(57)【要約】【課題】外部磁界の遮蔽効果の優れた薄膜磁気ヘッド、ヘッドスライダ、ヘッドジンバルアセンブリ、ハードディスク装置、及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供すること。【解決手段】薄膜磁気ヘッド１０は、第１の磁極６１、第２の磁極６４（６４ａ）、及び薄膜コイル７０を有する誘導型電磁変換素子を備える。第２の磁極６４における第１の磁極６１とは反対側に、磁性材料からなる記録シールド層６８が形成されている。第２の磁極６４と記録シールド層６８との間には、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層６６が形成されている。そして、記録シールド層６８は、記録シールドギャップ層６６を介して、第２の磁極６４の記録媒体対向面Ｓ側において第２の磁極６４の少なくとも両側部を覆っている。【選択図】　図１
2004022004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の磁極と、
前記第１の磁極との間に非磁性材料からなるギャップ層を挟むとともに、記録媒体対向面から離れた位置において前記第１の磁極と磁気的に連結された第２の磁極と、
少なくとも一部が前記第１の磁極と前記第２の磁極との間に位置するコイルと、
前記第２の磁極における前記第１の磁極とは反対側に位置する、磁性材料からなる記録シールド層と、
前記第２の磁極と前記記録シールド層との間に位置する、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層と、を備える誘導型電磁変換素子を有し、
前記記録シールド層は、前記記録シールドギャップ層を介して、前記第２の磁極の前記記録媒体対向面側において前記第２の磁極の少なくとも両側部を覆っていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記記録シールド層は、前記記録媒体対向面からの奥行き方向において、前記第２の磁極との距離が略一定であることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記第２の磁極は、高さが変化する段部を有しており、
前記記録シールド層は、前記第２の磁極における前記段部に対応する位置に、段部を有することを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記記録シールドギャップ層の少なくとも記録媒体に対向する部分は、非磁性の無機材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドスライダであって、
前記誘導型電磁変換素子は、
第１の磁極と、
前記第１の磁極との間に非磁性材料からなるギャップ層を挟むとともに、記録媒体対向面から離れた位置において前記第１の磁極と磁気的に連結された第２の磁極と、
少なくとも一部が前記第１の磁極と前記第２の磁極との間に位置するコイルと、
前記第２の磁極における前記第１の磁極とは反対側に位置する、磁性材料からなる記録シールド層と、
前記第２の磁極と前記記録シールド層との間に位置する、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層と、を備え、
前記記録シールド層は、前記記録シールドギャップ層を介して、前記第２の磁極の前記記録媒体対向面側において前記第２の磁極の少なくとも両側部を覆っていることを特徴とするヘッドスライダ。
【請求項６】
誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリであって、
前記誘導型電磁変換素子は、
第１の磁極と、
前記第１の磁極との間に非磁性材料からなるギャップ層を挟むとともに、記録媒体対向面から離れた位置において前記第１の磁極と磁気的に連結された第２の磁極と、
少なくとも一部が前記第１の磁極と前記第２の磁極との間に位置するコイルと、
前記第２の磁極における前記第１の磁極とは反対側に位置する、磁性材料からなる記録シールド層と、
前記第２の磁極と前記記録シールド層との間に位置する、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層と、を備え、
前記記録シールド層は、前記記録シールドギャップ層を介して、前記第２の磁極の前記記録媒体対向面側において前記第２の磁極の少なくとも両側部を覆っていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項７】
誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドを備えたハードディスク装置であって、
前記誘導型電磁変換素子は、
第１の磁極と、
前記第１の磁極との間に非磁性材料からなるギャップ層を挟むとともに、記録媒体対向面から離れた位置において前記第１の磁極と磁気的に連結された第２の磁極と、
少なくとも一部が前記第１の磁極と前記第２の磁極との間に位置するコイルと、
前記第２の磁極における前記第１の磁極とは反対側に位置する、磁性材料からなる記録シールド層と、
前記第２の磁極と前記記録シールド層との間に位置する、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層と、を備え、
前記記録シールド層は、前記記録シールドギャップ層を介して、前記第２の磁極の前記記録媒体対向面側において前記第２の磁極の少なくとも両側部を覆っていることを特徴とするハードディスク装置。
【請求項８】
誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
第１の磁極、記録媒体対向面から離れた位置において前記第１の磁極と磁気的に連結された第２の磁極、及び、少なくとも一部が前記第１の磁極と前記第２の磁極との間に位置するコイルを形成するステップと、
