(57)【要約】    【課題】熱アシスト式磁気書込みヘッド・システムにおいて、発熱体が発生する熱は、意図された磁気記憶媒体から離れてヘッド内に消散する。    【解決手段】基板構造４０２の上に多層熱障壁（第１層）４０４が形成され、この上に発熱体１１２が配置され、発熱体１１２の上部に電気絶縁性の第２層４０８を介して磁極構造４１０が形成される。多層熱障壁（第１層）４０４は、最適の熱障壁をもたらすための複数個の部分層４０５を含んでいる。部分層４０５は、導電性部分層４５２と絶縁性部分層４５０を含んでいる。【選択図】図４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個以上の層と、
該１個以上の層に隣接する位置にある発熱体と、を有し、
前記１個以上の層が熱絶縁をもたらすための複数の部分層を含むことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記複数の部分層が、少なくとも部分的に電気を通す導電性部分層を１個以上と、絶縁性部分層１個以上を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記導電性部分層がタングステン(Ｗ)を含むことを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記絶縁性部分層がアルミナ(Ａｌ２Ｏ３)を含むことを特徴とする請求項３記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記導電性部分層がタンタル(Ｔａ)を含むことを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記絶縁性部分層がアルミナ(Ａｌ２Ｏ３)を含むことを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッド。
【請求項７】
前記導電性部分層が酸化亜鉛(ＺｎＯ)を含むことを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項８】
前記絶縁性部分層がアルミナ(Ａｌ２Ｏ３)を含むことを特徴とする請求項７記載の磁気ヘッド。
【請求項９】
前記１個以上の絶縁性部分層が前記発熱体と隣接する位置にあることを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項１０】
前記複数の部分層が少なくとも３個の部分層を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項１１】
前記複数の部分層が少なくとも４個の部分層を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項１２】
前記複数の部分層が少なくとも５個の部分層を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項１３】
前記複数の部分層が少なくとも６個の部分層を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項１４】
前記複数の部分層が少なくとも８個の部分層を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項１５】
前記複数の部分層が少なくとも１０個の部分層を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項１６】
前記複数の部分層が、少なくとも３個の導電性部分層と、少なくとも３個の絶縁性部分層を含むことを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項１７】
前記複数の部分層が、少なくとも４個の導電性部分層と、少なくとも４個の絶縁性部分層を含むことを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項１８】
前記複数の部分層が、少なくとも５個の導電性部分層と、少なくとも５個の絶縁性部分層を含むことを特徴とする請求項２記載の磁気ヘッド。
【請求項１９】
前記発熱体が、隣接する磁気記憶媒体に伝達される熱を発生することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項２０】
少なくとも１個の層を堆積する工程と、
前記少なくとも１個の層に隣接する位置に、発熱体を堆積する工程と、を含み、
前記少なくとも１個の層が、熱絶縁をもたらすための複数の部分層を含むことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
【請求項２１】
