(57)【要約】【課題】ＣＰＰ−ＧＭＲ型の磁気抵抗効果素子において、低ＲＡ領域で高い磁気抵抗変化率を得る。【解決手段】磁気抵抗効果素子は、下部層と、上部層と、下部層と上部層との間に挟まれたスペーサ層と、を有している。下部層と上部層の一方は外部磁界に対して磁化方向が固定され、下部層と上部層の他方は外部磁界に応じて磁化方向が変化し、下部層、スペーサ層、および上部層の各層を膜面垂直方向にセンス電流が流れるようにされている。スペーサ層８は、スペーサ層８の膜面と平行な少なくとも一つの断面において、単位断面積あたりの電気抵抗が相対的に小さい第１の材料からなる第１の領域８４と、単位断面積あたりの電気抵抗が相対的に大きい第２の材料からなる第２の領域８５と、を有し、第２の材料は、アルミニウム、ケイ素、クロム、チタン、ハフニウムのいずれかと、マンガンと、酸素と、からなる組成物を主成分としている。【選択図】図３
2008108821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部層と、上部層と、該下部層と該上部層との間に挟まれたスペーサ層と、を有し、
前記下部層と前記上部層の一方は外部磁界に対して磁化方向が固定され、
前記下部層と前記上部層の他方は前記外部磁界に応じて磁化方向が変化し、
前記下部層、前記スペーサ層、および前記上部層の各層を膜面垂直方向にセンス電流が流れるようにされ、
前記スペーサ層は、該スペーサ層の膜面と平行な少なくとも一つの断面において、単位断面積あたりの電気抵抗が相対的に小さい第１の材料からなる第１の領域と、単位断面積あたりの電気抵抗が相対的に大きい第２の材料からなる第２の領域と、を有し、
前記第２の材料は、アルミニウム、ケイ素、クロム、チタン、ハフニウムのいずれかと、マンガンと、酸素と、からなる組成物を主成分とする、
磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
前記下部層は、組成式がＣｏ2ＭｎＺ（ただし、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｓｂ、およびＧｅから選択された１種または２種以上の元素）で表されるホイスラー合金層と、該ホイスラー合金層と前記スペーサ層とに挟まれた鉄・コバルト合金層と、を有し、
前記第２の材料は、アルミニウムと、マンガンと、酸素と、からなる組成物を主成分とする、請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
前記下部層は組成式がＣｏ2ＭｎＧｅで表されるホイスラー合金層を有し、
前記第２の材料はアルミニウムとマンガンと酸素とからなる組成物を主成分とし、
前記スペーサ層において、マンガンの原子分率の、アルミニウムとマンガンの原子分率の合計に対する比率は６％以上、５９％以下の範囲にある、
請求項２に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
前記下部層は組成式がＣｏ2ＭｎＧｅで表されるホイスラー合金層を有し、
前記第２の材料はアルミニウムとマンガンと酸素とからなる組成物を主成分とし、
前記鉄・コバルト合金層の膜厚は０．３ｎｍ以上、１．９ｎｍ以下の範囲にある、
請求項２に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
前記下部層は組成式がＣｏ2ＭｎＳｉで表されるホイスラー合金層を有し、
前記第２の材料はアルミニウムとマンガンと酸素とからなる組成物を主成分とし、
前記スペーサ層において、マンガンの原子分率の、アルミニウムとマンガンの原子分率の合計に対する比率は１０％以上、５４％以下の範囲にある、
請求項２に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
前記下部層は組成式がＣｏ2ＭｎＳｉで表されるホイスラー合金層を有し、
前記第２の材料はアルミニウムとマンガンと酸素とからなる組成物を主成分とし、
前記鉄・コバルト合金層の膜厚は０．４ｎｍ以上、１．７ｎｍ以下の範囲にある、
請求項２に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
前記下部層は、組成式がＣｏ2ＦｅＳｉで表されるホイスラー合金層と、該ホイスラー合金層と前記スペーサ層とに挟まれた鉄・コバルト合金層と、を有し、
前記第２の材料は、アルミニウムと、マンガンと、酸素と、からなる組成物を主成分とし、
前記スペーサ層において、マンガンの原子分率の、アルミニウムとマンガンの原子分率の合計に対する比率は４３％以上、５６％以下の範囲にある、
請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
前記下部層は、前記スペーサ層に接して設けられた鉄・コバルト合金層を有し、
前記第２の材料は、アルミニウムと、マンガンと、酸素と、からなる組成物を主成分とし、
前記スペーサ層において、マンガンの原子分率の、アルミニウムとマンガンの原子分率の合計に対する比率は４３％以上、５６％以下の範囲にある、
請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子を備えた積層体。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子が形成されたウエハ。
【請求項１１】
請求項９に記載の積層体を含み、記録媒体に対向して配置されるスライダと、
前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、
を有するヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１２】
請求項９に記載の積層体を含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向して配置されるスライダと、
前記スライダを支持するとともに、前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と、
を有するハードディスク装置。
【請求項１３】
下部層と、上部層と、該下部層と該上部層との間に挟まれたスペーサ層と、を有し、前記下部層と前記上部層の一方は外部磁界に対して磁化方向が固定され、前記下部層と前記上部層の他方は前記外部磁界に応じて磁化方向が変化し、前記下部層、前記スペーサ層、および前記上部層の各層を膜面垂直方向にセンス電流が流れるようにされた磁気抵抗効果素子の製造方法であって、
前記下部層の少なくとも一部を、ホイスラー合金材料層と鉄・コバルト合金層とをこの順で積層することによって形成するステップと、
前記鉄・コバルト合金層の上に、前記スペーサ層の一部として導電層を形成するステップと、
前記導電層の上にアルミニウム、ケイ素、クロム、チタン、ハフニウムのいずれかからなる原料体を積層するステップと、
