(57)【要約】      （修正有）【課題】電気抵抗を低下させて熱膨出を減少させる記録コイル構造を有する磁気ヘッドを開示する。【解決手段】磁気ヘッドは、磁性ヨークと、前記磁性ヨークの上部および下部磁極間において形成される記録ギャップ層と、複数のコイル層を有する記録コイルとを含む。各コイル層は、前記上部および下部磁極間において、前記記録ギャップ層により形成される平面を貫通して連続的に延在する。好ましくは、前記記録コイルは、各コイル層が各コイル分離層より幅広になるように、食刻工程を用いて形成される。これにより、コイルの電気抵抗を低下させ、さらに、動作時に記録コイルによって生じる熱を減少させる。熱膨出が減少するため、磁気ヘッドの浮上量を相対的に小さくしながら、ヘッドとディスクとの衝突およびディスクの引掻き傷が生じる危険を減らすことができる。【選択図】  図１０
2005050509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性ヨークと、
前記磁性ヨークの上部および下部磁極間において形成される記録ギャップ層と、
複数のコイル層を有する記録コイルとからなり、
各コイル層は、前記上部および下部磁極間において前記記録ギャップ層により形成される平面を貫通して連続的に延在する磁気ヘッド。
【請求項２】
前記記録コイルは、磁気ヘッドの浮上面（ＡＢＳ）における熱膨出を減少させることができるだけの十分な電気抵抗を有する請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記記録コイルは、コイル巻数１回毎に０．５オーム未満の電気抵抗を有する請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
各コイル層は、前記上部および下部磁極間において４μｍ以上の高さを有する請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
各コイル分離層は、０．４μｍ未満である請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記記録コイルは、さらに食刻構造の記録コイルからなる請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項７】
各コイル層は、銅からなり、前記上部および下部磁極の少なくとも一方は、さらに、
前記記録コイルがその上／下に配置される磁極層と、
浮上面（ＡＢＳ）において前記磁極層の上／下に形成されるペデスタルとからなる請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項８】
各コイル層は、銅からなり、前記上部および下部磁極の少なくとも一方は、さらに、
前記記録コイルがその上／下に配置される磁極層と、
浮上面（ＡＢＳ）において前記磁極層の上／下に形成されるペデスタルとからなり、
前記磁極層は、交互に設けられる磁性および非磁性誘電体材料の層からなる請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項９】
少なくとも１個の回転可能磁気ディスクと、
前記少なくとも１個の回転可能磁気ディスクを支持するスピンドルと、
前記少なくとも１個の回転可能磁気ディスクを回転させるディスク駆動モータと、
前記少なくとも１個の回転可能磁気ディスクからのデータを記録する磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを支持するスライダとからなり、
前記磁気ヘッドは、
磁性ヨークと、
前記磁性ヨークの上部および下部磁極間において形成される記録ギャップ層と、
複数個のコイル層を有する記録コイルとを含み、
各コイル層は、前記上部および下部磁極間において前記記録ギャップ層により形成される平面を貫通して連続的に延在する磁気記録装置。
【請求項１０】
前記記録コイルは、前記磁気ヘッドの浮上面（ＡＢＳ）における熱膨出を減少させることができるだけの十分な電気抵抗を有する請求項９に記載の磁気記録装置。
【請求項１１】
前記記録コイルは、コイル巻数１回毎に０．５オーム未満の電気抵抗を有する請求項９に記載の磁気記録装置。
【請求項１２】
各コイル層は、前記上部および下部磁極間において４μｍ以上の高さを有する請求項９に記載の磁気記録装置。
【請求項１３】
各コイル分離層は、０．４μｍ未満である請求項９に記載の磁気記録装置。
【請求項１４】
前記記録コイルは、さらに食刻構成の記録コイルからなる請求項９に記載の磁気記録装置。
【請求項１５】
前記上部および下部磁極の少なくとも一方は、さらに、
前記記録コイルがその上／下に配置される磁極層と、
浮上面（ＡＢＳ）において前記磁極層の上／下に形成されるペデスタルとからなる請求項９に記載の磁気記録装置。
【請求項１６】
前記上部および下部磁極の少なくとも一方は、さらに、
前記記録コイルがその上／下に配置される磁極層と、
浮上面（ＡＢＳ）において前記磁極層の上／下に形成されるペデスタルとからなり、
前記磁極層は、交互に設けられる磁性および非磁性誘電体材料の層からなる請求項９に記載の磁気記録装置。
【請求項１７】
磁性ヨークと、
前記磁性ヨークの上部および下部磁極間において形成される記録ギャップ層と、
複数個のコイル層を有する記録コイルとからなり、
各コイル層は、前記記録ギャップ層と前記磁性ヨークの前記下部磁極および前記上部磁極の一方との間において連続的に延在する磁気ヘッド。
【請求項１８】
いかなる記録コイル部分も前記記録ギャップ層と前記下部磁極および前記上部磁極の他方との間に位置しない請求項１７に記載の磁気ヘッド。
【請求項１９】
前記記録コイルは、磁気ヘッドの浮上面（ＡＢＳ）における熱膨出を減少させることができるだけの十分な電気抵抗を有する請求項１７に記載の磁気ヘッド。
【請求項２０】
前記記録コイルは、コイル巻数１回毎に０．５オーム未満の電気抵抗を有する請求項１７に記載の磁気ヘッド。
【請求項２１】
各コイル層は、前記上部および下部磁極間において４μｍ未満の高さを有する請求項１７に記載の磁気ヘッド。
【請求項２２】
