JPH1125426A - スピンバルブmrヘッド及び同ヘッドを搭載した磁気ディスク装置 - Google Patents
スピンバルブmrヘッド及び同ヘッドを搭載した磁気ディスク装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】何らかの要因でスピンバルブ膜の磁化固着層の
磁化方向が設計方向より変化した場合においても、その
方向を本来の方向に戻すことを可能とする。 【解決手段】反強磁性層164により磁化方向201が
固定される磁化固着層161と記録媒体からの漏洩磁界
により磁化方向が変化するフリー層162との間に非磁
性層163が設けられたスピンバルブ膜160を用いた
スピンバルブMRヘッドにおいて、上記磁化固着層16
1の磁化方向201を制御するための導電性の再磁化層
21をスピンバルブ膜160の近傍、例えば反強磁性層
164側に、絶縁層22を介して設け、再磁化層21に
電流202を流すことで発生する磁界203の磁化固着
層161での方向が、当該磁化固着層161の固定され
るべき磁化方向(設計方向)に一致する方向に、電流2
02が供給可能な構成とする。
磁化方向が設計方向より変化した場合においても、その
方向を本来の方向に戻すことを可能とする。 【解決手段】反強磁性層164により磁化方向201が
固定される磁化固着層161と記録媒体からの漏洩磁界
により磁化方向が変化するフリー層162との間に非磁
性層163が設けられたスピンバルブ膜160を用いた
スピンバルブMRヘッドにおいて、上記磁化固着層16
1の磁化方向201を制御するための導電性の再磁化層
21をスピンバルブ膜160の近傍、例えば反強磁性層
164側に、絶縁層22を介して設け、再磁化層21に
電流202を流すことで発生する磁界203の磁化固着
層161での方向が、当該磁化固着層161の固定され
るべき磁化方向(設計方向)に一致する方向に、電流2
02が供給可能な構成とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピンバルブMR
素子の磁化固着層の磁化方向を制御するための素子を備
えたスピンバルブMRヘッド及び同ヘッドを搭載した磁
気ディスク装置に関する。
素子の磁化固着層の磁化方向を制御するための素子を備
えたスピンバルブMRヘッド及び同ヘッドを搭載した磁
気ディスク装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気ディスク装置においてデータの読み
書きを行うための磁気ヘッドは、その動作原理から、誘
導型ヘッドと磁束応答型ヘッドとに大別される。現在主
に用いられているMIG(Metal In Gap)ヘッド、薄膜
ヘッド等は、このうち誘導型ヘッドに属している。
書きを行うための磁気ヘッドは、その動作原理から、誘
導型ヘッドと磁束応答型ヘッドとに大別される。現在主
に用いられているMIG(Metal In Gap)ヘッド、薄膜
ヘッド等は、このうち誘導型ヘッドに属している。
【0003】しかし、磁気ディスク装置の記録密度が上
がると、1ビット当たり(単位情報当たり)のヘッド再
生信号は微弱になってくるので、その信号を正しく読み
取るためには、更に高感度の磁気ヘッドが求められてい
る。近年、この高感度の磁気ヘッドとして、MR(Magn
eto-resistive;磁気抵抗効果型)ヘッドが商品化され、
広く用いられるようになってきた。このMRヘッドは磁
界(磁束)によるMR素子内の磁気抵抗変化を利用する
(磁束応答型の)磁気ヘッドであり、従来の誘導型ヘッ
ドに対して3倍以上の再生感度を有している。更に最近
では、このMRヘッドを発展させたものとして、スピン
バルブ膜と呼ばれるMR素子(スピンバルブMR素子)
を用いたMRヘッド(スピンバルブMRヘッド)が注目
されている。
がると、1ビット当たり(単位情報当たり)のヘッド再
生信号は微弱になってくるので、その信号を正しく読み
取るためには、更に高感度の磁気ヘッドが求められてい
る。近年、この高感度の磁気ヘッドとして、MR(Magn
eto-resistive;磁気抵抗効果型)ヘッドが商品化され、
広く用いられるようになってきた。このMRヘッドは磁
界(磁束)によるMR素子内の磁気抵抗変化を利用する
(磁束応答型の)磁気ヘッドであり、従来の誘導型ヘッ
ドに対して3倍以上の再生感度を有している。更に最近
では、このMRヘッドを発展させたものとして、スピン
バルブ膜と呼ばれるMR素子(スピンバルブMR素子)
を用いたMRヘッド(スピンバルブMRヘッド)が注目
されている。
【0004】ここでスピンバルブ膜の一般的な構造の概
念図を図16に示すと共に動作原理を簡単に説明する。
まずスピンバルブ膜160は、基本的には図16に示す
ように4層の膜構造となっているのが一般的であり、2
層の磁性層161,162の間に非磁性層(導体層)1
63が形成され、−方の磁性層161の上に反強磁性層
(Exchange Layer)164が形成された構造となってい
る。この反強磁性層164は、それに接続される磁性層
161の磁化方向をある方向に固定(固着)するという
役割を持っている。この反強磁性層164により磁化方
向が固定される磁性層161は一般に磁化固着層(Pinn
ing Layer )と呼ばれている。もう一方の磁性層162
は軟磁性膜からなり、外部磁界(磁気記録媒体からの漏
洩磁界)により磁化方向が変化する。この磁性層162
は、一般に自由層、フリー層(Free Layer)、あるいは
磁界検出層と呼ばれている。ここでは、磁性層162を
フリー層162と呼ぶ。
念図を図16に示すと共に動作原理を簡単に説明する。
まずスピンバルブ膜160は、基本的には図16に示す
ように4層の膜構造となっているのが一般的であり、2
層の磁性層161,162の間に非磁性層(導体層)1
63が形成され、−方の磁性層161の上に反強磁性層
(Exchange Layer)164が形成された構造となってい
る。この反強磁性層164は、それに接続される磁性層
161の磁化方向をある方向に固定(固着)するという
役割を持っている。この反強磁性層164により磁化方
向が固定される磁性層161は一般に磁化固着層(Pinn
ing Layer )と呼ばれている。もう一方の磁性層162
は軟磁性膜からなり、外部磁界(磁気記録媒体からの漏
洩磁界)により磁化方向が変化する。この磁性層162
は、一般に自由層、フリー層(Free Layer)、あるいは
磁界検出層と呼ばれている。ここでは、磁性層162を
フリー層162と呼ぶ。
【0005】次に、図16に示した構造のスピンバルブ
膜160の動作原理について、図17を参照して簡単に
説明する。まず、図17(a)において矢印で示すよう
に、フリー層162の磁化方向171が磁化固着層16
1の磁化方向172と一致する(平行磁化配列の)場合
には、電子173がフリー層(磁性層)162と非磁性
層163の間を自由に移動できるためスピンバルブ膜全
体の抵抗は小さい。
膜160の動作原理について、図17を参照して簡単に
説明する。まず、図17(a)において矢印で示すよう
に、フリー層162の磁化方向171が磁化固着層16
1の磁化方向172と一致する(平行磁化配列の)場合
には、電子173がフリー層(磁性層)162と非磁性
層163の間を自由に移動できるためスピンバルブ膜全
体の抵抗は小さい。
【0006】一方、図17(b)において矢印で示すよ
うに、フリー層162の磁化方向171が磁化固着層1
61の磁化方向172と逆になった(反平行磁化配列
の)場合には、フリー層(磁性層)162と非磁性層1
63の間で電子173が散乱し、抵抗が急激に増加す
る。この抵抗変化の割合(抵抗変化率)は従来の(形状
異方性)MRヘッドに比べて更に数倍大きくなることか
ら、この効果は巨大磁気抵抗効果(GMR:Giant Magn
etoresistive)と呼ばれる。そこで、この巨大磁気抵抗
効果を持つスピンバルブ膜は、更なる高記録密度の記録
再生が可能な次世代のMRヘッド(GMRヘッド)素子
として注目されている。
うに、フリー層162の磁化方向171が磁化固着層1
61の磁化方向172と逆になった(反平行磁化配列
の)場合には、フリー層(磁性層)162と非磁性層1
63の間で電子173が散乱し、抵抗が急激に増加す
る。この抵抗変化の割合(抵抗変化率)は従来の(形状
異方性)MRヘッドに比べて更に数倍大きくなることか
ら、この効果は巨大磁気抵抗効果(GMR:Giant Magn
etoresistive)と呼ばれる。そこで、この巨大磁気抵抗
効果を持つスピンバルブ膜は、更なる高記録密度の記録
再生が可能な次世代のMRヘッド(GMRヘッド)素子
として注目されている。
【0007】図18に図16のスピンバルブ膜160を
用いて実現される磁気ヘッド(スピンバルブMRヘッ
ド)の一般的な構造を示す。この磁気ヘッド(の電磁変
換部)は、互いに分離した再生ヘッド180と記録ヘッ
ド181とから構成される。再生ヘッド180は図16
の構造のスピンバルブ膜160により構成される。スピ
ンバルブ膜160は、隣接データからの磁束の影響を防
ぐための(記録ヘッド181の)下部磁極を兼ねた上部
シールド182と下部シールド183とに挟まれてい
る。このシールド182,183間がリードギャップ
(再生ギャップ)RGをなす。スピンバルブ膜160の
両側には、フリー層162の磁化の方向を固定するため
に強磁性膜(または半強磁性膜)の永久磁石(硬質磁性
層)184a,184bが形成されており、スピンバル
ブ膜160は当該永久磁石(ハードマグネット)184
a,184bを介してリード185a,185bと接続
されている。
用いて実現される磁気ヘッド(スピンバルブMRヘッ
ド)の一般的な構造を示す。この磁気ヘッド(の電磁変
換部)は、互いに分離した再生ヘッド180と記録ヘッ
ド181とから構成される。再生ヘッド180は図16
の構造のスピンバルブ膜160により構成される。スピ
ンバルブ膜160は、隣接データからの磁束の影響を防
ぐための(記録ヘッド181の)下部磁極を兼ねた上部
シールド182と下部シールド183とに挟まれてい
る。このシールド182,183間がリードギャップ
(再生ギャップ)RGをなす。スピンバルブ膜160の
両側には、フリー層162の磁化の方向を固定するため
に強磁性膜(または半強磁性膜)の永久磁石(硬質磁性
層)184a,184bが形成されており、スピンバル
ブ膜160は当該永久磁石(ハードマグネット)184
a,184bを介してリード185a,185bと接続
されている。
【0008】一方、記録ヘッド181は渦巻状の導体パ
ターンにより形成されるコイル(書き込みコイル)18
6を有している。コイル186のパターン間はSiO2
などの絶縁体187で満たされている。コイル186
は、データの書き込み時に当該コイル186に電流(書
き込み電流)が流されることにより、ライトギャップ
(書き込みギャップ)WGに磁界を発生する。コイル1
86の形成するリングは、上部磁極188と下部磁極と
しての再生ヘッド180の上部シールド182とで筒状
に囲まれた空間を貫通している。
ターンにより形成されるコイル(書き込みコイル)18
6を有している。コイル186のパターン間はSiO2
などの絶縁体187で満たされている。コイル186
は、データの書き込み時に当該コイル186に電流(書
き込み電流)が流されることにより、ライトギャップ
(書き込みギャップ)WGに磁界を発生する。コイル1
86の形成するリングは、上部磁極188と下部磁極と
しての再生ヘッド180の上部シールド182とで筒状
に囲まれた空間を貫通している。
【0009】以上の素子構造は、スライダ(磁気ヘッド
スライダ)をなす基体(サブストレート)189上に薄
膜形成技術を用いたヘッド製造プロセスにより形成され
