(57)【要約】【課題】ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子に関し、固定磁化層の磁化固定力を高めて素子の出力及び出力安定性を向上しうる磁気抵抗効果素子を提供する。【解決手段】結晶質材料よりなる電極層１２と、電極層１２上に形成され、導電性の非結晶質材料よりなる下地層１４と、下地層１４上に形成され、結晶質材料よりなる反強磁性層１８と、反強磁性層１８上に形成され、反強磁性層１８により磁化方向が規制された強磁性層２０と、強磁性層２０上に形成された非磁性中間層２２と、非磁性中間層２２上に形成され、外部磁場により磁化方向が変化する強磁性層２４と、強磁性層２４上に形成された電極層２８とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶質材料よりなる第１の電極層と、
前記第１の電極層上に形成され、導電性の非結晶質材料よりなる第１の下地層と、
前記第１の下地層上に形成され、結晶質材料よりなる反強磁性層と、
前記反強磁性層上に形成され、前記反強磁性層により磁化方向が規制された第１の強磁性層と、
前記第１の強磁性層上に形成された非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上に形成され、外部磁場により磁化方向が変化する第２の強磁性層と、
前記第２の強磁性層上に形成された第２の電極層と
を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
請求項１記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層を構成する前記非結晶質材料の比抵抗は、２００μΩｃｍ以下である
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
請求項１又は２記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層の膜厚は、１０ｎｍ以下である
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層を構成する前記非結晶質材料は、軟磁性材料である
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層を構成する前記非結晶質材料は、ＴｉＳｉである
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層を構成する前記非結晶質材料は、ＣｏＦｅＢ又はＣｏＺｒＮｂである
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の強磁性層は、積層フェリ構造を有する
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層と前記反強磁性層との間に、前記第１の電極層を構成する前記結晶質材料の結晶粒径よりも大きい結晶粒径を有する結晶質材料よりなる第２の下地層を更に有し、
前記反強磁性層は、前記第２の下地層の結晶構造を反映した結晶構造を有する
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子を有し、外部磁場による前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の抵抗値の変化に基づいて、前記外部磁場の方向を検出する
ことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１０】
磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に記録磁界を印加して所定の磁気情報を記録する書き込み素子と、
前記磁気記録媒体に記録された前記磁気情報を抵抗値の変化に基づいて検出する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子と
を有することを特徴とする磁気記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗効果素子及び磁気ヘッドに係り、特に、いわゆるスピンバルブ膜を用い、センス電流を膜厚方向に流すＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造を有する磁気抵抗効果素子及びこれを用いた磁気ヘッド及び磁気記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スピンバルブ膜を用いた磁気抵抗効果素子は、２層の磁性層を有し、そのうち一方の磁性層については反強磁性層との間の一方向異方性磁界等により磁化方向を固定し、他方の磁性層については外部磁界に対して容易に磁化方向が変化するように構成したものである。そして、これら磁性層間の磁化方向の相対角度によって素子抵抗が変化するという性質を利用し、素子抵抗の変化に基づいて当該外部磁界の方向を検出する。
