JP2014123421A

JP2014123421A - 高速スイッチングに適したｍａｍｒヘッド

Info

Publication number: JP2014123421A
Application number: JP2013261934A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Katada; 裕之片田; Masato Shiimoto; 正人椎本
Original assignee: HGST Netherlands BV
Current assignee: HGST Netherlands BV
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2014-07-03
Also published as: US9047888B2; US20140177092A1

Abstract

【課題】高速スイッチングに適したＭＡＭＲヘッドを提供する。
【解決手段】一実施形態によるマイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドは、電流が書き込みコイルに印加されると書き込み磁界を発生させるように構成された主磁極と、主磁極からトレーリング方向に空気軸受面（ＡＢＳ）に位置付けられたトレーリングシールドと、主磁極とトレーリングシールドとの間で、ＡＢＳに位置付けられた磁界発生層（ＦＧＬ）とを含み、ＦＧＬに近い主磁極の一部又はＦＧＬに近いトレーリングシールドの一部のどちらか一方が、スピン偏極層として機能するように構成される。
【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、データストレージシステムに関し、特に、本発明は、高速スイッチングのためのスピン偏極層を持たないマイクロ波アシスト磁気記録ヘッドに関する。

コンピュータの心臓部は、一般的に、回転磁気ディスクと、読み取り及び書き込みヘッドを有するスライダと、回転ディスク上のサスペンションアームと、サスペンションアームをスイングさせて、回転ディスク上の選択された円形トラック上に読み取り及び／又は書き込みヘッドを配置させるアクチュエータアームとを含む磁気ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）である。サスペンションアームは、ディスクが回転していない時には、スライダを付勢してディスク表面に接触させるが、ディスクの回転中は、スライダの空気軸受面（ＡＢＳ）に隣接した回転ディスクによって空気が渦を巻き、その結果、スライダが、回転ディスクの表面から僅かに距離を置いた空気軸受に乗る。スライダが空気軸受に乗ると、書き込み及び読み取りヘッドを用いて、回転ディスクに磁気模様（magnetic impression）を書き込む、及び回転ディスクから信号磁界を読み取る。読み取り及び書き込みヘッドは、書き込み及び読み取り機能を実行するコンピュータプログラムに従って動作する処理回路に接続される。

情報時代の情報処理量は、急速に増加している。特に、ＨＤＤが、それらの限定された面積及び容積内により多くの情報を保存できることが求められている。この要求に対する技術的アプローチは、ＨＤＤの記録密度を増加させることによって、容量を増加させることである。より高い記録密度を達成するためには、記録ビットのさらなる縮小化が効果的であり、これにより今度は、一般的に、ますます小さくなる構成要素の設計が必要とされる。

しかしながら、様々な構成要素のさらなる小型化は、一連の課題や障害を提示する。磁気記録媒体の面密度を向上させるマイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）システムの開発は、高密度記録に役立った。ＭＡＭＲにおいて、主磁極によって放射される書き込み磁界に加えて、スピントルク発振器（ＳＴＯ）から記録媒体に交流（ＡＣ）磁界が印加される。記録媒体の保磁力は、ＡＣ磁界がそれに印加されると低下するので、これによって、質の高い記録がより簡単に得られるようになる。

ＳＴＯは、主磁極と、トレーリングシールドとの間に配置される。ある従来のＳＴＯ構造は、一般的に、以下の層：主磁極／スピン偏極層／非磁性中間層／発振層／非磁性キャップ層／トレーリングシールドから成る。他の従来構造では、ＳＴＯは、主磁極／非磁性層／発振層／非磁性中間層／スピン偏極層／トレーリングシールドによって定義され得る。

スピン偏極層は、ＳＴＯの膜面に対して垂直な方向に磁気異方性を有する。スピン偏極層は、電流がＳＴＯへと流れると、スピン偏極層によって生じる電子スピンがスピン偏極層と同じ配向を持つように選択される。これらの電子は、発振層の磁化にトルク（「スピントルク」）を与え、その結果、発振層の磁化回転が生じる。この発振層の磁化回転は、ＳＴＯによって放射されるＡＣ磁界を形成する。

従来のＳＴＯ構造を持つ記録ヘッドの使用には、幾つかの固有の問題がある。そのような問題の一つは、高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を生じさせるために、書き込み磁界勾配を増加させる一方で、このことは、一般的に、主磁極とトレーリングシールドとのギャップ距離を狭くすることを必要とする。しかしながら、ＳＴＯの存在により、ＳＴＯの膜厚以下の幅にギャップを狭くすることが問題となる、又は不可能となる。主磁極から発生した書き込み磁界が低いと、ＳＴＯからのＡＣ磁界によって記録がアシストされるとしても、記録された信号パターンの雑音が増加し、ＳＮＲが低下する。

ＭＡＭＲシステムに共通した別の典型的な問題は、磁界極性の反転に関する。一般的なＭＡＭＲシステムにおいては、記録ビットの極性と一致するように主磁極から磁界極性が反転すると同時に、スピン偏極層の磁化方向が反転する。主磁極及びトレーリングシールド間のギャップにＳＴＯが設けられるので、スピン偏極層の磁化反転は、主磁極から発生した磁界によって生じる。従って、記録ビットの極性が変わると、記録は、主磁極の磁化極性反転、スピン偏極層の磁化極性反転、及び発振層の磁化の振動の順序で行われる。その結果、主磁極の極性反転の完了に続いて、発振層の磁化が安定振動を得るまで時間遅延が存在する。これにより、主磁極によって発生した書き込み磁界に対するＳＴＯによって発生したＡＣ磁界の遅延が生じ、これは、遷移位置付近で十分な記録のアシストが行われることを妨げるように作用し、高ＳＮＲが生じることを妨げるように作用する。従って、従来のＭＡＭＲシステムにおいては、記録中の転送速度が高いほど、相対的な時間遅延が長くなる。

従って、従来のＭＡＭＲシステムに関連する問題を克服するＭＡＭＲシステムを持つことは有益となる。

一実施形態によるマイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドは、電流が書き込みコイルに印加されると書き込み磁界を発生させるように構成された主磁極と、主磁極からトレーリング方向に空気軸受面（ＡＢＳ）に位置付けられたトレーリングシールドと、主磁極とトレーリングシールドとの間で、ＡＢＳに位置付けられた磁界発生層（ＦＧＬ）とを含み、ＦＧＬに近い主磁極の一部又はＦＧＬに近いトレーリングシールドの一部のどちらか一方が、スピン偏極層として機能するように構成される。

