(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性層と、円柱状反強磁性磁区の最大直径よりも小さく形成されて、強磁性層に重ね合わせられる反強磁性層とを備え、前記最大直径は、前記強磁性層の飽和磁化および膜厚と、前記反強磁性層の一軸磁気異方性定数および交換スティフネス定数と、交換結合磁界を発現させる前記反強磁性層の最小膜厚と、交換結合磁界の大きさとから、ランダムフィールドモデルに基づき算出されることを特徴とする交換結合膜。
【請求項２】
自由側強磁性層と、非磁性層を間に挟んで自由側強磁性層に重ね合わせられる固定側強磁性層と、円柱状反強磁性磁区の最大直径よりも小さく形成されて、強磁性層に重ね合わせられる反強磁性層とを備え、前記最大直径は、前記強磁性層の飽和磁化および膜厚と、前記反強磁性層の一軸磁気異方性定数および交換スティフネス定数と、交換結合磁界を発現させる前記反強磁性層の最小膜厚と、交換結合磁界の大きさとから、ランダムフィールドモデルに基づき算出されることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
ヘッドスライダと、ヘッドスライダ上に形成される自由側強磁性層と、ヘッドスライダ上で非磁性層を間に挟んで自由側強磁性層に重ね合わせられる固定側強磁性層と、円柱状反強磁性磁区の最大直径よりも小さく形成されて、ヘッドスライダ上で強磁性層に重ね合わせられる反強磁性層と、ヘッドスライダを支持する弾性サスペンションとを備え、前記最大直径は、前記強磁性層の飽和磁化および膜厚と、前記反強磁性層の一軸磁気異方性定数および交換スティフネス定数と、交換結合磁界を発現させる前記反強磁性層の最小膜厚と、交換結合磁界の大きさとから、ランダムフィールドモデルに基づき算出されることを特徴とする磁気ヘッドアセンブリ。
【請求項４】
請求項３に記載の磁気ヘッドアセンブリにおいて、前記反強磁性層は、少なくともトラック幅方向に前記最大直径よりも小さく規定されることを特徴とする磁気ヘッドアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強磁性層と、この強磁性層に重ね合わせられる反強磁性層とを備える交換結合膜に関する。こういった交換結合膜は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）に採用されるスピンバルブ巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）ヘッドといった磁気抵抗効果素子に広く用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
例えばスピンバルブＧＭＲヘッドでは、非磁性層すなわち中間層を間に挟んで自由側強磁性層（ｆｒｅｅ  ｌａｙｅｒ）と固定側強磁性層とが相互に重ね合わせられる。自由側強磁性層の磁化方向は、磁気ディスクといった磁気記録媒体から伝わる外部信号磁界に応じて変化することができる。その一方で、固定側強磁性層の磁化方向は一方向に固定される。この磁化方向の固定にあたって、固定側強磁性層（ｐｉｎｎｅｄ  ｌａｙｅｒ）には反強磁性層（ｐｉｎｎｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）が重ね合わせられる。こういったスピンバルブＧＭＲヘッドでは、自由側強磁性層と固定側強磁性層との間で生じる磁化方向の相対角に応じて電気抵抗値は変化する。こうした電気抵抗値の変化を利用して磁気記録媒体の磁気情報は読み出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
