JP4221114B2 - 磁気抵抗効果型ヘッド - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気媒体から情報信号を読み取るための磁気抵抗効果型ヘッドに係り、特に静電気による絶縁層の破壊を防止する構造を有する磁気抵抗効果型ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、磁気記憶装置の小型化、高性能化に伴い、磁気媒体から情報信号を読み取るためのヘッドとして、磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果型ヘッド(以下、MRヘッドと呼ぶ)が使用されている。図1にMRヘッドの一例を示す。MRヘッドは情報を書き込むために電磁誘導を利用した記録ヘッド1と、磁気媒体からの情報信号を読み込むために磁気抵抗効果(MR)或いは巨大磁気抵抗効果(GMR)を利用した再生ヘッド2の複合構造をしている。
【0003】
図2に磁気媒体対向面から見た再生ヘッドの構造の一例を示す。再生ヘッドは下部シールド層10と上部シールド層60との間にMRセンサ30、電極層40、下部絶縁層20、上部絶縁層50などで形成される。一般にMRセンサ30の両側にはMRセンサ30に縦バイアス磁界を与えるバイアス層が設けられているが、本発明の説明では電極層の中にバイアス層が含まれているものとし、説明を省略する(一般にバイアス層と電極層は連続成膜される)。
【0004】
下部絶縁層20、上部絶縁層50はMRセンサ30と下部シールド層10、上部シールド層60を磁気的及び電気的に分離する役割を担っている。そのため絶縁層の材料として、一般に非磁性でかつ電気的絶縁性の良いアルミナ膜を用いている。ここで、MRセンサ30を挟んでいる部分の下部シールド層10と上部シールド層60の間隔をギャップ長GLと定義する。磁気記録装置において前記ギャップ長GLはビット長に関連する重要なパラメータである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
磁気記憶装置は年々小型化、高性能化しており、それに伴って情報を読み出す再生ヘッドのギャップ長GLが年々狭くなっている。それに伴い、下部絶縁層20、上部絶縁層50の膜厚も薄くなる傾向にある。
【0006】
下部絶縁層20、上部絶縁層50の膜厚の膜厚が狭くなると、磁気ヘッド製造プロセス、組立工程中などで生じる静電気のため、これら絶縁膜は絶縁破壊しやすくなる。磁気ヘッド製造プロセス、組立工程中など各工程では静電気が蓄積されないように対策を行っているが、静電気による絶縁破壊を完全に防止することはできない。従って、磁気ヘッドの構造を多少の静電気が発生しても絶縁破壊を起こさない構造にする必要がある。
【0007】
特開平7−65324号公報、特開平7−65330号公報では、シールド層と電極層を電気的に短絡させる方法を開示している。また、特開平8−221720号公報では、シールド層と電極層を高抵抗率磁気材料で接続する方法を開示している。これらの方法は、静電気が発生した時、 MRセンサとシールド層との間を同電位にしてMRセンサとシールド層との間の絶縁層の破壊を防止する方法である。しかし、磁気ヘッドとして装置内で動作している時でも電流が電極層からシールド層へ分流するため出力の低下を生じる。
【0008】
本発明はギャップ長が狭くなっても、静電気の発生に伴うMRセンサとシールド層との間の絶縁層の破壊を防ぐことのできる構造の磁気抵抗効果型ヘッドを提供することを目的とする。
【0009】
更に、本発明の磁気ヘッドをそのまま図9のような磁気記録装置に組み込んで動作させても、センス電流が電極層からシールド層へ分流することのない構造の磁気抵抗効果型ヘッドを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明による磁気抵抗効果型ヘッドは、 MRセンサと、下部シールド層或いは上部シールド層が対向していない部分が対向している部分よりも低抵抗率の絶縁膜で形成されている。
【0011】
すなわち、本発明の特徴は、下部シールド層と上部シールド層の間に、少なくとも磁気抵抗効果或いは巨大磁気抵抗効果を有する薄膜を含むMRセンサと、前記MRセンサに縦バイアス磁界を与えるバイアス層と、前記MRセンサに検知電流を供給する電極層と、磁気媒体との対向部分において前記MRセンサと下部シールド層との間にある下部絶縁層と、前記MRセンサと上部シールド層との間にある上部絶縁層を有し、前記MRセンサまたは前記電極層と、前記下部シールド層および/または前記上部シールド層が対向していない部分が対向している部分よりも低抵抗率で、かつ上下合計膜厚が大なる絶縁層で形成されている磁気抵抗効果型ヘッドにある。
【0012】
前記低抵抗率絶縁膜はアルミニウム、珪素またはこれらの混合物の窒化物、酸化窒化物で形成されていることが好ましい。
【0013】
