複数のスライダ列が複数のスライダとなるように切断される。
【００３１】
主記録磁極２０は、ＡＢＳに小さい表面積の一端面（磁極先端２０ｔ）を有していると共に、厚さｔ、すなわちダウントラック方向（Ｙ軸方向）の寸法（後述する上面２０ｂと下面２０ａとの間の距離）を有している。この厚さｔは、例えば、０．１５μｍ〜０．３μｍ、好ましくは０．２５μｍ〜０．３μｍである。
【００３２】
また、主記録磁極２０は、後述する図３を参照して詳細に説明する狭幅記録磁極部分２０ｎを含んでいる。この狭幅記録磁極部分２０ｎは、上面２０ｂと、下面２０ａと、２つの側面２０ｃ，２０ｄとを有しており、それらの面は、例えば、ＡＢＳに垂直になっている。
【００３３】
磁極先端２０ｔは、トレーリングエッジである上端と、リーディングエッジである下端と、２つの側端とによって形作られており、例えば、化学機械研磨（ＣＭＰ：chemical mechanical polishing ）法などによって形成されている。この上端は、幅Ｗ１、すなわちクロストラック方向（Ｘ軸方向）の寸法を有しており、その幅Ｗ１は、例えば、０．０５μｍ〜０．１５μｍである。
【００３４】
上端の幅Ｗ１は、例えば、下端の幅よりも大きくなっている。これに伴い、磁極先端２０ｔは、例えば、逆台形型の平面形状を有している。このような形状を有する主記録磁極２０は、例えば、磁極先端２０ｔが矩形型の平面形状を有するように主記録磁極２０が形成されたのち、イオンミリングプロセスなどによって主記録磁極２０の側面が部分的に除去されることによって形成される。
【００３５】
主記録磁極２０は、例えば、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉおよびＮｉＦｅからなる群の少なくとも１種の軟磁性材料（高飽和磁束密度（Ｂｓ）材料）によって構成されていると共に、図示しないシード層を使用した電気鍍金法によって形成されている。
【００３６】
なお、主記録磁極２０の平面構成については、後述する第２の実施の形態において図３を参照して詳細に説明する。
【００３７】
シールド構造１００は、主記録磁極２０の上側（トレーリング側）に配置されたトレーリングシールド２１と、クロストラック方向における主記録磁極２０の両側に配置された２つのサイドシールド１８，１９とを含んでいる。
【００３８】
トレーリングシールド２１は、主記録磁極２０の上面２０ｂから所定の間隔（距離ｈ）を隔てて配置されている。この距離ｈは、例えば、０．０３μｍ〜０．１μｍである。このトレーリングシールド２１は、主記録磁極２０の上面に平行な上面および下面と、それらの面に垂直であると共にダウントラック方向に平行な２つの側面２１ｓとを有している。トレーリングシールド２１の上面および下面は、いずれも幅Ｗ３を有している。これに伴い、ＡＢＳにおけるトレーリングシールド２１の一端面は、矩形型の平面形状を有している。
【００３９】
一方の側面２１ｓは、例えば、ダウントラック方向に平行な面３１−３１内に位置しており、他方の側面２１ｓは、例えば、ダウントラック方向に平行な面３０−３０内に位置している。２つの側面２１ｓは、ＡＢＳから後方に向かって延在しており、その延在距離は、例えば、１μｍ〜１０μｍである。
【００４０】
２つのサイドシールド１８，１９は、ダウントラック方向において、主記録磁極２０に対して全面的に対向している。すなわち、サイドシールド１８，１９は、主記録磁極２０ｔの厚さｔとほぼ同一の厚さを有する完全サイドシールドである。
【００４１】
サイドシールド１８は、互いに平行な上面および下面と、面３１−３１内に位置する外側側面１８ｓと、主記録磁極２０の側面２０ｃから所定の距離（距離ｒ）を隔てて位置する内側側面１８ｂとを有している。この距離ｒは、例えば、０．０４μｍ〜０．１μｍである。サイドシールド１８の上面は、主記録磁極２０の上面と同一面内に位置していてもよいし、その上面よりも下側に僅かに（０μｍ超０．１５μｍ以下）ずれて位置していてもよい。また、サイドシールド１８の下面は、主記録磁極２０の下面と同一面内に位置していてもよいし、その下面よりも上側に僅かに（０μｍ超０．１５μｍ以下）ずれて位置していてもよい。
