專利名稱：磁頭及磁記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的磁頭及磁記錄裝置。
技術(shù)背景在20世紀90年代，MR (磁阻效應Magneto-Resistive effect)頭、 GMR (巨磁阻效應Giant Magneto-Resistive effect)頭的實用化為誘因， HDD (硬盤驅(qū)動器Hard Disk Drive)的記錄密度和記錄容量表現(xiàn)出飛躍 性的增加。但是，在進入到21世紀以后，磁記錄介質(zhì)的熱波動的問題顯著 化，所以記錄密度增加的速度暫時變緩。即使如此，在原理上比面內(nèi)磁記 錄更有利于高密度記錄的垂直磁記錄在2005年實用化成為牽引力，近來 HDD的記錄密度顯示出每年約40%的增長。此外，在最新的記錄密度的實證實驗中達到了超過400Gbits/inch2的水 平，如果這樣順利地進展，則預想在2012年左右會實現(xiàn)記錄密度 1Tbits/inch2。但是，這樣高的記錄密度的實現(xiàn)，即使采用垂直磁記錄方式， 由于熱波動的問題再次顯著化，所以認為也不容易。作為能夠消除該問題的記錄方式，提出了 "高頻輔助磁記錄方式"。在 該高頻輔助磁記錄方式中，局部地施加比記錄信號頻率充分高的、磁記錄 介質(zhì)的共振頻率附近的高頻磁場。結(jié)果，磁記錄介質(zhì)共振，被施加了高頻 磁場的磁記錄介質(zhì)的矯頑力(He)變?yōu)樵瓉淼某C頑力的一半一下。因此， 通過將高頻磁場疊加在記錄磁場上，能夠進行向矯頑力(He)更大并且磁 各向異性能(Ku)更大的磁記錄介質(zhì)的磁記錄(例如專利文獻l)。但是， 在該專利文獻1中公開的方法中，通過線圈產(chǎn)生高頻磁場，越是為了提高 記錄密度而減小磁記錄介質(zhì)的記錄部位的尺寸，能夠施加在該記錄部位上 的高頻磁場的強度越急劇地減少，所以有難以使記錄部位的矯頑力降低的 問題。所以，作為高頻磁場的產(chǎn)生機構(gòu)，還提出了利用自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的方
法(例如參照專利文獻2、 3)。在這些專利文獻2、 3中公開的技術(shù)中，一 對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子由自旋偏極層、設在該自旋偏極層上的非磁性層、和設 在該非磁性層上的自旋振蕩層這樣的層疊膜構(gòu)成。如果將直流電流對自旋 轉(zhuǎn)矩振蕩子通電，則通過自旋偏極層的電子的自旋偏極。通過該偏極的自 旋電流，自旋振蕩層受到自旋轉(zhuǎn)矩，由此自旋振蕩層的磁化產(chǎn)生強磁性共 振，結(jié)果，從自旋振蕩層產(chǎn)生高頻磁場。這樣的現(xiàn)象如果元件尺寸變?yōu)閹资{米以下則顯著地顯現(xiàn)，所以從自 旋轉(zhuǎn)矩振蕩子產(chǎn)生的高頻磁場達到的范圍被限制在距離自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子幾 十納米以下的微小區(qū)域內(nèi)。如果振蕩頻率等于磁記錄介質(zhì)的記錄層的強磁 性共振頻率，或者將振蕩頻率設定在其附近，使在記錄磁極的附近配置了 自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的磁記錄頭與磁記錄介質(zhì)接近對置，則能夠?qū)淖孕D(zhuǎn)矩 振蕩子產(chǎn)生的高頻磁場僅施加在磁記錄介質(zhì)的記錄層的細微的記錄部位 上。結(jié)果，能夠僅使細微的記錄部位的矯頑力降低。通過在該矯頑力降低的定時利用記錄磁極對上述記錄部位施加記錄磁 場，能夠僅使記錄部位磁化反轉(zhuǎn)，即能夠進行信息的寫入。另一方面，還有通過傾斜記錄磁場記錄到矯頑力(Hc)較大的磁記錄 介質(zhì)中的方法。根據(jù)斯托納-沃爾法特(Stoner-Wohlfarth)模型，在45°方 向磁場的情況下，能夠通過較小的記錄磁場將矯頑力(Hc)較大的磁記錄 介質(zhì)反轉(zhuǎn)。在垂直磁記錄方式中，能夠從相對于記錄磁極的記錄介質(zhì)的對 置面交叉的面產(chǎn)生傾斜記錄磁場。進而，為了產(chǎn)生磁場強度的變化陡峭的 傾斜磁場，在記錄磁極的附近追加輔助磁極是有效的。通過調(diào)節(jié)相對于記 錄磁極的記錄介質(zhì)的對置面交叉的面與相對于輔助磁極的記錄介質(zhì)的對置 面交叉的面的間隙間隔，使在記錄介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向變?yōu)閮A斜，能夠 使強度變化變得陡峭。因此，通過具備記錄磁極及輔助磁極的磁記錄頭， 能夠進行高密度記錄，進而能夠利用矯頑力(Hc)較大且磁各向異性能(Ku) 較大的磁記錄介質(zhì)。專利文獻1美國專利第6011664號說明書專利文獻2美國專利申請公開第2005/0023938號說明書專利文獻3美國專利申請公開第2005/0219771號說明書為了施加從自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子產(chǎn)生的高頻磁場、使記錄部位的矯頑力高
效率地降低，從而需要將自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的振蕩頻率與磁記錄介質(zhì)的強磁 性共振頻率數(shù)設定為大致相等。自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的振蕩頻率與對自旋振蕩 層施加的有效磁場Heff成比例增大。該有效磁場Heff由自旋振蕩層的內(nèi)部磁 場(磁各向異性等)和外部磁場(記錄磁場等)兩者決定。在將自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩子配置在記錄磁極的附近的情況下，從記錄磁極對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子施加的磁場成為也達到幾kOe的較大的值。因此，對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子施加的 記錄磁場與內(nèi)部磁場相比達到不能忽視的水平，有根據(jù)寫入磁場的朝向而 使自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的振蕩頻率變化的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是考慮上述情況而做出的，目的是提供一種即使將自旋轉(zhuǎn)矩振 蕩子設置在記錄磁極的附近、也能夠抑制自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的振蕩頻率的變 動的磁頭及具有該磁頭的磁記錄裝置。本發(fā)明的第1方案的磁頭的特征在于，具備記錄磁極；自旋轉(zhuǎn)矩振 蕩子，形成在上述記錄磁極的附近；以及磁場施加部，對上述自旋轉(zhuǎn)矩振 蕩子施加磁場；由上述磁場施加部對上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子施加的磁場與從 上述記錄磁極產(chǎn)生的記錄磁場基本上正交。另外，本發(fā)明的第2方案的磁頭的特征在于，具備記錄磁極；自旋 轉(zhuǎn)矩振蕩子，形成在上述記錄磁極的附近；以及磁場施加部，在平行于介 質(zhì)對置面的平面內(nèi)配置在與將上述記錄磁極和上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子連結(jié)的 方向基本上正交的方向的、上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的兩端部上，對上述自旋 轉(zhuǎn)矩振蕩子施加磁場；上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子具備第1磁性層，具有至少1 層的磁性體膜；第2磁性層，具有至少l層的磁性體膜；中間層，設置在 上述第1磁性層與上述第2磁性層之間；電極，具有設在與上述中間層相 反側(cè)的上述第1磁性層的面上的第1電極層、和設在與上述中間層相反側(cè) 的上述第2磁性層的面上的第2電極層，能夠使電流沿相對于上述第1磁 性層、上述中間層、和上述第2磁性層的膜面垂直的方向流動；上述第1 電極層、上述第1磁性層、上述中間層、上述第2磁性層及上述第2電極 層在相對于將上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的上述兩端部連結(jié)的方向大致平行的方 向?qū)盈B。
