JP5814908B2 - 磁気ヘッド、及び磁気記録再生装置 - Google Patents
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Description
主磁極と磁気回路を構成する補助磁極と、
該主磁極と該補助磁極との間に設けられたスピントルク発振子と、
該主磁極と該補助磁極との間の、該スピントルク発振子の両側に設けられた充填層を含み、
前記スピントルク発振子は、前記主磁極及び前記補助磁極のうち一方の上に形成されたスピン注入層、該スピン注入層上に形成された非磁性中間層、及び該非磁性中間層上に形成された発振層を含み、
前記充填層は、第1の界面を境界として絶縁体領域と金属領域とに分かれており、第1の界面は、該発振層の側面に位置し、
該絶縁体領域は、該スピン注入層の両側から、該非磁性中間層の両側、及び該発振層の一部分の両側にかけて設けられ、該金属領域は該発振層の他の部分の両側に設けられ、
前記第1の界面の位置と、該非磁性中間層と該発振層との間の第2の界面の位置との差Δtは0.5nm以上であることを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極、
主磁極と磁気回路を構成する補助磁極、及び
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を含む。
絶縁体領域6は、スピン注入層3の両側から、非磁性中間層4の両側、及び発振層5の一部分の両側にかけて設けられ、金属領域7は発振層5の他の部分の両側に設けられ、第1の界面9の位置が、非磁性中間層と発振層との間の第2の界面11の位置より0.5nm以上発振層側にある。すなわち第1の界面9の位置と第2の界面11の位置との差Δtが0.5nm以上である。
FGLの側壁は、中間層との界面近傍を除いて、金属で側壁が埋め込まれている。金属で埋め込まれた領域では印可電流が埋め込み金属に分流するため、スピントルクに寄与しない。FGLから、SILに対するスピントルクは、STOの発振に寄与しないのみならず、本来膜面垂直に磁化の向きが安定していなければならないSILの磁化の向きを乱す傾向があるため、側壁をメタルで埋め込んだFGLはSILの磁化を安定させることができる。金属埋め込み材料としては、例えば、Al,Pt、Cu、Ru、Au、Ag、Pd、Os、Irの層、その合金層、及びそれらの積層などを用いることができる。それ以外の金属であっても、非磁性金属であれば使用することができる。磁性金属の場合、FGLと磁気結合して発振が阻害される傾向がある。
以下、実施例を示し、実施形態を具体的に説明する。
幅50nmに形成された主磁極上に50nm角に形成したSTOを作成し、さらにリターンヨークを形成した。主磁極はFeCoにより形成し、リターンヨークはFeCoNiにより形成した。主磁極とリターンヨークはそれぞれ、電極を兼ねており、STOの膜面垂直に駆動電圧を印可するように配線を施した。主磁極には、磁場誘起のためのコイルを形成し、コイルには記録電流を流せるように配線を施した。
下地層 Ta 3nm/Pt 2nm
スピン注入層 (Co 0.4nm/Pt 0.3nm)15回積層
軟磁性層 FeCo 2nm
非磁性中間層 Cu 2nm/
発振層 Fe45Co45Al10 12nm
キャップ層 Ru 15nm
得られたSTOを図2(a)ないし図2(e)のようにパターニングし、金属領域としてCu、絶縁体領域としてSiO2を用いた充填層を設けて、磁気ヘッドを作成した。非磁性中間層と発振層との界面の位置と、絶縁体領域と金属領域との界面の位置との差Δtは0.5nmとした。
比較例1として、図2(c)において、CMPによる平坦化をし、その後、図2(d)において、RIEによって発振層を途中まで露出させること以外は実施例1と同様にして、充填層を全てSiO2絶縁体材料で形成して磁気ヘッドを得た。非磁性中間層と発振層との界面の位置と、絶縁体領域と金属領域との界面の位置との差Δtは15nmとした。
下地層 Ta 3nm/Pt 2nm
スピン注入層 (Co 0.4nm/Pt 0.3nm)15回積層
軟磁性層 FeCo 2nm
非磁性中間層 Cu 2nm/
発振層 Fe45Co45Al10 12nm
キャップ層 Ru 15nm
得られた磁気ヘッドについて、実施例と同様に、発振の評価を行った。20GHzに到達したときの駆動電圧を測定したところ、100mVであった。
比較例2として、図2(d)において、実施例1と同様にして、非磁性中間層と発振層との界面の位置と、絶縁体領域と金属領域との界面の位置との差Δtは0.2nmとした磁気ヘッドを作成した。
下地層 Ta 3nm/Pt 2nm
スピン注入層 (Co 0.4nm/Pt 0.3nm)15回積層
軟磁性層 FeCo 2nm
非磁性中間層 Cu 2nm/
発振層 Fe45Co45Al10 12nm
キャップ層 Ru 15nm
得られた磁気ヘッドについて、実施例と同様に、発振の評価を行った。20GHzに到達したときの駆動電圧を測定したところ、180mVであった。
Claims (4)
- 磁気記録媒体に記録磁界を印加する主磁極と、
主磁極と磁気回路を構成する補助磁極と、
該主磁極と該補助磁極との間に設けられたスピントルク発振子と、
該主磁極と該補助磁極との間の、該スピントルク発振子の両側に設けられた充填層を含み、
前記スピントルク発振子は、前記主磁極及び前記補助磁極のうち一方の上に形成されたスピン注入層、該スピン注入層上に形成された非磁性中間層、及び該非磁性中間層上に形成された発振層を含み、
前記充填層は、第1の界面を境界として絶縁体領域と金属領域とに分かれており、第1の界面は、該発振層の側面に位置し、
該絶縁体領域は、該スピン注入層の両側から、該非磁性中間層の両側、及び該発振層の一部分の両側にかけて設けられ、該金属領域は該発振層の他の部分の両側に設けられ、
前記第1の界面の位置と、該非磁性中間層と該発振層との間の第2の界面の位置との差Δtは0.5nm以上であることを特徴とする磁気ヘッド。 - 該第1の界面の位置と、第2の界面の位置との差は10nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の磁気ヘッド。
- 前記金属領域に使用される金属材料は、アルミニウム、白金、銅、ルテニウム、金、銀、パラジウム、オスミウム、イリジウム、およびその合金からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1または2に記載の磁気ヘッド。
- 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の磁気ヘッドを備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。
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