(57)【要約】【課題】ボイド等の欠陥をなくし、一様な組成の主磁極を備えた垂直磁気ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】記録ヘッド２０と、記録ヘッド２０内に設けられ、対向する記録媒体６０の磁気記録層に対して垂直の磁界を印加する主磁極２６とを有する垂直磁気ヘッド１の製造方法において、記録ヘッド２０の基板２１上に非磁性導電層２４を形成する工程と、この非磁性導電層２４上に絶縁層２３を形成する工程と、この絶縁層２３の一部を除去して断面Ｖ字型又は下底が上底よりも短い台形形状の溝３９を設ける工程と、この記溝３９内にめっき法によって磁性体を埋め込んで主磁極２６を形成する工程とを有する。【選択図】          図３
2008192265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直磁気ヘッドの製造方法であって、
基板上に非磁性導電層を形成する工程と、
前記非磁性導電層上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の一部にＶ字型又は下底が上底よりも短い台形形状の溝を設ける工程と、
前記溝に磁性体を埋め込み、主磁極を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする垂直磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の垂直磁気ヘッドの製造方法において、
前記溝の断面形状における上部開口幅に対する溝深さの比を２以上にする
ことを特徴とする垂直磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の垂直磁気ヘッドの製造方法において、
前記溝に磁性体を埋め込む工程の後に、前記磁性体を平坦化する工程を含む
ことを特徴とする垂直磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
絶縁層に埋め込まれた主磁極を有する垂直記録ヘッドにおいて、
前記記録ヘッドの基板と前記主磁極との間に非磁性導電層が形成されている
ことを特徴とする垂直記録ヘッド。
【請求項５】
垂直磁気記録媒体、磁気記録媒体回転機構、垂直磁気ヘッド、垂直磁気ヘッドを搭載したヘッド位置決め機構と、を有する磁気記録装置において、
前記垂直磁気ヘッドは、請求項４に記載の垂直磁気ヘッドである
ことを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直記録ヘッドの製造方法、垂直記録ヘッド及びこれを用いた磁気記録装置に係り、より詳細には、垂直記録方式によって情報を記録する垂直磁気記録ヘッドを備えた垂直記録ヘッドの製造方法、この製造方法によって製造された垂直記録ヘッド及びこれを用いた磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置では、薄膜磁気ヘッドに代表される磁気ヘッドを用い、記録媒体上の任意の位置にデータを記録することによってデータの書き込み動作が実行され、記録媒体上の任意の位置に記録されているデータを再生することでデータの読み出し動作が実行される。磁化信号の向きが記録媒体面に垂直な垂直磁気記録方式は記録容量の増大化が可能であり、近年、開発が進められている。垂直磁気記録方式の薄膜磁気ヘッドとしては、単一の主磁極によって記録媒体に対し垂直方向の磁界を印加する単磁極型の垂直磁気記録ヘッドが好適に用いられている。単磁極型の垂直磁気記録ヘッドとしては、水平磁気記録用の磁気ヘッドと同様に、読み出し用の磁気抵抗効果素子（ＭＲ（Magnetoresistive）素子）等を有する再生ヘッドと、書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドとを基板上に積層した構造のものが知られている。
【０００３】
ところで、磁気ディスク装置をはじめとする磁気記録装置において、記録媒体の単位面積当たりの記録容量を多くするためには、記録媒体の面記録密度を大きくする必要がある。また、面記録密度を大きくするためには、ディスク等の記録媒体におけるトラック幅方向のトラック密度、及びトラック長さ方向の線記録密度を向上させる必要がある。このために、磁気ヘッドを小さくして、単位面積当たりの記録容量を大きくすることが試みられている。この場合、記録面積が相対的に小さくなることから、熱揺らぎ等による記録済み部分の劣化を防止するために保磁力等を大きくする必要があり、保磁力等を大きくするために、磁気ヘッドによる記録時における印加磁界を大きくすることが求められている。また、垂直磁気記録方式の磁気ヘッドの作動特性を確保するために、記録処理の安定性が要求されている。
