(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反強磁性層と、該反強磁性層に隣接して積層されている第１の強磁性層と、該第１の強磁性層に隣接して積層されている非磁性層と、該非磁性層に隣接して積層されている第２の強磁性層とを備えており、前記反強磁性層と前記第１の強磁性層との交換結合によるバイアス磁界を利用した磁気抵抗効果センサであって、前記第１の強磁性層が反強磁性結合膜によって分離され互いに反強磁性的に結合された第１及び第２の強磁性膜から構成されており、前記反強磁性層に隣接する前記第１の強磁性膜の中間に、該第１の強磁性膜を構成する金属が拡散されている所定金属による相互拡散層が形成されていることを特徴とする磁気抵抗効果センサ。
【請求項２】
前記相互拡散層が、０．０５〜０．４ｎｍの膜厚を有していることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記所定金属が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択された少なくとも１つを含む金属であることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果センサを備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
下地層、第２の強磁性層、非磁性層、反強磁性結合膜によって分離され互いに反強磁性的に結合された第１及び第２の強磁性膜からなる第１の強磁性層、並びに反強磁性層を順次積層して形成される磁気抵抗効果センサの製造方法であって、前記反強磁性層に隣接する前記第１の強磁性膜の中間に所定金属による相互拡散層を形成し、該第１の強磁性膜の少なくとも一部に前記所定金属を拡散させることを特徴とする磁気抵抗効果センサの製造方法。
【請求項６】
下地層、反強磁性層、反強磁性結合膜によって分離され互いに反強磁性的に結合された第１及び第２の強磁性膜からなる第１の強磁性層、非磁性層、並びに第２の強磁性層を順次積層して形成される磁気抵抗効果センサの製造方法であって、前記反強磁性層に隣接する前記第１の強磁性膜の中間に所定金属による相互拡散層を形成し、該第１の強磁性膜の少なくとも一部に前記所定金属を拡散させることを特徴とする磁気抵抗効果センサの製造方法。
【請求項７】
前記相互拡散層を、０．０５〜０．４ｎｍの膜厚に形成することを特徴とする請求項５又は６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記反強磁性層又は前記第２の強磁性層上に保護層を積層することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記所定金属が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択された少なくとも１つを含む金属であることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１０】
磁気情報の再生に用いる磁気抵抗効果センサを、請求項５から９のいずれか１項に記載の製造方法によって形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）を利用した磁気抵抗効果（ＭＲ）センサ、このＭＲセンサを備えており例えばハードディスク装置（ＨＤＤ）、フロッピーディスク装置（ＦＤＤ）等の磁気記録再生装置に用いられる薄膜磁気ヘッド、このＭＲセンサの製造方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＨＤＤの高密度化に伴って高感度及び高出力の磁気ヘッドが要求されており、このような要求に答えるものとして、ＧＭＲを呈するセンサの１つであるスピンバルブ効果を利用したＭＲセンサを備えた薄膜磁気ヘッドが提案されている。スピンバルブ（ＳＶ）ＭＲセンサは、２つの強磁性層を非磁性金属層で磁気的に分離してサンドイッチ構造とし、その一方の強磁性層に反強磁性層を積層することによってその界面で生じる交換バイアス磁界をこの一方の強磁性層（ピンド（ｐｉｎｎｅｄ）層）に印加するようにしたものである。交換バイアス磁界を受けるピンド層と受けない他方の強磁性層（フリー（ｆｒｅｅ）層）とでは磁化反転する磁界が異なるので、非磁性金属層を挟むこれら２つの強磁性層の磁化の向きが平行、反平行と変化し、これにより電気抵抗率が大きく変化するのでＧＭＲが得られる。
【０００３】
ＳＶＭＲセンサの出力特性等は、非磁性金属層を挟むこれら２つの強磁性層（ピンド層及びフリー層）の磁化のなす角度によって定まる。フリー層の磁化方向は磁気記録媒体からの漏洩磁界の方向に容易に向く。一方、ピンド層の磁化方向は反強磁性層との交換結合により一方向（ピンニングされる方向、ピンド方向）に制御される。
【０００４】
