JP2024026974A - 磁気ヘッド、及び磁気記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】磁気ヘッドの劣化を抑制す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】磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極６０と、主磁極６０とライトギャップＷＧを置いて設けられ、主磁極６０とともに磁気回路を構成する補助磁極６２と、主磁極６０と補助磁極６２との間に設けられ、主磁極６０から補助磁極６２へと通電可能な積層体９０と、を含む磁気ヘッド１０－１であって、積層体９０は、主磁極６０の補助磁極６２と対向する表面上に順に設けられた、第１冷却層８１と、第１導電層９１と、を含む。第１冷却層８１は、通電方向に対し垂直な断面積が、通電方向に対し垂直な主磁極６０の断面積よりも大きく、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する。【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。
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の記録密度を向上するため、アシスト記録方式を用いた磁気記録ヘッドが提案されている。アシスト記録方式としては、例えば、マイクロ波アシスト磁気記録（ＭＡＭＲ）方式、熱アシスト磁気記録（ＴＡＭＲ）方式、またはエネルギーアシスト垂直磁気記録方式等があげられる。
例えば高周波アシスト技術の場合、高周波アシストヘッドの主磁極と補助磁極との間に設けられたスピントルク発振子（ＳＴＯ）には大きな電流が流れるため、ジュール発熱により、ＳＴＯの酸化が進行する。発熱量が最も大きいのは電流密度の高いＳＴＯであるが、ＳＴＯは、金属の積層膜であるためペルチェ効果が同時に発現し、熱の輸送が発生すると考えられている。これにより、従来の高周波アシストヘッドの構造において、結果的に熱の影響を最も受けるのはＳＴＯよりも主磁極付近であり、主磁極の酸化が先行する傾向がある。この主磁極の酸化は、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）悪化に直結することから、抑制することが望まれている。
本願発明の実施形態は、磁気ヘッドの劣化を抑制することを目的とする。
実施形態によれば、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
前記主磁極とライトギャップを置いて設けられ、前記主磁極とともに磁気回路を構成する補助磁極と、
前記主磁極と前記補助磁極との間に設けられ、前記主磁極から補助磁極へと通電可能な積層体とを含む磁気ヘッドであって、
前記積層体は、前記主磁極の前記補助磁極と対向する表面上に順に設けられた、第１冷却層と、第１導電層とを含み、
前記第１冷却層は、通電時にペルチェ効果により前記主磁極を冷却し、トラック幅方向の長さが、前記主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い磁気ヘッドが提供される。
前記主磁極とライトギャップを置いて設けられ、前記主磁極とともに磁気回路を構成する補助磁極と、
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前記積層体は、前記主磁極の前記補助磁極と対向する表面上に順に設けられた、第１冷却層と、第１導電層とを含み、
前記第１冷却層は、通電時にペルチェ効果により前記主磁極を冷却し、トラック幅方向の長さが、前記主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い磁気ヘッドが提供される。
実施形態によれば、磁気ヘッドは、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、主磁極とライトギャップを置いて設けられ、主磁極とともに磁気回路を構成する補助磁極と、主磁極と補助磁極との間に設けられ、主磁極から補助磁極へと通電可能な積層体とを含む。積層体は、主磁極の補助磁極と対向する表面上に順に設けられた、第１冷却層と、第１導電層とを含む。第１冷却層は、通電時にペルチェ効果により前記主磁極を冷却する。また、第１冷却層のトラック幅方向の長さは、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い。
また、他の実施形態によれば、磁気記録再生装置は、磁気ヘッドを備えている。磁気ヘッドは、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、主磁極とライトギャップを置いて設けられ、主磁極とともに磁気回路を構成する補助磁極と、主磁極と補助磁極との間に設けられ、主磁極から補助磁極へと通電可能な積層体とを含む。積層体は、主磁極の補助磁極と対向する表面上に順に設けられた、第１冷却層と、第１導電層とを含む。第１冷却層は、通電時にペルチェ効果により前記主磁極を冷却する。また、第１冷却層のトラック幅方向の長さは、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い。
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
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。
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。
図１は、実施形態に係る磁気ヘッドの構成をＡＢＳ側から見た図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０のヘッド部４４は、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極６０と、主磁極６０とライトギャップＷＧを置いて設けられ、主磁極６０とともに磁気回路を構成する補助磁極６２と、主磁極６０と補助磁極６２との間に設けられ、主磁極６０から補助磁極６２へ通電可能な積層体９０とを含む。積層体９０は、主磁極６０の補助磁極６２と対向する表面６０ｃ上に順に設けられた、第１冷却層８１と、第１導電層９１とを含む。第１冷却層は、主磁極６０の補助磁極６２側の側面（トレーリングシールド側端面）６０ｃ上に設けられ、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する。また、第１冷却層８１のトラック幅方向の長さＷＣＬは、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い。第１冷却層８１のトラック幅方向の長さＷＣＬは、サイドシールド６３のトラック幅方向の長さＷＳＳと同等にすることができる。さらには、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。また、サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。サイドシールド６３と補助磁極６２は軟磁性材料により一体に形成することもできる。
図示するように、磁気ヘッド１０のヘッド部４４は、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極６０と、主磁極６０とライトギャップＷＧを置いて設けられ、主磁極６０とともに磁気回路を構成する補助磁極６２と、主磁極６０と補助磁極６２との間に設けられ、主磁極６０から補助磁極６２へ通電可能な積層体９０とを含む。積層体９０は、主磁極６０の補助磁極６２と対向する表面６０ｃ上に順に設けられた、第１冷却層８１と、第１導電層９１とを含む。第１冷却層は、主磁極６０の補助磁極６２側の側面（トレーリングシールド側端面）６０ｃ上に設けられ、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する。また、第１冷却層８１のトラック幅方向の長さＷＣＬは、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い。第１冷却層８１のトラック幅方向の長さＷＣＬは、サイドシールド６３のトラック幅方向の長さＷＳＳと同等にすることができる。さらには、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。また、サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。サイドシールド６３と補助磁極６２は軟磁性材料により一体に形成することもできる。
実施形態に係る磁気ヘッドによれば、主磁極６０上に設けられた第１冷却層８１は、トラック幅方向の長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長く、通電時に第１冷却層８１と主磁極６０の界面におけるペルチェ効果により主磁極６０を冷却できることから、主磁極６０と第１冷却層８１が、主磁極６０からの熱を外部に逃がすような構造をとる。これにより、熱の輸送方向を主磁極６０側からその周囲の第１導電層９１、補助磁極６２、及びサイドシールド６３に移動することができるので、主磁極６０における発熱を抑制し、磁性元素例えば鉄などの酸化による記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることが可能となる。また、第１冷却層８１のトラック幅方向の長さＷＣＬは、サイドシールド６３のトラック幅方向の長さＷＳＳと同等にすると、上述の記録再生素子寿命を改善させる効果に加えて、磁気ヘッド１０の製造工程において、サイドシールド６３と第１冷却層８１のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるので、低コストである。
さらに、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積を、通電方向に対し垂直な主磁極６０の断面積よりも大きくすると、第１冷却層８１と主磁極６０の界面の十分な大きさを確保でき、及び第１冷却層８１の周囲の第１導電層９１、補助磁極６２、及びサイドシールド６３への熱の輸送がより容易となり、主磁極の冷却をより良好にすることができるので、記録再生素子寿命をより効果的に改善させることが可能となる。
第１冷却層８１は主磁極６０と接することができる。第１冷却層８１の材料として、主磁極６０とは異なる組成を有する導電体を使用することができる。第１冷却層８１が主磁極６０と接するとき、主磁極６０の材料のペルチェ係数に応じて第１冷却層８１へ放熱するように、すなわち第１冷却層８１が主磁極６０から吸熱するように、主磁極６０に対して第１冷却層８１の材料を選択することができる。
第１冷却層８１に使用される導電体として、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｗ、またはＺｎ等の非磁性導電体のうち少なくとも１種を用いることができる。また、第１冷却層８１の材料として、非磁性導電体の単体のみならず、例えばＣｕ－Ｎｉ合金やＭｎＳｉＡｌなどの化合物を使用できる。さらに、第１冷却層８１の材料は、非磁性導電体に、例えばＺｎＡｌＯに含まれるＯなどのように、数％の添加物を含有することができる。
第１冷却層８１の膜厚は０．２ｎｍ～１０ｎｍの間にすることができる。第１冷却層８１の膜厚が１０ｎｍよりも大きいと、主磁極６０とアシスト磁界のかかる距離が開いてしまいアシスト効果が得られにくくなる傾向があり、０．２ｎｍ未満であると、材料としての特性が低下し、十分な冷却効果が得られない傾向がある。
実施形態に用いられるペルチェ効果とは、異種材料の接合面に電流を流すと熱の吸収または放出が起こる効果をいう。
実施形態に用いられるペルチェ効果とは、異種材料の接合面に電流を流すと熱の吸収または放出が起こる効果をいう。
実施形態に使用される例えば第１冷却層８１などの冷却層には、互いに異なる導電体の２層以上の積層構造によるペルチェ効果を利用することができる。例えば第１材料の層と第２材料の層の界面のペルチェ効果により移動する熱量dＱ１２は、積層される第１材料の層、第２材料の層の界面のペルチェ係数π１２を使用し、下記式（１）で表現できる。
ｄＱ１２＝π１２ Ｉ ｄｔ…（１）
ここで、Ｉは電流、ｄｔは時間である。また、２層の界面のペルチェ係数π１２は、第１材料のペルチェ係数π１、第２材料のペルチェ係数π２から、下記式（２）で計算できる。
π１２＝π２－π１…（２）
所望のペルチェ効果を得るには、第１材料のペルチェ係数に応じ、吸熱または放熱になるようなペルチェ係数を有する第２材料を選択することができる。
ｄＱ１２＝π１２ Ｉ ｄｔ…（１）
ここで、Ｉは電流、ｄｔは時間である。また、２層の界面のペルチェ係数π１２は、第１材料のペルチェ係数π１、第２材料のペルチェ係数π２から、下記式（２）で計算できる。
π１２＝π２－π１…（２）
所望のペルチェ効果を得るには、第１材料のペルチェ係数に応じ、吸熱または放熱になるようなペルチェ係数を有する第２材料を選択することができる。
図２に異種材料層の界面におけるペルチェ効果を説明するためのモデル図を示す。
図示するように、例えば第１材料の層２０３が第１冷却層、第１材料とは異なる第２材料の層２０４が主磁極であり、層２０３と層２０４が接合された構造を有し、それぞれのペルチェ係数をπ１、πＭＰ、とするとき、第１材料の層２０３と第２材料の層２０４の界面２０５のペルチェ係数π１ＭＰは、πＭＰ－π１とすることができる。電流が、矢印２０１に示すように第１冷却層２０３から主磁極２０４に流れる場合、π１ＭＰ＞０のとき、すなわちπ１＜πＭＰのとき、界面２０５で吸熱が起こり、主磁極２０４が冷却される。一方、電流の流れる方向が矢印２０１とは反対の方向であり、主磁極２０４から第１冷却層２０３に流れる場合、π１＞πＭＰのとき、界面２０５で吸熱が起こり、主磁極２０４が冷却される。
図示するように、例えば第１材料の層２０３が第１冷却層、第１材料とは異なる第２材料の層２０４が主磁極であり、層２０３と層２０４が接合された構造を有し、それぞれのペルチェ係数をπ１、πＭＰ、とするとき、第１材料の層２０３と第２材料の層２０４の界面２０５のペルチェ係数π１ＭＰは、πＭＰ－π１とすることができる。電流が、矢印２０１に示すように第１冷却層２０３から主磁極２０４に流れる場合、π１ＭＰ＞０のとき、すなわちπ１＜πＭＰのとき、界面２０５で吸熱が起こり、主磁極２０４が冷却される。一方、電流の流れる方向が矢印２０１とは反対の方向であり、主磁極２０４から第１冷却層２０３に流れる場合、π１＞πＭＰのとき、界面２０５で吸熱が起こり、主磁極２０４が冷却される。
このように、電流の向きと主磁極２０４のペルチェ係数に応じて、吸熱または放熱になるように第１冷却層２０３の材料を選択することができる。
第１冷却層は、１層または２層以上の多層にすることができる。第１冷却層が２層以上の多層である場合も基本的には主磁極のペルチェ係数πＭＰよりも第１冷却層のペルチェ係数が大きい場合に界面で吸熱が起こる。
第１冷却層は、１層または２層以上の多層にすることができる。第１冷却層が２層以上の多層である場合も基本的には主磁極のペルチェ係数πＭＰよりも第１冷却層のペルチェ係数が大きい場合に界面で吸熱が起こる。
例えば第１冷却層が主磁極上に設けられた第１層、第１層上に設けられた第２層の２層であり、電流がトレーリングシールド（補助磁極）から磁束制御層を通り、主磁極へと流れる場合、第１層のペルチェ係数をπ１、第２層のペルチェ係数をπ２、主磁極のペルチェ係数をπＭＰ、第１層と主磁極の界面のペルチェ係数をπ１ＭＰ、第１層と第２層の界面のペルチェ係数をπ２１とするとき、π１ＭＰ＞０、すなわちπ１＜πＭＰであれば第１層と主磁極の間の界面で吸熱が起き、さらにπ２１＜０、すなわちπ２＜π１であれば第１層と第２層の間の界面で放熱が起き、２つの界面の温度差によって吸熱と放熱が効果的に行われる。一方、電流の向きが逆の場合は、ペルチェ係数の不等号の向きか逆すなわちπ１ＭＰ＜０、すなわちπ１＞πＭＰであれば第１層と主磁極の間の界面で吸熱が起き、さらにπ２１＞０、すなわちπ２＞π１であると、第１層と第２層の間の界面で放熱が起きる。
このように電流の向きと主磁極のペルチェ係数に応じて、第１冷却層が１層の場合、主磁極との界面での吸熱を、２層以上の場合、主磁極との界面での吸熱に加えて第１層と第２層の界面での放熱を利用するように、第１冷却層を構成する層の材料を各々選択することができる。
このように電流の向きと主磁極のペルチェ係数に応じて、第１冷却層が１層の場合、主磁極との界面での吸熱を、２層以上の場合、主磁極との界面での吸熱に加えて第１層と第２層の界面での放熱を利用するように、第１冷却層を構成する層の材料を各々選択することができる。
