JP3824599B2 - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも記録用の誘導型磁気変換素子を備えた薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法ならびにこの薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばハードディスクなどの磁気記録媒体（以下、単に「記録媒体」という。）の面記録密度の向上に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。薄膜磁気ヘッドの記録方式としては、例えば、信号磁界の向きを記録媒体の面内方向（長手方向）にする長手記録方式や、信号磁界の向きを記録媒体の面に対して直交する方向にする垂直記録方式が知られている。現在のところは長手記録方式が広く利用されているが、面記録密度の向上に伴う市場動向を考慮すれば、今後は長手記録方式に代わり垂直記録方式が有望視されるものと想定される。なぜなら、垂直記録方式では、高い線記録密度を確保可能な上、記録済みの記録媒体が熱揺らぎの影響を受けにくいという利点が得られるからである。
【０００３】
垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドの主要部は、例えば、磁束を発生させる薄膜コイルと、この薄膜コイルにおいて発生した磁束を外部に放出して記録処理を実行する主磁極層と、この主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させるリターンヨーク層（環流磁極層）とを含んで構成されている。この種の薄膜磁気ヘッドとしては、例えば、主磁極層のトレーリング側（媒体流出側）にリターンヨーク層が配設されたものがいくつか知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。これらの薄膜磁気ヘッドでは、主磁極層から磁束が放出された際に、その主磁極層のトレーリング側の端縁近傍から放出された磁束のうちの周囲への広がり成分がリターンヨーク層に流れ込むため、結果として磁束の広がりが抑制される。したがって、リターンヨーク層を備えていないものと比較して、記録媒体対向面（エアベアリング面）近傍における記録磁界勾配が急峻になり、結果としてＳＮ（Signal to Noise ）比が改善されるという利点が得られる。
【０００４】
その一方で、従来の垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドでは、不要な磁束によって記録媒体の記録情報を消去してしまったり、上書きしてしまうなどの問題が生じていた。図３３および図３４は、いずれも再生ヘッド部１１０Ａおよび記録ヘッド部１１０Ｂとを備えた従来の薄膜磁気ヘッド１１０の断面構成を示している。薄膜コイル１２２は、リターンヨーク層１２８と主磁極層１２４との接続部を中心として、積層面に平行な同一平面（ＸＹ平面）内に巻回されたスパイラル構造をなしており、主磁極層１２４に磁束を発生させるようになっている。図３３は、主磁極層１２４から放出された磁束１３０が、主磁極層１２４から見て再生ヘッド部１１０Ａとは反対側（すなわち、トレーリング側）に設けられたリターンヨーク層１２８へ還流するように構成されたものである。一方、図３４は、主磁極層１２４から放出された磁束１３０が、主磁極層１２４から見て再生ヘッド部１１０Ａの側（リーディング側とも呼ばれる）に設けられたリターンヨーク層１２８へ還流するように構成されたものである。図３３および図３４に示したように、いずれの場合も、主磁極層１２４から放出され、記録媒体としての磁気ディスク１０２を通過したのちリターンヨーク層１２８に流入する戻り磁束１３０Ｒが、リターンヨーク層１２８に集中してしまう。このため、戻り磁束１３０Ｒが、本来、記録媒体への書き込みに寄与すべきでない不要な磁束となり、上記したような意図しない記録情報の消去や上書きなどの問題を引き起こす場合もあった。この問題に対処するものとして、トレーリング側およびリーディング側の双方にリターンヨーク層を配設するようにした薄膜磁気ヘッドが開示されている（例えば、特許文献４参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第４６５６５４６号明細書
【特許文献２】
特開平０５−３２５１３７号公報
【特許文献３】
特開平０６−２３６５２６号公報
【特許文献４】
特許第３３６８２４７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドの普及を図るためには、さらなる記録密度の向上が求められる。したがって、さらに強力な記録磁界を発生させる必要がある。しかしながら、スパイラル構造の薄膜コイルを有する従来の垂直記録方式の薄膜磁気ヘッドでは、薄膜コイルによって生じる磁束を十分に効率よく利用することが難しく、記録電流に対する記録磁界が低いので、さらなる高記録密度化に対応するには、情報記録動作時により大きな記録電流を流さなければならなかった。ところが、駆動回路に流すことの可能な電流値には限度があり、また、大電流を流した場合には薄膜磁気ヘッド自体の発熱およびそれに伴う膨張などのおそれがあり、磁気記録デバイスとしての信頼性に欠けていた。このため、より低い記録電流であっても安定した記録動作を実現可能な薄膜磁気ヘッドが望まれている。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、さらなる高記録密度化に対応しつつ、安定した記録特性を確保することが可能な薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法ならびにこの薄膜磁気ヘッドを備えた磁気記録装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、絶縁層を介して主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えるようにしたものである。
第１の還流磁極層は、主磁極層の媒体進行方向における媒体流入側に、記録媒体対向面から遠い側の第１の接続領域において主磁極層と連結されるように配設されている。第２の環流磁極層は、主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に、記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して主磁極層と対向すると共に記録媒体対向面から遠い側の第２の接続領域において主磁極層と連結されるように配設されており、かつ、記録媒体対向面から絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含んで構成されている。
さらに、記録媒体対向面に直交し、かつ媒体進行方向を含む面内において、薄膜コイルの媒体流出側の断面のうち最も記録媒体に近い断面よりも、薄膜コイルの媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成されている。
ここで、「ヘリカル状に巻回する」とは、記録媒体対向面に平行な投影面において記録媒体対向面とほぼ直交する主磁極層の周囲を巻回すると共に、膜面に平行な面内において渦を巻くようなスパイラル状に巻回する状態とは異なり、記録媒体対向面に直交する中心軸方向の成分を有し、その中心軸方向に沿って延在している状態を示す。
【０００９】
本発明に係る磁気記録装置は、記録媒体と、この記録媒体に磁気的に情報を記録する薄膜磁気ヘッドとを有し、薄膜磁気ヘッドが、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、絶縁層を介して主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えるようにしたものである。
第１の還流磁極層は、主磁極層の媒体進行方向における媒体流入側に、記録媒体対向面から遠い側の第１の接続領域において主磁極層と連結されるように配設されている。第２の環流磁極層は、主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に、記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して主磁極層と対向すると共に記録媒体対向面から遠い側の第２の接続領域において主磁極層と連結されるように配設されており、かつ、記録媒体対向面から絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含んで構成されている。
さらに、記録媒体対向面に直交し、かつ媒体進行方向を含む面内において、薄膜コイルの媒体流出側の断面のうち最も記録媒体に近い断面よりも、薄膜コイルの媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成されている。
