(57)【要約】【課題】磁気コアの渦電流損失が低く、サーマルプルトルージョンの小さい複合型薄膜磁気ヘッド及びこの複合型薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】下部磁極７および上部、下部磁気シールド５、２の幅および長さを、基板側に近い下部磁気シールド２はコイル領域を覆う範囲まで大きくし、基板側より遠い上部磁気シールド５及び下部磁極７ではほぼ上部磁極１４の幅あるいは長さまで縮小することにより渦電流損失を低減する。さらに、縮小した部分に絶縁層１９を介して高抵抗非磁性金属層１８を充填して基板側への熱の放散を確保する。また、下部磁極７および上部、下部磁気シールド５、２を絶縁層１９を介して分割し、渦電流損失を低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された下部磁気シールドと上部磁気シールドの間に再生素子が配置された再生ヘッドと、該再生ヘッド上に形成された下部磁極と上部磁極の間に磁気ギャップ及び絶縁層を介してコイルが配置された記録ヘッドとを有する複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部磁気シールドの幅および長さを前記上部磁極あるいは上部磁気シールドの幅および長さと同等以上とすることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
基板上に形成された下部磁気シールドと上部磁気シールドの間に再生素子が配置された再生ヘッドと、該再生ヘッド上に形成された下部磁極と上部磁極の間に磁気ギャップ及び絶縁層を介してコイルが配置された記録ヘッドとを有する複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極の長さを前記上部磁極の長さと同程度にすることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
基板上に形成された下部磁気シールドと上部磁気シールドの間に再生素子が配置された再生ヘッドと、該再生ヘッド上に形成された下部磁極と上部磁極の間に磁気ギャップ及び絶縁層を介してコイルが配置された記録ヘッドとを有する複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極の幅と長さを前記上部磁極の幅と長さと同程度にすることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記下部磁気シールドを形成する層、上部磁気シールドを形成する層および下部磁極を形成する層のいずれかあるいは全部の層において、前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極の幅から前記コイルが形成される領域の幅を超える部分、および前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極の長さからほぼ前記コイル領域を覆う長さまでの部分を非磁性金属層で充填することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極と前記非磁性金属層の間に絶縁層を設けることを特徴とする請求項４記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記非磁性金属層は０．７μΩｍ以上の比抵抗を有する高抵抗非磁性金属層であることを特徴とする請求項４あるいは５に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記高抵抗非磁性金属層としてＮｉＰメッキ膜を使用することを特徴とする請求項６記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
基板上に形成された下部磁気シールドと上部磁気シールドの間に再生素子が配置された再生ヘッドと、該再生ヘッド上に形成された下部磁極と上部磁極の間に磁気ギャップ及び絶縁層を介してコイルが配置された記録ヘッドとを有する複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極のトラック幅方向の幅が前記コイルが形成される領域の幅以上であり、ヘッド後部方向の長さがほぼ前記コイル領域を覆う長さであり、前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極のいずれかまたは全部に、幅がほぼ前記上部磁極の幅で長さがほぼ当該上部磁極の長さの部分、もしくは、幅が前記コイル領域の幅以上で長さがほぼ前記上部磁極の長さの部分を囲むが如く絶縁層を設けることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
