(57)【要約】【課題】  従来の台座構造では、記録ギャップ膜厚に不均一が生じ、記録ギャップの狭小化が困難であった。【解決手段】  軟磁性体膜から構成された下部コア部材と同じく軟磁性膜から構成された平面状の上部コア部材間にコイル導体を配し、下部コア部材と上部コア部材を少なくとも磁気的に接合させる磁性体を後端部に有し、記録媒体と対面する浮上面側で下部コア部材と接して台座磁極を有し、台座磁極と上部コア部材間に第１の非磁性膜を有し、同非磁性膜により記録ギャップを構成する記録ヘッド構造であって、第１の非磁性膜上ないしは下に第２の非磁性膜を配し第２の非磁性膜エッジが浮上面から後退していると共に同エッジより浮上面側に上部コア部材のフレアポイントが位置する記録ヘッドを設けた薄膜磁気ヘッド。【選択図】図１
2005166176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部コアと上部コアと前記下部コアと前記上部コアの間にコイル導体を有する記録ヘッドを具備する磁気ヘッドにおいて、
前記下部コア上に形成される台座磁極と、
前記台座磁極と上部コアの間に形成される非磁性膜と、
を有し、前記台座磁極は前記上部コアのフレアポイントに対応した位置を有する突起形状を有し、当該対応した位置が浮上面位置と前記非磁性膜のエッジ位置との間にあることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
下部コアと上部コアと前記下部コアと前記上部コアの間にコイル導体を有する記録ヘッドを具備する磁気ヘッドにおいて、
前記下部コア上に形成される台座磁極と、
前記台座磁極と上部コアの間に形成される第１の非磁性膜と、
前記台座磁極と第１の非磁性膜の間に形成される第２の非磁性膜と、
を有し、前記台座磁極は前記上部コアのフレアポイントに対応した位置を有する突起形状を有し、当該対応した位置が浮上面位置と第２の非磁性膜のエッジ位置との間にあることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】
下部コアと上部コアと前記下部コアと前記上部コアの間にコイル導体を有する記録ヘッドを具備する磁気ヘッドにおいて、
前記下部コア上に形成される台座磁極と、
前記台座磁極と上部コアの間に形成される第２の非磁性膜と、
前記台座磁極と第２の非磁性膜の間に形成される第１の非磁性膜と、
を有し、前記台座磁極は前記上部コアのフレアポイントに対応した位置を有する突起形状を有し、当該対応した位置が浮上面位置と第２の非磁性膜のエッジ位置との間にあることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の突起形状は、前記非磁性膜のエッジ位置より浮上面側に形成される先端部分を有し、
前記先端部分は、その浮上面側のトラック方向幅より前記非磁性膜のエッジ位置側のトラック方向幅が広い構造を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の突起形状は、前記非磁性膜のエッジ位置より浮上面側に形成される先端部分と前記非磁性膜の下に形成される後端部分を有し、
前記先端部分は前記上部コアのフレアポイントに対応した位置を有し、前記後端部分は前記非磁性膜のエッジ位置に対応した段差を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極がＣｏとＦｅを主成分とする合金膜から構成されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項５に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の先端部分の表面が平坦であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項８】
請求項５に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の後端部分の表面が平坦であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記非磁性層の膜厚が0.1μm以上0.3μm以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１０】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記上部コアの前記エッジ位置よりも後端側の領域に、浮上面から遠ざかる方向でみて膜厚の変化が複数箇所に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１１】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記上部コアの下部に下地部材を有し、
前記下地部材の前記エッジ位置よりも後端側の領域に、浮上面から遠ざかる方向でみて膜厚の変化が複数箇所に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１２】
請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記非磁性膜の前記エッジ位置よりも後端側の領域に、浮上面から遠ざかる方向でみて膜厚の変化が複数箇所に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１３】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の突起形状は、第２の非磁性膜のエッジ位置より浮上面側に形成される先端部分を有し、
