(57)【要約】    【課題】  本発明の目的は、書きにじみが少なく、記録磁界が高い記録用薄膜磁気ヘッドとそれを用いた記録再生分離型磁気ヘッド及び磁気記憶再生を提供する。    【解決手段】  本発明は、記録ヘッドのギャップ膜及びギャップ膜と接した磁性膜を等しいトラック幅に加工し、前記トラック幅よりも広い幅で記録ヘッドの上部磁性膜と磁気抵抗効果膜の上部シールド膜を有し、上部磁性膜の浮上面に平行な段面積が浮上面とギャップ深さ以下の位置で小さくした薄膜磁気ヘッドにある。【選択図】  図３
2005235396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性の磁気ギャップ膜を介して上部磁性膜と下部磁性膜とを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、前記上部磁性膜及び下部磁性膜の少なくとも一方は前記磁気ギャップ側に前記磁気ギャップを介して前記磁気ギャップを形成する端部に前記上部磁性膜に上端部磁性膜及び前記下部磁性膜に下端部磁性膜が形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
非磁性の磁気ギャップ膜を介して上部磁性膜と下部磁性膜とを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、前記上部磁性膜及び下部磁性膜の少なくとも一方は前記磁気ギャップ側に前記磁気ギャップを介して前記磁気ギャップを形成する端部に前記上部磁性膜に上端部磁性膜及び前記下部磁性膜に下端部磁性膜が形成されており、前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜の少なくとも一方はその浮上面に平行な断面積が前記上部磁性膜及び下部磁性膜の前記磁気ギャップを有する部分でその前記断面積より小さいことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
非磁性の磁気ギャップ膜を介して上部磁性膜と下部磁性膜とを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、前記上部磁性膜及び下部磁性膜の少なくとも一方は前記磁気ギャップ側に前記磁気ギャップを介して前記磁気ギャップを形成する端部に前記上部磁性膜に上端部磁性膜及び前記下部磁性膜に下端部磁性膜が形成されており、前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜の少なくとも一方はそのトラック幅が前記上部磁性膜及び下部磁性膜のトラック幅よりも小さいことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
非磁性の磁気ギャップ膜を介して上部磁性膜と下部磁性膜とを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、前記上部磁性膜及び下部磁性膜の少なくとも一方は前記磁気ギャップ側に前記磁気ギャップを介して前記磁気ギャップを形成する端部に前記上部磁性膜に上端部磁性膜及び前記下部磁性膜に下端部磁性膜が形成されており、前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜の少なくとも一方は前記上部磁性膜及び下部磁性膜よりも浮上面において浮上面側に突出していることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
非磁性の磁気ギャップ膜を介して上部磁性膜と下部磁性膜とを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、前記上部磁性膜及び下部磁性膜の少なくとも一方は前記磁気ギャップ側に前記磁気ギャップを介して前記磁気ギャップを形成する端部に前記上部磁性膜に上端部磁性膜及び前記下部磁性膜に下端部磁性膜が形成されており、前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜の少なくとも一方は前記上部磁性膜及び下部磁性膜よりも浮上面において浮上面側に突出しており、更にそのトラック幅が前記上部磁性膜及び下部磁性膜のトラック幅よりも小さいことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜は飽和磁束密度１.５ テスラ以上のめっき磁性膜からなり、前記めっき磁性膜のフレーム幅よりも広い幅で比抵抗が５０  μΩcm以上であるめっきあるいはスパッタリング法で形成された前記上部磁性膜からなる請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜は互いに等しいトラック幅を有し、前記上部磁性膜及び磁気抵抗効果膜を磁気シールドする上部シールド膜は前記トラック幅よりも広い幅を有し、前記上部磁性膜は多層の磁性膜からなる請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