前記第２の磁極の媒体対向面側において前記第２の磁極の上部及び両側部を覆うように、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層を形成するステップと、前記第２の磁極の媒体対向面側において前記第２の磁極の上部及び両側部を覆うように、前記記録シールドギャップ層上に、磁性材料からなる記録シールド層を形成するステップと、
を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記記録シールドギャップ層を形成するステップは、
前記第２の磁極の両側から間隔を隔ててレジストパターンを形成する工程と、前記第２の磁極及び前記レジストパターン上に、非磁性材料を積層する工程と、
前記レジストパターンを当該レジストパターン上の前記非磁性材料とともに除去する工程と、
を含むことを特徴とする請求項８記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導型の電磁変換素子を備える薄膜磁気ヘッド、ヘッドスライダ、ヘッドジンバルアセンブリ、ハードディスク装置、及び薄膜磁気ヘッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク装置（ＨＤＤ）の面記録密度の向上に伴い、垂直記録方式の磁気ヘッドが現実化しつつある。垂直記録方式は、高い密度でビットを記録するほど安定になるため、長手（面内）記録方式よりも熱揺らぎ耐性が優れている。このような垂直記録方式において、外部磁界により記録媒体の記録情報が消失してしまうという問題が懸念されている。例えば、軟磁性下地層を備えた２層記録媒体にいわゆる単磁極ヘッドで情報を記録する場合、磁極の直下に外部磁束が集中し、記録媒体の記録情報が消失するおそれがある。
【０００３】
このような記録消失の問題を解消するために、従来、単磁極の近傍に軟磁性体からなるシールド層を設けた薄膜磁気ヘッドが提案されている（日本応用磁気学会　第１２４回研究会資料Ｐ９〜Ｐ１５）。図１１に、このような薄膜磁気ヘッドの一例を示す。同図は、薄膜磁気ヘッドを模式的に示したものである。この薄膜磁気ヘッド１００は、再生ヘッド部１１０と、記録ヘッド部１３０とを備える。
【０００４】
再生ヘッド部１１０は、主として、軟磁性体からなる下部シールド層１１２、情報読取を行うＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子１１４、及び上部シールド層１１６を有する。一方、記録ヘッド部１３０は、いわゆる誘導型電磁変換素子であり、補助磁極層１３２、非磁性材料からなるギャップ層１３３、主磁極１３４、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層１３５、及び、軟磁性材料からなる記録シールド層１３６を主として有する。そして、記録シールド層１３６によって、外部磁界を遮蔽することができる。尚、記録シールドギャップ層１３５は、主磁極１３４と記録シールド層１３６とを離隔させるために設けられたものであり、化学機械研磨等で記録シールドギャップ層の上面を平坦化した後に、記録シールド層１３６が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記記録シールド層によって、外部磁界遮蔽特性はある程度向上する。しかし、近年の面記録密度の急速な向上に追従するために磁極幅が一段と狭くなり、それに伴い磁束が集中し、磁極付近で外部磁界が増大するため、外部磁界の遮蔽効果を更に向上させることが必要とされている。また、このように外部磁界の遮蔽特性を向上させることは、垂直記録方式のみならず、長手記録方式の磁気ヘッドにおいても依然として求められている。
【０００６】
本発明は、外部磁界の遮蔽効果に優れた薄膜磁気ヘッド、ヘッドスライダ、ヘッドジンバルアセンブリ、ハードディスク装置、及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の薄膜磁気ヘッドは、第１の磁極と、上記第１の磁極との間に非磁性材料からなるギャップ層を挟むとともに、記録媒体対向面から離れた位置において上記第１の磁極と磁気的に連結された第２の磁極と、少なくとも一部が上記第１の磁極と上記第２の磁極との間に位置するコイルと、上記第２の磁極における上記第１の磁極とは反対側に位置する、磁性材料からなる記録シールド層と、上記第２の磁極と上記記録シールド層との間に位置する、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層と、を備える誘導型電磁変換素子を有し、上記記録シールド層は、上記記録シールドギャップ層を介して、上記第２の磁極の記録媒体対向面側において上記第２の磁極の少なくとも両側部を覆っていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の薄膜磁気ヘッドでは、記録シールド層が、第２の磁極における記録媒体の流出側のみならず、その両側部を覆っている。このため、記録媒体のトラック幅方向からの外部磁界を遮蔽することができる。
【０００９】
本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、上記記録シールド層は、記録媒体対向面からの奥行き方向において、上記第２の磁極との距離が略一定であることが好適である。
【００１０】
このような構成を採用した場合、記録媒体への記録時に、第２の磁極の磁束が記録シールド層側に漏れることを抑制できる。
【００１１】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、上記第２の磁極は、高さが変化する段部を有しており、上記記録シールド層は、上記第２の磁極における上記段部に対応する位置に、段部を有するように構成することも好適である。
【００１２】
このような構成を採用した場合、記録媒体対向面から見た第２の磁極の段部の前後において、第２の磁極と記録シールド層との距離の差を低減できる。このため、記録媒体への記録時に、第２の磁極の磁束が記録シールド層側に漏れることを抑制できる。