前記先端部分は、その浮上面側のトラック方向幅より第２の非磁性膜のエッジ位置側のトラック方向幅が広い構造を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１４】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の突起形状は、第２の非磁性膜のエッジ位置より浮上面側に形成される先端部分と第２の非磁性膜の下に形成される後端部分を有し、
前記先端部分は前記上部コアのフレアポイントに対応した位置を有し、前記後端部分は第２の非磁性膜のエッジ位置に対応した段差を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１５】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極がＣｏとＦｅを主成分とする合金膜から構成されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１６】
請求項１４に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の先端部分の表面が平坦であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１７】
請求項１４に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の後端部分の表面が平坦であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１８】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、
第２の非磁性層の膜厚が0.1μm以上0.3μm以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１９】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記上部コアの前記エッジ位置よりも後端側の領域に、浮上面から遠ざかる方向でみて膜厚の変化が複数箇所に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２０】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記上部コアの下部に下地部材を有し、
前記下地部材の前記エッジ位置よりも後端側の領域に、浮上面から遠ざかる方向でみて膜厚の変化が複数箇所に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２１】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、
第２の非磁性膜の前記エッジ位置よりも後端側の領域に、浮上面から遠ざかる方向でみて膜厚の変化が複数箇所に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２２】
請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記上部コアが、記録ギャップを構成する第１の非磁性膜と浮上面側で接すると共に第２の非磁性膜に乗り上げる構造を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２３】
請求項３に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の突起形状は、第２の非磁性膜のエッジ位置より浮上面側に形成される先端部分を有し、
前記先端部分は、その浮上面側のトラック方向幅より第２の非磁性膜のエッジ位置側のトラック方向幅が広い構造を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２４】
請求項３に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の突起形状は、第２の非磁性膜のエッジ位置より浮上面側に形成される先端部分と第２の非磁性膜の下に形成される後端部分を有し、
前記先端部分は前記上部コアのフレアポイントに対応した位置を有し、前記後端部分は第２の非磁性膜のエッジ位置に対応した段差を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２５】
請求項３に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極がＣｏとＦｅを主成分とする合金膜から構成されることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２６】
請求項２４に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の先端部分の表面が平坦であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２７】
