JP2006073058A - Magnetic head for vertical magnetic recording and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、垂直磁気記録方式の磁気記録装置に用いられる垂直磁気記録用磁気ヘッド及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a magnetic head for perpendicular magnetic recording used in a perpendicular magnetic recording type magnetic recording apparatus and a method for manufacturing the same.
磁気記録装置としては、ハードディスク等の記録媒体に、記録面の面内方向の信号磁界を記録する面内記録方式のものが既に広く普及しているが、記録密度の更なる高密度化を実現するために、記録面と直交する方向の信号磁界を記録する垂直記録方式の磁気記録装置が注目されている。垂直記録方式によれば、高い線記録密度を確保可能な上、記録済みの記録媒体が熱揺らぎの影響を受けにくいという利点がある。 As a magnetic recording device, an in-plane recording method for recording a signal magnetic field in the in-plane direction of a recording surface on a recording medium such as a hard disk has already been widely used, but a further increase in recording density has been realized. Therefore, a perpendicular recording type magnetic recording apparatus that records a signal magnetic field in a direction orthogonal to the recording surface has attracted attention. According to the perpendicular recording method, there is an advantage that a high linear recording density can be secured and a recorded recording medium is hardly affected by thermal fluctuation.
垂直磁気記録用磁気ヘッドには、記録動作を行ったときに、記録対象となるトラックの延在方向に対する磁気ヘッドの傾き（スキュー）に起因して、記録対象のトラックに隣接するトラックが上書きされてしまう、いわゆるサイドイレーズの発生を抑制すること等が求められるが、このサイドイレーズの発生を抑制することが可能な磁気ヘッドとしては、例えば、記録媒体に対向配置される媒体対向面側に露出する磁極の露出面を、矩形状に代えて台形状としたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。 When a recording operation is performed on a magnetic head for perpendicular magnetic recording, the track adjacent to the recording target track is overwritten due to the inclination (skew) of the magnetic head with respect to the extending direction of the recording target track. However, as a magnetic head capable of suppressing the occurrence of side erasure, for example, it is exposed on the medium facing surface side that is disposed to face the recording medium. An exposed surface of a magnetic pole that has a trapezoidal shape instead of a rectangular shape has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
図２５は、台形状の露出面を有する従来の垂直磁気記録用磁極ヘッドの部分構造を示す斜視図である。図２５に示す磁気ヘッドの部分構造におけるポール部１２ａは、記録媒体の記録面に対向配置される媒体対向面側に露出する露出面１２Ｓを有し、この露出面１２Ｓから記録面に向けて磁束が放出されることにより、記録媒体に磁気情報が記録される。
FIG. 25 is a perspective view showing a partial structure of a conventional magnetic pole head for perpendicular magnetic recording having a trapezoidal exposed surface. The
図２６は、この従来の磁気ヘッドにおける露出面１２Ｓを示す平面図である。図２６に示す露出面１２Ｓは、トレーリング側（記録媒体進行方向下流側）に位置する長辺１２５をトレーリングエッジとし、リーディング側（記録媒体進行方向上流側）に位置する短辺１２６をリーディングエッジとする。このような露出面を有する磁気ヘッドを用いて記録動作を行う場合、主に、トレーリングエッジである長辺１２５近傍に集中する磁束に基づく垂直磁界で記録媒体に信号磁界が記録されると考えられている。
しかしながら、上記のような従来の垂直磁気記録用の磁気ヘッドの場合、上記サイドイレーズの問題に関してはある程度改善されるものの、トラック幅の狭小化にともなって、記録された磁気情報の出力特性の点で必ずしも十分でなくなるということが、本発明者による検討の結果明らかとなった。 However, in the case of the conventional magnetic head for perpendicular magnetic recording as described above, the problem of the side erasure is improved to some extent, but as the track width is narrowed, the output characteristics of the recorded magnetic information are reduced. As a result of the study by the present inventor, it has become clear that this is not always sufficient.
これは、図２６に示す露出面１２Ｓを有する磁気ヘッドで記録動作を行う際、上記したようにトレーリングエッジ直下において信号磁界が記録されるよりも前に、リーディングエッジである短辺１２６近傍に集中した磁束に基づく垂直磁界によって、記録媒体の磁化状態が先に乱されてしまうことに起因すると、本発明者は考えている。図２７に、このような従来の磁気ヘッドで磁気記録された記録媒体における磁化パターンの模式図を示す。図２７に示すように、本来信号磁界が記録されるべき幅ＷＴ（長辺１２５の長さに相当）の領域９１のうち、短辺の長さに相当する幅ＷＬの領域９２については磁化が乱されており、磁気記録の読み取り時に出力に寄与することができず、このために読み取り時の出力特性が低下する。特に、記録密度の高密度化にともなって幅ＷＴは狭くなる傾向にあり、上記のような問題が顕在化しやすくなると考えられる。
This is because when the recording operation is performed with the magnetic head having the exposed
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、狭いトラック幅であっても十分な出力特性が得られるように磁気情報の記録が可能な垂直磁気記録用磁気ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a magnetic head for perpendicular magnetic recording capable of recording magnetic information so that sufficient output characteristics can be obtained even with a narrow track width, and a method of manufacturing the same. The purpose is to do.
