(57)【要約】【課題】記録磁界強度の低下を抑えつつ、サイドフリンジングを抑制可能な垂直磁気記録ヘッドを得る。【解決手段】媒体対向面に磁気ギャップ層を介して積層された主磁極層及びリターンヨーク層と、非磁性材料層を挟んで主磁極層のトラック幅方向の両側に位置する一対のサイドシールド層とを備えた垂直磁気記録ヘッドにおいて、磁気ギャップ層は主磁極層上から一対のサイドシールド層上に跨るトラック幅方向の一部領域に形成し、この磁気ギャップ層が存在しない残部領域において一対のサイドシールド層とリターンヨーク層が接触する。【選択図】図３
2008282448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体との対向面に所定間隔をあけて積層され、該媒体対向面よりハイト方向奥側で磁気的に接続された主磁極層及びリターンヨーク層と、媒体対向面側で前記主磁極層と前記リターンヨーク層の間に介在する磁気ギャップ層と、非磁性材料層を挟んで前記主磁極層のトラック幅方向の両側に位置する一対のサイドシールド層とを備えた垂直磁気記録ヘッドにおいて、
前記磁気ギャップ層は、前記主磁極層上から前記一対のサイドシールド層上に跨るトラック幅方向の一部領域に形成されており、この磁気ギャップ層を除く残部領域において、前記一対のサイドシールド層と前記リターンヨーク層が接触していることを特徴とする垂直磁気記録ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の垂直磁気記録ヘッドにおいて、前記一対のサイドシールド層は、前記主磁極層のトレーリングエッジと同一平面を構成する平坦面を有しており、この平坦面の前記磁気ギャップ層が存在しない領域で前記リターンヨーク層と接触する垂直磁気記録ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の垂直磁気記録ヘッドにおいて、前記一対のサイドシールド層は、前記主磁極層のトレーリングエッジと同一平面を構成し、前記磁気ギャップ層が積層形成された平坦面と、該磁気ギャップ層のトラック幅方向の両側面と連続するトラック幅方向の両端面とを有しており、このトラック幅方向の両端面で前記リターンヨーク層に接触する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、記録媒体平面に垂直な記録磁界を印加して記録動作する垂直磁気記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
垂直記録磁気ヘッドは、周知のように、記録媒体との対向面（媒体対向面）に露出する前端面を有し、且つ、該媒体対向面よりハイト方向奥側で磁気的に接続された主磁極層及びリターンヨーク層と、媒体対向面で主磁極層とリターンヨーク層の間に介在する磁気ギャップ層と、通電により主磁極層とリターンヨーク層の間に記録磁界を誘導するコイル層とを有している。主磁極層とリターンヨーク層の間に誘導された記録磁界は、主磁極層の前端面から記録媒体のハード膜に垂直に入射し、同記録媒体のソフト膜を通ってリターンヨーク層の前端面に戻る。これにより、主磁極層の前端面との対向部分で磁気記録がなされる。主磁極層の前端面のトラック幅方向の寸法、すなわち、記録トラック幅寸法は、ハードディスク装置の高記録密度化に伴ってますます狭小化される傾向にある。
【０００３】
挟トラック化された垂直磁気記録ヘッドでは、該ヘッドが記録媒体に対して傾斜した状態で駆動されるスキュー時のサイドフリンジングをいかに抑制するかが課題となっている。スキュー時のサイドフリンジングを抑制する方法としては、主磁極層の近傍に該主磁極層の側方から漏れる磁束を吸収する磁気シールド層を設けて記録磁界傾度を高めることが知られており、このような磁気シールド層は例えば特許文献１〜４に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−９２９２９号公報
【特許文献２】特開２００５−３１０３６３号公報
【特許文献３】特開２００５−１８２９８７号公報
【特許文献４】特開２００４−１２７４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１〜３のように主磁極層の上面及びトラック幅方向の両側面を囲んで磁気シールド層を設けると、主磁極層の側方からの漏れ磁束だけでなく主磁極層から記録媒体に向かう記録用の磁束も磁気シールド層で吸収されて、記録媒体に印加される記録磁界が極端に小さくなる。このため、保磁力の高い記録媒体に対しては記録動作できない虞があり、記録磁界傾度が向上しても総合的な記録性能は悪化してしまう。
【０００５】
一方、特許文献４のように主磁極層のトラック幅方向の両側に一対の磁気シールド層を設けると、この一対の磁気シールド層は非磁性材料で囲まれて磁気的に独立した状態となり、主磁極層から磁気シールド層に流れこむ磁束量が少ない。このため、記録媒体に印加される記録磁界は大きくなるものの、十分なサイドフリンジング抑制効果が得られない。
【０００６】
このように従来構造では、記録磁界強度の低下を抑えつつ、サイドフリンジングを抑制することが難しかった。
【０００７】
本発明は、記録磁界強度の低下を抑えつつ、サイドフリンジングを抑制可能な垂直磁気記録ヘッドを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、主磁極層のトラック幅方向の両側に非磁性材料を挟んで一対のサイドシールド層を設け、この一対のサイドシールド層とリターンヨーク層を磁気的に接続すればサイドシールド効果が高められること、及び、一対のサイドシールド層とリターンヨーク層を局所的に磁気的に分離させれば記録磁界強度の低下を抑えられることに着眼して完成されたものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、記録媒体との対向面に所定間隔をあけて積層され、該媒体対向面よりハイト方向奥側で磁気的に接続された主磁極層及びリターンヨーク層と、媒体対向面側で主磁極層とリターンヨーク層の間に介在する磁気ギャップ層と、非磁性材料層を挟んで主磁極層のトラック幅方向の両側に位置する一対のサイドシールド層とを備えた垂直磁気記録ヘッドにおいて、磁気ギャップ層は、主磁極層上から一対のサイドシールド層上に跨るトラック幅方向の一部領域に形成されており、この磁気ギャップ層を除く残部領域において、一対のサイドシールド層とリターンヨーク層が接触していることを特徴としている。
