(57)【要約】【課題】トラック幅の狭小化が進んでも、高い再生感度と、低ノイズで良好な線形応答性を実現する磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方法を提供する。【解決手段】自由層１２４に、結晶粒の成長方向の指向性に起因した、磁界中熱処理の影響を受けない一軸磁気異方性を誘導する。また、自由層を第一の強磁性層／反強磁性結合層／第二の強磁性層から成る積層アンチフェロ構成とし、反強磁性結合の大きさを調整して、縦バイアス磁界印加機構を設けなくても、線型な応答特性を得る。【選択図】図１
2007200428.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略素子高さ方向に磁化が固定された固定層と、外部磁界に応じて磁化方向が変化する自由層と、前記固定層と前記自由層との間に積層された中間層とを有する磁気抵抗効果膜と、
電流を流す為の一対の電極とを備え、
前記自由層は、第一の強磁性層と反強磁性結合層と第二の強磁性層との積層構造を有し、
前記第一の強磁性層と前記第二の強磁性層は略等しい磁化量を有し、
前記第一の強磁性層と前記第二の強磁性層のうち少なくとも一方は、結晶粒の成長方向の指向性に起因した、略トラック幅方向を磁化容易軸とする一軸磁気異方性を有することを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、外部磁界がゼロのとき、前記第一の強磁性層と前記第二の強磁性層の磁化はトラック幅方向に略平行な方向で反平行配列して、前記自由層の実効的な磁化量が略ゼロになっており、信号磁界に応じて、前記第一の強磁性層と前記第二の強磁性層の磁化が、対称的に反平行配列及び平行配列の間で遷移することを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、前記反強磁性結合層がＲｕ，Ｒｅ，Ｃｒ，Ｉｒのいずれかから選択される非磁性層、あるいはＲｕ，Ｒｅ，Ｃｒ，Ｉｒのいずれかから選択される第一の非磁性層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕのいずれかから選択される第二の非磁性層との積層膜から成ることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、前記反強磁性結合層は、膜厚が０．７から０．９ｎｍのＲｕと膜厚が０．７ｎｍ以下のＣｕとの積層膜であることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項１記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、前記反強磁性結合層が、Ｒｕ，Ｒｅ，Ｃｒ，Ｉｒ，Ｃｕのうち、少なくとも１種類の元素を主成分として含有する合金から成ることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項６】
略素子高さ方向に磁化が固定された固定層と、外部磁界に応じて磁化方向が変化する自由層と、前記固定層と前記自由層との間に積層された中間層とを有する磁気抵抗効果膜と、
電流を流す為の一対の電極とを備え、
前記自由層は、第一の強磁性層と反強磁性結合層と第二の強磁性層との積層構造を有し、
前記第一の強磁性層と前記第二の強磁性層は略等しい磁化量を有し、
前記自由層を形成する直前の表面、または前記自由層の最表面のうち、少なくとも一方に、素子高さ方向に略平行な線状の凹凸が形成されてなり、
前記第一の強磁性層と前記第二の強磁性層のうち少なくとも一方は、略トラック幅方向を磁化容易軸とする一軸磁気異方性を有することを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項７】
請求項６記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、外部磁界がゼロのとき、前記第一の強磁性層と前記第二の強磁性層の磁化はトラック幅方向に略平行な方向で反平行配列して、前記自由層の実効的な磁化量が略ゼロになっており、信号磁界に応じて、前記第一の強磁性層と前記第二の強磁性層の磁化が、対称的に反平行配列及び平行配列の間で遷移することを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項８】
請求項６記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、前記反強磁性結合層がＲｕ，Ｒｅ，Ｃｒ，Ｉｒのいずれかから選択される非磁性層、あるいはＲｕ，Ｒｅ，Ｃｒ，Ｉｒのいずれかから選択される第一の非磁性層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕのいずれかから選択される第二の非磁性層との積層膜から成ることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項６記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、前記反強磁性結合層は、膜厚が０．７から０．９ｎｍのＲｕと膜厚が０．７ｎｍ以下のＣｕとの積層膜であることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項１０】
請求項６記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、前記反強磁性結合層が、Ｒｕ，Ｒｅ，Ｃｒ，Ｉｒ，Ｃｕのうち、少なくとも１種類の元素を主成分として含有する合金から成ることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項１１】
固定層を形成する工程と、中間層を形成する工程と、自由層を形成する工程とを有する磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法において、