さらに、第１冷却層がｘ層（ｘは２以上）の多層であり、主磁極側に近い方から第１層、…第ｘ－１層、及び第ｘ層とし、主磁極のペルチェ係数をπＭＰ、前記第１冷却層の各層のペルチェ係数をπ１、…πｘ－１、及びπｘとするとき、通電方向がトレーリングシールド、第１冷却層、及び主磁極の順である場合は、πＭＰ＞π１かつπｘ－１＜πｘであると、第１冷却層と主磁極の界面で吸熱が起こり、主磁極の冷却効果が得られる。πＭＰ＞π１を満足する第１冷却層の材料としては、主磁極を構成する例えばＦｅＣｏなどよりもペルチェ係数の小さな非磁性導電体、例えばＴａ、Ｐｄ、またはＣｕＮｉ合金などを用いることができる。一方、通電方向が主磁極、第１冷却層、及びトレーリングシールドの順である場合、πＭＰ＜π１かつπｘ－１＞πｘとすると、第１冷却層と主磁極の界面で吸熱が起こり、主磁極の冷却効果が得られる。πＭＰ＞π１を満足する第１冷却層の材料としては、主磁極を構成する例えばＦｅＣｏなどよりもペルチェ係数の小さな非磁性導電体、例えばＣｒ、Ｍｏ、及びＷ等があげられる。
第１冷却層がｘ層の多層である場合、吸熱と放熱をそれぞれの界面で行うことで、冷却効果をより高めることが可能である。例えば、第１冷却層が２層以上の構造である場合には、第１冷却層の主磁極側と、第１冷却層中の別の層との間で吸熱と放熱を生じさせることができる。
例えば、通電方向がトレーリングシールド→冷却層→主磁極の場合、πＭＰ＞π１かつπｘ－１＜πｘとすることで、主磁極と第１層の間で吸熱を、第ｘ－１層と第ｘ層の間で放熱を生じさせることができる。例えば、ＣｕＮｉ合金、Ｎｉ、ＦｅＣｏ合金、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｔｉの順でペルチェ係数が小さくなるので、πｘ－１＜πｘを満足するように第１冷却層をＲｕ、第ｘ－１冷却層をＴａ、第ｘ冷却層をＮｉ、のように適宜選択することができる。このような配置にすることで、主磁極と第１冷却層の間で吸熱、第ｘ－１冷却層と第ｘ冷却層の間で放熱を起こすことができる。吸熱と放熱を同時に発生させることで、冷却効果を高めることができる。
例えば、通電方向がトレーリングシールド→冷却層→主磁極の場合、πＭＰ＞π１かつπｘ－１＜πｘとすることで、主磁極と第１層の間で吸熱を、第ｘ－１層と第ｘ層の間で放熱を生じさせることができる。例えば、ＣｕＮｉ合金、Ｎｉ、ＦｅＣｏ合金、Ｔａ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｔｉの順でペルチェ係数が小さくなるので、πｘ－１＜πｘを満足するように第１冷却層をＲｕ、第ｘ－１冷却層をＴａ、第ｘ冷却層をＮｉ、のように適宜選択することができる。このような配置にすることで、主磁極と第１冷却層の間で吸熱、第ｘ－１冷却層と第ｘ冷却層の間で放熱を起こすことができる。吸熱と放熱を同時に発生させることで、冷却効果を高めることができる。
また、例えば、通電方向が主磁極→冷却層→トレーリングシールドの場合、πＭＰ＜π１かつπｘ－１＞πｘとすることで、主磁極と第１層の間で吸熱を、第ｘ－１層と第ｘ層の間で放熱を生じさせることができる。例えば、第１冷却層をＣｕＮｉ合金、第ｘ－１冷却層をＰｄ、第ｘ冷却層をＲｕ、のように適宜選択することができる。このような配置にすることで、通電方向を変えた場合でも、主磁極と第１冷却層の間で吸熱、第ｘ－１冷却層と第ｘ冷却層の間で放熱を起こすことができる。
冷却時の放熱効果の観点から、第１冷却層のトラック幅方向の長さＷＣＬは主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも広くすることができる。また、第１冷却層の幅ＷＣＬは、主磁極６０の周囲を取り囲むサイドシールド６３のギャップのトラック幅方向の長さＷＳＧ以上であることが好ましく、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰの５倍以上であることがさらに好ましい。より好ましくは、第１冷却層のトラック幅方向の長さＷＣＬは、
サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすることができる。
サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすることができる。
第１導電層９１として、例えばアシスト素子、または非磁性導電層を使用することができる。
アシスト素子としては、例えばマイクロ波アシスト磁気記録のためのスピントルクを発振する機能を持つ磁束制御層などを使用することができる。また、非磁性導電層は、エネルギーアシスト垂直磁気記録に使用することができる。このような非磁性導電層は、主磁極へ通電する際に電流が集中して磁界を発生させ、磁化反転をアシストして垂直磁気記録を行うことができる。
アシスト素子としては、例えばマイクロ波アシスト磁気記録のためのスピントルクを発振する機能を持つ磁束制御層などを使用することができる。また、非磁性導電層は、エネルギーアシスト垂直磁気記録に使用することができる。このような非磁性導電層は、主磁極へ通電する際に電流が集中して磁界を発生させ、磁化反転をアシストして垂直磁気記録を行うことができる。
非磁性導電層の膜厚は、磁束制御層の膜厚と同様に２～２０ｎｍとすることができる。
非磁性導電層の材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｉ、Ｔａ、及びＷなどを用いることができる。
また、第１導電層９１は第１冷却層８１と接することができる。あるいは、第１冷却層８１と第１導電層９１との間に例えば配向を制御するための図示しない中間層などを設けることができる。中間層としては非磁性導電層と同様の材料を使用することができる。
非磁性導電層の材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｓｉ、Ｔａ、及びＷなどを用いることができる。
また、第１導電層９１は第１冷却層８１と接することができる。あるいは、第１冷却層８１と第１導電層９１との間に例えば配向を制御するための図示しない中間層などを設けることができる。中間層としては非磁性導電層と同様の材料を使用することができる。
次に、図３を参照して、本実施形態に関するディスクドライブの構成を説明する。なお、図３に示す磁気記録再生装置であるディスクドライブの構成は、後述する各実施形態にも適用される。
図３に示すように、ディスクドライブ１００は、垂直磁気記録媒体である磁気ディスク（以下単にディスクと表記する）１、及び後述する磁束制御層を有する磁気ヘッド１０が組み込まれた垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置である。
ディスク１は、スピンドルモータ（ＳＰＭ）２に固定されて、回転運動するように取り付けられている。磁気ヘッド１０は、アクチュエータ３に搭載されており、ディスク１上の半径方向に移動するように構成されている。アクチュエータ３は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４により回転駆動する。磁気ヘッド１０は記録（ライト）ヘッド５８及び再生(リード)ヘッド５４を有する。
図３に示すように、ディスクドライブ１００は、垂直磁気記録媒体である磁気ディスク（以下単にディスクと表記する）１、及び後述する磁束制御層を有する磁気ヘッド１０が組み込まれた垂直磁気記録方式の磁気ディスク装置である。
ディスク１は、スピンドルモータ（ＳＰＭ）２に固定されて、回転運動するように取り付けられている。磁気ヘッド１０は、アクチュエータ３に搭載されており、ディスク１上の半径方向に移動するように構成されている。アクチュエータ３は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）４により回転駆動する。磁気ヘッド１０は記録（ライト）ヘッド５８及び再生(リード)ヘッド５４を有する。
さらに、ディスクドライブは、ヘッドアンプ集積回路（以下、ヘッドアンプＩＣと表記する）１１と、リード／ライトチャネル（Ｒ／Ｗチャネル）１２と、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）１３と、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）１４と、ドライバＩＣ１６と、メモリ１７とを有する。Ｒ／Ｗチャネル１２、ＨＤＣ１３及びＭＰＵ１４は、１チップの集積回路からなるコントローラ１５に組み込まれている。
ヘッドアンプＩＣ１１は、後述するように、磁束制御層であるスピントルク発振子（Ｓｐｉｎ－Ｔｏｒｑｕｅ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：ＳＴＯ）を駆動するための回路群を含む。以下、スピントルク発振子をＳＴＯと表記する。さらに、ヘッドアンプＩＣ１１は、Ｒ／Ｗチャネル１２から供給されるライトデータに応じた記録信号（ライト電流）を記録ヘッド５８に供給するドライバを含む。また、ヘッドアンプＩＣ１１は、再生ヘッド５４から出力されたリード信号を増幅して、Ｒ／Ｗチャネル１２に伝送するリードアンプを含む。
Ｒ／Ｗチャネル１２は、リード／ライトデータの信号処理回路である。ＨＤＣ１３は、ディスクドライブとホスト１８とのインターフェースを構成し、リード／ライトデータの転送制御を実行する。
ＭＰＵ１４は、ディスクドライブの主制御部であり、リード／ライト動作の制御および磁気ヘッド１０の位置決めに必要なサーボ制御を実行する。さらに、ＭＰＵ１４は、本実施形態に関するＳＴＯの通電制御を実行する。メモリ１７は、ＤＲＡＭからなるバッファメモリ及びフラッシュメモリなどを含む。
ＭＰＵ１４は、ディスクドライブの主制御部であり、リード／ライト動作の制御および磁気ヘッド１０の位置決めに必要なサーボ制御を実行する。さらに、ＭＰＵ１４は、本実施形態に関するＳＴＯの通電制御を実行する。メモリ１７は、ＤＲＡＭからなるバッファメモリ及びフラッシュメモリなどを含む。
図４は、磁気ヘッド１０およびサスペンションを示す側面図である。
図４に示すように、各磁気ヘッド１０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４２の流出端（トレーリング端）に設けられた記録再生用のヘッド部４４とを有している。磁気ヘッド１０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。各磁気ヘッド１０は、サスペンション３４の弾性により、磁気ディスク１の表面に向かうヘッド荷重Ｌが印加されている。図４に示すように、各磁気ヘッド１０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（フレキシャ）３５を介してヘッドアンプＩＣ１１およびＨＤＣ１３に接続される。
図４に示すように、各磁気ヘッド１０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４２の流出端（トレーリング端）に設けられた記録再生用のヘッド部４４とを有している。磁気ヘッド１０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。各磁気ヘッド１０は、サスペンション３４の弾性により、磁気ディスク１の表面に向かうヘッド荷重Ｌが印加されている。図４に示すように、各磁気ヘッド１０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（フレキシャ）３５を介してヘッドアンプＩＣ１１およびＨＤＣ１３に接続される。
次に、磁気ディスク１および磁気ヘッド１０の構成について詳細に説明する。
図５は、磁気ヘッド１０のヘッド部４４および磁気ディスク１を拡大して示す断面図である。
図４及び図５に示すように、磁気ディスク１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、その上層部に保護層１０４とが順に積層されている。
図５は、磁気ヘッド１０のヘッド部４４および磁気ディスク１を拡大して示す断面図である。
図４及び図５に示すように、磁気ディスク１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、その上層部に保護層１０４とが順に積層されている。
磁気ヘッド１０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１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１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１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１の表面に対し、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５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再生ヘッド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。再生ヘッド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。
図５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再生ヘッド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。再生ヘッド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。
再生ヘッド５４は、磁気抵抗効果を示す磁性膜５５と、この磁性膜５５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、再生ヘッド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６は、記録ヘッド５８および磁気ディスク１を模式的に示す斜視図、図７は、記録ヘッド５８の磁気ディスク１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である。図８は、図７をＡＢＳ側から見た図である。図８は、図７の記録ヘッド５８の一部を拡大した図を示す断面図である。
図６は、記録ヘッド５８および磁気ディスク１を模式的に示す斜視図、図７は、記録ヘッド５８の磁気ディスク１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である。図８は、図７をＡＢＳ側から見た図である。図８は、図７の記録ヘッド５８の一部を拡大した図を示す断面図である。
図５ないし図８に示すように、記録ヘッド５８は、磁気ディスク１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（補助磁極）６２と、磁気ディスク１に信号を書き込む際、主磁極６０に磁束を流すために主磁極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６０ａとトレーリングシールド６２との間で、かつ、ＡＢＳ４３と面一に配置された積層体９０－１とを有している。
積層体９０－１は、図１の積層体９０の一例であり、主磁極６０上に設けられた、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する１層の第１冷却層８１と、第１冷却層８１上に設けられた第１導電層としての磁束制御層６５を有する例を示している。
第１冷却層８１のトラック幅方向の長さＷＣＬは、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い。ここでは、第１冷却層８１のトラック幅方向の長さＷＣＬは、サイドシールド６３のトラック幅方向の長さＷＳＳと同等の長さである。また、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。
また、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積は、磁束制御層６５の通電方向に対し垂直な断面積よりも小さく、磁束制御層６５のトラック幅方向の長さは、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも短い。
