(57)【要約】【課題】  高密度の記録が可能でかつＤＣイレーズを抑制することを可能にする。【解決手段】  媒体走行面に現れる記録トラック幅Ｗが１００ｎｍ以下でかつスロートハイトＨとの比Ｒ＝Ｈ／Ｗが１以上である主磁極１０ａと、主磁極のトラック幅方向両脇に主磁極よりも飽和磁束密度が低い軟磁性材料かなる軟磁性ガイド１２と、を備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体走行面に現れる記録トラック幅Ｗが１００ｎｍ以下でかつスロートハイトＨとの比Ｒ＝Ｈ／Ｗが１以上である主磁極と、
前記主磁極のトラック幅方向両脇に前記主磁極よりも飽和磁束密度が低い軟磁性材料かなる軟磁性ガイドと、
を備えたことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記主磁極と前記軟磁性ガイドとの間に非磁性膜が設けられていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記主磁極のビット長方向に前記主磁極よりの飽和磁束密度の低い材料からなる軟磁性層が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
非磁性体により規定された記録トラックを有する記録媒体と、請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ヘッドとを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項５】
前記主磁極の幅は前記記録媒体上のトラック幅の５０％以上であることを特徴とする請求項４記載の磁気記録再生装置。
【請求項６】
前記主磁極の幅は前記記録媒体上のトラック幅と略等しいことを特徴とする請求項５記載の磁気記録再生装置。
【請求項７】
前記磁気ヘッドの主磁極の幅Ｗは、記録媒体上の1ビットをトラック幅方向に構成する磁性粒子のうち、左右端の磁性粒子の重心間距離Lとすると、ＷはL以上であることを特徴とする請求項４記載の磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブにおける磁気記録密度の急激な上昇に対応するため記録トラック幅も急激に減少させる要求がある。１インチ平方当たり数百Gビット（数百Gbpsi(Giga bits per square inch)）の時代には、垂直磁気記録により飽和磁束密度（Ｂｓ）が２Ｔ以上の磁性材料が用いられ、記録トラック幅が０．１μｍ以下となることが予想される。このように高飽和磁束密度材料でかつ狭いトラックを主磁極に形成するには、ＤＣイレーズや製造歩留まりの問題をある。ＤＣイレーズとは、狭トラック化によって磁極側面に発生する磁化による反磁界の影響で主磁極の磁化が媒体走行面を向いてしまい、その結果、媒体走行面に向いた磁化によって、ヘッドが走行するだけで、媒体書き込みもしくは消去が生じてしまう現象を云う。このＤＣイレーズが生じることが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。特に、媒体走行面に現れる記録トラック幅Ｗが１００ｎｍ以下でかつスロートハイトＨとの比Ｒ＝Ｈ／Ｗが１以上である主磁極を有する磁気ヘッドの場合に主磁極の磁化が媒体走行面方向を向きやすい。
【０００３】
主磁極の磁化は、主磁極の幅方向を向いていることがＤＣイレーズ防止のため必要であるが、反磁界の影響で媒体走行面の方向を向いてしまう。主磁極の磁化が媒体走行面の方向を向くのを防ぐための方策として媒体走行面までの長さ（以下、スロートハイトという）を小さくすることが必要である。スロートハイトを小さくすることは、デプス加工プロセスでその加工長さを厳密に制御することで実現できるが、再生素子との位置ずれ関係やデプス加工精度との兼ね合いで、デプス加工プロセスでのスロートハイトの低減にはコスト増大の問題が避けられない。
【０００４】
