(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮上面を有する基板の素子形成面に形成された下部磁性層と、上部磁性層と、浮上面側の端部が該下部磁性層及び該上部磁性層に挟持されたギャップ層と、少なくとも該下部磁性層及び該上部磁性層の間を通過するように形成されているコイル層とを備えた電磁コイル素子を備えている薄膜磁気ヘッドであって、
前記下部磁性層が、
下部ヨーク層と、
前記下部ヨーク層の浮上面側の端部上であってヘッド端面に達する位置に形成されており、自身の厚さｔＩＮと、自身の浮上面側の端及び該端の反対側の端の間の距離ｈＩＮとが、ｈＩＮ＜２.５×ｔＩＮの関係を満たす非磁性部と、
前記非磁性部上及び前記下部ヨーク層の浮上面側の端部上に形成されていて、上面が前記ギャップ層と接面しており、浮上面側のヘッド端面における端面が、トラック幅方向の幅が所定の磁極幅で規定された形状となっている、少なくとも０.２５μｍの厚さｔＬＰを有する下部磁極層と
を備えていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
トラック幅方向の幅が前記所定の磁極幅で規定された前記形状が、該磁極幅を有する矩形又は略矩形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】
前記非磁性部の上面が、前記下部ヨーク層の浮上面側の端部における最上面と同じ高さで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】
前記非磁性部の下面が、前記下部磁極層の下面と同じ高さで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】
前記上部磁性層が、下面が前記ギャップ層と接面している上部磁極層と、浮上面側の端部が該上部磁極層と接面している上部ヨーク層とを備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
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と、該薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構とを備えていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項７】
請求項６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、少なくとも１つの磁気記録媒体と、該少なくとも１つの磁気記録媒体に対して前記薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するための記録再生回路とをさらに備えていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性層を備えた電磁コイル素子を備えている磁気記録用の薄膜磁気ヘッド、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】
近年、磁気ディスク装置における大容量小型化の要求に伴い、さらなる記録密度の向上が不可欠となっている。この高記録密度化における重要なポイントとして、薄膜磁気ヘッドが備えている電磁コイル素子の磁極において、トラック幅方向の幅をさらに小さくする狭トラック幅化と、この磁極から発生する書き込み磁界強度の向上とが挙げられる。
【０００３】
一般に、薄膜磁気ヘッドの電磁コイル素子は、ギャップ層を挟んだ下部磁性層（リーディング側の磁性層）及び上部磁性層（トレーリング側の磁性層）を備えている。ここで、下部磁性層は、上部磁性層の磁極部分と同じトラック幅方向の幅の矩形隆起部分と、その下に位置する、非常に広い幅を有する部分とからなり、電磁コイル素子のコイル層を流れる書き込み電流によって誘導される磁束を効率よくギャップ層位置に導くとともに、狭トラック幅化への対応を図っている。
【０００４】
この下部磁性層の構造として、特許文献１及び２には、下部磁性層の非常に広い幅を有する部分の中に、非磁性層を備えた構造が開示されている。これらの構造においては、下部磁性層は、電磁コイル素子に隣接するデータ読み出し用の磁気抵抗（ＭＲ）効果素子の上シールド層を兼ねている。特許文献１及び２においては、このような構造中に形成された非磁性層によって、電磁コイル素子からの磁界によるＭＲ効果素子の出力特性への悪影響の低減を図っている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１００１０号公報
【特許文献２】特開２０００−３１５３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、磁極の狭トラック幅化が進むと、磁極からの漏れ磁界の影響が増大し、磁気記録媒体である磁気ディスク上の隣接するトラックに対して、不要な書き込み又は消去（Adjacent Track Erase（ＡＴＥ））を行ってしまう可能性が高くなる問題が生じていた。
【０００７】
特に、磁気ディスクの内周部及び外周部においては、ヘッドのトラックに対する角度であるスキュー角が大きくなって、リーディング側の磁極が隣接トラックに接近することになる。その結果、リーディング側の磁極からの漏れ磁界が、ＡＴＥを引き起こす可能性が高くなる。これへの対策として、リーディング側の磁極の飽和磁束密度を制限して漏れ磁界を小さくすることが考えられるが、この制限によって書き込み磁界強度自体が低下してしまうことも避けられない。
【０００８】
また、ＡＴＥを抑制する他の手段として、下部磁性層のネックデプスを大きくすることも考えられる。ここで、ネックデプスとは、下部磁性層の矩形隆起部分の積層方向の長さであり、実際には、上部磁性層の磁極部分をマスクとしてイオンエッチングを行って矩形隆起部分を形成する際に、調整される量となる。しかしながら、単にエッチング量を増大させて、ネックデプスの増加を図っても、上部磁性層の磁極部分が短くなってしまうことや、さらには、磁極幅のばらつきが増大し磁極幅の制御性が損なわれてしまう等の不都合が発生するので、所定値以上にネックデプスを大きくできないのが現状である。
【０００９】
さらに、特許文献１及び２に開示された、非磁性層を備えた下部磁性層を用いても、ＭＲ効果素子との間の磁気的なシールド作用が付加されるだけであり、リーディング側の磁極からの漏れ磁界を抑制することはできない。
【００１０】
従って、本発明の目的は、狭トラック幅化の下で、磁極幅の制御性と十分な書き込み磁界強度とを確保しつつ、ＡＴＥを抑制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、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】
【００１１】
本発明について説明する前に、明細書において用いられる用語の定義を行う。基板の素子形成面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも基板側にある構成要素を、基準となる層の「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層よりも積層される方向側にある構成要素を、基準となる層の「上」又は「上方」にあるとする。例えば、「絶縁層上に下部磁性層がある」とは、下部磁性層が、絶縁層よりも積層される方向側にあることを意味する。
