(57)【要約】【課題】外部磁界に対する耐性を向上させ、さらに、熱的な要因による再生センサの特性の劣化を抑制して、再生特性に優れ、かつ安定した記録再生特性を有する垂直磁気記録用ＣＰＰ構造磁気ヘッドを提供する。【解決手段】上部シールド層２１及び下部シールド層１１のうち、少なくとも垂直磁気記録ヘッドに近い側に配置されたシールド層を、低熱膨張非磁性材料２１２と磁性材料２１１との多層構造で構成する。このとき、シールド層を構成する低熱膨張非磁性材料としては、磁気抵抗センサ膜の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する材料を選択する。【選択図】図７
2008010133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁極と補助磁極とを備える垂直磁気記録ヘッドと、
中間層を介して磁性層が積層された磁気抵抗効果センサ膜が上部シールド層と下部シールド層との間に形成され、前記磁気抵抗センサ膜の積層界面を貫くようにセンス電流を流す再生ヘッドとを有し、
前記上部シールド層及び下部シールド層のうち、少なくとも前記垂直磁気記録ヘッドに近い側に配置されたシールド層が、前記磁気抵抗センサ膜の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する低熱膨張非磁性材料と磁性材料との多層構造で構成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記低熱膨張非磁性材料の熱膨張係数が、８０原子パーセントＮｉ−２０原子パーセントＦｅ合金の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記低熱膨張非磁性材料の熱膨張係数が、１３．３×１０-6／℃よりも小さいことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記低熱膨張非磁性材料が、Ｃｒ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｗ，Ｃ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｐｔ，Ｖ，Ｐｄ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｈのグループから選ばれる少なくとも一つの元素を含有することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記多層構造を有するシールド層を構成する少なくとも一つの磁性材料層が、３０原子パーセントから８０原子パーセントのＮｉを含むＮｉ−Ｆｅ系合金であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記多層構造を有するシールド層の素子高さ方向の高さが、前記主磁極と前記補助磁極が磁気的に接続されている位置よりも高いことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記多層構造を有するシールド層と前記磁気抵抗センサ膜の間にギャップ層が設けられ、前記ギャップ層の熱膨張係数が、前記磁気抵抗センサ膜の熱膨張係数と同等もしくはそれより小さいことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項８】
請求項７記載の磁気ヘッドにおいて、前記多層構造で構成されたシールド層の低熱膨張非磁性材料の熱膨張係数が、前記ギャップ層の熱膨張係数と同等もしくは小さいことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項７記載の磁気ヘッドにおいて、前記ギャップ層の熱膨張係数が、８０原子パーセントＮｉ−２０原子パーセントＦｅ合金の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１０】
請求項７記載の磁気ヘッドにおいて、前記ギャップ層の熱膨張係数が、１３．３×１０-6／℃よりも小さいことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１１】
磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体を駆動する媒体駆動部と、前記磁気記録媒体に対して情報の記録及び再生を行う磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記磁気記録媒体に対して位置決めするアクチュエータとを備え、
前記磁気ヘッドは、
主磁極と補助磁極とを備える垂直磁気記録ヘッドと、中間層を介して磁性層が積層された磁気抵抗効果センサ膜が上部シールド層と下部シールド層との間に形成され、前記磁気抵抗センサ膜の積層界面を貫くようにセンス電流を流す再生ヘッドとを有し、前記上部シールド層及び下部シールド層のうち、少なくとも前記垂直磁気記録ヘッドに近い側に配置されたシールド層が、前記磁気抵抗センサ膜の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する低熱膨張非磁性材料と磁性材料との多層構造で構成されていることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の磁気記録再生装置において、前記低熱膨張非磁性材料の熱膨張係数が、８０原子パーセントＮｉ−２０原子パーセントＦｅ合金の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の磁気記録再生装置において、前記低熱膨張非磁性材料の熱膨張係数が、１３．３×１０-6／℃よりも小さいことを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１４】
請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記中間層はトンネル障壁層であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１５】
主磁極と補助磁極とを備える垂直磁気記録ヘッドと、
磁気抵抗効果センサ膜が上部シールド層と下部シールド層との間に形成され、前記磁気抵抗センサ膜の積層界面を貫くようにセンス電流を流す再生ヘッドとを有し、
