(57)【要約】【課題】より高い抵抗変化率を安定して得ることができ、さらなる高記録密度化に対応可能な磁気抵抗効果素子を提供する。【解決手段】この磁気抵抗効果素子は、一定方向に固着された磁化を有する磁化固着層２３と、介在層２４と、外部磁界に応じて磁化の向きが変化する磁化自由層２５とが順に積層されたＭＲ膜を備える。介在層２４は、銅からなる第１および第２の基材層２４２Ａ，２４２Ｂに分布した非導電性の酸化物層２４３を有すると共に、銅よりも酸化しにくいイリジウムからなり磁化固着層２３と接する金属層２４１をも有するものである。酸化物層２４３は電流狭窄効果をもたらす一方、金属層２４１は介在層２４の内部への不要な金属元素の浸入を抑制する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定方向に固着された磁化を有する磁化固着層と、
非磁性かつ導電性の基材に分布した非導電性の酸化物層を有すると共に、前記基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属を含んで前記磁化固着層と接する金属層を有する介在層と、
外部磁界に応じて磁化の向きが変化する磁化自由層と
を順に備えたことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
前記介在層における酸化物層は、前記基材および磁化固着層よりも酸化しやすい金属の酸化物を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
前記介在層における基材は銅（Ｃｕ）であり、
前記介在層における酸化物層は、アルミニウム（Ａｌ），硅素（Ｓｉ），クロム（Ｃｒ），チタン（Ｔｉ）およびハフニウム（Ｈｆ）のうちの少なくとも１種と、マンガン（Ｍｎ）とを含み、
前記介在層における金属層は、イリジウム（Ｉｒ），白金（Ｐｔ），ロジウム（Ｒｈ）および金（Ａｕ）のうちの少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
前記磁化固着層は、マンガン（Ｍｎ）を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項１から請求項４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が一側面に設けられた磁気ヘッドスライダと、
この磁気ヘッドスライダが一端に取り付けられたサスペンションと
を有することを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項７】
請求項１から請求項４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が一側面に設けられた磁気ヘッドスライダと、
この磁気ヘッドスライダが一端に取り付けられたサスペンションと
このサスペンションの他端を支持するアームと
を含むことを特徴とするヘッドアームアセンブリ。
【請求項８】
磁気記録媒体と、ヘッドアームアセンブリとを備えた磁気ディスク装置であって、
前記ヘッドアームアセンブリは、
請求項１から請求項４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が一側面に設けられた磁気ヘッドスライダと、
この磁気ヘッドスライダが一端に取り付けられたサスペンションと
このサスペンションの他端を支持するアームと
を含むことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項９】
一定方向に固着された磁化を有する磁化固着層と、非磁性かつ導電性の基材を有する介在層と、外部磁界に応じて磁化の向きが変化する磁化自由層とを順に備えた磁気抵抗効果素子を形成する方法であって、
前記磁化固着層の上に、前記基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属を含む金属層を形成したのち、前記金属層を覆うように、前記基材からなる基材層と前記基材よりも酸化しやすい金属を含む酸化物層とを順に形成することにより前記介在層を作製する
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子の形成方法。
【請求項１０】
前記基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属と共にマンガン（Ｍｎ）を含むように前記金属層を形成する
ことを特徴とする請求項９記載の磁気抵抗効果素子の形成方法。
【請求項１１】
前記基材層の上に前記基材および磁化固着層よりも酸化しやすい金属を含む易酸化金属層を形成したのち、前記金属膜を酸化処理することにより前記酸化物層を形成する
ことを特徴とする請求項９または請求項１０記載の磁気抵抗効果素子の形成方法。
【請求項１２】
プラズマ酸化法または自然酸化法を利用して前記易酸化金属層を酸化処理することにより前記酸化物層を形成する
ことを特徴とする請求項１１記載の磁気抵抗効果素子の形成方法。
【請求項１３】
前記介在層の基材として銅（Ｃｕ）を用いることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項記載の磁気抵抗効果素子の形成方法。
【請求項１４】
前記基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属として、イリジウム（Ｉｒ），白金（Ｐｔ），ロジウム（Ｒｈ）および金（Ａｕ）のうちの少なくとも１種を用いる
ことを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか１項記載の磁気抵抗効果素子の形成方法。
【請求項１５】
前記基材および磁化固着層よりも酸化しやすい金属として、アルミニウム（Ａｌ），硅素（Ｓｉ），クロム（Ｃｒ），チタン（Ｔｉ）およびハフニウム（Ｈｆ）のうちの少なくとも１種を用いる
ことを特徴とする請求項９から請求項１４のいずれか１項記載の磁気抵抗効果素子の形成方法。
【請求項１６】
一定方向に固着された磁化を有する磁化固着層と、
非磁性かつ導電性の基材に分布した非導電性の酸化物層を有する介在層と、
外部磁界に応じて磁化の向きが変化する磁化自由層と
を順に備え、
前記介在層における酸化物層は、前記基材および磁化固着層よりも酸化しやすい金属の酸化物を含む
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項１７】
前記介在層における基材は銅（Ｃｕ）であり、
前記介在層における酸化物層は、アルミニウム（Ａｌ），硅素（Ｓｉ），クロム（Ｃｒ），チタン（Ｔｉ）およびハフニウム（Ｈｆ）のうちの少なくとも１種と、マンガン（Ｍｎ）とを含む
ことを特徴とする請求項１６記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項１８】
一定方向に固着された磁化を有する磁化固着層と、
非磁性かつ導電性の基材と共に、前記基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属を含んで前記磁化固着層と接する金属層を有する介在層と、
外部磁界に応じて磁化の向きが変化する磁化自由層と
を順に備えたことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項１９】
前記介在層における基材は銅（Ｃｕ）であり、
