(57)【要約】      （修正有）【課題】２つのSynthetic Pin層の磁気結合条件をみたし、諸特性調整用のための材料変更可能な多目的機能付加磁性層の挿入を可能とする薄膜磁気ヘッドを提供する。【解決手段】強磁性機能層は、ピンニング層側から、第１のＣｏ含有層、磁気結合保全層、多目的機能付加磁性層、第２のＣｏ含有層、Ｒｕ層、および第３のＣｏ含有層が順次積層された多層膜をなし、ピンニング層は、ＩｒＭｎ、第１のＣｏ含有層は、Ｃｏを５０〜８０ａｔ％（原子％）含むＣｏＦｅからなり、磁気結合保全層は、ピンニング層と第１のＣｏ含有層の磁気的結合を保全させるために形成され、ＮｉＣｒ、Ｔａ、Ｚｒのグループの中から選ばれた化合物または元素からなり、膜厚が２〜５Åであり、多目的機能付加磁性層は、強磁性体またはフェリ磁性体から構成され、第２のＣｏ含有層は、Ｃｏを６０〜１００ａｔ％（原子％）含むＣｏＦｅまたはＣｏからなり、膜厚が４〜１０Åとして構成される。【選択図】  図４
2006351111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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機能層と、非磁性層の他方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性機能層の磁化の向きをピン止めするために強磁性機能層の片面（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、
前記強磁性機能層は、前記ピンニング層側から、第１のＣｏ含有層、磁気結合保全層、多目的機能付加磁性層、第２のＣｏ含有層、Ｒｕ層、および第３のＣｏ含有層が順次積層された多層膜として構成されており、
前記ピンニング層は、ＩｒＭｎからなり、
前記第１のＣｏ含有層は、その組成がＣｏを５０〜８０ａｔ％（原子％）含むＣｏＦｅからなり、
前記磁気結合保全層は、前記ピンニング層と前記第１のＣｏ含有層の磁気的結合を保全させるために形成されており、その組成がＮｉＣｒ、ＴａおよびＺｒのグループの中から選ばれた化合物または元素からなり、その膜厚が２〜５Åであり、
前記多目的機能付加磁性層は、介在されることにより所望の機能を向上させることできる強磁性体またはフェリ磁性体から構成され、
前記第２のＣｏ含有層は、その組成がＣｏを６０〜１００ａｔ％（原子％）含むＣｏＦｅまたはＣｏからなり、その膜厚が４〜１０Åであることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記多目的機能付加磁性層は、絶縁化機能を高めたり、電気抵抗機能を高めたり、磁歪化機能を高めたり、保磁力を高めたりする目的をもって形成されてなる請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記第２のＣｏ含有層は、その組成がＣｏを８０〜１００ａｔ％（原子％）含むＣｏＦｅまたはＣｏからなり、その膜厚が５〜８Åである請求項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ＩｒＭｎからなるピンニング層は、その膜厚が４０〜７０Å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】
前記磁気結合保全層は、その組成がＮｉＣｒであり、その膜厚が２〜５Å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】
前記磁気結合保全層は、その組成がＴａであり、その膜厚が２〜４Å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７】
前記磁気結合保全層は、その組成がＺｒであり、その膜厚が２〜４Å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８】
前記Ｒｕ層はその膜厚が３〜５Åであり、
前記第３のＣｏ含有層は、その組成がＣｏを４０〜１００ａｔ％（原子％）含むＣｏＦｅまたはＣｏからなり、その膜厚が１０〜２５Åである請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
前記請求項１ないし請求項８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１０】
前記請求項１ないし請求項８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軟磁性層と、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。軟磁性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】
また、ＴＭＲ素子についても、センス電流を流す方向を違えることを除けば、基本的な構造はＧＭＲ素子と同様である。
【０００６】
ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子のピンニング層としてＩｒＭｎ反強磁性層を用い、このピンニング層に磁化固定される強磁性層として（ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ）積層膜からなるSynthetic Pin層を用いることは、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子を構成する上でよく知られている。
【０００７】
しかしながらこのような積層構造において、ＩｒＭｎ反強磁性層とそれに接する側の磁気結合（ＩｒＭｎ−ＣｏＦｅ間）を最大にする条件と、Ｒｕを使用したSynthetic Pin層内の強磁性層間（ＣｏＦｅ−ＣｏＦｅ間）の磁気結合を最大にする条件が必ずしも両立せず、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子の膜設計に制限が生じていた。
【０００８】
つまり、ＩｒＭｎ反強磁性層とそれに接する側の強磁性層の磁気結合を最大にする条件は、それに接する強磁性層であるＣｏＦｅ合金のＣｏ：Ｆｅ比を、例えばＣｏ：Ｆｅ＝７０：３０ａｔ％とすることである。一方、Ｒｕを介したSynthetic Pin層の強磁性間の磁気結合を最大にする条件は強磁性層をＣｏＦｅ合金とし、その組成をＣｏが７０ａｔ％以上とすることである。
【０００９】
ＩｒＭｎに接する側の強磁性層を単純に、ＣｏＦｅ合金の単層とする場合には、Ｃｏ＝７０ａｔ％とすることで二つの条件を満たすことができるが、ＩｒＭｎに接する側の強磁性層の磁気特性、ＭＲ特性、抵抗値調整、絶縁化のために、この組成のＣｏＦｅ合金とは異なった特性をもつ材料を挿入することが必要になってくる場合がある。
【００１０】