請求項２４に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記台座磁極の後端部分の表面が平坦であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２８】
請求項３に記載の磁気ヘッドにおいて、
第２の非磁性層の膜厚が0.1μm以上0.3μm以下であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２９】
請求項３に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記上部コアの前記エッジ位置よりも後端側の領域に、浮上面から遠ざかる方向でみて膜厚の変化が複数箇所に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３０】
請求項３に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記上部コアの下部に下地部材を有し、
前記下地部材の前記エッジ位置よりも後端側の領域に、浮上面から遠ざかる方向でみて膜厚の変化が複数箇所に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３１】
請求項３に記載の磁気ヘッドにおいて、
第２の非磁性膜の前記エッジ位置よりも後端側の領域に、浮上面から遠ざかる方向でみて膜厚の変化が複数箇所に形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３２】
請求項３に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記上部コアが、記録ギャップを構成する第１の非磁性膜と浮上面側で接すると共に、第１の非磁性膜と第２の非磁性膜の積層膜に乗り上げる構造を有することを特徴とする磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク装置に適用される磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置は、高信頼かつ大容量である特徴を有するため、今日の情報技術社会を支えるストレージ分野で広く適用されている。情報社会における情報量の増加は、目を見張るものがあり、当然、磁気ディスク装置へも大量の情報を短時間で処理する高速化の性能改善が要求される。
【０００３】
図２に磁気ディスク装置に搭載される磁気ヘッドを示す。磁気ヘッド１はサスペンション８により必要な荷重で媒体２面に押し付けられる。サスペンション８はアーム７で支持されロータリーアクチュエータ４の動きをヘッドに伝える。ロータリーアクチュエータ４の回転と共にヘッド１は記録媒体２面上を移動し、任意の場所に位置決めした後、磁気情報の書き込み或いは再生を行う。この際、磁気ヘッド１における書き込み、読み出し処理はプリアンプ回路６によって行われる。記録媒体２はモータ３により回転する。これらを制御する電気回路は信号処理回路５と共に存在する。
【０００４】
磁気ヘッドは、図３に示すように情報の書き込み機能部１０及び再生機能部１１で構成される。書き込み機能部１０は、コイル１２、これを上下から包むように位置する下部コア１５および上部コア１４さらにこれらコアと後端部で磁気的に結合された磁性体３６と浮上面３０（x-z平面）に位置する台座磁極２８から構成される。トラック幅は上部コアの浮上面３０に突出する幅で規定する。
【０００５】
台座磁極２８と上部コア間には磁気的な空隙２９が設けられており、同空隙からの漏れ磁界により記録媒体に磁気情報を書き込む。
【０００６】
再生機能部１１は、磁気抵抗効果素子１９と、これに定電流を流し、かつ抵抗変化を検出するための電極２０から構成される。上部磁気シールド１７及び下部磁気シールド１８は、磁気抵抗効果素子１９と電極２０を包むように位置し、再生時に不要磁界を遮断するシールドとしての機能を有する。これらの機能部は、磁気ヘッド本体２５上に非磁性かつ絶縁性の下地層２６を介して形成されている。
【０００７】
図３に記載される再生機能部は、磁気情報を検出するセンス電流をシールド１７、１８と平行な面内で流すタイプである。近年、シールドを電極と兼ねるタイプの再生機能部も実用化されている。このタイプでは磁気抵抗効果素子に膜厚方向にセンス電流を流す。電流を流す方向が膜に対して垂直である理由からCPP(current perpendicular to plane)型素子と呼ばれる。同素子を用いる場合においても下部磁極１５を含む書き込み機能部には何らの制約も受けない。
【０００８】
近年、図３に示すように浮上面３０に突出する上部コア１４をマスクに台座磁極２８の表面を選択的にエッチングし、ステップ３１を形成するのが一般的となっている。ステップ形成法としてはイオンミリング法が一般的である。
【０００９】
また、台座磁極の後端表面をエッチング除去する（ないしは浮上面側に磁性膜を成膜する）ことで記録ギャップの奥行き方向の長さ（ギャップ深さ）を実効的に短くする手法がとられる。この手法は強磁界を得る上で有効である。
【００１０】
以上述べた台座磁極を有するヘッドの基本構造は特許文献１に開示されている。この構造では台座磁極を含む後端領域を非磁性膜で埋めた後に、上部コア１４を平面上に形成するプロセスが用いられている。この理由は後の上部コア形成時に狭トラック部を高精度に形成するためである（段差があると露光時に解像不良が生じやすいことは明白である。）。
【００１１】