【００１０】
上記構成によれば、主磁極層のトレーリングエッジ近傍では磁気ギャップ層により一対のサイドシールド層とリターンヨーク層が離間するので、一対のサイドシールド層とリターンヨーク層が離間していない場合に比べて、主磁極層のトレーリングエッジから一対のサイドシールド層に達するまでの磁路長が延長し、記録用磁束は一対のサイドシールド層で吸収されにくくなる。これにより、記録磁界強度の低下を抑えることができる。そして、主磁極層のトレーリングエッジ近傍外では、磁気ギャップ層が存在せず一対のサイドシールド層とリターンヨーク層が直接接触し、一対のサイドシールド層がリターンヨーク層と一体の磁性層として機能する。よって、一対のサイドシールド層とリターンヨーク層が完全に離間している場合に比べて、主磁極層から漏れる側方磁束は一対のサイドシールド層で吸収されやすくなり、サイドフリンジングを抑制することができる。一対のサイドシールド層の記録用磁束の吸収しにくさは、磁気ギャップ層のトラック幅方向の寸法により調整可能である。
【００１１】
具体的に、一対のサイドシールド層は、主磁極層のトレーリングエッジと同一平面を構成する平坦面を有しており、この平坦面の磁気ギャップ層が存在しない領域でリターンヨーク層と接触することが好ましい。あるいは、主磁極層のトレーリングエッジと同一平面を構成し、磁気ギャップ層が積層形成された平坦面と、該磁気ギャップ層のトラック幅方向の両側面と連続するトラック幅方向の両端面とを有しており、このトラック幅方向の両端面でリターンヨーク層に接触することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、主磁極層近傍では磁気ギャップ層により一対のサイドシールド層とリターンヨーク層が離間しているので、主磁極層から記録媒体に向かう記録用磁束は一対のサイドシールド層で吸収されにくく、記録磁界強度の低下を抑えることができる。同時に、磁気ギャップ層を除くトラック幅方向の残部領域では一対のサイドシールド層とリターンヨーク層が接触しているので、主磁極層から漏れる側方磁束は一対のサイドシールド層で吸収されやすく、サイドフリンジングを抑制することができる。これにより、記録磁界強度の低下を抑えつつ、サイドフリンジングを抑制可能な垂直磁気記録ヘッドが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明を説明する。各図において、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、トラック幅方向、ハイト方向及び垂直磁気記録ヘッドを構成する各層の積層方向（膜厚方向）でそれぞれ定義される。
【００１４】
図１は、本発明の第１実施形態による垂直磁気記録ヘッドＨ１の積層構造を示す縦断面図であり、図２は、主磁極形状を説明する斜視図である。
【００１５】
垂直磁気記録ヘッドＨ１は、記録媒体Ｍに垂直な記録磁界Φを与え、記録媒体Ｍのハード膜Ｍａを垂直方向に磁化させる。記録媒体Ｍは、残留磁化の高いハード膜Ｍａを媒体表面側に、磁気透過率の高いソフト膜Ｍｂをハード膜Ｍａよりも内側に有している。この記録媒体Ｍは、例えばディスク状であり、ディスクの中心が回転軸中心となって回転させられる。スライダ１０１はＡｌ2Ｏ3・ＴｉＣなどの非磁性材料で形成されており、スライダ１０１の媒体対向面１０１ａが記録媒体Ｍに対向し、記録媒体Ｍが回転すると、表面の空気流によりスライダ１０１が記録媒体Ｍの表面から浮上する。
【００１６】
スライダ１０１のトレーリング側端面１０１ｂには、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＯ2などの無機材料による非磁性絶縁層１０２が形成されて、この非磁性絶縁層１０２の上に再生部Ｒが形成されている。再生部Ｒは、下部シールド層１０３と、上部シールド層１０６と、この下部シールド層１０３及び上部シールド層１０６の間を埋める無機絶縁層（ギャップ絶縁層）１０５と、この無機絶縁層１０５内に位置する再生素子１０４とを有している。再生素子１０４は、ＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲなどの磁気抵抗効果素子である。
【００１７】
上部シールド層１０６の上には、コイル絶縁下地層１０７を介して、導電性材料で形成された複数本の第１コイル層１０８が形成されている。第１コイル層１０８は、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔｉ，ＮｉＰ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｒｈから選ばれる１種、または２種以上の非磁性金属材料からなる。あるいはこれら非磁性金属材料が積層された積層構造であってもよい。第１コイル層１０８の周囲には、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＯ2などからなるコイル絶縁層１０９が形成されている。
【００１８】
コイル絶縁層１０９の上面は平坦化されていて、この平坦面の上に図示しないメッキ下地層が形成され、さらにメッキ下地層の上に、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏなどの飽和磁束密度の高い強磁性材料からなる主磁極層１１０が形成されている。
【００１９】