上記課題を解決するため、本発明は、記録媒体の記録面に対向配置される媒体対向面を有し、基板上に設けられた磁極から磁束を放出して記録媒体に磁気情報を記録する垂直磁気記録用磁気ヘッドであって、上記磁極は、媒体対向面側に露出する露出面を有する棒状のポール部を含んでなり、この露出面が、基板の主面に対して略並行な底辺と、底辺に対して基板側に位置する二つの斜辺と、からなる三角形状であることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention has a medium facing surface that is disposed facing a recording surface of a recording medium, and emits magnetic flux from a magnetic pole provided on a substrate to record magnetic information on the recording medium. A magnetic head for magnetic recording, wherein the magnetic pole includes a rod-shaped pole portion having an exposed surface exposed to the medium facing surface side, and the exposed surface is substantially parallel to the main surface of the substrate. The triangular shape is formed of two oblique sides located on the substrate side with respect to the bottom side.
磁極におけるポール部の露出面の形状を、上記のように三角形状とすることによって、従来の磁極の場合のようなリーディング側での磁束の集中が起こりにくくなり、トラック幅を信号磁界の記録に有効に使うことができるため、出力特性を十分なものとすることができる。なお、本発明における三角形状の形状には、各辺同士が鋭角をなすのに代えて、角が取れて滑らかな曲線で連結されているものや、本発明の効果を実質的に失わない程度に各辺が多少湾曲しているようなものも含めることとする。 By making the exposed surface of the pole part of the magnetic pole into a triangular shape as described above, the concentration of magnetic flux on the leading side as in the case of the conventional magnetic pole is less likely to occur, and the track width is used for recording the signal magnetic field. Since it can be used effectively, the output characteristics can be made sufficient. In addition, the triangular shape in the present invention has a corner that is connected with a smooth curve instead of forming an acute angle between each side, and the effect of the present invention is not substantially lost. In this case, it is assumed that each side is slightly curved.
上記三角形状の露出面における二つの斜辺は、リーディング側での磁束の集中を更に効果的に防止するため、滑らかな曲線からなる曲がり部を介して互いに連結していることが好ましい。さらに、上記曲がり部は、出力特性をさらに高めるため、０．００１〜０．０１μｍの曲率半径を有することがより好ましい。 The two hypotenuses on the triangular exposed surface are preferably connected to each other via a curved portion having a smooth curve in order to more effectively prevent concentration of magnetic flux on the leading side. Furthermore, it is more preferable that the bent portion has a radius of curvature of 0.001 to 0.01 μm in order to further improve output characteristics.
また、上記三角形状の露出面における二つの底角の大きさは互いに異なっていることが好ましい。これにより、サイドイレーズの発生を防止しながら磁極の露出面の面積を大きくすることができて、オーバーライト特性等の点でさらに有利になる。 Moreover, it is preferable that the two base angles on the triangular exposed surface are different from each other. As a result, the area of the exposed surface of the magnetic pole can be increased while preventing the occurrence of side erase, which is further advantageous in terms of overwrite characteristics and the like.
本発明はまた、記録媒体の記録面に対向配置される媒体対向面を有し、基板上に設けられた磁極から磁束を放出して記録媒体に磁気情報を記録する垂直磁気記録用磁気ヘッドの製造方法であって、基板の主面に密着する磁性材料層を形成する磁性材料層形成工程と、磁性材料層の一部を除去して、その形状を、基板の主面に密着して対向する二つの支持部と、支持部に挟まれる位置で支持部に支持されて基板の表面から離間し、三角形状の断面を有する棒状のポール部と、を有し、且つ、三角形状の断面が、基板の主面に略並行な底辺と、底辺に対して基板側に位置する二つの斜辺と、を有する形状とするポール部形成工程と、ポール部が形成された磁性材料層を、ポール部の三角形状の断面が媒体対向面側に露出するように研磨する研磨工程と、を備えることを特徴とするものである。 The present invention also provides a magnetic head for perpendicular magnetic recording, which has a medium facing surface disposed opposite to the recording surface of the recording medium, and records magnetic information on the recording medium by releasing magnetic flux from magnetic poles provided on the substrate. A manufacturing method comprising: a magnetic material layer forming step for forming a magnetic material layer in close contact with the main surface of the substrate; and a part of the magnetic material layer is removed and the shape thereof is in close contact with the main surface of the substrate Two support parts, and a pole-like pole part supported by the support part at a position sandwiched between the support parts and spaced apart from the surface of the substrate and having a triangular cross section, and the triangular cross section is A pole portion forming step having a bottom substantially parallel to the main surface of the substrate and two oblique sides positioned on the substrate side with respect to the bottom, and a magnetic material layer on which the pole portion is formed, Polishing so that the triangular cross-section is exposed on the medium facing surface side When, it is characterized in that comprises a.
このような工程を備える製造方法を採用することによって、上記のような本発明の垂直磁気記録用磁気ヘッドを効率的かつ確実に得ることができる。上記ポール部形成工程において、ポール部が二つの支持部で支持された状態でポール部の断面形状を成形することによって、容易にその断面を三角形状とすることができる。 By employing a manufacturing method including such steps, the magnetic head for perpendicular magnetic recording according to the present invention as described above can be obtained efficiently and reliably. In the pole portion forming step, by forming the cross-sectional shape of the pole portion in a state where the pole portion is supported by the two support portions, the cross section can be easily made triangular.
上記ポール部形成工程においては、上記三角形状の断面における二つの斜辺を、リーディング側での磁束の集中を更に効果的に防止するため、滑らかな曲線からなる曲がり部を介して互いに連結されるように磁性材料層の一部を除去することが好ましい。さらに、上記曲がり部は、０．００１〜０．０１μｍの曲率半径を有することが好ましい。 In the pole portion forming step, the two hypotenuses in the triangular cross section are connected to each other via a curved portion having a smooth curve in order to more effectively prevent the concentration of magnetic flux on the leading side. It is preferable to remove a part of the magnetic material layer. Furthermore, it is preferable that the said bending part has a curvature radius of 0.001-0.01 micrometer.
