(57)【要約】【課題】高周波帯域における書き込み特性が向上した薄膜磁気ヘッドを提供する。【解決手段】ＡＢＳを有する基板の素子形成面に形成された下部磁性層及び上部磁性層と、ＡＢＳ側の端部がこの下部磁性層及びこの上部磁性層に挟持された書き込みギャップ層と、少なくとも下部磁性層及び上部磁性層の間を通過するように形成されている書き込みコイル層とを備えた電磁コイル素子を備えている薄膜磁気ヘッドであって、上部磁性層内に非磁性層が設けられており、この非磁性層の上面と、下面と、前面の少なくとも一部と、後面の少なくとも一部とが、上部磁性層及び下部磁性層のうち少なくとも１つの磁性材料によって覆われている薄膜磁気ヘッドが提供される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮上面を有する基板の素子形成面に形成された下部磁性層及び上部磁性層と、浮上面側の端部が該下部磁性層及び該上部磁性層に挟持された書き込みギャップ層と、少なくとも該下部磁性層及び該上部磁性層の間を通過するように形成されている書き込みコイル層とを備えた電磁コイル素子を備えている薄膜磁気ヘッドであって、
前記上部磁性層内に非磁性層が設けられており、該非磁性層の上面と、下面と、前面の少なくとも一部と、後面の少なくとも一部とが、該上部磁性層及び前記下部磁性層のうちの少なくとも１つの磁性材料によって覆われていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記非磁性層の両側面以外の表面が、前記上部磁性層及び前記下部磁性層のうちの少なくとも１つの磁性材料によって覆わ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】
前記非磁性層が、前記上部磁性層及び前記下部磁性層のうちの少なくとも１つの磁性材料に全体を覆われていることを特徴とする請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記非磁性層の前面の一部、後面の一部、又は両側面の一部が、前記上部磁性層を覆っている非磁性領域と繋がっ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５】
前記非磁性層の後面の一部のみが、前記上部磁性層を覆っている非磁性領域と繋がっていることを特徴とする請求項４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記上部磁性層が、前記非磁性層の位置での素子形成面に平行な面による断面において、浮上面とは反対側の自身の端部にギャップを有しており、該ギャップ以外において該非磁性層を取り囲んでいることを特徴とする請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記上部磁性層が、下面が前記書き込みギャップ層と接面している上部磁極層と、下面が前記下部磁性層と接面しているバックコンタクト磁極層と、浮上面側の端部が該上部磁極層と接面しており、該端部とは反対側の端部が該バックコンタクト磁極層と接面している上部ヨーク層とを備えており、前記非磁性層が、該バックコンタクト磁極層内に設けられ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】
前記磁性材料において、前記非磁性層を覆っている部分の素子形成面内方向での厚みが、少なくとも１μｍ以上であることを特徴とする請求項７に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
前記上部磁性層が、下面が前記書き込みギャップ層と接面している上部磁極層と、浮上面側の端部が該上部磁極層と接面している上部ヨーク層とを備えており、前記非磁性層が、該上部ヨーク層内に設けられ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１０】
浮上面を有する基板の素子形成面に形成された主磁極層と、下面が該主磁極層と接面しているバックコンタクト磁極層と、浮上面側の端部が該主磁極層の浮上面側の端部とギャップ層を介して対向しており、該浮上面側の端部とは反対側の端部が該バックコンタクト磁極層と接面している補助磁極層と、少なくとも該主磁極層及び該補助磁極層の間を通過するように形成されている書き込みコイル層とを備えた電磁コイル素子を備えている薄膜磁気ヘッドであって、
前記主磁極層及び前記バックコンタクト磁極層からなる層領域内に非磁性層が設けられており、該非磁性層の上面と、下面と、前面の少なくとも一部と、後面の少なくとも一部とが、該主磁極層、該バックコンタクト磁極層、及び前記補助磁極層のうちの少なくとも１つの磁性材料によって覆われていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項１１】
前記非磁性層の両側面以外の表面が、該主磁極層、該バックコンタクト磁極層、及び前記補助磁極層のうちの少なくとも１つの磁性材料によって覆われていることを特徴とする請求項１０に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１２】
前記非磁性層が、前記主磁極層、前記バックコンタクト磁極層、及び前記補助磁極層のうちの少なくとも１つの磁性材料に全体を覆われていることを特徴とする請求項１１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１３】
前記非磁性層の前面の一部、後面の一部、又は両側面の一部が、前記主磁極層又は前記バックコンタクト磁極層を覆っている非磁性領域と繋がっていることを特徴とする請求項１０に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１４】
前記非磁性層の後面の一部のみが、前記主磁極層又は前記バックコンタクト磁極層を覆っている非磁性領域と繋がっていることを特徴とする請求項１３に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１５】
前記主磁極層又は前記バックコンタクト磁極層が、前記非磁性層の位置での素子形成面に平行な面による断面において、浮上面とは反対側の自身の端部にギャップを有しており、該ギャップ以外において該非磁性層を取り囲んでいることを特徴とする請求項１４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１６】
前記非磁性層が、非磁性であって電気絶縁性を有する材料から形成されていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドと、該薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構とを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１８】
請求項１７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、少なくとも１つの磁気記録媒体と、該少なくとも１つの磁気記録媒体に対して前記薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するための記録再生回路と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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に非磁性層を含む磁性層を備えた電磁コイル素子を備えている磁気記録用の薄膜磁気ヘッド、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置における大容量小型化の要求に伴い、さらなる記録密度の向上が不可欠となっている。この高記録密度化における重要なポイントとして、薄膜磁気ヘッドにおける、書き込み磁界強度の維持向上を含む、データ信号の高周波帯域での書き込み特性の向上が挙げられる。
【０００３】
一般に、薄膜磁気ヘッドにおけるデータ信号書き込み用の電磁コイル素子は、例えば長手磁気記録用の場合、書き込みギャップ層を挟んだ下部磁性層（リーディング側の磁性層）及び上部磁性層（トレーリング側の磁性層）を備えており、これらの磁性層が磁極として作用する。ここで、高周波帯域での書き込み特性を向上させるためには、これらの磁性層の構成材料として適切な軟磁性材料を用いるとともに、磁性層内に発生する渦電流損失を抑制する必要がある。この渦電流損失は、データ信号が高周波化すると増大し、磁性層の磁化の信号磁界に対する応答を妨げて書き込み特性を劣化させる原因となる。