スピンバルブＧＭＲヘッドでは、固定側強磁性層と反強磁性層との間に十分な交換結合磁界が確保されなければならない。磁気記録媒体から伝わる外部信号磁界に比べて交換結合磁界が弱いと、磁気情報を読み出すにあたって固定側強磁性層の磁化方向が変化してしまい、正確な磁気情報が読み取られることはできなくなってしまう。十分な交換結合磁界の確保にあたっては、反強磁性層の膜厚の増大や固定側強磁性層の膜厚の縮小が図られてもよい。しかしながら、反強磁性層の膜厚が増大すると、ギャップ長が増大する結果、記録トラックの長さ方向に再生分解能は劣化してしまう。記録密度の向上に対応することはできない。その一方で、固定側強磁性層の膜厚の減少は電気抵抗値の変化量の減少を招く。したがって、外部信号磁界に対する感度は低下してしまう。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、膜厚の増大や磁界感度の低下を引き起こすことなく十分な交換結合磁界を確保することができる交換結合膜を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１発明によれば、強磁性層と、所定の最大反強磁性磁区寸法よりも小さく形成されて、強磁性層に重ね合わせられる反強磁性層とを備えることを特徴とする交換結合膜が提供される。
【０００６】
本発明者らは、所定の最大反強磁性磁区寸法よりも小さな反強磁性層が交換結合磁界の増大に大いに貢献することを確認した。すなわち、こうした交換結合膜によれば、極めて大きな交換結合磁界を確保するにあたって、反強磁性層の膜厚を増大させたり強磁性層の膜厚を減少させたりする必要はない。
【０００７】
前述の最大反強磁性磁区寸法は例えばランダムフィールドモデルに基づき算出されればよい。このランダムフィールドモデルによれば、いわゆる磁区寸法は、円柱状反強磁性磁区の直径として算出される。こうした算出にあたっては、強磁性層の飽和磁化ＭＦや膜厚ｔＦのほか、反強磁性層の一軸磁気異方性定数（エネルギ）Ｋや交換スティフネス定数Ａ、臨界膜厚ｔＡ、交換結合磁界Ｈexの大きさが用いられればよい。ここで、反強磁性層の臨界膜厚ｔＡは、交換結合磁界を発現させる反強磁性層の最小膜厚によって特定されることができる。
【０００８】
また、第２発明によれば、自由側強磁性層と、非磁性層を間に挟んで自由側強磁性層に重ね合わせられる固定側強磁性層と、所定の最大反強磁性磁区寸法よりも小さく形成されて、強磁性層に重ね合わせられる反強磁性層とを備えることを特徴とする磁気抵抗効果素子が提供される。
【０００９】
こうした磁気抵抗効果素子によれば、前述と同様に、固定側強磁性層と反強磁性層との間に極めて大きな交換結合磁界が確保される。固定側強磁性層の磁化方向は強固に固定されることができる。磁気ディスクといった磁気記録媒体から外部信号磁界が作用しても、固定側強磁性層の磁化方向は一方向に確実に維持されることができる。磁気記録媒体の磁気情報は確実に読み取られることができる。しかも、こうした大きな交換結合磁界を確保するにあたって、反強磁性層の膜厚を増大させたり固定側強磁性層の膜厚を減少させたりする必要はない。したがって、ギャップ長の増大に起因する再生分解能の劣化や、電気抵抗値の変化量の減少に起因する再生感度の低下は引き起こされない。
【００１０】
このような磁気抵抗効果素子では、反強磁性層は、少なくともトラック幅方向に前記最大反強磁性磁区寸法よりも小さく規定されればよい。加えて、固定側強磁性層と反強磁性層とは同一の寸法に揃えられてもよい。こういった磁気抵抗効果素子は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）や磁気テープ駆動装置といった磁気記録媒体駆動装置に採用されることができる。
【００１１】
さらに、第３発明によれば、ヘッドスライダと、ヘッドスライダ上に形成される自由側強磁性層と、ヘッドスライダ上で非磁性層を間に挟んで自由側強磁性層に重ね合わせられる固定側強磁性層と、所定の最大反強磁性磁区寸法よりも小さく形成されて、ヘッドスライダ上で強磁性層に重ね合わせられる反強磁性層と、ヘッドスライダを支持する弾性サスペンションとを備えることを特徴とする磁気ヘッドアセンブリが提供される。