【００１３】
本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、上記記録シールドギャップ層の少なくとも記録媒体に対向する部分は、非磁性の無機材料で形成されていることが好ましい。このように構成した場合、有機材料で形成する場合と比較して、製造過程及び記録媒体と接触した際の記録シールドギャップ層の耐薬品性、機械的破壊強度、及び耐熱性を向上することができる。
【００１４】
（２）本発明は、誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドスライダであって、上記誘導型電磁変換素子は、第１の磁極と、上記第１の磁極との間に非磁性材料からなるギャップ層を挟むとともに、記録媒体対向面から離れた位置において上記第１の磁極と磁気的に連結された第２の磁極と、少なくとも一部が上記第１の磁極と上記第２の磁極との間に位置するコイルと、上記第２の磁極における上記第１の磁極とは反対側に位置する、磁性材料からなる記録シールド層と、上記第２の磁極と上記記録シールド層との間に位置する、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層と、を備え、上記記録シールド層は、上記記録シールドギャップ層を介して、上記第２の磁極の記録媒体対向面側において上記第２の磁極の少なくとも両側部を覆っていることを特徴とする。
【００１５】
本発明のヘッドスライダでは、記録シールド層が、第２の磁極における記録媒体の流出側のみならず、その両側部を覆っている。このため、記録媒体のトラック幅方向からの外部磁界を遮蔽することができる。
【００１６】
（３）本発明は、誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリであって、上記誘導型電磁変換素子は、第１の磁極と、上記第１の磁極との間に非磁性材料からなるギャップ層を挟むとともに、記録媒体対向面から離れた位置において上記第１の磁極と磁気的に連結された第２の磁極と、少なくとも一部が上記第１の磁極と上記第２の磁極との間に位置するコイルと、上記第２の磁極における上記第１の磁極とは反対側に位置する、磁性材料からなる記録シールド層と、上記第２の磁極と上記記録シールド層との間に位置する、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層と、を備え、上記記録シールド層は、上記記録シールドギャップ層を介して、上記第２の磁極の記録媒体対向面側において上記第２の磁極の少なくとも両側部を覆っていることを特徴とする。
【００１７】
本発明のヘッドジンバルアセンブリでは、記録シールド層が、第２の磁極における記録媒体の流出側のみならず、その両側部を覆っている。このため、記録媒体のトラック幅方向からの外部磁界を遮蔽することができる。
【００１８】
（４）本発明は、誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドを備えたハードディスク装置であって、上記誘導型電磁変換素子は、第１の磁極と、上記第１の磁極との間に非磁性材料からなるギャップ層を挟むとともに、記録媒体対向面から離れた位置において上記第１の磁極と磁気的に連結された第２の磁極と、少なくとも一部が上記第１の磁極と上記第２の磁極との間に位置するコイルと、上記第２の磁極における上記第１の磁極とは反対側に位置する、磁性材料からなる記録シールド層と、上記第２の磁極と上記記録シールド層との間に位置する、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層と、を備え、上記記録シールド層は、上記記録シールドギャップ層を介して、上記第２の磁極の記録媒体対向面側において上記第２の磁極の少なくとも両側部を覆っていることを特徴とする。
【００１９】
本発明のハードディスク装置では、記録シールド層が、第２の磁極における記録媒体の流出側のみならず、その両側部を覆っている。このため、記録媒体のトラック幅方向からの外部磁界を遮蔽することができる。
【００２０】
（５）本発明は、誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、第１の磁極、記録媒体対向面から離れた位置において上記第１の磁極と磁気的に連結された第２の磁極、及び、少なくとも一部が上記第１の磁極と上記第２の磁極との間に位置するコイルを形成するステップと、上記第２の磁極の媒体対向面側において上記第２の磁極の上部及び両側部を覆うように、非磁性材料からなる記録シールドギャップ層を形成するステップと、上記第２の磁極の記録媒体対向面側において上記第２の磁極の上部及び両側部を覆うように、上記記録シールドギャップ層上に、磁性材料からなる記録シールド層を形成するステップと、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第２の磁極の上部及び両側部を覆うように、記録シールドギャップ層を介して記録シールド層が形成される。このため、記録媒体のトラック幅方向からの外部磁界を遮蔽することができる。
【００２２】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、上記記録シールドギャップ層を形成するステップは、上記第２の磁極の両側から間隔を隔ててレジストパターンを形成する工程と、上記第２の磁極及び上記レジストパターン上に、非磁性材料を積層する工程と、上記レジストパターンを当該レジストパターン上の上記非磁性材料とともに除去する工程と、を含むことが好適である。
【００２３】