各コイル分離層は、０．４μｍ未満である請求項１７に記載の磁気ヘッド。
【請求項２３】
前記記録コイルは、さらに食刻構成の記録コイルからなる請求項１７に記載の磁気ヘッド。
【請求項２４】
前記下部磁極および前記上部磁極の一方は、さらに、
前記記録コイルがその上／下に配置される磁極層と、
浮上面（ＡＢＳ）において前記磁極層の下に形成されるペデスタルとからなる請求項１７に記載の磁気ヘッド。
【請求項２５】
前記上部および下部磁極の少なくとも一方は、さらに、
前記記録コイルがその上／下に配置される磁極層からなり、
前記磁極層は、交互に設けられる磁性および非磁性誘電体材料の層からなる請求項１７に記載の磁気ヘッド。
【請求項２６】
少なくとも１個の回転可能磁気ディスクと、
前記少なくとも１個の回転可能磁気ディスクを支持するスピンドルと、
前記少なくとも１個の回転可能磁気ディスクを回転させるディスク駆動モータと、
前記少なくとも１個の回転可能磁気ディスクからのデータを記録する磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを支持するスライダとからなり、
前記磁気ヘッドは、
磁性ヨークと、
前記磁性ヨークの上部および下部磁極間において形成される記録ギャップ層と、
複数のコイル層を有する記録コイルとを含み、
各コイル層は、前記記録ギャップ層と前記磁性ヨークの前記下部磁極および前記上部磁極の一方との間において連続的に延在する磁気記録装置。
【請求項２７】
前記記録コイルは、前記磁気ヘッドの浮上面（ＡＢＳ）における熱膨出を減少させることができるだけの十分な電気抵抗を有する請求項２６に記載の磁気記録装置。
【請求項２８】
前記記録コイルは、４オーム以下の電気抵抗を有する請求項２６に記載の磁気記録装置。
【請求項２９】
前記記録コイルは、コイル巻数１回毎に０．５オーム未満の電気抵抗を有する請求項２６に記載の磁気記録装置。
【請求項３０】
各コイル分離層は、０．４μｍ未満である請求項２６に記載の磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にディスク装置の磁気ヘッドに関し、特に熱膨出を減少させるために相対的に低い電気抵抗を有する記録コイル構造を有する磁気記録ヘッド及び磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドは、一般に磁気抵抗（ＭＲ）または巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）再生ヘッドと組み合わされて、ある一定の素子が浮上面（ＡＢＳ）において露出される磁気再生ヘッドを形成する。記録ヘッドは、ＡＢＳから陥没せしめられる裏側ギャップにおいて接続される第１および第２の磁極からなる。
【０００３】
これらの第１および第２の磁極は、ＡＢＳにおいて、それぞれ第１および第２の磁極チップを形成して終端する。複数の絶縁層からなる積層絶縁体は、前記第１および第２の磁極間において挟み込まれ、コイル層は、この積層絶縁体内に埋め込まれる。
【０００４】
処理回路は、前記コイル層に接続されて、前記コイル層を介して記録電流を伝導し、前記コイル層が、さらにまた、記録磁界を前記第１および第２の磁極において誘導する。非磁性ギャップ層は、第１および第２の磁極間において挟み込まれる。
【０００５】
ＡＢＳにおける第１および第２の磁極チップの記録磁界は、前記ギャップ層全体を取り囲む。磁気ディスク装置において、磁気ディスクは、ＡＢＳに隣接し、かつ該ＡＢＳから短距離（浮上量）をおいて回転して、記録磁界が前記ディスクを円形トラックに沿って磁化するようになっている。その後、記録トラックには、ＭＲまたはＧＭＲ再生ヘッドにより検出可能なフィールドを有する磁化セグメントの形態をなす情報が内包される。
【０００６】
ＭＲ再生ヘッドは、第１および第２の非磁性ギャップ層間において挟み込まれるとともにＡＢＳにおいて配置されるＭＲセンサを含む。前記第１および第２のギャップ層と前記ＭＲセンサとは、第１および第２のシールド層間において挟み込まれる。合併ＭＲヘッドにおいて、第２のシールド層と第１の磁極とは、共通の層である。ＭＲセンサは、磁界の強さに対応する抵抗の変化により、回転ディスクの円形トラックから磁界を検出する。センス電流は、抵抗の変化が処理回路により再生信号として受けられる電圧の変化を引き起こすＭＲセンサを介して伝導される。
【０００７】
ＧＭＲ再生ヘッドは、ＧＭＲ効果を示すＧＭＲセンサを含む。このＧＭＲセンサにおいて、ＭＲ検出層の抵抗は、非磁性層（スペーサ）により分離される磁性層間における伝導電子のスピン依存性透過とこれに伴って磁性および非磁性層の界面と磁性層内とにおいて起こるスピン依存性拡散との関数として変動する。
【０００８】
１層の非磁性材料（たとえば銅）によって分離される２層の強磁性材料（たとえばニッケル鉄、コバルトまたはニッケル鉄コバルト）のみを用いるＧＭＲセンサは、一般にＳＶ効果を示すスピンバルブ（ＳＶ）センサと呼ばれる。記録データは、記録された磁気媒体からの外部磁界フィールド（信号フィールド）が自由層における磁化方向の変化を引き起こし、これがさらにまたＳＶセンサの抵抗の変化と検出電流または電圧の対応する変化とを引き起こすため、磁気媒体から再生されうる。
【０００９】
ＧＭＲヘッドは、一般に、第２のシールド層と第１の磁極とが共通の層ではない設計を伴う。これらの磁極は、アルミナ等の非磁性材料またはたとえば物理蒸着、高周波スパッタリングまたは電気めっき技術を用いて蒸着されうる金属によって分離される。
【００１０】
１個以上のヘッドが磁気ディスク装置において用いられて、情報が回転ディスクの円形トラック上において再生および記録される。磁気記録ヘッドは、サスペンション上において支持されるスライダに取り付けられる。このサスペンションは、磁気ヘッドを所定のトラックに対応する位置に配置するアクチュエータに取り付けられる。
【００１１】