る。図19にスピンバルブ膜160を用いて構成される
図18の構造の磁気ヘッドを磁気ディスク装置に用いる
場合の動作原理を示す。
スライダ)をなす基体(サブストレート)189上に薄
膜形成技術を用いたヘッド製造プロセスにより形成され
る。図19にスピンバルブ膜160を用いて構成される
図18の構造の磁気ヘッドを磁気ディスク装置に用いる
場合の動作原理を示す。
【0010】まず、スピンバルブ膜160を磁気ディス
ク装置の磁気ヘッドに用いるためには、その抵抗変化量
が磁気記録媒体(磁気ディスク)からの漏洩磁束に比例
していることが望ましい。そのため、長手記録を行う磁
気ディスク装置において記録再生するスピンバルブ膜利
用の磁気ヘッド(スピンバルブMRヘッド)は、一般に
は図19に示すように、スピンバルブ膜160の磁化固
着層161の磁化方向が対向する記録媒体に対して垂直
方向となり、フリー層162の磁化が加わっていない
(イニシャルの)場合の磁化方向が記録媒体に平行にな
るように、上記2つの層161,162の磁化方向を直
交させるように配置し(直交磁化配列)、記録媒体から
の漏洩磁束(漏洩磁界)190の量に対してフリー層1
62の磁化方向が比例して回転(磁化回転)し、その回
転量に対してスピンバルブ膜160の抵抗値が変化する
ような設計がなされている。なお、図19では、スピン
バルブ膜160の一部をなす反強磁性層(164)は省
略されている。
ク装置の磁気ヘッドに用いるためには、その抵抗変化量
が磁気記録媒体(磁気ディスク)からの漏洩磁束に比例
していることが望ましい。そのため、長手記録を行う磁
気ディスク装置において記録再生するスピンバルブ膜利
用の磁気ヘッド(スピンバルブMRヘッド)は、一般に
は図19に示すように、スピンバルブ膜160の磁化固
着層161の磁化方向が対向する記録媒体に対して垂直
方向となり、フリー層162の磁化が加わっていない
(イニシャルの)場合の磁化方向が記録媒体に平行にな
るように、上記2つの層161,162の磁化方向を直
交させるように配置し(直交磁化配列)、記録媒体から
の漏洩磁束(漏洩磁界)190の量に対してフリー層1
62の磁化方向が比例して回転(磁化回転)し、その回
転量に対してスピンバルブ膜160の抵抗値が変化する
ような設計がなされている。なお、図19では、スピン
バルブ膜160の一部をなす反強磁性層(164)は省
略されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】前述のスピンバルブM
Rヘッドでは、磁化固着層の磁化方向が必ず磁気記録媒
体に垂直方向に固着されていることが必要である。さ
て、磁化固着層の磁化方向は反強磁性層の交換結合磁界
によりコントロール・保持されているが、反強磁性層の
交換結合磁界の大きさは温度と共に減少し、ある温度で
はその磁界強度は0になる。この温度はブロッキング温
度と呼ばれている。広く用いられているFe−Mn(鉄
・マンガンの合金)からなる反強磁性層(反強磁性膜)
のブロッキング温度は150℃程度であり、それ以上に
スピンバルブ膜(スピンバルブMR素子)周辺の温度が
上昇すると、磁化固着層の磁化方向が変化する。
Rヘッドでは、磁化固着層の磁化方向が必ず磁気記録媒
体に垂直方向に固着されていることが必要である。さ
て、磁化固着層の磁化方向は反強磁性層の交換結合磁界
によりコントロール・保持されているが、反強磁性層の
交換結合磁界の大きさは温度と共に減少し、ある温度で
はその磁界強度は0になる。この温度はブロッキング温
度と呼ばれている。広く用いられているFe−Mn(鉄
・マンガンの合金)からなる反強磁性層(反強磁性膜)
のブロッキング温度は150℃程度であり、それ以上に
スピンバルブ膜(スピンバルブMR素子)周辺の温度が
上昇すると、磁化固着層の磁化方向が変化する。
【0012】これに対して、MRヘッドの製造工程、M
Rヘッドを磁気ディスク装置に組み人れる製造工程、あ
るいは実際にMRヘッドが搭載された磁気ディスク装置
が使用されている状態において、この磁化固着層が、例
えば(1)温度上昇、(2)外部からの磁界、(3)E
SD(Electrostatic Discharge )等瞬間的な過電流、
(4)上記(1)〜(3)の組み合わせ、といった要因
によって乱されてしまう危険性がある。以下、上記各要
因が磁化固着層の磁化方向に及ぼす影響について述べ
る。
Rヘッドを磁気ディスク装置に組み人れる製造工程、あ
るいは実際にMRヘッドが搭載された磁気ディスク装置
が使用されている状態において、この磁化固着層が、例
えば(1)温度上昇、(2)外部からの磁界、(3)E
SD(Electrostatic Discharge )等瞬間的な過電流、
(4)上記(1)〜(3)の組み合わせ、といった要因
によって乱されてしまう危険性がある。以下、上記各要
因が磁化固着層の磁化方向に及ぼす影響について述べ
る。
【0013】(1)温度上昇 上述のようにブロッキング温度以上の条件でMRヘッド
を使用したり、MR素子を形成、磁化固着後に温度をブ
ロッキング温度以上に上げてしまうと、磁化固着層の磁
化方向は変化する。また、装置の使用においても、磁気
ディスク装置の一般的な動作保証温度は60℃程度であ
るものの、装置内の発熱による内部の温度上昇が20℃
程度あり、MRヘッドを動作すること(センス電流を流
すこと)による発熱で温度は40℃程度上がることか
ら、厳しい環境化での使用ではMR素子の温度は120
℃程度まで上昇することが予想される。
を使用したり、MR素子を形成、磁化固着後に温度をブ
ロッキング温度以上に上げてしまうと、磁化固着層の磁
化方向は変化する。また、装置の使用においても、磁気
ディスク装置の一般的な動作保証温度は60℃程度であ
るものの、装置内の発熱による内部の温度上昇が20℃
程度あり、MRヘッドを動作すること(センス電流を流
すこと)による発熱で温度は40℃程度上がることか
ら、厳しい環境化での使用ではMR素子の温度は120
℃程度まで上昇することが予想される。
【0014】(2)外部からの磁界 ブロッキング温度以下の状態においても、交換結合磁界
以上の磁界がMR素子周辺に加えられると、当然のこと
ながら磁化固着層の磁化方向は変化してしまう。
以上の磁界がMR素子周辺に加えられると、当然のこと
ながら磁化固着層の磁化方向は変化してしまう。
【0015】(3)ESD等瞬間的な過電流 ESD(静電気放電)等で瞬間的な過電流がMR素子に
流れた場合、その電流が大きければ素子が破壊(熱破壊
あるいはアークが飛ぶことによる破壊)することにな
る。また、電流がある程度小さい場合でも、その電流に
よる発熱により、交換結合磁界が減少すると共に、電流
の方向によっては、電流により磁化固着層の磁化方向と
逆の方向への磁界が生じるため、上記(1)及び(2)
の両方の現象がESDによって起こり得る。このESD
の程度によっては、磁化固着層の方向のみ変化させるダ
メージにつながることも起こり得る。
流れた場合、その電流が大きければ素子が破壊(熱破壊
あるいはアークが飛ぶことによる破壊)することにな
る。また、電流がある程度小さい場合でも、その電流に
よる発熱により、交換結合磁界が減少すると共に、電流
の方向によっては、電流により磁化固着層の磁化方向と
逆の方向への磁界が生じるため、上記(1)及び(2)
の両方の現象がESDによって起こり得る。このESD
の程度によっては、磁化固着層の方向のみ変化させるダ
メージにつながることも起こり得る。
【0016】(4)上記(1)〜(3)の組み合わせ 上記(1)〜(3)のような要因により、磁化固着層の
磁化方向が正しい方向から変化してしまうと、記録媒体
からの漏洩磁束によるフリー層の磁化回転に対して、正
常な抵抗変化とは異なった挙動をすることとなり、磁気
ヘッドとして機能しなくなる。
磁化方向が正しい方向から変化してしまうと、記録媒体
からの漏洩磁束によるフリー層の磁化回転に対して、正
常な抵抗変化とは異なった挙動をすることとなり、磁気
ヘッドとして機能しなくなる。
【0017】スピンバルブMRヘッドの設計としては、
上記の問題に対して、十分なブロッキング温度を持つ反
強磁性膜を開発すると共に、ヘッド製造プロセスにおい
て、各プロセス温度を問題ないようにする等の対策を行
うことは可能である。しかし、例えば上記(3)のES
Dあるいは上記(2)の外部からの磁界等に関してはコ
ントロールも難しく、これらの要因のためにヘッドの読
み出し動作が不能になる危険性もある。このような問題
は磁気ヘッドを磁気ディスク装置に組み入れる前の検査
で全て検出・選別するのは難しく、特にESD等の場
合、それにより交換結合磁界が低下すると共に、更に装
置使用時の温度上昇及び使用時問等により、磁気ディス
ク装置である程度の時間を動作してから、この不具合が
生じる危険性もある。
上記の問題に対して、十分なブロッキング温度を持つ反
強磁性膜を開発すると共に、ヘッド製造プロセスにおい
て、各プロセス温度を問題ないようにする等の対策を行
うことは可能である。しかし、例えば上記(3)のES
Dあるいは上記(2)の外部からの磁界等に関してはコ
ントロールも難しく、これらの要因のためにヘッドの読
み出し動作が不能になる危険性もある。このような問題
は磁気ヘッドを磁気ディスク装置に組み入れる前の検査
で全て検出・選別するのは難しく、特にESD等の場
合、それにより交換結合磁界が低下すると共に、更に装
置使用時の温度上昇及び使用時問等により、磁気ディス
ク装置である程度の時間を動作してから、この不具合が
生じる危険性もある。
【0018】特に、磁気ヘッドを磁気ディスク装置に組
み入れてから不具合が生じると、磁気記録媒体から正し
い情報が読み取れなくなるため、磁気ディスク装置のユ
ーザにとっては極めて重大な不具合となってしまう。
み入れてから不具合が生じると、磁気記録媒体から正し
い情報が読み取れなくなるため、磁気ディスク装置のユ
ーザにとっては極めて重大な不具合となってしまう。
【0019】そこで本発明は、上記の問題を解決するた
めになされたものであり、たとえ何らかの要因でスピン
バルブ膜(スピンバルブMR素子)の磁化固着層の磁化
方向が設計方向より変化したような場合においても、そ
の方向を本来の方向に戻すことが可能なスピンバルブM
Rヘッド及び同ヘッドを搭載した磁気ディスク装置を提
供することを目的とする。
めになされたものであり、たとえ何らかの要因でスピン
バルブ膜(スピンバルブMR素子)の磁化固着層の磁化
方向が設計方向より変化したような場合においても、そ
の方向を本来の方向に戻すことが可能なスピンバルブM
Rヘッド及び同ヘッドを搭載した磁気ディスク装置を提
供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明は、反強磁性層に
より磁化方向が固定される磁化固着層と記録媒体からの
漏洩磁界により磁化方向が変化するフリー層との間に非
磁性層が設けられたスピンバルブMR素子を用いたスピ
ンバルブMRヘッドにおいて、上記磁化固着層の磁化方
向を制御するための磁化固着層制御素子(再磁化層)を
上記スピンバルブMR素子の近傍に設けたことを特徴と
する。
より磁化方向が固定される磁化固着層と記録媒体からの
漏洩磁界により磁化方向が変化するフリー層との間に非
磁性層が設けられたスピンバルブMR素子を用いたスピ
ンバルブMRヘッドにおいて、上記磁化固着層の磁化方
向を制御するための磁化固着層制御素子(再磁化層)を
上記スピンバルブMR素子の近傍に設けたことを特徴と
する。
【0021】このような構造のスピンバルブMRヘッド
においては、磁化固着層の磁化状態が異常となり、磁化
方向が設計方向からずれたり、あるいは磁化が消滅した
場合でも、磁化固着層制御素子(再磁化層)を通して読
み出し能力がなくなったスピンバルブMR素子の磁化固