前記低抵抗率絶縁膜において、印加電界3MV/cm時の抵抗率が印加電界1MV/cm時の抵抗率の1000分の1以下になることが好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
低抵抗率絶縁膜の一例として窒化珪素の抵抗率−電界特性を図3に示す。比較のために、現在一般に上部絶縁層や下部絶縁層で用いているアルミナの抵抗率−電界特性を図4に示す。ここで、電界とは印加電圧を膜厚で割った値である。アルミナの場合、電界を増加しても抵抗率の変化は2〜3桁程度だが、窒化珪素の場合、電界の増加と共に抵抗率は指数関数的に小さくなる。例えば、電界が1MV/cm、3MV/cmの時の抵抗率は、アルミナの場合、10E+15Ωcm、10E+14Ωcmであり、窒化珪素の場合、10E+12Ωcm、10E+8Ωcmである。つまり、電界が1MV/cmでは窒化珪素の抵抗率はアルミナに比べて3桁小さいが、電界が3MV/cmでは窒化珪素の抵抗率はアルミナに比べて6桁小さくなる。
【0015】
窒化珪素のように電界の増加と共に抵抗率が指数関数的に小さくなる材料は、AlN、Si−Al−N、 Si−Al−N−O、SiC、DLCなどがある。また、酸素欠損の多い酸化物絶縁材料も同様の電気特性を示す。
【0016】
このような絶縁膜の抵抗率の差を利用すれば、静電気などによる絶縁層の破壊を防止したヘッドを作製できる。つまり、絶縁性を保ちながら膜厚を薄くしなければならない場所にはアルミナのような高抵抗率絶縁膜を用い、膜厚の規定が厳しくない場所で、電極層とシールド層或いはこれらのメタル層に電気的に接続しているメタル層の間に挟まれる絶縁層には窒化珪素のような低抵抗率絶縁膜を用いればよい。例えば静電気などによってシールド層と電極層の間に高い電位差が生じた場合、高電圧下の窒化珪素はアルミナよりも数桁小さくなる(例えば、電界が3MV/cmでは6桁小さくなる)ので、窒化珪素を通してリーク電流が流れ、シールド層と電極層の間の電位差を緩和できる。その結果、絶縁層の絶縁破壊を防ぐことができる。また、窒化珪素を挟むメタル層の面積が大きいほどリーク電流が流れやすくなる。低抵抗率絶縁膜の膜厚は絶縁破壊が起こらない程度の膜厚が有ればよい。
【0017】
更にこの構造のヘッドをそのまま磁気記録装置内に組み込んで動作させても、通常の動作範囲では窒化珪素はアルミナに近い絶縁抵抗を有するため、センス電流がシールド層に漏れてノイズの原因になることはない。
【0018】
本発明の第1実施例を図5に示す。図5は図1に示した磁気ヘッドのA面、B面の断面を示したものである。
【0019】
少なくともMRセンサ30と下部シールド層10が対向している部分(第1下部絶縁層21)と、少なくともMRセンサ6と上部シールド層60が対向している部分(第1上部絶縁層51)がAl2O3やSiO2、或いはこれらの混合物のような高抵抗率絶縁膜で形成され、それ以外(第2下部絶縁層22、第2上部絶縁層52)は窒化珪素のような低抵抗率絶縁膜で形成される。第1下部絶縁層21及び第1上部絶縁層51は、磁気記録装置の高密度化に伴い膜厚が薄くなる部分である。従って、膜厚が薄くなってもMRセンサ30や電極層40から流れる電流が前記部分を通って分流しないようにする必要がある。更に静電気などによる絶縁破壊にも強くなければならない。一方、第2下部絶縁層22、第2上部絶縁層52では厳しい膜厚規定はない。そこで、第2下部絶縁層22、第2上部絶縁層52には窒化珪素のような低抵抗率絶縁膜を用い、静電気のような過電荷が発生した時、この第2下部絶縁層22、第2上部絶縁層52を通して対面のメタル層に移動させれば、下部シールド層10、電極層40及び電極層40と電気的に接続しているMRセンサ30、上部シールド層60間で大きな電位差が生じなくなる。その結果、第1下部絶縁層21、第1上部絶縁層51が薄くなっても、第1下部絶縁層21、第1上部絶縁層51での絶縁破壊は発生し難くなる。
【0020】
以下にこのヘッドの製造方法の1例を示す。図6には各工程の基板上のパターンの様子を示した。
【0021】
適当な基板上に下部シールド層10(センダスト、Fe−Niなど)を形成する。その上に第1下部絶縁層21を形成する。これはMRセンサ30と下部シールド層10との電気的及び磁気的絶縁を主な目的としており、Al2O3やSiO2、或いはこれらの混合物などで形成される。その上にMRセンサ膜を形成する。 MRセンサ30は磁気抵抗効果或いは巨大磁気抵抗効果を利用したセンサである。ここで、第1下部絶縁層21及びMRセンサ30は基板全面に成膜した。他の方法としてレジストやイオンミリングなどを用いて所定の形状にパターニングしてもよい。所定の位置に第1電極層41を形成するためにステンシル状のレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとしてイオンミリングなどでMRセンサ膜を成形した後、第1電極層41を成膜する。第1電極層41はエレクトロマイグレーションの観点からTaなどの高融点金属を用いた。或いはAu、Alなどの抵抗率の低い材料でもよい。その後、レジスト剥離液でレジストを除去する。図6aはレジスト除去後の状態である。
