JP2009217911A - Perpendicular magnetic head and perpendicular magnetic storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は垂直磁気ヘッド及び垂直磁気記憶装置に関し、特に、記録後の主磁極の残留磁化によるイレーズ(ポールイレーズ)を抑制するための構成に関するものである。 The present invention relates to a perpendicular magnetic head and a perpendicular magnetic storage device, and more particularly to a configuration for suppressing erase (pole erase) due to residual magnetization of a main pole after recording.
近年、各種の情報機器の記録手段として磁気記憶装置が使用されているが、このような、磁気記録に対する高密度記録化の要請に応えるために、磁気記録ヘッドとして、垂直磁気記録ヘッドを用いた垂直磁気記憶装置が開発されている。 In recent years, magnetic storage devices have been used as recording means for various types of information equipment. In order to meet such demands for high-density recording for magnetic recording, perpendicular magnetic recording heads were used as magnetic recording heads. Perpendicular magnetic storage devices have been developed.
従来の垂直磁気記憶装置では、記録後に主磁極の磁化方向が一様に揃ったまま保持されることにより、記録動作を行わない場合でも、例えば、再生時に磁気記録ヘッドがトラック上を移動するために、主磁極の残留磁化によりイレーズが発生する。
このため、再生時のポールイレーズを抑えることが課題であった。
In a conventional perpendicular magnetic storage device, since the magnetization direction of the main magnetic pole is kept uniform after recording, even when no recording operation is performed, for example, the magnetic recording head moves on the track during reproduction. In addition, erasure occurs due to the residual magnetization of the main magnetic pole.
For this reason, it has been a problem to suppress pole erase during reproduction.
また、ポールイレーズは、高密度化に伴う記録ヘッドの狭コア幅化により交換結合力の影響が増加し、磁化が揃い安くなるため、このような、主磁極の残留磁化によるポールイレーズがより深刻になると予想されている。 In addition, the pole erase is more serious due to the residual magnetization of the main pole because the influence of the exchange coupling force increases due to the narrow core width of the recording head as the density increases, and the magnetization becomes uniform and cheap. It is expected to become.
そこで、このようなポールイレーズを抑制するためには、各種の提案がなされている(例えば、特許文献1或いは特許文献2参照)。
一例を挙げれば、記録後にライトコイルに消磁電流を流し主磁極の磁化を消磁する方法が提案されている。
Accordingly, various proposals have been made to suppress such pole erasure (for example, see Patent Document 1 or Patent Document 2).
For example, a method has been proposed in which a demagnetizing current is passed through a write coil after recording to demagnetize the magnetization of the main pole.
或いは、磁気記録ヘッドの主磁極を多層構造とすることにより、磁性層間の静磁気的あるいは反強磁性的な結合により、磁化を反平行にする方法が提案されている。
さらには、主磁極の形状を考慮することによってポールイレーズを抑制することも提案されている。
Furthermore, it has also been proposed to suppress pole erase by considering the shape of the main pole.
しかし、記録後にライトコイルに消磁電流を流し主磁極の磁化を消磁する方法の場合には、消磁のために余分な操作が必要になるとともに、消費電力が増大するという問題があり、特に、電池で駆動する携帯情報機器の場合にはその影響が大きくなる。 However, in the case of a method of demagnetizing the main magnetic pole by applying a demagnetizing current to the write coil after recording, there is a problem that extra operation is required for demagnetization and power consumption increases. In the case of a portable information device that is driven by this, the effect becomes large.
また、主磁極の多層構造化による抑制方法の場合には、製造工程が増加し、製造コストが上昇するという問題がある。
さらに、主磁極の形状を考慮しただけでは、記録ビットが微小化して記憶密度が高まった場合に、充分なポールイレーズ抑制効果を得ることが困難である。
In addition, in the case of the suppression method using the main pole having a multilayer structure, there is a problem that the manufacturing process increases and the manufacturing cost increases.
Furthermore, if only the shape of the main pole is taken into account, it is difficult to obtain a sufficient pole erase suppression effect when the recording bit is miniaturized and the storage density is increased.
したがって、本発明は、微細加工を必要としない簡単な磁気記録ヘッドの構成によりポールイレーズを抑制することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to suppress pole erasure by a simple configuration of a magnetic recording head that does not require fine processing.
本発明の一観点によれば、前記複数のリード素子の内の第1のリード素子の中心位置を、ライト素子の中心位置からトラック幅の略半分ずらして配置するとともに、前記複数のリード素子の内の他のリード素子の中心位置ともずらして配置した垂直磁気ヘッドが提供される。 According to an aspect of the present invention, the center position of the first read element among the plurality of read elements is arranged so as to be shifted by approximately half the track width from the center position of the write element, and A perpendicular magnetic head is provided that is offset from the center position of the other read elements.
