(57)【要約】      （修正有）【課題】バルクハウゼンノイズの発生率を格段と低減させることができるフリー層とバイアス磁界印加層の配置設定がなされた磁気抵抗効果素子を備える薄膜磁気ヘッドを提供する。【解決手段】  磁気抵抗効果膜のジャンクションテーパ形状をなす両端部に、一対の縦バイアス磁界印加層が配置されており、薄膜磁気ヘッドをＡＢＳ（Air earing Surface）側から基板を下方にして見た場合に、フリー層を構成する最上面のラインで規定されるＸ軸と、このＸ軸と直交しかつ前記フリー層を構成する最上面のラインの最も右方向を通るラインで規定されるＹ軸との交点を原点としたＸ−Ｙ座標軸において、一対のバイアス磁界印加層のうち、原点側の端部に配置されるバイアス磁界印加層の先端部の位置が第１象限または第４象限に位置し、かつバイアス磁界印加層の先端部から原点までの距離が１１ｎｍ以内の範囲内にあるよう構成される。【選択図】  図４
2006172548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁気抵抗効果膜は、非磁性層と、非磁性層の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性層の他方の面に形成されたフリー層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の片面（非磁性層と接する面と反対側の面）に接して形成されたピンニング層とを有する多層膜であり、
前記磁気抵抗効果膜の両端部は、ジャンクションテーパ形状をなし、このジャンクションテーパ形状をなす両端部に、直接又は下地層を介して前記フリー層に縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層が配置されており、
薄膜磁気ヘッドをＡＢＳ（Air Bearing Surface）側からを基板を下方にして見た場合において、前記フリー層を構成する最上面のラインで規定されるＸ軸と、このＸ軸と直交しかつ前記フリー層を構成する最上面のラインの最も右方向を通るラインで規定されるＹ軸との交点を原点として規定されるＸ−Ｙ座標軸において、
前記一対のバイアス磁界印加層のうち、前記原点側の端部に配置されるバイアス磁界印加層の先端部の位置が第１象限または第４象限に位置し、かつバイアス磁界印加層の先端部から原点までの距離が１１ｎｍ以内の範囲内にあることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記バイアス磁界印加層の先端部から原点までの距離が１〜１１ｎｍの範囲内にある請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記一対のバイアス磁界印加層のうち、前記原点側の端部とは反対側の端部に配置されるバイアス磁界印加層の先端部の位置は、前記原点側の端部に配置されるバイアス磁界印加層の先端部の位置と鏡像関係に配置されてなる請求項１または請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記磁気抵抗効果膜は、基板側から、ピンニング層、強磁性層、非磁性層、フリー層が順次積層されたピンニング層ボトムタイプの多層膜である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記磁気抵抗効果膜は、基板側から、ピンニング層、強磁性層、非磁性層、フリー層、非磁性層、強磁性層、ピンニング層が順次積層されたデュアルスピンバルブタイプの多層膜である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記バイアス磁界印加層は、Ｃｏ系の硬質磁性層から構成されてなる請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記Ｃｏ系の硬質磁性層は、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、あるいはこれらを含む合金である請求項６に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
前記請求項１ないし請求項７のいずれかに記載された薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、
を備えてなることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項９】
前記請求項１ないし請求項７のいずれかに記載された薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを支持するとともに前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と、
を備えてなることを特徴とするハードディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体等の磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果素子を備える薄膜磁気ヘッド、ならびにその薄膜磁気ヘッドを含むヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスク装置の面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能の向上が求められている。薄膜磁気ヘッドとしては、基板に対して、読み出し専用の磁気抵抗効果素子（以下、単にＭＲ（Magneto-resistive）素子と簡略に記すことがある）を有する再生ヘッドと、書き込み専用の誘導型磁気変換素子を有する記録ヘッドと、を積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く使用されている。