【００１２】
本発明によれば、浮上面（ＡＢＳ）を有する基板の素子形成面に形成された下部磁性層と、上部磁性層と、ＡＢＳ側の端部が下部磁性層及び上部磁性層に挟持されたギャップ層と、少なくとも下部磁性層及び上部磁性層の間を通過するように形成されているコイル層とを備えた電磁コイル素子を備えている薄膜磁気ヘッドであって、下部磁性層が、
下部ヨーク層と、
この下部ヨーク層のＡＢＳ側の端部上であってヘッド端面に達する位置に形成されており、自身の厚さｔＩＮと、自身の浮上面側の端及びこの端の反対側の端の間の距離ｈＩＮとが、ｈＩＮ＜２.５×ｔＩＮの関係を満たす非磁性部と、
この非磁性部上及び下部ヨーク層のＡＢＳ側の端部上に形成されていて、上面がギャップ層と接面しており、浮上面側のヘッド端面における端面が、トラック幅方向の幅が所定の磁極幅で規定された形状となっている、少なくとも０.２５μｍの厚さｔＬＰを有する下部磁極層と
を備えている薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００１３】
薄膜磁気ヘッドが、このような非磁性部及び下部磁極層を備えている場合、上部磁極層とともに書き込み磁界を規定する下部磁極層が、磁極幅から相当にはみ出した部分、例えばショルダー部分等を有しておらず、さらに、下部ヨーク層とは非磁性部を介して離隔している。そのため、たとえヘッドのスキュー角が大きくなっても、下部磁極層からのＡＴＥを引き起こし得る漏れ磁界が抑えられて、同磁界が隣接トラックに及ぶ程度が非常に小さくなる。その結果、ＡＴＥが抑制される。
【００１４】
また、非磁性部の存在によって、下部磁極層のネックデプスをそれほど大きくしなくとも、十分な書き込み磁界強度とを確保しつつ、ＡＴＥが抑制可能となる。従って、上部磁極層の当初の積層量をさほど大きくする必要が無くなり、形成がより容易になる。さらに、エッチング量が従来よりも小さく済むので、磁極幅のばらつきが抑えられて、磁極幅の制御性が損なわれない。すなわち、狭トラック幅化の下で、磁極幅の制御性と十分な書き込み磁界強度とを確保しつつ、ＡＴＥを抑制することができる。ここで、非磁性部の厚さｔＩＮと距離ｈＩＮとが、ｈＩＮ＜２.５×ｔＩＮの関係を満たしているので、十分な書き込み磁界を確保しつつ、ＡＴＥ漏れ磁界をより確実に小さく抑えることができる。さらに、下部磁極層の厚さｔＬＰが、０.２５μｍ以上の値を確保することによって、従来と比較してＡＴＥの抑制効果がより確実に得られる。
【００１５】
ここで、上述したトラック幅方向の幅が所定の磁極幅で規定された形状が、この磁極幅を有する矩形又は略矩形であることが好ましい。
【００１７】
さらに、非磁性部の上面が、下部ヨーク層のＡＢＳ側の端部における最上面と同じ高さであることも好ましい。又は、非磁性部の下面が、下部磁極層の下面と同じ高さであることも好ましい。
【００１８】
さらにまた、上部磁性層が、下面がギャップ層と接面している上部磁極層と、ＡＢＳ側の端部が上部磁極層と接面している上部ヨーク層とを備えていることが好ましい。
【００１９】
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を支持する支持機構とを備えたＨＧＡが提供される。
【００２０】
本発明によれば、さらにまた、このＨＧＡを少なくとも１つ備えており、少なくとも１つの磁気記録媒体と、少なくとも１つの磁気記録媒体に対して薄膜磁気ヘッドが行う書き込み及び読み出し動作を制御するための記録再生回路とをさらに備えた磁気ディスク装置が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による薄膜磁気ヘッド、ＨＧＡ及び磁気ディスク装置によれば、狭トラック幅化の下で、磁極幅の制御性と十分な書き込み磁界強度とを確保しつつ、ＡＴＥ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】
【００２２】
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。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００２３】
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る。
【００２４】
図１において、１０は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の、磁気記録媒体としての磁気ディスク、１２は、薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１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、この薄膜磁気ヘッドの書き込み及び読み出し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。
【００２５】
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、薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１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及びスライダ２１は、単数であってもよい。
【００２６】
記録再生回路１３は、図示していないが、記録再生制御ＬＳＩと、記録再生制御ＬＳＩから記録データを受け取るライトゲートと、ライトゲートからの信号を後述する書き込み用の電磁コイル素子に出力するライト回路と、後述する読み出し用のＭＲ効果素子にセンス電流を供給する定電流回路と、ＭＲ効果素子の素子出力電圧を増幅する増幅器と、記録再生制御ＬＳＩに対して再生データを出力する復調回路とを備えている。
【００２７】
図２は、本発明によるＨＧＡ、及びこのＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッド（スライダ）の一実施形態を示す斜視図である。
【００２８】
図２に示すように、ＨＧＡ１７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。
【００２９】
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。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。
【００３０】
同じく図２において、薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１は、適切な浮上量を得るように加工されたＡＢＳ３０と、素子形成面３１上に形成された磁気ヘッド素子３２と、素子形成面３１上に形成された被覆層７１の層面から露出したそれぞれ２つからなる信号端子電極３６及び３７とを備えている。ここで、磁気ヘッド素子３２は、読み出し用のＭＲ効果素子３３と、書き込み用の電磁コイル素子３４とから構成されている。さらに、信号端子電極３６及び３７は、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４にそれぞれ接続されている。
