(57)【要約】【課題】主磁極層の先端部分の磁区を制御することで、後方の主磁極層の磁区構造を制御しなくてもその磁区構造が主磁極層先端に及ぼす影響が少なく、ＰＥが抑制された薄膜磁気ヘッドを得る。【解決手段】記録媒体との対向面に露出するポールストレート部と、該ポールストレート部からハイト方向奥側に向かってトラック幅方向に広がるフレア部を有する主磁極層を備えた薄膜磁気ヘッドであって、前記フレア部は、前記ポールストレート部からハイト方向奥側に向かって２段階以上のフレア部を有し、各フレア部は、磁束を前記基部からポールストレート部に向かって段階的に絞り込む形状に形成し、前記ポールストレート部寄りのフレア部分の両側に、トラック幅方向に延びる突起部を、幅が主磁極層の膜厚以上となるように設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体との対向面に露出するポールストレート部と、該ポールストレート部からハイト方向奥側に向かってトラック幅方向に広がるフレア部を有する主磁極層を備えた薄膜磁気ヘッドであって、
前記フレア部は、前記ポールストレート部からハイト方向奥側に向かって２段階以上のフレア部を有し、各フレア部は、磁束を前記基部からポールストレート部に向かって段階的に絞り込む形状に形成され、
前記いずれかのフレア部分の両側にトラック幅方向に延びる突起部が設けられ、該突起部の幅が主磁極層の膜厚以上とされていること、を特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜磁気ヘッドにおいて、前記突起部は、前記ポールストレート部に最も近い１段階目のフレア部分の両側に設けられている薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２記載の薄膜磁気ヘッドにおいて、前記主磁極層は、最終段階のフレア部と接続された基部を一体として有する薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項記載の薄膜磁気ヘッドにおいて、前記主磁極層のフレア部は、ポールストレート部と接続された、ハイト方向奥側に向かって第１フレア角でトラック幅方向に広がる第１フレア部と、該第１フレア部と接続された、ハイト方向奥側に向かって、前記第１フレア角よりも大きい第２フレア角でトラック幅方向に広がる第２フレア部とを有し、前記突起部は、前記第１フレア部の両側から前記トラック幅方向に設けられている薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に磁界を与えて記録動作する薄膜磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の薄膜磁気ヘッド、例えば垂直磁気記録ヘッドは、周知のように、記録媒体との対向面で非磁性層を間に挟んで積層した主磁極層及びリターンパス層と、この主磁極層及びリターンパス層に記録磁界を与えるコイル層とを有している。記録媒体との対向面に露出する主磁極層の面積はリターンパス層の同面積よりも十分小さく、主磁極層とリターンパス層はハイト方向奥側で磁気的に接続されている。主磁極層は、記録媒体に対して強い記録磁界を局所的に印加できるように、記録媒体との対向面に露出するポールストレート部と、該ポールストレート部のハイト方向奥側に接するフレア部とを有している。コイル層を通電すると、主磁極層とリターンパス層の間に記録磁界が誘導され、この記録磁界は主磁極層の媒体対向面に露出する先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パス層に戻る。これにより、主磁極層との対向部分で磁気記録がなされる。
【０００３】
薄膜磁気ヘッドでは、ヨークとなる主磁極層がハイト方向に大きな磁化成分を持つ磁区構造をとった場合、ヨーク磁区が主磁極先端に転写されて、磁極残留磁化が大きくなる。薄膜磁気ヘッドでは主磁極層のヨーク形状で磁化を絞り込むが、磁化の絞込みに関しては、フレア部のフレア角度は４５°が最も効率がよいことが知られている。したがって従来は通常、１５゜〜４５°の範囲内において、サイドフリンジとの兼ね合いで、フレア部のフレア角度を決めていた。さらにフレア部を２段階とした場合は、２段階目のフレア角度を１段階目のフレア角度よりも緩くすることで磁化の絞込みを制御していた。