磁気ディスク装置の高密度化に際しては、磁気ヘッドにおいて、磁界勾配の急峻化と記録トラック幅方向での磁界均一化が要求される。この要求を満足させるため、磁極材への高飽和磁化材料の適用、記録ギャップの狭小化（下部磁極とトラック幅を決定する磁極との間の距離を狭める）が重要となっている。
【００１２】
【特許文献１】米国特許公報  US6417990号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図３に示した台座磁極後端部をエッチングし段差を設ける構造（台座磁極２８と上部コア１４間の距離を、浮上面側での間隔よりも浮上面から遠い後端側での間隔を広くする構造）は浮上面側に磁束を集中させる機能があり、この効果から記録ギャップから強磁界を発生させることができる。しかし、狭トラック幅の上部コアを形成するためには段差を非磁性材料で埋めて平坦面をあらかじめ形成する必要がある。
【００１４】
しかしながら、高密度記録を実現させる上で要求される記録ギャップの狭小化を図る上で完全なる平面化は困難な状況にある。すなわち完全なる平面化には機械的な研磨処理（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）ないしは、イオンミリング等のドライエッチング法を用いたバックエッチング法等が必要であるが、これら手法ではエッチング面内におけるエッチング速度の不均一性に起因した問題がある。このため、残すべき記録ギャップ厚に不均一性が生じる。この理由から記録ギャップの狭小化ができないという問題がある。
【００１５】
また、他の平坦面を形成する手法としては、台座磁極に段差を形成した後、段差を非磁性膜で被着し、しかる後に機械的な研磨処理にて台座磁極の表面（段差上部）を平坦化する手法がある。しかし、この手法でも上記と同様にエッチング量にむらがあるため平坦後に段差量にばらつきが生じる。また、段差にテーパが形成されている場合、エッジまでの距離（浮上面から段差エッジまでの距離）が不均一となる問題がある。
【００１６】
これら段差量が不均一となる場合、あるいはエッジ位置が不均一となる場合、磁界強度に差が生じ、均一な磁界は得られない（ヘッドによって発生磁界が大幅に異なる）という問題が生じる。
【００１７】
本発明の目的は、従来技術におけるこれら問題を解決することで磁界強度の均一化と狭トラック幅の高精度化に適した新たなヘッド構造を開示することで、高記録密度化に適した磁気ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
近年、CMP技術の磁気ヘッド製造工程への展開が進み、従来のStitched型コア（先端部―コア部、分離結合型）構造から前述の公報で開示される平面一体型構造への転換がなされている。この平面一体型構造の特徴は、軟磁性体膜から構成された下部コア部材と同じく軟磁性膜から構成された平面状の上部コア部材間にコイル導体を配し、下部コア部材と上部コア部材を少なくとも磁気的接合させる磁性体を後端部に有し、記録媒体と対面する浮上面側で上記下部コア部材と接して台座磁極を有し、該台座磁極と上部コア部材間に非磁性膜を有し、同非磁性膜により記録ギャップを構成する。
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明ではこの平面一体型コア構造を有するヘッドにおいて特に該非磁性膜上、ないしは下側に第２の非磁性膜を積層し、同第２の非磁性膜エッジが浮上面から後退させると共に同エッジより浮上面側に上部コア部材のフレアポイントを位置させる手段を用いる。
【００２０】
この構成を用いることで最も微細な寸法精度を要求される上部コアのフレアポイント（磁界を絞るポイント）を、記録ギャップを構成する非磁性膜上に位置させることができる。同非磁性膜はCMPやエッチングにより処理されていない平面膜であるため、磁極寸法を高精度に形成させる上で問題は無い。
【００２１】
上部コアのフレアポイントより後端側は第２の非磁性膜エッジから乗り上げる構成となる。しかし、フレアポイントより後端側は磁束を集める必要性から幅が広くなる方向で設計されており第２の非磁性膜に乗り上げた状態でも解像性（パターン形成の難易度）に問題は無い。
【００２２】
また、本発明では台座磁極そのものを高飽和磁束密度材料で構成する。これにより後の工程で高飽和磁束密度の材料を積層する工程を省くことができる。
【００２３】
この構造をとることで従来の平面一体型ヘッドと異なり本発明では台座磁極における上部コア部材に対面する領域の面を平坦とすることができる。
【００２４】
最も微細な寸法精度が要求される上部コアの浮上面側の幅（トラック幅を決定する）を高精度に形成するためには、下地となる台座磁極側の面（記録ギャップを構成する非磁性層の上部コア側の面）を平坦にする必要があるが、本発明では、元々平坦であるため、磁極の解像性（寸法精度）に問題は無い。
【００２５】
また、上部コア部材が記録ギャップを構成する非磁性膜と浮上面側で接すると共に台座磁極の後端側で第２の非磁性膜に乗り上げる構成とする。上記に述べたように第２の非磁性膜にフレアポイントが乗り上げていないため、フレアポイントの解像性に問題を与えない。
【００２６】
また、第２の非磁性膜と上部コア部材をマスクに台座磁極の浮上面側を選択的エッチング除去し、台座磁極の表面に上部コア部材が浮上面に突き出す幅と等しい幅の突起部を形成する。
【００２７】