しかしながら、従来の薄膜磁気ヘッドは、主に構造的要因に起因して記録処理の安定性が十分とは言えず、作動特性を確保する観点において未だ改善の余地が残されていた。
そこで、垂直記録方式の垂直磁気ヘッドの作動特性を確保するために、記録処理の安定性を確保し、印加する磁束を大きくすることができるヘッド構造の確立が望まれており、また、このような垂直磁気ヘッドを量産することができる垂直磁気ヘッド製造プロセスの確立が求められている。
【０００４】
垂直磁気ヘッド又は垂直磁気ヘッドの製造方法に関する従来技術として、例えば、引用文献１には、磁性層の形成時には、主磁極層となるべき磁性層の両側しか規制せず、それ以外を全く規制せずにめっき成長させる磁気ヘッドの製造方法が開示されている。この製造方法によれば、非常に広範な領域にまず磁性層をめっき形成できるので、規制がはたらく磁性層のめっき形成部分でもめっき液の出入りは他の領域と等しく良好にでき、磁性層のめっき形成時におけるめっき液の攪拌効果等を向上でき、最終的にめっき形成面上に残される主磁極層の膜厚や組成が均一になる。
また、引用文献２には、主磁極層の記録媒体対向面側から見た形状が補助磁極層に向かって幅狭となる略台形形状をなしている垂直磁気記録用薄膜ヘッドにおいて、主磁極層の下に、この主磁極層とともに上記台形形状を形成する非磁性で導電性の嵩上げ層を設ける磁気ヘッドの主磁極形成方法が開示されており、この方法によれば、嵩上げ層は、対向面側から見た形状を、補助磁極側が幅狭の略台形形状とするためのものであり、後で共に研摩成形することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２４３０６１号公報
【特許文献２】特開２００４−０７９０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１又は２は、共に磁気ヘッドの主磁極をめっき方式で製造する際、前記主磁極にボイド等が形成されることを防止するためのものではなく、ボイド等をなくして均一組成の主磁極部を形成できる磁気ヘッドの製造方法を提供するという課題は、未解決のままであった。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、主磁極をめっき法で形成する際、前記主磁極が場所によって形成速度が異なるために生ずるボイド等の欠陥をなくし、また二元系以上の合金を適用する場合に生じ易い不均一組成の発生を防止し、これによって、磁気特性に優れた垂直磁気ヘッドの製造方法を提供することである。
さらに、この方法によって製造された垂直磁気ヘッド及びこれを用いた磁気記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、金属イオンの移動に電界の大きさが大きく影響することに着目してなされたものであって、めっき法によって主磁極を形成する際、記録ヘッドの基板上に非磁性導電層を形成するようにしたものである。本発明の垂直磁気ヘッドの製造方法は、垂直磁気ヘッドの製造方法であって、基板上に非磁性導電層を形成する工程と、前記非磁性導電層上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層の一部にＶ字型又は下底が上底よりも短い台形形状の溝を設ける工程と、前記溝に磁性体を埋め込み、主磁極を形成する工程とを有する。垂直磁気ヘッドを製造する際、めっきベースとなるシード層の形成は不可欠であるが、開口幅が狭く、比較的深い溝の場合、その内壁面、特に下部又は底部内壁面に均一厚さのシード層を形成することは困難であり、しかもシード層の厚さの相違に起因してめっき金属の成長速度が異なり、シード層が薄くなる溝の下部又は底部においてはめっき金属の成長が遅れ、一方、溝上部においてはめっき金属の成長が速くなる。このため、従来技術では、溝上部がめっき金属の成長によって塞がれ、溝底部又は下部にまでめっき液が供給されず、ボイド等の欠陥が生じていた。これに対して、主磁極となる磁性体が埋設される溝と記録ヘッドの基板との間に非磁性導電層を設けるようにした本発明の垂直磁気ヘッド製造方法は、溝の下部又は底部であっても溝上部と同様のめっき速度が確保され、これによって、ボイド等の欠陥の発生が抑制され、均一組成の主磁極が形成される。
また、本発明の垂直磁気ヘッドは、主磁極材として、例えば記録密度に優れる二元系以上の合金を適用しても、主磁極が形成される溝の下、すなわち記録ヘッドの基板上に非磁性導電層を有することによって、めっき法によって形成される主磁極が欠陥のない、均質なものとなる。
さらに、本発明の磁気記録装置は、垂直磁気ヘッドとして、記録ヘッドの基板上に非磁性導電層を有する磁気ヘッドであって、一様な組成による磁気特性の主磁極を有する垂直磁気ヘッドを適用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の垂直磁気ヘッドの製造方法によれば、ボイド等の欠陥をなくし、全体の組成が一様な主磁極を有する垂直磁気ヘッドを製造することができる。
