(57)【要約】【課題】高感度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、積層部と、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。積層部は、第１、第２シールドとの間に設けられた第１磁性層と、第１磁性層と第２シールドとの間に設けられた第２磁性層と、第１、第２磁性層との間に設けられた中間層と、を含む。ハードバイアス部は、第１、第２シールドとの間において積層部と並ぶ。第１磁性層の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面である。第１磁性層は、互いに積層されたＦｅ層及びＣｏ層を含む積層体と、積層体と積層されたホイスラー合金層と、を含む。Ｆｅ層、Ｃｏ層の厚さは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下である。【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中間層と、
を含む積層部と、
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部と並ぶハードバイアス部と、
を備え、
前記第１磁性層の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面であり、
前記第１磁性層は、
前記第１方向に沿って互いに積層された第１Ｆｅ層及び第１Ｃｏ層を含む第１積層体と、
前記第１積層体と前記第１方向に沿って積層された第１ホイスラー合金層と、
を含み、
前記第１Ｆｅ層の厚さは、０．３ナノメートル以上０．６ナノメートル以下であり、
前記第１Ｃｏ層の厚さは、０．３ナノメートル以上０．６ナノメートル以下である磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
前記第２磁性層の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面であり、
前記第２磁性層は、
前記第１方向に沿って互い積層された第２Ｆｅ層及び第２Ｃｏ層を含む第２積層体と、
前記第２積層体と前記第１方向に沿って積層された第２ホイスラー合金層と、
を含み、
前記第２Ｆｅ層の厚さは、０．３ナノメートル以上０．６ナノメートル以下であり、
前記第２Ｃｏ層の厚さは、０．３ナノメートル以上０．６ナノメートル以下である請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
前記第２磁性層の厚さは、２．６ナノメートル以上８ナノメートル以下である請求項２記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
前記第２ホイスラー合金層の厚さは、２ナノメートル以上７．４ナノ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２ホイスラー合金層は、前記第２積層体と接する請求項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２磁性層と前記第２シールドとの間に設けられた第２シールド側導電層をさらに備え、
前記第２磁性層と前記第２シールドとが交換結合している請求項２〜５のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
第１部分と、
第１方向において前記第１部分から離間する第２部分と、
前記第１部分と前記第２部分の間に設けられた第３部分と、
を含む第１シールドと、
前記第１方向に対して交差する第２方向において前記第１部分から離間する第４部分と、
前記第１方向において前記第４部分から離間し前記第２方向において前記第２部分から離間する第５部分と、
前記第４部分と前記第５部分との間に設けられた第６部分と、
を含む第２シールドと、
前記第１部分と前記第４部分の間に設けられた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４部分との間に設けられた第７部分と、
前記第２部分と前記第５部分との間に設けられた第８部分と、
前記第３部分と前記第６部分との間に設けられた第９部分と、
を含む第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第７部分との間に設けられた中間層と、
前記第８部分と前記第５部分の間に設けられた反強磁性層と、
前記反強磁性層と前記第５部分との間に設けられた絶縁層と、
を備え、
前記第１磁性層の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面であり、
前記第１磁性層は、
前記第２方向に沿って互いに積層された第１Ｆｅ層及び第１Ｃｏ層を含む第１積層体と、
前記第１積層体と前記第２方向に沿って積層された第１ホイスラー合金層と、
を含み、
前記第１Ｆｅ層の厚さは、０．３ナノメートル以上０．６ナノメートル以下であり、
前記第１Ｃｏ層の厚さは、０．３ナノメートル以上０．６ナノメートル以下である磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
前記絶縁層は、前記第９部分と前記第６部分との間に延在している請求項７記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項９】
前記第２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第１磁化方向を有する第１磁性膜と、
前記第１磁性膜と前記第２シールドとの間に設けられ前記第１磁性方向とは逆向きの第２磁化方向を有する第２磁性膜と、
前記第１磁性膜と前記第２磁性膜との間に設けられた中間膜と、
を含む請求項７または８に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１０】
前記第１磁性層の厚さは、２．６ナノメートル以上８ナノメートル以下である請求項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１ホイスラー合金層の厚さは、２ナノメートル以上７．４ナノメートル以下である請求項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ホイスラー合金層は、前記第１積層体と接する請求項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１ホイスラー合金層は、
Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＶよりなる第１群から選択された少なくとも１つの第１元素と、
Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｎ及びＳｂよりなる第２群から選択された少なくとも１つの第２元素と、
Ｃｏと、
を含み、
前記第１ホイスラー合金層におけるＣｏの組成比は、４０原子パーセント以上６０原子パーセント以下である請求項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ホイスラー合金層における前記第１元素の組成比は、２０原子パーセント以上３０原子パーセント以下である請求項１３記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１５】
前記第１ホイスラー合金層における前記第２元素の組成比は、２０原子パーセント以上３０原子パーセント以下である請求項１３記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１６】
前記第１磁性層と前記第１シールドとの間に設けられた第１シールド側導電層をさらに備え、
前記第１磁性層と前記第１シールドとが交換結合している請求項１〜１５のいずれか１つに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】
磁気記録再生装置において、ハードディスクドライブ等の磁気記録媒体に保存された情報が、磁気抵抗効果型の磁気ヘッドによって読み出される。記録密度の向上のために、高感度すなわち大きな抵抗変化率を有しかつ低ノイズの読み出しセンサー（磁気抵抗効果型の磁気ヘッド）が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】J.Magn.Soc.Jpn.,33,451-454 2009 Okamoto et al.
【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、高感度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、積層部と、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。前記積層部は、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中間層と、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部と並ぶ。前記第１磁性層の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面である。前記第１磁性層は、前記第１方向に沿って互いに積層された第１Ｆｅ層及び第１Ｃｏ層を含む第１積層体と、前記第１積層体と前記第１方向に沿って積層された第１ホイスラー合金層と、を含む。前記第１Ｆｅ層の厚さは、０．３ナノメートル以上０．６ナノメートル以下である。前記第１Ｃｏ層の厚さは、０．３ナノメートル以上０．６ナノメートル以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｅ）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】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３】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４】図４（ａ）〜図４（ｄ）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】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、磁気抵抗効果素子に用いられる材料の格子を例示する模式図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）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７】図７（ａ）〜図７（ｆ）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的断面図である。
