(57)【要約】【課題】垂直記録用磁気ヘッドにおいて、狭トラックで高分解能、狭イレーズ幅を実現するためには、記録ヘッドから発生する記録磁界分布を、より高密度記録に適したものにする必要がある。【解決手段】垂直記録用磁気ヘッドは、主磁極層３４と、補助磁極層３２と、第１副磁極層３３と、第２副磁極層３１と、台座状軟磁性層３５と、コイル３７を有する記録ヘッド１２を備えている。主磁極層３４の媒体走行方向トレーリング側である膜厚方向上部におけるスロートハイトTH_Tと、媒体走行方向リーディング側である膜厚方向下部におけるスロートハイトTH_Lを制御し、トレーリング側のスロートハイトTH_Tがリーディング側のスロートハイトTH_Lより短くなる構造とする。【選択図】図１Ｂ
2009283067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極層と第１副磁極層とコイルを有する記録ヘッドを備える垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記主磁極層の媒体走行方向トレーリング側のスロートハイトが、リーディング側のスロートハイトより短いことを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記スロートハイトは、前記主磁極層の媒体対向面からの奥行き方向の長さであって、該主磁極層のクロストラック方向の幅が広がり始めるフレア部始点までの長さであることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記主磁極層のトレーリング側のスロートハイトが、リーディング側のスロートハイトより１０〜２５ｎｍ程度短いことを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記主磁極層の媒体対向面におけるクロストラック方向の幅が、トレーリング側よりもリーディング側が狭いことを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記主磁極層の媒体対向面における形状が、トレーリング側よりもリーディング側が狭い逆台形形状であることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項２記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記主磁極層のリーディング側のクロストラック方向の幅は、媒体対向面から前記フレア部始点に向けて、媒体対向面の垂線に対して−２０度未満で狭くなっていることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項２記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記主磁極層のリーディング側のクロストラック方向の幅は、媒体対向面から前記フレア部始点に向けて、媒体対向面の垂線に対して＋２０度未満で広くなっていることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項８】
請求項２記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記主磁極層のフレア部始点からクロストラック方向の幅が広がり始める開き角度は、媒体対向面の垂線に対して２０度から９０度の範囲であることを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記主磁極層のトレーリング側に非磁性層を介して軟磁性層を有することを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項１０】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記主磁極層のトレーリング側とクロストラック方向両側に非磁性層を介して軟磁性層を有することを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項１１】
請求項１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記記録ヘッドに隣接して配置された、磁気抵抗効果素子を２枚の磁気シールド層で挟んで構成される再生ヘッドを有することを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項１２】
