(57)【要約】【課題】ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、浮上面加工時における再生素子部を構成する層の媒体対向面近傍における変形を低減あるいは無くし、高い出力を有する磁気抵抗効果型ヘッドを高い歩留まりで提供する。【解決手段】ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、磁気抵抗効果膜５０と、少なくとも下部シールド層１１あるいは上部シールド層１２の何れか一方との間に、第１の強磁性層１９および第２の強磁性層１７よりも大きなずれ弾性率を有する変形防止層１３、１４を設けることにより、浮上面加工工程で機械研磨加工を行った際に発生する媒体対向面近傍における変形を低減できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部シールド層と、上部シールド層と、前記上部シールド層と下部シールド層との間に形成されて少なくとも第１の強磁性層と中間層と第２の強磁性層が積層されている磁気抵抗効果膜と、前記下部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された下部ギャップ層と、前記上部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された上部ギャップ層と、前記第１の強磁性層と中間層の界面および前記中間層と前記第２の強磁性層の界面に対して略垂直方向にセンス電流を流すときに前記磁気抵抗効果膜が外部磁界の変化によって発生する抵抗変化を検出するための検出手段とを備える磁気ヘッドにおいて、
前記上部シールド層又は下部シールド層のうち少なくとも何れか一方と前記磁気抵抗効果膜との間に、前記第１の強磁性層及び第２の強磁性層のずれ弾性率よりも大きなずれ弾性率を有する変形防止層が設けられていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記下部ギャップ層又は上部ギャップ層のうち少なくとも何れか一方が、変形防止層を兼ねていることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
媒体対向面において、前記変形防止層のトラック幅方向の最大の幅が、前記第１の強磁性層あるいは第２の強磁性層のうちトラック幅方向の幅が狭い層の最小の幅よりも広いことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記変形防止層のずれ弾性率が、８．５×１０１０Ｐａ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記変形防止層のビッカース硬度が、２５０以上であることを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記変形防止層が、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ及びＩｒのグループから選ばれる少なくとも１種の金属、又は前記グループから選ばれる少なくとも１つの元素を含む合金であることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ヘッド。
【請求項７】
前記変形防止層が、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｂ、Ｃ、Ｎのグループから選ばれる少なくとも１つの元素の、少なくとも２つの元素を含むことを特徴とする特許請求項１あるいは２記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項８】
下部シールド層と、上部シールド層と、前記上部シールド層と下部シールド層との間に形成されて少なくとも第１の強磁性層と中間層と第２の強磁性層が積層されている磁気抵抗効果膜と、前記下部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された下部ギャップ層と、前記上部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された上部ギャップ層と、前記第１の強磁性層と中間層の界面および前記中間層と前記第２の強磁性層の界面に対して略垂直方向にセンス電流を流すときに前記磁気抵抗効果膜が外部磁界の変化によって発生する抵抗変化を検出するための検出手段とを備える磁気ヘッドにおいて、
前記上部シールド層又は下部シールド層のうち少なくとも何れか一方は、第２の変形防止層と軟磁性層とが積層された３層以上の積層体であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項９】
前記第２の変形防止層のずれ弾性率が、８．５×１０１０　Ｐａ以上であることを特徴とする請求項８記載の磁気ヘッド。
【請求項１０】
前記第２の変形防止層のビッカース硬度が、２５０以上であることを特徴とする請求項８記載の磁気ヘッド。
【請求項１１】
前記第２変形防止層は、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ及びＩｒのグループから選ばれる少なくとも１種の金属、又は前記グループから選ばれる少なくとも１つの元素を含む合金であることを特徴とする請求項８記載の磁気ヘッド。
【請求項１２】
前記変形防止層が、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｂ、Ｃ、Ｎのグループから選ばれる少なくとも１つの元素の、少なくとも２つの元素を含むことを特徴とする請求項８記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項１３】
前記第２の変形防止層は、セラミクス材料からなることを特徴とする請求項８記載の磁気ヘッド。
【請求項１４】
前記セラミクス材料は、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化タンタル、ダイヤモンドカーボン、炭化シリコン、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化タンタル、炭化タングステンのうち少なくとも１種であることを特徴とする請求項１３記載の磁気ヘッド。
【請求項１５】
下部シールド層と、上部シールド層と、前記上部シールド層と下部シールド層との間に形成されて少なくとも第１の強磁性層と中間層と第２の強磁性層が積層されている磁気抵抗効果膜と、前記下部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された下部ギャップ層と、前記上部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された上部ギャップ層と、前記第１の強磁性層と中間層の界面および前記中間層と前記第２の強磁性層の界面に対して略垂直方向にセンス電流を流すときに前記磁気抵抗効果膜が外部磁界の変化によって発生する抵抗変化を検出するための検出手段とを備える磁気ヘッドにおいて、
前記上部シールド層及び下部シールド層のうち少なくとも何れか一方は、前記磁気抵抗効果膜側から順に内側軟磁性層と第２の変形防止層と外側軟磁性層が積層された３層以上の積層体であり、前記内側軟磁性層のずれ男性率は、前記外側軟磁性層のずれ弾性率よりも大きいことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１６】
前記第２の変形防止層のずれ弾性率が、８．５×１０１０　Ｐａ以上であることを特徴とする請求項１５記載の磁気ヘッド。
