(57)【要約】【課題】環境温度の上昇に対してサーマルプルトルージョンの小さい薄膜磁気ヘッドを提供する。【解決手段】下部シールドあるいは上部シールドの少なくとも一方に熱膨張係数が１１．５×１０６／Ｋ以下の低熱膨張係数を有する磁性材料を用いる。また下部シールドあるいは上部シールドの少なくとも一方に１１．５×１０−６／Ｋ以下の低熱膨張係数を有する磁性材料と８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金との積層膜を用いる。これにより、記録後ノイズが小さく、サーマルプルトルージョンを低減した薄膜磁気ヘッドが得られる。【選択図】  図２
2004334995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された下部シールド、再生素子、上部シールドを有する再生部と、下部磁極、上部磁極および前記下部磁極と前記上部磁極の間に配置されたコイルを有する記録部を具備し、前記再生部と前記記録部が非磁性材によって分離された薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記下部シールドあるいは前記上部シールドの少なくとも一部に１１．５×１０−６／Ｋ以下の低熱膨張係数を有する磁性材料を用いることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記下部シールド、上部シールドの少なくとも一方を、前記低熱膨張係数を有する磁性材料と８０ｗｔ％Ｎｉを中心とする組成のＮｉＦｅ合金からなる積層膜で構成し、前記８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金を前記再生素子側に配置することを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記下部シールドおよび前記上部シールドの膜厚の和に対する前記低熱膨張係数を有する磁性材料の膜厚の割合を３０％以上とすることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記低熱膨張係数を有する磁性材料は結晶質磁性合金であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記低熱膨張係数を有する磁性材料は３０ｗｔ％以上５５ｗｔ％以下のＮｉ組成を有するＮｉＦｅ合金であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記低熱膨張係数を有する磁性材料は４６ｗｔ％を中心とするＮｉ組成を有するＮｉＦｅ合金であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
基板上に形成された下部シールド、再生素子、上部シールドを有する再生部と、下部磁極、上部磁極および前記下部磁極と前記上部磁極の間に配置されたコイルを有する記録部を具備し、前記再生部と前記記録部が非磁性材によって分離された薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記下部シールドおよび前記上部シールドが多層構成であり、３０ｗｔ％以上５５ｗｔ％以下のＮｉ組成を有するＮｉＦｅ合金層を少なくとも１層有することを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
前記再生素子に最も近い層以外の層に前記ＮｉＦｅ合金層が具備されてなることを特徴とする請求項７に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
基板上に形成された下部シールド、再生素子、上部シールドを有する再生部と、下部磁極、上部磁極および前記下部磁極と前記上部磁極の間に配置されたコイルを有する記録部を具備し、前記再生部と前記記録部が非磁性材によって分離された薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記再生素子の両側にサイドシールドを有し、前記サイドシールドが多層構成であり、３０ｗｔ％以上５５ｗｔ％以下のＮｉ組成を有するＮｉＦｅ合金層を少なくとも１層有することを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項１０】
