(57)【要約】【課題】フリー磁性層の磁歪定数の増大を抑えつつ、磁気抵抗変化率を大きくすることのできる磁気検出素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】フリー磁性層３６を、非磁性材料層３５に接する第１エンハンス層３６ａ、第２エンハンス層３６ｂ、低保磁力層３６ｃの３層構造にする。第２エンハンス層３６ｂの磁歪定数λの値は第１エンハンス層３６ａの磁歪定数λの値よりも小さい。本発明ではエンハンス層を従来の１層構造から２層構造にし、第２エンハンス層３６ｂの磁歪定数λの値を第１エンハンス層３６ａの磁歪定数λの値よりも小さくすることによって、フリー磁性層の磁歪定数の増大を抑えつつ、磁気抵抗変化率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が設けられた多層膜を有する磁気検出素子において、
前記フリー磁性層は、低保磁力層、及びエンハンス層が積層された構造を有していて、
前記エンハンス層は、前記低保磁力層よりスピン依存散乱係数の大きな材料からなり、前記低保磁力層よりも前記非磁性材料層側に位置しており、
さらに、前記エンハンス層は、第１エンハンス層と第２エンハンス層を有し、前記第１エンハンス層が前記第２エンハンス層よりも前記非磁性材料層に近い位置に設けられ、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値が前記第１エンハンス層の磁歪定数λの絶対値よりも小さいことを特徴とする磁気検出素子。
【請求項２】
前記第１エンハンス層はＣｏまたはＣｏＦｅ含有合金からなり、前記第２エンハンス層は、前記第１エンハンス層よりもＣｏ含有量の小さいＣｏＦｅ含有合金からなる請求項１記載の磁気検出素子。
【請求項３】
前記第１エンハンス層をＣｏｘＦｅ１００−ｘ合金（ｘはａｔ％で９０ａｔ％≦ｘ≦１００ａｔ％）、前記第２エンハンス層をＣｏｙＦｅ１００−ｙ合金（ｙはａｔ％で７０ａｔ％≦ｙ≦８８ａｔ％）を用いて形成する請求項２記載の磁気検出素子。
【請求項４】
前記第１エンハンス層のスピン依存散乱係数を前記第２エンハンス層のスピン依存散乱係数よりも大きくする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項５】
前記第１エンハンス層の膜厚を１０Å以上２０Å以下にする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項６】
前記第１エンハンス層及び第２エンハンス層は、面心立方格子構造を有し、膜面方向に｛１１１｝面が優先配向している請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項７】
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が設けられた多層膜を有する磁気検出素子において、
前記フリー磁性層は、低保磁力層、及びエンハンス層が積層された構造を有していて、
前記エンハンス層は、前記低保磁力層よりスピン依存散乱係数の大きな材料からなり、前記低保磁力層よりも前記非磁性材料層側に位置しており、
さらに、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値がこのエンハンス層の前記非磁性材料層との界面付近の磁歪定数λの絶対値より小さくなっていることを特徴とする磁気検出素子。
【請求項８】
前記エンハンス層は、ＣｏＦｅ含有合金からなり前記非磁性材料層側から前記低保磁力層側にかけて前記ＣｏＦｅ含有合金のＣｏ含有量が小さくなる請求項７に記載の磁気検出素子。
【請求項９】
前記非磁性材料層との界面付近の前記エンハンス層のＣｏＦｅ含有合金中のＣｏ含有量は９０ａｔ％以上１００ａｔ％以下であり、前記低保磁力層との界面付近の前記エンハンス層のＣｏＦｅ含有合金中のＣｏ含有量は７０ａｔ％以上８８ａｔ％である請求項８記載の磁気検出素子。
【請求項１０】
前記エンハンス層は、面心立方格子構造を有し、膜面方向に｛１１１｝面が優先配向している請求項７ないし９のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１１】
前記低保磁力層はＮｉＦｅ合金からなる請求項１ないし１０のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１２】
前記フリー磁性層全体の磁歪定数λは０ｐｐｍ以上５ｐｐｍ以下である請求項１ないし１１のいずれかに記載の磁気検出素子。
【請求項１３】
前記フリー磁性層全体の磁歪定数λは２ｐｐｍ以上３ｐｐｍ以下である請求項１２に記載の磁気検出素子。
【請求項１４】
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が設けられた多層膜を有する磁気検出素子の製造方法において、
（ａ）前記固定磁性層、前記非磁性材料層を成膜する工程と、
（ｂ）前記非磁性材料層の上に、第１エンハンス層及び第２エンハンス層並びに低保磁力層を成膜してフリー磁性層を形成する工程とを有することを特徴とする磁気検出素子の製造方法、
ただし、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値は前記第１エンハンス層の磁歪定数λの絶対値よりも小さく、かつ前記第１エンハンス層及び前記第２エンハンス層は前記低保磁力層よりスピン依存散乱係数の大きな材料からなる。
【請求項１５】
前記第１エンハンス層をＣｏまたはＣｏＦｅ含有合金、前記第２エンハンス層を、前記第１エンハンス層よりもＣｏ含有量の小さいＣｏＦｅ含有合金を用いて形成する請求項１４記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第１エンハンス層をＣｏｘＦｅ１００−ｘ合金（ｘはａｔ％で９０ａｔ％≦ｘ≦１００ａｔ％）、前記第２エンハンス層をＣｏｙＦｅ１００−ｙ合金（ｙはａｔ％で７０ａｔ％≦ｙ≦８８ａｔ％）を用いて形成する請求項１５記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１エンハンス層のスピン依存散乱係数を前記第２エンハンス層のスピン依存散乱係数よりも大きくする請求項１４ないし１６のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項１８】
前記第１エンハンス層の膜厚を１０Å以上２０Å以下にする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【請求項１９】