このような場合において、２つのSynthetic Pin層の磁気結合に関する条件をみたしつつ、諸特性調整用のための材料変更を適宜可能にすることができる新たな層（多目的機能付加磁性層）の挿入を可能とする新たな積層構造設計の技術が要求されている。
【００１１】
なお、本願発明と類似する技術として下記の特許文献を挙げることができるが、これらは本願発明の膜構成とは構成が異なり、さらには発明が解決しようとする課題も異なるものである。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１９８００２号公報
【特許文献２】特開２００２−３０５３３９号公報
【特許文献３】特開２０００−３２２７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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、２つのSynthetic Pin層の磁気結合に関する条件をみたしつつ、諸特性調整用のための材料変更を適宜可能にすることができる新たな層（多目的機能付加磁性層）の挿入を可能とする新たな多層膜構造を有する薄膜磁気ヘッドを提供することにある。多目的機能付加磁性層を付加できる構成とすることにより、絶縁化機能を高めたり、電気抵抗機能を高めたり、磁歪化機能を高めたり、保磁力を高めたりすること等所望の特性の向上（例えば、出力向上、信頼性向上、外部擾乱に対する安全性向上等）を図ることが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような課題を解決するために、本発明は、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機能層と、非磁性層の他方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性機能層の磁化の向きをピン止めするために強磁性機能層の片面（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、前記強磁性機能層は、前記ピンニング層側から、第１のＣｏ含有層、磁気結合保全層、多目的機能付加磁性層、第２のＣｏ含有層、Ｒｕ層、および第３のＣｏ含有層が順次積層された多層膜として構成されており、前記ピンニング層は、ＩｒＭｎからなり、前記第１のＣｏ含有層は、その組成がＣｏを５０〜８０ａｔ％（原子％）含むＣｏＦｅからなり、前記磁気結合保全層は、前記ピンニング層と前記第１のＣｏ含有層の磁気的結合を保全させるために形成されており、その組成がＮｉＣｒ、ＴａおよびＺｒのグループの中から選ばれた化合物または元素からなり、その膜厚が２〜５Åであり、前記多目的機能付加磁性層は、介在されることにより所望の機能を向上させることできる強磁性体またはフェリ磁性体から構成され、前記第２のＣｏ含有層は、その組成がＣｏを６０〜１００ａｔ％（原子％）含むＣｏＦｅまたはＣｏからなり、その膜厚が４〜１０Åであるように構成される。
【００１５】
また、本発明における前記多目的機能付加磁性層は、絶縁化機能を高めたり、電気抵抗機能を高めたり、磁歪化機能を高めたり、保磁力を高めたりする目的をもって形成される。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様として、前記第２のＣｏ含有層は、その組成がＣｏを８０〜１００ａｔ％（原子％）含むＣｏＦｅまたはＣｏからなり、その膜厚が５〜８Åとなるように構成される。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様として、前記ＩｒＭｎからなるピンニング層は、その膜厚が４０〜７０Åに設定される。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁気結合保全層は、その組成がＮｉＣｒであり、その膜厚が２〜５Åに設定される。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁気結合保全層は、その組成がＴａであり、その膜厚が２〜４Åに設定される。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁気結合保全層は、その組成がＺｒであり、その膜厚が２〜４Åに設定される。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様として、前記Ｒｕ層はその膜厚が３〜５Åであり、前記第３のＣｏ含有層は、その組成がＣｏを４０〜１００ａｔ％（原子％）含むＣｏＦｅまたはＣｏからなり、その膜厚が１０〜２５Åに設定される。
【００２２】
また、本発明のヘッドジンバルアセンブリは、前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、を備えて構成される。
【００２３】
また、本発明のハードディスク装置は、前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、を備えて構成される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、いわゆる実質的なピンド層として機能する多層膜からなる強磁性機能層において、諸特性調整用のための材料変更を適宜可能にすることができる新たな層（多目的機能付加磁性層）の挿入が可能となるように構成されている。多目的機能付加磁性層を付加できる構成とすることにより、絶縁化機能を高めたり、電気抵抗機能を高めたり、磁歪化機能を高めたり、保磁力を高めたりすること等所望の特性の向上（例えば、出力向上、信頼性向上、外部擾乱に対する安全性向上等）を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００２６】
本発明の要部は再生ヘッドに組み込まれた磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子の構造、特に、いわゆるピンニング層により実質的に磁化固定（ピンド）される強磁性機能層の積層構造にある。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態における再生ヘッドの要部の一例を示す平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図であり、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。図４は、本発明の要部である強磁性機能層の積層構造を説明するための図２の要部拡大図面である。
【００２８】
