(57)【要約】      （修正有）【課題】  ＴＰＴＰ現象を積極的に利用してサーマルアスペリティを回避しつつ、磁気抵抗効果層への熱の伝搬を制限して信号の読み出し能力を維持する薄膜磁気ヘッド、ＨＧＡ及び磁気ディスク装置を提供する。【解決手段】  空気潤滑面を有するスライダと、読み出し磁気ヘッド素子と、読み出し磁気ヘッド素子のスライダとは反対側の位置に設けられ、磁極部を有する書き込み磁気ヘッド素子と、書き込み磁気ヘッド素子及び読み出し磁気ヘッド素子を覆ってスライダ上に形成されたオーバーコート層と、このオーバーコート層内に設けられ、読み出し磁気ヘッド素子又は書き込み磁気ヘッド素子の動作時に発熱せしめられる発熱体とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、発熱体を、書き込み磁気ヘッド素子のスライダとは反対側の位置に設け、発熱体の空気潤滑面側の端が、磁極部の空気潤滑面とは反対側の端と比較して、ＰＴＲ面から同じ距離又はより遠い位置に設ける。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気潤滑面を有するスライダと、該スライダ上に設けられた少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子と、該少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子の前記スライダとは反対側の位置に設けられ、磁極部を有する少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子と、該少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子及び前記少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子を覆って前記スライダ上に形成されたオーバーコート層と、該オーバーコート層内に設けられており、前記少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子又は前記少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子の少なくとも動作時に発熱せしめられる少なくとも１つの発熱体とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、前記少なくとも１つの発熱体が、前記少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子の前記スライダとは反対側の位置に設けられており、前記少なくとも１つの発熱体の前記空気潤滑面側の端が、前記磁極部の前記空気潤滑面とは反対側の端と比較して、前記磁極部の前記空気潤滑面側の端が面しているヘッド端面から同じ距離である位置又はより遠い位置に設けられていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記磁極部が、下部磁極層と、該下部磁極層と磁気的に接続されており前記下部磁極層の前記スライダとは反対側に位置する上部磁極層とを備えており、前記磁極部の前記空気潤滑面とは反対側の端が、前記下部磁極層の前記空気潤滑面とは反対側の端であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記少なくとも１つの発熱体の前記空気潤滑面側の端から前記ヘッド端面までの距離が、前記スライダの高さで規格して０.０８３から０.２５０の範囲内にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記少なくとも１つの発熱体の前記スライダと対向する面と、前記磁極部の前記スライダとは反対側の面との面間の距離が、前記スライダの高さで規格して０.０１７から０.０４０の範囲内にあることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記磁極部が、下部磁極層と、該下部磁極層と磁気的に接続されており前記下部磁極層の前記スライダとは反対側に位置する上部磁極層とを備えており、前記磁極部の前記スライダとは反対側の面が、該上部磁極層の前記スライダとは反対側の面であることを特徴とする請求項４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子が、巨大磁気抵抗効果素子又はトンネル磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドと、該薄膜磁気ヘッドの前記少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び前記少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子への信号線と、前記薄膜磁気ヘッドの前記少なくとも１つの発熱体に電流を供給するためのリード線と、前記薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構とを備えたことを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項８】
請求項７に記載のヘッドジンバルアセンブリを少なくとも１つ備えており、前記少なくとも１つの発熱体へ供給する電流を制御する電流制御手段をさらに備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項９】
前記電流制御手段が、前記少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び／又は前記少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子の少なくとも動作時に前記少なくとも１つの発熱体へ電流を供給する制御手段であることを特徴とする請求項８に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１０】
前記電流制御手段が、発熱体制御信号系を有しており、該発熱体制御信号系が前記少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び／又は前記少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子の動作制御信号系とは独立して、前記発熱体に供給される電流を制御することを特徴とする請求項８又は９に記載の磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱体を備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置においては、スピンドルモータによって回転させられた磁気ディスクに対して、薄膜磁気ヘッドが信号の書き込み及び読み出しを行う。薄膜磁気ヘッドは、ＨＧＡのサスペンションの先端部に固着されたスライダを本体として、このスライダ上に形成された書き込み用の誘導型電磁変換素子と読み出し用の磁気抵抗効果素子とを有する。信号の書き込み又は読み出し時において、薄膜磁気ヘッドは、スイングが可能なアームによって磁気ディスク上の所望の位置に駆動させられる。
【０００３】
薄膜磁気ヘッドは、信号の書き込み又は読み出しに際して、回転する磁気ディスク上において流体力学的に所定の間隙（マグネティックスペーシング（ｄＭＳ））をもって浮上する。薄膜磁気ヘッドは、この浮上状態において、誘電型電磁変換素子から発生する磁界を用いて磁気ディスクに信号の書き込みを行い、磁気抵抗効果素子によって磁気ディスクからの信号磁界を感受して読み出しを行う。
【０００４】
