JP3565509B2

JP3565509B2 - 磁気記録再生装置

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Publication number: JP3565509B2
Application number: JP2001350771A
Authority: JP
Inventors: 幸司島沢; 建治竹尾; 幸一照沼
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2021-11-15
Also published as: JP2003151110A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク（ＨＤＤ）の高密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗効果素子（以下読み取り素子と称する）を有する読み取り素子と、書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【０００３】
読み取り素子の特性としては、バルクハウゼンノイズが小さいことが要求される。バルクハウゼンノイズを低減する手段としては、読み取り素子に対して縦方向にバイアス磁界を印加することが行われている。読み取り素子に対する縦バイアス磁界の印加は、例えば、読み取り素子の両側に、永久磁石や、強磁性層と反強磁性層との積層体等によって構成されたバイアス磁界印加層を配置することによって行われる。
【０００４】
ところで、例えば特開平１１ー３１３１３号公報に記載されているように、読み取り素子の両側にバイアス磁界印加層を配置すると、読み取り素子においてバイアス磁界印加層に隣接する端部近傍に、バイアス磁界印加層からの磁界によって磁化の方向が固定されて、信号磁界を感知することができない領域（以下不感領域と称する）が生じることが知られている。
【０００５】
そのため、電極層を読み取り素子に重ならないように配置した場合には、センス電流が不感領域を通過するために、読み取り素子の出力が低下するという問題があった。
【０００６】
この問題を解決するために、特開平８−４５０３７号公報、特開平９−２８２６１８号公報、特開平１１−３１３１３号公報、特開２０００−７６６２９号公報等に示されているように、電極層を、読み取り素子を構成する磁気抵抗効果膜（以下ＭＲ膜と称する）に部分的に重なる（以下、オーバーラップと称する）ように配置することが行われている。ＭＲ膜としては、スピンバルブ膜（以下ＳＶ膜と称する）が用いられる。
【０００７】
しかしながら、電極層をＳＶ膜上にオーバーラップさせた場合、オーバーラップした部分のＳＶ膜にはセンス電流が流れないので、直接的に出力に寄与することはないが、メディアからの記録磁界を吸収し、トラック中央部の高感度領域まで記録磁界を伝達し、実効トラック幅を広げてしまい、トラック端部の読みにじみという問題点を生じる。読みにじみは、ＳＥＭ等により光学的に測長された光学トラック幅と実効トラック幅との差と定義されている。
【０００８】
このような問題を解決する手段として、特開平１１一１７５９２８号公報は、電極層の一部に軟磁性膜を配置することにより、トラック端部の読みにじみを低減する構造を開示している。
【０００９】
特開平１１−１７５９２８号公報に記載された技術は、読みにじみ低減に有効なものであるが、これを実際に、磁気ディスク装置等の磁気記録再生装置に用いた場合、磁気ディスクと薄膜磁気ヘッドとの間に生じる磁気スペースの大小により、読みにじみが変化する。特開平１１−１７５９２８号公報には、この点についての開示ない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、磁気スペースの関与による読みにじみを最小化し得る磁気記録再生装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る磁気記録再生装置は、磁気ヘッド装置と、磁気記録媒体とを含む。前記磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッドと、ヘッド支持装置とを含む。前記薄膜磁気ヘッドは、スライダと、読み取り素子とを含む。前記読み取り素子は、ＳＶ膜と、磁区制御膜と、電極層とを含み、前記スライダに備えられている。
