磁気記録装置およびその製造方法
【課題】高速度データ記録に対応した磁気記録ヘッドを提供する。
【解決手段】本発明の磁気記録装置は、非磁性誘電体層５５に埋設された下部磁界コイル５４と、非磁性誘電体層５５に埋設され、約３０°の角度で傾斜する壁面Ｂ１を有する主磁極５６と、ライトギャップ５２と、主磁極５６とＡＢＳとの間に位置する磁極チップ層７１と、トップヨークと、そのトップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイルとを備える。主磁極５６は、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有すると共に２４ｋＧ以上の飽和磁化を有する。一方、磁極チップ層７１は、１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下の飽和磁化と、０．１以上の磁気減衰定数とを有する。
【解決手段】本発明の磁気記録装置は、非磁性誘電体層５５に埋設された下部磁界コイル５４と、非磁性誘電体層５５に埋設され、約３０°の角度で傾斜する壁面Ｂ１を有する主磁極５６と、ライトギャップ５２と、主磁極５６とＡＢＳとの間に位置する磁極チップ層７１と、トップヨークと、そのトップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイルとを備える。主磁極５６は、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有すると共に２４ｋＧ以上の飽和磁化を有する。一方、磁極チップ層７１は、１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下の飽和磁化と、０．１以上の磁気減衰定数とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスクに対するデータ記録に関し、特に、毎秒ギガビット程度の高速度で記録が可能である磁気記録装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
最近の高密度磁気記録において、１インチ当たりの記録ビット数（ＢＰＩ：Bits per Inch）および書込データ速度はともに、ギガ領域に既に達し、あるいは急速に近づいている。このように記録ヘッドのデータ速度性能は向上しているが、これに伴ってビット・エラー・レート（ＢＥＲ：Bit Error Rate）も上昇しないようにすることが重要である。
【０００３】
記録ヘッドのデータ速度を強化するためには、書込電流に対する周波数応答を向上させる必要がある。書込処理の際、磁化は、以下の数１に示した式で表わすランダウ＝リフシッツ＝ギルバート方程式（Landau-Lifshitz-Gilbert equation）に従う。
【０００４】
【数１】
【０００５】
ここで、Ｍは磁化、γはジャイロ磁気係数、Ｈeffは印加磁界、減磁界、および異方性磁界を含む磁界を表す。αはギルバート減衰定数（Gilbert damping constant）を表す。
第１項は、磁化の、Ｈeff方向へのジャイロ運動を表し、第２項は、Ｍの運動エネルギーを消失させ、ＭをＨeff方向に沿って配向する減衰項を表す。
【０００６】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）の２つの例によって模式的に表すように、αの値によって、ＭがＨeffの方向へ配向する速さが規定される。αは、図１（Ａ）では比較的小さく、図１（Ｂ）では比較的大きい。減衰プロセスは、書込磁界に対する磁性材料の応答時間を決定する主たる要因である。今日の記録ヘッドにおいて使用される高飽和磁化（Ｍｓ）材料（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉからなる合金）の減衰定数は小さく、０．００２〜０．２の範囲である。
【０００７】
最近の高密度記録ヘッドにおけるもう１つの問題は、書込磁極の残留磁化によって、意図しないデータ消去が生じてしまうことである。この問題を解決するためには、優れた軟磁気特性（小さい異方性磁界Ｈｋ）を有する磁性材料が必要である。しかしながら、全ての軟磁性材料が、高強度の書込磁界を生成するに十分な大きさのＭｓ値を有しているわけではない。
【０００８】
従来技術に関して、所定の調査を行った結果、下記のような先行技術文献を得た。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７５９５９５９号明細書（Covington et al.）
【特許文献２】米国特許出願公開２００７／０１７１５７５号明細書（Lim et al.）
【特許文献３】米国特許出願公開２００９／０１９７１１９号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】W. Bailey et al. IEEE Magn. 37, pp1749, 2001
【非特許文献２】J. Rantschler et al. JAP. 101, pp033911, 2007
【００１１】
特許文献１では、希土類元素または遷移元素を用いたドーピングによって減衰が増加する可能性があることが開示されている。ドーパントとしては、Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ等が挙げられている。特許文献２では、軟磁性下地層上の、Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ等の希土類金属または遷移金属をドープすることによって形成された減衰制御層（damping control layer）が開示されている。また、特許文献３には、異方性磁界の低い軟磁性層が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の第１の目的は、高速度データ記録に対応した磁気記録ヘッドを提供することにある。
【００１３】
本発明の第２の目的は、上記の高速度データ記録に対応した磁気記録ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の第３の目的は、上記の高速度データ記録に対応した磁気記録ヘッドに含まれるいくつかの重要なサブ構造の組成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した目的は、記録ヘッドの磁気的サブ構造の一部または全部において、減衰定数の高い磁性材料を利用することによって達成される。その材料は、Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉの高次モーメント合金に、減衰定数を著しく増加させるわずかな割合の希土類金属および／または３ｄ−５ｄ遷移金属をドープしたものである。
【００１６】
本発明の重要な特徴の一つは、主磁極（main pole）に付加されたスティッチトポールチップを設けることにある。これらのサブ構造、すなわち主磁極とスティッチトポールチップとは材料組成がわずかに異なっている。一方のサブ構造は高磁気減衰を得るために最適化されたものである。他方のサブ構造は高飽和磁化を得るために最適化されたものである。これにより、高い減衰定数および高い飽和磁化の双方を有するデバイスが実現される。
【００１７】
本発明の第１の磁気記録装置の製造方法は、以下の各工程を含むものである。
（Ａ１）第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルを設ける工程。
（Ａ２）第１の上面に、その第１の上面に対して約３０°で傾斜する壁面を含むキャビティを形成する工程。
（Ａ３）壁面を覆うようにライトギャップを形成する工程。
（Ａ４）ライトギャップの、壁面の上部を覆う部分を除く全体を覆うようにマスクを形成する工程。
（Ａ５）壁面の上部に、２３ｋＯｅ以上２４ｋＯｅ以下の飽和磁化を有すると共に０．００２以上の磁気減衰定数を有する磁極チップ層の電着を開始する工程。
（Ａ６）磁極チップ層の厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下となったときに電着を終了し、マスクを除去する工程。
