特許第5882676号(P5882676)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許5882676薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法並びにヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置
(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】5882676
(24)【登録日】2016年2月12日
(45)【発行日】2016年3月9日
(54)【発明の名称】薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法並びにヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置
(51)【国際特許分類】
   G11B 5/31 20060101AFI20160225BHJP
【FI】
   G11B5/31 Q
   G11B5/31 D
【請求項の数】19
【全頁数】57
(21)【出願番号】特願2011-236145(P2011-236145)
(22)【出願日】2011年10月27日
(65)【公開番号】特開2012-226820(P2012-226820A)
(43)【公開日】2012年11月15日
【審査請求日】2014年9月4日
(31)【優先権主張番号】13/088,852
(32)【優先日】2011年4月18日
(33)【優先権主張国】US
(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
(73)【特許権者】
【識別番号】500393893
【氏名又は名称】新科實業有限公司
【氏名又は名称原語表記】SAE Magnetics(H.K.)Ltd.
(74)【代理人】
【識別番号】100117558
【弁理士】
【氏名又は名称】白井 和之
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 芳高
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 浩幸
(72)【発明者】
【氏名】種村 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 一樹
(72)【発明者】
【氏名】飯島 淳
【審査官】 中野 和彦
(56)【参考文献】
【文献】 特開2010−135009(JP,A)
【文献】 特開2009−295262(JP,A)
【文献】 特開2008−071469(JP,A)
【文献】 特開2002−063702(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G11B 5/31
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向するライトシールド層と、前記主磁極層と前記ライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、前記主磁極層、前記ライトシールド層または前記主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドであって、
前記ライトシールド層は、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向する対向シールド部と、前記薄膜コイルを跨ぐことなく前記薄膜コイルの前記媒体対向面側に配置され、かつ前記対向シールド部に直に接続されている前側シールド部と、該前側シールド部に接続され、かつ前記薄膜コイルを跨ぐようにして前記媒体対向面から離れて形成されている連結シールド部とを有し、
前記前側シールド部は前記媒体対向面内に配置されているシールド前端面と、該シールド前端面よりも前記基板から離れた位置に配置され、かつ前記媒体対向面に交差する交差方向に沿って前記媒体対向面から離れて形成されているシールド上端面と、前記シールド前端面と前記シールド上端面とを直に接続しているシールド接続部とを有し、
前記前側シールド部の、前記連結シールド部によって被覆されていない前記媒体対向面側の一部分が切除されている薄膜磁気ヘッド。
【請求項2】
記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向するライトシールド層と、前記主磁極層と前記ライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、前記主磁極層、前記ライトシールド層または前記主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドであって、
前記ライトシールド層は、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向する対向シールド部と、前記薄膜コイルを跨ぐことなく前記薄膜コイルの前記媒体対向面側に配置され、かつ前記対向シールド部に直に接続されている前側シールド部とを有し、
前記前側シールド部は前記媒体対向面内に配置されているシールド前端面と、該シールド前端面よりも前記基板から離れた位置に配置され、かつ前記媒体対向面に交差する交差方向に沿って前記媒体対向面から離れて形成されているシールド上端面と、前記シールド前端面と前記シールド上端面とを直に接続しているシールド接続部とを有し、前記薄膜コイルの前記基板から最も離れた位置に配置されている上端面と、前記シールド上端面とが段差なく形成されている薄膜磁気ヘッド
【請求項3】
前記シールド接続部は、前記交差方向に沿って形成された横平坦部を有し、該横平坦部が前記シールド前端面に接続されている請求項1または2記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項4】
前記シールド接続部は、前記媒体対向面に沿って形成された縦平坦部を有し、該縦平坦部が前記シールド上端面に接続されている請求項1または2項記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項5】
前記前側シールド部における前記シールド接続部の全体に接し、かつ前記シールド接続部と前記媒体対向面との間に隙間なく埋め込まれ、さらに前記連結シールド部を覆うように形成された保護絶縁層を更に有する請求項1記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項6】
前記主磁極層の前記基板から離れた上面に接続されている上部ヨーク層を更に有し、前記薄膜コイルが磁性材からなる磁性層を介することなく前記上部ヨーク層に接続されている請求項1〜5のいずれか一項記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項7】
前記ライトシールド層は、前記連結シールド部に接続され、かつ前記薄膜コイルよりも前記媒体対向面から離れた位置に配置され、さらに前記前側シールド部と等しい高さに形成されている後側シールド部を更に有する請求項1記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項8】
記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向するライトシールド層と、前記主磁極層と前記ライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、前記主磁極層、前記ライトシールド層または前記主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドであって、
前記ライトシールド層は、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向する対向シールド部と、前記薄膜コイルを跨ぐことなく前記薄膜コイルの前記媒体対向面側に配置され、かつ前記対向シールド部に直に接続されている第1の前側シールド部と、前記薄膜コイルを跨ぐことなく前記薄膜コイルの前記媒体対向面側に配置され、かつ前記第1の前側シールド部に直に接続されている第2の前側シールド部と、該第2の前側シールド部に接続され、かつ前記薄膜コイルを跨ぐようにして前記媒体対向面から離れて形成されている連結シールド部とを有し、
前記第1の前側シールド部は、前記媒体対向面内に配置されているシールド前端面と、該シールド前端面よりも前記基板から離れた位置に配置され、かつ前記媒体対向面に交差する交差方向に沿って前記媒体対向面から離れて形成されているシールド上端面と、前記シールド前端面と前記シールド上端面とを直に接続しているシールド接続部とを有し、
前記第1の前側シールド部の、前記第2の前側シールド部および前記連結シールド部によって被覆されていない前記媒体対向面側の一部分が切除されている薄膜磁気ヘッド。
【請求項9】
前記第2の前側シールド部は、前記媒体対向面から離れて形成され、かつ前記交差方向に沿った横幅が前記第1の前側シールド部における前記シールド上端面の前記交差方向に沿った横幅と等しく形成されている請求項8記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項10】
前記第2の前側シールド部は、前記媒体対向面に沿って平坦に形成された平坦前端面を有し、該平坦前端面が前記シールド接続部と段差なく接続されている請求項8または9記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項11】
前記平坦前端面および前記シールド接続部の表面上に前記平坦前端面から前記シールド接続部にわたって連続して形成されている連続絶縁膜を更に有する請求項10記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項12】
記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向するライトシールド層と、前記主磁極層と前記ライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、前記主磁極層、前記ライトシールド層または前記主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記主磁極層を形成した後、前記ライトシールド層を構成する対向シールド部を前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向するように形成する対向シールド部形成工程と、
前記薄膜コイルを構成する導体層の前記媒体対向面側に、前記ライトシールド層を形成するための第1のシールド部を前記対向シールド部形成工程によって形成された前記対向シールド部に接続され、かつ前記媒体対向面内に配置されるように形成する第1のシールド部形成工程と、
前記ライトシールド層を構成する連結シールド部を前記第1のシールド部形成工程によって形成された前記第1のシールド部に接続され、かつ前記薄膜コイルを跨ぎ、さらに前記媒体対向面から離れるように前記媒体対向面から後退させて形成する連結シールド部形成工程と、
前記第1のシールド部の前記連結シールド部によって被覆されていない前記媒体対向面側の一部分を切除するトリミング工程とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項13】
前記トリミング工程は、前記連結シールド部形成工程によって形成された前記連結シールド部をマスクに用いて、前記第1のシールド部の前記連結シールド部によって被覆されていない前記媒体対向面側の一部分を切除する請求項12記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項14】
前記第1のシールド部の前記媒体対向面内に配置される前端面の一部をシールド前端面として残すようにして、前記トリミング工程を実行する請求項12または13記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項15】
前記第1のシールド部の前記連結シールド部につながるシールド上端面と前記シールド前端面とを接続し、かつ前記シールド前端面から前記シールド上端面に近づくにしたがい前記媒体対向面から漸次離れる傾斜構造を有するシールド接続部が出現するようにして、前記トリミング工程を実行する請求項14記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項16】
記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向するライトシールド層と、前記主磁極層と前記ライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、前記主磁極層、前記ライトシールド層または前記主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記主磁極層を形成した後、前記ライトシールド層を構成する対向シールド部を前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向するように形成する対向シールド部形成工程と、
前記薄膜コイルを構成する導体層の前記媒体対向面側に、前記ライトシールド層を形成するための第1のシールド部を前記対向シールド部形成工程によって形成された前記対向シールド部に接続され、かつ前記媒体対向面内に配置されるように形成する第1のシールド部形成工程と、
前記薄膜コイルを構成する導体層の前記媒体対向面側に、前記第1のシールド部形成工程によって形成された前記第1のシールド部に接続され、かつ前記媒体対向面に交差する交差方向に沿った横幅が前記第1のシールド部の横幅と等しい第2のシールド層を形成する第2のシールド層形成工程と、
該第2のシールド層形成工程によって形成された前記第2のシールド層の前記媒体対向面側の一部分を露出させるマスクを用いて、前記第2のシールド層の前記媒体対向面側部分と前記第1のシールド部の前記媒体対向面側の一部分とをまとめて切除するトリミング工程とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項17】
記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向するライトシールド層と、前記主磁極層と前記ライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、前記主磁極層、前記ライトシールド層または前記主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記主磁極層を形成した後、前記ライトシールド層を構成する対向シールド部を前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向するように形成する対向シールド部形成工程と、
前記薄膜コイルを構成する導体層の前記媒体対向面側に、前記ライトシールド層を形成するための第1のシールド部を前記対向シールド部形成工程によって形成された前記対向シールド部に接続され、かつ前記媒体対向面内に配置されるように形成する第1のシールド部形成工程と、
該第1のシールド部形成工程によって形成された前記第1のシールド部の前記媒体対向面側の一部分を露出させるマスクを用いて、前記第1のシールド部の前記媒体対向面側の一部分を切除するトリミング工程と、
