JP2008098557A - Magnetic sensor element, method of manufacturing the same, magnetic head, magnetic reproducer, and magnetic reproducing method - Google Patents
Magnetic sensor element, method of manufacturing the same, magnetic head, magnetic reproducer, and magnetic reproducing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008098557A JP2008098557A JP2006281266A JP2006281266A JP2008098557A JP 2008098557 A JP2008098557 A JP 2008098557A JP 2006281266 A JP2006281266 A JP 2006281266A JP 2006281266 A JP2006281266 A JP 2006281266A JP 2008098557 A JP2008098557 A JP 2008098557A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- magnetic
- magnetic sensor
- sensor element
- magnetoresistive effect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、光を用いて磁気抵抗効果素子を昇温し、磁気記録媒体に記録された記録情報を再生する磁気センサー素子と、この磁気センサー素子を備えている磁気ヘッド、磁気再生装置および磁気再生方法とに関する。 The present invention relates to a magnetic sensor element that raises the temperature of a magnetoresistive effect element using light and reproduces recorded information recorded on a magnetic recording medium, and a magnetic head, a magnetic reproducing apparatus, and a magnetic sensor including the magnetic sensor element. Reproduction method.
ハードディスクに代表される磁気記録媒体の高密度化に伴い、記録された磁気記録情報を高感度に読み出すための磁気センサー素子として、外部磁界の変化によって素子の抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子(MR素子)を用いた磁気抵抗効果センサー(MRセンサー)が広く用いられている。 As a magnetic sensor element for reading recorded magnetic recording information with high sensitivity as a magnetic recording medium represented by a hard disk increases in density, a magnetoresistive effect element in which the resistance value of the element changes due to a change in an external magnetic field ( A magnetoresistive effect sensor (MR sensor) using an MR element is widely used.
上記のMR素子の中でも、巨大磁気抵抗効果素子(GMR素子:Giant magneto-resistive)や、トンネル磁気抵抗効果素子(TMR素子:Tunneling magneto-resistive)は、数%から、場合によっては200%を超える高い磁気抵抗効果比(MR比)が得られるため、高感度な磁気抵抗効果センサーに適した磁気抵抗効果素子として磁気センサー素子への応用が盛んに行われている。 Among the above MR elements, the giant magnetoresistive effect element (GMR element: Giant magneto-resistive) and the tunnel magnetoresistive effect element (TMR element: Tunneling magneto-resistive) are from several percent to over 200% in some cases. Since a high magnetoresistive effect ratio (MR ratio) can be obtained, application to a magnetic sensor element is actively performed as a magnetoresistive effect element suitable for a highly sensitive magnetoresistive effect sensor.
図24には、従来の磁気抵抗効果素子についてその一例の概略図を示す。基板300上に下部電極層308、磁化が面内の一方向に固定された磁化固定層303、非磁性体層304、外部磁界によって磁化方向が膜面内で変化する磁化自由層305、上部電極層307を有している。ここに示す磁気抵抗効果素子は、下部電極層308と上部電極層307との間に電圧を印加することで電位差を生じさせ、膜面に対して垂直方向に電流を流すことで動作するいわゆるCPP(Current Perpendicular to Plane)型の磁気抵抗効果素子である。
FIG. 24 shows a schematic diagram of an example of a conventional magnetoresistive element. A
上記磁化固定層303は、反強磁性層301と強磁性層302とを含んで形成されることが一般的であり、反強磁性層301が強磁性層302の磁化を交換結合力でもって一方向に固定することで強磁性層302の見かけ上の保磁力を大きくしている。なお、反強磁性層301にはMnPtやMnFe、MnIrに代表される反強磁性体が用いられ、強磁性層302にはFeやCoFe、CoFeBが主に用いられる。また、上記基板300には、表面を熱酸化したSi基板やアルチック(Al2O3・TiC)が主に用いられ、下部電極層308および上部電極層307には、CuやCuを含む金属やNiFe等の軟磁性材料が用いられる。非磁性体層304には、GMR素子においてはCuやCuを含む金属が主に用いられ、TMR素子においては酸化Alや酸化Mgが一般に用いられる。また、磁化自由層305には、FeやCoFe、CoFeB、NiFeや、これらを積層したものが用いられる。
The
このような磁気抵抗効果素子では、磁化固定層303と磁化自由層305との磁化の相対角度によって電子の透過率が変化し、磁気抵抗効果が生じる。磁気抵抗効果が生じる原因を簡単に記述すれば以下の通りである。なお、上下電極層間に印加される電圧は下部電極層308から上部電極層307に向かって伝導電子が移動する方向であってもよく、上部電極層307から下部電極層308に向かって移動する方向であってもよいが、ここでは、下部電極層308から上部電極層307に向かって伝導電子が移動する方向に電圧が印加された場合について説明する。
In such a magnetoresistive effect element, the electron transmittance changes depending on the relative angle of magnetization between the magnetization fixed
下部電極層308−上部電極層307間の電圧印加によって生じる伝導電子は、スピン角運動の向きの異なる2種の電子、すなわち、アップスピン電子とダウンスピン電子とからなり、下部電極層308を発する時点では同数のアップスピン電子とダウンスピン電子とを持つ。
Conduction electrons generated by applying a voltage between the
上記伝導電子が、一方向に揃った磁化を有する磁化固定層303を通過すると、スピンの向きに応じて通過する量が異なるスピン依存散乱を生じ、アップスピン電子数とダウンスピン電子数とに差が生じる。続いて、非磁性体層304を通過した伝導電子は、磁化自由層305を通過する際に、再度スピン依存散乱を生じるが、このとき、磁化固定層303の磁化方向と磁化自由層305の磁化方向とが略平行の場合には、磁化固定層303の磁化方向と磁化自由層305の磁化方向とが略反平行の場合に比べて、磁化自由層305における散乱量が小さくなる。
When the conduction electrons pass through the
このため、磁化自由層305を通過する伝導電子の数は、磁化自由層305の磁化方向によって異なり、上部電極層307に到達する伝導電子の総数が変化するため、素子抵抗の変化を生じる。このとき、磁化固定層303の磁化方向と磁化自由層305の磁化方向が略平行な場合の素子抵抗をRP、略反平行な場合の素子抵抗をRAPとすれば、磁気抵抗効果素子のMR比(磁気抵抗効果比)はΔR/R=(RAP−RP)/RPで定義される。
For this reason, the number of conduction electrons that pass through the magnetization
このような磁気抵抗効果素子を、磁気記録媒体に記録された磁気記録情報を読み出すための磁気センサー素子として用いる場合には、上記の構成に加えて、磁化自由層305の両端に磁化自由層305の磁化を安定化(一軸化)する目的でバイアス層306が形成され、磁化自由層305の紙面上下方向の厚み(膜厚)がトラック長さ方向の再生分解能を、紙面左右方向の幅(磁性膜の膜面方向幅)がトラック幅方向の再生分解能をそれぞれ決定する。
When such a magnetoresistive effect element is used as a magnetic sensor element for reading magnetic recording information recorded on a magnetic recording medium, in addition to the above configuration, the magnetization
上記バイアス層306には主にCoFePtやCoFePtCr等の強磁性金属が用いられ、バイアス層306の形成に際しては、フォトリソグラフィを用いたパターニングが施され、下部電極層308上の一部が削り取られた後、磁化固定層303から非磁性体層304にかけての素子側面に、SiO2に代表される絶縁層309が形成され、磁化自由層305の両側面に、磁化自由層305に直接接して、または、非磁性体を介して、バイアス層306が配置される。また、下部電極層308と磁化固定層303との間、および、上部電極層307と磁化自由層305の間には、必要に応じて、膜表面のラフネス低減や、膜の密着性向上、および、リソグラフィ時のダメージ防止の目的でバッファ層が形成される場合もある。
The
このような磁気センサー素子の読み出し対象となる磁気記録媒体が垂直磁気記録媒体である場合、媒体からの漏洩磁界は図22の磁気抵抗効果素子に対して紙面の表裏方向に加わることになり、紙面が媒体対向面となる。 When the magnetic recording medium to be read by such a magnetic sensor element is a perpendicular magnetic recording medium, the leakage magnetic field from the medium is applied to the magnetoresistive effect element in FIG. Is the medium facing surface.
ここで特許文献1には、上述したような磁気センサー素子を動作させるために磁気抵抗効果素子にセンス電流を流す際、発生する熱によって生じる磁気抵抗効果素子の温度上昇を抑える技術が開示されている。具体的には、熱伝導率と絶縁性とが優れているシリコンやダイヤモンドライクカーボンを用い、磁気抵抗効果素子が発熱しても放熱効果の優れた絶縁層を通して熱が外部に放熱され、磁気抵抗効果素子の温度上昇を抑えることができる技術が開示されている。
Here,
なお、近年では、急速な高度情報社会化と共に、磁気記録媒体の高密度化が進み、記録密度が1Tbit/inch2もの高密度記録媒体を視野に入れた検討が行われている。その記録ビットの大きさは理論計算上で、25 nm×25 nmもの微小サイズである。 In recent years, with the rapid advancement of information society, the density of magnetic recording media has increased, and studies have been conducted with a view to high-density recording media having a recording density of 1 Tbit / inch 2 . The size of the recording bit is as small as 25 nm × 25 nm in theoretical calculation.
記録されたデータを再生するための磁気センサー素子は、一般的に磁気抵抗効果素子が用いられている。このうち、磁気抵抗効果素子の幅すなわち図24における紙面左右方向については、記録ビットと同程度の大きさ、もしくはより小さく加工する必要がある。なぜならば、磁気抵抗効果素子幅がトラック幅方向の再生分解能を担っているからである。つまり、仮に高密度に記録が行えたとしても、磁気抵抗効果素子幅を記録ビットサイズと同程度に加工できない限り、クロストーク等の問題があり再生することが難しく、微細化加工技術の進歩に依存した現状がある。 A magnetoresistive element is generally used as a magnetic sensor element for reproducing recorded data. Among these, the width of the magnetoresistive effect element, that is, the horizontal direction on the paper surface in FIG. 24, needs to be processed to the same size as the recording bit or smaller. This is because the magnetoresistive effect element width bears the reproduction resolution in the track width direction. In other words, even if high-density recording can be performed, unless the magnetoresistive effect element width can be processed to the same extent as the recording bit size, there is a problem such as crosstalk, which makes it difficult to reproduce, and advances in miniaturization processing technology. There is a dependent current situation.
このうち、高密度に記録された記録媒体の記録ビットの再生を行う磁気抵抗効果素子を微細化する技術として、フォトリソグラフィが一般的であるが、現在の技術では約60 nmのサイズ程度が限界であり、25nmの微小サイズに加工することは難しい。 Among them, photolithography is generally used as a technique for miniaturizing a magnetoresistive effect element for reproducing recorded bits of a recording medium recorded at high density, but the current technique has a limit of about 60 nm. Therefore, it is difficult to process to a minute size of 25 nm.
フォトリソグラフィ以外の加工技術として、収束イオンビーム(FIB)や高密度電子ビーム(EB)を用いた微細加工技術が挙げられるが、微細化加工過程上、超高真空にする必要がある、多数の素子を同時加工出来ないといった問題があるため量産化が難しい問題がある。また、仮に微細化加工技術の進歩により、さらなる磁気抵抗効果素子の微細化加工が可能になるとしても、磁気抵抗効果素子幅が微細化されることで磁化自由層のサイズが小さくなるので、反磁界や熱揺らぎの問題によって一軸異方性を持った磁化状態を実現することは難しい。特に加工エッジ部では磁化が閉磁路を形成し易くなる問題が生じ、再生信号特性の信頼性や再生分解能の向上に大きな妨げとなる。このようなことから、単純に磁気抵抗効果素子幅を微細化することで高密度記録媒体の再生を行うことは難しくなってきている。 As a processing technique other than photolithography, there is a fine processing technique using a focused ion beam (FIB) or a high-density electron beam (EB). There is a problem that mass production is difficult because there is a problem that the elements cannot be processed simultaneously. Even if the miniaturization processing technology enables further miniaturization processing of the magnetoresistive effect element, the magnetoresistive effect element width is reduced to reduce the size of the magnetization free layer. It is difficult to realize a magnetized state with uniaxial anisotropy due to problems of magnetic field and thermal fluctuation. In particular, at the processing edge portion, there arises a problem that the magnetization easily forms a closed magnetic path, which greatly hinders the improvement of the reliability of the reproduction signal characteristics and the reproduction resolution. For this reason, it has become difficult to reproduce a high-density recording medium by simply reducing the magnetoresistive element width.
したがって、磁気抵抗効果素子の幅よりも狭い幅の磁気信号を、高い分解能で読み出すことができる磁気センサー素子が望まれているが、上述した特許文献1のものでは、単に磁気抵抗効果素子の温度上昇を抑えることができるだけであり、それだけでは、より高い分解能で読み出すことができる磁気センサー素子を提供できないと考えられる。
Therefore, a magnetic sensor element that can read out a magnetic signal having a width narrower than that of the magnetoresistive effect element with high resolution is desired. However, in the above-mentioned
そこで、本発明は、磁気抵抗効果素子の幅よりも狭い幅の磁気信号を、高い分解能で読み出すことができる磁気センサー素子を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnetic sensor element capable of reading a magnetic signal having a width narrower than that of the magnetoresistive effect element with high resolution.
(1) 本発明の磁気センサー素子は、非磁性体層と、前記非磁性体層を挟む磁化自由層と磁化固定層とを有し、温度変化に伴って外部磁界にする磁界感度が変化する磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の側面に沿って形成された熱交換熱伝導体層とを含んでなる磁気センシング部を備えている (1) The magnetic sensor element of the present invention has a nonmagnetic layer, a magnetization free layer and a magnetization fixed layer sandwiching the nonmagnetic layer, and changes the magnetic field sensitivity to an external magnetic field as the temperature changes. A magnetic sensing unit including a magnetoresistive element and a heat exchange heat conductor layer formed along a side surface of the magnetoresistive element;
上記(1)の構成によれば、磁気センシング部に光ビームが照射された際、磁気センシング部に含まれる磁気抵抗効果素子内において温度勾配を生じさせることができる。すなわち、磁気抵抗効果素子が熱せられるとともに、熱伝導体層が磁気抵抗効果素子の側面周囲の熱を外部に放熱することによって、上記磁気センシング部に含まれる磁気抵抗効果素子内に温度勾配を発生させ、磁気抵抗効果素子内の磁界感度の高い箇所(最高温度となっている箇所とその周囲付近)でのみ、記録された磁界を読むことができる高分解能の磁気センサーを実現することができる。 According to the configuration of (1) above, when the light beam is irradiated on the magnetic sensing unit, a temperature gradient can be generated in the magnetoresistive effect element included in the magnetic sensing unit. That is, the magnetoresistive effect element is heated, and the thermal conductor layer radiates heat around the side surface of the magnetoresistive effect element to the outside, thereby generating a temperature gradient in the magnetoresistive effect element included in the magnetic sensing unit. Thus, it is possible to realize a high-resolution magnetic sensor capable of reading a recorded magnetic field only at a portion having high magnetic field sensitivity (a portion having the highest temperature and the vicinity thereof) in the magnetoresistive element.
(2) 上記(1)の磁気センサー素子においては、前記磁気抵抗効果素子と一端が近接するように形成された直線状の微小開口を有している近接場光発生部をさらに備え、前記微小開口が、他端側からの光の照射によって、前記一端側において発生させた近接場光を前記磁気抵抗効果素子に照射するものであることが好ましい。 (2) The magnetic sensor element of the above (1) further includes a near-field light generating unit having a linear minute opening formed so that one end of the magnetoresistive element is close to the magnetoresistive element. It is preferable that the opening irradiates the magnetoresistive element with near-field light generated on the one end side by irradiation of light from the other end side.
上記(2)の構成によれば、微小開口で発生する近接場光を磁気センシング部の微小領域(磁気抵抗効果素子)に照射できるため、磁気抵抗効果素子を中心に熱することができ、磁気抵抗効果素子内の温度勾配をより強めることができる。 According to the configuration of (2) above, the near-field light generated at the minute aperture can be irradiated to the minute region (magnetoresistance effect element) of the magnetic sensing unit, so that heating can be performed around the magnetoresistance effect element, The temperature gradient in the resistance effect element can be further strengthened.