（Ａ７）磁気減衰定数が０．１以上０．５以下であると共に飽和磁化が１９ｋＯｅ以上の材料を用いてキャビティを埋めることにより、主磁極を形成する工程。
（Ａ８）主磁極の第３の上面と共通の平面に含まれる磁極チップ層の第２の上面が現れるまで平坦化処理を行い、ライトギャップの上方へ伸びるように０．１μｍ以上０．５μｍ以下の厚さを有するスティッチトポールチップを形成する工程。
（Ａ９）第２の上面の上に、トップヨーク、ライトヨーク、上部磁界コイルを形成する工程。
【００１８】
本発明の第２の磁気記録装置の製造方法は、以下の各工程を含むものである。
（Ｂ１）第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルを設ける工程。
（Ｂ２）第１の上面に、その第１の上面に対して約４５°の角度で傾斜する壁面を含むキャビティを形成する工程。
（Ｂ３）壁面を覆うようにライトギャップを形成する工程。
（Ｂ４）ライトギャップの、壁面の上部に対応する部分を除く全体を覆うようにマスクを形成する工程。
（Ｂ５）壁面の上部に、２３ｋＯｅ以上の飽和磁化を有すると共に０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有する磁極チップ層の電着を開始する工程。
（Ｂ６）磁極チップ層の厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下となったときに電着を終了し、マスクを除去する工程。
（Ｂ７）磁気減衰定数が０．１以上であると共に飽和磁化が１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下である主磁極に適した材料を用いてキャビティを埋めることにより、主磁極を形成する工程。
（Ｂ８）主磁極の第３の上面と共通の平面に含まれる磁極チップ層の第２の上面が現れるまで平坦化処理を行い、ライトギャップの上方へ伸びるように０．１μｍ以上１μｍ以下の厚さを有するスティッチトポールチップを形成する工程。
（Ｂ９）第２の上面の上に、トップヨーク、ライトヨーク、上部磁界コイルを形成する工程。
【００１９】
本発明の第１磁気記録装置は、以下の各構成要素を備えるものである。
（Ｃ１）第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイル。
（Ｃ２）非磁性誘電体層に埋設され、第１の上面から下方へ広がり、かつ、第１の上面に対して約３０°の角度で傾斜する壁面を有し、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有すると共に２４ｋＧ（ガウス）以上の飽和磁化を有する主磁極。
（Ｃ３）主磁極と非磁性誘電体層との間に位置するライトギャップ。
（Ｃ４）主磁極とＡＢＳとの間に位置し、主磁極の壁面と共通の傾斜面を含み、かつ、ライトギャップから第１の上面に至るまで上方へ延在するスティッチトポールとなる磁極チップ層。
（Ｃ５）トップヨーク。
（Ｃ６）トップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイル。
ここで磁極チップ層は、１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下の飽和磁化と、０．１以上の磁気減衰定数とを有するものである。
【００２０】
本発明の第２磁気記録装置は、以下の各構成要素を備えるものである。
（Ｄ１）第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイル。
（Ｄ２）非磁性誘電体層に埋設され、第１の上面から下方へ広がり、かつ、第１の上面に対して約３０°の角度で傾斜する壁面を有し、０．１以上の磁気減衰定数を有すると共に１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下の飽和磁化を有する主磁極。
（Ｄ３）主磁極と非磁性誘電体層との間に位置するライトギャップ層。
（Ｄ４）壁面の上部を覆い、かつ、主磁極の内部においてライトギャップ層から第１の上面に至るまで上方へ延在し、主磁極とＡＢＳとの間の距離に相当するスティッチトポールとなる磁極チップ層。
（Ｄ５）トップヨーク。
（Ｄ６）トップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイル。
ここで磁極チップ層は、２３ｋＧ以上の飽和磁化と、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数とを有するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の磁気記録装置およびその製造方法によれば、各々所定の材料からなる主磁極および磁極チップ層を備えるようにしたので、高い減衰定数および高い飽和磁化の双方を有し、高速度のデータ記録に適したデバイスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】減衰定数の値が低い場合（Ａ）と高い場合（Ｂ）とにおける磁化運動を比較するための図である。
【図２】減衰定数を、ＮｉＦｅ薄膜におけるドーパントとしての希土類元素Ｔｂ（テルビウム）およびＧｄ（ガドリニウム）の濃度（原子パーセント）に対する関数として表すグラフである（非特許文献１参照）。
【図３】飽和磁化Ｍｓを、ＮｉＦｅ薄膜における希土類ドーパントＴｂおよびＧｄの原子パーセントに対する関数として表すグラフである。
【図４】減衰定数を、ＮｉＦｅ薄膜における３ｄ−５ｄ元素の原子パーセントに対する関数として表すグラフである（非特許文献２参照）。
【図５】本発明の第１の実施の形態としての磁気記録装置を表す断面図および俯瞰図である。
【図６】本発明の磁気記録装置におけるスティッチトポールデザインの製造工程を表す図である。
【図７】図６に続くスティッチトポールデザインの製造工程を表す図である。
【図８】図７に続くスティッチトポールデザインの製造工程を表す図である。
【図９】図８に続くスティッチトポールデザインの製造工程を表す図である。
【図１０】図９に続くスティッチトポールデザインの製造工程を表す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態としての記録記録装置全体を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の目的、特徴および利点は、以下に記載の好適な実施の形態の説明に照らして理解される。
【００２４】
図２に示したように、Ｔｂ（テルビウム）のドーパント濃度が２％から約１７．５％へと増加すると、減衰定数αは０．１未満の値から０．３へと増加する。しかしながら、図３に示したように、材料の飽和磁化Ｍｓは、Ｔｂの濃度が４％程度までは大きく変化しないがその後減少し、Ｔｂの濃度が約１７．５％になると、飽和磁化Ｍｓは、約４％の場合の５０％程度まで減少する。このように、少量のＴｂをドープすれば、飽和磁化Ｍｓを減少させることなく減衰定数αを著しく向上させることができるが、減衰定数αをさらに増加させると、それに従って飽和磁化Ｍｓの値が低下してしまう。また、Ｇｄについても同様の傾向がみられる。
【００２５】
なお、図４に示したように、３ｄ−５ｄ遷移金属を用いてドープすることによっても、減衰定数を増加させることが可能である。各元素のドーピング濃度をｘ原子パーセントとしたときの減衰定数αZは、下記の式（２）を用いて計算される。
αZ＝α0＋βZx ……（２）
但し、
α0＝（８．０±０．５）×１０-3
である。
図４においてヒストグラム形式で表された各元素の数値は、種々の３ｄ−５ｄ金属におけるβZの値である。
【００２６】
本発明は、高飽和磁化Ｍｓおよび高減衰定数αを同一ユニットにおいて達成可能な記録ヘッドデザインを開示する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
まず、図５（Ａ）および５（Ｂ）を参照して、本発明の第１の実施の形態としての磁気記録装置の構成について説明する。図５（Ａ）は、本実施の形態としての磁気記録装置を表す断面図であり、素５（Ｂ）は、その磁気記録装置のうち、磁極チップ層７１および主磁極５６についての形状等を示した平面図である。