前記薄膜コイルを構成する導体層の前記媒体対向面側に、前記第1のシールド部の上端面のうちの前記トリミング工程を実行したことによって前記媒体対向面に交差する交差方向に沿った横幅が狭められたシールド上端面と同じ横幅を有する第2のシールド層を、前記シールド上端面に接続しかつ前記媒体対向面から後退させて形成する第2のシールド層形成工程とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項18】
基台上に形成された薄膜磁気ヘッドと、前記基台を固定するジンバルとを備え、
前記薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向するライトシールド層と、前記主磁極層と前記ライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、前記主磁極層、前記ライトシールド層または前記主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有し、
前記ライトシールド層は、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向する対向シールド部と、前記薄膜コイルを跨ぐことなく前記薄膜コイルの前記媒体対向面側に配置され、かつ前記対向シールド部に直に接続されている前側シールド部と、該前側シールド部に接続され、かつ前記薄膜コイルを跨ぐようにして前記媒体対向面から離れて形成されている連結シールド部とを有し、
前記前側シールド部は前記媒体対向面内に配置されているシールド前端面と、該シールド前端面よりも前記基板から離れた位置に配置され、かつ前記媒体対向面に交差する交差方向に沿って前記媒体対向面から離れて形成されているシールド上端面と、前記シールド前端面と前記シールド上端面とを直に接続しているシールド接続部とを有し、
前記前側シールド部の、前記連結シールド部によって被覆されていない前記媒体対向面側の一部分が切除されているヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項19】
薄膜磁気ヘッドを有するヘッドジンバルアセンブリと、前記薄膜磁気ヘッドに対向する記録媒体とを備え、
前記薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向するライトシールド層と、前記主磁極層と前記ライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、前記主磁極層、前記ライトシールド層または前記主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有し、
前記ライトシールド層は、前記媒体対向面内において前記主磁極層に対向する対向シールド部と、前記薄膜コイルを跨ぐことなく前記薄膜コイルの前記媒体対向面側に配置され、かつ前記対向シールド部に直に接続されている前側シールド部と、該前側シールド部に接続され、かつ前記薄膜コイルを跨ぐようにして前記媒体対向面から離れて形成されている連結シールド部とを有し、
前記前側シールド部は前記媒体対向面内に配置されているシールド前端面と、該シールド前端面よりも前記基板から離れた位置に配置され、かつ前記媒体対向面に交差する交差方向に沿って前記媒体対向面から離れて形成されているシールド上端面と、前記シールド前端面と前記シールド上端面とを直に接続しているシールド接続部とを有し、
前記前側シールド部の、前記連結シールド部によって被覆されていない前記媒体対向面側の一部分が切除されているハードディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、垂直磁気記録方式で磁気記録動作を行う薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法並びにヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ハードディスク装置は、大容量の記録容量を備え、ストレージ装置の中心として広く用いられている。ハードディスク装置は、薄膜磁気ヘッドによってハードディスク(記録媒体)に対するデータの記録再生を行う。
【0003】
薄膜磁気ヘッドは、記録方式により大別すると、長手磁気記録方式と垂直磁気記録方式とに分けることができる。長手磁気記録方式はハードディスク(記録媒体)の記録面内(長手)方向にデータを記録する方式であり、垂直磁気記録方式はハードディスクに形成する記録磁化の向きを記録面の垂直方向に形成してデータを記録する方式である。このうち、垂直磁気記録方式の薄膜磁気ヘッドは長手磁気記録方式に比べて格段に高い記録密度を実現できる上に、記録済のハードディスクが熱揺らぎの影響を受けにくいので、長手磁気記録方式よりも有望視されている。
【0004】
ところで、従来、垂直磁気記録方式の磁気ヘッド(perpendicular
magnetic recording head:以下「PMR」ともいう)は、磁極層と薄膜コイルとを有し、磁極層に薄膜コイルを巻き回した電磁石の構造を有している。
【0005】
従来のPMRとして、例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4等には、主磁極層のトレーリング側にシールド層を備えたPMRが開示されている。図43に示すPMR600はそのようなPMRの一例である。
PMR600は記録媒体の垂直方向に沿った記録磁界が通る主磁極層601と、主磁極層601の周りに巻き回わされた薄膜コイル602と、記録ギャップ層603と、記録ギャップ層603を挟んで主磁極層601と対向するシールド層604とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2007−272958号公報
【特許文献2】特開2010−176732号公報
【特許文献3】特開2010−157303号公報
【特許文献4】特開2009−295262号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
従来のPMRでは、薄膜コイルに電流を流し磁界を発生させて記録媒体にデータを記録する。例えば、前述したPMR600の場合であれば、薄膜コイル602に電流を流して記録媒体にデータを記録する。
【0008】
しかし、薄膜コイル602は、電流を流すと発熱するため、その熱が周囲のコイル絶縁層605に伝わってしまう。コイル絶縁層605は、フォトレジスト等の有機物質で形成されているため、薄膜コイル602よりも熱膨張係数が大きい。そのため、コイル絶縁層605は熱が加わると膨張しやすい。コイル絶縁層605が膨張すると、シールド層604の媒体対向面606側の端部が媒体対向面606よりも外側に向かって押し出されて、突出してしまう。
【0009】
PMRは、スライダと呼ばれる電子部品に薄膜形成プロセスを駆使して形成されている。PMRによって記録媒体にデータを記録するときは、スライダを記録媒体から浮上させている。スライダを記録媒体から浮上させる高さ(記録媒体とスライダとの距離)はフライングハイトと呼ばれ、7〜10nm程度のごくわずかな距離であることが知られている。そして、650〜850GB/in(1インチ平米あたり650〜850ギガバイト)程度の高記録密度を達成するためには、このフライングハイトを5〜8nm以下にすることが求められる。
【0010】
しかしながら、前述のPMR600のように媒体対向面が突出すると、PMRが記録媒体に衝突し、PMRが破損しやすくなる。このようなPMRの破損を回避するためには、PMRが記録媒体に衝突しにくくなるよう、フライングハイトを高くせざるを得ない。そのため、従来のPMRでは、フライングハイトを低くすることが困難である。その結果、従来のPMRでは、記録密度を高めることが極めて困難であった。
【0011】
こうした磁極層の突出(プルトルージョン)は、前述したように、主に薄膜コイルの発熱によって引き起こされる。そのため、磁極層の突出を抑制するためには、薄膜コイルの発熱を抑制すればよい。一般に、電流の流れている導体から発生する熱はジュール熱と呼ばれ、電流の大きさの2乗および導体の電気抵抗に比例することが知られている(ジュールの法則)。したがって、薄膜コイルの発熱を抑制するには、薄膜コイルの電気抵抗を小さくすればよい。
【0012】
薄膜コイルの電気抵抗は薄膜コイルの断面積(電流の流れる方向と交差する方向の断面の面積)に反比例する。そのため、薄膜コイルの電気抵抗を小さくするためには、薄膜コイルの断面積を大きくすればよい。薄膜コイルの磁極層の回りに巻き回される回数(ターン数ともいう)を少なくすれば、薄膜コイルを太くすることができ、断面積を大きくすることができる。しかし、そうすると、薄膜コイルが発生する磁界の強さが弱くなり、PMRの書き込み特性(例えば、オーバーライト特性)が低下するという課題がある。
【0013】
また、薄膜コイルのターン数を変えることなく、薄膜コイルの幅を広げるか、または、薄膜コイルの厚さを大きくしても、薄膜コイルの断面積を大きくすることができる。例えば、PMR600の場合であれば、薄膜コイル602の幅w602を広げるか、厚さh602を大きくしても薄膜コイルの断面積を大きくすることができる。
【0014】
しかし、幅w602を広げると、磁路長を短くすることが難しくなる。磁路長は薄膜コイルが巻かれている磁極層の長さであり、その大きさは主に図43に示す幅LXによって左右される。
【0015】
ところで、薄膜コイルには交流電流が流されるが、そのときのインピーダンスは周波数とインダクタンスに比例する。そのため、磁気記録媒体への記録密度を高めるべく薄膜コイルに周波数の高い交流電流を流すと、インピーダンスが高くなり、電流が流れにくくなる。これを回避するにはインダクタンスを小さくすることが有効であり磁路長の短縮が有効である。しかし、薄膜コイルの幅を広げると磁路長を長くせざるを得ず、PMRのインダクタンスが大きくなってしまう。こうなると、記録信号の周波数を高くすることができなくなり、磁気記録媒体への記録密度を高めることができなくなる。また、薄膜コイルの厚さを大きくしても磁路長を長くせざるを得ない。
【0016】
一方、PMR600では、薄膜コイル602よりも媒体対向面606に近い位置と、薄膜コイル602よりも媒体対向面606から離れた位置のそれぞれにコイル絶縁層605の一部がコイル絶縁層605a,605bとして形成されている。そのため、コイル絶縁層605aの幅とコイル絶縁層605bの幅(媒体対向面606に交差する方向の幅でそれぞれ1.5μm程度、合わせて3μm程度)の分だけ幅LXが長くなってしまう。
【0017】
このような課題を解決し得るPMRとして、従来、例えば図44に示されているPMR700が知られていた。特許文献4にも同様のPMRが記載されている。PMR700は、薄膜コイル708と、PMR600と同様の主磁極層710を有している。このPMR700では、シールド層が、主磁極層710に対向するシールド部701と、薄膜コイル708の媒体対向面706側に配置された前側シールド部703と、薄膜コイル708を跨ぐ連結シールド部704とを有し、さらに、前側シールド部703と対向シールド部701との接続用シールド部702が形成されていた。このPMR700では、隣接する薄膜コイル708の間にコイル絶縁層709が配置され、薄膜コイル708の外側にはコイル絶縁層709が配置されていないため、前述したPMR600よりも磁路長を短縮することができる。
【0018】
しかし、PMR700のように接続用シールド部702が形成されていると、その接続用シールド部702の分だけシールド層の媒体対向面に沿った方向の高さが高くなる。すると、接続用シールド部702を備えた分だけ磁路長が長くなり、したがって磁路長を短くすることが困難になる。
【0019】
この点、接続用シールド部702を省き、接続用シールド部702を有しない構造でシールド層を形成することによって、シールド層の媒体対向面に沿った方向の高さを低くするという解決策が考えられる。
【0020】
しかし、シールド層をこのような構造で形成すると、主磁極層に対向するシールド部と、前側シールド部とが分断されてしまい、1本につながった磁気回路を形成することができない。
【0021】
そして、主磁極層に対向するシールド部と、前側シールド部とが確実に接続されるようにするためには、主磁極層に対向するシールド部と、前側シールド部とが接続される部分(以下「接続部分」という)をできるだけ大きくすることが必要である。そのためには、前側シールド部を媒体対向面側に寄せて(媒体対向面に近づけて)形成しなければならない。
【0022】
しかし、接続部分を大きくするため、前側シールド部を媒体対向面側に寄せて形成すると、前側シールド部と、薄膜コイルを跨ぐシールド部とが媒体対向面に露出するおそれがある。前側シールド部は、薄膜コイルの媒体対向面の側に配置されているため、コイル絶縁層が膨張したときに媒体対向面から外側に向かって押し出されやすい。そして、従来のPMR700には、前側シールド部が媒体対向面側に寄せられたことに伴い媒体対向面に露出するシールド層が大きくなったときに、シールド層の突出を抑制することが困難になるという課題があった。
【0023】
以上のように、従来のPMRでは、媒体対向面の一部の突出を抑制することと、磁路長の短縮とを両立させることが極めて困難であった。
【0024】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、垂直磁気記録方式で磁気記録動作を行う薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法並びにヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置において、媒体対向面の一部が突出することを、磁路長の短縮に影響を及ぼすことなく抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0025】
上記課題を解決するため、本発明は、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、媒体対向面内において主磁極層に対向するライトシールド層と、主磁極層とライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、主磁極層、ライトシールド層または主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドであって、ライトシールド層は、媒体対向面内において主磁極層に対向する対向シールド部と、薄膜コイルを跨ぐことなく薄膜コイルの媒体対向面側に配置され、かつ対向シールド部に直に接続されている前側シールド部と、その前側シールド部に接続され、かつ薄膜コイルを跨ぐようにして媒体対向面から離れて形成されている連結シールド部とを有し、前側シールド部は媒体対向面内に配置されているシールド前端面と、そのシールド前端面よりも基板から離れた位置に配置され、かつ媒体対向面に交差する交差方向に沿って媒体対向面から離れて形成されているシールド上端面と、シールド前端面とシールド上端面とを直に接続しているシールド接続部とを有し、前側シールド部の、連結シールド部によって被覆されていない媒体対向面側の一部分が切除されている薄膜磁気ヘッドを特徴とする。
【0026】
この薄膜磁気ヘッドの場合、前側シールド部がシールド前端面と、シールド上端面と、シールド接続部とを有している。シールド前端面は、シールド上端面が媒体対向面に接続されている場合の前端面よりも大きさが小さくなっている。
【0027】