特開平７−１６９０２６号公報には、このようなＳＶＭＲセンサのピンド層を反強磁性的結合膜によって分離された２つの強磁性膜による多層膜で構成することによって、ピンド層の安定性を高め、再生波形の上下非対称性を制御し易くしたＳＶＭＲセンサ（シンセティックピンＳＶＭＲセンサ）について記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このようなシンセティックピン構造を有するＭＲセンサのＭＲ変化率及び抵抗変化ΔＲｓの向上を図るものである。即ち、本発明の目的は、抵抗変化ΔＲｓを大きくすることによって高記録密度化に対応するＭＲセンサ、このＭＲセンサを備えた薄膜磁気ヘッド、このＭＲセンサの製造方法及びこの薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反強磁性層と、反強磁性層に隣接して積層されている第１の強磁性層（ピンド層）と、第１の強磁性層に隣接して積層されている非磁性層と、非磁性層に隣接して積層されている第２の強磁性層（フリー層）とを備えており、反強磁性層と第１の強磁性層との交換結合によるバイアス磁界を利用したＭＲセンサに関する。特に、本発明によれば、第１の強磁性層が反強磁性結合膜によって分離され互いに反強磁性的に結合された第１及び第２の強磁性膜から構成されており、反強磁性層に隣接する第１の強磁性膜の中間に、この第１の強磁性膜を構成する金属が拡散されている所定金属による相互拡散層が形成されているＭＲセンサ、及びそのＭＲセンサを備えた薄膜磁気ヘッドが提供される。
【０００７】
このように、ピンド層の中間に、このピンド層を構成する金属が拡散されている所定金属による相互拡散層が形成されているので、ＭＲセンサ全体のシート抵抗Ｒｓが大きくなる。一般に、ＭＲセンサの抵抗変化ΔＲｓは、ＭＲ変化率をＭＲ、シート抵抗をＲｓとすると、ΔＲｓ［Ω］＝ＭＲ［％］×Ｒｓ［Ω］で与えられる。従って、シート抵抗Ｒｓを大きくすることにより、高いΔＲｓを得ることができる。その結果、ＭＲセンサの狭小化を図り、高記録密度化に対応したＭＲセンサ及び薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
【０００９】
相互拡散層が、０．０５〜０．４ｎｍの膜厚を有していることも好ましい。
【００１０】
所定金属が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択された少なくとも１つを含む金属であることが好ましい。
【００１１】
本発明は、さらに、下地層、第２の強磁性層（フリー層）、非磁性層、反強磁性結合膜によって分離され互いに反強磁性的に結合された第１及び第２の強磁性膜からなる第１の強磁性層（ピンド層）、並びに反強磁性層を順次積層して形成されるＭＲセンサの製造方法、又は下地層、反強磁性層、反強磁性結合膜によって分離され互いに反強磁性的に結合された第１及び第２の強磁性膜からなる第１の強磁性層（ピンド層）、非磁性層、並びに第２の強磁性層（フリー層）を順次積層して形成されるＭＲセンサの製造方法に関する。特に、本発明によれば、反強磁性層に隣接する第１の強磁性膜の中間に所定金属による相互拡散層を形成し、この第１の強磁性膜の少なくとも一部に所定金属を拡散させるＭＲセンサの製造方法、並びに磁気情報の再生に用いるＭＲセンサを、上述の製造方法によって形成する薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
【００１２】
相互拡散層を、０．０５〜０．４ｎｍの膜厚に形成することが好ましい。
【００１３】
反強磁性層又は第２の強磁性層（フリー層）上に保護層を積層することも好ましい。
【００１４】
所定金属が、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択された少なくとも１つを含む金属であるかもしれない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態として、本発明による薄膜磁気ヘッドの主要部の構成を概略的に示す断面図であり、図２はそのＳＶＭＲ積層構造体の層構成を示す、浮上面（ＡＢＳ）方向から見た断面図である。本実施形態の薄膜磁気ヘッドは、ＭＲセンサで構成された読出しヘッド部とインダクティブ磁気変換素子で形成された書込みヘッド部とを備えた複合型薄膜磁気ヘッドである。
【００１６】
図１において、１０はスライダの主要部を構成する基板、１１は基板１０上に図示しない下地膜を介して形成されている下部シールド層、１２は書込みヘッド部の下部磁性層をも兼用する上部シールド層、１３は絶縁層１４及び１５を介して下部シールド層１１及び上部シールド層１２間に、ＡＢＳ１０ａに沿って伸長するように形成されたＳＶＭＲ積層構造体、１６は上部磁性層、１７は有機樹脂で構成された絶縁層１８に取り囲まれているコイル導電層、１９はギャップ層、２０は保護層をそれぞれ示している。
【００１７】