(3) 上記(1)又は(2)の磁気センサー素子においては、前記熱伝導体層が、前記非磁性体層、前記磁化自由層及び前記磁化固定層の積層方向における前記磁気抵抗効果素子の中心線に対して対称位置となるように、且つ、前記磁気抵抗効果素子を挟むように形成された1対の層であることが好ましい。 (3) In the magnetic sensor element of the above (1) or (2), the thermal conductor layer is formed of the magnetoresistive effect element in a stacking direction of the nonmagnetic material layer, the magnetization free layer, and the magnetization fixed layer. A pair of layers is preferably formed so as to be symmetrical with respect to the center line and sandwich the magnetoresistive element.
上記(3)の構成によれば、光ビームの照射で発生した際の熱の放熱効果を強くすることができるので、磁気抵抗効果素子内において、磁気抵抗効果素子中心から1対の層で構成される熱伝導体層のそれぞれの層方向に、より大きな温度勾配を対称的に発生させることができる。また、温度勾配を磁気抵抗効果素子中心から対称的に発生させていることから、外部磁界のセンシングポイント(原点)を、磁気抵抗効果素子の中心とすることができるので、磁気再生装置の磁気センサー用の部品として利用しやすいものとなり、磁気再生装置の設計がしやすくなる。 According to the configuration of (3) above, since the heat radiation effect when generated by the irradiation of the light beam can be strengthened, the magnetoresistive effect element is constituted by a pair of layers from the center of the magnetoresistive effect element. Larger temperature gradients can be generated symmetrically in the respective layer directions of the heat conductor layers to be produced. In addition, since the temperature gradient is generated symmetrically from the center of the magnetoresistive effect element, the sensing point (origin) of the external magnetic field can be the center of the magnetoresistive effect element, so that the magnetic sensor of the magnetic reproducing device It becomes easy to use as a part for the magnetic field, and it becomes easy to design the magnetic reproducing apparatus.
(4) また、上記(3)の磁気センサー素子においては、前記磁化自由層の磁化を一方向に揃えるための1対のバイアス層が、前記中心線に対して対称位置となるように、且つ、前記熱伝導体層のそれぞれに対し、前記非磁性体層、前記磁化自由層及び前記磁化固定層の積層方向において隣接するように、前記磁気センシング部に形成されていることが好ましい。 (4) In the magnetic sensor element of (3) above, a pair of bias layers for aligning the magnetization of the magnetization free layer in one direction are positioned symmetrically with respect to the center line, and It is preferable that the magnetic sensing portion is formed so as to be adjacent to each of the heat conductor layers in the stacking direction of the nonmagnetic material layer, the magnetization free layer, and the magnetization fixed layer.
上記(4)の構成によれば、磁化自由層の磁化を一方向に揃えるためのバイアス層と、放熱効果の高い熱伝導体層とを共に形成できるので、生産性を向上できると共に小型の磁気センサー素子を提供できる。 According to the configuration of (4), the bias layer for aligning the magnetization of the magnetization free layer in one direction and the heat conductor layer having a high heat dissipation effect can be formed together, so that productivity can be improved and a small magnetic A sensor element can be provided.
(5) また、別の観点として、上記(2)の磁気センサー素子においては、前記熱伝導体層が、前記非磁性体層、前記磁化自由層及び前記磁化固定層の積層方向における前記磁気抵抗効果素子の中心線に対して対称位置となるように、且つ、前記磁気抵抗効果素子と前記微小開口とを同時に挟むように、前記磁気センシング部及び前記近接場光発生部にまたがって形成された1対の層であることが好ましい。 (5) As another aspect, in the magnetic sensor element of the above (2), the thermal conductor layer has the magnetoresistance in the stacking direction of the nonmagnetic layer, the magnetization free layer, and the magnetization fixed layer. Formed across the magnetic sensing part and the near-field light generating part so as to be symmetrical with respect to the center line of the effect element and so as to sandwich the magnetoresistive effect element and the minute opening at the same time. A pair of layers is preferred.
上記(5)の構成によれば、熱伝導体層の容量が大きくなるので、磁気抵抗効果素子からより熱を奪うことができる。その結果として、温度勾配をより急峻にすることができる。また、近接場光発生部の熱伝導体層と、磁気センシング部の熱伝導体層とを、一度に形成できるため、生産性を向上できるとともに小型の磁気センサー素子を提供できる。 According to the configuration of (5) above, since the capacity of the heat conductor layer is increased, heat can be further taken from the magnetoresistive effect element. As a result, the temperature gradient can be made steeper. In addition, since the heat conductor layer of the near-field light generating unit and the heat conductor layer of the magnetic sensing unit can be formed at a time, productivity can be improved and a small magnetic sensor element can be provided.
(6) 上記(5)の磁気センサー素子においては、前記磁化自由層の磁化を一方向に揃えるための1対のバイアス層が、前記中心線に対して対称位置となるように、且つ、前記熱伝導体層のそれぞれに対し、前記非磁性体層、前記磁化自由層及び前記磁化固定層の積層方向において隣接するように、前記磁気センシング部及び前記近接場光発生部にまたがって形成されていることが好ましい。 (6) In the magnetic sensor element of the above (5), the pair of bias layers for aligning the magnetization of the magnetization free layer in one direction are symmetrical with respect to the center line, and Formed across the magnetic sensing unit and the near-field light generating unit so as to be adjacent to each of the heat conductor layers in the stacking direction of the nonmagnetic material layer, the magnetization free layer, and the magnetization fixed layer. Preferably it is.
上記(6)の構成によれば、近接場光発生部のバイアス層と、磁気センシング部のバイアス層とを、一度に形成できるため、生産性を向上できるとともに小型の磁気センサー素子を提供できる。 According to the configuration of (6) above, since the bias layer of the near-field light generating unit and the bias layer of the magnetic sensing unit can be formed at a time, productivity can be improved and a small magnetic sensor element can be provided.
(7) 上記(2)、(5)及び(6)の磁気センサー素子においては、前記近接場光発生部が、前記微小開口と隣接する金属層をさらに有していることが好ましい。これにより、微小開口で発生する近接場光を増強することができる。 (7) In the magnetic sensor elements of the above (2), (5), and (6), it is preferable that the near-field light generating unit further includes a metal layer adjacent to the minute opening. Thereby, the near-field light generated at the minute aperture can be enhanced.
(8) 上記(2)及び(5)〜(7)の磁気センサー素子においては、前記微小開口内に誘電体層が形成されていてもよい。これにより、微小開口で発生する近接場光を効率よく伝播させることができる。また、近接場光発生部における誘電体層の上部に積層される層を容易に形成できる磁気センサー素子を提供できる。 (8) In the magnetic sensor elements of the above (2) and (5) to (7), a dielectric layer may be formed in the minute opening. Thereby, the near-field light generated at the minute aperture can be efficiently propagated. In addition, it is possible to provide a magnetic sensor element that can easily form a layer stacked on top of the dielectric layer in the near-field light generating portion.
(9) 上記(2)及び(5)〜(8)の磁気センサー素子においては、前記微小開口の一端が、前記磁気抵抗効果素子と隣接するように形成されていてもよい。 (9) In the magnetic sensor elements of the above (2) and (5) to (8), one end of the minute opening may be formed adjacent to the magnetoresistive element.
上記(9)の構成によれば、微小開口で発生する近接場光を磁気抵抗効果素子に直接照射することができ、磁気抵抗効果素子の中心付近の温度を側面よりもより高くできるので、磁気抵抗効果素子内の温度勾配をさらに強くすることができる。 According to the configuration of (9) above, the near-field light generated at the minute aperture can be directly applied to the magnetoresistive effect element, and the temperature near the center of the magnetoresistive effect element can be higher than the side surface. The temperature gradient in the resistance effect element can be further increased.
(10) 上記(1)〜(9)の磁気センサー素子においては、前記磁化自由層が、Gd、Dy、Tb、Hoから選ばれる少なくとも1種類の元素とFe、Co、Niから選ばれる少なくとも1種類の元素とを含んで成ることが好ましい。 (10) In the magnetic sensor elements of the above (1) to (9), the magnetization free layer is at least one element selected from at least one element selected from Gd, Dy, Tb, and Ho, and Fe, Co, and Ni. It is preferable to comprise a kind of element.
上記(10)の構成によれば、温度変化によって保磁力が小さくなった際の保磁力絶対値を小さくでき、磁気抵抗効果素子の外部磁界感度を高めることが可能であるとともに、組成調整により使用温度の調整を容易に行うことができる。 According to the configuration of (10), the absolute value of the coercive force when the coercive force is reduced by temperature change can be reduced, the external magnetic field sensitivity of the magnetoresistive effect element can be increased, and the composition adjustment is used. The temperature can be easily adjusted.
(11) 上記(1)〜(10)の磁気センサー素子においては、前記熱伝導体層が、Au、Ag、Cu、Al、Mg、Mo、W、Si、ダイヤモンドライクカーボン、又は、これらの元素を主体とする金属材料から成ることが好ましい。 (11) In the magnetic sensor elements of the above (1) to (10), the thermal conductor layer is Au, Ag, Cu, Al, Mg, Mo, W, Si, diamond-like carbon, or these elements It is preferable that it consists of the metal material which has as a main component.
上記(11)の構成によれば、磁気抵抗効果素子からの放熱性をさらに高めることが可能となるので、磁気抵抗効果素子内の温度勾配をよりさらに強くすることができる。 According to the configuration of (11), the heat dissipation from the magnetoresistive effect element can be further enhanced, and therefore the temperature gradient in the magnetoresistive effect element can be further increased.
(12) また、本発明は、上記(2)及び(5)〜(8)の磁気センサー素子のいずれか1つの磁気センサー素子の製造方法であって、基板上に磁化固定層、非磁性体、磁化自由層を積層してなる磁気抵抗効果素子を有する磁気センシング部を形成する工程と、前記磁気抵抗効果素子の一部を削り取ってなる微小開口を有する近接場光発生部を形成する工程とを有している。 (12) Further, the present invention is a method for manufacturing a magnetic sensor element of any one of the magnetic sensor elements of (2) and (5) to (8) above, wherein a magnetization fixed layer and a nonmagnetic material are formed on a substrate. A step of forming a magnetic sensing unit having a magnetoresistive effect element formed by laminating a magnetization free layer, and a step of forming a near-field light generating unit having a minute opening formed by scraping off a part of the magnetoresistive effect element. have.
上記(12)の構成によれば、近接場光発生部の製造プロセスを簡略化でき、微小開口と磁気抵抗効果素子との位置合わせが高精度に行われる製造方法を提供できる。 According to the configuration of (12) above, the manufacturing process of the near-field light generating unit can be simplified, and a manufacturing method in which the alignment between the minute opening and the magnetoresistive effect element is performed with high accuracy can be provided.
(13) 上記(12)の方法においては、上記(5)又は(6)の磁気センサー素子の製造方法であって、熱伝導体層を磁気センシング部と近接場光発生部とにまたがって形成する工程をさらに有することが好ましい。これにより、磁気センシング部と近接場光発生部とにおいて、熱伝導体層を別個に作製する場合に比べて、製造プロセスを簡略化できる。 (13) In the method of (12), the method of manufacturing the magnetic sensor element of (5) or (6), wherein the thermal conductor layer is formed across the magnetic sensing unit and the near-field light generating unit. It is preferable to further include a step of: Thereby, compared with the case where a heat conductor layer is produced separately in a magnetic sensing part and a near-field light generation part, a manufacturing process can be simplified.
(14) 上記(13)の磁気センサー素子の製造方法においては、バイアス層を磁気センシング部と近接場光発生部とにまたがって形成する工程をさらに有することが好ましい。これにより、磁気センシング部と近接場光発生部とにおいて、バイアス層を別個に作製する場合に比べて、製造プロセスを簡略化できる。 (14) Preferably, the method for manufacturing a magnetic sensor element according to (13) further includes a step of forming a bias layer across the magnetic sensing portion and the near-field light generating portion. Thereby, compared with the case where a bias layer is produced separately in a magnetic sensing part and a near-field light generation part, a manufacturing process can be simplified.
(15) また、別の観点として、上記(12)の方法においては、上記(8)の磁気センサー素子の製造方法であって、前記微小開口に誘電体層を埋め込み形成する工程をさらに有することが好ましい。これにより、近接場光発生部における誘電体層の上部に積層される部位を容易に形成でき、製造プロセスを簡略化できる。 (15) As another aspect, in the method of (12), the method of manufacturing the magnetic sensor element of (8) further includes a step of embedding and forming a dielectric layer in the minute opening. Is preferred. Thereby, the site | part laminated | stacked on the upper part of the dielectric material layer in a near-field light generation part can be formed easily, and a manufacturing process can be simplified.
(16) また、本発明の磁気ヘッドは、ABS面形状が形成されているスライダ基板と、前記スライダ基板上に形成されている上記(1)〜(11)のいずれか1つの磁気センサー素子とを有している。これにより、スライダと磁気センサー素子用の基板とを別個に作製する場合に比べて部材を減らすことができるので、製造プロセスが簡略で、軽量な磁気ヘッドを提供できる。 (16) A magnetic head according to the present invention includes a slider substrate on which an ABS surface shape is formed, and any one of the magnetic sensor elements (1) to (11) formed on the slider substrate. have. Thereby, since the number of members can be reduced as compared with the case where the slider and the substrate for the magnetic sensor element are separately manufactured, a lightweight magnetic head with a simple manufacturing process can be provided.
(17) 上記(16)の磁気ヘッドにおいては、前記磁気センサー素子に光ビームを照射するレーザー光源素子が、前記スライダ基板上に形成されていることが好ましい。このように、1つの基板上に磁気センサー素子とレーザー光源素子とを形成することで、光ビームの照射位置決め精度を高め、光ビーム照射信頼性の向上と、生産性向上とを実現することができる。 (17) In the magnetic head of (16), it is preferable that a laser light source element for irradiating the magnetic sensor element with a light beam is formed on the slider substrate. Thus, by forming the magnetic sensor element and the laser light source element on one substrate, it is possible to improve the light beam irradiation positioning accuracy, improve the light beam irradiation reliability, and improve the productivity. it can.
(18) また、本発明の磁気再生装置は、上記(16)又は(17)の磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドによって磁気再生される磁気記録媒体とを備えている。これにより、上述の磁気ヘッドの効果を奏するとともに、効率的な情報再生が可能な磁気再生装置を提供できる。 (18) A magnetic reproducing apparatus of the present invention includes the magnetic head of (16) or (17) and a magnetic recording medium that is magnetically reproduced by the magnetic head. As a result, the magnetic reproducing apparatus capable of reproducing information efficiently while exhibiting the effects of the magnetic head described above can be provided.
(19) また、本発明の磁気再生方法は、上記(18)の磁気再生装置を用い、近接場光で磁気抵抗効果素子を昇温し、磁気記録媒体に記録された記録情報を再生するものである。これにより、上記の磁気再生装置を用いて、高精度かつ効率的な情報再生を実現できる。 (19) Also, the magnetic reproducing method of the present invention uses the magnetic reproducing device of (18) above to raise the temperature of the magnetoresistive element with near-field light and reproduce the recorded information recorded on the magnetic recording medium. It is. Thereby, highly accurate and efficient information reproduction | regeneration is realizable using said magnetic reproduction apparatus.
<第1実施形態>
以下、図面を参照しながら、本発明の第1実施形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る磁気ヘッドの主要部を示す斜視概略図である。図2は、図1の磁気ヘッドにおける磁気センサー素子の記録媒体対向面(X−Z平面)と、この記録媒体対向面の中心点とを示す平面図である。図3は、図2の磁気センサー素子における磁気抵抗効果素子のX−Z平面の断面図である。
<First Embodiment>
The magnetic head according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the main part of the magnetic head according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a recording medium facing surface (XZ plane) of the magnetic sensor element in the magnetic head of FIG. 1 and a center point of the recording medium facing surface. FIG. 3 is a cross-sectional view of the magnetoresistive element in the magnetic sensor element of FIG.
