(57)【要約】【課題】結晶質絶縁材料によるトンネルバリア層を用いた場合に、高温のアニール処理を行うことなく、高いＭＲ比を得ることができるＴＭＲ素子、薄膜磁気ヘッド、磁気メモリ及びＴＭＲ素子の製造方法を提供する。【解決手段】下側磁性層と、上側磁性層と、下側磁性層及び上側磁性層間に挟設された結晶質絶縁材料によるトンネルバリア層とを備えており、下側磁性層が、第１の磁性層と、第１の磁性層及びトンネルバリア層間に挟設された第２の磁性層とを含んでおり、第２の磁性層が、Ｆｅ、コバルトＣｏ及びニッケルＮｉのうちの少なくとも１つを含む磁性材料から構成されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下側磁性層と、上側磁性層と、該下側磁性層及び該上側磁性層間に挟設された結晶質絶縁材料によるトンネルバリア層とを備えており、前記下側磁性層が、第１の磁性層と、該第１の磁性層及び前記トンネルバリア層間に挟設された第２の磁性層とを含んでおり、該第２の磁性層が、鉄、コバルト及びニッケルのうちの少なくとも１つを含む磁性材料から構成されていることを特徴とするトンネル磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
前記第２の磁性層が、一部又は全て結晶質の磁性材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
前記第１の磁性層が、一部又は全て結晶質の磁性材料で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
前記第１の磁性層が、鉄、コバルト及びニッケルのうちの少なくとも１つを主成分とし、ホウ素、ジルコニウム、ハフニウム、ケイ素、タンタル、モリブデン、ニオブ、パラジウム及びチタンのうちの少なくとも１つを含む磁性材料であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のトンネル磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
前記第１の磁性層が、０．７ｎｍ以上の膜厚を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のトンネル磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
前記第１の磁性層が、１．０ｎｍ以上の膜厚を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のトンネル磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
前記第２の磁性層が、０．２〜２．６ｎｍの範囲の膜厚を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のトンネル磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
前記第２の磁性層が、０．８〜２．２ｎｍの範囲の膜厚を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のトンネル磁気抵抗効果素子。
【請求項９】
前記トンネルバリア層が、マグネシウムの酸化物による結晶質絶縁材料によって構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のトンネル磁気抵抗効果素子。
【請求項１０】
前記下側磁性層が、前記第１の磁性層及び前記第２の磁性層からなるインナーピンド層と、非磁性中間層と、該非磁性中間層を挟んで前記インナーピンド層に積層されたアウターピンド層と、該アウターピンド層に積層された反強磁性層とを備えた磁化固定層であり、前記上側磁性層が磁化自由層であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のトンネル磁気抵抗効果素子。
【請求項１１】
前記アウターピンド層の単位面積当りの飽和磁化が、前記インナーピンド層の単位面積当りの飽和磁化より大きいことを特徴とする請求項１０に記載のトンネル磁気抵抗効果素子。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のトンネル磁気抵抗効果素子を備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項１３】
請求項１２に記載の薄膜磁気ヘッドと、該薄膜磁気ヘッドを支持する支持部材とを備えたことを特徴とする磁気ヘッドアセンブリ。
【請求項１４】
少なくとも１つの磁気ディスクと、少なくとも１つの請求項１３に記載の磁気ヘッドアセンブリとを備えたことを特徴とする磁気ディスクドライブ装置。
【請求項１５】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のトンネル磁気抵抗効果素子を備えたことを特徴とする磁気メモリ。
【請求項１６】
磁化固定層を形成し、該磁化固定層上にトンネルバリア層を形成し、該トンネルバリア層上に磁化自由層を形成するトンネル磁気抵抗効果素子の製造方法であって、前記磁化固定層の一部として、第１の磁性層と、鉄、コバルト及びニッケルのうちの少なくとも１つを含む磁性材料からなる第２の磁性層とを順次積層し、該第２の磁性層上に結晶質絶縁材料によるトンネルバリア層を積層することを特徴とするトンネル磁気抵抗素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第２の磁性層を結晶質となりやすい磁性材料で成膜することを特徴とする請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記第１の磁性層を少なくとも成膜時においては非晶質磁性材料で成膜することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
少なくとも前記トンネルバリア層を成膜した後に、前記第２の磁性層及び前記第１の磁性層を一部又は全て結晶質とすべく低温のアニール処理を行うことを特徴とする請求項１６から１８のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記第１の磁性層を、鉄、コバルト及びニッケルのうちの少なくとも１つを主成分とし、ホウ素、ジルコニウム、ハフニウム、ケイ素、タンタル、モリブデン、ニオブ、パラジウム及びチタンのうちの少なくとも１つを含む磁性材料で形成することを特徴とする請求項１６から１９のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記第１の磁性層を０．７ｎｍ以上の膜厚で形成することを特徴とする請求項１６から２０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２２】