軟磁性材料で形成された主磁極６０は、磁気ディスク１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６０ｂと、この絞込み部６０ｂから磁気ディスク側に延出する所定幅の先端部６０ａと、を有している。先端部６０ａ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６０ａのトラック幅方向の幅は、磁気ディスク１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、
トレーリングシールド側端面６０ｃを有している。一例では、トレーリングシールド側端面６０ｃのＡＢＳ４３側の端部は、ＡＢＳ４３に対しトレーリングシールド側に傾斜して延びている。
軟磁性材料で形成された主磁極６０は、磁気ディスク１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６０ｂと、この絞込み部６０ｂから磁気ディスク側に延出する所定幅の先端部６０ａと、を有している。先端部６０ａ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６０ａのトラック幅方向の幅は、磁気ディスク１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、
トレーリングシールド側端面６０ｃを有している。一例では、トレーリングシールド側端面６０ｃのＡＢＳ４３側の端部は、ＡＢＳ４３に対しトレーリングシールド側に傾斜して延びている。
軟磁性材料で形成されたトレーリングシールド６２は、ほぼＬ字形状に形成されている。トレーリングシールド６２は、主磁極６０の先端部６０ａにライトギャップＷＧ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、磁気ディスク１のトラックの幅方向に沿って延びているとともに、ＡＢＳ４３に対してトレーリング側に傾斜している。このリーディング側端面６２ｂは、主磁極６０の下端部（先端部６０ａおよび絞込み部６０ａの一部）において、主磁極６０のトレーリングシールド側端面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７に示すように、磁束制御層６５は、主磁極６０からトレーリングシールド６２への磁束の流入のみを抑制する、すなわち、実効的にライトギャップＷＧの透磁率が負になるようスピントルクを発振する機能を有している。詳細には、磁束制御層６５は、導電性を有する中間層（第１非磁性導電層）６５ａと、調整層６５ｂと、導電性を有する伝導キャップ層（第２非磁性導電層）６５ｃと、を有し、これらの層を主磁極６０上に設けられた第１冷却層８１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。中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃは、それぞれ主磁極６０のトレーリングシールド側端面６０ｃと平行な、すなわち、ＡＢＳ４３と交差する方向に延びる膜面をそれぞれ有している。
なお、中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃの積層方向は、上記に限らず、逆向きに、すなわち、トレーリングシールド６２側から第１冷却層８１及び主磁極６０側に向かって積層してもよい。
また、図９に示すように、主磁極６０、第１冷却層８１、磁束制御層６５、及びトレーリングシールド６２を含む記録ヘッド５８のＡＢＳ４３上に保護層６８が設けられている。
なお、中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃの積層方向は、上記に限らず、逆向きに、すなわち、トレーリングシールド６２側から第１冷却層８１及び主磁極６０側に向かって積層してもよい。
また、図９に示すように、主磁極６０、第１冷却層８１、磁束制御層６５、及びトレーリングシールド６２を含む記録ヘッド５８のＡＢＳ４３上に保護層６８が設けられている。
中間層６５ａは、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｉｒ、ＮｉＡｌ合金、などの金属層で、かつ、スピン伝導を妨げない材料により形成することができる。中間層６５ａは、主磁極６０のトレーリングシールド側端面６０ｃ上に直接、形成されている。調整層６５ｂは、鉄、コバルト、またはニッケルのうち少なくとも１つを含む磁性材料を含む。調整層として、例えば、ＦｅＣｏに、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｂ、Ｃ、Ｓｅ、Ｓｎ、及びＮｉのうち少なくとも１つが添加された合金材料、及びＦｅ／Ｃｏ、Ｆｅ／Ｎｉ、及びＣｏ／Ｎｉからなる人工格子群から選択される少なくとも１種の材料などを使用することができる。調整層の厚さは、例えば２ないし２０ｎｍにすることができる。伝導キャップ層６５ｃは、非磁性金属で、かつスピン伝導を遮断する材料を用いることができる。伝導キャップ層６５ｃは、例えば、Ｔａ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒから選ばれる少なくとも一つ、あるいは少なくとも一つを含む合金により形成することができる。伝導キャップ層６５ｃは、トレーリングシールド６２のリーディング側端面６２ｂ上に直接、形成される。また、伝導キャップ層は、単層または多層にすることができる。
中間層６５ａは、主磁極６０からのスピントルクを伝達しつつ、交換相互作用が十分弱くなる程度の膜厚、例えば、１～５ｎｍの膜厚に形成されている。伝導キャップ層６５ｃは、トレーリングシールド６２からのスピントルクを遮断しつつ、かつ、交換相互作用が十分弱くなる程度の膜厚、例えば、１ｎｍ以上の膜厚があればよい。
調整層６５ｂは、主磁極６０からのスピントルクにより、磁化の向きが磁場と逆向きになる必要があるため、調整層６５ｂの飽和磁束密度は小さいほうがよい。その反面、調整層６５ｂにより磁束を実効的に遮蔽するためには、調整層６５ｂの飽和磁束密度は大きいほうがよい。ライトギャップＷＧ間の磁界は１０～１５ｋＯｅ程度であるため、調整層６５ｂの飽和磁束密度を１．５Ｔ程度以上としても改善効果は向上しにくい。これらのことから、調整層６５ｂの飽和磁束密度は、１．５Ｔ以下であることが望ましく、より具体的には、調整層６５ｂの膜厚と飽和磁束密度との積が２０ｎｍＴ以下となるように形成することが望ましい。
中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃの膜面に垂直な方向に電流が集中して流れるようにするため、磁束制御層６５の周囲は、主磁極６０およびトレーリングシールド６２に接触している部分を除いて、絶縁層、例えば、保護絶縁膜７６で覆われている。
主磁極６０は、Ｆｅ-Ｃｏ合金を主成分とする軟磁性金属合金で形成することができる。この主磁極６０は、中間層６５ａに電流を印加するための電極としての機能を兼ね備えている。トレーリングシールド６２は、Ｆｅ-Ｃｏ合金を主成分とする軟磁性金属合金で形成することができる。このトレーリングシールド６２は、伝導キャップ層６５ｃに電流を印加するための電極としての機能を兼ね備えている。
主磁極６０は、Ｆｅ-Ｃｏ合金を主成分とする軟磁性金属合金で形成することができる。この主磁極６０は、中間層６５ａに電流を印加するための電極としての機能を兼ね備えている。トレーリングシールド６２は、Ｆｅ-Ｃｏ合金を主成分とする軟磁性金属合金で形成することができる。このトレーリングシールド６２は、伝導キャップ層６５ｃに電流を印加するための電極としての機能を兼ね備えている。
保護層６８は、ＡＢＳを保護するため設けられ、１つまたは２つ以上の材料からなり、単層または多層で構成される。保護層は、例えば、ダイヤモンドライクカーボンからなる表面層を有する。
また、記録ヘッド５８のＡＢＳ４３と保護層６８との間に、例えばＳｉ等からなる下地層を設けることも可能である。
また、第１冷却層８１と中間層６５ａとの間には、さらに下地層を設けることができる。
下地層には、例えばＴａ、Ｒｕなどの金属を用いることができる。下地層の厚さは例えば０．５ないし１０ｎｍにすることができる。さらには約２ｎｍにすることができる。
さらに、トレーリングシールド６２と伝導キャップ層６５ｃとの間にさらにキャップ層を設けることができる。
また、記録ヘッド５８のＡＢＳ４３と保護層６８との間に、例えばＳｉ等からなる下地層を設けることも可能である。
また、第１冷却層８１と中間層６５ａとの間には、さらに下地層を設けることができる。
下地層には、例えばＴａ、Ｒｕなどの金属を用いることができる。下地層の厚さは例えば０．５ないし１０ｎｍにすることができる。さらには約２ｎｍにすることができる。
さらに、トレーリングシールド６２と伝導キャップ層６５ｃとの間にさらにキャップ層を設けることができる。
キャップ層としては、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｗ、及びＴａからなる群から選択される少なくとも１種の非磁性元素を用いることができる。キャップ層の厚さは例えば０．５ないし１０ｎｍにすることができる。さらには約２ｎｍにすることができる。
その他、第１冷却層８１と中間層６５ａとの間にスピン偏極層としてＣｏＦｅを用いることができる。
図５に示すように、主磁極６０とトレーリングシールド６２は、それぞれ配線６６を介して接続端子４５に接続され、更に、図２の配線部材（フレキシャ）３５を介して図１のヘッドアンプＩＣ１１およびＨＤＣ１３に接続される。ヘッドアンプＩＣから主磁極６０、ＳＴＯ６５、トレーリングシールド６２を通してＳＴＯ駆動電流（バイアス電圧）を直列に通電する電流回路が構成されている。
その他、第１冷却層８１と中間層６５ａとの間にスピン偏極層としてＣｏＦｅを用いることができる。
図５に示すように、主磁極６０とトレーリングシールド６２は、それぞれ配線６６を介して接続端子４５に接続され、更に、図２の配線部材（フレキシャ）３５を介して図１のヘッドアンプＩＣ１１およびＨＤＣ１３に接続される。ヘッドアンプＩＣから主磁極６０、ＳＴＯ６５、トレーリングシールド６２を通してＳＴＯ駆動電流（バイアス電圧）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、配線７７を介して接続端子４５に接続され、更に、フレキシャ３５を介してヘッドアンプＩＣ１１に接続される。磁気ディスク１２に信号を書き込む際、ヘッドアンプＩＣ１１の図示しない記録電流供給回路から記録コイル６４に記録電流を流すことにより、主磁極６０を励起して主磁極６０に磁束を流す。記録コイル６４に供給する
記録電流は、ＨＤＣ１３によって制御される。
記録電流は、ＨＤＣ１３によって制御される。
以上のように構成されたＨＤＤによれば、ＶＣＭ４を駆動することにより、アクチュエータ３が回転駆動し、磁気ヘッド１０は、磁気ディスク１の所望のトラック上に移動され、位置決めされる。また、図４に示すように、磁気ヘッド１０は、磁気ディスク１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１に対して、再生ヘッド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。
磁気ヘッドのヘッド部４４は、第１ヒーター７６ａおよび第２ヒーター７６ｂを任意に備えることができる。第１ヒーター７６ａは、記録ヘッド５８の近傍、例えば、記録コイル６４及び主磁極６０の近傍に設けられている。第２ヒーター７６ｂはリードヘッド５４の近傍に設けられている。第１ヒーター７６ａおよび第２ヒーター７６ｂは、それぞれ配線を介して接続端子４５に接続され、更に、フレキシャ３５を介してヘッドアンプＩＣ１１に接続されている。
第１ヒーター７６ａおよび第２ヒーター７６ｂは例えばコイル状であり、通電されることにより発熱し、周囲を熱膨張させる。これにより、記録ヘッド５８及び再生ヘッド５４付近のＡＢＳ４３を突出して、磁気ディスク１との距離が近づき、磁気ヘッドの浮上高さが低くなる。このように、第１ヒーター７６ａおよび第２ヒーター７６ｂに各々供給する駆動電圧を調整して発熱量を制御すると、磁気ヘッドの浮上高さの制御が可能となる。
図１０は、磁束制御層６５が機能している状態での、ライトギャップＷＧ内の磁化状態を模式的に示している。
上記情報の書き込みにおいては、図５および図１０に示すように、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１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。
上記情報の書き込みにおいては、図５および図１０に示すように、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１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。
また、磁気ディスク１に記録磁界を印加する際、電源７４から配線６６、主磁極６０、磁束制御層６５、トレーリングシールド６２を通して電流が印加される。この電流印加により、磁束制御層６５の調整層６５ｂに対して主磁極６０からスピントルクが作用し、調整層６５ｂの磁化の向きは、矢印１０５に示すように、主磁極６０とトレーリングシールド６２との間に生じる磁界（ギャップ磁界）Ｈｇａｐの向きと反対方向に向けられる。この磁化反転により、調整層６５ｂは、主磁極６０からトレーリングシールド６２に直接的に流れる磁束（ギャップ磁界Ｈｇａｐ）を遮蔽する効果が生じる。結果として、主磁極６０からライトギャップＷＧに漏れ出る磁界が低減し、主磁極６０の先端部６０ａから磁気ディスク１の磁気記録層１０３に向かう磁束の収束度が向上する。これにより、記録磁界の分解能が向上し、記録線密度の増大を図ることができる。なお、上記はスピントルクの作用により、磁束制御層の磁化が反転するモードだが、磁束制御層の磁化が一斉回転するモードも含む。一斉回転によって生じる高周波磁界を磁気記録層１０３に印加することで、記録線密度の増大を図ることができる。
磁気ヘッド１０では、磁束制御層６５と主磁極６０の間に、１層の第１冷却層８１が設けられていることにより、第１冷却層８１は通電時にペルチェ効果により主磁極６０から熱を奪い、温度を下げることで、主磁極６０の熱による酸化を抑制し、記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることができる。第１冷却層８１は、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長いことで、主磁極６０を効率的に冷却させることができる。
また、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬは、サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０を十分冷却可能であり、かつ磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１冷却層８１のトラック幅方向の長さを合わせて加工するため、個々にパターニングを行う必要がないので、低コストとなる。
ここでは、磁気ヘッド１０の積層体９０－１では、第１導電層として磁束制御層６５、第１冷却層８１として１層の冷却層を適用したものを使用したが、積層体９０－１の第１導電層９１（６５）及び第１冷却層８１の構成は種々変更できる。また、主磁極６０の周囲に通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する第２冷却層８３をさらに設けることができる。
ここでは、磁気ヘッド１０の積層体９０－１では、第１導電層として磁束制御層６５、第１冷却層８１として１層の冷却層を適用したものを使用したが、積層体９０－１の第１導電層９１（６５）及び第１冷却層８１の構成は種々変更できる。また、主磁極６０の周囲に通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する第２冷却層８３をさらに設けることができる。
以下に、実施形態に係る磁気ヘッドの種々の変形例について説明する。
磁気ヘッド１０－２
図１１は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
また、図１２は、図１１の磁気ヘッドのトラックセンターに沿った断面図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－２は、１層の冷却層８１の代わりに２層の第１冷却層８１’が設けられること以外は、図８に記載の磁気ヘッド１０と同様の構成を有する。
磁気ヘッド１０－２
図１１は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