また、本発明の垂直磁気ヘッドによれば、一様な組成による均一な磁束で記録部分の面積を相対的に狭くして高密度化した情報の書き込みを行うことができる。
また、本発明に係る磁気記録装置によれば、ボイド等の欠陥が少なく、主磁極全体における組成が一様な垂直磁気ヘッドを備えており、これによって、磁気記録媒体の記録層に、安定した大きな磁界によって高密度の情報を書き込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１（１）、（２）は、本発明の垂直磁気ヘッドの概略構成を示す断面図であり、図１（１）は、情報の書き込み又は読み取りを行う磁気記録媒体に対向する面を示す部分拡大図、図１（２）は、図１（１）のＡ−Ａ‘線矢視方向断面図である。
図１（１）、（２）において、この垂直磁気ヘッド１は、対向する図示省略した磁気記録媒体に記録された情報を再生する再生ヘッドを備えた再生ヘッド１０と、情報を磁気記録媒体に記録する記録ヘッドを備えた記録ヘッド２０とを有している。
再生ヘッド１０は、基板１１と、この基板１１上に積層された下部磁気シールド層１２及び下部リードキャップ層１３とを有している。下部リードキャップ層１３上にはセンサの再生ヘッド１４及びこれと隣接するアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）からなる上部リードキャップ層１５が設けられており、上部リードキャップ層１５上に上部磁気シールド層１６が積層されている。
【００１０】
このような構成の再生ヘッド１０上に、記録ヘッド２０が設けられている。記録ヘッド２０は、アルミナ基板２１と、このアルミナ基板２１上に設けられた主磁極補助層２２及び非磁性導電層２４を有している。非磁性導電層２４の上部には絶縁層２３が設けられており、絶縁層２３の溝３９内及び主磁極補助層２２上に磁性層２５が設けられている。絶縁層２３の溝３９内の磁性層は主磁極２６となる。主磁極２６及び磁性層２５の上部にはギャップ層２７が積層されており、ギャップ層２７上に突出部２８が設けられ、これに隣接してアルミナ埋込層２９が形成されている。アルミナ埋込層２９上にはライトコイル３０が設けられており、このライトコイル３０は被覆絶縁層３１で覆われている。被覆絶縁層３１の上部には磁性層３５が設けられており、磁性層３５の一部は、上述した磁性層２５まで達して接続部３３を形成し、他の一部は、上述した突出部２８及びアルミナ埋込層２９まで到達するシールド層３４を形成し、残りの一部は、補助磁極層（リターンヨーク）３２を形成している。
本実施形態に係る垂直磁気ヘッド１によれば、記録ヘッド２０の主磁極２６と絶縁層からなる基板２１との間に、非磁性体からなる非磁性導電層２４を設けたことにより、主磁極２６で発生する磁界が非磁性導電層２４に流れ込むのが防止され、これによって、主磁極２６に磁界を集中させて、記録媒体の記録層に、大きな磁界によって高密度の情報を書き込むことができる。
【００１１】
図２は、本発明の垂直磁気ヘッドのうち再生ヘッドの製造方法を示す説明図である。
図２（１）において、先ず、垂直磁気ヘッド１の母体となるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板１１上に、例えばスパッタリング法によって図示省略したアルミナ膜を形成し、このアルミナ膜上に、例えばスパッタリング法によって、例えばＮｉＦｅからなる下部磁気シールド層１２を設ける。次いで、下部磁気シールド層１２上に、アルミナからなる下部リードギャップ層１３を設ける。
次に、下部リードギャップ層１３上に、例えばスパッタリング法を用いてセンサ１４ａを形成するためのセンサ形成膜１４を形成する。センサ１４ａは、例えば、Ｔａ下地層、磁化の方向が容易に回転するフリー磁性層、交換結合作用のための非磁性の高導電性の中間層、磁化の方向が固定されているピンド磁性層、ピンド磁性層に磁化を付与する反強磁性層、キャップ層等が、例えば、以下のように形成される。図２（２）に示したように、下部リードキャップ層１３上に形成された、例えばＴａ下地層（センサ形成層１４）上に、所定形状のレジストパターン１９をマスキング材として被覆させ、イオンミリングを施し、所定の形状に加工してセンサ１４ａを形成する。
【００１２】
次いで、レジストパターン１９を被覆したままのセンサ１４ａ上に、スパッタリング法を用いて磁気制御膜１７を形成する。磁気制御膜１７を形成した後、図２（３）に示したように、レジストパターン１９を除去し、例えば厚さ３ｎｍのＣｒ膜及び厚さ３０ｎｍのＡｕ膜からなる電極端子膜１８を形成し、その後、図示省略した別のレジストパターンをマスクしたイオンミリングを施して電極端子を形成する。次いで、レジストパターンを除去し、電極端子膜１８上に、アルミナからなる上部リードギャップ層１５を設け、センサ１４ａを備えた再生ヘッド１０を形成する。