【００４２】
サイドシールド１９は、互いに平行な上面および下面と、面３０−３０内に位置する外側側面１９ｓと、主記録磁極２０の側面２０ｄから所定の距離（距離ｒ）を隔てて位置する内側側面１９ｂとを有している。この距離ｒは、例えば、０．０４μｍ〜０．１μｍである。サイドシールド１９の上面は、主記録磁極２０の上面と同一面内に位置していてもよいし、その上面よりも下側に僅かに（０μｍ超０．１５μｍ以下）ずれて位置していてもよい。また、サイドシールド１９の下面は、主記録磁極２０の下面と同一面内に位置していてもよいし、その下面よりも上側に僅かに（０μｍ超０．１５μｍ以下）ずれて位置していてもよい。
【００４３】
サイドシールド１８，１９の上面は、幅Ｗ２を有しており、それらの下面は、幅Ｗ４を有している。また、サイドシールド１８，１９の内側側面１８ｂ，１９ｂは、主記録磁極２０の側面２０ｃ，２０ｄに平行であり、それらの側面２０ｃ，２０ｄに沿って傾斜している。これに伴い、幅Ｗ２は、幅Ｗ４よりも小さくなっている。
【００４４】
トレーリングシールド２１および２つのサイドシールド１８，１９は、例えば、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉおよびＮｉＦｅからなる群のうちの少なくとも一種の軟磁性材料（高飽和磁束密度材料）によって構成されていると共に、図示しないシード層を使用した電気鍍金法によって形成されている。
【００４５】
非磁性層３７は、いわゆる記録ギャップ（ＷＧ：write gap ）である。この非磁性層３７は、主記録磁極２０および２つのサイドシールド１８，１９とトレーリングシールド２１との間に埋設されている。また、非磁性層３７は、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 またはＳｉＯ2 などの非磁性絶縁性材料や、ＮｉＣｕなどの非磁性導電性材料によって構成されている。
【００４６】
非磁性層３８は、主記録磁極２０と２つのサイドシールド１８，１９との間（サイドギャップ領域）に埋設されている。ここでは詳細に図示していないが、非磁性層３８は、例えば、下部サイドギャップ層と、中間ＣＭＰストッパ層と、上部磁気シード層とがこの順に積層された３層構造を有している。これらの各層は、例えば、原子層堆積（ＡＬＤ：atomic layer deposition ）法によって形成されている。
【００４７】
非磁性層３９は、下地１６と主記録磁極２０および２つのサイドシールド１８，１９との間に埋設されている。ここでは詳細に図示していないが、非磁性層３９は、例えば、下部アルミナ層と、メタルマスクとがこの順に積層された２層構造を有している。これらの各層は、例えば、物理蒸着（ＰＶＤ：physical vapor deposition ）法によって形成されている。また、メタルマスクは、例えば、Ｔａ、Ｒｕ、ＮｉＣｒまたはＴｉなどの非磁性材料によって構成されている。
【００４８】
このＰＭＲヘッドは、例えば、電気鍍金法またはスパッタリング法に代表される成膜技術、フォトリソグラフィ法に代表されるパターニング技術、ドライエッチング法またはウェットエッチング法に代表されるエッチング技術、および研磨法に代表される平坦化技術などを含む既存の薄膜プロセスを使用して、一連の構成要素を順次形成して積層させることによって製造される。
【００４９】
具体的には、まず、下地１６上に非磁性層３９を形成したのち、その非磁性層３９上に主記録磁極２０および２つのサイドシールド１８，１９を形成する。この場合には、主記録磁極２０および２つのサイドシールド１８，１９を同一工程で形成してもよいし、別工程で形成してもよい。続いて、主記録磁極２０と２つのサイドシールド１８，１９との間に、非磁性層３８を形成する。続いて、主記録磁極２０、２つのサイドシールド１８，１９および非磁性層３８上に非磁性層３７を形成したのち、その非磁性層３７上にトレーリングシールド２１を形成する。最後に、下地１６からトレーリングシールド２１に至る積層構造の一端面を研磨してＡＢＳを形成することにより、ＰＭＲヘッドが完成する。
【００５０】