また、本発明は、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、媒体対向面内において主磁極層に対向するライトシールド層と、主磁極層とライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、主磁極層、ライトシールド層または主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドであって、ライトシールド層は、媒体対向面内において主磁極層に対向する対向シールド部と、薄膜コイルを跨ぐことなく薄膜コイルの媒体対向面側に配置され、かつ対向シールド部に直に接続されている前側シールド部とを有し、前側シールド部は媒体対向面内に配置されているシールド前端面と、そのシールド前端面よりも基板から離れた位置に配置され、かつ媒体対向面に交差する交差方向に沿って媒体対向面から離れて形成されているシールド上端面と、シールド前端面とシールド上端面とを直に接続しているシールド接続部とを有し、薄膜コイルの基板から最も離れた位置に配置されている上端面と、シールド上端面とが段差なく形成されている薄膜磁気ヘッドを提供する
【0031】
また、シールド接続部は、交差方向に沿って形成された横平坦部を有し、その横平坦部がシールド前端面に接続されていることが好ましい。
【0032】
さらに、シールド接続部は、媒体対向面に沿って形成された縦平坦部を有し、その縦平坦部がシールド上端面に接続されていることが好ましい。
【0034】
上記薄膜磁気ヘッドの場合、前側シールド部におけるシールド接続部の全体に接し、かつシールド接続部と媒体対向面との間に隙間なく埋め込まれ、さらに連結シールド部を覆うように形成された保護絶縁層を更に有することが好ましい。
【0035】
上記薄膜磁気ヘッドは、主磁極層の基板から離れた上面に接続されている上部ヨーク層を更に有し、薄膜コイルが磁性材からなる磁性層を介することなく上部ヨーク層に接続されていることが好ましい。
【0036】
上記薄膜磁気ヘッドの場合、ライトシールド層は、連結シールド部に接続され、かつ薄膜コイルよりも媒体対向面から離れた位置に配置され、さらに前側シールド部と等しい高さに形成されている後側シールド部を更に有することが好ましい。
【0037】
また、本発明は、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、媒体対向面内において主磁極層に対向するライトシールド層と、主磁極層とライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、主磁極層、ライトシールド層または主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドであって、ライトシールド層は、媒体対向面内において主磁極層に対向する対向シールド部と、薄膜コイルを跨ぐことなく薄膜コイルの媒体対向面側に配置され、かつ対向シールド部に直に接続されている第1の前側シールド部と、薄膜コイルを跨ぐことなく薄膜コイルの媒体対向面側に配置され、かつ第1の前側シールド部に直に接続されている第2の前側シールド部と、その第2の前側シールド部に接続され、かつ薄膜コイルを跨ぐようにして媒体対向面から離れて形成されている連結シールド部とを有し、第1の前側シールド部は、媒体対向面内に配置されているシールド前端面と、そのシールド前端面よりも基板から離れた位置に配置され、かつ媒体対向面に交差する交差方向に沿って媒体対向面から離れて形成されているシールド上端面と、シールド前端面とシールド上端面とを直に接続しているシールド接続部とを有し、第1の前側シールド部の、第2の前側シールド部および連結シールド部によって被覆されていない媒体対向面側の一部分が切除されている薄膜磁気ヘッドを提供する。
【0038】
この薄膜磁気ヘッドの場合、第2の前側シールド部は、媒体対向面から離れて形成され、かつ交差方向に沿った横幅が第1の前側シールド部におけるシールド上端面の交差方向に沿った横幅と等しく形成されていることが好ましい。
【0039】
また、第2の前側シールド部は、媒体対向面に沿って平坦に形成された平坦前端面を有し、その平坦前端面がシールド接続部と段差なく接続されていることが好ましい。
【0040】
さらに、平坦前端面およびシールド接続部の表面上に平坦前端面からシールド接続部にわたって連続して形成されている連続絶縁膜を更に有することが好ましい。
【0041】
また、本発明は、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、媒体対向面内において主磁極層に対向するライトシールド層と、主磁極層とライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、主磁極層、ライトシールド層または主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、以下の(1)から(4)までの各工程を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する。
(1)主磁極層を形成した後、ライトシールド層を構成する対向シールド部を媒体対向面内において主磁極層に対向するように形成する対向シールド部形成工程
(2)薄膜コイルを構成する導体層の媒体対向面側に、ライトシールド層を形成するための第1のシールド部を対向シールド部形成工程によって形成された対向シールド部に接続され、かつ媒体対向面内に配置されるように形成する第1のシールド部形成工程
(3)ライトシールド層を構成する連結シールド部を第1のシールド部形成工程によって形成された第1のシールド部に接続され、かつ薄膜コイルを跨ぎ、さらに媒体対向面から離れるように媒体対向面から後退させて形成する連結シールド部形成工程
(4)第1のシールド部の連結シールド部によって被覆されていない媒体対向面側の一部分を切除するトリミング工程
【0042】
上記製造方法の場合、トリミング工程は、連結シールド部形成工程によって形成された連結シールド部をマスクに用いて、第1のシールド部の連結シールド部によって被覆されていない媒体対向面側の一部分を切除することが好ましい。
【0043】
また、第1のシールド部の媒体対向面内に配置される前端面の一部をシールド前端面として残すようにして、トリミング工程を実行することが好ましい。
【0044】
さらに、第1のシールド部の連結シールド部につながるシールド上端面とシールド前端面とを接続し、かつシールド前端面からシールド上端面に近づくにしたがい媒体対向面から漸次離れる傾斜構造を有するシールド接続部が出現するようにして、トリミング工程を実行することが好ましい。
【0045】
さらに、本発明は、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、媒体対向面内において主磁極層に対向するライトシールド層と、主磁極層とライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、主磁極層、ライトシールド層または主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、以下の(5)から(8)までの各工程を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する。
(5)主磁極層を形成した後、ライトシールド層を構成する対向シールド部を媒体対向面内において主磁極層に対向するように形成する対向シールド部形成工程
(6)薄膜コイルを構成する導体層の媒体対向面側に、ライトシールド層を形成するための第1のシールド部を対向シールド部形成工程によって形成された対向シールド部に接続され、かつ媒体対向面内に配置されるように形成する第1のシールド部形成工程
(7)薄膜コイルを構成する導体層の媒体対向面側に、第1のシールド部形成工程によって形成された第1のシールド部に接続され、かつ媒体対向面に交差する交差方向に沿った横幅が第1のシールド部の横幅と等しい第2のシールド層を形成する第2のシールド層形成工程
(8)その第2のシールド層形成工程によって形成された第2のシールド層の媒体対向面側の一部分を露出させるマスクを用いて、第2のシールド層の媒体対向面側部分と第1のシールド部の媒体対向面側の一部分とをまとめて切除するトリミング工程
【0046】
さらに、本発明は、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、媒体対向面内において主磁極層に対向するライトシールド層と、主磁極層とライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、主磁極層、ライトシールド層または主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、以下の(9)から(12)までの各工程を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する。
(9)主磁極層を形成した後、ライトシールド層を構成する対向シールド部を媒体対向面内において主磁極層に対向するように形成する対向シールド部形成工程
(10)薄膜コイルを構成する導体層の媒体対向面側に、ライトシールド層を形成するための第1のシールド部を対向シールド部形成工程によって形成された対向シールド部に接続され、かつ媒体対向面内に配置されるように形成する第1のシールド部形成工程
(11)その第1のシールド部形成工程によって形成された第1のシールド部の媒体対向面側の一部分を露出させるマスクを用いて、第1のシールド部の媒体対向面側の一部分を切除するトリミング工程
(12)薄膜コイルを構成する導体層の媒体対向面側に、第1のシールド部の上端面のうちのトリミング工程を実行したことによって媒体対向面に交差する交差方向に沿った横幅が狭められたシールド上端面と同じ横幅を有する第2のシールド層を、シールド上端面に接続しかつ媒体対向面から後退させて形成する第2のシールド層形成工程
【0047】
そして、本発明は、基台上に形成された薄膜磁気ヘッドと、基台を固定するジンバルとを備え、薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、媒体対向面内において主磁極層に対向するライトシールド層と、主磁極層とライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、主磁極層、ライトシールド層または主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有し、ライトシールド層は、媒体対向面内において主磁極層に対向する対向シールド部と、薄膜コイルを跨ぐことなく薄膜コイルの媒体対向面側に配置され、かつ対向シールド部に直に接続されている前側シールド部と、その前側シールド部に接続され、かつ薄膜コイルを跨ぐようにして媒体対向面から離れて形成されている連結シールド部とを有し、前側シールド部は媒体対向面内に配置されているシールド前端面と、そのシールド前端面よりも基板から離れた位置に配置され、かつ媒体対向面に交差する交差方向に沿って媒体対向面から離れて形成されているシールド上端面と、シールド前端面とシールド上端面とを直に接続しているシールド接続部とを有し、前側シールド部の、連結シールド部によって被覆されていない媒体対向面側の一部分が切除されているヘッドジンバルアセンブリを提供する。
【0048】
また、本発明は、薄膜磁気ヘッドを有するヘッドジンバルアセンブリと、薄膜磁気ヘッドに対向する記録媒体とを備え、薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面の側に磁極端面を有する主磁極層と、媒体対向面内において主磁極層に対向するライトシールド層と、主磁極層とライトシールド層との間に形成されているギャップ層と、主磁極層、ライトシールド層または主磁極層に接続されているシールド磁性層のいずれかの周りに巻回された薄膜コイルとが基板上に積層された構成を有し、ライトシールド層は、媒体対向面内において主磁極層に対向する対向シールド部と、薄膜コイルを跨ぐことなく薄膜コイルの媒体対向面側に配置され、かつ対向シールド部に直に接続されている前側シールド部と、その前側シールド部に接続され、かつ薄膜コイルを跨ぐようにして媒体対向面から離れて形成されている連結シールド部とを有し、前側シールド部は媒体対向面内に配置されているシールド前端面と、そのシールド前端面よりも基板から離れた位置に配置され、かつ媒体対向面に交差する交差方向に沿って媒体対向面から離れて形成されているシールド上端面と、シールド前端面とシールド上端面とを直に接続しているシールド接続部とを有し、前側シールド部の、連結シールド部によって被覆されていない媒体対向面側の一部分が切除されているハードディスク装置を提供する。
【発明の効果】
【0049】
以上詳述したように、本発明によれば、媒体対向面の一部が突出することを、磁路長の短縮に影響を及ぼすことなく抑制できるようにした、垂直磁気記録方式で磁気記録動作を行う薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法並びにヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0050】
図1】本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面と交差する方向に沿った図2の1-1線断面図である。
図2】薄膜磁気ヘッドのABSを示す正面図である。
図3】下部薄膜コイルを示す平面図である。
図4】上部薄膜コイルを示す平面図である。
図5】下部薄膜コイルの要部を示す平面図である。
図6】対向シールド部、前側シールド部および連結シールド部の要部を示す斜視図である。
図7】トリム前シールド部と前側シールド部とを示す側面図である。
図8】前側シールド部の変形例を示し、(a)は横平坦部を有しない場合、(b)は縦平坦部を有しない場合の側面図である。
図9図1に示した薄膜磁気ヘッドの製造工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図10図9の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図11図10の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図12図11の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図13図12の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図14図13の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図15図14の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図16図15の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図17図16の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図18図17の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図19図18の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図20図19の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図21図20の後続の工程を示し、(a)は図1に対応した断面図、(b)は図2に対応した正面図である。
