(57)【要約】【課題】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を提供する。【解決手段】実施形態によれば、第１シールドと、第２シールドと、第１サイド磁性部と、第２サイド磁性部と、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。第１、第２サイド磁性部は第１第２シールドの間に設けられる。積層体は、第１、第２シールドの間において、第１、第２サイド磁性部の間に設けられる。積層体に含まれる、第５磁性層の幅が第６磁性層の幅よりも大きい。第５磁性層と第１サイド磁性部との距離が、第６磁性層と第１サイド磁性部との間の距離よりも短い。第５磁性層と第２サイド磁性部との距離が、第６磁性層と第２サイド磁性部との間の距離よりも短い。【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、
第１サイド磁性部であって、
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た軟磁性の第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た非磁性の第１中間層と、
前記第１中間層と前記第２シールドとの間に設けられた軟磁性の第２磁性層と、
を含む第１サイド磁性部と、
第２サイド磁性部であって、
前記第１シールドと前記第２シールドとの間であって前記第１シールドから前記第２シールドへ向かう第１方向と交差する第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた軟磁性の第３磁性層と、
前記第３磁性層と前記第２シールドとの間であって前記第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた非磁性の第２中間層と、
前記第２中間層と前記第２シールドとの間であって前記第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた軟磁性の第４磁性層と、
を含む第２サイド磁性部と、
積層体であって、
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サイド磁性部と前記第２サイド磁性部との間に設けられ第１面積を有する強磁性の第５磁性層と、
前記第５磁性層と前記第２シールドとの間に設けられた非磁性の第３中間層と、
前記第３中間層と前記第２シールドとの間に設けられ前記第１面積よりも小さい第２面積を有する強磁性の第６磁性層と、
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方向に対して交差し前記第２方向と交差する第３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、
前記第１方向における前記第５磁性層の中心を通り前記第１方向に対して垂直な第１平面内における前記第１磁性層と前記第５磁性層との間の第１距離は、前記第１方向における前記第６磁性層の中心を通り前記第１方向に対して垂直な第２平面内における前記第２磁性層と前記第６磁性層との間の第２距離よりも短く、
前記第１平面内における前記第３磁性層と前記第５磁性層との間の第３距離は、前記第２平面内における前記第４磁性層と前記第６磁性層との間の第４距離よりも短い磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
前記第２距離は、前記第１距離の１．２倍以上２．４倍以下である請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
前記第１距離は、１ナノメートル以上４ナノメートル以下であり、
前記第２距離は、２ナノメートル以上５ナノメートル以下である請求項１または２に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
前記第１面積をＳ１とし、前記第２面積をＳ２とし、前記第１距離をｄ１とし、前記第２距離をｄ２としたとき、
Ｓ１×ｄ１は、Ｓ２×ｄ２の０．８倍以上１．２倍以下である請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
第１シールドと、
第２シールドと、
第１サイド磁性部であって、
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た軟磁性の第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た非磁性の第１中間層と、
前記第１中間層と前記第２シールドとの間に設けられた軟磁性の第２磁性層と、
を含む第１サイド磁性部と、
第２サイド磁性部であって、
前記第１シールドと前記第２シールドとの間であって前記第１シールドから前記第２シールドへ向かう第１方向と交差する第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた軟磁性の第３磁性層と、
前記第３磁性層と前記第２シールドとの間であって前記第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた非磁性の第２中間層と、
前記第２中間層と前記第２シールドとの間であって前記第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた軟磁性の第４磁性層と、
を含む第２サイド磁性部と、
積層体であって、
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サイド磁性部と前記第２サイド磁性部との間に設けられ第１面積を有する強磁性の第５磁性層と、
前記第５磁性層と前記第２シールドとの間に設けられた非磁性の第３中間層と、
前記第３中間層と前記第２シールドとの間に設けられ前記第１面積よりも小さい第２面積を有する強磁性の第６磁性層と、
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方向に対して交差し前記第２方向と交差する第３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、
前記第５磁性層の飽和磁束密度は、前記第６磁性層の飽和磁束密度よりも小さい磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
前記第５磁性層の前記飽和磁束密度は、前記第６磁性層の前記飽和磁束密度の０．８倍以上１．２倍以下である請求項５記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
前記第５磁性層の前記飽和磁束密度は、０．７テスラ以上１．４テスラ以下であり、
前記第６磁性層の前記飽和磁束密度は、０．９テスラ以上１．５テスラ以下である請求項５または６に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
前記第５磁性層は、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＦｅＧｅ、ＣｏＦｅＳｉＧｅ、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２ＭｎＧｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＭｎＳｉ、ＣｏＦｅＭｎＧｅ、及び、ＦｅＯｘ（Ｆｅ酸化物）の少なくともいずれかを含む第１材料を含み、
前記第６磁性層は、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＦｅＧｅ、ＣｏＦｅＳｉＧｅ、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２ＭｎＧｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＭｎＳｉ、ＣｏＦｅＭｎＧｅ、及び、ＦｅＯｘ（Ｆｅ酸化物）の少なくともいずれかを含み前記第１材料とは異なる第２材料を含む請求項５記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項９】
前記第１面積をＳ１とし、前記第２面積をＳ２とし、前記第５磁性層の前記飽和磁束密度をＢｓ１とし、前記第６磁性層の前記飽和磁束密度をＢｓ２としたとき、
Ｓ１×Ｂｓ１は、Ｓ２×Ｂｓ２の０．８倍以上１．２倍以下である請求項５記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１０】
第１シールドと、
第２シールドと、
第１サイド磁性部であって、
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た軟磁性の第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た非磁性の第１中間層と、
前記第１中間層と前記第２シールドとの間に設けられた軟磁性の第２磁性層と、
を含む第１サイド磁性部と、
第２サイド磁性部であって、
前記第１シールドと前記第２シールドとの間であって前記第１シールドから前記第２シールドへ向かう第１方向と交差する第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた軟磁性の第３磁性層と、
前記第３磁性層と前記第２シールドとの間であって前記第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた非磁性の第２中間層と、
前記第２中間層と前記第２シールドとの間であって前記第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた軟磁性の第４磁性層と、
を含む第２サイド磁性部と、
積層体であって、
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サイド磁性部と前記第２サイド磁性部との間に設けられ第１面積を有する強磁性の第５磁性層と、
前記第５磁性層と前記第２シールドとの間に設けられた非磁性の第３中間層と、
前記第３中間層と前記第２シールドとの間に設けられ前記第１面積よりも小さい第２面積を有する強磁性の第６磁性層と、
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方向に対して交差し前記第２方向と交差する第３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、
前記第１磁性層の飽和磁束密度は、前記第２磁性層の飽和磁束密度よりも小さい磁気抵抗効果素子。
【請求項１１】
前記第２面積は、前記第１面積の０．７倍以上０．９倍以下である請求項１〜１０のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１２】
前記第１平面内における前記第２方向に沿った前記第５磁性層の長さは、１５ナノメートル以上４０ナノメートル以下であり、
前記第２平面内における前記第２方向に沿った前記第６磁性層と長さは、１０ナノメートル以上３０ナノメートル以下である請求項１〜１１のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１３】
前記第５磁性層の側面は、前記第１方向に対して傾斜し、
前記第６磁性層の側面は、前記第５磁性層の前記側面を含む面内にある請求項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１磁性層、前記第２磁性層、前記第３磁性層及び前記第４磁性層の少なくともいずれかは、ＮｉＦｅ、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つを含む請求項１〜１３のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果型素子。
【請求項１５】
前記第２シールドと前記第２磁性層との間の交換結合、及び、前記第２シールドと前記第４磁性層との間の交換結合は、前記第２シールドと前記第６磁性層との間の交換結合よりも強い請求項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１シールドと前記第１磁性層との間の交換結合、及び、前記第１シールドと前記第３磁性層との間の交換結合は、前記第１シールドと前記第５磁性層との間の交換結合よりも強い請求項１５記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１７】
