KR100431017B1 - 기록 및 재생 헤드와, 이것을 합체시킨 기록 및 재생 장치 - Google Patents

기록 및 재생 헤드와, 이것을 합체시킨 기록 및 재생 장치 Download PDF

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Abstract

기록 매체에 기록된 신호를 재생하기 위한 본 발명의 자기 헤드는, 기판과, 상기 기판에 제공되며 자기 갭을 가지는 자기 헤드 코어 및, 상기 자기 헤드코어에 제공되는 자기저항 장치를 포함한다. 상기 자기 헤드 코어는 상기 자기 갭주위에서 자기 헤드 코어의 두께 방향이 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공된다.

Description

기록 및 재생 헤드와, 이것을 합체시킨 기록 및 재생 장치{Recording/reproducing head and recording/reproducing apparatus incorporating the same}
본 발명은 기록 및 재생 헤드와, 상기 기록 및 재생 헤드를 합체시킨 기록 및 재생장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기록 및 재생 헤드와, 기록 및 재생 장치 및, 종래의 하드 디스크와 자기 광학 디스크 장치보다 높은 밀도로 기록할 수 있는 것의 제조 방법에 관한 것이다.
도 11에 도시된 하드 디스크 드라이브(HDD)(1000) 또는 도 12에 도시된 자기 광학 디스크(MO) 장치(2000)는 고밀도로 정보 신호를 기록할 수 있다. 이러한 장치들은 기록 및 재생 헤드로서 자기 헤드(1019)와, 자기 광학 헤드(2020)를 각각 포함한다.
상기 도 11에 도시된 자기 헤드(1019)가 약 40 Gb/inch2를 초과하는 고밀도의 기록 및 재생을 얻기 위하여 사용될 때, 큰 자기저항(GMR)의 장치(1014)가 실드(shield;1015)사이에 제공된다면 재생은 실행될 수있다. 상기 GMR 장치(1014)의 표면이 노출되는 자기 헤드(1019)의 구조에서, 마찰 또는 소음은 상기 GMR 장치(1014)로 인하여 발생된다. 터널식 GMR(TMR)이 상기 GMR 장치(1014) 대신에 사용될 때, 단락이 발생되기 쉽다. 이러한 문제점은 소위 요크형 헤드(도시 않음)에 의하여 피할 수 있다. 그러나, 종래의 요크형 헤드에서는, 상기 GMR장치(또는 TMR 장치)와 요크사이에는 갭이 필요하다. 즉, 절연막등이 상기 갭에 제공된다. 그러나, 이러한 갭은 재생출력의 감소를 발생시킨다. 기록에 있어서, 상기 자기 헤드(1019)의 막 두께는 수미크론 정도로 유지되는 반면에, 트랙의 폭은 1미크론보다 작은(〈0.3㎛) 정도로 될 필요가 있다. 이러한 점은 매우 큰 종횡비(aspect ratio)를 발생시키고, 그래서 처리가 어렵게 된다. 미래에는, 기록 매체에서 기록된 비트의 길이가 대략 50 nm이하로 예측된다. 이러한 작은 비트의 크기를 가지는 기록 매체에서, 열변동이 고려되어야만 한다. 면내(in-plane) 기록매체가 기록 매체(1016)로 사용될 때, 상기 기록 매체(1016)의 보자력(coercive force)은 매우 크게될 필요가 있게 된다. 상기 자기 헤드(1018)의 기록 자석(1017)은 기록 매체를 자화하기 위해서는 약 2.5T(tesla) 이상의 포화된 자화를 가지는 자기막을 포함하는 것이 요구된다. 현재, 이러한 자기막은 거의 존재하지 않는다.
한편, 도 12에 도시된 자기 광학 헤드(2020)에서, 기록 매체(2016)은 자화의 반전이 발생하기 쉬운 온도까지 콘덴서(2018)에 의하여 집광된 레이저 광에 의하여 가열된다. 또한, 자기 헤드(2019)를 사용하는 자화 변조 기술은 레이저 광의 파장보다 작은 비트 내로 정보를 기록하는데 사용된다.
도 12에 도시된 상술된 구조를 가지는 자기 광학 헤드(2020)는 HDD와 동일한 고밀도의 기록 레벨을 구비할 수 있다. 그러나, 재생 시에, 상기 기록된 비트는 레이저 광의 파장만큼 크게 확대될 필요가 있다. 이러한 목적을 위하여, 다양한 방법이 제안되어 왔지만, 실질적인 사용면에서는 여전히 도전할 만한 것이 남아 있다.
이러한 상황에서, 도 13에 도시된 바와 같은 새로운 기록 및 재생 장치(3000)이 제안되었다. 상기 기록 및 재생 장치(3000)는 자기 광학 헤드(2020)와 GMR 헤드(3019)를 포함한다. 기록은 자기 광학 헤드(2020)를 사용하여서 실행된다. 재생은 상기 GMR 헤드(3019)를 사용하여서 실행된다. 즉, 2개의 서로 다른 헤드가 기록 및 재생을 위하여 각각 사용된다. 자기 광학 헤드를 위한 기록 매체(2016)가 기록 매체로 사용된다.
한편, 도 14에 도시된 기록 및 재생 장치(4000)에서, HDD를 위한 자기 헤드(1019)가 사용된다. 기록 매체(4016)는 자기 헤드(1019)쪽과 반대되는 쪽에서 레이저 광에 의하여 조사된다. 이러한 점은 기록에서의 자화의 반전과, 재생에서의 판독이 용이하도록 한다.
그러나, 도 13에 도시된 기록 및 재생 장치(3000)는 기록 및 재생을 위하여 2개의 헤드를 요구한다. 기록 및 재생이 분리된 헤드에 의하여 수행되는 점에 문제가 있다. 또한, 도 14에 도시된 기록 및 재생 장치(4000)는 기록 매체위에 기록되는 영역으로 레이저 광을 가져오기 위해서 서보 기술이 요구된다. 그리고, 기록의 밀도가 크짐에 따라서, 상기 기술은 보다 더 어렵게 된다는 문제점이 있다. 이러한 경우에, 또한 상술된 바와 같은 상기 HDD 기록 헤드에서 작은 폭의 트랙의 처리에 중요한 문제점이 있게 있다. 상기 기록 및 재생 장치(3000 및 4000) 둘다에서는, 상기 자기 헤드와 레이저 조사 섹션은 기록 매체의 상부 및 하부에 각각 제공될 필요가 있다. 이러한 이유로 인하여, 디스크의 상부 및 하부쪽에 헤드를 제공하는 것과, 기록면으로서 상기 디스크의 양쪽 표면을 사용하는 것은 불가능하다. 공간 절감의 측면에서도, 이러한 구조는 상기 기록 및 재생 장치에 불리하게 되어 있다.
또한, 상기 자기 헤드는 기록 또는 재생을 위하여 기록 매체상의 목표 위치로 이동될 필요가 있다. 그리고, 상술된 문제점에 부가하여서, 기록의 밀도가 크짐에 따라서, 단지 하나의 자기헤드 구동 섹션이 종래의 기록 및 재생 장치에 제공될 때 서보 트랙킹이 더 어렵게 된다.
본 발명의 제 1 특징에 따라서, 기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 자기 헤드는, 기판과, 상기 기판 상에 제공되며 자기 갭을 갖는 자기 헤드 코어 및, 상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함한다. 상기 자기 헤드 코어는 상기 자기 갭 주위에서의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공된다.
본 발명의 일실시예에서, 자기헤드는 상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 자기저항 장치를 더 포함한다. 상기 제 1 자기저항 장치와 제 2 자기저항 장치는 자기 갭에 대해 대칭으로 제공된다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 자기 헤드는 코일을 더 포함한다. 상기 코일은 자기 헤드 코어의 적어도 일부가 코일에 의해 둘러싸이도록 제공되고, 상기 코일에 의해 발생되는 자기 헤드 코어로부터의 자기장에 의해 기록 매체 상에 신호가 기록된다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제 1 자기저항 장치는,자기 헤드 코어에 제공된 제 1 절연층 및, 상기 제 1 절연층을 중심으로 자기 헤드 코어의 반대 편에 제공되는 제 1 핀 층(first pinned layer)을 포함하며, 상기 자화 방향은 상기 제 1 핀 층에서 용이하게 회전되지 않는다. 상기 자기 헤드 코어는 제 1 절연층에 대응하는 위치에 제공된 제 1 연성 자기층을 포함하며, 상기 제 1 연성 자기층은 제 1 자기저항층의 제 1 자유층으로서 작용하고, 상기 제 1 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전된다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제 2 자기저항 장치는, 자기 헤드 코어 상에 제공된 제 2 절연층 및, 상기 제 2 절연층을 중심으로 자기 헤드 코어의 반대 편에 제공되는 제 2 의 핀 층을 포함하며, 상기 제 2 핀 층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되지 않는다. 상기 자기 헤드 코어는 제 2 절연층에 대응하는 위치에 제공된 제 2 연성 자기층을 포함하며, 상기 제 2 연성 자기층은 제 2 자기저항층의 제 2 자유층으로서 작용하고, 상기 제 2 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전된다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제 1 연성 자기층 및 상기 제 2 연성 자기층은 동일한 연성 자기층이다.
본 발명의 일실시예에서, 자기헤드는 상기 자기 갭의 부근에서 기록 매체의 영역을 가열하기 위한 레이저 콘덴서를 더 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 기판은 레이저 콘덴서로서 작용한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 레이저 콘덴서는 회절 광학 장치를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 회절 광학 장치는 프레넬 렌즈이다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 자기 헤드 코어는 NiFe(-Co), CoFe, CoFeB, 및 CoNbZr 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제 1 핀 층은 PtMn, IrMn, 또는 NiMn에 의해 피닝된(pinned) Co 또는 CoFe 를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제 2 핀 층은 PtMn, IrMn, 또는 NiMn에 의해 피닝된 Co 또는 CoFe 를 포함하는 자기 헤드.
본 발명의 제 2 특징에 따라서, 기록 및 재생 장치는 본 발명의 제 1 특징에 따른 자기 헤드를 포함하며, 기록 매체는 제 1 자기 층을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 1 자기 층은 보상 온도와 퀴리 온도를 갖는다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 보상 온도는 실온과 대략 100℃ 사이의 범위 내에 있고, 상기 퀴리 온도는 대략 200℃ 내지 300℃의 범위 내에 있다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 1 자기 층은 기록을 위한 제 2 자기 층과 재생을 위한 제 3 자기 층을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 매체는 상호 자기적으로 분리된 자기 필름 마이크로 도트를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 매체는 수직 자기 저장 매체이다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 매체는 디스크이다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 매체는 테이프이다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 및 재생 장치는, 기판을 지지하기 위한 지지체와, 상기 지지체를 구동하기 위한 제 1 구동 섹션 및, 상기 기판 상에 제공되어, 상기 자기 헤드의 이동을 제공하는 제 2 구동 섹션을 더 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 2 구동 섹션은 박막을 포함하며, 상기 박막이 그 두께 방향으로 변위함에 의해 자기 헤드의 이동이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 2 구동 섹션은 압전 시스템, 정전기적 시스템 또는 전자기적 시스템에 의해 구동된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 및 재생장치는 복수의 자기 헤드를 더 포함하며, 상기 복수의 자기 헤드는 제 1 구동 섹션에 의해 동시에 구동된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 1 자기 층은 CoCr, CoPt, CoCrPt, CoCrTa, CoTaCrPt, FePt, TbFe, TbFeCo, 및 GdFeCo 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 2 자기층은 TbFe 또는 TbFeCo 를 포함하고, 상기 제 3 자기 층은 GdFeCo 를 포함한다.