【０００４】
この渦電流損失を抑制する技術として、例えば、特許文献１には、上コア及び／又は下コアにおける前部中間コアと重なる部分以外の部分を、磁性層間に非磁性の絶縁層が挟まれた複層構造とした薄膜磁気ヘッドが開示されている。このヘッドにおいては、この非磁性の絶縁層を設けることによって、渦電流損失の減少を図っている。さらに、この非磁性の絶縁層は、前部中間コアと重なる部分に形成されておらず、媒体対向面に露出して擬似ギャップの形成に寄与することがないので、平坦な周波数特性が得られるとしている。
【０００５】
また、特許文献２には、第１の磁性膜と非磁性絶縁膜と第２の磁性膜とが順次設けられた構造を有している上層コアを備えた薄膜磁気ヘッドが開示されている。ここで、非磁性絶縁膜の膜厚を５０ｎｍ未満かつ磁気ギャップ間隔の１／１０以下とすることによって、渦電流損失を抑えるとともに、非磁性絶縁膜を介在させることに起因する磁束の漏洩の抑制を図っている。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１０２０１３号公報
【特許文献２】特開平１１−２５４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような所定の条件下でコア内に非磁性絶縁層（膜）を用いる従来技術によっても、なお、高周波帯域における書き込み特性において、十分な書き込み磁界強度が得られず、また、隣接トラック消去（Adjacent Track Erase（ＡＴＥ））の発生や、書き込み電流によるＴＰＴＰ（Thermal Pole Tip Protrusion）の増大、さらには、非線形遷移シフト（Non Linear Transition Shift（ＮＬＴＳ））の増大といった問題が解決されてこなかった。
【０００８】
すなわち、特許文献１に開示された薄膜磁気ヘッドにおいては、非磁性絶縁層が、前部中間コアと重なる部分以外の部分に存在する。すなわち、この非磁性絶縁層は、上コア及び／又は下コアの媒体対向面とは反対側の端に達していることになる。その結果、この端において磁束が漏洩し、肝心の書き込みギャップ位置における書き込み磁界強度が減少してしまう。
【０００９】
この事情は、特許文献２に開示された技術においても同様であり、同技術においては、非磁性絶縁膜が、媒体対向面側とは反対側の端のみならず媒体対向面側の端にも達し得る。実際、この構造の有する磁束漏洩の問題に対処するために、非磁性絶縁膜の膜厚を制限して対応を図っているのであるが、ヘッドのさらなる小型化や、データ信号のさらなる高周波化に十分に対応することができない場合が生じている。さらに、第１の磁性膜の飽和磁束密度を第２の磁性膜の飽和磁束密度よりも高く設定しなければならない制限をも設けており、磁気回路の設計上の制約となってしまう。
【００１０】
また、高周波帯域における書き込み特性についての課題として、書き込み磁界強度の向上と共に重要となるのが、ＡＴＥの低減、書き込み電流によるＴＰＴＰの抑制、及びＮＬＴＳの低減である。
【００１１】
ここで、ＡＴＥとは、データ信号の高周波化に対応して磁極の狭トラック幅化が進む中で、磁極からの漏れ磁界の影響が増大し、磁気記録媒体である磁気ディスク上の隣接するトラックに対して、不要な書き込み又は消去を行ってしまう現象のことである。また、書き込み電流によるＴＰＴＰとは、書き込み電流をコイル層に印加することによって、コイル層から発生するジュール熱や、磁極及びシールド等（磁性層）での渦電流損失による損熱等によって、磁気ヘッド素子端が磁気ディスク表面方向に突出する現象のことである。この書き込み電流によるＴＰＴＰによって、磁気ヘッド素子端が磁気ディスク表面に接触した場合、その際の摩擦熱によって、データ読み出し用の磁気抵抗（ＭＲ）効果素子の電気抵抗値が変化し、異常信号が発生してしまうなどの問題（サーマルアスペリティ（thermal asperity））が起こり得る。さらには、クラッシュが発生する危険性も高くなる。
【００１２】
また、ＮＬＴＳとは、データ信号の書き込み時において、記録ビットの磁化反転位置が、すでに存在する記録ビットの磁化の影響を受けてずれるために生じる、読み出し信号の時間的なずれ分である。このＮＬＴＳが増大することによって、データ信号の復調に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１３】
しかしながら、単にコア内に非磁性絶縁層（膜）を用いる上述した従来技術では、これらの現象を十分に低減又は抑制することは、考慮されてこなかった。
【００１４】
従って、本発明の目的は、高周波帯域における書き込み特性が向上した薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ、このＨＧＡを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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。基板の素子形成面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層される方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。また、特に、本発明の磁性層内に設けられた非磁性層において、非磁性層の上方の層面すなわち「上面」と、下方の層面すなわち「下面」とに挟まれた他の層面のうち、トラック幅方向において互いに対向する２つの層面をそれぞれ「側面」とし、浮上面（ＡＢＳ）側の層面を「前面」とし、ＡＢＳとは反対側の層面を「後面」とする。
【００１６】
本発明によれば、浮上面（ＡＢＳ）を有する基板の素子形成面に形成された下部磁性層及び上部磁性層と、ＡＢＳ側の端部がこの下部磁性層及びこの上部磁性層に挟持された書き込みギャップ層と、少なくとも下部磁性層及び上部磁性層の間を通過するように形成されている書き込みコイル層とを備えた電磁コイル素子を備えている薄膜磁気ヘッドであって、上部磁性層内に非磁性層が設けられており、この非磁性層の上面と、下面と、前面の少なくとも一部と、後面の少なくとも一部とが、上部磁性層及び下部磁性層のうち少なくとも１つの磁性材料によって覆われている薄膜磁気ヘッドが提供される。なお、ここで、前面（後面）の少なくとも一部が覆われているとは、前面（後面）全体が覆われている場合、例えば、図３（Ｂ）の非磁性層の場合や図４（Ａ）の非磁性層の場合を含み、さらに、前面（後面）の一部分が磁性層から露出している（外部の非磁性領域と繋がっている）場合、例えば、図６（Ａ−１）〜（Ｃ）の非磁性層の場合をも含む。
【００１７】
このような本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、上述した非磁性層が設けられることによって、上部磁性層内の渦電流の発生が抑制され、渦電流損失が大幅に減少して透磁率が向上する。さらに、上面と、下面と、前面の少なくとも一部と、後面の少なくとも一部とが少なくとも磁性材料に覆われているので、下部磁性層及び上部磁性層を導磁路とする磁束の流れに大きな抵抗が生じず、磁束の漏洩が抑制される。その結果、高周波帯域における書き込み特性が向上する。なお、その中でも特に、十分な書き込み磁界強度が維持され、ＡＴＥが減少し、書き込み電流によるＴＰＴＰが抑制され、又はＮＬＴＳが低減する。
【００１８】
また、この本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、非磁性層の両側面以外の表面が、上部磁性層及び下部磁性層のうち少なくとも１つの磁性材料によって覆われていることが好ましい。さらに、非磁性層が、上部磁性層及び下部磁性層のうち少なくとも１つの磁性材料に全体を覆われていることも好ましい。この場合、磁界の漏洩がより抑制される。
【００１９】
さらに、この本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、非磁性層の前面の一部、後面の一部、又は両側面の一部が、上部磁性層を覆っている非磁性領域と繋がっていることも好ましい。この際、非磁性層の後面の一部のみが、前記上部磁性層を覆っている非磁性領域と繋がっていることがより好ましい。さらに、上部磁性層が、非磁性層の位置での素子形成面に平行な面による断面において、自身のＡＢＳとは反対側の端部にギャップを有しており、このギャップ以外において非磁性層を取り囲んでいることもより好ましい。このようなギャップを設けることによって、上部磁性層内に発生する渦電流における、非磁性層を取り囲むループ状の電流経路の形成が抑制される。