一実施形態によるマイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドの形成方法は、主磁極を基板上に形成するステップであって、主磁極は、電流が書き込みコイルに印加されると書き込み磁界を発生させるように構成されているステップと、磁界発生層（ＦＧＬ）を主磁極の上に形成するステップであって、ＦＧＬは、電流がそれに印加されると高周波磁界を発生させるように構成されているステップと、ＦＧＬ上にトレーリングシールドを形成するステップとを含み、ＦＧＬに近い主磁極の一部又はＦＧＬに近いトレーリングシールドの一部のどちらか一方が、スピン偏極層として機能するように定義される。

これらの実施形態のいずれも、磁気ヘッドと、磁気ヘッドに磁気媒体（例えばハードディスク）を通過させる駆動機構と、磁気ヘッドに電気的に接続されたコントローラとを含み得る、ディスクドライブシステム等の磁気データストレージシステムにおいて実施され得る。

本発明の他の局面及び利点は、図面と併せて、例として本発明の原理を示す以下の発明を実施するための形態から明らかとなるであろう。

本発明の本質及び利点、並びに好ましい使用態様をより完全に理解するために、添付の図面と併せて読まれる以下の発明を実施するための形態を参照されたい。

磁気記録ディスクドライブシステムの簡易図である。長手記録フォーマット（longitudinal recording format）を利用した記録媒体の一部分の模式図である。図２Ａに見られるような長手記録のための、従来の磁気記録ヘッド及び記録媒体の組み合わせの模式図である。垂直記録フォーマットを利用した磁気記録媒体である。片面垂直記録のための記録ヘッド及び記録媒体の組み合わせの模式図である。媒体の両面に別々に記録するように構成された記録装置の模式図である。ヘリカルコイルを備えた垂直磁気ヘッドのある特定の実施形態の断面図である。ヘリカルコイルを備えたピギーバック磁気ヘッドのある特定の実施形態の断面図である。ループコイルを備えた垂直磁気ヘッドのある特定の実施形態の断面図である。ループコイルを備えたピギーバック磁気ヘッドのある特定の実施形態の断面図である。マイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドの一実施形態の空気軸受面（ＡＢＳ）の図を示す。ＭＡＭＲヘッドの一実施形態のＡＢＳ図を示す。一実施形態による、図５ＡのＭＡＭＲヘッドの断面図を示す。一実施形態による、図５ＢのＭＡＭＲヘッドの断面図を示す。従来のＭＡＭＲヘッドのＡＢＳ図を示す。図６ＡのＭＡＭＲヘッドの断面図を示す。一実施形態による、ＭＡＭＲヘッドのスピントルク発振器（ＳＴＯ）によって発生した交流（ＡＣ）磁界を示す。一実施形態及び従来構造による、ＭＡＭＲヘッドの有効磁界勾配を示す。一実施形態及び従来構造による、ＭＡＭＲヘッドの磁化転移の形成時の動的応答を示す。ＭＡＭＲヘッドの一実施形態のＡＢＳ図を示す。一実施形態による、図１０ＡのＭＡＭＲヘッドの断面図を示す。ＭＡＭＲヘッドの一実施形態のＡＢＳ図を示す。一実施形態による、図１１ＡのＭＡＭＲヘッドの断面図を示す。一実施形態による、ＭＡＭＲヘッドの断面図を示す。一実施形態による、ＭＡＭＲヘッドの断面図を示す。一実施形態による、ＭＡＭＲヘッドの形成方法のフローチャートを示す。

以下の記載は、本発明の一般原理を説明する目的で行われるものであり、本明細書にクレームする発明概念を限定するものではない。さらに、本明細書に記載の特定の特徴は、様々な可能な組み合わせや置換の各々において、他の記載の特徴と組み合わせて使用することができる。

本明細書において特に定義されない限り、全ての用語は、明細書から暗示される意味、並びに当業者によって理解される意味及び／又は辞書、論文等に定義されるような意味を含む、最大限広範な解釈を与えられるものとする。

本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用されるように、「ａ」、「ａｎ」（「ある〜」や「１つの〜」など。また、使わない場合もある）、及び「ｔｈｅ」（「その〜」、「前記〜」、「上記〜」など。また、使わない場合もある）の単数形は、特別の定めのない限り、複数の指示対象を含むことにも留意されたい。

以下の記載は、ディスクベースのストレージシステム及び／又は関連のシステム及び方法、並びに、その動作及び／又は構成部分の好ましい実施形態の幾つかを開示する。

ある一般的な実施形態では、マイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドは、電流が書き込みコイルに印加されると書き込み磁界を発生させるように構成された主磁極と、主磁極からトレーリング方向に空気軸受面（ＡＢＳ）に位置付けられたトレーリングシールドと、主磁極とトレーリングシールドとの間で、ＡＢＳに位置付けられた磁界発生層（ＦＧＬ）とを含み、ＦＧＬに近い主磁極の一部又はＦＧＬに近いトレーリングシールドの一部のどちらか一方が、スピン偏極層として機能するように構成される。

ある一般的な実施形態では、マイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドの形成方法は、基板上に主磁極を形成するステップであって、主磁極は、電流が書き込みコイルに印加されると書き込み磁界を発生させるように構成される、ステップと、主磁極上に磁界発生層（ＦＧＬ）を形成するステップであって、ＦＧＬは、電流が自身に印加されると高周波磁界を発生させるように構成される、ステップと、ＦＧＬ上にトレーリングシールドを形成するステップとを含み、ＦＧＬに近い主磁極の一部又はＦＧＬに近いトレーリングシールドの一部のどちらか一方が、スピン偏極層として機能するように定義される。

ここで図１を参照すると、本発明の一実施形態によるディスクドライブ１００が示されている。図１に示されるように、少なくとも１つの回転可能磁気ディスク１１２がスピンドル１１４上に支持され、ディスク駆動モータ１１８を含み得る駆動機構によって回転される。各ディスクへの磁気記録は、一般的に、ディスク１１２上の同心円状データトラック（不図示）の環状パターンの形をとる。

少なくとも１つのスライダ１１３をディスク１１２の付近に配置し、各スライダ１１３は、１つ又は複数の磁気読み取り／書き込みヘッド１２１を支持する。ディスクが回転している時に、ヘッド１２１が、所望のデータが記録される及び／又は書き込まれるディスクの異なるトラックにアクセスし得るように、スライダ１１３がディスク面１２２上で半径方向に行き来する。各スライダ１１３は、サスペンション１１５を用いてアクチュエータアーム１１９に取り付けられる。サスペンション１１５は、スライダ１１３をディスク面１２２に対して付勢する僅かなスプリング力を提供する。各アクチュエータアーム１１９は、アクチュエータ１２７に取り付けられる。図１に示されるようなアクチュエータ１２７は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）でもよい。ＶＣＭは、固定磁界内で移動可能なコイルを含み、コイル移動の方向及び速度は、コントローラ１２９によって供給されるモータ電流信号によって制御される。