본 발명의 제 3 특징에 따라서, 기록 매체 상에 제공된 신호를 재생하기 위한 자기 헤드는, 기판과, 상기 기판 상에 제공되며 자기 갭을 갖는 자기 헤드 코어 및 상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함하며, 상기 제 1 자기저항 장치는, 자기 헤드 코어 상에 제공된 제 1 절연층과, 상기 제 1 절연층을 중심으로 자기 헤드 코어의 반대 편에 제공되는 제 1 핀 층을 포함하고, 상기 제 1 핀 층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되지 않으며, 상기 자기 헤드 코어는 제 1 절연층에 대응하는 위치에 제공된 제 1 연성 자기 층을 포함하고, 상기 제 1 연성 자기층은 제 1 자기저항 장치의 제 1 자유층으로서 작용하며, 상기 제 1 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 자기 헤드는 상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 자기저항 장치를 더 포함한다. 상기 제 2 자기저항 장치는, 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 절연층 및, 상기 제 2 절연층을 중심으로 자기 헤드 코어의 반대 편에 제공되는 제 2 핀 층을 포함하고, 상기 제 2 핀 층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되지 않는다. 상기 자기 헤드 코어는 제 2 절연층에 대응하는 위치에 제공된 제 2 연성 자기층을 포함하고, 상기 제 2 연성 자기층은 제 2 자기저항층의 제 2 자유층으로서 작용하며, 상기 제 2 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 1 자기저항 장치와 제 2 자기저항 장치는 자기 갭에 대해 대칭으로 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 1 연성 자기층 및 상기 제 2 연성 자기층은 동일한 연성 자기층이다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 자기 헤드는 코일을 더 포함한다. 상기 코일은 자기 헤드 코어의 적어도 일부가 코일에 의해 둘러싸이도록 제공되고, 상기 코일에 의해 발생되는 자기 헤드 코어로부터의 자기장에 의해 기록 매체 상에 신호가 기록된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 자기 헤드는 상기 자기 갭의 부근에서 기록 매체의 영역을 가열하기 위한 레이저 콘덴서를 더 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기판은 레이저 콘덴서로서 작용한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 레이저 콘덴서는 회절 광학 장치를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 회절 광학 장치는 프레넬 렌즈이다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 자기 헤드 코어는 NiFe(-Co), CoFe, CoFeB, 및 CoNbZr 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 1 핀 층은 PtMn, IrMn, 또는 NiMn에 의해 피닝된(pinned) Co 또는 CoFe 를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 2 핀 층은 PtMn, IrMn, 또는 NiMn에 의해 피닝된 Co 또는 CoFe 를 포함한다.
본 발명의 제 4 특징에 따라서, 기록 및 재생 장치는 상기 본 발명의 제 3특징에 따른 자기 헤드를 포함하며, 기록 매체는 제 1 자기 층을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 1 자기 층은 보상 온도와 퀴리 온도를 갖는다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 보상 온도는 실온과 대략 100℃ 사이의 범위이고, 상기 퀴리 온도는 대략 200℃ 내지 300℃의 범위이다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 1 자기 층은 기록을 위한 제 2 자기 층과 재생을 위한 제 3 자기 층을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 매체는 상호 자기적으로 분리된 자기 필름 마이크로 도트들을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 매체는 수직 자기 저장 매체이다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 매체는 디스크이다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 매체는 테이프이다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 및 재생장치는, 기판을 지지하기 위한 지지체와, 상기 지지체를 구동하기 위한 제 1 구동 섹션 및, 상기 기판 상에 제공되어, 상기 자기 헤드의 이동을 제공하는 제 2 구동 섹션을 더 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 2 구동 섹션은 박막을 포함하며, 상기 박막의 그 두께 방향으로의 변위에 의해 자기 헤드의 이동이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 2 구동 섹션은 압전 시스템, 정전기적 시스템 또는 전자기적 시스템에 의해 구동된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 및 재생 장치는 복수의 자기 헤드들을 더 포함한다. 상기 복수의 자기 헤드들은 제 1 구동 섹션에 의해 동시에 구동된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 1 자기 층은 CoCr, CoPt, CoCrPt, CoCrTa, CoTaCrPt, FePt, TbFe, TbFeCo, 및 GdFeCo 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 2 자기 층은 TbFe 또는 TbFeCo 를 포함하고, 상기 제 3 자기 층은 GdFeCo 를 포함한다.
본 발명의 제 5 특징에 따라서, 기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 자기 헤드는, 기판과, 상기 기판 상에 제공되며 자기 갭을 갖는 자기 헤드 코어 및 상기 자기 헤드 코어의 적어도 일부를 둘러싸도록 제공되는 코일을 포함한다. 상기 코일에 의해 발생되는 자기 헤드 코어로부터의 자기장에 의해 기록 매체 상에 신호가 기록되고, 상기 자기 헤드 코어는 상기 자기 갭 주위에서의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공된다.
본 발명의 제 6 특징에 따라서, 기록 및 재생 장치는, 기록 매체 상에 신호를 기록하기 위한 제 1 자기 헤드 및, 상기 기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 제 2 자기 헤드를 포함한다. 상기 제 1 자기 헤드는, 제 1 기판과, 상기 제 1 기판 상에 제공되며 제 1 자기 갭을 갖는 제 1 자기 헤드 코어 및, 상기 자기 헤드 코어의 적어도 일부를 둘러싸도록 제공되는 코일을 포함한다. 상기 제 1 자기 헤드 코어는 상기 제 1 자기 갭 주위에서의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공된다. 상기 제 2 자기 헤드는,제 2 기판과, 상기 제 2 기판 상에 제공되며 제 2 자기 갭을 갖는 제 2 자기 헤드 코어 및, 상기 제 2 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함한다. 상기 제 2 자기 헤드 코어는 상기 제 2 자기 갭 주위에서의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판은 동일한 기판이다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 2 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 자기저항 장치를 더 포함한다. 상기 제 1 자기저항 장치와 제 2 자기저항 장치는 제 2 자기 갭에 대해 대칭으로 제공된다.
본 발명의 제 7 특징에 따라서, 기록 및 재생 장치는, 기록 매체 상에 신호를 기록하기 위한 제 1 자기 헤드 및, 상기 기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 제 2 자기 헤드를 포함한다. 상기 제 1 자기 헤드는, 제 1 기판과, 상기 제 1 기판 상에 제공되며 제 1 자기 갭을 갖는 제 1 자기 헤드 코어 및, 상기 제 1 자기 헤드 코어의 적어도 일부를 둘러싸도록 제공되는 코일을 포함한다. 상기 제 1 자기 헤드 코어는 상기 제 1 자기 갭 주위에서의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공된다. 상기 제 2 자기 헤드는, 제 2 기판과, 상기 제 2 기판 상에 제공되며 제 2 자기 갭을 갖는 제 2 자기 헤드 코어 및, 상기 제 2 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함한다. 상기 제 1 자기저항 장치는, 제 2 자기 헤드 코어 상에 제공되는 절연층 및, 상기 절연층을 중심으로 제 2 자기 헤드 코어의 반대 편에 제공되는 핀 층을 포함하며, 상기 핀 층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되지 않는다. 상기 제 2 자기 헤드 코어는 제 2 절연층에 대응하는 위치에 제공된 연성 자기 층을 포함하며, 상기 연성 자기 층은 제 1 자기저항 장치의 자유층으로서 작용하고, 상기 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전된다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판은 동일한 기판이다.
본 발명의 일실시예에 따라서, 상기 기록 및 재생 장치는 상기 제 2 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 자기저항 장치를 더 포함한다. 상기 제 1 자기저항 장치와 제 2 자기저항 장치는 제 2 자기 갭에 대해 대칭으로 제공된다.
그래서, 본원에서 설명된 본 발명은 약 100 Gb/inch2의 매우 높은 밀도의 기록을 제공하고, 기록 및 재생장치는 상기 높은 밀도의 기록에서 고정밀도의 트랙킹 성능을 가지는 자기 헤드 구동부를 합체시키는 장점을 가능하도록 만든다.
이러한 본원의 장점 및 다른 장점은 첨부도면을 참고로 하여서 아래의 상세한 설명을 읽어봄으로써 당업자는 분명하게 이해할 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시예 1에 따른 자기 헤드를 도시하는 사시도.
도 1b는 상기 실시예 1의 자기 헤드를 도시하는 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 자기 헤드를 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 자기 헤드를 도시하는 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예 4에 따른 자기 헤드를 도시하는 사시도.
도 5a는 본 발명의 실시예 5에 따른 기록 및 재생 장치를 도시하는 단면도.
도 5b는 본 발명의 실시예 5에 따른 기록 매체의 실시예를 도시하는 단면도.
도 6은 상기 실시예 5의 기록 매체의 실시예를 도시하는 사시도.
도 7a는 본 발명의 실시예 6에 따른 기록/매체 장치를 도시하는 사시도.
도 7b는 본 발명의 실시예 6에 따른 보조 구동 섹션을 도시하는 사시도.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 실시예 8에 따른 자기 헤드의 제조공정의 예를 도시하는 평면도.
도 9는 본 발명의 실시예 8 및 9에 따른 기록 및 재생 장치를 도시하는 평면도.
도 10은 본 발명의 실시예 11에 따른 자기 헤드를 도시하는 사시도.
도 11은 종래의 하드 디스크 드라이브(HDD)를 도시하는 단면도.
도 12는 종래의 자기 광학 디스크의 장치를 도시하는 단면도.
도 13은 종래의 기록 및 재생 장치를 도시하는 단면도.
도 14은 종래의 기록 및 재생 장치를 도시하는 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100; 자기 헤드 101;기판
110,111; 자기막 116; 기록 매체
117; 자기층 120; 자기 갭
130; 자기 헤드 코어 140; 코일부
150; 자기 저항 장치 180; 자유층
실시예 1
1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예 1에 따른 자기 헤드(100)를 도시한다. 도 1a는 자기 헤드(100)의 사시도이다. 도 1b는 자기 헤드(100)의 평면도이다. 상기 자기 헤드(100)는 자기 헤드 코어(130)와, 코일부(140) 및, 기판(101)에 제공되는 자기저항 장치(150)를 포함한다. 상기 자기 헤드 코어(130)는 연성의 자기막(110 및 111)과, 자기 갭(120)을 포함한다. 상기 코일부(140)는 기록 매체(116)(도 5)에 신호를 기록하기 위하여 상기 자기 헤드 코어(130)에서 자기장을 발생시킨다. 상기 자기 저항 장치(150)는 기록 매체(116)로부터 자속(magnetic flux)를 판독한다.