前記原料体の少なくとも一部を酸化させるステップと、
酸化された前記原料体の上に前記上部層を形成するステップと、
前記下部層、前記スペーサ層、および前記上部層を加熱することによって、ホイスラー合金材料層からホイスラー合金層を形成するステップと、
を有し、
前記ホイスラー合金材料層は、コバルトと、マンガンと、アルミニウム、ケイ素、ガリウム、アンチモン、およびゲルマニウムから選択された１種または２種以上の元素と、の組成物からなる、
磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項１４】
前記酸化させるステップは、前記ホイスラー合金層に含まれるマンガンの一部を前記原料体に移動させるとともに、アルミニウム、ケイ素、クロム、チタン、ハフニウムのいずれかと、マンガンと、酸素と、からなる組成物を前記導電層の上に海島状に形成することを含む、請求項１３に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項１５】
前記酸化させるステップは、酸素暴露またはプラズマ酸化によっておこなう、請求項１３または１４に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項１６】
前記上部層を形成するステップの前に、酸化された前記原料体の上に前記スペーサ層の一部として、前記導電層と同一材料からなる導電層を形成するステップを有する、請求項１３から１５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項１７】
前記ホイスラー合金材料層は、マンガンをホイスラー合金の化学量論組成よりも多い原子分率で含んでいる、請求項１３から１６のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項１８】
前記ホイスラー合金材料層はコバルトと、マンガンと、ゲルマニウムとの組成物からなり、
前記鉄・コバルト合金層は、膜厚が０．３ｎｍ以上、１．９ｎｍ以下の範囲になるように形成する、
請求項１３から１７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項１９】
前記ホイスラー合金材料層はコバルトと、マンガンと、ケイ素との組成物からなり、
前記鉄・コバルト合金層は、膜厚が０．４ｎｍ以上、１．７ｎｍ以下の範囲になるように形成する、
請求項１３から１７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項２０】
下部層と、上部層と、該下部層と該上部層との間に挟まれたスペーサ層と、を有し、前記下部層と前記上部層の一方は外部磁界に対して磁化方向が固定され、前記下部層と前記上部層の他方は前記外部磁界に応じて磁化方向が変化し、前記下部層、前記スペーサ層、および前記上部層の各層を膜面垂直方向にセンス電流が流れるようにされた磁気抵抗効果素子の製造方法であって、
前記下部層の少なくとも一部を、コバルトと、鉄と、ケイ素との組成物からなるホイスラー合金材料層と鉄・コバルト合金層とをこの順で積層することによって形成するステップと、
前記鉄・コバルト合金層の上に、前記スペーサ層の一部として導電層を形成するステップと、
前記導電層の上にアルミニウム、ケイ素、クロム、チタン、ハフニウムのいずれかからなる原料体とマンガン層とを、同時にまたはいずれかを先にして積層するステップと、
前記原料体の少なくとも一部と、前記マンガン層の少なくとも一部と、を酸化させるステップと、
少なくとも一部が酸化された前記原料体および前記マンガン層の上に前記上部層を形成するステップと、
を有する、
磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項２１】
下部層と、上部層と、該下部層と該上部層との間に挟まれたスペーサ層と、を有し、前記下部層と前記上部層の一方は外部磁界に対して磁化方向が固定され、前記下部層と前記上部層の他方は前記外部磁界に応じて磁化方向が変化し、前記下部層、前記スペーサ層、および前記上部層の各層を膜面垂直方向にセンス電流が流れるようにされた磁気抵抗効果素子の製造方法であって、
前記下部層を鉄・コバルト合金層によって形成するステップと、
前記鉄・コバルト合金層の上に、前記スペーサ層の一部として導電層を形成するステップと、
前記導電層の上にアルミニウム、ケイ素、クロム、チタン、ハフニウムのいずれかからなる原料体とマンガン層とを、同時にまたはいずれかを先にして積層するステップと、
前記原料体の少なくとも一部と、前記マンガン層の少なくとも一部と、を酸化させるステップと、
少なくとも一部が酸化された前記原料体および前記マンガン層の上に前記上部層を形成するステップと、
を有する、
磁気抵抗効果素子の製造方法。
【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、積層体、ウエハ、ヘッドジンバルアセンブリ、ハードディスク装置、および磁気抵抗効果素子の製造方法に関し、特に電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子のスペーサ層の構造、およびかかるスペーサ層を有するＣＰＰ−ＧＭＲ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高感度、高出力ヘッドの要求を満たす磁気ヘッドとして、スピンバルブタイプのＧＭＲ(Giant Magneto-Resistive)ヘッドが知られている。スピンバルブタイプのＧＭＲ素子に用いられる磁界検出素子は、フリー層と、ピンド層とが、非磁性のスペーサ層を挟んで積層された構成を有している。フリー層とは、外部磁界に応じて磁化方向が変化する強磁性体である。ピンド層とは、外部磁界に対して磁化方向が固定された強磁性体である。フリー層の磁化方向は、ピンド層の磁化方向に対して、外部磁界に応じた相対角度をなし、相対角度に応じて伝導電子のスピン依存散乱が変化して磁気抵抗変化が生じる。磁気ヘッドは、この磁気抵抗変化を検出して、記録媒体の磁気情報を読み取る。
【０００３】
ピンド層は、いわゆるシンセテッィクピンド層として構成されることもある。シンセテッィクピンド層では、外部磁界に対して磁化方向が固定されたアウターピンド層と、アウターピンド層よりもスペーサ層に近接して設けられたインナーピンド層と、アウターピンド層とインナーピンド層の間に挟まれた、非磁性中間層とが設けられている。インナーピンド層は、アウターピンド層との反強磁性的結合によって、磁化方向が強固に固定される。また、アウターピンド層とインナーピンド層の磁気モーメントが互いに相殺されて、全体としての漏れ磁界が抑えられる。
【０００４】