【００２８】
この磁気記録装置は、非磁性誘電体層５５に埋設された下部磁界コイル５４と、非磁性誘電体層５５に埋設され、かつ、下部磁界コイル５４の上方に位置する主磁極５６と、それら主磁極５６と非磁性誘電体層５５との間に位置するライトギャップ５２と、主磁極５６の先端（主磁極５６とＡＢＳとの間）に設けられたスティッチトポールとしての磁極チップ層７１とを備える。さらに、この磁気記録装置は、トップヨーク（図示せず）と、このトップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイル（いずれも図示せず）を備える。非磁性誘電体層５５は上面５５Ｓを有する。主磁極５６は、その上面５５Ｓから下方へ広がり、かつ、上面５５Ｓに対して約３０°（例えば３０±１°）または約４５°（例えば４５±１°）の角度で傾斜する壁面５６Ｓを有し、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有すると共に２４ｋＧ（ガウス）以上の飽和磁化を有するものである。磁極チップ層７１は、主磁極５６の壁面５６Ｓと共通の傾斜面を含み、かつ、ライトギャップ５２から上面５５Ｓに至るまで上方へ延在している。磁極チップ層７１は、１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下の飽和磁化と、０．１以上の磁気減衰定数とを有する。
【００２９】
主磁極５６の先端とＡＢＳとの距離は、例えば０．１μｍ以上０．５μｍ以下である。また、この磁気記録装置は、１０9ビット／秒以上の速度での磁気データ書き込みが可能なものである。磁極チップ層７１は、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料からなるとよい。
【００３０】
トップヨークについては、例えば０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとし、ライトヨークについては、例えば０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとする。
【００３１】
次に、本実施の形態における磁気記録装置の製造方法について、図５に加え、図６から図１０を参照して説明する。
【００３２】
図６（Ａ）は、この磁気記録装置の製造方法における第１段階を表す断面図である。ここに示す初期構造は、非磁性誘電体層５５に埋設された下部磁界コイル５４を有する。非磁性誘電体層５５の上部にはキャビティ５１が形成されている。また、非磁性誘電体層５５の先端（最終的にＡＢＳとなる部分）には、リーディングシールド５３が埋設されている。リーディングシールド５３の壁面５３Ｓは、キャビティ５１に含まれている。キャビティ５１はライトギャップ５２によって被覆されている。壁面５３Ｓは、キャビティ５１の底面５１ＬＳに対して垂直に配向しておらず、底面５１ＬＳから離れる方向に、底面５１ＬＳに対して約３０度の角度で上方に傾斜している。また、図６（Ｂ）には、図６（Ａ）を上方から見下ろした俯瞰図（平面図）を示す。
【００３３】
次に、図７に示したように、ライトギャップ５２を部分的に覆うマスク６１を形成する。ここでは、ライトギャップ５２の全体を覆うようにフォトレジスト層（図示せず）を堆積したのち、それをパターニングすることで、ライトギャップ５２の、傾斜した壁面５３Ｓに対応した傾斜部分の上部を除いた他の部分の全てを覆うマスクを形成する。
【００３４】
それから、図８に示したように、ライトギャップ５２の露出部分の上に磁極チップ材料７１Ｚを電着させる。図示しないが、実際には、電着開始前に導電性材料からなるシード層を（通常はスパッタリングによって）構造体全体の上に形成する。磁極チップ材料７１Ｚが所望の厚さ（一般に、０．１μｍ以上１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以上０．５μｍ以下）に達したら電着を終了し、図９に示したようにマスク６１を完全に除去する。これにより、キャビティ５１が再度現れる。
【００３５】
磁極チップ材料７１Ｚは磁極先端の形成に好適なものであり、飽和磁化Ｍｓ（４πＭｓ）の値が大きい（一般に２０ｋＯｅ以上２４，５ｋＯｅ以下、好ましくは２４．３ｋＯｅ以上２４．５ｋＯｅ以下の）ものである。磁極チップ材料７１Ｚにおける減衰定数αの値は０．０２以上である必要がある。これらの特性が得られる典型的な磁極チップ材料７１Ｚの組成は、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料、より具体的には例えばＦｅ30Ｃｏ70である。
【００３６】
そののち、図１０に示したように、キャビティ５１に、主磁極５６の構成材料として好適であるとともに、減衰定数αの値が高い（一般には０．０５以上０．５以下、好ましくは０．１以上０．２以下の）材料５６Ｚを、キャビティ５１を完全に埋めるように全面的に堆積させる。他方、磁極チップ材料７１Ｚの飽和磁化Ｍｓ（４πＭｓ）の値は、１９ｋＯｅ以上である必要がある。これらの特性が得られる典型的な主磁極材料５６Ｚの組成は典型的には、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料であり、より詳細には例えば［Ｆｅ３０％Ｃｏ７０％］1-xＴｂx（ｘは０．０１〜約０．２）である。
【００３７】
図５（Ａ）に示したように、構造体を、例えばＣＭＰによって平坦化し、磁極チップ層７１の上面を露出させる。磁極チップ層７１はライトギャップ５２から上方向に延在し、その厚さは０．１μｍ以上１．０μｍ以下である。
【００３８】
上部ヨーク、書込ヨーク、および上部磁界コイル等のデバイスの他の部分を、通常の方法で形成する。これによって、デバイスの製造を完了する。上記した特定の材料を用いれば、デバイスは、少なくとも１ＧＨｚの速度で磁気データ記録可能なものとなる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図１１は、本発明の第２の実施の形態としての磁気記録装置を表す断面図である。本実施の形態においては、記録ヘッドの他の部分、例えばヨークに、高α材料を用いる。図１１は、上部ヨーク１１１のみに注目してこれを示したものである。しかしながら、ヨークの上部および／または下部も同様に（すなわち、高α材料を用いて）形成可能である。この磁気記録装置は、図１１に示したように上部磁界コイル１５４およびバックグラウンド材料１１３（Ａｌ2Ｏ3等）を備える。
【００４０】
当業者であれば理解できるように、本発明の好適な実施の形態は、本発明の具体例であって、本発明を限定するものではない。添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神と範囲とに従って、そのようなデバイスを形成し、その形成方法を提供する限りにおいて、そのＭＲセンサの形成および提供に採用する方法、材料、構造、および寸法に対して修正および変形が可能である。例えば、図７において、記録ヘッド構造の残りの一部または全部を高α材料によって形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
５１…キャビティ、５２…ライトギャップ、５３…リーディングシールド、５４…下部磁界コイル、５５…非磁性誘電体層、５６…主磁極、７１…磁極チップ層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスクに対するデータ記録に関し、特に、毎秒ギガビット程度の高速度で記録が可能である磁気記録装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
最近の高密度磁気記録において、１インチ当たりの記録ビット数（ＢＰＩ：Bits per Inch）および書込データ速度はともに、ギガ領域に既に達し、あるいは急速に近づいている。このように記録ヘッドのデータ速度性能は向上しているが、これに伴ってビット・エラー・レート（ＢＥＲ：Bit Error Rate）も上昇しないようにすることが重要である。