情報の書き込みを行う記録ヘッドと読み出しを行う再生ヘッドとが一体に形成された記録再生分離型磁気ヘッドにおいて、前記記録ヘッドは請求項１〜７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドからなることを特徴とする記録再生分離型磁気ヘッド。
【請求項９】
前記再生ヘッドは、磁気抵抗効果を有する強磁性体と、該強磁性体に密着し、前記強磁性体に一方向異方性を発現させる反強磁性体とを含み、前記反強磁性体がＣｒ−Ｍｎ系合金からなることを特徴とする請求項８記載の記録再生分離型磁気ヘッド。
【請求項１０】
情報を記録する薄膜磁気ディスクと、該薄膜磁気ディスクの回転手段と、浮動型スライダに設けられ情報の書き込みを行う記録ヘッドと読み出しを行う再生へッドとを有する記録再生分離磁気ヘッドと、前記浮動型スライダを支持し薄膜磁気ディスクに対してアクセスする移動手段とを具備し、前記磁気ディスクが記録・再生時に４０００rpm 以上で回転し、記録周波数が４５ＭＨｚ以上である磁気記憶再生装置において、前記記録再生分離型磁気ヘッドは請求項８又は９に記載の記録再生分離型磁気ヘッドからなる磁気記憶再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は新規な薄膜磁気ヘッド及びそれを用いた記録再生分離型磁気ヘッドと磁気記憶再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置用薄膜磁気ヘッドは高速回転するディスク上で保持されたスライダ上に形成される。記録ヘッドは強磁性材料の薄膜である磁極層を有し、エアベアリング面（ＡＢＳ面）でギャップ層の上下に下部磁極層と上部磁極層がある。記録ヘッドの上下の磁極層は後部のギャップで接触する。記録密度を高めるためには磁気ディスクの表面に多くのデータを書き込む必要がある。このためには、トラック幅を狭くして記録密度を高める方法がある。薄膜磁気ヘッドで磁極端の幅すなわちトラック幅が２μｍ以下のヘッドを提供する方法が特開平7−296328号明細書に記載されている。この例には磁性膜をめっき法で形成する際に二酸化ケイ素層をめっきフレームとして用いている。また上記発明にはＡＢＳ面から後方のゼロスロートレベルまでの磁極層は、磁極端層よりも広くかつ平行であり、磁極端領域との磁束のやりとりのために平行経路を与え、磁束伝達能力を高めると記載されている。さらに図２４および図２５のヘッド構造図には上部磁性膜（図２４ではＰ２（Ｔ）、図２５ではＰ２で示してある。）の形状が明らかにされており、ギャップ深さ位置（フレームの上部）で浮上面から見た上部磁性膜の断面積は一定である。
【０００３】
【特許文献１】特開平7−296328号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、書きにじみが少なく、記録磁界が高い薄膜磁気ヘッド及びそれを用いた記録再生分離型磁気ヘッドと磁気記憶再生装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、非磁性の磁気ギャップ膜を介して上部磁性膜と下部磁性膜とを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、前記上部磁性膜及び下部磁性膜の少なくとも一方は前記磁気ギャップ側に前記磁気ギャップを介して前記磁気ギャップを形成する端部に前記上部磁性膜に上端部磁性膜及び前記下部磁性膜に下端部磁性膜が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明は、また前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜の少なくとも一方はその浮上面に平行な断面積が前記上部磁性膜及び下部磁性膜の前記磁気ギャップを有する部分でその前記断面積より小さいこと、
前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜の少なくとも一方はそのトラック幅が前記上部磁性膜及び下部磁性膜のトラック幅よりも小さいこと、
及び前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜の少なくとも一方は前記上部磁性膜及び下部磁性膜よりも浮上面において浮上面側に突出していることの１つ又は２つ以上の組合せからなることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明は前述の薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜は飽和磁束密度１.５ テスラ以上のめっき磁性膜からなり、前記めっき磁性膜のフレーム幅よりも広い幅で比抵抗が５０  μΩcm以上であるめっきあるいはスパッタリング法で形成された前記上部磁性膜からなるものであること及び前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜は互いに等しいトラック幅を有し、前記上部磁性膜及び磁気抵抗効果膜を磁気シールドする上部シールド膜は前記トラック幅よりも広い幅を有し、前記上部磁性膜は多層の磁性膜からなることの１つ又は２つの組合せからなることを特徴とするものである。
