(57)【要約】【課題】  主磁極のサイドイレーズと主磁極の残留磁化成分によって生じるポールイレーズを抑え、高密度な記録を可能にし、信頼性の高い垂直磁気ヘッドを提供する。【解決手段】  ライトヘッドとして、記録媒体に向けて磁束を放出する主磁極を備えた垂直磁気ヘッドであって、前記主磁極の磁極端がＴ字形の端面形状に形成されるとともに、該磁極端の縦磁極部Ａが端面形状が長方形状の軟磁気特性にすぐれた低Ｂｓ磁性薄膜１２１からなり、横磁極部Ｂが端面形状が長方形状の高Ｂｓ磁性薄膜１２２からなり、前記低Ｂｓ磁性薄膜１２１と前記高Ｂｓ磁性薄膜１２２とが次式を満足することを特徴とする垂直磁気ヘッド。（低Ｂｓ磁性薄膜の端面積Ｓ１）×（低Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）＞（高Ｂｓ磁性薄膜の端面積Ｓ２）×（高Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）【選択図】          図３
2007242132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライトヘッドとして、記録媒体に向けて磁束を放出する主磁極を備えた垂直磁気ヘッドであって、
前記主磁極の磁極端がＴ字形の端面形状に形成されるとともに、該磁極端の縦磁極部が端面形状が長方形状の低Ｂｓ磁性薄膜からなり、横磁極部が端面形状が長方形状で前記低Ｂｓ磁性薄膜よりも飽和磁束密度が高い高Ｂｓ磁性薄膜からなり、前記低Ｂｓ磁性薄膜と前記高Ｂｓ磁性薄膜とが次式を満足することを特徴とする垂直磁気ヘッド。
（低Ｂｓ磁性薄膜の端面積Ｓ１）×（低Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）＞（高Ｂｓ磁性薄膜の端面積Ｓ２）×（高Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）
【請求項２】
ライトヘッドとして、記録媒体に向けて磁束を放出する主磁極を備えた垂直磁気ヘッドであって、
前記主磁極の磁極端がＴ字形の端面形状に形成されるとともに、該磁極端の縦磁極部が端面形状が長方形状の低Ｂｓ磁性薄膜からなり、横磁極部が側面がテーパ部に形成された逆台形状で前記低Ｂｓ磁性薄膜よりも飽和磁束密度の高い高Ｂｓ磁性薄膜からなり、前記低Ｂｓ磁性薄膜と前記高Ｂｓ磁性薄膜とが次式を満足することを特徴とする垂直磁気ヘッド。
（低Ｂｓ磁性薄膜の端面積Ｓ１）×（低Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）＞（高Ｂｓ磁性薄膜の端面積Ｓ２）×（高Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）
【請求項３】
前記低Ｂｓ磁性薄膜は、困難軸方向の保持力Ｈｃが５Oe以下の磁性材料からなることを特徴とする請求項１または２記載の垂直磁気ヘッド。
【請求項４】
前記縦磁極部の幅および高さ、前記横磁極部の幅および高さが、スキュー角度により隣接するトラックと干渉しないように設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の垂直磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は垂直磁気ヘッドに関し、より詳細には記録ヘッドの主磁極の構成を特徴とする垂直磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、磁気ディスク装置に用いられる垂直磁気ヘッドの構成例を示す。この垂直磁気ヘッドは、下部シールド層５と上部シールド層７とで再生用のＭＲ素子６を挟む配置に設けられたリードヘッド８と、ライトギャップ１３を挟んで配置された主磁極１２とリターンヨーク１５とを備えたライトヘッド１０からなる。リターンヨーク１５の端部には、主磁極１２から発生した磁界がリターンヨーク１５の側へ拡散することを防止するトレーリングシールド１４が設けられ、リターンヨーク１５と主磁極１２とで挟まれた配置に記録用のコイル１１が設けられている。
【０００３】