また、上記ポール部形成工程においては、上記三角形状の断面における二つの底角の大きさが互いに異なるように磁性材料層の一部を除去することが好ましい。これにより、サイドイレーズの発生を防止しながら磁極の露出面の面積を大きくすることができて、オーバーライト特性等の点でさらに有利になる。 Further, in the pole portion forming step, it is preferable to remove a part of the magnetic material layer so that two base angles in the triangular cross section are different from each other. As a result, the area of the exposed surface of the magnetic pole can be increased while preventing the occurrence of side erase, which is further advantageous in terms of overwrite characteristics and the like.
本発明によれば、狭いトラック幅であっても十分な出力特性が得られるように磁気情報の記録が可能な垂直磁気記録用磁気ヘッド及びその製造方法が提供される。 According to the present invention, a magnetic head for perpendicular magnetic recording capable of recording magnetic information so that sufficient output characteristics can be obtained even with a narrow track width and a method for manufacturing the same are provided.
以下、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、図中、同一又は同等の構成要素には同一の符号を付すこととし、重複する説明は適宜省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent components are denoted by the same reference numerals, and repeated description is omitted as appropriate.
図１は、本発明による垂直磁気記録用磁気ヘッドの一実施形態を示す部分断面図である。図１に示す垂直磁気記録用磁気ヘッド１は、その媒体対向面Ｓが記録媒体５の記録面５ａに対向配置されるような位置で磁気情報の記録動作を行う。記録媒体５は、記録面５ａを有する記録層５１と、記録層５１に積層される軟磁性の裏打ち層５２とを含んで構成されており、図中Ｚ方向で示す方向に、垂直磁気記録用磁気ヘッド１に対して相対的に進行する。
FIG. 1 is a partial sectional view showing an embodiment of a magnetic head for perpendicular magnetic recording according to the present invention. The
この垂直磁気記録用磁気ヘッド１においては、図示しない外部回路を通じて薄膜コイル１９に電流が流れたときに、薄膜コイル１９において磁束が発生し、発生した磁束が主に磁極１１に収容され、磁極１１の露出面１２Ｓから記録媒体へ向けて放出される。そして、放出された磁束は記録媒体５の記録層５１を貫通し、裏打ち層５２を経由した後、再び記録層５１を通って補助磁極１６へ環流される。このとき、露出面１２Ｓから放出された磁束に基づいて記録媒体の表面と直交する方向に記録磁界（垂直磁界）Ｍが発生し、この記録磁界Ｍにより記録層５１が垂直方向に磁化される。すなわち、記録媒体５に磁気情報が記録される。
In this perpendicular magnetic recording
垂直磁気記録用磁気ヘッド１は、Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ等のセラミック材料からなる基体４０上に、非磁性絶縁材料からなる絶縁層２１と、磁気抵抗効果を利用して磁気情報の読み取りを行う再生ヘッド部３０と、非磁性絶縁材料からなる分離層２２と、垂直記録方式の記録処理を実行する記録ヘッド部１０と、非磁性絶縁材料からなるオーバーコート層２５とがこの順に積層された構成を有している。なお、絶縁層２１、分離層２２及びオーバーコート層２５を構成する非磁性絶縁材料としては、アルミナ等が挙げられる。
The
再生ヘッド部３０は、絶縁層２１に隣接する下部リードシールド層３１ａと、シールドギャップ膜３２と、上部リードシールド層３１ａとが、この順に積層された構成を有している。シールドギャップ膜３２には、再生素子としての磁気抵抗効果素子３５が埋設され、磁気抵抗効果素子３５の一端面が媒体対向面Ｓ側に露出している。磁気抵抗効果素子３５は、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）またはトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ：Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ−ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）などを利用して記録媒体の磁気情報を検知することにより、再生素子として機能する。
The reproducing
下部リードシールド層３１ａ及び上部リードシールド層３１ｂは、ニッケル鉄合金（パーマロイ）等の磁性材料により構成されており、これら上部及び下部リードシールド層によって、磁気抵抗効果素子３５は周囲から磁気的に分離されている。下部リードシールド層３１ａ及び上部リードシールド層３１ｂの厚みは、通常約１．０〜２．０μｍである。また、非磁性絶縁材料で構成されるシールドギャップ膜３２によって、磁気抵抗効果素子３５は周囲から電気的に分離されている。
The lower
