JP2017157249A - 磁気記録ヘッド、およびこれを備えたディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した高周波アシストを実現し、高記録密度化を可能とする磁気記録ヘッドおよびこれを備えたディスク装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、磁気記録ヘッドは、空気支持面４３と、高透磁率材料からなる主磁極６０と、主磁極の奥側で非導電層を介して配置され、かつ、空気支持面側で導電性非磁性層を介してライトギャップを形成した高透磁率材料からなるライトシールド６２と、を有する磁気コアと、コイルと、ライトギャップ内で主磁極とライトシールドとの間に設けられた高周波発振子６５と、主磁極とライトシールドとの間に直流電流を流すための１対の電流端子と、を備えている。高周波発振子の膜面と対向する磁気コアの少なくとも一部の対向面において、高透磁率材料からなる磁性体層８２が配置された外側に、磁性微粒子が分散配置された非磁性体層８４が設けられている。【選択図】図６

Description

この発明の実施形態は、高周波アシスト素子を有する磁気記録ヘッド、およびこの磁気記録ヘッドを備えたディスク装置に関する。

近年、ディスク装置として、磁気ディスク装置の高記録密度化、大容量化あるいは小型化を図るため、垂直磁気記録用の磁気ヘッドが提案されている。このような磁気ヘッドにおいて、記録ヘッドは、垂直方向磁界を発生させる主磁極と、この主磁極のトレーリング側にライトギャップを挟んで配置されたライトシールド磁極と、主磁極に磁束を流すためのコイルとを有している。更に、ライトシールド磁極と主磁極との間のライトギャップに高周波発振子、例えば、スピントルク発振子、を設け、主磁極およびライトシールド磁極を通してスピントルク発振子に電流を流す高周波アシストヘッドが提案されている。

特開２０１０−０３４９５１号公報

高周波アシストヘッドでは、高周波発振子のスピン注入層および発振層はライトギャップ内に配置されている。このような構造の高周波アシストヘッドでは、発振層の面と対向しているライトシールドあるいは主磁極の面近傍の磁化が、発振層での磁化回転に同期するようにゆらいで動く現象（スピン波）が生じる。このスピン波は、高周波発振子の磁化回転を阻害し、アシスト効果を抑制する虞がある。

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その課題は、安定した高周波アシストを実現し、高記録密度化を可能とする磁気記録ヘッドおよびこれを備えたディスク装置を提供することにある。

実施形態によれば、磁気記録ヘッドは、空気支持面と、前記空気支持面まで延びる先端部を有する高透磁率材料からなる主磁極と、前記主磁極の奥側で非導電層を介して配置され、かつ、前記空気支持面側で導電性非磁性層を介してライトギャップを形成した高透磁率材料からなるライトシールドと、を有する磁気コアと、前記磁気コア内を横切って通過するように配置されたコイルと、前記ライトギャップ内で前記主磁極とライトシールドとの間に設けられた高周波発振子と、前記主磁極とライトシールドとの間に直流電流を流すための１対の電流端子と、を備えている。前記高周波発振子の膜面と対向する前記磁気コアの少なくとも一部の対向面において、高透磁率材料からなる磁性体層が配置された外側に、磁性微粒子が分散配置された非磁性体層が設けられている。

図１は、第１の実施形態に係るハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤ）を示す斜視図。 図２は、前記ＨＤＤにおける磁気ヘッドおよびサスペンションを示す側面図。 図３は、前記磁気ヘッドのヘッド部を拡大して示す断面図。 図４は、前記磁気ヘッドの記録ヘッドを模式的に示す斜視図。 図５は、前記記録ヘッドのＡＢＳ側端部を拡大して示す斜視図。 図６は、前記記録ヘッドのＡＢＳ側端部を拡大して示すトラックセンターに沿った断面図。 図７は、前記記録ヘッドのＡＢＳ側端部を拡大して示すＡＢＳ側から見た平面図。 図８は、本実施形態に係る磁気記録ヘッド、比較例１に係る磁気記録ヘッド、比較例２に係る磁気記録ヘッドについて、トラック走行方向に沿った磁界強度分布を比較して示す図。 図９は、本実施形態に係る磁気記録ヘッド、比較例１に係る磁気記録ヘッド、比較例２に係る磁気記録ヘッドについて、最大磁界強度と磁界傾度との関係を比較して示す図。 図１０は、磁気ヘッドのトラックセンターと非磁性体層との距離ｄと、高周波発振子の膜面からの磁化回転角度との関係を示す図。 図１１は、距離ｄと磁気ヘッドの最大磁界強度との関係を示す図。 図１２は、距離ｄが２０ｎｍ、６０ｎｍの場合について、磁性微粒子の含有濃度と高周波発振子の把新回転角との関係を示す図。 図１３は、距離ｄが２０ｎｍの場合について、磁性微粒子の含有濃度と最大磁界強度との関係を示す図。 図１４は、第２の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気記録ヘッドの先端部を拡大して模式的に示す斜視図。 図１５は、第２の実施形態に係る磁気記録ヘッドの先端部をＡＢＳ側から見た平面図。 図１６は、第３の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気記録ヘッドの先端部を拡大して模式的に示す斜視図。 図１７は、第３の実施形態に係る磁気記録ヘッドの先端部をＡＢＳ側から見た平面図。 図１８は、第４の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気記録ヘッドの先端部を拡大して模式的に示す斜視図。 図１９は、第４の実施形態に係る磁気記録ヘッドの先端部をＡＢＳ側から見た平面図。 図２０は、第５の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気記録ヘッドの先端部を拡大して模式的に示す斜視図。 図２１は、第５の実施形態に係る磁気記録ヘッドの先端部をＡＢＳ側から見た平面図。 図２２は、第６の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気記録ヘッドの先端部を拡大して模式的に示す斜視図。