前記磁気抵抗効果センサ膜は、反強磁性層と、固定層と、中間層と、自由層と、保護層とを備え、
前記上部シールド層及び下部シールド層のうち、少なくとも前記垂直磁気記録ヘッドに近い側に配置されたシールド層が、前記自由層の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数の非磁性材料と磁性材料との多層構造で構成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１６】
請求項１５記載の磁気ヘッドにおいて、前記自由層はＮｉの含有量が７５原子パーセント以上で８５原子パーセント以下のＮｉ−Ｆｅ合金で形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１７】
請求項１５記載の磁気ヘッドにおいて、前記垂直磁気記録ヘッドに近い側に配置されたシールド層は、第１の熱膨張係数を有する第１磁性層と、第２の熱膨張係数を有する第２磁性層を有し、前記第２の熱膨張係数は前記第１の熱膨張係数より低く、前記第２磁性層は前記第１磁性層と前記垂直磁気記録ヘッドとの間に配置されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１８】
請求項１５記載の磁気ヘッドにおいて、前記非磁性材料は、Ｃｒ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｗ，Ｃ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｐｔ，Ｖ，Ｐｄ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｈのグループから選ばれる少なくとも一つの元素を含有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１９】
請求項１５記載の磁気ヘッドにおいて、前記中間層はトンネル障壁層であることを特徴とする磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、垂直磁気記録方式により情報の記録及び再生を行う垂直磁気記録用ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピューターの高性能化に伴い、その主記憶装置であるハードディスク装置には小型・大容量化が求められており、これに対応するためには、記録密度を向上させることが必要である。しかしながら、従来の面内記録方式では、隣接する記録ビット間で記録情報を担っている磁化が互いに逆向きになる部分があるため、記録ビット長を短くすると磁化状態が不安定になり、情報を長期間保持することが困難になるという熱揺らぎの問題がある。この問題を回避できる手段の一つとして、垂直磁気記録方式がある。垂直磁気記録方式においては、情報を担う磁化を記録媒体の膜厚方向に向けることによって、記録ビットから発生する磁界が隣接するビットの磁化を安定にする方向に作用するため、熱揺らぎの問題は起き難くなる。
【０００３】
垂直記録ヘッドにおける課題の一つに、外部磁界が作用したときに、ヘッド内に配置された磁性体がアンテナとなって外部磁界を集めてしまい、記録媒体に不要な情報を書き込み、それに伴い必要な情報の消去を行ってしまうことがある。このような外部磁界の影響を低減し外部磁界耐性を高めるためには、記録ヘッドを構成する主磁極や補助磁極のみならず、再生ヘッドを構成するシールド層の改良も必要である。
【０００４】
ところで、垂直磁気記録用のヘッドにおいて更に高い記録密度を達成するためには、再生ヘッドとして、センサ膜の積層面を貫くようにセンス電流を流すＣＰＰ（Current perpendicular to the plane）構造ヘッドを用いることが望ましい。それは、センサ膜の膜面内方向にセンス電流を流す、従来のＣＩＰ（Current into the plane）構造ヘッドと比べると、ＣＰＰ構造ヘッドの場合には、次のような利点がある。
【０００５】
(1) センサ膜と下部シールド層あるいは上部シールド層との間を絶縁する必要がないため、ＣＩＰ構造ヘッドには必須の絶縁層を無くすことができ、その結果、下部シールド層と上部シールド層との間隔（シールド間隔）を狭くすることができる。
(2) ＣＩＰ構造ヘッドではセンサ膜の膜面内方向にセンス電流を流すために、その両脇に厚い電極が設けられており、そのため、シールド間隔がセンサ膜の両脇で広くなってしまう。これにより、トラック幅方向のシールド効果が低減して、より広い範囲の信号を読んでしまうサイドリーディングの問題が発生する。これに比べて、ＣＰＰ構造ヘッドでは、センサ膜の両脇の電極が不要であるために、センサ膜の両脇においても狭いシールド間隔を維持でき、その結果、より狭いトラック幅を実現できる。
【０００６】
しかしながら、ＣＰＰ構造にすることによって生まれるデメリットもある。それは上記(1)と関係することであるが、ＣＩＰ構造ヘッドのセンサ膜の上下には、硬度も高く、熱膨張係数も一般の金属に比べて小さいアルミナ絶縁層が配置されているため、再生ヘッドの中では体積が大きいシールド層に何らかの変形があっても、センサ膜への影響はアルミナ絶縁層によって緩和される。一方、ＣＰＰ構造ヘッドにおけるセンサ膜は、直接あるいはシールド間隔を調整するための金属層を介してシールド層と接しているため、シールド層の変形による影響を受け易くなる。ＣＰＰ構造ヘッドのシールド層として、熱的な変形、換言すれば熱膨張が小さいシールドを用いる技術が、特開２００４−３３４９９５号公報に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３４９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
高記録密度化の要請に対応するためには、垂直磁気記録用ヘッドとＣＰＰ構造再生ヘッドとを組み合わせることが必須である。ＣＰＰ構造ヘッドの課題の一つであるシールド層の変形の影響を抑制する技術として、特開２００４−３３４９９５号公報には、下部シールド層あるいは上部シールド層の少なくとも一方に熱膨張係数が１１．５×１０-6／Ｋ以下の低熱膨張係数を有する磁性材料を用いることが開示されているが、垂直磁気記録用ヘッドと組み合わせた際に問題となる外部磁界耐性に対する対策は考慮されていない。