基板上に形成された下部シールド、再生素子、上部シールドを有する再生部と、下部磁極、上部磁極および前記下部磁極と前記上部磁極の間に配置されたコイルを有する記録部を具備し、前記再生部と前記記録部が非磁性材によって分離された薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記再生素子の両側にサイドシールドを有し、前記サイドシールドの一部に１１．５×１０−６／Ｋ以下の低熱膨張係数を有する磁性材料を用いることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項１１】
記録媒体とそれを駆動するモーター、記録媒体に記録再生するための磁気ヘッド、磁気ヘッドの位置決めをする機構、これらを制御する回路系、および磁気ヘッドに記録信号を供給し、磁気ヘッドからの再生信号を処理する回路系等からなる磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッドとして請求項請求項１から請求項７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドを少なくとも１つ搭載し、浮上面から記録媒体までの浮上量が２０ｎｍ以下であることを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ディスク装置に使用される薄膜磁気ヘッドに関する。特に高密度記録に適した低浮上量で高信頼性を有する薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ディスク装置の記録密度の向上に伴って、記録媒体の性能向上とともに記録再生特性に優れた薄膜磁気ヘッドの開発が強く要求されている。現在、再生ヘッドとしては、高い再生出力を得ることができるＭＲ（磁気抵抗効果）素子やＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子を用いたヘッドが使用されている。また、さらに高い再生感度の得られるＴＭＲ（トンネル磁気抵抗）素子も開発されている。一方、記録ヘッドには従来の電磁誘導を利用した誘導型の薄膜記録ヘッドが用いられており、以上の再生ヘッドと記録ヘッドを一体に形成した記録再生兼用型薄膜磁気ヘッドが用いられている。
【０００３】
従来の薄膜磁気ヘッドとしては、特許文献１の図６に示される如く、基板１０３上に下部シールド１１１、再生素子１１３、上部シールドと下部磁極の作用を兼用するミッドシールド１１２を形成し、さらにその上に記録ギャップ１０２ａ、薄膜コイル１０６、上部磁極１１４等を形成し、これらをアルミナ保護膜１１５で被覆して記録再生兼用型薄膜磁気ヘッドを構成していた。しかしながら、特許文献１に記載されるように、記録電流の印加によってミッドシールドの磁区の変化し、これが再生素子に影響を与え再生出力変動が生じてノイズを発生しやすい問題があった。そこで、特許文献１の図１および図４に示される如く、ミッドシールドを非磁性層４ａで分離された上部シールド４と下部磁極５に分割し、記録動作による上部シールドの磁区の変化を低減して再生出力のノイズを低減する方策が提案され、現在実用に供されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１７６０３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、記録密度向上のために記録媒体と磁気ヘッドの浮上面との間隔すなわち浮上量が減少するに伴い、磁気ディスク装置を高温環境下で使用する場合に磁気ヘッドの浮上面が熱膨張のために突出する、いわゆるサーマルプルトルージョンと称される現象が問題となってきた。サーマルプルトルージョンの原因は、高温環境下で熱膨張係数の大きい薄膜磁気ヘッド中の金属部分およびレジスト等の有機物が熱膨張し、熱膨張係数の小さいＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ等の基板より浮上面において突出することにより生ずる。サーマルプルトルージョンが顕著な場合には磁気ヘッドの先端が記録媒体に接触して媒体あるいは磁気ヘッドを摩耗、損傷するという可能性がある。実際の装置では高温環境下で接触が生じないよう室温において浮上量を高く設定するために、室温あるいは低温環境下で記録再生特性が劣化し、記録密度を増加できないという問題を生ずる。従って、高記録密度の磁気ディスク装置を実現するためにサーマルプルトルージョンを防止する必要がある。