上部コア部材には磁束を絞り込むフレアを有し、絞込みが完了する（幅が狭まる）点をフレアポイントと呼ぶ。本発明ではこのフレアポイントを第１の非磁性膜（記録ギャップを形成する非磁性膜）の上又は下に形成される第２の非磁性膜のエッジ位置より浮上面側に位置させる。
【００２８】
上記のように第２の非磁性膜と上部コア部材をマスクに台座磁極の浮上面側を選択的エッチング除去することで台座磁極の表面には上部コア部材が有するフレア形状と第２の非磁性膜の浮上面側エッジの形状が合成された形で転写される。
【００２９】
上記工程で形成される台座磁極表面の凸部の形状は、浮上面位置からフレアポイントまでの部分は浮上面での上部コア部材の先端幅（トラック幅）と同等の幅を有し、フレアポイントから第２の非磁性膜のエッジ位置までの部分は上部コアのフレア箇所と同等の幅形状を有し、エッジ位置よりも後端部分の台座磁極は、第２の非磁性膜のマスキングにより当該エッジ位置に対応した形状となる。また、当該選択的エッチング除去プロセスの精度によっては、台座磁極表面の凸部のフレアポイントが明確に現れない場合もある。すなわち、台座磁極表面の凸部の浮上面位置では浮上面の上部コアのトラック幅と同等の幅を有し、浮上面から遠ざかるに従い台座磁極表面の凸部の幅が徐々に広がり、第２の非磁性膜エッジと重なる領域からステップ的な広がりを有するようになる場合もある。このような場合は、上部コアのトラック幅とフレア形状より設計的なフレアポイントを決定し、当該フレアポイントが、浮上面位置と第２の非磁性膜のエッジ位置との間に位置するようにする。
【００３０】
本発明においても浮上面に突き出したトラック幅を決定する上部コア部材の周囲から漏れる磁界による隣接トラックへの影響が問題となる。この問題を解決するため、漏れ元の部位と漏れ先の部位との空間的な距離を遠ざける手法が有効である。
【００３１】
本発明では、第２の非磁性膜と上部コアをマスクに台座磁極表面をエッチングする。これによってエッチングされた台座磁極の領域（漏れ先）と浮上面に露出する上部コア先端部（漏れ元）までの距離が離れ、漏れ磁界を低減させることができる。
【００３２】
また、本発明では、特に第２の非磁性膜エッジと一致した段差が浮上面に向かって形成される。この台座磁極の段差は、上部コア形成後（上部コアのフレアポイントの形成後）に形成されるため、従来技術とは異なり上部コア形成に何らの悪影響を及ぼさない。この段差エッジは上部コアのフレアポイントより後端に位置する後端部と対面し、また鋭角（略垂直とすることができる）であるため、磁荷（チャージ）が集中しやすい。この効果から上部コアで絞られ、あるいは部分的に飽和することで不要となった磁束を台座磁極に直接流す働きをもたせることができる。すなわち、その不要となった磁束をヘッド浮上面から漏洩させることなく台座磁極の段差部分で直接その磁束を受けることができる（段差部分が直接的な漏れ先となる）。
【００３３】
また、本発明（フレアポイントが第２の非磁性膜エッジより前にある構造）を用いることによって得られる徐々に広がりを有する凸部の存在は、上部コア部材からの余剰磁束を流れやすくする効果があることを計算機シミュレーションの結果として確認した。
【００３４】
これら効果から、本発明では浮上面への漏れ磁界を少なくできる。この効果から高トラックピッチの磁気ヘッドを実現することができる。
【００３５】
また、本発明では上部コア部材の後端領域に周期的な膜厚の変化を形成する。平面一体型コアでは、その形状的な性質から磁化方向をトラック幅方向に付けることが難しくなる。従来の分離―結合（Stitched）型ヘッドでは、大面積を有するコアが立体的に見て弓なりに湾曲していた。この形状の効果からコア中の磁区は反磁界を下げるべくトラック幅方向に配列したが、コアが平面となると磁区の配列は無秩序となる傾向にある。
【００３６】
磁区の配列は、高周波記録を実現する上で重要であり、特にトラック幅方向に並べる必要がある。このため、平面一体型コアでは、コア成膜（めっき）時に磁界を印加する手段、ないしは磁界を印加した状態で熱処理を施す手法等が用いられているが、磁界を与える手法は再生系に与える影響（出力低下、安定性の欠如）を無視することができない。
【００３７】
本発明の手法は、上部コアに周期的な膜厚の変化を持たせることでコア内にトラック幅方向と平行な方向に反磁界を生じさせる構成とすることで磁区の容易磁化方向をトラック幅方向に向けるものである。
【００３８】
同様の効果は、上部コア部材の形成前にその下地膜に周期的な膜厚の変化を持たせて上部コアの膜厚方向に波状のうねりを持たせることでも得られる。
【００３９】
上記の周期的な膜厚の変化ないしはうねりの周期を上部コア部材の膜厚と略等しくしたときに有効であり、周期を極端に短くした場合、逆に周期が大きすぎた場合に有効とならないことを経験的な情報として得ており、実験によりその有効性を確認している。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば微細なトラック幅を高精度に形成することが可能となり、発生磁界のばらつきが少ない磁気ヘッドを実現することができる。かつ本発明の構造によれば不要な磁束漏れを防ぎ、高記録密度化に適した磁気ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下に本発明の実施形態を述べる。
【実施例１】
【００４２】
