JP2008112481A - Vertical magnetism recording and reproducing head device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vertical magnetic recording and reproducing head device which can improve an external magnetic field resistance characteristic by suppressing an edge write magnetic field. <P>SOLUTION: The vertical magnetic recording and reproducing head device includes a magnetic layer 24 having a main magnetic pole exposed at a surface facing a recording medium M, a return yoke layer 27 disposed via a non-magnetic layer on the magnetic layer 24, coil layers 18, 23 for applying a recording magnetic field to the magnetic layer and the return yoke layer 27, and a pair of shielding layers 13, 14 holding insulating layer 15 having a read element 14 exposed at the surface facing the recording medium M. At least one of the pair of the shielding layers 13, 14 has a shape including approximately arch sections 13a, 16d at the section along the height direction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、記録媒体の媒体面に対して垂直方向に磁界を与えて記録を行う垂直磁気記録再生ヘッド装置に関する。   The present invention relates to a perpendicular magnetic recording / reproducing head apparatus that performs recording by applying a magnetic field in a direction perpendicular to a medium surface of a recording medium.

垂直磁気記録再生ヘッド装置は、記録媒体に対向する面（媒体対向面）に、主磁極層上に非磁性絶縁層を介してリターンヨーク層を設けてなる積層構造を有する。主磁極層とリターンヨーク層とは、媒体対向面よりもハイト方向における奥部で磁気的に接続されている。また、非磁性絶縁層内には、主磁極層及びリターンヨーク層に記録磁界を与えるためのコイル層が埋設されている。このような構成を有する磁気ヘッド装置において、コイル層に通電することにより、主磁極層とリターンヨーク層との間に記録磁界が誘導され、この記録磁界が主磁極層の媒体対向面から記録媒体のハード膜に垂直に入射し、記録媒体のソフト膜を通ってリターンヨーク層に帰還する。これにより、記録媒体における主磁極層と対向する領域に情報記録される（特許文献１）。   The perpendicular magnetic recording / reproducing head device has a laminated structure in which a return yoke layer is provided on a main magnetic pole layer via a nonmagnetic insulating layer on a surface (medium facing surface) facing a recording medium. The main magnetic pole layer and the return yoke layer are magnetically connected at the depth in the height direction from the medium facing surface. A coil layer for applying a recording magnetic field to the main magnetic pole layer and the return yoke layer is embedded in the nonmagnetic insulating layer. In the magnetic head device having such a configuration, when a coil layer is energized, a recording magnetic field is induced between the main magnetic pole layer and the return yoke layer, and this recording magnetic field is recorded from the medium facing surface of the main magnetic pole layer to the recording medium. Perpendicularly enters the hard film of the recording medium, returns to the return yoke layer through the soft film of the recording medium. As a result, information is recorded in a region facing the main magnetic pole layer in the recording medium (Patent Document 1).

また、垂直磁気記録再生ヘッド装置は、スライダ上に設けられた非磁性絶縁層上に形成された下部シールド層と、下部シールド層上に無機絶縁層（ギャップ絶縁層）を介して形成された上部シールド層とを有する読み取り部を備えている。無機絶縁層内には、読み取り素子が設けられている。
特開２００５−１２２８３１号公報 Further, the perpendicular magnetic recording / reproducing head device includes a lower shield layer formed on a nonmagnetic insulating layer provided on a slider, and an upper portion formed on the lower shield layer via an inorganic insulating layer (gap insulating layer). A reading unit having a shield layer is provided. A reading element is provided in the inorganic insulating layer.
JP 2005-122831 A

垂直磁気記録再生ヘッド装置におけるリターンヨーク層やシールド層は、一般的に略長方形の薄膜磁性体で構成されており、ハイト方向の外部磁界を印加した場合に磁性体内部の磁束が薄膜のエッジに集中する。このとき、磁化方向成分の中でハイト方向成分が最も大きくなり、これが既存情報の上書き（Edge Write）の原因となる。すなわち、Edge Write磁界を低減するためには、リターンヨーク層やシールド層のエッジから発生するハイト方向成分の磁界を小さくする必要がある。   The return yoke layer and shield layer in a perpendicular magnetic recording / reproducing head device are generally composed of a substantially rectangular thin film magnetic material. When an external magnetic field in the height direction is applied, the magnetic flux inside the magnetic material is applied to the edge of the thin film. concentrate. At this time, the height direction component is the largest among the magnetization direction components, and this causes overwriting of existing information (Edge Write). That is, in order to reduce the Edge Write magnetic field, it is necessary to reduce the magnetic field of the height direction component generated from the edges of the return yoke layer and the shield layer.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、Edge Write磁界を低く抑えて外部磁界耐性を向上させることができる垂直磁気記録再生ヘッド装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a perpendicular magnetic recording / reproducing head device capable of improving the external magnetic field resistance by suppressing the Edge Write magnetic field low.

本発明の垂直磁気記録再生ヘッド装置は、記録媒体との対向面で露出する読み取り素子と、前記読み取り素子をシールドする一対のシールド層と、記録媒体との対向面で露出する主磁極を有する磁性層と、前記磁性層上に非磁性層を介して設けられたリターンヨーク層と、前記磁性層及び前記リターンヨーク層に記録磁界を与えるためのコイル層と、を具備する垂直磁気記録再生ヘッド装置であって、前記一対のシールド層の少なくとも一つは、ハイト方向に沿う断面において、略アーチ部を含む形状を有することを特徴とする。   The perpendicular magnetic recording / reproducing head apparatus according to the present invention includes a reading element exposed at a surface facing a recording medium, a pair of shield layers for shielding the reading element, and a magnetic pole having a main magnetic pole exposed at the surface facing the recording medium. Perpendicular magnetic recording / reproducing head device comprising: a layer; a return yoke layer provided on the magnetic layer via a nonmagnetic layer; and a coil layer for applying a recording magnetic field to the magnetic layer and the return yoke layer Then, at least one of the pair of shield layers has a shape including a substantially arch portion in a cross section along the height direction.

この構成によれば、シールド層がハイト方向に沿う断面において略アーチ部を含む形状を有する。略アーチ部においては、磁化困難軸方向に外部磁界が印加された状態となり、磁性体が磁化し難く、発生する磁界が小さくなる。このため、相対的に薄いリターンヨーク層であってもEdge Write磁界を低く抑えて外部磁界耐性を向上させることができる。   According to this configuration, the shield layer has a shape including a substantially arch portion in a cross section along the height direction. In the substantially arch portion, an external magnetic field is applied in the direction of the hard axis, the magnetic body is difficult to magnetize, and the generated magnetic field is small. For this reason, even with a relatively thin return yoke layer, the edge write magnetic field can be kept low and the external magnetic field resistance can be improved.

本発明の垂直磁気記録再生ヘッド装置においては、前記一対のシールド層がそれぞれハイト方向に沿う断面において、略アーチ部を含む形状を有しており、それぞれの略アーチ部が前記絶縁層から***するように設けられていることが好ましい。   In the perpendicular magnetic recording / reproducing head device of the present invention, each of the pair of shield layers has a shape including a substantially arch portion in a cross section along the height direction, and each of the substantially arch portions protrudes from the insulating layer. It is preferable that it is provided.