【０００４】
図４(Ａ）、（Ｂ）に従来の２段階のフレア部となる第１フレア部２１０Ｂ及び第２フレア部２１０Ｃを有する主磁極層２１０を平面視した図を示した。各図において、Ｘ方向はトラック幅方向、Ｙ方向はハイト方向、Ｚ方向は垂直磁気記録ヘッドを構成する各層の積層方向及び記録媒体の移動方向で定義される。ポールストレート部２１０Ａに続く第１フレア部２１０Ｂのフレア角は２０°〜４５°とする。ここで、ヨーク部である基部２１０Ｄが、図４（Ａ）のように還流磁区となった場合は、ヨーク部の磁化ハイト方向成分が大きいので、主磁極先端２１０ａに大きな磁界がかかり、大きなＰＥ（ポールイレージャー(Pole Erasure)）が発生する。一方、ヨーク部が図４（Ｂ）のように横縞磁区となった場合は、ヨーク部の磁区の磁化ハイト方向成分が小さいので、主磁極先端２１０ａにかかる磁界は小さく、ＰＥが小さい。このようにヨーク形状／磁気異方性を制御できていない場合は、主磁極先端２１０ａに付加としてかかる実効的な磁化（白抜きの矢印）の差が大きく、ＰＥの発生が抑制できなかった。
【０００５】
そこで従来、主磁極層の両側面に短冊状の磁極部を複数設けるもの（特許文献１）や、主磁極層を媒体対向面側の前方主磁極層部分と、後方の後方主磁極層部分とに分断するもの（特許文献２）が提案されている。
【特許文献１】特開平５-１６６１３０号公報
【特許文献２】特開２００６-１４７０５８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、上記いずれの従来技術も、主磁極先端部における磁区制御ができていないため、主磁極先端部におけるＰＥの発生の抑制が十分ではなかった。
特許文献２に記載された薄膜磁気ヘッドは、主磁極層が前後に分断されているので、後方主磁極層部分の磁束を前方主磁極層部分に効率よく誘導することができず、主磁極先端部から後方に続く中間部が１段階のフレア部なので、磁束を効率よく主磁極先端部に絞り込むことができなかった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、主磁極層の先端部分の磁区を制御することで、後方の主磁極層の磁区構造を制御しなくてもその磁区構造が主磁極層先端に及ぼす影響が少なく、ＰＥが抑制された薄膜磁気ヘッドを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決する本発明は、記録媒体との対向面に露出するポールストレート部と、該ポールストレート部からハイト方向奥側に向かってトラック幅方向に広がるフレア部を有する主磁極層を備えた薄膜磁気ヘッドであって、前記フレア部は、前記ポールストレート部からハイト方向奥側に向かって２段階以上のフレア部を有し、各フレア部は、磁束を前記基部からポールストレート部に向かって段階的に絞り込む形状に形成され、前記いずれかのフレア部分の両側にトラック幅方向に延びる突起部が設けられ、該突起部の幅が主磁極層の膜厚以上とされていること、に特徴を有する。
【０００９】
好ましくは、前記突起部は、前記ポールストレート部に最も近い１段階目のフレア部分の両側に設けられる。
【００１０】
実際的には、前記主磁極層は、最終段階のフレア部と接続された基部を一体として有する。
【００１１】
前記主磁極層のフレア部は、ポールストレート部と接続された、ハイト方向奥側に向かって第１フレア角でトラック幅方向に広がる第１フレア部と、該第１フレア部と接続された、ハイト方向奥側に向かって、前記第１フレア角よりも大きい第２フレア角でトラック幅方向に広がる第２フレア部とを有し、前記突起部は、前記第１フレア部の両側から前記トラック幅方向に設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フレア部に設けられた突起部によって横縞磁区が形成されるので、ポールストレート部の先端部に付加としてかかる実効的な磁化が小さくなり、ＰＥが抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