【００１０】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドまたは磁気記録装置では、ヘリカル状に巻回する薄膜コイルを用いるので、スパイラル状に巻回する薄膜コイルを用いた場合と異なり、薄膜コイルと主磁極層との距離を薄膜コイルのほぼ全域に亘って短くすることができる。このため、このヘリカル状の薄膜コイルに電流を流すことによって、スパイラル状の薄膜コイルを用いた場合よりも効率的に主磁極層を通過する磁束が形成される。さらに、主磁極層から流出した磁束が、絶縁層を介して主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成された第１および第２の環流磁極層に分岐して流れるので、還流磁束の集中が緩和される。
しかも、第２の環流磁極層が、主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に、記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して主磁極層と対向すると共に記録媒体対向面から遠い側の第２の接続領域において主磁極層と連結されるように配設されており、かつ、記録媒体対向面から絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含んで構成されるようにしたので、第１の部分がシールド層として機能する。すなわち、薄膜コイルのうちの、主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に設けられた部分と、記録媒体とが磁気的に隔てられることとなる。
さらに、記録媒体対向面に直交し、かつ媒体進行方向を含む面内において、薄膜コイルの媒体流出側の断面のうち最も記録媒体に近い断面よりも、薄膜コイルの媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成したので、薄膜コイルに流れる電流によって発生する還流磁束が記録媒体に対して直接及んでしまうのを抑制することができる。
【００１１】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、さらに、主磁極層が、記録媒体をその表面と直交する方向に磁化させるための磁束を放出するように構成されていることが望ましい。
【００１２】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えた薄膜磁気ヘッドを製造するための方法であって、下部ヨーク層と、下部ヨーク層上における記録媒体対向面から遠い側となる第１の接続領域に立設する接続層とを含むように第１の還流磁極層を形成する工程と、第１の還流磁極層における第１の接続領域以外の領域を覆うように第１の絶縁層を選択的に形成する工程と、第１の絶縁層の上に、記録媒体のトラック幅に対応するトラック幅方向に沿って帯状に延在する複数の第１のコイル部材を、記録媒体対向面から離れる方向に沿って配列するように形成する工程と、複数の第１のコイル部材における各々の両端部分とそれぞれ連結して積層方向に伸びる複数の中間コイル部材を形成すると共に第１のコイル部材および中間コイル部材の周囲を充填するように第２の絶縁層を形成する工程と、複数の第１のコイル部材に対応する領域に第２の絶縁層を挟んで位置すると共に接続層と接することにより第１の還流磁極層と磁気的に連結し、かつ、トラック幅方向に沿った幅が中間コイル部材の間隔よりも小さくなるように主磁極層を選択的に形成する工程と、主磁極層の上にギャップ層を形成したのち、主磁極層およびギャップ層を挟んで第１のコイル部材とは反対側に、中間コイル部材と連結すると共に第１のコイル部材の全てよりも記録媒体対向面に近い側に少なくとも１つが位置するように第２のコイル部材を複数形成することにより、薄膜コイルの形成を完了する工程と、第２のコイル部材を覆うように第３の絶縁層を形成すると共に、ギャップ層を介して主磁極層と対向しつつ記録媒体対向面から第３の絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結しつつ記録媒体対向面から遠い側となる第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結する第２の部分とを含むように第２の還流磁極層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００１３】
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、ヘリカル状に巻回する薄膜コイルに電流を流すことにより、スパイラル状に巻回するコイルを用いた場合よりも効率的に主磁極層を通過する磁束が形成されると共に、主磁極層から流出された磁束が第１および第２の還流磁極層に分流されて還流磁束の集中が緩和される薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
その上、第２の還流磁極層を、記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して主磁極層と対向すると共に記録媒体対向面から遠い側となる第２の接続領域において主磁極層と連結させるように形成し、さらに、記録媒体対向面から第３の絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含むように形成するようにしたので、第１の部分によって、薄膜コイルのうちの、主磁極層の媒体進行方向における媒体流出側に設けられた部分と、記録媒体とが磁気的に隔てられた薄膜磁気ヘッドが得られる。
さらに、薄膜コイルを形成するにあたって、第１のコイル部材の全てよりも記録媒体対向面に近い側に少なくとも１つが位置するように複数の第２のコイル部材を形成するようにしたので、薄膜コイルに流れる電流によって発生する還流磁束が記録媒体に対して直接及んでしまうのを抑制することができる。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、特に、中間コイル部材を形成する工程において、中間コイル部材と、接続層とを同時に形成することが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
【００１５】
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを搭載した磁気記録装置の構成について説明する。図１は、磁気記録装置の内部構成を表す斜視図であり、図２は、磁気記録装置の要部であるヘッドスライダの外観を拡大して示した斜視図である。
【００１６】
この磁気記録装置は、図１に示したように、例えば、筐体１の内部に情報が記録されることとなる記録媒体としての複数の磁気ディスク２と、各磁気ディスク２に対応して配設され、先端にヘッドスライダ３が取り付けられた複数のアーム４とを備えている。磁気ディスク２は、筐体１に固定されたスピンドルモータ５を中心として回転可能となっている。アーム４は、動力源としての駆動部６に接続されており、筐体１に固定された固定軸７を中心として、ベアリング８を介して旋回可能となっている。なお、図１では、例えば、固定軸７を中心として複数のアーム４が一体として旋回するモデルを示している。
【００１７】
ヘッドスライダ３は、図２に示したように、アーム４の旋回時における空気抵抗を減少させるために凹凸構造が形成されたほぼ直方体状の基体１１と、この基体１１のうち、磁気ディスク２に対向する記録媒体対向面１１Ａ（以下、エアベアリング面１１Ａという。）と直交する一側面（図２における手前側の面）に配設された垂直記録方式の薄膜磁気ヘッド１０とを有している。なお、図２では、エンベアリング面１１Ａ側の凹凸構造を視認できるようにするため、図１に示した状態とは上下を反転させた状態を示している。
【００１８】
次に、図３ないし図５を参照して、薄膜磁気ヘッド１０の構成について説明する。図３は薄膜磁気ヘッド１０の断面構成を表しており、（Ａ）はエアベアリング面１１Ａに平行な断面構成を示し、（Ｂ）はエアベアリング面１１Ａに垂直な断面構成を示している。図４は図３に示した薄膜磁気ヘッド１０の主要部をＩＶ矢視方向から眺めた平面構成を表し、図５は図３に示した薄膜磁気ヘッド１０の主要部の斜視構成を表している。なお、図３の断面構成は、図４に示したIII−III切断線の矢視方向に対応している。また、図３に示した上向きの矢印Ｍは、薄膜磁気ヘッド１０に対して磁気ディスク２（図３では示さず）が相対的に進行する方向、すなわち磁気ディスク２の進行方向（媒体進行方向）を示している。
【００１９】
以下の説明では、図３〜図５の各図中におけるＸ軸方向の距離を「幅」、Ｙ軸方向の距離を「長さ」、Ｚ軸方向の距離を「厚さまたは高さ」と表記する。また、Ｙ軸方向のうちのエアベアリング面１１Ａに近い側を「前側または前方」、その反対側を「後側または後方」と表記するものとする。これらの表記内容は、後述する図６以降においても同様とする。
【００２０】
