[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図1ないし図6を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る磁気ヘッドの構成について説明する。図1は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおける主磁極の媒体対向面の近傍の部分を示す断面図である。図2は、本実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。なお、図1および図2は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面を示している。図1および図2において記号Tで示す矢印は、記録媒体の進行方向を表している。図3は、本実施の形態に係る磁気ヘッドの媒体対向面を示す正面図である。図4は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるコイルの第2の部分を示す平面図である。図5は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるコイルの第1の部分の第1層を示す平面図である。図6は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるコイルの第1の部分の第2層を示す平面図である。図3ないし図6において記号TWで示す矢印は、トラック幅方向を表している。
図2および図3に示したように、本実施の形態に係る垂直磁気記録用磁気ヘッド(以下、単に磁気ヘッドと記す。)は、アルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイド(Al2O3・TiC)等のセラミック材料よりなり、上面1aを有する基板1と、この基板1の上面1a上に配置されたアルミナ(Al2O3)等の絶縁材料よりなる絶縁層2と、この絶縁層2の上に配置された磁性材料よりなる第1の再生シールド層3と、第1の再生シールド層3を覆うように配置された絶縁膜である第1の再生シールドギャップ膜4と、この第1の再生シールドギャップ膜4の上に配置された再生素子としてのMR(磁気抵抗効果)素子5と、このMR素子5の上に配置された絶縁膜である第2の再生シールドギャップ膜6と、この第2の再生シールドギャップ膜6の上に配置された磁性材料よりなる第2の再生シールド層7とを備えている。
MR素子5の一端部は、記録媒体に対向する媒体対向面100に配置されている。MR素子5には、AMR(異方性磁気抵抗効果)素子、GMR(巨大磁気抵抗効果)素子あるいはTMR(トンネル磁気抵抗効果)素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。GMR素子としては、磁気的信号検出用の電流を、GMR素子を構成する各層の面に対してほぼ平行な方向に流すCIP(Current In Plane)タイプでもよいし、磁気的信号検出用の電流を、GMR素子を構成する各層の面に対してほぼ垂直な方向に流すCPP(Current Perpendicular to Plane)タイプでもよい。
第1の再生シールド層3から第2の再生シールド層7までの部分は、再生ヘッド部8を構成する。磁気ヘッドは、更に、非磁性材料よりなり、第2の再生シールド層7の上に配置された非磁性層50と、非磁性層50の上に配置された記録ヘッド部9とを備えている。非磁性層50は、例えばアルミナによって形成されている。記録ヘッド部9は、コイルと、主磁極15と、記録シールド16と、ギャップ部17とを有している。
コイルは、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する。コイルは、第1の部分20と第2の部分10とを含んでいる。第1の部分20と第2の部分10は、いずれも、銅等の導電材料によって形成されている。第1の部分20と第2の部分10は、直列または並列に接続されている。主磁極15は、媒体対向面100に配置された端面を有し、コイルによって発生された磁界に対応する磁束を通過させると共に、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する。図1および図2は、媒体対向面100に配置された主磁極15の端面と交差し、媒体対向面100および基板1の上面1aに垂直な断面(以下、主断面と言う。)を示している。
記録シールド16は、媒体対向面100に配置された端面を有している。記録シールド16の端面は、第1ないし第4の端面部分16Aa,16Ba,16Ca,16Daを含んでいる。第1の端面部分16Aaは、主磁極15の端面に対して記録媒体の進行方向Tの前側に配置されている。第2の端面部分16Baは、主磁極15の端面に対して記録媒体の進行方向Tの後側に配置されている。第3および第4の端面部分16Ca,16Daは、主磁極15の端面に対してトラック幅方向TWの両側に配置されている。媒体対向面100において、第1ないし第4の端面部分16Aa,16Ba,16Ca,16Daは、主磁極15の端面の周りを囲むように配置されている。
記録シールド16は、磁性材料によって形成されている。記録シールド16の材料としては、例えばCoFeN、CoNiFe、NiFe、CoFeのいずれかを用いることができる。
記録ヘッド部9は、更に、第1の帰磁路部40および第2の帰磁路部30を有している。第1の帰磁路部40および第2の帰磁路部30は、いずれも磁性材料によって形成されている。第1の帰磁路部40および第2の帰磁路部30の材料としては、例えばCoFeN、CoNiFe、NiFe、CoFeのいずれかを用いることができる。第1の帰磁路部40と第2の帰磁路部30は、主磁極15を挟むように基板1の上面1aに垂直な方向に沿って並んでいる。第1の帰磁路部40は、主磁極15に対して記録媒体の進行方向Tの前側に配置されて、主磁極15のうちの媒体対向面100から離れた部分と記録シールド16とを接続し、これにより、主磁極15と記録シールド16とを磁気的に連結している。第2の帰磁路部30は、主磁極15に対して記録媒体の進行方向Tの後側に配置されて、主磁極15のうちの媒体対向面100から離れた部分と記録シールド16とを接続し、これにより、主磁極15と記録シールド16とを磁気的に連結している。
第2の帰磁路部30は、磁性層31,32,33,34,35,36を有している。磁性層31は、非磁性層50の上に配置されている。磁性層32,33は、いずれも磁性層31の上に配置されている。磁性層32は、媒体対向面100の近傍に配置されている。磁性層33は、磁性層32に対して、媒体対向面100からより遠い位置に配置されている。磁性層31,32は、それぞれ、媒体対向面100に向いた端面を有し、これらの端面は、媒体対向面100から離れた位置に配置されている。図4に示したように、コイルの第2の部分10は、磁性層33の周りに約3回巻かれている。
磁気ヘッドは、更に、磁性層31の周囲において非磁性層50の上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層51と、磁性層31〜33と第2の部分10との間に介在する絶縁材料よりなる絶縁膜52と、第2の部分10の巻線間に配置された絶縁材料よりなる絶縁層53と、第2の部分10および磁性層32の周囲に配置された絶縁材料よりなる絶縁層54とを備えている。第2の部分10、磁性層32,33、絶縁膜52および絶縁層53,54の上面は平坦化されている。絶縁層51,54および絶縁膜52は、例えばアルミナによって形成されている。絶縁層53は、例えばフォトレジストによって形成されている。
磁性層34は、磁性層32および絶縁層54の上に配置されている。磁性層35は、磁性層33の上に配置されている。磁性層34は、媒体対向面100に配置された端面を有している。磁気ヘッドは、更に、第2の部分10、絶縁膜52および絶縁層53,54の上面の上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層55と、磁性層34,35の周囲において絶縁層55の上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層56とを備えている。磁性層34,35および絶縁層56の上面は、平坦化されている。絶縁層55,56は、例えばアルミナによって形成されている。
図3に示したように、記録シールド16は、第1のシールド16Aと、第2のシールド16Bと、2つのサイドシールド16C,16Dとを有している。2つのサイドシールド16C,16Dは、主磁極15のトラック幅方向TWの両側に配置されている。第1のシールド16Aは、主磁極15に対して記録媒体の進行方向Tの前側に配置されている。第2のシールド16Bは、主磁極15に対して記録媒体の進行方向Tの後側に配置されている。サイドシールド16C,16Dは、第1のシールド16Aと第2のシールド16Bを磁気的に連結している。
図1に示したように、第1のシールド16Aは、第1の端面部分16Aaと、下面である第1の傾斜面16Abとを有している。第2のシールド16Bは、第2の端面部分16Baと、第2の傾斜面16Bbを含む上面とを有している。第1の傾斜面16Abと第2の傾斜面16Bbについては、後で詳しく説明する。図3に示したように、サイドシールド16Cは、第3の端面部分16Caを有している。サイドシールド16Dは、第4の端面部分16Daを有している。
第2のシールド16Bは、磁性層34の上に配置されている。磁性層36は、磁性層35および絶縁層56の上に配置されている。磁気ヘッドは、更に、非磁性材料よりなる非磁性層57を備えている。非磁性層57は、第2のシールド16Bおよび磁性層36の周囲において、磁性層34の上面の一部の上および絶縁層56の上面の上に配置されている。図1に示したように、非磁性層57の上面は、第2のシールド16Bの上面に連続する平坦部UL1と、この平坦部UL1に連続し平坦部UL1よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置された傾斜面UL2と、この傾斜面UL2に連続し傾斜面UL2よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置された底部UL3とを含んでいる。非磁性層57は、例えばアルミナによって形成されている。
主磁極15は、記録媒体の進行方向Tの前側の端に位置する面である上面15T(図1参照)と、上面15Tとは反対側の下端部15L(図1参照)と、トラック幅方向TWの両側に配置された第1および第2の側部(図3参照)とを有している。サイドシールド16Cは、主磁極15の第1の側部に対向する第1の側壁を有している。サイドシールド16Dは、主磁極15の第2の側部に対向する第2の側壁を有している。
ギャップ部17は、非磁性材料よりなり、主磁極15と、記録シールド16との間に設けられている。ギャップ部17は、主磁極15と第1のシールド16Aとの間に配置された第1のギャップ層19と、主磁極15と第2のシールド16Bおよびサイドシールド16C,16Dとの間に配置された第2のギャップ層18とを含んでいる。
サイドシールド16C,16Dは、第2のシールド16Bの上に配置され、第2のシールド16Bの上面に接している。第2のギャップ層18は、サイドシールド16C,16Dの側壁、第2のシールド16Bの上面および非磁性層57の上面に沿って配置されている。第2のギャップ層18は、非磁性材料によって形成されている。第2のギャップ層18を構成する非磁性材料は、絶縁材料でもよいし、非磁性金属材料でもよい。第2のギャップ層18を構成する絶縁材料としては、例えばアルミナが用いられる。第2のギャップ層18を構成する非磁性金属材料としては、例えばRuが用いられる。第2のギャップ層18には、磁性層36の上面を露出させる開口部が形成されている。
主磁極15は、第2のシールド16Bおよび非磁性層57の上面と主磁極15との間に第2のギャップ層18が介在するように、第2のシールド16Bおよび非磁性層57の上に配置されている。また、図3に示したように、主磁極15とサイドシールド16C,16Dとの間にも、第2のギャップ層18が介在している。
媒体対向面100から離れた位置において、主磁極15の下端部15Lは、磁性層36の上面に接している。主磁極15は、金属磁性材料によって形成されている。主磁極15の材料としては、例えば、NiFe、CoNiFe、CoFeのいずれかを用いることができる。主磁極15の形状については、後で詳しく説明する。
磁気ヘッドは、更に、主磁極15およびサイドシールド16C,16Dの周囲に配置された非磁性材料よりなる図示しない第1の非磁性層を備えている。本実施の形態では、特に、第1の非磁性層は、アルミナ等の非磁性絶縁材料よりなる。
磁気ヘッドは、更に、媒体対向面100から離れた位置において、主磁極15の上面15Tの一部の上に配置された非磁性金属材料よりなる非磁性金属層58と、この非磁性金属層58の上面の上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層59とを備えている。非磁性金属層58は、例えばRu、NiCrまたはNiCuによって形成されている。絶縁層59は、例えばアルミナによって形成されている。
第1のギャップ層19は、主磁極15、非磁性金属層58および絶縁層59を覆うように配置されている。第1のギャップ層19は、非磁性材料によって形成されている。第1のギャップ層19の材料は、アルミナ等の非磁性絶縁材料でもよいし、Ru、NiCu、Ta、W、NiB、NiP等の非磁性導電材料でもよい。
第1のシールド16Aは、サイドシールド16C,16Dおよび第1のギャップ層19の上に配置され、サイドシールド16C,16Dおよび第1のギャップ層19の上面に接している。媒体対向面100において、第1のシールド16Aの第1の端面部分16Aaの一部は、主磁極15の端面に対して、第1のギャップ層19の厚みによる所定の間隔を開けて配置されている。第1のギャップ層19の厚みは、5〜60nmの範囲内であることが好ましく、例えば30〜60nmの範囲内である。主磁極15の端面は、第1のギャップ層19に隣接する辺を有し、この辺はトラック幅を規定している。
第1の帰磁路部40は、磁性層41,42,43,44を有している。磁性層41は、媒体対向面100から離れた位置において主磁極15の上に配置されている。
コイルの第1の部分20は、第1層21および第2層22を含んでいる。図5に示したように、第1層21は、磁性層41の周りに1回巻かれている。磁気ヘッドは、更に、第1のシールド16A、第1のギャップ層19および磁性層41と第1層21との間に介在する絶縁材料よりなる絶縁膜61と、第1層21および第1のシールド16Aの周囲に配置された非磁性材料よりなる図示しない第2の非磁性層とを備えている。絶縁膜61は、例えばアルミナによって形成されている。第2の非磁性層は、例えば無機絶縁材料によって形成されている。この無機絶縁材料としては、例えばアルミナまたはシリコン酸化物が用いられる。第1のシールド16A、第1層21、磁性層41、絶縁膜61および第2の非磁性層の上面は平坦化されている。
磁気ヘッドは、更に、第1層21および絶縁膜61の上面ならびに磁性層41の上面の一部の上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層62を備えている。絶縁層62は、例えばアルミナによって形成されている。
