(57)【要約】【課題】  素子全体の薄層化に応じて、最適なバイアス磁界が得られるようなバイアス磁界印加層周辺の膜設計を行い、薄いバイアス磁界印加層でも再生出力が大きく、再生波形対象性のバラツキが少なく再生波形対象性に優れ、バルクハウゼンノイズの発生率が少ない薄膜磁気ヘッドを提供する。【解決手段】  磁気抵抗効果膜の両端部はジャンクションテーパ形状をなし、このジャンクションテーパ形状をなす両端部に、下地層を介して軟磁性層に縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層が配置されており、下地層は、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎのグループから選ばれた少なくとも１つの元素からなる薄膜、あるいは、これらのグループから選ばれた少なくとも１つの元素を主成分とする合金薄膜からなり、下地層の上に形成されるバイアス磁界印加層は、硬質磁性層から構成され、その膜厚が２００Å以下（零を含まない）とされる。【選択図】  図２
2005310264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁気抵抗効果膜は、非磁性層と、非磁性層の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性層の他方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の片面（非磁性層と接する面と反対側の面）に接して形成されたピンニング層とを有する多層膜であり、
前記磁気抵抗効果膜の両端部はジャンクションテーパ形状をなし、このジャンクションテーパ形状をなす両端部に、下地層を介して前記軟磁性層に縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層が配置されており、
前記下地層は、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎのグループから選ばれた少なくとも１つの元素からなる薄膜、あるいは、これらのグループから選ばれた少なくとも１つの元素を主成分とする合金薄膜からなり、
前記下地層の上に形成されるバイアス磁界印加層は、硬質磁性層から構成され、その膜厚が２００Å以下（零を含まない）であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記バイアス磁界印加層の膜厚は、１５０〜２００Åである請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記磁気抵抗効果素子はスピンバルブ型磁気抵抗効果素子であり、前記下地層は、Ｔｉからなる薄膜、あるいは、Ｔｉを主成分とする合金薄膜からなる請求項１または請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記バイアス磁界印加層は、六方柱六方晶系の結晶構造を有してなる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記バイアス磁界印加層は、Ｃｏ系の硬質磁性層から構成されてなる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記Ｃｏ系の硬質磁性層は、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、あるいはこれらを含む合金である請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記磁気抵抗効果膜の両端部におけるジャンクションテーパ形状のテーパ角度θが、底部基準面に対して４５〜８５°である請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
前記下地層の厚さが、１０〜１００Åである請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
前記磁気抵抗効果膜は、ピンニング層、強磁性層、非磁性層、および軟磁性層のトータル厚さが、１２０〜３５０Åである請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１０】
磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁気抵抗効果膜は、非磁性層と、非磁性層の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性層の他方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の片面（非磁性層と接する面と反対側の面）に接して形成されたピンニング層とを有する多層膜であり、
前記磁気抵抗効果膜の両端部はジャンクションテーパ形状をなし、このジャンクションテーパ形状をなす両端部に、第１の下地層を介して前記軟磁性層に縦バイアス磁界を与えるための一対の第１のバイアス磁界印加層が配置されており、この第１のバイアス磁界印加層の上に第２の下地層を介して前記軟磁性層に縦バイアス磁界を与えるための一対の第２のバイアス磁界印加層が配置されており、
前記第１の下地層は、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎのグループから選ばれた少なくとも１つの元素からなる薄膜、あるいは、これらのグループから選ばれた少なくとも１つの元素を主成分とする合金薄膜からなり、
前記第２の下地層は、Ｃｒ、ＣｒＴｉ、ＮｉＣｒ、ＴｉＷ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＭｏのグループから選ばれた薄膜からなり、
前記第１のバイアス磁界印加層および第２のバイアス磁界印加層は、硬質磁性層から構成されてなることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項１１】
前記第１のバイアス磁界印加層および第２のバイアス磁界印加層は、六方柱六方晶系の結晶構造を有してなる請求項１０に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１２】
前記第１のバイアス磁界印加層および第２のバイアス磁界印加層は、Ｃｏ系の硬質磁性層から構成されてなる請求項１０に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１３】
前記Ｃｏ系の硬質磁性層は、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、あるいはこれらを含む合金である請求項１２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１４】
前記第１のバイアス磁界印加層の膜厚は、１５０〜２００Åであり、前記第２のバイアス磁界印加層の膜厚は、１５０〜３００Åである請求項１０ないし請求項１３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１５】
前記磁気抵抗効果膜の両端部におけるジャンクションテーパ形状のテーパ角度θが、底部基準面に対して４５〜８５°である請求項１０ないし請求項１４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１６】
前記第１の下地層の厚さが、１０〜１００Åであり、前記第２の下地層の厚さが、１０〜１００Åである請求項１０ないし請求項１５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１７】
前記磁気抵抗効果膜は、ピンニング層、強磁性層、非磁性層、および軟磁性層のトータル厚さが、１５０〜３５０Åである請求項１０ないし請求項１６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１８】
前記請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載された薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように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、
を備えてなることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１９】