【００１２】
前記ＳＶ膜は、最外側にフリー層を配置してある。前記磁区制御膜は、前記ＳＶ膜の前記フリー層に縦バイアス磁界を印加する。
【００１３】
前記電極層は、非磁性層と、軟磁性層とを含み、前記ＳＶ膜の縦方向の両端部に接続されている。前記非磁性層は、一面が、前記ＳＶ膜の前記フリー層に隣接する。前記軟磁性層は、一面が前記非磁性層の他面に隣接しており、
前記ヘッド支持装置は、前記薄膜磁気ヘッドを支持する。前記磁気記録媒体は、前記磁気ヘッド装置と協働して磁気記録再生を行う。
【００１４】
上記構成において、前記フリー層と前記軟磁性層との間の間隔をｄ１とし、前記磁気記録媒体と前記読み取り素子との間の磁気スペースをｇ１としたとき、
ｇ１≧ｄ１
を満たすようにする。
【００１５】
上述したように、本発明に係る磁気記録再生装置は、磁気ヘッド装置と、磁気記録媒体とを含んでおり、磁気記録媒体と磁気ヘッド装置との協働により磁気記録再生を行う磁気記録再生装置が得られる。
【００１６】
磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッドと、ヘッド支持装置とを含み、ヘッド支持装置は薄膜磁気ヘッドを支持する。薄膜磁気ヘッドはスライダを有する。この構造によれば、磁気記録媒体を高速回転させ、この磁気記録媒体と、ヘッド支持装置によって支持された薄膜磁気ヘッドのスライダとの間に、空気ベアリングを生じさせて、磁気記録再生を行う浮上型磁気記録再生装置が得られる。
【００１７】
薄膜磁気ヘッドは読み取り素子を含んでおり、読み取り素子はスライダに備えられているから、空気ベアリングによって生じる磁気スペースを介して、磁気記録媒体の磁気録を読み取ることになる。
【００１８】
読み取り素子は、ＳＶ膜と、磁区制御膜とを含む。ＳＶ膜は、フリー層を有しており、磁区制御膜はＳＶ膜のフリー層に縦バイアス磁界を印加する。上記構造によれば、ＳＶ膜のバルクハウゼンノイズを抑制することができる。このため、高出力及び高安定度を確保し得る。
【００１９】
読み取り素子は電極層を有しており、電極層はＳＶ膜の縦方向の両端部に接続されている。従って、電極層を介して、ＳＶ膜にセンス電流を供給し、磁気記録媒体からの信号磁界を検出することができる。ＳＶ膜に信号磁界が印加された場合、フリー層の磁化方向が信号磁界の強さに応じて回転する。ＳＶ膜の抵抗値は、ピンド層の磁化方向に対するフリー層の磁化方向の角度によって定まる。ＳＶ膜の抵抗値は、フリー層の磁化方向がピンド層の磁化方向に対して、逆方向のときに最大となり、同一の方向のときに最小になる。それに対応して、センス電流の大きさが変化するので、このセンス電流から、信号磁界を検出することができる。
【００２０】
電極層は非磁性層を含み、非磁性層は一面がフリー層の膜面に隣接しているから、電極層は、少なくとも、非磁性層を介して、ＳＶ膜にオーバラップする。このオーバラップにより、ＳＶ膜の端部近傍に、不感領域が生じるのを回避することができる。
【００２１】
また、電極層は軟磁性層を含んでいるから、ＳＶ膜の外部に漏れる信号磁界を、軟磁性層によって吸収し、実効トラック幅の拡大を防ぎ、トラック端部の読みにじみの発生を抑制することができる。
【００２２】
しかも、電極層は軟磁性層を含み、軟磁性層は一面が非磁性層の他面に隣接している。即ち、軟磁性層は非磁性層によりＳＶ膜から磁気的に分離されている。従って、磁区制御膜のバイアス磁界が軟磁性層に吸収されることがない。このため、バイアス磁界を、ＳＶ膜に高効率で印加し、高出力及び高安定度の読み取り素子を得ることができる。