請求項１１記載の垂直記録用磁気ヘッドにおいて、前記記録ヘッドは前記再生ヘッド側に第２副磁極を有することを特徴とする垂直記録用磁気ヘッド。
【請求項１３】
磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を駆動する媒体駆動部と、前記磁気記録媒体に対して記録動作を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して位置決めするヘッド駆動部とを備える磁気記録装置において、
前記磁気記録媒体は軟磁性下地層と磁気記録層とを有する垂直磁気記録媒体であり、
前記磁気ヘッドは、主磁極層と副磁極層とコイルを有する記録ヘッドを備え、前記主磁極層の媒体走行方向トレーリング側のスロートハイトが、リーディング側のスロートハイトより短い垂直記録用磁気ヘッドであることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の磁気記録再生装置において、前記主磁極層のトレーリング側のスロートハイトが、リーディング側のスロートハイトより１０〜２５ｎｍ程度短いことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の磁気記録再生装置において、前記主磁極層の媒体対向面におけるクロストラック方向の幅が、トレーリング側よりもリーディング側が狭いことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１６】
請求項１３記載の磁気記録再生装置において、前記主磁極層のリーディング側のクロストラック方向の幅は、媒体対向面からクロストラック方向の幅が広がり始めるフレア部始点に向けて、媒体対向面の垂線に対して−２０度未満で狭くなっていることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１７】
請求項１３記載の磁気記録再生装置において、前記主磁極層のリーディング側のクロストラック方向の幅は、媒体対向面からクロストラック方向の幅が急激に広がり始めるフレア部始点に向けて、媒体対向面の垂線に対して＋２０度未満で広くなっていることを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１８】
請求項１３記載の磁気記録再生装置において、前記主磁極層のトレーリング側に非磁性層を介して軟磁性層を有することを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１９】
請求項１３記載の磁気記録再生装置において、前記主磁極層のトレーリング側とクロストラック方向両側に非磁性層を介して軟磁性層を有することを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項２０】
請求項１３記載の磁気記録再生装置において、前記記録ヘッドに隣接して配置された、磁気抵抗効果素子を２枚の磁気シールド層で挟んで構成される再生ヘッドを有することを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気ヘッド及び磁気記録装置に係り、特に媒体面に対して垂直方向に磁化を記録する垂直記録用磁気ヘッド及びこの垂直記録用磁気ヘッドを搭載する磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報化社会の発展に伴い、磁気ディスク装置に代表される磁気記録装置は、高密度化，高速化，および小型化が市場から要求されている。これらの要求に好適な記録方式として垂直記録方式が挙げられる。垂直記録方式は、磁気ディスク上に記録されるパターンが高線記録密度であるほど反磁界が減少し磁化が安定化されること、ライトヘッドから発生する磁界のトラック幅方向漏れ成分が小さいこと等、原理的に高面記録密度化に適した方式である。また、磁気ディスクの耐熱減磁特性へも有利に働くことから、媒体の開発に対する制約も面内磁気記録媒体に比べ少なく、さらなる低ノイズ媒体の実現が期待される。これらの利点から、近い将来、磁気ディスク装置は垂直磁気記録方式へ移行していくものと考えられている。
【０００３】
