(57)【要約】【課題】高分解能で低ノイズの磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、第１、第２シールドと、積層体と、ハードバイアス部と、を含む磁気抵抗効果素子が提供される。積層体は、第１、第２磁性層と、中間層と、第１Ｒｕ層と、を含む。第１磁性層は、第１、第２シールドの間に設けられ磁化の向きが変化可能である。第２磁性層は、第１磁性層と第２シールドとの間に設けられ磁化の向きが変化可能である。中間層は、第１磁性層と第２磁性層との間に設けられ非磁性である。第１Ｒｕ層は、第１シールドと第１磁性層との間に設けられ厚さが１．５ｎｍ〜２．５ｎｍ以下である。ハードバイアス層は、第１シールドと第２シールドとの間において第１シールドから第２シールドに向かう第１方向に対して交差する第２方向において積層体と並ぶ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シールドと、
第２シールドと、
前記第１シールドと前記第２シールドとの間に設けられ磁化の向きが変化可能な第１磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２シールドとの間に設けられ磁化の向きが変化可能な第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた非磁性の中間層と、
前記第１シールドと前記第１磁性層との間に設けられ厚さが１．５ナノメートル以上２．５ナノメートル以下の第１Ｒｕ層と、
を含む積層体と、
前記第１シールドと前記第２シールドとの間において前記第１シールドから第２シールドに向かう第１方向に対して交差する第２方向において前記積層体と並ぶハードバイアス部と、
を備えた磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
前記積層体は、前記第２磁性層と前記第２シールドとの間に設けられ厚さが１．５ナノメートル以上２．５ナノメートル以下の第２Ｒｕ層を含む請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
前記第２Ｒｕ層は、前記第２磁性層に接する請求項２記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
前記第２磁性層と前記第２シールドとの間の磁気交換結合エネルギーは、０．０５エルグ／平方センチメートル以上０．１５エルグ／平方センチメートル以下である請求項２または３に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
前記第２Ｒｕ層と第２シールドとの間に設けられ、アモルファス磁性合金、ＦｅＣｒ合金、ＦｅＶ合金、及び、Ｆｅよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む第３磁性層をさらに備えた請求項２〜４のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
前記第３磁性層は、前記第２Ｒｕ層と前記第２シールドとに接する請求項５記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
前記第３磁性層の厚さは、０．５ナノメートル以上１０ナノメートル以下である請求項５または６に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
前記第１Ｒｕ層は、前記第１磁性層に接する請求項１〜７のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項９】
前記第１磁性層と前記第１シールドとの間の磁気交換結合エネルギーは、０．０５エルグ／平方センチメートル以上０．１５エルグ／平方センチメートル以下である請求項１〜８のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１０】
前記第１Ｒｕ層と第１シールドとの間に設けられ、アモルファス磁性合金、ＦｅＣｒ合金、ＦｅＶ合金、及び、Ｆｅよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む第４磁性層をさらに備えた請求項１〜９のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１１】
前記第４磁性層は、前記第１Ｒｕ層と前記第１シールドとに接する請求項１０記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１２】
前記第４磁性層の厚さは、０．５ナノメートル以上１０ナノメートル以下である請求項１０または１１に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１３】
前記第１磁性層は、第１部分と、前記第１部分と前記第１シールドとの間に設けられた第２部分と、を含み、
前記第２部分は、アモルファス磁性合金、ＦｅＣｒ合金、ＦｅＶ合金、及び、Ｆｅよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む請求項１〜１２のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１４】
前記第２部分の厚さは、０．５ナノメートル以上１０ナノメートル以下である請求項１３記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１５】
前記第２磁性層は、第３部分と、前記第３部分と前記第２シールドとの間に設けられた第４部分と、を含み、
前記第４部分は、アモルファス磁性合金、ＦｅＣｒ合金、ＦｅＶ合金、及び、Ｆｅよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む請求項１〜１４のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１６】
前記第４部分の厚さは、０．５ナノメートル以上１０ナノメートル以下である請求項１５記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子を備えた磁気ヘッド。
【請求項１８】
請求項１７記載の磁気ヘッドと、
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、
を備えた磁気ヘッドアセンブリ。
【請求項１９】
請求項１８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、