【図８】図８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９】図９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１０】図１０は、第３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３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。
【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（ｅ）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）及び図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線に対応する断面の一部を例示する断面図である。図１（ｄ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線に対応する断面図である。図１（ｅ）は、図１（ａ）のＢ１−Ｂ２線に対応する断面図である。
【０００９】
図１（ａ）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、積層部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】
積層部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。積層部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との間に設けられる。第１磁性層１０から第２磁性層２０に向かう方向は、第１方向（Ｘ軸方向）に対応する。
【００１２】
例えば、第１磁性層１０の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面である。例えば、第２磁性層２０の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面である。結晶配向面については、後述する。
【００１３】
中間層３０は、例えば、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。第１磁性層１０及び第２磁性層２０のそれぞれの構成の例については、後述する。
【００１４】
この例では、積層部１０ｓは、第１シールド側導電層４１及び第２シールド側導電層４２の少なくともいずれかをさらに含む。この例では、第１シールド側導電層４１及び第２シールド側導電層４２の両方が設けられている。第１シールド側導電層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２シールド側導電層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。  
積層部１０ｓは、磁気抵抗効果素子部分である。積層部１０ｓは、例えば、磁気抵抗膜（ＭＲ膜）である。
【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２方向（この例では、Ｚ軸方向）において、積層部１０ｓと並ぶ。例えば、ハードバイアス部７５は、第１磁性層１０及び第２磁性層２０にバイアス磁界を印加する。これにより、例えば、磁気記録媒体からの磁界に対する線形応答動作を実現することができる。これにより、歪みが抑制された再生出力を得ることができる。
【００１６】
図１（ｂ）に例示したように、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、積層部１０ｓの周りを囲んでいる。第１絶縁部７３は、第１シールド７１と第２シールド７２との間において、積層部１０ｓが設けられていない空間を埋め込む。
【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、積層部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、図１（ａ）及び図１（ｂ）に例示したように、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、積層部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、第１シールド７１と第２シールド７２とは、互いに入れ替えが可能である。第１磁性層１０と第２磁性層２０とは、互いに入れ替えが可能である。第１シールド側導電層４１及び第２シールド側導電層４２が設けられる場合、第１シールド側導電層４１と第２シールド側導電層４２とは、互いに入れ替えが可能である。
【００２９】
図１（ａ）及び図１（ｄ）に表したように、この例では、積層部１０ｓの側面はテーパ状である。例えば、第１磁性層１０のＹ軸方向の幅は、第２磁性層２０のＹ軸方向の幅よりも広い。図１（ａ）及び第１（ｅ）に表したように、例えば、第１磁性層１０のＺ軸方向の幅は、第２磁性層２０のＺ軸方向の幅よりも広い。積層部１０ｓの側面のテーパ状の形状は、例えば、積層部１０ｓの加工工程において形成される。
【００３０】
例えば、第１シールド７１の上に形成された第１シールド側導電層４１の上に、第１磁性層１０、中間層３０及び第２磁性層２０がこの順に形成される。このとき、加工条件によっては、積層部１０ｓの側面に上記のようなテーパ状の形状が形成される。このとき、第１シールド側導電層４１は、下地層として機能する。第２シールド側導電層４２が、第２磁性層２０の上に形成される場合、第２シールド側導電層４２は、キャップ層として機能する。
【００３１】
実施形態において、例えば、第１磁性層１０のＹ軸方向の幅が、第２磁性層２０のＹ軸方向の幅よりも狭くても良い。例えば、第１磁性層１０のＺ軸方向の幅が、第２磁性層２０のＺ軸方向の幅よりも狭くても良い。すなわち、積層部１０ｓの側面に、上記とは逆の傾きのテーパ状の形状が形成されても良い。
【００３２】
例えば、第２シールド７２の上に形成された第２シールド側導電層４２の上に、第２磁性層２０、中間層３０及び第１磁性層１０がこの順に形成されても良い。このとき、加工条件によっては、積層部１０ｓの側面に、逆の傾きのテーパ状の形状が形成される。このとき、第２シールド側導電層４２は、下地層として機能する。第１シールド側導電層４１が、第１磁性層１０の上に形成される場合、第１シールド側導電層４１は、キャップ層として機能する。
【００３３】
実施形態において、第１磁性層１０のＹ軸方向の幅が、第２磁性層２０のＹ軸方向の幅と同じでも良い。第１磁性層１０のＺ軸方向の幅が、第２磁性層２０のＺ軸方向の幅と同じでも良い。
【００３４】
図１（ｂ）に例示したように、本実施形態においては、第１磁性層１０は、第１積層体１３と、第１ホイスラー合金層１５と、を含む。第１積層体１３は、Ｆｅ層（第Ｆｅ層１１）と、Ｃｏ層（第１Ｃｏ層１２）と、を含む。第１Ｆｅ層１１と第１Ｃｏ層１２とは、第１磁性層１０から第２磁性層２０に向かう第１方向（Ｘ軸方向）に沿って、互いに積層される。例えば、第１Ｆｅ層１１は、複数設けられ、第１Ｃｏ層１２は、複数設けても良い。複数の第１Ｆｅ層１１及び複数の第１Ｃｏ層１２は、第１方向に沿って交互に積層される。第１ホイスラー合金層１５は、第１積層体１３と第１方向に沿って積層される。第１ホイスラー合金層１５は、第１積層体１３と接する。
【００３５】
複数の第１Ｆｅ層１１の厚さのそれぞれは、０．３ナノメートル（ｎｍ）以上０．６ｎｍ以下である。複数の第１Ｃｏ層１２の厚さのそれぞれは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下である。
【００３６】
この例では、第１磁性層１０は、第１積層構成１０ａを有する。第１積層構成１０ａにおいては、第１積層体１３と中間層３０との間に、第１ホイスラー合金層１５が配置される。そして、第１積層体１３のうちで第１シールド７１に最も近い位置に第１Ｆｅ層１１が配置される。第１積層体１３のうちで中間層３０に最も近い位置に第１Ｃｏ層１２が配置される。
【００３７】
この例では、第１Ｆｅ層１１の数は、第１Ｃｏ層１２の数と同じである。実施形態において、第１Ｆｅ層１１の数と、第１Ｃｏ層１２の数と、の差が１でも良い。以下では、説明を簡単にするために、第１Ｆｅ層１１の数は、第１Ｃｏ層１２の数と同じとする。以下、適宜、１つの第１Ｆｅ層１１と、それの隣の１つの第１Ｃｏ層１２と、を１つのペアと言う場合がある。
【００３８】
この例では、第１シールド側導電層４１が設けられており、第１シールド側導電層４１は、第１シールド７１と、第１Ｆｅ層１１のうちの１つと、に接している。第１ホイスラー合金層１５は、第１Ｃｏ層１２のうちの１つと、中間層３０と、に接している。
【００３９】
一方、例えば、図１（ｃ）に例示したように、第２磁性層２０は、第２積層体２３と、第２ホイスラー合金層２５と、を含む。第２積層体２５は、Ｆｅ層（第２Ｆｅ層２１）と、Ｃｏ層（第２Ｃｏ層２２）と、を含む。第２Ｆｅ層２１と第２Ｃｏ層２２とは、第１方向に沿って互いに積層される。例えば、第２Ｆｅ層２１は複数設けられ、第２Ｃｏ層２２は複数設けられる。複数の第２Ｆｅ層２１及び複数の第２Ｃｏ層２２は、第１方向に沿って交互に積層される。第２ホイスラー合金層２５は、第２積層体２３と第１方向に沿って積層される。第２ホイスラー合金層２５は、第２積層体２３と接する。
【００４０】
複数の第２Ｆｅ層２１の厚さのそれぞれは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下である。複数の第２Ｃｏ層２２の厚さのそれぞれは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下である。
【００４１】
この例では、第２磁性層２０は、第２積層構成２０ａを有する。第２積層構成２０ａにおいては、第２積層体２３と中間層３０との間に、第２ホイスラー合金層２５が配置される。そして、第２積層体２３のうちで第２シールド７２に最も近い位置に第２Ｆｅ層２１が配置される。第２積層体２３のうちで中間層３０に最も近い位置に第２Ｃｏ層２２が配置される。
【００４２】
この例では、第２Ｆｅ層２１の数は、第２Ｃｏ層２２の数と同じである。実施形態において、第２Ｆｅ層２１の数と、第２Ｃｏ層２２の数と、の差が１でも良い。以下では、説明を簡単にするために、第２Ｆｅ層２１の数は、第２Ｃｏ層２２の数と同じとする。以下、適宜、１つの第２Ｆｅ層２１と、それの隣の１つの第２Ｃｏ層２２と、を１つのペアと言う場合がある。
【００４３】
この例では、第２シールド側導電層４２が設けられており、第２シールド側導電層４２は、第２シールド７２と、第２Ｆｅ層２１のうちの１つと、に接している。第２ホイスラー合金層２５は、第２Ｃｏ層２２のうちの１つと、中間層３０と、に接している。  
第１磁性層１０及び第２磁性層２０の構成の他の例については、後述する。
【００４４】
本実施形態において、第１磁性層１０に設けられる第１積層体１３、及び、第２磁性層２０に設けられる第２積層体２３は、例えば、鉄コバルト人工格子である。