ディスクストレージシステムの動作中は、ディスク１１２の回転により、上方への力又は上昇をスライダに与える、スライダ１１３及びディスク面１２２間の空気軸受が発生する。従って、空気軸受は、サスペンション１１５の僅かなスプリング力を相殺し、通常動作時には、小さな実質的に一定の間隔を空けて、ディスク面から離れた少し上にスライダ１１３を支持する。なお、一部の実施形態では、スライダ１１３は、ディスク面１２２に沿って摺動し得る。

ディスクストレージシステムの様々な構成要素は、アクセス制御信号及び内部クロック信号等のコントローラ１２９によって生成される制御信号によって動作中制御される。一般的に、制御装置１２９は、論理制御回路、ストレージ（例えばメモリ）、及びマイクロプロセッサを含む。制御装置１２９は、ライン１２３の駆動モータ制御信号及びライン１２８のヘッド位置及びシーク制御信号等の、様々なシステム動作を制御するための制御信号を生成する。ライン１２８の制御信号は、スライダ１１３をディスク１１２上の所望のデータトラックへと最適に移動させて位置付けるための所望の電流プロファイルを提供する。読み取り及び書き込み信号は、記録チャネル１２５を経由して、読み取り／書き込みヘッド１２１へと、及び読み取り／書き込みヘッド１２１から伝達される。

一般的な磁気ディスクストレージシステムの上記の記載及び図１の添付の図解は、単なる説明目的のものである。ディスクストレージシステムは、多数のディスク及びアクチュエータを含む場合があり、各アクチュエータが多数のスライダを支持し得ることは明白である。

当業者には理解されるように、ディスクドライブ及びホスト（内蔵又は外部）間のデータの送受信を行うための通信用及びディスクドライブの動作を制御し、ディスクドライブのステータスをホストに伝達するためのインタフェースも設けられ得る。

一般的なヘッドにおいて、誘導書き込みヘッドは、１つ又は複数の絶縁層（絶縁スタック）に埋め込まれたコイル層を含み、絶縁スタックは、第１の磁極片層及び第２の磁極片層間に配置される。書き込みヘッドの空気軸受面（ＡＢＳ）において、ギャップ層によって、第１及び第２の磁極片層間にギャップが形成される。これらの磁極片層は、バックギャップにおいて接続され得る。電流はコイル層を伝導し、これにより、磁極片において磁界が生じる。回転磁気ディスク上の円形トラック等の動いている媒体のトラックに磁界情報のビットを書き込む目的で、ＡＢＳにおけるギャップにわたってフリンジ磁界が生じる。

第２の磁極片層は、ＡＢＳからフレアポイントへと延在する磁極端部分と、フレアポイントからバックギャップへと延在するヨーク部分とを有する。フレアポイントは、第２の磁極片がヨークを形成するために拡張（フレア状になる）し始める場所である。フレアポイントの配置は、記録媒体に情報を書き込むために作り出される磁界の大きさに直接影響を与える。

図２Ａは、図１に示されるような磁気ディスク記録システムと共に使用されるような従来の記録媒体を模式的に示す。この媒体は、媒体自体の面内又は媒体自体の面に対して平行に磁気インパルスを記録するために利用される。記録媒体、この例では記録ディスクは、ガラス等の適切な非磁性材料から成る支持基板２００と、適切な従来の磁性層から成る上部コーティング２０２とを基本的に含む。

図２Ｂは、好ましくは薄膜ヘッドでもよい従来の記録／再生ヘッド２０４と、図２Ａに示すような従来の記録媒体との作用関係を示す。

図２Ｃは、図１に示すような磁気ディスク記録システムと共に使用される際の記録媒体の表面に対して実質的に垂直な磁気インパルスの配向を模式的に示す。このような垂直記録の場合、媒体は、一般的に、高透磁率を持つ材料から成る下地層２１２を含む。次に、この下地層２１２には、好ましくは下地層２１２と比較して高い保磁力を持つ磁性材料から成る上部コーティング２１４が設けられる。

図２Ｄは、垂直ヘッド２１８と記録媒体との作用関係を示す。図２Ｄに示される記録媒体は、図２Ｃに関して上記に記載した高透磁率の下地層２１２及び磁性材料から成る上部コーティング２１４の両方を含む。しかしながら、これらの層２１２及び２１４は共に、適切な基板２１６に貼り付けられて示されている。一般的には、層２１２及び２１４間には、「交換遮断」層（“exchange-break” layer）又は「中間層」と呼ばれるさらなる層（不図示）も存在する。

この構造では、垂直ヘッド２１８の極間に延在する磁束線は、弧を描いて記録媒体の上部コーティング２１４に入り、そこから出るが、記録媒体の高透磁率の下地層２１２により、媒体の表面に対して概ね垂直な方向への磁束線の上部コーティング２１４の通過が引き起こされ、媒体の表面に対して実質的に垂直な磁化軸を持つ磁気インパルスの形式で、好ましくは下地層２１２と比較して高い保磁力を持つ磁性材料から成る上部コーティング２１４に情報が記録される。この磁束は、軟質下部コーティング２１２によって導かれ、ヘッド２１８のリターン層（Ｐ１）へと戻る。

図２Ｅは、基板２１６が、その２つの対向側面の各々に、層２１２及び２１４を備え、媒体の各側面上の磁気コーティング２１４の外面に隣接して配置された適切な記録ヘッド２１８により、媒体の各側面上への記録が可能となる類似の構造を示す。

図３Ａは、垂直磁気ヘッドの断面図である。図３Ａでは、ヘリカルコイル３１０及び３１２（書き込みコイル）を用いて、ステッチ極３０８において磁束を生成し、ステッチ極は、次に、この磁束を主極３０６に届ける。コイル３１０は、頁の外へと延在するコイルを表し、コイル３１２は、頁の中へと延在するコイルを表す。ステッチ極３０８は、ＡＢＳ３１８から奥まった場所に配置され得る。絶縁体３１６は、コイルを覆い、幾つかの要素の支持を提供し得る。構造体の右に向かう矢印によって示されるように、媒体の進行方向は、まず媒体に下側リターン極３１４を通過させ、次に、ステッチ極３０８、主極３０６、ラップアラウンドシールド（不図示）に接続され得るトレーリングシールド３０４を通過させ、最後に、上側リターン極３０２を通過させる。これらの構成要素の各々は、ＡＢＳ３１８と接触する部分を有し得る。ＡＢＳ３１８は、構造体の右側全体にわたって示される。