なお、上記したＰＭＲヘッドの詳細な製造方法については、ヘッドウェイ  テクノロジーズ  インコーポレイテッドによる他の出願（ＨＴ０６−０１７）に記載されている。
【００５１】
本実施の形態に係るＰＭＲヘッドでは、主記録磁極２０に併設されたシールド構造１００が、主記録磁極２０の上側に配置されたトレーリングシールド２１と、主記録磁極２０の両側に配置された完全サイドシールドである２つのサイドシールド１８，１９とを含んでいる。このため、トレーリングシールド２１によってダウントラック方向の磁界勾配が増加すると共に、２つのサイドシールド１８，１９によってクロストラック方向の磁界勾配が増加する。したがって、高い磁界強度および磁界勾配が得られるため、高記録密度および狭トラック幅の用途において十分な磁界強度を維持しながら磁界勾配を改善することができる。
【００５２】
また、２つのサイドシールド１８，１９によって隣接トラック消去が抑制されるため、狭トラック幅においても隣接トラック消去を抑制することができる。
【００５３】
さらに、主記録磁極２０が高飽和磁束密度材料によって構成されている場合においても、磁極消去を抑制することができる。
【００５４】
［第２の実施の形態］
図２および図３は、第２の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの構成を表している。図２では、図１に対応する断面構成を示し、図３では、図２に示した主要部の平面構成を示している。
【００５５】
このＰＭＲヘッドは、シールド構造１００に代えてシールド構造２００を備え、そのシールド構造２００が２つのサイドシールド１８，１９に代えて２つのサイドシールド２３，２４を含むことを除き、第１の実施の形態と同様の構成を有している。
【００５６】
２つのサイドシールド２３，２４は、ダウントラック方向において、主記録磁極２０に対して上方の一部で対向している。すなわち、サイドシールド２３，２４は、主記録磁極２０ｔの厚さｔよりも小さい厚さｇを有する部分サイドシールドである。この厚さｇは、例えば、０．０５μｍ〜０．１５μｍである。
【００５７】
サイドシールド２３は、互いに平行な上面および下面２３ｅと、面３１−３１内に位置する外側側面２３ｓと、主記録磁極２０の側面２０ｃから所定の距離（距離ｒ）を隔てて位置する内側側面２３ｂとを有している。このサイドシールド２３の上面は、主記録磁極２０の上面と同一面内に位置していてもよいし、その上面よりも下側に僅かに（０μｍ超０．１５μｍ以下）ずれて位置していてもよい。
【００５８】
サイドシールド２４は、互いに平行な上面および下面２４ｅと、面３０−３０内に位置する外側側面２４ｓと、主記録磁極２０の側面２０ｄから所定の距離（距離ｒ）を隔てて位置する内側側面２４ｂとを有している。このサイドシールド２４の上面は、主記録磁極２０の上面と同一面内に位置していてもよいし、その上面よりも下側に僅かに（０μｍ超０．１５μｍ以下）ずれて位置していてもよい。
【００５９】
サイドシールド２３，２４の上面は、幅Ｗ２を有している。この幅Ｗ２は、例えば、０．５μｍ〜３０μｍである。また、サイドシールド２３，２４の内側側面２３ｂ，２４ｂは、主記録磁極２０の側面２０ｃ，２０ｄに平行であり、それらの側面２０ｃ，２０ｄに沿って傾斜している。これに伴い、幅Ｗ２は、下面２３ｅ，２４ｅの幅よりも小さくなっている。
【００６０】
ダウントラック方向における２つのサイドシールド２３，２４の下面２３ｅ，２４ｅと主記録磁極２０の下面２０ａとの間の距離ｐは、例えば、厚さｇより大きくてもよいし、小さくてもよい。この場合には、厚さｔ＝厚さｇ＋距離ｐの関係が成立する。
【００６１】
２つのサイドシールド２３，２４は、例えば、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉおよびＮｉＦｅからなる群のうちの少なくとも１種の軟磁性材料（高飽和磁束密度材料）によって構成されていると共に、図示しないシード層を使用した電気鍍金法によって形成されている。
【００６２】
