JP4146818B2 - 薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置 - Google Patents
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Description
本発明の要部は再生ヘッドに組み込まれた磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子の構造にある。
本発明において、下地層27の上に形成されるバイアス磁界印加層21は、図5に示されるような六方柱六方晶系の結晶構造を有しているものを用いることが望まれる。この結晶構造において、六角面内の格子定数がbで表され、かつ六角柱高さ方向の格子定数がcで表される。c軸方向が磁化方向に相当する。
第2の発明の実施形態が図4が示される。図4において、図2と同じ符号の部材は実質的に同じ部材を示している。
(再生ヘッドの他の構成部分についての説明)
次いで、上述してきた磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドの全体構成について説明する。図7および図8は本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を説明するための図面であり、図7は、薄膜磁気ヘッドのABSおよび基板に垂直な断面を示し、図8は、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のABSに平行な断面を示している。ここで、ABSは、磁気記録媒体と対向する薄膜磁気ヘッドの対向面に相当する。
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの作用について説明する。薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって記録媒体に情報を記録し、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生する。
以下、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。
〔実験例I〕
実験例Iでは、下記の要領で図2に示されるような第1の発明の実施形態におけるヘッドサンプルを作製して、本発明と従来例の比較実験を行った。
図2に示されるようなピンニング層51がボトムに位置するピンニング層ボトムタイプのスピンバルブ磁気抵抗効果素子を備える再生ヘッドサンプルを作製した。以下、実施の要部のみ記載する。
上記実施例1において、下地層の材料をRuからTiに変えた。それ以外は、上記実施例1と同様の要領で実施例2のヘッドサンプルを作製した(バイアス磁界印加層21の厚さを表1に示すように100〜350Åの範囲で変えたことも同じである)。
上記実施例1において、下地層の材料をRuからRu80Co20(単位:at%)に変えた。それ以外は、上記実施例1と同様の要領で実施例3のヘッドサンプルを作製した(バイアス磁界印加層21の厚さを表1に示すように100〜350Åの範囲で変えたことも同じである)。
上記実施例1において、下地層の材料をRuからZrに変えた。それ以外は、上記実施例1と同様の要領で実施例4のヘッドサンプルを作製した(バイアス磁界印加層21の厚さを表1に示すように100〜350Åの範囲で変えたことも同じである)。
上記実施例1において、下地層の材料をRuからCr80Ti20(単位:at%)に変えた。それ以外は、上記実施例1と同様の要領で比較例1のヘッドサンプルを作製した(バイアス磁界印加層21の厚さを表1に示すように100〜350Åの範囲で変えたことも同じである)。
スピンスタンドを用いて、3.5インチの媒体を7200rpmで回転させ、そこに試作ヘッドを浮上させ、1MHzの周波数で記録媒体の1トラックに書き込みを行った。その後、試作サンプルヘッドに3mAの測定電流を流し、1トラックの平均の再生出力を測定した。
各サンプルごとの全数(サンプル数:120個)に対してダイナミックプロパティのパフォーマンスを測定して、出力波形の対称性(Symmetry)を求めた後、出力波形の非対称性(Asymmetry)の程度をパーセント(%)表示し、この非対称性(Asymmetry)パーセント(%)をグラフ化して標準偏差値σを求めた。このσ値が小さいほど出力波形の非対称性(Asymmetry)が少ないサンプル群であることがわかる。
1000回の再生を繰り返したときにノイズが検出された回数の割合をバルクハウゼンノイズ(BHN)発生率(%)とした。
実験例IIでは、図4に示されるような第2の発明の実施形態におけるヘッドサンプルを作製して、本発明のさらなる特性向上が図れることを確認するための実験を行った。
結果を下記表2に示した。
2…絶縁層
3…下部シールド層
4…下部シールドギャップ膜
5…磁気抵抗効果膜
6…電極層
7…上部シールドギャップ層
8…上部シールド層
9…記録ギャップ層
10…薄膜コイルの第1層部分
12…上部磁極層
15…薄膜コイル第2層部分
17…オーバーコート層
20…ABS
21…バイアス磁界印加層
21a…第1のバイアス磁界印加層
21b…第2のバイアス磁界印加層
27…下地層(第1の下地層)
28…第2の下地層
51…ピンニング層
52…強磁性層
53…非磁性層
54…軟磁性層
Claims (19)
- 磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁気抵抗効果膜は、非磁性層と、非磁性層の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性層の他方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の片面(非磁性層と接する面と反対側の面)に接して形成されたピンニング層とを有する多層膜であり、
前記磁気抵抗効果膜の両端部はジャンクションテーパ形状をなし、このジャンクションテーパ形状をなす両端部に、下地層を介して前記軟磁性層に縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層が配置されており、