この主磁極１２を有する垂直磁気ヘッドでは、主磁極１２の端面形状に起因するサイドトラックイレーズと、主磁極１２の残留磁化成分に起因するポールイレーズという問題がある。
サイドトラックイレーズは、図６に示すように、磁気ヘッドを支持するアーム２０が記録媒体２２の内周側と外周側に位置する場合とでスキュー角度θが異なることによって生じる。図７は、主磁極１２の磁極端１２ａを長方形に形成した場合で、このように磁極端１２ａを長方形に形成すると、図７（ａ）に示すように隣接するトラック上を部分的に磁極端１２ａが通過し、磁気記録のＳＮ比を劣化させ、記録ビットの曲がりを生じさせる。このようなサイドトラックイレーズを防止するため、図８に示すように、主磁極１２の磁極端１２ａの端面形状を逆台形状とし、スキュー角によって磁極端が傾いても、隣接するトラックに影響を及ぼさないようにすることが行われている。
【０００４】
一方、ポールイレーズは、記録密度が高密度化するとともに、保磁力の大きな記録媒体を使用するようになることから、磁気ヘッドのライトヘッドはより大きな磁場を発生させることが求められ、垂直磁気ヘッドではライトヘッドの主磁極に高飽和磁束密度（高Ｂｓ）を有する磁性材料を用いることによって生じる。すなわち、高Ｂｓ材料は、一般に軟磁気特性が悪く、残留磁化成分が大きいために、記録用のコイルに電流が流れていない場合でも主磁極から発生する磁場によって、記録用媒体に記録した情報を消去してしまうという問題が生じる。このため、従来の垂直磁気ヘッドのライトヘッドに用いる磁性薄膜としては、ポールイレーズが生じない程度の飽和磁束密度を有する磁性材料を用いている。
【特許文献１】特開２００３−２４２６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サイドトラックイレーズを防止するために垂直磁気ヘッドの主磁極の端面形状を逆台形状に形成する方法としては、イオンミリングやダマシンプロセスを利用する方法がある。しかしながら、これらの方法を利用して主磁極の端面を正確にテーパー角度を決めて形成したり、正確にコア幅を決めたりすることは難しく、製造上のばらつきが大きくなって歩留まりが悪いという問題があった。
また、ポールイレーズを回避する方法としては、主磁極を磁性薄膜を多層化して形成する方法が考えられるが、磁性薄膜をめっきにより多層化することは難しく、またスパッタリング等により成膜する方法は生産性が劣るという問題があった。
【０００６】
本発明は、これらの課題を解決すべくなさたものであり、垂直磁気ヘッドにおけるサイドトラックイレーズとポールイレーズを解消し、従来の製造方法を利用して製造可能として生産性を向上させることができる垂直磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、ライトヘッドとして、記録媒体に向けて磁束を放出する主磁極を備えた垂直磁気ヘッドであって、前記主磁極の磁極端がＴ字形の端面形状に形成されるとともに、該磁極端の縦磁極部が端面形状が長方形状の低Ｂｓ磁性薄膜からなり、横磁極部が端面形状が長方形状で前記低Ｂｓ磁性薄膜よりも飽和磁束密度が高い高Ｂｓ磁性薄膜からなり、前記低Ｂｓ磁性薄膜と前記高Ｂｓ磁性薄膜とが次式を満足することを特徴とする垂直磁気ヘッド。（低Ｂｓ磁性薄膜の端面積Ｓ１）×（低Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）＞（高Ｂｓ磁性薄膜の端面積Ｓ２）×（高Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）
なお、低Ｂｓ磁性薄膜とは、残留磁化成分が記録媒体に記録されている情報を消去する作用を及ぼさない磁気特性を備えている磁性薄膜の意味であり、高Ｂｓ磁性薄膜とは、残留磁化成分を問題とせず、高密度記録を可能とする飽和磁束密度の高い磁性薄膜の意味である。
【０００８】