本発明の垂直磁気記録再生ヘッド装置においては、前記略アーチ部が前記対向面で露出する位置に設けられたことが好ましい。また、本発明の垂直磁気記録再生ヘッド装置においては、前記略アーチ部が前記対向面よりも内側に設けられたことが好ましい。   In the perpendicular magnetic recording / reproducing head device of the present invention, it is preferable that the substantially arch portion is provided at a position where it is exposed on the facing surface. In the perpendicular magnetic recording / reproducing head device of the present invention, it is preferable that the substantially arch portion is provided on the inner side of the facing surface.

本発明の垂直磁気記録再生ヘッド装置は、記録媒体との対向面で露出する読み取り素子と、前記読み取り素子をシールドする一対のシールド層と、記録媒体との対向面で露出する主磁極を有する磁性層と、前記磁性層上に非磁性層を介して設けられたリターンヨーク層と、前記磁性層及び前記リターンヨーク層に記録磁界を与えるためのコイル層と、を具備する垂直磁気記録再生ヘッド装置であって、前記一対のシールド層の少なくとも一つは、ハイト方向に沿う断面において、略アーチ部を含む形状を有するので、Edge Write磁界を低く抑えて外部磁界耐性を向上させることができる。   The perpendicular magnetic recording / reproducing head apparatus according to the present invention includes a reading element exposed at a surface facing a recording medium, a pair of shield layers for shielding the reading element, and a magnetic pole having a main magnetic pole exposed at the surface facing the recording medium. Perpendicular magnetic recording / reproducing head device comprising: a layer; a return yoke layer provided on the magnetic layer via a nonmagnetic layer; and a coil layer for applying a recording magnetic field to the magnetic layer and the return yoke layer In addition, since at least one of the pair of shield layers has a shape including a substantially arch portion in a cross section along the height direction, the edge write magnetic field can be suppressed to be improved and the external magnetic field resistance can be improved.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
垂直磁気記録再生ヘッド装置において、情報記録時に内部の温度が高くなると、シールド層を構成する材料と、シールド層の周囲の絶縁材料などとの間での熱膨張係数の違いにより、シールド層が媒体対向面から突出し易くなるという、いわゆるＰＴＰ（Pole Tip Protrusion）現象が起こる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In a perpendicular magnetic recording / reproducing head device, when the internal temperature rises during information recording, the shield layer becomes a medium due to the difference in thermal expansion coefficient between the material constituting the shield layer and the insulating material around the shield layer. A so-called PTP (Pole Tip Protrusion) phenomenon occurs in which it tends to protrude from the opposite surface.

本発明者らは、シールド層の膜厚を薄くすることにより、ＰＴＰ現象を抑制することができることを見出した。しかしながら、ＰＴＰ抑制のためにシールド層の膜厚を一様に薄くして、媒体対向面に露出するシールド層の面積が小さくなると、シールド層がハイト方向に磁化し易くなり、発生するハイト方向成分磁界強度が大きくなるためEdge Writeが発生するという恐れがある。したがって、本発明者らは、ＰＴＰ現象を抑制しつつ、Edge Write磁界を低く抑えて外部磁界耐性を向上させることを目的としている。   The present inventors have found that the PTP phenomenon can be suppressed by reducing the thickness of the shield layer. However, if the thickness of the shield layer is uniformly reduced to suppress PTP and the area of the shield layer exposed to the medium facing surface is reduced, the shield layer is easily magnetized in the height direction, and the generated height direction component There is a risk that Edge Write may occur because the magnetic field strength increases. Accordingly, the present inventors aim to improve the external magnetic field resistance by suppressing the Edge Write magnetic field while suppressing the PTP phenomenon.

すなわち、本発明の骨子は、記録媒体との対向面で露出する主磁極を有する磁性層と、前記磁性層上に非磁性層を介して設けられたリターンヨーク層と、前記磁性層及び前記リターンヨーク層に記録磁界を与えるためのコイル層と、記録媒体との対向面で露出する読み取り素子を有する絶縁層を挟持する一対のシールド層と、を具備する垂直磁気記録再生ヘッド装置であって、前記一対のシールド層の少なくとも一つは、ハイト方向に沿う断面において、略アーチ部を含む形状を有する垂直磁気記録再生ヘッド装置により、ＰＴＰ現象を抑制しつつ、Edge Write磁界を低く抑えて外部磁界耐性を向上させることである。   That is, the gist of the present invention includes a magnetic layer having a main magnetic pole exposed on a surface facing a recording medium, a return yoke layer provided on the magnetic layer via a nonmagnetic layer, the magnetic layer, and the return A perpendicular magnetic recording / reproducing head device comprising: a coil layer for applying a recording magnetic field to a yoke layer; and a pair of shield layers sandwiching an insulating layer having a reading element exposed at a surface facing the recording medium, At least one of the pair of shield layers has an external magnetic field that suppresses the PTP phenomenon and suppresses the Edge Write magnetic field to a low level by a perpendicular magnetic recording / reproducing head device having a shape substantially including an arch portion in a cross section along the height direction. It is to improve tolerance.

図１は、本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録再生ヘッドを備えた磁気ヘッドを示す縦断面図である。図２は、図１に示す垂直磁気記録再生ヘッドの部分平面図及びリターンヨーク層の部分正面図である。図１において、Ｘはトラック幅方向を示し、Ｙはハイト方向を示し、Ｚは膜厚方向を示す。各方向は残り２つの方向に対して直交する関係となっている。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a magnetic head provided with a perpendicular magnetic recording / reproducing head according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial plan view of the perpendicular magnetic recording / reproducing head shown in FIG. 1 and a partial front view of the return yoke layer. In FIG. 1, X indicates the track width direction, Y indicates the height direction, and Z indicates the film thickness direction. Each direction is orthogonal to the remaining two directions.

図１に示す垂直磁気記録再生ヘッドＨ_Ｗは、記録媒体Ｍに垂直磁界を与え、記録媒体Ｍのハード膜Ｍａを垂直方向に磁化させる。記録媒体Ｍは、例えばディスク状であり、その表面に残留磁化の高いハード膜Ｍａを有し、その内側に磁気透過率の高いソフト膜Ｍｂを有しており、ディスクの中心が回転中心となって回転するように構成されている。 Perpendicular magnetic recording head H _W shown in FIG. 1, it applies a perpendicular magnetic field to a recording medium M, to magnetize a hard film Ma of the recording medium M in the vertical direction. The recording medium M has, for example, a disk shape, has a hard film Ma with high residual magnetization on its surface, and has a soft film Mb with high magnetic permeability inside, and the center of the disk is the center of rotation. Are configured to rotate.

スライダ１０は、Ａｌ_２Ｏ_３・ＴｉＣなどの非磁性材料で構成されている。スライダ１０の対向面１０ａは記録媒体Ｍに対向しており、記録媒体Ｍが回転すると、表面の空気流によりスライダ１０が記録媒体Ｍの表面から浮上し、又はスライダ１０が記録媒体Ｍに摺動する。スライダ１０のトレーリング側端面（上面）１０ｂには、Ａｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２などの無機材料で構成された非磁性絶縁層１２が形成されており、この非磁性絶縁層１２上に読取り部Ｈ_Ｒが形成されている。 The slider 10 is made of a nonmagnetic material such as Al ₂ O ₃ .TiC. The facing surface 10a of the slider 10 faces the recording medium M. When the recording medium M rotates, the slider 10 floats from the surface of the recording medium M due to the air flow on the surface, or the slider 10 slides on the recording medium M. To do. A nonmagnetic insulating layer 12 made of an inorganic material such as Al ₂ O ₃ or SiO ₂ is formed on the trailing side end surface (upper surface) 10 b of the slider 10, and a reading unit is formed on the nonmagnetic insulating layer 12. H _R is formed.