【０００３】
スピンバルブ膜を用いた従来の磁気抵抗効果素子としては、スピンバルブ膜の膜面内方向にセンス電流を流して膜面内方向の抵抗変化を検出する、ＣＩＰ（Current In-Plane）構造の磁気抵抗効果素子が知られている。
【０００４】
一方、より高密度・高感度な磁気抵抗効果素子として、スピンバルブ膜の膜厚方向にセンス電流を流して膜厚方向の抵抗変化を検出する、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造の磁気抵抗効果素子が注目されている。ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子は、寸法が小さくなるにつれて素子出力が増大する特徴を有しており、高密度磁気記録装置における高感度な再生ヘッドとして有望である。
【特許文献１】特開２００１−３２５７０４号公報
【特許文献２】特開平７−２８７８１９号公報
【特許文献３】特開２０００−２１６０２０号公報
【特許文献４】特開２００３−３１７２１３号公報
【非特許文献１】Atsushi Tanaka et al.,"Spin-Valve Heads in the Current-Perpendicular-to-Plane Mode for Ultrahigh-Density Recording", IEEE Trans. Magn., Vol.38, pp.84-88, January 2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気抵抗効果素子を磁気ヘッドとして安定して動作させるためには、固定磁化層の磁化固定を十分に行う必要がある。この磁化固定力（一方向異方性磁界）を高める手段として、磁化固定層を２層に分離してルテニウム（Ｒｕ）等の非磁性層を介して反強磁性結合させる構造、いわゆる積層フェリ構造を用いることや、磁化固定を行う反強磁性層に規則系の材料（ＰｔＭｎ等）を用いることが挙げられる。後者では、更にその下地層として適当な材料を用いることにより、一方向異方性磁界を増加できることが確認されている。その代表的な下地材料としては、ＮｉＣｒが挙げられる。ＮｉＣｒは、一般に粒径が大きく、その上に形成された反強磁性材料の粒径を大きくすることができる。この粒径の増大により、反強磁性層内の磁化が安定し、一方向異方性磁界を増加することができる。
【０００６】
ＣＩＰ構造の磁気抵抗効果素子においては、スピンバルブ膜の膜面方向にセンス電流を流すため、下部シールドとスピンバルブ膜との間を絶縁する必要があり、下部シールドとスピンバルブ膜との間にはＡｌ２Ｏ３膜等の非結晶絶縁材料よりなる絶縁膜が形成されている。この場合、この非結晶絶縁膜上に形成されるＮｉＣｒ等の反強磁性材料用下地層は、１μｍ程度と非常に大きな粒径まで粒成長が可能である。
【０００７】
これに対し、ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子においては、スピンバルブ膜の膜厚方向にセンス電流を流す必要があるため、下部シールドとスピンバルブ膜との間には絶縁膜を形成することはできず、下部シールド層上にスピンバルブ膜を形成する必要がある。しかしながら、シールド材料として一般的な材料であるＮｉＦｅは結晶質材料であり、しかもその粒径は数十ｎｍと極めて小さい。このため、下部シールド層上にエピタキシャル成長した反強磁性材料用下地層の粒径は、下部シールド層の結晶粒径を反映して小さくなってしまう。この結果、反強磁性層の粒径も大きくすることができず、反強磁性層上に積層された強磁性層との間の交換結合力が低下し、ヘッド素子としての出力や出力安定が低下してしまう。
【０００８】
本発明の目的は、固定磁化層の磁化固定力を高めて素子の出力及び出力安定性を向上しうるＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子並びにこれを用いた磁気ヘッド及び磁気記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によれば、結晶質材料よりなる第１の電極層と、前記第１の電極層上に形成され、導電性の非結晶質材料よりなる第１の下地層と、前記第１の下地層上に形成され、結晶質材料よりなる反強磁性層と、前記反強磁性層上に形成され、前記反強磁性層により磁化方向が規制された第１の強磁性層と、前記第１の強磁性層上に形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層上に形成され、外部磁場により磁化方向が変化する第２の強磁性層と、前記第２の強磁性層上に形成された第２の電極層とを有することを特徴とする磁気抵抗効果素子が提供される。
【００１０】
