(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気記憶装置の磁気記録ヘッドに関し、より詳細にはサイドイレーズ磁界を低減して記録磁界を向上する磁気記録ヘッドの構造を提供する。【解決手段】磁気記録ヘッドは、主磁極の幅を浮上面方向に狭く絞る第１のテーパと、主磁極の厚さを浮上面方向に絞る第２のテーパとを有する磁気記録ヘッドであり、第２のテーパは主磁極の浮上面と反対方向に所定の角度で開く辺から主磁極の厚さが増加する少なくとも２つの傾斜面を成すテーパ構造であるよう構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極の幅を浮上面方向に狭くするように絞る第１のテーパと、該主磁極の厚さを該浮上面方向に減少するように絞る第２のテーパとを有する磁気記録ヘッドであって、
前記第２のテーパは、前記主磁極の浮上面と反対方向に所定の角度で開く辺から該主磁極の厚さが増加する少なくとも２つの傾斜面を成すテーパ構造である
ことを特徴とする磁気記録ヘッド。
【請求項２】
前記第２のテーパのテーパ開始位置は、前記第１のテーパによって絞られた位置と浮上面との間のネック部上にある
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項３】
前記第２のテーパは、前記主磁極のトレーリング側に形成した
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気記録ヘッド。
【請求項４】
前記請求項１乃至請求項３に記載の磁気記録ヘッドのいずれかの磁気記録ヘッドと、ＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子を用いた磁気再生ヘッドとを搭載した
ことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】
前記請求項４に記載の磁気ヘッドを搭載した
ことを特徴とする磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記憶装置に関し、より詳細にはサイドイレーズ磁界を低減して記録磁界の強度を向上する磁気記録ヘッドの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記憶装置においては、さらなる磁気記録信号を高密度に記録する技術が求められている。高密度化のためには磁気記録媒体に記録するトラックピッチを狭くすると共に磁化の長手方向（いわゆるビット長）を短くすることが必要であるが、それらも熱ゆらぎにより限界がある。このため、従来の面内記録方式に代わって磁気記録媒体に垂直に磁化を行う垂直記録方式が用いられるようになってきている。
【０００３】
垂直記録方式においても高密度化のためには狭い領域に磁気記録ヘッドの主磁極からの磁界分布を集中させる必要があることから、磁気記録ヘッドの主磁極の浮上面（主磁極の媒体対向面でＡＢＳ(Air Bearing Surface)面ともいう）を従来以上に低下させることが行われている。しかしながら、このようにすることで主磁極の側面からの漏洩磁束によって隣接するトラックに記録した情報が消去されるという、所謂サイドイレーズの問題を生じることが知られている。
【０００４】
サイドイレーズの問題に対し、近年では逆台形形状に浮上面を形成した主磁極を用いる方式や主磁極の両側にサイドシールドと呼ばれるシールド層を配置する方法が用いられるようになった。これらの方法はサイドイレーズの問題の解消を図っているが、いづれの方式でも主磁極からの記録磁界の出力を減らすことになるため、さらにトラックピッチが小さくなると、記録磁界の出力低下による書込み不良の発生が懸念される。
【０００５】
記録磁界の出力を向上させる手段として、主磁極面内にテーパを付けテーパによって絞られた主磁極部の磁束密度を高めることは既に一般的になっており、それに加えて主磁極部の厚み方向にもテーパを付けより磁束を絞ることが行われている。