また、図１２は、図１１の磁気ヘッドのトラックセンターに沿った断面図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－２は、１層の冷却層８１の代わりに２層の第１冷却層８１’が設けられること以外は、図８に記載の磁気ヘッド１０と同様の構成を有する。
詳細には、磁気ヘッド１０－２は、主磁極６０と、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとトレーリングシールド６２との間にＡＢＳ４３と面一に配置された積層体９０－２とを有している。積層体９０－２は、主磁極６０上に設けられた第１冷却層８１’と、第１冷却層８１’上に設けられたアシスト素子としての磁束制御層６５とを有する。サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。
第１冷却層８１’は、第１層８１－１と、第１層８１－１上に積層された第２層８１－２とを有する二層構造である。また、第１冷却層８１’のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い。第１冷却層８１’の第１層８１－１及び第２層８１－２のうち少なくとも一方の層のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長くすることができる。好ましくは、主磁極６０側の第１層８１－１のトラック幅方向ＴＷの長さを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長くすることができる。ここでは、第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬは、サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にしている。また、第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。
第１層８１－１には、電流の向きに応じて主磁極６０との界面で通電時に吸熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を使用することができる。第２層８１－２には、電流の向きに応じて第１層８１－１との界面で放熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を使用することができる。
磁束制御層６５は、第２層８１－２上に磁気ヘッドの走行方向Ｄに沿って順に設けられた、導電性を有する中間層（第１非磁性導電層）６５ａと、調整層６５ｂと、導電性を有する伝導キャップ層（第２非磁性導電層）６５ｃと、を有する。中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃは、それぞれ主磁極６０のトレーリングシールド側端面６０ｃと平行な、すなわちＡＢＳ４３と交差する方向に延びる膜面をそれぞれ有している。
中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃの積層方向は、上記に限らず、逆向きに、すなわち、トレーリングシールド６２側から第１冷却層８１’及び主磁極６０側に向かって積層してもよい。
磁束制御層６５は、第２層８１－２上に磁気ヘッドの走行方向Ｄに沿って順に設けられた、導電性を有する中間層（第１非磁性導電層）６５ａと、調整層６５ｂと、導電性を有する伝導キャップ層（第２非磁性導電層）６５ｃと、を有する。中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃは、それぞれ主磁極６０のトレーリングシールド側端面６０ｃと平行な、すなわちＡＢＳ４３と交差する方向に延びる膜面をそれぞれ有している。
中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃの積層方向は、上記に限らず、逆向きに、すなわち、トレーリングシールド６２側から第１冷却層８１’及び主磁極６０側に向かって積層してもよい。
磁気ヘッド１０－２によれば、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い第１冷却層８１’を用い、第１冷却層８１’の層８１－１と主磁極６０との界面で通電時に吸熱を起こし、かつ第１冷却層８１’の層８１－１及び層８１－２の界面で放熱を起こすことにより、２つの界面の温度差による吸熱と放熱がより効果的に行われ、主磁極６０を効率よく冷却することができる。
第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積を、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすると、主磁極６０をより効率よく冷却することができる。
第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積を、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすると、主磁極６０をより効率よく冷却することができる。
第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬは、サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１層８１－１、第２層８１－２のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるため、各層毎にパターニングを行う必要がなく低コストとなる。
主磁極６０における発熱を抑制することにより、磁性元素例えば鉄などの酸化による記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることが可能となる。
主磁極６０における発熱を抑制することにより、磁性元素例えば鉄などの酸化による記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることが可能となる。
磁気ヘッド１０－３
図１３は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図１４は、図１３の磁気ヘッドのトラックセンターに沿った断面図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－３は、第１導電層として、マイクロ波アシスト磁気記録に使用される磁束制御層６５の代わりに、エネルギーアシスト記録に使用される非磁性導電層８８を設けること以外は、図８に記載の磁気ヘッド１０と同様の構成を有する。
図１３は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図１４は、図１３の磁気ヘッドのトラックセンターに沿った断面図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－３は、第１導電層として、マイクロ波アシスト磁気記録に使用される磁束制御層６５の代わりに、エネルギーアシスト記録に使用される非磁性導電層８８を設けること以外は、図８に記載の磁気ヘッド１０と同様の構成を有する。
詳細には、磁気ヘッド１０－３は、主磁極６０と、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとトレーリングシールド６２との間にＡＢＳ４３と面一に配置された積層体９０－３とを有している。積層体９０－３は、主磁極６０上に設けられた１層の第１冷却層８１と、第１冷却層８１上に設けられた非磁性導電層８８とを有する。サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。
第１冷却層８１はトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長い。第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬ、あるいは非磁性導電層８８のトラック幅方向ＴＷの長さＷＮＬは、例えばサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすることができる。また、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。第１冷却層８１には、電流の向きに応じて主磁極６０との界面で通電時に吸熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を使用することができる。
非磁性導電層８８は、主磁極６０へ通電する際に電流が集中して磁界を発生し、磁化反転をアシストして垂直磁気記録を行うことができる。
磁気ヘッド１０－３によれば、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長い第１冷却層８１を用いて、通電時に、主磁極６０と第１冷却層８１との界面で吸熱を起こすことにより、主磁極６０を効率よく冷却することができる。
磁気ヘッド１０－３によれば、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長い第１冷却層８１を用いて、通電時に、主磁極６０と第１冷却層８１との界面で吸熱を起こすことにより、主磁極６０を効率よく冷却することができる。
また、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積を、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすると、主磁極６０をより効率よく冷却することができる。
さらに、第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬ、あるいは非磁性導電層８８のトラック幅方向ＴＷの長さＷＮＬをサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であるとともに、磁気ヘッドの製造時に個々にパターニングする必要がないため、低コストである。
主磁極６０における発熱を抑制することにより、磁性元素例えば鉄などの酸化による記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることが可能となる。
さらに、第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬ、あるいは非磁性導電層８８のトラック幅方向ＴＷの長さＷＮＬをサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であるとともに、磁気ヘッドの製造時に個々にパターニングする必要がないため、低コストである。
主磁極６０における発熱を抑制することにより、磁性元素例えば鉄などの酸化による記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることが可能となる。
磁気ヘッド１０－４
図１５は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－４は、１層の冷却層８１の代わりに２層の第１冷却層８１’が設けられること以外は、図１３及び図１４に記載の磁気ヘッド１０－３と同様の構成を有する。
詳細には、磁気ヘッド１０－４は、主磁極６０と、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとトレーリングシールド６２との間にＡＢＳ４３と面一に配置された積層体９０－４とを有している。積層体９０－４は、主磁極６０上に設けられた第１冷却層８１’と、第１冷却層８１’上に設けられた非磁性導電層８８とを有する。
第１冷却層８１’は、第１層８１－１と、第１層８１－１上に積層された第２層８１－２とを有する二層構造である。サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。
図１５は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－４は、１層の冷却層８１の代わりに２層の第１冷却層８１’が設けられること以外は、図１３及び図１４に記載の磁気ヘッド１０－３と同様の構成を有する。
詳細には、磁気ヘッド１０－４は、主磁極６０と、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとトレーリングシールド６２との間にＡＢＳ４３と面一に配置された積層体９０－４とを有している。積層体９０－４は、主磁極６０上に設けられた第１冷却層８１’と、第１冷却層８１’上に設けられた非磁性導電層８８とを有する。
第１冷却層８１’は、第１層８１－１と、第１層８１－１上に積層された第２層８１－２とを有する二層構造である。サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。
第１冷却層８１’は、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い。第１冷却層８１’は、第１層８１－１及び第２層８１－２のうち少なくとも一方の層のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長くすることができる。例えば、主磁極６０側の第１層８１－１のトラック幅方向ＴＷの長さを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長くすることができる。また、第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬは、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰ、は例えばサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすることができる。また、第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。
第１冷却層８１’の第１層８１－１には、電流の向きに応じて主磁極６０との界面で通電時に吸熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を使用することができる。また、第２層８１－２には、電流の向きに応じて、第１層８１－１との界面で放熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を使用することができる。
非磁性導電層８８は、主磁極６０へ通電する際に電流が集中して磁界を発生し、磁化反転をアシストして垂直磁気記録を行うことができる。
非磁性導電層８８は、主磁極６０へ通電する際に電流が集中して磁界を発生し、磁化反転をアシストして垂直磁気記録を行うことができる。
磁気ヘッド１０－４によれば、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い第１冷却層８１’を用い、第１冷却層８１’の第１層８１－１と主磁極６０との界面で通電時に吸熱を起こし、第１冷却層８１’の第１層８１－１及び第２層８１－２の界面で放熱を起こすことにより、両方の界面の温度差による吸熱と放熱がより効果的に行われ、主磁極６０を効率よく冷却することができる。
また、第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積を、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすると、主磁極６０をより効率よく冷却することができる。
第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時に、第１層８１－１、あるいは第２層８１－２と、サイドシールド６３とのトラック幅方向ＴＷの長さを合わせて加工することができるため、個々にパターニングを行う必要がなく低コストである。
主磁極６０における発熱を抑制することにより、磁性元素例えばコバルトや鉄などの酸化による記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることが可能となる。
第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時に、第１層８１－１、あるいは第２層８１－２と、サイドシールド６３とのトラック幅方向ＴＷの長さを合わせて加工することができるため、個々にパターニングを行う必要がなく低コストである。
主磁極６０における発熱を抑制することにより、磁性元素例えばコバルトや鉄などの酸化による記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることが可能となる。
次に、第２冷却層を用いた磁気ヘッドについて説明する。