また、ライトヘッドとして、記録媒体に向けて磁束を放出する主磁極を備えた垂直磁気ヘッドであって、前記主磁極の磁極端がＴ字形の端面形状に形成されるとともに、該磁極端の縦磁極部が端面形状が長方形状の低Ｂｓ磁性薄膜からなり、横磁極部が側面がテーパ部に形成された逆台形状で前記低Ｂｓ磁性薄膜よりも飽和磁束密度の高い高Ｂｓ磁性薄膜からなり、前記低Ｂｓ磁性薄膜と前記高Ｂｓ磁性薄膜とが次式を満足することを特徴とする垂直磁気ヘッド。（低Ｂｓ磁性薄膜の端面積Ｓ１）×（低Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）＞（高Ｂｓ磁性薄膜の端面積Ｓ２）×（高Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）
【０００９】
また、前記低Ｂｓ磁性薄膜は、困難軸方向の保持力Ｈｃが５Oe以下の磁性材料からなることにより、高Ｂｓ磁性薄膜に飽和磁束密度の大きな磁性材料を使用した場合でも、主磁極全体として軟磁気特性となる。FeCo系の磁性材料でＢｓ値が２Ｔ以上のものは、保持力Ｈｃが５Oe以上になる。これに対して、NiFe系の磁性材料はＢｓ値が２Ｔ以下であり、保持力Ｈｃが５Oe以下となる。低Ｂｓ磁性薄膜と高Ｂｓ磁性薄膜を構成する磁性材料としては適宜Ｂｓ値を有する磁性材料を使用することができるが、低Ｂｓ磁性薄膜と高Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値の閾値として２Ｔを目安とすることができる。
また、前記縦磁極部の幅および高さ、前記横磁極部の幅および高さが、スキュー角度により隣接するトラックと干渉しないように設定することにより、より的確にサイドトラックイレーズを防止することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る垂直磁気ヘッドによれば、主磁極の端面形状をＴ字形としたことによってサイドイレーズを抑えることができ、同時に、主磁極の情報の書き込みに作用する横磁極部Ｂについては、高Ｂｓ磁性薄膜によって形成することにより高密度記録を可能とし、縦磁極部Ａについては軟磁気特性にすぐれた低Ｂｓ磁性薄膜によって形成したことにより、主磁極の残留磁化成分によるポールイレーズを回避することが可能になる。また、縦磁極部と横磁極部を端面形状が長方形状になるように設定することで、主磁極を容易に製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面と共に詳細に説明する。
図１は、本発明に係る垂直磁気ヘッドのライトヘッドに設けられる主磁極１２の実施形態を示す。本実施形態では、主磁極１２の磁極端１２ａの端面形状をＴ字形としたことと、主磁極１２を低Ｂｓ磁性薄膜１２１と高Ｂｓ磁性薄膜１２２からなる２層構造とし、端面形状がＴ字形に形成された主磁極１２の、積層面に直交する部分を構成する縦磁極部Ａを低Ｂｓ磁性薄膜１２１によって形成し、積層面に平行となる横磁極部Ｂを高Ｂｓ磁性薄膜１２２によって形成したことを特徴とする。
【００１２】
なお、本発明は垂直磁気ヘッドのライトヘッドに設けられる主磁極の構成を特徴とするもので、以下では、主磁極の構成について説明する。垂直磁気ヘッドには種々の構成のものがあり、本発明はこれら種々の垂直磁気ヘッドについて適用可能である。なお、図５に示す垂直磁気ヘッドの構成については前述したので説明を省略する。図１に示す主磁極１２は、図５における主磁極１２の磁極端１２ａの構成を示している。
【００１３】
図１に示すように主磁極１２の磁極端１２ａの端面形状をＴ字形に形成すると、図１（ａ）に示すように、スキュー角度によって主磁極１２が傾いても、磁極端の端面を長方形に形成した場合と比較して、横磁極Ｂの部分の厚さが薄いことから、主磁極１２が隣接するトラック上に突出して干渉する量が抑えられ、サイドトラックイレーズを防止することが可能になる。
【００１４】
図２は、主磁極１２の磁極端１２ａの端面形状をＴ字形に形成する実施形態の変形例であり、横磁極Ｂの側面をテーパ部１２ｂに形成し横磁極部Ｂを逆台形状とすることによって、主磁極１２がスキュー角度によって傾いた場合でも、隣接するトラック上に主磁極１２の端面がはみ出ないように形成した例である。
主磁極１２の縦磁極部Ａを構成する磁性薄膜については低Ｂｓ磁性薄膜１２１によって形成し、横磁極部Ｂを構成する磁性薄膜については高Ｂｓ磁性薄膜１２２によって形成することは図１に示す実施の形態と同様である。