【０００９】
本発明の目的は、垂直磁気記録用ヘッドとＣＰＰ構造再生ヘッドを組み合わせたときに問題となる、外部磁界に対する耐性を向上させ、さらに、シールド層の変形、特に熱的な要因による再生センサの特性の劣化を抑制して、再生特性に優れ、かつ安定した記録再生特性を有する垂直磁気記録用ＣＰＰ構造磁気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】
【００１０】
上記目的は、磁気抵抗効果センサ膜を挟持する上部シールド層と下部シールド層のうち、少なくとも垂直磁気記録ヘッドに近い側に配置されたシールド層を、磁気抵抗センサ膜の熱膨張係数よりも小さい熱膨張係数を有する低熱膨張非磁性材料と磁性材料との多層構造で構成することにより達成される。また、上部シールド層と下部シールド層のいずれか一方と磁気抵抗センサ膜との間にギャップ層を配置した場合には、このギャップ層の熱膨張係数を、磁気抵抗センサ膜の熱膨張係数に対して同等もしくは小さくすることにより、より高い効果が得られる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、記録媒体への誤記録あるいは誤消去が抑制された外部磁界耐性の高い記録系と、シールド層の変形、特に熱的な要因による影響が抑制され、耐熱性が良好で再生特性に優れた再生系を有する垂直磁気記録用ＣＰＰ構造磁気ヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
ＣＰＰ構造センサの構造と熱安定性について調べた結果について説明する。評価に用いた試料の概略構造を図１に示す。基板上に下部電極２００としてＮｉ−Ｆｅ−Ｃｒ合金（４．５ｎｍ）とＣｕ（１００ｎｍ）を積層したものを設けて、その上にスピンバルブ構造のＣＰＰセンサ膜２０１と保護膜２０２（再生ヘッドではギャップ層に相当）を形成して所定の大きさにパターニングした後、上部電極２０３を形成した。ここで、ＣＰＰセンサ膜は、基板側から、シード層としてＴａ（３ｎｍ）／Ｎｉ−Ｆｅ系合金（２ｎｍ）、反強磁性層としてＰｔ−Ｍｎ系合金（１５ｎｍ）、固定層としてＣｏ−Ｆｅ系合金（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ−Ｆｅ系合金（３ｎｍ）、中間層として電流狭窄層を設けたＣｕが主体である合金層（３ｎｍ）、自由層としてＮｉ−Ｆｅ系合金（１ｎｍ）／Ｃｏ−Ｆｅ系合金（２ｎｍ）からなる電流狭窄型ＣＰＰ−ＧＭＲ膜を用いた。自由層内のＮｉ−Ｆｅ合金はＮｉの含有量が７５原子パーセント以上で８５原子パーセント以下のいわゆるパーマロイを用いた。自由層内のＣｏ−Ｆｅ合金はＣｏの含有量が７０原子パーセント以上で１００原子パーセント以下のものを用いた。
【００１４】
保護膜と上部電極の構成を変えて熱安定性を調べた結果を図２に示す。ここで、STDは、保護膜が基板側からＣｕ（５ｎｍ）／Ｒｕ（１０ｎｍ）、上部電極は第１の上部電極層２０４のみ（第２の上部電極層２０５は無し）でＴａ（２ｎｍ）／Ａｕ（２００ｎｍ）／Ｔａ（５ｎｍ）であり、Type Aは上部電極はＳＴＤと同じものであるが、保護膜をＣｕ（２ｎｍ）／Ｔａ（７ｎｍ）／Ｒｕ（４ｎｍ）／Ｔａ（２ｎｍ）に変えたものである。Type Bは保護膜をType Aと同じ構成にして、さらに、第１の上部電極層２０４をＴａ（５ｎｍ）／８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金（１５ｎｍ）、第２の上部電極層２０５をＴａ（２ｎｍ）／Ａｕ（２００ｎｍ）／Ｔａ（５ｎｍ）としたものである。熱安定性は、１８０〜２５０℃の範囲の熱処理温度において３時間熱処理を行い、熱処理後の抵抗変化率を熱処理前のそれで規格化した値を指標とした。
【００１５】
図２を見ると、ＳＴＤは２００℃以上の熱処理温度で急激にＭＲ比が低下しているのに対して、保護膜構成を変えたType Aは２００℃以上の熱処理温度でＭＲ比が低下するもののＳＴＤよりは劣化が小さい。上部電極構成を変えたType Bは２５０℃においても熱処理前の９０％のＭＲ比を維持しており、最も熱安定性に優れていることが分かる。熱安定性が改善された原因について、線膨張係数と関連付けて考えてみる。STDとType Aは、保護膜の構成のみ異なるものであり、前者はＣｕ／Ｒｕ、後者はＣｕ／Ｔａ／Ｒｕ／Ｔａである。保護膜の構成からＣｕとＴａの線膨張係数を比較してみると、それぞれＣｕ：１６．５×１０-6［／℃］、Ｔａ：６．５×１０-6［／℃］とＴａの方が小さいことが分かる。また、Type AとType Bは、ＣＰＰ素子と接する第１の上部電極層２０４の構成がＡｕと８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金の違いがあり、これらの線膨張係数は、それぞれＡｕ：１４．２×１０-6［／℃］、８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金：１３．３×１０-6［／℃］と８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金の方が小さい。
【００１６】
以上のことから、上部電極とＣＰＰ素子の熱膨張に差があるため、熱処理によって膨張の程度が異なり、熱処理後にこの差が応力としてＣＰＰ素子に作用してＭＲ比を劣化させているものと推察される。従って、保護膜や上部電極に線膨張係数の小さい材料を用いることにより、熱安定性の高い磁気ヘッドが得られると考えられる。なお、実際の再生ヘッドにおいては、保護膜がギャップ層に、上部電極が上部シールド層に相当することになる。
【００１７】
図３はＣＰＰセンサ膜をトンネル磁気抵抗効果（Tunneling Magnetoresistive、ＴＭＲ）膜として同様の実験を行った結果を示す図であり、図４は電流狭窄層を設けていない金属のみで構成した中間層を有するＣＰＰ−ＧＭＲ膜を用いて同様の実験を行った結果を示す図である。具体的には、中間層以外の構成は上述と同じで、中間層を前者の場合は酸化アルミナ（０．５ｎｍ）に、後者の場合はＣｕ（３ｎｍ）にしたものである。熱処理温度に対する劣化の大きさは、Ｃｕのみの中間層を有するＣＰＰ−ＧＭＲ膜が最も小さく、その次にＴＭＲ膜、電流狭窄層を設けた中間層を有するＣＰＰ−ＧＭＲ膜とＣＰＰセンサ膜の種類によって差異はあるものの、保護膜及び上部電極の構成を変えたときの変化は同様であることが分かる。また、シード層、反強磁性層、固定層や自由層の材料や膜厚を変えても、劣化の程度は多少異なるが、同様の現象が観測された。以上のことから、保護膜及び上部電極に低熱膨張係数を有する材料を適用することにより熱安定性が向上するのは、ＣＰＰ構造センサに共通の現象であるということが分かる。