前記請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載された薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように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、
を備えてなることを特徴とするハードディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体等の磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果素子を備える薄膜磁気ヘッド、ならびにその薄膜磁気ヘッドを含む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関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスク装置の面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能の向上が求められている。薄膜磁気ヘッドとしては、基板に対して、読み出し専用の磁気抵抗効果素子（以下、単にＭＲ（Magneto-resistive）素子と簡略に記すことがある）を有する再生ヘッドと、書き込み専用の誘導型磁気変換素子を有する記録ヘッドと、を積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く使用されている。
【０００３】
ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗(Anisotropic Magneto-resistive)効果を用いたＡＭＲ素子や、巨大磁気抵抗(Giant Magneto-resistive)効果を用いたＧＭＲ素子や、トンネル磁気抵抗(Tunnel-type Magneto-resistive)効果を用いたＴＭＲ素子等が挙げられる。
【０００４】
ＧＭＲ素子としては、スピンバルブ型ＧＭＲ素子多く用いられている。スピンバルブ型ＧＭＲ素子は、非磁性層と、この非磁性層の一方の面に形成された軟磁性層と、非磁性層の他方の面に形成された強磁性層と、非磁性層とは反対に位置する側の強磁性層の上に形成されたピンニング層（一般には反強磁性層）とを有している。軟磁性層は外部からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化するよう作用する層であり、強磁性層は、ピンニング層（反強磁性層）からの磁界によって、磁化の方向が固定された層である。
【０００５】
再生ヘッドの特性としては、出力が大きいこと、バルクハウゼンノイズが小さいことが要求される。バルクハウゼンノイズを低減させる手段としては、通常、ＭＲ素子に対して長手方向にバイアス磁界（以下、縦バイアス磁界と称す）を印加することが行われている。ＭＲ素子に対する縦バイアス磁界の印加は、例えばＭＲ素子の両側に、永久磁石や、強磁性層と反強磁性層との積層体等によって構成されたバイアス磁界印加層を配置することによって行われる。
【０００６】
永久磁石によりバイアス磁界を印加する方法の場合、保磁力の大きさや高耐食性という観点からＣｏＰｔにＣｒを添加したＣｏＣｒＰｔが一般に用いられている。また、永久磁石のバイアス磁界層を形成する際の下地層としては、六方晶であるＣｏＣｒＰｔのｃ軸を膜面内に寝かせることができるＣｒやＣｒＴｉといった下地が用いられる。
【０００７】
ＷＯ９７／１１４５８号公報（特許文献１）には、永久磁石膜の結晶軸の配向性を変化させ膜面に水平方向の磁化成分を増大させること、および磁気抵抗効果膜が永久磁石膜の特性に及ぼす影響を軽減して永久磁石膜の特性を均一なものとするために、ＦｅおよびＣｒを主成分とする強磁性下地膜を素子のテーパー部に敷設し、この上に永久磁石膜を形成させる旨の提案がなされている。
【０００８】
また、特開平１１−２５０４１９号公報（特許文献２）には、素子の下地層としてＣｒ，Ｔａ，Ｔｉからなる群より少なくとも１つ選択された金属により構成する旨の提案がなされている。このような下地膜の選定理由として、融点が高く、かつ製造時に永久磁石膜等との密着性の高い金属である旨が述べられている。また、当該公報に開示されている素子はスピンバルブ素子構造のものではなく、また、当該公報の実施例において、具体的な積層膜構成の記載がないばかりか、下地層や永久磁石膜厚さの最適化への具体的検討もなされていない。
【０００９】
一般に、バイアス磁界印加層から発生される磁界が大きい場合には、バルクハウゼンノイズが低減され好ましい。同時に、再生波形対象性のバラツキも抑制される。しかしながら不必要に強いバイアス磁界を与えた場合には再生出力が劣化するという問題がある。
【００１０】
現状の開発動向として、ハードディスクの高密度化に伴う再生ヘッドの狭トラック化やフリー層の薄層化に伴い、バイアス磁界印加層の薄層化も進められている。従って、素子全体の薄層化に応じて、最適なバイアス磁界が得られるようなバイアス磁界印加層周辺の膜設計が要求されている。
【００１１】
【特許文献１】ＷＯ９７／１１４５８号公報
【特許文献２】特開平１１−２５０４１９号公報
【特許文献３】特開２０００−１３２８１７号公報
【特許文献４】特開２００２−２５０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような実状のものに創案されたものであって、その目的は、素子全体の薄層化に応じて、最適なバイアス磁界が得られるようなバイアス磁界印加層周辺の膜設計を行い、薄いバイアス磁界印加層でも再生出力が大きく、再生波形対象性のバラツキが少なく再生波形対象性に優れ、バルクハウゼンノイズの発生率が少ない薄膜磁気ヘッドを提供すること、ならびにこのように改善された薄膜磁気ヘッドを備えるヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような課題を解決するために、本発明は、磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果膜は、非磁性層と、非磁性層の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性層の他方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の片面（非磁性層と接する面と反対側の面）に接して形成されたピンニング層とを有する多層膜であり、前記磁気抵抗効果膜の両端部はジャンクションテーパ形状をなし、このジャンクションテーパ形状をなす両端部に、下地層を介して前記軟磁性層に縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層が配置されており、前記下地層は、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎのグループから選ばれた少なくとも１つの元素からなる薄膜、あるいは、これらのグループから選ばれた少なくとも１つの元素を主成分とする合金薄膜からなり、前記下地層の上に形成されるバイアス磁界印加層は、硬質磁性層から構成され、その膜厚が２００Å以下（零を含まない）となるように構成される。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様として、前記バイアス磁界印加層の膜厚は、１５０〜２００Åとなるように構成される。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁気抵抗効果素子はスピンバルブ型磁気抵抗効果素子であり、前記下地層は、Ｔｉからなる薄膜、あるいは、Ｔｉを主成分とする合金薄膜からなるように構成される。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様として、前記バイアス磁界印加層は、六方柱六方晶系の結晶構造を有してなるように構成される。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様として、前記バイアス磁界印加層は、Ｃｏ系の硬質磁性層から構成される。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様として、前記Ｃｏ系の硬質磁性層は、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、あるいはこれらを含む合金として構成される。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁気抵抗効果膜の両端部におけるジャンクションテーパ形状のテーパ角度θが、底部基準面に対して４５〜８５°となるように構成される。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様として、前記下地層の厚さが、１０〜１００Åであるように構成される。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様として、前記磁気抵抗効果膜は、ピンニング層、強磁性層、非磁性層、および軟磁性層のトータル厚さが、１２０〜３５０Åとなるように構成される。
