(57)【要約】【課題】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの感磁部の腐食を回避する。【解決手段】筐体１ａ内に、少なくとも磁気抵抗効果型磁気ヘッド１１ａ，１１ｂを磁気記録媒体２とを具備する磁気記録再生装置１において、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを構成するスピンバルブ膜は、濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＮａＣｌ溶液中に液浸されたときに測定される標準水素電極に対する腐食電位が、＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上であるものとし、磁気抵抗効果型磁気ヘッドと、ガス雰囲気を共有する領域に存在する構成部材は、Ｓを０．０５〜１．００重量％含有する金属材料よりなるものとする。【選択図】      図１
2004318976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に、少なくとも磁気抵抗効果型磁気ヘッドと磁気記録媒体とを具備する磁気記録再生装置であって、
上記磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、上記磁気記録媒体と摺接しながら磁気信号の検出を行う感磁素子として、反強磁性層と、当該反強磁性層との間で働く交換結合磁界により所定の方向に磁化が固定された磁化固定層と、外部磁界に応じて磁化方向が変化する磁化自由層と、上記磁化固定層と上記磁化自由層との間を磁気的に隔離する非磁性層とが積層された構成を有するスピンバルブ膜を備えるものであり、
上記磁気記録媒体は、テープ状の非磁性支持体上に金属磁性薄膜が形成されてなるものであり、
上記磁気抵抗効果型磁気ヘッドと上記磁気記録媒体とを摺接しながら磁気信号の検出を行うものであり、
上記スピンバルブ膜は、濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＮａＣｌ溶液中に液浸されたときに測定される標準水素電極に対する腐食電位が、＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上であり、
上記磁気抵抗効果型磁気ヘッドと、ガス雰囲気を共有する領域に存在する構成部材は、Ｓを０．０５〜１．００重量％含有する金属材料よりなるものであることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項２】
上記磁気抵抗効果型磁気ヘッドとガス雰囲気を共有する領域に存在する構成部材が、上記磁気抵抗効果型磁気ヘッドが配設されてなるヘッドドラム、上記磁気記録媒体を走行させるガイドピン、及び上記筐体であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項３】
上記スピンバルブ膜を構成する上記非磁性層は、濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＮａＣｌ溶液中に液浸されたときに測定される標準水素電極に対する腐食電位が＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】
上記非磁性層は、Ａｕ、又はＣｕ合金により形成されてなり、
上記磁化固定層及び上記磁化自由層は、ＮｉＦｅ又はＣｏＮｉＦｅからなり、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＦｅの組成比を、それぞれｂ、ｃ、ｄ（ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ原子％を表す。）としたとき、その組成範囲が、０≦ｂ≦７５、１５≦ｃ≦９５、５≦ｄ≦４０（ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００原子％）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気記録再生装置。
【請求項５】
上記ヘッドドラムには、上記磁気抵抗効果型磁気ヘッドが搭載された回転ドラムが設けられてなり、
ヘリカルスキャン方式により、磁気記録媒体と摺動しながら磁気信号の検出を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体と摺接しながら磁気信号の検出を行う感磁素子としてスピンバルブ膜を用いた磁気抵抗効果型磁気ヘッドを具備する磁気記録再生装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録媒体から信号磁界を検出する感磁素子として、外部磁界の大きさや向きによって抵抗値が変化する、いわゆる磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子という。）が利用されている。このようなＭＲ素子を備える磁気ヘッドは、一般に磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、ＭＲヘッドという。）と呼ばれている。
【０００３】
上記ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗効果を利用したものが従来から使用されているが、磁気抵抗変化率（ＭＲ比）が小さいために、より大きなＭＲ比を示すものが望まれており、近年においてはスピンバルブ膜を利用した巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＧＭＲ素子という。）が提案されている（例えば、非特許文献１、特許文献１参照。）。
【０００４】
ＧＭＲ素子は、一対の磁性層で非磁性層を挟持してなるスピンバルブ膜を有し、このスピンバルブ膜に対して面内方向に流れる、いわゆるセンス電流のコンダクタンスが一対の磁性層の磁化の相対角度に依存して変化する、いわゆる巨大磁気抵抗効果を利用したものである。
また、スピンバルブ膜は具体的に、反強磁性層と、反強磁性層との間で働く交換結合磁界により所定の方向に磁化が固定された磁化固定層と、外部磁界に応じて磁化方向が変化する磁化自由層と、磁化固定層と磁化自由層との間を磁気的に隔離する非磁性層とが積層された構造を有している。
【０００５】
このスピンバルブ膜を利用したＧＭＲ素子は、外部磁界が印加されると、外部磁界の大きさや向きに応じて磁化自由層の磁化方向が変化する。そして、磁化自由層の磁化方向が磁化固定層の磁化方向に対して逆方向（反平行）となるとき、このスピンバルブ膜に流れるセンス電流の抵抗値が最大となる。一方、磁化自由層の磁化方向が磁化固定層の磁化方向に対して同一方向（平行）となるときに、このスピンバルブ膜に流れるセンス電流の抵抗値が最小となる。
【０００６】
従って、このようなＧＭＲ素子を備える磁気ヘッド（以下、ＧＭＲヘッドという。）では、ＧＭＲ素子に対して一定のセンス電流を供給すると、磁気記録媒体からの信号磁界に応じて、このＧＭＲ素子を流れるセンス電流の電圧値が変化し、このセンス電流の電圧値の変化を検出することによって、磁気記録媒体からの磁気信号を読み取ることが可能となっている。
【０００７】
ところで下記特許文献１には、ＧＭＲヘッドをハードディスクドライブに利用する例が開示されている。
ハードディスクドライブは、例えばサスペンションの先端部に取り付けられたヘッドスライダにＧＭＲヘッドが搭載された構造を有し、磁気ディスクの回転により生じる空気流を受けて、ヘッドスライダが磁気ディスクの信号記録面上を浮上しながら、このヘッドスライダに搭載されたＧＭＲヘッドが磁気ディスクに記録された磁気信号を読み取ることによって、磁気ディスクに対する再生動作が行われる。
【０００８】
上記ＧＭＲヘッドは、ハードディスクドライブに限らず、近年においてはテープストリーマ等の磁気テープ装置への利用も検討されている。
例えばヘリカルスキャン方式を採用するテープストリーマにおいては、回転ドラムの外周面部にＧＭＲヘッドが磁気テープの走行方向と略直交する方向に対してアジマス角に応じて斜めとなるように配置された構造を有している。