ディスクが回転すると、空気層（「空気軸受」）が回転ディスクとスライダの浮上面（ＡＢＳ）との間において生じしめられる。浮上面に対する空気軸受の力は、サスペンションの逆向きの加重力によって対抗されて、磁気ヘッドをディスクの表面からわずかな距離（すなわち該ディスクの浮上量）において浮遊させる。浮上量は、今日のディスク装置においては一般に約５〜２０ナノメートル（ｎｍ）である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一般に、磁気ヘッドの浮上量を最小限に抑えることが望ましい。浮上量が大きすぎると、記録再生ヘッドの性能に悪影響を与えかねない。残念ながら、ＡＢＳにおいて金属層が少しでも膨出すると、特に低い浮上量を有するディスク装置において、これらの層は、危険なまでにディスクに接近してしまう。その結果として、ヘッドとディスクとの衝突またはディスクの引掻き傷が生じうる。
【００１３】
「温度誘発性膨出」（Ｔ−ＰＴＲ）は、一般に、磁気ヘッド材料が、該ヘッドを形成するさまざまな層の熱膨張率の違いによって、高温時にＡＢＳから物理的に外方に膨出する現象である。「記録誘発性膨出」（Ｗ−ＰＴＲ）は、記録過程において磁気ヘッドが加熱されることによる膨出である。
【００１４】
Ｗ−ＰＴＲの誘因として、（１）記録ヘッドコイルにおいて起こるジュール加熱と（２）ヨーク鉄損との２つがある。ジュール加熱とヨーク鉄損とのいずれもが交流記録電流によって誘導される。Ｗ−ＰＴＲは、ヘッド構造における温度勾配に支配されており、最も高い温度の領域は、記録コイルおよびヨークの付近にあり、基板材料は周囲温度である。
【００１５】
したがって、熱膨出を減少させてヘッドとディスクの衝突および／またはディスクの引掻き傷を防ぐことができるようにする磁気ヘッドの改良が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
電気抵抗を低下させて熱膨出を減少させる記録コイル構造を有する磁気ヘッドを本明細書において説明する。ひとつの例証のための実施例において、磁気ヘッドは、磁性ヨークと、前記磁性ヨークの上部および下部磁極間において形成される記録ギャップ層と、複数個のコイル層を有する記録コイルとを含む。各コイル層は、上部および下部磁極間において記録ギャップ層により形成される平面を貫通して連続的に延在する。好ましくは、記録コイルは、各コイル層が各コイル分離層より相対的に幅広になるように、食刻工程を用いて形成される。
【００１７】
このような構造では、相対的に大量のコイル材料が使用されることになって、このことがコイルの電気抵抗を低下させる。これは、さらにまた、動作時に記録コイルによって生じしめられる熱を減少させる。さらに、下部および上部磁極のいずれか一方または両方が、交互に設けられる磁性および非磁性誘電体層の水平積層構造を含んで、さらに渦電流損によって引き起こされる加熱を低下させうる。
【００１８】
有利なことに、熱膨出が少なくなる磁気ヘッドが得られる。したがって、磁気ヘッドの浮上量を相対的に小さくしながら、ヘッドとディスクとの衝突およびディスクの引掻き傷が生じる危険を減らすことができる。
【００１９】
本発明の性質および利点と好適な使用方法とをより完全に理解するために、添付図面を参照して下記の詳細な説明を読まれたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下の説明は、本発明を実施するための、現在考えられる最良の実施態様である。この説明は、本発明の一般原則を例証することを目的として行なわれるものであって、本明細書の特許請求の範囲に記載の本発明の概念を制限することを意味するものではない。
【００２１】
次に、同様の参照符号がいくつかの図を通じて同様の部分を示す図面を参照すると、図１〜３に、従来式の磁気ディスク装置３０が示されている。ディスク装置３０は、磁気ディスク３４を支持し、かつ回転させるスピンドル３２を含む。スピンドル３２は、モータ３６によって回転せしめられ、前記モータは、さらにまたモータ制御装置３８によって制御される。
【００２２】
記録再生用水平複合磁気ヘッド４０は、スライダ４２に取り付けられる。スライダ４２は、サスペンション４４とアクチュエータアーム４６とによって支持される。複数個のディスク、スライダおよびサスペンションが、図３に示されるように、大容量直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ）において用いられうる。サスペンション４４とアクチュエータアーム４６とは、スライダ４２を位置決めして、磁気ヘッド４０を磁気ディスク３４の表面と変換関係に配置する。ディスク３４がモータ３６により回転せしめられると、スライダ４２は、該ディスクと浮上面（ＡＢＳ）４８との間における肉薄（一般に０．０５μｍ）の空気クッション（空気軸受）上において支持される。
【００２３】
磁気ヘッド４０は、情報をディスク３４の表面上の多数の円形トラックに記録するためと、情報を前記トラックから読み取るためとに用いられうる。処理回路５０は、このような情報を表す信号を磁気ヘッド４０との間において交換し、かつモータ駆動信号を供給するとともに、さらにまた制御信号を供給してスライダ４２をさまざまなトラックに移動させる。図１および４において、スライダ４２は、サスペンション４４に取り付けられるヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）５２に取り付けられて図示されている。全ての前記構成要素は、ベース部５３上において支持される。
【００２４】
図５は、図２の平面Ｖ−Ｖにおける従来式の合併磁気抵抗（ＭＲ）ヘッド４０の側断面図である。磁気ヘッド４０は、記録ヘッド部分５４（「非ペデスタル型」）と再生ヘッド部分５６とを有する。この再生ヘッド部分は、ＭＲセンサ５８を含む。ＭＲセンサ５８は、第１および第２のギャップ層６０および６２間において挟み込まれ、前記ギャップ層は、さらにまた第１および第２のシールド層６４および６６間において挟み込まれる。外部磁界に呼応して、ＭＲセンサ５８の抵抗は変化する。ＭＲセンサ５８を介して伝導されるセンス電流により、これらの抵抗変化は、図３に示される処理回路５０によって処理される電位変化として表される。
【００２５】