本発明は、情報の書き込みを行う記録ヘッドと読み出しを行う再生ヘッドとが一体に形成された記録再生分離型磁気ヘッドにおいて、前記記録ヘッドは前述の薄膜磁気ヘッドからなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の前述の記録再生分離型磁気ヘッドにおいて、前記再生ヘッドが、磁気抵抗効果を有する強磁性体と、該強磁性体に密着し、前記強磁性体に一方向異方性を発現させる反強磁性体とを含み、前記反強磁性体がＣｒ−Ｍｎ系合金からなることを特徴とする。
【０００９】
本発明は、情報を記録する薄膜磁気ディスクと、該薄膜磁気ディスクの回転手段と、浮動型スライダに設けられ情報の書き込みを行う記録ヘッドと読み出しを行う再生へッドとを有する記録再生分離磁気ヘッドと、前記浮動型スライダを支持し薄膜磁気ディスクに対してアクセスする移動手段とを具備し、前記磁気ディスクが記録・再生時に４０００rpm 以上で回転し、記録周波数が４５ＭＨｚ以上である磁気記憶再生装置において、前記記録再生分離型磁気ヘッドは前述の記録再生分離型磁気ヘッドからなることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明は、記録密度４Ｇｂ／in2 以上の磁気ディスク装置に用いるのが好ましい。
【００１１】
記録ヘッドを浮上面から見た場合、図１に示すようにギャップの上にある磁性膜１はギャップ近傍でトラック幅Ｔｗに狭められ、図２の上端部磁性膜１６がオーバーハングｔだけトラックの両側に広がった構造になっている。フォトレジストとポリジメチルグルタルイミドを用いた２層膜に紫外線および遠紫外線の照射と２回の現像の組み合わせで、アンダーカットをもつフレーム材料を作製し、フォトレジスト層の間にギャップ膜を形成し、下部磁極膜をアンダーカット部に形成する。
【００１２】
本発明の図３の構造の磁気ヘッドを作製すれば二酸化珪素等のフレーム材料を使用しないため上記耐摩耗性やフレーム材料の形成装置を必要としない。図３のように浮上面に上部磁性膜１１が出ないため、上部磁性膜から浮上面への磁束の漏洩が少なく、媒体への書きにじみが少なくできる。また図６に示すようにスロートハイトの中で、上部磁性膜の形状が変わる場合、浮上面側を浮上面に平行な断面積を小さくし、スロートハイトの途中から断面積を大きくして、上部磁性膜１１から浮上面に漏洩する磁界を小さくし、上部磁性膜１１から上端部磁性膜  １７を通して漏洩する磁界を増やすことが可能であり、面記録密度が４Ｇｂ／  in2 以上の高記録密度の磁気記録装置に用いることができる。上部磁性膜１１の浮上面近傍のオーバーハングｔを小さくすることが狭トラックヘッドには重要な問題であり、本発明ではギャップ膜１７の膜厚の５倍以下とすることが書きにじみを小さくすることにつながる。
【００１３】
一例として、トラック幅（Ｔｗ）が１.０μｍ 、上部磁性膜の厚さ（Ｐｕ）が４μｍ、ギャップ膜の膜厚が０.２μｍ の場合、上部磁性膜１１の端部から漏れる磁界Ｈと、オーバーハングｔの関係は、図７のようになる。漏れ磁界は小さい方が良いが、オーバーハングｔを小さくしていくと、上部磁性膜の厚さを一定にした時に浮上面のギャップ近傍の磁界強度が減少する。磁界強度が高く、かつ漏れ磁界を小さくするには、この場合、Ｈ＜１０００Ｏｅとなるｔの範囲、すなわちｔ＜１μｍであり、ギャップ膜の膜厚(０.２μｍ）の５倍以下が望ましい。ｔ＜１μｍとして上記磁界強度を高くするには、上部磁性膜１１の膜厚を厚くすれば良い。上部磁性膜１１の膜厚を厚くすると、上部磁性膜１１を形成するためのメッキフレームの形状及び精度が問題になる。すなわち、メッキフレームが厚くなると、形状制御が困難になること及び下の磁性膜(上端部磁性膜１６)との合わせ精度が問題となる。従ってメッキフレームの形状，精度の点でｔ＝０μｍは困難であり、ｔ＝０.０５〜０.１μｍとして上部磁性膜１１を厚くすることが望ましい。上記例は、上部磁性膜１１が浮上面から１０ｎｍ離れている場合である。
上部磁性膜１１は、１０ｎｍ以上浮上面から離すことにより、浮上面における上部磁性膜端部からの磁界が減少する。従って従来の記録ヘッド構造である図２の構造から、本発明である図３の構造にすることにより、上部磁性膜端部からの漏れ磁界による記録データの消去や隣接トラックへの影響はなくなる。図３の構造と同様な効果が、上部磁性膜１１の断面積をギャップ深さ（図３のギャップ膜の浮上面からの幅）以下の位置で、浮上面から離れた断面積を大きくし、浮上面の断面積を小さくすることにより、得られる。
【００１４】