また、本発明の他の観点によれば、上記の磁気抵抗効果素子を有し、外部磁場による前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の抵抗値の変化に基づいて、前記外部磁場の方向を検出することを特徴とする磁気ヘッドが提供される。
【００１１】
また、本発明の更に他の観点によれば、磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に記録磁界を印加して所定の磁気情報を記録する書き込み素子と、前記磁気記録媒体に記録された前記磁気情報を抵抗値の変化に基づいて検出する上記の磁気抵抗効果素子とを有することを特徴とする磁気記録装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子において、反強磁性層と下部シールド層との間に導電性の非結晶質材料よりなる下地層を形成するので、下部シールド層の結晶構造の影響を受けることなく、反強磁性層の結晶粒成長を促進することができる。これにより、反強磁性層上に形成する固定磁化層に対する磁化固定力を増大することができ、磁気抵抗効果素子の出力及び出力安定性を向上することができる。また、このような磁気抵抗効果素子を用いて磁気ヘッドや磁気記録装置を構成すれば、これら素子の記録密度及び歩留まりを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による磁気抵抗効果素子及びその製造方法について図１を用いて説明する。図１は本実施形態による磁気抵抗効果素子の構造を示す概略断面図である。
【００１４】
はじめに、本実施形態による磁気抵抗効果素子の構造について図１を用いて説明する。
【００１５】
セラミック基板１０上には、ＮｉＦｅ等の軟磁性材料よりなる下部シールド層１２が形成されている。下部シールド層１２は、下部電極を兼ねるものである。下部シールド層１２上には、ＣｏＦｅＢ，ＴｉＳｉ，ＣｏＺｒＮｂ等の導電性非結晶質材料よりなる第１の下地層１４が形成されている。第１の下地層１４上には、ＮｉＣｒ等よりなる反強磁性層用の第２の下地層１６が形成されている。第２の下地層１６上には、ＰｔＭｎ等の反強磁性材料よりなる反強磁性層１８が形成されている。反強磁性層１８上には、強磁性材料よりなる固定磁化層２０が形成されている。固定磁化層２０は、例えば図１に示すように、ＣｏＦｅ等の強磁性材料よりなる強磁性層２０ａと、Ｒｕ等の非磁性材料よりなる非磁性層２０ｂと、ＣｏＦｅ等の強磁性材料よりなる強磁性層２０ｃとにより構成された積層フェリ構造を有している。固定磁化層２０上には、Ｃｕ等の非磁性材料よりなる非磁性中間層２２が形成されている。非磁性中間層２２上には、軟磁性材料、例えばＣｏＦｅ膜２４ａとＮｉＦｅ膜２４ｂとの積層膜よりなる自由磁化層２４が形成されている。自由磁化層２４上には、Ｔａ等の非磁性材料よりなるキャップ層２６が形成されている。キャップ層２６上には、ＮｉＦｅ等の軟磁性材料よりなる上部シールド層２８が形成されている。上部シールド層２８は、上部電極を兼ねるものである。
【００１６】
このように、本実施形態による磁気抵抗効果素子では、下部シールド層１２と反強磁性層１８との間に、ＣｏＦｅＢ，ＴｉＳｉ，ＣｏＺｒＮｂ等の導電性非結晶質材料よりなる第１の下地層１４と、ＮｉＣｒ等よりなる反強磁性層用の第２の下地層１６とが形成されている。
【００１７】
第１の下地層１４は、下部シールド層１２の結晶構造に左右されることなく第２の下地層１６の結晶粒成長を促進するためのものである。この目的のもと、第１の下地層１４は、非結晶質材料により構成される。また、ＣＰＰ構造の磁気抵抗固化素子では、スピンバルブ膜の膜厚方向にセンス電流を流す必要があるため、第１の下地層１４は、導電性材料により構成される。
【００１８】
また、第１の下地層１４を構成する材料は、素子抵抗の増加を抑制する観点から、より低抵抗であることが望ましい。上述のＣｏＦｅＢは比抵抗が約４０〜６０μΩｃｍ、ＴｉＳｉは比抵抗が約１００μΩｃｍ、ＣｏＺｒＮｂは比抵抗が約１５０μΩｃｍであり、反強磁性層１８を構成する一般的な材料であるＰｔＭｎの比抵抗約２００μΩｃｍよりも小さいことから、これら材料を用いることによる素子抵抗の増加は十分に小さく抑えることができる。
【００１９】
また、素子抵抗を低減するためには、第１の下地層１４は薄膜化することが望ましい。また、第１の下地層１４を薄膜化することは、上下シールド層間の距離を狭めることにも繋がる。上下シールド層間の距離は磁気ヘッドの分解能に影響するものであり、この距離を狭めるほどに、磁気記録装置の記録密度を向上することができる。
【００２０】
かかる観点から、第１の下地層１４の膜厚は、１０ｎｍ以下が適当と考えられ、望ましくは５ｎｍ以下とする。また、膜厚の下限は、下部シールド層１２の結晶構造に左右されることなく第２の下地層１６の結晶粒成長を促進するという目的を達成しうる最小限の膜厚として規定され、１ｎｍ以上とする。