着層の磁化方向を制御することで、当該磁化固着層の磁
化状態を正常に戻すことが可能となる。
においては、磁化固着層の磁化状態が異常となり、磁化
方向が設計方向からずれたり、あるいは磁化が消滅した
場合でも、磁化固着層制御素子(再磁化層)を通して読
み出し能力がなくなったスピンバルブMR素子の磁化固
着層の磁化方向を制御することで、当該磁化固着層の磁
化状態を正常に戻すことが可能となる。
【0022】ここで、磁化固着層制御素子を通して磁化
固着層の磁化方向を制御するのに、当該制御素子とし
て、電流により磁界を発生することが可能な導電性の膜
(導電層)を用いるとよい。この場合、短絡防止のため
に、磁化固着層制御素子とスピンバルブMR素子との間
に絶縁層を配置するとよい。また、磁化固着層制御素子
は、スピンバルブMR素子の反強磁性層側またはフリー
層側に(絶縁層を挟んで)設ければよい。
固着層の磁化方向を制御するのに、当該制御素子とし
て、電流により磁界を発生することが可能な導電性の膜
(導電層)を用いるとよい。この場合、短絡防止のため
に、磁化固着層制御素子とスピンバルブMR素子との間
に絶縁層を配置するとよい。また、磁化固着層制御素子
は、スピンバルブMR素子の反強磁性層側またはフリー
層側に(絶縁層を挟んで)設ければよい。
【0023】更に、磁化固着層制御素子には、磁界発生
用の電流を外部から供給可能なように1対の電極(電流
の流入側電極と流出側電極)を設けるとよく、その電極
(リード)の位置は、当該電極を介して上記磁化固着層
制御素子を流れる電流により発生する磁界の上記磁化固
着層での方向が、当該磁化固着層の固定されるべき磁化
方向(即ち設計方向)に一致する方向に電流が流れる位
置とすればよい。
用の電流を外部から供給可能なように1対の電極(電流
の流入側電極と流出側電極)を設けるとよく、その電極
(リード)の位置は、当該電極を介して上記磁化固着層
制御素子を流れる電流により発生する磁界の上記磁化固
着層での方向が、当該磁化固着層の固定されるべき磁化
方向(即ち設計方向)に一致する方向に電流が流れる位
置とすればよい。
【0024】また、磁化固着層制御素子の上記1対の電
極の一方(流出側電極)を、スピンバルブMR素子の接
地側電極と共通接続するとよい。この場合、磁化固着層
制御素子に電流を供給するための信号線は、1スピンバ
ルブMRヘッド当たり1本で済む。
極の一方(流出側電極)を、スピンバルブMR素子の接
地側電極と共通接続するとよい。この場合、磁化固着層
制御素子に電流を供給するための信号線は、1スピンバ
ルブMRヘッド当たり1本で済む。
【0025】また、このような構造のスピンバルブMR
ヘッドが搭載された(磁気ヘッドアセンブリを少なくと
も1つ有するヘッドスタックアセンブリが実装された)
磁気ディスク装置に用いられるヘッドプリアンプ回路に
は、上記スピンバルブMRヘッドの磁化固着層制御素子
に、上記磁化固着層の固定されるべき磁化方向に磁界を
発生させるための電流を供給する電流制御回路(再磁化
電流制御回路)を設けるとよい。また、この電流制御回
路は、磁気ディスク装置全体を制御する制御手段(とし
てのCPU)から制御可能なようにするとよい。
ヘッドが搭載された(磁気ヘッドアセンブリを少なくと
も1つ有するヘッドスタックアセンブリが実装された)
磁気ディスク装置に用いられるヘッドプリアンプ回路に
は、上記スピンバルブMRヘッドの磁化固着層制御素子
に、上記磁化固着層の固定されるべき磁化方向に磁界を
発生させるための電流を供給する電流制御回路(再磁化
電流制御回路)を設けるとよい。また、この電流制御回
路は、磁気ディスク装置全体を制御する制御手段(とし
てのCPU)から制御可能なようにするとよい。
【0026】ここで、スピンバルブMRヘッドの磁化固
着層制御素子に電流を供給する時期としては、スピンバ
ルブMRヘッドでのデータ読み出しが正常に行えないリ
ードエラー発生時とするとか、データ読み出しが正常に
行えるか否かに無関係な所定の時期とすればよい。ま
た、所定の時期としては、磁気ディスク装置の電源投入
時、あるいは予め定められた装置使用時間(例えば通電
時間)毎などが適用可能である。また、磁化固着層制御
素子に電流を供給する際には、MRヘッドをデータエリ
ア以外の領域に移動させておくとよい。こうするとこと
で、磁化固着層制御素子に流れる電流により発生する磁
界が記録媒体のデータエリアに記録されているデータに
悪影響を及ぼすことを防止できる。
着層制御素子に電流を供給する時期としては、スピンバ
ルブMRヘッドでのデータ読み出しが正常に行えないリ
ードエラー発生時とするとか、データ読み出しが正常に
行えるか否かに無関係な所定の時期とすればよい。ま
た、所定の時期としては、磁気ディスク装置の電源投入
時、あるいは予め定められた装置使用時間(例えば通電
時間)毎などが適用可能である。また、磁化固着層制御
素子に電流を供給する際には、MRヘッドをデータエリ
ア以外の領域に移動させておくとよい。こうするとこと
で、磁化固着層制御素子に流れる電流により発生する磁
界が記録媒体のデータエリアに記録されているデータに
悪影響を及ぼすことを防止できる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態に
係るスピンバルブMRヘッドを搭載した磁気ディスク装
置の筐体内の概略構造を示す斜視図である。
図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態に
係るスピンバルブMRヘッドを搭載した磁気ディスク装
置の筐体内の概略構造を示す斜視図である。
【0028】図1の磁気ディスク装置では、スピンドル
モータ10に1枚あるいは複数枚の磁気記録媒体(磁気
ディスク)11が装着されている。通常、記録媒体11
の各面側には、磁気ヘッド12がサスペンション13に
支持された状態で設けられている。本実施形態におい
て、この磁気ヘッド12はスピンバルブMRヘッドであ
る。磁気ヘッド(スピンバルブMRヘッド)12は、ス
ピンドルモータ10の回転によって生じる空気流により
磁気記録媒体11上を浮上し、この状態で、ボイスコイ
ルモータ14により磁気記録媒体11の半径方向に移動
して、磁気記録媒体11上の目的の場所に位置決めされ
ることにより、当該目的場所を対象とする情報の読み書
きに用いられる。ここで、磁気ヘッド12がサスペンシ
ョン13に取り付けられた組立体は磁気ヘッドアセンブ
リ15aと呼ばれ、この磁気ヘッドアセンブリ15aが
積層された状態でボイスコイルモータ14により駆動可
能にキャリッジ16に取り付けられた組立体はヘッドス
タックアセンブリ15bと呼ばれている。
モータ10に1枚あるいは複数枚の磁気記録媒体(磁気
ディスク)11が装着されている。通常、記録媒体11
の各面側には、磁気ヘッド12がサスペンション13に
支持された状態で設けられている。本実施形態におい
て、この磁気ヘッド12はスピンバルブMRヘッドであ
る。磁気ヘッド(スピンバルブMRヘッド)12は、ス
ピンドルモータ10の回転によって生じる空気流により
磁気記録媒体11上を浮上し、この状態で、ボイスコイ
ルモータ14により磁気記録媒体11の半径方向に移動
して、磁気記録媒体11上の目的の場所に位置決めされ
ることにより、当該目的場所を対象とする情報の読み書
きに用いられる。ここで、磁気ヘッド12がサスペンシ
ョン13に取り付けられた組立体は磁気ヘッドアセンブ
リ15aと呼ばれ、この磁気ヘッドアセンブリ15aが
積層された状態でボイスコイルモータ14により駆動可
能にキャリッジ16に取り付けられた組立体はヘッドス
タックアセンブリ15bと呼ばれている。
【0029】以上の各構成部品は基台17に組み込まれ
ている。この基台17の上面は、トップカバー18で覆
われ、ねじ19で当該トップカバー18を基台17に固
定することで、外部からの塵埃を防ぐための密閉構造を
実現している。
ている。この基台17の上面は、トップカバー18で覆
われ、ねじ19で当該トップカバー18を基台17に固
定することで、外部からの塵埃を防ぐための密閉構造を
実現している。
【0030】図2は、図1の磁気ディスク装置に搭載さ
れた磁気ヘッド12、即ちスピンバルブMRヘッド12
の中心をなすスピンバルブ膜周辺の原理的な素子構造
と、当該スピンバルブ膜の磁化固着層の磁化方向に関す
る制御原理を示す図である。なお、図16と同一部分に
は同一符号を付してある。
れた磁気ヘッド12、即ちスピンバルブMRヘッド12
の中心をなすスピンバルブ膜周辺の原理的な素子構造
と、当該スピンバルブ膜の磁化固着層の磁化方向に関す
る制御原理を示す図である。なお、図16と同一部分に
は同一符号を付してある。
【0031】図2に示すスピンバルブMRヘッド12の
スピンバルブ膜周辺の素子構造の特徴は、図16に示し
たスピンバルブ膜(スピンバルブMR素子)160、即
ちフリー層162、非磁性層163、磁化固着層16
1、及び反強磁性層164からなる4層構造のスピンバ
ルブ膜160に対して平行に、磁化固着層161の磁化
方向(再磁化)を制御するための磁化固着層制御素子を
なす再磁化層(磁化固着層再磁化層)21が絶縁層22
を介して設けられていることである。ここで再磁化層2
1は、Ti(チタン),Cr(クロム),Cu(銅)な
どからなる導電層であり、反強磁性層164側に絶縁層
22を介して設けられている。この絶縁層22は、スピ
ンバルブ膜160の反強磁性層164と再磁化層21と
の短絡防止のために必要なものである。
スピンバルブ膜周辺の素子構造の特徴は、図16に示し
たスピンバルブ膜(スピンバルブMR素子)160、即
ちフリー層162、非磁性層163、磁化固着層16
1、及び反強磁性層164からなる4層構造のスピンバ
ルブ膜160に対して平行に、磁化固着層161の磁化
方向(再磁化)を制御するための磁化固着層制御素子を
なす再磁化層(磁化固着層再磁化層)21が絶縁層22
を介して設けられていることである。ここで再磁化層2
1は、Ti(チタン),Cr(クロム),Cu(銅)な
どからなる導電層であり、反強磁性層164側に絶縁層
22を介して設けられている。この絶縁層22は、スピ
ンバルブ膜160の反強磁性層164と再磁化層21と
の短絡防止のために必要なものである。
【0032】図3は、スピンバルブMRヘッド12の主
として再生ヘッド(図18の再生ヘッド180に相当)
の具体的な構造を示す図であり、図18と同一部分には
同一符号を付してある。なお、以下の説明では、スピン
バルブ膜160の反強磁性層164側を上側、フリー層
162側を下側であるとする。
として再生ヘッド(図18の再生ヘッド180に相当)
の具体的な構造を示す図であり、図18と同一部分には
同一符号を付してある。なお、以下の説明では、スピン
バルブ膜160の反強磁性層164側を上側、フリー層
162側を下側であるとする。
【0033】図3において、(例えばNi−Fe(ニッ
ケル・鉄の合金)からなる)下部シールド183の上に
は(例えばAl2 O3 からなる)絶縁層190が設けら
れ、その絶縁層190の上に(フリー層162、非磁性
層163、磁化固着層161、及び反強磁性層164か
らなる)スピンバルブ膜160が設けられている。この
スピンバルブ膜160の両側には永久磁石(ハードマグ
ネット)184a,184bが設けられており、スピン
バルブ膜160は当該永久磁石184a,184bを介
してリード185a,185bと接続されている。ここ
までは、従来のスピンバルブMRヘッドの再生ヘッドの
構造(図18参照)と同様である。
ケル・鉄の合金)からなる)下部シールド183の上に
は(例えばAl2 O3 からなる)絶縁層190が設けら
れ、その絶縁層190の上に(フリー層162、非磁性
層163、磁化固着層161、及び反強磁性層164か