【請求項１７】
前記第２の変形防止層のビッカース硬度が、２５０以上であることを特徴とする請求項１５記載の磁気ヘッド。
【請求項１８】
前記第２変形防止層は、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ及びＩｒのグループから選ばれる少なくとも１種の金属、又は前記グループから選ばれる少なくとも１つの元素を含む合金であることを特徴とする請求項１５記載の磁気ヘッド。
【請求項１９】
前記変形防止層が、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｂ、Ｃ、Ｎのグループから選ばれる少なくとも１つの元素の、少なくとも２つの元素を含むことを特徴とする請求項１５記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項２０】
前記第２の変形防止層は、セラミクス材料からなることを特徴とする請求項１５記載の磁気ヘッド。
【請求項２１】
前記セラミクス材料は、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化タンタル、ダイヤモンドカーボン、炭化シリコン、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化タンタル、炭化タングステンのうち少なくとも１種であることを特徴とする請求項２０記載の磁気ヘッド。
【請求項２２】
前記内側軟磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ及びＩｒのグループから選ばれる少なくとも１つの元素とを含む合金であることを特徴とする請求項１５記載の磁気ヘッド。
【請求項２３】
前記内側軟磁性層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｙ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選ばれる少なくとも１つの元素とを含むアモルファス合金であることを特徴とする請求項１５記載の磁気ヘッド。
【請求項２４】
下部シールド層と、上部シールド層と、前記上部シールド層と下部シールド層との間に形成されて少なくとも第１の強磁性層と中間層と第２の強磁性層が積層されている磁気抵抗効果膜と、前記下部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された下部ギャップ層と、前記上部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された上部ギャップ層と、前記第１の強磁性層と中間層の界面および前記中間層と前記第２の強磁性層の界面に対して略垂直方向にセンス電流を流すときに前記磁気抵抗効果膜が外部磁界の変化によって発生する抵抗変化を検出するための検出手段とを備える磁気ヘッドにおいて、
上部シールド層及び下部シールド層の少なくとも何れか一方と前記磁気抵抗効果膜との間に、第１の強磁性層及び第２の強磁性層のずれ弾性率よりも大きなずれ弾性率を有する第１の変形防止層が設けられており、
前記下部シールド層及び前記上部シールド層の少なくとも何れか一方に、第２の変形防止層が設けられていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２５】
前記第１および第２の変形防止層のずれ弾性率が、８．５×１０１０Ｐａ以上であることを特徴とする請求項２４記載の磁気ヘッド。
【請求項２６】
前記第１および第２の変形防止層のビッカース硬度が、２５０以上であることを特徴とする請求項２４記載の磁気ヘッド。
【請求項２７】
前記第１の変形防止層は、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ及びＩｒのグループから選ばれる少なくとも１種の金属、又は前記グループから選ばれる少なくとも１種の元素を含む合金であることを特徴とする請求項２４記載の磁気ヘッド。
【請求項２８】
前記変形防止層が、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｂ、Ｃ、Ｎのグループから選ばれる少なくとも１つの元素の、少なくとも２つの元素を含むことを特徴とする請求項２４記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項２９】
前記下部シールド層及び前記上部シールド層の少なくとも何れか一方は、前記磁気抵抗効果膜側から順に内側軟磁性層と外側軟磁性層が積層された積層体であり、前記第２の変形防止層は、前記外側軟磁性層のずれ弾性率よりも大きなずれ弾性率を有する内側軟磁性層であることを特徴とする特許請求２４記載の磁気ヘッド。
【請求項３０】
前記第２の変形防止層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ及びＩｒのグループから選ばれる少なくとも１つの元素とを含む合金であることを特徴とする請求項２９記載の磁気ヘッド。
【請求項３１】
前記第２の変形防止層は、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｙ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｉｒ及びＰｔのグループから選ばれる少なくとも１つの元素とを含むアモルファス合金であることを特徴とする請求項２９記載の磁気ヘッド。
【請求項３２】
前記中間層がトンネル障壁層であることを特徴とする請求項１、８、１５、２４の何れか１項に記載の磁気へッド。
【請求項３３】
前記中間層が導電層であることを特徴とする請求項１、８、１５、２４の何れか１項に記載の磁気ヘッド。
【請求項３４】
前記第２の強磁性層の磁化の方向は、特定の方向に固定されていることを特徴とする請求項１、８、１５、２４の何れか１項に記載の磁気ヘッド。
【請求項３５】
更に、磁気記録媒体の情報を記録する記録素子を備えることを特徴とする請求項１、８、１５、２４の何れか１項に記載の磁気ヘッド。
【請求項３６】
情報を記録する磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に情報を記録するための記録素子及び前記磁気記録媒体に記録された情報を検出するための再生素子を有する磁気ヘッドと、前記記録再生ヘッドに記録信号及び再生信号を送受信するリード／ライト回路と、前記記録再生ヘッドを前記磁気記録媒体上の所定に位置に移動させるアクチュエータ手段と、前記リード／ライト回路とアクチュエータ手段を制御する記録再生動作制御手段とを備えた磁気記録再生装置において、
前記磁気ヘッドは、請求項１、８、１５、２４のうち何れかに記載の磁気ヘッドであることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項３７】
線記録密度が６３５ｋＢＰＩ以上であることを特徴とする請求項３６記載の磁気記録再生装置。
【請求項３８】
面記録密度が６０Ｇｂ／ｉｎ２以上であることを特徴とする請求項３６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、磁気抵抗効果膜の第１の強磁性層と中間層の界面および中間層と第２　の強磁性層の界面に対して略垂直方向にセンス電流を流すＣＰＰ　（Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｅ）　構造の磁気ヘッドおよびこれを搭載した磁気記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録再生装置の記録密度は、年率１００％という驚異的な速さで増加している。これに伴い、磁気記録再生装置に搭載されている磁気ヘッドには、高出力化、シールド間隔の狭小化が求められている。
