JP7071902B2 - 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents

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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。
磁気ヘッドを用いて、HDD(Hard Disk Drive)などの磁気記憶媒体に情報が記録される。磁気ヘッド及び磁気記録再生装置において、記録密度の向上が望まれる。
特開2014-130672号公報
本発明の実施形態は、記録密度の向上が可能な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、磁極と、第1シールドと、磁性層と、第1導電層と、第2導電層と、を含む。前記磁性層は、前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられる。前記第1導電層は、前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられ、Cu、Ag及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。前記第1導電層から前記磁性層への方向は、前記磁極から前記第1シールドへの第1方向と交差する。前記第2導電層は、前記第1導電層と第1シールドとの間の第1位置、及び、前記磁極と前記第1導電層との間の第2位置のいずれかに設けられる。前記第2導電層は、Ta、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。
図1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図2は、第1実施形態に係る磁気ヘッドの動作を例示する模式的断面図である。 図3は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図4(a)及び図4(b)は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図5は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図6は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図7(a)~図7(c)は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図8(a)~図8(c)は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。 図9(a)~図9(d)は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的平面である。 図10(a)及び図10(b)は、実施形態に係る磁気ヘッドの動作を例示する模式図である。 図11は、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12は、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13(a)及び図13(b)は、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を例示する模式的断面図である。
図1(b)は、図1(a)の一部の拡大図である。
図1(a)に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド110は、磁極30、第1シールド31、磁性層25、第1導電層21及び第2導電層22を含む。この例では、第2シールド32及びコイル30cがさらに設けられている。
第1シールド31と第2シールド32との間に、磁極30が位置する。例えば、コイル30cの少なくとも一部は、磁極30と第1シールド31との間に位置する。この例では、コイル30cの一部は、磁極30と第2シールド32との間に位置する。
コイル30cに記録用電気回路(第2電気回路30D)が電気的に接続される。記録用電気回路からコイル30cに記録電流が供給される。磁極30から記録電流に応じた磁界(記録磁界)が生じる。記録磁界が磁気記録媒体80に加わり、磁気記録媒体80に情報が記録される。このように、記録用電気回路(第2電気回路30D)は、記録される情報に対応した電流(記録電流)をコイル30cに供給可能である。
図1(b)に示すように、磁性層25は、磁極30と第1シールド31との間に設けられる。第1導電層21は、磁極30と第1シールド31との間に設けられる。
この例では、第2導電層22は、第1導電層21と第1シールド31との間に設けられる。後述するように、第1導電層21及び第2導電層22の位置が、互いに入れ替わっても良い。第2導電層22は、第1導電層21と第1シールド31との間の第1位置、及び、磁極30と第1導電層21との間の第2位置のいずれかに設けられる。図1(b)の例では、第2導電層22は、第1位置に設けられている。
磁極30から第1シールド31への方向を第1方向D1とする。第1導電層21から磁性層25への方向は、第1方向D1と交差する。
この例では、第1方向D1と交差するこの方向において、第2導電層22は、第1シールド31の一部(凸部)と重なっている。後述するように、第1方向D1と交差するこの方向において、第2導電層22は、磁性層25と重なっても良い。
第1導電層21は、Cu、Ag及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。