【０００３】
ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗(Anisotropic Magneto-resistive)効果を用いたＡＭＲ素子や、巨大磁気抵抗(Giant Magneto-resistive)効果を用いたＧＭＲ素子や、トンネル磁気抵抗(Tunnel-type Magneto-resistive)効果を用いたＴＭＲ素子等が挙げられる。
【０００４】
ＧＭＲ素子としては、スピンバルブ型ＧＭＲ素子が多く用いられている。スピンバルブ型ＧＭＲ素子は、非磁性層と、この非磁性層の一方の面に形成されたフリー層と、非磁性層の他方の面に形成された強磁性層と、非磁性層とは反対に位置する側の強磁性層の上に形成されたピンニング層（一般には反強磁性層）とを有している。フリー層は外部からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化するよう作用する層であり、強磁性層は、ピンニング層（反強磁性層）からの磁界によって、磁化の方向が固定された層である。
【０００５】
再生ヘッドの特性としては、出力が大きいこと、バルクハウゼンノイズが小さいことが要求される。バルクハウゼンノイズを低減させる手段としては、通常、ＭＲ素子に対して長手方向にバイアス磁界（以下、縦バイアス磁界と称す）を印加することが行われており、バイアス磁界印加層から発生される磁界を、フリー層に効果的に作用させることができる設計仕様が要求される。ＭＲ素子に対する縦バイアス磁界の印加は、例えばＭＲ素子の両側に、永久磁石や、強磁性層と反強磁性層との積層体等によって構成されたバイアス磁界印加層を配置することによって行われる。
【０００６】
しかしながら、ハードディスクの高密度化に伴う再生ヘッドの狭トラック化やフリー層の薄層化に伴い、フリー層にバイアス磁界を効果的に印加させるバイアス磁界印加層の配置の微細なところでの最適設計は未だ確立されていないのが現状である。
【０００７】
従来より開示されているフリー層とバイアス磁界印加層の配置関係は、例えば、下記の特許文献に開示されているように、フリー層を含む磁気抵抗効果積層膜のジャンクションテーパ形状をなす両端部に、それぞれ、縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層を単に密着させて配置しているに止まるものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１９６８０７号公報
【特許文献２】特開２０００−２００４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような実状のものに創案されたものであって、その目的は、フリー層に縦バイアスを印加させるバイアス磁界印加層の配置設計の見直しを行ない、バルクハウゼンノイズの発生率を格段と低減させることができるフリー層とバイアス磁界印加層の配置設定がなされた磁気抵抗効果素子を備える薄膜磁気ヘッドを提供すること、ならびにこのように改善された薄膜磁気ヘッドを備えるヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するために、本発明の薄膜磁気ヘッドは、基板の上に磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子を備え、前記磁気抵抗効果膜は、非磁性層と、非磁性層の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性層の他方の面に形成されたフリー層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の片面（非磁性層と接する面と反対側の面）に接して形成されたピンニング層とを有する多層膜であり、前記磁気抵抗効果膜の両端部は、ジャンクションテーパ形状をなし、このジャンクションテーパ形状をなす両端部に、直接又は下地層を介して前記フリー層に縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層が配置されており、薄膜磁気ヘッドをＡＢＳ（Air Bearing Surface）側からを基板を下方にして見た場合において、前記フリー層を構成する最上面のラインで規定されるＸ軸と、このＸ軸と直交しかつ前記フリー層を構成する最上面のラインの最も右方向を通るラインで規定されるＹ軸との交点を原点として規定されるＸ−Ｙ座標軸において、
