(57)【要約】【課題】ＭＲ比の低下や再生分解能の劣化を発生させることなく、スピントランスファトルクに起因する磁気ノイズを抑制する。【解決手段】本発明は、第１磁気シールド７２ａと、第２磁気シールド７２ｂと、第１磁気シールド７２ａと、第２磁気シールド７２ｂと、の間に設けられ、外部磁界に応じて磁化方向が変化する第１磁化自由層１０３を含む磁気抵抗効果膜７１と、磁気抵抗効果膜７１と、第１磁気シールド７２ａと、の間に設けられ、第１磁気シールド７２ａよりも飽和磁束密度が高い第３磁気シールド７２ｃと、を有する再生ヘッド部７０を備えた磁気ヘッド１１０である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１磁気シールドと、
第２磁気シールドと、
前記第１磁気シールドと、前記第２磁気シールドと、の間に設けられ、外部磁界に応じて磁化方向が変化する第１磁化自由層を含む磁気抵抗効果膜と、
前記磁気抵抗効果膜と、前記第１磁気シールドと、の間に設けられ、前記第１磁気シールドよりも飽和磁束密度が高い第３磁気シールドと、
を有する再生部を備えたことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記磁化自由層と前記第３磁気シールドとの間隔は、前記磁化自由層と前記第２磁気シールドとの間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記再生部は、
前記磁気抵抗効果膜と、前記第２磁気シールドと、の間に設けられ、前記第２磁気シールドよりも飽和磁束密度が高い第４磁気シールドを、さらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記磁気抵抗効果膜は、
前記第１磁化自由層と前記第２磁気シールドとの間に設けられた磁化固定層磁化固着層と、
前記磁化固定層磁化固着層と前記磁化自由層との間に設けられた中間層と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記磁気抵抗効果膜は、
前記第１磁化自由層と前記第２磁気シールドとの間に設けられた第２磁化自由層と、
前記第１磁化自由層と、前記第２磁化自由層と、の間に配置された中間層と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記第３磁気シールドの前記第１磁化自由層側の面と、前記第１磁化自由層の前記第３磁気シールド側の面との間隔は、１０ナノメートル以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項７】
前記第３磁気シールドは、
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｆｅの合金、およびＣｏの合金のうちいずれかを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項８】
前記第３磁気シールドの、前記第１磁化自由層に向かう方向に沿った前記第３シールドの厚さは、３０ナノメートル以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項９】
前記第３磁気シールドの前記第１磁化自由層側の面の大きさは、前記第１磁化自由層の前記第３磁気シールド側の面の大きさよりも大きいことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の磁気ヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の磁気ヘッドを一端に搭載するサスペンションと、
前記サスペンションの他端に接続されたアクチュエータアームと、
を備えたことを特徴とする磁気ヘッドアセンブリ。
【請求項１１】
請求項１０記載の磁気ヘッドアセンブリと、
前記磁気ヘッドアセンブリに搭載された前記磁気ヘッドを用いて情報が再生される磁気記録媒体と、
を備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）の信号再生には、膜面垂直方向に電流を通電するＴＭＲ（Tunneling MagnetoResistive）ヘッドが使用されている。今後、記録密度の向上に伴い、再生素子の微細化が必須となり、単位断面積当たりの抵抗が小さな磁気抵抗効果素子が必要となる。
【０００３】
一方、２０ナノメートル（ｎｍ）角程度に素子が微細化すると、スピントランスファトルクに起因する磁気ノイズが小さな電流でも発生し易くなることが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