상기 기록 매체(116)에 기록될 때, 자기장은 기록될 신호에 따라서 상기 코일부(140)에 의하여 상기 자기 헤드 코어(130)에 발생된다. 상기 발생된 자기장은 상기 기록 매체(116)의 자기층(117)(도 5)에 인가된다.
상기 기록 매체(116)로부터 재생될 때, 자속은 자기 갭(120)과, 연성의 자기막(110 및 111)을 통하여 기록 매체(116)의 자기층(117)으로부터 자기 저항 장치(150)로 전도된다. 상기 연성의 자기막(110 및 111)은 기판(101)에 제공된다. 상기 연성의 자기막(110 및 111)의 두께 방향(102)은 기록 매체(116)의 트랙 폭 방향(112)와 동일하다.
도 1에 도시된 자기저항 장치(150)는 터널식 자기저항(TMR) 장치이다. 상기 자기저항 장치(150)는 자유층(180)과, 핀 층(190) 및, 절연층(185)을 포함한다. 상기 자유층(180)은 그것의 자화 방향이 용이하게 회전되는 자기막으로 제조된다. 상기 핀층(190)은 그것의 자화 방향이 용이하게 회전되지 않는 자기막으로 제조된다. 상기 절연막(185)은 상기 핀 층(190)으로부터 자유층(180)을 분리시킨다. 상기 자기 헤드(100)는 전류가 자기저항 장치(150)를 통하여 흐르도록 리드선 부분(lead line portion)(160 및 161)을 포함한다.
상기 실시예의 자기 헤드(100)에서, 상기 자기 헤드 코어(130)에 포함된 연성의 자기막(111)은 자기저항 장치(150)에 포함되는 자유층(180)의 영역으로서 작용한다. 도 1에 도시된 자기 저항 장치(150)이 TMR 장치의 구조를 가질지라도, 상기 자기 저항 장치(150)에 포함된 절연막(185)은 도전성 금속막으로 대체될 수 있다. 이러한 GMR 장치의 구조는 실시예 1의 자기 헤드(100)가 실용적으로 될 수 있도록 한다.
도 1에 도시된 자기 저항 장치(150)에서, 상기 절연막(185)은 상기 핀 층(190)으로부터 상기 자유층(180)을 분리하고, 상기 연성의 자기막(111)은 자유층(180)의 영역으로 작용한다. 이러한 이유로 인하여, 상기 자기 저항 장치(150)는 기록 매체(116)로부터 자속을 보다 효율적으로 검출할 수 있다. 일반적으로, 상기 TMR 장치의 구조는 금속 GMR 장치의 구조보다 자기저항에서 보다 큰 변화를 나타냄으로써, 상기 자기 저항 장치(150)의 출력은 더 크게된다. 또한, 갭부분이 고려되지 않고 회로가 폐쇄 자기 회로로 간주될 때, 신호 자속은 상기 자기 저항 장치(150)의 자유층(180)으로 효율적으로 전도될 수 있다.
실시예 1의 자기 헤드(100)에서, 상기 자기 헤드 코어(130)의 부분을 구성하는 연성의 자기막(110 및 111)은 그 두께 방향(102)이 기록 매체(116)의 트랙폭 방향과 동일할 수 있도록 기판(101)위에 제공된다. 이러한 점은 상기 트랙폭이 종래에는 얻기 어려운 크기인 약 0.1㎛ 이하가 될 수 있도록 상기 자기 헤드를 제조할 수 있도록 한다.
상기 연성의 자기막(110 및 111)과, 자기 헤드 코어(130)를 구성하는 자유층(180)은 Ni이 풍부한 NiFe(-Co)막 또는 CoFe 합금막, 또는 CoFeB 및 CoNbZr과 같은 무결정 합금막, 또는 이러한 것의 조합으로 된 적층막으로 제조되는 것이 양호하다. 보다 양호하게는, 큰 MR비(자기저항에서의 변화율)를 가지는 CoFe 또는 NiFe가 상기 자유층(180) 및 분리층(185)사이의 경계면에 제공된다. 상기 분리층(185)는 Al2O3로 제조되는 것이 양호하다. 상기 핀 층(190)은 보자력(保磁力, coercive force)이 큰 자기막 또는 Co 및 CoFe와 같은 금속막이 PtMn, IrMn 및 NiMn과 같은 T(Pt, Ir, Ni, Pd, Rh, Rn, Cr)-Mn를 기초로 하는 합금으로 제조되는 반강자성체(antiferromagnetic) 막에 의하여 피닝되는(pinned) 물질로 제조되는 것이 좋다.
실시예 2
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 자기 헤드(200 및 300)의 사시도이다.
실시예 1의 상술된 자기 헤드(100)에서, 단일의 자기 헤드가 기록 및 재생 모두에 사용된다. 한편, 실시예 2에서, 상기 기록하기 위하여 사용되는 코일부(240)를 가지는 자기 헤드(200)와, 재생하기 위하여 사용되는 자기 저항 장치(250)를 가지는 자기 헤드(300)는 기판(201)위에 분리되게 제공된다.
상기 자기 헤드(200)는 자기헤드 코어(230)와 코일부(240)를 포함한다. 상기 자기 헤드 코어(230)는 기판(201)에 제공되고, 자기 갭(220)을 구비한다. 상기 코일부(240)는 기록 매체(116)에 신호를 기록하기 위하여 자기 헤드 코어(230)에서 자속을 발생시킨다(도 5a).
상기 자기 헤드(300)는 자기 헤드 코어(231)와 자기 저항 장치(250)를 포함한다. 상기 자기 헤드 코어(231)는 기판(201)상에 제공되고, 자기 갭(221)을 구비한다. 상기 자기 저항 장치(250)는 기록 매체(116)로부터 자속을 판독한다.
상기 기록 매체(116)에 기록될 때, 기록될 신호에 따라서 상기 코일부(240)에 의하여 자기 헤드 코어(230)에서 자기장이 발생된다. 상기 발생된 자기장은 기록 매체(116)의 자기층(117)에 인가된다.
상기 기록 매체(116)로부터 재생될 때, 자속은 기록 매체(116)의 자기층(117)으로부터 자기 갭(221)과, 연성의 자기막(213 및 214)을 통하여 상기 자기 저항 장치(250)로 전도된다.
상기 자기 저항 장치(250)는 자유층(280)과, 핀 층(290) 및, 절연층(285)을 포함한다. 상기 자유층(280)은 그 자화방향이 용이하게 회전할 수 있는 자기막으로 제조된다. 상기 핀 층(290)은 그 자화방향이 용이하게 회전하지 않는 자기막으로 제조된다. 상기 절연막(285)은 핀 층(290)으로부터 자유층(280)을 분리시킨다. 상기 자기 헤드(300)는 자기 저항 장치(250)을 통하여 전류가 흐르도록 하기 위하여 리드선 부분(260 및 261)을 포함한다.
실시예 1과 유사하게, 실시예 2의 자기 헤드(300)에서, 상기 자기 헤드 코어(231)에 포함된 연성의 자기막(214)은 상기 자기 저항 장치(250)에 포함된 자유층(280)의 영역으로 작용한다. 상기 연성의 자기막(210,211,213 및 214)은 기판(201)상에 제공된다. 상기 자기 헤드(300)에 포함된 연성의 자기막(213 및 214)은 물론 상기 자기 헤드(200)에 포함된 연성의 자기막(210 및 211)의 두께 방향(202)은 기록 매체(116)의 트랙폭 방향(112)(도 5)과 동일하다.
실시예 2에서, 기록 하기 위한 자기 헤드(200)과 재생하기 위한 자기 헤드(300)는 기판(201)상에 분리되게 제공된다. 구성품은 자기 헤드(200 및 300)사이에서 서로 다른 크기를 가진다. 예를 들면, 기록 하기 위한 자기 헤드(200)의 자기 헤드 코어(230)의 두께는 상기 두께 방향(202)에서 재생하기 위한 자기 헤드(300)의 자기 헤드 코어(231)의 두께 보다 더 크게 될 수 있다. 상기 자기 갭(220)의 폭은 상기 자기 갭(221)의 폭과는 다를 수 있다. 각각의 구성품의 크기는 기록 및 재생 특성을 부가로 향상시키기 위하여 수정될 수 있는 것이 좋다.
대안으로서, 상기 자기 헤드(200 및 300)는 동일한 기판에 제공될 필요는 없지만, 분리된 기판에 제공될 수 있다.
실시예 3
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 자기 헤드(400)의 사시도이다. 상기 자기 헤드(400)는 기판(201)상에 제공되는 자기 저항 장치(350) 및, 자기 헤드 코어(331)를 포함한다. 상기 자기 헤드 코어(331)는 연성의 자기막(313 및 314)을 포함한다. 상기 자기 저항 장치(350)는 자유층(380)과, 핀 층(290) 및, 절연층(285)을 포함한다. 상기 절연층(285)은 상기 핀 층(290)으로부터 상기 자유층(380)을 분리시킨다. 상기 자기 헤드(400)의 다른 구조는 실시예 2의 자기 헤드(300)의 대응되는 구조와 동일하다.
실시예 3에서, 자기 헤드 코어(331)의 자기 저항 장치(350)의 자유층(380)으로 작용하는 영역 및 이것을 둘러싸고 있는 영역의 두께는 자기 헤드 코어(331)의 다른 영역의 두께보다 더 작다. 이러한 이유로 인하여, 상기 자기 헤드 코어(331)으로 흐르는 자속은 자유층(380)으로 모이게 됨으로써, 자속의 밀도는 증가되고, 그래서 상기 자기 저항 장치(350)의 재생 민감도를 향상시킨다.
실시예 4
도 4는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 자기 헤드(500)의 사시도이다. 상기 자기 헤드(500)는 자기 단극형 헤드 구조를 가지고, 수직의 기록 매체에 기록하기 위하여 사용된다. 상기 자기 헤드(500)는 자기 헤드 코어(430)와, 기판(201)상에 제공되는 코일부(440)를 포함한다. 상기 자기 헤드 코어(430)는 기록 매체(116)에 대향되는 영역(410)을 포함한다. 상기 영역(410)의 두께 방향(402)은 기록 매체(116)의 트랙폭 방향(112)(도 5)과 동일하다. 양호하게는, 상기 영역(410)의 두께는 기록 매체(116)의 트랙폭의 크기와 동일하다. 상기 코일부(440)는 기록 매체(116)에 신호를 기록하기 위하여 자기 헤드 코어(430)에서 자기장을 발생시킨다.