らなる)スピンバルブ膜160が設けられている。この
スピンバルブ膜160の両側には永久磁石(ハードマグ
ネット)184a,184bが設けられており、スピン
バルブ膜160は当該永久磁石184a,184bを介
してリード185a,185bと接続されている。ここ
までは、従来のスピンバルブMRヘッドの再生ヘッドの
構造(図18参照)と同様である。
【0034】さて、スピンバルブ膜160及びリード1
85a,185bの上には(例えばAl2 O3 からな
る)絶縁層22が設けられ、この絶縁層22の上には、
当該絶縁層22を挟んでスピンバルブ膜160及びリー
ド185a,185bのスピンバルブ膜160側の部分
に対向する如く再磁化層21が設けられている。再磁化
層21の両端には、当該再磁化層21に外部から電流を
供給するためのリード31a,31b、更に具体的に述
べるならば、再磁化層21に電流を流すことで発生する
磁界の(スピンバルブ膜160中の)磁化固着層161
での方向が、当該磁化固着層161の固定されるべき磁
化方向(設計方向)に一致する方向となるように、外部
から電流が供給可能なリード31a,31bが設けられ
ている。ここではリード31aが電流流入側、リード3
1bが電流流出側となる。
85a,185bの上には(例えばAl2 O3 からな
る)絶縁層22が設けられ、この絶縁層22の上には、
当該絶縁層22を挟んでスピンバルブ膜160及びリー
ド185a,185bのスピンバルブ膜160側の部分
に対向する如く再磁化層21が設けられている。再磁化
層21の両端には、当該再磁化層21に外部から電流を
供給するためのリード31a,31b、更に具体的に述
べるならば、再磁化層21に電流を流すことで発生する
磁界の(スピンバルブ膜160中の)磁化固着層161
での方向が、当該磁化固着層161の固定されるべき磁
化方向(設計方向)に一致する方向となるように、外部
から電流が供給可能なリード31a,31bが設けられ
ている。ここではリード31aが電流流入側、リード3
1bが電流流出側となる。
【0035】なお図では、構造を理解しやすいように、
下部シールド183と絶縁層190の間、リード185
a,185bと絶縁層22の間、絶縁層22と再磁化層
21との間に間隙があるが、各々は実際には密接してい
る。
下部シールド183と絶縁層190の間、リード185
a,185bと絶縁層22の間、絶縁層22と再磁化層
21との間に間隙があるが、各々は実際には密接してい
る。
【0036】リード31b側の再磁化層21の部分に対
応する絶縁層22には、リード185aに達する穴32
が形成され、当該穴32には、(例えばTiからなる)
コンタクト33が形成されている。これにより、再磁化
層21のリード31b側とリード185b側とはコンタ
クト33を介して電気的に接続されることになる。本実
施形態では、リード31b及びリード185bのうちの
リード185bが、リード185a及びリード31aと
同様に、後述するヘッドプリアンプ回路(52)と信号
線を介して接続されている。したがって、リード31b
は、信号線との接続部を持たない。なお、リード185
bは接地されている。
応する絶縁層22には、リード185aに達する穴32
が形成され、当該穴32には、(例えばTiからなる)
コンタクト33が形成されている。これにより、再磁化
層21のリード31b側とリード185b側とはコンタ
クト33を介して電気的に接続されることになる。本実
施形態では、リード31b及びリード185bのうちの
リード185bが、リード185a及びリード31aと
同様に、後述するヘッドプリアンプ回路(52)と信号
線を介して接続されている。したがって、リード31b
は、信号線との接続部を持たない。なお、リード185
bは接地されている。
【0037】ここで、スピンバルブ膜160の磁化固着
層161の磁化方向201は、図2に示すように、反強
磁性層164によりイニシャル(設計で定められた初期
状態)では図上で下向きに固定されているものとする。
ところが、何らかの原因で、この磁化方向201が変化
し、あるいは磁化がなくなってしまうことがある。
層161の磁化方向201は、図2に示すように、反強
磁性層164によりイニシャル(設計で定められた初期
状態)では図上で下向きに固定されているものとする。
ところが、何らかの原因で、この磁化方向201が変化
し、あるいは磁化がなくなってしまうことがある。
【0038】このような場合、同図2に示すように、再
磁化層21に適切な電流(再磁化電流)202を流すな
らば、例えば図2(b)において紙面に垂直に且つ紙面
の表から裏に向かう向きに当該電流202を流すなら
ば、当該電流202によって生じる磁界203により、
磁化固着層161(及び反強磁性層164)内には図中
で下向きの磁界が働き、その磁界により、磁化固着層1
61の磁化方向201をイニシャルの向き(正常状態)
に戻すことが可能となる。しかも再磁化層21は、スピ
ンバルブ膜160(の反強磁性層164)とは絶縁層2
2により絶縁されているため、(磁気記録媒体からの)
通常のデータの読み出し時には何ら作用(悪影響)を及
ぼすことはない。
磁化層21に適切な電流(再磁化電流)202を流すな
らば、例えば図2(b)において紙面に垂直に且つ紙面
の表から裏に向かう向きに当該電流202を流すなら
ば、当該電流202によって生じる磁界203により、
磁化固着層161(及び反強磁性層164)内には図中
で下向きの磁界が働き、その磁界により、磁化固着層1
61の磁化方向201をイニシャルの向き(正常状態)
に戻すことが可能となる。しかも再磁化層21は、スピ
ンバルブ膜160(の反強磁性層164)とは絶縁層2
2により絶縁されているため、(磁気記録媒体からの)
通常のデータの読み出し時には何ら作用(悪影響)を及
ぼすことはない。
【0039】なお、以上の説明では、再磁化層21がス
ピンバルブ膜160の反強磁性層164側に設けられて
いるものとしたが、これに限るものではない。例えば図
4に示すように、再磁化層21を、スピンバルブ膜16
0のフリー層162側に絶縁層22を介して設けられる
ものであってもよい。この場合、絶縁層22は、図2と
は異なって、スピンバルブ膜160のフリー層162と
再磁化層21との短絡防止に用いられる。
ピンバルブ膜160の反強磁性層164側に設けられて
いるものとしたが、これに限るものではない。例えば図
4に示すように、再磁化層21を、スピンバルブ膜16
0のフリー層162側に絶縁層22を介して設けられる
ものであってもよい。この場合、絶縁層22は、図2と
は異なって、スピンバルブ膜160のフリー層162と
再磁化層21との短絡防止に用いられる。
【0040】明らかなように、図4の構造は、スピンバ
ルブ膜160に対して再磁化層21(と絶縁層22)の
位置のみを図2の構造とは反対にしたものである。この
図4の構造においても、上記と全く同様の制御原理に基
づき、磁化固着層161の磁化方向401を以下に述べ
るように正常状態に戻すことが可能となる。
ルブ膜160に対して再磁化層21(と絶縁層22)の
位置のみを図2の構造とは反対にしたものである。この
図4の構造においても、上記と全く同様の制御原理に基
づき、磁化固着層161の磁化方向401を以下に述べ
るように正常状態に戻すことが可能となる。
【0041】まず、スピンバルブ膜160の磁化固着層
161の磁化方向401が、図4に示すように、反強磁
性層164によりイニシャルでは(図2の場合と同様
に)図上で下向きに固定されているものとする。ところ
が、何らかの原因で、この磁化方向401が変化し、あ
るいは磁化がなくなってしまうことがある。このような
場合、同図4に示すように、再磁化層21に適切な電流
(再磁化電流)402を流すならば、例えば図4(b)
において紙面に垂直に且つ紙面の裏から表に向かう向き
に当該電流402を流すならば、当該電流402によっ
て生じる磁界403により、磁化固着層161(及び反
強磁性層164)内には図中で下向きの磁界が働き、そ
の磁界により、磁化固着層161の磁化の向きをイニシ
ャルの向き(正常状態)に戻すことが可能となる。
161の磁化方向401が、図4に示すように、反強磁
性層164によりイニシャルでは(図2の場合と同様
に)図上で下向きに固定されているものとする。ところ
が、何らかの原因で、この磁化方向401が変化し、あ
るいは磁化がなくなってしまうことがある。このような
場合、同図4に示すように、再磁化層21に適切な電流
(再磁化電流)402を流すならば、例えば図4(b)
において紙面に垂直に且つ紙面の裏から表に向かう向き
に当該電流402を流すならば、当該電流402によっ
て生じる磁界403により、磁化固着層161(及び反
強磁性層164)内には図中で下向きの磁界が働き、そ
の磁界により、磁化固着層161の磁化の向きをイニシ
ャルの向き(正常状態)に戻すことが可能となる。
【0042】以上の操作、即ち再磁化層21に電流を流
して磁化固着層161の磁化の向きを制御するための操
作は、磁気ヘッド(スピンバルブMRヘッド)12がサ
スペンション13に取り付けられた組立体、即ち磁気ヘ
ッドアセンブリ15aの状態でも、磁気ヘッドアセンブ
リ15aが積層された状態でキャリッジ16に取り付け
られた組立体、即ちヘッドスタックアセンブリ15bの
状態でも可能である。また、実際に磁気ディスク装置に
組み込まれた後であっても、以下に述べるように磁気ヘ
ッドアセンブリ15aまたはヘッドスタックアセンブリ
15bを分解してヘッド12を取り出すことなく、この
操作を行うことが可能である。
して磁化固着層161の磁化の向きを制御するための操
作は、磁気ヘッド(スピンバルブMRヘッド)12がサ
スペンション13に取り付けられた組立体、即ち磁気ヘ
ッドアセンブリ15aの状態でも、磁気ヘッドアセンブ
リ15aが積層された状態でキャリッジ16に取り付け
られた組立体、即ちヘッドスタックアセンブリ15bの
状態でも可能である。また、実際に磁気ディスク装置に
組み込まれた後であっても、以下に述べるように磁気ヘ
ッドアセンブリ15aまたはヘッドスタックアセンブリ
15bを分解してヘッド12を取り出すことなく、この
操作を行うことが可能である。
【0043】そこで図1の磁気ディスク装置において、
図2あるいは図4に示すような素子構造を有するスピン
バルブMRヘッド12、即ち再磁化層21を有するスピ
ンバルブMRヘッド12を動作させるためのヘッドプリ
アンプ回路のブロック構成を、スピンバルブMRヘッド
12の各要素との電気的接続関係と共に図5に示す。
図2あるいは図4に示すような素子構造を有するスピン
バルブMRヘッド12、即ち再磁化層21を有するスピ
ンバルブMRヘッド12を動作させるためのヘッドプリ
アンプ回路のブロック構成を、スピンバルブMRヘッド
12の各要素との電気的接続関係と共に図5に示す。
【0044】まず図5において、スピンバルブMRヘッ
ド(磁気ヘッド)12は、再生ヘッド50の中心をなす
スピンバルブMR素子としてのスピンバルブ膜160、
スピンバルブ膜160中の磁化固着層(161)の磁化
の向きを制御するための磁化固着層制御素子としての再
磁化層21、及び(図18中の記録ヘッド181と同一
構造の)記録ヘッド51を備えている。スピンバルブ膜
160は(図2、図18中のリード185a,185b
に相当する)端子161a,161bを有し、一方の端
子161bは接地されている。これは、図5のヘッドプ
リアンプ回路52のリード回路系が、一般的なMRヘッ
ド用のプリアンプ回路のリード回路系と同様に、シング
ルエンド方式を適用していることによる。また、再磁化
層21は(図2中のリード31a,31bに相当する)
端子210a,210bを有している。
ド(磁気ヘッド)12は、再生ヘッド50の中心をなす
スピンバルブMR素子としてのスピンバルブ膜160、