図22】変形例に係る薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面と交差する方向に沿った図1に対応した断面図である。
図23】本発明の第2の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面と交差する方向に沿った図1に対応した断面図である。
図24】上部薄膜コイルを示す平面図である。
図25】下部薄膜コイルを示す平面図である。
図26】本発明の第2の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す一部省略した図1に対応した断面図である。
図27図26の後続の工程を示す断面図である。
図28図27の後続の工程を示す断面図である。
図29図28の後続の工程を示す断面図である。
図30図29の後続の工程を示す断面図である。
図31図30の後続の工程を示す断面図である。
図32図31の後続の工程を示す断面図である。
図33】変形例にかかる製造工程を示す断面図である。
図34図33の後続の工程を示す断面図である。
図35図34の後続の工程を示す断面図である。
図36】変形例に係る薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面と交差する方向に沿った図1に対応した断面図である。
図37】別の変形例に係る薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面と交差する方向に沿った図1に対応した断面図である。
図38】さらに別の変形例に係る薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面と交差する方向に沿った図1に対応した断面図である。
図39】別の変形例に係る薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面と交差する方向に沿った図1に対応した断面図である。
図40】(a)は主磁極層のABS付近を示す一部省略した斜視図、(b)は図1の要部を示す断面図である。
図41】本発明の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを備えたハードディスク装置を示す斜視図である。
図42】HGAの裏面側を示す斜視図である。
図43】従来の薄膜磁気ヘッドの一例を示す断面図である。
図44】別の従来の薄膜磁気ヘッドを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0051】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
第1の実施の形態
(薄膜磁気ヘッドの構造)
まず、図1図8を参照して本発明の第1の実施の形態に係る垂直磁気記録方式の薄膜磁気ヘッドの構造について説明する。ここで、図1は本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド300のエアベアリング面(以下「ABS」という)と交差する方向に沿った図2の1-1線断面図、図2は薄膜磁気ヘッド300のABS30を示す正面図である。図3は下部薄膜コイル11を示す平面図、図4は上部薄膜コイル51を示す平面図である。図5は下部薄膜コイル11の要部を示す平面図である。図6は対向シールド部61、前側シールド部62および連結シールド部63の要部を示す斜視図である。図7はトリム前シールド部と前側シールド部とを示す側面図である。図8は前側シールド部62の変形例を示し、(a)は横平坦部を有しない場合、(b)は縦平坦部を有しない場合の側面図である。
【0052】
薄膜磁気ヘッド300は、基板1と、基板1に積層された再生ヘッドおよび記録ヘッドを有し、記録媒体に対向する媒体対向面としてのABS30を有している。なお、以下では、薄膜磁気ヘッド300の主要部の構造について説明し、主要部以外の部分の構造は後述する製造工程の中で説明する。
【0053】
再生ヘッドは、ABS30の近傍に配置された磁気的信号検出用のMR素子5を有している。また、再生ヘッドは、基板1上に形成されている絶縁層2と、磁性材料からなる下部シールド層3と、MR素子5をシールドしているシールドギャップ膜4とを有している。さらに、再生ヘッドは、シールドギャップ膜4の上に形成されている磁性材料からなる上部シールド層6と、上部シールド層6の上に形成されている絶縁層7とを有している。再生ヘッドは、記録ヘッドよりも基板1に近い位置に配置されている。
【0054】
MR素子5は、AMR(異方性磁気抵抗効果)素子、GMR(巨大磁気抵抗効果)素子、TMR(トンネル磁気抵抗効果)素子などの磁気抵抗効果を示す感磁膜によって構成されている。
【0055】
上部シールド層6は中間に絶縁部6bを有している。また、絶縁部6bよりも下側に第1のシールド部6aが形成され、上側に第2のシールド部6cが形成されている。
【0056】
薄膜磁気ヘッド300では、加熱部8が絶縁層2に形成されている。加熱部8はDFH(Disk
flying heater)とも呼ばれ、電流が流されることによって発熱し、その熱を上部シールド層6などに伝達させる機能を有している。また、感熱部9が絶縁層7に形成されている。感熱部9はHDI(Head Disk Interlayer)センサとも呼ばれる。感熱部9は上部シールド層6付近の熱(温度)を感知し、その感知した熱に応じて抵抗値が変化する素子を用いて形成されている。
【0057】
そして、薄膜磁気ヘッド300では、加熱部8によって上部シールド層6や下部シールド層3を加熱する。上部シールド層6や下部シールド層3は加熱部8から受けた熱によって体積が膨張する。その結果、上部シールド層6や下部シールド層3が図1には図示しない記録媒体に接触したとすると、上部シールド層6や下部シールド層3のABS30付近が摩擦によって熱を帯びる。薄膜磁気ヘッド300ではこの摩擦熱に伴う感熱部9の抵抗値の変化を検出することによって、上部シールド層6や下部シールド層3が記録媒体に接触したかどうかの判定が行われる。また、その判定結果に応じて加熱部8に流れる電流値を制御しながらフライングハイトを制御している。
【0058】
記録ヘッドは、下部薄膜コイル11と、ベース絶縁層24と、主磁極層26と、ギャップ層29と、シールド磁性層40と、上部薄膜コイル51と、ライトシールド層60と、上部ヨーク層65、変位抑制層85および保護絶縁層90を有し、これらが基板1上に積層された構成を有している。
【0059】
図3に示すように下部薄膜コイル11は3つのターン部11b、11d、11fを有している。ターン部11b、11d、11fは後述する第1の前側シールド部41と第1の後側シールド部44との間に配置されている。下部薄膜コイル11はターン部11b、11d、11fがフォトレジスト層15を介して並んだ構造を有している。ターン部11b、11d、11fのうち、ターン部11bがABS30に最も近い位置に配置されているので、ターン部11bが前側ターン部に対応している。ターン部11fが後側ターン部に対応している。
【0060】
そして、下部薄膜コイル11は、リード部13Aからターン部11bにつながるループ部11aと、ターン部11bからターン部11dにつながるワンループ部11cと、ターン部11dからターン部11fにつながるワンループ部11eと、ターン部11fから接続部11hまでのハーフループ部11gを有している。
【0061】
下部薄膜コイル11はリード部13Aから接続部11hまでが一本につながることによってシールド磁性層40の回りに平面渦巻き状に巻回され、全体で3ターンループを形成している。なお、図示の都合上、図1では、下部薄膜コイル11について、ターン部11b、11d、11f、接続部11hのみが示されている。ターン部11b、11d、11fは横幅よりも厚さ(ABS30に沿った方向(上下方向)の高さ)の大きい縦長の構造を有している。なお、本実施の形態において、横幅とはABS30と交差する方向(交差方向)の幅を意味している。
【0062】
また、下部薄膜コイル11は、図5に示すように、ワンループ部11cがABS30に接近するにしたがい漸次幅が狭まり、ABS30に最も近い箇所で最も幅が狭まる可変幅構造を有している。すなわち、図5に示すようにして、ワンループ部11cの幅をWd1、Wd2、Wd0を定めたときにWd1>Wd2>Wd0となっている。そして、ワンループ部11cのうちの最も幅の狭い部分がターン部11dとなっている。ループ部11aおよびワンループ部11eもワンループ部11cと同様の可変幅構造を有し、最も幅の狭い部分がそれぞれターン部11b、11fとなっている。ここで、ターン部11b、11d、11fの幅はそれぞれWb0(約0.9μm)、Wd0(約0.9μm)、Wf0(約0.9μm)である。
【0063】
そして、下部薄膜コイル11は、次のような一連の3ターンループを形成している。すなわち、リード部13Aから、ループ部11a、ワンループ部11c、ワンループ部11e、ハーフループ部11gを通って接続部11hにつながることによって、3ターンループが形成されている。
【0064】
なお、図5において、ターン部11bの前側面11bfからABS30までの距離は、下部薄膜コイル11の前側距離を示している。また、ターン部11fの後側面11frからABS30までの距離は、下部薄膜コイル11の後側距離を示している。
【0065】
次に、上部薄膜コイル51について説明する。図4に示すように、上部薄膜コイル51は3つのターン部51g、51e、51cを有している。ターン部51g、51e、51cは、後述する前側シールド部62と、後側シールド部64との間に配置されている。上部薄膜コイル51はターン部51g、51e、51cがフォトレジスト層55を介して並んだ構造を有している。ターン部51g、51e、51cのうち、ターン部51gがABS30に最も近い位置に配置されているので、ターン部51gが前側ターン部に対応している。ターン部51cが後側ターン部に対応している。
【0066】
そして、上部薄膜コイル51は、接続部51aからターン部51cにつながるループ部51bと、ターン部51cからターン部51eにつながるワンループ部51dと、ターン部51eからターン部51gにつながるワンループ部51fと、ターン部51gからリード部14Aまでのハーフループ部51hを有している。
【0067】
上部薄膜コイル51は接続部51aからリード部14Aまでが一本につながることによってライトシールド層60の回りに平面渦巻き状に巻回され、全体で3ターンループを形成している。なお、図示の都合上、図1では、上部薄膜コイル51について、ターン部51g、51e、51c、接続部51aのみが示されている。ターン部51g、51e、51cはターン部11b、11d、11fと同様に縦長の構造および可変幅構造を有している。そして、ワンループ部51f、ワンループ部51d、ループ部51bのうち、最も幅の狭い部分がそれぞれターン部51g、51e、51cとなっている。
【0068】
そして、上部薄膜コイル51は次のような一連の3ターンループを形成している。すなわち、接続部51aから、ループ部51b、ワンループ部51d、ワンループ部51f、ハーフループ部51hを通ってリード部14Aにつながることにより、3ターンループが形成されている。
【0069】
また、図1に示したように、上部薄膜コイル51は上端面51Aを有している。上端面51Aは基板1から最も離れた位置に配置されている。この上端面51Aは後述するシールド上端面62fと段差なく形成され、シールド上端面62fとともに共通平坦面59(図19参照)を形成している。さらに、上部薄膜コイル51は層間絶縁膜32だけを介して後述する上部ヨーク層65の上面に接続されている。上部薄膜コイル51は磁性材からなる磁性層を介することなく上部ヨーク層65に接続されている。
【0070】
薄膜磁気ヘッド300では、下部薄膜コイル11の接続部11hが上部薄膜コイル51の接続部51aに接続されている。これにより、下部薄膜コイル11と上部薄膜コイル51とは一連のコイルを形成している。下部薄膜コイル11と上部薄膜コイル51とには、記録媒体に記録されるデータに応じた電流が流され、その電流によって記録磁界が発生する。
【0071】
次に、主磁極層26について説明する。主磁極層26は、NiFe、CoNiFe、CoFe等の強磁性体からなる磁性材を用いて形成されている。NiFe、CoNiFe、CoFe等の強磁性体は透磁率(magnetic permeability)が高い。したがって、主磁極層26は、磁束が透過しやすく、より多くの磁束が通る。そのため、記録磁界に応じたより強い磁束が主磁極層26からABS30に向かって放出される。
【0072】
主磁極層26は、図2図40に示すように、ABS30側に磁極端面26aを有している。磁極端面26aは下部薄膜コイル11側よりも上部薄膜コイル51側の幅が広く、その幅が下部薄膜コイル11に近づくにつれて漸次狭まるベベル形状に形成されている。磁極端面26aの上部薄膜コイル51側の幅がトラック幅を規定している。トラック幅は例えば0.06〜0.12μm程度である。磁極端面26aはABS30内に配置されている。
【0073】
主磁極層26は磁極端面26aを有するトラック幅規定部と、幅広部と、拡幅部とを有している。トラック幅規定部はABS30からの距離に応じて変化しない一定の幅を有している。また、幅広部はトラック幅規定部よりもABS30から離れた位置に配置され、トラック幅規定部よりも幅広に形成されている。また、幅広部はトラック幅規定部との境界部分でトラック幅規定部と同じ大きさの幅を有するとともに、その幅がABS30から離れるにしたがい漸次広がっている。拡幅部は幅広部よりも大きい一定の幅を有している。本実施の形態では、磁極端面26aから、幅が大きくなり始めるまでの部分をトラック幅規定部としている。
【0074】
また、図40(a)に示すように、主磁極層26では、トラック幅規定部に、第1の上傾斜面26bおよび第2の上傾斜面26cと、第1の下傾斜面26hおよび第2の下傾斜面26eとが形成されている。
【0075】
第1の上傾斜面26bおよび第2の上傾斜面26cはいずれもABS30から離れるにしたがい基板1から離れるような上り傾斜状に形成されている。ただし、ABS30の交差方向からみた第1の上傾斜面26bの傾斜角度よりも第2の上傾斜面26cの傾斜角度が大きくなっている。そのため、トラック幅規定部の上面が2段傾斜構造に形成されている。第1の上傾斜面26bは磁極端面26aと、第2の上傾斜面26cとに接続されている。第2の上傾斜面26cは第1の上傾斜面26bと、幅広部の上面26dとに接続されている。
【0076】
第1の下傾斜面26hおよび第2の下傾斜面26eはいずれもABS30から離れるにしたがい基板1に近づくような下り傾斜状に形成されている。ただし、ABS30の交差方向からみた第1の下傾斜面26hの傾斜角度よりも第2の下傾斜面26eの傾斜角度が大きくなっている。そのため、トラック幅規定部の下面も2段傾斜構造に形成されている。第1の下傾斜面26hは磁極端面26aと、第2の下傾斜面26eとに接続されている。第2の下傾斜面26eは第1の下傾斜面26hと、幅広部の下面26fとに接続されている。
【0077】
主磁極層26には、上面26d上の、後述する対向シールド部61と上部ヨーク層65との間の部分に非磁性層27,28が積層されている。
【0078】