상기 자기 헤드(500)는 자기 헤드(500)의 기록 효율을 향상시키기 위하여 리턴(return) 요크부(411)을 포함할 수 있다. 양호하게는, 상기 리턴 요크부(411)는 자기 헤드 코어(430)의 일부로서 작용하면서 자기 헤드 코어(430)에 자기적으로 연결 되어있다.
실시예 5
도 5a는 본 발명의 실시예 5에 따른 기록 및 재생 장치(600)의 정면도이다. 도 5b는 기록 매체(116)에 제공되는 자기층(117)의 단면도이다. 상기 도 5a에 도시된 기록 및 재생 장치(600)는 실시예 1에 도시된 자기 헤드(100)와, 기록 매체(116)와, 레이저 콘덴서(507) 및, 슬라이더(513)를 포함한다. 상기 레이저 콘덴서(507)는 자기 헤드(100)와 일체로 되고, 자기 헤드갭(120)의 근처에서 기록 매체(116)을 가열하기 위하여 사용된다. 상기 슬라이더(513)는 자기 헤드(100)를 지지한다.
도 5a에 도시된 기록 및 재생 장치(600)에서, 실시예 1의 자기 헤드(100)가 사용될지라도, 상기 자기 헤드(200,300,400 또는, 500)가 사용될 수 있다. 상기기록 매체(116)는 디스크 또는 테이프가 양호하다.
상기 레이저 콘덴서(507)는 반구형의 SIL 렌즈, 회절 광학장치(즉, 마이크로 프레넬 렌즈) 등을 자기 헤드(100)에 합체시킴으로써 구성될 수 있다. 상기 도 5a에 도시된 레이저 콘덴서(507)는 또한 자기 헤드(100)의 기판(101)으로서 사용된다. 상기 레이저 콘덴서(507)는 레이저 광원(515)으로부터의 레이저 광(514)에 투명한 재료로 제조된다. 상기 레이저 광(514)은 미러(511)에 의하여 반사되고, 그 다음 회절 광학 장치(512)(즉, 마이크로 프레넬 렌즈)에 의하여 자기 갭(120)의 근처에서 모이게 된다. 상기 레이저 콘덴서(507)가 자기 헤드(100)의 기판(101)으로서 작용하기 때문에, 자기 헤드(100)와 레이저 콘덴서(507)를 합체시키는 것은 보다 용이하게 된다.
특히, 광학 유리가 기판(101)으로 사용된다. 상기 광학 유리가 처리되어 마이크로 프레넬 렌즈로 된다. Ag등으로 제조되는 금속 반사막은 그 후에 마이크로 프레넬 렌즈의 표면에 제공된다. 그래서, 레이저 콘덴서(507)가 얻어진다.
이러한 방법에서, 상기 자기 헤드(100)는 상기 붙박이식(built-in)의 레이저 콘덴서(507)를 구비할 수 있다. 이것은 상기 자기 헤드(100)의 두께 방향(102)이 트랙폭 방향(11)과 동일하기 때문이다. 이러한 점은 상기 기판(101)이 또한 레이저 콘덴서(507)로 사용될 수 있도록 한다. 또한, 반구형 SIL 렌즈와, 회절 광학장치등은 상기 자기 헤드(100)와 합체될 수 있다. 이러한 구조는 자기 헤드의 두께 방향이 트랙폭 방향에 수직인 종래의 경우에는 기하학적으로 실현될 수 없다. 종래의 기하학 형상에서는, 도 13 및 14에 도시된 바와 같이 2개의 자기헤드가 요구되거나, 또는 레이저 콘덴서 및 자기 헤드가 기록 매체의 상부 및 하부쪽에 분리되게 제공될 필요가 있다.
상기 도 5a에 도시된 기록 및 재생 장치(600)가 슬라이더(513)를 포함하고 이지만, 상기 기판(101) 또한 슬라이더로 작용할 수 있다. 상기 레이저 광(514)은 광학 섬유에 의하여 레이저 콘덴서(507)로 안내된다. 상기 기록 및 재생 장치(600)는 상기 자기 광학 기록이 수행되지 아니하고 자기 기록만이 수행될 때에는 상기 레이저 콘덴서(507)를 생략할 수 있다.
상기 기록 매체(116)의 자기층(117)은 보상 온도와, 퀴리(Curie) 온도를 가지는 물질로 제조된다. 예를 들면, 희토 산화 금속와 전이 금속으로 제조되는 무결정막이 자기층(117)로 사용된다. 상기 자기층(117)은 통상적인 자기 광학 기록과는 다른 케르 효과(Kerr effect)를 나타낼 필요는 없다.
상기 자기층(117)이 단일층의 막일 때에는, 레이저 광(514)의 조사가 없이 실온에서는 보자력(coercive force)이 크고, 레이저 광(514)의 조사로 인하여 증가된 온도에서는 상기 보자력(coercive force)이 감소되는 것과 같은 특성을 상기 자기층(117)이 가질 필요가 있다. 재생 시에, 필요하다면, 상기 자기층(117)은 레이저 광(514)으로 조사되고, 자기 저항 장치에 의하여 판독이 실행된다. 이러한 경우에, 상기 자기층(117)은 레이저 광(514)의 조사로 인한 증가된 온도가 자기층(117)의 자화를 증가시켜서 그에 의해 상기 기록 매체(116)로부터의 누설 자기장을 증가시키는 것과 같은 특성을 가지는 것이 좋다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 자기층(117)은 실온에서 보자력이 큰 기록용 자기층(119)과, 상기 자기층(119)과 자기적으로 연결되고 실온에서 상당한 정도로 자화된 재생용 자기층(118)를 포함하는 2개의 층의 막일 수 있다.
상술된 조건들은 다음과 같이 충족되어진다. 상기 단일층의 자기층(117)의 경우에, 상기 자기층(117)은 실온 또는, 실온과 약 100℃사이의 보상 온도를 가지고, 약 200 내지 300℃의 퀴리 온도를 가지는 기록 매체용 자기막으로 제조되는 것이 좋다. 상기 보상 온도와 퀴리 온도는 기록 및 재생 각각에 중요하다.
상기 2개층의 자기층(117)의 경우에, 상기 기록용 자기층(119)의 보상점은 실온과 약 100℃사이가 양호하다. 상기 재생용 자기층(118)은 상기 층(118)이 레이저 조사시의 온도에서 상당한 정도로 자화되도록 상대적으로 높은 퀴리 온도를 가지는 것이 좋다. 재생용의 자기층(118)이 매우 높은 퀴리 온도를 가질 때에, 기록용의 자기층(119)이 낮은 퀴리 온도를 가진다면, 그 결과로 생기는 자기층(117)은 만족스럽지 않게 된다. 상기 자기층(117)이 자기층들(118 및 119)의 특성 사이에서 양호한 균형을 가질 필요가 있다.
구체적으로는, 상기 기록용의 자기층(119)가 보자력이 실온에서 크고, 보상점이 실온과 약 100℃사이에서 설정될 수 있는 TbFe막으로 제조되는 것이 좋다. 대안으로서, 기록용의 자기층(119)은 TbFe막보다 높은 퀴리 온도를 가지는 TbFeCo 막등으로 제조되는 것이 좋다. 재생용의 자기층(118)은 높은 퀴리 온도를 가지고 레이저 조사시에 큰 자화를 나타내는 GdFeCo 막으로 제조되는 것이 좋다.
또한, 상기 자기층(117)은 Fe 및 Co와 같은 전이 금속, 예를들면, CoCr, CoPt, CoCrPt, CoCrTa, CoTaCrPt, FePt등으로 주로 제조되는 종래의 자기층이 될 수 있다.
상기 기록 매체(116)가 실온에서 기록될 수 있는 수직의 기록 매체일 때, 상기 레이저 광(514)의 지원은 필요없게 된다. 실시예 1에 도시된 자기 헤드(100, 200, 또는 500)만을 사용함으로써, 정보의 기록이 성취될 수 있다.
정보가 실온에서 용이하게 기록될 수 없는 기록 매체로 상기 기록 매체(116)가 제조될 때, 상기 기록 매체(116)는 온도를 증가시키고 기록이전에 보자력을 감소시키기 위하여 레이저 광(514) 등에 의하여 조사된다. Fe 및 Co와 같은 전이금속으로 주로 제조되는 자기층은, 상술된 희토 산화 금속의 무결정 재료와는 다르기 때문에, 실온은 물론이고 증가된 온도에서 충분한 자화를 가지게 된다. 상기 기록 매체(116)의 신호는 실온은 물론이고 레이저 조사시에도 상기 자기 저항 장치에 의하여 재생될 수 있다.
수직적인 기록 매체는 정보가 자기 헤드(100,200, 또는 500)를 사용하여서 기록 매체에 기록될 때 면내(in-plane) 기록 매체보다 더 양호하다. 이것은 상기 수직적인 기록 매체가 면내 기록 매체와 비교할 때에 기록 패턴의 트랙폭 방향에서 보다 신호의 휘어짐(fringing)이 덜하기 때문이다.
도 6에서, 기록 매체(616)는 비자기 매트릭스(601)내에 제공되는 자기막으로 제조되는 균일한 마이크로 도트(dot;602)를 가진다. 상기 마이크로 도트(602)는 비자기 매트릭스(601)에 의하여 자기적으로 서로 분리된다. 신호의 휘어짐(fringing)이 덜하게 됨으로써, 상기 기록 매체(616)는 양호하게 된다.
본 발명에 사용되는 기록 매체는 랜덤한 접근을 허용하는 디스크 형상이 좋다. 또한, 상기 기록 매체는 하드 디스크의 백업을 저장하기 위하여 스트리밍 테이프(streaming tape)가 좋다.
또한, 본 발명의 기록 및 재생 장치에 사용되는 기록 매체가 테이프일 때, 본 발명의 자기 헤드는 더욱 효과적이다. 이러한 경우에, 상기 테이프의 트랙폭은 디스크 기록 매체의 것보다 더 크게 된다. 상기 자기 헤드(100, 200, 300,400 및, 500)에 사용되는 연성의 자기막은 테이프의 트랙폭에 대응될 수 있는 두께가 될 수 있다.
종래의 NiFe 또는 GMR막을 포함하는 요크형 MR헤드의 경우에, 상기 자기 저항 장치가 테이프 매체에 근접되게 위치되지 않는다면, 재생 효율은 감소된다. 상기 자기 저항 장치가 테이프와 접촉할 때에, 자기 저항 장치가 닳아버릴 정도로 마찰이 크게 되는 문제점이 있다. 본 발명의 자기 헤드는 높은 재생 효율 레벨을 가지고, 상기 재생효율이 거의 감소되지 않으면서 상기 테이프 매체로부터 상당한 거리에서 상기 자기 저항 장치를 제공하는 것이 가능하다.
