JP2005056509A - 薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ及びハードディスク装置 - Google Patents

薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ及びハードディスク装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 薄膜磁気ヘッドの電磁変換素子や磁気抵抗効果素子と、記録媒体と、の間隔をより微少にすることのできる薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、及びハードディスク装置を提供すること。
【解決手段】 薄膜磁気ヘッドは、ＧＭＲ素子４０を有する再生ヘッド部３０と、記録ヘッド部６０と、記録ヘッド部６０上に設けられたオーバーコート層２１とを備える。オーバーコート層２１中に、ヒータ部材８０が設けられる。ヒータ部材８０は、オーバーコート層２１内に上部シールド層３８等と平行に形成される。ヒータ部材８０は、一本のラインを層内で蛇行させた発熱部８１と、この発熱部８１の両端に各々接続された引出電極８５ａ，８５ｂとを有する。発熱部８１の材質としては、ＮｉＣｕを含んでいる。ＮｉＣｕにおけるＮｉ原子の含有割合は、例えば１５〜６０原子％であり、好ましくは２５〜４５原子％である。
【選択図】 図５

Description

本発明は、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ及びハードディスク装置に関する。
書込用の電磁変換素子や再生用の磁気抵抗効果素子が設けられた薄膜磁気ヘッドは、ハードディスク装置への記録再生時に、記録媒体であるハードディスクから浮上するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、薄膜磁気ヘッドをジンバルに搭載し、該ジンバルを可撓性のサスペンションアームの先端部に取り付けることでヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）を構成する。そして、ハードディスクの回転に伴う空気流が薄膜磁気ヘッドの下方に流れることでサスペンションアームが撓み、該ヘッドが浮上する。
そして、ハードディスクの高密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドとハードディスクとの空隙すなわちヘッド浮上量は、２０ｎｍから１５ｎｍ、更には１０ｎｍと極限まで小さくなってきている。
特開平５−２０６３５号公報
さらなる高密度化のためには、薄膜磁気ヘッドの電磁変換素子や磁気抵抗効果素子と、記録媒体と、の間の距離を従来よりも微少な状態にすることが求められている。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、薄膜磁気ヘッドの電磁変換素子や磁気抵抗効果素子と、記録媒体と、の間隔をより微少にすることのできる薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、及びハードディスク装置を提供することを目的とする。
本発明者らは鋭意検討を進めた結果、通電されることで発熱するヒータ部材を薄膜磁気ヘッドに設け、ヒータ部材を発熱させて薄膜磁気ヘッドを熱膨張させることにより、磁気抵抗効果素子や電磁変換素子と、これら磁気抵抗効果素子や電磁変換素子と対向する記録媒体と、の距離を低減させることができることを見出した。
本発明者らは、更に、ヒータ部材への通電時に、ヒータ部材の温度上昇に伴ってヒータ部材自身の電気抵抗値が変化（上昇）してしまい、当該ヒータ部材の発熱状態を所望の状態に調整することが困難となり、上述した磁気抵抗効果素子や電磁変換素子と、これら磁気抵抗効果素子や電磁変換素子と対向する記録媒体と、の距離を所望な値に管理することができなくなる惧れがあるという事実を見出した。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、電磁変換素子及び磁気抵抗効果素子の少なくとも一方と、通電されることで発熱するヒータ部材と、を備え、ヒータ部材は、ＮｉＣｕを含む。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、通電によりヒータ部材が発熱し、薄膜磁気ヘッドが熱膨張するので、薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子や電磁変換素子と、記録媒体と、の距離が低減される。
また、ヒータ部材の材質としてＮｉＣｕを含んでいるので、通電時におけるヒータ部材の温度上昇に伴う電気抵抗値の変化が抑制されることとなる。これにより、ヒータ部材の発熱状態を所望の状態に維持することが比較的容易に行うことができ、薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子や電磁変換素子と、記録媒体と、の距離を所望な値に管理することができる。