そこで、磁気抵抗効果の膜構成を工夫して、スピントランスファトルクに起因するノイズを抑制する方法が検討されている（例えば、非特許文献２、３参照。）。また、中間層を介して一対の磁化自由層を設けた構造体を含む磁気抵抗効果膜も考えられている（例えば、非特許文献４参照。）。しかしながら、これらの技術では、ＭＲ比の低下や、磁気抵抗効果膜の膜厚の増大により再生分解能の劣化が懸念される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】K.Yamada et al: INTERMAG2008, Digest, GB-07
【非特許文献２】S.Maat, N.Smith, M.J.Carey, and J.R.Childress: ALLIED PHYSYCS LETTERS 93, 103506(2008)
【非特許文献３】M.J.Carey et al: ALLIED PHYSYCS LETTERS 93, 102509(2008)
【非特許文献４】R.Lamberton et al: IEEE Trans, Magn., vol 43, (2007) p645
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＭＲ比の低下や再生分解能の劣化を発生させることなく、スピントランスファトルクに起因する磁気ノイズを抑制する磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録再生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、第１磁気シールドと、第２磁気シールドと、前記第１磁気シールドと、前記第２磁気シールドと、の間に設けられ、外部磁界に応じて磁化方向が変化する第１磁化自由層を含む磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜と、前記第１磁気シールドと、の間に設けられ、前記第１磁気シールドよりも飽和磁束密度が高い第３磁気シールドと、を有する再生部を備えたことを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、前記磁気ヘッドを一端に搭載するサスペンションと、前記サスペンションの他端に接続されたアクチュエータアームと、を備えたことを特徴とする磁気ヘッドアセンブリが提供される。
【０００９】
また、本発明の他の一態様によれば、前記磁気ヘッドアセンブリと、前記磁気ヘッドアセンブリに搭載された前記磁気ヘッドを用いて情報が再生される磁気記録媒体と、を備えたことを特徴とする磁気記録再生装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＭＲ比の低下や再生分解能の劣化を発生させることなく、スピントランスファトルクに起因する磁気ノイズを抑制する磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録再生装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】磁気ヘッドを示す模式図である。
【図２】磁気ヘッドを示す模式的斜視図である。
【図３】磁気記録再生装置の一部を示す模式的斜視図である。
【図４】比較例に係る磁気ヘッドを示す模式図である。
【図５】磁気ヘッドの特性を示す図である。
【図６】磁気ヘッドの特性を示す図である。
【図７】磁気ヘッドの特性を示す図である。
【図８】磁気ヘッドを示す模式図である。
【図９】磁気記録再生装置の構成を示す模式的斜視図である。
【図１０】磁気記録再生装置の一部を示す模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。  
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る磁気ヘッドの構成を例示する模式図である。  
図２は、第１の実施の形態に係る磁気ヘッドの構成を例示する模式的斜視図である。  
図３は、第１の実施の形態に係る磁気ヘッドを搭載するヘッドスライダの構成を例示する模式的斜視図である。  
まず、本実施の形態に係る磁気ヘッドの概要と動作について図２および図３を用いて説明する。
【００１４】
図２に表したように、磁気ヘッド１１０は、再生ヘッド部（再生部）７０を備えている。さらに、磁気ヘッド１１０は、書き込みヘッド部６０を備えている。
【００１５】