실시예 6
도 7a는 본 발명의 실시예 6에 따른 기록 및 재생 장치(700)를 도시하는 사시도이다. 도 7b는 상기 기록 및 재생 장치(700)에 포함된 보조 구동 섹션(700)을 도시하는 사시도이다.
상기 기록 및 재생 장치(700)는 보조 구동 섹션(750)과, 슬라이더(713), 아암(760)과, 주 구동 섹션(770)과, 기록 매체(116) 및, 단일의 처리 섹션(780)을 포함한다. 상기 보조 구동 섹션(750)은 자기 헤드(710)를 포함한다. 상기 슬라이더(713)는 보조 구동 섹션(750)을 지지한다. 상기 아암(760)은 슬라이더(713)를 지지한다. 상기 주 구동 섹션(770)은 아암(760)을 구동시킨다.
실시예 1 내지 4에 도시된 자기 헤드(100,200,300,400,500)중의 어느 하나도 상기 자기 헤드(710)으로 사용된다. 상기 주 구동 섹션(770)은 선형의 구동장치를 채택할 수 있다. 상기 기록 매체(116)는 디스크 형상이고, 화살표(714)로 지시되는 방향으로 회전된다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 보조 구동 섹션(750)은 구동 부재(730 및 740)과, 이동가능한 부재(720)을 포함한다. 상기 이동가능한 부재(720)는 구동 부재(730 및 740)을 구동시킴으로써 구동된다.. 상기 자기 헤드(710)는 이동가능한 부재(720)에 제공된다.
상기 기록 및 재생 장치(700)에서, 상기 자기 헤드(710)와, 상기 자기 헤드(710)의 작은 이동을 성취하기 위한 보조 구동 섹션(750)은 동일한 표면위에 제공된다. 이러한 이유로 인하여, 상기 자기 헤드(710)의 제조 공정과, 상기 보조 구동 섹션(750)의 제조 공정은 동일한 기판 표면에서 실행되고, 따라서 제조공정을 용이하게 한다. 이러한 경우에, 상기 자기 헤드(710)의 기판은 또한 이동가능한 부재(720)으로 작용하게 된다. 이와 유사하게, 상기 레이저 콘덴서(507)는 이동가능한 부재(720)으로 작용할 수 있다.
상기 기록 및 재생 장치(700)에서, 상기 구동 부재(730 및 740)와 이동가능한 부재(720)은 박막으로 제조된다. 상기 자기 헤드(710)는 박막의 두께 방향에서의 굽힘을 사용하여서 트랙킹 방향에서 용이하게 구동된다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 복수의 구동 부재(730 및 740)가 제공되기 때문에, 기록 매체(116)에 수직인 방향(712)에서는 물론 기록 매체(116)의 트랙폭 방향에서 상기 자기 헤드(710)의 작은 이동을 성취하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 자기 헤드(710)와 기록 매체(116)사이의 갭은 제어될 수 있다. 상기 구동 부재(730 및 740)는 압전 시스템, 정전기적 시스템, 전자기적 시스템중 어느 것에 의해서도 실현될 수 있다. 특히, 박막으로 제조되는 압전 부재가 구동 부재(730 및 740)으로 사용될 때, 저전압에 의하여 상기 자기 헤드(710)를 구동시킴으로써 높은 해상도의 트랙킹이 수행될 수 있다.
상기 기록 및 재생 장치(700)에서, 상기 자기 헤드(710)를 각각 포함하는 복수의 슬라이더(713)가 실질적으로 동일한 간격으로 제공된다. 각각의 자기 헤드(710)는 각 슬라이더(713)사이의 공간에 동일한 범위에서 이동된다. 복수의 자기 헤드(710)이 제공되기 때문에, 상기 주 구동 섹션(770)과 보조 구동 섹션(750)사이의 구동 거리의 동적인 범위를 감소시키는 것이 가능하다. 따라서, 나노미터 정도의 트랙킹 정확도가 용이하게 얻어진다. 또한, 복수의 자기 헤드(710)가 기록 및 재생을 위하여 조합으로 사용될 수 있고, 따라서 높은 속도 또는 높은 신뢰성의 기록 및 재생을 얻게 된다.
실시예 7
실시예 1의 자기 헤드(100)의 제조 방법은 본 발명의 실시예 7와 같이 아래에 설명된다.
도 1에서, 기판(101)은 광학 유리 기판이다. CoNbZr/NiFe/CoFe 적층막은 스퍼터링(sputtering)에 의하여 기판(101)에 형성된다. 상기 적층막은 자기 헤드 코어(130)의 저부와 자기 갭(120)을 제조하기 위하여 패터닝(patterning)을 하게 된다. 예를 들면, 상기 자기 헤드 코어(130)의 두께는 약 0.08 ㎛이다. 상기 자기 갭(120)의 길이는 약 0.08㎛이다.
그 다음, Al막이 스퍼터링에 의하여 상기 자기 헤드 코어(130)에 형성된다. 상기 Al막이 Al2O3막을 형성하기 위하여 플라즈마에 의하여 산화된다. CoFe/IrMn 적층막은 스퍼터링에 의하여 Al2O3막에 형성된다. 상기 Al2O3막과, CoFe/IrMn 적층막은 Al2O3의 절연층(185)과 핀 층(190)을 형성하기 위하여 패터닝된다.
리드 부분(160 및 161)을 형성하기 위하여 패터닝된 다음에, 스퍼터링에 의하여 핀 층(190)과 자기 헤드 코어(130)에 Au 막이 형성된다.
상기 자기 헤드 코어(130)는 Al2O3절연막으로 코팅된다. 상기 Al2O3절연막에 Au 막이 형성되고 난 후, 코일부(140)를 형성하도록 패터닝이 이루어진다. 상기 코일부(140)에는 Al2O3절연막이 제공된다. 상기 Al2O3절연막에는 관통 구멍이 제공된다. 상기 Al2O3절연막에는 CoNbZr 막이 스퍼터링에 의해 형성되어 자기 헤드 코어(130)의 상부를 제공한다. 따라서 CoNbZr/NiFe/CoFe 로 만들어진 자기 헤드 코어(130)의 상부가 자기 헤드 코어(130)의 저부와 연결되어 전체 자기 헤드 코어(130)를 제공한다.
또한, 자기 헤드(100)의 구성품의 전체 표면은 Al2O3절연막으로 코팅되고 이후 기계적 공정에 의해 평탄화처리된다.
다음으로, 도 5 에 도시된 레이저 콘덴서(507)는 다음과 같은 방식으로 광학 유리 기판(101) 상에 제조된다. 기판(101)의 뒤쪽에는 레지스트가 제공되고, 이어서 스테퍼를 이용하여 포토리소그라피가 행해진다. 기판(101) 상에는 회절 광학 장치(512)로서 마이크로 프레넬 렌즈가 형성된다. 이후, 기판(101)의 앞면에는 Ag 으로 된 금속 반사막이 제공된다.
다음으로, 기록 매체(116)의 제조 방법(도 5a)을 후술한다.
기록 매체(116)의 자기 층(117)을 제공하도록 디스크 기판 상에는 TbFeCo 및 GdFeCo 막이 스퍼터링에 의해 연속적으로 적층된다. TbFeCo 는 대략 60℃ 의 보상 온도를 가지며, GdFeCo 는 대략 280℃ 의 퀴리 온도를 갖는다.
상기 공정에 의해 제조된 자기 헤드(100) 및 기록 매체(116)를 구비한 기록 및 재생 장치에 대해 작동 테스트를 한다. 파장이 대략 680 ㎚ 인 시판중인 레이저 광원을 사용한다. 기록 매체(116)에 대해 레이저 광(514)을 조사하면서 자기 헤드(100)를 사용하여 기록 매체(116) 상에 신호가 기록된다. 이후, 기록 매체(116)상의 기록 패턴을 자기장 마이크로스코프(MFM)에 의해 관측한다. 트랙 폭은 대략 0.08 ㎛ 이고, 비트 길이는 최대한으로 대략 0.05 ㎛ 였다.
다음으로, 기록 매체(116)를 레이저 광(514)으로 조사하면서 자기 저항장치(150)로 판독한다. 상기 기록된 신호는 판독될 수 있다.
본 발명의 기록 및 재생 장치에 의한 상기 기록 밀도는 종래의 기록 밀도를 상당히 초과하는 바, 즉 대략 0.8 ㎛ 의 트랙 폭과 대략 0.1 ㎛ 의 비트 길이가 대략 100 Gb/inch2이상의 하이퍼 기록 밀도를 달성한다.
실시예 8
실시예 2 의 자기 헤드(200, 300) 제조 방법을 본 발명의 실시예 8 로서 후술한다.
도 2 를 참조하면, 기판(201)은 실리콘 기판이다. 자기 헤드(200)의 자기 헤드 코어(230)가 제공되는 위치에서, Au 막이 스퍼터링 및 이어지는 패터닝에 의해 형성된다. 자기 헤드(200)의 코일부(240)의 하부를 형성하도록 Au 막에는 Al2O3절연막이 형성된다.
자기 헤드(200)의 자기 헤드 코어(230)가 제공되는 위치에서 기판(201) 상에는 FeTaN 막이 형성된다. 자기 헤드(300)의 자기 헤드 코어(231)가 제공되는 위치에서 기판(201) 상에는 CoNbZr/NiFe/CoFe 적층막이 형성된다. 이들 막은 자기 헤드 코어(230, 231)와 자기 갭(220, 221)을 형성하도록 패터닝처리된다. 예를 들어, 자기 헤드 코어(230, 231)의 영역(210, 211, 213, 214)의 두께는 대략 0.1 ㎛ 이며, 이는 트랙 폭에 상응하는 것이다. 자기 갭(220)의 길이는 대략 0.10 ㎛ 이다. 자기 갭(221)의 길이는 대략 0.08 ㎛ 이다. 자기 헤드 코어(230)의 코일부(240) 주위 영역의 최대 두께는 대략 1 ㎛ 이다.
이후, 자기 헤드 코어(231) 상에는 Al 막이 스퍼터링에 의해 형성된다. 상기 Al 막은 플라즈마에 의해 산화되어 Al2O3막, 즉 절연층(285)을 형성한다. 상기 Al2O3막에는 CoFe/PtMn 적층막이 스퍼터링에 의해 형성된다. 상기 Al2O3막과 CoFe/PtMn 적층막은 패터닝처리되어 핀 층(290)을 형성한다. 따라서, 자기저항 장치(250)가 제조된다.
다음에, 자기 헤드 코어(231)와 핀 층(290)에는 Pt 막이 스퍼터링 및 이어지는 패터닝에 의해 형성되므로써, 자기저항 장치(250)에 연결된 리드부(260)와 자기 헤드 코어(231)에 연결된 리드부(261)를 형성한다. 또한, 자기 헤드(300)의 구성품의 전체 표면은 Al2O3절연막으로 코팅되고 이어서 기계적 공정에 의해 평탄화처리된다.