そして、テープストリーマでは、磁気テープが回転ドラムに対して斜めに走行しながら回転ドラムが回転駆動し、この回転ドラムに搭載されたＧＭＲヘッドが磁気テープと摺動しながら、磁気テープに記録された磁気信号を読み取ることによって、磁気テープに対する再生動作が行われる。
【０００９】
ところで、上述したようなテープストリーマにおいてＧＭＲヘッドを適用する場合には、ＧＭＲヘッドと磁気テープとの間の距離、いわゆるスペーシングを小さくすることが好ましいため、この観点からは磁気テープの表面は平滑化することが望ましいと考えられている。
【００１０】
しかしながら、磁気テープの表面が鏡面化するに従って、磁気テープと回転ドラムの外周面部との接触面積が増加し、走行時において磁気テープと回転ドラムとの間に働く摩擦力が大きくなり、磁気テープと回転ドラムとの貼り付きが生じて、磁気テープのスムーズな走行が困難となる。
そこで、通常磁気テープの表面には、ＳｉＯ２フィラーや有機フィラー等により微小突起を設けることにより、回転ドラムの外周面部との接触面積を小さくし、磁気テープと回転ドラムとの間に働く摩擦力を小さくする等の工夫がなされている。また、磁気テープの表面には、傷や腐食等の発生を防止するため、通常ＤＬＣ膜等の保護層が形成されている。
【００１１】
一方、磁気テープ装置全体に着目すると、通常、各種の電気回路が配設される固定ドラム及び各種の電気回路や磁気ヘッドユニットが配設される回転ドラムからなるドラムユニットと、磁気記録媒体の走行駆動・巻取系機構とが、装置の筐体内に配設されているが、これらドラムユニットや走行駆動・巻取系機構を構成する構成部材、特に筐体、ヘッドドラム、及びガイドピン等の金属部材は、加工時の切削性を向上させるために硫黄元素（Ｓ）を材料中に含有させることが好適であるとされていた。
しかし、構成部材に硫黄元素を含む金属材料が使用されていると、筐体内の気体中の水分と反応してＨ２Ｓガスとなり、金属部材からＨ２Ｓガスが筐体内に放出される。
【００１２】
従来のハードディスクドライブにおいては、ＧＭＲヘッドのスピンバルブ膜を構成する非磁性層には通常Ｃｕが用いられており、磁気ディスクと対向するＧＭＲヘッドの媒体対向面には、このＣｕの腐食を防止するためのＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）膜等の保護層が形成されており、上述したように、筐体内に発生したＨ２Ｓガスによる腐食を防止していた。
【００１３】
また、従来のハードディスクドライブにおいては、耐アウトガス性に優れた耐食性ステンレス鋼が使用されている。金属部材にＳが多く含有されていると、Ｈ２Ｓガスにより、コンピューター周辺機器内の電子部品が腐食されてしまうため、耐食性ステンレス鋼を使用することによりＳの含有量を低下させたり、Ｍｎ／Ｓ比を低下させたりすることにより、Ｈ２Ｓガスの発生を抑制させていた（例えば、特許文献２、３参照。）。このようなＨ２Ｓガスに対応した耐腐食性についての技術は、ハードディスクドライブを中心として適用されている。
【００１４】
一方、磁気テープ装置における磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、磁気テープ表面の突起等による摺動磨耗のため、磁気ヘッド表面のＤＬＣ膜は摩耗されることとなるため、磁気テープ装置におけるＧＭＲヘッドの媒体摺動面には保護層を形成することは不適当であると考えられており、ＧＭＲヘッドの媒体摺動面が直接大気と触れることになり、高温高湿下や海水雰囲気中において腐食等が発生しやすく、耐腐食性についての検討は、上記ハードディスクドライブの場合よりもさらに重要性が高いと言える。
【００１５】
また、磁気テープ装置の場合は上述したハードディスクドライブと異なり、テープカートリッジの出し入れを行うことから磁気抵抗効果型磁気ヘッドが常に大気に暴露されることとなるため、周囲のガス雰囲気に対する耐腐食性についても検討する必要性が高まってきている。すなわち、上述したように磁気テープ装置を構成する筐体内の金属部材からＨ２Ｓガスが発生すると、これが大気中の水分と反応し、酸性ガスや微量の酸性溶液となり、ＧＭＲヘッドの媒体摺動面が腐食されやすいという問題を生じていた。
【００１６】
磁気抵抗効果型磁気ヘッドはスピンバルブ素子の抵抗変化によって信号を検出するものであるため、ナノオーダーの腐食も大きなヘッドノイズの原因になるので、従来、磁気テープ装置においてもＨ２Ｓガスに対応した耐腐食性についての技術が検討されている（例えば、特許文献４参照。）。
【００１７】
【非特許文献１】
フィジカル・レビュー・ビー（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｂ）、第４３巻、第１号、ｐ１２９７〜ｐ１３００「軟磁性多層膜における巨大磁気抵抗効果」（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｉｎ  Ｓｏｆｔ  Ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ）
【特許文献１】
特開平８−１１１０１０号公報
【特許文献２】
特開２００１−１９２７７８号公報
【特許文献３】
特開平１０−２３７６０３号公報
【特許文献４】
特開２００２−２９８５７０号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献４においては、Ｈ２Ｓガスの発生に対応して酸性雰囲気下における磁気抵抗効果型磁気ヘッドの腐食についての検討はなされているが、磁気テープ装置の場合、周囲の環境によって中性、塩基性のガス雰囲気下にもなり得るのであり、かかる場合においても磁気抵抗効果型磁気ヘッドは腐食されるが、これに対する耐食性についての検討が未だ充分にはなされていない。
【００１９】
そこで、本発明においては、上述したような従来の問題点に鑑みて、特にテープ状の磁気記録媒体と摺接しながら磁気信号の検出を行う感磁素子としてＧＭＲ素子を利用する磁気記録再生装置において、酸性ガス雰囲気下のみならず、中性及び塩基性のガス雰囲気下においても優れた耐食性を実現し、高い磁気抵抗変化率を維持を図ることとした。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気記録再生装置は、筐体内に、少なくとも磁気抵抗効果型磁気ヘッドと磁気記録媒体とを具備するものとし、磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、磁気記録媒体と摺接しながら磁気信号の検出を行う感磁素子として、反強磁性層と、反強磁性層との間で働く交換結合磁界により所定の方向に磁化が固定された磁化固定層と、外部磁界に応じて磁化方向が変化する磁化自由層と、磁化固定層と磁化自由層との間を磁気的に隔離する非磁性層とが積層された構成を有するスピンバルブ膜を備えるものとし、磁気記録媒体は、テープ状の非磁性支持体上に金属磁性薄膜が形成されてなるものとし、磁気抵抗効果型磁気ヘッドと磁気記録媒体とを摺接しながら磁気信号の検出を行うものとし、スピンバルブ膜は、濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＮａＣｌ溶液中に液浸されたときに測定される標準水素電極に対する腐食電位が、＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上であるものとし、磁気抵抗効果型磁気ヘッドとガス雰囲気を共有する領域に存在する構成部材は、Ｓを０．０５〜１．００重量％含有する金属材料によりなるものとする。
【００２１】
本発明によれば、酸性ガス雰囲気下のみならず、中性及び塩基性のガス雰囲気下においても優れた耐食性が実現でき、高い磁気抵抗変化率を維持可能な磁気記録再生装置が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の磁気記録再生装置について、特に磁気テープを適用した例を挙げ、図を参照しながら説明するが、本発明は以下に示す例に限定されるものではない。