【００３１】
ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４においては、素子の一端がＡＢＳ３０側のヘッド端面３００に達している。これらの端が磁気ディスクと対向することによって、信号磁界の感受による読み出しと信号磁界の印加による書き込みとが行われる。
【００３２】
図３（Ａ）は、本発明による薄膜磁気ヘッドの要部の構成を示す、図２のＡ−Ａ線断面図である。また、図３（Ｂ）は、同構成におけるヘッド端面３００を正面とした斜視図である。
【００３３】
図３（Ａ）において、２１０はスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するＡＢＳ３０を有している。このスライダ基板２１０のＡＢＳ３０を底面とした際の一つの側面である素子形成面３１に、読み出し用のＭＲ効果素子３３と、書き込み用の電磁コイル素子３４と、これらの構成要素を保護する被覆層７１とが主に形成されている。
【００３４】
ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている下部シールド層３３０及び上部シールド層３３４とを含む。ＭＲ積層体３３２は、面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plain））巨大磁気抵抗（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive））多層膜、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain））ＧＭＲ多層膜、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive））多層膜を含み、非常に高い感度で磁気ディスクからの信号磁界を感受する。上下部シールド層３３４及び３３０は、ＭＲ積層体３３２が雑音となる外部磁界を受けることを防止する。
【００３５】
このＭＲ積層体３３２がＣＩＰ-ＧＭＲ多層膜を含む場合、上下部シールド層３３４及び３３０の各々とＭＲ積層体３３２との間に絶縁用の上下部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、ＭＲ積層体３３２にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのＭＲリード導体層が形成される。一方、ＭＲ積層体３３２がＣＰＰ-ＧＭＲ多層膜又はＴＭＲ多層膜を含む場合、上下部シールド層３３４及び３３０はそれぞれ上下部の電極としても機能する。この場合、上下部シールドギャップ層とＭＲリード導体層とは不要であって省略される。ただし、ＭＲ積層体３３２のヘッド端面３００とは反対側のシールド層間には絶縁層が形成され、ＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両側には、絶縁層、又は縦バイアス磁界を印加するための、バイアス絶縁層及びハードバイアス層が形成される。
【００３６】
電磁コイル素子３４は、下部磁性層３４０、ギャップ層３４１、コイル層３４３、コイル絶縁層３４４及び上部磁性層３４５を備えている。コイル層３４３は、少なくとも下部磁性層３４０及び上部磁性層３４５の間を通過するように形成されている。下部磁性層３４０及び上部磁性層３４５は、コイル層３４３によって誘導された磁束の導磁路となっている。
【００３７】
ここで、下部磁性層３４０は、下部ヨーク層３４００と、下部ヨーク層３４００のＡＢＳ側（ヘッド端面３００側）の端部上であってヘッド端面３００に達する位置に形成された、本発明の特徴の１つである非磁性部３５と、非磁性部３５上及び下部ヨーク層３４００のＡＢＳ側の端部上に形成されており、上面がギャップ層３４１と接面している下部磁極層３４０１とを備えている。
【００３８】
下部磁極層３４０１においては、飽和磁束密度が下部ヨーク層３４００よりも大きく設定されており、例えば少なくとも２.０テスラ（Ｔ）以上となっている。また、上部磁性層３４５は、下面がギャップ層３４１と接面している上部磁極層３４５０と、ＡＢＳ側の端部が上部磁極層３４５０と接面している上部ヨーク層３４５１とを備えている。ここで、上部磁極層３４５０は第１の上部磁極層３４５０ａとその上に積層された第２の上部磁極層３４５０ｂとから構成されており、少なくとも第１の上部磁極層３４５０ａの飽和磁束密度は、上部ヨーク層３４５１よりも大きく、例えば少なくとも２.０Ｔ以上となっている。なお、上部磁極層３４５０は、このように２層ではなくて単層であってもかまわない。
【００３９】
下部磁極層３４０１及び上部磁極層３４５０が、ギャップ層３４１のうちＡＢＳ側（ヘッド端面３００）側の端部を挟持している。このギャップ層３４１の端部位置からの漏洩磁界によって磁気ディスクに書き込みが行なわれる。なお、下部磁極層３４０１及び上部磁極層３４５０の磁気ディスク側の端は、ヘッド端面３００に達しているが、ヘッド端面３００には、極めて薄い保護膜としてダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のコーティングが施されている。なお、コイル層３４３は同図において１層であるが、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。
【００４０】
また、上部シールド層３３４と下部磁性層３４０との間には、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４を分離するための絶縁材料又は金属材料等からなる非磁性層が設けられているが、後述するように同層は必ずしも必要ではなく、同層を省略して、下部磁性層を上部シールド層で兼用してもよい。
【００４１】
非磁性部３５は、例えばＳｉＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＤＬＣ等である非磁性の絶縁材料、又は、例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ等、又はこれらの元素の２つ以上からなる合金等である非磁性金属材料から構成されている。
【００４２】
図３（Ｂ）によれば、非磁性部３５においては、その一端がヘッド端面３００（同斜視図の正面）に達しており、記録媒体に対向する面３５ａを有している。非磁性部３５のトラック幅方向の幅ｗＩＮは、下部磁極層３４０１及び上部磁極層３４５０のトラック幅を規定する磁極幅ｗＰＯ、さらには記録媒体上のトラックピッチよりも十分に大きく設定されており、例えば約０.５〜約３０μｍである。また、非磁性部３５の厚さ（積層方向の最大長）をｔＩＮとし、非磁性部３５のＡＢＳ側（ヘッド端面３００側）の端（端面３５ａ）と、この端とは反対側の端との距離をｈＩＮとすると、厚さｔＩＮ（μｍ）及び距離ｈＩＮ（μｍ）は、後に詳細に説明するように、
（１）    ｈＩＮ＜２.５×ｔＩＮ
の関係を満たすように設定されている。
【００４３】
