(57)【要約】【課題】スピン注入ノイズ（ＳＴＩＮ）の低減を図った磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、及び磁気再生装置を提供する。【解決方法】磁化自由層、磁化固着層、及び前記磁化自由層と前記磁化固着層の間に配置される中間層を有する磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の前記磁化固着層上に配置される磁気結合層と、前記磁気結合層上に配置される強磁性層と、前記強磁性層上に配置される反強磁性層と、前記磁化自由層に対して、前記磁気抵抗効果膜の膜面に略平行かつ前記磁化固着層の磁化方向に略垂直な方向のバイアス磁界を加える磁区制御膜と、前記磁気抵抗効果膜に、前記磁化自由層から前記磁化固着層に向かう方向の電流を通電するための一対の電極とを具備し、アシンメトリが正であり、前記電流の流れる方向における素子抵抗ＲＡが１．５Ωμｍ２以下であるように磁気抵抗効果素子を構成する。  【選択図】図２
2008243920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界に応じて磁化の方向が変化する磁性体膜を有する磁化自由層、磁化の方向が実質的に一方に固着される磁性体膜を有する磁化固着層、及び前記磁化自由層と前記磁化固着層の間に配置される中間層を有する磁気抵抗効果膜と、  
前記磁化固着層の前記中間層に対向する面とは逆の面上に配置される磁気結合層と、
前記磁気結合層の前記磁化固着層に対向する面とは逆の面上に配置される強磁性層と、
前記強磁性層の前記磁気結合層に対向する面とは逆の面上に配置される反強磁性層と、
前記磁化自由層に対して、前記磁気抵抗効果膜の膜面に略平行かつ前記磁化固着層の磁化方向に略垂直な方向のバイアス磁界を加える磁区制御膜と、
前記磁気抵抗効果膜に、前記磁化自由層から前記磁化固着層に向かう方向の電流を通電するための一対の電極と、を具備し、
アシンメトリが正であり、
前記電流の流れる方向における素子抵抗ＲＡが１．５Ωμｍ２以下であることを特徴とする、磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
前記磁気抵抗効果膜の、前記磁化固着層及び前記磁化自由層間の相関結合磁界Ｈｉｎが３０ Ｏｅ以上１００ Ｏｅ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
媒体信号再生効率が１５％未満であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
前記中間層の厚みが０．４ｎｍ以上１．１ｎｍ以下であり、前記中間層は、酸化物中に、前記磁化自由層から前記磁化固着層に接続される導電体が配置されたものであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
前記磁化自由層と前記磁区制御膜との距離が５ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１ないし４に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
請求項１乃至５記載のいずれかに記載の磁気抵抗効果素子を具備することを特徴とする、磁気ヘッド。
【請求項７】
所定の情報が磁気的に書き込まれた磁気記録媒体と、この磁気記録媒体に書き込まれた前記情報を磁気的に再生するための請求項８に記載の磁気ヘッドとを具備することを特徴とする、磁気再生装置。
【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、磁気ヘッド、及び磁気再生装置に関し、より詳細には、磁気抵抗効果素子の膜面に対して垂直に通電される磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、及び磁気再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果、Giant Magnetoresistive Effect）を示すＧＭＲ素子を用いたＧＭＲヘッドは、ハードディスクなどの磁気記録再生装置において、情報が記録されている磁気記録媒体の情報を再生する際に、広く用いられている。
【０００３】
スピンバルブ（Spin Valve）型のＧＭＲ素子は、磁化固着層と、磁化自由層と、これらの間に配置される中間層と、を有する積層膜から構成される。磁化固着層は、反強磁性膜などで磁化の方向が実質的に一方に固着された磁性体膜を有する。この磁性体膜は、外部磁界（例えば、磁気記録媒体の信号磁界であり、通常は磁化固着層の磁化方向に対して平行または反平行）に対応して磁化の方向が変化する。
【０００４】
また、縦バイアス機構（例えば、コバルト白金合金やコバルトクロム白金合金が好ましく用いられる磁区制御膜）を用い、前記磁気抵抗効果膜の膜面に対して略平行かつ前記磁化固着層の磁化に対して略垂直となるような状態で、前記磁化自由層に縦バイアス磁界を加える。これにより、信号磁界がない場合において、前記磁化固着層の磁化方向と前記磁化自由層の磁化方向が略垂直となり、バルクハウゼンノイズを避けることができる。巨大磁気抵抗効果は、磁化固着層の磁化と磁化自由層の磁化との相対的な角度変化により発現する。
【０００５】
ここで、ＧＭＲ素子には、ＣＩＰ（Current In Plane）−ＧＭＲ素子とＴＭＲ（tunnel ＭＲ）素子とＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ素子がある。ＣＩＰ−ＧＭＲ素子では、この積層膜に対して略面内にセンス電流を通電させて磁気抵抗効果を検出する。ＴＭＲ素子とＣＰＰ−ＧＭＲ素子とでは、この積層膜に対して略垂直方向にセンス電流を通電させて磁気抵抗効果を検出する。
【０００６】
ＣＰＰ−ＧＭＲ素子は、ＣＩＰ−ＧＭＲ素子に比較して、微小なトラック幅とした場合であっても高出力が得られ、記録密度の高密度化への対応が容易である。ＣＩＰ−ＧＭＲ素子では、積層膜の面内にセンス電流を通電させるため、記録トラック幅が狭くなるに従い、巨大磁気抵抗効果が発現する領域が小さくなり、これに伴って抵抗変化量ΔＲが小さくなる。一方、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、積層方向にセンス電流を流すため、記録トラック幅が狭くなることに伴う抵抗変化量ΔＲの減少量が小さい。
