[發明專利]磁記錄再現頭以及磁記錄再現裝置

無效

• 申請號: 200910005841.0
• 申請日: 2009-02-05
• 公開（公告）號: CN101510427A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 椎本正人;中川健;片田裕之;伊藤直人;目黑賢一
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G11B5/39
• 分類號: G11B5/39;G11B5/012;G01R33/09
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 許海蘭

技術領域

本發明涉及具備差動型再現頭和記錄頭的磁記錄再現頭以及搭載該磁記錄再現頭的磁記錄再現裝置。

背景技術

近年來，在HDD(Hard?Disk?Drive，硬盤驅動器)等磁記錄再現裝置中，要求急速的記錄密度增加，磁頭、磁介質等也要求實現高記錄密度。作為在磁記錄再現裝置中作為再現元件搭載的磁阻效應頭，使用利用了經由非磁性金屬層層疊了強磁性金屬層的多層膜的磁阻效應的被稱為自旋閥(Spin?Valve)的結構。磁阻效應是指，根據夾住非磁性中間層的二層的強磁性層的磁化和磁化所成的角度，電氣電阻變化的現象。使用了磁阻效應的自旋閥具有反強磁性層/強磁性層/非磁性中間層/強磁性層的結構，通過在反強磁性層/強磁性層的界面發生的交換結合磁場而實質上固定與反強磁性層相接的強磁性層的磁化，另一方的強磁性層的磁化根據外部磁場而自由地旋轉，從而得到輸出。上述磁化根據反強磁性層實質上被固定的強磁性層被稱為固定層，上述磁化根據外部磁場而旋轉的強磁性層被稱為自由層。

在利用了磁阻效應的自旋閥中，以往采用了使電流沿著層疊膜的面內方向流過而使用的CIP(Current?In?the?Plane)-GMR(GiantMagneto-Resistive)頭。當前，向使電流沿著層疊膜的膜厚方向流過而使用的TMR(Tunneling?Magneto-Resistive)頭、CPP(CurrentPerpendicular?to?the?Plane)-GMR頭發展。

作為從CIP-GMR頭向TMR頭、CPP-GMR頭發展的背景，主要可以舉出二個理由。第一個為，與CIP-GMR頭相比TMR頭、CPP-GMR頭可以提高再現輸出，所以可以實現高SNR(輸出/噪聲比)。第二個為，與使電流沿著層疊膜的面內方向流過的CIP方式相比，使電流沿著層疊膜的垂直方向流過的CPP方式的一方在提高線記錄密度的點中是有利的。線記錄密度是指，磁記錄介質的圓周方向的位密度。另外，將磁記錄介質的半徑方向的位密度稱為軌道密度，通過增大兩者而提高磁記錄再現裝置的面記錄密度。為了提高線記錄密度，必需提高再現分辨率。再現分辨率是指，高記錄密度記錄時的再現輸出與低記錄密度記錄時相比，可以維持何種程度的大小。

另外，當前的磁阻效應頭構成為用下部磁屏蔽和上部磁屏蔽夾住磁阻效應膜(所謂屏蔽型再現頭)，但線記錄密度方向的再現分辨率較大地依賴于該上下磁屏蔽間隔(Gs)。即，上下磁屏蔽間隔越小，線記錄密度方向的分辨率越高，可以實現高的面記錄密度。以往的CIP-GMR頭需要使磁阻效應膜與上部以及下部磁屏蔽電氣地絕緣，所以需要使絕緣膜介于上部以及下部磁屏蔽與磁阻效應膜之間，難以縮小上下磁屏蔽間隔。另一方面，在使電流沿著層疊膜的厚度方向流過的TMR頭、CPP-GMR頭中，不需要使絕緣膜介于上部以及下部磁屏蔽與磁阻效應膜之間，所以有利于縮小上下磁屏蔽間隔。這樣，以高輸出化和再現分辨率提高為目的，磁阻效應頭從CIP-GMR向TMR、CPP-GMR頭發展。

但是，無法將CPP型磁阻效應膜的膜厚設為30nm左右以下，而在再現分辨率的提高中，在不遠的將來產生極限。其理由主要有二個。第一個為，對于上述的磁阻效應膜(反強磁性層/強磁性層/非磁性中間層/強磁性層)的膜厚，物理上30nm左右為薄膜化的界限。第二個為，如果上下磁屏蔽間隔成為30nm左右以下，則對再現頭施加的介質磁場急劇減少，SNR與再現輸出一起急劇降低。如果SNR降低，則即使假設得到了高分辨率，也無法提高位誤碼率(BER)。位誤碼率是指，位信號錯誤率，表示磁記錄再現裝置的總體性能。即，如果位誤碼率低，則無法實現高面記錄密度。根據這樣的二個理由，在現有結構的再現頭中上下磁屏蔽間隔無法比30nm左右窄，而妨礙實現高面記錄密度。