(57)【要約】【課題】記録性能の高性能化および安定化を実現することが可能な垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法を提供する。【解決手段】主磁極層１５のトレーリング側に、エアベアリング面４０から後方に向かって延在するギャップ層１７およびエアベアリング４０面よりも後退した位置から後方に向かって延在する補助磁極層１９が配置されており、その補助磁極層１９がギャップ層１７上に部分的に重なっている。垂直磁気記録ヘッドの製造工程においてエッチング法を使用して補助磁極層１９を形成する場合に、ギャップ層１７がエッチングストッパ層として機能することにより主磁極層１５を保護するため、既に形成済みの主磁極層１５までエッチング処理が及ばない。補助磁極層１９の形成工程において主磁極層１５の厚さが設計値通りに維持されるため、その主磁極層１５中において磁束飽和が生じにくくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束を発生する薄膜コイルと、
エアベアリング面から後方に向かって延在し、前記薄膜コイルにおいて発生した磁束を記録媒体に導く主磁極層と、
前記主磁極層のトレーリング側において前記エアベアリング面から後方に向かって延在するギャップ層と、
前記主磁極層のトレーリング側において前記エアベアリング面よりも後退した位置から後方に向かって延在する補助磁極層と
を備え、
前記補助磁極層が前記ギャップ層上に部分的に重なっている
ことを特徴とする垂直磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記ギャップ層の後端が前記補助磁極層の前端よりも後退している
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】
前記補助磁極層の前記エアベアリング面からの後退距離が０．６μｍ以上３．０μｍ以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記後退距離が０．８μｍ以上３．０μｍ以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項３記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項５】
さらに、
前記ギャップ層および前記補助磁極層のトレーリング側において前記エアベアリング面から後方に向かって延在するリターンヨーク層と、
前記ギャップ層と前記リターンヨーク層との間における前記エアベアリング面に近い領域に、前記補助磁極層によって規定される階層内に含まれるように配置されたライトシールド層と
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項６】
前記ライトシールド層の前記エアベアリング面における記録トラック幅方向の幅が、前記主磁極層の前記エアベアリング面における記録トラック幅方向の幅よりも大きい
ことを特徴とする請求項５記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項７】
さらに、
前記補助磁極層と前記ライトシールド層との間に充填され、そのライトシールド層に隣接する位置においてスロートハイトを規定する第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層のトレーリング側に配置され、前記薄膜コイルを被覆する第２の絶縁層と
を備えたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項８】
前記第２の絶縁層の前端が前記第１の絶縁層の前端よりも後退している
ことを特徴とする請求項７記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項９】
前記補助磁極層の前端が前記第２の絶縁層の前端よりも後退している
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項１０】
磁束を発生する薄膜コイルと、エアベアリング面から後方に向かって延在し、前記薄膜コイルにおいて発生した磁束を記録媒体に導く主磁極層と、前記主磁極層のトレーリング側に配置されたギャップ層および補助磁極層とを備えた垂直磁気記録ヘッドの製造方法であって、
前記主磁極層上に、前記エアベアリング面から後方に向かって延在するように前記ギャップ層を形成する工程と、
前記主磁極層および前記ギャップ層を覆うようにめっき成長用のシード層を形成する工程と、
前記シード層上に、前記エアベアリング面よりも後退した位置から後方に向かって延在すると共に前記ギャップ層上に部分的に重なるようにめっき層を選択的に成長させる工程と、
前記めっき層をマスクとして前記シード層を選択的に除去することにより、前記シード層および前記めっき層を含む前記補助磁極層を形成する工程と
を含むことを特徴とする垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
記録媒体と、それに情報を記録する垂直磁気記録ヘッドとを搭載し、
前記垂直磁気記録ヘッドが、
磁束を発生する薄膜コイルと、
エアベアリング面から後方に向かって延在し、前記薄膜コイルにおいて発生した磁束を記録媒体に導く主磁極層と、
前記主磁極層のトレーリング側において前記エアベアリング面から後方に向かって延在するギャップ層と、
前記主磁極層のトレーリング側において前記エアベアリング面よりも後退した位置から後方に向かって延在する補助磁極層と
を備え、
前記補助磁極層が前記ギャップ層上に部分的に重なっている
ことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１２】
前記記録媒体が、磁化層および軟磁性層を含む積層構造を有する
ことを特徴とする請求項１１記載の磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録方式の記録処理を実行する垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法、ならびに垂直磁気記録ヘッドを搭載した磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクなどの磁気記録媒体（以下、記録媒体」という。）の面記録密度の向上に伴い、ハードディスクドライブなどの磁気記録装置に搭載される薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。この薄膜磁気ヘッドの記録方式としては、信号磁界の向きを記録媒体の面内方向（長手方向）に設定する長手記録方式や、信号磁界の向きを記録媒体の面と交差する方向に設定する垂直記録方式が知られている。現在のところは長手記録方式が広く利用されているが、面記録密度の向上に伴う市場動向を考慮すれば、今後は長手記録方式に代わって垂直記録方式が有望視されるものと想定される。なぜなら、垂直記録方式では、線記録密度が高くなる上、記録済みの記録媒体が熱揺らぎの影響を受けにくいという利点が得られるからである。
【０００３】
垂直記録方式の薄膜磁気ヘッド（以下、「垂直磁気記録ヘッド」という。）は、記録用の磁束を発生する薄膜コイルと、その薄膜コイルにおいて発生した磁束を記録媒体に導く主磁極層とを備えている。この垂直磁気記録ヘッドによれば、記録用の磁束から発生した磁界（垂直磁界）によって記録媒体が磁化されるため、その記録媒体に情報が磁気的に記録される。
【０００４】
この垂直磁気記録ヘッドとしては、エアベアリング面と交差する方向に延在する主磁極層を備えたものが知られている。この種の垂直磁気記録ヘッドは、一般に、「単磁極型ヘッド」と呼ばれている。この単磁極型ヘッドの具体的な構造としては、垂直磁界の強度を増加させるために、主磁極層に補助磁極層が隣接されたものが知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。ただし、単磁極型ヘッドでは、記録媒体の記録密度を向上させる上で限界があると言われている。
【特許文献１】特開平０２−０６６７１０号公報
【特許文献２】特開２００２−１９７６１５号公報
【０００５】