【０００７】
なお、ＣＩＰ−ＧＭＲ素子について、バイアスポイントを調整する技術が公開されている（特許文献１参照）。
【０００８】
ＴＭＲ素子は中間層に酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯなど）を用いている。一般的にＭＲがＣＰＰ−ＧＭＲ素子に比べて非常に大きいのが長所である。反面絶縁体である酸化物を用いているためにショットノイズなどのノイズが大きく、また抵抗が高いため一般的にプリアンプとのマッチングが悪いという欠点を持つ。
【０００９】
このような観点から、中間層に、厚み方向への電流パスを含む酸化物層［ＮＯＬ（nano-oxide layer）］を用いたＣＰＰ素子が提案されている（例えば特許文献２参照）。このようなＣＰＰ素子では、電流狭窄［ＣＣＰ（Current-confined-path）］効果により素子抵抗およびＭＲ変化率ともに増大させることができる。以下、このような素子をＣＣＰ−ＣＰＰ素子という。
【００１０】
記録密度の高密度化とともに、磁気ヘッドのサイズはトラック幅方向・ハイト方向共にますます小さくなってきている。例えば、ハードディスクなど磁気記録装置・磁気再生装置においては、トラック幅・ハイト長が１００ｎｍ程度あるいはそれ以下になってきている。
【００１１】
この場合、磁気ヘッドにＣＰＰ−ＧＭＲ素子を用いると、スピン注入に起因するノイズ（Spin transfer induced noise、以下、“ＳＴＩＮ”と略す場合がある）が起こる可能性がある。ＳＴＩＮでは、磁化自由層における磁化の方向が実質的に変化し、媒体から発生する磁界の向きに依存してノイズが発生する。ＳＴＩＮは、トラック幅やハイト長が１００ｎｍ以下の素子（単磁区化しやすくなるためエッジドメインなどの影響が少なくなる）において顕著に表れる。
【００１２】
図１は、センス電流を磁化自由層から磁化固着層へ流した際に、ＨＤＤのビットエラーレート（ＢＥＲ）のバイアス電圧（センス電流と磁気ヘッドの抵抗の積）依存性とそのときの信号波形を示したものである。図１中下図に示した信号波形は、高いバイアス電圧においてもＳＴＩＮが観測されず低いＢＥＲを保ったものである。一方上図に示したものは、ＳＴＩＮによりＢＥＲが悪くなったものの信号波形である。出力が負のとき（磁化自由層の磁化と磁化固着層の磁化がより平行に近いとき）は通常の波形だが、出力が正のとき（磁化自由層の磁化と磁化固着層の磁化がより反平行に近いとき）は波形がひずんでしまっている。この通電の向きと磁界の向きは、後述するＳＴＩＮが起こりやすい向きと一致している。
【特許文献１】特開２０００−１３７９０６号
【特許文献２】特開２００２−２０８７４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、ＳＴＩＮの低減を図った磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、及び磁気再生装置を提供することを目的とする。特に、センス電流の通電方向を磁化自由層から磁化固着層に通電する際にも、よりセンス電流を高くして高いＳ／Ｎを得る場合に有用な技術を開示するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決すべく、本発明の一態様は、外部磁界に応じて磁化の方向が変化する磁性体膜を有する磁化自由層、磁化の方向が実質的に一方に固着される磁性体膜を有する磁化固着層、及び前記磁化自由層と前記磁化固着層の間に配置される中間層を有する磁気抵抗効果膜と、前記磁化固着層の前記中間層に対向する面とは逆の面上に配置される磁気結合層と、前記磁気結合層の前記磁化固着層に対向する面とは逆の面上に配置される強磁性層と、前記強磁性層の前記磁気結合層に対向する面とは逆の面上に配置される反強磁性層と、前記磁化自由層に対して、前記磁気抵抗効果膜の膜面に略平行かつ前記磁化固着層の磁化方向に略垂直な方向のバイアス磁界を加える磁区制御膜と、前記磁気抵抗効果膜に、前記磁化自由層から前記磁化固着層に向かう方向の電流を通電するための一対の電極と、を具備し、アシンメトリが正であり、前記電流の流れる方向における素子抵抗ＲＡが１．５Ωμｍ２以下であることを特徴とする、磁気抵抗効果素子に関する。
【００１５】
本発明者らは、上記課題を解決するに際して鋭意検討を実施した結果、上述した磁気抵抗効果素子の、（センス）電流を流す方向、アシンメトリ、及び前記（センス）電流を流す方向における素子抵抗ＲＡなるパラメータに着目し、これらのパラメータを同時に所定の条件を満足するように設定することによって、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、上記（センス）電流を前記磁化自由層から前記磁化固着層に向かう方向に流すとともに、アシンメトリを正とし、さらに上記素子抵抗ＲＡを１．５Ωμｍ２以下とすることによって、磁気抵抗効果素子のＳＴＩＮを十分に低減できることを見出した。
【００１６】
なお、上記パラメータにおいて、“アシンメトリ”とは主として上記磁気抵抗効果素子を実際のデバイスなどに組み込んで使用した場合の信号波形に対して定義される物理量であって、その詳細は以下の実施形態において説明する。
【００１７】
なお、これらのパラメータ制御によってＳＴＩＮが低減できる詳細な原因は特に解明されてはおらず、本発明者らの膨大な実験に伴う結果として得られたものである。
【００１８】
また、本発明の一例においては、前記磁気抵抗効果膜の、前記磁化固着層及び前記磁化自由層間の相関結合磁界Ｈｉｎを３０ Ｏｅ以上１００ Ｏｅ以下とする。上記ＳＴＩＮをより効果的に低減することができる。また、この場合において、上記アシンメトリが正となるようにすることができ、
【００１９】
さらに、本発明の一例においては、媒体信号再生効率を１５％未満とする。これによって、上記ＳＴＩＮをより効果的に低減することができる。
【００２０】
また、“媒体信号再生率”は、上記磁気抵抗効果素子における最大の抵抗値変化ΔＲ０で、所定の磁気記録媒体からの信号に基づいて得られる抵抗値変化ΔＲＢを除して得ることができるものであり、ΔＲＢ／ΔＲ０で定義される。なお、その詳細は同じく以下の実施形態において説明する。