另外，本發(fā)明的第3方案的磁頭的特征在于，具備記錄磁極；自旋 轉(zhuǎn)矩振蕩子，形成在上述記錄磁極的附近；以及磁場施加部，在平行于介 質(zhì)對置面的平面內(nèi)配置在與將上述記錄磁極和上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子連結(jié)的 方向?qū)嵸|(zhì)上正交的方向的、上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的兩端部上，對上述自旋 轉(zhuǎn)矩振蕩子施加磁場；上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子具備第1磁性層，具有至少l 層的磁性體膜；第2磁性層，具有至少l層的磁性體膜；中間層，設在上 述第1磁性層與上述第2磁性層之間；以及電極，具有設在與上述中間層 相反側(cè)的上述第1磁性層的面上的第1電極層、和設在與上述中間層相反 側(cè)的上述第2磁性層的面上的第2電極層，能夠使電流沿相對于上述第1 磁性層、上述中間層、上述第2磁性層的膜面垂直的方向流動；上述第1 電極層、上述第1磁性層、上述中間層、上述第2磁性層及上述第2電極 層在相對于將上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的上述兩端部連結(jié)的方向大致垂直的方 向?qū)盈B。另外，本發(fā)明的第4方案的磁記錄裝置的特征在于，具備磁記錄介 質(zhì)、以及第1 第3方案的任一個涉及的磁頭，利用上述磁記錄頭進行向上 述磁記錄介質(zhì)的寫入。根據(jù)本發(fā)明，即使將自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子設置在記錄磁極的附近，也能夠 抑制記錄磁場帶來的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩頻率的變動。


圖1是本發(fā)明的第1實施方式的磁頭的磁軌長度方向的剖視圖。 圖2是第1實施方式的磁記錄頭的磁軌寬度方向的剖視圖。 圖3是表示第1實施方式的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的第1具體例的立體圖。 圖4是表示第1實施方式的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的第1具體例的立體圖。 圖5是表示第1實施方式的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的第2具體例的立體圖。 圖6是表示第1實施方式的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的第2具體例的立體圖。 圖7是說明從主磁極的泄漏磁場、和對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的振蕩層施加 的有效磁場的關(guān)系的說明圖。圖8是說明第1實施方式的效果的圖。圖9是第1實施方式的第1變形例的磁頭的磁軌寬度方向的剖視圖。
圖IO是第1實施方式的第2變形例的磁頭的立體圖。 圖11是第1實施方式的第3變形例的磁頭的立體圖。 圖12是第1實施方式的第4變形例的磁頭的磁軌長度方向的剖視圖。 圖13是第1實施方式的第5變形例的磁頭的磁軌長度方向的剖視圖。 圖14是表示第5變形例的磁頭的電磁線圈的位置的剖視圖。 圖15是表示第5變形例的磁頭的電磁線圈的位置的剖視圖。 圖16的本發(fā)明的第2實施方式的磁頭的磁軌長度方向剖視圖。 圖17是表示第2實施方式的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的第1具體例的立體圖。 圖18是表示第2實施方式的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的第2具體例的立體圖。 圖19是第2實施方式的第1變形例的磁頭的磁軌長度方向的視圖。 圖20是第2實施方式的第2變形例的磁頭的磁軌長度方向的剖視圖。 圖21是表示本發(fā)明的第3實施方式的磁記錄再現(xiàn)裝置的立體圖。 圖22是盤側(cè)觀察在第3實施方式的磁記錄再現(xiàn)裝置的驅(qū)動臂155先端 的磁頭組件的立體圖。圖23是說明能夠在各實施方式中使用的離散磁軌型磁記錄介質(zhì)的圖。 圖24是說明能夠在各實施方式中使用的離散磁粒型磁記錄介質(zhì)的圖。符號說明10再現(xiàn)頭部12磁屏蔽14磁屏蔽16磁再現(xiàn)元件20寫入頭22主磁極24旁軛(磁屏蔽)24a主體部24b前部24c后部26自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子 26,電極262自旋注入層263中間層264振蕩層265電極層266偏置層27電磁線圈28電磁鐵28a磁芯28b電磁線圈30硬偏置膜50表示磁記錄介質(zhì)的行進方向的故、、t 目u大60表示磁記錄介質(zhì)的行進方向的勝、、i 目u頭70定電流源75表示流至自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的電流的效100磁記錄介質(zhì)102磁記錄介質(zhì)用基板103軟磁性層104磁記錄層具體實施方式
以下參照

本發(fā)明的實施方式。 (第l實施方式)參照圖1至圖8說明本發(fā)明的第1實施方式的磁頭。本實施方式的磁 頭是高頻磁場輔助用磁頭，與垂直磁記錄介質(zhì)一起使用。圖1是將本實施 方式的磁頭與磁記錄介質(zhì)一起在垂直于介質(zhì)對置面且平行于磁記錄介質(zhì)的 行進方向的方向(磁軌長度方向)的面切斷的剖視圖。圖2是將本實施方 式的磁頭在垂直于介質(zhì)對置面且垂直于磁記錄介質(zhì)的行進方向的方向(磁 軌寬度方向)的面切斷的剖視圖。如圖1所示，本實施方式的磁記錄頭具備再現(xiàn)頭部10、和寫入頭部20。 再現(xiàn)頭10具有磁屏蔽(shield) 12、磁屏蔽14、和被磁屏蔽12及磁屏蔽
14夾著的磁再現(xiàn)元件16。作為磁再現(xiàn)元件16，可以使用GMR (Giant Magneto-Resistive effect ， 巨磁阻效應)元{?；騎MR ( Tunneling Magneto-Resistive effect,隧道磁阻效應)元件等。磁再現(xiàn)元件16被磁屏蔽 12、 14的磁記錄介質(zhì)100側(cè)的端部夾著配置。磁記錄介質(zhì)100具備磁記錄 介質(zhì)基板102、設在該磁記錄介質(zhì)基板102上的軟磁性層103、和設在該軟 磁性層103上的磁記錄層104。磁再現(xiàn)元件16接近于磁記錄介質(zhì)100的磁 記錄層104而設置，與磁再現(xiàn)元件16的正下方的磁記錄層104的區(qū)域(讀 出區(qū)域)構(gòu)成磁回路。該磁回路按照記錄在磁記錄層104的讀出區(qū)域中的 磁化的方向而磁阻不同。通過由磁再現(xiàn)元件16檢測該磁阻的差異，從而讀 出(再現(xiàn))記錄在磁記錄層104中的磁化的方向(記錄信息)。將磁記錄介 質(zhì)100的行進方向表示為箭頭50。此外，寫入頭部20具備由主磁極(記錄磁極)22及旁軛(returnyoke) (磁屏蔽)24構(gòu)成的磁芯21、用來對其勵磁的電磁線圈27、自旋轉(zhuǎn)矩振蕩 子26、和用來對該自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子施加磁場的電磁鐵28。旁軛24具有主 體部24a、連接在主體部24a的磁記錄介質(zhì)100側(cè)的端部上的前部24b、和 連接在主體部24a的與磁記錄介質(zhì)100側(cè)相反側(cè)的端部上的后部24c。此夕卜， 后部24c連接在主磁極22的與磁記錄介質(zhì)IOO相反側(cè)的端部上。