この薄膜磁気ヘッド１０は、例えば、記録・再生の双方の機能を実行可能な複合型ヘッドであり、図３に示したように、例えばアルティック（Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＴｉＣ）などのセラミック材料により構成された基体１１上に、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃ ）などの非磁性絶縁材料により構成された絶縁層１２と、磁気抵抗効果（ＭＲ；Magneto-resistive ）を利用して再生処理を実行する再生ヘッド部１０Ａと、例えばＡｌ₂Ｏ₃などの非磁性絶縁材料により構成された分離層１７と、垂直記録方式の記録処理を実行する単磁極型の記録ヘッド部１０Ｂと、例えばＡｌ₂Ｏ₃などの非磁性絶縁材料により構成されたオーバーコート層２９とがこの順に積層された構成を有している。
【００２１】
再生ヘッド部１０Ａは、例えば、下部シールド層１３と、シールドギャップ膜１４と、上部シールド層１５とがこの順に積層された構成を有している。シールドギャップ膜１４には、エアベアリング面１１Ａに一端面が露出するように、再生素子としてのＭＲ素子１６が埋設されている。
【００２２】
下部シールド層１３および上部シールド層１５は，例えば、いずれもニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ（例えばＮｉ：８０重量％，Ｆｅ：２０重量％）；以下、単に「パーマロイ（商品名）」という。）などの磁性材料により構成されており、それらの厚さは約１．０μｍ〜２．０μｍである。シールドギャップ膜１４は、ＭＲ素子１６を周囲から電気的に分離するものであり、例えばＡｌ₂Ｏ₃などの非磁性絶縁材料により構成されている。ＭＲ素子１６は、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；Giant Magneto-resistive ）またはトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ；Tunneling Magneto-resistive ）などを利用して再生処理を実行するものである。
【００２３】
記録ヘッド部１０Ｂは、主磁極層２４と、絶縁層２１，２３，２６Ｂ，２７およびギャップ層２６Ａによって周囲から絶縁されると共に、磁気ディスク２と直交する軸を中心とし、主磁極層２４の周囲をヘリカル状に巻回するように構成されたヘリカルコイル２２と、主磁極層２４およびヘリカルコイル２２を挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層２４から放出されて磁気ディスク２を磁化した磁束を環流させる下部リターンヨーク層１８および上部リターンヨーク層２８とを有している。ここで、ヘリカルコイル２２が、本発明の「薄膜コイル」の一具体例に対応し、下部リターンヨーク層１８および上部リターンヨーク層２８が、それぞれ本発明の「第１の還流磁極層」および「第２の還流磁極層」の一具体例に対応する。
【００２４】
ヘリカルコイル２２は、銅（Ｃｕ）などの高導電性材料により構成され、両端部が図示しない電極に接続されており、書込動作時に電流が流れるようになっている。ヘリカルコイル２２を流れる電流により、磁束が生じる。ヘリカルコイル２２は、リーディング側の複数のコイル部材２２Ａとトレーリング側の複数のコイル部材２２Ｃとがそれぞれコイル部材２２Ｂを介して順に連結し、１本の連続体として構成されている。さらに、ヘリカルコイル２２のトレーリング側の断面のうち最も磁気ディスク２に近い断面よりも、ヘリカルコイル２２のリーディング側の断面のうち最も磁気ディスク２に近い断面のほうがエアベアリング面１１Ａから遠い側に位置するように構成されている。すなわち、コイル部材２２Ａの最前端位置２２ＡＦがコイル部材２２Ｃの最前端位置２２ＣＦよりも遠い側に位置するようになっている。ここで、コイル部材２２Ａが本発明の「第１のコイル部材」に対応する一具体例であり、コイル部材２２Ｂが本発明の「中間コイル部材」に対応する一具体例であり、さらにコイル部材２２Ｃが本発明の「第２のコイル部材」に対応する一具体例である。また、ここで言うところの「連結」とは、単に接触しているだけでなく、接触した上で電気的導通が可能な状態にあることを意味している。
【００２５】
主磁極層２４は、ヘリカルコイル２２において発生した磁束を収容し、その磁束を磁気ディスク２に向けて放出するものである。主磁極層２４は、エアベアリング面１１Ａからこの面と離れる方向に延在しており、このエアベアリング面１１Ａから記録トラック幅を規定する一定幅Ｗ１をもって延在する先端部２４Ａと、この先端部２４Ａの後方に連結され、先端部２４Ａの幅Ｗ１よりも大きな幅Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１）を有する後端部２４Ｂとを含んで構成されている。先端部２４Ａの幅Ｗ１は、例えば約０．２μｍ以下である。後端部２４Ｂの幅は、例えば、後方において一定幅Ｗ２を有し、かつ前方において先端部２４Ａに近づくにしたがって漸次縮小するようになっている。この主磁極層２４の幅が先端部２４Ａから後端部２４Ｂへ拡がる位置は、薄膜磁気ヘッド１０の記録性能を決定する重要な因子のうちの１つである「フレアポイントＦＰ」である。この主磁極層２４は、例えば、２．４Ｔ（テスラ）の飽和磁束密度を有する磁性材料、具体的には鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）系や鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）系の磁性材料により構成されており、その厚さは約０．２μｍ〜０．３μｍである。さらに、主磁極層２４は、この主磁極層２４の磁気ボリューム（磁束収容量）を確保するための補助的な磁束の収容部分として機能する補助磁極層を備えるようにしてもよい。ここで、ヘリカルコイル２２は、後端部２４Ｂの周囲のみを巻回するように構成されている。
【００２６】
ギャップ層２６Ａは、エアベアリング面１１Ａ近傍において主磁極層２４と上部リターンヨーク層２８との間に磁気的なギャップを設けるためのものである。このギャップ層２６Ａは、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃などの非磁性絶縁材料により構成されており、その厚さは約０．２μｍ以下である。
【００２７】
絶縁層２１，２３，２６Ｂ，２７は、ヘリカルコイル２２を周囲から電気的に分離するためのものである。絶縁層２１，２３，２６Ｂは、例えば、Ａｌ₂ Ｏ₃ などの非磁性絶縁材料により構成されている。絶縁層２７は、例えば、加熱されることにより流動性を示すフォトレジスト（感光性樹脂）やスピンオングラス（ＳＯＧ）などにより構成されており、その表面が丸みを帯びた斜面を有している。この絶縁層２７の最前端の位置は、薄膜磁気ヘッド１０の記録性能を決定する重要な因子のうちの１つである「スロートハイトゼロ位置ＴＰ」である。このスロートハイトゼロ位置ＴＰとエアベアリング面１１Ａとの間の距離は「スロートハイトＴＨ」であり、約０．３μｍ以下である。
【００２８】
下部および上部リターンヨーク層１８，２８は、主磁極層２４から放出されて磁気ディスク２を磁化した磁束を環流させるためのものである。下部リターンヨーク層１８は、例えば、下部ヨーク部１８Ａとバックヨーク部１８Ｂとからなり、主磁極層２４のリーディング側（媒体流入側）に、エアベアリング面１１Ａに近い側において下部ヨーク部１８Ａが絶縁層２１，２３を介して主磁極層２４と対向すると共に、エアベアリング面１１Ａから遠い側の第１の接続領域としてのバックギャップ２１ＢＧにおいてバックヨーク部１８Ｂが主磁極層２４と連結されるように配設されている。一方、上部リターンヨーク層２８は、主磁極層２４のトレーリング側（媒体流出側）に、エアベアリング面１１Ａに近い側においてギャップ層２６Ａを介して主磁極層２４と対向すると共にエアベアリング面１１Ａから遠い側の第２の接続領域としてのバックギャップ２６ＢＧにおいて主磁極層２４と連結されるように配設されている。より詳細には、上部リターンヨーク層２８は、エアベアリング面１１Ａから絶縁層２７の最前端位置（すなわち、スロートハイトゼロ位置ＴＰ）まで延在する第１の部分としてのＴＨ規定部２８Ａと、このＴＨ規定部２８Ａと連結されると共にバックギャップ２６ＢＧにかけて延在して主磁極層２４と連結された第２の部分としての上部ヨーク部２８Ｂとからなる複合構造を有している。ＴＨ規定部２８Ａは、エアベアリング面１１Ａと、少なくともヘリカルコイル２２のうちのエアベアリング面１１Ａに最も近い部分を含むコイル部材２２Ｃとを隔てるように設けられ、磁気的にシールドするシールド機能を有している。ここで言うシールド機能とは、ヘリカルコイル２２を流れる電流によって生じる磁束が主磁極層２４に流入せずに磁気ディスク２を磁化してしまうことを抑制する機能に加え、主磁極層２４のエアベアリング面１１Ａ側から流出する還流磁束３０のうちの不要な広がり成分を、磁気ディスク２に到達する前に吸入してしまう機能をも意味する。