【００２１】
また、相関結合磁界Ｈｉｎは、磁化固着層及び磁化自由層間に設けられた中間層の厚さを制御することによって、簡易に調節することができる。さらに、媒体信号再生効率は、前記磁化自由層の、前記磁気制御膜との距離を制御することによって、簡易に調節することができる。
【００２２】
なお、本発明の上記態様において、上記磁気抵抗効果膜を構成する中間層が金属的導電性を呈する場合、上記磁気抵抗効果素子はいわゆるＧＭＲ素子を構成することになる。また、前記中間層が酸化物からなる場合、上記磁気抵抗効果素子はいわゆるＴＭＲ素子を構成することになる。さらに前記中間層が酸化物を母材とし、この酸化物中に前記磁化自由層から前記磁化固着層に接続される導電体が配置された場合、上記磁気抵抗効果素子はいわゆるＣＣＰ−ＣＰＰ素子を構成することになる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明の上記態様に係わる磁気抵抗効果素子によれば、ＳＴＩＮの低減を図った磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、および磁気再生装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の詳細並びにその他の特徴及び利点について、図面を参照しながら、実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
（磁気抵抗効果素子の構成）
図２は、本発明の磁気抵抗効果素子の一例を概略的に示す構成図である。なお、本例では、情報の読み出し対象となる磁気記録媒体と対向する記録媒体対向面から眺めた断面を示している。また、図３は、図２に示す磁気抵抗効果素子を上面から見た場合の磁化方向を示す模式図である。
【００２６】
図１に示す磁気抵抗効果素子１１００は、スピンバルブ膜１２００、一対の磁区制御膜１１２０、下部シールド層１１１０、および上部シールド層１１４０を有する。下部シールド層１１１０および上部シールド層１１４０は、磁区制御膜１１２０とスピンバルブ膜１２００とを積層方向に沿って挟むように配置される。下部シールド層１１１０と上部シールド層１１４０はＮｉＦｅ合金などで作製され、それぞれ下部電極および上部電極を兼ねる。
【００２７】
（センス）電流は、下部シールド層（下部電極）１１１０及び上部シールド層（上部電極）１１４０間を流れ、磁気抵抗効果素子１１００は垂直通電型の磁気抵抗効果素子として機能する。なお、本例は、本発明の要件に従って、前記（センス）電流は、上部シールド膜（上部電極）１１４０から下部シールド（下部電極）１１１０に電流を流し、この電流が磁化自由層１３４０から磁化固着層１３４２に向かって流れるように構成することが必要である。
【００２８】
スピンバルブ膜１２００は、次のように多層膜からなり、下部シールド層１１１０の側から順に、下地層１３１０、反強磁性層１３２０、強磁性層１３４４、磁気結合層１３４３、磁化固着層１３４２、中間層１３４１、磁化自由層１３４０、及び保護層１３５０を備える。
【００２９】
下地層１３１０は、例えば、Ｔａからなり、反強磁性層１３２０と強磁性層１３４４との交換結合が良好になるようにしたり、あるいはスピンバルブ膜全体の結晶性を向上させたりする。
【００３０】
反強磁性層１３２０は、ＰｔＭｎ合金またはＸ−Ｍｎ（ただしＸはＰｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｎｉ、Ｆｅのいずれか１種または２種以上の元素）合金、あるいはＰｔ−Ｍｎ−Ｘ１（ただしＸ１はＰｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｏｓ、Ｃｒ、Ｎｉのいずれか１または２種以上の元素である）合金から形成される。これらの合金を熱処理することにより、大きな交換結合磁界を発生する反強磁性層１３２０を得ることが出来る。なお、反強磁性層１３２０には、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｋｒのいずれかが不純物として含まれる可能性がある（スパッタリング等の製造工程で使用される）。
【００３１】
反強磁性層１３２０は、強磁性層１３４４の磁化方向Ｄ１を固着（ピン止め）する機能を有する。後述のように、反強磁性層１３２０と強磁性層１３４４とを重ね合わせた状態で、磁界を印加しながら熱処理することで、強磁性層１３４４の磁化方向Ｄ１が定められる。
【００３２】
前述のように、強磁性層１３４４の磁化の向きＤ１は反強磁性層１３２０により固着される。図２には、紙面の表側から裏側に向かう方向（紙面垂直方向）の磁化方向Ｄ１が示されている。
【００３３】
強磁性層１３４４、磁気結合層１３４３、および磁化固着層１３４２は、いわゆるシンセティックアンティフェロマグネット（ＳｙＡＦ）を形成している。即ち、強磁性層１３４４、磁化固着層１３４２は、磁気結合層１３４３を介して、互いに反強磁性的な結合をしている。この結果、磁化固着層１３４２の磁化方向Ｄ３は、強磁性層１３４４の磁化方向Ｄ１と逆向き（反平行）となる。
【００３４】
強磁性層１３４４および磁化固着層１３４２は、通常、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎのうちの少なくとも一つを含む材料から構成され、単層構造、多層構造のいずれでも良い。強磁性層１３４４および磁化固着層１３４２を、例えば、ＣｏＦｅ合金とＣｕの積層構造とすることができる。
【００３５】
磁気結合層１３４３は銅、金、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒなどの非磁性金属材料から構成できる。
【００３６】
中間層１３４１は、主に磁化自由層１３４０と磁化固着層１３４２との磁気結合を切り離し、これらの相関結合磁界Ｈｉｎを制御するように機能する。この場合、中間層１３４１の厚さは、０．４ｎｍ以上１．１ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