図１は、本発明を適用した第１の実施形態を示す磁気ヘッドの断面(y-z面)を浮上面(x-z面)に対して斜め方向から見た概念図である。磁気ヘッドは、例えばＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣからなる基板２５（スライダー材と同じ）と、その上に積層された例えばＡｌ2Ｏ3からなる下地層２６、その上に情報の再生を行う再生機能部１１を形成した。
【００４３】
再生機能部１１は、上下に上部磁気シールド１７、下部磁気シールド１８を有する。上部及び下部磁気シールド１７、１８は、本実施例の場合CPP素子への電流導入電極を兼用する。CPP型素子１１９と電極を兼ねるシールドとの間には端子１２０が位置する。また、CPP型素子１１９を構成する自由層の磁区制御層として永久磁石パターン１２１をCPP型素子の近傍に設ける。
【００４４】
尚、上述のように再生機能部１１として巨大磁気抵抗効果素子(GMR)を用いても書き込み機能部１０への影響は無く、本発明を実現させる上で何らの問題が生じないことは明白である。
【００４５】
本実施例の場合、非磁性膜５１を上部磁気シールド膜１７の上に積層した後に書き込み機能部１０を形成する。非磁性膜５１は、記録動作時に磁路を形成する下部コア１５と再生機能部１１を形成する上部磁気シールド１７との磁気的な接続を遮断する効果があり、再生動作時に出力の変動が少なくなる効果が得られる。
【００４６】
書き込み機能部１０は、磁性体パターン３６により磁気的に結合された下部コア１５及びトラック幅を規定する上部コア１４と、これらコアとの間に形成されたコイル１２とを有する。上部コア１４は、平面型のコアであり、所定の位置にフレアポイント２４を有し、そのフレアポイントより浮上面側ではトラック幅と同等な幅の構造を有し、後端側ではフレア構造を有する。トラック幅を規定する上部コア１４の浮上面側端面は磁気ヘッドの浮上面（x-z面）３０に露出する。
【００４７】
本実施の形態では上記平面一体型コア構造を有するヘッドにおいて特に記録ギャップを構成する非磁性膜２１上に第２の非磁性膜２２を積層し、第２の非磁性膜２２のエッジ（最も浮上面側に近い位置）が浮上面から後退させる位置であると共に同エッジより浮上面側に上部コア１４のフレアポイント２４を位置させる構成とする。
【００４８】
逆に記録ギャップを構成する第１の非磁性膜２１の下に第２の非磁性膜２２を積層し、第２の非磁性膜２２のエッジ（最も浮上面側に近い位置）が浮上面から後退させる位置であると共に同エッジより浮上面側に上部コア１４のフレアポイント２４を位置させる構造を用いても本発明で目的とする効果に何らの差は見られなかった。
【００４９】
上記いずれか構造を採用する場合においても本発明では第２の非磁性膜２２のエッジより浮上面側に上部コア１４のフレアポイントを位置させる。また第２の非磁性膜２２と上部コア１４をマスクに台座磁極表面をエッチングし、台座磁極表面に凸部を形成する。
【００５０】
本発明において台座磁極２８の表面に形成される凸部形状の一例を図１の下部に示す。第１の非磁性膜２１の浮上面側における形状の図示は省略する。台座磁極２８の凸部は、浮上面側の先端部分と第２の非磁性膜２２にマスクされて残る後端部分を有する。台座磁極２８には上部コア１４と第２の非磁性膜２２をマスクとして形成されたそれぞれの段差３１、５２が形成されている。段差３１によって形成される凸部の先端部分のトラック方向での幅は、浮上面側でトラック幅αと等しく、浮上面から遠く、第２の非磁性膜エッジ２２１と重なる領域での幅はβとなる。段差３１はフレア構造を有する上部コア１４をマスクに形成されるためα＜βとなる。また、上部コア１４のフレアポイント２４に対応した形状２４’も凸部に形成されるが、エッチング精度によってはその対応ポイント２４’が外観上明確ではない場合もある。また、上部コア１４のフレアポイント２４もその箇所が外観上明確でない場合もある。それらの場合でも、本実施の形態におけるフレアポイント２４、対応ポイント２４’は、上部コア１４のトラック幅αとフレア構造との関係より設計的に見出される位置とする。そしてそのフレアポイント２４、対応ポイント２４’が、ヘッドの浮上面と第２の非磁性膜エッジ２２１との間に位置する構造とすることで、上述のα＜βの関係を有する凸部形状（先端部分）および幅広の凸部形状（後端部分）とすることができ、上部コア１４の先端部等から漏れる余剰磁束を直接吸収することを実現した。
【００５１】
本構成によれば、図４（(a):実施例によって形成された記録ヘッドのy-z平面の断面部、(b):x-y平面図）に示すように第２の非磁性膜２２の浮上面がエッジ２２−Aより浮上面（ABS面）３０に近い位置に上部コア１４のフレアポイント２４が位置する。このフレアポイント２４は上部コア内の磁束を浮上面側に向かって絞り込むことで浮上面に強磁界を発生させる機能を有する。
【００５２】
この目的からフレアポイント２４部の幅寸法は最も高い精度を要求される。しかし、本実施の形態の場合、上部コア１４のフレアポイント２４は記録ギャップを構成する非磁性膜２１上に位置する状態で形成され、非磁性膜２１はエッチングやCMP処理のされていない平面膜であるため、磁極寸法を高精度に形成させる上で非常に有効である。
【００５３】