【００４５】
第１Ｆｅ層１１及び第２Ｆｅ層２１には、Ｆｅ層が用いられる。第１Ｆｅ層１１及び第２Ｆｅ層２１には、例えば、製造条件などによって不純物が混入される場合もある。第１Ｆｅ層１１及び第２Ｆｅ層２１におけるＦｅの濃度は、例えば９５原子パーセント（ａｔｍ％）以上である。
【００４６】
第１Ｃｏ層１２及び第２Ｃｏ層２２には、Ｃｏ層が用いられる。第１Ｃｏ層１２及び第２Ｃｏ層２２には、例えば、製造条件などによって不純物が混入される場合もある。第１Ｃｏ層１２及び第２Ｃｏ層２２におけるＣｏの濃度は、例えば９５ａｔｍ％以上である。
【００４７】
第１ホイスラー合金層１５は、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＶよりなる第１群から選択された少なくとも１つの第１元素と、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｎ及びＳｂよりなる第２群から選択された少なくとも１つの第２元素と、Ｃｏと、を含む。第１ホイスラー合金層１５におけるＣｏの組成比は、例えば、約５０ａｔｍ％であり、例えば、４０ａｔｍ％以上６０ａｔｍ％以下である。第１ホイスラー合金層１５における、上記の第１元素の組成比は、例えば、約２５ａｔｍ％であり、例えば、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。第１ホイスラー合金層１５における、上記の第２元素の組成比は、例えば、約２５％であり、例えば、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。
【００４８】
第２ホイスラー合金層１５は、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＶよりなる第３群から選択された少なくとも１つの第３元素と、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｎ及びＳｂよりなる第４群から選択された少なくとも１つの第４元素と、Ｃｏと、を含む。第２ホイスラー合金層２５におけるＣｏの組成比は、例えば、約５０ａｔｍ％であり、例えば、４０ａｔｍ％以上６０ａｔｍ％以下である。第２ホイスラー合金層２５における、上記の第３元素の組成比は、例えば、約２５ａｔｍ％であり、例えば、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。第２ホイスラー合金層２５における、上記の第４元素の組成比は、例えば、約２５％であり、例えば、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。第２ホイスラー合金層２５の組成は、第１ホイスラー合金層１５の組成と同じでも良く、異なっても良い。
【００４９】
第１ホイスラー合金層１５の厚さは、例えば、２ｎｍ以上７．４ｎｍ以下である。第１磁性層１０の厚さ（例えば、第１積層体１３の厚さと、第１ホイスラー合金層１５の厚さと、の合計）は、例えば、２．６ｎｍ以上８ｎｍ以下である。
【００５０】
第２ホイスラー合金層２５の厚さは、例えば、２ｎｍ以上７．４ｎｍ以下である。第２磁性層２０の厚さ（例えば、第２積層体２３の厚さと、第２ホイスラー合金層２５の厚さと、の合計）は、例えば、２．６ｎｍ以上８ｎｍ以下である。
【００５１】
中間層３０には、例えば、非磁性金属材料（例えば、Ｃｕ及びＡｇの少なくともいずれか）または、絶縁材料（例えば、ＭｇＯ、ＧａＯ及びＺｎＯなどの酸化物）などを用いることができる。中間層３０に、絶縁層中に、微細導電部を設けた構成を適用しても良い。この微細導電部として、例えば、磁性金属（例えば、Ｆｅ及びＣｏの少なくともいずれか）、または、非磁性金属（例えば、Ｃｕなど）が用いられる。
【００５２】
中間層３０に、特定の厚さと、特定の材料と、を適用することで、第１磁性層１０と第２磁性層２０とを磁気的に結合させることができる。中間層３０を介して、第１磁性層１０と第２磁性層２０とが磁気的に結合していても良い。
【００５３】
第１シールド７１及び第２シールド７２には、例えば、ＮｉＦｅ合金などが用いられる。
【００５４】
下地層（例えば第１シールド側導電層４１及び第２シールド側導電層４２のいずれか）には、例えば、非磁性金属を用いることができる。例えば、下地層として、Ｔａ、Ｒｕ及びＣｕの少なくともいずれかが用いられる。下地層として、複数の材料の層が積層された積層膜を用いても良い。下地層として、Ｔａ層とＣｕ層とが順次積層された積層膜を用いると、例えば、高いＭＲ(MagnetoResistance)比が得られる。
【００５５】
キャップ層（例えば第１シールド側導電層４１及び第２シールド側導電層４２のいずれか）には、例えば、非磁性金属を用いることができる。例えば、キャップ層として、Ｔａ、Ｒｕ及びＣｕの少なくともいずれかが用いられる。
【００５６】
第１シールド側導電層４１に、特定の厚さと、特定の材料と、を適用することで、第１シールド７１と第１磁性層１０とを交換結合させることができる。第２シールド側導電層４２に、特定の厚さと、特定の材料と、を適用することで、第２シールド７２と第２磁性層２０とを交換結合させることができる。このように、シールドと磁性層との組み合わせの少なくとも一方において、シールドと磁性層とが磁気的に結合していてもよい。
【００５７】
本実施形態において、第１積層体１３と、第１ホイスラー合金層１５と、は、磁気的に結合している。磁気記録媒体８０からの磁界に応じて、第１磁性層１０の磁化方向（例えば、第１積層体１３の磁化方向、及び、第１ホイスラー合金層１５の磁化方向）が変化する。第２積層体２３と、第２ホイスラー合金層２５と、は、磁気的に結合している。磁気記録媒体８０からの磁界に応じて、第２磁性層２０の磁化方向（例えば、第２積層体２３の磁化方向、及び、第２ホイスラー合金層２５の磁化方向）が変化する。第１磁性層１０及び第２磁性層２０は、それぞれ磁化自由層として機能する。２つの磁化自由層の磁化が磁気記録媒体８０の磁界に応じて変化することにより、再生出力が得られる。
【００５８】
本実施形態においては、第１積層体１３及び第２積層体２３は、負の垂直磁気異方性を有する。すなわち、第１積層体１３及び第２積層体２３は、面内磁気異方性を有する。本実施形態においては、負の垂直磁気異方性を持つ積層体をホイスラー合金層と積層する。そして、積層体とホイスラー合金層とを交換結合させる。
【００５９】
本願発明者の検討によると、磁気抵抗効果素子のサイズが小さく、かつ、高感度での検出のために高バイアス電圧を磁気抵抗効果素子に印加すると、スピントルクによる発振が生じ、これにより磁気抵抗効果素子における再生出力にノイズが発生することが分かった。
【００６０】
本実施形態においては、負の垂直磁気異方性を持つ積層体をホイスラー合金層と積層させ、積層体とホイスラー合金層とを交換結合させる。このような構成により、磁気抵抗効果素子におけるスピントルクによる発振が抑制される。これにより、高バイアス電圧印加時にも高いＭＲ比を維持することができる。本実施形態によれば、高感度で低ノイズの磁気抵抗効果素子が提供できる。
【００６１】
図４（ａ）〜図４（ｄ）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）及び図４（ｂ）は、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２１０の特性の例を示している。図４（ｃ）及び図４（ｄ）は、第１参考例の磁気抵抗効果素子２１９（構成は図示しない）の特性の例を示している。図４（ａ）及び図４（ｃ）は、バイアス電圧Ｖｂが低いとき（１０ｍＶ）の特性を例示している。図４（ｂ）及び図４（ｄ）は、バイアス電圧Ｖｂが高いとき（１００ｍＶ）の特性を例示している。これらの図の横軸は、磁界Ｈ（Ｏｅ：エルステッド）である。縦軸は、抵抗Ｒである。
【００６２】
この例では、磁気抵抗効果素子２１０においては、下地層（例えば、第１シールド側導電層４１）が、第１シールド７１の上に形成される。下地層には、厚さが２ｎｍの第１のＴａ層と、第１のＴａ層の上に形成された厚さが１ｎｍの第１のＣｕ層と、の積層膜が用いられる。
【００６３】
第１磁性層１０において、上記の第１のＣｕ層の上に第１ホイスラー合金層１５が設けられ、第１ホイスラー合金層１５の上に、第１積層体１３が設けられる。第１ホイスラー合金層１５には、厚さが４ｎｍのＣｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉ合金が用いられる。第１積層体１３には、第１Ｆｅ層１１と、第１Ｃｏ層１２と、の積層膜が用いられる。この例では、第１積層体１３におけるペア数は、２である。すなわち、第１Ｆｅ層１１の数は２であり、第１Ｃｏ層１２の数は２である。１つの第１Ｆｅ層１１の厚さは、０．５ｎｍである。１つの第１Ｃｏ層１２の厚さは、０．５ｎｍである。第１磁性層１０の厚さは、６ｎｍである。
【００６４】
中間層３０には、厚さが３ｎｍのＣｕ層が用いられる。  
第２磁性層２０において、中間層３０の上に第２積層体２３が設けられ、第２積層体２３の上に第２ホイスラー合金層２５が設けられる。第２ホイスラー合金層２５には、厚さが４ｎｍのＣｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉ合金が用いられる。第２積層体２３には、第２Ｆｅ層２１と、第２Ｃｏ層２２と、の積層膜が用いられる。この例では、第２積層体２３におけるペア数は、２である。すなわち、第２Ｆｅ層２１の数は２であり、第２Ｃｏ層２２の数は２である。１つの第２Ｆｅ層２１の厚さは、０．５ｎｍである。１つの第２Ｃｏ層２２の厚さは、０．５ｎｍである。第２磁性層２０の厚さは、６ｎｍである。
【００６５】
キャップ層（例えば、第２シールド側導電層４２）が、第２磁性層２０の上に形成される。キャップ層には、例えば、厚さが１ｎｍの第２のＣｕ層と、第２のＣｕ層の上に形成された厚さが２ｎｍの第２のＴａ層と、の積層膜が用いられる。
【００６６】
第１磁性層１０及び第２磁性層２０における結晶配向は、立方晶（１１０）である。この例においては、最密面スタッキングが形成されるため、（１１０）面に、優先的に配向する。
【００６７】
一方、第１参考例の磁気抵抗効果素子２１９においては、第１積層体１３及び第２積層体２３が設けられていない。すなわち、下地層の第１のＣｕ層の上に、第１ホイスラー合金層１５が設けられ、その上に中間層３０が設けられ、中間層３０の上に、第２ホイスラー合金層２５が設けられ、その上に、キャップ層の第２のＣｕ層が設けられる。
【００６８】
図４（ａ）に示したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２１０において、バイアス電圧Ｖｂが低い場合は磁界Ｈの変化に対して、抵抗Ｒが変化する。この例では、磁界Ｈが０の場合に、抵抗Ｒが最も高くなっている。
【００６９】
図４（ｃ）に示したように、第１参考例の磁気抵抗効果素子２１９においても、同様に、バイアス電圧Ｖｂが低い場合は、磁界Ｈの変化に対して、抵抗Ｒが変化する。