【００２３】
図１に示す磁気記録再生装置１は、ヘリカルスキャン方式によって磁気テープ２に対して信号の記録及び／又は再生を行うものである。
磁気記録再生装置１は、筐体１ａ内に、記録及び／又は再生用の磁気ヘッドと、磁気テープ２とを具備するものである。詳しくは、磁気テープ２を供給する供給リール３と、供給リール３から供給された磁気テープを巻き取る巻取リール４と、供給リール３と巻取リール４との間で磁気テープ２の引き回しを行う複数のガイドピン５ａ〜５ｆとを具備し、磁気テープ２が図中矢印Ａ方向に走行するようになされており、ガイドピン５ｅと５ｆとの間には、テープ走行手段として、磁気テープ２が掛け合わされるピンチローラ５ｇと、このピンチローラ５ｇと共に磁気テープ２を挟み込むキャップスタン６と、このキャップスタン６を回転駆動するキャップスタンモータ６ａとが設けられ、磁気テープ２は、ピンチローラ５ｇとキャップスタン６との間に挟みこまれ、キャップスタンモータ６ａによりキャップスタン６が、図１中矢印Ｂ方向に回転駆動することにより、矢印Ａ方向に一定の速度及び張力で走行するようになされている。
【００２４】
磁気記録再生装置１は、ガイドピン５ｃと５ｄとの間に、磁気テープ２に対して信号の記録動作、再生動作を行うヘッドドラム７が設けられている。
ヘッドドラム７は、図２に示すように、駆動モータ８により図２中矢印Ａ方向に回転駆動する回転ドラム９と、回転ドラム９の外周面部９ａと連続した外周面部１０ａと、ベース（図示せず）に固定された固定ドラム１０とを有している。
【００２５】
磁気テープ２は、図１に示したガイドローラによって導かれ、回転ドラム９及び固定ドラム１０の外周面部９ａ、１０ａに、略１８０゜の角度範囲でヘリカル状に巻きつけられた状態で走行するようになされている。また、固定ドラム１０の外周面部１０ａには、磁気テープ２を案内するリードガイド１０ｂが設けられており、このリードガイド１０ｂに沿って磁気テープ２が回転ドラム９の回転方向に対して斜めに走行するようになっている。
【００２６】
回転ドラム９の外周面部９ａには、磁気テープ２に対して信号の記録動作を行う一対の記録用磁気ヘッド１１ａ、１１ｂと、磁気テープ２に対して信号の再生動作を行う一対の再生用磁気ヘッド１２ａ、１２ｂとが取り付けられている。
記録用磁気ヘッド１１ａ及び再生用磁気ヘッド１２ａと、記録用磁気ヘッド１１ｂ及び再生用磁気ヘッド１２ｂとは、互いに１８０゜の位相差をもって回転ドラム９の外周面部９ａに対向配置されている。
また、記録用磁気ヘッド１１ａ、１１ｂ及び再生用磁気ヘッド１２ａ、１２ｂは、その記録ギャップ及び再生ギャップが、磁気テープ２の走行方向と略直交する方向に対してアジマス角に応じて斜めとなるように配置されている。
【００２７】
従って、ヘッドドラム７においては、回転ドラム９及び固定ドラム１０の外周面部９ａ、１０ａに掛け合わされた磁気テープが図２中矢印Ａ方向に走行しながら、駆動モータ８により回転ドラム９が図２中矢印Ｃ方向に回転駆動することによって、回転ドラム９に搭載された一対の記録用磁気ヘッド１１ａ、１１ｂ及び一対の再生用磁気ヘッド１２ａ、１２ｂが磁気テープ２と摺動しながら、信号の記録動作又は再生動作を行うことになる。
【００２８】
具体的に、記録時には磁気テープ２に対して一方の記録用磁気ヘッド１１ａが、記録信号に応じた磁界を印加しながら所定のトラック幅で記録トラックを形成し、他方の記録用磁気ヘッド１１ｂが、この記録トラックに隣接して記録信号に応じた磁界を印加しながら所定のトラック幅で記録トラックを形成する。
そして、これら記録用磁気ヘッド１１ａ、１１ｂが磁気テープ２に対して繰り返し記録トラックを形成することによって、磁気テープ２に対して連続的に信号を記録することになる。
【００２９】
一方、再生時には、磁気テープ２に対して、一方の再生用磁気ヘッド１２ａが、記録用磁気ヘッド１１ａにより記録された記録トラックから信号磁界を検出し、他方の再生用磁気ヘッド１２ｂが、記録用磁気ヘッド１１ｂにより記録された記録トラックから信号磁界を検出する。
そして、これら再生用磁気ヘッド１２ａ、１２ｂが記録トラックから繰り返し信号磁界を検出することによって、磁気テープ２に記録された信号を連続的に再生することになる。
【００３０】
次に、図３及び図４を参照して、本発明の磁気記録再生装置に適用する磁気抵抗効果型磁気ヘッドについて詳細に説明する。
磁気抵抗効果型磁気ヘッド２０は、磁気記録媒体からの磁気信号の検出を行う感磁素子として、スピンバルブ膜を利用した巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＧＭＲ素子という。）を備える、いわゆる巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、ＧＭＲヘッドという。）である。
【００３１】
ＧＭＲヘッド２０は、電磁誘導を利用して記録再生を行うインダクティブ型磁気ヘッドや異方性磁気抵抗効果型磁気ヘッドよりも感度が高く、再生出力が大きく高密度記録に適している。従って、上述した磁気記録再生装置１においては、ＧＭＲヘッド２０を一対の再生用磁気ヘッド１２ａ、１２ｂに用いることにより、さらなる高密度記録化が図られる。
【００３２】
再生用磁気ヘッド１２ａ、１２ｂは、図４に示すように、第１のコア部材２１上に、各種薄膜形成技術により磁気シールド層２４、ＧＭＲ素子２７、ギャップ層２６、及びシールド層２５が順次形成されてなり、保護膜２２を介して第２のコア部材２３が貼り付けられた構造を有している。
また、再生用磁気ヘッド１２ａ、１２ｂは、磁気テープ２と摺接する媒体摺動面２０ａが、図３中矢印Ａに示す磁気テープ２の走行方向に沿って略円弧状に湾曲した曲面となっている。
そして、この媒体摺動面２０ａから外部に臨む再生ギャップが磁気テープ２の走行方向と略直交する方向に対してアジマス角θに応じて斜めとなるように配置される。
【００３３】
なお、一対の再生用磁気ヘッド１２ａ、１２ｂは、互いのアジマス角θが逆位相となる以外は同一の構成を有している。従って、以下の説明においては、これら一対の再生用磁気ヘッド１２ａ、１２ｂをまとめてＧＭＲヘッド２０として説明する。
【００３４】
このＧＭＲヘッド２０は、上下一対の磁気シールド層２４、２５の間にギャップ層２６を介してＧＭＲ素子２７が挟み込まれた構造を有している。
一対の磁気シールド層２４、２５は、ＧＭＲ素子２７を磁気的にシールドするのに充分な幅を有する軟磁性膜からなり、ギャップ層２６を介してＧＭＲ素子２７を挟み込むことにより、磁気テープ２からの信号磁界のうち、再生対象外の磁界がＧＭＲ素子２７に引き込まれないように機能する。すなわち、このＧＭＲヘッド２０では、ＧＭＲ素子２７に対して再生対象外の信号磁界が一対の磁気シールド層２４、２５に導かれ、再生対象の信号磁界だけがＧＭＲ素子２７へと導かれる。これにより、ＧＭＲ素子２７の周波数特性及び読み取り分解能の向上が図られている。
【００３５】
ギャップ層２６は、ＧＭＲ素子２７と一対の磁気シールド層２４、２５との間を磁気的に隔離する非磁性非導電性膜からなり、一対の磁気シールド層２４、２５とＧＭＲ素子２７との間隔がギャップ長となる。
【００３６】
ＧＭＲ素子２７は、スピンバルブ膜４０に対して面内方向に流れるセンス電流のコンダクタンスが、一対の磁性層の磁化の相対角度に依存して変化する、いわゆる巨大磁気抵抗効果を利用したものである。
【００３７】
スピンバルブ膜４０としては、例えば、図５（ａ）に示すように、下地層４１、反強磁性層４２、磁化固定層４３、非磁性層４４、磁化自由層４５、及び保護層４６が、順次積層された構造を有するボトム型のスピンバルブ膜４０ａ、図５（ｂ）に示すように、下地層４１、磁化自由層４５、非磁性層４４、磁化固定層４３、反強磁性層４２、及び保護層４６が、順次積層された構造を有するトップ型のスピンバルブ膜４０ｂ、図５（ｃ）に示すように、下地層４１、反強磁性層４２、磁化固定層４３、非磁性層４４、磁化自由層４５、非磁性層４４、磁化固定層４３、反強磁性層４２、及び保護層４６が、順次積層された構造を有するデュアル型のスピンバルブ膜４０ｃ等を挙げることができる。
【００３８】