前記ヘッドの記録ヘッド部分５４は、第１および第２の絶縁層７０および７２間において挟み込まれるコイル層６８を含む。第１および第２の絶縁層７０および７２は、「積層絶縁体」と呼ばれる。コイル層６８と第１および第２の絶縁層７０および７２とは、第１および第２の磁極７６および７８間において挟み込まれる。第１および第２の磁極７６および７８は、裏側ギャップ８０において磁気結合するとともに、ＡＢＳにおいて非磁性ギャップ層８６により分離される第１および第２の磁極８２および８４を有する。
【００２６】
コイル層６８が、完全に非磁性ギャップ層８６の上において第２の磁極７８の下かつ内側に内包されることに注意されたい。図２および４に示されるように、第１および第２のはんだ接続部８８および９０は、ＭＲセンサ５８からのリード線（図示せず）をサスペンション４４上のリード線９６および９８に接続し、第３および第４のはんだ接続部１００および１０２は、記録コイル６８からのリード線１０４および１０６（図６参照）をサスペンション４４上のリード線１０８および１１０に接続する。
【００２７】
図８は、また他の従来式スライダと、ＭＲまたはＧＭＲセンサを含みうる磁気ヘッド（「ペデスタル型」）との、図２の平面Ｖ−Ｖにおける部分断面図である。
【００２８】
図９は、この磁気ヘッドの再生および記録素子を示す、図８の平面ＩＸ−ＩＸにおけるスライダのＡＢＳ側部分図である。この磁気ヘッドの多くの構成要素は、図５におけるものと同じであるが、いくつかの相違点が明らかである。
【００２９】
一例として、図８のヘッドは、第１の磁極７６が第１の磁極層８０とメッキされたペデスタル１５２とを含むペデスタル型記録ヘッドを含む。ペデスタル１５２は、第１の磁極層８０上において電気メッキ法によって形成されるとともに、高い磁気モーメントを有する磁性材料によって製作される。非磁性ギャップ層８６は、ペデスタル１５２を第２の磁極７８から分離する。ペデスタル１５２と同様に、裏側ギャップペデスタル１５４は、第１の磁極層８０上において、ただし裏側ギャップ領域内に形成される。第２の磁極７８の上に形成される前端部を有して円弧状の態様に形成される第３の磁極１５６は、磁束接続層として機能する。
【００３０】
従来式の記録コイル６８は、磁気ヘッド内において、図５の場合と異なる態様に形成される。特に、コイル巻の第１の層は、非磁性ギャップ層の下においてペデスタル１５２および１５４間に挟みこまれて形成され、コイル巻の第２の層は、第２の磁極７８の上において第３の磁極１５６によって形成される円弧状空間内に形成される。図５におけるものとのその他の相違点は、シールド層６６と第１の磁極層８０とが共通の層ではなしに、分離されていることである。非磁性分離層１５０が、シールド層６６と第１の磁極層８０との間において形成される。
【００３１】
次に、図１０を参照すると、本発明のひとつの実施例にしたがった磁気ヘッド１０００の部分断面図が示されている。磁気ヘッド１０００の再生ヘッド部分は、第１および第２のシールド層１００４および１００６間において挟み込まれて自身を取り巻く絶縁材料１００８内において保護されるＧＭＲセンサ１００２を含む。磁気ヘッド１０００の記録ヘッド部分は、磁性ヨーク１０７０を含む。磁性ヨーク１０７０は、下部磁極と上部磁極とを有する「馬蹄形」または同様の形状の磁性体である。図示される実施例において、磁性ヨーク１０７０の下部磁極は、第１の磁極層１０１２と第１のペデスタル構造１０１４とを含み、磁性ヨーク１０７０の上部磁極は、第２の磁極１０１６と裏側ギャップ領域への磁気接続層として機能する第３の磁極１０２８とを含む。
【００３２】
第１のペデスタル構造１０１４は、磁気ヘッド１０００の浮上面（ＡＢＳ）１０２０のすぐ後ろにおいて第１の磁極層１０１２の上に電気メッキされうる少なくとも１個のペデスタルを含む。図示された実施例において、第１のペデスタル構造１０１４は、下側ペデスタルの磁気モーメントより大きい磁気モーメントを有する上側ペデスタルを有する二重ペデスタル構造である。非磁性記録ギャップ層１０１８は、下部および上部磁極の磁極チップを分離しており、特に第１のペデスタル構造１０１４と第２の磁極１０１６との間において形成される。第３の磁極層１０２８は、部分的に第２の磁極１０１６の上に形成される前端部と裏側ギャップ領域内の１個以上の磁気接続ペデスタル１０１７の上に形成される後端部とを有する。この１個以上の磁気接続ペデスタル１０１７は、第１の磁極層１０１２の上に形成される。分離層１０１０は、第２のシールド層１００６を第１の磁極層１０１２から分離する。
【００３３】
磁性ヨーク１０７０は、何らかの適切な磁性材料、好ましくは材料特性を調整するためにその他の一般的な添加物またはドーパントを含有させたさまざまな組成のＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金またはＦｅＡｌＮ等の高い磁気モーメントを有する材料を用いて製作されうる。記録ギャップ層１０１８と分離層１０１０とは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）またはその他の適切な非磁性または誘電性材料によって製作されうる。
【００３４】
記録動作時において、記録磁束は、磁性ヨーク１０７０の磁極を横断する方向に記録ギャップ層１０１８を横切って生じしめられる。従来のように、電流が記録コイル１０２２を通って流れて、前記記録磁束を発生させる。その結果として、熱が、記録コイル１０２２により生じしめられるとともに、周囲の磁気ヘッド構成要素に熱伝達される。こうした熱を減少させるための処置が全くなされなければ、望ましくないことに、熱膨張によって磁極チップ材料がＡＢＳ１０２０から外方に膨出し、したがって磁気ヘッド１０００の浮上量を増大させてヘッドとディスクとの機械的な相互作用を防がなければならなくなる。
【００３５】
本発明によれば、磁気ヘッド１０００の記録コイル１０２２は、自身の電気抵抗を低下させて、以って加熱を減少させる構造を備える。これによって、さらにまた、ＡＢＳ１０２０における熱膨出が減少するか、または実質的に解消される。
【００３６】