【００７０】
しかしながら、図４（ｄ）に示したように、第１参考例の磁気抵抗効果素子２１９においては、バイアス電圧Ｖｂが高い場合は、磁界Ｈの絶対値が低い場合、抵抗Ｒが大きく低下する。これは、磁気抵抗効果素子２１９において、スピントルクによって出力が低減したことによる。
【００７１】
これに対して、図４（ｂ）に示したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２１０においては、バイアス電圧Ｖｂが高いときでも、磁界Ｈの絶対値が低いときの抵抗Ｒの低下が抑制される。これは、磁気抵抗効果素子２１０においては、負の垂直磁気異方性を持つ積層体が用いられているため、高いバイアス電圧を用いた時のスピントルクが抑制されるためである。
【００７２】
このように、本実施形態によれば、スピントルクによる発振が抑制され、高バイアス電圧印加時にも高いＭＲ比を維持することができる。本実施形態によれば、高感度で低ノイズの磁気抵抗効果素子が提供できる。
【００７３】
本実施形態においては、第１積層体１３及び第２積層体２３においては、負の垂直磁気異方性が得られる構成が適用される。以下、これらの積層体に含まれるＦｅ層及びＣｏ層の条件と、磁気異方性と、の関係についての実験結果の例について説明する。
【００７４】
実験の試料は以下である。４ｎｍの厚さの第１のＴａ層の上に、２ｎｍの厚さの第１のＣｕ層が設けられ、この第１のＣｕ層の上に、Ｆｅ層とＣｏ層との積層体が設けられる。この積層体の上に、２ｎｍの厚さの第２のＣｕ層が設けられ、さらに、第２のＣｕ層の上に、厚さが３ｎｍの第２のＴａ層が設けられる。Ｆｅ層の形成においては、３Ｎ以上の鉄（純鉄）のターゲットが用いられる。Ｃｏ層の形成においては、純コバルトのターゲットが用いられる。これらのターゲットを用いて、Ｆｅ層及びＣｏ層が、ＤＣマグネトロンスパッタリング法で形成される。成膜レートは、約０．００７ｎｍ／秒（０．０７オングストローム／秒）である。以下に説明する、Ｆｅ層の厚さ、及び、Ｃｏ層の厚さは、成膜レートの換算により得られた値である。
【００７５】
第１試料においては、Ｆｅ層の厚さは、０．１ｎｍであり、Ｃｏ層の厚さは、０．１ｎｍである。積層回数（すなわち、Ｆｅ層の数、及び、Ｃｏ層の数、のそれぞれ）は、１０である。このとき、積層体の厚さは、２ｎｍとなる。  
第２試料においては、Ｆｅ層の厚さは、０．２ｎｍであり、Ｃｏ層の厚さは、０．２ｎｍである。積層回数は、１０である。このとき、積層体の厚さは、４ｎｍとなる。  
第３試料においては、Ｆｅ層の厚さは、０．３ｎｍであり、Ｃｏ層の厚さは、０．３ｎｍである。積層回数は、６である。このとき、積層体の厚さは、３．６ｎｍとなる。  
第４試料においては、Ｆｅ層の厚さは、０．４ｎｍであり、Ｃｏ層の厚さは、０．４ｎｍである。積層回数は、５である。このとき、積層体の厚さは、４ｎｍとなる。  
第５試料においては、Ｆｅ層の厚さは、０．５ｎｍであり、Ｃｏ層の厚さは、０．５ｎｍである。積層回数は、４である。このとき、積層体の厚さは、４ｎｍとなる。  
第６試料においては、Ｆｅ層の厚さは、０．６ｎｍであり、Ｃｏ層の厚さは、０．６ｎｍである。積層回数は、３である。このとき、積層体の厚さは、３．６ｎｍとなる。
【００７６】
これらの試料において、磁化容易方向が磁気光学カー効果により調べられ、その結果は、以下である。第１試料においては、磁化容易方向は、積層体の層面に対して垂直であり、すなわち、正の垂直磁気異方性が得られる。第２試料においては、明確な磁気異方性が観察されない。第３試料〜第６試料において、磁化容易方向は、積層体の層面に対して平行であり、すなわち、負の垂直磁気異方性が得られる。
【００７７】
上記の実験結果から、Ｆｅ層の厚さが０．３ｎｍ以上であり、Ｃｏ層の厚さが、０．３ｎｍ以上であるときに、負の垂直磁気異方性が得られることが分かる。そして、少なくとも、Ｆｅ層の厚さが０．６ｎｍ以下であり、Ｃｏ層の厚さが、０．６ｎｍ以下であるときに、負の垂直磁気異方性が得られる。
【００７８】
このことから、本実施形態においては、複数の第１Ｆｅ層１１の厚さのそれぞれは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下に設定され、複数の第１Ｃｏ層１２の厚さのそれぞれは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下に設定される。そして、複数の第２Ｆｅ層２１の厚さのそれぞれは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下に設定され、複数の第２Ｃｏ層２２の厚さのそれぞれは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下に設定される。これにより、負の垂直磁気異方性が得られ、スピントルクによる発振が抑制される。
【００７９】
第１積層体１３において、第１Ｆｅ層１１と、第１Ｃｏ層１２と、のペアの数は、１以上である。従って、第１積層体１３の厚さは、０．６ｎｍ以上であることが好ましい。第１ホイスラー合金層１５の厚さは、２．０ｎｍ以上であることが好ましい。これにより、高いＭＲ比が得られる。従って、例えば、第１磁性層１０の厚さは、２．６ｎｍ以上であることが好ましい。一方、第１磁性層１０の厚さが過度に厚くなると、素子の厚さが過度に厚くなる。第１磁性層１０の厚さは、８ｎｍ以下であることが好ましい。
【００８０】
同様に、第２積層体２３において、第２Ｆｅ層２１と、第２Ｃｏ層２２と、のペアの数は、１以上である。従って、第２積層体２３の厚さは、０．６ｎｍ以上であることが好ましい。同様に、第２ホイスラー合金層２５の厚さは、２．０ｎｍ以上であることが好ましい。従って、例えば、第２磁性層２０の厚さは、２．６ｎｍ以上であることが好ましい。そして、第２磁性層２０の厚さは、８ｎｍ以下であることが好ましい。
【００８１】
例えば、積層体の代わりに厚さが１ｎｍのＦｅ５０Ｃｏ５０合金層を用い、ホイスラー合金層として、厚さが５ｎｍのＣｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉ合金を用いる第２参考例においては、格子マッチングがよいため、Ｆｅ５０Ｃｏ５０合金層を用いない場合に比べて、ＭＲ比が向上する。しかしながら、Ｆｅ５０Ｃｏ５０合金層においても、Ｃｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉ合金層においても、異方性磁界が得られないため、スピントルクの抑制効果は得られない。
【００８２】
これに対して、本実施形態においては、第１積層体１３及び第２積層体２３により、良好な格子マッチングが得られ、薄いホイスラー合金層（例えばＣｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉ合金層）を用いた場合でも、高いＭＲ比が得られる。そして、負の垂直磁気異方性の効果によって、実用的な高いバイアス電圧においても、スピントルクの抑制効果が得られる。これにより、高い出力を実現することができる。
【００８３】
ホイスラー合金層の結晶相の規則化の程度を向上することで、Ｃｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉ合金における高ＭＲ比が実現できる。本実施形態においては、Ｆｅ層とＣｏ層との積層体によるテンプレート効果により、ホイスラー合金層の結晶の規則化が生じ、その結果、高ＭＲ比が得られる。
【００８４】
以下、本実施形態に係る第１積層体１３及び第２積層体２３（Ｆｅ層とＣｏ層との積層膜）の結晶配向に関連して、まず、ＦｅＣｏ系材料の層の特性について説明する。すなわち、以下では、ホイスラー合金層にＦｅＣｏ系材料の層を積層する場合と、しない場合と、における磁化自由層の特性の違い関する実験結果の例について説明する。
【００８５】
以下の第７試料及び第８試料では、３ｎｍの厚さの第１のＴａ層の上に、５ｎｍの厚さの第１のＣｕ層が設けられ、この第１のＣｕ層の上に、第１の層が設けられる。第１の層の上に、厚さが３ｎｍの第２のＣｕ層が設けられる。第２のＣｕ層の上に、第２の層が設けられる。第２の層の上に、１ｎｍの厚さの第３のＣｕ層が設けられ、さらに、第３のＣｕ層の上に、厚さが２ｎｍの第２のＴａ層が設けられる。
【００８６】
第７試料においては、上記の第１の層及び第２の層のそれぞれに、厚さが４ｎｍのＣＦＭＳ層が用いられる。ＣＦＭＳ層は、例えば、Ｃｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉ層である。
【００８７】
第８試料においては、上記の第１の層及び第２の層のそれぞれに、厚さが０．５ｎｍの第１のＦｅＣｏ層と、第１のＦｅＣｏ層の上に設けられた厚さが３ｎｍのＣＦＭＳ層と、そのＣＦＭＳ層の上に設けられた厚さが０．５ｎｍの第２のＦｅＣｏ層と、の積層膜が用いられる。第７試料と第８試料とは、第１の層及び第２の層におけるＦｅＣｏ系材料層の有無が異なる。
【００８８】
以下の第９試料及び第１０試料では、２ｎｍの厚さの第１のＴａ層の上に、２ｎｍの厚さの第１のＣｕ層が設けられ、この第１のＣｕ層の上に、第３の層が設けられる。第３の層の上に、厚さが０．９ｎｍのＲｕ層が設けられる。Ｒｕ層の上に、厚さが２ｎｍのＦｅＣｏ層が設けられる。ＦｅＣｏ層の上に、厚さが７ｎｍのＩｒＭｎ層が設けられる。ＩｎＭｎ層の上に厚さが１ｎｍの第２のＣｕ層が設けられる。第２のＣｕ層の上に、厚さが２ｎｍの第２のＴａ層が設けられる。第２のＴａ層の上に、厚さが１５ｎｍのＲｕ層が設けられる。
【００８９】
第９試料においては、上記の第３の層に、厚さが４ｎｍの第１のＣＦＭＳ層と、第１のＣＦＭＳ層の上に設けられた厚さが３ｎｍのＣｕ層と、そのＣｕ層の上に設けられた厚さが４ｎｍの第２のＣＦＭＳ層と、の積層膜が用いられる。
【００９０】
第１０試料においては、上記の第３の層に、厚さが４ｎｍの第１のＣＦＭＳ層と、第１のＣＦＭＳ層の上に設けられた厚さが０．５ｎｍの第１のＦｅＣｏ層と、第１のＦｅＣｏ層の上に設けられた厚さが３ｎｍのＣｕ層と、そのＣｕ層の上に設けられた厚さが０．５ｎｍの第２のＦｅＣｏ層と、第２のＦｅＣｏ層の上に設けられた厚さが３ｎｍの第２のＣＦＭＳ層と、の積層膜が用いられる。第９試料と第１０試料とは、上記の第３の層におけるＦｅＣｏ系材料層の有無が異なる。第９試料及び第１０試料は、いわゆるトップ型のスピンバルブ構造に対応する。
【００９１】
上記の第７〜第１０試料においては、成膜の後に、６．５ｋＯｅの磁界中で２９０℃の熱処理が行われている。これらの試料について、素子抵抗ＲＡ（Ω・μｍ２）と、ＭＲ比ｄＲ／Ｒ（％）と、が評価される。評価結果は、以下である。
【００９２】
第７試料における素子抵抗ＲＡは０．１０Ω・μｍ２であり、ＭＲ比は、１．８０％である。第８試料における素子抵抗ＲＡは０．０９Ω・μｍ２であり、ＭＲ比は、２．１７％である。これらの試料を比較すると、ＦｅＣｏ層を用いる（第８試料）と、用いない場合（第７試料）に比べて高いＭＲ比が得られることが分かる。
【００９３】