スピンバルブ膜160中の磁化固着層(161)の磁化
の向きを制御するための磁化固着層制御素子としての再
磁化層21、及び(図18中の記録ヘッド181と同一
構造の)記録ヘッド51を備えている。スピンバルブ膜
160は(図2、図18中のリード185a,185b
に相当する)端子161a,161bを有し、一方の端
子161bは接地されている。これは、図5のヘッドプ
リアンプ回路52のリード回路系が、一般的なMRヘッ
ド用のプリアンプ回路のリード回路系と同様に、シング
ルエンド方式を適用していることによる。また、再磁化
層21は(図2中のリード31a,31bに相当する)
端子210a,210bを有している。
【0045】ヘッドプリアンプ回路52は、スピンバル
ブMRヘッド12のスピンバルブ膜160にセンス電流
を供給するセンス電流制御回路521、磁気記録媒体1
1からの漏洩磁束に応じてスピンバルブ膜160により
再生される信号(スピンバルブ膜160の抵抗変化に対
応する端子161a,161b間の電圧信号)を増幅す
るリードアンプ522、及びリードアンプ522の出力
信号を差動型に変換してリードデータ信号として出力す
るリードバッファアンプ(差動アンプ)523を有して
いる。
ブMRヘッド12のスピンバルブ膜160にセンス電流
を供給するセンス電流制御回路521、磁気記録媒体1
1からの漏洩磁束に応じてスピンバルブ膜160により
再生される信号(スピンバルブ膜160の抵抗変化に対
応する端子161a,161b間の電圧信号)を増幅す
るリードアンプ522、及びリードアンプ522の出力
信号を差動型に変換してリードデータ信号として出力す
るリードバッファアンプ(差動アンプ)523を有して
いる。
【0046】ヘッドプリアンプ回路52はまた、ライト
データ信号を増幅するライトプリドライバ524、この
ライトプリドライバ524の出力に応じてスピンバルブ
MRヘッド12の記録ヘッド51(に設けられた図18
中のコイル186に相当するコイル)にライト電流を供
給するライトドライバ525、このライトドライバ52
5から記録ヘッド51に供給されるライト電流を制御す
るライト電流制御回路526、及び磁気ディスク装置全
体を制御するCPU(図示せず)との間でデータの授受
を行うシリアルインタフェース527を有している。
データ信号を増幅するライトプリドライバ524、この
ライトプリドライバ524の出力に応じてスピンバルブ
MRヘッド12の記録ヘッド51(に設けられた図18
中のコイル186に相当するコイル)にライト電流を供
給するライトドライバ525、このライトドライバ52
5から記録ヘッド51に供給されるライト電流を制御す
るライト電流制御回路526、及び磁気ディスク装置全
体を制御するCPU(図示せず)との間でデータの授受
を行うシリアルインタフェース527を有している。
【0047】ここまでのヘッドプリアンプ回路52の構
成は、従来のMRヘッド用のプリアンプ回路の構成と同
様である。このヘッドプリアンプ回路52が従来のMR
ヘッド用のプリアンプ回路と異なる点は、上記の各構成
要素に加えて、スピンバルブMRヘッド12の再磁化層
21に電流を供給するための再磁化電流制御回路528
を有していることである。この場合、特に工夫をしない
ならば、再磁化電流制御回路528から再磁化層21に
電流を供給するのに2本の信号線を必要とする。
成は、従来のMRヘッド用のプリアンプ回路の構成と同
様である。このヘッドプリアンプ回路52が従来のMR
ヘッド用のプリアンプ回路と異なる点は、上記の各構成
要素に加えて、スピンバルブMRヘッド12の再磁化層
21に電流を供給するための再磁化電流制御回路528
を有していることである。この場合、特に工夫をしない
ならば、再磁化電流制御回路528から再磁化層21に
電流を供給するのに2本の信号線を必要とする。
【0048】しかし前記したように、ヘッドプリアンプ
回路52のリード回路系は、シングルエンド方式を適用
していることから、図5に示すように、再磁化層21の
2つの端子210a,210bのうちの電流流出側の端
子210bを接地する(GNDとする)と共に、この再
磁化層21のGND側端子210bとスピンバルブ膜1
60のGND側端子161bとを、スピンバルブMRヘ
ッド12内で接続するならば、再磁化電流制御回路52
8と再磁化層21とを接続する新たな信号線は、信号線
529の1本で済む。
回路52のリード回路系は、シングルエンド方式を適用
していることから、図5に示すように、再磁化層21の
2つの端子210a,210bのうちの電流流出側の端
子210bを接地する(GNDとする)と共に、この再
磁化層21のGND側端子210bとスピンバルブ膜1
60のGND側端子161bとを、スピンバルブMRヘ
ッド12内で接続するならば、再磁化電流制御回路52
8と再磁化層21とを接続する新たな信号線は、信号線
529の1本で済む。
【0049】本実施形態において、以上の構成のヘッド
プリアンプ回路52はIC(集積回路)化されて使用さ
れる。さて、ヘッドプリアンプ回路52内の再磁化電流
制御回路528は、センス電流制御回路521及びライ
ト電流制御回路526と同様に、シリアルインタフェー
ス527と接続されている。これにより磁気ディスク装
置全体を制御するCPUは、プリアンプコントロール信
号を用いることで、シリアルインタフェース527を通
して、センス電流制御回路521及びライト電流制御回
路526だけでなく、再磁化電流制御回路528を制御
することができる。例えば、CPUからヘッドプリアン
プ回路52内の再磁化電流制御回路528に対し、スピ
ンバルブMRヘッド12の再磁化層21に電流を流すこ
とを指示するプリアンプコントロール信号をシリアルイ
ンタフェース527を介して送るならば、当該再磁化電
流制御回路528から再磁化層21に信号線529を介
して(図2,図4の電流202,402に相当する)電
流を流し、スピンバルブ膜160の磁化固着層(16
1)の磁化を正常に戻すことができる。
プリアンプ回路52はIC(集積回路)化されて使用さ
れる。さて、ヘッドプリアンプ回路52内の再磁化電流
制御回路528は、センス電流制御回路521及びライ
ト電流制御回路526と同様に、シリアルインタフェー
ス527と接続されている。これにより磁気ディスク装
置全体を制御するCPUは、プリアンプコントロール信
号を用いることで、シリアルインタフェース527を通
して、センス電流制御回路521及びライト電流制御回
路526だけでなく、再磁化電流制御回路528を制御
することができる。例えば、CPUからヘッドプリアン
プ回路52内の再磁化電流制御回路528に対し、スピ
ンバルブMRヘッド12の再磁化層21に電流を流すこ
とを指示するプリアンプコントロール信号をシリアルイ
ンタフェース527を介して送るならば、当該再磁化電
流制御回路528から再磁化層21に信号線529を介
して(図2,図4の電流202,402に相当する)電
流を流し、スピンバルブ膜160の磁化固着層(16
1)の磁化を正常に戻すことができる。
【0050】なお、図5は、スピンバルブMRヘッド1
2の数が1つの例であるが、N個(Nは2以上の整数)
の場合には、再磁化電流制御回路528からスピンバル
ブMRヘッド12の再磁化層21に電流を供給するのに
必要な信号線529の数はNとなる。但し、再磁化電流
制御回路528自体は、電流供給の対象となるスピンバ
ルブMRヘッド12の再磁化層21を選択する(切り替
える)選択回路を設けることで、スピンバルブMRヘッ
ド12の個数に無関係に1つでよい。これは、ヘッドプ
リアンプ回路52内の他の構成要素(センス電流制御回
路521、ライト電流制御回路526等)についても同
様である。
2の数が1つの例であるが、N個(Nは2以上の整数)
の場合には、再磁化電流制御回路528からスピンバル
ブMRヘッド12の再磁化層21に電流を供給するのに
必要な信号線529の数はNとなる。但し、再磁化電流
制御回路528自体は、電流供給の対象となるスピンバ
ルブMRヘッド12の再磁化層21を選択する(切り替
える)選択回路を設けることで、スピンバルブMRヘッ
ド12の個数に無関係に1つでよい。これは、ヘッドプ
リアンプ回路52内の他の構成要素(センス電流制御回
路521、ライト電流制御回路526等)についても同
様である。
【0051】さて、上記したような、磁気ディスク装置
全体を制御するCPUからヘッドプリアンプ回路52を
介して再磁化層21に電流を印加する操作は、磁気ディ
スク装置内で、いずれかのスピンバルブMRヘッド12
が何らかの不具合によりデータの正常な読み出しができ
なくなった場合(リードエラー発生時)のリトライの1
項目として行うことも可能であるし、また定期的に(所
定の時期毎に)電流を流して、その都度強制的にリフレ
ッシュすることも可能である。ここで定期的とは、例え
ば装置の電源投入時毎、あるいは予め定められた装置使
用時間毎(例えば装置を500時間使用する毎)などで
ある。また、装置使用時間としては、通電時間とするの
がよい。その理由は、近年の磁気ディスク装置は故障予
測機能を有しているのが一般的であり、その故障に関係
する可能性のあるパラメータの1つとして通電時間を計
測して保持していることによる。
全体を制御するCPUからヘッドプリアンプ回路52を
介して再磁化層21に電流を印加する操作は、磁気ディ
スク装置内で、いずれかのスピンバルブMRヘッド12
が何らかの不具合によりデータの正常な読み出しができ
なくなった場合(リードエラー発生時)のリトライの1
項目として行うことも可能であるし、また定期的に(所
定の時期毎に)電流を流して、その都度強制的にリフレ
ッシュすることも可能である。ここで定期的とは、例え
ば装置の電源投入時毎、あるいは予め定められた装置使
用時間毎(例えば装置を500時間使用する毎)などで
ある。また、装置使用時間としては、通電時間とするの
がよい。その理由は、近年の磁気ディスク装置は故障予
測機能を有しているのが一般的であり、その故障に関係
する可能性のあるパラメータの1つとして通電時間を計
測して保持していることによる。
【0052】ここで、再磁化層21に電流を印加する操
作をリードエラー発生時のリトライの1項目として行う
場合のCPUの制御動作につき、図6のフローチャート
を参照して説明する。
作をリードエラー発生時のリトライの1項目として行う
場合のCPUの制御動作につき、図6のフローチャート
を参照して説明する。
【0053】まず、リードエラーが発生した場合、通常
のリトライルーチンを行い(ステップ601)、エラー
が回復するか否かをチェックする(ステップ602)。
ここで、通常のリトライルーチンとは、再度のリード動
作を、所定の回数を上限としてエラーが回復するまで繰
り返す処理である。
のリトライルーチンを行い(ステップ601)、エラー
が回復するか否かをチェックする(ステップ602)。
ここで、通常のリトライルーチンとは、再度のリード動
作を、所定の回数を上限としてエラーが回復するまで繰
り返す処理である。
【0054】もし、エラーが回復したならば、即ちリト
ライに成功したならば、通常の動作モード(オペレーシ
ョンモード)に戻る(ステップ603)。これに対し、
エラーが回復しなかったならば、即ちリトライに失敗し
たならば、リトライルーチンの実行回数が所定回数に達
したか否かを調べる(ステップ604)。もし、リトラ
イルーチンの実行回数が所定回数に達していないなら
ば、ボイスコイルモータ14を駆動してスピンバルブM
Rヘッド12を磁気記録媒体11上のデータエリア以外
の領域に移動し(ステップ605)、この状態で、前記
したようにしてスピンバルブMRヘッド12の再磁化層
21に電流を供給することで、磁化固着層161を所定
方向に再磁化(再着磁)する(ステップ606)。