前記第５磁性層が前記第１磁性層から受けるバイアス強度を前記第５磁性層の体積で割った値は、
前記第６磁性層が前記第２磁性層から受けるバイアス強度を前記第６磁性層の体積で割った値の０．８倍以上１．２倍以下である請求項１〜１６のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１８】
請求項１〜１７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１９】
請求項１８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２０】
請求項１９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。
【請求項２１】
第１シールドの上に第１強磁性膜を形成し、前記第１強磁性膜の上に第１非磁性中間膜を形成し、前記第１非磁性中間膜の上に第２強磁性膜を形成する積層工程と、
前記第１強磁性膜、前記第１非磁性中間膜及び前記第２強磁性膜をパターニングして、第１強磁性膜から形成され第１面積を有する第１強磁性層と、前記第１非磁性中間膜から形成される非磁性中間層と、前記第２強磁性膜から形成され前記第１面積よりも小さい第２面積を有する第２強磁性層と、を含む積層体を形成する工程と、
前記積層体の側壁上に、前記第１強磁性層と接する第１部分と前記第２強磁性層と接する第２部分とを含む第１非磁性膜を形成する工程と、
前記第１シールドの上において前記第１部分に接し前記第１部分を介して前記第１強磁性層と対向する第１軟磁性膜を形成する工程と、
前記第１軟磁性膜の上に前記第２部分を覆うように第２非磁性中間膜を形成する工程と、
前記第２非磁性中間膜の上に第２軟磁性膜を形成する工程と、
前記積層体の上、及び、前記第２軟磁性膜の上に、第２シールドを形成する工程と、
備えた磁気抵抗効果素子の製造方法。
【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、磁気記録再生装置及び磁気抵抗効果素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（Hard Disk Drive：ハードディスクドライブ）などの再生素子として磁気抵抗効果素子が用いられている。記録密度の向上のため、磁気抵抗効果素子において、再生分解能を高めつつノイズの抑制が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８，０８９，７３４Ｂ２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、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、第１サイド磁性部と、第２サイド磁性部と、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。前記第１サイド磁性部は、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た軟磁性の第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た非磁性の第１中間層と、前記第１中間層と前記第２シールドとの間に設けられた軟磁性の第２磁性層と、を含む。前記第２サイド磁性部は、前記第１シールドと前記第２シールドとの間であってれ前記第１シールドから前記第２シールドへ向かう第１方向と交差する第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた軟磁性の第３磁性層と、前記第３磁性層と前記第２シールドとの間であって前記第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた非磁性の第２中間層と、前記第２中間層と前記第２シールドとの間であって前記第２方向において前記第１サイド磁性部と離間して設けられた軟磁性の第４磁性層と、を含む。前記積層体は、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サイド磁性部と前記第２サイド磁性部との間に設けられ第１面積を有する強磁性の第５磁性層と、前記第５磁性層と前記第２シールドとの間に設けられた非磁性の第３中間層と、前記第３中間層と前記第２シールドとの間に設けられ前記第１面積よりも小さい第２面積を有する強磁性の第６磁性層と、を含む。前記ハードバイアス部は、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方向に対して交差し前記第２方向と交差する第３方向において前記積層体と並ぶ。前記第１方向における前記第５磁性層の中心を通り前記第１方向に対して垂直な第１平面内における前記第１磁性層と前記第５磁性層との間の第１距離は、前記第１方向における前記第６磁性層の中心を通り前記第１方向に対して垂直な第２平面内における前記第２磁性層と前記第６磁性層との間の第２距離よりも短い。前記第１平面内における前記第３磁性層と前記第５磁性層との間の第３距離は、前記第２平面内における前記第４磁性層と前記第６磁性層との間の第４距離よりも短い。
【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例示する模式図である。
【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例示する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例示する模式的斜視図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の特性を例示する模式的斜視図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｊ）は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法を例示する模式的断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法を例示する模式的断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る別の磁気抵抗効果素子を例示する模式図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｃ）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図である。
【図９】第３の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法を例示するフローチャート図である。
【図１０】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１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第４の実施形態に係る磁気記録装置の一部の構成を例示する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線断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面図である。
【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、第１サイド磁性部１０と、第２サイド磁性部２０と、積層体３０と、ハードバイアス部７５と、を含む。
【００１０】
第１サイド磁性部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サイド磁性部１０は、第１磁性層１１と、第１中間層１０ｉと、第２磁性層１２と、を含む。第１磁性層１１は、第１シールド７１と第２シールド７２との間に設けられ、軟磁性である。第１中間層１０ｉは、第１磁性層１１と第２シールド７２との間に設けられる。第２磁性層１２は、第１中間層１０ｉと第２シールド７２との間に設けられ、軟磁性である。
【００１１】
第１シールド７１から第２シールド７２へ向かう積層方向（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軸方向に対して垂直でＹ軸方向に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。
【００１２】
第２サイド磁性部２０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２サイド磁性部２０は、積層方向（第１方向）と交差する第２方向において、第１サイド磁性部１０と離間する。第２方向は、例えば、Ｙ軸方向である。第２サイド磁性部２０は、第３磁性層２３と、第２中間層２０ｉと、第４磁性層２４と、を含む。第３磁性層２３は、第１シールド７１と第２シールド７２との間に設けられ積層方向（第１方向）と交差する第２方向において、第１サイド磁性部１０と離間し、軟磁性である。第２中間層２０ｉは、第３磁性層２３と第２シールド７２との間に設けられ、上記の第２方向において第１サイド磁性部１０と離間し、非磁性である。第４磁性層２４は、第２中間層２０ｉと第２シールド７２との間に設けられ、上記の第２方向において第１サイド磁性部１０と離間し、軟磁性である。
【００１３】
積層体３０は、第１シールド７１と第２シールド７２との間において、第１サイド磁性部１０と第２サイド磁性部２０との間に設けられる。積層体３０は、第５磁性層３５と、第３中間層３０ｉと、第６磁性層３６と、を含む。第５磁性層３５は、第１シールド７１と第２シールド７２との間において第１サイド磁性部１０と第２サイド磁性部２０との間に設けられる。第５磁性層３５は、積層方向（第１方向）に対して垂直な投影平面（Ｘ−Ｙ平面）に投影したときに、第１面積Ｓ１を有する。第５磁性層３５は、強磁性である。第３中間層３０ｉは、第５磁性層３５と第２シールド７２との間に設けられ、非磁性である。第６磁性層３６は、第３中間層３０ｉと第２シールド７２との間に設けられ、上記の平面（Ｘ−Ｙ平面）に投影したときに、第２面積Ｓ２を有する。第２面積Ｓ２は、第１面積Ｓ１よりも小さい。第６磁性層３６は、強磁性である。
【００１４】
この例では、積層体３０の側面は、テーパ状である。第５磁性層３５は、積層方向に対して交差する側面３５ｓを有する。第５磁性層３５の側面３５ｓは、積層方向（第１方向）に対して傾斜している。第６磁性層３６は、積層方向に対して交差する側面３６ｓを有する。第６磁性層３６の側面３６ｓも、積層方向（第１方向）に対して傾斜している。この例では、第６磁性層３６の側面３６ｓは、第５磁性層３５の側面３５ｓと連続するテーパ状である。例えば、第６磁性層３６の側面３６ｓは、第５磁性層３５の側面３５ｓを含む面内にある。例えば、このように積層体３０の側面がテーパ状であることにより、第１面積Ｓ１が第２面積Ｓ２よりも大きくなる。
【００１５】
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３方向において、積層体３０と並ぶ。第３方向は、積層方向（第１方向）に対して交差し、第２方向とも交差する。第３方向は、例えば、Ｚ軸方向である。
【００１６】
例えば、磁気抵抗効果素子２１０が磁気ヘッドに応用される場合、磁気抵抗効果素子２１０には、媒体対向面７０ｓが設定される。積層体３０の下面（第１面３０ａ）は、媒体対向面７０ｓの側の面である。媒体対向面７０ｓに、図示しない保護膜などが設けられても良い。
【００１７】
ハードバイアス部７５は、積層体３０の上面（第２面３０ｂ）に対向する。上面（第２面３０ｂ）は、下面（第１面３０ａ）とは反対側の面である。
【００１８】
本願明細書において、「対向する」状態は、直接的に面する状態と、間に他の要素が挿入されて面する状態と、を含む。
【００１９】
