(57)【要約】【課題】  抵抗変化量ΔＲと素子面積Ａの積ΔＲＡが大きいＣＰＰ型磁気検出素子を提供する。【解決手段】フリー磁性層２５と固定磁性層２３の第２磁性層２３ｃのいずれか一方または両方が（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層（ＺはＡｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂのうち１種または２種以上の元素であり、ａはａｔ％で０＜ａ≦３０）として形成されている。（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金はハーフメタル的な性質を有しており、これによって本願発明ではフリー磁性層２５と固定磁性層２３の第２磁性層２３ｃの磁化方向が平行方向であるときと反平行方向であるときの磁気検出素子の直流抵抗値の変化量を大きくすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成されたフリー磁性層を有する多層膜を有し、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に電流が流れる磁気検出素子において、
前記フリー磁性層と前記固定磁性層のいずれか一方または両方が（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層（ＺはＡｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂのうち１種または２種以上の元素であり、ａはａｔ％で０＜ａ≦３０）を有していることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項２】
前記フリー磁性層と前記固定磁性層のいずれか一方または両方が（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層（前記ＺはＡｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂのうち１種または２種以上の元素であり、ａはａｔ％で７≦ａ≦３０）を有している請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項３】
前記フリー磁性層と前記固定磁性層のいずれか一方または両方が（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層（前記ＺはＡｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂのうち１種または２種以上の元素であり、ａはａｔ％で２２≦ａ≦２８）を有している請求項２記載の磁気検出素子。
【請求項４】
前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層の前記ＺがＡｌまたはＧａのいずれか又は両方である請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項５】
前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層の前記ＺがＡｌである請求項４に記載の磁気検出素子。
【請求項６】
前記フリー磁性層と前記固定磁性層のうち前記固定磁性層のみが前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層を有している請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項７】
前記固定磁性層の一軸異方性によってこの固定磁性層の磁化方向が一方向に固定されている請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項８】
前記複数の磁性層のうち前記非磁性材料層から最も離れた位置に形成されている第１磁性層の前記非磁性材料層が設けられている側と反対側にＸ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金またはまたはＲｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌから選ばれる１種あるいは２種以上からなる非磁性金属層が形成され、
前記非磁性金属層内の結晶と前記第１磁性層内の結晶の少なくとも一部は、エピタキシャルまたはヘテロエピタキシャルな状態である請求項７記載の磁気検出素子。
【請求項９】
前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は下地層の上に形成されており、この下地層は体心立方（ｂｃｃ）構造を有し、組成式がＣｏ１−ｘＦｅｘ（ｘはａｔ％で２５≦ｘ≦９５）で表されるＣｏＦｅ合金で形成される請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１０】
前記固定磁性層の膜厚が３０Å〜８０Åである請求項１ないし９のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１１】
前記固定磁性層は、複数の磁性層が非磁性中間層を介して積層されたものである請求項１ないし９のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１２】
前記複数の磁性層のうち前記非磁性材料層から最も近い位置に形成されている第２磁性層の膜厚が３０Å〜８０Åである請求項１１記載の磁気検出素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膜面垂直方向にセンス電流を流すＣＰＰ（current  perpendicular  to  the  plane）型の磁気検出素子に係り、特に抵抗変化量と素子面積の積ΔＲＡを大きくすることのできる磁気検出素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は従来における磁気検出素子（スピンバルブ型薄膜素子）を記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図である。
【０００３】
図９に示す符号１はＴａからなる下地層であり、下地層１の上にＣｒなどのｂｃｃ構造（体心立方構造）の金属からなるシード層２が形成されている。
【０００４】
シード層２の上には、反強磁性層３、固定磁性層４、非磁性材料層５、フリー磁性層６、保護層７が順次積層された多層膜Ｔが形成されている。
【０００５】
保護層７はＴａ、フリー磁性層６はＮｉＦｅ、非磁性材料層５はＣｕ、固定磁性層４はＣｏ２ＭｎＧｅなどのホイスラー合金、反強磁性層３はＰｔＭｎによって形成されている。
【０００６】
多層膜Ｔ１の上下には電極層１０，１０が設けられており、多層膜の膜面垂直方向に直流のセンス電流が流される。