垂直記録用磁気ヘッドは、再生部と書き込み部が積層されて構成される。再生部は下部磁気シールドと上部磁気シールドを有し、上下の磁気シールドに挟まれ、その一部が浮上面に露出した再生素子を有する。再生素子には巨大磁気抵抗効果型ヘッド、再生出力が大きいトンネル型巨大磁気抵抗効果型ヘッド、膜面に垂直に電流を流すCPP型GMRヘッド等が用いられる。書き込み部は、浮上面側に磁気ギャップを形成し、浮上面と反対側で磁気的に結合された主磁極層と副磁極層を有し、主磁極層と副磁極層の間にはコイルが設けられる。垂直磁気記録では主磁極層からの垂直方向の磁界成分を用いて記録を行う必要があるため、記録層の下部に軟磁性下地層(SUL)が設けられている。このSULが主磁極層と対面するため、垂直方向成分の強磁界を発生させることができる。SUL中の磁束は副磁極層となる磁気ヘッドの軟磁性層に返され周回する。
【０００４】
垂直磁気記録における媒体への情報の書き込みはいわゆるスタンプ記録によって行われ、記録媒体上に形成される磁化パターンは磁気ヘッドから発生する磁界分布をそのまま反映したものとなる。そのため、ヘッド構造変化によるヘッド磁界分布変化は、磁気的な実効記録幅、磁化遷移の湾曲、イレーズ幅等に大きな影響を及ぼす。また、磁気ディスク装置ではロータリ・アクチュエータを採用しているため、ある半径位置では磁気ヘッドは媒体に対してあるスキュー角を持って書き込みをする。この際、隣接トラックへの書き込みを防ぐため、主磁極層形状はヘッド走行方向リーディング側のトラック方向幅が狭くなった逆台形形状とする必要がある。さらにヘッド磁界のトラック幅方向への広がりを抑えるためには、例えば特許文献１および特許文献２に開示されているように、サイド・シールドを主磁極層近傍に設置することが有効である。
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第2002/0176214号明細書
【特許文献２】特開2004-127480号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、高密度記録に適した垂直記録方式では、記録ヘッドから発生した磁界が媒体上にスタンプ的に記録されるため、媒体に記録された磁化パターンは主磁極層形状を反映した磁界分布により決定される。この磁界分布をより高密度記録に適したものにするため、主磁極層近傍に磁性シールドを配置したヘッド構造が提案されている。ダウントラック方向の磁界勾配を向上させるため、主磁極層の膜厚方向上部に非磁性ギャップを介して磁性シールドを配置したトレーリング・シールド構造、記録ヘッドから発生し隣接トラックに影響を及ぼす漏洩磁界を低減するために、主磁極層のクロストラック方向両側に非磁性ギャップを介して磁性シールドを配置したサイド・シールド構造、および上記トレーリング・シールドとサイド・シールドを併せ持つラップ・アラウンド・シールド構造等がその例である。これらのいずれの構造においても、記録ヘッドから発生するトレーリング部での磁界分布は、クロストラック方向に沿った直線ではなく、トラック端部で湾曲している。そのため、媒体に記録された磁化遷移も同様に湾曲する。この磁化パターンのトラック端部での曲がりが記録分解能の劣化やイレーズ幅の増大に繋がるため、高トラック密度化に対しては大きな障害となる。
【０００７】
本発明の目的は、狭トラック幅で高い記録分解能と狭イレーズ幅を有する垂直記録用磁気ヘッドを提供することにある。
本発明の他の目的は、狭トラック幅で高い記録分解能と狭イレーズ幅を有する垂直記録用磁気ヘッドを搭載し、高記録密度を実現する磁気記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の垂直記録用磁気ヘッドにおいては、主磁極層と副磁極層とコイルを有する記録ヘッドを備え、主磁極層のトレーリング側である膜厚方向上部におけるスロートハイトと、リーディング側である膜厚方向下部におけるスロートハイトを制御し、トレーリング側のスロートハイトがリーディング側のスロートハイトより短くなる構造とするものである。
【０００９】
ここでスロートハイトとは、媒体対向面での主磁極層のクロストラック方向幅を保って、媒体対向面に対して垂直に伸びた主磁極層の部位の長さを指し、媒体対向面から主磁極層のクロストラック方向幅が急激に広がり始めるフレア部始点までの距離で定義される。フレア部始点の開き角度は、媒体対向面の垂線に対して２０度から９０度の間に設定されるのが望ましい。本構造とすることで、発生する記録磁界は主磁極層のリーディング部に比べトレーリング部の方が強くなり、強磁界エリアがトレーリング側に偏った磁界分布が得られる。このような磁界分布とすることで、トレーリング部のダウントラック方向の磁界勾配が向上すると共に、クロストラック方向の磁界分布の直線性が向上し、トラック端部で湾曲が軽減できる。特に、主磁極層のトレーリング側である膜厚方向上部の浮上面におけるクロストラック方向幅が120nm以下の場合に本効果が顕在化する。
