特許 5798982 垂直磁気記録（ＰＭＲ）装置およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5798982

(24)【登録日】2015年8月28日

(45)【発行日】2015年10月21日

(54)【発明の名称】垂直磁気記録（ＰＭＲ）装置およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/31 20060101AFI20151001BHJP

   G11B 5/012 20060101ALI20151001BHJP

   G11B 5/02 20060101ALI20151001BHJP

【ＦＩ】

   G11B5/31 E

   G11B5/31 Q

   G11B5/012

   G11B5/02 B

【請求項の数】17

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-132198(P2012-132198)

(22)【出願日】2012年6月11日

(65)【公開番号】特開2013-4164(P2013-4164A)

(43)【公開日】2013年1月7日

【審査請求日】2015年6月11日

(31)【優先権主張番号】13/134,600

(32)【優先日】2011年6月10日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】500475649

【氏名又は名称】ヘッドウェイテクノロジーズ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001357

【氏名又は名称】特許業務法人つばさ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲咲▼ 力劼

【審査官】 斎藤 眞

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第１９９９／０４５５３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２９３６９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１３９８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２８１３１４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ ５／００−５／０２４

Ｇ１１Ｂ ５／３１

Ｇ１１Ｂ ２０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シングルライト方式の垂直磁気記録（ＰＭＲ）装置であって、
（ａ）基体上に設けられ、エアベアリング面（ＡＢＳ）において、リーディングエッジおよびトレーリングエッジと、前記トレーリングエッジと第１および第２のコーナーでそれぞれ交差する第１および第２の側面とを含むライトポールと、
（ｂ）前記トレーリングエッジと接するように設けられ、平坦な上面を有するライトギャップと、
（ｃ）前記ライトポールの側面とそれぞれ接し、実質的に一定の厚さを有する一対のサイドギャップと、
（ｄ）前記一対のサイドギャップを挟んで前記ライトポールと対向する一対のサイドシールドと、
（ｅ）前記一対のサイドシールドの上面と接し、前記ライトギャップを覆うトレーリングシールドと
を備え、
前記トレーリングエッジは、
（１）前記基体の上面と平行であり、前記第１のコーナーで終端する第１の端部と、
（２）前記基体の上面と平行であり、前記第２のコーナーで終端する第２の端部と、
（３）前記第１および第２の端部を繋ぎ、かつ、それらより前記基体と近づくようにリセスした中央部と
を含み、
前記ライトギャップは、前記トレーリングエッジの第１および第２の端部を覆う部分よりも前記トレーリングエッジの中央部を覆う部分において大きな厚さを有する
ＰＭＲ装置。

【請求項2】

前記ライトギャップのうち、前記トレーリングエッジの第１および第２の端部を覆う部分の厚さは１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である
請求項１記載のＰＭＲ装置。

【請求項3】

前記トレーリングエッジの中央部は、クロストラック方向において２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の幅を有し、ダウントラック方向において１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の深さを有する
請求項１記載のＰＭＲ装置。

【請求項4】

前記トレーリングエッジの第１および第２の端部におけるクロストラック方向の幅は２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である
請求項１記載のＰＭＲ装置。

【請求項5】

前記トレーリングエッジの中央部は、半円形状を有している
請求項１記載のＰＭＲ装置。

【請求項6】

前記トレーリングエッジの幅は、クロストラック方向において、前記リーディングエッジの幅よりも大きい
請求項１記載のＰＭＲ装置。

【請求項7】

シングルライト方式の垂直磁気記録（ＰＭＲ）装置であって、
（ａ）基体上に設けられ、エアベアリング面（ＡＢＳ）において、リーディングエッジおよびトレーリングエッジと、前記トレーリングエッジと第１および第２のコーナーでそれぞれ交差する第１および第２の側面とを含むライトポールと、
（ｂ）前記トレーリングエッジと接するように設けられ、凹凸状の上面を有するライトギャップと、
（ｃ）前記ライトポールの側面とそれぞれ接し、実質的に一定の厚さを有する一対のサイドギャップと、
（ｄ）前記一対のサイドギャップを挟んで前記ライトポールと対向する一対のサイドシールドと、
（ｅ）前記一対のサイドシールドの上面と接し、前記ライトギャップを覆うトレーリングシールドと
を備え、
前記ライトギャップは、
（１）前記トレーリングエッジと平行であり、前記ライトポールの前記第１のコーナーと対向する第１の端部と、
（２）前記トレーリングエッジと平行であり、前記ライトポールの前記第２のコーナーと対向する第２の端部と、
（３）前記第１および第２の端部を繋ぎ、かつ、それらよりも大きな厚さを有し、前記トレーリングエッジから離れるように突出した凸面を有する中央部と
を含む
ＰＭＲ装置。

【請求項8】

前記ライトギャップにおける前記中央部の厚さは１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である
請求項７記載のＰＭＲ装置。

【請求項9】

前記ライトギャップの中央部は、
クロストラック方向において２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の幅を有し、
ダウントラック方向において前記第１および第２の端部よりも１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲で大きな厚さを有する
請求項８記載のＰＭＲ装置。

【請求項10】

前記ライトギャップの第１および第２の端部におけるクロストラック方向の幅は２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下である
請求項７記載のＰＭＲ装置。