前記第１の磁性層を１．０ｎｍ以上の膜厚で形成することを特徴とする請求項１６から２０のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記第２の磁性層を０．２〜２．６ｎｍの範囲の膜厚で形成することを特徴とする請求項１６から２２のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２４】
前記第２の磁性層を０．８〜２．２ｎｍの範囲の膜厚で形成することを特徴とする請求項１６から２２のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２５】
前記トンネルバリア層をマグネシウムの酸化物による結晶質絶縁材料によって形成することを特徴とする請求項１６から２４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２６】
前記磁化固定層として、反強磁性層、アウターピンド層、非磁性中間層並びに前記第１の磁性層及び前記第２の磁性層からなるインナーピンド層を順次積層することを特徴とする請求項１６から２５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項２７】
前記アウターピンド層と前記インナーピンド層とを、該アウターピンド層の単位面積当りの飽和磁化が該インナーピンド層の単位面積当りの飽和磁化より大きくなるように形成することを特徴とする請求項２６に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）素子、ＴＭＲ素子を備えた薄膜磁気ヘッド、薄膜磁気ヘッドを備えた磁気ヘッドアセンブリ、磁気ヘッドアセンブリを備えた磁気ディスクドライブ装置、ＴＭＲ素子を備えた磁気メモリ、及びＴＭＲ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＭＲ素子は、磁化固定層及び磁化自由層の間にトンネルバリア層を挟んだ強磁性トンネル接合構造を有し、磁化固定層はピンド層と反強磁性層（ピン層）とを備えている。これにより、磁化固定層は、ピンド層と反強磁性層との交換結合磁界により、このピンド層の磁化が外部磁界の変化に対して動きづらくなる。磁化自由層は、その磁化が外部磁界に対して変化しやすくなる。このような構造により、外部磁界に対して磁化固定層及び磁化自由層の磁化の相対角度が変化する。磁化の相対角度によって、トンネルバリア層を介した電子のトンネル伝導確率が変動し、素子の抵抗が変化する。このようなＴＭＲ素子は、記録媒体からの磁界強度を検出する読出しヘッド素子として用いることも可能であり、また、磁気メモリである磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）セルとして使用することも可能である。
【０００３】
このＴＭＲ素子におけるトンネルバリア層の材料としては、一般的に、アルミニウム（Ａｌ）酸化物やチタン（Ｔｉ）酸化物等の非晶質酸化物が用いられる（特許文献１）。
【０００４】
近年、マグネシウム（Ｍｇ）酸化物等の結晶質酸化物によるトンネルバリア層を用いたＴＭＲ素子が提案されている。このようなＭｇ酸化物によるトンネルバリア層を用いたＴＭＲ素子は、Ａｌ酸化物やＴｉ酸化物の非晶質酸化物によるトンネルバリア層を用いたＴＭＲ素子に比して、より大きなＭＲ比（磁気抵抗変化率）を得ることができる（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３２０４０号公報
【特許文献２】特開２００６−０８０１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｍｇ酸化物等の結晶質酸化物によるトンネルバリア層は、非晶質層上に成膜した場合に、例えばその下側磁性層を非晶質のコバルト鉄ボロン（ＣｏＦｅＢ）層とした場合に、（００１）配向し易くなる。結晶質酸化物のトンネルバリア層をこのように（００１）配向することにより、コヒーレントなスピン分極トンネリング（単一の電子状態におけるスピン分極トンネリング）が起き、これによって、Ａｌ酸化物等の非晶質酸化物によるトンネルバリア層を用いた場合に比して、ＭＲ比を増大させることができる。
【０００７】
このような結晶質酸化物のトンネルバリア層を用いたＴＭＲ素子においては、成膜後のアニール処理によりＣｏＦｅＢが結晶化することでＭＲ比がさらに向上することが知られている。しかしながら、非晶質のＣｏＦｅＢ層を結晶化させるためには、アニール温度をかなりの高温（３００℃以上）とする必要があり、薄膜磁気ヘッドの製造工程においてこのような高温アニール処理を行うことは、シールド層や他の層の磁化状態及び結晶構造を変化させること等の不都合があるため、好ましくない。
【０００８】
従って本発明の目的は、結晶質絶縁材料によるトンネルバリア層を用いた場合に、高温のアニール処理を行うことなく、高いＭＲ比を得ることができるＴＭＲ素子、薄膜磁気ヘッド、磁気メモリ及びＴＭＲ素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、下側磁性層と、上側磁性層と、下側磁性層及び上側磁性層間に挟設された結晶質絶縁材料によるトンネルバリア層とを備えており、下側磁性層が、第１の磁性層と、第１の磁性層及びトンネルバリア層間に挟設された第２の磁性層とを含んでおり、第２の磁性層が、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）及びニッケル（Ｎｉ）のうちの少なくとも１つを含む磁性材料から構成されているＴＭＲ素子が提供される。
【００１０】
