(57)【要約】【課題】スキュー時のサイドフリンジングを抑制し、記録磁界強度及び記録磁界傾度の両方を良好に維持できる垂直磁気記録ヘッドを得る。【解決手段】主磁極層の媒体対向面に露出する磁極部形状がトレーリングエッジ側よりリーディングエッジ側で幅狭の台形形状をなす垂直磁気記録ヘッドにおいて、主磁極層の磁極部のトラック幅方向の両側に、該磁極部のリーディングエッジ側に偏在させて、軟磁性材料からなる一対の部分サイドシールド層を設けた。【選択図】図３
2008276816.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を備え、前記主磁極層の媒体対向面に露出する磁極部の媒体対向面から見た形状がトレーリングエッジ側よりリーディングエッジ側で幅狭の台形形状をなす垂直磁気記録ヘッドにおいて、
前記主磁極層の磁極部のトラック幅方向の両側に、該磁極部のリーディングエッジ側に偏在させて、軟磁性材料からなる一対の部分サイドシールド層を設けた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、前記一対の部分サイドシールド層は、少なくとも前記主磁極層の磁極部と対向する端面側において、該部分サイドシールド層の膜厚方向の中心線が前記磁極部の膜厚方向の中心線よりリーディングエッジ側に位置するように設けられている垂直磁気記録ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２記載の垂直磁気記録ヘッドにおいて、前記一対の部分サイドシールド層は、前記主磁極層の磁極部と対向する端面が、該磁極部の台形形状に対応するテーパー面をなしている垂直磁気記録ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の垂直磁気記録ヘッドにおいて、前記一対の部分サイドシールド層は、前記主磁極層の磁極部と対向する端面が、該磁極部のトレーリングエッジ面におけるトラック幅方向の側面位置とリーディングエッジ面におけるトラック幅方向の側面位置の間に位置している垂直磁気記録ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の垂直磁気記録ヘッドにおいて、前記主磁極層の磁極部のリーディングエッジの下方に、前記一対の部分サイドシールド層とは磁気的に分離された軟磁性材料からなるボトムシールド層を設けた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、スキュー角をもって駆動され、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。
【０００４】
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、主磁極層の磁極部（媒体対向面に露出する前端面）を、その媒体対向面側から見た形状がトレーリングエッジ側よりリーディングエッジ側で幅狭となる台形形状（べベル形状）にすることが従来から知られている。主磁極層の磁極部がトレーリングエッジ側よりリーディングエッジ側で幅狭であれば、スキュー時に主磁極層のトラック幅方向の側面から漏れる磁界が記録媒体上の隣接トラックまで到達せず、にじみの少ない記録動作を実現できる。主磁極層のベベル角度が大きいほど、サイドフリンジング抑制効果は高くなる。ところが、挟トラック化された主磁極層は、そのトラック幅方向の寸法が極めて小さいために、ベベル角が大きくなるとリーディングエッジ側が削れて逆三角形状となってしまい、膜厚方向の寸法を維持することができない。また、主磁極層はベベル形状とした後に所望の膜厚寸法が得られる位置までＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）加工を実施することにより形成しているので、ベベル角が大きくなるとＣＭＰ加工誤差によるトラック幅寸法のばらつきが増大してしまう。このため、主磁極層のベベル角度は一定以上に大きくすることはできず、サイドフリンジングを十分に抑制できなかった。
【０００５】
そこで近年では、例えば特許文献１〜３に記載されているように、主磁極層に磁気的なシールド層を設けることが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−９２９２９号公報
【特許文献２】特開２００５−１９０５１８号公報
【特許文献３】特開２００５−３１０３６３号公報
【特許文献４】特開２００５−１７４４４９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、特許文献１〜３のように主磁極層を囲んでシールド層がベタ膜状に設けられていると、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印加される記録用の磁束もシールド層で吸収されるため、記録磁界が極端に小さくなる。このように記録磁界強度が極端に小さくなると、保磁力の高い記録媒体に対しては記録動作できず、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。