自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩子26設在主磁極22的磁記錄介質(zhì)100側(cè)的端部與旁軛24的前部24b 之間。電磁線圈27配置為包圍、即旋繞旁軛24的后部24c，對磁芯21勵 磁。在本實施方式中，自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26設在主磁極22的拖尾(trailing)電磁鐵28具有C字型的磁芯28a、和用來對該磁芯28a勵磁的電磁線 圈28b (參照圖2)。 C字型的磁芯28a配置為與磁芯21基本上正交，在該 磁極間配置有自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26。另外，再現(xiàn)頭部的各要素、以及構(gòu)成寫入頭部的各要素通過氧化鋁等 絕緣體(未圖示)分離。另夕卜，在圖2中，標號60表示磁記錄介質(zhì)100的 行迸方向，磁記錄介質(zhì)IOO垂直于紙面從里側(cè)朝向靠近側(cè)行進。通過從寫入頭部20施加的磁場，將磁記錄層104的磁化控制為規(guī)定的 方向，進行寫入。再現(xiàn)頭部10讀取該磁記錄層104的磁化方向。圖3中表示在本實施方式的磁頭中使用的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的第1具 體例。該第1具體例的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26具有層疊了電極層26,、磁化的 方向固定的自旋注入層262 (第2磁性層)、自旋透過率高的中間層263、振 蕩層264 (第1磁性層)、以及電極層265的層疊構(gòu)造。并且，該層疊構(gòu)造 的膜面相對于與磁記錄介質(zhì)100對置的介質(zhì)對置面大致正交，并且相對于 磁記錄介質(zhì)的行進方向50大致平行。即，該層疊構(gòu)造的膜面大致平行于從 主磁極22朝向旁軛24的前部24b的方向。此外，在該第l具體例中，自 旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的層疊構(gòu)造的膜面與通過電磁鐵28施加在自旋轉(zhuǎn)矩振蕩 子26上的磁場的方向大致正交。通過使用適當?shù)嘏渲迷诖蓬^的內(nèi)部或外部 的定電流源70，如圖4所示，能夠使規(guī)定的直流電流經(jīng)由電極層26,和電 極層265流到自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26中。在圖4中，電流如箭頭75所示，從電 極層265朝向電極層26,流動。即，大致垂直于自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的層疊 構(gòu)造的膜面而流動。另外，在圖3中，表示了沒有外部磁場、來自定電流源70的電流不流 到自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26中時的自旋注入層262及振蕩層264的磁化的取向狀 態(tài)，自旋注入層262的磁化取向為大致垂直于膜面的方向，振蕩層264的磁 化取向為大致平行于膜面的方向。在此狀態(tài)下，如果使來自定電流源70的 電流流到自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26中，則如后述那樣，對振蕩層264的磁化賦予 自旋轉(zhuǎn)矩，如圖4所示那樣，振蕩層264的磁化產(chǎn)生強磁性共振(磁化的進 動)。此外，自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26也可以如圖5所示的第2具體例那樣，具有 層疊了電極層26"自旋注入層262、自旋透過率高的中間層263、振蕩層 264、和電極層265的層疊構(gòu)造，該層疊構(gòu)造的膜面相對于介質(zhì)對置面大致 正交并且相對于磁記錄介質(zhì)的行進方向50大致正交。在此情況下，層疊構(gòu) 造的膜面大致正交于從主磁極22朝向旁軛24的前部24b的方向。此外， 在該第2具體例中，自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的層疊構(gòu)造的膜面與通過電磁鐵28 對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加的磁場的方向大致平行。在該圖5中，表示沒有 外部磁場、來自定電流源70的電流不流到自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26中時的自旋 注入層262及振蕩層264的磁化的取向狀態(tài)，自旋注入層262及振蕩層264 的磁化取向為大致平行于膜面并且相互反平行的方向(逆朝向)。在此狀態(tài) 下，如果使來自定電流源70的電流沿如圖6所示的箭頭75的方向流到自
旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26中，則如后所述，對振蕩層264的磁化施加自旋轉(zhuǎn)矩，如 圖6所示，振蕩層264的磁化產(chǎn)生強磁性共振(磁化的進動)。另外，在沒 有外部磁場、來自定電流源70的電流不流到自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26中時的自 旋注入層262及振蕩層264的磁化取向為平行于膜面且相互平行的方向(相 同的朝向)的情況下，通過使電流向與圖6所示的箭頭75相反方向流動， 從而對振蕩層264的磁化施加自旋轉(zhuǎn)矩，振蕩層264的磁化產(chǎn)生強磁性共振 (磁化的進動)。由圖3至圖6可知，從電磁鐵28對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加的偏置磁 場H^與從主磁極22朝向旁軛24的前部24b的方向?qū)嵸|(zhì)上正交。另外， 在圖3至圖6中，主磁極22與旁軛24的前部24b為了方便而示意地表示。接著，說明振蕩層264的磁化發(fā)生強磁性共振的原理。如果使電流按照 電極層265、振蕩層264、中間層263、自旋注入層262、電極層26,的順序 流過，則電子向與其相反的方向流動。在此情況下，從電極層26,流入到自 旋注入層262中并通過自旋注入層262的電子的自旋被向與自旋注入層262 的磁化的取向方向平行的方向偏極。該被偏極的電子經(jīng)由自旋透過率高的 中間層263流入到振蕩層264中，對振蕩層264的磁化施加自旋轉(zhuǎn)矩。另一 方面，在使電流向與其相反的方向流動的情況下，在中間層263與自旋注入 層262的界面上，具有與自旋注入層262的磁化方向相反方向的自旋的電子 被反射。并且，該被反射的電子通過中間層263而被注入到振蕩層264中， 由此對振蕩層264的磁化施加自旋轉(zhuǎn)矩。因此，振蕩層264的磁化引起強磁 性共振(磁化的進動)，產(chǎn)生對應于振蕩層264的磁特性和由電磁鐵28施加 的磁場強度等的高頻磁場。如圖l及圖2所示，自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26配置在主磁極22與旁軛24之 間、以及用于磁場施加的電磁鐵28的磁極之間。用于磁場施加的電磁鐵28 帶來的偏置磁場Hbias被施加在自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的振蕩層264上。自旋轉(zhuǎn) 矩振蕩子26的振蕩頻率由于具有由所施加的磁場的大小大致決定的性質(zhì)， 所以通過用電磁場28施加偏置磁場Hbias，能夠控制振蕩頻率。電磁鐵28 使用飽和磁束密度較大的、FeCo等材料。自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的電極層26!和電極層265優(yōu)選地由Ti、 Cu等電阻 較低、不易氧化的材料形成。中間層263由Cu、 Ag、 Au等自旋透過率高