前記絶縁層の幅が０．１μｍ以上２μｍ以下であることを特徴とする請求項８記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
【請求項１０】
前記上部磁気シールドと下部磁極が兼用型であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
【請求項１１】
磁気ディスクと、該磁気ディスクを回転駆動する手段と、前記磁気ディスクに情報を記録再生するための磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気ディスクの任意のトラックに位置決めをする機構と、これらを制御する回路と、前記磁気ヘッドに記録信号を供給し、当該磁気ヘッドからの再生信号を処理する回路とを有す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１から請求項１０のいずれかに記載の複合型薄膜磁気ヘッドを少なくとも１つ搭載し、最高記録周波数が３５０ＭＨｚ以上であり、浮上量が３５ｎｍ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複合型薄膜磁気ヘッドに関する。特に高密度記録および高周波記録に適した複合型薄膜磁気ヘッドに関する。また、この複合型薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置に関する。
【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複合型薄膜磁気ヘッドが用いられている。
【０００３】
複合型薄膜磁気ヘッドの記録特性を向上するためには、高保磁力の記録媒体を十分に記録するために強い記録磁界を発生する必要がある。また、記録の高周波化に対応して強い高周波記録磁界が要求される。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し、さらに、記録周波数が増加するに伴い、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、損傷するという問題を生ずる。
【０００４】
サーマルプルトルージョンの原因は、コイルに記録電流を流した時に生ずるコイル抵抗による発熱、および薄膜磁気ヘッドの磁気コアに高周波磁束が通過する時に生ずる渦電流損失等の磁気損失による発熱により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。従って、サーマルプルトルージョンを防ぐためには、発生した熱を逃がすために熱伝達係数の大きい材料を使用すること、熱膨張係数の小さい材料を使用すること、さらに根本的にはコイル抵抗を減少し、磁気コアの損失を低下させて発熱量を減少することが必要である。
【０００５】
従来の下部磁極および上部、下部磁気シールドの形状に関する技術に関しては、例えば特開平９−９１６２３号公報には記録磁束が下部磁気シールドにもれ込むのを防止するために、下部磁気シールドの面積を上部磁気シールドと兼用する下部磁極の面積より小さくする例が述べられている。また、特開平５−２９８６２４号公報には、再生素子と上部および下部磁気シールド間の短絡を防止するため上部および下部磁気シールドのヘッド後部方向の長さを最も浮上面に近いコイルの位置よりも短くする例が述べられている。しかしながら、本発明の目的のように、サーマルプルトルージョンの防止の目的のために磁気コアの損失について検討された例はない。
【０００６】
現在用いられている複合型薄膜磁気ヘッドの断面図を図１５（ａ）に、平面図を図１５（ｂ）に示す。非磁性材からなる基板１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軟磁性材からなる下部磁気シールド２を設け、その上に非磁性絶縁材よりなる再生ギャップ３を設け、再生ギャップ中にＭＲまたはＧＭＲ素子からなる再生素子４を配置する。この上に上部磁気シールド５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６を設ける。この上に下部磁極７を設け、さらに記録ギャップ層８を設ける。次に上部磁極先端層９および上部磁極後端層１０を設ける。上部磁極先端層９および上部磁極後端層１０の間には非磁性絶縁層１１を充填する。さらに、上部磁極先端層９、上部磁極後端層１０および非磁性絶縁層１１を研磨により平坦化する。この上にコイル１２およびコイル絶縁層１３を形成し、さらに上部磁極１４を設け、ヘッド全体を保護層１５で保護する。コイル１２に記録電流を流すことにより、上部磁極１４、上部磁極後端層１０、下部磁極７および上部磁極先端層９に磁束を誘起し、記録ギャップ先端より発生する記録磁界により、浮上面１６から微少距離離れて移動する記録媒体１７に信号を記録する。