本発明では薄膜磁気ヘッドの記録ヘッドの磁極端部をフレームめっきで作製する。即ち、図２や図３に示す上端部磁性膜１６，ギャップ膜１７及び下端部磁性膜１８の３種類の膜は同一フレームを用いてめっきされる。図２及び図３の上部磁性膜１１は浮上面側で上端部磁性膜１６に接している。この上端部磁性膜１６の形状は浮上面に垂直方向の断面図では図２、及び膜面の上から見た図４とすることが従来の構造であり、図４に示すようにギャップ膜１７と上端部磁性膜１６の形状は浮上面からギャップ深さ（フレーム端部）まで等しく、浮上面に平行断面はこの間（ギャップ膜がある場所の断面）で、同じになる。この従来形状に対して、図５あるいは図６に示すような上端部磁性膜１６の浮上面側の断面積を小さくした場合には浮上面で上端部磁性膜１６からの漏洩磁界が少なくなり、記録磁界が急峻になり、トラックエッジの磁界分布がシャープになり、バックグランドも小さくなる。
【００１５】
反強磁性膜には、酸化ニッケル，鉄マンガン合金薄膜，クロム−マンガン，クロム−マンガン−白金，クロムアルミ合金膜等を用いても良い。あるいは強磁性のコバルト−白金，コバルト−クロム−白金，鉄−コバルト−テルビウム合金膜のような硬磁性膜で用いることができる。硬磁性膜とは、外部磁界に対してその磁化の変化しにくい磁性膜であって、保磁力が例えば１００エルステッド以上であるとする、５０エルステッドの磁界を加えてもその磁化の方向は殆ど変化しないので、反強磁性膜と同様の効果がある。つまり、他の磁性膜に密着して形成したときに交換結合バイアスによる一方向異方性を印加できる特性を有するものであれば反強磁性である必要は必ずしもなく、このようなバイアス膜と総称する膜、を用いることが好ましい。
【００１６】
磁性膜には、Ｎｉ７０〜９５原子％，Ｆｅ５〜３０原子％及びＣｏ１〜５原子％の合金、又はＣｏ３０〜８５原子％，Ｎｉ２〜３０原子％及びＦｅ２〜５０原子％の合金を用いることが好ましく、この他、パーマロイ，パーメンダー合金等を用いても良い。つまり、強磁性で良好な軟磁気特性を有するものを用いることが好ましい。
【００１７】
前記非磁性導電膜には、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕを用いることが好ましく、この他、Ｃｒ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｕ，Ｒｈ等またはこれらの合金を用いても良い。つまり、室温で自発磁化を持たず、電子の良好な透過性を有するものを用いることが好ましい。以上の膜は、それぞれ２〜１０００Å程度の膜厚を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、記録にじみが少なく、記録磁界が高い記録用薄膜磁気ヘッドが得られ、面記録密度４Ｇｂ／in2 以上の磁気記録再生装置が達成できる顕著な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施例１）
図３は本発明の記録再生分離型磁気ヘッドの記録ヘッド部分を示す断面図である。
【００２０】
図３に示す様に、本発明は記録ヘッドにあり、非磁性の磁気ギャップ膜１７を介して上部磁性膜１１と下部磁性膜１５とを備えた薄膜磁気ヘッドにおいて、前記上部磁性膜１１は前記磁気ギャップ側に前記磁気ギャップ１７を形成する端部に前記上部磁性膜１１に上端部磁性膜１６が形成されている。
【００２１】
そして、本発明は、前記上端部磁性膜１６の浮上面に平行な断面積が前記上部磁性膜１１の前記磁気ギャップを有する部分でその前記断面積より小さいものである。
【００２２】
また、前記上端部磁性膜１６はそのトラック幅Ｔｗが前記上部磁性膜１１のトラック幅Ｔｗよりも小さいものである。
【００２３】
更に、本発明は、前記上端部磁性膜１６が前記上部磁性膜１１よりも浮上面において浮上面側に突出しているものである。
【００２４】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、前記上端部磁性膜飽和磁束密度１.５ テスラ以上のめっき磁性膜からなり、前記めっき磁性膜のフレーム幅よりも広い幅で比抵抗が５０μΩcm以上であるめっきあるいはスパッタリング法で形成された前記上部磁性膜からなるものである。
【００２５】
また、本発明は、前記上端部磁性膜１６及び下端部磁性膜１８は互いに等しいトラック幅を有し、前記上部磁性膜及び磁気抵抗効果膜を磁気シールドする上部シールド膜は前記トラック幅よりも広い幅を有し、前記上部磁性膜１１は多層の磁性膜からなることができる。
【００２６】
本発明は、図示していないが情報の書き込みを行う記録ヘッドと読み出しを行う再生ヘッドとが一体に形成された記録再生分離型磁気ヘッドからなるものである。
【００２７】