また、本発明の他の観点によれば、上記の垂直磁気ヘッドと磁気記憶媒体を搭載した垂直磁気記憶装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a perpendicular magnetic storage device equipped with the above-described perpendicular magnetic head and a magnetic storage medium.
開示の垂直磁気記録ヘッド及び垂直磁気記憶装置によれば、複数のリード素子をライト素子に対してずらして配置するだけで、微細加工技術を要することなく、ポールイレーズを抑制することが可能になる。 According to the disclosed perpendicular magnetic recording head and perpendicular magnetic storage device, it is possible to suppress pole erasure without requiring a microfabrication technique simply by displacing a plurality of read elements with respect to a write element. .
この時、第1のリード素子の中心位置を、ライト素子の中心位置からトラック幅の略半分、具体的には、1/2±5%ずらして配置することによって、再生時或いはシーク時にライト素子をガードバンド上に位置させることができる。 At this time, the center position of the first read element is shifted from the center position of the write element by approximately half of the track width, specifically, 1/2 ± 5%, so that the write element is reproduced or seeked. Can be positioned on the guard band.
特に、磁気記憶媒体として、パターンド媒体を用いた場合には、トラック間のガードバンドを広く取ることができるために、ポールイレーズを効果的に抑制することが可能になる。 In particular, when a patterned medium is used as the magnetic storage medium, a wide guard band between tracks can be obtained, so that pole erasure can be effectively suppressed.
ここで、図1及び図2を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の実施の形態の磁気記録ヘッドの概念的構成図であり、磁気記憶媒体との関連で示しており、図1(a)は再生時におけるスキュー角が0°の場合のライト−リード配置図であり、図1(b)は、再生時におけるスキュー角が15°の場合のライト−リード配置図である。
なお、図1(b)は、W2 とθの関係が分かりやすいように、磁気記憶媒体の部分は簡略化して示している。
Here, with reference to FIG.1 and FIG.2, embodiment of this invention is described.
FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of a magnetic recording head according to an embodiment of the present invention, which is shown in relation to a magnetic storage medium. FIG. 1A shows a case where a skew angle during reproduction is 0 °. FIG. 1B is a write-read layout diagram, and FIG. 1B is a write-read layout diagram when the skew angle during reproduction is 15 °.
In FIG. 1B, the portion of the magnetic storage medium is simplified so that the relationship between W 2 and θ can be easily understood.
図1(a)に示すように、この複合型薄膜磁気ヘッドは、一つのライト素子10と複数のリード素子から構成され、ここでは、2つのリード素子21,22の場合を示している。
図に示すように、リード素子22は、下部磁気シールド層23と中間磁気シールド層24との間に挟まれ、また、他方のリード素子21は、中間磁気シールド層24と上部磁気シールド層25との間に挟まれた構造となっている。
なお、各磁気シールド層は、リード素子21,22にセンス電流を流す電極を兼ねるものであり、中間磁気シールド層24は電気的に二層に分離されたものでも良い。
また、ライト素子10は、リード素子21と反対側にリターンヨーク11を備えている。
As shown in FIG. 1A, this composite type thin film magnetic head is composed of one
As shown in the figure, the
Each magnetic shield layer also serves as an electrode for passing a sense current to the
Further, the
この場合、リード素子21は、スキュー角が0°の場合に、その中心線がライト素子10の中心線に対してW1 がトラック幅Twの略半分となるずれた位置に設ける。その結果、再生時に、ライト素子21を磁気記憶媒体30に設けた記録ビット31からなるトラック321 上に位置させると、ライト素子10がガードバンド33の上に位置することになる。
なお、リード素子21ならびライト素子の製造プロセスにおける製造バラツキを考慮すると、±5%程度の配置バラツキは許容されるものである。
In this case, when the skew angle is 0 °, the
In consideration of manufacturing variations in the manufacturing process of the
一方、他方のリード素子22は、ライト素子10の中心線に対してリード素子21とは反対側にW2 だけずれた位置に設ける。
この時、図1(b)示すように、最大スキュー角がθの場合に、リード素子22の中心線が同じトラック321 上に位置するようにずらす必要がある。
On the other hand, the
At this time, as shown in FIG. 1B, when the maximum skew angle is θ, it is necessary to shift so that the center line of the
ここで、ライト素子10とリード素子22との距離をL(=L1 +L2 )とすると、W2 は、
W2 =L2 ×tanθ=(L−L1 )×tanθ
となる。
L1 =(Tw /2)/sinθ
であるので、
W2 =L×tanθ−(Tw /2)/cosθ ・・・(1)
となる。
したがって、最大スキュー角を15°に設計する場合には、リード素子22の中心線をライト素子10の中心線からW2 ={Ltan15°−(Tw /2)/cos15°}だけずらして配置すると、リード素子22の中心位置での再生ができる。
Here, if the distance between the
W 2 = L 2 × tan θ = (L−L 1 ) × tan θ
It becomes.