図１０に示されるように、記録コイル１０２２は、記録コイル層１０２４等の複数のコイル層を備える。記録コイル１０２２の各コイル層１０２４は、銅（Ｃｕ）等の導電性材料を用いて製作される。金、銀またはアルミニウム等のその他の材料が適切であることもある。各コイル層１０２４の間において、硬焼ホトレジスト、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）またはその他の適切な材料によって製作されうるコイル分離層１０２６等の誘電性コイル分離層が挟み込まれる。
【００３７】
図示されるように、各コイル層１０２４は、磁性ヨーク１０７０の下部および上部磁極間において連続的に延在する。各コイル層１０２４の一方の端部は、第１の磁極層１０１２の上部にごく近接して配置されて、肉薄の絶縁層によってのみ分離される。各コイル層１０２４の他方の端部は、第３の磁極層１０２８にごく近接して配置されるとともに、これもまた絶縁体によって分離される。各コイル層１０２４は、記録ギャップ層１０１８（図１０において破線で示される）によって形成される平面１０５０をも貫通して延在することに注意されたい。
【００３８】
明らかなように、記録コイル１０２２の各コイル層１０２４の高さは、従来の記録コイルの高さより相対的に高い。このような構造にすると、記録コイル１０２２には、従来の記録コイルに用いられる量より大量の導電性材料（たとえば銅）が用いられる。記録コイル１０２２における導電性材料の体積の増大は、記録コイル１０２２の電気抵抗の低下につながる。記録コイル１０２２の電気抵抗の低下は、記録プロセスにおける発熱の減少につながり、このことは、さらにまた、磁気ヘッド１０００の膨出の減少につながる。
【００３９】
各コイル層１０２４の高さ（すなわち頂部から底部まで）は、約２．０〜７．０マイクロメートル（μｍ）の範囲内において形成されうる。本実施例において、各コイル層１０２４の高さは、約４μｍである。最大限の成果は、各コイル層１０２４が磁性ヨーク１０７０間において頂部から底部まで実質上最大限に延在する場合に得られるが、各コイル層１０２４の一方または両方の端部の高さを減じても依然として十分な成果が達成されうることに注意されたい。たとえば、各コイル層１０２４の一方または両方の端部は、自身の対応する磁極ペデスタル／構造の高さの少なくとも半分の高さを有するように延在しうる。
【００４０】
図１０に示されるように、記録コイル１０２２は、６回のコイル巻数を有する。しかしながら、いかなる適切な回数のコイル巻数も用いられうる。たとえば、記録コイル１０２２は、約１〜２０回の範囲内のコイル巻数を有しうる。より低い抵抗のコイルの場合は、コイル層１０２４の幅を最大限にする一方で、コイル分離層１０２６の幅を最小限にするべきである。しかし、従来のコイル製作工程を用いると、各コイル分離層１０２６は、０．４〜１．０μｍの範囲内（２μｍの高さのコイル層において公称０．５μｍ）の幅を有して製作されることしかできない。その一方で、本明細書に記載の技術を用いると、コイル層１０２４およびコイル分離層１０２６は、各コイル分離層１０２６が約０．２〜０．３μｍの範囲内（すなわち０．４μｍ未満）の幅を有して製作されうるように形成される。これは、食刻工程を用いて行なわれうる。「コイルピッチ」は、コイル層１０２４とコイル分離層１０２６との総和であることに注意されたい。
【００４１】
すでに述べたように、記録コイル１０２２は、磁気ヘッド１０００における熱膨出を減少させることができるだけのより低い電気抵抗を有する。６〜７回のコイル巻数を有する従来の記録コイル構造は、一般に、約４〜９オーム（すなわちコイル巻数１回毎に約０．５〜１．５オーム）の範囲内の抵抗を有する。前記の構造を有する記録コイル１０２２は、約２〜４オームの相対的に低い電気抵抗を示す。６〜７回のコイル巻数の場合は、この記録コイル構造では、電気抵抗はコイル巻数１回毎に約０．３〜０．５オームとなる。一般に、本発明の記録コイル１０２２は、約１〜３オームの電気抵抗を示しうる。６〜７回のコイル巻数の場合は、このような記録コイル構造では、電気抵抗はコイル巻数１回毎に約０．１５〜０．５オームとなる。有利なことに、この構造により、電気抵抗をコイル巻数１回毎に０．５オーム未満、全電気抵抗を４オーム未満とすることができる。
【００４２】
記録コイル１０２２は、従来式またはそれ以外の数多くの異なる適切な技術のひとつにしたがって形成されうる。好ましくは、記録コイル１０２２は、食刻工程を用いて製作されて、各コイル分離層１０２６に比べて大きいコイル層１０２４が得られる。食刻工程において、材料は、エッチング（たとえば反応性イオンエッチング、すなわちＲＩＥ）によって予め製作される開口内において形成（たとえば電気メッキまたは蒸着）され、過剰材料は、研磨（たとえば化学／機械的研磨法、すなわちＣＭＰ）によって除去される。このような工程を用いることにより、コイル構造とコイル空間とに従来技術の記録コイルより大きいアスペクト比（ＡＲ）と小さいコイル分離層１０２６とを与えることができる。
【００４３】
磁気ヘッド１０００におけるまた他の熱源は、記録動作時における渦電流損によって生じしめられる。このような加熱を磁気ヘッド１０００において減少させるために、下部および上部磁極のいずれか一方または両方は、交互に設けられる磁性および非磁性誘電体層の水平積層構造を含む。このような積層構造は、こうした渦電流損を「遮断」し、かつ減少させるのに役立つ。
【００４４】
例証のために、図１１に、磁性ヨーク１０７０の上部磁極が交互に設けられる磁性および非磁性誘電体層の水平積層構造１１０２を用いて製作されることを除いて図１０に示された磁気ヘッドと同じ磁気ヘッドが示されている。水平積層構造１１０２は、それぞれ磁極１０１６および１０１７の上に形成される接続磁気ペデスタル１１０４および１１０６の上において形成されうる。図１２には、磁性ヨーク１０７０の下部磁極（すなわち第１の磁極層）もまた交互に設けられる磁性および非磁性誘電体層の水平積層構造１２０２を用いて製作されることを除いて図１１に示された磁気ヘッドと同じ磁気ヘッドが示されている。
【００４５】