【００１０】
前記主磁極層のトレーリング側のスロートハイトは、リーディング側のスロートハイトより１０〜２５ｎｍ程度短く設定されるのが望ましい。
【００１１】
前記主磁極層の浮上面形状は、スキュー時の隣接トラック消去を防ぐため、膜厚方向トレーリング側端部のクロストラック方向幅が、膜厚方向リーディング側端部のクロストラック方向幅より広くなっていることが望ましい。また、主磁極層のリーディング側のクロストラック方向の幅は、媒体対向面からフレア部まで均一である必要はなく、媒体対向面の垂線に対して±２０度未満で、媒体対向面からフレア部始点まで傾斜していても良い。
【００１２】
前記主磁極層の近傍に磁性シールドが配置されても良く、この磁性シールドはトレーリング・シールド型、サイド・シールド型、およびラップ・アラウンド・シールド型のいずれでも同様の効果が得られる。
【００１３】
前記副磁極層は主磁極層のリーディング側に配置されても、トレーリング側に配置されても、さらにはそれら両側に配置されたカスプ型でもよい。副磁極層と、主磁極層に隣接して配置される補助磁極層とは素子高さ方向上端部で磁気的に結合している。ただし、カスプ型では上下どちらかの少なくとも一方の副磁極層と磁気的に結合していればよい。また、副磁極構造は媒体対向面で台座磁極を有してもよい。
【００１４】
前記記録ヘッドを励磁するコイルは、補助磁極層を囲むように巻かれたヘリカル型、もしくは補助磁極層を挟んでトレーリング側とリーディング側にパンケーキ・コイルを配置したデュアル・パンケーキ型のどちらでも良い。
【００１５】
また、前記記録ヘッドに隣接して、２枚の磁気シールド層の間に磁気抵抗効果素子を挟んで構成される再生ヘッドを配置することで、記録及び再生を行う垂直記録磁気ヘッドを構成することができる。
【００１６】
上記他の目的を達成するために、本発明の磁気記録装置においては、磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を駆動する媒体駆動部と、前記磁気記録媒体に対して記録動作を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して位置決めするヘッド駆動部とを備え、前記磁気記録媒体は軟磁性下地層と磁気記録層とを有する垂直磁気記録媒体であり、前記磁気ヘッドは、主磁極層と副磁極層とコイルを有する記録ヘッドを備え、前記主磁極層の媒体走行方向トレーリング側のスロートハイトが、リーディング側のスロートハイトより短い垂直記録用磁気ヘッドである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、狭トラック幅で高い記録分解能と狭イレーズ幅を有する垂直記録用磁気ヘッドを提供することができる。また、前記垂直記録用磁気ヘッドと垂直記録用磁気媒体を搭載することにより、磁気記録装置において高記録密度化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図４Ａ、図４Ｂに実施例に係る垂直記録方式を用いた磁気ディスク装置（磁気記録装置）の基本構成を示す。図４Ａは、装置の平面図、図４Ｂは断面図である。磁気ディスク装置は、モータ（媒体駆動部）４とモータ４に直結し回転駆動される磁気ディスク（垂直磁気記録媒体）１と、ロータリ・アクチュエータ（ヘッド駆動部）５に支持されたにアーム２とアーム２の先端に固定された垂直記録用磁気ヘッド３により構成されている。垂直記録用磁気ヘッド１は、ロータリ・アクチュエータ５の回転と共に垂直磁気記録媒体１面上を移動し、任意の場所に位置決めされた後、磁気情報の書き込み、ないしは再生機能を実現する。垂直記録用磁気ヘッド３を駆動する記録信号、あるいは磁気ヘッドから送出される再生信号は、記録再生用回路６及び回路基板７に実装された信号処理回路８により処理される。
【００１９】
