(57)【要約】【課題】トレーリングシールドにおける磁束の飽和を抑制することにより、記録性能を向上させることが可能な垂直磁気記録ヘッドを提供する。【解決手段】傾斜面２１ｓを有するテーパ主磁極層２１と、その傾斜面２１ｓと同一面内に位置する傾斜面２２ｓを有するテーパ非磁性上部形状層２２と、記録ギャップ層２３と、トレーリングシールド２４とがこの順に積層された構造を含む。テーパ主磁極層２１がテーパ部を有しているため、記録磁界の強度が高くなる。また、トレーリングシールド２４とテーパ主磁極層２１との間にテーパ非磁性上部形状層２２が挿入されているため、そのトレーリングシールド２４において磁束が飽和しにくくなる。さらに、テーパ主磁極層２１だけでなくテーパ非磁性上部形状層２２もテーパ部を有するため、そのテーパ部を有しない場合よりも有効スロートハイトを制御しやすくなる。【選択図】図１
2009117027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の上に形成されたテーパ主磁極層と、前記テーパ主磁極層の上に形成されたテーパ非磁性上部形状層と、前記テーパ主磁極層および前記テーパ非磁性上部形状層の上に形成されると共に一定の厚さを有する記録ギャップ層と、前記記録ギャップ層の上に形成されたトレーリングシールドと、を備えた垂直磁気記録ヘッドであって、
（ａ）前記テーパ主磁極層は、下側部分および上側部分を有し、
前記下側部分は、エアベアリング面に磁極先端部を有すると共に、前記基体の表面に平行な上面を有し、
前記上側部分は、前記エアベアリング面における一端部と前記一端部よりも前記エアベアリング面から離れた側に位置すると共に前記一端部よりも前記基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面と、前記他端部において前記傾斜面に連結されると共に前記基体の表面に平行な上面と、を有し、
（ｂ）前記テーパ非磁性上部形状層は、前記テーパ主磁極層の上側部分の上に配置されていると共に、前記上側部分の他端部に一致する一端部と前記一端部よりも前記エアベアリング面から離れた側において有効スロートハイトに相当する距離に位置すると共に前記一端部よりも前記基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面と、前記他端部において前記傾斜面に連結されると共に前記基体の表面に平行な上面と、を有し、
（ｃ）前記記録ギャップ層は、前記テーパ主磁極層の傾斜面および前記テーパ非磁性上部形状層の傾斜面の上に配置された第１部分と、前記テーパ非磁性上部形状層の上面の上に配置された第２部分と、を有し、
（ｄ）前記トレーリングシールドは、前記記録ギャップ層の第１部分の上に配置されていると共に、前記エアベアリング面に沿った第１側面と、前記エアベアリング面から離れた側において前記有効スロートハイトに相当する距離に位置すると共に前記第１側面に対向する第２側面と、前記記録ギャップ層の第１部分に隣接した第３側面と、前記第３側面に対向すると共に前記エアベアリング面に垂直な第４側面と、を有する
ことを特徴とする垂直磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記テーパ主磁極層の傾斜面および前記テーパ非磁性上部形状層の傾斜面と前記エアベアリング面との間の角度は、１０°以上８０°以下であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記有効スロートハイトは、０．０５μｍ以上０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記テーパ非磁性上部形状層は、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）またはルテニウム（Ｒｕ）を含むと共に、０．３μｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項５】
前記記録ギャップ層は、非磁性材料を含むと共に、０．０２μｍ以上０．０８μｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項６】
基体の上に形成されたテーパ主磁極層と、前記テーパ主磁極層の上に形成されたテーパ非磁性上部形状層と、前記テーパ非磁性上部形状層の上に形成された非テーパ非磁性上部形状層と、前記テーパ主磁極層、前記テーパ非磁性上部形状層および前記非テーパ非磁性上部形状層の上に形成されると共に一定の厚さを有する記録ギャップ層と、前記記録ギャップ層の上に形成されたトレーリングシールドと、を備えた垂直磁気記録ヘッドであって、
（ａ）前記テーパ主磁極層は、下側部分および上側部分を有し、
前記下側部分は、エアベアリング面に磁極先端部を有すると共に、前記基体の表面に平行な上面を有し、
前記上側部分は、前記エアベアリング面における一端部と前記一端部よりも前記エアベアリング面から離れた側に位置すると共に前記一端部よりも前記基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面と、前記他端部において前記傾斜面に連結されると共に前記基体の表面に平行な上面と、を有し、
（ｂ）前記テーパ非磁性上部形状層は、前記テーパ主磁極層の上側部分の上に配置されていると共に、前記上側部分の他端部に一致する一端部と前記一端部よりも前記エアベアリング面から離れた側に位置すると共に前記一端部よりも前記基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面と、前記他端部において前記傾斜面に連結されると共に前記基体の表面に平行な上面と、を有し、
（ｃ）前記非テーパ非磁性上部形状層は、前記テーパ非磁性上部形状層の上面の上に配置されていると共に、前記テーパ非磁性上部形状層の他端部の位置に位置すると共に前記エアベアリング面に平行な側面と、前記側面に連結されると共に前記基体の表面に平行な上面と、を有し、
（ｄ）前記記録ギャップ層は、前記テーパ主磁極層の傾斜面および前記テーパ非磁性上部形状層の傾斜面の上に配置された第１部分と、前記非テーパ非磁性上部形状層の側面の上に配置されると共に前記エアベアリング面から離れた側において有効スロートハイトに相当する距離に位置する第２部分と、前記非テーパ非磁性上部形状層の上面の上に配置された第３部分と、を有し、
（ｄ）前記トレーリングシールドは、前記記録ギャップ層の第１および第２部分と第３部分の一部との上に配置されていると共に、前記エアベアリング面に沿った第１側面と、前記エアベアリング面から離れた側において前記有効スロートハイトよりも大きな距離に位置すると共に前記第１側面に対向する第２側面と、前記記録ギャップ層の第１部分に隣接した第３側面と、前記記録ギャップ層の第２部分に隣接した第４側面と、前記記録ギャップ層の第３部分に隣接した第５側面と、前記第３および第５側面に対向すると共に前記エアベアリング面に垂直な第６側面と、を有する
ことを特徴とする垂直磁気記録ヘッド。
【請求項７】
前記テーパ主磁極層の傾斜面および前記テーパ非磁性上部形状層の傾斜面と前記エアベアリング面との間の角度は、１０°以上８０°以下であることを特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項８】
前記有効スロートハイトは、０．０５μｍ以上０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項９】
前記テーパ非磁性上部形状層は、酸化アルミニウムまたはルテニウムを含むと共に、０．３μｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項１０】
前記非テーパ非磁性上部形状層は、前記テーパ非磁性上部形状層と同様の材料を含むと共に、０．５μｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項１１】
前記記録ギャップ層は、非磁性材料を含むと共に、０．０２μｍ以上０．０８μｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項６記載の垂直磁気記録ヘッド。
【請求項１２】
（ａ）基体の上に、上面を有する主磁極層を形成する工程と、