前記介在層における金属層は、イリジウム（Ｉｒ），白金（Ｐｔ），ロジウム（Ｒｈ）および金（Ａｕ）のうちの少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項１８記載の磁気抵抗効果素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巨大磁気抵抗効果を発現する磁気抵抗効果素子およびその形成方法、ならびにそのような磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクなどの磁気記録媒体の情報を再生するにあたっては、磁気抵抗（ＭＲ：Magneto-resistive）効果を示すＭＲ素子を備えた薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。近年では、磁気記録媒体の高記録密度化が進んでいることから、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ：Giant Magneto-resistive）効果を示す巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）利用した薄膜磁気ヘッドが一般的である。このようなＧＭＲ素子としては、例えば、スピンバルブ（ＳＶ：spin valve）型のＧＭＲ素子がある。
【０００３】
このＳＶ型のＧＭＲ素子は、非磁性の中間層を介して、磁化方向が一定方向に固着された磁性層（磁化固着層）と、磁化方向が外部からの信号磁界に応じて変化する磁性層（磁化自由層）とが積層された構造を有している。再生動作時において読出電流が積層面内方向に流れるように構成されたものは、特に、ＣＩＰ（Current in Plane）−ＧＭＲ素子と呼ばれる。さらに、これを備えた薄膜磁気ヘッドはＣＩＰ−ＧＭＲヘッドと呼ばれる。この場合、２つの磁性層（磁化固着層および磁化自由層）における磁化方向の相対角度に応じて読出電流を流した際に電気抵抗（すなわち電圧）が変化するようになっている。
【０００４】
最近では、さらなる記録密度の向上に対応するため、再生動作の際に、読出電流が積層面と直交する方向に流れるように構成されたＣＰＰ（Current Perpendicular to the Plane）−ＧＭＲ素子を備えたＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの開発が進められている。このようなＣＰＰ−ＧＭＲヘッドは、一般的に、ＧＭＲ素子と、このＧＭＲ素子を、絶縁膜を介してトラック幅方向に対応する方向に挟んで対向するように配置された一対の磁区制御層と、これらＧＭＲ素子および一対の磁区制御層を積層方向に沿って挟むように形成された上部および下部電極とを有している。上部および下部電極は、上部および下部シールド層を兼ねている。このような構成のＣＰＰ−ＧＭＲヘッドには、再生トラック幅方向の寸法を小さくした場合にＣＩＰ−ＧＭＲヘッドと比べて高出力が得られるという利点がある。すなわち、ＣＩＰ−ＧＭＲヘッドでは面内方向に読出電流を流すので、再生トラック幅方向の寸法が狭小化するのに伴い読出電流が通過する感磁部分が微小となり、電圧変化量が小さくなってしまう。これに対し、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドであれば積層方向に読出電流を流すので、再生トラック幅方向の狭小化による電圧変化量に対する影響は少ないのである。このため、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドは、１インチあたりのトラック数（ＴＰＩ；Tracks Per Inch）で表されるトラック密度の低減という観点においてＣＩＰ−ＧＭＲヘッドに比べて有利である。その上、ＣＩＰ−ＧＭＲヘッドと比較した場合、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子と上部シールド膜および下部シールド膜とのそれぞれの間に絶縁層を設ける必要がないので、その厚み分だけＢＰＩ（Bit Per Inch）で表される線記録密度を低減することができる。
【０００５】
このような背景から、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドはさらなる記録密度の向上に対応するための改良が進められており、例えば電流狭窄（ＣＣＰ；Current-confined-path）構造を有するＣＰＰ−ＧＭＲ素子を備えたものが提案されている（特許文献１および２参照）。このＣＣＰ構造のＣＰＰ−ＧＭＲ素子とは、銅などの非磁性導電体からなる基材にアルミニウム酸化物などの絶縁体が分散配置されてなるＣＣＰ層が、磁化固着層と磁化自由層との間に設けられたものである。こうした構造により、積層方向にセンス電流が流れる際、その通過可能な面内方向の領域がＣＣＰ層において狭窄される（電流狭窄効果が得られる）ので、より高い感度を得ることができる。
【特許文献１】特開２００２−２０８７４４号公報
【特許文献２】特開２００６−５４２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のＣＣＰ構造のＣＰＰ−ＧＭＲ素子を形成するにあたっては、銅などの導電層を形成したのち、自然酸化法やプラズマ酸化法などによって酸化処理を施すことによりその一部に酸化物領域を形成する工程が一般的には必要である。しかしながら、導電層の酸化処理を行うことで、その下地層（例えば磁化固着層）の一部をも酸化してしまうことが多く、そうした場合には抵抗変化率の劣化を招く結果となっていた。したがって、下地層に悪影響を与えることなくＣＣＰ構造を形成することのできる方法が望まれる。
【０００７】
また、ＣＣＰ構造のＣＰＰ−ＧＭＲ素子は、例えば高温環境下に晒された場合、隣接する磁化固着層からＣＣＰ層へ金属元素が移動することにより、基材としての銅の純度が低下し、所定の電流狭窄効果が得られない可能性が考えられる。したがって、高温環境下においても良好な感度の得られるＣＣＰ構造を有するＣＰＰ−ＧＭＲ素子が望まれる。
【０００８】
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、より高い抵抗変化率を安定して得ることができ、さらなる高記録密度化に対応可能な磁気抵抗効果素子、ならびにそれを搭載した薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の第２の目的は、上記のような磁気抵抗効果素子を簡便に形成することのできる磁気抵抗効果素子の形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の磁気抵抗効果素子は、一定方向に固着された磁化を有する磁化固着層と、非磁性かつ導電性の基材に分布した非導電性の酸化物層を有すると共に、基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属を含んで磁化固着層と接する金属層を有する介在層と、外部磁界に応じて磁化の向きが変化する磁化自由層とを順に備えるようにしたものである。ここで、基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属とは、例えば標準電極電位が基材および磁化固着層の構成材料よりも大きい金属である。ここでいう標準電極電位とは、標準水素電極を基準とした際の標準状態（２５℃，１atm）での電極電位である。なお、非導電性の酸化物層は、磁化固着層と磁化自由層とが介在層を介して導通するように導電性の基材に離散的に分散配置されている。また、本発明の薄膜磁気ヘッドは上記の磁気抵抗効果素子を有するものであり、本発明のヘッドジンバルアセンブリは、そのような薄膜磁気ヘッドが一側面に設けられた磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスライダが一端に取り付けられたサスペンションとを有するものである。本発明のヘッドアームアセンブリは、上記のヘッドジンバルアセンブリと、上記のサスペンションの他端を支持するアームとを含むようにしたものである。さらに、本発明の磁気ディスク装置は、磁気記録媒体と、上記のヘッドアームアセンブリとを備えるようにしたものである。
【００１１】
本発明の第１の磁気抵抗効果素子、およびこれを備えた薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリ、磁気ディスク装置では、磁化固着層と磁化自由層とを隔てる介在層が、導電性の基材に分布する酸化物層を有しているので、積層方向にセンス電流を流した場合に、その通過量を制限する電流狭窄効果が得られ、抵抗変化率が向上する。ここで、介在層が磁化固着層との界面において基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属からなる金属層を有しているので、例えば高温環境下に晒された場合であっても、隣接する磁化固着層を構成する金属元素が介在層の内部へ浸入するのをその金属層が抑制することなる。