【００２１】
第１の下地層１４をＣｏＦｅＢやＣｏＺｒＮｂ等の軟磁性材料により構成する場合、第１の下地層１４は、下部シールド層１２の一部とみなすことができる。したがって、この場合は上下シールド層間の距離（シールド間ギャップ）の低減を図ることが可能であり、磁気ディスク装置における記録密度の更なる向上を図ることも可能である。
【００２２】
第２の下地層１６は、例えばＮｉ（Ｆｅ）Ｃｒ等により構成される。第２の下地層１６は、この表面に形成される反強磁性層１８の結晶成長を促進し規則合金化しやすくするためのものである。
【００２３】
第２の下地層１６の下地に第１の下地層１４を形成することにより、下部シールド層１０の結晶構造に左右されることなく、第２の下地層１６の結晶粒成長を促進することができ、第２の下地層１６を例えば約１μｍ程度と非常に大きな粒径にまで成長することができる。
【００２４】
したがって、この第２の下地層１６上にエピタキシャル成長する反強磁性層１８の結晶粒径成長も促進される。これにより、反強磁性層１８上に積層された固定磁化層２０との間の交換結合力が増加され、ヘッド素子としての出力や出力安定性を増加することができる。
【００２５】
また、本実施形態による磁気抵抗効果素子のように固定磁化層２０を積層フェリ構造とすれば、反強磁性層１８と固定磁化層２０との間の交換結合力がより高められ、ヘッド素子としての出力や出力安定性を更に増加することができる。
【００２６】
次に、本実施形態による磁気抵抗効果素子の製造方法について図１を用いて説明する。
【００２７】
まず、セラミック基板１０上に、例えば電気めっき法により、例えば膜厚数μｍのＮｉＦｅを形成し、ＮｉＦｅよりなる下部シールド層１２を形成する。下部シールド層１２は、パターニングプロセスを用いて所望の形状に形成される。
【００２８】
次いで、下部シールド層１２上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚１０ｎｍ以下のＣｏＦｅＢ，ＴｉＳｉ，ＣｏＺｒＮｂを形成し、これら導電性非結晶質材料よりなる第１の下地層１４を形成する。
【００２９】
次いで、第１の下地層１４上に、例えばスパッタ法により、例えば膜厚５ｎｍのＮｉＣｒよりなる第２の下地層１６を形成する。この際、第２の下地層１６の下層には非結晶質材料よりなる第１の下地層１４が形成されているため、下部シールド層１２の結晶構造が反映されることなく、大きな粒径を有する第２の下地層１６を成長することができる。
【００３０】
次いで、第２の下地層１６上に、例えば膜厚１０ｎｍのＰｔＭｎよりなる反強磁性層１８と、例えば膜厚３ｎｍのＣｏＦｅよりなる強磁性層２０ａと、例えば０．８ｎｍのＲｕよりなる非磁性層２０ｂと、例えば膜厚３ｎｍのＣｏＦｅよりなる強磁性層２０ｃと、例えば膜厚３ｎｍのＣｕよりなる非磁性中間層２２と、例えば膜厚１ｎｍのＣｏＦｅ膜２４ａ及び例えば膜厚３ｎｍのＮｉＦｅ膜２４ｂよりなる自由磁化層２４と、例えば膜厚３ｎｍのＴａよりなるキャップ層２６と、を順次形成する。この後、これらの膜の形状形成や、絶縁膜、磁区制御膜の形成が行われる。
【００３１】
次いで、キャップ層２６上に、例えば電気めっき法により、例えば膜厚数μｍのＮｉＦｅを形成し、ＮｉＦｅよりなる上部シールド層２８を形成する。
【００３２】
こうして、図１に示す本実施形態の磁気抵抗効果素子を製造する。
【００３３】
このように、本実施形態によれば、ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子において、反強磁性層の結晶成長を促進して規則合金化するための下地層と下部シールド層との間に導電性の非結晶質材料よりなる下地層を形成するので、下部シールド層の結晶構造の影響を受けることなく、反強磁性層用下地層の結晶粒成長を促進することができる。これにより、反強磁性層用下地層上に形成する反強磁性層の結晶粒径が大きくなり、固定磁化層に対する磁化固定力を増大することができ、磁気抵抗効果素子の出力及び出力安定性を向上することができる。
【００３４】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による磁気記録装置について図２及び図３を用いて説明する。なお、図１に示す第１実施形態による磁気抵抗効果素子と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。
【００３５】
図２は本実施形態による磁気記録装置の構造を示す概略平面図、図３は本実施形態による磁気記録装置の磁気ヘッドの構造を示す正面図である。
【００３６】
はじめに、本実施形態による磁気記録装置の構造について図２を用いて説明する。
【００３７】