以下図面を参照しながら、種々の実施形態について説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

（第１の実施形態）
図１は、ディスク装置として、第１の実施形態に係るハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のトップカバーを取り外して内部構造を示し、図２は、浮上状態の磁気ヘッドを示している。図１に示すように、ＨＤＤは筐体１０を備えている。筐体１０は、上面の開口した矩形箱状のベース１２と、複数のねじによりベース１２にねじ止めされてベース１２の上端開口を閉塞する図示しないトップカバーと、を有している。ベース１２は、矩形状の底壁１２ａと、底壁の周縁に沿って立設された側壁１２ｂとを有している。

筐体１０内には、記録媒体として、例えば２枚の磁気ディスク１６、および磁気ディスク１６を支持および回転させる駆動部としてのスピンドルモータ１８が設けられている。スピンドルモータ１８は、底壁１２ａ上に配設されている。各磁気ディスク１６は、例えば、直径約２．５インチ（６．３５ｃｍ）に形成され、上面および下面の少なくとも一方に磁気記録層を有している。磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８の図示しないハブに互いに同軸的に嵌合されているとともにクランプばね２７によりクランプされ、ハブに固定されている。これにより、磁気ディスク１６は、ベース１２の底壁１２ａと平行に位置した状態に支持されている。そして、磁気ディスク１６は、スピンドルモータ１８により所定の速度で回転される。

筐体１０内に、磁気ディスク１６に対して情報の記録、読み出しを行なう複数の磁気ヘッド１７、これらの磁気ヘッド１７を磁気ディスク１６に対して移動自在に支持したキャリッジアッセンブリ２２が設けられている。また、筐体１０内に、キャリッジアッセンブリ２２を回動および位置決めするボイスコイルモータ（以下ＶＣＭと称する）２４、磁気ヘッド１７が磁気ディスク１６の最外周に移動した際、磁気ヘッド１７を磁気ディスク１６から離間したアンロード位置に保持するランプロード機構２５、ＨＤＤに衝撃等が作用した際、キャリッジアッセンブリ２２を退避位置に保持するラッチ機構２６、および変換コネクタ等の電子部品が実装されたフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）ユニット２１が設けられている。

ベース１２の外面には、図示しない制御回路基板がねじ止めされ、底壁１２ａと対向して位置している。制御回路基板は、スピンドルモータ１８の動作さを制御するとともに、ＦＰＣユニット２１を介して、ＶＣＭ２４、および磁気ヘッド１７の動作を制御する。

キャリッジアッセンブリ２２は、ベース１２の底壁１２ａ上に固定された軸受部２８と、軸受部２８から延出した複数のアーム３２と、弾性変形可能な細長い板状のサスペンション３４と、を備えている。各サスペンション３４の延出端に磁気ヘッド１７が支持されている。これらのサスペンション３４および磁気ヘッド１７は、磁気ディスク１６を間に挟んで互いに向かい合っている。

図２に示すように、各磁気ヘッド１７は、浮上型のヘッドとして構成され、ほぼ直方体形状のスライダ４２とこのスライダの流出端（トレーリング端）に設けられたリード／ライト用のヘッド部４４とを有している。磁気ヘッド１７は、サスペンション３４の先端部に設けられたジンバルばね４１に固定されている。図１および図２に示すように、各磁気ヘッド１７は、サスペンション３４およびアーム３２上に固定された配線部材３５、および中継ＦＰＣ３７を介してＦＰＣユニット２１に電気的に接続されている。

次に、磁気ディスク１６および磁気ヘッド１７の構成について詳細に説明する。図３は、磁気ヘッド１７のヘッド部４４および磁気ディスク１６を拡大して示す断面図である。
図１ないし図３に示すように、磁気ディスク１６は、例えば、直径約２．５インチ（６．３５ｃｍ）の円板状に形成され非磁性体からなる基板１０１を有している。基板１０１の各表面には、下地層として軟磁気特性を示す材料からなる軟磁性層１０２と、その上層部に、ディスク面に対して垂直方向に磁気異方性を有する磁気記録層１０３と、その上層部に保護膜層１０４とが順に積層されている。

図２および図３に示すように、磁気ヘッド１７のスライダ４２は、例えば、アルミナとチタンカーバイドの焼結体（アルチック）で形成され、ヘッド部４４は薄膜を積層することにより形成されている。スライダ４２は、磁気ディスク１６の表面に対向する矩形状のディスク対向面（空気支持面（ＡＢＳ））４３を有している。スライダ４２は、磁気ディスク１６の回転によってディスク表面とＡＢＳ４３との間に生じる空気流Ｃにより浮上する。空気流Ｃの方向は、磁気ディスク１６の回転方向Ｂと一致している。スライダ４２は、磁気ディスク１６表面に対し、ＡＢＳ４３の長手方向が空気流Ｃの方向とほぼ一致するように配置されている。

スライダ４２は、空気流Ｃの流入側に位置するリーディング端４２ａおよび空気流Ｃの流出側に位置するトレーリング端４２ｂを有している。スライダ４２のＡＢＳ４３には、図示しないリーディングステップ、トレーリングステップ、サイドステップ、負圧キャビティ等が形成されている。

図３に示すように、ヘッド部４４は、スライダ４２のトレーリング端４２ｂに薄膜プロセスで形成されたリードヘッド５４および記録ヘッド（磁気記録ヘッド）５８を有し、分離型の磁気ヘッドとして形成されている。リードヘッド５４および記録ヘッド５８は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出する部分を除いて、保護絶縁膜７６により覆われている。保護絶縁膜７６は、ヘッド部４４の外形を構成している。

リードヘッド５４は、磁気抵抗効果を示す磁性膜５５と、この磁性膜のトレーリング側およびリーディング側に磁性膜５５を挟むように配置されたシールド膜５６、５７と、で構成されている。これら磁性膜５５、シールド膜５６、５７の下端は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出している。

記録ヘッド５８は、リードヘッド５４に対して、スライダ４２のトレーリング端４２ｂ側に設けられている。図４は、記録ヘッド５８および磁気ディスク１６を模式的に示す斜視図、図５は、記録ヘッド５８のＡＢＳ側端部を拡大して示す斜視図、図６は、記録ヘッド５８の磁気ディスク１６側の端部を拡大して示すトラックセンターに沿った断面図、図７は、記録ヘッド５８の磁気ディスク１６側の端部を拡大して示す斜視図である。

図３ないし図６に示すように、記録ヘッド５８は、磁気ディスク１６の表面に対して垂直方向の記録磁界を発生させる高飽和磁化材料、軟磁性材料からなる主磁極６０と、主磁極６０のトレーリング側に配置され、主磁極６０直下の軟磁性層１０２を介して効率的に磁路を閉じるために設けられた軟磁性材料からなるトレーリングシールド（ライトシールド）６２と、磁気ディスク１６に信号を書き込む際、主磁極６０に磁束を流すための記録コイル６４であって、主磁極６０およびトレーリングシールド６２を含む磁気コア（磁気回路）に巻きつくように配置された記録コイル６４と、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ｂとトレーリングシールド６２との間で、かつ、ＡＢＳ４３に面する部分に配置された非磁性導電体からなる高周波発振子、例えば、スピントルク発振子（ＳＴＯ）６５と、を有している。

主磁極６０は、磁気ディスク１６の表面およびＡＢＳ４３に対してほぼ垂直に延びている。主磁極６０のＡＢＳ４３側の下端部は、ＡＢＳ４３に向かって先細に、かつ、トラック幅方向にロート状に絞り込まれた絞込み部６０ａと、この絞込み部６０ａからＡＢＳ４３まで延出する所定幅の先端部６０ｂと、を有している。先端部６０ｂの先端、つまり、下端は、磁気ヘッドのＡＢＳ４３に露出している。先端部６０ｂのトラック幅方向Ｔ１の幅は、磁気ディスク１６におけるトラックの幅ＴＷにほぼ対応している。また、主磁極６０は、ＡＢＳ４３に対してほぼ垂直に延び、トレーリング側を向いた、シールド側端面６０ｃを有している
トレーリングシールド６２は、ほぼＬ字形状に形成され、主磁極６０の先端部６０ｂにライトギャップを置いて対向する先端部６２ａと、ＡＢＳ４３から離間しているとともに主磁極６０に接続される接続部（バックギャップ部）５０とを有している。接続部５０は非導電体５２を介して主磁極６０の上部、すなわち、ＡＢＳ４３から奥側あるいは上方に離れた上部、に接続されている。

トレーリングシールド６２の先端部６２ａは、細長い矩形状に形成されている。トレーリングシールド６２の下端面は、スライダ４２のＡＢＳ４３に露出している。先端部６２ａのリーディング側端面（主磁極側端面）６２ｂは、ＡＢＳ４３に対してほぼ垂直に延びているとともに、磁気ディスク１６のトラックの幅方向に沿って延びている。このリーディング側端面６２ｂは、主磁極６０の下端部（先端部６０ｂおよび絞込み部６０ａの一部）において、主磁極６０のシールド側端面６０ｃとライトギャップＷＧを置いてほぼ平行に対向している。

図５、図６、および図７に示すように、ＳＴＯ６５は、ライトギャップＷＧ内において、主磁極６０の先端部６０ｂとトレーリングシールド６２との間に設けられ、その一部は、ＡＢＳ４３に露出している。ＳＴＯ６５は、スピン注入層６５ａ、中間層（非磁性導電層）６５ｂ、発振層６５ｃを有し、これらの層を主磁極６０側からトレーリングシールド６２側に順に積層して、すなわち、磁気ヘッドの走行方向Ｄに沿って順に積層して、構成されている。スピン注入層６５ａは、非磁性導電層（下地層）６７ａを介して主磁極６０のシールド側端面６０ｃに接合されている。発振層６５ｃは、非磁性導電層（キャップ層）６７ｂを介してトレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂに接合されている。なお、スピン注入層６５ａ、中間層６５ｂ、発振層６５ｃの積層順は、上記と逆でもよく、すなわち、トレーリングシールド６２側から主磁極６０側に順に積層してもよい。

スピン注入層６５ａ、中間層６５ｂ、発振層６５ｃは、ＡＢＳ４３と交差する方向、例えば、直交する方向に延びる積層面あるいは膜面をそれぞれ有している。ＳＴＯ６５の下端面は、ＡＢＳ４３に露出し、このＡＢＳ４３と面一に形成されている。ＳＴＯ６５の幅ＳＷは、トラック幅ＴＷとほぼ等しく、あるいは、トラック幅ＴＷよりも小さく、設定されている。ＳＴＯ６５の高さ（ＡＢＳ４３に対して垂直な方向の高さ）ＳＨは、トレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂの高さとほぼ等しく、あるいは、それ以下に形成されている。ＳＴＯ６５の幅ＳＷ、および高さＳＨは、それぞれ例えば、４０ｎｍ程度に設定している。

磁気コアを構成するトレーリングシールド６２および主磁極６０の少なくとも一方において、ＳＴＯ６５と対向する領域に高透磁率材料からなる磁性体層８２が設けられ、更に、磁性体層８２の外側に、非磁性体層８４が設けられている。非磁性体層８４内には、磁性微粒子が分散されている。

図５、図６、図７に示すように、本実施形態において、磁性体層８２は、トレーリングシールド６２のトレーリングシールド６２の先端部内に設けられている。磁性体層８２は、例えば、ほぼ矩形状に形成され、リーディング側端面６２ｂ、および、ＡＢＳ４３に露出している。すなわち、磁性体層８２の側面および底面は、リーディング側端面６２ｂの一部、およびＡＢＳ４３の一部を構成している。

ＳＴＯ６５と対向する磁性体層８２の対向面の面積は、すなわち、リーディング側端面６２ｂに露出している磁性体層８２の面積は、発振層６５ｃの対向面（膜面）の面積よりも大きく形成されている。例えば、リーディング側端面６２ｂにおいて、磁性体層８２の高さ（ＡＢＳ４３から奥行方向への高さ）ＭＨは、ＳＴＯ６５の高さＳＨよりも大きく形成されている。リーディング側端面６２ｂにおいて、磁性体層８２の幅（トラック幅方向Ｔ１に沿った幅）ＭＷは、ＳＴＯ６５の幅ＳＷよりも大きく形成されている。また、トラック幅方向Ｔ１において、トラックセンターＳから磁性体層８２の側縁までの距離ｄは、ＳＴＯ６５の幅ＳＷの半分（ＳＷ／２）以上に形成されている。これにより、磁性体層８２は、ＳＴＯ６５の積層面全面と対向しているとともに、ＳＴＯ６５の側縁を越えて上方および幅方向両側に延出している。
なお、磁性体層８２の厚さ、すなわち、ＳＴＯ６５の膜面と直交する方向の厚さは、任意に調整可能である。

非磁性体層（グラニュラー磁性層）８４は、磁性体層８２の外側に設けられ、磁性体層８２の周囲を覆っている。すなわち、非磁性体層８４は、磁性体層８２のトレーリング側の背面（ＳＴＯ６５と反対側の面）、磁性体層８４の上面、および磁性体層８４のトラック幅方向の両側面に重なって設けられている。そして、非磁性体層８４は、リーディング側端面６２ｂ、および、ＡＢＳ４３に露出している。すなわち、磁性体層８２の側面および底面は、リーディング側端面６２ｂの一部、およびＡＢＳ４３の一部を構成している。

上記のように形成された非磁性体層８４は、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、ルテニウム（Ｒｕ）等の非磁性材料で形成され、内部に、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ等を含有する合金からなる磁性微粒子がほぼ均一に分散配置されている。磁性微粒子の粒径は、数１０nm〜数μm程度、含有量（濃度）は、単位体積当たり５〜２５％程度が好ましい。磁性微粒子の含有量を調整することにより、非磁性体層８４の非磁性特性を調整することができる。非磁性体層８４の厚さは、任意に調整可能である。

一方、図３に示すように、主磁極６０およびトレーリングシールド６２は配線６６、接続端子（電流端子）７０、７２を介して電源７４に接続され、電源７４から配線６６、主磁極６０、ＳＴＯ６５、トレーリングシールド６２を通して電流Ｉｏｐを直列に通電する電流回路が構成されている。

記録コイル６４は、例えば、主磁極６０とトレーリングシールド６２との間で、接続部５０の回りに巻付けられている。記録コイル６４は配線７７を介して端子７８に接続され、この端子７８に第２電源８０が接続されている。第２電源８０から記録コイル６４に供給する記録電流Ｉｗは、ＨＤＤの制御部によって制御される。磁気ディスク１６に信号を書き込む際、第２電源８０から記録コイル６４に所定の記録電流Ｉｗが供給され、主磁極６０に磁束を流し記録磁界を発生させる。

以上のように構成されたＨＤＤによれば、ＶＣＭ２４を駆動することにより、キャリッジアッセンブリ２２が回動し、磁気ヘッド１７は、磁気ディスク１６の所望のトラック上に移動され、位置決めされる。また、図２に示すように、磁気ヘッド１７は、磁気ディスク１６の回転によってディスク表面とＡＢＳ４３との間に生じる空気流Ｃにより浮上する。ＨＤＤの動作時、スライダ４２のＡＢＳ４３はディスク表面に対し隙間を保って対向している。この状態で、磁気ディスク１６に対して、リードヘッド５４により記録情報の読み出しを行うとともに、記録ヘッド５８により情報の書き込みを行う。

情報の書き込みにおいては、図３に示すように、電源７４から主磁極６０、ＳＴＯ６５、トレーリングシールド６２に直流電流を通電し、ＳＴＯ６５から高周波磁界（マイクロ波）を発生させ、この高周波磁界を磁気ディスク１６の磁気記録層１０３に印加する。また、電源８０から記録コイル６４に交流電流を流すことにより、記録コイル６４により主磁極６０を励磁し、この主磁極６０から直下の磁気ディスク１６の記録層１０３に垂直方向の記録磁界を印加する。これにより、磁気記録層１０３に所望のトラック幅にて情報を記録する。記録磁界に高周波磁界を重畳することにより、磁気記録層１０３の磁化反転が促進し、高磁気異方性エネルギーの磁気記録を行うことができる。また、主磁極６０からトレーリングシールド６２にかけて電流を流すことにより、主磁極６０内の磁区の乱れを解消し、効率のよい磁路を導くことができ、主磁極６０の先端から発生する磁界が強くなる。

更に、上述した実施形態によれば、記録ヘッド５８において、ＳＴＯ６５と相対する磁極面に高透磁率からなる磁性体層８２を配置し、ＳＴＯ６５側とは異なり、かつ、磁性体層８２の外側に接触するように、磁性微粒子を含む非磁性体層８４からなるグラニュラー磁性層を配置している。これにより、ＳＴＯ６５から生じるスピン波は、非磁性体層（グラニュラー磁性層）８４により遮蔽され、非磁性体層８４よりも遠くへ伝搬しない。そのため、磁気コアのＳＴＯ６５と対向する対向面での磁化回転（スピン波）が抑制される。従って、このようなスピン波に阻害されることなく、ＳＴＯ６５の磁化回転が良好となり、ＳＴＯ６５の発振磁界が増大する。同時に、トレーリングシールド６２のＳＴＯ６５と対向する面（リーディング側端面６２ｂ）に高透磁率材料からなる磁性体層８２を設けることにより、記録磁界の書きにじみを抑制し、トレーリングシールド６２側の記録飽和を抑制し、あるいは、フリンジ磁界を抑制することができる。

このように、グラニュラー磁性層（非磁性体層８４）を設けることにより、スピン波の伝搬を抑制して高周波アシスト素子（ＳＴＯ６５）の磁界アシスト効果が増大し、記録ヘッドの記録能力が増大することで記録密度向上を図ることができる。また、トレーリングシールド６２のＳＴＯ６５と対向する対向面に配置された磁性体層８２による、記録飽和抑制効果、または、フリンジ抑制効果によるトラック密度向上の両立が実現でき、ＨＤＤの面密度向上が可能となる。

図８は、本実施形態に係る磁気ヘッドと、磁性体層および非磁性体層を持たない従来の磁気ヘッド（比較例１）と、ＳＴＯの無い磁気ヘッド（比較例２）とのぞれぞれについて、トラックセンター、かつ、ライトギャップ直下近傍のヘッド走行方向の磁界分布を示している。この図から、比較例１のＳＴＯを有する磁気ヘッドは、ＳＴＯを持たない比較例２の磁気ヘッドに比べて、最大磁界強度は増大するが、トレーリングシールド６２でスピン波が発生するために、磁界傾度が低下し、記録分解能が劣化していることが解る。これに対して、本実施形態に係る磁気ヘッドでは、トレーリングシールド６２での磁界回転のロスがないため、磁界強度、磁界傾度ともに増大していることが解る。

図９は、本実施形態に係る磁気ヘッドと、前記比較例１、２に係る磁気ヘッドとを用いた場合の、最大磁界強度と、主磁極のトレーリング側での磁界傾度との関係をそれぞれ示したものである。この図から、本実施形態に係る磁気ヘッドは、比較例１、２に係る磁気ヘッドに比較して、磁界強度も磁界傾度も増大していることが解る。

図１０は、図７に示す磁気ヘッドのトラックセンターと非磁性体層８４との距離ｄと、ＳＴＯ６５の膜面からの磁化回転角度との関係を示している。非磁性体層８４がＳＴＯ６５の近くに配置されている場合、すなわち、距離ｄが小さい場合、スピン波がトレーリングシールド６２内に伝搬しないため、ＳＴＯ６５の磁化回転は、膜面に垂直な軸の周りで大回転し、ＳＴＯ６５は良好な発振となっている。距離ｄが増大して、非磁性体層７１がＳＴＯ６５の外側へ遠のく場合には、スピン波が発生し、ＳＴＯ６５の磁化回転角が小さくなる、すなわち、ＳＴＯ６５は好な発振ではなくなる。図１０に示す例では、距離ｄが２０〜８０ｎｍの範囲でＳＴＯ６５の発振状態が良好となる。

図１１は、距離ｄと磁気ヘッドの最大磁界強度との関係を示している。距離ｄが小さい場合（例えば、２０ｎｍ以下の場合）、つまり、ＳＴＯ６５と対向しているトレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂに、磁性微粒子が分散配置された非磁性体層８４が配置されている場合、主磁極６０からトレーリングシールド６２への磁界侵入量が減少し、磁界強度が減少する。

図１０および図１１から、リーディング側端面６２ｂにおいて、ＳＴＯ６５の側縁よりも外側に非磁性体層８４を配置することで、すなわち、図示の例では、距離ｄを約２０〜８０ｎｍとすることで、充分な磁界強度とＳＴＯの回転角度との両立を図れることが解る。距離ｄは、トラックセンターからＳＴＯ６５の側縁までの距離（例えば、２０ｎｍ）よりも大きく、この距離の４倍（約８０ｎｍ）ぐらいまでが好ましい。なお、高さ方向に沿った、ＳＴＯ６５の上側縁から非磁性体層８４までの距離（ＭＨ−ＳＨ）についても、例えば、５〜６０ｎｍ程度に設定されていることが好ましい。

図１２は、トラックセンターからの距離ｄが２０ｎｍ、６０ｎｍの場合について、非磁性体層８４における磁性微粒子の濃度（含有量）％と、ＳＴＯ６５の発振回転角との関係を示している。図１３は、トラックセンターからの距離ｄが２０ｎｍの場合について、非磁性体層８４における磁性微粒子の濃度（含有量）％と、磁気ヘッドの最大磁界強度ととの関係を示している。
図１２から、距離ｄが２０ｎｍ、６０ｎｍのいずれの場合においても、磁性微粒子の濃度が低い程、ＳＴＯ６５の発振回転角が大きくなり、濃度が約５０％を超えると、発振回転角が３０度と小さくなることが解る。また、図１３から、磁性微粒子の濃度が約５〜２５％の範囲で、最も磁界強度が高くなり、４０％を超えると、磁界強度が低下することが解る。これらのことから、大きな発振回転角および高磁界強度の両立を図る上で、非磁性体層８４における磁性微粒子の濃度は、約５〜２５％が望ましく、約１０〜２０％がより望ましい。

以上のように、本実施形態に係るＨＤＤおよび磁気ヘッドによれば、ＳＴＯに対向配置された磁性体層の外側に、磁性微粒子を含有する非磁性体層（グラニュラー磁性層）を配置することにより、トレーリングシールド６２に及ぶスピン波がトレーリングシールド６２のライトギャップ面（リーディング側端面）近傍のみに発生するだけで、トレーリングシールド６２の奥方向にまで及ばない。そのために、スピン波の影響を受けることなく、ＳＴＯ６５の発振層の磁化回転は良好になる。また、主磁極６０から発生する記録磁界は、ＳＴＯ６５と対向する磁気コアの対向面に設けられた高透磁率材料からなる磁性体層８２により、トレーリングシールド６２の磁化飽和を抑制でき、十分な磁界傾度を確保することができる。これにより、記録線密度の向上を図ることが可能となる。
以上のことから、本実施形態によれば、安定した高周波アシストを実現し、高記録密度化を可能とする磁気記録ヘッドおよびこれを備えたディスク装置を提供することがきる。

次に、他の実施形態に係るＨＤＤの磁気記録ヘッドについて説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化し、第１の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。

（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気記録ヘッドの先端部を拡大して模式的に示す斜視図、図１５は、磁気記録ヘッドの先端部をＡＢＳ側から見た平面図である。図１４および図１５に示すように、トレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂに高透磁率材料からなる磁性体層８２が設けられ、ＳＴＯ６５に対向している。更に、トレーリングシールド６２のリーディング側端部において、磁性体層８２の外側に、非磁性体層８４が設けられている。磁性微粒子が非磁性体層８４内の全体にほぼ均一に分散配置されている。第２の実施形態によれば、非磁性体層８４は、ＳＴＯ６５と対向する磁性体層８２の部分を除き、トレーリングシールド６４のリーディング側端面６２ｂの幅方向全面に亘って配置されている。
第２の実施形態において、ＨＤＤの他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。

（第３の実施形態）
図１６は、第２の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気記録ヘッドの先端部を拡大して模式的に示す斜視図、図１７は、磁気記録ヘッドの先端部をＡＢＳ側から見た平面図である。図１６および図１７に示すように、トレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂに高透磁率材料からなる磁性体層８２が設けられ、ＳＴＯ６５に対向している。更に、トレーリングシールド６２のリーディング側端部において、磁性体層８２の外側に、ここでは、磁性体層８２のトラック幅方向の両側に、磁性微粒子がほぼ均一に分散配置されている一対の非磁性体層８４ａ、８４ｂが設けられている。磁性体層８２の背面側は、トレーリングシールド６２に接続されている。すなわち、磁性体層８２は、トレーリングシールド６２と一体に形成されている。

一対の非磁性体層８４ａ、８４ｂは、それぞれトレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂ、上面、およびＡＢＳに露出している。トラックセンターＳから非磁性体層８４ａ、８４ｂまでの距離ｄは、ＳＴＯ６５のトラック幅方向の幅の半分よりも大きく設定され、例えば、約２０〜８０ｎｍに設定されている。
第３の実施形態において、ＨＤＤの他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。

（第４の実施形態）
図１８は、第２の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気記録ヘッドの先端部を拡大して模式的に示す斜視図、図１９は、磁気記録ヘッドの先端部をＡＢＳ側から見た平面図である。図１８および図１９に示すように、本実施形態によれば、磁気記録ヘッドの磁気コアは、主磁極６０のトラック幅方向の両側にギャップを置いて設けられた軟磁性材料からなる一対のサイドシールド８６ａ、８６ｂを有している。これらのサイドシールド８６ａ、８６ｂは、トレーリングシールド６２と一体に形成され、トレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂからリーディング側に突出している。

各サイドシールド８６ａ、８６ｂのＳＴＯ６５と対向する対向面に、高透磁率材料からなる磁性体層８２ａ、８２ｂがそれぞれ設けられ、ＳＴＯ６５に対向している。更に、サイドシールド８６ａ、８６ｂにおいて、ＳＴＯ６５に対して磁性体層８２ａ、８２ｂの外側に、ここでは、磁性体層８２ａ、８２ｂのＳＴＯ６５と反対の背面側に、非磁性体層８４ａ、８４ｂがそれぞれ設けられている。非磁性体層８４ａ、８４ｂ内には、磁性微粒子がほぼ均一に分散されている。磁性微粒子の含有量（濃度）は、前述した第１の実施形態と同様である。

一対の非磁性体層８４ａ、８４ｂは、それぞれサイドシールド８６ａ、８６ｂのリーディング側端面、上面、およびＡＢＳに露出している。トラックセンターＳから非磁性体層８４ａ、８４ｂまでの距離ｄは、ＳＴＯ６５のトラック幅方向の幅の半分よりも大きく設定され、例えば、約６０〜８０ｎｍに設定されている。
第４の実施形態において、ＨＤＤの他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。

（第５の実施形態）
図２０は、第５の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気記録ヘッドの先端部を拡大して模式的に示す斜視図、図２１は、磁気記録ヘッドの先端部をＡＢＳ側から見た平面図である。図２０および図２１に示すように、本実施形態によれば、磁気記録ヘッドの磁気コアは、主磁極６０のトラック幅方向の両側にギャップを置いて設けられた軟磁性材料からなる一対のサイドシールド８６ａ、８６ｂを有している。これらのサイドシールド８６ａ、８６ｂは、トレーリングシールド６２と一体に形成され、トレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂからリーディング側に突出している。

トレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂ、およびＳＴＯ６５の幅方向両側に位置するサイドシールド９２のＳＴＯ６５と対向する対向面に、高透磁率材料からなる磁性体層８２および磁性体層８２ａ、８２ｂが連続して設けられ、ＳＴＯ６５に対向している。更に、トレーリングシールド６２およびサイドシールド８６ａ、８６ｂにおいて、ＳＴＯ６５に対して磁性体層８２、磁性体層８２ａ、８２ｂの外側に、ここでは、磁性体層８２、磁性体層８２ａ、８２ｂのＳＴＯ６５と反対の背面側に、非磁性体層８４、８４ａ、８４ｂが連続して設けられている。非磁性体層８４、非磁性体層８４ａ、８４ｂ内には、磁性微粒子がほぼ均一に分散されている。磁性微粒子の含有量（濃度）は、前述した第１の実施形態と同様である。

非磁性体層８４ａ、８４ｂは、それぞれサイドシールド８６ａ、８６ｂのリーディング側端面、上面、およびＡＢＳに露出している。非磁性体層８４は、トレーリングシールド６２の上面およびＡＢＳに露出している。トラックセンターＳから非磁性体層８４ａ、８４ｂまでの距離ｄは、ＳＴＯ６５のトラック幅方向の幅の半分よりも大きく設定され、例えば、約６０〜８０ｎｍに設定されている。また、ＳＴＯ６５から非磁性体層８４までの距離、すなわち、磁性体層８２の厚さは、例えば、２０ｎｍ以上に形成されている。
第５の実施形態において、ＨＤＤの他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。

（第６の実施形態）
図２２は、第６の実施形態に係るＨＤＤにおける磁気記録ヘッドの先端部を拡大して模式的に示す斜視図である。本実施形態では、磁気記録ヘッドの磁気コアの内、主磁極６０の先端部６０ｂは、高透磁率材料からなる磁性体層８４により形成され、ＳＴＯ６５と対向している。更に、主磁極６０において、ＳＴＯ６５に対して磁性体層８２の外側に、ここでは、主磁極６０の絞込み部分の中途部に、非磁性体層８４が設けられている。非磁性体層８４内には、磁性微粒子がほぼ均一に分散されている。磁性微粒子の含有量（濃度）は、前述した第１の実施形態と同様である。本実施形態において、非磁性体層８４は、ＡＢＳと平行に設けられ、主磁極６０の全幅および全厚さに亘って形成されている。更に、非磁性性体層８４は、ＳＴＯ６５の上面から約２０〜６０ｎｍ離間している。
第６の実施形態において、ＨＤＤの他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。

上述した第２ないし第６の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、第２ないし第６の実施形態のいずれにおいても、磁性微粒子が分散された非磁性体層８４、８４ａ、８４ｂにより、トレーリングシールド６２、サイドシールド８６ａ、８６ｂおよび／あるいは主磁極６０のＳＴＯ対向面での磁化回転（スピン波）を抑制でき、ＳＴＯ６５の磁化回転を良好にすることができる。その結果、ＳＴＯ６５から、磁気ディスクへ加わる磁界アシスト効果が増大し、記録能力が増大することで、高記録密度を実現することができる。

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、第６の実施形態を第１ないし第５の実施形態のいずれかに組み合わせてもよい。すなわち、磁性微粒子を含有する非磁性体層をトレーリングシールドと主磁極の両方に設けてもよく、あるいは、磁性微粒子を含有する非磁性体層をサイドシールドと主磁極の両方に設けてもよい。また、磁性微粒子を含有する非磁性体層をトレーリングシールド、サイドシールド、主磁極の３つに設けるようにしてもよい。

磁性体層および非磁性体層を構成する材料、およびこれらの形状は、実施形態に限定されることなく、必要に応じて変更可能である。磁気ヘッドのヘッド部を構成する要素の材料、形状、大きさ等は、必要に応じて変更可能である。磁気ディスク装置において、磁気ディスクおよび磁気ヘッドの数は、必要に応じて増加可能であり、磁気ディスクのサイズも種々選択可能である。

１０…筺体、１２…ベース、１６…磁気ディスク、１８…スピンドルモータ、
２２…キャリッジアッセンブリ、４２…スライダ、４３…空気支持面（ＡＢＳ）、
４４…ヘッド部、５４…リードヘッド、５８…記録ヘッド、６０…主磁極、
６０ｃ…シールド側端面、６２…トレーリングシールド、
６２ｂ…リーディング側端面、６５…スピントルク発振子、６５ａ…スピン注入層、
６５ｂ…中間層、６５ｃ…発振層、８２、８２ａ、８２ｂ…磁性体層、
８４、８４ａ、８４ｂ…非磁性体層

Claims (8)

1. ディスク装置に用いられる磁気記録ヘッドにおいて、
   空気支持面と、
   前記空気支持面まで延びる先端部を有する高透磁率材料からなる主磁極と、前記主磁極の奥側で非導電層を介して配置され、かつ、前記空気支持面側で導電性非磁性層を介してライトギャップを形成した高透磁率材料からなるライトシールドと、を有する磁気コアと、
   前記磁気コア内を横切って通過するように配置されたコイルと、
   前記ライトギャップ内で前記主磁極とライトシールドとの間に設けられた高周波発振子と、
   前記主磁極とライトシールドとの間に直流電流を流すための１対の電流端子と、を備え、
   前記高周波発振子の膜面と対向する前記磁気コアの少なくとも一部の対向面において、高透磁率材料からなる磁性体層が配置された外側に、磁性微粒子が分散配置された非磁性体層が設けられている磁気記録ヘッド。
2. 前記ライトシールドは、前記主磁極の先端部と前記ライトギャップを置いて対向する対向面を有し、
   前記磁性体層は、前記ライトシールドの対向面に露出して設けられて前記高周波発振子に対向し、
   前記非磁性体層は、前記ライトシールド内で、前記高周波発振子に対して前記磁性体層の外側を覆っている請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
3. 前記高周波発振子は、前記空気支持面と交差する方向に延びる膜面を有し、
   前記磁性体層の前記高周波発振子と対向する対向面の面積は、前記高周波発振子の膜面の面積よりも大きく形成され、前記非磁性体層は、前記高周波発振子の端縁から離間している請求項１又は２に記載の磁気記録ヘッド。
4. 前記磁気コアは、前記主磁極の幅方向の外側にギャップを置いて配置され、前記ライトシールドに連結されたサイドシールドを有し、
   前記磁性体層は、前記高周波発振子に対向する前記サイドシールドの対向面に設けられ、前記非磁性体層は、前記サイドシールド内で、前記高周波発振子に対して前記磁性体層の外側に配置されている請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
5. 前記ライトシールドは、前記主磁極の先端部と前記ライトギャップを置いて対向する対向面を有し、
   前記磁気コアは、前記ライトシールドの前記対向面に露出して設けられ前記サイドシールドの磁性体層に連続するライトシールド側の磁性体層と、前記ライトシールド内で、前記磁性体層の前記高周波発振子と反対側に配置され前記サイドシールドの前記非磁性体層に連続する磁性微粒子が分散配置されたライトシールド側の磁性体層と、を備えている請求項４に記載の磁気記録ヘッド。
6. 前記磁気コアは、前記主磁極の先端部を構成する前記磁性体層を有し、
   前記非磁性体層は、前記主磁極内で、前記高周波発振子に対して前記磁性体層の外側に配置されている請求項１に記載の磁気記録ヘッド。
7. 前記磁性微粒子は、前記非磁性体層の全体にほぼ均一に分散配置され、前記磁性微粒子の含有量は、５〜２０％に設定されている請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッド。
8. 磁気記録層を有するディスク状の記録媒体と、
   前記記録媒体に対し情報を記録する請求項１から７のいずれか１項に記載の磁気記録ヘッドと、
   を備えるディスク装置。

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