前記一対のバイアス磁界印加層のうち、前記原点側の端部に配置されるバイアス磁界印加層の先端部の位置が第１象限または第４象限に位置し、かつバイアス磁界印加層の先端部から原点までの距離が１１ｎｍ以内の範囲内にあるように構成される。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様として、前記バイアス磁界印加層の先端部から原点までの距離が１〜１１ｎｍの範囲内にあるように構成される。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様として、前記一対のバイアス磁界印加層のうち、前記原点側の端部とは反対側の端部に配置されるバイアス磁界印加層の先端部の位置は、前記原点側の端部に配置されるバイアス磁界印加層の先端部の位置と鏡像関係に配置されてなるように構成される。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁気抵抗効果膜は、基板側から、ピンニング層、強磁性層、非磁性層、フリー層が順次積層されたピンニング層ボトムタイプの多層膜として構成される。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁気抵抗効果膜は、基板側から、ピンニング層、強磁性層、非磁性層、フリー層、非磁性層、強磁性層、ピンニング層が順次積層されたデュアルスピンバルブタイプの多層膜として構成される。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様として、前記バイアス磁界印加層は、Ｃｏ系の硬質磁性層から構成される。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様として、前記Ｃｏ系の硬質磁性層は、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、あるいはこれらを含む合金から構成される。
【００１７】
また、本発明のヘッドジンバルアセンブリは、上記の薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、を備えてなるように構成される。
【００１８】
また、本発明のハードディスク装置は、上記の薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように配置されるスライダと、前記スライダを支持するとともに前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と、を備えてなるように構成される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、フリー層の所定の基準となる原点位置に対して、バイアス磁界印加層の先端部の位置が特定のエリアに存在し、かつ所定の一定距離内存在するように定めているので、バルクハウゼンノイズの発生率を格段と低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの概略全体構成を説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ（Air Bearing Surface）および基板に垂直な断面を概略的に示した図面である。図２は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの概略全体構成を説明するための図面であり、磁気記録媒体と対向する面である薄膜磁気ヘッドのＡＢＳと平行な面で切断した断面図である。
【００２２】
これらの図面に示されるように、本発明の薄膜磁気ヘッド１は、基板２（通常、いわゆるスライダ基板）と、この基板２の上に通常形成される下地膜３と、この下地膜３の上に配置形成された下部シールド層５と、前記下部シールド層の上に配置形成された上部シールド層１２とを有し、下部シールド層５と上部シールド層１２との間には、磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子７が介在されている。
【００２３】
下部シールド層５と上部シールド層１２は、主として、磁気抵抗効果素子７に対する磁気シールド機能を発揮するように形成されている。
【００２４】
さらに、上部シールド層１２の上方には、書き込み専用の誘導型磁気変換素子を構成するための書き込み磁気ヘッド素子用の下部磁極層１４が形成されている。この下部磁極層１４は、ポール２１を含む上部磁極層（符号２１、３３等）との組み合わせによって、ギャップ層１８を介して書き込み用の実質的な閉磁路を形成するようになっている。また、この下部磁極層１４は、通常、磁気シールド機能をも発揮するようになっている。
【００２５】
なお、書き込み磁気ヘッド素子の磁気誘導のための薄膜コイルの層数には特に制限は、ないが、通常は、２層の積層コイル構造２６、３０をとっている。
【００２６】
また、図１に示されるように書き込みまたは読み出し動作の際には、薄膜磁気ヘッド１は、回転する磁気ディスク２６２の表面上において、流体力学的に所定の間隙もって浮上している。
【００２７】
また、下部シールド層５と読み出し磁気ヘッド素子７との間、および読み出し磁気ヘッド素子７と上部シールド層１２との間には、通常、アルミナ等からなるギャップ層が形成されている。なお、図１における符号７７はオーバーコートである。
【００２８】
本発明の薄膜磁気ヘッド１の要部構造は、下部シールド層５、上部シールド層１２に挟持されている磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子７の構造にある。
【００２９】
図３は、図２の点線の丸で囲まれたエリアＡ部の概略拡大図である。
【００３０】
図３に示されるように、磁気抵抗効果素子７を構成する磁気抵抗効果膜５０は、非磁性層５３と、この非磁性層５３の一方の面（この実施例では図面の下方側）に形成された強磁性層５２と、非磁性層の他方の面（この実施例では図面の上方側）に形成され磁気情報である外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変えられるように作用することのできるフリー層５４と、前記強磁性層５２の磁化の向きをピン止めするために強磁性層５２の片面（非磁性層５３と接する面と反対側の面）に接して形成されたピンニング層５１とを有する多層膜構造を備えている。
