(57)【要約】【課題】  環境温度履歴の影響を受けない安定した低ノイズの再生出力と高い再生感度とを共に実現することができるＭＲ効果素子を提供する。【解決手段】  本発明によれば、磁界を感受して自身の抵抗値を変化させるＭＲ積層体を備えたＭＲ効果素子であって、このＭＲ積層体にバイアス磁界を印加可能な導磁路手段と、この導磁路手段に少なくとも２つの大きさの磁束を誘導することができる磁束可変手段とを備えたＭＲ効果素子が提供される。【選択図】  図４
2006303097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を感受して自身の抵抗値を変化させる磁気抵抗積層体を備えた磁気抵抗効果素子であって、前記磁気抵抗積層体にバイアス磁界を印加可能な導磁路手段と、前記導磁路手段に少なくとも２つの大きさの磁束を誘導することができる磁束可変手段とを備えていることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
前記導磁路手段が、前記磁気抵抗積層体の近傍にあって互いに対向しており互いの間に前記バイアス磁界を発生させることができる２つの磁極を有する１つの導磁路層であり、前記磁束可変手段が、該１つの導磁路層を磁芯として形成されたバイアスコイル部であることを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
前記導磁路手段が、前記磁気抵抗積層体の近傍に位置している磁極をそれぞれ有する２つのヨーク層であり、該磁極の両方が、互いに対向していて互いの間に前記バイアス磁界を発生させることが可能であり、前記磁束可変手段が、硬磁性部を含んでおり可動である磁束発生部と、該磁束発生部の２つの端部を、前記２つのヨーク層の前記磁極とは反対側の２つの端にそれぞれ接続したり該２つの端から離隔させたりするための磁束発生部駆動手段とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
前記磁束発生部駆動手段が、前記磁束発生部を移動させる微小電気機械システム部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
前記微小電気機械システム部が、前記磁束発生部を前記２つのヨーク層の層面内の方向に移動させる平行平板電極の組を少なくとも１つ備えていることを特徴とする請求項４に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
前記微小電気機械システム部が、前記磁束発生部を前記２つのヨーク層の層面内の方向に移動させる櫛歯電極の組を少なくとも１つ備えていることを特徴とする請求項４に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
前記微小電気機械システム部が、前記磁束発生部を前記２つのヨーク層の層面に垂直な方向に移動させる櫛歯電極の組を少なくとも１つ備えていることを特徴とする請求項４に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
前記微小電気機械システム部が、前記磁束発生部を自転させる回転型アクチュエータを備えていることを特徴とする請求項４に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項９】
前記バイアス磁界が、トラック幅方向であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１０】
前記磁気抵抗積層体に隣接して、該磁気抵抗積層体に静バイアス磁界を印加可能である静バイアス磁界印加手段が設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子を読み出し用として少なくとも１つ備えており、さらに電磁コイル素子を書き込み用として少なくとも１つ備えていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項１２】
請求項１１に記載の薄膜磁気ヘッドを少なくとも１つ備えており、前記磁束可変手段に電力を供給するためのリード線及び前記磁気抵抗効果素子及び前記電磁コイル素子のための信号線と、該薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構とをさらに備えていることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のヘッドジンバルアセンブリを少なくとも１つ備えており、前記磁束可変手段に供給する電力を制御するための磁束制御回路と、読み出し及び書き込み動作を制御するための記録再生回路とをさらに備えていることを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１４】
前記磁束制御回路と前記記録再生回路とを制御しており、読み出し及び／又は書き込み動作とタイミングを合わせて該磁束制御回路を駆動させるためのＣＰＵを備えていることを特徴とする請求項１３に記載の磁気ディスク装置。
【請求項１５】
書き込み時を含む非読み出し時には、読み出し用の磁気抵抗効果素子内の磁気抵抗積層体に第１のバイアス磁界を印加し、次いで、該磁気抵抗効果素子による読み出し動作時には、該磁気抵抗積層体に該第１のバイアス磁界よりも小さい第２のバイアス磁界を印加することを特徴とする磁気記録再生方法。
【請求項１６】
前記磁気抵抗積層体に隣接して設置された静バイアス磁界印加手段による静磁界を前記第１のバイアス磁界とし、次いで、該第１のバイアス磁界と誘導コイルに通電することによって発生したコイル磁界とを合成することによって前記第２のバイアス磁界とすることを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１７】
前記磁気抵抗積層体に隣接して設置された静バイアス磁界印加手段による静磁界と、硬磁性部を含む磁束発生部からの磁束を該磁束発生部と磁気的に接続されたヨーク層を介して伝搬させることによって発生させたヨーク磁界とを合成して前記第１のバイアス磁界とし、次いで、該磁束発生部を該ヨーク層から離隔させて該ヨーク磁界を減少させ、前記バイアス磁界と減少させられた該ヨーク磁界とを合成することによって前記第２のバイアス磁界とすることを特徴とする請求項１５に記載の磁気記録再生方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２のバイアス磁界が、トラック幅方向であることを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１項に記載の磁気記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗（ＭＲ）効果素子、該ＭＲ効果素子を読み出し磁気ヘッド素子として備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）及びこのＨＧＡを備えた磁気ディスク装置（ＨＤＤ）に関する。さらに本発明は、このような薄膜磁気ヘッドを用いた磁気記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＨＤＤの大容量小型化に対応すべく、薄膜磁気ヘッドにおける読み出し磁気ヘッド素子として、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果素子又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果素子等の磁気抵抗（ＭＲ）効果素子が広く採用されている。これらの素子を用いることによって、非常に高い感度で信号磁界を読み出し、大きな再生出力を得ることができる。
【０００３】
ここで、ＨＤＤのさらなる大容量小型化を図るためには、記録密度をより高める必要がある。この際、磁気ヘッド素子のトラック幅方向の幅及びギャップ長をより縮小する必要があるが、このようなサイズのさらなる縮小は、感受できる信号磁束の減少によって、ＭＲ効果素子の再生出力の劣化をもたらす。
