(57)【要約】  【課題】  外部磁界の影響の無い垂直記録用磁気ヘッドを作製し、これを用いた安定性の高い磁気ディスク装置を得る。  【解決手段】  主磁極１２からギャップ膜を介して外部磁界用シールド１５を形成し、その端部を媒体対向面１４から後退させた構造とする。外部磁界用シールド１５を設けることで外部磁界１６の影響を抑え、さらに端部を媒体対向面１４から後退させることにより、外部磁界用シールド１５から媒体１への磁界の漏洩を防ぎ、磁化信号４の消去が発生しないようにする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極を形成し、
前記主磁極上にギャップ膜を形成し、
前記ギャップ膜上に、媒体対向面から前記媒体対向面より後退する範囲に位置する第１のレジストフレームを形成し、
前記第１のレジストフレームを用いて外部磁界用シールド材をめっきし、
前記第１のレジストフレームを除去して、外部磁界用シールドを形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記媒体対向面と前記第１のレジストフレームの媒体対向面側の端部との距離をＴとするとき、Ｔを０.５〜３μｍとすることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記ギャップ膜の厚みを０.５〜３μｍとすることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記ギャップ膜上に、前記第１のレジストフレームよりも媒体対向面より後退する方向に位置する第２のレジストフレームを形成し、前記第１のレジストフレームと前記第２のレジストフレームとの間に外部磁界用シールド材をめっきすることを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記外部磁界用シールドの媒体対向面から離れた方向での端部位置と、前記主磁極の媒体対向面から離れた方向での端部位置との距離をｔとするとき、ｔを１〜１０μｍとすることを特徴とする請求項４記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置等の記録・再生に用いられる薄膜磁気ヘッド及びそれを搭載した磁気ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置では、記録媒体上のデ−タは薄膜磁気ヘッドによって読み書きされる。磁気ディスクの単位面積当たりの記録容量を多くするためには、面記録密度を高密度化する必要がある。しかしながら、現状の面内記録方式では、記録されるビット長が小さくなると、媒体の磁化の熱揺らぎのために面記録密度があげられない問題がある。
【０００３】
この問題の解決のために、媒体に垂直な方向に磁化信号を記録する垂直記録方式がある。垂直記録方式においても、再生には、磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）及び、さらに再生出力が大きい巨大磁気抵抗効果型ヘッド（ＧＭＲヘッド）を用いることができる。一方、記録には、単磁極ヘッドを用いる必要がある。垂直記録においても、記録密度の向上のためには、トラック密度と線記録密度を向上する必要がある。このうちトラック密度向上のためには、磁気ヘッドのトラック幅を微細、高精度化する必要がある。
【０００４】
さらに垂直記録では、外部磁界等により、ノイズが発生する問題がある。例えば、「特開平７-２２５９０１号公報」には、外部磁界からによるスパイクノイズに関する記載がある。ノイズを検出後、それをキャンセルする。また、記録後のノイズの問題は、主磁極の磁区が不安定で、磁区が動くことにものによるとも考えられている。「第２４回日本応用磁気学会学術講演会概要集（Ｐ１６１）」に、外部磁界耐性のためのシールドを有する単磁極ヘッドについての記載がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平７-２２５９０１号公報
【非特許文献１】第２４回日本応用磁気学会学術講演会概要集（Ｐ１６１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
「特開平７-２２５９０１号公報」の提案では、スパイクノイズを検出し、エラーを回避する手段が開示されており、磁気ヘッドでのノイズの低減に関しては記述がない。また、外部磁界により主磁極が励磁され磁界を媒体に漏洩し、媒体上の磁化信号を消去するという課題を有する。
【０００７】
この対策として、「第２４回日本応用磁気学会学術講演会概要集（Ｐ１６１）」において、単磁極ヘッドに外部磁界用シールドを設ける構造が開示されている。この構造では、外部磁界用シールドは、媒体対向面に露出した構造となっている。このため、外部磁界を主磁極に入らないようにする効果は大きいものの、外部磁界用シールドが外部磁界を集め、媒体対向面から媒体に漏洩し、媒体の磁化信号を消去したり、信号を書き込んだりする問題が発生する。また、記録時の磁界が主磁極から漏洩し、外部磁界用シールドを介して媒体に漏洩するという課題も有する。
【０００８】
