(57)【要約】【課題】膜厚の厚いＣＰＰ-ＧＭＲ素子において、再生出力の増加を図るとともに、信号磁界に対して直線的な磁気応答を実現する。【解決手段】薄膜磁気ヘッドは、ピンド層７、非磁性中間層８、およびフリー層９の合計膜厚が１０ｎｍ以上のＣＰＰ-ＧＭＲ素子である。薄膜磁気ヘッドは、スピンバルブ膜１８の両側側面１９に形成された絶縁膜１１と、硬質磁性膜１２とを有している。硬質磁性膜１２は、スピンバルブ膜１８の近傍において、層幅方向と直交する面内における断面積がスピンバルブ膜１８に近づくにしたがって減少しながら、フリー層９に向かって延び、媒体対向面と平行な面内において、硬質磁性膜１２の層幅方向の端部を実質的に構成し、少なくとも一部がフリー層９に対向する第１の境界線３２を有している。【選択図】図３
2006086275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界に応じて磁化方向が固定されたピンド層と、非磁性中間層と、前記外部磁界に対して磁化方向が変化するフリー層との積層体を有し、該ピンド層、該非磁性中間層、および該フリー層の各層を略積層方向にセンス電流が流れ、該ピンド層、該非磁性中間層、および該フリー層の合計膜厚が１０ｎｍ以上である、基板層に設けられたスピンバルブ膜と、
記録媒体と対向する媒体対向面に平行で、かつ前記積層方向と直交する方向である層幅方向における、前記スピンバルブ膜の両側側面に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜の上に形成され、前記フリー層にバイアス磁界を与える硬質磁性膜とを有し、
前記硬質磁性膜は、
前記スピンバルブ膜の近傍において、前記層幅方向と直交する面内における断面積が前記スピンバルブ膜に近づくにしたがって減少しながら、前記フリー層に向かって延び、
前記媒体対向面と平行な面内において、該硬質磁性膜の前記層幅方向の端部を実質的に構成し、少なくとも一部が前記フリー層に対向する第１の境界線を有している、磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
前記第１の境界線の積層方向上側端部が、前記硬質磁性膜の積層方向上側頂部を形成する、請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
前記硬質磁性膜は、
前記媒体対向面と平行な面内において、前記基板層に対向する第２の境界線と、
前記スピンバルブ膜の前記側面に対向し、該第１、第２の境界線をつなぐ第３の境界線と
を有する、請求項１または２に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
前記第１の境界線の積層方向上側端部は前記フリー層の積層方向上面より積層方向上側にあり、
前記第１の境界線と前記第３の境界線との屈曲部は前記フリー層の積層方向下面より積層方向下側にある、請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
前記硬質磁性膜は、前記層幅方向と直交する面内における重心位置が前記スピンバルブ膜に近づくにしたがって積層方向上側を向きながら、前記フリー層に向かって延びている、請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
前記硬質磁性膜と前記絶縁層との間に下地膜を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
前記媒体対向面に、前記記録媒体に記録されたデータを読み取る請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の薄膜磁気ヘッドを含み、前記記録媒体に対向して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有するヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項９】