第２冷却層は、主磁極６０先端部の側面のうち側面６０ｃ以外の側面例えば主磁極６０のトラック幅方向の側面などの少なくとも一部に第２冷却層をさらに設けることができる。第２冷却層は１層または２以上の層が積層された多層にすることができる。また、第２冷却層は、２以上の分離した層にすることも可能である。第２の冷却層は、ＡＢＳから見て第１の冷却層と共に主磁極を取り囲むように設けることができる。例えば、第１冷却層を、主磁極６０先端部の補助磁極６２側の側面（トレーリングシールド側端面）６０ｃ上に設け、第２冷却層を、主磁極６０先端部の側面のうち側面６０ｃ以外の側面に設けることにより、第１の冷却層及び第２の冷却層を、主磁極を取り囲むように形成することができる。
第２冷却層は、主磁極６０先端部の側面のうち側面６０ｃ以外の側面例えば主磁極６０のトラック幅方向の側面などの少なくとも一部に第２冷却層をさらに設けることができる。第２冷却層は１層または２以上の層が積層された多層にすることができる。また、第２冷却層は、２以上の分離した層にすることも可能である。第２の冷却層は、ＡＢＳから見て第１の冷却層と共に主磁極を取り囲むように設けることができる。例えば、第１冷却層を、主磁極６０先端部の補助磁極６２側の側面（トレーリングシールド側端面）６０ｃ上に設け、第２冷却層を、主磁極６０先端部の側面のうち側面６０ｃ以外の側面に設けることにより、第１の冷却層及び第２の冷却層を、主磁極を取り囲むように形成することができる。
第２冷却層の材料は、例えば、第１冷却層に使用される導電性体から選択することができる。第２冷却層の材料として、第１冷却層と同じ組成の材料を使用することができる。第１冷却層と同じ組成の材料を用いると、冷却層間での熱の移送が発生せず、均一な冷却効果を得られる傾向がある。また、第２冷却層の材料として、第１冷却層とは異なる組成の材料を使用することができる。第１冷却層とは異なる組成の材料を用いると、冷却層間での熱の移送が発生するため、材料の選択によっては主磁極の冷却効果に差が生じる傾向がある。
磁気ヘッド１０－５
図１６は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図１７は、図１６の磁気ヘッドのトラックセンターに沿った断面図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－５は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する第２冷却層８３をさらに設けること以外は、図８に記載の磁気ヘッド１０と同様の構成を有する。
図１６は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図１７は、図１６の磁気ヘッドのトラックセンターに沿った断面図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－５は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する第２冷却層８３をさらに設けること以外は、図８に記載の磁気ヘッド１０と同様の構成を有する。
詳細には、磁気ヘッド１０－５は、主磁極６０と、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとトレーリングシールド６２との間にＡＢＳ４３と面一に配置された積層体９０－１と、先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２冷却層８３とを有している。積層体９０－１は、主磁極６０上に設けられた第１冷却層８１と、第１冷却層８１上に設けられたアシスト素子としての磁束制御層６５とを有する。サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。
第２冷却層８３は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとサイドシールド６３との間に配置されている。第２冷却層８３は、トレーリングシールド側端面６０ｃに設けられた第１冷却層８１と共に、主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることができる。また、図１７に示すように、第２冷却層８３のヘッド浮上方向の高さＨＣＬ２は、第１冷却層８１のヘッド浮上方向の高さＨＣＬ１と同等にすることができる。第２冷却層８３のヘッド浮上方向の高さＨＣＬ２はヘッド浮上方向の高さＨＣＬ１よりも高くすることも可能である。
第１冷却層８１は、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い。第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬがサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすることができる。また、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。
第１冷却層８１及び第２冷却層８３には、電流の向きに応じて主磁極６０との界面で通電時に吸熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を使用することができる。
磁束制御層６５は、第１冷却層８１上に磁気ヘッドの走行方向Ｄに沿って順に設けられた、導電性を有する中間層（第１非磁性導電層）６５ａと、調整層６５ｂと、導電性を有する伝導キャップ層（第２非磁性導電層）６５ｃと、を有する。中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃは、それぞれ主磁極６０のトレーリングシールド側端面６０ｃと平行な、すなわち、ＡＢＳ４３と交差する方向に延びる膜面をそれぞれ有している。
磁束制御層６５は、第１冷却層８１上に磁気ヘッドの走行方向Ｄに沿って順に設けられた、導電性を有する中間層（第１非磁性導電層）６５ａと、調整層６５ｂと、導電性を有する伝導キャップ層（第２非磁性導電層）６５ｃと、を有する。中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃは、それぞれ主磁極６０のトレーリングシールド側端面６０ｃと平行な、すなわち、ＡＢＳ４３と交差する方向に延びる膜面をそれぞれ有している。
中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃの積層方向は、上記に限らず、逆向きに、すなわち、トレーリングシールド６２側から第１冷却層８１及び主磁極６０側に向かって積層してもよい。
磁気ヘッド１０－５によれば、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い第１冷却層８１を用い、主磁極６０と第１冷却層８１との界面、及び主磁極６０と第２冷却層８３との界面で通電時に吸熱を起こすことにより、主磁極６０と第１冷却層８１との界面だけ通電時に吸熱を起こすよりも、主磁極６０を効率よく冷却することができる。また、第２冷却層８３を第１冷却層８１と共に主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることにより、主磁極６０をさらに効率よく冷却することができる。さらに、第２冷却層８３のヘッド浮上方向の高さＨＣＬ２は、第１冷却層８１のヘッド浮上方向の高さＨＣＬ１と同等以上であると、より加熱される領域を広い範囲にわたって冷却することができる。
磁気ヘッド１０－５によれば、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い第１冷却層８１を用い、主磁極６０と第１冷却層８１との界面、及び主磁極６０と第２冷却層８３との界面で通電時に吸熱を起こすことにより、主磁極６０と第１冷却層８１との界面だけ通電時に吸熱を起こすよりも、主磁極６０を効率よく冷却することができる。また、第２冷却層８３を第１冷却層８１と共に主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることにより、主磁極６０をさらに効率よく冷却することができる。さらに、第２冷却層８３のヘッド浮上方向の高さＨＣＬ２は、第１冷却層８１のヘッド浮上方向の高さＨＣＬ１と同等以上であると、より加熱される領域を広い範囲にわたって冷却することができる。
また、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすると、主磁極６０をさらにまた効率よく冷却することができる。
さらに、第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１冷却層８１のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるため、個々にパターニングを行う必要がなく低コストとなる。
このように、主磁極６０における発熱を抑制することにより、磁性元素例えば鉄などの酸化による記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることが可能となる。
さらに、第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１冷却層８１のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるため、個々にパターニングを行う必要がなく低コストとなる。
このように、主磁極６０における発熱を抑制することにより、磁性元素例えば鉄などの酸化による記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることが可能となる。
磁気ヘッド１０－６
図１８は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－６は、主磁極６０のトレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２冷却層８３の代わりに、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する二層構造の第２冷却層８３’が設けられること以外は、図１６及び図１７に記載の磁気ヘッド１０－５と同様の構成を有する。
図１８は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－６は、主磁極６０のトレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２冷却層８３の代わりに、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する二層構造の第２冷却層８３’が設けられること以外は、図１６及び図１７に記載の磁気ヘッド１０－５と同様の構成を有する。
詳細には、磁気ヘッド１０－６は、主磁極６０と、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとトレーリングシールド６２との間にＡＢＳ４３と面一に配置された積層体９０－１と、先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２冷却層８３’とを有している。積層体９０－１は、主磁極６０上に設けられた第１冷却層８１と、第１冷却層８１上に設けられたアシスト素子としての磁束制御層６５とを有する。サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。
第２冷却層８３’は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２層８３－２と、第２層８３－２上に設けられた第１層８３－１とを備えた二層構造になっている。二層構造の第２冷却層８３’は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとサイドシールド６３との間に配置されている。また、第２冷却層８３’は、トレーリングシールド側端面６０ｃに設けられた第１冷却層８１と共に、主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることができる。
第１冷却層８１は、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い。第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬがサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすることができる。また、第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。
第１冷却層８１及び第２冷却層８３’の第２層８３－２には、電流の向きに応じて主磁極６０との界面で通電時に吸熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を各々使用することができる。第１層８３－１には、第２層８３－２との界面で通電時に放熱が起きるようなペルチェ係数を有する材料を使用することができる。
磁束制御層６５は、第１冷却層８１上に磁気ヘッドの走行方向Ｄに沿って順に設けられた、導電性を有する中間層（第１非磁性導電層）６５ａと、調整層６５ｂと、導電性を有する伝導キャップ層（第２非磁性導電層）６５ｃと、を有する。中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃは、それぞれ主磁極６０のトレーリングシールド側端面６０ｃと平行な、すなわち、ＡＢＳ４３と交差する方向に延びる膜面をそれぞれ有している。
中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃの積層方向は、上記に限らず、逆向きに、すなわち、トレーリングシールド６２側から第１冷却層８１及び主磁極６０側に向かって積層してもよい。
中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃの積層方向は、上記に限らず、逆向きに、すなわち、トレーリングシールド６２側から第１冷却層８１及び主磁極６０側に向かって積層してもよい。
磁気ヘッド１０－６によれば、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い第１冷却層８１を用い、主磁極６０と第１冷却層８１との界面、及び主磁極６０と第２冷却層８３’の第２層８３－２との界面で通電時に吸熱を起こし、第２層８３－２と第１層８３－１との界面で通電時に放熱を起こすことにより、吸熱と放熱がより効果的に行われ、主磁極６０を効率よく冷却することができる。また、第２冷却層８３’を第１冷却層８１と共に主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることにより、主磁極６０をさらに効率よく冷却することができる。
また、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすると、主磁極６０をさらにまた効率よく冷却することができる。
第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長く、例えばサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１冷却層８１のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるため、個々にパターニングを行う必要がなく低コストとなる。
このように、主磁極６０における発熱を抑制することにより、磁性元素例えば鉄などの酸化による記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることが可能となる。
このように、主磁極６０における発熱を抑制することにより、磁性元素例えば鉄などの酸化による記録再生素子の劣化を抑制して、記録再生素子寿命を改善させることが可能となる。
磁気ヘッド１０－７
図１９は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－７は、第１冷却層８１の代わりに二層構造の第１冷却層８１’が設けられ、第２冷却層８３の代わりに二層構造の第２冷却層８３’が設けられること以外は、図１６及び図１７に記載の磁気ヘッド１０－５と同様の構成を有する。
図１９は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－７は、第１冷却層８１の代わりに二層構造の第１冷却層８１’が設けられ、第２冷却層８３の代わりに二層構造の第２冷却層８３’が設けられること以外は、図１６及び図１７に記載の磁気ヘッド１０－５と同様の構成を有する。