【0022】
次に、MRセンサ30を所定の形状にし、更に余分な第1下部絶縁層21を除去するために、ステンシル状のレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとしてイオンミリングなどで余分なMRセンサ膜と第1下部絶縁膜を除去する。またはMRセンサ30を所定の形状に成形した後、レジストを除去し、再度余分な第1下部絶縁膜除去用レジストパターンを作製してもよい。余分な第1下部絶縁膜を除去した後、このレジストパターンを用いて第2下部絶縁層22を成膜する。材料は前述した低抵抗率絶縁膜を用いる。膜厚は特に厳しい規定はない。高品質な膜が安定してできればよい。本発明では100nm程度成膜した。その後、レジストを除去する。図6bはレジスト除去後の状態である。
【0023】
第1電極層41を端子と接続するために、第2電極層42を形成する(図6c)。第2電極層42は抵抗率の低いAu、Al、Cuなどが望ましい。その際、第2電極層42を下部高抵抗層上にも形成する。
【0024】
所定の場所に第1上部絶縁層51を形成するためにステンシル状のレジストパターンを形成し、Al2O3やSiO2などの高抵抗率絶縁膜を成膜する。または基板全面に第1上部絶縁層51を成膜した後、レジストパターンやイオンミリングなどを用いて所定の形状を形成してもよい。但し、第1上部絶縁層51を成膜する際、上部シールド層60と電気的に接続が必要な部分は高抵抗率絶縁膜が成膜されないようにレジストパターンで保護する。図6dは所定の形状の第1上部絶縁層51を形成した後の状態である。
【0025】
第1上部絶縁層51の上や上部シールド層60と電気的に接続が必要な部分の上などにレジストパターンを形成し、第2上部絶縁層52を成膜する。材料は前述した低抵抗率絶縁膜を用いる。膜厚は第2下部絶縁層22と同じ理由で100nm程度成膜した。その後、レジストを除去する。
【0026】
上部シールド層60を形成する。図6eは上部シールド層60形成後の状態である。
【0027】
図6e中のA−A‘部分及びB−B‘部分の断面を図6f、図6gに示す(但し、基板をスライダにする際、切断される部分は図示していない)。上記方法を用いることにより、少なくともMRセンサ30と、前記下部シールド層或いは前記上部シールド層が対向している部分は高抵抗率絶縁膜を用いているため、電流の分流によるノイズの心配もない。更に、下部シールド層10、 MRセンサ30と電気的に接続している第2電極層42、上部シールド層60が低抵抗率絶縁膜で接続されるため、静電気などにより電荷がシールド層や電極層に溜まっても低抵抗率絶縁膜を介してリーク電流が流れ、電位差を低減できるため破壊し難い。この低抵抗率絶縁膜はヘッドが装置内で動作しているような低電圧下では、アルミナなどの高抵抗率絶縁膜に近い抵抗率を有しており、メタルに比べて非常に高い抵抗率を有するため、電流が電極層からシールド層へ分流することはない。
【0028】
本発明の第2実施例を図7に示す。図7は図5と同様、図1に示した磁気ヘッドのA面、B面の断面を示したものである。
【0029】
第2実施例は下部絶縁層或いは上部絶縁層に低抵抗率絶縁膜を用いる場合である。この場合は使用する材料の絶縁特性と、段差部の付きまわりによる膜厚の減少による絶縁破壊電圧の減少などを考慮に入れて、下部絶縁層或いは上部絶縁層に低抵抗率絶縁膜を用いた方がよい。この方法の利点は第1実施例よりも工程が短縮できる点である。下部絶縁層に低抵抗率絶縁膜を用いた場合について考えると、第1実施例では第2下部絶縁層を形成するため、第1下部絶縁層を所定の形状にしなければならないが、下部絶縁層に低抵抗率絶縁膜を用いれば、第1、第2下部絶縁層を所定の形状に作るための工程が短縮できる。
【0030】
本発明の第3実施例について説明する。
【0031】
低抵抗率絶縁膜を挟むメタル層の面積大きければ、低抵抗率絶縁膜を通って流れる微小電流が多くなるので、静電気などによる絶縁破壊が起こり難い。従って、低抵抗率絶縁膜を挟んでいるシールド層や電極層の面積は広い方がよい。しかし、別の要因でシールド層の面積を小さくしなければならない場合がある。例として上部シールド層の面積を小さくした場合について説明する。
【0032】
図8aは面積を小さくした上部シールド層まで形成した時の状態である(第1実施例の図6fに相当する)。上部シールド層60は別の要因で指定された小さな形状をしている。図の右下には低抵抗率絶縁膜を用いて上部シールド層60と第2電極層42との電位差を低減させる役割を担う端子61が形成されている。更に上部シールド層60と端子61を接続するための配線パターン62が形成されている。端子61及び配線パターン62の材料は特に指定はないが、プロセス上、上部シールド層60と同じ材料であれば、上部シールド層60を形成する工程で一緒にパターニングできるので容易に作製できる。また、第2電極層42が低抵抗率絶縁膜を挟んで端子61と対向するように第2電極層42の形状を工夫する必要がある。例えば図8aのように端子61と対向するように第2電極層42の形状を拡張すればよい。