前記複数の部分層が、１個以上の少なくとも部分的に電気を通す導電性部分層と、１個以上の絶縁性部分層を含むことを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記導電性部分層がタングステン(Ｗ)を含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記絶縁性部分層がアルミナ(Ａｌ２Ｏ３)を含むことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記導電性部分層がタンタル(Ｔａ)を含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２５】
前記絶縁性部分層がアルミナ(Ａｌ２Ｏ３)を含むことを特徴とする請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
前記導電性部分層が酸化亜鉛(ＺｎＯ)を含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２７】
１個の層と、
該１個の層に隣接する位置にある発熱体と、有し、
前記１個の層が、２．０(Ｗ/ｍ-Ｋ)未満の熱伝導率を示すことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２８】
磁気ヘッドの一端に近接した位置にある発熱体を含み、使用中に隣接する磁気記憶媒体に最適量の熱を伝達することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２９】
磁気記録ディスクと、
１個以上の層と、該１個以上の層に隣接する位置にある発熱体を有し、該１個以上の層が熱絶縁をもたらすための複数の部分層を含んでいる磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドが前記磁気記録ディスクの種々異なった領域にアクセスできるように前記磁気ヘッドに前記磁気記録ディスクを横断移動させるためのアクチュエータと、
前記磁気ヘッドに電気的に接続された制御装置と、
を有することを特徴とするディスク・ドライブ・システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気書込みヘッド構造に関し、より詳しくは、磁極構造を加熱して磁気記憶媒体へのデータ書込みを促進することに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録ディスク・ドライブにおいては、データは「ヘッド」と呼ばれる薄膜磁気変換器によって書き込まれ、ヘッドはディスクが高速度で回転している間、ディスクの上で支えられている。ヘッドは、ディスクの高い回転速度によって生ずる薄い空気のクッション［いわゆる「空気ベアリング面」(ＡＢＳ)］によって支えられる。磁気記憶ディスクのビット・サイズを小さくする趨勢が強まっており、その種の磁気記憶媒体に磁気遷移データを書き込むことを困難にしている。
【０００３】
先行技術の図１は、磁気記憶媒体へのデータ書込みを促進するための発熱体を備えたヘッド１００の部分断面図（正確な縮尺率ではない）を示す。理解を容易にするために、ヘッド１００の残り部分にある種々の構成部品は、図１では除外されている。
【０００４】
図に示されているように、基礎をなしているヘッド構造兼基板１０２は、電気的及び熱的絶縁のために、厚い第１アルミナ層１０４で覆われている。更に、（電気的絶縁のため）薄い第２アルミナ層１０８と、その上に位置する磁極層Ｐ１が設けられている。厚い第１アルミナ層１０４と薄い第２アルミナ層１０８の間に、もう１層のアルミナ１０６に囲まれて発熱体１１２が置かれている。図２は図１の円で囲まれた領域の拡大図で、更に第１アルミナ層１０４、第２アルミナ層１０８、及び発熱体１１２を示したものである。
【０００５】
この構造により、発熱体１１２に電流を印加すれば、発熱体は誘導書込みヘッドＰ１層１１０を加熱し、間接的には磁気記憶媒体１２０をも加熱する。磁気記憶媒体１２０をこのような態様で加熱することにより、該磁気記憶媒体１２０の保磁力が改善され、磁気記憶媒体１２０への書込み、あるいは記憶されているデータの「反転」が容易になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記磁気ヘッドの使用の際には、厚い第１アルミナ層１０４は、発熱体１１２が発生する熱からヘッド１００の残り部分を絶縁する働きをする。しかしながら不幸にして、厚い第１アルミナ層１０４は、ヘッド１００の残り部分を十分に絶縁することができず、その結果、熱は意図された磁気記憶媒体１２０から離れてヘッド１００内に消散する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記磁気ヘッドには、構成要素として１個以上の層と、該１個以上の層に隣接する位置にある発熱体が含まれる。該１個以上の層は、最適の熱障壁をもたらすための複数の部分層を含んでいる。
【０００８】