図２に示されるように磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を構成する磁気抵抗効果膜５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機能層６０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軟磁性層５４と、前記強磁性機能層６０の磁化の向きをピン止めするために強磁性機能層６０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。
【００２９】
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。
【００３０】
より具体的には、ベース下地層２５の上にピンニング層５１、強磁性機能層６０、非磁性層５３、軟磁性層５４、および保護層５５を順次積層した構造から形成されている。
【００３１】
強磁性機能層６０は、実質的にピンニング層５１からの交換結合で磁化の方向が固定された層である。本発明においては、後述するように強磁性機能層６０の積層構成に特に注目すべき特徴がある。
【００３２】
ピンニング層５１は、強磁性機能層６０における磁化の方向を実質的に固定するための層であり、本発明におけるピンニング層５１は、ＩｒＭｎの反強磁性膜から構成され、その膜厚は４０〜７０Å、好ましくは、４５〜６５Åとされる。本発明においてピンニング層５１としてＩｒＭｎを選定するのは、ピンニング層５１自体の薄層化が図れ、しかも後述する強磁性機能層６０と関係で、例えば、他の材料であるＰｔＭｎでは実現できない程の大きな磁気結合強度が得られるからである。
【００３３】
ＩｒＭｎの反強磁性膜の膜厚が７０Åを超えると、素子の小型化に寄与することができなくなってしまう。さらには、ピンニング機能を持たせるうえで、７０Åを超える膜厚は不要と言える。この一方で、ＩｒＭｎの反強磁性膜の膜厚が４０Å未満となると、ピンニング層５１としての機能が十分でなくなる傾向が生じてしまう。
【００３４】
このピンニング層５１の上には、本発明の要部である強磁性機能層６０の多層膜が形成される。すなわち、図４に示されるように、強磁性機能層６０は、ピンニング層５１側から、第１のＣｏ含有層６１、磁気結合保全層６３、多目的機能付加磁性層６５、第２のＣｏ含有層６７、Ｒｕ層６８、および第３のＣｏ含有層６９が順次積層された多層膜として構成される。
【００３５】
上記の第１のＣｏ含有層６１の組成は、Ｃｏを５０〜８０ａｔ％（原子％）含むＣｏＦｅから構成される。好ましくはＣｏを６０〜７７ａｔ％含むＣｏＦｅから構成される。このＣｏ含有率が５０ａｔ％未満となると、上記のピンニング層５１と第１のＣｏ含有層６１との磁気結合強度が低下する傾向が生じてしまう。また、Ｃｏ含有率が８０ａｔ％を超えると、やはり同様に、ピンニング層５１との磁気結合強度が低下する傾向が生じてしまう。
【００３６】
このような第１のＣｏ含有層６１の膜厚は、５〜４０Å、好ましくは５〜２０Åとされる。
【００３７】
上記第１のＣｏ含有層６１の上には、磁気結合保全層６３が形成される。
【００３８】
磁気結合保全層６３は、前記ピンニング層と前記第１のＣｏ含有層の磁気的結合を保全させるために形成されており、その組成は、ＮｉＣｒ、Ｔａ、Ｚｒのグループの中から選ばれた化合物または元素から構成される。中でも特にＮｉＣｒ、Ｔａ、またはＺｒを用いるのがよい。
【００３９】
このような磁気結合保全層６３の膜厚は、２〜５Åの範囲内であることが望ましい。特に、ＮｉＣｒにあっては、２〜５Åの範囲内（さらに、好ましくは２〜４Åの範囲内）が望ましく、Ｔａにあっては、２〜４Å（さらに、好ましくは２〜３Åの範囲内）の範囲内が望ましく、Ｚｒにあっては、２〜４Åの範囲内（さらに、好ましくは２〜３Åの範囲内）が望ましい。
【００４０】
上述したようにＩｒＭｎに接する第１のＣｏ含有層６１を最適な組成として積層すること、および磁気結合保全層６３の膜厚をこのような膜厚範囲にすることによって、材料組成を保全する効果が発現し、その結果、出力向上効果が発現するのである。磁気結合保全層６３の膜厚が５Åを超えると、この上に形成される多目的機能付加磁性層６５と第１のＣｏ含有層６１との磁気結合特性が不十分となってしまう傾向が生じる。磁気結合保全層６３の膜厚が２Å未満となると、膜そのものの機能が十分でなくなり材料組成を保全する効果が発現しなくなってしまう。
【００４１】
このような磁気結合保全層６３の上には、多目的機能付加磁性層６５が形成される。
【００４２】
多目的機能付加磁性層６５は、介在されることにより目的とする機能を向上させることできる強磁性体またはフェリ磁性体から構成される。このような多目的機能付加磁性層は、絶縁化機能を高めたり、電気抵抗機能を高めたり、磁歪化機能を高めたり、保磁力を高めたりする目的をもって形成される磁性層である。より具体的には、（１）ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅなどの強磁性体合金、（２）これらの強磁性体合金にＴａ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗや、希土類元素などの添加元素を入れた強磁性体合金であって、例えば高電気抵抗化、高保磁力化、強磁歪化等を目的とするもの、（３）フェライトを代表とする酸化物フェリ磁性体であって、高電気抵抗化、絶縁化を目的とするものなどである。
【００４３】
換言すれば、本発明のごとく多層膜構造からなる強磁性機能層６０の構造を採択することにより、多目的機能付加磁性層６５の選択肢を大幅に広げることができるのである。
多目的機能付加磁性層６５の膜厚は、後の実験例で実証されるように特に制限はないが、素子の小型化、機能付与効果の発現、素子構成等を考慮すれば、１０〜１００Å程度とされる。
【００４４】
このような多目的機能付加磁性層６５の上には、第２のＣｏ含有層６７が形成される。
【００４５】
第２のＣｏ含有層６７の組成は、Ｃｏを６０〜１００ａｔ％（原子％）、好ましくは８０〜１００ａｔ％含むＣｏＦｅまたはＣｏから構成される。このＣｏ含有率が６０ａｔ％未満となると、Ｒｕ層６８を介して第２のＣｏ含有層６７と第３のＣｏ含有層６９との磁気結合エネルギーが低下してしまうという不都合が生じる。薄膜化も図ることが困難となる。
【００４６】
このような第２のＣｏ含有層６７の膜厚は、４〜１０Å、好ましくは５〜８Åとされる。この膜厚が４Å未満となると、磁気結合エネルギーが低下してしまうという不都合が生じる。また、１０Åを超えると、効果が飽和状態になってしまい、素子の小型化を考慮すれば、それを超える膜厚を設ける必要性が乏しい。
【００４７】
このような第２のＣｏ含有層６７の上には、Ｒｕ層６８を介して第３のＣｏ含有層６９が形成される。Ｒｕ層６８は、その膜厚が３〜５Å、好ましくは４Åとされる。第２のＣｏ含有層６７と第３のＣｏ含有層６９との有効な交換結合エネルギーを実現させるためである。
【００４８】
第３のＣｏ含有層６９の組成は、Ｃｏを４０〜１００ａｔ％、好ましくは６０〜１００ａｔ％、さらに好ましくは８５〜９５ａｔ％含むＣｏＦｅまたはＣｏから構成される。第３のＣｏ含有層６９の膜厚は、１０〜２５Å程度とされる。