上記ＮｉＣｕにおけるＮｉ原子の含有割合は、２５〜４５原子％であることが好ましい。これによれば、ヒータ部材の電気抵抗値の変化をより一層抑制することができる。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、電磁変換素子及び磁気抵抗効果素子の少なくとも一方と、通電されることで発熱するヒータ部材と、を備え、ヒータ部材は、ＮｉＣｒを含む。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、通電によりヒータ部材が発熱し、薄膜磁気ヘッドが熱膨張するので、薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子や電磁変換素子と、記録媒体と、の距離が低減される。
また、ヒータ部材の材質としてＮｉＣｒを含んでいるので、通電時におけるヒータ部材の温度上昇に伴う電気抵抗値の変化が抑制されることとなる。これにより、ヒータ部材の発熱状態を所望の状態に維持することが比較的容易に行うことができ、薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子や電磁変換素子と、記録媒体と、の距離を所望な値に管理することができる。
上記ＮｉＣｒにおけるＮｉ原子の含有割合は、７０〜８５原子％であることが好ましい。これによれば、ヒータ部材の電気抵抗値の変化をより一層抑制することができる。
本発明に係るヘッドジンバルアセンブリは、基台と、基台に形成される薄膜磁気ヘッドと、基台を固定するジンバルと、を備え、薄膜磁気ヘッドは、電磁変換素子及び磁気抵抗効果素子の少なくとも一方と、通電されることで発熱するヒータ部材と、を有しており、ヒータ部材は、ＮｉＣｕあるいはＮｉＣｒを含む。
本発明に係るハードディスク装置は、基台と、基台に形成される薄膜磁気ヘッドと、薄膜磁気ヘッドと対向する記録媒体と、を備え、薄膜磁気ヘッドは、電磁変換素子及び磁気抵抗効果素子の少なくとも一方と、通電されることで発熱するヒータ部材と、を有しており、ヒータ部材は、ＮｉＣｕあるいはＮｉＣｒを含む。
このような、ヘッドジンバルアセンブリやハードディスク装置は、上述の薄膜磁気ヘッドを備えることにより、同様に薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子や電磁変換素子と、記録媒体と、の距離が低減され、また、ヒータの抵抗値のバラツキが低減される。また、通電時におけるヒータ部材の温度上昇に伴う電気抵抗値の変化が抑制されることとなり、薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子や電磁変換素子と、記録媒体と、の距離を所望な値に管理することができる。
本発明によれば、薄膜磁気ヘッドの電磁変換素子や磁気抵抗効果素子と、記録媒体と、の間隔をより微少にすることのできる薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、及びハードディスク装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
図１は、本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドを備えたハードディスク装置を示す図である。ハードディスク装置１は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ：Head Gimbals Assembly）１５を作動させて、高速回転するハードディスク（記録媒体）２の記録面（図１の上面）に、薄膜磁気ヘッド１０によって磁気情報を記録及び再生するものである。ヘッドジンバルアセンブリ１５は、薄膜磁気ヘッド１０が形成されたヘッドスライダ１１を搭載したジンバル１２と、これが接続されたサスペンションアーム１３とを備え、支軸１４周りに例えばボイスコイルモータによって回転可能となっている。ヘッドジンバルアセンブリ１５を回転させると、ヘッドスライダ１１は、ハードディスク２の半径方向、すなわちトラックラインを横切る方向に移動する。
図２は、ヘッドスライダ１１の拡大斜視図である。ヘッドスライダ１１は、略直方体形状をなし、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）を主とする基台１１ａ上に、薄膜磁気ヘッド１０が形成されている。同図における手前側の面は、ハードディスク２の記録面に対向する記録媒体対向面であり、エアベアリング面（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）Ｓと称される。ハードディスク２が回転する際、この回転に伴う空気流によってヘッドスライダ１１が浮上し、エアベアリング面Ｓはハードディスク２の記録面から離隔する。薄膜磁気ヘッド１０には、薄膜磁気ヘッド１０を保護するために、図中破線で示したオーバーコート層２１（詳しくは後述）が設けられている。オーバーコート層２１上には、記録用パッド１８ａ，１８ｂ、再生用パッド１９ａ，１９ｂ、及び、後述するヒータ用パッド８６ａ、８６ｂが取り付けられており、図１に示したサスペンションアーム１３には、各パットに接続される、電気信号の入出力用の配線（図示省略）が取り付けられている。尚、エアベアリング面Ｓに、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）等のコーティングを施してもよい。