書き込みヘッド部６０は、主磁極６１と、リターンパス（シールド）６２と、スピントルク発振子１０（積層構造体）とを備える。スピントルク発振子１０は、主磁極６１と、リターンパス６２と、の間に設けられる。なお、本実施の形態に係る磁気ヘッド１１０は、書き込みヘッド部６０としてスピントルク発振子１０以外を用いたものでもよい。すなわち、磁気ヘッド１１０には、任意の記録方式を適用することができる。
【００１６】
再生ヘッド部７０は、磁気抵抗効果膜７１と、第１磁気シールド７２ａと、第２磁気シールド７２ｂとを含む。磁気抵抗効果膜７１は、第１磁気シールド７２ａと、第２磁気シールド７２ｂとの間に設けられている。
【００１７】
上記の再生ヘッド部７０の各要素、および上記の書き込みヘッド部６０の各要素は、図示しない、例えばアルミナの絶縁体により分離される。
【００１８】
磁気抵抗効果膜７１としては、ＧＭＲ素子、ＴＭＲ素子、またはＣＣＰ（Current-Confined-Path）型ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ素子を利用することが可能である。
【００１９】
図３に表したように、磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ３に搭載される。ヘッドスライダ３は、例えばＡｌ２Ｏ３／ＴｉＣからなり、磁気ディスクなどの磁気記録媒体８０の上を、浮上または接触しながら相対的に運動できるように設計され、製作される。
【００２０】
ヘッドスライダ３は、例えば、空気流入側３Ａと空気流出側３Ｂとを有し、磁気記録ヘッド１１０は、空気流出側３Ｂの側面などに配置される。これにより、ヘッドスライダ３に搭載された磁気ヘッド１１０は、磁気記録媒体８０の上を浮上または接触しながら相対的に運動する。
【００２１】
図２に表したように、磁気記録媒体８０は、例えば媒体基板８２と、その上に設けられた磁気記録層８１と、を有する。書き込みヘッド部６０から印加される磁界により、磁気記録層８１の磁化８３が所定の方向に制御され、書き込みがなされる。なお、この時、磁気記録媒体８０は、媒体移動方向８５の方向に、磁気記録ヘッド１１０に対して相対的に移動する。一方、再生ヘッド部７０は、磁気記録層８１の磁化の方向を読み取る。
【００２２】
次に、再生ヘッド部７０の構成を説明する。
【００２３】
図１は、再生ヘッド部７０の模式的断面図である。  
再生ヘッド７０は、磁気記録媒体８０に対向して配置される。ここで、図１において、磁気抵抗効果膜７１の積層方向を方向Ｙとする。方向Ｙに対して垂直な方向のうち、磁気記録媒体８０と対向する磁気抵抗効果膜７１の面に対して垂直な方向を方向Ｚとする。方向Ｙと方向Ｚとに対して垂直な方向を方向Ｘとする。図１は、Ｙ−Ｚ平面での断面図を示している。なお、方向Ｙは、記録トラック進行方向と一致しているものとする。    
図１には示されないが、再生ヘッド部７０には書き込みヘッド部６０が設けられている。
【００２４】
再生ヘッド部７０は、磁気記録媒体８０に記録された磁化の方向に基づく抵抗の変化を読み取る。すなわち、磁気抵抗効果膜７１の膜面に対してほぼ垂直方向（方向Ｙ）にセンス電流Ｉｓを流し、磁気記録媒体８０に記録された磁化の方向に応じた抵抗の変化をセンス電流Ｉｓの変化として検出する。
【００２５】
再生ヘッド部７０は、第１磁化自由層１０３を含む磁気抵抗効果膜７１と、磁気抵抗効果膜７１の一方の面側に配置される第１磁気シールド７２ａと、磁気抵抗効果膜７１の他方の面側に配置される第２磁気シールド７２ｂと、磁気抵抗効果膜７１と第１磁気シールド７２ａとの間に配置される第３磁気シールド７２ｃと、を備えている。
【００２６】
磁気抵抗効果膜７１の幅（方向Ｘに沿った長さ）は、記録トラック幅と同等、またはトラック幅以下に設けられている。磁気抵抗効果膜７１においては、第１磁気シールド７２ａおよび第２磁気シールド７２ｂを通じて磁気抵抗効果膜７１の膜面垂直方向に電流（センス電流Ｉｓ）を通電する。
【００２７】
磁気抵抗効果膜７１は、例えば下地層１０４、磁化固着層１０１、中間層１０２、第１磁化自由層１０３、およびキャップ層１０５を有する。磁気抵抗効果膜７１は、例えば、下地層１０４、磁化固着層１０１、中間層１０２、第１磁化自由層１０３、およびキャップ層１０５の順に、方向Ｙに沿って積層される。  
すなわち、磁気記抵抗効果膜７１は、第１磁気シールド７２ａから第２シールド７２ｂに向かう積層方向に沿って第１磁化自由層１０３に対向する磁化固着層１０１と、磁化固着層１０１と第１磁化自由層１０３との間に設けられた中間層１０２と、をさらに有する。
【００２８】
ここで、下地層１０４には、例えば、Ｔａ、Ｒｕ、Ｐｔ、またはＣｕが用いられる。磁化固着層１０１には、例えば、反強磁性膜、磁性層（ＦｅＣｏ合金など）、反強磁性結合膜（Ｒｕなど）、磁性層（ＦｅＣｏ合金やＦｅＣｏＢ合金など）を用いた４層構成が用いられる。
【００２９】