図１１および図１２において、前記水平積層構造１１０２および１２０２の各層は、蒸着されるか、またはイオンミリングによってパターン形成されうる。各磁性層は、磁性ヨーク１０７０用の前記の磁性材料と同じ磁性材料によって製作され得、各非磁性誘電体層は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）またはＳｉＯ２等の適切な誘電性または非磁性材料によって製作されうる。各磁性層は、約５０〜２０００オングストロームの範囲内の厚さを有し得、各非磁性層は、約１０〜２００オングストロームの範囲内の厚さを有しうる。各水平積層構造において、合計４〜４００個の範囲内の磁性／非磁性誘電体材料層が設けられうる。
【００４６】
このように、前記の磁気ヘッドは、磁性ヨークと、前記磁性ヨークの上部および下部磁極間において形成される記録ギャップ層と、複数のコイル層を有する記録コイルとを含む。各コイル層は、上部および下部磁極間において、記録ギャップ層によって形成される平面を貫通して連続的に延在する。記録コイルは、好ましくは、食刻工程を用いて、各コイル層が各コイル分離層に比べて大きい幅を有して形成される。有利なことに、この記録コイル構造においては、電気抵抗が低下して、記録コイルにおいて生じしめられるジュール加熱が減少する。さらにまた、下部および上部磁極のいずれか一方または両方は、交互に設けられる磁性および非磁性誘電体層の水平積層構造を含んで、渦電流損に由来する鉄損による加熱を減少させる。磁気ヘッドにおける加熱の減少は、膨出の減少につながる。
【００４７】
次に、図１３を参照すると、本発明のまた他の実施例にしたがった磁気ヘッド１３００の部分断面図が示されている。磁気ヘッド１３００の再生ヘッド部分は、第１および第２のシールド層１３０４および１３０６間において挟み込まれて自身を取り巻く絶縁材料１３０８内において保護されるＧＭＲセンサ１３０２を含む。磁気ヘッド１３００の記録ヘッド部分は、磁性ヨーク１３７０を含む。磁性ヨーク１３７０は、下部磁極と上部磁極とを有する「馬蹄形」または同様の形状の磁性体である。図示される実施例において、磁性ヨーク１３７０の下部磁極は、第１の磁極層１３１２と第１のペデスタル構造１３１４とを含み、磁性ヨーク１３７０の上部磁極は、第２の磁極１３１６と磁気接続ペデスタル１３５０と裏側ギャップ領域への磁気接続層として機能する第３の磁極１３２８とを含む。
【００４８】
第１のペデスタル構造１３１４は、磁気ヘッド１３００の浮上面（ＡＢＳ）１３２０のすぐ後ろにおいて第１の磁極層１３１２の上に電気メッキされうる少なくとも１個のペデスタルを含む。非磁性記録ギャップ層１３１８は、下部および上部磁極の磁極チップを分離しており、特に第１のペデスタル構造１３１４と第２の磁極１３１６との間において形成される。第３の磁極層１３２８は、第２の磁極１３１６の上に形成される磁気接続ペデスタル１３５０の上において形成される前端部を有する。第３の磁極層１３２８は、裏側ギャップ領域内の１個以上の磁気接続ペデスタル１３５２の上に形成される後端部を有する。この１個以上の磁気接続ペデスタル１３５２は、第１の磁極層１３１２の上に形成される。分離層１３１０は、第２のシールド層１３０６を第１の磁極層１３１２から分離する。
【００４９】
磁性ヨーク１３７０は、何らかの適切な磁性材料、好ましくは材料特性を調整するためにその他の一般的な添加物またはドーパントを含有させたさまざまな組成のＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金またはＦｅＡｌＮ等の高い磁気モーメントを有する材料を用いて製作されうる。記録ギャップ層１３１８と分離層１３１０とは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）またはその他の適切な非磁性または誘電性材料によって製作されうる。
【００５０】
記録動作時において、記録磁束は、磁性ヨーク１３７０の磁極チップにおいて記録ギャップ層を横切って生じしめられる。従来のように、電流が記録コイル１３２２を通って流れて、前記記録磁束を発生させる。その結果として、熱が、記録コイル１３２２により生じしめられるとともに、周囲の磁気ヘッド構成要素に熱伝達される。こうした熱を減少させるための処置が全くなされなければ、望ましくないことに、熱膨張によって磁極チップ材料がＡＢＳ１３２０から外方に膨出することになり、したがって浮上量を増大させてヘッドとディスクとの機械的な相互作用を防がなければならなくなる。
【００５１】
本発明によれば、磁気ヘッド１３００の記録コイル１３２２は、自身の電気抵抗を低下させて、以って加熱を減少させる構造を備える。これによって、さらにまた、ＡＢＳ１３２０におけるヘッド素子の膨出が減少するか、または解消される。
【００５２】
図１３に示されるように、記録コイル１３２２は、記録コイル層１３２４等の複数のコイル層を備える。記録コイル１３２２の各コイル層１３２４は、銅（Ｃｕ）等の適切な導電性材料を用いて製作される。金、銀またはアルミニウム等のその他の材料が適切であることもある。各コイル層１３２４の間において、硬焼ホトレジスト、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）またはその他の適切な材料によって製作されうるコイル分離層１３２６等の複数の誘電性コイル分離層が挟み込まれる。
【００５３】
図示されるように、各コイル層１３２４は、記録ギャップ層１３１８と磁性ヨーク１３７０の上部磁極間において連続的に延在する。各コイル層１３２４の一方の端部は、記録ギャップ層１３１８の上部にごく近接して配置されて、肉薄の絶縁層によってのみ分離される。各コイル層１３２４の他方の端部は、第３の磁極層１３２８の底部にごく近接して配置されるとともに、これもまた絶縁体によって分離される。本実施例においては、いずれのコイル層１３２４も下部磁極と記録ギャップ層１３１８との間において延在しないことに注意されたい。
【００５４】
明らかなように、記録コイル１３２２の各コイル層１３２４の高さは、従来の記録コイルの高さより高い。磁気接続ペデスタル１３５０および１３５２が、各コイル層１３２４の高さを引き伸ばすのに役立つ。このような構造にすると、記録コイル１３２２には、従来の記録コイルに用いられる量より大量の導電性材料（たとえば銅）が用いられる。記録コイル１３２２における導電性材料の体積の増大は、記録コイル１３２２の電気抵抗の低下につながる。記録コイル１３２２の電気抵抗の低下は、記録プロセスにおける発熱の減少につながり、このことは、さらにまた、磁気ヘッド１３００の膨出の減少につながる。