（ｂ）前記主磁極層の上面の上に、第１厚さを有すると共に上面を有する非磁性上部形状層を形成する工程と、
（ｃ）前記主磁極層および前記非磁性上部形状層をイオンビームエッチングすることにより、
前記基体の表面に垂直な基準面における一端部と前記一端部よりも前記基準面から離れた側に位置すると共に前記一端部よりも前記基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面を有する上側部分、を含むように、テーパ主磁極層を形成すると共に、
前記上側部分の他端部に一致する一端部と前記一端部よりも前記基準面から離れた側に位置すると共に前記一端部よりも前記基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面を有するように、テーパ非磁性上部形状層を形成する工程と、
（ｄ）前記テーパ主磁極層および前記テーパ非磁性上部形状層の上に、一定の第２厚さを有すると共に、前記テーパ主磁極層の傾斜面および前記テーパ非磁性上部形状層の傾斜面の上に位置する第１部分と、前記テーパ非磁性上部形状層の上面の上に位置する第２部分とを有するように、記録ギャップ層を形成する工程と、
（ｅ）前記記録ギャップ層の第１部分の上に、前記基準面に沿うと共に、前記第１および第２厚さの合計よりも大きな厚さを有するように、トレーリングシールドを形成する工程と
を含むことを特徴とする垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
さらに、前記テーパ主磁極層、前記記録ギャップ層および前記トレーリングシールドを一側面側から研磨することにより、前記基準面と前記テーパ非磁性上部形状層の一端部との間に、前記基準面に平行なエアベアリング面を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１２記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記テーパ主磁極層の傾斜面および前記テーパ非磁性上部形状層の傾斜面が同一面内に位置すると共に、双方の傾斜面と前記基準面との間の角度が１０°以上８０°以下となるように、前記主磁極層および前記非磁性上部形状層をイオンビームエッチングすることを特徴とする請求項１２記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
一端部が前記エアベアリング面から０．０５μｍ以上０．３０μｍ以下の距離に位置するように、前記テーパ非磁性上部形状層の傾斜面を形成することを特徴とする請求項１３記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
酸化アルミニウムまたはルテニウムを含むと共に、０．３μｍ以下の厚さを有するように、前記非磁性上部形状層を形成することを特徴とする請求項１２記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
（ａ）基体の上に、上面を有する主磁極層を形成する工程と、
（ｂ）前記主磁極層の上面の上に、第１厚さを有すると共に上面を有する非磁性上部形状層を形成する工程と、
（ｃ）前記非磁性上部形状層の上面の上に、第２厚さを有すると共に上面を有する追加非磁性上部形状層を形成する工程と、
（ｄ）前記追加非磁性上部形状層をエッチングすることにより、前記基体の表面に垂直な基準面から離れた側に位置すると共に前記基準面に対向する側面を有するように、非テーパ非磁性上部形状層を形成する工程と、
（ｅ）前記主磁極層および前記非磁性上部形状層をイオンビームエッチングすることにより、
前記基準面における一端部と前記一端部よりも前記基準面から離れた側に位置すると共に前記一端部よりも前記基体から離れた側に位置する他端部との間に傾斜面を有する上側部分、を含むように、テーパ主磁極層を形成すると共に、
前記上側部分の他端部に一致する一端部と前記一端部よりも前記基準面から離れた側に位置すると共に前記一端部よりも前記基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面を有するように、テーパ非磁性上部形状層を形成する工程と、
（ｆ）前記テーパ主磁極層、前記テーパ非磁性上部形状層および前記非テーパ非磁性上部形状層の上に、第３厚さを有すると共に、前記テーパ主磁極層の傾斜面および前記テーパ非磁性上部形状層の傾斜面の上に位置する第１部分と、前記非テーパ非磁性上部形状層の側面の上に位置する第２部分と、前記非テーパ非磁性上部形状層の上面の上に位置する第３部分とを有するように、記録ギャップ層を形成する工程と、
（ｇ）前記記録ギャップ層の第１および第２部分と第３部分の一部との上に、前記基準面に沿うと共に、前記第１、第２および第３厚さの合計よりも大きな厚さを有するように、トレーリングシールドを形成する工程と
を含むことを特徴とする垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項１８】
さらに、前記テーパ主磁極層、前記記録ギャップ層および前記トレーリングシールドを一側面側から研磨することにより、前記基準面と前記テーパ非磁性上部形状層の一端部との間に、前記基準面に平行なエアベアリング面を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１７記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項１９】
前記テーパ主磁極層の傾斜面および前記テーパ非磁性上部形状層の傾斜面が同一面内に位置すると共に、双方の傾斜面と前記基準面との間の角度が１０°以上８０°以下となるように、前記主磁極層および前記非磁性上部形状層をイオンビームエッチングすることを特徴とする請求項１７記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２０】
一端部が前記エアベアリング面から０．０５μｍ以上０．３μｍ以下の距離に位置するように、前記テーパ非磁性上部形状層の傾斜面を形成することを特徴とする請求項１８記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２１】
酸化アルミニウムまたはルテニウムを含むと共に、０．３μｍ以下を有するように、前記テーパ非磁性上部形状層を形成することを特徴とする請求項１７記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【請求項２２】
前記テーパ非磁性上部形状層と同様の材料を含むと共に、０．５μｍ以下の厚さを有するように、前記非テーパ非磁性上部形状層を形成することを特徴とする請求項２１記載の垂直磁気記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主磁極層、記録ギャップ層およびトレーリングシールドを備えた垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブ（hard disk drive ：ＨＤＤ）の記録デバイスとして、垂直磁気記録（perpendicular magnetic recording：ＰＭＲ）方式の記録ヘッドが広く用いられており、そのような方式の記録ヘッドは、垂直磁気記録（ＰＭＲ）ヘッドと呼ばれている。ＰＭＲヘッドは、長手磁気記録（longitudinal magnetic recording ：ＬＭＲ）方式の記録ヘッド（長手磁気記録（ＬＭＲ）ヘッド）に代わる記録デバイスであり、２００ギガビット／インチ2 を超える高密度記録用途の主流技術である。高密度記録用途では、ヘッドサイズの小型化に伴い、２２キロガウス超の高飽和磁束密度（Ｂｓ）を有する高モーメント軟磁性薄膜が必要である。
【０００３】
垂直磁気記録方式では、ＰＭＲヘッド（単磁極）と二層記録媒体（軟磁性下地層）とを組み合わせることにより、長手磁気記録方式を上回る利点が得られる。この利点とは、高い記録磁界、良好な再生バック信号および高い面記録密度などである。特に、トレーリングシールドを備えたシールド型のＰＭＲヘッドでは、単磁極のトレーリング側において記録磁界の勾配が増大するため、記録性能がさらに改善される。
【０００４】