そこで、最近の垂直磁気記録ヘッドとしては、記録密度の向上を実現するために、ギャップ層により主磁極層から隔てられ、その主磁極層から放出された磁束の広がり成分を取り込むライトシールド層を備えたものが主流となりつつある。この種の垂直磁気記録ヘッドは、一般に、「シールド型ヘッド」と呼ばれている。このシールド型ヘッドの具体的な構造としては、主磁極層のトレーリング側にライトシールド層が配置されたものが知られている（例えば、特許文献３，４参照。）。
【特許文献３】特開２００１−２５０２０４号公報
【特許文献４】欧州特許出願公開第０３６０９７８号明細書
【０００６】
特に、シールド型ヘッドの構造としては、記録時において記録媒体に記録済みの情報が意図せずに消去されることを抑制するために、主磁極層のトレーリング側に補助磁極層が隣接されたものが知られている（例えば、特許文献５参照。）。
【特許文献５】特開２００６−１５５８６６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、従来のシールド型ヘッドの製造工程では、エッチング法を使用して補助磁極層を形成する場合に、その補助磁極層の形成寸法誤差や形成位置誤差によっては既に形成済みの主磁極層まで意図せずにエッチングされるおそれがあるため、記録性能の低下および不安定化を招くおそれがあるという問題があった。すなわち、主磁極層の厚さが益々薄くなる傾向にある今日では、その厚さが設計値よりも僅かに薄くなっただけでも磁束の流れに悪影響を及ぼすため、所望の記録性能が得られなくなる。
【０００８】
なお、従来のシールド型ヘッドにおいて記録性能の低下および不安定化を招く原因としては、上記した製造面の要因の他、完成後のシールド型ヘッドにおいて、垂直磁界の強度が不足したり、いわゆるポールイレージャと呼ばれる不具合が発生しやすいという性能面の要因もある。このポールイレージャとは、非記録時において主磁極層中の残留磁化が漏洩することにより、記録媒体に記録されている情報が意図せずに消去される現象である。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、記録性能の高性能化および安定化を実現することが可能な垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法、ならびに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】
【００１０】
本発明の垂直磁気記録ヘッドは、磁束を発生する薄膜コイルと、エアベアリング面から後方に向かって延在し、薄膜コイルにおいて発生した磁束を記録媒体に導く主磁極層と、主磁極層のトレーリング側においてエアベアリング面から後方に向かって延在するギャップ層と、主磁極層のトレーリング側においてエアベアリング面よりも後退した位置から後方に向かって延在する補助磁極層とを備え、補助磁極層がギャップ層上に部分的に重なっているものである。また、本発明の磁気記録装置は、記録媒体と、それに情報を記録する垂直磁気記録ヘッドとを搭載し、垂直磁気記録ヘッドが上記した構成を有しているものである。
【００１１】
本発明の垂直磁気記録ヘッドの製造方法は、磁束を発生する薄膜コイルと、エアベアリング面から後方に向かって延在し、薄膜コイルにおいて発生した磁束を記録媒体に導く主磁極層と、主磁極層のトレーリング側に配置されたギャップ層および補助磁極層とを備えた垂直磁気記録ヘッドを製造する方法であり、主磁極層上にエアベアリング面から後方に向かって延在するようにギャップ層を形成する工程と、主磁極層およびギャップ層を覆うようにめっき成長用のシード層を形成する工程と、シード層上にエアベアリング面よりも後退した位置から後方に向かって延在すると共にギャップ層上に部分的に重なるようにめっき層を選択的に成長させる工程と、めっき層をマスクとしてシード層を選択的に除去することにより、シード層およびめっき層を含む補助磁極層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００１２】
これらの垂直磁気記録ヘッドまたはその製造方法、あるいは磁気記録装置では、補助磁極層が主磁極層のトレーリング側に配置されているため、例えば、ライトシールド層が主磁極層のトレーリング側に配置されていれば、補助磁極層が主磁極層のリーディング側に配置されている場合とは異なり、補助磁極層に収容された磁束の一部が主磁極層を経由せずにエアベアリング面から外部へ直接的に放出されそうになっても、その磁束がライトシールド層に取り込まれてエアベアリング面から外部へ放出されくくなる。これにより、不要な磁界が発生しにくくなるため、その不要な磁界によって記録媒体が再磁化されにくくなる。しかも、主磁極層のトレーリング側に、エアベアリング面から後方に向かって延在するギャップ層およびエアベアリング面よりも後退した位置から後方に向かって延在する補助磁極層が配置されており、その補助磁極層がギャップ層上に部分的に重なっているため、垂直磁気記録ヘッドの製造工程においてエッチング法を使用して補助磁極層を形成する場合に、ギャップ層がエッチングストッパ層として機能することにより主磁極層が保護され、既に形成済みの主磁極層までエッチング処理が及ばない。これにより、補助磁極層の形成工程において主磁極層の厚さが設計値通りに維持されるため、その主磁極層中において磁束飽和が生じにくくなる。
【００１３】
本発明の垂直磁気記録ヘッドでは、第１に、ギャップ層の後端が補助磁極層の前端よりも後退しているのが好ましい。第２に、補助磁極層のエアベアリング面からの後退距離が０．６μｍ以上３．０μｍ以下の範囲内であるのが好ましく、０．８μｍ以上３．０μｍ以下の範囲内であるのがより好ましい。第３に、さらに、ギャップ層および補助磁極層のトレーリング側においてエアベアリング面から後方に向かって延在するリターンヨーク層と、ギャップ層とリターンヨーク層との間におけるエアベアリング面に近い領域に補助磁極層によって規定される階層内に含まれるように配置されたライトシールド層とを備えていてもよい。このライトシールド層のエアベアリング面における記録トラック幅方向の幅は主磁極層のエアベアリング面における記録トラック幅方向の幅よりも大きいのが好ましい。第４に、さらに、補助磁極層とライトシールド層との間に充填され、そのライトシールド層に隣接する位置においてスロートハイトを規定する第１の絶縁層と、第１の絶縁層のトレーリング側に配置され、薄膜コイルを被覆する第２の絶縁層とを備えていてもよい。この第２の絶縁層の前端は第１の絶縁層の前端よりも後退しており、補助磁極層の前端は第２の絶縁層の前端よりも後退しているのが好ましい。
【００１４】
本発明の磁気記録装置では、記録媒体が磁化層および軟磁性層を含む積層構造を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る垂直磁気記録ヘッド、その製造方法および磁気記録装置によれば、補助磁極層が主磁極層のトレーリング側に配置されているので、例えば、ライトシールド層が主磁極層のトレーリング側に配置されていれば、ポールイレージャの発生が抑制される。しかも、主磁極層のトレーリング側において補助磁極層がギャップ層上に部分的に重なっているので、主磁極層中において磁束飽和が生じにくくなる。したがって、記録性能の高性能化および安定化を実現することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。図１〜図４は薄膜磁気ヘッドの構成を表しており、図１は全体の断面構成、図２は主要部の平面構成、図３は主要部のエアベアリング面における露出面の平面構成、図４は主要部の断面構成をそれぞれ示している。図１のうち、（Ａ）はエアベアリング面に平行な断面構成、（Ｂ）はエアベアリング面に垂直な断面構成をそれぞれ示している。なお、図４では、薄膜磁気ヘッドの主要部と共に記録媒体５０を併せて示している。図１および図４に示した上向きの矢印Ｍは、記録媒体５０が薄膜磁気ヘッドに対して相対的に移動する方向（媒体進行方向）を表している。
【００１８】
以下の説明では、図１〜図４に示したＸ軸方向（記録トラック幅方向）の寸法を「幅」、Ｙ軸方向の寸法を「長さ」、Ｚ軸方向の寸法を「厚さ」とそれぞれ表記する。また、Ｙ軸方向のうちのエアベアリング面に近い側を「前方」、その反対側を「後方」とそれぞれ表記する。これらの表記内容は、後述する図５以降においても同様とする。
【００１９】