を備えた磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（Hard Disk Drive：ハードディスクドライブ）の信号再生には、例えば、ＴＭＲヘッド（Tunneling MagnetoResistive Head）が使用されている。ＴＭＲヘッドに設けられる磁気抵抗効果素子においては、２つのシールドの間に、磁性積層膜が設けられる。磁気抵抗効果素子において、分解能を向上すると共にノイズを低減することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２９６２８３Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、高分解能で低ノイズの磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及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】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、第１シールドと、第２シールドと、積層体と、ハードバイアス部と、を含む磁気抵抗効果素子が提供される。積層体は、第１磁性層と、第２磁性層と、中間層と、第１Ｒｕ層と、を含む。前記第１磁性層は、前記第１シールドと前記第２シールドとの間に設けられ、磁化の向きが変化可能である。前記第２磁性層は、前記第１磁性層と前記第２シールドとの間に設けられ、磁化の向きが変化可能である。前記中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ、非磁性である。前記第１Ｒｕ層は、前記第１シールドと前記第１磁性層との間に設けられ、厚さが１．５ナノメートル以上２．５ナノメートル以下である。前記ハードバイアス層は、前記第１シールドと前記第２シールドとの間において前記第１シールドから第２シールドに向かう第１方向に対して交差する第２方向において前記積層体と並ぶ。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子が搭載される磁気ヘッドを示す模式的斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子が搭載されるヘッドスライダを示す模式的斜視図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、磁気抵抗効果素子の特性を示すグラフ図である。
【図５】磁気抵抗効果素子の特性を示すグラフ図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第２の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を示す模式的断面図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第３の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を示す模式的断面図である。
【図８】第４の実施形態に係る磁気記録再生装置を示す模式的斜視図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第４の実施形態に係る磁気記録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】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
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率などは、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率が異なって表される場合もある。  
なお、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。
【０００８】
（第１の実施形態）  
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を例示する模式図である。  
図１（ａ）は、模式的斜視図である。図１（ａ）においては、図を見易くするために、絶縁部分は省略され、要素の一部は互いに分離して描かれている。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線に対応する断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ１−Ｂ２線に対応する断面図である。
【０００９】
図１（ａ）〜図１（ｃ）に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２１０は、第１シールド７１と、第２シールド７２と、積層体１０ｓと、ハードバイアス部７５と、を含む。
【００１０】
第１シールド７１と第２シールド７２とは、互いに離間する。第１シールド７１から第２シールド７２に向かう方向を積層方向（第１方向）とする。第１方向を、Ｘ軸方向とする。Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向とＹ軸方向とに対して垂直な方向をＺ軸方向とする。第２方向を、積層方向（第１方向）に対して交差する方向とする。第２方向は、例えば、Ｚ軸方向である。
【００１１】
積層体１０ｓは、第１シールド７１と第２シールド７２との間に設けられる。積層体１０ｓは、第１磁性層１０と、第２磁性層２０と、中間層３０と、を含む。第１磁性層１０は、第１シールド７１と第２シールド７２との間に設けられる。第１磁性層１０の磁化の向きは、変化可能である。第２磁性層２０は、第１磁性層１０と第２シールド７２との間に設けられる。第２磁性層２０の磁化の向きは、変化可能である。中間層３０は、第１磁性層１０と第２磁性層２０との間に設けられ、非磁性である。第１磁性層１０及び第２磁性層２０は、例えば、強磁性である。第１磁性層１０及び第２磁性層２０は、例えば、磁化自由層である。
【００１２】
積層体１０ｓは、第１Ｒｕ層４１及び第２Ｒｕ層４２の少なくともいずれかをさらに含む。この例では、第１Ｒｕ層４１及び第２Ｒｕ層４２の両方が設けられている。
【００１３】
第１Ｒｕ層４１は、第１シールド７１と第１磁性層１０との間に設けられる。第１Ｒｕ層の厚さ（第１厚さｔ１）は、１．５ナノメートル（ｎｍ）以上２．５ｎｍ以下である。例えば、第１Ｒｕ層４１は、第１磁性層１０に接する。
【００１４】
第２Ｒｕ層４２は、第２磁性層２０と第２シールド７２との間に設けられる。第２Ｒｕ層４２の厚さ（第１厚さｔ２）は、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下である。例えば、第２Ｒｕ層４２は、第２磁性層２０に接する。  
積層体１０ｓは、磁気抵抗効果素子部分である。
【００１５】
図１（ｂ）に例示したように、この例では、磁気抵抗効果素子２１０は、第１絶縁部７３をさらに含む。第１絶縁部７３は、第１シールド７１及び第２シールド７２との間に設けられ、積層体１０ｓの周りを囲んでいる。
【００１６】
ハードバイアス部７５は、第１シールド７１と第２シールド７２との間において、第２方向（この例では、Ｚ軸方向）において、積層体１０ｓと並ぶ。
【００１７】
図１（ｃ）に例示したように、この例では、磁気抵抗効果素子２１０は、第２絶縁部７４をさらに含む。第２絶縁部７４は、積層体１０ｓとハードバイアス部７５との間に設けられる。この例では、第２絶縁部７４は、第１シールド７１とハードバイアス部７５との間、及び、第２シールド７２とハードバイアス部７５との間に、延在している。