【0033】
図8a中のC−C‘部分の断面を図8bに示す(但し、基板をスライダにする際、切断される部分は図示していない)。上部シールド層60は僅かな面積しか低抵抗率絶縁膜と接していないが、端子61では広い面積を低抵抗率絶縁膜を挟んで第2電極層42と対向しているので、もし上部シールド層60に静電気などの電荷が蓄積しても端子61から第2上部絶縁層52を通って第2電極層42に微小電流が流れるので上部シールド層60と第2電極層42(及び電気的に接続されている第1電極層41及びMRセンサ30)の電位差は低減され、絶縁破壊が起こり難くなる。上記実施例では上部シールド層60は僅かに低抵抗率絶縁膜と接しているが、端子61の面積が十分大きければ上部シールド層60は低抵抗率絶縁膜と全く接していなくてもよい。
【0034】
【発明の効果】
以上のようにMRセンサと、少なくとも下部シールド層或いは上部シールド層が対向している部分を抵抗率の高い絶縁膜で形成し、対向していない部分を抵抗率の低い絶縁膜で形成することにより、下部シールド層、電極層(或いはMRセンサ)、上部シールド層に過剰な静電荷が溜まっても低抵抗率絶縁膜を通って微小電流が流れ、下部シールド層、電極層(或いはMRセンサ)、上部シールド層の電位差を低減できる。その結果、静電気による絶縁層の破壊を防ぐことができる。また、過剰な静電荷が溜まっていない時、低抵抗率絶縁膜はメタルと比較すると非常に高い抵抗率を有するため、センス電流をシールドに分流することによるノイズの原因となることはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の磁気抵抗効果型ヘッド構造の一例を示す図。
【図2】従来の磁気抵抗効果型ヘッドの再生ヘッドを磁気媒体対向面から見た図。
【図3】窒化珪素の抵抗率−電界特性を示す図。
【図4】アルミナの抵抗率−電界特性を示す図。
【図5】本発明の第1実施例の磁気抵抗効果型ヘッド構造の再生ヘッド部分の奥行き方向の断面図。
【図6】本発明の第1実施例の磁気抵抗効果型ヘッド構造の再生ヘッド部分のプロセス図。
【図7】本発明の第2実施例の磁気抵抗効果型ヘッド構造の再生ヘッド部分の奥行き方向の断面図。
【図8】本発明の第3実施例の磁気抵抗効果型ヘッド構造の再生ヘッド部分の上部シールド層を形成した後のパターン図。
【図9】磁気記録装置の概略図。
【符号の説明】
1…記録ヘッド、 2…再生ヘッド、 10…下部シールド層、
20…下部絶縁層、21…第1下部絶縁層、 22…第2下部絶縁層、
30…MRセンサ、40…電極層、 41…第1電極層、
42…第2電極層、50…上部絶縁層、 51…第1上部絶縁層、
52…第2上部絶縁層、60…上部シールド層、61…端子、
62…配線パターン、101…磁気抵抗効果型ヘッド、
102…磁気記録媒体、
103…磁気抵抗効果型ヘッドを駆動させるための手段、
104…磁気記録媒体を駆動させるための手段、
105…記録再生信号処理手段。
Claims (4)
- 下部シールドと、前記下部シールド上に形成された第一の下部絶縁層と、前記第一の下部絶縁層上に形成されたMRセンサと、前記MRセンサ上に形成された第一の上部絶縁層と、前記第一の上部絶縁層上に形成された上部シールドと、前記 MR センサに電気的に接続している電極層とを有する磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、
前記下部シールドと前記上部シールドとの間であって、前記 MR センサが形成されていない領域に、前記第一の下部絶縁層に接続し、前記第一の下部絶縁層より低い抵抗率を有する第二の下部絶縁層と、前記第一の上部絶縁層に接続し、前記第一の上部絶縁層より低い抵抗率を有する第二の上部絶縁層とをさらに有し、
前記電極層と前記上部シールドとの間に前記第二の上部絶縁層を有し、前記電極層と前記下部シールドとの間に前記第二の下部絶縁層を有し、
前記第二の上部絶縁層及び前記第二の下部絶縁層において、印加電界3MV/cm時の抵抗率が印加電界1MV/cm時の抵抗率の1000分の1以下になる特性を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。 - 前記第二の下部絶縁層及び前記第二の上部絶縁層は、前記第一の下部絶縁層及び前記第一の上部絶縁層よりそれぞれ大きい膜厚を有することを特徴とする請求項1に記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
- 前記第二の上部絶縁層及び前記第二の下部絶縁層がアルミニウム、珪素またはこれらの混合物の窒化物、酸化窒化物で形成されていることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