図３に実施例に係る垂直記録用磁気ヘッドの全体構造を、断面方向から見た概略図で示す。再生ヘッド１１は、磁気ディスクの記録層に書き込まれた情報を読み取るためのヘッドであり、再生素子２３を２枚の磁気シールド層２１，２２で挟んで構成される。再生素子２３としては、巨大磁気抵抗効果素子(GMR)、トンネル型巨大磁気抵抗効果素子(TMR)、膜面に垂直に電流を流すCPP型（Current Perpendicular to Plane）GMR素子等が用いられる。記録ヘッド１２は、磁気ディスクの記録層に記録するための磁界を発生するヘッドであり、コイル３７とこれを上下に包み、かつ磁気的に結合された複数の軟磁性層から構成される。複数の軟磁性層は、第１副磁極層３３と、第２副磁極層３１と、補助磁極層３２と、補助磁極層３２に隣接した主磁極層３４と、第１副磁極層３３と補助磁極層３２を浮上面４１の反対側で磁気的に結合させるバック・コンタクト部３６と、浮上面４１において主磁極層３４のトレーリング側に非磁性層を隔てて設けられた台座状のシールド層３５から構成される。この台座状シールド層３５は第１副磁極層３３と磁気的に結合されている。また、媒体対向面から見た台座状シールド層３５の形状は、主磁極層３４の上辺に非磁性層を介して平行に配置されたトレーリング・シールド型であっても、主磁極層３４の上辺と側面の両者を非磁性層を介して覆ったラップ・アラウンド型であってもよい。主磁極層３４の浮上面４１での媒体対向面から見た形状は、スキュー時に隣接トラックへの書き込みを防止するため、トレーリング側を長辺とした逆台形形状となる。コイル３７の構造には、補助磁極層３２とそれに隣接した主磁極層３４を周回するように巻かれたヘリカル型、もしくは主磁極層３４の下部および上部のコイル３７が、バック・コンタクト部３６を周回するようなパンケーキ型が用いられる。パンケーキ型コイルの場合、ライト動作のためにコイル３７に流される電流の方向は、主磁極層３４の下部および上部のコイル導体で反平行となる。主磁極層３４に隣接して配置された補助磁極層３２は、浮上面４１から後退した位置に設けられる。
【００２０】
また、記録トラック幅を決定する主磁極層３４から出た磁界は記録媒体の磁気記録層、軟磁性下地層を通り、第１および第２副磁極層３３、３１に入る磁束路を形成し、磁気記録層に磁化パターンを記録する。このとき、ディスク回転方向との関係から、主磁極層３４が記録媒体のある点を通過する際の最後尾になる部分、即ち主磁極層３４のトレーリング側の磁界分布が磁化パターンの形状に大きな影響を及ぼす。このトレーリング側のヘッド磁界分布には、高記録密度の実現のため高磁界強度と高磁界勾配が求められる。このような望ましい磁界分布は、図１Ａ、図１Ｂを用いて後述するように、主磁極層３４のトレーリング側のスロートハイトがリーディング側のスロートハイトより短い場合に、より効果的に実現される。
【００２１】
図２に上記垂直記録用磁気ヘッドを主磁極層上部から見た平面図を示す。本図には主磁極層膜厚方向上部に存在する第１副磁極層３３を省略して示してある。主磁極層３４の下部には補助磁極層３２が隣接して設けられ、また、素子高さ方向（奥行き方向）後端部で、バック・コンタクト部３６を介して第１副磁極層３３と繋がれている。コイル３７は、主磁極層３４および補助磁極層３２を励磁するように上下に配置されている。浮上面４１には主磁極層３４のトレーリング側に非磁性層を隔てて台座状の軟磁性層（シールド層）３５が設けられ、第１副磁極層３３と繋がれる。図１Ａおよび図１Ｂに示す概略図は、主磁極層３４の浮上面４１近傍の部位を拡大して、主磁極層３４のみを示したものである。
【００２２】
次に、図１Ａ及び図１Ｂを参照して、本実施例の特徴である主磁極層形状について説明する。図１Ａに垂直記録用磁気ヘッドの主磁極層形状を、膜厚方向上部から見た概略図を示す。図１Ｂに主磁極層形状の斜視図を示す。媒体対向面での主磁極層形状は、ダウントラック方向のリーディング側にあたる膜厚方向下部の主磁極層下部幅W_Bが、トレーリング側にあたる膜厚方向上部の主磁極層上部幅W_Tより狭い逆台形形状をしている。媒体対向面に垂直な素子高さ方向（奥行き方向）では、媒体対向面の主磁極層上部幅W_T、および下部幅W_Bを保ったままスロートハイトだけ伸び、そこからある開き角度で主磁極層幅が広がっていく形状となる。ここで、主磁極層上部のスロートハイトをトレーリング側スロートハイトTH_T、主磁極層下部のスロートハイトをリーディング側スロートハイトTH_Lと呼ぶ。本実施例の主磁極層３４は、このトレーリング側スロートハイトTH_Tがリーディング側スロートハイトTH_Lより短い形状を有する。
【００２３】