中間層１０２には、例えば、Ｃｕなどの金属層、絶縁層内に埋め込まれた導電層、またはＭｇＯなどの絶縁層、が用いられる。
【００３０】
また、第１磁化自由層１０３には、外部磁界に応じて磁化方向が変化する層（フリー層）であり、例えば、ＮｉＦｅ合金、ＦｅＣｏ合金、またはＦｅＣｏＢ合金が用いられる。キャップ層１０５には、例えば、Ｒｕ、Ｃｕ、またはＰｔが用いられる。
【００３１】
第１磁気シールド７２ａおよび第２磁気シールド７２ｂには、例えば、ＮｉＦｅ合金が用いられる。第１磁気シールド７２ａおよび第２磁気シールド７２ｂは、磁気抵抗効果膜７１を間に挟持する。
【００３２】
本実施の形態の係る磁気ヘッド１１０では、再生ヘッド部７０における磁気抵抗効果膜７１と、第１磁気シールド７２ａと、の間に第３磁気シールド７２ｃが設けられている。すなわち、磁気抵抗効果膜７１の一方の面側に設けられる磁気シールドが、第１磁気シールド７２ａと第３磁気シールド７２ｃとを含む積層構造となっている。
【００３３】
この積層構造では、第１磁化自由層１０３と第３磁気シールド７２ｃとの間隔は、磁化自由層１０３と第２磁気シールド７２ｂとの間隔よりも狭い。
すなわち、磁化自由層１０３の第３磁気シールド７２ｃに対向する側の表面と、第３磁気シールド７２ｃの磁化自由層１０３に対向する側の表面と、の間隔Ｄは、第１磁化自由層１０３の第２磁気シールド７２ｂに対向する側の表面と、第２磁気シールド７２ｂの第１磁化自由層１０３に対向する側の表面と、の間隔Ｄ０よりも狭い。
【００３４】
ここで、第３磁気シールド７２ｃの飽和磁束密度は、第１磁気シールド７２ａの飽和磁束密度よりも高い。第３磁気シールド７２ｃには、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｆｅ合金、またはＣｏ合金が用いられる。また、第３磁気シールド７２ｃには、軟磁性改善のために非磁性元素（Ｎ、Ｃ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅなど）を添加してもよい。  
なお、磁気抵抗効果膜７１を微細形状にパターニングした後、第３磁気シールド７２ｃとキャップ層１０５との間に、結晶性を改善する下地層（図示せず）を設けても良い。この下地層は、Ｘ−Ｚ面でキャップ層１０５とは異なる面積になる。  
この下地層には、例えば、非磁性体、または第３磁気シールド７２ｃよりも低い飽和磁束密度の磁性体を用いることができる。  
さらに、第３磁気シールド７２ｃには、第３磁気シールド７２ｃ内の不安定磁区除去のために、１ナノメートル（ｎｍ）程度、またはそれ以下の厚さの、例えばＲｕ、Ｒｈ、またはＩｒの層を挿入してもよい。上記の層が挿入された第３磁気シールド７２ｃでは、この層を間にしたシールド材が互いに強く反強磁性的に結合するので、単磁区化されやすくなる。
【００３５】
第３磁気シールド７２ｃの第１磁化自由層１０３側の面の大きさ（Ｘ−Ｚ平面の面積）は、第１磁化自由層１０３の第３磁気シールド７２ｃ側の面の大きさ（Ｘ−Ｚ平面の面積）よりも大きくなっている。例えば、第３磁気シールド７２ｃは、第１磁気シールド７２ａにおける磁気抵抗効果膜７１側の面の大きさとほぼ同じ大きさで積層されている。
【００３６】
（比較例）
ここで、比較例の説明を行う。図４は、比較例に係る磁気ヘッドの構成を例示する模式図である。  
図４では、図１と同様、磁気記録媒体８０に対向して配置された再生ヘッド部７０の、Ｙ−Ｚ平面での断面を示している。
【００３７】
比較例に係る磁気ヘッド１０９は、第１磁化自由層１０３を含む磁気抵抗効果膜７１と、磁気抵抗効果膜７１の一方の面側に配置される第１磁気シールド７２ａと、磁気抵抗効果膜７１の他方の面側に配置される第２磁気シールド７２ｂと、を備えている。
【００３８】
また、磁気抵抗効果膜７１は、下地層１０４、磁化固着層１０１、中間層１０２、第１磁化自由層１０３、キャップ層１０５を有している。
【００３９】
このような構成を有する磁気ヘッド１０９において、スピントランスファトルクを抑制するため、第１磁化自由層１０３に希土類元素を含む層を積層する方法や、Ｒｕ層および磁性層を積層する方法が考えられている。しかし、第１磁化自由層１０３に希土類元素を含む膜を積層する方法では、ＭＲ比の低下や、耐食性の低下を招く。また、第１磁化自由層１０３にＲｕ層および磁性層を積層する方法では、磁気抵抗効果膜７１の膜厚が増大して再生ギャップ長の増加を招く。
【００４０】
図５は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。  
すなわち、図５は、磁気ヘッドにおける磁化自由層の大きさＳとスピントランスファトルクに起因してノイズが増加する臨界電流密度Ｊｃ（ＭＡ／ｃｍ２）との関係を示す図である。