そこで、本発明は、外部磁界によるノイズが無く、且つそれを防止するシールドが媒体に磁界を漏洩しない垂直記録用磁気ヘッドを備えた薄膜磁気ヘッド及びその製造方法、並びにその垂直記録用磁気ヘッドを搭載した安定性の高い磁気ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明による薄膜磁気ヘッドは、補助磁極と、主磁極と、外部磁界用シールドとを有し、かつ、外部磁界用シールドの端部が、媒体対抗面に対して少なくとも主磁極の端部よりも後退した位置に設けられた単磁極型垂直記録ヘッドを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、磁気抵抗効果を用いた再生ヘッドと、単磁極型垂直記録ヘッドとを有する薄膜磁気ヘッドにおいて、前記垂直記録ヘッドは、補助磁極と、主磁極と、外部磁界用シールドと、前記補助磁極と前記主磁極との間に形成された第１のギャップ膜と、前記主磁極と前記外部磁界用シールドとの間に形成された第２のギャップ膜とを有し、前記第１のギャップ膜に対向する前記補助磁極の幅は前記第１のギャップ膜と対向する前記主磁極の幅よりも大きく、かつ、前記外部磁界用シールドの端部が、媒体対向面に対して少なくとも前記主磁極の端部よりも後退した位置に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記構成において、前記外部磁界用シールドの端部の媒体対向面からの後退量が、前記主磁極に対向する部分で０.５〜３μｍであり、また、前記主磁極と前記外部磁界用シールドとの間に形成されたギャップの間隔が０.５〜３μｍであり、また、前記外部磁界用シールドの媒体対向面から離れた方向での端部位置が、前記主磁極の媒体対向面から離れた方向での端部位置より１〜１０μｍ離れたところにあることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明は、補助磁極と、主磁極と、外部磁界用シールドとを備えた垂直記録ヘッドを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、前記外部磁界用シールドをフレームめっき法を用いて形成し、かつ、前記外部磁界用シールドの端部を媒体対向面に対して少なくとも前記主磁極の端部より後退した位置にあるよう形成する工程を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する。
【００１３】
さらにまた、本発明は、磁気ディスク上に、薄膜磁気ヘッドによって記録再生を行うように構成した磁気ディスク装置において、前記薄膜磁気ヘッドが、補助磁極と、主磁極と、外部磁界用シールドとを有し、かつ、前記外部磁界用シールドの端部が、媒体対抗面に対して少なくとも主磁極の端部よりも後退した位置に設けられた単磁極型垂直記録ヘッドを有することを特徴とする磁気ディスク装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、媒体対向面から後退した外部磁界用のシールドを設けることにより、外部磁界によるノイズがなく、かつ、それを防止するシールドが媒体に磁界を漏洩しない垂直記録用磁気ヘッドを備えた薄膜磁気ヘッドとその作製方法を実現し、また、それを搭載した、安定性の高い磁気ディスク装置を得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。
【００１６】
まず、図１に、従来構造の場合の概略図を示す。従来構造では、媒体対向面１４までシールド１３が露出しているので、その端部から磁界が漏洩する。そのため、媒体（磁気ディスク）１上の磁化信号４を消去する問題が発生する。このように、垂直記録法で用いる単磁極ヘッドでは、外部磁界１６等によりノイズが発生したり、外部磁界１６により主磁極１２が励磁され磁界を媒体１に漏洩し信号を消去したりする問題がある。その解決方法としては、外部磁界用のシールドを設ければよいが、従来の技術では、この外部磁界用シールド１３が外部磁界１６を集めて媒体の磁化信号４を消去する問題や記録磁界がこのシールドに入り媒体に漏洩する問題がある。
【００１７】
そこで、これらの問題の解決のためには、外部磁界用シールドを浮上面に露出させない構造をとればよいことを見出した。
【００１８】
図２は、本発明による薄膜磁気ヘッドの基本的構成を示す概念図である。
【００１９】
本発明の場合、媒体対向面１４から外部磁界用シールド１５が後退しているため、媒体１への磁界の漏洩がない。その際、主磁極１２と外部磁界用シールド１５のギャップ間隔（Ｌ）と媒体対向面１４から外部磁界用シールド１５が後退する量（Ｔ）を最適化することが、外部磁界のシールド効果と媒体への漏洩磁界の低減には重要であることが分かった。
【００２０】
主磁極１２と外部磁界用シールド１５のギャップ間隔（Ｌ）は、０.５〜３μｍが良く、媒体対向面１４から外部磁界用シールド１５が後退する量（Ｔ）は、０.５〜３μｍが良いことが分かった。
【００２１】
また、外部磁界用シールド１５の大きさは、主磁極１２よりも大きく、特に媒体対向面１４から離れた方向での端部位置については、主磁極１２の媒体対抗面１４から離れた端部位置より１〜１０μｍ（＝ｔ）大きい方がよい。大きすぎると外部磁界を集めてしまう効果が現れるためである。