なお、前述のトラック幅規定部におけるABS30からの長さをネックハイトという。ネックハイトは例えば0.05〜0.3μm程度である。
【0079】
ギャップ層29は主磁極層26の第1の上傾斜面26b、第2の上傾斜面26cおよび上面26dに沿って、対向シールド部61および絶縁層31と、主磁極層26および非磁性層27,28との間に形成されている。ギャップ層29は、第1の上傾斜面26b、第2の上傾斜面26cおよび上面26dを被覆するようにして形成されている。ギャップ層29は、アルミナ(Al)等の非磁性の絶縁材やRu,NiCu、Ta等の非磁性導電材料を用いて形成されている。
【0080】
続いて、シールド磁性層40について説明する。図1に示すように、シールド磁性層40は、第1の前側シールド部41と、第2の前側シールド部42と、連結シールド部43と、第1の後側シールド部44と、第2の後側シールド部45と、第3の後側シールド部46と、回り込みシールド部47とを有している。シールド磁性層40は、NiFe、CoNiFe、CoFe等の強磁性体からなる磁性材を用いて形成されている。
【0081】
第1、第2の前側シールド部41、42は、下部薄膜コイル11よりもABS30側に配置されている。また、第1の前側シールド部41の上に第2の前側シールド部42が重なっている。第1の前側シールド部41はABS30から離れた位置に形成されている。しかし、第2の前側シールド部42はABS30内に配置された前端面を有している。
【0082】
連結シールド部43は、下部薄膜コイル11のターン部11b、11d、11fを跨ぐようにして形成され、第1の前側シールド部41と第1の後側シールド部44とを接続している。連結シールド部43は、主磁極層26から放出された磁束を還流させるリターン磁極としての機能を有している。
【0083】
第1、第2、第3の後側シールド部44、45、46は、いずれも下部薄膜コイル11のターン部11b、11d、11fよりもABS30から離れた位置に配置されている。また、第1の後側シールド部44の上に第2の後側シールド部45が重なり、第2の後側シールド部45の上に第3の後側シールド部46が重なっている。第1、第2、第3の後側シールド部44、45、46はABS30に近い前側面からABS30までの距離の等しい三段構造を形成している。第1、第2、第3の後側シールド部44、45、46は、連結シールド部43を主磁極層26に連結する連結部としての機能を有している。
【0084】
回り込みシールド部47は第2の前側シールド部42に接続され、その反対側上面に非磁性薄膜25が形成されている。回り込みシールド部47は幅方向中間部分にV溝部が形成されている。V溝部は概ね断面V字状に形成されている。その底部は主磁極層26のトラック幅規定部の下面に応じた2段傾斜構造を有している。図2に示すように、V溝部の内側に後述する非磁性薄膜25と、主磁極層26のトラック幅規定部とが納められている。非磁性薄膜25はV溝部の内側内面上に形成されている。V溝部の上側にV溝部を覆うようにしてギャップ層29が形成されている。
【0085】
さらに、回り込みシールド部47は切欠部を有している。切欠部は、V溝部の後側に形成されている。切欠部の内側に主磁極層26の幅広部の一部が納められている。
【0086】
次に、ライトシールド層60について説明する。ライトシールド層60は、対向シールド部61と、前側シールド部62と、連結シールド部63と、後側シールド部64とを有している。
【0087】
対向シールド部61はABS30に臨む前端面を有している。また、対向シールド部61はABS30内において回り込みシールド部47に対峙している。また、対向シールド部61のABS30に臨む前端面に、ギャップ層29が配置される微小スペースが形成されている。その微小スペースにギャップ層29のABS30側部分が形成されている。対向シールド部61はギャップ層29を挟んでABS30側から順に主磁極層26、非磁性層27、非磁性層28に対向するようにして形成されている。また、対向シールド部61は上端面が平坦になっていて、その上端面に前側シールド部62が接続されている。
【0088】
前側シールド部62は上部薄膜コイル51よりもABS30側に配置されている。この前側シールド部62について、図6図7を参照して詳しく説明する。
【0089】
前側シールド部62はシールド前端面62bと、シールド上端面62fと、シールド接続部62cと、シールド下端面62rとを有している。シールド前端面62bはABS30内に配置されている。シールド前端面62bはABS30内に露出している。図6において、網掛けした部分がシールド前端面62bを示している。シールド上端面62fは、シールド前端面62bよりも基板1から離れた位置に配置されている。基板1から離れる側を上側、基板1に近づく側を下側ともいう。シールド上端面62fは、連結シールド部63に接続されている。シールド上端面62fは、ABS30の交差方向に沿って形成されている。しかも、シールド上端面62fは、ABS30から離れて形成されている。シールド上端面62fは、シールド下端面62rよりも小さい大きさを有している。
【0090】
シールド接続部62cはシールド前端面62bとシールド上端面62fとを接続する部分である。シールド接続部62cは、シールド前端面62bとの接続部62xを除くすべての部分がABS30から離れた位置に配置されている。
【0091】
シールド接続部62cは接続部62xから、シールド上端面62fに接続される接続部62yに近づくにしたがい、ABS30から漸次離れるように傾斜した傾斜構造を有している。接続部62xはABS30内に配置されているが、接続部62yはABS30から離れた位置に配置され、ABS30から後退している。
【0092】
そして、図7に示すように、この接続部62xと接続部62yとを結ぶ仮想的な平坦面99を考えた場合、この平坦面99はシールド前端面62bとシールド上端面62fとを最短距離で結ぶ平坦面である。この平坦面99よりも、シールド接続部62cはABS30から離れるように傾斜した後退傾斜構造を有している。さらに、シールド接続部62cは横平坦部62c1と、縦平坦部62c2と、湾曲部62c3とを有し、これらが滑らかにつながり一体となった構造を有している。横平坦部62c1は概ねABS30の交差方向に沿って形成されている。縦平坦部62c2は概ねABS30に沿って形成されている。
【0093】
シールド下端面62rはABS30の交差方向に沿って形成されている。シールド下端面62rはABS30に達する大きさを有している。シールド下端面62rはシールド上端面62fよりも大きい大きさを有している。シールド下端面62rはABS30側に対向シールド部61が接続され、そのABS30から離れた後側に絶縁層31が接続されている。
【0094】
前側シールド部62は以上のような構造を有しているので、トリム前前側シールド部62A(図7の上側)よりも、ABS30内に配置されている端面の大きさが小さく、体積も小さい。トリム前前側シールド部62Aは、後述するトリミング工程を実行することによって形成される直前の前側シールド部である。トリム前前側シールド部62Aは、シールド上端面62fがABS30に達し、トリム前前端面62aを有している。そして、トリム前前端面62aとシールド前端面62bの大きさを比較すると、シールド前端面62b<トリム前前端面62aである。
【0095】
次に、連結シールド部63は、上部薄膜コイル51のターン部51g、51e、51cを跨ぐようにして形成されている。連結シールド部63はABS30から離れて形成されている。連結シールド部63は前側シールド部62と、後側シールド部64とに接続されている。
【0096】
後側シールド部64は上部薄膜コイル51のターン部51g、51e、51cよりもABS30から離れた位置に配置されている。後側シールド部64は、連結シールド部63と、上部ヨーク層65とに接続されている。後側シールド部64は前側シールド部62と等しい高さに形成されている。そのため、後側シールド部64は、上部薄膜コイル51およびシールド上端面62fとともに共通平坦面59を形成している。
【0097】
上部ヨーク層65は主磁極層26の上面26dのうちの非磁性層27,28よりもABS30から離れた後側に接続されている。上部ヨーク層65の上端面は対向シールド部61の上端面と段差なく形成されている。上部ヨーク層65の上端面は対向シールド部61の上端面とともに共通平坦面59A(図16参照)を形成している。
【0098】
その他、薄膜磁気ヘッド300は、変位抑制層85を有している。変位抑制層85は連結シールド部63の上端面に接続されている。変位抑制層85は線熱膨張係数の小さい非磁性材料によって形成されている。例えば、変位抑制層85は無機材料または金属材料を用いることが好ましく、例えばSiC,AlN,Si、W(タングステン)を用いることができる。特に、変位抑制層85は硬度の大きい非磁性材料を用いることが好ましい。例えば、SiCはアルミナに比べてビッカース硬度が大きいため、変位抑制層85はSiCを用いることが好ましい。
【0099】
さらに、薄膜磁気ヘッド300は保護絶縁層90を有している。保護絶縁層90はアルミナ(Al)等の絶縁材料を用いて形成されている。保護絶縁層90は埋込部90aと、カバー部90bとを有し、埋込部90aとカバー部90bとが一体となっている。埋込部90aは、シールド接続部62cの全体に接し、かつシールド接続部62cとABS30との間に隙間なく埋め込まれている。カバー部90bは連結シールド部63および変位抑制層85を覆うように形成されている。
【0100】
(薄膜磁気ヘッドの製造方法)
次に、前述の図1図2図7とともに、図9(a),図9(b)〜図21(a),図21(b)を参照して、前述の構造を有する薄膜磁気ヘッド300の製造方法について説明する。
【0101】
ここで、図9(a)〜図21(a)は、薄膜磁気ヘッド300の各製造工程における図1に対応した断面図、図9(b)〜図21(b)は、同じく図2に対応した正面図である。
【0102】
まず、アルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイド(Al・TiC)等のセラミック材料からなる基板1を準備する。そして、図9(a)、図9(b)に示すように、その基板1の上に、アルミナ(Al)等の絶縁材料からなる絶縁層2と、磁性材料からなる下部シールド層3を順に形成する。絶縁層2を形成するときに加熱部8が形成される。
【0103】
次に、MR素子5をシールドするように絶縁材料を用いてシールドギャップ膜4を形成する。このとき、MR素子5に接続される図示しないリードを形成し、MR素子5およびリードをシールドギャップ膜4で覆う。それから、磁性材料と絶縁材料とを用いてシールドギャップ膜4の上に上部シールド層6(第1のシールド部6a、絶縁部6b、第2のシールド部6c)を形成する。
【0104】
次に、上部シールド層6の上にアルミナ(Al)等の絶縁材料を用いて、上部シールド層6と、後に形成される記録ヘッドとを分離するための絶縁層7を形成する。絶縁層7を形成するときに感熱部9が形成される。これまでの工程で記録ヘッドを形成するための積層体が得られる。その後、NiFeまたはCoNiFe等の磁性材を用いて連結シールド部43を形成するための磁性層(厚さは0.6μm程度)を形成して、積層体表面に絶縁層を形成し、化学機械研摩(以下「CMP」という)によって積層体表面の平坦化を行う。すると、対向絶縁層17と連結シールド部43が形成される。このとき、連結シールド部43はABS30から0.3μm〜1μm(本実施の形態では、0.5μm程度)離して形成する。
【0105】
続いて、積層体の表面全体にアルミナ(Al)の絶縁層18(膜厚は0.1μm〜0.3μm程度)を形成する。それから、積層体の表面全体にフォトレジストを塗布した上で、所定のフォトマスクを用いたパターニングを行い、レジストパターン(図示せず)を形成する。このレジストパターンをマスクに用いて例えばRIE等のエッチングを行い、絶縁層18を選択的に開口する。そして、フレームめっき法により、NiFeまたはCoNiFe等の強磁性体からなる磁性材を用いて第1の前側シールド部41,第1の後側シールド部44を厚さ1〜1.5μm程度で形成する。
【0106】
次に、図10(a)、図10(b)に示すように、アルミナ(Al)からなる絶縁層19(膜厚は0.02μm〜0.3μm程度、好ましくは0.1μm〜0.2μm程度)をアトミックレイヤー法によるCVD(Chemical Vapor Deposition)法で積層体の表面全体に形成する。絶縁層19は、第1の前側シールド部41、第1の後側シールド部44を被覆するように形成される。
【0107】
それから、下部コイル形成工程を実行する。下部コイル形成工程では、まずフレームめっき法によって、第1の前側シールド部41と第1の後側シールド部44との間に導体層70を形成する。この導体層70は後に下部薄膜コイル11となるものである。導体層70は、2つの間隙部70aを備え、かつ絶縁層19を介して第1の前側シールド部41と第1の後側シールド部44とに隙間なく接触するようにして形成する。導体層70は間隙部70aを備えているから間欠導体層である。
【0108】
次に、図11(a)、図11(b)に示すように、導体層70における2つの間隙部70aを埋めるようにフォトレジスト層80(膜厚は1.5μm〜2.5μm程度)を形成する。次いで、アルミナ(Al)を用いて積層体の表面をカバーし得る絶縁膜20を3μm〜4μm程度の厚さで形成する。それから、第1の前側シールド部41と第1の後側シールド部44が現われるまで積層体の表面をCMPにより研摩して積層体表面の平坦化を行う。すると、図12(a)、図12(b)に示すように、下部薄膜コイル11が形成される。また、第1の前側シールド部41よりもABS30側に対向絶縁層20も形成される。
【0109】
続いて、図13(a)、図13(b)に示すように、積層体の表面全体にアルミナ(Al)からなる絶縁層21(膜厚は0.3μm〜0.7μm程度)を形成する。その後、この絶縁層21を選択的に開口する。
【0110】
次に、NiFeまたはCoNiFe等の強磁性体からなる磁性材を用いて、フレームめっき法によって、開口した部分に重ねて第2の前側シールド部42と、第2の後側シールド部45とをともに厚さ0.5μm〜1.2μm程度で形成する。その後、積層体の表面をCMPにより研摩して積層体表面の平坦化を行う。
【0111】
それから、図14に示すように、アルミナ(Al)等の絶縁材料を用いてベース絶縁層24を形成する。ベース絶縁層24を形成するときに加熱部23が形成される。その後、ベース絶縁層24を選択的に開口する。続いて、NiFeまたはCoNiFe等の強磁性体からなる磁性材を用いてフレームめっき法によって、開口した部分に回り込みシールド部47となるべき磁性層と、第3の後側シールド部46とをそれぞれ厚さ0.5μm〜1.0μm程度で形成する。
【0112】
そして、積層体の表面にフォトレジストを塗布した上で、所定のフォトマスクを用いたパターニングを行い、積層体の表面にレジストパターンを形成する。このレジストパターンは、回り込みシールド部47となるべき磁性層の表面を、V溝部および切欠部に応じた形状に露出させる形状に形成する。そのレジストパターンをマスクにして反応性イオンエッチング(以下「RIE」という)を行い、積層体の表面のレジストパターンで被覆されない部分を除去する。
【0113】
すると、回り込みシールド部47となるべき磁性層にV溝部および切欠部が形成され、これによって、回り込みシールド部47が形成される。回り込みシールド部47が形成されることによって、シールド磁性層40が形成される。
【0114】