第９試料における素子抵抗ＲＡは０．１０Ω・μｍ２であり、ＭＲ比は、２．２１％である。第１０試料における素子抵抗ＲＡは０．１０Ω・μｍ２であり、ＭＲ比は、２．７２％である。これらの試料の比較においても、ＦｅＣｏ層を用いる（第１０試料）と、用いない場合（第９試料）に比べて高いＭＲ比が得られることが分かる。磁化反平行状態の優劣により、ＭＲ比の差が生じることが考えられるが、第７〜第１０試料の評価結果から、磁化の向きの状態に関わらず、ＦｅＣｏ層を用いると高いＭＲ比が得られると考えられる。
【００９４】
上記の結果において、ＦｅＣｏ層を用いることでＭＲ比が上昇するのは、ＦｅＣｏ層を用いることによって、以下に説明するテンプレート効果が得られるためであると考えられる。
【００９５】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、磁気抵抗効果素子に用いられる材料の格子を例示する模式図である。  
図５（ａ）は、（１１０）配向のＦｅＣｏの格子を示している。図５（ｂ）は、（１１０）配向のＣｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉの格子を示している。
【００９６】
図５（ａ）に示した、ＦｅＣｏにおける格子長ｄ１（格子定数）は、０．２８４ｎｍである。一方、図５（ｂ）に示した、Ｃｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉの格子長ｄ２の１／２は、約０．２８ｎｍである。従って、これらの材料における格子長のミスフィットは、約１．５％であり、非常に小さい。
【００９７】
すなわち、ＦｅＣｏ系材料が、膜面垂直方向に（１１０）面で優先配向したときの格子長は、ホイスラー合金が膜面垂直方向に（１１０）面で優先配向したときの格子長と、整合する。すなわち、良好な格子整合が得られる。
【００９８】
本願発明者の実験により、第１積層体１３及び第２積層体２３に用いられるＦｅ層とＣｏ層の積層膜においても、上記のＦｅＣｏ層の格子長ｄ１と実質的に同じ格子長が得られることが分かった。すなわち、第１積層体１３及び第２積層体２３が、膜面垂直方向に（１１０）面で優先配向すると、ホイスラー合金との良好な格子整合が得られる。
【００９９】
従って、本実施形態においては、第１積層体１３の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面であることが好ましいい。同様に、第２積層体２３の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面であることが好ましい。第１積層体１３の膜面垂直方向の結晶配向面が、（１１０）面であるとき、第１磁性層１０における膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面となる。第２積層体２３の膜面垂直方向の結晶配向面が、（１１０）面であるとき、第２磁性層２０における膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面となる。
【０１００】
ホイスラー合金において、Ｂ２型の格子規則以上の格子規則度がある場合に、高いスピン分極率が得られる。格子整合性が良好であると、ホイスラー合金のような規則系合金材料の規則化が促進される。すなわち、テンプレート効果が生じる。上記の第８〜第１０試料に関する実験結果において、ＦｅＣｏ系合金を用いることで観測されたＭＲ比の向上効果は、ホイスラー合金とＦｅＣｏ材料との間における格子整合性の高さに由来すると考えられる。
【０１０１】
ホイスラー合金層とＦｅＣｏ合金層とを積層する構成においては、ホイスラー合金層において結晶の規則化が進み、低バイアス電圧において、すなわち、出力波形に対してスピントルクの影響が軽微な場合において、ＭＲ比の向上効果が得られる。しかしながら、ＦｅＣｏ合金層においては、磁気異方性が得られないため、スピントルクノイズへの耐性が低い。
【０１０２】
これに対して、本実施形態においては、Ｆｅ層とＣｏ層との積層膜の積層体を、ホイスラー合金層と積層する。そして、Ｆｅ層の厚さ及びＣｏ層の厚さのそれぞれを適切な厚さに設定する。これにより、積層体において、負の垂直磁気異方性が得られる。これにより、高格子整合性のテンプレート効果によるＭＲ比の向上効果と、負の垂直磁気異方性によるスピントルク発振耐性の向上効果と、の両方が得られる。これにより、高感度で低ノイズの磁気抵抗効果素子が実現できる。
【０１０３】
一方、（１００）配向における格子長は、ホイスラー合金の格子長と、大きく異なる。このため、格子整合せず、テンプレート効果が得られない。
【０１０４】
本実施形態において、ホイスラー合金層（第１ホイスラー合金層１５及び第２ホイスラー合金層２５）には、Ｘ１−Ｘ２−Ｘ３合金が用いられる。「Ｘ１」、「Ｘ２」及び「Ｘ３」は、ホイスラー合金における組成である。「Ｘ１」は、４０ａｔｍ％以上６０ａｔｍ％以下のＣｏである。「Ｘ２」は、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下の、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＶよりなる第１群から選択された少なくとも１種の元素である。「Ｘ３」は、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下の、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｎ及びＳｂよりなる第２群から選択された少なくとも１種の元素である。
【０１０５】
例えば、Ｘ２サイトの元素の組成を２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下とし、Ｘ３サイトの元素の組成を２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下にする。これにより、磁気ヘッド作製工程で使用可能な温度（例えば約３００℃）での熱処理で、規則相が形成可能となる。これにより、高ＭＲ比の磁気抵抗効果素子が、安定して作製できる。
【０１０６】
例えば、ホイスラー合金層として、Ｃｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉ合金を用いると、低い保磁力と、高いＭＲ比と、が得られる。Ｃｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉ合金においては、Ｘ１サイトにＣｏを用いる。そして、Ｘ２サイトに、Ｆｅ：Ｍｎの比が、実質的に６：４となる構成を用いる。そして、Ｘ３サイトに、Ｓｉを用いる。
【０１０７】
実施形態において、例えば、Ｘ１：Ｘ２：Ｘ３の比は、２：１：１であることが好ましい。この比は、化学量論組成に対応する。
【０１０８】
結晶方位は、成長する下地と、その上に形成する膜と、によって変化する。例えば、ＭｇＯの基層の上に、Ａｇ層またはＣｒ層を形成する場合は、（１００）面で配向した膜が得られる。このような特殊な場合を除くと、一般的に（１１０）面で配向する場合が多い。
【０１０９】
例えば、Ａｇの（１００）配向の下地層の上に、Ｆｅ層とＣｏ層との積層膜を形成すると、Ｆｅ層とＣｏ層との積層膜における配向は、（１００）配向となる。このような特殊な下地を用いた（１００）配向の場合を除いて、多くの非磁性の材料で得られる（１１０）配向の下地層を用いることで、その上に形成される磁性層において、（１１０）配向が得られる。
【０１１０】
本実施形態においては、非磁性の下地層（例えば、第１シールド側導電層４１及び第２シールド側導電層４２のいずれか）として、立方晶（１１０）配向の層を用いることで、立方晶（１１０）配向の積層体（第１積層体１３及び第２積層体２３）を得ることができる。これにより、立方晶（１１０）配向の磁性層（第１磁性層１０及び第２磁性層２０）が得られる。立方晶（１１０）配向の積層体を用いることで、テンプレート効果によるＭＲ比の向上効果と、負の垂直磁気異方性によるスピントルク発振耐性の向上効果と、の両方が得られる。
【０１１１】
例えば、ＦｅＣｏ系合金において（１００）配向を得る場合に、特定の下地層と特定の温度などの条件のもとに、Ｆｅ原子層と、Ｃｏ原子層と、をそれぞれ１原子層ずつ成膜する方法が考えられる。これにより、ＦｅＣｏのＢ２型構造を作製することができる。このときは、純Ｆｅ層及び純Ｃｏ層との、原子層交互積層構造が形成され、（１００）配向が得られる。
【０１１２】
これに対して、本実施形態においては、（１００）配向のＢ２型構造ではなく、（１１０）配向が適用される。（１１０）配向の構造は、上記のように原子層ずつ成膜する方法で形成される構造とは異なる。
【０１１３】
図６（ａ）〜図６（ｃ）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６（ａ）及び図６（ｂ）は、異なる基板の上に形成したＣｏ２（ＦｅＭｎ）Ｓｉ合金（ＣＦＭＳ合金）膜のＸ線回折（ＸＲＤ：X-ray Diffraction）の結果の例を示している。図６（ａ）に示す第１１試料ＳＰ１１においては、熱酸化膜（ＳｉＯ２膜）が設けられたＳｉ基板の上に、ＣＦＭＳ合金膜が形成されている。Ｓｉ基板は、（１１０）面配向である。図６（ｂ）に示す第１２試料ＳＰ１２においては、（１００）面配向したＭｇＯ基板の上に、ＣＦＭＳ合金膜が形成されている。
【０１１４】
図６（ｃ）は、ＣＦＭＳ合金のＸＲＤ強度パターンのシミュレーション結果を示している。これらの図の横軸は、角度２θ（度）である。縦軸は、強度Ｉｎｔ（任意単位）である。
【０１１５】
図６（ｃ）に示したように、ＣＦＭＳ合金において、角度２θが約３２度のときに、（２００）面方位に対応するピークが得られる。角度２θが約４６度のときに、（２２０）面方位に対応するピークが得られる。
【０１１６】
図６（ａ）から分かるように、第１１試料ＳＰ１１においては、ＣＦＭＳ合金の（２２０）面配向に対応するピークが観測される。図６（ａ）においては、基板であるＳｉに由来するピークも現れている。第１１試料ＳＰ１１においては、ＣＦＭＳ合金の（２００）面配向及び（４００）面配向に対応するピークは、実質的に観測されない。このように、（１１０）面配向したＳｉ基板の上に形成したＣＦＭＳ合金膜においては、（２２０）面配向のＣＦＭＳ合金が得られる。
【０１１７】
図６（ｂ）から分かるように、第１２試料ＳＰ１２においては、ＣＦＭＳ合金の（２００）面及び（４００）面に対応するピークの強度が強い。そして、ＣＦＭＳ合金の（２２０）面に対応するピークは実質的に観測されない。
【０１１８】
このように、（１１０）面配向と、（１００）面配向と、は、ＸＲＤなどの分析により判定できる。
【０１１９】
本実施形態において、ホイスラー合金層の厚さが厚いと、高いＭＲ比を得ることができる。このため、第１ホイスラー合金層１５の厚さは、２ｎｍ以上であることが好ましい。同様に、第２ホイスラー合金層２５の厚さは、２ｎｍ以上であることが好ましい。
【０１２０】