第2導電層22は、Ta、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。
1つの例において、第1導電層21はCuを含み、第2導電層22はTaを含む。
第1導電層21及び第2導電層22は、非磁性である。第1導電層21は、例え、電子のスピン偏極を維持する。第2導電層22は、例え、電子のスピン偏極を緩和する。
例えば、第1導電層21は、磁性層25と接する。例えば、第2導電層22は、第1導電層21と接する。
第1導電層21の第1方向D1に沿う厚さt21(長さ)は、例えば、10nm以上30nm以下である。第2導電層22の第1方向D1に沿う厚さt22(長さ)は、例えば、0.1nm以上10nm以下である。
図1(b)に示す例では、厚さt21は、厚さt22よりも厚い。
第1導電層21は、磁性層25の側面25sに対向する。第1導電層21と、磁性層25の側面25sと、の間に磁気的な作用が生じる。磁気的な作用は、例えばスピンの蓄積に基づくトルクである。例えば、磁性層25の側面25sを比較的大きくすることで、磁気的な作用が生じやすくなる。磁気的な作用の例については、後述する。
図1(b)に示すように、磁性層25は、磁極30の側の第1面25aを含む。側面25sのサイズは、第1面25aのサイズと比較的近い値を有しても良い。例えば、磁性層25の第1方向D1に沿う厚さt25は、第1面25aに沿う1つの方向における第1面25aの長さ(例えば、図1(b)に示す長さL25)の0.2倍以上5倍以下でも良い。厚さt25は、側面25sの長さの1つに対応する。長さL25は、例えば、第1方向D1に対して垂直な任意の方向に沿う長さで良い。
図1(a)に示すように、例えば、磁極30、第1シールド31、第2シールド32、コイル30c、磁性層25、第1導電層21及び第2導電層22の周りに、絶縁部30iが設けられる。図1(b)においては、絶縁部30iは、省略されている。
磁極30は、例えば、主磁極である。磁極30の端部30eに、磁極面30Fが設けられる。磁極面30Fは、例えば、磁気ヘッド110のABS(Air Bearing Surface)に沿う。磁極面30Fが、磁気記録媒体80に対向する。
磁極面30F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、例えば、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。
例えば、磁極面30Fの近傍において、磁極30は、X軸方向に沿って、第1シールド31から離れる。例えば、磁極面30Fの近傍において、第2シールド32は、X軸方向に沿って磁極30から離れる。X軸方向に実質的に沿って、磁気ヘッド110と磁気記録媒体80とが、相対的に移動する。これにより、磁気記録媒体80の任意の位置に、情報が記録される。
第1シールド31は、例えば、「trailing shield」に対応する。第2シールド32は、例えば、「leading shield」に対応する。第1シールド31は、例えば、補助磁極である。第1シールド31は、磁極30とともに、磁気コアを形成可能である。例えば、サイドシールド(図示しない)などの追加のシールドが設けられても良い。
図1(a)及び図1(b)に示す例においては、第1方向D1は、X-Y平面に対して傾斜している。
図1(b)に示すように、第1電流I1が、第1導電層21及び第2導電層22に流れる。図1(b)に示す例においては、第1電流I1は、磁極30から第1シールド31への向き(第1導電層21から第2導電層22への向き)を有する。後述するように、別の例において第1電流I1の向きは、第1シールド31から磁極30への向きを有しても良い。
例えば、第1導電層21は、磁極30と電気的に接続されても良い。第2導電層22は、第1シールド31と電気的に接続されても良い。この場合、磁極30及び第1シールド31を介して、上記の第1電流I1が供給されても良い。
図1(a)に示すように、第1配線W1及び第2配線W2が設けられても良い。第1配線W1は、磁極30と電気的に接続される。第2配線W2は、第1シールド31と電気的に接続される。第1端子T1及び第2端子T2が設けられても良い。第1端子T1は、第1配線W1を介して、磁極30と電気的に接続される。第2端子T2は、第2配線W2を介して第1シールド31と電気的に接続される。
上記の第1電流I1は、例えば、第1電気回路20D(図1(a)参照)から供給される。例えば、第1端子T1、第1配線W1、第2配線W2及び第2端子T2を介して、第1電気回路20Dから第1電流I1が、磁極30及び第1シールド31に供給可能である。
実施形態においては、第1導電層21及び第2導電層22に第1電流I1が流れることで、例えば、第1導電層21と磁極30との界面、及び、第2導電層22と第1シールド31との界面において、スピンの蓄積が生じる。このスピンが、磁性層25に伝達(例えば拡散)され、磁性層25の磁化の向きを、磁極30から出る磁界に対して反転させることができる。スピンは、磁性層25の側面25sを介して作用する。
図2は、第1実施形態に係る磁気ヘッドの動作を例示する模式的断面図である。
図2においては、磁極30、第1シールド31及び磁性層25が描かれており、他の部材(第1導電層21及び第2導電層22など)は、省略されている。
磁性層25は、磁化25Mを有する。磁極30から磁界H2(記録磁界)が生じる。磁界H2の少なくとも一部が記録磁界となる。もし、磁性層25の磁化25Mが、上記のように反転していない場合は、磁界H2は磁性層25に入る。一方、図2に示すように、第1導電層21及び第2導電層22に電流が供給されて、磁性層25にスピンが拡散し、磁性層25の磁化25Mの向きが磁界H2に対して反転すると、磁化25Mは、磁性層25に向かい難くなる。これにより、磁界H2は、磁気記録媒体80に向かうようになる。磁界H2の多くが、記録磁界として磁気記録媒体80を通過して、第1シールド31に入る。このため、多くの磁界H2(記録磁界)は、磁気記録媒体80に印加され易い。ライトギャップを小さくしたときにおいても、磁界H2は、磁気記録媒体80に効果的に印加される。