【０００６】
図９と図１０を用いて従来技術による磁気ヘッドの構成と磁気記録ヘッドに用いられる主磁極の概要を説明する。図９は磁気ヘッド１０の構成を示し、磁気ヘッド１０は磁気記録ヘッド１１と磁気再生ヘッド１２とから成る。磁気記録ヘッド１１は主磁極２０、上部リターンヨーク３０、補助ヨーク３１、下部リターンヨーク３３、トレーリングシールド３２およびコイル４０で構成する。コイル４０に流れる電気信号により主磁極２０内に発生した磁束は主磁極２０の媒体対向面から磁気記録媒体５０に向かって放射され、放射された磁束は磁気記録媒体５０を通って上部リターンヨーク３０に入り、補助ヨーク３１を通って主磁極２０に戻る。磁気記録媒体４０を通った他の磁束は下部リターンヨーク３３に入り、補助ヨーク３１を通って主磁極２０に戻る。磁束がこのようなパス（磁路）を通る過程において、磁気記録媒体５０に記録磁界を誘導し、磁気記録媒体５０に磁極の向きを１ビットの情報として記録する。トレーリングシールド３２は磁気記録媒体５０に磁気記録を行う際の磁界勾配を急峻にするためのものである。
【０００７】
磁気再生ヘッド１２は、下部シールド７０と上部シールド７１と再生素子６０とで構成する。再生素子６０は、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）やＴＭＲ（Tunneling Magneto-Resistive）を用い、それらの効果による電気抵抗の変化を利用して磁気記録媒体に記録された磁化方向を検出する。磁気記録媒体に記録された磁化の検出は微弱な磁界の検出となり、外部磁界の影響を受けないように図に示すように再生素子６０は上下の磁気シールド層に挟まれた構造にしている。
【０００８】
磁気ヘッド１０は薄膜で形成され、図示しないアルチック等の基板上に磁気再生ヘッド１２を形成し、その上に磁気記録ヘッド１１を形成する。即ち、図９のリーディング側に基板があり、下部シールド７０から順に薄膜を生成しエッチングプロセスで形成していく。従って、磁気ヘッド１０の浮上面は、基板に生成した薄膜の断面ということになる。なお、図９において、例えば下部シールド７０と上部シールド７１との間の再生素子６０のない部分や上部シールド７１と下部リターンヨーク３３との間の部分はＡｌ２Ｏ３（アルミナ）のような絶縁物で埋められている。
【０００９】
図１０は図９の磁気ヘッド１０から主磁極２０を取り出した状態を示しており、図１０（ａ）は図９で示した方向と同方向から見た図（側面図）で、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の主磁極を右側から見た図（上面図、即ち基板に対して膜生成面の上方から見た図）を示している。また、図１０（ｃ）は、主磁極を斜め上から見た斜視図を示している。図１０（ｃ）に示す浮上面２４は逆台形の形状に形成されサイドイレーズを解消している。図１０（ｂ）において、テーパ２２とテーパ２３が主磁極２０の面内におけるテーパで、幅広の部分からこのテーパによって幅が絞られ、絞られた部分（図のＮＨ（Neck Height）で示す部分で、ここではネック部と言うことにする）から図の下辺の浮上面２４の端部までの部分で磁束密度が高くなる。また、図１０（ａ）のテーパ２１は主磁極２０の膜厚方向に対するテーパで、テーパ２１によって浮上面に向かう膜厚を減少させ、これによって磁束は更に絞られことになる。この厚さ方向の絞りにより、テーパ２１から浮上面端部までのＰＨ（Pole Height）で示す部分で磁束密度が高められる。なお、図９、図１０で示した磁気記録ヘッドは薄膜プロセスで作成される。
【００１０】