【００１８】
ここで、中間層が異なるにも拘らず、どの構成のＣＰＰ構造センサにおいても熱安定性が向上した理由を考えてみると、ＣＰＰセンサ膜を構成する層の中で熱の影響を受け易いのは、中間層ではなく、それ以外の共通する層であると考えてよい。それらの中でも、(1)磁気抵抗効果がシード層や反強磁性層では生じず、固定層や自由層の強磁性体からなる層で生じること、さらに、(2)固定層は反強磁性層によって、その磁化が拘束されていることから、熱膨張が起こったとしても磁気特性やスピン伝導特性が大きく変わるとは考えにくいので、主には自由層の熱膨張係数を考慮すべきものと考える。自由層は、一般的には、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉなどからなる材料、典型的には７５〜８５at.%Ｎｉ−２５〜１５at.%Ｆｅ合金、７０〜１００at. %Ｃｏ−３０〜０at.%Ｆｅ系合金が用いられ、良好な軟磁気特性を得るために前者の膜厚を厚くすることが多い。熱膨張係数を見てみるとそれぞれ約１３．３×１０-6、約１３．０×１０-6と大きな違いはないことから、自由層の熱膨張係数としては７５〜８５at.%Ｎｉ−２５〜１５at.%Ｆｅ合金の値で代表してもよいと考えられる。
【００１９】
次に、垂直磁気記録用ヘッドの外部磁界耐性の向上について説明する。再生ヘッドのシールド層による書き込み誤りあるいは誤消去は、ハードディスク装置内のボイスコイルモータからの磁界などの浮遊磁界や書込み用のコイルから発生する磁界をシールド層が集めてしまうことが根本的な原因である。これの対策としては、アンテナ効果を低減させるという観点では、シールドのストライプハイトを低くするということが挙げられるが、必ずしも万全な対策ではなく、また、書込み用のコイルから発生する磁界を低減するという観点では効果は小さいと考えられる。
【００２０】
これらの課題は、シールドの多層化によって解決できる。単層あるいは磁性層のみで構成されているシールド層では、図５に示すように、シールドに入った磁束がシールドの媒体対向面側の角部に局所的に集中して、そこから発生した磁界によって記録媒体への書き込みを行ってしまう可能性がある。
【００２１】
一方、図６のように、磁性層を非磁性層で分断したシールド層にすると、磁束は磁性体の中を優先的に流れるためにシールド内で分散され、媒体対向面においても角部に局所的に集中することはないので、その結果、記録媒体への誤った書き込みを防ぐことができる。
【００２２】
発明者は、以上述べたＣＰＰ構造センサの熱安定性向上と、垂直磁気記録用ヘッドの外部磁界耐性の向上とを同時に満足するためには、ＣＰＰ構造再生ヘッドのシールド層として、低熱膨張非磁性材料と磁性材料との多層構造のシールド層を採用することが最適であると考え、実際にヘッドを作製してその効果を確認した。すなわち、非磁性材料の層を磁性層の間に挟むことにより、磁束をシールド内で分散させることが可能となり、その非磁性材料からなる層を低熱膨張材料で実現させることでシールド層全体の膨張を抑え、センサ膜との熱膨張係数の差を縮めることが可能となる。  
以下に、作製したヘッドの具体的な構造を、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２３】
図７に、本実施例の垂直磁気記録用ＣＰＰ構造磁気ヘッドの概略図を示す。図７（Ａ）は媒体対向面におけるトラック方向の構造を示す図であり、図７（Ｂ）は素子高さ方向の断面構造を示す図である。
【００２４】
アルミナとチタンカーバイドを含有する焼結体などからなる基板１０１の上に、アルミナなどの絶縁膜１０２を被覆し、その表面を精密研磨により平坦にした後、Ｎｉ−Ｆｅ系合金などからなる下部シールド層１１を形成する。これは、例えば、スパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、あるいは、めっき法で成膜した膜を、所定の形状にパターニングした後に、アルミナなどの絶縁膜を基板全面に形成し、化学的機械研磨法（ＣＭＰ）によって平坦化することによって、その周囲に設けられた絶縁膜とほぼ同じ高さにする。このとき、さらに下部シールド層１１の表面凹凸の大きさも所定の大きさ以下になるように制御される。
【００２５】
成膜装置内でこの上の表面酸化層などをクリーニングした後、センサ部分を構成する磁気抵抗効果センサ膜として、下部ギャップ層１２、反強磁性層１３、固定層１４、中間層１５、自由層１６、第１の保護層１７１を、基板側からこの順に成膜する。ここで、下部ギャップ層１２はシード層を兼ねており、Ｔａ（３ｎｍ）／Ｎｉ−Ｆｅ系合金（２ｎｍ）を用い、反強磁性層１３としてＰｔ−Ｍｎ系合金（１５ｎｍ）、固定層１４としてＣｏ−Ｆｅ系合金（３ｎｍ）／Ｒｕ（０．４ｎｍ）／Ｃｏ−Ｆｅ系合金（３ｎｍ）、中間層１５として電流狭窄層を設けたＣｕが主体である合金層（３ｎｍ）、自由層１６としてＮｉ−Ｆｅ系合金（１ｎｍ）／Ｃｏ−Ｆｅ系合金（２ｎｍ）、さらに第１の保護層１７１としてＣｕ（２ｎｍ）からなる電流狭窄型ＣＰＰ−ＧＭＲ膜を用いた。この後、必要に応じて、固定層の磁化を特定の方向に向けるための磁界中熱処理を施す。
【００２６】
特に、本構成においては、反強磁性層１３が規則型のＰｔ−Ｍｎ系反強磁性体なので、規則構造が構成され、固定層との間に交換結合が生じるまで、磁界中で熱処理することが好ましい。自由層内のＮｉ−Ｆｅ合金はＮｉの含有量が７５原子パーセント以上で８５原子パーセント以下のいわゆるパーマロイを用いた。自由層内のＣｏ−Ｆｅ合金はＣｏの含有量が７０原子パーセント以上で１００原子パーセント以下のものを用いた。センサ膜の熱膨張係数は、一番熱膨張係数の高い自由層で決まっている。
【００２７】