近年、磁気ディスク装置の大容量化及び高記録密度化が進んでおり、これに伴って薄膜磁気ヘッドのトラック幅がより狭小化してきている。トラック幅が狭くなると、書き込み磁気ヘッド素子においては磁気ディスクへの信号の書き込み能力が低下し、読み出し磁気ヘッド素子においては磁気ディスクからの信号の読み出し能力が低下してしまう。その一方、書き込みされた磁気ディスク上の記録ビットは高記録密度化に伴って年々微小化しており、読み出し磁気ヘッド素子においてはより高い読み出し能力が要求されるに至っている。
【０００５】
このような書き込み及び／又は読み出し能力の問題を回避すべく、最近の磁気ディスク装置においては、ｄＭＳをより小さくする傾向にある。すなわち、薄膜磁気ヘッドに届く磁気ディスクからの信号磁界は、ｄＭＳが小さいほど強くなることを利用している。従って、今日では高記録密度化に伴い、ｄＭＳの値は１０ｎｍ程度にまで小さくなるよう設計されている。
【０００６】
しかしながら、信号の書き込み時には、誘電型電磁変換素子内のコイル層から信号電流によるジュール熱が発生し、さらには誘電型電磁変換素子内の上下部磁極層に渦電流損失に伴う熱が発生する。この発熱分が内部に蓄積され、絶縁膜であるオーバーコート層が熱膨張し、誘電型電磁変換素子及び磁気抵抗効果素子が磁気ディスク表面方向に押し出されるＴＰＴＰ（Thermal Pole Tip Protrusion）現象が生じる。従って、ｄＭＳの設計値が非常に小さい場合には、突出した磁気抵抗効果素子部が磁気ディスク表面に接触し、その際の摩擦熱によって磁気抵抗効果素子の電気抵抗値が変化し、異常信号（サーマルアスペリティ（thermal asperity））が発生することがある。
【０００７】
このサーマルアスペリティを回避するために、ｄＭＳを制御する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、磁気ヘッド素子であるトランスデューサを備えたスライダにおいて、スライダ本体内に、又はスライダ本体とトランスデューサとの間にトランンスデューサに近接して発熱体を設ける方法が開示されている。この発熱体を通電によって発熱させ、保護膜を含むトランスデューサ形成領域とスライダ本体との熱膨張率の差を利用して、トランスデューサを突出させてｄＭＳを制御している。
【０００８】
また、特許文献２には、熱膨張体に通電することによって、書き込み用及び読み出し用の素子を磁気ディスク面に接近させる薄膜磁気ヘッド構造が開示されている。本構造においては、発熱体と熱膨張体とを一対にして配置し、発熱体の熱によって発熱体と対になった熱膨張体を熱膨張させ、その歪力でオーバーコート層を歪ませて書き込み用及び読み出し用の素子を磁気ディスク面に接近させている。
【０００９】
さらに、特許文献３には、磁気ヘッド素子の空気潤滑面とは反対側の位置に設けられた発熱手段を備えた薄膜磁気ヘッドが開示されている。磁気ヘッド素子の動作時に発熱手段が発熱せしめられることにより、磁気ヘッド素子を空気潤滑面方向に突出させ、ｄＭＳを調整している。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，９９１，１１３号明細書
【特許文献２】特開２００３−２７２３３５号公報
【特許文献３】特開２００３−１６８２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このような発熱体及び／又は熱膨張体を具備した薄膜磁気ヘッドにおいては、特に熱に敏感な読み出し用の磁気ヘッド素子において課題が生じていた。
【００１２】
上述したように、磁気ディスク装置の大容量化、高記録密度化に伴い、装置を構成する各素子においても高性能化及び高信頼性が要求されている。特に、読み出し用の磁気抵抗効果素子においては、トラック幅の狭小化及び微小信号磁界を高い分解能で検出すべき要請から素子サイズが縮減される一方で、高出力を確保するために、素子に流す電流密度が非常に高くなっている。従って、磁気抵抗効果素子は、通常動作時においてもかなりの高温となっている。さらに、磁気抵抗効果素子の磁界感度の向上に伴って、素子の出力が温度により強く依存するようになっている。従って、信号の読み出し能力を安定的に確保するために、温度制御、特にさらなる温度上昇の抑制が必須の要件となっている。
【００１３】
しかしながら、上記の特許文献１〜３に記載の技術においては、発熱体からの熱が磁気抵抗効果素子内の磁気抵抗効果層にさらなる温度上昇をもたらし、信号の読み出し能力を低下させてしまう問題が生じていた。
【００１４】
すなわち、特許文献１において、発熱体は、スライダ本体内に又はスライダ本体とトランスデューサとの間に設置されているので、発熱体の熱は、スライダ側から保護膜を含むトランスデューサ形成領域全体に向けて伝搬する。この際、磁気抵抗効果素子内のシールド層は一般に金属であり、その熱伝導率は絶縁体であるオーバーコート層よりも一般に高い。従って、このシールド層面で受けた熱はシールド層間に挟まれた磁気抵抗効果層に達し易くなっている。また、特許文献２及び３においては、発熱体が磁気抵抗効果素子の近傍に設置されているので、発熱体又は発熱手段の熱が、シールド層を通して磁気抵抗効果層により伝搬し易くなっている。
【００１５】
すなわち、これらの文献に記載された技術では、発熱体又は発熱手段からの熱が磁気抵抗効果層に達するのを防御する手段が採用されていないので、磁気抵抗効果素子自身の発熱量の他に外乱としての熱量が加わり、磁気抵抗効果層の温度が許容限度以上に上昇する場合があり、所望の読み出し能力を得られないという問題が生じていた。
【００１６】
さらに、特許文献１又は３の技術では、発熱体がスライダ内に設けられ若しくは発熱体がスライダに接しており、又は発熱手段とスライダとの距離が小さくなっている。従って、発熱体からの熱の多くが熱伝導率の比較的高いスライダに吸収されて薄膜磁気ヘッド外に放出される。すなわち、ＴＰＴＰ現象を引き起こすための熱効率が低くなっている。これに対処するために発熱量を増大させると、シールド層を通して磁気抵抗効果層の温度を増大させ、結果として磁気抵抗効果素子の読み出し能力を低下させてしまう。
【００１７】
従って、本発明の目的は、ＴＰＴＰ現象を積極的に利用してｄＭＳを充分小さな所定値に調整することによってサーマルアスペリティを回避しつつ、読み出し用の磁気抵抗効果層への熱の伝搬を制限して信号の読み出し能力を維持することができる薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、空気潤滑面を有するスライダと、このスライダ上に設けられた少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子と、この少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子のスライダとは反対側の位置に設けられ、磁極部を有する少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子と、この少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子及び少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子を覆ってスライダ上に形成されたオーバーコート層と、このオーバーコート層内に設けられており、少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子又は少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子の少なくとも動作時に発熱せしめられる少なくとも１つの発熱体とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、この少なくとも１つの発熱体が、少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子のスライダとは反対側の位置に設けられており、少なくとも１つの発熱体の空気潤滑面側の端が、磁極部の空気潤滑面とは反対側の端と比較して、磁極部の空気潤滑面側の端が面しているヘッド端面（ＰＴＲ（Pole Tip Recession）面）から同じ距離である位置又はより遠い位置に設けられている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００１９】