具体的な一実施形態では、複数個の部分層が、構成要素として少なくとも部分的に電気を通す部分層を１個以上と、絶縁性部分層１個以上とを含む。選択肢として、該導電性部分層はタングステン(Ｗ)、タンタル(Ｔａ)、酸化亜鉛(ＺｎＯ)等を含むもので良い。更に、上記絶縁性部分層はAl2O3 、SiO2 、Si3N4 、Ta2O5 、SiOXNY 等を含むもので良い。使用に際しては、上記絶縁性部分層を発熱体に隣接する位置に設けることができる。
【０００９】
部分層の数は選択により変えることが出来る。例えば、複数の部分層は、３個以上の部分層、４個以上の部分層、５個以上の部分層、６個以上の部分層、８個以上の部分層、等々を含むことができる。
【００１０】
別の実施形態では、第２の層が、同じく発熱体に隣接する位置に設けられる。この第２の層も、先に述べたごとく最適の熱障壁をもたらすための複数の部分層を含むことができる。従って、熱障壁は発熱体の上及び／又は下の位置に設けられる。更に、発熱体は磁極片の上及び／又は下、空気ベアリング面(ＡＢＳ)等、ヘッド内のいかなる位置に設けても良い。
【００１１】
たとえば、発熱体をヘッドの一端に近接した位置に設けても良い。このようにすれば、使用中に、該発熱体は隣接する磁気記憶媒体に最適量の熱を直接伝達することができる。
【発明の効果】
【００１２】
複数の部分層からなる熱障壁（第１層）は、発熱体から磁気ヘッドの他の部分への熱の消散を防止する。磁気ヘッドの使用時、発熱体は、隣接する磁気記憶媒体に効率よく熱を伝達する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の性格と長所、ならびに好ましい使用形態を一層完全に理解するために、以下の詳細な説明を添付図面と関連させて読み、参照されたい。
【００１４】
以下に記述するものは、本発明を実施するために現在考えられる最善の具体的形態である。この記述は本発明の一般原理を例示説明する目的で行われるものであり、本明細書中に主張されている本発明の概念を制限すべく意図されたものではない。
【００１５】
さて図３には、本発明を具体的に例示するディスク・ドライブ３００が示されている。図３に示すように、少なくとも１個の回転する磁気ディスク３１２がスピンドル３１４上に支えられ、ディスク駆動モータ３１８によって回転する。それぞれのディスク上にある磁気記録媒体は、ディスク３１２上に設けられた環状パターンを持つ複数の同心データ・トラック（図示されていない）の形状である。
【００１６】
ディスク３１２上に少なくとも１個のスライダ３１３が置かれ、各スライダ３１３は１個以上の磁気読取り／書込みヘッド３２１を支えている。該ヘッド３２１に関する更なる情報は、後に、図４Ａ，図４Ｂについて言及する間に記載される。ディスクが回転する時、スライダ３１３はディスク表面３２２上を半径方向の内外に移動せしめられ、そのためヘッド３２１は、所望のデータが記録されている、ディスクの種々異なった部分にアクセスすることができる。
【００１７】
それぞれのスライダ３１３はサスペンション３１５によってアクチュエータ・アーム３１９に取り付けられている。サスペンション３１５は弱い発条力によってスライダ３１３をディスク表面３２２に当たるように偏倚させる。それぞれのアクチュエータ・アーム３１９は、アクチュエータ３２７に取り付けられている。アクチュエータ３２７は、図３に示されるようボイス・コイル・モータ(ＶＣＭ)で良い。ＶＣＭは、構成要素として固定磁場内を移動し得るコイルを含んでおり、コイル移動の方向と速度は、制御ユニット３２９から供給されるモータ電流信号によって制御される。
【００１８】
ディスク記憶システムの作動中、ディスク３１２の回転によってスライダ３１３とディスク表面３２２の間に空気ベアリングが発生し、それがスライダに対し上向きの力すなわち押し上げ力を及ぼす。かくして空気ベアリングはサスペンション３１５の弱い発条力と釣り合い、正常な作動の間、スライダ３１３をディスク表面から僅か上に離し、実質的に一定の小さな間隔で支える。
【００１９】
ディスク記憶システムの種々の構成部分は、制御ユニット３２９が発生するアクセス制御信号や内部クロック信号等の制御信号によって作動状態に制御される。標準的には、制御ユニット３２９は論理制御回路、記憶装置及びマイクロプロセッサを含んでいる。
【００２０】
制御ユニット３２９は、種々のシステム・オペレーションを制御する制御信号、たとえば駆動モータ制御信号を回線３２３に、ヘッド位置及びシーク信号を回線３２８に発生する。回線３２８の制御信号は、ディスク３１２上の所望のデータ・トラックにスライダ３１３を最適の態様で移動させ、位置決めするために必要な電流プロファイルを生ぜしめる。読出し信号及び書込み信号は、記録チャネル３２５を経由して読取り／書込みヘッド３２１に送信され、また該ヘッドから受信される。
【００２１】
磁気ディスク記憶システムに関する以上の説明と、添付されている図３による図解は、叙述を目的とするものに過ぎない。ディスク記憶システムが多数のディスク及びアクチュエータを含み、それぞれのアクチュエータが多数のスライダを支え得ることは明らかなはずである。