スピンバルブ膜を構成する磁化固定層４３は、反強磁性層４２に隣接して配置されることによって、反強磁性層４２との間で働く交換結合磁界により、所定の方向に磁化が固定された状態となっている。
一方、磁化自由層４５は、非磁性層４４を介して磁化固定層４３と磁気的に隔離されることによって、微弱な外部磁界に対して磁化方向が容易に変化することが可能となっている。
【００３９】
従って、スピンバルブ膜４０では、外部磁界が印加されると、この外部磁界の大きさや向きに応じて、磁化自由層４５の磁化方向が変化する。そして、磁化自由層４５の磁化方向が磁化固定層４３の磁化方向に対して、逆方向（反平行）となるとき、このスピンバルブ膜４０に流れる電流の抵抗値が最大となる。
一方、磁化自由層４５の磁化方向が磁化固定層４３の磁化方向に対して、同一方向（平行）となるときに、このスピンバルブ膜４０に流れる電流の抵抗値が最小となる。
【００４０】
このように、スピンバルブ膜４０は、印加される外部磁界に応じて電気抵抗が変化することから、この抵抗変化を読み取ることによって磁気テープ２からの磁気信号を検出する感磁素子として機能している。
【００４１】
なお、下地層４１及び保護層４６は、このスピンバルブ膜４０の比抵抗の増加を抑制するためのものであり、例えばＴａ等からなる。
【００４２】
また、このＧＭＲ素子２７の動作の安定化を図るため、スピンバルブ膜４０の長手方向の両端部には、図３及び図４に示すように、このＧＭＲ素子２７にバイアス磁界を印加するための一対の永久磁石膜２８ａ、２８ｂが設けられている。
そして、これら一対の永久磁石膜２８ａ、２８ｂに挟み込まれた部分の幅が、ＧＭＲ素子２７の再生トラック幅Ｔｗとなっている。
さらに、一対の永久磁石膜２８ａ、２８ｂ上には、このＧＭＲ素子２７の抵抗値を減少させるための一対の低抵抗化膜２９ａ、２９ｂが設けられている。
【００４３】
また、ＧＭＲ素子２７には、スピンバルブ膜にセンス電流を供給するための一対の導体部３０ａ、３０ｂが、その一端部側をそれぞれ一対の永久磁石膜２８ａ、２８ｂ、及び低抵抗化膜２９ａ、２９ｂに接続するように設けられている。
また、導体部３０ａ、３０ｂの他端部側には、外部回路と接続される一対の外部接続用端子３１ａ、３１ｂが設けられている。
【００４４】
保護膜２２は、ＧＭＲヘッド２０が形成された第１のコア部材２１の主面を外部接続用端子３１ａ、３１ｂが外部に臨む部分を除いて被覆すると共に、このＧＭＲヘッド２０が形成された第１のコア部材２１と第２のコア部材２３とを接合する。
【００４５】
なお、図３及び図４に示すＧＭＲヘッド２０は、特徴をわかりやすくするために、ＧＭＲ素子２７の周辺を拡大して図示されているが、実際には、第１のコア部材２１及び第２のコア部材２３に比較してＧＭＲ素子２７の部分は非常に微細であり、媒体摺動面２０ａにおいて、ＧＭＲヘッド２０が外部に臨むのは、ほとんど第１のコア部材２１と第２のコア部材２３とが突き合わされた上部端面だけである。
【００４６】
上述したように構成されるＧＭＲヘッド２０は、チップベース（図示せず）に貼り付けると共に、一対の外部接続用端子３１ａ、３１ｂがチップベースに設けられた接続端子と電気的に接続される。
そして、チップベースに設けられたＧＭＲヘッド２０は、一対の再生用磁気ヘッド１２ａ、１２ｂとして、図２に示す回転ドラム９に取り付けられる。
【００４７】
ところで、磁気記録再生装置１においては、ＧＭＲヘッド２０を磁気テープ２に対して接触させた状態で再生動作を行うことから、磁気テープ２と摺動するＧＭＲヘッドの媒体摺動面２０ａに、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）膜等の保護層を形成することができない。このため、従来の磁気テープ装置では、ＧＭＲヘッドの媒体摺動面が直接大気と触れることになり、例えば高温高湿下や海水雰囲気中等の、特に中性又は塩基性ガス雰囲気下において、腐食が発生しやすくなるといった問題があった。
【００４８】
かかる点に鑑みて、本発明の磁気記録再生装置におけるＧＭＲヘッド２０は、磁気テープ２と摺動する媒体摺動面２０ａに保護層を形成しない場合においても、優れた耐食性を示し、かつ高い磁気抵抗変化率を維持したスピンバルブ膜を適用することによって、磁気テープ２に対する適切な再生動作を行うことを可能としている。
【００４９】
具体的には、スピンバルブ膜４０を構成する反強磁性層４２を、優れた耐食性を示す材料によって形成することとし、例えばＰｔＭｎや、ＮｉＯや、ＩｒＭｎ、ＣｒＭｎＰｔ、α−Ｆｅ２Ｏ３、ＲｈＭｎ、ＮｉＭｎ、ＰｄＰｔＭｎ等を適用して形成する。
【００５０】
スピンバルブ膜４０を構成する非磁性層４４は、優れた耐食性を示し、かつ高導電性を示す材料により形成するものとし、例えば、ＣｕＡｕが好適な例として挙げられる。
非磁性層４４を、ＣｕＡｕにより形成する場合には、ＣｕとＡｕとの組成比は、それぞれ（１００−ａ）、ａ（ａは、原子％を表す。）としたとき、２５≦ａ≦１００となることが好ましく、更には２５≦ａ≦７５とすることが好ましく、更には２５≦ａ≦４５とすることが望ましい。
【００５１】
ここで、上述したスピンバルブ膜４０について、電気化学的手法を用いた腐食試験を行い、腐食試験前後における磁気抵抗の変化について測定すると共に、腐食試験後に表面観察を行い、腐食の発生の有無について調べた。
なお、本腐食試験においては、標準水素電極（ＳＨＥ：Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）を照合電極として、濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＮａＣｌ溶液中に液浸させたときに測定される標準水素電極に対する腐食電位を測定するものとした。
【００５２】
ところで腐食電位は、溶液の種類や濃度によって変化する。特に、金属や合金の腐食電位は、Ｃｌとの反応の有無によって大きく変化する。したがって、本腐食試験においては、高温高湿下、海水雰囲気中等、中性あるいは塩基性の雰囲気下における腐食の発生に関して着目し、これを回避するべく、ＮａＣｌ溶液を用いた場合の腐食電位について測定することとした。
所定のサンプルを用いて測定した分極曲線を図６に示す。この分極曲線において、サンプル側電極における電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ２以上流れたときの分極曲線から外挿した値の電位を腐食電位と定義した（参考文献：スピンバルブ材料の物性、及川  悟ら、電子情報通信学会  ＭＲ９６−９１（１９９７−０１）ｐｐ２１〜２８）。
【００５３】
また、本腐食試験においては、参照電極としてＡｇ・ＡｇＣｌを用い、測定電極としてＰｔを用い、室温（約２０℃）での腐食電位の測定を行った。そして、測定された腐食電位から標準水素電極（ＳＨＥ）への補正を行い、これを本腐食試験における腐食電位とした。なお、測定時の電位上昇速度は、約０．５ｍＶ／ｓｅｃである。単層膜のサンプルの膜厚は約１００ｎｍであり、ＮａＣｌ溶液のｐＨは７であった。
【００５４】
また、腐食電位及び腐食試験前後の抵抗変化については、膜特性を調べるため、スピンバルブ膜４０を構成する各層の単層膜での測定、あるいは局部電池効果等を考慮した膜の相性を調べるため、スピンバルブ膜４０の要部となる磁化固定層４３及び磁化自由層４５を非磁性層４４を介して積層した積層膜での測定、あるいはスピンバルブ膜４０の各層を積層した積層膜での測定のいずれの方法により測定されたものであってもよい。なお、ここではスピンバルブ膜４０を構成する各層の単層膜での測定により腐食電位及び腐食試験前後の抵抗変化を求めた。
【００５５】
また、表面観察においては、上述した単層膜での試験、並びに局部電池効果を考慮して、腐食電位の高い金属、例えばＡｕからなる下地膜上に各層を積層した積層膜での試験を行った。これは、局部電池効果によってＡｕと接する積層膜の方が単層膜よりも腐食が発生しやすい傾向にあるためである。
【００５６】
図４に示した構成を有するスピンバルブ膜について、材料組成や膜厚を変化させて種々のサンプルを作製し、これらについてそれぞれ測定した腐食電位と腐食試験前後の抵抗変化との関係、並びに腐食試験前後の表面観察結果を図７に示す。なお、図７において、○は表面に変化が生じなかった場合を示し、△は表面に僅かに変色が発生した場合を示し、×は表面に腐食が発生した場合を示す。