【０００７】
この複合型薄膜磁気ヘッドは、上部磁気シールド５と下部磁極７をセパレート層６によって分離する、いわゆるピギーバック構造となっている。他の例として、上部磁気シールド５と下部磁極７を共通一体化した構造が使用されている。この構造では、下部磁極７を通過する磁束が再生素子４に記録ノイズを発生させる問題を生ずることがある。図１５に示した例では、下部磁極７と上部磁気シールド５をセパレート層６で分離することにより、上部磁気シールド５および下部磁気シールド２に磁束がもれ込むことを防ぎ、記録ノイズの発生を防止することが出来る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の複合型薄膜磁気ヘッドのコイル１２に記録電流を印加すると、電流値の自乗とコイル抵抗Ｒの積に相当する電力が消費され、コイル部に熱が発生する。また、記録周波数が高い場合、磁気コアに流れる高周波磁束によって渦電流損失が生じ磁気コアに熱が発生する。これらの発熱により、熱膨張率の大きい金属材料からなるコイル１２および磁気コア、さらに有機物からなるコイル絶縁層１３が熱膨張し、下部磁極７、上部磁極先端層９および保護層１５が浮上面１６において基板１に比較して媒体側に突出するサーマルプルトルージョン（以下ＴＰＲと略す）が発生する。浮上面と記録媒体間の微少な間隙よりもＴＰＲが大きい場合には、浮上面１６が記録媒体１７に接触し、媒体および磁気ヘッドを損傷するという問題を生ずる。
【０００９】
本従来例では、図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、下部磁気シールド２、上部磁気シールド５および下部磁極７のトラック幅方向の幅ＬＳＬＷ、ＵＳＬＷ、ＬＰＷおよびヘッド後部方向の長さＬＳＬＬ、ＵＳＬＬ、ＬＰＬを、実効的に磁束が通過する上部磁極１４の幅ＵＰＷ、および長さＵＰＬより大きくし、幅をコイル１２の幅以上とし、長さをコイル１２の領域をほぼ覆うが如く設けている。これは、コイル１２で発生する熱を、熱伝導率の高い金属磁性体で基板１に放散させ、サーマルプルトルージョンを防止するためである。
【００１０】
しかしながら、上記のように下部磁極７および上部、下部磁気シールド５、２の幅および長さを、上部磁極１４の幅および長さより大きくした場合には、下部磁極７および上部、下部磁気シールド５、２の上部磁極１４の幅より外側の部分、および上部磁極長さよりヘッド後部側の部分に、コイル１２の高周波磁界により余分な磁束が誘起され、渦電流損失が発生する。これにより下部磁極７および上部、下部シールド５、２に熱が発生し、サーマルプルトルージョンが増加するという問題を生ずる。
【００１１】
上記の構造を有する従来の薄膜磁気ヘッドについて、計算機シミュレーションにより渦電流損失の計算を行った。計算に用いた薄膜磁気ヘッドの主要部の寸法は、トラック幅Ｔｗ＝０．３５μｍ、ギャップ長ＧＬ＝０．１３μｍ、上部磁極幅ＵＰＷ＝２６μｍ、上部磁極長さＵＰＬ＝２２μｍ、下部磁極幅ＬＰＷ＝上部磁気シールド幅ＵＳＬＷ＝下部磁気シールド幅ＬＳＬＷ＝１２０μｍ、下部磁極長ＬＰＬ＝上部磁気シールド長ＵＳＬＬ＝下部磁気シールド長ＬＳＬＬ＝６０μｍ、上部磁極先端層厚さＵＰ１ｔ＝２μｍ、上部磁極厚さＵＰ２ｔ＝２μｍ、下部磁極厚さＬＰｔ＝２μｍ、上部磁気シールド厚さＵＳＬｔ＝１．５μｍ、下部磁気シールド厚さＬＳＬｔ＝２μｍ、上部磁極後端層長さＢＫＬ＝５μｍとした。磁極に用いる磁性材料として、下部磁気シールド２および上部磁気シールド５には８２Ｎｉ−Ｆｅ膜（飽和磁束密度Ｂｓ＝１．０Ｔ、比抵抗ρ＝０．２２μΩｍ）、下部磁極７および上部磁極１４には４６Ｎｉ−Ｆｅ膜（Ｂｓ＝１．６５Ｔ、ρ＝０．４９μΩｍ）、上部磁極先端部９および上部磁極後端層１０にはＣｏＦｅＮｉ膜（Ｂｓ＝２．０Ｔ、ρ＝０．１７μΩｍ）を用いた。渦電流損失の計算では、コイルに−０．３６ＡＴの記録電流を印加した後、０．５ｎｓで記録電流を０．３６ＡＴまで変化させ、この時に生ずる渦電流損失の変化を求めた。
【００１２】
経過時間ｔに対する従来の薄膜磁気ヘッド各部の渦電流損失を図１６に示す。記録電流が最大に達する０．５ｎｓでヘッド各部の渦電流損失は最大となる。ヘッド各部の中で渦電流損失が大きいのは上部磁極ＵＰＵ（全渦電流損失の４０．２％）、下部磁極ＬＰ（３７．０％）、上部磁極後端層ＵＰＢ（２０．３％）で、ヘッド全体の９７．５％を占める。残りの上部磁極先端層ＵＰＦ、上部磁気シールドＵＳＬ、下部磁気シールドＬＳＬの渦電流損失はごくわずか（ｔｏｔａｌ　２．５％）である。下部磁極７の渦電流損失のうち、上部磁極幅および上部磁極長さに相当する部分の損失は３１．５％であり、残りの６８．５％は上部磁極１４の外側および後部に相当する部分で発生している。従って、上部磁極１４の外側および後部に相当する部分で発生する渦電流損失をなくすことができれば、渦電流損失による発熱を低減し、ＴＰＲを改善することが出来る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、特に磁気コアの損失を低減するために、本発明では下部磁極、および上部、下部磁気シールドの形状を最適化するものである。具体的には以下のようにする。