【０００６】
従来の薄膜磁気ヘッド、特に特許文献１の図１および図４に示される如く、上部磁気シールドと下部磁極を兼用しない薄膜磁気ヘッドにおいては、磁気シールド用磁性材料として一般的にＮｉの含有量が８０ｗｔ％を中心とするＮｉＦｅ合金膜、いわゆるパーマロイ合金膜が用いられる。この磁性材料は保磁力および磁歪定数が小さく、磁気シールド用磁性材料としては好適である。しかし、基板として一般的に使用されるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣや保護膜として使用されるＡｌ２Ｏ３の熱膨張係数７．１×１０−６／Ｋよりも大きな、約１２．８×１０−６／Ｋの熱膨張係数を有する。このため、８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金膜を磁気シールド材に用いた薄膜磁気ヘッドは、高温環境下で磁気シールド部分が浮上面において基板部分より媒体方向に突出する。その量は１０℃当たり約１ｎｍと非常にわずかな量であるが、高記録密度磁気記録装置では１ｎｍの浮上量変化が記録再生特性に大きく影響を与えるために、室温から約６０℃までの温度上昇による突出量を補償して室温での浮上量を増加することは記録再生特性の大幅な劣化につながる。従って、サーマルプルトルージョンを少しでも減少することにより室温での浮上量を低下することができ、記録再生特性を大きく改善することが出来る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、サーマルプルトルージョンを低減するために、本発明では磁気シールドに熱膨張係数の小さな磁性材料を使用する。
【０００８】
本発明では磁気シールドの一部もしくは全部に、８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金より低い熱膨張係数を有する磁性材料を用いる。Ｎｉが３０ｗｔ％以上５５ｗｔ％以下のＮｉＦｅ合金では熱膨張係数が８０ｗｔ％ＮｉＦｅより減少し、４６ｗｔ％ＮｉＦｅの組成で約８．５×１０−６／Ｋの低い熱膨張係数を示す。また、磁気シールドに使用可能な軟磁気特性を有する。従って、本材料を磁気シールドの一部あるいは全部に用いた薄膜磁気ヘッドにおいてサーマルプルトルージョンを低減することができる。
【０００９】
本発明の他の例では、下部シールドあるいは上部シールドもしくはその両者を８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金と低熱膨張磁性材料の積層膜で構成する。  この場合、８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金が再生素子側になるようにし、低熱膨張磁性材料が再生素子より遠い側に配置する。前記のように８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金は保磁力および磁歪定数が小さく軟磁気特性に優れるという特徴がある。一方、低熱膨張磁性材料、例えば４６ｗｔ％Ｎｉの組成を中心とするＮｉＦｅ合金はヘッド用磁極材料に用いられるが８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金よりも保磁力が高く、また磁歪定数が大きい。保磁力が高く磁歪定数が大きい材料を磁気シールドに用いた場合、異常な磁区構造が発生しやすく、磁気ヘッドに記録電流を印加した時に磁気シールドにもれ込む磁界により磁区構造が変化して再生出力にノイズを生じ易くなる。このような現象を防ぐために、本発明の例では磁気シールドの再生素子に接する側を８０ｗｔ％ＮｉＦｅ膜で構成し、他の側を低熱膨張磁性材料で構成する。これにより再生出力のノイズ発生を防止し、サーマルプルトルージョンを低減することができる。