【００２２】
また、本発明は、磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果膜は、非磁性層と、非磁性層の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性層の他方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の片面（非磁性層と接する面と反対側の面）に接して形成されたピンニング層とを有する多層膜であり、前記磁気抵抗効果膜の両端部はジャンクションテーパ形状をなし、このジャンクションテーパ形状をなす両端部に、第１の下地層を介して前記軟磁性層に縦バイアス磁界を与えるための一対の第１のバイアス磁界印加層が配置されており、この第１のバイアス磁界印加層の上に第２の下地層を介して前記軟磁性層に縦バイアス磁界を与えるための一対の第２のバイアス磁界印加層が配置されており、前記第１の下地層は、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎのグループから選ばれた少なくとも１つの元素からなる薄膜、あるいは、これらのグループから選ばれた少なくとも１つの元素を主成分とする合金薄膜からなり、前記第２の下地層は、Ｃｒ、ＣｒＴｉ、ＮｉＣｒ、ＴｉＷ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＭｏのグループから選ばれた薄膜からなり、前記第１のバイアス磁界印加層および第２のバイアス磁界印加層は、硬質磁性層から構成される。
【００２３】
また、本発明の好ましい態様として、前記第１のバイアス磁界印加層および第２のバイアス磁界印加層は、六方柱六方晶系の結晶構造を有してなるように構成される。
【００２４】
また、本発明の好ましい態様として、前記第１のバイアス磁界印加層および第２のバイアス磁界印加層は、Ｃｏ系の硬質磁性層から構成される。
【００２５】
また、本発明の好ましい態様として、前記第１のバイアス磁界印加層の膜厚は、１５０〜２００Åであり、前記第２のバイアス磁界印加層の膜厚は、１５０〜３００Åとなるように構成される。
【００２６】
また、本発明の好ましい態様として、前記第１の下地層の厚さが、１０〜１００Åであり、前記第２の下地層の厚さが、１０〜１００Åとなるように構成される。
【００２７】
本発明のヘッドジンバルアセンブリは、上記の薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように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、を備えてなるように構成される。
【００２８】
本発明のハードディスク装置は、上記の薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように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、を備えてなるように構成される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、素子全体の薄層化に応じて、最適なバイアス磁界が得られるようなバイアス磁界印加層周辺の膜設計を行なっているので、薄いバイアス磁界印加層でも再生出力が大きく、再生波形対象性のバラツキが少なく再生波形対象性に優れ、バルクハウゼンノイズの発生率が少ない薄膜磁気ヘッド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】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００３１】
（第１の発明の態様の説明）
本発明の要部は再生ヘッドに組み込まれた磁気抵抗効果膜を有する磁気抵抗効果素子の構造にある。
【００３２】
図１は、本発明の実施の形態における再生ヘッドの要部を示す平面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図であり、図３は図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００３３】
図２に示されるように磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を構成する磁気抵抗効果膜５は、非磁性層５３と、この非磁性層５３の一方の面（この実施例では図面の下方側）に形成された強磁性層５２と、非磁性層の他方の面（この実施例では図面の上方側）に形成され磁気情報である外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変えられるように作用することのできる軟磁性層５４と、前記強磁性層５２の磁化の向きをピン止めするために強磁性層５２の片面（非磁性層５３と接する面と反対側の面）に接して形成されたピンニング層５１とを有する多層膜構造を備えている。
【００３４】
図面で示されている好適例は、ピンニング層５１をボトム側に位置させた、いわゆる、ピンニング層ボトムタイプのスピンバル膜構成である。
【００３５】
より具体的には、ベース下地層２５の上にピンニング層５１、強磁性層５２、非磁性層５３、軟磁性層５４、および保護層５５を順次積層した構造としている。強磁性層５２は、磁化の方向が固定された層であり、通常、強磁性膜から構成される。強磁性層５２は１層のみの構成に限定されることなく強磁性膜的作用をする多層構造としてもよい。例えば、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅの積層体が好適例として挙げられる。
【００３６】
ピンニング層５１は、強磁性層５２における磁化の方向を固定するための層であり、通常、ＰｔＭｎ等の反強磁性膜から構成される。非磁性層５３は、例えばＣｕ膜等から構成される。軟磁性層５４は、記録媒体からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化する層であり、通常、軟磁性膜から構成される。軟磁性層５４は１層のみの構成に限定されることなく軟磁性膜的作用をする多層構造としてもよい。例えば、ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅの積層体が好適例として挙げられる。
【００３７】
保護層５５の材料としては、例えばＴａが用いられる。
【００３８】
図２に示されるように本発明における磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を構成する磁気抵抗効果膜５の両端部５ｅおよび５ｆはそれぞれジャンクションテーパ形状（断面台形形状のテーパ部分）をなしており、このジャンクションテーパ形状のテーパ角度θは、底部基準面（例えば、ウエーハ基板やベース下地層が基準となる）に対して４５〜８５°、好ましくは６０〜８０°に設定される。この値が、４５°未満となると、バイアス磁界が有効に印加されないという不都合が生じ、また、この値が８０°を超えるとジャンクションテーパー部に下地層やバイアス磁界印加層の膜の付着状態が悪くなるという不都合が生じる。
【００３９】
本発明において、このようなジャンクションテーパ形状をなす両端部５ｅ、５ｆには、それぞれ、下地層２７を介して軟磁性層５４に縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層２１、２１が配置されている。すなわち、磁気抵抗効果素子とバイアス磁界印加層２１との接続箇所に下地層２７が設けられている。なお、通常、下地層２７は、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を形成した後に形成されるために、図２に示されるようにベース下地層２５の上にも部分的に形成されている。