【００５７】
図７に示すように、腐食試験前後の抵抗変化及び表面観察結果は、腐食電位＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕を境にして、大きく変化することがわかる。すなわち、腐食電位が＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上となるときは、スピンバルブ膜４０の表面に腐食の発生はなく、腐食試験前後の抵抗変化も殆ど無くなることがわかった。
一方、腐食電位が＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕よりも低くなると、スピンバルブ膜４０の表面に腐食が発生し、腐食試験前後の抵抗変化が急激に増加した。そして、さらに腐食電位が低くなると、抵抗測定が不可能な状態まで腐食が進行した。
【００５８】
上述したことから、スピンバルブ膜４０においては、濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＮａＣｌ溶液中に液浸されたときに測定される標準水素電極に対する腐食電位は、＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上となることが好ましい。これにより、ＧＭＲヘッドではスピンバルブ膜の腐食の発生が回避され、高い磁気抵抗変化率が維持される。
【００５９】
次に、スピンバルブ膜を構成する非磁性層４４を、ＣｕＡｕにより形成した場合の、ＣｕとＡｕとの組成比と腐食電位との関係について調べた。
【００６０】
Ｃｕに対するＡｕの添加量を変化させた際の非磁性層４４の標準水素電極に対する腐食電位を測定した結果を図８に示す。
図８に示すように、Ｃｕに対するＡｕの割合と腐食電位とは略比例関係にあり、Ｃｕに対するＡｕの添加量が増加すると、腐食電位が高くなるという関係があることが確認され、Ａｕの添加量を２５原子％以上とすることによって、上述した標準水素電極に対する腐食電位が、＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上となることがわかった。
なお、腐食電位の測定方法に関しては、上述したスピンバルブ膜の例と同様とした。
【００６１】
また、非磁性層４４をＣｕＡｕにより構成し、上述した腐食試験前後における非磁性層４４の電気抵抗変化率を測定し、かつＡｕの添加率と電気抵抗値との関係を測定したところ、Ａｕを２５原子％以上添加することにより、抵抗変化率が抑制され、一方においては、Ａｕの添加量を低減化した方が電気抵抗値が低減化されることが分かった。
上述したことから、非磁性層４４をＣｕＡｕにより形成する場合には、Ｃｕ、Ａｕの組成比を、それぞれ（１００−ａ）、ａ（ａは、原子％を表す。）としたとき、その組成範囲が２５≦ａ≦１００とすることが好ましく、さらには２５≦ａ≦７５、さらには２５≦ａ≦４５であることが望ましい。このようにすることによって、ＧＭＲヘッド２０の媒体摺動面２０ａに保護膜を形成しない場合においても、非磁性層４４の腐食の発生を防ぎ、優れた耐食性と優れた磁気抵抗効果を得ることが可能となった。
【００６２】
また、非磁性層４４形成用材料としては、ＣｕＡｕの他、Ａｕ、ＣｕＰｄ、ＣｕＰｔ、ＣｕＮｉ、ＣｕＲｕ、ＣｕＲｈ等が挙げられ、これらについても、組成比を下記のように適宜制御することによって、腐食の発生を防ぎ、優れた耐食性と優れた磁気抵抗効果を実現することが可能であることが確かめられた。
【００６３】
非磁性層４４をＣｕＰｄにより形成する場合には、ＣｕとＰｄとの組成比を、それぞれ（１００−ｘ１）、ｘ１としたとき、組成範囲を５≦ｘ１≦２５とすることが望ましい。
【００６４】
非磁性層４４をＣｕＰｔにより形成する場合には、ＣｕとＰｔとの組成比を、それぞれ（１００−ｘ２）、ｘ２としたとき、組成範囲を５≦ｘ２≦２０とすることが望ましい。
【００６５】
非磁性層４４を、ＣｕＰｄまたはＣｕＰｔにより形成した場合の、ＣｕとＰｄとの組成比、及びＣｕとＰｔとの組成比と、腐食電位との関係について調べた。
Ｃｕに対するＰｄの添加量を変化させた際の非磁性層４４の標準水素電極に対する腐食電位の測定結果を図９に示し、Ｃｕに対するＰｔの添加量を変化させた際の非磁性層４４の標準水素電極に対する腐食電位の測定結果を図１０に示す。
【００６６】
図９に示すように、Ｃｕに対するＰｄの添加量と腐食電位とは略比例関係にあり、Ｐｄの添加量を５原子％以上とすることによって、上述した標準水素電極に対する腐食電位が、＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上となることがわかった。
【００６７】
また、図１０に示すように、Ｃｕに対するＰｔの添加量を５原子％以上とすることによって、上述した標準水素電極に対する腐食電位が、＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上となることがわかった。
【００６８】
次に、上述した腐食試験前後における非磁性層４４の電気抵抗変化率、表面観察結果、及び非磁性層４４の電気抵抗を、非磁性層４４をＣｕＰｄにより構成した場合を図１１に、ＣｕＰｔにより構成した場合を図１２に示した。
なお、図１１及び図１２においては、○は表面に変化が生じなかった場合を示し、■は、表面に腐食が発生した場合を示す。電気抵抗はＣｕとの比率で表した。
【００６９】
図１１に示すように非磁性層４４をＣｕＰｄにより構成した場合には、腐食試験前後の抵抗変化率の測定結果、及び表面観察結果から、Ｐｄを５原子％以上添加することにより、腐食が発生せず優れた耐食性が得られることが分かった。
【００７０】
なお、図１１中◆に示すように、ＣｕＰｄの電気抵抗は、Ｐｄの添加量の増加に伴い増加することがわかる。Ｐｄの添加量が２５原子％を超えると、非磁性層４４の電気抵抗がスピンバルブ膜の実用上の支障を来たす程度に大きくなり磁気抵抗効果が低下する。このことから、更に電気抵抗値を実用上良好な値となるように低減化するためには、Ｐｄの添加量は２０原子％以下程度に選定することが望ましい。
上述したように、非磁性層４４をＣｕＰｄにより形成する場合には、Ｃｕ、Ｐｄの組成比を、それぞれ（１００−ｘ１）、ｘ１としたとき、組成範囲を５≦ｘ１≦２５とすることが望ましい。
【００７１】
また、図１２に示すように、非磁性層４４をＣｕＰｔにより構成した場合においては、上述した腐食試験前後の抵抗変化率の測定結果、及び表面観察結果から、Ｐｔを５原子％以上添加することにより、腐食が発生せず、優れた耐食性が得られることが分かった。
【００７２】
ところで、スピンバルブ膜４０においては、反強磁性層４２は磁化固定層４３と交換結合しなければならず、そのために反強磁性層４２にＰｔＭｎ等を用いる場合は規則化アニールが必要となる。
非磁性層４４をＣｕＰｔにより構成した場合には、Ｐｔを２０原子％を超えて添加すると、ＣｕＰｔは上記規則化アニールによって正方晶へ転移する。
また、図１２中◆に示すように、ＣｕＰｔの電気抵抗は、Ｐｔの添加量の増加に伴い増加することがわかる。Ｐｔの添加量が２０原子％を超えると、非磁性層４４の電気抵抗が、スピンバルブ膜の実用上の支障を来たす程度に大きくなり、磁気抵抗効果が低下する。このことから、更に電気抵抗値を実用上良好な値となるように低減化するためには、Ｐｄの添加量は１５原子％以下程度に選定することが望ましい。
上述したように、非磁性層４４をＣｕＰｔにより形成する場合には、ＣｕとＰｔとの組成比を、それぞれ（１００−ｘ２）、ｘ２としたとき、組成範囲を５≦ｘ２≦２０とすることが望ましい。
【００７３】
非磁性層４４をＣｕＮｉにより形成する場合には、ＣｕとＮｉとの組成比を、それぞれ（１００−ｘ３）、ｘ３としたとき、組成範囲を２５≦ｘ３≦５０とすることが望ましい。
【００７４】
非磁性層４４を、ＣｕＮｉにより形成した場合の、ＣｕとＮｉとの組成比と腐食電位との関係について調べた。
【００７５】
Ｃｕに対するＮｉの添加量を変化させた際の非磁性層４４の標準水素電極に対する腐食電位の測定結果を図１３に示す。