請求項７に記載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して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有するハードディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、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し、特にハードディスク装置の等の磁気記録装置の薄膜磁気ヘッドに用いられる磁気抵抗効果素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録の高密度化に対応するため、再生素子としてＧＭＲ(Giant Magneto-resistive)膜を用いた磁気ヘッドが広く利用されている。とりわけ、スピンバルブ膜(以下、ＳＶ膜という。)を用いたＧＭＲ素子は、記録媒体の記録を読み出すために素子に流されるセンス電流に対する抵抗変化が大きく、より高感度の磁気ヘッドを提供することができる。ここでＳＶ膜とは、磁化の方向が一方向に固定された強磁性膜（以下、ピンド層ともいう。）と、記録媒体が発生する外部磁界（以下、信号磁界ということがある。）に応じて磁化の方向を変える強磁性膜（以下、フリー層ともいう。）との間に非磁性中間層を挟んで構成された積層膜である。
【０００３】
一般にＳＶ膜は、磁化方向と同一方向のスピンを持つ電子は自由に移動するが、逆方向のスピンを持つ電子は散乱されてＳＶ膜を通過できないという性質を利用している。そして、磁気抵抗変化は、フリー層の磁化の向きが記録媒体の発生する信号磁界によって変わることによってフリー層とピンド層の磁化の相対角度が変化し、この相対角度に応じて伝導電子のスピン依存散乱が変化することによって得られる。磁気ヘッドは、この磁気抵抗変化を検出して、記録媒体の磁気情報を読み取る。したがって、磁気ヘッドの再生感度を高めるためには、磁気抵抗変化を十分に確保することが重要となる。
【０００４】
このため、フリー層には、フリー層の側方にある硬質磁性膜から、常時一方向に磁界（バイアス磁界）がかけられている。この磁界の強さは、信号磁界の影響を受けないときにはフリー層の磁化の方向が一定方向に揃い（単磁区化される）、記録媒体から信号磁界を受けたときは、フリー層の磁化の方向が所定の角度だけ回転するように設定される。これによって、フリー層の磁化の向きを信号磁界によって一斉に切り替え、大きな磁気抵抗変化を得ることができる。また、バイアス磁界の大きさを適切に設定することによって、磁気抵抗変化と、外部磁界の変化に対する抵抗変化の線形性および低ノイズ性（磁界強度に対して磁化の変化が鋸歯状に変化するバルクハウゼンノイズの抑制）とのバランスを図ることができる。このような効果を最大に生じさせるためには、硬質磁性膜をできる限りフリー層の真横に設け、硬質磁性膜からの磁界をフリー層に効率的に及ぼすことが好ましい（特許文献１〜３参照。）。
【０００５】
ところで、ＳＶ膜を使用したＭＲ素子は、従来、膜面に平行にセンス電流を流すＣＩＰ(Current in Plane)-ＧＭＲ素子が中心であったが、最近では、更なる高密度化に対応するため、膜面に垂直にセンス電流を流すＣＰＰ(Current Perpendicular to the Plane)-ＧＭＲ素子を用いた磁気ヘッドの開発が進められている。ＣＰＰタイプの素子としては、他にＴＭＲ(Tunnnel Magneto-resistance)膜を用いたＴＭＲ素子があるが、ＣＰＰ-ＧＭＲ素子は、ＴＭＲ素子と比較して低抵抗であること、ＣＩＰ-ＧＭＲ素子と比較して狭トラック幅での読み取りでも高出力が得られることから、高いポテンシャルを持つ素子として期待されている。
【０００６】
しかしながら、ＣＰＰ-ＧＭＲ素子では、センス電流は膜面すなわち界面を垂直に通過するため、界面におけるスピン依存散乱が十分に生じず、磁気抵抗変化自体が小さいという問題がある。そこで、ＣＰＰ素子においては、フリー層、ピンド層を厚くして、各層内部の伝導電子の散乱、すなわちバルク散乱による抵抗を増やして、磁気抵抗の絶対値を高め、大きな抵抗変化を得ることがおこなわれている。
【０００７】
図１０には、従来技術のＣＰＰ-ＧＭＲ素子を用いた磁気抵抗効果素子の部分断面図の一例を示す。ＣＰＰ素子１０２は下部電極兼シールド層４から順に、バッファ層５、反強磁性層６、ピンド層７、非磁性中間層８、フリー層９、キャップ層１０の順に積層されている。ここで、本明細書では、バッファ層５からキャップ層１０までをＳＶ膜１８と呼ぶ。ピンド層７、非磁性中間層８、フリー層９の合計膜厚は上述の理由から最低１０ｎｍ（１００Å）程度を確保していることが望ましい。ＳＶ膜１８の側方は絶縁膜１１１で覆われ、その外側にフリー層９にバイアス磁界を与える硬質磁性膜１１２が形成されている。また、硬質磁性膜１１２とＳＶ膜１８の全体を覆うように上部電極兼シールド層３が形成されている。