前記第１エンハンス層及び第２エンハンス層を、面心立方格子構造を有し、膜面方向に｛１１１｝面が優先配向しているものにする請求項１４ないし１８のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は外部磁界の変化を抵抗変化として検出する磁気検出素子及びその製造方法に係り、特に磁界検出能の安定性を向上させることのできる磁気検出素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３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１３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ＮｉＦｅＣｒなどのｆｃｃ構造（面心立方構造）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、フリー磁性層はＣｏ９０Ｆｅ１０層６ａ及びＮｉＦｅ層６ｂの２層構造である。非磁性材料層５はＣｕ、固定磁性層４はＣｏＦｅ、反強磁性層３はＰｔＭｎによって形成されている。
【０００６】
多層膜Ｔ１の両側部には電極層１０，１０が設けられており、多層膜の膜面水平方向に直流のセンス電流が流される。
【０００７】
反強磁性層３と固定磁性層４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６の磁化は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えられる。
【０００９】
図１３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】
図１３に示された磁気検出素子のフリー磁性層６はＣｏ９０Ｆｅ１０層６ａの上にＣｏ９０Ｆｅ１０よりも保磁力の小さいＮｉＦｅ層６ｂが積層された２層構造になっている。
【００１１】
Ｃｏ９０Ｆｅ１０はスピン依存散乱係数が大きい材料である。スピン依存散乱係数は、フリー磁性層６と固定磁性層４の磁化方向が平行状態の時から反平行状態に近づいた時の伝導電子の平均自由行程の変化量が大きいほど大きくなる。すなわち、フリー磁性層６の材料のスピン依存散乱係数が大きいほど磁気検出素子の磁気抵抗変化率は大きくなる。
【００１２】
図１３に示されるように、非磁性材料層５に接してフリー磁性層６のＣｏ９０Ｆｅ１０層が積層されているとフリー磁性層６のスピン依存散乱係数を大きくして、磁気検出素子の磁気抵抗変化率を大きくすることが可能である。このような、磁気検出素子は特許文献１（特開２００１−１６７４１０号公報）や特許文献２（特開２００３−１７４２１７号公報）に記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１６７４１０号公報（第２頁）
【特許文献２】特開２００３−１７４２１７号公報（第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
非磁性材料層５に接しているフリー磁性層６のＣｏ９０Ｆｅ１０層６ａの膜厚を大きくすると、磁気検出素子の磁気抵抗変化率が大きくなる。しかし、Ｃｏ９０Ｆｅ１０は磁歪定数λの大きな材料であり、単にＣｏ９０Ｆｅ１０層６ａの膜厚を大きくするとフリー磁性層６の磁歪が大きくなり、磁気検出素子の出力対称性が悪化し、バルクハウゼンノイズが大きくなるなどの現象が発生して磁気検出素子の出力の安定性が低下するという問題が発生していた。
【００１４】
本発明は上記従来の問題を解決するためのものであり、フリー磁性層の磁歪定数の増大を抑えつつ、磁気抵抗変化率を大きくすることのできる磁気検出素子及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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が設けられた多層膜を有する磁気検出素子において、
前記フリー磁性層は、低保磁力層、及びエンハンス層が積層された構造を有していて、
前記エンハンス層は、前記低保磁力層よりスピン依存散乱係数の大きな材料からなり、前記低保磁力層よりも前記非磁性材料層側に位置しており、
さらに、前記エンハンス層は、第１エンハンス層と第２エンハンス層を有し、前記第１エンハンス層が前記第２エンハンス層よりも前記非磁性材料層に近い位置に設けられ、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値が前記第１エンハンス層の磁歪定数λの絶対値よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明では、前記エンハンス層よりも保磁力が小さい低保磁力層に重ねるエンハンス層を従来の１層構造から２層構造にし、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値を前記第１エンハンス層の磁歪定数λの絶対値よりも小さくすることによって、フリー磁性層の磁歪定数の増大を抑えつつ、磁気抵抗変化率を大きくすることができる。
【００１７】
本発明では、前記第１エンハンス層をＣｏまたはＣｏＦｅ含有合金からなるものとし、前記第２エンハンス層を前記第１エンハンス層よりもＣｏ含有量の小さいＣｏＦｅ含有合金からなるものとすることにより、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値を前記第１エンハンス層の磁歪定数λの絶対値より小さくすることができる。
【００１８】
例えば、前記第１エンハンス層をＣｏｘＦｅ１００−ｘ合金（ｘはａｔ％で９０ａｔ％≦ｘ≦１００ａｔ％）、前記第２エンハンス層をＣｏｙＦｅ１００−ｙ合金（ｙはａｔ％で７０ａｔ％≦ｙ≦８８ａｔ％）を用いて形成する。
【００１９】
なお、前述した特許文献１にはフリー磁性層がＣｏ、ＣｏＦｅ合金、ＮｉＦｅ合金などの単層膜又はこれらの単層膜の２種以上が積層された多層膜である構成が開示されている。また、特許文献２にはフリー磁性層がＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅの３層構造で形成されることが開示されている。
【００２０】
しかしながら、特許文献１及び２のいずれにも前記第２エンハンス層を前記第１エンハンス層よりもＣｏ含有量の小さいＣｏＦｅ含有合金からなるものとすることが記載されてなく、前記第２エンハンス層の磁歪定数λの値を前記第１エンハンス層の磁歪定数λの値よりも小さくすることができるものではない。
【００２１】
スピン依存散乱係数は、前記フリー磁性層と前記固定磁性層の磁化方向が平行状態の時から反平行状態に近づいた時の伝導電子の平均自由行程の変化量が大きいほど大きくなる。
【００２２】
前記エンハンス層は前記低保磁力層よりもスピン依存散乱係数が大きい材料によって形成され、磁気検出素子の磁気抵抗変化率の増加に寄与する層である。