【００４１】
ここで、磁化自由層の大きさＳとは、通電断面積を正方形とした場合の１辺の長さを言う。また、図５に表される特性は、間隔Ｄが１５ナノメートル（ｎｍ）の場合について、マイクロマグネティクスのシミュレーションにより、スピントランスファトルクの発生を算出した結果である。
【００４２】
図５に表したように、磁化自由層の大きさＳが約５０ナノメートル（ｎｍ）以下になると、スピントランスファトルクに起因してノイズが増加する臨界電流密度Ｊｃが急激に低下する。これにより、磁気記録媒体に記録された情報の高感度な再生が困難になる。
【００４３】
ここで、１平方インチあたり１テラビット以上の高密度再生では、記録トラック幅が３０ナノメートル（ｎｍ）以下となる。したがって、磁化自由層の幅（磁化自由層の大きさに対応）も概ね同レベルの３０ナノメートル（ｎｍ）以下が必要となる。このような磁化自由層の厚さの場合、磁気ヘッド１０９では、スピントランスファトルクによるノイズの影響が顕著に現れる。
【００４４】
図６は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。  
すなわち、同図は、磁気ヘッド１１０と１０９とにおけるシールド効果の例を示す図であり、間隔Ｄと臨界電流密度Ｊｃとの関係を例示している。
【００４５】
図６に表される特性は、マイクロマグネティクスのシミュレーションにより、間隔Ｄと、臨界電流密度Ｊｃと、の関係を算出した結果である。臨界電流密度Ｊｃは、図５と同様、スピントランスファトルクに起因してノイズが増加する臨界電流密度Ｊｃ（ＭＡ／ｃｍ２）である。また、磁化自由層の大きさＳは、２０ナノメートル（ｎｍ）である。
【００４６】
図６では、間隔Ｄと臨界電流密度Ｊｃとの関係を、図１に示す第１の実施の形態に係る磁気ヘッド１１０と、図４に示す比較例に係る磁気ヘッド１０９との各々について示している。ここで、磁気ヘッド１１０におけるシミュレーション結果では、第３磁気シールド７２ｃとして、ＦｅＣｏ合金が用いられている。また、磁気ヘッド１０９におけるシミュレーション結果では、磁気ヘッド１１０のような、第３磁気シールド７２ｃは設けられていない。
【００４７】
図６に表したように、１平方インチあたり１テラビット以上の高密度再生で必要になる１０ナノメートル（ｎｍ）以下の間隔Ｄでは、磁気ヘッド１１０、１０９のシミュレーション結果に顕著な相違が現れている。
【００４８】
すなわち、磁気ヘッド１１０では、磁気ヘッド１０９に比べ、間隔Ｄが１０ナノメートル（ｎｍ）以下の領域で、臨界電流密度Ｊｃが高くなっている。
【００４９】
このように、磁気ヘッド１１０では、間隔Ｄが１０ナノメートル（ｎｍ）以下について、第３磁気シールド７２ｃによるスピントランスファトルク抑制効果が顕著に現れ、大きな臨界電流密度Ｊｃを確保できる。その結果、記録トラック幅が狭くなっても高感度で媒体情報の再生が行われる。
【００５０】
図７は、磁気ヘッドの特性を例示するグラフ図である。  
すなわち、同図は、第３磁気シールド７２ｃの特性を例示しており、第３磁気シールド７２ｃの第１磁化自由層１０３に向かう方向に沿った厚さＴと、臨界電流密度Ｊｃとの関係を例示している。
【００５１】
図７に表される特性は、マイクロマグネティクスのシミュレーションにより、第３磁気シールド７２ｃの厚さＴと、臨界電流密度Ｊｃと、の関係を算出した結果である。
【００５２】
図７に表したように、第３磁気シールド７２ｃの厚さＴが増加すると、スピントランスファトルクが抑制され、臨界電流密度Ｊｃが増加する。しかし、第３磁気シールド７２ｃの厚さＴが約３０ナノメートル（ｎｍ）以上になると、臨界電流密度Ｊｃの増大は概ね飽和する。
【００５３】
ここで、ＮｉＦｅ合金によって形成された第１磁気シールド７２ａは、ＦｅＣｏ合金に比べて軟磁性に優れる。したがって、ＮｉＦｅ合金によって形成された第１磁気シールド７２ａに、主たるシールド特性を持たせ、ＦｅＣｏ合金によって形成された第３磁気シールド７２ｃに、シールド特性のほか、スピントランスファトルク抑制の役目を持たせる。このことから、第３磁気シールド７２ｃは第１磁気シールド７２ａとの積層構造とし、第３磁気シールド７２ｃの厚さは、第１磁気シールド７２ａよりも薄く、例えば、臨界電流密度Ｊｃが飽和する３０ナノメートル（ｎｍ）以下にすることが望ましい。
【００５４】
例えば、１平方インチ面積当たり２テラビット（２Ｔｂ／ｉｎ２）の面記録密度の実現には、約２０ナノメートル（ｎｍ）角の通電断面積を有する再生素子が必要になると予想されており、０．３Ωμｍ２前後あるいはそれ以下の面積抵抗（ＲＡ：通電断面積×抵抗）が必要とされている。
【００５５】