（１）基板上に形成された下部磁気シールドと上部磁気シールドの間に再生素子が配置された再生ヘッドと、該再生ヘッド上に形成された下部磁極と上部磁極の間に磁気ギャップ及び絶縁層を介してコイルが配置された記録ヘッドとを有する複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部磁気シールドの幅および長さを前記上部磁極あるいは上部磁気シールドの幅および長さと同等以上とする。
（２）基板上に形成された下部磁気シールドと上部磁気シールドの間に再生素子が配置された再生ヘッドと、該再生ヘッド上に形成された下部磁極と上部磁極の間に磁気ギャップ及び絶縁層を介してコイルが配置された記録ヘッドとを有する複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極の長さを前記上部磁極の長さと同程度にする。
（３）基板上に形成された下部磁気シールドと上部磁気シールドの間に再生素子が配置された再生ヘッドと、該再生ヘッド上に形成された下部磁極と上部磁極の間に磁気ギャップ及び絶縁層を介してコイルが配置された記録ヘッドとを有する複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極の幅と長さを前記上部磁極の幅と長さと同程度にする
（４）前記下部磁気シールドを形成する層、上部磁気シールドを形成する層および下部磁極を形成する層のいずれかあるいは全部の層において、前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極の幅から前記コイルが形成される領域の幅を超える部分、および前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極の長さからほぼ前記コイル領域を覆う長さまでの部分を非磁性金属層で充填する。
（５）基板上に形成された下部磁気シールドと上部磁気シールドの間に再生素子が配置された再生ヘッドと、該再生ヘッド上に形成された下部磁極と上部磁極の間に磁気ギャップ及び絶縁層を介してコイルが配置された記録ヘッドとを有する複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極のトラック幅方向の幅が前記コイルが形成される領域の幅以上であり、ヘッド後部方向の長さがほぼ前記コイル領域を覆う長さであり、前記下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極のいずれかまたは全部に、幅がほぼ前記上部磁極の幅で長さがほぼ当該上部磁極の長さの部分、もしくは、幅が前記コイル領域の幅以上で長さがほぼ前記上部磁極の長さの部分を囲むが如く絶縁層を設ける。
（６）磁気ディスクと、該磁気ディスクを回転駆動する手段と、前記磁気ディスクに情報を記録再生するための磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気ディスクの任意のトラックに位置決めをする機構と、これらを制御する回路と、前記磁気ヘッドに記録信号を供給し、当該磁気ヘッドからの再生信号を処理する回路とを有する磁気ディスク装置において、前記磁気ヘッドとして前記（１）〜（５）のいずれかの複合型薄膜磁気ヘッドを少なくとも１つ搭載し、最高記録周波数が３５０ＭＨｚ以上であり、浮上量が３５ｎｍ以下とする。以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
【実施例１】
図１５に示されるタイプの複合型薄膜磁気ヘッドの、下部磁極７および上部、下部磁気シールド５、２の形状を変化させて渦電流損失の変化を調べた。結果を表１に示す。
【００１５】
【表１】
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検討例１は、図２に示すように、下部磁極幅ＬＰＷを従来と同じとし、長さＬＰＬを上部磁極長さＵＰＬ＝２２μｍと同じにした場合である。上部磁気シールド５（ＵＳＬ）、下部磁気シールド２（ＬＳＬ）の形状は従来と同じである。表１に示すように、下部磁極７（ＬＰ）の渦電流損失が減少した結果、ヘッド全体の渦電流損失が約１０％低減した。
【００１６】