以下に本発明の記録ヘッドを作製するプロセスについて説明する。図３の下部磁性膜１５の下にはギャップ膜を介して巨大磁気抵抗効果型ヘッドがある。下部磁性膜１５は巨大磁気抵抗効果型ヘッドのシールドの役割をする。あるいは磁気トンネルスピンバルブ(酸化物膜を用いた巨大磁気抵抗効果型)ヘッドが下に形成される場合にはシールドと電極を兼ねた膜としての役割がある。これらの膜には高透磁率の強磁性膜が用いられる。下部磁性膜１５はＣｏやＮｉやＦｅを含む強磁性膜と酸化物膜の多層膜でもよい。その上にフレームをレジストあるいは部分的に酸化物膜を含むレジストで形成し、フレームとフレームの間に強磁性膜を電気めっきして下端部磁性膜１８を形成する。スロートハイトは１０μｍ以下である。このめっき膜にはＣｏＮｉＦｅ合金，ＣｏＦｅ合金，ＮｉＦｅ合金あるいはこれらの合金に半金属元素を添加した合金が適している。この下端部磁性膜１８の上にギャップ膜１７をめっきする。ギャップ膜にはＣｒ合金やＴａ，Ｗ，Ｔｉ，Ｍｏ等の合金が用いられる。ギャップ膜１７の上には上端部磁性膜１６をめっきする。ギャップ膜に接しためっき膜に必要な磁気特性は飽和磁束密度が高いことであり、飽和磁束密度１.５Ｔ 以上の膜を使用することにより４Ｇｂ／in2 の記録を達成できる。上端部磁性膜１６は下端部磁性膜１８と同様の磁性膜で良い。図５の構造の記録ヘッドを作製するためにはフレームを除去後、下部絶縁膜  １４を形成し、その上にコイル１３を形成後、絶縁膜１２の上に上部磁性膜をめっきあるいはスパッタリング法で作製する。上部磁性膜に必要な磁気特性は高抵抗であり比抵抗が５０μΩcm以上，飽和磁束密度１.０Ｔ 以上の膜である必要がある。前記のめっき膜の特性と上部磁性膜（下部磁性膜１５も上部磁性膜の特性と同等が望ましい）の特性を組み合わせることにより、トラック幅０.５μｍ で２０００Ｏe 以上の記録磁界が発生することを確認した。また図４の構造よりも図５あるいは図６の構造の記録ヘッドの方が書きにじみが少ないことを確認すると同時に記録磁界強度に顕著な差がみられなかった。磁界強度の値は上部磁性膜１１の飽和磁束密度にも依存するため、上部磁性膜の飽和磁束密度は高い方が望ましい。また図５の構造のヘッドの上部磁性膜の浮上面側の位置は浮上面から  １０ｎｍ以上離すことにより効果があることが確認されている。図６の場合も上部磁性膜の位置は浮上面から１０ｎｍ離すことにより効果が確認される。実施したオーバーハングｔの値は１０ｎｍから１００μｍの範囲である。
【００２８】
図５及び図６に示す様に、上部磁性膜１１はいずれも浮上面となる先端部が幅が小さく三角フラスコ形の様に全体に丸味を帯びた形状を有するものである。
【００２９】
図８は、記録再生磁気ヘッドの浮上面近傍の構造を示す斜視図である。巨大磁気抵抗効果膜１０４は、下部シールド膜１０６と上部シールド膜１０８の間に絶縁膜を介して配列され、電極１０５を通してセンス電流が流れる。また、記録ヘッドは、上部シールド膜１０８上に下端部磁性膜１０３，ギャップ膜１０２，上端部磁性膜１０１，上部磁性膜１０７、及びコイル１０９から成り、上部磁性膜１０７は、浮上面から奥（１０ｎｍ以上）の位置に形成されている。このような構成にすることにより、ギャップ膜１０２の浮上面付近の等磁界曲線は、上部磁性膜１０７端部の影響が少なく、かつ、高い磁界勾配が得られ、良好な記録特性を有する。
【００３０】
本実施例においては、前述の高比抵抗膜を記録ヘッドに用い、記録ヘッドと以下に示す再生ヘッドを組み合わせたものである。再生ヘッドには巨大磁気抵抗効果膜１０４が用いられ、電流を流すための電極１０５が巨大磁気抵抗効果膜104 に電気的に接触している。電極１０５及び巨大磁気抵抗効果膜１０４の下には下部ギャップ膜を介して下部シールド膜１０６がある。巨大磁気抵抗効果膜１０４の上には上部ギャップ膜を介して高比抵抗下部磁性膜となる上部シールド膜108 があり、この高比抵抗下部磁性膜は記録ヘッドの下部磁極の一部となっている。
この高比抵抗下部磁性膜の一部を高比抵抗膜にして記録ヘッドの高周波特性を改善することが可能である。記録ヘッドのギャップ膜１０２はその上下の磁性膜と幅が等しく、上下の高飽和磁束密度膜からなる上端部磁性膜１０１，下端部磁性膜１０３は他の磁極部分よりも高飽和磁束密度の材料が望ましい。この上端部磁性膜１０１の上に幅の広い高比抵抗上部磁性膜１０７を用いる。記録ヘッドのコイル１０９に電流を流し、記録ヘッドからの磁界により記録媒体１１０に記録される。尚、再生ヘッドは強磁性トンネル膜を用いた異なる構造のヘッドでも良い。
【００３１】
図９は図８の記録ヘッド部分を上から見た平面図である。上部磁性膜１０７は浮上面に前述の上端部磁性膜が突出した形状を有し、先端部の幅が小さくなった３角フラスコの様に全体が丸味を帯びた平面形状を有する。コイル１０９は平面図の如くうず巻状に巻回しており外部リード３２に接続部３１で接続されている。上部シールド膜１０８は下部磁性膜となるもので、前述の如くギャップ膜102 部に接して、その端部に下端部磁性膜が形成されている。
【００３２】
図１０は本発明の記録再生分離型磁気ヘッドの再生ヘッドに用いたスピンバルブ磁気抵抗効果膜を用いた素子の部分断面斜視図である。
【００３３】
本発明のＭＲセンサは、ガラス，セラミックのような適切な基板４３の上に、軟質強磁性体の第１磁性層４５，非磁性金属層２１、及び強磁性体の第２磁性層２２を付着させた構造である。強磁性層４５及び２２は、磁界が印加されていない場合は、個々の磁化方向が約９０度の角度差になるようにする。さらに、第２磁性層２２の磁化方向は、磁性媒体の磁界方向と同じ方向に固定される。磁界が印加されていない場合の軟質強磁性体の第１磁性層４５の磁化方向は第２磁性層の磁界方向に対して９０度傾いている。印加された磁界に感応して第１磁性層  ４５に磁化回転が生じ変化する。