【００１８】
このような磁気抵抗効果素子２１０は、例えば磁気ヘットに用いられる。この場合、磁気抵抗効果素子２１０に媒体対向面７０ｓ（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）が設けられる。以下、磁気ヘッドの例について説明する。
【００１９】
図２は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子が搭載される磁気ヘッドを例示する模式的斜視図である。  
図２に表したように、磁気ヘッド１１０は、再生部７０（再生ヘッド部）を含む。この例では、磁気ヘッド１１０は、書き込み部６０（書き込みヘッド部）をさらに含む。再生部７０として、実施形態に係る磁気抵抗効果素子２１０が用いられる。  
図２においては、再生部７０（磁気抵抗効果素子２１０）に含まれる要素の一部が省略されている。
【００２０】
書き込み部６０は、例えば、主磁極６１と、書き込み部リターンパス６２と、を含む。磁気ヘッド１１０において、書き込み部６０は、例えば、スピントルク発振子６３（ＳＴＯ：spin torque oscillator）などの、書き込み動作に関してアシストする部分をさらに含んでも良い。磁気ヘッド１１０において、書き込み部６０は、任意の構成を有することができる。
【００２１】
再生部７０には、例えば、積層体１０ｓと、第１シールド７１と、第２シールド７２と、が設けられる。
【００２２】
再生部７０の各要素、及び、書き込み部６０の各要素は、図示しない、例えばアルミナなどの絶縁体により分離される。
【００２３】
図３は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子が搭載されるヘッドスライダを例示する模式的斜視図である。  
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には、例えばＡｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどが用いられる。ヘッドスライダ３は、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、磁気記録媒体８０に対して相対的に運動する。
【００２４】
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とを有する。磁気ヘッド１１０は、ヘッドスライダ３の空気流出側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磁気記録媒体８０に対して相対的に運動する。
【００２５】
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、媒体基板８２の上に設けられた磁気記録層８１と、を有する。書き込み部６０から印加される磁界により、磁気記録層８１の磁化８３が制御され、これにより書き込み動作が実施される。磁気記録媒体８０は、媒体移動方向８５に沿って、磁気ヘッド１１０に対して相対的に移動する。
【００２６】
再生部７０は、磁気記録媒体８０に対向して配置される。再生部７０は、磁気記録媒体８０に対向する媒体対向面７０ｓ（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）を有する。磁気記録媒体８０は、媒体移動方向８５に沿って、磁気ヘッド１１０に対して相対的に移動する。再生部７０は、磁気記録層８１の磁化８３の方向を検出する。これにより、再生動作が行われる。再生部７０は、磁気記録媒体８０に記録された記録信号を検出する。
【００２７】
例えば、Ｚ軸方向は、ハイト方向である。Ｘ軸方向は、例えば、磁気記録媒体８０の記録トラック進行方向（トラック方向）に対応する。Ｙ軸方向は、例えば、磁気記録媒体８０の記録トラック幅方向（トラック幅方向）に対応する。トラック幅方向は、ビット幅を規定する。
【００２８】
本実施形態においては、積層体１０ｓに、Ｒｕ層（例えば第１Ｒｕ層４１及び第２Ｒｕ層４２の少なくともいずれか）を設け、その厚さを１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下に設定する。これにより、高分解能で低ノイズの磁気抵抗効果素子及び磁気ヘッドが提供できる。
【００２９】
本願発明者は、Ｒｕ層の厚さを約２ｎｍにすることで、高い分解能が得られると共に、ノイズを低減できることを見出した。
【００３０】
シールドと磁性層との間に設けられるＲｕ層は、磁気結合層として用いられる。このときのＲｕ層の厚さは、通常約０．９ｎｍとされる。これに対して、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２１０においては、Ｒｕ層の厚さを、この値の約２倍と、非常に厚く設定する。
【００３１】
Ｒｕ層の厚さを約２ｎｍと厚くすると、シールドと磁性層との間の交換結合が、一般に用いられる約０．９ｎｍの厚さよりも弱くなると考えられる。本願発明者は、シールドと磁性層との間の交換結合の強さを弱めることで、上記のような良好な特性が得られると考えた。本願発明者は、このような仮説の基に、以下のような実験を行い、本実施形態に係る構成を導き出した。以下、本願発明者が独自に行った実験について説明する。
【００３２】
第１の実験では、Ｒｕ層と磁性層との間に、別の層（界面層）を挿入して、そのときのシールドと磁性層との交換結合との強さが評価される。この実験では、Ｒｕ層の厚さは、一般に用いられている０．９ｎｍで一定である。
【００３３】
第１の実験の試料は以下のようにして作製される。  
基板（図示しない）の上に、密着層として、厚さが約２ｎｍのＴａ層（図示しない）が形成される。このＴａ層の上に、シールド層（第１シールド７１に相当する）が形成される。具体的には、厚さが約５０ｎｍのパーマロイ層（Ｎｉ８０Ｆｅ２０層）が形成される。シールド層の上に、Ｒｕ層（第１Ｒｕ層４１に相当する）が形成される。Ｒｕ層の厚さは、０．９ｎｍである。Ｒｕ層の上に、材料が異なる種々の層（界面層）が形成される。この界面層として、Ｃｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０（原子％）の軟磁性アモルファス合金、Ｆｅ、ＦｅＣｒ合金、ＦｅＶ合金、ＣｏＦｅ合金などが形成される。界面層の厚さは、２ｎｍである。このような界面層の上に、磁性層（第１磁性層１０に対応する）が形成される。具体的には、磁性層として、厚さが２．０ｎｍのＦｅＣｏ層が形成され、その上に厚さが３．０ｎｍのＣｏＦｅＭｎＧｅ層が形成される。磁性層の上に、中間層３０に相当する厚さが３ｎｍのＣｕ層が形成される。Ｃｕ層の上に、保護層として、厚さが約２ｎｍのＴａ層が形成される。その後、２９０℃で１時間の磁界中での熱処理が施される。
【００３４】
このように、界面層として異なる材料を用いた試料に関して、ＶＳＭ（Vibrating Sample Magnetometer）を用いて、シールド層と磁性層との間の磁気交換結合エネルギーが測定される。
【００３５】