図１３は、従来のＰＭＲヘッド（ＰＭＲヘッド１）の主要部の断面構成を表している。ＰＭＲヘッド１は、記録媒体２に対向するエアベアリング面（air bearing surface ：ＡＢＳ）６−６を有しており、その記録媒体２に対してＡＢＳ６−６に沿って−ｚ方向（下方向）に移動する。
【０００５】
このＰＭＲヘッド１は、主磁極層３、記録ギャップ層４およびトレーリングシールド５がこの順に積層された構造を含んでおり、それらはいずれもＡＢＳ６−６に沿っている。記録ギャップ層４は、平坦であり、ライトギャップ（write gap ：ＷＧ）を規定する一定の厚さを有している。主磁極層３およびトレーリングシールド５は、記録ギャップ層４により隔てられている。トレーリングシールド５の高さ、すなわちＡＢＳ６−６に沿った側面とそれに対向する反対側の側面との間の距離は、いわゆるスロートハイト（throat height ：ＴＨ）であり、一般に、約０．１μｍ〜０．３μｍである。ＡＢＳ６−６は、主磁極層３、記録ギャップ層４およびトレーリングシールド５を形成したのち、それらを一側面側から一括して研磨することにより形成される。
【０００６】
図１４は、図１３に示した主磁極層３の平面構成を表している。主磁極層３は、ＡＢＳ６−６に磁極先端部３ｔを有する狭幅の記録磁極３ａと、その記録磁極３ａのＡＢＳ６−６と反対側の端部に連結された広幅のヨーク３ｂとを有している。ヨーク３ｂの幅は、記録磁極３ａから離れるにしたがって外側に広がっている。記録磁極３ａの側面とヨーク３ｂの側面とが連結される位置は、いわゆるネック８であり、そのネック８は、ＡＢＳ６−６に平行な面７−７に沿って位置している。磁極先端部３ｔとネック８との間の距離、すなわちＡＢＳ６−６と面７−７との間の距離は、ネックハイト（neck height ：ＮＨ）と呼ばれている。
【０００７】
記録磁界の強度および勾配の双方を適正化するためには、ＴＨを小さくすることが望ましい。ところが、ＰＭＲヘッド１では、ＴＨを小さくしようとすると、製造上の要因（ＡＢＳ６−６の形成時における研磨量の精度誤差）に起因して、ＴＨを厳密に制御することが困難になる。この場合には、ＴＨが小さくなりすぎると、トレーリングシールド５の体積（磁束の収容量）が不足するため、そのトレーリングシールド５において磁束が飽和しやすくなる。これにより、ＳＮ比（signal to noise ratio ：ＳＮＲ）が低下しやすくなる。
【０００８】
ここで、ＰＭＲヘッドの構成および製造方法については、いくつかの技術が提案されている。具体的には、主磁極とトレーリングシールドとの間に一定厚さの記録ギャップ層を形成すると共に、そのトレーリングシールドに主磁極と同様の角度のテーパ部を設けている（例えば、特許文献１参照。）。また、トレーリング側の記録磁界の勾配を向上させるために、主磁極のリーディング側にテーパ部を設けると共に、隣接トラック消去を抑制するために、主磁極を４方向からシールドしている（例えば、特許文献２参照。）。また、記録媒体の表面における浮遊磁界を減少させるために、磁気シールドにテーパ部を設けている（例えば、特許文献３参照。）。この場合には、磁気シールドをイオンミリングすることにより、その磁気シールドの一部がＡＢＳから後退するように小角度のテーパ部を形成したのち、研磨している。また、ゼロスタート位置とフレアポイントとの間において第１および第２の磁性層を次第に広げることにより、それらにテーパ部を設けている。この場合には、高い記録磁界が得られる一方で、磁気ヨーク層では上記した２つの位置間において磁束が飽和してしまう（例えば、特許文献４参照。）。さらに、記録ヘッドとして動作する場合には段状の磁極先端が十分な記録ギャップ層を形成すると共に再生ヘッドとして動作する場合には段状の磁極先端が狭いギャップを形成する記録／再生ヘッドを設計している（例えば、特許文献５参照。）。
【特許文献１】米国特許出願公開２００５／０２１９７４３
【特許文献２】米国特許出願公開２００５／０２３７６６５
【特許文献３】米国特許出願公開２００６／０２０３３９５
【特許文献４】米国特許第５６００５１９号明細書
【特許文献５】米国特許第５１７３８２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように多くの検討がなされているにもかかわらず、従来のＰＭＲヘッドでは、依然として、ＴＨを厳密に制御することが困難であるため、トレーリングシールドにおいて磁束が飽和しやすい状況にある。このため、高性能なＰＭＲヘッドを実現するためには、未だ改善の余地がある。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、トレーリングシールドにおける磁束の飽和を抑制することにより、記録性能を向上させることが可能な垂直磁気記録ヘッドを提供することである。
【００１１】
また、本発明の第２の目的は、上記した垂直磁気記録ヘッドの製造方法を提供することである。
【００１２】
さらに、本発明の第３の目的は、有効スロートハイトを厳密に制御することが可能な垂直磁気記録ヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の垂直磁気記録ヘッドは、基体の上に形成されたテーパ主磁極層と、テーパ主磁極層の上に形成されたテーパ非磁性上部形状層と、テーパ主磁極層およびテーパ非磁性上部形状層の上に形成されると共に一定の厚さを有する記録ギャップ層と、記録ギャップ層の上に形成されたトレーリングシールドとを備えたものであり、（ａ）テーパ主磁極層は、下側部分および上側部分を有し、下側部分は、エアベアリング面に磁極先端部を有すると共に、基体の表面に平行な上面を有し、上側部分は、エアベアリング面における一端部と一端部よりもエアベアリング面から離れた側に位置すると共に一端部よりも基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面と、他端部において傾斜面に連結されると共に基体の表面に平行な上面とを有し、（ｂ）テーパ非磁性上部形状層は、テーパ主磁極層の上側部分の上に配置されていると共に、上側部分の他端部に一致する一端部と一端部よりもエアベアリング面から離れた側において有効スロートハイトに相当する距離に位置すると共に一端部よりも基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面と、他端部において傾斜面に連結されると共に基体の表面に平行な上面とを有し、（ｃ）記録ギャップ層は、テーパ主磁極層の傾斜面およびテーパ非磁性上部形状層の傾斜面の上に配置された第１部分と、テーパ非磁性上部形状層の上面の上に配置された第２部分とを有し、（ｄ）トレーリングシールドは、記録ギャップ層の第１部分の上に配置されていると共に、エアベアリング面に沿った第１側面と、エアベアリング面から離れた側において有効スロートハイトに相当する距離に位置すると共に第１側面に対向する第２側面と、記録ギャップ層の第１部分に隣接した第３側面と、第３側面に対向すると共にエアベアリング面に垂直な第４側面とを有するものである。
【００１４】
本発明の他の垂直磁気記録ヘッドは、基体の上に形成されたテーパ主磁極層と、テーパ主磁極層の上に形成されたテーパ非磁性上部形状層と、テーパ非磁性上部形状層の上に形成された非テーパ非磁性上部形状層と、テーパ主磁極層、テーパ非磁性上部形状層および非テーパ非磁性上部形状層の上に形成されると共に一定の厚さを有する記録ギャップ層と、記録ギャップ層の上に形成されたトレーリングシールドとを備えたものであり、（ａ）テーパ主磁極層は、下側部分および上側部分を有し、下側部分は、エアベアリング面に磁極先端部を有すると共に、基体の表面に平行な上面を有し、上側部分は、エアベアリング面における一端部と一端部よりもエアベアリング面から離れた側に位置すると共に一端部よりも基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面と、他端部において傾斜面に連結されると共に基体の表面に平行な上面とを有し、（ｂ）テーパ非磁性上部形状層は、テーパ主磁極層の上側部分の上に配置されていると共に、上側部分の他端部に一致する一端部と一端部よりもエアベアリング面から離れた側に位置すると共に一端部よりも基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