磁気抵抗効果素子２１０において、例えば、第１シールド７１と第５磁性層３５とは、互いに交換結合（磁気的な交換結合）していない。第２シールド７２と第６磁性層３６とは、互いに交換結合していない。一方、第１磁性層１１は、第１シールド７１と交換結合しており、第３磁性層２３は、第１シールド７１と交換結合している。第２磁性層１２は、第２シールド７２と交換結合しており、第４磁性層２４は、第２シールド７２と交換結合している。例えば、第１シールド７１と第１磁性層１１との間の交換結合、及び、第１シールド７１と第３磁性層２３との間の交換結合は、第１シールド７１と第５磁性層３５との間の交換結合よりも強い。第２シールド７２と第２磁性層１２との間の交換結合、及び、第２シールド７２と第４磁性層２４との間の交換結合は、第２シールド７２と第６磁性層３６との間の交換結合よりも強い。
【００２０】
本願明細書において、交換結合していない状態は、便宜的に、交換結合している状態よりも交換結合が弱い状態である、とする。
【００２１】
第５磁性層３５の磁化の方向は、変化可能であり、第６磁性層３６の磁化の方向も変化可能である。第５磁性層３５は、例えば磁化自由層であり、第６磁性層３６も磁化自由層である。
【００２２】
この例では、第５磁性層３５と第１シールド７１との間に設けられた非磁性層（第６非磁性層４６）と、第６磁性層３６と第２シールド７２との間に設けられた非磁性層（第７非磁性層４７）と、がさらに設けられている。これらの非磁性層により、例えば、交換結合の強度を調整することができる。これらの非磁性層は、例えば、導電性である。これらの磁性層は、積層体３０に含まれるものとする。
【００２３】
この例では、第１非磁性層４１〜第５非磁性層４５がさらに設けられている。第１非磁性層４１〜第５非磁性層４５は、例えば絶縁性である。
【００２４】
第１非磁性層４１は、第１磁性層１１と第５磁性層３５との間、及び、第２磁性層１２と第６磁性層３６との間に設けられる。第２非磁性層４２は、第３磁性層２３と第５磁性層３５との間、及び、第４磁性層２４と第６磁性層３６との間に設けられる。
【００２５】
第３非磁性層４３は、第２磁性層１２と第６磁性層３６との間に設けられる。この例では、第３非磁性層４３は、第１非磁性層４１と第２磁性層１２との間に配置されている。この例では、第３非磁性層４３は、第１中間層１０ｉと連続的である。
【００２６】
第４非磁性層４４は、第４磁性層２４と第６磁性層３６との間に設けられる。この例では、第４非磁性層４４は、第２非磁性層４２と第４磁性層２４との間に配置されている。この例では、第４非磁性層４４は、第２中間層２０ｉと連続的である。
【００２７】
図１（ｃ）に表したように、第５非磁性層４５は、積層体３０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５非磁性層４５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。
【００２８】
この例では、図１（ｂ）に例示したように、第１磁性層１１と第５磁性層３５との間に設けられる絶縁部分の厚さが、第２磁性層１２と第６磁性層３６との間に設けられる絶縁部分の厚さよりも薄い。
【００２９】
例えば、第５磁性層３５は、積層方向（第１方向、Ｘ軸方向）における中心（第１中心３５ｃ）を有する。第６磁性層３６は、積層方向（第１方向、Ｘ軸方向）における中心（第２中心３６ｃ）を有する。
【００３０】
第５磁性層３５の第１中心３５ｃを通り積層方向（第１方向）に対して垂直な第１平面ＰＬ１内における、第１磁性層１１と第５磁性層３５との間の距離を、第１距離ｄ１とする。第６磁性層６の第２中心３６ｃを通り積層方向（第１方向）に対して垂直な第２平面ＰＬ２内における第２磁性層１２と第６磁性層３６との間の距離を、第２距離ｄ２とする。第１距離ｄ１は、第２距離ｄ２よりも短い。
【００３１】
上記の第１平面ＰＬ１内における第３磁性層２３と第５磁性層３５との間の距離を、第３距離ｄ３とする。上記の第２平面ＰＬ２内における第４磁性層２４と第６磁性層３６との間の距離を、第４距離ｄ４とする。第３距離ｄ３は、第４距離ｄ４よりも短い。  
これらの距離に関する情報は、例えば電子顕微鏡観察（例えば断面ＴＥＭ）などにより得られる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
再生部７０には、例えば、積層体３０と、第１シールド７１と、第２シールド７２と、が設けられる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
本実施形態においては、既に説明したように、第１距離ｄ１を第２距離ｄ２よりも短くし、第３距離ｄ３を第４距離ｄ４よりも短くする。これにより、低ノイズの磁気抵抗効果素子が提供できる。
【００４２】
例えば、ＨＤＤなどに用いられる再生ヘッドに、膜面垂直方向に電流を通電するＴＭＲヘッド（Tunneling MagnetoResistive Head）が使用されている。再生素子部であるＴＭＲ素子部は上下のシールドで挟まれている。ビット方向の再生分解能は、例えば、上下のシールドの間隔で規定される。トラック幅方向の再生分解能は、例えば、再生素子部のトラック幅方向の素子幅で規定される。記録密度向上に伴い、上下のシールドの間隔の狭小化、及び、再生素子の微細化が行われる。例えば、１平方インチの面積あたり２テラビット（２Ｔｂ／ｉｎｃｈ２）の面記録密度の実現には、例えば、上下のシールドの間隔は、約２０ｎｍ（ナノメートル）以下に設定され、再生素子部の素子幅は、約２０ｎｍ以下に設定される。
【００４３】
ＴＭＲヘッドにおいては、反強磁性層（例えばＩｒＭｎ合金）、磁化固着層、中間絶縁層、及び、磁化自由層が設けられる。良好な特性を有するＴＭＲ素子部を、２０ｎｍ以下の上下のシールド間に配置することは困難である。
【００４４】
一方、再生素子部に反強磁性層を用いない構成により、上記のような再生分解能を得る方法が検討されている。この構成においては、２つの磁化自由層と、その間の中間層と、が設けられる。すなわち、この構成は、Trilayer型である。
【００４５】
本願発明者の検討により、このようなTrilayer型の構造においては、ノイズが大きいことが分かった。以下、ノイズについて説明する。
【００４６】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の特性を例示する模式的斜視図である。  
これらの図は、磁気抵抗効果素子における磁化の異なる状態を例示している。  
磁気抵抗効果素子においては、第１シールド７１と第２シールド７２との間に、２つの磁化自由層（第５磁性層３５及び第６磁性層３６に相当）が設けられる。２つの磁化自由層の間に中間層（第３中間層３０ｉに相当し、これらの図では省略されている）が設けられる。すなわち、Trilayer型の構造が設けられる。そして、磁化自由層の隣に、ハードバイアス部７５が配置される。
【００４７】
このような磁気抵抗効果素子においては、初期状態において、２つの磁化自由層のそれぞれの磁化どうしの角度を、例えば、９０度になるように設定する。この磁化の設定は、例えば、ハードバイアス部７５の機能により行われる。このような初期状態から、再生すべき情報に応じた信号磁界の強さ、及び、その向きに応じて、磁化がscissors状に動く。すなわち、２つの磁化自由層のそれぞれの磁化の方向の間の角度が変化する。これにより、２つの磁化自由層を流れる電流に対する抵抗が変化し、この変化を検出することで、再生すべき情報が検出される。
【００４８】
このような構成において、磁気ノイズが大きいことが分かった。この磁気ノイズは、以下が原因であると考えられる。
【００４９】
上記の初期状態において、図４（ａ）に例示した第１状態ＳＴ１と、図４（ｂ）に例示した第２状態ＳＴ２と、が存在することが分かった。これらの２つの状態におけるポテンシャルエネルギーは、互いに等しい。このように、磁化の間の角度が９０度である、２種類の状態が存在する。熱揺らぎにより、これらの２つの状態間で遷移が起きる。このため、再生ヘッド動作において、特定の１種類の磁化の状態に設定することが困難である。
【００５０】
このような、磁化の間の角度が９０度である、２つの状態間の遷移により、低周波ノイズが発生することが分かった。このため、Trilayer型の構成においては、磁気Ｓ／Ｎ（熱揺らぎＳ／Ｎ）が大幅に低下してしまう。
【００５１】
磁気Ｓ／Ｎ(熱揺らぎＳ／Ｎ)が低下すると、磁気抵抗効果素子を再生ヘッドとして用いたときに、再生信号のノイズが大きくなる。この現象は、Trilayer型の構成に特有の現象である。このような現象を、「磁化スイッチングノイズ」ということにする。
【００５２】
Trilayer型の磁気抵抗効果素子においては、この磁化スイッチングノイズを低減することが必要であることが分かった。
【００５３】
一方、２つの磁化自由層を含む積層体を所望のサイズに加工する際に、磁化自由層の側壁をテーパ状に加工することで、加工が容易になる。特に素子サイズが小さくなった場合においては、側壁を垂直状に加工することが困難になる。従って、高い再生分解能を得るために素子サイズを小さくする場合には、積層体の側面をテーパ状に加工することが実用的である。積層体の側面をテーパ状に加工すると、上側の磁化磁性層のサイズ（面積）は、下側の磁化磁性層のサイズ（面積）とは異なるようになる。
【００５４】
本実施形態においては、２つの磁化自由層（第５磁性層３５及び第６磁性層３６）と、それらに並置される磁性層（第１磁性層１１、第２磁性層１２と、第３磁性層２３及び第４磁性層２４）との間の距離を変える。すなわち、既に説明したように、第１距離ｄ１を、第２距離ｄ２よりも短くし、第３距離ｄ３を、第４距離ｄ４よりも短く設定する。
【００５５】
実施形態においては、サイズ（面積）が互いの異なる２つの磁化自由層に加わる平均の磁界強度（磁化スイッチングノイズを抑制するための磁界強度）のアンバランスを改善することができる。これにより、再生分解能と線型応答性とを維持しつつ、磁化スイッチングノイズ抑制することができる。
【００５６】
本実施形態においては、Trilayer型における磁化スイッチングノイズを抑制することができる。本実施形態によれば、例えば、磁気Ｓ／Ｎを３０デシベル（ｄＢ）以上にすることができる。これにより、再生ヘッドとして使用する際に、ノイズを十分に低くすることができる。
【００５７】
本実施形態においては、既に説明したように、第１磁性層１１は、第１シールド７１と交換結合しており、第３磁性層２３は、第１シールド７１と交換結合している。第２磁性層１２は、第２シールド７２と交換結合しており、第４磁性層２４は、第２シールド７２と交換結合している。
【００５８】
第１サイド磁性部１０及び第２サイド磁性部２０は、磁化スイッチングノイズ抑制層として機能する。
【００５９】
交換結合は、例えば、磁性層と磁性層との直接接合を含む。交換結合は、例えば、複数の磁性層において、複数の磁性層の間に設けられる極薄非磁性層を介して作用する複数の磁性層間の磁気結合を含む。交換結合は、磁性層と磁性層との間の界面、または、磁性層と非磁性層との間の界面を介する効果である。磁性層と非磁性層との間の界面を介する場合は、交換結合は、その非磁性層の膜厚に依存し、非磁性層の厚さが２ｎｍ以下で作用する。交換結合は、磁性層の端部からの漏れ磁界による静磁界結合とは異なるものである。
【００６０】
交換結合エネルギーは、磁性層間に強磁性結合バイアス磁界または反強磁性結合バイアス磁界が作用しているものとして、考えることができる。例えば、外部からの印加磁界バイアス等が無い場合は、この交換結合作用により、磁性層間の磁化の向きを、同じ向きに揃える(強磁性結合状態)、または、反対向きに揃える(反強磁性結合状態)ことができる。
【００６１】
外部からの印加磁界バイアス等がある場合は、外部からの印加磁界バイアス磁界と、交換結合によるバイアス磁界と、の合成で決まる向きに、磁化が向く。このため、外部からの印加磁界バイアス等がある場合は、交換結合による強磁性結合バイアス磁界成分、または、反強磁性結合磁界成分が作用する。このとき、交換結合によるバイアス磁界の向きと、磁性層間の磁化の向きと、は、必ずしも一致しない。
【００６２】
以下、本実施形態に関して、磁気抵抗効果素子に含まれる要素のそれぞれの例について説明する。
【００６３】
第６非磁性層４６は、第５磁性層３５と第１シールド７１との間の交換結合を抑制する。第７非磁性層４７は、第６磁性層３６と第２シールド７２との間の交換結合を抑制する。第６非磁性層４６及び第７非磁性層４７の少なくともいずれかには、例えば、Ｔａ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ及びＩｒの少なくともいずれかが用いられる。第６非磁性層４６及び第７非磁性層４７の少なくともいずれかには、Ｔａ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ及びＩｒのそれぞれの膜の少なくとも２つを含む積層膜を用いても良い。