【００３１】
図面で示されている好適例は、ピンニング層５１をボトム側に位置させた、いわゆる、ピンニング層ボトムタイプのスピンバル膜構成である。
【００３２】
より具体的には、図示のごとく下部シールドギャップ層６ａの上にピンニング層５１、強磁性層５２、非磁性層５３、フリー層５４、および保護層５５を順次積層した構造としている。強磁性層５２は、磁化の方向が固定された層であり、通常、強磁性膜から構成される。強磁性層５２は１層のみの構成に限定されることなく強磁性膜的作用をする多層構造としてもよい。例えば、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅの積層体が好適例として挙げられる。
ピンニング層５１は、強磁性層５２における磁化の方向を固定するための層であり、通常、ＰｔＭｎ等の反強磁性膜から構成される。非磁性層５３は、例えばＣｕ膜等から構成される。フリー層５４は、記録媒体からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化する層であり、通常、軟磁性膜から構成される。フリー層５４は１層のみの構成に限定されることなく軟磁性膜的作用をする多層構造としてもよい。例えば、ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅの積層体が好適例として挙げられる。
【００３３】
保護層５５の材料としては、例えばＴａが用いられる。
図３に示されるように磁気抵抗効果素子７を構成する磁気抵抗効果膜５０の両端部５０ａおよび５０ｂはそれぞれジャンクションテーパ形状（断面台形形状のテーパ部分）をなしている。
【００３４】
本発明において、このようなジャンクションテーパ形状をなす両端部５０ａ、５０ｂには、それぞれ、直接あるいは図示のごとく下地層４０を介してフリー層５４に縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層６０、６５が配置されている。
【００３５】
バイアス磁界印加層６０、６５の上には、磁気抵抗効果素子７を構成する磁気抵抗効果膜５０に対して磁気的信号検出用の電流であるセンス電流を流すための２つの電極層７０、７０が形成されている。電極層７０は、例えばＡｕ等の導電性材料によって形成される。
【００３６】
本発明の要部は、フリー層５４と、このフリー層５４に縦バイアス磁界を与えるためのバイアス磁界印加層６０、６５の配置設定、特に、フリー層の所定の基準となる原点位置に対して、バイアス磁界印加層の先端部の位置が特定のエリアに存在し、かつ所定の一定距離内存在するように定めている点にある。
【００３７】
このような要部構造を図４に示される拡大図面を用いてさらに詳細に説明する。
図４は、図３の図面の右方に見えるジャンクションテーパの端部５０ａ近傍において、バイアス磁界印加層６０が下地層４０を介してフリー層５４に近接している部分の拡大図である。
【００３８】
図４は薄膜磁気ヘッドをＡＢＳ（Air Bearing Surface）側からを基板２（図示していない）を下方にして見た図面に相当し、この図４において、フリー層５４を構成する最上面５４ａのラインをＸ軸として規定し、このＸ軸と直交しかつフリー層５４を構成する最上面５４ａのラインの最も右方向を通るラインをＹ軸と規定する。
【００３９】
Ｘ軸とＹ軸との交点を原点（０,０）として、図示のごとくＸ−Ｙ座標軸が規定される。Ｘ−Ｙ座標軸において、Ｘ（＋）と記載してある方向がＸ軸のプラス方向であり、Ｘ（−）と記載してある方向がＸ軸のマイナス方向であり、Ｙ（＋）と記載してある方向がＹ軸のプラス方向であり、Ｙ（−）と記載してある方向がＹ軸のマイナス方向である。
【００４０】
本発明において、図４に示されるごとく一対のバイアス磁界印加層６０、６５の中で、上記の要領で定義される原点（０,０）側の端部５０ａに配置されるバイアス磁界印加層６０の先端部６１の座標位置（ｘ、ｙ）が、上記の要領で定義されるＸ−Ｙ座標軸の第１象限または第４象限に位置することが構成要件の１つとされる。図４には、先端部６１の座標位置（ｘ、ｙ）が第１象限に位置する場合が記載されている。
【００４１】
また、図５には、先端部６１の座標位置（ｘ、ｙ）が第４象限に位置する場合が記載されている。これらの範囲を外れてバイアス磁界印加層６０の先端部６１の座標位置（ｘ、ｙ）が、Ｘ−Ｙ座標軸の第２象限や第３象限にある場合には、バイアス磁界印加層６０の厚さを増してもバルクハウゼンノイズの発生率を極端に低減させることができない。ちなみに、第３象限に先端部６１を存在させるためには、例えば、ジャンクションテーパを本発明と逆のテーパとしなければならない。
【００４２】
また、本発明において、図４や図５に示されるようにバイアス磁界印加層６０の一部分ＳがＹ軸のプラス側に部分的に侵入して存在するように構成することが望ましい。
【００４３】
なお、『象限』の定義は、平面上で直交するＸ−Ｙ座標軸が分つ平面の４つの部分のそれぞれの部分をいう。（ｘ＋、ｙ＋）の領域が第１象限、（ｘ−、ｙ＋）の領域が第２象限、（ｘ−、ｙ−）の領域が第３象限、（ｘ＋、ｙ−）の領域が第４象限である。
【００４４】