図５にシミュレーションにより求めた実効ヘッド磁界のダウントラック方向分布を、トレーリング側スロートハイトTH_Tに対するリーディング側スロートハイトTH_Lが、短い、同じ、長い、のそれぞれの形状について、トレーリング部端部の磁界で規格化した結果を示す。計算に用いた主磁極層形状は、膜厚200nm、主磁極層上部幅100nmで、トレーリング側スロートハイトTH_Tとリーディング側スロートハイトTH_Lが異なる場合、それらの差分は２５nmである。また、ダウントラック位置の零点は、主磁極層３４の膜厚方向上面と一致し、ダウントラック位置−200nmが主磁極層３４の膜厚方向下面と一致する。ヘッド磁界は、主磁極層３４の膜厚方向上面から下面に移動するに従い、主磁極層上面付近で一度極大値を取った後一旦急激に低下し、その後再び徐々に上昇し始め、主磁極層膜厚の中点よりリーディング側によった部分で再度極大値を取るような分布を示す。このリーディング側でのヘッド磁界の極大値は、トレーリング側スロートハイトTH_Tに対するリーディング側スロートハイトTH_Lの割合が小さくなるに連れて大きくなる。図１２に示す従来技術のトレーリング側スロートハイトTH_Tがリーディング側スロートハイトTH_Lより長い構造では、主磁極層膜厚方向上部のヘッド磁界の極大値よりもリーディング側のヘッド磁界が大きくなる。このような磁界分布では、磁化遷移を決める主磁極層膜厚上部のトレーリング側端部の磁界勾配とクロストラック方向の磁界分布の直線性を損ない、記録分解能の低下とイレーズ幅の増加を招く。
【００２４】
図６に実効ヘッド磁界のクロストラック方向分布を、トレーリング側スロートハイトHT_Tに対するリーディング側スロートハイトTH_Lが、短い、同じ、長い、のそれぞれの形状について、最大実効ヘッド磁界で規格化した結果を示す。計算に用いた主磁極層形状は、図５に示したものと同様で、クロストラック位置の零点は、主磁極層上部幅の中点に対応する。トレーリング側スロートハイトTH_Tがリーディング側スロートハイトTH_Lより長い従来技術の構造では、ヘッド磁界の最大値は主磁極層幅の中央部ではなく、クロストラック方向端部付近にある。一方、トレーリング側スロートハイトTH_Tがリーディング側スロートハイトTH_Lより短くなる実施例の構造では、ヘッド磁界の最大値は主磁極層幅の中央部にあり、また、主磁極層幅の端部まで比較的均質な磁界分布となることが分かる。
【００２５】
垂直記録ヘッドにおいては、磁界強度に対するスロートハイトの感度が非常に高く、スロートハイトが短くなるにつれて磁界強度が急激に増大する。このような性質から、トレーリング側スロートハイトTH_Tとリーディング側スロートハイトTH_Lが変化することにより、主磁極層３４の膜厚方向下部領域と上部領域で磁界強度に差異が生じる。これらの効果が足し合わされて、記録磁界分布は上述のように変化する。
【００２６】
図７は、図６に示した実効ヘッド磁界の最大値が得られるダウントラック位置を、クロストラック位置に対して示した図である。トレーリング側スロートハイトTH_Tがリーディング側スロートハイトTH_Lより長い従来技術の構造では、主磁極層膜厚方向上面のトレーリング端部が最大ヘッド磁界となるクロストラック方向幅が狭く、主磁極層上部幅の４０%未満となる。一方、トレーリング側スロートハイトTH_Tがリーディング側スロートハイトTH_Lより短くなる本実施例の構造では、トレーリング端部が最大ヘッド磁界となるクロストラック方向幅が主磁極層上部幅の５０%以上まで広がり、媒体に記録される磁化遷移のクロストラック方向からの位相ずれを大幅に低減できることが分かる。
【００２７】
図８に媒体に記録される磁化パターンの模式図を示す。トレーリング側スロートハイトTH_Tがリーディング側スロートハイトTH_Lより長い従来技術の構造では、クロストラック方向の磁化遷移の曲がりが大きいため、高線記録密度時には隣接磁化遷移間の干渉により実効的な記録トラック幅が狭く、かつイレーズ幅が広くなる。一方、トレーリング側スロートハイトTH_Tがリーディング側スロートハイトTH_Lより短い本実施例の構造では、磁化遷移の曲がりが小さく、高線記録密度に適した磁化パターンが得られる。
【００２８】
図９に、イレーズ幅および実効ヘッド磁界と、トレーリング側スロートハイトに対するリーディング側スロートハイトの関係について示す。計算に用いた主磁極層形状は、膜厚、主磁極層上部幅、およびトレーリング側スロートハイトTH_Tをそれぞれ200nm、100nm、および100nmの一定値とし、リーディング側スロートハイトTH_Lを変化させた。リーディング側スロートハイトTH_Lがトレーリング側スロートハイトTH_Tより短い従来技術の形状では、イレーズ幅が２５〜３０nmと大きな値を示す。一方、リーディング側スロートハイトTH_Lがトレーリング側スロートハイトTH_Tより長い本実施例の形状では、スロートハイトの差分が＋１０nmまで大きくなるにつれて、イレーズ幅は５nm程度まで急激に減少する。その後スロートハイトの差分が＋２５nmまでは、ほぼ同程度の小さなイレーズ幅を示す。