【００１０】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本実施の形態の薄膜磁気ヘッドの断面図を図１に示す。非磁性材からなる基板１の上に、表面の平滑性、電気絶縁性を確保するためのベースアルミナ２を形成し、この上に再生分解能を向上し外部磁界の影響を排除するための低熱膨張磁性材料からなる下部シールド３を設け、その上に非磁性絶縁材よりなる再生ギャップ４を設ける。再生ギャップ中にＭＲまたはＧＭＲ素子からなる再生素子５を配置する。この上に低熱膨張磁性材料からなる上部シールド６を設け、さらに、記録ヘッドと再生ヘッドを分離する非磁性材からなるセパレート層７を設ける。この上に下部磁極８、下部磁極先端層９、下部磁極後端層１０、記録ギャップ１１、上部磁極先端層１２、上部磁極後端層１３、非磁性絶縁層１４、コイル１５、コイル絶縁層１６、上部磁極１７および保護層１８等からなる記録部を形成する。
【００１２】
記録動作では、コイル１３に記録電流を印加することにより、上部磁極１７、上部磁極後端層１３、下部磁極後端層１０、下部磁極８、下部磁極先端層９および上部磁極先端層１２に磁束を誘起し、記録ギャップ１１から発生する記録磁界により、浮上面１９から浮上量だけ離れて回転走行する記録媒体２０に信号磁化を記録する。
【００１３】
さらに本実施の形態の他の例では、図２（ａ）に示すように、下部シールド３を低熱膨張係数を有する磁性材料からなる下部シールド下層３ａと８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金からなる下部シールド上層３ｂで構成する。また、上部シールド６を低熱膨張係数を有する磁性材料からなる上部シールド上層６ａと８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金からなる上部シールド下層６ｂで構成する。
【００１４】
下部シールド３および上部シールド６に低熱膨張係数を有する磁性材料を用いた図１に示す本実施の形態の薄膜磁気ヘッドと、下部シールド３および上部シールド６に８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金を用いた従来の薄膜磁気ヘッドのサーマルプルトルージョンを求めるために熱変形計算を行った。さらに、図２（ａ）に示した、磁気シールドを低熱膨張係数を有する磁性材料と８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金を積層した薄膜磁気ヘッドのサーマルプルトルージョンを計算した。
【００１５】
磁気シールド以外の材料として、基板１にはＡ２ｌＯ３−ＴｉＣ、下部磁極８、下部磁極先端層９、下部磁極後端層１０、上部磁極先端層１２、上部磁極後端層１３および上部磁極１７には４６ｗｔ％ＮｉＦｅを使用した。また、再生ギャップ４、セパレート層７、記録ギャップ１１および保護層１８にはＡ２ｌＯ３を、コイル１５にはＣｕを、コイル絶縁層にはフォトレジストを用いた。これらの材料の諸特性を表１に示す。
【００１６】
【表１】
2004334995.tif 000003
【００１７】
本条件により計算した温度上昇１０℃当たりの下部シールド位置でのサーマルプルトルージョンの値を表２に示す。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
上記のように、磁気シールドの材料の全部を８０ｗｔ％ＮｉＦｅから４６ｗｔ％ＮｉＦｅに変えた実施例１の薄膜磁気ヘッドではサーマルプルトルージョンが従来例に比較して半分以下に低減する。また、上部シールドおよび下部シールドの膜厚の約３０％を４６ｗｔ％ＮｉＦｅに変えた実施例２ではサーマルプルトルージョンが約８０％に、膜厚の約７０％を４６ｗｔ％ＮｉＦｅに変えた実施例３ではサーマルプルトルージョンが約６０％に減少する。これにより、室温における浮上量を低減することができ、記録再生特性、特に分解能および出力ノイズ比を大幅に向上することができる。
【００２０】
この結果より、下部シールドと上部シールドの膜厚の和に対する、低熱膨張係数を有する磁性材料の膜厚の比を３０％以上とすることにより、サーマルプルトルージョンの１５％以上の実効的な減少が実現できる。