磁性層42は、第1のシールド16Aおよび絶縁層62の上に配置されている。磁性層43は、磁性層41の上に配置されている。磁性層42は、媒体対向面100に配置された前端面と、実質的に媒体対向面100に垂直な方向に延在する上面と、前端面と上面とを接続する第1および第2の接続面とを有している。磁性層42において、第1の接続面の一端は媒体対向面100に位置し、第1の接続面の他端は第2の接続面の一端に接続され、第2の接続面の他端は上面に接続されている。第1の接続面における任意の位置の基板1の上面1aからの距離は、任意の位置が媒体対向面100から離れるに従って大きくなっている。第2の接続面は、媒体対向面100に平行である。
図6に示したように、第2層22は、磁性層43の周りに約2回巻かれている。磁気ヘッドは、更に、磁性層42,43および絶縁層62と第2層22との間に介在する絶縁材料よりなる絶縁膜64と、第2層22の巻線間に配置された絶縁材料よりなる絶縁層65と、第2層22および磁性層42の周囲に配置された絶縁材料よりなる絶縁層66とを備えている。第2層22、磁性層42,43、絶縁膜64および絶縁層65,66の上面は平坦化されている。磁気ヘッドは、更に、第2層22および絶縁膜64の上面の上に配置された絶縁材料よりなる絶縁層67を備えている。絶縁膜64および絶縁層66,67は、例えばアルミナによって形成されている。絶縁層65は、例えばフォトレジストによって形成されている。
磁性層44は、磁性層42,43および絶縁層67の上に配置され、磁性層42と磁性層43とを接続している。磁性層44は、媒体対向面100に向いた端面を有し、この端面は、媒体対向面100から離れた位置に配置されている。磁気ヘッドは、更に、磁性層44の周囲に配置された絶縁材料よりなる絶縁層68を備えている。絶縁層68は、例えばアルミナによって形成されている。磁性層44および絶縁層68の上面は平坦化されている。
磁気ヘッドは、更に、非磁性材料よりなり、記録ヘッド部9を覆うように配置された保護層70を備えている。保護層70は、例えば、アルミナ等の無機絶縁材料によって形成されている。
以上説明したように、本実施の形態に係る磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面100と再生ヘッド部8と記録ヘッド部9とを備えている。再生ヘッド部8と記録ヘッド部9は、基板1の上に積層されている。再生ヘッド部8は、記録ヘッド部9に対して、記録媒体の進行方向Tの後側(リーディング端側)に配置されている。
再生ヘッド部8は、再生素子としてのMR素子5と、媒体対向面100側の一部がMR素子5を挟んで対向するように配置された、MR素子5をシールドするための第1の再生シールド層3および第2の再生シールド層7と、MR素子5と第1の再生シールド層3との間に配置された第1の再生シールドギャップ膜4と、MR素子5と第2の再生シールド層7との間に配置された第2の再生シールドギャップ膜6とを有している。
記録ヘッド部9は、第1の部分20および第2の部分10を含むコイルと、主磁極15と、記録シールド16と、ギャップ部17と、第1の帰磁路部40および第2の帰磁路部30とを有している。記録シールド16は、第1のシールド16Aと、第2のシールド16Bと、2つのサイドシールド16C,16Dとを有している。ギャップ部17は、第2のギャップ層18と第1のギャップ層19とを含んでいる。第1の帰磁路部40と第2の帰磁路部30は、主磁極15を挟むように基板1の上面1aに垂直な方向に沿って並んでいる。
第2の帰磁路部30は、磁性層31〜36を有し主磁極15に対して記録媒体の進行方向Tの後側に配置されている。図2に示したように、第2の帰磁路部30は、主磁極15、ギャップ部17(ギャップ層18)、記録シールド16および第2の帰磁路部30(磁性層31〜36)によって囲まれた第2の空間S2が形成されるように、主磁極15のうちの媒体対向面100から離れた部分と記録シールド16とを接続している。
磁性層32,34は、記録シールド16の第2のシールド16Bと磁性層31とを磁気的に連結している。本実施の形態では、磁性層34は、第2のシールド16Bに接続されている。磁性層32は、磁性層34と磁性層31とを磁気的に連結している。磁性層34は、媒体対向面100において第2のシールド16Bの第2の端面部分16Baに対して記録媒体の進行方向Tの後側に配置された端面を有している。前記主断面において、磁性層31は、媒体対向面100に垂直な方向について第2のシールド16Bよりも大きな長さを有している。前記主断面において、磁性層32,34は、媒体対向面100に垂直な方向について第2のシールド16Bよりも大きく磁性層31よりも小さな長さを有している。
磁性層31,32は、媒体対向面100に露出していない。磁性層31,32は、それぞれ、媒体対向面100に向くと共に媒体対向面100から離れた位置に配置された端面を有している。磁性層31の上記端面と媒体対向面100との間には絶縁層51の一部が介在している。磁性層32の上記端面と媒体対向面100との間には絶縁層54の一部が介在している。
第1の帰磁路部40は、磁性層41〜44を有し、主磁極15に対して記録媒体の進行方向Tの前側に配置されている。第1の帰磁路部40は、主磁極15、ギャップ部17(ギャップ層19)、記録シールド16および第1の帰磁路部40(磁性層41〜44)によって囲まれた第1の空間S1が形成されるように、主磁極15のうちの媒体対向面100から離れた部分と記録シールド16とを接続している。
磁性層42は、記録シールド16の第1のシールド16Aと磁性層44とを磁気的に連結している。磁性層42は、媒体対向面100において第1のシールド16Aの第1の端面部分16Aaに対して記録媒体の進行方向Tの前側に配置された前端面と、上面と、前端面と上面とを接続する第1および第2の接続面とを有している。磁性層42の第1および第2の接続面と媒体対向面100との間には絶縁層66の一部が介在している。前記主断面において、磁性層44は、媒体対向面100に垂直な方向について第1のシールド16Aよりも大きな長さを有している。前記主断面において、磁性層42は、媒体対向面100に垂直な方向について第1のシールド16Aよりも大きく磁性層44よりも小さな長さを有している。
磁性層44は、媒体対向面100に露出していない。磁性層44は、媒体対向面100に向くと共に媒体対向面100から離れた位置に配置された端面を有している。磁性層44の上記端面と媒体対向面100との間には絶縁層68の一部が介在している。
以下、図4ないし図6を参照して、コイルの第1の部分20および第2の部分10について詳しく説明する。図4は、第2の部分10を示す平面図である。第2の部分10は、第2の帰磁路部30の一部である磁性層33の周りに約3回巻かれている。第2の部分10は、第2の空間S2内のうち特に磁性層32と磁性層33との間を通過するように延びる3つのコイル要素10A,10B,10Cを含んでいる。なお、コイル要素とは、コイルの巻線の一部である。コイル要素10A,10B,10Cは、媒体対向面100側からこの順に、媒体対向面100に垂直な方向に並んでいる。また、第2の部分10は、第1の部分20に電気的に接続されたコイル接続部10Eを有している。
図5は、第1の部分20の第1層21を示す平面図である。第1層21は、第1の帰磁路部40の一部である磁性層41の周りに1回巻かれている。第1層21は、第1の空間S1内のうち特に第1のシールド16Aと磁性層41との間を通過するように延びるコイル要素21Aを含んでいる。また、第1層21は、第2の部分10のコイル接続部10Eに電気的に接続されたコイル接続部21Sと、第2層22に電気的に接続されたコイル接続部21Eとを有している。コイル接続部21Sは、第1層21と第2の部分10との間の複数の層を貫通する図示しない柱状の第1ないし第3の接続層を介してコイル接続部10Eに電気的に接続されている。第1ないし第3の接続層は、コイル接続部10Eの上に順に積層されている。コイル接続部21Sは、第3の接続層の上に配置されている。第1ないし第3の接続層は、銅等の導電材料によって形成されている。
図6は、第1の部分20の第2層22を示す平面図である。第2層22は、第1の帰磁路部40の一部である磁性層43の周りに約2回巻かれている。第2層22は、第1の空間S1内のうち特に磁性層42と磁性層43との間を通過するように延びる2つのコイル要素22A,22Bを含んでいる。コイル要素22A,22Bは、媒体対向面100側からこの順に、媒体対向面100に垂直な方向に並んでいる。また、第2層22は、絶縁層62を貫通して第1層21のコイル接続部21Eに電気的に接続されたコイル接続部22Sを有している。図4ないし図6に示した例では、第1の部分20と第2の部分10は、直列に接続されている。
コイル要素21A,22A,22Bは、それぞれ第1の空間S1を通過するように延びている。以下、第1の空間S1を通過するように延びるコイル要素を第1のコイル要素とも呼び、第2の空間S2を通過するように延びるコイル要素を第2のコイル要素とも呼ぶ。
次に、図1、図4ないし図6を参照して、主磁極15の形状について詳しく説明する。図4ないし図6に示したように、主磁極15は、媒体対向面100に配置された端面とその反対側の端部とを有するトラック幅規定部15Aと、トラック幅規定部15Aの端部に接続された幅広部15Bとを含んでいる。また、図1に示したように、主磁極15は、記録媒体の進行方向Tの前側の端に位置する面である上面15Tと、上面15Tとは反対側の下端部15Lと、第1の側部と、第2の側部とを有している。幅広部15Bにおける上面15Tのトラック幅方向TWの幅は、トラック幅規定部15Aにおける上面15Tのトラック幅方向TWの幅よりも大きい。
トラック幅規定部15Aにおける上面15Tのトラック幅方向TWの幅は、媒体対向面100からの距離によらずにほぼ一定である。幅広部15Bにおける上面15Tのトラック幅方向TWの幅は、例えば、トラック幅規定部15Aとの境界位置ではトラック幅規定部15Aにおける上面15Tのトラック幅方向TWの幅と等しく、媒体対向面100から離れるに従って、徐々に大きくなった後、一定の大きさになっている。ここで、媒体対向面100に垂直な方向についてのトラック幅規定部15Aの長さをネックハイトと呼ぶ。ネックハイトは、例えば0〜0.3μmの範囲内である。ネックハイトが0の場合は、トラック幅規定部15Aがなく、幅広部15Bの端面が媒体対向面100に配置される。
主磁極15の上面15Tと下端部15Lの少なくとも一方は、媒体対向面100に近い順に、連続するように配置された第1の部分、第2の部分、第3の部分および第4の部分を含んでいる。本実施の形態では特に、上面15Tと下端部15Lの両方が、上記の第1ないし第4の部分を含んでいる。以下、上面15Tにおける第1の部分、第2の部分、第3の部分および第4の部分を、それぞれ記号15T1,15T2,15T3,15T4で表し、下端部15Lにおける第1の部分、第2の部分、第3の部分および第4の部分を、それぞれ記号15L1,15L2,15L3,15L4で表す。
上面15Tの第1の部分15T1は、媒体対向面100に配置された第1の端部と、その反対側の第2の端部とを有している。第2の部分15T2は、第1の部分15T1の第2の端部に接続されている。第3の部分15T3は、第2の部分15T2に接続された第3の端部と、第3の端部よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置された第4の端部とを有している。第4の部分15T4は、第3の部分15T3の第4の端部に接続されている。
下端部15Lの第1の部分15L1は、媒体対向面100に配置された第1の端部と、その反対側の第2の端部とを有している。第2の部分15L2は、第1の部分15L1の第2の端部に接続されている。第3の部分15L3は、第2の部分15L2に接続された第3の端部と、第3の端部よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置された第4の端部とを有している。第1ないし第3の部分15L1〜15L3は、2つの面が交わってできるエッジでもよいし、2つの面を連結する面でもよい。第4の部分15L4は、第3の部分15L3の第4の端部に接続された面である。
主磁極15の端面は、記録媒体の進行方向Tの前側に配置された端部と記録媒体の進行方向Tの後側に配置された端部とを有している。主磁極15の端面の記録媒体の進行方向Tの前側に配置された端部は、上面15Tの第1の部分15T1の第1の端部でもある。主磁極15の端面の記録媒体の進行方向Tの後側に配置された端部は、下端部15Lの第1の部分15L1の第1の端部でもある。ここで、図1に示したように、主磁極15の端面の記録媒体の進行方向Tの前側に配置された端部(上面15Tの第1の部分15T1の第1の端部)を通り、媒体対向面100および記録媒体の進行方向Tに垂直な第1の仮想の平面P1と、主磁極15の端面の記録媒体の進行方向Tの後側に配置された端部(下端部15Lの第1の部分15L1の第1の端部)を通り、媒体対向面100および記録媒体の進行方向Tに垂直な第2の仮想の平面P2とを想定する。
上面15Tの第1の部分15T1は、その第2の端部がその第1の端部よりも第1および第2の仮想の平面P1,P2からより遠い位置に配置されるように、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。すなわち、第1の部分15T1は、その第2の端部がその第1の端部に対して記録媒体の進行方向Tの前側に配置されるように傾斜している。第2および第4の部分15T2,15T4は、実質的に第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行である。第3の部分15T3は、その第4の端部がその第3の端部よりも第1および第2の仮想の平面P1,P2からより遠い位置に配置されるように、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。すなわち、第3の部分15T3は、その第4の端部がその第3の端部に対して記録媒体の進行方向Tの前側に配置されるように傾斜している。
下端部15Lの第1の部分15L1は、その第2の端部がその第1の端部よりも第1および第2の仮想の平面P1,P2からより遠い位置に配置されるように、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。すなわち、第1の部分15L1は、その第2の端部がその第1の端部に対して記録媒体の進行方向Tの後側に配置されるように傾斜している。第2および第4の部分15L2,15L4は、実質的に第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行である。第3の部分15L3は、その第4の端部がその第3の端部よりも第1および第2の仮想の平面P1,P2からより遠い位置に配置されるように、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。すなわち、第3の部分15L3は、その第4の端部がその第3の端部に対して記録媒体の進行方向Tの後側に配置されるように傾斜している。