【００２２】
外部磁界用シールド１５の材料は、例えば、ＮｉＦｅ、ＦｅＮｉ、ＣｏＮｉＦｅ等の軟磁性材料が使用できる。製造方法は、後述するように、例えば、フレームめっき法が適用できる。もちろん、スパッタ法で磁性膜を形成してからエッチングによりパターンを形成しても良い。フレームめっき法の方が、従来の磁気コア形成技術を用いて形成できるため、精度が向上する。
【００２３】
図３は、本発明による薄膜磁気ヘッドを搭載する場合の磁気ディスク装置の概念を示す概略図である（ただし、図の拡大倍率は均一では無い）。磁気ディスク装置は、磁気ディスク１上に、支持体２の先端に固定された磁気ヘッド３によって磁化信号４を記録再生する。
【００２４】
図４に、従来の面内記録用の記録再生分離型薄膜磁気ヘッドの概略図（ただし、図の拡大倍率は均一では無い）を示す。磁気抵抗効果膜５を利用した再生ヘッドの上に記録ヘッドが積層された構造となっている。
【００２５】
図５に、従来の垂直記録用の記録再生分離型垂直記録用薄膜磁気ヘッドの概略図（ただし、図の拡大倍率は均一では無い）を示す。磁気抵抗効果膜５を利用した再生ヘッドの上に単磁極型記録ヘッドが積層された構造となっている。上述の面内記録用の磁気ヘッドとの大きな違いは、従来のヘッドの上部磁気コア７と、下部磁気コアを兼用する再生ヘッドの上部シールド１１との間には、媒体対向面において、薄い（例えば、０.２μｍ）のギャップ膜１９があったのに対し、垂直記録用磁気ヘッドでは、主磁極１２と上部シールド（補助磁極）１１の間のギャップ間隔２０は、大きく（例えば、５〜１０μｍ）開いていることである。
【００２６】
図６に、垂直記録法の原理の概略図（ただし、図の拡大倍率は均一では無い）を示す。主磁極１２からでた磁界は、記録層、裏打ち層を通り、補助磁極である上部シールド１１に入る磁気回路を形成し、記録層に磁化パターン４を記録する。
【００２７】
図７に、本発明の実施の形態における外部磁界用シールドを設けた垂直記録用磁気ヘッドを示す概略図（ただし、図の拡大倍率は均一ではない。）を示す。本発明における垂直記録用磁気ヘッドの基本的構成については、図２で示した通りであり、媒体対向面から後退した外部磁界用シールド１５が主磁極１２の上にギャップ膜（図には示していない）を介して配置されている。
【００２８】
図８に、本発明による垂直記録用磁気ヘッドの製造方法の断面図を示す（ただし、図の拡大倍率は均一ではなく、再生ヘッドは省略してある）。
【００２９】
（ａ）に、補助磁極である上部シールド１１、コイル９及び主磁極１２を形成したところを示す。主磁極１２の材料には、ＣｏＮｉＦｅを用いた。
【００３０】
（ｂ）に、主磁極１２の上にギャップ膜１７を形成したところを示す。ギャップ膜の材料にはアルミナを用い、スパッタ法で形成した。膜厚は１μｍとした。
【００３１】
（ｃ）に、ギャップ膜１７の上にめっき下地膜（図には示していない）を形成後、レジストフレーム１８を形成したところを示す。レジストフレームには、市販のポジ型レジスト、ネガ型レジストが充分使用可能である。
【００３２】
（ｄ）に、外部磁界用シールドをめっきしたところを示す。材料は、ＮｉＦｅを用い、膜厚は３μｍとした。媒体対向面からの後退量（Ｔ）は１μｍとした。シールドの媒体対向面から離れる方向での端部位置は、主磁極の端部位置より５μｍ離れた位置とした。もちろん、材料としてＦｅＮｉ、ＣｏＮｉＦｅ等の他の軟磁性膜を用いても良い。
【００３３】
（ｅ）に、レジストフレームを除去して、外部磁界用シールド１５を形成し、垂直記録用磁気ヘッドを完成したところを示す。今回はフレームめっき法を用いたが、磁性膜をスパッタで形成後、イオンミリングでパターン形成する方法を用いても良い。
【００３４】
この垂直記録用磁気ヘッドを搭載することにより、外部磁界によるノイズ、磁化信号の消去が無く、安定性の高い垂直記録方式の磁気ディスク装置を作製できた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】従来の外部磁界用シールド付き垂直記録用磁気ヘッドを示す概略図。
【図２】本発明による薄膜磁気ヘッドの基本的構成を示す概念図。
【図３】本発明による薄膜磁気ヘッドを搭載する場合の磁気ディスク装置の概念を示す概略図。
【図４】従来の面内記録用磁気ヘッドを示す概略図。
【図５】従来の垂直記録用磁気ヘッドを示す概略図。
【図６】垂直記録法の原理を示す概略図。
【図７】本発明の実施の形態における外部磁界用シールド付き垂直記録用磁気ヘッドを示す概略図。
【図８】本発明における垂直記録用磁気ヘッドの製造方法の概略図。
【符号の説明】
【００３６】
１…媒体、２…支持体、３…磁気ヘッド、４…磁化信号、５…巨大磁気抵抗効果膜、６…電極、７…磁気コア、８…絶縁膜、９…導体コイル、１０…下部シ−ルド、１１…上部シ−ルド、１２…主磁極、１３…外部磁界用シールド、１４…媒体対向面、１５…外部磁界用シールド、１６…外部磁界、１７…ギャップ膜、１８…レジストフレーム、１９…ギャップ膜、２０…ギャップ間隔。
【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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