最近では一層の高出力が期待できる磁気抵抗効果素子として、センス電流を膜面垂直方向に流すＣＰＰ(Current Perpendicular to the Plane)−ＧＭＲ素子が検討されている。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、磁界検出素子とシールド膜とが金属を介して接続されるため、放熱効率が向上し、動作電流が稼げるという利点もある。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、素子の断面積の小さい方が抵抗値が大きくなり、磁気抵抗変化も増加する。すなわち、トラック幅の狭小化により適しているという長所もある。
【０００５】
磁気抵抗変化は、フリー層とピンド層のスピン分極率が大きいほど増加する。したがって、スピン分極率の大きい材料をフリー層およびピンド層に用いれば、それだけ磁気抵抗変化率が大きくなり、出力の増加につながる。スピン分極率が１００％またはそれに近い磁性体はハーフメタルと呼ばれる。ハーフメタルを実現する材料としてホイスラー合金が知られており、近年、従来用いられてきたＣｏＦｅ合金やＮｉＦｅ合金の代わりに、ホイスラー合金をフリー層およびピンド層に用いることが提案されている。例えば、特許文献１には、ピンド層の一部としてＣｏ2ＭｎＧｅ（ホイスラー合金）層とＣｏＦｅ層が設けられ、その上にスペーサ層としてＣｕ層が形成された膜構成が開示されている。
【０００６】
近年、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の磁気抵抗変化率を向上させる手段の一つとして、電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子が提案されている(特許文献２〜４)。電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、スペーサ層に電気抵抗の低い導電性領域と、電気抵抗の高い絶縁領域とが設けられている。このため、センス電流が流れる領域が主として導電性領域に制限され、素子の断面積が擬似的に小さくなる効果が得られる。それによって抵抗変化量が増加して、高い磁気抵抗変化率が得られる。非特許文献１には、磁気抵抗変化率８.２％、面積抵抗ＲＡ０.５７Ωμｍ2の電流狭窄型ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の例が開示されている。面積抵抗ＲＡとは素子抵抗Ｒと素子の断面積Ａの積である。ＲＡが低いほど良好なＳ/Ｎ比（Signal Noise Ratio)が得られることから、高記録密度化のためにはＲＡを小さくすることが有利である。例えば３００Ｇｂｐｓｉを超える磁気ヘッドを実用化する場合、０.１〜０.３Ωμｍ2といった低ＲＡが望まれている。
【特許文献１】特開２００５-１９４８４号公報
【特許文献２】特開２００２-２０８７４４号公報
【特許文献３】特開２００４-１５３２４８号公報
【特許文献４】特開２００３-８１０８号公報
【非特許文献１】福澤英明他著、「ＣＣＰ−ＮＯＬを用いたＣＰＰ−ＧＭＲスピンバルブ膜」、日本応用磁気学会誌、２００５年、Ｖｏｌ.２９、Ｎｏ．９、ｐ.８６９-８７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子におけるひとつの課題は、低ＲＡ領域で磁気抵抗変化率が低下することである。これは、ＧＭＲ効果に寄与するスペーサ層（Ｃｕ層）の比抵抗が酸素の影響により大きくなってしまうことが一因である。例えば、非特許文献１にはＲＡと磁気抵抗変化率の関係が記載されているが（Fig.5)、低ＲＡ領域(０.１〜０.３Ωμｍ2)では、磁気抵抗変化率は高々４〜５％に留まっている。磁気抵抗変化率が小さいと、ＲＡを小さく抑えても高いＳ／Ｎ比を得ることは困難である。
【０００８】
本発明は以上の課題に鑑み、低ＲＡ領域で高い磁気抵抗変化率を得ることのできるＣＰＰ−ＧＭＲ型の磁気抵抗効果素子を提供することを目的とする。また、本発明はかかる磁気抵抗効果素子を効率的に製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の磁気抵抗効果素子は、下部層と、上部層と、下部層と上部層との間に挟まれたスペーサ層と、を有している。下部層と上部層の一方は外部磁界に対して磁化方向が固定され、下部層と上部層の他方は外部磁界に応じて磁化方向が変化し、下部層、スペーサ層、および上部層の各層を膜面垂直方向にセンス電流が流れるようにされている。スペーサ層は、スペーサ層の膜面と平行な少なくとも一つの断面において、単位断面積あたりの電気抵抗が相対的に小さい第１の材料からなる第１の領域と、単位断面積あたりの電気抵抗が相対的に大きい第２の材料からなる第２の領域と、を有し、第２の材料は、アルミニウム、ケイ素、クロム、チタン、ハフニウムのいずれかと、マンガンと、酸素と、からなる組成物を主成分としている。
【００１０】
第２の材料は、アルミニウム等の金属とマンガンとが酸素と結合することによって形成される。酸素と結合しやすいマンガンが第２の材料に含まれることによって、第２の材料を形成するための酸化処理において、マンガンが酸素を捕捉し、第１の材料への酸素の影響を抑えることができる。このため、第１の材料の比抵抗は小さな値に維持されて、センス電流が流れやすくなる。したがって、スペーサ層のＲＡを小さくするとともに、大きな磁気抵抗変化率を確保することが容易となる。
【００１１】
本発明の積層体は上記の磁気抵抗効果素子を備えている。
【００１２】
本発明のウエハは上記の磁気抵抗効果素子が形成されている。
【００１３】
本発明のヘッドジンバルアセンブリは上記の積層体を含み、記録媒体に対向して配置されるスライダと、スライダを弾性的に支持するサスペンションと、を有している。
【００１４】
本発明のハードディスク装置は上記の積層体を含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向して配置されるスライダと、スライダを支持するとともに、記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と、を有している。
【００１５】
本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法は、下部層と、上部層と、下部層と上部層との間に挟まれたスペーサ層と、を有し、下部層と上部層の一方は外部磁界に対して磁化方向が固定され、下部層と上部層の他方は外部磁界に応じて磁化方向が変化し、下部層、スペーサ層、および上部層の各層を膜面垂直方向にセンス電流が流れるようにされた磁気抵抗効果素子の製造方法である。本発明の製造方法は、下部層の少なくとも一部を、ホイスラー合金材料層と鉄・コバルト合金層とをこの順で積層することによって形成するステップと、鉄・コバルト合金層の上に、スペーサ層の一部として導電層を形成するステップと、導電層の上にアルミニウム、ケイ素、クロム、チタン、ハフニウムのいずれかからなる原料体を積層するステップと、原料体の少なくとも一部を酸化させるステップと、