界面層としてＣｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０（原子％）の軟磁性アモルファス合金層を用いた場合のシールドと磁性層との間の磁気交換結合エネルギーは、０．０９ｅｒｇ／ｃｍ２である。  
界面層としてＦｅを用いた場合のシールドと磁性層との間の磁気交換結合エネルギーは、０．１４ｅｒｇ／ｃｍ２である。  
界面層としてＦｅＣｒを用いた場合のシールドと磁性層との間の磁気交換結合エネルギーは、０．０７ｅｒｇ／ｃｍ２である。  
界面層としてＦｅＶを用いた場合のシールドと磁性層との間の磁気交換結合エネルギーは、０．０６ｅｒｇ／ｃｍ２である。  
界面層としてＣｏＦｅを用いた場合のシールドと磁性層との間の磁気交換結合エネルギーは、０．４ｅｒｇ／ｃｍ２である。
【００３６】
このように、Ｒｕ層と磁性層との間に設けられる界面層の材料を変えることで、シールドと磁性層との間の磁気交換結合エネルギーは大きく変化する。
【００３７】
さらに、このように異なる材料の界面層を用いた試料において、磁気ヘッドとしての特性（この例では分解能及びノイズ）が評価される。以下、これらの特性と磁気交換結合エネルギーとの関係について説明する。
【００３８】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、磁気抵抗効果素子の特性を例示するグラフ図である。  
図４（ａ）の縦軸は、スイッチングノイズパワーＳＮＰ（％）である。スイッチングノイズパワーＳＮＰの値が小さいことが、ノイズが少ないことを示す。図４（ｂ）の縦軸は、磁気抵抗効果素子の分解能Ｒｓ（％）である。分解能Ｒｓは、最も高い周波数で記録した時の再生出力（ＴＡＡ１）の、最も低い周波数で記録した時の再生出力（ＴＡＡ２）の対する比（百分率）と定義される。すなわち、Ｒｓ＝（ＴＡＡ１／ＴＡＡ２）×１００％である。最も高い周波数は、この例では１６４ＭＨｚであり、最も低い周波数は、この例では２７ＭＨｚである。分解能Ｒｓの値が大きいときに、分解能が高い。図４（ａ）及び図４（ｂ）の横軸は、磁性層（磁気自由層）とシールドとの間の磁気交換結合エネルギーＪｅｘ（エルグ／平方センチメートル：ｅｒｇ／ｃｍ２）である。磁気交換結合エネルギーＪｅｘは、ＶＳＭによる測定値である。
【００３９】
図４（ａ）から分かるように、磁気交換結合エネルギーＪｅｘが０．０５ｅｒｇ／ｃｍ２未満においては、スイッチングノイズパワーＳＮＰが大きい。これは、磁気交換結合エネルギーが小さ過ぎて、シールドから磁気自由層に加わる一方向性バイアスが有効にならないためと考えられる。この条件においては、スイッチングノイズが発生する。磁気交換結合エネルギーＪｅｘが、０．０５ｅｒｇ／ｃｍ２以上において、スイッチングノイズパワーＳＮＰが小さく、低ノイズの動作が実現できる。
【００４０】
図４（ｂ）に分かるように、磁気交換結合エネルギーＪｅｘが０．１５ｅｒｇ／ｃｍ２を超えると、分解能Ｒｓが低下する。これは、磁気交換結合エネルギーが大き過ぎて、シールドのうちの磁気自由層に近接する部分の磁化が動き難くなり、シールド機能が低下するためと考えられる。磁気交換結合エネルギーＪｅｘが、０．１５ｅｒｇ／ｃｍ２以下において、分解能Ｒｓの値は高い。この条件において、高い分解能を維持できる。
【００４１】
以上の結果から、第１磁性層１０と第１シールド７１との間の磁気交換結合エネルギーはＪｅｘを０．０５ｅｒｇ／ｃｍ２以上０．１５ｅｒｇ／ｃｍ２以下とすることが良いことが分かる。第２磁性層２０と第２シールド７２との間の磁気交換結合エネルギーＪｅｘを０．０５ｅｒｇ／ｃｍ２以上０．１５ｅｒｇ／ｃｍ２以下に設定することが良いことが分かる。これにより、低いノイズと共に、高い分解能が得られる。
【００４２】
以下に説明する第２の実験では、上記のような界面層を用いずに、Ｒｕ層の厚さを変えた試料において、シールドと磁性層との間の磁気交換結合エネルギーが評価される。  
第２の実験では、以下の試料が作製される。  
第１の実験と同様に、基板上に、密着層（厚さが約２ｎｍのＴａ層）が形成され、その上に、シールド層（厚さが約５０ｎｍのＮｉ８０Ｆｅ２０層）が形成される。シールド層の上に、Ｒｕ層が形成される。このとき、Ｒｕ層の厚さを０．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内で変えた複数の試料が作製される。Ｒｕ層の厚さは、０．１ｎｍのステップで変更される。Ｒｕ層の上に、磁性層として、厚さが２．０ｎｍのＦｅＣｏ層が形成され、その上に厚さが３．０ｎｍのＣｏＦｅＭｎＧｅ層が形成される。磁性層の上に、中間層３０（厚さが３ｎｍのＣｕ層）が形成される。Ｃｕ層の上に、保護層（厚さが約２ｎｍのＴａ層）が形成される。その後、２９０℃で１時間の磁界中での熱処理が施される。
【００４３】
Ｒｕ層の厚さが異なるこれらの試料に関して、ＶＳＭを用いて、シールド層と磁性層との間の磁気交換結合エネルギーが測定される。
【００４４】
図５は、磁気抵抗効果素子の特性を例示するグラフ図である。  
図５は、磁性層（例えば第１磁性層１０）とシールド（例えば第１シールド７１）との間のＲｕ層の厚さを変えた試料の、磁性層とシールドとの間の磁気交換結合エネルギーＪｅｘの測定結果を例示している。横軸は、Ｒｕ層の厚さｔ（ｎｍ）であり、縦軸は、磁気交換結合エネルギーＪｅｘ（ｅｒｇ／ｃｍ２）である。
【００４５】
図５から分かるように、磁気交換結合エネルギーＪｅｘは、Ｒｕ層の厚さｔの変化に対して、複数のピークを有する。  
この例では、Ｒｕ層の厚さｔが約０．４ｎｍ（０．３８ｎｍ以上０．４３ｎｍ以下）において、第１ピークｐ１が生じる。この第１ピークｐ１においては、磁気交換結合エネルギーＪｅｘは、約１．２ｅｒｇ／ｃｍ２（１．０ｅｒｇ／ｃｍ２以上１．２ｅｒｇ／ｃｍ２以下）である。
【００４６】
Ｒｕ層の厚さｔが、約０．９ｎｍ（０．８ｎｍ以上１．０ｎｍ以下）において、第２ピークｐ２が生じる。第２ピークｐ２においては、磁気交換結合エネルギーＪｅｘは、０．６ｅｒｇ／ｃｍ２（０．４ｅｒｇ／ｃｍ２以上０．６ｅｒｇ／ｃｍ２以下）である。
【００４７】
Ｒｕ層の厚さｔが、約１．９ｎｍ（１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下）において、第３ピークｐ３が生じる。第３ピークｐ３においては、磁気交換結合エネルギーＪｅｘ値は、約０．１５ｅｒｇ／ｃｍ２（０．０５ｅｒｇ／ｃｍ２以上０．１５ｅｒｇ／ｃｍ２以下）である。
【００４８】
第１ピークｐ１と第２ピークｐ２との間に位置する第１ボトムｂ１（厚さｔが０．５５ｎｍ以上０．７０ｎｍ以下）においては、磁気交換結合エネルギーＪｅｘは、約０．０４ｅｒｇ／ｃｍ２以下であり、非常に小さい。
【００４９】
第２ピークｐ２と第３ピークｐ３との間に位置する第２ボトムｂ２（厚さｔが１．２ｎｍ以上１．４ｎｍ以下）においても、磁気交換結合エネルギーＪｅｘは、約０．０４ｅｒｇ／ｃｍ２以下であり、非常に小さい。
【００５０】
第１の実験に関して説明したように、シールドと磁性層との間の磁気交換結合エネルギーＪｅｘを０．０５ｅｒｇ／ｃｍ２以上０．１５ｅｒｇ／ｃｍ２以下にすることで、高分解能と共に低ノイズの特性が得られる。従って、図５の結果から、このような値の磁気交換結合エネルギーＪｅｘが得られるように、Ｒｕ層の厚さｔを設定することが良いと考えられる。