ライに成功したならば、通常の動作モード(オペレーシ
ョンモード)に戻る(ステップ603)。これに対し、
エラーが回復しなかったならば、即ちリトライに失敗し
たならば、リトライルーチンの実行回数が所定回数に達
したか否かを調べる(ステップ604)。もし、リトラ
イルーチンの実行回数が所定回数に達していないなら
ば、ボイスコイルモータ14を駆動してスピンバルブM
Rヘッド12を磁気記録媒体11上のデータエリア以外
の領域に移動し(ステップ605)、この状態で、前記
したようにしてスピンバルブMRヘッド12の再磁化層
21に電流を供給することで、磁化固着層161を所定
方向に再磁化(再着磁)する(ステップ606)。
【0055】このように、再磁化層21への電流供給
を、スピンバルブMRヘッド12がデータエリア以外の
領域に位置した状態で行うことで、再磁化層21に流れ
る電流により発生する磁界が磁気記録媒体11のデータ
エリアに記録されているデータに悪影響を及ぼすことを
防止できる。
を、スピンバルブMRヘッド12がデータエリア以外の
領域に位置した状態で行うことで、再磁化層21に流れ
る電流により発生する磁界が磁気記録媒体11のデータ
エリアに記録されているデータに悪影響を及ぼすことを
防止できる。
【0056】ところで、再生ヘッド(MR素子)と記録
ヘッド(記録素子)の中心位置は、薄膜形成技術を用い
たヘッド製造プロセスにおける薄膜形成上のマスクのア
ライメント等のずれにより、各MRヘッド毎にトラック
方向にばらつく。また再生ヘッドと記録ヘッドの磁気的
中心は、上記のずれ(光学的な要因等によるずれ)に加
えて、MR素子内の磁化の分布等のずれのために更に異
なっている。このため、MRヘッドを使った磁気ディス
ク装置では、このずれ量を装置出荷前に各ヘッド毎に測
定して(不揮発性メモリ等に記憶して)おき、そのずれ
量を見込んでリード時、ライト時各々の位置決めを行う
必要がある。したがって本実施形態において、上記した
再磁化層21への電流印加によりスピンバルブ膜160
内の磁化の分布が変化して、(スピンバルブ膜160を
用いて構成される)再生ヘッド50と(コイル186を
用いて構成される)記録ヘッド51との磁気的中心のず
れ量が変化したならば、正しい位置決めができなくな
る。
ヘッド(記録素子)の中心位置は、薄膜形成技術を用い
たヘッド製造プロセスにおける薄膜形成上のマスクのア
ライメント等のずれにより、各MRヘッド毎にトラック
方向にばらつく。また再生ヘッドと記録ヘッドの磁気的
中心は、上記のずれ(光学的な要因等によるずれ)に加
えて、MR素子内の磁化の分布等のずれのために更に異
なっている。このため、MRヘッドを使った磁気ディス
ク装置では、このずれ量を装置出荷前に各ヘッド毎に測
定して(不揮発性メモリ等に記憶して)おき、そのずれ
量を見込んでリード時、ライト時各々の位置決めを行う
必要がある。したがって本実施形態において、上記した
再磁化層21への電流印加によりスピンバルブ膜160
内の磁化の分布が変化して、(スピンバルブ膜160を
用いて構成される)再生ヘッド50と(コイル186を
用いて構成される)記録ヘッド51との磁気的中心のず
れ量が変化したならば、正しい位置決めができなくな
る。
【0057】そこで本実施形態では、再磁化層21に電
流を流すと(ステップ606)、スピンバルブMRヘッ
ド12を規定のトラック位置に移動して、再生ヘッド5
0の磁気的中心と、記録ヘッド51の磁気的中心のトラ
ック方向のずれ量を測定(して現在保持しているずれ量
を更新)することで(ステップ607)、正しい位置決
めが可能なようにしている。次に、スピンバルブMRヘ
ッド12をリードエラー発生トラック位置に戻し(ステ
ップ608)、再びリトライルーチンを実行する(ステ
ップ601)。もし、磁化固着層161の磁化方向が設
計方向からずれたり、あるいは磁化が消滅したために、
リードエラーが発生した場合であれば、再磁化層21に
電流を流して磁化固着層161の磁化を正常に戻した後
のリトライルーチンでは、リトライに成功する可能性が
極めて高くなる。
流を流すと(ステップ606)、スピンバルブMRヘッ
ド12を規定のトラック位置に移動して、再生ヘッド5
0の磁気的中心と、記録ヘッド51の磁気的中心のトラ
ック方向のずれ量を測定(して現在保持しているずれ量
を更新)することで(ステップ607)、正しい位置決
めが可能なようにしている。次に、スピンバルブMRヘ
ッド12をリードエラー発生トラック位置に戻し(ステ
ップ608)、再びリトライルーチンを実行する(ステ
ップ601)。もし、磁化固着層161の磁化方向が設
計方向からずれたり、あるいは磁化が消滅したために、
リードエラーが発生した場合であれば、再磁化層21に
電流を流して磁化固着層161の磁化を正常に戻した後
のリトライルーチンでは、リトライに成功する可能性が
極めて高くなる。
【0058】次に、図2に示すスピンバルブMRヘッド
のスピンバルブ膜160周辺の素子構造の製造方法につ
いて、図7乃至図10の工程図を参照して説明する。ま
ず、AlTiC(アルテック)等からなる基体(図示せ
ず)上に、例えばNi−Fe(ニッケル・鉄の合金)か
らなる膜厚が1〜4μmの高透過率軟磁性層701、及
びAl2 O3 (アルミナ)からなる膜厚が30〜200
nmの絶縁層702を、スパッタリング等により順に形
成する(図7(a))。この高透過率軟磁性層701、
絶縁層702は、図3中の下部シールド183、絶縁層
190となる。
のスピンバルブ膜160周辺の素子構造の製造方法につ
いて、図7乃至図10の工程図を参照して説明する。ま
ず、AlTiC(アルテック)等からなる基体(図示せ
ず)上に、例えばNi−Fe(ニッケル・鉄の合金)か
らなる膜厚が1〜4μmの高透過率軟磁性層701、及
びAl2 O3 (アルミナ)からなる膜厚が30〜200
nmの絶縁層702を、スパッタリング等により順に形
成する(図7(a))。この高透過率軟磁性層701、
絶縁層702は、図3中の下部シールド183、絶縁層
190となる。
【0059】次に、スピンバルブ膜160を構成するフ
リー層162、非磁性層163、磁化固着層161、反
強磁性層164用の、例えばCo−Fe(コバルト・鉄
の合金)からなる膜厚が2〜10nmの磁性層703、
Cu(銅)からなる膜厚が2〜10nmの非磁性層70
4、Co−Feからなる膜厚が2〜10nmの磁性層7
05、Fe−Mn(鉄・マンガンの合金)からなる膜厚
が2〜10nmの反強磁性層706(イリジウム・マン
ガンの合金でもよい)を、スピンバルブ膜160を形成
すべき領域より広い領域にスパッタリングにより形成す
る(図7(b))。この工程は、目的とする領域以外に
マスクを形成した後、上記4層703〜706を順にス
パッタリングし、しかる後にマスクを除去することで実
現できる。
リー層162、非磁性層163、磁化固着層161、反
強磁性層164用の、例えばCo−Fe(コバルト・鉄
の合金)からなる膜厚が2〜10nmの磁性層703、
Cu(銅)からなる膜厚が2〜10nmの非磁性層70
4、Co−Feからなる膜厚が2〜10nmの磁性層7
05、Fe−Mn(鉄・マンガンの合金)からなる膜厚
が2〜10nmの反強磁性層706(イリジウム・マン
ガンの合金でもよい)を、スピンバルブ膜160を形成
すべき領域より広い領域にスパッタリングにより形成す
る(図7(b))。この工程は、目的とする領域以外に
マスクを形成した後、上記4層703〜706を順にス
パッタリングし、しかる後にマスクを除去することで実
現できる。
【0060】次に、スピンバルブ膜160として残す領
域にマスク707を形成した後(図7(c))、マスク
707が形成されていない部分の層703〜706を除
去する(図7(d))。この除去操作は、イオン・ミリ
ング(ion milling )と呼ばれる手法でアルゴン・イオ
ンを用いて行われ、これによりフリー層162、非磁性
層163、磁化固着層161、及び反強磁性層164か
らなるスピンバルブ膜160が形成される。ここで、マ
スク707の断面は、イオン・ミリングによってスピン
バルブ膜160に傾斜がつくように、下側ほど狭くなる
傾斜がつけられている。なお、スピンバルブ膜160に
傾斜をつけるのは、永久磁石184a,184bとの電
気的接触を確実にするためのである。
域にマスク707を形成した後(図7(c))、マスク
707が形成されていない部分の層703〜706を除
去する(図7(d))。この除去操作は、イオン・ミリ
ング(ion milling )と呼ばれる手法でアルゴン・イオ
ンを用いて行われ、これによりフリー層162、非磁性
層163、磁化固着層161、及び反強磁性層164か
らなるスピンバルブ膜160が形成される。ここで、マ
スク707の断面は、イオン・ミリングによってスピン
バルブ膜160に傾斜がつくように、下側ほど狭くなる
傾斜がつけられている。なお、スピンバルブ膜160に
傾斜をつけるのは、永久磁石184a,184bとの電
気的接触を確実にするためのである。
【0061】次に、マスク707を残した状態で、永久
磁石184a,184b用の例えばコバルト系合金(C
o−Ptなど)からなる膜厚が8〜40nmの硬質磁性
層801、Ti(チタン),Cr(クロム)等からなる
膜厚が30〜100nmのリード185a,185b用
の導電層802を、スパッタリング等により順に形成す
る(図8(a))。
磁石184a,184b用の例えばコバルト系合金(C
o−Ptなど)からなる膜厚が8〜40nmの硬質磁性
層801、Ti(チタン),Cr(クロム)等からなる
膜厚が30〜100nmのリード185a,185b用
の導電層802を、スパッタリング等により順に形成す
る(図8(a))。
【0062】次に、マスク707を除去する(図8
(b))。これにより、スピンバルブ膜160の両側に
永久磁石184a,184bとリード185a,185
bとが形成される。
(b))。これにより、スピンバルブ膜160の両側に
永久磁石184a,184bとリード185a,185
bとが形成される。
【0063】次に、図3中の穴32に相当する領域にマ
スク803を形成した後(図8(c))、Al2 O3 か
らなる絶縁層804を形成する(図8(d))。次に、
マスク803の上面が削られる程度の深さまで、表面を
ラッピング(研磨)により平坦化し、当該マスク803
を除去することで(図9(a))、膜厚が30〜50n
mの図2、図3に示した絶縁層22及び図3に示した穴
32を形成す。
スク803を形成した後(図8(c))、Al2 O3 か
らなる絶縁層804を形成する(図8(d))。次に、
マスク803の上面が削られる程度の深さまで、表面を
ラッピング(研磨)により平坦化し、当該マスク803
を除去することで(図9(a))、膜厚が30〜50n
mの図2、図3に示した絶縁層22及び図3に示した穴
32を形成す。
【0064】次に、穴32の部分(リード185bが露
出した部分)に例えばTiをメッキすることで、コンタ
クト33を形成する(図9(b))。次に、再磁化層2
1を形成したい部分以外の領域にマスク(図示せず)を
形成してから、Ti,Cr,Cu等からなる再磁化層2
1用の導電層を、スパッタリング等により形成し、しか
る後に当該マスクの上面が削られる程度の深さまで、表
面をラッピングにより平坦化し、当該マスクを除去する
ことで、膜厚が10〜50nmの再磁化層21を形成す
る(図9(c))。
出した部分)に例えばTiをメッキすることで、コンタ
クト33を形成する(図9(b))。次に、再磁化層2
1を形成したい部分以外の領域にマスク(図示せず)を
形成してから、Ti,Cr,Cu等からなる再磁化層2
1用の導電層を、スパッタリング等により形成し、しか
る後に当該マスクの上面が削られる程度の深さまで、表