さらに、図３（Ｂ）によれば、ヘッド端面３００における下部磁極層３４０１の端面３４０１ａは、非磁性部３５の端面上に位置しており、所定の磁極幅ｗＰＯでトラック幅方向の幅が規定された矩形又は略矩形となっている。ここで、矩形又は略矩形の範囲として、製造プロセス上、側面に若干の傾斜又は凹凸が発生することにより形状が矩形から若干ずれて、例えば台形状又は逆台形状となる場合の、その形状も含まれる。さらに、後に詳述するように、同じく製造プロセス上、層の下端部に厚さ０.１μｍ未満の裾（ショルダー部分）が形成された形状も、その範囲に含まれる。
【００４４】
なお、図３（Ｂ）においては、非磁性部３５の上面３５ｂは、下部ヨーク層３４００のＡＢＳ側の端部における最上面３４００ｂと同じ高さとなっている。
【００４５】
以上述べたような非磁性部３５及び下部磁極層３４０１が設けられることによって、十分な書き込み磁界を確保しながらＡＴＥが抑制される。実際、上部磁極層３４５０とともに書き込み磁界を規定する下部磁極層３４０１が、磁極幅ｗＰＯから相当にはみ出した部分、例えばショルダー部分等を有しておらず、さらに、下部ヨーク層３４００とは非磁性部３５を介して離隔している。そのため、たとえスキュー角が大きくなっても、下部磁極層３４０１からのＡＴＥを引き起こし得る漏れ磁界（以後、ＡＴＥ漏れ磁界とする。図７（Ｂ）参照。）が抑えられて隣接トラックに及ぶ程度が非常に小さくなる。その結果、ＡＴＥが抑制される。また、特に、非磁性部３５の厚さｔＩＮと距離ｈＩＮとが、式（１）の関係を満たす場合、後に詳細に説明するように、十分な書き込み磁界を確保しつつ、ＡＴＥ漏れ磁界をより確実に小さく抑えることができる。
【００４６】
図４（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明による薄膜磁気ヘッドの変更態様における、ＡＢＳ側のヘッド端面近傍の構成を示す斜視図であり、図４（Ｆ）及び（Ｇ）は、非磁性部の断面形状の変更態様を示す断面図である。ここで、図４（Ｆ）及び（Ｇ）における断面は、図２のＡ−Ａ線断面に相当する。
【００４７】
図４（Ａ）の薄膜磁気ヘッドによれば、ＡＢＳ側のヘッド端面（同斜視図の正面）近傍において、上下部磁極層４２０及び４０１と下部ヨーク層４００とは、図３（Ｂ）の構成要素それぞれと同様となっているが、非磁性部４３においては、そのショルダー（肩）部分４３ｂが、図３（Ｂ）の非磁性部３５のように素子形成面に対して傾いていない。このような構成においても、下部磁極層４０１からのＡＴＥ漏れ磁界が抑えられて隣接トラックに及ぶ程度が非常に小さくなる。その結果、十分な書き込み磁界を確保しつつ、ＡＴＥ漏れ磁界を小さく抑えることができる。なお、コイル層４４は、この変更態様において、ギャップ層４１の上方に形成されているが、下方に形成されていてもよい。
【００４８】
図４（Ｂ）によれば、ＡＢＳ側のヘッド端面近傍において、非磁性部４６は、その上部に、下部磁極層４５１と同じ磁極幅ｗＰＯを有するネック部分４６ｃを備えている。このような構成においても、十分な書き込み磁界を確保しつつ、ＡＴＥ漏れ磁界を小さく抑えることができる。
【００４９】
図４（Ｃ）の薄膜磁気ヘッドによれば、ＡＢＳ側のヘッド端面近傍において、非磁性部５０のショルダー部分５０ｂが、下部ヨーク層４７０のショルダー部分４７０ｂと連なっており、両側でそれぞれ１つの斜面を形成している。このような構成においても、下部磁極層４７１からのＡＴＥ漏れ磁界が抑えられて隣接トラックに及ぶ程度が非常に小さくなる。その結果、十分な書き込み磁界を確保しつつ、ＡＴＥ漏れ磁界を小さく抑えることができる。なお、同図において、コイル層５１及び５２は、それぞれギャップ層４８の上下に位置しているが、このようにコイル層が２層構造であってもよいし、どちらか一方の単層構造であってもよい。
【００５０】
図４（Ｄ）によれば、ＡＢＳ側のヘッド端面近傍において、ＡＢＳ側のヘッド端面から見て非磁性部５４の奥側には、図３（Ｂ）のように下部ヨーク層ではなく、下部磁極層５３１がその位置を占めており、非磁性部５４の下面が、下部磁極層５３１の下面と同じ高さとなっている。このような構成においても、十分な書き込み磁界を確保しつつ、ＡＴＥ漏れ磁界を小さく抑えることができる。
【００５１】
図４（Ｅ）の薄膜磁気ヘッドによれば、ＡＢＳ側のヘッド端面近傍において、上下部磁極層５７０及び５６１と非磁性部５８とは、図３（Ｂ）の構成要素それぞれと同様となっているが、下部ヨーク層５６０が、ＭＲ積層体５５の上シールド層を兼ねている。このような構成においても、十分な書き込み磁界を確保しつつ、ＡＴＥ漏れ磁界を小さく抑えることができる。
【００５２】
ここで、本発明による非磁性部の断面形状について説明する。以上に述べた図３（Ｂ）及び図４（Ａ）〜（Ｅ）に示された非磁性部においては、図２のＡ−Ａ線断面に相当する断面をとると、その断面形状が矩形となっている。しかしながら、図４（Ｆ）に示した非磁性部５９のように、その断面形状において、ヘッド端面３００から離れた側の下方の角が丸くなっていたり、その丸くなる度合いが大きくなって下方表面が凸状の曲面になっている態様も、ＡＴＥ漏れ磁界が抑制可能となるので、本発明の範囲となる。さらに、図４（Ｇ）に示した非磁性部５９′のように、下方表面が傾いた平面、又は若干凹状の曲面になっている態様も、なおＡＴＥ漏れ磁界が抑制可能となり、本発明の範囲となる。
【００５３】
図５は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造工程の一部を説明する、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００５４】
まず、図５（Ａ）に示すように、例えばアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等から形成されたスライダ基板（ウエハ基板）２１０上に、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる厚さ０.１〜５μｍ程度の下地絶縁層６０を形成する。次いで、下地絶縁層６０上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料の多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の下部シールド層（下部電極層）３３０を形成する。その後、例えばスパッタリング法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる絶縁膜を成膜し、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法等によって平坦化することにより、平坦化層６１を形成する。
【００５５】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、下部シールド層（下部電極層）３３０上に、ＭＲ積層体３３２及び絶縁層３３３を形成する。さらに、図示されていないが、必要であればＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両側に、バイアス絶縁層及びハードバイアス層を形成する。ＭＲ積層体３３２は、例えば、ＴＭＲ効果多層膜を含む場合、反強磁性層と、この反強磁性層によって磁化方向が固定されている磁化固定層と、非磁性誘電材料からなるトンネルバリア層と、このトンネルバリア層を介して磁化固定層とトンネル交換結合をなす磁化自由層とが順次積層されて形成される。
【００５６】