【００５１】
例えば、図５から分かるように、第１ピークｐ１と第１ボトムｂ１との間の範囲、第１ボトムｂ１と第２ピークｐ２との間の範囲、及び、第２ピークｐ２と第２ボトムｂ２との間の範囲において、このような値の磁気交換結合エネルギーＪｅｘが得られる。しかし、このような範囲においては、厚さｔに対して磁気交換結合エネルギーＪｅｘは急峻に変化する。すなわち、このような範囲を用いると、所望の磁気交換結合エネルギーＪｅｘの値を得るために、Ｒｕ層の厚さｔの変動を非常に高い精度で制御する必要が生じ、実用的ではない。
【００５２】
これに対して、Ｒｕ層の厚さｔを実質的に第３ピークｐ３の値に設定することで、安定して、所望の磁気交換結合エネルギーＪｅｘの値が得られる。
【００５３】
一方、第１ピークｐ１及び第２ピークｐ２においては、得られる磁気交換結合エネルギーＪｅｘの間が、上記の良好な範囲よりも大きくなってしまう。
【００５４】
このような第１及び第２の実験に基づいて、実施形態においては、Ｒｕ層の厚さを１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下に設定する。すなわち、第３ピークｐ３に相当する厚さｔにＲｕ層の厚さを設定する。図５に例示したように、Ｒｕ層の厚さｔが１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下のときに、磁気交換結合エネルギーＪｅｘは、０．０５ｅｒｇ／ｃｍ２以上０．１５ｅｒｇ／ｃｍ２以下となる。これにより、高分解能で低ノイズの磁気抵抗効果素子及び磁気ヘッドが提供できる。
【００５５】
図５に例示した第１ピークは、例えば、ＲＫＫＹ（Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida）結合のファーストピーク（１ｓｔピーク）に対応すると考えられる。第２ピークは、例えば、ＲＫＫＹのセカンドピーク（２ｎｄピーク）に対応すると考えられる。第３ピークは、例えば、ＲＫＫＹのサードピーク（３ｒｄピーク）に対応すると考えられる。
【００５６】
一般的に、磁気抵抗効果素子においてＲｕ層を用いる場合には、Ｒｕ層が比較的強い磁気結合を有するように設計される。このため、Ｒｕ層の厚さは、第１ピークｐ１に対応する厚さ（０．３８ｎｍ以上０．４３ｎｍ以下））、または、第２ピークｐ２に対応する厚さ（０．８ｎｍ以上１．０ｎｍ以下）に設定される。
【００５７】
これに対して、本実施形態においては、Ｒｕ層の厚さｔは、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下に設定される。これにより、ノイズの発生を抑制しつつ、高い分解能が得られる。
【００５８】
Ｒｕ層の厚さが１．５ｎｍ以下の場合には、磁気交換結合エネルギーＪｅｘが強すぎて、磁化自由層に近接する部分のシールドの磁化が動き難くなる。このため、シールド機能が低下して分解能が低下する。Ｒｕ層の厚さが２．５ｎｍを超えると、磁気交換結合エネルギーＪｅｘが過度に小さくなり、シールド層によるバイアスが有効にならない。このため、スイッチングノイズが発生し易くなる。
【００５９】
Trilayer構造の再生磁気ヘッドがある。Trilayer構造においては、２つのシールドの間に、２つの磁性層（磁化自由層）が設けられ、この２つの磁性層の間に非磁性の中間層が設けられる。このような構造において、シールド層と磁性層と間に、Ｒｕ層などの強い磁気結合を有する交換結合層を設ける場合がある。
【００６０】
上記のように、本願発明者は、このような強い磁気結合の交換結合層を用いたTrilayer構造において、ノイズが大きくなることを見出した。このような強い磁気結合の交換結合層を用いると、磁性層（磁化自由層）は、シールドと磁気的に結合される状態になる。このように、磁化自由層がシールドと磁気的に強く結合される構成を、シールド結合型ということにする。強い磁気結合を利用するシールド結合型においては、ノイズが発生しやすいことが分かった。
【００６１】
本願発明者は、強い磁気結合ではなく、弱い磁気結合（磁気交換結合エネルギーＪｅｘは、０．０５ｅｒｇ／ｃｍ２以上０．１５ｅｒｇ／ｃｍ２以下）の交換結合層を用いることで、シールドに起因したノイズを抑制できることを見出した。磁気交換結合エネルギーを小さくすることで、シールドに起因した問題を抑制できることが分かった。
【００６２】
本実施形態においては、第１Ｒｕ層４１の第１厚さｔ１を、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下とする。これにより、第１磁性層１０と第１シールド７１との間において、弱い磁気結合が得られる。一方、第２Ｒｕ層４２の第２厚さｔ２を、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下とする。これにより、第２磁性層２０と第２シールド７２との間において、弱い磁気結合が得られる。
【００６３】
以下、磁気抵抗効果素子２１０に含まれる要素の例について説明する。  
第１シールド７１及び第２シールド７２には、磁性体が用いられる。これらのシールドの少なくともいずれかには、ＮｉＦｅ合金を用いることができる。ＮｉＦｅ合金として、例えばＮｉ８０Ｆｅ２０（原子比）を用いることができる。ＮｉＦｅ合金は、例えば、パーマロイである。第１シールド７１及び第２シールド７２には、軟磁気特性に優れ、シールド機能を有する材料を用いることができる。第１シールド７１及び第２シールド７２の少なくともいずれかには、例えば、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＮｂＴａ、ＣｏＺｒＴａＣｒ及びＣｏＺｒＦｅＣｒよりなる群から選択された少なくとも１つを用いることができる。第１シールド７１の材料及び厚さは、第２シールド７２の材料及び厚さと同じでも、異なっても良い。
【００６４】
例えば、第１シールド７１及び第２シールド７２は、積層体１０ｓに流れる電流経路として用いられる。すなわち、第１シールド７１及び第２シールド７２は、電極として機能する。
【００６５】
第１磁性層１０及び第２磁性層２０には、例えば、強磁性材料が用いられる。第１磁性層１０及び第２磁性層２０の少なくともいずれかには、例えば、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＦｅＧｅ、ＣｏＦｅＳｉＧｅ、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２ＭｎＧｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＭｎＳｉ、ＣｏＦｅＭｎＧｅ、ＣｏＦｅＭｎＡｌＳｉ及びＦｅ酸化物(ＦｅＯｘ)よりなる群から選択された少なくとも１つを用いることができる。第１磁性層１０及び第２磁性層２０として、上記の群の膜の少なくとも２つの膜を含む積層膜を用いても良い。第１磁性層１０の材料及び厚さは、第２磁性層２０の材料及び厚さと同じでも異なっても良い。
【００６６】
例えば、第１磁性層１０としてＣｏＦｅＭｎＳｉが用いられ、第２磁性層２０としてＣｏＦｅＭｎＧｅが用いられる。
【００６７】