実施形態においては、ライトギャップを小さくしたときにおいても、磁極30から出た磁界H2が、磁性層25を介して直接的に第1シールド31に向かうことが抑制される。その結果、磁極30から出た磁界H2の多くが磁気記録媒体80に向かい、記録磁界が効果的に磁気記録媒体80に加わる。これにより、記録密度の向上が可能になる。
磁性層25の磁化25Mは、第1電流I1の向きが所定の向きであるときに反転する。反転するための第1電流I1の向きは、第1導電層21及び第2導電層22の材料による。例えば、第1導電層21が、スピン偏極を維持する材料を含み、第2導電層22が、電子のスピン偏極を緩和する材料を含む場合に、第1導電層21から第2導電層22への第1電流I1が流れたときに、磁性層25の磁化25Mが反転する。このような材料の1つの例が、Cu、Ag及びAuなどに対応する。別の材料の例が、Ta、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdなどに対応する。
上記のように、磁性層25の磁化25Mは、第1電流I1により反転する。磁極30、磁性層25及び第1シールド31が積層されているため、磁性層25の磁化25Mの反転により、これらの積層構造において、電気抵抗が変化しても良い。
例えば、磁性層25は、磁極30及び第1シールド31と電気的に接続されている場合について、以下となる。コイル30cに記録電流が流れ、磁極30から第1シールド31への電流が流れたときの電気抵抗は、コイル30cに記録電流が流れ第1シールド31から磁極30への電流が流れたときの電気抵抗とは異なっても良い。電気抵抗の差により、磁化25Mの反転の有無に関する情報が得られても良い。例えば、コイル30cに記録電流が流れ、磁極30から第1シールド31への第1電流I1が流れたときの電気抵抗は、コイル30cに記録電流が流れ第1シールド31と磁極30との間に第1電流よりも小さい電流が流れたときの電気抵抗とは異なっても良い。
以下、実施形態に係る種々の磁気ヘッドの例について説明する。以下においては、磁気ヘッド110と異なる構成について説明する。
図3は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図3に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド111おいては、第2導電層22は、磁極30と磁性層25との間(第2位置)に設けられている。この場合も、第1電流I1は、第1導電層21から第2導電層22への向きを有する。第1電流I1は、第1シールド31から磁極30への向きを有する。このような第1電流I1が流れたときに、磁性層25の磁化25Mが、磁極30からの磁界H2(図2参照)に対して反転する。この場合も、記録磁界が効果的に磁気記録媒体80に加わる。これにより、記録密度の向上が可能になる。
図4(a)及び図4(b)は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図4(a)及び図4(b)に示すように、磁気ヘッド110a及び111aにおいては、第1方向D1と交差する方向において、第2導電層22は、磁性層25と重なる。磁気記憶装置ヘッド110a及び111aにおけるこれ以外の構成は、磁気記憶装置ヘッド110及び111の構成とそれぞれ同じである。磁気記憶装置ヘッド110a及び111aにおいても、記録磁界が効果的に磁気記録媒体80に加わる。これにより、記録密度の向上が可能になる。
図5は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図5に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド120は、磁極30、第1シールド31、磁性層25、第1導電層21及び第2導電層22に加えて、第3導電層23及び第4導電層24をさらに含む。
この例では、第2導電層22は、第1位置に設けられている。
第3導電層23は、磁極30と磁性層25との間に設けられる。第4導電層24は、磁性層25と第1シールド31との間に設けられる。第3導電層23及び第4導電層24は、非磁性である。
第3導電層23は、Cu、Ag及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。第4導電層24は、Ta、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。例えば、第3導電層23は、第1導電層21に含まれる材料と同じ材料を含んでも良い。例えば、第4導電層24は、第2導電層22に含まれる材料と同じ材料を含んでも良い。
第1電流I1は、第1導電層21から第2導電層22への向きを有している。第1電流I1は、第3導電層23から第4導電層24への向きを有している。
このような第1電流I1により、第3導電層23及び第4導電層24からの作用により、磁性層25の磁化25Mが、磁極30から磁界H2に対して、より反転し易くなる。
記録磁界がより効果的に磁気記録媒体80に加わる。記録密度の向上が可能になる。
磁気ヘッド120の例において、例えば、第3導電層23は、磁極30及び磁性層25と接する。第4導電層24は、磁性層25及び第1シールド31と接する。