【０００７】
反強磁性層６と固定磁性層５との界面で交換結合磁界が発生し、前記固定磁性層５の磁化はハイト方向（図示Ｙ方向）に固定される。
【０００８】
フリー磁性層６の両側にはＣｏＰｔなどの硬磁性材料からなるハードバイアス層８が形成され、ハードバイアス層８の上下及び端部は絶縁層９によって絶縁されている。ハードバイアス層８からの縦バイアス磁界によりフリー磁性層３の磁化は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えられる。
【０００９】
図９に示される磁気検出素子に、外部磁界が印加されると、フリー磁性層の磁化方向が固定磁性層の磁化方向に対して相対的に変動して、多層膜の抵抗値が変化する。一定の電流値のセンス電流が流れている場合には、この抵抗値の変化を電圧変化として検出することにより、外部磁界を検知する。
【００１０】
ホイスラー合金からなる固定磁性層を有する磁気検出素子は、特許文献１（特開２００３−３０９３０５号公報）、特許文献２（特開２００２−３１９７２２号公報）に記載されている。
【特許文献１】特開２００３−３０９３０５号公報（第８頁、図４）
【特許文献２】特開２００２−３１９７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１には、固定磁性層がＣｏＭｎＧｅ合金などのホイスラー合金からなることが記載されている。しかし、ＣｏＭｎ系合金は磁歪、保磁力が小さい。このため一軸異方性を大きくする必要のある固定磁性層の材料としてより適切なものが求められていた。
【００１２】
また、特許文献２にはトンネル効果型磁気検出素子のフリー磁性層と固定磁性層にホイスラー合金を用いることが記載されている。
【００１３】
しかし、特許文献２に記載されているのは、フリー磁性層と固定磁性層の間に絶縁性材料の層（以下バリアー層という）を設け、この層を電子がトンネル効果によって通過するトンネル効果型磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ）であり、例えば特許文献１に記載されているようなスピンバルブ型ＧＭＲ素子とは異なる。
【００１４】
ＴＭＲ素子の場合には、バリアー層の両側に存在する電子間の量子力学的な状態間の遷移確率及びバリアー層の両側に存在する電子の存在確率により素子の電気抵抗値が決まる。すなわち、バリアー層のポテンシャルエネルギーをＶとして、バリアー層の両側の電子状態を＜ｋ‘｜、｜ｋ＞（ディラックの括弧（ブラケット）表示）とすると、＜ｋ‘｜Ｖ｜ｋ＞がその遷移確率に比例する。
【００１５】
これに対して、スピンバルブ型ＧＭＲ素子ではフリー磁性層と固定磁性層が非磁性導電材料層を介して重ねられ、各層の膜面垂直方向に伝導電子が流れて行くものである。従って、問題になるのはアップスピンの伝導電子とダウンスピンの伝導電子の古典的な平均自由行程の変化になる。
【００１６】
すなわち、ＴＭＲ素子とスピンバルブ型ＧＭＲ素子は磁気抵抗効果のメカニズムが全く異なっている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成されたフリー磁性層を有する多層膜を有し、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に電流が流れる磁気検出素子において、
前記フリー磁性層と前記固定磁性層のいずれか一方または両方が（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層（ＺはＡｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂのうち１種または２種以上の元素であり、ａはａｔ％で０＜ａ≦３０）を有していることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明では、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層の組成範囲を上記のごとく設定することにより、磁気検出素子の抵抗変化量ΔＲと素子面積Ａの積ΔＲＡを大きくすることができる。
【００１９】
前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層のａｔ％を示すａは７≦ａ≦３０の範囲であることが好ましく、より好ましくは２２≦ａ≦２８である。
【００２０】
また、前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層の前記Ｚは例えばＡｌまたはＧａのいずれか又は両方である。
【００２１】
あるいは、前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層の前記Ｚは例えばＡｌである。
【００２２】
前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は磁歪が比較的大きいため、前記フリー磁性層と前記固定磁性層のうち前記固定磁性層のみが前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層を有していることが好ましい。
【００２３】
前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は磁歪が比較的大きいため、本発明は前記固定磁性層の一軸異方性によってこの固定磁性層の磁化方向が一方向に固定されているいわゆる自己ピン止め方式の磁気検出素子に有効である。
【００２４】
自己ピン止め方式の磁気検出素子の場合には、前記固定磁性層の前記非磁性材料層が設けられている側と反対側にＸ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金またはまたはＲｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌから選ばれる１種あるいは２種以上からなる非磁性金属層が形成され、
前記非磁性金属層内の結晶と前記固定磁性層内の結晶の少なくとも一部は、エピタキシャルまたはヘテロエピタキシャルな状態であることが好ましい。
【００２５】
また、前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は下地層の上に形成されており、この下地層は体心立方（ｂｃｃ）構造を有し、組成式がＣｏ１−ｘＦｅｘ（ｘはａｔ％で２５≦ｘ≦９５）で表されるＣｏＦｅ合金で形成されると、磁気検出素子の抵抗変化量×素子面積ΔＲＡが大きくなり、磁気検出素子の磁界検出感度を向上させることができるので好ましい。
【００２６】
前記固定磁性層が前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層の単層構造であるとき前記固定磁性層の膜厚は３０Å〜８０Åであることが好ましい。
