JP7170514B2 - 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２０１８－１４７５４０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、第１シールド、磁性層、第１導電層及び第２導電層を含む。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、前記第１シールドと前記磁性層との間に設けられ、前記第１シールド及び前記磁性層と接し、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導電層は、前記磁極と前記磁性層との間に設けられる。前記第２導電層は、第１領域及び第２領域を含む。前記第１領域は、前記磁性層と接し、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｍｇ及びＶよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含む。前記第２領域は、前記第１領域と前記磁極との間に設けられ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つの第２元素を含む。
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、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。 図４は、第２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、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６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７（ａ）及び図７（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、及び、積層体２０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、積層体２０は、磁性層２５、第１導電層２１及び第２導電層２２を含む。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、第１シールド３１と磁性層２５との間に設けられる。第１導電層２１は、第１シールド３１及び磁性層２５と接する。第２導電層２２は、磁極３０と磁性層２５との間に設けられる。
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（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、第１シールド３１から磁極３０への向きを有する。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。
例えば、第１導電層２１は、第１シールド３１と電気的に接続されても良い。第２導電層２２は、磁極３０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、積層体２０に第１電流Ｉ１が流れることで、磁極３０から出る磁界を磁気記録媒体８０に効率良く向かわせることができる。これは、第１電流Ｉ１により、磁性層２５の磁化の向きが、磁極３０から出る磁界に対して反転し、その結果、磁極３０から出る磁界が磁性層２５を通り難くなり、磁気記録媒体８０に向かい易くなるためであると考えられる。
実施形態においては、第１導電層２１は、例えば、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、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂを含む。第１領域２２ａは、磁性層２５と接する。第１領域２２ａは、例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｍｇ及びＶよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含む。第２領域２２ｂは、第１領域２２ａと磁極３０との間に設けられる。第２領域２２ｂは、例えば、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つの第２元素を含む。この例では、第２領域２２ｂは、第１領域２２ａ及び磁極３０と接する。
このような構成により、磁性層２５の磁化の向きが、磁極３０から出る磁界に対して反転する電流を低減できる。小さい第１電流Ｉ１により、磁性層２５の磁化の向きが反転し、磁極３０から出る磁界が磁気記録媒体８０に効率良く向く。これにより、例えば、記録密度が向上できる。これにより、例えば、磁気記録装置の信頼性が向上する。
以下、磁気ヘッド１１０における動作及び特性の例について説明する。
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。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電流Ｉ１が供給されて、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の多くは、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。
図３は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。
図３の横軸は、第１電流Ｉ１の大きさである。図３の縦軸は、磁性層２５の磁化２５Ｍの向きＭ１である。例えば、初期状態において、向きＭ１は、「－１」の向きである。向きＭ１が反転すると、向きＭ１は、「１」となる。
図３には、実施形態に係る磁気ヘッド１１０の特性の例に加えて、参考例の磁気ヘッド１１９の特性の例も示されている。磁気ヘッド１１９においては、第２導電層２２には、第２領域２２ｂだけが設けられており、第１領域２２ａが設けられていない。磁気ヘッド１１９においては、第２領域２２ｂが磁性層２５と接する。
図３に示すように、第１電流Ｉ１が大きくなると、磁性層２５の磁化２５Ｍの向きＭ１が反転する。図３に示すように、磁気ヘッド１１０における反転が生じる電流は、磁気ヘッド１１９における反転が生じる電流よりも小さい。
このように、第２導電層２２が第１領域２２ａを含むことで、磁化２５Ｍの向きＭ１を反転させる電流を低減できる。
第２領域２２ｂに含まれる第２元素は、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｔｂ、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。このような第２元素においては、スピン拡散長が短い。このような第２元素を含む層が磁性層２５と接すると、磁性層２５におけるダンピング定数が大きくなると考えられる。または、大きなダンピング定数が維持されると考えられる。このため、磁化２５Ｍを反転するためには、大きな電流が必要となる。
これに対して、実施形態においては、磁性層２５と第２領域２２ｂとの間に、第１領域２２ａが挿入される。第１領域２２ａに含まれる第１元素は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｍｇ及びＶよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。このような第１元素は、例えば、スピン拡散長が長い。このような第１元素を含む領域が磁性層２５と接する場合には、磁性層２５におけるダンピング定数が小さくなると考えられる。または、小さなダンピング定数が維持されると考えられる。このため、磁化２５Ｍは、小さい電流により反転できる。