この場合、第２の磁極の両側から間隔を隔ててレジストパターンが形成されているため、積層される非磁性材料は、第２の磁極の上部及び両側部を覆う形になり、容易に記録シールドギャップ層を形成することができる。そして、このようにして形成された記録シールドギャップ層に記録シールド層を積層すれば、該記録シールド層は、第２の磁極の上部及び両側部を覆うことになり、薄膜磁気ヘッドの製造工程が容易になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１は、ハードディスク等の記録媒体に対向する記録媒体対向面としてのエアベアリング面（ＡＢＳ：Ａｉｒ　Ｂｅａｒｉｎｇ　Ｓｕｒｆａｃｅ）Ｓから見た、本実施形態の薄膜磁気ヘッド１０を示す模式図である。図中の矢印Ｍは、記録媒体の回転方向を示す。薄膜磁気ヘッド１０は、磁気抵抗効果素子としてＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ−ｔｙｐｅ　Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子４０を有する再生ヘッド部３０と、誘導型の磁気変換素子としての記録ヘッド部６０とを積層した複合型薄膜磁気ヘッドとなっている。再生ヘッド部３０は、ヘッドスライダの基台１１ａ上に形成されている。基台１１ａは、アルティック（Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）等からなるウエハ状の基板１２と、この上に積層された絶縁材料からなる下地層１３とから構成されている。尚、ＴＭＲ素子は、トンネル接合で生じる磁気抵抗効果を利用し、ＧＭＲ膜よりも磁気抵抗変化率が高いＴＭＲ膜を利用したものである。
【００２６】
再生ヘッド部３０は、下部電極を兼ねる下部シールド層３２と、ＴＭＲ素子４０と、ＴＭＲ素子４０の両側に設けられた絶縁層３６と、ＴＭＲ素子４０上に形成された上部電極を兼ねる上部シールド層３８と、を主として備えている。下部シールド層３２及び上部シールド層３８は、不要な外部磁界をＴＭＲ素子が感知するのを防止する機能を有する。図示は省略するが、ＴＭＲ素子４０は、ＴＭＲ膜とこの両側に設けられた例えばハードマグネット等からなる磁気バイアス印加層とを有している。尚、本明細書において、シールド層のように「上部」及び「下部」という語を用いる場合があるが、「下部」とは基台１１ａに近い側であることを意味し、「上部」とは基台１１ａから遠い側であることを意味する。
【００２７】
次に、記録ヘッド部６０について説明する。記録ヘッド部６０は、再生ヘッド部３０上に絶縁層３９を介して形成されており、垂直記録方式の誘導型磁気変換素子となっている。尚、絶縁層３９は必ずしも設ける必要はない。そして、記録ヘッド部６０は、軟磁性材料からなる補助磁極（第１の磁極）６１と、薄膜コイル７０（図２（ａ）参照）が積層される非磁性層６２と、この上に形成された非磁性の絶縁材料からなるギャップ層６３と、ギャップ層６３上に少なくとも一部が形成された磁極部分層（第２の磁極の一部）６４ａと、磁極部分層６４ａ上に積層された非磁性層６５とを備える。磁極部分層６４ａは、補助磁極６１との間にギャップ層６３を挟むと共に、エアベアリング面Ｓから離れた位置において補助磁極６１と磁気的に連結されている。
【００２８】
補助磁極６１は、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ）等で、厚さ約１μｍ〜約２μｍ程度で形成される。
【００２９】
ギャップ層６３は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等で、好ましくは磁極部分層６４ａが形成される領域（記録媒体におけるトラック幅方向の中央付近）が最も厚くなるように形成される。最も厚い部分は、例えば約２μｍ〜約６μｍ程度に設定される。
【００３０】
磁極部分層６４ａは、後述のヨーク部分層６４ｂとともに主磁極（第２の磁極）６４（図２（ａ）参照）を構成するものであり、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ）の他、（１）鉄及び窒素原子を含む材料、（２）鉄、ジルコニア、及び酸素原子を含む材料、並びに、（３）鉄及びニッケル元素を含む材料等で形成することができる。磁極部分層６４ａの厚みは、例えば約０．１μｍ〜約０．８μｍ程度であり、好ましくは０．３μｍ〜０．８μｍである。薄膜コイル７０（図２（ａ）参照）に記録電流を流すと、磁極部分層６４ａから磁束が発生し、ハードディスク等の記録媒体に情報を記録することができる。
【００３１】
非磁性層６５は、例えばチタン又はタンタルを含む材料や、アルミナやシリコン酸化物等の無機系の非導電性で非磁性の材料で形成することができる。このような非磁性層６５を設けることで、磁極部分層６４ａをドライエッチングで形成する場合等に、磁極部分層６４ａの上面がダメージを受けるのを防止でき、該面の平坦性を保持できる。もっとも、非磁性層６５は必ずしも設けなくてもよい。
【００３２】
また、本実施形態の薄膜磁気ヘッド１０では、磁極部分層６４ａの上部及び両側部を覆うように、非磁性体からなる記録シールドギャップ層６６が積層されている。更に、該層６６を介して磁極部分層６４ａのエアベアリング面Ｓ側において上部及び両側部を覆うように、外部磁界を遮蔽するための軟磁性材料からなる記録シールド層６８が形成されている。記録シールド層６８は、磁極部分層６４ａにおける補助磁極６１とは反対側（記録媒体の流出側）に位置することになる。記録シールドギャップ層６６は、磁極部分層６４ａの磁束が記録シールド層６８側にリークするのを防止すると共に、記録時の磁極部分層６４ａと記録シールド層６８の磁気的結合を抑制するために形成されている。尚、記録シールド層６８上には、薄膜磁気ヘッド１０を保護するために、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁材料からなるオーバーコート層２１が形成されている。
【００３３】