【０００３】
高出力化については、磁気抵抗効果膜の性能向上が図られている。数Ｇｂ／ｉｎ２までは異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）膜が用いられていたが、それ以上の記録密度では、より高出力が得られる巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）膜が採用され、現在に至っている。
【０００４】
さらに、ＧＭＲ膜の次の世代の磁気抵抗効果膜としては、１９９５年発刊のジャーナル　オブ　マグネティズム　アンド　マグネティック　マテリアルズ　第１３９巻Ｌ２３１〜Ｌ２３４頁に記載されているようなトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）膜、あるいは２００１年発刊のジャーナル　オブ　アプライド　フィジックス　第８９巻　６９４３〜６９４５　頁に記載されているようなＧＭＲ膜の膜面に対して垂直に電流を流すＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｅ）−ＧＭＲ膜の研究開発が行われている。
【０００５】
シールド間隔の狭小化については、磁気抵抗効果膜面内にセンス電流を流す、所謂ＣＩＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｐｌａｎｅ）のＧＭＲ膜の場合には、シールド膜と、ＧＭＲ膜およびＧＭＲ膜にセンス電流を供給するための電極膜との間に配置されている絶縁ギャップ層の厚さが薄くなり、センス電流がシールド膜に漏れてしまうため、８０ｎｍ程度以下にすると歩留まりの低下が著しく、また７０ｎｍ以下にすることは技術的な困難を伴う。磁気抵抗効果膜の膜面に対してセンス電流を垂直に流すＣＰＰ構造では、ＣＩＰ構造にあるような絶縁ギャップ膜が不要になるため、シールド間隔の狭小化においては有利であると言える。
【０００６】
ＣＰＰ構造の場合には、技術が成熟しつつあるＣＩＰ構造とは異なり新規な構造であるため、解決すべき課題がまだ残されている。そのなかのひとつが浮上面加工技術である。ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果膜であるＴＭＲ膜を用いた磁気ヘッドに関しても、特開平１１−１７５９２７　号公報では、浮上面加工にプラズマプロセスを用いる方法が、特開２００１　２８１０８号公報にはＴＭＲ膜の障壁層の上下の強磁性層を短絡した後に浮上面加工を行う技術が開示されている。特開平１１−１７５９２０号公報および特開２０００−２１５４１５号公報には、ＴＭＲ膜における強磁性膜あるいは反強磁性膜の下地層、および、下電極層の材料が記載されている。
【０００７】
なお、ＣＩＰ構造ヘッドにおいても、浮上面加工の際の歩留まり向上を目的として、特開２００２−１３３６１４号公報に、シールド層が磁気抵抗効果膜から順に内側層と外側の２層構造であって、内側層が外側層よりも高い硬度を有するＧＭＲヘッドが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術はいずれも磁気抵抗効果膜がＴＭＲ膜の場合の浮上面加工技術を開示したものである。特開平１１−１７５９２７号公報は、浮上面加工によって生じる加工変質層、特に障壁層の加工変質層による磁気抵抗特性の劣化を回復させること、特開２００１２８１０８号公報は、ウェハプロセス及び浮上面加工プロセスでのダメージを低減することを目的としている。
【０００９】
しかしながら、浮上面加工を行う際に、特開平１１−１７５９２７号公報に開示されているプラズマプロセスを用いて所望の素子高さを得る工程は、スループットが悪く現実的ではなく、機械研磨加工が必要である。また、特開２００１　２８１０８号公報に開示されている障壁層の上下の強磁性層を短絡する構造にしても、所定の素子高さまで追い込む前の粗加工プロセスでは短絡した状態を保つことができるが、所定の素子高さまで追い込む精密加工プロセスでは短絡されている部分が削られてしまうという問題がある。
【００１０】
また、特開平１１−１７５９２０号公報には、強磁性膜や反強磁性膜の下地層としてＴｉ、Ｖ、Ｃｕ、など２３の金属が、特開２０００−２１５４１５号公報には、下電極層の材料としてＴａ、Ｚｒ、Ａｕなどの１２の金属の記述があるが、ＣｕやＡｕなどの柔らかく、しかも変形しやすい材料も選択されていることから、浮上面加工時における機械研磨加工のダメージは考慮されていないと推察できる。
【００１１】
なお、特開２００２−１３３６１４号公報では、ＣＩＰ構造のＧＭＲヘッドに関して変形しにくいシールド層の構造について述べられている。ＧＭＲヘッドの場合には、磁気抵抗膜であるＧＭＲ膜はアルミナなどの変形しにくい材料からなる絶縁ギャップ層で挟持されていることから、ＧＭＲ膜自体の変形は起こりにくくため、浮上面加工における特性不良の原因は主にシールド層にある。具体的には、浮上面を研磨する際に、シールド層を構成する金属が、絶縁ギャップ膜からＧＭＲ膜まで引きずられることにより、センス電流がＧＭＲ膜からシールド層に漏れて出力が著しく低下するという現象が起こる。この問題は、シールド層のみを硬度の大きい材料で構成すれば解決できる。
【００１２】
しかしながら、ＣＰＰ構造のヘッドでは、磁気抵抗効果膜もギャップ層もシールド層も金属であるため、これらが全て変形し易く、ＣＩＰ構造のヘッドで起こるシールド層を構成する金属の引きずりの他にも、ギャップ層の変形や、磁気抵抗効果膜の変形（積層構造の乱れや崩れ）による特性劣化が起こる。従って、ＣＰＰ構造のヘッドの場合には、シールド層のみの機械特性のみを考慮したのでは不十分であり、磁気抵抗効果膜とギャップ層とシールド層が全体的に変形しにくくなるような構造にすることが重要である。その際に、浮上面加工時にせん断応力が作用することから、考慮すべき機械特性としてはずれ弾性率になる。なお、特開２００２−１３３６１４号公報に記載のある材料のずれ弾性率は、発明者等の計算によると、７．１〜８．３×１０１０Ｐａである。
【００１３】
本発明の目的は、ＴＭＲ膜のみならず、ＣＰＰ−ＧＭＲ膜なども含めたＣＰＰ型磁気抵抗効果膜を適用したＣＰＰ構造の磁気抵抗効果ヘッドにおいて、所定の素子高さを得るための浮上面加工を機械研磨加工を用いて行う際に、機械研磨加工のダメージが少なく、高い出力を有する磁気抵抗効果型ヘッドを高い歩留まりで提供することにある。また、このような挟い再生ギャップに適したＣＰＰ構造の高出力が得られる磁気抵抗効果ヘッドを搭載した高線記録密度、高面記録密度の磁気記録再生装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る磁気ヘッド及び磁気記録再生装置では、下部シールド層と、上部シールド層と、前記上部シールド層と下部シールド層との間に形成されて少なくとも第１の強磁性層と中間層と第２の強磁性層が積層されている磁気抵抗効果膜と、前記下部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された下部ギャップ層と、前記上部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された上部ギャップ層と、前記第１の強磁性層と中間層の界面および前記中間層と前記第２の強磁性層の界面に対して略垂直方向にセンス電流を流すときに前記磁気抵抗効果膜が外部磁界の変化によって発生する抵抗変化を検出するための検出手段とを備える磁気ヘッドにおいて、前記上部シールド層又は下部シールド層のうち少なくとも何れか一方と前記磁気抵抗効果膜との間に、前記第１の強磁性層及び第２の強磁性層のずれ弾性率よりも大きなずれ弾性率を有する変形防止層が設けられていることを主な特徴とする。