上部リードシールド層３１ｂ上には、分離層２２を挟んで記録ヘッド部１０が設けられている。記録ヘッド部１０は、分離層２２に隣接する補助磁極１６と、薄膜コイル１９が埋設されたギャップ層１８と、磁極１０と、がこの順に積層された構成を有している。磁極１１と補助磁極１６とは、ギャップ層１８の開口１８０に充填され磁性材料からなる連結部１７を介して磁気的に接続されている。なお、分離層２２を設けることなく、補助磁極１６が上部リードシールド層３１ｂを兼ねるような構成としてもよい。
The
ギャップ層１８は、３つのギャップ層部分１８ａ、１８ｂ及び１８ｃで構成される。ギャップ層部分１８ａは補助磁極１６に隣接して設けられ、ギャップ層部分１８ａ上には、開口１８０を中心としてスパイラル状に巻回する巻線構造をなす薄膜コイル１９が設けられている。ギャップ層部分１８ｂは薄膜コイル１９の各巻線間よびその周辺領域を覆うように設けられており、更に、ギャップ層部分１８ｃが、ギャップ層部分１８ｂを覆うとともに、開口１８０を形成している。
The
ギャップ層部分１８ａ及び１８ｃは、アルミナ、酸化ケイ素等の非磁性絶縁材料で構成される。ギャップ層部分１８ａの厚さは通常約０．１〜１．０μｍであり、ギャップ層部分１８ｃの厚さは、ギャップ層部分１８ａの厚さよりも大きくなっている。ギャップ層部分１８ｂは、感光性樹脂の硬化物やスピンオングラス（ＳＯＧ）等の非磁性絶縁材料で構成される。
The
ギャップ層１８中に埋設される薄膜コイル１９は、通電により記録用の磁束を発生させるためのものであり、例えば、銅などの導電性材料により構成されている。なお、図１では、薄膜コイル１９を構成する複数の巻線のうちの一部のみを示している。
The
磁極１１は、ギャップ層１８に隣接して設けられている。すなわち、磁極１１は、基体４０、再生ヘッド部３０、分離層２２、補助磁極１６、薄膜コイル１９が埋設されたギャップ層１８及び連結部１７からなる積層体全体を基板として、この基板の主面に隣接して設けられている。このように、磁極１１は、非磁性材料からなる層を最外層として有する基板の主面上に設けられることが好ましい。
The
磁極１１は、薄膜コイル１９に通電することにより発生した磁束を収容し、その磁束を記録媒体に向けて放出する。磁極１１は、媒体対向面Ｓ側に露出する露出面１２Ｓを有する磁束放出部１２と、磁束放出部１２のうち媒体対向面Ｓと反対側の部分を周囲から覆うとともに連結部１７と磁気的に接続されるように形成されるヨーク部１５と、を含んで構成されている。
The
磁束放出部１２及びヨーク部１５は、ともに磁性材料からなるが、磁束放出部１２は、ヨーク部１５よりも飽和磁束密度が大きい磁性材料で構成されることが好ましい。
Both the magnetic
磁束放出部１２を構成する軟磁性材料としては、例えば、鉄及び窒素を含む材料や、鉄、ジルコニア及び酸素を含む材料や、鉄及びニッケルを含む材料などが挙げられる。より具体的には、例えば、パーマロイ（Ｎｉ：４５％，Ｆｅ：５５％）、窒化鉄（ＦｅＮ）、鉄コバルト合金、並びに鉄を含む合金であるＦｅＭ及びＦｅＣｏＭ（Ｍはニッケル、窒素、炭素、ホウ素、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニア、ハフニウム、モリブデン、タンタル、ニオブ及び銅からなる群より選ばれる少なくとも１種）等で磁束放出部１２を構成することができる。
Examples of the soft magnetic material constituting the magnetic
一方、ヨーク部１５は、磁束の収容部分として機能するものであり、耐食性に優れる材料で構成されることが好ましい。具体的には、例えば、磁束放出部１２と同様の成分で構成される合金であって、鉄の含有率が磁束放出部１２よりも小さいものを好適に用いることができる。また、ヨーク部１５の厚さは通常約１．０〜２．０μｍであり、媒体対向面から１．５μｍ以上磁気ヘッド内部に後退した位置にその一端面を有する。
On the other hand, the
図２は、磁束放出部１２を示す斜視図である。磁束放出部１２は、媒体対向面Ｓ側に露出する露出面１２Ｓを有する棒状のポール部１２ａと、ポール部１２ａの露出面１２Ｓと反対側に設けられる支持部１２ｂと、支持部１２ｂに隣接して設けられ磁性材料からなるシード層１３と、で構成される。支持部１２ｂの厚さは通常約０．１〜１．０μｍである。シード層１３は、磁束放出部１２をめっき法で形成するために使用される層であり、通常、磁束放出部１２と同様の磁性材料で構成される。
FIG. 2 is a perspective view showing the magnetic
図３は、露出面１２Ｓの好適な実施形態を示す平面図である。図３中、（ａ）の露出面１２Ｓは、記録媒体５の垂直磁気記録用磁気ヘッド１に対する相対的な進行方向（図中Ｚ方向）に略直交し、上記基板の主面に略平行（図中Ｘ軸方向）なトレーリングエッジとしての底辺１２０と、この底辺に対してリーディング側（記録媒体５の進行方向上流側）である上記基板側に位置する二つの斜辺１２１，１２２と、を有する二等辺三角形状の形状をなしている。この露出面１２Ｓの場合、主として、トレーリング側（記録媒体５の進行方向下流側）に位置するトレーリングエッジとしての底辺１２０近傍に集中した磁束に基づく垂直磁界で記録媒体５に信号磁界が記録される。このような形状の露出面であれば、底辺１２０よりもリーディング側での磁束の集中が起こりにくく、底辺１２０の幅ＷＴの全長を有効に使って磁気記録を行うことができ、その結果、記録された磁気情報を読み取るときの出力特性が高められる。
FIG. 3 is a plan view showing a preferred embodiment of the exposed
図３中、（ｂ）の露出面１２Ｓは、二つの底角の大きさが互いに異なる三角形状の形状をなしている。露出面１２Ｓをこのような左右非対称な形状とすることで、いわゆるスキューに基づくサイドイレーズの発生を抑制しながら露出面の断面積を大きくすることが可能であり、オーバーライト特性をさらに高めることができる。具体的には、（ｂ）の露出面１２Ｓにおける二つの底角の比は、１：０．８３〜１：１．２８（但し、１：１は除く）の範囲内であることが好ましい。
In FIG. 3, the exposed