【００５５】
各コイル層１３２４の高さ（すなわち頂部から底部まで）は、約２．０〜７．０マイクロメートル（μｍ）の範囲内において形成されうる。本実施例において、各コイル層１３２４の高さは、約４μｍである。最大限の成果は、各コイル層１３２４が磁性ヨーク１３７０間において頂部から底部まで実質上最大限に延在する場合に得られるが、各コイル層１３２４の一方または両方の端部の高さを減じても依然として十分な成果が達成されうることに注意されたい。
【００５６】
図１３に示されるように、記録コイル１３２２は、６回のコイル巻数を有する。しかしながら、いかなる適切な回数のコイル巻数も用いられうる。たとえば、記録コイル１３２２は、約１〜２０回の範囲内のコイル巻数を有しうる。より低い抵抗のコイルの場合は、コイル層１３２４の幅を最大限にする一方で、コイル分離層１３２６の幅を最小限にするべきである。しかし、従来のコイル製作工程を用いると、各コイル分離層１３２６は、０．４〜１．０μｍの範囲内（２μｍの高さのコイル層において公称０．５μｍ）の幅を有して製作されることしかできない。その一方で、本明細書に記載の技術を用いると、コイル層１３２４およびコイル分離層１３２６は、各コイル分離層１３２６が約０．２〜０．３μｍの範囲内（すなわち０．４μｍ未満）の幅を有して製作されうるように形成される。これは、食刻工程を用いて行なわれうる。「コイルピッチ」は、コイル層１３２４とコイル分離層１３２６との総和であることに注意されたい。
【００５７】
すでに述べたように、記録コイル１３２２は、磁気ヘッド１３００における熱膨出を減少させることができるだけのより低い電気抵抗を有する。６〜７回のコイル巻数を有する従来の記録コイル構造は、一般に、約４〜９オーム（すなわちコイル巻数１回毎に約０．５〜１．５オーム）の範囲内の抵抗を有する。前記の構造を有する記録コイル１３２２は、約２〜４オームの相対的に低い電気抵抗を示す。６〜７回のコイル巻数の場合は、この記録コイル構造では、電気抵抗はコイル巻数１回毎に約０．３〜０．５オームとなる。一般に、本発明の記録コイル１３２２は、約１〜３オームの電気抵抗を示しうる。６〜７回のコイル巻数の場合は、このような記録コイル構造では、電気抵抗はコイル巻数１回毎に約０．１５〜０．５オームとなる。有利なことに、この構造により、電気抵抗をコイル巻数１回毎に０．５オーム未満、全電気抵抗を４オーム未満とすることができる。
【００５８】
記録コイル１３２２は、従来式またはそれ以外の数多くの異なる適切な技術のひとつにしたがって形成されうる。好ましくは、記録コイル１３２２は、食刻工程を用いて製作されて、各コイル分離層１３２６に比べて大きい幅の各コイル層１３２４が達成される。食刻工程において、材料は、エッチング（たとえば反応性イオンエッチング、すなわちＲＩＥ）によって予め製作される開口内において形成（たとえば電気メッキまたは蒸着）され、過剰材料は、研磨（たとえば化学／機械的研磨法、すなわちＣＭＰ）によって除去される。このような工程を用いることにより、コイル構造とコイル空間とに従来技術の記録コイルより大きいアスペクト比（ＡＲ）と小さいコイル分離空間とを与えることができる。
【００５９】
磁気ヘッド１３００におけるまた他の熱源は、記録動作時における渦電流損によって生じしめられる。このような加熱を磁気ヘッド１３００において減少させるために、下部および上部磁極のいずれか一方または両方は、交互に設けられる磁性および非磁性誘電体層の水平積層構造を含む。このような積層構造は、こうした渦電流損を「遮断」し、かつ減少させるのに役立つ。
【００６０】
例証のために、図１４に、磁性ヨーク１３７０の上部磁極が交互に設けられる磁性および非磁性誘電体層の水平積層構造１４０２を用いて製作されることを除いて図１３に示された磁気ヘッドと同じ磁気ヘッドが示されている。水平積層構造１４０２は、それぞれ磁気接続ペデスタル１３５０および１３５２の上に形成される接続磁気ペデスタル１４０４および１４０６の上において形成されうる。図１５には、磁性ヨーク１３７０の下部磁極（すなわち第１の磁極層）もまた交互に設けられる磁性および非磁性誘電体層の水平積層構造１５０２を用いて製作されることを除いて図１４に示された磁気ヘッドと同じ磁気ヘッドが示されている。
【００６１】
図１４および図１５において、前記水平積層構造１４０２および１５０２の各層は、真空蒸着とその後のイオンミリングによるパターン形成によって形成されうる。各磁性層は、磁性ヨーク１３７０用の前記の磁性材料と同じ磁性材料によって製作され得、各非磁性誘電体層は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の適切な誘電性または非磁性材料によって製作されうる。各磁性層は、約５０〜２０００オングストロームの範囲内の厚さを有し得、各非磁性誘電体層は、約１０〜２００オングストロームの範囲内の厚さを有しうる。それぞれの水平積層構造において、合計４〜４００の磁性または非磁性誘電性材料が存在しうる。図１４および１５に示されているが、略第２の磁極１３５０の高さにおいて終端させるために、各コイル層１３２４の頂端部をさらに延在させて、水平積層構造１４０２の底部にごく／さらに一層近接させることができる。
【００６２】
明らかなように、図１３〜１５に関して図示され、かつ説明された実施例は、再生センサと記録ギャップ層との間における間隔が最小限に抑えられ、かつ所望の高さの記録コイルと無関係に保たれるという点において、図１０〜１２の実施例より好ましいかもしれない。
【００６３】
さらにまた他の実施例において、図１３〜１５の記録コイル１３２２および１３３０は、また他の態様として、記録ギャップ層１３１８と磁性ヨーク１３７０の下部磁極（たとえば第１の磁極１３１２）との間において配置される。この場合は、追加の磁気接続ペデスタル１３５０および１３５２は、図１３〜１５に示された位置に形成されるのではなしに、第１の磁極層１３１２の上において形成される。このように、本発明の磁気ヘッドは、前記記録コイルが記録ギャップ層と磁性ヨークの下部磁極または上部磁極のいずれかとの間において配置されるように構成されうる。