記録シールドギャップ層６６は、例えばＡｌ２Ｏ３等で形成され、厚さ約２μｍ〜約６μｍ程度にすることができる。好ましくは、記録シールドギャップ層６６の厚さは、ギャップ層６３の厚さの０．８〜２倍程度にする。この範囲は、外部磁界のシールド効果と、記録時の磁極部分層６４ａと記録シールド層６８との磁気的結合の程度によって決まる。また、記録シールドギャップ層６６は、トラック幅方向における中央部が最も高くなっている。これにより、記録シールド層６８の磁極部分層６４ａからの距離を略一定にすることができる。また、記録シールドギャップ層６６の上面は、トラック幅方向全体にわたって平坦になっているわけではなく、その幅はギャップ層６３よりも狭くなっている。このため、上記のように記録シールド層６８が磁極部分層６４ａの上部及び両側部を覆う略円弧状になっている。見方を変えると、ギャップ層６３に接するように記録シールド層６８を記録シールドギャップ層６６上に積層することで、必然的に記録シールド層６８が磁極部分層６４ａの上部及び両側部を覆うことになっている。
【００３４】
記録シールドギャップ層６６は、アルミナ、酸化シリコン等の非磁性の無機材料で形成することが好適である。無機材料で形成すれば、有機材料で形成する場合と比較して、機械的強度が高く、且つ耐薬品性、耐熱性に優れたものとなり、記録媒体と接触した際の記録シールドギャップ層６６の損傷を抑制できるとともに、該層６６の熱収縮を抑えられる。
【００３５】
記録シールド層６８は、例えばパーマロイ等の軟磁性層で形成することができ、厚さ約１〜約４μｍ程度にすることが好適である。また、記録シールド層６８の中央からギャップ層６３と接する個所までの図中左右方向（トラック幅方向）の幅は、例えば約２μｍ〜約１０μｍ程度にする。
【００３６】
以上のような構成の薄膜磁気ヘッド１０によれば、次のような効果が得られる。すなわち、上記のように記録シールド層６８が、エアベアリング面Ｓ側において磁極部分層６４ａにおける上部（記録媒体の流出側；矢印Ｍが示す側）のみならず、その両側部（詳しくは、記録媒体のトラック幅方向の両側）を覆っている。このため、記録媒体のトラック幅方向からの外部磁界を遮蔽することができ、記録の信頼性が向上する。尚、薄膜磁気ヘッド１０を垂直記録方式ではなく、長手記録方式に利用する場合、すなわち磁極部分層６４ａを含んだ第２の磁極と補助磁極に相当する第１の磁極との間の漏れ磁界により記録媒体に面内記録をする場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００３７】
次に、本実施形態の薄膜磁気ヘッド１０の製造方法を説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、主磁極（第２の磁極）６４を形成した段階を示す図である。図番に符号（ａ）が付されたものは、エアベアリング面（ＡＢＳ：Ａｉｒ　Ｂｅａｒｉｎｇ　Ｓｕｒｆａｃｅ）Ｓと垂直な方向の断面図であり、符号（ｂ）が付されたものは、エアベアリング面Ｓから見た模式図である。
【００３８】
最初に、主磁極６４を形成するまでを簡単に説明しておく。一般的には、一枚の基板１２に、複数個の薄膜磁気ヘッド１０を形成する。まず、アルティック（Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）等からなる基板１２に、スパッタリング法によって、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の絶縁材料からなる下地層１３を厚さ約１μｍ〜約１０μｍで形成する。次に、下地層１３の上に、例えばめっき法によって、パーマロイ等の磁性材料からなる下部シールド層３２を厚さ約１μｍ〜約３μｍで形成する。この下部シールド層３２が形成されていた部分以外は、下部シールド層３２と表面が同程度の高さになるまでアルミナ等の絶縁層で埋める。
【００３９】
次に、下部シールド層３２上に、ＴＭＲ素子４０を形成する。詳しくは、例えばスパッタリング法によって、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅ等の強磁性材料からなるフリー層、Ａｌ２Ｏ３，ＮｉＯ，ＭｇＯ，ＴｉＯ２等の絶縁材料からなるトンネルバリア層、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，ＣｏＦｅ等の強磁性材料からなるピンド層、及び、ピンド層の磁化方向を固定できる例えばＰｔＭｎ等の反強磁性材料からなるピン止め層をこの順で積層し、ＴＭＲ膜を得る。好ましくは、ピン止め層上に、ＴＭＲ膜の酸化防止用のキャップ層を形成する。
【００４０】
ＴＭＲ膜の各層を積層した後、フォトリソグラフィ又は電子ビームリソグラフィ等によって、ＴＭＲ膜を所望の幅狭パターンに形成する。その後、例えばスパッタリング法によって、ＴＭＲ膜の両側に一対の磁気バイアス印加層を形成し、ＴＭＲ素子４０を得る。磁気バイアス印加層は、例えば、ＣｏＰｔ等の高保磁力材料で形成する。
【００４１】
次に、下部シールド層３２及びＴＭＲ素子４０を覆うように、例えばスパッタリング法によってＡｌ２Ｏ３等からなる絶縁層３６を形成する。更に、ＴＭＲ素子４０及び絶縁層３６を覆うように、例えばめっき法によって上部シールド層３８を形成する。
【００４２】
次に、上部シールド層３８上に、例えばスパッタリング法によって、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁材料からなる絶縁層３９を厚さ約０．１μｍ〜約０．５μｍで形成する。次いで、絶縁層３９上に、パーマロイからなる補助磁極６１を例えばスパッタリング法で形成した後、補助磁極６１上に例えばスパッタリング法で非磁性層６２を形成する。非磁性層６２には、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによってコンタクトホール６２ｈを形成する。次いで、非磁性層６２の上に、フォトリソグラフィ及びめっき法等を利用して薄膜コイル７０を厚さ約１μｍ〜約３μｍで形成した後、薄膜コイル７０上にフォトレジスト層７２を形成する。薄膜コイル７０の一部は、補助磁極６１と主磁極６４との間に位置する。また、薄膜コイル７０は、単層でなく複数層にしてもよい。
【００４３】