本実施形態による磁気記録装置３０は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体３２を備えている。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク３４が収容されている。磁気ディスク３４は、スピンドルモータ３６の回転軸に装着されている。スピンドルモータ３６は、例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク３４を回転させることができる。筐体本体３２には、筐体本体３２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。
【００３８】
収容空間には、ヘッドアクチュエータ３８がさらに収容されている。このヘッドアクチュエータ３８は、垂直方向に延びる支軸４０に回転自在に連結されている。ヘッドアクチュエータ３８は、支軸４０から水平方向に延びる複数のアクチュエータアーム４２と、各アクチュエータアーム４２の先端に取り付けられてアクチュエータアーム４２から前方に延びるヘッドサスペンションアセンブリ４４とを備えている。アクチュエータアーム４２は、磁気ディスク３４の表面および裏面ごとに設置されている。
【００３９】
ヘッドサスペンションアセンブリ４４は、ロードビーム４６を備えている。ロードビーム４６は、いわゆる弾性屈曲域でアクチュエータアーム４２の前端に連結されている。弾性屈曲域の働きで、ロードビーム４６の前端には、磁気ディスク３４の表面に向かって所定の押し付け力が作用する。ロードビーム４６の前端には、磁気ヘッド４８が支持されている。磁気ヘッド４８は、ロードビーム４６に固定されるジンバル（図示されず）に姿勢変化自在に受け止められている。
【００４０】
磁気ディスク３４の回転に基づき磁気ディスク３４の表面で気流が生成されると、気流の働きで磁気ヘッド４８には正圧すなわち浮力および負圧が作用する。浮力および負圧とロードビーム４６の押し付け力とが釣り合うことで磁気ディスク３４の回転中に比較的に高い剛性で磁気ヘッド４８は浮上し続けることができる。
【００４１】
アクチュエータアーム４２には、例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といった動力源５０が接続されている。この動力源５０の働きでアクチュエータアーム４２は支軸４０回りで回転することができる。こうしたアクチュエータアーム４２の回転に基づきヘッドサスペンションアセンブリ４４の移動は実現される。磁気ヘッド４８の浮上中に支軸４０回りでアクチュエータアーム４２が揺動すると、磁気ヘッド４８は径方向に磁気ディスク３４の表面を横切ることができる。こうした移動に基づき、磁気ヘッド４８を磁気ディスク３４上の所望の記録トラックに位置決めすることができる。
【００４２】
次に、本実施形態による磁気記録装置の磁気ヘッド４８について図３を用いて詳述する。
【００４３】
図３に示すように、誘導型書き込み素子１１及び磁気抵抗効果素子１２からなる磁気ヘッド４８は、一般的に、ヘッドスライダの基体となるＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ（アルチック）よりなる平坦なセラミック基板１０上に、磁気抵抗効果素子５２、誘導書き込み素子１１の順に積層されて形成され、アルミナ等の絶縁体により覆われている。
【００４４】
磁気抵抗効果素子５２は、例えば本発明の第１実施形態による磁気抵抗効果素子であり、セラミック基板１０上に形成された下部電極５６と、下部電極５６上に形成されたスピンバルブ膜５８と、スピンバルブ膜５８上に形成された上部電極６０と、スピンバルブ膜５８の両側に絶縁膜６２を介して設けられた磁区制御層６４とを有している。
【００４５】
下部電極５６及び上部電極６０は、センス電流の経路としての機能に加え磁気シールドとしての機能を兼ねるものであり、図１に示す第１実施形態による磁気抵抗効果素子における下部シールド層１２及び上部シールド層２８が、それぞれ該当する。スピンバルブ膜５８は、図１に示す第１実施形態による磁気抵抗効果素子における第１の下地層１４からキャップ層２６にわたる積層膜が該当する。第１の下地層１４は、下部電極５６の最上層膜として形成してもよいし、スピンバルブ膜５８の最下層膜として形成してもよい。磁区制御層６４は、固定磁化層２０及び自由磁化層２４の単磁区化を図り、バルクハウゼンノイズの発生を防止するためのものである。
【００４６】
誘導型書き込み素子５４は、磁気ディスク３４対向面にトラック幅に相当する幅を有する上部磁極６６と、非磁性ギャップ層６８を挟んで対向する下部磁極７０と、上部磁極６６と下部磁極７０とを接続するヨーク（図示せず）と、ヨークを巻回するコイル（図示せず）などにより構成される。上部磁極６６、下部磁極６８及びヨークは、軟磁性材料より構成され、記録磁界を確保するために飽和磁束密度の大なる材料、例えば、Ｎｉ80Ｆｅ20、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉＮ、ＦｅＣｏ合金などが好適である。