【００２３】
本発明では、前記非磁性材料層の近くに位置する前記第１エンハンス層のスピン依存散乱係数が前記第２エンハンス層のスピン依存散乱係数よりも大きいことが好ましい。 
【００２４】
また、本発明では、前記第１エンハンス層の膜厚は１０Å以上２０Å以下であることが好ましい。
【００２５】
なお、前記第１エンハンス層及び第２エンハンス層は、面心立方格子構造を有し、膜面方向に｛１１１｝面が優先配向していることが好ましい。
【００２６】
あるいは、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が設けられた多層膜を有する磁気検出素子において、
前記フリー磁性層は、低保磁力層、及びエンハンス層が積層された構造を有していて、
前記エンハンス層は、前記低保磁力層よりスピン依存散乱係数の大きな材料からなり、前記低保磁力層よりも前記非磁性材料層側に位置しており、
さらに、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値がこのエンハンス層の前記非磁性材料層との界面付近の磁歪定数λの絶対値より小さくなっていることを特徴とするものである。
【００２７】
本発明では、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値をこのエンハンス層の前記非磁性材料層との界面付近の磁歪定数λの絶対値より小さくすることにより前記フリー磁性層の磁歪定数の増大を抑えつつ、磁気抵抗変化率を大きくすることができる。
【００２８】
本発明では、前記エンハンス層をＣｏＦｅ含有合金からなるものとし、前記非磁性材料層側から前記低保磁力層側にかけて前記ＣｏＦｅ含有合金のＣｏ含有量を小さくすることにより、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値をこのエンハンス層の前記非磁性材料層との界面付近の磁歪定数λの絶対値より小さくすることができる。
例えば、前記非磁性材料層との界面付近の前記エンハンス層のＣｏＦｅ含有合金中のＣｏ含有量は９０ａｔ％以上１００ａｔ％以下であり、前記低保磁力層との界面付近の前記エンハンス層のＣｏＦｅ含有合金中のＣｏ含有量は７０ａｔ％以上８８ａｔ％である。
前記エンハンス層は、面心立方格子構造を有し、膜面方向に｛１１１｝面が優先配向していることが好ましい。
【００２９】
前記エンハンス層よりも保磁力の小さな前記低保磁力層は、例えばＮｉＦｅ合金によって形成することができる。
【００３０】
本発明では、前記フリー磁性層全体の磁歪定数λは０ｐｐｍ以上５ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０ｐｐｍ以上４ｐｐｍ以下である。さらに好ましくは、前記フリー磁性層全体の磁歪定数λが２ｐｐｍ以上３ｐｐｍ以下であることである。
【００３１】
また、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が設けられた多層膜を有する磁気検出素子の製造方法において、
（ａ）前記固定磁性層、前記非磁性材料層を成膜する工程と、
（ｂ）前記非磁性材料層の上に、第１エンハンス層及び第２エンハンス層並びに低保磁力層を成膜してフリー磁性層を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００３２】
ただし、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値は前記第１エンハンス層の磁歪定数λの絶対値よりも小さく、かつ前記第１エンハンス層及び前記第２エンハンス層は前記低保磁力層よりスピン依存散乱係数の大きな材料からなるものである。
【００３３】
本発明では、例えば、前記第１エンハンス層をＣｏまたはＣｏＦｅ含有合金、前記第２エンハンス層を、前記第１エンハンス層よりもＣｏ含有量の小さいＣｏＦｅ含有合金を用いて形成する。
例えば前記第１エンハンス層をＣｏｘＦｅ１００−ｘ合金（ｘはａｔ％で９０ａｔ％≦ｘ≦１００ａｔ％）、前記第２エンハンス層をＣｏｙＦｅ１００−ｙ合金（ｙはａｔ％で７０ａｔ％≦ｙ≦８８ａｔ％）を用いて形成する。
【００３４】
前記第１エンハンス層のスピン依存散乱係数を前記第２エンハンス層のスピン依存散乱係数よりも大きくすることが好ましい。
【００３５】
また、前記第１エンハンス層の膜厚を１０Å以上２０Å以下にすることが好ましい。
前記第１エンハンス層及び第２エンハンス層は、面心立方格子構造を有し、膜面方向に｛１１１｝面が優先配向していることが好ましい。
【発明の効果】
【００３６】
本発明では、前記エンハンス層よりも保磁力が小さい低保磁力層に重ねるエンハンス層を従来の１層構造から２層構造にし、前記第１エンハンス層を前記第２エンハンス層よりも前記非磁性材料層に近い位置に設け、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値を前記第１エンハンス層の磁歪定数λの絶対値よりも小さくすることによって、フリー磁性層の磁歪定数の増大を抑えつつ、磁気抵抗変化率を大きくすることができる。
【００３７】
または、本発明では、前記エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値をこのエンハンス層の前記非磁性材料層との界面付近の磁歪定数λの絶対値より小さくすることにより前記フリー磁性層の磁歪定数の増大を抑えつつ、磁気抵抗変化率を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は本発明の第１実施形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。なお、図１ではトラック幅方向（図示Ｘ方向およびＸ方向と反対方向）に延びる素子の中央部分のみを破断して示している。
【００３９】
図１の最も下に形成されているのはＴａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち１種または２種以上の元素などの非磁性材料で形成された下地層３１である。なお、下地層３１は形成されていなくても良い。
【００４０】
下地層３１の上には、シード層３２が形成されている。シード層３２を形成することで、シード層３２上に形成される各層の膜面と平行な方向における結晶粒径を大きくでき、耐エレクトロマイグレーションの向上に代表される通電信頼性の向上や磁気抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上などをより適切に図ることができる。
【００４１】
シード層３２はＮｉＦｅＣｒ合金、ＮｉＣｒ合金やＣｒなどで形成される。
