(57)【要約】【課題】  再生性能を安定に向上させることが可能なＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドを提供する。【解決手段】  ピンド層のうちのピンニング層から遠い側に位置する反平行強磁性層（ＡＰ１）１５が、コバルトリッチのコバルト鉄合金層３１，３５，３９が銅層３３，３７を介して交互に積層された積層構造（ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ）を基本構造とし、各コバルトリッチのコバルト鉄合金層３１，３５，３９／銅層３３，３７の界面（ＣｏＦｅ／Ｃｕ）に極薄（約０．０５ｎｍ〜０．２ｎｍ厚）の鉄リッチのコバルト鉄合金層３２，３４，３６，３８が挿入された積層構造を有している。高スピン偏極を利用して磁気抵抗効果が増強されると共に、エレクトロマイグレーションが生じにくくなることにより再生性能がばらつきにくくなる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピンニング層から遠い側に位置する第１の強磁性層および近い側に位置する第２の強磁性層が反強磁性結合層を挟んで積層されたピンド層を含むスピンバルブ構造の形成方法であって、
前記第１の強磁性層を形成する工程が、
前記反強磁性結合層上に、第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層を成膜する工程と、
前記第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に、第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、
前記第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に、第１の銅（Ｃｕ）層を成膜する工程と、
前記第１の銅層上に、第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、
前記第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に、第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する工程と、
前記第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に、第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、
前記第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に、第２の銅層を成膜する工程と、
前記第２の銅層上に、第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、
前記第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に、第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を形成する工程と、を含む
ことを特徴とするスピンバルブ構造の形成方法。
【請求項２】
ルテニウム（Ｒｕ）またはロジウム（Ｒｈ）を含むように、前記反強磁性結合層を準備する
ことを特徴とする請求項１記載のスピンバルブ構造の形成方法。
【請求項３】
少なくとも５０原子％の鉄（Ｆｅ）を含むように、前記第１、第２、第３および第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を成膜する
ことを特徴とする請求項１記載のスピンバルブ構造の形成方法。
【請求項４】
１０原子％以上２５原子％以下の範囲内の鉄を含むように、前記第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する
ことを特徴とする請求項１記載のスピンバルブ構造の形成方法。
【請求項５】
０．８ｎｍ以上２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する
ことを特徴とする請求項１記載のスピンバルブ構造の形成方法。
【請求項６】
０．１ｎｍ以上０．４ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記第１および第２の銅層を成膜する
ことを特徴とする請求項１記載のスピンバルブ構造の形成方法。
【請求項７】
基体上に、シード層を成膜する工程と、
前記シード層上に、イリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）を含むようにピンニング層を成膜する工程と、
前記ピンニング層上に、そのピンニング層から遠い側に位置する第１の強磁性層および近い側に位置する第２の強磁性層が反強磁性結合層を挟んで積層されるようにピンド層を成膜する工程と、
前記ピンド層上に、非磁性スペーサ層を成膜する工程と、
前記非磁性スペーサ層上に、フリー層を成膜する工程と、
前記フリー層上に、保護層を成膜する工程と、を含み、
前記第１の強磁性層を成膜する工程が、
前記反強磁性結合層上に、第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する工程と、
前記第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に、第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、
前記第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に、第１の銅層を成膜する工程と、
前記第１の銅層上に、第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、
前記第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に、第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する工程と、
前記第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に、第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、
前記第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に、第２の銅層を成膜する工程と、
前記第２の銅層上に、第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、
前記第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に、第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する工程と、を含む
ことを特徴とするＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項８】
少なくとも５０原子％の鉄を含むように、前記第１、第２、第３および第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を成膜する
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項９】
１０原子％以上２５原子％以下の範囲内の鉄を含むように、前記第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
０．８ｎｍ以上２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
０．１ｎｍ以上０．４ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記第１および第２の銅層を成膜する
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
４ｎｍ以上８ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記ピンニング層を成膜する
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
巨大磁気抵抗効果比が６％よりも大きくなるようにする
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
コバルト鉄合金を含むように、前記第２の強磁性層を成膜する
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
２ｎｍ以上６ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記第２の強磁性層を成膜する