本実施形態の磁気ヘッド1においては、図1に示すように、記録媒体対向面にABS面形状(図示せず)を有するスライダ基板としての基板2と、基板2に実装される磁気センサー素子3と、磁気センサー素子3に光ビームを照射するレーザー光源素子4とを備えている。ここで、説明の便宜のため、図1においては、以下のようなX軸、Y軸及びZ軸とする。すなわち、基板2面の鉛直方向をZ軸とし、上方向をZ軸の正方向とする。また、レーザー光源素子4から磁気センサー素子3への光ビーム照射軸をY軸とし、紙面奥向きをY軸正方向とする。さらに、基板2面と平行であり、かつ光ビーム照射方向と直交する軸をX軸とし、紙面右方向をX軸正方向とする。また、図1における基板2と磁気センサー素子3との端面(紙面手前の面)が、記録媒体対向面となる。なお、以下では、特に表記しない限り、各図中に示したX軸、Y軸及びZ軸を用いて、方向を示すことがある。
In the
基板2には、表面にレーザー光源素子4をエピキタシシャル成長させるために、Si、Ge、SiC等のIV族半導体、GaAs、GaP、InP、AlAs、GaN、AlGaAs、InN、InSb、GaSb、AlN等のIII−V族化合物半導体、又は、ZnTe、ZnSe、ZnS、ZnO等のIII−VI族化合物半導体などの材料を用いる。なお、一変形例として、基板2上にレーザー光源素子4を形成せず、外部から磁気センサー素子3に光ビームを照射する場合は、上記材料の他に、アルチック(Al2O3・TiC)やZnO、Al2O3、SiO2、TiO2、CrO2、CeO2等の酸化物絶縁体、SiNなどの窒化物絶縁体、ガラス、又は、プラスチックなどを用いてもよい。
In order to epitaxially grow the laser
磁気センサー素子3は、磁気センシング部5からなる。この磁気センシング部5は、基板2上に、絶縁膜6、下部磁気シールド層7、磁気抵抗効果素子8が順に積層されている。また、磁気抵抗効果素子8の両側部のそれぞれには、絶縁層9を介して、膜面方向すなわちトラック幅方向(X軸に沿った方向)に熱勾配をつけるための熱伝導体層10、磁気抵抗効果素子8にバイアス磁界を印加するためのバイアス層11を順に積層してなる積層体が形成されている。なお、絶縁層9は、下部磁気シールド層7の上表面にも形成されている。そして、磁気抵抗効果素子8、絶縁層9及びバイアス層11の上を覆うように上部磁気シールド層12が積層されている。
The magnetic sensor element 3 includes a
ここで、下部磁気シールド層7及び上部磁気シールド層12は、磁気記録媒体や磁気センサー素子3の周囲から発生するノイズ磁界を打ち消すためのものである。これら上部磁気シールド層12および下部磁気シールド層7には、高透磁率材料が適している。なぜなら、磁気遮蔽したい空間を高透磁率材料で囲むと、磁力線は比透磁率が高く磁気抵抗の低い材料にそって流れ、磁気シールド効果が発生するからである。具体的には、例えばNiFeやNiFeTa等を用いて形成される。上部磁気シールド層12および下部磁気シールド層7の膜厚は、ノイズ源となる磁界を打ち消すことのできる膜厚であればよく、例えば500nmから3μm程度とする。また、上部磁気シールド層12、下部磁気シールド5bはそれぞれ上部電極、下部電極を兼ねており、磁気センサー素子3の外部から電圧を印加して、伝導電子を磁気抵抗効果素子8内に流すための電極層の役割を併せ持つ。したがって、絶縁膜6を用いて、基板2との電気的な絶縁を下部磁気シールド層7に対して行っている。
Here, the lower
磁気抵抗効果素子8には、温度変化に伴って外部磁界に対する磁界感度が変化する熱感応型磁気抵抗効果素子を用いる。この熱感応型磁気抵抗効果素子とは、言い換えれば、磁気抵抗効果素子の低温領域で検出できる磁界強度と、高温領域で検出できる磁界強度とが異なる磁気抵抗効果素子である。磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子に含まれる磁化自由層で磁気記録媒体からの漏洩磁界をセンシングするが、上記の熱感応型磁気抵抗効果素子では、磁化自由層中のトラック幅方向(図中のX方向)に温度分布を持たせることにより、磁気記録媒体からの漏洩磁界を磁化自由層の磁界感度の高い箇所(高温領域)のみで検出する。つまり、磁化自由層よりも幅の狭い記録ビットからの漏洩磁界を高分解能で検出できる磁気抵抗効果素子である。以下、このような熱感応型磁気抵抗効果素子である磁気抵抗効果素子8について説明する。
As the
磁気抵抗効果素子8は、磁化自由層を除いて従来技術と基本的には同じ構成であり、図3に示す通り、反強磁性層21と強磁性層22とを順に積層してなる磁化固定層23、非磁性体層24、面内磁化層26と高透磁率層27と保磁力変化自由層28とを順に積層してなる磁化自由層25を、順に積層することによって形成されている。このうち、磁化固定層23は、膜面内に磁化方向を持っている。なお、磁化自由層25における面内磁化層26と高透磁率層27とは、必要に応じて形成されるものであり、なくてもよい。
The
反強磁性層21は、強磁性層22と交換結合して、強磁性層22を固定(一方向異方性を付与)する目的で作製されるものであって、例えばMnを用いた反強磁性を示す合金、具体的にはMnと、Pt,Ir,Fe,Ru,Cr,Pd,Niから選ばれる少なくとも一つの元素とを合わせて用いるものである。反強磁性層21の膜厚は10〜20nm程度である。強磁性層22は、反強磁性層21と交換結合することで一方向異方性を付与され、強磁性層22を単層で作製した場合よりも、見かけ上高い保磁力を一方向に有する層であり、例えば、CoFe,CoFeNi,NiFe,CoFeB,CoPt,CoFePt等の強磁性体金属を用いて形成する。強磁性層22の膜厚は2〜10nm程度である。また、一変形例として、強磁性層22の配向性を揃えるために、シードレイヤーとしてNiFeを含む材料が○○上に積層されても構わない。
The
非磁性体層24は、例えばAl,Cu,Au,Ag,Mg等の電気的に導電性の高い金属材料、またはこれらの合金、または、これらの酸化物または窒化物からなり、磁化固定層23と磁化自由層25との間の磁気的な交換結合力を遮断するとともに、膜面に対して垂直方向に流れる伝導電子を通過させる役割を果たす。ここで、非磁性体層24を、電気抵抗の低い材料、すなわち導電性金属材料を用いて形成すれば磁気抵抗効果素子はGMR素子となり、電気抵抗の高い材料、すなわち上記導電性金属元素の酸化物や窒化物を用いればTMR素子となる。非磁性体層24の膜厚は1〜3nm程度である。ここで、一変形例として、非磁性体層24は、酸化物や窒化物中に導電性金属材料のクラスターが存在するといったように、酸化物や窒化物、導電性金属材料とを複合した層であっても構わない。
The
面内磁化層26は、スピン分極率を高め、MR比を高める目的と、非磁性体層24に酸化物または窒化物を用いた場合に保磁力変化自由層28が酸化または窒化して特性劣化してしまうことを防ぐ目的、および/または、保磁力変化自由層28の検出感度を高める目的で、形成されている。面内磁化層26は、保磁力変化自由層28よりも高いスピン分極率を有している材料や、保磁力変化自由層28よりも酸化または窒化されにくい材料を用いる。具体的には、例えば、CoFe,CoFeNi,NiFe,NiFeTa,NiFeNb,CoFeB,CoPt,CoFePt等から選択した材料を用いて形成する。面内磁化層26の膜厚は1〜5nm程度である。
The in-plane
高透磁率層27は、外部磁界に対する感度を高める目的で、保磁力変化自由層28と接するように形成されている。高透磁率層27には、NiFeやこれにTa,Nb等の添加物が添加された軟磁性材料を用いる。高透磁率層27の膜厚は2〜15nm程度である。
The high magnetic permeability layer 27 is formed in contact with the coercive force change
保磁力変化自由層28は外部磁界を検出する層であり、検出感度を高めるために、磁界を検出する温度(保磁力が相対的に小さくなる温度)において保磁力絶対値が小さく、透磁率が大きな特性を示す材料を用いる。保磁力変化自由層28の膜厚は3〜20nm程度である。このような保磁力変化自由層28を用いるので、磁化自由層25において、温度によって磁界感度が変わるという特性を実現できる。以下に、保磁力変化自由層28について詳述する。
The coercive force change
保磁力変化自由層28は、自発磁化が0となり保磁力が原理上無限大となる補償温度(Tcomp)を持つフェリ磁性体で形成される。具体的には例えば、Gd,Tb,Ho,Dyから選ばれる少なくとも一つの重希土類金属と、Fe,Co,Niから選ばれる少なくとも一つの3d遷移金属とを含んで成り、より具体的には、例えばGdCo、GdFeCoを含んで成る保磁力変化自由層を用いる。そして、膜面方向の保磁力が、室温下と室温より高い温度下で変化するように組成が調整されている。これにより、例えば室温近傍に補償温度(Tcomp)を設定すれば、室温では保磁力が大きく、室温より高い温度下では保磁力が小さくなるようにできる。これにより、温度によって磁界検出感度の異なる磁化自由層25、引いては、温度によって磁界検出感度の異なる磁気抵抗効果素子8を実現できる。
The coercive force change
次に、保磁力変化自由層28の動作原理を、重希土類金属と3d遷移金属との合金(希土類遷移金属合金)を例に取って示す。
Next, the principle of operation of the coercive force change
重希土類金属と3d遷移金属との合金は、互いの磁化が反平行に揃ったフェリ磁性を示すアモルファス金属体であり、重希土類金属副格子の磁化と3d遷移金属副格子の磁化との差がトータル磁化として現れることが知られている。このような希土類遷移金属合金は、温度上昇に伴いキュリー温度に向かって希土類金属副格子と遷移金属副格子とが異なった磁化の減少傾向を示すため、温度によってトータル磁化量(自発磁化量)が変化する。 An alloy of a heavy rare earth metal and a 3d transition metal is an amorphous metal body that exhibits ferrimagnetism in which the magnetizations of each other are antiparallel, and the difference between the magnetization of the heavy rare earth metal sublattice and the magnetization of the 3d transition metal sublattice is It is known to appear as total magnetization. Since such rare earth transition metal alloys show a decreasing tendency of magnetization in the rare earth metal sublattice and the transition metal sublattice toward the Curie temperature as the temperature rises, the total magnetization (spontaneous magnetization) varies depending on the temperature. Change.
具体的には、希土類金属副格子の磁化量と遷移金属副格子の磁化量が同じとなる温度(補償温度Tcomp)以下の温度では希土類金属副格子の磁化量(MRE)が遷移金属副格子の磁化量(MTM)を上回り、トータルの磁化量(MTOTAL)は、MTOTAL=MRE−MTMで表すことができる。一方、補償温度(Tcomp)以上の温度では遷移金属副格子の磁化量(MTM)が希土類金属副格子の磁化量(MRE)を上回り、トータルの磁化量(MTOTAL)は、MTOTAL=MTM−MREで表される。また、補償温度Tcomp近傍では、トータル磁化量(自発磁化量)が0となるために、外部磁界を感知しなくなり、このため、保磁力Hcが大きくなって、理論上無限大に増加することが知られている。 Specifically, the magnetization amount (M RE ) of the rare earth metal sublattice is lower than the temperature at which the magnetization amount of the rare earth metal sublattice and the magnetization amount of the transition metal sublattice are the same (compensation temperature T comp ). The total amount of magnetization (M TOTAL ) exceeds the amount of magnetization (M TM ) of the lattice, and can be expressed as M TOTAL = M RE -M TM . On the other hand, the magnetization of the transition metal sub-lattice in the compensation temperature (T comp) above the temperature (M TM) exceeds the magnetization of the rare earth metal sublattice of (M RE), the magnetization quantity of the total (M TOTAL) is, M TOTAL = MTM - MRE . Further, in the vicinity of the compensation temperature T comp , the total magnetization amount (spontaneous magnetization amount) becomes 0, so that the external magnetic field is not sensed. For this reason, the coercive force H c increases and theoretically increases to infinity. It is known.
上記のような、保磁力Hcが大きくなる温度(補償温度Tcomp)は、希土類金属と遷移金属との組成比によって調整することが可能である。 The temperature (compensation temperature T comp ) at which the coercive force H c increases as described above can be adjusted by the composition ratio of the rare earth metal and the transition metal.
磁気抵抗効果素子8の保磁力変化自由層28では、上記フェリ磁性体の補償温度Tcomp近傍を利用する。例えば、室温において補償温度Tcomp近傍となるように組成調整しておく。これによれば、温度上昇または温度低下に伴って、遷移金属副格子の磁化量(MTM)と希土類金属副格子の磁化量(MRE)との差が大きくなる(温度上昇に伴ってMTOTAL=MTM−MREが大きくなり、温度低下に伴ってMTOTAL=MRE−MTMが大きくなる)、保磁力変化自由層28が得られる。すなわち、室温において保磁力Hcが非常に大きく、温度上昇や温度低下に伴って保磁力Hcが小さくなる保磁力変化自由層28を実現できる。
The coercive force change
ここで、図4に、磁化自由層25の一例として、面内磁化層:Co70Fe30(1nm)/高透磁率層:Ni80Fe20(10nm)/保磁力変化自由層:Gd39Co61(15nm)の積層膜からなる磁化自由層における保磁力の温度依存性を示す。 Here, in FIG. 4, as an example of the magnetization free layer 25, an in-plane magnetization layer: Co 70 Fe 30 (1 nm) / high permeability layer: Ni 80 Fe 20 (10 nm) / coercive force change free layer: Gd 39 Co The temperature dependence of the coercive force in the magnetization free layer which consists of a 61 (15 nm) laminated film is shown.
図4に示すように、本例の磁化自由層は、温度上昇に伴って保磁力が減少し、120℃を超える温度では、約7.96×102〔A/m〕(10〔Oe〕)以下の保磁力を示すような磁化自由層25となっている。一般的に磁気記録媒体からの漏洩磁界を検出するためには、磁化自由層の保磁力が例えば約7.96×102〔A/m〕(10〔Oe〕)以下であることが望ましいとされているので、この場合については、110℃以上程度で漏洩磁界を検出することが可能となる。なお、図4に示したような保磁力の温度依存性は、磁化自由層を構成する積層膜の各膜厚や、保磁力変化自由層(ここではGdCo)の組成を変化させることによって調整可能である。 As shown in FIG. 4, the magnetization free layer of this example has a reduced coercive force as the temperature rises, and at a temperature exceeding 120 ° C., it is about 7.96 × 10 2 [A / m] (10 [Oe]). The magnetic free layer 25 exhibits the following coercive force. In general, in order to detect a leakage magnetic field from a magnetic recording medium, it is desirable that the coercive force of the magnetization free layer is, for example, about 7.96 × 10 2 [A / m] (10 [Oe]) or less. In this case, the leakage magnetic field can be detected at about 110 ° C. or higher. Note that the temperature dependence of the coercive force as shown in FIG. 4 can be adjusted by changing the film thickness of the laminated film constituting the magnetization free layer and the composition of the coercive force change free layer (here, GdCo). It is.
このように、温度変化に伴って保磁力が単調変化する磁化自由層25を用いる場合には、磁化自由層25内に生じる温度差が大きいほど、磁化自由層25内に生じる保磁力差を大きくできる。言い換えれば、磁化自由層25内に生じる外部磁界検出感度の差を大きく出来る。従って、磁化自由層25のトラック幅方向(図1のX方向)に大きな温度勾配が生成できれば、保磁力が小さくなった一部の領域でのみ、磁気記録媒体からの漏洩磁界が検出されることになり、磁化自由層25のトラック幅方向の長さよりも小さなトラック幅を有する磁気記録媒体からの信号を高分解能で再生できる。 Thus, when using the magnetization free layer 25 whose coercive force monotonously changes with temperature change, the larger the temperature difference generated in the magnetization free layer 25, the larger the coercive force difference generated in the magnetization free layer 25. it can. In other words, the difference in the external magnetic field detection sensitivity generated in the magnetization free layer 25 can be increased. Therefore, if a large temperature gradient can be generated in the track width direction (X direction in FIG. 1) of the magnetization free layer 25, the leakage magnetic field from the magnetic recording medium can be detected only in a part of the region where the coercive force is reduced. Thus, a signal from a magnetic recording medium having a track width smaller than the length of the magnetization free layer 25 in the track width direction can be reproduced with high resolution.