記録シールド16の第1のシールド16Aは、上面15Tの第3の部分15T3と媒体対向面100の間に配置された部分を含んでいる。また、前述のように、第1のシールド16Aは、下面である第1の傾斜面16Abを有している。第1の傾斜面16Abは、ギャップ部17の第1のギャップ層19を介して上面15Tの第1の部分15T1に対向する部分を含んでいる。第1の傾斜面16Abは、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。
記録シールド16の第2のシールド16Bは、下端部15Lの第3の部分15L3と媒体対向面100の間に配置された部分を含んでいる。また、第2のシールド16Bは、第2の傾斜面16Bbを含む上面を有している。第2の傾斜面16Bbは、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。なお、第2のシールド16Bの上面は、更に、第2の傾斜面16Bbに連続し第2の傾斜面16Bbよりも媒体対向面100からより遠い位置に配置された平坦部を含んでいてもよい。この平坦部は、実質的に第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行である。
非磁性層57の上面は、平坦部UL1、傾斜面UL2および底部UL3を含んでいる。平坦部UL1と底部UL3は、実質的に第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行である。傾斜面UL2は、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。第1の部分15L1は、ギャップ部17の第2のギャップ層18を介して第2の傾斜面16Bbに対向している。第2の部分15L2は、第2のギャップ層18を介して平坦部UL1に対向している。第3の部分15L3は、第2のギャップ層18を介して傾斜面UL2に対向している。第4の部分15L4は、第2のギャップ層18を介して底部UL3に対向している。
ここで、図1に示したように、媒体対向面100に垂直な方向についての上面15Tの第1の部分15T1の長さを記号LA1で表し、媒体対向面100に垂直な方向についての下端部15Lの第1の部分15L1の長さを記号LB1で表し、媒体対向面100に垂直な方向についての第1の傾斜面16Abの長さを記号LCで表す。本実施の形態では、長さLA1は、長さLB1およびLCよりも小さい。長さLA1は、例えば0.05〜0.15μmの範囲内である。長さLB1は、例えば0.1〜0.5μmの範囲内である。長さLCは、例えば0.2〜0.6μmの範囲内である。
また、図1に示したように、媒体対向面100に垂直な方向についての上面15Tの第2の部分15T2の長さを記号LA2で表し、媒体対向面100に垂直な方向についての下端部15Lの第2の部分15L2の長さを記号LB2で表す。長さLA2は、例えば0.2〜0.6μmの範囲内である。長さLB2は、例えば0.2〜0.6μmの範囲内である。
なお、図1では、上面15Tの第2の部分15T2と第3の部分15T3との境界位置と媒体対向面100との間の距離(長さLA1と長さLA2との和と同じ)と、下端部15Lの第2の部分15L2と第3の部分15L3との境界位置と媒体対向面100との間の距離(長さLB1と長さLB2との和と同じ)とが等しくなるように描かれているが、これらの距離は互いに異なっていてもよい。また、図1では、上面15Tの第3の部分15T3と第4の部分15T4との境界位置と媒体対向面100との間の距離と、下端部15Lの第3の部分15L3と第4の部分15L4との境界位置と媒体対向面100との間の距離とが等しくなるように描かれているが、これらの距離は互いに異なっていてもよい。なお、ネックハイトは、上記の長さLA1,LB1や距離とは独立して、任意に設定可能である。
図1に示したように、第1の仮想の平面P1に対する上面15Tの第1の部分15T1の傾斜角度を記号θT1で表し、第2の仮想の平面P2に対する下端部15Lの第1の部分15L1の傾斜角度を記号θL1で表す。傾斜角度θT1は、例えば22°〜35°の範囲内である。傾斜角度θL1は、例えば30°〜50°の範囲内である。
また、図1に示したように、上面15Tの第3の部分15T3の第3の端部を通り、第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行な仮想の平面P3と、下端部15Lの第3の部分15L3の第3の端部を通り、第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行な仮想の平面P4を想定する。そして、仮想の平面P3に対する第3の部分15T3の傾斜角度を記号θT3で表し、仮想の平面P4に対する第3の部分15L3の傾斜角度を記号θL3で表す。傾斜角度θT3,θL3は、いずれも、例えば22°〜60°の範囲内である。
上面15Tの第2および第4の部分15T2,15T4ならびに下端部15Lの第2および第4の部分15L2,15L4は、実質的に第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行である。図1に示したように、媒体対向面100における主磁極15の厚み、すなわち第1の仮想の平面P1と第2の仮想の平面P2との間の距離を記号D0で表す。また、上面15Tの第2の部分15T2と第1の仮想の平面P1との間の距離を記号D1で表し、下端部15Lの第2の部分15L2と第2の仮想の平面P2との間の距離を記号D2で表す。本実施の形態では、距離D2は距離D1よりも大きい。距離D0は、例えば0.05〜0.1μmの範囲内である。距離D1は、例えば0.02〜0.1μmの範囲内である。距離D2は、例えば0.1〜0.5μmの範囲内である。
また、上面15Tの第4の部分15T4と仮想の平面P3との間の距離を記号D3で表し、下端部15Lの第4の部分15L4と仮想の平面P4との間の距離を記号D4で表す。距離D3,D4は、いずれも、例えば0.1〜0.5μmの範囲内である。
また、媒体対向面100に配置された主磁極15の端面は、第1のギャップ層19に隣接する第1の辺と、第1の辺の一端部に接続された第2の辺と、第1の辺の他端部に接続された第3の辺とを有している。第1の辺は、主磁極15の端面の記録媒体の進行方向Tの前側に配置された端部でもあり、上面15Tの第1の部分15T1の第1の端部でもある。第1の辺はトラック幅を規定する。記録媒体に記録される記録ビットの端部の位置は、第1の辺の位置によって決まる。媒体対向面100に配置された主磁極15の端面のトラック幅方向TWの幅は、第1の辺から離れるに従って、すなわち第1の仮想の平面P1から離れるに従って小さくなっている。第2の辺と第3の辺がそれぞれ第1の仮想の平面P1に垂直な方向に対してなす角度は、例えば7°〜17°の範囲内であり、10°〜15°の範囲内であることが好ましい。第1の辺の長さは、例えば0.05〜0.20μmの範囲内である。
次に、本実施の形態に係る磁気ヘッドの作用および効果について説明する。この磁気ヘッドでは、記録ヘッド部9によって記録媒体に情報を記録し、再生ヘッド部8によって、記録媒体に記録されている情報を再生する。記録ヘッド部9において、第1の部分20および第2の部分10を含むコイルは、記録媒体に記録する情報に応じた磁界を発生する。第1の部分20によって発生された磁界に対応する磁束は、第1の帰磁路部40と主磁極15を通過する。第2の部分10によって発生された磁界に対応する磁束は、第2の帰磁路部30と主磁極15を通過する。従って、主磁極15は、第1の部分20によって発生された磁界に対応する磁束と第2の部分10によって発生された磁界に対応する磁束とを通過させる。
なお、第1の部分20および第2の部分10は、直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。いずれにしても、主磁極15において、第1の部分20によって発生された磁界に対応する磁束と第2の部分10によって発生された磁界に対応する磁束が同じ方向に流れるように、第1の部分20および第2の部分10は接続される。
主磁極15は、上述のようにコイルによって発生された磁界に対応する磁束を通過させて、垂直磁気記録方式によって情報を記録媒体に記録するための記録磁界を発生する。
記録シールド16は、磁気ヘッドの外部から磁気ヘッドに印加された外乱磁界を取り込む。これにより、外乱磁界が主磁極15に集中して取り込まれることによって記録媒体に対して誤った記録が行なわれることを防止することができる。また、記録シールド16は、主磁極15の端面より発生されて記録媒体の面に垂直な方向以外の方向に広がる磁束を取り込んで、この磁束が記録媒体に達することを阻止する機能を有している。
また、記録シールド16と第1の帰磁路部40および第2の帰磁路部30は、主磁極15の端面より発生されて、記録媒体を磁化した磁束を還流させる機能を有している。具体的に説明すると、主磁極15の端面より発生されて、記録媒体を磁化した磁束の一部は、記録シールド16と第1の帰磁路部40を通過して主磁極15に還流する。また、主磁極15の端面より発生されて、記録媒体を磁化した磁束の他の一部は、記録シールド16と第2の帰磁路部30を通過して主磁極15に還流する。
記録シールド16は、第1のシールド16Aと、第2のシールド16Bと、2つのサイドシールド16C,16Dとを有している。これにより、本実施の形態によれば、主磁極15の端面に対して記録媒体の進行方向Tの前側および後側ならびにトラック幅方向TWの両側において、主磁極15の端面より発生されて記録媒体の面に垂直な方向以外の方向に広がる磁束を取り込んで、この磁束が記録媒体に達することを抑制することができる。その結果、本実施の形態によれば、スキューに起因した隣接トラック消去の発生を抑制することができる。第1のシールド16Aおよび第2のシールド16Bは、スキューに起因した隣接トラック消去の発生を抑制することに寄与する他に、記録磁界の勾配を大きくすることに寄与する。サイドシールド16C,16Dは、特に隣接トラック消去を抑制することへの寄与が大きい。このような記録シールド16の機能により、本実施の形態によれば、記録密度を高めることができる。
また、本実施の形態では、図3に示したように、媒体対向面100において、トラック幅方向TWにおける主磁極15の第1および第2の側部の間隔すなわち主磁極15の端面の幅は、第1の仮想の平面P1から離れるに従って小さくなっている。本実施の形態によれば、この特徴によっても、スキューに起因した隣接トラック消去の発生を抑制することができる。
また、本実施の形態では、媒体対向面100において、トラック幅方向TWにおけるサイドシールド16C,16Dにおける第1および第2の側壁の間隔は、主磁極15の第1および第2の側部の間隔と同様に、第1の仮想の平面P1から離れるに従って小さくなっている。従って、本実施の形態によれば、媒体対向面100において、第1の側部と第1の側壁との間隔、ならびに第2の側部と第2の側壁との間隔を、小さく、且つ均一にすることが可能になる。これにより、サイドシールド16C,16Dによって、主磁極15の端面より発生されてトラック幅方向TWの両側に広がる磁束を、効果的に取り込むことができる。その結果、本実施の形態によれば、特にサイドシールド16C,16Dの機能を高めることが可能になり、スキューに起因した隣接トラック消去の発生をより効果的に抑制することが可能になる。
ところで、記録シールド16で取り込んだ磁束を吸収できるような、体積が大きい磁性層が記録シールド16に磁気的に接続されていないと、記録シールド16によって多くの磁束を取り込むことはできない。本実施の形態では、記録シールド16の第1のシールド16Aと主磁極15とを磁気的に連結する第1の帰磁路部40(磁性層41〜44)と、記録シールド16の第2のシールド16Bと主磁極15とを磁気的に連結する第2の帰磁路部30(磁性層31〜36)を備えている。このような構成により、記録シールド16で取り込んだ磁束は、第1の帰磁路部40および第2の帰磁路部30を経由して主磁極15に流れ込む。本実施の形態では、記録シールド16に対して、体積が大きい磁性層である第1の帰磁路部40および第2の帰磁路部30と主磁極15が磁気的に接続されている。従って、本実施の形態によれば、記録シールド16によって多くの磁束を取り込むことが可能になり、その結果、前述の記録シールド16の効果を効果的に発揮させることができる。
また、本実施の形態では、第2の帰磁路部30とは別に第2のシールド16Bが設けられている。前記主断面において、第2の帰磁路部30を構成する磁性層のうち主磁極15から最も遠い磁性層31は、媒体対向面100に垂直な方向について第2のシールド16Bよりも大きな長さを有している。コイルの第2の部分10は、空間S2を通過している。このような構造により、本実施の形態によれば、磁性層31が第2のシールドを兼ねた構造に比べて、第2のシールド16Bと主磁極15とを十分に近付けることが可能になり、その結果、第2のシールド16Bの機能を高めることが可能になる。
ここで、磁性層32,34の役割について説明する。まず、磁性層32,34がなく、第2のシールド16Bと磁性層31が磁気的に連結されていない場合を考える。この場合、第2のシールド16Bまたはサイドシールド16C,16Dで取り込まれて下方に向かった磁束は、磁性層31の方へ流れることができないため、上方に向かうように戻る。その結果、第2のシールド16Bまたはサイドシールド16C,16Dにおいて、下方に向かう磁束と上方に向かう磁束が生じ、その結果、第2のシールド16Bまたはサイドシールド16C,16Dで取り込まれた磁束の一部が媒体対向面100の外部に漏れ出す。これにより、隣接トラック消去が生じるおそれがある。これに対し、磁性層32,34によって第2のシールド16Bと磁性層31が磁気的に連結されていると、サイドシールド16C,16Dで取り込まれた磁束は上方と下方へ分流し、第2のシールド16Bで取り込まれた磁束は主に下方に向かう。これにより、第2のシールド16Bまたはサイドシールド16C,16Dで取り込まれた磁束の一部が媒体対向面100の外部に漏れ出すことによる隣接トラック消去の発生が防止される。
上述の磁性層32,34についての説明は、磁性層42にも当てはまる。すなわち、磁性層42によって第1のシールド16Aと磁性層44が磁気的に連結されていると、サイドシールド16C,16Dで取り込まれた磁束は上方と下方へ分流し、第1のシールド16Aで取り込まれた磁束は主に上方に向かう。これにより、第1のシールド16Aまたはサイドシールド16C,16Dで取り込まれた磁束の一部が媒体対向面100の外部に漏れ出すことによる隣接トラック消去の発生が防止される。
ところで、前記主断面において、媒体対向面100に垂直な方向についての第2のシールド16Bの長さが大きすぎると、主磁極15から第2のシールド16Bへの磁束の漏れが多くなり、主磁極15によって多くの磁束を媒体対向面100まで導くことができなくなる。そのため、前記主断面において、媒体対向面100に垂直な方向についての第2のシールド16Bの長さは大きすぎないようにする必要がある。この場合、前記主断面において、媒体対向面100に垂直な方向についての磁性層32,34の長さが第2のシールド16Bの長さと等しいか、それより小さい場合には、磁性層32,34によって第2のシールド16Bから磁性層31へ多くの磁束を導くことができなくなる。これに対し、本実施の形態では、前記主断面において、磁性層32,34は、それぞれ、媒体対向面100に垂直な方向について第2のシールド16Bよりも大きく磁性層31よりも小さな長さを有している。これにより、本実施の形態によれば、磁性層32,34によって第2のシールド16Bから磁性層31へ多くの磁束を導くことが可能になる。