この薄膜磁気ヘッドは、例えば、ハードディスクなどの記録媒体５０に磁気的処理を施すためにハードディスクドライブなどの磁気記録装置に搭載されるものであり、その磁気的処理として記録処理および再生処理の双方を実行可能な複合型ヘッドである。具体的には、薄膜磁気ヘッドは、図１に示したように、アルティック（Ａｌ2 Ｏ3 ・ＴｉＣ）などのセラミック材料により構成された基板１上に、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ；以下、「アルミナ」という。）などの非磁性絶縁材料により構成された絶縁層２と、磁気抵抗（ＭＲ；Magneto-resistive ）効果を利用して再生処理を実行する再生ヘッド部１００Ａと、アルミナなどの非磁性絶縁材料により構成された分離層９と、垂直記録方式の記録処理を実行する記録ヘッド部１００Ｂと、アルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されたオーバーコート層２５とがこの順に積層された構造を有している。
【００２０】
再生ヘッド部１００Ａは、下部リードシールド層３と、シールドギャップ膜４と、上部リードシールド層３０とがこの順に積層された構造を有している。このシールドギャップ膜４には、記録媒体５０に対向するエアベアリング面４０に一端面が露出するように、再生素子としてのＭＲ素子８が埋設されている。
【００２１】
下部リードシールド層３および上部リードシールド層３０は、いずれもＭＲ素子８を周辺から磁気的に分離するものであり、エアベアリング面４０から後方に向かって延在している。下部リードシールド層３は、例えば、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ（例えばＮｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％）；以下、「パーマロイ（商品名）」という。）などの磁性材料により構成されており、その厚さは約１．０μｍ〜２．０μｍである。上部リードシールド層３０は、例えば、２つの上部リードシールド層部分５，７により非磁性層６が挟まれた積層構造を有している。上部リードシールド層部分５，７は、例えば、いずれもパーマロイなどの磁性材料により構成されており、それらの厚さはそれぞれ約１．５μｍおよび約１．１μｍである。非磁性層６は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）やアルミナなどの非磁性材料により構成されており、その厚さは約０．２μｍである。なお、上部リードシールド層３０は必ずしも積層構造を有している必要はなく、単層構造を有していてもよい。
【００２２】
シールドギャップ膜４は、ＭＲ素子８を周辺から電気的に分離するものであり、例えばアルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されている。
【００２３】
ＭＲ素子８は、例えば、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ；Giant Magneto-resistive ）効果やトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ；Tunneling Magneto-resistive ）効果などを利用して再生処理を実行するものである。
【００２４】
記録ヘッド部１００Ｂは、例えば、絶縁層１１〜１３により埋設された１段目の薄膜コイル１０と、非磁性層１４と、絶縁層１６により周囲を埋設された主磁極層１５と、ギャップ層１７と、ライトシールド層１８、補助磁極層１９および絶縁層２０と、絶縁層２１，２３により埋設された２段目の薄膜コイル２２と、リターンヨーク層２４とがこの順に積層された構造を有する垂直磁気記録ヘッドであり、いわゆるシールド型ヘッドである。なお、図２〜図４では、記録ヘッド部１００Ｂの主要部のみを示している。
【００２５】
薄膜コイル１０は、薄膜コイル２２において発生した記録用の磁束の漏洩を防止するために、漏洩抑制用の磁束を発生するものである。この薄膜コイル１０は、例えば、銅（Ｃｕ）などの高導電性材料により構成されており、その厚さは約２．０μｍである。また、薄膜コイル１０は、図１および図２に示したように、バックギャップ２１ＢＧを中心として巻回する構造（スパイラル構造）を有している。なお、薄膜コイル１０の巻回数（ターン数）は任意に設定可能であるが、そのターン数は薄膜コイル２２のターン数と一致しているのが好ましい。
【００２６】
絶縁層１１〜１３は、薄膜コイル１０を周辺から電気的に分離するものである。絶縁層１１は、薄膜コイル１０の各巻線間およびその周囲に配置されている。この絶縁層１１は、例えば、加熱時に流動性を示すフォトレジストやスピンオングラス（ＳＯＧ；Spin On Glass ）などの非磁性絶縁材料により構成されており、その厚さは約２．０μｍである。絶縁層１２は、絶縁層１１の周囲に配置されている。この絶縁層１２は、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されており、その厚さは約２．０μｍである。絶縁層１３は、薄膜コイル１０および絶縁層１１，１２を覆うように配置されている。この絶縁層１３は、例えば、絶縁層１２と同様の非磁性絶縁材料により構成されており、その厚さは約０．２μｍである。
【００２７】
非磁性層１４は、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁材料やルテニウムなどの非磁性導電材料により構成されており、その厚さは約１．０μｍである。
【００２８】
主磁極層１５は、主要な磁束の放出部分として機能するものである。すなわち、主磁極層１５は、薄膜コイル２２において発生した記録用の磁束を収容し、その磁束を記録媒体５０に導くことにより記録処理を実行する。この主磁極層１５は、エアベアリング面４０から後方のバックギャップ２１ＢＧに向かって延在しており、その厚さは約０．２５μｍである。また、主磁極層１５は、例えば、補助磁極層１９よりも高い飽和磁束密度を有する磁性材料により構成されている。この種の磁性材料としては、例えば、鉄（Ｆｅ）リッチな鉄ニッケル合金（ＦｅＮｉ）、鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）または鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）などの鉄系合金が挙げられる。
【００２９】
この主磁極層１５は、例えば、図２に示したように、エアベアリング面４０から順に、記録媒体５０の記録トラック幅を規定する一定幅Ｗ１を有する先端部１５１と、その後方に連結され、幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ２を有する後端部１５２とを含んでいる。先端部１５１は、記録媒体５０に向けて実質的に磁束を放出する部分であり、後端部１５２は、補助磁極層１９に収容された磁束を収容して先端部１５１へ供給する部分である。この後端部１５２の幅は、例えば、後方において一定（幅Ｗ２）であり、前方において先端部１５１へ近づくにしたがって次第に狭まっている。主磁極層１５の幅が先端部１５１から後端部１５２へ拡がり始める位置は、いわゆるフレアポイントＦＰであり、エアベアリング面４０とフレアポイントＦＰとの間の距離は、ネックハイトＮＨと呼ばれている。
【００３０】
特に、主磁極層１５は、例えば、めっき法を使用して形成されたものであり、シード層１５Ａと、その上に成長しためっき層１５Ｂとがこの順に積層された構造を有している。めっき層１５Ｂは、エアベアリング面４０に露出面を有しており、その露出面は、例えば、図３に示したように、逆台形型の形状を有している。すなわち、露出面は、トレーリング側に位置して幅Ｗ１を有する上端縁Ｅ１（いわゆるトレーリングエッジＴＥ）と、リーディング側に位置して幅Ｗ１よりも小さな幅Ｗ４を有する下端縁Ｅ２（いわゆるリーディングエッジＬＥ）とにより規定されており、それらのエッジをそれぞれ上底（長辺）および下底（短辺）として逆台形を構成している。このトレーリングエッジＴＥは主磁極層１５の実質的な記録箇所であり、その幅Ｗ１は約０．２μｍ以下である。
【００３１】
ここで、「トレーリング側」とは、図１および図４に示した媒体進行方向Ｍに向かって移動する記録媒体５０の移動状態を１つの流れと見た場合に、その流れが流出する側（媒体進行方向Ｍ側）をいい、ここでは厚さ方向（Ｚ軸方向）における上側をいう。これに対して、流れが流入する側（媒体進行方向Ｍ側と反対側）は「リーディング側」と呼ばれ、ここでは厚さ方向における下側をいう。