実施形態において、積層部１０ｓの厚さは、例えば、用いる磁気記録媒体８０の面記録密度に対応するリードギャップ（第１シールド７１と第２シールド７２との間の距離）の値によって制限される。例えば、１．５Ｔｂ／ｉｎ２の（テラビット／平方インチ）の高記録密度のＨＤＤにおいて、微細なビット長の高分解能の再生素子が用いられる。このとき、例えば、リードギャップは、約２０ｎｍ以下に設定される。
【０１２１】
このようなリードギャップを得るために、第１磁性層１０の厚さ、及び、第２磁性層２０の厚さのそれぞれは、例えば、６ｎｍに設定される。
【０１２２】
このとき、例えば、第１積層体１３において、第１Ｆｅ層１１の厚さ、及び、第１Ｃｏ層１２の厚さのそれぞれを０．５ｎｍとし、ペア数を２とすると、第１積層体１３の厚さは、２ｎｍとなる。この構成において、第１磁性層１０の厚さを６ｎｍとする場合は、第１ホイスラー合金層１５の厚さは、４ｎｍとなる。
【０１２３】
実施形態において、リードギャップは、例えば、約１６ｎｍ以上約２０ｎｍ以下に設定される。例えば、第１シールド側導電層４１（例えば下地層）の厚さは、約３ｎｍに設定される。そして、中間層３０の厚さは、約２ｎｍに設定される。そして、第２シールド側導電層４２（例えばキャップ層）の厚さは、約３ｎｍに設定される。この条件において、第１磁性層１０及び第２磁性層２０のそれぞれの厚さは、４ｎｍ以上６ｎｍ以下となる。
【０１２４】
一方、例えば、第１シールド側導電層４１の厚さを約２ｎｍとし、中間層３０の厚さを約１ｎｍとし、第２シールド側導電層４２の厚さを約２ｎｍにする場合は、第１磁性層１０及び第２磁性層２０のそれぞれの厚さは、８ｎｍ以下となる。このとき、リードギャップは、約２１ｎｍとなる。このリードギャップによれば、実質的に、１．５Ｔｂ／ｉｎ２の再生分解能が得られる。
【０１２５】
図７（ａ）〜図７（ｆ）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的断面図である。  
図７（ａ）〜図７（ｆ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線に対応する断面の一部を例示する断面図である。  
これらの図は、第１磁性層１０または第２磁性層２０の積層構造の例を示している。
【０１２６】
図７（ａ）に表したように、第１磁性層１０は、第３積層構成１０ｂを有する。第３積層構成１０ｂにおいては、第１積層体１３と中間層３０との間に、第１ホイスラー合金層１５が配置される。そして、第１積層体１３のうちで第１シールド７１に最も近い位置に第１Ｃｏ層１２が配置される。第１積層体１３のうちで中間層３０に最も近い位置に第１Ｆｅ層１１が配置される。この例では、第１シールド側導電層４１が設けられており、第１シールド側導電層４１は、第１シールド７１と、第１Ｃｏ層１２のうちの１つと、に接している。第１ホイスラー合金層１５は、第１Ｆｅ層１１のうちの１つと、中間層３０と、に接している。
【０１２７】
図７（ｂ）に表したように、第２磁性層２０は、第４積層構成２０ｂを有する。第４積層構成２０ｂにおいては、第２積層体２３と中間層３０との間に、第２ホイスラー合金層２５が配置される。そして、第２積層体２３のうちで第２シールド７２に最も近い位置に第２Ｃｏ層２２が配置される。第２積層体２３のうちで中間層３０に最も近い位置に第２Ｆｅ層２１が配置される。この例では、第２シールド側導電層４２が設けられており、第２シールド側導電層４２は、第２シールド７２と、第２Ｃｏ層２２のうちの１つと、に接している。第２ホイスラー合金層２５は、第２Ｆｅ層２１のうちの１つと、中間層３０と、に接している。
【０１２８】
図７（ｂ）に表したように、第１磁性層１０は、第５積層構成１０ｃを有する。第５積層構成１０ｃにおいては、第１積層体１３と第１シールド７１との間に、第１ホイスラー合金層１５が配置される。そして、第１積層体１３のうちで第１シールド７１に最も近い位置に第１Ｆｅ層１１が配置される。第１積層体１３のうちで中間層３０に最も近い位置に第１Ｃｏ層１２が配置される。この例では、第１シールド側導電層４１が設けられており、第１シールド側導電層４１は、第１シールド７１と、第１ホイスラー合金層１５と、に接している。中間層３０は、第１Ｃｏ層１２のうちの１つに接している。
【０１２９】
図７（ｃ）に表したように、第２磁性層２０は、第６積層構成２０ｃを有する。第６積層構成２０ｃにおいては、第２積層体２３と第２シールド７２との間に、第２ホイスラー合金層２５が配置される。そして、第２積層体２３のうちで第２シールド７２に最も近い位置に第２Ｃｏ層２２が配置される。第２積層体２３のうちで中間層３０に最も近い位置に第２Ｆｅ層２１が配置される。この例では、第２シールド側導電層４２が設けられており、第２シールド側導電層４２は、第２シールド７２と、第２ホイスラー合金層２５と、に接している。中間層３０は、第２Ｆｅ層２１のうちの１つに接している。
【０１３０】
図７（ｅ）に表したように、第１磁性層１０は、第７積層構成１０ｄを有する。第７積層構成１０ｄにおいては、第１積層体１３と第１シールド７１との間に、第１ホイスラー合金層１５が配置される。そして、第１積層体１３のうちで第１シールド７１に最も近い位置に第１Ｃｏ層１２が配置される。第１積層体１３のうちで中間層３０に最も近い位置に第１Ｆｅ層１１が配置される。この例では、第１シールド側導電層４１が設けられており、第１シールド側導電層４１は、第１シールド７１と、第１ホイスラー合金層１５と、に接している。中間層３０は、第１Ｆｅ層１１のうちの１つに接している。
【０１３１】
図７（ｆ）に表したように、第２磁性層２０は、第８積層構成２０ｄを有する。第８積層構成２０ｄにおいては、第２積層体２３と第２シールド７２との間に、第２ホイスラー合金層２５が配置される。そして、第２積層体２３のうちで第２シールド７２に最も近い位置に第２Ｆｅ層２１が配置される。第２積層体２３のうちで中間層３０に最も近い位置に第２Ｃｏ層２２が配置される。この例では、第２シールド側導電層４２が設けられており、第２シールド側導電層４２は、第２シールド７２と、第２ホイスラー合金層２５と、に接している。中間層３０は、第２Ｃｏ層２２のうちの１つに接している。
【０１３２】
上記のＦｅ層とＣｏ層との積層構造は、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設けられる。第１積層構成１０ａ、第３積層構成１０ｂ、第５積層構成１０ｃ及び第７積層構成１０ｄのいずれかと、第２積層構成２０ａ、第４積層構成２０ｂ、第６積層構成２０ｃ及び第８積層構成２０ｄのいずれかと、を組み合わせても良い。
【０１３３】
第１積層構成１０ａ、第３積層構成１０ｂ、第５積層構成１０ｃ及び第７積層構成１０ｄのいずれかと、第２積層構成２０ａ、第４積層構成２０ｂ、第６積層構成２０ｃ及び第８積層構成２０ｄのいずれかと、を組み合わせることが好ましい。これにより、より高いスピントルク耐性が得られる。
【０１３４】
図８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８は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線に対応する断面図である。  
図８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は、第１サイドシールド７６ａと、第２サイドシールド７６ｂと、をさらに含む。これ以外の構成は、磁気抵抗効果素子２１０と同様なので説明を省略する。
【０１３５】
第１サイドシールド７６ａと第２サイドシールド７６ｂとは、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サイドシールド７６ｂは、第１サイドシールド７６ａと、Ｙ軸方向において、離間している。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向（第１方向）に対して交差し、Ｚ軸方向（第２方向）に対して交差する方向である。第１サイドシールド７６ａと、第２サイドシールド７６ｂと、の間に、積層部１０ｓが配置される。第１サイドシールド７６ａ及び第２サイドシールド７６ｂは、ＭＲ膜（積層部１０ｓ）のトラック幅方向の両端部にそれぞれ配置される。
【０１３６】
第１サイドシールド７６ａ及び第２サイドシールド７６ｂには、例えば、ＮｉＦｅ合金などが用いられる。第１サイドシールド７６ａ及び第２サイドシールド７６ｂにより、例えば、トラック幅方向の端部からのノイズが抑制できる。
【０１３７】
実施形態において、Ｆｅ層とＣｏ層との１ペア以上の積層膜が存在すれば、スピントルクノイズが抑制できる。第１磁性層１０及び第２磁性層２０の両方に、Ｆｅ層とＣｏ層との積層体を設けることで、スピントルクノイズをより効果的に抑制できる。Ｆｅ及びＣｏにおいて、Ｆｅの比が全体の４０％以上９５％以下である場合に、ｂｃｃ系格子が安定的に得られる。
【０１３８】
（第２の実施形態）  
図９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９に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２２０は、第１シールド７１と、第２シールド７２と、第１磁性層１０と、第２磁性層５０と、中間層３０と、反強磁性層５５と、絶縁層（第１絶縁層７７）と、を含む。この例では、第１シールド側絶縁層（第２絶縁層７８）がさらに設けられている。このような磁気抵抗効果素子２１０が、磁気ヘッド１２０に用いられる。
【０１３９】
第１シールド７１は、第１部分ｐ１と、第２部分ｐ２と、第３部分ｐ３と、を含む第２部分ｐ２は、第１方向において第１部分ｐ１から離間する。本実施形態においては、第１方向をＺ軸方向とする。第３部分ｐ３は、第１部分ｐ１と第２部分ｐ２との間に設けられる。
【０１４０】
本実施形態において、Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＹ軸方向とする。Ｚ軸方向とＹ軸方向とに対して垂直な方向をＸ軸方向とする。
【０１４１】
第２シールド７２は、第４部分ｐ４と、第５部分ｐ５と、第６部分ｐ６と、を含む。第４部分ｐ２は、第２方向において第１部分ｐ１から離間する。第２方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に対して交差する方向である。この例では、第２方向をＸ軸方向とする。第５部分ｐ５は、第１方向（Ｚ軸方向）において第４部分ｐ４から離間し、第２方向（Ｘ軸方向）において第２部分ｐ２から離間する。第６部分ｐ６は、第４部分ｐ４と第５部分ｐ５との間に設けられる。
【０１４２】
第１磁性層１０は、第１部分ｐ１と第４部分ｐ４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。
【０１４３】
第２磁性層５０は、第７部分ｐ７と、第８部分ｐ８と、第９部分ｐ９と、を含む。第７部分ｐ７は、第１磁性層１０と第４部分ｐ４との間に設けられる。第８部分ｐ８は、第２部分ｐ２と第５部分ｐ５との間に設けられる。第９部分ｐ９は、第３部分ｐ３と第６部分ｐ６との間に設けられる。
【０１４４】