【００１２】
こうした磁気ヘッドアセンブリによれば、前述と同様に、固定側強磁性層と反強磁性層との間に極めて大きな交換結合磁界が確保される。磁気ディスクといった磁気記録媒体から外部信号磁界が作用しても、固定側強磁性層の磁化方向は一方向に確実に維持されることができる。しかも、前述と同様に、ギャップ長の増大に起因する再生分解能の劣化や、電気抵抗値の変化量の減少に起因する再生感度の低下は引き起こされない。
【００１３】
このような磁気ヘッドアセンブリでは、反強磁性層は、少なくともトラック幅方向に前記最大反強磁性磁区寸法よりも小さく規定されればよい。加えて、固定側強磁性層と反強磁性層とは同一の寸法に揃えられてもよい。こういった磁気ヘッドアセンブリは、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった磁気ディスク駆動装置に組み込まれて使用されることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
【００１５】
図１は磁気記録媒体駆動装置の一具体例としてのハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１０の内部構造を示す。このＨＤＤ１０のハウジング１１には、スピンドルモータ１２に装着される磁気ディスク１３と、支軸１４回りで揺動するキャリッジアーム１５とが収容される。スピンドルモータ１２は回転軸回りで磁気ディスク１３を駆動する。キャリッジアーム１５の揺動は、例えば磁気回路から構成されるアクチュエータ１６の働きによって実現されることができる。ハウジング１１の開口は、ハウジング１１との間に密閉された収容空間を形成するカバー（図示せず）によって閉鎖される。
【００１６】
キャリッジアーム１５の先端には磁気ヘッドアセンブリ１７が支持される。この磁気ヘッドアセンブリ１７は、例えば図２に示されるように、キャリッジアーム１５の先端に固定される剛体のフレーム１８と、このフレーム１８に片持ち支持される弾性サスペンション１９とを備える。弾性サスペンション１９の先端には、磁気ディスク１３の表面に対向するヘッドスライダ２１が固着される。弾性サスペンション１９によれば、ヘッドスライダ２１は磁気ディスク１３の表面に対して押し付けられることができる。
【００１７】
ヘッドスライダ２１には、後述されるように、磁気ディスク１３に磁気情報を書き込んだり磁気ディスク１３から磁気情報を読み取ったりする磁気記録再生ヘッド（図示せず）が搭載される。図１から明らかなように、キャリッジアーム１５が揺動すると、ヘッドスライダ２１は、磁気ディスク１３の半径方向に移動して磁気ディスク１３上の記録トラックを横切ることができる。こうしたヘッドスライダ２１の移動によれば、磁気ディスク１３に対する情報の書き込みや読み出しにあたって磁気記録再生ヘッドは目標の記録トラック上に位置決めされることができる。
【００１８】
ヘッドスライダ２１は、媒体対向面すなわち浮上面２２で磁気ディスク１３に対向するスライダ本体２３を備える。浮上面２２には、磁気ディスク１３の回転時に磁気ディスク１３の表面に沿って生成される気流の上流側すなわち空気流入側で１筋のフロントレール２４が形成される。このフロントレール２４は、スライダ本体２３の空気流入端に沿ってスライダ幅方向に延びる。同様に、浮上面２２には気流の下流側すなわち空気流出側で１対のリアレール２５ａ、２５ｂが形成される。リアレール２５ａ、２５ｂは、気流の流通路２６を間に挟んでスライダ幅方向に配列される。
【００１９】