【００３２】
絶縁層１６は、主磁極層１５を周囲から電気的に分離するものである。この絶縁層１６は、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁性材料により構成されており、その厚さは約０．２５μｍである。
【００３３】
ギャップ層１７は、主磁極層１５とライトシールド層１８とを磁気的に分離するためのギャップであり、主磁極層１５のトレーリング側においてそれに隣接しながらエアベアリング面４０から後方に向かって延在している。ただし、ギャップ層１７は、エアベアリング面４０とバックギャップ２１ＢＧとの間の位置において終端しており、その後端は、補助磁極層１９の前端よりも後退している。このギャップ層１７は、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁材料やルテニウムなどの非磁性導電材料により構成されており、その厚さは約０．０１μｍ〜０．１μｍである。
【００３４】
補助磁極層１９は、主要な磁束の収容部分として機能するものである。この補助磁極層１９は、主磁極層１５のトレーリング側においてエアベアリング面４０よりも後退した位置から後方のバックギャップ２１ＢＧに向かって延在しており、その厚さは約０．４５μｍである。上記したように、ギャップ層１７の後端が補助磁極層１９の前端よりも後退していることに伴い、その補助磁極層１９はギャップ層１７上に部分的に重なっている。また、補助磁極層１９は、例えば、鉄コバルトニッケル合金などにより構成されている。なお、補助磁極層１９は、例えば、図１に示したように、ライトシールド層１８および絶縁層２０と共に平坦化されることにより、平坦面ＨＭを構成している。すなわち、補助磁極層１９、ライトシールド層１８および絶縁層２０のそれぞれのトレーリング側の面は、同一面内にある。この「同一面」とは、いわゆる仮想面（ＸＹ面）である。
【００３５】
この補助磁極層１９は、例えば、図２に示したように、幅Ｗ２を有する矩形型の平面形状を有している。また、補助磁極層１９は、主磁極層１５と同様にめっき法を使用して形成されたものであり、シード層１９Ａおよびめっき層１９Ｂがこの順に積層された構造を有している。特に、補助磁極層１９の前端は、絶縁層２３の前端よりも後退している。
【００３６】
絶縁層２０は、スロートハイトＴＨを規定する第１の絶縁層である。この絶縁層２０は、補助磁極層１９とライトシールド層１８との間に充填され、そのライトシールド層１８に隣接する位置においてスロートハイトゼロ位置ＴＰを規定している。スロートハイトＴＨは、エアベアリング面４０とスロートハイトゼロ位置ＴＰとの間の距離である。また、絶縁層２０は、例えば、アルミナなどの非磁性絶縁材料により構成されている。なお、図１および図２では、例えば、スロートハイトゼロ位置ＴＰがフレアポイントＦＰに一致している場合を示している。
【００３７】
絶縁層２１，２３は、薄膜コイル２２を周辺から電気的に分離するものである。絶縁層２１は、平坦面ＨＭ上に薄膜コイル２２の下地として配置されている。この絶縁層２１は、例えば、絶縁層１２，１３と同様の非磁性絶縁材料により構成されており、その厚さは約０．２μｍである。絶縁層２３は、絶縁層２１のトレーリング側に配置され、薄膜コイル２２を被覆する第２の絶縁層である。この絶縁層２３は、例えば、絶縁層１１と同様の非磁性絶縁材料により構成されており、その端縁近傍部分は、端縁に向けて落ち込むように丸みを帯びて傾斜している。特に、絶縁層２０の前端位置においてスロートハイトゼロ位置ＴＰを一義的に決定するために、絶縁層２３の前端は絶縁層２０の前端よりも後退している。
【００３８】
薄膜コイル２２は、記録用の磁束を発生するものである。この薄膜コイル２２では、例えば、薄膜コイル１０において電流が流れる方向と逆方向に電流が流れるようになっている。なお、薄膜コイル２２に関する上記以外の材質、厚さおよび立体的構造は、例えば、薄膜コイル１０と同様である。
【００３９】
リターンヨーク層２４は、記録後の磁束（記録媒体５０において記録処理に利用された磁束）を取り込むことにより、記録ヘッド部１００Ｂと記録媒体５０との間において磁束を循環させるものである。このリターンヨーク層２４は、ギャップ層１７および補助磁極層１９のトレーリング側においてエアベアリング面４０から後方のバックギャップ２１ＢＧに向かって延在しており、そのエアベアリング面４０に近い側においてライトシールド層１８に連結されていると共にエアベアリング面４０から遠い側において補助磁極層１９に連結されている。また、リターンヨーク層２４は、例えば、パーマロイまたは鉄系合金などの高飽和磁束密度を有する磁性材料により構成されている。このリターンヨーク層２４は、例えば、図２に示したように、主磁極層１５および補助磁極層１９の幅Ｗ２よりも大きな幅Ｗ３を有する矩形型の平面形状を有していると共に、図３に示したように、エアベアリング面４０に矩形型の露出面を有している。
【００４０】
ライトシールド層１８は、主磁性層１５から放出された磁束の広がり成分を取り込むことにより、（１）垂直磁界の磁界勾配を増大させ、（２）記録幅を狭め、（３）垂直磁界に斜め磁界成分を含めるものである。ただし、ライトシールド層１８は、リターンヨーク層２４と同様に磁束循環機能を担う場合もある。このライトシールド層１８は、ギャップ層１７とリターンヨーク層２４との間におけるエアベアリング面４０に近い領域に、補助磁極層１９によって規定される階層内に含まれるように配置されており、そのエアベアリング面４０から補助磁極層１９よりも前方の位置まで延在している。また、ライトシールド層１８は、例えば、リターンヨーク層２４と同様の磁性材料により構成されている。特に、ライトシールド層１８は、絶縁層２０に隣接していることに伴い、その前端位置（スロートハイトゼロ位置ＴＰ）を規定することにより、実質的にスロートハイトＴＨを規定する役割を担っている。
【００４１】
このライトシールド層１８は、例えば、図２および図３に示したように、リターンヨーク層２４と同様に、幅Ｗ３を有する矩形型の平面形状を有していると共に、エアベアリング面４０に矩形型の露出面を有している。また、ライトシールド層１８は、例えば、主磁極層１５と同様にめっき法を使用して形成されたものであり、シード層１８Ａおよびめっき層１８Ｂがこの順に積層された構造を有している。
【００４２】
この薄膜磁気ヘッドでは、例えば、図４に示したように、記録性能を確保するために各部の寸法が適正化されている。具体的には、上記したように、ギャップ層１７の後端が補助磁極層１９の前端よりも後退していることに伴い、ギャップ層１７のエアベアリング面４０からの長さＬ１は、補助磁極層１９のエアベアリング面４０からの後退距離Ｌ２よりも大きくなっている。この場合には、補助磁極層１９中の磁束が主磁極層１５よりもリターンヨーク層２４に流れすぎることを抑制するために、補助磁極層１９の前端が絶縁層２３の前端よりも後退することにより、後退距離Ｌ２が絶縁層２３のエアベアリング面４０からの後退距離Ｌ３よりも大きくなっている。なお、ギャップ層１７と補助磁極層１９との間の重なり距離Ｌ４は、任意に設定可能である。
【００４３】
特に、後退距離Ｌ２は、垂直磁界の強度やポールイレージャの発生状況に影響を与える。このポールイレージャの発生を抑制しつつ垂直磁界強度を確保するためには、後退距離Ｌ２は０．６μｍ〜３．０μｍであるのが好ましく、０．８μｍ〜３．０μｍであるのがより好ましい。この場合には、さらに、後退距離Ｌ２が０．６μｍ〜２．７μｍ、より好ましくは０．８μｍ〜２．７μｍであれば、より高い効果が得られる。
【００４４】
記録媒体５０は、例えば、図４に示したように、磁化層５１および軟磁性層５２を含む積層構造を有しており、その磁化層５１がエアベアリング面４０に対向するよう薄膜磁気ヘッドに対して配置される。磁化層５１は、情報が磁気的に記録されるものであり、軟磁性層５２は、記録用の磁束の流路（いわゆるフラックスパス）として機能するものである。これらの磁化層５１および軟磁性層５２を含む記録媒体５０は、一般に、垂直記録用の「二層記録媒体」と呼ばれている。
【００４５】
次に、図１〜図４を参照して、薄膜磁気ヘッドの動作について説明する。
【００４６】