主磁極層１１０は、図２に示されるように、媒体対向面Ｆ側から順に磁極部（ポールストレート部）１１０Ａ、１ｓｔフレア部１１０Ｂ、２ｎｄフレア部１１０Ｃ及び基部１１０Ｄを有している。磁極部１１０Ａは、媒体対向面Ｆに露出する前端面１１０Ａ１を有し、トレーリングエッジＴＥにおけるトラック幅方向の寸法が記録トラック幅Ｔｗで形成され、ハイト方向の寸法が所定のネックハイトＮｈで形成されている。この磁極部１１０Ａは、その全長に渡って一様に、媒体対向面Ｆから見た形状がトレーリングエッジＴＥ側よりリーディングエッジＲＥ側で幅狭の台形形状（ベベル形状）をなしている。磁極部１１０Ａのベベル化により、リーディングエッジＲＥ側から記録媒体Ｍまで到達する側方磁束（漏れ磁界）を減らすことができる。１ｓｔフレア部１１０Ｂは、基部１１０Ｄから磁極部１１０Ａに向かって記録磁界を絞り込むための領域であって、磁極部１１０Ａからハイト方向奥側に向かってトラック幅方向の寸法が広がっている。２ｎｄフレア部１１０Ｃは、励磁の際、基部１１０Ｄに発生する磁区構造がトラック幅方向に向くように整えるための領域であって、１ｓｔフレア部１１０Ｂと基部１１０Ｄを接合する。本実施形態の主磁極層１１０は、コイル絶縁層１０９の上に全面的に形成されたものではなく、媒体対向面Ｆ側のみに局所的に形成されていて、基部１１０Ｄで補助ヨーク層１２０に磁気的に接続されている。補助ヨーク層１２０は、主磁極層１１０よりも磁束飽和密度の低い磁性材料からなり、記録コイル（第１コイル層１０８、第２コイル層１１８）から発生された磁束を主磁極層１１０に伝える。主磁極層１１０のハイト方向奥側には第２非磁性材料層１１２が形成されていて、主磁極層１１０の上面と第２非磁性材料層１１２の上面が同一面となるように平坦化されている。第２非磁性材料層１１２は、例えばＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2等の非磁性材料からなる。
【００２０】
主磁極層１１０上には、例えばＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2等の無機非磁性絶縁材料からなる磁気ギャップ層１３０が形成されている。磁気ギャップ層１３０上には、媒体対向面Ｆからハイト方向奥側に所定のスロートハイトＴｈだけ後退させた位置にハイト決め層１１５が形成され、このハイト決め層１１５のハイト方向奥側にコイル絶縁下地層１１７を介して第２コイル層１１８が形成されている。
【００２１】
第２コイル層１１８は第１コイル層１０８と同様に、導電性材料によって複数本形成されている。第２コイル層１１８は、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔｉ，ＮｉＰ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｒｈから選ばれる１種、または２種以上の非磁性金属材料からなる。あるいはこれら非磁性金属材料が積層された積層構造であってもよい。上記第１コイル層１０８と第２コイル層１１８とは、トロイダル状になるように、それぞれのトラック幅方向（図示Ｘ方向）における端部同士が電気的に接続されている。コイル層（磁界発生手段）の形状は特にトロイダル形状に限定されるものではない。第２コイル層１１８の周囲には、コイル絶縁層１１９が形成されている。
【００２２】
コイル絶縁層１１９からハイト決め層１１５及び磁気ギャップ層１３０上にかけて、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏなどの飽和磁束密度の高い強磁性材料からなるリターンヨーク層１５０が形成されている。リターンヨーク層１５０は、媒体対向面Ｆに露出し、磁気ギャップ層１３０を介して主磁極層１１０の磁極部１１０Ａに対向する前端面１５０ａと、ハイト方向奥側で補助ヨーク層１２０を介して主磁極層１１０の基部１１０Ｄに磁気的に接続する接続部１５０ｂとを有している。このリターンヨーク層１５０は、無機非磁性絶縁材料からなる保護層１６０で覆われている。
【００２３】
図３は垂直磁気記録ヘッドＨ１の積層構造を記録媒体との対向面側から見て示す横断面図である。
【００２４】
主磁極層１１０のトラック幅方向の両側には、図３に示されるように、第１非磁性材料層１１１を挟んで一対のサイドシールド層２００が位置している。一対のサイドシールド層２００は、コイル絶縁層１０９上に第１非磁性材料層１１１を介して形成され、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａのトラック幅方向の中心位置に関して対称形状をなす。この一対のサイドシールド層２００は、例えばＮｉ−Ｆｅ、ＮｉＦｅＣｏ等の軟磁性材料からなり、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａのトラック幅方向の両側面１１０Ａ２から漏れる側方磁束を吸収する磁気シールド機能を有する。第１非磁性材料層１１１は、例えばＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2等の非磁性材料からなる。
【００２５】
一対のサイドシールド層２００は、磁極部１１０Ａのトラック幅方向の両側面１１０Ａ２と対向する端面２００Ａ２を有している。端面２００Ａ２は、磁極部１１０Ａの台形形状に対応し且つ磁極部１１０Ａの側面１１０Ａ２からトラック幅方向に離れるに従って膜厚が増大する傾斜面をなし、側面１１０Ａ２と平行な位置関係にある。この一対のサイドシールド層２００の対向間隔（端面２００Ａ２の対向間隔）は、磁極部１１０Ａの側面１１０Ａ２から漏れる側方磁束をより多く吸収できるように、磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥ側で記録トラック幅Ｔｗより小さく規定されている。別言すれば、磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥ側において、磁極部１１０ＡのトレーリングエッジＴＥにおけるトラック幅方向の側面位置からリーディングエッジＲＥにおけるトラック幅方向の側面位置までの間の領域に、端面２００Ａ２を位置させてある。具体的に、各サイドシールド層２００の端面２００Ａ２と磁極部１１０Ａの側面１１０Ａ２の対向間隔ｄ１は３０〜５０ｎｍ程度であり、第１非磁性材料層１１１の膜厚（一定）に対応する。