【００６４】
例えば、第６非磁性層４６及び第７非磁性層４７の少なくともいずれかには、Ｔａ層（例えば厚さが約２ｎｍ）と、Ｃｕ層（例えば厚さが約２ｎｍ）と、の積層膜を用いることができる。
【００６５】
第６非磁性層４６及び第７非磁性層４７の少なくともいずれかとして、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ及びＩｒのいずれかの単層膜を用いる場合には、その厚さは２ｎｍ以上であることが好ましい。第６非磁性層４６及び第７非磁性層４７の少なくともいずれかの厚さは、例えば、２ｎｍ以上３ｎｍ以下である、これにより、第５磁性層３５と第１シールド７１との交換結合を適切に抑制し、第６磁性層３６と第２シールド７２との交換結合を適切に抑制する。
【００６６】
第５磁性層３５と第１シールド７１とが交換結合しており、第６磁性層３６と第２シールド７２とが交換結合していると、第５磁性層３５の磁化及び第６磁性層３６の磁化が動き難くなる。シールド機能が低下し、再生ヘッドとしての分解能が低下する。
【００６７】
第５磁性層３５と第１シールド７１との交換結合、及び、第６磁性層３６と第２シールド７２との交換結合のそれぞれの強度｜Ｊｅｘ｜が、０．１５ｅｒｇ／ｃｍ２（エルグ／平方センチメートル）よりも高いと、分解能の低下が著しくなる。実施形態においては、第５磁性層３５と第１シールド７１との交換結合、及び、第６磁性層３６と第２シールド７２との交換結合のそれぞれの強度は、０．１５ｅｒｇ／ｃｍ２以下に設定される。
【００６８】
第５磁性層３５と第１シールド７１とを反平行結合により交換結合させ、第６磁性層３６と、第２シールド７２とを反平行結合により交換結合させると、例えば、第５磁性層３５と第１シールド７１との間、及び、第６磁性層３６と第２シールド７２との間で、ＧＭＲ効果が生じる。このため、シールドからのノイズが再生特性に影響を与え、再生ヘッドとしてのＳ／Ｎを劣化させる。Ｓ／Ｎが低下すると、再生ヘッドとしての使用が困難となる。
【００６９】
従って、第６非磁性層４６及び第７非磁性層４７には、第５磁性層３５と第１シールド７１との間の交換結合を抑制し、第６磁性層３６と第２シールド７２との間の交換結合を抑制するような材料及び構成を適用する。
【００７０】
第６非磁性層４６及び第７非磁性層４７に、上記の材料及び厚さを適用することで、第１シールド７１及び第２シールド７２のシールド機能低下に伴う分解能低下を抑制しつつ、磁気抵抗効果部分の良好な結晶配向性を確保できる。これにより、十分な磁気抵抗効果が得られ、高感度な再生特性が得られる。
【００７１】
第５磁性層３５及び第６磁性層３６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、及び、ＦｅＯｘ（Ｆｅ酸化物）の少なくともいずれかが用いられる。第５磁性層３５及び第６磁性層３６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、及び、ＦｅＯｘのそれぞれの膜の少なくとも２つを含む積層膜を用いても良い。第５磁性層３５の材料は、第６磁性層３６の材料と同じでも、異なっても良い。得られる磁気抵抗効果強度に合わせて、第５磁性層３５の材料、及び、第６磁性層３６の材料は、設計される。例えば、第５磁性層３５には、ＣｏＦｅＭｎＳｉを用い、第６磁性層３６には、ＣｏＦｅＳｉを用いても良い。
【００７２】
第５磁性層３５の厚さ、及び、第６磁性層３６の厚さのそれぞれは、９ｎｍ以下であることが好ましい。第５磁性層３５の厚さは、第６磁性層３６の厚さと同じでも、異なっても良い。
【００７３】
強磁性層の飽和磁化Ｍｓと、その強磁性層の体積Ｖと、の積（Ｍｓ・Ｖ）を磁気ボリュームとする。第５磁性層３５の磁気ボリュームが、第６磁性層３６の磁気ボリュームと、実質的に同じになるように、第５磁性層３５の面積及び厚さ、並びに、第６磁性層３６の面積及び厚さを定めることができる。例えば、第５磁性層３５の磁気ボリュームは、第６磁性層３６の磁気ボリュームの０．６倍以上０．９５倍以下である。
【００７４】
このときも、第５磁性層３５の厚さ、及び、第６磁性層３６の厚さのそれぞれは、９ｎｍ以下に設定されることが好ましい。厚さが９ｎｍよりも厚いと、磁気抵抗効果部分を、面記録密度から規定されるギャップ（第１シールド７１と第２シールド７２との間の空間）に配置することが困難になる。第１シールド７１と第２シールド７２との間の距離が大きいと、再生分解能が低下する。
【００７５】
後述するように、例えば、第５磁性層３５となる膜、第３中間層３０ｉとなる膜、及び、第６磁性層３６となる膜を積層し、その上にエッチングマスクを形成してエッチングを行うことで、積層体３０が形成される。このとき、既に説明したように、積層体３０の側壁がテーパ状に加工される。このため、第６磁性層３６のトラック幅方向の幅が、第５磁性層３５のトラック幅方向の幅よりも狭くなる。これらの幅を互いに同じにすることは、実用上困難である。
【００７６】
第５磁性層３５のトラック幅方向の第１幅ＲＷ１は、第５磁性層３５の上記の第２方向（Ｙ軸方向）の長さである。第１幅ＲＷ１は、第５磁性層３５の第１中心３５ｃを通り積層方向（第１方向）に対して垂直な第１平面ＰＬ１内における、第５磁性層３５の第２方向（Ｙ軸方向）の幅である。
【００７７】
第６磁性層３６のトラック幅方向の第２幅ＲＷ２は、第６磁性層３６の上記の第２方向（Ｙ軸方向）の長さである。第２幅ＲＷ２は、第６磁性層３６の第２中心３６ｃを通り積層方向（第１方向）に対して垂直な第２平面ＰＬ２内における、第６磁性層３６の第２方向（Ｙ軸方向）の幅である。
【００７８】
第２幅ＲＷ２は、第１幅ＲＷ１よりも狭い。第２幅ＲＷ２の第１幅ＲＷ１に対する比ＲＲＷ（すなわち、ＲＷ２／ＲＷ１）は、０．５以上０．９以下である。比ＲＲＷが０．５未満のときには、例えば、第２磁性層１２及び第４磁性層２４の第６磁性層３６に対向する面に表れる磁化量が小さくなる。そして、第１磁性層１１及び第３磁性層２３の第５磁性層３５に対向する面に表れる磁化量が小さくなる。このため、第２磁性層１２及び第４磁性層２４から、第６磁性層３６へ印加される、磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度が小さくなる。そして、第１磁性層１１及び第３磁性層２３から、第５磁性層３６へ印加される、磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度が小さくなる。磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度が不十分になると、磁化スイッチングノイズによる磁気Ｓ／Ｎ(熱揺らぎＳ／Ｎ)の低減効果が小さくなる。
【００７９】
第３中間層３０ｉの厚さは、例えば、３．５ｎｍ以下である。第３中間層３０ｉには、例えば、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｇａ、ＴｉＯｘ、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＩｎＯ、ＳｎＯ、ＧａＮ、及び、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)の少なくともいずれかが用いられる。第３中間層３０ｉには、例えば、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｇａ、ＴｉＯｘ、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＩｎＯ、ＳｎＯ、ＧａＮ、及び、ＩＴＯのそれぞれの膜の少なくとも２つを含む積層膜を用いても良い。
【００８０】
上記のような第５磁性層３５、第６磁性層３６及び第３中間層３０ｉを用いることで、良好なスピン分極率が得られる。これにより、高い感度を得ることができる。
【００８１】
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、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＮｂＴａ、ＣｏＺｒＴａＣｒ、及び、ＣｏＺｒＦｅＣｒの少なくともいずれかが用いられる。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、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＮｂＴａ、ＣｏＺｒＴａＣｒ、及び、ＣｏＺｒＦｅＣｒのそれぞれの膜の少なくとも２つを含む積層膜を用いても良い。
【００８２】
第１シールド７１は、例えば、磁気記録媒体８０内の同一のトラック上に存在する隣接ビットからの磁界をシールドする。さらに、例えば、第１シールド７１は、磁気抵抗効果素子の積層体３０において、積層方向に流れるセンス電流の経路となる。第１シールド７１は、電極としての機能を有する。第１シールド７１には、例えば、厚さが約１μｍのＮｉＦｅの合金層が用いられる。
【００８３】
第２シールド７２は、例えば、磁気記録媒体８０内の同一のトラック上に存在する隣接ビットからの磁界をシールドする。さらに、例えば、第２シールド７２は、磁気抵抗効果素子の積層体３０において、積層方向に流れるセンス電流の経路となる。第２シールド７２は、電極としての機能を有する。第２シールド７２には、例えば、厚さが約１μｍのＮｉＦｅの合金層が用いられる。
【００８４】
第１シールド７１と第２シールド７２とにおける着磁方向を変えるために、第１シールド７１及び第２シールド７２のいずれか一方に、ＩｒＭｎの反強磁性層を付与しても良い。
【００８５】
第１磁性層１１及び第３磁性層２３は、第５磁性層３５に、磁化スイッチングノイズ抑制磁界を印加する。さらに、第１磁性層１１及び第３磁性層２３は、サイドシールドとしても機能する。第１磁性層１１の第１中間層１０ｉに対向する高さ位置（Ｘ軸方向に沿う高さ）、及び、第３磁性層２３の第２中間層２０ｉに対向する高さ位置（Ｘ軸方向に沿う高さ）のそれぞれは、第５磁性層３５の第３中間層３０ｉに対向する高さ位置（Ｘ軸方向に沿う高さ）と実質的に同じであることが好ましい。例えば、第１磁性層１１の厚さ、及び、第３磁性層２３の厚さのそれぞれは、第５磁性層３５の厚さの０．８倍以上１．２倍以下とされる。これにより、第１磁性層１１及び第３磁性層２３から第６磁性層３６に加わるバイアス磁界の影響を小さくすることができる。
【００８６】
第２磁性層１２及び第４磁性層２４は、第６磁性層３６に、磁化スイッチングノイズ抑制磁界を印加する。さらに、第２磁性層１２及び第４磁性層２４は、サイドシールドとしても機能する。第２磁性層１２の第１中間層１０ｉに対向する高さ位置（Ｘ軸方向に沿う高さ）、及び、第４磁性層２４の第２中間層２０ｉに対向する高さ位置（Ｘ軸方向に沿う高さ）のそれぞれは、第６磁性層３６の第３中間層３０ｉに対向する高さ位置（Ｘ軸方向に沿う高さ）と実質的に同じであることが好ましい。例えば、第２磁性層１２の厚さ、及び、第４磁性層２４の厚さのそれぞれは、第６磁性層３６の厚さの０．８倍以上１．２倍以下とされる。これにより、第２磁性層１２及び第４磁性層２４から第５磁性層３５に加わるバイアス磁界の影響を小さくすることができる。
【００８７】
第１磁性層１１、第２磁性層１２、第３磁性層２３及び第４磁性層２４の少なくともいずれかには、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＮｂＴａ、ＣｏＺｒＴａＣｒ、及び、ＣｏＺｒＦｅＣｒの少なくともいずれかが用いられる。第１磁性層１１、第２磁性層１２、第３磁性層２３及び第４磁性層２４の少なくともいずれかには、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＮｂＴａ、ＣｏＺｒＴａＣｒ、及び、ＣｏＺｒＦｅＣｒのそれぞれの膜の少なくとも２つを含む積層膜を用いても良い。第１磁性層１１、第２磁性層１２、第３磁性層２３及び第４磁性層２４の少なくともいずれかには、アモルファスＣｏＺｒＴａ、アモルファスＣｏＺｒＮｂ、アモルファスＣｏＺｒＮｂＴａ、アモルファスＣｏＺｒＴａＣｒ、及び、アモルファスＣｏＺｒＦｅＣｒの少なくともいずれかを含むことが好ましい。
【００８８】