図6は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図6に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド121も、磁極30、第1シールド31、磁性層25、第1導電層21及び第2導電層22に加えて、第3導電層23及び第4導電層24をさらに含む。
この例では、第2導電層22は、第2位置に設けられている。
第3導電層23は、磁性層25と第1シールド31との間に設けられる。第4導電層24は、磁極30と磁性層25との間に設けられる。第3導電層23及び第4導電層24は、非磁性である。
第3導電層23は、Cu、Ag及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。第4導電層24は、Ta、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdよりなる群から選択された少なくとも1つを含む。
この場合も、第1電流I1は、第1導電層21から第2導電層22への向きを有している。第1電流I1は、第3導電層23から第4導電層24への向きを有している。
このような第1電流I1により、第3導電層23及び第4導電層24からの作用により、磁性層25の磁化25Mが、磁極30から磁界H2に対して、より反転し易くなる。
例えば、第3導電層23は、磁性層25及び第1シールド31と接する。第4導電層24は、磁極30と磁性層25と接する。
図7(a)~図7(c)は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図7(a)に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド130において、磁気ヘッド120の構成において、第1絶縁層41及び第2絶縁層42がさらに設けられる。
第1導電層21は、第1部分p1及び第2部分p2を含む。第1絶縁層41は、磁極30と第2部分p2との間に設けられる。第1部分p1は、第1方向D1と交差する方向において、第1絶縁層41と第3導電層23との間に設けられる。
第2導電層22は、第3部分p3及び第4部分p4を含む。第2絶縁層42は、第1シールド31と第4部分p4との間に設けられる。第3部分p3は、第1方向D1と交差する方向において、第2絶縁層42と第4導電層24との間に設けられる。
第1絶縁層41及び第2絶縁層42は、例えば、電流制限層(電流狭窄層)として機能する。これらの絶縁層を設けることにより、第1電流I1が効率的に、磁性層25に近い第1部分p1及び第3部分p3に流れる。例えば、磁性層25の磁化25Mが効率的に反転できる。
図7(b)に示す磁気ヘッド130aにように、第1絶縁層41が設けられ、第2絶縁層42が省略されても良い。図7(c)に示す磁気ヘッド130bにように、第2絶縁層42が設けられ、第1絶縁層41が省略されても良い。
図8(a)~図8(c)は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的断面図である。
図8(a)に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド131においては、磁気ヘッド121の構成において、第1絶縁層41及び第2絶縁層42がさらに設けられる。
第1導電層21は、第1部分p1及び第2部分p2を含む。第1絶縁層41は、第2部分p2と第1シールド31との間に設けられる。第1部分p1は、第1方向D1と交差する方向において、第1絶縁層41と第3導電層23との間に設けられる。
第2導電層22は、第3部分p3及び第4部分p4を含む。第2絶縁層42は、磁極30と第4部分p4との間に設けられる。第3部分p3は、第1方向D1と交差する方向において、第2絶縁層42と第4導電層24との間に設けられる。
この場合も、第1絶縁層41及び第2絶縁層42は、例えば、電流制限層として機能する。第1電流I1が効率的に、磁性層25に近い第1部分p1及び第3部分p3に流れる。例えば、磁性層25の磁化25Mが効率的に反転できる。
図8(b)に示す磁気ヘッド131aにように、第1絶縁層41が設けられ、第2絶縁層42が省略されても良い。図8(c)に示す磁気ヘッド131bにように、第2絶縁層42が設けられ、第1絶縁層41が省略されても良い。
図9(a)~図9(d)は、第1実施形態に係る磁気ヘッドを例示する模式的平面である。
これらの図は、例えば、図1(a)に示す矢印AA(磁極面30FまたはABS)からみた磁気ヘッドの平面図である。これらの図において、第2シールド32、及び、絶縁部分は省略されている。
図9(a)~図9(d)に示すように、磁気ヘッド140~143においては、第1導電層21から磁性層25に向かう方向は、磁極30から第1シールド31への方向と交差する。この例では、第1導電層21から磁性層25に向かう方向は、Y軸方向に沿う。第1導電層21から磁性層25に向かう方向は、クロストラック方向に沿う。
図9(a)及び図9(b)に示すように、磁気ヘッド140及び141においては、第1導電層21の一部から第3導電層23に向かう方向は、Y軸方向に沿う。第2導電層22から第4導電層24に向かう方向は、Y軸方向に沿う。第1導電層21から第2導電層22への向きを有する電流が供給される。
図9(c)及び図9(d)に示すように、磁気ヘッド142及び143においては、第1導電層21から磁性層25に向かう方向はY軸方向に沿い、第2導電層22から磁性層25に向かう方向は、Y軸方向に沿う。第1導電層21から第2導電層22への向きを有する電流が供給される。
図10(a)及び図10(b)は、実施形態に係る磁気ヘッドの動作を例示する模式図である。