面と、他端部において傾斜面に連結されると共に基体の表面に平行な上面とを有し、（ｃ）非テーパ非磁性上部形状層は、テーパ非磁性上部形状層の上面の上に配置されていると共に、テーパ非磁性上部形状層の他端部の位置に位置すると共にエアベアリング面に平行な側面と、側面に連結されると共に基体の表面に平行な上面とを有し、（ｄ）記録ギャップ層は、テーパ主磁極層の傾斜面およびテーパ非磁性上部形状層の傾斜面の上に配置された第１部分と、非テーパ非磁性上部形状層の側面の上に配置されると共にエアベアリング面から離れた側において有効スロートハイトに相当する距離に位置する第２部分と、非テーパ非磁性上部形状層の上面の上に配置された第３部分とを有し、（ｄ）トレーリングシールドは、記録ギャップ層の第１および第２部分と第３部分の一部との上に配置されていると共に、エアベアリング面に沿った第１側面と、エアベアリング面から離れた側において有効スロートハイトよりも大きな距離に位置すると共に第１側面に対向する第２側面と、記録ギャップ層の第１部分に隣接した第３側面と、記録ギャップ層の第２部分に隣接した第４側面と、記録ギャップ層の第３部分に隣接した第５側面と、第３および第５側面に対向すると共にエアベアリング面に垂直な第６側面とを有するものである。
【００１５】
本発明の垂直磁気記録ヘッドの製造方法は、（ａ）基体の上に、上面を有する主磁極層を形成する工程と、（ｂ）主磁極層の上面の上に、第１厚さを有すると共に上面を有する非磁性上部形状層を形成する工程と、（ｃ）主磁極層および非磁性上部形状層をイオンビームエッチングすることにより、基体の表面に垂直な基準面における一端部と一端部よりも基準面から離れた側に位置すると共に一端部よりも基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面を有する上側部分を含むように、テーパ主磁極層を形成すると共に、上側部分の他端部に一致する一端部と一端部よりも基準面から離れた側に位置すると共に一端部よりも基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面を有するように、テーパ非磁性上部形状層を形成する工程と、（ｄ）テーパ主磁極層およびテーパ非磁性上部形状層の上に、一定の第２厚さを有すると共に、テーパ主磁極層の傾斜面およびテーパ非磁性上部形状層の傾斜面の上に位置する第１部分と、テーパ非磁性上部形状層の上面の上に位置する第２部分とを有するように、記録ギャップ層を形成する工程と、（ｅ）記録ギャップ層の第１部分の上に、基準面に沿うと共に、第１および第２厚さの合計よりも大きな厚さを有するように、トレーリングシールドを形成する工程とを含むものである。
【００１６】
本発明の他の垂直磁気記録ヘッドの製造方法は、（ａ）基体の上に、上面を有する主磁極層を形成する工程と、（ｂ）主磁極層の上面の上に、第１厚さを有すると共に上面を有する非磁性上部形状層を形成する工程と、（ｃ）非磁性上部形状層の上面の上に、第２厚さを有すると共に上面を有する追加非磁性上部形状層を形成する工程と、（ｄ）追加非磁性上部形状層をエッチングすることにより、基体の表面に垂直な基準面から離れた側に位置すると共に基準面に対向する側面を有するように、非テーパ非磁性上部形状層を形成する工程と、（ｅ）主磁極層および非磁性上部形状層をイオンビームエッチングすることにより、基準面における一端部と一端部よりも基準面から離れた側に位置すると共に一端部よりも基体から離れた側に位置する他端部との間に傾斜面を有する上側部分を含むように、テーパ主磁極層を形成すると共に、上側部分の他端部に一致する一端部と一端部よりも基準面から離れた側に位置すると共に一端部よりも基体から離れた側に位置する他端部との間における傾斜面を有するように、テーパ非磁性上部形状層を形成する工程と、（ｆ）テーパ主磁極層、テーパ非磁性上部形状層および非テーパ非磁性上部形状層の上に、第３厚さを有すると共に、テーパ主磁極層の傾斜面およびテーパ非磁性上部形状層の傾斜面の上に位置する第１部分と、非テーパ非磁性上部形状層の側面の上に位置する第２部分と、非テーパ非磁性上部形状層の上面の上に位置する第３部分とを有するように、記録ギャップ層を形成する工程と、（ｇ）記録ギャップ層の第１および第２部分と第３部分の一部との上に、基準面に沿うと共に、第１、第２および第３厚さの合計よりも大きな厚さを有するように、トレーリングシールドを形成する工程とを含むものである。
【００１７】
本発明の垂直磁気記録ヘッドまたはその製造方法では、テーパ部を有するテーパ主磁極層を有しているため、記録磁界の強度が高くなる。また、トレーリングシールドとテーパ主磁極層との間にテーパ非磁性上部形状層が挿入されているため、そのトレーリングシールドにおいて磁束が飽和しにくくなる。さらに、テーパ主磁極層だけでなくテーパ非磁性上部形状層もテーパ部を有するため、有効スロートハイトを制御しやすくなる。
【００１８】
本発明の他の垂直磁気記録ヘッドまたはその製造方法では、テーパ部を有するテーパ主磁極層を有しているため、記録磁界の強度が高くなる。また、トレーリングシールドとテーパ主磁極層との間にテーパ非磁性上部形状層および非テーパ非磁性上部形状層が挿入されているため、そのトレーリングシールドにおいて磁束が著しく飽和しにくくなる。さらに、テーパ主磁極層だけでなくテーパ非磁性上部形状層もテーパ部を有するため、有効スロートハイトを制御しやすくなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の垂直磁気記録ヘッドまたはその製造方法によれば、傾斜面を有するテーパ主磁極層と、傾斜面を有するテーパ非磁性上部形状層と、記録ギャップ層と、トレーリングシールドとを含む構造が形成される。テーパ主磁極層は、下側部分と、傾斜面を有する上側部分とを有している。テーパ非磁性上部形状層は、上側部分の上面の上に形成されていると共に、その傾斜面は、テーパ主磁極層の傾斜面と同一面内に位置している。記録ギャップ層は、テーパ主磁極層の傾斜面およびテーパ非磁性上部形状層の傾斜面の上に形成された第１部分と、テーパ非磁性上部形状層の上面の上に形成された第２部分とを有している。トレーリングシールドは、記録ギャップ層の第１部分の上に形成されている。したがって、記録磁界の強度を増大させつつ、トレーリングシールドにおける磁束の飽和を抑制することにより、記録性能を向上させることができる。この場合には、有効スロートハイトを厳密に制御することもできるため、記録性能を著しく向上させることができる。
【００２０】
また、本発明の他の垂直磁気記録ヘッドまたはその製造方法によれば、上記したテーパ主磁極層、テーパ非磁性上部形状層、記録ギャップ層およびトレーリングシールドと共に、テーパ非磁性上部形状層と記録ギャップ層との間に挿入された非テーパ非磁性上部形状層とを含む構造が形成される。非テーパ非磁性上部形状層は、テーパ非磁性上部形状層の上面の上に形成されていると共に、テーパ非磁性上部形状層の他端部の位置に位置する側面および上面を有している。記録ギャップ層は、テーパ主磁極層の傾斜面およびテーパ非磁性上部形状層の傾斜面の上に形成された第１部分と、非テーパ非磁性上部形状層の側面の上に形成された第２部分と、非テーパ非磁性上部形状層の上面の上に形成された第３部分とを有している。トレーリングシールドは、記録ギャップ層の第１部分および第２部分と第３部分の一部との上に形成されている。したがって、記録磁界の強度を増大させつつ、トレーリングシールドにおける磁束の飽和を抑制することにより、記録性能を向上させることができる。この場合には、有効スロートハイトを厳密に制御することもできるため、記録性能を著しく向上させることができる。特に、テーパ非磁性上部形状層だけでなく非テーパ非磁性上部形状層も有しているため、トレーリングシールドにおける磁束の飽和を著しく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】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド（ＰＭＲヘッド２０）の主要部の断面構成を表している。以下では、図１中における上下方向をそれぞれ上側および下側と呼称すると共に、同図中における左右方向をそれぞれ前側および後側と呼称する。
【００２４】