【０００４】
この再生出力の劣化への対処として、例えば特許文献１には、ＭＲ効果素子のフリー層の近傍にシールド層から突出したフラックスガイドを設けて、再生出力波形のベースラインシフトを起こすことなく再生感度の向上を図るための技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２６５５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような対処を施した従来のＭＲ素子においても、種々の温度環境を経験した際に、再生出力が劣化したり再生出力中のノイズが増加したりするという問題が生じていた。
【０００７】
現在、ＨＤＤは、ノート型パソコン、携帯電話、その他のモバイル用途の各種機器にも広く搭載されており、楽曲、映像等の大容量情報用のストレージとして盛んに利用されている。これらの機器においては、その携帯性から室外での使用機会も多く、直射日光下や氷点下での使用など使用温度範囲が相当広くなっている。
【０００８】
ところが、上述したような従来のＭＲ効果素子が経験する環境温度の履歴によっては、ＭＲ効果素子の再生出力が劣化したり、再生出力中のノイズが増加したりする場合が生じていた。このような現象を抑制するために、例えば、ＭＲ効果素子のＭＲ積層体に通常印加されているトラック幅方向のバイアス磁界において、その強度を高めることが効果的であることは分かっていた。しかしながら、バイアス磁界強度を高く設定すると、信号磁界を感受する再生感度が低下し、結果として再生出力が劣化してしまう。すなわち、環境温度履歴に対する再生出力の安定性と再生感度とを両立させるバイアス磁界を設定することが非常に困難となっていた。
【０００９】
従って、本発明の目的は、環境温度履歴の影響を受けない安定した低ノイズの再生出力と高い再生感度とを共に実現することができるＭＲ効果素子、このＭＲ効果素子を備えた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドを備えたＨＧＡ及びこのＨＧＡを備えたＨＤＤを提供することにある。
【００１０】
さらに本発明の他の目的は、適切なバイアス磁界をＭＲ積層体に印加することによって、環境温度履歴の影響を受けない安定した低ノイズの再生出力と高い再生感度とを共に実現することができる磁気記録再生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明について説明する前に、明細書において用いられる用語の定義を行う。基板の素子形成面に形成された磁気ヘッド素子の積層構造において、基準となる層よりも素子形成面側にある構成要素を「下」又は「下方」にあるとし、基準となる層から見て素子形成面とは反対側にある構成要素を「上」又は「上方」にあるとする。例えば、「絶縁層上にシールド層がある」とは、絶縁層の素子形成面とは反対側にシールド層があることを意味する。また、１つの積層構造内において、２つの構成要素の位置を比較する際、素子形成面により近い方を「下部」とし、より遠い方を「上部」とする。例えば、電磁コイル素子内に設けられた２つの磁極層のうち、「下部磁極層」とは、素子形成面により近い方を意味することとする。
【００１２】
本発明によれば、磁界を感受して自身の抵抗値を変化させるＭＲ積層体を備えたＭＲ効果素子であって、このＭＲ積層体にバイアス磁界を印加可能な導磁路手段と、この導磁路手段に少なくとも２つの大きさの磁束を誘導することができる磁束可変手段とを備えたＭＲ効果素子が提供される。この際、バイアス磁界がトラック幅方向であることが好ましい。さらに、ＭＲ積層体に隣接して、このＭＲ積層体に静バイアス磁界を印加可能である静バイアス磁界印加手段が設けられていることが好ましい。
【００１３】
磁束可変手段を用いて、導磁路手段に誘導される磁束を適宜選択することによって、ＭＲ積層体に印加されるバイアス磁界を変化させることができる。これにより、十分な大きさのバイアス磁界を印加して、環境温度履歴の悪影響を排除することができると共に、ＭＲ積層体内の磁化が信号磁界に十分に追随可能となるような大きさに変化させたバイアス磁界を印加して、高い再生感度を得ることができる。その結果、環境温度履歴の影響を受けない安定した低ノイズの再生出力と高い再生感度とを共に実現することができる。
【００１４】
ここで、この導磁路手段が、ＭＲ積層体の近傍にあって互いに対向しており互いの間にバイアス磁界を発生させることができる２つの磁極を有する１つの導磁路層であり、磁束可変手段が、１つの導磁路層を磁芯として形成されたバイアスコイル部であることが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、バイアスコイル部が誘導コイルとなって、バイアスコイル部に印加される電流量に応じた磁束が、導磁路層に誘導可能となる。従って、２つの磁極間に発生してＭＲ積層体に印加されるコイル磁界を、連続的な範囲内で所望の値に設定することができる。この結果、種々の効果、例えば、バイアスポイントの最適化やＭＲ積層体の磁化状態の初期化を実現することも可能となる。
【００１６】
また、導磁路手段が、ＭＲ積層体の近傍に位置している磁極をそれぞれ有する２つのヨーク層であり、これらの磁極の両方が、互いに対向していて互いの間にバイアス磁界を発生させることが可能であり、磁束可変手段が、硬磁性部を含んでおり可動である磁束発生部と、この磁束発生部の２つの端部を、２つのヨーク層の磁極とは反対側の２つの端にそれぞれ接続したり、２つの端から離隔させたりするための磁束発生部駆動手段とを備えていることも好ましい。この際、この磁束発生部駆動手段が、磁束発生部を移動させる微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）部を備えていることが好ましい。
【００１７】
さらに、このＭＥＭＳ部が、磁束発生部を２つのヨーク層の層面内の方向に移動させる平行平板電極の組を少なくとも１つ備えていることも好ましい。さらにまた、このＭＥＭＳ部が、磁束発生部を２つのヨーク層の層面内の方向に、又は層面に垂直な方向に移動させる櫛歯電極の組を少なくとも１つ備えていることも好ましい。さらにまた、磁束発生部を自転させる回転型アクチュエータを備えていることも好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、ＭＥＭＳ部を駆動させることによって、磁束発生部をヨーク層に接続したり、ヨーク層から所定の距離だけ引き離したりすることができる。これにより、磁束発生部とヨーク層との距離に応じた磁束が、ヨーク層に誘導可能となる。従って、磁極間に発生してＭＲ積層体に印加されるヨーク磁界を、連続的な範囲内で所望の値に設定することができる。この結果、種々の効果、例えば、バイアスポイントの最適化やＭＲ積層体の磁化状態の初期化を実現することも可能となる。
【００１９】
また、本発明によれば、上述したＭＲ効果素子を読み出し用として少なくとも１つ備えており、さらに電磁コイル素子を書き込み用として少なくとも１つ備えた薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００２０】
さらに、本発明によれば、この薄膜磁気ヘッドを少なくとも１つ備えており、磁束可変手段に電力を供給するためのリード線及び上述したＭＲ効果素子及び電磁コイル素子のための信号線と、この薄膜磁気ヘッドを支持する支持機構とをさらに備えたＨＧＡが提供される。
【００２１】
本発明によれば、さらにまた、このＨＧＡを少なくとも１つ備えており、磁束可変手段に供給する電力を制御するための磁束制御回路と、読み出し及び書き込み動作を制御するための記録再生回路とをさらに備えたＨＤＤが提供される。この際、磁束制御回路と記録再生回路とを制御しており、読み出し及び／又は書き込み動作とタイミングを合わせて磁束制御回路を駆動させるためのＣＰＵを備えていることが好ましい。