次に、再生ヘッド１０上に、記録ヘッド２０を形成する。従来から、記録ヘッドの主磁極を形成する手段として、スパッタリング法をはじめとする多数の方法が採用されているが、本実施形態に係る垂直磁気ヘッドの製造方法においては、主磁極形成方法としてめっき法を採用する。
【００１３】
図３は、垂直磁気ヘッドの記録ヘッドの製造方法を示す説明図である。
図３において、本実施形態における垂直磁気ヘッドの製造方法は、主磁極２６となる磁性層２５を形成する溝３９の底部（リーディング側）に非磁性導電層２４を設け、非磁性導電層２４上の前記溝３９内に、めっき法によって磁性層からなる主磁極２６を形成する工程を有する。
図３（１）、（２）に示したように、先ず、再生ヘッドの上部磁気シールド層（図示省略）上に積層された、記録ヘッドの基板として絶縁層２１上の主磁極２６を形成する部分に、例えば蒸着法又はスパッタリング法によって非磁性導電層２４を成膜し、その他の部分に、スパッタリング法によって主磁極補助層２２を成膜する。主磁極補助層材料としては、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ等の強磁性材料が適用される。非磁性導電層２４は、非磁性の金属によって形成される。非磁性導電層２４として磁性体を用いると、主磁極２６で発生した磁束が集中せず、非磁性導電層２４に流れてしまう。そこで、本実施形態においては、主磁極２６で発生した磁束が非磁性導電層２４に流れるのを防止し、かつ、発生した磁束をシードして主磁極２６の先端に集中させるために、非磁性導電層２４として非磁性の金属を適用する。また、非磁性導電層２４は、溝３９を形成する際のエッチングを止めるストッパー層としても機能することが好ましく、例えばＲｕ、Ｉｒ、Ｐｔ等の非磁性金属が適用される。このうち、酸化物になっても導電性を有することから、Ｒｕが好適に適用される。
【００１４】
次に、非磁性導電層２４上に、ダマシン法によって主磁極２６を形成する。ダマシン法とは、例えば基体上に、エッチング等によって溝部を形成し、この溝部内にめっき法等によって金属を埋め込んだ後、表面の余分な金属を化学的機械研磨（ＣＭＰ）によって除去することによって基体内に金属層を形成する方法をいう。図３（３）に示したように、非磁性導電層２４上にスパッタ法によって絶縁層２３を形成し、その後、図３（４）に示したように、エッチング法によって絶縁層２３に、断面Ｖ字型又は下底が上底よりも短い台形形状の溝３９を形成する。溝３９におけるテーパーの角度、上底と下底との長さの比率等は、例えばエッチング時に基板２１を傾ける角度、エッチング時間等を調整することによって制御できる。例えば、下底が０．１２μｍになるように基板２１の傾斜角を設定し、磁気ディスク装置に組み込む際に生じるスキュー角を考慮してトレーリング側（図３において上方側）の幅がリーディング側（図３において下方側）よりも広い逆台形状の溝３９を形成する。
【００１５】
次に、図３（５）に示したように、溝３９を有する絶縁層２３上に、例えば無電解めっき法によって、金属のめっきシード層３８を設ける。無電解めっき法は、低コストで、且つ比較的容易に、絶縁層２３を完全に覆うようにめっきシード層３８を形成することができる。無電解めっき法によって、めっきシード層３８を形成する場合、予めめっきシード層３８が形成され易いように前処理しておくこともできる。また、めっきシード層３８を形成する場合、絶縁層２３とめっきシード層３８との密着性を高めるために、スパッタリング法等公知の方法で密着層を設けておくこともできる。めっきシード層３８の形成方法は、無電解めっき法の外、スパッタリング法、蒸着法などの乾式法、又は置換めっき法などの湿式法を適用してもよい。
次に、図３（６）に示したように、めっき法によって、溝３９内に磁性体を埋め込むと同時にめっきシード層３８上に全面的にめっきによる磁性層２５を形成する。この場合、めっき装置として、例えば後述する図４のめっき装置が適用される。その後、図３（７）に示したように、例えばＣＭＰ法等によって磁性層２５を研摩し、平坦化し、溝３９内のみに磁性体を残して主磁極２６を形成する。主磁極２６の構成材料としては、主磁極補助層２２よりも高飽和磁束密度を有する材料が好適に適用され、例えばＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ等の強磁性材料が適用される。なお、図３中、上方側をトレーリング側、下方側をリーディング側という。
【００１６】
図４は、主磁極を形成する際に適用されるめっき装置の一例を示す概略構成図である。