読取り部Ｈ_Ｒは、非磁性絶縁層１２上に形成された下部シールド層１３と、下部シールド層１３上に無機絶縁層（ギャップ絶縁層）１５を介して形成された上部シールド層１６とを有する。無機絶縁層１５内には、読み取り素子１４が設けられている。読み取り素子１４としては、ＡＭＲ（Anisotropic MagnetoResistance）素子、ＧＭＲ（Giant MagnetoResistance）素子、ＴＭＲ（Tunnel MagnetoResistance）素子などの磁気抵抗効果素子が用いられる。 Reading portion H _R includes a lower shield layer 13 formed on the nonmagnetic insulating layer 12, and an upper shield layer 16 formed over the inorganic insulating layer (gap insulating layer) 15 on the lower shield layer 13 . A reading element 14 is provided in the inorganic insulating layer 15. As the reading element 14, a magnetoresistive effect element such as an AMR (Anisotropic MagnetoResistance) element, a GMR (Giant MagnetoResistance) element, or a TMR (Tunnel MagnetoResistance) element is used.

上部シールド層１６上には、コイル絶縁下地層１７を介して、導電性材料で構成された複数本の下層コイル片１８が形成されている。下層コイル片１８は、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔｉ，ＮｉＰ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の金属材料で構成される。また、下層コイル片１８は、これらの非磁性金属材料で構成された層を積層して構成しても良い。   A plurality of lower coil pieces 18 made of a conductive material are formed on the upper shield layer 16 with a coil insulating base layer 17 interposed therebetween. The lower coil piece 18 is made of at least one metal material selected from, for example, Au, Ag, Pt, Cu, Cr, Al, Ti, NiP, Mo, Pd, Rh, and Ni. The lower coil piece 18 may be formed by laminating layers made of these nonmagnetic metal materials.

下層コイル片１８の周囲には、Ａｌ_２Ｏ_３などの無機絶縁材料や、レジストなどの有機絶縁材料で形成されたコイル絶縁層１９が形成されている。コイル絶縁層１９の上面は平坦に形成され、この上面に、メッキ下地層（図示せず）が形成され、このメッキ下地層上に、主磁極層２４が設けられている。主磁極層２４の周囲は、Ａｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２などで構成された絶縁層３２によって埋められ、主磁極層２４の上面と絶縁層３２の上面とが略同一平面になるように平坦化処理されている。主磁極層２４は、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏなどの飽和磁束密度の高い強磁性材料で構成されており、例えばメッキにより形成される。 A coil insulating layer 19 made of an inorganic insulating material such as Al ₂ O ₃ or an organic insulating material such as a resist is formed around the lower coil piece 18. The upper surface of the coil insulating layer 19 is formed flat, a plating underlayer (not shown) is formed on this upper surface, and the main magnetic pole layer 24 is provided on this plating underlayer. The periphery of the main magnetic pole layer 24 is filled with an insulating layer 32 made of Al ₂ O ₃ , SiO ₂ or the like, and is flattened so that the upper surface of the main magnetic pole layer 24 and the upper surface of the insulating layer 32 are substantially in the same plane. Has been processed. The main magnetic pole layer 24 is made of a ferromagnetic material having a high saturation magnetic flux density such as NiFe, CoFe, or NiFeCo, and is formed by plating, for example.

図２に示すように、主磁極層２４は、記録媒体との対向面Ｈ１ａ（対向面Ｈ１ａはスライダ１０の対向面１０ａと略同一平面で形成されている）からハイト方向（図示Ｙ方向）にトラック幅Ｔｗで形成された細長い形状の前方部２４ａと、前方部２４ａのハイト方向後方において前方部２４ａよりもトラック幅方向（図示Ｘ方向）の幅寸法が広い後方部２４ｂ（最大幅寸法Ｔ２）とを有する。   As shown in FIG. 2, the main magnetic pole layer 24 extends from the facing surface H1a to the recording medium (the facing surface H1a is formed in substantially the same plane as the facing surface 10a of the slider 10) in the height direction (Y direction in the drawing). An elongated front part 24a formed with a track width Tw, and a rear part 24b (maximum width dimension T2) having a wider width dimension in the track width direction (X direction in the drawing) than the front part 24a behind the front part 24a in the height direction. And have.

図１に示すように、主磁極層２４上には、Ａｌ_２Ｏ_３又はＳｉＯ_２などの無機材料で構成された非磁性層であるギャップ層２１が形成されている。ギャップ層２１上には、コイル絶縁下地層２２を介して上層コイル片２３が形成されている。ギャップ層２１は、上層コイル片２３の絶縁下地としても機能しているので、コイル絶縁下地層２２は形成されていなくても良い。上層コイル片２３は、下層コイル片１８と同様に、導電性材料によって複数本形成されている。上層コイル片２３は、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔｉ，ＮｉＰ，Ｍｏ，Ｐｄ，Ｒｈ，Ｎｉから選ばれた少なくとも１種の金属材料で構成される。また、上層コイル片２３は、これらの非磁性金属材料で構成された層を積層して構成しても良い。 As shown in FIG. 1, a gap layer 21, which is a nonmagnetic layer made of an inorganic material such as Al ₂ O ₃ or SiO ₂ , is formed on the main magnetic pole layer 24. An upper coil piece 23 is formed on the gap layer 21 with a coil insulating base layer 22 interposed therebetween. Since the gap layer 21 also functions as an insulating base of the upper coil piece 23, the coil insulating base layer 22 may not be formed. Similar to the lower layer coil piece 18, a plurality of upper layer coil pieces 23 are formed of a conductive material. The upper layer coil piece 23 is made of, for example, at least one metal material selected from Au, Ag, Pt, Cu, Cr, Al, Ti, NiP, Mo, Pd, Rh, and Ni. Further, the upper coil piece 23 may be formed by stacking layers made of these nonmagnetic metal materials.

下層コイル片１８と上層コイル片２３とは、図２に示すように、ソレノイド状に配置され、各コイル片のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における端部同士が電気的に接続されている。下層コイル片１８及び上層コイル片２３には、それぞれ引き出し部１８ａ，２３ａが形成されており、この引き出し部１８ａ、２３ａから電流がソレノイド状コイルに供給されるようになっている。   As shown in FIG. 2, the lower layer coil piece 18 and the upper layer coil piece 23 are arranged in a solenoid shape, and the ends of each coil piece in the track width direction (X direction in the drawing) are electrically connected to each other. The lower layer coil piece 18 and the upper layer coil piece 23 are formed with lead portions 18a and 23a, respectively, and current is supplied from the lead portions 18a and 23a to the solenoid coil.