【００２３】
上記構成において、フリー層と軟磁性層との間の間隔をｄ１とし、磁気記録媒体と読み取り素子との間の磁気スペースをｇ１としたとき、
ｇ１≧ｄ１
を満たすようにする。こうすることにより、磁気スペースの関連する読みにじみを最小化し得る。
【００２４】
読み取り素子に関する限り、上記とは別の態様を採ることもできる。この別の態様に係る読み取り素子は、ＳＶ膜と、反強磁性層と、電極層とを含む。前記反強磁性層は、一面がＳＶ膜のフリー層と部分的に重なり、重なり部分で交換結合を生じ、前記交換結合による縦バイアス磁界を前記フリー層に印加するものとする。
【００２５】
前記電極層は、軟磁性層を含み、前記ＳＶ膜の縦方向の両端部に接続される。前記軟磁性層は、一面が前記反強磁性層の他面に隣接する。
【００２６】
上記構成において、前記フリー層と前記軟磁性層との間の間隔をｄ１とし、前記磁気記録媒体と前記読み取り素子との間の磁気スペースをｇ１としたとき、
ｇ１≧ｄ１
を満たす。
【００２７】
この態様に係る読み取り素子は、反強磁性層を含んでおり、反強磁性層は、一面がＳＶ膜の強磁性層の一面と、部分的に重なり、重なり部分で交換結合を生じ、ＳＶ膜に対して交換結合によるバイアス磁界を印加する。上記構造によれば、交換結合による磁界を利用して、ＳＶ膜のバルクハウゼンノイズを抑制することができる。このため、高出力及び高安定度を確保し得る。
【００２８】
また、電極層は軟磁性層を含む。この軟磁性層は一面が反強磁性層の他面に隣接しているから、反強磁性層を介して、ＳＶ膜にオーバラップする。このオーバラップにより、バイアス磁界印加層となる反強磁性層と隣接する端部近傍に、不感領域が生じるのを回避することができる。
【００２９】
また、電極層は軟磁性層を含んでいるから、軟磁性層をシールドとし動作させ、実効トラック幅の拡大を防ぎ、トラック端部の読みにじみの発生を抑制することができる。
【００３０】
しかも、ＳＶ膜に対するバイアス磁界の印加は、ＳＶ膜のフリー層と交換結合する反強磁性層による。交換結合によるバイアス磁界は、電極層の一部に用いられている軟磁性層に吸収されることがない。このため、バイアス磁界を、ＳＶ膜に高効率で印加し、高出力及び高安定度の読み取り素子を得ることができる。
【００３１】
上記構成において、フリー層と軟磁性層との間の間隔をｄ１とし、磁気記録媒体と読み取り素子との間の磁気スペースをｇ１としたとき、
ｇ１≧ｄ１
を満たすようにする。こうすることにより、磁気スペースの関与する読みにじみを最小化し得る。
【００３２】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照して、更に詳しく説明する。図面は、単なる実施例を示すに過ぎない。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る磁気記録再生装置の平面図、図２は磁気ヘッド装置と磁気ディスクとの相対関係を拡大して示す図、図３は図２に図示された磁気ヘッド装置を底面側から見た図である。図示された磁気記録再生装置は、磁気ヘッド装置６と、磁気ディスク７とを含む。磁気ヘッド装置６は、ヘッド支持装置５の一端が位置決め装置８によって支持され、かつ、駆動される。磁気ヘッド装置の薄膜磁気ヘッド４は、ヘッド支持装置５によって支持され、磁気ディスク７の磁気記録面と対向するように配置される。
【００３４】
図示しない駆動装置により、磁気ディスク７が、矢印Ａ１の方向に回転駆動されると、薄膜磁気ヘッド４が、磁気スペースｇ１（図２参照）を保って、磁気ディスク７の面から浮上する。ヘッド支持装置５の先端部に取り付けられた薄膜磁気ヘッド４は、磁気ディスク７の径方向ｂ１またはｂ２に駆動される。そして、ヘッド支持装置５を回転駆動する位置決め装置８により、薄膜磁気ヘッド４が、磁気ディスク７上の所定のトラック位置に位置決めされ、磁気記録の読み出し、及び書き込みが行われる。