検討例２は、図３に示すように、下部磁極長さＬＰＬを従来と同じとし、幅ＬＰＷを上部磁極幅ＵＰＷ＝２６μｍと同じにした場合である。上部磁気シールド５（ＵＳＬ）、下部磁気シールド２（ＬＳＬ）の形状は従来と同じである。この場合には下部磁極７（ＬＰ）の損失低下が検討例１ほどではない上に、上部磁気シールドＵＳＬでの渦電流損失が増加するために、ヘッド全体の渦電流損失は従来例と同等以上になる。
【００１７】
検討例３は、図４に示すように、下部磁極幅および長さを上部磁極幅および長さと同じにした場合である（ＬＰＬ＝２２μｍ、ＬＰＷ＝２６μｍ）。上部磁気シールドＵＳＬ、下部磁気シールドＬＳＬの形状は従来と同じである。この場合には、下部磁極ＬＰの損失が低下するものの、上部磁気シールドＵＳＬの渦電流損失が増加するため、ヘッド全体の渦電流損失は従来例と同等になる。
【００１８】
検討例４は、図５に示すように、下部磁極幅および長さを上部磁極幅および長さと同じにし、さらに上部磁気シールド長さＵＳＬＬを上部磁極長さと同じ２２μｍとした場合である。下部磁気シールドＬＳＬの形状は従来と同じである。この場合には、上部磁気シールドの渦電流損失が低下するためにヘッド全体の渦電流損失が約１０％減少した。
【００１９】
検討例５は、図６に示すように、下部磁極および上部磁気シールドの幅および長さを上部磁極幅および長さと同じ２６μｍおよび２２μｍとした場合である。下部磁気シールドＬＳＬの形状は従来と同じである。この場合には、下部磁気シールドＬＳＬの渦電流損失が増加するために、ヘッド全体の渦電流損失は従来例と同等になる。
【００２０】
検討例６は、図７に示すように、下部磁極および上部磁気シールドの幅および長さを上部磁極幅および長さと同じ２６μｍおよび２２μｍとし、さらに下部磁気シールド長さＬＳＬＬを上部磁極長さと同じ２２μｍとした場合である。この場合には、下部磁気シールドＬＳＬの渦電流損失が減少するために、ヘッド全体の渦電流損失が約１０％減少した。
【００２１】
検討例７は、図８に示すように、下部磁極ＬＰ、上部磁気シールドＵＳＬおよび下部磁気シールドＬＳＬの幅および長さを上部磁極幅および長さと同じ２６μｍおよび２２μｍとした場合である。この場合には下部磁極ＬＰ、上部磁気シールドＵＳＬおよび下部磁気シールドＬＳＬの渦電流損失が減少するために、ヘッド全体の渦電流損失は従来例より約４０％と大幅に減少した。
【００２２】
以上のように、下部磁気シールド、上部磁気シールド、下部磁極の順に積層され、これらの幅および長さが上部磁極の幅および長さより大きく、コイル領域をほぼ覆うが如く形成された薄膜磁気ヘッドにおいて、下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極のいずれも上部磁極長さよりヘッド後部側の部分を削除することにより渦電流損失を低減できる。また、下部磁気シールド、上部磁気シールド、下部磁極のいずれも長さおよび幅を上部磁極と同程度とした場合に大幅に渦電流損失を低減することが出来る。これらにより、渦電流損失による発熱を低減し、サーマルプルトルージョンを低減することが出来る。また、コイルに近い側の磁極あるいは磁気シールドが基板に近い側の磁気シールドを覆っている場合は、上側の磁極あるいは磁気シールドによってコイルからの磁界が遮断され、下側の磁気シールドは渦電流損失が極めて小さい。従って、下側の磁気シールドの幅および長さを上側の磁極あるいは磁気シールドの幅および長さより小さくすることは、発生した熱を基板側に放散する上で不利になる。従って、本実施例１では、下側の磁気シールドの幅および長さを上側の磁極あるいは磁気シールドの幅および長さと同等以上とする。これにより、熱の基板側への放散をしやすくし、サーマルプルトルージョンを低減する。
【００２３】
なお、本実施例１において、下部磁極および上部、下部磁気シールドの幅あるいは長さを、上部磁極の幅あるいは長さとほぼ同等と規定し、または長さがコイル領域をほぼ覆う長さと規定しているが、ここでほぼ同等とは、上部磁極の幅あるいは長さあるいはコイル領域の長さの±２０％の範囲を指し、この範囲であれば本発明の効果を逸脱しない。
【００２４】
【実施例２】
前記実施例１のように、下部磁極７および上部、下部磁気シールド５、２の長さあるいは幅を減少した場合、渦電流損失が減少しサーマルプルトルージョンを低減することが出来る。しかし、特に下部磁気シールド２の長さあるいは幅を減少した場合、熱伝導率の大きい金属磁性材料の面積が減少するため、コイル１２で発生する熱を基板１に放散し難くなり、結果的にサーマルプルトルージョンが大きくなる可能性がある。本実施例２では、上記の問題を解決するために、下部磁極７および上部、下部磁気シールド５、２を削除した位置に熱伝導率の大きい非磁性金属層１８を配置し、コイル１２で発生する熱を基板１側に放散させる。しかし、非磁性金属層１８をコイル１２の下部に配置した場合、非磁性金属層１８の比抵抗が小さい場合にはコイル１２の高周波磁界により渦電流損失が発生する。