図４において、このめっき装置１００は、めっき槽１０１と、めっき槽１０１内の上部に設けられた陽極１０４と、陽極１０４の下方に対向配置された陰極１０５とから主として構成されている。陽極１０４には、陽極１０４と陰極１０５との間に電流を流す電源１０２が接続されている。
陰極１０５には、被めっき体１１０を嵌合させる凹部が設けられており、被めっき体１１０としての基板（以下、基板１１０と表示する）表面をめっきする際は、先ず、基板１１０の被めっき面を陽極１０４に対向するように陰極１０５上の凹部にセットし、めっき液が基板１１０の裏面に入り込まないように、陰極１０５と基板１１０との当接部にＯリング１０６を介在させる。このとき、陰極１０５を通して又は外部から基板１１０の表面にアース１０３を接続する。
次いで、めっき槽１０１内にめっき液を充填し、その後、電源１０２を起動して基板１１０表面をめっきする。めっき液は、めっき槽１０１の上部から流入し、矢印１０７に従って、図示省略した下部流出口から流出する。
このめっき装置１００において、陽極板として、基体１１０表面をめっきする析出金属と同一の金属板を使用することが好ましい。これによって、めっき液中に絶えずめっき金属が供給されるので、良好なめっきを行うことができる。
【００１７】
図５は、主磁極を有する積層体上に磁性層等を積層して垂直磁気ヘッドを完成させる垂直磁気ヘッドの製造方法を示す説明図である。
図３の絶縁層２３に設けられた溝３９内に磁性体を充填して主磁極２６を形成した後、図５（１）に示したように、主磁極２６上に、図示省略したレジストパターンを載置した後、例えばＲｕからなるギャップ層２７を設ける。ギャップ層２７の構成材料は、Ｒｕに限定されるものではなく、Ｒｕと同様の非磁性材料である、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＲｕＯ２、Ｃｕ等を用いることもできる。
次に、図５（２）に示したように、ギャップ層２７上の主磁極２６に対向する一端に、スパッタリング法によって、例えばＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ等の強磁性材料からなる突出部２８を設け、その後、ギャップ層２７及び突出部２８上に、スパッタリング法によって全面に絶縁層を形成し、この絶縁層をＣＭＰ法を用いて平坦化し、突出部２８と同じレベルにすることによって、アルミナ埋込層２９を形成する。押込層２９の構成材料は、Ａｌ２Ｏ３に限られるものではなく、ＳｉＯ２等、他の化学的に安定な絶縁材料を用いることもできる。
【００１８】
次いで、図５（３）に示したように、再び、選択電解めっき法を用いてアルミナ埋込層２９上にＣｕを選択的に成膜して平面スパイラル状のライトコイル３０を形成する。次いで、図５（４）に示したように、スパッタリング法によってライトコイル３０を覆うようにフォトレジスト層を設け、このフォトレジスト層を被覆絶縁膜３１とする。被覆絶縁膜３１としては、フォトレジストの外、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の化学的な安定な絶縁材料を用いることもできる。なお、ライトコイル３０は、主磁極２６と後述する補助磁極層３２とを磁気的に接続するものであり、補助磁極層３２と一体に形成された後述する接続部３３を中心として巻回した構造となっている。
ライトコイル３０上に被覆絶縁膜３１を形成した後、被覆絶縁膜３１上に、再び、選択電解めっき法を用いて磁性層３５を成膜し、被覆絶縁膜３１上の磁性層部分を補助磁極層３２とし、突出部２８と接触する磁性層部分、換言すれば、被覆絶縁膜３１の記録媒体対向面側の側面に堆積された磁性層部分をシールド層３４とする。補助磁極層３２及びシールド３４層となる磁性層３５の構成材料としては、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ等の強磁性材料が用いられる。
このようにして、再生ヘッド１０の上に記録ヘッド２０を形成した後、記録媒体に対向する側面を研摩して垂直記録用複合型の垂直磁気ヘッド１が完成する。
【００１９】
本実施形態によれば、記録ヘッド２０の基板２１上に非磁性導電層２４を形成する工程と、この非磁性導電層２４上に絶縁層２３を設ける工程と、この絶縁層２３の一部を除去して、例えば断面Ｖ字型の溝３９を設ける工程と、溝３９内にめっき法によって磁性層からなる主磁極２６を設ける工程とを有することにより、主磁極２６を形成するめっき処理工程における溝３９の底部及び上部おけるめっき金属の成長速度の差をなくし、均質でボイド等の欠陥及び偏析の少ない主磁極２６を備えた垂直磁気ヘッドを製造することができる。
本実施形態によれば、主磁極２６を形成する際、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ等の強磁性体を陽極とするめっき処理を施すことにより、めっき溶液の供給、交換頻度を比較的少なくすることができる