【０００３】
記録ヘッドのデータ速度を強化するためには、書込電流に対する周波数応答を向上させる必要がある。書込処理の際、磁化は、以下の数１に示した式で表わすランダウ＝リフシッツ＝ギルバート方程式（Landau-Lifshitz-Gilbert equation）に従う。
【０００４】
【数１】
【０００５】
ここで、Ｍは磁化、γはジャイロ磁気係数、Ｈeffは印加磁界、減磁界、および異方性磁界を含む磁界を表す。αはギルバート減衰定数（Gilbert damping constant）を表す。
第１項は、磁化の、Ｈeff方向へのジャイロ運動を表し、第２項は、Ｍの運動エネルギーを消失させ、ＭをＨeff方向に沿って配向する減衰項を表す。
【０００６】
図１（Ａ）および図１（Ｂ）の２つの例によって模式的に表すように、αの値によって、ＭがＨeffの方向へ配向する速さが規定される。αは、図１（Ａ）では比較的小さく、図１（Ｂ）では比較的大きい。減衰プロセスは、書込磁界に対する磁性材料の応答時間を決定する主たる要因である。今日の記録ヘッドにおいて使用される高飽和磁化（Ｍｓ）材料（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉからなる合金）の減衰定数は小さく、０．００２〜０．２の範囲である。
【０００７】
最近の高密度記録ヘッドにおけるもう１つの問題は、書込磁極の残留磁化によって、意図しないデータ消去が生じてしまうことである。この問題を解決するためには、優れた軟磁気特性（小さい異方性磁界Ｈｋ）を有する磁性材料が必要である。しかしながら、全ての軟磁性材料が、高強度の書込磁界を生成するに十分な大きさのＭｓ値を有しているわけではない。
【０００８】
従来技術に関して、所定の調査を行った結果、下記のような先行技術文献を得た。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７５９５９５９号明細書（Covington et al.）
【特許文献２】米国特許出願公開２００７／０１７１５７５号明細書（Lim et al.）
【特許文献３】米国特許出願公開２００９／０１９７１１９号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】W. Bailey et al. IEEE Magn. 37, pp1749, 2001
【非特許文献２】J. Rantschler et al. JAP. 101, pp033911, 2007
【００１１】
特許文献１では、希土類元素または遷移元素を用いたドーピングによって減衰が増加する可能性があることが開示されている。ドーパントとしては、Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ等が挙げられている。特許文献２では、軟磁性下地層上の、Ｏｓ，Ｒｕ，Ｐｔ等の希土類金属または遷移金属をドープすることによって形成された減衰制御層（damping control layer）が開示されている。また、特許文献３には、異方性磁界の低い軟磁性層が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の第１の目的は、高速度データ記録に対応した磁気記録ヘッドを提供することにある。
【００１３】
本発明の第２の目的は、上記の高速度データ記録に対応した磁気記録ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の第３の目的は、上記の高速度データ記録に対応した磁気記録ヘッドに含まれるいくつかの重要なサブ構造の組成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記した目的は、記録ヘッドの磁気的サブ構造の一部または全部において、減衰定数の高い磁性材料を利用することによって達成される。その材料は、Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉの高次モーメント合金に、減衰定数を著しく増加させるわずかな割合の希土類金属および／または３ｄ−５ｄ遷移金属をドープしたものである。
【００１６】
本発明の重要な特徴の一つは、主磁極（main pole）に付加されたスティッチトポールチップを設けることにある。これらのサブ構造、すなわち主磁極とスティッチトポールチップとは材料組成がわずかに異なっている。一方のサブ構造は高磁気減衰を得るために最適化されたものである。他方のサブ構造は高飽和磁化を得るために最適化されたものである。これにより、高い減衰定数および高い飽和磁化の双方を有するデバイスが実現される。
【００１７】
本発明の第１の磁気記録装置の製造方法は、以下の各工程を含むものである。
（Ａ１）第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルを設ける工程。
（Ａ２）第１の上面に、その第１の上面に対して約３０°で傾斜する壁面を含むキャビティを形成する工程。
（Ａ３）壁面を覆うようにライトギャップを形成する工程。
（Ａ４）ライトギャップの、壁面の上部を覆う部分を除く全体を覆うようにマスクを形成する工程。
（Ａ５）壁面の上部に、２３ｋＯｅ以上２４ｋＯｅ以下の飽和磁化を有すると共に０．００２以上の磁気減衰定数を有する磁極チップ層の電着を開始する工程。
（Ａ６）磁極チップ層の厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下となったときに電着を終了し、マスクを除去する工程。
（Ａ７）磁気減衰定数が０．１以上０．５以下であると共に飽和磁化が１９ｋＯｅ以上の材料を用いてキャビティを埋めることにより、主磁極を形成する工程。
（Ａ８）主磁極の第３の上面と共通の平面に含まれる磁極チップ層の第２の上面が現れるまで平坦化処理を行い、ライトギャップの上方へ伸びるように０．１μｍ以上０．５μｍ以下の厚さを有するスティッチトポールチップを形成する工程。
（Ａ９）第２の上面の上に、トップヨーク、ライトヨーク、上部磁界コイルを形成する工程。
【００１８】
本発明の第２の磁気記録装置の製造方法は、以下の各工程を含むものである。
（Ｂ１）第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルを設ける工程。
（Ｂ２）第１の上面に、その第１の上面に対して約４５°の角度で傾斜する壁面を含むキャビティを形成する工程。
（Ｂ３）壁面を覆うようにライトギャップを形成する工程。
（Ｂ４）ライトギャップの、壁面の上部に対応する部分を除く全体を覆うようにマスクを形成する工程。
（Ｂ５）壁面の上部に、２３ｋＯｅ以上の飽和磁化を有すると共に０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有する磁極チップ層の電着を開始する工程。
（Ｂ６）磁極チップ層の厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下となったときに電着を終了し、マスクを除去する工程。
（Ｂ７）磁気減衰定数が０．１以上であると共に飽和磁化が１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下である主磁極に適した材料を用いてキャビティを埋めることにより、主磁極を形成する工程。
（Ｂ８）主磁極の第３の上面と共通の平面に含まれる磁極チップ層の第２の上面が現れるまで平坦化処理を行い、ライトギャップの上方へ伸びるように０．１μｍ以上１μｍ以下の厚さを有するスティッチトポールチップを形成する工程。
（Ｂ９）第２の上面の上に、トップヨーク、ライトヨーク、上部磁界コイルを形成する工程。
【００１９】
本発明の第１磁気記録装置は、以下の各構成要素を備えるものである。
（Ｃ１）第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイル。
（Ｃ２）非磁性誘電体層に埋設され、第１の上面から下方へ広がり、かつ、第１の上面に対して約３０°の角度で傾斜する壁面を有し、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有すると共に２４ｋＧ（ガウス）以上の飽和磁化を有する主磁極。