【００４０】
バイアス磁界印加層２１の上には、ＭＲ素子を構成する磁気抵抗効果膜に対して磁気的信号検出用の電流であるセンス電流を流すための２つの電極層６、６が形成されている。電極層６は、例えばＡｕ等の導電性材料によって形成される。
【００４１】
本発明の要部は再生ヘッドに組み込まれた磁気抵抗効果膜５を有する磁気抵抗効果素子の構造、特に、磁気抵抗効果膜の少なくとも軟磁性層の両端部に配置される下地層２７およびバイアス磁界印加層２１の構成にある。
【００４２】
すなわち、図１に示されるようにバイアス磁界印加層２１と直接に接している下地層２７は、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎのグループから選ばれた少なくとも１つの元素からなる薄膜、あるいは、これらのグループから選ばれた少なくとも１つの元素を主成分とする合金薄膜（例えば、ＲｕＣｏ）から構成される。これらの中でも特に、Ｒｕ、Ｔｉ，Ｚｒ，ＲｕＣｏ（Ｃｏ＝１８〜２２ａｔ％）が好ましい。本発明における下地層２７の下には、さらに、Ｔａ等の膜特性初期化層を設けても良い。Ｔａ等の膜特性初期化層は、下地層２７そのものの機能を確実に発揮させるためのベース層として機能する。
【００４３】
本発明における下地層２７の膜厚は、１０〜１００Å、好ましくは、２０〜８０Åとされる。下地層２７の膜厚があまりに薄くなりすぎると、下地膜敷設の効果が発現しなくなるし、下地層２７の膜厚があまりに厚くなりすぎるとバイアス磁界印加の妨げとなってしまう。
【００４４】
バイアス磁界印加層２１の構成について
本発明において、下地層２７の上に形成されるバイアス磁界印加層２１は、図５に示されるような六方柱六方晶系の結晶構造を有しているものを用いることが望まれる。この結晶構造において、六角面内の格子定数がｂで表され、かつ六角柱高さ方向の格子定数がｃで表される。ｃ軸方向が磁化方向に相当する。
【００４５】
バイアス磁界印加層２１を構成する具体的磁性材料としては、Ｃｏを主成分とするＣｏ系の硬質磁性層（ハードマグネット層）が好適例として挙げられる。より具体的にはＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、あるいはこれらを主成分として含む合金を用いるのが良い。
【００４６】
このようなバイアス磁界印加層２１の厚さは、２００Å以下（零を含まない）、好ましくは、１５０〜２００Å、より好ましくは、１６０〜１８０Åとされる。ＭＲ素子のトータル厚さよりも薄いことが望ましい。
【００４７】
本発明者らによって鋭意研究された結果、上記のごとく選定された材質からなる下地層２７を予めバイアス磁界印加層２１の下に直接敷設することによって、図６のイメージ図に示されるごとく、バイアス磁界印加層２１を構成する六方柱六方晶系の結晶粒２１´は、ジャンクションテーパ形状のテーパに対して略垂直方向に磁化容易軸であるｃ軸が向くように堆積される。すなわち、六方柱六方晶系の結晶粒２１´の磁化容易軸であるｃ軸がトラック幅方向を向くようになり、強くて、バイアス磁界の信頼性に優れる性能均一な薄膜磁気ヘッドの実現が図れる。なお、参考図面として、図１４には従来のバイアス磁界印加層２１を構成する六方柱六方晶系の結晶粒２１´の堆積イメージが描かれている。これによれば、ジャンクションテーパ形状のテーパに対して結晶粒２１´のｃ軸は略水平となっており、かつ面内のｃ軸方向が個々の結晶粒でばらばらの向きを向いていることが理解できる。
【００４８】
なお、薄膜磁気ヘッドの小型化により、ジャンクションテーパ形状部に堆積される六方柱六方晶系の結晶粒２１ａの個数は数個であり、その磁化容易軸がどの方向に向くか、規則性をもって並ぶか否かはヘッドの信頼性に大きな影響を及ぼす。
【００４９】
なお、上述のバイアス磁界印加層２１の厚さが、２００Åを超えると、その厚さを超えた後に堆積するバイアス磁界印加層２１は、軟磁性層５４（フリー層）に対して与えたいバイアス磁界とほぼ平行にｃ軸（磁化容易軸）を向けることが出来なくなる。そのため、バイアス磁界印加層２１の膜厚を厚くして再生出力を犠牲にしてもそれに見合うだけの再生波形対象性のバラツキの抑制効果がでないという不都合が生じてしまう。
【００５０】
ただし、このようにバイアス磁界印加層２１の厚さを１層で構成し、かつ必要以上に厚膜にすることにより生じる不都合は、以下に説明する第２の発明の態様により解消することができる。しかもさらなる本願発明の効果の向上を図ることができる。
【００５１】
（第２の発明の態様の説明）
第２の発明の実施形態が図４が示される。図４において、図２と同じ符号の部材は実質的に同じ部材を示している。
【００５２】
図４に示される第２の発明の実施形態が図２に示される第１の実施形態と基本的に異なるのは、図４に示されるようにジャンクションテーパ形状をなす両端部５ｅ，５ｆに、第１の下地層２７を介して軟磁性層５４に縦バイアス磁界を与えるための一対の第１のバイアス磁界印加層２１ａが配置されており、この第１のバイアス磁界印加層２１ａの上に第２の下地層２８を介して軟磁性層５４に縦バイアス磁界を与えるための一対の第２のバイアス磁界印加層２１ｂを配置されている点にある。
【００５３】
第１の下地層２７は、前記図２に示される第１の発明の実施形態の場合と同様に、Ｒｕ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｚｎのグループから選ばれた少なくとも１つの元素からなる薄膜、あるいは、これらのグループから選ばれた少なくとも１つの元素を主成分とする合金薄膜から構成される。特に好ましい材料や膜厚等については上述した第１の発明の場合と同様である。
【００５４】
第１の下地層２７の上に直接形成される第１のバイアス磁界印加層２１ａは、前記図２に示される第１の発明の実施形態の場合と同様に六方柱六方晶系の結晶構造を有しているものを用いることが望まれる。すなわち、第１のバイアス磁界印加層２１ａを構成する具体的磁性材料としては、Ｃｏを主成分とするＣｏ系の硬質磁性層（ハードマグネット層）が好適例として挙げられる。ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、あるいはこれらを主成分として含む合金を用いるのが良い。
【００５５】
このような第１のバイアス磁界印加層２１ａの厚さは、１５０〜２００Å、より好ましくは、１６０〜１８０Åとされる。厚さが下限未満となり薄くなり過ぎると、バイアス磁界印加層そのものの効果が発現しなくなる傾向が生じ、この一方で、厚さが上限を超えて厚くなりすぎると、ジャンクションから遠い部分では基板面を基準にして磁化容易軸ｃが垂直に配向される傾向が現れ、ｃ軸がトラック幅方向を向かなくなってしまいバイアスが思惑どおり十分に印加されないという傾向が生じてしまう。
【００５６】
このような観点から、第１のバイアス磁界印加層２１ａには第２の下地層２８が形成され、この上に直接、第２のバイアス磁界印加層２１ｂが形成される。
【００５７】
第２の下地層２８は、Ｃｒ、ＣｒＴｉ、ＮｉＣｒ、ＴｉＷ、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＭｏのグループから選ばれた薄膜から構成される。第２の下地層２８の厚さは、１０〜１００Å、好ましくは２０〜８０Åとされる。
【００５８】
本発明における第２の下地層２８の下には、さらに、Ｔａ等の膜特性初期化層を設けても良い。Ｔａ等の膜特性初期化層は、第２の下地層２８そのものの機能を確実に発揮させるためのベース層として機能する。
【００５９】
第２の下地層２８の上に直接形成される第２のバイアス磁界印加層２１ｂは、前記図２に示される第１の発明の実施形態の場合と同様に六方柱六方晶系の結晶構造を有しているものを用いることが望まれる。すなわち、第２のバイアス磁界印加層２１ｂを構成する具体的磁性材料としては、Ｃｏを主成分とするＣｏ系の硬質磁性層（ハードマグネット層）が好適例として挙げられる。ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、あるいはこれらを主成分として含む合金を用いるのが良い。
【００６０】
このような第２のバイアス磁界印加層２１ｂの厚さは、１５０〜３００Å、より好ましくは、１８０〜２３０Åとされる。
【００６１】