上層コイル片２３上には、Ａｌ_２Ｏ_３などの無機絶縁材料や、レジストなどの有機絶縁材料で構成されたコイル絶縁層２６が形成されている。また、本実施の形態においては、ギャップ層２１上に、無機材料又は有機材料で構成された間隔調整絶縁層２８が形成されている。コイル絶縁層２６の前縁は、間隔調整絶縁層２８上に重なっている。図２に示すように、間隔調整絶縁層２８の前縁２８ａは、トラック幅方向（図示Ｘ方向）と略平行な方向に向けて直線状に延在している。間隔調整絶縁層２８の前縁２８ａは、対向面Ｈ１ａからハイト方向に所定距離（ギャップデプス）Ｌ１だけ離れて形成されている。間隔調整絶縁層２８は、図２に示すように、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に長く延在している。間隔調整絶縁層２８の前縁２８ａの幅寸法Ｔ３は、少なくとも主磁極層２４の最大幅寸法Ｔ２よりも小さく形成される。 A coil insulating layer 26 made of an inorganic insulating material such as Al ₂ O ₃ or an organic insulating material such as a resist is formed on the upper layer coil piece 23. In the present embodiment, a gap adjusting insulating layer 28 made of an inorganic material or an organic material is formed on the gap layer 21. The front edge of the coil insulating layer 26 overlaps the interval adjusting insulating layer 28. As shown in FIG. 2, the front edge 28a of the gap adjusting insulating layer 28 extends linearly in a direction substantially parallel to the track width direction (X direction in the drawing). The front edge 28a of the gap adjusting insulating layer 28 is formed away from the facing surface H1a by a predetermined distance (gap depth) L1 in the height direction. As shown in FIG. 2, the gap adjusting insulating layer 28 extends long in the track width direction (X direction in the drawing). The width dimension T3 of the front edge 28a of the gap adjusting insulating layer 28 is formed to be at least smaller than the maximum width dimension T2 of the main magnetic pole layer 24.

ソレノイド状のコイル層を用いる場合、上層コイル片２３のトラック幅方向の幅寸法は、主磁極層２４の最大幅寸法Ｔ２よりも必ず大きくなるので、上層コイル片２３上を覆うコイル絶縁層２６の最大幅寸法Ｔ４は、主磁極層２４の最大幅寸法Ｔ２より必ず大きくなる。間隔調整絶縁層２８は、例えば有機絶縁材料で構成され、熱硬化により形成される。熱処理により間隔調整絶縁層２８の縦断面形状は、矩形状から略半楕円形状（あるいは少なくとも上面は曲面状）となる。間隔調整絶縁層２８上に一部重なってハイト方向に向けて形成されるコイル絶縁層２６も有機絶縁材料で構成され、熱硬化により形成されたものであり、コイル絶縁層２６の対向面側上面は、間隔調整絶縁層２８の上面から曲面形状に盛り上がって形成される。間隔調整絶縁層２８及びコイル絶縁層２６（以下、この２層を「絶縁層３０」と称する場合がある）は、ギャップ層２１の上面を基準平面としたとき、基準平面よりも上方（図示Ｚ方向）に盛り上がって形成されている。絶縁層３０の周囲には、ギャップ層２０の上面が露出している。以下では、間隔調整絶縁層２８の前縁２８ａと対向面Ｈ１ａとの間の領域を前方領域Ａと称し、絶縁層３０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側の領域を両側領域Ｂと称する。   When the solenoid coil layer is used, the width dimension of the upper coil piece 23 in the track width direction is always larger than the maximum width dimension T2 of the main magnetic pole layer 24. Therefore, the coil insulating layer 26 that covers the upper coil piece 23 is used. The maximum width dimension T4 is necessarily larger than the maximum width dimension T2 of the main magnetic pole layer 24. The gap adjusting insulating layer 28 is made of, for example, an organic insulating material and is formed by thermosetting. The vertical cross-sectional shape of the spacing adjustment insulating layer 28 is changed from a rectangular shape to a substantially semi-elliptical shape (or at least the upper surface is curved) by the heat treatment. The coil insulating layer 26 partially overlapped on the gap adjusting insulating layer 28 and formed in the height direction is also made of an organic insulating material and is formed by thermosetting. Is formed so as to rise from the upper surface of the gap adjusting insulating layer 28 into a curved shape. The spacing adjusting insulating layer 28 and the coil insulating layer 26 (hereinafter, these two layers may be referred to as “insulating layer 30”) are located above the reference plane when the upper surface of the gap layer 21 is the reference plane (Z in the figure). Direction). The upper surface of the gap layer 20 is exposed around the insulating layer 30. Hereinafter, a region between the front edge 28a of the spacing adjustment insulating layer 28 and the facing surface H1a is referred to as a front region A, and regions on both sides in the track width direction (X direction in the drawing) of the insulating layer 30 are referred to as both side regions B. .

図１及び図２に示すように、前方領域Ａ上、絶縁層３０上、及び両側領域Ｂ上には、パーマロイなどの磁性材料で構成された第２磁性層であるリターンヨーク層２７が形成されている。図１に示すように、リターンヨーク層２７のハイト方向の後端部は、主磁極層２４と磁気的に接続する接続部２７ｈとなっている。リターンヨーク層２７上は、無機絶縁材料などで構成された保護層３１により覆われている。なお、第２磁性層としては、接続部２７ｈを有しない、すなわち主磁極を有する磁性層と磁気的結合のない、単なるシールド作用を有する層であっても良い。   As shown in FIGS. 1 and 2, a return yoke layer 27, which is a second magnetic layer made of a magnetic material such as permalloy, is formed on the front region A, the insulating layer 30, and the both side regions B. ing. As shown in FIG. 1, the rear end of the return yoke layer 27 in the height direction is a connection portion 27 h that is magnetically connected to the main magnetic pole layer 24. The return yoke layer 27 is covered with a protective layer 31 made of an inorganic insulating material or the like. Note that the second magnetic layer may be a layer that does not have the connecting portion 27h, that is, a magnetic layer that has a main magnetic pole and has no magnetic coupling and has a simple shielding action.

リターンヨーク層２７は、中央部２７ａと、中央部２７ａのトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に位置する両側端部２７ｂとで形成される。中央部２７ａは、主磁極層２４と膜厚方向（図示Ｚ方向）で対向する位置に形成されている。図１及び図２に示すように、中央部２７ａには、絶縁層３０上から前方領域Ａ上にかけて上方に向けて突出する突出部２７ａ１が形成されている。絶縁層３０上に形成されるリターンヨーク層２７は、そもそも絶縁層３０が両側領域Ｂよりも盛り上がって形成されているから両側領域Ｂ上に形成されるリターンヨーク層２７に比べて突出して形成される。このとき、絶縁層３０上に形成されるリターンヨーク層２７の膜厚と、両側領域Ｂ上に形成されるリターンヨーク層２７の膜厚はあまり変わらない。なお、リターンヨーク層２７の厚さは、ＰＴＰ現象を抑制することを考慮すると、０．１μｍ〜１．０μｍであることが好ましい。   The return yoke layer 27 is formed by a central portion 27a and both end portions 27b located on both sides of the central portion 27a in the track width direction (X direction in the drawing). The central portion 27a is formed at a position facing the main magnetic pole layer 24 in the film thickness direction (Z direction in the drawing). As shown in FIGS. 1 and 2, the central portion 27 a is formed with a protruding portion 27 a 1 that protrudes upward from the insulating layer 30 to the front region A. The return yoke layer 27 formed on the insulating layer 30 is formed so as to protrude from the return yoke layer 27 formed on the both side regions B because the insulating layer 30 is formed so as to be higher than the both side regions B in the first place. The At this time, the film thickness of the return yoke layer 27 formed on the insulating layer 30 and the film thickness of the return yoke layer 27 formed on both side regions B do not change much. The thickness of the return yoke layer 27 is preferably 0.1 μm to 1.0 μm in consideration of suppressing the PTP phenomenon.