それから、図15(a)、図15(b)に示すように、ベース絶縁層24および回り込みシールド部47を被覆するようにして非磁性薄膜25を形成する。非磁性薄膜25はRu,NiCr,NiCu等の非磁性金属材料や、アルミナ等の絶縁材料を用いてスパッタリングによって形成する。非磁性薄膜25は回り込みシールド部47のV溝部にも形成される。
【0115】
続いて、CoNiFe、CoFe、NiFeなどの強磁性体からなる磁性材を用いて積層体の表面全体に0.4〜0.8μm程度の厚さで磁性層75をスパッタリングによって形成する。この磁性層75によって後に主磁極層26が形成される。そして、積層体の表面全体をCMPで研磨して、積層体表面の平坦化を行う。
【0116】
その後、スパッタリングにより積層体の表面全体に、Ru,NiCr,NiCu等の金属材料を用いて非磁性層77(厚さは約0.04〜0.1μm程度)を形成する。非磁性層77は後に一部がエッチングされることによって、前述の非磁性層27となる。さらに、積層体の表面全体に、アルミナ(Al)、シリコン酸化物等の無機絶縁材料を用いて非磁性層78(厚さは約0.1〜0.3μm程度)を形成する。非磁性層78は、後に一部がエッチングされることによって、前述の非磁性層28となる。
【0117】
続いて、積層体の表面全体にフォトレジストを塗布した上で、所定のフォトマスクを用いたパターニングを行い、レジストパターン81をABS30の近傍に形成する。
【0118】
次に、レジストパターン81をマスクに用いて例えばRIE等のエッチングを行い、非磁性層78の一部を除去する。この場合のエッチングは、エッチングによって形成された溝の底部が非磁性層77の上面に到達した時点で停止するようにして行われる。そのため、非磁性層78には、非磁性層77と比べて非磁性層78をエッチングする際のエッチングレートの小さい材料を用いる。
【0119】
それからレジストパターン81を除去する。続いて、残された非磁性層78をマスクに用いて例えばIBEによって、非磁性層77の一部をエッチングして除去する。さらに、残された非磁性層77をマスクに用いて例えばIBEにより、磁性層75の一部をエッチングして除去する。この工程を経ることによって、磁性層75のABS側に傾斜面26bが形成される。
【0120】
続いて、図16(a)、図16(b)に示すように、積層体の表面全体にアルミナ(Al)等の絶縁材料や、Ru,NiCu、Ta等の非磁性導電材料を用いてスパッタ法またはCVDによってギャップ層29(厚さは約250Å〜350Å程度)を形成する。
【0121】
さらに、例えばスパッタ法により図示しないストッパ膜を形成し、その上に非磁性膜を形成する。その上で、積層体の表面全体に図示しないフォトレジストを塗布する。そして、所定のフォトマスクを用いたパターニングを行い、図示しないレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクに用いて、例えばRIE等のエッチングを行い、非磁性膜をエッチングする。このエッチングはエッチングによって形成された溝の底部がストッパ膜の上面に到達した時点で停止するようにして行われる。それから、図示しないレジストパターンを除去した後、残された非磁性膜をマスクに用いてRIE等のエッチングを行い、ギャップ層29、非磁性層77および非磁性層78の一部を除去する。ここで、ギャップ層29、非磁性層77および非磁性層78の一部を除去することによって、上部ヨーク層65を形成するためのスペースを確保している。
【0122】
続いて、対向シールド部形成工程を実行することによって対向シールド部61を形成する。この工程では、まず、積層体の表面全体に磁性層を形成する。この磁性層は、めっき法により、CoNiFe、CoFe、CoFeN,NiFeなどの強磁性体からなる磁性材を用いて、0.5〜1.2μm程度の厚さで形成する。この磁性層によって、後に対向シールド部61および上部ヨーク層65が形成される。
【0123】
続いて、積層体の表面全体にアルミナ(Al)等の絶縁材料を用いて絶縁層(厚さは1〜3μm程度)を形成する。さらに、磁性層の表面が露出するまで積層体の表面全体をCMPにより研磨して積層体表面の平坦化を行う。すると、対向シールド部61、上部ヨーク層65および絶縁層31が形成される。このとき、対向シールド部61の厚さが0.5〜1.0μm程度になるようにして積層体の表面を研磨する。
【0124】
次に、第1のシールド部形成工程を実行する。この工程では、図17(a),図17(b)に示すように、積層体の表面のうちの前側シールド部62と後側シールド部64とを形成しようとする部分にそれぞれトリム前前側シールド部62Aと後側シールド部64とを形成する。このとき、トリム前前側シールド部62AがABS30内に配置されるので、本発明の実施の形態に係る第1のシールド部に対応している。第1のシールド部形成工程では、NiFeまたはCoNiFe等の強磁性体からなる磁性材を用いてトリム前前側シールド部62Aおよび後側シールド部64を例えばフレームめっき法によって形成する。このとき、トリム前前側シールド部62Aと後側シールド部64との間隔が3.0μmから3.5μm程度となるようにする。
【0125】
そして、トリム前前側シールド部62Aは対向シールド部61に接続され、かつABS30内に配置されるように形成する。トリム前前側シールド部62Aは、図7の上側に示したような形状を有している。このトリム前前側シールド部62Aでは、前端面62aのすべてがABS30内に配置されている。
【0126】
それから、図18(a),図18(b)に示すように、積層体の表面における第1のシールド部(トリム前前側シールド部62A)と後側シールド部64との間に導体層71を形成する。この導体層71によって、後に上部薄膜コイル51が形成される。導体層71は2つの間隙部71aを備え、かつ第1のシールド部(トリム前前側シールド部62A)と後側シールド部64に層間絶縁膜32を介して隙間なく接触するようにして形成する。導体層71は、間隙部71aを備えているから間欠導体層である。
【0127】
その後、導体層71における2つの間隙部71aを覆うようにフォトレジスト層55(膜厚は2μm〜3μm程度)を形成し、アルミナ(Al)を用いて積層体の表面をカバーし得る図示しないカバー絶縁膜を3μm〜4μm程度の厚さで形成する。それから、トリム前前側シールド部62Aと後側シールド部64が現われるまで積層体の表面をCMPにより研摩して積層体表面の平坦化を行う。
【0128】
すると、図19(a),図19(b)に示すように、上部薄膜コイル51およびフォトレジスト層55が形成される。このとき、上部薄膜コイル51の厚さが1.0μm〜1.8μm程度となるように、積層体表面の平坦化を行う。また、積層体表面の平坦化が行われたことによって、前述した共通平坦面59が形成される。
【0129】
続いて、図20(a),図20(b)に示すように、積層体の表面全体にアルミナ(Al)等の絶縁材料を用いて絶縁層34を形成し、絶縁層34を部分的に開口する。その後、連結シールド部形成工程を実行する。この工程では、NiFeまたはCoNiFe等の強磁性体からなる磁性材を用いて、フレームめっき法によって連結シールド部63を形成する。連結シールド部63は、トリム前シールド部62Aに接続されるように形成する。連結シールド部63は、絶縁層34を介して上部薄膜コイル51のターン部51g、51e、51cを跨ぐようにして形成する。
【0130】
また、連結シールド部63はABS30から後退させ、ABS30から離れた位置に形成する。すなわち、ABS30との間に後退スペース63hが確保されるような位置に連結シールド部63を形成する。後退スペース63hはABS30に沿った例えば0.4μmから0.7μm程度の幅を有し、かつ連結シールド部63と同じ高さを備えた細長い部分になる。
【0131】
次に、トリミング工程を実行する。この工程では、図21(a),図21(b)に示すように、連結シールド部63をマスクに用いてイオンビームIBを上方向から照射してIBEを行い、トリム前前側シールド部62Aの連結シールド部63によって被覆されていない部分を切除する。トリム前前側シールド部62Aは、連結シールド部63によってABS30側部分が被覆されていないので、IBEを行うとトリム前前側シールド部62AのABS30側の一部分が切除される。このとき、IBEは、トリム前前側シールド部62AのABS30内に配置されるトリム前前端面62aの一部を残すようにして実行する。こうすることで、図7に示したように、トリム前前端面62aのうち、切除されずに残された部分によって前述したシールド接続部62cが形成される。さらに、IBEは前述の後退傾斜構造を備えたシールド接続部62cが出現するようにして実行する。
【0132】
前述のトリミング工程では、連結シールド部63自体をマスクに用いているが、連結シールド部63を用いる代わりに連結シールド部63の上面をカバーするフォトレジスト等のマスクを用いてもよい。すなわち、連結シールド部63と大きさの等しいマスクをフォトレジスト等を用いて連結シールド部63の上面に形成し、そのマスクを用いて、トリム前前側シールド部62Aの連結シールド部63によって被覆されていない部分を切除してもよい。
【0133】
また、エッチングに用いるガスプラズマの化学的な作用が伴うと、トリム前前側シールド部62Aの垂直方向(図21の縦方向)だけでなく、水平方向((図21の横方向)にもエッチングが進行するおそれがある。そのため、トリミング工程では、ノンリアクティブなIBE、すなわち、イオンミリングを行うことが好ましい。不活性なイオンを照射したときの物理的な衝撃を利用して行うエッチングをリアクティブイオンエッチングと区別するため、イオンミリングともいう。
【0134】
続いて、図1に示したように変位抑制層85を形成する。それから、アルミナ(Al)等の絶縁材料を用いて変位抑制層85をカバーするようにして保護絶縁層90を形成すると、薄膜磁気ヘッド300が完成する。
【0135】
保護絶縁層90は、シールド接続部62cの全体に接し、かつシールド接続部62cとABS30との間に隙間なく埋め込まれるように形成する。
【0136】
(薄膜磁気ヘッド300の作用効果)
以上のように、薄膜磁気ヘッド300は、対向シールド部61と、連結シールド部63との間に配置される磁性層として、前側シールド部62だけが形成されている。そのため、前述した従来のPMR700のように、対向シールド部701と連結シールド部704との間に、前側シールド部703と接続用シールド部702という2つの磁性層が形成されている場合に比べて、薄膜磁気ヘッド300は、上下方向に沿った磁路の長さが短くなり、その分、磁路長を短縮することができる。
【0137】
よって、薄膜磁気ヘッド300は記録ヘッドの磁束立ち上がり時間(Flux Rize Time)や、非線形トランジションシフト(Non-linear Transition Shift:NLTS)特性、重ね書き(Over Write)特性等を改善でき、周波数が高く変化の速い記録信号のすばやい変化に追従することが可能になる。そのため、薄膜磁気ヘッド300は、特にサーバに搭載されるハードディスク装置の記録ヘッドとして好適である。
【0138】
その上、前側シールド部62は、ABS30から、層間絶縁膜32を介して上部薄膜コイル51に到達し得るだけの横幅を有している。そのため、ライトシールド層60が異距離構造を有しているにもかかわらず、前側シールド部62は、対向シールド部61と連結シールド部63の双方に確実に接続されている。したがって、主磁極層26に対向する対向シールド部61と、上部薄膜コイル51のターン部51g、51e、51cを跨ぐ連結シールド部63とが1本につながり、1本につながった磁気回路を形成することができる。なお、異距離構造とは、対向シールド部61がABS30内に配置され、かつ連結シールド部63がABS30から後退していることによって、対向シールド部61、連結シールド部63それぞれのABS30からの距離が異なっている構造を意味している。
【0139】
ここで、ライトシールド層60が異距離構造を有しているなかで、前側シールド部62によって対向シールド部61と連結シールド部63の双方を確実に接続するための構造を考える。トリム前前側シールド部62Aのように、前端面のすべての部分がABS30内に配置されているときに上端面と下端面の大きさが最大になるから、前述の構造を実現するためには、トリム前前側シールド部62Aのように前端面のすべてがABS30内に配置されていることが望ましい。
【0140】
しかし、そうすると、トリム前前端面62aがABS30に大きく露出してしまう。前側シールド部62もトリム前前側シールド部62Aも、CoNiFe、CoFe、CoFeN、NiFe等の強磁性体からなる磁性材により形成されている。そのため、トリム前前側シールド部62Aのようにトリム前前端面62aの全体がABS30に露出していると、上部薄膜コイル51の発熱によってフォトレジスト層55が膨張したときの影響をトリム前前側シールド部62Aがより強く受けてしまう。
【0141】
フライングハイトは極めて微小なので、トリム前前端面62aの限られた微小部分が突出しただけでも、薄膜磁気ヘッド300と記録媒体との衝突が発生してしまう可能性がある。トリム前前端面62aの全体がABS30に露出しているということは、突出の対象となりえるそのような微小部分がABS30内にたくさん存在しているということを意味し、それだけ、記録媒体に衝突し得る突出の態様が多く、薄膜磁気ヘッド300と記録媒体との衝突が発生しやすいということを意味している。
【0142】
そこで、薄膜磁気ヘッド300では、図7の下側に示したような構造の前側シールド部62を形成している。こうして、ABS30に露出する部分がシールド前端面62bになるようにしている。
【0143】
そして、前側シールド部62では、シールド上端面62fがシールド前端面62bよりも基板1から離れた位置に配置されていて、そのシールド前端面62bとシールド上端面62fとを接続するシール接続部62cを前側シールド部62が有している。このような構造では、シールド上端面62fがABS30に到達している場合、すなわち、図7の上側に示したようなトリム前前側シールド部62AよりもABS30内に配置される前端面の大きさが小さくなる。そのため、前側シールド部62を有することによって、薄膜磁気ヘッド300が記録媒体と衝突する事態を抑制できるようになる。
【0144】
よって、薄膜磁気ヘッド300では、特に上部薄膜コイル51の発熱に伴いライトシールド層60が突出することを抑制することができる。そのため、薄膜磁気ヘッド300は、記録ヘッドの突出に伴う破損のおそれが極めて少なくなるから、記録メディアに接近させることができる。
【0145】
そして、薄膜磁気ヘッド300は、図示しないスライダに組み込まれるが、そのスライダの記録媒体表面からの浮上量(フライングハイト)を縮小することができる。よって、薄膜磁気ヘッド300は、記録ヘッドおよび再生ヘッドの解像度(resolution)を高め、信号対雑音比を向上させることができる。また、薄膜磁気ヘッド300は、記録密度を高めることができる。
【0146】
一方、前側シールド部62は、連結シールド部63を形成した後、連結シールド部63が接触していないABS30側の一部分を切除することによって形成されている。そのため、ABS30に露出する部分が小さいにもかかわらず、シールド上端面62fが確実に確保されており、前側シールド部62と連結シールド部63とが確実に接続され得る構造となっている。
【0147】