第１の実施の形態に係る磁気ヘッド１１０によれば、磁気抵抗効果膜７１の面積抵抗ＲＡを維持しつつ、スピントランスファトルクに起因する磁気ノイズが抑制される。特に、スピントランスファトルクが顕著となる記録トラック幅３０ナノメートル（ｎｍ）以下になる１平方インチ当たり１テラビット以上の高記録密度の磁気記録再生装置での磁気ノイズ低減が達成される。これにより、高いＳＮ比の高品質な再生信号を得られることになる。
【００５６】
しかも、第３磁気シールド７２ｃは、第１磁気シールド７２ａ側に設けられるため、磁気抵抗効果膜７１の厚さに影響を与えない。したがって、第３磁気シールド７２ｃは、磁気抵抗効果膜７１のＭＲ比にも影響を与えない。
【００５７】
なお、図１に示す磁気ヘッド１１０では、第１磁気シールド７２ａに第３磁気シールド７２ｃを設ける例を示したが、第２磁気シールド７２ｂに第３磁気シールド７２ｃを設けてもよい。この場合、第３磁気シールド７２ｃは、下地層１０４と第２磁気シールド７２ｂとの間に設けられる。また、第３磁気シールド７２ｃは、第１磁気シールド７２ａおよび第２磁気シールド７２ｂの両方に設けてもよい。
【００５８】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態に係る磁気ヘッドについて説明する。なお、ここでは、図１に示す第１の実施の形態に係る磁気ヘッド１１０との相違点を中心に説明する。
【００５９】
図８は、第２の実施の形態に係る磁気ヘッド１１１の構成を例示する模式図である。
【００６０】
すなわち、図８は、磁気記録媒体８０に対向して配置された磁気ヘッド１１１の再生ヘッド部７０を、記録トラック進行方向Ｙと媒体面直方向Ｚとの断面から見た状態を示している。
【００６１】
第２の実施の形態に係る磁気ヘッド１１１は、再生ヘッド部７０における磁気抵抗効果膜７１ａとして、第１磁化自由層１０３および第２磁化自由１０３ａと、中間層１０２を含む構成になっている。
【００６２】
すなわち、磁気抵抗効果膜７１は、第１磁化自由層１０３と第２磁気シールド７２ｂとの間に設けられた第２磁化自由層１０３ａと、第１磁化自由層１０３と、第２磁化自由層１０３ａと、の間に配置された中間層１０２と、をさらに含む。
【００６３】
また、第１磁化自由層１０３、第２磁化自由層１０３ａ、および中間層１０２による構造体には、一方側にキャップ層１０５が設けられ、他方側に下地層１０４が設けられている。さらに、磁気抵抗効果膜７１ａには、一方の面側に第１磁気シールド７２ａが設けられ、他方の面側に第２磁気シールド７２ｂが設けられている。
【００６４】
本実施の形態に係る磁気ヘッド１１１は、磁気抵抗効果膜７１ａの第１磁化自由層１０３と、第１磁気シールド７２ａと、の間に、第３磁気シールド７２ｃが設けられている。磁気ヘッド１１１は、第２磁化自由層１０３ａと、第２磁気シールド７２ｂと、の間に、第４磁気シールド７２ｄをさらに備えている。
【００６５】
磁気ヘッド１１１においては、第３磁気シールド７２ｃと、第１磁化自由層１０３と、の間に、キャップ層１０５が設けられている。また、磁気ヘッド１１１においては、第４磁気シールド７２ｄと、第２磁化自由層１０３ａと、の間に、下地層１０４が設けられている。
【００６６】
このような構成により、第１磁化自由層１０３と第３磁気シールド７２ｃとの互いの対向面の間隔としてＤ１、第２磁化自由層１０３ａと第４磁気シールド７２ｄとの互いの対向面の間隔としてＤ２が設定される。間隔Ｄ１およびＤ２は、図５で示す説明のように、１０ナノメートル（ｎｍ）以下が望ましい。また、第３磁気シールド７２ｃおよび第４磁気シールド７２ｄの各々の厚さは、図７およびその説明のように、３０ナノメートル（ｎｍ）以下が望ましい。
【００６７】
第２の実施の形態に係る磁気ヘッド１１１によれば、磁化自由層１０３におけるスピントランスファトルクに起因する磁気ノイズが、第３磁気シールド７２ｃを設けることで抑制される。また、磁化自由層１０３ａにおけるスピントランスファトルクに起因する磁気ノイズが、第４磁気シールド７２ｄを設けることで抑制される。
【００６８】
これにより、磁気ヘッド１１１では、高記録密度の磁気記録再生装置での磁気ノイズ低減が達成され、高いＳＮ比の高品質な再生信号を得られることになる。
【００６９】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態に係る磁気記録再生装置および磁気ヘッドアセンブリについて説明する。上記で説明した本実施の形態に係る磁気ヘッドは、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドアセンブリに組み込まれ、磁気記録再生装置に搭載することができる。なお、本実施の形態に係る磁気記録再生装置は、再生機能のみを有することもできるし、記録機能と再生機能の両方を有することもできる。