L 1 = (T w / 2) / sin θ
So
W 2 = L × tan θ− (T w / 2) / cos θ (1)
It becomes.
Therefore, when the maximum skew angle is designed to be 15 °, the center line of the
なお、再生時には、スキュー角が磁気記憶媒体におけるトラック位置とともに変動しても、常にライト素子の中心がガードバンド33の中心に位置するように制御する機構を設ける。
この場合のオフトラックのマージンを考慮すると、リード素子21の中心線をライト素子10の中心線に対してトラック幅Twの1/2だけずらす場合に、±5%程度の誤差が許容される。
During reproduction, a mechanism is provided to control the center of the write element so that it is always located at the center of the
Considering the off-track margin in this case, an error of about ± 5% is allowed when the center line of the
スキュー角θが小さい場合はリード素子21で再生し、スキュー角が大きい場合は、リード素子22で再生する。
When the skew angle θ is small, reproduction is performed by the
また、最大スキュー角を15°に設定した場合、ライト素子22のずれ量W2 を、例えば、θ=11°に設定することによって、リード素子21でスキュー角0°〜7.5°の範囲を再生し、リード素子22でスキュー角7.5°〜15°の範囲を再生するように切り替えても良い。
この時、リード素子21とリード素子22との切り替えは、スキュー角は再生するトラックの位置で決まっているので、再生するトラックの位置に応じて切り替えることになる。
In addition, when the maximum skew angle is set to 15 °, the deviation W 2 of the
At this time, switching between the
次に、図2を参照して、スキュー角が負の場合の対応を説明する。
図2は、リード素子を3つ設けた場合の磁気記録ヘッドの概念的構成図であり、磁気記憶媒体との関連で示しており、図2(a)は再生時におけるスキュー角が0°の場合のライト−リード配置図であり、図2(b)は、再生時におけるスキュー角が−15°の場合のライト−リード配置図である。
なお、図2(b)は、W3 とφの関係が分かりやすいように、磁気記憶媒体の部分は簡略化して示している。
Next, the correspondence when the skew angle is negative will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a conceptual configuration diagram of a magnetic recording head in which three read elements are provided, and is shown in relation to a magnetic storage medium. FIG. 2A shows a skew angle of 0 ° during reproduction. FIG. 2B is a write-read layout diagram when the skew angle during reproduction is −15 °.
In FIG. 2B, the portion of the magnetic storage medium is shown in a simplified manner so that the relationship between W 3 and φ can be easily understood.
図2(a)に示すように、図1の場合と同様に、リード素子21は、スキュー角が0°の場合に、その中心線がライト素子10の中心線に対してトラック幅Twの1/2ずれた位置に設ける。その結果、再生時に、ライト素子21を磁気記憶媒体30に設けた記録ビット31からなるトラック321 上に位置させると、ライト素子10がガードバンド33の上に位置することになる。
なお、リード素子21及びリード素子22の位置関係は図1の場合と同様である。第3のリード素子26を最下部磁気シールド層27と下部磁気シールド層23との間に挟み込むように設ける。
As shown in FIG. 2A, as in the case of FIG. 1, when the skew angle is 0 °, the
The positional relationship between the read
一方、第3のリード素子26は、最下部磁気シールド層27と下部磁気シールド層23との間に挟み込むように設けるものであり、ライト素子10の中心線に対してリード素子21と同じ側にW3 だけずれた位置に設ける。
この時、図2(b)に示すように、負側の最大スキュー角がφの場合に、第3のリード素子26の中心線が同じトラック321 上に位置するようにずらす必要がある。
On the other hand, the
At this time, as shown in FIG. 2B, when the maximum skew angle on the negative side is φ, it is necessary to shift so that the center line of the
ここで、ライト素子10とリード素子22との距離をLとすると、W3 は、
W3 =L×tanφ+(Tw /2)/cosφ ・・・(2)
となる。
したがって、負側の最大スキュー角を15°に設計する場合には、第3のリード素子26の中心線をライト素子10の中心線からW3 =L×tan15°+(Tw /2)/cos15°だけずらして配置すると、第3のリード素子26の中心位置での再生ができる。
Here, if the distance between the
W 3 = L × tan φ + (T w / 2) / cos φ (2)
It becomes.