【００１５】
または、上部シールド層又は下部シールド層のうち少なくとも何れか一方は、第２の変形防止層と軟磁性層とが積層された３層以上の積層体であることを主な特徴とする。
上記の変形防止層及び第２の変形防止層は、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒのグループから選ばれる金属、あるいは、前記グループから選ばれる少なくとも１つの元素を含む合金で構成する。また、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｂ、Ｃ、Ｎのグループから選ばれる少なくとも１つの元素の、少なくとも２つの元素を含む材料で構成することもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した磁気ヘッド及び磁気記録再生装置ついて詳細に説明する。
【００１７】
この磁気ヘッドは、下部シールド層と、上部シールド層と、前記上部シールド層と下部シールド層との間に形成されて少なくとも第１の強磁性層と中間層と第２の強磁性層が積層されている磁気抵抗効果膜と、下部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された下部ギャップ層と、上部シールド層と磁気抵抗効果膜との間に形成された上部ギャップ層と、第１の強磁性層と中間層の界面および中間層と前記第２の強磁性層の界面に対して略垂直方向にセンス電流を流すときに磁気抵抗効果膜が外部磁界の変化によって発生する抵抗変化を検出するための検出手段とを備える。
【００１８】
そして、上部シールド層又は下部シールド層のうち少なくとも何れか一方と前記磁気抵抗効果膜との間に、第１の強磁性層及び第２の強磁性層のずれ弾性率よりも大きなずれ弾性率を有する変形防止層が設けられている。
【００１９】
又は、上部シールド層又は下部シールド層のうち少なくとも何れか一方は、第２の変形防止層と軟磁性層とが積層された３層以上の積層体とされている。
【００２０】
又は、上部シールド層及び下部シールド層のうち少なくとも何れか一方は、磁気抵抗効果膜側から順に内側軟磁性層と第２の変形防止層と外側軟磁性層が積層された３層以上の積層体であり、内側軟磁性層のずれ弾性率は、外側軟磁性層のずれ弾性率よりも大きいものである。
【００２１】
又は、上部シールド層及び下部シールド層の少なくとも何れか一方と磁気抵抗効果膜との間に、第１の強磁性層及び第２の強磁性層のずれ弾性率よりも大きなずれ弾性率を有する第１の変形防止層が設けられており、下部シールド層及び上部シールド層の少なくとも何れか一方に、第２の変形防止層が設けられている。
【００２２】
このように構成される磁気ヘッドでは、所定の素子高さを得るための浮上面加工を機械研磨加工を用いて行う際に、機械研磨加工のダメージが少ないので、高い出力を有する磁気抵抗効果型ヘッドを高い歩留まりで提供することができる。
【００２３】
ここで、変形防止層としては、ずれ弾性率が８．５×１０１０　Ｐａ以上を有することが好ましく、さらにはビッカース硬度が２５０以上であると望ましい。
【００２４】
変形防止層は、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒのグループから選ばれる金属、あるいは、前記グループから選ばれる少なくとも１つの元素を含む合金で構成する。
または、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒから選ばれる少なくとも一つの元素の硼化物、炭化物、窒化物の薄膜、あるいはＭｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒから選ばれる少なくとも一つの元素に硼素、炭素、窒素を含有させた薄膜で構成する。なお、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒ以外の元素が含まれていても構わない。これらの材料を用いることにより、製造プロセス中の腐食を防ぐこと、および、使用環境下での耐食性を向上させることができる。
【００２５】
下部シールド層あるいは上部シールド層のいずれか一方を、第２の変形防止層と軟磁性層が積層された３層以上の積層体とする場合には、第２の変形防止層は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒのグループから選ばれる少なくとも１つの元素とを含む合金、あるいは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｙ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、ＩｒおよびＰｔのグループから選ばれる少なくとも１つの元素とを含むアモルファス合金、あるいは、金属材料よりもずれ弾性率が大きく、硬度も大きいセラミクス材料を用いることができる。
【００２６】
また、以上のようなＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドを再生素子に用いることにより、線記録密度が６３５　ｋＢＰＩ以上の磁気記録再生装置を実現することができる。また、面記録密度が６０Ｇｂ／ｉｎ２以上の磁気記録再生装置も実現することができる。
以下、本発明を適用した磁気ヘッド及び磁気記録再生装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２７】
＜実施の形態１＞
図１に本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面における構造を示す。基板表面にアルミナなどの絶縁体を被覆したアルミナ・チタンカーバイド基板上に、所定の形状を有するＮｉ−Ｆｅ合金からなる下部シールド層１１を形成し、その上に、Ｍｏからなる下側の第１の変形防止層１３、Ｔａからなる下部ギャップ層１３１、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０、Ｃｕからなる上部ギャップ層１４１、Ｍｏからなる上部の第１の変形防止層１４を形成する。
【００２８】
ここで、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０は、その上部に形成される積層膜の配向性を制御するための金属、例えば８１ａｔ．％Ｎｉ−１９ａｔ．％Ｆｅからなるシード層１５、５２ａｔ．％Ｐｔ−４８ａｔ．％Ｍｎからなる反強磁性層１６、７５ａｔ．％Ｃｏ−２５ａｔ．％Ｆｅからなる第２の強
磁性層１７、酸化アルミニウムからなるトンネル障壁層１８、８１ａｔ．％Ｎｉ−１９ａｔ．％Ｆｅからなる第１の強磁性層１９で構成した。
【００２９】
反強磁性層１６と第２の強磁性層１７の間に交換結合を生じさせるために、素子高さ方向に３ｋＯｅの磁界を印加しながら、２７０℃、３ｈの磁界中熱処理を施した後、記録媒体からの磁界を検知する部分である感磁部となる位置にリフトオフマスクを形成し、イオンミリング法により感磁部以外の上側の第１の変形防止層、上部ギャップ層、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜、下部ギャップ層、下側の第１の変形防止層をエッチングする。絶縁膜２１とＣｒ下地層／ＣｏＣｒＰｔ硬磁性膜の積層膜で構成される縦バイアス印加層２０を成膜し、リフトオフマスクを除去した後、Ｎｉ−Ｆｅ合金からなる上部シールド層１２を形成する。