【００２６】
また一対のサイドシールド層２００は、上記端面２００Ａ２を除いて均一な膜厚でトラック幅方向に延在しており、図３には図示されていないが、その両端位置をリターンヨーク層１５０のトラック幅方向の両端位置と略一致させてある。ハイト方向には、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａから１ｓｔフレア部１１０Ｂの一部にかけて形成されている。この一対のサイドシールド層２００の上面は、主磁極層１１０の上面（トレーリングエッジＴＥ）及び第１非磁性材料層１１１の上面とともに、同一積層位置の平坦面γを構成する。
【００２７】
以上の全体構成を有する垂直磁気記録ヘッドＨ１では、図３に示されるように媒体対向面Ｆにおいて、磁気ギャップ層１３０が主磁極層１１０上から一対のサイドシールド層２００上まで跨るトラック幅方向の一部領域αに形成され、この磁気ギャップ層１３０が存在しないトラック幅方向の残部領域βで一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０が接触している。
【００２８】
以下に、本発明の特徴部分である磁気ギャップ層１３０、一対のサイドシールド層２００及びリターンヨーク層１５０について、図３を参照してより詳細に説明する。
【００２９】
磁気ギャップ層１３０は、主磁極層１１０と第１非磁性材料層１１１と一対のサイドシールド層２００による平坦面γ上に局所的に設けたもので、主磁極層１１０上からトラック幅方向に延びて、その両端面１３０Ａ３を一対のサイドシールド層２００上に位置させている。両端面１３０Ａ３は、リターンヨーク層１５０と隙間なく接するように主磁極層１１０から離れるほど膜厚が小さくなる傾斜面で形成されている。この磁気ギャップ層１３０の媒体対向面Ｆからみた断面形状は、主磁極層１１０のトラック幅方向の中心位置に関して対称な台形形状をなす。磁気ギャップ層１３０の膜厚Ｔｇは、媒体対向面Ｆで主磁極層１１０とリターンヨーク層１５０を磁気的に離間させる磁気ギャップ間隔を規定し、具体的には３０〜５０ｎｍ程度である。この磁気ギャップ層１３０は、補助ヨーク層１２０上までハイト方向に延出させて設けてあるが、ハイト方向の寸法は、少なくとも媒体対向面Ｆ側で主磁極層１１０とリターンヨーク層１５０の間に介在する寸法であればよい。
【００３０】
上記磁気ギャップ層１３０は、主磁極層１１０のトレーリングエッジＴＥ近傍で、該主磁極層１１０と一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０とを磁気的に分離させる非磁性空間を形成する。別言すれば、この磁気ギャップ層１３０が存在することで、主磁極層１１０のトレーリングエッジＴＥ近傍では、主磁極層１１０と一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０が物理的に離間する。したがって、主磁極層１１０のトレーリングエッジＴＥから放出された記録用磁束が一対のサイドシールド層２００に達するまでの磁路長は、一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０が離間していない場合（磁気ギャップ層１３０が主磁極層１１０とリターンヨーク層１５０の間にのみ形成され、一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０がトラック幅方向の全領域で接触している場合）に比して、ギャップ幅寸法（磁気ギャップ層１３０のトラック幅方向の寸法）Ｗｇ／２だけ延長する。この結果、一対のサイドシールド層２００で吸収される記録用磁束は減少し、主磁極層１１０から記録媒体Ｍに向かう記録用磁束の低下、すなわち、記録磁界強度の低下を抑えることができる。
【００３１】
また一対のサイドシールド層２００は、上述のように主磁極層１１０と対向する側（一部領域α）では磁気ギャップ層１３０によりリターンヨーク層１５０と離間しているが、磁気ギャップ層１３０の存在しない残部領域βでは平坦面γでリターンヨーク層１５０に接触している。したがって、一対のサイドシールド層２００は、リターンヨーク層１５０と磁気的に接続し、リターンヨーク層１５０と一体の磁性層として機能する。これにより、主磁極層１１０のトラック幅方向の両側面１１０Ａ２から漏れる側方磁束を一対のサイドシールド層２００が両端面２００Ａ２から吸収する力は、一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０が完全に離間している場合（磁気ギャップ層１３０がトラック幅方向の全領域に形成されている場合）に比して、大きくなる。この結果、主磁極層１１０の両側面１１０Ａ２から漏れて記録媒体Ｍに達する側方磁束は低減し、挟トラック化を達成するのに十分なサイドフリンジング抑制効果が得られる。
【００３２】
上記一対のサイドシールド層２００が主磁極層１１０から吸収する記録用磁束量（一対のサイドシールド層２００の記録用磁束の吸収し難さ）は、磁気ギャップ層１３０のギャップ幅寸法Ｗｇにより調整可能である。ギャップ幅寸法Ｗｇを大きくすると、主磁極層１１０のトレーリングエッジＴＥから放出された記録用磁束が一対のサイドシールド層２００に達するまでの磁路長Ｗｇ／２も大きくなり、記録用磁束は一対のサイドシールド層２００で吸収されにくくなる。逆にギャップ幅寸法Ｗｇを小さくすると、主磁極層１１０のトレーリングエッジＴＥから放出された記録用磁束が一対のサイドシールド層２００に達するまでの磁路長Ｗｇ／２も小さくなり、記録用磁束は一対のサイドシールド層２００で吸収されやすくなる。このギャップ幅寸法Ｗｇを適正に調整することで、記録磁界強度の低下を抑えつつ、サイドフリンジング抑制効果を得ることができる。