詳細には、磁気ヘッド１０－７は、主磁極６０と、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとトレーリングシールド６２との間にＡＢＳ４３と面一に配置された積層体９０－２と、先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２冷却層８３’とを有している。積層体９０－２は、主磁極６０上に設けられた第１冷却層８１’と、第１冷却層８１’上に設けられたアシスト素子としての磁束制御層６５とを有する。サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。
第１冷却層８１’は第１層８１－１と、第１層８１－１上に積層された第２層８１－２とを有する二層構造である。第１冷却層８１’はトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長い。第１層８１－１及び第２層８１－２のうち少なくとも一方の層のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長くすることができる。例えば主磁極６０側の第１層８１－１のトラック幅方向ＴＷの長さを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長くすることができる。また、図示するように、第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬをサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすることができる。また、第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。
第２冷却層８３’は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２層８３－２と、第２層８３－２上に設けられた第１層８３－１とを備えた二層構造になっている。第２冷却層８３’は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとサイドシールド６３との間に配置されている。また、第２冷却層８３’は、トレーリングシールド側端面６０ｃに設けられた第１冷却層８１と共に、主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることができる。
第１冷却層８１’の第１層８１－１及び第２冷却層８３’の第２層８３－２には、電流の向きに応じて主磁極６０との界面で通電時に吸熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を各々使用することができる。第１冷却層８１’の第２層８１－２には、第１層８１－１との界面で通電時に放熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を、第２冷却層８３’の第１層８３－１には、第２層８３－２との界面で通電時に放熱が起きるようなペルチェ係数を有する材料を使用することができる。
磁束制御層６５は、第１冷却層８１上に磁気ヘッドの走行方向Ｄに沿って順に設けられた、導電性を有する中間層（第１非磁性導電層）６５ａと、調整層６５ｂと、導電性を有する伝導キャップ層（第２非磁性導電層）６５ｃと、を有する。中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃは、それぞれ主磁極６０のトレーリングシールド側端面６０ｃと平行な、すなわちＡＢＳ４３と交差する方向に延びる膜面をそれぞれ有している。
中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃの積層方向は、上記に限らず、逆向きに、すなわち、トレーリングシールド６２側から第１冷却層８１及び主磁極６０側に向かって積層してもよい。
中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃの積層方向は、上記に限らず、逆向きに、すなわち、トレーリングシールド６２側から第１冷却層８１及び主磁極６０側に向かって積層してもよい。
磁気ヘッド１０－７によれば、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長い第１冷却層８１’を用い、主磁極６０と第１冷却層８１の第１層８１－１との界面、及び主磁極６０と第２冷却層８３’の第２層８３－２との界面で通電時に吸熱を起こし、第１冷却層８１’の第１層８１－１と第２層８１－２との界面、及び第２冷却層８３’の第２層８３－２と第１層８３－１との界面で通電時に放熱を起こすことにより、吸熱と放熱が効果的に行われ、主磁極６０を効率よく冷却することができる。また、第２冷却層８３’を第１冷却層８１と共に主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることにより、主磁極６０をさらに効率よく冷却することができる。
また、第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積を、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすると、主磁極６０をさらにまた効率よく冷却することができる。
第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１層８１－１、第２層８１－２のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるため、各層毎にパターニングを行う必要がなく低コストとなる。
第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１層８１－１、第２層８１－２のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるため、各層毎にパターニングを行う必要がなく低コストとなる。
磁気ヘッド１０－８
図２０は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図２１は、図２０の磁気ヘッドのトラックセンターに沿った断面図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－８は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する第２冷却層８３をさらに設けること以外は、図１３に記載の磁気ヘッド１０－３と同様の構成を有する。
図２０は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図２１は、図２０の磁気ヘッドのトラックセンターに沿った断面図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－８は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する第２冷却層８３をさらに設けること以外は、図１３に記載の磁気ヘッド１０－３と同様の構成を有する。
詳細には、磁気ヘッド１０－８は、主磁極６０と、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとトレーリングシールド６２との間にＡＢＳ４３と面一に配置された積層体９０－３と、先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２冷却層８３を有している。積層体９０－３は、主磁極６０上に設けられた１層の第１冷却層８１と、第１冷却層８１上に設けられた非磁性導電層８８とを有する。非磁性導電層８８は、主磁極６０へ通電する際に電流が集中して磁界を発生し、磁化反転をアシストして垂直磁気記録を行うことができる。サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。
第１冷却層８１は、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長い。例えば第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすることができる。また、第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。
第２冷却層８３は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられ、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとサイドシールド６３との間に配置されている。第２冷却層８３は、トレーリングシールド側端面６０ｃに設けられた第１冷却層８１と共に、主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることができる。
第１冷却層８１及び第２冷却層８３には、電流の向きに応じて主磁極６０との界面で通電時に吸熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を使用することができる。
磁気ヘッド１０－８によれば、主磁極６０と第１冷却層８１との界面、及び主磁極６０と第２冷却層８３との界面で通電時に吸熱を起こすことにより、主磁極６０を効率よく冷却することができる。また、第２冷却層８３を第１冷却層８１と共に主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることにより、主磁極６０をさらに効率よく冷却することができる。
また、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすると、主磁極６０をさらにまた効率よく冷却することができる。
磁気ヘッド１０－８によれば、主磁極６０と第１冷却層８１との界面、及び主磁極６０と第２冷却層８３との界面で通電時に吸熱を起こすことにより、主磁極６０を効率よく冷却することができる。また、第２冷却層８３を第１冷却層８１と共に主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることにより、主磁極６０をさらに効率よく冷却することができる。
また、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすると、主磁極６０をさらにまた効率よく冷却することができる。
第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長く、例えばサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１冷却層８１のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるため、個々にパターニングを行う必要がなく低コストとなる。
磁気ヘッド１０－９
図２２は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－９は、第２冷却層８３の代わりに、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する２層の第２冷却層８３’をさらに設けること以外は、図２０及び図２１に記載の磁気ヘッド１０－８と同様の構成を有する。
図２２は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－９は、第２冷却層８３の代わりに、通電時にペルチェ効果により主磁極６０を冷却する２層の第２冷却層８３’をさらに設けること以外は、図２０及び図２１に記載の磁気ヘッド１０－８と同様の構成を有する。
詳細には、磁気ヘッド１０－９は、主磁極６０と、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとトレーリングシールド６２との間にＡＢＳ４３と面一に配置された積層体９０－３と、先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２冷却層８３’とを有している。積層体９０－３は、主磁極６０上に設けられた１層の第１冷却層８１と、第１冷却層８１上に設けられた非磁性導電層８８とを有する。非磁性導電層８８は、主磁極６０へ通電する際に電流が集中して磁界を発生し、磁化反転をアシストして垂直磁気記録を行うことができる。サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。
第１冷却層８１は、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長い。例えば第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、サイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすることができる。また、第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。
第２冷却層８３’は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２層８３－２と、第２層８３－２上に設けられた第１層８３－１とを備えた二層構造になっている。第２冷却層８３’は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとサイドシールド６３との間に配置されている。また、第２冷却層８３’は、トレーリングシールド側端面６０ｃに設けられた第１冷却層８１と共に、主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることができる。
第１冷却層８１及び第２冷却層８３’の第２層８３－２には、電流の向きに応じて主磁極６０との界面で通電時に吸熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を各々使用することができる。第２冷却層８３’の第１層８３－１には、第２層８３－２との界面で通電時に放熱が起きるようなペルチェ係数を有する材料を使用することができる。
磁気ヘッド１０－９によれば、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長い第１冷却層８１を用い、主磁極６０と第１冷却層８１との界面、及び主磁極６０と第２冷却層８３’の第２層８３－２との界面で通電時に吸熱を起こし、第２層８３－２と第１層８３－１との界面で通電時に放熱を起こすことにより、
主磁極６０と第２冷却層８３’の第２層８３－２との界面と、第２層８３－２と第１層８３－１との界面との温度差によって吸熱と放熱が効果的に行われ、磁気ヘッド１０－８よりもさらに主磁極６０を効率よく冷却することができる。また、第２冷却層８３’を第１冷却層８１と共に主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることにより、主磁極６０をさらに効率よく冷却することができる。
主磁極６０と第２冷却層８３’の第２層８３－２との界面と、第２層８３－２と第１層８３－１との界面との温度差によって吸熱と放熱が効果的に行われ、磁気ヘッド１０－８よりもさらに主磁極６０を効率よく冷却することができる。また、第２冷却層８３’を第１冷却層８１と共に主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることにより、主磁極６０をさらに効率よく冷却することができる。
また、第１冷却層８１の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすると、主磁極６０をさらにまた効率よく冷却することができる。
第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長く、例えばサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１冷却層８１のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるため、個々にパターニングを行う必要がなく低コストとなる。
第１冷却層８１のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長く、例えばサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１冷却層８１のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるため、個々にパターニングを行う必要がなく低コストとなる。