【００７０】
図９は、第３の実施の形態に係る磁気記録再生装置の構成を例示する模式的斜視図である。  
図１０は、第３の実施形態に係る磁気記録装置の一部の構成を例示する模式的斜視図である。  
図９に表したように、第３の実施の形態に係る磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ４に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。本実施の形態に係る磁気記録再生装置１５０は、複数の記録用媒体ディスク１８０を備えたものとしてもよい。
【００７１】
記録用媒体ディスク１８０に格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダ３は、既に説明したような構成を有し、薄膜状のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ３は、例えば、先に説明した実施の形態に係る磁気ヘッド１１０および１１１のいずれかをその先端付近に搭載している。
【００７２】
記録用媒体ディスク１８０が回転すると、サスペンション１５４による押付け圧力とヘッドスライダ３の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力とがつりあい、ヘッドスライダ３の媒体対向面は、記録用媒体ディスク１８０の表面から所定の浮上量をもって保持される。なお、ヘッドスライダ３が記録用媒体ディスク１８０と接触するいわゆる「接触走行型」としても良い。
【００７３】
サスペンション１５４は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とを含むことができる。
【００７４】
アクチュエータアーム１５５は、軸受部１５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気記録ヘッドを記録用媒体ディスク１８０の任意の位置に移動可能となる。
【００７５】
図１０（ａ）は、本実施の形態に係る磁気記録再生装置の一部の構成を例示しており、ヘッドスタックアセンブリ１６０の拡大斜視図である。  
また、図１０（ｂ）は、ヘッドスタックアセンブリ１６０の一部となる磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ）１５８を例示する斜視図である。
【００７６】
図１０（ａ）に表したように、ヘッドスタックアセンブリ１６０は、軸受部１５７と、この軸受部１５７から延出したヘッドジンバルアセンブリ１５８と、軸受部１５７からＨＧＡと反対方向に延出しているとともにボイスコイルモータのコイル１６２を支持した支持フレーム１６１と、を有している。
【００７７】
また、図１０（ｂ）に示したように、ヘッドジンバルアセンブリ１５８は、軸受部１５７から延出したアクチュエータアーム１５５と、アクチュエータアーム１５５から延出したサスペンション１５４と、を有している。
【００７８】
サスペンション１５４の先端には、ヘッドスライダ３が取り付けられている。そして、ヘッドスライダ３には、本実施の形態に係る磁気ヘッド１１０および１１１のいずれかが搭載される。
【００７９】
すなわち、本実施の形態に係る磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ）１５８は、本実施の形態に係る磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドが搭載されたヘッドスライダ３と、ヘッドスライダ３を一端に搭載するサスペンション１５４と、サスペンション１５４の他端に接続されたアクチュエータアーム１５５と、を備える。
【００８０】
サスペンション１５４は、信号の書き込み及び読み取り用、浮上量調整のためのヒーター用、スピントルク発振子用のリード線（図示しない）を有し、このリード線とヘッドスライダ３に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続される。
【００８１】
また、磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う、信号処理部１９０が設けられる。信号処理部１９０は、例えば、図９に例示した磁気記録再生装置１５０の図面中の背面側に設けられる。信号処理部１９０の入出力線は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８の電極パッドに接続され、磁気記録ヘッドと電気的に結合される。