本発明は、出力磁界の向上に伴って発生するサイドイレーズ磁界を減少させる磁気記録ヘッドの構造に関するものであるが、この問題を解消するための提案がなされている（例えば、特許文献１）。この提案は、ポールチップを有する主磁極において、主磁極の絞り込み部分と絞り込み位置とをポールチップに対してリーディング側に配置する構造である。このようにすることで、主磁極からの漏れ磁束の影響の低減が図れる、とするものである。
【特許文献１】特開２００６−１９０４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述のように、主磁極の面内および厚さ方向にテーパを形成することにより主磁極に発生させた磁束を絞り、浮上面の出力磁界を高めることが実施されている。この場合に、テーパの開始位置を浮上面に近づけると磁気記録媒体に対して記録磁界は増加するがこれと共にサイドイレーズを生じさせる磁界（ここでは、イレーズ磁界という）も同時に増加するという問題があった。
【００１２】
イレーズ磁界は主磁極の浮上面以外から磁気記録媒体に対して放射する漏洩磁束によって作られる磁界である。例えば、ネック部を構成する面やテーパを形成する端部から漏洩磁束が放射されると考えられる。
【００１３】
このため、イレーズ磁界を極力抑えた形で高い記録磁界を実現できる磁気記録ヘッドの開発が求められており、本発明は高い記録磁界を得ながらイレーズ磁界を抑制する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】
【００１４】
本発明の磁気記録ヘッドは以下のように構成される。
（１）第１の発明
第１の発明の磁気記録ヘッドは、主磁極の幅を浮上面方向に狭くするように絞る第１のテーパと、主磁極の厚さを浮上面方向に減少するように絞る第２のテーパとを有する磁気記録ヘッドであり、第２のテーパは主磁極の浮上面と反対方向に所定の角度で開く辺から主磁極の厚さが増加する少なくとも２つの傾斜面を成すテーパ構造である、ことを特徴とするものである。
【００１５】
即ち、本発明の主磁極は、膜面内と厚さ方向において浮上面に向かって絞るテーパを形成し、厚さ方向に形成したテーパ（第２のテーパ）は少なくとも２つの傾斜面を成した構造である。
（２）第２の発明
第２の発明の磁気記録ヘッドは、第１の発明の磁気記録ヘッドの第２のテーパのテーパ開始位置が、第１のテーパによって絞られた位置と浮上面との間のネック部上にある、ことを特徴とする。
【００１６】
即ち、本発明の第２のテーパのテーパ開始位置は、第１のテーパの開始位置から浮上面側にあることになる。
（３）第３の発明
第３の発明の磁気記録ヘッドは、第１と第２の発明の磁気記録ヘッドの第２のテーパを、主磁極のトレーリング側に形成した、ことを特徴とする。
（４）第４の発明
第４の発明の磁気ヘッドは、第１の発明から第３の発明の磁気記録ヘッドのいずれかの磁気記録ヘッドと、ＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子を用いた磁気再生ヘッドとを搭載した、ことを特徴とする。
（５）第５の発明
第５の発明の磁気記憶装置は、第４の発明の磁気ヘッドを搭載した、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本発明によれば、次に示す効果が得られる。
【００１８】
第１の発明により、第２のテーパが浮上面と反対方向に厚さが増加する少なくとも２つの傾斜面を持つようにしたので、従来構造の端部が面取りされた構造となる。このため、ここからの漏洩磁束が減少し、結果としてイレーズ磁界を抑制した磁気記録ヘッドの提供ができる。
【００１９】
第２の発明により、第２のテーパのテーパ開始位置を第１のテーパの開始位置から浮上面に近くしたので、浮上面からの出力磁界を高めた磁気記録ヘッドの提供ができる。
【００２０】
第３の発明により、第２のテーパを主磁極のトレーリング側に形成するようにしたので、形成が容易となって低コストの磁気記録ヘッドの提供ができる。
【００２１】