【００２９】
下部および上部リターンヨーク層１８，２８は、例えば、エアベアリング面１１Ａからバックギャップ２１ＢＧ，２６ＢＧにかけて延在して磁気的に連結した構造を有し、パーマロイや鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）などの磁性材料により構成されている。下部リターンヨーク層１８および上部ヨーク部２８Ｂは、いずれも、例えば矩形状の平面形状を有しており、ＴＨ規定部２８Ａは、例えば、図４に示したように、フレアポイントＦＰから後方へ向けて漸次広がる斜面をなす主磁極層２４に対応するような平面形状を有している。
【００３０】
上記した「トレーリング側（媒体流出側）」とは、媒体進行方向Ｍ（図３参照）に向かって進行する磁気ディスク２の移動状態を１つの流れと見た場合に、その流れの流出する側をいい、ここでは厚さ方向（Ｚ軸方向）における上側をいう。これに対して、「リーディング側（媒体流入側）」とは、流れの流入する側をいい、ここでは厚さ方向における下側をいう。
【００３１】
次に、図６を参照して、薄膜磁気ヘッド１０の動作について説明する。
【００３２】
図６に示したように、この薄膜磁気ヘッド１０では、情報の記録時において、図示しない外部回路を通じて記録ヘッド部１０Ｂのヘリカルコイル２２に電流が流れると、そのヘリカルコイル２２において還流磁束３０が発生する。このとき発生した還流磁束３０は主磁極層２４に収容されたのち、その内部を後端部２４Ｂから先端部２４Ａに流れる。この際、主磁極層２４内を流れる磁束は、その主磁極層２４の幅の減少（Ｗ２→Ｗ１）に伴い、フレアポイントＦＰにおいて絞り込まれて集束するため、先端部２４Ａのうちのトレーリング側部分に磁束が集中する。この磁束が先端部２４Ａから外部に放出されると、磁気ディスク２の表面と直交する方向（Ｙ方向）に記録磁界が発生し、この記録磁界により磁気ディスク２が垂直方向に磁化されるため、磁気ディスク２に磁気的に情報が記録される。さらに、磁気ディスク２を磁化した還流磁束３０は、戻り磁束３０Ｒとして下部および上部リターンヨーク層１８，２８に環流される。
【００３３】
この薄膜磁気ヘッド１０では、磁気ディスク２と直交する軸を中心とし、主磁極層２４の周囲をヘリカル状に巻回するように構成されたヘリカルコイル２２により、例えば、図３３または図３４に示したようなスパイラル状の薄膜コイル１２２に比べ、次のような利点がある。すなわち、スパイラル状の薄膜コイル１２２では、内部を流れる電流によって生じる磁束の成分のうち、主磁極層１２４に流入する割合が比較的低いので非効率的であるが、ヘリカル状に巻回するヘリカルコイル２２ではほとんどの磁束成分が主磁極層２４に流入するので還流磁束３０を効率よく形成できる。その上、図３３または図３４に示したようなスパイラル形状の薄膜コイル１２２に比べ、ヘリカルコイル２２はコイル長（全長）を短くすることができるので、コイル自体の電気抵抗値を下げることができる。また、主磁極層２４から流出した還流磁束３０が磁気ディスク２を通過したのち下部および上部リターンヨーク層１８，２８に分流して流入するので、下部および上部リターンヨーク層１８，２８におけるエアベアリング面１１Ａ側の端面近傍での戻り磁束３０Ｒの集中を緩和することができる。
【００３４】
さらに、エアベアリング面１１Ａから絶縁層２７の最前端位置（スロートハイトゼロ位置ＴＰ）まで延在するＴＨ規定部２８Ａを設けるようにしたので、磁気ディスク２に対するシールド効果を高めることができる。例えば、図３２に示した比較例としての薄膜磁気ヘッド２１０のように、コイル部材２２Ａのうちの最前端位置２２ＡＦが、コイル部材２２Ｃのうちの最前端位置２２ＣＦよりもエアベアリング面１１Ａに近い位置となるようにした場合には、ヘリカルコイル２２を流れる電流によって発生した磁束が主磁極層２４に流入せずに直に磁気ディスク２を磁化したりすることにより、意図しないトラックの書込や消去などの動作をしてしまうおそれがある。これに対し、本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１０によれば、ＴＨ規定部２８Ａがコイル部材２２Ｃと磁気ディスク２との間のシールド層として機能すると共に、コイル部材２２Ａのうちの最前端位置２２ＡＦが、コイル部材２２Ｃのうちの最前端位置２２ＣＦよりもエアベアリング面１１Ａに遠い位置となるので、上記のような意図しないトラックの書込や消去などの動作を抑制することができる。このため、ヘリカルコイル２２を磁気ディスク２により接近させた場合であっても比較的安定した書込動作を行うことが可能となる。
【００３５】
一方、再生時においては、再生ヘッド部１０ＡのＭＲ素子１６にセンス電流が流れると、磁気ディスク２からの再生用の信号磁界に応じてＭＲ素子１６の抵抗値が変化する。そして、この抵抗変化がセンス電流の変化として検出されるため、磁気ディスク２に記録されている情報が磁気的に読み出される。
【００３６】
次に、図７〜図１８を参照して、図３〜図５に示した薄膜磁気ヘッドを製造する方法について説明する。図７〜図１８は薄膜磁気ヘッド１０の製造工程を説明するため断面図または平面図である。
【００３７】
以下では、まず、薄膜磁気ヘッド全体の製造工程の概略について説明したのち、薄膜磁気ヘッド１０の主要部（ここでは、記録ヘッド部１０Ｂ）の形成工程について詳細に説明する。なお、薄膜磁気ヘッド１０の一連の構成要素の材質、寸法および構造的特徴等については既に詳述したので、その説明を随時省略するものとする。
【００３８】
この薄膜磁気ヘッド１０は、主に、めっき処理やスパッタリングなどの成膜技術、フォトリソグラフィ技術などのパターニング技術、ならびにドライエッチングなどのエッチング技術等を含む既存の薄膜プロセスを利用して、各構成要素を順次形成して積層させることにより製造される。すなわち、まず、基体１１上に絶縁層１２を形成したのち、この絶縁層１２上に、下部シールド層１３と、ＭＲ素子１６を埋設したシールドギャップ膜１４と、上部シールド層１５とをこの順に積層させることにより、再生ヘッド部１０Ａを形成する。続いて、再生ヘッド部１０Ａ上に分離層１７を形成したのち、この分離層１７上に、主磁極層２４と、絶縁層２１，２３，２６Ｂ，２７に埋設され、主磁極層２４を中心として巻回し、主磁極層２４の延在する方向に沿って延在するように構成されたヘリカルコイル２２と、主磁極層２４およびヘリカルコイル２２を挟んで互いに対向するように構成された下部リターンヨーク層１８および上部リターンヨーク層２８とを有する記録ヘッド部１０Ｂを形成する。最後に、記録ヘッド部１０Ｂ上にオーバーコート層２９を形成したのち、機械加工や研磨加工を利用してエアベアリング面１１Ａを形成することにより、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００３９】
記録ヘッド部１０Ｂを形成する際には、分離層1７を形成したのち、まず、図７に示したように、分離層1７上に、例えばめっき処理を使用して、後工程においてエアベアリング面１１Ａとなる位置（図３参照）を含むように鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）系、鉄ニッケル合金（ＮｉＦｅ）系または鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）系の磁性材料よりなる下部ヨーク部１８Ａを選択的に形成する。続いて、例えばスパッタリングを使用して、下部ヨーク部１８Ａおよびその周辺の分離層1７を覆うように、Ａｌ₂Ｏ₃よりなる前駆絶縁層（図示せず）を形成する。
【００４０】
続いて、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ）法を使用して、少なくとも下部ヨーク部１８Ａが露出するまで前駆絶縁層を研磨して平坦化することにより、図８に示したように、下部ヨーク部１８Ａの周囲を埋め込むように絶縁層１９を形成する。
【００４１】
続いて、図９に示したように、下部ヨーク部１８Ａおよび絶縁層１９の上における、のちにバックヨーク部１８Ｂを形成することとなるバックギャップ２１ＢＧ以外の領域にＡｌ₂Ｏ₃よりなる絶縁層２１を選択的に形成したのち、下部ヨーク部１８Ａの形成領域における絶縁層２１の上に、トラック幅方向（Ｘ方向）に帯状に延在する複数のコイル部材２２Ａを、例えばめっき処理を使用して、エアベアリング面１１Ａから離れる方向（Ｙ方向）に沿って配列するように形成する。図９（Ａ）に示したように、コイル部材２２Ａは例えば短冊形状を有し、互いに平行かつ等間隔となるように配設されている。さらに、複数のコイル部材２２Ａおよび絶縁層２１の一部を覆うように選択的にフォトレジスト膜を形成したのち、焼成することにより絶縁層２３Ａを形成する。ここでは、コイル部分２２Ａの各々の両端部と、バックギャップ２１ＢＧとを絶縁層２３Ａによって覆わずに残すようにする。なお、図９（Ａ）が積層面内に沿った平面構成を表し、図９（Ｂ）が図９（Ａ）に示したＩＸ（Ｂ）−ＩＸ（Ｂ）切断線における矢視方向の断面構成を表す。以降、図１０ないし図１４も同様である。