ＰＭＲヘッド２０は、記録媒体（図示せず）に対向するエアベアリング面（ＡＢＳ）２５−２５を有しており、基体１０上に、テーパ主磁極層２１、テーパ非磁性上部形状層２２、記録ギャップ層２３およびトレーリングシールド２４がこの順に積層された構造を含んでいる。なお、図１では、ＡＢＳ２５−２５に垂直な方向における断面を示している。
【００２５】
基体１０は、テーパ主磁極層１２を支持することが可能なものであれば、その種類は特に限定されない。この基体１０は、例えば、ウェハなどの基板または絶縁層などである。
【００２６】
テーパ主磁極層２１は、基体１０の上に形成されており、ＡＢＳ２５−２５から後方（ｘ方向）に向かって延在している。この延在距離は、例えば、約５μｍ〜２０μｍである。
【００２７】
また、テーパ主磁極層２１は、１種または２種以上の高飽和磁束密度（Ｂｓ）材料を含んでいる。この高Ｂｓ材料は、例えば、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）またはそれらの合金などであり、その合金としては、例えば、鉄ニッケル合金（ＦｅＮｉ）またはコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）などが挙げられる。
【００２８】
特に、テーパ主磁極層２１の前方上側には、テーパ部（傾斜面２１ｓ）が設けられている。詳細には、テーパ主磁極層２１は、テーパ部を有しない下側部分２１ａと、テーパ部を有する上側部分２１ｂとを含んでいる。
【００２９】
下側部分２１ａは、ＡＢＳ２５−２５に磁極先端部２１ｔを有していると共に、基体１０の表面に平行な上面２１ｅを有している。
【００３０】
上側部分２１ｂは、上記したように傾斜面２１ｓを有していると共に、基体１０の表面に平行な下面２１ｄおよび上面２１ｃを有している。傾斜面２１ｓは、ＡＢＳ２５−２５における一端部と、一端部よりもＡＳＢ２５−２５から離れた側に位置すると共に一端部よりも基体１０から離れた側に位置する他端部との間に形成された面である。上面２１ｃは、他端部において傾斜面２１ｓに連結されている。
【００３１】
下側部分２１ａおよび上側部分２１ｂは、別体化（分離）していてもよいし、一体化していてもよい。このため、上記した上面２１ｅは、下側部分２１ａおよび上側部分２１ｂが別体化している場合には実在する面であるが、一体化している場合にはいわゆる仮想面である。図１では、例えば、下側部分２１ａおよび上側部分２１ｂが一体化している場合を示している。
【００３２】
なお、テーパ主磁極層２１は、単片構造を有していてもよいし、いわゆるスティッチ構造を有していてもよい。また、テーパ主磁極層２１の平面形状は、例えば、図１４を参照して説明した場合と同様である。この場合には、ヨークの側面が平坦面だけでもよいし、湾曲面を含んでいてもよいし、双方を含んでいてもよい。
【００３３】
テーパ非磁性上部形状層２２は、テーパ主磁極層２１の上側部分２１ｂの上に形成されており、ＡＢＳ２５−２５よりも後退した位置から後方（ｘ方向）に向かって延在している。この延在距離は、例えば、テーパ主磁極層２１の延在距離よりも小さくなっている。また、後退距離は、例えば、約０．０５μｍ〜０．２μｍである。このテーパ非磁性上部形状層２２は、厚さ（最大厚さ）Ｔ１を有している。
【００３４】
また、テーパ非磁性上部形状層２２は、例えば、酸化アルミニウムまたはルテニウムなどの非磁性材料を含んでいると共に、約０．３μｍ以下の厚さを有している。
【００３５】
特に、テーパ非磁性上部形状層２２の前方上側には、テーパ部（傾斜面２２ｓ）が設けられている。このテーパ非磁性上部形状層２２は、上記した傾斜面２２ｓと、基体１０の表面に平行な上面２２ｃとを有している。傾斜面２２ｓは、上側部分２１ｂの他端部に一致する一端部と、一端部よりもＡＢＳ２５−２５から離れた側において有効スロートハイト（ＴＨ）に相当する距離に位置すると共に一端部よりも基体１０から離れた側に位置する他端部との間に形成された面である。上面２２ｃは、他端部において傾斜面２２ｓに連結されている。
【００３６】
テーパ主磁極層２１の傾斜面２１ｓおよびテーパ非磁性上部形状層２２の傾斜面２２ｓは、例えば、同一面内に位置している。傾斜面２１ｓ，２２ｓとＡＢＳ２５−２５との間の角度βは、例えば、約１０°〜８０°である。
【００３７】
記録ギャップ層２３は、テーパ主磁極層２１およびテーパ非磁性上部形状層２２の上に形成されており、全体に渡って一定の厚さＴ２を有している。この記録ギャップ層２３は、例えば、酸化アルミニウムなどの非磁性材料を含んでいると共に、約０．０２μｍ〜０．０８μｍの厚さを有している。
【００３８】
また、記録ギャップ層２３は、テーパ主磁極層２１の傾斜面２１ｓおよびテーパ非磁性上部形状層２２の傾斜面２２ｓの上に形成されると共に傾斜面２３ｓを有する第１部分２３ａと、テーパ非磁性上部形状層２２の上面２２ｃの上に形成された第２部分２３ｂとを有している。第１部分２３ａと第２部分２３ｂとの境界は、ＡＢＳ２５−２５から有効ＴＨに相当する距離に位置している。記録ギャップ層２３は均一な厚さＴ２を有しているため、傾斜面２３ｓは、傾斜面２１，２２ｓと同様に、ＡＢＳ２５−２５に対して角度βをなしている。
【００３９】
トレーリングシールド２４は、記録ギャップ層２３の第１部分２３ａの上に形成されており、例えば、テーパ主磁極層２１と同様の高Ｂｓ材料を含んでいる。
【００４０】
このトレーリングシールド２４は、ＡＢＳ２５−２５に沿った第１側面２４ｂと、ＡＢＳ２５−２５から離れた側において有効ＴＨに相当する距離に位置すると共に第１側面２４ｂに対向する第２側面２４ｃと、記録ギャップ層２３の第１部分２３ａ（傾斜面２３ｓ）に隣接した第３側面２４ｆと、第３側面２４ｆに対向すると共にＡＳＢ２５−２５に垂直な第４側面２４ａとを有している。第１側面２４ｂは長さｎを有しており、第３側面２４ｃは長さｗを有している。この第３側面２４ｆは、傾斜面２３ｓと同様に、ＡＢＳ２５−２５に対して角度βをなしている。
【００４１】
有効ＴＨは、上記したように、トレーリングシールド２４の高さ、すなわちＡＢＳ２５−２５とテーパ非磁性上部形状層２２（傾斜面２２ｓを規定する他端部）との間の距離である。この有効ＴＨは、例えば、約０．０５μｍ〜０．３μｍ、好ましくは約０．１μｍ〜０．３μｍである。
【００４２】
なお、ＰＭＲヘッド２０は、上記したテーパ主磁極層２１、テーパ非磁性上部形状層２２、記録ギャップ層２３およびトレーリングシールド２４と共に、図示しない他の構成要素を含んでいてもよい。例えば、磁束を発生させる薄膜コイルおよびその薄膜コイルを周囲から電気的に分離する絶縁層などである。
【００４３】
また、ＰＭＲヘッド２０は、記録専用のヘッドとして用いられてもよいし、再生ヘッドと組み合わされることにより、記録再生兼用のヘッド（記録／再生ヘッド）に用いられてもよい。
【００４４】
図２〜図５は、ＰＭＲヘッド２０の製造工程を表しており、いずれも図１に対応する断面構成を示している。
【００４５】
ＰＭＲヘッド２０を製造する際には、まず、図２に示したように、基体１０の上に、電気鍍金法またはスパッタ法などを用いて、主磁極層２１ｚを形成する。この場合には、例えば、フォトリソグラフィ法および必要に応じてエッチング法を用いて、主磁極層２１ｚが所望の平面形状となるようにする。
【００４６】
具体的には、フォトリソグラフィ法を用いる場合の手順は、例えば、以下の通りである。まず、基体１０の表面にフォトレジストを塗布して、フォトレジスト膜（図示せず）を形成する。続いて、フォトリソグラフィ法を用いてフォトレジスト膜をパターニング（露光および現像）することにより、主磁極層２１ｚの平面形状に対応した開口部を有するフォトレジストパターン（開口型のマスク）を形成する。続いて、フォトレジストパターンの開口部に主磁極層２１ｚを形成する。最後に、使用済みのフォトレジストパターンを除去する。
【００４７】
一方、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いる場合の手順は、例えば、以下の通りである。まず、基体１０の上に、磁性層（図示せず）を形成する。続いて、磁性層の上に、フォトリソグラフィ法を用いて、主磁極層２１ｚの平面形状に対応した平面形状を有するフォトレジストパターン（非開口型のマスク）を形成する。続いて、フォトレジストパターンをマスクとして磁性層をエッチングすることにより、主磁極層２１ｚを形成する。最後に、使用済みのフォトレジストパターンを形成する。