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
コバルト鉄合金またはコバルト鉄合金／ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むように、前記フリー層を成膜する
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
２ｎｍ以上６ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように、前記フリー層を成膜する
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項１８】
コバルト（Ｃｏ）／ルテニウム、銅／ルテニウム／タンタル（Ｔａ）、銅／タンタルまたは銅／ルテニウム／タンタル／ルテニウムを含むように、前記保護層を成膜する
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項１９】
前記非磁性スペーサ層を成膜する工程が、
アルミニウム銅合金（ＡｌＣｕ）層を挟んで２つの銅層を積層する工程と、
前記アルミニウム銅合金層をナノ酸化層に変換する工程と、を含む
ことを特徴とする請求項７記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法。
【請求項２０】
ピンニング層から遠い側に位置する第１の強磁性層および近い側に位置する第２の強磁性層が反強磁性結合層を挟んで積層されたピンド層を含むスピンバルブ構造のうちの前記第１の強磁性層であって、
前記反強磁性結合層上に形成された第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層と、
前記第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、
前記第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第１の銅層と、
前記第１の銅層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、
前記第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層と、
前記第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、
前記第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第２の銅層と、
前記第２の銅層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、
前記第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層と、を含む
ことを特徴とする強磁性層。
【請求項２１】
基体上に形成されたシード層と、
前記シード層上に形成され、イリジウムマンガン合金を含むピンニング層と、
前記ピンニング層上に形成され、そのピンニング層から遠い側に位置する第１の強磁性層および近い側に位置する第２の強磁性層が反強磁性結合層を挟んで積層されたピンド層と、
前記ピンド層上に形成された非磁性スペーサ層と、
前記非磁性スペーサ層上に形成されたフリー層と、
前記フリー層上に形成された保護層と、を含み、
前記第１の強磁性層が、
前記反強磁性結合層上に形成された第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層と、
前記第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、
前記第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第１の銅層と、
前記第１の銅層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、
前記第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層と、
前記第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、
前記第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第２の銅層と、
前記第２の銅層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、
前記第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層と、を含む
ことを特徴とするＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド。
【請求項２２】
前記ピンニング層が、４ｎｍ以上８ｎｍ以下の範囲内の厚さを有している
ことを特徴とする請求項２１記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド。
【請求項２３】
６％よりも大きなＧＭＲ比を有している
ことを特徴とする請求項２１記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド。
【請求項２４】
前記フリー層が、コバルト鉄合金またはコバルト鉄合金／ニッケル鉄合金を含んでいる  ことを特徴とする請求項２１記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド。
【請求項２５】
前記フリー層が、２ｎｍ以上６ｎｍ以下の範囲内の厚さを有している
ことを特徴とする請求項２１記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド。
【請求項２６】
前記保護層が、コバルト／ルテニウム、銅／ルテニウム／タンタル、銅／タンタルまたは銅／ルテニウム／タンタル／ルテニウムを含んでいる
ことを特徴とする請求項２１記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド。
【請求項２７】
前記第１、第２、第３および第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層が、少なくとも５０原子％の鉄を含んでいる
ことを特徴とする請求項２１記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド。
【請求項２８】
前記第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層が、１０原子％以上２５原子％以下の範囲内の鉄を含んでいる
ことを特徴とする請求項２１記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド。
【請求項２９】
前記第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層が、０．８ｎｍ以上２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有している
ことを特徴とする請求項２１記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド。
【請求項３０】
前記第１および第２の銅層が、０．１ｎｍ以上０．４ｎｍ以下の範囲内の厚さを有している
ことを特徴とする請求項２１記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド。
【請求項３１】
前記非磁性スペーサ層が、２つの銅層がアルミニウム銅合金酸化物（ＡｌＣｕＯ）層を挟んで積層されたものである
ことを特徴とする請求項２１記載のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンバルブ構造の形成方法、そのスピンバルブ構造を含むＣＰＰ−ＧＭＲ（current perpendicular to plane−giant magneto-resistive effect）再生ヘッドの製造方法、スピンバルブ構造のうちの一部を構成する強磁性層、ならびにその強磁性層を含むＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの磁気再生ヘッドは、磁界の存在下において特定材料の抵抗が変化する現象（磁気抵抗効果またはＭＲ（magneto-resistive effect））を利用して動作する。この磁気抵抗効果は、一般に、スピンバルブと呼ばれる積層構造を磁気再生ヘッドに適用することにより著しく増強される。このスピンバルブ構造では、（スピンに基づく）磁化ベクトルが外部磁界の磁界方向に対して（反平行ではなく）平行である場合に、磁化された固体中において電子が著しく格子散乱されにくくなる、という現象に基づいて抵抗が増加する。