第２のバイアス磁界印加層２１ｂの下に直接敷設された第２の下地層２８の影響を受けて、第２のバイアス磁界印加層２１ｂの結晶粒の磁化容易軸ｃは基板面を基準にして略水平に配向される傾向が現れる。これにより、バイアス磁界印加層を厚くした場合にジャンクションから遠い部分で、ｃ軸（バイアス磁界印加層の磁化容易軸）がトラック幅方向を向かなくなってしまいバイアスが思惑どおり十分に印加されないという不都合が回避できる。
【００６２】
なお、図４に示される磁気抵抗効果膜５は、図２に示されすでに詳述した磁気抵抗効果膜５と実質的に同じ構成のものであるので、ここでの詳細な説明は省略する。
（再生ヘッドの他の構成部分についての説明）
【００６３】
図１〜図３に示される再生ヘッドの構成について、簡単に補足説明しておく。
【００６４】
図１〜図３に示される本実施の形態では、ＭＲ素子におけるＡＢＳ（Air bearing Surface）２０とは反対側に、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）層２３が配置されている。
【００６５】
また、ＭＲ素子を構成する磁気抵抗効果膜５は、互いに反対側を向く２つの面５ａ、５ｂと、ＡＢＳ２０に配置された端部５ｃと、端部５ｃとは反対側の端部５ｄと、２つの側部５ｅ、５ｆ（ジャンクションテーパ形状をなす両端部）とを有している。
【００６６】
バイアス磁界印加層２１は、上述したように下地層２７を介して、ＭＲ素子を構成する磁気抵抗効果膜５の側部５ｅ、５ｆにそれぞれ隣接するように配置されている。下地層２７は、図２に示されるように磁気抵抗効果膜の側部５ｅ、５ｆを含めて、ベース下地層２５の上まで延びるように形成され、バイアス磁界印加層２１とベース下地層２５とで挟持される部分を含むように形成してもよい。
【００６７】
電極層６はバイアス磁界印加層２１の上に配置されているが、バイアス磁界印加層２１のない領域では、電極層６は後述する下部シールドギャップ膜の上に配置されている。
【００６８】
図２および図３に示されるように、ＭＲ素子を構成する磁気抵抗効果膜５やバイアス磁界印加層２１は、ベース下地層２５の上に直接または間接的に配置されている。ベース下地層２５は後述する下部シールドギャップ膜の上に配置されている。ベース下地層２５の材料としては、例えばＴａやＮｉＣｒが用いられる。なお、ベース下地層２５を設けずに、磁気抵抗効果膜５、バイアス磁界印加層２１を、下部シールドギャップ膜の上に配置してもよい。
【００６９】
なお、本発明における磁気抵抗効果膜の多層膜構造は、前述した図２に示されるようなピンニング層５１をボトム側に位置させた、いわゆる、ピンニング層ボトムタイプのスピンバル膜構成に限定されるものではなく、種々の変形態様が可能である。
【００７０】
例えば、ピンニング層をトップ側に配置させた、いわゆる、ピンニング層トップタイプのスピンバル膜構成としてもよい。また、感磁部分を２つ備えたいわゆるデュアル（Dual）タイプの積層膜構成としてもよい。
【００７１】
ピンニング層、強磁性層、非磁性層、および軟磁性層のトータル厚さは、１５０〜３５０Åとすることが望ましい。
【００７２】
なお、本発明でいう磁気抵抗効果素子としては、上記のスピンバル膜構成のものに限定されることなく、トンネル磁気抵抗効果(Tunnel-type Magneto-resistive)を用いたＴＭＲ素子や、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ素子などのように、広く磁気抵抗効果を示す素子を含む概念である。
【００７３】
（薄膜磁気ヘッドの全体構成の説明）
次いで、上述してきた磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドの全体構成について説明する。図７および図８は本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を説明するための図面であり、図７は、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳおよび基板に垂直な断面を示し、図８は、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のＡＢＳに平行な断面を示している。ここで、ＡＢＳは、磁気記録媒体と対向する薄膜磁気ヘッドの対向面に相当する。
【００７４】
薄膜磁気ヘッドの全体構造は、その製造工程に沿って説明することによりその構造が容易に理解できると思われる。そのため、以下、製造工程を踏まえて薄膜磁気ヘッドの全体構造を説明する。
【００７５】
まず、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタ法等によって、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、二酸化珪素（ＳｉＯ2）等の絶縁材料からなる絶縁層２を形成する。厚さは、例えば０．５〜２０μｍ程度とする。
【００７６】
次に、この絶縁層２の上に、磁性材料からなる再生ヘッド用の下部シールド層３を形成する。厚さは、例えば０．１〜５μｍ程度とする。このような下部シールド層３に用いられる磁性材料としては、例えば、ＦｅＡｌＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等が挙げられる。下部シールド層３は、スパッタ法またはめっき法等によって形成される。
【００７７】
次に、下部シールド層３の上に、スパッタ法等によって、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁材料からなる下部シールドギャップ膜４を形成する。厚さは、例えば１０〜２００ｎｍ程度とする。
【００７８】
次に、下部シールドギャップ膜４の上に、磁気抵抗効果素子（磁気抵抗効果膜５）を形成するために、再生用の磁気抵抗効果膜と、電極層６と、図示していない下地層２７、バイアス磁界印加層２１をそれぞれ、形成する。
【００７９】
次に、ＭＲ素子および下部シールドギャップ膜４の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜７を、例えば１０〜２００ｎｍの厚さに形成する。
【００８０】
次に、上部シールドギャップ膜７の上に、磁性材料からなり、記録ヘッドの下部磁極層を兼ねた再生ヘッドの上部シールド層８を、例えば３〜４μｍ程度の厚さに形成する。なお、上部シールド膜８に用いられる磁性材料は、上述した下部シールド層３と同様な材料を用いればよい。上部シールド膜８はスパッタ法またはメッキ法等によって形成される。
【００８１】
なお、上部シールド層８の代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上にスパッタ法等によって形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成された下部磁性層とを設けるように構成してもよい。磁極とシールドの機能を兼用させることなく、別個に分けて構成した場合の構成例である。
【００８２】
次に、上部シールド層８の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料からなる記録ギャップ層９を、例えば５０〜３００ｎｍの厚さに形成する。
【００８３】
次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００８４】
次に、記録ギャップ層９の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルの第１層部分１０を、例えば２〜３μｍの厚さに形成する。なお、図７において、符号１０ａは、第１層部分１０のうち、後述する薄膜コイルの第２層部分１５に接続される接続部を示している。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回される。
【００８５】
次に、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機材料からなる絶縁層１１を所定のパターンに形成する。
【００８６】
次に、絶縁層１１の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００８７】