【００４２】
続いて、フォトレジスト層（図示せず）を、コイル部分２２Ａの各々の両端部とバックギャップ２１ＢＧとを残すように選択的に形成したのち、例えばめっき法により、図１０に示したように、コイル部分２２Ａの各々の両端部とそれぞれ連結して積層方向に伸びる複数のコイル部材２２Ｂの一部をなす柱状部材２２ＢＬと、バックギャップ２１ＢＧにおいて下部ヨーク層１８Ａと連結する接続層としてのバックヨーク部１８Ｂとを同時に形成する。さらに、全面に亘って、例えばＡｌ₂Ｏ₃よりなる前駆絶縁層２３ＢＺを形成する。こののち、例えばＣＭＰ法により、少なくともバックヨーク部１８Ｂが露出し、かつコイル部材２２Ａおよび絶縁層２３Ａが露出しない程度に前駆絶縁層２３ＢＺを研磨して平坦化することにより、図１１に示したように、バックヨーク部１８Ｂの周囲を埋め込むように絶縁層２３（２３Ａ，２３Ｂ）を形成する。これにより、下部リターンヨーク層１８の形成が一応完了する。
【００４３】
次に、図１２に示したように、絶縁層２３、バックヨーク部１８Ｂおよび柱状部材２２ＢＬのそれぞれの上面を含む平坦面上に主磁極層２４を選択的に形成する。この主磁極層２４を形成する際には、例えばめっき処理により、下部ヨーク部１８Ａと同種の磁性材料を用いて形成し、前方から順に先端部２４Ａと後端部２４Ｂとを含むようにし、後端部２４Ｂのうちの最もエアベアリング面１１Ａから遠い部分（バックギャップ２１ＢＧに相当する部分）をバックヨーク部１８Ｂと磁気的に連結するようにする。この際、トラック幅方向（Ｘ方向）に沿った後端部２４Ｂの一定幅Ｗ２は、コイル部材２２Ａの（Ｘ方向の）幅よりも小さくなるようにする。さらに、主磁極層２４の形成と同時に、これと同じ厚みを有する柱状部材２２ＢＵを柱状部材２２ＢＬの上に形成することにより、コイル部材２２Ｂを完成させる。ここで便宜的に、コイル部材２２Ｂのうち、各コイル部材２２Ａの一方の端部に形成されるものをコイル部材２２Ｂ１と呼び、主磁極層２４を挟んで反対側の端部に形成されるものをコイル部材２２Ｂ２と呼ぶこととする。
【００４４】
主磁極層２４およびコイル部材２２Ｂを形成したのち、図１３に示したように、例えばスパッタリングを使用して、主磁極層２４およびその周辺の絶縁層２３を覆うように、Ａｌ₂Ｏ₃よりなるギャップ２６Ａを形成する。ここでは、主磁極層２４の上におけるギャップ層２６Ａの厚みが約０．２μｍ以下の厚さとなるようにするのが望ましい。こののち、さらに、ギャップ層２６Ａの上の、後端部２４Ｂに対応する領域部分に絶縁層２６Ｂを形成する。ギャップ層２６Ａおよび絶縁層２６Ｂを形成する際には、コイル部分２２Ｂとバックギャップ２６ＢＧとを覆わないようにする。
【００４５】
ギャップ層２６Ａおよび絶縁層２６Ｂを形成したのち、図１４に示したように、隣り合うコイル部材２２Ａにおけるコイル部材２２Ｂ１とコイル部材２２Ｂ２とを交互に連結するようにコイル部材２２Ｃを形成する。これにより、主磁極層２４を中心として巻回し、主磁極層２４の延在する方向（Ｙ方向）に沿って延在するように連結された、コイル部材２２Ａとコイル部材２２Ｂとコイル部材２２Ｃとからなる一本の連続体としてのヘリカルコイル２２の形成が一応完了する。なお、ヘリカルコイル２２の両端部は、図示しない駆動回路に接続される。
【００４６】
続いて、図１５に示したように、例えばめっき処理やスパッタリングを使用して、最終的にスロートハイトＴＨが約０．３μｍ以下となるようにＴＨ規定部２８Ａをギャップ層２６Ａ上に選択的に形成したのち、例えばフォトリソグラフィ技術を使用して、コイル部材２２Ｃおよびその周辺のギャップ層２６Ａを覆うように、フォトレジスト膜２７Ｆを選択的に形成する。次いで、フォトレジスト膜２７Ｆを焼成することにより、図１６に示したように、絶縁層２７を形成する。この焼成によりフォトレジスト膜２７Ｆが流動するため、前方部分がＴＨ規定部２８Ａの後端面に隣接したまま、後方部分が丸みを帯びた斜面を有するように絶縁層２７が形成される。最後に、例えばめっき処理やスパッタリングを使用して、絶縁層２７およびその周辺を覆うように、パーマロイや鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）よりなる上部ヨーク部２８Ｂを選択的に形成することにより、上部リターンヨーク層２８を完成させる。この上部リターンヨーク層２８を形成する際には、前方においてギャップ層２６Ａを介して主磁極層２４と対向するＴＨ規定部２８Ａと連結されるようにすると共に後方においてバックギャップ２６ＢＧを通じて主磁極層２４と連結されるようにする。これにより、記録ヘッド部１０Ｂの形成が完了する。なお、上記ではヘリカルコイル２２の形成を完了したのちにＴＨ規定部２８Ａを形成するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、ＴＨ規定部２８Ａを形成したのちにコイル部材２２Ｃを形成してヘリカルコイル２２を完成するようにしてもよい。
【００４７】
以上のように、本実施の形態によれば、磁気ディスク２と直交する軸を中心とし、主磁極層２４の周囲をヘリカル状に巻回するように構成されたヘリカルコイル２２により、主磁極層２４を通過する還流磁束３０を効率よく形成することができる。その上、図３３または図３４に示したようなスパイラル形状の薄膜コイル１２２に比べ、ヘリカルコイル２２はコイル長（全長）を短くすることができるので、コイル自体の電気抵抗値を下げることができる。その結果、記録時におけるヘリカルコイル２２の発熱を低減でき、薄膜磁気ヘッドの熱による膨張（サーマルプルトリュージョン）を抑制し、安定した記録（書込）動作を確保することができる。また、主磁極層２４から流出した還流磁束３０が磁気ディスク２を通過したのち下部および上部リターンヨーク層１８，２８に分流して円滑に流入するので、下部および上部リターンヨーク層１８，２８におけるエアベアリング面１１Ａ側の端面近傍での戻り磁束３０Ｒの集中が緩和され、意図しない記録情報の消去や上書きといった問題を回避することができる。
【００４８】
さらに、コイル部材２２Ａのうちの最前端位置２２ＡＦが、コイル部材２２Ｃのうちの最前端位置２２ＣＦよりもエアベアリング面１１Ａに遠い位置としたので、意図しないトラックの書込や消去などの動作を容易に抑制することができる。特に、エアベアリング面１１Ａから絶縁層２７の最前端位置（スロートハイトゼロ位置ＴＰ）まで延在するＴＨ規定部２８Ａを設けるようにしたので、磁気ディスク２に対するシールド効果が高まり、より確実に不要な書込を回避することができる。このため、より安定した書込動作を行うことが可能となる。また、ＴＨ規定部２８Ａの後端面の位置に基づいてスロートハイトゼロ位置ＴＰを規定するようにしたことにより、スロートハイトＴＨをより精密に制御し、記録特性のぶれを防止することができる。すなわち、ＴＨ規定部２８Ａを利用せずに、焼成後の絶縁層２７の成形位置に基づいてスロートハイトゼロ位置ＴＰを規定するようにした場合には、例えば、焼成条件のずれ等に起因してフォトレジスト膜２７Ｆが流動しすぎると、絶縁層２７の最前端位置が所望の位置よりも前方にシフトするため、結果としてスロートハイトＴＨが設計値よりも短くなる可能性がある。これに対して、ＴＨ規定部２８Ａを利用して絶縁層２７の最前端位置が規定される本実施の形態の場合には、絶縁層２７がＴＨ規定部２８Ａに隣接している限り、スロートハイトゼロ位置ＴＰが常にＴＨ規定部２８Ａの後端面の位置で規定されるため、結果としてスロートハイトＴＨを精密に制御することが可能になる。したがって、スロートハイトＴＨに基づく記録特性のぶれが防止されるのである。
【００４９】
＜変形例＞
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における変形例について説明する。
【００５０】
上記実施の形態では、記録ヘッド部１０Ｂを形成する際に、下部ヨーク部１８Ａと連結するバックヨーク部１８Ｂと、中間コイル部材２２Ｂとを同時に形成するようにしたが、以下のように形成することもできる。以下、図１７ないし図２６を参照して、変形例としての薄膜磁気ヘッドの製造方法のうち、上記実施の形態と異なる記録ヘッド部１０Ｂの形成工程についてのみ詳細に説明する。
【００５１】
まず、図１７に示したように、分離層1７上に、例えばめっき処理を使用して、後工程においてエアベアリング面１１Ａとなる位置（図３参照）を含むように鉄コバルト合金（ＦｅＣｏ）系、鉄ニッケル合金（ＮｉＦｅ）系または鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）系の磁性材料よりなる下部ヨーク部１８Ａを選択的に形成する。続いて、例えばスパッタリングを使用して、下部ヨーク部１８Ａおよびその周辺の分離層1７を覆うように、Ａｌ₂Ｏ₃よりなる前駆絶縁層（図示せず）を形成する。
【００５２】