第４の発明により、磁気再生ヘッドと第１の発明の磁気記録ヘッドとを組み合わせた構造としたことで、イレーズ磁界を抑制した再生／記録を複合した磁気ヘッドの提供ができる。
【００２２】
第５の発明により、第４の発明の磁気ヘッドを搭載することでイレーズ磁界を抑制した磁気記憶装置の提供ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の磁気記録ヘッド、磁気ヘッドおよび磁気記憶装置の実施形態を、図１から図８を用いて説明する。
【００２４】
図1に本発明の磁気ヘッド１００の主磁極２１０の構造を示す。図１は、従来技術で示した図１０に対応させて描いた図である。即ち、図１（ａ）は主磁極の側面図を、図１（ｂ）は上面図を、図１（ｃ）は斜視図を示す。また、磁気ヘッド１００は従来技術と同様に薄膜プロセスで作成される。
【００２５】
図１（ｂ）において、テーパ２１１とテーパ２１２とが、主磁極２１０の膜面内に形成した第１のテーパであり、下方の浮上面に向かって主磁極の幅をこのテーパ２１１とテーパ２１２によって絞っている。この第１のテーパは、従来技術で示したテーパ２２とテーパ２３と同一である。第１のテーパにより、絞った位置から浮上面迄（即ち、ＮＨの距離で示される領域）のネック部を形成している。
【００２６】
第２のテーパは、傾斜面２１５と傾斜面２１６とによって、図１（ｂ）に示されるようにネック部上から第１のテーパ部分にまたがって形成される。傾斜面２１５の底辺２１３と傾斜面２１６の底辺２１４は、図１（ｂ）の上方に向かって（浮上面と反対方向に向かって）所定の角度で開き、その底辺から主磁極を形成する膜が厚くなる傾斜面を有している。逆の言い方をすれば、幅広の主磁極の一定の膜厚からこの２つの傾斜面で膜厚が薄くなるように絞る、ことになる。
【００２７】
この実施例では底辺２１３と底辺２１４は直接交わり稜線２１７を形成しているが、直接交わらなくてもよい。２つの傾斜面２１５、２１６の間を結ぶ面があってもよく、この２つの傾斜面２１５、２１６を持つことが重要である。何故なら、従来構造におけるテーパ２１の端部がこの傾斜面２１５、２１６に置き換わったと考えてもよく、傾斜面となったことで端部の鋭角部分でなくなり漏洩磁束が減少すると考えるからである。
【００２８】
第２のテーパの開始位置はこの図１（ａ）でＰＨ０で表される位置である。図１（ａ）に示されるように、この第２のテーパの開始位置は、第１のテーパの開始位置ＮＨより浮上面に近い位置にある。即ち、第２のテーパを構成する傾斜面２１５および傾斜面２１６はネック部上から第１のテーパ部にまたがって形成される。このことは、従来構造のテーパ２１の開始位置を浮上面に近づけたことになる。更に、第２のテーパは図１（ａ）に示すようにトレーリング側に形成している。トレーリング側に形成する理由は、後述するが磁気ヘッドの製造プロセスにおいて基板上にまず磁気再生ヘッドを形成し、その上に磁気記録ヘッドを形成するが、このとき磁気記録ヘッドの主磁極の膜生成された上面はトレーリング側となり、第２のテーパを容易に形成できるからである。
【００２９】
次に、本発明の主磁極２１０のプロセスを図２により説明する。図２（ａ）は、絶縁膜２１０−１上に主磁極層２１０−２およびメタルマスク層２１０−３が生成された状態を示している（絶縁膜２１０−１の下部には磁気再生ヘッドと下部リターンヨーク、コイル、補助ヨーク等が形成されているが、それまでのプロセスは従来技術と同様であるので、こでは主磁極２１０形成のプロセスから説明している）。絶縁膜２１０−１は例えばＡｌ２Ｏ３で、主磁極層２１０−２は例えばＣｏＦｅであり、メタルマスク層２１０−３は例えばＴａである。以降の図２では、主磁極２１０の浮上面２１８から見た膜の断面の形状をもとに説明する。
【００３０】