垂直書き込みは、ステッチ極３０８を通って主極３０６内へ、その後、ＡＢＳ３１８に向けて配置されたディスクの表面へと磁束を強制的に向かわせることによって達成される。

図３Ｂは、図３Ａのヘッドと類似の特徴を持つピギーバック磁気ヘッドを示す。２つのシールド３０４及び３１４は、ステッチ極３０８及び主極３０６の両側に位置する。センサシールド３２２及び３２４も図示されている。センサ３２６は、一般的に、センサシールド３２２及び３２４間に配置される。

図４Ａは、パンケーキ形状と呼ばれることもあるループコイル４１０を用いることにより磁束をステッチ極４０８に与える、ある実施形態の模式図である。ステッチ極は、次に、この磁束を主極４０６に与える。この配置では、下側リターン極は任意のものである。絶縁体４１６は、コイル４１０を覆い、ステッチ極４０８及び主極４０６の支持を提供し得る。ステッチ極は、ＡＢＳ４１８から奥まった場所に配置され得る。構造体の右に向かう矢印によって示されるように、媒体の進行方向は、媒体に、ステッチ極４０８、主極４０６、ラップアラウンドシールド（不図示）に接続され得るトレーリングシールド４０４を通過させ、最後に、上側リターン極４０２を通過させる（これらの全ては、ＡＢＳ４１８と接触する部分を有していても、いなくてもよい）。ＡＢＳ４１８は、構造体の右側全体にわたって示される。一部の実施形態において、トレーリングシールド４０４は、主極４０６と接触し得る。

図４Ｂは、パンケーキコイルを形成するように巻き付くループコイル４１０を含む、図４Ａのヘッドと類似の特徴を持つ別のタイプのピギーバック磁気ヘッドを示す。センサシールド４２２及び４２４も図示されている。センサ４２６は、一般的に、センサシールド４２２及び４２４間に配置される。

図３Ｂ及び４Ｂでは、任意のヒータが、磁気ヘッドのＡＢＳ側ではない側付近に示されている。ヒータは、図３Ａ及び４Ａに示される磁気ヘッドにも含まれ得る。このヒータの位置は、突起部が望まれる場所、周囲の層の熱膨張係数等の設計パラメータに基づいて異なり得る。

図５Ａには、一実施形態による磁気記録ヘッド５００が、その空気軸受面（ＡＢＳ）から示されている。図５Ｃには、一実施形態による、図５Ａの磁気記録ヘッド５００の断面図が示されている。図５Ａ及び５Ｃに示されるように、磁気記録ヘッド５００は、マイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）を利用し、主磁極（主極）５０２、主極５０２上の中間層５０４、中間層５０４上の磁界発生層（ＦＧＬ）５０６、ＦＧＬ５０６上のキャップ層５０８、及びキャップ層５０８上のトレーリングシールド５１０を含む。キャップ層５０８及び／又は中間層５０４は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｕ、アルミナ、ＭｇＯ等の非磁性材料を含み得る。一つのやり方は、キャップ層５０８及び中間層５０４が、非磁性材料からのみ形成される、例えば、磁性材料が層中に全く含まれない。主磁極５０２は、電流が書き込みコイルに印加されると書き込み磁界を発生させるように構成され、ＦＧＬ５０６は、電流がそれに印加されると高周波磁界を発生させるように構成される。この高周波磁界は、書き込み磁界と併せて用いられた場合に、磁気媒体への書き込みを助ける。さらに、この構造においては、ＦＧＬ５０６に近い主磁極５０２の一部が、スピン偏極層として機能するように構成されている。

このように、スピントルク発振器（ＳＴＯ）５１６は、主極５０２、中間層５０４、ＦＧＬ５０６、及びキャップ層５０８の内の１つ又は複数の少なくとも一部から形成される。トレーリングシールド５１０の方向への主極５０２からの磁束フローの結果、ＦＧＬ５０６に対向する領域付近のトレーリングシールド５１０の磁化及びＦＧＬ５０６に対向する領域における主極５０２の磁化は、ＦＧＬ５０６に対して垂直な方向に近い方向に自動的に固定される。これにより、スピン偏極層（これは、これらの構造から除外されている）との機能的等価性が与えられ、スピン偏極層が包含されない場合に、振動を生じさせることが可能となる。

図５Ｂには、一実施形態による磁気記録ヘッド５２０が、そのＡＢＳから示されている。図５Ｄには、一実施形態による、図５Ｂの磁気記録ヘッド５２０の断面図が示されている。図５Ｂ及び５Ｄに示されるように、ＭＡＭＲヘッド５２０は、主極５０２、主極５０２上のスペーサ層５１２、スペーサ層５１２上のＦＧＬ５０６、ＦＧＬ５０６上の中間層５０４、及び中間層５０４上のトレーリングシールド５１０を含み得る。スペーサ層５１２及び／又は中間層５０４は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｕ、アルミナ、ＭｇＯ等の非磁性材料を含み得る。主磁極５０２は、電流が書き込みコイルに印加されると書き込み磁界を発生させるように構成され、ＦＧＬ５０６は、電流がそれに印加されると高周波磁界を発生させるように構成される。この高周波磁界は、書き込み磁界と併せて用いられた場合に、磁気媒体への書き込みを助ける。さらに、この構造においては、ＦＧＬ５０６に近いトレーリングシールド５１０の一部が、スピン偏極層として機能するように構成されている。

このように、ＳＴＯ５１６は、中間層５０４、ＦＧＬ５０６、スペーサ層５１２、及びトレーリングシールド５１０の内の１つ又は複数の少なくとも一部から形成される。また、磁界が主極５０２から発生すると、ＳＴＯ５１６に最も近いトレーリングシールド５１０の一部の磁化は、ＳＴＯ５１６に対向するトレーリングシールド５１０の膜面に対して垂直な方向に固定される。その結果、トレーリングシールド５１０のこの部分の磁化は、ＦＧＬ５０６の磁化がスピントルクによって回転し、ＡＣ磁界が発生する従来構造のスピン偏極層の磁化に等しい役割を果たす。

従って、図５Ａ及び５ＣのＭＡＭＲヘッドの場合と同様に、従来構造と比較して、主極５０２とトレーリングシールド５１０とのギャップの減少によって、磁界勾配が増し、振動時間応答が向上する。

従来構造のＳＴＯと比較して、図５Ａ〜５ＤのＳＴＯ５１６の厚さは、スピン偏極層（これは除外されている）の厚さに等しい量だけ減少する。従って、様々な実施形態によるＭＡＭＲヘッド５００、５２０は、より狭いトレーリングギャップを可能にする。その結果、主磁極５０２から生じる磁界勾配が増し、記録パターンのＳＮＲが向上する。