同様に、本実施の形態では、前記主断面において、磁性層42は、媒体対向面100に垂直な方向について第1のシールド16Aよりも大きく磁性層44よりも小さな長さを有している。これにより、本実施の形態によれば、磁性層42によって第1のシールド16Aから磁性層44へ多くの磁束を導くことが可能になる。
また、磁性層32は、媒体対向面100とコイルの第2の部分10との間に配置されている。磁性層32の端面が媒体対向面100において広い面積にわたって露出していると、コイルの第2の部分10が発生する熱によって磁性層32が膨張し、その結果、媒体対向面100の一部である磁性層32の端面が突出するおそれがある。
本実施の形態では、磁性層32と媒体対向面100との間に、磁性層32よりも硬い絶縁層54が存在している。この絶縁層54は、磁性層32よりも広い領域に存在している。そのため、絶縁層54は、第2の部分10が発生する熱による磁性層32の位置の変化を抑制する機能を有する。よって、本実施の形態によれば、第2の部分10が発生する熱によって媒体対向面100の一部が突出することを抑制することができる。
以下、主磁極15の形状の特徴と、それによる効果について詳しく説明する。本実施の形態では、主磁極15の上面15Tは、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜した第1および第3の部分15T1,15T3を含んでいる。これにより、本実施の形態によれば、媒体対向面100における主磁極15の厚みを小さくし、且つ主磁極15のうち、第3の部分15T3よりも媒体対向面100からより遠い部分の厚みを十分に大きくすることが可能になる。更に、本実施の形態では、主磁極15の下端部15Lは、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜した第1および第3の部分15L1,15L3を含んでいる。これにより、本実施の形態によれば、媒体対向面100における主磁極15の厚みを小さくし、且つ主磁極15のうち、第3の部分15L3よりも媒体対向面100からより遠い部分の厚みを十分に大きくすることが可能になる。このように、本実施の形態によれば、媒体対向面100における主磁極15の厚みを小さくすることができることから、スキューに起因した隣接トラック消去の発生を抑制することができる。また、媒体対向面100から離れた位置では主磁極15の厚みを大きくすることができることから、主磁極15によって多くの磁束を媒体対向面100まで導くことができ、その結果、オーバーライト特性等の記録特性を向上させることができる。
ところで、記録シールド16の第1のシールド16Aは、上面15Tの第3の部分15T3と媒体対向面100の間に配置された部分を含んでいる。また、記録シールド16の第2のシールド16Bは、下端部15Lの第3の部分15L3と媒体対向面100の間に配置された部分を含んでいる。第3の部分15T3と第1のシールド16Aとの間の距離が小さくなると、第3の部分15T3から第1のシールド16Aへの磁束の漏れが多くなり、記録特性が低下してしまうという問題が発生する。同様に、第3の部分15L3と第2のシールド16Bと間の距離が小さくなると、第3の部分15L3から第2のシールド16Bへの磁束の漏れが多くなり、記録特性が低下してしまうという問題が発生する。
本実施の形態では、主磁極15の上面15Tが第2の部分15T2を含むことにより、第2の部分15T2がない場合に比べて、第3の部分15T3と第1のシールド16Aとの間の距離を大きくすることが可能になる。同様に、本実施の形態では、主磁極15の下端部15Lが第2の部分15L2を含むことにより、第2の部分15L2がない場合に比べて、第3の部分15L3と第2のシールド16Bとの間の距離を大きくすることが可能になる。これらのことから、本実施の形態によれば、主磁極15から記録シールド16への磁束の漏れによって記録特性が低下することを防止することができる。
また、本実施の形態では、上面15Tにおいて、第2および第4の部分15T2,15T4は、実質的に第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行であり、第3の部分15T3は、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。そのため、本実施の形態によれば、第3の部分15T3が第1および第2の仮想の平面P1,P2に対して垂直である場合に比べて、第3の部分15T3と第2および第4の部分15T2,15T4との間に形成される2つの角の角度を大きくして、これらの角から第1のシールド16Aへの磁束の漏れを抑制することができる。同様に、下端部15Lにおいて、第2および第4の部分15L2,15L4は、実質的に第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行であり、第3の部分15L3は、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。そのため、本実施の形態によれば、第3の部分15L3が第1および第2の仮想の平面P1,P2に対して垂直である場合に比べて、第3の部分15L3と第2および第4の部分15L2,15L4との間に形成される2つの角の角度を大きくして、これらの角から第2のシールド16Bへの磁束の漏れを抑制することができる。
以上説明した主磁極15の形状の特徴により、本実施の形態によれば、スキューに起因した問題の発生を防止し、且つ記録特性を向上させることが可能になる。
また、記録媒体に記録される記録ビットの端部の位置は、媒体対向面100に配置された主磁極15の端面のうち、記録媒体の進行方向Tの前側に配置された端部の位置によって決まる。そのため、記録ビットの端部の位置を精度よく規定するためには、第1のシールド16Aおよび第2のシールド16Bのうち、特に第1のシールド16Aが多くの磁束を取り込むことができることが重要である。本実施の形態では、第1のシールド16Aは、第2のシールド16Bよりも体積が大きく、これにより、第2のシールド16Bよりも多くの磁束を取り込むことができる。
以下、主磁極15と記録シールド16との関係に関する特徴と、それによる効果について詳しく説明する。まず、本実施の形態では、媒体対向面100に垂直な方向についての第1の部分15T1の長さLA1は、媒体対向面100に垂直な方向についての第1の傾斜面16Abの長さLCよりも小さい。もし、長さLA1が、図1に示された長さLCと等しい場合には、広い領域において、第1の部分15T1と第1の傾斜面16Abとが小さな間隔で対向し、その結果、主磁極15から第1のシールド16Aへの磁束の漏れが多くなり、オーバーライト特性等の記録特性が低下してしまうという問題が発生する。これを防止するために、長さLA1とLCの関係が図1に示した関係とは逆になるように長さLCを短くすると、記録シールド16のうち、主磁極15に対して記録媒体の進行方向Tの前側に配置された第1のシールド16Aの体積が小さくなって、記録シールドの機能が損なわれてしまう。すなわち、第1のシールド16Aの体積が小さくなると、第1のシールド16Aで磁束の飽和が生じやすくなる。すると、第1のシールド16Aから媒体対向面100に向けて磁束が漏れて、この漏れた磁束によって、記録媒体に記録された情報が誤って消去されるという問題が発生する。
本実施の形態では、長さLA1を長さLCよりも小さくすることにより、記録シールド16の機能を損なうことなく、第1の部分15T1と第1の傾斜面16Abとが対向する領域の面積を小さくして、主磁極15から第1のシールド16Aへの磁束の漏れを抑制することが可能になる。しかし、それだけでは、上面15Tの第2の部分15T2と第1の仮想の平面P1との間の距離D1が小さくなるため、第1の部分15T1によっては、媒体対向面100における主磁極15の厚みを、あまり小さくすることができない。
そこで、本実施の形態では、下端部15Lの第2の部分15L2と第2の仮想の平面P2との間の距離D2を、上面15Tの第2の部分15T2と第1の仮想の平面P1との間の距離D1よりも大きくし、且つ上面15Tの第1の部分15T1の長さLA1を、下端部15Lの第1の部分15L1の長さLB1よりも小さくしている。これにより、本実施の形態によれば、上述のように主磁極15から第1のシールド16Aへの磁束の漏れを抑制しながら、媒体対向面100における主磁極15の厚みを小さくし、且つ上面15Tの第2の部分15T2と下端部15Lの第2の部分15L2の間の距離を十分に大きくすることができる。
以上説明した主磁極15と記録シールド16との関係に関する特徴により、本実施の形態によれば、記録シールド16(第1のシールド16A)の機能を損なうことなく、スキューに起因した問題の発生を防止し、且つ記録特性を向上させることが可能になる。
次に、本実施の形態に係る磁気ヘッドの製造方法について説明する。本実施の形態に係る磁気ヘッドの製造方法では、まず、図2および図3に示したように、基板1の上に、絶縁層2、第1の再生シールド層3、第1の再生シールドギャップ膜4を順に形成する。次に、第1の再生シールドギャップ膜4の上にMR素子5と、このMR素子5に接続される図示しないリードとを形成する。次に、MR素子5およびリードを、第2の再生シールドギャップ膜6で覆う。次に、第2の再生シールドギャップ膜6の上に第2の再生シールド層7、非磁性層50を順に形成する。
次に、例えばフレームめっき法によって、非磁性層50の上に磁性層31を形成する。次に、積層体の上面全体の上に絶縁層51を形成する。次に、例えば化学機械研磨(以下、CMPと記す。)によって、磁性層31が露出するまで、絶縁層51を研磨して、磁性層31および絶縁層51の上面を平坦化する。
次に、例えばフレームめっき法によって、磁性層31の上に磁性層32,33を形成する。次に、積層体の上面全体の上に、絶縁膜52を形成する。絶縁膜52の材料としてアルミナを用いる場合には、例えば原子層堆積法によって、絶縁膜52を形成する。次に、例えばフレームめっき法によって、コイルの第2の部分10を形成する。次に、第2の部分10の巻線間に絶縁層53を形成する。第2の部分10および絶縁層53は、その上面が絶縁膜52のうち磁性層32,33の上に配置された部分の上面よりも上方に配置されるように形成される。次に、積層体の上面全体の上に、絶縁層54を形成する。次に、例えばCMPによって、磁性層32,33が露出するまで、第2の部分10、絶縁膜52および絶縁層53,54を研磨して、第2の部分10、磁性層32,33、絶縁膜52および絶縁層53,54の上面を平坦化する。
次に、積層体の上面全体の上に、絶縁層55を形成する。次に、例えばイオンビームエッチング(以下、IBEと記す。)によって、磁性層32,33の上面、絶縁層54の上面の一部および第2の部分10のコイル接続部10Eが露出するように、絶縁層55を選択的にエッチングする。次に、例えばフレームめっき法によって、磁性層32および絶縁層54の上に磁性層34を形成し、磁性層33の上に磁性層35を形成し、第2の部分10のコイル接続部10Eの上に図示しない第1の接続層を形成する。次に、積層体の上面全体の上に、絶縁層56を形成する。次に、例えばCMPによって、磁性層34,35および第1の接続層が露出するまで、絶縁層56を研磨して、磁性層32,33、第1の接続層および絶縁層56の上面を平坦化する。
次に、図7ないし図18を参照して、上記の工程の後、コイルの第1の部分20の第1層21を形成するまでの一連の工程について説明する。図7ないし図18は、磁気ヘッドの製造過程における積層体を示している。図7ないし図18において、(a)は、それぞれ、媒体対向面100および基板1の上面1aに垂直な断面、特に前記主断面を表している。図7ないし図18において、(b)は、それぞれ、積層体における媒体対向面100が形成される予定の位置における断面を示している。なお、図7ないし図18では、第2の再生シールド層7よりも基板1側の部分を省略している。また、図7ないし図18の(a)において、記号“ABS”は、媒体対向面100が形成される予定の位置を表している。
図7に示した工程では、まず、例えばフレームめっき法によって、磁性層34の上に第2のシールド16Bを形成し、磁性層35および絶縁層56の上に磁性層36を形成し、第1の接続層の上に図示しない第2の接続層を形成する。第2のシールド16Bは、後にエッチングされることによって第2の傾斜面16Bbとなる部分を含む初期上面を有している。次に、積層体の上面全体の上に、非磁性層57を形成する。次に、例えばCMPによって、第2のシールド16B、磁性層36および第2の接続層が露出するまで非磁性層57を研磨して、第2のシールド16Bの初期上面、ならびに、磁性層36、第2の接続層および非磁性層57の上面を平坦化する。研磨後の非磁性層57は、第2のシールド16Bと磁性層36との間の領域に配置された被エッチング部57Aを含んでいる。
図8は、次の工程を示す。この工程では、まず、第2のシールド16B、磁性層36、第2の接続層および非磁性層57の上にマスク71を形成する。このマスク71は、フォトレジスト層をパターニングして形成される。マスク71は、被エッチング部57Aのうち、第2のシールド16Bとの境界の近傍の部分以外の部分の上面を露出させる開口部71aを有している。図8(a)に示したように、マスク71は、磁性層36のうち、被エッチング部57Aとの境界の近傍の一部を覆っていない。
次に、マスク71と磁性層36をエッチングマスクとして用いて、例えば反応性イオンエッチング(以下、RIEと記す。)によって、被エッチング部57Aをテーパーエッチングする。この工程を、第1のエッチング工程と呼ぶ。次に、マスク71を除去する。
図8(a)に示したように、被エッチング部57Aがテーパーエッチングされることによって、被エッチング部57Aに、初期傾斜面UL2Pおよび初期底部UL3Pが形成される。初期傾斜面UL2Pおよび初期底部UL3Pは、当初の被エッチング部57Aの上面のうち、このエッチング後に残った部分に連続するように、この順に形成される。以下、当初の被エッチング部57Aの上面のうち、このエッチング後に残った部分を初期上面と呼び、記号UL1Pで表す。第1のエッチング工程は、初期底部UL3Pが、当初の被エッチング部57Aの上面と下面の間の高さの位置に達するまで行う。
被エッチング部57A(非磁性層57)がアルミナによって形成されている場合、第1のエッチング工程では、例えば、BCl3、Cl2およびCF4を含むエッチングガスを用いたRIEによって、被エッチング部57Aをテーパーエッチングする。BCl3とCl2は、被エッチング部57Aのエッチングに寄与する主成分である。CF4は、被エッチング部57Aのエッチング中に、エッチングによって形成される溝の側壁に側壁保護膜を形成するためのガスである。エッチングガスがCF4を含むことにより、被エッチング部57Aのエッチング中に溝の側壁に側壁保護膜が形成され、これにより、初期傾斜面UL2Pが、後に形成される媒体対向面100に垂直な方向に対して傾いた面となる。