【００２０】
さらに、この本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、上部磁性層が、下面が書き込みギャップ層と接面している上部磁極層と、下面が下部磁性層と接面しているバックコンタクト磁極層と、ＡＢＳ側の端部が上部磁極層と接面しており、この端部とは反対側の端部がバックコンタクト磁極層と接面している上部ヨーク層とを備えており、非磁性層が、バックコンタクト磁極層内に設けられていることも好ましい。ここで、上部磁性層及び下部磁性層のうち少なくとも１つの磁性材料において、この非磁性層を覆っている部分の素子形成面内方向での厚みである被覆幅ｔＢＣが、少なくとも１μｍ以上であることがより好ましい。被覆幅ｔＢＣが１μｍ以上であることによって、書き込み磁界強度が、従来のヘッドと比べても十分に維持される。
【００２１】
さらにまた、この本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、上部磁性層が、下面が書き込みギャップ層と接面している上部磁極層と、ＡＢＳ側の端部が上部磁極層と接面している上部ヨーク層とを備えており、非磁性層が、上部ヨーク層内に設けられていることも好ましい。さらに、非磁性層が、バックコンタクト磁極層及び上部ヨーク層の両方に設けられていることも好ましい。
【００２２】
本発明によれば、また、ＡＢＳを有する基板の素子形成面に形成された主磁極層と、下面がこの主磁極層と接面しているバックコンタクト磁極層と、ＡＢＳ側の端部が主磁極層のＡＢＳ側の端部とギャップ層を介して対向しており、ＡＢＳ側の端部とは反対側の端部がバックコンタクト磁極層と接面している補助磁極層と、少なくとも主磁極層及び補助磁極層の間を通過するように形成されている書き込みコイル層とを備えた電磁コイル素子を備えている薄膜磁気ヘッドであって、主磁極層及びバックコンタクト磁極層からなる層領域内に非磁性層が設けられており、この非磁性層の上面と、下面と、前面の少なくとも一部と、後面の少なくとも一部とが、主磁極層、バックコンタクト磁極層、及び補助磁極層のうち少なくとも１つの磁性材料によって覆われている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００２３】
この本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、非磁性層の両側面以外の表面が、主磁極層、バックコンタクト磁極層、及び補助磁極層のうち少なくとも１つの磁性材料によって覆われていることが好ましい。また、非磁性層が、主磁極層、バックコンタクト磁極層、及び補助磁極層のうち少なくとも１つの磁性材料に全体を覆われていることも好ましい。
【００２４】
さらに、この本発明による薄膜磁気ヘッドにおいて、非磁性層の前面の一部、後面の一部、又は両側面の一部が、主磁極層又はバックコンタクト磁極層を覆っている非磁性領域と繋がっていることも好ましい。この際、非磁性層の後面の一部のみが、主磁極層又はバックコンタクト磁極層を覆っている非磁性領域と繋がっていることがより好ましい。さらに、主磁極層又はバックコンタクト磁極層が、非磁性層の位置での素子形成面に平行な面による断面において、自身のＡＢＳとは反対側の端部にギャップを有しており、このギャップ以外において非磁性層を取り囲んでいることもより好ましい。
【００２５】
このように、本発明に係る非磁性層を備えた構造は、上述した長手磁気記録用の薄膜磁気ヘッドのみならず、このような垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドにも適用することができる。
【００２６】
また、上述した長手磁気記録用の薄膜磁気ヘッド及びこのような垂直磁気記録用の薄膜磁気ヘッドのいずれにおいても、非磁性層が、非磁性であって電気絶縁性を有する材料から形成されていることが好ましい。この場合、渦電流の発生がより抑制され、渦電流損失が大幅に減少して透磁率がより向上する。
【００２７】
本発明によれば、さらにまた、以上に述べた薄膜磁気ヘッドと、この薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構とを備えているＨＧＡが提供される。
【００２８】
本発明によれば、さらにまた、このＨＧＡを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気記録媒体と、この少なくとも１つの磁気記録媒体に対して薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するための記録再生回路とをさらに備えている磁気ディスク装置が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明による薄膜磁気ヘッド、ＨＧＡ及び磁気ディスク装置によれば、高周波帯域における書き込み特性を向上させることができる。この結果、高記録密度化の下で良好な記録再生特性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００３１】
図１は、本発明による磁気ディスク装置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。
【００３２】
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、磁気記録媒体としての磁気ディスク、１２は、薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１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、この薄膜磁気ヘッドの書き込み及び読み出し動作を制御するための記録再生回路をそれぞれ示している。
【００３３】
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、薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１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及びスライダ２１は、単数であってもよい。
【００３４】
記録再生回路１３は、図示していないが、記録再生制御ＬＳＩと、記録再生制御ＬＳＩから記録データを受け取るライトゲートと、ライトゲートからの信号を後述する書き込み用の電磁コイル素子に出力するライト回路と、後述する読み出し用のＭＲ効果素子にセンス電流を供給する定電流回路と、ＭＲ効果素子の素子出力電圧を増幅する増幅器と、記録再生制御ＬＳＩに対して再生データを出力する復調回路とを備えている。
【００３５】
図２は、本発明によるＨＧＡ、及びこのＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッド（スライダ）の一実施形態を示す斜視図である。
【００３６】
図２に示すように、ＨＧＡ１７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。
【００３７】
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。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。
【００３８】
同じく図２において、薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１は、適切な浮上量を得るように加工されたＡＢＳ３０と、素子形成面３１上に形成された磁気ヘッド素子３２と、素子形成面３１上に形成された被覆層３９の層面から露出したそれぞれ２つからなる信号端子電極３６及び３７とを備えている。ここで、磁気ヘッド素子３２は、読み出し用のＭＲ効果素子３３と、書き込み用の電磁コイル素子３４とから構成されている。さらに、信号端子電極３６及び３７は、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４にそれぞれ接続されている。
【００３９】
ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４においては、素子の一端がＡＢＳ３０側のヘッド端面３００に達している。これらの端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受による読み出しと信号磁界の印加による書き込みとが行われる。
【００４０】
図３（Ａ）は、本発明による薄膜磁気ヘッド２１の要部の構成を示す、図２のＡ−Ａ線断面図である。また、図３（Ｂ）は、同ヘッドが備えている電磁コイル素子３４の要部の構成を示す斜視図である。
【００４１】
図３（Ａ）において、２１０はアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するＡＢＳ３０を有している。このスライダ基板２１０のＡＢＳ３０を底面とした際の一つの側面である素子形成面３１に、読み出し用のＭＲ効果素子３３と、書き込み用の電磁コイル素子３４と、これらの素子を保護する被覆層３９とが主に形成されている。
【００４２】
ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４とを備えている。ここで、ＭＲ積層体３３２は、面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plane））巨大磁気抵抗（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive））多層膜、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane））ＧＭＲ多層膜、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive））多層膜を含み、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４は、ＭＲ積層体３３２が雑音となる外部磁界の影響を受けることを防止する。
【００４３】
このＭＲ積層体３３２がＣＩＰ-ＧＭＲ多層膜を含む場合、下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４の各々とＭＲ積層体３３２との間に絶縁用の上下部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、ＭＲ積層体３３２にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのＭＲリード導体層が形成される。一方、ＭＲ積層体３３２がＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜を含む場合、下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４はそれぞれ上下部の電極層としても機能する。この場合、上下部シールドギャップ層とＭＲリード導体層とは不要であって省略される。なお、図示されていないが、ＭＲ積層体３３２のヘッド端面３００とは反対側のシールド層間には絶縁層が形成され、さらに、ＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両側には、絶縁層か、又は磁区の安定化用の縦バイアス磁界を印加するための、バイアス絶縁層及び強磁性材料からなるハードバイアス層が形成される。
【００４４】
ＭＲ積層体３３２は、例えば、ＴＭＲ効果多層膜を含む場合、ＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＮｉＭｎ、ＲｕＲｈＭｎ等からなる厚さ５〜１５ｎｍ程度の反強磁性層と、例えば強磁性材料であるＣｏＦｅ等、又はＲｕ等の非磁性金属層を挟んだ２層のＣｏＦｅ等から構成されており反強磁性層によって磁化方向が固定されている磁化固定層と、例えばＡｌ、ＡｌＣｕ、Ｍｇ等からなる厚さ０.５〜１ｎｍ程度の金属膜が真空装置内に導入された酸素によって又は自然酸化によって酸化された非磁性誘電材料からなるトンネルバリア層と、例えば強磁性材料である厚さ１ｎｍ程度のＣｏＦｅ等と厚さ３〜４ｎｍ程度のＮｉＦｅ等との２層膜から構成されておりトンネルバリア層を介して磁化固定層との間でトンネル交換結合をなす磁化自由層とが、順次積層された構造を有している。
【００４５】
下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法、又はスパッタリング法等によって形成された厚さ０.５〜３μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等で構成することができる。
【００４６】
電磁コイル素子３４は、下部磁性層３４０、書き込みギャップ層３４１、書き込みコイル層３４３、書き込みコイル絶縁層３４４及び上部磁性層３４５を備えている。書き込みコイル層３４３は、下部書き込みコイル層３４３０及び上部書き込みコイル層３４３１の２層構造となっており、１ターンの間に少なくとも下部磁性層３４０及び上部磁性層３４５の間を通過するように形成されている。下部磁性層３４０及び上部磁性層３４５は、書き込みコイル層３４３に書き込み電流を印加することによって生成される磁束の導磁路となっている。なお、書き込みコイル層３４３は２層構造に限らず、単層、３層以上又はヘリカルコイルでもよい。
【００４７】
なお、下部磁性層３４０と、ＭＲ効果素子３３の上部シールド層３３４との間には、電磁コイル素子３４及びＭＲ効果素子３３を分離するための絶縁材料又は金属材料等からなる非磁性層が設けられているが、同層は必ずしも必要ではなく、同層を省略して、さらに上部シールド層をこの下部磁性層３４０で兼用してもよい。
【００４８】
下部磁性層３４０は、下部ヨーク層３４００と、下部ヨーク層３４００のＡＢＳ３０側（ヘッド端面３００側）の端部上であってヘッド端面３００に達する位置に形成されており、上面が書き込みギャップ層３４１と接面している下部磁極層３４０１とを備えている。
【００４９】
ここで、下部ヨーク層３４００は、例えば、スパッタリング法、フレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて形成された厚さ０.５〜３.５μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ等で構成されている。また、下部磁極層３４０１は、例えば、スパッタリング法等を用いて形成された厚さ０.２５〜０.６μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ等で構成されている。ここで、下部磁極層３４０１においては、飽和磁束密度が下部ヨーク層３４００よりも大きく設定されており、例えば少なくとも２.０テスラ（Ｔ）以上に設定されている。
【００５０】
また、上部磁性層３４５は、下面が書き込みギャップ層３４１と接面している上部磁極層３４５０と、書き込みコイル層３４３の下部磁性層３４０及び上部磁性層３４５の間を通過する部分を挟んで上部磁極層３４５０と対向しており、下面が下部磁性層３４０と接面しているバックコンタクト磁極層３４５２と、ＡＢＳ側の端部が上部磁極層３４５０と接面している上部ヨーク層３４５１とを備えている。
【００５１】
この下部磁極層３４０１と上部磁極層３４５０とが、書き込みギャップ層３４１のうちＡＢＳ側（ヘッド端面３００）側の端部を挟持している。ここで、書き込みコイル層３４３に書き込み電流が印加されると、下部磁極層３４０１及び上部磁極層３４５０を含む下部磁性層３４０及び上部磁性層３４５に磁束が生成され、この書き込みギャップ層３４１の端部位置から漏洩磁界としての書き込み磁界が発生して、磁気ディスクに書き込みが行なわれる。なお、下部磁極層３４０１及び上部磁極層３４５０の磁気ディスク側の端は、ヘッド端面３００に達しているが、ヘッド端面３００には、極めて薄い保護膜としてダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のコーティングが施されている。
【００５２】
バックコンタクト磁極層３４５２は、非磁性層３５を備えている。この非磁性層３５は、図３（Ｂ）に示すように、バックコンタクト磁極層３４５２内に設けられていて、下部磁性層３４０及び上部磁性層３４５のうち少なくとも１つの磁性材料によって全体を覆われており、少なくとも両側面３５４及び３５５以外の表面、すなわち、下面（底面）３５０、上面３５１、前面３５２及び後面３５３が、磁性材料によって覆われている。
【００５３】