トンネルバリア層を結晶質絶縁材料で構成した場合に、トンネルバリア層の下側の磁性層が、第１の磁性層と、この第１の磁性層上に積層された、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうちの少なくとも１つを含む磁性材料による第２の磁性層とを含むように構成している。下側磁性層を第１の磁性層／第２の磁性層となるように２層化することによって、この下側磁性層を高温（３５０℃程度）のアニール処理を行うことなく下側磁性層を容易に結晶化することが可能となる。その理由を以下に説明する。第１の磁性層は、成膜直後は非晶質状態である。この第１の磁性層上に積層されている第２の磁性層は、成膜直後に、ある膜厚以下では、非晶質又は微結晶質となる。しかし、第２の磁性層を結晶質になりやすい磁性材料で構成すると、その上に結晶質のトンネルバリア層が成膜されるので、高温のアニール処理を行うことなく低温のアニール処理によって結晶化させることができてＭＲ比は増大する。これに伴い、第１の磁性層も結晶化が進み、一部又は全て結晶質となる。つまり、下側磁性層が２層であり、第２の磁性層が存在することによって、下側磁性層を結晶化させるためのアニール温度が低温化して３００℃以下のアニール温度でも大きなＭＲ比を得ることができる。
【００１１】
第２の磁性層が一部又は全て結晶質の磁性材料で構成されていることが好ましい。
【００１２】
第１の磁性層は、アニール後は一部又は全て結晶質の磁性材料で構成されていることが好ましい。即ち、この第１の磁性層は、少なくとも成膜時においては非晶質磁性材料で構成されており、成膜してアニール後に、一部又は全て結晶質の磁性材料で構成されていることが好ましい。
【００１３】
第１の磁性層が、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうちの少なくとも１つを主成分とし、ホウ素（Ｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ケイ素（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、パラジウム（Ｐｄ）及びＴｉのうちの少なくとも１つを含む磁性材料であることも好ましい。
【００１４】
第１の磁性層が、０．７ｎｍ以上の膜厚を有していることが好ましく、１．０ｎｍ以上の膜厚を有していることがより好ましい。
【００１５】
第２の磁性層が、０．２〜２．６ｎｍの範囲の膜厚を有していることが好ましく、０．８〜２．２ｎｍの範囲の膜厚を有していることがより好ましい。
【００１６】
トンネルバリア層が、Ｍｇの酸化物による結晶質絶縁材料によって構成されていることも好ましい。
【００１７】
下側磁性層が、第１の磁性層及び第２の磁性層からなるインナーピンド層と、非磁性中間層と、非磁性中間層を挟んでインナーピンド層に積層されたアウターピンド層と、アウターピンド層に積層された反強磁性層とを備えた磁化固定層であり、上側磁性層が磁化自由層であることも好ましい。このアウターピンド層の単位面積当りの飽和磁化が、インナーピンド層の単位面積当りの飽和磁化より大きいことがより好ましい。
【００１８】
本発明によれば、さらに、上述したＴＭＲ素子を備えた磁気メモリ又は薄膜磁気ヘッド、及び、この薄膜磁気ヘッドと、薄膜磁気ヘッドを支持する支持部材とを備えた磁気ヘッドアセンブリが提供される。ここで、磁気ヘッドアセンブリとは、ＴＭＲ読出し磁気ヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッド（磁気ヘッドスライダ）とその支持機構とを機械的、電気的に組み立てたアセンブリである。具体例を挙げると、磁気ヘッドスライダとサスペンションとのアセンブリの場合にはヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）と称され、磁気ヘッドスライダとこれを支持するサスペンション及び支持アームのアセンブリの場合にはヘッドアームアセンブリ（ＨＡＡ）と称され、ＨＡＡが複数積み重ねられる場合にはヘッドスタックアセンブリ（ＨＳＡ）と称されることが多い。
【００１９】
本発明によれば、またさらに、少なくとも１つの磁気ディスクと、少なくとも１つの上述の磁気ヘッドアセンブリとを備えた磁気ディスクドライブ装置が提供される。
【００２０】
本発明によれば、さらに、磁化固定層を形成し、磁化固定層上にトンネルバリア層を形成し、トンネルバリア層上に磁化自由層を形成するＴＭＲ素子の製造方法であって、磁化固定層の一部として、第１の磁性層と、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうちの少なくとも１つを含む磁性材料からなる第２の磁性層とを順次積層し、第２の磁性層上に結晶質絶縁材料によるトンネルバリア層を積層するＴＭＲ素子の製造方法が提供される。
【００２１】
下側磁性層を第１の磁性層／第２の磁性層となるように２層化することによって、この下側磁性層を高温（３５０℃程度）のアニール処理を行うことなく容易に結晶化することが可能となる。その理由を以下に説明する。第１の磁性層は、成膜直後は非晶質状態である。この第１の磁性層上に積層されている第２の磁性層は、成膜直後に、ある膜厚以下では、非晶質又は微結晶質となる。しかし、第２の磁性層を結晶質になりやすい磁性材料で構成すると、その上に結晶質のトンネルバリア層が成膜されるので、高温のアニール処理を行うことなく低温のアニール処理によって結晶化させることができてＭＲ比は増大する。これに伴い、第１の磁性層も結晶化が進み、一部又は全て結晶質となる。つまり、下側磁性層が２層であり、第２の磁性層が存在することによって、下側磁性層を結晶化させるためのアニール温度が低温化して３００℃以下のアニール温度でも大きなＭＲ比を得ることができる。
【００２２】
第２の磁性層を結晶質となりやすい磁性材料で成膜することが好ましい。
【００２３】
第１の磁性層を少なくとも成膜時においては非晶質磁性材料で成膜することも好ましい。第１の磁性層を少なくとも成膜時においては非晶質磁性材料で成膜すれば、第２の磁性層も成膜直後に、ある膜厚以下では、非晶質又は微結晶質となり、その上に成膜される結晶質のトンネルバリア層をエネルギ的に安定した結晶配向で成長させることができる。また、第１の磁性層表面が平坦となり、その上に成膜される第２の磁性層の平坦度も良好となる。
【００２４】
少なくともトンネルバリア層を成膜した後に、第２の磁性層及び第１の磁性層を一部又は全て結晶質とすべく低温のアニール処理を行うことも好ましい。
【００２５】
第１の磁性層を、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを主成分とし、Ｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｐｄ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含む磁性材料で形成することも好ましい。
【００２６】