【００４９】
このような第３のＣｏ含有層６９の上には、非磁性層５３が形成される。
【００５０】
非磁性層５３は、例えばＣｕ膜等から構成される。
【００５１】
図２や図３に示されるように軟磁性層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。軟磁性層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。
【００５２】
保護層５５の材料としては、例えばＴａが用いられる。
【００５３】
図２に示されるように本発明における好適な一例である磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を構成する磁気抵抗効果膜５の両端部５ｅおよび５ｆ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。
【００５４】
本発明における好適な態様として、ジャンクションテーパ形状をなす両端部５ｅ、５ｆには、それぞれ、下地層２７を介して軟磁性層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２１、２１が配置されている。すなわち、磁気抵抗効果素子とバイアス磁界印加層２１との接続箇所に下地層２７が設けられている。なお、通常、下地層２７は、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を形成した後に形成されるために、図２に示されるようにベース下地層２５の上にも部分的に形成されている。
【００５５】
バイアス磁界印加層２１の上には、ＭＲ素子を構成する磁気抵抗効果膜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６、６が形成されている。電極層６は、例えばＡｕ等の導電性材料によって形成される。
【００５６】
（再生ヘッドの他の構成部分についての説明） 
図１〜図３に示される再生ヘッドの構成について、簡単に補足説明しておく。
【００５７】
図１〜図３に示される本実施の形態では、ＭＲ素子におけるＡＢＳ（Air bearing Surface）２０とは反対側に、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）層２３が配置されている。
【００５８】
また、ＭＲ素子を構成する磁気抵抗効果膜５は、互いに反対側を向く２つの面５ａ、５ｂと、ＡＢＳ２０に配置された端部５ｃと、端部５ｃとは反対側の端部５ｄと、２つの側部５ｅ、５ｆ（ジャンクションテーパ形状をなす両端部）とを有している。
【００５９】
バイアス磁界印加層２１は、上述したように下地層２７を介して、ＭＲ素子を構成する磁気抵抗効果膜５の側部５ｅ、５ｆにそれぞれ隣接するように配置されている。下地層２７は、図２に示されるように磁気抵抗効果膜の側部５ｅ、５ｆを含めて、ベース下地層２５の上まで延びるように形成され、バイアス磁界印加層２１とベース下地層２５とで挟持される部分を含むように形成してもよい。
【００６０】
電極層６はバイアス磁界印加層２１の上に配置されているが、バイアス磁界印加層２１のない領域では、電極層６は後述する下部シールドギャップ膜の上に配置されている。
【００６１】
図２および図３に示されるように、ＭＲ素子を構成する磁気抵抗効果膜５やバイアス磁界印加層２１は、ベース下地層２５の上に直接または間接的に配置されている。ベース下地層２５は後述する下部シールドギャップ膜の上に配置されている。ベース下地層２５の材料としては、例えばＴａやＮｉＣｒが用いられる。なお、ベース下地層２５を設けずに、磁気抵抗効果膜５、バイアス磁界印加層２１を、下部シールドギャップ膜の上に配置してもよい。
【００６２】
なお、本発明における磁気抵抗効果膜の多層膜構造は、前述した図２に示されるようなピンニング層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に限定されるものではなく、種々の変形態様が可能である。
【００６３】
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。
【００６４】
（薄膜磁気ヘッドの全体構成の説明） 
次いで、上述してきた磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドの全体構成について説明する。図５および図６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構成を説明するための図面であり、図５は、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳおよび基板に垂直な断面を示し、図６は、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のＡＢＳに平行な断面を示している。ここで、ＡＢＳは、磁気記録媒体と対向する薄膜磁気ヘッドの対向面に相当する。
【００６５】
薄膜磁気ヘッドの全体構造は、その製造工程に沿って説明することによりその構造が容易に理解できると思われる。そのため、以下、製造工程を踏まえて薄膜磁気ヘッドの全体構造を説明する。
【００６６】
まず、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタ法等によって、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、二酸化珪素（ＳｉＯ2）等の絶縁材料からなる絶縁層２を形成する。厚さは、例えば０．５〜２０μｍ程度とする。
【００６７】
次に、この絶縁層２の上に、磁性材料からなる再生ヘッド用の下部シールド層３を形成する。厚さは、例えば０．１〜５μｍ程度とする。このような下部シールド層３に用いられる磁性材料としては、例えば、ＦｅＡｌＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等が挙げられる。下部シールド層３は、スパッタ法またはめっき法等によって形成される。
【００６８】
次に、下部シールド層３の上に、スパッタ法等によって、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁材料からなる下部シールドギャップ膜４を形成する。厚さは、例えば１０〜２００ｎｍ程度とする。
【００６９】
次に、下部シールドギャップ膜４の上に、磁気抵抗効果素子（磁気抵抗効果膜５）を形成するために、再生用の磁気抵抗効果膜と、電極層６と、図示していない下地層２７、バイアス磁界印加層２１をそれぞれ、形成する。
【００７０】
次に、ＭＲ素子および下部シールドギャップ膜４の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜７を、例えば１０〜２００ｎｍの厚さに形成する。