【０００８】
ＳＶ膜を用いた磁気抵抗効果素子を製造するときには、まずＳＶ膜１８を積層し、次にＳＶ膜１８の上方にレジストを形成し（図示せず）、その側面に絶縁膜１１１および硬質磁性膜１１２を形成する。ところが、ＣＰＰ-ＧＭＲ素子のように膜厚の厚い素子の場合、硬質磁性膜１１２はＳＶ膜１８の側壁をせり上がり、先端がＳＶ膜１８から突き出るように形成される。この現象はＳＶ膜１８が薄いときには起きにくく、図１１に示すように、硬質磁性膜１１２ｂはＳＶ膜１８から突き出ず、ほぼ平坦に形成される。
【特許文献１】特開２００２−３２９９０５号公報
【特許文献２】特開２００２−１５１７５６号公報
【特許文献３】特開２００３−８６８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＣＰＰ-ＧＭＲ素子においては、ＳＶ膜の膜厚をある程度大きくせざるを得ないため、図１１のような形でＳＶ膜を形成することは困難であり、通常は図１０のように硬質磁性膜が上方に突出した状態となる。しかしながら、このような硬質磁性膜の形状では、硬質磁性膜で発生した磁界がフリー層に向かわず、上部電極兼シールド層に逃げてしまい、フリー層に有効にバイアス磁界をかけることができない。このため、再生出力の増加や、信号磁界に対する直線的な磁気応答の実現が困難となると同時に、上部電極兼シールド層の磁気特性に影響を及ぼすという問題も生じる。
【００１０】
この問題は、開示された従来技術を適用しても解決することは困難である。まず、特許文献１、２のように、フリー層の側方にブロック状の硬質磁性膜を設けることは、上述のとおり、ＳＶ膜の膜厚が増えていくに従い困難となる。また、硬質磁性膜を厚くしすぎると、硬質磁性膜の突出した形状を改善する上では効果があるが、オーバーバイアスになるおそれが高く、出力の低下を招く。一方、特許文献３のようにフリー層の周辺だけに硬質磁性膜を設けると、十分な厚さの硬質磁性膜を形成することができす、バイアス磁界が不足する。
【００１１】
本発明は、以上の状況に鑑みて、膜厚の厚いＣＰＰ-ＧＭＲ素子においても大きな磁気抵抗変化を確保し、再生出力の増加を図るとともに、信号磁界に対して直線的な磁気応答を実現することのできる磁気抵抗効果素子および薄膜磁気ヘッド等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、基板層に設けられたスピンバルブ膜を有している。スピンバルブ膜は、外部磁界に応じて磁化方向が固定されたピンド層と、非磁性中間層と、外部磁界に対して磁化方向が変化するフリー層との積層体を有し、ピンド層、非磁性中間層、およびフリー層の各層を略積層方向にセンス電流が流れ、ピンド層、非磁性中間層、およびフリー層の合計膜厚が１０ｎｍ以上である。薄膜磁気ヘッドはまた、記録媒体と対向する媒体対向面に平行で、かつ積層方向と直交する方向である層幅方向における、スピンバルブ膜の両側側面に形成された絶縁膜と、絶縁膜の上に形成され、フリー層にバイアス磁界を与える硬質磁性膜とを有している。硬質磁性膜は、第１に、スピンバルブ膜の近傍において、層幅方向と直交する面内における断面積がスピンバルブ膜に近づくにしたがって減少しながら、フリー層に向かって延び、第２に、媒体対向面と平行な面内において、硬質磁性膜の層幅方向の端部を実質的に構成し、少なくとも一部がフリー層に対向する第１の境界線を有している。
【００１３】
このように構成された薄膜磁気ヘッドにおいては、硬質磁性膜で発生した磁界が第１の境界線より積層方向上方に抜けにくくなる。また、硬質磁性膜はフリー層に向けて延び、しかも、その端部は実質的にフリー層の側方に形成されるので、硬質磁性膜で発生し、硬質磁性膜内を伝播する磁界がフリー層に向けて効率よく流れ込むルートが確立される。さらに、硬質磁性膜は、層幅方向と直交する面内における断面積がスピンバルブ膜に向かうにしたがって減少しながらスピンバルブ膜に近づくので、スピンバルブ膜から遠い領域においては十分な膜厚を確保し、十分な磁界強度を発生させることができる一方、スピンバルブ膜の近傍では、発生した磁界をフリー層に集中して印加することができる。
【００１４】
硬質磁性膜は、第１の境界線の積層方向上側端部が、硬質磁性膜の積層方向上側頂部を形成するように構成してもよい。