酸化された原料体の上に上部層を形成するステップと、下部層、スペーサ層、および上部層を加熱することによって、ホイスラー合金材料層からホイスラー合金層を形成するステップと、を有し、ホイスラー合金材料層は、コバルトと、マンガンと、アルミニウム、ケイ素、ガリウム、アンチモン、およびゲルマニウムから選択された１種または２種以上の元素と、の組成物からなっている。
【００１６】
本発明の磁気抵抗効果素子の他の製造方法は、下部層と、上部層と、下部層と上部層との間に挟まれたスペーサ層と、を有し、下部層と上部層の一方は外部磁界に対して磁化方向が固定され、下部層と上部層の他方は外部磁界に応じて磁化方向が変化し、下部層、スペーサ層、および上部層の各層を膜面垂直方向にセンス電流が流れるようにされた磁気抵抗効果素子の製造方法である。本発明の製造方法は、下部層の少なくとも一部を、コバルトと、鉄と、ケイ素との組成物からなるホイスラー合金材料層と鉄・コバルト合金層とをこの順で積層することによって形成するステップと、鉄・コバルト合金層の上に、スペーサ層の一部として導電層を形成するステップと、導電層の上にアルミニウム、ケイ素、クロム、チタン、ハフニウムのいずれかからなる原料体とマンガン層とを、同時にまたはいずれかを先にして積層するステップと、原料体の少なくとも一部と、マンガン層の少なくとも一部と、を酸化させるステップと、少なくとも一部が酸化された原料体およびマンガン層の上に上部層を形成するステップと、を有している。
【００１７】
上記の、下部層の少なくとも一部をホイスラー合金材料層と鉄・コバルト合金層とをこの順で積層することによって形成するステップの代わりに、下部層を鉄・コバルト合金層によって形成するステップを用いてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によればスペーサ層のＲＡを小さくするとともに、大きな磁気抵抗変化率を確保することが容易となる。したがって、本発明によれば低ＲＡ領域で高い磁気抵抗変化率を得ることのできるＣＰＰ−ＧＭＲ型の磁気抵抗効果素子を提供することができる。また、本発明はかかる磁気抵抗効果素子を効率的に製造する方法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】
【００１９】
本発明の磁界検出素子を用いた薄膜磁気ヘッドの実施形態を、図面を用いて説明する。以下の実施形態では、ハードディスク装置用の薄膜磁気ヘッドを対象に説明するが、本発明の磁界検出素子は、磁気メモリ素子や磁気センサアセンブリなどにも適用することができる。
【００２０】
（第１の実施形態）図１は、本発明の磁気抵抗素子を用いた薄膜磁気ヘッドの部分斜視図である。薄膜磁気ヘッド１は読み込み専用のヘッドでもよく、記録部をさらに有するＭＲ／インダクティブ複合ヘッドでもよい。磁界検出素子２はＣＰＰ−ＧＭＲ素子であり、上部電極兼シールド３と下部電極兼シールド４との間に挟まれ、先端部が記録媒体２１と対向する位置に配置されている。磁界検出素子２には、上部電極兼シールド３と下部電極兼シールド４との間にかかる電圧によって、センス電流２２を膜面直交方向に流すことができる。磁界検出素子２との対向面における記録媒体２１の磁界は、記録媒体２１の移動方向２３への移動につれて変化する。磁界検出素子２は、この磁界の変化を、ＧＭＲ効果により電気抵抗変化として検出することにより、記録媒体２１の各磁区に書き込まれた磁気情報を読み出すことができる。
【００２１】
図２は、図１のＡ−Ａ方向、すなわち媒体対向面から見た磁界検出素子の側面図である。ここで、媒体対向面とは、薄膜磁気ヘッド１の、記録媒体２１との対向面である。表１には、本発明の磁界検出素子２の膜構成の一例を示す。表１は、下部電極兼シールド４に接するバッファ層５から、上部電極兼シールド３に接するキャップ層１０に向けて積層順に下から上に記載している。本文中および表中で、Ｃｏ７０Ｆｅ３０等の記載は各元素の原子分率（数値の単位は％）を意味する。例えば、Ｃｏ７０Ｆｅ３０は、Ｃｏの原子分率が７０％、Ｆｅの原子分率が３０％であることを意味する。ただし、同等の磁気特性が得られる範囲において、他の微量の元素が添加されていてもよく、厳密な意味で、各層が表記された元素だけで構成されている必要はない。また、本文中および表中で、（Ａｌ＋Ｍｎ）Ｏｘ等の記載におけるｘは任意の整数を意味する。
【００２２】
【表１】
2008108821.tif 000003
【００２３】
磁界検出素子２は、厚さ１μｍ程度のＮｉＦｅ層からなる下部電極兼シールド４の上に、Ｔａ／Ｒｕ層からなるバッファ層５、ＩｒＭｎ層からなる反強磁性層６、ピンド層７、Ｃｕからなるスペーサ層８、フリー層９、キャップ層１０がこの順に積層された積層体である。ピンド層７は、外部磁界に対して磁化方向が固定された層である。フリー層９は、外部磁界に応じて磁化方向が変化する層である。本明細書では、一般的にＡ１／・・／Ａｎで示された表記は、層Ａ１から層Ａｎがこの順で積層された積層体を意味する。バッファ層５の膜構成は、反強磁性層６との交換結合が良好となるように選定されている。キャップ層１０はＲｕ層からなり、積層された各層の劣化防止のために設けられている。キャップ層１０の上には厚さ１μｍ程度のＮｉＦｅ膜からなる上部電極兼シールド３が形成されている。磁界検出素子２の側方には、絶縁膜１１を介してハードバイアス膜１２が形成されている。ハードバイアス膜１２はフリー層９の磁区を単磁区化するための磁区制御膜である。絶縁膜１１はＡｌ2Ｏ3、ハードバイアス膜１２はＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔなどが用いられる。
【００２４】
図３は、磁界検出素子の要部を示す図であり、具体的にはピンド層７、スペーサ層８、およびフリー層９の膜構成を概念的に示している。ピンド層７は、いわゆるシンセテッィクピンド層を用いている。すなわち、ピンド層７は、アウターピンド層７１と、アウターピンド層７１よりもスペーサ層８に近接して設けられたインナーピンド層７３と、アウターピンド層７１とインナーピンド層７３との間に挟まれた非磁性中間層７２と、から構成されている。シンセティックピンド層では、アウターピンド層７１とインナーピンド層７３とが非磁性中間層７２によって反強磁性的に結合され、インナーピンド層７３の磁化方向が強固に固定される。これとともに、ピンド層７の実効磁化が抑制され、安定な磁化状態を保つことができる。
【００２５】
アウターピンド層７１は、反強磁性層６との交換結合強度を確保するため、例えばＣｏ７０Ｆｅ３０からなっている。非磁性中間層７２は、アウターピンド層７１とインナーピンド層７３との反強磁性的結合を確保するため、Ｒｕからなっている。
【００２６】