フロントレール２４の頂上面には、スライダ幅方向に延びる１筋の前方空気軸受け面２７が規定される。前方空気軸受け面２７の空気流入端ではフロントレール２４の頂上面に段差２８が形成される。この段差２８は、例えば図３から明らかなように、空気流出端を除く前方空気軸受け面２７の周囲に満遍なく形成されてもよい。こうして段差２８が形成されると、フロントレール２４の頂上面には、前方空気軸受け面２７よりも低いレベルで広がる低レベル面２９が規定される。磁気ディスク１３の回転時、磁気ディスク１３の表面に沿って生成される気流は低レベル面２９から段差２８を伝って前方空気軸受け面２７に導かれる。段差２８の働きを通じて前方空気軸受け面２７では大きな正圧すなわち浮力が生成される。
【００２０】
２つのリアレール２５ａ、２５ｂの頂上面には、気流の流通路２６を間に挟んでスライダ幅方向に配列される第１および第２後方空気軸受け面３１ａ、３１ｂがそれぞれ規定される。第１後方空気軸受け面３１ａの空気流入端ではリアレール２５ａの頂上面に段差３２が形成される。同様に、第２後方空気軸受け面３１ｂの空気流入端ではリアレール２５ｂの頂上面に段差３３が形成される。段差３３は、図３に示されるように、第２後方空気軸受け面３１ｂの周囲に沿って空気流出端に向かって延びてもよい。こうして段差３２、３３が形成されると、２つのリアレール２５ａ、２５ｂの頂上面には、第１および第２後方空気軸受け面３１ａ、３１ｂよりも低いレベルでそれぞれ広がる低レベル面３４、３５が規定される。磁気ディスク１３の回転時、磁気ディスク１３の表面に沿って生成される気流は低レベル面３４、３５から段差３２、３３を伝って第１および第２後方空気軸受け面３１ａ、３１ｂに導かれる。段差３２、３３の働きを通じて第１および第２後方空気軸受け面３１ａ、３１ｂでは大きな正圧すなわち浮力が生成される。
【００２１】
このヘッドスライダ２１では、２つの後方空気軸受け面３１ａ、３１ｂに比べて前方空気軸受け面２７で大きな正圧すなわち浮力が生成される。したがって、スライダ本体２３が磁気ディスク１３の表面から浮上すると、スライダ本体２３はピッチ角αの傾斜姿勢で維持されることができる。ここで、ピッチ角αとは、気流の流れ方向に沿ったスライダ前後方向の傾斜角をいう。しかも、第１後方空気軸受け面３１ａは第２後方空気軸受け面３１ｂに比べて小さく形成される。したがって、スライダ本体２３の浮上面２２に気流が作用すると、第１後方空気軸受け面３１ａに比べて第２後方空気軸受け面３１ｂに大きな浮力が生成される。スライダ本体２３が磁気ディスク１３の表面から浮上すると、スライダ本体２３はロール角βの傾斜姿勢で維持されることができる。ここで、ロール角βとは、気流の流れ方向に直交するスライダ幅方向の傾斜角をいう。
【００２２】
こうして小さく形成された第１後方気軸受け面３１ａでは、スライダ本体２３に埋め込まれた磁気記録再生ヘッド３８が露出する。こうした磁気記録再生ヘッド３８は、一般に、Ａｌ2 Ｏ3 （アルミナ）膜に埋め込まれる。すなわち、スライダ本体２３は、例えばＡｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ（アルチック）製本体と、このアルチック製本体の空気流出端に積層されるＡｌ2 Ｏ3 膜とを備えればよい。前述のピッチ角αおよびロール角βの働きによれば、磁気記録再生ヘッド３８付近でスライダ本体２３と磁気ディスク１３の表面との距離は最も小さくなる。したがって、磁気記録再生ヘッド３８は、効率的に磁気情報を磁気ディスク１３に書き込んだり、効率的に磁気情報を磁気ディスク１３から読み出したりすることができる。
【００２３】
フロントレール２４のスライダ幅方向両端には、空気流出端に向かって延びる１対のサイドレール４１が接続される。こうしたサイドレール４１によれば、磁気ディスク１３の回転時にフロントレール２４に正面から衝突する気流はフロントレール２４のスライダ幅方向両端を回り込んでフロントレール２４の背後に入り込むことはできない。したがって、第１空気軸受け面２７に沿ってフロントレール２４を通過する気流は容易にディスク面鉛直方向に広がることができる。こうした気流の急激な広がりに基づき負圧は生成される。この負圧が前述の浮力にバランスすると、スライダ本体２３の浮上量は規定される。１対のサイドレール４１と１対のリアレール２５ａ、２５ｂとの間には、フロントレール２４をスライダ幅方向両側から迂回する気流を流通路２６に導く間隙４２が形成されてもよい。