もうひとつの方策は主磁極へのバイアス手段を設けて物理的に磁化安定させる構造を適用することにある。この方策は、再生ヘッドに見られる。例えば、磁気抵抗（ＭＲ）再生素子の場合には、ＭＲ膜の両脇を磁化固着するバイアス構造が用いられている。それらは、ＭＲ膜に積層してバイアス膜が形成される構造や、ＭＲ膜の両脇に硬磁性体などからなるバイアス膜が設置される構造である。それら再生ヘッドのバイアス構造において重要なことは、別トラックからの再生信号を拾わないためにバイアス膜に積層される、もしくは隣接するＭＲ膜は決して動いてはいけないことである。ＭＲ素子とくに現在一般に使われているＧＭＲ素子では信号磁界を感知する磁化自由層（以下、フリー層とも云う）は１０ｎｍ以下と薄いため、磁化を完全に固着する硬磁性体バイアスが可能となる。
【０００５】
一方、このバイアス構造を記録ヘッドに適用するとなると、主磁極の厚さが一般に１００ｎｍ程度はあるため、バイアスする硬磁性体を数百ナノメートル〜数ミクロンオーダーで形成することが必要となり、漏れ磁束が再生シールド流入によるシールド軟磁性劣化、それによる再生分解能劣化への影響、さらに主磁極軟磁性の見かけ上の劣化が生じるためコイル励磁も増大させる必要があり、実用的ではない。したがって、実用的な主磁極バイアス構造が必要である。
【０００６】
さらに、主磁極はデプス研磨加工でトラック幅が変化しないようにスロートハイト方向に同じトラック幅いわゆる直線で形成される。したがって、スロートハイトが大きいと磁束が途中から主磁極外に漏れだし十分な磁束を主磁極表面に供給できなくなる。これは、主磁極が細線で形成されているため、主磁極のコンダクタンスが極めて低いことに起因する。これを防ぐため、ＭＩＧ(Metal In Gap)ヘッドのように低飽和磁束密度材料と高飽和磁束材料を積層させる構造が提案されている。しかしながら膜厚方向に積層することは磁極幅方向エッジに発生する磁化量を増大することになり、さらに磁化がトラック幅方向を向きづらくなる。
【０００７】
また、記録再生装置としての問題点もある。記録密度を決定する要素の一つであるトラック密度は記録ヘッドのトラック幅によって主に規定されるが、１００ｎｍ以下の記録トラックになると、その寸法公差は１０ｎｍ（±５ｎｍ)以下が必要となる。記録ヘッドのように孤立パターンでパターンを残す場合、フォトリソグラフィーやＥＢ(Electron Beam)リソグラフィーで規定される寸法以下にプロセス後の寸法を持っていくことは可能であるが、トラック幅公差はリソグラフィーの公差で決定されるため、リソグラフィーシステム限界以下に持っていくことはできない。公差の問題は歩留まりの低下を意味する。また、トラックピッチからトラック幅を差し引いたガードバンドもトラック幅の約１０％（１０ｎｍ以下）を想定するとその精度の位置決め精度が要求されるため、高速シークやトラック追従が困難となる。したがって、記録再生装置としてみた場合、従来の記録ヘッドのトラック幅でその記録密度が決められるシステムでは、トラック幅および位置決め精度１０ｎｍ以下の要求により、記録ヘッド歩留まり低下によるコスト増大や高速応答性などの問題を抱えるようになる。
【非特許文献１】中本  他：日本応用磁気学会誌、Vol.27,No.3(2003)pp124-128
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
数百Gbpsi以上の高記録密度ハードディスクドライブにおいて、トラック幅を縮小させていくと、主磁極の磁化が媒体走行面を向いてしまうことによるＤＣイレーズの問題や主磁極コンダクタンス低下にともなう記録磁界低減、さらにトラック幅公差小となり製造歩留まりの低下、ヘッド位置決め公差小による高速応答の困難などの問題が発生する。