【００２２】
図４Ａは、磁気記憶媒体へのデータ書込みを促進するために抵抗発熱体を備えた組合せ形誘導書込みヘッド／読取りヘッド４００の一部分の部分断面図（正確な縮尺率ではない）を示す。分かり易くするために、ヘッド４００の残り部分をなす種々の構成要素、すなわち基礎構造、上に重なるコイル等は、図４Ａから除外されていることに留意されたい。更に、ヘッド４００を、ジャイアント磁気抵抗(ＧＭＲ)センサ、磁気抵抗(ＭＲ)センサ、トンネル磁気抵抗(ＴＭＲ)センサ、その他任意の所望センサを利用して構成しても良いことに留意されたい。そのようなヘッド４００は、図３のヘッド３２１の状態で利用できるが、該ヘッド４００は更に他の任意の状態で利用できることに注意すべきである。
【００２３】
図示されているように、第１層４０４と、該第１層４０４に隣接する位置に設けられた発熱体４１２が含まれている。電気絶縁体である第２層４０８も、発熱体４１２に隣接して設けられている。更に図示されているように、第１層４０４は発熱体４１２の下方にあり、一方電気絶縁体である第２層４０８は発熱体４１２の上に残っている。中間層４０６は発熱体４１２を囲んでも良く、かつ第１層４０４及び／又は電気絶縁性の第２層４０８と同様の材料／設計で構成することができる。更に磁極端構造４１０と基板構造４０２が備えられている。後者の一部が示されていないのは、先に述べたように分かり易くする目的からである。
【００２４】
一実施形態においては、第１層４０４は、熱障壁とするための複数の部分層４０５を含む多層熱障壁である。使用時には、発熱体４１２は、隣接する磁気記憶媒体に伝達され得る熱を発生する。更に、第１層４０４の複数の部分層４０５は、発熱体４１２から磁気ヘッド４００の他の部分への熱消散の防止において、先行技術の障壁よりも効果の大きな熱障壁となるものである。
【００２５】
図４Ａには特定の一つの構成を示しているが、間もなく述べるように、熱障壁は発熱体４１２の上方及び／又は下方に位置せしめ得ることに注意すべきである。更に、発熱体４１２は磁極片の上及び／又は下、空気ベアリング面(ＡＢＳ)等々、ヘッドのいかなる位置に設けても良い。
【００２６】
図４Ｂは、図４Ａのヘッド４００の円で囲んだ領域の部分断面図で、一実施形態におけるその種々の部分層４０５（正確な縮尺率ではない）を示したものである。このような部分層４０５は図４Ａのヘッド４００の状態で利用できるが、該部分層は更に他の任意のヘッドでも利用できることに注意すべきである。更に、示されている部分層４０５は例示のために記載されているものであり、いかなる態様であれ、制限を加えるものと解釈されてはならない。
【００２７】
示されているように、複数個の部分層４０５は、少なくとも部分的に電気を通す（すなわち導体、半導体等の）部分層４５２を１個以上と、絶縁性部分層４５０を１個以上含む。選択肢として、導電性部分層４５２は、モリブデン(Ｍｏ)、ニッケル(Ｎｉ)、銅(Ｃｕ)、タングステン(Ｗ)、タンタル(Ｔａ)、酸化亜鉛(ＺｎＯ)等を含むものがあり得る。更に、絶縁性部分層４５０は、Al2O3 、SiO2 、Si3N4 、Ta2O5 、SiOXNY 等を含むもので良い。
【００２８】
発熱体４１２の適切な電気絶縁を確保するために、最上部の部分層４０５は、電気絶縁性の部分層４５０を含む。同様の理由で、電気絶縁性の第２層４０８と中間層４０６も、電気絶縁性の材料を含む。
【００２９】
図４Ｂには１３個の部分層が示されているが、部分層４０５の数が変わっても良いことは明白である。例えば、複数個の部分層４０５は、３個以上の部分層４０５、４個以上の部分層４０５、５個以上の部分層４０５、６個以上の部分層４０５、８個以上の部分層４０５、１０個以上の部分層４０５等々を含み得る。
【００３０】
更に、上記複数個の部分層４０５は、３個以上の導電性部分層４５２と３個以上の絶縁性部分層４５０、４個以上の導電性部分層４５２と４個以上の絶縁性部分層４５０、５個以上の導電性部分層と５個以上の絶縁性部分層４５０等々を含み得る。間もなく明らかになるように、部分層４０５の数は、熱障壁としての第１層４０４の有効性と直接関連している可能性がある。実施に当たっては、部分層障壁におけるフォノン（音響量子）の伝達能率が低いことを利用するために、導電性部分層と絶縁性部分層を交互に積層する方法を用いても良い。
【００３１】
部分層４０５は任意の所望の厚さに堆積されて良いが、一実施形態にはナノラミネートを使用できる。いずれにせよ、熱障壁としての品質にすぐれた、より薄い層を実現することができる。
【００３２】
無論、種々の層は、所望の任意の方法によって堆積され得る。単なる例として示せば、堆積は化学蒸着(ＣＶＤ)、スパッタリング(ＰＶＤ)、反応スパッタリング、金属膜の堆積と、それに続く酸化もしくは窒素化イオンビーム蒸着(ＩＢＤ)、スピン・オン、真空加工等によって達成することができる。
【００３３】