磁気ヘッド１０－１０
図２３は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－７は、第１冷却層８１の代わりに二層構造の第１冷却層８１’が設けられ、第２冷却層８３の代わりに２層の第２冷却層８３’が設けられること以外は、図２０及び図２１に記載の磁気ヘッド１０－３と同様の構成を有する。
図２３は、実施形態に係る磁気ヘッドの他の例をＡＢＳ側から見た図を示す。
図示するように、磁気ヘッド１０－７は、第１冷却層８１の代わりに二層構造の第１冷却層８１’が設けられ、第２冷却層８３の代わりに２層の第２冷却層８３’が設けられること以外は、図２０及び図２１に記載の磁気ヘッド１０－３と同様の構成を有する。
詳細には、磁気ヘッド１０－１０は、主磁極６０と、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとトレーリングシールド６２との間にＡＢＳ４３と面一に配置された積層体９０－４と、先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２冷却層８３’を有している。積層体９０－４は、主磁極６０上に設けられた第１冷却層８１’と、第１冷却層８１’上に設けられた非磁性導電層８８とを有する。非磁性導電層８８は、主磁極６０へ通電する際に電流が集中して磁界を発生し、垂直磁気記録をアシストする。サイドシールド６３は、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの両側に、それぞれサイドギャップＳＧをおいて対向配置されている。
第１冷却層８１’は、第１層８１－１と、第１層８１－１上に積層された第２層８１－２とを有する二層構造である。また、第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向の長さＷＭＰよりも長い。第１層８１－１及び第２層８１－２のうち少なくとも一方の層のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長くすることができる。好ましくは、主磁極６０側の第１層８１－１のトラック幅方向ＴＷの長さを、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長くすることができる。ここでは、例として第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬはサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にしている。また、第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積は、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすることができる。
第２冷却層８３’は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａの側面のうち、トレーリングシールド側端面６０ｃ以外の側面６０ｄ上に設けられた第２層８３－２と、第２層８３－２上に設けられた第１層８３－１とを備えた二層構造になっている。第２冷却層８３’は、主磁極６０のＡＢＳ４３側の先端部６０ａとサイドシールド６３との間に配置されている。また、第２冷却層８３’は、トレーリングシールド側端面６０ｃに設けられた第１冷却層８１’の第１層８１－１と共に、主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることができる。
第１冷却層８１’の第１層８１－１及び第２冷却層８３’の第２層８３－２には、電流の向きに応じて主磁極６０との界面で通電時に吸熱が起こるようなペルチェ係数を有する材料を各々使用することができる。第２冷却層８３’の第１層８３－１には、第２層８３－２との界面で通電時に放熱が起きるようなペルチェ係数を有する材料を使用することができる。
磁気ヘッド１０－１０によれば、トラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬが、主磁極６０のトラック幅方向ＴＷの長さＷＭＰよりも長い第１冷却層８１’を用い、主磁極６０と第１冷却層８１’の第１層８１－１との界面、及び主磁極６０と第２冷却層８３’の第２層８３－２との界面で通電時に吸熱を起こし、第１冷却層８１’の第１層８１－１と第２層８１－２との界面、及び第２冷却層８３’の第２層８３－２と第１層８３－１との界面で通電時に放熱を起こすことにより、吸熱と放熱が効果的に行われ、主磁極６０を効率よく冷却することができる。また、第２冷却層８３’を第１冷却層８１と共に主磁極６０の先端部６０ａの側面を取り囲むように設けることにより、主磁極６０をより効率よく冷却することができる。
また、第１冷却層８１’の通電方向に対し垂直な断面積を、主磁極６０の通電方向に対し垂直な断面積よりも大きくすると、主磁極６０をさらに効率よく冷却することができる。
さらに、第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬをサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１層８１－１、第２層８１－２のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるため、各層毎にパターニングを行う必要がなく低コストとなる。
さらに、第１層８１－１及び第２層８１－２のトラック幅方向ＴＷの長さＷＣＬをサイドシールド６３のトラック幅方向ＴＷの長さＷＳＳと同等にすると、主磁極６０の十分な冷却が可能であり、磁気ヘッドの製造時にサイドシールド６３、第１層８１－１、第２層８１－２のトラック幅方向の長さを合わせて加工することができるため、各層毎にパターニングを行う必要がなく低コストとなる。
以下、実施例を示し、実施形態を具体的に説明する。
実施例１
実施形態かかる磁気ヘッドを以下のようにして作成した。
１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の作成
まず、主としてＦｅＣｏからなる主磁極上に、下記の材料及び厚さを有する層を、それぞれＤＣマグネトロンスパッタ法を用い、１層の第１冷却層としてＣｕＮｉ合金を３ｎｍ形成した。続いて、下地層としてＲｕを２ｎｍ、磁束制御層として、Ｃｕ（第１導電層）を１ｎｍと、ＦｅＣｏ（調整層）を１０ｎｍ、及びＲｕ（第２導電層）を４ｎｍ順に積層した。なお、第１導電層、調整層、及び第２導電層の材料として、例えば図７ないし図９に示す中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃと同様の材料を使用することができる。
実施例１
実施形態かかる磁気ヘッドを以下のようにして作成した。
１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の作成
まず、主としてＦｅＣｏからなる主磁極上に、下記の材料及び厚さを有する層を、それぞれＤＣマグネトロンスパッタ法を用い、１層の第１冷却層としてＣｕＮｉ合金を３ｎｍ形成した。続いて、下地層としてＲｕを２ｎｍ、磁束制御層として、Ｃｕ（第１導電層）を１ｎｍと、ＦｅＣｏ（調整層）を１０ｎｍ、及びＲｕ（第２導電層）を４ｎｍ順に積層した。なお、第１導電層、調整層、及び第２導電層の材料として、例えば図７ないし図９に示す中間層６５ａ、調整層６５ｂ、伝導キャップ層６５ｃと同様の材料を使用することができる。
次に、磁束制御層のストライプ高さ方向のサイズを規定するためのマスク層を形成し、その後、ＩＢＥ（イオンビームエッチング）法で磁束制御層を冷却層が露出するまでエッチングした。磁束制御層周辺部分は絶縁膜のＳｉＯｘを成膜し、その後マスク層を除去した。また、トラック幅方向のサイズを規定するためのマスク層をたて、同様にエッチングし、素子周辺部分は絶縁膜のＳｉＯｘを成膜することにより、磁束制御層を加工した。
次に、第２導電層上に、トレーリングシールドとしてＮｉＦｅを形成した。
その後、ＡＢＳ側の主磁極、第１冷却層、磁束制御層、トレーリングシールド、及び絶縁膜上に、スパッタによりＳｉ下地層をおよそ１ｎｍ成膜した後、Ｓｉ下地層上にＣＶＤ法により、ダイヤモンドライクカーボンを成膜して厚さ１．６ｎｍの保護層を形成した。これにより、図８と同様の構成を有し、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い１層の第１冷却層をもつ磁気ヘッドを得た。
その後、ＡＢＳ側の主磁極、第１冷却層、磁束制御層、トレーリングシールド、及び絶縁膜上に、スパッタによりＳｉ下地層をおよそ１ｎｍ成膜した後、Ｓｉ下地層上にＣＶＤ法により、ダイヤモンドライクカーボンを成膜して厚さ１．６ｎｍの保護層を形成した。これにより、図８と同様の構成を有し、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い１層の第１冷却層をもつ磁気ヘッドを得た。
この磁気ヘッドでは、主磁極と第１冷却層のペルチェ係数がπＭＰ＞π１であることから、トレーリングシールドから磁束制御層を通り、主磁極の方向に電流が流れる場合、界面で吸熱が起きる。
同様にして、１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを複数作製し、磁気ディスク装置１台につき磁気ヘッド１８本、磁気ディスク９枚からなるＨＤＤへと組み込み、磁気ディスク装置を合計で５０台作製した。
同様にして、１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを複数作製し、磁気ディスク装置１台につき磁気ヘッド１８本、磁気ディスク９枚からなるＨＤＤへと組み込み、磁気ディスク装置を合計で５０台作製した。
二層構造の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の作成
１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドの代わりに、第１層のＣｕＮｉ合金を２ｎｍ、第２層のＲｕ ２ｎｍを積層した二層構造の第１冷却層を形成すること以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、図１１と同様の構成を有する、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い二層構造の第１冷却層をもつ磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置を合計で５０台作製した。
この磁気ヘッドでは、主磁極と第１冷却層の界面のペルチェ係数がπＭＰ＞π１およびπ１＜π２であることから、トレーリングシールドから磁束制御層を通り、主磁極の方向に電流が流れる場合、主磁極と第１冷却層の界面で吸熱、第１層と第２層の界面で放熱が起きる。
１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドの代わりに、第１層のＣｕＮｉ合金を２ｎｍ、第２層のＲｕ ２ｎｍを積層した二層構造の第１冷却層を形成すること以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、図１１と同様の構成を有する、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い二層構造の第１冷却層をもつ磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置を合計で５０台作製した。
この磁気ヘッドでは、主磁極と第１冷却層の界面のペルチェ係数がπＭＰ＞π１およびπ１＜π２であることから、トレーリングシールドから磁束制御層を通り、主磁極の方向に電流が流れる場合、主磁極と第１冷却層の界面で吸熱、第１層と第２層の界面で放熱が起きる。
比較例１の磁気ディスクの作成
さらに、比較例１として、第１冷却層を作成しないこと以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、第１冷却層をもたない磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置を合計で５０台作成した。
長時間の通電試験として、得られた磁気ディスク装置を環境温度６５℃下において、トレーリングシールド、磁束制御層、主磁極の方向に３００ｍＶの印加電圧で、磁束制御層の通電を７０００時間持続した。
さらに、比較例１として、第１冷却層を作成しないこと以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、第１冷却層をもたない磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置を合計で５０台作成した。
長時間の通電試験として、得られた磁気ディスク装置を環境温度６５℃下において、トレーリングシールド、磁束制御層、主磁極の方向に３００ｍＶの印加電圧で、磁束制御層の通電を７０００時間持続した。
その結果、通電試験前のビットエラーレート（ＢＥＲ）値（１ビットあたりの誤り率）に対し、７０００時間経過時点でＢＥＲが悪化しているヘッドが複数存在した。
得られたＢＥＲ値を１０×１０－１．７のカットオフ値でＯＫ／ＮＧ判定し、１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた場合、二層構造の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた場合、及び第１冷却層を用いない場合について、ＮＧの台数を数えた。得られた通電試験結果を表１に示す。
得られたＢＥＲ値を１０×１０－１．７のカットオフ値でＯＫ／ＮＧ判定し、１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた場合、二層構造の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた場合、及び第１冷却層を用いない場合について、ＮＧの台数を数えた。得られた通電試験結果を表１に示す。
表中、ＢＥＲ ＮＧは、磁気ディスク装置中のＮＧの台数と全台数を示す。例えば５／５０は、磁気ディスク装置５０台中、ＮＧが５台あったことを示す。
ＮＧとなった磁気ディスク装置を分解、解析してみると、Ｗｒｉｔｅ時間が長くなり、アシスト素子の負荷が高くなったために、磁気ヘッドで多くのＢＥＲ ＮＧが発生していることがわかった。
この結果より、実施形態に係る磁気ヘッドを使用すると、平均的にアシスト記録ヘッドの寿命が延び、一定時間内の記録ヘッドの酸化などの劣化を抑制することができることがわかった。
また、このようなヘッドの酸化抑制効果が得られるのは、第１冷却層による主磁極の効果的な冷却が行われているためと考えられる。
ＮＧとなった磁気ディスク装置を分解、解析してみると、Ｗｒｉｔｅ時間が長くなり、アシスト素子の負荷が高くなったために、磁気ヘッドで多くのＢＥＲ ＮＧが発生していることがわかった。
この結果より、実施形態に係る磁気ヘッドを使用すると、平均的にアシスト記録ヘッドの寿命が延び、一定時間内の記録ヘッドの酸化などの劣化を抑制することができることがわかった。
また、このようなヘッドの酸化抑制効果が得られるのは、第１冷却層による主磁極の効果的な冷却が行われているためと考えられる。
実施例２
１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の作成
１層の第１冷却層上に、磁束制御層の代わりに、Ｃｕからなる非磁性導電層を形成すること以外は実施例１の１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の作成と同様にして、図１３と同様の構成を有し、１層の第１冷却層をもつ磁気ヘッドを得た。
同様にして、１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを複数作製し、磁気ディスク装置１台につき磁気ヘッド１８本、及び磁気ディスク９枚を組み込み、実施例２の１層の第１冷却層を有する磁気ディスク装置を合計で５０台作製した。
この磁気ヘッドでは、実施例１の１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様に、主磁極と第１冷却層の界面のペルチェ係数がＭＰ＞π１であることから、トレーリングシールド、磁束制御層、主磁極の方向に電流が順次流れる場合、主磁極と第１冷却層の界面で吸熱が起きる。