主記録磁極２０は、ＡＢＳ２７−２７からそれに平行な後方の面３２−３２まで延在する狭幅記録磁極部分２０ｎと、面３２−３２から後方へ延在する広幅部分２０ｍとを含んでいる。ＡＢＳ２７−２７と面３２−３２との間の距離ｚ（ネックハイト：ＮＨ）は、例えば、０μｍ超０．２μｍ以下、好ましくは０．１μｍである。広幅部分２０ｍの延在距離ａは、例えば、０．１μｍ〜２０μｍである。
【００６３】
広幅部分２０ｍは、２つの側面２０ｃ，２０ｄにそれぞれ接続された２つの側面２０ｓ，２０ｒを有しており、それらの側面２０ｓ，２０ｒは、それぞれ側面２０ｃ，２０ｄの延長線である線３３，３４に対して所定の角度（フレア角度θ）で外側に広がっている。このフレア角度θは、主記録磁極２０中を流れる磁束を磁極先端２０ｔに集中させつつ、２つのサイドシールド２３，２４に磁束が漏れすぎることを抑制するように設定されるのが好ましい。具体的には、フレア角度θは、例えば、一般的には４５°未満であるが、本発明では４５°〜９０°である。ただし、フレア角度θが大きすぎると、隣接トラックに悪影響を及ぼすフリンジ磁界の強度が増加しすぎる可能性がある。
【００６４】
２つのサイドシールド２３，２４は、例えば、ＡＢＳ２７−２７から、面３２−３２よりも後方まで延在している。
【００６５】
これに伴い、サイドシールド２３は、主記録磁極２０の側面２０ｃから所定の距離（距離ｒ）を隔てて位置する内側側面２３ｂと共に、フレア側面２０ｓから所定の距離（距離ｋ）を隔てて位置する内側側面２３ｃを有している。この内側側面２３ｃは、例えば、フレア側面２０ｓに平行である。
【００６６】
また、サイドシールド２４は、主記録磁極２０の側面２０ｄから所定の距離（距離ｒ）を隔てて位置する内側側面２４ｂと共に、フレア側面２０ｒから所定の距離（距離ｋ）を隔てて位置する内側側面２４ｃを有している。この内側側面２４ｃは、例えば、フレア側面２０ｒに平行である。
【００６７】
距離ｒ，ｋは、例えば、一致している。これらの距離ｒ，ｋは、例えば、０．０４μｍ〜０．１μｍである。内側側面２３ｂ，２４ｂの長さｎ１、すなわちハイト方向（ＡＢＳ２７−２７に垂直な方向）における狭幅記録磁極部分２０の寸法は、例えば、距離ｚよりも小さくなっている。この長さｎ１は、例えば、０μｍ超０．２μｍ以下である。外側側面２３ｓ，２４ｓの長さｎ２は、例えば、距離ｚよりも大きくなっている。
【００６８】
なお、図３では、２つのサイドシールド２３，２４が面３２−３２よりも後方まで延在することにより、それらが内側側面２３ｂ，２４ｂと共に内側側面２３ｃ，２４ｃを有するようにしたが、必ずしもこれに限られない。例えば、２つのサイドシールド２３，２４は、面３２−３２よりも前方で終端することにより、それらが内側側面２３ｂ，２４ｂだけを有するようにしてもよい。
【００６９】
このＰＭＲヘッドは、シールド構造１００に代えてシールド２００を形成することを除き、上記した第１の実施の形態と同様の製造手順によって製造される。
【００７０】
本実施の形態に係るＰＭＲヘッドでは、主記録磁極２０に併設されたシールド構造２００が、主記録磁極２０の上側に配置されたトレーリングシールド２１と、主記録磁極２０の両側上方部に配置された部分サイドシールドである２つのサイドシールド２３，２４とを含んでいる。このため、上記した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
［第３の実施の形態］
図４は、第３の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの構成を表しており、図１に対応する断面構成を示している。
【００７２】
このＰＭＲヘッドは、シールド構造１００に代えてシールド構造３００を備え、そのシールド構造３００が２つのサイドシールド１８，１９に代えて２つのサイドシールド３５，３６を含むことを除き、第１の実施の形態と同様の構成を有している。
【００７３】
２つのサイドシールド３５，３６は、ダウントラック方向において、主記録磁極２０に対して下方の一部で対向している。すなわち、サイドシールド３５，３６は、主記録磁極２０ｔの厚さｔよりも小さい厚さｂを有する部分サイドシールドである。この厚さｂは、例えば、０．０５μｍ〜０．２５μｍである。
【００７４】