もう一つの重要な構成要件として、バイアス磁界印加層６０の先端部６１から原点（０,０）までの距離（ｘ2＋ｙ2）1/2が１１ｎｍ以内の範囲内、特に、１〜１１ｎｍにあることが要求される。この値が１１ｎｍを超えると、バルクハウゼンノイズの発生率を極端に低減させることができない。なお、下限値が１ｎｍ未満となるとＦｒｅｅ層の端の磁化が縦バイアス層より固着されて、磁気記録媒体からの磁場に鈍感になる領域（いわゆるデッドゾーン）が広くなってしまうという不都合が生じる。
【００４５】
バイアス磁界印加層６０を構成する具体的磁性材料としては、Ｃｏを主成分とするＣｏ系の硬質磁性層（ハードマグネット層）が好適例として挙げられる。より具体的にはＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、あるいはこれらを主成分として含む合金を用いるのが良い。
【００４６】
バイアス磁界印加層６０、６５の厚さは、２００Å以下（零を含まない）、好ましくは、１００〜２００Å、より好ましくは、１１０〜１５０Åとされる。磁気抵抗効果膜５０のトータル厚さよりも薄いことが望ましい。
【００４７】
本発明において、図示のごとくバイアス磁界印加層６０、６５の下に下地層４０を形成する場合、敷設される下地層４０は、例えば、ＣｒＴｉ、ＴｉＷとするのが好ましい。下地層４０の厚さは、２０〜１５０Å程度とされる。
【００４８】
原点側の端部５０ａと反対側の端部５０ｂに配置されるバイアス磁界印加層６５とフリー層５４との関係においても、上記バイアス磁界印加層６１とフリー層５４と同様な関係を備えることが必要とされる。ただし、この場合には各構成部材の配置が左右対称の形態をとっている関係上、端部５０ａと反対側の端部５０ｂに配置されるバイアス磁界印加層６５の先端部６６は、上記のバイアス磁界印加層６０の先端部６１の位置と鏡像関係に配置される。
【００４９】
図４の図面を鏡像関係に配置して描いた図面が図６に示されており、図６は、図３の図面の左方に見えるジャンクションテーパの端部近傍において、バイアス磁界印加層６５が下地層４０を介してフリー層５４に近接している部分の拡大図に相当する。ただし、図６の図面は図４の鏡像関係となっているためにＸ−Ｙ座標軸において、Ｘ軸のプラス方向とマイナス方向が反転しており、各象限もＹ軸を中心として反転していることに注意されたい。図６に示されるバイアス磁界印加層６５の先端部６６は、フリー層５４との関係において本発明の要件を満たすように設定されている。
【００５０】
同様に、図５の図面を鏡像関係に配置して描いた図面が図７に示される。図７に示されるバイアス磁界印加層６５の先端部６６は、フリー層５４との関係において本発明の要件を満たすように構成される。
【００５１】
また、磁気抵抗効果膜は、図８に示されるように基板側から、主要構成層として、ピンニング層５１、強磁性層５２、非磁性層５３、フリー層５４、非磁性層５３、強磁性層５２、ピンニング層５１が順次積層されたデュアルスピンバルブタイプの多層膜であってもよい。この場合においても、バイアス磁界印加層６０、６５とフリー層５４との関係は上記の本発明の関係を満たすように構成される。
【００５２】
なお、本発明でいう磁気抵抗効果素子としては、上記のスピンバル膜構成のものに限定されることなく、トンネル磁気抵抗効果(Tunnel-type Magneto-resistive)を用いたＴＭＲ素子や、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ素子などのように、広く磁気抵抗効果を示す素子を含む概念である。
【００５３】
（薄膜磁気ヘッドの作用の説明）
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの作用について説明する。薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって記録媒体に情報を記録し、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生する。
【００５４】
再生ヘッドにおいて、バイアス磁界印加層６０，６５による縦バイアス磁界の方向は、トラック幅方向と同じである。磁気抵抗効果素子において、信号磁界がない状態では、フリー層５４の磁化の方向は、バイアス磁界の方向に揃えられている。一方、強磁性層５２の磁化の方向は、いわゆるＡＢＳ（Air Bearing Surface）に垂直な方向に固定されている。
【００５５】
磁気抵抗効果素子では、記録媒体からの信号磁界に応じてフリー層５４の磁化の方向が変化し、これにより、フリー層５４の磁化の方向と強磁性層５２の磁化の方向との間の相対角度が変化し、その結果、ＭＲ素子の抵抗値が変化する。ＭＲ素子の抵抗値は、２つの電極によって素子にセンス電流を流したときの２つの電極間の電位差より求めることができる。このようにして、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生することができる。
【００５６】
また、図４や図５に示されるように、フリー層５４の所定の基準となる原点位置に対して、バイアス磁界印加層６０、６５の先端部の位置が特定のエリアに存在し、かつ所定の一定距離内に存在するように定めているので、縦バイアス磁界をフリー層に効果的に印加するよう作用する。これにより、バルクハウゼンノイズの発生率を格段と低減させることが可能となる。
【００５７】
（ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置についての説明）
以下、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。
【００５８】