第１磁性層１１、第２磁性層１２、第３磁性層２３及び第４磁性層２４には、互いに同じ材料を用いても良く、互いに異なる材料を用いても良い。例えば、第１磁性層１１及び第３磁性層２３にＮｉＦｅを用い、第２磁性層１２及び第４磁性層２４にＣｏＺｒＮｂを用いても良い。
【００８９】
第１磁性層１１、第２磁性層１２、第３磁性層２３及び第４磁性層２４は、高い飽和磁化の値と、良好な軟磁性特性と、を有していることが好ましい。これらの磁性層の飽和磁化は、１．０Ｔ（テスラ）以上であることが好ましい。飽和磁化の値は、例えば、断面ＴＥＭ−ＥＤＸ等により、磁性層の材料組成と結晶性（非結晶状態も含む）とに関する情報を得ることで、一義的に決定することが可能である。例えば、アモルファスのＣｏＺｒＴａにおける飽和磁化は、約１．０Ｔである。
【００９０】
既に説明したように、第１磁性層１１及び第３磁性層２３は、第１シールド７１と交換結合していることが好ましい。交換結合強度及び交換結合の向きの調整のために、第１シールド７１と第１磁性層１１との間、及び、第１シールド７１と第３磁性層２３との間に、第１の交換結合調整層（図示しない）を設けても良い。第１の交換結合調整層の厚さは、例えば２ｎｍ以下である。第１の交換結合調整層には、例えば、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ及びＩｒ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。
【００９１】
同様に、第２磁性層１２及び第４磁性層２４は、第２シールド７２と交換結合していることが好ましい。交換結合強度及び交換結合の向きの調整のために、第２シールド７２と第２磁性層１２との間、及び、第２シールド７２と第４磁性層２４との間に、第２の交換結合調整層（図示しない）を設けても良い。第２の交換結合調整層の構成（例えば厚さ及び材料）には、第１の交換結合調整層に関して説明した構成を適用できる。
【００９２】
例えば、第６磁性層３６の飽和磁束密度が実質的に第５磁性層３５の飽和磁束密度と同じとする。そして、第６磁性層３６のトラック幅（第２幅ＲＷ２）が、第５磁性層３５のトラック幅（第１幅ＲＷ１）よりも狭い。このときに、第１距離ｄ１が第２距離ｄ２と同じで、第３距離ｄ３が第４距離ｄ４と同じ場合には、磁化スイッチングノイズ抑制層からの、単位体積あたりの平均磁化スイッチングノイズ抑制磁界強度が、第５磁性層３５と第６磁性層３６とで、大きく異なってしまう。すなわち、第１サイド磁性部１０（第１の磁化スイッチングノイズ抑制層）及び、第２サイド磁性部２０（第２の磁化スイッチングノイズ抑制層）から第５磁性層３５が受ける、単位体積あたりの平均磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度が、第１サイド磁性部１０（第１の磁化スイッチングノイズ抑制層）及び、第２サイド磁性部２０（第２の磁化スイッチングノイズ抑制層）から第６磁性層３６が受ける、単位体積あたりの平均磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度とは、大きく異なってしまう。このため、磁化スイッチングノイズ抑制効果を十分に得ることが困難である。
【００９３】
磁化スイッチングノイズ抑制効果を十分に得るためには、サイズが互いに異なる第５磁性層３５と第６磁性層３６とで、受ける平均磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度を実質的に同じにすることが好ましい。
【００９４】
本実施形態においては、第６磁性層３６のトラック幅（第２幅ＲＷ２）が、第５磁性層３５のトラック幅（第１幅ＲＷ１）よりも狭く、第１距離ｄ１を第２距離ｄ２よりも短く、第３距離ｄ３を第４距離ｄ４よりも短くする。すなわち、第５磁性層３６と第６磁性層３６とにおけるトラック幅方向の幅の比ＲＲＷ（すなわち、ＲＷ２／ＲＷ１）に合わせて、距離比（ｄ２／ｄ１、及び、ｄ４／ｄ３）を調整する。例えば、ｄ２／ｄ１及びｄ４／ｄ３は、１．２以上、２．４以下である。
【００９５】
これにより、例えば、第５磁性層３５が第１磁性層１１から受けるバイアス強度を第５磁性層３５の体積で割った値（第１値）を、第６磁性層３６が第２磁性層１２から受けるバイアス強度を第６磁性層３６の体積で割った値（第２値）と実質的に同じにできる。例えば、第１値は、第２値の０．８倍以上１．２倍以下にすることができる。  
これにより、低ノイズの磁気抵抗効果素子が提供できる。
【００９６】
第１〜第４非磁性層４１〜４４の電気抵抗は、積層体３０（磁気抵抗効果部）の電気抵抗よりも高い。第１〜第４非磁性層４１〜４４の少なくともいずれかには、金属酸化物、金属窒化物、及び、金属酸窒化物の少なくともいずれかを用いることができる。第１〜第４非磁性層４１〜４４の少なくともいずれかには、酸化珪素（例えばＳｉＯ２）、窒化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウム（例えばＡｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム、及び、酸窒化アルミニウムの少なくともいずれかを用いることができる。第１〜第４非磁性層４１〜４４の少なくともいずれかに、例えば、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ及びＩｒよりなる群から選択された少なくとも１つを用いても良い。さらに、上記の材料の複数の膜の積層膜を用いても良い。
【００９７】
例えば、第２非磁性層４２には、第１非磁性層４１と同じ材料を用いても良く、異なる材料を用いても良い。第４非磁性層４４には、第３非磁性層４３と同じ材料を用いても良く、異なる材料を用いても良い。第２非磁性層４２は、第１非磁性層４１と同じ材料及び同じ厚さを有することが好ましい。第４非磁性層４４は、第３非磁性層４３と同じ材料及び同じ厚さを有することが好ましい。これにより、製造が容易になる。
【００９８】
第１非磁性層４１の厚さ、第２非磁性層４２の厚さ、第３非磁性層４３の厚さ、及び、第４非磁性層４４の厚さのそれぞれは、磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度から規定される距離比（ｄ２／ｄ１、及び、ｄ４／ｄ３）が得られるように設定される。これらの厚さのそれぞれは、例えば、０．５ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、第１シールド７１と第２シールド７２との間のギャップの中において、磁気自由層と対向する配置を維持しつつ、第１サイド磁性部１０及び第２サイド磁性部２０による磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度を所望の値に設定できる。
【００９９】
本実施形態においては、サイズが互いに異なる磁気自由層に加わる平均の磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度のアンバランスを改善することができる。これにより、再生分解能と線型応答性を維持しつつ、磁化スイッチングノイズを抑制できる。
【０１００】
以下、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法の例について説明する。  
図５（ａ）〜図５（ｊ）は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法を例示する模式的断面図である。  
これらの図は、例えば、媒体対向面７０ｓに対して平行な平面で切断したときの断面図に相当する。  
図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法を例示する模式的断面図である。  
これらの図は、例えば、媒体対向面７０ｓに対して直交する平面で切断したときの断面図に相当する。図６（ａ）〜図６（ｄ）に例示する工程は、図５（ｉ）に例示する工程と、図５（ｊ）に例示する工程と、の間に実施される。
【０１０１】
図５（ａ）に表したように、基板７８の上に、例えば、めっき法によって第１シールド７１を形成する。例えば、第１シールド７１となる、厚さが約１μｍのＮｉＦｅ膜（合金膜）を形成する。第１シールド７１において、ＩｒＭｎの反強磁性層を、ＮｉＦｅ膜と積層しても良い。例えば、基板７８の上に、スパッタ法でＩｒＭｎ膜を形成した後に、その上に第１シールド７１となるＮｉＦｅ膜を形成する。
【０１０２】
図５（ｂ）に表したように、第１シールド７１の上に、スパッタ法によって、第６非磁性層４６となる第６非磁性膜４６ｆ、第５磁性層３５となる第５磁性膜３５ｆ、第３中間層３０ｉとなる第３中間膜３０ｉｆ、第６磁性層３６となる第６磁性膜３６ｆ、及び、第７非磁性層４７となる第７非磁性膜４７ｆを、この順で形成する。
【０１０３】
例えば、第６非磁性膜４６ｆとして、例えば、厚さ２ｎｍのＴａ膜と、その上に形成される厚さ２ｎｍのＣｕ膜と、の積層膜を形成する。第７非磁性膜４７ｆとして、例えば、厚さ２ｎｍのＣｕ膜と、その上に形成される厚さ２ｎｍのＴａ膜と、の積層膜を形成する。第３中間膜３０ｉｆとして、例えば、厚さ２ｎｍのＣｕ膜を形成する。第５磁性膜３５ｆ及び第６磁性膜３６ｆのそれぞれとして、例えば、厚さが６ｎｍのＣｏＦｅＭｎＳｉ膜を形成する。
【０１０４】
図５（ｃ）に表したように、第７非磁性膜４７ｆの上に第１マスクＭ１を配置し、エッチング処理を行う。これにより、第６非磁性層４６、第５磁性層３５、第３中間層３０ｉ、第６磁性層３６及び第７非磁性層４７が形成される。この例では、第１マスクＭ１は、第７非磁性膜４７ｆから離間している。エッチングには、例えば、ＩＢＥ（Ion Beam Etching）法が用いられる。第１マスクＭ１には、例えば、フォトレジストが用いられる、第１マスクＭ１に、例えば、ハードマスクを用いても良い。ハードマスクには、Ｃ（炭素）、Ｓｉ及びＡｌのいずれか、または、それらのいずれかの酸化物、または、それらのいずれかの窒化物を用いることができる。第１マスクＭ１としてフォトレジストを用いる場合、アンダーカットを含む構造を適用することで、第１マスクＭ１の除去が容易になる。
【０１０５】
エッチングにＩＢＥを用いる際に、ビーム角度を変えることで、磁気抵抗効果部分（積層体３０）のテーパ角を調整することができる。テーパ角は、積層体３０の側面と、Ｙ−Ｚ平面と、の間の角度である。ビームと、Ｘ軸方向と、の間の角度を小さくすると、テーパ角は小さくなり、すなわち、積層体３０の側面とＹ−Ｚ平面との角度が小さくなる。ＩＢＥにおいて、再付着物により、テーパ角を９０度（垂直な側面）にすることは困難である。積層体３０のテーパ角は、例えば、実用的には、５５度以上８５度以下である。
【０１０６】
図５（ｄ）に表したように、加工体の上に、第１非磁性層４１及び第３非磁性層４３となる第１非磁性膜４１ｆを形成する。例えば、２ｎｍの厚さのＡｌ２Ｏ３膜が、例えば、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition)法を用いて形成される。第１非磁性膜４１ｆの形成にＡＬＤ法を用いることで、例えば、積層体３０の側面上において、均一な膜が得られる。第１非磁性膜４１ｆの形成には、スパッタ法を用いても良い。
【０１０７】
図５（ｅ）に表したように、ＩＢＥ法を用いて、積層体３０の側壁を除く部分の上に形成された第１非磁性膜４１ｆを除去する。これにより、第１非磁性層４１及び第２非磁性層４２が形成される。
【０１０８】
図５（ｆ）に表したように、第１磁性層１１及び第３磁性層２３となる第１磁性膜１１ｆを、例えばスパッタ法により形成する。第１磁性膜１１ｆとして、ＮｉＦｅ膜を形成する。第１磁性膜１１ｆの厚さは、例えば、第５磁性層３５のうちの第３中間層３０iと対向する側の部分と、第１シールド７１上面と、の間の距離の０．８倍以上１．２倍以下に設定される。
【０１０９】
図５（ｇ）に表したように、第１磁性膜１１ｆの上、及び、積層体３０の側面の上の第１非磁性層４１及び第２非磁性層４２の上に、第１中間層１０ｉ及び第２中間層２０ｉとなる第１中間膜１０ｉｆを、例えばＡＬＤ法により形成する。第１中間膜１０ｉｆとして、例えば、厚さが１．５ｎｍのＡｌ２Ｏ３膜が形成される。この例では、第１中間膜１０ｉｆは、第３非磁性層４３の一部及び第４非磁性層４４の一部にもなる。すなわち、第１中間膜１０ｉｆのうちの、第１磁性膜１１ｆの上の形成される部分が、第１中間層１０ｉ及び第２中間層２０ｉとなる。第１中間膜１０ｉｆのうちの、積層体３０の側面の上の第１非磁性層４１及び第２非磁性層４２のそれぞれ上に形成される部分は、それぞれ、第３非磁性層４３の一部及び第４非磁性層４４の一部となる。