【０００７】
なお、特許文献４には、記録磁極膜１１の一部である軟磁性膜１１１のトラック幅方向の両側に磁気バイアス膜１１２を形成した構造が記載されているが、この磁気バイアス膜１１２は、軟磁性膜１１１に磁化容易軸方向の磁気バイアスを加えるための膜であって軟磁性膜１１１に接しているから、軟磁性層１１１の漏れ磁界を吸収するシールド機能は有していない。
【０００８】
本発明は、スキュー時のサイドフリンジングを抑制し、記録磁界強度及び記録磁界傾度の両方を良好に維持できる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】
【０００９】
本発明は、シールド層を主磁極層のトレーリングエッジ側には設けずリーディングエッジ側に部分的に設ければ、リーディングエッジ側で生じる漏れ磁束はシールド層で吸収されるからスキュー時のサイドフリンジングを抑制でき、同時に、トレーリングエッジ側に伝わった磁束は吸収されないから記録媒体に印加される記録磁界強度の低減を抑えられることに着目して完成されたものである。
【００１０】
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を備え、主磁極層の媒体対向面に露出する磁極部の媒体対向面から見た形状がトレーリングエッジ側よりリーディングエッジ側で幅狭の台形形状をなす垂直磁気記録ヘッドにおいて、主磁極層の磁極部のトラック幅方向の両側に、該磁極部のリーディングエッジ側に偏在させて、軟磁性材料からなる一対の部分サイドシールド層を設けたことを特徴としている。
【００１１】
具体的に、一対の部分サイドシールド層は、少なくとも主磁極層の磁極部と対向する端面側において、該部分サイドシールド層の膜厚方向の中心線が磁極部の膜厚方向の中心線よりリーディングエッジ側に位置するように設けられていることが好ましい。
【００１２】
一対の部分サイドシールド層は、主磁極層の磁極部と対向する端面が、該磁極部の台形形状に対応するテーパー面をなしていることが好ましい。この態様によれば、主磁極層の磁極部と対向する端面を、該主磁極層の磁極部に近接させることが容易である。
【００１３】
一対の部分サイドシールド層は、主磁極層の磁極部と対向する端面が、該磁極部のトレーリングエッジ面におけるトラック幅方向の側面位置とリーディングエッジ面におけるトラック幅方向の側面位置の間に位置していることが好ましい。この態様によれば、一対の部分サイドシールド層によって吸収される磁束量が増大し、サイドフリンジングの要因となる漏れ磁束を低減することができる。
【００１４】
主磁極層の磁極部のリーディングエッジの下方には、一対の部分サイドシールド層とは磁気的に分離された、軟磁性材料からなるボトムシールド層を設けることができる。ボトムシールド層は磁極部のリーディングエッジからの漏れ磁束を吸収するので、サイドフリンジング抑制効果をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一対の部分サイドシールド層及びボトムシールド層により主磁極層のリーディングエッジ側の漏れ磁界が吸収され、且つ、トレーリングエッジ側から記録媒体に向かう記録磁束は吸収されないので、スキュー時のサイドフリンジングが抑制されて記録磁界傾度が向上するとともに、記録磁界強度を良好に維持できる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】
【００１６】
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。
【００１７】
図１〜図５は、本発明の第１実施形態による垂直磁気記録ヘッドＨ１を示している。
【００１８】
図１は、垂直磁気記録ヘッドＨ１の全体構造を示す縦断面図である。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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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上の隣接トラックまで到達する漏れ磁界を減らすことができ、サイドフリンジング抑制効果が得られる。現状では、記録トラック幅Ｔｗが１００〜１５０ｎｍ程度、ネックハイトＮｈが１００〜１５０ｎｍ程度、膜厚寸法が２００〜３００ｎｍ程度、ベベル角度θが７〜９°程度である。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、励磁の後、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１１２に磁気的に接続されている。補助ヨーク層１１２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）により誘導された記録磁界の磁束を主磁極層１１０に伝える。主磁極層１１０の周囲には非磁性材料層１１１が形成されていて、主磁極層１１０の上面と非磁性材料層１１１の上面が同一面となるように平坦化されている。
【００２３】