まず、図９を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図２における基板２およびオーバーコート７７からなる基体２１１を備えている。
【００５９】
基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、ＡＢＳ２０が形成されている。
【００６０】
ハードディスクが図９におけるｚ方向に回転すると、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図９におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図９におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。
【００６１】
スライダ２１０の空気流出側の端部（図９における左下の端部）の近傍には、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１が形成されている。
【００６２】
次に、図１０を参照して、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。
【００６３】
ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【００６４】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【００６５】
図１０は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【００６６】
次に図１１および図１２を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態に係るハードディスク装置について説明する。
【００６７】
図１１はハードディスク装置の要部を示す説明図、図１２はハードディスク装置の平面図である。
【００６８】
ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。
【００６９】
ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。各ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【００７０】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、本発明における位置決め装置に対応しスライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【００７１】
本実施の形態に係るハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【００７２】
本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置は、前述の本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドと同様の効果を奏する。
【００７３】
また、実施の形態では、基本側に再生ヘッドを形成し、その上に、記録ヘッドを積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。また、読み取り専用として用いる場合には、薄膜磁気ヘッドを、再生ヘッドだけを備えた構成としてもよい。
【実施例】
【００７４】
以下、具体的実験例を示し、本発明の薄膜磁気ヘッドの構成をさらに詳細に説明する。
【００７５】
〔実験例Ｉ〕
実験例Ｉでは、下記の要領で図１〜３に示されるような第１の発明の実施形態におけるヘッドサンプルを作製して、実験を行った。
【００７６】
（実施例１）
図３に示されるようなピンニング層５１がボトムに位置するピンニング層ボトムタイプのスピンバルブ磁気抵抗効果素子を備える再生ヘッドサンプルを作製した。以下、実施の要部のみ記載する。
【００７７】
図１や図２に示されるごとく下部シールド層５をＮｉＦｅで形成し、この上に下部シールドギャップ膜をＡｌ2Ｏ3で形成し、この上に磁気抵抗効果素子を構成する磁気抵抗効果積層膜を形成した。
【００７８】
すなわち、Ａｌ2Ｏ3からなる下部シールドギャップ膜の上に、ベース下地層（ＮｉＣｒ；厚さ５０Å）、ピンニング層５１（ＩｒＭｎ反強磁性層；厚さ７０Å）、強磁性層５２（ＣｏＦｅ（厚さ１５Å）／Ｒｕ（厚さ８Å）／ＣｏＦｅ（厚さ１５Å）の３層積層体からなる強磁性層）、非磁性層５３（Ｃｕ；厚さ１７Å）、フリー層５４（ＣｏＦｅ（厚さ２０Å））、保護層（Ｒｕ；厚さ５Å）、および保護層（Ｔａ；厚さ２０Å）からなる積層膜（トータル厚さ２２１Å）を形成した。その後、ピン（ＰＩＮ）方向に磁場をかけながらアニールすることによりＰＩＮの固着を行なった（ピンニング層５１による強磁性層５２の磁化方向の固定）。
【００７９】
次いで、磁気抵抗効果膜の上に、エッチングによって素子の形状を定めるためのマスクを形成した。このマスクは２つの有機膜からなるレジスト層をパターニングして、底面が上面よりも小さくなるようにアンダーカットを有する形状とした。
【００８０】
このマスクを用いて磁気抵抗効果膜を選択的にイオンミリング等のドライエッチングしてパターニングされた磁気抵抗効果膜を得た。
【００８１】
次いで、下地層４０（材質は下記表１）をハードバイアス（バイアス磁界印加層）の先端とフリー層との距離が任意の長さになるように膜厚を設定し、バイアス磁界印加層６０、６５（材質は下記表１を参照；厚さ２００Å）を形成した。