この薄膜磁気ヘッドでは、情報の記録時において、図示しない外部回路から記録ヘッド部１００Ｂの薄膜コイル２２に電流が流れると、それにおいて記録用の磁束Ｊが発生する。この磁束Ｊは、主に、主磁極層１５に収容されたのち、その内部を先端部１５１に向かって流れる。なお、磁束Ｊの一部は、補助磁極層１９に収容されたのち、それを経由して主磁極層１５に流入する。この際、主磁極層１５の内部を流れる磁束Ｊは、フレアポイントＦＰにおいて絞り込まれて集束することにより、最終的にエアベアリング面４０においてトレーリングエッジＴＥ近傍に集中する。この磁束Ｊが外部へ放出されることにより垂直磁界が発生し、それによって磁化層５１が磁化されるため、記録媒体５０に情報が磁気的に記録される。
【００４７】
この場合には、互いに逆方向となるように薄膜コイル１０，２２に電流が流れるため、それらにおいて互いに逆方向の磁束が発生する。具体的には、図１を参照すると、薄膜コイル１０では漏洩抑制用の磁束が上向きに発生するのに対して、薄膜コイル２２では記録用の磁束が下向きに発生する。これにより、漏洩抑制用の磁束の影響を受けて、記録用の磁束が記録ヘッド部１００Ｂから再生ヘッド部１００Ａへ流れにくくなるため、その記録用の磁束の漏洩が抑制される。
【００４８】
また、主磁極層１５から磁束Ｊが放出される際には、その磁束Ｊの広がり成分がライトシールド層１８に取り込まれるため、垂直磁界の磁界勾配が増大する。このライトシールド層１８に取り込まれた磁束Ｊは、バックギャップ２１ＢＧにおいて補助磁極層１９を経由して主磁極層１５に再供給される。
【００４９】
なお、情報の記録時には、主磁極層１５から記録媒体５０に向けて磁束Ｊが放出されると、その磁束Ｊが磁化層５１を磁化したのちに軟磁性層５２を経由することによりリターンヨーク層２４に取り込まれる。この際、磁束Ｊの一部は、ライトシールド層１８においても取り込まれる。これらの磁束Ｊは、やはり主磁極層１５に再供給される。これにより、記録ヘッド部１００Ｂと記録媒体５０との間において磁束Ｊが循環するため、磁気回路が構築される。
【００５０】
一方、情報の再生時においては、再生ヘッド部１００ＡのＭＲ素子８にセンス電流が流れると、記録媒体５０からの再生用の信号磁界に応じてＭＲ素子８の抵抗値が変化するため、このＭＲ素子８の抵抗変化がセンス電流の変化として検出されることにより、記録媒体５０に記録されている情報が磁気的に再生される。
【００５１】
次に、図１〜図８を参照して、上記した薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。図５〜図８は薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明するためのものであり、いずれも図１に対応する断面構成を示している。
【００５２】
以下では、まず、図１を参照して、薄膜磁気ヘッド全体の製造工程の概略について説明したのち、図１〜図８を参照して、本発明の垂直磁気記録ヘッドの製造方法が適用される記録ヘッド部１００Ｂの主要部の形成工程について詳細に説明する。なお、薄膜磁気ヘッドの一連の構成要素の材質、寸法および構造的特徴に関しては既に詳述したので、それらの説明を随時省略する。
【００５３】
この薄膜磁気ヘッドは、主に、めっき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り製造される。すなわち、薄膜磁気ヘッドを製造する際には、図１に示したように、まず、基板１上に絶縁層２を形成したのち、その上に、下部リードシールド層３と、ＭＲ素子８が埋設されたシールドギャップ膜４と、上部リードシールド層３０とをこの順に積層させることにより、再生ヘッド部１００Ａを形成する。続いて、再生ヘッド部１００Ａ上に分離層９を形成したのち、その上に、絶縁層１１〜１３により埋設された薄膜コイル１０と、非磁性層１４と、絶縁層１６により周囲を埋設された主磁極層１５と、ギャップ層１７と、ライトシールド層１８、補助磁極層１９および絶縁層２０と、絶縁層２１，２３により埋設された薄膜コイル２２と、リターンヨーク層２４とをこの順に積層させることにより、記録ヘッド部１００Ｂを形成する。最後に、記録ヘッド部１００Ｂ上にオーバーコート層２５を形成したのち、一端面としてエアベアリング面４０を形成することにより、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００５４】
記録ヘッド部１００Ｂの主要部として主磁極層１５、ギャップ層１７および補助磁極層１９を形成する際には、非磁性層１４を形成したのち、まず、図５に示したように、めっき法を使用して非磁性層１４上に主磁極層１５を形成し、その周囲に絶縁層１６を埋設する。この主磁極層１５を形成する際には、例えば、シード層１５Ａ上にめっき膜を成長させることによりめっき層１５Ｂを形成する。また、主磁極層１５の周囲に絶縁層１６を埋設する際には、必要に応じて、化学機械研磨法（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing ）法などを使用して主磁極層１５および絶縁層１６を平坦化してもよい。なお、めっき法を使用した主磁極層１５の形成手順については、後工程の補助磁極層１９の形成工程において詳細に説明する。
【００５５】
続いて、主磁極層１５上に、エアベアリング面４０から後方に向かって延在するようにギャップ層１７を形成する。ここで言う「エアベアリング面４０」とは、主磁極層１５の形成時点においては未だエアベアリング面４０が形成されていないため、エアベアリング面４０が形成されることとなる位置を意味する。この意味するところは、以降においても同様である。このギャップ層１７を形成する際には、例えば、スパッタリング法を使用して主磁極層１５を覆うように非磁性絶縁材料を成膜したのち、それをエッチングしてもよいし、あるいはスパッタリング法およびリフトオフ法を併用して主磁極層１５上に非磁性絶縁材料を選択的に成膜してもよい。この非磁性絶縁材料としては、後述するシード層６１のエッチング工程（図７参照）においてギャップ層１７をエッチングストッパ層として機能させるために、そのシード層６１よりも遅いエッチングレートを有するものを使用する。
【００５６】
続いて、スパッタリング法などを使用して、主磁極層１５およびギャップ層１７を覆うようにめっき成長用のシード層６１を形成する。このシード層６１は、後工程においてめっき法を使用してライトシールド層１８および補助磁極層１９を並列的に形成するために使用されるものである。
【００５７】
続いて、シード層６１上に、めっき膜を選択的に成長させるためのマスク６２を選択的に形成する。このマスク６２を形成する際には、例えば、シード層６１の表面にフォトレジスト塗布してフォトレジスト膜を形成したのち、フォトリソグラフィ法を使用してフォトレジスト膜を選択的に露光および現像する。この場合には、特に、後工程においてライトシールド層１８および補助磁極層１９が形成される領域以外の領域に配置されるように、マスク６２を位置合わせする。
【００５８】
続いて、マスク６２を使用してシード層６１上にめっき膜を選択的に成長させることにより、図６に示したように、エアベアリング面４０に近い領域にめっき層１８Ｂを形成すると共に、エアベアリング面４０から遠い領域にめっき層１９Ｂを形成する。この場合には、めっき層１８Ｂがシード層６１を介してギャップ層１７上に全体的に重なるようにすると共に、めっき層１９Ｂがシード層６１を介してギャップ層１７上に部分的に重なるようにする。
【００５９】
続いて、マスク６２を除去してシード層６１を部分的に露出させたのち、図７に示したように、イオンミリング法などを使用して、めっき層１８Ｂ，１９Ｂをマスクとしてシード層６１を選択的にエッチングする。
【００６０】
このエッチング処理により、シード層６１の露出部分が除去されるため、図８に示したように、めっき層１８Ｂの下にシード層６１の残存部分としてシード層１８Ａが形成されると共に、めっき層１９Ｂの下にシード層６１の他の残存部分としてシード層１９Ａが形成される。この場合には、シード層６１の露出部分を確実に除去するために、必要に応じてオーバーエッチングしてもよい。なお、図８では、ギャップ層１７が全くエッチングされない場合を示しているが、オーバーエッチングの程度によってはギャップ層１７がエッチングされる場合もある。これにより、シード層１８Ａおよびめっき層１８Ｂを含むライトシールド層１８が形成されると共に、シード層１９Ａおよびめっき層１９Ｂを含む補助磁極層１９が形成される。
【００６１】
なお、上記した説明では、その説明を簡略化する関係上、図５に示した時点において主磁極層１５が完成したこととしているが、厳密には、図１に示したように、後工程においてエアベアリング面４０が形成されることにより、主磁極層１５が実質的に完成する。もちろん、ライトシールド層１８についても同様である。