【００３３】
次に、図４を参照し、上記一対のサイドシールド層２００、磁気ギャップ層１３０及びリターンヨーク層１５０の製造工程について説明する。図４（ａ）〜図４（ｅ）は、垂直磁気記録ヘッドＨ１の製造工程の一工程を、媒体対向面Ｆ側から見て示す断面図である。
【００３４】
先ず、図４（ａ）に示されるように、コイル絶縁層１０９及び主磁極層１１０の上に、主磁極層１１０のトラック幅方向の両側面１１０Ａ２及び上面（トレーリングエッジＴＥ）を覆う第１非磁性材料層１１１を全面的に形成する。このとき、第１非磁性材料層１１１は、主磁極層１１０と一対のサイドシールド層２００の対向間隔を規定する膜厚ｄ１で形成する。膜厚ｄ１は、一対のサイドシールド層２００が主磁極層１１０から漏れる側方磁束を吸収しやすいように３０〜５０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００３５】
次に、図４（ｂ）に示されるように、第１非磁性材料層１１１上に、シールド層２００’を第１非磁性材料層１１１及び主磁極層１１０を完全に埋め込む膜厚で形成する。このとき、シールド層２００’は、トラック幅方向においては全面的に、ハイト方向においては主磁極層１１０の磁極部１１０Ａから１ｓｔフレア部１１０Ｂにかけて形成する。
【００３６】
続いて、シールド層２００’及び第１非磁性材料層１１１の上に主磁極層１１０の周囲を埋める第２非磁性材料層１１２を形成し、第２非磁性材料層１１２の上から研磨加工（ＣＭＰ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を施して、主磁極層１１０の上面（トレーリングエッジＴＥ）を露出させる。この研磨加工により、図４（ｃ）に示されるように、シールド層２００’は、主磁極層１１０のトラック幅方向の両側に第１非磁性材料層１１１を挟んで位置する一対のサイドシールド層２００となる。また、主磁極層１１０の上面（トレーリングエッジＴＥ）、第１非磁性材料層１１１の上面及び一対のサイドシールド層２００の上面は、連続した平坦面γを構成する。第２非磁性材料層１１２は、図４（ｃ）に示されていないが、主磁極層１１０のハイト方向後方を埋めている。
【００３７】
研磨加工後は、図４（ｄ）に示されるように、平坦面γ上に、主磁極層１１０から一対のサイドシールド層２００に跨るトラック幅方向の一部領域αに位置させて、磁気ギャップ層１３０を形成する。このとき、磁気ギャップ層１３０は、所望の記録磁界強度とサイドフリンジング抑制効果が得られるギャップ幅寸法Ｗｇと、媒体対向面Ｆにおける主磁極層１１０とリターンヨーク層１５０の磁気ギャップ間隔を規定する膜厚Ｔｇで形成する。
【００３８】
磁気ギャップ層１３０を形成したら、媒体対向面Ｆよりもハイト方向奥側に設けるハイト決め層１１５、コイル絶縁下地層１１７、第２コイル層１１８及びコイル絶縁層１１９を形成する。
【００３９】
そして、図４（ｅ）に示されるように、一対のサイドシールド層２００及び磁気ギャップ層１３０上に、リターンヨーク層１５０を形成する。リターンヨーク層１５０は、磁気ギャップ層１３０が存在する一部領域αでは一対のサイドシールド層２００及び主磁極層１１０と離間し、磁気ギャップ層１３０が存在しない残部領域βでは一対のサイドシールド層２００と接触する。このリターンヨーク層１５０は、ハイト方向では、磁気ギャップ層１３０からハイト決め層１１５及びコイル絶縁層１１９にかけて形成されている。
【００４０】
以上の工程により、図３に示される一対のサイドシールド層２００、磁気ギャップ層１３０及びリターンヨーク層１５０が得られる。
【００４１】
上記垂直磁気記録ヘッドＨ１は、不図示の駆動手段を介して、記録媒体Ｍの径方向（内周側から外周側または外周側から内周側）にスキュー角をもって駆動され、スライダ１０１が記録媒体Ｍ（記録媒体平面）に対して傾斜している状態で浮上する。記録コイル（第１コイル層１０８、第２コイル層１１８）への通電により生じた磁束は、補助ヨーク層１２０から主磁極層１１０の基部１１０Ｄに伝えられ、基部１１０Ｄから２ｎｄフレア部１１０Ｃ及び１ｓｔフレア部１１０Ｂを介して絞り込まれて磁極部１１０Ａの前端面１１０Ａ１から記録媒体Ｍに向けて放出される。これにより、記録媒体Ｍに対して垂直な記録磁界Φが印加され、記録媒体Ｍに磁気情報が記録される。この記録動作中、磁極部１１０Ａの両側面１１０Ａ２から広がる側方磁束（漏れ磁界）は一対のサイドシールド層２００で吸収されるため、該一対のサイドシールド層２００を備えていない場合に比べてサイドフリンジ幅を小さくでき、記録媒体Ｍへの記録フリンジングや隣接した記録トラックの記録情報を消去してしまう不具合を防止できる。同時に、磁極部１１０Ａから記録媒体Ｍに向かう記録用磁束（記録磁界Φ）は、磁気ギャップ層１３０により一対のサイドシールド層２００で吸収されにくいため、この一対のサイドシールド層２００を備えていても記録磁界強度の低下を抑えられ、記録媒体Ｍに対して磁気記録に十分な記録磁界Φを印加することができる。非スキュー時（スキュー角０°のとき）は、磁極部１１０Ａ自体のベベル形状により両側面１１０Ａ２からの側方磁束が低減されているので、これによりサイドフリンジングを抑制できる。
【００４２】
図５及び図６は本発明の第２実施形態を示しており、図５は、垂直磁気記録ヘッドＨ２の積層構造を媒体対向面側から見て示す横断面図である。この第２実施形態は、上述の第１実施形態とは異なる製造工程で形成したもので、一対のサイドシールド層２００が、リターンヨーク層１５０よりもトラック幅方向で短く、かつ、主磁極層１１０の両側面１１０Ａ２に対向する両端面２００Ａ２とは反対側の両端面２００Ａ３でリターンヨーク層１５０に接触する実施形態である。
【００４３】