【請求項11】

前記ライトギャップの中央部は、半円形状を有している
請求項７記載のＰＭＲ装置。

【請求項12】

シングルライト方式に適した垂直磁気記録（ＰＭＲ）装置であって、
（ａ）基体上に設けられ、エアベアリング面（ＡＢＳ）において、リーディングエッジおよびトレーリングエッジと、前記トレーリングエッジと第１および第２のコーナーでそれぞれ交差する第１および第２の側面とを含むライトポールと、
（ｂ）前記トレーリングエッジと接するように設けられ、凹凸状の上面を有するライトギャップと、
（ｃ）前記ライトポールの側面とそれぞれ接し、実質的に一定の厚さを有する一対のサイドギャップと、
（ｄ）前記一対のサイドギャップを挟んで前記ライトポールと対向する一対のサイドシールドと、
（ｅ）前記一対のサイドシールドの上面と接し、前記ライトギャップを覆うトレーリングシールドと
を備え、
前記トレーリングエッジは、
（１）前記基体の上面と平行であり、前記第１のコーナーで終端する第１の端部と、
（２）前記基体の上面と平行であり、前記第２のコーナーで終端する第２の端部と、
（３）前記第１および第２の端部を繋ぎ、かつ、それらより前記基体と近づくようにリセスした中央部と
を含み、
前記ライトギャップは、
（１）前記トレーリングエッジと平行であり、前記ライトポールの前記第１のコーナーと対向する第１のライトギャップ端部と、
（２）前記トレーリングエッジと平行であり、前記ライトポールの前記第２のコーナーと対向する第２のライトギャップ端部と、
（３）前記第１および第２のライトギャップ端部を繋ぎ、かつ、それらよりも大きな厚さを有し、前記トレーリングエッジから離れるように突出した凸面を有するライトギャップ中央部と
を含む
ＰＭＲ装置。

【請求項13】

前記ライトギャップにおける第１および第２のライトギャップ端部の厚さは、１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である
請求項１２記載のＰＭＲ装置。

【請求項14】

前記トレーリングエッジの中央部は、クロストラック方向において２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の幅を有する
請求項１２記載のＰＭＲ装置。

【請求項15】

前記ライトギャップ中央部は、前記第１および第２のライトギャップ端部よりも１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲で大きな厚さを有する
請求項１３記載のＰＭＲ装置。

【請求項16】

前記第１および第２のライトギャップ端部、ならびに前記トレーリングエッジの第１および第２の端部は、クロストラック方向において２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の幅を有する
請求項１２記載のＰＭＲ装置。

【請求項17】

前記ライトギャップ中央部および前記トレーリングエッジの中央部は、半円形状を有している
請求項１２記載のＰＭＲ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ライトポールを備えたシングルライト方式の垂直磁気記録ヘッド、およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

シングルライト記録方式は、１平方インチあたり１テラビットを超える記録密度を有する垂直磁気記録（ＰＭＲ：Perpendicular Magnetic Recording）の型式であり、R. Wood 等によって今後の高密度記録に対応するために提案されたものである（非特許文献１参照）。このスキームでは、内周側の記録トラックから外周側の記録トラックへ向かうように、外周側の記録トラックから内周側の記録トラックへ向かうように、または、内周側もしくは外周側の記録トラックから中心領域の記録トラックへ向かうように、ハードディスクドライブにおけるハードディスクの径方向部分において順に記録される。すなわち、第１のトラックは、その隣の第２のトラックを記録する際に、その側方部分が部分的に上書きされる。同様に、第３のトラックは、第２のトラックの一部を上書きしてしまい、第４のトラックは第３のトラックの一部を上書きしてしまう。各トラックは、１回だけ次のトラックによって部分的に上書きされ、その幅を狭めることとなる。

【0003】

シングルライト方式では、各トラックは、隣接トラックによって幅方向の一部が浸食される。一方、従来のＰＭＲでは、各トラックは、複数の隣接トラックへの書き込み動作の際、隣接トラック消去（ＡＴＥ；adjacent track erasure ）から保護される必要がある。したがって、今日のＨＤＤにおけるトラック幅は、ライトポールの幅ではなく、自らの両端の位置によって、あるいは次の（隣の）トラックの上書き幅によって規定される。その結果、ライトポールの幅は記録トラック幅の基準としては不要となり、６０ｎｍ以下の狭小な記録トラック幅が、それよりも広い幅を有する良好な書き込み性能を伴うライトポールによって実現される。すなわち、記録性能の向上および生産効率の条件は、厳格に制御された限界寸法であるライトポールの幅によって制限されない。

【0004】

シングルライト方式に関する先行技術を調査したところ、以下の先行技術文献が見つかった。例えば特許文献１には、トレーリングエッジの一部が曲面、三角形または台形をなすようにリセスしたライトポールが開示されている。このライトポールでは、その幅がトラック幅となる。また、特許文献２は、ライトギャップの厚さが重要な要素であることについて記載している。さらに特許文献３には、サイドでの書き込みを低減する方法について記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第７４７５４７０号明細書

【特許文献2】米国特許第７４７７４８１号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２００５／００７３７７４号明細書

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】Ｒ．ウッド（R. Wood）著、「The Feasibility of Magnetic Recording at 10 Terabits Per Square Inch on Conventional Media", IEEE Trans. Magn., Vol. 45, pp. 917-923 (2009).

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、シングルライト方式は独自の問題を抱えている。その問題のひとつは、従来の記録方式と比較すると、トラックエッジ書き込みおよび磁化遷移曲線（transition curvature）が記録トラックに大きな影響を与えることである。ライトポールの一方の角部（コーナー）のみによって記録され、他方のサイドは他のトラックによって部分的に上書き（squeeze）されるからである。その影響は図１に描かれている。図１に示したように、シングルライト方式では例えば４つのトラックＡ〜Ｄが順に部分的に重なり合うことになっている。すなわち、トラックＢは、部分的にトラックＡを上書きしており、トラックＣは、部分的にトラックＢを上書きしており、トラックＤは、部分的にトラックＣを上書きしている。記録トラックに対する片側の絞り込み（squeeze）およびライトポールの片側での磁界の分布形状に起因して、たとえ再生デバイスや記録デバイスの傾き角がゼロであっても記録された磁化遷移は歪むことになるであろう。（図１において）その磁化遷移は、明るい帯と暗い帯との交互配列によって示され、それらの帯は、トラックＡ〜Ｃでは片側（紙面左側）が上書きされていることから、クロストラック方向に対してすべて傾斜している（歪んでいる）。