- 前記電極層は、前記MRセンサの両端に形成されていることを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
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DE10085066T1 (de) * | 1999-10-05 | 2002-11-21 | Seagate Technology Llc | Integrierte On-Board-Vorrichtung und Verfahren für den Schutz von magnetoresistiven Köpfen vor elektrostatischer Entladung |
US6415500B1 (en) * | 2000-01-13 | 2002-07-09 | Headway Technologies, Inc. | Method to prevent electrostatic discharge for MR/GMR wafer fabrication |
JP3511371B2 (ja) * | 2000-04-13 | 2004-03-29 | アルプス電気株式会社 | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
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US6773405B2 (en) * | 2000-09-15 | 2004-08-10 | Jacob Fraden | Ear temperature monitor and method of temperature measurement |
US6741429B1 (en) * | 2000-09-25 | 2004-05-25 | International Business Machines Corporation | Ion beam definition of magnetoresistive field sensors |
US7292400B2 (en) * | 2001-04-23 | 2007-11-06 | Seagate Technology Llc | Device for limiting current in a sensor |
JP3918496B2 (ja) * | 2001-10-22 | 2007-05-23 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置及びその製造方法 |
US6650511B2 (en) * | 2002-02-11 | 2003-11-18 | International Business Machines Corporation | Magnetic head assembly with electrostatic discharge (ESD) shunt/pads seed layer |
US20030169539A1 (en) * | 2002-03-07 | 2003-09-11 | International Business Machines Corporation | Electrostatic discharge insensilive recording head with a high-resistance gap layer |
US6870706B1 (en) * | 2002-08-07 | 2005-03-22 | Headway Technologies, Inc. | Method for suppressing tribocharge in the assembly of magnetic heads |
US7369370B2 (en) * | 2002-08-07 | 2008-05-06 | Headway Technologies, Inc. | GMR head design that suppresses tribocharge during its assembly |
JP2004110941A (ja) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Hitachi Ltd | 磁気記録媒体および磁気記憶装置 |
US7639459B2 (en) * | 2005-01-10 | 2009-12-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Three terminal magnetic sensor having an in-stack longitudinal biasing layer structure |
US8004795B2 (en) * | 2007-12-26 | 2011-08-23 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic head design having reduced susceptibility to electrostatic discharge from media surfaces |