図10(a)は、第1導電層21、磁性層25及び第2導電層22における磁気的作用の例を示している。図10(b)は、第3導電層23、磁性層25及び第4導電層24における磁気的作用の例を示している。
図10(a)に示すように、磁極30と第1シールド31との間に、第1導電層21、第2導電層22及び磁性層25が設けられる。
磁極30のコイル30cに、第2電気回路30D(図1(a)参照)から、記録電流が供給される。これにより、磁極30からギャップ磁界Hg1が発生する。ギャップ磁界Hg1は、第1導電層21、第2導電層22及び磁性層25に印加される。
例えば、磁極30の磁化30Mおよび第1シールド31の磁化31Mは、ギャップ磁界Hg1と略平行である。電流Ic(第1電流I1に対応)が流れる前の状態において、磁性層25の磁化25Mは、ギャップ磁界Hg1と略平行である。
第1電気回路20Dから電流Ic(第1電流I1に対応)が供給される。この場合は、電流Icは、例えば、第1導電層21から第2導電層22へ流れる。このとき、電子流Jeが流れる。電子流Jeは、第2導電層22から第1導電層21へ流れる。
電子流Jeにより、第2導電層22と第1シールド31との間の界面において、スピントルク31spが生じる。このスピントルク31spは、例えば、透過型である。一方、電子流Jeにより、第1導電層21と磁極30との間の界面において、スピントルク30spが生じる。スピントルク30spは、例えば、反射型である。第1導電層21と第2導電層22の材料の違いのため、スピントルク30spは、スピントルク31spよりも大きい。これらのスピントルクが、拡散により、磁性層25に流入し、磁性層25の磁化25Mが変化する。磁化25Mは、ギャップ磁界Hg1に対して逆向きの成分を有するようになる。
図10(b)に示すように、磁極30と第1シールド31との間に、第3導電層23、磁性層25及び第4導電層24が設けられる。
磁極30のコイル30cに、第2電気回路30D(図1(a)参照)から、記録電流が供給される。これにより、磁極30からギャップ磁界Hg1が発生する。ギャップ磁界Hg1は、第3導電層23、磁性層25及び第4導電層24に印加される。
例えば、磁極30の磁化30Mおよび第1シールド31の磁化31Mは、ギャップ磁界Hg1と略平行である。電流Ic(第1電流I1に対応)が流れる前の状態において、磁性層25の磁化25Mは、ギャップ磁界Hg1と略平行である。
第1電気回路20Dから電流Ic(第1電流I1に対応)が供給される。この場合は、電流Icは、例えば、第4導電層24から第3導電層23へ流れる。このとき、電子流Jeが流れる。電子流Jeは、第3導電層23から第4導電層24へ流れる。
電子流Jeにより、第3導電層23と磁性層25との間の界面において、スピントルク23spが生じる。このスピントルク23spは、例えば、透過型である。一方、電子流Jeにより、磁性層25と第4導電層24との間の界面において、スピントルク24spが生じる。スピントルク24spは、例えば、反射型である。これらのスピントルクにより、磁性層25の磁化25Mは反転する。反転した磁化25Mは、ギャップ磁界Hg1に対して逆向きの成分を有するようになる。
電流Icは、例えば、第3導電層23から第4導電層24に向かって流れても良い。このとき、図10(b)に示すスピントルク23spの向き及びスピントルク24spの向きが反転する。このとき、スピントルク23spは反射型であり、スピントルク24spは透過型である。
例えば、スピントルク23sp及びスピントルク24spを適切に制御することで磁性層25の磁化25Mを反転しやすくなる。
例えば、第4導電層24は、Irを含んでも良い。このとき、第4導電層24の厚さ(第1方向D1に沿う長さ)は、例えば、0.3nm以上0.8nm以下である。このとき、反強磁性結合が生じやすい。例えば、図1(b)の例においては、磁性層25と第1シールド31とが反強磁性結合する。磁化25Mは、磁極30からの磁界H2に対して反転し易くなる。
(第2実施形態)
第2実施形態は、磁気記憶装置に係る。本実施形態に係る磁気記憶装置は、磁気ヘッドと、磁気記録媒体80(例えば、後述する記録用媒体ディスク180)と、第1電気回路20D(図1(a)参照)と、を含む。磁気記録媒体には、磁気ヘッド(磁極30)により情報が記録される。第2実施形態における磁気ヘッドとして、第1実施形態に係る任意磁気ヘッド(磁気ヘッド110、110a、111、111a、120、121、130、130a、130b、131、131a、131bなど)及びその変形の磁気ヘッドが用いられる。以下では、磁気ヘッド110が用いられる場合について説明する。
既に説明したように、第1電気回路20Dは、磁極30と第1シールド31との間に第1電流I1を供給可能である。実施形態に係る磁気記憶装置は、第2電気回路30D(図1(a)参照)をさらに含んでも良い。既に説明したように、第2電気回路30Dは、磁気記録媒体80に記録される情報に対応した電流(記録電流)をコイル30cに供給可能である。
磁気ヘッド110は、磁気記録媒体80に瓦書き記録を行っても良い。記録密度をさらに向上できる。
以下、本実施形態に係る磁気記録再生装置の例について説明する。
図11は、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11は、ヘッドスライダを例示している。
磁気ヘッド110は、ヘッドスライダ159に設けられる。ヘッドスライダ159は、例えばAl/TiCなどを含む。ヘッドスライダ159は、磁気記録媒体の上を、浮上または接触しながら、磁気記録媒体に対して相対的に運動する。
ヘッドスライダ159は、例えば、空気流入側159A及び空気流出側159Bを有する。磁気ヘッド110は、ヘッドスライダ159の空気流出側159Bの側面などに配置される。これにより、磁気ヘッド110は、磁気記録媒体の上を浮上または接触しながら磁気記録媒体に対して相対的に運動する。