面をラッピングにより平坦化し、当該マスクを除去する
ことで、膜厚が10〜50nmの再磁化層21を形成す
る(図9(c))。
【0065】次に、再磁化層21のリード31a,31
bとする部分以外の領域にマスク901を形成し(図9
(d))、しかる後にTi,Cr等からなるリード31
a,31b用の導電層902をスパッタリング等により
形成する(図10(a))。
bとする部分以外の領域にマスク901を形成し(図9
(d))、しかる後にTi,Cr等からなるリード31
a,31b用の導電層902をスパッタリング等により
形成する(図10(a))。
【0066】そして、マスク901上面が削られる程度
の深さまで、表面をラッピングにより平坦化した後、当
該マスク901を除去することで、膜厚が2〜10nm
の図3に示したリード31a,31bを形成する(図1
0(b))。
の深さまで、表面をラッピングにより平坦化した後、当
該マスク901を除去することで、膜厚が2〜10nm
の図3に示したリード31a,31bを形成する(図1
0(b))。
【0067】このようにして、図2に示すスピンバルブ
MRヘッドのスピンバルブ膜160周辺の素子構造(図
3に詳細を示すスピンバルブMRヘッドの再生ヘッド部
分の素子構造)を作成することができる。
MRヘッドのスピンバルブ膜160周辺の素子構造(図
3に詳細を示すスピンバルブMRヘッドの再生ヘッド部
分の素子構造)を作成することができる。
【0068】次に、図4に示すスピンバルブMRヘッド
のスピンバルブ膜160周辺の素子構造の製造方法につ
いて、図11乃至図15の工程図を参照して説明する。
まず、AlTiC(アルテック)等からなる基体上に、
例えばNi−Fe(ニッケル・鉄の合金)からなる高透
過率軟磁性層111、Al2 O3 (アルミナ)からなる
絶縁層112、及びTiからなるシード(seed)層11
3を、スパッタリング等により順に形成する(図11
(a))。ここで、高透過率軟磁性層111、絶縁層1
12は、図3中の下部シールド183、絶縁層190に
相当するもので、それぞれ1〜4μm、30〜200n
mの膜厚である。
のスピンバルブ膜160周辺の素子構造の製造方法につ
いて、図11乃至図15の工程図を参照して説明する。
まず、AlTiC(アルテック)等からなる基体上に、
例えばNi−Fe(ニッケル・鉄の合金)からなる高透
過率軟磁性層111、Al2 O3 (アルミナ)からなる
絶縁層112、及びTiからなるシード(seed)層11
3を、スパッタリング等により順に形成する(図11
(a))。ここで、高透過率軟磁性層111、絶縁層1
12は、図3中の下部シールド183、絶縁層190に
相当するもので、それぞれ1〜4μm、30〜200n
mの膜厚である。
【0069】次に、図3中のリード31a,31bに相
当するリードを形成するために、そのリードとする部分
以外の領域にマスク114を形成する(図11
(b))。そして、シード層113が露出している部分
に膜厚が2〜10nmの例えばTiをメッキすること
で、図3中のリード31a,31bに相当するリード1
15a,115bを形成した後(図11(c))、マス
ク114を除去する(図11(d))。ここでは、リー
ド115aが電流流入側、リード115bが電流流出側
(GND側)となる。
当するリードを形成するために、そのリードとする部分
以外の領域にマスク114を形成する(図11
(b))。そして、シード層113が露出している部分
に膜厚が2〜10nmの例えばTiをメッキすること
で、図3中のリード31a,31bに相当するリード1
15a,115bを形成した後(図11(c))、マス
ク114を除去する(図11(d))。ここでは、リー
ド115aが電流流入側、リード115bが電流流出側
(GND側)となる。
【0070】次に、リード115a,115b以外のシ
ード層113の部分、即ち露出しているシード層113
の部分を、イオン・ミリング(ion milling )と呼ばれ
る手法で除去した後(図12(a))、例えばAl2 O
3 からなる絶縁層121を形成する(図12(b))。
ード層113の部分、即ち露出しているシード層113
の部分を、イオン・ミリング(ion milling )と呼ばれ
る手法で除去した後(図12(a))、例えばAl2 O
3 からなる絶縁層121を形成する(図12(b))。
【0071】次に、リード115a,115bの上面が
削られる程度の深さまで、表面をラッピングにより平坦
化した後(図12(c))、再磁化層21を形成すべき
領域以外にマスク122を形成する(図12(d))。
削られる程度の深さまで、表面をラッピングにより平坦
化した後(図12(c))、再磁化層21を形成すべき
領域以外にマスク122を形成する(図12(d))。
【0072】次に、Ti,Cr,Cu等からなる再磁化
層21用の導電層131をスパッタリング等により形成
し(図13(a))、しかる後にマスク122を除去す
る。すると、マスク122の上に形成された導電層13
1がマスク122と共に除去され、その結果、残った導
電層131からなる図4に示した再磁化層21が形成さ
れる(図13(b))。
層21用の導電層131をスパッタリング等により形成
し(図13(a))、しかる後にマスク122を除去す
る。すると、マスク122の上に形成された導電層13
1がマスク122と共に除去され、その結果、残った導
電層131からなる図4に示した再磁化層21が形成さ
れる(図13(b))。
【0073】次に、Al2 O3 からなる絶縁層132を
形成した後(図13(c))、当該絶縁層132をラッ
ピングより平坦化することで、膜厚が30〜50nmの
図4に示した絶縁層22を形成する(図13(d))。
形成した後(図13(c))、当該絶縁層132をラッ
ピングより平坦化することで、膜厚が30〜50nmの
図4に示した絶縁層22を形成する(図13(d))。
【0074】次に、スピンバルブ膜160を構成するフ
リー層162、非磁性層163、磁化固着層161、反
強磁性層164用の、例えばCo−Feからなる磁性層
141、Cuからなる非磁性層142、Co−Feから
なる磁性層143、Fe−Mnからなる反強磁性層14
4(イリジウム・マンガンの合金でもよい)を、それぞ
れ2〜10nm程度、スピンバルブ膜160を形成すべ
き領域より広い領域にスパッタリングにより形成する
(図14(a))。この工程は、目的とする領域以外に
マスクを形成した後、上記4層141〜144を順にス
パッタリングし、しかる後にマスクを除去することで実
現できる。
リー層162、非磁性層163、磁化固着層161、反
強磁性層164用の、例えばCo−Feからなる磁性層
141、Cuからなる非磁性層142、Co−Feから
なる磁性層143、Fe−Mnからなる反強磁性層14
4(イリジウム・マンガンの合金でもよい)を、それぞ
れ2〜10nm程度、スピンバルブ膜160を形成すべ
き領域より広い領域にスパッタリングにより形成する
(図14(a))。この工程は、目的とする領域以外に
マスクを形成した後、上記4層141〜144を順にス
パッタリングし、しかる後にマスクを除去することで実
現できる。
【0075】次に、スピンバルブ膜160として残す領
域にマスク145を形成した後(図14(b))、マス
ク145が形成されていない部分の層141〜145を
イオン・ミリングにより除去することで、フリー層16
2、非磁性層163、磁化固着層161、及び反強磁性
層164からなるスピンバルブ膜160を形成する(図
14(c))。
域にマスク145を形成した後(図14(b))、マス
ク145が形成されていない部分の層141〜145を
イオン・ミリングにより除去することで、フリー層16
2、非磁性層163、磁化固着層161、及び反強磁性
層164からなるスピンバルブ膜160を形成する(図
14(c))。
【0076】次に、マスク145を残した状態で、永久
磁石184a,184b用の例えばコバルト系合金(C
o−Ptなど)からなる膜厚が8〜40nmの硬質磁性
層151をスパッタリング等により形成し(図15
(a)、更にTi,Cr等からなる膜厚が30〜100
nmのリード185a,185b用の導電層152を、
スパッタリング等により形成する(図15(b))。そ
して、マスク145を除去すると、スピンバルブ膜16
0の両側に永久磁石184a,184bとリード185
a,185bとが形成される(図15(c))。
磁石184a,184b用の例えばコバルト系合金(C
o−Ptなど)からなる膜厚が8〜40nmの硬質磁性
層151をスパッタリング等により形成し(図15
(a)、更にTi,Cr等からなる膜厚が30〜100
nmのリード185a,185b用の導電層152を、
スパッタリング等により形成する(図15(b))。そ
して、マスク145を除去すると、スピンバルブ膜16
0の両側に永久磁石184a,184bとリード185
a,185bとが形成される(図15(c))。
【0077】このようにして、図4に示すスピンバルブ
MRヘッドのスピンバルブ膜160周辺の素子構造を作
成することができる。なお、図15では、スピンバルブ
膜160のリード185bと再磁化層21のリード11
5bとは電気的に接続されていないが、図3、図10の
構造と同様にして電気的に接続することができる。
MRヘッドのスピンバルブ膜160周辺の素子構造を作
成することができる。なお、図15では、スピンバルブ
膜160のリード185bと再磁化層21のリード11
5bとは電気的に接続されていないが、図3、図10の
構造と同様にして電気的に接続することができる。
【0078】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ス
ピンバルブMRヘッドのスピンバルブMR素子の近傍
に、当該スピンバルブMR素子の磁化固着層の磁化方向
を制御するための磁化固着層制御素子(再磁化層)を設
けたことにより、何らかの要因で上記磁化固着層の磁化
方向が設計方向より変化した場合においても、その方向
を本来の方向に戻すことができる。
ピンバルブMRヘッドのスピンバルブMR素子の近傍
に、当該スピンバルブMR素子の磁化固着層の磁化方向
を制御するための磁化固着層制御素子(再磁化層)を設
けたことにより、何らかの要因で上記磁化固着層の磁化
方向が設計方向より変化した場合においても、その方向
を本来の方向に戻すことができる。
【図1】本発明の一実施形態に係るスピンバルブMRヘ
ッドを搭載した磁気ディスク装置の筐体内の概略構造を
示す斜視図。
ッドを搭載した磁気ディスク装置の筐体内の概略構造を
示す斜視図。
【図2】図1の磁気ディスク装置に搭載されたスピンバ
ルブMRヘッドの中心をなすスピンバルブ膜周辺の原理
的な素子構造と、当該スピンバルブ膜の磁化固着層の磁
化方向に関する制御原理を示す図。
ルブMRヘッドの中心をなすスピンバルブ膜周辺の原理
的な素子構造と、当該スピンバルブ膜の磁化固着層の磁
化方向に関する制御原理を示す図。
【図3】スピンバルブMRヘッドの主として再生ヘッド
の具体的な構造を示す図。
の具体的な構造を示す図。
【図4】図2に示したスピンバルブ膜周辺の原理的な素
子構造の変形例と、当該スピンバルブ膜の磁化固着層の
磁化方向に関する制御原理を示す図。
子構造の変形例と、当該スピンバルブ膜の磁化固着層の
磁化方向に関する制御原理を示す図。
【図5】図1の磁気ディスク装置において、図2あるい
は図4に示すような素子構造を有するスピンバルブMR
ヘッドを動作させるためのヘッドプリアンプ回路のブロ
ック構成を、スピンバルブMRヘッドの各要素との電気
的接続関係と共に示す図。
は図4に示すような素子構造を有するスピンバルブMR
ヘッドを動作させるためのヘッドプリアンプ回路のブロ
ック構成を、スピンバルブMRヘッドの各要素との電気