本実施形態においては、この非磁性層３５の下面３５０を除く面は、バックコンタクト磁極層３４５２の磁性材料によって覆われており、非磁性層３５の下面３５０は、下部磁性層３４０の磁性材料によって覆われている。さらに、非磁性層３５を覆っている磁性材料の部分の素子形成面内方向での厚みである被覆幅ｔＢＣが、少なくとも１μｍ以上に設定されている。なお、非磁性層３５の表面を覆う磁性材料が、すべてバックコンタクト磁極層３４５２の磁性材料であってもよいし、非磁性層３５の上面３５１が、上部ヨーク層３４５１の磁性材料によって覆われていてもよい。また、本実施形態においては、非磁性層３５の素子形成面に平行な面による断面の形状は、矩形となっているが、例えば台形、二等辺三角形、円、楕円等の形状であってもよい。
【００５４】
本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、このような非磁性層３５が設けられることによって、特に、バックコンタクト磁極層３４５２における渦電流の発生が抑制され、渦電流損失が大幅に減少して透磁率が向上する。さらに、非磁性層３５の下面３５０、上面３５１、前面３５２及び後面３５３が少なくとも磁性材料に覆われているので、下部磁性層３４０及び上部磁性層３４５を導磁路とする磁束の流れに大きな抵抗が生じず、磁束の漏洩が抑制される。その結果、後の実施例において明確に示されるように、高周波帯域における書き込み特性が向上する。なお、その中でも特に、十分な書き込み磁界強度が維持されて、その上でＡＴＥが減少し、さらに書き込み電流によるＴＰＴＰが抑制される。
【００５５】
なお、非磁性層３５は、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて形成された厚さ０.３〜２μｍ程度のＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＤＬＣ等である非磁性の絶縁材料、又は、例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ等、又はこれらの元素の２つ以上からなる合金等である非磁性金属材料から構成されている。非磁性層３５が、非磁性の絶縁材料からなる場合、渦電流の発生は、より抑制される。一方、非磁性層３５が、非磁性の金属材料からなる場合であっても、高周波の磁束の場合、磁性層断面の真ん中付近での磁束密度は非常に低くなるので、むしろその部分が非磁性である方が層全体の透磁率は向上する。
【００５６】
また、上部磁極層３４５０及びバックコンタクト磁極層３４５２は、例えばフレームめっき法を含むパターンめっき法、スパッタリング法等を用いて形成された厚さ０.５〜３μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ等で構成されている。また、上部ヨーク層３４５１は、例えば、フレームめっき法を含むパターンめっき法、スパッタリング法等を用いて形成された厚さ０.５〜３.０μｍ程度のＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等で構成されている。ここで、上部磁極層３４５０の飽和磁束密度は、上部ヨーク層３４５１よりも大きく、例えば少なくとも２.０Ｔ以上に設定されている。
【００５７】
また、被覆層３９は、例えばスパッタリング法等によって形成された、例えば非磁性材料であるＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等を用いて、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４を覆うように構成されている。
【００５８】
ここで、このような非磁性層３５を備えたバックコンタクト磁極層３４５２の形成方法を説明する。
【００５９】
最初に、下部ヨーク層３４００上に、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法等によってギャップ層３４１を形成した後、レジストマスクパターンを介して、例えばイオンミリング法、反応性イオンエッチング法等のドライエッチング法等によって、ギャップ層３４１の一部を除去して下部磁性層３４０を露出させることにより、バックギャップ部を形成する。次いで、書き込みコイル層３４３及びコイル絶縁層３４４を形成した後、バックギャップ部上に、スパッタリング法、ＣＶＤ法、さらにはフォトリソグラフィ法等を用いて非磁性層３５を形成する。その後、ギャップ層３４１上に上部磁極層３４５０を形成するとともに、この非磁性層３５を覆うように磁性層を積層して、バックコンタクト磁極層３４５２を形成する。なお、バックギャップ部の形成時に、ギャップ層３４１の一部を残して、非磁性層３５としてもよい。
【００６０】
また、図３（Ａ）に戻って、書き込みコイル絶縁層３４４は、下部書き込みコイル層３４３０を取り囲む下部書き込みコイル絶縁層３４４０と、上部書き込みコイル層３４３１を取り囲む上部書き込みコイル絶縁層３４４１との２層構造となっている。この書き込みコイル絶縁層３４４は、書き込みコイル層３４３と下部磁性層３４０及び上部磁性層３４５との間を電気的に絶縁するために設けられている。また、下部書き込みコイル層３４３０及び下部書き込みコイル絶縁層３４４０と、上部書き込みコイル層３４３１及び上部書き込みコイル絶縁層３４４１との間には、両者間の電気的絶縁のための上下部コイル絶縁層３４２が、さらに設けられている。
【００６１】
ここで、下部書き込みコイル層３４３０及び上部書き込みコイル層３４３１は、例えば、フレームめっき法等を用いて形成された厚さ０.３〜５μｍ程度のＣｕ等で構成されている。また、下部書き込みコイル絶縁層３４４０及び上部書き込みコイル絶縁層３４４１は、例えばフォトリソグラフィ法等を用いて形成された厚さ０.５〜７μｍ程度の加熱キュアされたフォトレジスト等でそれぞれ構成されている。さらに、書き込みギャップ層３４１は絶縁層であり、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法等を用いて形成された厚さ０.０１〜０.１μｍ程度のＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等で構成されている。
【００６２】
図４（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施形態における、上部磁性層の構成を示す斜視図又は断面図である。ここで、図４（Ｂ）の断面図は、スライダ基板の素子形成面と平行な面による断面におけるバックコンタクト磁極層の構成となっている。
【００６３】
図４（Ａ）によれば、バックコンタクト磁極層４０５２内に設けられた非磁性層４１においては、両側面４１４及び４１５が、バックコンタクト磁極層４０５２の両側面から非磁性領域に露出している。ここで、両側面４１４及び４１５が露出している非磁性領域は、コイル絶縁層３４４又は被覆層３９（図３（Ａ））の一部に相当する。このような実施形態においても、非磁性層４１の少なくとも下面（底面）、上面、前面及び後面は、磁性材料に覆われているので、バックコンタクト磁極層４０５２における渦電流損失が大幅に減少し、さらに、磁束の漏洩が抑制される。その結果、高周波帯域における書き込み特性が向上する。
【００６４】
また、図４（Ｂ）によれば、非磁性層４３は、バックコンタクト磁極層４２５２内において２つに離隔した部分から構成されている。なお、この非磁性層の部分の数は、３つ以上であってもかまわない。このような構成を有する非磁性層４３が設けられた実施形態においても、バックコンタクト磁極層４２５２における渦電流損失が大幅に減少し、さらに、磁束の漏洩が抑制される。その結果、高周波帯域における書き込み特性が向上する。
【００６５】
さらに、図４（Ｃ）によれば、非磁性層４５は、上部ヨーク層４４５１内に設けられており、全体が、上部ヨーク層４４５１の磁性材料によって覆われている。なお、非磁性層４５の両側面が、上部ヨーク層４４５１の両側面から非磁性領域に露出していてもかまわない。このような非磁性層４５が上部ヨーク層４４５１内に設けられた実施形態においても、上部ヨーク層４４５１における渦電流損失が大幅に減少することによって上部ヨーク層４４５１の透磁率が向上し、さらに、磁束の漏洩が抑制される。その結果、高周波帯域における書き込み特性が向上する。
【００６６】
さらにまた、図４（Ｄ）によれば、非磁性層４７は、上部ヨーク層４６５１内において上下に離隔した２つの層から構成されている。なお、この非磁性層の部分をなす層の数は、３つ以上であってもかまわない。このような構成を有する非磁性層４７が設けられた実施形態においても、上部ヨーク層４６５１における渦電流損失が大幅に減少することによって上部ヨーク層４６５１の透磁率が向上し、さらに、磁束の漏洩が抑制される。その結果、高周波帯域における書き込み特性が向上する。