【００４８】
なお、主磁極層２１ｚを形成したのち、その周囲に非磁性絶縁層（図示せず）を形成してもよい。この場合には、非磁性絶縁層の形成後に全体を研磨することにより、主磁極層２１ｚおよび非磁性絶縁層を平坦化してもよい。
【００４９】
続いて、主磁極層２１ｚの上面２１ｃの上に、スパッタ法などを用いて、非磁性上部形状層２２ｚ（厚さＴ１）を形成する。この場合には、例えば、スパッタ装置として、アネルバＣ−７１００スパッタシステムを用いる。このスパッタ装置は、マルチターゲットと少なくとも１つの酸化チャンバとを有する超高真空ＤＣマグネトロンスパッタチャンバを備えている。スパッタ条件としては、例えば、スパッタガスとしてアルゴン（Ａｒ）ガスを用いると共に、底面圧を約１３３．３２２×５×１０-9〜１３３．３２２５×１０-8Ｐａ（＝ｔｏｒｒ）とする。底面圧を低くすることにより、均一な厚さの膜を形成することができる。
【００５０】
続いて、図３に示したように、非磁性上部形状層２２ｚの上面２２ｃの上に、フォトリソグラフィ法を用いて、フォトレジスト層５０を形成する。この場合には、フォトレジスト層５０の前端が、基体１０の表面に垂直な基準面（仮想面）２８−２８から、有効ＴＨに相当する距離よりも大きい距離ａだけ後退するようにする。
【００５１】
続いて、図２および図３に示したように、フォトレジスト層５０をマスクとして用いて、主磁極層２１ｚおよび非磁性上部形状層２２ｚをイオンビームエッチングする。これにより、図３に示したように、下側部分２１ａおよび上側部分２１ｂを含むと共に傾斜面２１ｓを有するテーパ主磁極層２１が形成されると共に、傾斜面２２ｓを有するテーパ非磁性上部形状層２２が形成される。この場合には、基準面２８−２８と直交する方向において、フォトレジスト層５０から離れるにしたがってエッチング量が増大するため、同一面内に位置すると共に基準面２８−２８に対して角度βをなすように傾斜面２１ｓ，２２ｓが形成される。続いて、酸化アッシング法などを用いて、使用済みのフォトレジスト層５０を除去する。
【００５２】
続いて、図４に示したように、テーパ主磁極層２１およびテーパ非磁性上部形状層２２の上に、物理気相成長（physical vapor deposition ：ＰＶＤ）法または化学気相成長（chemical vapor deposition ：ＣＶＤ）法などを用いて、第１部分２３ａおよび第２部分２３ｂを含むと共に傾斜面２３ｓを有する記録ギャップ層２３を形成する。この記録ギャップ層２３は、全体に渡って均一な厚さＴ２を有するように形成されるため、傾斜面２３ｓは、傾斜面２１ｓ，２２ｓと同様に基準面２８−２８に対して角度βをなす。
【００５３】
続いて、図５に示したように、記録ギャップ層２３の第２部分２３ｂの上に、フォトリソグラフィ法を用いて、フォトレジスト層５１を形成する。この場合には、第１部分２３ａの上の領域は後工程においてトレーリングシールド２４が形成される領域であるため、その領域にフォトレジスト層５１は形成されない。
【００５４】
続いて、図１および図５に示したように、記録ギャップ層２３の第１部分２３ａの上に、電気鍍金法またはスパッタ法などを用いて、基準面２８−２８に沿うようにトレーリングシールド２４を形成する。この場合には、トレーリングシールド２４の厚さ（図１に示した第３側面２４ｂの長さｎ）が厚さＴ１，Ｔ２の合計よりも大きくなるようにする。電気鍍金法を用いる場合には、第１部分２３ａの上にあらかじめシード層（図示せず）を形成したのち、そのシード層を用いて鍍金膜を成長させるようにしてもよい。続いて、酸化アッシング法などを用いて、使用済みのフォトレジスト層５１を除去する。
【００５５】
なお、トレーリングシールド２４を形成したのち、その周囲に非磁性絶縁層（図示せず）を形成してもよい。この場合には、非磁性絶縁層の形成後に全体を研磨することにより、トレーリングシールド２４および非磁性絶縁層を平坦化してもよい。あらかじめトレーリングシールド２４を厚く形成しておけば、研磨量のマージンを稼ぐことができる。
【００５６】
最後に、化学機械研磨（chemical mechanical polishing ：ＣＭＰ）法を用いて、テーパ主磁極層２１、記録ギャップ層２３およびトレーリングシールド２４を一側面側（基準面２８−２８側）から研磨することにより、図１に示したように、ＡＢＳ２５−２５を形成する。上記したようにテーパ主磁極層２１等を一側面側から研磨すると共に、研磨後（ＡＢＳ２５−２５の形成後）の状態においてテーパ非磁性上部形状層２２がＡＢＳ２５−２５よりも後退していることから明らかなように、ＡＢＳ２５−２５は、基準面２８−２８とテーパ非磁性上部形状層２２（傾斜面２２ｓを規定する一端部）との間に形成される。このＡＢＳ２５−２５は、基体１０の表面に対して垂直である。これにより、ＰＭＲヘッド２０が完成する。
【００５７】
なお、ＰＭＲヘッド２０を製造する場合には、ウェハなどの上に複数のＰＭＲヘッド２０を一括形成したのち、各ＰＭＲヘッド２０ごとにウェハを切断してもよい。
【００５８】
本実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法によれば、傾斜面２１ｓを有するテーパ主磁極層２１と、傾斜面２２ｓを有するテーパ非磁性上部形状層２２と、記録ギャップ層２３と、トレーリングシールド２４とを含む構造が形成される。テーパ主磁極層２１は、下側部分２１ａと、傾斜面２１ｓを有する上側部分２１ｂとを有している。テーパ非磁性上部形状層２２は、上側部分２１ｂの上面２１ｃの上に形成されていると共に、その傾斜面２２ｓは、傾斜面２１ｓと同一面内に位置している。記録ギャップ層２３は、テーパ主磁極層２１の傾斜面２１ｓおよびテーパ非磁性上部形状層２２の２２ｓの上に形成されると共に傾斜面２３ｓを有する第１部分２３ａと、テーパ非磁性上部形状層２２の上面２２ｃの上に形成された第２部分２３ｂとを有している。トレーリングシールド２４は、記録ギャップ層２３の第１部分２３ａの上に形成されている。この場合には、以下の理由により、記録磁界の強度を増大させつつ、トレーリングシールド２４における磁束の飽和を抑制することにより、記録性能を向上させることができる。この場合には、有効ＴＨを厳密に制御することもできるため、記録性能を著しく向上させることができる。
【００５９】
図６は、本実施の形態のＰＭＲヘッド２０に対する参考例のＰＭＲヘッド３０の断面構成を表しており、図１に対応する断面を示している。このＰＭＲヘッド３０は、図１３に示したＰＭＲヘッド１の改良型であり、本発明の発明者によりＰＭＲヘッド２０よりも以前に設計されたものである。確認までに説明しておくと、ＰＭＲヘッド３０は、あくまで本発明の発明者によりなされた設計の過程においてＰＭＲヘッド２０と比較されるものである。このため、本願の出願時点においてＰＭＲヘッド３０の構成が既に公知であることを自ら認めているわけではない。
【００６０】
ＰＭＲヘッド３０は、ＡＢＳ１４−１４を有しており、基体１０の上に、傾斜面１１ｓを有するテーパ主磁極層１１と、記録ギャップ層１２と、トレーリングシールド１３とがこの順に積層された構造を含んでいる。テーパ主磁極層１１は、磁極先端部１１ｔおよび下面１１ｄを有する下側部分１１ａと、傾斜面１１ｓおよび上面１１ｃを有する上側部分１１ｂとを有している。記録ギャップ層１２は、全体に渡って均一な厚さｅを有していると共に、テーパ主磁極層１１の傾斜面１１ｓの上に形成されると共に傾斜面１２ｓを有する第１部分１２ａと、上面１１ｃの上に形成されると共に上面１２ｃを有する第２部分１２ｂとを有している。傾斜面１２ｓとＡＢＳ１４−１４との間の角度αは、約１０°〜８０°である。第２部分１２ｂ（第１部分１２ａと第２部分１２ｂとの境界位置）は、ＡＢＳ１４−１４から距離ｓだけ後退しており、その距離ｓは、約０．０５μｍ〜０．３μｍである。トレーリングシールド１３は、記録ギャップ層１２の第１部分１２ａと第２部分１２ｂの一部との上に形成されている。このトレーリングシールド１３のＡＢＳ１４−１４に沿った側面は、長さｍを有しており、その長さｍは、上側部分１１ｂの厚さと記録ギャップ層１２の厚さｅとの合計よりも大きくなっている。有効ＴＨは、トレーリングシールド１３の高さにより決定される。