図３中、（ｃ）の露出面１２Ｓは、二つの斜辺１２１，１２２が、滑らかな曲線からなる曲がり部Ｃを介して互いに連結した三角形状の形状をなしている。このように、露出面１２Ｓの頂角部分が鋭角でなく滑らかな曲線で連結されることによって、底辺１２０よりもリーディング側での磁束の集中を更に効果的に抑制することができる。曲がり部Ｃは、曲率半径を有する円弧状の曲線からなることが好ましく、また、その曲率半径は０．００１〜０．０１μｍであることが好ましい。さらに、この場合も、オーバーライト特性の点から、（ｄ）の露出面１２Ｓのように、二つの底角の大きさが互いに異なっていることがより好ましい。
In FIG. 3, the exposed
図１に示す垂直記録用磁気ヘッド１における補助磁極１６は、磁極１１から放出された磁束を記録媒体５を経由して環流させるものである。補助磁極１６は、パーマロイなどの磁性材料で構成されており、その厚さは通常約１．０〜２．０μｍである。また、連結部１７は、補助磁極１６と磁極１１との間を磁気的に連結させるためのものであり、パーマロイ等の磁性材料により構成される。
The auxiliary
以上のような構成を有する垂直磁気記録用磁気ヘッド１は、例えば、以下に説明するような製造方法を採用して製造することができる。なお、各層はスパッタリング、ＣＶＤ等の従来公知の成膜方法を適宜採用して、形成することができる。
The
まず、基体４０上に絶縁層２１を形成し、絶縁層２１上に、下部リードシールド層３１ａと、磁気抵抗効果素子３５を埋設したシールドギャップ膜３２と、上部リードシールド層３１ｂとをこの順に積層して、再生ヘッド部３０を形成し、更に、再生ヘッド部３０上に分離層２２を形成する。
First, the insulating
続いて、分離層２２上に補助磁極１６を形成し、薄膜コイル１９を埋設したギャップ層１８と、ギャップ層１８の開口１８０を充填する連結部１７と、を形成する。
Subsequently, the auxiliary
次に、基体４０、再生ヘッド部３０、分離層２２、補助磁極１６、薄膜コイル１９が埋設されたギャップ層１８及び連結部１７からなる積層体全体を基板として、この基板の補助磁極１６と反対側の主面におけるギャップ層１８表面の所定の領域に、上述したようなポール部１２ａ等を有する形状の磁束放出部１２を形成する。磁束放出部１２は、例えば、以下に説明するような、磁性材料層形成工程及びポール部形成工程を備える第一及び第二の方法を採用して形成することができる。
Next, the entire laminate composed of the
図４〜図９は、それぞれ、磁束放出部１２を形成する第一の方法を説明するための部分断面図である。なお、図４〜図９に示す部分断面図は、加工後に磁束放出部１２のポール部１２ａとなる部分及びその近傍の断面を表す。
4 to 9 are partial cross-sectional views for explaining the first method of forming the magnetic
第一の方法においては、まず、図４に示すように、基板を構成するギャップ層部分１８ｃの表面に密着するシード層１３を形成し、その上に、フォトリソグラフィ処理により所定のパターンの溝６０Ｄが形成されたフォトレジスト膜６０を形成する。フォトレジスト膜６０を構成するフォトレジストとしては、化学増幅型のフォトレジスト等を好適に用いることができる。
In the first method, first, as shown in FIG. 4, a
そして、フォトレジスト膜６０を加熱して流動させることにより、図５に示すように溝６０Ｄの壁面を傾斜させ、シード層１３表面から離れるにしたがって溝６０Ｄの幅が広がるようにする。このときの加熱温度は、フォトレジスト膜６０を構成するフォトレジストのガラス転移温度以上が好ましく、具体的には、１１０〜１５０℃で、１０〜６０分程度加熱するのが好ましい。なお、加熱により壁面を傾斜させるのに代えて、フォトリソグラフィー処理後に加熱流動させなくても溝６０Ｄの壁面の傾斜が生じるようなフォトレジストを適用してもよい。次に、壁面が傾斜した溝６０Ｄを埋めるように、シード層１３上に、めっき処理によりめっき層１４を成長させた（図６）後、フォトレジスト膜６０をアセトン等の有機溶剤に溶解させる等して除去してから（図７）、更に、露出しているシード層１３を第２塩化鉄（ＦｅＣｌ２）５０％水溶液を用いたウェットエッチング等により除去する（図８）。この除去はドライエッチングで行ってもよい。ここまでの工程で、基板の主面に密着し、シード層１３及びめっき層１４からなる所定のパターンの磁性材料層１２が形成される（磁性材料層形成工程）。
Then, by heating and flowing the
続いて、磁性材料層１２の一部をエッチングにより除去して、図９に示すように、断面が三角形状の棒状のポール部１２ａを形成する（ポール部形成工程）。ポール部１２ａの断面を三角形状の形状とするために、ポール部１２ａが基板の表面から離間するまでエッチングを行う。このときのエッチングは、アルゴンイオン雰囲気下でのイオンミリング等のドライエッチングが好ましいが、ウェットエッチングでもよい。また、三角形状の断面を、斜辺同士が滑らかな曲線からなる曲がり部で連結された形状とするためには、更に、ウェットエッチングで頂角部分を加工することが好ましいが、頂角部分をイオンミリング等のドライエッチングで処理した後にウェットエッチングを行ってもよい。イオンミリングで処理する場合には、イオンミリングの終了寸前に、ミリング角度（イオンの進行方向と基板主面との角度）を小さくして、イオンが進行する方向を基板主面と平行に近くなるようにすることで、曲がり部を形成することができる。
Subsequently, a part of the
図１０は、ポール部形成工程後、形成された磁束放出部１２を示す斜視図である。この段階で、ポール部１２ａは、ギャップ層部分１８ｃを最表層とする基板の主面に密着して対向する二つの支持部１２ｂ及び１２ｃの間に挟まれる位置で、これら支持部に支持されて基板の表面から離間している。二つの支持部１２ｂ及び１２ｃで支持されることによって、ミリング中のポール部１２ａの折損等も十分に防止され、磁性材料層１２を安定して三角形状の断面に加工することができる。
FIG. 10 is a perspective view showing the magnetic