【００１５】
また、硬質磁性膜は、媒体対向面と平行な面内において、基板層に対向する第２の境界線と、スピンバルブ膜の側面に対向し、第１、第２の境界線をつなぐ第３の境界線とを有するように構成してもよい。
【００１６】
このとき、第１の境界線の積層方向上側端部はフリー層の積層方向上面より積層方向上側にあり、第１の境界線と第３の境界線との屈曲部はフリー層の積層方向下面より積層方向下側にあるように構成するのが好ましい。
【００１７】
また、硬質磁性膜は、層幅方向と直交する面内における重心位置がスピンバルブ膜に近づくにしたがって積層方向上側を向きながら、フリー層に向かって延びているように構成することもできる。
【００１８】
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、記録媒体に対向して配置されるスライダと、スライダを弾性的に支持するサスペンションとを有する。
【００１９】
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して配置されるスライダと、スライダを支持するとともに記録媒体に対して位置決めする位置決め装置とを有する。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、膜厚の厚いＣＰＰ-ＧＭＲ素子においても大きな磁気抵抗変化を確保し、再生出力の増加を図るとともに、信号磁界に対して直線的な磁気応答を実現し、バルクハウゼンノイズの発生を抑えることができ、薄膜磁気ヘッドやハードディスク装置の性能を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】
【００２１】
本発明の磁気抵抗効果素子（以下ＣＰＰ素子２という。）の実施形態を、図面を用いて説明する。図１は本発明の磁気抵抗素子を用いた薄膜磁気ヘッド１の部分斜視図である。薄膜磁気ヘッド１は読み込み専用のヘッドでもよく、記録部をさらに有するＭＲ／インダクティブ複合ヘッドでもよい。ＣＰＰ素子２は、上部電極兼シールド層３と下部電極兼シールド層４との間に挟まれ、先端部が記録媒体２１と対向する位置に配置されている。この先端部は媒体対向面２４を形成する。ＣＰＰ素子２には、図１中の矢印に示すように、上部電極兼シールド層３と下部電極兼シールド層４との間にかかる電圧によって、上部電極兼シールド層３からＣＰＰ素子２を積層方向に貫通して下部電極兼シールド層４に向かうセンス電流２２が流れている。ＣＰＰ素子２との対向面における記録媒体２１の信号磁界は、記録媒体２１の記録媒体移動方向２３（白矢印）への移動につれて変化する。ＣＰＰ素子２は、この信号磁界の変化を、ＧＭＲ効果によって得られるセンス電流２２の電気抵抗変化として検出することにより、記録媒体２１の各磁区に書き込まれた磁気情報を読み出すことができる。
【００２２】
図２にはＣＰＰ素子２の断面図を示す。図３には、図２の左半分を拡大したＣＰＰ素子２の断面図を示す。これらの断面図は図１におけるＡ−Ａ方向の断面図であり、媒体対向面２４から見たＣＰＰ素子２の積層構造を示している。
【００２３】
ＣＰＰ素子２は下部電極兼シールド層４から順に、バッファ層５、反強磁性層６、ピンド層７、非磁性中間層８、フリー層９、キャップ層１０の順に積層され、キャップ層１０の上には、上部電極下地層３１を介して、上部電極兼シールド層３が形成されている。バッファ層５からキャップ層１０までの積層体をＳＶ膜１８という。ＳＶ膜１８の幅２５は再生トラック幅を規定し、通常０．１μｍ以下程度に形成されている。なお、本明細書では、膜構成を示すのにＡ／Ｂ／（Ｃ／Ｄ）ｘ／Ｅ／Ｆなる表記をする場合がある。ここでｘは整数であり、例えばｘ＝２の場合、積層体は、層Ａ、層Ｂ、層Ｃ、層Ｄ，層Ｃ、層Ｄ，層Ｅ、層Ｆの順に積層されていることを示す。以下、各層について詳細に説明する。
【００２４】
上部電極兼シールド層３および下部電極兼シールド層４はNiFe層で、いずれもめっき法により成膜される。下部電極兼シールド層４は、ＳＶ膜１８の基板層としても機能する。
【００２５】
バッファ層５としてはTa/NiFeCr層、反強磁性層６としてはIrMn層を用いることができる。
【００２６】