【００６１】
この参考例のＰＭＲヘッド３０では、テーパ主磁極層１１がテーパ部（傾斜面１１ｓ）を有しており、そのテーパ主磁極層１１中を流れる磁束がＡＢＳ１４−１４近傍において集中するため、記録磁界の強度が高くなる。しかしながら、トレーリングシールド１３がテーパ主磁極層１１に近すぎて、そのテーパ主磁極層１１からトレーリングシールド１３へ磁束が過剰に漏れやすいため、トレーリングシールド１３において磁束が飽和しやすくなる。
【００６２】
これに対して、本実施の形態のＰＭＲヘッド２０では、ＰＭＲヘッド３０と同様に、テーパ主磁極層２１中を流れる磁束がＡＢＳ２５−２５近傍において集中するため、記録磁界の強度が高くなる。また、トレーリングシールド２４とテーパ主磁極層２１との間に非テーパ非磁性上部形状層２２が挿入されており、テーパ主磁極層２１からトレーリングシールド２４へ磁束が過剰に漏れにくいため、そのトレーリングシールド２４において磁束が飽和しにくくなる。さらに、テーパ主磁極層２１だけでなくテーパ非磁性上部形状層２２もテーパ部を有しており、そのテーパ部を有していない場合と比較して、ＡＢＳ２５−２５を形成するための研磨量マージンが大きくなるため、有効ＴＨを制御しやすくなる。したがって、有効ＴＨを厳密に制御しながら、記録磁界の強度を増大させると共に、トレーリングシールド２４における磁束の飽和を抑制することができるため、記録性能を向上させることができるのである。
【００６３】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６４】
図７は、本実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッド（ＰＭＲヘッド４０）の主要部の断面構成を表しており、図１に対応する断面を示している。このＰＭＲヘッド４０は、新たに非テーパ非磁性上部形状層２６を含んでいると共に、それに応じて記録ギャップ層２３およびトレーリングシールド２４の構成が変更されていることを除き、第１の実施の形態で説明したＰＭＲヘッド２０と同様の構成を有している。
【００６５】
非テーパ非磁性上部形状層２６は、テーパ非磁性上部形状層２２の上面２２ｃの上に形成されており、ＡＢＳ２５−２５よりも後退した位置から後方に向かって延在している。この後退距離は、テーパ非磁性上部形状層２２の後退距離よりも大きくなっている。また、延在距離は、例えば、テーパ主磁極層２１の延在距離よりも小さくなっている。
【００６６】
特に、非テーパ非磁性上部形状層２６は、テーパ非磁性上部形状層２２とは異なり、テーパ部を有していない。詳細には、非テーパ非磁性上部形状層２６は、テーパ非磁性上部形状層２２の他端部の位置に位置すると共にＡＢＳ２５−２５に平行な側面２６ｅと、その側面２６ｅに連結されると共に基体１０の表面に平行な上面２６ｃとを有している。この非テーパ非磁性上部形状層２６は、例えば、テーパ非磁性上部形状層２６と同様の材料を含んでいると共に、約０．５μｍ以下の厚さを有している。
【００６７】
記録ギャップ層２３は、テーパ主磁極層２１、テーパ非磁性上部形状層２２および非テーパ非磁性上部形状層２６の上に形成されている。この記録ギャップ層２３は、テーパ主磁極層２１の傾斜面２１ｓおよびテーパ非磁性上部形状層２２の傾斜面２２ｓの上に形成されると共に傾斜面２３ｓを有する第１部分２３ａと、非テーパ非磁性上部形状層２６の側面２６ｅの上に形成されると共に側面２３ｐを有する第２部分２３ｂと、非テーパ非磁性上部形状層２６の上面２６ｃの上に形成されると共に上面２３ｃを有する第３部分２３ｄとを有している。特に、第２部分２３ｂの側面２３ｐは、ＡＢＳ２５−２５から距離ｖだけ後退しており、その距離ｖは、有効ＴＨを規定する。
【００６８】
トレーリングシールド２４は、記録ギャップ層２３のうち、第１部分２３ａおよび第２部分２３ｂと第３部分２３ｄの一部との上に形成されている。このトレーリングシールド２４は、ＡＢＳ２５−２５に沿った第１側面２４ｂと、ＡＢＳ２５−２５から離れた側において有効ＴＨよりも大きな距離に位置すると共に第１側面２４ｂに対向する第２側面２４ｃと、記録ギャップ層２３の第１部分２３ａに隣接した第３側面２４ｅと、第２部分２３ｂに隣接した第４側面２４ｆと、第３部分２３ｄに隣接した第５側面２４ｄと、第３側面２４ｅおよび第５側面２４ｄに対向すると共にＡＢＳ２５−２５に垂直な第６側面２４ａとを有している。また、トレーリングシールド２４の高さ（最大高さ）ｒは、例えば、約０．１μｍ〜０．５μｍである。
【００６９】
有効ＴＨは、上記したように、トレーリングシールド２４の下方部分の高さｖ、すなわちＡＢＳ２５−２５と記録ギャップ層２３の第２部分２３ｂとの間の距離である。なお、有効ＴＨの値は、例えば、第１の実施の形態と同様である。
【００７０】
図８〜図１１は、ＰＭＲヘッド４０の製造工程を表しており、図７に対応する断面構成を示している。このＰＭＲヘッド４０は、新たに非テーパ非磁性上部形状層２６を形成すると共に、記録ギャップ層２３およびトレーリングシールド２４を上記した構成となるように形成することを除き、第１の実施の形態で説明したＰＭＲヘッド２０の製造方法と同様の手順により製造される。
【００７１】
ＰＭＲヘッド４０を製造する際には、まず、図８に示したように、基体１０の上に、上面２１ｃおよび下面２１ｄを有する主磁極層２１ｚを形成する。続いて、主磁極層２１ｚの上面２１ｃの上に、上面２２ｃを有する非磁性上部形状層２２ｚ（厚さＴ１）を形成したのち、その非磁性上部形状層２２ｚの上に、上面２６ｃを有する追加非磁性上部形状層２６ｚ（厚さＴ２）を形成する。この追加非磁性上部形状層２６ｚは、単層構造でもよいし、多層構造でもよい。続いて、追加非磁性上部形状層２６ｚの上面２６ｃの上に、フォトリソグラフィ法を用いて、フォトレジスト層５２を形成する。
【００７２】
続いて、フォトレジスト層５２をマスクとして用いて、追加非磁性上部形状層２６ｚをエッチングする。これにより、図９に示したように、フォトレジスト層５２により覆われていない領域において追加非磁性上部成形層２６ｚが除去され、その領域に開口部２９が形成されるため、基準面２８−２８に対向する側面２６ｅを有する非テーパ非磁性上部形状層２６が形成される。この場合には、開口部２９が開口高さｂを有し、非テーパ非磁性上部形状層２６の側面２６ｅが基準面２８−２８から開口高さｂに相当する距離だけ後退するようにする。なお、エッチング法としては、例えば、リアクティブイオンエッチング（reactive ion etching：ＲＩＥ）を用いる。
【００７３】
続いて、フォトレジスト層５２および非テーパ非磁性上部形状層２６をマスクとして用いて、主磁極層２１ｚおよび非磁性上部形状層２２ｚをイオンビームエッチングする。これにより、図１０に示したように、下側部分２１ａおよび上側部分２１ｂを含むと共に傾斜面２１ｓを有するテーパ主磁極層２１が形成されると共に、その傾斜面２１ｓと同一面内に位置する傾斜面２２ｓを有するテーパ非磁性上部形状層２２が形成される。続いて、酸化アッシング法などを用いて、使用済みのフォトレジスト層５２を除去する。
【００７４】
続いて、テーパ主磁極層２１、テーパ非磁性上部形状層２２および非テーパ非磁性上部形状層２６の上に、第１部分２３ａ、第２部分２３ｂおよび第３部分２３ｃを有する記録ギャップ層２３（厚さＴ３）を形成する。これにより、開口部２９が開口長さｂよりも小さい開口長さｖ１を有することになる。この開口長さｖ１は、有効ＴＨを規定する距離ｖ（図１参照）よりも大きくなるように設定される。
【００７５】
続いて、図１１に示したように、記録ギャップ層２３の第３部分２３ｃの上に、フォトリソグラフィ法を用いて、フォトレジスト層５３を形成する。この場合には、開口部２９の上方周辺領域以外の領域にフォトレジスト層５３を形成することにより、その開口部２９の上方にそれと連通された開口部３１が形成されるようにする。この開口部３１の開口長さｒ１は、開口部２９の開口長さｖ１よりも大きくなると共に、高さｒ（図７参照）よりも大きくなるように設定される。
【００７６】
続いて、図７および図１１に示したように、記録ギャップ層２３のうち、第１部分２３ａおよび第２部分２３ｂと第３部分２３ｃの一部との上に、基準面２８−２８に沿うようにトレーリングシールド２４を形成する。この場合には、トレーリングシールド２４の厚さ（図７に示した第３側面２４ｂの長さｎ）が厚さＴ１〜Ｔ３の合計よりも大きくなるようにする。