【００７１】
次に、上部シールドギャップ膜７の上に、磁性材料からなり、記録ヘッドの下部磁極層を兼ねた再生ヘッドの上部シールド層８を、例えば３〜４μｍ程度の厚さに形成する。なお、上部シールド膜８に用いられる磁性材料は、上述した下部シールド層３と同様な材料を用いればよい。上部シールド膜８はスパッタ法またはメッキ法等によって形成される。
【００７２】
なお、上部シールド層８の代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上にスパッタ法等によって形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成された下部磁性層とを設けるように構成してもよい。磁極とシールドの機能を兼用させることなく、別個に分けて構成した場合の構成例である。
【００７３】
次に、上部シールド層８の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料からなる記録ギャップ層９を、例えば５０〜３００ｎｍの厚さに形成する。
【００７４】
次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００７５】
次に、記録ギャップ層９の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルの第１層部分１０を、例えば２〜３μｍの厚さに形成する。なお、図５において、符号１０ａは、第１層部分１０のうち、後述する薄膜コイルの第２層部分１５に接続される接続部を示している。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回される。
【００７６】
次に、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機材料からなる絶縁層１１を所定のパターンに形成する。
【００７７】
次に、絶縁層１１の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００７８】
次に、絶縁層１１のうちの後述するＡＢＳ２０側の斜面部分からＡＢＳ２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａを形成する。上部磁極層１２は、このトラック幅規定層１２ａと、後述する連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃとで構成される。
【００７９】
トラック幅規定層１２ａは、記録ギャップ層９の上に形成され上部磁極層１２の磁極部分となる先端部と、絶縁層１１のＡＢＳ２０側の斜面部分の上に形成されヨーク部分層１２ｃに接続される接続部と、を有している。先端部の幅は記録トラック幅と等しくなっている。接続部の幅は、先端部の幅よりも大きくなっている。
【００８０】
トラック幅規定層１２ａを形成する際には、同時にコンタクトホール９ａの上に磁性材料からなる連結部分層１２ｂを形成するとともに、接続部１０ａの上に磁性材料からなる接続層１３を形成する。連結部分層１２ｂは、上部磁極層１２のうち、上部シールド層８に磁気的に連結される部分を構成する。
【００８１】
次に、磁極トリミングを行なう。すなわち、トラック幅規定層１２ａの周辺領域において、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、記録ギャップ層９および上部シールド層８の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部をエッチングする。これにより、図６に示されるごとく、上部磁極層１２の磁極部分、記録ギャップ層９および上部シールド層８の磁極部分の少なくとも一部の各幅が揃えられたトリム（Trim）構造が形成される。このトリム構造によれば、記録ギャップ層９の近傍における磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。
【００８２】
次に、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料からなる絶縁層１４を、例えば３〜４μｍ厚さに形成する。
【００８３】
次に、この絶縁層１４を、例えば化学機械研摩によって、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂ、接続層１３の表面に至るまで研摩して平坦化する。
【００８４】
次に、平坦化された絶縁層１４の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルの第２層部分１５を、例えば２〜３μｍの厚さに形成する。なお、図５において、符号１５ａは、第２層部分１５のうち、接続層１３を介して薄膜コイルの第１層部分１０の接続部１０ａに接続される接続部を示している。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回される。
【００８５】
次に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機材料からなる絶縁層１６を所定のパターンに形成する。
【００８６】
次に、絶縁層１６の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００８７】
次に、トラック幅規定層１２ａ、絶縁層１４、１６および連結部分層１２ｂの上にパーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁性層１２のヨーク部分を構成するヨーク部分層１２ｃを形成する。ヨーク部分層１２ｃのＡＢＳ２０側の端部は、ＡＢＳ２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層１２ｃは、連結部分層１２ｂを介して上部シールド層８に接続されている。
【００８８】
次に、全体を覆うように、例えばアルミナからなるオーバーコート層１７を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行い、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜ヘッドのＡＢＳ２０を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００８９】
このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する対向面（ＡＢＳ２０）と、再生ヘッドと、記録ヘッド（誘導型磁気変換素子）とを備えている。再生ヘッドは、ＭＲ素子（磁気抵抗効果膜５）と、ＡＢＳ２０側の一部がＭＲ素子を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層８とを有している。