図12は、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12に示すように、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180Mに設けられる。記録用媒体ディスク180は、スピンドルモータ180Mにより矢印ARの方向に回転する。スピンドルモータ180M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159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159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159の先端付近に、実施形態に係る磁気ヘッドが設けられる。
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159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159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159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13(a)及び図13(b)は、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(a)は、磁気記録再生装置の一部の構成を例示しており、ヘッドスタックアセンブリ160の拡大斜視図である。図13(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13(a)に示すように、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156のコイル162を支持する。
図13(b)に示すように、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159が設けられる。ヘッドスライダ159に、実施形態に係る磁気ヘッドが設けられる。
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159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159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159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。
実施形態は、以下の構成(例えば技術案)を含んでも良い。
(構成1)
磁極と、
第1シールドと、
前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられた磁性層と、
前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられCu、Ag及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第1導電層であって、前記第1導電層から前記磁性層への方向は、前記磁極から前記第1シールドへの第1方向と交差する前記第1導電層と、
前記第1導電層と第1シールドとの間の第1位置、及び、前記磁極と前記第1導電層との間の第2位置のいずれかに設けられTa、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第2導電層と、
を備えた磁気ヘッド。
(構成2)
前記第1導電層は、前記磁性層と接した、構成1記載の磁気ヘッド。
(構成3)
前記第2導電層は、前記第1導電層と接した、構成1または2に記載の磁気ヘッド。
(構成4)
前記第1導電層から前記第2導電層へ電流が流れる、構成1~3のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成5)
前記磁極と電気的に接続された第1配線と、
前記第1シールドと電気的に接続された第2配線と、
をさらに備えた、構成1~5のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成6)
前記第1導電層及び前記第2導電層は、前記磁極と前記第1シールドと電気的に接続された、構成1~3のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成7)
前記第2導電層は、前記第1位置に設けられ、
前記磁極から前記第1シールドへの向きの電流が前記第1導電層、磁性層及び前記第2導電層を流れる、構成6記載の磁気ヘッド。
(構成8)
前記第2導電層は、前記第2位置に設けられ、
前記第1シールドから前記磁極への向きの電流が前記第1導電層、磁性層及び前記第2導電層を流れる、構成6記載の磁気ヘッド。
(構成9)
前記磁極と前記磁性層との間に設けられた非磁性の第3導電層と、
前記磁性層と前記第1シールドとの間の設けられた非磁性の第4導電層と、
をさらに備え、
前記第2導電層は、前記第1位置に設けられ、
前記第3導電層は、Cu、Ag及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つを含み、
前記第4導電層は、Ta、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成1~6のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成10)