図５は、別の実施形態に従って２個の熱障壁を備えたヘッド５００の一部の部分断面図（正確な縮尺率ではない）を示す。分かり易くするために、図５ではヘッド５００の残り部分（すなわち、読取りヘッドまたは磁極片の上に重なるコイル等のような基礎構造）は除外されていることに留意されたい。このようなヘッド５００は、図４Ａ及び４Ｂのヘッド４００の種々の特徴を用いて利用することができ、またその逆も真であるが、このヘッド５００は更に他の任意の状態で使用され得ることに留意すべきである。
【００３４】
図示されているように、このヘッド５００は２個の層５０４を備えており、それぞれの層が複数個の部分層を備えている。このような実施形態は、該ヘッド５００の上に重なる部分の多少にかかわらず、最適の熱障壁をもたらす。図４Ａ及び４Ｂのヘッド４００と同様に、２個の層５０４の部分層は、発熱体５０６から磁気ヘッド５００の他の部分への熱消散を防止する上で、先行技術の障壁よりも効果が大きい。
【００３５】
他の実施形態において、これら２層の一方（すなわち上層）のみが、多重の部分層を含んでいても良いことに注意すべきである。更に、使用者の望みに従って、部分層の個数、形状、及び材質の構成は変わり得る（例えば図４Ｂ参照）。
【００３６】
更に他の選択肢として、発熱体５０６をヘッド５００の一端に近接する位置に設けることもできる。実際に発熱体５０６がヘッド５００の末端に露出しており、発熱体５０６と磁気記憶媒体の間には何もない空間（すなわち空気等）しか存在しないような実施形態も可能である。かくして、使用中に、発熱体５０６は隣接する磁気記憶媒体に最適量の熱を伝達させることができる。
【００３７】
図６は、図４Ａ−図５の磁気ヘッドの層に関連する部分層の個数と、層の熱障壁効果の間に見られる典型的な関係６００を示す。この関係６００は、熱障壁の一般的な研究の間に、第三者（ゼクリスト等）によって提供されたものである。示されているように、最小熱伝達量は、１０個以上の部分層を用いる場合に得られる。無論、いかなる所望の熱絶縁も、それに応じた部分層の個数を用いて得られるであろう。
【００３８】
更に、多孔質の材料または他の望まれる技術を用いて多重部分層の類似物を作る(simulating)ことによって同様の熱絶縁を達成し得ることに注意すべきである。いずれにせよ、これらの技術によっておよそ２(Ｗ/ｍ−Ｋ)未満の、最適の多重部分層熱絶縁を達成することができる。
【００３９】
以上、種々の実施形態について記述したが、これらは例として提示されただけのものであり、制限的な意味を持つものではない。従って、好ましい実施形態の広がりならびに範囲は、上に記述された典型的実施形態のいずれによっても一切制限されてはならず、冒頭に記載した請求項ならびにそれらの均等物に従ってのみ定義されねばならない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の磁気記憶媒体へのデータ書込みを促進するための発熱体を備えたヘッドの部分断面図（正確な縮尺率ではない）である。
【図２】図１の円で囲まれた領域の拡大図であって、更にその第１アルミナ層、第２アルミナ層、及び発熱体を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるディスク・ドライブのブロック構成図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に従って、磁気記憶媒体へのデータ書込みを促進するための抵抗発熱体を備えたヘッドの部分断面図（正確な縮尺率ではない）である。
【図４Ｂ】図４Ａのヘッドにおける円で囲まれた領域の部分断面図であって、一実施形態に従うヘッドの種々異なった部分層（正確な縮尺率ではない）を示す図である。
【図５】本発明の別の実施形態に従って２個の熱障壁を備えたヘッドの一部の部分断面図（正確な縮尺率ではない）である。
【図６】図４Ａ、図４Ｂ、図５の磁気ヘッドの層に関連した部分層の数と、このような層の熱障壁としての効果の間に見られる典型的な関係の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
３００…ディスク・ドライブ
３１２…磁気ディスク
３１３…スライダ
３１４…スピンドル
３１５…サスペンション
３１９…アクチュエータ・アーム
３２１，４００，５００…磁気ヘッド
３２７…アクチュエータ
４０２，５０２…基板構造
４０４…多層熱障壁（第１層）
４０５…部分層
４０６…中間層
４０８…電気絶縁性の第２層
４１０…磁極端構造
４１２,５０６…発熱体
４５０…電気絶縁性部分層
４５２…導電性部分層
５０４…多層熱障壁（層）。
【図１】
2005004953.tif 000003
【図２】
2005004953.tif 000004
【図３】
2005004953.tif 000005
【図４Ａ】
2005004953.tif 000006
【図４Ｂ】
2005004953.tif 000007
【図５】
2005004953.tif 000008
【図６】
2005004953.tif 000009