【００２２】
このようなＣＰＵを用いることによって、例えば、読み出し動作に合わせて磁束可変手段を駆動させて、ＭＲ積層体に印加されるバイアス磁界を読み出しに最適な大きさに調整することが可能となる。さらに、読み出し及び書き込み動作との連動を伴う他の種々の磁界印加動作も実現可能となる。
【００２３】
本発明によれば、さらにまた、書き込み時を含む非読み出し時には、読み出し用のＭＲ効果素子内のＭＲ積層体に第１のバイアス磁界を印加し、次いで、ＭＲ効果素子による読み出し動作時には、ＭＲ積層体に第１のバイアス磁界よりも小さい第２のバイアス磁界を印加する磁気記録再生方法が提供される。この際、第１及び第２のバイアス磁界がトラック幅方向であることが好ましい。
【００２４】
最初に、非読み出し時には、十分に大きい第１のバイアス磁界をＭＲ積層体に印加してＭＲ積層体の磁化状態を安定的に保持することによって、環境温度履歴の悪影響を排除する。次いで、読み出し時に、この第１のバイアス磁界よりも小さく、ＭＲ積層体内の磁化が信号磁界に十分に追随可能であるような第２のバイアス磁界を印加する。これにより、環境温度履歴の影響を受けない安定した低ノイズの再生出力と高い再生感度とを共に実現することができる。
【００２５】
ここで、ＭＲ積層体に隣接して設置された静バイアス磁界印加手段による静磁界を第１のバイアス磁界とし、次いで、この第１のバイアス磁界と誘導コイルに通電することによって発生したコイル磁界とを合成することによって第２のバイアス磁界とすることも好ましい。この場合、静バイアス磁界印加手段による静磁界と誘導コイルに通電することによって発生したコイル磁界とは、それらの向きが互いに正反対に、又は合成によって大きさが静磁界よりも小さくなる向きに設定されていることになる。
【００２６】
さらに、ＭＲ積層体に隣接して設置された静バイアス磁界印加手段による静磁界と、硬磁性部を含む磁束発生部からの磁束をこの磁束発生部と磁気的に接続されたヨーク層を介して伝搬させることによって発生させたヨーク磁界とを合成して第１のバイアス磁界とし、次いで、磁束発生部をヨーク層から離隔させてヨーク磁界を減少させ、バイアス磁界と減少させられたヨーク磁界とを合成することによって第２のバイアス磁界とすることも好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、環境温度履歴の影響を受けない安定した低ノイズの再生出力と高い再生感度とを共に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。
【００２９】
図１は、本発明によるＨＤＤの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図である。また、図３は、図２の実施形態におけるＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッド（スライダ）を示す斜視図である。
【００３０】
図１において、１０は、スピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の磁気ディスク、１２は、薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、１３は、この薄膜磁気ヘッドの書き込み及び読み出し動作を制御し、さらに後述するバイアス用の磁束を制御するための記録再生及び磁束制御回路をそれぞれ示している。
【００３１】
アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これらの駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１が、各磁気ディスク１０の表面に対向するように設けられている。磁気ディスク１０、駆動アーム１４、ＨＧＡ１７及びスライダ２１は、単数であってもよい。
【００３２】
図２に示すように、ＨＧＡ１７は、サスペンション２０の先端部に、磁気ヘッド素子を有するスライダ２１を固着し、さらにそのスライダ２１の端子電極に配線部材２５の一端を電気的に接続して構成される。
【００３３】
サスペンション２０は、ロードビーム２２と、このロードビーム２２上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２３と、ロードビーム２２の基部に設けられたベースプレート２４と、フレクシャ２３上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２５とから主として構成されている。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップを装着してもよい。
【００３４】
図３に示すように、本実施形態における薄膜磁気ヘッド（スライダ）２１は、適切な浮上量を得るように加工されたＡＢＳ３０と、素子形成面３１上に形成された磁気ヘッド素子３２と、素子形成面３１上に形成された被覆層３８の層面から露出した４つの信号端子電極３６及び２つの駆動端子電極３７とを備えている。ここで、磁気ヘッド素子３２は、読み出し用のＭＲ効果素子３３と、書き込み用の電磁コイル素子３４とを含む。ここで、４つの信号端子電極３６は、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４に接続されており、２つの駆動端子電極３７は、ＭＲ効果素子内に設置されている後述の磁束可変手段に接続されている。
【００３５】
２つの駆動端子電極３７は、４つの信号端子電極３６の群の両側にそれぞれ配置されている。これは、特開２００４−２３４７９２号公報に記載されているように、ＭＲ効果素子３３の配線と電磁コイル素子３４の配線との間におけるクロストークを防止することができる配置である。ただし、クロストークが許容される場合には、２つの駆動端子電極３７が、例えば４つの信号端子電極３６の何れかの間の位置等に配置されていてもよい。なお、これらの端子電極の数も、図３の形態に限定されるものではない。図３において端子電極は６つであるが、例えば、電極を５つとした上でグランドをスライダ基板に接地した形態でもよい。
【００３６】
図４は、図３の実施形態におけるＭＲ効果素子３３を素子形成面３１側から透視的に見た平面図である。
【００３７】
図４によれば、素子形成面上に、ＡＢＳと同じ側のヘッド端面３００に端辺を接する形で、ＭＲ積層体３３２が配置されている。ＭＲ積層体３３２は、信号磁界を感受して、その磁界強度に応じて自身の抵抗値を変化させて出力変化をもたらすＭＲ効果素子３３の主要部である。このＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両端の各々に隣接して、バイアス硬磁性層３３５が配置されている。バイアス硬磁性層３３５は、静バイアス磁界印加手段であり、強磁性材料からの静磁界によってＭＲ積層体３３２にトラック幅方向のハードバイアス磁界４２を印加し、感受した信号磁界に対して十分な大きさを有する線形出力の形成に寄与する。
【００３８】
導磁路層４０は、ＭＲ積層体３３２及びバイアス硬磁性層３３５よりも若干上方に位置しているが、その２つの端４０ａがそれぞれ、ＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両端の各々の近傍に位置している。また、バイアスコイル部４１は、導磁路層４０を磁芯として形成されたバイアスコイル層を備えており、通電されることによって導磁路層４０に磁束を誘導可能である。この磁束の誘導によって、導磁路層４０の２つの端４０ａ間に磁界が発生し、その結果、ＭＲ積層体３３２にコイル磁界４３を印加することができる。ここで、導磁路層４０は、ＭＲ効果素子３３２への導磁路手段となっている。
【００３９】