主磁極層１１０及び補助ヨーク層１１２の上には、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１１３が所定のギャップ間隔に対応する膜厚で形成されている。磁気ギャップ層１１３の膜厚は、現状５０ｎｍ程度である。磁気ギャップ層１１３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。
【００２４】
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、ソレノイド状になるように、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）の形状は特にソレノイド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。
【００２５】
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１１３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１１３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１１２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。リターンヨーク層１５０のスロートハイトＴｈは、ハイト決め層１１５により規定されている。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１２０で覆われている。
【００２６】
以上の全体構成を有する垂直磁気記録ヘッドＨ１は、図３〜図５に示されるように、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａのトラック幅方向の両側に、リーディングエッジＲＥ側に偏在させた、一対の部分サイドシールド層２００を備えている。図３は一対の部分サイドシールド層２００を含む主磁極周辺構造を拡大して示す縦断面図、図４は図３及び図５のIV−IV線に沿う横断面図、図５は一対の部分サイドシールド層２００を示す平面図である。
【００２７】
一対の部分サイドシールド層２００は、コイル絶縁層１０９上に非磁性材料層１１１を介して形成されていて、例えばＮｉＦｅ、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。ここで、一対の部分サイドシールド層２００及び主磁極層１１０の磁極部１１０Ａの膜厚方向の中間位置（全体膜厚の１／２となる位置）を示す仮想線を中心線Ｃ１、Ｃ２として表したとき、一対の部分サイドシールド層２００は、その膜厚方向の中心線Ｃ１が主磁極層１１０の磁極部１１０Ａの膜厚方向の中心線Ｃ２よりリーディングエッジＲＥ側に位置するように膜厚制御されている。すなわち、一対の部分サイドシールド層２００は、磁極部１１０ＡのトレーリングエッジＴＥ側には存在せず、リーディングエッジＲＥ側のみに存在する。
【００２８】
この一対の部分サイドシールド層２００は、主磁極層１１０の磁極部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テーパー面をなしていて、側面１１０Ａ２と平行な位置関係にある。この端面２００Ａ２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とのオーバーラップ領域α（図３）に位置させてある。オーバーラップ領域αは、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である。一対の部分サイドシールド層２００の端面２００Ａ２と磁極部１１０Ａの両側面１１０Ａ２との対向間隔は、磁極部１１０Ａのベベル角度θに応じて適宜設定することができ、具体的に磁極部１１０Ａのベベル角度θが７°程度であれば２０ｎｍ程度とすることが実際的である。一対の部分サイドシールド層２００は、端面２００Ａ２を除いて、均一な膜厚を有する。
【００２９】
また一対の部分サイドシールド層２００は、トラック幅方向には長く延び、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て、図５に示すように略長方形状の平面形状をなしている。一対の部分サイドシールド層２００の周囲には非磁性材料層１１１が形成されていて、この非磁性材料層１１１によって一対の部分サイドシールド層２００は磁気的に分離された状態（他の磁性材料層との磁気的な接続がない状態）とされている。
【００３０】