【0008】

シングルライト方式における第２の問題は、記録磁場の磁場勾配がトラックの中央部よりも端部においてかなり小さく（緩やかに）なっていることである。したがって、シングルライト方式における利点を得るため、記録性能が改善されるように記録トラックの端部での磁場勾配を高めることが必要である。

【0009】

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、シングルライト方式のＰＭＲ装置においてトラック端部（ライトポール端部）での磁場勾配を高め、記録性能を向上させることにある。また、本発明の第２の目的は、トラック端部での磁場勾配を高めることのできるＰＭＲヘッドの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１のＰＭＲ装置は、シングルライト方式のＰＭＲ装置であって、
（ａ）基体上に設けられ、エアベアリング面（ＡＢＳ）において、リーディングエッジおよびトレーリングエッジと、前記トレーリングエッジと第１および第２のコーナーでそれぞれ交差する第１および第２の側面とを含むライトポールと、
（ｂ）前記トレーリングエッジと接するように設けられ、平坦な上面を有するライトギャップと、
（ｃ）前記ライトポールの側面とそれぞれ接し、実質的に一定の厚さを有する一対のサイドギャップと、
（ｄ）前記一対のサイドギャップを挟んで前記ライトポールと対向する一対のサイドシールドと、
（ｅ）前記一対のサイドシールドの上面と接し、前記ライトギャップを覆うトレーリングシールドと
を備えるものである。
ここで、トレーリングエッジは、
（１）基体の上面と平行であり、第１のコーナーで終端する第１の端部と、
（２）基体の上面と平行であり、第２のコーナーで終端する第２の端部と、
（３）第１および第２の端部を繋ぎ、かつ、それらより基体と近づくようにリセスした中央部とを含む。
また、ライトギャップは、トレーリングエッジの第１および第２の端部を覆う部分よりもトレーリングエッジの中央部を覆う部分において大きな厚さを有する。

【0011】

本発明の第２のＰＭＲ装置は、シングルライト方式のＰＭＲ装置であって、
（ａ）基体上に設けられ、エアベアリング面（ＡＢＳ）において、リーディングエッジおよびトレーリングエッジと、前記トレーリングエッジと第１および第２のコーナーでそれぞれ交差する第１および第２の側面とを含むライトポールと、
（ｂ）前記トレーリングエッジと接するように設けられ、凹凸状の上面を有する
ライトギャップと、
（ｃ）前記ライトポールの側面とそれぞれ接し、実質的に一定の厚さを有する一対のサイドギャップと、
（ｄ）前記一対のサイドギャップを挟んで前記ライトポールと対向する一対のサイドシールドと、
（ｅ）前記一対のサイドシールドの上面と接し、前記ライトギャップを覆うトレーリングシールドと
を備えるものである。
ライトギャップは、
（１）前記トレーリングエッジと平行であり、前記ライトポールの前記第１のコーナーと対向する第１の端部と、
（２）前記トレーリングエッジと平行であり、前記ライトポールの前記第２のコーナーと対向する第２の端部と、
（３）前記第１および第２の端部を繋ぎ、かつ、それらよりも大きな厚さを有し、前記トレーリングエッジから離れるように突出した凸面を有する中央部と
を含む。

【0012】

本発明の第３のＰＭＲ装置は、シングルライト方式のＰＭＲ装置であって、
（ａ）基体上に設けられ、エアベアリング面（ＡＢＳ）において、リーディングエッジおよびトレーリングエッジと、トレーリングエッジと第１および第２のコーナーでそれぞれ交差する第１および第２の側面とを含むライトポールと、
（ｂ）トレーリングエッジと接するように設けられ、凹凸状の上面を有する
ライトギャップと、
（ｃ）ライトポールの側面とそれぞれ接し、実質的に一定の厚さを有する一対のサイドギャップと、
（ｄ）一対のサイドギャップを挟んでライトポールと対向する一対のサイドシールドと、
（ｅ）一対のサイドシールドの上面と接し、ライトギャップを覆うトレーリングシールドと
を備える。
ここでトレーリングエッジは、
（１）基体の上面と平行であり、第１のコーナーで終端する第１の端部と、
（２）基体の上面と平行であり、第２のコーナーで終端する第２の端部と、
（３）第１および第２の端部を繋ぎ、かつ、それらより基体と近づくようにリセスした中央部と
を含む。
また、ライトギャップは、
（１）トレーリングエッジと平行であり、ライトポールの第１のコーナーと対向する第１のライトギャップ端部と、
（２）トレーリングエッジと平行であり、ライトポールの第２のコーナーと対向する第２のライトギャップ端部と、
（３）第１および第２のライトギャップ端部を繋ぎ、かつ、それらよりも大きな厚さを有し、トレーリングエッジから離れるように突出した凸面を有するライトギャップ中央部と
を含む。

【0013】

本発明の第１のＰＭＲ装置の製造方法は、シングルライト方式のＰＭＲ装置を製造する方法であって、
（ａ）上面を有する基体を用意することと、
（ｂ）基体の上面と平行なトレーリングエッジを含む上面と、リーディングエッジと、トレーリングエッジおよびリーディングエッジを繋ぐ第１および第２の側面とを有すると共に誘電体層に囲まれたライトポールを、基体の上に形成することと、
（ｃ）ライトポールの上面に所定角度でイオンビームを照射するイオンビームエッチングを行い、ライトポールの上面近傍を一部除去することでトレーリングエッジの中央部に凹部を形成することと、
（ｄ）トレーリングエッジの上にライトギャップを形成したのち、その上面を平坦化することで、ライトギャップにおけるトレーリングエッジの中央部を覆う部分の厚さを、トレーリングエッジの中央部の両側に位置する第１および第２の端部を覆う部分の厚さよりも大きくすることと、
（ｅ）誘電体層を選択的に除去することで、ライトポールの側面を一様の厚さで覆うようにサイドギャップを形成することと、
（ｆ）ライトギャップを覆い、かつサイドギャップにも接するように磁性層を形成することでシールドをすることと
を含む。