前記第3導電層は、前記磁極及び前記磁性層と接し、
前記第4導電層は、前記磁性層及び前記第1シールドと接した、構成9記載の磁気ヘッド。
(構成11)
第1絶縁層をさらに備え、
前記第1導電層は、第1部分及び第2部分を含み、
前記第1絶縁層は、前記磁極と前記第2部分との間に設けられ、
前記第1部分は、前記第1方向と交差する方向において、前記第1絶縁層と前記第3導電層との間に設けられた、構成9または10に記載の磁気ヘッド。
(構成12)
第2絶縁層をさらに備え、
前記第2導電層は、第3部分及び第4部分を含み、
前記第2絶縁層は、前記第1シールドと前記第4部分との間に設けられ、
前記第3部分は、前記第1方向と交差する前記方向において、前記第2絶縁層と前記第4導電層との間に設けられた、構成9~11のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成13)
前記磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた非磁性の第3導電層と、
前記磁極と前記磁性層との間の設けられた非磁性の第4導電層と、
をさらに備え、
前記第2導電層は、前記第2位置に設けられ、
前記第3導電層は、Cu、Ag及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つを含み、
前記第4導電層は、Ta、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成1~6のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成14)
前記第3導電層は、前記磁性層及び前記第1シールドと接し、
前記第4導電層は、前記磁極と前記磁性層と接した、構成13記載の磁気ヘッド。
(構成15)
第1絶縁層をさらに備え、
前記第1導電層は、第1部分及び第2部分を含み、
前記第1絶縁層は、前記第1シールドと前記第2部分との間に設けられ、
前記第1部分は、前記第1方向と交差する方向において、前記第1絶縁層と前記第3導電層との間に設けられた、構成13または14に記載の磁気ヘッド。
(構成16)
第2絶縁層をさらに備え、
前記第2導電層は、第3部分及び第4部分を含み、
前記第2絶縁層は、前記磁極と前記第4部分との間に設けられ、
前記第3部分は、前記第1方向と交差する前記方向において、前記第2絶縁層と前記第4導電層との間に設けられた、構成13~15のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成17)
前記第4導電層は、Irを含み、前記第4導電層の前記第1方向に沿う厚さは、0.3nm以上0.8nm以下である、構成9~16のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
(構成18)
構成1~17のいずれか1つに記載の磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドにより情報が記録される磁気記録媒体と、
前記磁極と前記第1シールドとの間に電流を供給可能な第1電気回路と、
を備えた磁気記録再生装置。
(構成19)
前記磁気ヘッドは、前記磁気記録媒体に瓦書き記録を行う、構成18記載の磁気記録再生装置。
(構成20)
第2電気回路をさらに備え、
前記磁気ヘッドは、コイルをさらに含み、
前記コイルの少なくとも一部は、前記磁極と前記第1シールドとの間に位置し、
前記第2電気回路は、前記情報に対応した電流を前記コイルに供給可能である、構成18または19記載の磁気記録再生装置。
実施形態によれば、記録密度の向上が可能な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、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気ヘッドに含まれる磁極、第1シールド、磁性層、導電層、絶縁層及び配線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。
また、各具体例のいずれか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。
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気ヘッド及び磁気記録再生装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気ヘッド及び磁気記録再生装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、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。
20D…第1電気回路、 21~24…第1~第4導電層、 23sp、24sp…スピントルク、 25…磁性層、 25M…磁化、 25a…第1面、 25s…側面、 30…磁極、 30D…第2電気回路、 30F…磁極面、 30M…磁化、 30c…コイル、 30e…端部、 30i…絶縁部、 30sp、31sp…スピントルク、 31…第1シールド、 31M…磁化、 32…第2シールド、 41、42…第1、第2絶縁層、 80…磁気記録媒体、 80c…中心、 85…媒体移動方向、 110、110a、111、111a、120、121、130、130a、130b、131、131a、131b、140~143…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、 159…ヘッドスライダ、 159A…空気流入側、 159B…空気流出側、 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、 180M…スピンドルモータ、 181…記録媒体、 190…信号処理部、 AA、AR…矢印、 D1…第1方向、 H2…磁界、 Hg1…ギャップ磁界、 I1…第1電流、 Ic…電流、 Je…電子流、 L25…長さ、 T1、T2…第1、第2端子、 W1、W2…第1、第2配線、 i1、i2…第1、第2電流、 p1~p4…第1~第4部分、 t21、t22、t25…厚さ