【００６７】
ここで、本発明による非磁性層の断面形状について説明する。以上に述べた図３（Ｂ）及び図４（Ａ）〜（Ｄ）に示された非磁性層においては、図２のＡ−Ａ線断面に相当する断面をとると、その断面形状が矩形、又は撓んだ矩形状となっている。しかしながら、非磁性層のいずれかの端の角が丸くなっていたり、いずれかの端部が先細りしていたり、さらには先鋭になっている態様も、渦電流損失が大幅に減少し、さらに、磁束の漏洩が抑制されるので、本発明の範囲内となる。また、非磁性層が、バックコンタクト磁極層及び上部ヨーク層の両方に設けられている態様も、渦電流損失がより大きく減少し、さらに磁束の漏洩の抑制がなお確保されるので、本発明の範囲内となる。
【００６８】
図５は、本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施形態における要部の構成を示す、図２のＡ−Ａ線断面図である。また、図５（Ｂ）は、同ヘッドが備えている電磁コイル素子の要部の構成を示す斜視図である。
【００６９】
図５（Ａ）によれば、データ書き込み用の電磁コイル素子５４は、垂直磁気記録用であり、バッキングコイル部５４０と、主磁極層５４１と、ギャップ層５４２と、書き込みコイル層５４３と、書き込みコイル絶縁層５４４と、補助磁極層５４５と、バックコンタクト磁極層５４６とを備えている。５３は、この電磁コイル素子５４とデータ書き込み用のＭＲ効果素子５２との間の磁気的シールドの役目を果たす素子間シールド層である。
【００７０】
主磁極層５４１は、書き込みコイル層５４３に書き込み電流を印加することによって生成される磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの垂直磁気記録層まで収束させながら導くための導磁路であり、主磁極主要層５４１１及び主磁極補助層５４１０から構成されている。ここで、主磁極層５４１のヘッド端面３００側の端部における層厚方向の長さ（厚さ）は、この主磁極主要層５４１１のみの層厚に相当しており小さくなっている。この結果、高記録密度化に対応した微細な書き込み磁界を発生させることができる。
【００７１】
補助磁極層５４５のヘッド端面３００側の端部は、補助磁極層５４５の他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部５４５０となっている。トレーリングシールド部５４５０は、主磁極層５４１のＡＢＳ側の端とギャップ層５４２を介して対向している。このようなトレーリングシールド部５４５０を設けることによって、ヘッド端面３００近傍におけるトレーリングシールド部５４５０の端部と主磁極層５４１の端部との間において磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読み出し時のエラーレートを小さくすることができる。
【００７２】
書き込みコイル層５４３は、１ターンの間に少なくとも主磁極層５４１及び補助磁極層５４５の間を通過するように形成されている。書き込みコイル絶縁層５４４は、書き込みコイル層５４３を取り囲んでおり、書き込みコイル層５４３と主磁極層５４１、補助磁極層５４５及びバックコンタクト磁極層５４６との間を電気的に絶縁するために設けられている。
【００７３】
バックコンタクト磁極層５４６は、その内部に、非磁性層５５を備えている。この非磁性層５５は、図５（Ｂ）に示すように、バックコンタクト磁極層５４６内に設けられていて、バックコンタクト磁極層５４６、主磁極層５４１及び補助磁極層５４５のうち少なくとも１つの磁性材料によって全体を覆われており、少なくとも両側面５５４及び５５５以外の表面、すなわち、下面（底面）、上面、前面及び後面が、磁性材料によって覆われている。ここで、非磁性層５５を覆っている磁性材料の部分の素子形成面内方向での厚みである被覆幅ｔＢＣ′が、少なくとも１μｍ以上に設定されている。
【００７４】
本実施形態においては、このような非磁性層５５が設けられることによって、特に、バックコンタクト磁極層５４６における渦電流損失が大幅に減少して透磁率が向上し、さらに、磁束の漏洩が抑制される。その結果、高周波帯域における書き込み特性が向上する。なお、その中でも特に、十分な書き込み磁界強度が維持されて、その上でＡＴＥが減少し、さらに書き込み電流によるＴＰＴＰが抑制される。
【００７５】
なお、他の実施形態として、同じく図５（Ｂ）に示すように、非磁性層５６が、主磁極層５４１内に設けられており、全体が、主磁極層５４１の磁性材料によって覆われていてもよい。また、非磁性層５６の両側面が、主磁極層５４１の両側面から非磁性領域に露出していてもかまわない。このような実施形態においても、主磁極層５４１における渦電流損失が大幅に減少して主磁極層５４１の透磁率が向上し、さらに、磁束の漏洩が抑制される。その結果、高周波帯域における書き込み特性が向上する。
【００７６】
また、図５（Ａ）に戻ってみると、電磁コイル素子５４において、素子間シールド層５３と主磁極層５４１との間に、バッキングコイル部５４０が設けられている。バッキングコイル部５４０は、バッキングコイル層５４００及びバッキングコイル絶縁層５４０１から形成されており、主磁極層５４１及び補助磁極層５４５から発生してＭＲ効果素子５２内の上下部シールド層を経由する磁束ループを打ち消す磁束を発生させて、磁気ディスクへの不要な書き込み又は消去動作である広域隣接トラック消去（ＷＡＴＥ）現象の抑制を図っている。
【００７７】
図６（Ａ−１）〜（Ｃ）は、バックコンタクト磁極層に非磁性層を設ける場合の他の実施形態を示す、非磁性層の位置での素子形成面に平行な面による断面図である。ここで、図６（Ａ−１）〜（Ｃ）に示したバックコンタクト磁極層は、長手磁気記録用及び垂直磁気記録用のいずれのヘッド内におけるものであってもよい。
【００７８】
図６（Ａ−１）によれば、非磁性層６１の後面が、バックコンタクト磁極層６０を覆っている非磁性領域６３と繋がっている部分６２を有している。ここで、非磁性層６１のこの断面構造がバックコンタクト磁極層６０の層厚方向全体に及んでいる場合、図６（Ａ−２）に示すように、部分６２は、バックコンタクト磁極層６０においてスリット（ギャップ）状となるが、非磁性層６１のこの断面構造がバックコンタクト磁極層６０の層厚方向において一部を占める場合、図６（Ａ−３）に示すように、部分６２は、バックコンタクト磁極層６０においてホール（穴）状となる。
【００７９】
また、本実施形態を別の観点で見ると、非磁性層６１の位置での素子形成面に平行な面による断面において、バックコンタクト磁極層６０が、自身のＡＢＳとは反対側の端部にギャップを有するＣ字状又はコ字状の形状を有しており、このギャップ以外において非磁性層６１を取り囲んでいることが理解される。なお、非磁性領域６３は、長手磁気記録用及び垂直磁気記録用のいずれのヘッドにおいても、コイル絶縁層又は被覆層の一部に相当する。
【００８０】
ここで、非磁性領域６３と繋がっている部分６２が、他の位置、例えば、非磁性層６１の両側面の一部や、前面の一部に設けられていてもよい。ただし、上下部磁性層のなす磁気回路（導磁路）全体の磁束密度分布の観点から、部分６２は図６（Ａ−１）の位置にあることが好ましい。
【００８１】
なお、非磁性領域６３と繋がっている部分６２の幅（ギャップ長）ｄＧは、例えば０.１〜１０μｍ程度である。この幅ｄＧは、上下部磁性層のなす磁気回路の抵抗をできるだけ増大させない観点からすると、できるだけ狭くすることが好ましく、例えばプロセス上形成できる絶縁限界幅として、０.１μｍ程度にまで小さくすることが可能である。また、被覆幅ｔＢＣは、例えば、図３（Ｂ）と同様であってもよい。
【００８２】
このような非磁性領域６３と繋がっている部分６２（ギャップ）を設けることによって、バックコンタクト磁極層６０内に発生する渦電流における、非磁性層６１を取り巻くループ状の電流経路の形成が抑制される。その結果、渦電流が低減して、薄膜磁気ヘッドの高周波特性を向上させることが可能となる。
【００８３】
また、図６（Ｂ）に示すように、バックコンタクト磁極層６４において、非磁性領域６７と繋がっている複数の部分６６（同図では２つ）が設けられていてもよい。ただし、この場合、非磁性層６５を覆う磁性材料部分が少なくなり上下部磁性層のなす磁気回路の抵抗を増大させて高周波特性に悪影響が出ることがないように留意する必要がある。
【００８４】