【0014】

本発明の第２のＰＭＲ装置の製造方法は、シングルライト方式のＰＭＲ装置を製造する方法であって、
（ａ）上面を有する基体を用意することと、
（ｂ）基体の上面と平行なトレーリングエッジを含む上面と、リーディングエッジと、トレーリングエッジおよびリーディングエッジを繋ぐ第１および第２の側面とを有すると共に第１の誘電体層に囲まれたライトポールを、基体の上に形成することと、
（ｃ）第１の誘電体層およびトレーリングエッジの上に第２の誘電体層を形成したのち、その上面を平坦化することと、
（ｄ）第２の誘電体層の上面の一部を覆うように選択的に第３の誘電体層を形成し、部分的に厚さの大きいライトギャップを形成することと、
（ｅ）第１および第２の誘電体層を選択的に除去することで、ライトポールの側面を一様の厚さで覆うようにサイドギャップを形成すると共に、ライトギャップに、厚さの大きな中央部と、その両隣に位置し、基体の上面と平行な面を含む第１および第２の端部とを形成することと、
（ｆ）ライトギャップを覆い、かつサイドギャップにも接するように磁性層を形成することでシールドをすることと
を含む。

【0015】

本発明の第１のＰＭＲ装置によれば、本発明の第１の目的は、例えばリーディングエッジに対して垂直な面に対して（トラック幅方向において）対称の形状を有し、ライトギャップによってトレーリングシールドから隔離され、かつ、サイドギャップによってサイドシールドから隔離されたライトポールによって実現される。ライトギャップは、平坦な上面を有し、その上面がトレーリングシールドと接している。ライトポールのリーディングエッジは、クロストラック方向においてトレーリングエッジよりも狭い幅を有し、直線状をなしており、サイドシールドの下面と共通の平面に含まれている。リーディングエッジおよびトレーリングエッジは、２つの側面とそれぞれ接続されている。ここで、第１の側面はトレーリングエッジにおける一端と交わり第１のコーナーを形成し、第２の側面はトレーリングエッジにおける他端と交わり第２のコーナーを形成している。トレーリングエッジは平坦面ではなく、２つの端部とそれらに挟まれた中央部との３つの部分からなる。２つの端部は、第１および第２のコーナーで終端し、基体（の上面）に対して平行な部分である。中央部は、２つの端部よりもリーディングエッジに近づくように湾曲した凹部である。一形態において、中央部は基体に向けて実質的に半円形状をなすように湾曲し、円弧の中心において最小の厚さ（凹部の最深部）となるように構成される。中央部は半円形状に限らず、台形状や矩形状であってもよい。中央部の深さおよび幅は、記録動作の際、トラック端部における磁場勾配（Ｏｅ／ｎｍ）の向上に最も大きな影響を与える。典型的な例では、サイドシールドの各上面は、トレーリングシールドの下面と対向している。ライトポールを取り囲むためである。

【0016】

本発明の第２のＰＭＲ装置は、例えば、ライトポールが、リーディングエッジと直交する面を中心として左右対称な構造であり、一対の側面およびリーディングエッジは第１のＰＭＲ装置と同様のものである。しかしながら、トレーリングエッジは直線状であり、ライトポールの上面はＡＢＳにおいて基体（の上面）と平行である。重要な特徴は、ライトギャップの上面はもはや平坦でなく、３つの部分（一対の端部およびそれに挟まれた中央部）に分けられていることである。２つの端部は、ライトポールのトレーリングエッジと平行であり、中央部は好ましくは湾曲した凸部である。すなわち、ライトギャップは、中央部において２つの端部よりも大きな厚さを有している。一形態として、中央部は、基体から離れるように膨らみ、実質的に半円形状をなすように湾曲し、円弧の中心において最大の厚さとなるように構成される。中央部は半円形状に限らず、台形状や矩形状の凸部であってもよい。サイドシールドおよびトレーリングシールドの特徴は、上記第１の実施態様と同様である。

【0017】

本発明の第３のＰＭＲ装置は、第１および第２のＰＭＲ装置における特徴部分を組み合わせたものであり、トレーリングエッジがリセスした中央部を含むライトポールと、リセスした中央部を含むトレーリングシールドとを有する構造である。トレーリングエッジのリセス部分は、ダウントラック方向においてトレーリングシールドのリセス部分と対応する位置にあり、かつ、両者のクロストラック方向の幅が一致していることが望ましい。

【0018】

クロストラック方向において対称な形状を有し、誘電体層に埋設され、リセスした中央部を含むトレーリングエッジを有するライトポールの形成方法は以下の通りである。まず、誘電体層およびライトポールの両端部の表面は保護された状態で斜め方向からのＩＢＥ処理を行い、ライトポールの上面の中央部分を選択的に除去する。これにより断面が左右対称であって、円形状、矩形状または台形状の輪郭を有する開口を形成する。その後、ライトギャップ層をライトポールの上面に形成したのち、ライトギャップ層の上面を平坦化する。ライトギャップの上面は、基体の表面と平行とする。