【００１２】
本発明の第１の磁気抵抗効果素子、およびこれを備えた薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリ、磁気ディスク装置では、介在層における酸化物層が、基材および磁化固着層よりも酸化しやすい金属の酸化物を含んでいることが望ましい。具体的には、基材が銅であり、酸化物層が、アルミニウム，硅素，クロム，チタンおよびハフニウムのうちの少なくとも１種と、マンガンとを含み、金属層が、イリジウム，白金，ロジウムおよび金のうちの少なくとも１種を含むようにするとよい。さらに、磁化固着層がマンガンを含むようにしてもよい。
【００１３】
本発明の第２の磁気抵抗効果素子は、一定方向に固着された磁化を有する磁化固着層と、非磁性かつ導電性の基材に分布した非導電性の酸化物層を有する介在層と、外部磁界に応じて磁化の向きが変化する磁化自由層とを順に備え、介在層における酸化物層が、基材および磁化固着層よりも酸化しやすい金属の酸化物を含むようにしたものである。
【００１４】
本発明の第２の磁気抵抗効果素子では、酸化物層が基材に離散的に分布しているので、積層方向にセンス電流を流した場合に、その通過量を制限する電流狭窄効果が得られ、抵抗変化率が向上する。そのうえ、酸化物層が基材および磁化固着層よりも酸化しやすい金属の酸化物を含んでいるので、例えば高温環境下に晒された場合であっても基材の酸化が抑制される。
【００１５】
本発明の第２の磁気抵抗効果素子では、基材が銅であり、酸化物層がアルミニウム，硅素，クロム，チタンおよびハフニウムのうちの少なくとも１種と、マンガンとを含むようにすることが望ましい。
【００１６】
本発明の第３の磁気抵抗効果素子は、一定方向に固着された磁化を有する磁化固着層と、非磁性かつ導電性の基材と共に、基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属を含んで磁化固着層と接する金属層を有する介在層と、外部磁界に応じて磁化の向きが変化する磁化自由層とを順に備えるようにしたものである。
【００１７】
本発明の第３の磁気抵抗効果素子では、介在層と磁化固着層との界面に、より酸化しにくい金属を含む金属層が設けられているので、例えば高温環境下に晒された場合であっても、隣接する磁化固着層を構成する金属元素が介在層の内部へ浸入するのをその金属層が抑制することなる。
【００１８】
本発明の第３の磁気抵抗効果素子では、基材が銅であり、金属層がイリジウム，白金，ロジウムおよび金のうちの少なくとも１種を含むものであることが望ましい。
【００１９】
本発明の磁気抵抗効果素子の形成方法は、一定方向に固着された磁化を有する磁化固着層と、非磁性かつ導電性の基材を有する介在層と、外部磁界に応じて磁化の向きが変化する磁化自由層とを順に備えた磁気抵抗効果素子を形成する方法であって、磁化固着層の上に、基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属を含む金属層を形成したのち、その金属層を覆うように、基材からなる基材層と基材よりも酸化しやすい金属を含む酸化物層とを順に形成するようにしたものである。
【００２０】
本発明の磁気抵抗効果素子の形成方法では、磁化固着層の上に、基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属を含む金属層と、基材層と、基材よりも酸化しやすい金属を含む酸化物層とを順に備えた介在層が作製されるので、積層方向にセンス電流を流した場合に、その通過量を制限する電流狭窄効果が得られるうえ、例えば高温環境下に晒された場合であっても、隣接する磁化固着層を構成する金属元素が介在層の内部へ浸入するのを金属層が抑制することなる。
【００２１】
本発明の磁気抵抗効果素子の形成方法では、基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属と共にマンガン（Ｍｎ）を含むように金属層を形成することが望ましい。また、基材層の上に基材および磁化固着層よりも酸化しやすい金属を含む易酸化金属層を形成したのち、金属膜を酸化処理することにより酸化物層を形成するとよい。その場合、例えばプラズマ酸化法または自然酸化法を利用することが望ましい。介在層の基材としては銅を用い、基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属としてはイリジウム，白金，ロジウム，金などを用い、基材および磁化固着層よりも酸化しやすい金属としてはアルミニウム，硅素，クロム，チタンおよびハフニウムなどを用いるとよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１の磁気抵抗効果素子、およびそれを備えた薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリ、磁気ディスク装置によれば、磁化固着層と磁化自由層との間に、磁化固着層と接する金属層と、基材に分布した酸化物層とを有する介在層を設けるようにしたので、隣接する磁化固着層を構成する金属元素の拡散や酸化などによる基材の純度の劣化を抑制しつつ、抵抗変化率を向上させることができる。その結果、より高い感度を経時的に安定して得ることができ、さらなる高記録密度化に好適なものとなる。
【００２３】
本発明の第２の磁気抵抗効果素子によれば、磁化固着層と磁化自由層との間に、基材および磁化固着層よりも酸化しやすい金属の酸化物を含む酸化物層を基材中に離散的に分布させてなる介在層を設けるようにしたので、基材の酸化を抑制しつつ、抵抗変化率を向上させることができる。その結果、より高い感度を経時的に安定して得ることができ、さらなる高記録密度化に好適なものとなる。
【００２４】
本発明の第３の磁気抵抗効果素子によれば、磁化固着層と磁化自由層との間に、より酸化しにくい金属を含み、かつ、磁化固着層と接する金属層を有する介在層を設けるようにしたので、隣接する磁化固着層を構成する金属元素の拡散などによる基材の純度の劣化を抑制しつつ、抵抗変化率を向上させることができる。その結果、より高い感度を経時的に安定して得ることができ、さらなる高記録密度化に好適なものとなる。
【００２５】
本発明の磁気抵抗効果素子の形成方法によれば、磁化固着層の上に、基材および磁化固着層よりも酸化しにくい金属を含む金属層を形成したのち、その金属層を覆うように、基材層と、基材および磁化固着層よりも酸化しやすい金属を含む酸化物層とを順に形成することにより介在層を作製するようにしたので、隣接する磁化固着層を構成する金属元素の拡散などによる基材の純度の劣化が生じにくく、かつ、より高い抵抗変化率を発現する磁気抵抗効果素子を得ることができる。すなわち、より高い感度を経時的に安定して得ることができ、さらなる高記録密度化に好適な磁気抵抗効果素子を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
最初に、図１ないし図５を参照して、本発明の一実施の形態に係る磁気抵抗効果素子ならびにそれを備えた薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置の構成について以下に説明する。
【００２８】
図１は、本実施の形態に係る磁気ディスク装置の内部構成を表す斜視図である。この磁
気ディスク装置は、図１に示したように、例えば筐体１００の内部に、情報が記録される
こととなる磁気記録媒体としての磁気記録媒体２００と、この磁気記録媒体２００への情