本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１１２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から記録磁界Φとして記録媒体Ｍに垂直に印加される。これにより、記録媒体Ｍに磁気情報が記録される。この記録動作時に、上記一対の部分サイドシールド層２００は、磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥ側の両側面１１０Ａ２から広がる側方磁束（漏れ磁界）のみを吸収し、磁極部１１０Ａから記録媒体Ｍに向かう記録磁界Φに関与しない。上述したように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。図６に示されるように、上記一対の部分サイドシールド層２００を備えることで、該一対の部分サイドシールド層２００を備えていない場合に比べてサイドフリンジ幅ΔＳ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。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。図６は、スキュー角１４°及び磁極部１１０Ａのベベル角度θ＝７°とした場合の記録トラック幅Ｔｗとサイドフリンジ幅ΔＳを示している。図６（ａ）の破線は、図６（ｂ）に示される一対の部分サイドシールド層２００を備えていない場合のサイドフリンジ幅ΔＳを示している。
【００３１】
一対の部分サイドシールド層２００は、図７（ａ）に示すように微視的に見ると、製造方法によっては、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａに対向する端面２００Ａ２側が傾斜して形成されることがある。例えば主磁極層１１０をメッキにより形成する場合は、コイル絶縁層１０９上にメッキ下地層１１０’を形成し、このメッキ下地層１１０’上に主磁極層の平面形状及び磁極部のベベル形状を画定するレジストフレームを形成し、このレジストフレーム内に主磁極層１１０をメッキ形成する。次に、ドライエッチングにより主磁極層１１０の磁極部１１０Ａの両側面１１０Ａ２を削って記録トラック幅Ｔｗを微調整する。このとき、磁極部１１０Ａの両側面１１０Ａ近傍に位置するメッキ下地層１１０’も削られるので、磁極部１１０Ａの両側面１１０Ａ２のリーディングエッジＲＥ側に、メッキ下地層１１０’による傾斜面βが形成される。一対の部分サイドシールド層２００は、このメッキ下地層１１０’の上に非磁性材料層１１１’を介して形成されるから、磁極部１１０Ａの両側面１１０Ａ２に対向する端面２００Ａ２側がメッキ下地層１１０’の傾斜面βに対応して傾斜するようになる。第１実施形態では主磁極層１１０をメッキにより形成しているが、主磁極層１１０はスパッタ法により形成することもできる。一対の部分サイドシールド層２００は、主磁極層１１０をスパッタ法で形成しても、微視的に見ると図７（ａ）と同様の形状となる。メッキ下地層１１０’は非磁性金属を用いれば、主磁極層１１０の機能に影響しない。図７（ｂ）に示すようにメッキ下地層１１０’をドライエッチングにより全て除去した場合にも、傾斜面βはコイル絶縁層１０９上に転写され、一対の部分サイドシールド層２００は図７（ａ）と同様の形状となる。なお、図３ではメッキ下地層１１０’を省略してある。
【００３２】
以上の第１実施形態では、一対の部分サイドシールド層２００がその全長に渡って膜厚方向の中心線Ｃ１が主磁極層１１０の磁極部１１０Ａの膜厚方向の中心線Ｃ２よりリーディングエッジＲＥ側に位置するように形成してあるが、一対の部分サイドシールド層２００は、少なくとも磁極部１１０Ａの両側面１１０Ａ２と対向する端面２００Ａ２側において、その膜厚方向の中心線Ｃ１が磁極部１１０Ａの膜厚方向の中心線Ｃ２よりリーディングエッジＲＥ側にあればよい。すなわち、一対の部分サイドシールド層２００は、磁極部１１０Ａからトラック幅方向またはハイト方向に十分離れた位置では、図８に示すように、その膜厚方向の中心線Ｃ１が磁極部１１０Ａの膜厚方向の中心線Ｃ２よりトレーリングエッジＴＥ側に位置するように形成できる。図８（ａ）は、一対の部分サイドシールド層２００を端面２００Ａ２を除いて均一な膜厚で形成し、磁極部１１０Ａからトラック幅方向に十分離れた位置に段差を設けて該磁極部１１０ＡのトレーリングエッジＴＥと同じ積層高さまで引き上げた実施形態である。図８（ｂ）は、一対の部分サイドシールド層２００の端面２００Ａ２側を、膜厚方向の中心線Ｃ１が磁極部１１０Ａの膜厚方向の中心線Ｃ２よりリーディングエッジＲＥ側に位置する第１の膜厚ｄ１で形成し、磁極部１１０Ａからトラック幅方向に十分離れた位置では膜厚方向の中心線Ｃ１が磁極部１１０Ａの膜厚方向の中心線Ｃ２よりトレーリングエッジＴＥ側に位置する第２の膜厚ｄ２で形成した実施形態である。
【００３３】
また第１実施形態では、一対の部分サイドシールド層２００を磁気的に独立させた状態で設けてあるが、図９に示すように、一対の部分サイドシールド層２００をトラック幅方向に延出させた端面２００Ｂでリターンヨーク層１５０に接続し、リターンヨーク層１５０と磁気的に一体の磁性体として設けることもできる。
【００３４】
図１０〜図１２は、本発明の第２実施形態による垂直磁気記録ヘッドＨ２を示している。この垂直磁気記録ヘッドＨ２は、第１実施形態による垂直磁気記録ヘッドＨ１において、主磁極層１１０の磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥの下方に、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ等の軟磁性材料からなるボトムシールド層３００を設けた実施形態である。図１０は、一対の部分サイドシールド層２００とボトムシールド層３００を含む主磁極周辺構造を拡大して示す縦断面図、図１１（ａ）は図１０及び図１２のＸＩａ−ＸＩａ線に沿う横断面図、図１１（Ｂ）は図１０及び図１２のＸＩｂ−ＸＩｂ線に沿う横断面図、図１２はボトムシールド層３００を示す平面図である。