【0019】

続く工程により、中央部がリセスしたライトシールドを形成する。上面が平坦なライトポールは、誘電体層に埋設される。そののち、上面が平坦なライトギャップ層がライトポールの上に、誘電体層を介して形成される。トレーリングエッジのリセス部分と対応する位置に開口を有するフォトレジストマスク層を形成する。そののち、その開口を埋めるように、例えばライトギャップと同様の材料からなる新たな誘電体層を形成する。これにより、実質的に平坦なライトギャップの上面から突出した凸部が形成される。その後、フォトレジスト層が選択的に除去され、磁性層を形成することで一対のサイドシールドおよびトレーリングシールドを形成する。

【発明の効果】

【0020】

本発明のＰＭＲ装置およびその製造方法によれば、ライトギャップの厚さに分布を持たせる（一様の厚さでない）ことで、トレーリングエッジの中央部をリセスさせ、またはトレーリングシールドの中央部をリセスさせるようにした。これにより、記録動作の際、ライトポールのコーナーでの磁場勾配を高めることができ、ひいては記録性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】一般的なシングル記録を、クロストラック方向に紙面右側のトラックから左側のトラックへ移動するように順に行う様子を表した模式図である。

【図2】従来のＰＭＲヘッドにおける、台形状を有し、水平なトレーリングエッジを有するライトポールのＡＢＳに平行な断面図である。

【図3】本発明の第１の実施態様としてのＰＭＲヘッドにおける、ＡＢＳに平行な断面図である。

【図4】本発明の第２の実施態様としてのＰＭＲヘッドにおける、ＡＢＳに平行な断面図である。

【図5】本発明の第３の実施態様としてのＰＭＲヘッドにおける、ＡＢＳに平行な断面図である。

【図6】クロストラック方向の位置と磁場勾配との関係について、一様な厚さのライトギャップと、厚さに分布を有するライトギャップとを比較した特性図である。

【図7】図３に示したＰＭＲヘッドの製造方法における一工程を表すＡＢＳに平行な断面図である。

【図8】図７に続く一工程を表すＡＢＳに平行な断面図である。

【図9】図８に続く一工程を表すＡＢＳに平行な断面図である。

【図10】図９に続く一工程を表すＡＢＳに平行な断面図である。

【図11】図４に示したＰＭＲヘッドの製造方法における一工程を表すＡＢＳに平行な断面図である。

【図12】図１１に続く一工程を表すＡＢＳに平行な断面図である。

【図13】図１２に続く一工程を表すＡＢＳに平行な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0023】

以下の各実施の形態では、台形状の断面を有するライトポールを例示して説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、基体の表面と平行な部分を含むトレーリングエッジを有するものであればよい。なお、各実施の形態では、基体と対向する面を、各層の下面と呼び、その反対側の面を上面と呼ぶ。幅はクロストラック方向の寸法を意味し、厚さまたは深さはダウントラック方向の寸法を意味する。各実施の形態は、中央部がリセスしたトレーリングエッジを有するライトポールおよび中央部がリセスしたトレーリングシールドの少なくとも一方を備えた記録ヘッドに関する。ＰＭＲヘッドは、厚さの分布を有するライトギャップによる利点を損なうことのないリーディングシールドをさらに備えていてもよい。

【0024】

図２は、従来のＰＭＲヘッドを表している。このＰＭＲヘッドは、リーディングエッジ１０ａ、側面１０ｓおよびトレーリングエッジ１０ｂで画定される台形状の断面を有するライトポール１０を備えている。側面１０ｓは基体８の上面に対して傾斜している。このため、Ｘ軸方向（クロストラック方向）においてトレーリングエッジよりもリーディングエッジの幅が狭くなっている。一様な厚さＷＧＯを有するライトギャップ層１２が、トレーリングエッジ１０ｂとトレーリングシールド１４との間に設けられている。サイドシールド１３は、サイドギャップ１１を介して側面１０ｓと対向するように設けられている。

【0025】

本出願人は先の出願（米国特許出願１２／５８９８２９）において、従来のＰＭＲヘッドが、シングルライト方式での書き込み動作を行う際、スキューを伴う磁化遷移をどのように生じるかについて説明した。Ｖ字形状のトレーリングエッジを有するライトポールが、その問題を解決するものとしてそれに記載されている。今、我々は、トラック端部における磁場勾配の向上の観点から、ライトポールのトレーリングエッジについて、あるいはライトギャップについてさらなる改善を図った。

【0026】

［第１の実施の形態］
図３は、本発明の第１の実施の形態としてのＰＭＲヘッドの要部を表す断面図である。

【0027】

このＰＭＲヘッドはライトポール２０を含んでいる。ライトポール２０は、クロストラック方向において、リーディングエッジ２０ａがトレーリングエッジの幅Ｗ０よりも狭い幅を有する台形状を有している。トレーリングエッジは中央部２０ｃと、それを挟む一対の端部２０ｂ，２０ｄとの３つの部分からなる。ライトポール２０は、傾斜した側面２０ｓ１，２０ｓ２を有する。側面２０ｓ１，２０ｓ２は、それぞれトレーリングエッジの一端とリーディングエッジの一端とを繋ぐものであり、誘電材料からなる一対のサイドギャップ２１によって覆われている。一対のサイドギャップ２１は、それぞれ、クロストラック方向において幅ｓを有する。

