[ PRESS RELEASE ]	2002-0112 平成14年5月15日 株式会社富士通研究所

【開発の背景】

現在、ハードディスクに用いられているGMRヘッドは、GMR素子部分の膜面に平行に電流を流すCIP(Current in Plane)型で、記録密度の向上とともに素子サイズが減少し、再生出力が低下してしまいます。そのため、約100ギガビット/平方インチ程度の記録密度が限界とされていました。

そこで、素子の膜面に垂直に電流を流すCPP(Current Perpendicular to Plane)型ヘッドの開発が盛んに行われています。

CPP型ヘッドとしては、トンネル磁気抵抗効果(TMR：Tunnel Magneto-Resistive)ヘッドとGMRヘッドがあります。TMRヘッドは、高出力ですが、抵抗を下げることが難しく、素子の微細化、高速動作に限界があります。一方、これまでのCPP-GMRヘッドでは、フリー層、ピン層、非磁性中間層および反強磁性層を基本とする4層構造全てが金属層であるため、面に垂直方向に電流を流した場合、抵抗が小さいので、微細化、高速動作には適していますが、逆に素子抵抗変化が小さいため、ヘッドの再生出力が小さいという欠点がありました。

【開発した内容】

今回開発したのは、GMR素子の膜内にナノメートルオーダーの非常に薄い磁性酸化膜(Partially Oxidized Magnetic Layer)を形成することにより、GMR素子内の電流の流れを制御し、抵抗変化を実用レベルに高めた新しいCPP-GMRヘッドです。開発したヘッドは、従来のCPPのGMR素子に比べ、素子の磁気抵抗変化率を5.0％と従来の8倍以上に高め、さらに素子抵抗変化を60倍程度まで高めることに成功しました。このため、150-300ギガビット/平方インチ程度のサイズのヘッドに搭載した場合にも十分大きな再生出力を得ることが可能となりました。

また、開発したCPP-GMR素子は、TMR素子に比べ、素子抵抗が10分の1程度小さいことから、素子サイズが小さくなってもヘッド抵抗の上昇を抑制することができ、高速のデータ転送速度を可能にします。

図1 CIPヘッドとCPPヘッドの概略図

以 上

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