【０００３】
図４および図５は、スピンバルブ構造を含む従来のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの断面構成を表している。図４は全体を示し、図５は図４に示した主要部を拡大して示している。
【０００４】
従来のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドは、図４に示したように、下部シールド層１１０と、その下部シールド層１１０上に設けられたスピンバルブ構造１００とを含んでいる。このスピンバルブ構造１００は、下部シールド層１１０に近い側から順に、シード層１１１、ピンニング層１１２、ピンド層１２０、非磁性スペーサ層１１６、フリー層１１７および保護層１１８が積層された積層構造を有している。このピンド層１２０は、ピンニング層１１２から遠い側に位置する反平行強磁性層１１５（ＡＰ１）および近い側に位置する反平行強磁性層１１３（ＡＰ２）が反強磁性結合層１１４を挟んで積層されたものであり、いわゆるシンセティック反強磁性ピンド層である。なお、「ＡＰ」とは、反平行（anti-parallel ）を意味している。
【０００５】
特に、非磁性スペーサ層１１６は、図５に示したように、２つの銅層１６１，１６３がナノ酸化層（ＮＯＬ；nano-oxide layer）１６２を挟んで積層されたものである。
【０００６】
一般に、ＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの再生性能を規定する重要なパラメータの１つとして、抵抗Ｒおよび面積Ａの積（いわゆる抵抗面積積ＲＡ）が知られている。図４および図５に示した従来のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドでは、非磁性スペーサ層１１６のうちの２つの銅層１６１，１６３間において、ＮＯＬ１６２にピンホールが生じた場合のみに電気伝導性が得られるため、面積を減少させなくても大きな抵抗を得ることが可能である。
【０００７】
初期のＧＭＲ再生ヘッドは、スピンバルブ構造を構成する一連の層の膜面に平行となるようにセンス電流を流しながらフリー層の抵抗を測定可能となるように設計された。この種のＧＭＲ再生ヘッドは、いわゆる膜面平行電流型巨大磁気抵抗効果（ＣＩＰ−ＧＭＲ；current in plane−giant magneto-resistive effece）再生ヘッドである。これに対して、記録密度の向上に応じて、膜面と直交するようにセンス電流を流しながらフリー層の抵抗を測定可能となるように新たなＧＭＲ再生ヘッドが設計された。この種のＧＭＲ再生ヘッドは、上記した膜面直交電流型巨大磁気抵抗効果（ＣＰＰ−ＧＭＲ）再生ヘッドであり、約１００Ｇｂ／インチ2 を超える記録密度用途に適用可能であると考えられている（例えば、特許文献１，２および非特許文献１参照。）。
【特許文献１】米国特許第５６２７７０４号明細書
【特許文献２】米国特許第５６６８６８８号明細書
【非特許文献１】ジャパン．アプライド．フィジックス．（Ｊ．Ａ．Ｐ．），９２，２００２年，２６４６頁
【０００８】
反平行強磁性層（ＡＰ１）またはフリー層の構成材料（磁性材料）として、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ；Ｆｅ＝５０原子％）などの鉄リッチのコバルト鉄合金を使用すると、高スピン偏極を利用して磁気抵抗効果が増強されることが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。ところが、鉄リッチのコバルト鉄合金を使用して反平行強磁性層（ＡＰ１）を構成すると、エレクトロマイグレーション（ＥＭ；electro-migration ）が生じるため、再生性能がばらつきやすくなる。この現象は、一般的なシード層が面心立方構造（ＦＣＣ；face-centered cubic structure ）型の膜成長配向を促す一方で、鉄リッチのコバルト鉄合金が体心立方構造（ＢＣＣ；body-centered cubic structure ）型の結晶配向を有することに起因していると考えられる。
【０００９】
なお、ＧＭＲ再生ヘッドに適用される磁性材料の組成に関しては、既にいくつかの検討結果が報告されている。具体的には、ハセガワ（Hasegawa）等により、コバルト鉄合金の鉄含有量を１５原子％よりも大きくすると、磁気性能が低下する旨が報告されている（例えば、特許文献３参照。）。また、ユアサ（Yuasa ）等により、鉄含有量が１０原子％であるコバルト鉄合金を使用する旨が報告されている（例えば、特許文献４参照。）。さらに、ルビッツ（Lubitz）等により、鉄含有量が５原子％であるコバルト鉄合金を使用する旨が報告されている（例えば、特許文献５参照。）。
【特許文献３】米国特許第６７１４３８８号明細書
【特許文献４】米国特許第６７１０９８４号明細書
【特許文献５】米国特許第６１７１６９３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドでは、上記したように、鉄リッチのコバルト鉄合金を使用して反平行強磁性層（ＡＰ１）を構成すると、磁気抵抗効果が増強される観点において利点が得られる一方で、エレクトロマイグレーションに起因して十分な巨大磁気抵抗効果比（ＧＭＲ比）が得られない観点において問題が生じるため、再生性能を安定に向上させることが困難であるという問題があった。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、再生性能が安定に向上したＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドを容易に製造することが可能なスピンバルブ構造の形成方法およびＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、再生性能を安定に向上させることが可能な強磁性層およびＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るスピンバルブ構造の形成方法は、ピンニング層から遠い側に位置する第１の強磁性層および近い側に位置する第２の強磁性層が反強磁性結合層を挟んで積層されたピンド層を含むスピンバルブ構造を形成する方法であり、第１の強磁性層を形成する工程が、反強磁性結合層上に第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層を成膜する工程と、第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に第１の銅（Ｃｕ）層を成膜する工程と、第１の銅層上に第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する工程と、第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に第２の銅層を成膜する工程と、第２の銅層上に第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を形成する工程とを含むものである。
【００１４】
本発明に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法は、基体上にシード層を成膜する工程と、シード層上にイリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）を含むようにピンニング層を成膜する工程と、ピンニング層上にそのピンニング層から遠い側に位置する第１の強磁性層および近い側に位置する第２の強磁性層が反強磁性結合層を挟んで積層されるようにピンド層を成膜する工程と、ピンド層上に非磁性スペーサ層を成膜する工程と、非磁性スペーサ層上にフリー層を成膜する工程と、フリー層上に保護層を成膜する工程とを含み、第１の強磁性層を成膜する工程が、反強磁性結合層上に第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する工程と、第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に第１の銅層を成膜する工程と、第１の銅層上に第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する工程と、第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に第２の銅層を成膜する工程と、第２の銅層上に第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように成膜する工程と、第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜する工程とを含むものである。
【００１５】