中間層３０は、第１磁性層１０と第７部分ｐ７との間に設けられる。反強磁性層５５は、第８部分ｐ８と第５部分ｐ５の間に設けられる。第１絶縁層７７は、反強磁性層５５と第５部分ｐ５との間に設けられる。この例では、第１絶縁層７７は、第９部分ｐ９と第６部分ｐ６との間に延在している。
【０１４５】
第１シールド側絶縁層（第２絶縁層７８）は、第３部分ｐ３と第９部分ｐ９との間、及び、第２部分ｐ２と第８部分ｐ８との間に設けられる。
【０１４６】
この例では、第１部分ｐ１と第１磁性層１０との間に、第１シールド側導電層４１が設けられている。第７部分ｐ７と第４部分ｐ４との間に、第２シールド側導電層４２が設けられている。
【０１４７】
積層部１０ｓは、例えば、第１シールド側導電層４１、第１磁性層１０、中間層３０、第７部分ｐ７、及び、第２シールド側導電層４２を含む。例えば、第１シールド側導電層４１の材料と厚さを適切に設定することで、第１磁性層１０と第１シールド７１とが交換結合するようにしても良い。第１磁性層１０と第１シールド７１とは、交換結合していなくても良い。
【０１４８】
この例では、第１磁性層１０は、例えば磁化自由層として機能する。第２磁性層５０は、磁化固定層として機能する。
【０１４９】
本実施形態において、第１シールド７１、第２シールド７２、中間層３０、第１シールド側導電層４１、及び、第２シールド側導電層４２には、第１の実施形態に関して説明した構成が適用できる。
【０１５０】
反強磁性層５５には、例えばＩｒＭｎなどが用いられる。反強磁性層５５の厚さは、例えば５ｎｍ以上８ｎｍ以下である。
【０１５１】
第１絶縁層７７及び第２絶縁層７８には、金属酸化物、金属窒化物、または、金属酸窒化物などが用いられる。
【０１５２】
第１磁性層１０には、第１の実施形態に関して説明した構成が適用できる。すなわち、第１磁性層１０の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面である。第１磁性層１０は、第１積層体１３と、第１ホイスラー合金層１５と、を含む。第１積層体１３は、第１Ｆｅ層１１と第１Ｃｏ層１２とを含む。第１Ｆｅ層１１と第２Ｃｏ層１２とは、第２方向（第１磁性層１０から第７部分ｐ７に向かう方向に相当する）に沿って互いに積層される。複数の第１Ｆｅ層１１と、複数の第１Ｃｏ層１２と、が設けられる場合は、複数の第１Ｆｅ層１１と、複数の第１Ｃｏ層１２と、は、第２方向（Ｘ軸方向）に沿って交互に積層される。第１ホイスラー合金層１５は、第１積層体１３と、第２方向に沿って積層される。複数の第１Ｆｅ層１１のそれぞれの厚さは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下である。複数の第１Ｃｏ層１２のそれぞれの厚さは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下である。
【０１５３】
本実施形態に係る磁気抵抗効果素子２２０においても、第１Ｆｅ層１１と第１Ｃｏ層１２との積層膜の第１積層体１３が、第１ホイスラー合金層１５と積層される。第１ホイスラー合金層１５は、第１積層体１３と接する。そして、第１Ｆｅ層１１の厚さ及び第１Ｃｏ層１２の厚さのそれぞれが適切な厚さに設定される。これにより、第１積層体１３において、負の垂直磁気異方性が得られる。これにより、高格子整合性のテンプレート効果によるＭＲ比の向上効果と、負の垂直磁気異方性によるスピントルク発振耐性の向上効果と、の両方が得られる。これにより、高感度で低ノイズの磁気抵抗効果素子が実現できる。
【０１５４】
この例では、反強磁性層５５が第２磁性層５０の磁化を制御する。このため、第２磁性層５０の磁化は、第１磁性層１０の磁化よりも変化し難い。これにより、第２磁性層５０は、磁化固定層として機能する。
【０１５５】
この例では、第２磁性層５０は、第１磁性膜５１と、第２磁性膜５２と、中間膜５３と、を含む。第１磁性膜５１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磁性膜５１は、第１磁化方向を有する。第２磁性膜５２は、第１磁性膜５１と第２シールド７２との間に設けられる。第２磁性膜５２は、第１磁性方向とは逆向きの第２磁化方向を有する。中間膜５３は、第１磁性膜５１と第２磁性膜５２との間に設けられる。
【０１５６】
この例でも、第１磁性層１０の厚さは、２．６ｎｍ以上８ｎｍ以下に設定することが好ましい。第１ホイスラー合金層１５の厚さは、２ｎｍ以上７．４ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【０１５７】
第１ホイスラー合金層１５は、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＶよりなる第１群から選択された少なくとも１つの第１元素と、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｎ及びＳｂよりなる第２群から選択された少なくとも１つの第２元素と、Ｃｏと、を含む。第１ホイスラー合金層１５におけるＣｏの組成比は、４０ａｔｍ％以上６０ａｔｍ％以下である。
【０１５８】
第１ホイスラー合金層１５における、上記の第１元素の組成比は、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。第１ホイスラー合金層１５における、上記の第２元素の組成比は、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。
【０１５９】
（第３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及び磁気ヘッド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３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３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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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、磁気ヘッドの積層部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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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磁性層、第２磁性層、積層体、Ｆｅ層、Ｃｏ層、ホイスラー合金層、中間層、第１シールド側導電層、第２シールド側導電層、絶縁部、反強磁性層、及び、絶縁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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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】
【０１８４】
２θ…角度、  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、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ…第１、第３、第５、第７積層構成、  １０ｓ…積層部、  １１…第１Ｆｅ層、  １２…第１Ｃｏ層、  １３…第１積層体、  １５…第１ホイスラー合金層、  ２０…第２磁性層、  ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ…第２、第４、第６、第８積層構成、  ２１…第２Ｆｅ層、  ２２…第２Ｃｏ層、  ２３…第２積層体、  ２５…第２ホイスラー合金層、  ３０…中間層、  ４１…第１シールド側導電層、  ４２…第２シールド側導電層、  ５０…第２磁性層、  ５１…第１磁性膜、  ５２…第２磁性膜、  ５３…中間膜、  ５５…反強磁性層、  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、  ７６ａ…第１サイドシールド、  ７６ｂ…第２サイドシールド、  ７７…第１絶縁層、  ７８…第２絶縁層、  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、１２０…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、２１９、２２０…磁気抵抗効果素子、  Ａ…矢印、  Ｉｎｔ…強度、  Ｒ…抵抗、  ＳＰ１１、ＳＰ１２…第１１、第１２試料、  Ｖｂ…バイアス電圧、  ｄ１、ｄ２…格子長、  ｐ１〜ｐ９…第１〜第９部分
【図１】
2014203495.tif 000003
【図２】
2014203495.tif 000004
【図３】
2014203495.tif 000005
【図４】
2014203495.tif 000006
【図５】
2014203495.tif 000007
【図６】
2014203495.tif 000008
【図７】
2014203495.tif 000009
【図８】
2014203495.tif 000010
【図９】
2014203495.tif 000011
【図１０】
2014203495.tif 000012
【図１１】
2014203495.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月24日(2013.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記第２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第１磁化方向を有する第１磁性膜と、
前記第１磁性膜と前記第２シールドとの間に設けられ前記第１磁化方向とは逆向きの第２磁化方向を有する第２磁性膜と、
前記第１磁性膜と前記第２磁性膜との間に設けられた中間膜と、
を含む請求項７または８に記載の磁気抵抗効果素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図１（ｄ）に例示したように、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、積層部１０ｓの周りを囲んでいる。第１絶縁部７３は、第１シールド７１と第２シールド７２との間において、積層部１０ｓが設けられていない空間を埋め込む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図１（ｅ）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、積層部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。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