【００３５】
磁気ヘッド装置６は、図２及び図３に拡大して示すように、薄膜磁気ヘッド４と、ヘッド支持装置５とを含んでいる。図示されたヘッド支持装置５は、金属薄板でなる支持体５３の縦方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体５１を取付け、この可撓体５１の下面に薄膜磁気ヘッド４を取付けた構造となっている。
【００３６】
可撓体５１は、支持体５３の縦方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部５５、５６と、支持体５３から離れた端において外側枠部５５、５６を連結する横枠５４と、横枠５４の略中央部から外側枠部５５、５６に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片５２とを有する。
【００３７】
舌状片５２のほぼ中央部には、支持体５３から隆起した、例えば半球状の荷重用突起５７が設けられている。この荷重用突起５７により、支持体５３の自由端から舌状片５２へ荷重力が伝えられる。
【００３８】
舌状片５２の下面には、薄膜磁気ヘッド４を、接着等の手段によって取付けてある。薄膜磁気ヘッド４は、空気流出端側が横枠５４の方向になるように、舌状片５２に取付けられている。本発明に適用可能なヘッド支持装置５は、上記実施例に限らない。
【００３９】
図４は図２及び図３に図示された薄膜磁気ヘッドの斜視図、図５は図４に示した薄膜磁気ヘッド、及び、薄膜磁気ヘッドと磁気ディスクとの相対関係を示す拡大断面図である。図において、寸法は部分的に誇張されており、実際の寸法とは異なる。図示された薄膜磁気ヘッドは、スライダ１と、書き込み素子となる電磁変換素子２と、読み取り素子３とを含む。
【００４０】
スライダ１は、媒体対向面側にレール１１、１２を有し、レールの表面が空気ベアリング面（以下ＡＢＳと称する）１３、１４として利用される。レール１１、１２は２本に限らない。１〜３本のレールを有することがあり、レールを持たない平面となることもある。また、浮上特性改善等のために、媒体対向面に種々の幾何学的形状が付されることもある。何れのタイプのスライダ１であっても、本発明の適用が可能である。
【００４１】
また、スライダ１は、レール１１、１２の表面に、例えば３〜８ｎｍ程度の層厚を有するＤＬＣ等の保護層１００を備えることもあり、このような場合は保護層１００の表面がＡＢＳ１３、１４となる。スライダ１はＡｌ_２Ｏ_３ーＴｉＣ等でなる基体１５の表面にＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２等の無機絶縁層１６を設けたセラミック構造体である。
【００４２】
電磁変換素子２は誘導型磁気変換素子である。電磁変換素子２及び読み取り素子３は、レール１１、１２の一方または両者の空気流出端（トレーリング．エッジ）ＴＲの側に備えられている。電磁変換素子２及び読み取り素子３は、スライダ１に備えられ、電磁変換のための端部がＡＢＳ１３、１４と近接した位置にある。空気流出端ＴＲの側にある側面には、電磁変換素子２に接続された取り出し電極２７、２８及び読み取り素子３に接続された取り出し電極２９、３０がそれぞれ設けられている。
【００４３】
電磁変換素子２は、読み取り素子３に対する第２のシールド層を兼ねている第１の磁性層２１、第２の磁性層２２、コイル層２３、アルミナ等でなるギャップ層２４、絶縁層２５及び保護層２６などを有している。第２のシールド層は、第１の磁性層２１から独立して備えられていてもよい。
【００４４】