実施形態においては、磁性層２５の磁化２５Ｍの反転が効率的に得られる。小さい電流において、磁極３０から出た磁界が磁気記録媒体８０に効率良く向く。記録密度が向上する。電流が小さいため、発熱などが抑制できる。磁気ヘッドの特性が安定する。高い信頼性が得やすくなる。
実施形態に係る１つの例において、第１領域２２ａは、第２元素を含まない。または、第１領域２２ａにおける第２元素の濃度は、第２領域２２ｂにおける第２元素の濃度よりも低い。
実施形態に係る１つの例において、第２領域２２ｂは、第１元素を含まない。または、第２領域２２ｂにおける第１元素の濃度は、第１領域２２ａにおける第１元素の濃度よりも低い。
実施形態に係る１つの例において、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂは、層状である。実施形態において、これらの領域の境界が明確に観察されなくても良い。第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂの中間領域が観察されても良い。
例えば、第１領域２２ａの第２領域２２ｂの側の部分は、第２元素を含んでも良い。第２領域２２ｂの第１領域２２ａの側の部分は、第１元素を含んでも良い。
第２導電層２２における第２元素の濃度は、第２領域２２ｂから第１領域２２ａへの向きにおいて減少しても良い。第２導電層２２における第１元素の濃度は、第１領域２２ａから第２領域２２ｂへの向きにおいて減少しても良い。
実施形態において、第１磁性層２１は、複数の積層膜を含んでも良い。この複数の積層膜のそれぞれは、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。
実施形態において、第１領域２２ａは、複数の積層膜を含んでも良い。この複数の積層膜のそれぞれは、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｍｇ及びＶよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含む。
実施形態において、第２領域２２ｂは、複数の積層膜を含んでも良い。この複数の積層膜のそれぞれは、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つの第２元素を含む。
図１（ｂ）に示すように、磁性層２５から第１導電層２１に向かう方向に沿う方向を第１方向Ｄ１とする。例えば、第１方向Ｄ１は、磁性層２５から第１導電層２１に向かう方向に対して平行である。第１方向Ｄ１は、積層体２０の積層方向に対応する。
第１方向Ｄ１における第１導電層２１の厚さｔ２１は、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。これにより、例えば、第１シールド３１及び磁性層２５の磁気的な結合を切ることができる。例えば、第１シールド３１から磁性層２５に効率的にスピンを注入することができる。
第１方向Ｄ１における第１領域２２ａの厚さｔ２２ａは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。これにより、例えば、第２領域２２ｂの影響による磁性層２５のダンピングの増加を抑制することができる。
第１方向Ｄ１における第２領域２２ｂの厚さｔ２２ｂは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。これにより、例えば、磁極３０と磁性層２５の磁気的な結合を切ることができる。例えば、磁極３０から磁性層２５へのスピン注入を抑制することができる。
第１方向Ｄ１における磁性層２５の厚さｔ２５は、例えば、３ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。これにより、例えば、記録ヘッドの信頼性に問題がない大きさの第１電流Ｉ１で磁性層２５の磁化方向を反転させることことができる。例えば、記録密度の向上に効果のある磁界を、磁性層２５から発生させることができる。
磁性層２５は、例えば、Ｆｅ及びＣｏを含む。この場合において、磁性層２５におけるＦｅの組成は、例えば、５０ａｔｍ％以上９５ａｔｍ％以下である。このような材料により、例えば、磁性層２５のダンピングを低減することができる。
磁性層２５は、Ｆｅ及びＮｉを含んでも良い。この場合において、磁性層２５におけるＦｅの組成は、例えば、１０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。このような材料により、例えば、磁性層２５を、結晶磁気異方性が小さく誘導磁気異方性が小さいソフト磁性体にすることができる。
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。磁性層２５の磁化２５Ｍの反転により、磁極３０、積層体２０及び第１シールド３１を含む積層構造において、電気抵抗が変化しても良い。
例えば、磁性層２５が磁極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。
第１実施形態において、既に説明したように、第２領域２２ｂは、第１領域２２ａと磁極３０との間に設けられる。図１（ｂ）の例では、第２領域２２ｂは、第１領域２２ａと接し、磁極３０と接する。第１実施形態に係る他の例において、第１領域２２ａと磁極３０との間に、別の領域が設けられても良い。別の領域は、第１元素及び第２元素の少なくともいずれかを含む。例えば、磁極３０／別の第１領域２２ａ／第２領域２２ｂ／第１領域２２ａ／磁極２５の構成が設けられても良い。例えば、磁極３０／別の第２領域２２ｂ／別の第１領域２２ａ／第２領域２２ｂ／第１領域２２ａ／磁極２５の構成が設けられても良い。この場合も、第２領域２２ｂと磁極３０との間に少なくとも１つの第１領域２２ａが設けられる。磁性層２５において、小さいダンピング定数が得られ、磁化２５Ｍは、小さい電流により反転できる。記録密度が向上できる。
積層体２０に含まれる膜の数が大きくなると、例えば、例えば平坦性を向上できる。例えば、磁極面３０Ｆ（ＡＢＳ）を研磨などにより形成する際に、材料に依存して研磨レートが異なり、その結果、磁極面３０Ｆに凹凸が形成される場合がある。積層体２０に含まれる膜の数を大きくすることで、磁極面３０Ｆにおける凹凸を抑制できる。
（第２実施形態）
図４は、第２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に示すように、実施形態に係る磁気ヘッド１２０も、磁極３０、第１シールド３１、及び、積層体２０を含む。この例でも、第２シールド３２及びコイル３０ｃがさらに設けられている。積層体２０は、磁性層２５、第１導電層２１及び第２導電層２２を含む。磁気ヘッド１２０においては、第１導電層２１及び第２導電層２２の位置が、磁気ヘッド１１０とは異なっている。磁気ヘッド１２０におけるこれ以外の構成は、磁気ヘッド１１０における構成と同様として良い。以下、磁気ヘッド１２０における積層体２０の例について説明する。
磁気ヘッド１２０において、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と磁性層２５との間に設けられる。第１導電層２１は、磁極３０及び磁性層２５と接する。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、第１シールド３１と磁性層２５との間に設けられる。第２導電層２２は、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂを含む。第１領域２２ａは、磁性層２５と接する。第１領域２２ａは、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｍｇ及びＶよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含む。第２領域２２ｂは、第１領域２２ａと第１シールド３１との間に設けられる。第２領域２２ｂは、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｔｂ、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元素を含む。この例では、第２領域２２ｂは、第１領域２２ａ及び第１シールド３１と接する。