Accordingly, when designing the maximum skew angle on the negative side to be 15 °, the center line of the
また、負側の最大スキュー角を−15°に設定した場合、ライト素子26のずれ量W3 を、例えば、φ=11°に設定することによって、リード素子21でスキュー角0°〜−7.5°の範囲を再生し、リード素子26でスキュー角−7.5°〜−15°の範囲を再生するように切り替えても良い。
Further, when the maximum skew angle on the negative side is set to −15 °, the skew angle 0 ° to −7 is set at the read
以上を前提として、次に、図3を参照して本発明の実施例1の垂直記憶複合型薄膜磁気ヘッドを説明する。
なお、電解メッキ工程におけるメッキベース層については図示を省略する。
図3は、本発明の実施例1の垂直記憶複合型薄膜磁気ヘッドの構成説明図であり、図3(a)は概略的要部正面図であり、また、図3(b)は、正面図におけるA−A′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図である。
まず、スライダーの母体となる、Al2 O3 −TiC基板上にAl2 O3 膜(いずれも図示を省略)を介して下部磁気シールド層41を設け、この下部磁気シールド層41上にTMR膜43を設けるとともに、TMR膜43の側面にAl2 O3 膜(図示を省略)を介して磁区制御膜44を設けて第2オフセットリード素子42を形成する。
Based on the above, the perpendicular storage composite type thin film magnetic head according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, illustration is abbreviate | omitted about the plating base layer in an electrolytic plating process.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of the perpendicular storage composite type thin film magnetic head according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) is a schematic front view of the essential part, and FIG. 3 (b) is a front view. It is a schematic sectional drawing along the dashed-dotted line which connects AA 'in a figure.
First, a lower
この場合の第2オフセットリード素子42のライト素子を構成する主磁極先端部に対するオフセット量W2 は、上述のように、後述するライト素子を構成する主磁極先端部との距離をLとし、最大スキュー角を15°した場合に、例えば、θ=11°に設定して、W2 ={Ltan11°−(Tw /2)/cos11°}とする。
また、TMR膜43は、例えば、Ta膜/反強磁性層/ピンド層/トンネル絶縁膜/フリー層を順次積層した構成とし、また、磁区制御膜44はCoCrPt等で構成する。
In this case, the offset amount W 2 of the second offset read
The
次いで、所定形状に加工した第2オフセットリード素子42をAl2 O3 膜45で埋め込んで平坦化したのちTMR膜43の上部電極になる第1中間磁気シールド層46を設ける。
Next, the second offset read
次いで、第1中間磁気シールド層46上に絶縁分離用のAl2 O3 膜47を介して第2中間磁気シールド層48を設ける。
次いで、第2中間磁気シールド層48上にTMR膜50を設けるとともに、TMR膜50の側面にAl2 O3 膜(図示を省略)を介して磁区制御膜51を設けて第1オフセットリード素子49を形成する。
Next, a second intermediate
Next, a
この場合の第1オフセットリード素子49のライト素子を構成する主磁極先端部に対するオフセット量W1 は、上述のように、使用する磁気記憶媒体のトラック幅Tw の1/2に設定する。
また、TMR膜50も、例えば、Ta膜/反強磁性層/ピンド層/トンネル絶縁膜/フリー層を順次積層した構成とし、また、磁区制御膜51はCoCrPt等で構成する。
The offset amount W 1 to the main magnetic pole tip portion constituting a write element of the first offset read
In addition, the
次いで、所定形状に加工した第1オフセットリード素子49をAl2 O3 膜52で埋め込んで平坦化したのち、上部磁気シールド層53を設ける。
この上部磁気シールド層53はTMR膜50の上部電極になり、また、第2中間磁気シールド層48はTMR膜50の下部電極になる。
Next, the first offset read
The upper
次いで、上部磁気シールド層53上にAl2 O3 膜54を全面に設けたのち、選択電解メッキ法を用いてAl2 O3 膜54上に厚さが1〜3μm、例えば、1.0μmのNiFeからなる主磁極補助層55を設ける。
Next, after an Al 2 O 3 film 54 is provided on the entire surface of the upper
次いで、スパッタリング法を用いて全面にAl2 O3 膜を堆積させたのち、CMPを用いて平坦化することによって、ヘッド媒体対向面側の凹部をAl2 O3 埋込層56で埋め込む。
次いで、選択電解メッキ法を用いて全面に厚さが200〜300nm、例えば、250nmの主磁極となるCoNiFe層57を形成する。
Next, after depositing an Al 2 O 3 film on the entire surface using a sputtering method, planarization is performed using CMP to bury the recess on the head medium facing surface side with an Al 2 O 3 buried
Next, a