【００２４】
図４に示されるように、磁気記録再生ヘッド３８は、書き込みギャップ４４を浮上面２２に臨ませる書き込み用の薄膜磁気ヘッド素子４５を備える。書き込みギャップ４４は、上部磁極層４６の先端４６ａと、この上部磁極層４６との間に絶縁層４７、４８を挟み込む下部磁極層４９の先端とで形成される。図５を併せて参照すると明らかなように、絶縁層４７、４８には渦巻き状の導体コイルパターン５０が埋め込まれる。導体コイルパターン５０の中央端には第１引き出しパターン５１が接続され、同様に導体コイルパターン５０の外端には第２引き出しパターン５２が接続される。第１および第２引き出しパターン５１、５２を用いて導体コイルパターン５０に電流が供給されると、導体コイルパターン５０の中心を貫通する上部磁極層４６の後端４６ｂに磁力線が生成され、この磁力線が上部磁極層４６および下部磁極層４９を循環することとなる。循環する磁力線が書き込みギャップ４４に磁界を生じさせる。書き込みギャップ４４では、ギャップ層５３を迂回して浮上面２２から漏れる磁界によって磁気ディスク１３に磁気情報は記録される。上部磁極層４６や下部磁極層４９は例えばＮｉＦｅから構成されればよい。
【００２５】
図５から明らかなように、下部磁極層４９が兼ねる上部シールド層と、ＦｅＮやＮｉＦｅの下部シールド層５４との間には、Ａｌ2 Ｏ3 層５５に埋め込まれて先端を浮上面２２に臨ませる読み取り用の巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子５６が挟み込まれる。このＧＭＲ素子５６は、例えば図６に示されるように、Ａｌ2 Ｏ3 層５５の基準面５６に沿って広がるスピンバルブ膜５７を備える。このスピンバルブ膜５７には、基準面５６に交差する区画面で仕切られた１対の端面５８ａ、５８ｂが形成される。これらの端面５８ａ、５８ｂは基準面５６に対してテーパ角θで傾斜する。こうして傾斜した端面５８ａ、５８ｂに沿って磁区制御ハード層５９は形成される。磁区制御ハード層５９の先端５９ａはスピンバルブ膜５７の膜表面５７ａに到達する。各磁区制御ハード層５９には引き出し導体層６０が接続される。
【００２６】
スピンバルブ膜５７は、基準面５６に積層される自由側強磁性層６１と、この自由側強磁性層６１に積層される非磁性中間層６２とを備える。非磁性中間層６２には本発明に係る交換結合膜６３が積層される。この交換結合膜６３は、非磁性中間層６２に重ね合わせられる固定側強磁性層６４と、この固定側強磁性層６４に重ね合わせられる反強磁性層６５とを備える。反強磁性層６５は、交換結合の働きを利用して一方向に固定側強磁性層６４の磁化方向を固定する。その一方で、自由側強磁性層６１の磁化方向は、磁気ディスク１３から伝わる外部信号磁界に応じて回転する。こうして自由側強磁性層６１と固定側強磁性層６４との間で生じる磁化方向の相対角に応じてスピンバルブ膜５７の電気抵抗値は変化する。引き出し導体層６０を通じてスピンバルブ膜５７にセンス電流が供給されると、こうした電気抵抗値の変化に応じて、引き出し導体層６０に現れるセンス電流のレベルに変化が引き起こされる。このレベルの変化によって磁気情報は読み取られる。
【００２７】
固定側強磁性層６４の表面に沿った反強磁性層６５の広がりは最大安定反強磁性磁区寸法よりも小さく形成される。こうした微小な反強磁性層６５によれば、後述されるように、極めて大きな交換結合磁界は確保されることができる。固定側強磁性層６４の磁化方向は強固に固定されることができる。磁気ディスク１３から外部信号磁界が作用しても、固定側強磁性層６４の磁化方向は一方向に確実に維持されることができる。しかも、こうした大きな交換結合磁界を確保するにあたって、反強磁性層６５の膜厚を増大させたり固定側強磁性層６４の膜厚を減少させたりする必要はない。