第１の磁性層を０．７ｎｍ以上の膜厚で形成することが好ましく、１．０ｎｍ以上の膜厚で形成することがより好ましい。
【００２７】
第２の磁性層を０．２〜２．６ｎｍの範囲の膜厚で形成することが好ましく、０．８〜２．２ｎｍの範囲の膜厚で形成することがより好ましい。
【００２８】
トンネルバリア層をＭｇの酸化物による結晶質絶縁材料によって形成することも好ましい。
【００２９】
磁化固定層として、反強磁性層、アウターピンド層、非磁性中間層並びに第１の磁性層及び第２の磁性層からなるインナーピンド層を順次積層することも好ましい。この場合、アウターピンド層とインナーピンド層とを、アウターピンド層の単位面積当りの飽和磁化がインナーピンド層の単位面積当りの飽和磁化より大きくなるように形成することがより好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、下側磁性層を第１の磁性層／第２の磁性層となるように２層化することによって、低温アニール処理でこの下側磁性層を容易に結晶化することが可能となる。もちろん、結晶質絶縁材料によるトンネルバリア層を有しているためＭＲ比は増大するが、さらに、下側磁性層をこのような２層構造とすることによってＭＲ比をより増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は本発明の一実施形態として、磁気ディスクドライブ装置の要部の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は図１のＨＧＡの一構成例を示す斜視図であり、図３は図２のＨＧＡの先端部に装着されている複合型薄膜磁気ヘッドを示す斜視図であり、図４は図３の複合型薄膜磁気ヘッドの磁気ヘッド素子部分をスライダ基板の素子形成面側から見た平面図ある。
【００３２】
図１において、１０はスピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の磁気ディスク、１２は複合型薄膜磁気ヘッド（磁気ヘッドスライダ）をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、１３は薄膜磁気ヘッドの読み書き動作を制御するための記録再生制御回路をそれぞれ示している。
【００３３】
アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これら駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、磁気ヘッドスライダ２１が、各磁気ディスク１０の表面に対向するように設けられている。磁気ディスクドライブ装置に、単数の磁気ディスク１０、駆動アーム１４及びＨＧＡ１７を設けるようにしても良い。
【００３４】
図２に示すように、ＨＧＡは、サスペンション２０の先端部に、インダクティブ書込みヘッド素子及びＴＭＲ読出しヘッド素子を有する磁気ヘッドスライダ２１を固着し、さらにその薄膜磁気ヘッド２１の端子電極に配線部材２５の一端を電気的に接続して構成される。
【００３５】
サスペンション２０は、磁気ヘッドスライダ２１に印加される荷重を発生するロードビーム２２と、このロードビーム２２上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２３と、ロードビーム２２の基部に設けられたベースプレート２４と、フレクシャ２３及びロードビーム２２上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２５とから主として構成されている。
【００３６】
本発明の磁気ヘッドアセンブリにおけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。
【００３７】
図３及び図４に示すように、本実施形態における磁気ヘッドスライダ２１は、互いに積層されたＴＭＲ読出しヘッド素子３０及びインダクティブ書込みヘッド素子３１からなる複合型磁気ヘッド素子３２と、これらＭＲ読出しヘッド素子３０及びインダクティブ書込みヘッド素子３１にそれぞれ接続された４つの信号端子電極３３及び３４とを、磁気ヘッドスライダの浮上面（ＡＢＳ）３５を底面とした際の１つの側面である素子形成面３６上に備えている。なお、これらの端子電極の位置は、図３の形態に限定されるものではない。
【００３８】
図５は本実施形態における薄膜磁気ヘッドの構造を概略的に示す中心断面図であり、図４のＶ−Ｖ線断面を示している。なお、本実施形態は、インダクティブ書込みヘッド素子が垂直磁気記録構造の書込みヘッド素子の場合であるが、水平又は面内磁気記録構造のインダクティブ書込みヘッド素子を用いても良いことは明らかである。また、垂直磁気記録構造のインダクティブ書込みヘッド素子として、図５に示した構造以外にも種々の構造が適用可能であることも明らかである。
【００３９】
例えばアルティック（ＡｌＴｉＣ、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等の導電性材料から形成されたスライダ基板５０には、磁気ディスク表面に対向するＡＢＳ３５が形成されている。磁気ヘッドスライダ２１は、動作中、回転する磁気ディスク表面上を所定の浮上量で流体力学的に浮上する。このスライダ基板５０の素子形成面３６上には、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）又は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の絶縁材料からなる厚さ０.０５〜１０μｍ程度の下地層５１が積層されており、この下地層５１上に、例えば鉄アルミニウムケイ素（ＦｅＡｌＳｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄コバルト（ＮｉＦｅＣｏ）、窒化鉄（ＦｅＮ）、窒化鉄ジルコニウム（ＦｅＺｒＮ）、窒化鉄タンタル（ＦｅＴａＮ）、コバルトジルコニウムニオブ（ＣｏＺｒＮｂ）、コバルトジルコニウムタンタル（ＣｏＺｒＴａ）等の金属磁性材料からなる下部シールド層（ＳＦ）を兼用する下部電極層５２が積層されている。この下部電極層５２上には、ＴＭＲ積層体５３と、例えばＡｌ２Ｏ３又はＳｉＯ２等の絶縁材料からなる絶縁層５４とが積層されている。
【００４０】
ＴＭＲ積層体５３は、主として、反強磁性材料によるピン層及びピンド層からなる磁化固定層、トンネルバリア層、並びに磁化自由層（フリー層）の多層構造で構成されている。ＴＭＲ積層体５３としては、その他の種々の層構成が適用可能であることはもちろんである。また、このＴＭＲ積層体５３の側面には、フリー層の磁区制御を行うための図５には示されていない磁区制御層等が形成されている。