次に、素子高さ方向のセンサ部分となる領域にリフトオフマスク材を形成し、不要な部分の磁気抵抗効果センサ膜などをエッチングにより除去した後、例えばスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法あるいはＣＶＤ法で素子高さ方向リフィル膜１８を成膜する。素子高さ方向リフィル膜１８としては、アルミナ、酸化シリコン、酸化タンタル、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化タンタルなどの単層膜、混合膜及び積層膜を用いることができる。積層膜の場合には、基板側の最下層として、前述の酸化膜や窒化膜を配置すれば、上部シールド層に近い最上層側に金属膜を用いることができるが、その際には、下部シールド層と上部シールド層が形成する静電容量を小さくするという観点から、少なくとも最下層の酸化膜や窒化膜の膜厚が最上層の金属膜の膜厚よりも厚いことが好ましい。素子高さ方向リフィル膜１８を上記のような方法で形成した後に、リフトオフマスク材を除去する。
【００２８】
素子高さ方向の形成が完了した後、トラック幅方向のセンサ部分となる領域にリフトオフマスク材を形成して、エッチングにより磁界を検知するセンサ部以外の磁気抵抗効果センサ膜を除去する。このとき、素子高さ方向と同様に、磁気抵抗効果センサ膜の端部に再付着物を極力残さないようにすることが重要である。この後、アルミナ、酸化シリコン、酸化タンタル、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化タンタルなどの単層膜、混合膜あるいは積層膜からなるトラック方向絶縁膜１９を成膜し、さらにその上に、自由層１６に縦バイアス磁界を印加するための縦バイアス印加層２４を形成した後、リフトオフマスク材を除去してトラック幅方向の加工が完了する。このとき、硬磁性膜の特性、特に保磁力を制御するために下地膜を設けてもよく、また、プロセス中の保護を目的に硬磁性膜の上にキャップ膜を設けてもよい。
【００２９】
なお、素子高さ方向及びトラック幅方向を形成する際の磁気抵抗効果センサ膜のエッチングは、イオンビームエッチング法や反応性イオンビームエッチング法などによって行うことができる。このような方法において、エッチングの終点の制御は、エッチング速度を基にエッチング時間で管理することができるが、エッチング中に二次イオン質量分析法あるいはプラズマ発光分析などでエッチングされた元素をモニターすることによって、より高い精度で制御することができる。
【００３０】
次に、下部シールド層１１及び上部シールド層２１にセンス電流を供給するリード線を形成する。リード線の材料としては、Ｃｕ，Ａｕ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｍｏなどの低抵抗金属を用い、必要に応じて、その下側、上側あるいは両側に他の金属層を設けてもよい。
【００３１】
必要に応じて絶縁保護膜を形成した後、磁気抵抗効果センサ膜やリード線などの最表面をクリーニングした後、上部シールド層２１の下地膜を兼ねて第２の上部ギャップ層１７２、及び、上部シールド層２１を形成する。ここで、上部シールド層２１は、８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金からなる膜厚２００ｎｍの磁性層２１１と、Ｚｒからなる膜厚５０ｎｍの低熱膨張非磁性層２１２の多層構造を用いた。前者の熱膨張係数が１３．３×１０-6［／℃］であるのに対して、後者は５．０×１０-6［／℃］と約１／２．５程度の値である。
【００３２】
ここで、図７（Ａ）（Ｂ）では、４層の磁性層２１１と３層の低熱膨張非磁性層２１２からなる多層構造を示しているが、これらは単なる一例であり、磁性層２１１同士を低熱膨張非磁性層２１２で分離する限り、これらよりも少ない層数でも多い層数でもよい。なお、外部磁界耐性の向上という観点では、同じシールド層の厚さの下では、磁性層２１１の層数が多い程、シールド層内に入って磁束が分流して局所的な集中が起こりにくくなるため、その効果は高い。しかしながら、磁性層２１１の層数を多くして、その厚さが薄くなると、シールド層として必要な軟磁気特性が損なわれてくる。
【００３３】
図１１は、代表的な軟磁性材料である８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金をめっき法で作製した場合の磁気特性の膜厚依存性を示す図である。膜厚を４００ｎｍから薄くしても、５０ｎｍまでは異方性磁界、容易軸保磁力、困難軸保磁力ともに殆ど変わらないが、２５ｎｍにすると、異方性磁界と容易軸保磁力は小さくなり、困難軸保磁力は大きくなっている。この変化は、膜厚２５ｎｍでは磁性層内の磁化の方向が分散し始めていることを示しており、このことはシールド層として重要な特性である透磁率が低下することを示唆する。従って、磁性層２１１の膜厚は５０ｎｍ以上であることが望ましいことになる。
【００３４】
ここまででＣＰＰ構造再生ヘッドの作製が完了する。
【００３５】
この上に、ＣＰＰ構造再生ヘッドと垂直磁気記録ヘッドとを分離する分離絶縁層５８上に、例えばＮｉ−Ｆｅ合金からなるヨーク５９をめっきにて形成し、アルミナ被覆後、化学的機械的研磨法（Chemical Mechanical Polishing，ＣＭＰ）にて平坦化する。なお、ヨーク５９を構成する磁性体の磁歪を負にすることにより、磁区構造をトラック幅方向に安定化でき、垂直磁気記録用ヘッド特有の課題である記録後消去を抑制することができる。平坦化されたヨーク５９上に、最初に主磁極６２をイオンミリングにて形成する。分離絶縁層５８を介して上部シールド層２１のすぐ上に主磁極６２を形成するため、磁気抵抗効果センサ膜の中の自由層１６と主磁極６２との距離を短くすることができ、これによりフォーマット効率を向上させることができる。
【００３６】
次に、主磁極６２上にギャップ膜となるアルミナ膜を形成し、記録ギャップ６３の加工をイオンミリングにて行った後、めっき用の下地膜を形成しフレームめっき法にて、主磁極厚み方向に第１のラップアラウンドシールド６６と第１のバックギャップ部７４を同時に形成し、さらに、アルミナなどからなる平坦化膜７１を形成した後、めっき法などにより第２のラップアラウンドシールド６７と第２のバックギャップ部７５を同時に形成する。第１のラップアラウンドシールド６６及び第２のラップアラウンドシールド６７として、典型的には８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金が用いられるが、例えば、他の組成のＮｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金などを用いてもよく、形成方法は、めっき法以外のスパッタ法であっても良い。ここで、第１のラップアラウンドシールド６６及び第２のラップアラウンドシールド６７は、主磁極６２から発生する記録磁界の磁界勾配を急峻にして、小さな磁化遷移幅で記録を行うために設けるものであるが、垂直磁気記録ヘッドの性能と垂直磁気記録媒体の性能の組み合わせによっては必ずしも設けなくともよい。