【００２７】
本発明では、前記固定磁性層は、複数の磁性層が非磁性中間層を介して積層された積層フェリ構造であることが好ましい。
【００２８】
固定磁性層が積層フェリ構造であるときは、前記複数の磁性層のうち前記非磁性材料層から最も近い位置に形成されている第２磁性層の膜厚が３０Å〜８０Åであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明では、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層の組成範囲を上記のごとく設定することにより、磁気検出素子の抵抗変化量ΔＲと素子面積Ａの積ΔＲＡを大きくすることができる。
【００３０】
また、前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は磁歪が比較的大きいため、前記固定磁性層の一軸異方性を強めて、磁化方向を強固に固定できる。
【００３１】
本発明は前記固定磁性層の一軸異方性によってこの固定磁性層の磁化方向が一方向に固定されているいわゆる自己ピン止め方式の磁気検出素子に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図である。
【００３３】
図１に示す実施形態では、多層膜Ｔ１は、下からシードレイヤ２１、非磁性金属層２２、固定磁性層２３、非磁性材料層２４、フリー磁性層２５及び保護層２６の順に積層されたものである。
【００３４】
シードレイヤ２１は、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＦｅＣｒ合金あるいはＣｒ，Ｔａなどで形成されている。シードレイヤ２１は、例えば（Ｎｉ０．８Ｆｅ０．２）６０ａｔ％Ｃｒ４０ａｔ％の膜厚３５Å〜６０Åで形成される。
【００３５】
シードレイヤ２１があると、非磁性金属層２２の{１１１}配向が良好になる。
非磁性金属層２２は、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）合金またはＲｕ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌから選ばれる１種あるいは２種以上によって形成されている。
【００３６】
非磁性金属層２２の膜厚は、５Å以上５０Å以下であることが好ましい。
Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）からなる非磁性金属層２２の膜厚がこの範囲内であると、非磁性金属層２２の結晶構造は、成膜時の状態である面心立方格子（ｆｃｃ）構造を維持しつづける。なお、非磁性金属層２２の膜厚が、５０Åより大きくなると、２５０℃以上の熱が加わったときに、非磁性金属層２２の結晶構造がＣｕＡｕＩ型の規則型の面心正方格子（ｆｃｔ）構造に構造変態するので好ましくない。ただし、非磁性金属層２２の膜厚が、５０Åより大きくても、２５０℃以上の熱が加わらなければ、非磁性金属層の結晶構造は、成膜時の状態である面心立方格子（ｆｃｃ）構造を維持しつづける。
【００３７】
なおＣｕＡｕＩ型の規則相への変態は、その過程で、原子の再配列が起こり第１磁性層２３ａとの界面での整合関係が崩れるので磁歪増強の観点からは好ましくないが、一部のみが規則相へ変態するのであれば、磁歪の低下は少なく、なお且つ反強磁性による第１磁性層２３ａの保磁力増大効果も付加されるので、一部のみ規則化されてもよい。
【００３８】
Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素である）からなる非磁性金属層２２が面心立方格子（ｆｃｃ）構造の結晶構造を有するとき、この非磁性金属層２２と第１磁性層２３ａとの界面には交換結合磁界は発生しないか、または極めて弱く、交換結合磁界によって第１磁性層２３ａの磁化方向を固定することはできない。
【００３９】
また前記非磁性金属層２２は、その大部分が室温よりも低いブロッキング温度（ＴＢ）を有しているため、室温では大部分が非磁性であるが、一部に室温よりも高いブロッキング温度を有する反強磁性相があってもよい。
【００４０】
固定磁性層２３は、第１磁性層２３ａと第２磁性層２３ｃが非磁性中間層２３ｂを介して積層された人工フェリ構造を有している。固定磁性層２３は、固定磁性層２３自体の一軸異方性によって磁化が、ハイト方向（図示Ｙ方向）と平行な方向に固定されている。
第１磁性層２３ａと第２磁性層２３ｃの材料については後述する。
【００４１】
非磁性材料層２４は、固定磁性層２３とフリー磁性層２５との磁気的な結合を防止する層であり、Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｕ，Ａｇなど導電性を有する非磁性材料により形成されることが好ましい。特にＣｕによって形成されることが好ましい。非磁性材料層の膜厚は１７Å〜５０Åである。
フリー磁性層２５の材料についても後述する。
【００４２】
保護層２６はＴａなどからなり、多層膜Ｔ１の酸化の進行を抑える。保護層２６の膜厚は１０Å〜５０Åである。
【００４３】
図１に示す実施形態では、シードレイヤ２１から保護層２６までの多層膜Ｔ１の両側には絶縁層２７、ハードバイアス層２８、絶縁層２９が形成されている。
【００４４】
ハードバイアス層２８，２８は例えばＣｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などで形成されており、絶縁層２７、２９はアルミナや酸化ケイ素によって形成されている。ハードバイアス層２８，２８の膜厚は１００Å〜４００Åである。
【００４５】
多層膜Ｔ１の下側には電極層２０が上側には電極層３０が形成されている。電極層２０、３０は、Ｃｒ，Ｔａ，Ｒｈ，ＡｕやＷ（タングステン）などで形成されている。電極層２０、３０の膜厚は４００Å〜１５００Åである。
【００４６】
フリー磁性層２５の磁化は、ハードバイアス層２８，２８からの縦バイアス磁界によってトラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えられる。そして記録媒体からの信号磁界（外部磁界）に対し、フリー磁性層２５の磁化が感度良く変動する。一方、固定磁性層２３の磁化は、ハイト方向（図示Ｙ方向）と平行な方向に固定されている。
【００４７】
フリー磁性層２５の磁化方向の変動と、固定磁性層２３の固定磁化方向（特に第２磁性層２３ｃの固定磁化方向）との関係で電気抵抗が変化し、この電気抵抗値の変化に基づく電圧変化または電流変化により、記録媒体からの洩れ磁界が検出される。
【００４８】
本実施の形態の特徴部分について述べる。
図１に示される磁気検出素子の固定磁性層２３は、第１磁性層２３ａと第２磁性層２３ｃが非磁性中間層２３ｂを介して積層された人工フェリ構造を有している。第１磁性層２３ａの磁化と第２磁性層２３ｃの磁化は、非磁性中間層２３ｂを介したＲＫＫＹ相互作用によって互いに反平行方向に向けられている。