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。
【００４２】
これら白金族元素を用いたＸ−Ｍｎ合金は、耐食性に優れ、またブロッキング温度も高く、さらに交換結合磁界（Ｈｅｘ）を大きくできるなど反強磁性材料として優れた特性を有している。特に白金族元素のうちＰｔまたはＩｒを用いることが好ましく、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。
【００４３】
また本発明では、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。
【００４４】
反強磁性層３３の上に形成されている固定磁性層３４は、反強磁性層３３との界面３３ａと接する第１固定磁性層３４ａ、および第１固定磁性層３４ａ上に非磁性中間層３４ｂを介して形成された第２固定磁性層３４ｃとで構成された、積層フェリピンド構造として構成されている。第１固定磁性層３４ａ、および第２固定磁性層３４ｃは、ＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などの磁性材料で形成される。また、非磁性中間層３４ｂは、非磁性材料により形成されるもので、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種またはこれらの２種以上の合金で形成されている。特にＲｕによって形成されることが好ましい。第１固定磁性層３４ａと第２固定磁性層３４ｃの合計膜厚は、例えば６Åで形成され、この合計膜厚は、第１固定磁性層３４ａと第２固定磁性層３４ｃとの磁化モーメントの和に相関する。
【００４５】
固定磁性層３４の上には非磁性材料層３５が形成されている。非磁性材料層３５は、例えばＣｕで形成されている。非磁性材料層の膜厚は１７Å〜３０Åである。
【００４６】
本発明の主要な構成要素であるフリー磁性層３６については後に詳しく述べる。
保護層３７はＴａＯ、Ｒｕ、Ｔａ上にＴａＯが形成されている積層体などからなり、多層膜Ｔ１の酸化の進行を抑えるものである。保護層３７の膜厚は１０Å〜５０Åである。保護層３７は拡散防止層としても機能する。
【００４７】
図１に示す実施形態では、シード層３１から保護層３７までの多層膜Ｔ２の両側にはバイアス下地層４０，４０、ハードバイアス層３８，３８及び電極層３９，３９が形成されている。ハードバイアス層３８，３８からの縦バイアス磁界によってフリー磁性層３６の磁化はトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）に単磁区化される。
【００４８】
バイアス下地層４０，４０はＣｒやＷ、Ｔｉで、ハードバイアス層３８，３８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、電極層３９，３９は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｒｈ、ＡｕやＷ（タングステン）などで形成されている。
【００４９】
バイアス下地層４０，４０の膜厚は２０Å〜１００Å、ハードバイアス層３８，３８の膜厚は１００Å〜４００Å、電極層３９，３９の膜厚は４００Å〜１５００Åである。
【００５０】
電極層３９，３９、及び保護層３７上には、図示はしないがＡｌ２Ｏ３やＡｌＳｉＯなどの絶縁性材料からなる上部ギャップ層が積層される。なお、図示はしないが、下部ギャップ層の下には下部シールド層が設けられ、上部ギャップ層上には上部シールド層が設けられる。下部シールド層及び上部シールド層はＮｉＦｅなどの軟磁性材料によって形成される。上部ギャップ層及び下部ギャップ層の膜厚は５０Å〜３００Åである。
【００５１】
固定磁性層３４の第２固定磁性層３４ｃの固定磁化方向と外部磁界の影響を受けるフリー磁性層３６の磁化の方向との関係で、電極層３９，３９間に流れる電気抵抗が変化し、この電気抵抗値の変化に基づく電圧又は電流変化により、記録媒体からの外部信号が再生される。
【００５２】
本発明の特徴部分を説明する。
フリー磁性層３６は、非磁性材料層３５に接する第１エンハンス層３６ａ、第２エンハンス層３６ｂ、低保磁力層３６ｃの３層構造である。
【００５３】
第１エンハンス層３６ａ及び第２エンハンス層３６ｂは、低保磁力層３６ｃよりスピン依存散乱係数の大きな材料からなる。また、低保磁力層３６ｃは第１エンハンス層３６ａ及び第２エンハンス層３６ｂよりも保磁力の小さな材料で形成されている。
【００５４】
第２エンハンス層３６ｂの磁歪定数λの値は第１エンハンス層３６ａの磁歪定数λの値よりも小さく、第１エンハンス層３６ａと第２エンハンス層３６ｂを合わせたエンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値が第１エンハンス層３６ａの磁歪定数λの絶対値よりも小さい。
【００５５】
本実施の形態ではエンハンス層を２層構造にし、第２エンハンス層３６ｂの磁歪定数λの値を第１エンハンス層３６ａの磁歪定数λの値よりも小さく、第１エンハンス層３６ａと第２エンハンス層３６ｂを合わせたエンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値を第１エンハンス層３６ａの磁歪定数λの絶対値よりも小さくすることによって、フリー磁性層の磁歪定数の増大を抑えつつ、磁気抵抗変化率を大きくすることができる。
【００５６】
第１エンハンス層３６ａをＣｏまたはＣｏＦｅ含有合金からなるものとし、第２エンハンス層３６ｂを第１エンハンス層３６ａよりもＣｏ含有量の小さいＣｏＦｅ含有合金からなるものとすることにより、第２エンハンス層３６ｂの磁歪定数λの値を第１エンハンス層３６ａの磁歪定数λの値よりも小さくすることができる。例えば、第１エンハンス層３６ａをＣｏｘＦｅ１００−ｘ合金（ｘはａｔ％で９０ａｔ％≦ｘ≦１００ａｔ％）、第２エンハンス層３６ｂをＣｏｙＦｅ１００−ｙ合金（ｙはａｔ％で７０ａｔ％≦ｙ≦８８ａｔ％）を用いて形成する。
【００５７】
例えば、第１エンハンス層３６ａをＣｏ９０Ｆｅ１０合金又はＣｏを用いて形成し、第２エンハンス層３６ｂをＣｏ７０Ｆｅ３０合金、Ｃｏ８８Ｆｅ１２合金、Ｃｏ８６Ｆｅ１４合金を用いて形成すると、第２エンハンス層３６ｂの磁歪定数λの値を第１エンハンス層３６ａの磁歪定数λの値よりも小さくすることができる。
【００５８】
その結果、第１エンハンス層３６ａと第２エンハンス層３６ｂを合わせたエンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値が第１エンハンス層３６ａの磁歪定数λの絶対値よりも小さくなる。
【００５９】
エンハンス層よりも保磁力の小さな低保磁力層３６ｃは、例えばＮｉＦｅ合金によって形成することができる。
【００６０】