次いで、図５（Ｃ）に示すように、絶縁層３３３上及びＭＲ積層体３３２上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料の多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の上部シールド層（上部電極層）３３４を形成する。以上の工程によって、ＭＲ効果素子３３の形成を完了する。その後、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる絶縁膜を例えばスパッタリング法等によって成膜し、ＣＭＰ法等によって平坦化して平坦化層６２を形成する。
【００５７】
次いで、図５（Ｄ）に示すように、上部シールド層（上部電極層）３３４上に、例えばスパッタリング法、化学気相成長（ＣＶＤ）法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等の絶縁材料又はＴｉ、Ｔａ又はＰｔ等の金属材料からなる厚さ０.１〜０.５μｍ程度の非磁性層６３を、ＭＲ効果素子３３と後に形成する電磁コイル素子３４とを分離するために形成する。次いで、非磁性層６３上に、例えばスパッタリング法、フレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料の多層膜を含む厚さ０.５〜３.５μｍ程度の下部磁性層３４０を形成する。ここで、下部磁性層３４０は、下部ヨーク層３４００、非磁性部３５及び下部磁極層３４０１から構成されているが、この構成の形成方法については後に図６を用いて詳述する。その後、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁膜を例えばスパッタリング法等によって成膜し、例えばＣＭＰ法等によって平坦化することによって平坦化層６４を形成する。
【００５８】
次いで、同じく図５（Ｄ）に示すように、例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＡｌＮ又はＤＬＣ等の絶縁材料からなる厚さ０.０１〜０.１μｍ程度のギャップ層３４１を形成する。その後、レジストマスクパターンを介して、例えばイオンミリング法、反応性イオンエッチング法等のドライエッチング法等によって、ギャップ層３４１の一部を除去して下部磁性層３４０を露出させることにより、バックギャップ部６５を形成する。次いで、ギャップ層３４１上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＣｕ等からなる厚さ１〜５μｍ程度のコイル層３４３を形成する。
【００５９】
次いで、同じく図５（Ｄ）に示すように、コイル層３４３を覆うように、例えばフォトリソグラフィ法等によって、例えば加熱キュアされたノボラック系等のレジストからなる厚さ０.５〜７μｍ程度のコイル絶縁層３４４を形成する。次いで、ギャップ層３４１上に、例えばフレームめっき法を含むパターンめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料の多層膜からなる厚さ０.５〜３.０μｍ程度の上部磁極層３４５０及びバックコンタクト磁極層３４５２を形成する。ここで、上部磁極層３４５０の形成方法については、後に図６を用いて詳述する。
【００６０】
次いで、図５（Ｅ）に示すように、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁膜を例えばスパッタリング法等によって成膜し、例えばＣＭＰ法等によって平坦化することによって平坦化層６６を形成する。次いで、図５（Ｆ）に示すように、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる絶縁層６７を例えばスパッタリング法、ＣＶＤ法等によって形成する。その後、レジストマスクパターンを介して、例えばイオンミリング法、反応性イオンエッチング法等のドライエッチング法等によって下地を露出させることにより、上部磁極層−ヨーク接合部６８０と、バックコンタクト磁極層−ヨーク接合部６８１と、コイル引き出し部６８２とを形成する。
【００６１】
次いで、同じく図５（Ｆ）に示すように、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ若しくはＦｅＺｒＮ等、又はこれらの材料の多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の上部ヨーク層３４５１及びコイルリード層６９を形成する。ただし、コイルリード層６９は、別途、例えばフレームめっき法等によってＣｕ等の材料から形成されてもよい。以上の工程によって上部磁極層３４５０、バックコンタクト磁極層３４５２及び上部ヨーク層３４５１が形成されることにより、上部磁性層３４５の形成が完了する。
【００６２】
次いで、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁膜を例えばスパッタリング法等によって成膜し、例えばＣＭＰ法等によって平坦化することによって平坦化層７０を形成する。次いで、この平坦化された面上に、例えばスパッタリング法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる被覆層７１を形成する。以上によって、ＭＲ効果素子及び電磁コイル素子の形成工程が完了する。
【００６３】
図６（Ａ１）〜（Ｄ）は、電磁コイル素子３４における上下部磁性層の端部の形成工程を説明するための、ＡＢＳに平行な面による断面図である。但し、図６（Ａ２）及び（Ａ３）は、図２のＡ−Ａ線断面図となっている。
【００６４】
最初に、図６（Ａ１）に示すように、スライダ基板の素子形成面（図示せず）に、例えばスパッタリング法、又はめっき法等を用いて、厚さ約０.５〜約３μｍの下部ヨーク膜８０を形成し、下部ヨーク膜８０上に、例えばスパッタリング法を用いて、厚さ約０.１〜約０.４μｍの非磁性部膜８１を形成する。ここで、非磁性部膜８１の形成においては、図６（Ａ２）のように、形成された下部ヨーク膜８０のヘッド端面３００近傍に、例えばフォトリソグラフィ法及びイオンミリング法等を用いて所定の大きさの窪みを形成し、この上に非磁性部膜８１の材料を成膜した後、例えばＣＭＰ法を用いて平坦化してもよい。又は、他の形成方法として、図６（Ａ３）のように、第１の下部ヨーク膜８０ａ′を形成し、次いで、形成された第１の下部ヨーク膜８０ａ′のヘッド端面３００の近傍上に、例えばスパッタリング法及びフォトリソグラフィ法等を用いて非磁性部膜８１を形成し、その後、第２の下部ヨーク膜８０ｂ′を成膜した後、例えばＣＭＰ法を用いて平坦化してもよい。
【００６５】
次いで、図６（Ｂ）に示すように、非磁性部膜８１及び下部ヨーク膜８０上に、厚さ約０.２５〜約０.６μｍの、例えば２.０Ｔ以上の高飽和磁束密度を有する下部磁極膜８２、及び厚さ約０.０１〜約０.１μｍのギャップ膜８３を順次形成する。次いで、図６（Ｃ）に示すように、ギャップ膜８３上に、例えばスパッタリング法を用いて、例えば２.０Ｔ以上の高飽和磁束密度を有する材料からなるめっき電極膜８４を形成した後、めっき電極膜８４を電極としたフレームめっき法を含むパターンめっき法等を用いて、厚さが約２.０〜約４.０μｍであって、トラック幅方向の幅が約０.２〜約０.４μｍである上部磁極膜８５を形成する。
【００６６】