次に、ポール部１２ａとギャップ層部分１８ｃとの間の空間も含めて、磁束放出部１２全体を覆うように非磁性絶縁材料層２６を形成（図１１）してから、ＣＭＰ法等により研磨してその表面を平坦化する（図１２）。
Next, a nonmagnetic insulating
磁束放出部１２は、以上のような第一の方法に代えて、以下のような第二の方法で形成してもよい。図１３〜図２４は、それぞれ、磁束放出部１１を形成する第二の方法を説明するための部分断面図である。
The magnetic
まず、図１３に示すように、上述した第一の方法におけるのと同様の基板上に形成したフォトレジスト膜６０の上に、所定のパターン形状を有するマスク８０を配置する。マスク８０は、幅Ｗ１の第一のフレーム部８１と、幅Ｗ２の第二のフレーム部８２とを有し、Ｗ１はＷ２よりも大きい。そして、フォトリソグラフィ処理（露光及び現像）によりフォトレジスト膜６０をパターニングし、幅がＷ１のフォトレジスト膜部分６１と、幅がＷ２のフォトレジスト膜部分６２により形成された溝６０Ｄが設けられたパターンを形成する（図１４）。
First, as shown in FIG. 13, a
更に、フォトレジスト膜６０を加熱して流動させることにより、溝６０Ｄの壁面６１Ｗ及び６２Ｗを傾斜させる（図１５）。加熱は第一の方法の説明において述べたのと同様な条件で行うことが好ましい。このとき、相対的に大きな幅Ｗ１を有するフォトレジスト膜部分６１のほうが、より小さな幅Ｗ２を有するフォトレジスト膜部分６２よりも流動性が大きいために、壁面６１Ｗのほうが壁面６２Ｗよりも大きく傾斜する。これにより、溝の断面形状を非対称とすることができる。この非対称性に基づいて、後の工程で形成されるポール部１２ａの三角形状の断面において、二つの底角の大きさを互いに異なるものとすることができる。このように、露光の際に用いるフレームの幅を調整することにより、幅が互いに異なるフォトレジスト膜で溝を形成し、該フォトレジスト膜を加熱して溝の壁面を傾斜させることによって、ポール部１２ａの断面を、容易に二つの底角が互いに異なる非対称な三角形状とすることができる点で、この第二の方法は、上記第一の方法よりも有利である。
Furthermore, the wall surfaces 61W and 62W of the
続いて、めっき処理により溝６０Ｄ内にめっき層１４を成長させてから（図１６）、フォトレジスト膜６０を除去し（図１７）、更に、シード層１３のうち露出している部分をウェットエッチング等のエッチングにより除去する（図１８）。そして、シード層１３及びめっき層１４からなる磁性材料層１２を覆うようにフォトレジスト膜６５を塗布し、磁性材料層１２のうち磁束放出部１２として残す部分及びその近傍領域をマスクするマスク８０を配置して（図１９）、磁性材料層１２の一部を覆って保護するフォトレジスト膜６５が残るようにフォトレジスト膜６５を露光及び現像によりパターニングする（図２０）。そして、フォトレジスト膜６５で保護されていない不要な磁性材料層及びシード層をウェットエッチング等のエッチングにより除去する（図２１）。ここまでの工程で、基板の主面に密着し、シード層１３及びめっき層１４からなる所定のパターンの磁性材料層１２が形成される（磁性材料層形成工程）。
Subsequently, after the
続いて、磁性材料層１２の一部をアルゴンイオン雰囲気下でのイオンミリング等のエッチングにより除去して、二つの底角の大きさが互いに異なる三角形状の断面を有する棒状のポール部１２ａを形成する（ポール部形成工程）。このとき、ポール部１２ａは、上述の第一の方法の場合と同様、基板の主面に密着する二つの支持部１２ｂ、１２ｃに支持されている。
Subsequently, a part of the
さらに、第一の方法の場合と同様に、ポール部１２ａとギャップ層部分１８ｃとの間の空間も含めて、磁束放出部１２全体を覆うようにアルミナ等からなる非磁性絶縁材料層２６を形成（図２３）してから、ＣＭＰ法等により研磨してその表面を平坦化する（図２４）。
Further, as in the case of the first method, the nonmagnetic insulating
以上説明したような第一又は第二の方法等によって、ポール部１２ａを有する磁束放出部（磁性材料層）１２を形成してから、支持部１２ｂのうちポール部１２ａと反対側の一部と、ギャップ層部分１８ｃの一部と、連結部１７とを覆って、磁束放出部１２と連結部１７とが磁気的に接続されるように、磁性材料からなるヨーク部１５を形成する。そして、記録ヘッド部１０全体を覆うように、アルミナ等の非磁性絶縁材料からなるオーバーコート層２５を形成する。
After forming the magnetic flux emission part (magnetic material layer) 12 having the
以上のようにして得た積層体全体を、磁束放出部１２の支持部１２ｃの側からＣＭＰ法等により研磨して、媒体対向面Ｓを形成するとともに、ポール部１２ａの三角形状の断面を露出面１２Ｓとして媒体対向面Ｓ側に露出させて（研磨工程）、垂直磁気記録用磁気ヘッド１が完成する。
The entire laminate obtained as described above is polished by the CMP method or the like from the
ここで、本発明による垂直磁気記録用磁気ヘッドは、以上説明したような実施形態に限定されないことは言うまでも無い。例えば、磁束放出部と別にヨーク部を設けるのに代えて、磁束放出部の支持部をヨーク部として機能させてもよい。 Here, it goes without saying that the magnetic head for perpendicular magnetic recording according to the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, instead of providing the yoke part separately from the magnetic flux emission part, the support part of the magnetic flux emission part may function as the yoke part.