【００２８】
最大安定反強磁性磁区寸法は、反強磁性層６５の組成や膜厚に応じて一義的に決定されることができる。例えば、ＮｉＯ製の反強磁性層６５の膜厚ｔA が１００［ｎｍ］に設定されると、最大安定反強磁性磁区寸法は約０．６４［μｍ］に特定されることができる。反強磁性層６５の広がりは、例えば、こうして特定される最大安定反強磁性磁区寸法に等しい直径で描き出される円に完全に収められればよい。
【００２９】
ここで、最大安定反強磁性磁区寸法の算出方法を簡単に説明する。この算出にあたって、例えばランダムフィールドモデル（例えばＡ．Ｐ．Ｍａｌｏｚｅｍｏｆｆ著「Heisenberg to Ising crossover in a random field model with uniaxial anisotropy」Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  Ｂ  Ｖｏｌ．３７  ７３７３  １９８８年）が用いられる。このランダムフィールドモデルによれば、いわゆる磁区寸法は円柱状反強磁性磁区の直径として算出されることができる。すなわち、最大安定反強磁性磁区寸法Ｌ［ｃｍ］は、強磁性層および反強磁性層の間で界面の乱れを示す指標ｆi のほか、そういった界面の乱れに応じて生じるランダムフィールドの強度η、反強磁性磁壁の形態を示す指標Ｓ、交換結合磁界が発現する反強磁性層の最小膜厚すなわち臨界膜厚ｔA ［ｃｍ］に基づき、
【数１】
0004414548.tif 000002
に従って算出されることができる。
【００３０】
このとき、前述の論文に示されるように、交換結合磁界が発生する反強磁性層の臨界膜厚ｔA では、ランダムフィールドの強度はおおよそη＝２を示す。しかも、交換結合磁界Ｈexや、界面の乱れを示す指標ｆi は、強磁性層の飽和磁化ＭF や膜厚ｔF のほか、反強磁性層の一軸磁気異方性定数（エネルギ）Ｋや交換スティフネス定数Ａに基づき、以下の通りに表現されることができる。
【００３１】
【数２】
0004414548.tif 000003
【数３】
0004414548.tif 000004
これら３式［数１］〜［数３］に基づけば、最大安定反強磁性磁区寸法Ｌは、
【数４】
0004414548.tif 000005
に基づき導き出されることができる。
【００３２】
次に交換結合膜６３の特性を考察する。この考察にあたって、例えば図７に示されるように、シリコンウェハー上にＮｉＯ／ＮｉＦｅ交換結合膜の微細パターン６６が形成された。こうした微細パターン６６によれば、線幅Ｗ［μｍ］の第１細線６７と線幅０．５［μｍ］の第２細線６８との交差点に、Ｗ［μｍ］×０．５［μｍ］の寸法で区画される微小なＮｉＯ／ＮｉＦｅ交換結合膜６９が得られる。ここでは、Ｗ＝０．２［μｍ］、０．３［μｍ］、０．４［μｍ］の３通りの微細パターン６６が用意された。
【００３３】
こうした微細パターン６６を形成するにあたって、シリコンウェハーの表面には、膜厚１００［ｎｍ］のＮｉＯ反強磁性層と、膜厚２０［ｎｍ］のＮｉＦｅ強磁性層とが相次いで成膜される。この成膜には例えばスパッタリングが用いられればよい。その後、こうして成膜されたＮｉＯ／ＮｉＦ交換結合膜の表面にフォトレジストで微細パターン６６のパターニングが施される。例えばイオンミルを用いてフォトレジスト膜の周囲でＮｉＯ／ＮｉＦ交換結合膜が削り取られる結果、前述の微細パターン６６は形成される。
【００３４】
その他、微細パターン６６の形成には、こういったパターニング法に代えていわゆるリフトオフが用いられてもよい。このリフトオフでは、シリコンウェハーの表面で微細パターンを囲むフォトレジスト膜が形成される。続いて、シリコンウェハーの表面には、膜厚１００［ｎｍ］のＮｉＯ反強磁性層と、膜厚２０［ｎｍ］のＮｉＦｅ強磁性層とが相次いで成膜される。その後、フォトレジストが除去されると、フォトレジスト上のＮｉＯ反強磁性層やＮｉＦｅ強磁性層は剥ぎ落とされる。その結果、ＮｉＯ／ＮｉＦｅ交換結合膜の微細パターン６６は形成されることができる。