【００６２】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドのおよびその製造方法では、補助磁極層１９が主磁極層１５のトレーリング側に配置されており、ライトシールド層１８も主磁極層１５のトレーリング側に配置されているので、補助磁極層１９が主磁極層１５のリーディング側に配置されている場合とは異なり、ポールイレージャの発生を抑制することができる。その理由は、以下の通りである。すなわち、補助磁極層１９が主磁極層１５のリーディング側に配置されている場合には、薄膜コイル２２において発生した磁束が補助磁極層１９に収容されると、その磁束のうちの一部が主磁極層１５を経由せずにエアベアリング面４０から外部へ直接的に放出されるため、不要な磁界が発生する。この場合には、不要な磁界によって記録媒体が再磁化されるため、ポールイレージャが発生しやすくなる。これに対して、補助磁極層１９が主磁極層１５のトレーリング側に配置されている場合には、補助磁極層１９に収容された磁束のうちの一部が主磁極層１５を経由せずにエアベアリング面４０    から外部へ直接的に放出されそうになっても、その磁束Ｊがライトシールド層１８に取り込まれるため、不要な磁界が発生しにくくなる。これにより、不要な磁界によって記録媒体が再磁化されないため、ポールイレージャが発生しにくくなる。この場合には、特に、補助磁極層１９の後退距離Ｌ２を０．６μｍ〜３．０μｍ、より好ましくは０．８μｍ〜３．０μｍにすれば、ポールイレージャの発生を効果的に抑制しつつ垂直磁界の強度を確保することができる。
【００６３】
なお、補助磁極層１９が主磁極層１５のトレーリング側に配置されていれば、その補助磁極層１９の延在範囲は任意に設定可能である。より具体的には、図１を参照すると、補助磁極層１９の前端は、絶縁層２３の前端の位置と後端の位置との間であれば、どこに位置していてもよい。両者の位置の間において補助磁極層１９の前端の位置を変化させた場合においても、やはりポールイレージャの発生を抑制することができる。ただし、補助磁極層１９の前端の位置を設定する場合には、以下の点に留意する必要がある。すなわち、補助磁極層１９の前端が絶縁層２３の前端に近づきすぎると、その補助磁極層１９からライトシールド層１８へ取り込まれる磁束量が増大するため、垂直磁界の強度が低下しやすくなる。一方、補助磁極層１９の前端が絶縁層２３の後端に近づきすぎると、その補助磁極層１９の容積が小さくなりすぎて磁束収容量が不足するため、やはり垂直磁界の強度が低下しやすくなる。これらのことから、ポールイレージャの発生を抑制しつつ垂直磁界の強度を確保するためには、絶縁層２３の前端および後端に近づきすぎないように補助磁極層１９の前端の位置を設定する必要がある。
【００６４】
しかも、本実施の形態では、主磁極層１５のトレーリング側に、エアベアリング面４０から後方に向かって延在するギャップ層１７およびエアベアリング面４０よりも後退した位置から後方に向かって延在する補助磁極層１９が配置される場合に、ギャップ層１７の後端が補助磁極層１９の前端よりも後退することにより、その補助磁極層１９がギャップ層１７上に部分的に重なるようにしたので、以下の理由により、記録性能の高性能化および安定化を実現することもできる。
【００６５】
図９は、本実施の形態の薄膜磁気ヘッドに対する比較例の構成を表しており、図１に対応している。また、図１０および図１１は、比較例の薄膜磁気ヘッドの製造工程および問題点を説明するためのものであり、それぞれ図７および図８に対応している。この比較例の薄膜磁気ヘッドは、図９に示したように、ギャップ層１７の後端の位置が補助磁極層１９の前端の位置に一致しており、その補助磁極層１９がギャップ層１７上に部分的に重なっていない点を除き、本実施の形態の薄膜磁気ヘッドと同様の構成を有している。
【００６６】
比較例の薄膜磁気ヘッドの製造工程では、図１０に示したように、形成寸法誤差や形成位置誤差などに起因して補助磁極層１９の形成位置がずれることにより、その補助磁極層１９がギャップ層１７よりも後退すると、それらの間に隙間Ｇが生じてしまう。この場合には、めっき層１８Ｂ，１９Ｂをマスクとしてシード層６１をエッチングすると、図１１に示したように、エッチングストッパ層として機能するギャップ層１７が隙間Ｇに存在していないため、既に形成済みの主磁極層１５まで意図せずにエッチング処理が及びやすくなる。この意図しないエッチングは、補助磁極層１９の形成位置が僅かにずれただけでも生じ、そのエッチング量はオーバーエッチングした場合に顕著となる。主磁極層１５が意図せずにエッチングされると、その厚さが局所的に設計値よりも薄くなる不具合（いわゆるチョーキング）が生じるため、主磁極層１５中において磁束飽和が生じやすくなる。これにより、記録性能の低下および不安定化を招いてしまう。
【００６７】
これに対して、本実施の形態の薄膜磁気ヘッドの製造工程では、上記した形成位置ずれ量を上回るように重なり距離Ｌ４（図４参照）を設定すれば、図７に示したように、必ず補助磁極層１９がギャップ層１７上に重なるため、それらの間に隙間Ｇが生じない。この場合には、図８に示したように、シード層６１のエッチング工程において、ギャップ層１７がエッチングストッパ層として機能することにより主磁極層１５を保護するため、そのギャップ層１７が消失するまでオーバーエッチングしない限り、主磁極層１５までエッチング処理が及ばない。したがって、補助磁極層１９の形成工程において主磁極層１５の厚さが設計値通りに維持されることにより、その主磁極層１５中において磁束飽和が生じにくくなるため、記録性能の高性能化および安定化を実現することができるのである。
【００６８】
ここで、補助磁極層１９がギャップ層１７上に部分的に重なるようにした本発明の技術的意義について言及しておく。
【００６９】
すなわち、上記した比較例の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、ギャップ層１７の後端の位置と補助磁極層１９の前端の位置とを互いに一致させようとしても、意図せずに補助磁極層１９の形成位置がずれる可能性があることからすれば、補助磁極層１９の前端がギャップ層１７の後端よりも後退する場合だけでなく（図１０参照）、補助磁極層１９の前端がギャップ層１７の後端よりも前進する場合もあり得る。後者の場合には、補助磁極層１９がギャップ層１７上に部分的に重なるため、形式的には本発明の構成と一致すると考えられる。しかしながら、この場合には、形成寸法誤差や形成位置誤差の範囲内において補助磁極層１９がごく僅かだけギャップ層１７上に重なるにすぎないため、エッチング時にギャップ層１７のエッチングストッパ機能を利用して主磁極層１５を保護する上では十分と言えない。なぜなら、エッチング角度などの条件によってはシード層６１だけでなくめっき層１９Ｂもエッチングされることにより後退し得るため、補助磁極層１９がギャップ層１７上に十分に重なっていないと、エッチング途中において補助磁極層１９の重なり部分が消失することにより隙間Ｇが生じる結果、図１１に示した場合と同様に、やはり主磁極層１５までエッチング処理が及んでしまうからである。
【００７０】
これに対して、本実施の形態の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、意図せずに補助磁極層１９の形成位置がずれたり、あるいはエッチング時にめっき層１９Ｂがエッチングされて後退することを踏まえた上で、意図的に補助磁極層１９をギャップ層１７上に部分的に重ねている。すなわち、上記した形成位置ずれや後退が生じたとしても、形成完了時点において必ず補助磁極層１９がギャップ層１７上に部分的に重なるように重なり距離Ｌ４を設定している。これにより、エッチング途中において隙間Ｇが生じないため、主磁極層１５までエッチング処理が及ぶことがない。したがって、本発明の技術的意義は、単なる形成寸法誤差や形成位置誤差に起因して意図せずに補助磁極層１９がギャップ層１７上に部分的に重なるのではなく、形成位置ずれ量や後退量を踏まえて重なり距離Ｌ４を設定することにより意図的に補助磁極層１９をギャップ層１７上に部分的に重ねる点にある。
【００７１】
なお、本実施の形態では、図１に薄膜磁気ヘッドの全体構成を示したが、必ずしもこれに限られず、例えば、図１に対応する図１２〜図１５に示したように、補助磁極層１９がギャップ層１７上に部分的に重なっていれば、薄膜磁気ヘッドの構成は自由に変更可能である。