次いで、レジストパターン(図示を省略)をマスクとして傾斜方向からArイオンを用いたイオンミリングを施すことによってCoNiFe層57及びAl2 O3 埋込層56の先端部を選択的に除去して断面形状が逆台形状の主磁極先端部58を形成する。
Next, the tip portions of the
次いで、再び、スパッタリング法を用いて全面にAl2 O3 膜を堆積させたのち、CMPを用いて平坦化することによって、Al2 O3 埋込層59を形成する。次いで、スパッタリング法を用いて厚さが、例えば、10〜100nm、例えば、60nmのAl2 O3 膜を堆積させてギャップ層60とする。
Next, an Al 2 O 3 film is again deposited on the entire surface by sputtering, and then planarized by CMP, thereby forming an Al 2 O 3 buried
次いで、選択電解メッキ法を用いてギャップ層60上にCuを選択的に成膜して平面スパイラル状のライトコイル61を形成したのち、ライトコイル61を覆うようにフォトレジストを設け、このフォトレジストを被覆絶縁膜62とする。
Next, Cu is selectively formed on the
次いで、再び、選択電解メッキ法を用いてNiFe層を堆積させ、被覆絶縁膜62上に堆積したNiFe層をリターンヨーク63とし、被覆絶縁膜62のヘッド媒体対向面側の側面に堆積したNiFe層をトレーリングシールド64とする。
なお、ライトコイル61は主磁極とリターンヨーク63とを磁気的に接続する接続部65を中心として巻回した構造となっている。
Next, the NiFe layer is deposited again using the selective electrolytic plating method, and the NiFe layer deposited on the
The
最後に、全体をAl2 O3 膜(図示は省略)で被覆したのち、ヘッド媒体対向面側を切断し、素子高さを調整するようにABS面を研磨することによって、本発明の実施例1の垂直記憶複合型薄膜磁気ヘッドの基本構成が得られる。 Finally, after covering the entire surface with an Al 2 O 3 film (not shown), the head medium facing surface side is cut, and the ABS surface is polished so as to adjust the element height. Thus, the basic structure of one perpendicular storage composite thin film magnetic head can be obtained.
このように、本発明の実施例1の垂直記憶複合型薄膜磁気ヘッドにおいては、オフセット方向が互いに異なる2つのリード素子を設けているので、再生時或いはシーク時にライト素子を常にガードバンド上に位置させた状態でトラックに対する記録再生が可能になる。 As described above, in the perpendicular storage composite thin film magnetic head according to the first embodiment of the present invention, the two read elements having different offset directions are provided, so that the write element is always positioned on the guard band during reproduction or seeking. Recording and reproduction with respect to the track can be performed in the state of being made.
次に、図4及び図5を参照して、本発明の実施例2の垂直磁気記憶装置に搭載するビットパターンド媒体を説明する。
なお、各処理は基板の両面に対して行うものであるが、ここでは図示を簡単にするためには、片面の構成のみ説明する。
Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, a bit patterned medium mounted in the perpendicular magnetic storage device according to the second embodiment of the present invention will be described.
Note that each process is performed on both sides of the substrate, but only the configuration on one side will be described here for the sake of simplicity.
まず、図4(a)に示すように、例えば、ガラス基板71上に、NiFe等の軟磁性体からなる裏打層72を形成したのち、裏打層72上に厚さが、例えば、5nmの磁性層73を堆積させる。
この場合の磁性層73は、Fe,Pt,Co,Pdの2種類以上の元素を含むものとし、例えば、Co/Pd人工格子磁性層で構成する。
First, as shown in FIG. 4A, for example, a
In this case, the
次いで、図4(b)に示すように、ナノインプリント技術により、例えば、Taからなるとともに、厚さが、例えば、1〜10nmの金属マスク74のパターンを作製する。
金属マスクの作製方法は、金属マスク、レジストの順序で積層し、スタンパを押し当ててレジストにパターンを転写する。その後、エッチングにより金属マスクにパターンを転写し、最後にレジストを除去する。
この場合の金属マスク74のサイズは、記録ビットのサイズに対応するものであり、例えば、媒体全面とし、また、そのピッチは10〜50nmとする。
Next, as shown in FIG. 4B, a pattern of a
The metal mask is manufactured by stacking a metal mask and a resist in this order, and pressing a stamper to transfer the pattern to the resist. Thereafter, the pattern is transferred to the metal mask by etching, and finally the resist is removed.