本発明に係るスピンバルブ構造の形成方法またはＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法では、第１〜第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層、第１および第２の銅層、ならびに第１〜第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を含む積層構造を有するように第１の強磁性層を形成するために、既存の成膜プロセスしか使用しない。
【００１６】
本発明に係る強磁性層は、ピンニング層から遠い側に位置する第１の強磁性層および近い側に位置する第２の強磁性層が反強磁性結合層を挟んで積層されたピンド層を含むスピンバルブ構造のうちの第１の強磁性層であり、反強磁性結合層上に形成された第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層と、第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第１の銅層と、第１の銅層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層と、第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第２の銅層と、第２の銅層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層とを含むものである。
【００１７】
本発明に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドは、基体上に形成されたシード層と、シード層上に形成され、イリジウムマンガン合金を含むピンニング層と、ピンニング層上に形成され、そのピンニング層から遠い側に位置する第１の強磁性層および近い側に位置する第２の強磁性層が反強磁性結合層を挟んで積層されたピンド層と、ピンド層上に形成された非磁性スペーサ層と、非磁性スペーサ層上に形成されたフリー層と、フリー層上に形成された保護層とを含み、第１の強磁性層が、反強磁性結合層上に形成された第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層と、第１のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第１の銅層と、第１の銅層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、第２の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層と、第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第２の銅層と、第２の銅層上に形成され、０．０５ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有する第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層と、第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層上に形成された第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層とを含むものである。
【００１８】
本発明に係る強磁性層またはＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドでは、スピンバルブ構造のうちのピンニング層から遠い側に位置する第１の強磁性層が、第１〜第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層、第１および第２の銅層および、ならびに第１〜第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を含む積層構造を有している。より具体的には、第１〜第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層が第１および第２の銅層を介して交互に積層された積層構造（ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ）を基本構造とし、各コバルトリッチのコバルト鉄合金層／銅層の界面（ＣｏＦｅ／Ｃｕ）に極薄（約０．０５ｎｍ〜０．２ｎｍ厚）の第１〜第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層が挿入されている。この場合には、第１〜第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を含むため、高スピン偏極を利用して磁気抵抗効果が増強される。しかも、ＦＣＣ型の膜成長配向を促すシード層上にＦＣＣ型の結晶配向を有する第１〜第３のコバルトリッチの鉄合金層が形成されることにより、第１〜第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を含む場合においてもエレクトロマイグレーションが生じにくくなるため、再生性能がばらつきにくくなる。
【００１９】
本発明に係るスピンバルブ構造の形成方法では、ルテニウム（Ｒｕ）またはロジウム（Ｒｈ）を含むように反強磁性結合層を準備してもよい。この場合には、少なくとも５０原子％の鉄（Ｆｅ）を含むように第１、第２、第３および第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を成膜すると共に、１０原子％以上２５原子％以下の範囲内の鉄を含むように第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜するのが好ましい。なお、０．８ｎｍ以上２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜すると共に、０．１ｎｍ以上０．４ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように第１および第２の銅層を成膜してもよい。
【００２０】
本発明に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法では、少なくとも５０原子％の鉄を含むように第１、第２、第３および第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を成膜すると共に、１０原子％以上２５原子％以下の範囲内の鉄を含むように第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜するのが好ましい。この場合には、０．８ｎｍ以上２ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層を成膜し、０．１ｎｍ以上０．４ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように第１および第２の銅層を成膜し、４ｎｍ以上８ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるようにピンニング層を成膜してもよい。特に、巨大磁気抵抗効果比が６％よりも大きくなる。
【００２１】
また、本発明に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法では、コバルト鉄合金を含むと共に２ｎｍ以上６ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるように第２の強磁性層を成膜し、コバルト鉄合金またはコバルト鉄合金／ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）を含むと共に２ｎｍ以上６ｎｍ以下の範囲内の厚さとなるようにフリー層を成膜し、コバルト（Ｃｏ）／ルテニウム、銅／ルテニウム／タンタル（Ｔａ）、銅／タンタルまたは銅／ルテニウム／タンタル／ルテニウムを含むように保護層を成膜してもよい。特に、非磁性スペーサ層を成膜する工程が、アルミニウム銅合金（ＡｌＣｕ）層を挟んで２つの銅層を積層する工程と、アルミニウム銅合金層をナノ酸化層に変換する工程とを含んでもよい。
【００２２】
本発明に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドでは、ピンニング層が４ｎｍ以上８ｎｍ以下の範囲内の厚さを有していてもよい。特に、６％よりも大きなＧＭＲ比を有する。
【００２３】
また、本発明に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドでは、フリー層がコバルト鉄合金またはコバルト鉄合金／ニッケル鉄合金を含むと共に２ｎｍ以上６ｎｍ以下の範囲内の厚さを有しており、保護層がコバルト／ルテニウム、銅／ルテニウム／タンタル、銅／タンタルまたは銅／ルテニウム／タンタル／ルテニウムを含んでいてもよい。