【００３０】
この上に再生素子部と記録素子部を分離するための分離層を介して記録用の誘導型磁気ヘッドを形成するが詳細は省略する。誘導型磁気ヘッドの形成終了後、再生素子のトラック幅方向に５００Ｏｅの磁界を印加しながら、２５０℃、３ｈ熱処理を行い、第２の強磁性層１７の磁化の方向を概ね素子高さ方向に保ったまま、第１の強磁性層１９の磁化の方向をトラック幅方向に向け、ウェハ工程が完了する。
【００３１】
次に、以下に述べる浮上面加工を行う。ウェハを複数個の磁気ヘッド素子が並んだバーに切断し、ラップ装置を用いて所望の素子高さになるまで機械研磨により削る。媒体対向面に、再生素子および記録素子を保護するための保護膜を形成し、さらに、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間隔（浮上量）を制御するために、イオンミリング法、ドライエッチング法などにより媒体対向面に所定の溝形状を形成する。この後、バーを素子毎に切断し、磁気ヘッドが完成する。
【００３２】
なお、比較のため、下側の第１の変形防止層１３、上側の第１の変形防止層１４を設けていない磁気ヘッドも作製した。
【００３３】
図２は、本実施の形態である下側の第１の変形防止層１３および上側の第１の変形防止層１４にＭｏを用いた磁気抵抗効果型ヘッドの素子高さ方向の断面透過電子顕微鏡像（以下、断面ＴＥＭ像と記す）であり、図３はこれらを設けていない（ギャップ層としてＴａを使用した）ヘッドの断面ＴＥＭ像である。図の下側が媒体対向面である。図３では、媒体対向面近傍の２００で示した部分において、下部シールド層１１から上部シールド層１２にかけて各々の層が一方向に引きずられて変形していることが分かる。一方、図２ではこのような変形は観察されず、ずれ弾性率の大きな材料で構成される第１の変形防止層１３および１４を設けたことによる効果が顕著に現れている。
【００３４】
【表１】
2004146028.tif 000003
上記表１は、トラック幅０．１８μｍ、素子高さ０．１３μｍで作製したヘッドについて、素子抵抗と再生出力を評価した結果である。本発明のヘッドでは、素子抵抗、出力ともにウェハにおける磁気抵抗特性から推定される値が得られているが、比較例においては、素子抵抗、出力ともに小さな値になっている。この原因としては、図２および図３で示したように、媒体対向面近傍における素子の変形、特にトンネル障壁層１８の変形により磁気抵抗特性が著しく劣化したことが考えられる。
【００３５】
本実施の形態では、下側の第１の変形防止層１３および上側の第１の変形防止層１４にＭｏを用いているが、下側の第１の変形防止層１３あるいは上側の第１の変形防止層１４の何れか一方のみにＭｏを用いても、浮上面加工時に起きる媒体対向面近傍の変形を抑制する効果がある。
【００３６】
ここで、下側の第１の変形防止層１３および上側の第１の変形防止層１４に用いる材料には、浮上面加工時の変形が起きないようにずれ弾性率が大きいこと、センス電流を供給する電極の一部になっていることから比抵抗が小さいことが要求される。
【００３７】
【表２】
2004146028.tif 000004
上記表２に、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜に用いられる材料、および、下側の第１の変形防止層１３および上側の第１の変形防止層１４の候補となる代表的な材料のずれ弾性率Ｇを示す。
【００３８】
ここで、ずれ弾性率Ｇとは、せん断応力をσ、ひずみ角度をφとしたときに、σ＝Ｇ・φなる式で示されるずれ変形の程度を表す材料物性値であり、ずれ弾性率Ｇが大きいほど変形量は小さい。
【００３９】
表２を見ると、下部シールド層１１、上部シールド層１２、第１の強磁性層１９、第２の強磁性層１７に用いられている磁性材料では、７．８〜８．５×１０１０　Ｐａであり、少なくともこれらよりも大きな値を有する材料を用いることが必要である。比較のために作製したヘッドで用いたＴａのずれ弾性率Ｇは６．２×１０１０Ｐａと前述の値に対して小さいのに対して、本実施の形態で用いたＭｏのずれ弾性率Ｇは１６．７×１０１０　Ｐａと２倍強大きな値である。Ｍｏ以外のずれ弾性率Ｇが大きい金属としては、表２に記載したように、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒがある。
【００４０】
これらの材料の比抵抗ρも表２に併記してあるが、いずれも５〜６×１０−８Ω・ｍ程度と小さいので、電極の一部を構成していても影響がないと判断できる。従って、下側の第１の変形防止層１３あるいは上側の第１の変形防止層１４には、Ｍｏ以外にも、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒ、および、これらの元素を少なくとも１つ含む合金を用いることができる。
【００４１】
合金については、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒは比抵抗が低いので、比抵抗により合金の組成が限定されることはなく、そのすれ弾性率が８．５×１０１０Ｐａ以上が必要という条件で組成が限定される。
【００４２】
例えばＴａとの場合には、Ｍｏについては１７原子量パーセント以上、Ｒｈについては１６原子量パーセント以上、Ｗについては２２原子量パーセント以上、Ｉｒについては３０原子量パーセント以上含む合金を用いることができる。
【００４３】
Ｃｕとの場合には、Ｍｏについては３２原子量パーセント以上、Ｒｈについては３１原子量パーセント以上、Ｗについては４１原子量パーセント以上、Ｉｒについては５１原子量パーセント以上含む合金を用いることができる。
合金以外にも、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒから選ばれる少なくとも一つの元素の硼化物、炭化物、窒化物の薄膜、あるいはＭｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒから選ばれる少なくとも一つの元素に硼素、炭素、窒素を含有させた薄膜を用いることもできる。なお、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒ以外の元素が含まれていても構わない。これらの材料を用いることにより、製造プロセス中の腐食を防ぐこと、および、使用環境下での耐食性を向上させることができる。
【００４４】
ここで、変形防止層と再生ギャップ長の間には次のような関係がある。変形を防止する効果は、変形防止層が厚ければその効果は大きい。ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果ヘッドが実用となる再生ギャップ長である６０ｎｍにおいて、変形防止層の上限は、再生ギャップ長からＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０の最小膜厚１５ｎｍを引いた４５ｎｍである。このとき、変形防止層と再生ギャップ長の比は０．７５であり、これが変形防止層と再生ギャップ長の比の上限である。変形防止層と再生ギャップ長の比が０．
７５より大きくなると、再生出力が低減する虞がある。
【００４５】
一方、変形防止層が理想的に堆積した場合にその機能を発現する最小の膜厚は３原子層程度、つまり０．３３ｎｍ程度であり、このときの変形防止層と再生ギャップ長の比は０．００５である。これが変形防止層と再生ギャップ長の比の下限である。つまり、変形防止層と再生ギャップ長の比は０．００５よりも小さくなると、変形防止層がその機能を十分に果たすことができない虞がある。
【００４６】