また、前側シールド部62のABS30側を切除する際、シールド前端面62bが確保され、トリム前前端面62aのすべてが切除されることなくその一部がシールド前端面62bとして残るようにしている。トリム前前側シールド部62AのABS30側を切除する際、シールド前端面62bが確保されなくなるまでIBEを進めると、シールド下端面62rまでもが切除されるおそれがある。この場合、対向シールド部61に接続される部分が小さくなってしまい、対向シールド部61と、前側シールド部62との接続が不十分になるおそれがある。しかし、薄膜磁気ヘッド300では、そのようなおそれは皆無である。
【0148】
そして、前側シールド部62はシールド接続部62cを有しているが、このシールド接続部62cは傾斜構造を有している。そのため、前側シールド部62は前述の上方向からのIBEによって確実に形成できる構造を有している。傾斜構造を有していない場合、例えば、シールド前端面62bからシールド上端面62fにつながる表面部分がS字状に屈曲していると、IBEによって、前側シールド部62を形成するのは困難である。しかし、薄膜磁気ヘッド300では、そのようなおそれは皆無であり、上方向からのIBEによって確実に前側シールド部62を形成することができる。
【0149】
また、シールド接続部62cは後退傾斜構造を有しているため、後退傾斜構造を有していない場合に比べて前側シールド部62の体積が縮減されている。したがって、前側シールド部62が突出する可能性がいっそう抑制されている。
【0150】
さらに、シールド接続部62cは横平坦部62c1を有している。横平坦部62c1は、概ねABS30の交差方向に沿って形成されている。したがって、横平坦部62c1を有していない場合よりも、保護絶縁層90の埋込部90aから縦方向に受ける圧力をシールド接続部62cがより確実に受け止めることができる。よって、薄膜磁気ヘッド300では、保護絶縁層90の埋め込み状態が安定化している。
【0151】
しかも、シールド接続部62cは縦平坦部62c2を有している。縦平坦部62c2は、概ねABS30に沿って形成されている。したがって、前側シールド部62は、トリム前前側シールド部62Aに対する上方向からのIBE等によって確実に形成できる構造となっている。
【0152】
以上のように、薄膜磁気ヘッド300は、磁路長を短縮することができ、しかもABS30の一部が突出することを抑制できるから、媒体対向面の一部が突出することを抑制することと、磁路長の短縮とを両立できる。そのため、薄膜磁気ヘッド300は、磁路長の短縮に影響を及ぼすことなくABS30の一部の突出を抑制できるようになっている。
【0153】
そして、下部薄膜コイル11、上部薄膜コイル51が上述のような可変幅構造を有しているから、電流の流れを妨げることが少なく、抵抗値の上昇を抑制することができる。したがって、薄膜磁気ヘッド300は、下部薄膜コイル11、上部薄膜コイル51の熱の発生を効果的に抑制することができる。
【0154】
(変形例)
薄膜磁気ヘッド300は、前述した前側シールド部62の代わりに図8(a)に示すような前側シールド部62Bを有していてもよい。前側シールド部62Bは前側シールド部62と比べてシールド接続部62cの代わりにシールド接続部62dを有する点で相違している。シールド接続部62dは、シールド接続部62cと比べて横平坦部62c1を有していない点で相違している。
【0155】
また、薄膜磁気ヘッド300は、前側シールド部62の代わりに図8(b)に示すような前側シールド部62Dを有していてもよい。前側シールド部62Dは前側シールド部62と比べてシールド接続部62cの代わりにシールド接続部62eを有する点で相違している。シールド接続部62eは、シールド接続部62cと比べて縦平坦部62c2を有していない点で相違している。
【0156】
前側シールド部62Bを有する場合、前側シールド部62Dを有する場合のいずれも、ABS30内にシールド前端面62bが配置され、ABS30内に露出している部分の大きさがトリム前前側シールド部62Aよりも縮減されている。そのため、トリム前前側シールド部62Aよりも、前側シールド部62B、62Dが突出する可能性は確実に抑制されている。したがって、前側シールド部62Bを有する場合、前側シールド部62Dを有する場合のいずれも、媒体対向面の一部の突出を抑制することと、磁路長の短縮とを両立することができる。
【0157】
次に、図22を参照して薄膜磁気ヘッド301について説明する。薄膜磁気ヘッド301は、薄膜磁気ヘッド300と比べて、シールド磁性層40の代わりにシールド磁性層49を有する点と、絶縁層21を有していない点とで相違している。
【0158】
シールド磁性層49はシールド磁性層40と比べて、第2の前側シールド部42および第2の後側シールド部45を有していない点と、第1の前側シールド部41がABS30内に配置されている点とで相違している。
【0159】
このような薄膜磁気ヘッド301でも、ライトシールド層60が前述した前側シールド部62を有しているから、薄膜磁気ヘッド300と同様に、媒体対向面の一部の突出を抑制することと、磁路長の短縮とを両立することができる。
【0160】
特に、薄膜磁気ヘッド301については、対向シールド部61と、連結シールド部63とを前側シールド部62によって接続し得る構造を有しているため、従来の薄膜磁気ヘッド700よりも磁路長を短縮することができる。そのため、薄膜磁気ヘッド301のインダクタンスを小さくすることができる。したがって、薄膜コイルに周波数が高い記録信号を流すことが可能であり、記録媒体に対する記録密度を高くすることができる。
【0161】
第2の実施の形態
次に、図23図25を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る垂直磁気記録方式の薄膜磁気ヘッドについて説明する。ここで、図23は、本発明の第2の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド310のABS30と交差する方向に沿った図1に対応する断面図である。図24は上部薄膜コイル50を構成する第2のコイル層53を示す平面図、図25は同じく第1のコイル層52を示す平面図である。
【0162】
薄膜磁気ヘッド310は、薄膜磁気ヘッド300と同様に、基板1と、基板1に積層された再生ヘッドおよび記録ヘッドを有し、ABS30を有している。なお、薄膜磁気ヘッド310は薄膜磁気ヘッド300と一致する構成を有しているので、以下の説明では、薄膜磁気ヘッド310の薄膜磁気ヘッド300と相違する構成を中心に説明し、共通する構成の説明は省略ないし簡略化する。
【0163】
再生ヘッドは、薄膜磁気ヘッド300と同様に、基板1上に形成されている絶縁層2と、下部シールド層3と、シールドギャップ膜4と、MR素子5と、上部シールド層6、絶縁層7、加熱部8および感熱部9を有している。
【0164】
薄膜磁気ヘッド310の記録ヘッドは、薄膜磁気ヘッド300の記録ヘッドと比較して、上部薄膜コイル51の代わりに上部薄膜コイル50を有する点と、ライトシールド層60の代わりにライトシールド層160を有する点で相違している。また、薄膜磁気ヘッド310の記録ヘッドは、薄膜磁気ヘッド300の記録ヘッドと比較して、連続絶縁膜39を有する点と、保護絶縁層90の代わりに保護絶縁層91および保護絶縁層92を有する点で相違している。
【0165】
前述した薄膜磁気ヘッド300では、下部薄膜コイル11と上部薄膜コイル51の双方が単層構造を有していた。各ターン部がABS30の交差方向に沿って配置され、ABS30に沿った方向に重ならない構造が単層構造である。しかし、薄膜磁気ヘッド310では、下部薄膜コイル11が単層構造を有するものの、上部薄膜コイル50は2層の多重構造を有している。
【0166】
上部薄膜コイル50は、ABS30から離れた位置に配置されている第1のコイル層52および第2のコイル層53を有し、第1のコイル層52および第2のコイル層53によって上部導体群を構成している。
【0167】
そして、第1のコイル層52と、第2のコイル層53とは、ABS30に沿った方向(上下方向)に配置されている。第2のコイル層53がコイル間絶縁層84を介して第1のコイル層52の上に重なっている。上部薄膜コイル50は2層の多重構造を有している。また、上部薄膜コイル50は、第1のコイル層52の前側距離と第2のコイル層53の前側距離とが等しく、第1のコイル層52の後側距離と第2のコイル層53の後側距離も等しい等距離二段構造を有している。
【0168】
第1のコイル層52は、図25に示すようなターン部52cを有している。ターン部52cは第1の前側シールド部62と、第1の後側シールド部64との間に配置されている。第1のコイル層52は、第2のコイル層53につながる接続部52aからターン部52cにつながるループ部52dと、ターン部52cから接続部52eまでのハーフループ部52bを有している。第1のコイル層52は接続部52aから接続部52eまでが一本につながることによってライトシールド層160の回りに平面渦巻き状に巻回され、全体で1ターンループを形成している。
【0169】
第2のコイル層53は、2つのターン部53b,53dを有している。ターン部53b,53dは、後述する第2の前側シールド部66と、第2の後側シールド部67との間に配置されている。また、第2のコイル層53は、ターン部53b,53dがフォトレジスト層56を介して並んだ構造を有している。
【0170】
そして、図24に示すように、第2のコイル層53は、第1のコイル層52につながる接続部53fからターン部53dにつながるハーフループ部53eと、ターン部53dからターン部53bにつながるワンループ部53cと、ターン部53bからリード部13aまでのハーフループ部53aを有している。
【0171】
第2のコイル層53は接続部53fからリード部13aまでが一本につながることによってライトシールド層160の回りに平面渦巻き状に巻回され、全体で2ターンループを形成している。なお、図示の都合上、図23では、第2のコイル層53について、接続部53f、ターン部53b,53dのみが示されている。ターン部53b,53dも、ターン部11b,11d、11fと同様の縦長の構造を有している。また、第2のコイル層53も下部薄膜コイル11と同様に可変幅構造を有している。
【0172】
そして、上部薄膜コイル50は、第1のコイル層52と第2のコイル層53とが次のようにしてつながることによって、一連の3ターンループを形成している。すなわち、接続部52eから、ハーフループ部52b、ターン部52c、ループ部52dを通って接続部52aにつながり、その接続部52aが接続部53fにつながる。続いて接続部53fから、ハーフループ部53e、ターン部53d、ワンループ部53c、ターン部53b、ハーフループ部53aを通ってリード部13aにつながることにより、3ターンループが形成されている。
【0173】
つまり、上部薄膜コイル50は第1のコイル層52により1ターンループを形成した後、その真上に位置する第2のコイル層53により2ターンループを形成することによって3ターンループを形成するという(1+2)ターン構造を有している。なお、本実施の形態において(A+B)ターン構造とは、ターン数が“A”のコイル層の上にターン数が“B”のコイル層が重なった多重構造を意味している。
【0174】
ライトシールド層160は、ライトシールド層60と比較して、第2の前側シールド部66と、第2の後側シールド部67とを有する点で相違している。
【0175】
第2の前側シールド部66は、第1の前側シールド部62と、連結シールド部63とに接続されている。第2の前側シールド部66は、すべての部分がABS30から離れた位置に配置されている。第2のコイル層53のターン部53b、53dを跨ぐことなく第1の前側シールド部62に接続されている。また、第2の前側シールド部66は、上部薄膜コイル50を構成する第2のコイル層53のABS30側に配置されている。
【0176】
第2の前側シールド部66は、第1の前側シールド部62のシールド上端面62fに応じた横幅を有している。また、第2の前側シールド部66の交差方向に沿った横幅がシールド上端面62fの交差方向に沿った横幅と等しく形成されている。さらにABS30側の前端面66aが平坦前端面となっている。前端面66aはABS30に沿って平坦に形成されている。また、前端面66aがシールド接続部62cと段差なく接続されている。前端面66aは図30に示されている。
【0177】
第2の後側シールド部67は、第1の後側シールド部64と、連結シールド部63とに接続されている。第2の後側シールド部67は、第1の後側シールド部64に応じた横幅を有している。
【0178】
連続絶縁膜39は、前端面66aおよびシールド接続部62cの表面上に、前端面66aからシールド接続部62cにわたって連続して形成されている。
【0179】
(薄膜磁気ヘッドの製造方法)
続いて、前述の図23とともに、図26図32を参照して、前述の構造を有する薄膜磁気ヘッド310の製造方法について説明する。
【0180】
ここで、図26図32は、薄膜磁気ヘッド310の各製造工程における一部省略した図1に対応した断面図である。薄膜磁気ヘッド310を製造する場合、図26に示すように、第1のシールド部形成工程までは薄膜磁気ヘッド300を製造する場合と同様の手順で実行する。ただし、第1の前側シールド部62と第1の後側シールド部64との間隔を少し狭め、2.5μmから2.9μm程度で形成する。その後、図26に示すように、積層体の表面全体にアルミナ(Al)を用いて絶縁層38を形成する。
【0181】
続いて、図27に示すように、積層体の表面における第1のシールド部(第1の前側シールド部62)と、第1の後側シールド部64との間に導体層72を形成する。この導体層72は後に第1のコイル層52となる。導体層72は第1のシールド部(前側シールド部62)と第1の後側シールド部64に絶縁層38を介して隙間なく接触するようにして形成する。それから、第1の前側シールド部62と第1の後側シールド部64が現われるまで積層体の表面をCMPにより研摩して積層体表面の平坦化を行う。すると、図28に示すように第1のコイル層52が形成される。
【0182】
次に、第2のシールド層形成工程を実行する。この工程では、図29に示すように、積層体の表面全体にアルミナ(Al)からなる絶縁層(膜厚は0.1μm〜0.15μm程度)を形成した後、その絶縁層を選択的に開口する。この絶縁層は後にコイル間絶縁層84となる。それから、NiFeまたはCoNiFe等の磁性材を用いて、開口した部分に重ねて第2のシールド層(第2の前側シールド部66)と、第2の後側シールド部67とをフレームめっき法によって厚さ1.0μm〜2.0μm程度で形成する。
【0183】
それから、フォトレジストを用いてマスク88を形成する。マスク88は、図29に示すように、第2の前側シールド部66のABS30側を一部露出させ、ABS30から後退させるようにして形成する。すなわち、第2の前側シールド部66の上面に後退スペース66hが確保されるような位置にマスク88を形成する。後退スペース66hは、後退スペース63hと同様に、例えば0.4μmから0.7μm程度の幅を有する細長い部分である。
【0184】
続いて、トリミング工程を実行する。このトリミング工程では、図30に示すように、上方向からイオンビームIBを照射してIBEを行い、第2の前側シールド部66のABS30側部分と、第1の前側シールド部62のABS30側部分とをまとめて切除する。このとき、IBEは上側に配置されている第2の前側シールド部66については前端面がすべて切除されるが、下側の第1の前側シールド部62については前端面の一部が残るようにして実行する。こうすることにより、第1の前側シールド部62について、前述したシールド接続部62cが形成される。さらに、IBEは前述の後退傾斜構造を備えたシールド接続部62cが出現するようにして実行する。