한편, 전체 자기 헤드 코어(230)는 Al2O3절연막으로 코팅된다. Al2O3절연막에는 Au 막이 형성되고 이어서 패터닝된다. 그결과 얻어지는 자기 헤드 코어(230)는 이미 제공된 코일부(240)의 상기 하부에 커플링되어 코일부(240)가 얻어진다.
또한, 자기 헤드(300)의 전체 구성품은 Al2O3절연막에 의해 코팅되고 이어서 기계적 가공에 의해 평탄화된다. 따라서, 자기 헤드(300)가 완전히 제조된다.
상기 코일부(240)는 다양한 방법에 의해 제조된다. 제조 방법의 예는 도 8a, 8b, 8c 를 참조하여 기술될 것이다.
도 8a 에서는, 기판(비도시)에 Au 등으로 제조된 전도막이 형성되고 패터닝되어 코일부(241)의 하부를 형성한다. 도 8b 에서는, 코일부(241)의 하부에 Al2O3등으로 제조된 절연막(비도시)이 형성된다. 상기 자기 헤드 코어(230)(점선으로 도시)는 코일부(241)의 하부에 형성된다. 또한, 자기 헤드 코어(230)는 Al2O3등의 절연막(235)으로 제조된 분리막으로 코팅된다. 도 8c 를 참조하면, 절연막(235) 상에 Au 등의 전도막이 형성되고 패터닝되어 코일부(242)의 상부를 형성한다. 코일부(240)의 하부(241)와 상부(240)는 서로 커플링되어 코일부(240)를 형성한다.
도 9 에서는, 슬라이더(813), 기록 매체(116), 서보부(870), 신호 처리부(880)를 갖는 기록 및 재생 장치(800)가 제조되고 작동 테스트가 이루어진다. 슬라이더(813)는 자기 헤드(200, 300)를 지지한다. 기록 매체(116)는 디스크 형상이며, CoCrPt 의 자기층(117)을 갖는다.
자기 헤드(200)를 사용하여, 트랙폭이 대략 0.1 ㎛ 이고 비트 길이가 0.05 ㎛ 인 기록 매체(116) 상에서 기록이 이루어진다. 원하는 기록 패턴이 기록되었음이 MFM 에 의해 확인되었다.
이후, 기록된 신호가 자기 헤드(300)에 의해 판독된다. 대략 0.05 ㎛ 의 기록 비트 길이에 대응하는 명료한 재생된 파형이 관찰되었다. 대략 100 Gb/inch2의 하이퍼 기록 밀도가 얻어질수 있음을 알아냈다.
자기 헤드(200, 300)는 동시에 제조될 필요는 없으며, 별도의 기판 상에 제공될 수 있다.
또한, 상기의 방식으로 제조된 자기 헤드(300)는 스트리밍 테이프 장치에 합체되며, 테이프 기록 매체를 대략 1000 시간동안 재생시키는 신호 재생 테스트를 받게 된다. 재생 기능의 질저하는 전혀 없었다.
실시예 9
실시예 4 의 자기 헤드(500) 제조 방법을 본 발명의 실시예 9 로서 기술한다. 자기 헤드(500)에 대해 후술하는 제조 단계에서, 자기 헤드(300)는 통상 동시에 제조된다. 그럼에도 불구하고, 동시에 제조되는 자기 헤드(300)의 제조 단계에 대한 설명은 자기 헤드(500)의 제조 방법을 명료하게 드러내기 위해 생략되었다. 자기 헤드(300)는 실시예 8 에 기재된 것과 동일한 단계로 제조될 수 있다.
자기 헤드(500) 제조 단계를 후술한다. 도 4 에서는, 기판(201)이 광학 유리 기판이다. 자기 헤드 코어(430)가 제공되어야 할 위치에서 Au 막이 패터닝되었다. 상기 Au 막위에는 Al2O3절연막이 형성되어 코일부(440)의 하부를 형성한다.
헤드 코어(430) 및 복귀 요크부(411)에는 FeTaN 막이 형성되고 패터닝되어 자기 코어(430)를 형성한다. 전체 자기 헤드 코어(430)는 Al2O3절연막으로 코팅된다. 상기 Al2O3절연막에는 Au 막이 형성되고 패터닝되어 코일부(440)의 상부를 형성한다. 코일부(440)의 상부와 하부는 상호 커플링되어 코일부(440)를 형성한다. 또한, 자기 헤드(500)의 구성품의 전체 표면은 Al2O3절연막으로 코팅되고 이후 기계적 가공에 의해 평탄화처리된다. 코일부(440)에 대한 자세한 제조 단계는 실시예 8 에 기재된 것과 동일하다.
자기 헤드 코어(430)의 영역(410)은 대략 0.08 ㎛ 의 두께를 가지며 이는 트랙 폭의 크기를 한정한다. 코일부(440) 주위의 자기 헤드 코어(430)는 최대로 대략 1 ㎛ 의 두께를 갖는다. 자기 헤드(500)와 동시에 제조되는 자기 헤드(300)의 트랙 폭, 즉 연성 자기막(213, 214)의 두께는 대략 0.07 ㎛ 이다.
실시예 8 과 마찬가지로, 자기 헤드(500, 300)를 구비하는 기록 및 재생 장치(800)(도 9)가 제조되어 작동 테스트를 받게 된다. 실시예 9 에서의 기록 매체(116)는 디스크 형상이며, 주요 구성품으로서 탄소를 함유하는 비자기 매트릭스에 대략 5 ㎚ 의 직경을 갖는 FePt 막의 도트가 분포되도록 도 6 에 도시된 구조를 갖는다.
자기 헤드(500)를 사용하여, 트랙폭이 대략 0.08 ㎛ 이고 비트 길이가 대략 0.05 ㎛ 인 기록 매체(116)에 대해 기록이 이루어진다. 원하는 기록 패턴이 기록되었음이 MFM 에 의해 확인된다.
이후, 자기 헤드(500)에 의해 기록된 신호가 자기 헤드(300)에 의해 판독된다. 대략 0.05 ㎛ 의 기록 비트 길이에 대응하는 명료한 재생된 파형이 관측되었다. 따라서, 대략 100 Gb/inch2의 하이퍼 기록 밀도가 얻어질 수 있음을 알게 되었다.
실시예 10
실시예 6 에 개시된 서브 구동섹션(750)의 제조 방법을 본 발명의 실시예 10 으로서 후술한다.
도 7b 에서 슬라이더(713)는 실리콘 기판으로 제조된다. 대략 2 ㎛ 의 두께를 갖는 비정질 실리콘막(희생층이 됨)이 슬라이더(713) 상에 플라즈마 화학적 기상증착법에 의해 형성된다. 서브 구동 섹션(750)의 가동 부재(720)이 되는 대략 2.5 ㎛ 두께의 결정질 실리콘 막이 상기 비정질 실리콘 막위에 형성된다. 다음으로, 대략 2.5 ㎛ 의 두께를 갖는 PZT 압전막과 대략 0.1 ㎛ 두께를 갖는 Pt 상부 및 하부 전극막(비도시)(이들 막은 각각 구동 부재(730, 740)임)이 스퍼터링 및 증착에 의해 상기 결정질 실리콘 막위에 형성되고 패터닝이 이어진다. 그 결과, 서브 구동 섹션(750)이 얻어진다. 이후, 자기 헤드(710))가 상기 제조 방법으로 제조된다. 최종적으로, 상기 희생층이 에칭에 의해 제거되어 가동 부재(720)를 움직일수 있게 한다.
전술했듯이, 자기 헤드(710)의 적은 움직임을 달성하기 위해 자기 헤드(710)와 서브 구동 섹션(750)이 동일 표면 상에 제공된다. 이러한 이유로, 자기 헤드(710)의 제조 방법과 서브 구동 섹션(750)의 제조 방법이 연속적으로 이루어진다. 자기 헤드(710)의 기판이 가동 부재(720)로서도 작용하므로, 제조 방법이 보다 용이하다.
실시예 10 에서는 구동 부재(730, 740)가 압전 재료로 제조된다. 자기 헤드(710)는 압전막 구동 부재(730, 740)의 두께 방향 구부러짐을 이용하여 트랙킹 방향으로 용이하게 구동된다. 구동 테스트에서는, 구동 부재(730, 740)에 대략 ±5 V 의 전압이 가해졌을때, 트랙킹에 필요한 대략 1 ㎛ 의 변위가 얻어졌다. 또한, 인가된 전압을 제어하므로써 나노미터 단위의 변위가 가능함을 알아냈다.
실시예 11
도 10 은 본 발명의 실시예 9 에 따른 자기 헤드(900)를 도시하는 사시도이다. 상기 자기 헤드(900)는 기판(901)과, 자기 헤드 코어(930)와, 자기저항 장치(950, 951)및, 코일(940)을 구비한다. 상기 자기 헤드(900)는 기록이 이루어지지 않고 재생이 이루어질 때만 코일(940)을 생략할 수 있다. 상기 자기 헤드 코어(930)는 자기 갭(920)을 갖고 기판(901) 상에 제공된다. 상기 자기저항 장치(950, 951)는 자기 헤드 코어(930) 상에 제공된다. 자기저항 장치(950, 951)의 상세한 설명은 간명함을 위해 생략되었다. 자기저항 장치(950,951)는 수직 전류형 자기저항 장치 구조를 갖는 TMR 또는 GMR 이며, 보다 양호하게는 실시예 1 에 개시된 자기저항 장치(150)와 동일한 구조를 갖는다. 실시예 10 에서 자기 헤드(900)는 두 개의 자기저항 장치를 갖는다.
실시예 11 에서는 단일의 자기 헤드 코어(930) 상에 적어도 두개의 자기저항 장치(950, 951)가 제공된다. 이들 자기저항 장치(950, 951)는 도 10 에 도시된 바와 같이 자기 갭(920)에 대해 대칭으로 제공된다. 크기가 동일하고 방향이 반대인 외부적으로 도입된 신호 자기장들이 상기 자기저항 장치(950, 951)에 의해 검출된다. 이 경우, 자기저항 장치(950, 951)의 출력은 크기가 같고 서로 반대의 위상을 갖는다. 따라서, 자기저항 장치(950, 951)의 출력간 차이가 전체 출력으로서 사용될 때, 출력 신호의 크기는 단일 자기저항 장치의 두배가 된다. 두 자기저항 장치(950, 951)의 노이즈 성분은 이들 노이즈 성분이 해소되도록 서로 반대의 위상을 가지며, 따라서 만족할만한 S/N 비율이 얻어진다. 전술했듯이, 신호 자기장을 검출하는 둘 이상의 자기저항 장치에 의하여 열적 노이즈와 비대칭이 감소될 수 있다.