【０００９】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、高密度の記録が可能でかつＤＣイレーズを抑制することができる磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置を提供することを網的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様による磁気ヘッドは、媒体走行面に現れる記録トラック幅Ｗが１００ｎｍ以下でかつスロートハイトＨとの比Ｒ＝Ｈ／Ｗが１以上である主磁極と、前記主磁極のトラック幅方向両脇に前記主磁極よりも飽和磁束密度が低い軟磁性材料かなる軟磁性ガイドと、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
なお、前記主磁極と前記軟磁性ガイドとの間に非磁性膜が設けられていてもよい。
【００１２】
なお、前記主磁極のビット長方向に前記主磁極よりの飽和磁束密度の低い材料からなる軟磁性層が設けられていてもよい。
【００１３】
また、本発明の第２の態様による磁気記録再生装置は、非磁性体により規定された記録トラックを有する記録媒体と、上記の磁気ヘッドとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
なお、前記主磁極の幅は前記記録媒体上のトラック幅の５０％以上であることが好ましい。
【００１５】
なお、前記主磁極の幅は前記記録媒体上のトラック幅と略等しくてもよい。
【００１６】
なお、前記磁気ヘッドの主磁極の幅Ｗは、記録媒体上の1ビットをトラック幅方向に構成する磁性粒子のうち、左右端の磁性粒子の重心間距離Lとすると、ＷはL以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、高密度の記録が可能でかつＤＣイレーズを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を以下、図面を参照して説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による磁気ヘッドを、図１乃至図３を参照して説明する。図１は本実施形態による磁気ヘッドを媒体走行面から見た斜視図、図２は本実施形態による磁気ヘッドのデプス方向の断面図、図３は本実施形態による磁気ヘッドを媒体走行面から見た図である。この実施形態による磁気ヘッドは、リターンヨーク２と、このリターンヨーク２上に形成された絶縁層６と、この絶縁層６内に埋め込まれたコイル４と、コイル４の中心に形成されたバックコア８と、コイル４上に絶縁層６を介して形成された主磁極１０ａと、主磁極１０ａのトラック幅方向の両脇に形成された軟磁性ガイド１２と、主磁極１０ａおよび軟磁性ガイド１２上に形成された補助ヨーク１４とを備えている。
【００２０】
本実施形態においては、リターンヨーク２、絶縁体６、主磁極１０ａ、および軟磁性ガイド１２のそれぞれの媒体対向面は同一の平面（媒体走行面）１８上に有る。また、主磁極１０ａは、幅Ｗが１００ｎｍ以下かつスロートハイトＨとのアスペクト比Ｒ（＝Ｈ／Ｗ）が２以上であることが好ましい。そして、主磁極１０ａの両脇に形成される軟磁性ガイド１２は、主磁極１０ａよりも飽和磁束密度が低い材料からなっており、軟磁性ガイド１２の体積は主磁極１０ａよりも大きいほうが望ましい。
【００２１】
次に、本実施形態による磁気ヘッドの製造工程を、図４乃至図８を参照して説明する。
まず、アルチック基板（図示せず）上にアルミナアンダーコート膜（図示せず）、さらに下部シールド膜（図示せず）、下部ギャップ膜（図示せず）を形成し、下部ギャップ膜上にＭＲ再生素子（図示せず）を形成し、その上を覆うように上部ギャップ膜（図示せず）を形成し、上部ギャップ膜上に、上部シールドとリターンヨークを兼ねてパーマロイ（ＮｉＦｅ合金）膜（図示せず）を２μｍを形成する。パーマロイ膜上に、絶縁層に囲まれた励磁用コイルを形成し、コイルの中心に同じくパーマロイでできたバックコアを形成する。その上に、ＦｅＣｏＮｉ合金からなる主磁極膜１０を約０．１μｍ形成する（図４参照）。なお、この主磁極膜１０の飽和磁束密度Ｂｓは、２．３Ｔである。
【００２２】