低熱膨張係数を有する磁性材料の例として、本実施の形態ではＮｉＦｅ系合金を用いる。１９７５年発行の「磁性体ハンドブック」ｐ３４２図７．１１３にはＮｉＦｅ系合金の熱膨張係数が示されている。Ｎｉ１００％より熱膨張係数はゆるやかに減少して含有量５５％で１１．５×１０−６／Ｋに達し、その点を境にしてＮｉ含有量の低下とともにを熱膨張係数は急速に減少し、さらにＮｉ含有量２５％以下で熱膨張係数は急激な増加に転じ、３０％未満で１１．５×１０−６／Ｋ以上となる。従って、本実施の形態の低熱膨張係数を有する磁性材料として、Ｎｉ含有量が３０ｗｔ％以上、５５ｗｔ％以下のＮｉＦｅ合金を用いることにより、サーマルプルトルージョンを大幅に低減することができる。なお、熱膨張係数が１１．５×１０−６／Ｋの材料を下部シールドおよび上部シールドに用いた場合、表２と同様の計算より従来の磁気ヘッドに比較してサーマルプルトルージョンの１５％以上の実効的な減少が実現できる。  この１５％のサーマルプルトルージョン低減の効果は、表２の従来例の計算値の場合、環境温度５０℃変化によるサーマルプルトルージョンを約０．５ｎｍ減少し、後述の表３の従来例の測定値の場合、約０．７ｎｍ減少する効果を与える。浮上低減のために、例えばヘッド表面の保護膜厚を０．５−０．７ｎｍ低減するには極めて困難な技術開発を行う必要があり、上記のようなサーマルプルトルージョンの低減効果は大きい。
【００２１】
なお、本実施の形態１では、上部シールドおよび下部シールドの双方ともに低熱膨張係数を有する磁性材料を使用した例を示したが、いずれか一方に使用してもサーマルプルトルージョンが低減できる。また、本実施の形態２および３に、上部シールドおよび下部シールドの双方に低熱膨張係数を有する磁性材料と８０ｗｔ％ＮｉＦｅを積層した例を示したが、いずれか一方に積層したシールドを使用してもサーマルプルトルージョンが低減できる。
また、低熱膨張係数を有するＮｉＦｅ系合金と高熱膨張係数を有するＮｉＦｅ系合金の積層は、２層に限らず、３層以上の層構成であってもよく、また熱膨張係数の異なるＮｉＦｅ系合金による３層以上の層構成であってもよく、いずれの構成でも上述と同様のサーマルプロトルージョンの低減を図ることができる。図２（ｂ）には、下部シールドおよび上部シールドを、それぞれ４層とする実施形態を示す。具体的には、下部シールド及び上部シールドを、低熱膨張係数を有する磁性材料層３ａおよび６ａと８０ｗｔ％ＮｉＦｅからなる層３ｂおよび６ｂにより積層している。
（実施の形態２）
図２（ａ）に示した本実施の形態の薄膜磁気ヘッドを試作し、サーマルプルトルージョンの評価を行った。従来の薄膜磁気ヘッドとして、図１に示した薄膜磁気ヘッドの構造を有し、上部シールドおよび下部シールドとも８０ｗｔ％ＮｉＦｅ膜からなる従来の薄膜磁気ヘッドと、下部シールド下層３ａを１．１μｍの４６ｗｔ％ＮｉＦｅ合金、下部シールド上層３ｂを１．０μｍの８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金、上部シールド下層６ｂを０．５μｍの８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金、および上部シールド上層６ａを４６ｗｔ％ＮｉＦｅ合金で構成した本実施の形態の薄膜磁気ヘッドを作製し、環境温度を上昇しながら光学的に浮上面形状の変化を測定し、サーマルプルトルージョンを評価した。結果を表３に示す。
【００２２】
【表３】
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【００２３】
表３のように、上部シールドおよび下部シールドを８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金から４６ｗｔ％ＮｉＦｅ合金に変えた実施例４の薄膜磁気ヘッドではサーマルプルトルージョンを従来のヘッドに比較して約４０％に、上部シールドおよび下部シールドの膜厚の約５５％を８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金から４６ｗｔ％ＮｉＦｅ合金に変えた実施例５の薄膜磁気ヘッドにより、従来のヘッドの約７０％に低減することができた。作製した薄膜磁気ヘッドでは、下部磁極先端層９、下部磁極後端層１０、上部磁極先端層１２および上部磁極後端層１３の材料をＣｏＮｉＦｅ合金としたこと等から、表２に示した突出量の計算値に比較して表３の測定値はやや大きい。しかし、全体の磁気シールドの膜厚に対する４６ｗｔ％ＮｉＦｅ合金の膜厚比とサーマルプルトルージョンによる突出量の関係は計算と測定でほぼ一致しており、磁気シールドに熱膨張係数の大きい８０ｗｔ％ＮｉＦｅに変えて、熱膨張係数の小さな磁性材料を使用することにより、サーマルプルトルージョンを低減できることを確認した。
【００２４】