【００２９】
これに対して、実効ヘッド磁界は、リーディング側スロートハイトTH_Lが増加するにつれて緩やかにかつ単調に減少していく。しかし、スロートハイトの差分が＋３０nmまで達すると実効ヘッド磁界の減少率が大きくなることから、記録能力不足を招く恐れがある。このようなヘッド磁界に対するトレーリング側スロートハイトとリーディング側スロートハイトの依存性から、トレーリング側のスロートハイトはリーディング側のスロートハイトより１０〜２５nm程度短いことが望ましい。
【００３０】
このように、本実施例の構造は主磁極層３４のトレーリング側スロートハイトTH_Tをリーディング側スロートハイトTH_Lより短くすることで、従来技術に比べ大幅にヘッド磁界分布を改善できるため、狭トラック幅で高い記録分解能と狭イレーズ幅を実現するのに非常に有効である。また、クロストラック方向のヘッド磁界分布の位相ずれを低減できるため、磁化遷移の直線性が向上し高線記録密度化にも寄与できる。
【００３１】
図１０、および図１１に本実施例の記録ヘッド構造の変形例を示す。主磁極層３４の膜厚方向下部幅は、素子高さ方向に対して一定である必要はなく、媒体対向面から遠ざかるに連れて、幅が狭くなっても、あるいは広くなってもよい。ただし、その角度は、媒体対向面の垂線に対し±２０度未満であることが望ましい。
【００３２】
図１２に従来技術の垂直記録用磁気ヘッドの主磁極層形状を膜厚方向上部から見た概略図を示す。主磁極層はイオン・ミリングによりトラック形状を作製されるため、従来技術では主磁極層の膜厚方向上面側、すなわちトレーリング側において、ミリングによる主磁極層の後退量が大きくなる。その結果、トレーリング側スロートハイトTH_Tがリーディング側スロートハイトTH_Lより長い主磁極層形状となっている。一方、上記本実施例の主磁極層３４の形成に際しては、イオン・ミリングの膜面に対する入射角度を小さくする、あるいはイオンの入射方向を制限する等の改良プロセスを適用することにより、トレーリング側スロートハイトTH_Tがリーディング側スロートハイトTH_Lより短くなる形状を実現することができる。
【００３３】
上記実施例による垂直記録用磁気ヘッドを図４Ａに示した磁気ディスク装置に搭載することにより、高記録密度化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】実施例による垂直記録用磁気ヘッドの主磁極層の浮上面近傍を膜厚方向上部から見た平面図である。
【図１Ｂ】実施例による垂直記録用磁気ヘッドの主磁極層の浮上面近傍の斜視図である。
【図２】実施例による垂直記録用磁気ヘッドの主磁極層を上部から見た平面図である。
【図３】実施例による垂直記録用磁気ヘッドの断面図である。
【図４Ａ】実施例による垂直記録用磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置の平面図である。
【図４Ｂ】実施例による垂直記録用磁気ヘッドを搭載した磁気ディスク装置の断面図である。
【図５】実効ヘッド磁界のダウントラック方向分布図である。
【図６】実効ヘッド磁界のクロストラック方向分布図である。
【図７】最大実効ヘッド磁界が得られるダウントラック方向位置のクロストラック方向分布図である。
【図８】媒体に記録される磁化パターンの模式図である。
【図９】イレーズ幅および実効ヘッド磁界とトレーリング側スロートハイトに対するリーディング側スロートハイトの関係図である。
【図１０】実施例による垂直記録用磁気ヘッドの主磁極形状の変形例を示す平面図である。
【図１１】実施例による垂直記録用磁気ヘッドの主磁極形状の変形例を示す平面図である。
【図１２】従来技術の垂直記録用磁気ヘッドの主磁極形状を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…磁気ディスク（垂直磁気記録媒体）、２…アーム、３…垂直記録用磁気ヘッド、４…モータ、５…ロータリ・アクチュエータ、６…記録再生用回路、７…信号処理回路、１１…再生ヘッド、１２…記録ヘッド、２１，２２…磁気シールド層、２３…再生素子、３１…第２副磁極層、３２…補助磁極層、３３…第１副磁極層、３４…主磁極層、３５…台座状軟磁性層、３６…バック・コンタクト部、３７…コイル、４１…浮上面。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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