発熱体が書き込み磁気ヘッド素子のスライダとは反対側の位置に設けられているので、スライダとの間で所定の距離が確保される。従って、発熱体からの熱量のうちスライダに吸収されて薄膜磁気ヘッド外に放出されてしまう分が低減される。従って、発熱体からの熱が、より効率良くＴＰＴＰ現象を引き起こすために使用可能となる。その結果、磁気ヘッド素子の所定の突出量を得るために必要とされる発熱体への通電量が、従来技術よりも少なくて済む。これにより磁気抵抗効果層に伝搬する熱量も低減することができ、その温度上昇が防止されるので、磁気抵抗効果素子の信号の読み出し能力が維持される。
【００２０】
また、発熱体の空気潤滑面側の端が、磁極部の空気潤滑面とは反対側の端と比較して、ＰＴＲ面から同じ距離である位置又はより遠い位置に設けられているので、発熱体のスライダと対向する面と、磁極部のスライダとは反対側の面とは、重なり合って対向する部分を有さない。さらに、発熱体は、ＰＴＲ面に面した磁気抵抗効果層、及び熱伝導率の高い磁極部の近傍からは所定の距離以上離隔している。その結果、発熱体から読み出し用の磁気抵抗効果層への熱の伝搬が抑制され、磁気抵抗効果素子の信号の読み出し能力が維持される。
【００２１】
すなわち、上記のように発熱体の位置を規定することによって、サーマルアスペリティを回避しつつ、従来、回避又は制御することができなかった読み出し用の磁気抵抗効果層への熱の伝搬を制限して、薄膜磁気ヘッドの読み出し能力を維持することができる。
【００２２】
さらに、書き込み磁気ヘッド素子が、読み出し磁気ヘッド素子と発熱体との間に割り込んだ位置にあるので、読み出し磁気ヘッド素子が発熱体に隣接している構成に比べると、発熱体からの熱が読み出し磁気ヘッド素子に到達しにくい。その結果、磁気抵抗効果層の温度上昇が抑制され、信号の読み出し能力が維持され易くなる。
【００２３】
磁極部が、下部磁極層と、この下部磁極層と磁気的に接続されており下部磁極層のスライダとは反対側に位置する上部磁極層とを備えており、磁極部の空気潤滑面とは反対側の端が、下部磁極層の空気潤滑面とは反対側の端であることが好ましい。
【００２４】
少なくとも１つの発熱体の空気潤滑面側の端からＰＴＲ面までの距離が、スライダの高さで規格して０.０８３から０.２５０の範囲内にあることが好ましい。発熱体がこの範囲内にある場合、発熱体から磁気抵抗効果層への熱の伝搬を抑制しつつ、発熱体が上記範囲外に位置する場合に比べて、より十分な大きさのＴＰＴＰ現象を引き起こすことができる。この結果、薄膜磁気ヘッドを用いて所定の信号を書き込んだ上で読み出しを行った際のビットエラーレートが、この範囲外の位置にある場合に比べて１桁程度又はそれ以上低下し、薄膜磁気ヘッドの総合的な書き込み能力及び読み出し能力がより一層向上する。
【００２５】
少なくとも１つの発熱体のスライダと対向する面と、磁極層のスライダとは反対側の面との面間の距離が、スライダの高さで規格して０.０１７から０.０４０の範囲内にあることが好ましい。発熱体がこの範囲内にある場合、薄膜磁気ヘッド外への放熱を抑制し、より高い熱効率をもってＴＰＴＰ現象を引き起こすことができる。この結果、薄膜磁気ヘッドを用いて所定の信号を書き込んだ上で読み出しを行った際のビットエラーレートが、この範囲外の位置にある場合に比べて１桁程度又はそれ以上低下し、薄膜磁気ヘッドの総合的な書き込み能力及び読み出し能力がより一層向上する。
【００２６】
磁極部が、下部磁極膜と、この下部磁極膜と磁気的に接続されており下部磁極膜のスライダとは反対側に位置する上部磁極膜とを備えており、磁極部の前記スライダとは反対側の面が、この上部磁極層のスライダとは反対側の面であることが好ましい。
【００２７】
少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子が、面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plain））巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive））素子、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain））ＧＭＲ素子又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive））素子であることが好ましい。ＣＩＰ-ＧＭＲ素子、ＣＰＰ-ＧＭＲ素子及びＴＭＲ素子はいずれも非常に高い磁界感度を有するが、その出力が温度に強く依存する。これらの素子を、本発明による薄膜磁気ヘッドの読み出し磁気ヘッド素子として用いることによって、温度上昇による読み出し能力の低下を回避しつつ、これらの素子の有する高い磁界感度を有効に利用することができる。
【００２８】
本発明によれば、さらに、上述した薄膜磁気ヘッドと、この薄膜磁気ヘッドの少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子への信号線と、この薄膜磁気ヘッドの少なくとも１つの発熱体に電流を供給するためのリード線と、この薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構とを備えたＨＧＡが提供される。
【００２９】
本発明によれば、さらにまた、上述したＨＧＡを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの発熱体へ供給する電流を制御する電流制御手段をさらに備えた磁気ディスク装置が提供される。
【００３０】
この電流制御手段が、少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び／又は少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子の少なくとも動作時に、この少なくとも１つの発熱体へ電流を供給する制御手段であることが好ましい。
【００３１】
この電流制御手段が、発熱体制御信号系を有しており、この発熱体制御信号系が少なくとも１つの読み出し磁気ヘッド素子及び／又は少なくとも１つの書き込み磁気ヘッド素子の動作制御信号系とは独立して、発熱体に供給される電流を制御することが好ましい。このように、記録／再生動作制御信号系とは独立して、発熱体制御信号系を設けることによって、記録／再生動作に連動した発熱体への通電のみならず、より多様な通電モードを実現することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置によれば、ＴＰＴＰ現象を積極的に利用してｄＭＳを充分小さな所定値に調整することによってサーマルアスペリティを回避しつつ、読み出し用の磁気抵抗効果層への熱の伝搬を制限して信号の読み出し能力を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明による磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図であり、図２はＨＧＡ全体を表す斜視図であり、図３はＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッド（スライダ）の斜視図である。