さらに、図６（Ｃ）に示すように、非磁性層６９の両側面が非磁性領域７１に露出しており、その上に、非磁性領域７１と繋がっている部分７０が設けられてもよい。このような変更態様においても、非磁性層を取り巻くループ状の渦電流経路の形成が抑制されることは明らかである。
【００８５】
以下、本発明による薄膜磁気ヘッドにおける、高周波帯域における書き込み特性の向上効果について、実施例及び従来例を用いて説明する。
【００８６】
（実施例１及び２の構成）
図７（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１及び２におけるバックコンタクト磁極層の構成を概略的に示す、素子形成面と平行な面による断面図である。
【００８７】
図７（Ａ）によれば、実施例１としての長手磁気記録用の薄膜磁気ヘッドにおいては、バックコンタクト磁極層３４５２内の非磁性層３５は、その全体を磁性材料に覆われている。また、図７（Ｂ）によれば、実施例２としての長手磁気記録用の薄膜磁気ヘッドにおいては、バックコンタクト磁極層６０内の非磁性層６１は、ギャップ（非磁性領域と繋がっている部分）６２以外の表面を磁性材料に覆われている。
【００８８】
図７（Ａ）及び（Ｂ）において、バックコンタクト磁極層３４５２又は６０の被覆幅ｔＢＧは、バックコンタクト磁極層３４５２又は６０の磁性材料において、非磁性層３５又は６１を覆っている部分の素子形成面内方向での厚みとなる。ヘッドサンプルとしては、被覆幅ｔＢＧが０.５、１.０、１.５、２.０及び２.５μｍである５種類を用意した。また、図７（Ｂ）において、バックコンタクト磁極層６０のギャップの幅（ギャップ長）ｄＧは、２.０μｍであった。
【００８９】
また、図７（Ａ）及び（Ｂ）の実施例１及び２において、バックコンタクト磁極層３４５２又は６０のトラック幅方向の幅ＷＢＣは１０.０μｍであり、トラック幅方向に垂直な方向（ＡＢＳに垂直な方向）の長さＬＢＣは、５.８μｍであった。また、上部ヨーク層３４５１のトラック幅方向に垂直な方向（ＡＢＳに垂直な方向）の長さＬＹＯＫＥは１３.８μｍであり、書き込みギャップ層３４１の厚さ（ギャップ長）は０.０９μｍであった。さらに、下部ヨーク層３４００及び上部ヨーク層３４５１の飽和磁束密度ＢＳは２.０Ｔであり、下部磁極層３４０１、上部磁極層３４５０、並びにバックコンタクト磁極層３４５２又は６０の飽和磁束密度ＢＳはそれぞれ２.４Ｔであった。なお、従来のヘッドは、バックコンタクト磁極層に非磁性層を備えていない点を除いて、上述した実施例１及び２のヘッドと同じ構成であった。
【００９０】
（書き込み磁界強度の測定結果）
図８は、実施例１及び２のヘッド、並びに従来のヘッドにおける、バックコンタクト磁極層の被覆幅ｔＢＧと書き込み磁界強度との関係を示すグラフである。
【００９１】
なお、書き込みコイル層に印加する書き込み電流は、全て５０ｍＡであった。また、書き込み磁界強度は、書き込みギャップ層のＡＢＳ（ヘッド端面）側の近傍での値となっている。
【００９２】
図８によれば、書き込み磁界強度は、実施例１及び２ともに、被覆幅ｔＢＧ＝０.５μｍのサンプルにおいて約９６３０Ｏｅ（約７６７ｋＡ／ｍ）であり、従来のヘッドの約９８６０Ｏｅ（約７８５ｋＡ／ｍ）に比べて若干低下しているが、被覆幅ｔＢＧ＝１.０、１.５、２.０、２.５μｍのサンプルにおいては、ほぼ従来のヘッドと同じ値となっている。従って、本発明のヘッドにおいては、大幅な書き込み磁界強度の劣化は見られず、特に、被覆幅ｔＢＧが１μｍ以上のバックコンタクト磁極層を備えたヘッドにおいては、従来とほぼ同じ書き込み磁界強度が得られることが理解される。
【００９３】
（書き込み電流によるＴＰＴＰの測定結果）
図９（Ａ）は、実施例１及び２のヘッド、並びに従来のヘッドにおいて行った、書き込み電流によるＴＰＴＰの測定における書き込み電流の設定を説明するためのグラフであり、図９（Ｂ）は、実施例１及び２のヘッド、並びに従来のヘッドにおける、書き込み電流の設定と書き込み電流によるＴＰＴＰとの関係を示すグラフである。
【００９４】
図９（Ａ）によれば、書き込みコイル層に印加される書き込み電流の振幅は、定常状態において３０ｍＡとなるように設定されているが、印加の立ち上がりにおいて、この３０ｍＡを瞬間的に超過する。本実施例においては、この超過分を、オーバーシュート電流（ＯＳＣ）とし、種々のＯＳＣを有する書き込み電流の下で、書き込み電流によるＴＰＴＰの測定を行った。なお、書き込み電流の書き込み周波数は、磁気記録において相当な高周波領域である、約５００ＭＨｚであった。なお、ＯＳＣ値は、アンプの設定に依存するため、図９（Ｂ）においては任意の単位となっている。
【００９５】
次いで、書き込み電流によるＴＰＴＰの測定方法を説明する。最初に、対象ヘッドを用いて通常の書き込み（第１の書き込み）を行った。さらに、この書き込みが行われたトラックからこのヘッドを用いて読み出しを行い、第１の再生出力を測定した。次いで、このトラックから磁気ディスクの半径方向に適当な距離だけずれた位置において、このヘッドを用いてダミーの書き込み（第２の書き込み）を行った。この第２の書き込みにおいては、書き込み電流のＯＳＣが、１.０、４.０、７.０、１１.０及び１５.０である５種類の書き込みが行われた。次いで、この５種類の書き込みの各々が終了した直後に、第１の書き込みを行ったトラックに戻って、再度、このトラックからこのヘッドを用いて読み出しを行い、第２の再生出力を測定した。
【００９６】
以上の測定においては、書き込み電流のＯＳＣに応じて、第２の書き込みにおけるＴＰＴＰ、すなわち磁気ヘッド素子端の磁気ディスク方向への突出量が変化する。この突出量が大きいほど、磁気ヘッド素子端と磁気ディスク表面との距離が小さくなるので、第２の再生出力が第１の再生出力よりも大きくなる。従って、これらの第１及び第２の再生出力の差から、書き込み電流のＯＳＣによる突出量を求めることができる。その結果、図９（Ｂ）にように、横軸にＯＳＣをとり、縦軸に書き込み電流によるＴＰＴＰ、すなわち突出量をとって、突出量のＯＳＣ依存性をグラフにすれば、その傾向から、対象ヘッドにおける、書き込み電流によるＴＰＴＰの大きさを決定することができる。
【００９７】
なお、実施例１及び２のヘッドのうち、本測定に用いたヘッドは、被覆幅ｔＢＧ＝１.０μｍのバックコンタクト磁極層を備えたヘッドであった。
【００９８】
図９（Ｂ）によれば、従来のヘッド、並びに実施例１及び２のヘッドの突出量は、いずれにおいてもＯＳＣ値の増加とともに増大する。しかしながら、実施例１及び２のヘッドにおいては、従来のヘッドと比べて、いずれのＯＳＣ値においても突出量が小さくなっている。特に、実施例２のギャップ６２を有するヘッドにおいては、この突出量の低減が顕著である。これは、ギャップ６２を設けたことによって渦電流がより抑制されて損熱の減少が顕著となり、その結果、磁気ヘッド素子を熱膨張させる熱量がさらに減少するためと考えられる。以上、本発明によるヘッドにおいては、従来のヘッドに比べて、書き込み電流によるＴＰＴＰが十分に抑制されていることが理解される。
【００９９】
（ＮＴＬＳ測定結果）
図１０は、実施例１及び２のヘッド、並びに従来のヘッドにおける、ＮＬＴＳ（非線形遷移シフト）の書き込み周波数依存性を示すグラフである。
【０１００】
なお、実施例１及び２のヘッドのうち、本測定に用いたヘッドは、被覆幅ｔＢＧ＝１.０μｍのバックコンタクト磁極層を備えたヘッドであった。また、図１０のグラフの横軸は、ＮＬＴＳ測定用の記録ビットを書き込んだ際の書き込み周波数であり、縦軸は、１つのデータビット長を基準とした際のＮＬＴＳの増加分である相対的ＮＬＴＳ（％）である。このＮＬＴＳの測定においては、記録ビットを所定の書き込み周波数で書き込んだ後、さらに同一の周波数でオーバーライトした際の、読み出し信号の時間的なずれ分を計測した。
【０１０１】
図１０によれば、従来のヘッド、並びに実施例１及び２のヘッドの相対的ＮＬＴＳは、いずれにおいても書き込み周波数の増加とともに増大する。また、書き込み周波数が４８０ＭＨｚ以下においては、３者の相対的ＮＬＴＳにほとんど差は見られない。しかしながら、４８０ＭＨｚを超えるより高い周波数領域においては、実施例１及び２のヘッドの相対的ＮＬＴＳは、従来のヘッドに比べて、いずれの書き込み周波数においても大きく低減している。特に、実施例２のヘッドの相対的ＮＬＴＳは、その低減の度合いが顕著であるが、これは、ギャップ６２を設けたことにより、渦電流の発生が抑制され、渦電流による書き込み磁界の変化の遅延が大幅に回避されることによって、書き込み磁界の立ち上がりが早くなる（すなわち高周波特性が向上する）ためと考えられる。以上、本発明によるヘッドにおいては、従来のヘッドに比べて、ＮＬＴＳが、特に高周波帯域において十分に低減されていることが理解される。