磁気ヘッド１２０においては、磁極３０から第１シールド３１へ第２電流Ｉ２が流れる。この第２電流Ｉ２により、磁性層２５の磁化２５Ｍが、磁極３０から出た磁界に対して反転する。
このような構成を有する磁気ヘッド１２０においても、磁性層２５の磁化２５Ｍの反転が効率的に得られる。小さい電流において、磁極３０から出た磁界が磁気記録媒体８０に効率良く向く。記録密度が向上する。電流が小さいため、発熱などが抑制できる。磁気ヘッドの特性が安定する。高い信頼性が得やすくなる。
磁気ヘッド１２０における、磁性層２５、第１導電層２１、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂについて、磁気ヘッド１１０に関して説明した構成が適用できる。
第２実施形態において、既に説明したように、第２領域２２ｂは、第１領域２２ａと第１シールド３１との間に設けられる。図４の例では、第２領域２２ｂは、第１領域２２ａと接し、第１シールド３１と接する。第２実施形態に係る他の例において、第１領域２２ａと第１シールド３１との間に、別の領域が設けられても良い。別の領域は、第１元素及び第２元素の少なくともいずれかを含む。例えば、磁極２５／第１領域２２ａ／第２領域２２ｂ／別の第１領域２２ａ／第１シールド３１の構成が設けられても良い。例えば、磁性層２５／第１領域２２ａ／別の第２領域２２ｂ／別の第１領域２２ａ／第２領域２２ｂ／第１シールド３１の構成が設けられても良い。この場合も、第２領域２２ｂと磁極３０との間に少なくとも１つの第１領域２２ａが設けられる。磁性層２５において、小さいダンピング定数が得られ、磁化２５Ｍは、小さい電流により反転できる。記録密度が向上できる。
積層体２０に含まれる膜の数が大きくなると、例えば、例えば平坦性を向上できる。例えば、材料よる研磨レートの差に起因した、磁極面３０Ｆにおける凹凸を抑制できる。
（第３実施形態）
第３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３実施形態における磁気ヘッドとして、第１実施形態または第２実施形態に係る任意の磁気ヘッド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との間に電流（第１電流Ｉ１または第２電流Ｉ２）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５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５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Ａｌ２Ｏ３／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６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６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７（ａ）及び図７（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７（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７（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７（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７（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、
前記第１シールドと前記磁性層との間に設けられ、前記第１シールド及び前記磁性層と接し、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導電層と、
前記磁極と前記磁性層との間に設けられた第２導電層であって、前記第２導電層は、第１領域及び第２領域を含み、前記第１領域は、前記磁性層と接し、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｍｇ及びＶよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含み、前記第２領域は、前記第１領域と前記磁極との間に設けられ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つの第２元素を含む、前記第２導電層と、
を備えた磁気ヘッド。
（構成２）
前記第１シールドから前記磁極へ電流が流れる、構成１記載の磁気ヘッド。
（構成３）
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、
前記磁極と前記磁性層との間に設けられ、前記磁極及び前記磁性層と接し、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導電層と、
前記第１シールドと前記磁性層との間に設けられた第２導電層であって、前記第２導電層は、第１領域及び第２領域を含み、前記第１領域は、前記磁性層と接し、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｍｇ及びＶよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含み、前記第２領域は、前記第１領域と前記第１シールドとの間に設けられ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つの第２元素を含む、前記第２導電層と、
を備えた磁気ヘッド。
（構成４）
前記磁極から前記第１シールドへ電流が流れる、構成３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１～４のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成６）
前記磁極と電気的に接続された第１端子と、
前記第１シールドと電気的に接続された第２端子と、
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７）
前記第１領域は、前記第２元素を含まない、または、
前記第１領域における前記第２元素の濃度は、前記第２領域における前記第２元素の濃度よりも低い、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成８）
前記第２領域は、前記第１元素を含まない、または、
前記第２領域における前記第１元素の濃度は、前記第１領域における前記第１元素の濃度よりも低い、構成１～７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成９）
前記第１領域の前記第２領域の側の部分は、前記第２元素を含む、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２領域の前記第１領域の側の部分は、前記第１元素を含む、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１１）