次に、絶縁層１１のうちの後述するＡＢＳ２０側の斜面部分からＡＢＳ２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａを形成する。上部磁極層１２は、このトラック幅規定層１２ａと、後述する連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃとで構成される。
【００８８】
トラック幅規定層１２ａは、記録ギャップ層９の上に形成され上部磁極層１２の磁極部分となる先端部と、絶縁層１１のＡＢＳ２０側の斜面部分の上に形成されヨーク部分層１２ｃに接続される接続部と、を有している。先端部の幅は記録トラック幅と等しくなっている。接続部の幅は、先端部の幅よりも大きくなっている。
【００８９】
トラック幅規定層１２ａを形成する際には、同時にコンタクトホール９ａの上に磁性材料からなる連結部分層１２ｂを形成するとともに、接続部１０ａの上に磁性材料からなる接続層１３を形成する。連結部分層１２ｂは、上部磁極層１２のうち、上部シールド層８に磁気的に連結される部分を構成する。
【００９０】
次に、磁極トリミングを行なう。すなわち、トラック幅規定層１２ａの周辺領域において、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、記録ギャップ層９および上部シールド層８の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部をエッチングする。これにより、図８に示されるごとく、上部磁極層１２の磁極部分、記録ギャップ層９および上部シールド層８の磁極部分の少なくとも一部の各幅が揃えられたトリム（Trim）構造が形成される。このトリム構造によれば、記録ギャップ層９の近傍における磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。
【００９１】
次に、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料からなる絶縁層１４を、例えば３〜４μｍ厚さに形成する。
【００９２】
次に、この絶縁層１４を、例えば化学機械研摩によって、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂ、接続層１３の表面に至るまで研摩して平坦化する。
【００９３】
次に、平坦化された絶縁層１４の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルの第２層部分１５を、例えば２〜３μｍの厚さに形成する。なお、図７において、符号１５ａは、第２層部分１５のうち、接続層１３を介して薄膜コイルの第１層部分１０の接続部１０ａに接続される接続部を示している。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回される。
【００９４】
次に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機材料からなる絶縁層１６を所定のパターンに形成する。
【００９５】
次に、絶縁層１６の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００９６】
次に、トラック幅規定層１２ａ、絶縁層１４、１６および連結部分層１２ｂの上にパーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁性層１２のヨーク部分を構成するヨーク部分層１２ｃを形成する。ヨーク部分層１２ｃのＡＢＳ２０側の端部は、ＡＢＳ２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層１２ｃは、連結部分層１２ｂを介して上部シールド層８に接続されている。
【００９７】
次に、全体を覆うように、例えばアルミナからなるオーバーコート層１７を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行い、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜ヘッドのＡＢＳ２０を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００９８】
このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する対向面（ＡＢＳ２０）と、再生ヘッドと、記録ヘッド（誘導型磁気変換素子）とを備えている。再生ヘッドは、ＭＲ素子（磁気抵抗効果膜５）と、ＡＢＳ２０側の一部がＭＲ素子を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層８とを有している。
【００９９】
記録ヘッドは、ＡＢＳ２０側において互いに対向する磁極部分を含むとともに、互いに磁気的に連結された下部磁極層（上部シールド層８）および上部磁極層１２と、この下部磁極層の磁極部分と上部磁極層１２の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層および上部磁極層１２の間に、これらに対して絶縁された状態で配置された薄膜コイル１０、１５と、を有している。この薄膜磁気ヘッドでは、図７に示されるように、ＡＢＳ２０から、絶縁層１１のＡＢＳ側の端部までの長さが、スロートハイト（図面上、符号ＴＨで示される）となる。なお、スロートハイトとは、ＡＢＳ２０から、２つの磁極層の間隔が開き始める位置までの長さ（高さ）をいう。
【０１００】
（薄膜磁気ヘッドの作用の説明）
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの作用について説明する。薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって記録媒体に情報を記録し、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生する。
【０１０１】
再生ヘッドにおいて、バイアス磁界印加層２１による縦バイアス磁界の方向は、トラック幅方向と同じである。ＭＲ素子において、信号磁界がない状態では、軟磁性層５４の磁化の方向は、バイアス磁界の方向に揃えられている。一方、強磁性層５２の磁化の方向は、ＡＢＳ２０に垂直な方向に固定されている。
【０１０２】
ＭＲ素子では、記録媒体からの信号磁界に応じて軟磁性層５４の磁化の方向が変化し、これにより、軟磁性層５４の磁化の方向と強磁性層５２の磁化の方向との間の相対角度が変化し、その結果、ＭＲ素子の抵抗値が変化する。ＭＲ素子の抵抗値は、２つの電極層６によってＭＲ素子にセンス電流を流したときの２つの電極層６間の電位差より求めることができる。このようにして、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生することができる。
【０１０３】
図２に示されるように本発明における磁気抵抗効果膜５の少なくとも軟磁性層５４の両端部（ジャンクションテーパ部）には、下地層２７を介して軟磁性層５４に縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層２１が配置されており、所定材料の下地層２７の作用で、ジャンクション近傍のバイアス磁界印加層２１を構成する結晶粒の磁化容易軸がトラック幅方向を向くようになる。従って、薄いバイアス磁界印加層でも再生出力が大きく、再生波形対象性のバラツキが少なく再生波形対象性に優れ、バルクハウゼンノイズの発生率が少ない薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
【０１０４】
（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の説明）
以下、本実施の形態に係る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。
【０１０５】
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。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、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る。このスライダ２１０は、主に図７における基板１およびオーバーコート１７からなる基体２１１を備えている。
【０１０６】
基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、ＡＢＳ２０が形成されている。