インナーピンド層７３は、ＦｅＣｏ層７３１／ホイスラー合金層７３２／ＦｅＣｏ層７３３の積層体からなっている。ＦｅＣｏ層７３３は、ホイスラー合金層７３２とスペーサ層８とに挟まれている。ホイスラー合金層７３２は、Ｃｏ2ＭｎＧｅまたはＣｏ2ＭｎＳｉからなっているが、これに限定されず、組成式がＣｏ2ＭｎＺ（ただし、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｓｂ、およびＧｅから選択された１種または２種以上の元素）で表されるホイスラー合金層であればよい。ホイスラー合金層７３２の膜厚は０．１〜０．４ｎｍの範囲で適宜選択できる。ＦｅＣｏ層７３３は、後述するように、ホイスラー合金層７３２の元となるホイスラー合金材料層７３２ａ中のＭｎがスペーサ層８に向けて拡散移動しやすいように、適切な膜厚に設定されている。詳細については実施例で述べる。
【００２７】
スペーサ層８は、Ｃｕ（第１の材料）よりなる第１の導電層８１と同じくＣｕよりなる第２の導電層８２との積層体と、第１，第２の導電層８１，８２の界面８６付近に形成された、絶縁材料（第２の材料）よりなる絶縁体８３と、を有している。絶縁体８３は界面８６上に海島状に形成され、界面８６を単位断面積あたりの電気抵抗が相対的に小さい第１の領域８４と、単位断面積あたりの電気抵抗が相対的に大きい第２の領域８５と、に区画している。センス電流２２は第２の領域８５では遮断され、主に第１の領域８４を通る。これによって電流の狭窄効果が生じ、磁気抵抗変化率が増加する。スペーサ層８は、このような電流狭窄効果を実現できれば任意の構成をとることが可能である。したがって、絶縁体８３は、図３に示すように、スペーサ層８の膜厚の一部に対して設けられていてもよいが、スペーサ層８の膜厚全体にわたって、すなわちスペーサ層８を貫通するように設けられていてもよい。換言すれば、第１，第２の領域８４，８５は、スペーサ層８の膜面と平行な少なくとも一つの断面において形成されていればよい。
【００２８】
絶縁体８３はアルミニウムと、マンガンと、酸素との組成物を主成分としている。アルミニウムの代わりにケイ素、クロム、チタン、ハフニウムのいずれかを用いてもよい。組成物はＡｌＯxとＭｎＯxとが混在した状態でもよいし、アルミニウムおよびマンガンが酸素とアモルファス状に結合した状態でもよい。重要なことはマンガンが第１の導電層８１に含まれないことであり、第１の導電層８１が純度の高い銅からなっていることである。この点については磁気抵抗効果素子の製造方法（後述）の説明において改めて述べる。
【００２９】
ピンド層７のホイスラー合金層７３２がＣｏ2ＭｎＧｅで形成され、第２の材料がアルミニウムからなる場合、スペーサ層８において、マンガンの原子分率の、アルミニウムとマンガンの原子分率の合計に対する比率は６％以上、５９％以下の範囲にあることが望ましい。このとき、ＦｅＣｏ層７３３の膜厚は０．３ｎｍ以上、１．９ｎｍ以下の範囲となる。
【００３０】
ピンド層７のホイスラー合金層７３２がＣｏ2ＭｎＳｉで形成され、第２の材料がアルミニウムからなる場合、スペーサ層８において、マンガンの原子分率の、アルミニウムとマンガンの原子分率の合計に対する比率は１０％以上、５４％以下の範囲にあることが望ましい。このとき、ＦｅＣｏ層７３３の膜厚は０．４ｎｍ以上、１．７ｎｍ以下の範囲となる。
【００３１】
フリー層９は、ＣｏＦｅ層９１と、ＮｉＦｅ層９２と、を有している。ＣｏＦｅ層９１は、体心立方構造（ｂｃｃ：body centered cubic）であることが好ましい。ＮｉＦｅ層９２は主にフリー層９の軟磁気特性を分担し、ＣｏＦｅ層９１は磁気抵抗変化率の向上のために挿入される。
【００３２】
次に、上述した薄膜磁気ヘッドの製造方法を、図４を参照して説明する。まず、図２に示すように、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料からなる基板（図示せず）の上に、絶縁層（図示せず）を介して、下部電極兼シールド４を形成する。続いて、スパッタリングによって、図２および図４（ａ）に示すように、バッファ層５からピンド層７までの各層を順次成膜する。さらに、図４（ａ）に示すように、ＦｅＣｏ層７３３の上に、スペーサ層８の一部として銅からなる導電層８１を形成する。ピンド層７を形成するホイスラー合金材料層７３２ａは、組成式がＣｏ2ＭｎＧｅで表されるホイスラー合金材料からなるが、この時点では規則化はおこなわれていない。ホイスラー合金材料層７３２ａの組成式は、一般的にはＣｏ2ＭｎＺ（Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｓｂ、およびＧｅから選択された１種または２種以上の元素）と表すことができる。ただし、後述するように、マンガンの原子分率をホイスラー合金の化学量論組成よりも大きくしておくほうが好ましい。
【００３３】
次に、図４（ｂ）に示すように、導電層８１の上にアルミニウムからなる原料体８７を積層する。原料体８７は絶縁体８３の材料となる層であり、絶縁体８３の成分に応じて、ケイ素、クロム、チタン、またはハフニウムを用いてもよい。原料体８７は他の層と同様にスパッタ法など一般的な成膜プロセスを利用することができる。原料体８７の膜厚は０．１〜０．４ｎｍ程度であるが、この膜厚は成膜レートから求めた質量膜厚であり、原料体８７は実際には完全な連続膜ではなく、海島状に形成されているものと考えられる。この結果、図４（ｂ）に示すように、原料体８７の表面（界面８６）には、原料体８７の材料であるアルミニウムと導電層８１の材料である銅とがともに露出しているものと考えられる。
【００３４】
次に、図４（ｃ）に示すように、原料体８７の少なくとも一部を酸化させる。このステップは電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子において、スペーサ層８に絶縁体８３を形成するための重要なステップである。酸化は、酸素暴露またはプラズマ酸化のいずれかによっておこなうことができる。酸素暴露の場合は、０．６７ｍＰａ（０．００５ｍＴｏｒｒ）〜１３３ｍＰａ（１．０００ｍＴｏｒｒ）で１〜２００秒程度暴露させるのが望ましい。プラズマ酸化の場合は、アルゴン＋Ｏ2雰囲気で１〜６０秒程度暴露させるのが望ましい。
【００３５】
原料体８７を酸素雰囲気中におくと、ホイスラー合金材料層７３２ａのＭｎ原子が拡散移動して、ＦｅＣｏ層７３３および導電層８１を通過して、導電層８１の表面にまで到達する。この結果、アルミニウムおよび銅に加えてマンガンが酸素雰囲気中に露出する。これら３種類の金属の酸素との結合力はアルミニウムが最大で、次にマンガンであり、最も弱いのが銅である。このため、酸素はアルミニウムおよびマンガンと結合（酸化）し、酸化したマンガンは絶縁体８３の一部として組み込まれる。しかし、銅は酸素とはほとんど結合しないため、酸化プロセスを経た後も導電層８１はほぼ堆積時の状態のままであり、銅は高純度に維持される。すなわち、銅の酸化がホイスラー合金材料層７３２ａから拡散してきたマンガンによって防止される。アルミニウムとマンガンの酸化物は個々の酸化物（ＡｌＯxおよびＭｎＯx）の形態で共存していてもよく、アルミニウムとマンガンが酸化物の状態で渾然一体となって存在していてもよい。いずれの場合も、マンガンはアルミニウムの存在していた原料体８７に集中し、酸化プロセスの終了後は、表面には、アルミニウムおよびマンガンの酸化物（絶縁体８３）が海島状態で形成されると考えられる。