図３は、薄膜磁気ヘッド１０におけるエアベアリング面Ｓに対して垂直かつトラックラインに垂直な方向の断面図である。図４は、薄膜磁気ヘッド１０におけるヒータ部材の平面図であり、図中下側に、エアベアリング面Ｓが位置する。図５は、薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面Ｓに平行な断面図であり、図３及び図４のＶ−Ｖ破断線に対応する図である。薄膜磁気ヘッド１０は、基台１１ａ上に形成されており、図３に示すように、基台１１ａ側から順に、磁気抵抗効果素子としてＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子４０を有する再生ヘッド部３０と、誘導型の電磁変換素子としての記録ヘッド部６０と、記録ヘッド部６０上に設けられたオーバーコート層２１と、を主として有する複合型薄膜磁気ヘッドとなっている。
基台１１ａは、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等からなるウエハ状の基板である。そして、この基台１１ａ上には、アルミナ等の絶縁材料からなるアンダーコート層１１３が厚さ１〜１０μｍで形成されている。
再生ヘッド部３０は、アンダーコート層１１３上に設けられており、アンダーコート層１１３側から順に、下部シールド層３２、ＧＭＲ素子４０を含みこのＧＭＲ素子４０を上下から挟む絶縁層３６、及び、上部シールド層３８、が積層されることにより構成されている。ＧＭＲ素子４０は、磁気抵抗変化率が高い巨大磁気抵抗効果を利用したものであり、多層構造（図示は省略）を有してＡＢＳ面側に露出している。下部シールド層３２及び上部シールド層３８は、不要な外部磁界をＧＭＲ素子４０が感知するのを防止する機能を有し、磁性材料を含む。下部シールド層３２の厚さは１〜３μｍ程度で、上部シールド層の厚さは厚さ１〜４μｍ程度である。また、絶縁層３６の厚みは、０．０５〜１．０μｍ程度である。尚、本明細書において、シールド層のように「上部」及び「下部」という語を用いる場合があるが、「下部」とは基台１１ａに近い側であることを意味し、「上部」とは基台１１ａから遠い側であることを意味する。
記録ヘッド部６０は、再生ヘッド部３０上に絶縁層３９を介して形成され、長手記録方式の誘導型磁気変換素子である。尚、絶縁層３９としては厚さ０．１〜２．０μｍ程度のアルミナ等を利用できるが、必ずしも設ける必要はない。そして、記録ヘッド部６０は、絶縁層３９側から順に、軟磁性材料からなる下部磁極６１、非磁性の絶縁材料からなるギャップ層６３を有している。また、ギャップ層６３上には、ＡＢＳ面側に磁極部分層６４ａが、ＡＢＳ面から離れた側に上下２段の薄膜コイル７０を含む絶縁層７２が積層されている。さらに、磁極部分層６４ａ上及び絶縁層７２上には、薄膜コイル７０の一部を下部磁極６１との間に挟むと共に、エアベアリング面Ｓから離れた側で下部磁極６１と磁気的に連結するヨーク部分層６４ｂを有している。そして、下部磁極６１、ギャップ層６３、薄膜コイル７０、絶縁層７２、上部磁極６４が記録ヘッド部６０を構成している。
下部磁極６１は、パーマロイ（ＮｉＦｅ）等の磁性材料であり、例えば、厚さ１〜３μｍ程度で形成される。
ギャップ層６３は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の非磁性絶縁体あるいは非磁性導電体と非磁性絶縁体との組合せであり、例えば、厚さ０．０５〜０．５μｍ程度に形成される。
磁極部分層６４ａは、ヨーク部分層６４ｂとともに上部磁極６４を構成するものであり、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ）の他、(1)鉄及び窒素原子を含む材料、(2)鉄、ジルコニア、及び酸素原子を含む材料、並びに、(3)鉄及びニッケル元素を含む材料等で形成することができる。磁極部分層６４ａの厚みは、例えば０．５〜３．５μｍ程度であり、好ましくは１．０〜２．０μｍである。
ヨーク部分層６４ｂの材質は磁極部分層６４ａと同様であり、例えば、厚さ１〜５μｍ程度である。
また、薄膜コイル７０は、Ｃｕ等の導体で、例えば、各厚みは１〜３μｍ程度である。
また、絶縁層７２は、アルミナやレジスト等の絶縁体で、例えば、厚さ０．１〜３μｍ程度である。
そして、薄膜コイル７０に記録電流を流すと、磁極部分層６４ａと下部磁極６１との間に磁束が発生し、ハードディスク等の記録媒体２に情報を記録することができる。
オーバーコート層２１は、薄膜磁気ヘッド１０の記録ヘッド部６０を保護するためのアルミナ等の絶縁材料からなる層であり、記録ヘッド部６０上に厚さ５．０〜３０μｍで設けられている。また、オーバーコート層２１において、ＡＢＳ面と、基台１１ａから一番遠い上面と、によって形成される稜部には、切欠部１００が形成されている。
そして、特に、本実施形態では、図３〜図５に示すように、このオーバーコート層２１中に、ヒータ部材８０が設けられている。このヒータ部材８０は、ＡＢＳ面Ｓから所定距離離間されて、オーバーコート層２１内に上部シールド層３８等と平行に形成されている。
ヒータ部材８０は、図４に示すように、一本のラインを層内で蛇行させた発熱部８１と、この発熱部８１の両端に各々接続された引出電極８５ａ，８５ｂとを有し、所定の長さの通電路を形成している。