このような構成により、バイアスコイル部４１への通電を調整することによって、ＭＲ積層体３３２に印加されるバイアス磁界を変化させることができる。例えば、通電しない時には、上述したように、ＭＲ積層体３３２には、第１のバイアス磁界としてのハードバイアス磁界４２が印加されている。次いで、バイアスコイル部４１に通電すると、ＭＲ積層体３３２には、第２のバイアス磁界として、ハードバイアス磁界４２とコイル磁界４３との合成磁界４４が印加されることになる。ここで、同図においては、バイアスコイル部への電流印加方向を選択して、コイル磁界４３とハードバイアス磁界４２との向きを正反対にすることによって、第２のバイアス磁界が第１のバイアス磁界よりも小さくなるように設定されている。なお、バイアスコイル部４１は、バイアス磁界を変化させるために導磁路層４０に誘導される磁束を変化させるための磁束可変手段となっている。
【００４０】
以上述べたように、本実施形態によれば、ＭＲ積層体に印加されるバイアス磁界を変化させて必要に応じて調整することができる。従って、例えば、後述するように、非書き込み時には、十分に大きい第１のバイアス磁界を印加してＭＲ積層体の磁化状態を安定的に保持した上で、読み出し時には、第１のバイアス磁界よりも小さく、ＭＲ積層体内の磁化自由層の磁化が信号磁界に十分に追随することができるような第２のバイアス磁界を印加することが可能となる。その結果、環境温度履歴の影響を受けない安定した低ノイズの再生出力と高い再生感度とを共に実現することができる。
【００４１】
さらに、バイアスコイル部に流す電流値を選択することによって、第１及び第２のバイアス磁界に限らず、種々の大きさの磁界をＭＲ積層体に印加することが可能である。従って、例えば、この電流値を微調整して、又は再生出力からのフィードバック調整によって、ＭＲ効果素子として最適のバイアスポイントを実現することも可能となる。また、印加する磁界を十分に大きくすることによって、磁化自由層の磁区状態が乱れてノイズ等が増加した場合に、磁化固定層の磁化に悪影響を及ぼさないようにしつつ、磁化自由層の磁化状態を初期化することも可能となる。
【００４２】
また、本実施形態において導磁路層は、磁極となる２つの端を有しているが、ＭＲ積層体に確実にバイアス磁界を印加することが可能であるならば、磁極は１つでもよい。さらに、ＭＲ積層体への静バイアス磁界印加手段として、バイアス硬磁性層に代わって、インスタックバイアス積層体が用いられてもよい。インスタックバイアス積層体は、磁化自由層上に、非磁性層、強磁性層及び反強磁性層が順次積層された構造を有しており、反強磁性層によって（トラック幅方向に）磁化が固定された強磁性層から発生する静磁界によって、磁化自由層をバイアスするものである。
【００４３】
図５（Ａ）は、図４の実施形態のＭＲ効果素子３３における、図４のＣ−Ｃ線断面図であり、図５（Ｂ）は、図４の実施形態のＭＲ効果素子３３における、図４のＤ−Ｄ線断面図であり、図５（Ｃ）は、図３の実施形態における端子電極部を説明するための、図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００４４】
図５（Ａ）によれば、図示していないスライダ基板及び絶縁層上に、下部シールド層３３０が形成されている。この下部シールド層３３０上に、磁化固定層３３２３と非磁性中間層３３２４と磁化自由層３３２５とが順次形成されており、ＭＲ積層体３３２を構成している。このＭＲ積層体３３２上に、さらに上部シールド層３３４が形成されている。ＭＲ積層体３３２は、面内通電型（ＣＩＰ（Current In Plain））巨大磁気抵抗（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive））タイプ、垂直通電型（ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plain））ＧＭＲタイプ、又はトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive））タイプのいずれでもよい。ここで、ＭＲ効果素子３３は、ＭＲ積層体３３２がそれぞれの場合に対応して、ＣＩＰ−ＧＭＲ効果素子、ＣＰＰ−ＧＭＲ効果素子又はＴＭＲ効果素子となる。なお、本実施形態では、ＭＲ積層体３３２は、ＣＰＰ−ＧＭＲタイプ又はＴＭＲタイプの場合を示している。この場合、上下部シールド層３３４及び３３０は、ＭＲ積層体３３２が雑音となる外部磁界を受けることを防止する役割を果たすとともに、センス電流をＭＲ積層体３３２に流すための上下部電極としても機能する。
【００４５】
ここで、読み出し時において、信号磁界を感受するのは、磁化自由層３３２５であり、磁化自由層３３２５の磁化の方向は、信号磁界に応じて変化する。この際、ＭＲ積層体３３２は、磁化自由層３３２５の磁化と磁化固定層３３２３の磁化とがなす角度に対応した抵抗値を示すので、その結果として、信号磁界に応じた再生出力電圧が得られることになる。
【００４６】
さらに、ＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両端のそれぞれに隣接して、バイアス硬磁性層３３５が形成されている。さらに、バイアス硬磁性層３３５上に、後述する第２のＭＲ絶縁層５１を介して、導磁路層４０が形成されている。このような構成により、導磁路層４０の２つの端４０ａ間に発生するトラック幅方向のコイル磁界を、磁化自由層３３２５に印加することができる。
【００４７】
なお、導磁路層４０は、例えば厚さ約０.１μｍ〜約５.０μｍ程度のＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等から形成されることができる。
【００４８】
図５（Ｂ）によれば、後述する第１のＭＲ絶縁層５０上に、複数の第１のバイアスコイル層４１０と、第１のバイアスコイル絶縁層４１２と、第２のＭＲ絶縁層５１と、導磁路層４０と、第３のＭＲ絶縁層５２と、複数の第２のバイアスコイル層４１１と、第２のバイアスコイル絶縁層４１３と、第４のＭＲ絶縁層５３とが、順次積層されている。ここで、図示されていないが、各第１のバイアスコイル層４１０と各第２のバイアスコイル層４１１とは、それぞれ交互に端部が重なり合っていて電気的に直列に接続されている。すなわち、複数の第１及び第２のバイアスコイル層４１０及び４１１は、第１及び第２のバイアスコイル絶縁層４１２及び４１３とともに、導磁路層４０の周りに巻かれたバイアスコイル部４１を構成している。なお、バイアスコイル部４１のコイル層の巻き数は、同図の巻き数に限らず、いくつにも設計可能である。
【００４９】
なお、第１及び第２のバイアスコイル層４１０及び４１１は、例えば厚さ約０.５μｍ〜約３μｍ程度のＣｕ等から形成されることができる。第１及び第２のバイアスコイル絶縁層４１２及び４１３は、例えば厚さ約０.１μｍ〜約５μｍ程度の熱硬化されたレジスト層等から形成されることができる。
【００５０】
図５（Ｃ）において、同図に示された断面には、バイアスコイル部４１から引き出された引き出し電極４１０ａ及び４１１ａが現れている。ここで、引き出し電極４１０ａ及び４１１ａは、それぞれ第１及び第２のバイアスコイル層４１０及び４１１から形成されるコイル巻きの端部のそれぞれと電気的に接続されている。引き出し電極４１０ａ及び４１１ａ上には、導電性を有する電極膜部材５４及び５７がそれぞれ形成されている。この電極膜部材５４及び５７上には、この電極膜部材５４及び５７を電極として電界めっきによって形成された、上方に伸びるバンプ５５及び５８がそれぞれ設けられている。電極膜部材５４及び５７並びにバンプ５５及び５８は、Ｃｕ等の導電材料等から形成することができる。電極膜部材５４及び５７の厚みは、約１０ｎｍ〜約２００ｎｍ程度であり、バンプ５５及び５８の厚みは、約５μｍ〜約３０μｍ程度である。
【００５１】
バンプ５５及び５８の上端は、被覆層３８から露出しており、これらの上端には、パッド５６及び５９がそれぞれ設けられている。このパッド５６及び５９を介して、バイアスコイル部４１に電流が供給されることになる。なお、同様にして、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４は信号端子電極３６（図３）と接続されているが、これらの接続構造は、図面の見易さのために表示されていない。