さらに、ＭＡＭＲヘッド５００、５２０は、記録ビットの極性が変わると、アシスト記録は、主極５０２の磁化極性反転、及びＦＧＬ５０６の磁化の振動の順序で行われる。その結果、従来構造と比較して、スピン偏極層の磁化極性反転に必要な時間が排除され、特に高転送速度の場合に、このことは、従来構造と比較して、より高いＳＮＲを可能にする。

別の実施形態によれば、ＦＧＬ５０６に近いトレーリングシールド５１０の一部及びＦＧＬ５０６に近い主磁極５０２の一部は、スピン偏極層の構成要素として機能するように構成されてもよく、例えば、当該分野で理解されるように、それらは共にスピン偏極層として機能する。

従来構造６００におけるＳＴＯ６１８を図６Ａ〜６Ｂに示し、図６Ａは、ＡＢＳ図を示し、図６Ｂは、断面図を示す。従来構造６００におけるＳＴＯ６１８は、下地層６０２／スピン偏極層６０４／非磁性中間層６０６／発振層６０８／非磁性キャップ層６１０によって定義される。従来構造の一例では、Ｔａ（膜厚５ｎｍ）を下地層６０２として用い、膜面に対して垂直な方向に磁気異方性を有するＣｏＮｉ（Ｍｓ＝１０００ｅｍｕ／ｃｍ^３、Ｈｋ＝１７ｋＯｅ、膜厚６ｎｍ）をスピン偏極層６０４として用い、Ｃｕ（膜厚３ｎｍ）を非磁性中間層６０６として用い、ＣｏＦｅ（膜厚１０ｎｍ）を発振層６０８として用い、ＮｉＣｒ／Ｔａ／Ｒｕ（膜厚６ｎｍ）を非磁性キャップ層６１０として用いた。従来構造の別の例では、非磁性キャップ層６１０を、膜面に対して垂直な方向に磁気異方性を有する磁気回転ガイド層に置き換えてもよく、あるいは、磁気回転ガイド層及び非磁性キャップ層６１０の積層を用いてもよい。この従来構造６００の例では、主極６１４から発生する磁界の磁界勾配の決定において重要な要素である、主極６１４とトレーリングシールド６１６とのギャップは、約３０ｎｍであり、ＳＴＯ６１８の総膜厚に等しい。

一方で、図５Ａ及び５Ｃにおける、一実施形態による、ＭＡＭＲヘッド５００のＳＴＯ５１６は、中間層５０４／ＦＧＬ５０６／キャップ層５０８によって定義される。一例では、Ｃｕ（膜厚約３ｎｍ）を中間層５０４として用いてもよく、ＣｏＦｅ（膜厚約１０ｎｍ）をＦＧＬ５０６として用いてもよく、ＮｉＣｒ／Ｔａ／Ｒｕ（膜厚約６ｎｍ）をキャップ層５０８として用いてもよい。キャップ層５０８は、一実施形態によれば、膜面に対して垂直な方向に磁気異方性を有する磁気回転ガイド層（不図示）に置き換えてもよい。別の実施形態では、磁気回転ガイド層及び非磁性キャップ層の積層を用いてもよい。このＭＡＭＲヘッド５００の例では、主極５０２とトレーリングシールド５１０とのギャップは、約１９ｎｍであり、ＳＴＯ５１６の総膜厚に等しい。

また対照的に、図５Ｂ及び５Ｄにおける、一実施形態によるＭＡＭＲヘッド５２０のＳＴＯ５１６は、スペーサ層５１２／ＦＧＬ５０６／中間層５０４によって定義される。一例では、ＮｉＣｒ／Ｔａ／Ｒｕ（膜厚約６ｎｍ）をスペーサ層５１２として用いてもよく、ＣｏＦｅ（膜厚約１０ｎｍ）をＦＧＬ５０６として用いてもよく、Ｃｕ（膜厚約３ｎｍ）を中間層５０４として用いてもよい。スペーサ層５１２は、一実施形態によれば、膜面に対して垂直な方向に磁気異方性を有する磁気回転ガイド層（不図示）に置き換えてもよい。別の実施形態では、磁気回転ガイド層及び非磁性スペーサ層の積層を用いてもよい。このＭＡＭＲヘッド５２０の例では、主極５０２とトレーリングシールド５１０とのギャップは、約１９ｎｍであり、ＳＴＯ５１６の総膜厚に等しい。

図７は、一実施形態による、ＭＡＭＲヘッドのＳＴＯによって発生した磁界の時間依存性を示す。ＭＡＭＲヘッドの構造におけるスピン偏極層及びその下地層として機能する層がないにもかかわらず、安定したＡＣ磁界を生じさせることができる。主極から発生した磁界部分は、ＳＴＯを通過して、トレーリングシールドによって誘導される。従って、図５Ｃ及び５Ｄに示されるように、磁界が主極５０２から発生すると、ＳＴＯ５１６に最も近い主極５０２の区域の磁化は、ＳＴＯ５１６に対向する主極５０２の膜面に対して垂直な方向に固定される。特に、図５Ｃ及び５Ｄは、左向きの磁化を示すが、左／右の磁化方向は、主極５０２の極性によって変わる。従って、垂直方向に固定された区域の磁化は、ＦＧＬ５０６の磁化がスピントルクによって回転し、ＡＣ磁界が発生する従来構造のスピン偏極層の磁化に等しい役割を果たす。

図８は、一実施形態及び従来構造による、ＭＡＭＲヘッドの有効ヘッド磁界勾配を示す。一実施形態によるＭＡＭＲヘッドにおける主極とトレーリングシールドとのギャップが従来構造と比較して約１１ｎｍ狭いので、電流がＳＴＯへ流れると、有効ヘッド磁界勾配は、約１５％向上する。ヘッド磁界勾配におけるこの向上によって生み出されるＳＮＲ利得は、それが組み合わせられる媒体によって決まり、一例として、１Ｔビット／平方インチクラスの媒体が用いられた場合、約１ｄＢのＳＮＲ利得で大きな利得を生じさせることができる。

図９は、一実施形態による図５Ａ〜５ＤのＭＡＭＲヘッド５００、５２０及び従来構造に関する、（ａ）ある期間にわたってＯｅ単位で測定された主極からの磁界（Ｈ_ｅｘｔ）の時間応答、（ｂ）ある期間にわたる、飽和磁化に対して正規化した（例えばＭ_ｚ／Ｍ_ｓ）、スピン偏極層及びＦＧＬの膜面に対して垂直な方向の磁化成分（Ｍ_ｚ）の時間応答、及び（ｃ）主極の極性がある期間にわたって反転した時の、飽和磁化に対して正規化した（例えばＭ_ｘ／Ｍ_ｓ）、スピン偏極層及びＦＧＬの磁化成分（Ｍ_ｘ）（高周波磁界を決定する面内方向成分に相当する）の時間応答を示す。