なお、再生ギャップ長が６０ｎｍよりも狭くなった場合には、上限値は０．７５よりも小さくなり、下限値は０．００５よりも大きくなるので、変形防止層と再生ギャップ長の比は、０．００５以上０．７５以下の範囲内となる。
【００４７】
また、本実施の形態で述べた下部シールド層１１、上部シールド層１２、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０を構成する材料は本発明の特定の例であり、同様の機能を有する他の材料を用いても本発明の効果は変わるものではない。
【００４８】
さらにまた、本実施の形態では、図１に示すように下部シールド層１１と下部ギャップ層１３１との間及び上部ギャップ層１４１と上部シールド層１２との間に変形防止層１３、１４を設けているが、下部ギャップ層１３１とＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０との間のみ、又は、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０と上部ギャップ層１４１との間にのみに変形防止層を形成してもよい。さらにまた、図４のように下部ギャップ層および上部ギャップ層が変形防止層を兼ねても良い。
【００４９】
なお、上述した変形防止層と再生ギャップ長の比であるが、形成されている変形防止層が一層であっても二層であっても、変形防止層の総厚みと再生ギャップ長の比は、０．００５以上０．７５以下の範囲内にあることが好ましい。
【００５０】
＜実施の形態２＞
実施の形態１においては、下側の第１の変形防止層１３および上側の第１の変形防止層１４をＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０とトラック方向の幅を略同じにしているが、図５に示す本実施の形態ではＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０の幅よりも広くしている。下側の第１の変形防止層１３の幅は下部シールド層１１の幅と、上側の第１の変形防止層１４の幅は上部シールド層の幅と同じ幅まで広くすることができる。
【００５１】
作製方法の一例は、次の通りである。下部シールド層１１を形成した後、下側の第１の変形防止層１３を成膜し、ドライエッチング法あるいはイオンミリング法により所望の形状にパターニングする。ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０を成膜し、感磁部となる位置にリフトオフマスクを形成し、イオンミリング法により感磁部以外の上部ギャップ層、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜をエッチングする。リフトオフマスクを除去後、上側の第１の変形防止層１４および上部シールド層１２を成膜する。この上に所定のレジストパターンを形成し、これをマスクにして上側の第１の変形防止層１４と上部シールド層１２を同じ形状に形成する。これから以後の工程は実施の形態１と同様である。
【００５２】
本実施の形態のように、ずれ弾性率の大きい材料で構成される層をトラック幅方向に幅広く配置することにより、媒体対向面近傍での変形をより小さく抑えることができるので、浮上面加工におけるプロセスマージンが広くなる。
【００５３】
＜実施の形態３＞
実施の形態２の構造（図５）においては、下側の第１の変形防止層１３とシード層１５、第１の強磁性層１９と上側の第１の変形防止層１４との間の接触抵抗を低減するため、下側の第１の変形防止層１３および第１の強磁性層１９の膜表面をスパッタエッチング等によりクリーニングする必要がある。このクリーニング処理により下側の第１の変形防止層１３および第１の強磁性層１９の膜厚がばらつき、これにより、前者の場合は下部シールド層と上部シールド層の間隔（以下、シールド間隔と記す）がばらつき、後者の場合は、再生感度および再生波形の非対称性がばらつくことになる。
【００５４】
図６は、クリーニング処理による特性のばらつきを低減できる構造である。下部シールド層１１を形成し、その表面をスパッタエッチング法などによりクリーニングした後、下側の第１の変形防止層１３と、シード層１５　／　反強磁性層１６　／　第２の強磁性層１７　／　トンネル障壁層１８　／第１の強磁性層１９からなるＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０と、上側の第１の変形防止層の下部１４２を積層する。感磁部となる位置にリフトオフマスクを形成し、イオンミリング法により感磁部以外の上部ギャップ層、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜をエッチングするが、下側の第１の変形防止層１３は残るようにする。リフトオフマスクを除去後、表面をクリーニングし、上側の第１の変形防止層の上部１４３と上部シールド層１２を形成する。この後の工程は、実施の形態１と同様である。
【００５５】
本実施の形態では、感磁部を形成するエッチングの際に下側の第１の変形防止層１３が残るようにしているが、第１の強磁性層１９がエッチングで除去されれば、これより下のどの位置でエッチングを止めても、媒体対向面近傍での変形を抑制する効果やヘッド特性は変わるものではない。
【００５６】
＜実施の形態４＞
図７は、本発明の他の縦バイアス印加方式を有する実施の形態の媒体対向面における構造を示す図である。下部シールド層１１の上に、下側の第１の変形防止層１３、シード層１５　／　反強磁性層１６　／　第２の強磁性層１７　／　トンネル障壁層１８　／第１の強磁性層１９からなるＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０を成膜した後、例えばＣｕ、Ｔａ、Ｒｕ、あるいはこれらの積層膜からなる縦バイアス印加層下地層２２、例えばＮｉ−Ｆｅ合金、Ｃｏ−Ｆｅ合金、Ｆｅ、あるいはこれらの積層膜からなる縦バイアス軟磁性層２３、例えばＭｎ−Ｉｒ系反強磁性層やＣｏＣｒＰｔ系硬磁性層からなる縦バイアス磁化固定層２４、上側の第１の変形防止層の下部１４２を積層する。感磁部となる位置にリフトオフマスクを形成し、イオンミリング法によりエッチングし、絶縁膜２１を成膜する。この後のリフトオフマスク除去以降の工程は実施の形態３と同様である。
【００５７】
本実施の形態では、感磁部の両脇に形成する層が絶縁膜２１のみであるため、プロセスが簡略になるという利点がある。
【００５８】
＜実施の形態５＞
図８は、本発明の他のＣＰＰ型磁気抵抗効果膜を有する実施の形態の媒体対向面における構造を示す図である。素子全体の構造は実施の形態３（図６）と同様であるが、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５１を、シード層１５　／　反強磁性層１６　／　第２の強磁性層１７／　導電層２８　／第１の強磁性層１９からなる、所謂ＣＰＰ−ＧＭＲ膜にしたものである。ここで、シード層１５、反強磁性層１６、第２の強磁性層１７、第１の強磁性層１９は、実施の形態１で述べた材料を用いることができ、導電層２８としては、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔなどを用いることができる。
【００５９】
また、第２の強磁性層１７、あるいは、第１の強磁性層１９の導電層２８側にマグネタイトなどの所謂ハーフメタルを用いると、抵抗変化率の向上させることができる。この場合、前述の導電層２８の材料のほかに、窒化チタン、酸化チタンを用いてもよい。
【００６０】