第１磁性層１０の厚さは、例えば、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。第２磁性層２０の厚さは、例えば、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。これらの厚さのそれぞれが、２ｎｍ未満のときは、ＭＲ変化率が小さなる。これらの厚さのぞれぞれが１０ｎｍを超えると、大きなＭＲ変化率が得られるが、第１磁性層１０の厚さと第２磁性層２０の厚さの合計が過度に厚くなり、積層体１０ｓが、望まれる再生磁気ギャップ内に収まらなくなる。
【００６８】
第１磁性層１０の第１方向（Ｘ軸方向）と直交し第２方向と直交する第３方向（Ｙ軸方向）の長さ（幅）は、例えば、１５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。第２磁性層２０の第３方向（Ｙ軸方向）の長さ（幅）は、例えば、５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。このように設定することで、適正なトラック幅が得られる。
【００６９】
中間層３０には、例えば、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｚｎ及びＧａの少なくともいずれかが用いられる。中間層３０には、例えば、これらの材料の膜の少なくとも２つを含む積層膜を用いても良い。中間層３０の厚さは、例えば、２ｎｍ以上６ｎｍ以下である。中間層３０の厚さが２ｎｍ未満の場合は、第１磁性層１０と第２磁性層２０との磁気結合（Hin：interlayer  coupling）が強すぎて、第１磁性層１０と第２磁性層２０とが外部磁場（磁気記憶媒体８０からの磁界）への磁界応答性が悪い。中間層３０の厚さが６ｎｍｍを超えると、積層体１０ｓの厚さが過度に厚くなり、望まれる再生ギャップに収まらなくなる。
例えば、ハードバイアス部７５には、ＣｏＰｔ合金が用いられる。
【００７０】
（第２の実施形態）  
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第２の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を例示する模式的断面図である。  
図６（ａ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線に対応する断面図である。図６（ｂ）は、図１（ａ）のＢ１−Ｂ２線に対応する断面図である。
【００７１】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２２０においては、第３磁性層５３及び第４磁性層５４がさらに設けられる。本実施形態において、第３磁性層５３及び第４磁性層５４の少なくともいずれかが設けられれば良い。磁気抵抗効果素子２２０におけるこれ以外の構成は、磁気抵抗効果素子２１０と同様でる。
【００７２】
第３磁性層５３は、第２Ｒｕ層４２と第２シールド７２との間に設けられる。第３磁性層５３は、アモルファス磁性合金（例えばＣｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０（原子％））、ＦｅＣｒ合金、ＦｅＶ合金、及び、Ｆｅよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。第３磁性層５３は導電性である。例えば、第３磁性層５３は、第２Ｒｕ層４２と第２シールド７２とに接する。第３磁性層５３の厚さは、例えば０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【００７３】
第４磁性層５４は、第１Ｒｕ層４１と第１シールド７１との間に設けられる。第４磁性層５４は、アモルファス磁性合金（例えばＣｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０（原子％））、ＦｅＣｒ合金、ＦｅＶ合金、及び、Ｆｅよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。第４磁性層５４は導電性である。例えば、第４磁性層５４は、第１Ｒｕ層４１と第１シールド７１とに接する。第４磁性層５４の厚さは、例えば０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【００７４】
第３磁性層５３の厚さ及び第４磁性層５４の厚さのぞれぞれが０．５ｎｍ未満の場合は、これらの磁性層において、軟磁性、または、負のＭＲ効果が発揮することが困難になる。厚さが１０ｎｍを超えると、負のＭＲ効果が強くなり、第１磁性層１０及び第２磁性層２０で発現する正のＭＲ効果が大幅に減少する。
【００７５】
磁気抵抗効果素子２２０においても、第１Ｒｕ層４１の第１厚さｔ１、及び、第２Ｒｕ層４２の厚さｔ２は、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下に設定される。磁気抵抗効果素子２２０においては、第３磁性層５３が設けられている第２Ｒｕ層４２の厚さは、若干薄目の１．５ｎｍ以上２．０ｎｍに設定することがさらに好ましい。第３磁性層５３が設けられている第２Ｒｕ層４２の厚さは、若干薄目の１．５ｎｍ以上２．０ｎｍに設定することがさらに好ましい。
【００７６】
例えば、アモルファス磁性合金（例えばＣｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０（原子％））、ＦｅＣｒ合金、ＦｅＶ合金、または、Ｆｅの層を、シールドと磁性層との間に設けることで、磁気交換結合エネルギーを調整できる。これにより、より安定して、高分解能で低ノイズの磁気抵抗効果素子が提供できる。
【００７７】
ＦｅＣｒ合金及びＦｅＶ合金は、負のＧＭＲ効果を発現する。ＦｅＣｒ合金またはＦｅＶ合金を用いることで、磁気抵抗に伴うノイズをさらに抑制できる。
【００７８】
Ｆｅは、軟磁性特性が良好である。さらに、Ｆｅを用いることで、ボイスラー合金の良好な下地層として機能する。Ｆｅを用いることでＭＲ比を低減できる。これにより、ノイズをより低減できる。
【００７９】
（第３の実施形態）  
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第３の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を例示する模式的断面図である。  
図７（ａ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線に対応する断面図である。図７（ｂ）は、図１（ａ）のＢ１−Ｂ２線に対応する断面図である。
【００８０】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２３０においては、第１磁性層１０は、第１部分１０ａと、第２部分１０ｂと、を含む。第２部分１０ｂは、第１部分１０ａと第１シールド７１との間に設けられる。すなわち、第２部分１０ａと中間層３０との間に第１部分１０ａが配置される。第２磁性層２０は、第３部分２０ａと第４部分２０ｂとを含む。第４部分２０ｂは、第３部分２０ａと第２シールド７２との間に設けられる。すなわち、第４部分２０ｂと中間層３０との間に第３部分２０ａが配置される。磁気抵抗効果素子２３０におけるこれ以外の構成は、磁気抵抗効果素子２１０と同様である。