第１の磁性層２１及び第２の磁性層２２の先端部は微小厚みのギャップ層２４を隔てて対向するポール端となっており、ポール端において書き込みを行なう。第１及び第２の磁性層２１、２２は、２層以上の多層構造であってもよい。第１及び第２の磁性層２１、２２の複層化は、例えば、特性改善を目的として行われることがある。ポール端の構造に関しても、トラック幅の狭小化、記録能力の向上等の観点から、種々の改良、及び、提案がなされている。本発明においては、これまで提案された何れのポール構造も採用できる。ギャップ層２４は非磁性金属層またはアルミナ等の無機絶縁層によって構成される。
【００４５】
第２の磁性層２２は、更に、第１の磁性層２１との間にインナーギャップを保って、ＡＢＳ１３、１４の後方に延び、後方結合部において第２の磁性層２２に結合されている。これにより、第１の磁性層２１、第２の磁性層２２及びギャップ層２４を巡る薄膜磁気回路が完結する。
【００４６】
コイル層２３は、第１及び第２の磁性層２１、２２の間に挟まれ、後方結合部の周りを渦巻き状に回る。コイル層２３の両端は、取り出し電極２７、２８（図４参照）に導通されている。コイル層２３の巻数および層数は任意である。
【００４７】
絶縁層２５は、有機絶縁樹脂層またはセラミック層で構成する。セラミック層の代表例は、Ａｌ_２Ｏ_３層またはＳｉＯ_２層である。絶縁層２５の内部にはコイル層２３が埋設されている。絶縁層２５は第１及び第２の磁性層２１、２２の間のインナーギャップの内部に充填されている。絶縁層２５の表面には第２の磁性層２２が備えられている。保護層２６は、電磁変換素子２の全体を覆っている。保護層２６はＡｌ_２Ｏ_３またはＳｉＯ_２等の無機絶縁材料で構成されている。
【００４８】
磁気記録媒体７は、基体７１の表面に磁性層７２を有し、磁性層７２の表面に潤滑層７３を有する構造となっている。前述した磁気スペースｇ１は、磁気記録媒体７の磁性層７２の表面と、読み取り素子３の端面が位置するスライダ表面との間の距離である。
【００４９】
図６は読み取り素子３の部分をＡＢＳ側からみた拡大図である。図６を参照すると、読み取り素子３の付近には、第１のシールド層３１と、絶縁層３２と、絶縁層３３と、第２のシールド層２１とが備えられている。第１のシールド層３１はパーマロイ等によって構成される。読み取り素子３は、第１のシールド層３１及び第２のシールド層２１の間に配置されている。読み取り素子３は、端面が、スライダ基体と保護膜１００との接触界面に臨んでいる。
【００５０】
読み取り素子３は、ＭＲ膜３００と、磁区制御膜３７、３８と、電極層３５、３６と、非磁性層３５１、３６１とを含んでいる。ＭＲ膜３００はＳＶ膜によって構成されている。図示されたＳＶ膜は、フリー層（強磁性層）３０１、非磁性層３０２、ピンド層（強磁性層）３０３及び反強磁性層３０４を順次積層して構成される。上記構造により、反強磁性層３０４と接したピンド層３０３が一定方向に磁化された状態になる。
【００５１】
上述したＳＶ膜を有するＭＲ膜３００において、磁気記録媒体７からの信号磁界が印加された場合、フリー層３０１の磁化方向が信号磁界の強さに応じて回転する。ＳＶ膜の抵抗値は、ピンド層３０３の磁化方向に対するフリー層３０１の磁化方向の角度によって定まる。ＳＶ膜の抵抗値は、フリー層３０１の磁化方向がピンド層３０３の磁化方向に対して、逆方向のときに最大となり、同一の方向のときに最小になる。それに対応して、ＭＲ膜３００内を縦方向に流れるセンス電流Ｉｓの大きさが変化するので、このセンス電流Ｉｓから、信号磁界を検出することができる。
【００５２】
磁区制御膜３７、３８は、ＭＲ膜３００の縦方向の両端部に備えられており、ＭＲ膜３００のフリー層３０１に対して、縦方向バイアスを加える。図示実施例の磁区制御膜３７、３８は、ハードマグネットであり、周知の材料、組成によって構成することができる。
【００５３】
電極層３５、３６のそれぞれは、ＭＲ膜３００の相対する縦方向の両端部に接続されている。電極層３５、３６は、ＭＲ膜３００にセンス電流Ｉｓを供給するものであって、非磁性層３５１、３６１と、軟磁性層３５２、３６２とを含む。電極層３５、３６のそれぞれは、ＭＲ膜３００の縦方向の両端において、オーバラップする。