【００２５】
表１の検討例８には、図１（ａ）および図９に示すように、下部磁極ＬＰの長さを２２μｍ、幅を２６μｍとし、従来の薄膜磁気ヘッドの下部磁極ＬＰから長さおよび幅を減少した部分に、Ｃｕに相当する０．１７５μΩｍの非磁性金属層１８を配置した場合の渦電流損失を示す。なお、下部磁極ＬＰと非磁性金属層１８との間には幅０．５μｍの絶縁層１９を配置し、非磁性金属層１８と下部磁極ＬＰ間に渦電流が流れるのを防止した。表１のように、非磁性金属層１８（Ｌｐａｄｄ）には比較的大きな渦電流損失が発生し、上部磁気シールドＵＳＬにも損失が生じている。この結果、ヘッド全体の渦電流損失は従来例より約１７％増加し、本検討例の渦電流損失低下の効果は見られなかった。
【００２６】
検討例９は、上記非磁性金属層１８を比抵抗０．９４μΩｍを有する高抵抗非磁性金属層とした場合を示す。この場合には非磁性金属層ＬＰａｄｄの渦電流損失が低下し、ヘッド全体の渦電流損失は従来例より約１０％低下することが出来た。
【００２７】
検討例１０は、図１（ｂ）および図１０に示すように、下部磁極ＬＰの長さを２２μｍ、幅を２６μｍとし、上部および下部磁気シールドＵＳＬ、ＬＳＬの長さを２２μｍ、幅を１２０μｍとした場合である。この場合も、従来の複合型薄膜磁気ヘッドの下部磁極ＬＰおよび上部、下部磁気シールドＵＳＬ、ＬＳＬの長さおよび幅を減少した部分に比抵抗０．９４μΩｍの高抵抗非磁性金属層１８を配置した。下部磁極ＬＰおよび上部、下部磁気シールドＵＳＬ、ＬＳＬと高抵抗非磁性金属層１８の間には幅０．５μｍの絶縁層１９を配置した。この場合には、上部磁気シールドＵＳＬの渦電流損失が低下し、ヘッド全体の渦電流損失が従来例より１６％低下する。なお、表１において、ＵＳＬａｄｄは上部磁気シールドＵＳＬに隣接する非磁性金属層、ＬＳＬａｄｄは下部磁気シールドＬＳＬに隣接する非磁性金属層１８の渦電流損失である。
【００２８】
検討例１１は、図１（ｂ）および図１１に示すように、下部磁極ＬＰおよび上部、下部磁気シールドＵＳＬ、ＬＳＬの長さをいずれも２２μｍ、幅を２６μｍとし、従来の薄膜磁気ヘッドの下部磁極ＬＰおよび上部、下部磁気シールドＵＳＬ、ＬＳＬの長さおよび幅を減少した部分に比抵抗０．９４μΩｍの高抵抗非磁性金属層１８を配置した場合である。この場合も、下部磁極ＬＰおよび上部、下部磁気シールドＵＳＬ、ＬＳＬと高抵抗非磁性金属層１８の間には幅０．５μｍの絶縁層１９を配置した。表１のように、本検討例ではヘッド全体の渦電流損失が従来例の約４０％と大幅に低下する。この例は、検討例７と同等の小さな渦電流損失を示し、さらにコイル下部を熱伝導率の高い非磁性金属層１８で構成するため、コイル１２で発生した熱を基板１側に放散しやすく、この結果サーマルプルトルージョンを低減することができる。
【００２９】
表１の従来例および検討例８および９の結果から、従来例よりヘッド全体の渦電流損失を低くするためには、本実施例２に用いる高抵抗非磁性金属層１８の比抵抗は０．７μΩｍ以上とすることが必要である。このような高抵抗非磁性金属膜層１８としては、例えばＮｉＰ膜を使用できる。この膜は０．９４μΩｍの高い比抵抗を有し、メッキ法により本発明に必要な１〜２μｍの膜を比較的容易に形成できるため、本発明に用いる高抵抗非磁性金属層１８としては好適である。
【００３０】
本実施例２の高抵抗非磁性金属層１８を配置した薄膜磁気ヘッドを作製する方法には、以下のような方法がある。以下に、下部磁気シールド２を形成する場合を示す。まず、基板１上にメッキ法の電極となるシード膜をスパッタリング法により形成する。シード膜としては８２ＮｉＦｅ膜を用いることが出来る。次に、下部磁気シールド２の形状が凹状となるレジストフレームを形成する。次に、レジストフレーム内にメッキ法により８２ＮｉＦｅ膜を形成する。次にレジストフレームを除去し、余分なシード膜をイオンミリング等により除去する。なお、こうのようにフレームメッキ法により下部磁気シールド２を形成するほかに、スパッタリング法等により８２ＮｉＦｅ膜を形成し、余分な部分をケミカルエッチングあるいはイオンミリングにより除去してもよい。
【００３１】
この上に、下部磁気シールド２と高抵抗非磁性金属層１８の間を絶縁するための絶縁層１９をスパッタリング法等により形成する。絶縁層１９にはＡｌ２Ｏ３等を用いることが出来る。絶縁層１９は下部磁気シールド２の端部にも形成されて、高抵抗非磁性金属層１８との間の絶縁層となる。次に、高抵抗非磁性金属層１８をメッキ形成するためのシード膜を形成する。シード膜としては非磁性金属膜であるＡｕ等を用いることができる。
【００３２】