【0028】

例えば、側面２０ｓ１は端部２０ｄと接続し、ライトポール２０における紙面右側のコーナーを形成し、側面２０ｓ２は端部２０ｂと接続し、ライトポール２０における紙面左側のコーナーを形成する。一対のサイドギャップ２１と接続され、かつ、トレーリングエッジの中央部２０ｃおよび一対の端部２０ｂ，２０ｄを覆うライトギャップ２４がさらに設けられている。重要な特徴は、ライトギャップ２４の厚さが不均一（一様でない）ことにある。具体的には、ライトギャップ２４のうち、端部２０ｂ，２０ｄおよびサイドギャップ２１を覆う部分の厚さＷＧＯは１５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。これに対し、中央部２０ｃはリセスしており、中央部２０ｃを覆うライトギャップ２４の厚さは、厚さＷＧＯよりも大きい。ライトギャップ２４は、平坦な上面２４ｓを有し、その上に設けられたトレーリングシールド２３と接している。ライトギャップ２４の下面はライトポール２０のトレーリングエッジと接しているので平坦ではない。

【0029】

端部２０ｂ，２０ｄは、側面２０ｓ１，２０ｓ２とそれぞれ接続されている。中央部２０ｃは、リーディングエッジ２０ａからの距離が端部２０ｂ，２０ｄよりも小さくなるように湾曲している。リセスした中央部２０ｃは、クロストラック方向において２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の幅Ｗ２を有し、ダウントラック方向において１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の深さＤ１を有する。書き込み動作の間、トラック端部における磁場勾配を最適化するために調整された寸法である。端部２０ｂの幅Ｗ１および端部２０ｄの幅Ｗ３は互いに等しく、いずれも２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であるとよい。幅Ｗ１と幅Ｗ３とが等しいことが望ましい理由は、書き込み処理の際、右側の角部および左側の角部の双方を使用可能となり、その場合に、記録トラックの幅を同一に揃えることができるからである。従来のＰＭＲヘッドとは異なり、トラック幅を調整する際に幅Ｗ１，Ｗ３を比較的自由に設定でき、ライトポール２０のトレーリングエッジ全体の幅Ｗ０を変更することなくデバイスの仕様に合致させることができる。したがって、幅Ｗ１，Ｗ３はトラック幅を決定する要因であり、幅Ｗ１，Ｗ３が増大するとき、トラック幅は減少する。幅Ｗ１〜Ｗ３は、製法上の寸法精度の限度を理由として最小寸法が約２０ｎｍに制限される。中央部２０ｃは、要求される磁場勾配を得るために、ＡＢＳからスライダの後端へ向かう方向のネックハイトよりも長く拡張される必要がない。

【0030】

一対のサイドシールド２２は、例えば、サイドギャップ２１を介してライトポール２０の側面２０ｓ１，２０ｓ２と対向してそれぞれ配置される。サイドシールド２２の、側面２０ｓ１，２０ｓ２と対向する端面は、それと平行であることが望ましい。サイドシールド２２の下面は、サイドギャップ２１の下面、およびリーディングエッジ２０ａと共通の平面に含まれる。さらに、サイドシールド２２の各々は、トレーリングシールド２３の下面と接し、ライトポール２０を取り囲む一連のシールド構造を構成する。

【0031】

本実施の形態のＰＭＲヘッドでは、トレーリングエッジの中央部２０ｃをリセスさせ、クロストラック方向の中心に、ライトギャップ２４が最大の厚さを有する中央部を設けるようにした。これにより、記録動作の際、ライトポール２０のコーナーでの磁場勾配を高めることができ、ひいては記録性能を向上させることができる。

【0032】

［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施態様としてのＰＭＲヘッドにおける、ＡＢＳに平行な断面図である。

【0033】

このＰＭＲヘッドは、リーディングエッジ３０ａおよびトレーリングエッジ３０ｂを含む台形状の断面を有するライトポール３０を含んでいる。クロストラック方向において、リーディングエッジ３０ａの幅はトレーリングエッジ３０ｂの幅Ｗ０よりも狭い。ライトポール３０は、傾斜した一対の側面３０ｓ１，３０ｓ２を有する。側面３０ｓ１，３０ｓ２は、それぞれトレーリングエッジの一端とリーディングエッジの一端とを繋ぐものであり、誘電材料からなる一対のサイドギャップ２１によって覆われている。一対のサイドギャップ２１は、それぞれ、クロストラック方向において幅ｓを有する。

【0034】

また、このＰＭＲヘッドでは、一対のサイドギャップ２１と接続され、かつ、ライトポール３０のトレーリングエッジ３０ｂを覆うように、ライトギャップ２４が設けられている。ライトギャップ２４は、その厚さが不均一である（一様でない）。しかしながら、第１の実施の形態と異なり、中央部２４ｃにおける上面が上方へ突出するように湾曲している。すなわち、トレーリングシールド２３の中央部がリセスしている。ライトギャップ２４の中央部２４ｃをクロストラック方向において挟む端部２４ｂ，２４ｄは平坦であり、トレーリングシールド３０ｂと平行である。その結果、ライトギャップ２４のうち、サイドギャップ２１を覆う部分の厚さＷＧＯ、および、トレーリングエッジ３０ｂと端部２４ｂ，２４ｄとの間の部分の厚さは、中央部２４ｃとトレーリングエッジ３０ｂとの間に位置するサイドギャップ２４の厚さよりも薄い。

【0035】

端部２４ｂ，２４ｄの上面は、基体８の上面と平行であるとよい。中央部２４ｃは、クロストラック方向において２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の幅Ｗ２を有し、ダウントラック方向において最大で厚さＷＧＯと厚さＤ２との合計の寸法を有する。ここで厚さＤ２は、１０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であるとよい。湾曲した中央部２４ｃの任意の点は、全て、端部２４ｂ，２４ｄよりも基体８から遠い位置にある。一般に、トラック端部における磁場勾配は幅Ｗ２および厚さＤ２の少なくとも一方の増加により向上する。端部２４ｂの幅Ｗ１と端部２４ｄの幅Ｗ３とが一致し、いずれも２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが望ましい。上記第１の実施の形態で述べたように、幅Ｗ１，Ｗ３によってトラック幅が規定される。