本実施形態によれば、非磁性導電層２４と接触する主磁極２６を非磁性体で形成することによって、主磁極２６で発生する磁界が非磁性導電層２４に流れ込むのを防止することができ、主磁極２６に磁界を集中させて、記録媒体に対して大きな磁界によって、効率よく情報を書き込むことができる。
【００２０】
本実施形態において、溝３９の形状は、図３（４）中、上部開口幅ａに対する高さｂの比ｂ／ａが２以上であることが好ましい。以下、ｂ／ａを便宜上、アスペクト比という。溝３９のアスペクト比が２以上であれば、溝３９に磁性体を埋め込んで形成される主磁極２６から印加される磁界が強くなる。一方、アスペクト比が２よりも小さいと主磁極２６から印加される磁界強度が不充分となる。一般に、アスペクト比を大きくすると、同じ電流値を流しても、磁気記録媒体に記録するときの磁界を強くすることができる。一方、アスペクト比を大きくすると、溝部における狭い部分が多くなり、主磁極成形時にボイドが発生しやすくなる傾向がある。本実施形態においては、溝３９の下層として非磁性導電層２４を設けたことによって、めっき法によって主磁極２６を形成する際、溝３９の底部からもめっき金属が成長し、めっき効率が向上するので、アスペクト比を大きくしてもボイドの発生を抑制して均一組成の主磁極２６を形成することができる。
本実施形態において、非磁性導電層２４の電気抵抗を変えることによって主磁極２６となる磁性層２５の成長速度を制御することができる。非磁性導電層２４の電気抵抗は、その構成材料である金属元素によって異なる。従って、非磁性導電層２４を形成する金属元素を変更することによって電気抵抗を調整することができる。また、非磁性導電層２４の厚さを変えることによって電気抵抗が変化し、厚くすると電気抵抗が大きくなる。従って、金属元素の種類、非磁性導電層２４の厚さ等を調整することにより、主磁極２６の成形速度、組成等を調整することができ、例えば主磁極２６の組成を均一にし、または、上下において組成比率を変更することもできる。例えば、めっき金属として電気抵抗の小さいＣｕ、Ａｇ、Ａｌ等を用いるとめっき速度は速くなる。
本実施形態において、主磁極２６を、二元系以上の合金組成とすることもでき、例えば、ＣｏＦｅ系、ＦｅＮｉ系等の二元系、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＡｌ系等の三元系の強磁性体を適用することができる。また、金属イオン濃度を変化させためっき液を使用することもできる。
【００２１】
次に、図６を用いて、記録ヘッドの基板上に非磁性導電層を設ける場合と、設けない場合との作用効果の差異について説明する。
図６（１）（２）は、非磁性導電層の有無によるめっき法を適用した主磁極形成方法を比較する説明図であり、図６（１）は、非磁性導電層を形成しない場合、図６（２）は、非磁性導電層を形成する場合を示している。
図６（１）において、この方法は、基板５１上に直接絶縁層５２を形成し、この絶縁層５２に断面が、例えば下細の台形形状の溝５４を形成し、これを基板５１ごとめっき浴に浸漬して絶縁層５２上に、めっきシード層５３を形成し、得られためっきシード層５３上に、磁性層からなるめっき層５５を形成し、このめっき層５５によって主磁極を形成するものである。
めっきシード層５３は、その後のめっき処理における金属の析出を促進させるためのものであるが、溝５４部内にめっきシード層５３を形成するのが困難である上、溝５４の上部から下部に移るに伴ってめっきシード層５３が薄くなり、これに起因して溝５４の底部においてめっき金属が析出し難くなる。一方、溝５４の上方のめっきシード層５３は厚いので、溝５４の上部においてめっき金属が析出し易くなり、これによって、溝上部が封鎖され、めっき液が溝低部まで到達しなくなり、ボイド５７の発生又は不均質化の原因となる。このような現象は、溝５４の断面形状が先細でない場合でも見られる。
【００２２】
一方、図３（２）において、この方法は、基板５１上に非磁性導電層５６を形成した後、絶縁層５２を形成し、この絶縁層５２に断面が、例えば下細の台形形状の溝５４を形成し、その後、基板５１をめっき槽に浸漬して絶縁層５２上に、めっきシード層５３を形成し、得られためっきシード層５３上に、磁性体からなるめっき層５５を形成し、このめっき層５５によって主磁極を形成するものである。
これによって、めっきシード層５３は、溝５４の上部から底部に移るにつれて薄くなる傾向が認められるが、溝５４の下方に非磁性導電層５６を設けたことにより、溝５４の底部から上部に向かうめっき金属の成長速度が速くなり、溝の上部と底部でのめっき金属の成長速度の差が殆どなくなる。従って、ボイド５７の発生を抑えることができ、組成のばらつきを抑制して均質の主磁極を形成することができる。なお、図６中、小さい矢印は、めっき金属の成長方向を示す。
【００２３】
次に、本発明の磁気記録装置について説明する。