この上に高抵抗非磁性金属層１８となるべき形状が凹状となるレジストフレームを形成する。次にレジストフレーム内にメッキ法により高抵抗非磁性金属層１８を形成する。次にレジストフレームを除去し、さらに余分なシード膜を除去する。なお、高抵抗非磁性金属層１８の形成の際にも、メッキ法ではなく、高抵抗非磁性金属層１８をスパッタリング法等により形成し、不要な部分をケミカルエッチングあるいはイオンミリング等により除去してもよい。
【００３３】
このようにして所定の平面形状を有する下部磁気シールド２および高抵抗非磁性金属層１８が形成される。この上に、下部磁気シールド２および高抵抗非磁性金属層１８以外の部分を埋めるがごとくＡｌ２Ｏ３等の絶縁層をスパッタリング法等により形成する。さらにこれらの層の表面が平坦になるように研磨を行い、下部磁気シールド２、高抵抗非磁性金属層１８および絶縁層１９からなる層が形成される。下部磁気シールド２以外の上部磁気シールド層５あるいは下部磁極層７についても同様に作製することができる。
【００３４】
【実施例３】
本発明のもう一つの実施例３では、下部磁極および上部、下部磁気シールドを絶縁層を介して分割することにより、渦電流が下部磁極および上部、下部磁気シールド全体を流れることを防止して渦電流損失を減少させる。
【００３５】
検討例１２は、図１２に示すように、下部磁極長さ２２μｍ、幅２６μｍの領域を囲むように幅０．５μｍの絶縁層１９を配置し、下部磁極７と補助下部磁極７’に分割した例である。
【００３６】
検討例１３は、図１３に示すように、下部磁極長さ２２μｍ、幅２６μｍの領域を囲むように幅０．５μｍの絶縁層１９を配置して下部磁極７と補助下部磁極７’に分割し、かつ、上部および下部磁気シールド５、２の長さ２２μｍの位置に同様に幅０．５μｍの絶縁層１９を配置して上部磁気シールド５および補助上部磁気シールド５’、ならびに下部磁気シールド２および補助下部磁気シールド２’に分割した例である。
【００３７】
また、検討例１４は、図１４に示すように、下部磁極７および上部、下部磁気シールド５、２を長さ２２μｍ、幅２６μｍの領域を囲むように幅０．５μｍの絶縁層１９を配置し、下部磁極７と補助下部磁極７’、上部磁気シールド５と補助上部磁気シールド５’、ならびに下部磁気シールド２と補助下部磁気シールド２’に分割した例である。いずれの場合も下部磁気シールドＬＰの渦電流損失が低下し、ヘッド全体の渦電流損失は従来例に比較して検討例１２の場合には１９％、検討例１３の場合には２０％、検討例１４の場合には２２％低下する。これらの場合には、コイル下部の補助下部磁極および補助上部、下部磁気シールドが存在するので、コイル１２より発生した熱を基板１に放散する作用は従来のまま維持される。従って、サーマルプルトルージョンを従来の薄膜磁気ヘッドに比べて低減することができる。なお、表１において、Ｌｐａｄｄ、ＵＳＬａｄｄ、ＬＳＬａｄｄは補助下部磁極７’、補助上部磁気シールド５’および補助下部磁気シールド２’の渦電流損失を示す。
【００３８】
本実施例３では、高抵抗非磁性金属層を用いることなく、渦電流損失を低減しかつコイルが発生する熱を基板側に放散することが可能なため、実施例２に比較して製造方法がより簡便に出来る。たとえば、下部磁極をフレームメッキ法で形成する場合には、メッキ用のシード膜を形成し、この上に下部磁極の形状が凹状となるレジストフレームを形成する。下部磁極を分割する絶縁層になるべき部分にはレジストが残される。この凹部に下部磁極となる４６ＮｉＦｅメッキ膜を形成し、レジストフレームを除去する。さらに余分なシード膜をイオンミリング等により除去する。下部磁極が形成された残余の部分を埋めるが如く、Ａｌ２Ｏ３等の絶縁層をスパッタリング法等により形成することにより、所定の形状に絶縁層で分割された下部磁極を形成することができる。また、下部磁極膜をスパッタリング法等ににより形成する場合には、所定の下部磁極の形状となる部分以外の部分をケミカルエッチングあるいはイオンミリング等により除去し、除去した部分を埋めるが如くＡｌ２Ｏ３等の絶縁層をスパッタリング法等により形成することにより、所定の形状に絶縁層で分割された下部磁極を形成することができる。
【００３９】
実施例２及び３において、下部磁極および上部、下部磁気シールドと高抵抗非磁性金属膜を絶縁するための絶縁層、あるいは下部磁極および上部、下部磁気シールドを分割、絶縁するための絶縁層の幅は実質的に渦電流の通過を阻止できる幅であれば良い。従って、０．１μｍ以上であれば十分その目的が達成できる。一方、実施例３のように、分割する磁極あるいは磁気シールドの間のシード膜を除去する場合に、絶縁層になるべき分割する磁極あるいは磁気シールドの間隔が狭い場合にはシード膜を除去することが困難になる。従って、この間隔すなわち絶縁層の幅を０．５μｍ以上とすることが望ましい。また、イオンミリングやケミカルエッチング等により絶縁層になるべき溝を形成する場合にも０．５μｍ未満の溝を形成することは困難なため、絶縁層の幅を０．５μｍ以上にする必要がある。また、絶縁層の幅が２μｍを超える場合には、コイルで発生した熱の放散を阻害する可能性があるため、絶縁層の幅を２μｍ以下とすることが望ましい。