報の記録およびその情報の再生を行うためのヘッドアームアセンブリ（ＨＡＡ；Head Arm Assembly）３００とを備えるようにしたものである。ＨＡＡ３００は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ；Head Gimbals Assembly）２と、このＨＧＡ２の基部を支持するアーム３と、このアーム３を回動させる動力源としての駆動部４とを備えている。ＨＧＡ２は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１（後出）が一側面に設けられた磁気ヘッドスライダ（以下、単に「スライダ」という。）２Ａと、このスライダ２Ａが一端に取り付けられたサスペンション２Ｂとを有するものである。このサスペンション２Ｂの他端（スライダ２Ａとは反対側の端部）は、アーム３によって支持されている。アーム３は、筐体１００に固定された固定軸５を中心軸としてベアリング６を介して回動可能なように構成されている。駆動部４は、例えばボイスコイルモータなどからなる。なお、通常、磁気ディスク装置は、図１に示したように複数の磁気記録媒体２００を備えており、各磁気記録媒体２００の記録面（表面および裏面）のそれぞれ対応してスライダ２Ａが配設されるようになっている。各スライダ２Ａは、各磁気記録媒体２００の記録面と平行な面内において、再生トラックを横切る方向（Ｘ方向）に移動することができる。一方、磁気記録媒体２００は、筐体１００に固定されたスピンドルモータ７を中心とし、Ｘ方向に対してほぼ直交する方向に回転するようになっている。磁気記録媒体２００の回転およびスライダ２Ａの移動により磁気記録媒体２００に情報が記録され、または記録された情報が読み出されるようになっている。
【００２９】
図２は、図１に示したスライダ２Ａの構成を表すものである。このスライダ２Ａは、例えば、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）よりなるブロック状の基体８を有している。この基体８は、例えば、ほぼ六面体状に形成されており、そのうちの一面が磁気記録媒体２００の記録面に近接して対向するように配置されている。磁気記録媒体２００の記録面と対向する面が記録媒体対向面（エアベアリング面ともいう。）９であり、磁気記録媒体２００が回転すると、記録面と記録媒体対向面９との間に生じる空気流に起因する揚力により、スライダ２Ａが記録面との対向方向（Ｙ方向）に沿って記録面から浮上し、記録媒体対向面９と磁気記録媒体２００との間に一定の隙間ができるようになっている。基体８の記録媒体対向面９に対する一側面には、薄膜磁気ヘッド１が設けられている。
【００３０】
図３は、薄膜磁気ヘッド１の構成を分解して表す斜視図である。図４は、図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視方向の構造を表す断面図である。図３および図４に示したように、薄膜磁気ヘッド１は、磁気記録媒体２００に記録された磁気情報を再生する再生ヘッド部１Ａと、磁気記録媒体２００の記録トラックに磁気情報を記録する記録ヘッド部１Ｂとが一体に構成されたものである。
【００３１】
図３および図４に示したように、再生ヘッド部１Ａは、積層方向にセンス電流が流れるように構成されたＣＰＰ（Current Perpendicular to the Plane）−ＧＭＲ（Giant Magnetoresistive）構造をなす磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子という。）１０を有している。具体的には、記録媒体対向面９に露出した面において、例えば基体８の上に、下部電極１１と、ＭＲ膜２０および一対の磁区制御膜１２と、絶縁膜１３と、上部電極１４とが順に積層された構造となっている。なお、図３および図４では図示しないが、後述するように、一対の磁区制御膜１２とＭＲ膜２０との間および一対の磁区制御膜１２と下部電極１１との間には一対の絶縁膜１５が設けられている。また、絶縁膜１３は、ＸＹ平面において、記録媒体対向面９を除くＭＲ膜２０の周囲を取り囲むように設けられており、詳細には、ＭＲ膜２０をＸ方向に挟んで対向する第１の部分１３Ａ（図３参照）と、ＭＲ膜２０を挟んで記録媒体対向面９とは反対側の領域を占める第２の部分１３Ｂ（図４参照）との２つの部分から構成されている。下部電極１１および上部電極１４は、例えば、厚みがそれぞれ１μｍ〜３μｍであり、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などの磁性金属材料によりそれぞれ構成されている。これら下部電極１１および上部電極１４は、ＭＲ膜２０を積層方向（Ｚ方向）に挟んで対向し、ＭＲ膜２０に不要な磁界の影響が及ばないように機能する。さらに、下部電極１１はパッド１１Ｐと接続され、上部電極１４はパッド１４Ｐと接続されており、ＭＲ膜２０に対して積層方向（Ｚ方向）に電流を流す電流経路としての機能も有している。ＭＲ膜２０は、磁性材料を含む金属膜が多数積層されたスピンバルブ（ＳＶ）構造を有し、磁気記録媒体２００に記録された磁気情報を読み出す機能を有するものである。一対の磁区制御膜１２は、磁気記録媒体２００の再生トラック幅方向に対応する方向（Ｘ方向）に沿ってＭＲ膜２０を挟んで対向するように配置されている。このような構成をなす再生ヘッド部１Ａでは、磁気記録媒体２００からの信号磁界に応じてＭＲ膜２０の電気抵抗が変化することを利用して、記録情報を読み出すようになっている。このＭＲ膜２０の詳細な構成については後述する。絶縁膜１３および絶縁層１６は、例えば厚みがそれぞれ１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの絶縁材料によりそれぞれ構成されている。絶縁膜１３は、主に、下部電極１１と上部電極１４とを電気的に絶縁するためのものであり、絶縁層１６は、再生ヘッド部１Ａと記録ヘッド部１Ｂとを電気的に絶縁するものである。
【００３２】
続いて、記録ヘッド部１Ｂの構成について説明する。図３および図４に示したように、記録ヘッド部１Ｂは、再生ヘッド部１Ａの絶縁層１６の上に形成されており、下部磁極４１と、記録ギャップ層４２、ポールチップ４３、コイル４４、絶縁層４５、連結部４６および上部磁極４７を有している。
【００３３】
下部磁極４１は、例えば、ＮｉＦｅなどの磁性材料よりなり、絶縁層１６の上に形成されている。記録ギャップ層４２は、Ａｌ2 Ｏ3などの絶縁材料よりなり、下部磁極４１の上に形成されている。この記録ギャップ層４２は、ＸＹ平面におけるコイル４４の中心部に対応する位置に、磁路形成のための開口部４２Ａを有している。記録ギャップ層４２の上には、記録媒体対向面９の側から順に、ポールチップ４３、絶縁層４５および連結部４６が同一平面内に形成されている。絶縁層４５にはコイル４４が埋設されている。コイル４４は、記録ギャップ層４２上に開口部４２Ａを中心とするように形成されており、例えば銅（Ｃｕ）または金（Ａｕ）により構成されたものである。なお、コイル４４の両端末はそれぞれ電極４４Ｓ，４４Ｅに接続されている。上部磁極４７は、例えば、ＮｉＦｅなどの磁性材料よりなり、記録ギャップ層４２、ポールチップ４３，絶縁層４５および連結部４６の上に形成されている（図４参照）。この上部磁極４７は、開口部４２Ａを介して下部磁極４１と接触しており、磁気的に連結している。なお、図示しないが、Ａｌ2 Ｏ3などからなるオーバーコート層が記録ヘッド部１Ｂの上面全体を覆うように形成されている。
【００３４】
このような構成を有する記録ヘッド部１Ｂは、コイル４４に流れる電流により、主に下部磁極４１と上部磁極４７とによって構成される磁路内部に磁束を生じ、記録ギャップ層４２の近傍に生ずる信号磁界によって磁気記録媒体２００を磁化し、情報を記録するようになっている。
【００３５】
次に、図５を参照して、本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１におけるＭＲ素子１０の詳細な構成について以下に説明する。図５は、ＭＲ素子１０の、図４におけるＶ矢視方向から眺めた構造を表す断面図である。
【００３６】