図9は、次の工程を示す。この工程では、まず、第2のシールド16B、磁性層36、第2の接続層および非磁性層57の上にマスク72を形成する。このマスク72は、フォトレジスト層をパターニングして形成される。マスク72は、被エッチング部57Aの初期上面UL1P、初期傾斜面UL2Pおよび初期底部UL3Pを露出させる開口部72aを有している。図9(a)に示したように、マスク72は、第2のシールド16Bのうち、被エッチング部57Aとの境界の近傍の一部と、磁性層36のうち、被エッチング部57Aとの境界の近傍の一部を覆っていない。
次に、マスク72、第2のシールド16Bおよび磁性層36をエッチングマスクとして用いて、例えばRIEによって、被エッチング部57Aを垂直にエッチングする。この工程を、第2のエッチング工程と呼ぶ。次に、マスク72を除去する。
被エッチング部57A(非磁性層57)がアルミナによって形成されている場合、第2のエッチング工程では、例えば、BCl3とCl2を含むエッチングガスを用いたRIEによって、被エッチング部57Aをエッチングする。第2のエッチング工程では、被エッチング部57Aのうち、初期上面UL1P、初期傾斜面UL2Pおよび初期底部UL3Pの下の部分がエッチングされて平坦部UL1、傾斜面UL2および底部UL3が形成される。傾斜面UL2の傾斜角度は、後に形成される主磁極15の下端部15Lの第3の部分15L3の傾斜角度θL3と等しいか、ほぼ等しい。平坦部UL1および底部UL3は、実質的に後に形成される媒体対向面100に垂直な方向に延在している。
図10は、次の工程を示す。この工程では、まず、第2のシールド16Bの上にマスク73を形成する。このマスク73は、フォトレジスト層をパターニングして形成される。マスク73は、第2のシールド16Bの初期上面のうち、少なくとも、後にエッチングされることによって第2の傾斜面16Bbとなる部分を覆っていない。
次に、マスク73をエッチングマスクとして用いて、第2のシールド16Bの初期上面の一部をエッチングすると共に、磁性層36の上面をエッチングする。このエッチングは、図10(a)に示したように、第2のシールド16Bに第2の傾斜面16Bbが形成されるように行う。この工程を、第3のエッチング工程と呼ぶ。次に、マスク73を除去する。
第3のエッチング工程では、例えばIBEを用いて、イオンビームの進行方向を基板1の上面1aに垂直な方向に対して傾けて第2のシールド16Bの初期上面をエッチングする。図10(a)に示した矢印は、イオンビームの進行方向を表している。このようなIBEを行うことにより、第2の傾斜面16Bbが、後に形成される媒体対向面100に垂直な方向に対して傾いた面となる。第2の傾斜面16Bbの傾斜角度は、後に形成される主磁極15の下端部15Lの第1の部分15L1の傾斜角度θL1と等しいか、ほぼ等しい。
図8に示した工程から図10に示した工程までの一連の工程は、主磁極15の下端部15Lの形状を決定するための工程である。後で説明するように、下端部15Lの第1ないし第4の部分15L1〜15L4の形状は、第2の傾斜面16Bb、平坦部UL1、傾斜面UL2および底部UL3によって規定される。
図11は、次の工程を示す。この工程では、まず、第2のシールド16Bの上に、サイドシールド16C,16Dを形成する。以下、サイドシールド16C,16Dの形成方法の一例について説明する。この方法では、まず、ポジ型のフォトレジストよりなるフォトレジスト層をフォトリソグラフィによってパターニングすることによって、第2のシールド16Bの上面上であって、後にサイドシールド16C,16Dが形成される領域に、第1のレジスト層を形成する。第1のレジスト層は、後に形成されるサイドシールド16C,16Dの形状に対応した形状を有する2つの部分を有している。次に、第1のレジスト層を覆うように、非磁性材料よりなる分離膜を形成する。分離膜は、ポジ型のフォトレジストよりなる第1のレジスト層と、後に形成されるネガ型のフォトレジストよりなるフォトレジスト層とが混合されることを防止するためのものである。分離膜の材料としては、例えばアルミナまたは合成樹脂が用いられる。
次に、ネガ型のフォトレジストよりなるフォトレジスト層をフォトリソグラフィによってパターニングすることによって、分離膜の上に、後に型となる第2のレジスト層を形成する。第2のレジスト層は、後に形成されるサイドシールド16C,16Dの形状に対応した形状の2つの開口部を有している。次に、例えばウェットエッチングによって、分離膜のうち、第2のレジスト層によって覆われていない部分を除去する。次に、第1および第2のレジスト層を露光した後、例えばアルカリ性の現像液を用いて、第2のレジスト層の2つの開口部から第1のレジスト層を除去する。また、第1のレジスト層を除去する際または第1のレジスト層を除去した後に、分離膜のうち、第2のレジスト層の2つの開口部の壁面に沿った部分を除去する。この工程により、第2のレジスト層は、後にサイドシールド16C,16Dが形成される領域を除く領域に形成された型となる。次に、シード層を形成することなくめっきを行って、第2のシールド16Bの上面上に、サイドシールド16C,16Dを形成する。サイドシールド16C,16Dは、それぞれ、型の2つの開口部内に形成される。次に、型と分離膜を除去する。
図11(b)は、このようにして形成されたサイドシールド16C,16Dを示している。媒体対向面100が形成される予定の位置ABSの近傍において、サイドシールド16C,16Dは、互いに対向する側壁を有している。サイドシールド16C,16Dの側壁の間では、第2のシールド16Bの上面が露出している。
図11に示した工程では、次に、第2のシールド16Bおよびサイドシールド16C,16Dを覆うように、第2のギャップ層18を形成する。第2のギャップ層18の材料としてアルミナを用いる場合には、例えば原子層堆積法によって、第2のギャップ層18を形成する。第2のギャップ層18の材料としてRuを用いる場合には、例えば化学的気相成長法によって、第2のギャップ層18を形成する。次に、図示しないが、例えばスパッタ法またはイオンビームデポジション法によって、積層体の上面全体の上にシード層を形成する。次に、第2のギャップ層18およびシード層を選択的にエッチングして、第2のギャップ層18およびシード層に、磁性層36の上面を露出させる開口部と、第2の接続層の上面を露出させる開口部とを形成する。
図12は、次の工程を示す。この工程では、例えばフレームめっき法によって、後に主磁極15となる磁性層15Pと図示しない第3の接続層を形成する。磁性層15Pおよび第3の接続層は、その上面がシード層のうちサイドシールド16C,16Dの上に配置された部分の上面よりも上方に配置されるように形成される。
磁性層15Pの下端部は、後に主磁極15の下端部15Lとなる部分を含み、この部分は、第1ないし第4の部分15L1〜15L4を含んでいる。磁性層15Pの下端部の第1ないし第4の部分15L1〜15L4の形状は、第2の傾斜面16Bb、平坦部UL1、傾斜面UL2および底部UL3によって規定される。すなわち、第1ないし第4の部分15L1〜15L4の形状は、第2の傾斜面16Bb、平坦部UL1、傾斜面UL2および底部UL3の形状に従っている。
図13は、次の工程を示す。この工程では、まず、第2のギャップ層18、磁性層15Pおよび第3の接続層を覆うように第1の非磁性層を形成する。次に、例えばCMPによって、サイドシールド16C,16Dが露出するまで、磁性層15P、第2のギャップ層18、第3の接続層および第1の非磁性層を研磨する。研磨後の磁性層15Pの上面15PTは、後に主磁極15の上面15Tの第4の部分15T4となる部分を含んでいる。
図14は、次の工程を示す。この工程では、まず、磁性層15Pの上面15PTの上にマスク74を形成する。このマスク74は、フォトレジスト層をパターニングして形成される。マスク74は、磁性層15Pのうち、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSの近傍の一部を覆っていない。
次に、マスク74をエッチングマスクとして用いて、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSの近傍において、磁性層15P、サイドシールド16C,16Dおよび第2のギャップ層18のそれぞれの一部をエッチングする。このエッチングは、図14(a)に示したように、磁性層15Pに、平坦部15T2Pと、傾斜面である第3の部分15T3とが形成されるように行う。この工程を、第4のエッチング工程と呼ぶ。次に、マスク74を除去する。
第4のエッチング工程では、例えばIBEを用いて、イオンビームの進行方向を基板1の上面1aに垂直な方向に対して傾けて磁性層15Pをエッチングする。図14(a)に示した矢印は、イオンビームの進行方向を表している。このようなIBEを行うことにより、第3の部分15T3が、後に形成される媒体対向面100に垂直な方向に対して傾いた面となる。平坦部15T2Pは、後に主磁極15の上面15Tの第2の部分15T2となる部分を含んでいる。
図15は、次の工程を示す。この工程では、まず、磁性層15Pおよびサイドシールド16C,16Dの上に、後に非磁性金属層58となる第1のマスク層58Pと、後に絶縁層59となる第2のマスク層とを形成する。次に、第2のマスク層の上にマスク75を形成する。このマスク75は、フォトレジスト層をパターニングして形成される。マスク75は、第2のマスク層のうち、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSの近傍の一部と、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSから離れた位置における他の一部を覆っていない。
次に、マスク75をエッチングマスクとして用いて、例えばRIEによって、第2のマスク層をテーパーエッチングする。このエッチングは、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSの近傍において第1のマスク層58Pの上面の一部が露出すると共に、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSから離れた位置において第1のマスク層58Pの上面の他の一部が露出するように行う。図15(a)に示したように、第2のマスク層がテーパーエッチングされることによって、第2のマスク層に、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSに向いた傾斜面が形成される。これにより、第2のマスク層は絶縁層59となる。第2のマスク層のエッチング条件は、第1のエッチング工程におけるエッチング条件と同じである。次に、マスク75を除去する。
図16は、次の工程を示す。この工程では、絶縁層59をエッチングマスクとして、例えばIBEによって、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSの近傍において、磁性層15P、サイドシールド16C,16D、第2のギャップ層18および第1のマスク層58Pのそれぞれの一部をエッチングすると共に、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSから離れた位置において、磁性層15Pおよび第1のマスク層58Pのそれぞれの他の一部をエッチングする。これにより、第1のマスク層58Pは非磁性金属層58となり、磁性層15Pは主磁極15となる。この工程を、第5のエッチング工程と呼ぶ。
IBEによって磁性層15P、サイドシールド16C,16Dおよび第2のギャップ層18のそれぞれの一部をエッチングする場合には、イオンビームの進行方向が基板1の上面1aに垂直な方向に対してなす角度が40°〜75°の範囲内となり、且つ基板1の上面1aに垂直な方向に見たときにイオンビームの進行方向が回転するようにする。このようなIBEを行うことにより、第1のマスク層58Pには、絶縁層59の傾斜面に連続する傾斜面が形成され、磁性層15Pには、第1のマスク層58Pの傾斜面に連続する傾斜面である第1の部分15T1が形成される。平坦部15T2Pのうち、エッチング後に残った部分は第2の部分15T2となり、上面15PTのうち、エッチング後に残った部分は第4の部分15T4となる。
図13に示した工程から図16に示した工程までの一連の工程は、主磁極15の上面15Tの形状を決定するための工程である。
図17は、次の工程を示す。この工程では、まず、積層体の上面全体の上に、例えばスパッタ法または化学的気相成長法によって、第1のギャップ層19を形成する。次に、例えばIBEによって、主磁極15の上面15Tの一部、サイドシールド16C,16Dの上面の一部および第3の接続層の上面が露出するように、第1のギャップ層19、非磁性金属層58および絶縁層59を選択的にエッチングする。次に、例えばフレームめっき法によって、サイドシールド16C,16Dおよび第1のギャップ層19の上に第1のシールド16Aを形成し、主磁極15の上に磁性層41を形成する。
図18は、次の工程を示す。この工程では、まず、積層体の上面全体の上に絶縁膜61を形成する。絶縁膜61の材料としてアルミナを用いる場合には、例えば原子層堆積法によって、絶縁膜61を形成する。次に、例えばIBEによって、第3の接続層の上面が露出するように、絶縁膜61を選択的にエッチングする。次に、例えばフレームめっき法によって、コイルの第1の部分20の第1層21を形成する。第1層21は、その上面が絶縁膜61のうち第1のシールド16Aおよび磁性層41の上に配置された部分の上面よりも上方に配置されるように形成される。次に、積層体の上面全体の上に第2の非磁性層を形成する。次に、例えばCMPによって、第1のシールド16Aおよび磁性層41が露出するまで、第1層21、絶縁膜61および第2の非磁性層を研磨して、第1のシールド16A、第1層21、磁性層41、絶縁膜61および第2の非磁性層の上面を平坦化する。
以下、図2および図3を参照して、図18に示した工程の後の工程について説明する。まず、積層体の上面全体の上に絶縁層62を形成する。次に、例えばIBEによって、第1のシールド16Aの上面および磁性層41の上面の一部が露出するように、絶縁層62を選択的にエッチングする。次に、例えばフレームめっき法によって、第1のシールド16Aおよび絶縁層62の上に磁性層42を形成し、磁性層41の上に磁性層43を形成する。次に、積層体の上面全体の上に絶縁膜64を形成する。絶縁膜64の材料としてアルミナを用いる場合には、例えば原子層堆積法によって、絶縁膜64を形成する。次に、例えばIBEによって、第1層21のコイル接続部21Eが露出するように、絶縁層62および絶縁膜64を選択的にエッチングする。
次に、例えばフレームめっき法によって、コイルの第1の部分20の第2層22を形成する。次に、第2層22の巻線間に絶縁層65を形成する。第2層22および絶縁層65は、その上面が絶縁膜64のうち磁性層42,43の上に配置された部分の上面よりも上方に配置されるように形成される。次に、磁性層42の一部をエッチングして、前述の第1および第2の接続面を形成する。このエッチングは、例えばIBEを用いて行われる。次に、積層体の上面全体の上に、絶縁層66を形成する。次に、例えばCMPによって、磁性層42,43が露出するまで、第2層22、絶縁膜64および絶縁層65,66を研磨して、磁性層42,43、第2層22、絶縁膜64および絶縁層65,66の上面を平坦化する。