ピンド層７は、図３に詳細を示すように、非磁性中間層７２を介して第１ピンド層７１および第２ピンド層７３が反強磁性的に結合した、いわゆるシンセティックピンド層である。第１ピンド層７１はCoFe、非磁性中間層７２はRuを用いることができる。第２ピンド層７３は、CoFeまたはCoFe/(Cu/CoFe)xの膜構成を用いることができる。第２ピンド層７３にCu層を挿入しているのは、CoFeとCuとの界面数を増やすことにより、界面散乱の効果が高まり、より大きな磁気抵抗効果が得られるためである。ピンド層７の膜厚は、前述したとおりバルク散乱の寄与を高めるため、ＣＩＰ−ＧＭＲ素子に比べてかなり厚めの３〜７ｎｍ程度に設定されるが、それ以上の膜厚としてもよい。ピンド層７では第１ピンド層７１と第２ピンド層７３の磁化を揃える必要があるので、結果的に第１ピンド層７１も厚くなる。なお、ここではピンド層７としてシンセティックピンド層を用いたが、磁化の方向が一方向に固定されればこのような膜構成に限定されない。
【００２７】
非磁性中間層８にはCu層が用いられ、１．５〜３．５ｎｍの膜厚を有する。
【００２８】
フリー層９は、記録媒体の信号磁界に対して磁化方向が変化する膜である。フリー層９としては、例えば、CoＦe/NiFeまたはCoFe/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/NiFe/CoFeの膜構成を用いることができる。フリー層９の膜厚も、バルク散乱効果を高めて抵抗変化を大きくするため、比較的厚めに設定される。CoFe層およびNiFe層は例えば０．５〜２ｎｍ程度、Cu層は０．１〜０．３ｎｍ程度の膜厚が用いられ、トータルの厚さは３〜７ｎｍ程度とするのが望ましい。これは、ＣＩＰ−ＧＭＲ素子と比較するとかなり厚い膜構成である。
【００２９】
キャップ層１０は積層部の劣化防止のために設けられる。キャップ層１０としては例えばRu層を用いることができる。
【００３０】
表１にはＣＰＰ素子２の膜構成の一例を示す。表１には、下部電極兼シールド層４に接するバッファー層５のTa層から、上部電極兼シールド層３に接するキャップ層１０のRu層に向けて積層順に下から上に、各層の組成と膜厚とを記載している。表中のCo70Fe30等の記載は原子％を意味する。
【００３１】
表１の膜構成では、ピンド層７の膜厚が１０ｎｍ、非磁性中間層８の膜厚が３ｎｍ、フリー層９の膜厚が７．２ｎｍで、機能層であるこれらの層の膜厚の合計は２０．２ｎｍである。これは、通常のＣＩＰ−ＧＭＲやＴＭＲ膜と比較するとかなり厚い構成である。なお、ピンド層７、非磁性中間層８、フリー層９の合計膜厚は、バルク散乱効果を高めて十分な抵抗変化を得るために、最低１０ｎｍ程度を確保することが望ましい。
【００３２】
【表１】
2006086275.tif 000003
【００３３】
次に、図３を参照して、硬質磁性膜の形状について詳細に説明する。ＳＶ膜１８の両側の側面１９には、絶縁膜１１を介して硬質磁性膜１２が形成されている。ここで側面１９とは、媒体対向面２４に平行で、かつ積層方向Ｔと直交する方向(以下、層幅方向Ｓという。）におけるＳＶ膜１８の両側の側面を意味する。
【００３４】
絶縁膜１１は、ＳＶ膜１８からのセンス電流２２の漏洩を防止するために設けられ、Al2O3などの酸化膜が用いられる。絶縁膜１１は絶縁性が確保される範囲でなるべく薄く形成することが望ましい。
【００３５】
硬質磁性膜１２はフリー層９の磁区を単磁区化するための磁区制御膜であり、CoPt、CoCrPtなどが用いられる。硬質磁性膜１２には、フリー層９の磁区が安定化されるに十分な膜厚が要求される。しかし、硬質磁性膜１２が厚すぎるとバイアス磁界が強くなりすぎ、フリー層９の磁化応答が鈍り、出力の低下につながる。さらに、バイアス磁界が上部電極兼シールド層３に吸収されて上部電極兼シールド層３の磁気的応答性を鈍らせたり、ピンド層７の磁化方向を曲げる等の好ましくない影響が生じる。このため、硬質磁性膜１２は適切な膜厚とする必要がある。
【００３６】
硬質磁性膜１２と絶縁膜１１との間には、硬質磁性膜１２に硬質磁性膜としての良好な磁気特性を持たせるため、Cr層等よりなる下部下地層１４が形成されている。同様に、硬質磁性膜１２と上部電極下地層３１との間には、硬質磁性膜１２のキャップ層１５が形成されている。
【００３７】