下部磁性層１２及び上部磁性層１６の先端部は微小厚みのギャップ層１９を隔てて対向するポール部１２ａ及び１６ａを構成しており、これらポール部１２ａ及び１６ａにおいて書き込みが行われる。ヨーク部を構成する下部磁性層１２及び上部磁性層１６のポール部１２ａ及び１６ａとは反対側はバックギャップ部であり、磁気回路を完成するように互いに結合されている。コイル導電層１７は、絶縁層１８上に、ヨーク部の結合部のまわりを渦巻状に回って形成されている。
【００１８】
図２に示すように、ＳＶＭＲ積層構造体１３は、下地層１３０と、第２の強磁性層（フリー層）１３１と、非磁性導電層１３２と、第１の強磁性層（ピンド層）１３３と、反強磁性層１３４と、保護層１３５とを順次積層した構成となっている。
【００１９】
ピンド層１３３は、第１の強磁性膜１３３ａと、第２の強磁性膜１３３ｂと、これら第１及び第２の強磁性膜１３３ａ及び１３３ｂを分離しかつ反強磁性的に結合する反強磁性結合膜１３３ｃとを備えたシンセティックピン構造となっている。
【００２０】
本実施形態では、特に、反強磁性層１３４に隣接する第１の強磁性膜１３３ａの中間に相互拡散層１３６が挿入されている。ただし、アニーリング後は、ピンド層１３３の第１の強磁性膜１３３ａ内には相互拡散層１３６の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３６内には第１の強磁性膜１３３ａの金属成分が拡散している。
【００２１】
具体的には、本実施形態においては、下地層１３０は、例えば、膜厚が約３ｎｍのＮｉＣｒ膜又はＴａ膜を用いている。フリー層１３１は、例えば、膜厚が約２ｎｍのＮｉＦｅ膜と、膜厚が約１ｎｍのＣｏＦｅ膜との２層構造となっている。このような２層構造の他に、単層構造又は２層以上の多層構造を採用することもできる。なお、ＣｏＦｅ膜の代わりにＣｏ膜を用いても良い。非磁性導電層１３２は、例えば、膜厚が約１．８〜２．５ｎｍのＣｕ膜によって構成される。
【００２２】
ピンド層１３３の構成については、後で詳しく説明する。ピンド層１３３は、反強磁性層１３４と交換結合しており、この交換結合により一方向に固定磁化されている。
【００２３】
反強磁性層１３４は、例えば、膜厚が約１２ｎｍのＰｔＭｎ膜等によって構成される。なお、反強磁性層１３４として、ＮｉＭｎ、ＲｕＲｈ、Ｍｎ又はＩｒＭｎ膜を用いても良い。さらに、反強磁性層１３４は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ及びＣｒのグループから選択された少なくとも１つを含有していても良い。保護層１３５は、例えば、膜厚が約２ｎｍのＴａ膜を用いることができる。
【００２４】
ピンド層１３３は、非磁性導電層１３２側から例えば膜厚が約２．５ｎｍのＣｏＦｅ膜による第２の強磁性膜１３３ｂと、膜厚が約０．８ｎｍのＲｕ膜による反強磁性結合膜１３３ｃと、中間に相互拡散層１３６を備えており、膜厚が約１．４ｎｍのＣｏＦｅ膜による第１の強磁性膜１３３ａとから構成されている。
【００２５】
相互拡散層１３６としては、例えば、膜厚が０．０５〜０．４ｎｍのＴａ膜を用いることができる。なお、相互拡散層１３６として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選択された少なくとも１つを含む金属膜を用いる。ただし、アニーリング後のこの相互拡散層１３６内には、第１の強磁性膜１３３ａの金属成分が拡散している。逆に、アニーリング後の第１の強磁性膜１３３ａ内には相互拡散層１３６の金属成分が拡散している。
【００２６】
図２には示されていないが、スピンバルブＭＲ積層構造体の両側面には、フリー層１３１に縦方向磁気バイアスを加える磁区制御層が備えられている。磁区制御層は永久磁石層であってもよいし、反強磁性層によって構成し、この反強磁性層とフリー層１３１との間で交換結合を生じさせてもよい。さらに、磁区制御層上には、リード導体層がそれぞれ積層されている。これらリード導体層は、スピンバルブＭＲ積層構造体の非磁性導電層１３２にセンス電流を流すために備えられている。
【００２７】
次に、本実施形態におけるＳＶＭＲ積層構造体１３を製造するには、まず、図２に示すように、基板上に下地層１３０（ＮｉＣｒ、３ｎｍ）と、フリー層１３１（ＮｉＦｅ、２ｎｍ、及びＣｏＦｅ、１ｎｍ）と、非磁性導電層１３２（Ｃｕ、１．９ｎｍ）と、ピンド層１３３の第２の強磁性膜１３３ｂ（ＣｏＦｅ、２ｎｍ）と、ピンド層１３３の反強磁性結合膜１３３ｃ（Ｒｕ、０．８ｎｍ）と、ピンド層１３３の第１の強磁性膜１３３ａの一部（ＣｏＦｅ、０．７ｎｍ）と、相互拡散層１３６（Ｔａ、０．０５〜０．４ｎｍ）と、第１の強磁性膜１３３ａの残りの部分（ＣｏＦｅ、０．７ｎｍ）と、反強磁性層１３４（ＰｔＭｎ、１２ｎｍ）と、保護層１３５（Ｔａ、２ｎｍ）とを順次積層する。
【００２８】
次いで、１０００ｍＴ（１０ｋＧ）の磁界中で２７０℃の温度を５時間保持するアニーリングを行う。このアニーリングにより、相互拡散層１３６内には、第１の強磁性膜１３３ａの金属成分が拡散し、第１の強磁性膜１３３ａ内には相互拡散層１３６の金属成分が拡散することとなる。
【００２９】