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
図１に示す垂直磁気記録用磁気ヘッド１における記録ヘッド部１０と同様の構成の記録ヘッドを有し、ポール部の露出面が、図３の（ａ）に示すのと同様の二等辺三角形状であり、トレーリングエッジとしての底辺の長さＷＴが０．１５μｍ、高さＨが０．１５μｍである磁気ヘッド作製し、作製した磁気ヘッドを用いて以下の条件で垂直磁気記録用磁気媒体に磁気情報を記録した。
・記録媒体：２．５インチ径 垂直磁気記録用磁気記録媒体（Ｈｃ＝４０００Ｏｅ）
・記録密度：８０ＧＢ／メディア
・トラックピッチ：０．１９μｍ
・書き込み電流：３５ｍＡ
そして、記録された磁気情報を、スピンバルブＧＭＲヘッドを用いて読み出したときの読み取り出力を、読み取り電流を３ｍＡとして測定した。同様にして作製した１００個の記録磁気ヘッドについて、このような測定を行った。表１にはその平均の値を示す。
Example 1
The
Recording medium: 2.5 inch diameter magnetic recording medium for perpendicular magnetic recording (Hc = 4000 Oe)
Recording density: 80 GB / media Track pitch: 0.19 μm
-Write current: 35 mA
Then, the read output when the recorded magnetic information was read out using a spin valve GMR head was measured at a read current of 3 mA. Such measurements were performed on 100 recording magnetic heads produced in the same manner. Table 1 shows the average values.
（実施例２）
ポール部の露出面を、図３の（ｃ）に示すのと同様の三角形状で、二つの斜辺を連結する曲がり部の曲率半径が０．００２５μｍである形状とした他は、実施例１と同様にして磁気情報の記録及び読み取り出力の測定を行った。
(Example 2)
Example 1 except that the exposed surface of the pole portion has a triangular shape similar to that shown in FIG. 3C, and the curved portion connecting the two oblique sides has a curvature radius of 0.0025 μm. Similarly, recording of magnetic information and reading output were measured.
（実施例３）
ポール部の露出面を、図３の（ｃ）に示すのと同様の三角形状で、二つの斜辺を連結する曲がり部の曲率半径が０．００５０μｍである形状とした他は、実施例１と同様にして磁気情報の記録及び読み取り出力の測定を行った。
(Example 3)
Example 1 except that the exposed surface of the pole portion has a triangular shape similar to that shown in FIG. 3C, and the curvature radius of the curved portion connecting the two hypotenuses is 0.0050 μm. Similarly, recording of magnetic information and reading output were measured.
（実施例４）
ポール部の露出面を、図３の（ｃ）に示すのと同様の三角形状で、二つの斜辺を連結する曲がり部の曲率半径が０．０１００μｍである形状とした他は、実施例１と同様にして磁気情報の記録及び読み取り出力の測定を行った。なお、露出面の面積の違いによる読み取り出力への影響を考慮して、露出面の高さＨを０．１９μｍとして、実施例１〜３における露出面の面積と同等となるようにした。
Example 4
Example 1 except that the exposed surface of the pole portion has a triangular shape similar to that shown in FIG. 3 (c), and the curved portion connecting the two hypotenuses has a curvature radius of 0.0100 μm. Similarly, recording of magnetic information and reading output were measured. In consideration of the influence on the read output due to the difference in the area of the exposed surface, the height H of the exposed surface was set to 0.19 μm so as to be equivalent to the area of the exposed surface in Examples 1 to 3.
（実施例５）
ポール部の露出面を、図３の（ｃ）に示すのと同様の三角形状で、二つの斜辺を連結する曲がり部の曲率半径が０．０１５０μｍである形状とした他は、実施例１と同様にして磁気情報の記録及び読み取り出力の測定を行った。なお、露出面の面積の違いによる読み取り出力への影響を考慮して、露出面の高さＨを０．１９μｍとして、実施例１〜３における露出面の面積と同等となるようにした。
(Example 5)
Example 1 except that the exposed surface of the pole portion has a triangular shape similar to that shown in FIG. 3C, and the curved portion connecting the two oblique sides has a curvature radius of 0.0150 μm. Similarly, recording of magnetic information and reading output were measured. In consideration of the influence on the read output due to the difference in the area of the exposed surface, the height H of the exposed surface was set to 0.19 μm so as to be equivalent to the area of the exposed surface in Examples 1 to 3.
（比較例１）
ポール部の露出面を、図２６に示すのと同様の台形状で、トレーリングエッジとしての長辺の長さＷＴが０．１５μｍ、リーディングエッジとしての短辺の長さＷＬが０．１０μｍ、高さＨが０．１５μｍの台形状とした他は、実施例１と同様にして、磁気情報の記録及び読み取り出力の測定を行った。なお、露出面の面積の違いによる読み取り出力への影響を考慮して、露出面の高さＨを０．１５μｍとして、実施例１〜３における露出面の面積と同等となるようにした。
(Comparative Example 1)
The exposed surface of the pole portion, in the same trapezoidal shape as that shown in FIG. 26, the length W T of the long side of the trailing edge is 0.15 [mu] m, the short sides of the leading edge length W L 0. Magnetic information recording and reading output were measured in the same manner as in Example 1 except that the trapezoidal shape was 10 μm and the height H was 0.15 μm. In consideration of the influence on the read output due to the difference in the area of the exposed surface, the height H of the exposed surface was set to 0.15 μm so as to be equivalent to the exposed surface area in Examples 1 to 3.