添付の図面を参照して、本発明を説明する。各図において、Ｘ方向はトラック幅方向、Ｙ方向はハイト方向、Ｚ方向は薄膜磁気ヘッドＨを構成する各層の積層方向であって、記録媒体Ｍの移動方向として定義される。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドＨの積層構造をトラック幅方向から見て示す部分断面図である。薄膜磁気ヘッドＨは、スライダ１００のトレーリング側断面に薄膜を積層してなる再生部Ｒと記録部Ｗを有し、記録媒体Ｍに垂直磁界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ことで記録動作する。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、例えば円形ディスクであり、その円中心を回転軸心として、スピンドルモータによって回転させられる。スライダ１００はＡｌ2Ｏ3・ＴｉＣなどの非磁性材で形成されており、スライダ１００の媒体対向面Ｆ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１００が記録媒体Ｍの表面から浮上する。
【００１５】
スライダ１００のトレーリング側端面１００ｂには、Ａｌ2Ｏ3またはＳｉＯ2などの無機材料による非磁性絶縁層１０１が形成され、この非磁性絶縁層１０１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１０２と、上部シールド層１０５と、この下部シールド層１０２及び上部シールド層１０５の間を埋める無機絶縁層（ギャップ絶縁層）１０４と、この無機絶縁層１０４内に位置する再生素子１０３とを有している。再生素子１０３は、ＡＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲなどの磁気抵抗効果素子である。
【００１６】
上部シールド層１０５の上には、コイル絶縁下地層１０６を介して、導電性材料により補助ヨーク層１０９が形成されている。下層コイル１０７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。下層コイル１０７の周囲には、非磁性絶縁層１０８が形成されている。
【００１７】
非磁性絶縁層１０８の上には、主磁極層１１０と、該主磁極層１１０に平面視で重なり合い磁気的に接続された補助ヨーク層１０９が形成されている。補助ヨーク層１０９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、磁気的に主磁極層１１０に接続し、主磁極層１１０に磁束を導く機能を有する。主磁極層１１０は、平坦化された補助ヨーク層１０９と非磁性絶縁層１０８の上に、メッキ下地層を介して、Ｎｉ-Ｆｅ、Ｃｏ-Ｆｅ、Ｎｉ-Ｆｅ-Ｃｏなどの飽和磁束密度の高い強磁性材料で形成されている。主磁極層１１０の周囲には絶縁材料層１１１が形成され、主磁極層１１０の上には非磁性層である磁気ギャップ層１１３が形成されている。絶縁材料層１１１及び磁気ギャップ層１１３は、例えばＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ａｌ-Ｓｉ-Ｏなどの非磁性絶縁材料からなる。本実施の形態では、主磁極層１１０の下に補助ヨーク層１０９を配置しているが、主磁極層１１０の上に補助ヨーク層１０９を配置してもよい。
【００１８】
磁気ギャップ層１１３上には、コイル絶縁下地層１１４を介して上層コイル１１５が形成されている。上層コイル１１５は下層コイル１０７と同様に、導電性材料によって複数本形成されている。上層コイル１１５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。
【００１９】
上記下層コイル１０７と上層コイル１１５とは、ソレノイド状になるように、それぞれの図示Ｘ方向における図示されていない端部同士が電気的に接続され、主磁極層１１０または補助ヨーク層１０９を捲回している。コイル層（磁界発生手段）の形状は特にソレノイド形状に限定されるものではなく、例えばスパイラル形状でもよい。
【００２０】