【００３５】
ボトムシールド層３００は、コイル絶縁層１０９上に均一な膜厚で形成された巨視的な凹凸のない軟磁性膜であって、主磁極層１１０の磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥから漏れる磁束を吸収する磁気シールド機能を有する。このボトムシールド層３００は、磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥの下方だけでなくトラック幅方向に長く延出形成されており、一対の部分サイドシールド層２００の下方にも存在している。またボトムシールド層３００は、一対の部分サイドシールド層２００と同様に、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て、図１２に示すように略長方形状の平面形状をなしている。このボトムシールド層３００は、少なくとも磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥの下方に存在していればよく、図１２に示される位置関係に制約されるものではない。
【００３６】
ボトムシールド層３００は、その周囲に形成された非磁性材料層１１１及び非磁性材料層１１４を介して、磁気的に分離された状態（他の磁性材料層との磁気的な接続がない状態）とされている。ボトムシールド層３００と一対の部分サイドシールド層２００の間には非磁性材料層１１１が介在し、図示されていないがボトムシールド層３００とリターンヨーク層１５０の間には非磁性材料層１１１が介在している。ボトムシールド層３００の上には非磁性材料層１１４が形成されていて、この非磁性材料層１１４の上に、主磁極層１１０が形成されている。
【００３７】
ボトムシールド層３００は、主磁極層１１０の磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥから漏れる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との対向間隔が１０〜５０ｎｍ程度であること、及び、その膜厚が５０〜４００ｎｍ程度であることが望ましい。ボトムシールド層３００は、磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥとの対向間隔が狭くなればその磁束吸収量が増大し、膜厚が大きくなればその磁束吸収量が増大するとともに磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥから吸収した磁束により磁気飽和が生じにくくなる。ボトムシールド層３００と磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥとの対向間隔は、非磁性材料層１１４の膜厚により規定することができる。
【００３８】
以上のように第２実施形態では、一対の部分サイドシールド層２００のほかに、磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥの下方に位置するボトムシールド層３００を備えるから、該ボトムシールド層３００で磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥから漏れる磁束を吸収でき、第１実施形態よりもサイドフリンジングを抑えることができる。
【００３９】
上記第２実施形態では、一対の部分サイドシールド層２００及びボトムシールド層３００の両方を磁気的に独立させた状態（他の磁性材料と磁気的な接続がない状態）で備えているが、一対の部分サイドシールド層２００及びボトムシールド層３００はリターンヨーク層１５０に接続していてもよい。図１３（ａ）は、一対の部分サイドシールド層２００及びボトムシールド層３００の両方をトラック幅方向に延出させた端面２００Ｂ、３００Ｂでリターンヨーク層１５０に接続し、リターンヨーク層１５０と磁気的に一体の磁性体として設けた実施形態である。図１３（ｂ）は、一対の部分サイドシールド層２００をトラック幅方向に延出させた端面２００Ｂでリターンヨーク層１５０に接続した実施形態であり、図１３（ｃ）は、ボトムシールド層３００をトラック幅方向に延出させた端面３００Ｂでリターンヨーク層１５０に接続した実施形態である。
【００４０】
以下、図１４を参照し、実施例１〜４と比較例５〜８を比較して本願発明の効果を説明する。
【００４１】