【００４１】
下部電極層５２、ＴＭＲ積層体５３、絶縁層５４、上部電極層５５、及び磁区制御層等からＴＭＲ読出しヘッド素子が構成されている。このＴＭＲ読出しヘッド素子の構成については、後に、図６を用いて詳述する。
【００４２】
ＴＭＲ積層体５３及び絶縁層５４上には、例えばＦｅＡｌＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料からなる上部シールド層（ＳＳ１）を兼用する上部電極層５５が積層されている。
【００４３】
上部電極層５５上には、ＴＭＲ読出しヘッド素子とその上のインダクティブ書込みヘッド素子とを分離するための例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又はダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の絶縁材料又はＴｉ、Ｔａ又は白金（Ｐｔ）等の金属材料からなる非磁性中間層５６が積層されている。
【００４４】
この非磁性中間層５６上に、例えばＡｌ２Ｏ３又はＳｉＯ２等の絶縁材料からなる絶縁層５７、例えば銅（Ｃｕ）等の導電材料からなるバッキングコイル層５８、例えば熱硬化されたノボラック系等のレジストからなるバッキングコイル絶縁層５９、例えばＦｅＡｌＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料又はこれらの材料からなる多層膜で形成された主磁極層６０、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁材料からなる絶縁ギャップ層６１、例えばＣｕ等の導電材料からなる書込みコイル層６２、例えば熱硬化されたノボラック系等のレジストからなる書込みコイル絶縁層６３及び例えばＦｅＡｌＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料、又はこれらの材料の多層膜からなる補助磁極層６４を含むインダクティブ書込みヘッド素子を設けられている。このインダクティブ書込みヘッド素子上に例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる保護層６５が設けられている。
【００４５】
図６は本実施形態におけるＴＭＲ読出しヘッド素子の部分をＡＢＳ方向から見た断面図である。なお、同図においては、理解を容易にするために、各層の名称及びその一部については材料名の一例（これに限定されるものではない）が参照番号の後に記載されている。
【００４６】
下部電極層５２上には、例えばＴａ等からなる厚さが約１〜６ｎｍ程度の下部金属層６６と、例えばニッケルクロム（ＮｉＣｒ）、ＮｉＦｅ、ニッケル鉄クロム（ＮｉＦｅＣｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）等からなる厚さ約６ｎｍ程度の素子下地層６７とがこの順序で積層されており、その上には例えばイリジウムマンガン（ＩｒＭｎ）、白金マンガン（ＰｔＭｎ）、パラジウム白金マンガン（ＰｄＰｔＭｎ）、鉄マンガン（ＦｅＭｎ）、ニッケルマンガン（ＮｉＭｎ）、ルテニウムロジウムマンガン（ＲｕＲｈＭｎ）、ロジウムマンガン（ＲｈＭｎ）、クロム白金マンガン（ＣｒＭｎＰｔ）等のマンガン（Ｍｎ）系合金からなる厚さ５〜１５ｎｍ程度、好ましくは約７ｎｍ程度の反強磁性層（ピン層）６８が積層されている。
【００４７】
反強磁性層６８上には、シンセティックピンド層が積層されている。このピンド層は、例えばＣｏＦｅ等からなる厚さが約３．０ｎｍ程度のアウターピンド層６９と、例えばＲｕ等からなる厚さが約０．８ｎｍ程度の非磁性中間層７０と、インナーピンド層７１とを順次積層して形成されている。シンセティックピンド層は、アウターピンド層６９とインナーピンド層７１と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制され、インナーピンド層７１の磁化方向がアウターピンド層６９との反強磁性結合により強固に固定されている。アウターピンド層６９の磁化方向は反強磁性層６８との反強磁性結合により固定されている。
【００４８】
インナーピンド層７１は、例えばＣｏＦｅＢ等からなる厚さが約０．７ｎｍ以上、望ましくは約１．０ｎｍ以上の第１の磁性層７１ａと、例えば結晶質のＣｏＦｅ又はＣｏ等からなる厚さが約０．２〜２．６ｎｍ、望ましくは約０．８〜２．２ｎｍ程度の第２の磁性層７１ｂとをこの順序で積層した２層構造からなっている。
【００４９】
第１の磁性層７１ａは、ＣｏＦｅＢ以外に、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの少なくとも１つを主成分とし、Ｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｐｄ及びＴｉのうちの少なくとも１つを含む磁性材料であれば良い。第２の磁性層７１ｂは、ＣｏＦｅ、又はそれ以外に、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうちの少なくとも１つを含む磁性材料であれば良い。なお、第１の磁性層７１ａは、単層であっても良いが、２層又は３層等の多層構造であっても良い。例えば、下側からＣｏＦｅ／ＣｏＦｅＢの２層構造であっても、下側からＣｏＦｅＢ／ＣｏＦｅ／ＣｏＦｅＢの３層構造であっても良い。
【００５０】
インナーピンド層７１上には、例えばＭｇの酸化物（ＭｇＯ）等の結晶質絶縁材料からなる厚さが約１ｎｍ程度のトンネルバリア層７２が積層されている。
【００５１】
トンネルバリア層７２上には、例えばＣｏＦｅ等からなる厚さ約１ｎｍ程度の高分極率膜７３ａと、例えばＮｉＦｅ等からなる厚さ２〜６ｎｍ程度の軟磁性膜７３ｂとがこの順序で積層されており、これら高分極率膜７３ａ及び軟磁性膜７３ｂが２層構造の磁化自由層（フリー層）７３を構成している。フリー層７３としては、この他に、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅＢ、コバルト鉄ニオブボロン（ＣｏＦｅＮｉＢ）等の強磁性合金材料を用いることができる。
【００５２】
フリー層７３上には、例えばＲｕ等からなる厚さが約１ｎｍ程度の層７４ａと、例えばＴａ等からなる厚さが約５ｎｍ程度の層７４ｂとからなるキャップ層７４が積層されている。キャップ層７４としては、この他に、Ｒｈ、Ｐｄ、銀（Ａｇ）、イリジウム（Ｉｒ）、Ｐｔ、金（Ａｕ）、Ｍｇ又はこれらの合金等を用いることができる。