【００５２】
図６は、図３の磁気ヘッド素子の一実施形態としての長手磁気記録用の磁気ヘッド素子３２の構成を示す、図３のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図６における書き込み用の書き込みコイル層の巻き数は図を簡略化するため、図３における巻き数より少なく表されている。書き込みコイル層は１層、２層以上又はヘリカルコイルでもよい。
【００５３】
図６において、２１０はスライダ基板であり、磁気ディスク表面に対向するＡＢＳ３０を有し、書き込み及び読み出し動作時には回転する磁気ディスク表面上において流体力学的に所定の浮上量をもって浮上している。このスライダ基板２１０のＡＢＳ３０を底面とした際の一つの側面である素子形成面３１に、読み出し用のＭＲ効果素子３３と、書き込み用の電磁コイル素子３４と、導磁路手段としての例えば導磁路層４０と、磁束可変手段としての例えばバイアスコイル層４１とが主に形成されている。
【００５４】
ＭＲ効果素子３３は、上述したように、ＭＲ積層体３３２と、この積層体を挟む位置に配置されている上下部シールド層３３４及び３３０と、ハードバイアス磁界を印加するためのバイアス硬磁性層３３５とを備えている。なお、本実施形態では、ＭＲ積層体３３２がＣＰＰ−ＧＭＲタイプ又はＴＭＲタイプであるが、ＭＲ積層体３３２がＣＩＰ-ＧＭＲタイプである場合、上下部シールド層３３４及び３３０の各々とＭＲ積層体３３２との間に絶縁用の上下部シールドギャップ層がそれぞれ設けられる。さらに、ＭＲ積層体３３２にセンス電流を供給して再生出力を取り出すためのＭＲリード導体層が形成される。
【００５５】
電磁コイル素子３４は、本実施形態において長手磁気記録用であり、下部磁極層３４０と、ギャップ層３４１と、書き込みコイル層３４３と、上部磁極層３４５とを備えている。下部磁極層３４０及び上部磁極層３４５は、書き込みコイル層３４３によって誘導された磁束の磁束路となっており、端部３４０ａ及び３４５ａによって、ギャップ層３４１のヘッド端面３００側の端部を挟持している。このギャップ層３４１の端部からの漏洩磁界によって長手磁気記録用の磁気ディスクに書き込みが行なわれる。なお、下部磁極層３４０及び上部磁極層３４５の磁気ディスク側の端は、ヘッド端面３００に達しているが、ヘッド端面３００には、極薄の保護膜としてダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等のコーディングが施されている。
【００５６】
次いで、図６を用いて、磁気ヘッド素子３２の構成をより詳細に説明する。
【００５７】
例えばアルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等から形成されたスライダ基板２１０上に、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ０.０５〜１０μｍ程度の絶縁層６０が形成されている。この絶縁層６０上に、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ０.３〜３μｍ程度の下部シールド層３３０が形成され、さらにＭＲ積層体３３２及びＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＣｒ等からなるバイアス硬磁性層３３５が形成されている。
【００５８】
さらに、ＭＲ積層体３３２を取り囲みバイアス硬磁性層３３５を覆うように、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる第１及び第２のＭＲ絶縁層５０及び５１が形成されており、この第１及び第２のＭＲ絶縁層５０及び５１上に、バイアスコイル部４１及び導磁路層４０が形成されている。さらに、導磁路層４０上に、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる第３のＭＲ絶縁層５２が形成されており、さらに、バイアスコイル部４１及び第３のＭＲ絶縁層５２上に、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる第４のＭＲ絶縁層５３が形成されている。
【００５９】
この第４のＭＲ絶縁層５３上に、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ０.３〜４μｍ程度の上部シールド層３３４が形成されている。次いで、上部シールド層３３４上に、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる厚さ０.１〜２.０μｍ程度の素子間絶縁層６１が形成されている。
【００６０】
この素子間絶縁層６１上に、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ０.３〜３μｍ程度の下部磁極層３４０が形成されており、さらに、下部磁極層３４０上に、例えばＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等からなる厚さ０.０１〜０.５μｍ程度のギャップ層３４１が形成されており、さらにギャップ層３４１上に、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ０.１〜５μｍ程度の第１のコイル絶縁層３４４０が形成されている。この第１のコイル絶縁層３４４０上に、例えばＣｕ等からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の書き込みコイル層３４３が形成されており、さらに、この書き込みコイル層３４３を覆うように、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ０.１〜５μｍ程度の第２のコイル絶縁層３４４１が形成されている。
【００６１】
さらに、第２のコイル絶縁層３４４１を覆うように、例えばＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮ又はＦｅＺｒＮ等からなる厚さ０.５〜５μｍ程度の上部磁極層３４５が形成されている。さらに、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４等を覆うように、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる被覆層３８が形成されている。
【００６２】
図７は、図３の磁気ヘッド素子の他の実施形態としての垂直磁気記録用の磁気ヘッド素子３２´の構成を示す、図３のＢ−Ｂ線断面図である。同図において、図６の長手磁気記録用の磁気ヘッド素子３２と共通の又は対応する構成要素は、図４と同一の参照番号を用いて示されており、さらに同様の作用を示すものについては説明を省略している。
【００６３】
図７において、電磁コイル素子３４´は、本実施形態において垂直磁気記録用であり、主磁極層３４０´と、補助磁極層３４５´と、書き込みコイル層３４３´とを備えている。主磁極層３４０´は、書き込みコイル層３４３´によって誘導された磁束を、書き込みがなされる磁気ディスクの垂直磁気記録層まで収束させながら導くための磁路であり、主磁極主要層３４００´及び主磁極補助層３４０１´から構成されている。ここで、主磁極層３４０´のヘッド端面３００側の端部３４０ａ´における層厚方向の長さ（厚さ）は、この主磁極主要層３４００´のみの層厚に相当しており小さくなっている。この結果、高記録密度化に対応した微細な書き込み磁界を発生させることができる。
【００６４】
補助磁極層３４５´のヘッド端面３００側の端部は、補助磁極層３４５´の他の部分よりも層断面が広いトレーリングシールド部３４５０´となっている。このトレーリングシールド部３４５０´を設けることによって、トレーリングシールド部３４５０´の端部３４５０ａ´と主磁極層３４０´の端部３４０ａ´との間において磁界勾配がより急峻になる。この結果、信号出力のジッタが小さくなって読み出し時のエラーレートを小さくすることができる。