図５に示したように、ＭＲ素子１０は、下部磁極１１の側から順に、下地層２１と、反強磁性層２２と、磁化固着層２３と、介在層２４と、磁化自由層２５と、保護層２６とが積層されたＭＲ膜２０を有している。下地層（バッファ層ともいう。）２１は、例えば、１ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚みを有するタンタル（Ｔａ）層と、１ｎｍ以上３ｎｍ以下の厚みを有するルテニウム（Ｒｕ）層とが積層された構造を有し、反強磁性層２２と磁化固着層２３（より正確には、後述する第２の磁化固着膜２３３）との交換結合が良好に行われるように機能するものである。反強磁性層２２は、例えば、白金マンガン合金（ＰｔＭｎ）またはイリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）等の反強磁性を示す材料により、例えば４ｎｍ以上２０ｎｍ以下の厚みで構成される。反強磁性層２２は、磁化固着層２３の磁化方向を固定する、いわゆるピンニング層として機能するものである。
【００３７】
磁化固着層２３は、いわゆるシンセティック構造と呼ばれる３層構造をなしており、反強磁性層２２と遠い側から（すなわち、磁化自由層２５に近い側から）順に第１の磁化固着膜２３１と、非磁性膜２３２と、第２の磁化固着膜２３３とを有している。第１の磁化固着膜２３１は一定方向に固着された磁化Ｊ２３１を示し、例えば２ｎｍ以上４ｎｍ以下の厚みをなしている。非磁性膜２３２は、銅、ルテニウム、ロジウム（Ｒｈ）またはイリジウム（Ｉｒ）などの非磁性金属材料からなり、例えば０．８ｎｍの厚みを有している。さらに、第２の磁化固着膜２３３は、磁化Ｊ２３１とは反対方向に固着された磁化Ｊ２３３を示し、例えば２ｎｍ以上４ｎｍ以下の厚みを有するものである。第１および第２の磁化固着膜２３１，２３３は、非磁性膜２３２を介して反強磁性的な交換結合を構成しており、それらの磁化Ｊ２３１，Ｊ２３３の方向が反強磁性層２２によって固着されている。
【００３８】
第１の磁化固着膜２３１は、例えば鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ）などを含む強磁性材料を基盤材料として構成されるものであり、単層構造および多層構造のいずれであってもよい。例えば、ＣｏＦｅからなる単一層としてもよいし、ＣｏＦｅと銅とを交互に繰り返し積層した構造としてもよい。後述するように、磁性体と非磁性体との界面においても磁気抵抗効果が期待できるので、上記のように「ＣｏＦｅ／Ｃｕ」等の多層構造をなすことにより磁気抵抗効果による抵抗変化量の向上が期待される。第１の磁化固着膜２３１はホイスラー合金を含むようにしてもよい。ここでいうホイスラー合金とは、組成式がＸ2 ＹＺ（但し、Ｘ，Ｙは遷移金属元素であり、Ｚは半導体または非磁性金属である。）で表されるＬ21 構造やＢ2 構造を有するものや、組成式がＸ2 ＹＺで表されるＣ１2 構造を有するものを意味する。例えば、Ｘとしては鉄，コバルト，ニッケル，銅，亜鉛（Ｚｎ）などが用いられ、Ｙとしてはマンガン（Ｍｎ）やクロム（Ｃｒ）などが用いられ、Ｚとしてはアルミニウム，硅素，ガリウム（Ｇａ），ゲルマニウム（Ｇｅ），インジウム（Ｉｎ），スズ（Ｓｎ），タリウム（Ｔｌ），鉛（Ｐｂ），アンチモン（Ｓｂ）などが用いられる。
【００３９】
第２の磁化固着膜２３３は、例えば鉄，コバルトおよびニッケルのうちの少なくとも１つを含む強磁性材料を基盤材料として構成されている。さらに、第２の磁化固着膜２３３は、添加物質として、例えばタンタル（Ｔａ），クロムおよびバナジウム（Ｖ）などを含んでいてもよい。
【００４０】
第２の磁化固着膜２３３についても、第１の磁化固着層２３１と同様に、単層構造としてもよいし、積層構造としてもよい。例えば、コバルト鉄タンタル合金（ＣｏＦｅＴａ）、コバルト鉄ニッケルクロム合金（ＣｏＦｅＮｉＣｒ）、コバルト鉄クロム合金（ＣｏＦｅＣｒ）もしくはコバルト鉄バナジウム合金（ＣｏＦｅＶ）といった成分からなる単一層としてもよいし、または、ＣｏＦｅ、Ｔａ、ＮｉＣｒ、ＦｅＣｒもしくはＦｅＶといった異なった成分からなる単一層が、いくつか積層された構造（例えば、「ＣｏＦｅ／Ｔａ」，「ＣｏＦｅ／ＦｅＣｒ」，「ＣｏＦｅ／ＦｅＶ」など）としてもよい。
【００４１】
介在層２４は、高い電気伝導率を有する（電気抵抗の小さな）非磁性金属材料を基材とするものであり、例えば、２ｎｍ以上４ｎｍ以下、好ましくは３．０ｎｍの厚みを有している。介在層２４は、主に、磁化自由層２５と磁化固着層２３（第１の磁化固着膜２３１）との磁気結合を切り離すと共に、読出動作の際、積層方向（Ｚ方向）に流れるセンス電流を狭窄するように機能するものである。センス電流は、例えば、下部電極１１から第１の磁化固着膜２３１を経由したのち、この介在層２４を通過して磁化自由層２５に達するものである。
【００４２】
図６は、図５に示したＭＲ膜２０における介在層２４の断面構成を拡大して示したものである。図６に示したように、介在層２４は、磁化固着層２３の上面において少なくとも面内方向に分散して設けられた複数の金属層２４１と、この金属層２４１を覆う第１の基材層２４２Ａと、この第１の基材層２４２Ａの上面において少なくとも面内方向に分散して設けられた複数の酸化物層２４３と、この酸化物層２４３を覆う第２の基材層２４２Ｂとを有している。ここで、第１および第２の基材層２４２Ａ，２４２Ｂは、いずれも、例えば銅などの基材によって構成されている。金属層２４１は、上記の基材および磁化固着層２３の構成材料よりも酸化しにくい金属（すなわち、標準電極電位が基材よりも大きな金属）、具体的にはイリジウム（Ｉｒ），白金（Ｐｔ），ロジウム（Ｒｈ）および金（Ａｕ）などによって構成されている。酸化物層２４３は、非導電性であり、かつ基材および磁化固着層２３の構成材料よりも酸化しやすい金属（すなわち、標準電極電位が基材よりも小さな金属）、具体的にはアルミニウム（Ａｌ），硅素（Ｓｉ），クロム（Ｃｒ），チタン（Ｔｉ）およびハフニウム（Ｈｆ）などの酸化物によって構成されている。酸化物層２４３にはマンガンが含まれていてもよい。
【００４３】
磁化自由層２５は、外部磁界に応じて変化する磁化方向を示すものであり、第１の磁化固着膜２３１を挟んで第２の磁化固着膜２３３とは反対側に形成されている。磁化自由層２５は、例えば、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）からなる第１の強磁性膜２５１と、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）からなる第２の強磁性膜２５２との２層構造をなしている。第１の強磁性膜２５１の厚みは、例えば２ｎｍ〜６ｎｍであることが望ましく、第２の強磁性膜２５２の厚みは、例えば０．５ｎｍ〜２．５ｎｍであることが望ましい。磁化自由層２５では、第１および第２の強磁性膜２５１，２５２の磁化が、外部磁界（本実施の形態では磁気記録媒体２００からの信号磁界）の向きや大きさに応じて変化することとなる。なお、磁化自由層２５は、ＣｏＦｅやＮｉＦｅなどの強磁性材料からなる単一層であってもよい。また、磁化自由層２５は、ホイスラー合金を含むようにしてもよい。
【００４４】
保護層２６は、例えば、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下の厚みを有すると共に、銅やタンタル、ルテニウムなどにより構成されるものであり、製造過程において、成膜後のＭＲ素子１０を保護するように機能する。
【００４５】
磁区制御膜１２は、下部電極１１の上に絶縁膜１５を介して形成された下地層１２１と、この上に形成された磁区制御層１２２とによって構成されたものである。磁区制御膜１２は、Ｘ方向（再生トラック幅に対応する方向）においてＭＲ膜２０を挟むように対向配置され、磁化自由層２５に縦バイアス磁界を印加するものである。より詳細には、下地層１２１は、例えば、クロムチタン合金（ＣｒＴｉ）やタンタルからなり、製造過程において、磁区制御層１２２の成長性を向上させるように機能する。磁区制御層１２２は、例えば、コバルト白金合金（ＣｏＰｔ）などからなり、磁化自由層２５の単磁区化を促進し、バルクハウゼンノイズの発生を抑制するように機能する。ここで、一対の磁区制御膜１２とＭＲ膜２０との間および一対の磁区制御膜１２と下部磁極１１との間には一対の絶縁膜１５が設けられている。一対の絶縁膜１５は、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 またはＡｌＮなの電気絶縁性を有する材料によって構成され、ＭＲ膜２０の両端面Ｓ２０から下部磁極１１の上面Ｓ１１にかけて連続的に覆うように形成されている。このため、一対の磁区制御膜１２と、ＭＲ膜２０および下部磁極１１とは電気的に絶縁される。