전술했듯이, 본 발명에 따르면, 신호를 기록 및 재생하는데 사용되는 자기 헤드는 기록 매체의 트랙폭과 동일한 두께의 연성 자기 막을 갖는 자기 헤드 코어를 구비한다. 이러한 이유로, 종래의 자기 헤드를 사용하여 얻기 곤란한 대략 0.1 ㎛ 이상의 미세한 트랙 폭을 가공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 신호의 기록 및 재생에 사용하기 위한 자기 헤드는 자기 헤드 코어와 자기저항 장치의 자유층으로서 작용하는 연성 자기막을 갖는 자기 헤드 코어를 구비한다. 이러한 이유로, 신호 자속을 상기 자기저항 장치의 자유층으로 효율적으로 전도하는 것이 가능하다.
본 발명에 따르면, 종래의 HDD 및 광자기 디스크로는 실현할 수 없는 대략 100 Gb/inch2의 하이퍼 기록 밀도가 얻어질 수 있다.
당업자라면 본 발명의 취지 및 범주를 벗어나지 않는 한 다양한 수정 및 변형예가 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 청구범위를 본원의 상세한 설명에 한정하는 것으로 해석되어서는 안되며, 넓게 해석되어야 한다.

Claims (63)

  1. 기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 자기 헤드에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 제공되며 자기 갭(magnetic gap)을 갖는 자기 헤드 코어; 및
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치(first magnetoresistance device)를 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 자기 갭 주위의 자기 헤드 코어의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공되며,
    상기 제 1 자기저항 장치는,
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 절연층; 및
    상기 제 1 절연층의 자기 헤드 코어의 반대 측에 제공되는 제 1 핀 층(first pinned layer)으로서, 상기 제 1 핀 층에서는 자화 방향(magnetization direction)이 용이하게 회전되지 않는, 상기 제 1 핀 층을 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 제 1 절연층에 대응하는 위치에 제공되는 제 1 연성 자기층(first soft magnetic layer)을 포함하고, 상기 제 1 연성 자기층의 일부는 상기 제 1 자기저항 장치의 제 1 자유층(first free layer)으로서 작용하며, 상기 제 1 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되는, 자기 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 자기저항 장치를 더 포함하며, 상기 제 1 자기저항 장치 및 상기 제 2 자기저항 장치는 상기 자기 갭에 대해 대칭으로 제공되는, 자기 헤드.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    코일을 더 포함하며,
    상기 코일은 상기 자기 헤드 코어의 적어도 일부가 코일에 의해 둘러싸이도록 제공되고, 상기 코일에 의해 발생되는 자기 헤드 코어로부터의 자기장에 의해 상기 기록 매체 상에 신호가 기록되는, 자기 헤드.
  5. 삭제
  6. 기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 자기 헤드에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 제공되며 자기 갭을 갖는 자기 헤드 코어; 및
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 자기 갭 주위의 자기 헤드 코어의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공되며,
    상기 자기 헤드는 상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 자기저항 장치를 더 포함하며,
    상기 제 2 자기저항 장치는,
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 절연층; 및
    상기 제 2 절연층의 자기 헤드 코어의 반대 측에 제공되는 제 2 핀 층으로서, 상기 제 2 핀 층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되지 않는, 상기 제 2 핀 층을 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 제 2 절연층에 대응하는 위치에 제공되는 제 2 연성 자기층(second soft magnetic layer)을 포함하고, 상기 제 2 연성 자기층은 상기 제 2 자기저항 층의 제 2 자유층(second free layer)으로서 작용하며, 상기 제 2 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되는, 자기 헤드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 연성 자기층 및 상기 제 2 연성 자기층은 동일한 연성 자기층인, 자기 헤드.
  8. 기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 자기 헤드에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 제공되며 자기 갭을 갖는 자기 헤드 코어; 및
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 자기 갭 주위의 자기 헤드 코어의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공되며,
    상기 제1 자기저항 장치는,
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제1 절연층; 및
    상기 제1 절연층의 자기 헤드 코어의 반대 측에 제공되는 제1 핀층(first pinned layer)으로서, 상기 제 1핀 층에서는 자화 방향(magnetization direction)이 용이하게 회전되지 않는, 상기 제1 핀 층을 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 제1 절연층에 대응하는 위치에 제공되는 제1 연성 자기층(first magnetic layer)을 포함하고, 상기 제1연성 자기층의 일부는 상기 제1 자기저항 장치의 제1 자유층(first free layer)으로서 작용하며, 상기 제1 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되며,
    상기 자기 헤드는 상기 자기 갭의 부근에서 상기 기록 매체의 영역을 가열하는 레이저 콘덴서를 더 포함하며, 상기 기판은 상기 레이져 콘덴서로서 작용하는, 자기 헤드.
  9. 삭제
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 레이저 콘덴서는 회절 광학 장치(diffraction optical device)를 포함하는, 자기 헤드.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 회절 광학 장치는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)인, 자기 헤드.
  12. 기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 자기 헤드에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 제공되며 자기 갭을 갖는 자기 헤드 코어; 및
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 자기 갭 주위의 자기 헤드 코어의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공되며,
    상기 제1 자기저항 장치는,
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제1 절연층; 및
    상기 제1 절연층의 자기 헤드 코어의 반대 측에 제공되는 제1 핀층(first pinned layer)으로서, 상기 제 1핀 층에서는 자화 방향(magnetization direction)이 용이하게 회전되지 않는, 상기 제1 핀 층을 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 제1 절연층에 대응하는 위치에 제공되는 제1 연성 자기층(first magnetic layer)을 포함하고, 상기 제1연성 자기층의 일부는 상기 제1 자기저항 장치의 제1 자유층(first free layer)으로서 작용하며, 상기 제1 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되며,
    상기 자기 헤드 코어는 NiFe(-Co), CoFe, CoFeB, 및 CoNbZr 중 적어도 하나로 이루어진, 자기 헤드.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 핀 층은 PtMn, IrMn, 또는 NiMn에 의해 피닝된(pinned) Co 또는 CoFe 로 이루어진, 자기 헤드.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 핀 층은 PtMn, IrMn, 또는 NiMn에 의해 피닝된 Co 또는 CoFe 로 이루어진, 자기 헤드.
  15. 기록 및 재생 장치에 있어서,
    제 1 항에 따른 자기 헤드; 및
    제 1 자기 층(first magnetic layer)을 포함하는 상기 기록 매체를 포함하는 기록 및 재생 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 자기 층은 보상 온도(compensation temperature)와 퀴리 온도(Curie temperature)를 갖는, 기록 및 재생 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 보상 온도는 실온과 약 100℃ 사이의 범위 내에 있고, 상기 퀴리 온도는 약 200℃ 내지 약 300℃의 범위 내에 있는, 기록 및 재생 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 자기 층은 기록을 위한 제 2 자기 층 및 재생을 위한 제 3 자기 층을 포함하는, 기록 및 재생 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 기록 매체는 격자패턴으로 배열되고 비자기 매트릭스(601)에 의하여 자기적으로 상호 분리된 자기 막 마이크로 도트들(602)을 구비하는, 기록 및 재생 장치.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 기록 매체는 수직 자기 저장 매체인, 기록 및 재생 장치.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 기록 매체는 디스크인, 기록 및 재생 장치.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 기록 매체는 테이프인, 기록 및 재생 장치.
  23. 기록 및 재생 장치에 있어서,
    기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 자기 헤드로서, 상기 자기 헤드는, 기판과, 상기 기판 상에 제공되며 자기 갭을 갖는 자기 헤드 코어와, 상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함하며, 상기 자기 헤드 코어는 상기 자기 갭 주위의 자기 헤드 코어의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공되며,
    상기 제1 자기저항 장치는,
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제1 절연층; 및
    상기 제1 절연층의 자기 헤드 코어의 반대 측에 제공되는 제1 핀층(first pinned layer)으로서, 상기 제 1핀 층에서는 자화 방향(magnetization direction)이 용이하게 회전되지 않는, 상기 제1 핀 층을 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 제1 절연층에 대응하는 위치에 제공되는 제1 연성 자기층(first magnetic layer)을 포함하고, 상기 제1연성 자기층의 일부는 상기 제1 자기저항 장치의 제1 자유층(first free layer)으로서 작용하며, 상기 제1 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되며, 상기 자기 헤드; 및
    제 1 자기 층을 포함하는 상기 기록 매체를 포함하며,
    상기 기록 및 재생 장치는,
    상기 기판을 지지하기 위한 지지체;
    상기 지지체를 구동하기 위한 제 1 구동 섹션; 및
    상기 기판 상에 제공되어, 상기 자기 헤드의 이동을 제공하는 제 2 구동 섹션을 더 포함하는, 기록 및 재생 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 섹션은 박막을 포함하며, 상기 박막의 그 두께 방향으로의 변위에 의해 상기 자기 헤드의 이동이 제공되는, 기록 및 재생 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 섹션은 압전 시스템(piezoelectric system), 정전기적 시스템(electrostatic system) 또는 전자기적 시스템(electromagnetic system)에 의해 구동되는, 기록 및 재생 장치.
  26. 제 23 항에 있어서,
    복수의 자기 헤드들을 더 포함하며, 상기 복수의 자기 헤드들은 상기 제 1 구동 섹션에 의해 동시에 구동되는, 기록 및 재생 장치.
  27. 기록 및 재생 장치에 있어서,
    기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 자기 헤드로서, 상기 자기 헤드는, 기판과, 상기 기판 상에 제공되며 자기 갭을 갖는 자기 헤드 코어와, 상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함하며, 상기 자기 헤드 코어는 상기 자기 갭 주위의 자기 헤드 코어의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공되며,
    상기 제1 자기저항 장치는,
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제1 절연층; 및
    상기 제1 절연층의 자기 헤드 코어의 반대 측에 제공되는 제1 핀층(first pinned layer)으로서, 상기 제 1핀 층에서는 자화 방향(magnetization direction)이 용이하게 회전되지 않는, 상기 제1 핀 층을 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 제1 절연층에 대응하는 위치에 제공되는 제1 연성 자기층(first magnetic layer)을 포함하고, 상기 제1연성 자기층의 일부는 상기 제1 자기저항 장치의 제1 자유층(first free layer)으로서 작용하며, 상기 제1 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되며, 상기 자기 헤드; 및
    제 1 자기 층을 포함하는 상기 기록 매체를 가지는,
    상기 제 1 자기 층은 CoCr, CoPt, CoCrPt, CoCrTa, CoTaCrPt, FePt, TbFe, TbFeCo, 및 GdFeCo 중 적어도 하나로 이루어진, 기록 및 재생 장치.