【００８２】
このように、本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、磁気記録媒体と、上記の実施の形態に係る磁気ヘッドと、磁気記録媒体と磁気ヘッドとを離間させ、または、接触させた状態で相対的に移動可能とした可動部と、磁気記録ヘッドを磁気記録媒体の所定記録位置に位置合せする位置制御部と、磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、を備える。
【００８３】
すなわち、上記の磁気記録媒体として、記録用媒体ディスク１８０が用いられる。  
上記の可動部は、ヘッドスライダ３を含むことができる。  
また、上記の位置制御部は、ヘッドジンバルアセンブリ１５８を含むことができる。
【００８４】
すなわち、本実施の形態に係る磁気記録再生装置１５０は、磁気記録媒体と、本実施の形態に係る磁気ヘッドアセンブリと、前記磁気ヘッドアセンブリに搭載された前記磁気ヘッドを用いて前記磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、を備える。
【００８５】
本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０によれば、上記の実施形態に係る磁気ヘッドを用いることで、スピントランスファトルクに起因する磁気ノイズが抑制され、高いＳＮ比の高品質な再生信号を得られることになる。
【００８６】
なお、磁気ヘッド１１０または１１１は、磁気記録再生装置１５０に適用される例を説明したが、磁気再生装置にも適用可能である。
【００８７】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録装置に含まれる各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【００８８】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録装置も、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００８９】
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録再生装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気記録ヘッド、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録再生装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【００９０】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例および修正例に想到し得るものであり、それら変更例および修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００９１】
３…ヘッドスライダ、  ３Ａ…空気流入側、  ３Ｂ…空気流出側、  ４…スピンドルモータ、  １０…スピントルク発振子、  ６０…ヘッド部、  ６１…主磁極、  ６２…リターンパス、  ７０…再生ヘッド部、  ７１、７１ａ…磁気抵抗効果膜、  ７２ａ…第１磁気シールド、  ７２ｂ…第２磁気シールド、  ７２ｃ…第３磁気シールド、  ７２ｄ…第４磁気シールド、  ８０…磁気記録媒体、  ８１…磁気記録層、  ８２…媒体基板、  ８３…磁化、  ８５…媒体移動方向、  １０１…磁化固着層、  １０２…中間層、  １０３…第１磁化自由層、  １０３ａ…第２磁化自由層、  １０４…下地層、  １０５…キャップ層、  １０９、１１０、１１１…磁気ヘッド、  １５０…磁気記録再生装置、  １５４…サスペンション、  １５５…アクチュエータアーム、  １５６…ボイスコイルモータ、  １５７…軸受部、  １５８…ヘッドジンバルアセンブリ、  １６０…ヘッドスタックアセンブリ、  １６１…支持フレーム、  １６２…コイル、  １８０…記録用媒体ディスク、  １９０…信号処理部、  Ｄ、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２…間隔、  Ｔ…厚さ、  Ｙ…記録トラック進行方向、  Ｚ…媒体面直方向、  ｉ…センス電流、
【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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