本発明のもう一つの目的である再生出力のノイズ増加の防止に関して記録動作後に出力波形に見られるノイズの測定を行った。磁気シールドに関連して再生出力にノイズが発生する場合には、コイルに記録電流を印加し、磁気シールドに記録磁束が流入して磁気シールドの磁区構造が変化し再生素子にスパイク状のノイズが発生する場合が多い。このような現象を記録後ノイズと称する。記録後ノイズを評価するために、５０００回記録電流印加後１００μＶ以上のノイズが１０回以上発生した場合を不合格として、記録後ノイズ試験の合格率を評価し、表３に示した。表のように、磁気シールドを４６ｗｔ％ＮｉＦｅ合金で構成した実施例１の薄膜磁気ヘッドは記録後ノイズ歩留まりが従来例より低下する傾向があるが、磁気シールドを８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金と４６ｗｔ％ＮｉＦｅ合金で積層した実施例２の薄膜磁気ヘッドは記録後ノイズ歩留まりにおいて従来の薄膜磁気ヘッドと同等以上である。この原因は明らかではないが、積層することにより、磁区構造の変化が生じにくくなり、記録後ノイズを生じにくくなったと推定される。上記のように、本実施の形態によりサーマルプルトルージョンを低減しかつ記録後ノイズも小さい薄膜磁気ヘッドを提供することができた。
【００２５】
なお、本実施の形態では８０ｗｔ％Ｎｉの組成を中心とするＮｉＦｅ合金および４６ｗｔ％Ｎｉの組成を中心とする合金を検討に用いている。これらの合金の組成は約±３ｗｔ％の範囲で変化する可能性があるが効果は同様である。
【００２６】
磁気シールドに使用される材料として、ＮｉＦｅ合金のような結晶質合金の他、非晶質合金もある。これらは、例えばＣｏＴａＺｒ、ＣｏＮｂＺｒなどの合金であるが、組成の選択によっては低熱膨張係数を有する。しかし、これらの材料を用いた場合、記録後ノイズが増加する場合があることが知られており、また、熱伝導率も小さいためサーマルプルトルージョンの低減にとって必ずしも好ましくない。
【００２７】
本実施の形態の薄膜磁気ヘッドは基本的に、図１に示されるような上部シールドと下部磁極が分離されたヘッド構造に適用される。上部シールドと下部磁極が一体化され、兼用されるヘッド構造においては、４６ｗｔ％ＮｉＦｅ合金を兼用シールド材に使用した場合、記録磁束が直接磁気シールドに流入し、磁区構造を変化させて記録後ノイズが生じ易くなる。
【００２８】
本実施の形態の薄膜磁気ヘッドは、上記の磁気シールドの構成を除いて、その他の再生素子構造、下部磁極および上部磁極構造に関わらず使用できる。例えば、図１では下部磁極先端層９、下部磁極後端層１０、上部磁極先端層１２および上部磁極後端層１３が存在する薄膜磁気ヘッドを示したが、これ以外に、下部磁極先端層９および下部磁極後端層１０がなく、下部磁極先端部と上部磁極先端層が記録ギャップを介して接合される薄膜磁気ヘッド、コイル１５が下部磁極先端層９と下部磁極後端層１０の間に配置され、上部磁極１７が平坦である薄膜磁気ヘッド、あるいはコイル１５が下部磁極先端層９と下部磁極後端層１０の間に配置され、上部磁極先端層１２および上部磁極後端層１３がなく、平坦な上部磁極が記録ギャップの上に配置され上部磁極の先端部が記録ギャップを介して下部磁極先端層と接合している薄膜磁気ヘッド等がある。本実施の形態は上記記録構造を有する薄膜磁気ヘッドにおいても有効である。
【００２９】
本実施の形態の薄膜磁気ヘッドにおいて、実施の形態１および実施の形態２で述べた記録素子には、下部磁極８および上部磁極１７には低熱膨張係数を有する４６ｗｔ％ＮｉＦｅ合金を用いた。膜厚２μｍの下部磁極８を４６ｗｔ％ＮｉＦｅ合金から８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金に変えた場合、実施の形態１で示した熱変形計算により、下部磁気シールド位置での温度上昇１０℃当たりのサーマルプルトルージョンは０．２ｎｍ増加した。また、膜厚２μｍの上部磁極１７を８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金に変えた場合、下部磁気シールド位置でのサーマルプルトルージョンは変化しなかったが、保護膜１８の位置での温度上昇１０℃当たりのサーマルプルトルージョンは０．２ｎｍ増加した。以上のように、記録素子においても、サーマルプルトルージョンを低減するために低熱膨張係数を有する磁性材料を使用することは重要であり、下部磁極８および上部磁極１７に低熱膨張係数を有する４６ｗｔ％ＮｉＦｅ合金を使用することにより、サーマルプルトルージョンの低い薄膜磁気ヘッドを得ることが出来る。