また、第１エンハンス層３６ａ及び第２エンハンス層３６ｂは、面心立方格子構造を有し、膜面方向に｛１１１｝面が優先配向している。
【００６１】
なお、前述した特許文献１にはフリー磁性層がＣｏ、ＣｏＦｅ合金、ＮｉＦｅ合金などの単層膜又はこれらの単層膜の２種以上が積層された多層膜である構成が開示されている。また、特許文献２にはフリー磁性層がＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅの３層構造で形成されることが開示されている。
【００６２】
しかしながら、特許文献１及び２のいずれにも第２エンハンス層３６ｂを第１エンハンス層３６ａよりもＣｏ含有量の小さいＣｏＦｅ含有合金からなるものとすることが記載されてなく、第２エンハンス層３６ｂの磁歪定数λの値を第１エンハンス層３６ａの磁歪定数λの値よりも小さくすることができるものではない。
【００６３】
第１エンハンス層３６ａ及び第２エンハンス層３６ｂは低保磁力層３６ｃよりもスピン依存散乱係数が大きい材料によって形成され、磁気検出素子の磁気抵抗変化率の増加に寄与する層である。
【００６４】
スピン依存散乱係数は、フリー磁性層３６と固定磁性層３４の磁化方向が平行状態の時から反平行状態に近づいた時の伝導電子の平均自由行程の変化量が大きいほど大きくなる。
【００６５】
本発明では、非磁性材料層３５の近くに位置する第１エンハンス層３６ａのスピン依存散乱係数が第２エンハンス層３６ｂのスピン依存散乱係数よりも大きいことが好ましい。上記した第１エンハンス層３６ａの材料と第２エンハンス層３６ｂの材料を用いると、第１エンハンス層３６ａのスピン依存散乱係数が第２エンハンス層３６ｂのスピン依存散乱係数よりも大きくなる。
【００６６】
また、本発明では、第１エンハンス層３６ａの膜厚は１０Å以上２０Å以下であることが好ましい。
【００６７】
図１に示された磁気検出素子を製造するときには、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、第１エンハンス層３６ａ、第２エンハンス層３６ｂ、低保磁力層３６ａ、保護層３７を順次スパッタ法などで成膜して多層膜を形成し、この多層膜の両側部を削ってからバイアス下地層４０，４０、ハードバイアス層３８，３８、電極層３９，３９を成膜する。
【００６８】
エンハンス層を必ずしも明確な２層構造にする必要はなく、図２に示されるように、単層のエンハンス層５０が非磁性材料層３５側から低保磁力層３６ｃ側にかけて磁歪定数λの値が小さくなる組成変調を有し、エンハンス層５０全体の磁歪定数λの絶対値がこのエンハンス層５０の非磁性材料層３５との界面付近の磁歪定数λの絶対値より小さくなっていてもよい。例えば、非磁性材料層３５との界面付近のエンハンス層５０のＣｏＦｅ含有合金中のＣｏ含有量は９０ａｔ％以上１００ａｔ％以下であり、低保磁力層３６ｃとの界面付近のエンハンス層５０のＣｏＦｅ含有合金中のＣｏ含有量は７０ａｔ％以上８８ａｔ％である。具体的には、エンハンス層５０と非磁性材料層３５の界面付近では、エンハンス層５０がＣｏ９０Ｆｅ１０合金又はＣｏからなり、低保磁力層３６ａに向かうにつれてＣｏ含有量が低下し、エンハンス層５０と低保磁力層３６ｃの界面付近ではエンハンス層５０がＣｏ７０Ｆｅ３０合金、Ｃｏ８８Ｆｅ１２合金、Ｃｏ８６Ｆｅ１４合金になる組成変調を有しているエンハンス層５０を形成する。組成変調を有しているエンハンス層５０を形成するために、エンハンス層５０のスパッタ成膜に用いるＣｏＦｅ合金ターゲットを非磁性材料層３５の界面付近の成膜時にはＣｏ含有量の大きなものにし、低保磁力層３６ｃ付近ではＣｏ含有量の小さなものにするという方法を用いることができる。
【００６９】
これによって、エンハンス層５０は非磁性材料層３５側から低保磁力層３６ｃ側にかけて磁歪定数λの値が小さくなり、またスピン依存散乱係数が小さくなる。
【００７０】
なお、エンハンス層５０は低保磁力層３６ｃよりスピン依存散乱係数の大きな材料からなり、低保磁力層３６ｃよりも保磁力が大きく、低保磁力層３６ｃよりも非磁性材料層３５側に位置している。
【００７１】
また、エンハンス層５０は、面心立方格子構造を有し、膜面方向に｛１１１｝面が優先配向していることが好ましい。
【００７２】
本発明では、フリー磁性層３６全体の磁歪定数λは０ｐｐｍ以上５ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０ｐｐｍ以上４ｐｐｍ以下である。さらに好ましくは、フリー磁性層全体の磁歪定数λが２ｐｐｍ以上３ｐｐｍ以下であることである。
【００７３】
図３は本発明の第３実施形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。なお、図３ではトラック幅方向（図示Ｘ方向およびＸ方向と反対方向）に延びる素子の中央部分のみを破断して示している。
【００７４】
図３に示される磁気検出素子Ｈ１では、アルミナなどの絶縁性材料からなる下部ギャップ層２０上に第１多層膜Ｔ１が形成されている。
【００７５】
図３に示す実施形態では、第１多層膜Ｔ１は、下からシード層２１、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。即ち、図３に示す実施形態では、固定磁性層２３の下に反強磁性を発揮する層が積層されていない。
【００７６】
シード層２１は、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＦｅＣｒ合金あるいはＣｒやＴａなどで形成されている。
【００７７】
固定磁性層２３は、第１固定磁性層２３ａと第２固定磁性層２３ｃが非磁性中間層２３ｂを介して積層された積層フェリ構造を有している。固定磁性層２３における第１固定磁性層２３ａと第２固定磁性層２３ｃは正磁歪となるように調整されている。固定磁性層２３は、自身の一軸異方性によってハイト方向（図示Ｙ１方向）に磁化が固定されている。第１固定磁性層２３ａ、および第２固定磁性層２３ｃは、ＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などの磁性材料で形成される。また、非磁性中間層２３ｂは、非磁性材料により形成されるもので、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種またはこれらの２種以上の合金で形成されている。特にＲｕによって形成されることが好ましい。第１固定磁性層２３ａと第２固定磁性層２３ｃの合計膜厚は、例えば６Åで形成され、この合計膜厚は、第１固定磁性層２３ａと第２固定磁性層２３ｃとの磁化モーメントの和に相関する。
【００７８】
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７Å〜３０Åである。