【０１０７】
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、図９におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。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。なお、図９におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。
【０１０８】
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、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【０１０９】
次に、図１０を参照して、本実施の形態に係る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、このスライダ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、このロードビーム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。
【０１１０】
ベースプレート２２４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に移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、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。
【０１１１】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、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を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【０１１２】
図１０は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が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ための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【０１１３】
次に図１１および図１２を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態に係るハードディスク装置について説明する。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。複数のアーム２５２には、複数の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においてアーム２５２とは反対側には、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。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る。
【０１１６】
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。各ハードディスク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が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル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。
【０１１７】
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を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【０１１８】
本実施の形態に係るハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、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に含まれる薄膜磁気ヘッドは、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。
【０１１９】
本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置は、前述の本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドと同様の効果を奏する。
【０１２０】
また、実施の形態では、基本側に再生ヘッドを形成し、その上に、記録ヘッドを積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。また、読み取り専用として用いる場合には、薄膜磁気ヘッドを、再生ヘッドだけを備えた構成としてもよい。
【実施例】
【０１２１】
以下、具体的実験例を示し、本発明の薄膜磁気ヘッドの構成をさらに詳細に説明する。
〔実験例Ｉ〕
実験例Ｉでは、下記の要領で図２に示されるような第１の発明の実施形態におけるヘッドサンプルを作製して、本発明と従来例の比較実験を行った。
【０１２２】
（実施例１）
図２に示されるようなピンニング層５１がボトムに位置するピンニング層ボトムタイプのスピンバルブ磁気抵抗効果素子を備える再生ヘッドサンプルを作製した。以下、実施の要部のみ記載する。
【０１２３】
図７に示されるごとく下部シールド層３をＮｉＦｅで形成し、この上に下部シールドギャップ膜４をＡｌ2Ｏ3で形成し、この上に磁気抵抗効果素子を構成する積層膜を形成した。すなわち、Ａｌ2Ｏ3からなる下部シールドギャップ膜４の上に、ベース下地層２５（ＮｉＣｒ；厚さ５０Å）、ピンニング層５１（ＩｒＭｎ反強磁性層；厚さ７０Å）、強磁性層５２（ＣｏＦｅ（厚さ１５Å）／Ｒｕ（厚さ８Å）／ＣｏＦｅ（厚さ１５Å）の３層積層体からなる強磁性層）、非磁性層５３（Ｃｕ；厚さ１７Å）、軟磁性層５４（ＣｏＦｅ（厚さ２０Å））、保護層（Ｒｕ；厚さ５Å）、および保護層（Ｔａ；厚さ２０Å）からなる積層膜（トータル厚さ２２１Å）を形成した。
【０１２４】
ピンニング層５１による強磁性層５２の磁化方向の固定は、真空中において、温度２７０℃、印加磁場７９０ｋＡ／ｍ（１０ｋＯｅ）、処理時間５時間の磁場中熱処理によって行なった。
【０１２５】
次いで、磁気抵抗効果膜の上に、エッチングによってＭＲ素子の形状を定めるためのマスクを形成した。このマスクは２つの有機膜からなるレジスト層をパターニングして、底面が上面よりも小さくなるようにアンダーカットを有する形状とした。
【０１２６】
このマスクを用いて磁気抵抗効果膜を選択的にイオンミリング等のドライエッチングしてパターニングされた磁気抵抗効果膜を得た。次いで、下地層２７（材質：Ｒｕ；厚さ５０Å）およびバイアス磁界印加層２１（材質：Ｃｏ78Ｃｒ9Ｐｔ13（ａｔ％）；厚さは表１に示すように１００〜３５０Åの範囲で変えた）を形成した。なお、下地層２７の下には膜特性初期化層としてＴａを５０Å敷設しており、下記表１中ではこのＴａも含めて下地層として表示している。
【０１２７】
次いで、バイアス磁界印加層２１の上に電極層６（材質：Ａｕ；厚さ：４０ｎｍ）を形成した。
【０１２８】
再生トラック幅の大きさは、光学トラック幅１００ｎｍであった。
【０１２９】
なお、上記バイアス磁界印加層２１は、室温にて９４８ｋＡ／ｍ（１２ｋＯｅ）の磁場中で６０秒の着磁条件で着磁して、軟磁性層５４に対して、縦バイアス磁界を付与した。
【０１３０】
このようなＭＲ素子の上に、Ａｌ2Ｏ3からなる上部シールドギャップ層およびＮｉＦｅからなる上部シールド層を形成し、実験に必要とされる再生ヘッドサンプルを作製した。
【０１３１】
なお、磁気抵抗効果膜の両端部におけるジャンクションテーパ形状のテーパ角度θは、底部基準面に対して８０°とした。
【０１３２】
（実施例２）
上記実施例１において、下地層の材料をＲｕからＴｉに変えた。それ以外は、上記実施例１と同様の要領で実施例２のヘッドサンプルを作製した（バイアス磁界印加層２１の厚さを表１に示すように１００〜３５０Åの範囲で変えたことも同じである）。
【０１３３】
（実施例３）