前記第２導電層における前記第２元素の濃度は、前記第２領域から前記第１領域への向きにおいて減少する、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１２）
前記第２導電層における前記第１元素の濃度は、前記第１領域から前記第２領域への向きにおいて減少する、構成１～６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１３）
前記磁性層から前記第１導電層に向かう方向に沿う第１方向における前記第１導電層の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、構成１～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１４）
前記磁性層から前記第１導電層に向かう方向に沿う第１方向における前記第１領域の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、構成１～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１５）
前記磁性層から前記第１導電層に向かう方向に沿う第１方向における前記第２領域の厚さは、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、構成１～１２のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１６）
前記磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含み、
前記磁性層におけるＦｅの組成は、５０ａｔｍ％以上９５ａｔｍ％以下である、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１７）
前記磁性層は、Ｆｅ及びＮｉを含み、
前記磁性層におけるＦｅの組成は、１０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
（構成１８）
前記第２領域は、前記第１領域及び前記磁極と接した、構成１または２に記載の磁気ヘッド。
（構成１９）
前記第２領域は、前記第１領域及び前記第１シールドと接した、構成３または４に記載の磁気ヘッド。
（構成２０）
構成１～１９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２１）
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２０記載の磁気記録再生装置。
（構成２２）
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２０または２１に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。
２０…積層体、 ２０Ｄ…第１電気回路、 ２１、２２…第１、第２導電層、 ２２ａ、２２ｂ…第１、第２領域、 ２５…磁性層、 ２５Ｍ…磁化、 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、 ３１…第１シールド、 ３２…第２シールド、 ８０…磁気記録媒体、 １１０、１１９、１２０…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、 ＡＲ…矢印、 Ｄ１…第１方向、 Ｈ２…磁界、 Ｉ１、Ｉ２…第１、第２電流、 Ｍ１…向き、 Ｔ１、Ｔ２…第１、第２端子、 Ｗ１、Ｗ２…第１、第２配線、 ｔ２１、ｔ２２ａ、ｔ２２ｂ、ｔ２５…厚さ

Claims (8)

  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、
    前記第１シールドと前記磁性層との間に設けられ、前記第１シールド及び前記磁性層と接し、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導電層と、
    前記磁極と前記磁性層との間に設けられた第２導電層であって、前記第２導電層は、第１領域及び第２領域を含み、前記第１領域は、前記磁性層と接し、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｍｇ及びＶよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含み、前記第２領域は、前記第１領域と前記磁極との間に設けられ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つの第２元素を含む、前記第２導電層と、
    を備え、
    前記第１シールドから前記磁極へ電流が流れたときに、前記磁性層の磁化の向きが前記磁極から出る磁界に対して反転する、磁気ヘッド。
  2. 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、
    前記磁極と前記磁性層との間に設けられ、前記磁極及び前記磁性層と接し、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導電層と、
    前記第１シールドと前記磁性層との間に設けられた第２導電層であって、前記第２導電層は、第１領域及び第２領域を含み、前記第１領域は、前記磁性層と接し、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｒｕ、Ｍｇ及びＶよりなる群から選択された少なくとも１つの第１元素を含み、前記第２領域は、前記第１領域と前記第１シールドとの間に設けられ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｔｂ、Ｒｈ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つの第２元素を含む、前記第２導電層と、
    を備え、
    前記磁極から前記第１シールドへ電流が流れたときに、前記磁性層の磁化の向きが前記磁極から出た磁界に対して反転する、磁気ヘッド。
  3. 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、請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
  4. 前記第１領域の前記第２領域の側の部分は、前記第２元素を含む、請求項１～３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  5. 前記第２領域の前記第１領域の側の部分は、前記第１元素を含む、請求項１～３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  6. 前記磁性層は、Ｆｅ及びＣｏを含み、
    前記磁性層におけるＦｅの組成は、５０ａｔｍ％以上９５ａｔｍ％以下である、請求項１～５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
  7. 請求項１～６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シールドとの間に前記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。
  8. 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、請求項７記載の磁気記録再生装置。
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