複合型薄膜磁気ヘッドを形成するためのその他の工程は従来技術と同様であるため、説明は省略する。
【００３０】
このようにして得られるＳＶＭＲセンサについて、相互拡散層１３６であるＴａ膜の膜厚を変えた場合のＭＲ抵抗変化ΔＲｓ、ＭＲ変化率ＭＲ、シート抵抗Ｒｓを測定した結果が図３〜図５に示されている。ただし、測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）である。
【００３１】
これらの図から分かるように、相互拡散層１３６を設けることにより、その膜厚が厚くなるとＭＲ変化率が若干低下する（ただし、膜厚が０．４ｎｍ程度までは１２％以上の値を有する）。しかしながら、相互拡散層１３６を設けることにより、ピンド層１３３の第１の強磁性層１３３ａ内には相互拡散層１３６の金属成分が拡散するのでシート抵抗Ｒｓが大きくなるため、抵抗変化ΔＲｓは大きくなり、Ｔａ膜の膜厚が０．０５〜０．４ｎｍの範囲でほぼ２．１Ωを越える値となっている。
【００３２】
以下の表１は、本実施形態の積層構造を有するが相互拡散層の材料が異なる種々のＳＶＭＲセンサについて、種々のサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を表している。
【００３３】
各サンプルは、基板としてアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、Ｔａ（３ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／シンセティックピン構造を有し、相互拡散層を挿入したピンド層／ＰｔＭｎ（１２ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）を順次積層して成膜し、１２００ｍＴ（１２ｋＧ）の磁界中で２７０℃の温度を５時間保持するアニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）である。
【００３４】
【表１】
0003675327.tif 000002
【００３５】
表１より、相互拡散層１３６として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、ＴａＣｏ又はＴａＮｉを用いた場合、いずれも、相互拡散層の存在しない比較例よりも抵抗変化ΔＲｓは大きくなっていることが分かる。
【００３６】
上述した実施形態では、ピンド層１３３における第１の強磁性膜１３３ａの膜厚方向の中央に相互拡散層１３６が挿入されているが、この相互拡散層１３６は、第１の強磁性膜１３３ａの途中であればどの位置であっても良い。
【００３７】
以下の表２は、相互拡散層の挿入位置が第１の強磁性膜１３３ａの厚さ方向で異なる種々のＳＶＭＲセンサについて、種々のサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を表している。
【００３８】
各サンプルは、基板としてアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、Ｔａ（３ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｏ（１ｎｍ）／Ｃｕ（２．５ｎｍ）／シンセティックピン構造を有し、相互拡散層を挿入したピンド層／ＰｔＭｎ（１２ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）を順次積層して成膜し、１２００ｍＴ（１２ｋＧ）の磁界中で２７０℃の温度を５時間保持するアニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）である。
【００３９】
【表２】
0003675327.tif 000003
【００４０】
表２より、第１の強磁性膜１３３ａの反強磁性結合膜１３３ｃ側の部分の膜厚が０．３ｎｍ以上となる位置に相互拡散層１３６を挿入することが好ましい。これは、相互拡散層１３６を構成する金属が第２の強磁性膜１３３ｂ内に不純物として拡散されて、スピン依存散乱の効果が悪化するのを防止するためである。また、第１の強磁性膜１３３ａの反強磁性層１３４側の部分の膜厚が０．２ｎｍ以上となる位置に相互拡散層１３６を挿入することが好ましい。これは、相互拡散層１３６を構成する金属が反強磁性層１３４内に不純物として拡散されることを防止するためである。
【００４１】
図６は本発明の他の実施形態におけるＳＶＭＲ積層構造体の層構成を示す、ＡＢＳ方向から見た断面図である。
【００４２】
本実施形態において、ＳＶＭＲ積層構造体は、下地層１３０と、反強磁性層１３４と、第２の強磁性層（ピンド層）１３３と、非磁性導電層１３２と、第１の強磁性層（フリー層）１３１と、保護層１３５とを順次積層した構成となっている。
【００４３】
ピンド層１３３は、第１の強磁性膜１３３ａと、第２の強磁性膜１３３ｂと、これら強磁性膜１３３ａ及び１３３ｂを分離しかつ反強磁性的に結合する反強磁性結合膜１３３ｃとを備えたシンセティックピン構造となっている。