的材料形成。作為自旋注入層262或振蕩層264的材料，可以使用(1) CoFe、 CoNiFe、 NiFe、 CoZrNb、 FeN、 FeSi、 FeAlSi等、飽和 磁束密度大、在膜面內(nèi)方向上具有磁各向異性的軟磁性層(適合于振蕩層)(2) 磁化取向為膜面內(nèi)方向的CoCr類的磁性合金膜(3 )磁化取向為膜面垂直方向的CoCrPt、CoCrTa、CoCrTaPt、CoCrTaNb 等的CoCr類磁性層(適合于自旋注入層)(4) TbFeCo等的RE-TM類非晶合金磁性層(適合于自旋注入層)(5) Co/Pd、 Co/Pt、 CoCrTa/Pd等的Co人工柵格磁性層(適合于自旋 注入層)(6) CoPt類或FePt類的合金磁性層、SmSo類合金磁性層等、垂直取 向性良好的材料(適合于自旋注入層)(7) 在CoFe中添加Al、 Si、 Ge、 Mn、 Cr等的合金(適合于自旋注入層)等的任一種。此外，為了調(diào)節(jié)飽和磁束密度及各向異性磁場，也可以對自 旋注入層、振蕩層分別層疊上述材料。除此以外，為了提高振蕩層的振蕩 頻率，或者為了將自旋注入層的磁化有效地固定，作為自旋注入層262或振 蕩層264，也可以將上述材料隔著非磁性體層層疊、做成上述材料的磁化成 為反平行狀態(tài)的層疊費里合金(Ferry)構(gòu)造、或上述材料的磁化為平行的 層疊構(gòu)造。在此情況下，作為非磁性層，優(yōu)選地使用Cu、 Pt、 Au、 Ag、 Pd、 Ru等貴金屬，也可以使用Cr、 Rh、 Mo、 W等非磁性轉(zhuǎn)移金屬。進而，作為自旋注入層262或振蕩層264的材料，也可以使用利用交換 耦合的強磁性體層和反強磁性體層的層疊構(gòu)造。這是為了提高振蕩層的振 蕩頻率、或者將自旋注入層的磁化高效率地固定。這里，作為反強磁性體， 可以使用FeMn、 NiMn、 FeNiMn、 FeMnRh、 RhMn、 CoMn、 CrMn、 CrMnPt、 CrMnRh、 CrMnCu、 CrMnPd、 CrMnlr、 CrMnNi、 C她Co、 C她Ti、 PtMn、 PdMn、 PdPtMn、 I她等。振蕩層264的厚度為了將充分的高頻磁場施加在磁記錄介質(zhì)100上而 優(yōu)選為5mn以上，從均勻的振蕩模式的觀點來看，優(yōu)選為20nm以下。自 旋注入層262的厚度為了抑制自旋注入層262中的振蕩而優(yōu)選為2nm以上。接著，對本實施方式的效果進行說明。圖7 (a)至圖7 (d)是說明從 在專利文獻2及3中公開的以往的磁頭的主磁極的泄漏磁場、與自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩子的自旋注入層的磁化方向的關(guān)系的圖。為了實現(xiàn)效率良好的高頻磁 場輔助用磁記錄頭，使自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子與主磁極接近、將面內(nèi)高頻磁場及 傾斜記錄磁場在磁記錄介質(zhì)內(nèi)高效率地重疊是很重要的。所以，如果將自 旋轉(zhuǎn)矩振蕩子形成在主磁極的附近，則施加在自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的振蕩層上 的來自主磁極的寫入磁場達到幾kOe。因此，在專利文獻2及專利文獻3 中公開的以往的構(gòu)造中，有隨著寫入磁場的朝向而振蕩條件變化的問題。 如圖7 (a)至圖7 (b)所示，振蕩層的有效磁場Heff大致由寫入磁場H滅e 決定，根據(jù)正負的寫入磁場Hwrite的朝向，采用與自旋注入層的磁化方向 Mstl大致反平行(圖7 (a))、或者大致平行(圖7 (b))的配置。在使電流沿圖7 (C)、圖7 (d)所示的方向流動的情況下，在有效磁場Heff與自旋注入層的磁化方向大致反平行的情況下(圖7 (c))，對振蕩層施加自旋 轉(zhuǎn)矩，產(chǎn)生對應于振蕩層的磁特性和有效磁場等的高頻磁場。在有效磁場Heff與自旋注入層的磁化方向MsTL大致平行的情況下(圖7 (d))，不對振蕩層施加自旋轉(zhuǎn)矩，振蕩層的磁化不振蕩。另外，在圖7 (a)至圖7 (d) 中，標號M表示振蕩層的磁化方向。相對于此，在本實施方式中，如圖8 (a)、圖8 (b)所示，偏置磁場Hb^的方向與寫入磁場Hwrite的方向大致正交。因此，根據(jù)主磁極22的寫 入磁場H^e的朝向，自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的振蕩層的有效磁場Heff (振蕩層的磁化的旋轉(zhuǎn)軸)從自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的偏置磁場Hb^的方向傾斜規(guī)定的角度± 6 ，但由于可認為決定振蕩頻率的有效磁場Heff的、偏置磁場Hbias 方向的成分不變化，所以即使在寫入磁場H^te的朝向變化時也能夠使振蕩頻率穩(wěn)定。在圖8 (a)、圖8 (b)中，自旋注入層的磁化方向Ms幾取向為與偏置磁場Hbias方向大致反平行，由于角度e足夠小，所以有效磁場Heff 與自旋注入層的磁化方向Mstl采取大致反平行的配置，如果使電流向圖8(a)、圖8 (b)所示的箭頭75的方向流動，則持續(xù)穩(wěn)定的振蕩。另外，圖 8 (a)、圖8 (b)是從磁記錄介質(zhì)觀察的寫入頭部的俯視圖。作為自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩子，表示了電極層265、振蕩層264、中間層263、自旋注入層262、和 電極層26,在與通過電磁鐵28對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加的磁化的朝向大致 平行的方向上層疊的具體例，但如果使用電極層265、振蕩層264、中間層 263、自旋注入層262、和電極層26,在與通過電磁鐵28對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子 26施加的磁化的朝向大致正交的方向上層疊的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子，也能夠抑 制記錄磁場帶來的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩頻率變動。接著，對本實施方式的磁頭的變形例進行說明。 (第l變形例)圖9中表示第1實施方式的第1變形例的磁頭。圖9是將本變形例的 磁頭在垂直于介質(zhì)對置面且垂直于磁記錄介質(zhì)的行進方向的方向(磁軌寬 度方向)的面切斷的剖視圖。在本變形例中，與圖2所示的第1實施方式 的情況相比，是使電磁鐵28的磁芯從自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的介質(zhì)對置面向 遠離磁記錄介質(zhì)100的方向后退幾nm到10nm左右的結(jié)構(gòu)。由此，施加在 磁記錄介質(zhì)100上的來自電磁鐵28的磁芯28a的泄漏磁場強度衰減，能夠 使記錄部位的磁化信息穩(wěn)定。另外，本變形例也與第1實施方式同樣，能夠抑制記錄磁場帶來的自 旋轉(zhuǎn)矩振蕩頻率的變動。另外，在本實施例中，作為自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26，也可以如圖4所示使 用電極層265、振蕩層264、中間層263、自旋注入層262、和電極層26!在 與通過電磁鐵28對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加的磁化的朝向大致平行的方向 上層疊的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26。另外，也可以如圖6所示，使用電極層265、 振蕩層264、中間層263、自旋注入層262、和電極層26!在與通過電磁鐵28 對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加的磁化的朝向大致正交的方向上層疊的自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩子26。(第2變形例)在圖10中表示第1實施方式的第2變形例的磁頭。圖10是表示本變 形例的磁頭的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。在圖4或圖6所示的第1實施方式中， 電磁鐵28的磁芯28a包圍旁軛24的后部24c而設置。相對于此，在本變 形例中，包圍主磁極22而設置。