【００６５】
ここで、図７を用いて、磁気ヘッド素子３２´の構成をより詳細に説明する。なお、図４に示した磁気ヘッド素子３２と共通又は対応する構成要素については、同様の構成内容であるので、説明を省略する。
【００６６】
形成された素子間絶縁層６１上に、例えばＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等からなる厚さ０.０１〜０.５μｍ程度の主磁極主要層３４００´と、例えばＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の主磁極補助層３４０１´とが形成されている。
【００６７】
この主磁極補助層３４０１´上に、例えばＡｌ２Ｏ３又はＤＬＣ等からなる厚さ０.０１〜０.５μｍ程度のギャップ層３４１´が形成されており、さらにギャップ層３４１´上に、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ０.１〜５μｍ程度の第１のコイル絶縁層３４４０´が形成されている。この第１のコイル絶縁層３４４０´上に、例えばＣｕ等からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の書き込みコイル層３４３´が形成されており、さらに、この書き込みコイル層３４３´を覆うように、例えば熱硬化されたレジスト層等からなる厚さ０.１〜５μｍ程度の第２のコイル絶縁層３４４１´が形成されている。
【００６８】
さらに、第２のコイル絶縁層３４４１´を覆うように、例えばＮｉ、Ｆｅ及びＣｏのうちいずれか２つ若しくは３つからなる合金、又はこれらを主成分として所定の元素が添加された合金等からなる厚さ約０.５〜５μｍ程度の補助磁極層３４５´が形成されている。さらに、ＭＲ効果素子３３及び電磁コイル素子３４´等を覆うように、例えばＡｌ２Ｏ３等からなる被覆層４３が形成されている。
【００６９】
図８は、本発明の導磁路手段及び磁束可変手段における他の実施形態の構成を説明するための概略図である。
【００７０】
図８（Ａ）によれば、本実施形態においては、導磁路手段が２つのヨーク層８０から構成されており、磁束可変手段が、磁束発生部８１と、磁束発生部駆動手段であるＭＥＭＳ部８２とから構成されている。ここで、２つのヨーク層８０は、ＭＲ積層体３３２及びバイアス硬磁性層３３５よりも若干上方に位置しているが、それぞれの端８０ａが、ＭＲ積層体３３２のトラック幅方向の両端の各々の近傍に位置している。また、磁束発生部８１は、硬磁性部８１０と、この硬磁性部８１０のトラック幅方向の両端にそれぞれ連結された２つのコンタクト部８１１とから構成されている。この磁束発生部８１は、２つのコンタクト部８１１において、２つのヨーク層８０のそれぞれの端と接触していて磁気的に接続されているが、ＭＥＭＳ部８２によって移動させられることが可能となっている。
【００７１】
ＭＥＭＳ部８２は、磁束発生部８１を移動させる磁束発生部駆動手段となっており、磁束発生部８１に固着されていて可動である２つの第１の櫛歯電極８２０及び８２２と、第１の櫛歯電極の櫛歯と噛み合う位置に設けられた櫛歯を有しており固定された２つの第２の櫛歯電極８２１及び８２３と、配線部８２４とから構成されている。配線部８２４は、第１及び第２の櫛歯電極８２０及び８２１と、第１及び第２の櫛歯電極８２２及び８２３とを電気的に並列に接続しており、両者に同時に駆動用の電圧を印加することを可能にしている。なお、配線部の端子８２４ａ及び８２４ｂは、それぞれ駆動端子電極３７（図３）に接続されている。
【００７２】
図８（Ａ）の状態では、２つのヨーク層８０及び磁束発生部８１は磁気的に接続しているので、硬磁性部８１０からの磁束によって、ヨーク層８０の端８０ａの間にヨーク磁界８３が発生する。ここで、このヨーク磁界８３の向きは、硬磁性部８１０の磁化の向きを選択することによって、バイアス硬磁性層３３５によるハードバイアス磁界８４の向きと揃えられている。従って、ＭＲ積層体３３２には、このヨーク磁界８３とバイアス硬磁性層３３５によるハードバイアス磁界８４とのより大きな合成磁界が、第１のバイアス磁界８５として印加されることになる。
【００７３】
次いで、図８（Ｂ）に示したように、第１及び第２の櫛歯電極８２０及び８２１の間と、第１及び第２の櫛歯電極８２２及び８２３の間とに適当な電圧をそれぞれ印加すると、第１の櫛歯電極部８２０及び８２２が、固定された第１及び第２の櫛歯電極部８２２及び８２３に、クーロン力によってそれぞれ引き寄せられる。その結果、磁束発生部８１が、ヨーク層８０の層面内の方向であって矢印８６の向きに移動することによって、ヨーク層８０から十分な間隔ＤＹだけ離隔してヨーク層８０と磁気的にほとんど断絶する。これにより、ＭＲ積層体３３２には、ほぼハードバイアス磁界８４の大きさであって、第１のバイアス磁界よりも小さい第２のバイアス磁界８７が印加されることになる。従って、例えば、後述するように、非書き込み時には、十分に大きい第１のバイアス磁界を印加してＭＲ積層体の磁化状態を安定的に保持した上で、読み出し時には、第１のバイアス磁界よりも小さく、磁化自由層の磁化が信号磁界に十分に追随することができるような第２のバイアス磁界を印加することが可能となる。その結果、環境温度履歴の影響を受けない安定した低ノイズの再生出力と高い再生感度とを共に実現することができる。
【００７４】
さらに、ＭＥＭＳ部８２に印加する電圧値を選択することによって、ヨーク層８０と磁束発生部８１との間隔ＤＹを調整して、第１及び第２のバイアス磁界に限らず、種々の大きさの磁界をＭＲ積層体に印加することができる。従って、例えば、ＭＲ効果素子として最適のバイアスポイントを実現することも可能となり、又は磁化自由層の磁化状態を初期化することもできる。
【００７５】
また、本実施形態においてヨーク層は２つ設けられているが、ＭＲ積層体に確実にバイアス磁界を印加することが可能であるならば、１つでもよい。さらに、本実施形態において第１及び第２の櫛歯電極の組は２つ設けられているが、磁束発生部を必要なだけ安定して移動させることができれば、１つだけ設けられていてもよいし、３つ以上設けられていてもよい。さらにまた、ＭＲ積層体への静バイアス磁界印加手段として、バイアス硬磁性層に代わって、インスタックバイアス積層体が用いられてもよい。
【００７６】
図９は、ＭＥＭＳ部８２の変更態様を説明するための概略図である。
【００７７】
図９（Ａ）によれば、ＭＥＭＳ部８２´は、磁束発生部８１´に固着されておりヨーク層８０´の層面内の方向であって両矢印９０の方向に可動である第１の平板電極８２０´と、第１の平板電極８２０´に対向しており固定されている第２の平板電極８２１´とを備えている。ここで、両電極に電圧を印加することによって、磁束発生部８１´を、クーロン力によって、ヨーク層８０´の層面内の方向であって矢印９０の向きに移動させることができる。その結果、磁束発生部８１´をヨーク層８０´から間隔ＤＹ´だけ離隔させて、ＭＲ積層体に印加されるバイアス磁界を調整することができる。
【００７８】
図９（Ｂ）によれば、ＭＥＭＳ部８２´´は、磁束発生部８１´´に固着されておりヨーク層８０´´の層面に垂直であって両矢印９２の方向に可動である第１の櫛歯電極８２０´´と、第１の櫛歯電極８２０´´の櫛歯と噛み合う位置に設けられた櫛歯を有しており固定された第２の櫛歯電極８２１´´とを備えている。ここで、両電極に電圧を印加することによって、磁束発生部８１´´を、クーロン力によって、ヨーク層８０´´の層面に垂直であって矢印９３の向きに移動させることができる。その結果、磁束発生部８１´´をヨーク層８０´´から間隔ＤＹ´´だけ離隔させて、ＭＲ積層体に印加されるバイアス磁界を調整することができる。
【００７９】
以上の２つの変更態様においても、第１及び第２の電極の組は、１つでもよいし、２つ以上でもよい。なお、複数の場合、これらの電極部の組は、互いに並列に接続されていることが好ましい。