本実施の形態では上部コア１４のフレアポイント２４より後端側は、第２の非磁性膜エッジ２２−Ａから第２の非磁性膜２２に乗り上げる構成となる。しかし、フレアポイント２４より後端側は先述のように幅が広く設計されているため、第２の非磁性膜２２に乗り上げた状態でも解像性（パターン形成の難易度）に問題は無い。但し、無意味に厚くするのはパターン形成上問題がある。平坦膜である第２の非磁性膜２２の膜厚は、概ね0.3μmが上限（0.3μm以下）であった。また、下限値については、強磁界を得る目的から概ね0.1μm（0.1μm以上）とする必要があった。この値以下に設定した場合、上部コア１４から台座磁極２８への漏れ磁束が増加し目的とする記録動作ができなかった。この範囲の正当性は、磁界計算により同業者であれば容易に検証することができる。
【００５４】
台座磁極２８には、飽和磁束密度2.4ＴのＣｏとＦｅを主成分とする合金膜を適用した。本実施の形態では台座磁極そのものを高飽和磁束密度材料で構成することで後の工程で高飽和磁束の材料を記録ギャップ側に積層する必要が無くなり工程の簡略化が可能となった。
【００５５】
また、本実施の形態では、第１の非磁性膜２１の形成前の状態において、台座磁極２８の表面を平坦とした（図４参照）。平坦化にはCMPプロセスを用いた。台座磁極２８の表面を平坦面とすることで微細寸法を有する上部コア１４の解像性に問題は生じなかった。図４に示す磁気ヘッドの台座磁極２８の構造は、図１の拡大図に示す構造と同様である。
【００５６】
また、本実施の形態では上部コア１４が記録ギャップを構成する第１の非磁性膜２１と浮上面側でのみ接し、台座磁極２８の後端側では第２の非磁性膜２２に乗り上げる構成としている。上記に述べたように第２の非磁性膜２２にフレアポイント２４が乗り上げていないため、フレアポイント２４の解像性に問題を与えなかった。
【００５７】
また、図６に示すように、平坦化した台座磁極２８上に第２の非磁性膜２２を有し、第２の非磁性膜２２上に記録ギャップを構成する第１の非磁性膜２１を有する構成とすることもできる。この場合、第２の非磁性膜２２の浮上面側のエッジ位置２２-Ａは台座磁極２８上に位置し、また、エッジ位置２２-Ａよりも浮上面側にフレアポイント２４が位置するように第２の非磁性膜２２を形成する。そして、上部コア１４と第２の非磁性膜２２をマスクとして台座磁極２８をエッチング処理し凸部形状を形成させる。この凸部は、図４で示した場合と同様に先端部分と後端部分とを有し、図１の拡大図と同様な構成となるが、第２の非磁性層２２が凸部の後端部分上に直接形成される点が異なる。その台座磁極２８と第２の非磁性層２２との構造（拡大図）を図８に示す。本実施の形態でも、図１の場合と同様にα＜βの関係が成立する。
【００５８】
図６の実施形態の場合では、第１の非磁性層２１は第２の非磁性層２２に乗り上げる構成で、また上部コア１４は第１の非磁性層２１に乗り上げる構成となる。この構成であっても、第２の非磁性層２２の膜厚は、0.1μm以上で0.3μm以下の範囲が適切な範囲である。また、この場合においても第２の非磁性膜２２上に形成された第１の非磁性膜２１上に、上部コア１４のフレアポイント２４が乗り上げていないため、フレアポイントの解像性に問題を与えなかった。
【００５９】
図４及び図６に示したいずれの構成においても浮上面３０に露出する上部コア１４の先端から台座磁極２８に漏れる磁界を低減するため、第２の非磁性膜２２と上部コア部材１４をマスクに台座磁極２８の浮上面側を選択的エッチング除去（段差３１、５２を形成した）した。この処理により、台座磁極表面に上部コア部材１４の浮上面に現れる幅と等しい幅の突起部を形成した。
【００６０】
この処理により、漏れ元の部位である第２コア先端部（浮上面側）と漏れ先の部位である台座磁極との空間的な距離を遠ざけることができた。この効果から、漏れ磁界を低減させることができた。
【００６１】
また、この手段によって特に第２の非磁性膜２２のエッジと一致した段差５２が浮上面に向かって形成された。この段差５２エッジは上部コア１４の後端部に対面し、鋭角（略垂直とすることができる）であるため、磁荷（チャージ）が集中しやすい。この効果から上部コア１４で絞られ、あるいは部分的に飽和現象が生じた際に余剰となった磁束が、ヘッドの浮上面から外部にでることなく直接台座磁極２８に（段差５２エッジに集中して）流れやすくなった。この作用から、浮上面に余剰の漏れ磁界が発生する減少を抑える効果が働き、その結果として隣接する記録トラックに情報を記録する誤動作を抑えることができるようになった。
【００６２】
なお、本実施例では図４に示すようにコイル１２と下部コア１５との電気的な絶縁性を確保する目的でコイル１２の下部に厚さ０．２ミクロンの酸化ケイ素膜５３を積層した。
【実施例２】
【００６３】
次に本発明における他の実施の形態を説明する。
【００６４】
図４、図６では第２の非磁性膜２２は所定の膜厚であったが、本実施の形態では、図１に示すように第２の非磁性膜２２に膜厚の変化をもたせている。図１で示す膜厚変化は周期的とし、その周期は１．５ミクロンで上部コア１４の膜厚と一致させた。この第２の非磁性膜２２の存在により上部コアの下部に周期的なうねり（曲がり）を持たせることができる。この上部コア１４の膜厚方向に周期的な曲がりがある状態では、コア内にトラック幅方向と平行する方向に反磁界を生じさせるため、容易磁化方向をトラック幅方向に向けることができる。同磁区状態は、レーザ光を用いた偏光顕微鏡象にて観察し配列を確認した。
【００６５】
上部コア１４に膜厚方向のうねりを設けた状態で上部コア１４表面に軽くCMP処理を施すことで第２コア内に周期的な膜厚の変化を形成することもできる。同周期的な膜厚の変化でも上記膜厚方向のうねりと同様にコア内にトラック幅方向と平行する方向に反磁界が生じるため、容易磁化方向をトラック幅方向に向けることができることを上記と同様の手段で確認している。