【００４４】
本実施形態では、特に、反強磁性層１３４に隣接する第１の強磁性膜１３３ａの中間に相互拡散層１３６が挿入されている。ただし、アニーリング後は、ピンド層１３３の第１の強磁性膜１３３ａ内には相互拡散層１３６の金属成分が拡散しており、また、相互拡散層１３６内には第１の強磁性膜１３３ａの金属成分が拡散している。
【００４５】
このように、本実施形態は、ＳＶＭＲ積層構造体の各層の積層順序を図２の場合と反対にしたものであり、その他の構成及び作用効果等は、先の実施形態の場合とほぼ同様であり、ほぼ２．１Ωを越える抵抗変化ΔＲｓが得られる。本実施形態においては、先の実施形態の場合と同じ構成要素には、同じ参照番号が付されている。
【００４６】
以下の表３は、本実施形態の積層構造を有するが相互拡散層の材料が異なる種々のＳＶＭＲセンサについて、種々のサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を表している。
【００４７】
各サンプルは、基板としてアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（３ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／シンセティックピン構造を有し、相互拡散層を挿入したピンド層／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／ＣｏＦｅ（３ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し、１２００ｍＴ（１２ｋＧ）の磁界中で２７０℃の温度を５時間保持するアニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）である。
【００４８】
【表３】
0003675327.tif 000004
【００４９】
表３より、相互拡散層１３６として、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、ＴａＣｏ又はＴａＮｉを用いた場合、いずれも、相互拡散層の存在しない比較例よりも抵抗変化ΔＲｓは大きくなっていることが分かる。
【００５０】
上述した実施形態では、ピンド層１３３における第１の強磁性膜１３３ａの膜厚方向の中央に相互拡散層１３６が挿入されているが、この相互拡散層１３６は、第１の強磁性膜１３３ａの途中であればどの位置であっても良い。
【００５１】
以下の表４は、相互拡散層の挿入位置が第１の強磁性膜１３３ａの厚さ方向で異なる種々のＳＶＭＲセンサについて、種々のサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を表している。
【００５２】
各サンプルは、基板としてアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、ＮｉＣｒ（３ｎｍ）／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／シンセティックピン構造を有し、相互拡散層を挿入したピンド層／Ｃｕ（１．９ｎｍ）／ＣｏＦｅ（３ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し、１２００ｍＴ（１２ｋＧ）の磁界中で２７０℃の温度を５時間保持するアニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）である。
【００５３】
【表４】
0003675327.tif 000005
【００５４】
表４より、第１の強磁性膜１３３ａの反強磁性結合膜１３３ｃ側の部分の膜厚が０．３ｎｍ以上となる位置に相互拡散層１３６を挿入することが好ましい。これは、相互拡散層１３６を構成する金属が第２の強磁性膜１３３ｂ内に不純物として拡散されて、スピン依存散乱の効果が悪化するのを防止するためである。また、第１の強磁性膜１３３ａの反強磁性層１３４側の部分の膜厚が０．２ｎｍ以上となる位置に相互拡散層１３６を挿入することが好ましい。これは、相互拡散層１３６を構成する金属が反強磁性層１３４内に不純物として拡散されることを防止するためである。
【００５５】
相互拡散層を第２の強磁性膜１３３ｂの途中に挿入しても抵抗変化ΔＲｓは増大しない。以下の表５は、相互拡散層を挿入しない場合及び第２の強磁性膜１３３ｂの途中に挿入した場合について、それぞれサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を表している。
【００５６】