次いで、この上部磁性膜８５をマスクにして、イオンミリング法等のイオンビームエッチング法を用いて、図６（Ｄ）に示すように、下部磁極膜８２とめっき電極膜８４及び上部磁極膜８５とをトリミングした、トラック幅方向の磁極幅ＷＰＯ＝約０.１５〜約０.３μｍを有する下部磁極層３４０１、第１及び第２の上部磁極層３４５０ａ及び３４５０ｂ（上部磁極層３４５０）を形成する。このエッチングの際、まず、イオンビームを積層面（基板の素子形成面）に垂直又は略垂直となる入射角で入射させて、次いで、積層面に対して所定の斜め方向となる入射角での入射に変更する。これにより、良好な矩形状パターンを形成することができるともに、側壁への再付着物を除去することができる。なお、トリミングするとは、トラック幅方向の幅を、膜厚方向に関して均一に狭く加工することである。この際、深さ方向（膜厚方向）にもエッチングされるが、幅と深さのエッチング比は、このイオンビームの入射角及び入射量の組合せによって、変更、調整が可能となる。
【００６７】
また、このエッチングによって、下部磁極層３４０１の下端面に接面した非磁性部３５が形成される。非磁性部３５の形状、特にショルダー部分３５ａの傾斜角度、及び下部磁極層３４０１との境界付近のネック部分の有無は、非磁性部３５の構成材料のエッチングレート、イオンビームの入射角及び入射量の組合せ等の条件によって、変更、調整が可能となる。なお、以上のエッチング工程において、イオンビームエッチングの代わりに反応性イオンエッチングを用いても、同様の形成工程を実行することができる。また、本発明による薄膜磁気ヘッドを製造するための工程は、上述したものに限定されることなく、その他の種々の材料、膜厚及び方法が適用可能である。
【００６８】
以上に述べた形成方法によれば、非磁性部３５の形成によって、下部磁極層３４０１のネックデプスＮＤをそれほど大きくしなくとも、十分な書き込み磁界強度とを確保しつつ、ＡＴＥが抑制可能となる。従って、上部磁極膜８５の当初の成膜量をさほど大きくする必要が無くなる。さらに、エッチング量が従来よりも小さく済むので、磁極幅ＷＰＯのばらつきが抑えられて、磁極幅ＷＰＯの制御性が損なわれない。
【００６９】
以下、本発明による薄膜磁気ヘッドにおける、ＡＴＥを抑制する効果について、書き込み磁界及びＡＴＥ漏れ磁界のシミュレーション結果、並びに実施例及び従来例を用いて説明する。
【００７０】
（書き込み磁界及びＡＴＥ漏れ磁界のシミュレーション）
【００７１】
図７（Ａ）は、本発明による薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ側のヘッド端面における磁極の構成図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示した本発明のヘッド及び従来のヘッドにおける、書き込み電流と、書き込み磁界強度及びＡＴＥ漏れ磁界強度との関係を示すグラフである。
【００７２】
図７（Ａ）に、以下図７（Ｂ）、図８及び図９に示すシミュレーションに用いたヘッドの磁極構成の各寸法が記載されている。同図によれば、下部磁極層３４０１（飽和磁束密度ＢＳ＝２.４Ｔ）の厚さであってネックデプスＮＤでもある長さが０.４μｍ、ギャップ層３４１の厚さ（ギャップ長）が０.０９μｍ、第１の上部磁極層３４５０ａ（ＢＳ＝２.４Ｔ）の厚さが０.１μｍ、第２の上部磁極層３４５０ｂ（ＢＳ＝１.８Ｔ）の厚さが１.３μｍ、これら各層のトラック幅方向の幅が０.１７μｍである。なお、下部ヨーク層３４００の飽和磁束密度ＢＳは１.８Ｔである。また、非磁性部３５はヘッド端面において台形状であり、下辺が３.０μｍであって上辺が０．１７μｍである。以下のシミュレーションにおいては、非磁性部３５の厚さｔＩＮ及び距離ｈＩＮを種々に変化させている。なお、図７（Ｂ）のシミュレーションにおいては、厚さｔＩＮ＝０.２μｍであって距離ｈＩＮ＝０.３μｍである。なお、非磁性部３５において、図２のＡ−Ａ線断面の断面形状は矩形となっている。
【００７３】
また、以下のシミュレーションに用いた従来のヘッドは、非磁性部を備えておらず、図７（Ａ）の非磁性部３５の位置まで下部ヨーク層３４００とした構成を有している。
【００７４】
図７（Ｂ）によれば、書き込み磁界強度は、本発明のヘッド及び従来のヘッドともに、書き込み電流の増加と共に急激に増大した後、所定値に漸近する傾向を示す。両者のグラフはほぼ重なっているので、本発明のヘッドにおいては、非磁性部３５が設けられているにもかかわらず、従来と比較して書き込み磁界強度が十分に確保されていることがわかる。
【００７５】
次いで、ＡＴＥ漏れ磁界強度について説明する。ＡＴＥ漏れ磁界強度は、ＡＢＳ側のヘッド端面上であって、下部磁極層３４０１の端面付近において、その上端のギャップ層近傍を除いて磁界強度が最も強く分布している領域での磁界の最大値として定義される。図７（Ｂ）によれば、ＡＴＥ漏れ磁界強度は、本発明のヘッド及び従来のヘッドともに、書き込み電流の増加と共に単調に増加する傾向を示すが、同じ書き込み電流の条件において、本発明のヘッドにおけるＡＴＥ漏れ磁界は、従来のヘッドにおけるＡＴＥ漏れ磁界よりも小さく抑えられている。
【００７６】
従って、本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、従来程度の十分な書き込み磁界強度を確保しつつ、従来よりもＡＴＥを抑制可能であることが理解される。
【００７７】
図８（Ａ）は、本発明による薄膜磁気ヘッドにおける、非磁性部３５の厚さｔＩＮ及び距離ｈＩＮと書き込み磁界強度ＨＷとの関係を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、非磁性部３５の厚さｔＩＮ及び距離ｈＩＮとＡＴＥ漏れ磁界強度ＨＡＴＥとの関係を示すグラフであり、図８（Ｃ）は、非磁性部３５の厚さｔＩＮ及び距離ｈＩＮと、ＨＡＴＥ／ＨＷとの関係を示すグラフである。なお、各図のＨＡＴＥ及びＨＷは、書き込み電流が４０ｍＡの場合の値である。
【００７８】
図８（Ａ）によれば、本発明のヘッドにおいて、非磁性部３５の厚さｔＩＮ及び距離ｈＩＮが小さくなるほど（同図において左下に行くほど）、書き込み磁界強度ＨＷは大きくなる傾向にある。これに対して、図８（Ｂ）によれば、厚さｔＩＮが小さくなり距離ｈＩＮが大きくなるほど（同図において左上に行くほど）、ＡＴＥ漏れ磁界強度ＨＡＴＥは大きくなる傾向にある。
【００７９】
ここで、実際に、書き込みを行う際、書き込み電流値を調整する上で重要となるのは、書き込み磁界強度ＨＷとＡＴＥ漏れ磁界強度ＨＡＴＥとの比ＨＡＴＥ／ＨＷである。この比の値が小さくなるほど、書き込みの際のＡＴＥを小さく抑えることができる。図８（Ｃ）によれば、この比ＨＡＴＥ／ＨＷは、厚さｔＩＮが大きくなり距離ｈＩＮが小さくなるほど（同図において右下に行くほど）小さくなる。ここで、境界線ＣＴＨ（破線）は、厚さｔＩＮ及び距離ｈＩＮがゼロである従来のヘッドに相当する位置（原点）を通っている。従って、この境界線ＣＴＨよりも右下の領域、すなわち、
（１）    ｈＩＮ（μｍ）＜２.５×ｔＩＮ（μｍ）
の関係を満たす範囲において、書き込みの際のＡＴＥを従来よりも確実に小さく抑えることができる。
【００８０】
次いで、下部磁極層３４０１の大きさ及び形状について考察する。
【００８１】