図１３に示すように、Ｃｕに対するＮｉの添加量と腐食電位とは略比例関係にあり、Ｎｉの添加量を２５原子％以上とすることによって、上述した標準水素電極に対する腐食電位が、＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上となる。
【００７６】
次に、非磁性層４４をＣｕＮｉにより構成した場合に、上述した腐食試験前後における非磁性層４４の電気抵抗変化率、表面観察結果、及び非磁性層４４の電気抵抗を図１４に示した。
なお、図１４においては、○は表面に変化が生じなかった場合を示し、■は、表面に腐食が発生した場合を示す。なお電気抵抗は非磁性層４４をＣｕにより構成した場合と比較して数値化した。
【００７７】
図１４に示すように非磁性層４４をＣｕＮｉにより構成した場合には、腐食試験の前後の抵抗変化率の測定結果及び表面観察結果から、Ｎｉを２５原子％以上添加することにより、腐食が発生せず、優れた耐食性が得られることが分かった。
【００７８】
また、図１４中◆に示すように、ＣｕＮｉの電気抵抗は、Ｎｉの添加量の増加に伴い高くなることがわかる。
Ｎｉの添加量が５０原子％を超えると、非磁性層４４の電気抵抗が、スピンバルブ膜の実用上の支障を来たす程度に高くなり磁気抵抗効果が低下する。このことから、更に電気抵抗値を実用上良好な値となるように低減化するためには、Ｎｉの添加量は４５原子％以下程度とすることが望ましい。
上述したように、非磁性層４４をＣｕＮｉにより形成する場合には、ＣｕとＮｉとの組成比を、それぞれ（１００−ｘ３）、ｘ３としたとき、組成範囲を２５≦ｘ３≦５０とすることが望ましい。
【００７９】
非磁性層４４をＣｕＲｕにより形成する場合には、ＣｕとＲｕとの組成比を、それぞれ（１００−ｘ４）、ｘ４としたとき、組成範囲を３≦ｘ４≦１５とすることが望ましい。
【００８０】
非磁性層４４を、ＣｕＲｕにより形成した場合の、ＣｕとＲｕとの組成比と腐食電位との関係について調べた。
Ｃｕに対するＲｕの添加量を変化させた際の非磁性層４４の標準水素電極に対する腐食電位の測定結果を図１５に示す。
【００８１】
図１５に示すように、Ｃｕに対するＲｕの添加量が増加すると、腐食電位が高くなるという関係にあり、Ｒｕの添加量を３原子％以上とすることによって、上述した標準水素電極に対する腐食電位が、＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上となることが分かった。
【００８２】
次に、上述した腐食試験前後における非磁性層４４の電気抵抗変化率、表面観察結果、及び非磁性層４４の電気抵抗を、非磁性層４４をＣｕＲｕにより構成した場合について図１６に示した。
なお、図１６においては、○は表面に変化が生じなかった場合を示し、■は、表面に腐食が発生した場合を示す。電気抵抗はＣｕとの比率で表した。
【００８３】
図１６に示すように非磁性層４４をＣｕＲｕにより構成した場合には、腐食試験前後の抵抗変化率の測定結果及び表面観察結果から、Ｒｕを３原子％以上添加することにより、腐食が発生せず、優れた耐食性が得られることが分かった。
【００８４】
なお、図１６中◆に示すように、ＣｕＲｕの電気抵抗は、Ｒｕの添加量の増加に伴い高くなることがわかる。
Ｒｕの添加量が１５原子％を超えると、非磁性層４４の電気抵抗がスピンバルブ膜の実用上の支障を来たす程度に高くなり磁気抵抗効果が低下する。このことから、更に電気抵抗値を実用上良好な値となるように低減化するためには、Ｒｕの添加量は１０原子％以下程度とすることが望ましい。
上述したように、非磁性層４４をＣｕＲｕにより形成する場合には、Ｃｕ、Ｒｕの組成比を、それぞれ（１００−ｘ４）、ｘ４としたとき、組成範囲を３≦ｘ４≦１５とすることが望ましい。
【００８５】
また、非磁性層４４をＣｕＲｈにより形成する場合には、ＣｕとＲｈとの組成比を、それぞれ（１００−ｘ５）、ｘ５としたとき、組成範囲を７≦ｘ５≦２０とすることが望ましい。
【００８６】
非磁性層４４を、ＣｕＲｈにより形成した場合の、ＣｕとＲｈとの組成比と、腐食電位との関係について調べた。
Ｃｕに対するＲｈの添加量を変化させた際の非磁性層４４の標準水素電極に対する腐食電位の測定結果を図１７に示す。
【００８７】
図１７に示すように、Ｒｈの添加量を７原子％以上とすることによって、上述した標準水素電極に対する腐食電位が、＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上となることがわかった。
【００８８】
次に、非磁性層４４をＣｕＲｈにより構成した場合の、上述した腐食試験前後における非磁性層４４の電気抵抗変化率及び表面観察結果を図１８に示し、Ｒｈの添加量と電気抵抗との関係を図１９に示した。
図１８においては、○は表面に変化が生じなかった場合を示し、■は表面に腐食が発生した場合を示す。図１９における電気抵抗はＣｕとの比率で表した。
【００８９】
図１８に示すように非磁性層４４をＣｕＲｈにより構成した場合には、腐食試験前後の抵抗変化の測定結果及び表面観察結果から、Ｒｈを７原子％以上添加することにより、腐食が発生せず、優れた耐食性が得られることが分かった。
【００９０】
なお、図１９中◆に示すように、ＣｕＲｈの電気抵抗は、Ｒｈの添加量の増加に伴い高くなる。Ｒｈの添加量が２０原子％を超えると、非磁性層４４の電気抵抗が、非磁性層４４をＣｕのみで構成させた場合に比較して極めて大きくなり、スピンバルブ膜の実用上の支障を来たす程度となって磁気抵抗効果が低下する。このことから、更に電気抵抗値を実用上良好な値となるように低減化するためには、Ｒｈの添加量は２０原子％以下程度とすることが望ましい。
上述したように、非磁性層４４をＣｕＲｈにより形成する場合には、ＣｕとＲｈとの組成比を、それぞれ（１００−ｘ５）、ｘ５としたとき、組成範囲を７≦ｘ５≦２０とすることが望ましい。
【００９１】
なお、上述した非磁性層４４には、Ａｕ、Ａｌ、Ｔａ、Ｉｎ、Ｂ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｉｒ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｒｕから選ばれる少なくとも一種または二種以上の元素が任意に添加されていてもよい。
【００９２】
次に、スピンバルブ膜４０を構成する磁化固定層４３及び磁化自由層４５について説明する。
磁化固定層４３及び磁化自由層４５は、優れた耐食性を示し、かつ良好な軟磁気特性を示すＮｉＦｅまたはＣｏＮｉＦｅを適用する。これらはどちらか一方でもよく、これらを組み合わせて適用してもよい。
また、磁化固定層４３及び磁化自由層４５は、これらの合金を積層した積層構造、もしくはこれらの合金と、例えばＲｕ等からなる非磁性膜とを交互に積層した積層フェリ構造としてもよい。
【００９３】
磁化固定層４３及び磁化自由層４５に関して、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅの組成比を変化させたＮｉＦｅ、又はＣｏＮｉＦｅのサンプルを作製し、各サンプルについて、上述した方法と同様にＮａＣｌ水溶液による腐食試験を行い、腐食試験後に表面観察を行い、腐食の発生の有無について調べた。
【００９４】
図２０に、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅの組成比を変化させた際の、腐食試験の評価結果を示す。なお図２０中、○は表面に腐食の発生がない場合を示し、●は表面に腐食が発生した場合を示す。
【００９５】
また、■は保磁力Ｈｃが１０Ｏｅ（７９６Ａ／ｍ）よりも高くなる場合を示し、▲は、ｂｃｃ相（体心立方構造）となる場合を示す。
なお、Ｈｃ＞１０Ｏｅとなる場合は、保磁力の増加によって磁気抵抗効果が劣化する。
また、ＮｉＦｅ又はＣｏＮｉＦｅは、共にｆｃｃ相（面心立方構造）である方が磁気抵抗効果は高くなる。
一方、他の結晶構造となる場合には、界面での格子の不整合が生じ、磁気抵抗効果が劣化する。また、ｆｃｃ相とｂｃｃ相とが混在する場合も、界面での格子の不整合が生じ、磁気抵抗効果が劣化する。
【００９６】