【００３０】
本実施の形態の薄膜磁気ヘッドにおいて、記録素子に関しては図１に示すように、従来の面内記録型素子を使用する場合について上記に記載したが、図３に示すように、記録素子として垂直記録型記録素子を用い、垂直媒体に対して記録・再生を行う場合についても、本実施の形態の構成および効果については同様である。図３の垂直記録素子を使用する場合には、１〜７の磁気シールドおよび再生素子、セパレート層は前記と同様であるが、下部磁極８を補助磁極として使用し、上部磁極先端層の替わりに主磁極２１を設け、主としてこの主磁極により垂直記録媒体に記録を行う。
【００３１】
また、本実施の形態の薄膜磁気ヘッドにおいては、再生素子として従来のＣＩＰ（再生電流面内印加型）  ＧＭＲ素子の他にＴＭＲ素子およびＣＩＰ（再生電流垂直印加型）ＧＭＲを用いることができる。これらの素子を用いる場合でも、ヘッド素子の構成および効果は同様である。また本実施の形態では、図４に示すように、再生素子のトラック幅方向の側部にもシールドを付与したサイドシールド型薄膜磁気ヘッドにも適用できる。図４は、再生素子および磁気シールドを浮上面から示した図である。本実施の形態では再生素子としてＴＭＲ素子あるいはＣＰＰ  ＧＭＲ素子を用い、再生電流を再生素子に対して垂直方向に印加する。このため、上下磁気シールドは再生素子５に対して電極としても作用する。２２は上下電極の絶縁層である。また、再生素子の側部にも側部シールド２３を付与することにより、トラック幅方向の再生分解能を向上することができる。本実施の形態において、磁気シールドに低熱膨張係数を有する磁性材料と８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金との積層膜を用いる場合には、図２（ａ）の場合と同様に、再生素子側に８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金を使用する。
本実施の形態の薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置はサーマルプルトルージョンを低下することにより低浮上化が可能となり、磁気ヘッド浮上面に通常形成される極薄膜保護層の表面から、記録媒体表面に通常形成される極薄膜保護層および潤滑層の表面までの機械的浮上量が２０ｎｍ以下の高記録密度低浮上量磁気ディスク装置の高温環境での信頼性確保に特に有効である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、薄膜磁気ヘッドの磁気シールドに１１．５×１０−６／Ｋ以下の低熱膨張係数を有する磁性材料を使用することによりサーマルプルトルージョンを低減することができ、さらに、８０ｗｔ％ＮｉＦｅ合金と低熱膨張係数を有する磁性材料の積層構造とすることにより、サーマルプルトルージョンが小さく、記録後ノイズの小さい薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図２】本発明の薄膜磁気ヘッドの多層磁気シールドの断面図である。
【図３】本発明の薄膜磁気ヘッドの他の例の断面図である。
【図４】本発明の薄膜磁気ヘッドの磁気シールドおよび再生素子部の他の例の正面図である。
【符号の説明】
１：基板    ２：ベースアルミナ    ３：下部シールド    ３ａ：下部シールド下層      ３ｂ：下部シールド上層      ４：再生ギャップ    ５：再生素子  ６：上部シールド    ６ａ：上部シールド上層        ６ｂ：上部シールド下層        ７：セパレート層    ８：下部磁極    ９：下部磁極先端層      １０：下部磁極後端層      １１：記録ギャップ層      １２：上部磁極先端層  １３：上部磁極後端層        １４：非磁性絶縁層        １５：コイル          １６：コイル絶縁層        １７：上部磁極        １８：保護層        １９：浮上面    ２０：記録媒体      ２１：主磁極      ２２：絶縁層    ２３：側部シールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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