続いて、メタルマスク層２１０−３の上にレジストを塗布し、通常のフォトプロセス（フォトマスクを用いてＵＶ露光後、現像、ベーキングのプロセス）によりレジストパターン２１０−４を形成する。パターン形状は、図１（ｂ）の外形を投影した形状である。このレジストパターン２１０−４をマスクとしてイオンミリングを行う。図２（ｂ）は、イオンミリングを実施している状態を示している（矢印はイオンの放射方向を示す）。
【００３１】
イオンミリングにより、メタルマスク層２１０−３のＴａがエッチングされ、レジストパターン２１０−４と同形状のメタルマスクパターン２１０−５が形成される。メタルマスクパターン２１０−５上のレジストを除去後、メタルマスクパターン２１０−５をマスクとして斜めイオンミリングを行う。斜めイオンミリングは図２（ｃ）の矢印に示すように２方向から行う。
【００３２】
斜めイオンミリングにより主磁極層２１０−２は図２（ｄ）に示す形状にエッチングされる。即ち、主磁極２１０の先端部である浮上面２１８は逆台形に形成されることになる。ここまでは、従来の主磁極形成のプロセスと同一である。
【００３３】
続いて、図３に本発明の部分に相当する主磁極２１０の形成に入る。図３は図２と異なる方向から見た図で説明する。図３（ｅ）および図３（ｆ）のそれぞれの上の図は主磁極２１０を側面から見た図であり、下の図は膜生成した時の上から見た図を示す。従って、図２で示した図の方向は図３の下の図を左から見たことになる。
【００３４】
図３（ｅ）は、図２（ｄ）の状態でレジストを塗布して第１のテーパの開始位置より所定距離上方（浮上面に対して反対側、図３（ｅ）では右側）からレジストが覆われるようにレジストパターン２１０−６を形成し、浮上面２１８を前面としたとき、斜め後ろの２方向（右斜め後ろと左斜め後ろ）から前面に向かってイオンミリングを施した状態を示している。このイオンミリングによって、主磁極２１０のネック部はイオンミリングのイオンがレジスト２１０−６によって影となると共に、後ろ斜め２方向からの放射により、図３（ｆ）の形状にエッチングされる。この結果、エッチングで加工された主磁極層２１０−２（即ち、主磁極２１０）だけを取り出した斜視図は図１（ｃ）に示す形状になる。
【００３５】
主磁極２１０を形成した以降のプロセスは従来と同一である。磁気ヘッド１００形成のプロセスが完了した状態を図４に示す。即ち、磁気ヘッド１００は、アルチック等の基板４００上に磁気再生ヘッド３００を形成し、その磁気再生ヘッド３００の上に磁気記録ヘッド２００を形成している。磁気再生ヘッド３００は、下部シールド３１０と上部シールド３３０の間にＧＭＲあるいはＴＭＲによる再生素子３２０を挟んだ構造になっている。磁気記録ヘッド２００は、下部リターンヨーク２２０、補助ヨーク２３０、主磁極２１０、コイル２６０、上部リターンヨーク２４０、トレーリングシールド２５０が図に示すように配置された構造になっている。図４の左側の面が磁気ヘッド１００の浮上面である。
【００３６】
本発明による磁気記録ヘッドの特性例を図５に示す。図５は、図１に示すＰＨ０を変化させたときの記録磁界とイレーズ磁界のそれぞれの強度を示している。図５の上のグラフ（丸の塗りつぶしたグラフ）が記録磁界で、下のグラフ（四角の塗りつぶしたグラフ）がイレーズ磁界である。ＰＨ０を浮上面に近づけると記録磁界は少しずつ強くなるがイレーズ磁界は変化していないことが分かる。
【００３７】
図５に示す本発明の特性と比較するために従来構造の磁気記録ヘッド（図１０に示した磁気記録ヘッド）の特性を図６に示す。図６も上のグラフ（丸で示したグラフ）が記録磁界で、下のグラフ（四角で示したグラフ）がイレーズ磁界である。従来構造にはＰＨ０はないのでＰＨ０に相当ＰＨの距離を変えたときの特性である。図６からＰＨを浮上面に近づけると記録磁界は少しずつ強くなると共にイレーズ磁界も増加することが分かる。なお、図５と図６に示した主磁極のＮＨとＰＬは、それぞれ５７ｎｍ、ＰＬ１００ｎｍである。
【００３８】