サイドシールド３５は、互いに平行な上面および下面３５ｅと、面３１−３１内に位置する外側側面３５ｓと、主記録磁極２０の側面２０ｃから所定の距離（距離ｒ）を隔てて位置する内側側面３５ｂとを有している。この距離ｒは、例えば、０．０４μｍ〜０．１μｍである。サイドシールド３５の下面３５ｅは、主記録磁極２０の下面２０ａと同一面内に位置していてもよいし、その下面２０ａよりも上側に僅かに（０μｍ超０．１５μｍ以下）ずれて位置していてもよい。
【００７５】
サイドシールド３６は、互いに平行な上面および下面３６ｅと、面３０−３０内に位置する外側側面３６ｓと、主記録磁極２０の側面２０ｄから所定の距離（距離ｒ）を隔てて位置する内側側面３６ｂとを有している。この距離ｒは、例えば、０．０４μｍ〜０．１μｍである。サイドシールド３６の下面３６ｅは、主記録磁極２０の下面２０ａと同一面内に位置していてもよいし、その下面２０ａよりも上側に僅かに（０μｍ超０．１５μｍ以下）ずれて位置していてもよい。
【００７６】
サイドシールド３５，３６の下面３５ｅ，３６ｅは、幅Ｗ４を有している。また、サイドシールド３５，３６の内側側面３５ｂ，３６ｂは、それぞれ主記録磁極２０の側面２０ｃ，２０ｄに平行であり、それらの側面２０ｃ，２０ｄに沿って傾斜している。これに伴い、幅Ｗ４は、上面の幅よりも大きくなっている。
【００７７】
ダウントラック方向における２つのサイドシールド３５，３６の上面とトレーリングシールド２１の下面との間の距離ｅは、例えば、厚さｂより大きくてもよいし、小さくてもよい。
【００７８】
２つのサイドシールド３５，３６は、例えば、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉおよびＮｉＦｅからなる群のうちの少なくとも一種の軟磁性材料（高飽和磁束密度材料）によって構成されていると共に、図示しないシード層を使用した電気鍍金法によって形成されている。
【００７９】
このＰＭＲヘッドは、シールド構造１００に代えてシールド３００を形成することを除き、第１の実施の形態と同様の製造手順によって製造される。
【００８０】
本実施の形態に係るＰＭＲヘッドでは、主記録磁極２０に併設されたシールド構造３００が、主記録磁極２０の上側に配置されたトレーリングシールド２１と、主記録磁極２０の両側下方部に配置された部分サイドシールドである２つのサイドシールド３５，３６とを含んでいる。このため、上記した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８１】
［第４の実施の形態］
図５は、第４の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの構成を表しており、図１に対応する断面構成を示している。
【００８２】
このＰＭＲヘッドは、シールド構造１００に代えてシールド構造４００を備え、そのシールド構造３００が２つのサイドシールド１８，１９に代えて４つのサイドシールド１８，１９，３５，３６を含むと共に、新たに非磁性層４０を備えることを除き、第１の実施の形態と同様の構成を有している。
【００８３】
４つのサイドシールド１８，１９，３５，３６の構成は、上記した第２および第３の実施の形態と同様である。ただし、サイドシールド１８，１９とサイドシールド３５，３６とは、所定の距離（距離ｃ）を隔てて離間されている。この距離ｃは、例えば、０．０５μｍ〜０．２μｍである。
【００８４】
非磁性層４０は、サイドシールド１８，１９とサイドシールド３５，３６との間に埋設されている。この非磁性層４０は、例えば、非磁性層３９と同様の材料によって構成されている。
【００８５】
このＰＭＲヘッドは、シールド構造１００に代えてシールド４００を形成すると共に、新たに非磁性層４０を形成することを除き、第１の実施の形態と同様の製造手順によって製造される。
【００８６】
本実施の形態に係るＰＭＲヘッドでは、主記録磁極２０に併設されたシールド構造４００が、主記録磁極２０の上側に配置されたトレーリングシールド２１と、主記録磁極２０の両側上方部に配置された部分サイドシールドである２つのサイドシールド１８，１９と、主記録磁極２０の両側下方部に配置された部分サイドシールドである２つのサイドシールド３５，３６とを含んでいる。このため、上記した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