【００３７】
第２のラップアラウンドシールド６７を形成後、コイルとシールドを絶縁する第１のコイル絶縁層７２を形成し、コイル８４、コイル間を絶縁するレジスト絶縁層８３と第２のコイル絶縁層７３を積層する。なお、レジスト絶縁層８３の作製の際には、レジストを硬化させるために熱処理を行うが、このとき、必要に応じて固定層１４及び自由層１６の磁化の方向を制御するため、外部磁界を印加しながら熱処理を行っても良い。
【００３８】
この上に、第２のラップアラウンドシールド６７と磁気的に接続するように補助磁極８５を形成し、さらに端子と保護アルミナを作り、垂直磁気記録用ＣＰＰ構造磁気ヘッドのウェハ工程が完了する。
【００３９】
ウェハ工程完了後、所望の素子高さになるまで垂直磁気記録用ＣＰＰ構造磁気ヘッド素子を機械研磨により削る研磨工程、ＣＰＰ構造再生ヘッド及び垂直磁気記録用記録ヘッドの媒体対向面を保護するための保護膜形成工程、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間隔（浮上量）を制御するために媒体対向面に所定の溝形状を形成する工程、個々の磁気ヘッドをサスペンションに接着する組立て工程などを経て、ヘッド・ジンバル・アッセンブリが完成する。
【００４０】
比較のため、上部シールド層２１以外の構造は上述と同じで、上部シールド層２１を８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金からなる磁性層のみで構成した垂直磁気記録用ＣＰＰ構造磁気ヘッドも作製し、ＣＰＰ構造再生ヘッドの熱安定性及び垂直磁気記録用記録ヘッドの外部磁界耐性を評価した。ここで、ＣＰＰ構造再生ヘッドの熱安定性は、ウェハ工程中において、ＣＰＰ構造再生ヘッド作製完了後の磁気抵抗効果特性と、垂直磁気記録用記録ヘッドのコイル間を絶縁するレジスト絶縁層８３を硬化するための２３０℃、３時間の熱処理後のそれとを比較することにより評価した。熱安定性が良好であれば、両者の特性の違いは小さくなる。垂直磁気記録用記録ヘッドの外部磁界耐性は、レジスト絶縁層８３を硬化するための２３０℃、３時間の熱処理後においても熱処理前の９０％以上の磁気抵抗変化率を有するヘッドを選別してスピンスタンドにヘッドを取り付け、外部磁界を素子高さ方向に印加しながら記録再生動作を行った後、シールド層の端部が位置していたところの下にあるトラックにヘッドを移動させて、その再生出力を評価した。外部磁界耐性が強い場合には、シールド層端部での磁束の集中による記録媒体への書込みが抑制されるため、トラックを移動した前後での再生出力の劣化が小さくなる。ＣＰＰ構造再生ヘッドの熱安定性については、ウェハ内の８０００素子について評価し、熱処理後に熱処理前の９５％以上の磁気抵抗変化率を有している素子を良品とした。また、垂直磁気記録用記録ヘッドの外部磁界耐性は、２５０本のヘッドについて評価し、トラック移動後の再生出力が移動前の９５％以上有している場合を良品とした。
【００４１】
各々の良品率を表１に示す。ＣＰＰ構造再生ヘッドの熱安定性は、本発明の磁気ヘッドの良品率が１００％であったのに対して、比較例のヘッドは２５％であった。また、垂直磁気記録用記録ヘッドの外部磁界耐性も、本発明のヘッドでは９０％の良品率であるのに対して、比較例のヘッドでは３４％であり、本発明のヘッドが熱安定性、外部磁界耐性ともに優れていることが確認できた。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
なお、本実施例においては、上部シールド層２１の低熱膨張非磁性層２１２としてＺｒを用いたが、これは一例であり、これに限るものではない。Ｚｒ以外に用いることができる材料は、８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金よりも熱膨張率の小さいＣｒ，Ｓｉ，Ｗ，Ｃ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｐｔ，Ｖ，Ｐｄ，Ｂ，Ｍｏ，Ｒｈ、及び、Ｚｒも含んだこれらのグループから選ばれる少なくとも一つの元素で構成されている材料である。なお、Ｓｉ，Ｃ，Ｂについては、上部シールド層２１をＣＰＰ構造センサの電極の一部として使用する場合には、センス電流のＣＰＰ構造センサへの供給が阻害されない構造の採用もしくは抵抗率の調整を行う。
【００４４】
また、磁極の構成についても上部シールド層２１に近い側から主磁極６２、補助磁極８５の順に形成したが、これらが逆転して補助磁極８５が上部シールド層２１に近い側に配置するようにしても本発明の効果は変わらない。
【００４５】
ここで、下部シールド層１１、上部シールド層２１の大きさとヨーク５９の大きさについては、下部シールド層１１と上部シールド層２１は、例えばトラック方向の最大幅８０μｍ程度、素子高さ方向の最大の高さ１６μｍ程度と横長であり、ヨーク５９は、外部磁界耐性の観点からこれらと極端に大きさが異なることはない。なお、速い転送速度が要求される磁気ヘッドにおいては、コイル８４の巻数を少なくする必要があり、これによりヨーク５９の大きさ、さらには上部シールド層２１及び下部シールド層１１の大きさも小さくすることができる。
【実施例２】
【００４６】
図８は、本発明によるＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの他の例を示す図であり、磁気センサ部分の媒体対向面における構造図である。本実施例では、より高い熱安定性を得ることを目的に、下部シールド層１１にも上部シールド層２１と同様に、８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金からなる磁性層１１１と、Ｚｒからなる低熱膨張非磁性層１１２の多層構造を適用したヘッドを作製した。下部シールド層１１以外の構造は実施例１と同様の構造とした。
【００４７】