より具体的には、発熱部８１は、所定の始点１８０から折返点１８１まで矩形波状に蛇行するように形成された上り部１８６と、折返点１８１から始点１８０の近傍の終点１８２まで上り部１８６に沿って蛇行しながら戻るように形成された下り部１８７と、始点１８０と引出電極８５ｂとを接続する接続部１７０と、終点１８２と引出電極８５ａとを接続する接続部１７２とを有している。また、互いに沿うように形成された上り部１８６と下り部１８７との間隔１９０は、互いに面する上り部１８６同士の間隔１９２や、互いに面する下り部１８７同士の間隔１９３よりも狭くされている。
ヒータ部材８０の発熱部８１の厚みは、例えば、１００〜５０００ｎｍ程度である。この発熱部８１の材質としては、ＮｉＣｕを含んでいる。ＮｉＣｕにおけるＮｉ原子の含有割合は、例えば１５〜６０原子％であり、好ましくは２５〜４５原子％である。また、発熱部８１の材質をＮｉＣｕとした場合、当該ＮｉＣｕの他に、添加物としてＴａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆの何れかの元素を含んでいてもよい。この添加物の含有割合は、５原子％以下であることが好ましい。
なお、発熱部８１の材質として、ＮｉＣｕの代わりに、ＮｉＣｒを含んでいてもよい。この場合、ＮｉＣｒにおけるＮｉ原子の含有割合は、例えば５５〜９０原子％であり、好ましくは７０〜８５原子％である。また、発熱部８１の材質をＮｉＣｒとした場合、当該ＮｉＣｒの他に、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆの何れかの元素を添加物として含んでいてもよい。この添加物の含有割合は、５原子％以下であることが好ましい。
ヒータ部材８０の引出電極８５ａ、８５ｂは、発熱部８１と同じ材質である。引出電極８５ａ、８５ｂ上には、図３及び図５に示すように、各々導電性の電極膜部材８７ａ、８７ｂが形成されている。電極膜部材８７ａ、８７ｂ上には、この電極膜部材８７ａ、８７ｂを電極として電解メッキにより形成された、上方に伸びるバンプ８４ａ、８４ｂが各々設けられている。電極膜部材８７ａ、８７ｂ及びバンプ８４ａ、８４ｂは、Ｃｕ等の導電材料からなり、電極膜部材８７ａ、８７ｂの厚みは、１０〜２００ｎｍ程度、バンプ８４ａ、８４ｂの厚みは、１０〜３０μｍ程度である。
バンプ８４ａ，８４ｂの上端はオーバーコート層２１から露出しており、この露出面にはそれぞれヒータ用パッド８６ａ，８６ｂが各々取り付けられている。ヒータ用パッド８６ａ、８６ｂを介してヒータ部材８０に電流が供給されることとなる。なお、同様にして、記録ヘッド部６０は記録用パッド１８ａ，１８ｂ（図２参照）と、再生ヘッド部３０の磁気抵抗効果素子４０は再生用パッド１９ａ，１９ｂと、各々接続されているが、図３及び図５においては簡単のため図示を省略している。
次に、このような構成の薄膜磁気ヘッド１０、ヘッドジンバルアセンブリ１５、及びハードディスク装置１の作用を説明する。図６に示すように、ハードディスク２が図中矢印方向に回転すると、空気流によって薄膜磁気ヘッド１０は浮上し、記録ヘッド部６０の上部磁極６４側がハードディスク２に近づくようにうつむく姿勢（前傾姿勢）となる。この際、ヒータ部材８０に通電すると、当該ヒータ部材８０から発生する熱によって薄膜磁気ヘッド１０におけるヒータ部材８０の周囲が熱膨張し、薄膜磁気ヘッド１０及び基台１１ａのＡＢＳ面Ｓが、記録媒体２側に向かって二点鎖線で示すように突出する。これにより、ＧＭＲ素子４０や記録ヘッド部６０とハードディスク２との間隔が低減され、高い再生出力が得られると共に、より高密度の書込等を行うことができる。ここで、ヒータ部材８０への通電量を制御することにより、突出量を調節でき、記録ヘッド部６０やＧＭＲ素子４０と記録媒体２との間の距離を所望の値に制御できる。ヒータ部材８０への通電量は、例えば、１００ｍＷ程度に設定することができる。
また、本実施形態においては、ヒータ部材８０の発熱部８１の材質としてＮｉＣｕあるいはＮｉＣｒが含まれているので、ヒータ部材８０が通電された際に、当該ヒータ部材８０の発熱部８１の温度上昇に伴って、ヒータ部材８０（発熱部８１）の電気抵抗値が変化するのが抑制されることとなる。これにより、ヒータ部材８０の発熱状態を所望の状態に維持することを比較的容易に行うことができ、記録ヘッド部６０やＧＭＲ素子４０と記録媒体２との間の距離を所望な値に管理することができる。
また、ヒータ部材８０が、オーバーコート層２１中に設けられているので、ＧＭＲ素子４０や記録ヘッド部６０より下の部分、あるいは、ＧＭＲ素子４０や記録ヘッド部６０と同一の高さの部分にヒータを設けるのに比して構造が簡素化されて薄膜磁気ヘッドの製造が容易となる。
また、ヒータ部材８０が、オーバーコート層２１中に設けられると共に、記録ヘッド部６０が、オーバーコート層２１とＧＭＲ素子４０との間に設けられているので、ＧＭＲ素子４０とヒータ部材８０との間隔は、記録ヘッド部６０とヒータ部材８０との間隔よりも広くなっている。このため、特に発熱による影響を比較的受けやすいＧＭＲ素子４０が高温による悪影響を受けにくくされ、信頼性を向上できる。