上層コイル１１５の周囲には非磁性絶縁層１１６が形成され、この非磁性絶縁層１１６の上から磁気ギャップ層１１３上にかけて、パーマロイなどの強磁性材料によりリターンパス層（補助磁極層）１１８が形成されている。リターンパス層１１８は、対向面Ｆに露出する先端面１１８ａを有し、この対向面Ｆでギャップ間隔をあけて主磁極層１１０と対向している。リターンパス層１１８のハイト方向の奥側端部は、主磁極層１１０と接続する接続部１１８ｂである。磁気ギャップ層１１３上であって対向面Ｆから所定距離離れた位置には、無機または有機材料によってスロートハイト決め層１１７が形成されている。この対向面Ｆからスロートハイト決め層１１７の前端縁までの距離により、薄膜磁気ヘッドＨのスロートハイトが規定される。リターンパス層１１８は、非磁性絶縁材料からなる保護層１２０で覆われている。
【００２１】
この薄膜磁気ヘッドＨは、主磁極層１１０に特徴を有するものである。以下、図２及び図３を参照して、主磁極層１１０の形状について説明する。
【００２２】
主磁極層１１０は、図２に示されているように、記録媒体Ｍとの対向面Ｆ側から順に、ポールストレート部１１０Ａ、第１フレア部１１０Ｂ、第２フレア部１１０Ｃ及び基部１１０Ｄを有している。最終段階のフレア部である第２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方向に向くように磁束を整えるための領域であり、第１フレア部１１０Ｂは、基部１１０Ｄ、第２フレア部１１０Ｃからポールストレート部１１０Ａに向かって記録磁界を絞り込むための領域である。第１フレア部１１０Ｂは、ポールストレート部１１０Ａからハイト方向奥側に向かって第１フレア角α１でトラック幅方向の寸法が広がって第２フレア部１１０Ｃに接続している。第２フレア部１１０Ｃは、第１フレア部１１０Ｂからハイト方向奥側（基部１１０Ｄ）に向かって第２フレア角α２でトラック幅方向の寸法が広がって基部１１０Ｄに接続している。ここで、α１＜α２である。
【００２３】
ポールストレート部１１０Ａは、記録媒体Ｍとの対向面Ｆに露出する主磁極先端１１０ａを構成し、トラック幅方向の寸法が所定の書き込みトラック幅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。このポールストレート部１１０Ａは、その全長に渡って一様に、記録媒体Ｍとの対向面Ｆから見た断面形状が非磁性絶縁層１０８側で幅狭になる台形形状(ベベル形状)をなしている。このポールストレート部１１０Ａのベベル形状化により、スキュー角を付与したときの書き込みトラック幅Ｔｗを、断面形状を矩形状とした場合（ベベル形状化されていない場合）よりも小さくすることができる。
【００２４】
第１フレア部１１０Ｂは、記録媒体Ｍとの対向面Ｆ側から見た断面形状が非磁性絶縁層１０８側で幅狭になる台形形状に形成されている。第１フレア部１１０Ｂの台形形状は、ポールストレート部１１０Ａとの接続部では該ポールストレート部１１０Ａの断面形状に一致し、ポールストレート部１１０Ａからハイト方向奥側に向かって該台形の長底辺の長さと短底辺の長さの比が１に近づくように徐々に変形して、第２フレア部１１０Ｃに接続している。第２フレア部１１０Ｃの基部１１０Ｄとの接続における断面形状は、該基部１１０Ｄの断面形状と一致し、矩形状（長底辺の長さと短底辺の長さの比が１に等しい状態）となっている。このように第１フレア部１１０Ｂから基部１１０Ｄまでトラック幅方向の寸法を広げることにより、磁区を適切に制御できる。そして、磁区制御によりＰＥを抑制できる主磁極構造となっている。
【００２５】
さらに第１フレア部１１０Ｂの両側には、トラック幅方向に延びる突部１１０Ｅが形成されている。この突部１１０Ｅは、幅Ｗ２（第１フレア部１１０Ｂからの長さ）が主磁極層１１０の膜厚ＰＬ以上となるように形成されている。
【００２６】
この突部１１０Ｅを第１フレア部Ｂに形成したことにより、第２フレア部１１０Ｃとポールストレート部１１０Ａとの間に横方向磁区（横縞磁区）が形成され、残留磁化によりＰＥが抑制される。
【００２７】