絶縁層9は、熱伝導体層10及びバイアス層11と磁気抵抗効果素子8とが接したり、熱伝導体層10と下部磁気シールド層7とが接したりして、電流短絡が生じることを防ぐ目的で形成されている。絶縁層9には、電気抵抗値の高いZnO、Al2O3、SiO2、TiO2、CrO2、CeO2等の酸化物絶縁体や、SiNなどの窒化物絶縁体、あるいはガラス、プラスチックなどを用いる。絶縁層9は、例えば2nmから10nm程度の膜厚で形成する。
The insulating
熱伝導体層10は、磁化固定層23、非磁性体層24及び磁化自由層25の積層方向における磁気抵抗効果素子8の中心線に対して対称位置となるように、且つ、磁気抵抗効果素子8を挟むように形成された1対の層である。この熱伝導体層10は、高い熱伝導率を示す材料、例えば、Au(金)、Ag(銀)、Cu(銅)、Al(アルミニウム)、Mg(マグネシウム)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)、Si(シリコン)、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)や、これらを主体とする金属材料を、単層で、または積層して用いる。このような高い熱伝導率を示す材料を熱伝導体層10に用いることで、磁気抵抗効果素子8のX方向(トラック幅方向)の放熱効果を高め、磁気抵抗効果素子8のトラック幅方向中心部と両端部との温度差をより大きくすることができる。
The
バイアス層11は、磁化固定層23、非磁性体層24及び磁化自由層25の積層方向における磁気抵抗効果素子8の中心線に対して対称位置となるように、且つ、熱伝導体層10のそれぞれに対し、磁化固定層23、非磁性体層24及び磁化自由層25の積層方向において隣接するように、磁気センシング部5に形成されている。このバイアス層11は、図2に示すように、磁気抵抗効果素子8のX軸方向側壁に絶縁層9を挟んで形成され、磁気抵抗効果素子8内の磁化自由層25の磁化方向を一様に揃えるためのバイアス磁界を付与するためのものであって、CoPt、CoFePt、CoPtB、CoCrPt、CoCrPtBなどの強磁性体からなる。
The
レーザー光源素子4は、図1に示すように、Y軸方向に長い直方体の形状をしている。そして、レーザー光源素子4の上面には、p型電極層13が形成されており、レーザー光源素子4側方の基板2上にはn型電極層14が形成されている。なお、一変形例として、n型電極層14は、基板2の下面側に形成されていてもよい。このレーザー光源素子4から発せられるレーザー光は、Y軸負方向へ放射され、レーザー光源素子4の活性層の高さと同じ高さになるように形成されている磁気抵抗効果素子8を中心に、磁気センシング部5に照射される。
As shown in FIG. 1, the laser
次に、磁気ヘッド1の製造方法について、一例を用いて説明する。図5(a)〜(f)は、磁気ヘッド51の製造工程を順に示す図である。ここでは、レーザー光源素子4を磁気センサー素子3の形成に先立って形成する方法について示すが、当然、レーザー光源素子4は、磁気センサー素子3を形成した後に形成しても構わない。また、レーザー光源素子4には、波長が750〜850nm程度のGaAlAs系半導体レーザーや、波長が620〜680nm程度のGaAlInP系半導体レーザー、さらには、波長が405nm近傍のGaN系半導体レーザー等を用いることができるが、ここではGaAlInP系半導体レーザーを用いた磁気ヘッド51の製造方法の一例について説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、レーザー光源素子4をn型GaAsから成る基板2上に、MOCVD装置を用いて形成する。図示しないが、具体的には、バッファ層としてn型GaInPを300nmの膜厚で形成し、続いて、n型AlGaInPクラッド層を膜厚1μmで、GaInPから成る活性層を膜厚60nmで、p型AlGaInPクラッド層を膜厚1.2μmで、それぞれ形成する。p型AlGaInPクラッド層の一部にはエッチングを施し、ストライプ状のリッジ構造を形成した上で、リッジ構造上部に膜厚200nmのp型GaInPからなるギャップ層を形成する。リッジ構造以外の領域は、膜厚700nmのn型GaAsブロック層を形成し、さらにこれらの上部にp型GaAsからなるコンタクト層を形成する。そして、レーザー光源素子4の上には、Zn/Auからなるp型電極層13を形成し、n型GaAsからなる基板2上には、Ge/Auからなるn型電極層14を形成する(図5(a)参照)。なお、これらは何れも公知の半導体レーザーの構造及び製造法を用いるものである。
First, the laser
続いて、磁気センシング部5の製造プロセスを図5(b)〜図5(f)を用いて説明する。磁気センシング部5の形成には、スパッタリング法に代表される薄膜形成法とリソグラフィ法とを用いる。
Subsequently, a manufacturing process of the
まず、基板2上に絶縁膜6として、SiO2をZ軸方向に膜厚50nmで形成し、n型GaAsからなる基板2との電気的な絶縁を行った上で、NiFeの下部磁気シールド層7をZ軸方向膜厚1μmで基板上に形成する(図5(b)参照)。なお、下部磁気シールド層7は、基板2上において、レーザー光源素子4に対してY軸負方向側の位置に形成される。すなわち、レーザー光源素子4から発生する光ビームが照射される方向に下部磁気シールド層7を形成する。
First, as an insulating film 6 on the
次に、スパッタリング装置を用いるスパッタリング法と、リソグラフィ法とを用いて、図3に示すような磁気抵抗効果素子8を形成する。具体的には、まず、下部磁気シールド層7と磁化固定層23との間の密着性を高め、磁化固定層23および磁化固定層23以降に形成される種々の層の結晶粒径や結晶構造、表面粗度を制御する目的で、TaとNiFeおよびCuをそれぞれ5nm、2nm、5nmの膜厚で積層したシード層(図示しない)を、下部磁気シールド層7上に形成する。続いて、反強磁性層21としてMnIrを膜厚15nmで形成した後、強磁性層22としてCoFeを3nmの膜厚で形成し、これらを磁化固定層23とする。さらに続いて、非磁性体層24としてAlを1nmの膜厚で形成した後、スパッタリング装置のチャンバー内にO2ガスを導入し、O2雰囲気中でAlを酸素暴露して酸化し、酸化Al膜とする。そして、非磁性体層24上に、図4の説明で示した磁化自由層25を形成する。具体的には、面内磁化層26としてCo70Fe30を1nmの膜厚で形成し、続いて、高透磁率層27としてNi80Fe20を10nmの膜厚で形成した後、保磁力変化自由層28としてGd39Co61を15nmの膜厚で形成する。さらに、保磁力変化自由層28上部には、保磁力変化自由層28を保護するための、Taから成るバッファ層(図示しない)を5nmで形成した後、トラック幅方向(X方向)の長さが100nmとなるようにエッチング加工する。これらのような工程を得て、磁気抵抗効果素子8が形成される(図5(c)参照)。なお、面内磁化層26、高透磁率層27、保磁力変化自由層28の各組成比率は上述のものに限られず、適宜変更できる。
Next, the
続いて、スパッタリング法とリソグラフィ法とを用いて、膜厚5nmで、絶縁層9を下部磁気シールド層7上及び磁気抵抗効果素子8側面に積層・形成する(図5(d)参照)。
Subsequently, the insulating
そして、スパッタリング法を用いて絶縁層9上に、熱伝導体層10となるAgを膜厚30nmで形成し、さらにバイアス層11となるCoPtBの層を、熱伝導体層10上に膜厚30nmで形成する。このとき、磁気抵抗効果素子8の磁化自由層25側部に熱伝導体層10が形成されるようにする(図5(e)参照)。ここで、一変形例として、磁気抵抗効果素子8形成の際、磁化固定層23より先に磁化自由層25を形成する場合は、熱伝導体層10をバイアス層11より先に形成する。すなわち、本実施形態における熱伝導体層10とバイアス層11との配置を逆にする。
Then, Ag to be the
続いて、バイアス層11、絶縁層9及び磁気抵抗効果素子8の上に、上部磁気シールド層12となるNiFeの層を1μmの膜厚で形成する(図5(f)参照)。そして、最後に、約3.98×104〔A/m〕(500〔Oe〕)の磁場中で250℃、1時間の磁場中アニールを行って磁化固定層23の固定を行う。以上の工程により、磁気センサー素子3とレーザー光源素子4とを備えた磁気ヘッド1が完成する。
Subsequently, a NiFe layer to be the upper
次に、磁気ヘッド1の動作について説明する。まず、レーザー光源素子4から図1中のY軸方向に光ビームが発せられ、磁気抵抗効果素子8を中心とした磁気センシング部5に照射され、磁気抵抗効果素子8を加熱する。このとき、磁気抵抗効果素子8の周囲に形成された、上部磁気シールド12、バイアス層11、及び、特に磁気抵抗効果素子8のトラック幅方向(X方向)に形成された熱伝導体層10に熱が奪われることによって、磁気抵抗効果素子8の特に端部が冷却され、トラック幅方向(X方向)に大きな温度勾配が生じる。
Next, the operation of the
このように、磁化自由層25のトラック幅方向(X軸方向)中心部とトラック幅方向の両端部との間に温度差を作り、中心部を高温にすることで、磁化自由層25のトラック幅方向の中心近傍では、保磁力変化自由層28の保磁力が磁気記録媒体からの漏洩磁界よりも小さくなり、磁気記録媒体からの漏洩磁界を検出する。一方、磁化自由層のトラック幅方向の両端部では、磁化自由層25のトラック幅方向の中心よりも温度が低いために、保磁力変化自由層28の保磁力が大きく、漏洩磁界の検出が行われない。すなわち、磁化自由層25のトラック幅方向の両端部において、隣接トラックの信号を読み出すことが無い。
In this way, by creating a temperature difference between the central portion of the magnetization free layer 25 in the track width direction (X-axis direction) and both ends in the track width direction, and increasing the temperature of the central portion, the track of the magnetization free layer 25 In the vicinity of the center in the width direction, the coercive force of the coercive force change
本実施形態によれば、磁気センシング部5にレーザー光源素子4から光ビームが照射された際、磁気センシング部5に含まれる磁気抵抗効果素子8内において温度勾配を生じさせることができる。すなわち、磁気抵抗効果素子8が熱せられるとともに、熱伝導体層10が磁気抵抗効果素子8の側面周囲の熱を外部に放熱することによって、磁気センシング部5に含まれる磁気抵抗効果素子8内に温度勾配を発生させ、磁気抵抗効果素子8内の磁界感度の高い箇所(最高温度となっている箇所とその周囲付近)でのみ、記録された磁界を読むことができる高分解能の磁気センサー素子3を実現することができる。つまり、磁気抵抗効果素子8における磁化自由層25のトラック幅方向の長さよりも小さなトラック幅の信号検出が可能な磁気センサー素子3を得ることができる。また、このような磁気センサー素子3を有する磁気ヘッド1を提供できる。
According to the present embodiment, when the
また、熱伝導体層10が、磁化固定層23、非磁性体層24及び磁化自由層25の積層方向における磁気抵抗効果素子8の中心線に対して対称位置となるように、且つ、磁気抵抗効果素子8を挟むように形成された1対の層であるので、レーザー光源素子4からの光ビームの照射によって発生した際の熱の放熱効果を強くすることができる。したがって、磁気抵抗効果素子8内において、磁気抵抗効果素子8の中心部から1対の層で構成される熱伝導体層10のそれぞれの層方向に、より大きな温度勾配を対称的に発生させることができる。また、温度勾配を磁気抵抗効果素子8中心8aから対称的に発生させていることから、外部磁界のセンシングポイント(原点)を、磁気抵抗効果素子8の中心8aとすることができるので、磁気再生装置の磁気センサー用の部品として利用しやすいものとなり、磁気再生装置の設計がしやすくなる。
The
また、バイアス層11は、磁化固定層23、非磁性体層24及び磁化自由層25の積層方向における磁気抵抗効果素子8の中心線に対して対称位置となるように、且つ、熱伝導体層10のそれぞれに対し、磁化固定層23、非磁性体層24及び磁化自由層25の積層方向において隣接するように、磁気センシング部5に形成されている。その結果として、バイアス層11と、熱伝導体層10とを共に形成できるので、生産性を向上できると共に小型の磁気センサー素子3及び磁気ヘッド1を提供できる。
In addition, the
また、磁気ヘッド1は、ABS面形状が形成されているスライダと兼用の基板2と、基板2上に形成されている磁気センサー素子3とを備えているので、スライダと磁気センサー素子用の基板とを別個に作製する場合に比べて部材を減らすことができる。その結果として、製造プロセスが簡略で、軽量な磁気ヘッド1を提供できる。
Further, the
また、磁気ヘッド1においては、1つの基板2上に磁気センサー素子3とレーザー光源素子4とが形成されている。その結果として、光ビームの照射位置決め精度を高め、光ビーム照射信頼性の向上と、生産性向上とを実現することができる磁気ヘッド1を提供できる。
In the
なお、本実施形態において、図1に示したように必ずしもレーザー光源素子4のトラック方向の幅(X方向の幅)と同じ幅で形成する必要は無い。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, it is not always necessary to form the laser
<第1実施形態の変形例>
次に、本発明の第1実施形態の変形例に係る磁気ヘッドについて説明する。図6は、本発明の第1実施形態の変形例に係る磁気ヘッドの主要部を示す斜視概略図である。なお、第1実施形態の符号2〜9及び12〜14と同様の部分には、順に符号32〜39及び42〜44を付け、その説明を省略することがある。
<Modification of First Embodiment>
Next, a magnetic head according to a modification of the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic perspective view showing the main part of a magnetic head according to a modification of the first embodiment of the present invention. In addition, the code | symbols 32-39 and 42-44 are attached | subjected in order to the part similar to the codes | symbols 2-9 and 12-14 of 1st Embodiment, and the description may be abbreviate | omitted.