  28. 기록 및 재생 장치에 있어서,
    기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 자기 헤드로서, 상기 자기 헤드는, 기판과, 상기 기판 상에 제공되며 자기 갭을 갖는 자기 헤드 코어와, 상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함하며, 상기 자기 헤드 코어는 상기 자기 갭 주위의 자기 헤드 코어의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공되며,
    상기 제1 자기저항 장치는,
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제1 절연층; 및
    상기 제1 절연층의 자기 헤드 코어의 반대 측에 제공되는 제1 핀층(first pinned layer)으로서, 상기 제 1핀 층에서는 자화 방향(magnetization direction)이 용이하게 회전되지 않는, 상기 제1 핀 층을 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 제1 절연층에 대응하는 위치에 제공되는 제1 연성 자기층(first magnetic layer)을 포함하고, 상기 제1연성 자기층의 일부는 상기 제1 자기저항 장치의 제1 자유층(first free layer)으로서 작용하며, 상기 제1 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되며, 상기 자기 헤드; 및
    제 1 자기 층을 가지는 상기 기록 매체를 포함하며,
    상기 제 1 자기 층은 기록을 위한 제 2 자기 층 및 재생을 위한 제 3 자기 층을 포함하며,
    상기 제 2 자기 층은 TbFe 또는 TbFeCo 로 이루어지고, 상기 제 3 자기 층은 GdFeCo 로 이루어진, 기록 및 재생 장치.
  29. 기록 매체 상에 제공된 신호를 재생하기 위한 자기 헤드에 있어서,
    기판;
    상기 기판 상에 제공되며 자기 갭을 갖는 자기 헤드 코어; 및
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함하며,
    상기 제 1 자기저항 장치는,
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 절연층; 및
    상기 제 1 절연층의 상기 자기 헤드 코어의 반대 측에 제공되는 제 1 핀 층으로서, 상기 제 1 핀 층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되지 않는, 상기 제 1 핀 층을 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 제 1 절연층에 대응하는 위치에 제공되는 제 1 연성 자기 층을 포함하고, 상기 제 1 연성 자기층은 상기 제 1 자기저항 장치의 제 1 자유층으로서 작용하며, 상기 제 1 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되는, 자기 헤드.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 자기저항 장치를 더 포함하며,
    상기 제 2 자기저항 장치는,
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 절연층; 및
    상기 제 2 절연층의 상기 자기 헤드 코어의 반대 측에 제공되는 제 2 핀 층으로서, 상기 제 2 핀 층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되지 않는, 상기 제 2 핀 층을 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 제 2 절연층에 대응하는 위치에 제공되는 제 2 연성 자기층을 포함하고, 상기 제 2 연성 자기층은 상기 제 2 자기저항 층의 제 2 자유층으로서 작용하며, 상기 제 2 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되며, 상기 제 1 자기저항 장치 및 상기 제 2 자기저항 장치는 상기 자기 갭에 대해 대칭으로 제공되는, 자기 헤드.
  31. 삭제
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 1 연성 자기층 및 상기 제 2 연성 자기층은 동일한 연성 자기층인, 자기 헤드.
  33. 제 29 항에 있어서,
    코일을 더 포함하며, 상기 코일은 상기 자기 헤드 코어의 적어도 일부가 코일에 의해 둘러싸이도록 제공되고, 상기 코일에 의해 발생되는 상기 자기 헤드 코어로부터의 자기장에 의해 상기 기록 매체 상에 신호가 기록되는, 자기 헤드.
  34. 제 29 항에 있어서,
    상기 자기 갭의 부근에서 상기 기록 매체의 영역을 가열하는 레이저 콘덴서를 더 포함하며, 상기 기판은 상기 레이져 콘덴서로서 작용하는, 자기 헤드.
  35. 삭제
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 레이저 콘덴서는 회절 광학 장치를 포함하는, 자기 헤드.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 회절 광학 장치는 프레넬 렌즈인, 자기 헤드.
  38. 제 29 항에 있어서,
    상기 자기 헤드 코어는 NiFe(-Co), CoFe, CoFeB, 및 CoNbZr 중 적어도 하나로 이루어진, 자기 헤드.
  39. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 핀 층은 PtMn, IrMn, 또는 NiMn에 의해 피닝된(pinned) Co 또는 CoFe 로 이루어진, 자기 헤드.
  40. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 2 핀 층은 PtMn, IrMn, 또는 NiMn에 의해 피닝된(pinned) Co 또는 CoFe 로 이루어진, 자기 헤드.
  41. 기록 및 재생 장치에 있어서,
    제 29 항에 따른 자기 헤드; 및
    제 1 자기 층을 포함하는 상기 기록 매체를 포함하는, 기록 및 재생 장치.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 제 1 자기 층은 보상 온도 및 퀴리 온도를 갖는, 기록 및 재생 장치.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 보상 온도는 실온과 약 100℃ 사이의 범위 내에 있고, 상기 퀴리 온도는 약 200℃ 내지 약 300℃의 범위 내에 있는, 기록 및 재생 장치.
  44. 제 41 항에 있어서,
    상기 제 1 자기 층은 기록을 위한 제 2 자기 층 및 재생을 위한 제 3 자기 층을 포함하는, 기록 및 재생 장치.
  45. 제 15 항에 있어서,
    상기 기록 매체는 격자패턴으로 배열되고 비자기 매트릭스(601)에 의하여 자기적으로 상호 분리된 자기 막 마이크로 도트들(602)을 구비하는, 기록 및 재생 장치.
  46. 제 41 항에 있어서,
    상기 기록 매체는 수직 자기 저장 매체인, 기록 및 재생 장치.
  47. 제 41 항에 있어서,
    상기 기록 매체는 디스크인, 기록 및 재생 장치.
  48. 제 41 항에 있어서,
    상기 기록 매체는 테이프인, 기록 및 재생 장치.
  49. 제 41 항에 있어서,
    기판을 지지하기 위한 지지체;
    상기 지지체를 구동하기 위한 제 1 구동 섹션; 및
    상기 기판 상에 제공되어, 상기 자기 헤드의 이동을 제공하는 제 2 구동 섹션을 더 포함하는, 기록 및 재생 장치.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 섹션은 박막을 포함하며, 상기 박막의 그 두께 방향으로의 변위에 의해 상기 자기 헤드의 이동이 제공되는, 기록 및 재생 장치.
  51. 제 49 항에 있어서,
    상기 제 2 구동 섹션은 압전 시스템, 정전기적 시스템 또는 전자기적 시스템에 의해 구동되는, 기록 및 재생 장치.
  52. 제 49 항에 있어서,
    복수의 자기 헤드들을 더 포함하며, 상기 복수의 자기 헤드들은 상기 제 1 구동 섹션에 의해 동시에 구동되는, 기록 및 재생 장치.
  53. 제 41 항에 있어서,
    상기 제 1 자기 층은 CoCr, CoPt, CoCrPt, CoCrTa, CoTaCrPt, FePt, TbFe, TbFeCo, 및 GdFeCo 중 적어도 하나로 이루어진, 기록 및 재생 장치.
  54. 제 44 항에 있어서,
    상기 제 2 자기 층은 TbFe 또는 TbFeCo 로 이루어지고, 상기 제 3 자기 층은 GdFeCo 로 이루어진, 기록 및 재생 장치.
  55. 삭제
  56. 기록 및 재생 장치에 있어서,
    기록 매체 상에 신호를 기록하기 위한 제 1 자기 헤드; 및
    상기 기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 제 2 자기 헤드를 포함하며,
    상기 제 1 자기 헤드는,
    제 1 기판;
    상기 제 1 기판 상에 제공되며 제 1 자기 갭을 갖는 제 1 자기 헤드 코어; 및
    상기 자기 헤드 코어의 적어도 일부를 둘러싸도록 제공되는 코일을 포함하고,
    상기 제 1 자기 헤드 코어는 상기 제 1 자기 갭 주위의 상기 제 1 자기 헤드 코어의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공되며,
    상기 제 2 자기 헤드는,
    제 2 기판;
    상기 제 2 기판 상에 제공되며 제 2 자기 갭을 갖는 제 2 자기 헤드 코어; 및
    상기 제 2 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함하며,
    상기 제1 자기저항 장치는,
    상기 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제1 절연층; 및
    상기 제1 절연층의 자기 헤드 코어의 반대 측에 제공되는 제1 핀층(first pinned layer)으로서, 상기 제 1핀 층에서는 자화 방향(magnetization direction)이 용이하게 회전되지 않는, 상기 제1 핀 층을 포함하며,
    상기 자기 헤드 코어는 상기 제1 절연층에 대응하는 위치에 제공되는 제1 연성 자기층(first magnetic layer)을 포함하고, 상기 제1연성 자기층의 일부는 상기 제1 자기저항 장치의 제1 자유층(first free layer)으로서 작용하며, 상기 제1 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되며,
    상기 제 2 자기 헤드 코어는 상기 제 2 자기 갭 주위의 상기 제 2 자기 헤드 코어의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공되는, 기록 및 재생 장치.
  57. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판은 동일한 기판인, 기록 및 재생 장치.
  58. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 2 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 자기저항 장치를 더 포함하며, 상기 제 1 자기저항 장치 및 상기 제 2 자기저항 장치는 상기 제 2 자기 갭에 대해 대칭으로 제공되는, 기록 및 재생 장치.
  59. 삭제
  60. 기록 및 재생 장치에 있어서,
    기록 매체 상에 신호를 기록하기 위한 제 1 자기 헤드; 및
    상기 기록 매체 상에 기록된 신호를 재생하기 위한 제 2 자기 헤드를 포함하며,
    상기 제 1 자기 헤드는,
    제 1 기판;
    상기 제 1 기판 상에 제공되며 제 1 자기 갭을 갖는 제 1 자기 헤드 코어; 및
    상기 제 1 자기 헤드 코어의 적어도 일부를 둘러싸도록 제공되는 코일을 포함하고,
    상기 제 1 자기 헤드 코어는 상기 제 1 자기 갭 주위의 상기 제 1 자기 헤드 코어의 두께 방향이 상기 기록 매체의 트랙 폭 방향과 실질적으로 동일하도록 제공되며,
    상기 제 2 자기 헤드는,
    제 2 기판;
    상기 제 2 기판 상에 제공되며 제 2 자기 갭을 갖는 제 2 자기 헤드 코어; 및
    상기 제 2 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 1 자기저항 장치를 포함하고,
    상기 제 1 자기저항 장치는,
    상기 제 2 자기 헤드 코어 상에 제공되는 절연층; 및
    상기 절연층의 제 2 자기 헤드 코어의 반대 측에 제공되는 핀 층을 포함하며, 상기 핀 층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되지 않고,
    상기 제 2 자기 헤드 코어는 상기 제 2 절연층에 대응하는 위치에 제공되는 연성 자기 층을 포함하며, 상기 연성 자기 층은 제 1 자기저항 장치의 자유층으로서 작용하고, 상기 자유층에서는 자화 방향이 용이하게 회전되는, 기록 및 재생 장치.
  61. 제 60 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판은 동일한 기판인, 기록 및 재생 장치.
  62. 제 60 항에 있어서,
    상기 제 2 자기 헤드 코어 상에 제공되는 제 2 자기저항 장치를 더 포함하며, 상기 제 1 자기저항 장치 및 상기 제 2 자기저항 장치는 상기 제 2 자기 갭에 대해 대칭으로 제공되는, 기록 및 재생 장치.
  63. 삭제
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