この効果を実施例１と同じ方法で評価を行ったところ、熱安定性に関する良品率は１００％を維持し、外部磁界耐性に関する良品率は９２％に向上した。但し、熱安定性について詳細に調べてみると、記録ヘッドのコイル間を絶縁するレジスト絶縁層８３を硬化するための熱処理後の磁気抵抗変化率の劣化は、実施例１では熱処理前の９５％程度まで劣化する素子が散見されているのに対して、本実施例では最も劣化した素子でも９７％であり、下部シールド層１１の熱的な変形を抑制する効果があることが分かった。
【００４８】
なお、図８では、下部シールド層１１及び上部シールド層２１が、４層の磁性層と３層の低熱膨張非磁性層からなる多層構造を示しているが、これらは単なる一例であり、必ずしもこれらに限定されるものではない。また、下部シールド層１１と上部シールド層２１とで、層数が異なっていても構わない。
【実施例３】
【００４９】
図９は、本発明によるＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの他の例を示す図であり、磁気センサ部分の媒体対向面における構造図である。上部シールド層２１の熱的な変形は、磁性層２１１に対する低熱膨張非磁性層２１２の割合を多くすれば、より小さく抑えることができるが、非磁性層の占める割合が多くなると、再生信号に寄与しない不要な磁束をシールドする効果が低減してしまう。
【００５０】
これを解決するため、本実施例では、図９のように、低熱膨張非磁性層２１２で分離する磁性層のうち、ＣＰＰ構造センサに近い側の磁性層２１３には透磁率の高い８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金を用い、記録ヘッドに近い側の磁性層２１４には、透磁率は８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金ほど高くはないが、熱膨張率が１．５×１０-6［／℃］と小さい材料（３５at.%Ｎｉ−６５at.%Ｆｅ合金）を用いた。実施例１で行った評価と同じ評価をおこなったが、熱安定性、外部磁界耐性ともに実施例１と同じ結果が得られた。しかし、熱安定性について詳細に検討してみると、熱処理後の磁気抵抗変化率が最も劣化した素子でも、熱処理前のそれの９８％であり、殆ど劣化していないことが分かった。このことは、より高い熱処理工程が加わる場合には、本実施例の構造は有効であることを示唆している。
【００５１】
ここで、磁性層２１４としては、３５at.%Ｎｉ−６５at.%Ｆｅ合金以外にも、３０原子パーセントから８０原子パーセントのＮｉを含むＮｉ−Ｆｅ系合金を用いることができる。また、図９では、上部シールド層２１が４層の磁性層からなり、そのうち、ＣＰＰ構造センサに近い側の２層の磁性層として、透磁率の高い８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金を、記録ヘッドに近い側の２層の磁性層として、より熱膨張率が小さい材料を用いる構造を示したが、これらは単なる一例であり、磁性層の層数が異なってもよく、各々の磁性層の数が同じでなくともよい。
【実施例４】
【００５２】
図１０は、本発明によるＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの他の例を示す図であり、磁気センサ部分の素子高さ方向の断面構造図である。
【００５３】
垂直磁気記録用記録ヘッドに近い側のシールド層の高さについては、(1)コイルに流れる電流によって発生する磁界による記録媒体への書き込み防止と、(２)記録動作に伴うＣＰＰ構造再生ヘッドの再生特性の変動を考慮して設定する必要がある。(１)は、コイルに電流を流すことによって発生する磁界がシールド層に入って、シールド層の媒体対向面で局所的に集中し、垂直記録媒体の誤った位置に書き込んでしまうのを防止するものであり、そのためには、実施例１のように、記録ヘッドに近い側のシールド層、この場合は上部シールド層２１の高さをヨーク５９の高さと同等にする、もしくは、ヨーク５９よりも短くすることが効果がある。一方、(２)は、書き込み動作によって、シールド層の磁化が揺らいで、その影響がＣＰＰ構造再生ヘッドの自由層１６に及ぶのか、あるいは、書込み動作時に発生する磁界が直接自由層１６に及ぶのか、のいずれかの原因で、再生特性が変動してしまうものである。これを防止するためには、図１０のように、上部シールド層２１の高さを少なくともバックギャップ部７４よりも高くすると抑制することができる。
【００５４】
なお、(１)、(２)のどちらの対策を施すかは、垂直記録媒体の構造、磁気ヘッドの構造、これらの組合せによって変わるものなので、適宜判断する必要がある。
【実施例５】
【００５５】
実施例１においては、ＣＰＰ−ＧＭＲ膜の第１の保護層１７１としてＣｕ（２ｎｍ）を用いた。この保護層は、ＣＰＰ構造再生ヘッドにおいてはギャップ層の一部を構成するので、熱膨張係数の小さい材料を適用することにより熱安定性が向上することが期待できる。Ｃｕの熱膨張係数１６．５×１０-6［／℃］よりも小さく、センス電流を通すために金属であり、プロセス保護層としての酸化しにくいという役割などを考慮してＲｈを選択し、さらに第２の上部ギャップ層１７２にもＲｈを用いた。なお、Ｒｈの熱膨張係数は８．３×１０-6［／℃］と、Ｃｕの約１／２の値である。熱安定性を実施例１で述べた方法で評価したところ、良品率は１００％と変わらない値であったが、熱処理後の磁気抵抗変化率の劣化を調べてみると、本実施例では最も劣化した素子でも熱処理前の９８％に留まっており、効果があることが確認できた。
【００５６】
ここで、述べたＲｈは、第１の保護層１７１あるいは第２の上部ギャップ層１７２の一例であり、Ｒｈ以外にもＣｒ，Ｚｒ，Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｐｔ，Ｖ，Ｐｄ，Ｍｏを用いることができる。
【００５７】
垂直磁気記録用記録ヘッドの記録磁界を発生させるための記録電流を流すコイルの構造を、図１２に示すようなコイル１０４を主磁極６２及びヨーク５９の上下方向に巻くヘリカルコイル構造や、図１３に示すような主磁極６２及びヨーク５９の上のコイル８４と下のコイル９４を逆方向に巻くデュアルパンケーキ構造としてもよい。このように異なるコイル構造を用いた垂直磁気記録用記録ヘッドを用いても生じる課題は同じであるため、本発明の効果は変わるものではない。