【００４７】
この磁気ヘッド４８を用いた磁気ディスク３４への書き込みは、誘導型書き込み素子５４により行う。すなわち、上部磁極６６と下部磁極７０との間より漏洩する磁場により、誘導型書き込み素子５４に対向する磁気ディスク３４に情報が記録される。
【００４８】
また、磁気ディスク３４に書き込まれた情報の再生は、磁気抵抗効果素子５２により行う。すなわち、磁気ディスク３４に記録された情報に基づいて漏洩する磁場を、スピンバルブ膜５８の抵抗変化として検知することにより、磁気ディスク３４に記録された情報を読み出すことができる。
【００４９】
このように、本実施形態によれば、磁気記録装置の磁気ヘッドに第１実施形態による磁気抵抗効果素子を適用するので、磁気ヘッドからの出力及び出力安定性を向上することができる。これにより、磁気記録装置の記録密度及び歩留まり向上を図ることができる。
【００５０】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【００５１】
例えば、上記第１実施形態では、固定磁化層２０を、強磁性層２０ｃ／非磁性層２０ｂ／強磁性層２０ａの積層構造により形成して磁化固定力を高める構成としたが、一層の強磁性層によって固定磁化層２０を形成するようにしてもよい。
【００５２】
また、上記第１実施形態では、下部シールド層１２上に直に第１の下地層１４を形成したが、第１の下地層１４は必ずしも下部シールド層１２上に直に形成する必要はない。下部シールド層１２と第１の下地層１４との間に、一層又は２層以上の層を更に形成するようにしてもよい。
【００５３】
また、上記第１実施形態では、第１の下地層１４上に直に第２の下地層１６を形成したが、第２の下地層１６は必ずしも第１の下地層１４上に直に形成する必要はない。第２の下地層１６の結晶粒成長を阻害することのない層であれば、第１の下地層１４と第２の下地層１６との間に、一層又は２層以上の層を更に形成するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記第１実施形態では、第１の下地層１４と反強磁性層１８との間に第２の下地層１６を設けたが、第２の下地層１６は必ずしも必要はない。非晶質材料よりなる第１の下地層１４を設けることにより、下部シールド層１２の結晶構造が上層に反映されることはない。したがって、第１の下地層１４上に所望の大きさの粒径を有する反強磁性層を直に形成できるような場合には、第２の下地層１６を設ける必要はない。
【００５５】
また、上記第１実施形態による磁気抵抗効果素子の各層の構成材料は、上記実施形態に記載のものに限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００５６】
また、上記実施形態では、本発明の磁気抵抗効果素子を磁気記録装置の磁気ヘッドに適用する場合について示したが、本発明の磁気抵抗効果素子は他の装置に適用することもできる。例えば、磁気抵抗効果素子をメモリセルとする磁気抵抗メモリ（ＭＲＡＭ：Magnetoresistive Random Access Memory）において、スピンバルブ膜の下層に第１実施形態の第１の下地層１４と同様の下地層を形成すれば、下地材料の結晶構造によらずに固定磁化層に対する磁化固定力を増大することができ、メモリセルからの出力及び出力安定性を向上することができる。
【００５７】
以上詳述した通り、本発明の特徴をまとめると以下の通りとなる。
【００５８】
（付記１）  結晶質材料よりなる第１の電極層と、
前記第１の電極層上に形成され、導電性の非結晶質材料よりなる第１の下地層と、
前記第１の下地層上に形成され、結晶質材料よりなる反強磁性層と、
前記反強磁性層上に形成され、前記反強磁性層により磁化方向が規制された第１の強磁性層と、
前記第１の強磁性層上に形成された非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上に形成され、外部磁場により磁化方向が変化する第２の強磁性層と、
前記第２の強磁性層上に形成された第２の電極層と
を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【００５９】
（付記２）  付記１記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層を構成する前記非結晶質材料の比抵抗は、２００μΩｃｍ以下である
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【００６０】
（付記３）  付記１又は２記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層の膜厚は、１０ｎｍ以下である
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【００６１】