【００２４】
また、本発明に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドでは、第１、第２、第３および第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層が少なくとも５０原子％の鉄を含んでおり、第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層が１０原子％以上２５原子％以下の範囲内の鉄を含んでいるのが好ましい。この場合には、第１、第２および第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層が０．８ｎｍ以上２ｎｍ以下の範囲内の厚さを有しており、第１および第２の銅層が０．１ｎｍ以上０．４ｎｍ以下の範囲内の厚さを有していてもよい。特に、非磁性スペーサ層が２つの銅層がアルミニウム銅合金酸化物（ＡｌＣｕ）層を挟んで積層されたものであってもよい。
【００２５】
ここで、一連のコバルト鉄合金層に関して説明した「コバルトリッチ」とは、その「コバルトリッチ」と呼称されたコバルト鉄合金層が相対的に大きなコバルト含有量を有しており、すなわち相対的に小さな鉄含有量を有していることを意味している。また、「鉄リッチ」とは、その「鉄リッチ」と呼称されたコバルト鉄合金層が相対的に大きな鉄含有量を有しており、すなわち相対的に小さなコバルト含有量を有していることを意味している。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係るスピンバルブ構造の形成方法または膜面直交電流型巨大磁気抵抗効果再生ヘッドの製造方法によれば、既存の成膜プロセスを使用して、第１〜第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層、第１および第２の銅層、ならびに第１〜第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を含む積層構造を有するようにスピンバルブ構造のうちの第１の強磁性層を形成したので、再生性能が向上したＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドを容易に製造することができる。
【００２７】
本発明に係る強磁性層または膜面直交電流型巨大磁気抵抗効果再生ヘッドによれば、スピンバルブ構造のうちの第１の強磁性層が、第１〜第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層、第１および第２の銅層、ならびに第１〜第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層を含む積層構造を有しているので、磁気抵抗効果が増強されると共に再生性能がばらつきにくくなる。したがって、再生性能を安定に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施の形態に係る膜面直交電流型巨大磁気抵抗効果再生ヘッド（ＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド）の構成について説明する。図１〜図３は本実施の形態に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの断面構成を表しており、図１は全体を示し、図２は主要部（反平行強磁性層１５（ＡＰ１））を拡大して示し、図３は他の主要部（非磁性スペーサ層１６）を拡大して示している。なお、本発明の強磁性層は本実施の形態に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドのうちの一部（反平行強磁性層１５）であるため、その強磁性層については以下で併せて説明する。
【００３０】
このＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドは、図１に示したように、下部シールド層１０と、その下部シールド層１０上に設けられたスピンバルブ構造１とを備えている。
【００３１】
下部シールド層１０は、スピンバルブ構造１を周辺から磁気的に分離するものである。この下部シールド層１０は、例えば、下部リード層としての機能を兼ねている。
【００３２】
スピンバルブ構造１は、下部シールド層１０に近い側から順に、シード層１１、ピンニング層１２、ピンド層２０、非磁性スペーサ層１６、フリー層１７および保護層１８が積層された積層構造を有している。
【００３３】
シード層１１は、その上に形成される層の膜成長を促進させるものである。このシード層１１は、例えば、タンタル（Ｔａ）／ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）などの金属材料を含んで構成されている。
【００３４】
ピンニング層１２は、ピンド層２０の磁化方向を固定（ピンニング）するものである。このピンニング層１２は、反強磁性材料としてイリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）を含んで構成されており、例えば、約３ｎｍ〜８ｎｍ、好ましくは３ｎｍ〜７ｎｍまたは４ｎｍ〜８ｎｍの厚さを有している。
【００３５】
ピンド層２０は、ピンニング層１２により固定された磁化方向を有している。このピンド層２０は、ピンニング層１２から遠い側に位置する反平行強磁性層１５（ＡＰ１）および近い側に位置する反平行強磁性層１３（ＡＰ２）が反強磁性結合層１４を挟んで積層されたものであり、いわゆるシンセティック反強磁性ピンド層である。反平行強磁性層１３（ＡＰ２）は、例えば、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を含んで構成されており、約２ｎｍ〜６ｎｍの厚さを有している。このコバルト鉄合金の組成は自由に設定可能であり、例えば、ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％）やＣｏＦｅ（Ｆｅ＝７５原子％）などである。反強磁性結合層１４は、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）またはロジウム（Ｒｈ）を含んで構成されている。
【００３６】
反平行強磁性層１５（ＡＰ１）は、図２に示したように、反強磁性結合層１４上に設けられており、その反強磁性結合層１４に近い側から順に、コバルトリッチのコバルト鉄合金層３１（第１のコバルトリッチのコバルト合金層）、鉄リッチのコバルト鉄合金層３２（第１の鉄リッチのコバルト鉄合金層）、銅（Ｃｕ）層３３（第１の銅層）、鉄リッチのコバルト鉄合金層３４（第２の鉄リッチのコバルト合金層）、コバルトリッチのコバルト鉄合金層３５（第２のコバルトリッチのコバルト鉄合金層）、鉄リッチのコバルト鉄合金層３６（第３の鉄リッチのコバルト鉄合金層）、銅層３７（第２の銅層）、鉄リッチのコバルト鉄合金層３８（第４の鉄リッチのコバルト鉄合金層）およびコバルトリッチのコバルト鉄合金層３９（第３のコバルトリッチのコバルト鉄合金層）が積層された積層構造を有している。
【００３７】
コバルトリッチのコバルト鉄合金層３１，３５，３９は、例えば、最大で約３０原子％、好ましくは約１０原子％〜２５原子％の鉄（Ｆｅ）を含んでおり、約０．８ｎｍ〜２ｎｍの厚さを有している。確認まで説明しておくと、「コバルトリッチ」とは、コバルトリッチのコバルト鉄合金層３１，３５，３９が相対的に大きなコバルト含有量を有しており、すなわち相対的に小さな鉄含有量を有していることを意味している。このときの「相対的」とは、鉄リッチのコバルト合金層３２，３４，３６，３８と比較して、という意味である。
【００３８】
鉄リッチのコバルト鉄合金層３２，３４，３６，３８は、例えば、少なくとも５０原子％の鉄を含んでおり、約０．０５ｎｍ〜０．２ｎｍの厚さを有している。確認まで説明しておくと、「鉄リッチ」とは、鉄リッチのコバルト鉄合金層３２，３４，３６，３８が相対的に大きな鉄含有量を有しており、すなわち相対的に小さなコバルト含有量を有していることを意味している。このときの「相対的」とは、コバルトリッチのコバルト合金層３１，３５，３９と比較して、という意味である。
【００３９】
銅層３３，３７は、例えば、約０．１ｎｍ〜０．４ｎｍの厚さを有している。
【００４０】
非磁性スペーサ層１６は、ピンド層２０およびフリー層１７を磁気的に分離するものである。この非磁性スペーサ層１６は、例えば、図３に示したように、２つの銅層４１，４３がアルミニウム銅合金酸化物（ＡｌＣｕＯ）層４２を挟んで積層されたものである。アルミニウム銅合金酸化物層４２は、いわゆるナノ酸化層（ＮＯＬ）である。
【００４１】