【０１１０】
第１中間膜１０ｉｆの形成には、スパッタ法を用いても良い。スパッタ法を用いる場合、スパッタ角度の調整が可能である。スパッタ角度の調整により、第１中間膜１０ｉｆのうちの第１磁性膜１１ｆ上の部分の厚さと、第１中間膜１０ｉｆのうちの積層体３０の側面上の部分の厚さと、のバランスを変えることができる。例えば、スパッタ角度が６０度であるときには、第１中間膜１０ｉｆのうちの第１磁性膜１１ｆ上の部分の厚さを、第１中間膜１０ｉｆのうちの積層体３０の側面上の部分の厚さと、実質的に同じにできる。例えば、スパッタ角度が１０度であるときは、第１マスクＭ１によるシャドー効果により、第１磁性膜１１ｆの上に選択的に、第１中間膜１０ｉｆが形成される。すなわち、積層体３０の側面上には、第１中間膜１０ｉｆは、実質的に形成されない。
【０１１１】
図５（ｈ）に表したように、第２磁性層１２及び第４磁性層２４となる第２磁性膜１２ｆを、例えば、スパッタ法により形成する。例えば、第２磁性膜１２ｆとして、ＮｉＦｅ膜が形成される。
【０１１２】
図５（ｉ）に表したように、第１マスクＭ１を除去する。
【０１１３】
図６（ａ）に表したように、積層体３０の上に、第２マスクＭ２を形成する。第２マスクＭ２には、第１マスクＭ１に関して説明した構成（例えば材料など）が適用できる。第２マスクＭ２の形状は、第１マスクＭ１の形状とは異なる。第２マスクＭ２をマスクとして用いて、例えば、ＩＢＥ法により、磁気抵抗効果部分（積層体３０）の一部をさらに除去する。
【０１１４】
図６（ｂ）に表したように、積層体３０の側面上、及び、第１シールド７１上に、第５非磁性層４５となる第５非磁性膜４５ｆを形成する。第５非磁性膜４５ｆの形成には、例えば、ＡＬＤ法が用いられる。第５非磁性膜４５ｆとして、例えば、厚さが３ｎｍのＡｌ２Ｏ３膜が形成される。  
さらに、スパッタ法により、例えば、厚さが３ｎｍのＣｒ膜の下地層（図示しない）を形成しても良い。
【０１１５】
図６（ｃ）に表したように、ハードバイアス部７５となるハードバイアス膜７５ｆを、形成する。例えば、ハードバイアス膜７５ｆとして、厚さが２５ｎｍのＣｏＰｔ３０膜を、例えば、スパッタ法により形成する。
【０１１６】
図６（ｄ）に表したように、第２マスクＭ２を除去する。
【０１１７】
図５（ｊ）に表したように、第２シールド７２となる第２シールド膜７２ｆを形成する。第２シールド膜７２ｆは、例えば、めっき法により形成される。第２シールド膜７２ｆとして、例えば、ＮｉＦｅ膜が形成される。
【０１１８】
その後、加工体を、素子毎に分断し、例えば、研磨によって分断された加工体に媒体対向面７０ｓを形成する。  
以上のような製造方法により、本実施形態の磁気抵抗効果素子２１０が形成される。
【０１１９】
以下、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２１０の特性の例について説明する。  
上記の製造方法を用いて、磁気抵抗効果素子２１０が作製される。この例では、以下の条件が用いられている。
【０１２０】
第１シールド７１及び第２シールド７２にはＮｉＦｅが用いられる。第６非磁性層４６には、厚さが２ｎｍのＴａ膜と、そのＴａ膜の上に設けられた厚さが２ｎｍのＣｕ膜と、の積層膜が用いられる。第５磁性層３５には、厚さが６ｎｍのＣｏＦｅＭｎＳｉ膜が用いられる。第３中間層３０ｉには、厚さが２ｎｍのＣｕ膜が用いられる。第６磁性層３６には、厚さが６ｎｍのＣｏＦｅＭｎＳｉ膜が用いられる。第７非磁性層４７には、厚さが２ｎｍのＣｕ膜と、そのＣｕ膜の上に設けられた厚さが２ｎｍのＴａ膜と、の積層膜が用いられる。第１磁性層１１、第２磁性層１２、第３磁性層２３及び第４磁性層２４には、ＮｉＦｅが用いられる。第１非磁性層４１、第２非磁性層４２、第３非磁性層４３、第４非磁性層４４及び第５非磁性層４５には、Ａｌ２Ｏ３が用いられる。ハードバイアス部７５には、ＣｏＰｔ３０が用いられる。
【０１２１】
作製した磁気抵抗効果素子２１０の断面ＴＥＭ観察の結果から、第５磁性層３５のトラック幅方向の第１幅ＲＷ１は３０ｎｍであり、第６磁性層３６のトラック幅方向の第２幅ＲＷ２は２４ｎｍである。すなわち、第５磁性層３５及び第６磁性層３６における、トラック幅方向の幅の比ＲＲＷ（すなわち、ＲＷ２／ＲＷ１）は、約０．８である。第５磁性層３５及び第６磁性層３６における、面積比（Ｓ２／Ｓ１）は、約０．７である。そして、第５磁性層３５及び第６磁性層３６における、距離の比である、ｄ２／ｄ１の値、及び、ｄ４／ｄ３の値は、約１．２である。
【０１２２】
このような磁気抵抗効果素子２１０の特性の測定においては、第１シールド７１と第２シールド７２を電極として、５０ｍＶの電圧を印加して、外部磁界を±６００エルステッド（Ｏｅ）の範囲で変化させて、得られる信号（出力電圧）が測定される。この測定においては、外部磁界は、１００Ｏｅのステップで変化させて出力電圧の変化が静的に測定される。
【０１２３】
外部磁界が＋６００Ｏｅのときの出力電圧を第１電圧Ｖ１とし、外部磁界が−６００Ｏｅのときの出力電圧を第２電圧Ｖ２とする。第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２との差の絶対値を、信号強度Ｖ１２とする。さらに、線形応答性を示す評価値として、線形パラメータＬＶが算出される。線形パラメータＬＶは、（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｖ１＋Ｖ２）である。信号強度Ｖ１２が大きいことが、好ましい。線型応答性の観点では、線形パラメータＬＶの絶対値が小さいこと（０％に近いこと）が好ましい。
【０１２４】
本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２１０の特性を評価したところ、信号強度Ｖ１２は、１．５ｍＶである。線形パラメータＬＶは、１０％である。
【０１２５】
さらに、磁化スイッチングノイズの有無、及び、磁気Ｓ／Ｎ（熱揺らぎＳ／Ｎ)を評価するために、外部磁界を０Ｏｅとした条件での出力電圧の周波数成分解析が行われる。この解析においては、出力電圧の１ＧＨｚ以下の周波数成分の積分値を、ノイズ成分とする。
【０１２６】
磁気抵抗効果素子２１０においては、１ＧＨｚ以下の周波数において、明確なノイズ信号成分が観測されない。得られた信号強度Ｖ１２（±６００Ｏｅの外部磁界での電圧差）と、ノイズ成分信号強度(１ＧＨｚ以下の周波数成分の積分値)と、から求められる磁気Ｓ／Ｎ（熱揺らぎＳ／Ｎ)は、３２ｄＢである。
【０１２７】
一方、第１サイド磁性部１０及び第２サイド磁性部２０を設けない第１参考例の磁気抵抗効果素子２１９ａ（構造は図示しない）も作製された。この素子においては、第１サイド磁性部１０及び第２サイド磁性部２０の代わりに、その場所にＡｌ２Ｏ３層が設けられる。磁気抵抗効果素子２１９ａにおけるこれ以外の構成は、磁気抵抗効果素子２１０と同じである。図５（ｅ）〜図５（ｈ）で説明した工程において、Ａｌ２Ｏ３層を形成することで、磁気抵抗効果素子２１９ａが作製される。
【０１２８】
磁気抵抗効果素子２１９ａにおいては、信号強度Ｖ１２は、１．７ｍＶであり、線形パラメータＬＶは、２４％である。そして、周波数成分解析の結果から、１ＧＨｚ以下の周波数において、特徴的なノイズ周波数成分が観測された。磁気Ｓ／Ｎは、２１ｄＢである。
【０１２９】
１ＧＨｚ以下の周波数の特徴的なノイズ周波数成分が発生し、磁気Ｓ／Ｎが大幅に低下した原因について考察するために、磁気抵抗効果素子２１９ａの構造のモデルを用いて、シミュレーションを実施した。シミュレーションにおいて、素子中の各層のパラメータには、実験で用いた材料の値が用いられる。シミュレーションのモデルの形状は、断面ＴＥＭ及びＳＥＭ解析の結果から得られた形状に関するデータが用いられる。
【０１３０】
シミュレーションの結果、磁気抵抗効果素子２１９ａにおいては、磁気Ｓ／Ｎが２２ｄＢであった。このシミュレーション結果の値は、実験値と良く整合する。さらに、シミュレーションによる周波数成分解析においても、１ＧＨｚ以下の周波数において、特徴的なノイズ周波数成分が生じる。このように、シミュレーションは、実験結果を良く再現できることが分かる。
【０１３１】
このシミュレーションにおける出力の時間依存性算出の際に、第５磁性層３５及び第６磁性層３６のそれぞれの磁化の挙動を調べた結果、互いの磁化方向が、時間に対して無相関に入れ替わることが分かった。すなわち、磁化スイッチング現象が起きていることがわかった。
【０１３２】
本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２１０の構成に関しても、シミュレーションによる実験結果の再現を試みたところ、磁気Ｓ／Ｎは３３ｄＢである。そして、１ＧＨｚ以下の周波数において、特徴的なノイズ成分信号は見られない。また、磁化スイッチング現象も確認されない。このように、シミュレーションは、実験結果をよく再現できる。
【０１３３】
このように、実験結果とシミュレーションとによる検討から、周波数成分解析における１ＧＨｚ以下の周波数における特徴的なノイズ周波数成分は、磁化スイッチング現象によるものであることが分かる。磁気抵抗効果素子２１９ａにおいて磁気Ｓ／Ｎが低い原因は、この磁化スイッチング現象によるものである。
【０１３４】
このように、本願発明者が見出した図４（ａ）に関して説明した磁化スイッチング現象が、実験及びシミュレーションにおいて、裏付けられる。
【０１３５】
さらに、第２参考例の磁気抵抗効果素子２１９ｂ（構造は図示しない）について説明する。磁気抵抗効果素子２１９ｂにおいては、第１サイド磁性部１０及び第２サイド磁性部２０が設けられ、第１距離ｄ１が第２距離ｄ２と同じであり、第３距離ｄ３が第４距離ｄ４と同じである。これ以外の構成については、磁気抵抗効果素子２１９ｂは、磁気抵抗効果素子２１０と同じである。すなわち、磁気抵抗効果素子２１９ｂにおいては、第５磁性層３５と第６磁性層３６とにおいて面積が異なり、上記の距離が同じである。
【０１３６】
このような磁気抵抗効果素子２１９ｂは、スパッタ法を用いて第１中間層１０ｉｆを形成することで、形成される。スパッタ角度を調整することにより、第１磁性膜１１ｆの上に、選択的に第１中間膜１０ｉｆを形成する。すなわち、積層体３０の側面上には、第１中間膜１０ｉｆは、実質的に形成されない。
【０１３７】
作製した磁気抵抗効果素子２１９ｂの断面ＴＥＭ観察の結果から、第１幅ＲＷ１は３０ｎｍであり、第２幅ＲＷ２は２４ｎｍであり、比ＲＲＷ（すなわち、ＲＷ２／ＲＷ１）は、０．８である。一方、第１〜第４距離ｄ１〜ｄ４は、３ｎｍである。
【０１３８】
磁気抵抗効果素子２１９ｂにおいては、信号強度Ｖ１２は、１．２ｍＶであり、線形パラメータＬＶは、１３％である。周波数成分解析の結果から磁気Ｓ／Ｎは２４ｄＢである。シミュレーションによって得られる磁気Ｓ／Ｎは、２４ｄＢである。
【０１３９】
磁気抵抗効果素子２１０、磁気抵抗効果素子２１９ａ及び磁気抵抗効果素子２１９ｂにおける磁気Ｓ／Ｎの値は、シミュレーションにおける周波数成分解析から１ＧＨｚ以下の周波数のノイズ周波数成分強度の値と相関がある。磁化スイッチング現象の発生頻度を低くすることで、磁気Ｓ／Ｎを向上できることが分かった。
【０１４０】
第１サイド磁性部１０及び第２サイド磁性部２０を設けることで、磁化スイッチング現象を抑制でき、磁気抵抗効果素子２１９ｂにおいては、磁気抵抗効果素子２１９ａよりも、磁気Ｓ／Ｎが向上している。しかし、磁気抵抗効果素子２１９ｂにおいても、磁化スイッチング現象の抑制は、不十分である。すなわち、対向距離の比（ｄ２／ｄ１及びｄ３／ｄ４）が１の場合には、磁化スイッチング現象の発生を十分に抑制することができない。
【０１４１】
本実施形態においては、対向距離の比を１未満とし、すなわち、ｄ２＞ｄ１であり、ｄ４＞ｄ３とする。これにより、第５磁性層３５と第６磁性層３６とにおいて、それぞれに加えられる平均の磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度を実質的に同じにできる。これにより、磁化スイッチング現象を十分に抑制できる。対向距離の比を１未満とすることで、特異的に磁気Ｓ／Ｎが向上できる。
【０１４２】
磁気抵抗効果素子２１０の構成をモデルとして用い、比ｄ２／ｄ１（及び比ｄ４／ｄ３）を変えて、磁気Ｓ／Ｎをシミュレーションにより求める。このとき、比ｄ２／ｄ１の値に対応させて、比ＲＲＷ（ＲＷ２／ＲＷ１）の値を、０．５以上０．８以下の範囲で変化させている。得られた磁気Ｓ／Ｎの値は、以下である。