硬質磁性膜１２は、媒体対向面２４と平行な面内において、フリー層９に面する第１の境界線３２と、下部電極兼シールド層４に面する第２の境界線３３と、ＳＶ膜１８の側面１９に面し、第１、第２の境界線３２，３３をつなぐ第３の境界線３４とを有している。これらの境界線は必ずしも直線である必要はなく、途中に微小な折れ点を有していてもよい。また、第２の境界線３３は、層幅方向Ｓに対して若干傾斜していてもよい。一例では、第１の境界線３２は層幅方向Ｓに対して約１２度（図中ｐ１）、第３の境界線３４は約３３度（図中ｐ２）の角度をなしている。
【００３８】
第１の境界線３２の積層方向上側端部３５は、硬質磁性膜１２の積層方向上側頂部を形成している。これは、硬質磁性膜１２に図１０に示したようなＳＶ膜１８から突き出る部分が存在しないことを意味している。この条件が満たされれば、硬質磁性膜１２の磁界が上部電極兼シールド層３に抜けにくくなり、硬質磁性膜１２の磁界を、ＳＶ膜１８に向けて有効に及ぼすことができる。
【００３９】
また、硬質磁性膜１２は、ＳＶ膜１８の近傍において、ＳＶ膜１８の層幅方向Ｓと直交する面内（紙面と直交する面）における断面積がＳＶ膜１８に近づくにしたがって小さくなるように延びている。この結果、硬質磁性膜１２はＳＶ膜１８から離れた領域において十分な膜厚を確保し、必要な磁界強度を発生させることができる。また、ＳＶ膜１８から離れた領域においては、硬質磁性膜１２の膜厚設定の自由度が増え、ＳＶ膜１８の断面積を適宜に調整できるので、オーバーバイアスを避けることも容易である。また、硬質磁性膜１２はＳＶ膜１８に近づくにつれ、上記の断面積を絞られ、しかもフリー層９に向けて延びているので、硬質磁性膜１２の磁界を、フリー層９に向けて集中して及ぼすことができる。硬質磁性膜は、本発明においては、硬質磁性膜１２の重心位置３８がＳＶ膜１８に向かうにしたがって積層方向上側Ｔ１になるように、すなわち、ＳＶ膜１８をせり上がるようにフリー層９に向けて延びる形状となる。
【００４０】
また、第１の境界線３２の積層方向上側端部３５は、フリー層９の積層方向上面９１より積層方向上側Ｔ１にあり、第１の境界線３２と第３の境界線３４との屈曲部３６はフリー層９の積層方向下面９２より積層方向下側Ｔ２にある。これは、フリー層９の側面１９の全領域が第１の境界線３２に対向していることを意味し、フリー層９には十分な磁界が及ぼされる。なお、屈曲部３６は、通常は第１の境界線３２と第３の境界線３４との交点であるが、ミクロ的には第１の境界線３２と第３の境界線３４とをつなぐ曲線であってもよい。
【００４１】
図４は、本磁気抵抗効果素子の製造プロセスの流れを示すフロー図である。以下、上述の構造のＣＰＰ素子の実施例に即して説明する。図中Ａ−Ａ断面は、作成中のＣＰＰ素子の、媒体対向面２４からみた断面図であり、Ｂ−Ｂ断面（一部のステップでは、Ｂ−Ｂ断面に代えてＤ−Ｄ断面を示している。）、Ｃ−Ｃ断面は、各々ＣＰＰ素子の平面図と側方断面図である。
【００４２】
（ステップ５１）はじめに、下部電極兼シールド層４上にＳＶ膜１８を成膜した。
【００４３】
（ステップ５２）次に、フォトレジスト４１をマスクとしてＳＶ膜１８をミリングする。このとき、下部電極兼シールド層４を搭載したウエハ（図示せず）を回転させるとともに、イオンビームを、ウエハの軸線に対して約１０度の入射角度ｘを形成するよう、ウエハに対して斜めに入射させた。この結果、フォトレジスト４１近傍のＳＶ膜１８は、ビームが入射しているときと、フォトレジスト４１によってイオンビームに対してブロックされているときとが交互に生じ、屈曲部３６を生じる。屈曲部３６の高さはミリングの深さを変えることによって調整できる。具体的には、ミリングを浅い位置で終了すると屈曲部３６は高い位置に形成され、深い位置までミリングをおこなうと、屈曲部３６は低い位置に形成される。ここでは、ＳＶ膜１８の一般部がミリングで除去された後、さらに下部電極兼シールド層４が３ｎｍ程度ミリングされる深さまでオーバーミリングした。
【００４４】
（ステップ５３）その後、絶縁膜１１と硬質磁性膜１２を形成し、フォトレジスト４１を取り去った。絶縁膜１１は厚さ８ｎｍのAl2O3膜を用い、イオンビームスパッタ法で成膜した。スパッタ粒子の入射角度ｙはウエハの軸線に対して約４０度とした。このように斜め方向から成膜することにより、比較的急峻な角度を有するＳＶ膜１８の側面１９にも底面と同程度の膜厚を形成することができる。なお、ここでいう厚さとは、第１の境界線３２から垂直に計った厚さである。硬質磁性膜１２はCoCrPt膜を用い、ＳＶ膜１８から離れた一般部で３０ｎｍの膜厚とした。なお、厚さ２ｎｍのCr膜からなる下地層１４を同時に形成した。
【００４５】