【００３５】
図１において、１０はスピンドルモータの回転軸１１の回りを回転する複数の磁気ディスク、１２は薄膜磁気ヘッド（スライダ）をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、１３は薄膜磁気ヘッドの読み書き動作及び発熱動作を制御するための記録再生回路をそれぞれ示している。
【００３６】
アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これらの駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、スライダが、各磁気ディスク１０の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及び薄膜磁気ヘッド（スライダ）は、単数であっても良い。
【００３７】
図２に示すように、ＨＧＡは、サスペンション２０の先端部に、磁気ヘッド素子を有するスライダ２１を固着し、さらにそのスライダ２１の端子電極に配線部材２５の一端を電気的に接続して構成される。
【００３８】
サスペンション２０は、ロードビーム２２と、このロードビーム２２上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２３と、ロードビーム２２の基部に設けられたベースプレート２４と、フレクシャ２３上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２５とから主として構成されている。
【００３９】
本発明のＨＧＡにおけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップを装着してもよい。
【００４０】
図３に示すように、本実施形態におけるスライダは、互いに積層された書き込み磁気ヘッド素子及び読み出し磁気ヘッド素子３０と、これらの素子に接続された４つの信号端子電極３１と、図３には示されていないヒータに流す電流用の２つの駆動端子電極３２とを、その素子形成面３３上に備えている。なお、図３において、３４はスライダの空気潤滑面である。
【００４１】
図４は、本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施形態における概略的な構成を示す図である。
【００４２】
同図において、スライダ４０は空気潤滑面５０を有し、書き込み又は読み出し動作時には回転する磁気ディスク表面５２上において流体力学的に所定の間隙をもって浮上している。このスライダ４０の空気潤滑面を底面とした際の一つの側面（素子形成面）に、読み出し用の磁気抵抗効果素子４２と、書き込み用の誘電型電磁変換素子４４と、これらの素子を覆うオーバーコート層４７とが形成されている。
【００４３】
磁気抵抗効果素子４２は、磁気抵抗効果層４２ｃと、この層を挟む位置に配置される下部シールド層４２ａ及び上部シールド層４２ｆとを含む。磁気抵抗効果層４２ｃは、ＣＩＰ-ＧＭＲ多層膜、ＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜からなり、非常に高い感度で信号磁界を感知する。下部シールド層４２ａ及び上部シールド層４２ｆは磁性層であり、磁気抵抗効果層４２ｃに対して雑音となる外部磁界を遮断する役割を有する。誘電型電磁変換素子４４は、下部磁極層４４ａ、上部磁極層４４ｆ及びコイル層４４ｃを含む。下部磁極層４４ａ及び上部磁極層４４ｆは、コイル４４層ｃから発生した磁束を、書き込みがなされる磁気ディスク表面５２まで収束させながら導くための磁路である。
【００４４】
磁気抵抗効果素子４２及び誘電型電磁変換素子４４の磁気ディスク表面５２側の端は、ＰＴＲ面５１に達している。ここで、ＰＴＲ面５１には、保護膜としてＤＬＣ（Diamond Like Carbon）等のコーディングが施されている。なお、磁気ヘッド素子部のＰＴＲ面と磁気ディスク表面との磁気ヘッド素子動作時における距離がｄＭＳとなる。
【００４５】
発熱体４６は、オーバーコート層４７上に形成される。その結果、発熱体４６は、磁気抵抗効果素子４２及び誘電型電磁変換素子４４のスライダ４０とは反対側の位置に設けられることになる。さらに、オーバーコート層４８が、発熱体４６を覆ってオーバーコート層４７上に形成されている。
【００４６】
次に、図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの構成をより詳細に説明する。図５は、図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドをスライダの素子形成面側から透視的に見た平面図であり、図６はそのＡ−Ａ線断面図、図７はそのＢ−Ｂ線断面図である。なお、図６におけるコイルの巻き数は図を簡略化するため、図５における巻き数より少なく表されている。コイルは２層、又はヘリカルコイルでもよい。また、図５及び図６において、発熱体４６の構成も、後に詳述するため、簡略的に示されている。
【００４７】
これらの図において、４０は例えばＡｌＴｉＣ（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等からなるスライダ、４１はスライダ４０上に積層された例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ約０.０５μｍ〜約１０μｍの絶縁層、４２ａは絶縁層４１上に積層された例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ約０.３μｍ〜約３μｍの下部シールド層、４２ｂは下部シールド層４２ａ上に積層された例えばＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等からなる厚さ約０.００５μｍ〜約０.５μｍの下部シールドギャップ層、４２ｃは下部シールドギャップ層上４２ｂに積層された例えばＣＩＰ-ＧＭＲ多層膜、ＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜からなる磁気抵抗効果層、４２ｄは磁気バイアス層を備えており磁気抵抗効果層４２ｃの両端に接続された例えばＣｕ等からなる素子リード導体層、４２ｅは磁気抵抗効果層４２ｃ及び素子リード導体層４２ｄ上に積層された例えばＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等からなる厚さ約０.００５μｍ〜約０.５μｍの上部シールドギャップ層、４２ｆは上部シールドギャップ層４２ｅ上に積層された例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ約０.３μｍ〜約４μｍの上部シールド層をそれぞれ示している。なお、上下部シールド層４２ｆ及び４２ａの間隔である再生ギャップ長は、約０.０３μｍ〜約１μｍである。
【００４８】
４３は上部シールド層４２ｆ上に積層された例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ約０.１μｍ〜約２.０μｍの絶縁層、４４ａは絶縁層４３上に積層された例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ約０.３μｍ〜約３μｍの下部磁極層、４４ｂは下部磁極層４４ａ上に積層された例えばＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等からなる厚さ約０.０３μｍ〜約０.５μｍ（記録ギャップ長に相当）の磁気ギャップ層、４４ｃは磁気ギャップ層４４ｂ上に積層された例えばＣｕ等からなる厚さ約０.５μｍ〜約３μｍのコイル層、４４ｄはコイル層４４ｃを覆う例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ約０.１μｍ〜約５μｍのコイル絶縁層、４４ｅはコイル層４４ｃの一端に電気的に接続された例えばＣｕ又はＮｉＦｅ等からなるコイルリード導体層、４４ｆは下部磁極層４４ａと共に磁極及び磁気ヨークを形成する例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ約０.５μｍ〜約５μｍの上部磁極層、４７は例えばＡｌ２Ｏ３等からなるオーバーコート層をそれぞれ示している。なお、絶縁層４３は必ずしも設ける必要はない。