下部シールド層１３及び上部シールド層１６は、ハイト方向（Ｙ方向）に沿う断面において、略アーチ部を含む形状を有する。アーチ部は、少なくとも図３〜図５に示す形状を有するものを含む。なお、ここでは、上部シールド層１６について図示して説明する。下部シールド層１３についても同様な構成を採ることができる。例えば、アーチ部としては、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すような、ハイト方向（Ｙ方向）に沿う断面における略半円状のアーチ部１６ｄや、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すような、ハイト方向（Ｙ方向）に沿う断面における略台形状のアーチ部１６ｅを含む。また、上部シールド層１６におけるアーチ部の位置は、ハイト方向（Ｙ方向）に沿う断面におけるいずれの位置であっても良く、図３（ａ），（ｂ）に示すように、媒体対向面で露出する位置であっても良く、図４（ａ），（ｂ）に示すように、媒体対向面よりも内側の位置であっても良い。   The lower shield layer 13 and the upper shield layer 16 have a shape including a substantially arch portion in a cross section along the height direction (Y direction). The arch portion includes at least one having the shape shown in FIGS. Here, the upper shield layer 16 is illustrated and described. A similar configuration can be adopted for the lower shield layer 13. For example, as the arch portion, as shown in FIGS. 3A and 4A, a substantially semicircular arch portion 16d in a cross section along the height direction (Y direction), FIG. 3B and FIG. As shown in FIG. 4B, a substantially trapezoidal arch portion 16e in a cross section along the height direction (Y direction) is included. Further, the position of the arch portion in the upper shield layer 16 may be any position in the cross section along the height direction (Y direction), as shown in FIGS. 3A and 3B, on the medium facing surface. It may be an exposed position, or may be a position inside the medium facing surface as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b).

また、アーチ部１６ｄとしては、図５（ａ）に示すように、トラック幅方向（Ｘ方向）において、中央に向って下降するようなテーパ面１６ｆを有する形状でも良く、図５（ｂ）に示すように、平面１６ｇと前記テーパ面１６ｆとを含む形状でも良く、図５（ｃ）に示すように、平面１６ｇを有し、テーパ面１６ｆを有しない形状でも良い。なお、ここでは、略半円状のアーチ部１６ｄを用いて説明しているが、略台形状のアーチ部１６ｅやそれ以外のアーチ部でも同様である。   Further, as shown in FIG. 5A, the arch portion 16d may have a shape having a tapered surface 16f that descends toward the center in the track width direction (X direction), as shown in FIG. As shown in the figure, the shape may include a flat surface 16g and the tapered surface 16f, or as shown in FIG. 5C, the flat surface 16g may have a shape without the tapered surface 16f. In addition, although demonstrated here using the substantially semicircular arch part 16d, it is the same also in the substantially trapezoidal arch part 16e and other arch parts.

本発明においては、このようなアーチ形状を有するシールド層を、媒体対向面で露出する読み取り素子１４をシールドする一対のシールド層、すなわち上部シールド層１６及び／又は下部シールド層１３に用いる。ここで、本実施の形態においては、読み取り素子１４が膜面に平行に電流を流すＣＩＰ（Current In Plane）型、すなわち読み取り素子１４を有する無機絶縁層１５を一対のシールド層で挟持する構造である場合について説明しているが、読み取り素子１４が膜面に垂直に電流を流すＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）型、すなわちシールド層が電流のリード層と共用されて読み取り素子と接している構造であっても良い。   In the present invention, the shield layer having such an arch shape is used for a pair of shield layers that shield the reading element 14 exposed on the medium facing surface, that is, the upper shield layer 16 and / or the lower shield layer 13. Here, in this embodiment, the reading element 14 is a CIP (Current In Plane) type in which a current flows parallel to the film surface, that is, a structure in which the inorganic insulating layer 15 having the reading element 14 is sandwiched between a pair of shield layers. Although a case has been described, the reading element 14 is a CPP (Current Perpendicular to Plane) type in which current flows perpendicularly to the film surface, that is, a structure in which the shield layer is shared with the current lead layer and is in contact with the reading element. There may be.

これらの場合において、一対のシールド層がそれぞれハイト方向に沿う断面において、略アーチ部を含む形状を有しているときには、それぞれの略アーチ部が絶縁層１５から***するように設けられていることが好ましい。すなわち、図６（ａ）に示すように、上部シールド層１６のアーチ部が上方に向けて***して（凸状に）設けられ、下部シールド層１３のアーチ部が下方に向けて***して（凸状に）設けられることが好ましい。このような配置は、製造工程を考慮すると有利な配置である。   In these cases, when each of the pair of shield layers has a shape including a substantially arch portion in a cross section along the height direction, each of the substantially arch portions is provided so as to protrude from the insulating layer 15. Is preferred. That is, as shown in FIG. 6A, the arch portion of the upper shield layer 16 is provided to protrude upward (convex), and the arch portion of the lower shield layer 13 is protruded downward. It is preferably provided (in a convex manner). Such an arrangement is advantageous in consideration of the manufacturing process.

また、上述したようなアーチ部は、下部シールド層１３及び上部シールド層１６に加えてリターンヨーク層２７にも設けることが好ましい。この場合における下部シールド層１３、上部シールド層１６及びリターンヨーク層２７の配置は、図６（ａ），（ｂ）に示すようにすることが好ましい。すなわち、下部シールド層１３のアーチ部が下方に向けて***して（凸状に）設けられ、上部シールド層１６のアーチ部が上方に向けて***して（凸状に）設けられ、リターンヨーク層２７のアーチ部が上方に向けて***して（凸状に）設けられる。このように、リターンヨーク層にもアーチ部を設けることにより、より効果的にＰＴＰ現象を抑制しつつ、Edge Write磁界を低く抑えて外部磁界耐性を向上させることができる。なお、リターンヨーク層２７のアーチ部についても図３〜図５に示す構造を採ることができる。   In addition to the lower shield layer 13 and the upper shield layer 16, the arch as described above is preferably provided in the return yoke layer 27. In this case, the lower shield layer 13, the upper shield layer 16, and the return yoke layer 27 are preferably arranged as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b). That is, the arch portion of the lower shield layer 13 is provided to protrude downward (convex), the arch portion of the upper shield layer 16 is provided to protrude upward (convex), and the return yoke The arch portion of the layer 27 is provided so as to protrude upward (convexly). As described above, by providing the return yoke layer with the arch portion, it is possible to suppress the PTP phenomenon more effectively and suppress the Edge Write magnetic field to be low and improve the external magnetic field resistance. The arch portion of the return yoke layer 27 can also have the structure shown in FIGS.

本発明者らは、薄い磁性体膜であるシールド層の反磁界に着目し、略アーチ形状を設けて反磁界を利用することにより、Edge Write磁界を低く抑えて外部磁界耐性を向上させることができることを見出し本発明をするに至った。   The present inventors pay attention to the demagnetizing field of the shield layer, which is a thin magnetic film, and can improve the external magnetic field resistance by suppressing the Edge Write magnetic field by providing a substantially arched shape and utilizing the demagnetizing field. The inventors have found that this can be done and have come to the present invention.

反磁界（Ｈｄ）は、磁性体の磁化と同時に、磁極が磁性体内部に作り出す磁化方向と逆向きの磁界である。そして、一般的に直交座標系における反磁界係数は、Ｎｘ＋Ｎｙ＋Ｎｚ＝１という関係がある。   The demagnetizing field (Hd) is a magnetic field opposite to the magnetization direction created by the magnetic pole inside the magnetic body at the same time as the magnetization of the magnetic body. In general, the demagnetizing field coefficient in the orthogonal coordinate system has a relationship of Nx + Ny + Nz = 1.