続いて、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing ）法を使用して、少なくとも下部ヨーク部１８Ａが露出するまで前駆絶縁層を研磨して平坦化することにより、図１８に示したように、下部ヨーク部１８Ａの周囲を埋め込むように絶縁層１９を形成する。こののち、下部ヨーク部１８Ａの平坦面上に、例えばめっき処理により、下部ヨーク部１８Ａと同種の磁性材料よりなるバックヨーク部１８Ｂを選択的に形成する。これにより、下部リターンヨーク層１８の形成が一応完了する。
【００５３】
続いて、図１９に示したように、全面に亘ってＡｌ₂Ｏ₃よりなる前駆絶縁層２１Ｚを形成したのち、バックヨーク部１８Ｂの形成領域を除く下部ヨーク部１８Ａの形成領域における前駆絶縁層２１Ｚの上に、トラック幅方向に帯状に延在する複数のコイル部材２２Ａを、例えばめっき処理を使用して、エアベアリング面１１Ａから離れる方向に沿って配列するように形成する。さらに、複数のコイル部材２２Ａおよび前駆絶縁層２１Ｚを覆うように、全面に亘ってＡｌ₂Ｏ₃よりなる前駆絶縁層２３Ｚを形成する。こののち、例えばＣＭＰ法を使用して、少なくともバックヨーク部１８Ｂが露出し、かつコイル部材２２Ａが露出しない程度に前駆絶縁層２３Ｚ，２１Ｚを研磨して平坦化することにより、図２０および図２１に示したように、バックヨーク部１８Ｂの周囲を埋め込むように絶縁層２１，２３を形成する。図２１は、図２０に対応し、ＸＸＩ矢視方向から眺めた平面図である。図２１に示したように、コイル部材２２Ａは短冊形状を有し、互いに平行かつ等間隔となるように配設されている。
【００５４】
次に、図２２に示したように、絶縁層２１，２３およびバックヨーク部１８Ｂからなる平坦面上に主磁極層２４を選択的に形成する。この主磁極層２４を形成する際には、例えばめっき処理により、下部ヨーク部１８Ａと同種の磁性材料を用いて形成し、前方から順に先端部２４Ａと後端部２４Ｂとを含むようにし、後端部２４Ｂのうちの最もエアベアリング面１１Ａから遠い部分（バックギャップ２１ＢＧに相当する部分）をバックヨーク部１８Ｂと磁気的に連結するようにする。この際、トラック幅方向（Ｘ方向）に沿った後端部２４Ｂの一定幅Ｗ２は、コイル部材２２Ａの（Ｘ方向の）幅よりも小さくなるようにする。主磁極層２４を形成したのち、図２３に示したように、例えばスパッタリングを使用して、主磁極層２４およびその周辺の絶縁層２１，２３を覆うように、Ａｌ₂Ｏ₃よりなる前駆絶縁層２５Ｚを形成する。
【００５５】
続いて、例えばＣＭＰ法を使用して、少なくとも主磁極層２４が露出するまで前駆絶縁層２５Ｚを研磨して平坦化することにより、図２４に示したように、主磁極層２４の周囲を埋め込むように絶縁層２５を形成する。続いて、主磁極層２４および絶縁層２５により構成された平坦面上に、例えばスパッタリングを使用して、約０．２μｍ以下の厚さとなるようにギャップ層２６Ａを形成する。こののち、さらに、ギャップ層２６Ａの上に絶縁層２６Ｂを、複数のコイル部材２２Ａにおける各々の両端部分を覆わないように選択的に形成する。ギャップ層２６Ａおよび絶縁層２６Ｂを形成する際には、いずれもバックギャップ２６ＢＧを覆わないようにする。
【００５６】
ギャップ層２６Ａおよび絶縁層２６Ｂを形成したのち、図２５に示したように、複数のコイル部材２２Ａにおける各々の両端部分とそれぞれ連結してＺ方向（積層方向）に伸びる複数のコイル部材２２Ｂを形成する。具体的には、各コイル部材２２Ａの両端部分に対応する領域におけるギャップ層２６Ａおよび絶縁層２３を、積層方向にイオンビームエッチング等により除去することによりスルーホールを形成したのち、めっき処理などによってコイル部材２２Ａと同種の材料をスルーホールに埋め込むことによりコイル部材２２Ｂを形成する。ここで便宜的に、コイル部材２２Ｂのうち、各コイル部材２２Ａの一方の端部に形成されるものをコイル部材２２Ｂ１と呼び、主磁極層２４を挟んで反対側の端部に形成されるものをコイル部材２２Ｂ２と呼ぶこととする。
【００５７】
コイル部材２２Ｂを形成したのち、図２６に示したように、隣り合うコイル部材２２Ａにおけるコイル部材２２Ｂ１とコイル部材２２Ｂ２とを交互に連結するようにコイル部材２２Ｃを形成する。これにより、主磁極層２４の周囲を巻回し、主磁極層２４の延在する方向（Ｙ方向）に沿って延在するように連結された、コイル部材２２Ａとコイル部材２２Ｂとコイル部材２２Ｃとからなる一本の連続体としてのヘリカルコイル２２の形成が一応完了する。なお、ヘリカルコイル２２の両端部は、図示しない駆動回路に接続される。
【００５８】
続いて、図２７に示したように、例えばめっき処理やスパッタリングを使用して、最終的にスロートハイトＴＨが約０．３μｍ以下となるようにＴＨ規定部２８Ａをギャップ層２６Ａ上に選択的に形成したのち、例えばフォトリソグラフィ技術を使用して、コイル部材２２Ｃおよびその周辺のギャップ層２６Ａを覆うように、フォトレジスト膜２７Ｆを選択的に形成する。次いで、フォトレジスト膜２７Ｆを焼成することにより、図２８に示したように、絶縁層２７を形成する。この焼成によりフォトレジスト膜２７Ｆが流動するため、前方部分がＴＨ規定部２８Ａの後端面に隣接したまま、後方部分が丸みを帯びた斜面を有するように絶縁層２７が形成される。最後に、例えばめっき処理やスパッタリングを使用して、絶縁層２７およびその周辺を覆うように、パーマロイや鉄コバルトニッケル合金（ＦｅＣｏＮｉ）よりなる上部ヨーク部２８Ｂを選択的に形成することにより、上部リターンヨーク層２８を完成させる。この上部リターンヨーク層２８を形成する際には、前方においてギャップ層２６Ａを介して主磁極層２４と対向するＴＨ規定部２８Ａと連結されるようにすると共に後方においてバックギャップ２６ＢＧを通じて主磁極層２４と連結されるようにする。これにより、記録ヘッド部１０Ｂの形成が完了する。なお、本変形例では、ヘリカルコイル２２の形成を完了したのちにＴＨ規定部２８Ａを形成するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、ＴＨ規定部２８Ａを形成したのちにコイル部材２２Ｃを形成してヘリカルコイル２２を完成するようにしてもよい。
【００５９】
以上のように、本変形例においても、上記実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１０の記録ヘッド部１０Ｂを形成することができる。
【００６０】
【実施例】
次に、本発明に関する実施例について説明する。上記実施の形態における薄膜磁気ヘッド１０の諸特性を、図３４に示した従来の薄膜磁気ヘッド１１０と共に調べたところ、以下のことが確認された。
【００６１】
まず、薄膜磁気ヘッド１０，１１０の再生磁界強度の記録位置依存性を調べたところ、図２９（Ａ）および図２９（Ｂ）に示した結果が得られた。図２９（Ａ）が薄膜磁気ヘッド１０の結果を表し、図２９（Ｂ）が薄膜磁気ヘッド１１０の結果を表す。いずれも、図中の「横軸」は磁気ディスク２，１０２に設けられた同一トラック上の記録位置を示し、「縦軸」は比較のために規格化した再生磁界強度（任意単位）を示している。横軸の「０」位置がトラック幅方向（Ｘ方向）における薄膜磁気ヘッド１０，１１０の中心位置、すなわち、主磁極層２４の先端部２４Ａにおける中心位置に相当する。
【００６２】
図２９（Ａ）および図２９（Ｂ）に示した結果から判るように、図２９（Ａ）においては横軸「０」位置にのみ鋭いピークが現れているのに対し、図２９（Ｂ）では横軸「０」位置の両隣にも小さなピークが現れている。このことから、従来の薄膜磁気ヘッド１１０を用いて記録をおこなった磁気ディスク１０２では、本来、記録されるべきトラック以外の箇所に情報が記録されてしまっているのに対し、本発明の薄膜磁気ヘッド１０を用いて記録をおこなった磁気ディスク２では、本来、記録されるべきトラックにのみ情報の記録がなされていることが確認できた。
【００６３】
続いて、薄膜磁気ヘッド１０，１１０のオーバーライト特性の電流依存性を調べたところ、図３０に示した結果が得られた。実線で示した曲線Ｌ１０が薄膜磁気ヘッド１０の結果であり、破線で示した曲線Ｌ１１０が薄膜磁気ヘッド１１０の結果である。図３０において、「横軸」は書込動作時にヘリカルコイル２２（または薄膜コイル１２２）の内部を流す電流値を示し、一方の「縦軸」はオーバーライト特性（ｄＢ）を示している。
【００６４】
図３０に示した結果から判るように、オーバーライト特性は、本発明の薄膜磁気ヘッド１０のほうが、従来の薄膜磁気ヘッド１１０と比較して、書込電流領域の全般に亘って良好な数値を示した。すなわち、ヘリカルコイル２２を用いた本発明の薄膜磁気ヘッド１０は、より低い書込電流であっても効率よく還流磁界３０を形成することが可能であることが確認できた。
【００６５】
以上の点をまとめると、本発明の薄膜磁気ヘッドは、従来に比べ、より高い記録効率を確保しつつ、意図しない記録情報の消去や上書きといった問題を引き起こすことなく、高い信頼性を確保できることがわかった。