上記実施例１において、下地層の材料をＲｕからＲｕ80Ｃｏ20（単位：ａｔ％）に変えた。それ以外は、上記実施例１と同様の要領で実施例３のヘッドサンプルを作製した（バイアス磁界印加層２１の厚さを表１に示すように１００〜３５０Åの範囲で変えたことも同じである）。
【０１３４】
（実施例４）
上記実施例１において、下地層の材料をＲｕからＺｒに変えた。それ以外は、上記実施例１と同様の要領で実施例４のヘッドサンプルを作製した（バイアス磁界印加層２１の厚さを表１に示すように１００〜３５０Åの範囲で変えたことも同じである）。
【０１３５】
（比較例１）
上記実施例１において、下地層の材料をＲｕからＣｒ80Ｔｉ20（単位：ａｔ％）に変えた。それ以外は、上記実施例１と同様の要領で比較例１のヘッドサンプルを作製した（バイアス磁界印加層２１の厚さを表１に示すように１００〜３５０Åの範囲で変えたことも同じである）。
【０１３６】
このようにして作製した再生ヘッドサンプルを用いて、下記の要領で（１）孤立波再生出力（ｍＶｐｐ）、（２）Asym-σ（％）、および（３）バルクハウゼンノイズ発生率（％）を求めた。
【０１３７】
（１）孤立波再生出力（ｍＶｐｐ）
スピンスタンドを用いて、３．５インチの媒体を７２００ｒｐｍで回転させ、そこに試作ヘッドを浮上させ、１ＭＨｚの周波数で記録媒体の１トラックに書き込みを行った。その後、試作サンプルヘッドに３ｍＡの測定電流を流し、１トラックの平均の再生出力を測定した。
【０１３８】
（２）Asym-σ（％）
各サンプルごとの全数（サンプル数：１２０個）に対してダイナミックプロパティのパフォーマンスを測定して、出力波形の対称性（Symmetry）を求めた後、出力波形の非対称性（Asymmetry）の程度をパーセント（％）表示し、この非対称性（Asymmetry）パーセント（％）をグラフ化して標準偏差値σを求めた。このσ値が小さいほど出力波形の非対称性（Asymmetry）が少ないサンプル群であることがわかる。
【０１３９】
（３）バルクハウゼンノイズ発生率（％）
１０００回の再生を繰り返したときにノイズが検出された回数の割合をバルクハウゼンノイズ（ＢＨＮ）発生率（％）とした。
【０１４０】
測定の結果を下記表１に示した。
【０１４１】
【表１】
2005310264.tif 000003
【０１４２】
【表２】
2005310264.tif 000004
【０１４３】
表１の結果より、再生出力値が向上するとAsym-σの値が悪くなるという、いわゆるトレードオフの関係が存在する傾向にあることがわかる。しかしながら、本発明の場合、従来例である比較例１と比べて、同じ出力値であってもAsym-σの値が小さくなる傾向にあることがわかる。また、バイアス磁界印加層であるハードマグネット（ＣｏＣｒＰｔ）の厚さが薄い領域においてもバルクハウゼンノイズ（ＢＨＮ）の発生率が低いことがわかる。すなわち、本発明は、素子の高性能化、小型化に極めて有利であることがわかる。
【０１４４】
なお、本発明において、バイアス磁界印加層であるハードマグネット（ＣｏＣｒＰｔ）の厚さが２００Åを超える厚い領域（２５０Å〜３５０Å）では、トレードオフの関係にある出力を犠牲にしているにも拘わらず、それに見合うだけのAsym-σの値が改善されていない。これはジャンクションから遠い部分においては、基板に対して垂直に磁化している成分が存在しているためであると考えられる（ジャンクション面に対してｃ軸が垂直方向を向いていない）。このような不都合を改善するための実施例が次の実験例ＩＩに示される。
【０１４５】
〔実験例ＩＩ〕
実験例ＩＩでは、図４に示されるような第２の発明の実施形態におけるヘッドサンプルを作製して、本発明のさらなる特性向上が図れることを確認するための実験を行った。
【０１４６】
すなわち、下記表２に示されるような第１の下地層、第１のバイアス磁界印加層（厚さは１００〜２５０Åで変動）の上に、さらに、Ｔａ（厚さ３０Å）／ＣｒＴｉ（第２の下地層；厚さ３０Å）／ＣｏＣｒＰｔ（第２のバイアス磁界印加層；厚さ２００Å）を追加して積層した第２の発明の実施形態サンプルを作製した（実施例５）。
【０１４７】
これらのサンプルについて、上記実験例Ｉと同様な手法で、（１）孤立波再生出力（ｍＶｐｐ）、（２）Asym-σ（％）、および（３）バルクハウゼンノイズ発生率（％）を求めた。
結果を下記表２に示した。
【０１４８】
【表３】
2005310264.tif 000005
【０１４９】
また、表２における孤立波再生出力（ｍＶｐｐ）とAsym-σ（％）との関係を図１３のグラフに示した。また、参考のために図１３には実施例１のデータも併記した。表２および図１３のグラフから分かるように、第２のバイアス磁界印加層は、膜面に平行に磁化容易軸を配置するような成膜がなされていると思われ、第１のバイアス磁界印加層が厚い場合の特性を改善することができている。すなわち、孤立波再生出力（ｍＶｐｐ）を同じ値にした場合、Asym-σ（％）の値はより低下させることができている。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
磁気記録媒体等の磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果素子を備えるハードディスク装置の産業に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における再生ヘッドの要部を示す平面図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４は、図２相当図であり、第２の実施形態を示す図面である。
【図５】図５、は六方柱六方晶系の結晶構造を模式的に示す図面である。
【図６】図６、はジャンクション部分における本発明のバイアス磁界印加層を構成する六方柱六方晶系の結晶粒の堆積イメージ（特にｃ軸の向き）を描いた図面である。
【図７】図７は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳおよび基板に垂直な断面を示した図面である。
【図８】図８は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のＡＢＳに平行な断面を示した図面である。
【図９】図９は、本発明の一実施の形態における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】図１０は、本発明の一実施の形態における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】図１１は、本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の平面図である。
【図１３】図１３は、表２の結果をグラフにしたものである。
【図１４】図１４は、ジャンクション部分における従来のバイアス磁界印加層を構成する六方柱六方晶系の結晶粒の堆積イメージ（特にｃ軸の向き）を描いた図面である。
【符号の説明】
【０１５２】
１…基板
２…絶縁層
３…下部シールド層
４…下部シールドギャップ膜
５…磁気抵抗効果膜
６…電極層
７…上部シールドギャップ層
８…上部シールド層
９…記録ギャップ層
１０…薄膜コイルの第１層部分
１２…上部磁極層
１５…薄膜コイル第２層部分
１７…オーバーコート層
２０…ＡＢＳ
２１…バイアス磁界印加層
２１ａ…第１のバイアス磁界印加層
２１ｂ…第２のバイアス磁界印加層
２７…下地層（第１の下地層）
２８…第２の下地層
５１…ピンニング層
５２…強磁性層
５３…非磁性層
５４…軟磁性層
【図１】
2005310264.tif 000006
【図２】
2005310264.tif 000007
【図３】
2005310264.tif 000008
【図４】
2005310264.tif 000009
【図５】
2005310264.tif 000010
【図６】
2005310264.tif 000011
【図７】
2005310264.tif 000012
【図８】
2005310264.tif 000013
【図９】
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【図１０】
2005310264.tif 000015
【図１１】
2005310264.tif 000016
【図１２】
2005310264.tif 000017
【図１３】
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【図１４】
2005310264.tif 000019