【００４９】
４６は、上部磁極層４４ｆを覆うオーバーコート層４７の上に形成されている発熱体を示している。発熱体４６は、オーバーコート層４７上に形成されているので、必ず、磁気抵抗効果素子４２及び誘電型電磁変換素子４４のスライダとは反対側の位置に設けられることになる。４８は、発熱体４６全体を覆う例えばＡｌ２Ｏ３等からなるオーバーコート層を示している。なお、発熱体４６の位置は、上部磁極層４４ｆのスライダとは反対側の面からのオーバーコート層４７の厚さＤＹＯＲＫ、及び発熱体４６のＰＴＲ面５１側の端からＰＴＲ面５１までの距離ＤＰＴＲによって規定される。
【００５０】
図８は、図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの発熱体４６の構成を示す図である。また、図９は、発熱体４６の電極パッド部の構成を示すための図５におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【００５１】
図８によると、発熱体４６は、１本のラインを層内で蛇行させた発熱部４６ａと、発熱部４６ａの両端にそれぞれ接続された引き出し電極４６ｂ及び４６ｃとを有しており、所定の長さの通電路となっている。
【００５２】
より具体的には、発熱部４６ａは、所定の始点６０から折り返し点６１まで矩形波状に蛇行するように形成された上り部６６と、折り返し点６１から始点６０の近傍の終点６２まで上り部６６に沿って蛇行しながら戻るように形成された下り部６７と、始点６０と引き出し電極４６ｃとを接続する接続部７４と、終点６２と引き出し電極４６ｂとを接続する７５とを有している。また、互いに沿うように形成された上り部６６と下り部６７との間隔７０は、互いに面する上り部６６同士の間隔７２及び互いに面する下り部８７同士の間隔７３と比較して、狭くなるように設定されている。
【００５３】
発熱部４６ａは、例えば、約１００ｎｍ〜約５０００ｎｍ程度の厚さを有しており、例えば、ＮｉＣｕを含む材料からなる。ここで、ＮｉＣｕにおけるＮｉの含有割合は、例えば、約１５〜約６０原子％であり、好ましくは２５〜４５原子％である。また、このＮｉＣｕに対する添加物として、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆのうち、少なくとも１つの元素が含まれていてもよい。これらの添加物の含有割合は、５原子％以下であることが好ましい。
【００５４】
また、発熱部４６ａは、例えば、ＮｉＣｒを含む材料からなっていてもよい。この場合、ＮｉＣｒにおけるＮｉの含有割合は、例えば、約５５〜約９０原子％であり、好ましくは７０〜８５原子％である。また、このＮｉＣｒに対する添加物として、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆのうち、少なくとも１つの元素が含まれていてもよい。これらの添加物の含有割合は、５原子％以下であることが好ましい。また、引き出し電極４６ｂ及び４６ｃは、発熱部４６ａと同じ材料である。
【００５５】
図９によれば、引き出し電極４６ｂ及び４６ｃ上には、導電性を有する電極膜部材８０ｂ及び８０ｃがそれぞれ形成されている。この電極膜部材８０ｂ及び８０ｃ上には、この電極膜部材８０ｂ及び８０ｃを電極として電界めっきによって形成された、上方に伸びるバンプ８１ｂ及び８１ｃがそれぞれ設けられている。電極膜部材８０ｂ及び８０ｃ並びにバンプ８１ｂ及び８１ｃは、Ｃｕ等の導電材料等からなる。電極膜部材８０ｂ及び８０ｃの厚みは、約１０ｎｍ〜約２００ｎｍ程度であり、バンプ８１ｂ及び８１ｃの厚みは、約５μｍ〜約３０μｍ程度である。
【００５６】
バンプ８１ｂ及び８１ｃの上端は、オーバーコート層４８から露出しており、これらの上端には、発熱体４６用のパッド８２ｂ及び８２ｃがそれぞれ設けられている。このパッド８２ｂ及び８２ｃを介して、発熱体４６に電流が供給されることになる。なお、同様にして、磁気抵抗効果素子４２及び誘導型電磁変換素子４４は信号端子電極３１（図３）と接続されているが、これらの接続構造は、図の簡略化のため図示されていない。
【００５７】
図１０は、図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図であり、図５のＡ−Ａ線断面を示している。
【００５８】
以下同図を参照して、本実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を簡単に説明する。まず、図１０（Ａ）に示すように、例えばスパッタリング法によって、基板４０上に絶縁層４１を積層する。次いで、絶縁層４１上に、例えばめっき法によって下部シールド層４２ａを形成する。次いで、例えばスパッタリング法等によって、下部シールドギャップ層４２ｂ、磁気抵抗効果層４２ｃ、磁気バイアス層を備えた素子リード導体層４２ｄ、上部シールドギャップ層４２ｅを形成する。次いで、例えばめっき法によって上部シールド層４２ｆを形成する。その後、ＰＴＲ面から見てその後ろ側に平坦化層４７ａを形成する。以上の工程によって、磁気抵抗効果素子４２の形成が完了する。
【００５９】
次いで、図１０（Ｂ）に示すように、上部シールド層４２ｆの上に、例えばスパッタリング法によって絶縁層４３、下部磁極層４４ａ、磁気ギャップ層４４ｂを形成すると共に、ＰＴＲ面から見てその後ろ側に平坦化層４７ｂを形成する。次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチング法等を用いた公知の方法によって、磁気ギャップ層４４ｂの上にコイル層４４ｃ、コイル層４４ｃを覆うようにコイル絶縁層４４ｄ及び上部磁極層４４ｆを形成する。以上の工程によって、誘導型電磁変換素子４４の形成が完了する。さらに、次工程である発熱体４６の形成に備えて、平坦化したオーバーコート層４７ｃを形成する（図１０（Ｃ））。この際、上部磁極層４４ｆからのオーバーコート層４７ｃの厚さＤＹＯＲＫが、所定範囲内の値となるように形成される。
【００６０】
次いで、図１０（Ｄ）に示すように、発熱部４６ａと、引き出し電極４６ｂ及び４６ｃが、例えばスパッタリング法によって、オーバーコート層４７ｃ上において所定の位置に形成される。この位置は、発熱部４６ａのＰＴＲ面５１側の端からＰＴＲ面５１までの距離ＤＰＴＲが所定範囲内の値となるように決定される。最後に、発熱体４６を覆うオーバーコート層４８が形成される（図１０（Ｅ））。
【００６１】
図１１は、図１の実施形態における磁気ディスク装置の記録再生回路１３の回路構成を示すブロック図である。また、図１２は、図１の実施形態における磁気ディスク装置の発熱体制御回路の構成を示すブロック図である。
【００６２】
図１１において、９０は記録再生制御ＬＳＩであり、サーマルアスペリティ（ＴＡ）検出回路９０ａを含む。９１は記録再生制御ＬＳＩ９０から記録データを受け取るライトゲート、９２はライト回路、９３は、発熱体への電流値の制御用テーブル等を格納するＲＯＭ、９５は磁気抵抗効果素子４２へセンス電流を供給する定電流回路、９６は磁気抵抗効果素子４２の出力電圧を増幅する増幅器、９７は記録再生制御ＬＳＩ９０に対して再生データを出力する復調回路、９８は、温度検出器、９９は発熱体４６の制御回路をそれぞれ示している。