図２０に示すように、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅに関し、Ｃｏの含有量が７５原子％よりも大きく、Ｎｉの含有量が１５原子％よりも小さいと、磁化固定層４３及び磁化自由層４５に腐食が発生しやすくなることがわかった。
【００９７】
また、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅに関し、Ｎｉの含有量が９５原子％よりも大きくなり、Ｆｅの含有量が５原子％よりも小さくなると、磁化固定層４３及び磁化自由層４５の保磁力Ｈｃが大きくなり、磁気抵抗効果が劣化することが分かった。
【００９８】
また、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅに関し、Ｆｅの含有量が４０原子％よりも大きくなると、磁化固定層４３及び磁化自由層４５に腐食が発生しやすくなることがわかった。
【００９９】
上述したことから、磁化固定層４３及び磁化自由層４５を、ＦｅＮｉ又はＣｏＮｉＦｅにより形成する場合には、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅの組成比を、それぞれｂ、ｃ、ｄ（ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ原子％を表す。）としたときに、その組成範囲が、０≦ｂ≦７５、１５≦ｃ≦９５、５≦ｄ≦４０（ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００原子％）とすることが好適である。
【０１００】
すなわち、磁化固定層４３及び磁化自由層４５においては、図２１に示すように、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅの組成比が、点Ａ（Ｃｏ＝０原子％、Ｎｉ＝９５原子％、Ｆｅ＝５原子％）、点Ｂ（Ｃｏ＝０原子％、Ｎｉ＝６０原子％、Ｆｅ＝４０原子％）、点Ｃ（Ｃｏ＝４５原子％、Ｎｉ＝１５原子％、Ｆｅ＝４０原子％）、点Ｄ（Ｃｏ＝７５原子％、Ｎｉ＝１５原子％、Ｆｅ＝１０原子％）、点Ｅ（Ｃｏ＝７５原子％、Ｎｉ＝２０原子％、Ｆｅ＝５原子％）の５点で囲まれた実線の範囲内にあることが好ましい。
【０１０１】
上述したように、磁気抵抗効果型磁気ヘッドのスピンバルブ膜を構成する磁化固定層４３及び磁化自由層４５に関して、具体的に材料の組成比を特定することによって、優れた磁気抵抗効果を確保しつつ、耐食性の向上が図られる。
【０１０２】
さらには、磁化固定層４３及び磁化自由層４５において、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅの組成範囲が、２０≦ｂ≦７５、２０≦ｃ≦７５、５≦ｄ≦４０となる、すなわちＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅの組成比が、図２１中の点Ｆ（Ｃｏ＝２０原子％、Ｎｉ＝７５原子％、Ｆｅ＝５原子％）、点Ｇ（Ｃｏ＝２０原子％、Ｎｉ＝４０原子％、Ｆｅ＝４０原子％）、点Ｈ（Ｃｏ＝４０原子％、Ｎｉ＝２０原子％、Ｆｅ＝４０原子％）、点Ｅ（Ｃｏ＝７５原子％、Ｎｉ＝２０原子％、Ｆｅ＝５原子％）の４点で囲まれた破線の範囲内にあることが望ましい。
これにより、磁化固定層４３及び磁化自由層４５が優れた耐食性を示し、かつ高い磁気抵抗効果率を維持することが可能であると共に、特にＣｏの割合が増すことによって磁気抵抗変化率を高めることが可能となる。
【０１０３】
さらにまた、磁化固定層４３及び磁化自由層４５は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅの組成範囲が、それぞれ４０≦ｂ≦７５、２０≦ｃ≦６５、５≦ｄ≦３０となる、すなわちＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅの組成比が、図２１中、点Ｉ（Ｃｏ＝３０原子％、Ｎｉ＝６５原子％、Ｆｅ＝５原子％）、点Ｊ（Ｃｏ＝３０原子％、Ｎｉ＝４０原子％、Ｆｅ＝３０原子％）、点Ｋ（Ｃｏ＝５０原子％、Ｎｉ＝２０原子％、Ｆｅ＝３０原子％）、点Ｅ（Ｃｏ＝７５原子％、Ｎｉ＝２０原子％、Ｆｅ＝５原子％）の４点で囲まれた一点鎖線の範囲内にあることが好ましい。
これにより、磁気抵抗効果型磁気ヘッド２０において、磁化固定層４３及び磁化自由層４５が一層優れた耐食性を示し、かつ高い磁気抵抗効果率を維持することが可能であると共に、優れた耐食性と高い磁気抵抗効果率とを高次元でバランスさせることが可能となる。
【０１０４】
なお、上述したスピンバルブ膜４０においては、磁化固定層４３及び磁化自由層４５は、上述した組成比を有するＮｉＦｅ又はＣｏＮｉＦｅに、Ａｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｐｄから選ばれる少なくとも一種または二種以上の元素が添加されていてもよい。
【０１０５】
また、上述した組成比を有するＮｉＦｅ、又はＣｏＮｉＦｅである磁化固定層４３及び磁化自由層４５は、スピンバブル４０においてそれそれ異なっていてもよく、複数の組合せによって構成されていてもよい。
【０１０６】
上述したような条件を満足するスピンバルブ膜４０として、具体的には、例えば下地層４１となるＴａと、磁化自由層４５となるＮｉ８０Ｆｅ２０及びＣｏ５０Ｎｉ３０Ｆｅ２０と、非磁性層となるＣｕ７０Ａｕ３０と、磁化固定層４３となるＣｏ５０Ｎｉ３０Ｆｅ２０と、反強磁性層４２となるＰｔＭｎと、保護層４６となるＴａとが順次積層されてなるスピンバルブ膜４０を備える構成としたところ、優れた耐食性を示し、磁気テープと摺動される媒体摺動面２０ａに保護膜を形成しない場合であっても、高温高湿下や海水雰囲気中等、中性及び塩基性の雰囲気下において腐食等の発生を防止することができ、磁気テープ２に対する適切な再生動作を行うことが可能であることが確認できた。
特に、ヘリカルスキャン方式を用いた磁気記録再生装置において、上述したようなＧＭＲヘッドを再生用磁気ヘッド１２ａ、１２ｂとして適用したところ、優れた耐食性を得ることができた。
【０１０７】
なお、本発明装置においては、上述したような構成のＧＭＲヘッドに限定されず、例えばＧＭＲヘッド上に、電磁誘導を利用したインダクティブ型磁気ヘッドが積層されてなる複合型磁気ヘッドにも適用可能である。
また、本発明は、絶縁層を介して一対の磁性層を積層し、一方の磁性層から他方の磁性層に流れるトンネル電流のコンダクタンスが一対の磁性層の磁化の相対角度に依存して変化する磁気トンネル接合素子を備える磁気トンネル効果型磁気ヘッドにも適用可能である。
【０１０８】
次に、本発明の磁気記録再生装置１を構成する材料について説明する。
図１に示すように、本発明の磁気記録再生装置の筐体内には、磁気抵抗効果型ヘッドが搭載されたヘッドドラム７が配設されているが、磁気抵抗効果型ヘッドと雰囲気を共有する範囲に存在する構成部材、すなわち少なくとも筐体１ａ、ヘッドドラム７及びガイドピン５ａ〜５ｆには、Ｓの含有量が０．０５〜１．００重量％となされた金属材料が用いられているものとする。
【０１０９】
これらの部材には、従来、被削性を良好にするため、金属材料に所定量のＳを含有させていた。しかしながら、筐体１ａ内の気体中の水分によって金属材料が酸化すると、表面がＳリッチの状態となり、筐体１ａ内のＨガスと反応してＨ２Ｓガスとなり、金属部材からＨ２Ｓガスが筐体内に放出され、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの感磁部を酸化する原因となるため、金属材料中のＳは、低濃度である方が好ましい。しかし一方において、あまりにＳの含有量が少ないと、被削性が著しく低下し、製造上コスト高を招来する。
両者のバランスを鑑みて金属材料中のＳの含有量を検討した結果、０．０５〜１．００重量％とすることが好適であることを見出した。
【０１１０】
さらに、金属材料中にＭｎを含有させることとし、Ｍｎ／Ｓ比を低下させることによりＨ２Ｓガスの発生を抑制することができる。Ｍｎは、構成部材の鋼溶製時の脱酸剤、及び脱硫剤として有効であるが、Ｍｎを過剰に含有させると、硫化物になりやすく、Ｈ２Ｓガス発生の原因となる。そこでＭｎ／Ｓ比を低減化することがＨ２Ｓガスの発生を抑制するためには重要である。