従来構造では、主極の磁界の反転に伴って起こる時間遅延に続いて、スピン偏極層の磁化が反転し、スピン偏極層の磁化反転の完了後に、ＦＧＬ磁化の安定した振動が生じ、これが時間遅延を生じさせることは明白である。

一方、本明細書に提示した様々な実施形態によるＭＡＭＲヘッドにおいてはスピン偏極層が存在しないので、主極の磁界の反転の直後に、ＦＧＬにおいて安定振動が生じる。本明細書に提示した様々な実施形態によるＭＡＭＲヘッドにおいては、主極からの磁界の反転が完了するとすぐに、スピン偏極層の機能と同等の機能を行う主極部分の反転も完了し、その結果、時間遅延の発生が回避される。

特に、図９は、主極の上縁の幅とＳＴＯの幅が等しい例を示すが、これらの幅は共に、主極によって発生する磁界の大きさ及びＳＴＯによって発生するＡＣ磁界の大きさに基づいて決定されるので、様々なアプローチにおいて、主極の上縁の幅は、ＳＴＯの幅よりも大きくてもよく、あるいは、主極の上縁の幅は、ＳＴＯの幅よりも小さくてもよい。さらに、シングル記録用のＳＴＯは、当業者には理解されるように、主極に対してクロストラック方向にシフトし得る。さらに、一部のアプローチでは、ＡＢＳを横切る媒体の移動方向に対して垂直であるトラック幅方向の主極の外面上にサイドシールドを設けてもよい。

図１０Ａは、別の実施形態によるＭＡＭＲヘッド１０００のＡＢＳ図を示し、図１０Ｂは、ＭＡＭＲヘッド１０００の断面図を示す。このＭＡＭＲヘッド１０００では、非磁性中間層５０４に隣接する主極５０２の区域５１８は、高スピン偏極材料（高偏極材料）から形成される。高偏極材料の性質とは、その材料が、内部で約７５％を超える、例えば、最大約１００％までの伝導電子の高スピン偏極を示すという事である。高偏極材料５１８の使用により、ＦＧＬ５０６の磁化に印加されるスピントルクの増加が生じ、今度は、振動効率が向上する。ある実施形態では、高偏極材料５１８として、ホイスラ合金を形成するＣｏＭｎＧｅを用いてもよい。他の実施形態では、ＣｏＭｎＳｉホイスラ合金、ＣｏＣｒＡｌホイスラ合金、又は他の類似材料を用いてもよい。高偏極材料５１８は、膜面に対して垂直な方向に磁気異方性を持つ必要はないが、一部のアプローチでは持つ場合がある。

これらの図は、主極５０２とトレーリングシールド５１０とのギャップに対向する主極５０２の全体が高偏極材料５１８で形成される構造を示すが、一部のアプローチでは、非磁性中間層５０４に隣接する主極５０２の区域のみが、単独で高偏極材料に置き換えられてもよい。

図１１Ａは、別の実施形態によるＭＡＭＲヘッド１１００のＡＢＳ図を示し、図１１Ｂは、ＭＡＭＲヘッド１１００の断面図を示す。このＭＡＭＲヘッド１１００では、キャップ層５０８に隣接するトレーリングシールド５１０の一部５２２は、高スピン偏極材料（高偏極材料）から形成され得る。ある実施形態では、高偏極材料として、ホイスラ合金を構成するＣｏＭｎＧｅを用いてもよい。他の実施形態では、ＣｏＭｎＳｉホイスラ合金、ＣｏＣｒＡｌホイスラ合金、又は他の類似材料を用いてもよい。高偏極材料の使用により、ＦＧＬ５０６の磁化に印加されるスピントルクの増加が可能となり、今度は、振動効率が向上する。

これらの図は、主極５０２とトレーリングシールド５１０とのギャップに対向するトレーリングシールド５１０の全体が高偏極材料５２２で形成される構造を示すが、一部のアプローチでは、キャップ層５０８に隣接するトレーリングシールド５１０の区域のみが、単独で高偏極材料に置き換えられてもよい。

図１２は、ＭＡＭＲヘッド１２００の別の実施形態を示す。これは、クロストラック方向の主極５０２の中央部分の断面模式図である。

図示されるように、ＳＴＯ５１６は、テーパー状主極５０２上に組み立てられ得る。この時、ＡＢＳに対して垂直な方向に対する角度θ分だけトレーリングシールド５１０に対して主極５０２をテーパー状にすることによって、より強い磁界強度を生じさせることができる。ＳＴＯ５１６は、本明細書に記載のいずれかの実施形態に従って構成してもよい。さらに、ＳＴＯ５１６に隣接する主極５０２又はトレーリングシールド５１０の一部は、他の実施形態において本明細書に記載のように、高偏極材料に置き換えてもよい。

さらに、図１２は、主極５０２が前面でテーパー状となっている主極５０２の構造を示すが、前面でのテーパーの存在の有無は、本明細書に記載の実施形態の効果に全く影響を与えない。

図１３は、別の実施形態によるＭＡＭＲヘッド１３００を示す。これは、クロストラック方向の主極５０２の中央部分の断面模式図である。この実施形態では、ＳＴＯ５１６の後端を越えた主極５０２とトレーリングシールド５１０との距離Ｄ２は、ＡＢＳにおける主極５０２とトレーリングシールド５１０との距離Ｄ１よりも大きい。この実施形態の構造の利点は、主極５０２から直接トレーリングシールド５１０へと流れる磁束量がＳＴＯ５１６の後端を越えると減少するので、媒体及びＳＴＯ５１６に印加される磁界強度が増す事実にある。

ＳＴＯ５１６は、本明細書に記載のいずれかの実施形態に従って構成してもよい。さらに、図１３は、主極５０２が前面でテーパー状となっている主極５０２の構造を示すが、前面でのテーパーの存在の有無は、本明細書に記載の実施形態の効果に全く影響を与えない。

様々な実施形態による本明細書に記載のＭＡＭＲヘッドのいずれも、磁気データストレージシステムに含まれ得る。その場合、磁気データストレージシステムは、図１に記載したような、磁気媒体と、少なくとも１つの磁気ヘッドに磁気媒体を通過させる駆動機構と、少なくとも１つの磁気ヘッドの動作を制御するために少なくとも１つの磁気ヘッドに電気的に接続されたコントローラとをさらに含み得る。