次いで、コンタクトホール６２ｈが形成された位置における補助磁極６１上及びその周囲に、めっき法等によって、例えばパーマロイや高飽和磁束密度材料からなる連結部７３を形成する。連結部７３は、例えば略直方体形状に形成することができ、厚みを２μｍ〜４μｍ、奥行き（図２（ａ）の左右方向）を２μｍ〜１０μｍ、幅を５μｍ〜２０μｍとすることができる。一方、フォトレジスト層７２の奥側（図中右側）には、フォトリソグラフィ技術でコンタクトホール７２ｈを形成した後、例えばスパッタリング法やめっき法で、該コンタクトホール７２ｈ内にコイルコンタクト部７４を形成する。コイルコンタクト部７４は、図示を省略する位置で薄膜コイル７０と接触している。
【００４４】
次に、フォトレジスト層７２を覆うように、例えばスパッタリング法によってギャップ層６３となる非磁性材料を積層した後、該層の表面を研磨して平坦化する。続いて、ギャップ層６３となる非磁性層上に、例えばスパッタリング法又はめっき法によって磁極部分層６４ａとなる磁性層を形成する。更に、この磁性層上に、スパッタリング法により非磁性層６５となる層を形成する。
【００４５】
続いて、フレームめっき法により、磁極部分層６４ａ及び非磁性層６５をパターニングするためのマスク層を、非磁性層６５となる層の上に形成する。そして、該マスク層を利用してイオンミリング等のエッチング処理を施すことで、磁極部分層６４ａ及び非磁性層６５の外形を画成する。この際、磁極部分層６４ａの上面が非磁性層６５で覆われているため、エッチングによって磁極部分層６４ａが損傷するのを抑制できる。また、エッチングによって連結部７３及びコイルコンタクト部７４の上面が露出するようにする。
【００４６】
図３に、磁極部分層６４ａの近傍の斜視図を示す。同図に示すように、磁極部分層６４ａは、狭小な先端部（エアベアリング面側）と、先端部から奥側へ向かって徐々に広がる中間部と、略直方体形状の後部とを有する。また、非磁性層６５の平面形状は、磁極部分層６４ａと同様になっている。
【００４７】
再び図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照して、製造工程の続きを説明する。磁極部分層６４ａの外形を定めた後、フォトリソグラフィ技術を利用して、フォトレジストによって、磁極部分層６４ａ及び非磁性層６５におけるエアベアリング面Ｓ側の一部を覆うレジストカバーを形成する。次いで、このレジストカバー、ギャップ層６３、連結部７３、及びコイルコンタクト部７４を覆うように、電気めっき法のための電極膜をスパッタリング法で形成する。
【００４８】
次に、エアベアリング面Ｓ側に後述のヨーク部分層６４ｂの形状に対応した開口部を有し、奥側に薄膜コイル７０のリード層７５の形状に対応した開口部を有するレジストフレームを電極膜上に形成する。そして、このレジストフレームを利用して、フレームめっき法によって、電極膜上にヨーク部分層６４ｂ及びリード層７５を形成する。
【００４９】
磁極部分層６４ａとともに主磁極６４（第２の磁極）を構成するヨーク部分層６４ｂは、図３に示すように、磁極部分層６４ａ及び非磁性層６５の奥側を覆うようになっている。また、磁極部分層６４ａの飽和磁束密度がヨーク部分層６４ｂの飽和磁束密度以上になるようにする。例えば、磁極部分層６４ａを飽和磁束密度が２．０Ｔ以上の材料で形成し、ヨーク部分層６４ｂを飽和磁束密度が１．９Ｔ程度の材料で形成する。また、ヨーク部分層６４ｂには、高さが変化する段部６９が形成されている。
【００５０】
以上の製造工程を経ることで、図２（ａ）に示す状態となる。続いて、後続の製造過程を説明する。
【００５１】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ギャップ層６３上のエアベアリング面Ｓ側に、磁極部分層６４ａを挟むように、磁極部分層６４ａのトラック幅方向における両側から間隔を隔てて一対のレジストパターン７６，７７を形成する。一方、リード層７５上にはレジストパターン７８を形成する。各レジストパターン７６，７７，７８は、下側パターン７６ａ，７７ａ，７８ａと上側パターン７６ｂ，７７ｂ，７８ｂとを有する２層構造となっている。各レジストパターン７６，７７，７８における上側パターンは下側パターンよりも幅広であり、各レジストパターンは断面略Ｔ字状になっている。また、下側パターンと上側パターンにそれぞれのレジスト材料のインターミキシングが生じないように、上側パターンの底部に、カーボン、ダイヤモンドカーボン（ＤＬＣ；Ｄｉａｍｏｎｄ　Ｌｉｋｅ　Ｃａｒｂｏｎ）、フッ素系樹脂、又はアルミナ等からなるバリアパターン７６ｃ，７７ｃ，７８ｃが形成されている。
【００５２】
このような２層構造を有する各レジストパターン７６，７７，７８の作製方法の一例を説明する。まず、図２（ａ）の状態でレジストを塗布して下側パターン７６ａ，７７ａ，７８ａ用の下側レジスト層を形成する。レジストとしてはポジ型レジストを利用でき、例えばノボラック系ｉ線レジスト（信越化学社製ＳＩＰＲ−９２８１）を使用できる。次いで、マスクを介して下側レジスト層を露光する。その後、下側レジスト層上にカーボンを蒸着し、バリアパターン７６ｃ，７７ｃ，７８ｃ用のバリア層を成膜する。次に、下側レジスト層と同じレジスト材料をバリア層上に塗布し、上側パターン７６ｂ，７７ｂ，７８ｂ用の上側レジスト層を形成する。次いで、マスクを介して上側レジスト層を露光する。
【００５３】
次に、上側レジスト層をアルカリ性現像液で現像し、水洗、乾燥することによって上側パターン７６ｂ，７７ｂ，７８ｂを得る。現像液としては、例えば信越化学社製ＳＳＦＤ−２３８を利用できる。次いで、アッシング装置によって、バリア層の露出部分を除去し、バリアパターン７６ｃ，７７ｃ，７８ｃを得る。次いで、下側レジスト層をアルカリ性現像液で現像し、水洗、乾燥することによって下側パターン７６ａ，７７ａ，７８ａを形成し、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す各レジストパターン７６，７７，７８が得られる。
【００５４】