US8223462B2 (en) * | 2008-05-30 | 2012-07-17 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetoresistive sensor design for signal noise pickup reduction for use with deep gap electrostatic discharge shunt |
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---|---|---|---|---|
US4639806A (en) * | 1983-09-09 | 1987-01-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin film magnetic head having a magnetized ferromagnetic film on the MR element |
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JPH06274830A (ja) * | 1993-03-25 | 1994-09-30 | Ngk Insulators Ltd | 薄膜磁気ヘッド |
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US5375022A (en) | 1993-08-06 | 1994-12-20 | International Business Machines Corporation | Magnetic disk drive with electrical shorting protection |
US5644455A (en) * | 1993-12-30 | 1997-07-01 | Seagate Technology, Inc. | Amorphous diamond-like carbon gaps in magnetoresistive heads |
US5539598A (en) | 1994-12-08 | 1996-07-23 | International Business Machines Corporation | Electrostatic protection for a shielded MR sensor |
JPH08273126A (ja) * | 1995-03-28 | 1996-10-18 | Sony Corp | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
US5986857A (en) * | 1997-02-13 | 1999-11-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Thin film magnetic head including adhesion enhancing interlayers, and upper and lower gap insulative layers having different hydrogen contents and internal stress states |
JPH10228610A (ja) * | 1997-02-13 | 1998-08-25 | Yamaha Corp | シールド型磁気抵抗効果薄膜磁気ヘッド |
JPH10247307A (ja) | 1997-03-04 | 1998-09-14 | Fujitsu Ltd | 磁気ヘッド及び磁気記憶装置 |
JP3157770B2 (ja) * | 1997-09-17 | 2001-04-16 | アルプス電気株式会社 | 薄膜磁気ヘッド |
JP3576361B2 (ja) * | 1997-09-18 | 2004-10-13 | 富士通株式会社 | 磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録再生装置 |
US6188549B1 (en) * | 1997-12-10 | 2001-02-13 | Read-Rite Corporation | Magnetoresistive read/write head with high-performance gap layers |
JP4221114B2 (ja) * | 1999-05-18 | 2009-02-12 | 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ | 磁気抵抗効果型ヘッド |
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