本変形例の磁気ヘッド31は、第1実施形態の磁気センサー素子3におけるバイアス層11及び熱伝導体層10に代えて、熱伝導体層40のみを形成した磁気センサー素子33を有している点で、第1実施形態と異なる。
The
本変形例の磁気ヘッド31の製造方法については、第1実施形態で示した製造方法と同じ製造方法を用いるが、第1実施形態の磁気センサー素子3におけるバイアス層11及び熱伝導体層10の代わりに、熱伝導体層10のみを形成する点が第1実施形態と異なる。
As the manufacturing method of the
本変形例によれば、第1実施形態のバイアス層11の作用・効果を得ることができない以外は、第1実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。ただし、第1実施形態におけるバイアス層11が形成されていた部分も、熱伝導体層40となっていることから、第1実施形態に比べて、レーザー光源素子4からの光ビームの照射によって発生した際の熱の放熱効果を強くすることができる。したがって、磁気抵抗効果素子38内において、磁気抵抗効果素子38の中心部から1対の層で構成される熱伝導体層40のそれぞれの層方向に、第1実施形態より大きな温度勾配を対称的に発生させることができる。その結果として、第1実施形態よりも小さなトラック幅の信号検出が可能な磁気センサー素子33と、この磁気センサー素子33を有する磁気ヘッド31を得ることができる。
According to this modification, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained except that the operation and effect of the
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図7は、本発明の第2実施形態に係る磁気ヘッドの主要部を示す斜視概略図である。図8は、(a)が図7の磁気ヘッドにおける磁気センサー素子の記録媒体対向面(X−Z平面)と、この記録媒体対向面の中心点とを示す平面図、(b)が図7の磁気ヘッドにおける磁気センサー素子を所定の断面(境界面68)からY軸の正方向に見た場合の平面図である。なお、第1実施形態の符号2、4〜6、8、13、14と同様の部分には、順に符号52、54〜56、58、63、64を付け、その説明を省略することがある。
<Second Embodiment>
Next, a magnetic head according to a second embodiment of the invention will be described. FIG. 7 is a schematic perspective view showing the main part of the magnetic head according to the second embodiment of the present invention. 8A is a plan view showing a recording medium facing surface (XZ plane) of the magnetic sensor element in the magnetic head of FIG. 7 and a center point of the recording medium facing surface, and FIG. 8B is a plan view showing FIG. It is a top view at the time of seeing the magnetic sensor element in the magnetic head of this in the positive direction of the Y-axis from the predetermined cross section (boundary surface 68). In addition, the code |
本実施形態の磁気ヘッド51は、磁気センシング部55とレーザー光源素子54との間の基板52上に、磁気センシング部55に接し、レーザー光源素子54と接しないように形成されている近接場光発生部65を有している点で、第1実施形態と異なる。また、図7における基板2及び磁気センシング部55の端面(紙面手前の面)が記録媒体対向面となる。
The
近接場光発生部65は、基板2上に磁気センシング部55から連続形成されている絶縁膜56及び下部磁気シールド層57と、下部磁気シールド層7上に形成されている下部金属層66と、下部金属層66の上の微小開口69内に形成された誘電体層70とを有している。そして、誘電体層70の両側部のそれぞれには、磁気センシング部55から連続形成されている絶縁層59を介して、熱伝導体層60、バイアス層61を順に積層してなる積層体が、磁気センシング部55から連続形成されている。なお、絶縁層59は、下部磁気シールド層7の上表面にも形成されている。さらに、近接場光発生部65における、磁気抵抗効果素子58、絶縁層59及びバイアス層61の上を覆うように、上部金属層67が積層されている。そして、上部金属層67の上には、磁気センシング部55から連続形成された上部磁気シールド層12が積層されている。
The near-field
誘電体層70が内部に形成されている微小開口69は、レーザー光源素子54の活性層の高さと同じ高さになるように形成されている。また、微小開口69は、境界面68で磁気センシング部55の磁気抵抗効果素子58と接している。そのため、レーザー光源素子54から発せられた光ビームは、微小開口69を通って近接場光として磁気抵抗効果素子58に照射される。このとき、微小開口69のX方向とZ方向の長さは光ビームの波長よりも小さくなるように設定する。このようにすれば、磁気抵抗効果素子58に光ビームの透過光(Far Field光)が照射されることを防ぐことができ、近接場光のみ得ることができる。
The
上部磁気シールド層62および下部磁気シールド層57は、磁気記録媒体や磁気センサー素子53の周囲から発生するノイズ磁界を打ち消すことを目的に形成されており、近接場光発生部65まで連続形成されている。上部磁気シールド層12および下部磁気シールド層7には、高透磁率材料を用いる。磁気遮蔽したい空間を高透磁率材料で囲むと、磁力線は比透磁率が高く磁気抵抗の低い材料にそって流れ、磁気シールド効果が発生するからである。なお、具体的には、例えばNiFeやNiFeTa等を用いて形成される。上部磁気シールド層62および下部磁気シールド層57の膜厚は、ノイズ源となる磁界を打ち消すことのできる膜厚であればよく、例えば500nmから3μm程度とする。ここで、磁気センシング部55の下部磁気シールド層57の膜厚は、近接場光発生部65における下部磁気シールド層57の膜厚と、下部金属層66の膜厚とを足し合わせた膜厚となるように形成する。また、レーザー光源素子54の活性層からの光ビームが、下部金属層66上に形成する誘電体層70に照射されるよう配置する。
The upper
絶縁層59は、磁気センシング部55から近接場光発生部65にかけて連続的に形成された層であって、磁気センシング部55においては、バイアス層61及び熱伝導体層60と磁気抵抗効果素子58と、または、熱伝導体層60と下部磁気シールド層57とが接して、電流短絡が生じることを防ぐ目的で備えられている。また、近接場光発生部65においては、熱伝導体層60と下部金属層66とが接して、電流短絡が生じることを防ぐ目的として備えられている。
The insulating
熱伝導体層60及びバイアス層61は、磁気センシング部55から近接場光発生部65にかけて連続的に形成されている点以外、第1実施形態における熱伝導体層10及びバイアス層11と同様である。
The
下部金属層66及び上部金属層67は、近接場光発生部65の一部として形成される部材であって、微小開口69への光ビーム照射時に誘電体層70との界面で表面プラズモンを発生・伝播させ、磁気センシング部55の磁気抵抗効果素子58表面で高強度の近接場光を発生させるための層である。下部金属層66及び上部金属層67には、可視光波長近傍の半導体レーザーから照射される光ビームに対して、効率良くプラズモンを発生・伝播できる材料が用いられる。具体的には、Au、Ag、Alまたはこれらを主体とする合金材料を用いる。下部金属層66及び上部金属層67の膜厚は10nm程度とする。なお、下部金属層66及び上部金属層67にAuを主体とする材料を用いる場合には、光源として600nmから1μm程度の半導体レーザーを用い、Ag,Alを主体とする材料を用いる場合には、600nm以下の短波長半導体レーザーを用いるが、これに限られない。
The
誘電体層70は、近接場光発生部65の一部として形成されている部材であって、光ビーム照射時に下部金属層66及び上部金属層67との界面で表面プラズモンを発生・伝播させ、磁気センサー素子53の磁気抵抗効果素子58表面で高強度の近接場光を発生させるための層である。誘電体層70には、表面プラズンモンを効率的に発生・伝播させる観点から、低屈折率の誘電体材料を選択する。具体的には、SiO2やSiN、Al2O3、AlN、MgF2、MgO等の材料を用いる。誘電体層70の膜厚およびトラック幅方向の長さは磁気抵抗効果素子58の膜厚およびトラック幅方向の長さと同じか、もしくはそれ以上となるよう形成する。
The
レーザー光源素子54は、図7に示すように、Y軸方向に長い直方体の形状をしている。レーザー光源素子54から発せられるレーザー光は、Y軸負方向へ放射され、近接場光発生部65、より詳しくは近接場光発生部65の略中央部の微小開口69近傍に照射される。
As shown in FIG. 7, the laser
次に、磁気ヘッド51の製造方法について、一例を用いて説明する。図9(a)〜(g)は、磁気ヘッド51の製造工程を順に示す図である。ここでは、レーザー光源素子54を磁気センサー素子53の形成に先立って形成する方法について示すが、レーザー光源素子54は、磁気センサー素子53を形成した後に形成しても構わない。レーザー光源素子54には、波長が750〜850nm程度のGaAlAs系半導体レーザーや、波長が620〜680nm程度のGaAlInP系半導体レーザー、さらには、波長が405nm近傍のGaN系半導体レーザー等を用いることができるが、ここではGaAlInP系半導体レーザーを用いた磁気ヘッド51の製造方法の一例を示す。
Next, a method for manufacturing the
まず、レーザー光源素子54をn型GaAsから成る基板52上に、MOCVD装置を用いて形成する。図示しないが、具体的には、バッファ層としてn型GaInPを300nmの膜厚で形成し、続いて、n型AlGaInPクラッド層を膜厚1μmで、GaInPから成る活性層を膜厚60nmで、p型AlGaInPクラッド層を膜厚1.2μmで、それぞれ形成する。p型AlGaInPクラッド層の一部にはエッチングを施し、ストライプ状のリッジ構造を形成した上で、リッジ構造上部に膜厚200nmのp型GaInPからなるギャップ層を形成する。リッジ構造以外の領域は、膜厚700nmのn型GaAsブロック層を形成し、さらにこれらの上部にp型GaAsからなるコンタクト層を形成する。そして、レーザー光源素子54の上には、Zn/Auからなるp型電極層13を形成し、n型GaAsからなる基板52上には、Ge/Auからなるn型電極層14を形成する(図9(a)参照)。なお、これらは何れも公知の半導体レーザーの構造及び製造法を用いるものである。
First, the laser
続いて、磁気センシング部55及び近接場光発生部65の製造プロセスを図9(b)〜図9(g)を用いて説明する。磁気センシング部55の形成には、スパッタリング法に代表される薄膜形成法とリソグラフィ法とを用いる。
Subsequently, a manufacturing process of the
まず、基板52上に絶縁膜56として、SiO2をZ軸方向に膜厚50nmで形成し、n型GaAsからなる基板52との電気的な絶縁を行った上で、NiFeの下部磁気シールド層57をZ軸方向膜厚1μmで基板上に形成する(図9(b)参照)。なお、下部磁気シールド層57は、基板52上において、レーザー光源素子54に対してY軸負方向側の位置に形成される。すなわち、レーザー光源素子54から発生する光ビームが照射される方向に下部磁気シールド層57を形成する。
First, as an insulating
次に、下部磁気シールド層57におけるレーザー光源素子54側の略半分の表面をZ方向に50nmエッチングし、下部磁気シールド層57上のうち、エッチングした部分にAuを用いて下部金属層66をY軸方向幅200nm、Z軸方向膜厚50nmで積層する(図9(c)参照)。
Next, approximately half the surface of the lower
続いて、第1実施形態と同様に、スパッタリング装置を用いるスパッタリング法と、リソグラフィ法とを用いて、第1実施形態における磁気抵抗効果素子8と同構成の磁気抵抗効果素子58を形成する。続いて、スパッタリング法とリソグラフィ法とを用いて、膜厚5nmで、絶縁層59を下部磁気シールド層57上及び磁気抵抗効果素子58側面に積層・形成する。
Subsequently, similarly to the first embodiment, a
そして、スパッタリング法を用いて絶縁層59上に、熱伝導体層60となるAgを膜厚30nmで形成し、さらにバイアス層61となるCoPtBの層を、熱伝導体層60上に膜厚30nmで形成する。このとき、磁気抵抗効果素子58の磁化自由層(図示せず)側部に熱伝導体層60が形成されるようにする(図9(d)参照)。ここで、一変形例として、磁気抵抗効果素子58形成の際、磁気抵抗効果素子58における磁化固定層(図示せず)より先に磁化自由層を形成する場合は、熱伝導体層60をバイアス層61より先に形成する。すなわち、本実施形態における熱伝導体層60とバイアス層61との配置を逆にする。
Then, Ag to be the
続いて、下部金属層66上に形成された磁気抵抗効果素子58を(すなわち、後に近接場光発生部65となる部分側に存在する磁気抵抗効果素子58を)、エッチングして削り取り、微小開口69を形成する。さらに、形成した微小開口69にSiO2から成る誘電体層70を形成して微小開口69を埋める。微小開口69は、具体的には、Z軸方向の幅が70nm、X軸方向の幅が100nm、Y軸方向の幅が200nmになるように形成する(図9(e)参照)。
Subsequently, the
続いて、誘電体層70、および、後に近接場光発生部65となる部分側に形成されたバイアス層61の上部に、Auを用いて上部金属層67をY軸方向幅200nm、Z軸方向膜厚50nmで積層する(図9(f)参照)。
Subsequently, the
続いて、上部磁気シールド層62となるNiFeの層を1μmの膜厚で形成する(図9(g)参照)。そして、最後に、約3.98×104〔A/m〕(500〔Oe〕)の磁場中で250℃、1時間の磁場中アニールを行って磁気抵抗効果素子58の磁化固定層(図示せず)の固定を行う。以上の工程により、磁気センサー素子53とレーザー光源素子54とを備えた磁気ヘッド51が完成する。
Subsequently, a NiFe layer to be the upper
次に、磁気ヘッド51の動作について説明する。まず、レーザー光源素子54から図7中のZ軸方向に偏光成分を持った光ビームが発せられ、近接場光発生部に形成された微小開口69近傍に照射される。これにより、光ビームの波長よりも小さな微小開口69を通過するしみ出し光が生じるとともに、誘電体層70と上部金属層67及び下部金属層66の界面で表面プラズモンが発生・伝播して、微小開口69の光ビームの入射面と反対側の面(磁気抵抗効果素子58対向面)に達し、磁気抵抗効果素子58を加熱する。このとき、特に磁気抵抗効果素子58における磁化自由層のトラック幅方向の中心近傍に強い近接場光が生成され、該磁化自由層の端部に比べて中心部がより強く加熱される。加えて、磁気抵抗効果素子58の周囲ならびに近接場光発生部65に形成された上部磁気シールド62及び下部磁気シールド層57とバイアス層61、特に磁気抵抗効果素子58及び誘電体層70のトラック幅方向(X方向)に形成された熱伝導体層60に熱が奪われることによって、磁気抵抗効果素子58の特に両端部が冷却され、トラック幅方向(X軸方向)に大きな温度勾配が生じる。
Next, the operation of the
このように、磁気抵抗効果素子58の磁化自由層のトラック幅方向(X軸方向)中心部とトラック幅方向の両端部との間に温度差を作り、中心部を高温にすることで、該磁化自由層のトラック幅方向の中心近傍では、該磁化自由層内の保磁力変化自由層の保磁力が磁気記録媒体からの漏洩磁界よりも小さくなり、磁気記録媒体からの漏洩磁界を検出する。一方、該磁化自由層のトラック幅方向の両端部では、該磁化自由層のトラック幅方向の中心よりも温度が低いために、該磁化自由層内の保磁力変化自由層の保磁力が大きく、漏洩磁界による磁化反転を起こさないとともに、漏洩磁界の検出が行われない。すなわち、該磁化自由層のトラック幅方向の両端部において、隣接トラックの信号を読み出すことが無い。
Thus, by creating a temperature difference between the central portion of the magnetization free layer of the
本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、磁気抵抗効果素子58の磁化自由層における温度勾配が、第1実施形態よりも大きい磁気センサー素子53を提供できるとともに、この磁気センサー素子53を有する磁気ヘッド51を提供できる。
According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, the
また、熱伝導体層60やバイアス層61などのように、一度に、磁気センシング部55から近接場光発生部65にかけて連続形成しているので、簡易な製造工程で製造可能な磁気センサー素子53及びその製造方法を提供できる。さらに、微小開口69と磁気抵抗効果素子58の位置合わせを、高精度で行うことができる磁気センサー素子53の製造方法を提供できる。
In addition, since the
また、微小開口69が存在することにより、レーザー光源素子54から磁気抵抗効果素子58に対する光ビーム照射の高精度の位置決め制御を行う必要が無く、磁気抵抗効果素子58の微小領域に光ビームを照射することが容易に行える。
In addition, the presence of the
なお、本実施形態において、レーザー光源素子54からの光ビームは、Z軸方向の偏光成分を有しているものであってもよい。このようにすれば、誘電体層70をZ軸方向に挟んでいる上部金属層67及び下部金属層66においてプラズモンの増強が生じる。その結果として、微小開口69が磁気抵抗効果素子58と接する面(境界面68)において、微小開口69内トラック幅方向(X軸方向)の近接場光強度分布が、磁気抵抗効果素子58のX軸方向両端部に比べて、中心部近傍でより強い分布となり、磁気抵抗効果素子58のトラック幅方向中心部をより強く加熱することができる。
In the present embodiment, the light beam from the laser
また、レーザー光源素子54からの光ビームは、Z方向の偏光成分のみを有する直線偏光であってもよい。これは図7の示すレーザー光源素子54と磁気センサー素子53との間の光ビーム光路上に偏光子を形成することにより実現できる。
Further, the light beam from the laser
また、本実施形態において、磁気センシング部55および近接場光発生部65のトラック方向の幅(X方向の幅)は、必ずしもレーザー光源素子54のトラック方向の幅(X方向の幅)と同じ幅で形成する必要は無い。
In the present embodiment, the width in the track direction (X direction width) of the
<第2実施形態の変形例>
次に、本発明の第2実施形態の変形例に係る磁気ヘッドについて説明する。図10は、本発明の第2実施形態の変形例に係る磁気ヘッドの主要部を示す斜視概略図である。なお、第1実施形態の符号2、4〜6、8、12〜14と同様の部分には、順に符号72、74〜76、78、82〜84を付け、また、第2実施形態の符号66〜68と同様の部分には、順に符号86〜88を付け、その説明を省略することがある。
<Modification of Second Embodiment>
Next, a magnetic head according to a modification of the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a schematic perspective view showing the main part of a magnetic head according to a modification of the second embodiment of the present invention. In addition, the code |
本変形例の磁気ヘッド71は、第2実施形態の磁気センサー素子53におけるバイアス層61及び熱伝導体層60に代えて、熱伝導体層80のみを形成した磁気センサー素子73を有している点で、第2実施形態と異なる。
The
磁気ヘッド71の製造方法については、第2実施形態で示した製造方法と同じ製造方法を用いるが、第2実施形態の磁気センサー素子53におけるバイアス層61及び熱伝導体層60の代わりに、熱伝導体層80のみを形成する点が第2実施形態と異なる。
As the manufacturing method of the
本変形例によれば、第2実施形態のバイアス層61の作用・効果を得ることができない以外は、第2実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。ただし、第2実施形態におけるバイアス層61が形成されていた部分も、熱伝導体層80となっていることから、第2実施形態に比べて、レーザー光源素子74からの光ビームの照射によって発生した際の熱の放熱効果を強くすることができる。したがって、磁気抵抗効果素子78内において、磁気抵抗効果素子78の中心部から1対の層で構成される熱伝導体層80のそれぞれの層方向に、第2実施形態より大きな温度勾配を対称的に発生させることができる。その結果として、第2実施形態よりも小さなトラック幅の信号検出が可能な磁気センサー素子73と、この磁気センサー素子73を有する磁気ヘッド71とを得ることができる。