磁性体を膜厚≒０の薄膜とすると、磁性体の反磁界係数Ｎｘ，Ｎｙが０であり、Ｎｚが１であると考えることができる。この場合において、磁性体に外部磁界が印加されることを考える。磁化容易軸方向に外部磁界が印加されると、図８（ａ）に示すように、磁性体が磁化し易く、発生する磁界が大きくなり、一方、磁化困難軸方向に外部磁界が印加されると、図８（ｂ）に示すように、磁性体が磁化し難く、発生する磁界が小さくなると考えられる。   If the magnetic material is a thin film with a thickness ≈0, it can be considered that the demagnetizing factor Nx, Ny of the magnetic material is 0 and Nz is 1. In this case, consider that an external magnetic field is applied to the magnetic material. When an external magnetic field is applied in the direction of the easy axis, as shown in FIG. 8A, the magnetic material is easily magnetized, and the generated magnetic field is increased. On the other hand, an external magnetic field is applied in the direction of the hard axis. As shown in FIG. 8B, it is considered that the magnetic material is difficult to magnetize and the generated magnetic field becomes small.

このような考え方を垂直磁気記録再生ヘッドのシールド層１３，１６やリターンヨーク層２７に適用すると、薄膜のシールド層１３，１６やリターンヨーク層２７においては、外部磁界に対して磁性体の磁化が薄膜のエッジに集中することになる。したがって、シールド層において、薄膜磁性体の磁化し難い方向を生じさせるために略アーチ形状の部分を設けている。これにより、図７に示すように、ハイト方向成分の磁界を低減して、Edge Write磁界を低く抑えて外部磁界耐性を向上させている。このような観点から、アーチ部のハイト方向（Ｙ方向）に沿う断面形状については、薄膜磁性体の磁化し難い方向を生じさせるための形状であれば特に制限されない。   When such a concept is applied to the shield layers 13 and 16 and the return yoke layer 27 of the perpendicular magnetic recording / reproducing head, in the thin shield layers 13 and 16 and the return yoke layer 27, the magnetization of the magnetic material with respect to an external magnetic field is caused. It will concentrate on the edge of the film. Therefore, in the shield layer, a substantially arch-shaped portion is provided in order to generate a direction in which the thin film magnetic body is difficult to magnetize. As a result, as shown in FIG. 7, the magnetic field of the height direction component is reduced, the edge write magnetic field is kept low, and the external magnetic field resistance is improved. From such a viewpoint, the cross-sectional shape along the height direction (Y direction) of the arch portion is not particularly limited as long as it is a shape for generating a direction in which the thin film magnetic body is hard to be magnetized.

次に、このようなシールド層を有する垂直磁気記録再生ヘッドの製造方法について説明する。なお、シールド層に加えてリターンヨーク層にアーチ部を設ける場合の方法については、本出願人の特願２００６-１９９７２７号に記載されている。すなわち、コイル絶縁下地層及び上層コイル片を含むギャップ層上に第１レジスト層を形成し、さらにアーチ部を形成する領域に第２レジスト層を形成し、第２レジスト層上にメッキ処理によりリターンヨーク層を形成する。このリターンヨーク層は、第２レジスト層に沿ってアーチ形状に形成される。この内容はすべてここに含める。   Next, a method for manufacturing a perpendicular magnetic recording / reproducing head having such a shield layer will be described. A method for providing an arch portion in the return yoke layer in addition to the shield layer is described in Japanese Patent Application No. 2006-199727 of the present applicant. That is, the first resist layer is formed on the gap layer including the coil insulating base layer and the upper coil piece, the second resist layer is formed in the region where the arch portion is to be formed, and the return is performed by plating on the second resist layer. A yoke layer is formed. The return yoke layer is formed in an arch shape along the second resist layer. All this content is included here.

図９は、本発明に係る垂直磁気記録再生ヘッド装置のシールド層領域を示す図であり、（ａ）は、媒体対向面から見た図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿う断面図である。また、図１０（ａ）〜（ｉ）は、本発明に係る垂直磁気記録再生ヘッド装置のシールド層領域の製造方法を説明するための図である。なお、図１０において破線は媒体対向面の位置を示す。また、各層の形成においては、通常使用されている条件で行うものとする。   9A and 9B are diagrams showing the shield layer region of the perpendicular magnetic recording / reproducing head device according to the present invention. FIG. 9A is a diagram viewed from the medium facing surface, and FIG. It is sectional drawing which follows an A 'line. FIGS. 10A to 10I are views for explaining a method of manufacturing the shield layer region of the perpendicular magnetic recording / reproducing head device according to the present invention. In FIG. 10, the broken line indicates the position of the medium facing surface. In addition, the formation of each layer is performed under conditions that are normally used.

図９（ａ），（ｂ）に示すように、シールド層領域においては、スライダ１０上に非磁性絶縁層１２が形成されており、非磁性絶縁層１２上にアーチ部１３ａを下側にした下部シールド層１３が形成されており、下部シールド層１３上に、読み取り素子１４を有する無機絶縁層１５を介して、アーチ部１６ｄを上側にした上部シールド層１６が形成されている。   As shown in FIGS. 9A and 9B, in the shield layer region, the nonmagnetic insulating layer 12 is formed on the slider 10, and the arch portion 13a is placed on the nonmagnetic insulating layer 12 on the lower side. A lower shield layer 13 is formed, and an upper shield layer 16 with an arch portion 16d on the upper side is formed on the lower shield layer 13 via an inorganic insulating layer 15 having a reading element 14.

このようなシールド層領域は、まず、図１０（ａ）に示すように、スライダ１０上に非磁性絶縁層１２を形成する。次いで、図１０（ｂ）に示すように、テーパ面４１ａを有するレジスト膜４１を形成する。この場合、まず、非磁性絶縁層１２上にレジスト膜４１を形成し、その後、レジスト膜４１に、熱処理を施すことによりテーパ面４１ａを形成する。次いで、図１０（ｃ）に示すように、レジスト膜４１をマスクとして非磁性絶縁層１２をミリング加工して、断面略台形形状の凹部１２ａを形成する。その後、レジスト膜４１を除去する。   In such a shield layer region, a nonmagnetic insulating layer 12 is first formed on the slider 10 as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 10B, a resist film 41 having a tapered surface 41a is formed. In this case, first, the resist film 41 is formed on the nonmagnetic insulating layer 12, and then the tapered surface 41 a is formed by performing heat treatment on the resist film 41. Next, as shown in FIG. 10C, the nonmagnetic insulating layer 12 is milled using the resist film 41 as a mask to form a recess 12a having a substantially trapezoidal cross section. Thereafter, the resist film 41 is removed.

次いで、図１０（ｄ）に示すように、非磁性絶縁層１２上に下部シールド層１３を形成する。この場合、非磁性絶縁層１２上にメッキによりシールド材料を被着することにより下部シールド層１３を形成する。この下部シールド層１３は、非磁性絶縁層１２の凹部１２ａの形状に追従して形成される。次いで、図１０（ｅ）に示すように、下部シールド層１３上に凹部を埋めるための絶縁層４２を形成する。この場合、下部シールド層１３上にスパッタリングにより絶縁性材料を被着することにより絶縁層４２を形成する。この絶縁層４２は、下部シールド層１３のアーチ部１３ａに対応する凹部を埋めるために形成する。このため、次いで、図１０（ｆ）に示すように、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）により絶縁層４２を下部シールド層１３が露出するまで研磨して平坦化し、絶縁層４２を下部シールド層の凹部に埋め込む。   Next, as shown in FIG. 10D, the lower shield layer 13 is formed on the nonmagnetic insulating layer 12. In this case, the lower shield layer 13 is formed by depositing a shield material on the nonmagnetic insulating layer 12 by plating. The lower shield layer 13 is formed following the shape of the recess 12a of the nonmagnetic insulating layer 12. Next, as shown in FIG. 10E, an insulating layer 42 for filling the recesses is formed on the lower shield layer 13. In this case, the insulating layer 42 is formed by depositing an insulating material on the lower shield layer 13 by sputtering. The insulating layer 42 is formed so as to fill the concave portion corresponding to the arch portion 13a of the lower shield layer 13. Therefore, as shown in FIG. 10F, the insulating layer 42 is then polished and planarized by CMP (Chemical Mechanical Polishing) until the lower shield layer 13 is exposed, and the insulating layer 42 is formed in the recesses of the lower shield layer. Embed.