【００１５】
図３（ａ）、（ｂ）は、図１、２に示す主磁極１２の磁極端１２ａを端面方向から見た状態を示す。縦磁極部Ａが低Ｂｓ磁性薄膜１２１からなり、横磁極部Ｂが高Ｂｓ磁性薄膜１２２が形成されている。
ここで、低Ｂｓ磁性薄膜１２１とは、軟磁気特性に優れる磁性材からなり、通電用のコイルに通電していない際に主磁極１２に残留する磁化成分によってポールイレーズ作用を生じさせないものである。軟磁気特性にすぐれる材料としてはニッケル鉄合金（NiFe）がある。低Ｂｓ磁性薄膜１２１にはこのような軟磁気特性にすぐれる磁性材料が使用される。
【００１６】
磁性薄膜の軟磁気特性の優劣は一般に困難軸方向の保磁力（Ｈｃ）によって比較される。Ｈｃが約１０OeのFe60Co40を用いて単層膜の主磁極を形成した場合と、Ｈｃが約５OeのNi10Fe90を用いて単層膜の主磁極を形成した場合とでポールイレーズが発生するか否かを実験したところ、Ni10Fe90ではポールイレーズが発生せず、Fe60Co40ではポールイレーズが発生した。このことから、Ｈｃ〜５Oe以下の磁性材料については軟磁気特性がすぐれているとみることができ、低Ｂｓ磁性薄膜１２１としてＨｃ〜５Oe以下の磁性材料を使用することが有効である。
【００１７】
高Ｂｓ磁性薄膜１２２とは、ライトヘッドによる高精細な書き込みを可能とするために、十分に高い飽和磁束密度を備える材料、たとえばFe60Co40等の磁性材料によって形成される。この高Ｂｓ磁性薄膜１２２を形成する磁性材料は、高磁界を発生させることを第一義として選択され、軟磁気特性については問われない。
主磁極１２の横磁極部Ｂに高ＢＳ磁性薄膜１２２を配置した構成としている理由は、主磁極１２により記録媒体に対する書き込み作用が、主磁極１２の上層側の端縁近傍から放出される磁束によってなされることによる。いいかえれば、主磁極１２による情報記録は横磁極部Ｂから磁束が放出されることによってなされることから、書き込みに作用する横磁極部Ｂを高飽和磁束密度を有する磁性材料によって形成することにより、効果的な記録作用がなされる。
【００１８】
この横磁極部Ｂは残留磁化成分によってポールイレーズ作用を生じることになるから、本実施形態では、主磁極１２の全体として軟磁気特性に優れる低Ｂｓ磁性膜１２１の作用が主体的になるようにする。このように、高Ｂｓ磁性薄膜１２２の作用に対して低Ｂｓ磁性薄膜１２１の作用が上回るようにするには、主磁極１２を構成するそれぞれの磁性薄膜の体積とそれぞれの磁性薄膜の磁気特性をあらわす飽和磁束密度（Ｂｓ）の積が磁化特性を反映するから、次式となるように低Ｂｓ磁性薄膜１２１と高Ｂｓ磁性薄膜１２２の厚さ等を設定すればよい。
（低Ｂｓ磁性薄膜の端面積）×（低Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）＞（高Ｂｓ磁性薄膜の端面積）×（高Ｂｓ磁性薄膜のＢｓ値）
【００１９】
上式は、実施例の主磁極１２の磁極端１２ａが同一の断面形状で延出する形態に形成されていることから、磁性薄膜の体積を端面積に置き換えて比較している。
図３（ａ）において、縦磁極部Ａの端面積をＳ１、幅をＷ１、高さをＴ１、低Ｂｓ磁性薄膜１２１のＢｓ値をＢｓ１とし、横磁極部Ｂの端面積をＳ２、幅をＷ２、高さをＴ２、高Ｂｓ磁性薄膜１２２のＢｓ値をＢｓ２とすると、上式は、次のように書ける。
Ｓ１×Ｂｓ１＞Ｓ２×Ｂｓ２
（Ｗ１×Ｔ１）×Ｂｓ１＞（Ｗ２×Ｔ２）×Ｂｓ２
また、図３（ｂ）において、逆台形状の端面形状に形成された横磁極部Ｂの上底をＷ２、下底をＷ３とすると、上式は、次のように書ける。
（Ｗ１×Ｔ１）×Ｂｓ１＞（（Ｗ２＋Ｗ３）/２×Ｔ２）×Ｂｓ２
【００２０】
このように、主磁極１２の磁気特性について、低Ｂｓ磁性薄膜１２１の全体としての寄与分が高Ｂｓ磁性薄膜１２１の寄与分を上回るようにすれば、記録用のコイルに通電されていない場合には主磁極１２は全体として低Ｂｓ磁性薄膜１２１による軟磁気特性をあらわすようになり、書き込み用に高Ｂｓ磁性薄膜１２２を備えるとともにポールイレーズの作用を解消した主磁極１２として構成することができる。
こうして、本実施形態の主磁極１２は、サイドトラックイレーズとポールイレーズの双方の問題を解消したものとして提供できる。