【００４９】
そして、フリー磁性層２５と固定磁性層２３の第２磁性層２３ｃのいずれか一方または両方が（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層（ＺはＡｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂのうち１種または２種以上の元素であり、ａはａｔ％で０＜ａ≦３０）として形成されている。
【００５０】
本発明では、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金はハーフメタル的な性質を有しており、これによって本願発明ではフリー磁性層２５と固定磁性層２３の第２磁性層２３ｃの磁化方向が平行方向であるときと反平行方向であるときの磁気検出素子の直流抵抗値の変化量を大きくすることができる。「ハーフメタル（Half-metal）的」とは、片方のスピンの伝導電子に対して金属的な振る舞いをし、他方のスピンの伝導電子に対して絶縁体的な振る舞いをする磁性体のことをいう。
【００５１】
本発明では、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層の組成範囲を上記のごとく設定することにより、磁気検出素子の抵抗変化量ΔＲと素子面積Ａの積ΔＲＡを大きくすることができる。
【００５２】
（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層のａｔ％を示すａは７≦ａ≦３０の範囲であることが好ましく、より好ましくは２２≦ａ≦２８である。
【００５３】
また、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層のＺは例えばＡｌまたはＧａのいずれか又は両方である。あるいは、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層のＺは例えばＡｌである。
【００５４】
（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は磁歪が比較的大きいため、フリー磁性層２５と固定磁性層２３のうち固定磁性層２３のみが（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層を有していることが好ましい。
【００５５】
従って、フリー磁性層２５はＮｉＦｅ合金やＣｏＦｅ合金等の磁性材料で形成されることが好ましい。また、図１に示す実施形態では特にフリー磁性層２５がＮｉＦｅ合金で形成されるとき、フリー磁性層２５と非磁性材料層２４との間にＣｏやＣｏＦｅなどからなる拡散防止層（図示しない）が形成されていることが好ましい。フリー磁性層２５の膜厚は２０Å〜６０Åである。また、フリー磁性層２５は、複数の磁性層が非磁性中間層を介して積層された人工フェリ構造であってもよい。
【００５６】
（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は磁歪が比較的大きいため、本実施の形態のように、固定磁性層の一軸異方性によってこの固定磁性層の磁化方向が一方向に固定されているいわゆる自己ピン止め方式の磁気検出素子に特に有効である。
【００５７】
また、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は、体心立方（ｂｃｃ）構造を有し、組成式がＣｏ１−ｘＦｅｘ（ｘはａｔ％で２５≦ｘ≦９５）で表されるＣｏＦｅ合金からなる層に重ねられていることが好ましい。
【００５８】
また、第２磁性層２３ｃの膜厚は３０Å〜８０Åである。
固定磁性層２３の第１磁性層２３ａの磁化は主に磁気弾性効果を主に利用して一軸方向に固定されている。
【００５９】
磁気弾性効果は、磁気弾性エネルギーに支配される。磁気弾性エネルギーは、固定磁性層２３にかかる応力σと固定磁性層２３の磁歪定数λによって規定される。
【００６０】
図２は、図１に示された磁気検出素子を図示上側（図示Ｚ方向と反対方向）からみた平面図である。磁気検出素子の多層膜Ｔ１は一対のハードバイアス層２８，２８の間に形成されている。多層膜Ｔ１と、ハードバイアス層２８，２８の周囲は、斜線で示される絶縁材料層３１によって埋められている。
【００６１】
また、多層膜Ｔ１の記録媒体との対向面側の端面Ｆは露出しているか、またはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）などからなる膜厚２０Å〜５０Å薄い保護層で覆われているだけであり、開放端となっている。
【００６２】
従って、多層膜Ｔ１には、ハイト方向（図示Ｙ方向）に平行な方向に、引っ張り応力が加えられている。また、ハードバイアス層２８，２８の積層膜が圧縮性の内部応力を有している場合には、多層膜Ｔ１には、トラック幅方向に（図示Ｘ方向に）平行な方向及び反平行な方向に圧縮応力を加えられている。
【００６３】
すなわち、記録媒体との対向面側の端面Ｆが開放されている固定磁性層２３には、ハイト方向の引張り応力とトラック幅方向の圧縮応力が加えられる。そして、第１磁性層２３ａは、磁歪定数が正の値である磁性材料によって形成されているので、磁気弾性効果によって、第１磁性層２３ａの磁化容易軸は磁気検出素子の奥側（ハイト方向；図示Ｙ方向）に平行方向となり、第１磁性層２３ａの磁化方向がハイト方向と平行方向または反平行方向に固定される。第２磁性層２３ｃの磁化は、非磁性中間層２３ｂを介したＲＫＫＹ相互作用によって第１磁性層２３ａの磁化方向と反平行方向を向いた状態で固定される。
【００６４】
また、第１磁性層２３ａを構成する原子と非磁性金属層２２を構成する原子は、互いに重なりあいやすい状態であり、非磁性金属層２２内の結晶と固定磁性層２３内の結晶の少なくとも一部はエピタキシャルあるいはヘテロエピタキシャルな状態になっている。
【００６５】
非磁性金属層２２を構成する原子と第１磁性層２３ａの原子とを重なり合わせつつ、結晶構造に歪みを生じさせ、第１磁性層２３ａの磁歪を大きくするために、非磁性金属層２２の材料である前記Ｘ―Ｍｎ合金中のＸ元素の含有量を調節することが好ましい。
【００６６】
例えば、前記Ｘ―Ｍｎ合金（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上）中のＸ元素の含有量を、５１原子％以上にすると、非磁性金属層２２に重なる第１磁性層２３ａの磁歪が急激に増加する。また、前記Ｘ―Ｍｎ合金（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上）中のＸ元素の含有量が、４５原子％以上９９原子％以下であると、前記第１磁性層の磁歪が大きな値をとる。さらに前記Ｘ―Ｍｎ合金（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのいずれか１種または２種以上）中のＸ元素の含有量が、５５原子％以上９９原子％以下であると、前記第１磁性層の磁歪が大きな値をとりつつ安定する。