【００８２】
次いで、バイアス磁界印加層６０、６５の上にそれぞれ電極層７０（材質：Ａｕ；厚さ：４０ｎｍ）を形成した。
【００８３】
再生トラック幅の大きさは、光学トラック幅１００ｎｍであった。
【００８４】
なお、上記バイアス磁界印加層６０、６５は、室温にて９４８ｋＡ／ｍ（１２ｋＯｅ）の磁場中で６０秒の着磁条件で着磁して、フリー層５４に対して、縦バイアス磁界を付与した。
【００８５】
このようなＭＲ素子の上に、Ａｌ2Ｏ3からなる上部シールドギャップ層およびＮｉＦｅからなる上部シールド層を形成し、実験に必要とされる再生ヘッドサンプルを作製した。
【００８６】
なお、磁気抵抗効果膜の両端部におけるジャンクションテーパ形状のテーパ角度θは、底部基準面に対して約５０°であった。
【００８７】
図４、図５および図１３で示されるごとく、フリー層の所定の基準となる原点位置に対して、バイアス磁界印加層の先端部の位置が、第１象限、第４象限、第２象限（図１３；比較例）に存在するように種々のサンプルを作製した。しかも、同一の象限において、バイアス磁界印加層の先端部から原点までの距離も種々変えたサンプルを作製した。
【００８８】
なお、バイアス磁界印加層の先端部の位置が、第１象限、第４象限、第２象限のどの象限に存在するか、さらに、原点からバイアス磁界印加層の先端部までの距離がいかほどになるのかは、いわゆるＡＢＳ断面のＴＥＭにより求め、具体的な距離の値は、代表素子５つの平均値を用いた。
【００８９】
このように作製した種々のサンプルについて、下記の要領でバルクハウゼンノイズの発生率を測定した。
【００９０】
（バルクハウゼンノイズの発生率）
スピンスタンドを用いて、３．５インチの媒体を７２００ｒｐｍで回転させ、そこに試作ヘッドを浮上させ、１ＭＨｚの周波数で記録媒体の１トラックに書き込みを行った。その後、試作サンプルヘッドに３ｍＡの測定電流を流し、１０００回の再生を繰り返したときに１度でもノイズが検出された素子をバルクハウゼンノイズ（ＢＨＮ）発生素子とし、サンプル数５００素子の測定を行い、その発生素子の割合をバルクハウゼンノイズの発生率とした。
【００９１】
測定の結果を下記表１に示した。
【００９２】
【表１】
2006172548.tif 000003
【００９３】
【表２】
2006172548.tif 000004
【００９４】
【表３】
2006172548.tif 000005
【００９５】
表１の結果より、本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明の薄膜磁気ヘッドは、フリー層の所定の基準となる原点位置に対して、バイアス磁界印加層の先端部の位置が第１象限または第４象限の特定エリアに存在し、かつ原点までの距離が１１ｎｍ以内に存在するように定めているので、バルクハウゼンノイズの発生率を格段と低減させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
磁気記録媒体等の磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果素子を備えるハードディスク装置の産業に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの概略全体構成を説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳ（Air Bearing Surface）および基板に垂直な断面を概略的に示した図面である。
【図２】図２は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの概略全体構成を説明するための図面であり、磁気記録媒体と対向する面である薄膜磁気ヘッドのＡＢＳと平行な面で切断した断面図である。
【図３】図３は、図２の点線の丸で囲まれたエリアＡ部の概略拡大図である。
【図４】図４は、図３の図面の右方に見えるジャンクションテーパの端部近傍において、バイアス磁界印加層が下地層を介してフリー層に近接している部分の拡大図である。
【図５】図５は、図３の図面の右方に見えるジャンクションテーパの端部近傍において、バイアス磁界印加層が下地層を介してフリー層に近接している部分の拡大図である。
【図６】図５は、図４の図面を鏡像関係に配置して描いた図面である。
【図７】図７は、図５の図面を鏡像関係に配置して描いた図面である。
【図８】図８は、デュアルスピンバルブタイプの多層膜である磁気抵抗効果膜の断面図である。
【図９】図９は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の平面図である。
【図１３】図１３は、図４相当図であり、バイアス磁界印加層の先端部の位置が第２象限にある比較例図面である。
【符号の説明】
【００９８】
１…薄膜磁気ヘッド
２…基板
５…下部シールド層
７…磁気抵抗効果素子
１２…上部シールド層
１４…下部磁極層
２０…ＡＢＳ
４０…下地層
５０…磁気抵抗効果膜
５０ａ，５０ｂ…ジャンクションテーパの端部
５１…ピンニング層
５２…強磁性層
５３…非磁性層
５４…フリー層
６０，６５…バイアス磁界印加層
６１，６６…バイアス磁界印加層の先端部
７０…電極層
７７…オーバーコート層
【図１】
2006172548.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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