【００４６】
図５に示したように、下部および上部電極１１，１４は、上記のような構成を有するＭＲ膜２０を積層面と直交する方向（Ｚ方向）に挟むように対向配置されており、磁気記録媒体２００の磁気情報を読み出す際には、ＭＲ膜２０に対してＺ方向にセンス電流を流すための電流経路として機能する。
【００４７】
次に、このように構成されたＭＲ素子１０および薄膜磁気ヘッド１の再生動作について、図３ないし図５を参照して説明する。
【００４８】
この薄膜磁気ヘッド１では、再生ヘッド部１Ａにより磁気記録媒体２００に記録された情報を読み出す。記録情報を読み出す際には、記録媒体対向面９が磁気記録媒体２００の記録面と対向しており、この状態で、磁気記録媒体２００からの信号磁界がＭＲ素子１０に到達する。この際、ＭＲ膜２０には予め、下部電極１１および上部電極１４を介して積層方向（Ｚ方向）にセンス電流が流されている。すなわち、ＭＲ膜２０の内部を、下地層２１、反強磁性層２２、磁化固着層２３、介在層２４、磁化自由層２５および保護層２６の順に、あるいは、その逆の順にセンス電流が流されている。ＭＲ膜２０においては、信号磁界によって磁化方向が変化する磁化自由層２５と、反強磁性層２２によって磁化方向がほぼ一定方向に固定され、信号磁界の影響を受けない磁化固着層２３との間で、相対的な磁化の向きが変化する。その結果、伝導電子のスピン依存散乱の変化が起こり、ＭＲ膜２０の電気抵抗に変化が生じる。この電気抵抗の変化は出力電圧の変化をもたらし、この電流変化を検知することにより、磁気記録媒体２００の記録情報を読み出すようになっている。また、一対の絶縁膜１５を設けることにより、下部シールド１１と上部シールド１４との間を流れるセンス電流が、一対の磁区制御膜１２に洩れにくくなる。すなわち、センス電流がＸ方向に広がることなく確実にＭＲ膜２０の幅に限定されて通過することとなるので、磁化自由層２５の磁化方向変化によるセンス電流の抵抗変化を、より高感度に検出することができる。
【００４９】
さらに、介在層２４が導電性の第１および第２の基材層２４２Ａ，２４２Ｂに埋設された酸化物層２４３を有しており、この酸化物層２４３がいわゆる電流狭窄（ＣＣＰ）層としての機能を発揮し、積層方向（Ｚ方向）に流れるセンス電流の通過量を制限する電流狭窄効果をもたらすので、抵抗変化率が向上することとなる。一方で、介在層２４と第１の磁化固着膜２３１との界面において基材および磁化固着層２３の構成材料よりも酸化しにくい金属からなる金属層２４１を設けるようにしたので、例えば高温環境下に晒された場合であっても、磁化固着層２３を構成する金属元素が介在層２４の内部へ浸入するのをその金属層２４１が抑制することなる。このような作用により、異種金属の拡散による基材の純度の劣化を抑制しつつ、抵抗変化率を向上させることができる。その結果、ＭＲ素子１０を有する薄膜磁気ヘッド１を備えた磁気ディスク装置は、より高い感度を経時的に安定して発現することができる。よって、さらなる高記録密度化に好適なものといえる。
【００５０】
続いて、図７から図１３を参照して、薄膜磁気ヘッド１の製造方法について説明する。ここでは、主にＭＲ素子１０を形成する部分について詳細に説明する。
【００５１】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、基体８上に下部電極１１を形成する工程と、この下部電極１１の上に、下部電極１１の側から反強磁性層２２と磁化固着層２３と介在層２４と磁化自由層２５とが順に配設された構造を含む多層膜２０Ｚを形成する工程と、この多層膜２０Ｚの上に、素子幅を規定する部分に対応する領域を保護するように選択的にフォトレジストパターン６１を形成する工程と、このフォトレジストパターン６１をマスクとして利用し、多層膜２０Ｚを選択的にエッチングすることによりＭＲ素子１０を形成する工程と、絶縁膜と強磁性膜とを選択的に形成したのち、フォトレジストパターン６１を除去することにより絶縁膜１５を介した一対の磁区制御膜１２を形成する工程と、この一対の磁区制御膜１２の上に絶縁膜１３を形成する工程と、フォトレジストパターン６１を除去したのち、全面に亘って上部電極１４を形成する工程とを含むものである。以下、各工程について詳細に説明する。
【００５２】
まず、図７に示したように、基体８の一側面上に形成された下部電極１１上に全面に亘って多層膜２０Ｚを形成する。具体的には、スパッタリング等を用いて、下地層２１、反強磁性層２２、磁化固着層２３、介在層２４、磁化自由層２５および保護層２６とを順に積層する。この多層膜２０Ｚは、のちにＭＲ膜２０となるものである。なお、図７，図１０〜図１３においては、ＭＲ膜２０ならびにその形成過程における多層膜２０Ｚの内部構造については図示を省略するが、いずれも上記した図５に示したＭＲ膜２０と対応する内部構造を有している。
【００５３】
ここで、図８および図９を参照して、介在層２４の形成工程について詳細に説明する。
【００５４】
まず、図８に示したように、磁化固着層２３（第１の磁化固着膜２３１）の上に、銅および磁化固着層２３の構成材料よりも酸化しにくい金属であるイリジウム，白金，ロジウムおよび金のうちの少なくとも１種と、マンガンとを含む合金からなる合金層２４１Ｚを、例えば０．１ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みとなるように形成する。なお、図８などでは、合金層２４１Ｚが面内方向において不連続に形成されているが、可能であれば連続した層とすることが望ましい。但し、実際のところ、このような厚みでは一般的には不連続となる。合金層２４１Ｚを形成したのち、これを覆うように銅などからなる第１の基材層２４２Ａと、銅および磁化固着層２３の構成材料よりも酸化しやすい金属であるアルミニウム，硅素，クロム，チタンおよびハフニウムなどからなる易酸化金属層２４３Ｚとを順に形成する。第１の基材層２４２Ａについては、例えば１．０ｎｍ〜１．５ｎｍ程度の厚みとなるように形成する。一方、易酸化金属層２４３Ｚについては、例えば０．１ｎｍ〜０．４ｎｍ程度の厚みとなるように形成することで、不連続な層となるようにする。
【００５５】
こののち、プラズマ酸化法や自然酸化法を利用して、易酸化金属層２４３Ｚを酸化処理することにより酸化物層２４３（図９）を形成する。このとき、易酸化金属層２４３Ｚばかりでなく、その下層である第１の基材層２４２Ａや合金層２４１Ｚも酸素ガスや酸素プラズマの影響を受けることとなる。しかしながら、合金層２４１Ｚに含まれるマンガンが易酸化金属層２４３Ｚに移動し、元々の易酸化金属層２４３Ｚを構成する金属（アルミニウム，硅素，クロム，チタンおよびハフニウムなど）と共に酸化物を形成するので、第１の基材層２４２Ａそのものが酸化するのを防ぐことができる。酸化物層２４３を形成したのち、全体を覆うように第２の基材層２４２Ｂを形成することで、図６に示した構成を有する介在層２４が完成する。なお、合金層２４１Ｚ、第１の基材層２４２Ａ、易酸化金属層２４３Ｚおよび第２の基材層２４２Ｂについては、全てスパッタリング法により形成することが望ましい。
【００５６】
続いて、図１０に示したように、多層膜２０Ｚの上に、素子幅を規定する部分に対応する幅Ｗをなすように選択的にフォトレジストパターン６１を形成する。この場合、所定の溶剤を使用してフォトレジストパターン６１の端部を一部除去し、アンダーカットを形成するようにしてもよい。
【００５７】
次いで、多層膜２０Ｚを、例えば、イオンミリングやＲＩＥ等のドライエッチングによりフォトレジストパターン６１をマスクとして利用して選択的に除去する。この場合、下部電極１１に達するまでドライエッチングを行う。これにより、図１１に示したように、幅Ｔｗを有するＭＲ膜２０が形成される。この幅Ｔｗは、ＭＲ膜２０の平均的な素子幅である。ＭＲ膜２０を形成したのち、図１２に示したように、これをＸ方向に挟んで両側に隣接するように、一対の絶縁膜１５および一対の磁区制御膜１２を形成する。具体的には、例えば、スパッタリング等により、全面に亘って、絶縁膜１５と下地層１２１と磁区制御層１２２を順に形成する。さらに、この磁区制御膜１２の上に、スパッタリングにより絶縁膜１３を形成する。次いで、フォトレジストパターン６１をリフトオフすることにより、ＭＲ膜２０と、これを挟んで対向する一対の絶縁膜１５と、下地層１２１および磁区制御層１２２からなる一対の磁区制御膜１２とが現れる。