【００６３】
記録再生制御ＬＳＩ９０から出力される記録データは、ライトゲート９０に供給される。ライトゲート９０は、記録再生制御ＬＳＩ９０から出力される記録制御信号が書き込み動作を指示するときのみ、記録データをライト回路９２へ供給する。ライト回路９２は、この記録データに従ってコイル層４４ｃに書き込み電流を流し、誘電型電磁変換素子４４により磁気ディスク１０（図１）上に記録を行う。
【００６４】
記録再生制御ＬＳＩ９０から出力される再生制御信号が読み出し動作を指示するときのみ、定電流回路９５から磁気抵抗効果層４２ｃに定電流が流れる。この磁気抵抗効果素子４２により再生された信号は増幅器９６で増幅された後、復調回路９７で復調され、得られた再生データが記録再生制御ＬＳＩ９０に出力される。
【００６５】
本実施形態における発熱体制御回路９９は、図１２に示すような構成となっている。すなわち、発熱体４６の発熱部４６ａに、直流定電圧回路９９ａ、スイッチングトランジスタ９９ｂ及び可変抵抗器９９ｃによる直列回路が接続されている。記録再生制御ＬＳＩ９０から出力される発熱体ＯＮ／ＯＦＦ信号は、スイッチングトランジスタ９９ｂに供給される。また、記録再生制御ＬＳＩ９０から出力される発熱体電流値制御信号は、Ｄ／Ａ変換器９９ｄにおいてアナログ信号に変換された後、可変抵抗器９９ｃに供給される。
【００６６】
発熱体ＯＮ／ＯＦＦ信号がオン動作指示である場合、スイッチングトランジスタ９９ｂがオンとなって電流が発熱体４６の発熱部４６ａに流れる。この際の電流値は、可変抵抗器９９ｃにおいて、アナログに変換された発熱体電流値制御信号に応じた値に制御される。
【００６７】
このように、記録／再生動作制御信号系とは独立して、発熱体ＯＮ／ＯＦＦ信号及び発熱体電流値制御信号系を設けることによって、記録再生動作に連動した発熱体への通電のみならず、より多様な通電モードを実現することができる。
【００６８】
実際の動作においては、発熱体４６の発熱部４６ａに、所定の通電モードに対応した電流が流れる。この電流によって、この発熱体４６の部分及びその周囲が加熱されて熱膨張し、誘電型電磁変換素子４４及び磁気抵抗効果素子４２がＰＴＲ面５１方向にわずかに突出する。これにより、ｄＭＳを書き込み動作時及び読み出し動作時にのみ小さくすることができる。このように、磁気ヘッド素子の動作時にのみｄＭＳを小さくすることにより、磁気ディスク表面にスライダが衝突するクラッシュの確率をさほど高めることなく、トラック幅の狭小化に伴う信号書き込み能力及び／又は信号読み出し能力の低下を補い、記録ビットの微小化に伴う信号磁界の微弱化に対応することができる。このｄＭＳ値は、発熱部４６ａに流れる電流を制御する発熱体電流値制御信号により精度良く調整することができる。
【００６９】
なお、記録再生回路１３の回路構成は、図１１及び図１２に示したものに限定されるものでないことは明らかである。記録制御信号及び再生制御信号以外の信号で書き込み動作及び読み出し動作を特定しても良い。また、少なくとも書き込み動作時及び読み出し動作時の両方で発熱体４６を発熱させることが望ましいが、書き込み動作時若しくは読み出し動作時の一方でのみ、又は書き込み動作及び読み出し動作が連続する一定期間内において継続して発熱体４６を発熱させることも可能である。さらに、発熱体４６に通電する電流として、直流だけではなく、交流又はパルス電流等を用いることも可能である。
【００７０】
以下、発熱体４６への通電モードの一実施形態について説明する。
【００７１】
最初に、ｄＭＳを制御する発熱体への供給電力の初期設定について説明する。一般に、個々の薄膜磁気ヘッドのｄＭＳ値はばらつきを示す。そこで、まず磁気ディスクの最内周トラックにおいて再生データ中のＡＥ（Acoustic emission）成分をＴＡ検出回路９０ａによって検出し、基準範囲以上のＡＥ（Acoustic emission）が発生する電流量まで発熱体４６に通電し、限界電流量を決定する。この電流量をＲＯＭ９３に記録しておく。最内周トラックを使用する理由は、シーク時のｄＭＳが最内周において最も小さいため、電流量の上限の基準となるからである。その後、ＲＯＭ９３に記録された一般的な「電流ｖｓＴＰＴＰ突出量」のテーブルを用いて、所望のｄＭＳとなる電流量を設定する。
【００７２】
次いで、磁気ディスク装置の通常運転時における電力供給について説明する。まず、上記の設定された電流量を発熱体４６に通電した状態において、書き込み及び読み出しを行う。ここで、ＡＥの発生量が基準範囲内ならばそのまま動作させる。基準範囲を超える場合、所定の単位だけ電流量を減少させ、引き続きＡＥ発生量をモニタする。以後、このサイクルを繰り返す。この際、所定の繰り返し回数を経てもＡＥ発生量が基準範囲を超えている場合には、ヘッドの浮上状態が不安定であるか、又はクラッシュの前兆であるとして、使用停止等のフラッグをホストＣＰＵに通知する。
【００７３】
次いで、ｄＭＳの温度補償について説明する。スライダは流体力学的に浮上するため、ｄＭＳは装置内部の温度の影響を受ける。さらに、ＴＰＴＰ現象による磁気ヘッド素子の突出量もバックグランドとなる装置内部の温度の影響を受ける。そこで、ＲＯＭ９３に、温度検出器９８（例えば、抵抗型センサ）の特性及びＴＰＴＰ突出量に基づく「装置内部の温度ｖｓｄＭＳ変化」のテーブルを記憶させておき、温度検出器９８によって温度をモニタする。装置内部の温度に対応して、このテーブルを参照して電流量を調整し、一定のｄＭＳを確保する。
【００７４】
次いで、ｄＭＳの他の要因による補償について説明する。ｄＭＳは、装置内の気圧変化又は外的振動によっても変動する。しかしながら、通常、磁気ディスク装置内に気圧センサ又は振動センサは設置されていない。そこで、まず、装置内部の温度に基づいてｄＭＳの調整を行う。この調整後、ＡＥの発生量がなお基準範囲外となる場合、気圧変化又は振動等によるｄＭＳの変動とみなして、第１の所定量だけ発熱体に供給する電流を減少させる。ここで、ＡＥ発生量がなお基準範囲外であれば、第２の所定量だけ電流を減少させる。以後、このサイクルを繰り返す。この際、所定の繰り返し回数を経てもＡＥ発生量が基準範囲を超える場合には、ヘッドの浮上状態が不安定であるか、又はクラッシュの前兆であるとして、使用停止等のフラッグをホストＣＰＵに通知する。
【００７５】
さらにｄＭＳは、磁気ディスク内での位置によっても変動する。これは、同一回転数においても内周側と外周側では媒体移動速度が異なるためである。そこで、磁気ディスク内での記録再生位置の半径に応じて、発熱体に供給される電流を微調整してｄＭＳの一定化を図ることができる。
【００７６】
さらに、カーナビ等、車載用装置等での使用においては、強い振動モード（ＡＥ頻度モード）として、通電を退避モードに設定し、ｄＭＳを十分に大きくする措置をとることができる。
【００７７】
以下、発熱体４６によって引き起こされたＴＰＴＰ現象に対する、発熱体４６の位置の影響について説明する。
【００７８】
図４において、発熱体４６は、通電によって発熱し、オーバーコート層４７及び４８の近傍部分に熱を供給する。その結果、オーバーコート層４７及び４８は熱を蓄積し、その温度分布に合わせて熱膨張する。この熱膨張によって、磁気抵抗効果素子４２及び誘電型電磁変換素子４４が磁気ディスク表面５２方向に押し出され、ＰＴＲ面５１が突出してｄＭＳが小さくなる。この際、ｄＭＳの低下量は、発熱体４６に供給される電流量によって制御可能となる。
【００７９】
ここで、発熱体４６から発生する熱は、上下部磁極層４４ａ及び４４ｆ、並びに上下部シールド層４２ｆ及び４２ａへも、発熱体４６との位置関係に応じた量だけ伝搬する。上述したように、これらの磁極層及びシールド層は一般にＮｉＦｅ等の金属であり、その熱伝導率は絶縁体であるオーバーコート層よりも高い。従って、例えば発熱体４６から伝搬して上部シールド層４２ｆで受け止められた熱は、両シールド層の間に挟まれた磁気抵抗効果層４２ｃに積極的に伝わってしまう。その結果、このような熱量が多くなると磁気抵抗効果層４２ｃの温度を許容限度以上に上昇させ、磁気抵抗効果素子４２の読み出し能力を低下させてしまう。