次に、主磁極膜１０上に、リソグラフィー技術を用いて約５０ｎｍ幅のＴ型レジストパターン２０を形成する（図５参照）。このＴ型レジストパターン２０をマスクとして、イオンミリングを行い、Ｔ型レジストパターン２０で覆われた以外の主磁極膜１０を除去し、主磁極１０ａを形成する（図６参照）。
【００２３】
続いて、パーマロイからなる軟磁性ガイド膜１２を約０．１μｍ形成し（図７参照）、さらにリフトオフすることで主磁極１０ａの両脇にパーマロイ膜１２を隣接させる。さらに、前述した図５乃至図７に示した同様のプロセスをパーマロイ膜１２に対して行い、パーマロイ膜１２に両脇に隣接する絶縁膜を形成する。すると、図８に示すような、トラック幅Ｗが５０ｎｍの主磁極１０ａの両脇を幅０．３μｍの軟磁性ガイド１２が挟み、さらに、軟磁性ガイド１２の両脇に幅約０．１μｍのＳｉＯ２からなる絶縁膜１３で挟まれた構造を得ることができる。その後、主磁極１０ａおよび軟磁性ガイド１２を覆うように、厚さ約２μｍの補助ヨーク１４を媒体走行面１８より約１００ｎｍリセスした位置に形成する（図１、図２参照）。
【００２４】
このように形成された磁気ヘッドにおいては、主磁極１０ａはバックコア８まで約７μｍ程伸びている。その上に媒体走行面１８から約１００ｎｍリセスして補助ヨーク１４が積層された構成となっている。媒体走行面１８には、幅５０ｎｍの主磁極１０ａとその両脇に幅が約０．３μｍの軟磁性ガイド１２が設けられた構成となっている。その下には、絶縁体６を介してリターンヨーク兼上部シールド２が形成されている。
【００２５】
このような磁気ヘッドを作製し、保磁力が１０ｋＯｅであるＦｅＰｔ膜からなる連続媒体上を記録信号を入力せずに走行させ、その後、ＭＲ再生ヘッドで出力を測定した。本実施形態の構造による磁気ヘッドを用いた場合、ＤＣイレーズは確認されなかった。また、マイクロトラックプロファイルの測定結果から、記録トラック幅は約５０ｎｍで、軟磁性ガイド１２からの記録は確認されなかった。
【００２６】
これに対して、両脇に軟磁性ガイドがない構造の磁気ヘッドを比較例として作製し、同様に走行させ、出力を評価した。この比較例の場合、平均１５％の出力減少が確認された。
【００２７】
以上のことから、本実施形態による磁気ヘッドは、ＤＣイレーズが抑制できることがわかる。また、軟磁性ガイド１２は補助ヨークの役割も果す。そのため、より長いスロートハイトでも磁束が漏れ出ず、主磁極１０ａの先端まで供給される。その結果、主磁極１０ａから発生する磁界は軟磁性ガイド１２がない比較例に比べて低下しない。そのため、デプス加工プロセスでの加工マージンが大きくすることができ、その結果加工歩留まりを上昇させることが可能となり、製造原価を低減することができる。
【００２８】
また、主磁極１０ａと、補助ヨーク１４と、リターンヨーク２の位置関係は本実施形態の場合に限らず、図９に示すような構成としてもよい。すなわち、主磁極１０ａのデプス方向の長さを第１実施形態の場合に比べて短いが、主磁極１０ａと、その両脇の軟磁性ガイド１２は補助ヨーク１４に接触しているように構成されている。この場合も第１実施形態と同じ効果が得られる。
【００２９】
また、図１０に示すように、図９に示す磁気ヘッドのリターンヨーク２と補助ヨーク１４との配置関係が逆となるように位置を入れ替えても同じ効果が得られる。また、図１１に示すように、図２に示す本実施形態による磁気ヘッドのリターンヨーク２と補助ヨーク１４との配置関係が逆となるように位置を入れ替えても同じ効果が得られる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による磁気ヘッドを、図１２を参照して説明する。図１２は、本実施形態による磁気ヘッドの媒体走行面から見た図である。本実施形態による磁気ヘッドは、図３に示す第１実施形態による磁気ヘッドにおいて、主磁極１０ａと軟磁性ガイド１２との間および絶縁層６と軟磁性ガイド１２との間に非磁性膜１１を設けた構成となっている。
【００３１】
この実施形態による磁気ヘッドの製造方法は、第１実施形態において、主磁極１０ａと軟磁性ガイド１２の図７に示す製造工程で、パーマロイからなる軟磁性膜１２を成膜する前に、例えばＴａからなる非磁性膜１１を５ｎｍ形成する。他は製造工程は第１実施形態と同様である。