図７（１）、（２）は、本実施形態に係る磁気記録装置の概略構成を示す断面図（１）及び平面図（２）である。
図７において、この磁気記録装置２００は、ハウジング２０１を有しており、ハウジング２０１内に、モータ２０３、ハブ２０２、垂直磁気記録媒体５０、垂直磁気ヘッド２１２、サスペンション２１１、アーム２１０及びアクチュエータユニット２１３が設けられている。垂直磁気記録媒体５０は、モータ２０３により回転されるハブ２０２に取り付けられている。信号記録再生手段としての垂直磁気ヘッド２１２は、インダクティブヘッド等のライトヘッドと、ＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッド等のリードヘッドとからなる。垂直磁気ヘッド２１２は、対応するアーム２１０の先端にサスペンション２１１を介して取り付けられている。アーム２１０は、アクチュエータユニット２１３により駆動される。
【００２４】
図８は、垂直磁気ヘッドによる垂直磁気記録媒体への記録動作を示す説明図である。
図８において、垂直磁気記録方式の垂直磁気ヘッド２１２は、垂直磁気記録媒体６０の記録媒体面に垂直な方向の磁界を印加する単一の主磁極２６と、垂直磁気記録媒体６０の内部を通して外部に出てくる磁界を吸収する補助磁極層（リターンヨーク）３２と、主磁極２６およびリターンヨーク３２を磁気的に接続する磁性材料からなる接続部３３とを有する。垂直磁気記録媒体６０に情報を記録する際、主磁極２６の近傍のライトコイル３０に電流を流して所定の磁界を生成する。ライトコイル３０にて生成された磁界は主磁極２６を通過し、垂直磁気記録媒体６０の記録層面に垂直な記録磁界として印加される。垂直磁気記録媒体６０から外部に出てくる磁界は、垂直磁気ヘッド２１２のリターンヨーク３２に吸収される。垂直磁気ヘッド２１２のライトコイル３０で生成され、主磁極２６内で絞り込まれた磁束は、対向する垂直磁気記録媒体６０の記録層６１を垂直に通過して裏打層６２に達し、裏打層６２内を基板と平行に流通し、その後、記録層６１を再度垂直に通過して垂直磁気ヘッド２１２のリターンヨーク３２に流入し、接続部３３を経て主磁極２６に流入する磁気回路を形成する。この磁気回路によって、垂直磁気記録媒体６０の記録層６１に情報が記録される。
本実施形態に係る磁気記録装置によれば、ライトコイル３０で生成された磁束を主磁極２６内で絞り込んで集中させ、これを記録媒体に印加することによって、大きな磁界によって、効率よく情報を書き込むことができる。
【実施例】
【００２５】
以下に、図２〜図４を参照しつつ本発明の垂直磁気ヘッドの製造方法の具体的実施例を説明する。
垂直磁気ヘッドの母体となるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ製の基板１１上に、Ａｌ２Ｏ３膜を介してスパッタリング法によってＮｉＦｅからなる下部磁気シールド層１２を設け、その上に、スパッタリング法によってＡｌ２Ｏ３からなる下部リードギャップ層１３を形成する。
次に、下部リードギャップ層１３上に、スパッタリング法を用いて、例えば、５ｎｍ厚のＴａ下地層、２ｎｍ厚のＮｉＦｅフリー層、１．５ｎｍ厚のＣｏＦｅＢフリー層、２．８ｎｍ厚のＣｕ中間層、２ｎｍ厚のＣｏＦｅＢピンド層、１３ｎｍ厚のＰｄＰｔＭｎ反強磁性層及び６ｎｍ厚のＴａキャップ層からなるセンサ形成層１４を形成する。
次いで、センサ形成層１４上に、レジストパターンをマスキングしてイオンミリングを施すことによって、センサ形成層１４を所定の形状に加工することによって再生センサ（センス部）１４ａを形成し、引き続いて、スパッタリング法を用いてＣｏＣｒＰｔからなる磁気制御膜１７を形成する。次いで、レジストパターンを除去したのち、３ｎｍ厚のＣｒ膜及び３０ｎｍ厚のＡｕ膜からなる電極端子膜１８を形成し、別のレジストパターンをマスキングしたイオンミリングを施すことによって電極端子を形成する。次いで、レジストパターンを除去したのちスパッタリング法によってＡｌ２Ｏ３からなる上部リードギャップ層１５及びＮｉＦｅからなる上部磁気シールド層１６を設けて再生ヘッド１０とした。
【００２６】
次いで、再生ヘッド１０の上部磁気シールド層１６の上に、スパッタリング法によって１〜３μｍ厚のアルミナ基板２１を全面に設け、このアルミナ基板２１上の主磁極２６を形成する部分に、非磁性導電層２４として厚さ１０ｎｍのＲｕ層を蒸着し、その上に、にスパッタリング法によって厚さ６００ｎｍの絶縁層２３を形成し、その後、絶縁層２３に対し、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）によって、断面図上、上底２００ｎｍ、下底５０ｎｍ、高さ６００ｎｍの溝３９を形成した。このときの、溝３９のアスペクト比は３であった。次に、溝３９の内面に、スパッタリング法によって、シード層としての５ｎｍ厚のＴａ膜、５０ｎｍ厚のＲｕ膜、５ｎｍ厚のＮｉＦｅ膜を形成し、同じ厚さでＮｉＦｅからなる主磁極補助層２２を形成した。