図９（Ａ）は、下部磁極層３４０１のネックデプスＮＤと厚さｔＬＰとを規定する概略図であり、図９（Ｂ）〜（Ｄ）は、種々のＮＤ及びｔＬＰを有するヘッド、並びに従来のヘッドにおける、書き込み電流と、書き込み磁界強度ＨＷ、ＡＴＥ漏れ磁界強度ＨＡＴＥ及びＨＡＴＥ／ＨＷとの関係をそれぞれ示すグラフである。
【００８２】
ここで、図９（Ｂ）〜（Ｄ）における、ヘッドＡ〜Ｃ及び従来のヘッドの磁極の構成を表１に示す。なお、同表に記載された値以外の構成は、各ヘッドとも図７（Ａ）の構成と同様である。また、表１に示した距離ｈＩＮは、図９（Ａ）には示されていないが、図７（Ａ）に示されているように、非磁性部３５のＡＢＳ側の端及びこの端の反対側の端の間の距離である。
【表１】
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【００８３】
表１において、ヘッドＡ及びＢは、本発明のヘッドであり、下部磁極層３４０１のネックデプスＮＤと厚さｔＬＰとが同値である。これは、図９（Ａ）を見れば明らかなように、ヘッドＡ及びＢにおいては、下部磁極層３４０１は裾（ショルダー部分）を持たず、矩形であることを意味している。これに対して、ヘッドＣにおいては、ネックデプスＮＤが厚さｔＬＰよりも０.１μｍ大きくなっており、下部磁極層３４０１が裾を持っていることを意味している。
【００８４】
図９（Ｂ）によれば、ヘッドＡにおいては、従来のヘッドとほぼ同等の書き込み磁界強度ＨＷが実現している。ヘッドＢにおいては、特に書き込み電流が大きな領域において、書き込み磁界強度ＨＷが、従来のヘッドよりも若干小さくなっている。ヘッドＣにおいては、従来のヘッドよりも大きな書き込み磁界強度ＨＷが得られている。
【００８５】
図９（Ｃ）によれば、ヘッドＡ及びＢにおいて、ＡＴＥ漏れ磁界強度ＨＡＴＥが、従来のヘッドよりも小さく抑えられている。特に、ヘッドＡにおいて、抑制の度合いが顕著である。これに対して、ヘッドＣにおいては、下部磁極層が裾を持っていることが影響して、ＡＴＥ漏れ磁界強度ＨＡＴＥが、従来のヘッドよりも大きくなってしまっている。
【００８６】
図９（Ｄ）によれば、上述した結果から求めた書き込み磁界ＨＷとＡＴＥ漏れ磁界ＨＡＴＥとの比ＨＡＴＥ／ＨＷについては、ヘッドＡが従来のヘッドよりも十分にかつ最も小さくなる傾向を示している。ヘッドＢも、ヘッドＡに比べるとその度合いは小さいが、従来のヘッドよりも小さくなる傾向を示している。ここで、ヘッドＢは、ｔＬＰ＝ＮＤ＝０.２５μｍであり、ヘッドＡでの値よりも０.１μｍ小さいが、この値以上の値を確保することによって、従来と比較してＡＴＥの抑制効果がより確実に得られることが理解される。すなわち、本発明の非磁性部を備えた磁極の構成において、下部磁極層の厚さは、０.２５μｍ以上であることがより好ましい。
【００８７】
ヘッドＣにおいて、比ＨＡＴＥ／ＨＷは、従来のヘッドと同じか、又は書き込み電流の小さな領域で大きくなる傾向を示している。ヘッドＣにおいては、上述したように下部磁極層が裾を持っており、この裾部分の厚さは、ｔＬＰ―ＮＤ＝０.１μｍである。従って、たとえヘッドが非磁性部を備えていても、下部磁極層がヘッドＣのような裾を有している場合、本発明のヘッドが奏するＡＴＥ抑制効果は得られないことが理解される。
【００８８】
ただし、薄膜磁気ヘッドの実際の製造プロセス上、例えばエッチング工程におけるエッチング終点の厳密な管理が極めて困難であることから、下部磁極層を矩形状に形成する意図を持ってしても、形成された下部磁極層の下端部において若干の裾が見られることはあり得る。また、側面が積層面に対して垂直方向から若干傾くこと、又は多少の凹凸を含むことも十分にあり得る。しかしながら、例えば、本発明の磁極構成を有しているが、結果として下部磁極層がヘッドＣよりも小さい裾を持ったヘッドにおいても、十分なＡＴＥ抑制効果が得られることが実験により確認されている。従って、本発明の下部磁極層のＡＢＳ側のヘッド端面における端面形状が「矩形又は略矩形」という場合、上述したような製造プロセス上形成されてしまう厚さ０.１μｍ未満の裾や側面の若干の傾斜又は凹凸も、その範囲に含まれることは明らかである。
【００８９】
（実施例）
以下、本発明の実施例及び従来例を用いて、本発明による薄膜磁気ヘッドのＡＴＥ抑制効果を説明する。
【００９０】
なお、実施例として用いられた本発明のヘッドの構成は、図７（Ａ）の構成において、厚さｔＩＮ＝０.２μｍ及び距離ｈＩＮ＝０.３μｍとしたものである。
【００９１】
図１０は、種々の実効トラック幅ＷＥを有する本発明のヘッド及び従来のヘッドにおけるオーバーライト（ＯＷ）特性を示すグラフである。
【００９２】
ここで、ヘッドの実効トラック幅ＷＥは、対象となるヘッドを用いて記録媒体上にトラックを書き込み、この書き込まれたトラックに対して、実際にトラック幅方向にスキャンしながら読み出しを行い、トラック幅方向の出力分布を得た上で、その分布幅から決定されている。また、ＯＷ特性は、対象となるヘッドを用いて、所定の低周波数の信号を記録媒体に書き込み、さらにこの信号の１０倍の高周波数の信号をその上に上書きした際の、読み出し信号における最初に書き込まれた低周波数信号の残留分の比をデシベル換算した値によって表示されている。
【００９３】
図１０によれば、本発明のヘッド及び従来ヘッドともに、実効トラック幅ＷＥが大きくなるにつれてＯＷ特性が向上しており、両者のデータは、ほぼ同一曲線付近に分布している。従って、本発明による薄膜磁気ヘッドは、従来のヘッドと同等のＯＷ特性を保持していることがわかる。
【００９４】
図１１は、本実施例において行ったＡＴＥ測定の実施方法を説明するための概略図及びグラフである。
【００９５】
ＡＴＥの測定においては、最初に、対象のヘッドを用いて、約２インチ径の磁気ディスク上に、所定数のトラック（図１１（Ａ）に示す、中心のＴ０を除くＴ−３〜Ｔ４）を書き込んだ。この際、トラックピッチは、そのヘッドの実効トラック幅ＷＥとし、書き込み周波数をｆ１（約３００ＭＨｚ）とした。次いで、書き込まれたトラックからの周波数ｆ１近傍の出力成分を、トラック幅方向（ディスク径方向）に沿ってＭＲ効果素子を用いて測定した。これにより、図１１（Ｂ）のような、横軸をディスク径方向での位置とした出力電圧プロファイルＰ１が得られた。
【００９６】
次いで、図１１（Ａ）のトラックＴ０の位置に、周波数ｆ１よりも大きい書き込み周波数ｆ２での書き込みを約１００００回行った（図１１（Ｃ））。その後、再度、周波数ｆ１近傍の出力成分を測定すると、図１１（Ｄ）のような出力電圧プロファイルＰ２が得られた。出力電圧プロファイルＰ２においては、Ｐ１に比べて、一般に、各トラック位置でのピークが減衰している。この減衰の程度によって、そのヘッドのＡＴＥの大きさを評価した。なお、トラックＴ０位置では、周波数ｆ１の出力成分は測定されず、出力は見られなかった。
【００９７】
図１２は、種々の実効トラック幅ＷＥを有する本発明のヘッド及び従来のヘッドにおける、ＡＴＥによる出力電圧への影響を示すグラフである。
【００９８】