【００８１】
第１部分１０ａ及び第３部分２０ａには、例えば、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＦｅＧｅ、ＣｏＦｅＳｉＧｅ、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２ＭｎＧｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＭｎＳｉ、ＣｏＦｅＭｎＧｅ、ＣｏＦｅＭｎＡｌＳｉ及びＦｅ酸化物(ＦｅＯｘ)よりなる群から選択された少なくとも１つを用いることができる。第１部分１０ａ及び第３部分２０ａとして、上記の群の膜の少なくとも２つの膜を含む積層膜を用いても良い。第１部分１０ａの材料及び厚さは、第３部分２０ａの材料及び厚さと同じでも異なっても良い。第１部分１０ａ及び第３部分２０ａのそれぞれの厚さは、例えば、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。これらの厚さが、２ｎｍ未満の場合は、ＭＲ変化率が小さくなる。これらの厚さが１０ｎｍを超えると、大きなＭＲ変化率が得られるが、積層体１０ｓの厚さが過度に厚くなり、積層体１０ｓが、望まれる再生磁気ギャップ内に収まらなくなる。
【００８２】
第２部分１０ｂ及び第４部分２０ｂには、アモルファス磁性合金（例えばＣｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０（原子％））、ＦｅＣｒ合金、ＦｅＶ合金、及び、Ｆｅよりなる群から選択された少なくともいずれかを用いることができる。第２部分１０ｂ及び第４部分２０ｂは、導電性である。例えば、第２部分１０ｂは、第１部分１０ａと第１Ｒｕ層４１とに接する。例えば、第４部分２０ｂは、第３部分２０ａと第２Ｒｕ層４２とに接する。第２部分１０ｂ及び第２部分２０ｂのそれぞれの厚さは、例えば、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【００８３】
第２部分１０ｂが設けられている第１Ｒｕ層４１の厚さは、若干薄目の１．５ｎｍ以上２．０ｎｍに設定することがさらに好ましい。第４部分２０ｂが設けられている第２Ｒｕ層４２の厚さは、若干薄目の１．５ｎｍ以上２．０ｎｍに設定することがさらに好ましい。
【００８４】
例えば、第２部分１０ｂ及び第４部分２０ｂを設けることで、第１部分１０ａと第１シールド７１との間の磁気交換結合エネルギー、及び、第３部分２０ａと第２シールド７２との間の磁気交換結合エネルギーを調整できる。これにより、より安定して、高分解能で低ノイズの磁気抵抗効果素子が提供できる。ＦｅＣｒ合金またはＦｅＶ合金を用いることで、磁気抵抗に伴うノイズをさらに抑制できる。
【００８５】
第２の実施形態に関して説明した第３磁性層５３及び第４磁性層５４の少なくともいずれかと、第２部分１０ｂ及び第４部分２０ｂの少なくともいずれかと、を組み合わせて設けても良い。
【００８６】
（第４の実施形態）
本実施形態は、第１及び第２の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置に係る。  
図８は、第４の実施形態に係る磁気記録再生装置を例示する模式的斜視図である。  
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第４の実施形態に係る磁気記録装置の一部を例示する模式的斜視図である。  
図８に表したように、本実施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。記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ４に装着される。記録用媒体ディスク１８０は、図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。このモータは、例えば図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する。本実施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を備えても良い。
【００８７】
記録用媒体ディスク１８０に格納される情報の記録再生が、ヘッドスライダ３により行われる。ヘッドスライダ３は、既に例示した構成を有する。ヘッドスライダ３は、サスペンション１５４の先端に取り付けられている。サスペンション１５４は、薄膜状である。ヘッドスライダ３の先端付近に、例えば、既に説明した実施形態に係る磁気ヘッド（例えば磁気ヘッド１１０）、または、その変形が搭載される。磁気ヘッドには、第１〜第３の実施形態に係る磁気抵抗効果素子、または、その変形の磁気抵抗効果素子が用いられる。
【００８８】
記録用媒体ディスク１８０が回転すると、ヘッドスライダ３は、記録用媒体ディスク１８０の表面の上方に保持される。すなわち、サスペンション１５４による押し付け圧力と、ヘッドスライダ３の媒体対向面で発生する圧力と、がつりあう。これにより、ヘッドスライダ３の媒体対向面と、記録用媒体ディスク１８０の表面と、の距離は、所定の値に保持される。実施形態において、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」を用いても良い。
【００８９】
サスペンション１５４は、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は、例えば、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の他端には、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、例えば、リニアモータの一種である。ボイスコイルモータ１５６は、例えば、図示しない駆動コイル及び磁気回路を含むことができる。駆動コイルは、例えば、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻かれる。磁気回路は、例えば、図示しない永久磁石及び対向ヨークを含むことができる。永久磁石及び対向ヨークは、互いに対向し、これらの間に駆動コイルが配置される。
【００９０】
アクチュエータアーム１５５は、例えば、図示しないボールベアリングによって保持される。ボールベアリングは、例えば、軸受部１５７の上下の２箇所に設けられる。アクチュエータアーム１５５は、ボイスコイルモータ１５６により、回転摺動が自在にできる。その結果、磁気ヘッドは、記録用媒体ディスク１８０の任意の位置に移動できる。
【００９１】
図９（ａ）は、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９（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：ＨＧＡ）１５８を例示する斜視図である。
【００９２】