次に、シード層を形成した溝３９を有する絶縁層２３を基板ごと、図４のめっき装置のめっき浴中に浸漬し、溝３９内及び主磁極補助層２２上に、厚さ３００ｎｍの９０Ｆｅ−１０Ｎｉの組成を有する磁性体をパルスめっきし、めっき後、洗浄し、ＣＭＰ法にて研摩、平坦化して逆台形形状の溝部の穴埋めを終了させ、これによって、主磁極２６を形成した。次いで、主磁極２６及びこれに連なる磁性層上にスパッタリング法で、全面に厚さ６０ｎｍの、非磁性体のＲｕからなるギャップ層２７を設けた。
【００２７】
次いで、ギャップ層２７上に、再び、スパッタリング法によって全面にアルミナを堆積させて埋込層２９を形成し、埋込層２９上にＣｕを選択的に成膜して平面スパイラル状のライトコイル３０を形成した。次いで、ライトコイル３０を覆うように３μｍ厚の被覆絶縁膜３１設け、その後、再び、選択電解めっき法によってＮｉＦｅ膜（磁性層３５）を堆積させ、被覆絶縁層３１上のＮｉＦｅ膜を補助磁性層（リターンヨーク）３２とし、被覆絶縁層３１の記録媒体に対向する側面に体積したＮｉＦｅ膜（磁性層３５）をシールド層３４とし、磁性層３５と主磁極２６を接続する部分を接続部３４とし、その後、記録媒体に対向する面を切断・研摩して、突出部２８の長さが０．１〜０．３μｍの垂直磁気ヘッドを製造した。
得られた垂直磁気ヘッドの記録ヘッド２０を切り出して、その断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて観察したところ、主磁極２６内にボイドは確認されなかった。また、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて主磁極２６の組成を分析した結果、Ｆｅ中へのＮｉの偏析は見られず、組成のばらつきは認められなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の垂直磁気ヘッドの概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の垂直磁気ヘッドのうち再生ヘッドの製造工程を示す説明図である。
【図３】本発明の垂直磁気ヘッドのうち記録ヘッドの製造工程を示す説明図である。
【図４】本発明の垂直磁気ヘッド製造方法に適用するめっき装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の垂直磁気ヘッドのうち記録ヘッドの製造工程を示す説明図である。
【図６】非磁性導電層の有無による主磁極部の形成状況を比較した説明図である。
【図７】本発明の磁気記録装置の概略構成を示す断面図及び平面図である。
【図８】本発明の垂直磁気ヘッドの記録動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  垂直磁気ヘッド
１０  再生ヘッド
２０  記録ヘッド
１１  Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ基板
１２  下部磁気シールド層
１３  下部リードキャップ層
１４  センサ形成膜
１４ａ  センサ
１５  上部リードキャップ層
１６  上部磁気シールド層
１７  磁気制御膜
１８  電極端子膜
１９  レジストパターン
２１  アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）基板
２２  主磁極補助層
２３  絶縁層
２４  非磁性導電層
２５  磁性層
２６  主磁極
２７  ギャップ層
２８  突出部
２９  アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）埋込層
３０  ライトコイル
３１  被覆絶縁層
３２  補助磁極層（リターンヨーク）
３３  接続部  
３４  シールド層
３５  磁性層
５１  基板
５２  絶縁層
５３  めっきシード層
５４  溝
５５  めっき層
５６  非磁性導電層
５７  ボイド
６０  垂直磁気記録媒体
６１  記録層
６２  裏打層
１００  めっき装置
１０１  めっき槽
１０２  電源
１０３  アース
１０４  陽極
１０５  陰極
１０６  Ｏリング
１０７  めっき液の流れを示す矢印
１１０  被めっき体
２００  磁気記録装置
２０１  ハウジング
２０２  ハブ
２０３  モータ
２１０  アーム
２１１  サスペンション
２１２  垂直磁気ヘッド
２１３  アクチュエータユニット
【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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