（Ｃ３）主磁極と非磁性誘電体層との間に位置するライトギャップ。
（Ｃ４）主磁極とＡＢＳとの間に位置し、主磁極の壁面と共通の傾斜面を含み、かつ、ライトギャップから第１の上面に至るまで上方へ延在するスティッチトポールとなる磁極チップ層。
（Ｃ５）トップヨーク。
（Ｃ６）トップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイル。
ここで磁極チップ層は、１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下の飽和磁化と、０．１以上の磁気減衰定数とを有するものである。
【００２０】
本発明の第２磁気記録装置は、以下の各構成要素を備えるものである。
（Ｄ１）第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイル。
（Ｄ２）非磁性誘電体層に埋設され、第１の上面から下方へ広がり、かつ、第１の上面に対して約３０°の角度で傾斜する壁面を有し、０．１以上の磁気減衰定数を有すると共に１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下の飽和磁化を有する主磁極。
（Ｄ３）主磁極と非磁性誘電体層との間に位置するライトギャップ層。
（Ｄ４）壁面の上部を覆い、かつ、主磁極の内部においてライトギャップ層から第１の上面に至るまで上方へ延在し、主磁極とＡＢＳとの間の距離に相当するスティッチトポールとなる磁極チップ層。
（Ｄ５）トップヨーク。
（Ｄ６）トップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイル。
ここで磁極チップ層は、２３ｋＧ以上の飽和磁化と、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数とを有するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の磁気記録装置およびその製造方法によれば、各々所定の材料からなる主磁極および磁極チップ層を備えるようにしたので、高い減衰定数および高い飽和磁化の双方を有し、高速度のデータ記録に適したデバイスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】減衰定数の値が低い場合（Ａ）と高い場合（Ｂ）とにおける磁化運動を比較するための図である。
【図２】減衰定数を、ＮｉＦｅ薄膜におけるドーパントとしての希土類元素Ｔｂ（テルビウム）およびＧｄ（ガドリニウム）の濃度（原子パーセント）に対する関数として表すグラフである（非特許文献１参照）。
【図３】飽和磁化Ｍｓを、ＮｉＦｅ薄膜における希土類ドーパントＴｂおよびＧｄの原子パーセントに対する関数として表すグラフである。
【図４】減衰定数を、ＮｉＦｅ薄膜における３ｄ−５ｄ元素の原子パーセントに対する関数として表すグラフである（非特許文献２参照）。
【図５】本発明の第１の実施の形態としての磁気記録装置を表す断面図および俯瞰図である。
【図６】本発明の磁気記録装置におけるスティッチトポールデザインの製造工程を表す図である。
【図７】図６に続くスティッチトポールデザインの製造工程を表す図である。
【図８】図７に続くスティッチトポールデザインの製造工程を表す図である。
【図９】図８に続くスティッチトポールデザインの製造工程を表す図である。
【図１０】図９に続くスティッチトポールデザインの製造工程を表す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態としての記録記録装置全体を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の目的、特徴および利点は、以下に記載の好適な実施の形態の説明に照らして理解される。
【００２４】
図２に示したように、Ｔｂ（テルビウム）のドーパント濃度が２％から約１７．５％へと増加すると、減衰定数αは０．１未満の値から０．３へと増加する。しかしながら、図３に示したように、材料の飽和磁化Ｍｓは、Ｔｂの濃度が４％程度までは大きく変化しないがその後減少し、Ｔｂの濃度が約１７．５％になると、飽和磁化Ｍｓは、約４％の場合の５０％程度まで減少する。このように、少量のＴｂをドープすれば、飽和磁化Ｍｓを減少させることなく減衰定数αを著しく向上させることができるが、減衰定数αをさらに増加させると、それに従って飽和磁化Ｍｓの値が低下してしまう。また、Ｇｄについても同様の傾向がみられる。
【００２５】
なお、図４に示したように、３ｄ−５ｄ遷移金属を用いてドープすることによっても、減衰定数を増加させることが可能である。各元素のドーピング濃度をｘ原子パーセントとしたときの減衰定数αZは、下記の式（２）を用いて計算される。
αZ＝α0＋βZx ……（２）
但し、
α0＝（８．０±０．５）×１０-3
である。
図４においてヒストグラム形式で表された各元素の数値は、種々の３ｄ−５ｄ金属におけるβZの値である。
【００２６】
本発明は、高飽和磁化Ｍｓおよび高減衰定数αを同一ユニットにおいて達成可能な記録ヘッドデザインを開示する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
まず、図５（Ａ）および５（Ｂ）を参照して、本発明の第１の実施の形態としての磁気記録装置の構成について説明する。図５（Ａ）は、本実施の形態としての磁気記録装置を表す断面図であり、素５（Ｂ）は、その磁気記録装置のうち、磁極チップ層７１および主磁極５６についての形状等を示した平面図である。
【００２８】
この磁気記録装置は、非磁性誘電体層５５に埋設された下部磁界コイル５４と、非磁性誘電体層５５に埋設され、かつ、下部磁界コイル５４の上方に位置する主磁極５６と、それら主磁極５６と非磁性誘電体層５５との間に位置するライトギャップ５２と、主磁極５６の先端（主磁極５６とＡＢＳとの間）に設けられたスティッチトポールとしての磁極チップ層７１とを備える。さらに、この磁気記録装置は、トップヨーク（図示せず）と、このトップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイル（いずれも図示せず）を備える。非磁性誘電体層５５は上面５５Ｓを有する。主磁極５６は、その上面５５Ｓから下方へ広がり、かつ、上面５５Ｓに対して約３０°（例えば３０±１°）または約４５°（例えば４５±１°）の角度で傾斜する壁面５６Ｓを有し、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有すると共に２４ｋＧ（ガウス）以上の飽和磁化を有するものである。磁極チップ層７１は、主磁極５６の壁面５６Ｓと共通の傾斜面を含み、かつ、ライトギャップ５２から上面５５Ｓに至るまで上方へ延在している。磁極チップ層７１は、１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下の飽和磁化と、０．１以上の磁気減衰定数とを有する。
【００２９】
主磁極５６の先端とＡＢＳとの距離は、例えば０．１μｍ以上０．５μｍ以下である。また、この磁気記録装置は、１０9ビット／秒以上の速度での磁気データ書き込みが可能なものである。磁極チップ層７１は、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料からなるとよい。
【００３０】
トップヨークについては、例えば０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとし、ライトヨークについては、例えば０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとする。
【００３１】
次に、本実施の形態における磁気記録装置の製造方法について、図５に加え、図６から図１０を参照して説明する。
【００３２】