なお、本実施の形態は、実施の形態３におけるトンネル磁気抵抗効果を用いたＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０をＣＰＰ−ＧＭＲ効果を用いたＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５１に置き換えた構造について記したが、実施の形態１、２あるいは４におけるＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０をＣＰＰ−ＧＭＲ効果を用いたＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５１に置き換えてもよい。
【００６１】
＜実施の形態６＞
図９は、実施の形態５（図８）におけるＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５１を、他の構成のＣＰＰ−ＧＭＲ効果を用いたＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５２に置き換えたものである。具体的な構成は、基板側からシード層１５／第１の反強磁性層１６／第２の強磁性層１７／第１の導電層２８／第１の強磁性層１９／分離層３０／第３の強磁性層３９／第２の導電層３８／第４の強磁性層３７／層間結合層３６／第５の強磁性層３５／第２の反強磁性層３４であり、第４の強磁性層３７と第５の強磁性層３５は層間結合層３６を介して反強磁性的に結合しており、かつ、外部磁界が印加されていないときに、第２の強磁性層１７の磁化の方向と第４の強磁性層３７の磁化の方向が反対方向に向くように、膜構成及び熱処理条件を設定する。
【００６２】
このような構成を有するＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５２を用いると、垂直記録媒体の再生を行った際に単峰波形が得られるので、従来から使われていた面内記録用の信号処理方式を使うことが可能となる。
【００６３】
＜実施の形態７＞
これまでの実施の形態はギャップ層に関するものであるが、本実施の形態以降はシールド層に関するものである。
【００６４】
図１０は、本発明の他の実施の形態の媒体対向面における構造を示す図であり、下部シールド層１１１および上部シールド層１２１として、Ｎｉ−Ｆｅ合金にＭｏを添加することによりずれ弾性率が大きくしたＮｉ−Ｆｅ−Ｍｏ合金で構成したものである。これにより媒体対向面近傍の変形を防ぐことができる。
【００６５】
Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍｏ合金以外にも、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金にＭｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒを添加した合金を用いることができる。
【００６６】
ここで、実施の形態１などで述べたずれ弾性率の大きい下側の第１の変形防止層１３および上側の第１の変形防止層１４と併用すると、浮上面加工時のプロセスマージンをより広くすることができる。
【００６７】
＜実施の形態８＞
図１１は、本発明の他のシールド構造を有する実施の形態の媒体対向面における構造を示す図である。下部シールド層をＮｉ−Ｆｅ合金からなる軟磁性層１１２とずれ弾性率が大きい材料であるＭｏからなる第２の変形防止層１１３との多層構造とし、上部シールド層をＮｉ−Ｆｅ合金からなる軟磁性層１２２とずれ弾性率が大きい材料であるＭｏからなる第２の変形防止層１２３との多層構造としたものである。
【００６８】
軟磁性層１１２及び１２２には、Ｎｉ−Ｆｅ合金以外にも、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金などを用いることができ、第２の変形防止層１１３及び１２３には、Ｍｏ以外にも、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒおよび、これらの元素を少なくとも１つ含む合金を用いることができる。
【００６９】
実施の形態７と同様に、本実施の形態においても、ずれ弾性率の大きい下側の第１の変形防止層１３および上側の第１の変形防止層１４と併用すると、浮上面加工時のプロセスマージンをより広くすることができる。
【００７０】
なお、図１１は下部シールド層および上部シールド層が軟磁性層と第２の変形防止層の５層構造であるが、これは本実施の形態の特定の例であって、３層構造であっても、より多くの層の積層構造であってもよく、また、偶数層の積層構造であってもよい。
【００７１】
＜実施の形態９＞
実施の形態７では単層のシールド層を用いたが、図１２のように、下部シールド層を、基板側にＮｉ−Ｆｅ合金などの通常用いられる材料からなる下部シールド層１１と、ずれ弾性率が大きい材料であるＭｏからなる第２の変形防止層１１３と、下部ギャップ層１３に近い側にＮｉ−Ｆｅ−Ｍｏ合金などずれ弾性率を大きくした材料を用いた高剛性下部シールド層１１１を配置した積層構造にし、上部シールド層も同様に、上部ギャップ層１４に近い側に高剛性上部シールド層１２１を、その上に、ずれ弾性率が大きい材料であるＭｏからなる第２の変形防止層１２３と、通常用いられるＮｉ−Ｆｅ合金などの材料からなる上部シールド層１２を配置した積層構造としたものである。
【００７２】
実施の形態７と同様に、本実施の形態においても、ずれ弾性率の大きい下側の第１の変形防止層１３および上側の第１の変形防止層１４と併用すると、変形を防止し再生特性の劣化を抑える効果は増大する。
【００７３】
図１２ではシールド層が、高剛性シールド層と第２の変形防止層とシールド層との３層構造であるが、第２の変形防止層を設けない高剛性シールド層とシールド層の２層構造であっても、ＣＰＰ磁気抵抗効果膜５０側の剛性が高いので、変形を防止することができる。なお、３層以上の多層構造にしても同等あるいは同等以上の効果を得ることができる。
【００７４】
ここで、第２の変形防止層１１３及び１２３には、Ｍｏ以外にも、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒおよび、これらの元素を少なくとも１つ含む合金を用いることができる。また、高剛性シールド層１１１および１２１には、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍｏ合金以外にも、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗ、Ｉｒのグループから選ばれる少なくとも１つの元素とを含む合金、あるいは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉのグループから選ばれる少なくとも１つの元素と、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｙ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｗ、ＩｒおよびＰｔのグループから選ばれる少なくとも１つの元素とを含むアモルファス合金を用いることができる。
【００７５】
＜実施の形態１０＞
図１３は本発明の他のシールド構造を有する実施の形態の媒体対向面における構造を示す図であり、シールド層の一部に金属よりも剛性の高いセラミクス層１１５、１２５を設けることにより、浮上面加工時の変形を最小限に抑えるものである。セラミクス層としては、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化タンタル、ダイヤモンドカーボン、炭化シリコン、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化タンタル、炭化タングステンを用いることができ、これらの中でも、特に剛性が高い酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化シリコン、ダイヤモンドカーボン、炭化シリコンを用いると高い効果が得られる。