According to this modification, the same operation and effect as in the second embodiment can be obtained except that the operation and effect of the
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る磁気ヘッドについて説明する。図11は、本発明の第2実施形態に係る磁気ヘッドの主要部を示す斜視概略図である。図12は、(a)が図11の磁気ヘッドにおける磁気センサー素子の記録媒体対向面(X−Z平面)と、この記録媒体対向面の中心点とを示す平面図、(b)が図11の磁気ヘッドにおける磁気センサー素子を所定の断面(境界面107)からY軸の正方向に見た場合の平面図である。なお、第1実施形態の符号2、4〜14と同様の部分には、順に符号92、94〜104を付け、その説明を省略することがある。
<Third Embodiment>
Next, a magnetic head according to a third embodiment of the invention will be described. FIG. 11 is a schematic perspective view showing the main part of the magnetic head according to the second embodiment of the present invention. 12A is a plan view showing the recording medium facing surface (XZ plane) of the magnetic sensor element in the magnetic head of FIG. 11 and the center point of this recording medium facing surface, and FIG. FIG. 6 is a plan view of the magnetic sensor element of the magnetic head when viewed from a predetermined cross section (boundary surface 107) in the positive direction of the Y axis. In addition, the code |
本実施形態の磁気ヘッド91は、第2実施形態の近接場光発生部65の代わりに、誘電体層109が埋入された微小開口108を略中央部に有する金属層106からなる近接場光発生部105を有している点で、第2実施形態と異なっている。
The
磁気ヘッド91の製造方法において、磁気センシング部95の製造には第1実施形態で示した製造方法と同じ製造方法を用いるが、近接場光発生部105の製造方法が以下のように異なっている。すなわち、図示しないが、磁気センシング部95を形成した後、Auの金属層をZ軸方向膜厚1μmで基板上に形成する。なお、この金属層は基板2上において、レーザー光源素子94と磁気センシング部95との間に、磁気センシング部95に接するように形成する。
In the manufacturing method of the
続いて、この膜厚1μmの金属層上に誘電体層109となるSiO2を70nm成膜形成する。このとき、誘電体層109と磁気抵抗効果素子98とが接するように形成される。
Subsequently, an SiO 2 film having a thickness of 70 nm is formed on the metal layer having a thickness of 1 μm as the
そして、誘電体層109を、トラック幅方向(X方向)の長さが100nmとなるようにエッチング加工し、誘電体層109、および、上述した膜厚1μmの金属層の上部に、さらにAuの金属層をZ軸方向膜厚1μmで積層し、先に形成していたAuの金属層と合体させ、金属層106を形成することで、近接場光発生部105が完成する。
Then, the
上述のように近接場光発生部105を形成することで、微小開口69が、Z軸方向の幅が70nm、X軸方向の幅が100nm、Y軸方向の幅が200nmとなるように形成される。
By forming the near-field
なお、金属層106には、Ag、Alまたはこれらを主体とする合金材料を用いてもよい。
Note that Ag, Al, or an alloy material mainly composed of these may be used for the
本実施形態によれば、第2実施形態と同様の作用・効果を奏する。また、近接場光発生部105が、Au、Ag、又はAlを主体とした総じて熱伝導率が高い金属層106で形成されているので、第2実施形態に比べ、更なる放熱効果を得ている。その結果として、磁気抵抗効果素子98の特に端部が冷却され、トラック幅方向(X方向)により大きな温度勾配を生じさせることができるので、第2実施形態よりも小さなトラック幅の信号検出が可能な磁気センサー素子93を得ることができる。また、このような磁気センサー素子93を有する磁気ヘッド91を提供できる。
According to this embodiment, there exists an effect | action and effect similar to 2nd Embodiment. In addition, since the near-field
<第3実施形態の変形例>
次に、本発明の第3実施形態の変形例に係る磁気ヘッドについて説明する。図13は、本発明の第3実施形態の変形例に係る磁気ヘッドの主要部を示す斜視概略図である。なお、第1実施形態の符号2、4〜9、12〜14と同様の部分には、順に符号112、114〜119、122〜124を付け、また、第3実施形態の符号106、107と同様の部分には、順に符号126、127を付け、その説明を省略することがある。
<Modification of Third Embodiment>
Next, a magnetic head according to a modification of the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a schematic perspective view showing the main part of a magnetic head according to a modification of the third embodiment of the present invention. In addition, the code | symbol 112,114-119,122-124 is attached in order to the part similar to the code |
本変形例の磁気ヘッド111は、第3実施形態の磁気センサー素子93におけるバイアス層101及び熱伝導体層100に代えて、熱伝導体層120のみを形成した磁気センサー素子113を有している点で、第3実施形態と異なる。
The
磁気ヘッド111の製造方法については、第3実施形態で示した製造方法と同じ製造方法を用いるが、第3実施形態の磁気センサー素子93におけるバイアス層101及び熱伝導体層100の代わりに、熱伝導体層120のみを形成する点が第2実施形態と異なる。
As the manufacturing method of the
本変形例によれば、第3実施形態のバイアス層101の作用・効果を得ることができない以外は、第3実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。ただし、第3実施形態におけるバイアス層101が形成されていた部分も、熱伝導体層120となっていることから、第3実施形態に比べて、レーザー光源素子114からの光ビームの照射によって発生した際の熱の放熱効果を強くすることができる。したがって、磁気抵抗効果素子118内において、磁気抵抗効果素子118の中心部から1対の層で構成される熱伝導体層120のそれぞれの層方向に、第3実施形態より大きな温度勾配を対称的に発生させることができる。その結果として、第3実施形態よりも小さなトラック幅の信号検出が可能な磁気センサー素子113と、この磁気センサー素子113を有する磁気ヘッド111とを得ることができる。
According to this modification, the same operation and effect as in the third embodiment can be obtained except that the operation and effect of the
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る磁気再生装置について説明する。図14は、本発明の第4実施形態に係る磁気再生装置の摸式構成図である。
<Fourth embodiment>
Next, a magnetic reproducing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a magnetic reproducing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
本実施形態に係る磁気再生装置200は、上記実施形態及び変形例のうちいずれか1つと同構成の磁気センサー素子から成る磁気ヘッド201、ディスク状の磁気記録媒体202、磁気記録媒体202を回転駆動するためのスピンドル203、磁気ヘッド201を支持固定するサスペンションアーム204、サスペンションアーム204を磁気記録媒体202上で駆動するボイスコイルモーター205、およびこれらを制御するための制御回路206を含んで成る。制御回路206には、スピンドル203の回転駆動を制御する回転駆動制御装置207と、磁気ヘッド201と信号をやり取りする信号処理装置208と、磁気ヘッド201に形成された光源の出力を制御する出力制御装置209と、読み出した情報を蓄積するためのメモリ装置210とが含まれる。なお、磁気再生装置200の各構成部位は、磁気ヘッド201を除いて、何れも公知のハードディスクに用いられる構成である。
The magnetic reproducing
磁気ヘッド201においては、基板の磁気記録媒体202側にABS面形状(図示せず)を有している。このABS面形状は、スピンドル203が回転させて磁気記録媒体202を回転させることによって、空気流を発生させ、磁気ヘッド201が磁気記録媒体202上を浮上する際に、磁気ヘッド201と磁気記録媒体202との間の空気の流れを制御して、磁気ヘッド201の浮上高さを5〜10nm程度に調整するために磁気記録媒体202対向面に凸形状に形成されるものであり、従来のハードディスク装置に用いられる磁気ヘッドのスライダにおいて一般的に用いられるものである。ここで、スピンドル203の回転数は、記録再生を安定に行うことができる回転数であればよく、特に限定するものでは無いが、例えば1800rpmから7200rpmの回転数を用いることができる。
The
磁気記録媒体202には、例えばディスク状のガラス基体上に、記録層としてCoCrPtや、CoCrPtB,FePt,CoPt,CoPdに代表されるフェロ磁性体や、TbFeCoやDyFeCoに代表されるフェリ磁性体を膜厚20〜50nmで形成したものを用いることができる。記録層とディスク状のガラス基体との間には、NiFeに代表される軟磁性裏打ち層が形成されていても良い。磁気記録媒体202の記録層上には、この記録層を保護する目的でC膜を例えば膜厚5nm程度で形成し、さらに潤滑剤を例えば膜厚1nmで塗布形成する。
On the
次に、本発明の第4実施形態に係る磁気再生装置200の動作について説明する。電源が投入されると、磁気ヘッド201は、スピンドル203の回転に伴って生じる空気流によって5〜10nm程度の浮上高さで磁気記録媒体202上を浮上する。続いて、磁気ヘッド201のレーザー光源素子に通電し、光ビームを発生させ、これを磁気ヘッド201の磁気センサー素子に照射する。これにより、上述の実施形態にて示したように、磁気センサー素子の磁気抵抗効果素子に含まれる磁化自由層の磁気記録媒体202対向面で、トラック幅方向(X軸方向)に急峻な温度勾配を形成できる。このとき制御回路206に含まれる出力制御装置209においては、上述の磁化自由層における高温領域の保磁力が、磁気記録媒体202からの漏洩磁界を検出できる程度に小さくなるように、光源の出力を調整する。調整方法としては、記録媒体の試し書き領域でテストリードしながらレーザー光源の出力を調整する。これにより、磁気記録媒体202の記録された磁気ビットからの漏洩磁界を磁気抵抗効果素子の磁化自由層の局所的な磁界感度の高い箇所で読むことができる。これを電気信号に変換して記録情報を読み出す。
Next, the operation of the magnetic reproducing
本実施形態によれば、上記実施形態及び変形例のうちいずれか1つの磁気センサー素子の効果を奏するとともに、磁気抵抗効果素子に温度勾配が生成されることによって磁気記録媒体に記録された磁気記録ビットを高分解能に再生することが可能な磁気再生装置を提供できる。 According to this embodiment, the magnetic recording effected by the magnetic sensor element of any one of the above-described embodiments and modifications, and recorded on the magnetic recording medium by generating a temperature gradient in the magnetoresistive effect element A magnetic reproducing apparatus capable of reproducing bits with high resolution can be provided.
次に、本発明について、実施例及び比較例を用いて説明する。 Next, the present invention will be described using examples and comparative examples.
(実施例1)
第1実施形態の磁気ヘッド1の製造方法において説明した磁気センサー素子3の一例と同構成の磁気センサー素子に、波長680nmの光ビームを照射した場合の温度分布について、後述する熱伝導率シミュレーションを行い、磁気センサー素子の磁気抵抗効果素子に含まれる磁化自由層の磁気記録媒体対向面におけるトラック幅方向(X軸方向)の温度変化を検証した。また、比較例として、図15に示す磁気ヘッド131における磁気センサー素子133についても同様に検証した。なお、比較例に係る磁気ヘッド131は、第1実施形態の磁気ヘッド1の磁気センサー素子3において、熱伝導体層10を形成せず、バイアス層141のみを形成した磁気センサー素子133とした点で、第1実施形態と異なっている。また、第1実施形態の符号2、4〜9、12〜14と同様の部分には、順に符号132、134〜144を付け、その説明を省略する。
(Example 1)
A thermal conductivity simulation, which will be described later, is performed on the temperature distribution when a magnetic beam having a wavelength of 680 nm is irradiated onto the magnetic sensor element having the same configuration as the magnetic sensor element 3 described in the method for manufacturing the
具体的には、以下のように熱伝導率シミュレーションを行った。すなわち、磁気センサー素子に照射される光ビームの強度分布をガウス分布とし、光ビームスポット径を680nmとした。このとき、スポット径680nmでピーク強度の1/e2倍になるようにし、そのガウス分布をもとに磁気センサー素子の各部に入射する熱量(ワット数)を決定した。また、実施例1、比較例では、磁化自由層の中心(図中X=0の点)の温度が互いに等しくなるように、光ビームの入射強度を調整してシミュレーションを行った。 Specifically, the thermal conductivity simulation was performed as follows. That is, the intensity distribution of the light beam applied to the magnetic sensor element was a Gaussian distribution, and the light beam spot diameter was 680 nm. At this time, the amount of heat (wattage) incident on each part of the magnetic sensor element was determined based on the Gaussian distribution so that the spot diameter was 680 nm and the peak intensity was 1 / e 2 times. In Example 1 and the comparative example, the simulation was performed by adjusting the incident intensity of the light beam so that the temperatures at the centers of the magnetization free layers (X = 0 in the figure) are equal to each other.
上述のシミュレーション結果を図16に示す。ここで、図16におけるグラフの横軸Xは、磁気抵抗効果素子の磁気記録媒体対向面の中心位置を0(原点)とし、X軸正方向の位置を示している。各磁気センサー素子は、X軸方向には中心位置を挟んで対称形であるため、X軸負方向についてはX軸正方向の結果を左右反転させた結果が得られることは言うまでもない。 The simulation results described above are shown in FIG. Here, the horizontal axis X of the graph in FIG. 16 indicates the position in the positive direction of the X-axis with the center position of the magnetoresistive effect element facing surface of the magnetic recording medium being 0 (origin). Since each magnetic sensor element is symmetrical with respect to the center position in the X-axis direction, it goes without saying that a result obtained by horizontally inverting the result in the X-axis positive direction with respect to the X-axis negative direction can be obtained.
図16より、実施例1においては、比較例と比べて、媒体対向面における磁気抵抗効果素子内のトラック幅方向(X軸方向)の温度勾配が急峻になっていることがわかる。具体的には、比較例では、磁化自由層のトラック幅中心(X=0)と、トラック幅方向端部(X=50)とで、9℃の温度差であるのに対し、実施例1では、11.5℃の温度差が得られている。したがって、本実施例における磁気抵抗効果素子の中心部と端部との温度差を、比較例より大きくできることが確認できた。 FIG. 16 shows that the temperature gradient in the track width direction (X-axis direction) in the magnetoresistive effect element in the medium facing surface is steeper in Example 1 than in the comparative example. Specifically, in the comparative example, the temperature difference is 9 ° C. between the track width center (X = 0) of the magnetization free layer and the end portion in the track width direction (X = 50). Then, a temperature difference of 11.5 ° C. is obtained. Therefore, it was confirmed that the temperature difference between the central portion and the end portion of the magnetoresistive effect element in this example could be larger than that in the comparative example.
また、本実施例では、図4に示すような特性を有する磁化自由層を用いてシミュレーションしたが、約7.96×102〔A/m〕(10〔Oe〕)の外部磁界を検出するトラック幅について、比較例では100nmであるのに対し、実施例1では85nmとなることがわかった。 In the present embodiment, the simulation was performed using the magnetization free layer having the characteristics shown in FIG. 4, but an external magnetic field of about 7.96 × 10 2 [A / m] (10 [Oe]) is detected. The track width was found to be 85 nm in Example 1 compared to 100 nm in the comparative example.