【００８０】
図１０は、本発明の導磁路手段及び磁束可変手段における、さらに他の実施形態の構成を説明するための概略図である。
【００８１】
図１０（Ａ）は、本実施形態に用いられる回転型アクチュエータ９４の原理図である。同図によれば、回転型アクチュエータ９４は、自身の中心を軸として自転可能である２つ以上の極を有するロータ９４０と、このロータの各極と対向し得る位置にあってロータ９４０を取り囲むように配置された２つ以上の極を有するステータ９４１とから構成されている。このロータ９４０とステータ９４１との間に電圧を印加すると、クーロン力によってトルクが発生し、ロータ９４０が回転する。ここで、ロータ９４０及びステータ９４１のそれぞれの極は、２つ以上でもよく、例えばロータ９４０が４極であってステータ９４１が３極であってもよい。いずれにしても、所定の電圧パターンを印加してやることによって、ロータの回転角を選択することができる。
【００８２】
図１０（Ｂ）によれば、本実施形態において磁束発生部に相当する硬磁性部９６は、ロータ９４０に固着されている。この硬磁性部９６の両端は、回転型アクチュエータ９４に電圧が印加されていない状態において、ヨーク層９５のそれぞれの端と接触又は非常に微小な間隔をもって隣接しており、磁気的に接続されている。この場合、硬磁性部９６からの磁束による磁界と、ＭＲ積層体に隣接した静バイアス磁界印加手段からのバイアス磁界との合成磁界が、第１のバイアス磁界としてＭＲ積層体に印加される。
【００８３】
次いで、本実施形態において磁束発生部駆動手段であるＭＥＭＳ部に相当する回転型アクチュエータ９４に、所定の電圧パターンを印加してやることによって、図８（Ｃ）に示すように、硬磁性部９６を９０度回転させる。この回転によって、硬磁性部９６の両端とヨーク層のそれぞれの端とは離隔してしまうので、硬磁性部からの磁束はヨーク層にはほとんど届かない。その結果、ＭＲ積層体に隣接した静バイアス磁界印加手段からのバイアス磁界が、第１のバイアス磁界よりも小さい第２のバイアス磁界として、ＭＲ積層体に印加されることになる。これにより、例えば、後述するように、非書き込み時には、十分に大きい第１のバイアス磁界を印加してＭＲ積層体の磁化状態を安定的に保持した上で、読み出し時には、第１のバイアス磁界よりも小さく、磁化自由層の磁化が信号磁界に十分に追随することができるような第２のバイアス磁界を印加することが可能となる。その結果、環境温度履歴の影響を受けない安定した低ノイズの再生出力と高い再生感度とを共に実現することができる。
【００８４】
さらに、回転型アクチュエータ９４に印加する電圧パターンを選択することによって、ロータ９４０の回転角を調整して、第１及び第２のバイアス磁界に限らず、種々の大きさの磁界をＭＲ積層体に印加することができる。従って、例えば、ＭＲ効果素子として最適のバイアスポイントを実現することも可能となり、又は磁化自由層の磁化状態を初期化することもできる。
【００８５】
また、本実施形態においてヨーク層は２つ設けられているが、ＭＲ積層体に確実にバイアス磁界を印加することが可能であるならば１つでもよい。さらには、回転する硬磁性部９６を取り囲む位置に配置されており枝分かれした２つ以上の端を有するヨーク層が設けられていてもよい。
【００８６】
以上、図８から図１０において説明したようなＭＥＭＳ部を磁束発生部駆動手段とした実施形態又は変更態様は、図４に示したような磁束可変手段としてバイアスコイル部を備えた実施形態に比べて、磁束可変手段の消費電力が相当小さくて済む利点を有する。特に、読み出し時において磁束可変手段を動作させる場合、読み出し用の電力を供給しているプリアンプ部に大きな負担をかけずに済む。
【００８７】
なお、これらのＭＥＭＳ部の電極等は、例えばＳｉ等を材料として、フォトリソグラフィ法及びドライエッチング法等を用いて加工、形成されることができる。また、配線部等の導電部分は、例えば、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法等によって成膜されたＡｌ等を用いて形成されることができる。さらに、絶縁部分は、例えば、熱酸化法によるシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜を用いて形成されることができる。
【００８８】
図１１は、図１の実施形態におけるＨＤＤの記録再生及び磁束制御回路１３の回路構成を示すブロック図である。
【００８９】
同図において、記録再生及び磁束制御回路１３は、ＣＰＵ１１００と、記録再生チャネル１１０１と、プリアンプ部１１０２とを備えている。記録再生チャネル１１０１から出力される記録データは、プリアンプ部１１０２に供給される。プリアンプ部１１０２は、ＣＰＵ１１００から出力された記録制御信号をライトゲート１１０３で受け取り、この記録制御信号が書き込み動作を指示するときのみ、記録データを電磁コイル素子３４へ供給する。この際、プリアンプ部１１０２は、この記録データに従ってコイル層３４３に書き込み電流を流し、磁気ディスク上に記録が行なわれる。
【００９０】
また、ＣＰＵ１１００から出力されてリードゲート１１０４で受け取られた再生制御信号が読み出し動作を指示するときのみ、プリアンプ部１１０２からＭＲ積層体３３２に定電流が流れる。この際、ＭＲ効果素子３３から、プリアンプ部１１０２に受け取られた再生信号は、増幅復調されて再生データとして記録再生チャネル１１０１に出力される。
【００９１】
プリアンプ部１１０２は、ＣＰＵ１１００から出力される磁束制御信号を受け取る。この磁束制御信号がオン動作指示である場合、電流又は電圧が磁束可変手段４１に印加されて、導磁路手段４０の両端からバイアス用の磁界がＭＲ積層体３３２に印加される。この際の電流値又は電圧値は、磁束制御信号に応じた値に制御される。
【００９２】
なお、図１１において、プリアンプ部１１０２は、記録再生回路及び磁束制御回路を共に備えていることになる。ここで、ＣＰＵ１１００は、これらの両回路を共に制御しており、読み出し及び／又は書き込み動作とタイミングを合わせて磁束制御回路を駆動させることができる。
【００９３】
さらに、記録再生及び磁束制御回路１３の回路構成も、図１１に示したものに限定されるものでないことは明らかである。例えば、記録再生回路及び磁束制御回路をそれぞれ独立して設けてもよいし、磁束可変手段への電力供給を独立した電源を用いて行ってもよい。
【００９４】
図１２は、本発明による磁気記録再生方法の２つの実施形態を説明するタイムチャートである。
【００９５】
図１２（Ａ）によれば、最初に、ライトゲートがＯＮ状態である書き込み時を含む非読み出し時において、磁束可変手段への電力投入は行われない。次いで、リードゲートがＯＮ状態となりＭＲ効果素子による読み出し動作が開始すると同時に又はその直前に、磁束可変手段に電力が投入される。さらに、リードゲートがＯＦＦ状態となりＭＲ効果素子による読み出し動作が終了すると同時に又はその直後に、磁束可変手段への電力投入が終了する。
【００９６】
ここで、磁束可変手段に電力が投入されると、導磁路手段を介して、ＭＲ積層体に磁界が印加される。この際、この磁界の向きが、図４及び図８から図１０までに示したように、ＭＲ積層体に隣接して設置された静バイアス磁界印加手段による静磁界の向きと正反対になるように設定される。これによって、まず、非読み出し時には、静バイアス磁界印加手段による十分に大きい第１のバイアス磁界をＭＲ積層体に印加して、ＭＲ積層体の磁化状態を安定的に保持することができる。次いで、読み出し時には、第１のバイアス磁界よりも電力投入による磁界分だけ小さく、磁化自由層の磁化が信号磁界に十分に追随することができるような第２のバイアス磁界を印加することが可能となる。その結果、環境温度履歴の影響を受けない安定した低ノイズの再生出力と高い再生感度とを共に実現することができる。
【００９７】
この場合、磁束可変手段が電力を消費するのは、読み出し時においてのみであり、電源としてのプリアンプ部に大きな負担をかけることはない。