また、薄膜磁気ヘッド１０のオーバーコート層２１には切欠部１００が形成されているので、薄膜磁気ヘッド１０のＡＢＳ面Ｓが熱膨張によりハードディスク２に突出しても、記録媒体２と接触しにくくなっている。なお、この切欠部１００の形状は、本実施形態のような１段の逆Ｌ字状のものに限られず、多段の切欠としてもよいし傾斜面を有する切欠等としてもよい。
さらに、ヒータ部材８０においては、図４に示すように、上り部１８６と下り部１８７とが互いに寄り添うようにして蛇行しているので、アンペールの右ねじの法則から分かるように、始点１８０及び終点１８２と、折返点１８１との間において上り部１８６と下り部１８７とから発生する磁界が、互いにうち消し合う。このため、磁界の漏洩が少なくなって記録ヘッド部６０や磁気抵抗効果素子４０に悪影響を及ぼしにくくなる。また、間隔１９０が間隔１９３や間隔１９２よりも狭くされているので、互いに近接するように設けられた上り部１８６と下り部１８７とが、この上り部１８６と下り部１８６とから遠く離された他の上り部１８６と下り部１８７とから磁界の影響を受けにくくされ、通電により発生する磁界がより好適にキャンセルされる。このため、特に、ヒータ部材８０の最外側で互いに沿うように配置される下り部１８６Ａや上り部１８７Ａからの磁界の漏洩が少なくされる。
以上説明したように、本実施形態によれば、ハードディスク２との距離を低減でき、さらなる高密度化が可能な薄膜磁気ヘッド１０、ヘッドジンバルアセンブリ１５及びハードディスク装置１が提供される。
次に、本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法の一例を、図７〜図１１を参照して説明する。ここで、図７は、薄膜磁気ヘッドにおけるエアベアリング面Ｓに対して垂直かつトラックラインに垂直な方向の断面図であり、図８は、図７の状態での薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面Ｓに平行な断面図でありＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ破断線に対応する図である。尚、公知の製造過程については、説明を簡略化する。
まず、図７及び図８に示すように、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等からなる基板である基台１１ａに、スパッタリング法によって、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁材料からなるアンダーコート層１１３を形成する。
次に、アンダーコート層１１３の上に、例えばめっき法によって、パーマロイ等の磁性材料からなる下部シールド層３２を形成する。さらに、下部シールド層３２上に、公知の手法によってＧＭＲ素子４０と、これを上下左右から挟むＡｌ2Ｏ3等の絶縁層３６を形成する。ＧＭＲ素子４０は、実際は複数の膜から構成されるが、図においては単層で示している。また、このＧＭＲ素子４０は、ＡＢＳ面側に形成される。続いて、絶縁層３６上に、例えばめっき法によって上部シールド層３８を形成する。以上により、再生ヘッド部３０が得られる。
次に、上部シールド層３８上に、例えばスパッタリング法によって、Ａｌ2Ｏ3等の絶縁材料からなる絶縁層３９を形成する。
次いで、絶縁層３９上に、パーマロイからなる下部磁極６１を例えばスパッタリング法で形成する。次に、下部磁極６１上に例えばスパッタリング法で非磁性絶縁体あるいは非磁性導電体と非磁性絶縁体とを組み合わせたものからなるギャップ層６３を形成する。さらに、ギャップ層６３上に、フォトリソグラフィやドライエッチング等を用いた公知の方法で、２段の薄膜コイル７０を有する絶縁層７２と、上部磁極６４の磁極部分層６４ａと、上部磁極６４のヨーク部分層６４ｂと、を形成する。ここで、薄膜コイル７０の一部が、下部磁極６１と上部磁極６４との間に挟まれるようにこれらを形成する。本実施形態では２段の薄膜コイル７０を形成するが、段数はこれに限られず、また、ヘリカルコイルのようなものを形成してもよい。これにより、記録ヘッド部６０が完成する。
次に、記録ヘッド部６０を覆うように、非磁性のオーバーコート下層２１ａを形成する。そして、オーバーコート下層２１ａ上に、スパッタリング等によって導電性材料からなるヒータ材料層１１０を形成する。ヒータ材料層１１０の導電性材料としては、ＮｉＣｕあるいはＮｉＣｒを含むことが好ましい。また、ヒータ材料層１１０の導電性材料としてＮｉＣｕを用いる場合、当該ＮｉＣｕの他に、添加物としてＴａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆの何れかの元素を含んでいてもよい。また、ヒータ材料層１１０の導電性材料としてＮｉＣｒを用いる場合、当該ＮｉＣｒの他に、Ｔａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆの何れかの元素を含んでいてもよい。
次に、イオンミリング等により、ヒータ材料層１１０の露出部の一部をオーバーコート下層２１ａの上面まで除去することにより、図９に示すような、引出電極８５ａ，８５ｂ、及び、蛇行する発熱部８１を形成する。これによって、ヒータ部材８０が形成される。