中間層１３４１は、例えば、銅や金などの高い電気伝導率を有する非磁性金属材料から構成できる。この場合、磁気抵抗効果膜１２００はいわゆるＧＭＲ膜を構成し、磁気抵抗効果素子１１００はいわゆるＧＭＲ素子を構成するようになる。この場合、上述した相関結合磁界Ｈｉｎを２０ Ｏｅ以上１００ Ｏｅ以下とすることができる。
【００３８】
また、中間層１３４１は、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物から構成することができる。この場合、磁気抵抗効果膜１２００はいわゆるＴＭＲ膜を構成し、磁気抵抗効果素子１１００はいわゆるＴＭＲ素子を構成するようになる。この場合、上述した相関結合磁界Ｈｉｎを２０ Ｏｅ以上１００ Ｏｅ以下とすることができる。
【００３９】
さらに、中間層１３４１として、内部に（複数の）導電体（Ｃｕなど）が配置された絶縁体（Ａｌ２Ｏ３）を用いてもよい。この場合、前記導電体は、磁化固着層１３４２及び磁化自由層１３４０に対して連通するようにして形成されていることが必要である。この場合、前記導電体は電流狭窄層を構成し、磁気抵抗効果膜１２００はＣＣＰ−ＣＰＰ膜を構成し、磁気抵抗効果素子１１００はＣＣＰ−ＣＰＰ素子を構成するようになる。
【００４０】
磁化自由層１３４０は、外部磁界の向きに応じて磁化の向きが変化する層であり、例えば、ＮｉＦｅ合金や、ＮｉＦｅ合金とＣｏＦｅ合金との多層膜から構成される。保護層１３５０は、成膜後のスピンバルブ膜１２００を製造過程において保護する層であり、例えば、ＣｕやＴａやＲｕから構成される。
【００４１】
一対の磁区制御膜１１２０は、磁気記録媒体の記録トラックの幅方向に対応するように、対向して配置される。スピンバルブ膜１２００と一対の磁区制御膜１１２０との間には、一対の絶縁層１１５０が配置されている。磁区制御膜１１２０（ＣｏＰｔ合金やＣｏＣｒＰｔ合金などが好ましく用いられる）は絶縁層１１５０（Ａｌ２Ｏ３やＡｌＮなどが好ましく用いられる）の上に形成される。
【００４２】
磁区制御膜１１２０は、縦バイアス機構部として働き、磁化自由層１３４０に縦バイアス磁界を加える。即ち、磁区制御膜１１２０は磁化方向Ｄ４を有し、この磁化方向Ｄ４によって縦バイアス磁界の方向が定まる。この縦バイアス磁界の方向は、磁気抵抗効果膜の膜面に対して略平行かつ磁化固着層１３４２の磁化方向Ｄ３に対して略垂直なのが通例である。
【００４３】
この縦バイアス磁界により、外部磁界Ｈを印加しないときの磁化自由層１３４０の磁化方向Ｄｆ０（初期磁化方向Ｄｆ０）が規定される。図３では、磁化方向Ｄ４が紙面の右向きであるため、初期磁化方向Ｄｆ０も右向きとなっている。ただし後述するＨｉｎにより、Ｄｆ０の磁化方向はＤ４に対して紙面右回りのむきに若干ずれることになる。なお、磁化方向Ｄ４を紙面の左向きとしても良い。
【００４４】
なお、絶縁層１１５０の厚さを制御することによって、磁気制御膜１１２０と磁化自由層１３４０との距離を制御することができる。本例では、絶縁層１１５０の厚さを制御して、磁気制御膜１１２０と磁化自由層１３４０との距離が５ｎｍ以下とすることが好ましい。これによって、本発明の媒体信号再生効率１５％未満という要件を簡易に満足することができる。なお、媒体信号再生効率の下限値は有効な再生信号が得られれば特に限定されない。
【００４５】
図４に示した磁気抵抗効果素子４１００は、磁区制御膜１１２０をすべて絶縁層１１５０にしたものである。後述するＨｉｎの測定をするためにハード膜のない素子でＲ−Ｈカーブをとることがあるため用いられるものである。図５に、図４に示した磁気抵抗効果素子の上面側から見た、磁化方向を示す。磁区制御膜がないので、後述するＨｉｎのためにＤｆ０はＤ３と同方向でかつ逆向きに向くことになる。
【００４６】
発明者らは、この縦バイアス磁界が積層膜に加わった際のＳＴＩＮについて注目し研究開発を進めた。その結果、ＳＴＩＮの抑制方法を見出した。
【００４７】
なお、ＧＭＲ素子では、磁気記録媒体からの信号磁界と、磁区制御膜１１２０による縦バイアス磁界の両方が積層膜に加わる点が、スピン注入を応用したＭＲＡＭ（Magnetic Random Access Memory）等のデバイスと異なる。
【００４８】
（磁気抵抗効果素子に要求されるパラメータ要件）
次に、本発明で要求されるパラメータ要件について説明する。
【００４９】
ここではバイアスポイントの意味を説明する。
図６は、バイアスポイントを説明するための模式図であり、横軸が信号磁界Ｈを縦軸が垂直通電型磁気抵抗効果素子１１００の出力Ｖを表す。
【００５０】
ここでは、垂直通電型磁気抵抗効果素子１１００に一定のセンス電流Ｉを通電し、信号磁界Ｈを変化させ、垂直通電型磁気抵抗効果素子の出力（電圧）Ｖを測定している。その結果、信号磁界Ｈと出力（電圧）Ｖの関係を表すグラフ（一般に、トランスファーカーブと呼ばれる）が求められる。
【００５１】
信号磁界Ｈを正負に変化させると、有る範囲（図の信号磁界Ｈ１〜Ｈ２）では出力Ｖが変化する。この変化範囲を超えると、出力Ｖがほぼ一定値ＶＡ、ＶＢとなる。また、信号磁界Ｈがゼロのときの出力をＶＣ（図６に、ＶＣ１、ＶＣ２として例示）する。
【００５２】
バイアスポイントＢＰは、信号磁界Ｈがゼロのときの出力ＶＣが出力Ｖの変化範囲（ＶＢ−ＶＣ）のどこに位置するかを示すファクタであり、次の式（１）によって定義することができる。
ＢＰ＝（ＶＣ−ＶＡ）／（ＶＢ−ＶＡ）×１００[％]        （１）
【００５３】
なお、信号磁界Ｈの正負は、次のように定義される。即ち、磁化固着層１３４２の磁化方向Ｄ３と略反平行な磁界（強磁性層１３４４の磁化方向Ｄ１と平行な磁界）が正方向の磁界の方向（図２のＤｈ）である。一方、磁化固着層１３４２の磁化方向Ｄ３に対して略平行な磁界が負方向の磁界である。
【００５４】
図６において、信号磁界Ｈがゼロのときの出力ＶがＶＡ、ＶＢ、（（ＶＡ＋ＶＢ）／２）それぞれの場合、バイアスポイントＢＰは０％、１００％、５０％となる。また、信号磁界Ｈがゼロのときの出力ＶがＶＣ１、ＶＣ２それぞれの場合において、前者はバイアスポイントＢＰが５０％より小さく、後者はバイアスポイントＢＰが５０％より大きい。
【００５５】
以下、バイアスポイントＢＰの算出方法をより具体的に説明する。ここでは、垂直通電型磁気抵抗効果素子１１００への印加電圧（下部シールド層１１１０、上部シールド層１１４０間に印加される電圧）が十分に低い状態にする（数ｍＶから高々３０ｍＶ程度がのぞましい）。印加電圧を低電圧とすることで、ＳＴＩＮが少ない出力が得られ、より正確なバイアスポイントの算出が可能となる。