実施例１〜４は、主磁極層１１０の磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥ側に一対の部分サイドシールド層２００を備えた垂直磁気記録ヘッドであって、上述した第１実施形態による垂直磁気記録ヘッドＨ１に相当する。実施例１と実施例２は一対の部分サイドシールド層２００がＮｉＦｅからなり、該部分サイドシールド層２００は、実施例１では磁気的に独立した状態で備えられ、実施例２ではリターンヨーク層１５０に接続して備えられている。実施例３と実施例４は一対の部分サイドシールド層２００がＮｉＦｅＣｏからなり、該部分サイドシールド層２００は、実施例３では磁気的に独立した状態で備えられ、実施例４ではリターンヨーク層１５０に接続して備えられている。すなわち、実施例１、２の違い及び実施例３、４の違いは一対の部分サイドシールド層２００がリターンヨーク層１５０に接続されているか否かであり、実施例１、３の違い及び実施例２、４の違いは一対の部分サイドシールド層２００を形成するシールド材料である。この一対の部分サイドシールド層２００以外の構造は、実施例１〜４においてすべて同一である。実施例１〜４では、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａの膜厚は３００ｎｍとしてある。
【００４２】
比較例５〜７は、上記一対の部分サイドシールド層２００を備えていない垂直磁気記録ヘッドであって、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａのベベル形状のみによってサイドフリンジングを抑制する従来の垂直磁気記録ヘッドに相当する。比較例５〜７は主磁極層１１０の磁極部１１０Ａの膜厚が異なり、比較例５は磁極部１１０Ａの膜厚を３００ｎｍとした場合、比較例６は磁極部１１０Ａの膜厚を２５０ｎｍとした場合、比較例７は磁極部１１０Ａの膜厚を２００ｎｍとした場合である。一対の部分サイドシールド層２００と磁極部１１０Ａの膜厚以外の構成は、第１実施形態による垂直磁気記録ヘッドＨ１と同一である。比較例５と実施例１〜４は、磁極部１１０Ａの膜厚が同一であり、一対の部分サイドシールド層２００を備えるか否かの点で異なる。
【００４３】
比較例８は、上記一対の部分サイドシールド層２００の替わりに、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａの周囲を囲むベタ膜状のシールド層を備えた垂直磁気記録ヘッドであって、上述した特許文献１〜３の垂直磁気記録ヘッドに相当する。このシールド層以外の構成は、第１実施形態による垂直磁気記録ヘッドＨ１と同一である。比較例８では、シールド層をＮｉＦｅにより形成し、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａの膜厚を実施例１〜４及び比較例５と同様に３００ｎｍとしてある。
【００４４】
図１４は、スキュー角度１４°で実施例１〜４及び比較例５〜８の垂直磁気記録ヘッドを駆動させたときの記録磁界強度［Ｏｅ］と消去幅［ｎｍ］を調べたシミュレーション結果を示すグラフである。ここで、消去幅は、実際に記録媒体に磁気的に作用する幅寸法であって、図６に示す磁極部１１０Ａの記録トラック幅Ｔｗとサイドフリンジ幅ΔＳの合計寸法である。また、記録磁界強度は、主磁極層１１０の磁極部１１０ＡのトレーリングエッジＴＥ位置に相当するメディア記録層での記録磁界強度である。
【００４５】
図１４において、実施例１の結果プロットと実施例２の結果プロットは重複しており、また、実施例３の結果プロットと実施例４の結果プロットも重複している。
【００４６】
図１４のシミュレーションにおいて、垂直磁気記録ヘッド側の条件は以下のとおりである。
記録トラック幅Ｔｗ＝１２５ｎｍ
ネックハイトＮｈ＝１００ｎｍ
主磁極層の飽和磁束密度＝２．３Ｔ
記録ギャップ＝５０ｎｍ
１ｓｔフレア部の開き角＝４０°
２ｎｄフレア部の開き角＝７０°
ベベル角度θ＝９°
補助ヨーク層の膜厚＝０．４μｍ
補助ヨーク層の飽和磁束密度＝１．８Ｔ
記録媒体側の条件は、実施例１〜４及び比較例５〜８のすべてにおいて同一としてある。
【００４７】
図１４に示されるように実施例１〜４では、その結果プロットが比較例５〜７の結果プロットを結ぶ直線（図１４に破線で示した）より左側にシフトしているから、比較例５〜７に比べて消去幅が小さくなること、同時に、記録磁界強度を極端に低減させないことがわかる。この実施例１〜４によれば、一対の部分サイドシールド層によって、記録磁界強度は維持されつつ、スキュー時のサイドフリンジングが抑制されることが明らかである。
【００４８】
比較例５〜７では、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａの膜厚が大きいものほど記録磁界強度及び記録磁界傾度が大きくなる傾向にある。磁極部１１０Ａの膜厚を２００ｎｍとした比較例７は、記録磁界強度が比較例５、６に比べて極端に小さく、保持力の高い記録媒体に対しては記録動作できない虞があるため、現実的でない。挟トラック化された主磁極層１１０の磁極部１１０Ａに大きなベベル角度を付与しようとすると、磁極部１１０Ａの膜厚を維持できず、比較例７のように記録磁界強度が小さくなってしまう。
【００４９】