イレーズ磁界と記録磁界の強度の比をとって本発明と従来技術の構造のものと比較すると、図７に示すようになる。三角形の塗りつぶしのグラフが本発明によるもの、三角形の塗りつぶしのないグラフが従来技術によるものである。従来技術によるものは、膜厚方向のテーパの開始位置ＰＨを浮上面に近づけるに従いイレーズ磁界／記録磁界の強度比は徐々に低下するが、本発明によるものはその強度比の低下がより大きく変化しており、改善されていることが分かる。
【００３９】
次に、本発明の磁気ヘッド１００を搭載した磁気記憶装置５００の実施形態を図８を用いて説明する。図８は、磁気記憶装置５００の概略を示すもので、磁気記録媒体である磁気ディスク７００上に本発明の磁気ヘッド１００が浮上している状態を示している。磁気ヘッド１００はスライダ上に形成され、このスライダはサスペンション６００の先端部に固定される。サスペンション６００はアーム６１０を介してアクチュエータ６２０と接続し、アクチュエータ６２０の回転により磁気ヘッド１００は磁気ディスク７００上を弧を描いて回転する。この回転により、磁気ヘッド１００は磁気ディスク７００の半径方向の位置に位置づけすることを可能とする。磁気ディスク７００上の点線は情報の読み書きが行われるトラック７１０を示しており、磁気ヘッド１００はこのトラック７１０上に位置づけされることになる。この位置で磁気ヘッド１００は、回転する磁気ディスク７００に対して情報の読み書きを行う。以上磁気記憶装置としての実施形態を示した。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による主磁極の構造例である。
【図２】本発明による磁気記録ヘッドの主磁極部の形成プロセス（その１）である。
【図３】本発明による磁気記録ヘッドの主磁極部の形成プロセス（その２）である。
【図４】本発明による磁気ヘッドの構造例である。
【図５】本発明による記録磁界とイレーズ磁界の特性例である。
【図６】従来技術による記録磁界とイレーズ磁界の特性例である。
【図７】本発明と従来技術のイレーズ磁界／記録磁界強度比の例である。
【図８】本発明による磁気記憶装置の構成例である。
【図９】従来技術の磁気ヘッドの全体構造例である。
【図１０】従来技術の主磁極の構造例である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    磁気ヘッド
１１    磁気記録ヘッド
１２    磁気再生ヘッド
２０    主磁極
２１    テーパ
２２    テーパ
２３    テーパ
２４    浮上面
３０    上部リターンヨーク
３１    補助ヨーク
３２    トレーリングシールド
３３    下部リターンヨーク
４０    コイル
５０    磁気記録媒体
６０    再生素子
７０    下部シールド
７１    上部シールド
１００  磁気ヘッド
２００  磁気記録ヘッド
２１０  主磁極
２１０−１  絶縁層
２１０−２  主磁極層
２１０−３  メタルマスク層
２１０−４  レジストパターン
２１０−５  メタルマスクパターン
２１０−６  レジストパターン
２１１  テーパ（第１のテーパ）
２１２  テーパ（第１のテーパ）
２１３  （第２のテーパの）底辺
２１４  （第２のテーパの）底辺
２１５  （第２のテーパの）傾斜面
２１６  （第２のテーパの）傾斜面
２１７  稜線
２１８  浮上面
２２０  下部リターンヨーク
２３０  補助ヨーク
２４０  上部リターンヨーク
２５０  トレーリングシールド
２６０  コイル
３００  磁気再生ヘッド
３１０  下部シールド
３２０  再生素子
３３０  上部シールド
４００  基板
５００  磁気記憶装置
６００  サスペンション
６１０  アーム
６２０  アクチュエータ
７００  磁気ディスク
７１０  トラック
【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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