【００３２】
本実施形態による磁気ヘッドにおいては、主磁極１０ａと軟磁性ガイド１２との間に非磁性膜１１が挿入されている。このような構成とすることにより、主磁極１０ａに発生する反磁界の影響を低減させつつ、体積が大きな軟磁性ガイド１２との交換結合を切ることが可能となり、コイル４による励磁に対して主磁極１０ａと軟磁性ガイド１２が独立に動作し易くなる。
【００３３】
本実施形態と異なり、主磁極１０ａと軟磁性ガイド１２が交換結合している場合には、軟磁性ガイド１２全体を動かして主磁極１０ａの磁化を動かす必要がある。そのため大きな励磁電流が必要となる。
【００３４】
これに対して、本実施形態の場合のように、交換結合を切り、主磁極１０ａ、軟磁性ガイド１２をそれぞれ独立に近く動かす場合には、主磁極の体積と飽和磁束密度との積が、軟磁性ガイドのそれに比較して小さいため、より小さな励磁電流で動かすことができる。そのためより高周波記録に適している。なお、非磁性膜１１をＴａのようにｆｃｃ構造の膜を選ぶことで、軟磁性ガイド１２の結晶性が向上し、その軟磁性を向上させることができる。その結果、励磁磁界応答の良いヘッドが供給できる。
【００３５】
なお、軟磁性ガイド１２を主磁極１０ａの両脇だけでなく、さらに図１３に示すように主磁極１０ａの下に配置したり、図１４に示すように主磁極１０ａの上下に配置することで、軟磁性ガイド１２が第２実施形態に比べてさらに補助ヨークとしての効果を発揮できる。このため、これら軟磁性ガイド１２により主磁極１０ａの磁束コンダクタンスが増大するとともに、主磁極１０ａの先端に供給される磁束量の減少を低下させることが可能となり、十分な磁束が主磁極媒体対向面に供給されることで記録効率を上昇させることができる。また、デプス加工マージンが広がり製造コストを低下することができる。なお、図１３および図１４においては、主磁極１０ａと軟磁性ガイド１２との間には非磁性膜（図示せず）が設けられている。
【００３６】
また、本実施形態の磁気ヘッドの軟磁性ガイド１２を磁極先端から２０ｎｍリセスさせた場合の上面図を図１５に示す。この構成の磁気ヘッドは、第１実施形態の図７に示す工程において、パーマロイからなる軟磁性膜１２を成膜した状態で、図１６に示すように、ＦＩＢ(Focused Ion Beam)２５により媒体走行面１８から奥行き２０ｎｍ、幅０．３μｍをエッチング加工し、その後は、第１実施形態の製造工程と同じ工程を行って製作したものである。このように媒体走行面１８からリセスさせることで、軟磁性ガイド１２から記録媒体に流入する磁束で、記録媒体に記録されることを防ぐ効果がある。特に、高周波記録をする場合には、記録媒体の保磁力を低めに設定することで磁気ヘッドから発生する必要記録磁界を押さえることが可能となり、励磁電流が小さくすることができ、高周波対応もし易くなる。このように、軟磁性ガイド１２を媒体走行面１８に出さず、走行面より２０ｎｍ程度リセスさせることで、主磁極１０ａの磁化制御を行い、ＤＣイレーズを防ぎつつ、また補助ヨークとしての効果を保つので、主磁極１０ａからの磁界発生を減らさず、記録媒体の保磁力設定を小さくすることによる軟磁性ガイド１２からの書きにじみを抑制することができる。このような構造で、高周波対応かつ高密度記録（すなわち、狭トラック幅）の両立ができる磁気ヘッドが提供できる。
【００３７】
次に、図１７に示すように、記録媒体が、例えばＦｅＰｔ材料が横５０ｎｍ、縦２５ｎｍの矩形ドット５２にパターニングされて絶縁体５４に埋め込まれ、ドット間が５ｎｍに設定されたパターンドメディア５０である場合のＤＣイレーズ抑制と隣接トラックへの書きにじみ抑制についての実験結果を述べる。このパターンドメディア５０と、記録ヘッドを組み合わせ、主磁極１０ａの幅（ヘッドトラック幅）を変化させて記録を行い、記録後、ＭＦＭ（Magnetic Force Microprobe）にて記録ドットを観察して書き込み及び読み出しに必要な記録ビット幅（ビットトラック幅）を求めた。図１８に、この実験の概要を示すトラック長手方向の断面図を示す。図１９に、この実験から得られた、記録ビット幅の主磁極１０ａの幅の依存性のグラフを示す。図１９からわかるように、ドット５２の幅は５０ｎｍであるが、ヘッドトラック幅が２０ｎｍではビットとして観察されず、３０ｎｍから以上は一斉に磁化反転が生じ、物理的に規定されたドット幅、すなわち５０ｎｍの記録ビットとして観察される。