次に、積層体の上面全体の上に絶縁層67を形成する。次に、例えばIBEによって、磁性層42,43の上面が露出するように、絶縁層67を選択的にエッチングする。次に、例えばフレームめっき法によって、磁性層42,43および絶縁層67の上に、磁性層44を形成する。次に、積層体の上面全体の上に絶縁層68を形成する。次に、例えばCMPによって、磁性層44が露出するまで、絶縁層68を研磨して、磁性層44および絶縁層68の上面を平坦化する。
次に、積層体の上面全体を覆うように保護層70を形成する。次に、保護層70の上に配線や端子等を形成し、媒体対向面100が形成される予定の位置の近傍で基板1を切断し、この切断によって形成された面を研磨して媒体対向面100を形成し、更に浮上用レールの作製等を行って、磁気ヘッドが完成する。
[変形例]
次に、図19および図20を参照して、本実施の形態における第1および第2の変形例の主磁極について説明する。図19は、本実施の形態における第1の変形例の主磁極の上面を示す平面図である。図20は、本実施の形態における第2の変形例の主磁極の上面を示す平面図である。
第1および第2の変形例の主磁極15では、幅広部15Bにおける上面15Tは、トラック幅方向TWの両端に位置する2つの辺15B1,15B2を有している。辺15B1は、媒体対向面100に近い順に、連続するように配置された部分15B11,15B12,15B13を含んでいる。辺15B2は、媒体対向面100に近い順に、連続するように配置された部分15B21,15B22,15B23を含んでいる。部分15B11,15B21は、媒体対向面100から離れるに従って互いの距離が大きくなるように、それぞれ媒体対向面100に垂直な方向に対して傾いている。部分15B12,15B22は、媒体対向面100から離れるに従って互いの距離が大きくなるように、それぞれ部分15B11,15B21とは異なる角度で媒体対向面100に垂直な方向に対して傾いている。部分15B13,15B23は、実質的に媒体対向面100に垂直な方向に延在している。
部分15B11が媒体対向面100に垂直な方向に対してなす角度と、部分15B21が媒体対向面100に垂直な方向に対してなす角度は等しい。以下、この角度を記号θ1で表す。角度θ1は、例えば25°〜35°の範囲内である。また、部分15B12が媒体対向面100に垂直な方向に対してなす角度と、部分15B22が媒体対向面100に垂直な方向に対してなす角度は等しい。以下、この角度を記号θ2で表す。角度θ2は、角度θ1よりも大きく、例えば35°〜50°の範囲内である。
媒体対向面100に垂直な方向についての部分15B11の長さと、媒体対向面100に垂直な方向についての部分15B21の長さは等しい。以下、この長さを記号LDで表す。長さLDは、例えば0.5〜1.0μmの範囲内である。なお、第1および第2の変形例は、長さLDが互いに異なる例を示している。一例では、第1の変形例における長さLDは0.5μmであり、第2の変形例における長さLDは1.0μmである。
[第2の実施の形態]
次に、図21および図22を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図21は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるコイルの複数の第2のコイル要素を示す平面図である。図22は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるコイルの複数の第1のコイル要素を示す平面図である。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの構成は、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、コイルは、主磁極15の周りに約3回巻かれている。本実施の形態におけるコイルは、図4に示した第1の実施の形態における第2の部分10の代りに、図21に示した3つの線形状部分11,12,13を有している。また、本実施の形態におけるコイルは、図5に示した第1の実施の形態における第1層21の代りに、図22に示した形状の第1層21を有している。また、本実施の形態におけるコイルは、図6に示した第1の実施の形態における第2層22の代りに、図22に示した2つの線形状部分221,222を有している。
図21に示したように、線形状部分11,12,13は、それぞれ、第2の空間S2を通過するように延びる第2のコイル要素11A,12B,13Cを含んでいる。第2のコイル要素11A,12B,13Cは、媒体対向面100側からこの順に、媒体対向面100に垂直な方向に並んでいる。
図22に示したように、本実施の形態における第1層21は、第1の空間S1を通過するように延びる第1のコイル要素21Aを含んでいる。コイル要素21Aは、特に第1のシールド16Aと磁性層41との間を通過している。また、図22に示したように、線形状部分221,222は、それぞれ、第1の空間S1を通過するように延びる第1のコイル要素221A,222Bを含んでいる。第1のコイル要素221A,222Bは、媒体対向面100側からこの順に、媒体対向面100に垂直な方向に並んでいる。コイル要素221A,222Bは、特に磁性層42と磁性層43との間を通過している。
線形状部分11,12,13と、第1層21および線形状部分221,222は、それらの間の複数の層を貫通する5つの柱状の接続層80を介して、主磁極15の周りにヘリカル状に巻かれたコイルが形成されるように電気的に接続されている。
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。
[第3の実施の形態]
次に、図23を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図23は、本実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。なお、図23は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの構成は、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、磁性層42は、第1および第2の接続面を有しておらず、その上面が媒体対向面100まで延びて、その前端面に接続されている。また、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、磁性層44は、媒体対向面100に配置された端面を有している。
なお、本実施の形態におけるコイルは、第2の実施の形態と同様に主磁極15の周りにヘリカル状に巻かれたものであってもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1または第2の実施の形態と同様である。
[第4の実施の形態]
次に、図24ないし図27を参照して、本発明の第4の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図24は、本実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。なお、図24は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。図25は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるコイルの第2の部分を示す平面図である。図26は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるコイルの第1の部分の第1層を示す平面図である。図27は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるコイルの第1の部分の第2層を示す平面図である。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの構成は、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態におけるコイルは、第1の実施の形態における第1の部分20および第2の部分10の代りに、第1の部分120および第2の部分110を含んでいる。図25に示したように、第2の部分110は、第2の帰磁路部30の一部である磁性層33の周りに約2回巻かれている。
コイルの第1の部分120は、第1層121および第2層122を含んでいる。図26に示したように、第1層121の形状および配置は、第1の実施の形態における第1層21の形状および配置と同じである。図27に示したように、第2層122は、第1の帰磁路部40の一部である磁性層43の周りに約1回巻かれている。なお、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、絶縁層65が設けられていない。
ここで、図25ないし図27を参照して、コイルの第1の部分120および第2の部分110について更に説明する。図25に示したように、第2の部分110は、第2の空間S2内のうち特に磁性層32と磁性層33との間を通過するように延びる2つの第2のコイル要素110A,110Bを含んでいる。第2のコイル要素110A,110Bは、媒体対向面100側からこの順に、媒体対向面100に垂直な方向に並んでいる。また、第2の部分110は、第1の部分120に電気的に接続されたコイル接続部110Eを有している。
図26に示したように、第1の部分120の第1層121は、第1の空間S1内のうち特に第1のシールド16Aと磁性層41との間を通過するように延びる第1のコイル要素121Aを含んでいる。また、第1層121は、第2の部分110のコイル接続部110Eに電気的に接続されたコイル接続部121Sと、第2層122に電気的に接続されたコイル接続部121Eとを有している。コイル接続部121Sは、第1層121と第2の部分110との間の複数の層を貫通する図示しない柱状の接続層を介してコイル接続部110Eに電気的に接続されている。
図27に示したように、第1の部分120の第2層122は、第1の空間S1内のうち特に磁性層42と磁性層43との間を通過するように延びる第1のコイル要素122Aを含んでいる。また、第2層122は、絶縁層62および絶縁膜64を貫通して第1層121のコイル接続部121Eに電気的に接続されたコイル接続部122Sを有している。図25ないし図27に示した例では、第1の部分120と第2の部分110は、直列に接続されている。
なお、本実施の形態におけるコイルは、第2の実施の形態と同様に主磁極15の周りにヘリカル状に巻かれたものであってもよい。また、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるコイル以外の構成は、第3の実施の形態に係る磁気ヘッドの構成と同じであってもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1、第2または第3の実施の形態と同様である。
[第5の実施の形態]
次に、図28を参照して、本発明の第5の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図28は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおける主磁極の媒体対向面の近傍の部分を示す断面図である。なお、図28は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの構成は、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、下端部15Lの第2の部分15L2と第3の部分15L3との境界位置と媒体対向面100との間の距離(長さLB1と長さLB2との和と同じ)は、上面15Tの第2の部分15T2と第3の部分15T3との境界位置と媒体対向面100との間の距離(長さLA1と長さLA2との和と同じ)よりも小さい。
なお、図28では、上面15Tの第2の部分15T2と第3の部分15T3との境界位置と媒体対向面100との間の距離と、下端部15Lの第3の部分15L3と第4の部分15L4との境界位置と媒体対向面100との間の距離とが等しくなるように描かれているが、これらの距離は互いに異なっていてもよい。
本実施の形態によれば、第1の実施の形態に比べて、媒体対向面100に近づくに従って主磁極15の厚みを緩やかに減少させることができる。これにより、主磁極15の厚みが急激に減少することによって主磁極15の内部から外部へ磁束が漏れることを防止することができる。
なお、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおける上記の相違点以外の構成は、第2ないし第4のいずれかの実施の形態に係る磁気ヘッドの構成と同じであってもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1ないし第4のいずれかの実施の形態と同様である。
[第6の実施の形態]
次に、図29を参照して、本発明の第6の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図29は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおける主磁極の媒体対向面の近傍の部分を示す断面図である。なお、図29は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの構成は、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、主磁極15の上面15Tの第1の部分15T1と、非磁性金属層58と絶縁層59の各々の媒体対向面100に向いた傾斜面とによって、1つの平面からなる傾斜面が形成され、この傾斜面に絶縁層59の上面が連続している。そして、上記1つの平面からなる傾斜面と絶縁層59の上面の上に第1のギャップ層19が形成されている。
本実施の形態によれば、第1のギャップ層19を、凹凸の少ない下地の上に形成することができる。これにより、質の高い第1のギャップ層19を形成することが可能になる。また、本実施の形態によれば、第1のギャップ層19の凹凸も少なくなることから、第1のギャップ層19の上に、他の層を容易に形成することが可能になる。
なお、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおける上記の相違点以外の構成は、第2ないし第4のいずれかの実施の形態に係る磁気ヘッドの構成と同じであってもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1ないし第4のいずれかの実施の形態と同様である。
[第7の実施の形態]