The size of the
次いで、図4(c)に示すように、金属マスク74をマスクとして、Ar,O,N、例えば、Arイオン75を1×1015〜1×1017cm-2のドーズ量でイオン注入することによって、注入領域をアモルファス化して非磁性領域76を形成する。
この時、磁性体のままの領域はドット状の記録ビット77となる。
Next, as shown in FIG. 4C, Ar, O, N, for example, Ar ions 75 are ion-implanted with a dose of 1 × 10 15 to 1 × 10 17 cm −2 using the
At this time, the area that remains as a magnetic material becomes dot-shaped
次いで、図4(d)に示すように、金属マスク74を除去したのち、ナノインプリント技術により、例えば、Taからなるとともに、厚さが、例えば、1〜10nmの金属マスク78のパターンを作製する。
この場合の金属マスク78は、記録ビット77の位置に対応するとともに、記録ビット77のサイズより小さなサイズの開口部79を有している。
この場合の開口部79のサイズは、高保磁力領域の枠の寸法が、記録ビット77の長さ及び幅の内の小さい方の寸法の20%〜40%になるように設定する。
したがって、低保磁力領域のサイズは、記録ビット77のサイズに対して、36%(=0.6×0.6)〜4%(=0.2×0.2)となる。
Next, as shown in FIG. 4D, after removing the
In this case, the
In this case, the size of the
Therefore, the size of the low coercive force region is 36% (= 0.6 × 0.6) to 4% (= 0.2 × 0.2) with respect to the size of the
次いで、図4(e)に示すように、金属マスク78をマスクとして、Ar,O,N、例えば、Arイオン80をイオン注入することによって、注入領域を低保磁力領域81とする。
この場合の低保磁力領域81の保磁力が、保磁力が元のままの高保磁力領域82の保磁力の80〜90%に低下するようにドーズ量を設定する。
Next, as shown in FIG. 4E, Ar, O, N, for example,
In this case, the dose is set so that the coercive force of the low
これは、ドット状の記録ビット77を構成する材料として、反転磁界が少なくてすむECC(Exchange Coupled Composite)媒体を用いることを前提とした場合である。
したがって、反転磁界の低下分相当を、ドット状の磁気ビット76の内部を保磁力が互いに異なった構造とすることで作製している。
This is based on the premise that an ECC (Exchange Coupled Composite) medium that requires a small reversal magnetic field is used as a material constituting the dot-shaped
Therefore, the amount corresponding to the decrease in the reversal magnetic field is produced by making the inside of the dot-like
次いで、図5に示すように、金属マスク78を除去することによって、ビットパターンド媒体の基本構造が完成する。ビットパターンド媒体の製造工程として、金属マスクを用いる方が望ましいが、金属マスクを用いず、レジストのみとしても良い。
なお、図5(a)は概略的要部断面図であり、また、図5(b)は概略的要部平面図であり、記録ビット77の列がトラック83を構成し、トラック83の間の非磁性領域76がガードバンド84になる。
以降は、必要に応じて、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜等の保護膜を設けたのち、パーフルオロカーボン系の潤滑剤を塗布することによって、ビットパターンド媒体が完成する。
Next, as shown in FIG. 5, by removing the
5A is a schematic cross-sectional view of the main part, and FIG. 5B is a schematic plan view of the main part. A row of
Thereafter, if necessary, a protective film such as a DLC (diamond-like carbon) film is provided, and then a perfluorocarbon-based lubricant is applied to complete the bit patterned medium.
本発明のビットパターンド媒体を用いることにより、ポールイレーズを抑制できるため、媒体の保磁力を低く設定できる。
即ち、ビットパターンド媒体の構造として、ガードバンドに近いビットの周辺部はライト素子の主磁極先端部がかかる可能性があるため保磁力を高いままの高保磁力領域とし、中心部はポールイレーズ発生の懸念がないため、保磁力を低く設定した低保磁力領域とする。 これにより、ビットの書き込みが容易になるメリットが得られる。
Since the pole erase can be suppressed by using the bit patterned medium of the present invention, the coercive force of the medium can be set low.
That is, as the structure of the bit patterned medium, the peripheral part of the bit close to the guard band may be covered with the tip of the main pole of the write element, so that the coercive force remains high, and the central part generates pole erase. Therefore, the low coercive force region is set to a low coercive force. As a result, a merit of facilitating bit writing can be obtained.