次に、本実施形態の磁区構造について、本実施形態と、突部１１０Ｅを有しない比較例の磁区構造とを比較して説明する。図３（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の主磁極層１１０の磁区構造と比較例の磁区構造を説明する図である。これらの図は、主磁極層１１０の先端部を拡大して平面視した平面図である。各図において、破線は磁区の境界を表し、磁区内の矢印は磁化成分を表している。白抜き矢印は、主磁極先端１１０ａに付加される実効的な磁化成分を表している。
【００２８】
本実施形態（図３（Ａ））では、第２フレア部１１０Ｃの形状によって規制された磁区に沿って絞られた磁化成分が第１フレア部１１０Ｂのハイト方向奥側部分の磁区においてさらに絞られるが、突部１１０Ｅの横方向磁区によって横方向に制御される。そうして突部１１０Ｅの横方向磁区を循環した磁化成分が、ハイト方向前側の第１フレア部１１０Ｂの磁区によって絞られ、ポールストレート部１１０Ａの縦方向磁区において縦方向に制御される。このように本実施形態では、基部１１０Ｄ、第２フレア部１１０Ｃからの磁化成分が縦方向であっても、突部１１０Ｅの横方向磁区によって一旦横方向に制御されるので、主磁極先端１１０ａから出る実効的な磁化成分が白抜き矢印で示すように小さくなり、ＰＥが抑制される。
【００２９】
一方、比較例（図３（Ｂ））では、第２フレア部１１０Ｃにおいて絞られた磁化成分がさらに第１フレア部１１０Ｂにおいて絞られ、ポールストレート部１１０Ａにおいて縦方向の磁化成分となる。このように比較例では、第２、第１フレア部１１０Ｃ、１１０Ｂの形状により磁化成分が連続して順次絞られるので、主磁極先端１１０ａから出る実効的な磁化成分が、白抜き矢印で示すように、本実施形態よりも大きく、ＰＥが抑制されない。
【００３０】
以上の通り本実施形態によれば、主磁極層１１０の大きなヨークである基部１１０Ｄに発生する磁区にかかわらず、突部１１０Ｅには横方向磁区が発生するので、主磁極先端１１０ａに付加される実効的磁化を、常に小さく制御できる。
【００３１】
図示実施形態では、突部１１０Ｅを第１フレア部１１０Ｂのハイト方向の略中央に設けたが、ポールストレート部１１０Ａとの境界位置と第２フレア部１１０Ｃとの境界位置の間であればよい。
図示実施形態ではフレア部を第１、第２フレア部１１０Ｂ、１１０Ｃの２段階としたが、３段階以上としてもよい。３段階以上の場合も、突起部はポールストレート部に最も近いフレア部に設けることが好ましい。
また、突部１１０Ｅはハイト方向長ｈ２で形成されているが、Ｗ２≧ｈ２を満足することが好ましい。さらに突部１１０Ｅは、ハイト方向前の辺はθ≧６０゜（ハイト方向軸に対して）が好ましい。ハイト方向奥の辺は、６０゜≦θ＜１２０゜とし、横方向に形状異方性のつくことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドの積層構造を、トラック幅方向から見て示す部分断面図である。
【図２】図１の主磁極層の実施形態を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は同主磁極層の実施形態における磁区制御を説明する、主磁極層を平面視した図、（Ｂ）は突起部を有さない比較例における磁区制御を説明する、主磁極層を平面視した図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は従来の主磁極層の磁区に関する問題を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００    スライダ
１０８    非磁性絶縁層
１０９    補助ヨーク層
１０９Ｂ  フレア部
１１０    主磁極層
１１０Ａ  ポールストレート部
１１０Ｂ  第１フレア部
１１０Ｃ  第２フレア部
１１０Ｄ  基部
１１０Ｅ  突部
１１８    リターンパス層
Ｈ      薄膜磁気ヘッド
Ｍ      記録媒体
Ｍａ    ハード膜
Ｍｂ    ソフト膜
Ｔｗ    トラック幅  Ｗ２    突部の幅
ＰＬ    主磁極層の膜厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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