（付記４）  付記１乃至３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層の膜厚は、５ｎｍ以下である
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【００６２】
（付記５）  付記１乃至５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層を構成する前記非結晶質材料は、軟磁性材料である
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【００６３】
（付記６）  付記１乃至４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層を構成する前記非結晶質材料は、ＴｉＳｉである
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【００６４】
（付記７）  付記１乃至５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層を構成する前記非結晶質材料は、ＣｏＦｅＢ又はＣｏＺｒＮｂである
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【００６５】
（付記８）  付記１乃至７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の強磁性層は、積層フェリ構造を有する
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【００６６】
（付記９）  付記１乃至８のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の下地層と前記反強磁性層との間に、前記第１の電極層を構成する前記結晶質材料の結晶粒径よりも大きい結晶粒径を有する結晶質材料よりなる第２の下地層を更に有し、
前記反強磁性層は、前記第２の下地層の結晶構造を反映した結晶構造を有する
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【００６７】
（付記１０）  付記１乃至９のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子において、
前記第１の電極層及び前記第２の電極層は、軟磁性材料よりなり、磁気シールドとしても機能する
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【００６８】
（付記１１）  付記１乃至１０のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子を有し、外部磁場による前記第１の電極層と前記第２の電極層との間の抵抗値の変化に基づいて、前記外部磁場の方向を検出する
ことを特徴とする磁気ヘッド。
【００６９】
（付記１２）  磁気記録媒体と、
前記磁気記録媒体に記録磁界を印加して所定の磁気情報を記録する書き込み素子と、
前記磁気記録媒体に記録された前記磁気情報を抵抗値の変化に基づいて検出する付記１乃至１０のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子と
を有することを特徴とする磁気記録装置。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態による磁気抵抗効果素子の構造を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態による磁気記録装置の構造を示す概略平面図である。
【図３】本発明の第２実施形態による磁気記録装置の磁気ヘッドの構造を示す正面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０…セラミック基板
１２…下部シールド層
１４…第１の下地層
１６…第２の下地層
１８…反強磁性層
２０…固定磁化層
２０ａ…強磁性層
２０ｂ…非磁性層
２０ｃ…強磁性層
２２…非磁性中間層
２４…自由磁化層
２４ａ…ＣｏＦｅ膜
２４ｂ…ＮｉＦｅ膜
２６…キャップ層
２８…上部シールド層
３０…磁気記録装置
３２…筐体本体
３４…磁気ディスク
３６…スピンドルモータ
３８…ヘッドアクチュエータ
４０…支軸
４２…アクチュエータアーム
４４…ヘッドサスペンションアセンブリ
４６…ロードビーム
４８…磁気ヘッド
５０…動力源
５２…磁気抵抗効果素子
５４…誘導型書き込み素子
５６…下部電極
５８…スピンバルブ膜
６０…上部電極
６２…絶縁膜
６４…磁区制御層
６６…上部磁極
６８…非磁性ギャップ層
７０…下部磁極
【図１】
2006128379.tif 000003
【図２】
2006128379.tif 000004
【図３】
2006128379.tif 000005