【０１０２】
（ＡＴＥ測定結果）
図１１は、実施例１のヘッド及び従来のヘッドにおいて行ったＡＴＥ測定の実施方法を説明するための概略図及びグラフである。
【０１０３】
ＡＴＥの測定においては、最初に、対象のヘッドを用いて、約２インチ径の磁気ディスク上に、所定数のトラック（図１１（Ａ）に示す、中心のＴ０を除くＴ−３〜Ｔ４）を書き込んだ。この際、トラックピッチは、そのヘッドの実効トラック幅ＷＥとし、書き込み周波数を、磁気記録において相当な高周波領域となる値ｆ１（約３００ＭＨｚ）とした。次いで、書き込まれたトラックからの周波数ｆ１近傍の出力成分を、トラック幅方向（ディスク径方向）に沿ってＭＲ効果素子を用いて測定した。これにより、図１１（Ｂ）のような、横軸をディスク径方向での位置とした出力電圧プロファイルＰ１が得られた。
【０１０４】
次いで、図１１（Ａ）のトラックＴ０の位置に、周波数ｆ１よりも大きい書き込み周波数ｆ２での書き込みを約１００００回行った（図１１（Ｃ））。その後、再度、周波数ｆ１近傍の出力成分を測定すると、図１１（Ｄ）のような出力電圧プロファイルＰ２が得られた。出力電圧プロファイルＰ２においては、Ｐ１に比べて、一般に、各トラック位置でのピークが減衰している。この減衰の程度によって、そのヘッドのＡＴＥの大きさを評価した。なお、トラックＴ０位置では、周波数ｆ１の出力成分は測定されず、出力は見られなかった。
【０１０５】
図１２は、種々の実効トラック幅ＷＥを有する実施例１のヘッド及び従来のヘッドにおける、ＡＴＥによるＳＮ比への影響を示すグラフである。
【０１０６】
図１２に結果を示した、ＡＴＥによるＳＮ比への影響を調べる実験においては、図１１（Ａ）〜（Ｄ）を用いて説明した方法を用いて、各実効トラック幅ＷＥを有するヘッドにおいて図１１（Ｄ）の出力電圧プロファイルを決定し、プロファイル中の各トラックでのノイズ電圧と出力電圧との比、すなわちＳＮ比を測定した。ここで、測定対象となったトラックはＴ−３〜Ｔ４のうち最も減衰したトラックであり、各グラフの縦軸は、トラックＴ０への１００００回の書き込みによる、このトラックでのＳＮ比の劣化分、すなわちＳＮ劣化量＝（当初ＳＮ比）−（Ｔ０への書き込み後のＳＮ比）、を表示したものである。このＳＮ劣化量が大きいほど、そのトラックがＡＴＥによるノイズ増大作用をより強く受けたことになる。
【０１０７】
なお、本測定に用いた実施例１のヘッドは、被覆幅ｔＢＧ＝１.０μｍのバックコンタクト磁極層を備えたヘッドであった。
【０１０８】
図１２によれば、データに若干のばらつきが見られるが、実施例１のヘッドにおいては、測定された実効トラック幅ＷＥの範囲でのＳＮ劣化量の平均値が約０.４ｄＢである一方、従来のヘッドにおいては、同平均値が約０.７ｄＢである。従って、実施例１のヘッドにおけるＳＮ劣化量は、従来のヘッドにおけるＳＮ劣化量よりも小さくなっていることがわかる。以上、本発明による薄膜磁気ヘッドによれば、高周波帯域におけるＡＴＥがより低減されることが理解される。
【０１０９】
以上において示されたように、本発明による薄膜磁気ヘッドによれば、高周波帯域における書き込み特性が向上し、その中でも特に、十分な書き込み磁界強度が得られ、ＡＴＥが低減し、書き込み電流によるＴＰＴＰが抑制され、さらにＮＬＴＳが低減することが理解される。ここで、非磁性層の存在によって書き込み電流によるＴＰＴＰが抑制される理由の１つとしては、渦電流損失が低下し損熱が減少することによって磁気ヘッド素子を熱膨張させる熱量が減少することが考えられる。また、非磁性層の存在によってＡＴＥが低減する理由の１つとしては、書き込み電流によるＴＰＴＰが抑制されることによって磁気ヘッド素子端と磁気ディスク表面との距離が所定の範囲内に制御されて、その結果、漏れ磁界による不要な書き込みが発生し難くなることが考えられる。さらに、ＮＬＴＳが低減する理由の１つとしては、渦電流の発生が抑制され、渦電流による書き込み磁界の変化の遅延が大幅に回避されることによって、書き込み磁界の立ち上がりが早くなることが考えられる。
【０１１０】
以上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】
【０１１１】
【図１】本発明による磁気ディスク装置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、及びこのＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッドの一実施形態を示す斜視図である
【図３】本発明による薄膜磁気ヘッドの要部の構成を示す、図２のＡ−Ａ線断面図、及び同ヘッドが備えている電磁コイル素子の要部の構成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他の実施形態における、上部磁性層の構成を示す斜視図又は平面図である。
【図５】本発明による薄膜磁気ヘッドの他の実施形態における要部の構成を示す、図２のＡ−Ａ線断面図、及び同ヘッドが備えている電磁コイル素子の要部の構成を示す斜視図である。
【図６】バックコンタクト磁極層に非磁性層を設ける場合の他の実施形態を示す、非磁性層の位置での素子形成面に平行な面による断面図である。
【図７】実施例１及び２におけるバックコンタクト磁極層の構成を概略的に示す、素子形成面と平行な面による断面図である。
【図８】実施例１及び２のヘッド、並びに従来のヘッドにおける、バックコンタクト磁極層の被覆幅ｔＢＧと書き込み磁界強度との関係を示すグラフである。
【図９】実施例１及び２のヘッド、並びに従来のヘッドにおいて行った、書き込み電流によるＴＰＴＰの測定における書き込み電流の設定を説明するためのグラフ、及び実施例１及び２のヘッド、並びに従来のヘッドにおける、書き込み電流の設定と書き込み電流によるＴＰＴＰとの関係を示すグラフである。
【図１０】実施例１及び２のヘッド、並びに従来のヘッドにおける、ＮＬＴＳの書き込み周波数依存性を示すグラフである。
【図１１】実施例１のヘッド及び従来のヘッドにおいて行ったＡＴＥ測定の実施方法を説明するための概略図及びグラフである。
【図１２】種々の実効トラック幅ＷＥを有する実施例１のヘッド及び従来のヘッドにおける、ＡＴＥによるＳＮ比への影響を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１２】
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  ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）
２０  サスペンション
２１  スライダ
２１０  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  浮上面（ＡＢＳ）
３００  ヘッド端面
３１  素子形成面
３２  磁気ヘッド素子
３３、５２  ＭＲ効果素子
３３０  下部シールド層
３３２  ＭＲ積層体
３３４  上部シールド層
３４、５４  電磁コイル素子
３４０  下部磁性層
３４００  下部ヨーク層
３４０１  下部磁極層
３４１  書き込みギャップ層
３４３、５４３  書き込みコイル層
３４４、５４４  コイル絶縁層
３４５  上部磁性層
３４５０  上部磁極層
３４５１、４４５１、４６５１  上部ヨーク層
３４５２、４０５２、４２５２、５４６、６０、６４、６８  バックコンタクト磁極層
３５、４１、４３、４５、４７、５５、５６、６１、６５、６９  非磁性層
３５０  下面
３５１  上面
３５２  前面
３５３  後面
３５４、３５５  側面
３６、３７  信号端子電極
３９  被覆層
５３  素子間シールド層
５４０  バッキングコイル部
５４００  バッキングコイル層
５４０１  バッキングコイル絶縁層
５４１  主磁極層
５４１０  主磁極補助層
５４１１  主磁極主要層
５４２  ギャップ層
５４５  補助磁極層
５４５０  トレーリングシールド部
６２、６６、７０  非磁性領域と繋がっている部分（ギャップ）
６３、６７、７１  非磁性領域
【図１】
2008034075.tif 000003
【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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