このような磁気抵抗効果素子２１０は、例えば磁気ヘッドに用いられる。この場合、図１（ａ）及び図１（ｅ）に例示したように、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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図１（ｂ）に例示したように、本実施形態においては、第１磁性層１０は、第１積層体１３と、第１ホイスラー合金層１５と、を含む。第１積層体１３は、Ｆｅ層（第１Ｆｅ層１１）と、Ｃｏ層（第１Ｃｏ層１２）と、を含む。第１Ｆｅ層１１と第１Ｃｏ層１２とは、第１磁性層１０から第２磁性層２０に向かう第１方向（Ｘ軸方向）に沿って、互いに積層される。例えば、第１Ｆｅ層１１は、複数設けられ、第１Ｃｏ層１２は、複数設けても良い。複数の第１Ｆｅ層１１及び複数の第１Ｃｏ層１２は、第１方向に沿って交互に積層される。第１ホイスラー合金層１５は、第１積層体１３と第１方向に沿って積層される。第１ホイスラー合金層１５は、第１積層体１３と接する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
一方、例えば、図１（ｃ）に例示したように、第２磁性層２０は、第２積層体２３と、第２ホイスラー合金層２５と、を含む。第２積層体２３は、Ｆｅ層（第２Ｆｅ層２１）と、Ｃｏ層（第２Ｃｏ層２２）と、を含む。第２Ｆｅ層２１と第２Ｃｏ層２２とは、第１方向に沿って互いに積層される。例えば、第２Ｆｅ層２１は複数設けられ、第２Ｃｏ層２２は複数設けられる。複数の第２Ｆｅ層２１及び複数の第２Ｃｏ層２２は、第１方向に沿って交互に積層される。第２ホイスラー合金層２５は、第２積層体２３と第１方向に沿って積層される。第２ホイスラー合金層２５は、第２積層体２３と接する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
第１ホイスラー合金層１５は、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＶよりなる第１群から選択された少なくとも１つの第１元素と、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｎ及びＳｂよりなる第２群から選択された少なくとも１つの第２元素と、Ｃｏと、を含む。第１ホイスラー合金層１５におけるＣｏの組成比は、例えば、約５０ａｔｍ％であり、例えば、４０ａｔｍ％以上６０ａｔｍ％以下である。第１ホイスラー合金層１５における、上記の第１元素の組成比は、例えば、約２５ａｔｍ％であり、例えば、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。第１ホイスラー合金層１５における、上記の第２元素の組成比は、例えば、約２５ａｔｍ％であり、例えば、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
第２ホイスラー合金層２５は、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＶよりなる第３群から選択された少なくとも１つの第３元素と、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｎ及びＳｂよりなる第４群から選択された少なくとも１つの第４元素と、Ｃｏと、を含む。第２ホイスラー合金層２５におけるＣｏの組成比は、例えば、約５０ａｔｍ％であり、例えば、４０ａｔｍ％以上６０ａｔｍ％以下である。第２ホイスラー合金層２５における、上記の第３元素の組成比は、例えば、約２５ａｔｍ％であり、例えば、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。第２ホイスラー合金層２５における、上記の第４元素の組成比は、例えば、約２５％であり、例えば、２０ａｔｍ％以上３０ａｔｍ％以下である。第２ホイスラー合金層２５の組成は、第１ホイスラー合金層１５の組成と同じでも良く、異なっても良い。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
以下の第９試料及び第１０試料では、２ｎｍの厚さの第１のＴａ層の上に、２ｎｍの厚さの第１のＣｕ層が設けられ、この第１のＣｕ層の上に、第３の層が設けられる。第３の層の上に、厚さが０．９ｎｍのＲｕ層が設けられる。Ｒｕ層の上に、厚さが２ｎｍのＦｅＣｏ層が設けられる。ＦｅＣｏ層の上に、厚さが７ｎｍのＩｒＭｎ層が設けられる。ＩｒＭｎ層の上に厚さが１ｎｍの第２のＣｕ層が設けられる。第２のＣｕ層の上に、厚さが２ｎｍの第２のＴａ層が設けられる。第２のＴａ層の上に、厚さが１５ｎｍのＲｕ層が設けられる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
従って、本実施形態においては、第１積層体１３の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面であることが好ましい。同様に、第２積層体２３の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面であることが好ましい。第１積層体１３の膜面垂直方向の結晶配向面が、（１１０）面であるとき、第１磁性層１０における膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面となる。第２積層体２３の膜面垂直方向の結晶配向面が、（１１０）面であるとき、第２磁性層２０における膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
図７（ｃ）に表したように、第１磁性層１０は、第５積層構成１０ｃを有する。第５積層構成１０ｃにおいては、第１積層体１３と第１シールド７１との間に、第１ホイスラー合金層１５が配置される。そして、第１積層体１３のうちで第１シールド７１に最も近い位置に第１Ｆｅ層１１が配置される。第１積層体１３のうちで中間層３０に最も近い位置に第１Ｃｏ層１２が配置される。この例では、第１シールド側導電層４１が設けられており、第１シールド側導電層４１は、第１シールド７１と、第１ホイスラー合金層１５と、に接している。中間層３０は、第１Ｃｏ層１２のうちの１つに接している。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
図７（ｄ）に表したように、第２磁性層２０は、第６積層構成２０ｃを有する。第６積層構成２０ｃにおいては、第２積層体２３と第２シールド７２との間に、第２ホイスラー合金層２５が配置される。そして、第２積層体２３のうちで第２シールド７２に最も近い位置に第２Ｃｏ層２２が配置される。第２積層体２３のうちで中間層３０に最も近い位置に第２Ｆｅ層２１が配置される。この例では、第２シールド側導電層４２が設けられており、第２シールド側導電層４２は、第２シールド７２と、第２ホイスラー合金層２５と、に接している。中間層３０は、第２Ｆｅ層２１のうちの１つに接している。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３９】
第１シールド７１は、第１部分ｐ１と、第２部分ｐ２と、第３部分ｐ３と、を含む。第２部分ｐ２は、第１方向において第１部分ｐ１から離間する。本実施形態においては、第１方向をＺ軸方向とする。第３部分ｐ３は、第１部分ｐ１と第２部分ｐ２との間に設けられる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
第２シールド７２は、第４部分ｐ４と、第５部分ｐ５と、第６部分ｐ６と、を含む。第４部分ｐ４は、第２方向において第１部分ｐ１から離間する。第２方向は、第１方向（Ｚ軸方向）に対して交差する方向である。この例では、第２方向をＸ軸方向とする。第５部分ｐ５は、第１方向（Ｚ軸方向）において第４部分ｐ４から離間し、第２方向（Ｘ軸方向）において第２部分ｐ２から離間する。第６部分ｐ６は、第４部分ｐ４と第５部分ｐ５との間に設けられる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５２】
第１磁性層１０には、第１の実施形態に関して説明した構成が適用できる。すなわち、第１磁性層１０の膜面垂直方向の結晶配向面は、立方晶（１１０）面である。第１磁性層１０は、第１積層体１３と、第１ホイスラー合金層１５と、を含む。第１積層体１３は、第１Ｆｅ層１１と第１Ｃｏ層１２とを含む。第１Ｆｅ層１１と第１Ｃｏ層１２とは、第２方向（第１磁性層１０から第７部分ｐ７に向かう方向に相当する）に沿って互いに積層される。複数の第１Ｆｅ層１１と、複数の第１Ｃｏ層１２と、が設けられる場合は、複数の第１Ｆｅ層１１と、複数の第１Ｃｏ層１２と、は、第２方向（Ｘ軸方向）に沿って交互に積層される。第１ホイスラー合金層１５は、第１積層体１３と、第２方向に沿って積層される。複数の第１Ｆｅ層１１のそれぞれの厚さは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下である。複数の第１Ｃｏ層１２のそれぞれの厚さは、０．３ｎｍ以上０．６ｎｍ以下である。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５５】
この例では、第２磁性層５０は、第１磁性膜５１と、第２磁性膜５２と、中間膜５３と、を含む。第１磁性膜５１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磁性膜５１は、第１磁化方向を有する。第２磁性膜５２は、第１磁性膜５１と第２シールド７２との間に設けられる。第２磁性膜５２は、第１磁化方向とは逆向きの第２磁化方向を有する。中間膜５３は、第１磁性膜５１と第２磁性膜５２との間に設けられる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５９】
（第３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及び磁気ヘッド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３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３の実施形態に係る磁気記録再生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。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６４】
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。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2014203495.tif 000014
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2014203495.tif 000015