【0036】

サイドシールド２２は、例えば、サイドギャップ２１を介してライトポール３０の側面３０ｓ１，３０ｓ２と対向して配置される。サイドシールド２２の、側面３０ｓ１，３０ｓ２と対向する端面は、それと平行である。サイドシールド２２の下面は、サイドギャップ２１の下面、およびリーディングエッジ３０ａと共通の平面に含まれる。さらに、サイドシールド２２の各々は、トレーリングシールド２３の下面と接し、ライトポール３０を取り囲む一連のシールド構造を構成する。

【0037】

本実施の形態のＰＭＲヘッドでは、トレーリングシールド２３の中央部をリセスさせ、クロストラック方向の中心に、ライトギャップ２４が最大の厚さを有する突出した中央部２４ｃを設けるようにした。これにより、記録動作の際、ライトポール２０のコーナーでの磁場勾配を高めることができ、ひいては記録性能を向上させることができる。

【0038】

［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施態様としてのＰＭＲヘッドにおける、ＡＢＳに平行な断面図である。

【0039】

このＰＭＲヘッドは、第２の実施の形態のＰＭＲヘッドを一部変更したものである。したがって、第２の実施の形態のＰＭＲヘッドにおける特徴は、以下の点を除き、維持されている。すなわち、ライトポール３０における平坦なトレーリングエッジ３０ｂが、平坦な端部３０ｂ，３０ｄと、リーディングエッジ３０ａに近づくようにリセスした中央部３０ｃを含む平坦ではないトレーリングエッジに置換されている。ライトポール３０における中央部３０ｃは、ダウントラック方向においてライトギャップ２４における中央部２４ｃの延長上に位置することが望ましい。さらに、中央部３０ｃおよび中央部２４ｃは、いずれもクロストラック方向において同じ幅Ｗ２を有することが望ましいが、異なっていてもよい。

【0040】

中央部２４ｃの深さＤ２は、中央部３０ｃの深さＤ１と一致していなくともよい。結果として、ライトギャップ２４ａの最大厚さ（基体８の上面と直交する方向の寸法）はＷＧＯ＋Ｄ１＋Ｄ２で表される。Ｗ２，Ｄ１，Ｄ２は、トラック端部（破線６０または破線６１の位置）における磁場勾配を最適化するために調整される。破線６１と一致する右側のコーナーは、端部３０ｄと側面３０ｓ１との交差点であり、破線６０と一致する右側のコーナーは、端部３０ｂと側面３０ｓ２との交差点である。

【0041】

中央部３０ｃおよび中央部２４ｃの形状は、例えば半円状、台形状、矩形状であるが、互いに異なっているとよい。また、幅Ｗ１と幅Ｗ３とは互いに同一であるとよい。両方の角部を利用して記録処理を行うことができるうえ、記録トラック幅が実質的に一定となるからである。

【0042】

本実施の形態のＰＭＲヘッドでは、トレーリングエッジの中央部２０ｃおよびトレーリングシールド２３の中央部をリセスさせ、クロストラック方向の中心に、ライトギャップ２４が最大の厚さを有する突出した中央部２４ｃを設けるようにした。これにより、記録動作の際、ライトポール２０のコーナーでの磁場勾配を高めることができ、ひいては記録性能を向上させることができる。

【0043】

上記の全ての実施の形態では、不均一な厚さのライトギャップを採用することで、磁束がトラック端部においてライトポールとトレーリングシールドとの間を最小のリラクタンスとなる経路を通過することが理解される。さらに、トレーリングエッジの中央部およびトレーリングシールドの中央部のうちの少なくとも一方は、ネックハイトよりも短い長さでＡＢＳと直交する方向へ延在している。トレーリングエッジの中央部およびトレーリングシールドの中央部をリセスさせることで得られる利点は、図６に示されている。

【0044】

図６は、クロストラック方向における位置と、磁場勾配との関係を表している。クロストラック方向の中心位置（０ｎｍ）では、厚さが一様でないライトギャップを採用したＰＭＲヘッドの実験例４１が、均一な厚さを有するライトギャップを採用したＰＭＲヘッドの実験例４０よりも低い磁場勾配を示している。しかしながら、実際の書き込み動作で使用されるトラック端部（中心位置からの距離が３５〜５０ｎｍのレンジ）では、磁場勾配は実験例４１のほうが実験例４０よりも著しく高くなっている。

【0045】

［製造方法（その１）］
図７は、図３に示したライトポール２０を備えた第１の実施の形態におけるＰＭＲヘッドの製造方法における一工程を表す。断面が台形状のライトポール２０は、公知の方法により、例えばＡｌＴｉＣなどからなる基体８の上に、誘電体層２１に囲まれるように形成される。例えばＲｕ（ルテニウム）やＮｉＣｒ（ニッケルクロム合金）などのＲＩＥ抵抗層またはエッチストップ層（図示せず）を基体８の上面を覆うように形成したのち、誘電体層２１が形成される。誘電体層２１の上面２１ｔがライトポール２０のトレーリングエッジ２０ｔと共通の平面を構成するようにＣＭＰなどの平坦化処理を行う。

【0046】

続いて図８に示したように、フォトレジスト層４４を、上面２１ｔの全てと、上面２０ｔの両端部分（側面２０ｓをダウントラック方向に投影した領域）とを覆うように形成する。すなわち、フォトレジスト層４４が、上面２０ｔのうち、その両端縁から距離ｎの範囲を覆うようにする。そののち、上面２０ｔのＩＢＥ処理を行う。例えば図８において矢印４５で示したように、Ｘ軸方向の双方から斜めに上面２０ｔへ向けてイオンビームを照射する。例えば、イオンビームを一定方向へ照射しつつ、上面２０ｔの中心を軸として基体８を面内で回転させるようにする。これにより、上面２０ｔの中心部に凹部が形成される（図９）。