【００３４】
本実施例における第１磁性層４５，非磁性金属層２１，第２磁性層２２及び反強磁性体層２３は後述の図１１に示した積層構造で用いた膜構成を用いることができ、また、硬質強磁性層４７にはＣｏ82Ｃｒ9Ｐt9，Ｃo80Ｃr8Ｐt9(ＺｒＯ2)3等を用いることができる。図１６の膜構成は本実施例における第１磁性層４５と第２磁性層２２に相当する膜構成を有し、それらの磁界方向は前述と同様に形成されている。
【００３５】
本実施例では軟質強磁性体の第１磁性層４５の付着を行う前に、例えば、Ｔａ，Ｒｕ、又はＣｒＶのような適切な下部膜２４を基板４３の上に付着させる。下部膜２４を付着させる目的は、後に付着させる層の組織，結晶粒度、及び形態を最適化させるためである。層の形態は、大きなＭＲ効果を得るのに非常に重要である。それは層の形態によって非磁性金属層２１の非常に薄いスペーサ層を利用することができるからである。さらに分流による影響を最小にするために、下部層は高電気抵抗がよい。下部層は前述したように逆構造としても使用できる。基板４３は十分な高電気抵抗で、十分に平面であり、且つ適切な結晶構造の場合は、下部膜２４は不要である。
【００３６】
第１磁性層４５は、紙面に平行な方向に単一のドメイン状態に保持させるための縦方向にバイアスを生じさせる手段が用いられる。縦方向にバイアスを生じさせる手段は、高飽和保磁力，高直角度、且つ、高電気抵抗を有する硬質強磁性層４７が用いられる。硬質強磁性層４７は、軟質強磁性体の第１磁性層４５の端部の領域に接触している。硬質強磁性層４７の磁化方向は、紙面に平行である。
【００３７】
反強磁性層を第１磁性層４５の端部の領域に接触させて付着させることができ、必要な縦方向のバイアスを生じさせる。これらの反強磁性層は、強磁性体の第２磁性層２２の磁化方向を固定させるために用いられる反強磁性層２３よりも十分に異なるブロッキング温度を有するものが良い。
【００３８】
次に、例えば、Ｔａのような高抵抗の材料のキャッピング層が、ＭＲセンサ上部全体に付着させられるのが好ましい。電極２８が備えられ、ＭＲセンサ構造体と電流源及び検知手段間に回路が形成される。
【００３９】
図１１は図１０の非磁性金属層２１，第２磁性層２２及び反強磁性体層２３の各膜に代えて形成した本発明の磁気抵抗効果素子を構成する膜で、高周波マグネトロンスパッタリング装置により以下のように作製した。アルゴン３ミリトールの雰囲気中にて、厚さ１ミリ，直径３インチのセラミックス基板に以下の材料を順次積層して作製した。スパッタリングターゲットとしてタンタル，ニッケル−２０ａｔ％鉄合金，銅，コバルト，クロム−５０ａｔ％マンガンの各ターゲットを用いた。クロム−マンガン合金膜の作製では、クロム−マンガンターゲット上に添加元素の１センチ角のチップを配置し、チップの数を増加あるいは減少させることで組成を調整した。また、強磁性膜としてＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ層を作るときはコバルトターゲット上にニッケル，鉄の１センチ角のチップを配置して組成を調整した。
【００４０】
積層膜は、各ターゲットを配置したカソードに各々高周波電力を印加して装置内にプラズマを発生させておき、各カソードごとに配置されたシャッターを一つずつ開閉して順次各層を形成した。膜形成時には永久磁石を用いて基板に平行におよそ３０Ｏｅの磁界を印加して、一軸異方性をもたせるとともに、クロム−マンガン膜の交換結合磁界の方向を印加磁界の方向に誘導した。
【００４１】
図１２は、本発明の記録再生分離型磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の一例を示す。記録再生分離型磁気ヘッド４０はＡｌ2Ｏ3焼結体からなるスライダに設けられ、スピンドル５２で回転する記録媒体を有する薄膜磁気ディスク５１を浮上し、ヘッド位置決め機構５３により、高精度に位置制御されている。記録再生分離型磁気ヘッド４０により読み出された再生信号や、記録信号は、記録再生信号処理系５５によって信号処理される。
【００４２】
図１３は図１１に示した記録再生分離型ヘッドを用いた磁気ディスク装置の原理図である。記録再生分離型磁気ヘッド２０１はモータで回転する記録媒体203 である磁気ディスクの上でヘッド位置決め機構２０２により記録媒体２０３上での位置が制御され、記録再生分離型磁気ヘッド２０１は再生信号処理系２０４と接続されている。
【００４３】
本装置において、磁気ディスクを回転するＤＣモータ，情報を書き込み，読み取りするための磁気ヘッド，これを支持して磁気ディスクに対して位置を変える手段の位置決め装置、即ち、アクチュエータとボイスコイルモータ、及び装置内部を清浄に保つためのエアフィルタなどからなる。アクチュエータは、キャリッジとレール，軸受からなり、ボイスコイルモータはボイスコイル，マグネットからなる。これらの図では、同一の回転軸に８枚の磁気ディスクを取付け、合計の記憶容量を大きくした例を示している。