【００４０】
なお、以上の実施例は、上部磁気シールドと下部磁極が分離された、いわゆるピギーバック構造について記載したが、上部磁気シールドと下部磁極を兼用した薄膜磁気ヘッドについても同様の効果が得られる。
【００４１】
以上の実施例１〜３で得られた複合型薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置を図１７に示す。薄膜磁気ヘッド２０はヘッド支持機構２１に支持され、アクチュエータ２２により回転駆動され、スピンドル２３に装着され回転している磁気ディスク２４の任意のトラックに位置決めされ、情報の記録・再生を行う。２５は記録・再生回路である。
【発明の効果】
以上のように、下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極の形状を最適化することにより渦電流損失を低減し、サーマルプルトルージョンを低減することができる。また、縮小された下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極の周囲に絶縁層を介して高抵抗非磁性金属層を配置することにより、コイルから発生する熱を基板側に放散することによってサーマルプルトルージョンをさらに低減することができる。また、下部磁気シールド、上部磁気シールドおよび下部磁極を絶縁層を介して分割することによっても、渦電流損失を減少し、サーマルプルトルージョンを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第２及び第３の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図２】本発明の第１の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図３】本発明の第１の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図４】本発明の第１の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図５】本発明の第１の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図６】本発明の第１の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図７】本発明の第１の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図８】本発明の第１の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図９】本発明の第２の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図１２】本発明の第３の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図１３】本発明の第３の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図１４】本発明の第３の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドの平面図である。
【図１５】本発明の第１の実施例が適用される複合型薄膜磁気ヘッドの断面図および平面図である。
【図１６】従来の複合型薄膜磁気ヘッドの渦電流損失を示す図である。
【図１７】本発明の第１〜第３の実施例による複合型薄膜磁気ヘッドが搭載された磁気ディスク装置の構成図である。
【符号の説明】
１：基板　２：下部磁気シールド（ＬＳＬ）　２’：補助下部磁気シールド
３：再生ギャップ　４：再生素子　５：上部磁気シールド（ＵＳＬ）
５’：補助上部磁気シールド　６：セパレート層
７：下部磁極（ＬＰ）　７’：補助下部磁極　８：記録ギャップ層
９：上部磁極先端層　１０：上部磁極後端層　１１：非磁性絶縁層
１２：コイル　１３：コイル絶縁層　１４：上部磁極（ＵＰＵ）
１５：保護層　１６：浮上面　１７：記録媒体　１８：非磁性金属層　１９：絶縁層
２０：複合型薄膜磁気ヘッド　２１：ヘッド支持機構　２２：アクチュエータ
２３：スピンドル　２４：磁気ディスク　２５：記録・再生回路
【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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