【００３８】
したがって、記録媒体が連続媒体の場合には、あくまでも記録ヘッドがトラック幅すなわち記録密度を決めるが、パターンドメディアの場合にはドット形状・密度が記録密度を決める。したがって、パターンドメディアでは、ある範囲以上のヘッドトラック幅があれば良いことがわかる。これは、ヘッドトラック幅の寸法公差にたいして大きなメリットがある。パターンドメディアに対して第１乃至第２実施形態で説明した磁気ヘッドと組み合わせても、ＤＣイレーズ抑制やコンダクタンス増大など第１乃至第２実施形態で説明した効果を得ることが可能となる。なお、ヘッドがメディア内週および外周にある場合、ヘッドのyawing angleの影響で記録主磁極の高さ成分（図１、１０ａの高さｈ）がトラック幅に現れて書き込み幅が広がってしまう問題がある。パターンドメディアの場合は、あらかじめ記録媒体上のトラック幅を、ディスク外周から内周に向かって、小さくなりさらに大きくなるように構成することにより主磁極の高さ成分の影響を許容することができる。
【００３９】
次に、図１７に示したパターンドメディア５０であって、ヘッドトラック１０ａとドット５２が５０％以上オーバーラップすれば記録できるＦｅＰｔ媒体を使用して、オフトラック量に対して、対象となるトラックと、この対象となるトラックの隣接トラックへの記録特性を求める実験を行った。この実験は、ＦｅＰｔ材料が横５０ｎｍ、縦２５ｎｍの矩形ドットにパターニングされ、ドット間が５ｎｍに設定されたパターンドメディア５０と、記録ヘッドを組み合わせ、主磁極１０ａの幅をパラメータにヘッドをオフトラックさせて記録を行い、記録後ＭＦＭにて記録ドットを観察して記録ビット幅を求めた。
【００４０】
図２０に、この実験の概要を示すトラック幅方向の断面図を示す。図中トラック−１は−方向の隣接トラックで、トラック１は＋方向の隣接トラック、トラック０が対象となる本来のトラックである。図２０に示すように、オフトラック量は、対象となるトラックの中心線からヘッドトラックの中心線（主磁極の中心線）までの距離を表している。
【００４１】
この実験においては、ヘッドトラック幅が７０ｎｍ、５０ｎｍ、３０ｎｍである３種類の磁気ヘッドを作成した。ヘッドトラック幅が７０ｎｍの場合の実験結果を図２１に示す。この場合、トラック０のマージンは±３０ｎｍあるが、トラック−１、＋１への書きにじみから、記録時のオフトラックとして±１０ｎｍの余裕があることがわかる。
【００４２】
ヘッドトラック幅が３０ｎｍの場合の実験結果を図２２に示す。この場合、隣接トラックへの書きにじみに対しては±４０ｎｍの余裕があるが、トラック０に対しては±１０ｎｍとなる。したがって、ドット幅よりもヘッドトラックが細い場合は、本来のトラック（トラック０）がトラック位置ずれの許容限界を決める。
【００４３】
さらに、図２３に示すように、ヘッドトラック幅（５０ｎｍ）とドットトラック幅（５０ｎｍ）が等しい場合、本来のトラック（トラック０）への記録特性から、さらに隣接トラック（トラック−１、＋１）への書きにじみは、±２０ｎｍの余裕があることが分かる。
【００４４】
したがって、ガードバンド幅（ドット間距離）がドットトラック幅に対して１０％程度に小さい場合には、ドットトラック幅とヘッドトラック幅をほぼ等しくすることが総合的な位置あわせに対してマージンが大きいことが分かる。
【００４５】