【００７７】
最後に、ＣＭＰ法などを用いて、テーパ主磁極層２１、記録ギャップ層２３およびトレーリングシールド２４を一側面側から研磨することにより、図７に示したように、ＡＢＳ２５−２５を形成する。これにより、ＰＭＲヘッド４０が完成する。
【００７８】
本実施の形態に係る垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法によれば、第１の実施の形態で説明したテーパ主磁極層２１、テーパ非磁性上部形状層２２、記録ギャップ層２３およびトレーリングシールド２４と共に、テーパ非磁性上部形状層２２と記録ギャップ層２３との間に挿入された非テーパ非磁性上部形状層２６とを含む構造が形成される。非テーパ非磁性上部形状層２６は、テーパ非磁性上部形状層２２の上面２６ｃの上に形成されていると共に、側面２６ｅおよび上面２６ｃを有している。記録ギャップ層２３は、テーパ主磁極層２１の傾斜面２１ｓおよびテーパ非磁性上部形状層２２の２２ｓの上に形成された第１部分２３ａと、非テーパ非磁性上部形状層２６の側面２６ｅ上に形成された第２部分２３ｂと、上面２６ｃの上に形成された第３部分２３ｃとを有している。トレーリングシールド２４は、記録ギャップ層２３の第１部分２３ａおよび第２部分２３ｂと第３部分２３ｃの一部との上に形成されている。この場合には、以下の理由により、記録磁界の強度を増大させつつ、トレーリングシールド２４における磁束の飽和を抑制することにより、記録性能を向上させることができる。
【００７９】
図１２は、本実施の形態のＰＭＲヘッド４０に対する参考例のＰＭＲヘッド５０の断面構成を表しており、図７に対応する断面を示している。このＰＭＲヘッド５０は、図１３に示したＰＭＲヘッド１の改良型であり、本発明の発明者によりＰＭＲヘッド４０よりも以前に設計されたものである。第１の実施の形態で説明した参考例のＰＭＲヘッド２０と同様に、ＰＭＲヘッド５０は、あくまでＰＭＲヘッド４０と比較されるだけのものである。
【００８０】
ＰＭＲヘッド５０は、基体１０の上に、傾斜面１１ｓを有するテーパ主磁極層１１と、非テーパ非磁性上部形状層１５と、記録ギャップ層１２と、トレーリングシールド１３とがこの順に積層された構造を含んでいる。非テーパ非磁性上部形状層１５は、上側部分１１ｂの上面１１ｃの上に形成されており、厚さｆを有している。この非テーパ非磁性上部形状層１５は、ＡＢＳ１４−１４から後退しており、そのＡＢＳ１４−１４に平行な側面１５ｅと、基体１０の表面に平行な上面１５ｃとを有している。記録ギャップ層１２は、テーパ主磁極層１１の傾斜面１１ｓの上に形成された第１部分１２ａと、非テーパ非磁性上部形成層１５の側面１５ｅの上に形成された第２部分１２ｂと、上面１５ｃの上に形成された第３部分１２ｃとを有している。トレーリングシールド１４は、記録ギャップ層１２の第１部分１２ａおよび第２部分１２ｂと第３部分１２ｃの一部との上に形成されている。このトレーリングシールド１４のうち、上方部分は高さｋを有しており、下方部分は高さｋよりも小さい高さｓを有している。有効ＴＨは、トレーリングシールド１３の下方部分の高さｓ、すなわちＡＢＳ１４−１４と記録ギャップ層１２の第２部分１２ｂとの間の距離により決定される。
【００８１】
この参考例のＰＭＲヘッド５０では、第１の実施の形態で説明したＰＭＲヘッド３０と同様の理由により、テーパ主磁極層１１を有しているため、記録磁界の強度が高くなる。また、トレーリングシールド１３とテーパ主磁極層１１との間に非テーパ非磁性上部形状層１５が挿入されており、テーパ主磁極層１１からトレーリングシールド１３へ磁束が過剰に漏れにくいため、そのトレーリングシールド１３において磁束が飽和しにくくなる。しかしながら、有効ＴＨを小さくしようとすると、ＡＢＳ１４−１４を形成するための研磨量マージンが小さくなるため、その有効ＴＨを制御することが困難になる。
【００８２】
これに対して、本実施の形態のＰＭＲヘッド４０では、ＰＭＲヘッド５０と同様に、テーパ主磁極層２１を有しているため、記録磁界の強度が高くなる。また、トレーリングシールド２４とテーパ主磁極層２１との間にテーパ非磁性上部形状層２２だけでなく非テーパ非磁性上部形状層２６が挿入されており、テーパ主磁極層２１からトレーリングシールド２４へ磁束が過剰に漏れにくいため、そのトレーリングシールド２４において磁束が飽和しにくくなる。さらに、テーパ主磁極層２１だけでなくテーパ非磁性上部形状層２２もテーパ部を有しており、そのテーパ部を有していない場合と比較して、ＡＢＳ２５−２５を形成するための研磨量マージンが大きくなるため、有効ＴＨを制御しやすくなる。したがって、有効ＴＨを厳密に制御しながら、記録磁界の強度を増大させると共に、トレーリングシールド２４における磁束の飽和を抑制することができるため、記録性能を向上させることができるのである。特に、ＰＭＲヘッド４０では、テーパ非磁性上部形状層２２と共に非テーパ非磁性上部形状層２６も有しているため、第１の実施の形態で説明したＰＭＲヘッド２０と比較して、トレーリングシールド２４における磁束の飽和をより抑制することができる。
【００８３】
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記した各実施の形態において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明の垂直磁気記録ヘッドおよびその製造方法に関する上記以外の条件（形状、寸法、形成材料および形成方法など）は、任意に変更可能である。もちろん、一連の図面に記載した各構成要素の寸法は、あくまで本発明を説明するための一例にすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの主要部の構成を表す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの製造工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に続く工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に続く工程を説明するための断面図である。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るＰＭＲヘッドに対する参考例のＰＭＲヘッドの構成を表す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの主要部の構成を表す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るＰＭＲヘッドの製造工程を説明するための断面図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るＰＭＲヘッドに対する参考例のＰＭＲヘッドの構成を表す断面図である。
【図１３】従来のＰＭＲヘッドの主要部の構成を表す断面図である。
【図１４】図１３に示した主磁極層の構成を表す平面図である。
【符号の説明】
【００８５】
２０，４０…ＰＭＲヘッド、２１…テーパ主磁極層、２１ｚ…主磁極層、２２…テーパ非磁性上部形状層、２２ｚ…非磁性上部形状層、２３…記録ギャップ層、２４…トレーリングシールド、２６…非テーパ非磁性上部形状層、２６ｚ…追加非磁性上部形状層、５０〜５３…フォトレジスト層。
【図１】
2009117027.tif 000003
【図２】
2009117027.tif 000004
【図３】
2009117027.tif 000005
【図４】
2009117027.tif 000006
【図５】
2009117027.tif 000007
【図６】
2009117027.tif 000008
【図７】
2009117027.tif 000009
【図８】
2009117027.tif 000010
【図９】
2009117027.tif 000011
【図１０】
2009117027.tif 000012
【図１１】
2009117027.tif 000013
【図１２】
2009117027.tif 000014
【図１３】
2009117027.tif 000015
【図１４】
2009117027.tif 000016