次に、図6を参照して、本発明の実施例3の垂直磁気記憶装置を説明するが、この磁気ディスク装置は上述の実施例1の垂直記憶用複合型薄膜磁気ヘッド及び実施例2のバタンド媒体を搭載したものである。
図6は、本発明の実施例3の磁気ディスク装置の平面図であり、磁気ディスク装置90は、スピンドルモータ91の回転軸に取り付けられるとともに、ディスククランプリング92によって固定された上述の実施例2に記載したパターンド媒体からなる磁気ディスク93、磁気ディスク93に書き込まれた磁気情報を読み取るとともに、磁気ディスク93に磁気情報を書き込む実施例1に記載した垂直記憶用複合型薄膜磁気ヘッドを備えたスライダー94、スライダー94の先端部に取り付けた微動アーム95、微動アーム95を駆動する一対の圧電アクチュエータ(図示を省略)、微動アーム95を軸96により揺動支持するとともに磁気ディスク装置90のシャーシ97に回動可能に支持されたベースアーム98、ベースアーム98を駆動する電磁アクチュエータ99によって構成される。
Next, a perpendicular magnetic storage device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. This magnetic disk device is a composite thin film magnetic head for perpendicular storage according to the first embodiment described above and the second embodiment. It is equipped with a Batando medium.
FIG. 6 is a plan view of the magnetic disk device according to the third embodiment of the present invention. The
以上、本発明の実施の形態及び各実施例を説明してきたが、本発明は実施の形態及び各実施例に記載された構成・条件等に限られるものではなく各種の変更が可能である。例えば、上記の実施例3においては、実施例2で説明したビットパターンド媒体を搭載することを前提としているが、ビットパターンド媒体に限られるものではなく、例えば、トラックがパターンとして分離されたディスクリート媒体を用いても良い。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations and conditions described in the embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the third embodiment, it is assumed that the bit patterned medium described in the second embodiment is mounted. However, the present invention is not limited to the bit patterned medium. For example, tracks are separated as patterns. Discrete media may be used.
さらに、本発明は、ビットパターンド媒体やディスクリート媒体に限られるものではなく、通常の連続媒体にも適用されるものであり、この場合も、再生時或いはシーク時に、ライト素子の中心が常にガードバンド上に位置するように制御すれば良い。
但し、連続媒体では、ガードバンド幅が狭いため、再生時に記録ヘッドをガードバンド上に退避させても、データ上に主磁極が残る領域が大きいため、パターンド媒体に比べて効果は小さくなるが、有効である。
Furthermore, the present invention is not limited to bit patterned media and discrete media, but can be applied to ordinary continuous media. In this case as well, the center of the write element is always guarded during playback or seeking. What is necessary is just to control so that it may be located on a band.
However, in the continuous medium, since the guard band width is narrow, even if the recording head is retracted on the guard band at the time of reproduction, the area where the main magnetic pole remains on the data is large, so the effect is smaller than that of the patterned medium. ,It is valid.
また、スキュー角が負の場合に、図1(b)の場合には、第3のリード素子を用いているが、負のスキュー角が小さい場合は、第3のリード素子を設けることなく、第1のリード素子(21)で対応するようにしても良い。 When the skew angle is negative, the third read element is used in the case of FIG. 1B. However, when the negative skew angle is small, the third read element is not provided. You may make it respond | correspond by a 1st read element (21).
また、ヒータ加熱によりスライダーの浮上量を制御するDFH(Dynamic Flying Height)ヘッドの場合には、記録、再生時以外でライト素子がトラック上を横断する場合には、DFHのヒータをOFFにして使用することによりヘッドの浮上量を上げ、ライトヘッドがトラックを横切る場合のポールイレーズを抑制するようにしても良い。 In the case of a DFH (Dynamic Flying Height) head that controls the flying height of the slider by heating the heater, the DFH heater is turned off when the write element crosses the track except during recording and reproduction. By doing so, it is possible to increase the flying height of the head and suppress pole erasure when the write head crosses the track.
また、オフセットリード素子を3個配置する場合に、ライト素子に対してトラック幅の1/2だけ位置をずらす基準となる第1のオフセットリード素子を主磁極に近い側に配置しているが、中段或いは下段のオフセットリード素子を基準としても良いものである。 Further, when three offset read elements are arranged, the first offset read element serving as a reference for shifting the position by 1/2 of the track width with respect to the write element is arranged on the side close to the main magnetic pole. The intermediate or lower offset read element may be used as a reference.