【００７９】
保護層２６はＴａＯ、Ｒｕ、Ｔａ上にＴａＯが形成されている積層体などからなり、多層膜Ｔ１の酸化の進行を抑えるものである。保護層２６の膜厚は１０Å〜５０Åである。この保護層２６は拡散防止層としても機能する。
【００８０】
図３に示す実施形態では、シード層２１から保護層２６までの第１多層膜Ｔ１の両側にはバイアス下地層２７、ハードバイアス層２８，２８が形成されている。ハードバイアス層２８，２８の上には電極層２９，２９が形成されている。ハードバイアス層２８からの縦バイアス磁界によってフリー磁性層２５の磁化はトラック幅方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）に単磁区化される。
【００８１】
バイアス下地層２７，２７はＣｒやＷ、Ｔｉで、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、電極層２９，２９は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｒｈ、ＡｕやＷ（タングステン）などで形成されている。
【００８２】
バイアス下地層２７，２７の膜厚は２０Å〜１００Å、ハードバイアス層２８，２８の膜厚は１００Å〜４００Å、電極層２９，２９の膜厚は４００Å〜１５００Åである。
【００８３】
電極層２９，２９及び保護層２６上には、Ａｌ２Ｏ３やＡｌＳｉＯなどの絶縁性材料からなる上部ギャップ層３０が積層される。なお、図示はしないが、下部ギャップ層２０の下には下部シールド層が設けられ、上部ギャップ層上には上部シールド層が設けられる。下部シールド層及び上部シールド層はＮｉＦｅなどの軟磁性材料によって形成される。上部ギャップ層及び下部ギャップ層の膜厚は５０Å〜３００Åである。
【００８４】
固定磁性層２３の第２固定磁性層２３ｃの固定磁化方向と外部磁界の影響を受けるフリー磁性層２５の磁化の方向との関係で、電極層２９，２９間に流れる電気抵抗が変化し、この電気抵抗値の変化に基づく電圧または電流変化により、記録媒体からの外部信号が再生される。
【００８５】
本実施の形態の特徴部分を説明する。
フリー磁性層２５は、非磁性材料層２４に接する第１エンハンス層２５ａ、第２エンハンス層２５ｂ、低保磁力層２５ｃの３層構造である。
【００８６】
第１エンハンス層２５ａ及び第２エンハンス層２５ｂは、低保磁力層２５ｃよりスピン依存散乱係数の大きな材料からなる。また、低保磁力層２５ｃは第１エンハンス層２５ａ及び第２エンハンス層２５ｂよりも保磁力の小さな材料で形成されている。
【００８７】
第２エンハンス層２５ｂの磁歪定数λの値は第１エンハンス層２５ａの磁歪定数λの値よりも小さく、第１エンハンス層２５ａと第２エンハンス層２５ｂを合わせたエンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値が第１エンハンス層２５ａの磁歪定数λの絶対値よりも小さい。
【００８８】
本実施の形態ではエンハンス層を２層構造にし、第１エンハンス層２５ａと第２エンハンス層２５ｂを合わせたエンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値を第１エンハンス層２５ａの磁歪定数λの絶対値よりも小さくすることによって、フリー磁性層の磁歪定数の増大を抑えつつ、磁気抵抗変化率を大きくすることができる。
【００８９】
本発明では、第１エンハンス層２５ａをＣｏまたはＣｏＦｅ含有合金からなるものとし、第２エンハンス層２５ｂを第１エンハンス層２５ａよりもＣｏ含有量の小さいＣｏＦｅ含有合金からなるものとすることにより、第２エンハンス層２５ｂの磁歪定数λの値を第１エンハンス層２５ａの磁歪定数λの値よりも小さくすることができる。
【００９０】
例えば、第１エンハンス層２５ａをＣｏ９０Ｆｅ１０合金又はＣｏを用いて形成し、第２エンハンス層２５ｂをＣｏ７０Ｆｅ３０合金、Ｃｏ８８Ｆｅ１２合金、Ｃｏ８６Ｆｅ１４合金を用いて形成すると、第２エンハンス層２５ｂの磁歪定数λの値を第１エンハンス層２５ａの磁歪定数λの値よりも小さくすることができる。
【００９１】
その結果、第１エンハンス層２５ａと第２エンハンス層２５ｂを合わせたエンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値が第１エンハンス層２５ａの磁歪定数λの絶対値よりも小さくなる。
【００９２】
エンハンス層よりも保磁力の小さな低保磁力層２５ｃは、例えばＮｉＦｅ合金によって形成することができる。
【００９３】
第１エンハンス層２５ａ及び第２エンハンス層２５ｂは低保磁力層２５ｃよりもスピン依存散乱係数が大きい材料によって形成され、磁気検出素子の磁気抵抗変化率の増加に寄与する層である。
【００９４】
スピン依存散乱係数は、フリー磁性層２５と固定磁性層２３の磁化方向が平行状態の時から反平行状態に近づいた時の伝導電子の平均自由行程の変化量が大きいほど大きくなる。
【００９５】
本発明では、非磁性材料層２４の近くに位置する第１エンハンス層２５ａのスピン依存散乱係数が第２エンハンス層２５ｂのスピン依存散乱係数よりも大きいことが好ましい。上記した第１エンハンス層２５ａの材料と第２エンハンス層２５ｂの材料を用いると、第１エンハンス層２５ａのスピン依存散乱係数が第２エンハンス層２５ｂのスピン依存散乱係数よりも大きくなる。
【００９６】
また、本発明では、第１エンハンス層２５ａの膜厚は１０Å以上２０Å以下であることが好ましい。
エンハンス層を必ずしも明確な２層構造にする必要はなく、単層のエンハンス層が非磁性材料層２４側から低保磁力層２５ｃ側にかけて磁歪定数λの値が小さくなり、エンハンス層全体の磁歪定数λの絶対値が、このエンハンス層の非磁性材料層２４との界面付近の磁歪定数λの絶対値より小さくなる組成変調を有していてもよい。
【００９７】
例えば、エンハンス層と非磁性材料層２４の界面付近では、エンハンス層がＣｏ９０Ｆｅ１０合金又はＣｏからなり、低保磁力層２５ｃに向かうにつれてＣｏ含有量が低下し、エンハンス層と低保磁力層２５ｃの界面付近ではエンハンス層がＣｏ７０Ｆｅ３０合金、Ｃｏ８８Ｆｅ１２合金、Ｃｏ８６Ｆｅ１４合金になる組成変調を有しているエンハンス層を形成する。これによって、エンハンス層は非磁性材料層２４側から低保磁力層２５ｃ側にかけて磁歪定数λの値が小さくなり、またスピン依存散乱係数が小さくなる。
【００９８】
なお、エンハンス層は低保磁力層２５ｃよりスピン依存散乱係数の大きな材料からなり、低保磁力層２５ｃよりも保磁力が大きく、低保磁力層２５ｃよりも非磁性材料層２４側に位置している。
【００９９】