【００６７】
また本発明では、前記Ｘ―Ｍｎ合金（ただしＸは、Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕのいずれか１種または２種以上）中のＸ元素の含有量は、１７原子％以上９９原子％以下であることが好ましい。
【００６８】
さらに、Ｉｒ―Ｍｎ合金中のＩｒの含有量は、２０原子％以上９９原子％以下であることが好ましい。
これにより第１磁性層２３ａの磁歪をより適切に大きくすることが出来る。
【００６９】
なお、前記第１磁性層２３ａを、ＣｏとＦｅを主体とし、さらに希土類元素あるいは貴金属元素を添加した磁性材料で形成することが好ましい。
【００７０】
本発明では、前記希土類元素は、Ｔｂ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｙ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの中から少なくとも１種類が選択されてなることが好ましい。かかる場合、前記第１磁性層２３ａは、（ＣｏｘＦｅ１−ｘ）１００−ｙＭｙで表わされる磁性材料で形成され、元素Ｍは、Ｔｂ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｙ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｙｂの中から少なくとも１種類が選択されてなり、組成比ｙは、０．３ａｔ％以上で５ａｔ％以下であることが好ましい。
【００７１】
前記元素Ｍの組成比ｙを０．３ａｔ％〜５ａｔ％の範囲内にすることで、前記第１磁性層２３ａの磁歪増強効果が適切に得られる。また、前記元素Ｍの組成比を４ａｔ％以下にすることで、前記元素Ｍを添加しない場合の磁性材料の磁歪定数に比べて確実に高い値の磁歪定数を得ることが出来る。
【００７２】
また本発明では、前記貴金属元素は、Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｅの中から少なくとも１種類が選択されてなることが好ましい。またかかる場合、前記第１磁性層２３ａは、（ＣｏｘＦｅ１−ｘ）１００−ｚＮｚで表わされる磁性材料で形成され、元素Ｎは、Ｐｔ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｒｅの中から少なくとも１種類が選択されてなり、組成比ｚは、５ａｔ％以上で２０ａｔ％以下であることが好ましい。原子比率ｘは、１あるいは０．４〜０．６の範囲内であることが好ましい。これにより前記第１磁性層２３ａの保磁力Ｈｃを増大させることができる。
【００７３】
前記第１磁性層２３ａは、前記非磁性金属層側の界面付近あるいは全領域において面心立方格子（ｆｃｃ）構造又は体心立方格子（ｂｃｃ）構造をとり、前記界面と平行な方向に、{１１１}面又は｛１１０｝面として表される等価な結晶面が優先配向していることが好ましい。
【００７４】
また本発明では、前記第１磁性層２３ａの膜厚は、１２〜４０Åの範囲内であることが好ましい。前記第１磁性層２３ａの膜厚が大きすぎると、第１磁性層２３ａに生じる歪みが小さくなり、磁歪定数λ及び一軸異方性も小さくなってしまう。
【００７５】
本実施の形態の磁気検出素子では、図３に模式的に示すように、非磁性金属層２２を構成する原子と第１磁性層２３ａの原子とが重なり合いつつも、界面付近で結晶構造に歪みが生じている状態になる。これにより、前記第１磁性層２３ａの磁歪定数λｓを大きく出来る。
【００７６】
そして、本発明では固定磁性層２３の第２磁性層２３ｃを前記（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層とすることにより、磁歪定数が大きくなって磁気弾性エネルギーを大きくしている。このため、固定磁性層２３の一軸異方性が大きくなっている。本発明では、第２磁性層２３ｃの一軸異方性が大きいため、第２磁性層２３ｃの膜厚を大きくしても固定磁性層２３の磁化を固定することが可能である。第２磁性層２３ｃの膜厚を大きくすると磁気検出素子のΔＲＡを大きくすることができる。
【００７７】
固定磁性層２３の一軸異方性が大きくなると、固定磁性層２３の磁化は一定の方向に強固に固定され、磁気検出素子の出力が大きくなりかつ出力の安定性や対称性も向上する。また例えば、静電気放電（ＥＳＤ）による過渡電流が流れたときでも、磁化反転を起こしにくい磁気検出素子を提供できる。
【００７８】
図４は、本発明の第２の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図である。
【００７９】
図４に示された磁気検出素子は、図１に示された磁気検出素子に類似しており、多層膜Ｔ１の代わりに、多層膜Ｔ２が形成されている点で図１に示された磁気検出素子と異なっている。多層膜Ｔ２は、下から順にシードレイヤ２１、フリー磁性層２５、非磁性材料層２４、第２磁性層２３ｃ、非磁性中間層２３ｂ、第１磁性層２３ａからなる固定磁性層２３、非磁性金属層２２、及び保護層２６が積層されたものである。すなわち、多層膜Ｔ２は、多層膜Ｔ１の各層の積層順序を逆にしたものである。
【００８０】
本実施の形態の磁気検出素子でも、フリー磁性層２５と固定磁性層２３の第２磁性層２３ｃのいずれか一方または両方が（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層（ＺはＡｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂのうち１種または２種以上の元素であり、ａはａｔ％で０＜ａ≦３０）として形成されている。
【００８１】
本発明では、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金はハーフメタル的な性質を有しており、これによって本願発明ではフリー磁性層２５と固定磁性層２３の第２磁性層２３ｃの磁化方向が平行方向であるときと反平行方向であるときの磁気検出素子の直流抵抗値の変化量を大きくすることができる。
【００８２】
本発明では、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層の組成範囲を上記のごとく設定することにより、磁気検出素子の抵抗変化量ΔＲと素子面積Ａの積ΔＲＡを大きくすることができる。
【００８３】
（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層のａｔ％を示すａは７≦ａ≦３０の範囲であることが好ましく、より好ましくは２２≦ａ≦２８である。
【００８４】
また、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層のＺは例えばＡｌまたはＧａのいずれか又は両方である。あるいは、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層のＺは例えばＡｌである。