【００８０】
この低下を防止する手段として、発熱体４６のオーバーコート層４７及び４８内での位置を調整する。すなわち、この位置の調整によって、これらの磁極層及びシールド層に伝搬する熱量を制限する。この際、発熱体４６の位置パラメータとして、上述したように、発熱体４６の発熱部４６ａのＰＴＲ面５１側の端からＰＴＲ面５１までの距離ＤＰＴＲ、及び発熱体４６のスライダ４０と対向する面と上部磁極層４４ｆのスライダ４０とは反対側の面との面間の距離ＤＹＯＲＫを用いる。
【００８１】
図１３は、図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドにおいて、ＤＰＴＲ又はその規格値と、ビットエラーレートとの関係を示した図である。また図１４は、異なるＤＰＴＲ値を有する典型的な発熱体４６の位置を示した図である。
【００８２】
図１３において、横軸は、ＤＰＴＲ又はその規格値ＮＤＰＴＲを示している。ＮＤＰＴＲは、スライダ高さＨＳを１としたときのＤＰＴＲの値であり、本実施形態においては、ＨＳ＝３００μｍであるので、ＮＤＰＴＲ＝ＤＰＴＲ（μｍ）／３００（μｍ）となる。また、縦軸は、磁気抵抗効果層４２ｃの温度上昇、及びｄＭＳの変化量のシミュレーション値、並びにビットエラーレートの実測値を示している。ビットエラーレートは、通電によって発熱体４６を発熱させた状態において、測定対象である薄膜磁気ヘッドによってデータの書き込み及び読み出しを行った際に、再生データ中においてエラーが発生したビットの割合であり、デジタル信号処理を一切していない状態での値である。ビットエラーレートの測定においてはスピンスタンドを用いた。チャネルＩＣには、Agere社製Diamondbackを使用し、データレートを６５０Ｍbpsとし、磁気ディスク上に記録された信号の記録密度を７００ｋＦＣＩとした。サンプルサイズは、１×１０９bitであった。また、発熱体４６の発熱部４６ａの大きさは、１００μｍ（高さ）×１００μｍ（幅）であり、発熱体に供給された電力は１００ｍＷとした。さらにＤＹＯＲＫは７μｍであり、下部磁極層の長さは２５μｍとした。
【００８３】
図１３によると、ビットエラーレートは、ＤＰＴＲ（ＮＤＰＴＲ）が２５〜７５μｍ（０.０８３〜０.２５０）の範囲において１×１０−６以下の良好な値を示す。しかしながら、ＤＰＴＲが２５μｍよりも小さくなると、ビットエラーレートは急激に増大し磁気ディスク装置として許容される１０―５台前半の値を超えてしまう。一方、ＤＰＴＲが７５μｍよりも大きくなると、同様にビットエラーレートが増大し、磁気ディスク装置として許容される範囲内ではあるが１桁又はそれ以上の高い値となってしまう。このように、ビットエラーレートは、ＤＰＴＲが２５μｍを切って小さくなり、又は７５μｍを超えて大きくなると臨界的な変化を示す。従って、ＤＰＴＲが２５〜７５μｍの範囲は、その他の領域と比較して、一桁程度又はそれ以上の低ビットエラーレートという非常に顕著な効果を示す範囲となっていることが明らかである。
【００８４】
ここで、このようなビットエラーレートの変化要因について説明する。ＤＰＴＲが２５μｍ未満においては（図１４のａ位置付近）、下部磁極層の長さが２５μｍであるので、発熱体４６面及び下部磁極層４４ａ面は必ず互いに重なり合って対向する部分を有することになる。さらに発熱体４６は、ＰＴＲ面に面した磁気抵抗効果層４２ｃと、熱伝導率の高い上下部シールド層及び上下部磁極層との近傍に位置することになる。その結果、磁気抵抗効果層４２ｃが発熱体４６からの熱を相当に受け取るので、その温度が非常に高くなってしまう。従って、磁気抵抗効果素子４２の信号読み出し能力が低下する。この際、ＴＰＴＰ現象も顕著になってＰＴＲ面が５１ａまでに突出し（図１４）、ｄＭＳが減少するが、上記の読み出し能力の低下が上回って、結局ビットエラーレートが増大することになる。
【００８５】
一方、距離ＤＰＴＲが７５μｍを超えると（図１４のｃ位置付近）、磁気抵抗効果層４２ｃの温度上昇はかなり抑制されるが、発熱体４６の熱が両素子付近のオーバーコート層に十分に伝搬されないので、磁気抵抗効果素子４２及び誘電型電磁変換素子４４の突出量５１ｃ（図１４）は非常に小さくなる。従って、所定範囲の十分に小さいｄＭＳが確保できなくなるため、磁気抵抗効果層４２ｃ位置での信号磁界が微弱となり、ビットエラーレートが増大する。
【００８６】
以上述べた範囲とは異なり、ＤＰＴＲが２５〜７５μｍの範囲（図１４のｂ位置付近）では、発熱体４６面及び下部磁極層４４ａ面は、互いに重なり合って対向する部分を有しない。さらに発熱体４６は、ＰＴＲ面に面した磁気抵抗効果層４２ｃと、熱伝導率の高い上下部シールド層及び上下部磁極層とからは所定の距離だけ離れていることになる。その結果、磁気抵抗効果層４２ｃは発熱体４６からの熱をそれほど受け取らず、その温度上昇は許容範囲内に収まる。従って、磁気抵抗効果素子４２の信号読み出し能力は必要範囲内に維持される。その一方で、この位置範囲内にある発熱体４６は、磁気ヘッド素子付近のオーバーコート層に十分な熱量を供給して所定のＴＰＴＰ現象による突出５１ｂ（図１４）を起こすことができる。その結果、所定範囲の十分に小さなｄＭＳが確保されるので、信号磁界が確実に感受されて充分低いビットエラーレートが実現される。
【００８７】
図１５は、図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドにおいて、ＤＹＯＲＫ又はその規格値と、ビットエラーレートとの関係を示した図である。また図１６は、異なるＤＹＯＲＫ値を有する典型的な発熱体４６の位置を示した図である。
【００８８】
図１５において、横軸は、ＤＹＯＲＫ又はその規格値ＮＤＹＯＲＫを示している。規格化については図１３と同じであって、ＮＤＹＯＲＫ＝ＤＹＯＲＫ（μｍ）／３００（μｍ）となる。また、縦軸も図１３と同じである。ビットエラーレートの測定条件も図１３での測定と同じである。また、発熱体４６の発熱部４６ａの大きさは、１００μｍ（高さ）×１００μｍ（幅）であり、発熱体に供給された電力は１００ｍＷとした。さらにＤＰＴＲは５０μｍであり、下部磁極層の長さは２５μｍとした。
【００８９】
図１５によると、ビットエラーレートは、ＤＹＯＲＫ（ＮＤＹＯＲＫ）が５〜１２μｍ（０.０１７〜０.０４０）の範囲において１×１０−６以下の良好な値を示す。しかしながら、ＤＹＯＲＫが５μｍを切って小さくなり、又は１２μｍを超えて大きくなると、ビットエラーレートは臨界的な変化を示し、磁気ディスク装置として許容される範囲内ではあるが一桁程度又はそれ以上の大きな値となる。従って、ＤＹＯＲＫが２〜１２μｍの範囲は、他の領域と比較して一桁程度又はそれ以上の低ビットエラーレートという非常に顕著な効果を示す範囲となっている。
【００９０】
ここで、このようなビットエラーレートの変化要因について説明する。ＤＹＯＲＫが５μｍ未満の位置は、発熱体４６がスライダ４０により近づいた位置である（図１６のｄ位置付近）。ここで、スライダ４０は、上述したようにＡｌＴｉＣ基板等の比較的熱伝導率の高い材料である。その結果、発熱体４６からの熱の多くは、最終的にオーバーコート層４７を介してスライダ４０に吸収され、薄膜磁気ヘッド外に放出される。従って、ＴＰＴＰ現象を引き起こすための熱量がその分だけ少なくなるので、磁気抵抗効果素子４２及び誘電型電磁変換素子４４の磁気ディスク表面５２方向への突出５１ｄ（図１６）は小さくなる。その結果、所定範囲の十分に小さなｄＭＳが確保できなくなるのでビットエラーレートが増大する。なお、スライダによる熱の放熱分が大きく、上下部シールド層４２ｆ及び４２ａに伝わる熱量はそれほど多くないので、磁気抵抗効果層４２ｃの温度上昇は小さく抑えられる。従って、磁気抵抗効果素子４２の信号読み出し能力は温度上昇による悪影響をそれほど受けない。