一対のサイドシールド層２００は、その上面が主磁極層１１０の上面（トレーリングエッジＴＥ）及び第１非磁性材料層１１１の上面と同一積層位置で連続する平坦面γとされ、この平坦面γが磁気ギャップ層１３０で全面的に覆われたことにより、該平坦面γでリターンヨーク層１５０と離間している。この一対のサイドシールド層２００において、リターンヨーク層１５０に接触する両端面２００Ａ３は、磁気ギャップ層１３０のトラック幅方向の両端面１３０Ａ３と連続する傾斜面をなし、磁気ギャップ層１３０が存在しない残部領域βに位置する。
【００４４】
この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、主磁極層１１０近傍（一部領域α）では磁気ギャップ層１３０により一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０が離間しているので、主磁極層１１０から記録媒体Ｍに向かう記録用磁束は一対のサイドシールド層２００で吸収されにくく、記録磁界強度の低下を抑えられる。また、一対のサイドシールド層２００は、主磁極層１１０からトラック幅方向に離れた両端面２００Ａ３でリターンヨーク層１５０と接触しているから、主磁極層１１０の両側面１１０Ａ２から漏れる側方磁束は一対のサイドシールド層２００で吸収されやすく、挟トラック化を達成するのに十分なサイドフリンジング抑制効果を得ることができる。磁気ギャップ層１３０のギャップ幅寸法Ｗｇを調整することで、一対のサイドシールド層２００が主磁極層１１０から吸収する記録用磁束量（一対のサイドシールド層２００の記録用磁束の吸収し難さ）が増減し、記録磁界強度の低下を抑えつつ、サイドフリンジング抑制効果を得ることができる。
【００４５】
次に、図６を参照し、上記一対のサイドシールド層２００、磁気ギャップ層１３０及びリターンヨーク層１５０の製造工程について説明する。図６（ａ）〜図６（ｆ）は、垂直磁気記録ヘッドＨ２の製造工程の一工程を、媒体対向面Ｆ側から見て示す断面図である。
【００４６】
先ず、図６（ａ）に示されるように、コイル絶縁層１０９及び主磁極層１１０の上に、主磁極層１１０のトラック幅方向の両側面１１０Ａ２及び上面（トレーリングエッジＴＥ）を覆う第１非磁性材料層１１１を全面的に形成する。このとき、第１非磁性材料層１１１は、主磁極層１１０と一対のサイドシールド層２００の対向間隔を規定する膜厚ｄ１で形成する。膜厚ｄ１は、一対のサイドシールド層２００が主磁極層１１０から漏れる側方磁束を吸収しやすいように３０〜５０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００４７】
次に、図６（ｂ）に示されるように、第１非磁性材料層１１１上に、シールド層２００’を第１非磁性材料層１１１及び主磁極層１１０を完全に埋め込む膜厚で形成する。このとき、シールド層２００’は、トラック幅方向においては全面的に、ハイト方向においては主磁極層１１０の磁極部１１０Ａから１ｓｔフレア部１１０Ｂにかけて形成する。
【００４８】
続いて、シールド層２００’及び第１非磁性材料層１１１の上に主磁極層１１０の周囲を埋める第２非磁性材料層１１２を形成し、第２非磁性材料層１１２の上から研磨加工（ＣＭＰ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を施して、主磁極層１１０の上面（トレーリングエッジＴＥ）を露出させる。この研磨加工により、図６（ｃ）に示されるように、シールド層２００’は、主磁極層１１０のトラック幅方向の両側に第１非磁性材料層１１１を挟んで位置する一対のサイドシールド層２００となる。また、主磁極層１１０の上面（トレーリングエッジＴＥ）、第１非磁性材料層１１１の上面及び一対のサイドシールド層２００の上面は、連続した平坦面γを構成する。第２非磁性材料層１１２は、図６（ｃ）に示されていないが、主磁極層１１０のハイト方向後方を埋めている。
【００４９】
ここまでの工程は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示される第１実施形態と同一である。
【００５０】
研磨加工後は、図６（ｄ）に示されるように、平坦面γ上に磁気ギャップ層１３０を全面的に形成する。このとき、磁気ギャップ層１３０は、媒体対向面Ｆにおける主磁極層１１０とリターンヨーク層１５０の磁気ギャップ間隔を規定する膜厚Ｔｇで形成する。
【００５１】
続いて、図６（ｅ）に示されるように、主磁極層１１０から一対のサイドシールド層２００まで跨るトラック幅方向の一部領域αに磁気ギャップ層１３０を所望のギャップ幅寸法Ｗｇで残し、この一部領域α以外の磁気ギャップ層１３０及び一対のサイドシールド層２００をエッチングにより除去する。これにより、磁気ギャップ層１３０の両端面１３０Ａ３と一対のサイドシールド層２００の両端面２００Ａ３が連続した傾斜面となり、一対のサイドシールド層２００の両端面２００Ａ３は、磁気ギャップ層１３０が存在しない残部領域βに位置する。磁気ギャップ層１３０と一対のサイドシールド層２００の除去部分には、第１非磁性材料層１１１が露出する。
【００５２】
磁気ギャップ層１３０を形成したら、媒体対向面Ｆよりもハイト方向奥側に設けるハイト決め層１１５、コイル絶縁下地層１１７、第２コイル層１１８及びコイル絶縁層１１９を形成する。
【００５３】
続いて、図６（ｆ）に示されるように、露出している第１非磁性材料層１１１、一対のサイドシールド層２００の両端面２００Ａ３及び磁気ギャップ層１３０の両端面１３０Ａ３と上面を覆って、リターンヨーク層１５０を形成する。リターンヨーク層１５０は、磁気ギャップ層１３０が存在する一部領域αでは一対のサイドシールド層２００及び主磁極層１１０と離間し、磁気ギャップ層１３０が存在しない残部領域βでは一対のサイドシールド層２００とその両端面２００Ａ３で接触する。このリターンヨーク層１５０は、ハイト方向では、磁気ギャップ層１３０からハイト決め層１１５及びコイル絶縁層１１９にかけて形成されている。
【００５４】