【００８５】
（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は磁歪が比較的大きいため、フリー磁性層２５と固定磁性層のうち固定磁性層のみが（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層を有していることが好ましい。
【００８６】
（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は磁歪が比較的大きいため、本実施の形態のように、固定磁性層の一軸異方性によってこの固定磁性層の磁化方向が一方向に固定されているいわゆる自己ピン止め方式の磁気検出素子に特に有効である。
【００８７】
また、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は、体心立方（ｂｃｃ）構造を有し、組成式がＣｏ１−ｘＦｅｘ（ｘはａｔ％で２５≦ｘ≦９５）で表されるＣｏＦｅ合金からなる層に重ねられていることが好ましい。
また、第２磁性層２３ｃの膜厚は３０Å〜８０Åである。
【００８８】
図５は、本発明の第３の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図である。
【００８９】
図５は図１と類似する多層膜Ｔ３を有しており、図１と異なって前記固定磁性層２３と非磁性金属層２２との間には前記固定磁性層２３の保磁力Ｈｃを増大させるための非磁性層３２が形成されている。前記非磁性層３２は前記固定磁性層２３に接して形成されていることが好ましい。前記非磁性層３２は前記固定磁性層２３の保磁力Ｈｃを増大させるために設けられた層である。前記非磁性層３２と固定磁性層２３とが接して形成されていることで、前記固定磁性層２３の保磁力Ｈｃをより効果的に増大させることが出来る。
【００９０】
前記非磁性層３２は、具体的にはＣｕあるいは、（ＮｉuＦｅ１−u）１００−ｖＣｒｖ（ただし、ｕは原子比率で０〜１、ｖは１８〜５０ａｔ％、あるいは９０〜１００ａｔ％である）で形成される。前記（ＮｉｕＦｅ１−ｕ）１００−ｖＣｒｖのｕ及びｖの組成範囲は非磁性としての性質を帯びる範囲である。
【００９１】
なおより好ましくは前記ｕは、０．７〜１の範囲内で、ｖは２２〜４５ａｔ％の範囲内である。この範囲内であると前記固定磁性層２３の保磁力Ｈｃをより効果的に増大させることが出来る。
また前記非磁性層３２の膜厚は、３Å以上で１０Å以下であることが好ましい。
【００９２】
図５の実施形態では、非磁性金属層２２／非磁性層３２／固定磁性層２３の順に積層された構成であり、これにより、前記固定磁性層２３の磁歪定数のみらず保磁力Ｈｃをも大きく出来る。
【００９３】
本実施の形態は、固定磁性層２３の両側からの圧縮応力と磁歪との関係に基づく一軸異方性によって、固定磁性層２３の磁化方向を固定するものであり、固定磁性層にかかる圧縮応力は固定磁性層２３の光学的トラック幅方向の両端部で強く、中央部で弱い。従って、固定磁性層２３の光学的トラック幅方向の幅寸法が大きいと、固定磁性層２３の中央部付近の磁化方向固定力が小さくなる。従って、固定磁性層２３の光学的トラック幅寸法Ｗ１は、０．１５μｍ以下であることが好ましい。
【００９４】
なお、フリー磁性層２５の磁歪は負磁歪にすることが好ましい。上記したように、磁気検出素子の多層膜Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３には、両側から圧縮応力が加わっているので、負磁歪のフリー磁性層２５は磁気弾性効果によって、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に平行または反平行方向が磁化容易軸になりやすくなる。
【００９５】
フリー磁性層２５の磁歪定数λは、−８×１０−６≦λ≦−０．５×１０−６の範囲であることが好ましい。また、ハードバイアス層２８，２８の膜厚ｔは１００Å≦ｔ≦２００Åであることが好ましい。フリー磁性層２５の磁歪λが小さすぎると、あるいはハードバイアス層２８，２８の膜厚ｔが厚すぎると磁気検出素子の再生感度が低下する。一方、フリー磁性層２５の磁歪λが大きすぎると、あるいはハードバイアス層２８，２８の膜厚ｔが薄すぎると磁気検出素子の再生波形に乱れが生じやすい。
【００９６】
図６は、本発明の第４の実施の形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た断面図である。図６に示される磁気検出素子はいわゆるデュアルスピンバルブ型の磁気検出素子である。
【００９７】
図６に示すように、下から下地層３１、シード層３２、反強磁性層３３、固定磁性層３４、非磁性材料層３５、およびフリー磁性層３６が連続して積層されている。さらにフリー磁性層３６の上には、非磁性材料層３５、固定磁性層３４、反強磁性層３３、および保護層３７が連続して積層されて多層膜Ｔ４が形成されている。
【００９８】
シード層３２は、ＮｉＦｅＣｒまたはＣｒによって形成される。シード層３２をＮｉＦｅＣｒによって形成すると、シード層３２は、面心立方（ｆｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１１}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。また、シード層３２をＣｒによって形成すると、シード層３２は、体心立方（ｂｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１０}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。
【００９９】
なお、下地層３１はＴａなどで形成されており、非晶質に近い構造を有するが、この下地層３１は形成されなくともよい。
【０１００】
前記シード層３２の上に形成された反強磁性層３３は、元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されることが好ましい。
【０１０１】
反強磁性層３３は、面心立方（ｆｃｃ）構造を有するもの、または、面心正方（ｆｃｔ）構造を有するものになる。
例えば二元系で形成されたＰｔＭｎ合金やＩｒＭｎ合金を使用することができる。
【０１０２】
また前記反強磁性層３３は、元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されてもよい。
【０１０３】
なお前記元素Ｘ′には、元素ＸとＭｎとで構成される空間格子の隙間に侵入し、または元素ＸとＭｎとで構成される結晶格子の格子点の一部と置換する元素を用いることが好ましい。ここで固溶体とは、広い範囲にわたって、均一に成分が混ざり合った固体のことを指している。