【００５６】
なお、下部シールド層１１１０、上部シールド層１１４０への通電のため、これらに配線が接続されるのが通例である。このため、配線による電圧降下が生じ、配線に印加した電圧と、本来の印加電圧とに多少の相違が生じる可能性がある。しかしながら、多くの場合、配線の抵抗はスピンバルブ膜の抵抗の１／１０以下であり、配線による電圧降下を無視できる。このような場合、本来の印加電圧に換えて、配線に印加する電圧を用いても、問題はない。
【００５７】
信号磁界Ｈが十分に低い（値が負）ときは、磁化固着層１３４２の磁化方向と磁化自由層１３４０の磁化方向は平行に近いため、出力ＶはＶＡと低い。一方、信号磁界Ｈが十分に高い（値が正）ときは、磁化固着層１３４２の磁化方向と磁化自由層１３４０の磁化方向が反平行に近いため、出力ＶはＶＢと高くなる。信号磁界Ｈがゼロのときの出力ＶＣはＶＡとＶＢの間になる。このとき、バイアスポイントＢＰは既述の式（１）から計算される。
【００５８】
信号磁界Ｈが十分に低い（値が負）ときの抵抗値をＲＡ、信号磁界Ｈが十分に高い（値が正）ときの抵抗値ＲをＲＢ、信号磁界Ｈがゼロのときの抵抗値をＲＣとする。このとき、バイアスポイントＢＰは以下の式（２）から計算される。
ＢＰ＝（ＲＣ−ＲＡ）／（ＲＢ−ＲＡ）×１００[％]          （２）
【００５９】
次にアシンメトリの意味を説明する。
図７はアシンメトリを説明するために磁気再生装置の信号波形を示すものである。横軸は時間であり、縦軸は垂直通電型磁気抵抗効果素子１１００の出力Ｖを示す。ここで信号磁界は前記第一の実施の形態で示した向きを正としている。信号磁界が正の向きに最大のときの出力とゼロのときの出力との差をＶ＋、信号磁界が負の向きに最大のときの出力とゼロのときの出力との差をＶ−とすると、下の式で計算される。
（Ｖ＋−Ｖ−）／（Ｖ＋＋Ｖ−）                            （３）  
【００６０】
信号波形が正の信号磁界と負の信号磁界で対称なときにはアシンメトリはゼロである。本発明で開示する要素の一つは、アシンメトリを正にするとＳＴＩＮを抑制できるという点である。アシンメトリの上限は他の要素、たとえば磁気再生装置の信号処理回路などで決定されるものである。
【００６１】
アシンメトリが０％のときにバイアスポイントは５０％になる。また大雑把には、アシンメトリ増加と共にバイアスポイント増加の傾向、またアシンメトリ減少と共にバイアスポイント減少の傾向がある。しかし経験的には、完全に一対一の対応があるわけではない。アシンメトリは磁気再生装置を作製した際には容易に測定できる物理量である点がバイアスポイントのメリットである。
【００６２】
次に、アシンメトリ／バイアスポイントの意義の相違について説明する。
図８、図９はそれぞれ、ＣＩＰ−ＧＭＲ素子とＣＰＰ−ＧＭＲ素子およびＴＭＲ素子での電流の通電方向と電流により発生する磁界を示す模式図である。ここでは、理解の容易のため、ＣＩＰ−ＧＭＲ素子、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子およびＴＭＲ素子いずれもが、３つの層１〜層３より構成される磁気抵抗膜を有するとしている。
【００６３】
ＣＩＰ−ＧＭＲでは、層１〜層３に平行に電流が流れることから、層１〜層３での抵抗率等の相違により、層１〜層３それぞれを流れる電流Ｉ１〜Ｉ３の大きさが異なる。従って、右ネジの法則により電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３それぞれから発生する磁界Ｈ１（層１）、Ｈ２（層２）、Ｈ３（層３）は互いに異なる。このため、ＣＩＰ−ＧＭＲでは、磁界Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３のバランスによりアシンメトリ／バイアスポイントＢＰが変化することとなり、これら磁界Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３のバランスをとることが重要となる。なお、既述の特許文献１は、このための技術を開示している。
【００６４】
一方、ＣＰＰ−ＧＭＲおよびＴＭＲでは、層１〜層３に垂直に電流が流れる（層１〜層３を横切る）ことから、層１〜層３を流れる電流が実質的に等しくなる。従って、層１〜層３を流れる電流から発生する磁界も実質的に等しくなる。このため、ＣＰＰ−ＧＭＲおよびＴＭＲでは、ＣＩＰ−ＧＭＲのように、各層で発生する磁界の差によるアシンメトリ／バイアスポイントの変化は生じない。
【００６５】
次に、ＳＴＩＮの発生機構について説明する。ＳＴＩＮは、電流を担う伝導電子のスピン角運動量を通じ、磁化固着層１３４２と磁化自由層１３４０との間で磁化が移動することで、磁化自由層１３４０の磁化方向が変化することにより発生する。
【００６６】
・ＣＰＰ−ＧＭＲ素子およびＴＭＲ素子の場合
仮に、磁化固着層１３４２の磁化方向と磁化自由層１３４０の磁化方向が反平行の場合を考える。この場合、磁化自由層１３４０から磁化固着層１３４２へ電流を流すことで、磁化自由層１３４０の磁化が反転し、磁気抵抗が小さくなる。以下、この理由を説明する。
【００６７】
この場合、電子の流れる向きは、電流と反対向きの、磁化固着層１３４２から磁化自由層１３４０へ向かう方向である。磁化固着層１３４２を通り抜ける際、磁化固着層１３４２の磁化と同じ向きに、電子のスピン角運動量が偏極を受ける。偏極された電子は中間層１３４１を通過して磁化自由層１３４０に入る。このとき、伝導電子と磁化自由層１３４０との間で、スピン角運動量が移動する。この結果、磁化自由層１３４０の磁化方向が、磁化固着層１３４２の磁化方向と揃うように反転する。
【００６８】
以上のように、磁化固着層１３４２から磁化自由層１３４０に流入する電子により、磁化自由層１３４０の磁化方向が磁化固着層１３４２の磁化方向と平行になる。
【００６９】
一方、磁化固着層１３４２の磁化方向と磁化自由層１３４０の磁化方向が平行の場合を考える。この場合、磁化固着層１３４２から磁化自由層１３４０へ電流を流すことで、磁化自由層１３４０の磁化が反転し、磁気抵抗が大きくなる。以下、この理由を説明する。
【００７０】