(実施例2)
次に、第1実施形態の変形例に係る磁気ヘッド31の製造方法において説明した磁気センサー素子33の一例と同構成の磁気センサー素子(熱伝導体層はAgで形成)について、実施例1と同様の熱伝導シミュレーションを行った。その結果を図17に示す。なお、熱伝導シミュレーションに際しての条件は実施例1と同じである。
(Example 2)
Next, a magnetic sensor element having the same configuration as that of the example of the
図17より、本実施例においては、記録媒体対向面における磁気抵抗効果素子内のトラック幅方向(X軸正方向)の温度勾配が実施例1よりも大きくなっていることがわかる。具体的には、トラック幅方向(X軸正方向)の中心部(X=0)と端部(X=50)との温度差が13℃となった。したがって、磁気抵抗効果素子中心部と端部との温度差を、比較例及び実施例1より大きくすることができることを確認できた。 As can be seen from FIG. 17, in this example, the temperature gradient in the track width direction (X-axis positive direction) in the magnetoresistive effect element on the recording medium facing surface is larger than that in Example 1. Specifically, the temperature difference between the central portion (X = 0) and the end portion (X = 50) in the track width direction (X-axis positive direction) was 13 ° C. Therefore, it was confirmed that the temperature difference between the central portion and the end portion of the magnetoresistive effect element can be made larger than that of the comparative example and the first embodiment.
(実施例3)
次に、第2実施形態の磁気ヘッド51の製造方法において説明した磁気センサー素子53の一例と同構成の磁気センサー素子に、波長680nmの光ビームを照射した場合の温度分布について、後述する熱伝導率シミュレーションを行い、磁気センサー素子の磁気抵抗効果素子に含まれる磁化自由層の磁気記録媒体対向面におけるトラック幅方向(X軸方向)の温度変化を検証した。
(Example 3)
Next, the temperature distribution when a light beam having a wavelength of 680 nm is irradiated onto a magnetic sensor element having the same configuration as the example of the
具体的には、以下のように熱伝導率シミュレーションを行った。すなわち、磁気センサー素子に照射される光ビームの強度分布をガウス分布とし、光ビームスポット径を680nmとした。また、本実施例においては、波長680nmの光ビームを近接場光発生部(より詳しくは近接場光発生部の微小開口)に照射した場合の電場強度を予めFDTD(Finite Difference Time Domain)法を用いてシミュレーションし、その結果をもとに、本実施例の磁気センサー素子の各部に入射する熱量(ワット数)を決定した。 Specifically, the thermal conductivity simulation was performed as follows. That is, the intensity distribution of the light beam applied to the magnetic sensor element was a Gaussian distribution, and the light beam spot diameter was 680 nm. In the present embodiment, the FDTD (Finite Difference Time Domain) method is used in advance to determine the electric field intensity when the near-field light generating unit (more specifically, the minute aperture of the near-field light generating unit) is irradiated with the light beam having a wavelength of 680 nm. The amount of heat (wattage) incident on each part of the magnetic sensor element of this example was determined based on the result of the simulation.
上述のシミュレーション結果を図18に示す。図18より、実施例3においては、比較例及び実施例1と比べて、記録媒体対向面における磁気抵抗効果素子内のトラック幅方向(X軸方向)の温度勾配が急峻になっていることがわかる。具体的には、比較例及び実施例1では、磁化自由層のトラック幅中心(X=0)と、トラック幅方向端部(X=50)とで、それぞれ9℃、11.5℃の温度差であるのに対し、実施例3では18℃の温度差が得られていることがわかる。したがって、本実施例の磁気センサー素子において、比較例及び実施例1より磁気抵抗効果素子内の温度勾配が急峻になることを確認できた。 The simulation results described above are shown in FIG. From FIG. 18, in Example 3, the temperature gradient in the track width direction (X-axis direction) in the magnetoresistive effect element on the recording medium facing surface is steeper than in Comparative Example and Example 1. Recognize. Specifically, in the comparative example and Example 1, the temperatures of 9 ° C. and 11.5 ° C. are respectively obtained at the track width center (X = 0) and the track width direction end (X = 50) of the magnetization free layer. In contrast to the difference, in Example 3, a temperature difference of 18 ° C. is obtained. Therefore, in the magnetic sensor element of the present example, it was confirmed that the temperature gradient in the magnetoresistive effect element was steeper than in the comparative example and Example 1.
また、本実施例では、図4に示すような特性を有する磁化自由層を用いてシミュレーションしたが、約7.96×102〔A/m〕(10〔Oe〕)の外部磁界を検出するトラック幅について、比較例、実施例1ではそれぞれ100nm、85nmであるのに対し、実施例3では65nmとなることがわかった。 In the present embodiment, the simulation was performed using the magnetization free layer having the characteristics shown in FIG. 4, but an external magnetic field of about 7.96 × 10 2 [A / m] (10 [Oe]) is detected. The track width was found to be 65 nm in Example 3 compared to 100 nm and 85 nm in Comparative Example and Example 1, respectively.
(実施例4)
次に、第2実施形態の変形例に係る磁気ヘッド71の製造方法において説明した磁気センサー素子73の一例と同構成の磁気センサー素子(熱伝導体層はAgで形成)について、実施例3と同様の熱伝導シミュレーションを行った。その結果を図19に示す。なお、熱伝導シミュレーションに際しての条件は実施例3と同じである。
Example 4
Next, a magnetic sensor element having the same configuration as the example of the
図19より、本実施例では、比較例及び実施例2だけでなく、記録媒体対向面における磁気抵抗効果素子内のトラック幅方向(X軸正方向)の温度勾配が実施例3と比べても大きくなっていることがわかる。具体的には、本実施例では、トラック幅方向(X軸正方向)の中心部(X=0)と端部(X=50)との温度差が20.5℃となった。したがって、本実施例の磁気センサー素子において、実施例3より磁気抵抗効果素子内の温度勾配が急峻になることを確認できた。 From FIG. 19, in this example, not only the comparative example and Example 2, but also the temperature gradient in the track width direction (X-axis positive direction) in the magnetoresistive effect element on the recording medium facing surface compared to Example 3. You can see that it is getting bigger. Specifically, in this example, the temperature difference between the central portion (X = 0) and the end portion (X = 50) in the track width direction (X-axis positive direction) was 20.5 ° C. Therefore, it was confirmed that the temperature gradient in the magnetoresistive effect element in the magnetic sensor element of this example becomes steeper than in Example 3.
また、本実施例では、図4に示すような特性を有する磁化自由層を用いてシミュレーションしたが、約7.96×102〔A/m〕(10〔Oe〕)の外部磁界を検出するトラック幅について、60nmとなることがわかった。 In the present embodiment, the simulation was performed using the magnetization free layer having the characteristics shown in FIG. 4, but an external magnetic field of about 7.96 × 10 2 [A / m] (10 [Oe]) is detected. It was found that the track width was 60 nm.
(実施例5)
次に、第3実施形態の磁気ヘッド91の製造方法において説明した磁気センサー素子93の一例と同構成の磁気センサー素子に、波長680nmの光ビームを照射した場合の温度分布について、後述する熱伝導率シミュレーションを行い、磁気センサー素子の磁気抵抗効果素子に含まれる磁化自由層の磁気記録媒体対向面におけるトラック幅方向(X軸方向)の温度変化を検証した。その結果を図20に示す。なお、熱伝導シミュレーションに際しての条件は実施例3と同じである。
(Example 5)
Next, the temperature distribution when a light beam having a wavelength of 680 nm is irradiated onto a magnetic sensor element having the same configuration as the example of the
図20より、本実施例においては、比較例、実施例1及び実施例3と比べ、磁気記録媒体対向面におけるトラック幅方向(X軸方向)の温度勾配が急峻になっていることがわかる。具体的には、比較例、実施例1、実施例3では、磁化自由層のトラック幅中心(X=0)と、トラック幅方向端部(X=50)とで、それぞれ9℃と11.5℃と18℃の温度差であるのに対し、実施例5では、26℃の温度差が得られている。したがって、本実施例の磁気センサー素子において、比較例、実施例1及び実施例3より磁気抵抗効果素子内の温度勾配が急峻になることを確認できた。 As can be seen from FIG. 20, in this example, the temperature gradient in the track width direction (X-axis direction) on the magnetic recording medium facing surface is steeper than in the comparative example, example 1, and example 3. Specifically, in the comparative example, Example 1, and Example 3, the track width center (X = 0) and the track width direction end (X = 50) of the magnetization free layer are 9 ° C. and 11.1 respectively. In contrast to the temperature difference of 5 ° C. and 18 ° C., in Example 5, a temperature difference of 26 ° C. is obtained. Therefore, in the magnetic sensor element of the present example, it was confirmed that the temperature gradient in the magnetoresistive effect element was steeper than in the comparative example, example 1 and example 3.
また、本実施例では、図4に示すような特性を有する磁化自由層を用いてシミュレーションしたが、約7.96×102〔A/m〕(10〔Oe〕)の外部磁界を検出するトラック幅は、53nmとなることがわかった。 In the present embodiment, the simulation was performed using the magnetization free layer having the characteristics shown in FIG. 4, but an external magnetic field of about 7.96 × 10 2 [A / m] (10 [Oe]) is detected. It was found that the track width was 53 nm.
(実施例6)
次に、第2実施形態の変形例に係る磁気ヘッド111の製造方法において説明した磁気センサー素子113の一例と同構成の磁気センサー素子(熱伝導体層はAgで形成)について、実施例5と同様の熱伝導シミュレーションを行った。その結果を図21に示す。なお、熱伝導シミュレーションに際しての条件は実施例5と同じである。
(Example 6)
Next, with respect to a magnetic sensor element having the same configuration as the example of the
図21より、本実施例においては、比較例や実施例2、4、5と比べ、磁気記録媒体対向面におけるトラック幅方向(X軸方向)の温度勾配が急峻になっていることがわかる。具体的には、本実施例においては、トラック幅方向(X軸正方向)の中心部(X=0)と端部(X=50)との温度差が29℃となった。したがって、本実施例の磁気センサー素子において、比較例や実施例2、4、5より磁気抵抗効果素子内の温度勾配が急峻になることを確認できた。 FIG. 21 shows that the temperature gradient in the track width direction (X-axis direction) on the surface facing the magnetic recording medium is steeper in this example than in the comparative example and Examples 2, 4, and 5. Specifically, in this example, the temperature difference between the central portion (X = 0) and the end portion (X = 50) in the track width direction (X-axis positive direction) was 29 ° C. Therefore, in the magnetic sensor element of this example, it was confirmed that the temperature gradient in the magnetoresistive effect element was steeper than in the comparative example and Examples 2, 4 and 5.
また、本実施例では、図4に示すような特性を有する磁化自由層を用いてシミュレーションしたが、約7.96×102〔A/m〕(10〔Oe〕)の外部磁界を検出するトラック幅は、49nmとなることがわかった。 In the present embodiment, the simulation was performed using the magnetization free layer having the characteristics shown in FIG. 4, but an external magnetic field of about 7.96 × 10 2 [A / m] (10 [Oe]) is detected. It was found that the track width was 49 nm.
以上の各実施例から、各熱伝導体層の存在により、磁気抵抗効果素子の中心部と端部との温度差を、比較例より大きくできることが確認できた。したがって、この結果から、本発明によれば、磁気抵抗効果素子における磁化自由層のトラック幅方向の長さよりも小さなトラック幅の信号検出が可能な磁気センサー素子を提供できることがわかる。また、近接場光発生部により、さらに小さなトラック幅の信号検出が可能な磁気センサー素子を提供できることもわかった。 From each of the above examples, it was confirmed that the temperature difference between the central portion and the end portion of the magnetoresistive element can be made larger than that of the comparative example due to the presence of each thermal conductor layer. Therefore, it can be seen from this result that according to the present invention, a magnetic sensor element capable of detecting a signal having a track width smaller than the length in the track width direction of the magnetization free layer in the magnetoresistive effect element can be provided. It was also found that a magnetic sensor element capable of detecting a signal with a smaller track width can be provided by the near-field light generator.
なお、本発明は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で設計変更できるものであり、上記実施形態や実施例に限定されるものではない。例えば、上述の各実施形態においては、バイアス層と熱伝導体層との積層体が形成された構成を用いたが、バイアス層と熱伝導体層とを繰り返し多層形成する構成でもよい。また、バイアス層と熱伝導体層との積層体の代わりに、熱伝導体層を構成する材料と同様の成分が添加されたバイアス層のみを形成し、熱伝導率を高める、又は、バイアス層を構成する材料と同様の成分が添加された熱伝導体層のみを形成し、熱伝導体層にバイアス層の効果を持たせるような構成としてもよい。 The present invention can be changed in design without departing from the scope of the claims, and is not limited to the above-described embodiments and examples. For example, in each of the above-described embodiments, a configuration in which a laminated body of a bias layer and a thermal conductor layer is used is used, but a configuration in which the bias layer and the thermal conductor layer are repeatedly formed in multiple layers may be used. In addition, instead of the laminate of the bias layer and the thermal conductor layer, only the bias layer to which the same component as the material constituting the thermal conductor layer is added is formed to increase the thermal conductivity, or the bias layer It is also possible to form only the heat conductor layer to which the same component as the material constituting the material is added, and to give the effect of the bias layer to the heat conductor layer.
また、第2実施形態及びその変形例、並びに、第3実施形態において、微小開口を有する磁気センサー素子については、微小開口を埋めるように誘電体層が形成されているが、必ずしも誘電体層が形成されていなくともよく、照射される光の波長より小さい空間からなる微小開口であってもよい。なお、この場合の微小開口においては、磁気センサー素子をレーザー光源素子の形成の前に形成すること、及び、磁気抵抗効果素子のエッチングを行わないこと以外、上述した本実施形態の製造工程と同様の方法で磁気センサー素子を形成し、近接場光発生部の略中央部(磁気抵抗効果素子と対向する部分)を、Y軸方向にFIBによってエッチング加工することで、形成することができる。 In addition, in the second embodiment, the modification thereof, and the third embodiment, the magnetic sensor element having a minute opening is formed with a dielectric layer so as to fill the minute opening. It may not be formed, and may be a minute aperture formed of a space smaller than the wavelength of the irradiated light. In this case, in the minute opening, the magnetic sensor element is formed before the formation of the laser light source element, and the manufacturing process of the present embodiment described above is performed except that the magnetoresistive effect element is not etched. The magnetic sensor element can be formed by the above method, and the substantially central portion of the near-field light generating portion (the portion facing the magnetoresistive effect element) can be formed by etching with FIB in the Y-axis direction.
さらに、上述の各実施形態や各変形例において、磁気センサー素子と積層して磁気記録媒体に記録を行うための記録素子を形成し、磁気ヘッドを記録にも使用できるようにしてもよい。 Further, in each of the above-described embodiments and modifications, a recording element for recording on a magnetic recording medium may be formed by stacking with a magnetic sensor element so that the magnetic head can be used for recording.
加えて、第2及び第3実施形態並びにこれらの変形例において、磁気センサー素子とレーザー光源素子との間が誘電体で埋められていてもよい。さらには、この誘電体が、微小開口へレーザー光を導く光導波路を有していてもよい。 In addition, in the second and third embodiments and their modifications, the gap between the magnetic sensor element and the laser light source element may be filled with a dielectric. Further, the dielectric may have an optical waveguide that guides laser light to the minute aperture.
また、上述の各実施形態や各変形例において、レーザー光源素子は必ずしも磁気センサー素子と同一基板上に形成されなくても良い。例えば、磁気再生装置において、磁気ヘッドを支持するサスペンションアーム上にレーザー光源素子を形成し、光導波路を用いるかまたは、対物レンズを用いて磁気センサー素子に光ビームを引き込んで照射する構成としても構わない。 Further, in each of the above-described embodiments and modifications, the laser light source element is not necessarily formed on the same substrate as the magnetic sensor element. For example, in a magnetic reproducing apparatus, a laser light source element may be formed on a suspension arm that supports a magnetic head, and an optical waveguide may be used, or a light beam may be drawn and irradiated onto the magnetic sensor element using an objective lens. Absent.
また、上述の各実施形態や各変形例において、磁気ヘッドの磁気記録媒体との対向面には、磁気記録媒体との接触による損傷を防ぐ目的で潤滑剤が塗布または成膜されていても構わない。 In each of the above-described embodiments and modifications, a lubricant may be applied or formed on the surface of the magnetic head that faces the magnetic recording medium in order to prevent damage due to contact with the magnetic recording medium. Absent.