【０１０４】
なお、好ましい前記元素Ｘ′の組成範囲は、ａｔ％（原子％）で０．２から１０であり、より好ましくは、ａｔ％で、０．５から５である。また本発明では前記元素ＸはＰｔであることが好ましく、よってＰｔ−Ｍｎ−Ｘ′合金を使用することが好ましい。
【０１０５】
また、反強磁性層３３の元素Ｘあるいは元素Ｘ＋Ｘ′のａｔ％を４５（ａｔ％）以上で６０（ａｔ％）以下に設定することが好ましい。より好ましくは４９（ａｔ％）以上で５６．５（ａｔ％）以下である。これによって成膜段階において、固定磁性層１４との界面が非整合状態にされ、しかも前記反強磁性層３３は熱処理によって適切な規則変態を起すものと推測される。
【０１０６】
非磁性材料層３５は図１に示された磁気検出素子の非磁性材料層２４と同じ材料によって形成される。
【０１０７】
また、フリー磁性層３６の両側にはハードバイアス層３８，３８が積層されている。ハードバイアス層３８，３８は、アルミナなどからなる絶縁層３９，３９によって絶縁されている。ハードバイアス層３８，３８の材料は図１に示されたハードバイアス層２８，２８と同じである。
【０１０８】
多層膜Ｔ２の上下には、電極層４０，４０が設けられており、多層膜Ｔ４を構成する各層の膜面に対して垂直方向にセンス電流が流されるＣＰＰ（Current Perpendicular to the plane）−ＧＭＲ型の磁気検出素子となっている。
【０１０９】
図２に示される磁気検出素子の固定磁性層３４は、第１磁性層３４ａ、非磁性中間層３４ｂ、第３磁性層３４ｃ、第２磁性層３４ｄの４層構造である。第１磁性層３４ａは図１の第１磁性層２３ａと同じ材料によって形成されている。第３磁性層３４ｃはＣｏＦｅなどの強磁性材料によって形成されている。
【０１１０】
反強磁性層３３との界面での交換結合磁界及び非磁性中間層３４ｂを介した反強磁性的交換結合磁界（ＲＫＫＹ的相互作用）により第１磁性層３４ａの磁化方向と、第３磁性層３４ｃ及び第２磁性層３４ｄの磁化方向は互いに反平行状態にされる。
【０１１１】
本実施の形態でも、フリー磁性層３６と固定磁性層３４の第２磁性層３４ｄのいずれか一方または両方が（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層（ＺはＡｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｂのうち１種または２種以上の元素であり、ａはａｔ％で０＜ａ≦３０）として形成されている。また、第２磁性層２３ｃの膜厚は３０Å〜８０Åである。
【０１１２】
本発明では、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金はハーフメタル的な性質を有しており、これによって本願発明ではフリー磁性層３６と固定磁性層３４の第２磁性層３４ｄの磁化方向が平行方向であるときと反平行方向であるときの磁気検出素子の直流抵抗値の変化量を大きくすることができる。
【０１１３】
本発明では、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層の組成範囲を上記のごとく設定することにより、磁気検出素子の抵抗変化量ΔＲと素子面積Ａの積ΔＲＡを大きくすることができる。
【０１１４】
（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層のａｔ％を示すａは７≦ａ≦３０の範囲であることが好ましく、より好ましくは２２≦ａ≦２８である。
【０１１５】
また、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層のＺは例えばＡｌまたはＧａのいずれか又は両方である。あるいは、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層のＺは例えばＡｌである。
【０１１６】
（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層は磁歪が比較的大きいため、フリー磁性層３６と固定磁性層３４のうち固定磁性層３４のみが（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層を有していることが好ましい。
【０１１７】
また、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層（第２磁性層３４ｄ）が重なる第３磁性層３４ｃ（下地層）が、体心立方（ｂｃｃ）構造を有し、組成式がＣｏ１−ｘＦｅｘ（ｘはａｔ％で２５≦ｘ≦９５）で表されるＣｏＦｅ合金層であると磁気検出素子の抵抗変化量×素子面積ΔＲＡが大きくなる。すなわち、磁気検出素子の磁界検出感度を向上させることができる。これは、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層（第２磁性層３４ｄ）の結晶性あるいは規則性が向上するためであると考えられる。
【０１１８】
図１、図４、図５，図６に示された本実施の形態の磁気検出素子は、スパッタ法又は蒸着法による薄膜形成及びレジストフォトリゾグラフィーによるパターン形成によって製造される。スパッタ法及びレジストフォトリゾグラフィーは磁気検出素子を形成するときに、通常用いられる方法を使用する。
【０１１９】
なお本実施の形態では、多層膜Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３、Ｔ４の両側部にハードバイアス層２８，２８あるいはハードバイアス層が形成され、このハードバイアス層によって多層膜Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に圧縮応力が加えられている。ただし、多層膜Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の両側部にはハードバイアス層２８，２８がなくてもよい。例えば、多層膜Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の両側部に、軟磁性材料層と反強磁性層の積層体が設けられていてもよいし、多層膜Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の両側部が絶縁層であってもよい。
【０１２０】
以上本発明をその好ましい実施例に関して述べたが、本発明の範囲から逸脱しない範囲で様々な変更を加えることができる。
【０１２１】
なお、上述した実施例はあくまでも例示であり、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【０１２２】