前記下地層は、Ru、あるいはRuを主成分とする合金薄膜からなり、
前記下地層の上に形成されるバイアス磁界印加層は、硬質磁性層から構成され、その膜厚が200Å以下(零を含まない)であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 前記バイアス磁界印加層の膜厚は、150〜200Åである請求項1に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記磁気抵抗効果素子はスピンバルブ型磁気抵抗効果素子である請求項1または請求項2に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記バイアス磁界印加層は、六方柱六方晶系の結晶構造を有してなる請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記バイアス磁界印加層は、Co系の硬質磁性層から構成されてなる請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記Co系の硬質磁性層は、CoPt、CoCrPt、CoCrTa、あるいはこれらを含む合金である請求項5に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記磁気抵抗効果膜の両端部におけるジャンクションテーパ形状のテーパ角度θが、底部基準面に対して45〜85°である請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記下地層の厚さが、10〜100Åである請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記磁気抵抗効果膜は、ピンニング層、強磁性層、非磁性層、および軟磁性層のトータル厚さが、120〜350Åである請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
- 磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁気抵抗効果膜は、非磁性層と、非磁性層の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性層の他方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の片面(非磁性層と接する面と反対側の面)に接して形成されたピンニング層とを有する多層膜であり、
前記磁気抵抗効果膜の両端部はジャンクションテーパ形状をなし、このジャンクションテーパ形状をなす両端部に、第1の下地層を介して前記軟磁性層に縦バイアス磁界を与えるための一対の第1のバイアス磁界印加層が配置されており、この第1のバイアス磁界印加層の上に第2の下地層を介して前記軟磁性層に縦バイアス磁界を与えるための一対の第2のバイアス磁界印加層が配置されており、
前記第1の下地層は、Ru、あるいはRuを主成分とする合金薄膜からなり、
前記第2の下地層は、Cr、CrTi、NiCr、TiW、FeCo、FeCoMoのグループから選ばれた薄膜からなり、
前記第1のバイアス磁界印加層および第2のバイアス磁界印加層は、硬質磁性層から構成されてなることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 前記第1のバイアス磁界印加層および第2のバイアス磁界印加層は、六方柱六方晶系の結晶構造を有してなる請求項10に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記第1のバイアス磁界印加層および第2のバイアス磁界印加層は、Co系の硬質磁性層から構成されてなる請求項10に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記Co系の硬質磁性層は、CoPt、CoCrPt、CoCrTa、あるいはこれらを含む合金である請求項12に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記第1のバイアス磁界印加層の膜厚は、150〜200Åであり、前記第2のバイアス磁界印加層の膜厚は、150〜300Åである請求項10ないし請求項13のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記磁気抵抗効果膜の両端部におけるジャンクションテーパ形状のテーパ角度θが、底部基準面に対して45〜85°である請求項10ないし請求項14のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記第1の下地層の厚さが、10〜100Åであり、前記第2の下地層の厚さが、10〜100Åである請求項10ないし請求項15のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記磁気抵抗効果膜は、ピンニング層、強磁性層、非磁性層、および軟磁性層のトータル厚さが、150〜350Åである請求項10ないし請求項16のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記請求項1ないし請求項17のいずれかに記載された薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、
を備えてなることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。 - 前記請求項1ないし請求項17のいずれかに記載された薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを支持するとともに前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と、
を備えてなることを特徴とするハードディスク装置。
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