該磁芯28a具有包括磁連接在自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩子26上的磁極、在與介質(zhì)對置面平行且與從旁軛24的前部24b朝向 主磁極的方向垂直的方向上延伸的一對第1部分28a； 一端連接在該第1 部分28ai上、在與介質(zhì)對置面平行且與從旁軛24的前部24b朝向主磁極的 方向平行的方向上延伸的一對第2部分28a2; —端連接在該第2部分28a2 的另一端上、在垂直于介質(zhì)對置面的方向上延伸的一對第3部分28a3;和 連接在該第3部分28a3的另一端上、在與介質(zhì)對置面平行且與從旁軛24 的前部24b朝向主磁極的方向垂直的方向上延伸的一對第4部分28a4。并 且，這些第1至第4部分包圍主磁極22而配置。因而，第4部分28^配置 在主磁極22與再現(xiàn)頭部(未圖示)之間。此外， 一對電磁線圈28b設置為 包圍一對第3部分28a3的每一個。本變形例也與第1實施方式同樣，能夠抑制記錄磁場帶來的自旋轉(zhuǎn)矩 的振蕩頻率的變動。另外，在本變形例中，作為自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26，也可以使用圖4所示 那樣電極層265、振蕩層264、中間層263、自旋注入層262、電極層26,在 與通過電磁鐵28對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加的磁化的朝向大致平行的方向 上層疊的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26。此外，也可以使用圖6所示那樣電極層265、 振蕩層264、中間層263、自旋注入層262、電極層26i在與通過電磁鐵28 對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加的磁化的朝向大致正交的方向上層疊的自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩子26。(第3變形例)圖11中表示第1實施方式的第3變形例的磁頭。圖11是表示本變形 例的磁頭的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。本變形例的磁頭是在圖10所示的第2變形 例中包圍第4部分28a4而設置電磁線圈28b的結(jié)構(gòu)。本變形例也與第1實施方式同樣，能夠抑制記錄磁場帶來的自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩頻率的變動。也可以使用圖4所示那樣電極層265、振蕩層264、中間層263、自旋注 入層262、電極層26,在與通過電磁鐵28對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加的磁化 的朝向大致平行的方向上層疊的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26。此外，也可以使用圖 6所示那樣電極層265、振蕩層264、中間層263、自旋注入層262、電極層 26〗在與通過電磁鐵28對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加的磁化的朝向大致正交的 方向上層疊的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26。 (第4變形例)圖12中表示第1實施方式的第4變形例的磁頭。圖12是將本變形例 的磁頭與磁記錄介質(zhì)一起在垂直于介質(zhì)對置面且平行于磁記錄介質(zhì)的行進 方向的方向(磁軌長度方向)的面切斷的剖視圖。本變形例的磁頭是將圖1所示的第1實施方式的磁頭的寫入頭部20替換為單磁極構(gòu)造的寫入頭部 20A的結(jié)構(gòu)。該寫入頭部20A是將圖1所示的第1實施方式的旁軛24替換 為去除了前部(屏蔽)24b的旁軛24A的結(jié)構(gòu)。因而，在本變形例中，在 垂直于介質(zhì)對置面且垂直于磁記錄介質(zhì)的行進方向的方向(磁軌寬度方向) 的面切斷的截面與在第1實施方式中說明的圖2完全相同。在以往的單磁極構(gòu)造的磁記錄頭中，在主磁極的正下方產(chǎn)生垂直成分 的記錄磁場，在磁記錄介質(zhì)的內(nèi)部中沒有充分地產(chǎn)生傾斜記錄磁場，所以 優(yōu)選地將旁軛(屏蔽)設置在主磁極的附近。但是，在如本變形例那樣將 電磁鐵28設置在主磁極22的附近的情況下(參照圖2)，從電磁鐵28的兩 個磁極產(chǎn)生的面內(nèi)成分的磁場與從主磁極22產(chǎn)生的垂直成分的記錄磁場重 合，在磁記錄介質(zhì)100的內(nèi)部產(chǎn)生傾斜記錄磁場。因此，即使不設置返回 路徑(return pass)(屏蔽)24b，也能夠期待面內(nèi)高頻磁場與傾斜記錄磁場 在介質(zhì)內(nèi)重疊。在利用這樣的傾斜記錄磁場的磁記錄中，能夠以比磁記錄 介質(zhì)100的通常的矯頑力小的磁場進行記錄。本變形例也與第1實施方式同樣，能夠抑制記錄磁場帶來的自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩頻率的變動。 (第5變形例)接著，在圖13中表示第1實施方式的第5變形例的磁頭。圖13是將 本變形例的磁頭與磁記錄介質(zhì)一起在垂直于介質(zhì)對置面且平行于磁記錄介 質(zhì)的行進方向的方向(磁軌長度方向)的面切斷的剖視圖。本實施例的磁 頭是將圖12所示的第4變形例的磁頭的寫入頭20A替換為在主磁極的前^ (leading))側(cè)設置了自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的寫入頭部20B的結(jié)構(gòu)。因此， 電磁鐵28也配置在主磁極22的前導側(cè)。在使用高頻輔助磁場的磁記錄中，在從自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26產(chǎn)生的面內(nèi) 高頻磁場與從主磁極22產(chǎn)生的記錄磁場重疊的部分進行寫入。因而，在使 用高頻輔助磁場的磁記錄中，與通常的磁記錄相比，對于僅從主磁極22產(chǎn) 生的記錄磁場，記錄部位的磁化信息較穩(wěn)定。因此，能夠如本變形例那樣 將自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26設置在主磁極22的前導側(cè)。另外，在本變形例中，電磁鐵28的電磁線圈28b也可以如圖14所示
那樣分別包圍磁芯28a的、垂直于介質(zhì)對置面的一對的部分而設置，也可 以如圖15所示那樣包圍磁芯28a的、距離介質(zhì)對置面最遠并且平行于介質(zhì) 對置面的部分而設置。另外，圖14及圖15是將本變形例的磁頭在垂直于 介質(zhì)對置面且垂直于磁記錄介質(zhì)的行進方向的方向(磁軌寬度方向)的面 切斷的剖視圖。本變形例也與第1實施方式同樣，能夠抑制記錄磁場帶來的自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩頻率的變動。(第2實施方式)接著，參照圖16至圖18對本發(fā)明的第2實施方式的磁頭進行說明。圖16是將本實施方式的磁頭與磁記錄介質(zhì)一起、在垂直于介質(zhì)對置面 并且平行于磁記錄介質(zhì)的行進方向的方向(磁軌長度方向)的面切斷的剖 視圖。圖17及圖18分別是表示在本實施方式的磁頭中使用的自旋轉(zhuǎn)矩振 蕩子的第l及第2具體例的立體圖。在第1實施方式的磁頭中，通過電磁鐵28對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加 了偏置磁場，但在本實施方式的磁頭中，是代替電磁鐵而通過硬偏置 (hardbias)膜施加偏置磁場的結(jié)構(gòu)。即，如圖16所示，本實施方式的磁 頭是在圖1所示的第1實施方式中代替寫入頭20，而使用去除了電磁鐵28 的寫入頭20C的結(jié)構(gòu)。是將該電磁鐵28去除、而代替為如圖17或圖18 所示那樣、在自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的電極26" 265的外側(cè)設置硬偏置膜30、 并且在自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的電極265與振蕩層264之間設置偏置層266的結(jié) 構(gòu)。