以上の工程により、図５に示される一対のサイドシールド層２００、磁気ギャップ層１３０及びリターンヨーク層１５０が得られる。この第２実施形態では、磁気ギャップ層１３０のギャップ幅寸法Ｗｇを規定するエッチング工程でギャップ幅寸法Ｗｇ外の磁気ギャップ層１３０とともにその直下位置に存在するサイドシールド層２００も除去されるので、一対のサイドシールド層２００のトラック幅方向の寸法はギャップ幅寸法Ｗｇに応じて決定される。
【００５５】
図７及び図８は本発明の第３実施形態を示しており、図７は、垂直磁気記録ヘッドＨ３の積層構造を媒体対向面側から見て示す横断面図である。この第３実施形態は、上述の第１実施形態の変形例であって、磁気ギャップ層１３０が存在しない残部領域βで一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０の間に介在する補助磁気ギャップ層１４０を設けた実施形態である。
【００５６】
補助磁気ギャップ層１４０は、例えばＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2等の非磁性材料からなり、一対のサイドシールド層２００及び第１非磁性材料層１１１上に形成されている。この補助磁気ギャップ層１４０は、磁気ギャップ層１３０が存在する一部領域αでは、磁気ギャップ層１３０の下に積層され、主磁極層１１０のトレーリングエッジＴＥ側で該主磁極層１１０のトラック幅方向の両側面１１０Ａ２に接している。そして、磁気ギャップ層１３０が存在しない残部領域βでは、上述したように、一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０の間に介在している。補助磁気ギャップ層１４０の上面は、主磁極層１１０の上面と同一積層位置で連続するように平坦化されており、一対のサイドシールド層２００の上面及び第１非磁性材料層１１１の上面は主磁極層１１０の上面（トレーリングエッジＴＥ）より図示下側で平坦化されている。
【００５７】
上記補助磁気ギャップ層１４０は、一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０の間に磁気的な接続を生じさせる膜厚ｄ２を有している。ここでの磁気的な接続とは、一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０が直接接している場合よりも弱い接続で、一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０との間に漏れ磁束が生じる状態をいう。具体的に、補助磁気ギャップ層１４０の膜厚ｄ２は３０〜５０ｎｍ程度であることが望ましい。第３実施形態においても、磁気ギャップ層１３０の膜厚Ｔｇにより、磁気ギャップ間隔が規定される。
【００５８】
この第３実施形態によれば、主磁極層１１０近傍（一部領域α）では磁気ギャップ層１３０及び補助磁気ギャップ層１４０により一対のサイドシールド層２００とリターンヨーク層１５０が離間しているので、第１実施形態と同様に、主磁極層１１０から記録媒体Ｍに向かう記録用磁束は一対のサイドシールド層２００で吸収されにくく、記録磁界強度の低下を抑えられる。また、一対のサイドシールド層２００は、磁気ギャップ層１３０が存在していない残部領域βで補助磁気ギャップ層１４０を介してリターンヨーク層１５０と接触しているから、リターンヨーク層１５０と一体の磁性層としてはたらく。これにより、主磁極層１１０の両側面１１０Ａ２から漏れる側方磁束は一対のサイドシールド層２００で吸収されやすく、挟トラック化を達成するのに十分なサイドフリンジング抑制効果を得ることができる。磁気ギャップ層１３０のギャップ幅寸法Ｗｇを調整することで、一対のサイドシールド層２００が主磁極層１１０から吸収する記録用磁束量（一対のサイドシールド層２００の記録用磁束の吸収し難さ）が増減し、記録磁界強度の低下を抑えつつ、サイドフリンジング抑制効果を得ることができる。
【００５９】
また第３実施形態では、一対のサイドシールド層２００の上面位置が主磁極層１１０のトレーリングエッジＴＥより図示下側にあるので、主磁極層１１０のトレーリングエッジＴＥから放出される記録用磁束に関与しずらくなる。このように一対のサイドシールド層２００を主磁極層１１０のリーディングエッジ側に偏在させることによっても、記録磁界強度の低下を抑えられる。なお、スキュー時にはスライダ１０１が傾斜しているから、磁極部１１０Ａの両側面１１０Ａ２から生じる側方磁束をすべて除去しなくても、該両側面１１０Ａ２のリーディングエッジＲＥ側から生じる側方磁束を減らすことによりサイドフリンジングを抑制することができる。
【００６０】
次に、図８を参照し、上記一対のサイドシールド層２００、磁気ギャップ層１３０、補助磁気ギャップ層１４０及びリターンヨーク層１５０の製造工程について説明する。図８（ａ）〜図８（ｇ）は、垂直磁気記録ヘッドＨ３の製造工程の一工程を、媒体対向面Ｆ側から見て示す断面図である。
【００６１】
先ず、図８（ａ）に示されるように、コイル絶縁層１０９及び主磁極層１１０の上に、主磁極層１１０のトラック幅方向の両側面１１０Ａ２及び上面（トレーリングエッジＴＥ）を覆う第１非磁性材料層１１１を全面的に形成する。このとき、第１非磁性材料層１１１は、主磁極層１１０と一対のサイドシールド層２００の対向間隔を規定する膜厚ｄ１で形成する。膜厚ｄ１は、一対のサイドシールド層２００が主磁極層１１０から漏れる側方磁束を吸収しやすいように３０〜５０ｎｍ程度であることが好ましい。
【００６２】
次に、図８（ｂ）に示されるように、第１非磁性材料層１１１上に、シールド層２００’を第１非磁性材料層１１１及び主磁極層１１０を完全に埋め込む膜厚で形成する。このとき、シールド層２００’は、トラック幅方向においては全面的に、ハイト方向においては主磁極層１１０の磁極部１１０Ａから１ｓｔフレア部１１０Ｂにかけて形成する。
【００６３】