次に、図１０に示すように、ヒータ部材８０の発熱部８１、ヒータ部材８０の引出電極８５ａ、８５ｂ、及び、オーバーコート下層２１ａで表面に露出する部分に、Ｃｕ等の導電材料からなるめっき用の電極膜１２０を所定の厚み、例えば、１０〜２００ｎｍ、でスパッタリング等により形成する。
次に、電極膜１２０で引出電極８５ａ，８５ｂに各々接触する部分の上に、電極膜１２０を電極としてめっき法によって上方に伸びるバンプ８４ａ，８４ｂを各々形成する。
次に、図１１に示すように、バンプ８４ａ，８４ｂをマスクとして、表面に露出する電極膜１２０を、ミリング等により除去する。また、このとき、バンプ８４ａ，８４ｂの下の電極膜１２０は除去されずに残存し、電極膜部材８７ａ、８７ｂとなる。
その後、スパッタ法等によって、Ａｌ2Ｏ3等の絶縁材料を上層として積層し、例えば、ポリッシング法によってバンプ８４ａ、８４ｂが上面に露出する所望の高さまで絶縁材料をけずり、オーバーコート上層２１ｂとする。その後、バンプ８４ａ，８４ｂの上端部の露出部分にヒータ用パッド８６ａ、８６ｂを配設する。ここで、オーバーコート下層２１ａ及びオーバーコート上層２１ｂがオーバーコート層２１に対応する。なお、図示は省略するが、このとき、図示しない記録用パッドや再生用パッドも形成する。さらに、図示は省略するが、オーバーコート層２１の稜を切削して、切欠部１００を形成する。
以上により、図３〜図５に示した、本実施形態に係る薄膜磁気ヘッド１０が完成する。
続いて、イオンミリング等によって基台１１ａにスライダレールを形成することにより、図２に示したヘッドスライダ１１が得られ、このヘッドスライダ１１をジンバル１２に搭載した後、サスペンションアーム１３に接続することにより図１に示したヘッドジンバルアセンブリ１５が完成する。また、ヘッドジンバルアセンブリ１５を作製した後、ヘッドスライダ１１がハードディスク２上を移動可能で、且つ、磁気信号の記録及び再生が可能となるように組み立てることにより、図１に示したハードディスク装置１が完成する。
ここで、本実施形態によって、ヒータ部材８０の温度上昇に伴う当該ヒータ部材８０の電気抵抗値の変化を抑制できることを、実施例及び比較例によって、具体的に示す。以下の実施例及び比較例では、ヒータ部材８０の発熱部８１に着目し、発熱部８１の電気抵抗値の変化がどの程度抑制されるかを求めたものである。なお、実施例及び比較例の何れにおいても、発熱部８１は、非通電状態での電気抵抗（コイル抵抗）が１００Ωとなるように、そのパターンや厚み等が設定されている。
比較例１〜８は、発熱部８１の材質を、各々、Ｎｉ80Ｆｅ20（Ｎｉ８０原子％、Ｆｅ２０原子％の組成）、Ｃｕ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｏ90Ｆｅ10（Ｃｏ９０原子％、Ｆｅ１０原子％の組成）として場合である。通電量０．１ｍＷにおけるコイル抵抗〔Ω〕は、順に、９９．２、１００．３、１０１．１、１０１．８、１００．６、１００．５、１００．７、９９．１となった。また、通電量１００ｍＷにおけるコイル抵抗〔Ω〕は、順に、１２４．７、１３２．３、１３７．０、１２９．２、１２０．３、１３０．９、１４９．９、１３２．５となった。したがって、抵抗変化率（％）は、順に、２５．７、３１．９、３５．５、３６．９、１９．６、３０．２、４８．９、３３．７となる。
実施例１〜７は、発熱部８１の材質を、各々、Ｎｉ60Ｃｕ40（Ｎｉ６０原子％、Ｃｕ４０原子％の組成）、Ｎｉ55Ｃｕ45（Ｎｉ５５原子％、Ｃｕ４５原子％の組成）、Ｎｉ50Ｃｕ50（Ｎｉ５０原子％、Ｃｕ５０原子％の組成）、Ｎｉ45Ｃｕ55（Ｎｉ４５原子％、Ｃｕ５５原子％の組成）、Ｎｉ40Ｃｕ60（Ｎｉ４０原子％、Ｃｕ６０原子％の組成）、Ｎｉ25Ｃｕ75（Ｎｉ２５原子％、Ｃｕ７５原子％の組成）、Ｎｉ15Ｃｕ85（Ｎｉ１５原子％、Ｃｕ８５原子％の組成）とした場合である。通電量０．１ｍＷにおけるコイル抵抗〔Ω〕は、順に、１００．２、１０１．８、１０１．８、１０１．０、９９．０、１０１．１、１０２．０となった。また、通電量１００ｍＷにおけるコイル抵抗〔Ω〕は、順に、９７．３、９９．９、１０１．０、１０１．２、９９．８、１０３．０、１０４．９となった。したがって、抵抗変化率（％）は、順に、−２．９、−１．９、−０．８、０．２、０．８、１．９、２．８となる。
実施例８〜１２は、発熱部８１の材質を、各々、Ｎｉ90Ｃｒ10（Ｎｉ９０原子％、Ｃｒ１０原子％の組成）、Ｎｉ85Ｃｒ15（Ｎｉ８５原子％、Ｃｒ１５原子％の組成）、Ｎｉ80Ｃｒ20（Ｎｉ８０原子％、Ｃｒ２０原子％の組成）、Ｎｉ70Ｃｒ30（Ｎｉ７０原子％、Ｃｒ３０原子％の組成）、Ｎｉ55Ｃｒ45（Ｎｉ５５原子％、Ｃｒ４５原子％の組成）とした場合である。通電量０．１ｍＷにおけるコイル抵抗〔Ω〕は、順に、９９．４、１０２．６、１０１．８、１００．４、９９．７となった。また、通電量１００ｍＷにおけるコイル抵抗〔Ω〕は、順に、１０２．２、１０４．４、１０２．２、１０２．２、１０２．６となった。したがって、抵抗変化率（％）は、順に、２．８、１．８、０．４、１．８、２．９となる。