図６（Ａ）は、この磁気記録装置の製造方法における第１段階を表す断面図である。ここに示す初期構造は、非磁性誘電体層５５に埋設された下部磁界コイル５４を有する。非磁性誘電体層５５の上部にはキャビティ５１が形成されている。また、非磁性誘電体層５５の先端（最終的にＡＢＳとなる部分）には、リーディングシールド５３が埋設されている。リーディングシールド５３の壁面５３Ｓは、キャビティ５１に含まれている。キャビティ５１はライトギャップ５２によって被覆されている。壁面５３Ｓは、キャビティ５１の底面５１ＬＳに対して垂直に配向しておらず、底面５１ＬＳから離れる方向に、底面５１ＬＳに対して約３０度の角度で上方に傾斜している。また、図６（Ｂ）には、図６（Ａ）を上方から見下ろした俯瞰図（平面図）を示す。
【００３３】
次に、図７に示したように、ライトギャップ５２を部分的に覆うマスク６１を形成する。ここでは、ライトギャップ５２の全体を覆うようにフォトレジスト層（図示せず）を堆積したのち、それをパターニングすることで、ライトギャップ５２の、傾斜した壁面５３Ｓに対応した傾斜部分の上部を除いた他の部分の全てを覆うマスクを形成する。
【００３４】
それから、図８に示したように、ライトギャップ５２の露出部分の上に磁極チップ材料７１Ｚを電着させる。図示しないが、実際には、電着開始前に導電性材料からなるシード層を（通常はスパッタリングによって）構造体全体の上に形成する。磁極チップ材料７１Ｚが所望の厚さ（一般に、０．１μｍ以上１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以上０．５μｍ以下）に達したら電着を終了し、図９に示したようにマスク６１を完全に除去する。これにより、キャビティ５１が再度現れる。
【００３５】
磁極チップ材料７１Ｚは磁極先端の形成に好適なものであり、飽和磁化Ｍｓ（４πＭｓ）の値が大きい（一般に２０ｋＯｅ以上２４，５ｋＯｅ以下、好ましくは２４．３ｋＯｅ以上２４．５ｋＯｅ以下の）ものである。磁極チップ材料７１Ｚにおける減衰定数αの値は０．０２以上である必要がある。これらの特性が得られる典型的な磁極チップ材料７１Ｚの組成は、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料、より具体的には例えばＦｅ30Ｃｏ70である。
【００３６】
そののち、図１０に示したように、キャビティ５１に、主磁極５６の構成材料として好適であるとともに、減衰定数αの値が高い（一般には０．０５以上０．５以下、好ましくは０．１以上０．２以下の）材料５６Ｚを、キャビティ５１を完全に埋めるように全面的に堆積させる。他方、磁極チップ材料７１Ｚの飽和磁化Ｍｓ（４πＭｓ）の値は、１９ｋＯｅ以上である必要がある。これらの特性が得られる典型的な主磁極材料５６Ｚの組成は典型的には、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料であり、より詳細には例えば［Ｆｅ３０％Ｃｏ７０％］1-xＴｂx（ｘは０．０１〜約０．２）である。
【００３７】
図５（Ａ）に示したように、構造体を、例えばＣＭＰによって平坦化し、磁極チップ層７１の上面を露出させる。磁極チップ層７１はライトギャップ５２から上方向に延在し、その厚さは０．１μｍ以上１．０μｍ以下である。
【００３８】
上部ヨーク、書込ヨーク、および上部磁界コイル等のデバイスの他の部分を、通常の方法で形成する。これによって、デバイスの製造を完了する。上記した特定の材料を用いれば、デバイスは、少なくとも１ＧＨｚの速度で磁気データ記録可能なものとなる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図１１は、本発明の第２の実施の形態としての磁気記録装置を表す断面図である。本実施の形態においては、記録ヘッドの他の部分、例えばヨークに、高α材料を用いる。図１１は、上部ヨーク１１１のみに注目してこれを示したものである。しかしながら、ヨークの上部および／または下部も同様に（すなわち、高α材料を用いて）形成可能である。この磁気記録装置は、図１１に示したように上部磁界コイル１５４およびバックグラウンド材料１１３（Ａｌ2Ｏ3等）を備える。
【００４０】
当業者であれば理解できるように、本発明の好適な実施の形態は、本発明の具体例であって、本発明を限定するものではない。添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神と範囲とに従って、そのようなデバイスを形成し、その形成方法を提供する限りにおいて、そのＭＲセンサの形成および提供に採用する方法、材料、構造、および寸法に対して修正および変形が可能である。例えば、図７において、記録ヘッド構造の残りの一部または全部を高α材料によって形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
５１…キャビティ、５２…ライトギャップ、５３…リーディングシールド、５４…下部磁界コイル、５５…非磁性誘電体層、５６…主磁極、７１…磁極チップ層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルを設ける工程と、
前記第１の上面に、その第１の上面に対して約３０°で傾斜する壁面を含むキャビティを形成する工程と、
前記壁面を覆うようにライトギャップを形成する工程と、
前記ライトギャップの、前記壁面の上部を覆う部分を除く全体を覆うようにマスクを形成する工程と、
前記壁面の上部に、２３ｋＯｅ以上２４ｋＯｅ以下の飽和磁化を有すると共に０．００２以上の磁気減衰定数を有する磁極チップ層の電着を開始する工程と、
前記磁極チップ層の厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下となったときに前記電着を終了し、前記マスクを除去する工程と、
磁気減衰定数が０．１以上０．５以下であると共に飽和磁化が１９ｋＯｅ以上の材料を用いて前記キャビティを埋めることにより、主磁極を形成する工程と、
前記主磁極の第３の上面と共通の平面に含まれる前記磁極チップ層の第２の上面が現れるまで平坦化処理を行い、前記ライトギャップの上方へ伸びるように０．１μｍ以上０．５μｍ以下の厚さを有するスティッチトポールチップを形成する工程と、
前記第２の上面の上に、トップヨーク、ライトヨーク、上部磁界コイルを形成する工程と
を含む磁気記録装置の製造方法。
【請求項２】
１０9ビット／秒以上の速度での磁気データ書き込みが可能である
請求項１記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項３】
前記磁極チップ層を、１９ｋＧ（ガウス）以上２４ｋＧ以下の飽和磁化を有し、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料によって形成する
請求項１記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項４】
前記主磁極を、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料によって形成する
請求項１記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項５】
前記トップヨークを、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとする
請求項１記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項６】
前記ライトヨークを、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとする
請求項１記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項７】
第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルを設ける工程と、
前記第１の上面に、その第１の上面に対して約４５°の角度で傾斜する壁面を含むキャビティを形成する工程と、
前記壁面を覆うようにライトギャップを形成する工程と、
前記ライトギャップの、前記壁面の上部に対応する部分を除く全体を覆うようにマスクを形成する工程と、