【００９０】
記録ヘッドは、ＡＢＳ２０側において互いに対向する磁極部分を含むとともに、互いに磁気的に連結された下部磁極層（上部シールド層８）および上部磁極層１２と、この下部磁極層の磁極部分と上部磁極層１２の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層および上部磁極層１２の間に、これらに対して絶縁された状態で配置された薄膜コイル１０、１５と、を有している。この薄膜磁気ヘッドでは、図５に示されるように、ＡＢＳ２０から、絶縁層１１のＡＢＳ側の端部までの長さが、スロートハイト（図面上、符号ＴＨで示される）となる。なお、スロートハイトとは、ＡＢＳ２０から、２つの磁極層の間隔が開き始める位置までの長さ（高さ）をいう。
【００９１】
（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。
【００９２】
再生ヘッドにおいて、バイアス磁界印加層２１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。ＭＲ素子において、信号磁界がない状態では、軟磁性層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、強磁性機能層６０の実質的な磁化の方向は、ＡＢＳ２０に垂直な方向に固定されている。
【００９３】
ＭＲ素子では、記録媒体からの信号磁界に応じて軟磁性層５４の磁化の方向が変化し、これにより、軟磁性層５４の磁化の方向と強磁性機能層６０の実質的な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つの電極層６によってＭＲ素子にセンス電流を流したときの２つの電極層６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。
【００９４】
（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。
【００９５】
まず、図７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５における基板１およびオーバーコート１７からなる基体２１１を備えている。
【００９６】
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。
【００９７】
ハードディスクが図７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７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７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。
【００９８】
スライダ２１０の空気流出側の端部（図７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１００が形成されている。
【００９９】
次に、図８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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
また、図８の全体図は、ヘッドアームアセンブリの一例を示すものでもある。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。
【０１０４】
次に図９および図１０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。
【０１０５】
図９はハードディスク装置の要部を示す説明図、図１０はハードディスク装置の平面図である。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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】
【０１１２】
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。
【０１１３】
特に、以下の実験例においては、磁気抵抗効果素子を構成する強磁性機能層の多層膜構造、材料選定、数値限定の根拠を十分に説明できるような実験を行った。
【０１１４】
〔実験例１〕
まず、最初に、ピンニング層５１の材料と、この上に形成される第１のＣｏ含有層６１のＣｏ含有量が交換結合エネルギー（Ｊ）に及ぼす影響を調べる実験を行った。
【０１１５】
すなわち、Ａｌ2Ｏ3からなる下部シールドギャップ膜４の上に、ベース下地層２５（ＮｉＣｒ；厚さ４０Å）、ＩｒＭｎ反強磁性層からなるピンニング層５１（厚さ５５Å）、第１のＣｏ含有層６１（ＣｏＦｅ；厚さ１０Å、Ｃｏ含有率は図１１のグラフに示されるように４０〜９０ａｔ％の範囲で種々変えた）、磁気結合保全層６３（ＮｉＣｒ；厚さ２Å）、多目的機能付加磁性層６５（ＮｉＦｅＣｒ；厚さ１０Å）、第２のＣｏ含有層６７（ＣｏＦｅ；厚さ８Å、Ｃｏ含有率＝９０ａｔ％）を順次形成することによって、種々の実験サンプルを作製した。
【０１１６】
このように作製した多層膜サンプルにおいて、ピンニング層５１と第１のＣｏ含有層６１との磁気結合強度を示す交換結合エネルギー（Ｊ）を求めた。
【０１１７】
交換結合エネルギー（Ｊ）は、ＶＳＭ、磁気抵抗効果測定法などの磁気特性測定結果を解析して求めた。
【０１１８】
ここでいう、Ｊ（交換結合エネルギー）は、（１）反強磁性膜（ピンニング層）／磁化固定層（第１のＣｏ含有層）界面自体や、（２）Synthetic Pin層（磁化固定層１（第２のＣｏ含有層）／Ｒｕ／磁化固定層２（第３のＣｏ含有層））の界面自体がそれぞれ持っている磁気結合強度を、磁化固定層の厚さ、磁化モーメント量によらず比較するために規格化された物理量である。
【０１１９】
反強磁性膜／磁化固定層界面のＪ算出方法は、以下の通りである。
【０１２０】
Ｊ＝Ｈｕａ×Ｍｓ
Ｈｕａ：交換結合磁界（Ｏｅ）
Ｍｓ：磁化固定層磁化モーメント（ｅｍｕ/ｃｍ2）
【０１２１】
なお、この場合の磁場（Ｈ）−抵抗（Ｒ）曲線におけるＨｕａを示す概念図が図１６に示されている。
【０１２２】
また、後述するSynthetic Pin層におけるＪ（交換結合エネルギー）の算出方法は、以下の通りである。
【０１２３】
Ｊ＝Ｈｃｒｉ／｜（１／Ｍ1−１／Ｍ2）｜
Ｈｃｒｉ：Synthetic Pin層の磁化回転による変曲点（Ｏｅ）
Ｍ1：磁化固定層１の磁化モーメント（ｅｍｕ/ｃｍ2）
Ｍ2：磁化固定層２の磁化モーメント（ｅｍｕ/ｃｍ2）
【０１２４】
なお、この場合の磁場（Ｈ）−抵抗（Ｒ）曲線におけるＨｃｒｉを示す概念図が図１７に示されている。｜（１／Ｍ1−１／Ｍ2）｜は、（１／Ｍ1−１／Ｍ2）の値の絶対値を示す。