図１４は、一実施形態による、ＭＡＭＲヘッドの形成方法１４００を示す。１つの選択肢として、本方法１４００は、図１〜１３に示されるような構造を構築するために実施することができる。しかしながら、もちろん、本方法１４００及び本明細書に提示される他の方法を用いて、磁気記録との関連の有無を問わず多種多様のデバイス及び／又は目的の磁気構造を形成することができる。さらに、本明細書に提示される方法は、任意の所望の環境で実行することができる。上記のいずれの特徴も、様々な方法に従って記載した実施形態のいずれにおいても用いることができることも留意されたい。

工程１４０２において、主磁極を基板上に形成し、主磁極は、電流が書き込みコイルに印加されると書き込み磁界を発生させるように構成されている。スパッタリング、めっき、原子層成長法（ＡＬＤ）等の任意の形成技術又は技術の組み合わせを用いて、主磁極を形成することができる。基板は、当該分野では公知のように、任意の数の層によって主磁極から分離されていてもよい。

工程１４０４において、ＦＧＬを主磁極の上に形成し、ＦＧＬは、電流がそれに印加されると高周波磁界を発生させるように構成されている。ある実施形態では、ＡＢＳにおいて、主磁極とＦＧＬとの間にスペーサ層を形成してもよい。別の実施形態では、ＡＢＳにおいて、主磁極とＦＧＬとの間に非磁性中間層を形成してもよい。

工程１４０６において、ＦＧＬ上にトレーリングシールドを形成する。ある実施形態では、ＡＢＳにおいて、トレーリングシールドとＦＧＬとの間にキャップ層を形成してもよい。別の実施形態では、ＡＢＳにおいて、トレーリングシールドとＦＧＬとの間に非磁性中間層を形成してもよい。あるアプローチでは、キャップ層は、非磁性材料を含み得る。

方法１４００において、ＦＧＬに近い主磁極の一部又はＦＧＬに近いトレーリングシールドの一部の一方が、スピン偏極層として機能するように定義されてもよい。

ある実施形態では、ＦＧＬに最も近い主磁極の一部が、スピン偏極層として機能するように構成されてもよい。この部分は、中間層と接触していてもよく、高偏極材料を含み得る。

別の実施形態では、ＦＧＬに最も近いトレーリングシールドの一部が、スピン偏極層として機能するように構成されてもよい。この部分は、中間層と接触していてもよく、高偏極材料を含み得る。

何れの実施形態においても、磁気回転ガイド層をキャップ層及び／又はスペーサ層の代わりに形成してもよい。

別の実施形態では、トレーリングシールドに対向する側の主磁極面及び主磁極に対向する側のトレーリングシールド面が、ＡＢＳに対して垂直な方向に対して傾斜して形成されてもよい。さらに、ＦＧＬは、主磁極の傾斜面及びトレーリングシールドの傾斜面に従って、傾斜して形成されてもよい。

別の実施形態では、方法１４００は、ＦＧＬの素子高さ方向（element height direction）の後端を越えた主磁極とトレーリングシールドとの間にギャップ層を形成するステップをさらに含み得る。この実施形態では、ＡＢＳにおけるトレーリングシールドと主磁極との間の、ＡＢＳに対して平行な方向におけるギャップ距離は、ＦＧＬの素子高さ方向の後端を越えた地点における、トレーリングシールドと主磁極との間の、ＡＢＳに対して平行な方向におけるギャップ距離よりも小さい。

様々な実施形態の少なくとも一部に関して本明細書に提示した方法論は、全体的又は部分的に、コンピュータハードウェア、ソフトウェアにおいて、手作業で、専門機器等、及びそれらの組み合わせを用いて、実施することができる。

様々な実施形態を以上に記載したが、それらは、限定ではなく、単に例示目的で提示されたものであることを理解されたい。従って、本発明の一実施形態の広がりと範囲は、上記の実施形態例のいずれによっても限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲及びそれらの均等物に従ってのみ定義されるものである。

１００ディスクドライブ
１１２磁気ディスク
１１３スライダ
１１４スピンドル
１１５サスペンション
１１８ディスク駆動モータ
１１９アクチュエータアーム
１２１ヘッド
１２２ディスク面
１２３ライン
１２５記録チャネル
１２７アクチュエータ
１２８ライン
１２９コントローラ
２００支持基板
２０２上部コーティング
２０４記録／再生ヘッド
２１２下地コーティング
２１４上部コーティング
２１６基板
２１８記録ヘッド
３０２上側リターン極
３０４トレーリングシールド
３０６主極
３０８ステッチ極
３１０ヘリカルコイル
３１２ヘリカルコイル
３１４下側リターン極
３１６絶縁体
３１８ＡＢＳ
３２２センサシールド
３２４センサシールド
３２６センサ
４０２上側リターン極
４０４トレーリングシールド
４０６主極
４０８ステッチ極
４１０ループコイル
４１６絶縁体
４１８ＡＢＳ
４２２センサシールド
４２４センサシールド
４２６センサ
５００，５２０，１０００，１１００，１２００，１３００ＭＡＭＲヘッド
５０２主磁極
５０４中間層
５０６ＦＧＬ
５０８キャップ層
５１０トレーリングシールド
５１２スペーサ層
５１６スピントルク発振器（ＳＴＯ）
５１８高偏極材料
５２２トレーリングシールドの一部
６００従来構造
６０２下地層
６０４スピン偏極層
６０６非磁性中間層
６０８発振層
６１０非磁性キャップ層
６１４主極
６１６トレーリングシールド
６１８ＳＴＯ