図９（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、ヘッドジンバルアセンブリ１５８と、支持フレーム１６１と、を含む。ヘッドジンバルアセンブリ１５８は、軸受部１５７から延びる。支持フレーム１６１は、軸受部１５７からＨＧＡとは反対方向に延びる。支持フレーム１６１は、ボイスコイルモータのコイル１６２を支持する。
【００９３】
図９（ｂ）に示したように、ヘッドジンバルアセンブリ１５８は、アクチュエータアーム１５５とサスペンション１５４とを含む。アクチュエータアーム１５５は、軸受部１５７から延びる。サスペンション１５４は、アクチュエータアーム１５５から延びる。
【００９４】
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、実施形態に係る磁気ヘッドか、または、その変形が搭載される。
【００９５】
すなわち、実施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、実施形態に係る磁気ヘッドと、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。
【００９６】
サスペンション１５４は、信号の書き込み及び読み取り用、及び、浮上量調整のためのヒーター用などのためのリード線（図示しない）を有する。これらのリード線と、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。
【００９７】
磁気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。
【００９８】
信号処理部１９０は、例えば、図８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、磁気ヘッドと電気的に結合される。
【００９９】
すなわち、信号処理部１９０は、磁気ヘッドに電気的に接続される。  
磁気記録媒体８０に記録された媒体磁界に応じた、磁気ヘッドの積層体１０ｓの抵抗の変化は、例えば、信号処理部１９０により検出される。
【０１００】
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、磁気ヘッドを磁気記録媒体の所定の記録位置に位置合わせする位置制御部と、磁気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。
【０１０１】
すなわち、上記の磁気記録媒体８０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。  
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。
【０１０２】
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、実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリと、磁気ヘッドアセンブリに搭載された磁気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と、を備える。
【０１０３】
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、高再生分解能で低ノイズの再生が可能になる。
【０１０４】
実施形態によれば、高再生分解能で低ノイズの磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置及び磁気抵抗効果素子の製造方法が提供できる。
【０１０５】
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【０１０６】
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、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置に含まれる第１シールド、第２シールド、第１〜第４磁性層、中間層、及び、絶縁部などの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。
【０１０７】
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、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１０８】
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置及び磁気抵抗効果素子の製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置及び磁気抵抗効果素子の製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１０９】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及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。
【０１１０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１１】
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…第１磁性層、  １０ａ…第１部分、  １０ｂ…第２部分、  １０ｓ…積層体、  ２０…第２磁性層、  ２０ａ…第３部分、  ２０ｂ…第４部分、  ３０…中間層、  ４１…第１Ｒｕ層、  ４２…第２Ｒｕ層、  ５３…第３磁性層、  ５４…第４磁性層、  ６０…書き込み部、  ６１…主磁極、  ６２…書き込み部リターンパス、  ６３…スピントルク発振子、  ７０…再生部、  ７０ｓ…媒体対向面、  ７１…第１シールド、  ７２…第２シールド、  ７３…第１絶縁部、  ７４…第２絶縁部、  ７５…ハードバイアス部、  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、  １１０…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、  ２１０、２２０、２３０…磁気抵抗効果素子、  Ａ…矢印、  Ｊｅｘ…磁気交換結合エネルギー、  Ｒｓ…分解能、  ＳＮＰ…スイッチングノイズパワー、  ｂ１、ｂ２…第１、第２ボトム、  ｐ１〜ｐ３…第１〜第３ピーク、  ｔ…厚さ、
ｔ１、ｔ２…第１、第２厚さ
【図１】
2014157649.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014157649.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014157649.tif 000009
【図８】
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【図９】
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