Claims (10)

  1. 磁極と、
    第1シールドと、
    前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられた磁性層と、
    前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられCu、Ag及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第1導電層であって、前記第1導電層から前記磁性層への方向は、前記磁極から前記第1シールドへの第1方向と交差する前記第1導電層と、
    前記第1導電層と第1シールドとの間の第1位置に設けられTa、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第2導電層と、
    前記磁極と前記磁性層との間に設けられた非磁性の第3導電層と、
    前記磁性層と前記第1シールドとの間の設けられた非磁性の第4導電層と、
    を備え
    前記第2導電層は、前記第1位置に設けられ、
    前記第3導電層は、Cu、Ag及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つを含み、
    前記第4導電層は、Ta、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、磁気ヘッド。
  2. 前記第3導電層は、前記磁極及び前記磁性層と接し、
    前記第4導電層は、前記磁性層及び前記第1シールドと接した、請求項記載の磁気ヘッド。
  3. 第1絶縁層をさらに備え、
    前記第1導電層は、第1部分及び第2部分を含み、
    前記第1絶縁層は、前記磁極と前記第2部分との間に設けられ、
    前記第1部分は、前記第1方向と交差する方向において、前記第1絶縁層と前記第3導電層との間に設けられた、請求項またはに記載の磁気ヘッド。
  4. 第2絶縁層をさらに備え、
    前記第2導電層は、第3部分及び第4部分を含み、
    前記第2絶縁層は、前記第1シールドと前記第4部分との間に設けられ、
    前記第3部分は、前記第1方向と交差する前記方向において、前記第2絶縁層と前記第4導電層との間に設けられた、請求項のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
  5. 磁極と、
    第1シールドと、
    前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられた磁性層と、
    前記磁極と前記第1シールドとの間に設けられCu、Ag及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第1導電層であって、前記第1導電層から前記磁性層への方向は、前記磁極から前記第1シールドへの第1方向と交差する前記第1導電層と、
    記磁極と前記第1導電層との間の第2位置に設けられTa、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第2導電層と、
    前記磁性層と前記第1シールドとの間に設けられた非磁性の第3導電層と、
    前記磁極と前記磁性層との間の設けられた非磁性の第4導電層と、
    を備え
    前記第3導電層は、Cu、Ag及びAuよりなる群から選択された少なくとも1つを含み、
    前記第4導電層は、Ta、Pt、W、Ru、Mo、Ir、Rh及びPdよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、磁気ヘッド。
  6. 前記第3導電層は、前記磁性層及び前記第1シールドと接し、
    前記第4導電層は、前記磁極と前記磁性層と接した、請求項記載の磁気ヘッド。
  7. 第1絶縁層をさらに備え、
    前記第1導電層は、第1部分及び第2部分を含み、
    前記第1絶縁層は、前記第1シールドと前記第2部分との間に設けられ、
    前記第1部分は、前記第1方向と交差する方向において、前記第1絶縁層と前記第3導電層との間に設けられた、請求項またはに記載の磁気ヘッド。
  8. 第2絶縁層をさらに備え、
    前記第2導電層は、第3部分及び第4部分を含み、
    前記第2絶縁層は、前記磁極と前記第4部分との間に設けられ、
    前記第3部分は、前記第1方向と交差する前記方向において、前記第2絶縁層と前記第4導電層との間に設けられた、請求項のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
  9. 前記第1導電層から前記第2導電層へ電流が流れる、請求項1~8のいずれか1つに記載の磁気ヘッド。
  10. 請求項1~のいずれか1つに記載の磁気ヘッドと、
    前記磁気ヘッドにより情報が記録される磁気記録媒体と、
    前記磁極と前記第1シールドとの間に電流を供給可能な第1電気回路と、
    を備えた磁気記録再生装置。
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