（ステップ５４）続いて、ＳＶ素子１８の後端位置を決めるため、フォトレジスト４２を形成した。
【００４６】
（ステップ５５）次に、フォトレジスト４２をマスクとして、ＳＶ素子１８をミリングし、絶縁膜４３で埋め戻した。これによってＳＶ素子１８の媒体対向面側とその反対面が絶縁膜４３に置換された。
【００４７】
（ステップ５６）さらに、これらの上に上部電極兼シールド層３を形成した。
【００４８】
（ステップ５７）最後に、ＳＶ素子１８を媒体対向面側からラッピングし、所定のＳＶ膜１８の高さ（ＭＲ高さ）を形成した。
【００４９】
次に、本発明の効果を検証するため、本発明の実施例と、屈曲部の位置が異なる２つの比較例とを比較した。屈曲部の位置は上述の通りミリングの止め位置を変更することによって調整した。また、各ケースで硬質磁性膜の厚みは上記の製造プロセスの説明に示した値とし、測定時のセンス電流は５ｍＡとした。
【００５０】
評価項目としては、孤立再生波の出力、出力再生波形の非対称性の偏差（表中および以下では非対称性偏差と呼ぶ。）および、バルクハウゼンノイズの発生確率（本発明の実施例の値を１として規格化した値）を選択した。非対称性偏差は、値が大きいほど磁界に対する応答が直線的ではなくなり、かつ各素子間でばらついていることを意味し、ここでは３０素子の測定結果から求めた。バルクハウゼンノイズの発生確率と非対称性偏差は、ともに再生特性の安定性を示す指標であり、本発明の目的の一つが硬質磁性膜からの磁界をフリー層に効果的に導くことにより、信号磁界に対して直線的な磁気応答を実現させることにあるため、評価項目とした。表２に結果を示す。
【００５１】
【表２】
2006086275.tif 000004
【００５２】
表から、再生出力は比較例１，２の方が本発明よりむしろ大きいことが確認された。硬質磁性膜の効果が十分にあるということはすなわち、フリー層の磁気応答の直線性を良くすると同時に、鈍らせることにもつながるため、結果的に硬質磁性膜の効きがよくない場合には高い出力が得られることになる。
【００５３】
一方、非対称性偏差およびバルクハウゼンノイズの発生確率については本発明による改善効果が確認された。この結果、本発明によって硬質磁性膜からの磁界が効果的にフリー層に導かれ、評価項目全体として判断すると、比較例より優れた再生特性を得られることが確認された。
【００５４】
次に、上述したＣＰＰ素子２をヘッド素子とした薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるウエハについて説明する。図５はウエハの概念的な平面図である。ウエハ１５０は複数の薄膜磁気変換素子集合体１５１に区画される。薄膜磁気変換素子集合体１５１は、ＣＰＰ素子２が積層された薄膜磁気変換素子１５２を含み、媒体対向面２４を研磨加工する際の作業単位となる。薄膜磁気変換素子集合体１５１間および薄膜磁気変換素子１５２間には切断のための切り代（図示せず）が設けられている。
【００５５】
次に、ＣＰＰ素子２をヘッド素子として用いた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。まず、図６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。スライダ２１０は、主に基板およびオーバーコート層（図示せず）からなる基体２１１を備えている。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、媒体対向面となる媒体対向面２４が形成されている。ハードディスクが図６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６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６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。スライダ２１０の空気流出側の端部（図６における左下の端部）の近傍には、ＣＰＰ素子２をヘッド素子として用いた薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【００５６】