【００７２】
具体的には、図１では、ギャップ層１７の後端面が主磁極層１５の表面に対してほぼ垂直になるようにしたが、図１２に示したように、そのギャップ層１７の厚さが後方に向かって次第に薄くなるように後端面を傾斜させてもよい。この後端面は、ギャップ層１７を形成したのちにそれを選択的に斜めエッチングしてパターニングすることにより形成可能である。この場合には、ギャップ層１７の後端面の傾斜に応じて、主磁極層１５のうちのギャップ層１７に隣接する部分も同様に傾斜する。
【００７３】
図１２に示した場合には、さらに、図１３に示したように、ギャップ層１７よりも後方の領域において主磁極層１５を部分的に窪ませることにより、主磁極層１５をリーディング側に拡張させてもよい。この窪みは、主磁極層１５を形成したのちにそれを選択的にエッチングして掘り下げることにより形成可能である。
【００７４】
図１３に示した場合には、さらに、図１４に示したように、スロートハイトゼロ位置ＴＰよりも前方の領域において主磁極層１５を部分的に窪ませることにより、その窪みに沿ってギャップ層１７を延在させてもよい。この窪みは、上記した主磁極層１５の窪みと同様の手順により形成可能である。この場合には、主磁極層１５の窪みに応じてライトシールド層１８がリーディング側に拡張される。
【００７５】
また、図１では、主磁極層１５のトレーリング側に配置された補助磁極層１９のみを備えるようにしたが、図１５に示したように、主磁極層１５のリーディング側に配置された補助磁極層２６も併せて備えるようにしてもよい。この補助磁極層２６は、補助磁極層１９と同様の機能を有するものであり、絶縁層１４により周囲を埋設されている。この場合には、補助磁極層１９，２６の双方から主磁極層１５に磁束が供給されるため、垂直磁界の強度をより増大させることができる。
【００７６】
なお、図１２〜図１５に示した各変形例を任意に組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【００７７】
また、本実施の形態では、図５〜図８に示したように、共通のシード層６１を使用してライトシールド層１８および補助磁極層１９を並列的に形成したが、必ずしもこれに限られず、それらを個別に形成してもよい。この場合においても、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
次に、図１６および図１７を参照して、上記実施の形態において説明した薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置の構成について説明する。図１６および図１７は磁気記録装置の構成を表しており、図１６は斜視構成および図１７は主要部の斜視構成をそれぞれ示している。
【００７９】
この磁気記録装置は、例えば、ハードディスクドライブであり、図１６に示したように、筐体２００の内部に、情報が磁気的に記録される記録媒体５０（図４参照）としての複数の磁気ディスク（例えばハードディスク）２０１と、各磁気ディスク２０１に対応して配設され、磁気ヘッドスライダ２０２を一端部において支持する複数のサスペンション２０３と、そのサスペンション２０３の他端部を支持する複数のアーム２０４とを備えている。磁気ディスク２０１は、筐体２００に固定されたスピンドルモータ２０５を中心として回転可能になっている。アーム２０４は、動力源としての駆動部２０６に接続されており、筐体２００に固定された固定軸２０７を中心として、ベアリング２０８を介して旋回可能になっている。駆動部２０６は、例えば、ボイスコイルモータなどの駆動源を含んで構成されている。この磁気記録装置は、例えば、固定軸２０７を中心として複数のアーム２０４が一括して旋回可能なモデルである。なお、図１６では、磁気記録装置の内部構造を見やすくするために、筐体２００を部分的に切り欠いて示している。
【００８０】
磁気ヘッドスライダ２０２は、図１７に示したように、例えばアルティックなどの非磁性絶縁材料により構成された略直方体構造を有する基体２１１の一面に、薄膜磁気ヘッド２１２が取り付けられた構成を有している。この基体２１１は、例えば、アーム２０４の旋回時に生じる空気抵抗を減少させるための凹凸構造が設けられた一面（エアベアリング面２２０）を有しており、そのエアベアリング面２２０と直交する他の面（図１７中、右手前側の面）に薄膜磁気ヘッド２１２が取り付けられている。この薄膜磁気ヘッド２１２は、上記実施の形態において説明した構成を有するものである。この磁気ヘッドスライダ２０２は、情報の記録時または再生時において磁気ディスク２０１が回転すると、その記録面（磁気ヘッドスライダ２０２と対向する面）とエアベアリング面２２０との間に生じる空気流を利用して、磁気ディスク２０１の記録面から浮上するようになっている。なお、図１７では、磁気ヘッドスライダ２０２のうちのエアベアリング面２２０側の構造を見やすくするために、図１６に示した状態とは上下を反転させた状態を示している。
【００８１】
この磁気記録装置では、情報の記録時または再生時においてアーム２０４が旋回することにより、磁気ディスク２０１のうちの所定の領域（記録領域）まで磁気ヘッドスライダ２０２が移動する。そして、磁気ディスク２０１と対向した状態において薄膜磁気ヘッド２１２が通電されると、上記実施の形態において説明した動作原理に基づいて薄膜磁気ヘッド２１２が動作することにより、磁気ディスク２０１に記録処理または再生処理が施される。
【００８２】
この磁気記録装置によれば、上記実施の形態において説明した薄膜磁気ヘッド２１２を搭載しているので、記録性能の高性能化および安定化を実現することができる。
【００８３】
なお、薄膜磁気ヘッド２１２に関する上記以外の構成、動作、作用、効果および変形例については上記実施の形態において既に説明したので、その説明を省略する。
【実施例】
【００８４】
次に、本発明に関する実施例について説明する。
【００８５】
上記実施の形態において説明した薄膜磁気ヘッド（図１〜図４参照）の記録性能を調べたところ、以下の一連の結果が得られた。
【００８６】
まず、補助磁極層１９の後退距離Ｌ２と垂直磁界の強度との間の相関を調べたところ、図１８および図１９に示した結果が得られた。図１８および図１９では、横軸および縦軸がそれぞれ後退距離Ｌ２（μｍ）および磁界強度Ｈ（×１０3 ／（４π）Ａ／ｍ（＝Ｏｅ））を示している。なお、図１９に示した相関は、図１８に示した相関の一部（磁界強度Ｈ＝９７００×１０3 ／（４π）Ａ／ｍ〜１００５０×１０3 ／（４π）Ａ／ｍの範囲）を拡大して示している。
【００８７】
この場合には、ギャップ層１７および補助磁極層１９の形成方法として、それぞれスパッタリング法およびめっき法を使用した。なお、薄膜磁気ヘッドの主要な構成条件としては、ギャップ層１７の材質，厚さ＝アルミナ，０．０５μｍ、補助磁極層１９の材質，厚さ＝鉄コバルトニッケル合金，０．５μｍとしたと共に、補助磁極層１９の後退距離Ｌ２を０．５μｍ〜７．１μｍの範囲で変化させた。また、薄膜磁気ヘッドの動作条件としては、記録電流＝０．０３Ａ，薄膜コイル１０，２２のターン数＝４Ｔ（ターン）とすることにより、起磁力＝０．１２ＡＴとした。記録媒体５０の保持力は、４０００×１０3 ／（４π）Ａ／ｍである。
【００８８】
図１８に示した結果から分かるように、後退距離Ｌ２＝０．５μｍ〜７．１μｍの範囲内では、その後退距離Ｌ２＝０．６μｍ以上の範囲において磁界強度Ｈが十分に大きくなり、さらに後退距離Ｌ２＝０．８μｍ以上の範囲において磁界強度Ｈがほぼ一定になった。具体的には、後退距離Ｌ２＝０．６μｍ以上の範囲において磁界強度Ｈが約９７００×１０3 ／（４π）Ａ／ｍ以上に達し、後退距離Ｌ２＝０．８μｍ以上の範囲において磁界強度Ｈが約９９００×１０3 ／（４π）Ａ／ｍ以上に達した。この場合には、特に、後退距離Ｌ２＝０．６μｍ以上の範囲において磁界強度Ｈを詳細に調べたところ、その磁界強度Ｈは、図１９に示したように、上向き凸型のカーブを描くように変化し、後退距離Ｌ２＝３．４μｍにおいて最大（磁界強度Ｈ＝９９９９×１０3 ／（４π）Ａ／ｍ）となった。このことから、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、後退距離Ｌ２＝０．６μｍ〜７．１μｍ、好ましくは後退距離Ｌ２＝０．８μｍ〜７．１μｍの範囲内において垂直磁界の強度が確保されることが確認された。
【００８９】