前記壁面の上部に、２３ｋＯｅ以上の飽和磁化を有すると共に０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有する磁極チップ層の電着を開始する工程と、
前記磁極チップ層の厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下となったときに前記電着を終了し、前記マスクを除去する工程と、
磁気減衰定数が０．１以上であると共に飽和磁化が１９ｋＧ（ガウス）以上２４ｋＧ以下である主磁極に適した材料を用いて前記キャビティを埋めることにより、主磁極を形成する工程と、
前記主磁極の第３の上面と共通の平面に含まれる前記磁極チップ層の第２の上面が現れるまで平坦化処理を行い、前記ライトギャップの上方へ伸びるように０．１μｍ以上１μｍ以下の厚さを有するスティッチトポールチップを形成する工程と、
前記第２の上面の上に、トップヨーク、ライトヨーク、上部磁界コイルを形成する工程と
を含む磁気記録装置の製造方法。
【請求項８】
１０9ビット／秒以上の速度での磁気データ書き込みが可能である
請求項７記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項９】
前記磁極チップ層を、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有し、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金によって形成する
請求項７記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項１０】
前記主磁極を、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料によって形成する
請求項７記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項１１】
前記トップヨークを、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとする
請求項７記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項１２】
前記ライトヨークを、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとする
請求項７記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項１３】
第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルと、
前記非磁性誘電体層に埋設され、前記第１の上面から下方へ広がり、かつ、前記第１の上面に対して約３０°の角度で傾斜する壁面を有し、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有すると共に２４ｋＧ（ガウス）以上の飽和磁化を有する主磁極と、
前記主磁極と前記非磁性誘電体層との間に位置するライトギャップと、
前記主磁極とＡＢＳとの間に位置し、前記主磁極の壁面と共通の傾斜面を含み、かつ、前記ライトギャップから前記第１の上面に至るまで上方へ延在するスティッチトポールとなる磁極チップ層と、
トップヨークと、
前記トップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイルと
を備え、
前記磁極チップ層は、１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下の飽和磁化と、０．１以上の磁気減衰定数とを有する
磁気記録装置。
【請求項１４】
前記主磁極と前記ＡＢＳとの距離は０．１μｍ以上０．５μｍ以下である
請求項１３記載の磁気記録装置。
【請求項１５】
１０9ビット／秒以上の速度での磁気データ書き込みが可能である
請求項１３記載の磁気記録装置。
【請求項１６】
前記磁極チップ層は、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料からなる
請求項１３記載の磁気記録装置。
【請求項１７】
第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルと、
前記非磁性誘電体層に埋設され、前記第１の上面から下方へ広がり、かつ、前記第１の上面に対して約３０°の角度で傾斜する壁面を有し、０．１以上の磁気減衰定数を有すると共に１９ｋＧ（ガウス）以上２４ｋＧ以下の飽和磁化を有する主磁極と、
前記主磁極と前記非磁性誘電体層との間に位置するライトギャップ層と、
前記壁面の上部を覆い、かつ、前記主磁極の内部において前記ライトギャップ層から前記第１の上面に至るまで上方へ延在し、前記主磁極とＡＢＳとの間の距離に相当するスティッチトポールとなる磁極チップ層と、
トップヨークと、
前記トップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイルと
を備え、
前記磁極チップ層は、２３ｋＧ以上の飽和磁化と、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数とを有する
磁気記録装置。
【請求項１８】
前記主磁極と前記ＡＢＳとの距離は０．１μｍ以上０．５μｍ以下である
請求項１７記載の磁気記録装置。
【請求項１９】
１０9ビット／秒以上の速度での磁気データ書き込みが可能である
請求項１７記載の磁気記録装置。
【請求項２０】
前記磁極チップ層は、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料からなる
請求項１７記載の磁気記録装置。
【請求項２１】
前記主磁極は、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料からなる
請求項１７記載の磁気記録装置。
【請求項２２】
前記トップヨークは、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有する
請求項１７記載の磁気記録装置。
【請求項２３】
前記ライトヨークは、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有する
請求項１７記載の磁気記録装置。
【請求項１】
第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルを設ける工程と、
前記第１の上面に、その第１の上面に対して約３０°で傾斜する壁面を含むキャビティを形成する工程と、
前記壁面を覆うようにライトギャップを形成する工程と、
前記ライトギャップの、前記壁面の上部を覆う部分を除く全体を覆うようにマスクを形成する工程と、
前記壁面の上部に、２３ｋＯｅ以上２４ｋＯｅ以下の飽和磁化を有すると共に０．００２以上の磁気減衰定数を有する磁極チップ層の電着を開始する工程と、
前記磁極チップ層の厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下となったときに前記電着を終了し、前記マスクを除去する工程と、
磁気減衰定数が０．１以上０．５以下であると共に飽和磁化が１９ｋＯｅ以上の材料を用いて前記キャビティを埋めることにより、主磁極を形成する工程と、
前記主磁極の第３の上面と共通の平面に含まれる前記磁極チップ層の第２の上面が現れるまで平坦化処理を行い、前記ライトギャップの上方へ伸びるように０．１μｍ以上０．５μｍ以下の厚さを有するスティッチトポールチップを形成する工程と、
前記第２の上面の上に、トップヨーク、ライトヨーク、上部磁界コイルを形成する工程と
を含む磁気記録装置の製造方法。
【請求項２】
１０9ビット／秒以上の速度での磁気データ書き込みが可能である
請求項１記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項３】
前記磁極チップ層を、１９ｋＧ（ガウス）以上２４ｋＧ以下の飽和磁化を有し、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料によって形成する
請求項１記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項４】