この場合、電子の流れる向きは、磁化自由層１３４０から磁化固着層１３４２へ向かう方向である。磁化自由層１３４０内の伝導電子は磁化自由層１３４０の磁化と同じ向きに偏極される。このとき、全ての伝導電子が偏極される訳ではなく、偏極されない伝導電子も存在する。磁化固着層１３４２と中間層１３４１の界面で、偏極をうけなかった伝導電子は反射され、磁化自由層１３４０に戻る。そして、磁化自由層１３４０に戻ってきた伝導電子と、磁化自由層１３４０の磁化との間で、角運動量が移動する。この結果、磁化自由層１３４０の磁化方向が、磁化固着層１３４２の磁化方向と反対になるように反転する。
【００７１】
以上のように、磁化自由層１３４０から磁化固着層１３４２に流れ、その境界で反射された電子により、磁化自由層１３４０の磁化方向が磁化固着層１３４２の磁化方向と反平行になる。但し、この反射電子による磁化方向の反転は、磁化固着層１３４２から磁化自由層１３４０に流入する電子による磁化方向の反転に比べて、影響が小さい。境界を通過する電子に比べ、境界で反射される電子の割合は必ずしも大きくないからである。
【００７２】
以上のように、電子の流れを（ａ）磁化固着層１３４２から磁化自由層１３４０に向かう方向とすると、ＳＴＩＮが発生し易い。これに対して、電子の流れを（ｂ）磁化自由層１３４０から磁化固着層１３４２に向かう方向とすると、ＳＴＩＮが比較的発生し難い。
【００７３】
即ち、電子の流れを（ｂ）磁化自由層１３４０から磁化固着層１３４２に向かう方向とする（電流を磁化固着層１３４２から磁化自由層１３４０に向かう方向とする）ことで、ＳＴＩＮを低減できる。但し、本発明では、電子の流れがその逆の場合においても、上記アシンメトリなどのパラメータが所定の条件を満足するようにすることによって、ＳＴＩＮを低減することができる。
【００７４】
また、本実施形態の磁気抵抗効果素子では、上記電流の流れる方向に対する素子抵抗ＲＡを１．５Ωμｍ２以下とする。素子抵抗ＲＡが１．５Ωμｍ２を超えて大きくなると、上述したような、磁化自由層１３４０から磁化固着層１３４２へ電流を流すことによって磁気抵抗が小さくなるという作用効果を抑制してしまい、ＳＴＩＮを十分に抑制することができなくなってしまう。なお、素子抵抗ＲＡは小さいほど好ましい。
【００７５】
・ＣＩＰ−ＧＭＲ素子の場合
ＣＩＰ−ＧＭＲでは、ＳＴＩＮを考慮する必要はないと考えられる。即ち、ＣＩＰ−ＧＭＲでは、電気伝導率の高いいずれかの層（一般的にはＣｕで形成されている中間層）に電流が集中する。このため、層間でのスピン角運動量の移動は生じないと考えられる。このことからＳＴＩＮは、ＣＰＰ−ＧＭＲに特有の現象と考えられる。
【００７６】
・Ｈｉｎによるアシンメトリの調整
磁化固着層１３４２と磁化自由層１３４０の間には、中間層１３４１を介して相関結合磁界Ｈｉｎが働く。図１０は、磁区制御膜１１２０のない磁気抵抗効果素子４１００について信号磁界を変化させて測定した抵抗の磁場変化を示したものである。信号磁界が十分に小さいとき又は十分に大きいときは、抵抗は一定である。信号磁界を増加させると、ゼロの信号磁界よりやや大きい磁界Ｈｉｎ１において抵抗は急激に増加する。次に信号磁界を減少させると、抵抗はＨｉｎ１よりやや小さい磁界Ｈｉｎ２において急激に減少する。Ｈｉｎは、Ｈｉｎ１とＨｉｎ２の中間値として定義される。
【００７７】
図１１は、図１０に示した磁気抵抗効果素子の同様の膜構成をもつスピンバルブ膜について磁気抵抗効果素子１１００を作製してＲＨカーブを測定したものである。Ｈｉｎがゼロであれば、理想的にはバイアスポイントは理想的には５０％で、アシンメトリはゼロとなる。一方現実のデバイスにおいては磁化固着層の厚みのバラツキその他の原因により、バイアスポイント／アシンメトリは様々な値にばらつくことになる。一方、３０Ｏｅ以上のＨｉｎを持つ場合には、バイアスポイントは５０％より小さくなりアシンメトリは正となる。このために、ＣＣＰ−ＣＰＰ素子の場合には、現状２ｎｍ程度である中間層の厚みをより薄くして、１．１ｎｍ以下とすると層間相互作用が増加し３０Ｏｅ以上のＨｉｎを得ることができる。
【００７８】
一方あまり中間層の厚みを小さくしてＨｉｎが大きくなると、デバイスとして使いづらくなる。中間層の厚みを０．４ｎｍにすると、Ｈｉｎが１００Ｏｅになるが、これが限界である。
【００７９】
他にＨｉnを簡易にかつ正確に測定する方法は、磁気抵抗効果素子と同様の膜構成をもつ膜の磁化を、磁化測定装置を用いて測定することである。磁化の外部磁界依存性を測定すると図６Ａで抵抗の急激な変化が起こる磁場と同じ磁場で磁化の急激な変化がおこるためＨｉnを求めることが可能である。
【００８０】
・媒体信号再生効率の調整
図１２に、媒体信号再生効率ＥＦＭを説明するための図を示す。一定の信号磁界により変化する抵抗変化分をΔＲＢとすると、媒体信号再生効率は、そのスピンバルブ膜が固有に持つ抵抗変化分ΔＲ０を用いて
ＥＦＭ＝ΔＲＢ／ΔＲ０×１００  （％）                  （４）
で定義される。磁区制御膜からの磁界が強いほど、一定の磁界変化に対する抵抗変化分は小さくなるので、媒体信号再生効率は小さくなる。このことは、磁化自由層１３４０の磁化方向Ｄｆと磁化固着層１３４２の磁化方向Ｄ３がなす角度φをあまり大きくしないことにつながる。あまり大きくするとスピン注入磁化反転が大きくなるので、磁区制御膜からの磁界を強くすることにより媒体信号再生効率を抑えたほうが、スピン注入磁化反転を抑制することにつながり、最終的に高いＳＮを得ることができる。
【００８１】
図２中の磁化自由層と磁区制御膜との距離１３７０を小さくすることにより、磁区制御膜から磁化自由層への磁界が強くなる。現状では７〜１０ｎｍ程度だが、これを５ｎｍ以下にすることにより媒体信号効率を１５％以下にすることができ、この目的を達成できる。磁化自由層と磁区制御膜との距離の下限は、素子作製技術などＳＴＩＮ低減とは別の要素で決定されるものである。
【００８２】
（磁気抵抗効果素子の作成）
次に、垂直通電型磁気抵抗効果素子の作製方法について説明する。
図１３は、垂直通電型磁気抵抗効果素子１１００の作製手順の一例を表すフロー図である。図１４及び図１５は、図１３の手順で作成される垂直通電型磁気抵抗効果素子１１００を表す断面図である。なお、垂直通電型磁気抵抗効果素子４１００の作成方法も一部の違いを除いては同様であるので、後にその違いについて言及する。
【００８３】
（１）スピンバルブ膜１２００の形成（ステップＳ１１）