［第５の実施の形態］
図６は、第５の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの構成を表しており、図１に対応する断面構成を示している。
【００８８】
このＰＭＲヘッドは、シールド構造２００に代えてシールド構造５００を備え、そのシールド構造５００がさらにリーディングシールド２２を含むと共に、下地１６がリーディングシールド２２に置き換えられていることを除き、第２の実施の形態と同様の構成を有している。
【００８９】
リーディングシールド２２は、主記録磁極２０の下面２０ａから所定の距離（距離Ｖ）を隔てて配置されており、厚さｆを有している。この距離Ｖは、例えば、０．０５μｍ〜０．１５μｍであり、厚さｆは、例えば、０．２μｍ〜５．０μｍである。このリーディングシールド２２は、主記録磁極２０の下面２０ａに平行な上面および下面と、それらの面に垂直であると共にダウントラック方向に平行な２つの側面２２ｓとを有している。リーディングシールド２２の上面および下面は、いずれも幅Ｗ３を有している。これに伴い、ＡＢＳにおけるリーディングシールド２２の一端面は、矩形型の平面形状を有している。一方の側面２２ｓは、例えば、面３１−３１内に位置しており、他方の側面２１ｓは、例えば、面３０−３０内に位置している。
【００９０】
このリーディングシールド２２は、例えば、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉおよびＮｉＦｅからなる群のうちの少なくとも１種の軟磁性材料（高飽和磁束密度材料）によって構成されていると共に、図示しないシード層を使用した電気鍍金法によって形成されている。
【００９１】
このＰＭＲヘッドは、シールド構造２００に代えてシールド５００を形成すると共に、下地１６をリーディングシールド２２に置き換えることを除き、第２の実施の形態と同様の製造手順によって製造される。
【００９２】
本実施の形態に係るＰＭＲヘッドでは、主記録磁極２０に併設されたシールド構造５００が、主記録磁極２０の下側に配置されたリーディングシールド２２と、主記録磁極２０の上側に配置されたトレーリングシールド２１と、主記録磁極２０の両側上方部に配置された部分サイドシールドである２つのサイドシールド２３，２４とを含んでいる。このため、リーディングシールド２２によってダウントラック方向の磁界勾配がより増加する。したがって、高記録密度および狭トラック幅の用途において十分な磁界強度を維持しながら磁界勾配をより改善することができる。このＰＭＲヘッドに関する上記以外の効果は、第２の実施の形態と同様である。
【００９３】
なお、本実施の形態では、第２の実施の形態で説明したシールド構造２００にリーディングシールド２２を含めるようにしたが、必ずしもこれに限られない。このリーディングシールド２２は、第１の実施の形態で説明したシールド構造１００、第３の実施の形態で説明したシールド構造３００、または第４の実施の形態で説明したシールド構造４００に含まれるようにしてもよい。
【実施例】
【００９４】
本発明の実施例について詳細に説明する。
【００９５】
ＰＭＲヘッドの記録性能を調べるために、記録磁界の磁界強度および磁界勾配を調べたところ、図７に示した結果が得られた。図７は、磁界強度のクロストラック方向における位置依存性を表しており、横軸はクロストラック方向の位置（μｍ）を示し、縦軸は磁界強度Ｈｙ（１０3 ／（４π）Ａ／ｍ＝Ｏｅ）を示している。なお、クロストラック方向の位置＝０μｍは、磁極先端の中心位置である。また、図７中に示した実線５０は、磁気記録メディアの保持力Ｈｃに相当する磁界強度Ｈ（＝Ｈｃ）を表している。
【００９６】