各サンプルは、基板としてアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、Ｔａ（３ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２ｎｍ）／Ｃｏ（１ｎｍ）／Ｃｕ（１．８ｎｍ）／シンセティックピン構造を有するピンド層／ＰｔＭｎ（１２ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）を順次積層して成膜し、１２００ｍＴ（１２ｋＧ）の磁界中で２７０℃の温度を５時間保持するアニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）である。
【００５７】
【表５】
0003675327.tif 000006
【００５８】
表５から分かるように、第２の強磁性膜１３３ｂの途中に相互拡散層を挿入した場合は、相互拡散層を全く挿入しない場合よりも抵抗変化ΔＲｓが低下している。これは、相互拡散層１３６を構成する金属が非磁性導電層１３２に近い第２の強磁性膜１３３ｂ内に不純物として拡散されてしまい、その結果、スピン依存散乱の効果が悪化するためである。
【００５９】
シンセティックピン構造を有しないＳＶＭＲ素子のピンド層に相互拡散層を挿入しても抵抗変化ΔＲｓは増大しない。以下の表６は、シンセティックピン構造を有しないＳＶＭＲ素子において相互拡散層を挿入しない場合及び挿入した場合について、それぞれサンプルを作成し、ΔＲｓを測定した結果を表している。
【００６０】
各サンプルは、基板としてアルミナ膜付きのＡｌＴｉＣを使用し、その上に、Ｔａ（４ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３ｎｍ）／ＣｏＦｅ（１ｎｍ）／Ｃｕ（２ｎｍ）／シンセティックピン構造を有しないピンド層／ＰｔＭｎ（１５ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）を順次積層して成膜し、１２００ｍＴ（１２ｋＧ）の磁界中で２７０℃の温度を５時間保持するアニーリングを行っている。測定磁界は、７２０００Ａ／ｍ（９００Ｏｅ）である。
【００６１】
【表６】
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【００６２】
表６から分かるように、シンセティックピン構造を有しないＳＶＭＲ素子のピンド層に相互拡散層を挿入した場合は、相互拡散層を全く挿入しない場合よりも抵抗変化ΔＲｓが低下している。これは、相互拡散層１３６を構成する金属が非磁性導電層１３２に近い第１の強磁性層（ピンド層）内に不純物として拡散されてしまい、その結果、スピン依存散乱の効果が悪化するためである。
【００６３】
なお、上述した実施形態は、ＳＶＭＲセンサに関するものであるが、本発明がその他のＧＭＲセンサやＴＭＲセンサにも適用できることは明らかである。
【００６４】
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。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、ピンド層の中間に、このピンド層を構成する金属が拡散されている所定金属による相互拡散層が形成されているので、ＭＲセンサ全体のシート抵抗Ｒｓが大きくなる。一般に、ＭＲセンサの抵抗変化ΔＲｓは、ＭＲ変化率をＭＲ、シート抵抗をＲｓとすると、ΔＲｓ［Ω］＝ＭＲ［％］×Ｒｓ［Ω］で与えられる。従って、シート抵抗Ｒｓを大きくすることにより、高いΔＲｓを得ることができる。その結果、ＭＲセンサの狭小化を図り、高記録密度化に対応したＭＲセンサ及び薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として、本発明による薄膜磁気ヘッドの主要部の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１のＳＶＭＲ積層構造体の層構成を示す、浮上面（ＡＢＳ）方向から見た断面図である。
【図３】Ｔａ膜の膜厚を変えた場合のＭＲ抵抗変化ΔＲｓを測定した結果を示す図である。
【図４】Ｔａ膜の膜厚を変えた場合のＭＲ変化率ＭＲを測定した結果を示す図である。
【図５】Ｔａ膜の膜厚を変えた場合のシート抵抗Ｒｓを測定した結果を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態におけるＳＶＭＲ積層構造体の層構成を示すＡＢＳ方向から見た断面図である。
【符号の説明】
１０  基板
１１  下部シールド層
１２  上部シールド層
１２ａ、１６ａ  ポール部
１３  スピンバルブＭＲ層
１４、１５、１８  絶縁層
１６  上部磁性層
１７  コイル導電層
１９  ギャップ層
２０、１３５  保護層
１３０  下地層
１３１  第２の強磁性層（フリー層）
１３６  相互拡散層
１３２  非磁性導電層
１３３  第１の強磁性層（ピンド層）
１３３ａ  第１の強磁性膜
１３３ｂ  第２の強磁性膜
１３３ｃ  反強磁性結合膜
１３４  反強磁性層
１３６  相互拡散層
【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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