【００４４】
磁気ディスクは表面粗さＲMAX が１００Å以下、望ましくは５０Å以下の表面性の良好な媒体とする。磁気ディスクは、剛性基体の表面に真空成膜法によって磁気記録層を形成してある。磁気記録層は磁性薄膜が用いられる。真空成膜法によって形成される磁気記録層の膜厚は０.５μｍ 以下であるので、剛性基体の表面性がそのまま記録層の表面性として反映される。従って、剛性基体は、表面粗さＲMAX が１００Å以下のものを使用する。そのような剛性基体としては、ガラス，化学強化されたソーダアルミノ珪酸ガラスまたはセラミックを主成分とする剛性基体が適している。
【００４５】
また、磁性層が金属や合金などの場合には、表面に酸化物層，窒化物層を設けるか、表面を酸化皮膜とするのが望ましい。また、炭素保護膜の使用等も望ましい。こうすることにより、磁気記録層の耐久性が向上し、極く低浮上量で記録再生する場合や、コンタクト，スタート，ストップ時においても、磁気ディスクの損傷を防止できる。
【００４６】
このような構成で評価した本発明による記録ヘッドの性能（オーバーライト特性）を測定した結果、４０ＭＨｚ以上の高周波領域でも−５０ｄＢ程度の優れた記録性能が得られた。
【００４７】
本実施例によれば、高保磁力媒体に対しても、高周波領域でも十分に記録可能であり、メディア転送速度１５ＭＢ／秒以上，記録周波数４５ＭＨｚ以上，磁気ディスク４０００rpm 以上のデータの高速転送，アクセス時間の短縮，記録容量の増大と、異方性磁気抵抗効果を基礎として優れたＭＲ効果を有する高感度の  ＭＲセンサが得られることから面記録密度として３Ｇｂ／in2 以上との磁気ディスク装置が得られるものである。
【００４８】
（実施例２）
図１４は図３に代えて非磁性の磁気ギャップ膜１７を介して上部磁性膜１１と下部磁性膜１５とを備えた記録用薄膜磁気ヘッドの断面図である。下部磁性膜  １５の前記磁気ギャップ側に前記磁気ギャップを介して前記磁気ギャップを形成する端部に下端部磁性膜１８が形成したものである。
【００４９】
そして、下端部磁性膜は、その浮上面に平行な断面積が下部磁性膜の前記磁気ギャップを有する部分でその前記断面積より小さくしたものである。
【００５０】
また、下端部磁性膜は、そのトラック幅下部磁性膜のトラック幅よりも小さくしたものである。
【００５１】
また、下端部磁性膜は、下部磁性膜よりも浮上面において浮上面側に突出させたものである。
【００５２】
本実施例の下端部磁性膜は飽和磁束密度１.５ テスラ以上のめっき磁性膜からなり、前記めっき磁性膜のフレーム幅よりも広い幅で比抵抗が５０μΩcm以上であるめっきあるいはスパッタリング法で形成されたものである。
【００５３】
上端部磁性膜１６及び下端部磁性膜１８は互いに等しいトラック幅を有している。前記上部磁性膜及び磁気抵抗効果膜を磁気シールドする上部シールド膜は前記トラック幅よりも広い幅を有し、前記上部磁性膜は多層の磁性膜によって構成することができる。
【００５４】
（実施例３）
図１５は同じく図３に代えて非磁性の磁気ギャップ膜１７を介して上部磁性膜１１と下部磁性膜１５とを備えた薄膜磁気ヘッドの断面図である。上部磁性膜  １１及び下部磁性膜１５は前記磁気ギャップ側に前記磁気ギャップを介して前記磁気ギャップを形成する端部に前記上部磁性膜に上端部磁性膜及び前記下部磁性膜に下端部磁性膜が形成したものである。
【００５５】
また、前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜はその浮上面に平行な断面積が前記上部磁性膜及び下部磁性膜の前記磁気ギャップを有する部分でその前記断面積より小さくしたものである。
【００５６】
更に、前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜はそのトラック幅が前記上部磁性膜及び下部磁性膜のトラック幅よりも小さくしたものである。
【００５７】
そして、前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜は前記上部磁性膜及び下部磁性膜よりも浮上面において浮上面側に突出させたものである。本実施例では下部磁性膜１５は上部磁性膜１１の先端よりわずか突出させているが、同じ長さでもよい。
【００５８】
また、前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜は飽和磁束密度１.５ テスラ以上のめっき磁性膜からなり、前記めっき磁性膜のフレーム幅よりも広い幅で比抵抗が５０μΩcm以上であるめっきあるいはスパッタリング法で形成させた。
【００５９】
更に、前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜は互いに等しいトラック幅を有している。前記上部磁性膜及び磁気抵抗効果膜を磁気シールドする上部シールド膜は前記トラック幅よりも広い幅を有し、前記上部磁性膜は多層の磁性膜によって構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】オーバーハングをもつ磁気記録ヘッドの浮上面側から見た磁性膜の形状の説明図。