図１２に結果を示した、ＡＴＥによる出力電圧への影響を調べる実験においては、図１１を用いて説明した方法を用いて、各実効トラック幅ＷＥを有するヘッドにおいて図１１（Ｄ）の出力電圧プロファイルを決定し、プロファイル中の各トラックに対応するピークの減衰の程度を測定した。ここで、図１２（Ａ）は外周側の隣接トラックＴＡ、図１２（Ｂ）は内周側の隣接トラックＴ−Ａ、図１２（Ｃ）は外周側のトラックＴ１〜Ｔ４のうち最も減衰したトラック、図１２（Ｄ）は内周側のトラックＴ−３〜Ｔ―１のうち最も減衰したトラック、に対応しており、各グラフの縦軸は、トラックＴ０への約１００００回の書き込み後の、対象トラックでの出力電圧値の、当初電圧値に対する比を、パーセント表示したものである。この出力電圧比が１００％から小さくなればなるほど、そのトラックがＡＴＥによる信号データ消去作用をより強く受けたことになる。
【００９９】
図１２（Ａ）及び（Ｂ）によれば、本発明によるヘッドと従来のヘッドは、実効トラック幅ＷＥと出力電圧比との関係について同一の傾向を示しており、両者の差は見られない。これに対して、図１２（Ｃ）及び（Ｄ）によれば、本発明によるヘッドは、同じ実効トラック幅ＷＥにおいて従来のヘッドよりも出力電圧比が大きくなっている。従って、本発明のヘッドにおいては、隣接トラックからさらに離れたトラックにおいて、明確なＡＴＥの抑制効果が見られることが理解される。
【０１００】
図１３は、種々の実効トラック幅ＷＥを有する本発明のヘッド及び従来のヘッドにおける、ＡＴＥによるＳＮ比への影響を示すグラフである。
【０１０１】
図１３に結果を示した、ＡＴＥによるＳＮ比への影響を調べる実験においては、図１１を用いて説明した方法を用いて、各実効トラック幅ＷＥを有するヘッドにおいて図１１（Ｄ）の出力電圧プロファイルを決定し、プロファイル中の各トラックでのノイズ電圧と出力電圧との比、すなわちＳＮ比を測定した。ここで、図１３（Ａ）は外周側の隣接トラックＴＡ、図１３（Ｂ）は内周側の隣接トラックＴ−Ａ、図１３（Ｃ）は外周側のトラックＴ１〜Ｔ４のうち最も減衰したトラック、図１３（Ｄ）は内周側のトラックＴ−３〜Ｔ―１のうち最も減衰したトラック、に対応しており、各グラフの縦軸は、トラックＴ０への１００００回の書き込みによる、対象トラックでのＳＮ比の劣化分、すなわちＳＮ劣化量＝（当初ＳＮ比）−（Ｔ０への書き込み後のＳＮ比）、を表示したものである。このＳＮ劣化量が大きいほど、そのトラックがＡＴＥによるノイズ増大作用をより強く受けたことになる。
【０１０２】
図１３（Ｂ）によれば、本発明によるヘッドと従来のヘッドは、実効トラック幅ＷＥとＳＮ劣化量との関係について同一の傾向を示しており、両者の差は見られない。これに対して、図１２（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｄ）によれば、本発明によるヘッドは、同じ実効トラック幅ＷＥにおいて従来のヘッドよりもＳＮ劣化量が小さくなっている。従って、本発明のヘッドにおいては、出力電圧比では明確でなかった外周側の隣接トラックにおいても、明確なＡＴＥの抑制効果が得られることが理解される。
【０１０３】
以上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】
【０１０４】
【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】本発明によるＨＧＡ、及びこのＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッドの一実施形態を示す斜視図である
【図３】本発明による薄膜磁気ヘッドの要部の構成を示す、図２のＡ−Ａ線断面図、及び同構成におけるヘッド端面を正面とした斜視図である。
【図４】本発明による薄膜磁気ヘッドの変更態様における、ＡＢＳ側のヘッド端面近傍の構成を示す斜視図、及び非磁性部の断面形状の変更態様を示す断面図である。
【図５】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造工程の一部を説明する、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】電磁コイル素子における上下部磁性層の端部の形成工程を説明するための、ＡＢＳに平行な面による断面図である。
【図７】本発明による薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ側のヘッド端面における磁極の構成図、並びに図７（Ａ）に示した本発明のヘッド及び従来のヘッドにおける、書き込み電流と、書き込み磁界強度及びＡＴＥ漏れ磁界強度との関係を示すグラフである。
【図８】本発明による薄膜磁気ヘッドにおける、非磁性部の厚さｔＩＮ及び距離ｈＩＮと書き込み磁界強度ＨＷ及びＡＴＥ漏れ磁界強度ＨＡＴＥとの関係を示すグラフである。
【図９】下部磁極層のネックデプスＮＤと厚さｔＬＰとを規定する概略図、並びに種々のＮＤ及びｔＬＰを有するヘッドにおける、書き込み電流と書き込み磁界強度ＨＷ及びＡＴＥ漏れ磁界強度ＨＡＴＥとの関係を示すグラフである。
【図１０】種々の実効トラック幅ＷＥを有する本発明のヘッド及び従来のヘッドにおけるＯＷ特性を示すグラフである。
【図１１】本実施例において行ったＡＴＥ測定の実施方法を説明するための概略図及びグラフである。
【図１２】種々の実効トラック幅ＷＥを有する本発明のヘッド及び従来のヘッドにおける、ＡＴＥによる出力電圧への影響を示すグラフである。
【図１３】種々の実効トラック幅ＷＥを有する本発明のヘッド及び従来のヘッドにおける、ＡＴＥによるＳＮ比への影響を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  磁気ディスク
１１  スピンドルモータ
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（ＶＣＭ）
１６  ピボットベアリング軸
１７  ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）
２０  サスペンション
２１  スライダ
２１０  スライダ基板
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  浮上面（ＡＢＳ）
３００  ヘッド端面
３１  素子形成面
３２  磁気ヘッド素子
３３  ＭＲ効果素子
３３０  下部シールド層
３３２、５５  ＭＲ積層体
３３３  絶縁層
３３４  上部シールド層
３４  電磁コイル素子
３４０  下部磁性層
３４００、４００、４７０、５３０、５６０  下部ヨーク層
３４０１、４０１、４５１、４７１、５３１、５６１  下部磁極層
３４１、４１、４８  ギャップ層
３４３、４４、５１、５２  コイル層
３４４  コイル絶縁層
３４５  上部磁性層
３４５０、４２０、４９０、５７０  上部磁極層
３４５１  上部ヨーク層
３４５２  バックコンタクト磁極層
３５、４３、４６、５０、５４、５８、５９、５９′  非磁性部
３６、３７  信号端子電極
６０  下地絶縁層
６１、６２、６４、６６、７０  平坦化層
６３  非磁性層
６５  バックギャップ部
６７  絶縁層
６８０  上部磁極層−ヨーク接合部
６８１  バックコンタクト磁極層−ヨーク接合部
６８２  コイル引き出し部
６９  コイルリード層
７１  被覆層
８０  下部ヨーク膜
８１  非磁性部膜
８２  下部磁極膜
８３  ギャップ膜
８４  めっき電極膜
８５  上部磁極膜
【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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