【００３６】
次に、図４（ｄ）に示すように、酸化された原料体８７、すなわち絶縁体８３の上にスペーサ層８の一部として銅からなる導電層８２を形成する。ただし、このステップは省略してもよく、絶縁体８３の上に直接フリー層９を形成してもよい。
【００３７】
次に、導電層８２の上にフリー層９を形成し、さらにその上にキャップ層１０を堆積する。その後、キャップ層１０までが堆積された基板を加熱することによって、ホイスラー合金材料層７３２ａから、規則化されたホイスラー合金層７３２を形成する。
【００３８】
さらに、バッファ層５からキャップ層１０までの各層を所定の形状にパターニングし、絶縁膜１１およびハードバイアス膜１２を形成する。その後、図２に示すように、上部電極兼シールド３を作成し、薄膜磁気ヘッドの読込み部が完成する。書込素子を設ける場合は、さらに書込磁極層やコイルを積層する。その後全体を保護膜で覆い、ウエハを切断し、ラッピングをおこない、薄膜磁気ヘッドが形成された積層体（スライダ）に分離する。
【００３９】
このように、ピンド層７にマンガンを含むホイスラー合金材料層７３２ａを用い、マンガンを原料体８７に向けて拡散させることによって、スペーサ層８の界面８６に安定な酸化物の形成が可能となり、Ｃｕへの酸素の影響(比抵抗の増大)が抑制される。この結果、大きな磁気抵抗変化率を実現することができる。なお、実施例において詳述するが、マンガンの移動をあらかじめ加味して、ホイスラー合金材料層７３２ａの組成をマンガンリッチ側に数％ずらしておくとより効果的である。あらかじめスペーサ層８にマンガンを添加しておいても同様の絶縁体８３が形成される。
【００４０】
（実施例）次に、以上述べた薄膜磁気ヘッドの製造方法において、ＦｅＣｏ層の最適膜厚およびホイスラー合金材料層のマンガンの最適原子分率を求めるため、以下の試験をおこなった。
【００４１】
（実施例１）まず、表２の膜構成の積層体を用いて、ＦｅＣｏ層７３３の膜厚をパラメータとして、磁気抵抗変化率およびＲＡを評価した。この試験は、マンガンがＦｅＣｏ層７３３を通って原料体８７に拡散していくのに適したＦｅＣｏ層７３３の膜厚を見積もるためにおこなわれた。ホイスラー合金材料層７３２ａとしてＣｏ2ＭｎＧｅを用い、ＦｅＣｏ層７３３の膜厚を０ｎｍ（ＦｅＣｏ層７３３なし）から２ｎｍまで変化させた。Ｃｏ2ＭｎＧｅの原子分率は化学量論組成、すなわち２：１：１とした。ジャンクションサイズは０．２μｍ×０．２μｍとし、２７０℃で３時間アニール処理をおこなった。原料体の酸化は酸化暴露によっておこなった。表３に示す比較例１は、表２のＣｏ2ＭｎＧｅ層の代わりにＣｏ７０Ｆｅ３０層が用いられた膜構成であり、インナーピンド層にマンガンが存在しない膜構成の一例である。比較例２ではホイスラー合金材料層７３２ａとしてＣｏ2ＭｎＧｅを用いているが、酸化処理をおこなっておらず、マンガンの拡散は生じていない。すなわち、いずれの比較例も絶縁体にマンガンが含まれていないか、含まれているとしてもごく微量である。結果を表３および図５，６に示す。なお、以下の図表で磁気抵抗変化率をＭＲ比と略記している。
【００４２】
【表２】
2008108821.tif 000004
【００４３】
【表３】
2008108821.tif 000005
【００４４】
試料Ｎｏ．１−１に示されているように、ＦｅＣｏ層７３３がないと、マンガンの移動量が過大となる（表３の「スペーサ層中Ａｌ／Ｍｎ比」の欄を参照。）。この結果、ホイスラー合金材料層７３２ａ中のマンガンの原子分率が減少し、ホイスラー合金の化学量論組成からずれてしまい、ホイスラー合金の規則化が進まなくなる。そのため、ホイスラー合金層７３２の分極率が落ち、磁気抵抗変化率も減少したものと考えられる。ＦｅＣｏ層７３３の膜厚を増加していくと、マンガンの移動量が抑制され、ホイスラー合金の規則化が進みやすくなるため、ホイスラー合金層７３２の分極率が上昇し、磁気抵抗変化率も増加する。しかし、ＦｅＣｏ層７３３の膜厚が大きすぎると、マンガンの移動量が減り、Ｃｕへの酸素の影響が増大する。このため、ホイスラー合金層７３２の結晶化は良好に行われているにも拘らず、Ｃｕ層の比抵抗が上がり、せっかくの高分極率を生かせず、磁気抵抗変化率が減少してしまう。比較例１，２では磁気抵抗変化率は４．５〜５．１であるが、本発明の効果が得られる磁気抵抗変化率の下限値を余裕をとって６．０程度とすると、ＦｅＣｏ層７３３の膜厚は０．３ｎｍ以上、１．９ｎｍ以下の範囲になるように形成するのが望ましい。このとき、スペーサ層８において、マンガンの原子分率の、アルミニウムとマンガンの原子分率の合計に対する比率は、図６に示すように、６％以上、５９％以下の範囲となる。換言すれば、マンガンの原子分率の、アルミニウムとマンガンの原子分率の合計に対する比率がこの範囲にある場合、ホイスラー合金層７３２の結晶化と、Ｃｕへの酸素の影響の抑制効果がバランスされ、良好な磁気抵抗変化率が得られることになる。
【００４５】
図７は、二次イオン質量分析(ＳＩＭＳ：Secondary Ion Mass Spectroscopy)を用いて作成した、ピンド層からフリー層にかけての元素分布のマップ図である。横軸は時間である。図にはミリング時間、および検出元素から決定された各層位置を記載した。同図（ａ）は酸化処理をおこなわない場合の、同図（ｂ）は酸化処理をおこなった場合の主要元素の分布を各々示している。酸化処理をおこなわない場合、図７（ａ）に示すように、マンガンはピンド層７および反強磁性層６に集中しており、スペーサ層でのマンガン分布量は少ない。これに対して、酸化処理をおこなうと、図７（ｂ）に示すように、マンガンのスペーサ層における分布量が増えている。このように、ＳＩＭＳによる質量分析結果からも、マンガンが酸化処理によって拡散移動していることが確認された。
【００４６】
（実施例２）実施例１と同様にして、表４の膜構成の積層体を用いて、ＦｅＣｏ層７３３の膜厚をパラメータとして、磁気抵抗変化率およびＲＡを評価した。試験の目的は実施例１と同様である。ホイスラー合金材料層７３２ａとしてＣｏ2ＭｎＳｉを用い、ＦｅＣｏ層７３３の膜厚を０ｎｍ（ＦｅＣｏ層７３３なし）から２ｎｍまで変化させた。Ｃｏ2ＭｎＳｉの原子分率は化学量論組成、すなわち２：１：１とした。比較例として、比較例１のほか、Ｃｏ2ＦｅＳｉをホイスラー合金材料層７３２ａとして用いた比較例３を用いた。この結果、いずれの比較例も絶縁体８３にマンガンは含まれていない。その他の試験条件は実施例１と同様である。結果を表５および図５，６に示す。
【００４７】
【表４】