【００５８】
フォトレジストパターン６１を除去したのち、図１３に示したように、全面に亘って上部電極１４を形成する。これにより、ＭＲ素子１０が一応完成する。こののち、図３および図４に示したように、全面に亘って絶縁層１６を形成することにより、再生ヘッド部１Ａが一応完成する。続いて、再生ヘッド部１Ａの上に、下部磁極４１と記録ギャップ層４２とを順に形成し、記録ギャップ層４２の上に選択的にコイル４４を形成する。こののち、記録ギャップ層４２の一部をエッチングすることにより開口部４２Ａを形成する。次いで、コイル４４を覆うように絶縁層４５を形成し、さらに、ポールチップ４３および連結部分４６を順次形成する。最後に全体を覆うように上部磁極４７を形成することにより記録ヘッド部１Ｂが一応完成する。こののち、例えば、スライダ２Ａを機械加工して記録媒体対向面２Ｆを形成するなど、所定の工程を経ることにより、薄膜磁気ヘッド１が完成する。
【００５９】
このように、本実施の形態では、第１の磁化固着膜２３１の上に、基材（例えば銅）および磁化固着層２３の構成材料よりも酸化しにくい金属とマンガンとを含む合金層２４１Ｚと、第１の基材層２４２Ａと、易酸化金属層２４３Ｚとを順に形成したのち、酸化処理を施すようにしたので、第１の基材層２４２Ａの酸化を防止しつつ酸化物層２４３を形成することができる。一方、第１の磁化固着膜２３１の表面には金属層２４１が残留するので、磁化固着層２３を構成する金属元素が不純物として第１および第２の基材層２４２Ａ，２４２Ｂの内部へ浸入するのを抑制することができる。これらの結果、第１および第２の基材層２４２Ａ，２４２Ｂを構成する基材の純度が低下せず、良好な電流狭窄効果を発揮するＣＣＰ構造が得られる。よって、良好な感度を安定して発揮することのできるＭＲ素子を実現することができる。
【００６０】
特に、マンガンを含むホイスラー合金を用いて第１の磁化固着膜２３１を形成した場合には、金属層２４１の存在が、磁気抵抗効果率の低下の抑制に効果的である。金属としてのマンガンが介在層２４に浸入すると、センス電流に含まれるスピン電子のスピン情報を打ち消してしまう負の作用を発現するからである。なお、マンガンは、酸化物を構成する場合にはそのような負の作用を示すことはないと考えられる。
【実施例】
【００６１】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００６２】
以下に述べる本発明の実施例は、上記実施の形態において説明した製造方法に基づき、図５および図６に示した断面構造を有するＭＲ膜２０を備えたＭＲ素子１０のサンプルを作製し、これらのサンプルについて特性調査をおこなったものである。以下、表１〜表５を参照して各実施例について説明する。各実施例では、ＭＲ膜２０の形成面積を０．０４μｍ2 （０．２μｍ×０．２μｍ）とした。
【００６３】
（実施例１−１〜１−７）
ここでは、ＭＲ膜２０が以下に示す表１の構成となるように作製した。但し、表２（後出）に示したように、作製段階においてＩｒＭｎを用いて０．０３ｎｍ〜１．００ｎｍの厚みを有する合金層を作製し、最終的にイリジウム（Ｉｒ）からなる金属層を得るようにした。なお、酸化物層を形成する際には、アルミニウムを用いて易酸化金属層を形成し、プラズマ酸化法により、アルゴン（Ａｒ）ガスおよび酸素ガス（Ｏ２）を利用してプラズマを形成し、３０ワット（Ｗ）以下の投入電力において６０秒間に亘って易酸化金属層に対する酸化処理をおこなった。また、合金層の厚みを変化させることで、酸化物層におけるアルミニウムとマンガンとの含有率を表２に示すように変化させた。ここでいう、含有率とは、アルミニウムおよびマンガンの総重量に対するアルミニウムの重量［Ａｌ／（Ａｌ＋Ｍｎ）］、またはアルミニウムおよびマンガンの総重量に対するマンガンの重量［Ｍｎ／（Ａｌ＋Ｍｎ）］をそれぞれ意味する。このようにして得た各実施例について、抵抗変化率（％）および面積抵抗（Ω・μｍ2 ）を測定した。その結果を表２に示す。
【００６４】
【表１】
2008171982.tif 000003
【００６５】
【表２】
2008171982.tif 000004
【００６６】
なお、実施例１−１〜１−７に対する比較例１−１として、介在層における金属層を設けなかったことを除き他は同様の構成を有するＭＲ素子を作製し、同様の調査を行ったので併せて表２に示した。
【００６７】
表２に示したように、実施例１−１〜１−７では、比較例１−１とほぼ同等の面積抵抗を維持しつつ、比較例１−１よりも高い抵抗変化率を得ることができた。特にＩｒＭｎからなる合金層を０．１ｎｍから８．０ｎｍ以下の厚みで作製し、酸化物層におけるマンガンの含有率を１９．４％から６３．１％とすることで、抵抗変化率の向上にあたってより効果的であることがわかった。このような結果は、酸化処理の際、合金層を構成するＩｒＭｎからマンガンが易酸化金属層へ移動し、アルミニウムと共にＡｌＭｎＯx を形成することで、第１の基材層を構成する銅の酸化を防止するという効果が表れたものと推測される。同時に、第１の磁化固着膜２３１の表面に残留した金属層としてのイリジウムが、第１の磁化固着膜２３１の酸化を抑制する効果も影響していると考えられる。なお、実施例１−７では、合金層の厚みが大きいため、合金層に含まれるマンガンが十分に酸化されずに金属層に残留していることで抵抗変化率の若干の低下を招いているものと考えられる。
【００６８】
（実施例２−１〜２−６）
ここでは、合金層としてＰｔＭｎを用いたことを除き、他は実施例１−１〜１−７と同様にして表１の構成を有するＭＲ膜２０を備えたＭＲ素子１を作製した。本実施例においても、実施例１−１〜１−７と同様の評価をおこなった。その結果は表２に示した通りである。本実施例においても、比較例１−１とほぼ同等の面積抵抗を維持しつつ、比較例１−１よりも高い抵抗変化率を得ることができた。特にＰｔＭｎからなる合金層を０．３ｎｍから１．０ｎｍ以下の厚みで作製し、酸化物層におけるマンガンの含有率を３４．３％から６０．７％とすることで、抵抗変化率の向上にあたってより効果的であることがわかった。
【００６９】
（実施例３−１，４−１）
ここでは、合金層としてＲｈＭｎまたはＡｕＭｎを用いたことを除き、他は実施例１−１〜１−７と同様にして表１の構成を有するＭＲ膜２０を備えたＭＲ素子１を作製した。実施例３−１，４−１においても、実施例１−１〜１−７と同様の評価をおこなった。その結果は表２に示した通りである。本実施例においても、比較例１−１とほぼ同等の面積抵抗を維持しつつ、比較例１−１よりも高い抵抗変化率を得ることができた。
【００７０】
（実施例５−１，５−２）
ここでは、ＭＲ膜２０が以下に示す表３の構成となるように作製した。具体的には、第１の磁化固着膜２３１の構成を、表３に示したようにホイスラー合金を含む３層構造としたことを除き、他は実施例１−１〜１−７と同様にしてＭＲ膜２０を備えたＭＲ素子１を作製した。ホイスラー合金としては、Ｃｏ2 ＭｎＧｅ（実施例５−１）およびＣｏ2 ＭｎＳｉ（実施例５−２）を採用した。さらに、実施例５−１および５−２に対する比較例５−１として、第１の磁化固着膜２３１を４ｎｍの厚みのＦｅＣｏからなる単一層とすると共に、介在層における金属層を設けなかったことを除き他は実施例５−１および５−２と同様の構成を有するＭＲ素子を作製した。さらに、実施例５−１に対する比較例５−２として、介在層における金属層を設けなかったことを除き他は実施例５−１と同様の構成を有するＭＲ素子を作製した。これらの実施例５−１および５−２、ならびに比較例５−１および５−２についても、実施例１−１〜１−７と同様の評価をおこなった。その結果を表４に示す。
【００７１】
【表３】
2008171982.tif 000005
【００７２】