Claims

マイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドであって、
電流が書き込みコイルに印加されると書き込み磁界を発生させるように構成された主磁極と、
前記主磁極からトレーリング方向に空気軸受面（ＡＢＳ）に位置付けられたトレーリングシールドと、
前記主磁極と前記トレーリングシールドとの間で、前記ＡＢＳに位置付けられた磁界発生層（ＦＧＬ）と、
を含み、
前記ＦＧＬに近い前記主磁極の一部又は前記ＦＧＬに近い前記トレーリングシールドの一部のどちらか一方が、スピン偏極層として機能するように構成される、ＭＡＭＲヘッド。
前記主磁極と前記ＦＧＬとの間で、前記ＡＢＳに位置付けられた中間層であって、非磁性材料を含む中間層と、
前記ＦＧＬと前記トレーリングシールドとの間で、前記ＡＢＳに位置付けられたキャップ層であって、非磁性材料を含むキャップ層と、
をさらに含む、請求項１に記載のＭＡＭＲヘッド。
前記主磁極の前記一部は、前記スピン偏極層として機能するように構成され、前記中間層と接触し、高偏極材料を含む、請求項２に記載のＭＡＭＲヘッド。
前記主磁極と前記ＦＧＬとの間で、前記ＡＢＳに位置付けられたスペーサ層であって、非磁性材料を含むスペーサ層と、
前記ＦＧＬと前記トレーリングシールドとの間で、前記ＡＢＳに位置付けられた中間層であって、非磁性材料を含む中間層と、
をさらに含む、請求項１に記載のＭＡＭＲヘッド。
前記トレーリングシールドの前記一部は、前記スピン偏極層として機能するように構成され、前記中間層と接触し、高偏極材料を含む、請求項４に記載のＭＡＭＲヘッド。
前記主磁極と前記ＦＧＬとの間で、前記ＡＢＳに位置付けられた中間層であって、非磁性材料を含む中間層と、
前記ＦＧＬと前記トレーリングシールドとの間で、前記ＡＢＳに位置付けられた磁気回転ガイド層と、
をさらに含む、請求項１に記載のＭＡＭＲヘッド。
前記主磁極の前記一部は、前記スピン偏極層として機能するように構成され、前記中間層と接触し、高偏極材料を含む、請求項６に記載のＭＡＭＲヘッド。
前記主磁極と前記ＦＧＬとの間で、前記ＡＢＳに位置付けられた磁気回転ガイド層と、
前記ＦＧＬと前記トレーリングシールドとの間で、前記ＡＢＳに位置付けられた中間層であって、非磁性材料を含む中間層と、
をさらに含む、請求項１に記載のＭＡＭＲヘッド。
前記トレーリングシールドの前記一部は、前記スピン偏極層として機能するように構成され、前記中間層と接触し、高偏極材料を含む、請求項８に記載のＭＡＭＲヘッド。
トレーリングシールドに対向する側の前記主磁極の面及び主磁極に対向する側の前記トレーリングシールドの面が、前記ＡＢＳに対して垂直な方向に対して傾斜し、前記ＦＧＬは、前記主磁極の前記傾斜面及び前記トレーリングシールドの前記傾斜面に従って傾斜する、請求項１に記載のＭＡＭＲヘッド。
前記ＡＢＳにおける前記トレーリングシールドと前記主磁極との間の、前記ＡＢＳに対して平行な方向における距離は、前記ＦＧＬの素子高さ方向の後端を越えた地点における、前記トレーリングシールドと前記主磁極との間の、前記ＡＢＳに対して平行な前記方向における距離よりも小さい、請求項１に記載のＭＡＭＲヘッド。
請求項１に記載の少なくとも１つのＭＡＭＲヘッドと、
磁気媒体と、
前記少なくとも１つの磁気ヘッドに前記磁気媒体を通過させる駆動機構と、
前記少なくとも１つの磁気ヘッドの動作を制御するために前記少なくとも１つの磁気ヘッドに電気的に接続されたコントローラと、
を含む、磁気データストレージシステム。
マイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）ヘッドの形成方法であって、前記方法は、
主磁極を基板上に形成するステップであって、前記主磁極は、電流が書き込みコイルに印加されると書き込み磁界を発生させるように構成されているステップと、
磁界発生層（ＦＧＬ）を前記主磁極の上に形成するステップであって、前記ＦＧＬは、電流がそれに印加されると高周波磁界を発生させるように構成されているステップと、
前記ＦＧＬ上にトレーリングシールドを形成するステップと、
を含み、
前記ＦＧＬに近い前記主磁極の一部又は前記ＦＧＬに近い前記トレーリングシールドの一部のどちらか一方が、スピン偏極層として機能するように定義される、方法。
空気軸受面（ＡＢＳ）において、前記主磁極と前記ＦＧＬとの間に中間層を形成するステップであって、前記中間層は非磁性材料を含むステップと、
前記ＡＢＳにおいて、前記ＦＧＬと前記トレーリングシールドとの間にキャップ層を形成するステップであって、前記キャップ層は非磁性材料を含むステップと、
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
前記主磁極の前記一部は、前記スピン偏極層として機能するように構成され、前記中間層と接触し、高偏極材料を含む、請求項１４に記載の方法。
空気軸受面（ＡＢＳ）において、前記主磁極と前記ＦＧＬとの間にスペーサ層を形成するステップであって、前記スペーサ層は非磁性材料を含むステップと、
前記ＡＢＳにおいて、前記ＦＧＬと前記トレーリングシールドとの間に中間層を形成するステップであって、前記中間層は非磁性材料を含むステップと、
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
前記トレーリングシールドの前記一部は、前記スピン偏極層として機能するように構成され、前記中間層と接触し、高偏極材料を含む、請求項１６に記載の方法。
空気軸受面（ＡＢＳ）において、前記主磁極と前記ＦＧＬとの間に中間層を形成するステップであって、前記中間層は非磁性材料を含むステップと、
前記ＡＢＳにおいて、前記ＦＧＬと前記トレーリングシールドとの間に磁気回転ガイド層を形成するステップと、
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
前記主磁極の前記一部は、前記スピン偏極層として機能するように構成され、前記中間層と接触し、高偏極材料を含む、請求項１８に記載の方法。
空気軸受面（ＡＢＳ）において、前記主磁極と前記ＦＧＬとの間に磁気回転ガイド層を形成するステップと、
前記ＡＢＳにおいて、前記ＦＧＬと前記トレーリングシールドとの間に中間層を形成するステップであって、前記中間層は非磁性材料を含むステップと、
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
前記トレーリングシールドの前記一部は、前記スピン偏極層として機能するように構成され、前記中間層と接触し、高偏極材料を含む、請求項２０に記載の方法。
トレーリングシールドに対向する側の前記主磁極の面及び主磁極に対向する側の前記トレーリングシールドの面が、空気軸受面（ＡＢＳ）に対して垂直な方向に対して傾斜して形成され、前記ＦＧＬは、前記主磁極の前記傾斜面及び前記トレーリングシールドの前記傾斜面に従って傾斜して形成される、請求項１３に記載の方法。
前記ＦＧＬの素子高さ方向の後端を越えた、前記主磁極と前記トレーリングシールドとの間にギャップ層を形成するステップをさらに含み、空気軸受面（ＡＢＳ）に対して平行な方向における、前記ＡＢＳにおける前記トレーリングシールドと前記主磁極との間のギャップ距離は、前記ＦＧＬの前記素子高さ方向の前記後端を越えた地点における、前記トレーリングシールドと前記主磁極との間の、前記ＡＢＳに対して平行な前記方向におけるギャップ距離よりも小さい、請求項１３に記載の方法。