次に、図30を参照して、本発明の第7の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図30は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおける主磁極の媒体対向面の近傍の部分を示す断面図である。なお、図30は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの構成は、以下の点で第6の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、第5の実施の形態と同様に、下端部15Lの第2の部分15L2と第3の部分15L3との境界位置と媒体対向面100との間の距離(長さLB1と長さLB2との和と同じ)は、上面15Tの第2の部分15T2と第3の部分15T3との境界位置と媒体対向面100との間の距離(長さLA1と長さLA2との和と同じ)よりも小さい。
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第5または第6の実施の形態と同様である。
[第8の実施の形態]
次に、図31を参照して、本発明の第8の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図31は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおける主磁極の媒体対向面の近傍の部分を示す断面図である。なお、図31は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの構成は、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、主磁極15の下端部15Lは、第1の実施の形態における図1に示した第1ないし第4の部分15L1〜15L4のうち、第1および第2の部分15L1,15L2を含み、第3および第4の部分15L3,15L4を含んでいない。本実施の形態における第1の部分15L1は、本発明における「主磁極の下端部の傾斜部」に対応する。本実施の形態における第2の部分15L2は、第1の部分15L1の第2の端部に接続された面である。
また、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、非磁性層57の上面は、第1の実施の形態における図1に示した平坦部UL1、傾斜面UL2および底部UL3のうち、平坦部UL1を含み、傾斜面UL2および底部UL3を含んでいない。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの製造方法では、主磁極15の下端部15Lの形状を決定するための工程が、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、第1の実施の形態における図8に示した工程が行われない。また、第1の実施の形態における図9に示した工程では、非磁性層57の被エッチング部57Aの上面が垂直にエッチングされて平坦部UL1が形成される。
本実施の形態では、第1の実施の形態に係る磁気ヘッドの効果のうち、主磁極15の下端部15Lの形状の特徴による効果は得られないが、主磁極15の上面15Tの形状の特徴による効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、媒体対向面100に垂直な方向について、上面15Tの第1の部分15T1の長さLA1は、下端部15Lの第1の部分15L1(傾斜部)の長さLB1および第1のシールド16Aの第1の傾斜面16Abの長さLCよりも小さい。本実施の形態によれば、この特徴による効果を第1の実施の形態と同様に得ることができる。
なお、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおける上記の相違点以外の構成は、第2ないし第4のいずれかの実施の形態に係る磁気ヘッドの構成と同じであってもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1ないし第4のいずれかの実施の形態と同様である。
[第9の実施の形態]
次に、図32を参照して、本発明の第9の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図32は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおける主磁極の媒体対向面の近傍の部分を示す断面図である。なお、図32は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの構成は、以下の点で第6の実施の形態と異なっている。本実施の形態における主磁極15の下端部15Lの形状は、第8の実施の形態における主磁極15の下端部15Lの形状と同じである。すなわち、下端部15Lは、第6の実施の形態における図29に示した第1ないし第4の部分15L1〜15L4のうち、第1および第2の部分15L1,15L2を含み、第3および第4の部分15L3,15L4を含んでいない。
また、本実施の形態における非磁性層57の形状は、第8の実施の形態における非磁性層57の形状と同じである。すなわち、非磁性層57の上面は、第6の実施の形態における図29に示した平坦部UL1、傾斜面UL2および底部UL3のうち、平坦部UL1を含み、傾斜面UL2および底部UL3を含んでいない。
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第6または第8の実施の形態と同様である。
[第10の実施の形態]
次に、図33を参照して、本発明の第10の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図33は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおける主磁極の媒体対向面の近傍の部分を示す断面図である。なお、図33は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの構成は、以下の点で第4の実施の形態と異なっている。まず、本実施の形態における主磁極15は、以下の点で第1の実施の形態における主磁極15と異なっている。本実施の形態における主磁極15の上面15Tは、第1の実施の形態における図1に示した第1ないし第4の部分15T1〜15T4の他に、第5の部分15T5および第6の部分15T6を含んでいる。第5の部分15T5は、第4の部分15T4に連続し第4の部分15T4よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置されている。第6の部分15T6は、第5の部分15T5に連続し第5の部分15T5よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置されている。
第5の部分15T5は、第4の部分15T4に接続された第5の端部と、第5の端部よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置された第6の端部とを有している。第5の部分15T5は、その第6の端部がその第5の端部よりも第1および第2の仮想の平面P1,P2からより遠い位置に配置されるように、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。すなわち、第5の部分15T5は、その第6の端部がその第5の端部に対して記録媒体の進行方向Tの前側に配置されるように傾斜している。第6の部分15T6は、実質的に第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行である。
また、本実施の形態における主磁極15の下端部15Lは、第1の実施の形態における図1に示した第1ないし第4の部分15L1〜15L4の他に、第5の部分15L5および第6の部分15L6を含んでいる。第5の部分15L5は、第4の部分15L4に連続し第4の部分15L4よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置されている。第6の部分15L6は、第5の部分15L5に連続し第5の部分15L5よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置されている。
第5の部分15L5は、第4の部分15L4に接続された第5の端部と、第5の端部よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置された第6の端部とを有している。第5の部分15L5は、その第6の端部がその第5の端部よりも第1および第2の仮想の平面P1,P2からより遠い位置に配置されるように、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。すなわち、第5の部分15L5は、その第6の端部がその第5の端部に対して記録媒体の進行方向Tの後側に配置されるように傾斜している。第6の部分15L6は、実質的に第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行である。
また、本実施の形態における非磁性層57は、以下の点で第1の実施の形態における非磁性層57と異なっている。本実施の形態における非磁性層57の上面は、第1の実施の形態における図1に示した平坦部UL1、傾斜面UL2および底部UL3の他に、傾斜面UL4を含んでいる。傾斜面UL4は、底部UL3に連続し底部UL3よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置されている。また、傾斜面UL4は、第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。傾斜面UL4の下端部は、絶縁層56の上面の上に配置されている。第5の部分15L5は、ギャップ部17の第2のギャップ層18を介して傾斜面UL4に対向している。第6の部分15L6は、第2のギャップ層18を介して絶縁層56の上面に対向している。
ここで、図33に示したように、媒体対向面100に垂直な方向についての上面15Tの第4の部分15T4の長さを記号LA4で表し、媒体対向面100に垂直な方向についての下端部15Lの第4の部分15L4の長さを記号LB4で表す。長さLA4,LB4は、いずれも、例えば0.2〜0.6μmの範囲内である。
なお、図33では、上面15Tの第4の部分15T4と第5の部分15T5との境界位置と媒体対向面100との間の距離と、下端部15Lの第4の部分15L4と第5の部分15L5との境界位置と媒体対向面100との間の距離とが等しくなるように描かれているが、これらの距離は互いに異なっていてもよい。また、図33では、上面15Tの第5の部分15T5と第6の部分15T6との境界位置と媒体対向面100との間の距離と、下端部15Lの第5の部分15L5と第6の部分15L6との境界位置と媒体対向面100との間の距離とが互いに異なるように描かれているが、これらの距離は等しくてもよい。
上面15Tの第6の部分15T6と下端部15Lの第6の部分15L6は、実質的に第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行である。ここで、図33に示したように、上面15Tの第5の部分15T5の第5の端部を通り、第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行な仮想の平面P5と、下端部15Lの第5の部分15L5の第5の端部を通り、第1および第2の仮想の平面P1,P2に平行な仮想の平面P6を想定する。そして、上面15Tの第6の部分15T6と仮想の平面P5との間の距離を記号D5で表し、下端部15Lの第6の部分15L6と仮想の平面P6との間の距離を記号D6で表す。距離D5,D6は、いずれも、例えば0.1〜0.5μmの範囲内である。また、仮想の平面P5に対する第5の部分15T5の傾斜角度を記号θT5で表し、仮想の平面P6に対する第5の部分15L5の傾斜角度を記号θL5で表す。傾斜角度θT5,θL5は、いずれも、例えば22°〜60°の範囲内である。
次に、本実施の形態に係る磁気ヘッドの製造方法について説明する。本実施の形態に係る磁気ヘッドの製造方法では、主磁極15の下端部15Lの形状を決定するための工程と、主磁極15の上面15Tの形状を決定するための工程が、第1の実施の形態と異なっている。
始めに、本実施の形態における主磁極15の下端部15Lの形状を決定するための工程について説明する。本実施の形態では、第1の実施の形態における図8に示した工程の後、第1の実施の形態における図9に示した工程の前に、以下の工程が行われる。まず、第2のシールド16B、磁性層36、第2の接続層および非磁性層57の上に第1のマスクを形成する。この第1のマスクは、フォトレジスト層をパターニングして形成される。第1のマスクは、非磁性層57の被エッチング部57Aの初期底部UL3Pの一部を露出させる開口部を有している。被エッチング部57Aの初期上面UL1Pおよび初期傾斜面UL2Pと、初期底部UL3Pの他の一部は、第1のマスクによって覆われている。第1のマスクは、磁性層36のうち、被エッチング部57Aとの境界の近傍の一部を覆っていない。
次に、第1のマスクをエッチングマスクとして用いて、例えばRIEによって、被エッチング部57Aをテーパーエッチングする。被エッチング部57Aのエッチング条件は、第1の実施の形態で説明した第1のエッチング工程におけるエッチング条件と同じである。被エッチング部57Aがテーパーエッチングされることによって、被エッチング部57Aに、第2の初期傾斜面および第2の初期底部が形成される。第2の初期傾斜面および第2の初期底部は、初期底部UL3Pのうち、このエッチング後に残った部分に連続するように、この順に形成される。このエッチングは、第2の初期底部が、初期底部UL3Pと当初の被エッチング部57Aの下面の間の高さの位置に達するまで行う。次に、第1のマスクを除去する。
また、本実施の形態では、第1の実施の形態における図9に示した工程(第2のエッチング工程)が、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態における第2のエッチング工程は、エッチングによって被エッチング部57Aに形成される溝の底部が絶縁層56の上面に達するまで行う。本実施の形態における第2のエッチング工程では、被エッチング部57Aのうち、初期上面UL1P、初期傾斜面UL2P、初期底部UL3Pおよび第2の初期斜面の下の部分がエッチングされて平坦部UL1、傾斜面UL2、底部UL3および傾斜面UL4が形成される。傾斜面UL4の傾斜角度は、後に形成される主磁極15の下端部15Lの第5の部分15L5の傾斜角度θL5と等しいか、ほぼ等しい。
次に、本実施の形態における主磁極15の上面15Tの形状を決定するための工程について説明する。本実施の形態では、第1の実施の形態における図13を示した工程の後の磁性層15Pの上面15PTは、後に主磁極15の上面15Tの第6の部分15T6となる部分を含んでいる。また、本実施の形態では、第1の実施の形態における図14に示した工程の代りに、以下の工程が行われる。まず、磁性層15Pの上面15PTの上に第2のマスクを形成する。この第2のマスクは、フォトレジスト層をパターニングして形成される。第2のマスクは、磁性層15Pのうち、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSの近傍の一部を覆っていない。