【００５３】
キャップ層７４上には上部電極層５５が積層されている。
【００５４】
ＴＭＲ積層体のトラック幅方向の両側面には、絶縁層７５を介して例えばＣｏＣｒＰｔ等の硬磁性材料によるハードバイアス層７６が形成されている。このハードバイアス層７６は、フリー層７３に、磁区制御用のバイアス磁界を印加するためののものである。ハードバイアス層の代わりに軟磁性層と反強磁性層との積層構造を設けても良い。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態では、トンネルバリア層７２が結晶質のＭｇＯで構成されており、インナーピンド層７１が第１の磁性層７１ａ及び第２の磁性層７１ｂによる２層構造となっている。インナーピンド層７１を２層化することによって、このインナーピンド層７１を高温（３５０℃程度）のアニール処理を行うことなく容易に結晶化することが可能となる。即ち、例えばＣｏＦｅＢによる第１の磁性層７１ａは、成膜直後は非晶質磁性材料であり、その上に、積層されている例えばＣｏＦｅによる第２の磁性層７１ｂは、成膜直後は、ある膜厚以下では非結晶質又は微結晶質である。この第２の磁性層７１ｂは、結晶質になりやすい磁性材料であることと、その上に結晶質のトンネルバリア層７２が成膜されるので、高温のアニール処理を行うことなく低温のアニール処理によって容易に結晶化できる。これに伴い、第１の磁性層７１aも一部又は全てが結晶化する。結晶構造のトンネルバリア層７２を有しているためＭＲ比は増大するが、さらに、インナーピンド層７１をこのような２層構造とすることによってＭＲ比をより増大させることができるのである。
【００５６】
次に、本実施形態におけるＴＭＲ読出しヘッド素子の製造工程について、図７を用いて詳しく説明する。
【００５７】
まず、下地層５１上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＦｅＡｌＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料からなる厚さ０.１〜３μｍ程度の下部電極層５２を形成する（ステップＳ１）。
【００５８】
次いで、この下部電極層５２上に、例えばＴａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ又はＷ等からなる厚さ０．５〜５ｎｍ程度の下部金属層６６用の膜及び、例えばＮｉＣｒ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｒ、Ｒｕ等からなる厚さ１〜６ｎｍ程度の素子下地層６７用の膜をスパッタリング法等によって成膜する（ステップＳ２）。
【００５９】
さらに、例えばＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＰｄＰｔＭｎ、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＲｕＲｈＭｎ、ＲｈＭｎ、ＣｒＭｎＰｔ等のＭｎ系合金からなる厚さ５〜１５ｎｍ程度、好ましくは約７ｎｍ程度の反強磁性層６８用の膜と、例えばＣｏＦｅ等からなる厚さが約３．０ｎｍ程度のアウターピンド層６９用の膜と、例えばＲｕ等からなる厚さが約０．８ｎｍ程度の非磁性中間層７０用の膜と、例えばＣｏＦｅＢ等からなる厚さが約０．７ｎｍ以上、望ましくは約１．０ｎｍ以上のインナーピンド層７１の第１の磁性層７１ａ用の膜と、例えばＣｏＦｅ又はＣｏ等からなる厚さが約０．２〜２．６ｎｍ、望ましくは約０．８〜２．２ｎｍ程度のインナーピンド層７１の第２の磁性層７１ｂ用の膜とを順次、スパッタリング法等によって成膜する（ステップＳ３）。
【００６０】
インナーピンド層７１の第１の磁性層７１ａ用の膜、例えばＣｏＦｅＢ膜は、成膜直後は非晶質であり、その表面のラフネスが小さく平坦となっている。この第１の磁性層７１ａ上に第２の磁性層７１ｂ用の膜、例えばＣｏＦｅ膜を成膜していく場合、非晶質のＣｏＦｅＢ膜が下地であるため、その影響を受けてＣｏＦｅ膜は非晶質に近い状態、即ち非晶質又は微結晶状態、で成長する。ＣｏＦｅＢ膜が非晶質であるのでその表面が平坦であり、その上に成膜されるＣｏＦｅ膜の平坦度も良好となる。なお、ＣｏＦｅ膜は、結晶質となりやすい磁性材料であり、成膜直後の、ある膜厚以下では非晶質又は微結晶状態であるが、その上に結晶質のトンネルバリア層７２が成膜されるので、高温のアニール処理を行うことなく低温のアニール処理によって容易に安定化構造である結晶構造とすることができる。このように、低温のアニール処理でＣｏＦｅ膜（第２の磁性層７１ｂ用の膜）を結晶化するためには、その膜厚をある程度以下（２．６ｎｍ以下が望ましく、２．２ｎｍ以下がより望ましい）に維持することは重要である。
【００６１】
次いで、インナーピンド層７１の第２の磁性層７１ｂ用の膜上に、例えばＭｇの酸化物等の結晶質絶縁材料からなる厚さが約１ｎｍ程度のトンネルバリア層７２用の膜を、スパッタリング法等によって成膜する（ステップＳ４）。第１の磁性層７１ａ上で非晶質化した第２の磁性層７１ｂ用の膜（ＣｏＦｅ膜）上に結晶質のトンネルバリア層７２を成膜しているので、エネルギ的に安定した成長を行うことができる。
【００６２】
次いで、このように形成されたトンネルバリア層７２用の膜上に例えばＣｏＦｅ等からなる厚さ約１ｎｍ程度の高分極率膜７３ａと、例えばＮｉＦｅ等からなる厚さ２〜６ｎｍ程度の軟磁性膜７３ｂとを順次、スパッタリング法等によって成膜し、フリー層７３用の膜を成膜する（ステップＳ５）。フリー層７３用の膜として、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＦｅＮｉＢ等の強磁性合金材料を用いても良い。
【００６３】
次いで、フリー層７３用の膜上に、例えばＲｕ等からなる厚さが約１ｎｍ程度の層７４ａと、例えばＴａ等からなる厚さが約５ｎｍ程度の層７４ｂとからなるキャップ層７４用の膜をスパッタリング法等によって成膜する（ステップＳ６）。キャップ層７４用の膜として、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｍｇ又はこれらの合金等を用いても良い。以上で、ＴＭＲ多層膜が作製される。
【００６４】
次いで、ＴＭＲ多層膜上に、例えばリフトオフ用のレジストパターンをなすレジストを形成し、このレジストをマスクとし、ＴＭＲ多層膜に対して、例えば、Ａｒイオンによるイオンビームエッチングを行うことによって、ＴＭＲ積層体５３（図５）が形成される（ステップＳ７）。