図示しない基板上に、スピンバルブ膜１２００を形成する。即ち、下部シールド層１１１０、下地層１３１０、反強磁性層１３２０、強磁性層１３４４、磁気結合層１３４３、磁化固着層１３４２、中間層１３４１、磁化自由層１３４０を成膜する（図１４参照）。なお、図１４は、後述のレジスト層１３６０を付加した状態を表す。ここで、このスピンバルブ膜１２００の形成の際に、磁化固着層１３４２、強磁性層１３４４の材料および厚みを適宜に調整することで、前述の式（３）を満たし、バイアスポイントBPを調整できる。
【００８４】
各層の形成には、例えば、スパッタ装置による成膜が用いられる。スパッタ成膜では、ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法、ロングスロースパッタ法、コリメーションスパッタ法のいずれか、またはそれらを組み合わせたスパッタ法などを使用できる。
【００８５】
（２）反強磁性層１３２０への交換結合磁界の付与（ステップＳ１２）
反強磁性層１３２０に交換結合磁界（磁気異方性）が付与される。具体的には、磁界の印加と熱処理とを組み合わせることで、交換結合磁界を付与できる。即ち、反強磁性層１３２０を熱処理してブロッキング温度より高い温度Ｔとした状態で磁界Ｈを印加し、冷却する。
【００８６】
ブロッキング温度は反強磁性層１３２０の磁気異方性が消失する温度（言い換えれば、反強磁性層１３２０と強磁性層１３４４との交換結合が切れる温度）を意味する。このため、温度Ｔをブロッキング温度より高温とすることで、反強磁性層１３２０の磁気異方性が一旦消失する。その後、反強磁性層１３２０が冷却され、ブロッキング温度より低温となったときに、印加された磁界に応じて、反強磁性層１３２０に交換結合磁界（磁気異方性）が付与される。
【００８７】
なお、交換結合磁界の大きさは膜内の結晶粒径分布や成膜時の真空度によって異なる。ＰｔＭｎでは、膜厚増加と共に交換結合磁界が増加するが、ＩｒＭｎでは逆に減少する。
【００８８】
このとき、反強磁性層１３２０の熱処理時の磁界Ｈを磁区制御膜１１２０の磁化方向に対して垂直にするのが通例である。この場合、磁区制御膜１１２０の磁化方向Ｄ４に対する強磁性層１３４４の磁化方向Ｄ１の角度θが９０°となる。この結果、バイアスポイントが５０％となり、素子の感度が高くなる。
【００８９】
（３）スピンバルブ膜１２００の側面のイオンミリング（ステップＳ１３）
形成されたスピンバルブ膜１２００上にレジスト層１３６０を形成した後（図１４参照）、イオンミリングで、その側面を下地層１３１０の一部まで除去する（図１５参照）。
【００９０】
（４）磁区制御膜１１２０、上部シールド層１１４０の形成（ステップＳ１４）
スピンバルブ膜１２００の除去された側面に、絶縁層１１５０、磁区制御膜１１２０を成膜する。次に、レジスト層１３６０を除去した後、上部シールド層１１４０を成膜する（図２Ａ参照）。なお、磁気抵抗効果素子４１００の場合には、磁区制御膜１１２０を成膜する部分にも絶縁層１１５０を成膜する。
【００９１】
（磁気再生装置）
次に、本発明の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を搭載した磁気再生装置について説明する。本発明の実施形態に係る磁気抵抗効果素子は、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドアセンブリに組み込まれ、磁気記録再生装置に搭載することができる。
【００９２】
図１６は、このような磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。この磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、磁気記録用媒体ディスク２００は、スピンドル１５２に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより、矢印Ａの方向に回転される。
【００９３】
磁気記録再生装置１５０は、複数の磁気記録用媒体ディスクを備えたものとしてもよい。また、磁気記録用媒体ディスクは、記録ビットの磁化方向がディスク面と略平行な「面内記録方式」、記録ビットの磁化方向がディスク面に対して略垂直な「垂直記録方式」のいずれでも良い。
【００９４】
磁気記録用媒体ディスクに格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダ１５３は、薄膜状のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ１５３は、例えば、前述したいずれかの実施の形態にかかる磁気抵抗効果素子あるいは磁気ヘッドをその先端付近に搭載している。
【００９５】
磁気記録用媒体ディスクが回転すると、ヘッドスライダ１５３の媒体対向面（ＡＢＳ）は磁気記録用媒体ディスクの表面から所定の浮上量をもって保持される。なお、スライダが磁気記録用媒体ディスクと接触するいわゆる「接触走行型」でもよい。
【００９６】
サスペンション１５４は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。
【００９７】
アクチュエータアーム１５５は、スピンドル１５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。
【００９８】
図１７は、本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリを表す拡大斜視図である。本図では、アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた状態を表す。
【００９９】
磁気ヘッドアッセンブリ１６０は、例えば、駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５を有し、アクチュエータアーム１５５の一端にはサスペンション１５４が接続されている。サスペンション１５４の先端には、前述したような本発明の磁気抵抗効果素子を具備するヘッドスライダ１５３が取り付けられている。
【０１００】
サスペンション１５４は信号の書き込みおよび読み取り用のリード線１６４を有し、このリード線１６４とヘッドスライダ１５３に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中１６５は磁気ヘッドアッセンブリ１６０の電極パッドである。