以上の結果を、図１２に示す。このように、発熱部８１の材質を、ＮｉＣｕあるいはＮｉＣｒとすることで、通電時における発熱部８１の電気抵抗値の変化が抑制されることが分かる。そして、発熱部８１の材質をＮｉＣｕとする場合、Ｎｉ原子の含有割合を２５〜４５原子％とすることにより、ヒータ部材８０（発熱部８１）の電気抵抗値の変化がより一層抑制されることも分かる。また、発熱部８１の材質をＮｉＣｒとする場合、Ｎｉ原子の含有割合を７０〜８５原子％とすることにより、ヒータ部材８０（発熱部８１）の電気抵抗値の変化がより一層抑制されることも分かる。なお、通電量０．１ｍＷでは、発熱部８１の温度（コイル温度）はほぼ室温である。また、通電量１００ｍＷでは、発熱部８１の温度（コイル温度）は８０℃程度となる。
続いて、発熱部８１の材質を、ＮｉＣｕにＴａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆの何れかの各元素を添加した合金とした場合においても、ヒータ部材８０の温度上昇に伴う当該ヒータ部材８０の電気抵抗値の変化を抑制できることを、実施例によって、具体的に示す。
実施例１３〜２７は、発熱部８１の材質を、順に、Ｎｉ45Ｃｕ55にＴａを２原子％添加したＮｉＣｕＴａ合金、同じくＡｌを５原子％添加したＮｉＣｕＡｌ合金、同じくＭｎを２原子％添加したＮｉＣｕＭｎ合金、同じくＣｒを５原子％添加したＮｉＣｕＣｒ合金、同じくＦｅを１原子％添加したＮｉＣｕＦｅ合金、同じくＭｏを３原子％添加したＮｉＣｕＭｏ合金、同じくＣｏを３原子％添加したＮｉＣｕＣｏ合金、同じくＲｈを１原子％添加したＮｉＣｕＲｈ合金、同じくＳｉを２原子％添加したＮｉＣｕＳｉ合金、同じくＩｒを１原子％添加したＮｉＣｕＩｒ合金、同じくＰｔを１原子％添加したＮｉＣｕＰｔ合金、同じくＴｉを２原子％添加したＮｉＣｕＴｉ合金、同じくＮｂを１原子％添加したＮｉＣｕＮｂ合金、同じくＺｒを１原子％添加したＮｉＣｕＺｒ合金、同じくＨｆを１原子％添加したＮｉＣｕＨｆ合金とした場合である。通電量０．１ｍＷにおけるコイル抵抗〔Ω〕は、順に、９９．８、１００．１、９９．２、９９．８、１００．７、１０２．７、１０１．６、１０４．３、１０２．３、１０１．２、９９．６、１００．３、１０２．８、１０２．９、１００．５となった。また、通電量１００ｍＷにおけるコイル抵抗〔Ω〕は、順に、１０１．０、１０１．１、１００．５、１０１．７、１０１．９、１０４．７、１０３．２、１０６．１、１０３．４、１０２．５、１００．９、１０１．７、１０４．７、１０４．９、１０１．９となった。したがって、抵抗変化率（％）は、順に、１．２、１．０、１．３、１．９、１．２、１．９、１．６、１．７、１．１、１．３、１．３、１．４、１．８、１．９、１．４となる。
以上の結果を、図１３に示す。このように、発熱部８１の材質を、ＮｉＣｕにＴａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆの何れかの各元素を添加した合金とした場合においても、通電時における発熱部８１の電気抵抗値の変化が効果的に抑制されることが分かる。
続いて、発熱部８１の材質を、ＮｉＣｒにＴａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆの何れかの各元素を添加した合金とした場合においても、ヒータ部材８０の温度上昇に伴う当該ヒータ部材８０の電気抵抗値の変化を抑制できることを、実施例によって、具体的に示す。
実施例２８〜４２は、発熱部８１の材質を、順に、Ｎｉ80Ｃｒ20にＴａを２原子％添加したＮｉＣｒＴａ合金、同じくＡｌを５原子％添加したＮｉＣｒＡｌ合金、同じくＭｎを２原子％添加したＮｉＣｒＭｎ合金、同じくＣｕを５原子％添加したＮｉＣｒＣｕ合金、同じくＦｅを１原子％添加したＮｉＣｒＦｅ合金、同じくＭｏを３原子％添加したＮｉＣｒＭｏ合金、同じくＣｏを３原子％添加したＮｉＣｒＣｏ合金、同じくＲｈを１原子％添加したＮｉＣｒＲｈ合金、同じくＳｉを２原子％添加したＮｉＣｒＳｉ合金、同じくＩｒを１原子％添加したＮｉＣｒＩｒ合金、同じくＰｔを１原子％添加したＮｉＣｒＰｔ合金、同じくＴｉを２原子％添加したＮｉＣｒＴｉ合金、同じくＮｂを１原子％添加したＮｉＣｒＮｂ合金、同じくＺｒを１原子％添加したＮｉＣｒＺｒ合金、同じくＨｆを１原子％添加したＮｉＣｒＨｆ合金とした場合である。通電量０．１ｍＷにおけるコイル抵抗〔Ω〕は、順に、９８．９、１００．９、９８．４、１００．１、１０１．４、１０３．５、１０２．０、１０５．１、１０２．２、１０２．２、９９．０、９９．９、１０３．５、１０２．１、１０１．３となった。また、通電量１００ｍＷにおけるコイル抵抗〔Ω〕は、順に、１００．４、１０１．４、９９．５、１０２．０、１０３．１、１０５．３、１０３．９、１０７．１、１０３．０、１０４．１、１００．９、１０１．２、１０５．１、１０３．５、１０３．２となった。したがって、抵抗変化率（％）は、順に、１．５、０．５、１．１、１．９、１．７、１．７、１．９、１．９、０．８、１．９、１．９、１．３、１．５、１．４、１．９となる。
以上の結果を、図１４に示す。このように、発熱部８１の材質を、ＮｉＣｒにＴａ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆの何れかの各元素を添加した合金とした場合においても、通電時における発熱部８１の電気抵抗値の変化が効果的に抑制されることが分かる。
以上、本発明者らによってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、薄膜磁気ヘッド１０はＧＭＲ素子４０と記録ヘッド部６０とを共に有しているが、何れか一方を有する薄膜磁気ヘッドとしてもよい。