フリー層１７は、自由に回転可能な磁化方向を有している。このフリー層１７は、例えば、コバルト鉄合金またはコバルト鉄合金／ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などの低保持力を有する強磁性材料を含んで構成されており、約２ｎｍ〜６ｎｍの厚さを有している。このコバルト鉄合金の組成は、反平行強磁性層１３の場合と同様に自由に設定可能である。このフリー層１７の磁化方向は、スピンバルブ構造１が外部磁界に晒されると、その外部磁界の磁界方向において回転し、一方、外部磁界が取り除かれると、結晶異方性、形状異方性、電流磁界、結合磁界および消磁磁界などの影響を受けることにより、最小のエネルギー状態となる方向に落ち着くようになっている。確認までに説明しておくと、上記したコバルト鉄合金の場合は単層構造を表し、コバルト鉄合金／ニッケル鉄合金の場合は２層構造を表している。
【００４２】
保護層１８は、スピンバルブ構造１の主要部（主にピンニング層１２からフリー層１７に至る積層部分）を保護するものである。この保護層１８は、例えば、コバルト／ルテニウム、銅／ルテニウム／タンタル、銅／タンタルまたは銅／ルテニウム／タンタル／ルテニウムなどの金属材料を含んで構成されている。確認までに説明しておくと、上記したコバルト／ルテニウムや銅／タンタルの場合は２層構造、銅／ルテニウム／タンタルの場合は３層構造、銅／ルテニウム／タンタル／ルテニウムの場合は４層構造をそれぞれ表している。
【００４３】
このスピンバルブ構造１の抵抗状態は、ピンド層２０の磁化方向とフリー層１７の磁化方向との間の相対角度に応じて変化する。すなわち、ピンド層２０の磁化方向およびフリー層１７の磁化方向が互いに平行な場合には、それらのピンド層２０とフリー層１７との間を通過する電子が散乱されにくくなるため、低抵抗状態となる。一方、ピンド層２０の磁化方向およびフリー層１７の磁化方向が互いに反平行な場合には、それらのピンド層２０とフリー層１７との間を通過する電子が散乱されやすくなるため、高抵抗状態となる。
【００４４】
このＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドでは、情報の再生時において、下部リード層として機能する下部シールド層１０を通じてスピンバルブ構造１に対して膜面と直交するようにセンス電流が流れると、そのスピンバルブ構造１により記録メディアの磁気信号が電気信号に変換される。すなわち、記録メディアの信号磁界に応じてスピンバルブ構造１の抵抗が変化するため、そのスピンバルブ構造１の抵抗変化が電圧変化として検出される。これにより、記録メディアに記録されている情報が磁気的に再生される。この場合には、特に、ＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの再生性能を決定する因子のうちの１つである巨大磁気抵抗効果比（ＧＭＲ比）が約６％よりも大きくなる。
【００４５】
次に、図１〜図３を参照して、本実施の形態に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法について説明する。以下では、ＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドを構成する一連の構成要素の機能および材質などに関しては既に詳細に説明したので、それらの説明を随時省略する。なお、本発明のスピンバルブ構造の形成方法は本実施の形態に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法うちの一部工程（スピンバルブ構造１の形成工程）であるため、そのスピンバルブ構造の形成方法については以下で併せて説明する。
【００４６】
このＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドは、図１に示したように、基体として下部シールド層１０を準備したのち、その下部シールド層１０上にスピンバルブ構造１を形成することにより製造される。
【００４７】
スピンバルブ構造１を形成する際には、スパッタリング法などの既存の成膜プロセスを使用して、下部シールド層１０上に、シード層１１、ピンニング層１２、ピンド層２０、非磁性スペーサ層１６、フリー層１７および保護層１８をこの順に成膜することにより積層する。
【００４８】
特に、ピンド層２０を形成する際には、ピンニング層１２上に、反平行強磁性層１３（ＡＰ２）、反強磁性結合層１４および反平行強磁性層１５（ＡＰ１）をこの順に積層形成する。この場合には、特に、図２に示したように、反強磁性層結合層１４上に、コバルトリッチのコバルト鉄合金層３１、鉄リッチのコバルト鉄合金層３２、銅層３３、鉄リッチのコバルト鉄合金層３４、コバルトリッチのコバルト鉄合金層３５、鉄リッチのコバルト鉄合金層３６、銅層３７、鉄リッチのコバルト鉄合金層３８およびコバルトリッチのコバルト鉄合金層３９をこの順に積層形成することにより、反平行強磁性層１５（ＡＰ１）を形成する。
【００４９】
また、非磁性スペーサ層１６を形成する際には、図３に示したように、ピンド層２０上に、銅層４１、ナノ酸化層としてのアルミニウム銅合金酸化物層４２および銅層４３をこの順に積層形成する。この場合には、特に、例えば、ピンド層２０上に、未酸化のアルミニウム銅合金（ＡｌＣｕ）層（図示せず）を挟んで２つの銅層４１，４３を積層したのち、そのアルミニウム銅合金層を酸化することによりアルミニウム銅合金酸化物層４２（ナノ酸化層）に変換する。このときの酸化処理としては、例えば、プラズマエッチング処理およびプラズマ酸化処理を使用する。
【００５０】
本実施の形態に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッド（反平行強磁性層１５（ＡＰ１）を含む）では、図２に示したように、コバルトリッチのコバルト鉄合金層３１，３５，３９、銅層３３，３７および鉄リッチのコバルト鉄合金層３２，３４，３６，３８を含む積層構造を有するように反平行強磁性層１５（ＡＰ１）を構成している。より具体的には、反平行強磁性層１５（ＡＰ１）は、コバルトリッチのコバルト鉄合金層３１，３５，３９が銅層３３，３７を介して交互に積層された積層構造（ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ）を基本構造とし、各コバルトリッチのコバルト鉄合金層３１，３５，３９／銅層３３，３７の界面（ＣｏＦｅ／Ｃｕ）に極薄（約０．０５ｎｍ〜０．２ｎｍ厚）の鉄リッチのコバルト鉄合金層３２，３４，３６，３８が挿入された積層構造を有している。
【００５１】
この場合には、鉄リッチのコバルト鉄合金層３２，３４，３６，３８を含むため、高スピン偏極を利用して磁気抵抗効果が増強される。特に、界面散乱だけでなくバルク散乱もＧＭＲ比に寄与するため、上記したように、そのＧＭＲ比が約６％よりも大きくなる。しかも、ＦＣＣ型の膜成長配向を促すシード層１１上にＦＣＣ型の結晶配向を有するコバルトリッチの鉄合金層３１，３５，３９が形成されることにより、鉄リッチのコバルト鉄合金層３２，３４，３６，３８を含む場合においてもエレクトロマイグレーションが生じにくくなるため、再生性能がばらつきにくくなる。したがって、本実施の形態に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドでは、再生性能を安定に向上させることができる。
【００５２】
また、本実施の形態に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法（スピンバルブ構造１の形成方法を含む）では、上記した反平行強磁性層１５（ＡＰ１）を形成するために、既存の成膜プロセスしか使用しない。したがって、既存の成膜プロセスを使用して、再生性能が向上したＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドを容易に製造することができる。
【実施例】
【００５３】
次に、本発明に関する実施例について説明する。
【００５４】
まず、グループ１のスピンバルブ構造群として、以下の積層構成を有する一連のスピンバルブ構造（かっこ内の数値は厚さ）を形成した。なお、積層構成中の「ＰＩＴ」は、形成途中においてプラズマエッチング処理を実施したことを表し、「ＩＡＯ」は、形成途中においてプラズマ酸化処理を実施したことを表している。プラズマエッチング処理の条件としては、パワー＝２０Ｗ，アルゴン（Ａｒ）ガスの流量＝３００×１０-5ｍ3 ／ｈ（＝５０ｓｃｃｍ），処理時間＝４０ｓとした。また、プラズマ酸化処理の条件としては、パワー＝２７Ｗ，アルゴンガスの流量＝３００×１０-5ｍ3 ／ｈ，酸素（Ｏ2 ）ガスの流量＝６×１０-5ｍ3 ／ｈ（＝１ｓｃｃｍ），処理時間＝３０ｓとした。
【００５５】
（比較例Ａ１）