続いて、シールド層２００’及び第１非磁性材料層１１１の上に主磁極層１１０の周囲を埋める第２非磁性材料層１１２を形成し、第２非磁性材料層１１２の上から研磨加工（ＣＭＰ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を施して、主磁極層１１０の上面（トレーリングエッジＴＥ）を露出させる。この研磨加工により、図８（ｃ）に示されるように、シールド層２００’は、主磁極層１１０のトラック幅方向の両側に第１非磁性材料層１１１を挟んで位置する一対のサイドシールド層２００となる。また、主磁極層１１０の上面（トレーリングエッジＴＥ）、第１非磁性材料層１１１の上面及び一対のサイドシールド層２００の上面は、連続した平坦面γを構成する。第２非磁性材料層１１２は、図８（ｃ）に示されていないが、主磁極層１１０のハイト方向後方を埋めている。
【００６４】
ここまでの工程は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示される第１実施形態と同一である。
【００６５】
続いて、図８（ｄ）に示されるように、例えばエッチングにより一対のサイドシールド層２００及び第１非磁性材料層１１１を膜厚方向に一部削って、この一対のサイドシールド層２００の上面と第１非磁性材料層１１１の上面を、主磁極層１１０の上面より図示下側で平坦化する。このとき、一対のサイドシールド層２００及び第１非磁性材料層１１１の除去する膜厚寸法は、次工程で形成する補助磁気ギャップ層の膜厚寸法ｄ２に対応させる。
【００６６】
続いて、図８（ｅ）に示されるように、一対のサイドシールド層２００及び第１非磁性材料層１１１の上に、主磁極層１１０のトラック幅方向の両側面１１０Ａ２に接し、該主磁極層１１０の上面を平坦化する補助磁気ギャップ層１４０を形成する。
【００６７】
続いて、図８（ｆ）に示されるように、補助磁気ギャップ層１４０と主磁極層１１０の上に、主磁極層１１０から一対のサイドシールド層２００に跨るトラック幅方向の一部領域αに位置させて、磁気ギャップ層１３０を形成する。このとき、磁気ギャップ層１３０は、所望の記録磁界強度とサイドフリンジング抑制効果が得られるギャップ幅寸法Ｗｇと、磁気ギャップ間隔を規定する膜厚Ｔｇで形成する。
【００６８】
磁気ギャップ層１３０を形成したら、媒体対向面Ｆよりもハイト方向奥側に設けるハイト決め層１１５、コイル絶縁下地層１１７、第２コイル層１１８及びコイル絶縁層１１９を形成する。
【００６９】
そして、図８（ｇ）に示されるように、一対のサイドシールド層２００及び磁気ギャップ層１３０上に、リターンヨーク層１５０を形成する。リターンヨーク層１５０は、磁気ギャップ層１３０が存在する一部領域αでは一対のサイドシールド層２００及び主磁極層１１０と離間し、磁気ギャップ層１３０が存在しない残部領域βでは一対のサイドシールド層２００と接触する。このリターンヨーク層１５０は、ハイト方向では、磁気ギャップ層１３０からハイト決め層１１５及びコイル絶縁層１１９にかけて形成されている。
【００７０】
以上の工程により、図８に示される一対のサイドシールド層２００、磁気ギャップ層１３０及びリターンヨーク層１５０が得られる。
【００７１】
以上では、磁気ギャップ層１３０のギャップ幅寸法Ｗｇを調整することで一対のサイドシールド層２００が吸収する記録用磁束量を増減し、所望の記録磁界強度とサイドフリンジング抑制効果を確保した実施形態について説明したが、磁気ギャップ層１３０の膜厚Ｔｇを調整して一対のサイドシールド層２００が吸収する記録用磁束量を増減させることも勿論可能である。ただし、磁気ギャップ層１３０の膜厚Ｔｇは３０〜５０ｎｍと非常に小さいので、本実施形態のように磁気ギャップ層１３０のギャップ幅寸法Ｗｇを調整するほうが調整容易である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１実施形態による垂直磁気記録ヘッドの積層構造を示す断面図である。
【図２】主磁極形状を説明する斜視図である。
【図３】第１実施形態による垂直磁気記録ヘッドの積層構造を、媒体対向面側から見て示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）第１実施形態による垂直磁気記録ヘッドの製造工程を説明する断面図である。
【図５】第２実施形態による垂直磁気記録ヘッドの積層構造を、媒体対向面側から見て示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｆ）第２実施形態による垂直磁気記録ヘッドの製造工程を説明する断面図である。
【図７】第３実施形態による垂直磁気記録ヘッドの積層構造を、媒体対向面側から見て示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｇ）第３実施形態による垂直磁気記録ヘッドの製造工程を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１１０  主磁極層
１１０Ａ  磁極部
１１０Ａ１  前端面
１１０Ａ２  側面
１１１  第１非磁性材料層
１２０  補助ヨーク層
１３０  磁気ギャップ層
１３０Ａ３  端面
１４０  補助磁気ギャップ層
１５０  リターンヨーク層
２００  一対のサイドシールド層
２００Ａ２  端面（主磁極層側端面）
２００Ａ３  端面（リターンヨーク層側端面）
Ｆ    媒体対向面
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３  垂直磁気記録ヘッド
Ｍ    記録媒体
ＴＥ  トレーリングエッジ
ＲＥ  リーディングエッジ
Ｔｇ  磁気ギャップ層の膜厚
Ｗｇ  ギャップ幅寸法
α    トラック幅方向の一部領域
β    トラック幅方向の残部領域
γ    平坦面
【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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