なお、図３（ａ）、（ｂ）の主磁極１２のサイドイレーズについては、磁極端１２ａの縦磁極部Ａの幅Ｗ１、高さＴ１、横磁極部Ｂの幅Ｗ２、高さＴ２等をスキュー角度を考慮して、隣接するトラックと磁極端１２ａとが干渉しないように設計することができる。
【００２１】
図４は、主磁極１２の製造方法を示す。図４（ａ）は、ワーク（ウエハ）の表面に主磁極１２の下地層３０を形成した後、レジスト３２をコーティングし、主磁極１２の縦磁極部Ａのパターンに合わせて露光および現像して凹溝３２ａを形成した状態を示す。次に、凹溝３２ａ内にめっきあるいはスパッタリングにより低Ｂｓ磁性材を盛り上げて縦磁極部Ａとなる低Ｂｓ磁性薄膜１２１を形成する（図４（ｂ））。図４（ｂ）は、磁極端１２ａを端面方向から見た状態である。
【００２２】
図４（ｃ）は、次に主磁極１２の横磁極部Ｂを形成するため、レジスト３２を除去し、新たにワークの表面にレジストをコーティングして露光および現像により、縦磁極部Ａに位置合わせして横磁極部Ｂとなる凹溝３４ａを形成した状態を示す。
次いで、めっきあるいはスパッタリングにより、凹溝３４ａ内に高Ｂｓ磁性材を盛り上げ、高Ｂｓ磁性薄膜１２２を形成する（図４（ｄ））。
次いで、レジスト３４を除去し、ワークの表面に、磁極端の端面形状がＴ字形に形成され、磁極端の縦磁極部Ａが低Ｂｓ磁性薄膜１２１により形成され、横磁極部Ｂが高Ｂｓ磁性薄膜１２２からなる主磁極１２が形成される。
【００２３】
上述した主磁極１２の製造方法においては、レジスト３２、３４をパターニングして凹溝３２ａ、３４ａを形成し、めっきあるいはスパッタリングによって縦磁極部Ａと横磁極部Ｂを形成している。レジスト３２、３４に形成する凹溝３２ａ、３４ａは所定幅の縦溝として形成するものであり、磁極端の側面を所定角度のテーパ面に形成するために凹溝の内側面をテーパ面に形成する方法とくらべて処理が容易である。また、レジストに縦溝を形成して磁極を形成する方法は、従来の水平磁気ヘッドの製造工程で通常採用されている工程であり、従来方法をそのまま適用して主磁極を形成できるという利点がある。
そして、凹溝を縦溝として形成する方法によれば、製造上のばらつきが抑えられ、Ｔ形の端面形状となる磁極端を備える主磁極を確実に製造することが可能となる。
【００２４】
以上説明したように、本発明に係る垂直磁気ヘッドによれば、主磁極の端面形状をＴ字形としたことによってサイドイレーズを抑えることができるとともに、主磁極の情報の書き込みに作用する横磁極部Ｂについては、高Ｂｓ材によって形成することにより高密度記録を可能とし、縦磁極部Ａについては軟磁気特性にすぐれた磁性材料によって形成したことにより、主磁極の残留磁化成分によるポールイレーズを回避することが可能になり、また、主磁極を容易に形成することが可能になるという作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】主磁極の端面形状をＴ字状に形成した実施形態を示す説明図である。
【図２】横磁極部の側面をテーパ部に形成した実施形態を示す説明図である。
【図３】縦磁極部と横磁極部の構成を示す説明図である。
【図４】主磁極の製造方法を示す説明図である。
【図５】垂直磁気ヘッドの構成を示す断面図である。
【図６】記録媒体の内周と外周におけるスキュー角度を示す説明図である。
【図７】主磁極の磁極端の形状とサイドトラックイレーズを示す説明図である。
【図８】主磁極の磁極端を逆台形状としてサイドトラックイレーズを防止する方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
８  リードヘッド
１０  ライトヘッド
１２  主磁極
１２ａ  磁極端
１２ｂ  テーパ部
３０  下地層
３２、３４  レジスト
１２１  低Ｂｓ磁性薄膜
１２２  高Ｂｓ磁性薄膜
【図１】
2007242132.tif 000003
【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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