ヒータ部材８０の位置は上記実施形態に限られず、例えば、アンダーコート層１１３や、絶縁層７２等、任意の位置に設けることができる。また、２つ以上のヒータ部材８０を有していてもよい。また、ヒータ部材８０のＡＢＳ面Ｓ側からの距離も限定されない。さらに、ヒータ部材８０の導電路の形状も限定されない。
また、ヒータ部材８０に流す電流の量等によっては、ヒータ部材８０を軟磁性を含むシールド層で覆っても良く、これによれば、ヒータ部材８０からの磁界が漏洩した場合でも、記録ヘッド部６０や再生ヘッド部３０に悪影響を及ぼすことを防止できる。
さらに、再生ヘッド部３０において、ＧＭＲ素子４０の代わりに、異方性磁気抵抗効果を利用するＡＭＲ（Anisotropy Magneto Resistive）素子、トンネル接合で生じる磁気抵抗効果を利用するＴＭＲ（Tunnel-type Magneto Resistive）素子、さらに、ＣＰＰ(Current Perpendicular to Plane)−ＧＭＲ素子等の他のＭＲ素子を利用してもよい。また、薄膜磁気ヘッドを面内記録方式ではなく、垂直記録方式としてもよい。
また、図２においては、記録ヘッド部６０やＧＭＲ素子４０を含む薄膜磁気ヘッド１０が、スライダ１１の先端部の内、トラックラインと直交するトラック幅方向の一方側の端部に設けられているが、他方側の端部でも、トラック幅方向の中央部に設けられていてもよく、要は、薄膜磁気ヘッド１０が、スライダ１１でＡＢＳ面Ｓに臨む位置に設けられていればよい。
また、図２において、ヒータ用パッド８６ａ，８６ｂは、記録用パッド１８ａ，１８ｂと再生用パッド１９ａ，１９ｂとに挟まれるように配置されているが、これに限られず、任意の配置が可能である。
本実施形態に係るハードディスク装置を示す斜視図である。 ヘッドスライダを示す斜視図である。 本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドを示す断面図である。 本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドのヒータを示す平面図である。 図３の薄膜磁気ヘッドのＶ−Ｖ断面図である。 本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドが熱膨張している様子を示す模式図である。 本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。 本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す図８に続く図である。 本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す図９に続く図である。 本実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す図１０に続く図である。 比較例１〜８及び実施例１〜１２を示す図表である。 実施例１３〜２７を示す図表である。 実施例２８〜４２を示す図表である。
符号の説明
１…ハードディスク装置、２…ハードディスク（記録媒体）、１０…薄膜磁気ヘッド、１１ａ…基台、１２…ジンバル、１５…ヘッドジンバルアセンブリ、４０…ＧＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）、６０…記録ヘッド部（電磁変換素子）、２１…オーバーコート層、８０…ヒータ部材、８１…発熱部。


Claims (6)

  1. 電磁変換素子及び磁気抵抗効果素子の少なくとも一方と、
    通電されることで発熱するヒータ部材と、を備え、
    前記ヒータ部材は、ＮｉＣｕを含む薄膜磁気ヘッド。
  2. 前記ＮｉＣｕにおけるＮｉ原子の含有割合は、２５〜４５原子％である請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
  3. 電磁変換素子及び磁気抵抗効果素子の少なくとも一方と、
    通電されることで発熱するヒータ部材と、を備え、
    前記ヒータ部材は、ＮｉＣｒを含む薄膜磁気ヘッド。
  4. 前記ＮｉＣｒにおけるＮｉ原子の含有割合は、７０〜８５原子％である請求項３に記載の薄膜磁気ヘッド。
  5. 基台と、前記基台に形成される薄膜磁気ヘッドと、前記基台を固定するジンバルと、を備え、
    前記薄膜磁気ヘッドは、
    電磁変換素子及び磁気抵抗効果素子の少なくとも一方と、
    通電されることで発熱するヒータ部材と、を有しており、
    前記ヒータ部材は、ＮｉＣｕあるいはＮｉＣｒを含むヘッドジンバルアセンブリ。
  6. 基台と、前記基台に形成される薄膜磁気ヘッドと、前記薄膜磁気ヘッドと対向する記録媒体と、を備え、
    前記薄膜磁気ヘッドは、
    電磁変換素子及び磁気抵抗効果素子の少なくとも一方と、
    通電されることで発熱するヒータ部材と、を有しており、
    前記ヒータ部材は、ＮｉＣｕあるいはＮｉＣｒを含むハードディスク装置。


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