【００６６】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、例えば、上記実施の形態および実施例では、本発明を単磁極型ヘッドに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、リング型ヘッドに適用してもよい。また、上記実施の形態では、本発明を複合型薄膜磁気ヘッドに適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、書き込み用の誘導型磁気変換素子を有する記録専用の薄膜磁気ヘッドや、記録・再生兼用の誘導型磁気変換素子を有する薄膜磁気ヘッドにも適用可能である。もちろん、本発明を、書き込み用の素子および読み出し用の素子の積層順序を逆転させた構造の薄膜磁気ヘッドについても適用可能である。
【００６７】
さらに、また、上記実施の形態および実施例では、第２の還流磁極層（上部リターンヨーク層２８）が、別体からなる第１の部分（ＴＨ規定部２８Ａ）と第２の部分（上部ヨーク部２８Ｂ）とが連結されて構成されるようにしたが、図３１に示したように、一体物として構成されるようにしてもよい。但し、図３１に示した薄膜磁気ヘッドの場合には、第２の還流磁極層の一部の領域であるシールド領域２８Ｓが、薄膜コイルで生じた磁束が直に記録媒体を励磁しないよう、磁気的に遮蔽する機能を有することとなる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の薄膜磁気ヘッドまたは磁気記録装置によれば、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、絶縁層を介して主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えるようにしたので、薄膜コイルに電流を流すことにより、従来のスパイラル状の薄膜コイルを備えた場合と比べ、より効率的に主磁極層を通過する磁束を形成することができると共に、主磁極層から流出された磁束を第１および第２の還流磁極層に分流させて還流磁束の集中を緩和することができる。このため、さらなる高記録密度化に対応しつつ、意図しない記録情報の消去や上書きといった問題を回避し、安定した記録特性を確保することができる。
【００６９】
特に、第２の還流磁極層が、記録媒体対向面から絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、第１の部分と連結されると共に、第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含むように構成したので、薄膜磁気ヘッドの記録性能を決定する重要な因子のうちの１つであるスロートハイトをより精密に制御し、記録特性のぶれを防止しつつ、薄膜コイルが発生した還流磁束が直に記録媒体に及んで磁化してしまうのを抑制することができ、より確実に不要な書込を回避することができる。
【００７０】
さらに、記録媒体対向面に直交し、かつ媒体進行方向を含む面内において、薄膜コイルの媒体流出側の断面のうち最も記録媒体に近い断面よりも、薄膜コイルの媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成したので、薄膜コイルが発生した還流磁束が直に記録媒体に及んで磁化してしまうのを抑制することができ、より容易に不要な書込を回避することができる。
【００７１】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、主磁極層および薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、主磁極層から放出されて記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えた薄膜磁気ヘッドを製造するにあたり、下部ヨーク層と、この下部ヨーク層上における記録媒体対向面から遠い側となる第１の接続領域に立設する接続層とを含むように第１の還流磁極層を形成する工程と、この第１の還流磁極層の上に、第１の絶縁層を介して、記録媒体のトラック幅に対応するトラック幅方向に沿って帯状に延在する複数の第１のコイル部材を、記録媒体対向面から離れる方向に沿って配列するように形成する工程と、複数の第１のコイル部材における各々の両端部分とそれぞれ連結して積層方向に伸びる複数の中間コイル部材を形成すると共に第１のコイル部材および中間コイル部材の周囲を充填するように第２の絶縁層を形成する工程と、複数の第１のコイル部材に対応する領域に第２の絶縁層を挟んで位置すると共に接続層と接することにより第１の還流磁極層と磁気的に連結し、かつ、トラック幅方向に沿った幅が中間コイル部材の間隔よりも小さくなるように主磁極層を選択的に形成する工程と、主磁極層の上にギャップ層を形成したのち、主磁極層およびギャップ層を挟んで第１のコイル部材とは反対側に、中間コイル部材と連結するように第２のコイル部材を形成することにより、薄膜コイルの形成を完了する工程と、第２のコイル部材の上に、第３の絶縁層を介して、第２の還流磁極層を形成する工程とを含むようにしたので、ヘリカル状に巻回する薄膜コイルに電流を流すことにより、スパイラル状に巻回するコイルを用いた場合よりも効率的に主磁極層を通過する磁束が形成されると共に、主磁極層から流出された磁束が第１および第２の還流磁極層に分流されて還流磁束の集中が緩和される薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
その上、第２の還流磁極層を、記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して主磁極層と対向すると共に記録媒体対向面から遠い側となる第２の接続領域において主磁極層と連結させるように形成し、さらに、記録媒体対向面から絶縁層における記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に第２の接続領域にかけて延在して主磁極層と連結された第２の部分とを含むように形成するようにしたので、スロートハイトをより精密に制御し、記録特性のぶれを防止しつつ、薄膜コイルが発生した磁束が主磁極層を経由することなく直接、記録媒体に及んで磁化してしまうのを抑制することができる。
さらに、薄膜コイルを形成するにあたって、第１のコイル部材の全てよりも記録媒体対向面に近い側に少なくとも１つが位置するように複数の第２のコイル部材を形成するようにしたので、薄膜コイルに流れる電流によって発生する還流磁束が記録媒体に対して直接及んで磁化してしまうのを抑制することができ、より容易に不要な書込を回避することができる。
したがって、さらなる高記録密度化に対応しつつ、意図しない記録情報の消去や上書きといった問題を回避し、安定した記録特性を確保可能な薄膜磁気ヘッドを得ることができる。
【００７２】
特に、中間コイル部材を形成する工程において、中間コイル部材と、接続層とを同時に形成するようにした場合には工程を簡略化することができるので、上記のような、さらなる高記録密度化に対応しつつ、安定した記録特性を確保可能な薄膜磁気ヘッドを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気記録装置の内部構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示した磁気記録装置におけるヘッドスライダの外観構成を表す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドの主要部の平面構成を表す平面図である。
【図５】図３に示した薄膜磁気ヘッドの主要部の斜視構成を表す斜視図である。
【図６】図３に示した薄膜磁気ヘッドにおける書込動作を説明するための断面図である。
【図７】図３〜図５に示した薄膜磁気ヘッドを製造する工程における一工程を説明するための断面図である。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図である。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図である。
【図１３】図１２に続く工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１３に続く工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１４に続く工程を説明するための断面図である。
【図１６】図１５に続く工程を説明するための断面図である。
【図１７】図３〜図５に示した薄膜磁気ヘッドを製造する工程の変形例における一工程を説明するための断面図である。
【図１８】図１７に続く工程を説明するための断面図である。
【図１９】図１８に続く工程を説明するための断面図である。
【図２０】図１９に続く工程を説明するための断面図である。
【図２１】図２０に続く工程を説明するための断面図である。
【図２２】図２１に続く工程を説明するための断面図である。
【図２３】図２２に続く工程を説明するための断面図である。
【図２４】図２３に続く工程を説明するための断面図である。
【図２５】図２４に続く工程を説明するための断面図である。
【図２６】図２５に続く工程を説明するための断面図である。
【図２７】図２６に続く工程を説明するための断面図である。
【図２８】図２７に続く工程を説明するための断面図である。