Ｔａ（０．５ｎｍ）／ＮｉＣｒ（４．５ｎｍ）／ＩｒＭｎ（７ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；３．６ｎｍ）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ）／ＡＰ１／Ｃｕ（０．２６ｎｍ）／ＡｌＣｕ（０．８ｎｍ）／ＰＩＴ／ＩＡＯ／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝１０原子％；１．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（３．５ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（６ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）
ここで、ＡＰ１＝［ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．２ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）］2 ／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．２ｎｍ）
【００５６】
（実施例Ｂ１）
Ｔａ（０．５ｎｍ）／ＮｉＣｒ（４．５ｎｍ）／ＩｒＭｎ（７ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆ２＝２５原子％；３．６ｎｍ）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ）／ＡＰ１／Ｃｕ（０．２６ｎｍ）／ＡｌＣｕ（０．８ｎｍ）／ＰＩＴ／ＩＡＯ／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝１０原子％；１．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（Ｆｅ＝１７原子％；３．５ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（６ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）
ここで、ＡＰ１＝ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５％；１．１ｎｍ）
【００５７】
（比較例Ｃ１）
Ｔａ（０．５ｎｍ）／ＮｉＣｒ（４．５ｎｍ）／ＩｒＭｎ（７ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；３．６ｎｍ）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ）／ＡＰ１／Ｃｕ（０．４２ｎｍ）／ＡｌＣｕ（０．８ｎｍ）／ＰＩＴ／ＩＡＯ／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝１０原子％；１．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（Ｆｅ＝１７原子％；３．５ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（６ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）
ここで、ＡＰ１＝［ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；１．２ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）］2 ／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；１．２ｎｍ）
【００５８】
（比較例Ｄ１）
Ｔａ（０．５ｎｍ）／ＮｉＣｒ（４．５ｎｍ）／ＩｒＭｎ（７ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；３ｎｍ）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ）／ＡＰ１／Ｃｕ（０．２６ｎｍ）／ＡｌＣｕ（０．８ｎｍ）／ＰＩＴ／ＩＡＯ／Ｃｕ（０．２６ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝１０原子％；１．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（Ｆｅ＝１７原子％；３．５ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（６ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）
ここで、ＡＰ１＝［ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．２ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）］2 ／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．２ｎｍ）
【００５９】
（実施例Ｅ１）
Ｔａ（０．５ｎｍ）／ＮｉＣｒ（４．５ｎｍ）／ＩｒＭｎ（７ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；３ｎｍ）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ）／ＡＰ１／Ｃｕ（０．２６ｎｍ）／ＡｌＣｕ（０．８ｎｍ）／ＰＩＴ／ＩＡＯ／Ｃｕ（０．２６ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝１０原子％；１．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（Ｆｅ＝１７原子％；３．５ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（６ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）
ここで、ＡＰ１＝ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５％；１．１ｎｍ）
【００６０】
（実施例Ｆ１）
Ｔａ（０．５ｎｍ）／ＮｉＣｒ（４．５ｎｍ）／ＩｒＭｎ（７ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；３ｎｍ）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ）／ＡＰ１／Ｃｕ（０．３２ｎｍ）／ＡｌＣｕ（０．８５ｎｍ）／ＰＩＴ／ＩＡＯ／Ｃｕ（０．３２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝１０原子％；１．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（Ｆｅ＝１７原子％；３．５ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（６ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）
ここで、ＡＰ１＝ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５％；１．１ｎｍ）
【００６１】
グループ１の一連のスピンバルブ構造の諸性能を調べたところ、表１に示した結果が得られた。表１は、グループ１のスピンバルブ構造の諸性能を表しており、その諸性能として「抵抗面積積ＲＡ（Ωμｍ2 ）」および「ＧＭＲ比ＤＲ／Ｒ（％）」を示している。
【００６２】
【表１】
2006074047.tif 000003
【００６３】
表１に示した結果から判るように、比較例Ａ１，Ｃ１と実施例Ｂ１との間において諸性能を比較すると、抵抗面積積ＲＡおよびＧＭＲ比ＤＲ／Ｒは比較例Ａ１よりも実施例Ｂ１において大きくなり、かつ実施例Ｂ１において比較例Ｃ１と同等となった。また、比較例Ｄ１と実施例Ｅ１，Ｆ１との間において諸性能を比較すると、抵抗面積積ＲＡは比較例Ｄ１よりも実施例Ｅ１，Ｆ１において小さくなったが、ＧＭＲ比ＤＲ／Ｒは比較例Ｄ１よりも実施例Ｅ１，Ｆ１において大きくなった。特に、実施例Ｅ１，Ｆ１では、実施例Ｂ１よりもＧＭＲ比ＤＲ／Ｒが小さくなったが、エレクトロマイグレーションに起因する悪影響が抑えられた。このことから、本発明（実施例Ｂ１，Ｅ１，Ｆ１）のスピンバルブ構造では、再生性能が安定に向上することが確認された。
【００６４】
続いて、グループ２のスピンバルブ構造群として、以下の積層構成を有する一連のスピンバルブ構造を形成した。なお、プラズマエッチング処理（ＰＩＴ）およびプラズマ酸化処理（ＩＡＯ）の条件は、グループ１に関して説明した場合と同様である。
【００６５】
（比較例Ｂ２）