【００６４】
このように、前記の磁気ヘッドは、磁性ヨークと、前記磁性ヨークの上部および下部磁極間において形成される記録ギャップ層と、複数のコイル層を有する記録コイルとを含む。各コイル層は、記録ギャップ層と磁性ヨークの下部磁極または上部磁極のいずれかとの間において連続的に延在する。記録コイルは、好ましくは、食刻工程を用いて、各コイル層が各コイル分離層に比べて大きい幅を有して形成される。有利なことに、この記録コイル構造においては、電気抵抗が低下して、記録コイルにおいて生じしめられるジュール加熱が減少する。さらにまた、下部および上部磁極のいずれか一方または両方は、交互に設けられる磁性および非磁性誘電体層の水平積層構造を含んで、渦電流損に由来する鉄損による加熱を減少させる。磁気ヘッドにおける加熱の減少は、膨出の減少につながる。
【００６５】
前記は、単に本発明の好適な実施例の説明にすぎず、さまざまな変更、改変および変形が、添付の特許請求項に記載の本発明の真の精神および範囲から逸脱することなしに行なわれうることを理解されたい。本明細書および特許請求の範囲には、通常の言葉の意味とは異なる何らかの特別な意味が与えられた用語または語句は、たとえあったとしてもごくわずかしかなく、したがって、本明細書は、用語を不当に狭義に定義するために用いられてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】磁気ディスク装置の一例の平面図である。
【図２】平面ＩＩ−ＩＩにおける前記ディスク装置の磁気ヘッドを有するスライダの端面図である。
【図３】多数のディスクと磁気ヘッドとが用いられる磁気ディスク装置の平面図である。
【図４】スライダと磁気ヘッドとを支持するサスペンション装置の一例の等角図である。
【図５】図２の平面Ｖ−Ｖにおけるスライダと、磁気抵抗（ＭＲ）再生センサと非ペデスタル型記録ヘッドとを含む磁気ヘッドとの部分平面図である。
【図６】全ての絶縁材料が除去された状態の、図５に部分的に示される第２の磁極とコイル層との平面図である。
【図７】磁気ヘッドの再生および記録素子を示す、図５の平面ＶＩＩ−ＶＩＩにおけるスライダのＡＢＳ側部分図である。
【図８】図２の平面Ｖ−Ｖにおけるスライダと、ＭＲまたは巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）再生センサとペデスタル型記録ヘッドとを含む磁気ヘッドとの部分平面図である。
【図９】図８の磁気ヘッドの再生および記録素子を示す、図８の平面ＩＸ−ＩＸにおけるスライダのＡＢＳ側部分図である。
【図１０】スライダと、本発明の記録コイル構造を有する磁気ヘッドとの部分断面図である。
【図１１】磁性ヨークの上部磁極が交互に設けられる磁性および非磁性誘電体材料層によって製作されることを除いて、図１０に関して図示および説明された構造の図である。
【図１２】磁性ヨークの下部磁極もまた交互に設けられる磁性および非磁性誘電体材料層によって製作されることを除いて、図１１に関して図示および説明された構造の図である。
【図１３】スライダと、本発明のまた他の再生コイル構造を有する磁気ヘッドとの部分断面図である。
【図１４】磁性ヨークの上部磁極が交互に設けられる磁性および非磁性誘電体材料層によって製作されることを除いて、図１３に関して図示および説明された構造の図である。
【図１５】磁性ヨークの下部磁極もまた交互に設けられる磁性および非磁性誘電体材料層によって製作されることを除いて、図１４に関して図示および説明された構造の図である。
【符号の説明】
【００６７】
３０…ディスク装置、３４…磁気ディスク、３２…スピンドル、３６…モータ、３８…モータ制御装置、４０…記録再生用水平複合磁気ヘッド、４２…スライダ、４４…サスペンション、４６…アクチュエータアーム、４８…浮上面（ABS）、５０…処理回路、５２…ヘッドジンバルアセンブリ、５３…ベース部、５４…記録ヘッド部分、５６…再生ヘッド、５８…MRセンサ、６０…第１ギャップ層、６２…第２ギャップ層、６４…第１シールド層、６６…第２シールド層、６８…コイル層（記録コイル）、７０…第１絶縁層、７２…第２絶縁層、７６…第１磁極、７８…第２磁極、８０…裏側ギャップ、８２…第１磁極、８４…第２磁極、８６…非磁性ギャップ、８８…第１のはんだ接続部、９０…第２のはんだ接続部、９６および９８…リード線、１００…第３のはんだ接続部、１０２…第４のはんだ接続部、１０４、１０６、１０８、１１０…リード線、１５２…ペデスタル、１５４…裏側ギャップペデスタル、１５６…第３の磁極、１５０…非磁性分離層、
１０００…磁気ヘッド、１００２…GMRセンサ、１００４…第１のシールド層、１００６…第２のシールド層、１００８…絶縁材料、１０１０…分離層、１０１２…第１の磁極層、１０１４…第１のペデスタル構造、１０１６…第２の磁極、１０１７…磁気接続ペデスタル、１０１８…非磁性記録ギャップ、１０２０…浮上面（ABS）、１０２２…記録コイル、１０２４…記録コイル層、１０２６…コイル分離層、１０２８…第３の磁極、１０７０…磁性ヨーク、
１１０２…磁性及び非磁性誘電体層の水平積層構造（第２の磁極）、
１２０２…磁性及び非磁性誘電体層の水平積層構造（第１の磁極）、
１３００…磁気ヘッド、１３０２…GMRセンサ、１３０４…第１シールド層、１３０６…第２シールド層、１３０８…絶縁材料、１３１０…分離層、１３１２…第１の磁極層、１３１４…ペデスタル構造、１３１６…第２の磁極、１３１８…非磁性記録ギャップ層、１３２０…浮上面（ABS）、１３１２…第１の磁極層、１３２２…記録コイル、１３２４…記録コイル層、１３２６…コイル分離層、１３２８…第３の磁極、１３５０…磁気接続ペデスタル、１３５２…磁気接続ペデスタル、１３７０…磁性ヨーク、
１４０２…水平積層構造、１４０４、１４０６…接続磁気ペデスタル、
１５０２…水平積層構造。
【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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