【００５４】
非磁性層３５１、３６１は、ＭＲ膜３００のフリー層３０１の一部及び磁区制御膜３７、３８を覆っている。より詳しくは、非磁性層３５１、３６１は磁区制御膜３７、３８の表面を覆うとともに、先端がフリー層３０１に部分的にオーバラップする。非磁性層３５１、３６１は、例えば、Ａｕ等によって構成される。
【００５５】
軟磁性層３５２、３６２は、非磁性層３５１、３６１の上に積層されている。軟磁性層３５２、３６２を構成する軟磁性材料としては、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ等を用いることができる。
【００５６】
上述した構造によれば、軟磁性層３５２、３６２と、フリー層３０１との間には、非磁性層３５１、３６１の層厚ｄ１に対応した間隔が生じる。
【００５７】
上述したように、本発明に係る読み取り素子は、ＭＲ膜３００と、磁区制御膜３７、３８を含む。ＭＲ膜３００は外側にフリー層（強磁性層）３０１を有する。磁区制御膜３７、３８は、ＭＲ膜３００のフリー層（強磁性層）３０１に対して、縦バイアス磁界を印加する。従って、ＭＲ膜３００のフリー層３０１のバルクハウゼンノイズを抑制し、高出力及び高安定度を確保し得る。
【００５８】
しかも、電極層３５、３６はＭＲ膜３００にオーバラップする。このオーバラップにより、ＭＲ膜３００において、磁区制御膜３７、３８に隣接する端部近傍に、不感領域が生じるのを回避することができる。
【００５９】
また、電極層３５、３６は軟磁性層３５２、３６２を含むから、磁気記録媒体７から印加される信号磁界を、軟磁性層３５２、３６２によって吸収し得る。従って、実効トラック幅の拡大を防ぎ、トラック端部の読みにじみの発生を抑制することができる。
【００６０】
更に、軟磁性層３５２、３６２と磁区制御膜３７、３８との間に非磁性層３５１、３６１が介在しているので、磁区制御膜３７、３８から軟磁性層３５２、３６２へのバイアス磁界の漏れを抑制し、バイアス磁界を、フリー層３０１に対して効率よく印加することができる。
【００６１】
上記構成において、フリー層３０１と軟磁性層３５２、３６２との間に介在する非磁性層３５１、３６１の層厚、即ち、間隔ｄ１と、磁気記録媒体７と読み取り素子３との間の磁気スペースｇ１について、
ｇ１≧ｄ１
を満たすようにする。こうすることにより、磁気スペースｇ１の関与による読みにじみを最小化し得る。
【００６２】
図７は、間隔ｄ１（ｎｍ）をパラメータとした磁気スペースｇ１（ｎｍ）と、読みにじみとの関係を示す実測データを、グラフ化して示す図である。図において、◇点はｄ１＝１０ｎｍのときのデータ、□点はｄ１＝２０ｎｍのときのデータ、▲点はｄ１＝３０ｎｍのときのデータをそれぞれ示している。
【００６３】
図示するように、磁気スペースｇ１を小さくすれば、読みにじみが小さくなる。その理由は、磁気記録媒体７から生じる信号磁界の拡がりが小さい領域で、信号磁界を読み取り素子３によって検出できるからである。他方、磁気スペースｇ１が小さくなると、非磁性層３５１、３６１の厚み、即ち、間隔ｄ１による読みにじみの影響が無視できなくなる。従って、磁気スペースｇ１に対する間隔ｄ１の適切な選定が必要になる。
【００６４】
図７を参照すると、間隔ｄ１＝３０ｎｍの場合、磁気スペースｇ１が３０ｎｍを超える領域では、読みにじみは、磁気スペースｇ１の低下とともにほぼ直線的に小さくなる。ところが、磁気スペースｇ１が３０ｎｍよりも小さくなる領域では、それまで、磁気スペースｇ１の低下とともにほぼ直線的に小さくなっていた読みにじみが、磁気スペースｇ１＝３０ｎｍの付近を境界にして、それより小さくなる領域で、その低下が鈍り始める。
【００６５】
間隔ｄ１＝２０ｎｍの場合、磁気スペースｇ１が２０ｎｍを超える領域では、読みにじみは、磁気スペースｇ１の低下とともにほぼ直線的に小さくなるが、磁気スペースｄ１が２０ｎｍよりも小さくなると、読みにじみの低下が鈍る。