【００５８】
なお、これまで述べた種々の実施例において、磁気抵抗効果センサ膜として、中間層が障壁層であるＴＭＲ効果を利用したものや、中間層が導電層であるＣＰＰ−ＧＭＲ効果を用いたものでも同様の効果が得られ、さらには、磁性半導体を用いたものや、偏極スピンの拡散や蓄積現象を利用したものなど、磁気抵抗効果センサ膜を構成する材料の膜面を貫くようにセンス電流が流れるデバイスであれば、同様に本発明の効果が得られる。
【００５９】
このとき、ピニング層１３、固定層１４、自由層１６は前述の材料に限定されるものではなく、ピニング層１３としては、Ｐｔ−Ｍｎ系合金の他、Ｍｎ−Ｉｒ系合金などの反強磁性膜、Ｃｏ−Ｐｔ系合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系合金などの硬磁性膜を用いてもよく、また、固定層１４及び自由層１６としては、Ｎｉ−Ｆｅ系合金、Ｃｏ−Ｆｅ系合金の他、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ系合金、マグネタイトやホイスラー合金などの高分極率材料、及び、これらの積層膜を用いることができる。また、１ｎｍ以下の薄い金属層を介して強磁性層を積層させた多層膜を用いてもよい。
【００６０】
また、下部ギャップ層１２、第１の上部ギャップ層１７１、第２の上部ギャップ層１７２は、必須ではなく、構造上あるいは製造工程上必要でなければ設けなくともよい。
【００６１】
さらに、上記では、磁気抵抗効果センサ膜が媒体対向面に露出するように配置された磁気抵抗効果型ヘッドについて述べたが、磁気抵抗効果センサ膜が媒体対向面から離れたところに配置されて、媒体対向面に全く露出していない、あるいは、一部のみ露出しているような磁気抵抗効果型ヘッドでも同様の効果が得られる。
【００６２】
ＣＰＰ構造再生ヘッドと垂直磁気記録用記録ヘッドの位置関係についても、必ずしもＣＰＰ構造再生ヘッドが基板側に配置されている必要はなく、垂直磁気記録用記録ヘッドが基板側に配置されていてもよい。
【００６３】
以上詳述した垂直磁気記録用ＣＰＰ構造磁気ヘッドを用いると、外部磁界耐性及び再生特性に優れた、高い記録密度を有する磁気記録再生装置を提供することができる。図１４は、その一実施の形態の概略図である。磁気記録再生装置は、情報を磁気的に記録する磁気記録媒体２０１と、これを回転させるモーター２０２と、磁気記録媒体２０１への情報の書き込みと読み出しを行う磁気ヘッド２０３と、これを支えるサスペンション２０４と、磁気ヘッドの位置決めを行うアクチュエータ２０５と、情報（記録再生信号）を処理するリード／ライト回路２０６などを有している。磁気ヘッド２０３の再生ヘッドとして、以上詳述した磁気抵抗効果型ヘッドを用いる。上記磁気記録再生装置を複数台組み合わせることで、ディスクアレイ装置を組むこともできる。この場合、複数の磁気記録再生装置を同時に扱うため、情報の処理能力を速くでき、また装置の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】ＣＰＰ構造センサの熱安定性の評価に用いた試料の概略構造図。
【図２】電流狭窄型ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の熱安定性を示す図。
【図３】ＴＭＲ素子の熱安定性を示す図。
【図４】中間層が金属のみで構成されたＣＰＰ−ＧＭＲ素子の熱安定性を示す図。
【図５】単層あるいは磁性層のみで構成されているシールド層における磁束の集中を説明する模式図。
【図６】磁性層を非磁性層で分断したシールド層における磁束の分散を説明する模式図。
【図７】本発明のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの磁気センサ部分の概略図であり、（Ａ）は媒体対向面における構造図、（Ｂ）は素子高さ方向の断面構造図。
【図８】本発明のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの磁気センサ部分の媒体対向面における構造図。
【図９】本発明のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの磁気センサ部分の媒体対向面における構造図。
【図１０】本発明のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの磁気センサ部分の素子高さ方向の断面構造図。
【図１１】８０at.%Ｎｉ−２０at.%Ｆｅ合金の磁気特性の膜厚依存性を示す図。
【図１２】ヘリカルコイル構造を有する垂直磁気記録用記録ヘッドの模式図。
【図１３】デュアルパンケーキ構造を有する垂直磁気記録用記録ヘッドの模式図。
【図１４】磁気記録再生装置の模式図。
【符号の説明】
【００６５】
１０１：基板、１０２：絶縁膜、１１：下部シールド層、１１１：磁性層、１１２：低熱膨張非磁性層、１２：下部ギャップ層、１３：ピニング層（反強磁性層）、１４：第１の強磁性層（固定層）、１４１：第３の強磁性層、１４２：中間層、１４３：第４の強磁性層、１５：中間層、１６：第２の強磁性層（自由層）、１７１：第１の上部ギャップ層（第１の保護層）、１７２：第２の上部ギャップ層、１８：素子高さ方向リフィル膜、１９：トラック方向絶縁膜、２１：上部シールド層、２１１，２１３，２１４：磁性層、２１２：低熱膨張非磁性層、２４：縦バイアス印加層、５８：分離絶縁層、５９：ヨーク、６２：主磁極、６３：記録ギャップ、６６：第１のラップアラウンドシールド、６７：第２のラップアラウンドシールド、７１：平坦化膜、７２：第１のコイル絶縁層、７３：第２のコイル絶縁層、７４：第１のバックギャップ部、７５：第２のバックギャップ部、８３：レジスト絶縁層、８４：コイル、８５：補助磁極、１５０：トラック方向を示す矢印、２００：下部電極、２０１：磁気記録媒体、２０２：モーター、２０３：磁気ヘッド、２０４：サスペンション、２０５：アクチュエータ
【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】
2008010133.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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