Ｔａ（０．５ｎｍ）／ＮｉＣｒ（４．５ｎｍ）／ＩｒＭｎ（７ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；３ｎｍ）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ）／ＡＰ１／Ｃｕ（０．２６ｎｍ）／ＡｌＣｕ（０．８ｎｍ）／ＰＩＴ／ＩＡＯ／Ｃｕ（０．２６ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝１０原子％；１．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（Ｆｅ＝１７原子％；３．５ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（６ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）
ここで、ＡＰ１＝［ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．２ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）］2 ／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．２ｎｍ）
【００６６】
（実施例Ｃ２）
Ｔａ（０．５ｎｍ）／ＮｉＣｒ（４．５ｎｍ）／ＩｒＭｎ（７ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；３ｎｍ）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ）／ＡＰ１／Ｃｕ（０．２６ｎｍ）／ＡｌＣｕ（０．８ｎｍ）／ＰＩＴ／ＩＡＯ／Ｃｕ（０．２６ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝１０原子％；１．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（Ｆｅ＝１７原子％；３．５ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（６ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）
ここで、ＡＰ１＝ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５％；１．１ｎｍ）
【００６７】
（実施例Ｄ２）
Ｔａ（０．５ｎｍ）／ＮｉＣｒ（４．５ｎｍ）／ＩｒＭｎ（７ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；３ｎｍ）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ）／ＡＰ１／Ｃｕ（０．３２ｎｍ）／ＡｌＣｕ（０．８５ｎｍ）／ＰＩＴ／ＩＡＯ／Ｃｕ（０．３２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝１０原子％；１．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（Ｆｅ＝１７原子％；３．５ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（６ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）
ここで、ＡＰ１＝ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５％；１．１ｎｍ）
【００６８】
（実施例Ｅ２）
Ｔａ（０．５ｎｍ）／ＮｉＣｒ（４．５ｎｍ）／ＩｒＭｎ（７ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；３ｎｍ）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ）／ＡＰ１／Ｃｕ（０．３２ｎｍ）／ＡｌＣｕ（０．８５ｎｍ）／ＰＩＴ／ＩＡＯ／Ｃｕ（０．３２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝１０原子％；１．２ｎｍ）／ＮｉＦｅ（Ｆｅ＝１７原子％；３．５ｎｍ）／Ｃｕ（３ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）／Ｔａ（６ｎｍ）／Ｒｕ（１ｎｍ）
ここで、ＡＰ１＝ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５原子％；１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／Ｃｕ（０．２ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝２５％；１．１ｎｍ）／ＣｏＦｅ（Ｆｅ＝５０原子％；０．１ｎｍ）
【００６９】
グループ２の一連のスピンバルブ構造の諸性能を調べたところ、表２に示した結果が得られた。表２は、グループ２のスピンバルブ構造の諸性能を表しており、表１と同様の諸性能（抵抗面積積ＲＡおよびＧＭＲ比ＤＲ／Ｒ）を示している。
【００７０】
【表２】
2006074047.tif 000004
【００７１】
表２に示した結果から判るように、比較例Ｂ２と実施例Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２との間において諸性能を比較すると、抵抗面積積ＲＡは比較例Ｂ２よりも実施例Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２において小さくなったが、ＧＭＲ比ＤＲ／Ｒは比較例Ｂ２よりも実施例Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２において大きくなった。このことから、本発明（実施例Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２）のスピンバルブ構造では、やはり再生性能が安定に向上することが確認された。
【００７２】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、本発明に係るスピンバルブ構造の形成方法、ＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法、強磁性層およびＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドは、反強磁性結合層に近い側から順にコバルトリッチのコバルト鉄合金、鉄リッチのコバルト鉄合金層、銅層、鉄リッチのコバルト鉄合金層、コバルトリッチのコバルト鉄合金層、鉄リッチのコバルト鉄合金層、銅層、鉄リッチのコバルト鉄合金層およびコバルトリッチのコバルト鉄合金層が積層された積層構造を有するように反平行強磁性層（ＡＰ１）を構成することにより再生性能を安定に向上させることが可能な限り、自由に変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係るスピンバルブ構造の形成方法、ＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの製造方法、強磁性層およびＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドは、高記録密度用途のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図２】図１に示したＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドのうちの主要部の断面構成を拡大して表す断面図である。
【図３】図１に示したＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドのうちの他の主要部の断面構成を拡大して表す断面図である。
【図４】従来のＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図５】図４に示したＣＰＰ−ＧＭＲ再生ヘッドのうちの主要部の断面構成を拡大して表す断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１…スピンバルブ構造、１０…下部シールド層、１１…シード層、１２…ピンニング層、１３，１５…反平行強磁性層、１４…反強磁性結合層、１６…非磁性スペーサ層、１７…フリー層、１８…保護層、２０…ピンド層、３１，３５，３９…コバルトリッチのコバルト鉄合金層、３２，３４，３６，３８…鉄リッチのコバルト鉄合金層、３３，３７，４１，４３…銅層、４２…アルミニウム銅合金酸化物層。
【図１】
2006074047.tif 000005
【図２】
2006074047.tif 000006
【図３】
2006074047.tif 000007
【図４】
2006074047.tif 000008
【図５】
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