【００６５】
ＴＭＲ積層体５３が形成された後、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等からなる厚さ３〜２０ｎｍ程度の絶縁層７５と、その上に例えばＴａ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ又はＷ等からなるバイアス下地層、その上に例えばＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ等からなる磁化自由層の磁区制御用バイアス層とを順次、スパッタリング法等によって成膜し、その後、リフトオフによって、レジストを剥離して磁区制御用バイアス層７６を形成する（ステップＳ８）。
【００６６】
次いで、フォトリソグラフィ法等によってＴＭＲ積層体５３をさらにパターニングして最終的なＴＭＲ積層体５３を得、さらに、スパッタリング法、イオンビームスパッタリング法等によって、絶縁層５４が成膜される（ステップＳ９）。
【００６７】
次いで、絶縁層５４上及びＴＭＲ積層体５３上に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＦｅＡｌＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料、又はこれらの材料からなる多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の上部シールド層（ＳＳ１）を兼用する上部電極層５５を形成する（ステップＳ１０）。以上の工程によって、ＴＭＲ読出しヘッド素子の作製を完了する。
【実施例】
【００６８】
トンネルバリア層７２を結晶質絶縁材料であるＭｇＯで構成した場合のインナーピンド層７１及びアウターピンド層６９の望ましい構成について、検討した。
【００６９】
まず、インナーピンド層７１を結晶質の第１の磁性層７１ａ及び結晶質の第２の磁性層７１ｂの２層構造としたことによる有利性を確認した。インナーピンド層がＣｏＦｅ２０Ｂ（Ｂ２０％：ａｔ％）の単層構造の試料と、第１の磁性層がＣｏＦｅ２０Ｂ（Ｂ２０％：ａｔ％）であり第２の磁性層が９０Ｃｏ１０Ｆｅ（Ｃｏ９０％、Ｆｅ１０％：ａｔ％）の２層構造の試料とを、それぞれＣｏＦｅＢ層におけるＣｏ−Ｆｅ組成比（Ｃｏの含有量、ａｔ％）を変えて作製し、ＭＲ比を測定した。
【００７０】
図８はインナーピンド層をＣｏＦｅＢ／ＣｏＦｅの２層構造とした試料（Ａ）と、ＣｏＦｅＢの単層構造とした試料（Ｂ）との、ＣｏＦｅＢ層におけるＣｏ−Ｆｅ組成比（Ｃｏの含有量（ａｔ％））に対するＭＲ比の特性を表している。ただし、アニール温度は３００℃以下とした。
【００７１】
同図より、インナーピンド層をＣｏＦｅＢ／ＣｏＦｅの２層構造とすることにより、ＣｏＦｅＢの単層構造の場合より、ＭＲ比が大幅に増大することが分かる。さらに、２層構造とすることにより、ＣｏＦｅＢ層におけるＭＲ比のＣｏ−Ｆｅ組成比依存性が小さくなり、ＭＲ比が極大となるＣｏ−Ｆｅ組成がＣｏリッチ側にシフトすることが分かる。Ｒｕによる非磁性中間層を介したシンセティック結合がＣｏＦｅＢ層におけるＦｅリッチ側で減少するため、このようにＣｏリッチ側でＭＲ比が極大となる方が有利となる。
【００７２】
次に、ＭＲ比の膜厚依存性について検討した。
【００７３】
下地層６７上に、ＩｒＭｎによる反強磁性層６８、アウターピンド層６９、Ｒｕによる非磁性中間層７０、インナーピンド層としてＣｏＦｅＢによる第１の磁性層７１ａ、ＣｏＦｅ又はＦｅＮｉによる第２の磁性層７１ｂ、ＭｇＯによるトンネルバリア層７２、フリー層７３、及びキャップ層７４をこの順序で積層し、ＣｏＦｅＢによる第１の磁性層７１ａの膜厚を変えた試料を作製した。
【００７４】
図９はインナーピンド層における第１の磁性層（ＣｏＦｅＢ）７１ａの膜厚に対するＭＲ比の特性を表している。ただし、ａは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂ（Ｃｏ６２％、Ｆｅ１８％、Ｂ２０％：ａｔ％）、第２の磁性層７１ｂの組成が９０Ｃｏ１０Ｆｅ（Ｃｏ９０％、Ｆｅ１０％：ａｔ％）で膜厚が１．８ｎｍの場合、ｂは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂ、第２の磁性層７１ｂの組成が９０Ｃｏ１０Ｆｅで膜厚が１．０ｎｍの場合、ｃは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂ、第２の磁性層７１ｂの組成が９０Ｃｏ１０Ｆｅで膜厚が０．８ｎｍの場合、ｄは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂ、第２の磁性層７１ｂの組成が３０Ｃｏ７０Ｆｅで膜厚が１．２ｎｍの場合である。
【００７５】
同図より、インナーピンド層における第１の磁性層７１ａの膜厚が０．５ｎｍ以上であることが、トンネルバリア層として非晶質酸化物であるＡｌ酸化物を用いた場合より大きなＭＲ比を得ることができるので望ましく、１．０ｎｍ以上であることが、充分に安定した高いＭＲ比が得られるのでより望ましい。
【００７６】
図１０はインナーピンド層における第２の磁性層（ＣｏＦｅ、ＦｅＮｉ）７１ｂの膜厚に対するＭＲ比の特性を表している。ただし、アは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂ（Ｃｏ６２％、Ｆｅ１８％、Ｂ２０％：ａｔ％）で膜厚が２．４ｎｍ、第２の磁性層７１ｂの組成が９０Ｃｏ１０Ｆｅ（Ｃｏ９０％、Ｆｅ１０％：ａｔ％）の場合、イは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂで膜厚が１．５ｎｍ、第２の磁性層７１ｂの組成が９０Ｃｏ１０Ｆｅの場合、ウは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂで膜厚が１．５ｎｍ、第２の磁性層７１ｂの組成が３０Ｃｏ７０Ｆｅの場合、エは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂで膜厚が１．５ｎｍ、第２の磁性層７１ｂの組成が３４Ｎｉ６６Ｆｅの場合である。
【００７７】