【０１２５】
実験結果を図１１のグラフに示した。
図１１のグラフに示される結果より、ＩｒＭｎ反強磁性層からなるピンニング層５１との関係において、第１のＣｏ含有層６１のＣｏ含有率が５０〜８０ａｔ％の範囲において、交換結合エネルギー（Ｊ）が、０．４ｅｒｇ／ｃｍ2以上の極めて良好な値が得られていることがわかる。
【０１２６】
ちなみに、ピンニング層５１をＰｔＭｎに変えた場合、交換結合エネルギー（Ｊ）は、図１１のグラフに示されるように（点線のラインで示される）、０．３ｅｒｇ／ｃｍ2程度であり、本発明の所定の組み合わせ構成による高いレベルの交換結合エネルギーは得られない。
【０１２７】
〔実験例２〕
次いで、磁気結合保全層６３の材質とその膜厚が、交換結合エネルギー（Ｊ）に及ぼす影響を調べる実験を行った。
【０１２８】
（実験例２−１） 
Ａｌ2Ｏ3からなる下部シールドギャップ膜４の上に、ベース下地層２５（ＮｉＣｒ；厚さ４０Å）、ＩｒＭｎ反強磁性層からなるピンニング層５１（厚さ５５Å）、第１のＣｏ含有層６１（ＣｏＦｅ；厚さ１０Å、Ｃｏ含有率は図１２のグラフに示されるように４０〜９０ａｔ％の範囲で種々変えた）、磁気結合保全層６３（ＮｉＣｒ；厚さは図１２のグラフに示されるように０〜１０Åの範囲で種々変えた）、多目的機能付加磁性層６５（ＮｉＦｅＣｒ；厚さ１０Å）、第２のＣｏ含有層６７（ＣｏＦｅ；厚さ８Å、Ｃｏ含有率＝９０ａｔ％）を順次形成することによって、種々の実験サンプルを作製した。
【０１２９】
このように作製した多層膜サンプルにおいて、特に、ピンニング層５１と第１のＣｏ含有層６１との磁気結合強度を示す交換結合エネルギー（Ｊ）を求めた。
【０１３０】
図１２のグラフに示される実験結果より、磁気結合保全層６３としてＮｉＣｒを用いた場合には、膜厚が２〜５Åの範囲で極めて良好な交換結合エネルギー（Ｊ）が得られていることがわかる。なお膜厚が２Å未満であると、グラフからは判断できないが、層として存在することができず、必要な本来の機能を果たすことができないという不都合が生じてしまう。
【０１３１】
また、上述したように、第１のＣｏ含有層６１のＣｏ含有率は、５０〜８０ａｔ％の範囲が良好な結果が得られることも再確認できた。
【０１３２】
（実験例２−２） 
Ａｌ2Ｏ3からなる下部シールドギャップ膜４の上に、ベース下地層２５（ＮｉＣｒ；厚さ４０Å）、ＩｒＭｎ反強磁性層からなるピンニング層５１（厚さ５５Å）、第１のＣｏ含有層６１（ＣｏＦｅ；厚さ１０Å、Ｃｏ含有率は図１３のグラフに示されるように４０〜８０ａｔ％の範囲で種々変えた）、磁気結合保全層６３（Ｔａ；厚さは図１３のグラフに示されるように０〜１０Åの範囲で種々変えた）、多目的機能付加磁性層６５（ＮｉＦｅＣｒ；厚さ１０Å）、第２のＣｏ含有層６７（ＣｏＦｅ；厚さ８Å、Ｃｏ含有率＝９０ａｔ％）を順次形成することによって、種々の実験サンプルを作製した。
【０１３３】
このように作製した多層膜サンプルにおいて、特に、ピンニング層５１と第１のＣｏ含有層６１との磁気結合強度を示す交換結合エネルギー（Ｊ）を求めた。
【０１３４】
図１３のグラフに示される実験結果より、磁気結合保全層６３としてＴａを用いた場合には、膜厚が２〜４Å（特に、２〜３Å）の範囲で極めて良好な交換結合エネルギー（Ｊ）が得られていることがわかる。なお膜厚が２Å未満であると、グラフからは判断できないが、層として存在することができず、必要な本来の機能を果たすことができないという不都合が生じてしまう。
【０１３５】
また、上述したように、第１のＣｏ含有層６１のＣｏ含有率は、５０〜８０ａｔ％の範囲が良好な結果が得られることも再確認できた。
【０１３６】
（実験例２−３） 
Ａｌ2Ｏ3からなる下部シールドギャップ膜４の上に、ベース下地層２５（ＮｉＣｒ；厚さ４０Å）、ＩｒＭｎ反強磁性層からなるピンニング層５１（厚さ５５Å）、第１のＣｏ含有層６１（ＣｏＦｅ；厚さ１０Å、Ｃｏ含有率は図１４のグラフに示されるように４０〜８０ａｔ％の範囲で種々変えた）、磁気結合保全層６３（Ｚｒ；厚さは図１４のグラフに示されるように０〜１０Åの範囲で種々変えた）、多目的機能付加磁性層６５（ＮｉＦｅＣｒ；厚さ１０Å）、第２のＣｏ含有層６７（ＣｏＦｅ；厚さ８Å、Ｃｏ含有率＝９０ａｔ％）を順次形成することによって、種々の実験サンプルを作製した。
【０１３７】
このように作製した多層膜サンプルにおいて、特に、ピンニング層５１と第１のＣｏ含有層６１との磁気結合強度を示す交換結合エネルギー（Ｊ）を求めた。
【０１３８】
図１４のグラフに示される実験結果より、磁気結合保全層６３としてＺｒを用いた場合には、膜厚が２〜４Å（特に、２〜３Å）の範囲で極めて良好な交換結合エネルギー（Ｊ）が得られていることがわかる。なお膜厚が２Å未満であると、グラフからは判断できないが、層として存在することができず、必要な本来の機能を果たすことができないという不都合が生じてしまう。
【０１３９】
また、上述したように、第１のＣｏ含有層６１のＣｏ含有率は、５０〜８０ａｔ％の範囲が良好な結果が得られることも再確認できた。
【０１４０】
〔実験例３〕
次いで、多目的機能付加磁性層６５の上に形成される第２のＣｏ含有層６７の膜仕様（膜厚およびＣｏ含有率）を設定するための実験を行った。
【０１４１】
すなわち、第２のＣｏ含有層６７と第３のＣｏ含有層６９とは、Ｒｕ層６８を介して磁気結合されるが、第２のＣｏ含有層６７の膜仕様が磁気結合の大きな交換結合エネルギー（Ｊ）に及ぼす影響を調べる実験を行った。
【０１４２】
実験サンプルとして、第１のＣｏ含有層６１（ＣｏＦｅ；厚さ１０Å、Ｃｏ含有率＝７０ａｔ％）、磁気結合保全層６３（ＮｉＣｒ；厚さ２Å）、多目的機能付加磁性層６５（ＮｉＦｅＣｒ；厚さ１０Å）、第２のＣｏ含有層６７、Ｒｕ層６８（厚さ４Å）、第３のＣｏ含有層６９（ＣｏＦｅ；厚さ２０Å、Ｃｏ含有率＝９０ａｔ％）を順次形成することによって、種々の実験サンプルを作製した。
【０１４３】
なお、第２のＣｏ含有層６７は基本的にＣｏＦｅまたはＣｏから構成し、Ｃｏ含有率および膜厚は、それぞれ、図１５のグラフに示されるように５０〜１００ａｔ％の範囲および０〜１０Åの範囲で種々変えた。
【０１４４】
図１５のグラフに示される結果より、第２のＣｏ含有層６７のＣｏ含有率が６０〜１００ａｔ％の範囲および膜厚４〜１０Åの範囲において、交換結合エネルギー（Ｊ）の極めて良好な値が得られていることがわかる。
【０１４５】