本発明では、フリー磁性層２５全体の磁歪定数λは０ｐｐｍ以上５ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０ｐｐｍ以上４ｐｐｍ以下である。さらに好ましくは、フリー磁性層全体の磁歪定数λが２ｐｐｍ以上３ｐｐｍ以下であることである。
【０１００】
なお、図１ないし図３に示された磁気検出素子のフリー磁性層３６又はフリー磁性層２５の上に、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種またはこれらの２種以上からなる非磁性中間層を介してＮｉＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金などからなる強磁性層が積層されることにより、積層フェリ構造のフリー磁性層が形成されてもよい。
【実施例１】
【０１０１】
以下に示す膜構成の磁気検出素子を形成し、フリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚とフリー磁性層全体の磁歪定数λとの関係、フリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚と磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒとの関係、並びにフリー磁性層全体の磁歪定数λと磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒの関係を調べた。
基板／シード層（ＮｉＦｅＣｒ（４２Å））／反強磁性層（ＩｒＭｎ（５５Å））／固定磁性層（Ｃｏ７０Ｆｅ３０（１４Å）／Ｒｕ（９．１Å））／Ｃｏ９０Ｆｅ１０（２２Å））／Ｃｕ（１９Å）／フリー磁性層（第１エンハンス層／第２エンハンス層／低保磁力層（ＮｉＦｅ）／保護層（Ｔａ（３０Å））
図４にフリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚とフリー磁性層全体の磁歪定数λとの関係を示す。
【０１０２】
第１エンハンス層はＣｏ又はＣｏ９０Ｆｅ１０、第２エンハンス層はＣｏ８８Ｆｅ１２合金、Ｃｏ８６Ｆｅ１４合金，第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚は２０Åである。なお、フリー磁性層の全膜厚が３４Åになるように低保磁力層（ＮｉＦｅ）の膜厚を１４Åにした。
フリー磁性層全体の磁歪定数が０ｐｐｍから５ｐｐｍの範囲に入るのは、
第１エンハンス層：Ｃｏ，第２エンハンス層：Ｃｏ８８Ｆｅ１２合金，第１エンハンス層の膜厚：０Åより大きく３．２Å以下
第１エンハンス層：Ｃｏ，第２エンハンス層：Ｃｏ８６Ｆｅ１４合金，第１エンハンス層の膜厚：２．５Å〜４．８Å
のときである。
また、フリー磁性層全体の磁歪定数が２ｐｐｍから３ｐｐｍの範囲に入るのは、
第１エンハンス層：Ｃｏ，第２エンハンス層：Ｃｏ８８Ｆｅ１２合金，第１エンハンス層の膜厚：１．２Å〜２．０Å
第１エンハンス層：Ｃｏ，第２エンハンス層：Ｃｏ８６Ｆｅ１４合金，第１エンハンス層の膜厚：３．４Å〜４．０Å
第１エンハンス層：Ｃｏ９０Ｆｅ１０，第２エンハンス層：Ｃｏ８８Ｆｅ１２合金，第１エンハンス層の膜厚：８．５Å〜１４Å
のときである。
【０１０３】
図５にフリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚と磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒとの関係を示す。
【０１０４】
そして、図４と図５を合わせることにより、フリー磁性層全体の磁歪定数λと磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒの関係を示す図６が得られる
【０１０５】
図６から、上述した材料と膜厚の範囲において、フリー磁性層の磁歪定数λを０ｐｐｍから５ｐｐｍの範囲、又は２ｐｐｍから３ｐｐｍの範囲にしたときに、磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒを従来よりも大きくすることができることが分かる。
【０１０６】
図７にフリー磁性層の第１エンハンス層にＣｏ、第２エンハンス層にＣｏ７０Ｆｅ３０を用いたときの、フリー磁性層全体の磁歪定数λとの関係を示す。なお、フリー磁性層の全膜厚が３６Åになるように低保磁力層（ＮｉＦｅ）の膜厚を調節した。
フリー磁性層全体の磁歪定数が０ｐｐｍから５ｐｐｍの範囲に入るのは、
第１エンハンス層：Ｃｏ，第２エンハンス層：Ｃｏ７０Ｆｅ３０合金，第１エンハンス層の膜厚：７．０Å〜８．８Å，第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚：１６Å
第１エンハンス層：Ｃｏ，第２エンハンス層：Ｃｏ７０Ｆｅ３０合金，第１エンハンス層の膜厚：８．０Å〜１０．１Å，第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚：２０Å
のときである。
また、フリー磁性層全体の磁歪定数が２ｐｐｍから３ｐｐｍの範囲に入るのは、
第１エンハンス層：Ｃｏ，第２エンハンス層：Ｃｏ７０Ｆｅ３０合金，第１エンハンス層の膜厚：７．７Å〜８．１Å，第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚：１６Å
第１エンハンス層：Ｃｏ，第２エンハンス層：Ｃｏ７０Ｆｅ３０合金，第１エンハンス層の膜厚：８．９Å〜９．３Å，第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚：２０Å
のときである。
【０１０７】
図８にフリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚と磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒとの関係を示す。
【０１０８】
そして、図７と図８を合わせることにより、フリー磁性層全体の磁歪定数λと磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒの関係を示す図９が得られる
【０１０９】
図９から、フリー磁性層の磁歪定数λを０ｐｐｍから５ｐｐｍの範囲にしたとき、第１エンハンス層をＣｏで第２エンハンス層をＣｏ７０Ｆｅ３０合金で形成し、第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚を２０Åにすると、磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒを比較例よりも大きくすることができることが分かる。
【０１１０】
また、エンハンス層をＣｏ９０Ｆｅ１０の単層（比較例）にするとエンハンス層の膜厚を１６Å以上にしたときに磁歪定数が３ｐｐｍより大きくなる。