同図より、インナーピンド層における第２の磁性層７１ｂは、その組成が９０Ｃｏ１０Ｆｅの場合、成膜の実際上の限界から膜厚が０．２ｎｍ以上でありかつトンネルバリア層として非晶質酸化物であるＡｌ酸化物を用いた場合より大きなＭＲ比を得ることができることから膜厚が２．９ｎｍ以下であることが望ましく、安定して大きなＭＲ比を得るためには膜厚が０．８ｎｍ以上かつ１．８ｎｍ以下であることがより望ましい。第２の磁性層７１ｂの組成が３０Ｃｏ７０Ｆｅの場合、成膜の実際上の限界から膜厚が０．２ｎｍ以上でありかつトンネルバリア層として非晶質酸化物であるＡｌ酸化物を用いた場合より大きなＭＲ比を得ることができることから膜厚が１．５ｎｍ以下であることが望ましく、安定して大きなＭＲ比を得るためには膜厚が０．４ｎｍ以上かつ１．２ｎｍ以下であることがより望ましい。第２の磁性層７１ｂの組成が３４Ｎｉ６６Ｆｅの場合、成膜の実際上の限界から膜厚が０．２ｎｍ以上でありかつトンネルバリア層として非晶質酸化物であるＡｌ酸化物を用いた場合より大きなＭＲ比を得ることができることから膜厚が２．７ｎｍ以下であることが望ましく、ＭＲ比が飽和するので０．８ｎｍ以上かつ１．８ｎｍ以下であることがより望ましい。
【００７８】
次にアウターピンド層６９及びインナーピンド層７１の単位面積当りの飽和磁化（飽和磁化×膜厚）Ｍｓｔとインナーピンド層における第１の磁性層７１ａの膜厚との関係について検証した。
【００７９】
アウターピンド層６９の単位面積当りの飽和磁化Ｍｓｔがインナーピンド層７１の単位面積当りの飽和磁化Ｍｓｔより大きいと、外部磁場に対する耐性が向上する。アウターピンド層６９の組成が７０Ｃｏ３０Ｆｅ、膜厚が３．０ｎｍであるとすると、アウターピンド層６９の単位面積当りの飽和磁化ＭｓｔはＭｓｔ＝１６７０ｅｍｕ／ｃｍ３×３ｎｍ＝５．０Ｅ−４ｅｍｕ／ｃｍ２となる。
【００８０】
図１１はインナーピンド層における第１の磁性層（ＣｏＦｅＢ）７１ａの膜厚に対する単位面積当りの飽和磁化Ｍｓｔの特性を表している。ただし、ａは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂ（Ｃｏ６２％、Ｆｅ１８％、Ｂ２０％：ａｔ％）、第２の磁性層７１ｂの組成が９０Ｃｏ１０Ｆｅ（Ｃｏ９０％、Ｆｅ１０％：ａｔ％）で膜厚が１．８ｎｍの場合、ｂは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂ、第２の磁性層７１ｂの組成が９０Ｃｏ１０Ｆｅで膜厚が１．０ｎｍの場合、ｃは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂ、第２の磁性層７１ｂの組成が９０Ｃｏ１０Ｆｅで膜厚が０．８ｎｍの場合、ｄは第１の磁性層７１ａの組成が６２Ｃｏ１８Ｆｅ２０Ｂ、第２の磁性層７１ｂの組成が３０Ｃｏ７０Ｆｅで膜厚が１．２ｎｍの場合である。
【００８１】
同図より、アウターピンド層６９の単位面積当りの飽和磁化Ｍｓｔをインナーピンド層７１の単位面積当りの飽和磁化Ｍｓｔより大きくするためには、インナーピンド層７１の第１の磁性層７１ａの膜厚を３．９ｎｍ未満とする必要がある。
【００８２】
なお、上述した実施形態は、ＴＭＲ素子を読出しヘッド素子とした薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明したが、本発明は、磁気メモリの製造、例えばＭＲＡＭセルの製造、を行う場合にも同様に適用できる。ＭＲＡＭセルは、例えばビット線となる下部導体層上に、磁化固定層、トンネルバリア層、磁化自由層、例えばワード線となる上部導体層を順次積層したＴＭＲ構造を有するものである。
【００８３】
以上述べた実施形態及び実施例は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の一実施形態として、磁気ディスクドライブ装置の要部の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１のＨＧＡの一構成例を示す斜視図である。
【図３】図２のＨＧＡの先端部に装着されている複合型薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。
【図４】図３の複合型薄膜磁気ヘッドの磁気ヘッド素子部分をスライダ基板の素子形成面側から見た平面図ある。
【図５】図３の複合型薄膜磁気ヘッドの構成を概略的に示す中心断面図である。
【図６】図３の複合型薄膜磁気ヘッドにおけるＴＭＲ読出しヘッド素子部分の構成を概略的に示す断面図である。
【図７】図１の実施形態におけるＴＭＲ読出しヘッド素子の製造工程を説明するフロー図である。
【図８】ＣｏＦｅＢ層におけるＣｏ−Ｆｅ組成比に対するＭＲ比の特性を表す特性図である。
【図９】第１の磁性層（ＣｏＦｅＢ）の膜厚に対するＭＲ比の特性を表す特性図である。
【図１０】第２の磁性層（ＣｏＦｅ、ＦｅＮｉ）の膜厚に対するＭＲ比の特性を表す特性図である。
【図１１】第１の磁性層（ＣｏＦｅＢ）の膜厚に対する単位面積当りの飽和磁化Ｍｓｔの特性を表す特性図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  磁気ディスク
１１  スピンドルモータ
１２  アセンブリキャリッジ装置
１３  記録再生制御回路
１４  駆動アーム
１５  ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６  ピボットベアリング軸
１７  ＨＧＡ
２０  サスペンション
２１  薄膜磁気ヘッド
２２  ロードビーム
２３  フレクシャ
２４  ベースプレート
２５  配線部材
３０  ＴＭＲ読出しヘッド素子
３１  インダクティブ書込みヘッド素子
３２  磁気ヘッド素子
３３、３４  信号端子電極
３５  ＡＢＳ
３６  素子形成面
５０  基板
５１  下地層
５２  下部電極層
５３  ＴＭＲ積層体
５４、５７、７５  絶縁層
５５  上部電極層
５６  シールド中間絶縁層
５８  バッキングコイル層
５９  バッキングコイル絶縁層
６０  主磁極層
６１  絶縁ギャップ層
６２  書込みコイル層
６３  書込みコイル絶縁層
６４  補助磁極層
６５  保護層
６６  下部金属層
６７  素子下地層
６８  反強磁性層
６９  アウターピンド層
７０  非磁性中間層
７１  インナーピンド層
７１ａ  第１の磁性層
７１ｂ  第２の磁性層
７２  トンネルバリア層
７３  フリー層
７３ａ  高分極率膜
７３ｂ  軟磁性膜
７４  キャップ層
７４ａ、７４ｂ  層
７６  ハードバイアス層
【図１】
2008135432.tif 000003
【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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