次に、図２４に示すように、複数個のドット５２がトラック幅方向に並んで１ビットを形成するパターンドメディア５０を用いた場合についての実験結果を説明する。なお、図２４においては、１ビットを構成するドット５２の個数Ｎは２である。実験に用いたパターンドメディア５０は、図２５（ａ）、（ｂ）に示すように、径ｄが約２５ｎｍのＦｅＰｔ材からなるドット５２１、５２２がＳｉＯ２からなる絶縁層５４を介し、２つ並んで１つの記録ビットとなるパターンドメディアである。なお、１つの記録ビットとなるドット５２１、５２２間の距離は１ｎｍである。図２５（ａ）はトラック幅方向のパターンドメディアの断面図であり、図２５（ｂ）はパターンドメディアの平面図である。
【００４６】
この図２５に示すパターンドメディアを使用して、上述した場合と同様な実験を行った。ビットとビットとの間は５ｎｍとした。まず、ヘッドトラック幅７０ｎｍのヘッドを用いて、図２５（ａ）、（ｂ）に示すように記録ヘッド（主磁極１０ａ）をドット５２と徐々にオーバーラップさせ、その後のビット幅をＭＦＭにて観察した。図２６は、記録ビットのオーバーラップ量依存性を示すグラフである。図２６からわかるように、主磁極１０ａとドット５２がオーバーラップしていき、オーバーラップ量が最初のドット５２１の直径（５０ｎｍ）の半分以上に達すると、まずは１ドット分磁化反転する。さらにオーバーラップ量が増大して、もう一つのドット５２２の半分以上とオーバーラップするところでドット５２２が磁化反転し、５０ｎｍの記録ビットが観察される。つまり、一つのドットの半分以上オーバーラップすると磁化反転し記録されることがわかる。したがって、１ビットを書き込むに必要なヘッドトラック幅の最小値は、１ビットをトラック幅方向に構成する複数の磁性粒子のうち、右脇に存在する磁性粒子の半分から左脇の磁性粒子の半分までをオーバーラップする値となる。一般的には磁性粒子形状はトラック幅方向に線対称な形状であるので、ヘッドトラック幅Ｗは１ビットをトラック幅方向に構成する磁性粒子のうち、左右端の磁性粒子の重心間距離Ｌとすると、ＷはＬ以上である。
【００４７】
さらに隣接トラックへの書きにじみを起こさないためには、トラック幅方向に見たドットの平均粒径をＤ、トラック間のガードバンド距離をＧとして、Ｗ＜（トラック幅＋２Ｇ＋２（Ｄ／２））  となる。トラック幅５０ｎｍ（トラック幅方向の磁性粒子の数Ｎ＝２、Ｄ＝２５、Ｇ＝５を入れてみると、３７．５＜Ｗ＜８５（ｎｍ）となり、記録ヘッドのトラック幅公差が大きくなることがわかる。
【００４８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による磁気記録再生装置について説明する。図１乃至図２５に関して説明した第１乃至第２実施形態による記録ヘッドは、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドアセンブリに組み込まれ、磁気記録再生装置に搭載することができる。
【００４９】
図２７は、このような磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。すなわち、本実施形態による磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、長手記録用または垂直記録用磁気ディスク２００は、スピンドル１５２に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。磁気ディスク２００は、長手記録用または垂直記録用の記録層を有する。磁気ディスク２００は、磁気ディスク２００に格納される情報の記録再生を行うヘッドスライダ１５３は、薄膜状のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ１５３は、前述したいずれかの実施形態による磁気ヘッドをその先端付近に搭載している。
【００５０】
磁気ディスク２００が回転すると、ヘッドスライダ１５３の媒体対向面（ＡＢＳ）は磁気ディスク２００の表面から所定の浮上量をもって保持される。
【００５１】
サスペンション１５４は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。
【００５２】