【００６６】
上記の周期的な膜厚の変化ないしはうねりの周期を上部コア１４の膜厚と略等しくした場合に有効であり、周期を極端に短くした場合、逆に周期が大きすぎた場合に有効とならないことを上記磁区観察手段からの情報として確認している。
【００６７】
図５(a)に本実施例によって形成された記録ヘッドの断面を示す（(b)は平面図）。図に示すように第２の非磁性膜２２の形状を台座磁極上部と孤立させた非磁性膜２２’を各々設け、かつ非磁性膜２２’に周期性を持たせることで第２コアの下部にうねりを設けることができる。同非磁性膜２２’と台座磁極上部の非磁性膜２２とは同一材料である必要性はないが同一材料で形成した場合、工程が短縮化される。
【００６８】
同図の場合、上部コア１４上部は平坦で、この形状はCMPを施した状態を想定している。このため、上部コア１４に周期的な膜厚の変化が形成される。ＣＭＰを施さない場合、上部コアの表面上のうねりがそのまま残り、周期的なうねり変化が形成される。
【００６９】
いずれの構成も、本発明の一実施形態であり、コア膜厚ないしはうねりの周期的な変化によって生じる反磁界作用からコアに生じる磁区をトラック幅に平行に向けることができる。
【００７０】
以上述べたヘッド構成を採用し、上部コア１４の下部に厚さ0.3μmのCoFe膜(2.4T)、その上部に厚さ1.5μmの46NiFe（1.7T）を積層し、記録ギャップを80nmとした場合、トラック幅0.15μmで浮上量15nmの条件で約9KOeの磁界強度を得た。この際に印加した電流条件は、コイル巻き数６ターンに２０mAであった。上部コア１４の磁区状態が改善されたため、非常に低い起磁力条件で目的とする磁界を発生させることができたことが分かる。
【００７１】
記録電流が少ない条件で目的とする磁界が発生できるメリットは、消費電力を下げられる効果のみならず、漏洩磁界を少なくできる効果から隣接トラックへの悪影響を低減できる、また、電磁変換に伴う損失量に依存した発熱量の低減に対する効果が明白である。
【００７２】
図５に示した実施例では非磁性膜２２’に周期的な膜厚の変化をもたせているが、この周期性は必須ではない。すなわち図７に示すように非磁性膜２２’によってコイル周期と何ら関係しない膜厚の変化を設けても本発明によって得られる効果に差は無かった。
【００７３】
また、上部コア部材１４の下地層（成膜時の初期層）を選択することであえて非磁性膜２２’を用いなくとも本発明が実現可能である。
【００７４】
この下地膜としては上部コア部材１４を構成する磁性膜の結晶構造を制御できるCr、Ni、Co、Fe等の金属膜、膜応力を調整できる高分子樹脂、酸化ケイ素、アルミナ等の絶縁膜を候補にあげることが出来る。
【００７５】
また、本実施の形態では、第１の非磁性膜２１の上に第２の非磁性膜２２および非磁性膜２２’（周期性のあるものも非周期性のものも含む）を形成した場合を例に説明したが、第１の非磁性膜を上に形成した構造でも同様な効果を得ることができた。
【００７６】
以上、本発明によれば、フレアポイント２４を第２の非磁性膜１４の前に配置させる構造を採用した効果からトラック幅のばらつきが30nmを切ることを確認している。また、高起磁力（高記録電流）条件下でも上部コア部材（記録トラック）からの漏洩磁界が少ない（隣接するトラックの情報を消去して、記録情報の質を低下させる誤動作が少ない）性能を実現することが出来た。以上述べた、トラック幅のばらつきが少ない効果があるため、記録磁界の質を評価する指標であるO/W(オーバライト)性能の差がヘッド間で±2dB以内に収まることを確認している。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、磁気ディスク装置の記録書き込みヘッドに適用可能で、高精度のトラック幅を規定するコア部の構造を提供する。また高記録密度の磁気ディスクへの記録動作で、隣接するトラックの情報を消去する誤動作を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施例の磁気ヘッドの断面を浮上面に対して斜め方向から見た概念図である。
【図２】本発明の磁気ヘッドを適用した磁気ディスク装置の基本構成を示す図である。
【図３】従来の磁気ヘッドを示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例を示すヘッド断面図。
【図５】本発明の第２の実施例を示すヘッド断面図。
【図６】本発明の第１の実施例の変形例を示すヘッド断面図。
【図７】本発明の第２の実施例の変形例を示すヘッド断面図。
【図８】本発明の第１の実施例の変形例を示すヘッド断面図の拡大図。
【符号の説明】
【００７９】
１…磁気ヘッド、２…記録媒体、３…モータ、４…ロータリーアクチュエータ、５…回路基板、６…記録再生用回路、７…アーム、８…サスペンション、１０…書き込み機能部、１１…再生機能部、１２…コイル、１４…第２のコア部材（上部コア）、１５…第１のコア部材（下部コア）、１７、１８…シールド、１１９…磁気抵抗効果膜、１２０…電極、２４…フレアポイント、２５…基板（スライダー）、２１…非磁性膜（記録ギャップ膜）、２２…第２の非磁性膜、１２１…永久磁石パターン、２８…台座磁極。
【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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