【００９１】
一方、ＤＹＯＲＫが１２μｍを超える場合、発熱体４６はスライダ４０及び上部磁極層４４ｆから遠く離れている（図１６のｆ位置付近）。従って、発熱体４６からの熱は、磁気抵抗効果素子４２及び誘電型電磁変換素子４４の近傍のオーバーコート層にあまり伝わらず、薄膜磁気ヘッドの外部に放熱される分が増加するため、ＴＰＴＰ現象による突出５１ｆ（図１６）は小さくなる。その結果、所定範囲の充分小さなｄＭＳが確保できなくなるのでビットエラーレートが増大する。なお、この範囲においても、上下部シールド層４２ｆ及び４２ａに伝わる熱量はそれほど多くないので、磁気抵抗効果層４２ｃの温度上昇は小さく抑えられる。従って、磁気抵抗効果素子４２の信号読み出し能力は温度上昇による悪影響をそれほど受けない。
【００９２】
以上述べた範囲とは異なり、距離ＤＹＯＲＫが５〜１２μｍの範囲（図１６のｅ位置付近）は、発熱体４６からの熱を効率よく磁気ヘッド素子近傍のオーバーコート層に伝搬させ、十分なＴＰＴＰ現象による突出５１ｅ（図１６）を引き起こして所定範囲の十分に小さなｄＭＳを確保している。その結果、信号磁界が確実に感受されて充分低いビットエラーレートが実現される。
【００９３】
以上に述べた低ビットエラーレートが実現される発熱体４６の位置範囲は、磁気抵抗効果素子に悪影響を与えることなく効率的にＴＰＴＰ現象を引き起こすという特に顕著な効果を示す条件である。ここで、引き起こされたＴＰＴＰ現象における突出量自体は、信号記録密度には関係しない。従って、この位置範囲は、上述の実施態様における磁気ディスク上の信号記録密度に依存しないことは明らかである。
【００９４】
一方、ビットエラーレートの絶対値は信号記録密度に依存する。従って、より高い信号記録密度において、所定の低いビットエラーレート値を得るためには、誘電型電磁変換素子のギャップ長の狭小化、同素子の記録磁界強度及び勾配の向上、磁気抵抗効果素子の再生ギャップ長の狭小化並びに同素子の磁気抵抗効果変化率の向上等を図る必要がある。これに対して、本実施形態における発熱体の位置範囲の限定は、これらの対策によって規定された記録再生環境において、一桁程度又はそれ以上の低ビットエラーレートという非常に顕著な効果を示す条件となっている。
【００９５】
さらに、本実施形態における発熱体の位置範囲は、発熱体に供給される電力にもほとんど依存しないことが明らかである。すなわち、発熱量の絶対値は、発熱体による熱の分布において、各地点の温度におおよそ線形的に影響するものである。これに対して、熱分布の等温線の形状は、熱的平衡状態に達した場合、磁気抵抗効果層及び発熱体に隣接する磁気ヘッド素子と、発熱体との相対的な位置関係によって、その大部分が決定される。従って、本実施形態における発熱体の位置範囲の限定は、所定の与えられた電力供給状況において一桁程度又はそれ以上の低ビットエラーレートという非常に顕著な効果を示す条件を提供するものである。
【００９６】
さらに、以上に述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明による磁気ディスク装置の一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の実施形態におけるＨＧＡ全体を表す斜視図である。
【図３】図１の実施形態におけるＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。
【図４】本発明による薄膜磁気ヘッドの一実施形態における概略的な構成を示す図である。
【図５】図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドをスライダの素子形成面側から透視的に見た平面図である。
【図６】図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの構成を示す、図５のＡ−Ａ線での断面図である。
【図７】図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの構成を示す、図５のＢ−Ｂ線での断面図である。
【図８】図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの発熱体の構成を示す図である。
【図９】発熱体の電極パッド部の構成を示す、図５のＣ−Ｃ線での断面図である。
【図１０】図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する工程図である。
【図１１】図１の実施形態における磁気ディスク装置の記録再生回路の回路構成を示すブロック図である。
【図１２】図１の実施形態における磁気ディスク装置のヒータ制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１３】図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドにおいて、ＤＰＴＲ又はその規格値と、ビットエラーレートとの関係を示した図である。
【図１４】異なるＤＰＴＲ値を有する典型的な発熱体の位置を示した図である。
【図１５】図４の実施形態における薄膜磁気ヘッドにおいて、ＤＹＯＲＫ又はその規格値と、ビットエラーレートとの関係を示した図である。
【図１６】異なるＤＹＯＲＫ値を有する典型的な発熱体の位置を示した図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０  磁気ディスク
１１  スピンドルモータの回転軸
１２  アセンブリキャリッジ装置
１３  記録再生回路
１４  駆動アーム
１５  ボイスコイルモータ
１６  ピボットベアリング軸
１７  ＨＧＡ
２０  サスペンション
２１、４０  スライダ
２２  ロードビーム
２３  フレクシャ
２４  ベースプレート
２５  配線部材
３０  書き込み及び読み出し磁気ヘッド素子
３１  信号端子電極
３２  駆動端子電極
３３  素子形成面
３４、５０  空気潤滑面
４１、４３、４６ｂ  絶縁層
４２ａ  下部シールド層
４２ｂ  下部シールドギャップ層
４２ｃ  磁気抵抗効果層
４２ｄ  素子リード導体層
４２ｅ  上部シールドギャップ層
４２ｆ  上部シールド層
４４ａ  下部磁極層
４４ｂ  磁気ギャップ層
４４ｃ  コイル層
４４ｄ  コイル絶縁層
４４ｅ  コイルリード導体層
４４ｆ  上部磁極層
４６  発熱体
４６ａ  発熱部
４６ｂ、４６ｃ  引き出し電極
４７、４７ｃ、４８  オーバーコート層
４７ａ、４７ｂ  平坦化層
５１  ＰＴＲ面
５１ａ，５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ、５１ｆ  突出したＰＴＲ面
５２  磁気ディスク表面
６０  始点
６１  折り返し点
６２  終点
６６  上り部
６７  下り部
７０、７２、７３  間隔
７４、７５  接続部
８０ｂ、８０ｃ  電極膜部材
８１ｂ、８１ｃ  バンプ
８２ｂ、８２ｃ  パッド
９０  記録再生制御ＬＳＩ
９０ａ  ＴＡ検出回路
９１  ライトゲート
９２  ライト回路
９３  ＲＯＭ
９５  定電流回路
９６  増幅器
９７  復調回路
９８  温度検出器
９９  ヒータ制御回路
９９ａ  直流定電圧回路
９９ｂ  スイッチングトランジスタ
９９ｃ  可変抵抗器
９９ｄ  Ｄ／Ａ変換器
【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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