次いで、図１０（ｇ）に示すように、下部シールド層１３及び絶縁層４２上に無機絶縁層１５を形成する。この無機絶縁層１５は、絶縁層４２と共にリードギャップとして機能する。この場合、下部シールド層１３及び絶縁層４２上にスパッタリングにより無機絶縁性材料を被着することにより無機絶縁層１５を形成する。   Next, as shown in FIG. 10G, the inorganic insulating layer 15 is formed on the lower shield layer 13 and the insulating layer 42. The inorganic insulating layer 15 functions as a lead gap together with the insulating layer 42. In this case, the inorganic insulating layer 15 is formed by depositing an inorganic insulating material on the lower shield layer 13 and the insulating layer 42 by sputtering.

次いで、図１０（ｈ）に示すように、無機絶縁層１５上に、上部シールド層１６のアーチ部１６ｄを形成するために設けられるレジスト層４３を形成する。この場合、無機絶縁層１５上にレジスト材料を被覆し、レジスト形成領域が閉口したマスクを介してレジスト材料を露光し、現像することにより凸形状のレジスト層４３を形成する。なお、レジスト層４３のポストベークの条件を変えることにより、ハイト方向に沿う断面における形状を変えることが可能である。例えば、ポストベークの温度を相対的に高くすることにより略半円形の断面形状を得ることができ、ポストベークの温度を相対的に低くすることにより、略台形の断面形状を得ることができる。   Next, as shown in FIG. 10 (h), a resist layer 43 provided to form the arch portion 16 d of the upper shield layer 16 is formed on the inorganic insulating layer 15. In this case, a resist material is coated on the inorganic insulating layer 15, and the resist material is exposed and developed through a mask in which the resist formation region is closed, whereby a convex resist layer 43 is formed. Note that the shape of the cross section along the height direction can be changed by changing the post-baking conditions of the resist layer 43. For example, a substantially semicircular cross-sectional shape can be obtained by relatively increasing the post-baking temperature, and a substantially trapezoidal cross-sectional shape can be obtained by relatively decreasing the post-baking temperature.

次いで、図１０（ｉ）に示すように、無機絶縁層１５及びレジスト層４３上に上部シールド層１６を形成する。この場合、無機絶縁層１５及びレジスト層４３上にメッキによりシールド材料を被着することにより上部シールド層１６を形成する。この上部シールド層１６は、レジスト層４３の凸形状に追従して形成される。このように、上部シールド層１６及び下部シールド層１３にアーチ部がそれぞれ形成されており、それぞれのアーチ部が無機絶縁層１５から***するように設けられている構造を実現することができる。   Next, as shown in FIG. 10I, the upper shield layer 16 is formed on the inorganic insulating layer 15 and the resist layer 43. In this case, the upper shield layer 16 is formed by depositing a shield material on the inorganic insulating layer 15 and the resist layer 43 by plating. The upper shield layer 16 is formed following the convex shape of the resist layer 43. As described above, it is possible to realize a structure in which the arch portions are formed in the upper shield layer 16 and the lower shield layer 13, and the arch portions are provided so as to protrude from the inorganic insulating layer 15.

このようにして、アーチ部を含む上部シールド層１６及び下部シールド層１３を有するシールド層領域を作製することができる。この垂直磁気記録再生ヘッドは、図１０（ｉ）から分かるように、媒体対向面においてアーチ部が露出した状態となる。アーチ部においては、磁化困難軸方向に外部磁界が印加された状態となり、磁性体が磁化し難く、発生する磁界が小さくなる。このため、相対的に薄いシールド層であってもEdge Write磁界を低く抑えて外部磁界耐性を向上させることができる。   In this manner, a shield layer region having the upper shield layer 16 and the lower shield layer 13 including the arch portion can be manufactured. In this perpendicular magnetic recording / reproducing head, as can be seen from FIG. 10I, the arch portion is exposed on the medium facing surface. In the arch portion, an external magnetic field is applied in the direction of the hard axis, the magnetic body is difficult to magnetize, and the generated magnetic field is small. For this reason, even with a relatively thin shield layer, the edge write magnetic field can be kept low and the external magnetic field resistance can be improved.

なお、図９及び図１０においては、略半円形状のアーチ部が媒体対向面で露出する位置に設けられた場合について説明しているが、アーチ部が略台形状であっても同様な効果を発揮することができ、アーチ部が媒体対向面よりも内側に設けられても同様な効果を発揮することができる。アーチ部が媒体対向面よりも内側にあることにより、媒体対向面からの突出（ＰＴＰ）を抑えることができる。   9 and 10, the case where the substantially semicircular arch portion is provided at a position exposed at the medium facing surface is described. However, the same effect can be obtained even when the arch portion is substantially trapezoidal. Even if the arch portion is provided on the inner side of the medium facing surface, the same effect can be exhibited. Protrusion (PTP) from the medium facing surface can be suppressed by the arch portion being inside the medium facing surface.

次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
ここでは、静磁界シミュレーションにより効果を確認した。このシミュレーションでは、垂直磁気記録再生ヘッドにおいて、外部磁界耐性にかかわる部位をモデル化し、外部磁界印加時の磁化状態を計算した。なお、磁界強度最大量は、上部シールド層又は下部シールド層から発生するハイト方向成分の磁界強度分布のうち、磁界強度が最大の値とした。また、ハイト方向成分の磁界強度分布は、記録磁性膜の膜厚中央に位置する平面において測定した。上部シールド層の厚さが１．６μｍであり、下部シールド層の厚さが１．２μｍであり、ハイト方向に沿う断面において略半円状の断面形状を有するアーチ部を上部シールド層又は下部シールド層に含む垂直磁気記録再生ヘッドを備えた磁気ヘッドについて磁界強度最大量を求めた。その結果を図１１に示す。 Next, examples performed for clarifying the effects of the present invention will be described.
Here, the effect was confirmed by a static magnetic field simulation. In this simulation, in the perpendicular magnetic recording / reproducing head, a part related to the external magnetic field resistance was modeled, and the magnetization state when the external magnetic field was applied was calculated. Note that the maximum amount of magnetic field strength is the maximum value of the magnetic field strength distribution of the height direction component generated from the upper shield layer or the lower shield layer. The magnetic field intensity distribution of the height direction component was measured on a plane located at the center of the thickness of the recording magnetic film. The thickness of the upper shield layer is 1.6 μm, the thickness of the lower shield layer is 1.2 μm, and the arch portion having a substantially semicircular cross-sectional shape in the cross section along the height direction is used as the upper shield layer or the lower shield. The maximum amount of magnetic field strength was determined for a magnetic head including a perpendicular magnetic recording / reproducing head included in the layer. The result is shown in FIG.