（比較例２）
ポール部の露出面を、図２６に示すのと同様の台形状で、トレーリングエッジとしての長辺の長さＷＴが０．１５μｍ、リーディングエッジとしての短辺の長さＷＬが０．０５μｍ、高さＨが０．１２μｍの台形状とした他は、実施例１と同様にして、磁気情報の記録及び読み取り出力の測定を行った。なお、露出面の面積の違いによる読み取り出力への影響を考慮して、露出面の高さＨを０．１２μｍとして、実施例１〜３における露出面の面積と同等となるようにした。
(Comparative Example 2)
The exposed surface of the pole portion, in the same trapezoidal shape as that shown in FIG. 26, the length W T of the long side of the trailing edge is 0.15 [mu] m, the short sides of the leading edge length W L 0. Magnetic information recording and reading output were measured in the same manner as in Example 1 except that the trapezoidal shape was 05 μm and the height H was 0.12 μm. In consideration of the influence on the read output due to the difference in the area of the exposed surface, the height H of the exposed surface was set to 0.12 μm so as to be equivalent to the exposed surface area in Examples 1 to 3.
表１に示すように、三角形状の露出面を有する磁極を用いた実施例１〜５によれば、台形状の露出面を有する磁極を用いた比較例１、２と比較して明らかに大きな読み取り出力を示した。したがって、本発明によれば、十分な出力特性が得られるように磁気情報の記録が可能な垂直磁気記録用磁気ヘッドが提供されることが確認された。また、実施例５のように、２つの斜辺を連結する曲がり部の曲率半径が０．０１μｍを超えると、０．０１μｍ以内の場合と比較して読み取り出力が相対的に小さくなる傾向にあった。 As shown in Table 1, according to Examples 1 to 5 using a magnetic pole having a triangular exposed surface, it is clearly larger than Comparative Examples 1 and 2 using a magnetic pole having a trapezoidal exposed surface. Reading output was shown. Therefore, according to the present invention, it has been confirmed that a magnetic head for perpendicular magnetic recording capable of recording magnetic information so as to obtain sufficient output characteristics is provided. Further, as in Example 5, when the radius of curvature of the curved portion connecting the two oblique sides exceeds 0.01 μm, the read output tends to be relatively small as compared with the case of within 0.01 μm. .
１…垂直磁気記録用磁気ヘッド、１０…記録ヘッド部、１１…磁極、１２…磁束放出部（磁性材料層）、１２ａ…ポール部、１２ｂ…支持部、１５…ヨーク部、１６…補助磁極、１７…連結部、１８…ギャップ層、１９…薄膜コイル、２１…絶縁層、２２…分離層、３０…再生ヘッド部、４０…基体、２５…オーバーコート層、６０…フォトレジスト膜、Ｓ…媒体対向面、１１Ｓ…露出面、１２０…底辺、１２１，１２２…斜辺、Ｃ…曲がり部、５…記録媒体、５ａ…記録面。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記磁極は、前記媒体対向面側に露出する露出面を有する棒状のポール部を含んでなり、前記露出面が、前記基板の主面に対して略並行な底辺と、前記底辺に対して前記基板側に位置する二つの斜辺と、からなる三角形状である、垂直磁気記録用磁気ヘッド。 A magnetic head for perpendicular magnetic recording, which has a medium facing surface disposed to face a recording surface of a recording medium, emits magnetic flux from magnetic poles provided on a substrate, and records magnetic information on the recording medium,
The magnetic pole includes a rod-shaped pole portion having an exposed surface exposed on the medium facing surface side, and the exposed surface is substantially parallel to the main surface of the substrate, and the A magnetic head for perpendicular magnetic recording, which has a triangular shape composed of two hypotenuses located on the substrate side.
基板の主面に密着する磁性材料層を形成する磁性材料層形成工程と、
前記磁性材料層の一部を除去して、その形状を、前記基板の主面に密着して対向する二つの支持部と、前記支持部に挟まれる位置で前記支持部に支持されて前記基板の表面から離間し、三角形状の断面を有する棒状のポール部と、を有し、且つ、前記三角形状の断面が、前記基板の主面に略並行な底辺と、前記底辺に対して前記基板側に位置する二つの斜辺と、を有する形状とするポール部形成工程と、
前記ポール部が形成された前記磁性材料層を、前記ポール部の三角形状の断面が前記媒体対向面側に露出するように研磨する研磨工程と、を備える垂直磁気記録用磁気ヘッドの製造方法。 A method of manufacturing a magnetic head for perpendicular magnetic recording, which has a medium facing surface opposed to a recording surface of a recording medium and emits magnetic flux from magnetic poles provided on a substrate to record magnetic information on the recording medium. And
A magnetic material layer forming step of forming a magnetic material layer in close contact with the main surface of the substrate;
A part of the magnetic material layer is removed, and the shape of the substrate is supported by the support unit at a position sandwiched between the support unit and two support units that are in close contact with the main surface of the substrate. And a pole-shaped pole portion having a triangular cross-section, the base having a triangular cross-section substantially parallel to the main surface of the substrate, and the substrate with respect to the base A pole portion forming step having a shape having two oblique sides located on the side;
A method of manufacturing a magnetic head for perpendicular magnetic recording, comprising: polishing the magnetic material layer on which the pole portion is formed so that a triangular cross section of the pole portion is exposed on the medium facing surface side.
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