1、31、51、71、91、111、201 磁気ヘッド
2、32、52、72、92、112、300 基板
3、33、53、73、93、113 磁気センサー素子
4、34、54、74、94、114 レーザー光源素子
5、35、55、75、95、115 磁気センシング部
6、36、56、76、96、116 絶縁膜
7、37、57、77、97、117 下部磁気シールド層
8、38、58、78、98、118 磁気抵抗効果素子
8a、58a、98a (磁気センサー素子の)中心
9、39、59、79、99、119、309 絶縁層
10、40、60、80、100、120 熱伝導体層
11、61、101 バイアス層
12、42、62、82、102、122 上部磁気シールド層
13、43、63、83、103、123 p型電極層
14、44、64、84、104、124 n型電極層
21、301 反強磁性層
22、302 強磁性層
23、303 磁化固定層
24、304 非磁性体層
25、305 磁化自由層
26 面内磁化層
27 高透磁率層
28 保磁力変化自由層
65 近接場光発生部
66 下部金属層
67 上部金属層
68、107、127 境界面
69、108 微小開口
70、109 誘電体層
106 金属層
200 磁気再生装置
202 磁気記録媒体
203 スピンドル
204 サスペンションアーム
205 ボイスコイルモーター
206 制御回路
207 回転駆動制御装置
208 信号処理装置
209 出力制御装置
210 メモリ装置
306 バイアス層
307 上部電極層
308 下部電極層
1, 31, 51, 71, 91, 111, 201 Magnetic head 2, 32, 52, 72, 92, 112, 300 Substrate 3, 33, 53, 73, 93, 113 Magnetic sensor element 4, 34, 54, 74 , 94, 114 Laser light source element 5, 35, 55, 75, 95, 115 Magnetic sensing part 6, 36, 56, 76, 96, 116 Insulating film 7, 37, 57, 77, 97, 117 Lower magnetic shield layer 8 , 38, 58, 78, 98, 118 Magnetoresistive element 8a, 58a, 98a (Magnetic sensor element) center 9, 39, 59, 79, 99, 119, 309 Insulating layer 10, 40, 60, 80, 100 , 120 Thermal conductor layer 11, 61, 101 Bias layer 12, 42, 62, 82, 102, 122 Upper magnetic shield layer 13, 43, 63, 83, 103, 123 p Electrode layers 14, 44, 64, 84, 104, 124 N-type electrode layers 21, 301 Antiferromagnetic layers 22, 302 Ferromagnetic layers 23, 303 Magnetization fixed layers 24, 304 Nonmagnetic layers 25, 305 Magnetization free layers 26 In-plane magnetic layer 27 High magnetic permeability layer 28 Coercive force change free layer 65 Near-field light generating portion 66 Lower metal layer 67 Upper metal layers 68, 107, 127 Boundary surfaces 69, 108 Micro openings 70, 109 Dielectric layer 106 Metal layer 200 Magnetic reproducing device 202 Magnetic recording medium 203 Spindle 204 Suspension arm 205 Voice coil motor 206 Control circuit 207 Rotation drive control device 208 Signal processing device 209 Output control device 210 Memory device 306 Bias layer 307 Upper electrode layer 308 Lower electrode layer
Claims (19)
前記微小開口が、他端側からの光の照射によって、前記一端側において発生させた近接場光を前記磁気抵抗効果素子に照射するものであることを特徴とする請求項1に記載の磁気センサー素子。 Further comprising a near-field light generating part having a linear minute opening formed so that one end of the magnetoresistive element is close to the magnetoresistive element,
2. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the minute opening irradiates the magnetoresistive element with near-field light generated on the one end side by irradiation of light from the other end side. element.
基板上に磁化固定層、非磁性体、磁化自由層を積層してなる磁気抵抗効果素子を有する磁気センシング部を形成する工程と、前記磁気抵抗効果素子の一部を削り取ってなる微小開口を有する近接場光発生部を形成する工程とを有することを特徴とする磁気センサー素子の製造方法。 It is a manufacturing method of the magnetic sensor element according to any one of claims 2 and 5-8,
Forming a magnetic sensing unit having a magnetoresistive effect element formed by laminating a magnetization fixed layer, a non-magnetic material, and a magnetization free layer on a substrate; and a minute opening formed by scraping a part of the magnetoresistive effect element And a step of forming a near-field light generating part.
熱伝導体層を磁気センシング部と近接場光発生部とにまたがって形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項12に記載の磁気センサー素子の製造方法。 A method of manufacturing a magnetic sensor element according to claim 5 or 6,
13. The method of manufacturing a magnetic sensor element according to claim 12, further comprising a step of forming a thermal conductor layer across the magnetic sensing part and the near-field light generating part.
前記微小開口に誘電体層を埋め込み形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項12に磁気センサー素子の製造方法。 A method of manufacturing a magnetic sensor element according to claim 8,
13. The method of manufacturing a magnetic sensor element according to claim 12, further comprising a step of embedding and forming a dielectric layer in the minute opening.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006281266A JP4800896B2 (en) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | Magnetic sensor element and manufacturing method thereof, magnetic head, magnetic reproducing apparatus, and magnetic reproducing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006281266A JP4800896B2 (en) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | Magnetic sensor element and manufacturing method thereof, magnetic head, magnetic reproducing apparatus, and magnetic reproducing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008098557A true JP2008098557A (en) | 2008-04-24 |
JP4800896B2 JP4800896B2 (en) | 2011-10-26 |
Family
ID=39381053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006281266A Expired - Fee Related JP4800896B2 (en) | 2006-10-16 | 2006-10-16 | Magnetic sensor element and manufacturing method thereof, magnetic head, magnetic reproducing apparatus, and magnetic reproducing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4800896B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010272554A (en) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Sharp Corp | Optical component and method of manufacturing the same |
US8724262B1 (en) | 2012-12-21 | 2014-05-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic head and magnetic recording/reproduction apparatus that decreases oscillation driving voltage of a spin torque oscillation element |
US10311901B1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-06-04 | Western Digital Technologies, Inc. | Anisotropy field induced self pinned recessed antiferromagnetic reader |
Families Citing this family (44)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9910104B2 (en) | 2015-01-23 | 2018-03-06 | Lockheed Martin Corporation | DNV magnetic field detector |
US10006973B2 (en) | 2016-01-21 | 2018-06-26 | Lockheed Martin Corporation | Magnetometer with a light emitting diode |
US9910105B2 (en) | 2014-03-20 | 2018-03-06 | Lockheed Martin Corporation | DNV magnetic field detector |
US10241158B2 (en) | 2015-02-04 | 2019-03-26 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for estimating absolute axes' orientations for a magnetic detection system |
US9638821B2 (en) | 2014-03-20 | 2017-05-02 | Lockheed Martin Corporation | Mapping and monitoring of hydraulic fractures using vector magnetometers |
US9614589B1 (en) | 2015-12-01 | 2017-04-04 | Lockheed Martin Corporation | Communication via a magnio |
US10338162B2 (en) | 2016-01-21 | 2019-07-02 | Lockheed Martin Corporation | AC vector magnetic anomaly detection with diamond nitrogen vacancies |
US10168393B2 (en) | 2014-09-25 | 2019-01-01 | Lockheed Martin Corporation | Micro-vacancy center device |
US10088452B2 (en) | 2016-01-12 | 2018-10-02 | Lockheed Martin Corporation | Method for detecting defects in conductive materials based on differences in magnetic field characteristics measured along the conductive materials |
US9853837B2 (en) | 2014-04-07 | 2017-12-26 | Lockheed Martin Corporation | High bit-rate magnetic communication |
US10012704B2 (en) | 2015-11-04 | 2018-07-03 | Lockheed Martin Corporation | Magnetic low-pass filter |
US9590601B2 (en) | 2014-04-07 | 2017-03-07 | Lockheed Martin Corporation | Energy efficient controlled magnetic field generator circuit |
KR20170108055A (en) | 2015-01-23 | 2017-09-26 | 록히드 마틴 코포레이션 | Apparatus and method for high-sensitivity magnetic force measurement and signal processing in a magnetic detection system |
EP3250887A4 (en) | 2015-01-28 | 2018-11-14 | Lockheed Martin Corporation | Magnetic navigation methods and systems utilizing power grid and communication network |
BR112017016261A2 (en) | 2015-01-28 | 2018-03-27 | Lockheed Martin Corporation | in situ power load |
GB2551090A (en) | 2015-02-04 | 2017-12-06 | Lockheed Corp | Apparatus and method for recovery of three dimensional magnetic field from a magnetic detection system |
WO2017087014A1 (en) | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for hypersensitivity detection of magnetic field |
WO2017087013A1 (en) | 2015-11-20 | 2017-05-26 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for closed loop processing for a magnetic detection system |
WO2017127096A1 (en) | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Lockheed Martin Corporation | Diamond nitrogen vacancy sensor with dual rf sources |
AU2016388316A1 (en) | 2016-01-21 | 2018-09-06 | Lockheed Martin Corporation | Diamond nitrogen vacancy sensor with common RF and magnetic fields generator |
WO2017127094A1 (en) | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Lockheed Martin Corporation | Magnetometer with light pipe |
EP3405603A4 (en) | 2016-01-21 | 2019-10-16 | Lockheed Martin Corporation | Diamond nitrogen vacancy sensor with circuitry on diamond |
WO2017127098A1 (en) | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Lockheed Martin Corporation | Diamond nitrogen vacancy sensed ferro-fluid hydrophone |
WO2017127090A1 (en) | 2016-01-21 | 2017-07-27 | Lockheed Martin Corporation | Higher magnetic sensitivity through fluorescence manipulation by phonon spectrum control |
US10571530B2 (en) | 2016-05-31 | 2020-02-25 | Lockheed Martin Corporation | Buoy array of magnetometers |
US10345395B2 (en) | 2016-12-12 | 2019-07-09 | Lockheed Martin Corporation | Vector magnetometry localization of subsurface liquids |
US10338163B2 (en) | 2016-07-11 | 2019-07-02 | Lockheed Martin Corporation | Multi-frequency excitation schemes for high sensitivity magnetometry measurement with drift error compensation |
US10359479B2 (en) | 2017-02-20 | 2019-07-23 | Lockheed Martin Corporation | Efficient thermal drift compensation in DNV vector magnetometry |
US20170343621A1 (en) | 2016-05-31 | 2017-11-30 | Lockheed Martin Corporation | Magneto-optical defect center magnetometer |
US10345396B2 (en) | 2016-05-31 | 2019-07-09 | Lockheed Martin Corporation | Selected volume continuous illumination magnetometer |
US10330744B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-06-25 | Lockheed Martin Corporation | Magnetometer with a waveguide |
US10317279B2 (en) | 2016-05-31 | 2019-06-11 | Lockheed Martin Corporation | Optical filtration system for diamond material with nitrogen vacancy centers |
US10527746B2 (en) | 2016-05-31 | 2020-01-07 | Lockheed Martin Corporation | Array of UAVS with magnetometers |
US10408890B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-09-10 | Lockheed Martin Corporation | Pulsed RF methods for optimization of CW measurements |
US10371765B2 (en) | 2016-07-11 | 2019-08-06 | Lockheed Martin Corporation | Geolocation of magnetic sources using vector magnetometer sensors |
US10677953B2 (en) | 2016-05-31 | 2020-06-09 | Lockheed Martin Corporation | Magneto-optical detecting apparatus and methods |
US10281550B2 (en) | 2016-11-14 | 2019-05-07 | Lockheed Martin Corporation | Spin relaxometry based molecular sequencing |
US10228429B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-03-12 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for resonance magneto-optical defect center material pulsed mode referencing |
US10274550B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-04-30 | Lockheed Martin Corporation | High speed sequential cancellation for pulsed mode |
US10145910B2 (en) | 2017-03-24 | 2018-12-04 | Lockheed Martin Corporation | Photodetector circuit saturation mitigation for magneto-optical high intensity pulses |
US10459041B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-10-29 | Lockheed Martin Corporation | Magnetic detection system with highly integrated diamond nitrogen vacancy sensor |
US10338164B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-07-02 | Lockheed Martin Corporation | Vacancy center material with highly efficient RF excitation |
US10379174B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-08-13 | Lockheed Martin Corporation | Bias magnet array for magnetometer |
US10371760B2 (en) | 2017-03-24 | 2019-08-06 | Lockheed Martin Corporation | Standing-wave radio frequency exciter |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005183826A (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Sony Corp | Magnetic memory |
JP2006269866A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Sharp Corp | Magnetoresistance effect element, magnetic sensor, reproducing head, composite head, magnetic information reproducer, magnetic information recording reproducer, and magnetic information reproducing method |
-
2006
- 2006-10-16 JP JP2006281266A patent/JP4800896B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005183826A (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-07 | Sony Corp | Magnetic memory |
JP2006269866A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Sharp Corp | Magnetoresistance effect element, magnetic sensor, reproducing head, composite head, magnetic information reproducer, magnetic information recording reproducer, and magnetic information reproducing method |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010272554A (en) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Sharp Corp | Optical component and method of manufacturing the same |
US8724262B1 (en) | 2012-12-21 | 2014-05-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic head and magnetic recording/reproduction apparatus that decreases oscillation driving voltage of a spin torque oscillation element |
US10311901B1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-06-04 | Western Digital Technologies, Inc. | Anisotropy field induced self pinned recessed antiferromagnetic reader |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4800896B2 (en) | 2011-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4800896B2 (en) | Magnetic sensor element and manufacturing method thereof, magnetic head, magnetic reproducing apparatus, and magnetic reproducing method | |
JP4705165B2 (en) | Magnetic sensor element, magnetic reproducing head, magnetic reproducing device, and magnetic reproducing method | |
JP5787524B2 (en) | Recording head, magnetic head assembly, and magnetic recording apparatus | |
JP3657916B2 (en) | Magnetoresistive head and perpendicular magnetic recording / reproducing apparatus | |
US6804089B2 (en) | Yoke-type magnetic head and magnetic recording/reproducing device | |
JP4358773B2 (en) | Magnetoresistive effect element, magnetic sensor, reproducing head, composite head, magnetic information reproducing apparatus, magnetic information recording / reproducing apparatus, and magnetic information reproducing method | |
US6650598B2 (en) | Magnetic head having magnetoresistance device and recording/reproducing apparatus incorporating the same | |
JP2009032382A (en) | Cpp type magnetic field detecting element and manufacturing method thereof | |
JP2004281023A (en) | Thin film perpendicular magnetic recording head, its fabrication process, and magnetic disk drive using same | |
JP2010003354A (en) | Spin torque oscillating element, magnetic recording head, magnetic head assembly, and magnetic recording device | |
US8064161B2 (en) | Perpendicular magnetic recording head and method for manufacturing the same | |
JP2008159158A (en) | Heat assisted magnetic head | |
JP2010027195A (en) | Heat-assisted thin-film magnetic head and heat-assisted magnetic recording method | |
JP3839227B2 (en) | Magnetic head, magnetic recording / reproducing apparatus, magnetic recording information reproducing method, and magnetic recording method | |
US11514931B1 (en) | Magnetic head including main pole having top surface including first inclined portion, second inclined portion, and third inclined portion, and spin torque oscillator | |
JP4680825B2 (en) | Magnetic recording / reproducing head, magnetic recording / reproducing apparatus, and magnetic information recording / reproducing method | |
US8064297B2 (en) | Electromagnetic field generating element, information recording and reproduction head, and information recording and reproduction device | |
JP4339223B2 (en) | Magnetic head and magnetic recording / reproducing apparatus including the same | |
JP2002032904A (en) | Magnetic head and magnetic information recording/ reproducing device using the same | |
JP3441417B2 (en) | Magnetic recording head and magnetic recording device using the same | |
JP2004128026A (en) | Magnetoresistive effect element, magnetic head, magnetic recording device | |
JP2004128080A (en) | Magnetoresistive effect element and reproducing head | |
JP2007080414A (en) | Magnetic head for perpendicular magnetic recording, head gimbal assembly, head arm assembly, and magnetic disk apparatus | |
JP2005286223A (en) | Magnetoresistive effect element and reproduction head | |
JP2007035130A (en) | Magnetic detection device and magnetic detection object |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090218 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20090708 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110519 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110524 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110630 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110802 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110804 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140812 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |