JP2018113091A - 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 Download PDF

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Abstract

【課題】記録密度を向上できる磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、磁気ヘッドは、第１磁性層、第２磁性層、中間層、磁極、第１端子及び第２端子を含む。前記第２磁性層は、第１方向において前記第１磁性層から離れる。前記中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられる。前記第１磁性層から前記磁極に向かう第２方向は、前記第１方向と交差する。第１端子は、前記中間層と電気的に接続される。前記第２端子は、前記第２磁性層と電気的に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、磁気ヘッド及び磁気記録再生装置に関する。
磁気ディスクなどの磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置において、磁気ヘッドにより、磁気記録媒体への記録及び再生が行われる。記録密度の向上が望まれる。
国際公開第ＷＯ２０１１／０２７３９６号パンフレット
本発明の実施形態は、記録密度を向上できる磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、磁気ヘッドは、第１磁性層、第２磁性層、中間層、磁極、第１端子及び第２端子を含む。前記第２磁性層は、第１方向において前記第１磁性層から離れる。前記中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられる。前記第１磁性層から前記磁極に向かう第２方向は、前記第１方向と交差する。第１端子は、前記中間層と電気的に接続される。前記第２端子は、前記第２磁性層と電気的に接続される。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式図である。 図２（ａ）〜図２（ｆ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法を例示する模式的断面図である。 第１実施形態に係る別の磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。 第１実施形態に係る別の磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。 第１実施形態に係る別の磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。 第１実施形態に係る磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置を例示する模式的平面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る別の磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式図である。 第１実施形態に係る別の磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。 第１実施形態に係る別の磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。 第１実施形態に係る別の磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。 第１実施形態に係る別の磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。 磁気記録媒体を例示する模式的断面図である。 第２実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。 第２の実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式的斜視図である。 図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第２の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願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は適宜省略する。
（第１実施形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式図である。
図１（ａ）は、模式的平面図である。図１（ｂ）は、模式的断面図である。これらの図、及び、以下の図において、絶縁部分などの少なくとも一部は、省略されている。
図１（ａ）に示すように、磁気記録再生装置２１０は、磁気ヘッド１１０及び磁気記録媒体８０を含む。磁気ヘッド１１０により、磁気記録媒体８０への情報の記録及び再生が行われる。
磁気ヘッド１１０は、積層体ＳＢ、磁極６０、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２を含む。
積層体ＳＢは、第１磁性層１０、第２磁性層２０及び中間層１５を含む。
第２磁性層２０は、第１方向Ｄ１において、第１磁性層１０から離れる。中間層１５は、第１磁性層１０と第２磁性層２０との間に設けられる。
第１磁性層１０の第１磁化１０Ｍは、例えば、回転可能である。第１磁性層１０は、例えば、発振層である。第２磁性層２０の第２磁化２０Ｍは、第１磁化１０Ｍに比べて変化し難い。第２磁性層２０は、例えば、スピン注入層である。
第１磁性層１０、第２磁性層２０、及び、中間層１５の材料の例については、後述する。
磁極６０は、例えば主磁極である。第１磁性層１０から磁極６０に向かう第２方向Ｄ２は、第１方向Ｄ１と交差する。
第１端子Ｔ１は、中間層１５と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、第２磁性層２０と電気的に接続される。
例えば、第１磁性層１０、中間層１５及び第２磁性層２０を含む積層体ＳＢは、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に電流が流れたときに、交流磁界を発生する。この交流磁界は、例えば、高周波磁界である。この交流磁界の周波数は、例えば、１ＧＨｚ以上５０ＧＨｚ以下である。積層体ＳＢは、例えば、スピントルク発振子として機能する。
この例では、磁気ヘッド１１０は、第１シールド６１をさらに含む。第２方向Ｄ２において、第１磁性層１０は、磁極６０と第１シールド６１との間に位置する。第１シールド６１は、例えば、トレーリングシールドである。
磁気記録媒体８０の上面に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
Ｚ軸方向は、例えば、ハイト方向である。Ｘ軸方向は、ダウントラック方向である。Ｙ軸方向はクロストラック方向である。
第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、Ｚ軸方向と交差する。第１方向Ｄ１は、例えば、クロストラック方向に沿う。第２方向Ｄ２は、例えば、ダウントラック方向に沿う。
図１（ｂ）に示すように、磁極６０は、媒体対向面６０ａを有する。媒体対向面６０ａは、磁気記録媒体８０に対向する。媒体対向面６０ａは、例えば、エアベアリン面に対応する。
磁気記録媒体８０は、記録層８１を含む。この例では、磁気記録媒体８０は、媒体基板８２及び媒体下地層８１ｕをさらに含む。媒体基板８２と磁気ヘッド１１０との間に記録層８１が位置する。媒体基板８２と記録層８１との間に、媒体下地層８１ｕが位置する。記録層８１、媒体下地層８１ｕ及び媒体基板８２は、Ｚ軸方向に沿って積層される。後述するように、記録層８１は、Ｚ軸方向に沿って積層された複数の磁気記録膜を含んでも良い。
記録層８１の一部が、１つの記録ビット８４となる。記録ビット８４の磁化（記録ビット磁化８４Ｍ）の向きは、例えば、Ｚ軸方向に実質的に沿う。磁気記録媒体８０は、例えば、垂直磁気記録媒体である。記録ビット磁化８４Ｍの向きが、磁気ヘッド１１０により制御されて、情報が記録される。
磁気ヘッド１１０において、コイル６０ｃが設けられる。コイル６０ｃの少なくとも一部は、磁極６０の周りの少なくとも一部に設けられる。コイル６０ｃに流れる電流（記録電流）により、磁極６０から第１磁界Ｈ１が生じる。この第１磁界Ｈ１が、磁気記録媒体８０に加わることで、記録ビット磁化８４Ｍの向きが変化する。
この例では、磁気記録再生装置２１０には、第１回路部１０ｐ及び第２回路部６０ｐが設けられる。第２回路部６０ｐは、コイル６０ｃに電流（記録電流）を供給可能である。この記録電流により、磁極６０から第１磁界Ｈ１（記録磁界）が発生する。第１磁界Ｈ１が、記録ビット８４に加わる。
一方、第１回路部１０ｐは、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２に電流を供給可能である。この電流により、中間層１５及び第２磁性層２０の間に電流が流れる。これにより、積層体ＳＢから第２磁界Ｈ２が発生する。第２磁界Ｈ２は、交流磁界（高周波磁界）である。第２磁界Ｈ２も記録ビット８４に加わる。第２磁界Ｈ２により、磁気記録媒体８０の記録ビット磁化８４Ｍが変化し易くなる。例えば、高周波アシスト書き込みが行われる。これにより、記録電流が小さくても所望の情報の記録が可能になる。
実施形態においては、中間層１５及び第２磁性層２０の間に電流が流れることで、第２磁界Ｈ２（高周波磁界）が発生する。
一般的に、発振層とスピン注入層との間に電流（電子電流）が流れることで発振層において高周波磁界が発生すると考えられている。
これに対して、実施形態においては、中間層１５及び第２磁性層２０の間に電流が流れ、第１磁性層１０には、実質的に電流が流れないと考えられる。この状態において高周波磁界が発生するのは、例えば、第２磁性層２０の側から第１磁性層１０に向けてスピンのしみ出しが生じるからだと考えられる。これにより、第１磁性層１０の第１磁化１０Ｍの回転運動が生じると考えられる。これにより、第１磁性層１０（積層体ＳＢ）から第２磁界Ｈ２（高周波磁界）が発生すると考えられる。
実施形態においては、磁極６０と第１シールド６１との間に設けられる第１磁性層１０には、電流を流すための電極が設けられなくても良い。このため、磁極６０と第１シールド６１との間の間隔（記録ギャップ）を小さくできる。これにより、さらに高い記録密度が可能になる。
図１（ａ）に示すように、この例では、第２磁性層２０は、第２方向Ｄ２において磁極６０と重ならない。中間層１５は、第２方向Ｄ２において磁極６０と重ならない。これにより、例えば、磁極６０と第１シールド６１との間の間隔をさらに小さくできる。記録密度をさらに向上できる。
このように、実施形態において、第２磁性層２０の少なくとも一部は、第２方向Ｄ２において磁極６０と重ならなくても良い。中間層１５の少なくとも一部は、第２方向Ｄ２において磁極６０と重ならなくても良い。
この例では、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、媒体対向面６０ａ（例えばＸ−Ｙ平面）に沿う。後述するように、実施形態において、第１方向Ｄ１は、媒体対向面６０ａと交差しても良い。
実施形態において、第１磁性層１０の中間層１５に対向する面、及び、第２磁性層２０の中間層１５に対向する面の少なくともいずれかは、第２方向Ｄ２に対して傾斜しても良い。これらの面の少なくともいずれかは、第１方向Ｄ１に対して傾斜しても良い。
第１磁性層１０は、例えば、ＮｉＦｅ及びＣｏＦｅからなる群から選択された少なくとも１つを含む。これらの材料の膜は、例えば、面内磁化膜である。これらの材料の飽和磁化は、高い。例えば、発振時に大きな高周波磁界を発生させることができる。
第１磁性層１０は、例えば、負の１軸磁気異方性を有してもよい。１軸磁気異方性の軸は、例えば、第２方向Ｄ２に沿う。例えば、磁化振動が安定する。負の１軸磁気異方性を有する膜は、例えば、Ｃｏ/Ｆｅの多層膜を含む。
第１磁性層１０は、例えば、Ａｌ、Ｓｉ及びＢからなる群から選択された少なくとも１つを含んでも良い。第１磁性層１０は、積層された複数の材料の層を含んでも良い。例えば、異方性磁界及び飽和磁束密度の少なくともいずれかが調整される。
第１磁性層１０の厚さ（第１方向Ｄ１に沿う長さ）は、例えば、２ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。この厚さは、例えば、８ｎｍ以上２０ｎｍ以下でも良い。例えば、高い強度の第２磁界Ｈ２（高周波磁界）が得られる。
第２磁性層２０は、例えば、Ｐｔ系の磁性材料を含む。Ｐｔ系の磁性材料は、例えば、ＣｏＰｔ及びＦｅＰｔからなる群から選択された少なくとも１つを含む。この磁性材料において、第２磁性層２０の第２磁化２０Ｍは、例えば、第１方向Ｄ１に沿う容易軸を持つ。
第２磁性層２０は、例えば、ＣｏＣｒ系の磁性材料を含んでも良い。第２磁性層２０は、例えば、希土類元素系の磁性材料を含んでも良い。希土類元素系の磁性材料は、例えば、ＴｂＦｅ及びＴｂＣｏからなる群から選択された少なくとも１つを含む。
第２磁性層２０は、例えば、ホイスラー合金を含んでも良い。ホイスラー合金は、例えば、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２Ｆｅ（Ａｌ０．５Ｓｉ０．５）、Ｃｏ２（Ｆｅ０．４Ｍｎ）Ｓｉ及びＣｏ２Ｆｅ（Ｇａ０．５Ｇｅ０．５）からなる群から選択された少なくとも１つを含む。これらの材料においては、高いスピン注入効率が得られる。
第２磁性層２０は、例えば、積層された複数の材料の層を含んでも良い。第２磁性層２０が複数の磁性膜を含む場合、複数の磁性膜の間に、反強磁性結合を生じさせる材料の膜（例えばＲｕ膜）が設けられても良い。第２磁性層２０は、反強磁性的に結合した複数の磁性膜を含んでも良い。反強磁性結合を用いることにより、例えば、スピン注入層の磁気的ボリュームが大きくなる。反強磁性結合を用いることにより、例えば、漏れ磁界が低減できる。
例えば、第２磁性層２０の厚さ（第１方向Ｄ１に沿った長さ）は、例えば、第１磁性層１０の厚さ（第１方向Ｄ１に沿った長さ）よりも厚くても良い。例えば、スピントランスファ効率が向上する。第２磁性層２０が厚いと、例えば、第２磁性層２０の第２磁化２０Ｍが安定になる。
第２磁性層２０の厚さ（第１方向Ｄ１に沿った長さ）は、例えば、２ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。この厚さは、例えば、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下でも良い。例えば、第２磁化２０Ｍにおいて、高い安定性が得られる。
中間層１５は、例えば、Ｃｕ及びＡｇからなる群から選択された少なくとも１つを含む。これらの材料においては、例えば、高いスピントランスファ効率が得られる。中間層１５の厚さ（第１方向Ｄ１に沿った長さ）が過度に薄いと、例えば、第２磁性層２０及び第１磁性層１０が磁気的に結合し、発振に悪影響が生じる。中間層１５の厚さが過度に厚いと、例えば、スピントランスファの効率が低下する。中間層１５の厚さは、例えば、２ｎｍ以上１５ｎｍ以下である。中間層１５の厚さは、３ｎｍ以上１０ｎｍ以下でも良い。
以下、磁気ヘッド１１０の製造方法の例について説明する。
図２（ａ）〜図２（ｆ）は、第１実施形態に係る磁気ヘッドの製造方法を例示する模式的断面図である。
図２（ａ）に示すように、第１シールド６１となる第１シールド膜６１ｆの上に、下地膜２０ｕを形成する。下地膜２０ｕの上に、第２磁性層２０となる第２磁性膜２０ｆを形成する。下地膜２０ｕは、例えば、第２磁性層２０と第１シールド６１との間の磁気的結合を実質的に切る。
図２（ｂ）に示すように、第２磁性膜２０ｆの一部を除去する。下地膜２０ｕの上面が露出する。第２磁性層２０が形成される。
図２（ｃ）に示すように、第２磁性層２０の上、及び、露出した下地膜２０ｕの上に、中間層１５となる中間膜１５ｆを形成する。
図２（ｄ）に示すように、中間膜１５ｆの一部を除去する。第２磁性膜２０ｆの側壁の上に設けられている中間膜１５ｆが残る。中間層１５が形成される。第２磁性層２０の上面、及び、下地膜２０ｕの上面の一部が露出する。
図２（ｅ）に示すように、中間層１５、第２磁性層２０の上面、及び、下地膜２０ｕの上面の上記の一部の上に、第１磁性層１０となる第１磁性膜１０ｆを形成する。
図２（ｆ）に示すように、第１磁性膜１０ｆを加工する。これにより、第１磁性層１０が形成される。
この後、所定の絶縁膜を形成する。磁極６０となる膜を形成し、その膜を加工する。これにより、磁極６０が得られる。
このようにして、磁気ヘッド１１０が得られる。上記の下地膜２０ｕとして絶縁材料を用いても良い。
図３は、第１実施形態に係る別の磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。
図３に示すように、本実施形態に係る別の磁気ヘッド１１１においては、積層体ＳＢ、磁極６０、第１シールド６１、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２に加えて、第２シールド６２がさらに設けられている。磁気ヘッド１１１におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１０と同様である。
第２シールド６２から第１磁性層１０に向かう第３方向Ｄ３は、第２方向Ｄ２と交差する。この例では、第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１に沿っている。第２シールド６２は、例えば、サイドシールドである。第２シールド６２を設けることで、例えば、磁極６０から生じる磁界（第１磁界Ｈ１）の密度が高くできる。第１磁界Ｈ１の端部をシャープにできる。記録密度をより向上できる。
図４は、第１実施形態に係る別の磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。
図４に示すように、本実施形態に係る別の磁気ヘッド１１２においては、積層体ＳＢ、磁極６０、第１シールド６１、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２及び第２シールド６２に加えて、第１導電層４１がさらに設けられている。磁気ヘッド１１２におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１１と同様である。
第１導電層４１は、第１シールド６１と中間層１５との間に設けられる。この例では、第１導電層４１は、第２方向Ｄ２において、第１シールド６１と中間層１５との間に設けられる。第１導電層４１は、第１シールド６１及び中間層１５と電気的に接続される。このように、第１シールド６１は、中間層１５と電気的に接続される。第１端子Ｔ１は、第１シールド６１と電気的に接続される。第１回路部１０ｐは、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２を介して、中間層１５及び第２磁性層２０の間に電流を供給する。
図５は、第１実施形態に係る別の磁気ヘッドを例示する模式的平面図である。
図５に示すように、本実施形態に係る別の磁気ヘッド１１３においては、積層体ＳＢ、磁極６０、第１シールド６１、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２及び第２シールド６２に加えて、第２導電層４２がさらに設けられている。磁気ヘッド１１３におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１１と同様である。
第２導電層４２は、第１シールド６１と第２磁性層２０との間に設けられる。この例では、第２導電層４２は、第２方向Ｄ２において、第１シールド６１と第２磁性層２０との間に設けられる。第２導電層４２は、第１シールド６１及び第２磁性層２０と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、第１シールド６１と電気的に接続される。第１回路部１０ｐは、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２を介して、中間層１５及び第２磁性層２０の間に電流を供給する。
図６は、第１実施形態に係る磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置を例示する模式的平面図である。
図６において、磁気記録再生装置２１０において、実施形態に係る磁気ヘッド（この例では、磁気ヘッド１１０）と、磁気記録媒体８０と、が設けられる。磁気ヘッド１１０は、プログレッシブスキャン方向Ｄｐに沿って、磁気記録媒体８０に対して相対的に移動する。プログレッシブスキャン方向Ｄｐは、例えば、クロストラック方向に沿う。
例えば、磁気記録再生装置２１０において、「瓦記録」が行われても良い。このとき、第２シールド６２（サイドシールド）が設けられている側が、プログレッシブスキャン方向Ｄｐの後の位置になる。
例えば、磁極６０が磁気記録媒体８０の第１領域Ｒ１に記録を行った後に、磁極６０が磁気記録媒体８０の第２領域Ｒ２に記録を行う。例えば、第２領域Ｒ１の一部は、第１領域Ｒ１と重なる。
磁極６０が磁気記録媒体８０の第１領域Ｒ１に記録を行うときには、磁極６０は、第１領域Ｒ１と対向する。磁極６０が磁気記録媒体８０の第２領域Ｒ２に記録を行うときには、磁極６０は、第２領域Ｒ２と対向する。磁極６０が磁気記録媒体８０の第２領域Ｒ２に記録を行うときに、第２シールド６１は、第１領域Ｒ１の少なくとも一部と対向する。
第２シールド６２が設けられているため、第２シールド６２の側において、記録磁界（第１磁界Ｈ１）の密度の変化が急峻になる。これにより、クロストラック方向の記録密度をより向上できる。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る別の磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式図である。
図７（ａ）は、模式的平面図である。図７（ｂ）は、模式的断面図である。
図７（ａ）に示すように、磁気記録再生装置２１４は、磁気ヘッド１１４及び磁気記録媒体８０を含む。
磁気ヘッド１１４も、積層体ＳＢ、磁極６０、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２を含む。この例では、第１シールド６１、第２シールド６２及び第３シールド６３が設けられている。磁気ヘッド１１４においても、積層体ＳＢは、第１磁性層１０、第２磁性層２０及び中間層１５を含む。
図７（ｂ）に示すように、磁気ヘッド１１４においては、第１磁性層１０から第２磁性層２０に向かう第１方向Ｄ１は、Ｚ軸方向（ハイト方向）に沿う。第１磁性層１０から磁極６０に向かう第２方向Ｄ２は、Ｘ−Ｙ平面に沿う。
例えば、磁極６０は、媒体対向面６０ａを有している。第１方向Ｄ１は、媒体対向面６０ａを含む面（Ｘ−Ｙ平面）と交差する。第２方向Ｄ２は、媒体対向面６０ａに沿う。
この例においては、第２磁性層２０の少なくとも一部は、第２方向Ｄ２において、磁極６０と重なる。中間層１５の少なくとも一部は、第２方向Ｄ２において、磁極６０と重なる。
第２方向Ｄ２において、第１磁性層１０は、磁極６０と第１シールド６１との間に位置する。第１シールド６１は、例えば、トレーディングシールドである。
図７（ａ）に示すように、第２シールド６２から第１磁性層１０に向かう第３方向Ｄ３は、第２方向Ｄ２と交差する。第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２が形成する平面（例えば、Ｚ−Ｘ平面）と交差する。
第３方向Ｄ３において、第２シールド６２と第３シールド６３との間に、積層体ＳＢ（第１磁性層１０、第２磁性層２０及び中間層１５）が位置する。
磁気ヘッド１１４においても、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に電流が流れたときに、積層体ＳＢは、第２磁界Ｈ２（交流磁界、例えば、高周波磁界）を発生する。
例えば、磁気記録再生装置２１４において、第１回路部１０ｐが設けられる。第１回路部１０ｐは、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２を介して、積層体ＳＢに上記の電流を供給する。磁気記録再生装置２１４において、第２回路部６０ｐが設けられる。第２回路部６０ｐから、磁極６０の周りのコイル６０ｃに電流（記録電流）が供給される。第１磁界Ｈ１（記録磁界）が生じる。第１磁界Ｈ１による磁気記録媒体８０への記録が、第２磁界Ｈ２によりアシストされる。
磁気ヘッド１１４及び磁気記録再生装置２１４によれば、高い記録密度が得られる。
図７（ｂ）に示すように、磁気ヘッド１１４においては、第３導電層４３が設けられる。この例では、第３導電層４３は、磁極６０と中間層１５との間に設けられる。第３導電層４３は、磁極６０及び中間層１５と電気的に接続される。第１端子Ｔ１は、磁極６０と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、第２磁性層２０と電気的に接続される。
図８〜図１１は、第１実施形態に係る別の磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を例示する模式的断面図である。
図８〜図１１に示すように、磁気記録再生装置２１５〜２１８は、それぞれ、磁気ヘッド１１５〜１１８、及び、磁気記録媒体８０を含む。
磁気ヘッド１１５〜１１８も、積層体ＳＢ、磁極６０、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２を含む。この例では、第１シールド６１が設けられている。第２シールド６２及び第３シールド６３がさらに設けられても良い。磁気ヘッド１１５〜１１８においても、積層体ＳＢは、第１磁性層１０、第２磁性層２０及び中間層１５を含む。
磁気ヘッド１１５は、第４導電層４４をさらに含む。この例では、第４導電層４４は、磁極６０と第２磁性層２０との間に設けられる。第４導電層４４は、磁極６０及び第２磁性層２０と電気的に接続される。第１端子Ｔ１は、中間層１５と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、磁極６０と電気的に接続される。
磁気ヘッド１１６において、第２方向Ｄ２において、第１磁性層１０は、磁極６０と第１シールド６１との間に位置している。磁気ヘッド１１６は、第５導電層４５をさらに含む。この例では、第５導電層４５は、第１シールド６１と中間層１５との間に設けられる。第５導電層４５は、第１シールド６１及び中間層１５と電気的に接続される。第１端子Ｔ１は、第１シールド６１と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、第２磁性層２０と電気的に接続される。
磁気ヘッド１１７において、第２方向Ｄ２において、第１磁性層１０は、磁極６０と第１シールド６１との間に位置している。磁気ヘッド１１７は、第６導電層４６をさらに含む。この例では、第６導電層４６は、第１シールド６１と第２磁性層２０との間に設けられる。第６導電層４６は、第１シールド６１及び第２磁性層２０と電気的に接続される。第１端子Ｔ１は、中間層１５と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、第１シールド６１と電気的に接続される。
磁気ヘッド１１８において、第３導電層４３及び第６導電層４６が設けられている。第３導電層４３は、磁極６０と中間層１５との間に設けられ、磁極６０及び中間層１５と電気的に接続される。第６導電層４６は、第１シールド６１と第２磁性層２０との間に設けられ、第１シールド６１及び第２磁性層２０と電気的に接続される。第１端子Ｔ１は、磁極６０と電気的に接続される。第２端子Ｔ２は、第１シールド６１と電気的に接続される。
磁気ヘッド１１５〜１１８、及び、磁気記録再生装置２１５〜２１８においても、高い記録密度が得られる。
（第２実施形態）
本実施形態は、磁気記録再生装置に係る。磁気記録再生装置は、第１実施形態に係る磁気ヘッド及びその変形と、磁気記録媒体８０を含む。磁気記録再生装置は、第１回路部１０ｐ及び第２回路部６０ｐを含んでも良い。
図１２は、磁気記録媒体を例示する模式的断面図である。
図１２に示すように、磁気記録媒体は、複数の記録層（第１記録層８１ａ及び第２記録層８１ｂなど）を含んでも良い。媒体基板８２と第１記録層８１ａとの間に第２記録層８１ｂが位置する。この例では、第１記録層８１ａと第２記録層８１ｂとの間に、第１媒体下地層８１ａｕが設けられる。媒体基板８２と第２記録層８１ｂとの間に、第２媒体下地層８１ｂｕが設けられる。第１記録層８１ａ及び第２記録層８１ｂの積層方向は、Ｚ軸方向に沿う。
図１３は、第２実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図１３は、磁気ヘッドが搭載されるヘッドスライダを例示している。
磁気ヘッド（例えば磁気ヘッド１１０）は、ヘッドスライダ３に搭載される。ヘッドスライダ３には、例えばＡｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどが用いられる。ヘッドスライダ３は、磁気記録媒体８０の上を、浮上または接触しながら、磁気記録媒体８０に対して相対的に運動する。
ヘッドスライダ３は、例えば、空気流入側３Ａと空気流出側３Ｂとを有する。磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ３の空気流出側３Ｂの側面などに配置される。これにより、ヘッドスライダ３に搭載された磁気ヘッド１１０は、磁気記録媒体８０の上を浮上または接触しながら磁気記録媒体８０に対して相対的に運動する。
図１４は、第２の実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式的斜視図である。
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第２の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部を例示する模式的斜視図である。
図１４に示したように、実施形態に係る磁気記録再生装置１５０においては、ロータリーアクチュエータが用いられる。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ４に装着される。記録用媒体ディスク１８０は、モータにより矢印ＡＲの方向に回転する。モータは、駆動装置制御部からの制御信号に応答する。本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、複数の記録用媒体ディスク１８０を備えても良い。磁気記録再生装置１５０は、記録媒体１８１を含んでもよい。記録媒体１８１は、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）である。記録媒体１８１には、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリが用いられる。例えば、磁気記録再生装置１５０は、ハイブリッドＨＤＤ（Hard Disk Drive）でも良い。
ヘッドスライダ３は、記録用媒体ディスク１８０に記録する情報の、記録及び再生を行う。ヘッドスライダ３は、薄膜状のサスペンション１５４の先端に設けられる。ヘッドスライダ３の先端付近に、実施形態に係る磁気ヘッドのいずれかが設けられる。
記録用媒体ディスク１８０が回転すると、サスペンション１５４による押し付け圧力と、ヘッドスライダ３の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力と、がバランスする。ヘッドスライダ３の媒体対向面と、記録用媒体ディスク１８０の表面と、の間の距離が、所定の浮上量となる。実施形態において、ヘッドスライダ３は、記録用媒体ディスク１８０と接触しても良い。例えば、接触走行型が適用されても良い。
サスペンション１５４は、アーム１５５（例えばアクチュエータアーム）の一端に接続されている。アーム１５５は、例えば、ボビン部などを有する。ボビン部は、駆動コイルを保持する。アーム１５５の他端には、ボイスコイルモータ１５６が設けられる。ボイスコイルモータ１５６は、リニアモータの一種である。ボイスコイルモータ１５６は、例えば、駆動コイル及び磁気回路を含む。駆動コイルは、アーム１５５のボビン部に巻かれる。磁気回路は、永久磁石及び対向ヨークを含む。永久磁石と対向ヨークとの間に、駆動コイルが設けられる。サスペンション１５４は、一端と他端とを有する。磁気ヘッドは、サスペンション１５４の一端に設けられる。アーム１５５は、サスペンション１５４の他端に接続される。
アーム１５５は、ボールベアリングによって保持される。ボールベアリングは、軸受部１５７の上下の２箇所に設けられる。アーム１５５は、ボイスコイルモータ１５６により回転及びスライドが可能である。磁気ヘッドは、記録用媒体ディスク１８０の任意の位置に移動可能である。
図１５（ａ）は、磁気記録再生装置の一部を例示しており、ヘッドスタックアセンブリ１６０の拡大斜視図である。
また、図１５（ｂ）は、ヘッドスタックアセンブリ１６０の一部となる磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ：ＨＧＡ）１５８を例示する斜視図である。
図１５（ａ）に示したように、ヘッドスタックアセンブリ１６０は、軸受部１５７と、ヘッドジンバルアセンブリ１５８と、支持フレーム１６１と、を含む。ヘッドジンバルアセンブリ１５８は、軸受部１５７から延びる。支持フレーム１６１は、軸受部１５７から延びる。支持フレーム１６１の延びる方向は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の延びる方向とは逆である。支持フレーム１６１は、ボイスコイルモータのコイル１６２を支持する。
図１５（ｂ）に示したように、ヘッドジンバルアセンブリ１５８は、軸受部１５７から延びたアーム１５５と、アーム１５５から延びたサスペンション１５４と、を有している。
サスペンション１５４の先端には、ヘッドスライダ３が設けられる。ヘッドスライダ３に、実施形態に係る磁気ヘッドのいずれかが設けられる。
実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ）１５８は、実施形態に係る磁気ヘッドと、磁気ヘッドが設けられたヘッドスライダ３と、サスペンション１５４と、アーム１５５と、を含む。ヘッドスライダ３は、サスペンション１５４の一端に設けられる。アーム１５５は、サスペンション１５４の他端と接続される。
サスペンション１５４は、例えば、信号の記録及び再生用のリード線（図示しない）を有する。サスペンション１５４は、例えば、浮上量調整のためのヒーター用のリード線（図示しない）を有しても良い。サスペンション１５４は、例えばスピントルク発振子用などのためのリード線（図示しない）を有しても良い。これらのリード線と、磁気ヘッドに設けられた複数の電極と、が電気的に接続される。
磁気記録再生装置１５０において、信号処理部１９０が設けられる。信号処理部１９０は、磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う。信号処理部１９０は、信号処理部１９０の入出力線は、例えば、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の電極パッドに接続され、磁気ヘッドと電気的に接続される。
本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、磁気記録媒体と、実施形態に係る磁気ヘッドと、可動部と、位置制御部と、信号処理部と、を含む。可動部は、磁気記録媒体と磁気ヘッドとを離間させ、または、接触させた状態で相対的に移動可能とする。位置制御部は、磁気ヘッドを磁気記録媒体の所定記録位置に位置合わせする。信号処理部は、磁気ヘッドを用いた磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う。
例えば、上記の磁気記録媒体として、記録用媒体ディスク１８０が用いられる。上記の可動部は、例えば、ヘッドスライダ３を含む。上記の位置制御部は、例えば、ヘッドジンバルアセンブリ１５８を含む。
本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、磁気記録媒体と、実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリと、磁気ヘッドアセンブリに設けられた磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の記録及び再生を行う信号処理部と、を備える。
実施形態によれば、記録密度を向上できる磁気ヘッド及び磁気記録再生装置が提供できる。
本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
以上、例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの例に限定されるものではない。例えば、磁気記憶装置または磁気記憶装置に含まれる磁性層、中間層、金属含有層及び制御部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
各例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
本発明の実施の形態として上述した磁気記憶装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気記憶装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
３…ヘッドスライダ、 ３Ａ…空気流入側、 ３Ｂ…空気流出側、 ４…スピンドルモータ、 １０…第１磁性層、 １０Ｍ…第１磁化、 １０ｆ…第１磁性膜、 １０ｐ…第１回路部、 １５…中間層、 １５ｆ…中間膜、 ２０…第２磁性層、 ２０Ｍ…第２磁化、 ２０ｆ…第２磁性膜、 ２０ｕ…下地膜、 ４１〜４６…第１〜第６導電層、 ６０…磁極、 ６０ａ…媒体対向面、 ６０ｃ…コイル、 ６０ｐ…第２回路部、 ６１…第１シールド、 ６１ｆ…第１シールド膜、 ６２、６３…第２、第３シールド、 ８０…磁気記録媒体、 ８１…記録層、 ８１ａ…第１記録層、 ８１ａｕ…第１媒体下地層、 ８１ｂ…第２記録層、 ８１ｂｕ…第２媒体下地層、 ８１ｕ…媒体下地層、 ８２…媒体基板、 ８４…記録ビット、 ８４Ｍ…記録ビット磁化、 １１０〜１１８…磁気ヘッド、 １５０…磁気記録再生装置、 １５４…サスペンション、 １５５…アーム、 １５６…ボイスコイルモータ、 １５７…軸受部、 １５８…ヘッドジンバルアセンブリ、 １６０…ヘッドスタックアセンブリ、 １６１…支持フレーム、 １６２…コイル、 １８０…記録用媒体ディスク、 １８１…記録媒体、 １９０…信号処理部、 ２１０、２１４〜２１８…磁気記録再生装置、 ＡＲ…矢印、 Ｄ１〜Ｄ３…第１〜第３方向、 Ｄｐ…プログレッシブスキャン方向、 Ｈ１、Ｈ２…第１、第２磁界、 Ｒ１、Ｒ２…第１、第２領域、 ＳＢ…積層体、 Ｔ１、Ｔ２…第１、第２端子