即，自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26具備電極25,、自旋注入層262、中間層263、 振蕩層264、偏置層266、和電極265。如本實施方式那樣利用硬偏置膜30對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加偏置磁 場的方式與電磁鐵方式相比具有構(gòu)造簡單而容易制作的優(yōu)點。自旋轉(zhuǎn)矩振 蕩子26的偏置層266是補充硬偏置膜30的磁場的，是為了通過強交換耦合 提高振蕩層266或自旋注入層262的磁化、提高磁軌寬度方向的有效磁場而 使用的。因而，只要硬偏置膜30的偏置磁場足夠，也可以沒有偏置層266。第1具體例的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26如圖17所示，電極265、偏置層266、 自旋注入層264、中間層263、振蕩層262、和電極26,的膜面相對于記錄介 質(zhì)對置面大致垂直，并且與通過硬偏置膜30對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26施加的
磁化的朝向大致垂直。并且，來自定電流源70的電流沿箭頭75的朝向流 動，與通過硬偏置膜30施加的磁場大致平行。另外，在該第l具體例中， 自旋注入層262及偏置層266的磁化的朝向垂直于膜面且相互平行。此外，第2具體例的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26如圖18所示，電極265、基底 層267、偏置層266、振蕩層264、中間層263、自旋注入層262和電極26, 的膜面相對于記錄介質(zhì)對置面大致垂直，并且與通過硬偏置膜30對自旋轉(zhuǎn) 矩振蕩子26施加的磁化的朝向大致平行。自旋注入層262為依次層疊有自 旋注入膜2621、中間膜2622、自旋注入膜2623、和反強磁性膜2624的構(gòu)造。 并且，來自定電流源70的電流向箭頭75的方向流動，與通過硬偏置膜30 施加的磁場大致正交。基底層267由膜厚5nm的Cr、硬偏置膜30由膜厚 20nm的CoPt合金、振蕩層264由膜厚2nm的CoFe合金及膜厚6nm的NiFe 合金的層疊膜、中間膜263由膜厚2nm的Cu、自旋注入膜2621由膜厚3nm 的FeCo合金、中間膜2622由膜厚0.8nm的Ru、自旋注入膜2623由膜厚3nm 的FeCo合金、反強磁性膜2624由膜厚7nm的IrMn合金、硬偏置膜30由 膜厚5nm的Cr及膜厚30nm的CoCrPt合金的層疊膜構(gòu)成。另外，在該第 2具體例中，自旋注入膜2623、自旋注入膜2621和偏置層266的磁化的朝向 平行于膜面且以該順序相互反平行。這是因為，自旋注入膜2621、中間膜 2622、和自旋注入膜2623為層疊費里合金構(gòu)造，并且通過反強磁性膜2624 對自旋注入膜2623在膜面平行方向上施加交換耦合磁場。進而，是因為通 過基底層實施了著磁，以使偏置層266的容易軸向成為膜面平行方向、并且 偏置層266的磁化方向和硬膜30的磁化方向與反強磁性膜2624的交換耦合 磁場方向平行。另夕卜，在圖18中，主磁極22的芯寬度x (即相對于記錄介 質(zhì)對置面平行且平行于磁軌寬度的主磁極的尺寸)變得比自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子 26的芯寬度窄。這是因為，向記錄介質(zhì)的寫入在來自主磁極22的記錄磁場 與來自自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的高頻磁場的重疊區(qū)域中進行，所以能夠通過更 窄的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的芯寬度決定記錄介質(zhì)上的磁軌寬度。進而，通過 使主磁極22的芯寬度變得更大，從而能夠產(chǎn)生更大的記錄磁場，能夠向具 有更高的矯頑力的記錄介質(zhì)寫入。這樣，在第1及第2具體例的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26中，從硬偏置膜30 施加的磁場為與在主磁極22和屏蔽24b之間產(chǎn)生的磁軌長度方向的磁場正 交的方向(即平行于磁軌寬度的方向)的磁場。通過這樣配置，如已經(jīng)說 明那樣，不論寫入磁場的方向如何，都能夠使振蕩頻率穩(wěn)定。此外，與本發(fā)明的第1實施方式同樣，作為自旋注入層262及偏置層 266，能夠利用CocrPt、 CoCrTa、 CoCrTaPt、 CoCrTaNb等CoCr類磁性層、 CoPt類或FePt類的合金磁性層、SmCo類合金磁性層等垂直取向性良好的 材料。在此情況下，為了控制磁性層的磁化的朝向以使其為膜面垂直或膜 面平行，也可以使用基底層。例如，為了使磁化方向為面內(nèi)平行，可以使 用Cr、 Ta、 Ti、 W等非磁性轉(zhuǎn)移金屬及它們的合金、以及它們的層疊膜。 進而，作為自旋注入層262及偏置層266，可以使用利用交換耦合的強磁性 體與反強磁性體的層疊構(gòu)造。在此情況下，作為強磁性體，也可以使用上 述所述的CoCr類合金、CoPt類合金、FePt類合金、SmCo類合金、以及 CoFe、 CoNiFe、 NiFe、 CoZrNb、 FeN、 FeSi、 FeAlSi等軟磁性體、在CoFe 中添加了 Al、 Si、 Ge、 Mn、 Cr等的合金。作為反強磁性體，可以使用FeMn、 NiMn、 FeNiMn、 FeMnRh、 RhMn、 CoMn、 CrMn、 CrMnPt、 CrMnRh、 CrMnCu、 CrMnPd、 CrMnlr、 CrMnNi、 CrMnCo、 CrMnTi、 PtMn、 PdMn、 PdPtMn、 IrMn等。進而，也可以做成將強磁性體膜、非磁性膜和強磁性體 膜層疊的層疊費里合金構(gòu)造、或者將層疊費里合金構(gòu)造與反強磁性體層疊 的構(gòu)造。在此情況下，作為強磁性體膜可以使用上述強磁性體，作為非磁 性膜優(yōu)選地使用Cu、 Pt、 Au、 Ag、 Pd、 Ru等貴金屬，也可以使用Cr、 Rh、 Mo、 W等非磁性轉(zhuǎn)移金屬，作為反強磁性體可以使用上述反強磁性體。接著說明本實施方式的變形例。 (第l變形例)接著，在圖19中表示第2實施方式的第1變形例的磁頭。圖19是將 本變形例的磁頭與磁記錄介質(zhì)一起在垂直于介質(zhì)對置面且平行于磁記錄介 質(zhì)的行進方向的方向(磁軌長度方向)的面切斷的剖視圖。本變形例的磁 頭是將圖16所示的第2實施方式的磁頭的寫入頭20C替換為單磁極構(gòu)造的 寫入頭部20D的結(jié)構(gòu)。該寫入頭20D是將圖16所示的第2實施方式的旁 軛24替換為去除了前部(屏蔽)24b的旁軛24A的結(jié)構(gòu)。在以往的單磁極構(gòu)造的磁記錄頭中，由于在主磁極的正下方產(chǎn)生垂直 成分的記錄磁場，在磁記錄介質(zhì)的內(nèi)部中沒有充分產(chǎn)生傾斜記錄磁場，所 以優(yōu)選地將旁軛(屏蔽)設置在主磁極的附近。但是，在如本變形例那樣將電磁鐵28設置在主磁極22的附近的情況下，從電磁鐵28的兩個磁極產(chǎn) 生的面內(nèi)成分的磁場與從主磁極22產(chǎn)生的垂直成分的記錄磁場重合，在磁 記錄介質(zhì)100的內(nèi)部中產(chǎn)生傾斜記錄磁場。因此，即使不設置返回路徑(屏 蔽)24b，也能夠期待面內(nèi)高頻磁場與傾斜記錄磁場在介質(zhì)面內(nèi)重疊。在利 用這樣的傾斜記錄磁場的磁記錄中，能夠以比磁記錄介質(zhì)100的通常的矯 頑力小的磁場進行記錄。本變形例也與第2實施方式同樣，能夠抑制記錄磁場帶來的自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩頻率的變動。 (第2變形例)接著，在圖20中表示第2實施方式的第2變形例的磁頭。圖20是將 本變形例的磁頭與磁記錄介質(zhì)一起、在垂直于介質(zhì)對置面且平行于磁記錄 介質(zhì)的行進方向的方向(磁軌長度方向)的面切斷的剖面圖。本變形例的 磁頭是將圖19所示的第1變形例的磁頭的寫入頭20D替換為在主磁極22 的前導側(cè)設有自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26的寫入頭部20E的結(jié)構(gòu)。