また、比較のために、上部シールド層の厚さが１．６μｍであり、下部シールド層の厚さが１．２μｍであり、上部シールド層又は下部シールド層にアーチ部を含まない垂直磁気記録再生ヘッドを備えた磁気ヘッドについて磁界強度最大値を上記と同様にして求めた。その結果を図１１に併記する。   Further, for comparison, the thickness of the upper shield layer is 1.6 μm, the thickness of the lower shield layer is 1.2 μm, and perpendicular magnetic recording / reproduction without an arch portion in the upper shield layer or the lower shield layer The maximum value of the magnetic field strength was determined in the same manner as described above for the magnetic head equipped with the head. The results are also shown in FIG.

図１１から分かるように、本発明に係る垂直磁気記録再生ヘッドを備えた磁気ヘッド（図１１における縦線側）については、磁界強度が２ｋＯｅ（×１０³／４π Ａ／ｍ）以下であり、外部磁界耐性を向上させることができる。一方、上部シールド層又は下部シールド層にアーチ部を含まない垂直磁気記録再生ヘッドを備えた磁気ヘッド（図１１における白抜き側）については、磁界強度最大量が３ｋＯｅ（×１０³／４π Ａ／ｍ）近くあり、記録した媒体の保磁力によってはEdge Writeが発生する。 As can be seen from FIG. 11, for the magnetic head (vertical line side in FIG. 11) provided with the perpendicular magnetic recording / reproducing head according to the present invention, the magnetic field strength is 2 kOe (× 10 ³ / 4π A / m) or less. External magnetic field resistance can be improved. On the other hand, for a magnetic head (a white side in FIG. 11) provided with a perpendicular magnetic recording / reproducing head that does not include an arch portion in the upper shield layer or the lower shield layer, the maximum magnetic field strength is ³ kOe (× 10 ³ / 4π A / m) Edge Write occurs depending on the coercivity of the recorded medium.

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態で説明した数値や材質については特に制限はない。また、上記実施の形態で説明したプロセスについてはこれに限定されず、工程間の適宜順序を変えて実施しても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various modifications. For example, the numerical values and materials described in the above embodiments are not particularly limited. Further, the process described in the above embodiment is not limited to this, and the process may be performed by changing the order as appropriate. Other modifications may be made as appropriate without departing from the scope of the object of the present invention.

本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録再生ヘッドを備えた磁気ヘッドを示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing a magnetic head including a perpendicular magnetic recording / reproducing head according to an embodiment of the present invention. 図１に示す垂直磁気記録再生ヘッドの部分平面図及びリターンヨーク層の部分正面図である。FIG. 2 is a partial plan view of the perpendicular magnetic recording / reproducing head shown in FIG. 1 and a partial front view of a return yoke layer. （ａ），（ｂ）は、シールド層の形状を説明するための図である。(A), (b) is a figure for demonstrating the shape of a shield layer. （ａ），（ｂ）は、シールド層の形状を説明するための図である。(A), (b) is a figure for demonstrating the shape of a shield layer. （ａ）〜（ｃ）は、シールド層の形状を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating the shape of a shield layer. （ａ），（ｂ）は、上部シールド層、下部シールド層及びリターンヨーク層にそれぞれアーチ部を設けた場合の構造を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the structure at the time of providing an arch part in an upper shield layer, a lower shield layer, and a return yoke layer, respectively. 上部シールド層、下部シールド層及びリターンヨーク層にそれぞれアーチ部を設けた場合の構造における磁化方向を示す図である。It is a figure which shows the magnetization direction in the structure at the time of providing an arch part in an upper shield layer, a lower shield layer, and a return yoke layer, respectively. （ａ），（ｂ）は、本発明の原理について説明するための図である。(A), (b) is a figure for demonstrating the principle of this invention. （ａ），（ｂ）は、本発明に係る垂直磁気記録再生ヘッド装置のシールド層領域の製造方法を説明するための図である。(A), (b) is a figure for demonstrating the manufacturing method of the shield layer area | region of the perpendicular magnetic recording / reproducing head apparatus based on this invention. （ａ）〜（ｉ）は、本発明に係る垂直磁気記録再生ヘッド装置のシールド層領域の製造方法を説明するための図である。(A)-(i) is a figure for demonstrating the manufacturing method of the shield layer area | region of the perpendicular magnetic recording / reproducing head apparatus based on this invention. 本発明の実施の形態に係る垂直磁気記録再生ヘッドの特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the perpendicular magnetic recording / reproducing head based on Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ スライダ
１２ 非磁性絶縁層
１３ 下部シールド層
１３ａ，１６ｄ，１６ｅ アーチ部
１４ 読み取り素子
１５ 無機絶縁層
１６ 上部シールド層
１６ｆ テーパ面
１６ｇ 平面
１８ 下層コイル片
２１ ギャップ層
２３ 上層コイル片
２４ 主磁極層
２６ コイル絶縁層
２７ リターンヨーク層
２８ 間隔調整絶縁層
４３ レジスト層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Slider 12 Nonmagnetic insulating layer 13 Lower shield layer 13a, 16d, 16e Arch part 14 Reading element 15 Inorganic insulating layer 16 Upper shield layer 16f Tapered surface 16g Plane 18 Lower layer coil piece 21 Gap layer 23 Upper layer coil piece 24 Main magnetic pole layer 26 Coil insulation layer 27 Return yoke layer 28 Spacing adjustment insulation layer 43 Resist layer

Claims (4)

記録媒体との対向面で露出する読み取り素子と、前記読み取り素子をシールドする一対のシールド層と、記録媒体との対向面で露出する主磁極を有する磁性層と、前記磁性層上に非磁性層を介して設けられたリターンヨーク層と、前記磁性層及び前記リターンヨーク層に記録磁界を与えるためのコイル層と、を具備する垂直磁気記録再生ヘッド装置であって、前記一対のシールド層の少なくとも一つは、ハイト方向に沿う断面において、略アーチ部を含む形状を有することを特徴とする垂直磁気記録再生ヘッド装置。   A reading element exposed on the surface facing the recording medium, a pair of shield layers for shielding the reading element, a magnetic layer having a main pole exposed on the surface facing the recording medium, and a nonmagnetic layer on the magnetic layer And a coil layer for applying a recording magnetic field to the magnetic layer and the return yoke layer, wherein the perpendicular magnetic recording / reproducing head device includes at least one of the pair of shield layers. One is a perpendicular magnetic recording / reproducing head device having a shape including a substantially arch portion in a cross section along the height direction. 前記一対のシールド層がそれぞれハイト方向に沿う断面において、略アーチ部を含む形状を有しており、それぞれの略アーチ部が前記絶縁層から***するように設けられていることを特徴とする請求項１記載の垂直磁気記録再生ヘッド装置。   The pair of shield layers each have a shape including a substantially arch portion in a cross section along the height direction, and each of the substantially arch portions is provided so as to protrude from the insulating layer. Item 2. The perpendicular magnetic recording / reproducing head device according to Item 1. 前記略アーチ部が前記対向面で露出する位置に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の垂直磁気記録再生ヘッド装置。   3. The perpendicular magnetic recording / reproducing head device according to claim 1, wherein the substantially arch portion is provided at a position exposed at the facing surface. 前記略アーチ部が前記対向面よりも内側に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の垂直磁気記録再生ヘッド装置。   3. The perpendicular magnetic recording / reproducing head device according to claim 1, wherein the substantially arch portion is provided on an inner side than the facing surface.

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