【００７６】
この場合、セラミクス層の形状によって電極の引き回しを工夫する必要がある。図１４および図１５　は、図１３のＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０を含むＡ−Ａ’における素子高さ方向の断面図である。図１４は、シールド層と同じ大きさにセラミクス層を配置した構造である。この場合には、セラミクス層の抵抗が高いので、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０に近い第１の下部シールド層１１４と第１の上部シールド層１２４を電極として用いる。図１５は、シールド層の素子先端側にだけセラミクス層を配置した構造であり、この場合には、セラミクス層を介して積層された２層のシールド層が電気的に繋がっているので、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０から離れた側にある第２の下部シールド層１１６、第２の上部シールド層１２６も電極として用いることができる。
【００７７】
なお、図９から１４では、下側の第１の変形防止層１３および上側の第１の変形防止層１４を設けているが、シールド間隔の調整のために、下部ギャップ層１３１あるいは上部ギャップ層１４１を設けてもよい。
【００７８】
以上の実施の形態において、トンネル磁気抵抗効果を用いたＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０とＣＰＰ−ＧＭＲ効果を用いたＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５１とを置き換えても本発明の効果は変わるものではない。また、再生波形の非対称性を改善する目的で、第２の強磁性層１７をＲｕ、Ｉｒなどを介して互いに反強磁性的に結合した２層の強磁性層で構成した構造にしても、また、再生感度を向上させる目的で、第１の強磁性層１９をＲｕ、Ｉｒなどを介して互いに反強磁性的に結合した２層の強磁性層で構成した構造にしても、同様に本発明の効果は変わるものではない。
【００７９】
【発明の実施の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、トンネル磁気抵抗効果およびＣＰＰ−ＧＭＲ効果を有するＣＰＰ型磁気抵抗効果膜を適用したＣＰＰ構造の磁気抵抗効果ヘッドにおいて、（１）上部シールド層又は下部シールド層のうち少なくとも何れか一方と前記磁気抵抗効果膜との間に、第１の強磁性層及び第２の強磁性層のずれ弾性率よりも大きなずれ弾性率を有する変形防止層が設ける、又は（２）上部シールド層又は下部シールド層のうち少なくとも何れか一方は、第２の変形防止層と軟磁性層とが積層された３層以上の積層体とすることにより、所定の素子高さを得るために施す浮上面加工工程で機械研磨加工を行った際に発生する媒体対向面近傍における変形を低減あるいは無くすことができるため、高い出力を有する磁気抵抗効果型ヘッドを高い歩留まりで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面の構造を示す模式図。
【図２】本発明の実施の形態１の磁気抵抗効果型ヘッドの素子高さ方向の断面透過電子顕微鏡像。
【図３】従来構造の磁気抵抗効果型ヘッドの素子高さ方向の断面透過電子顕微鏡像。
【図４】本発明の実施の形態１の他の構造のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面の構造を示す模式図。
【図５】本発明の実施の形態２のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面の構造を示す模式図。
【図６】本発明の実施の形態３のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面の構造を示す模式図。
【図７】本発明の実施の形態４のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面の構造を示す模式図。
【図８】本発明の実施の形態５のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面の構造を示す模式図。
【図９】本発明の実施の形態６のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面の構造を示す模式図。
【図１０】本発明の実施の形態７のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面の構造を示す模式図。
【図１１】本発明の実施の形態８のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面の構造を示す模式図。
【図１２】本発明の実施の形態９のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面の構造を示す模式図。
【図１３】本発明の実施の形態１０のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの媒体対向面の構造を示す模式図。
【図１４】本発明の実施の形態１０のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの素子高さ方向の断面構造を示す模式図。
【図１５】本発明の実施の形態１０のＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドの他の素子高さ方向の断面構造を示す模式図。
【符号の説明】
１１：下部シールド層、１１１：高剛性下部シールド層、１１２：軟磁性層、１１３：第２の変形防止層、１１４：第１の下部シールド層、１１５：第１のセラミクス層、１１６：第２の下部シールド層、１２：上部シールド層、１２１：高剛性上部シールド層、１２２：軟磁性層、１２３：第２の変形防止層、１２４：第１の上部シールド層、１２５：第２のセラミクス層、１２６：第２の上部シールド層、１３，　１４：第１の変形防止層、１３１：下部ギャップ層、１４１：上部ギャップ層、１４２：第１の変形防止層の下部、１４３：第１の変形防止層の上部、１５：シード層、１６：反強磁性層、第１の反強磁性層、１７：第２の強磁性層、１８：トンネル障壁層、１９：第１の強磁性層、２０：縦バイアス印加層、２１：絶縁膜、２２：縦バイアス印加層下地層、２３：縦バイアス軟磁性層、２４：縦バイアス磁化固定層、２８：導電層、第１の導電層、３４：第２の反強磁性層、３５：第５の強磁性層、３６：層間結合層、３７：第４の強磁性層、３８：第２の導電層、３９：第３の強磁性層、５０，　５１，　５２：ＣＰＰ構造磁気抵抗効果膜、１００：トラック幅方向。
【図１】
2004146028.tif 000005
【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】
2004146028.tif 000011
【図８】
2004146028.tif 000012
【図９】
2004146028.tif 000013
【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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