【0047】

ＩＢＥプロセスを完了したのち、フォトレジスト層４４を公知の手法で除去する。トレーリングエッジ２０ｔは、基体８の上面と平行であると共に上面２１ｔと共通の平面に含まれる端部２０ｂ，２０ｄと、基体８に近づくように湾曲した中央部２０ｃとを含むものとなる。リセスした中央部２０ｃは、半円状に限らず、台形状や矩形状であってもよい。

【0048】

続いて図１０に示したように、トレーリングエッジ２０ｔを覆うようにライトギャップ２４を形成する。必要に応じてライトギャップ２４の上面を平坦化する。次に、フォトレジスト層４６を、ライトギャップ２４の上面を覆うように形成したのち、トレーリングエッジ２０ｔの幅よりも大きな幅ｒとなるようにパターニングする。そののち、パターニングされたフォトレジスト層４６をマスクとして利用し、ＩＢＥもしくはＲＩＥ処理により、フォトレジスト層４６に覆われていない領域のライトギャップ２４およびサイドギャップ２１を、基体８に到達するまで選択的に除去する。このとき、サイドギャップ２１の側面２１ｓが、ライトポール２０の側面２０ｓと平行となるようにするとよい。さらに、ライトギャップ２４の側面２４ｓも、サイドギャップ２１の側面２１ｓと共通の平面に含まれるようにするとよい。

【0049】

そののち、フォトレジスト層４６を除去し、ＣｏＦｅまたはＣｏＦｅＮｉなどの磁性材料を基体８およびライトギャップ２４を覆うように形成する。その磁性材料をＣＭＰ処理などにより平坦化することで、図３に示したサイドシールド２２およびトレーリングシールド２３を含むシールド構造が形成され、図３に示したＰＭＲヘッドが完成する。

【0050】

［製造方法（その２）］
図１１〜１３は、それぞれ、図４に示した本発明の第２の実施の形態におけるＰＭＲヘッドの製造方法を説明するための各工程を表す。図１１は、ＡＢＳと平行な断面であり、リーディングエッジ３０ａおよびトレーリングエッジ３０ｂを含み、誘電体層２１に周囲を囲まれた左右対称形状のライトポール３０を図示している。トレーリングエッジ３０ｂは基体８の上面と平行に形成され、周囲の誘電体層２１の上面と共通の平面に含まれている。そののち、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法により、全体を覆うように誘電体層２４ａ１を形成し、その上面をＣＭＰ処理により平坦化する。続いて、フォトレジスト層４７を誘電体層２４ａ１の上に形成し、フォトリソグラフィにより、その中央部（トレーリングエッジ３０ｂの真上）に開口４８を形成する。開口４８は、ライトギャップにおける凸部を形成するためのものであり、クロストラック方向において幅Ｗ２を有する。

【0051】

続いて、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法により開口４８を埋めるように誘電体層２４ａ２を堆積させる。そののち、フォトレジスト層４７を除去することで、図１２に示したように、誘電体層２４ａ１の中央部に、半円状、矩形状あるいは台形状の断面を有する誘電体層２４ａ２が残留する。フォトレジスト層の開口端面の傾斜角度を調整することで、あるいは、蒸着プロセスの条件を変更することで、誘電体層２４ａ２の形状を修正することが可能である。誘電体層２４ａ１および誘電体層２４ａ２は、一体としてライトギャップ２４を構成するものであり、互いに同一材料によって形成されるとよい。誘電体層２４ａ２は、誘電体層２４ａ１から突出していることで、のちに形成されるトレーリングシールド２３の中央部をリセスさせることとなる。ライトギャップ２４の上面は、誘電体層２４ａ２の中心部２４ｃと、誘電体層２４ａ１の上面である端部２４ｂ，２４ｄとを含むものである。

【0052】

図１３に示したように、ライトギャップ２４を覆うようにフォトレジスト層を形成したのち、中心部２４ｃおよび端部２４ｂ，２４ｄを覆う部分のみを残すようにパターニングする。これにより、幅ｒを有するフォトレジストマスク４９を形成する。幅ｒは、トレーリングエッジ３０ｂの幅よりも大きい。そののち、フォトレジストマスク４９を利用し、ＩＢＥもしくはＲＩＥ処理により、フォトレジストマスク４９に覆われていない領域のライトギャップ２４およびサイドギャップ２１を、基体８に到達するまで選択的に除去する。さらに、ＲＩＥまたはＩＢＥにより、ライトポール３０の側面３０ｓと実質的に平行をなす側面２１ｓを形成する。フォトレジストマスク４９を除去したのち、ＣｏＦｅまたはＣｏＦｅＮｉなどの磁性材料を基体８およびライトギャップ２４を覆うように形成する。その磁性材料をＣＭＰ処理などにより平坦化することで、図４に示したサイドシールド２２およびトレーリングシールド２３を含むシールド構造が形成され、図４のＰＭＲヘッドが完成する。

【0053】

本発明の利点は、ライトポールの上面の中央部をリセスさせ、あるいはトレーリングシールドの中央部をリセスさせることで、シングルライト方式の記録処理を行う際、トラック端部における磁場勾配の改善を実現することにある。さらに、ライトポールの幅を狭めることなく、ライトポールの幅よりも狭いトラック幅を実現することができる。

【0054】

本発明をその好適な実施の形態を参照して具体的に示し説明したが、当業者であれば、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形式的な変更および詳細な変更をなし得ることを理解することができる。

【符号の説明】

【0055】

８…基体、２０，３０…ライトポール、２１…サイドギャップ、２２…サイドシールド、２３…トレーリングシールド、２４…ライトギャップ、３２…ギャップ層、３３…第２のシールド。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】