また比較例８では、記録磁界強度及び記録磁界傾度が実施例１〜４及び比較例５〜６に比べて極めて小さく、現実的でない。これは、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａの周囲に設けたベタ膜状のシールド層によって、磁極部１１０Ａから記録媒体に向かう磁束が大量に吸収されてしまうためと推測される。このように記録磁界強度及び記録磁界傾度が小さいと、総合的な記録性能は悪くなってしまう。
【００５０】
上述したように、図１４において実施例１と実施例２の結果プロット及び実施例３と実施例４の結果プロットは、重複している。これにより、一対の部分サイドシールド層２００は、磁気的に分離された状態で備えられる構造とリターンヨーク層１５０に接続して備えられる構造の両方で、同様の効果を得られることがわかる。
【００５１】
以上のように本実施形態では、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａのトラック幅方向の両側に、リーディングエッジＲＥ側に偏在させて、一対の部分サイドシールド層２００を設けたので、この一対の部分サイドシールド層２００が磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥ側の両側面１１０Ａ２から広がる側方磁束（漏れ磁界）を吸収し、磁極部１１０Ａから記録媒体Ｍに向かう記録磁界Φには関与しないから、記録磁界強度を良好に維持しつつ、スキュー時のサイドフリンジングを抑制して記録磁界傾度を高めることができる。したがって、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａに付与するベベル角度が小さくても、該磁極部１１０Ａのベベル角度を大きくした場合と同様のサイドフリンジ抑制効果が得られ、今後の更なる挟トラック化に適応可能である。また本実施形態では、主磁極層１１０の磁極部１１０Ａの下方にボトムシールド層３００を備えるので、ボトムシールド層３００が磁極部１１０ＡのリーディングエッジＲＥからの漏れ磁束を吸収し、さらにスキュー時のサイドフリンジングを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【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全体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】一対の部分サイドシールド層を含む主磁極層の周辺構造を、媒体対向面側から見て示す断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】一対の部分サイドシールド層を示す平面図である。
【図６】スキュー時の記録磁界パターンを説明する模式図であって、（ａ）一対の部分サイドシールド層を備えた場合と（ｂ）一対の部分サイドシールド層を備えない場合を示している。
【図７】（ａ）（ｂ）一対の部分サイドシールド層の変形例を示す断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）図７とは別態様による、一対の部分サイドシールド層の変形例を示す断面図である。
【図９】図７及び図８とは別態様による、一対の部分サイドシールド層の変形例を示す断面図である。
【図１０】第２実施形態の垂直磁気記録ヘッドであって、ボトムシールド層及び一対の部分サイドシールド層を含む主磁極層の周辺構造を、媒体対向面側から見て示す断面図である。
【図１１】（ａ）図１０のＸＩａ−ＸＩａ線に沿う断面図、（ｂ）図１０のＸＩｂ−ＸＩｂ線に沿う断面図である。
【図１２】ボトムシールド層を示す平面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）一対の部分サイドシールド層及び部分サイドシールド層の変形例を示す断面図である。
【図１４】スキュー時の消去幅と記録磁界強度の関係を示すシミュレーション結果である。
【符号の説明】
【００５３】
１０９  コイル絶縁層
１１０  主磁極層
１１０Ａ  磁極部
１１０Ａ１  前端面
１１０Ａ２  側面
１１０Ｂ  １ｓｔフレア部
１１０Ｃ  ２ｎｄフレア部
１１０Ｄ  基部
１１１  非磁性材料層
１１２  補助ヨーク層
１１３  磁気ギャップ層
１１４  非磁性材料層
１５０  リターンヨーク層
１５０ａ  先端面
１５０ｂ  接続部
２００  一対の部分サイドシールド層
２００Ａ２  端面
２００Ｂ  端面
３００  ボトムシールド層
Ｃ１、Ｃ２  膜厚方向の中心線
Ｆ    媒体対向面
Ｈ１、Ｈ２  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
θ    ベベル角度
α    オーバーラップ領域
β    傾斜面
【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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【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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