図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、次の過程を説明する。上記のようにレジストパターン７６，７７，７８を形成した後、例えばスパッタリング法によってアルミナ等からなる非磁性材料をギャップ層６３及びレジストパターン７６，７７，７８上に積層し、記録シールドギャップ層６６を形成する。この際、レジストパターン７６，７７によってギャップ層６３及び磁極部分層６４ａ上に積層される非磁性材料の形状が規定されるため、記録シールドギャップ層６６を容易に図１に示した構造にすることができる（図５（ｂ）参照）。すなわち、記録シールドギャップ層６６のトラック幅方向における幅はギャップ層６３よりも狭くなり、磁極部分層６４ａの上部及び両側部を覆う形になる。
【００５５】
次に、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、レジストパターン７６，７７，７８をその上に積層された非磁性材料とともにリフトオフによって除去する。レジストパターン７８を除去した個所には、ホール６６ｈが形成される。
【００５６】
次いで、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、記録シールドギャップ層６６の上面の形状を保持したまま、すなわち平坦化処理をせずに、めっき法によって記録シールド層６８を形成する。詳しくは、スパッタリング法によってＴｉ（１００ｎｍ）及びＮｉＦｅ（５０ｎｍ）をこの順で積層し、この積層体を電極膜としてフレームめっきする。尚、めっき法によらず、スパッタリング法によってパーマロイを所望厚さまで積層してもよい。
【００５７】
記録シールド層６８は、記録シールドギャップ層６６に被さるように積層されるため、該層６６の形状に倣うことになる。このため、図７（ｂ）に示すように、記録シールド層６８は、エアベアリング面側において、記録シールドギャップ層６６を介して磁極部分層６４ａの上部及び両側部を覆うことになる。これにより、上記のように記録媒体のトラック幅方向からの外部磁界を遮蔽することができ、記録の信頼性が向上する。
【００５８】
また、図７（ａ）に示すように、記録シールド層６８は、上面が平坦化されていない記録シールドギャップ層６６上に形成されているため、エアベアリング面Ｓからの奥行き方向（図中右向き）において、磁極部分層６４ａ及びヨーク部分層６４ｂが存在する範囲Ｘで、主磁極（第２の磁極）６４との距離Ｈが略一定になっている。このため、記録シールド層６８を磁極部分層６４ａに近づけて外部磁界のシールド効果を高めるとともに、記録媒体への記録時に、ヨーク部分層６４ｂの磁束が記録シールド層６８側に漏れることを抑制できる。
【００５９】
また、上記のように、ヨーク部分層６４ｂには高さが変化する段部６９が形成されている。そして、この段部は記録シールドギャップ層６６に引き継がれ、更に、記録シールド層６８にも引き継がれている。このため、ヨーク部分層６４ｂの段部６９の位置に対応する個所（図中上方）に、記録シールド層６８は段部６８ａを有している。このような構成にすることで、エアベアリング面Ｓから見たヨーク部分層６４ｂの段部６９の前後において、ヨーク部分層６４ｂと記録シールド層６８との距離の差を低減できる。このため、記録媒体への記録時に、ヨーク部分層６４ｂの磁束が記録シールド層６８側に漏れることを抑制できる。
【００６０】
記録シールド層６８を形成した後、上記ホール６６ｈに、めっき法によってストレートバンプ８０を形成する。詳しくは、ホール６６ｈ内のリード層７５上に、Ｔｉ（１００ｎｍ）及びＣｕ（１００ｎｍ）をスパッタリング法によりこの順で積層し、この積層体を電極膜としてＣｕをフレームめっきする。ストレートバンプ８０は、リード層７５及びコイルコンタクト部７４を介して薄膜コイル７０に電気的に接続されるとともに、後述の記録用パッド１８ａ，１８ｂ（図１０参照）にも電気的に接続される。以上により、薄膜磁気ヘッド１０の記録ヘッド部６０が得られる。
【００６１】
次に、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、例えばスパッタリング法によって、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁材料からなるオーバーコート層２１を厚さ約２０μｍ〜約３０μｍで形成し、本実施形態の薄膜磁気ヘッド１０が完成する。薄膜磁気ヘッド１０は一枚の基板１２に複数個形成されているため、ダイシング加工によってそれぞれが薄膜磁気ヘッド１０を有するブロックに切断する。そして、イオンミリング等によってスライダレールを形成し、ヘッドスライダ１１を得る（図１０参照）。
【００６２】
次に、上記の薄膜磁気ヘッド１０を用いたヘッドスライダ、ヘッドジンバルアセンブリ、及びハードディスク装置について説明する。
【００６３】
図９は、薄膜磁気ヘッド１０を備えたハードディスク装置を示す図である。ハードディスク装置１は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ：Ｈｅａｄ　Ｇｉｍｂａｌｓ　Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１５を作動させて、高速回転するハードディスク２の記録面（図９の上面）に、薄膜磁気ヘッド１０によって磁気情報を記録及び再生するものである。ヘッドジンバルアセンブリ１５は、薄膜磁気ヘッド１０が形成された上記ヘッドスライダ１１を搭載したジンバル１６と、これが接続されたサスペンションアーム１７とを備え、支軸１４周りに例えばボイスコイルモータによって回転可能となっている。ヘッドジンバルアセンブリ１５を回転させると、ヘッドスライダ１１は、ハードディスク２の半径方向、すなわちトラックラインを横切る方向に移動する。
【００６４】