次に、第2のマスクをエッチングマスクとして用いて、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSの近傍において、磁性層15P、サイドシールド16C,16Dおよび第2のギャップ層18のそれぞれの一部をエッチングする。このエッチングは、磁性層15Pの上面15PTの一部がエッチングされて、磁性層15Pに、第2の平坦部と、傾斜面である第5の部分15T5とが形成されるように行う。磁性層15Pのエッチング条件は、第1の実施の形態で説明した第4のエッチング工程におけるエッチング条件と同じである。第2の平坦部は、後に主磁極15の上面15Tの第4の部分15T4となる部分を含んでいる。次に、第2のマスクを除去する。
次に、磁性層15Pの上面15PTのうち、上記のエッチング工程の後に残った部分、第5の部分15T5および第2の平坦部の一部の上に、第3のマスクを形成する。この第3のマスクは、フォトレジスト層をパターニングして形成される。第3のマスクは、磁性層15Pのうち、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSの近傍の一部を覆っていない。
次に、第3のマスクをエッチングマスクとして用いて、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSの近傍において、磁性層15P、サイドシールド16C,16Dおよび第2のギャップ層18のそれぞれの一部をエッチングする。このエッチングは、磁性層15Pの第2の平坦部の一部がエッチングされて、磁性層15Pに、平坦部15T2Pと、傾斜面である第3の部分15T3とが形成されるように行う。磁性層15Pのエッチング条件は、第1の実施の形態で説明した第4のエッチング工程におけるエッチング条件と同じである。次に、第3のマスクを除去する。
本実施の形態によれば、主磁極15の上面15Tが第5および第6の部分15T5,15T6を含み、主磁極15の下端部15Lが第5および第6の部分15L5,15L6を含むことにより、第1の実施の形態で説明した主磁極15の形状の特徴による効果がより顕著に発揮される。
なお、本実施の形態における主磁極15の上面15Tの第1ないし第3の部分15T1〜15T3の形状および配置と、本実施の形態における主磁極15の下端部15Lの第1ないし第3の部分15L1〜15L3の形状および配置は、第1、第5ないし第7のいずれかの実施の形態と同じであってもよい。なお、図33では、媒体対向面100に垂直な方向についての第1の傾斜面16Abの長さLCと、上面15Tの第2の部分15T2と第3の部分15T3との境界位置と媒体対向面100との間の距離(長さLA1と長さLA2との和と同じ)とが等しくなるように描かれているが、これらの距離は互いに異なっていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第4ないし第7のいずれかの実施の形態と同様である。
[第11の実施の形態]
次に、図34を参照して、本発明の第11の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図34は、本実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。なお、図34は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの構成は、以下の点で第4の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気ヘッドは、第4の実施の形態における図24に示した主磁極15の代りに、第10の実施の形態における図33に示した主磁極15を備えている。また、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、磁性層42は、第1および第2の接続面を有しておらず、その上面が媒体対向面100まで延びて、その前端面に接続されている。また、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、磁性層31,32,44は、媒体対向面100に配置された端面を有している。また、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、磁性層36が設けられていない。また、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、磁性層35の上面は、主磁極15の下端部15Lに接している。
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第4または第10の実施の形態と同様である。
[第12の実施の形態]
次に、図35ないし図37を参照して、本発明の第12の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図35は、本実施の形態に係る磁気ヘッドを示す断面図である。なお、図35は媒体対向面および基板の上面に垂直な断面、特に前記主断面を示している。図36は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるコイルの第2の部分の第1層を示す平面図である。図37は、本実施の形態に係る磁気ヘッドにおけるコイルの第2の部分の第2層を示す平面図である。
本実施の形態に係る磁気ヘッドの構成は、以下の点で第4の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、磁性層42は、第1および第2の接続面を有しておらず、その上面が媒体対向面100まで延びて、その前端面に接続されている。また、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、磁性層31,32,44は、媒体対向面100に配置された端面を有している。
また、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、コイルは、第2の部分110の代りに、第2の部分210を含んでいる。第2の部分210は、第1層211および第2層212を含んでいる。図36に示したように、第1層211は、第2の帰磁路部30の一部である磁性層33の周りに約1回巻かれている。図37に示したように、第2層212は、第2の帰磁路部30の一部である磁性層35の周りに1回巻かれている。なお、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、絶縁層53が設けられていない。
また、本実施の形態に係る磁気ヘッドは、絶縁材料よりなる絶縁膜81および絶縁層82を備えている。絶縁膜81は、磁性層34,35および絶縁層55と第2層212との間に介在している。第2層212、磁性層34,35、絶縁膜81および絶縁層56(図示せず)の上面は平坦化されている。絶縁層82は、第2層212および絶縁膜81の上面の上ならびに磁性層34の上面の一部の上に配置されている。絶縁膜81および絶縁層82は、例えばアルミナによって形成されている。
また、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、主磁極15の上面15Tは、第1の実施の形態における図1に示した第1ないし第4の部分15T1〜15T4のうち、第1および第2の部分15T1,15T2を含み、第3および第4の部分15T3,15T4を含んでいない。本実施の形態における第1の部分15T1は、本発明における「主磁極の上面の傾斜部」に対応する。
また、本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、第2のシールド16Bの上面は、第1の実施の形態における図1に示した第2の傾斜面16Bbのみを含み、平坦部を含んでいない。また、絶縁層56は、第1の実施の形態における図1に示した平坦部UL1、傾斜面UL2および底部UL3の代りに、第2のシールド16Bの第2の傾斜面16Bbに連続する第3の傾斜面と、この第3の傾斜面に連続し第3の傾斜面よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置された第3の平坦部と、この第3の平坦部に連続し第3の平坦部よりも媒体対向面100からより遠い位置に配置された第4の傾斜面とを含んでいる。第3および第4の傾斜面は、第1の実施の形態における図1に示した第1および第2の仮想の平面P1,P2および媒体対向面100に対して傾斜している。第4の傾斜面の下端部は、絶縁層82の上面の上に配置されている。
本実施の形態に係る磁気ヘッドでは、主磁極15の下端部15Lの第1の部分15L1は、ギャップ部17の第2のギャップ層18を介して第2の傾斜面16Bbおよび第3の傾斜面に対向している。第2の部分15L2は、第2のギャップ層18を介して第3の平坦部に対向している。第3の部分15L3は、第2のギャップ層18を介して第4の傾斜面に対向している。第4の部分15L4は、第2のギャップ層18を介して絶縁層82の上面に対向している。
ここで、図36および図37を参照して、コイルの第2の部分210について更に説明する。図36に示したように、第2の部分210の第1層211は、第2の空間S2内のうち特に磁性層32と磁性層33との間を通過するように延びる第2のコイル要素211Aを含んでいる。また、第1層211は、第2層212に電気的に接続されたコイル接続部211Eを有している。
図37に示したように、第2の部分210の第2層212は、第2の空間S2内のうち特に磁性層34と磁性層35との間を通過するように延びる第2のコイル要素212Aを含んでいる。また、第2層212は、絶縁層55および絶縁膜81を貫通して第1層211のコイル接続部211Eに電気的に接続されたコイル接続部212Sと、第4の実施の形態における図26に示した第1の部分120の第1層121のコイル接続部121Sに電気的に接続されたコイル接続部212Eとを有している。
次に、本実施の形態に係る磁気ヘッドの製造方法について説明する。本実施の形態に係る磁気ヘッドの製造方法は、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、コイルの第2の部分10の代りに、コイルの第2の部分210の第1層211が形成される。また、本実施の形態では、磁性層34,35を形成した後、第2のシールド16Bおよび非磁性層57を形成する前までの工程が、第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、磁性層34,35を形成した後に、まず、絶縁膜81を形成する。次に、例えばIBEによって、第1層211のコイル接続部211Eが露出するように、絶縁層55および絶縁膜81を選択的にエッチングする。
次に、例えばフレームめっき法によって、コイルの第2の部分210の第2層212を形成する。第2層212は、その上面が絶縁膜81のうち磁性層34,35の上に配置された部分の上面よりも上方に配置されるように形成される。次に、積層体の上面全体の上に絶縁層56(図示せず)を形成する。次に、例えばCMPによって、磁性層34,35が露出するまで、第2層212、絶縁膜81および絶縁層56を研磨して、第2層212、磁性層34,35、絶縁膜81および絶縁層56の上面を平坦化する。次に、積層体の上面全体の上に絶縁層82を形成する。次に、例えばIBEによって、磁性層34の上面の一部、磁性層35の上面および第2層212のコイル接続部212Eが露出するように、絶縁層82を選択的にエッチングする。
また、本実施の形態では、主磁極15の下端部15Lの形状を決定するための工程と、主磁極15の上面15Tの形状を決定するための工程が、第1の実施の形態と異なっている。
始めに、本実施の形態における主磁極15の下端部15Lの形状を決定するための工程について説明する。本実施の形態では、第1の実施の形態における図8に示した工程の後に、以下の工程が行われる。まず、第1の実施の形態における図9に示したマスク72を形成する。次に、マスク72、第2のシールド16Bおよび磁性層36をエッチングマスクとして用いて、被エッチング部57Aをエッチングする。このエッチングでは、初期上面UL1P、初期傾斜面UL2Pおよび初期底部UL3Pの下の部分がエッチングされて、平坦部UL1、傾斜面UL2および底部UL3が形成される。また、このエッチングは、例えばRIEを用いて、第2のシールド16Bと当初の被エッチング部57Aとの境界の近傍において、当初の被エッチング部57Aのうちの一部が残って斜面が形成されるような条件で行う。次に、マスク72を除去する。
次に、媒体対向面100が形成される予定の位置ABSの近傍において、第2のシールド16Bの初期上面の一部をエッチングすると共に、被エッチング部57Aの一部をエッチングする。このエッチングは、例えばIBEを用いて、第2のシールド16Bの初期上面の一部がエッチングされて、第2のシールド16Bに第2の傾斜面16Bbが形成されるように行う。また、このエッチングは、エッチングによって被エッチング部57Aに形成される溝の底部が絶縁層82の上面に達するまで行うと共に、エッチング後の被エッチング部57Aに、第3の傾斜面、第3の平坦部および第4の傾斜面が形成されるように行う。第2の傾斜面16Bbおよび第3の傾斜面の傾斜角度は、後に形成される主磁極15の下端部15Lの第1の部分15L1の傾斜角度θL1と等しいか、ほぼ等しい。第3の平坦部は、実質的に後に形成される媒体対向面100に垂直な方向に延在している。第4の傾斜面の傾斜角度は、後に形成される主磁極15の下端部15Lの第3の部分15L3の傾斜角度θL3と等しいか、ほぼ等しい。
次に、本実施の形態における主磁極15の上面15Tの形状を決定するための工程について説明する。本実施の形態では、第1の実施の形態における図13を示した工程の後の磁性層15Pの上面15PTは、後に主磁極15の上面15Tの第2の部分15T2となる部分を含んでいる。また、本実施の形態では、第1の実施の形態における図14に示した工程が行われない。本実施の形態では、第1の実施の形態における図16に示した工程(第5のエッチング工程)において、磁性層15Pの一部がエッチングされて、第1および第2の部分15T1,15T2が形成される。
本実施の形態では、第1の実施の形態に係る磁気ヘッドの効果のうち、主磁極15の上面15Tの形状の特徴による効果は得られないが、主磁極15の下端部15Lの形状の特徴による効果を得ることができる。
また、本実施の形態では、媒体対向面100に垂直な方向について、上面15Tの第1の部分15T1(傾斜部)の長さLA1は、下端部15Lの第1の部分15L1の長さLB1および第1のシールド16Aの第1の傾斜面16Abの長さLCよりも小さい。本実施の形態によれば、この特徴による効果を第1の実施の形態と同様に得ることができる。
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第4の実施の形態と同様である。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、請求の範囲の要件を満たす限り、各実施の形態で説明した主磁極15の上面15Tと下端部15Lとを任意に組み合わせることができる。
また、磁気ヘッドは、第1の帰磁路部40および第2の帰磁路部30のうち、いずれか一方のみを備えていてもよい。