的接続関係と共に示す図。
【図6】スピンバルブMRヘッドの再磁化層に電流を印
加する操作をリードエラー発生時のリトライの1項目と
して行う場合の動作を説明するためのフローチャート。
加する操作をリードエラー発生時のリトライの1項目と
して行う場合の動作を説明するためのフローチャート。
【図7】図2に示すスピンバルブMRヘッドのスピンバ
ルブ膜周辺の素子構造の製造工程の一部を示す図。
ルブ膜周辺の素子構造の製造工程の一部を示す図。
【図8】図2に示すスピンバルブMRヘッドのスピンバ
ルブ膜周辺の素子構造の製造工程の他の一部を示す図。
ルブ膜周辺の素子構造の製造工程の他の一部を示す図。
【図9】図2に示すスピンバルブMRヘッドのスピンバ
ルブ膜周辺の素子構造の製造工程の更に他の一部を示す
図。
ルブ膜周辺の素子構造の製造工程の更に他の一部を示す
図。
【図10】図2に示すスピンバルブMRヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の残りを示す図。
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の残りを示す図。
【図11】図4に示すスピンバルブMRヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の一部を示す図。
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の一部を示す図。
【図12】図4に示すスピンバルブMRヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の他の一部を示す
図。
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の他の一部を示す
図。
【図13】図4に示すスピンバルブMRヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の更に他の一部を示
す図。
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の更に他の一部を示
す図。
【図14】図4に示すスピンバルブMRヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の更に他の一部を示
す図。
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の更に他の一部を示
す図。
【図15】図4に示すスピンバルブMRヘッドのスピン
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の残りを示す図。
バルブ膜周辺の素子構造の製造工程の残りを示す図。
【図16】スピンバルブ膜の一般的な構造の概念図。
【図17】図16に示した構造のスピンバルブ膜の動作
原理を説明するための図。
原理を説明するための図。
【図18】図16のスピンバルブ膜を用いて実現される
磁気ヘッド(スピンバルブMRヘッド)の一般的な構造
を示す図。
磁気ヘッド(スピンバルブMRヘッド)の一般的な構造
を示す図。
【図19】図16のスピンバルブ膜を用いて構成される
図18の構造の磁気ヘッドを磁気ディスク装置に用いる
場合の動作原理を説明するための図。
図18の構造の磁気ヘッドを磁気ディスク装置に用いる
場合の動作原理を説明するための図。
11…磁気記録媒体 12…スピンバルブMRヘッド(磁気ヘッド) 21…再磁化層(磁化固着層制御素子) 22…絶縁層 31a,31b,115a,115b,185a,18
5b…リード(電極) 52…ヘッドプリアンプ回路 160…スピンバルブ膜(スピンバルブMR素子) 161…磁性層 162…フリー層 163…非磁性層 164…反強磁性層 528…再磁化電流制御回路
5b…リード(電極) 52…ヘッドプリアンプ回路 160…スピンバルブ膜(スピンバルブMR素子) 161…磁性層 162…フリー層 163…非磁性層 164…反強磁性層 528…再磁化電流制御回路
Claims (13)
- 【請求項1】 反強磁性層により磁化方向が固定される
磁化固着層と記録媒体からの漏洩磁界により磁化方向が
変化するフリー層との間に非磁性層が設けられたスピン
バルブMR素子を用いたスピンバルブMRヘッドにおい
て、 前記磁化固着層の磁化方向を制御するための磁化固着層
制御素子を前記スピンバルブMR素子の近傍に設けたこ
とを特徴とするスピンバルブMRへッド。 - 【請求項2】 前記磁化固着層制御素子は、前記スピン
バルブMR素子の前記反強磁性層側に絶縁層を介して設
けられた導電層であることを特徴とする請求項1記載の
スピンバルブMRヘッド。 - 【請求項3】 前記磁化固着層制御素子は、前記スピン
バルブMR素子の前記フリー性層側に絶縁層を介して設
けられた導電層であることを特徴とする請求項1記載の
スピンバルブMRヘッド。 - 【請求項4】 前記磁化固着層制御素子は、前記磁化固
着層の固定されるべき磁化方向に磁界を発生させるため
の電流を外部から供給可能な1対の電極を備えているこ
とを特徴とする請求項2または請求項3記載のスピンバ
ルブMRヘッド。 - 【請求項5】 前記磁化固着層制御素子の前記1対の電
極の一方は、前記スピンバルブMR素子の接地側電極と
共通接続されていることを特徴とする請求項4記載のス
ピンバルブMRヘッド。 - 【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
の前記スピンバルブMRヘッドを搭載したことを特徴と
する磁気ヘッドアセンブリ。 - 【請求項7】 請求項6記載の前記磁気ヘッドアセンブ
リを少なくとも1つ有するヘッドスタックアセンブリ。 - 【請求項8】 請求項7記載の前記ヘッドスタックアセ
ンブリを具備することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項9】 請求項7記載の前記ヘッドスタックアセ
ンブリに搭載された前記スピンバルブMRヘッドを動作
させるためのヘッドプリアンプ回路であって、 前記スピンバルブMRヘッドの前記磁化固着層制御素子
に、前記磁化固着層の固定されるべき磁化方向に磁界を
発生させるための電流を供給する電流制御回路を具備す
ることを特徴とするヘッドプリアンプ回路。 - 【請求項10】 請求項9記載の前記ヘッドプリアンプ
回路を具備することを特徴とする磁気ディスク装置。 - 【請求項11】 反強磁性層により磁化方向が固定され
る磁化固着層と記録媒体からの漏洩磁界により磁化方向
が変化するフリー層との間に非磁性層が設けられたスピ
ンバルブMR素子の近傍に、前記磁化固着層の磁化方向
を制御するための磁化固着層制御素子が設けられたスピ
ンバルブMRヘッドを搭載した磁気ディスク装置におけ
る磁化固着層の磁化方向制御方法であって、 前記スピンバルブMRヘッドでのデータ読み出しが正常
に行えない場合に、当該MRヘッドの前記磁化固着層の
固定されるべき磁化方向に磁界を発生させるための電流
を前記磁化固着層制御素子に供給することを特徴とする
磁化固着層の磁化方向制御方法。 - 【請求項12】 反強磁性層により磁化方向が固定され
る磁化固着層と記録媒体からの漏洩磁界により磁化方向
が変化するフリー層との間に非磁性層が設けられたスピ
ンバルブMR素子の近傍に、前記磁化固着層の磁化方向
を制御するための磁化固着層制御素子が設けられたスピ
ンバルブMRヘッドを搭載した磁気ディスク装置におけ
る磁化固着層の磁化方向制御方法であって、 前記スピンバルブMRヘッドの前記磁化固着層の固定さ
れるべき磁化方向に磁界を発生させるための電流を、所
定の時期毎に前記磁化固着層制御素子に供給することを
特徴とする磁化固着層の磁化方向制御方法。 - 【請求項13】 前記磁化固着層制御素子に電流を供給
する際には、前記記録媒体のデータエリア以外の領域に
前記スピンバルブMRヘッドを移動させることを特徴と
する請求項11または請求項12記載の磁化固着層の磁
化方向制御方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9174193A JPH1125426A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | スピンバルブmrヘッド及び同ヘッドを搭載した磁気ディスク装置 |
US09/066,102 US6128160A (en) | 1997-06-30 | 1998-04-24 | Head device having spin-valve read head for use in a disk storage apparatus |
US09/638,958 US6462897B1 (en) | 1997-06-30 | 2000-08-16 | Head device having spin-valve read head for use in a disk storage apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9174193A JPH1125426A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | スピンバルブmrヘッド及び同ヘッドを搭載した磁気ディスク装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1125426A true JPH1125426A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=15974358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9174193A Pending JPH1125426A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | スピンバルブmrヘッド及び同ヘッドを搭載した磁気ディスク装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6128160A (ja) |
JP (1) | JPH1125426A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1300770C (zh) * | 1999-12-06 | 2007-02-14 | 日立环球储存科技荷兰有限公司 | 包括磁阻结构的一部分的装置和存储装置 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6759081B2 (en) | 2001-05-11 | 2004-07-06 | Asm International, N.V. | Method of depositing thin films for magnetic heads |
US6661620B2 (en) | 2001-08-28 | 2003-12-09 | Seagate Technology Llc | Differential CPP sensor |
US20040059474A1 (en) * | 2002-09-20 | 2004-03-25 | Boorman Daniel J. | Apparatuses and methods for displaying autoflight information |
JP2004326969A (ja) * | 2003-04-25 | 2004-11-18 | Toshiba Corp | ディスク記憶装置及びリードエラー回復方法 |
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