【0185】
次に、図31に示すように、積層体の表面全体にアルミナ(Al)からなる絶縁膜39を形成する。この絶縁膜39のうち、第1の前側シールド部62の前端面から第2の前側シールド部66の前端面にわたって形成される部分が前述した連続絶縁膜39になる。
【0186】
続いて、図32に示すように、積層体の表面における第2のシールド層(第2の前側シールド部66)と第2の後側シールド部67との間に、間隙部を1つ備えた導体層73を形成する。この導体層73は後に第2のコイル層53となる。導体層73は第2のシールド層(第2の前側シールド部66)と第2の後側シールド部67に絶縁膜39を介して隙間なく接触するようにして形成する。
【0187】
その後、導体層73の間隙部にフォトレジスト層86を形成し、アルミナ(Al)を用いて積層体の表面をカバーし得る保護絶縁膜91を3μm〜4μm程度の厚さで形成する。それから、第2の前側シールド部66と第2の後側シールド部67が現われるまで積層体の表面をCMPにより研摩して積層体表面の平坦化を行う。そして、この後、薄膜磁気ヘッド300の場合と同様に実行することによって、変位抑制層85と保護絶縁層92とを形成すると、薄膜磁気ヘッド310が得られる。
【0188】
(薄膜磁気ヘッド310の作用効果)
薄膜磁気ヘッド310は、下部薄膜コイル11と、上部薄膜コイル50を有している。下部薄膜コイル11も上部薄膜コイル50も、ターン数は3本であるが、上部薄膜コイル50は第1のコイル層52と、第2のコイル層53の多重構造を有している。そのため、1平面あたりのターン数は1本または2本と少ないながら全体で3本のターン数を確保できている。したがって、薄膜磁気ヘッド310は、ABS30からの奥行きを狭めることができる。
【0189】
その上、薄膜磁気ヘッド310は、薄膜磁気ヘッド300と同様の第1の前側シールド部62を有している。この第1の前側シールド部62も、薄膜磁気ヘッド300と同様に、シールド前端面62b、シールド上端面62fおよびシールド接続部62cを有し、ABS30に露出する部分がシールド前端面62bになっている。そのため、薄膜磁気ヘッド310では、図7の上側に示したようなトリム前前端面62aよりもABS30に配置される前端面の大きさが小さくなる。したがって第1の前側シールド部62が突出する可能性を抑制することができる。よって、薄膜磁気ヘッド310は薄膜磁気ヘッド300と同様、磁路長の短縮に影響を及ぼすことなくABS30の一部の突出を抑制できるようになっている。
【0190】
また、第2の前側シールド部66の前端面66aが平坦前端面になっていて、これがシールド接続部62cと段差なく接続されている。そのため、第2の前側シールド部66と第1の前側シールド部62とに対し、連続絶縁膜39を確実に形成することができる。さらに、トリミング工程で、第2のシールド部と第1のシールド部のABS30側部分をまとめて切除しているから、段差なくつながる平坦面を確実に形成することができる。しかも、第1の前側シールド部62のシールド上端面62fに対して第2の前側シールド部66を位置合わせする必要がないから、その分、製造工程を簡略化することができる。
【0191】
(変形例1)
薄膜磁気ヘッド310は、次のようにして製造することもできる。第1のコイル層52を形成するまでの工程を前述の場合と同様の手順で実行した後、図33に示すように、フォトレジストを用いてマスク83を形成する。マスク83は、第1の前側シールド部62のABS30側を一部露出させるようにして形成する。すなわち、第1の前側シールド部62の上面に後退スペース62hが確保されるような位置にマスク83を形成する。
【0192】
続いて、トリミング工程を実行する。このトリミング工程では、図33に示すように、イオンビームIBを上方向から照射してIBEを行い、第1の前側シールド部62のABS30側部分を切除する。このとき、IBEは第1の前側シールド部62について、前端面の一部が残るようにして実行する。こうすることにより、第1の前側シールド部62について、残された前端面によって前述したシールド前端面62bが形成される。さらに、IBEは前述の後退傾斜構造を備えたシールド接続部62cが出現するようにして実行する。
【0193】
次に、マスク83を除去した後、図34に示すように、積層体の表面全体にアルミナ(Al)からなる絶縁層(膜厚は0.1μm〜0.15μm程度)を形成した後、絶縁層を選択的に開口する。この絶縁層は、後にコイル間絶縁層84となる。この場合、すでにトリミング工程によって、第1の前側シールド部62のABS30側の一部分が切除されているので、コイル間絶縁層84の一部がシールド接続部62c上にも形成される。
【0194】
それから、NiFeまたはCoNiFe等の磁性材を用いて、フレームめっき法によって、開口した部分に重ねて第2のシールド層(第2の前側シールド部66)と、第2の後側シールド部67とを厚さ1.0μm〜2μm程度で形成する。さらに、積層体の表面全体にアルミナ(Al)からなる絶縁膜39を形成する。その後の工程を前述の場合と同様に実行すると、図35に示すように、薄膜磁気ヘッド311が得られる。この薄膜磁気ヘッド311は、前述した薄膜磁気ヘッド310と比べて上部薄膜コイル50のABS30側に配置される絶縁層の構造が異なっているが、他は同じ構造を有している。
【0195】
(変形例2)
次に、図36を参照して薄膜磁気ヘッド315について説明する。この薄膜磁気ヘッド315は、前述した薄膜磁気ヘッド311と比べて、下部薄膜コイル11の代わりに下部薄膜コイル12を有する点と、上部薄膜コイル50の代わりに上部薄膜コイル150を有する点で相違している。
【0196】
下部薄膜コイル12は、下部薄膜コイル11と比べてターン数が4本になっている点で相違している。すなわち、下部薄膜コイル12はターン部11b、11d、11fに加えてターン部11iを有している。また、上部薄膜コイル150は、上部薄膜コイル50と比べて、第1のコイル層52の代わりに第1のコイル層54を有する点で相違している。第1のコイル層54は、第2のコイル層53と同様に、ターン数が2本である。
【0197】
この薄膜磁気ヘッド315も、上部薄膜コイル150が多重構造を有しているため、ABS30からの奥行きを狭めることができる。また、薄膜磁気ヘッド315は、第1の前側シールド部62を有しているため、第1の前側シールド部62が突出する可能性を抑制することができる。したがって、薄膜磁気ヘッド315は薄膜磁気ヘッド310と同様に、磁路長の短縮に影響を及ぼすことなくABS30の一部の突出を抑制できるようになっている。
【0198】
第3の実施の形態
次に、図37図39を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る垂直磁気記録方式の薄膜磁気ヘッドについて説明する。ここで、図37は、本発明の第3の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド316のABS30と交差する方向に沿った図1に対応する断面図である。図38は変形例にかかる薄膜磁気ヘッド317のABS30と交差する方向に沿った図1に対応する断面図、図39は別の変形例にかかる薄膜磁気ヘッド318のABS30と交差する方向に沿った図1に対応する断面図である。
【0199】
薄膜磁気ヘッド316は、薄膜磁気ヘッド311と比較して、下部薄膜コイル11の代わりに下部薄膜コイル111を有する点と、上部薄膜コイル50の代わりに上部薄膜コイル151を有する点とで相違している。
【0200】
下部薄膜コイル111は、第1のコイル層13および第2のコイル層16を有している。第1のコイル層13および第2のコイル層16はいずれもABS30から離れた位置に配置されている。下部薄膜コイル111は、第1のコイル層13および第2のコイル層16によって下部導体群を構成している。第1のコイル層13、第2のコイル層16はともにターン数が1本である。下部薄膜コイル111は、(1+1)ターン構造を有している。
【0201】
薄膜磁気ヘッド316では、下部薄膜コイル111と上部薄膜コイル151の双方が2層の多重構造を有している。
【0202】
上部薄膜コイル151は、第1のコイル層52および第2のコイル層57を有している。第1のコイル層52および第2のコイル層57はABS30から離れた位置に配置されている。上部薄膜コイル151は、第1のコイル層52および第2のコイル層57によって上部導体群を構成している。第1のコイル層52、第2のコイル層57はともにターン数が1本である。上部薄膜コイル151も(1+1)ターン構造を有している。
【0203】
(薄膜磁気ヘッド316の作用効果)
薄膜磁気ヘッド316は、下部薄膜コイル111と、上部薄膜コイル151を有している。下部薄膜コイル111も上部薄膜コイル151も、ターン数は2本であるが、多重構造を有している。そのため、1平面あたりのターン数は1本と少ないながら全体で2本のターン数を確保できている。したがって、薄膜磁気ヘッド316は、ABS30からの奥行きを狭めることができる。しかも、薄膜磁気ヘッド316は、薄膜磁気ヘッド300と同様の第1の前側シールド部62を有しているから、第1の前側シールド部62が突出する可能性を抑制することができる。したがって、薄膜磁気ヘッド316は薄膜磁気ヘッド315と同様に、磁路長の短縮に影響を及ぼすことなくABS30の一部の突出を抑制できるようになっている。
【0204】
このような薄膜磁気ヘッド316のほか、図38に示すように、下部薄膜コイル112および上部薄膜コイル50を有する薄膜磁気ヘッド317とすることもできる。また、図39に示すように、下部薄膜コイル10Bおよび上部薄膜コイル152を有する薄膜磁気ヘッド318とすることもできる。下部薄膜コイル112は、ターン数が2本の第1のコイル層17と、ターン数が1本の第2のコイル層16とを有している。
【0205】
(ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置の実施の形態)
次に、ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置の実施の形態について、図41図42を参照して説明する。
【0206】
図41は、上述の薄膜磁気ヘッド300を備えたハードディスク装置201を示す斜視図である。また、図42はHGA210の裏面側を示す斜視図である。図41に示すように、ハードディスク装置201は、高速回転するハードディスク(磁気記録媒体)202と、ヘッドジンバルアセンブリ(HGA:Head Gimbals Assembly)210とを有している。ハードディスク装置201は、HGA210を作動させて、ハードディスク202の記録面に、データの記録および再生を行う装置である。ハードディスク202は、複数枚(図では4枚)のディスクを有している。各ディスクは、それぞれの記録面が薄膜磁気ヘッド300に対向している。
【0207】
ハードディスク装置201は、アセンブリキャリッジ装置203によって、図42に示すスライダ208をトラック上に位置決めする。このスライダ208に薄膜磁気ヘッド300が形成されている。また、ハードディスク装置201は、複数の駆動アーム209を有している。各駆動アームは、ボイスコイルモータ(VCM)205によってピボットベアリング軸206を中心に回動し、ピボットベアリング軸206に沿った方向にスタックされている。そして、各駆動アームの先端にHGA210が取りつけられている。
【0208】
さらに、ハードディスク装置201は、記録再生を制御する制御回路(control circuit)204を有している。
【0209】
次に、HGA210について図42を参照して説明する。HGA210は、サスペンション220の先端部分にスライダ208が固着されている。また、HGA210では、配線部材224の一端部がスライダ208の端子電極に電気的に接続されている。
【0210】
そして、サスペンション220は、ロードビーム222と、ロードビーム222の基部に設けられているベースプレート221と、ロードビーム222上の先端側からベースプレート221の手前側にかけて固着して支持され、弾性を備えたフレクシャ223と、配線部材224とを有している。配線部材224はリード導体およびその両端に電気的に接続された接続パッドを有している。
【0211】
ハードディスク装置201は、HGA210を回転させると、スライダ208がハードディスク202の半径方向、すなわち、トラックラインを横切る方向に移動する。
【0212】
このようなHGA210およびハードディスク装置201は薄膜磁気ヘッド300を有しているから、媒体対向面の一部が突出することを、磁路長の短縮に影響を及ぼすことなく抑制することができる。そのため、ハードディスク202の表面からの浮上量を縮小し、スライダ208をハードディスク202に近づけることができる。
【0213】
特に、ハードディスク装置201が薄膜磁気ヘッド300を有しているときは、ハードディスク装置201が従来の薄膜磁気ヘッド700を有しているときよりも磁路長を短縮することが可能となる。そのため、薄膜磁気ヘッド300のインダクタンスを小さくすることができる。したがって、薄膜コイルに周波数が高い記録信号を流すことが可能であり、記録媒体に対する記録密度を高くすることができる。
【0214】
なお、以上の各実施の形態では、変位抑制層を有する薄膜磁気ヘッドを例にとって説明しているが、本発明は、変位抑制層を有しない薄膜磁気ヘッドについても適用することができる。また、薄膜コイルがシールド磁性層40、ライトシールド層60の周りに平面渦巻き状に巻回されているが、主磁極層26の周りに螺旋状に巻回されていてもよい。
【0215】
以上の説明は、本発明の実施の形態についての説明であって、この発明の装置及び方法を限定するものではなく、様々な変形例を容易に実施することができる。又、各実施形態における構成要素、機能、特徴あるいは方法ステップを適宜組み合わせて構成される装置又は方法も本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【0216】
本発明を適用することにより、媒体対向面の一部が突出することを、磁路長の短縮に影響を及ぼすことなく抑制できるようにすることができる。本発明は垂直磁気記録方式で磁気記録動作を行う薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法並びにヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置で利用することができる。
【符号の説明】
【0217】
1…基板、11,12,111,112…下部薄膜コイル、13,17,52…第1のコイル層、16,53…第2のコイル層,26…主磁極層、26f…底面、29…ギャップ層、30…ABS、39…連続絶縁膜、40,49…シールド磁性層、50,51,151…上部薄膜コイル、60,160…ライトシールド層,61…対向シールド部、62…前側シールド部、62b…シールド前端面、62c…シールド接続部、62f…シールド上端面、62r…シールド下端面、62c1…横平坦部、62c2…縦平坦部、63…連結シールド部、64…後側シールド部、65…上部ヨーク層、66…第2の前側シールド部、66a…平坦前端面、67…第2の後側シールド部、90,91,92…保護絶縁層、201…ハードディスク装置、202…ハードディスク、210…HGA、300,310,311,315,316,317…薄膜磁気ヘッド。
図38
図1
図2
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