【００６６】
間隔ｄ１＝１０ｎｍの場合も、磁気スペースｇ１が１０ｎｍを超える領域では、読みにじみは、磁気スペースｇ１の低下とともにほぼ直線的に小さくなるが、磁気スペースｄ１が１０ｎｍよりも小さくなると、読みにじみの低下が鈍り始めることが、図７のグラフから予測できる。
【００６７】
従って、磁気スペースｇ１の低下による読みにじみ縮小の効果を確保するためには、非磁性層３５１、３６１の厚み、即ち、間隔ｄ１を、設計された磁気スペースｇ１以下になるように選定する。
【００６８】
図８は本発明に係る磁気記録再生装置に適用可能な読み取り素子の他の例を示す図である。図において、図７に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。図示されたＭＲ素子は、反強磁性層４１、４２を含んでいる。
【００６９】
反強磁性層４１、４２は、一面がＭＲ膜３００のフリー層３０１の一面と、部分的に重なり、重なり部分で交換結合を生じ、交換結合により、ＭＲ膜３００のフリー層３０１に縦方向バイアス磁界を加える。図示実施例において、反強磁性層４１、４２は、ＭＲ膜３００のフリー層３０１の一面の面内に備えられている。反強磁性層４１、４２は周知の材料、組成によって構成することができる。具体的には、ＦｅＭｎ、ＭｎＩｒ、ＮｉＭｎ、ＣｒＭｎＰｔ等を挙げることができる。
【００７０】
電極層３５、３６を構成する軟磁性層３５２、３６２は、反強磁性層４１、４２の上に積層され、非磁性層３５１、３６１は軟磁性層３５２、３６２の上に積層されている。非磁性層３５１、３６１はＡｕ等によって構成される。
【００７１】
図示されたＭＲ素子は、更に、補助層４３、４４を含んでいる。補助層４３、４４は、図６の磁区制御膜３７、３８の位置にあって、ＭＲ膜３００の両端部の側部に配置され、電極層３５、３６を支持する。補助層４３、４４は、例えばＮｉＦｅ等でなる軟磁性層、または、Ａｌ_２Ｏ_３等の絶縁層の何れかによって構成される。更に、ＭＲ膜３００、及び、補助層４３、４４は、Ａｌ_２Ｏ_３等の絶縁層３２によって支持され、ＭＲ膜３００、電極層３５、３６は、Ａｌ_２Ｏ_３等の絶縁層３３によって覆われている。
【００７２】
上述したように、反強磁性層４１、４２は、一面がＭＲ膜３００の強磁性層の一面と、部分的に重なり、重なり部分で交換結合を生じ、ＭＲ膜３００のフリー層（強磁性層）３０１に対して、反強磁性膜４１、４２との交換結合によるバイアス磁界を印加する。従って、ＭＲ膜３００のフリー層３０１のバルクハウゼンノイズを抑制し、高出力及び高安定度を確保し得る。
【００７３】
しかも、軟磁性層３５２、３６２は一面が反強磁性層４１、４２の他面に隣接しているから、反強磁性層４１、４２を介して、ＭＲ膜３００にオーバラップする。このオーバラップにより、ＭＲ膜３００において、反強磁性層４１、４２に隣接する端部近傍に、不感領域が生じるのを回避することができる。
【００７４】
また、電極層３５、３６は軟磁性層３５２、３６２を含んでいるから、磁気記録媒体７の信号磁界を、軟磁性層３５２、３６２によって吸収し、信号磁界がＭＲ膜３００の高感度領域まで伝達されるのを回避し得る。従って、実効トラック幅の拡大を防ぎ、トラック端部の読みにじみの発生を抑制することができる。
【００７５】
更に、ＭＲ膜３００に対する縦バイアス磁界の印加は、ＭＲ膜３００のフリー層３０１と交換結合する反強磁性層４１、４２による。交換結合によるバイアス磁界は、電極層３５、３６の一部に用いられている軟磁性層３５２、３６２に吸収されることがない。このため、バイアス磁界を、ＭＲ膜３００に高効率で印加し、高出力及び高安定度のＭＲ素子を得ることができる。
【００７６】
上記構成において、フリー層３０１と軟磁性層３５２、３６２との間に介在する反強磁性層４１、４２の層厚、即ち、間隔ｄ１と、磁気記録媒体７と読み取り素子３との間の磁気スペースｇ１について、