なお、本実験において、ＩｒＭｎ反強磁性層からなるピンニング層５１を除いた、〔第１のＣｏ含有層６１／磁気結合保全層６３／多目的機能付加磁性層６５／第２のＣｏ含有層６７／Ｒｕ層６８／第３のＣｏ含有層６９〕の積層膜を用いることについて、若干の補足説明をしておく。実際の使用例（製品）では、ＩｒＭｎ反強磁性層を使用することが前提となるが、Synthetic Pin層部分、すなわち、ＣｏＦｅ／ＮｉＣｒ／多目的機能付加磁性層／ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅの交換結合エネルギー（Ｊ）の検証を行なう際に、ＩｒＭｎ反強磁性層による交換結合磁界が解析上の妨げになる。そのため、ＩｒＭｎ反強磁性層からなるピンニング層５１を除いた積層膜での実験を行なっている。実際の使用例（製品）では、ＩｒＭｎ反強磁性層／第１のＣｏ含有層６１との交換結合エネルギー（Ｊ）と、Synthetic Pin層の交換結合エネルギー（Ｊ）とが、実質的に組み合わさったような関係を維持しているので、実験的に分離して検証をおこなってもなんら問題は生じない。
【０１４６】
〔実験例４〕
次いで、多目的機能付加磁性層６５の材料依存性に関する実験を行った。すなわち、本発明の多層膜構造の強磁性機能層６０を構成する多目的機能付加磁性層６５として、強磁性体もしくはフェリ磁性体を使用する限りにおいて、材料依存性はないことを確認するための実験を行った。また、膜厚依存性についても確認した。
【０１４７】
（実験例４−１） 
Ａｌ2Ｏ3からなる下部シールドギャップ膜４の上に、ベース下地層２５（ＮｉＣｒ；厚さ４０Å）、ＩｒＭｎ反強磁性層からなるピンニング層５１（厚さ５５Å）、第１のＣｏ含有層６１（ＣｏＦｅ；厚さ１０Å、Ｃｏ含有率＝７０ａｔ％）、磁気結合保全層６３（ＮｉＣｒ；厚さ２Å）、多目的機能付加磁性層６５（材料および膜厚は下記表１に示す）、第２のＣｏ含有層６７（ＣｏＦｅ；厚さ７Å、Ｃｏ含有率＝９０ａｔ％）を順次形成することによって、実験サンプルを作製した。
【０１４８】
このように作製した多層膜サンプルにおいて、特に、ＮｉＣｒからなる磁気結合保全層６３による材料組成の保全がなされたピンニング層５１と第１のＣｏ含有層６１との磁気結合強度を示す交換結合エネルギー（Ｊ）を求めた。
【０１４９】
結果を下記表１に示した。
【０１５０】
【表１】
2006351111.tif 000003
【０１５１】
（実験例４−２） 
Ａｌ2Ｏ3からなる下部シールドギャップ膜４の上に、ベース下地層２５（ＮｉＣｒ；厚さ４０Å）、ＩｒＭｎ反強磁性層からなるピンニング層５１（厚さ５５Å）、第１のＣｏ含有層６１（ＣｏＦｅ；厚さ１０Å、Ｃｏ含有率＝７０ａｔ％）、磁気結合保全層６３（ＮｉＣｒ；厚さ２Å）、多目的機能付加磁性層６５（ＮｉＦｅＣｒ；厚さ１０Å）、第２のＣｏ含有層６７（ＣｏＦｅ；厚さ７Å、Ｃｏ含有率＝９０ａｔ％）、Ｒｕ層６８（厚さ４Å）、第３のＣｏ含有層６９（ＣｏＦｅ；厚さ１６Å、Ｃｏ含有率＝９０ａｔ％）を順次形成することによって、実験サンプルを作製した。
【０１５２】
Ｒｕ層６８を介して発現する第２のＣｏ含有層６７と第３のＣｏ含有層６９との磁気結合強度を示す交換結合エネルギー（Ｊ）を求めた。
【０１５３】
結果を下記表２に示した。
【０１５４】
【表２】
2006351111.tif 000004
【０１５５】
上記表１および表２に示される実験結果より、本発明における強磁性機能層６０を構成する多目的機能付加磁性層６５は、本願所望の磁性材料であれば特に制限はないことがわかる。従って、本発明の強磁性機能層６０は、基本的積層構成が形成されておれば、種々の多目的機能付加磁性層６５の挿着が可能となる。さらに、基本的には膜厚の依存性もないことも確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１５６】
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】
【０１５７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における再生ヘッドの要部を示す平面図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４は、本発明の要部である強磁性機能層の積層構造を説明するための図２の要部拡大図面である。
【図５】図５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構成について説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳおよび基板に垂直な断面を示した図面である。
【図６】図６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構成について説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のＡＢＳに平行な断面を示した図面である。
【図７】図７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８】図８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９】図９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１０】図１０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１１】図１１は、ピンニング層の材料と、この上に形成される第１のＣｏ含有層のＣｏ含有量が交換結合エネルギー（Ｊ）に及ぼす影響を調べる実験結果を示すグラフである。
【図１２】図１２は、磁気結合保全層の材質とその膜厚が、交換結合エネルギー（Ｊ）に及ぼす影響を調べた実験結果を示すグラフである。
【図１３】図１３は、磁気結合保全層の材質とその膜厚が、交換結合エネルギー（Ｊ）に及ぼす影響を調べた実験結果を示すグラフである。
【図１４】図１４は、磁気結合保全層の材質とその膜厚が、交換結合エネルギー（Ｊ）に及ぼす影響を調べた実験結果を示すグラフである。
【図１５】図１５は、多目的機能付加磁性層の材料依存性に関する実験結果を示すグラフである。
【図１６】図１６は、磁場（Ｈ）−抵抗（Ｒ）曲線におけるＨｕａを示す概念図である。
【図１７】図１７は、磁場（Ｈ）−抵抗（Ｒ）曲線におけるＨｃｒｉを示す概念図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１…基板
２…絶縁層
３…下部シールド層
４…下部シールドギャップ膜
５…磁気抵抗効果膜
６…電極層
７…上部シールドギャップ層
８…上部シールド層
９…記録ギャップ層
１０…薄膜コイルの第１層部分
１２…上部磁極層
１５…薄膜コイル第２層部分
１７…オーバーコート層
２０…ＡＢＳ
２１…バイアス磁界印加層
５１…ピンニング層
５３…非磁性層
５４…軟磁性層
６０…強磁性機能層
６１…第１のＣｏ含有層
６３…磁気結合保全層
６５…多目的機能付加磁性層
６７…第２のＣｏ含有層
６８…Ｒｕ層
６９…第３のＣｏ含有層
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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