【０１０１】
前述のような磁気抵抗効果素子を具備することにより、従来よりも高い記録密度で磁気記録用媒体ディスク２００に磁気的に記録された情報を確実に読みとることが可能となる。
【実施例１】
【０１０２】
磁気抵抗効果素子１１００を作製し、それを用いて磁気ヘッドを作製した。下地層１３１０にＴａ［５ｎｍ］、反強磁性層１３２０にＰｔＭｎ［１５ｎｍ］、強磁性層１３４４にＣｏ９０Ｆｅ１０[３.４ｎｍ]、磁気結合層１３４３にＲｕ［０．８５ｎｍ］、磁化固着層１３４２にＦｅ５０Ｃｏ５０[３.０ｎｍ]、磁化自由層１３４０にＣｏ９０Ｆｅ１０［１ｎｍ］／Ｎｉ８３Ｆｅ１７［３．５ｎｍ］、保護層１３５０にＣｕ［５ｎｍ］を用いた。中間層１３４１にはＡｌ２Ｏ３内にＣｕの通電パスが空いた構造を用いた。磁区制御膜１１２０にはＣｏＣｒＰｔ合金を用いた。
【０１０３】
その磁気ヘッドを用いて磁気再生装置を作製した。アシンメトリのバイアス電圧Vb依存性を比較したものを図１８に示す。バイアス電圧とは、センス電流と磁気ヘッドの抵抗値の積である。バイアス電圧が８０ｍＶと比較的低いときにアシンメトリが０より小さいものは、バイアス電圧を高くしてもアシンメトリが大きく変化しない。一方バイアス電圧８０ｍＶでアシンメトリが０より大きいものは、バイアス電圧が大きくなるすなわちセンス電流を大きくすると、アシンメトリが大きく変化する。このことは、顕著にＳＴＩＮがおこり波形がひずんでいることを示している。
【０１０４】
図１９には、ＢＥＲのアシンメトリ依存性を示す。バイアス電圧増加に伴いアシンメトリが大きく変化しているものは、ＢＥＲにも大きな劣化が見られる。図２０には、縦軸にバイアス電圧８０ｍＶでのアシンメトリ、横軸にＴＡＡ（ヘッド出力）をとったものである。アシンメトリが負のものは、より高いバイアス電圧で必ずＳＴＩＮが出現しているが、アシンメトリが正のものはＳＴＩＮが出現しない。
【０１０５】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】センス電流を磁化自由層から磁化固着層へ流した際に、磁気再生装置のビットエラーレート（ＢＥＲ）のバイアス電圧依存性とそのときの信号波形を示したものである。
【図２】本発明の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の断面構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の上面から見た場合の磁化方向を表す模式図である。
【図４】図１に示す磁気抵抗効果素子の変形例を示す断面構成図である。
【図５】上記変形例に係る磁気抵抗効果素子の上面から見た場合の磁化方向を表す模式図である。
【図６】バイアスポイントを説明するための模式図である。
【図７】アシンメトリを説明するための図である。
【図８】ＣＩＰ−ＧＭＲでの電流の通電方向と電流により発生する磁界を示す模式図である。
【図９】ＣＰＰ−ＧＭＲでの電流の通電方向と電流により発生する磁界を示す模式図である。
【図１０】上記変形例に係わる磁気抵抗効果素子にて層間結合磁界Hinを求めるための図である。
【図１１】上記実施形態に係わる磁気抵抗効果素子において、信号磁界変化に対する抵抗の変化を測定した結果を示す図である。
【図１２】媒体信号再生効率ＥＦＭを説明するための図である。
【図１３】実施形態に係る磁気抵抗効果素子の作製手順の一例を表すフロー図である。
【図１４】図１３の手順で作成される磁気抵抗効果素子を表す断面図である。
【図１５】図１３の手順で作成される磁気抵抗効果素子を表す断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリを表す拡大斜視図である。
【図１８】本発明の実施例における磁気再生装置のビットエラーレートＢＥＲのバイアス電圧依存性を示すグラフである。
【図１９】本発明の実施例における磁気再生装置のＢＥＲのアシンメトリ依存性を示すグラフである。
【図２０】本発明の実施例におけるアシンメトリのＴＡＡ（ヘッド出力）依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０７】
１１００…垂直通電型磁気抵抗効果素子、１１１０…下部シールド層、１１２０…磁区制御膜、１１４０…上部シールド層、１１５０…絶縁層、１２００…スピンバルブ膜、１３１０…下地層、１３２０…反強磁性層、１３４０…磁化自由層、１３４１…中間層、１３４２…磁化固着層、１３４３…磁気結合層、１３４４…強磁性層、１３５０…保護層、１３６０…レジスト層、１３７０…磁化自由層と磁区制御膜との距離、４１００…垂直通電型磁気抵抗効果素子、１５０…磁気記録再生装置、１５２…スピンドル、１５３…ヘッドスライダ、１５４…サスペンション、１５５…アクチュエータアーム、１５６…ボイスコイルモータ、１５７…スピンドル、１６０…磁気ヘッドアッセンブリ、１６４…リード線、２００…磁気記録用媒体ディスク
【図１】
2008243920.tif 000003
【図２】
2008243920.tif 000004
【図３】
2008243920.tif 000005
【図４】
2008243920.tif 000006
【図５】
2008243920.tif 000007
【図６】
2008243920.tif 000008
【図７】
2008243920.tif 000009
【図８】
2008243920.tif 000010
【図９】
2008243920.tif 000011
【図１０】
2008243920.tif 000012
【図１１】
2008243920.tif 000013
【図１２】
2008243920.tif 000014
【図１３】
2008243920.tif 000015
【図１４】
2008243920.tif 000016
【図１５】
2008243920.tif 000017
【図１６】
2008243920.tif 000018
【図１７】
2008243920.tif 000019
【図１８】
2008243920.tif 000020
【図１９】
2008243920.tif 000021
【図２０】
2008243920.tif 000022