ｇ１≧ｄ１
を満たすようにする。こうすることにより、磁気スペースｇ１の関与による読みにじみを最小化し得る。その理由は、図７を参照して説明した通りである。
【００７７】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【００７８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、磁気スペースの関与による読みにじみを最小化し得る磁気記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気記録再生装置の平面図である。
【図２】磁気ヘッド装置と磁気ディスクとの相対関係を拡大して示す図である。
【図３】図２に図示された磁気ヘッド装置を底面側から見た図である。
【図４】図２及び図３に図示された磁気ヘッド装置に用いられている薄膜磁気ヘッドの斜視図である。
【図５】図４に示した薄膜磁気ヘッド、及び、薄膜磁気ヘッドと磁気ディスクとの相対関係を示す拡大断面図である。
【図６】読み取り素子の部分をＡＢＳ側からみた拡大図である。
【図７】間隔ｄ１（ｎｍ）をパラメータとした磁気スペースｇ１（ｎｍ）と、読みにじみとの関係を示す実測データを、グラフ化して示す図である。
【図８】本発明に係る磁気記録再生装置に適用可能な読み取り素子の他の例を示す図である。
【符号の説明】
３００ＭＲ膜
３５、３６電極層
３５１、３６１軟磁性層
３５２、３６２非磁性層
３０１強磁性層（フリー層）

Claims

磁気ヘッド装置と、磁気記録媒体とを含む磁気記録再生装置であって、
前記磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッドと、ヘッド支持装置とを含み、
前記薄膜磁気ヘッドは、スライダと、読み取り素子とを含み、
前記読み取り素子は、スピンバルブ膜と、磁区制御膜と、電極層とを含み、前記スライダに備えられており、
前記スピンバルブ膜は、最外側にフリー層を有しており、
前記磁区制御膜は、前記スピンバルブ膜の前記フリー層に縦バイアス磁界を印加するものであり、
前記電極層は、非磁性層と、軟磁性層とを含み、前記スピンバルブ膜の縦方向の両端部に接続されており、
前記非磁性層は、一面が、前記スピンバルブ膜の前記フリー層の膜面に隣接しており、
前記軟磁性層は、一面が前記非磁性層の他面に隣接しており、
前記ヘッド支持装置は、前記薄膜磁気ヘッドを支持しており、
前記磁気記録媒体は、前記磁気ヘッド装置と協働して磁気記録再生を行うものであり、
前記フリー層と前記軟磁性層との間の間隔をｄ１とし、前記磁気記録媒体と前記読み取り素子との間の磁気スペースをｇ１としたとき、３０ｎｍ≧ｇ１≧ｄ１を満たす磁気記録再生装置。
磁気ヘッド装置と、磁気記録媒体とを含む磁気記録再生装置であって、
前記磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッドと、ヘッド支持装置とを含み、
前記薄膜磁気ヘッドは、スライダと、読み取り素子とを含み、
前記読み取り素子は、スピンバルブ膜と、反強磁性層と、電極層とを含み、前記スライダに備えられており、
前記スピンバルブ膜は、最外側にフリー層を有しており、
前記反強磁性層は、一面が前記フリー層と部分的に重なり、重なり部分で交換結合を生じ、前記交換結合による縦バイアス磁界を前記フリー層に印加するものであり、
前記電極層は、軟磁性層を含み、前記スピンバルブ膜の縦方向の両端部に接続されており、
前記軟磁性層は、一面が前記反強磁性層の他面に隣接しており、前記ヘッド支持装置は、前記薄膜磁気ヘッドを支持しており、
前記磁気記録媒体は、前記磁気ヘッド装置と協働して磁気記録再生を行うものであり、
前記フリー層と前記軟磁性層との間の間隔をｄ１とし、前記磁気記録媒体と前記読み取り素子との間の磁気スペースをｇ１としたとき、３０ｎｍ≧ｇ１≧ｄ１を満たす磁気記録再生装置。