【表４】
2008171982.tif 000006
【００７３】
表４に示したように、実施例５−１および５−２は、比較例５−１と比較した場合には、ほぼ同等の面積抵抗を維持しつつ、より高い抵抗変化率を発現し、比較例５−２と比較した場合には、面積抵抗を低減しつつ、より高い抵抗変化率を発現することがわかった。したがって、第１の磁化固着膜２３１を、ホイスラー合金を含む３層構造とした場合においても、実施例１−１〜１−７と同様に、酸化処理の際、合金層を構成するＩｒＭｎからマンガンが易酸化金属層へ移動し、アルミニウムと共にＡｌＭｎＯx を形成することで第１の基材層を構成する銅の酸化を防止するという効果が得られ、かつ、第１の磁化固着膜２３１の表面に残留した金属層としてのイリジウムが、第１の磁化固着膜２３１の酸化を抑制する効果も得られると考えられる。
【００７４】
（実施例６−１〜６−６）
ここでは、実施例１−１〜１−７と同様の構成（表１）を有するＭＲ膜２０を備えたＭＲ素子１を作製した。但し、酸化処理を行う時間を表５に示したように３０秒から３００秒の範囲で変化させた。本実施例においても、実施例１−１〜１−７と同様の評価をおこなったので、その結果を表５に示す。さらに、本実施例に対する比較例６−１〜６−６として、合金層を設けなかったことを除き他は同様にしてＭＲ素子を作製し、同様の調査を行ったので併せて表５に示した。さらに、ＩｒＭｎからなる合金層を作製したのち、酸化処理を行わずに作製したＭＲ素子について同様の調査をおこなったものを比較例６−７として併せて表５に示す。
【００７５】
【表５】
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【００７６】
表５に示したように、実施例６−１〜６−６と比較例６−１〜６−６とをそれぞれ比較すると、各実施例では、酸化処理時間が６０秒までは各比較例とほぼ同等の面積抵抗を示し、それ以上の酸化処理時間とすると各比較例よりも小さな面積抵抗を示した。さらに各実施例では、各比較例よりも高い抵抗変化率を得ることができた。これは、合金層を設けなかった各比較例では、酸化処理の際、第１の磁化固着膜などが酸素プラズマの影響を受けてしまったことにより、抵抗変化率が低下し、面積抵抗が上昇したためと思われる。また、比較例６−７では、ＩｒＭｎからなる合金層を設けるようにしたものの、酸化処理を行わなかったため、マンガンが金属の状態のまま金属層に残留してしまい、抵抗変化率の低下を招く結果となったと思われる。
【００７７】
（実施例７−１〜７−４）
ここでは、作製段階において、ＩｒＭｎなどの合金層の代わりに単体金属であるイリジウム（実施例７−１）、白金（実施例７−２）、ロジウム（実施例７−３）または金（実施例７−４）をそれぞれ用いて金属層２４１を磁化固着層２３の上に形成するようにしたことを除き、他は実施例１−１〜１−７と同様にして以下の表６の構成を有するＭＲ膜２０を備えたＭＲ素子１を作製した。金属層２４１の厚みは、いずれも０．５ｎｍとした。これらの実施例７−１〜７−４についても実施例１−１〜１−７と同様の評価をおこなった。その結果を比較例１−１と併せて表７に示す。
【００７８】
【表６】
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【００７９】
【表７】
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【００８０】
表７に示したように、実施例７−１〜７−４では、比較例１−１とほぼ同等の面積抵抗を維持しつつ、比較例１−１よりも高い抵抗変化率を得ることができた。これにより、第１の磁化固着膜２３１の表面に設けられた金属層としてのイリジウム、白金、ロジウムおよび金が、第１の磁化固着膜２３１の酸化を抑制する効果を発揮することが確認できた。
【００８１】
以上、実施の形態およびいくつかの実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらの実施の形態および実施例に限定されず、種々変形可能である。例えば、本実施の形態および実施例では、ボトム型のシンセティックスピンバルブ構造をなすＭＲ素子を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、トップ型であってもよい。また、本実施の形態および実施例では、シンセティック磁化固着層を１つ備えたシングルスピンバルブ型のＭＲ素子を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、シンセティック磁化固着層を２つ備えたデュアルスピンバルブ型のＭＲ素子とすることも可能である。この場合、磁化自由層の上下に介在層を設けることとなるが、それらの介在層を本発明の構成とすることにより、または本発明の製造方法によってそれらの介在層を作製することにより、上述した本発明の効果を得ることができる。
【００８２】
また、上記実施の形態では、磁区制御膜１２の上に絶縁膜１３Ａを設けるようにしたが、絶縁膜１３Ａを省略するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを備えたアクチュエータアームの構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示したアクチュエータアームにおけるスライダの構成を表す斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を表す分解斜視図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドのＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視方向の構造を表す断面図である。
【図５】図４に示した薄膜磁気ヘッドのＶ矢視方向から眺めた要部構成を表す断面図である。
【図６】図５に示したＭＲ素子の要部を拡大して示す拡大断面図である。
【図７】図１に示した薄膜磁気ヘッドを製造する方法における一工程を表す要部断面図である。
【図８】図７に示した薄膜磁気ヘッドを製造する方法における一工程の詳細を説明するための要部拡大断面図である。
【図９】図８に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１０】図７に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１１】図１０に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１２】図１１に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１３】図１２に続く一工程を表す要部断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１…薄膜磁気ヘッド、２…ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）、２Ａ…スライダ、２Ｂ…サスペンション、３…アーム、４…駆動部、５…固定軸、６…ベアリング、７…スピンドルモータ、８…基体、９…記録媒体対向面、１０…磁気抵抗効果（ＭＲ）素子、１１…下部電極、１２…磁区制御膜、１３，１５…絶縁膜、１４…上部電極、１６…絶縁層、２０…ＭＲ膜、２１…下地層、２２…反強磁性層、２３…磁化固着層、２３１…第１の磁化固着膜、２３２…非磁性膜、２３３…第２の磁化固着膜、２４…介在層、２４１…金属層、２４１Ｚ…合金層、２４２Ａ…第１の基材層、２４２Ｂ…第２の基材層、２４３…酸化物層、２４３Ｚ…易酸化金属層、２５…磁化自由層、２６…保護層、４１…下部磁極、４２…記録ギャップ層、４３…ポールチップ、４４…コイル、４５…絶縁層、４６…連結部、４７…上部磁極、１００…筐体、２００…磁気記録媒体、３００…ヘッドアームアセンブリ（ＨＡＡ）。
【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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