【００３５】
こうして得られる微細パターン６６に規定される微小なＮｉＯ／ＮｉＦｅ交換結合膜６９で、外部印加磁場に対する電気抵抗特性は測定された。この測定には直流四端子法が用いられた。第１細線６７は電流端子に用いられ、第２細線６８は電圧端子に用いられた。測定にあたってＮｉＯ／ＮｉＦｅ交換結合膜６９は極低温環境（環境温度５Ｋ）下に置かれた。こうした極低温環境によれば、電気抵抗特性の測定時に熱雑音の影響は低減されることができる。測定された電気抵抗特性に基づき交換結合磁界Ｈexは算出された。
【００３６】
図８には第１細線６７の線幅Ｗと交換結合磁界Ｈexとの関係が示される。ＮｉＯ反強磁性層の最大安定反強磁性磁区寸法（Ｌ＝０．６４［μｍ］）を境に、線幅Ｗが小さくなればなるほど交換結合磁界Ｈexは増大することが明らかとされた。線幅Ｗが最大安定反強磁性磁区寸法を超えると、８．３６［ｋＡ／ｍ］程度の交換結合磁界Ｈexが維持されることが確認された。
【００３７】
なお、以上のような巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子５６は、必ずしも前述の薄膜磁気ヘッド素子４５とともに使用される必要はない。また、本発明に係るＧＭＲ素子５６は、前述されたハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１０に採用されることができるだけでなく、その他の同等な磁気情報読み取り装置に採用されてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、膜厚の増大や磁界感度の低下を引き起こすことなく反強磁性層と強磁性層との間に十分な交換結合磁界を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す平面図である。
【図２】  磁気ヘッドアセンブリの構造を概略的に示す平面図である。
【図３】  ヘッドスライダの一具体例を示す拡大斜視図である。
【図４】  磁気記録再生ヘッド（特に薄膜磁気ヘッド素子）の構造を概略的に示す拡大平面図である。
【図５】  図４の５−５線に沿った一部断面図である。
【図６】  浮上面に沿った巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子の端面図である。
【図７】  シリコンウェハー上に形成されたＮｉＯ／ＮｉＦｅ交換結合膜の微細パターンを概略的に示す拡大平面図である。
【図８】  第１細線の幅と交換結合磁界との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  磁気記録媒体駆動装置としてのハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）、１７  磁気ヘッドアセンブリ、１９  弾性サスペンション、２１  ヘッドスライダ、５６  磁気抵抗効果素子としての巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子、６１  自由側強磁性層、６３  交換結合膜、６４  強磁性層としての固定側強磁性層、６５  反強磁性層。
【図１】
0004414548.tif 000006
【図２】
0004414548.tif 000007
【図３】
0004414548.tif 000008
【図４】
0004414548.tif 000009
【図５】
0004414548.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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