以上の実施例1乃至実施例3を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を開示する。
(付記1) 複数のリード素子を備えた垂直磁気ヘッドであって、前記複数のリード素子の内の第1のリード素子の中心位置を、ライト素子の中心位置からトラック幅の略半分ずらして配置するとともに、前記複数のリード素子の内の他のリード素子の中心位置ともずらして配置した垂直磁気ヘッド。
(付記2) 前記リード素子が3個であり、前記3個のリード素子の内の第2のリード素子の前記第1のリード素子に対するずれ方向が、前記3個のリード素子の内の第3のリード素子の前記第1のリード素子に対するずれ方向と反対側である付記1記載の垂直磁気ヘッド。
(付記3) 付記1または2に記載の垂直磁気ヘッドと磁気記憶媒体を搭載した垂直磁気記憶装置。
(付記4) 前記垂直磁気ヘッドを構成するライト素子の中心位置が、記録再生時に前記磁気記憶媒体のガードバンド上に位置するように制御する制御機構を備えた付記3記載の垂直磁気記憶装置。
(付記5) 前記磁気記憶媒体としてパターンド媒体を用いた付記3または4に記載の磁気記憶装置。
(付記6) 前記パターンド媒体が、非磁性領域に囲まれたドット状記録部の中心部を前記ドット状記録部の周辺部に比べて低保磁力にした付記5記載の垂直磁気記憶装置。
(付記7) 前記ドット状記録部の中心部の保磁力を、前記ドット状記録部の周辺部の保磁力より10〜20%低減した付記6記載の垂直磁気記憶装置。
The following additional notes are disclosed regarding the embodiment of the present invention including Examples 1 to 3 described above.
(Supplementary Note 1) A perpendicular magnetic head including a plurality of read elements, wherein the center position of the first read element of the plurality of read elements is shifted from the center position of the write element by approximately half the track width. And a perpendicular magnetic head arranged to be shifted from the center position of the other read elements of the plurality of read elements.
(Supplementary Note 2) The number of the read elements is three, and the displacement direction of the second read element of the three read elements with respect to the first read element is the third of the three read elements. The perpendicular magnetic head according to appendix 1, wherein the read element is opposite to the direction of displacement of the first read element.
(Additional remark 3) The perpendicular magnetic storage device which mounts the perpendicular magnetic head and magnetic storage medium of Additional remark 1 or 2.
(Supplementary note 4) The perpendicular magnetic storage device according to supplementary note 3, comprising a control mechanism for controlling the center position of the write element constituting the perpendicular magnetic head so as to be positioned on a guard band of the magnetic storage medium during recording and reproduction.
(Supplementary note 5) The magnetic storage device according to supplementary note 3 or 4, wherein a patterned medium is used as the magnetic storage medium.
(Supplementary note 6) The perpendicular magnetic storage device according to supplementary note 5, wherein the patterned medium has a lower coercive force at a center portion of a dot-shaped recording portion surrounded by a non-magnetic region than at a peripheral portion of the dot-shaped recording portion.
(Supplementary note 7) The perpendicular magnetic storage device according to supplementary note 6, wherein the coercive force of the central portion of the dot-shaped recording portion is reduced by 10 to 20% from the coercive force of the peripheral portion of the dot-shaped recording portion.
10 ライト素子
11 リターンヨーク
21,22 リード素子
23 下部磁気シールド層
24 中間磁気シールド層
25 上部磁気シールド層
26 第3のリード素子
27 最下部磁気シールド層
30 磁気記憶媒体
31 記録ビット
321,322 トラック
33 ガードバンド
41 下部磁気シールド層
42 第2オフセットリード素子
43 TMR膜
44 磁区制御膜
45 Al2 O3 膜
46 第1中間磁気シールド層
47 Al2 O3 膜
48 第2中間磁気シールド層
49 第1オフセットリード素子
50 TMR膜
51 磁区制御膜
52 Al2 O3 膜
53 上部磁気シールド層
54 Al2 O3 膜
55 主磁極補助層
56 Al2 O3 埋込層
57 CoNiFe層
58 主磁極先端部
59 Al2 O3 埋込層
60 ギャップ層
61 ライトコイル
62 被覆絶縁膜
63 リターンヨーク
64 トレーリングシールド
65 接続部
71 ガラス基板
72 裏打層
73 磁性層
74 金属マスク
75 Arイオン
76 非磁性領域
77 記録ビット
78 金属マスク
79 開口部
80 Arイオン
81 低保磁力領域
82 高保磁力領域
83 トラック
84 ガードバンド
90 磁気ディスク装置
91 スピンドルモータ
92 ディスククランプリング
93 磁気ディスク
94 スライダー
95 微動アーム
96 軸
97 シャーシ
98 ベースアーム
99 電磁アクチュエータ
10
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2008
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