【０１４３】
比ｄ２／ｄ１が１．０のときの磁気Ｓ／Ｎは、２４ｄＢである。  
比ｄ２／ｄ１が１．２のときの磁気Ｓ／Ｎは、３２ｄＢである。  
比ｄ２／ｄ１が２．６のときの磁気Ｓ／Ｎは、３２ｄＢである。  
比ｄ２／ｄ１が２．０のときの磁気Ｓ／Ｎは、３１ｄＢである。  
比ｄ２／ｄ１が２．４のときの磁気Ｓ／Ｎは、３０ｄＢである。  
比ｄ２／ｄ１が２．６のときの磁気Ｓ／Ｎは、２２ｄＢである。
【０１４４】
このように、比ｄ２／ｄ１（及びｄ４／ｄ３）が、１．２以上２．４以下において、磁気Ｓ／Ｎが大幅に向上する。
【０１４５】
以下、第１磁性層１１、第２磁性層１２、第３磁性層２３及び第４磁性層２４に用いられる材料を変えたときの、磁気抵抗効果素子の特性について説明する。  
第１磁性層１１、第２磁性層１２、第３磁性層２３及び第４磁性層２４には、軟磁性材料が用いられる。上記では、軟磁性材料としてＮｉＦｅが用いられている。軟磁性材料として、アモルファスの、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＮｂＴａ、ＣｏＺｒＴａＣｒ、または、ＣｏＺｒＦｅＣｒを用いたときも、磁気Ｓ／Ｎを向上できる。
【０１４６】
さらに、これらの材料を用いたときの特性の評価結果から、トラック幅方向の再生分解能（ｎｍ）を求めた。トラック幅方向の再生分解能は、スピンスタンドを用いたマイクロトラックプロファイルを測定することで評価される。より細いトラックを分解できることが、分解能が高いことに対応する。
【０１４７】
軟磁性材料として、ＮｉＦｅを用いたときの再生分解能(分解できる最細のトラック幅値)を１としたときに、これらの材料における再生分解能の相対値は、以下となる。軟磁性材料として、アモルファスＣｏＺｒＴａを用いたときの再生分解能（相対値）は、０．９である。軟磁性材料として、アモルファスＣｏＺｒＮｂを用いたときの再生分解能（相対値）は、０．７である。軟磁性材料として、アモルファスＣｏＺｒＴａＣｒを用いたときの再生分解能（相対値）は、０．９である。軟磁性材料として、アモルファスＣｏＺｒＦｅＣｒを用いたときの再生分解能（相対値）は、１．０である。
【０１４８】
このように、軟磁性材料として、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＮｂＴａ、ＣｏＺｒＴａＣｒ、及び、ＣｏＺｒＦｅＣｒを用いた場合、トラック幅方向の再生分解能の差はほとんど無く、良好な分解能が得られる。
【０１４９】
一方、第１磁性層１１、第２磁性層１２、第３磁性層２３及び第４磁性層２４の材料として、ＣｏＦｅ、ＣｏまたはＦｅを用いた場合には、磁気Ｓ／Ｎが上記と同様に向上するものの、トラック幅方向の再生分解能（相対値）は、約１．２である。ＣｏＦｅ、、、、の軟磁気特性に原因があると考えられる。
【０１５０】
このように、ＣｏＦｅ、ＣｏまたはＦｅを用いた場合よりも、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＮｂＴａ、ＣｏＺｒＴａＣｒ、及び、ＣｏＺｒＦｅＣｒを用いた場合の方が、高い再生分解能が得られる。
【０１５１】
本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２１０において、第５磁性層３５のトラック幅方向の第１幅ＲＷ１は、１５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、第６磁性層３６のトラック幅方向の第２幅ＲＷ２は、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。このように、トラック幅方向の幅が狭くなったときに、第５磁性層３５と第６磁性層３６とにおけるサイズの差が、特性に与える影響が大きくなる。
【０１５２】
例えば、第２面積Ｓ２は、第１面積Ｓ１の０．７倍以上０．９倍以下である。このとき、第１面積Ｓ１、第２面積Ｓ２、第１距離ｄ１、及び、第２距離ｄ２において、Ｓ１×ｄ１は、例えば、Ｓ２×ｄ２の０．８倍以上１．２倍以下に設定される。
【０１５３】
第１距離ｄ１（及び第３距離ｄ３）は、１ｎｍ以上４ｎｍ以下であることが好ましい。第２距離ｄ２（及び第４距離ｄ４）は、２ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１５４】
図７は、第１の実施形態に係る別の磁気抵抗効果素子を例示する模式図である。  
図７は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線断面に対応する断面図である。  
図７に表したように、本実施形態に係る別の磁気抵抗効果素子２１１においては、第１非磁性層４１が、第１シールド７１と第１磁性層１１との間に延在し、第２非磁性層４２が、第１シールド７１と第３磁性層２３との間に延在している。そして、第１磁性層１１と第１シールド７１とが交換結合しておらず、第３磁性層２３と第１シールド７１とが交換結合していない。磁気抵抗効果素子２１１におけるこれ以外の構成は、磁気抵抗効果素子２１０と同じである。磁気抵抗効果素子２１１に含まれる各要素には、磁気抵抗効果素子２１０に関して説明した構成を提供できる。
【０１５５】
このように、本実施形態においては、第１磁性層１１と第１シールド７１とは、交換結合していても良く、していなくても良く、第３磁性層２３と第１シールド７１とは、交換結合していても良く、してなくても良い。
【０１５６】
この場合も、第２シールド７２と第２磁性層１２との間の交換結合、及び、第２シールド７２と第４磁性層２４との間の交換結合は、第２シールド７２と第６磁性層３６との間の交換結合よりも強い。
【０１５７】
磁気抵抗効果素子２１１においては、第１非磁性層４１及び第２非磁性層４２には、金属酸化物、金属窒化物、及び、金属酸窒化物の少なくともいずれかを用いることが好ましい、例えば、第１非磁性層４１及び第２非磁性層４２には、酸化珪素（例えばＳｉＯ２）、窒化珪素、酸窒化珪素、酸化アルミニウム（例えばＡｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム、及び、酸窒化アルミニウムの少なくともいずれかを用いることが好ましい。
【０１５８】
一方、第３非磁性層４３及び第４非磁性層４４には、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ及びＩｒよりなる群から選択された少なくとも１つを用いることが好ましい。例えば、第３非磁性層４３及び第４非磁性層４４には、Ｃｕ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｒ及びＩｒのそれぞれの膜の少なくとも２つを含む積層膜を用いても良い。
【０１５９】
磁気抵抗効果素子２１１においても、第１距離ｄ１は、第２距離ｄ２よりも短く、第３距離ｄ３は、第４距離ｄ４よりも短く設定される。これにより、低ノイズの磁気抵抗効果素子が提供できる。
【０１６０】
（第２の実施形態）  
図８（ａ）〜図８（ｃ）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図である。  
図８（ａ）は、模式的斜視図である。図８（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８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。図８（ｃ）は、図８（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面図である。
【０１６１】
図８（ａ）〜図８（ｃ）に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２２０においても、第１シールド７１と、第２シールド７２と、第１サイド磁性部１０と、第２サイド磁性部２０と、積層体３０と、ハードバイアス部７５と、が設けられる。
【０１６２】
磁気抵抗効果素子２２０においては、第５磁性層３５の飽和磁束密度は、第６磁性層３６の飽和磁束密度よりも小さい。そして、この例では、第１距離ｄ１は第２距離ｄ２と同じであり、第３距離ｄ３は第４距離と同じである。これ以外の磁気抵抗効果素子２２０における構成は、磁気抵抗効果素子２１０と同様である。
【０１６３】
磁気抵抗効果素子２２０においても、積層体３０はテーパ状の側面を有する。すなわち、第５磁性層３５の側面３５ｓは、積層方向（第１方向）に対して傾斜しており、第６磁性層３６の側面３６ｓも傾斜している。第６磁性層３６の側面３６ｓは、第５磁性層３５の側面３５ｓを含む面内にある。
【０１６４】
第６磁性層３６の第２面積Ｓ２は、第５磁性層３５の第１面積Ｓ１よりも小さい。このとき、第５磁性層３５の飽和磁束密度を、第６磁性層３６の飽和磁束密度よりも小さく設定する。例えば、第５磁性層３５として、第６磁性層３６に用いられる材料の飽和磁束密度よりも小さい飽和磁束密度を有する材料を用いる。
【０１６５】
これにより、磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度を適正に制御できる。これにより、低ノイズの磁気抵抗効果素子が提供できる。
【０１６６】
例えば、第５磁性層３５が第１磁性層１１から受けるバイアス強度を第５磁性層３５の体積で割った値（第１値）を、第６磁性層３６が第２磁性層１２から受けるバイアス強度を第６磁性層３６の体積で割った値（第２値）と実質的に等しくできる。例えば、第１値を第２値の０．８倍以上１．２倍以下に設定できる。
【０１６７】
すなわち、第５磁性層３５と第６磁性層３６とにおいて、それぞれに加えられる平均の磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度を実質的に同じにできる。これにより、磁化スイッチング現象を抑制できる。
【０１６８】
例えば、第５磁性層３５として、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＦｅＧｅ、ＣｏＦｅＳｉＧｅ、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２ＭｎＧｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＭｎＳｉ、ＣｏＦｅＭｎＧｅ、及び、ＦｅＯｘ（Ｆｅ酸化物）の少なくともいずれかを含む第１材料を用いる。そして、第６磁性層３６としては、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＦｅＧｅ、ＣｏＦｅＳｉＧｅ、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２ＭｎＧｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＭｎＳｉ、ＣｏＦｅＭｎＧｅ、及び、ＦｅＯｘ（Ｆｅ酸化物）の少なくともいずれかを含む第２材料を用いる。第２材料は、第１材料とは異なる。例えば、第２材料は、第１材料に含まれる元素とは異なる元素を含む。例えば、第１材料は、第２材料に含まれる元素とは異なる元素を含む。第２材料の組成が、第１材料の組成とは異なる状態も、第２材料が第１材料とは異なる状態に含まれる。異なる飽和磁束密度は、例えば、これらの材料の組成比を調整することで得られる。
【０１６９】
本実施形態においても、例えば、第２面積Ｓ２は、第１面積Ｓ１の０．７倍以上０．９倍以下である。第５磁性層３５の第１幅ＲＷ１は、１５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、第６磁性層３６の第２幅ＲＷ２は、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。
【０１７０】
このとき、例えば、第５磁性層３５の飽和磁束密度は、第６磁性層３６の飽和磁束密度の０．８倍以上１．２倍以下に設定する。
【０１７１】
例えば、第１面積Ｓ１、第２面積Ｓ２、第５磁性層３５の飽和磁束密度Ｂｓ１、及び、第６磁性層３６の飽和磁束密度をＢｓ２において、Ｓ１×Ｂｓ１の値が、Ｓ２×Ｂｓ２の値に実質的に等しくなるように設定しても良い。例えば、Ｓ１×Ｂｓ１の値は、Ｓ２×Ｂｓ２の値の０．８倍以上１．２倍以下に設定しても良い。例えば、第５磁性層３５の飽和磁束密度Ｂｓ１は、０．７テスラ（Ｔ）以上１．４Ｔ以下に設定できる。一方、第６磁性層３６の飽和磁束密度は、０．９Ｔ以上１．５Ｔ以下に設定できる。