【図２】磁気記録ヘッドの浮上面に垂直な面から見た断面図。
【図３】磁気記録ヘッドの浮上面に垂直な面から見た断面図。
【図４】磁気記録ヘッド上面から見た上部磁性膜と上端部磁性膜の形状の説明図。
【図５】磁気記録ヘッド上面から見た上部磁性膜と上端部磁性膜の形状の説明図。
【図６】磁気記録ヘッド上面から見た上部磁性膜と上端部磁性膜の形状の説明図。
【図７】磁界（Ｈ）とオーバーハング（ｔ）との関係を示す線図。
【図８】記録再生分離型磁気ヘッドの部分断面斜視図。
【図９】記録用薄膜磁気ヘッドの平面図。
【図１０】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの膜構成を示す斜視図。
【図１１】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの膜構成図。
【図１２】磁気記録再生装置の平面図及び断面図。
【図１３】磁気記録再生装置の原理図。
【図１４】磁気記録ヘッドの断面図。
【図１５】磁気記録ヘッドの断面図。
【符号の説明】
【００６１】
１，１１，１０７…上部磁性膜、２，１５…下部磁性膜、３，１０６…下部シールド膜、１３，１０９…コイル、１６，１０１…上端部磁性膜、１７，１０２…ギャップ膜、１８，１０３…下端部磁性膜、４０，２０１…記録再生分離型磁気ヘッド、１０４…巨大磁気抵抗効果膜、１０８…上部シールド膜。
【図１】
2005235396.tif 000003
【図２】
2005235396.tif 000004
【図３】
2005235396.tif 000005
【図４】
2005235396.tif 000006
【図５】
2005235396.tif 000007
【図６】
2005235396.tif 000008
【図７】
2005235396.tif 000009
【図８】
2005235396.tif 000010
【図９】
2005235396.tif 000011
【図１０】
2005235396.tif 000012
【図１１】
2005235396.tif 000013
【図１２】
2005235396.tif 000014
【図１３】
2005235396.tif 000015
【図１４】
2005235396.tif 000016
【図１５】
2005235396.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月20日(2005.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部磁性膜と、
下部磁性膜の浮上面側に形成された磁極端層と、
浮上面側で前記磁極端層と接している上部磁性膜とを有し、
前記磁極端層は、下端部磁性膜と、前記下端部磁性膜の上に形成されたギャップ膜と、前記ギャップ膜の上に形成された上部磁性膜とが、レジストフレームを用いてめっき法により形成されたものであり、
前記上部磁性膜は、浮上面とは反対側の端部が三角フラスコ形であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
下部磁性膜と、
下部磁性膜の浮上面側に形成された磁極端層と、
前記下部磁性膜上に形成され、前記磁極端層の媒体対向面とは反対側に形成された下部絶縁膜と、
前記下部絶縁膜の上に形成されたコイル及び絶縁膜と、
前記コイル及び絶縁膜の上に形成され、浮上面側で前記磁極端層と接している上部磁性膜とを有し、
前記磁極端層は、下端部磁性膜と、前記下端部磁性膜の上に形成されたギャップ膜と、前記ギャップ膜の上に形成された上部磁性膜とが、レジストフレームを用いてめっき法により形成されたものであり、
前記上部磁性膜は、浮上面とは反対側の端部が三角フラスコ形であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】
前記上部磁性膜は、浮上面とは反対側の端部が、丸みを帯びた形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜は飽和磁束密度１.５ テスラ以上のめっき磁性膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記上部磁性膜は、前記めっき磁性膜のフレーム幅よりも広い幅で比抵抗が５０μΩcm以上であるめっきあるいはスパッタリング法で形成された前記上部磁性膜からなる請求項１〜４のいずれかに記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記上端部磁性膜及び下端部磁性膜は互いに等しいトラック幅を有し、前記上部磁性膜及び磁気抵抗効果膜を磁気シールドする上部シールド膜は前記トラック幅よりも広い幅を有し、前記上部磁性膜は多層の磁性膜からなる請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。