Claims (19)

  1. 第１磁性層と、
    第１方向において前記第１磁性層から離れた第２磁性層と、
    前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた中間層と、
    磁極であって、前記第１磁性層から前記磁極に向かう第２方向は前記第１方向と交差した前記磁極と、
    前記中間層と電気的に接続された第１端子と、
    前記第２磁性層と電気的に接続された第２端子と、
    を備えた磁気ヘッド。
  2. 前記第２磁性層の少なくとも一部は、前記第２方向において前記磁極と重ならない、請求項１記載の磁気ヘッド。
  3. 前記中間層の少なくとも一部は、前記第２方向において前記磁極と重ならない、請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
  4. 前記磁極は、媒体対向面を有し、
    前記第１方向及び前記第２方向は、前記媒体対向面に沿う、請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  5. 第１シールドをさらに備え、
    前記第２方向において、前記第１磁性層は、前記磁極と前記第１シールドとの間に位置した、請求項１〜４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  6. 前記第１シールドと前記中間層との間に設けられた第１導電層をさらに備え、
    前記第１シールドは、前記中間層と電気的に接続され、
    前記第１端子は、前記第１シールドと電気的に接続された、請求項５記載の磁気ヘッド。
  7. 前記第１シールドと前記第２磁性層との間に設けられた第２導電層をさらに備え、
    前記第１シールドは、前記第２磁性層と電気的に接続され、
    前記第２端子は、前記第１シールドと電気的に接続された、請求項５記載の磁気ヘッド。
  8. 第２シールドをさらに備え、
    前記第２シールドから前記第１磁性層に向かう第３方向は、前記第２方向と交差した、請求項１〜７に記載の磁気ヘッド。
  9. 前記第３方向は、前記第１方向に沿う、請求項８記載の磁気ヘッド。
  10. 前記第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向が形成する平面と交差した、請求項８記載の磁気ヘッド。
  11. 前記磁極と前記中間層との間に設けられた第３導電層をさらに備え、
    前記第３導電層は、前記磁極及び前記中間層と電気的に接続された、請求項１記載の磁気ヘッド。
  12. 第４導電層をさらに備え、
    前記第４導電層は、前記磁極及び前記第２磁性層と電気的に接続された、請求項１記載の磁気ヘッド。
  13. 第１シールドと、
    第５導電層と、
    をさらに備え、
    前記第２方向において、前記第１磁性層は、前記磁極と前記第１シールドとの間に位置し、
    前記第５導電層は、前記第１シールド及び前記中間層と電気的に接続された、請求項１記載の磁気ヘッド。
  14. 第１シールドと、
    第６導電層と、
    をさらに備え、
    前記第２方向において、前記第１磁性層は、前記磁極と前記第１シールドとの間に位置し、
    前記第６導電層は、前記第１シールド及び前記第２磁性層と電気的に接続された、請求項１記載の磁気ヘッド。
  15. 前記第１磁性層、前記中間層及び前記第２磁性層を含む積層体は、前記第１端子と前記第２端子との間に電流が流れたときに、交流磁界を発生する、請求項１〜１４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  16. 請求項１〜１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
    磁気記録媒体と、
    備えた磁気記録再生装置。
  17. 請求項１〜１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッドと、
    磁気記録媒体と、
    備え、
    前記磁極が前記磁気記録媒体の第１領域に記録を行った後に、
    前記磁極が前記磁気記録媒体の第２領域に記録を行うときに前記第２シールドは前記第１領域の少なくとも一部と対向し、
    前記第２領域の一部は、前記第１領域と重なる、磁気記録再生装置。
  18. 前記第１端子及び前記第２端子に電流を供給可能な第１回路部をさらに備えた、請求項１６または１７に記載の磁気記録再生装置。
  19. 第２回路部をさらに備え、
    前記磁気ヘッドは、コイルをさらに備え、
    前記コイルの少なくとも一部は前記磁極の周りの少なくとも一部にあり、
    前記第２回路部は、前記コイルに記録電流を供給可能な、請求項１６〜１８のいずれか１つに記載の磁気記録再生装置。
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