アクチュエータアーム１５５は、固定軸１５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。
【００５３】
図２８は、アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図である。すなわち、磁気ヘッドアッセンブリ１６０は、例えば駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５１を有し、アクチュエータアーム１５５の一端にはサスペンション１５４が接続されている。
【００５４】
サスペンション１５４の先端には、前述したいずれかの磁気ヘッドを具備するヘッドスライダ１５３が取り付けられている。再生用ヘッドを組み合わせても良い。サスペンション１５４は信号の書き込みおよび読み取り用のリード線１６４を有し、このリード線１６４とヘッドスライダ１５３に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中１６５は磁気ヘッドアッセンブリ１６０の電極パッドである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態による磁気ヘッドの構成を示す斜視図。
【図２】第１実施形態による磁気ヘッドのデプス方向の断面図。
【図３】第１実施形態による磁気ヘッドを媒体走行面から見た図。
【図４】第１実施形態による磁気ヘッドの製造工程を示す斜視図。
【図５】第１実施形態による磁気ヘッドの製造工程を示す斜視図。
【図６】第１実施形態による磁気ヘッドの製造工程を示す斜視図。
【図７】第１実施形態による磁気ヘッドの製造工程を示す斜視図。
【図８】第１実施形態による磁気ヘッドの製造工程を示す斜視図。
【図９】第１実施形態の第１変形例による磁気ヘッドのデプス方向の断面図。
【図１０】第１実施形態の第２変形例による磁気ヘッドのデプス方向の断面図。
【図１１】第１実施形態の第３変形例による磁気ヘッドのデプス方向の断面図。
【図１２】本発明の第２実施形態による磁気ヘッドの構成を示す斜視図。
【図１３】第２実施形態の第１変形例による磁気ヘッドの構成を示す図。
【図１４】第２実施形態の第２変形例による磁気ヘッドの構成を示す図。
【図１５】第２実施形態の第３変形例による磁気ヘッドの構成を示す図。
【図１６】第２実施形態の第３変形例による磁気ヘッドの製造工程を示す斜視図。
【図１７】パターンドメディアの一例の構成を説明する平面図。
【図１８】パターンドメディアを用いた実験の概要を示すトラック長手方向の断面図。
【図１９】記録ビット幅の主磁極の幅の依存性を示すグラフ。
【図２０】パターンドメディアを用いた実験の概要を示すトラック長手方向の断面図。
【図２１】ヘッドトラック幅が７０ｎｍの場合の記録ビット幅の記録オフトラック依存性を示すグラフ。
【図２２】ヘッドトラック幅が３０ｎｍの場合の記録ビット幅の記録オフトラック依存性を示すグラフ。
【図２３】ヘッドトラック幅が５０ｎｍの場合の記録ビット幅の記録オフトラック依存性を示すグラフ。
【図２４】パターンドメディアの他の例の構成を説明する平面図。
【図２５】パターンドメディアを用いた実験の概要を示すトラック長手方向の断面図。
【図２６】記録ビット幅のオーバーラップ幅依存性を示すグラフ。
【図２７】磁気記録再生装置の概略構成を示す要部斜視図。
【図２８】アクチュエータアームから先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図。
【符号の説明】
【００５６】
２  リターンヨーク
４  コイル
６  絶縁膜
８  バックコア
１０  主磁極膜
１０ａ  主磁極
１１  非磁性膜
１２  軟磁性ガイド
１４  補助ヨーク
１８  媒体走行面
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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