Ａｌのａｔ％の異なる（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金層を成膜し、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金層中のＡｌの含有量（ａｔ％）と（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金層の磁歪定数λとの関係を調べた結果を図７に示す。
【０１２３】
実験に使用した多層膜の構成は基板／下地層Ｔａ（３０Å）／シード層ＮｉＦｅＣｒ（５０Å）／（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金層（１００Å）／保護層Ｔａ（３０Å）である。
【０１２４】
Ａｌを含有しないＣｏ６７Ｆｅ３３合金の磁歪定数λｓは９０ｐｐｍであり、Ａｌ含有量（ａｔ％）が大きくなるにつれて前記磁歪定数λｓは比例的に減少する。
【０１２５】
（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金層を成膜し、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金層中のＡｌの含有量が２５（ａｔ％）のとき、磁歪定数λｓは４０ｐｐｍである。この値は、ＣｏＭｎＧｅ合金やＣｏＭｎＳｉ合金のλｓの値３０ｐｐｍやＣｏ９０Ｆｅ１０のλｓの値２０ｐｐｍよりも大きい。
【０１２６】
従って、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金層を用いて固定磁性層を形成すると、固定磁性層の一軸異方性を強くすることができる。
【実施例２】
【０１２７】
フリー磁性層及び固定磁性層の材料に（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金を用いて図６に示されたデュアルスピンバルブ型の磁気検出素子を形成した。
【０１２８】
（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金層中のＡｌの含有量（ａｔ％）と磁気検出素子の抵抗変化量ΔＲと素子面積Ａの積ΔＲＡとの関係を調べた結果を図８に示す。
【０１２９】
磁気検出素子の膜構成は、
基板／下地層Ｔａ（３０Å）／シード層ＮｉＦｅＣｒ（５０Å）／反強磁性層ＩｒＭｎ（７０Å）／固定磁性層（第１磁性層Ｃｏ７０Ｆｅ３０／非磁性中間層Ｒｕ（９．１Å）／第３磁性層Ｃｏ４０Ｆｅ６０（１０Å）／第２磁性層（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金（４０Å）／非磁性材料層Ｃｕ（４３Å）／フリー磁性層（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金（８０Å）／非磁性材料層Ｃｕ（４３Å）／固定磁性層（第２磁性層（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金（４０Å）／第３磁性層Ｃｏ４０Ｆｅ６０（１０Å）／非磁性中間層Ｒｕ（９．１Å）／第１磁性層Ｃｏ７０Ｆｅ３０／反強磁性層ＩｒＭｎ（７０Å）／保護層Ｔａ（２００Å）
【０１３０】
Ａｌを含有しないＣｏ６７Ｆｅ３３合金層を固定磁性層の第２磁性層及びフリー磁性層に用いたときのΔＲＡは４．１ｍΩμｍ２である。Ｃｏ６７Ｆｅ３３合金にＡｌを添加するとΔＲＡは上昇し、特に、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ中のＡｌの含有量が７ａｔ％以上になると急激に大きくなる。そして、Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ中のＡｌの含有量ａが２５ａｔ％のとき磁気検出素子のΔＲＡは最大値５．７ｍΩμｍ２をとる。Ａｌのａｔ％が２５ａｔ％のときにΔＲＡが最大値をとるのは、このときＣｏ：Ｆｅ：Ａｌの組成比が２：１：１となり（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＺａ合金がＬ２１型結晶構造のホイッスラー合金になるためであると考えられる。
【０１３１】
また、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ中のＡｌの含有量ａが２２ａｔ％以上２８ａｔ％以下のとき磁気検出素子のΔＲＡは５．５ｍΩμｍ２以上になり、Ａｌの含有量ａが１７ａｔ％以上になると磁気検出素子のΔＲＡは５．０ｍΩμｍ２以上になる。本実施例では、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ中のＡｌを最大で３０ａｔ％にしてある。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図、
【図２】図１に示された磁気検出素子の平面図、
【図３】非磁性金属層と固定磁性層が整合しつつ、歪みが生じている状態を示す模式図、
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す断面図、
【図５】本発明の第３の実施の形態を示す断面図、
【図６】本発明の第４の実施の形態を示す断面図、
【図７】Ａｌのａｔ％の異なる（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金層を成膜し、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金層中のＡｌの含有量（ａｔ％）と（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金層の磁歪定数λとの関係を調べた結果を示すグラフ、
【図８】フリー磁性層及び固定磁性層の材料に（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金を用いて図６に示されたデュアルスピンバルブ型の磁気検出素子を形成し、（Ｃｏ０．６７Ｆｅ０．３３）１００−ａＡｌａ合金層中のＡｌの含有量（ａｔ％）と磁気検出素子の抵抗変化量ΔＲと素子面積Ａの積ΔＲＡとの関係を調べた結果を示すグラフ、
【図９】従来の磁気検出素子の断面図、
【符号の説明】
【０１３３】
２１  シードレイヤ
２２  非磁性金属層
２３  固定磁性層
２３ａ  第１磁性層
２３ｂ  非磁性中間層
２３ｃ  第２磁性層
２４  非磁性材料層
２５  フリー磁性層
２６  保護層
２７  バイアス下地層
２８  ハードバイアス層
２０、３０  電極層
３２  非磁性層
【図１】
2006073688.tif 000003
【図２】
2006073688.tif 000004
【図３】
2006073688.tif 000005
【図４】
2006073688.tif 000006
【図５】
2006073688.tif 000007
【図６】
2006073688.tif 000008
【図７】
2006073688.tif 000009
【図８】
2006073688.tif 000010
【図９】
2006073688.tif 000011