しかし、第１エンハンス層をＣｏで第２エンハンス層をＣｏ７０Ｆｅ３０合金で形成する２層のエンハンス層であれば、第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚を１６Åにしても磁歪定数を２ｐｐｍから３ｐｐｍの範囲に収めることができる。
【０１１１】
図１０にフリー磁性層の第１エンハンス層にＣｏ９０Ｆｅ１０、第２エンハンス層にＣｏ７０Ｆｅ３０を用いたときの、フリー磁性層全体の磁歪定数λとの関係を示す。なお、フリー磁性層の全膜厚が３６Åになるように低保磁力層（ＮｉＦｅ）の膜厚を調節した。
フリー磁性層全体の磁歪定数が０ｐｐｍから５ｐｐｍの範囲に入るのは、
第１エンハンス層：Ｃｏ９０Ｆｅ１０，第２エンハンス層：Ｃｏ７０Ｆｅ３０合金，第１エンハンス層の膜厚：１１．６Å以上，第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚：１６Å
第１エンハンス層：Ｃｏ９０Ｆｅ１０，第２エンハンス層：Ｃｏ７０Ｆｅ３０合金，第１エンハンス層の膜厚：１５．０Å〜１９．７Å，第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚：２０Å
のときである。
また、フリー磁性層全体の磁歪定数が２ｐｐｍから３ｐｐｍの範囲に入るのは、
第１エンハンス層：Ｃｏ９０Ｆｅ１０，第２エンハンス層：Ｃｏ７０Ｆｅ３０合金，第１エンハンス層の膜厚：１４．６Å〜１５．９Å，第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚：１６Å
第１エンハンス層：Ｃｏ９０Ｆｅ１０，第２エンハンス層：Ｃｏ７０Ｆｅ３０合金，第１エンハンス層の膜厚：１６．７Å〜１８．１Å，第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚：２０Å
のときである。
【０１１２】
図１１にフリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚と磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒとの関係を示す。
【０１１３】
そして、図１０と図１１を合わせることにより、フリー磁性層全体の磁歪定数λと磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒの関係を示す図１２が得られる
【０１１４】
エンハンス層をＣｏ９０Ｆｅ１０の単層（比較例）にするとエンハンス層の膜厚を１６Å以上にしたときに磁歪定数が３ｐｐｍより大きくなる。
しかし、第１エンハンス層をＣｏ９０Ｆｅ１０で第２エンハンス層をＣｏ７０Ｆｅ３０合金で形成する２層のエンハンス層であれば、第１エンハンス層と第２エンハンス層の合計膜厚を１６Åにしても磁歪定数を２ｐｐｍから３ｐｐｍの範囲に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の第１実施形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図２】本発明の第２実施形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図３】本発明の第３実施形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図４】フリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚とフリー磁性層全体の磁歪定数λとの関係を示すグラフ、
【図５】フリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚と磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒとの関係を示すグラフ、
【図６】フリー磁性層全体の磁歪定数λと磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒの関係を示すグラフ、
【図７】フリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚とフリー磁性層全体の磁歪定数λとの関係を示すグラフ、
【図８】フリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚と磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒとの関係を示すグラフ、
【図９】フリー磁性層全体の磁歪定数λと磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒの関係を示すグラフ、
【図１０】フリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚とフリー磁性層全体の磁歪定数λとの関係を示すグラフ、
【図１１】フリー磁性層の第１エンハンス層、第２エンハンス層の材料及び膜厚と磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒとの関係を示すグラフ、
【図１２】フリー磁性層全体の磁歪定数λと磁気検出素子の磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒの関係を示すグラフ、
【図１３】従来の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【符号の説明】
【０１１６】
２３、３４  固定磁性層
２４、３５  非磁性材料層
２５、３６  フリー磁性層
２５ａ、３６ａ  第１エンハンス層
２５ｂ、３６ｂ  第２エンハンス層
２５ｃ、３６ｃ  低保磁力層
２８、３８  ハードバイアス層
２９、３９  電極層
【図１】
2006128410.tif 000003
【図２】
2006128410.tif 000004
【図３】
2006128410.tif 000005
【図４】
2006128410.tif 000006
【図５】
2006128410.tif 000007
【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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【図１２】
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【図１３】
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