１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の作成
１層の第１冷却層上に、磁束制御層の代わりに、Ｃｕからなる非磁性導電層を形成すること以外は実施例１の１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の作成と同様にして、図１３と同様の構成を有し、１層の第１冷却層をもつ磁気ヘッドを得た。
同様にして、１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを複数作製し、磁気ディスク装置１台につき磁気ヘッド１８本、及び磁気ディスク９枚を組み込み、実施例２の１層の第１冷却層を有する磁気ディスク装置を合計で５０台作製した。
この磁気ヘッドでは、実施例１の１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様に、主磁極と第１冷却層の界面のペルチェ係数がＭＰ＞π１であることから、トレーリングシールド、磁束制御層、主磁極の方向に電流が順次流れる場合、主磁極と第１冷却層の界面で吸熱が起きる。
二層構造の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の作成
１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドの代わりに、第１層のＣｕＮｉ合金を２ｎｍ、第２層のＲｕ２ｎｍを積層した二層構造の第１冷却層を形成すること以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、図１４と同様の構成を有し、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い二層構造の第１冷却層をもつ磁気ディスク装置を合計で５０台作製した。
１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドの代わりに、第１層のＣｕＮｉ合金を２ｎｍ、第２層のＲｕ２ｎｍを積層した二層構造の第１冷却層を形成すること以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、図１４と同様の構成を有し、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い二層構造の第１冷却層をもつ磁気ディスク装置を合計で５０台作製した。
この磁気ヘッドでは、実施例１の二層構造の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様に、主磁極と第１冷却層の界面のペルチェ係数がＭＰ＞π１およびπ１＜π２であることから、トレーリングシールド、磁束制御層、主磁極の方向に電流が順次流れる場合、主磁極と第１冷却層の界面で吸熱、第１層と第２層の界面で放熱が起きる。
比較例２の磁気ディスクの作成
さらに、比較例２として、第１冷却層を作成しないこと以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、第１冷却層をもたない磁気ヘッドを用いた比較例２の磁気ディスク装置を合計で５０台作成した。
実施例１と同様に長時間の通電試験を行ったところ、下記表２に示す通電試験結果が得られた。
さらに、比較例２として、第１冷却層を作成しないこと以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、第１冷却層をもたない磁気ヘッドを用いた比較例２の磁気ディスク装置を合計で５０台作成した。
実施例１と同様に長時間の通電試験を行ったところ、下記表２に示す通電試験結果が得られた。
表中、ＢＥＲ ＮＧは、磁気ディスク装置中のＮＧの台数と全台数を示す。
ＮＧとなった磁気ディスク装置を分解、解析してみると、Ｗｒｉｔｅ時間が長くなり、アシスト素子の負荷が高くなったために、磁気ヘッドで多くのＢＥＲ ＮＧが発生していることがわかった。
表２に示すように、このように、第１冷却層を含ませることで、図１１のような構成のアシスト記録ヘッドにおいても、ヘッドの酸化抑制効果が見られることが判った。
また、このようなヘッドの酸化抑制効果が得られるのは、第１冷却層による主磁極の効果的な冷却が行われているためと考えられる。
ＮＧとなった磁気ディスク装置を分解、解析してみると、Ｗｒｉｔｅ時間が長くなり、アシスト素子の負荷が高くなったために、磁気ヘッドで多くのＢＥＲ ＮＧが発生していることがわかった。
表２に示すように、このように、第１冷却層を含ませることで、図１１のような構成のアシスト記録ヘッドにおいても、ヘッドの酸化抑制効果が見られることが判った。
また、このようなヘッドの酸化抑制効果が得られるのは、第１冷却層による主磁極の効果的な冷却が行われているためと考えられる。
実施例３
１層の第１および第２冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の作成
ＡｌＯｘのサイドシールドを形成した後、主磁極をめっきによって作成する際、まず第２冷却層として、ＮｉＣｕを５ｎｍ（第１層）形成し、その後で主磁極を形成した。
その後、実施例１と同様にして、主磁極上に、１層の第１冷却層と、第１導電層、調整層、及び第２導電層を有する磁束制御層を作成し、トレーリングシールドとしてＮｉＦｅを形成した。
１層の第１および第２冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の作成
ＡｌＯｘのサイドシールドを形成した後、主磁極をめっきによって作成する際、まず第２冷却層として、ＮｉＣｕを５ｎｍ（第１層）形成し、その後で主磁極を形成した。
その後、実施例１と同様にして、主磁極上に、１層の第１冷却層と、第１導電層、調整層、及び第２導電層を有する磁束制御層を作成し、トレーリングシールドとしてＮｉＦｅを形成した。
その後、ＡＢＳ側の第２冷却層、主磁極、第１冷却層、磁束制御層、トレーリングシールド、及び絶縁膜上に、スパッタによりＳｉ下地層をおよそ１ｎｍ成膜した後、Ｓｉ下地層上にＣＶＤ法により、ダイヤモンドライクカーボンを成膜して厚さ１．６ｎｍの保護層を形成する。これにより、図１８と同様の構成を有し、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い１層の第１冷却層、及び１層の第２冷却層をもつ磁気ヘッドを得た。
同様にして、磁気ヘッドを複数作製し、磁気ディスク装置１台につき磁気ヘッド１８本、及び磁気ディスク９枚を組み込み、合計で５０台の磁気ディスク装置を作製した。
この磁気ヘッドでは、主磁極と第１冷却層および第２冷却層の界面のペルチェ係数がＭＰ＞π１であることから、トレーリングシールド、磁束制御層、主磁極の方向に電流が順次流れる場合、主磁極と第１冷却層、主磁極と第２冷却層の界面で吸熱が起きる。
同様にして、磁気ヘッドを複数作製し、磁気ディスク装置１台につき磁気ヘッド１８本、及び磁気ディスク９枚を組み込み、合計で５０台の磁気ディスク装置を作製した。
この磁気ヘッドでは、主磁極と第１冷却層および第２冷却層の界面のペルチェ係数がＭＰ＞π１であることから、トレーリングシールド、磁束制御層、主磁極の方向に電流が順次流れる場合、主磁極と第１冷却層、主磁極と第２冷却層の界面で吸熱が起きる。
二層構造の第１および第２冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置の作成
１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドの代わりに、第１層のＣｕＮｉ合金を２ｎｍ、第２層のＲｕ２ｎｍを積層した二層構造の第１冷却層を形成すること以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、図１９と同様の構成を有する、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い二層構造の第１冷却層をもつ磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置を合計で５０台作製した。
この磁気ヘッドでは、主磁極と第１冷却層の界面のペルチェ係数がＭＰ＞π１およびπ１＜π２であることから、トレーリングシールド、磁束制御層、主磁極の方向に電流が順次流れる場合、主磁極と第１冷却層および主磁極と第２冷却層の界面で吸熱、第１冷却層・第２冷却層の第１層と第２層の界面で放熱が起きる。
１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドの代わりに、第１層のＣｕＮｉ合金を２ｎｍ、第２層のＲｕ２ｎｍを積層した二層構造の第１冷却層を形成すること以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、図１９と同様の構成を有する、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い二層構造の第１冷却層をもつ磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置を合計で５０台作製した。
この磁気ヘッドでは、主磁極と第１冷却層の界面のペルチェ係数がＭＰ＞π１およびπ１＜π２であることから、トレーリングシールド、磁束制御層、主磁極の方向に電流が順次流れる場合、主磁極と第１冷却層および主磁極と第２冷却層の界面で吸熱、第１冷却層・第２冷却層の第１層と第２層の界面で放熱が起きる。
比較例３の磁気ディスクの作成
さらに、比較例３として、第１冷却層を作成しないこと以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、第１冷却層をもたない磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置を合計で５０台作成した。
実施例１と同様に長時間の通電試験を行ったところ、下記表３に示す通電試験結果が得られた。
さらに、比較例３として、第１冷却層を作成しないこと以外は１層の第１冷却層を有する磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置と同様にして、第１冷却層をもたない磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置を合計で５０台作成した。
実施例１と同様に長時間の通電試験を行ったところ、下記表３に示す通電試験結果が得られた。
表中、ＢＥＲ ＮＧは、磁気ディスク装置中のＮＧの台数と全台数を示す。
ＮＧとなった磁気ディスク装置を分解、解析してみると、Ｗｒｉｔｅ時間が長くなり、アシスト素子の負荷が高くなったために、磁気ヘッドで多くのＢＥＲ ＮＧが発生していることがわかった。
このように、第２冷却層をさらに形成したアシスト記録ヘッドにおいても、十分なヘッドの酸化抑制効果が見られることが判った。
また、このようなヘッドの酸化抑制効果が得られるのは、第１冷却層及び第２冷却層による主磁極の効果的な冷却が行われているためと考えられる。
ＮＧとなった磁気ディスク装置を分解、解析してみると、Ｗｒｉｔｅ時間が長くなり、アシスト素子の負荷が高くなったために、磁気ヘッドで多くのＢＥＲ ＮＧが発生していることがわかった。
このように、第２冷却層をさらに形成したアシスト記録ヘッドにおいても、十分なヘッドの酸化抑制効果が見られることが判った。
また、このようなヘッドの酸化抑制効果が得られるのは、第１冷却層及び第２冷却層による主磁極の効果的な冷却が行われているためと考えられる。
さらに他の実施形態によれば、磁気ヘッドは、磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
主磁極とライトギャップを置いて設けられ、主磁極とともに磁気回路を構成する補助磁極と、
主磁極と補助磁極との間に設けられ、主磁極から補助磁極へ通電可能な積層体とを含む磁気ヘッドであって、
積層体は、主磁極の補助磁極と対向する表面上に順に設けられた、第１層と、第１導電層とを含み、
第１層は、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い。
第１層は、導電性を有することができる。
第１層は、熱伝導性を有することができる。
第１層は、主磁極を冷却する作用を有することができる。
主磁極とライトギャップを置いて設けられ、主磁極とともに磁気回路を構成する補助磁極と、
主磁極と補助磁極との間に設けられ、主磁極から補助磁極へ通電可能な積層体とを含む磁気ヘッドであって、
積層体は、主磁極の補助磁極と対向する表面上に順に設けられた、第１層と、第１導電層とを含み、
第１層は、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い。
第１層は、導電性を有することができる。
第１層は、熱伝導性を有することができる。
第１層は、主磁極を冷却する作用を有することができる。
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。
１０、１０－１、１０－２、１０－３、１０－４、１０－５、１０－６、１０－７、１０－９、１０－１０…磁気ヘッド、６０…主磁極、６２…補助磁極、６５…アシスト素子、８１、８１’…第１冷却層、８３、８３’…第２冷却層、８８…非磁性導電層、９１…第１導電層、１００…磁気記録再生装置、ＷＧ…ライトギャップ
Claims (12)
- 磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
前記主磁極とライトギャップを置いて設けられ、前記主磁極とともに磁気回路を構成する補助磁極と、
前記主磁極と前記補助磁極との間に設けられ、前記主磁極から補助磁極へ通電可能な積層体とを含む磁気ヘッドであって、
前記積層体は、前記主磁極の前記補助磁極と対向する表面上に順に設けられた、第１冷却層と、第１導電層とを含み、
前記第１冷却層は、通電時にペルチェ効果により前記主磁極を冷却し、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い磁気ヘッド。 - 前記第１導電層は、アシスト素子である請求項１に記載の磁気ヘッド。
- 前記アシスト素子は、非磁性導電層である請求項２に記載の磁気ヘッド。
- 第１冷却層は、アルミニウム、クロム、銅、イリジウム、マンガン、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、ルテニウム、ケイ素、タンタル、タングステン、または亜鉛を含む請求項１に記載の磁気ヘッド。
- 非磁性導電層は、アルミニウム、クロム、銅、イリジウム、モリブデン、ニッケル、パラジウム、白金、ルテニウム、ケイ素、タンタル、またはタングステンを含む請求項３に記載の磁気ヘッド。
- 前記アシスト素子は磁束制御層である請求項２に記載の磁気ヘッド。
- 前記主磁極の先端部の側面上に第２冷却層をさらに含む請求項１に記載の磁気ヘッド。
- 前記第１冷却層は前記主磁極とは異なる組成を有する導電体であり、前記主磁極のペルチェ係数をπＭＰ、前記第１冷却層のペルチェ係数をπ１とするとき、通電方向が前記補助磁極、前記第１冷却層、及び前記主磁極の順である場合は、πＭＰ＞π１であり、通電方向が前記主磁極、前記第１冷却層、及び前記補助磁極の順である場合は、πＭＰ＜π１である請求項１に記載の磁気ヘッド。
- 前記第１冷却層は２層以上の積層体であり、前記主磁極側に近い方から第１層、第２層、…第ｘ層とし、前記主磁極のペルチェ係数をπＭＰ、前記第１冷却層の各層のペルチェ係数をπ１、π２、…πｘとするとき、通電方向が前記補助磁極、前記第１冷却層、及び前記主磁極の順である場合は、πＭＰ＞π１かつπｘ－１＜πｘであり、通電方向が前記主磁極、前記第１冷却層、及び前記補助磁極の順である場合、πＭＰ＜π１かつπｘ－１＞πｘである請求項１に記載の磁気ヘッド。
- 前記第１冷却層は、通電方向に対し垂直な断面積が、通電方向に対し垂直な前記主磁極の断面積よりも大きい請求項１に記載の磁気ヘッド。
- 磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
前記主磁極とライトギャップを置いて設けられ、前記主磁極とともに磁気回路を構成する補助磁極と、
前記主磁極と前記補助磁極との間に設けられ、前記主磁極から補助磁極へ通電可能な積層体とを含む磁気ヘッドであって、
前記積層体は、前記主磁極の前記補助磁極と対向する表面上に順に設けられた、第１層と、第１導電層とを含み、
前記第１層は、トラック幅方向の長さが、主磁極のトラック幅方向の長さよりも長い磁気ヘッド。 - 請求項１から１１のいずれか１項に記載の磁気ヘッドを備える磁気記録再生装置。
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