図１０は、ヘッドスライダ１１の拡大斜視図である。ヘッドスライダ１１は略直方体形状をなし、基台１１ａ上に薄膜磁気ヘッド１０が形成されている。同図における手前側の面が、ハードディスク２の記録面に対向するエアベアリング面Ｓである。ハードディスク２が回転する際、この回転に伴う空気流によってヘッドスライダ１１が浮上し、エアベアリング面Ｓはハードディスク２の記録面から離隔する。薄膜磁気ヘッド１０には記録用パッド１８ａ，１８ｂ及び再生用パッド１９ａ，１９ｂが接続されており、図９に示したサスペンションアーム１７には、各パッドに接続される、電気信号の入出力用の配線（図示省略）が取付けられている。記録用パッド１８ａ，１８ｂは上記ストレートバンプ８０（図８（ａ）参照）等を通じて薄膜コイル７０に電気的に接続され、再生用パッド１９ａ，１９ｂはＴＭＲ素子４０に電気的に接続されている。
【００６５】
以上のヘッドスライダ１１、ヘッドジンバルアセンブリ１５、及びハードディスク装置１においては、薄膜磁気ヘッド１０における記録ヘッド部６０の記録シールド層６８が、ヨーク部分層６４ｂにおけるハードディスク２の流出側のみならず、その両側部を覆っている（図１参照）。このため、記録媒体のトラック幅方向からの外部磁界を遮蔽することができ、高い面記録密度のハードディスク２にも対応することができる。
【００６６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第２の磁極を磁極部分層とヨーク部分層とに分けず、一体にしてもよい。また、記録シールド層は、上部と両側部とを別々に形成してもよい。更に、記録ギャップ層及び記録シールドギャップ層の厚みを小さくし、記録媒体対向面において、補助磁極と記録シールド層とを結合させてもよい。また、記録シールド層の高さ（ＭＲハイト方向の高さ）は、主磁極及び補助磁極よりも高く設定することが好ましい。
【００６７】
また、再生ヘッド部において、ＴＭＲ素子の代わりに、異方性磁気抵抗効果を利用するＡＭＲ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ　Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子、巨大磁気抵抗効果を利用するＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ　Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子等を利用してもよい。更に、薄膜磁気ヘッドは、再生ヘッド部を備えない型にしてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部磁界の遮蔽効果を向上させることができ、よってハードディスク装置の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの一実施形態をエアベアリング面から見た模式図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、薄膜磁気ヘッドの製造過程を示す図であり、主磁極（第２の磁極）を形成した状態を示す。
【図３】磁極部分層の近傍を示す斜視図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、レジストパターンを作製した状態を示す図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、ギャップ層となる非磁性材料を積層した状態を示す図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、レジストパターンをその上に積層された非磁性材料とともにリフトオフした状態を示す図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、記録シールド層及びストレートバンプを形成した状態を示す図である。
【図８】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、オーバーコート層を形成した状態を示す図である。
【図９】本発明に係るハードディスク装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図１０】本発明に係るヘッドジンバルの一実施形態を示す斜視図である。
【図１１】従来の薄膜磁気ヘッドを示す模式図である。
【符号の説明】
１・・・ハードディスク装置、２・・・ハードディスク（記録媒体）、１０・・・薄膜磁気ヘッド、１１・・・ヘッドスライダ、１１ａ・・・基台、１２・・・基板、１３・・・下地層、１５・・・ヘッドジンバルアセンブリ、１６・・・ジンバル、１７・・・サスペンションアーム、１８ａ，１８ｂ・・・記録用パッド、１９ａ，１９ｂ・・・再生用パッド、２１・・・オーバーコート層、３０・・・再生ヘッド部、３２・・・下部シールド層、３６・・・絶縁層、３８・・・上部シールド層、３９・・・絶縁層、４０・・・ＴＭＲ素子、６０・・・記録ヘッド部、６１・・・補助磁極（第１の磁極）、６２・・・非磁性層、６３・・・ギャップ層、６４ａ・・・磁極部分層、６４ｂ・・・ヨーク部分層、６４・・・主磁極（第２の磁極）、６５・・・非磁性層、６６・・・記録シールドギャップ、６８ａ・・・段部（記録シールドギャップ層）、６８・・・記録シールド層、６９・・・段部（記録シールド層）、７０・・・薄膜コイル、７２・・・フォトレジスト層、７３・・・連結部、７４・・・コイルコンタクト部、７５・・・リード層、７６，７７，７８・・・レジストパターン、８０・・・ストレートバンプ、Ｓ・・・エアベアリング面（記録媒体対向面）。
【図１】
2004022004.tif 000003
【図２】
2004022004.tif 000004
【図３】
2004022004.tif 000005
【図４】
2004022004.tif 000006
【図５】
2004022004.tif 000007
【図６】
2004022004.tif 000008
【図７】
2004022004.tif 000009
【図８】
2004022004.tif 000010
【図９】
2004022004.tif 000011
【図１０】
2004022004.tif 000012
【図１１】
2004022004.tif 000013