2008108821.tif 000006
【００４８】
【表５】
2008108821.tif 000007
【００４９】
実施例１と同様、ＦｅＣｏ層７３３がない場合、およびＦｅＣｏ層７３３の膜厚が小さい場合にはマンガンの移動量が過大となり、実施例１と同様の理由によって磁気抵抗変化率が減少する。一方、ＦｅＣｏ層７３３の膜厚が大きいと、Ｃｕへの酸素の影響が増大し、磁気抵抗変化率が減少する。本発明の効果が得られる磁気抵抗変化率の下限値を、実施例１と同様に６．０程度とすると、ＦｅＣｏ層の膜厚は０．４ｎｍ以上、１．７ｎｍ以下の範囲になるように形成するのが望ましい。このとき、図６に示すように、スペーサ層８において、マンガンの原子分率の、アルミニウムとマンガンの原子分率の合計に対する比率は１０％以上、５４％以下の範囲となる。
【００５０】
（実施例３）実施例１の膜構成において、あらかじめホイスラー合金材料層７３２ａのマンガンの原子分率を化学量論組成よりも大きめに設定して、同様に磁気抵抗変化率およびＲＡを評価した。この試験は、マンガンの拡散を考慮してあらかじめホイスラー合金材料層７３２ａにマンガンを多く含ませておくことによって、マンガンが拡散していった後のホイスラー合金材料層７３２ａにマンガンが化学量論組成に近い組成で残存し、その後のアニール処理でホイスラー合金の規則化が良好に行われる、と考えられたために実施された。試験条件は実施例１と同様であり、ＦｅＣｏ層７３３の膜厚は１．０ｎｍとした。すなわち、表３に示す試料Ｎｏ．１−５に対してマンガンの原子分率を変化させた。結果を表６に示す。
【００５１】
【表６】
2008108821.tif 000008
【００５２】
これより、あらかじめホイスラー合金材料層７３２ａにマンガンをホイスラー合金の化学量論組成の２５％よりも多めに含ませておくことで、磁気抵抗変化率が増加することが確認された。その理由としては、前述のように、マンガンが拡散していった後のホイスラー合金材料層７３２ａにマンガンが化学量論組成に近い組成で残存し、ホイスラー合金の規則化が良好に行われ、ホイスラー合金層の分極率が増加したためと考えられる。
【００５３】
（実施例４）実施例２の膜構成において、実施例３と同様に、あらかじめホイスラー合金材料層７３２ａのマンガンの原子分率をホイスラー合金の化学量論組成よりも大きめに設定して、同様に磁気抵抗変化率およびＲＡを評価した。試験条件は実施例２と同様であり、ＦｅＣｏ層７３３の膜厚は１．０ｎｍとした。すなわち、表４に示す試料Ｎｏ．２−５に対してマンガンの原子分率を変化させた。結果を表７に示す。
【００５４】
【表７】
2008108821.tif 000009
【００５５】
実施例３と同様、あらかじめホイスラー合金材料層にマンガンを化学量論組成の２５％よりも多めに含ませておくことで、磁気抵抗変化率が増加することが確認された。その理由は実施例３と同様と考えられる。
【００５６】
（実施例５）実施例１の膜構成において、マンガンをホイスラー合金材料層に含ませる代わりに、直接導電層８１の上に形成して、磁気抵抗変化率への影響を評価した。ピンド層の強磁性層としてホイスラー合金層の代わりにＦｅＣｏ層を設け、原料体８７（第２の材料）は、アルミニウムと、マンガンとからなる組成物によって形成した。マンガンはアルミニウムと同時に導電層８１上に堆積させたが、いずれかを先に堆積することも可能である。ＦｅＣｏ層７３３の膜厚をパラメータとすることによってスペーサ層８中のアルミニウムに対するマンガンの原子分率を変え、磁気抵抗変化率への影響を検討した。試験条件は実施例１と同様である。結果を表８に示す。マンガンを直接導電層８１の上に形成することによっても磁気抵抗変化率は増加する傾向を示した。これはスペーサ層８にマンガン、アルミニウム、および酸素からなる組成物が形成され、Ｃｕ層への酸素の影響が防止されたためと考えられる。マンガンの原子分率の、アルミニウムとマンガンの原子分率の合計に対する比率が４３％以上、５６％以下の範囲では、磁気抵抗変化率が増加する効果が確認された。
【００５７】
【表８】
2008108821.tif 000010
【００５８】
（実施例６）さらに、実施例１の膜構成において、ピンド層７のホイスラー合金材料層７３２ａを、マンガンを含まないＣｏ2ＦｅＳｉで形成し、実施例５と同様にマンガンをアルミニウムと同時に導電層８１上に堆積させて磁気抵抗変化率への影響を評価した。原料体８７（第２の材料）は、アルミニウムと、マンガンとからなる組成物で形成した。ＦｅＣｏ層の膜厚をパラメータとすることによってスペーサ層７中のアルミニウムに対するマンガンの原子分率を変え、磁気抵抗変化率への影響を検討した。試験条件は実施例１と同様である。結果を表９に示す。実施例５と同様、マンガンを直接導電層８１の上に形成することによっても磁気抵抗変化率は増加する傾向を示した。理由は実施例５と同様と考えられる。この場合も、マンガンの原子分率の、アルミニウムとマンガンの原子分率の合計に対する比率が４３％以上、５６％以下の範囲では、磁気抵抗変化率が増加する効果が確認された。
【００５９】
【表９】
2008108821.tif 000011
【００６０】
なお、以上説明した実施形態および実施例では、磁界検出素子２は、ピンド層７がスペーサ層８に対して下部層となり、フリー層９がスペーサ層８に対して上部層となるボトムスピン型であるが、ピンド層が上部層となり、フリー層が下部層となるトップスピン型であってもよい。表１０にトップスピン型における膜構成の一例を示す。同表は表１に対応しており、フリー層から反強磁性までの膜構成が表１と逆になっている。表中、Ｚはアルミニウム、ケイ素、クロム、チタン、ハフニウムのいずれかを示す。また、表１０に記載の磁界検出素子を作成するためには、フリー層のホイスラー合金材料層としてマンガンを含む合金を用いることが望ましく、Ｃｏ2ＭｎＧｅの他、Ｃｏ2ＭｎＳｉを用いることができる。さらに、実施例５，６で示したように、マンガンをアルミニウムとともに導電層上に堆積させることも可能である。
【００６１】
【表１０】
2008108821.tif 000012
【００６２】
次に、上述した薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるウエハについて説明する。図８はウエハの概念的な平面図である。ウエハ１００は、少なくとも下部電極３から上部電極４までが積層された複数の磁気抵抗効果素子１を含んでいる。ウエハ１００を切断することによって、磁気抵抗効果素子１が一列に配列された複数のバー１０１に分割される。バー１０１は、媒体対向面ＡＢＳを研磨加工する際の作業単位となる。バー１０１は、研磨加工後さらに切断されて、薄膜磁気ヘッドを含むスライダに分離される。ウエハ１００には、バー１０１およびスライダに切断するための切り代（図示せず）が設けられている。
【００６３】