前記主磁極を、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料によって形成する
請求項１記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項５】
前記トップヨークを、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとする
請求項１記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項６】
前記ライトヨークを、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとする
請求項１記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項７】
第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルを設ける工程と、
前記第１の上面に、その第１の上面に対して約４５°の角度で傾斜する壁面を含むキャビティを形成する工程と、
前記壁面を覆うようにライトギャップを形成する工程と、
前記ライトギャップの、前記壁面の上部に対応する部分を除く全体を覆うようにマスクを形成する工程と、
前記壁面の上部に、２３ｋＯｅ以上の飽和磁化を有すると共に０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有する磁極チップ層の電着を開始する工程と、
前記磁極チップ層の厚さが０．１μｍ以上０．５μｍ以下となったときに前記電着を終了し、前記マスクを除去する工程と、
磁気減衰定数が０．１以上であると共に飽和磁化が１９ｋＧ（ガウス）以上２４ｋＧ以下である主磁極に適した材料を用いて前記キャビティを埋めることにより、主磁極を形成する工程と、
前記主磁極の第３の上面と共通の平面に含まれる前記磁極チップ層の第２の上面が現れるまで平坦化処理を行い、前記ライトギャップの上方へ伸びるように０．１μｍ以上１μｍ以下の厚さを有するスティッチトポールチップを形成する工程と、
前記第２の上面の上に、トップヨーク、ライトヨーク、上部磁界コイルを形成する工程と
を含む磁気記録装置の製造方法。
【請求項８】
１０9ビット／秒以上の速度での磁気データ書き込みが可能である
請求項７記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項９】
前記磁極チップ層を、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有し、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金によって形成する
請求項７記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項１０】
前記主磁極を、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料によって形成する
請求項７記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項１１】
前記トップヨークを、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとする
請求項７記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項１２】
前記ライトヨークを、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有するものとする
請求項７記載の磁気記録装置の製造方法。
【請求項１３】
第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルと、
前記非磁性誘電体層に埋設され、前記第１の上面から下方へ広がり、かつ、前記第１の上面に対して約３０°の角度で傾斜する壁面を有し、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数を有すると共に２４ｋＧ（ガウス）以上の飽和磁化を有する主磁極と、
前記主磁極と前記非磁性誘電体層との間に位置するライトギャップと、
前記主磁極とＡＢＳとの間に位置し、前記主磁極の壁面と共通の傾斜面を含み、かつ、前記ライトギャップから前記第１の上面に至るまで上方へ延在するスティッチトポールとなる磁極チップ層と、
トップヨークと、
前記トップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイルと
を備え、
前記磁極チップ層は、１９ｋＧ以上２４ｋＧ以下の飽和磁化と、０．１以上の磁気減衰定数とを有する
磁気記録装置。
【請求項１４】
前記主磁極と前記ＡＢＳとの距離は０．１μｍ以上０．５μｍ以下である
請求項１３記載の磁気記録装置。
【請求項１５】
１０9ビット／秒以上の速度での磁気データ書き込みが可能である
請求項１３記載の磁気記録装置。
【請求項１６】
前記磁極チップ層は、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料からなる
請求項１３記載の磁気記録装置。
【請求項１７】
第１の上面を有する非磁性誘電体層に埋設された下部磁界コイルと、
前記非磁性誘電体層に埋設され、前記第１の上面から下方へ広がり、かつ、前記第１の上面に対して約３０°の角度で傾斜する壁面を有し、０．１以上の磁気減衰定数を有すると共に１９ｋＧ（ガウス）以上２４ｋＧ以下の飽和磁化を有する主磁極と、
前記主磁極と前記非磁性誘電体層との間に位置するライトギャップ層と、
前記壁面の上部を覆い、かつ、前記主磁極の内部において前記ライトギャップ層から前記第１の上面に至るまで上方へ延在し、前記主磁極とＡＢＳとの間の距離に相当するスティッチトポールとなる磁極チップ層と、
トップヨークと、
前記トップヨークを覆う書き込みヨークおよび上部磁界コイルと
を備え、
前記磁極チップ層は、２３ｋＧ以上の飽和磁化と、０．００２以上０．１以下の磁気減衰定数とを有する
磁気記録装置。
【請求項１８】
前記主磁極と前記ＡＢＳとの距離は０．１μｍ以上０．５μｍ以下である
請求項１７記載の磁気記録装置。
【請求項１９】
１０9ビット／秒以上の速度での磁気データ書き込みが可能である
請求項１７記載の磁気記録装置。
【請求項２０】
前記磁極チップ層は、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料からなる
請求項１７記載の磁気記録装置。
【請求項２１】
前記主磁極は、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉを含む合金に１以上の希土類元素が１０原子％以下の濃度で添加された材料からなる
請求項１７記載の磁気記録装置。
【請求項２２】
前記トップヨークは、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有する
請求項１７記載の磁気記録装置。
【請求項２３】
前記ライトヨークは、０．１以上０．５以下の磁気減衰定数を有する
請求項１７記載の磁気記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３０２６０（Ｐ２０１３−３０２６０Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６６２６３（Ｐ２０１２−１６６２６３）
【出願日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【出願人】（５００４７５６４９）ヘッドウェイテクノロジーズ インコーポレイテッド (251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【出願人】（５００４７５６４９）ヘッドウェイテクノロジーズ インコーポレイテッド (251)
【Ｆターム（参考）】
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