図７中に示した各線が表すＰＭＲヘッドの構成は、以下の通りである。点線５１は、主記録磁極（フレア角度θ＝３０°）だけを備え、シールド構造を備えていない比較例１である。実線５２は、主記録磁極（フレア角度θ＝３０°）と共に、シールド構造（トレーリングシールドおよび２つの完全サイドシールド）を備えている実施例１である。実線５３は、主記録磁極（フレア角度θ＝６０°）と共に、シールド構造（トレーリングシールドおよび２つの完全サイドシールド）を備えている実施例２である。点線５４は、主記録磁極（フレア角度θ６０°）だけを備え、シールド構造を備えていない比較例２である。
【００９７】
図７に示した結果から分かるように、フレア角度θが小さいと共にシールド構造を備えていない比較例１（点線５１）では、約８０００×１０3 ／（４π）Ａ／ｍの高い磁界強度が得られたが、十分な磁界勾配が得られなかった。また、フレア角度θが大きいと共にシールド構造を備えていない比較例２（点線５４）では、比較例１と比較して、磁界強度が著しく高くなったが、磁界勾配が減少してしまった。
【００９８】
これに対して、フレア角度θが小さいと共にシールド構造を備えている実施例１（実線５２）では、約７５００×１０3 ／（４π）Ａ／ｍの高い磁界強度が得られ、十分な磁界勾配も得られた。また、フレア角度θが大きいと共にシールド構造を備えている実施例２（実線５３）では、比較例１とほぼ同等の高い磁界強度が得られ、実施例１とほぼ同等の磁界勾配も得られた。
【００９９】
これらのことから、本発明のＰＭＲヘッドでは、２つのサイドシールドを含むシールド構造を主記録磁極に併設することにより、十分な磁界強度を維持しながら磁界勾配を改善することができることが確認された。この場合には、主記録磁極のフレア角度θが大きくなれば、高い磁界勾配を維持しながら磁界強度がより増加することも確認された。これにより、隣接トラック消去が抑制されると共に、磁極消去も抑制される。
【０１００】
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、本発明は上記した実施の形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明の垂直磁気記録ヘッドの構成に関し、上記した主記録磁極およびシールド構造を含む主要部以外の部分の構成は、任意に設定可能である。具体例を挙げれば、トレーリングシールドと２つのサイドシールドとの間や、リーディングシールドと２つのサイドシールドとの間に、それらを磁気的に連結させる磁気連結体を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの構成を表す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの構成を表す断面図である。
【図３】図２に示したＰＭＲヘッドの主要部の構成を表す平面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの構成を表す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの構成を表す断面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの構成を表す断面図である。
【図７】磁界強度のクロストラック方向における位置依存性を表す図である。
【図８】従来のＰＭＲヘッドの構成を表す断面図である。
【図９】図８に示したＰＭＲヘッドの主要部の構成を表す平面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１６…下地、１８、１９，２３，２４，３５，３６…サイドシールド、２０…主記録磁極、２０ｎ…狭幅記録磁極部分、２０ｍ…広幅部分、２１…トレーリングシールド、２２…リーディングシールド、３７〜４０…非磁性層、１００〜５００…シールド構造。
【図１】
0005719097.tif 000002
【図２】
0005719097.tif 000003
【図３】
0005719097.tif 000004
【図４】
0005719097.tif 000005
【図５】
0005719097.tif 000006
【図６】
0005719097.tif 000007
【図７】
0005719097.tif 000008
【図８】
0005719097.tif 000009
【図９】
0005719097.tif 000010