次に、薄膜磁気ヘッドを用いたヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。まず、図９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。スライダ２１０は、ハードディスク装置内に、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ている積層体である。スライダ２１０は、ほぼ六面体形状をなしており、そのうちの一面はハードディスクと対向する媒体対向面ＡＢＳとなっている。ハードディスクが図９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、ｙ方向下向きに揚力が生じる。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。スライダ２１０の空気流出側の端部（図９における左下の端部）の近傍には、本発明の薄膜磁気ヘッド１が形成されている。
【００６４】
次に、図１０を参照して、薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、スライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２と、ロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。フレクシャ２２３の、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。
【００６５】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０を１つのアーム２３０に取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。アーム２３０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。アーム２３０の一端はベースプレート２２４に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軸２３４が取り付けられた軸受け部２３３が設けられている。アーム２３０および、アーム２３０を駆動するボイスコイルモータは、アクチュエータを構成する。
【００６６】
次に、図１１および図１２を参照して、薄膜磁気ヘッドをヘッド素子として用いたヘッドスタックアセンブリとハードディスク装置について説明する。ヘッドスタックアセンブリとは、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を取り付けたものである。図１１はハードディスク装置の要部を示す説明図、図１２はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。各々のアーム２５２には、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の、アーム２５２の反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ボイスコイルモータは、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。
【００６７】
図１２を参照すると、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ている。ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置されている。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、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はアクチュエータによって、ハードディスク２６２のトラック横断方向に動かされ、ハードディスク２６２に対して位置決めされる。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッド１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。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の磁気抵抗素子を用いた薄膜磁気ヘッドの部分斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向から見た磁界検出素子の側面図である。
【図３】図１に示す薄膜磁気ヘッドのピンド層からフリー層の膜構成を示す部分詳細図である。
【図４】本発明の磁気抵抗素子の製造方法を示すフロー図である。
【図５】実施例１，２におけるＦｅＣｏ層膜厚と磁気抵抗変化率との関係を示すグラフである。
【図６】実施例１，２におけるＣｏの原子分率と磁気抵抗変化率との関係を示すグラフである。
【図７】ＳＩＭＳによる質量分析結果を示すグラフである。
【図８】本発明の積層体の製造に係るウエハの平面図である。
【図９】本発明の積層体を組み込んだヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図１０】本発明の積層体を組み込んだヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図１１】本発明の積層体を組み込んだハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図１２】本発明の積層体を組み込んだハードディスク装置の平面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  薄膜磁気ヘッド
２  磁界検出素子
３  上部電極兼シールド
４  下部電極兼シールド
５  バッファ層
６  反強磁性層
７  ピンド層
７１  アウターピンド層
７２  非磁性中間層
７３  インナーピンド層
７３１  ＦｅＣｏ層
７３２  ホイスラー合金層
７３２ａ  ホイスラー合金材料層
７３３  ＦｅＣｏ層
８  スペーサ層
８１  第１の導電層
８２  第２の導電層
８３  絶縁体
８４  第１の領域
８５  第２の領域
８６  界面
８７  原料体
９  フリー層
９１  ＣｏＦｅ層
９２  ＮｉＦｅ層
１０  キャップ層
１１  絶縁膜
１２  ハードバイアス膜
２１  記録媒体
２２  センス電流
【図１】
2008108821.tif 000013
【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】
2008108821.tif 000019
【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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