【０１７２】
この場合も、第１磁性層１１、第２磁性層１２、第３磁性層２３及び第４磁性層２４の少なくともいずれかは、ＮｉＦｅ、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つを含むことが好ましい。これにより、高い再生分解能が得られる。
【０１７３】
磁気抵抗効果素子２２０においても、第２シールド７２と第２磁性層１２との間の交換結合、及び、第２シールド７２と第４磁性層２４との間の交換結合は、第２シールド７２と第６磁性層３６との間の交換結合よりも強い。
【０１７４】
この例では、第２シールド７１と第１磁性層１１との間の交換結合、及び、第１シールド７１と第３磁性層２３との間の交換結合は、第１シールド７１と第５磁性層３５との間の交換結合よりも強い。
【０１７５】
本実施形態においても、磁気抵抗効果素子２１１と同様に、第１非磁性層４１が、第１シールド７１と第１磁性層１１との間に延在し、第２非磁性層４２が、第２シールド７２と第３磁性層２３との間に延在していても良い。そして、第１磁性層１１と第１シールド７１とが交換結合しておらず、第３磁性層２３と第１シールド７１とが交換結合していなくても良い。
【０１７６】
本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２２０も、上記と同様の製造方法を必要に応じて変更することで、製造できる。本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２２０において、さらに、第１距離ｄ１を第２距離ｄ２よりも短くし、第３距離ｄ３を第４距離ｄ４よりも短くしても良い。
【０１７７】
本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２２０において、第１磁性層１１の飽和磁束密度と、第２磁性層１２の飽和磁束密度とを互いに異ならせても良い。そして、第３磁性層２３の飽和磁束密度と、第４磁性層２４の飽和磁束密度とを互いに異ならせても良い。すなわち、積層体３０がテーパ状の側面を有する場合において、第１磁性層１１の飽和磁束密度を第２磁性層１２の飽和磁束密度よりも小さく設定しても良い。そして、この場合において、第２磁性層２３の飽和磁束密度を第４磁性層２４の飽和磁束密度よりも小さく設定しても良い。例えば、第１磁性層１１として、第２磁性層１２に用いられる材料の飽和磁束密度よりも小さい飽和磁束密度を有する材料を用いる。例えば、第３磁性層２３として、第４磁性層２４に用いられる材料の飽和磁束密度よりも小さい飽和磁束密度を有する材料を用いる。
【０１７８】
これによっても、磁化スイッチングノイズ抑制磁界の強度を適正に制御できる。これにより、低ノイズの磁気抵抗効果素子が提供できる。
【０１７９】
第５磁性層３５の飽和磁束密度を、第６磁性層３６の飽和磁束密度よりも小さく設定することと、サイド磁性部に含まれる磁性層の飽和磁束密度を変えることと、を同時に行っても良い。
【０１８０】
例えば、第１磁性層１１の飽和磁束密度を第２磁性層１２の飽和磁束密度よりも小さくすることで、第５磁性層３５が第１磁性層１１から受けるバイアス強度を第５磁性層３５の体積で割った値（第１値）を、第６磁性層３６が第２磁性層１２から受けるバイアス強度を第６磁性層３６の体積で割った値（第２値）と実質的に等しくできる。例えば、第１値を第２値の０．８倍以上１．２倍以下に設定できる。これにより、磁化スイッチング現象を抑制できる。
【０１８１】
例えば、第１磁性層１１及び第３磁性層２３に第３材料を用いる。第２磁性層１２及び第４磁性層２４に第４材料を用いる。第４材料は、第３材料とは異なる。例えば、第４材料は、第３材料に含まれる元素とは異なる元素を含む。例えば、第３材料は、第４材料に含まれる元素とは異なる元素を含む。第４材料の組成が、第３材料の組成とは異なる状態も、第４材料が第３材料とは異なる状態に含まれる。
【０１８２】
（第３の実施形態）  
本実施形態は、第１の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法に係る。  
図９は、第３の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法を例示するフローチャート図である。  
図９に表したように、本実施形態に係る製造方法は、積層工程（ステップＳ１１０）を含む。この工程においては、第１シールド７１の上に第１強磁性膜（例えば、第５磁性膜３５ｆ）を形成し、第１強磁性膜の上に第１非磁性中間膜（例えば、第３中間膜３０ｉｆ）を形成し、第１非磁性中間膜の上に第２強磁性膜（例えば、第６磁性膜３６ｆ）を形成する。すなわち、例えば、図５（ｂ）に関して説明した処理を行う。
【０１８３】
本製造方法は、積層体を形成する工程（ステップＳ１２０）をさらに含む。この工程では、上記の第１強磁性膜、上記の第１非磁性中間膜、及び、上記の第２強磁性膜をパターニングして、第１強磁性層（第５磁性層３５）、第１非磁性中間層（第３中間層３０ｉ）、及び、第２強磁性層（第６磁性層３６）を含む積層体３０を形成する。第１強磁性層は、第１強磁性膜から形成され、第１面積Ｓ１を有する。第１非磁性中間層は、第１非磁性中間膜から形成される。第２強磁性層は、第２強磁性膜から形成され、第１面積Ｓ１よりも小さい第２面積Ｓ２を有する。すなわち、例えば、図５（ｃ）に関して説明した処理を行う。
【０１８４】
本製造方法は、積層体３０の側壁上に、第１非磁性膜４１ｆを形成する工程（ステップＳ１３０）を含む。第１非磁性膜４１ｆは、第１強磁性層（第５磁性層３５）と接する第１部分（第１非磁性層４１及び第２非磁性層４２）と、第２強磁性層（第６磁性層３６）と接する第２部分（第３非磁性層４３及び第４非磁性層４４）と、を含む。すなわち、例えば、図５（ｄ）及び図５（ｅ）に関して説明した処理を行う。
【０１８５】
本製造方法は、第１軟磁性膜を形成する工程（ステップＳ１４０）をさらに含む。この工程においては、第１シールド７１の上において上記の第１部分に接し、上記の第１部分を介して第１強磁性層（第５磁性層３５）と対向する第１軟磁性膜（第１磁性膜１１ｆ）を形成する。第１軟磁性膜は、例えば、第１シールド７１の上において上記の第２部分に接し、上記の第２部分を介して第１強磁性層（第５磁性層３５）とさらに対向する。すなわち、例えば、図５（ｆ）に関して説明した処理を行う。
【０１８６】
本製造方法は、第２非磁性中間膜を形成する工程（ステップＳ１５０）をさらに含む。この工程では、第２非磁性中間膜（第１中間膜１０ｉｆ）を、第１軟磁性膜の上に、第２部分（第３非磁性層４３及び第４非磁性層４４）を覆うように形成する。すなわち、例えば、図５（ｇ）に関して説明した処理を行う。
【０１８７】
本製造方法は、第２軟磁性膜を形成する工程（ステップＳ１６０）をさらに含む。この工程では、第２非磁性中間膜（第１中間膜１０ｉｆ）の上に、第２軟磁性膜（第２磁性膜１２ｆ）を形成する。すなわち、例えば、図５（ｈ）に関して説明した処理を行う。
【０１８８】
本製造方法は、第２シールド７２を形成する工程（ステップＳ１７０）をさらに含む。この工程では、積層体３０の上、及び、第２軟磁性膜の上に、第２シールド７２を形成する。すなわち、例えば、図５（ｊ）に関して説明した処理を行う。
【０１８９】
本実施形態に係る製造方法によれば、低ノイズの磁気抵抗効果素子の製造方法が提供できる。
【０１９０】
（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１０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１１（ａ）及び図１１（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１０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。
【０１９１】
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及び第２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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
図１１（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１１（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。
【０１９６】
図１１（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。
【０１９７】
図１１（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。
【０１９８】
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、または、その変形が搭載される。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
信号処理部１９０は、例えば、図１０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。
【０２０３】
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３０の抵抗の変化は、例えば、信号処理部１９０により検出される。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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、低ノイズの再生が可能になる。
【０２０８】
実施形態によれば、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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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６磁性層、第１〜第３中間層、及び、第１〜第７非磁性層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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
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】
【０２１５】
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サイド磁性部、  １０ｉ…第１中間層、  １０ｉｆ…第１中間膜、  １１…第１磁性層、  １１ｆ…第１磁性膜。  １２…第２磁性層、  １２ｆ…第２磁性膜、  ２０…第２サイド磁性部、  ２０ｉ…第２中間層、  ２３…第３磁性層、  ２４…第４磁性層、  ３０…積層体、  ３０ａ…第１面、  ３０ｂ…第２面、  ３０ｉ…第３中間層、  ３０ｉｆ…第３中間膜、  ３５…第５磁性層、  ３５ｃ…第１中心、  ３５ｆ…第５磁性膜、  ３５ｓ…側面、  ３６…第６磁性層、  ３６ｃ…第２中心、  ３６ｆ…第６磁性膜、  ３６ｓ…側面、  ４１〜４７…第１〜第７非磁性層、  ４１ｆ…第１非磁性膜、  ４５ｆ…第５非磁性膜、  ４６ｆ…第６非磁性膜、  ４７ｆ…第７非磁性膜、  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、  ７２ｆ…第２シールド膜、  ７５…ハードバイアス部、  ７５ｆ…ハードバイアス膜、  ７８…基板、  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、２１１、２２０…磁気抵抗効果素子、  Ａ…矢印、  Ｍ１、Ｍ２…第１、第２マスク、  ＰＬ１、ＰＬ２…第１、第２平面、  ＲＷ１、ＲＷ２…第１、第２幅、  ＳＴ１、ＳＴ２…第１、第２状態、  ｄ１〜ｄ４…第１〜第４距離
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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