【図２９】再生磁界強度の記録位置依存性を表す図である。
【図３０】オーバーライト特性の記録電流依存性を表す図である。
【図３１】図３に示した薄膜磁気ヘッドの変形例における断面構成を表す断面図である。
【図３２】比較例としての薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図３３】従来の薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図３４】従来の他の薄膜磁気ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【符号の説明】
１…筐体、２…磁気ディスク、３…ヘッドスライダ、１０…薄膜磁気ヘッド、１０Ａ…再生ヘッド部、１０Ｂ…記録ヘッド部、１１…基体、１１Ａ…エアベアリング面、１２，１９，２１，２３，２５，２６Ｂ，２７…絶縁層、１３…下部シールド層、１４…シールドギャップ膜、１５…上部シールド層、１６…ＭＲ素子、１７…分離層、１８…下部リターンヨーク層、１８Ａ…下部ヨーク部、１８Ｂ…バックヨーク部、２２…ヘリカルコイル、２４…主磁極層、２４Ａ…先端部、２４Ｂ…後端部、２６Ａ…ギャップ層、２７…フォトレジスト層、２８…上部リターンヨーク層、２８Ａ…ＴＨ規定部、２８Ｂ…上部ヨーク部、２９…オーバーコート層、３０…還流磁束、３０Ｒ…戻り磁束、ＦＰ…フレアポイント、ＮＨ…ネックハイト、ＴＨ…スロートハイト、ＴＰ…スロートハイトゼロ位置。

Claims (5)

1. 所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、
   前記記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、前記主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、
   絶縁層を介して前記主磁極層および前記薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、前記主磁極層から放出されて前記記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層と
   を備え、
   前記第１の還流磁極層は、前記主磁極層の前記媒体進行方向における媒体流入側に、前記記録媒体対向面から遠い側の第１の接続領域において前記主磁極層と連結されるように配設されており、
   前記第２の環流磁極層は、前記主磁極層の前記媒体進行方向における媒体流出側に、前記記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して前記主磁極層と対向すると共に前記記録媒体対向面から遠い側の第２の接続領域において前記主磁極層と連結されるように配設されており、かつ、前記記録媒体対向面から前記絶縁層における前記記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に前記第２の接続領域にかけて延在して前記主磁極層と連結された第２の部分とを含んで構成されており、
   前記記録媒体対向面に直交し、かつ前記媒体進行方向を含む面内において、前記薄膜コイルの前記媒体流出側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面よりも、前記薄膜コイルの前記媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが前記記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成されている
   ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
2. 前記主磁極層が、前記記録媒体をその表面と直交する方向に磁化させるための磁束を放出するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
3. 所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、前記記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、前記主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、前記主磁極層および前記薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、前記主磁極層から放出されて前記記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層とを備えた薄膜磁気ヘッドを製造するための方法であって、
   下部ヨーク層と、前記下部ヨーク層上における前記記録媒体対向面から遠い側となる第１の接続領域に立設する接続層とを含むように前記第１の還流磁極層を形成する工程と、
   前記第１の還流磁極層における前記第１の接続領域以外の領域を覆うように第１の絶縁層を選択的に形成する工程と、
   前記第１の絶縁層の上に、前記記録媒体のトラック幅に対応するトラック幅方向に沿って帯状に延在する複数の第１のコイル部材を、前記記録媒体対向面から離れる方向に沿って配列するように形成する工程と、
   前記複数の第１のコイル部材における各々の両端部分とそれぞれ連結して積層方向に伸びる複数の中間コイル部材を形成すると共に前記第１のコイル部材および中間コイル部材の周囲を充填するように第２の絶縁層を形成する工程と、
   前記複数の第１のコイル部材に対応する領域に前記第２の絶縁層を挟んで位置すると共に前記接続層と接することにより前記第１の還流磁極層と磁気的に連結し、かつ、前記トラック幅方向に沿った幅が前記中間コイル部材の間隔よりも小さくなるように前記主磁極層を選択的に形成する工程と、
   前記主磁極層の上にギャップ層を形成したのち、前記主磁極層およびギャップ層を挟んで前記第１のコイル部材とは反対側に、前記中間コイル部材と連結すると共に前記第１のコイル部材の全てよりも前記記録媒体対向面に近い側に少なくとも１つが位置するように第２のコイル部材を複数形成することにより、前記薄膜コイルの形成を完了する工程と、
   前記第２のコイル部材を覆うように第３の絶縁層を形成すると共に、前記ギャップ層を介して前記主磁極層と対向しつつ前記記録媒体対向面から前記第３の絶縁層における前記記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結しつつ前記記録媒体対向面から遠い側となる第２の接続領域にかけて延在して前記主磁極層と連結する第２の部分とを含むように前記第２の還流磁極層を形成する工程と
   を含む
   ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
4. 前記中間コイル部材と、前記接続層とを同時に形成する
   ことを特徴とする請求項３に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
5. 記録媒体と、この記録媒体に磁気的に情報を記録する薄膜磁気ヘッドとを有し、
   前記薄膜磁気ヘッドが、所定の媒体進行方向に移動する記録媒体に対向する記録媒体対向面から離れる方向に延在する主磁極層と、
   前記記録媒体対向面と直交する軸を中心とし、前記主磁極層の周囲をヘリカル状に巻回するように構成された薄膜コイルと、
   絶縁層を介して前記主磁極層および前記薄膜コイルを挟んで互いに対向するように構成され、前記主磁極層から放出されて前記記録媒体を磁化した磁束を環流させる第１および第２の環流磁極層と
   を備え、
   前記第１の還流磁極層は、前記主磁極層の前記媒体進行方向における媒体流入側に、前記記録媒体対向面から遠い側の第１の接続領域において前記主磁極層と連結されるように配設されており、
   前記第２の環流磁極層は、前記主磁極層の前記媒体進行方向における媒体流出側に、前記記録媒体対向面に近い側においてギャップ層を介して前記主磁極層と対向すると共に前記記録媒体対向面から遠い側の第２の接続領域において前記主磁極層と連結されるように配設されており、かつ、前記記録媒体対向面から前記絶縁層における前記記録媒体対向面に最も近い側の位置まで延在する第１の部分と、この第１の部分と連結されると共に前記第２の接続領域にかけて延在して前記主磁極層と連結された第２の部分とを含んで構成されており、
   前記記録媒体対向面に直交し、かつ前記媒体進行方向を含む面内において、前記薄膜コイルの前記媒体流出側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面よりも、前記薄膜コイルの前記媒体流入側の断面のうち最も前記記録媒体に近い断面のほうが前記記録媒体対向面から遠い側に位置するように構成されている
   ことを特徴とする磁気記録装置。

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