在使用高頻輔助磁場的磁記錄中，在從自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26產(chǎn)生的面內(nèi) 高頻磁場與從主磁極22產(chǎn)生的記錄磁場重疊的部分進行寫入。因而，在使 用高頻輔助磁場的磁記錄中，與通常的磁記錄相比，相對于僅從主磁極22 產(chǎn)生的記錄磁場，記錄部位的磁化信息穩(wěn)定。因此，能夠如本變形例那樣 將自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子26設置在主磁極22的前導側(cè)。本變形例也與第2實施方式同樣，能夠抑制記錄磁場帶來的自旋轉(zhuǎn)矩 振蕩頻率的變動。如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的第1及第2實施方式以及它們的變形例的 任一個的磁頭，具備主磁極(記錄磁極)、形成在該主磁極的附近的自旋轉(zhuǎn) 矩振蕩子、和用來對該自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子施加磁場的電磁鐵或硬偏置膜，從 電磁鐵或硬偏置膜產(chǎn)生的偏置磁場與來自主磁極的磁場方向大致正交。具 體而言，將電磁鐵的磁極或硬偏置膜沿著磁軌寬度方向的端部配置，以使來自電磁鐵的磁極或硬偏置膜的偏置磁場大致沿磁軌寬度方向施加。電磁 鐵具有在一部分上具有空隙的閉磁路磁性體上巻繞線圈的構(gòu)造，在該空隙 中的磁極對置面垂直方向上產(chǎn)生大的磁場。在使用硬偏置膜的情況下，為
了提高偏置磁場的均勻性及強度，優(yōu)選地在磁軌寬度方向端使用 一對。在自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子中，具備振蕩層、中間層、自旋注入層的層疊結(jié)構(gòu)、 和使振蕩所需要的希望的驅(qū)動電流流過的電極及直流電源。在各層的膜面 與磁記錄介質(zhì)的行進方向平行的情況下，為了使振蕩層的磁化高效率地振 蕩，使用磁化取向為膜面垂直方向的自旋注入層，將偏置磁場在磁軌寬度 方向上施加。另一方面，在各層的膜面與磁軌寬度方向平行的情況下，為 了使振蕩層的磁化高效率地振蕩，使用磁化取向為膜面內(nèi)方向的自旋注入 層，沿磁軌寬度方向施加偏置磁場。這里，為了降低電磁鐵的磁性體或硬偏置膜的磁場對正下方的磁記錄 介質(zhì)的不良影響，優(yōu)選地使電磁鐵的磁性體或硬偏置膜比自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子 及記錄磁極從介質(zhì)對置面后退。 (第3實施方式)接著，對本發(fā)明的磁記錄再現(xiàn)裝置進行說明。關(guān)于圖1至圖20說明的 本發(fā)明的各實施方式及其變形例的磁頭能夠例如組裝在記錄再現(xiàn)一體型的 磁頭組件中，并搭載在磁記錄再生裝置中。圖21是例示這樣的磁記錄裝置的概略結(jié)構(gòu)的要部立體圖。BP,本實施 方式的磁記錄再現(xiàn)裝置150是使用旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動器(rotary actuator)的形式 的裝置。在同圖中，長度記錄用或垂直記錄用磁盤200安裝在主軸(spindle ) 152上，通過對來自未圖示的驅(qū)動裝置控制部的控制信號進行應答的未圖示 的馬達向箭頭A的方向旋轉(zhuǎn)。磁盤200是具有垂直記錄用的記錄層、和軟 磁性襯里層的、雙層的磁記錄介質(zhì)。進行保存在磁盤200中的信息的記錄 再i見的頭浮動塊153安裝在薄膜狀的懸架(suspension) 154的前端上。這 里，頭浮動塊(slider) 153例如將有關(guān)上述任一種實施方式的磁頭搭載在 其前端附近。如果磁盤200旋轉(zhuǎn)，則頭浮動塊153的介質(zhì)對置面(ABS)從磁盤200 的表面具有規(guī)定的浮起量而被保持。懸架154連接在具有保持未圖示的驅(qū)動線圈的線軸部等的驅(qū)動臂155 (actuator arm)的一端上。在驅(qū)動臂155的另一端上，設有作為線性馬達 的一種的音圈馬達156。音圈馬達156通過巻繞在驅(qū)動臂155的線軸部上的 未圖示的驅(qū)動線圈、和由夾著該線圈而對置配置的永久磁鐵及對置磁軛形
成的磁回路構(gòu)成。
驅(qū)動臂155受設在固定軸157的上下兩部位上的未圖示的球軸承(ball bearing)保持，在音圈馬達156的作用下能夠自如地旋轉(zhuǎn)滑動。圖22是從盤側(cè)觀察比驅(qū)動臂155靠前的磁頭組件的放大立體圖。艮口， 磁頭組件160具備例如具有保持驅(qū)動線圈的線軸部等的驅(qū)動臂155，在驅(qū)動 臂155的一端上連接著懸架154。在懸架154的前端上，安裝有具備關(guān)于圖1至圖20以上所述的任一種 再現(xiàn)用磁頭的頭浮動塊153。懸架154具有自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子用和信號的寫入 及讀取用的導線164，該導線164與組裝在頭浮動塊153中的磁頭的各電極 電連接。圖中165是磁頭組件160的電極襯墊。這里，在頭浮動塊153的介質(zhì)對置面(ABS)與磁盤200的表面之間 設定規(guī)定的懸浮量。以上，參照具體例對本發(fā)明的實施方式進行了說明。但是，本發(fā)明并 不限于這些具體例。例如，能夠作為磁記錄介質(zhì)使用的并不限于在圖1至 圖20中例示的磁記錄介質(zhì)100，只要是具有記錄層及軟磁性層的磁記錄介 質(zhì)，則使用所有的介質(zhì)都發(fā)揮同樣的效果。例如，可以使用具有并列配置 的多個磁軌、和設在相鄰的磁軌間的非磁性部的離散磁軌(discretetrack) 型介質(zhì)、或具有多個磁性體粒、和設在這些多個磁性體粒間的非磁性體的 離散磁粒(discretebit)型介質(zhì)。此外，關(guān)于構(gòu)成磁頭的各元件的材料及形狀等，并不限于作為具體例 而以上所述的材料及形狀等，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠同樣利用能夠選擇的 全部范圍發(fā)揮同樣的效果。此外，關(guān)于磁記錄再現(xiàn)裝置，磁記錄介質(zhì)也并不限于硬盤，除此以外， 也可以使用軟盤或磁卡等的所有的磁記錄介質(zhì)。進而，也可以是能夠?qū)⒋?記錄介質(zhì)從裝置拆下的、所謂的"可拆裝(removable)"的形式的裝置。接著，在圖23中表示能夠在上述各實施方式中使用的磁記錄介質(zhì)的一 具體例。g卩，本具體例的磁記錄介質(zhì)201是離散型磁記錄介質(zhì)，具有通過 非磁性體(或者空氣)287相互分離的垂直取向的多粒子類的磁性離散磁軌 286。該介質(zhì)201在主軸馬達204的作用下旋轉(zhuǎn)，當朝向介質(zhì)行進方向285 移動時，能夠通過搭載在頭浮動塊203上的磁記錄頭205形成記錄磁化284。另外，頭浮動塊203安裝在懸架202的前端上，在該懸架202上具有信號 的寫入及讀取用的導線，這些導線與組裝在頭浮動塊203上的磁頭205的 各電極電連接。通過使自旋振子的記錄磁軌寬度方向的寬度(TS)為記錄磁軌286的 寬度(TW)以上、并且記錄磁軌間距(TP)以下，能夠大幅地抑制從自旋 振子產(chǎn)生的泄漏高頻磁場帶來的相鄰記錄磁軌的矯頑力降低。因此，在本 具體例的磁記錄介質(zhì)中，能夠僅對想要記錄的記錄磁軌286有效地高頻輔 助磁記錄。根據(jù)本具體例，與使用所謂的"密集(x,c)膜狀"的多粒子類垂直 介質(zhì)相比，實現(xiàn)窄磁軌即高磁軌密度的高頻輔助記錄裝置變得容易。此外， 通過利用高頻輔助磁記錄方式、還有使用以以往的磁記錄頭不能寫入的 FePt或SmCo等高磁各向異性能(Ku)的介質(zhì)磁性材料，從而能夠?qū)崿F(xiàn)介 質(zhì)磁性粒子的進一步的細微化(納米級的尺寸)，在記錄磁軌方向(磁粒方 向)上也能夠?qū)崿F(xiàn)線記錄密度遠比以往高的磁記錄裝置。圖24是例示在上述各實施方式中能夠使用的另一個磁記錄介質(zhì)的示意 圖。g卩，本具體例的磁記錄介質(zhì)201是離散磁粒型磁記錄介質(zhì)，具有通過 非磁性體287相異分離的離散磁粒288。該介質(zhì)201在主軸馬達204的作用 下旋轉(zhuǎn)，當朝向介質(zhì)行進方向285移動時，通過搭載在頭浮動塊203上的 磁記錄頭205，能夠形成記錄磁化284。根據(jù)上述實施方式的磁頭，如圖23及圖24所示，在離散磁軌型或離 散磁粒型的磁記錄介質(zhì)201中，對于具有高矯頑力的記錄層也能夠可靠地 記錄，能夠進行高密度且高速的磁記錄。在該具體例中，也通過使自旋振蕩元件的記錄磁軌寬度方向的寬度 (TS)為記錄磁軌286的寬度(TW)以上、且為記錄磁軌間距(TP)以 下，能夠大幅地抑制從自旋振蕩子產(chǎn)生的泄漏高頻磁場帶來的相鄰記錄磁 軌的矯頑力降低，所以能夠僅對想要記錄的記錄磁軌286有效地進行高頻 輔助磁記錄。如果使用本實施例，只要能夠維持使用環(huán)境下的熱波動耐性， 那么通過推進磁性點288的高磁各向異性能(Ku)化和細微化，有可能能 夠?qū)崿F(xiàn)10Tbits/inch2以上的高記錄密度的高頻輔助磁記錄裝置。