【００９８】
次いで、図１２（Ｂ）において、他の実施形態を説明する。この実施形態においては、磁束可変手段に電力が投入された際にＭＲ積層体に発生する磁界の向きを、図１２（Ａ）において説明したのとは逆に、静バイアス磁界印加手段による静磁界の向きと揃うように設定しておく。
【００９９】
このような設定下において、ライトゲートがＯＮ状態である書き込み動作中の所定の時点から又は書き込み動作終了後に、磁束可変手段に電力が投入される。さらに、リードゲートがＯＮ状態となりＭＲ効果素子による読み出し動作が開始すると同時に又はその直前に、磁束可変手段への電力投入が終了する。
【０１００】
書き込み動作中には、特に、ＭＲ積層体に書き込みコイル層からのジュール熱が伝搬して、ＭＲ積層体の温度が上昇する。この間、不要な電力消費を回避するために、磁束可変手段には電力が投入されていない。この結果、ＭＲ積層体には、静バイアス磁界印加手段による第１のバイアス磁界が印加されている。次いで、このような温度履歴を経た状況において、書き込み動作が終了する前から又は終了した直後に、第１のバイアス磁界よりも電力投入による磁界分だけ大きい第２のバイアス磁界をＭＲ積層体に印加して、ＭＲ積層体の磁化状態を安定化させる。その後、読み出し開始と同時に又は開始直前に、磁束可変手段への電力投入を終了させる。この結果、ＭＲ積層体には、磁化自由層の磁化が信号磁界に十分に追随することができる最初の第１のバイアス磁界が印加されることになる。これにより、環境温度履歴の影響を受けない安定した低ノイズの再生出力と高い再生感度とを共に実現することができる。
【０１０１】
この場合、磁束可変手段が電力を消費するのは、読み出し動作前の所定時間のみであって、この所定時間を出来るだけ少なく設定することによって、電源としてのプリアンプ部に大きな負担をかけることが回避される。
【０１０２】
また、図１２（Ｂ）の実施形態においては、書き込み動作中の所定の時点から又は書き込み動作終了の直後に、磁束可変手段に電力が投入されているが、この電力投入の指示を発生させるイベントとして、ＨＤＤ内の環境温度又は薄膜磁気ヘッド若しくはＭＲ効果素子の温度の検出結果を用いることも可能である。すなわち、所定の温度又は温度履歴を認識した場合に電力投入の指示を発生させる。この場合、それぞれの対象物付近に温度センサを設置して温度検出を行うことができる。さらに、ＭＲ効果素子がＧＭＲ効果素子である場合、温度センサの代わりに、このＧＭＲ素子の抵抗値をモニタすることによって温度検出が可能となる。
【０１０３】
以上に説明した磁気記録再生方法は、ＭＲ積層体に、読み出し又は書き込み動作等に応じて、少なくとも２つのバイアス磁界を適切なタイミングで印加可能であって初めて可能となる。ここで、本発明の薄膜磁気ヘッドのいずれの実施形態又は変更態様を用いても、磁束可変手段への電力投入によって、導磁路手段から発生するバイアス磁界を自由に変化させることができる。これにより、上述した磁気記録再生方法を実現することが可能となる。
【０１０４】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明によるＨＤＤの一実施形態における要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明によるＨＧＡの一実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２の実施形態におけるＨＧＡの先端部に装着されている薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。
【図４】図３の実施形態におけるＭＲ効果素子を素子形成面側から透視的に見た平面図である。
【図５】図４の実施形態のＭＲ効果素子における、図４のＣ−Ｃ線及びＤ−Ｄ断面図、及び図３の実施形態における端子電極部を説明するための、図３におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図３の磁気ヘッド素子の一実施形態としての長手磁気記録用の磁気ヘッド素子の構成を示す、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図３の磁気ヘッド素子の他の実施形態としての垂直磁気記録用の磁気ヘッド素子の構成を示す、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】本発明の導磁路手段及び磁束可変手段における他の実施形態の構成を説明するための概略図である。
【図９】ＭＥＭＳ部の変更態様を説明するための概略図である。
【図１０】本発明の導磁路手段及び磁束可変手段における、さらに他の実施形態の構成を説明するための概略図である。
【図１１】図１の実施形態におけるＨＤＤの記録再生及び磁束制御回路の回路構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明による磁気記録再生方法の２つの実施形態を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  磁気ディスク
１１  スピンドルモータ
１２  アセンブリキャリッジ装置
１３  記録再生及び磁束制御回路
１４  駆動アーム
１５  ＶＣＭ
１６  ピボットベアリング軸
１７  ＨＧＡ
２０  サスペンション
２１  スライダ
２１０  スライダ基板
２２  ロードビーム
２３  フレクシャ
２４  ベースプレート
２５  配線部材
３０  ＡＢＳ
３００  ヘッド端面
３１  素子形成面
３２  磁気ヘッド素子
３３  ＭＲ効果素子
３３０  下部シールド層
３３２  ＭＲ積層体
３３２３  磁化固定層
３３２４  非磁性中間層
３３２５  磁化自由層
３３４  上部シールド層
３３５  バイアス硬磁性層
３４  電磁コイル素子
３４０  下部磁極層
３４０´  主磁極層
３４０ａ、３４０ａ´、３４５ａ、３４５０ａ´  端部
３４００´  主磁極主要層
３４０１´  主磁極補助層
３４１、３４１´  ギャップ層
３４３、３４３´  書き込みコイル層
３４４０、３４４０´  第１のコイル絶縁層
３４４１、３４４１´  第２のコイル絶縁層
３４５  上部磁極層
３４５´  補助磁極層
３４５０´  トレーリングシールド部
３６  信号端子電極
３７  駆動端子電極
３８  被覆層
４０  導磁路層
４０ａ、８０ａ  端
４１  バイアスコイル部
４１０  第１のバイアスコイル層
４１０ａ、４１１ａ  引き出し電極
４１１  第２のバイアスコイル層
４１２  第１のバイアスコイル絶縁層
４１３  第２のバイアスコイル絶縁層
４２、８４  ハードバイアス磁界
４３  コイル磁界
４４  合成磁界
５０  第１のＭＲ絶縁層
５１  第２のＭＲ絶縁層
５２  第３のＭＲ絶縁層
５３  第４のＭＲ絶縁層
５４、５７  電極膜部材
５５、５８  バンプ
５６、５９  パッド
６０  絶縁層
６１  素子間絶縁層
８０、８０´、８０´´、９５  ヨーク層
８１、８１´、８１´´  磁束発生部
８１０、９６  硬磁性部
８１１  コンタクト部
８２、８２´、８２´´  ＭＥＭＳ部
８２０、８２０´、８２０´´、８２２  第１の櫛歯電極
８２１、８２１´、８２１´´、８２３  第２の櫛歯電極
８２４  配線部
８２４ａ、８２４ｂ  端子
８３  ヨーク磁界
８５  第１のバイアス磁界
８６、９１、９３  矢印
８７  第２のバイアス磁界
９０、９２  両矢印
９４  回転型アクチュエータ
９４０  ロータ
９４１  ステータ
１１００  ＣＰＵ
１１０１  記録再生チャネル
１１０２  プリアンプ部
１１０３  ライトゲート
１１０４  リードゲート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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