【０１１１】
磁気抵抗効果型ヘッドと雰囲気を共有する範囲に存在する構成部材の金属材料は、Ｆｅを主原料し、Ｓ、Ｍｎの他にＣ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎ、Ｓｅ、Ｏ、Ｂ、Ｍｇ、Ｐｂ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｃａ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｂｉ等を含んでいてもよい。この金属はフェライト系ステンレス鋼、オーステナイトステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼等が挙げられる。
【０１１２】
次に、高温高湿環境下において、本発明の磁気記録再生装置１を用い、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの耐食性実験を行った。
本実験においては、Ｓの含有量を調整したヘッドドラム７、及びガイドピン５ａ〜５ｆを具備する磁気記録再生装置をサンプル１〜５として用意し、腐食試験前後の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの抵抗変化を測定することにより評価した。
なお、磁気抵抗効果型磁気ヘッドのスピンバルブ膜は、Ｔａ／ＮｉＦｅ／ＣｏＮｉＦｅ／ＣｕＡｕ／ＣｏＮｉＦｅ／ＰｔＭｎ／Ｔａの積層構成を有するものを適用した。上記ＮｉＦｅ合金組成は、Ｎｉ８０Ｆｅ２０、ＣｏＮｉＦｅ合金は、Ｃｏ５０Ｎｉ３０Ｆｅ２０、ＣｕＡｕ合金はＣｕ７０Ａｕ３０であるものとした。
【０１１３】
耐食性の評価は、磁気抵抗効果型磁気ヘッドに抵抗変化がなく、良好な耐食性が得られたものを○、磁気ヘッドに抵抗変化が見られ、実用上充分な耐食性が確保できなかったものを×として行った。
また、ヘッドドラム及びガイドピンについて、被削性についての評価も行った。
Ｓの含有量及び評価結果を下記表１に示す。
【０１１４】
【表１】
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【０１１５】
表１に示すように、金属部材中のＳの含有量を０．０５〜１．０重量％としたサンプル２〜４においては、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの抵抗変化がなく良好な耐食性が得られ、かつ金属部材の被削性についても良好であった。
【０１１６】
部材中のＳの含有量を０．０５重量％未満としたサンプル１においては、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの耐食性については良好な評価が得られたが、被削性が悪化し、製造コストの上昇を招来した。
【０１１７】
部材中のＳの含有量が１．０重量％を超えるものとしたサンプル５においては、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの抵抗変化を生じ、実用上充分な耐食性が確保できなかった。
【０１１８】
上述したように、本発明の磁気記録再生装置によれば、筐体１ａ内に存在する水分によって、構成部材の金属表面が酸化した場合においても、Ｈ２Ｓガスの発生が抑制でき、磁気抵抗効果型ヘッドが、Ｈ２Ｓガスにより侵蝕変質して磁気抵抗値が変化し、磁気抵抗効果が変動して情報再生時の再生機能が低下することを回避することができる。
【０１１９】
また、本発明によれば、濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＮａＣｌ溶液中に液浸されたときに測定される標準水素電極に対する腐食電位が、＋０．４〔Ｖ  ｖｓ  ＳＨＥ〕以上であるスピンバルブ膜で構成されたＧＭＲヘッドを適用し、さらに筐体内にＨ２Ｓガスの発生を抑制した金属部材を適用したことによって、酸性雰囲気下のみならず、中性、及び塩基性のガス雰囲気下においても効果的に腐食の発生を抑制でき、磁気ヘッドの特性劣化を回避できる。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明によれば、優れた耐食性を示し、かつ高い磁気抵抗変化率を維持したスピンバルブ膜を備えた磁気抵抗効果型磁気ヘッドと、Ｈ２Ｓガスの発生を抑制した金属部材とを組み合わせたことにより、酸性、中性、及び塩基性ガス雰囲気下のいずれにおいても高い耐食性が得られ、極めて信頼性の高い磁気記録再生装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気テープ用の記録再生装置の概略平面図を示す。
【図２】記録再生装置を構成するヘッドドラムの概略斜視図を示す。
【図３】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの概略斜視図を示す。
【図４】ＧＭＲヘッドを媒体摺接面側から見た端面図を示す。
【図５】（ａ）  ボトム型のスピンバルブ膜の概略断面図を示す。
（ｂ）  トップ型のスピンバルブ膜の概略断面図を示す。
（ｃ）  デュアル型のスピンバルブ膜の概略断面図を示す。
【図６】腐食電位の定義についての説明図を示す。
【図７】腐食電位と腐食試験前後の表面観察結果及び抵抗変化の関係を示す。
【図８】非磁性層をＡｕ、又はＣｕＡｕとした場合の組成比と、標準水素電極に対する腐食電位との関係を示す。
【図９】非磁性層をＣｕＰｄとした場合の組成比と、標準水素電極に対する腐食電位との関係を示す。
【図１０】非磁性層をＣｕＰｔとした場合の組成比と、標準水素電極に対する腐食電位との関係を示す。
【図１１】Ｃｕ−Ｐｄの腐食試験前後の抵抗変化と表面観察結果、電気抵抗測定結果の特性図を示す。
【図１２】Ｃｕ−Ｐｔの腐食試験前後の抵抗変化と表面観察結果、ならびに電気抵抗測定結果の特性図を示す。
【図１３】非磁性層をＣｕＮｉとした場合の組成比と腐食電位との関係を示す。
【図１４】Ｃｕ−Ｎｉの組成比と腐食試験前後の抵抗変化率、表面観察結果、及び電気抵抗の測定結果との関係図を示す。
【図１５】非磁性層をＣｕＲｕとした場合の組成比と腐食電位との関係を示す。
【図１６】Ｃｕ−Ｒｕの組成比と腐食試験前後の抵抗変化率、表面観察結果、及び電気抵抗の測定結果との関係図を示す。
【図１７】非磁性層をＣｕＲｈとした場合の組成比と腐食電位との関係を示す。
【図１８】Ｃｕ−Ｒｈの組成比と、腐食試験前後の抵抗変化と表面観察結果の特性図を示す。
【図１９】Ｃｕ−Ｒｈの電気抵抗の特性図を示す。
【図２０】磁化固定層及び磁化自由層に関して、組成比を変化させた場合の腐食試験結果を示す。
【図２１】磁化固定層及び磁化自由層に関して、腐食を効果的に防止する好適な組成比の範囲を示す。
【符号の説明】
１……磁気記録再生装置、１ａ……筐体、２……磁気テープ、３……供給リール、４……巻取リール、５ａ〜５ｆ……ガイドピン、５ｇ……ピンチローラ、６……キャップスタン、６ａ……キャップスタンモータ、７……ヘッドドラム、８……駆動モータ、９……回転ドラム、１０……固定ドラム、１１ａ，１１ｂ……記録用磁気ヘッド、１２ａ，１２ｂ……再生用磁気ヘッド、２０……磁気抵抗効果型磁気ヘッド、２０ａ……媒体摺動面、２１……第１のコア部材、２２……保護膜、２３……第２のコア部材、２４，２５……磁気シールド層、２６……ギャップ層、２７……ＧＭＲ素子、２８ａ，２８ｂ……永久磁石膜、２９ａ，２９ｂ……低抵抗膜、３０ａ，３０ｂ……導体部、３１ａ，３１ｂ……外部接続用端子、４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ……スピンバルブ膜、４１……下地層、４２……反強磁性層、４３……磁化固定層、４４……非磁性層、４５……磁化自由層、４６……保護層
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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