權(quán)利要求
1、一種磁頭，其特征在于，具備記錄磁極；自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子，形成在上述記錄磁極的附近；以及磁場施加部，對上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子施加磁場，由上述磁場施加部對上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子施加的磁場與從上述記錄磁極產(chǎn)生的記錄磁場基本上正交。
2、 一種磁頭，其特征在于，具備 記錄磁極；自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子，形成在上述記錄磁極的附近；以及磁場施加部，在平行于介質(zhì)對置面的平面內(nèi)配置在與將上述記錄磁極 和上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子連結(jié)的方向基本上正交的方向的、上述自旋轉(zhuǎn)矩振 蕩子的兩端部上，對上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子施加磁場，上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子具備第1磁性層，具有至少l層的磁性體膜；第2磁性層，具有至少l層的磁性體膜；中間層，設在上述第1磁性層與上述第2磁性層之間；以及 電極，具有在上述第1磁性層的與上述中間層相反側(cè)的面上設置的第1電極層、和在上述第2磁性層的與上述中間層相反側(cè)的面上設置的第2電 極層，能夠使電流沿相對于上述第1磁性層、上述中間層和上述第2磁性層的膜面垂直的方向流動，上述第1電極層、上述第1磁性層、上述中間層、上述第2磁性層及 上述第2電極層在相對于將上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的上述兩端部連結(jié)的方向大致平行的方向?qū)盈B。
3、 一種磁頭，其特征在于，具備 記錄磁極；自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子，形成在上述記錄磁極的附近；以及磁場施加部，在平行于介質(zhì)對置面的平面內(nèi)配置在與將上述記錄磁極 和上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子連結(jié)的方向基本上正交的方向的、上述自旋轉(zhuǎn)矩振 蕩子的兩端部上，對上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子施加磁場，上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子具備第1磁性層，具有至少1層的磁性體膜；第2磁性層，具有至少l層的磁性體膜；中間層，設在上述第1磁性層與上述第2磁性層之間；以及 電極，具有在上述第1磁性層的與上述中間層相反側(cè)的面上設置的第1電極層、和在上述第2磁性層的與上述中間層相反側(cè)的面上設置的第2電極層，能夠使電流沿相對于上述第1磁性層、上述中間層和上述第2磁性層的膜面垂直的方向流動，上述第1電極層、上述第1磁性層、上述中間層、上述第2磁性層及上述第2電極層在相對于將上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的上述兩端部連結(jié)的方向大致垂直的方向?qū)盈B。
4、 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的磁頭，其特征在于， 上述磁場施加部是電磁鐵，該電磁鐵具有 有空隙的磁芯；以及電磁線圈，包圍該磁芯而設置，對上述磁芯勵磁， 上述電磁鐵將從上述磁芯產(chǎn)生的磁場施加至上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子。
5、 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的磁頭，其特征在于， 上述磁場施加部是硬偏置膜。
6、 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的磁頭，其特征在于， 上述磁場施加部的與磁記錄介質(zhì)對置的介質(zhì)對置面處于比上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的與上述磁記錄介質(zhì)對置的介質(zhì)對置面遠離上述磁記錄介質(zhì)的位 置。
7、 如權(quán)利要求1 3中任一項所述的磁頭，其特征在于，還具備與上述記錄磁極磁性耦合、 一部分在平行于介質(zhì)對置面的方向 上延伸的屏蔽。
8、 如權(quán)利要求7所述的磁頭，其特征在于， 上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子設置在上述屏蔽與上述記錄磁極之間。
9、 一種磁記錄裝置，其特征在于，具備磁記錄介質(zhì)；以及權(quán)利要求1 3中任一項所述的磁頭， 利用上述磁記錄頭進行向上述磁記錄介質(zhì)的寫入。
10、 如權(quán)利要求9所述的磁記錄裝置，其特征在于， 上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子設在上述記錄磁極的拖尾側(cè)。
11、 如權(quán)利要求9所述的磁記錄裝置，其特征在于， 上述自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子設在上述記錄磁極的前導側(cè)。
12、 如權(quán)利要求9所述的磁記錄裝置，其特征在于， 上述磁記錄介質(zhì)是具有并列配置的多個磁軌、和在相鄰的磁軌間設置的非磁性部的離散磁軌型介質(zhì)。
13、 如權(quán)利要求9所述的磁記錄裝置，其特征在于， 上述磁記錄介質(zhì)是具有多個磁性體粒、和在這些多個磁性體粒間設置的非磁性體的離散磁粒型介質(zhì)。
全文摘要
一種磁頭及磁記錄裝置，即使將自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子設置在記錄磁極的附近，也能夠抑制自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子的振蕩頻率的變動。具備記錄磁極(22)、形成在記錄磁極的附近的自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子(26)、和對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子施加磁場的磁場施加部(28)，通過磁場施加部對自旋轉(zhuǎn)矩振蕩子施加的磁場與從記錄磁極產(chǎn)生的記錄磁場基本上正交。
文檔編號G11B5/74GK101399046SQ20081021575
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者山田健一郎, 巖崎仁志, 清水真理子, 秋山純一, 船山知己, 高下雅弘, 高岸雅幸 申請人:株式會社東芝