次に、後退距離Ｌ２とポールイレージャの発生状況との間の相関を調べたところ、図２０に示した結果が得られた。図２０では、横軸および縦軸がそれぞれ後退距離Ｌ２（μｍ）および良品率Ｒ（％）を示している。ここでは、後退距離Ｌ２を０．５０μｍ〜４．４４μｍの範囲において変化させながら良品率Ｒを調べることにより、ポールイレージャの発生の有無を評価した。上記以外の条件は、図１８および図１９について説明した場合と同様である。
【００９０】
なお、良品率Ｒを調べる際には、薄膜コイル１０，２２に通電した状態（記録状態）において記録媒体５０に記録処理を施し、引き続き薄膜コイル１０，２２に通電しない状態（非記録状態）において記録時と同様に記録媒体５０をトレースしたのち、記録媒体５０に再生処理を施した。そして、トレース前の記録信号の強度Ｓ１およびトレース後の再生信号の強度Ｓ２を調べることにより、トレース前後における信号強度の減衰率として信号強度比Ｓ（％）＝（Ｓ２／Ｓ１）×１００を算出し、その信号強度比Ｓが８５％以上のものを良品とした。良品率Ｒは、後退距離Ｌ２ごとに測定数（いわゆるｎ数）＝４０とした場合における良品の割合である。
【００９１】
図２０に示した結果から分かるように、良品率Ｒは、後退距離Ｌ２が大きくなるにしたがって一定となったのちに低下した。ここで、薄膜磁気ヘッドの製造工程上において許容可能な良品率Ｒの閾値を９０％とすると、その条件は後退距離Ｌ２＝３．０μｍ以下の範囲において満たされた。この場合には、特に、後退距離Ｌ２が２．７μｍ以下になると、良品率Ｒが一律１００％となった。このことから、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、後退距離Ｌ２＝３．０μｍ以下、好ましくは２．７μｍ以下の範囲においてポールイレージャの発生が抑制されることが確認された。
【００９２】
図１８〜図２０に示した一連の結果から、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、後退距離Ｌ２＝０．６μｍ〜３．０μｍ、好ましくは０．８μｍ〜３．０μｍの範囲内において、ポールイレージャの発生が抑制されつつ垂直磁界の強度が確保されることが導き出された。この場合には、さらに、後退距離Ｌ２＝０．６μｍ〜２．７μｍ、好ましくは０．８μｍ〜２．７μｍの範囲内であれば、より高い効果が得られることも導き出された。
【００９３】
最後に、補助磁極層１９の後退距離Ｌ２がポールイレージャの発生状況に影響を及ぼすことが確認されたことに伴い、その補助磁極層１９をギャップ層１７上に部分的に重ねた場合にポールイレージャの発生状況に変化が生じるか否かを調べたところ、図２１に示した結果が得られた。図２１では、横軸および縦軸がそれぞれ重なり距離Ｌ４（＝Ｌ１−Ｌ２；μｍ）および良品率Ｒ（％）を示している。ここでは、重なり距離Ｌ４を０μｍ〜０．６１μｍの範囲において変化させながら良品率Ｒを調べることにより、ポールイレージャの発生の有無を評価した。上記以外の条件は、図１８および図１９について説明した場合と同様である。
【００９４】
図２１に示した結果から分かるように、良品率Ｒは、重なり距離Ｌ４の値に関係せずに１００％となった。この結果は、重なり距離Ｌ４が変化してもポールイレージャの発生状況が影響を受けないことを表している。このことから、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、補助磁極層１９をギャップ層１７上に部分的に重ねてもポールイレージャの発生が抑制されることが確認された。
【００９５】
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、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、上記実施の形態では、図１２〜図１５を参照して主要部の構成に関する変形例を説明したが、必ずしもこれに限られず、主要部以外の他の部分も任意に変形可能である。一例を挙げれば、薄膜コイル１０，２２を備える代わりに、薄膜コイル２２のみを備えるようにしてもよい。この場合においても、上記実施の形態および実施例と同様の効果を得ることができる。
【００９６】
また、上記実施の形態では、本発明を複合型の薄膜磁気ヘッドに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られず、書き込み用の誘導型磁気変換素子を有する記録専用の薄膜磁気ヘッドや、記録・再生兼用の誘導型磁気変換素子を有する薄膜磁気ヘッドに適用してもよい。もちろん、本発明を、書き込み用の素子および読み出し用の素子の積層順序を逆転させた構造の薄膜磁気ヘッドに適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明に係る垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法、ならびに磁気記録装置は、例えば、ハードディスクに磁気的に情報を記録するハードディスクドライブなどに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した薄膜磁気ヘッドの主要部の平面構成を表す平面図である。
【図３】図１に示した薄膜磁気ヘッドの主要部のエアベアリング面における露出面の平面構成を拡大して表す平面図である。
【図４】図１に示した薄膜磁気ヘッドの主要部の断面構成を模式的に表す断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法のうちの一工程を説明するための断面図である。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドに対する比較例の薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図１０】比較例の薄膜磁気ヘッドの製造工程および問題点を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】薄膜磁気ヘッドの構成に関する変形例を表す断面図である。
【図１３】薄膜磁気ヘッドの構成に関する他の変形例を表す断面図である。
【図１４】薄膜磁気ヘッドの構成に関するさらに他の変形例を表す断面図である。
【図１５】薄膜磁気ヘッドの構成に関するさらに他の変形例を表す断面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置の斜視構成を表す斜視図である。
【図１７】図１６に示した磁気記録装置の主要部の斜視構成を拡大して表す斜視図である。
【図１８】補助磁極層の後退距離と垂直磁界の強度との間の相関を表す図である。
【図１９】図１８に示した相関の一部を拡大して表す図である。
【図２０】補助磁極層の後退距離とポールイレージャの発生状況との間の相関を表す図である。
【図２１】重なり距離とポールイレージャの発生状況との間の相関を表す図である。
【符号の説明】
【００９９】
１…基板、２，１１〜１３，１６，２０，２１，２３…絶縁層、３…下部リードシールド層、４…シールドギャップ膜、５，７…上部リードシールド層部分、６，１４…非磁性層、８…ＭＲ素子、９…分離層、１０，２２…薄膜コイル、１５…主磁極層、１５Ａ，１８Ａ，１９Ａ…シード層、１５Ｂ，１８Ｂ，１９Ｂ…めっき層、１７…ギャップ層、１８…ライトシールド層、１９，２６…補助磁極層、２１ＢＧ…バックギャップ、２４…リターンヨーク層、２５…オーバーコート層、３０…上部リードシールド層、４０，２２０…エアベアリング面、５０…記録媒体、５１…磁化層、５２…軟磁性層、６１…シード層、６２…マスク、１００Ａ…再生ヘッド部、１００Ｂ…記録ヘッド部、１５１…先端部、１５２…後端部、２００…筐体、２０１…磁気ディスク、２０２…磁気ヘッドスライダ、２０３…サスペンション、２０４…アーム、２０５…スピンドルモータ、２０６…駆動部、２０７…固定軸、２０８…ベアリング、２１１…基体、２１２…薄膜磁気ヘッド、Ｅ１…上端縁、Ｅ２…下端縁、ＦＰ…フレアポイント、ＨＭ…平坦面、Ｊ…磁束、Ｌ１…長さ、Ｌ２，Ｌ３…後退距離、Ｌ４…重なり距離、ＬＥ…リーディングエッジ、Ｍ…媒体進行方向、ＮＨ…ネックハイト、ＴＥ…トレーリングエッジ、ＴＨ…スロートハイト、ＴＰ…スロートハイトゼロ位置、Ｗ１〜Ｗ４…幅。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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