[发明专利]磁存储装置、头驱动控制装置及头驱动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及搭载了具有通过对磁存储介质施加高频磁场来诱发磁化反转的功能的记录磁头的磁存储装置、头驱动控制装置及其控制方法。

背景技术

近年来由于由网络环境的进化、云计算的渗透等导致的数据中心的增设等，生成的信息量剧增。毫无疑问，记录密度最高且位成本方面优异的磁盘装置(HDD)等磁存储装置是“大数据时代”的存储的主角。因此，需要磁存储装置的大容量化及支持大容量化的高密度化。

高密度化的基础是比例规律，需要减小磁头的磁道宽度、头和介质间的间隔、介质的晶粒等。但是若减小介质的晶粒，则保持磁化状态的各向异性能变小，已记录的磁化状态易被热扰动扰乱。该现象被称为超顺磁效应。因此，如非专利文献1所记载，若进入1Tb/in²左右的时代，则现有技术的单纯延伸存在实用上有极限这样的障碍。这被称为超顺磁界限、三难困境(trilemma)等。

开发超越超顺磁界限的技术以实现高密度化是最大的课题，对此在日本特开平7-244801号公报(专利文献1)中提出了以下自旋(spin)加热记录方法，即通过使设置在外部的高频源追随磁头的动作而将满足磁共振条件的高频磁场提供给磁记录介质，磁记录介质的自旋吸收高频磁场的能量而使矫顽力实际上降低，利用这一性质，事实上不会使介质的温度上升，就可以在低磁场下在高矫顽力介质上进行写入。

在这种自旋加热记录方法中，由于施加功率集中在满足磁共振条件的频率范围内的高频电磁场，因此几乎不激发传导电子的等离子振动或晶格振动等自旋以外的内部自由度，而是能选择性地只激发自旋，即能够自旋加热，不会产生如通常加热那样整个介质的温度上升的情况。这种对磁记录介质施加微波波段的高频磁场，利用磁共振现象进行磁记录的方法被称为微波辅助磁记录方法(MAMR：Microwave Assisted Magnet Recording)(非专利文献1)。

此外，作为利用高频磁场的其他方法，日本特开2008-34004号公报(专利文献2)公开了以下热辅助磁记录方法，即通过对磁记录层的一部分或该部分附近施加高频磁场而产生涡电流来加热该部分，在成为使该部分的矫顽力暂时降低的状态后，对该部分的至少一部分施加写入磁场，在磁记录介质上进行写入。另外，作为该热辅助磁记录方法中简单地照射能量的方法，日本特开2005-285242号公报(专利文献3)中公开了作为高频振荡器至少具有两个磁性薄膜的自旋力矩型或自旋共振型的微小自旋波产生元件。

近年来，在非专利文献2及美国专利7616412B2(专利文献8)中提出了利用借助自旋力矩使自旋高速旋转从而产生高频磁场的高频磁场产生层FGL(Field Generation Layer)的微小结构的实用的自旋力矩型高频振荡元件(STO：Spin Torque Oscillator)。接着，在非专利文献3中公开了以下微波辅助记录方法，即将同种结构的高频振荡元件STO与垂直磁头的主磁极相邻地配置，在来自STO的微波波段的高频磁场下激发介质磁化的旋进，在降低反转磁场的同时在磁各向异性较大的磁记录介质上磁记录信息，从而谋求高密度化。

另外，在日本专利第4255869号(专利文献4)中也公开了以下方法：通过与记录磁场极性相应地使高频磁场振荡元件产生向与希望产生磁化反转的磁记录介质的磁化的旋进方向相同的方向旋转的高频磁场，由此更高效率地诱发磁化反转。根据这些方法，近年来面向微波辅助记录方法的实用化的研究开发急剧加速，在日本特开2011-113621号公报(专利文献5)中面向本方法的实用化公开了以下头驱动控制装置，即为了确保微波辅助记录所需的高频振荡元件的可靠性并可靠地维持其振荡，按照写入门(write gate)的输入，在施加记录磁场的状态下只在一定有效时间提供比稳定电平更高电平的高频振荡元件驱动信号。

专利文献1：日本特开平7-244801号公报

专利文献2：日本特开2008-34004号公报

专利文献3：日本特开2005-285242号公报

专利文献4：日本专利第4255869号公报

专利文献5：日本特开2011-113621号公报

专利文献6：日本特开2006-114159号公报

专利文献7：日本特开2007-220232号公报

专利文献8：美国专利7616412B2