次に、図７を参照して、ＣＰＰ素子２をヘッド素子として用いた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、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と、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。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、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。
【００５７】
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。
【００５８】
図７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。
【００５９】
次に、図８および図９を参照して、ＣＰＰ素子２をヘッド素子として用いたヘッドスタックアセンブリとハードディスク装置について説明する。図８はハードディスク装置の要部を示す説明図、図９はハードディスク装置の平面図である。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の反対側には、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。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。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。
【００６０】
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。
【００６１】
本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、ＣＰＰ素子２をヘッド素子として用いた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。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の磁気抵抗効果素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの斜視図である。
【図２】図１に示す磁気抵抗効果素子を媒体対向面から見た断面図である。
【図３】図２に示す磁気抵抗効果素子の部分拡大断面図である。
【図４】図１に示す磁気抵抗効果素子の製造方法を示すフロー図である。
【図５】本発明の磁気抵抗効果素子を組み込んだ薄膜磁気ヘッドの製造に係るウエハの平面図である。
【図６】本発明の磁気抵抗効果素子を組み込んだ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７】本発明の磁気抵抗効果素子を組み込んだ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８】本発明の磁気抵抗効果素子を組み込んだハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図９】本発明の磁気抵抗効果素子を組み込んだハードディスク装置の平面図である。
【図１０】従来技術の磁気抵抗効果素子を媒体対向面から見た断面図である。
【図１１】従来技術の磁気抵抗効果素子を媒体対向面から見た断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  薄膜磁気ヘッド
２  ＣＰＰ素子
３  上部電極兼シールド層
４  下部電極兼シールド層
５  バッファ層
６  反強磁性層
７  ピンド層
８  非磁性中間層
９  フリー層
１０  上部磁極層
１０  キャップ層
１１  絶縁膜
１２  硬質磁性膜
１４  上部下地層
１５  キャップ層
１８  ＳＶ膜
１９  側面
２１  記録媒体
２２  センス電流
２３  記録媒体移動方向
３２  第１の境界線
３３  第２の境界線
３４  第３の境界線
３５  積層方向上側端部
３６  屈曲部
【図１】
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【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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