[發明專利]磁存儲裝置、頭驅動控制裝置及頭驅動控制方法

有效

• 申請號: 201210379728.0
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103106904A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 城石芳博;福田宏;田河育也;岡田智弘
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G11B5/127
• 分類號: G11B5/127;G11B5/60;G11B5/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 楊宏軍

技術領域

本發明涉及搭載了具有通過對磁存儲介質施加高頻磁場來誘發磁化反轉的功能的記錄磁頭的磁存儲裝置、頭驅動控制裝置及其控制方法。

背景技術

近年來由于由網絡環境的進化、云計算的滲透等導致的數據中心的增設等，生成的信息量劇增。毫無疑問，記錄密度最高且位成本方面優異的磁盤裝置(HDD)等磁存儲裝置是“大數據時代”的存儲的主角。因此，需要磁存儲裝置的大容量化及支持大容量化的高密度化。

高密度化的基礎是比例規律，需要減小磁頭的磁道寬度、頭和介質間的間隔、介質的晶粒等。但是若減小介質的晶粒，則保持磁化狀態的各向異性能變小，已記錄的磁化狀態易被熱擾動擾亂。該現象被稱為超順磁效應。因此，如非專利文獻1所記載，若進入1Tb/in²左右的時代，則現有技術的單純延伸存在實用上有極限這樣的障礙。這被稱為超順磁界限、三難困境(trilemma)等。

開發超越超順磁界限的技術以實現高密度化是最大的課題，對此在日本特開平7-244801號公報(專利文獻1)中提出了以下自旋(spin)加熱記錄方法，即通過使設置在外部的高頻源追隨磁頭的動作而將滿足磁共振條件的高頻磁場提供給磁記錄介質，磁記錄介質的自旋吸收高頻磁場的能量而使矯頑力實際上降低，利用這一性質，事實上不會使介質的溫度上升，就可以在低磁場下在高矯頑力介質上進行寫入。

在這種自旋加熱記錄方法中，由于施加功率集中在滿足磁共振條件的頻率范圍內的高頻電磁場，因此幾乎不激發傳導電子的等離子振動或晶格振動等自旋以外的內部自由度，而是能選擇性地只激發自旋，即能夠自旋加熱，不會產生如通常加熱那樣整個介質的溫度上升的情況。這種對磁記錄介質施加微波波段的高頻磁場，利用磁共振現象進行磁記錄的方法被稱為微波輔助磁記錄方法(MAMR：Microwave?Assisted?Magnet?Recording)(非專利文獻1)。

此外，作為利用高頻磁場的其他方法，日本特開2008-34004號公報(專利文獻2)公開了以下熱輔助磁記錄方法，即通過對磁記錄層的一部分或該部分附近施加高頻磁場而產生渦電流來加熱該部分，在成為使該部分的矯頑力暫時降低的狀態后，對該部分的至少一部分施加寫入磁場，在磁記錄介質上進行寫入。另外，作為該熱輔助磁記錄方法中簡單地照射能量的方法，日本特開2005-285242號公報(專利文獻3)中公開了作為高頻振蕩器至少具有兩個磁性薄膜的自旋力矩型或自旋共振型的微小自旋波產生元件。

近年來，在非專利文獻2及美國專利7616412B2(專利文獻8)中提出了利用借助自旋力矩使自旋高速旋轉從而產生高頻磁場的高頻磁場產生層FGL(Field?Generation?Layer)的微小結構的實用的自旋力矩型高頻振蕩元件(STO：Spin?Torque?Oscillator)。接著，在非專利文獻3中公開了以下微波輔助記錄方法，即將同種結構的高頻振蕩元件STO與垂直磁頭的主磁極相鄰地配置，在來自STO的微波波段的高頻磁場下激發介質磁化的旋進，在降低反轉磁場的同時在磁各向異性較大的磁記錄介質上磁記錄信息，從而謀求高密度化。

另外，在日本專利第4255869號(專利文獻4)中也公開了以下方法：通過與記錄磁場極性相應地使高頻磁場振蕩元件產生向與希望產生磁化反轉的磁記錄介質的磁化的旋進方向相同的方向旋轉的高頻磁場，由此更高效率地誘發磁化反轉。根據這些方法，近年來面向微波輔助記錄方法的實用化的研究開發急劇加速，在日本特開2011-113621號公報(專利文獻5)中面向本方法的實用化公開了以下頭驅動控制裝置，即為了確保微波輔助記錄所需的高頻振蕩元件的可靠性并可靠地維持其振蕩，按照寫入門(write?gate)的輸入，在施加記錄磁場的狀態下只在一定有效時間提供比穩定電平更高電平的高頻振蕩元件驅動信號。

專利文獻1：日本特開平7-244801號公報

專利文獻2：日本特開2008-34004號公報

專利文獻3：日本特開2005-285242號公報

專利文獻4：日本專利第4255869號公報

專利文獻5：日本特開2011-113621號公報

專利文獻6：日本特開2006-114159號公報

專利文獻7：日本特開2007-220232號公報

專利文獻8：美國專利7616412B2