前記自由層を形成する工程は物理気相成長法により第一の強磁性層を形成する工程と、反強磁性結合層を形成する工程と、前記第一の強磁性膜と略等しい磁化量を有する第二の強磁性層を形成する工程とからなり、
前記第一の強磁性層と前記第二の強磁性層のうち少なくとも一方を形成する際の付着粒子の入射方向が、トラック幅方向に略垂直であり、かつ膜面に対して斜め方向であることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法において、前記入射方向が、トラック幅方向に略垂直であり、かつ膜面に対して斜め方向である付着粒子を用いる磁性膜の形成工程は、途中で基板を１８０度回転する工程を含むことを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
固定層を形成する工程と、中間層を形成する工程と、自由層を形成する工程とを有する磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法において、
前記自由層を形成する工程は第一の強磁性層を形成する工程と、反強磁性結合層を形成する工程と、前記第一の強磁性膜と略等しい磁化量を有する第二の強磁性層を形成する工程とからなり、
前記第一の強磁性層を形成する直前の膜表面、又は前記第二の強磁性層の最表面のうち、少なくとも一方に、指向性のあるイオンビームエッチングを用いて、素子高さ方向に略平行な線状の凹凸を形成する工程を有することを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法において、前記指向性のあるイオンビームエッチングを用いて、素子高さ方向に略平行な線状の凹凸を形成する工程は、途中で基板を１８０度回転する工程を含むことを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録再生装置に搭載される磁気ヘッドに関し、特に、磁気記録媒体に記録された情報を再生する磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、磁気記録再生装置に再生素子として搭載する磁気抵抗効果型磁気ヘッドには、特開平４−３５８３１０号公報に記載されている強磁性層／非磁性導電層／強磁性層／反強磁性層からなる基本構成を有するスピンバルブ膜を用いたＧＭＲ（Giant Magneto-Resistive）ヘッドが広く採用されている。スピンバルブ膜において、反強磁性層との交換結合によって磁化方向が一方向に固定されている強磁性層は固定層と呼ばれ、もう一方の強磁性層は、外部磁界に応じて自由にその磁化方向を変えることができるため、自由層と呼ばれる。
【０００３】
スピンバルブ膜を用いたＧＭＲヘッドは、固定層と自由層の磁化のなす角度に応じて電気抵抗が変化する現象を利用し、磁気信号を電圧変化又は電流変化として出力する。従って、スピンバルブ膜を磁気センサとして機能させる上で、固定層の磁化方向を一方向（具体的には磁気記録媒体に対して垂直な方向、以下“素子高さ方向”と記す）に固定することが、第一に重要となる。
【０００４】
一方、信号磁界の符号に対して対称な応答特性を得る為には、外部磁界がゼロの状態で自由層の磁化をトラック幅方向に向ける必要がある。更に、ノイズが少なく、良好な線形応答特性を得る為には、自由層が単磁区構造を有するように、自由層に対してトラック幅方向に縦バイアス磁界を印加する必要がある。この縦バイアス磁界印加手法としては、スピンバルブ膜の両端部に硬質磁性膜あるいは強磁性層と反強磁性層との積層膜を配置し、自由層に縦バイアス磁界を印加して単磁区化する方法が特開平７−５７２２３号公報に記載されている。特に前者はハードバイアス構造と呼ばれ、現在のＧＭＲヘッド構造の主流となっている。
【０００５】
上述したＧＭＲヘッドは、スピンバルブ膜の面内方向にセンス電流を流す為、ＣＩＰ（Current In the Plane）−ＧＭＲヘッドと呼ばれる。ＣＩＰ−ＧＭＲヘッドよりも更に再生感度の高いヘッドとして、スピンバルブ膜の膜厚方向にセンス電流を流すＣＰＰ（Current Perpendicular to the Plane）−ＧＭＲヘッドやＴＭＲ（Tunneling Magneto-Resistive）ヘッドがある。いずれにおいても基本的な動作原理は同様であり、ハードバイアス構造を基本とした縦バイアス磁界印加によって、安定した再生特性を得る必要がある。
【０００６】
また、米国特許第５，４０８，３７７号明細書には、いわゆる“積層フェリ”自由層に関する記載がある。これは、自由層構成を強磁性層／反強磁性結合層／強磁性層とし、２層の強磁性層を反平行配列させることで、実効的な磁化量を低減させる手法である。この開示例では、２層の強磁性層を非常に強く反強磁性結合させ、かつそれぞれの磁化量を意図的に異なるものとしているため、磁気記録媒体からの信号磁界を感知した際、２層の強磁性層は反平行配列を維持したまま磁化方向を変えることになる。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−３５８３１０号公報
【特許文献２】特開平７−５７２２３号公報
【特許文献３】米国特許第５，４０８，３７７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ハードバイアス構造によって付与される縦バイアス磁界は、自由層を単磁区化し、ノイズの抑制に対して効果的である。また、自由層の異方性磁界は、一般に高々１ｋＡ／ｍ以下であり、磁気的に容易に飽和してしまう為、磁気記録媒体からの信号磁界に対して線型応答性を得る為に、縦バイアス磁界の印加により、自由層磁化の実効的な異方性磁界を増大する必要がある。従って、これは、縦バイアス磁界の大きさによって、再生特性における感度と安定性はトレードオフの関係にあることを意味している。即ち、縦バイアス磁界が強過ぎる場合には再生出力が低下する、一方で縦バイアス磁界が弱すぎる場合には単磁区化効果が十分に得られず、ノイズが大きくなる、という問題が生じる。従って、良好な再生特性を得る為には、縦バイアス磁界の大きさを最適化する必要がある。ハードバイアス構造においては、縦バイアス磁界の大きさは、（１）自由層と硬質磁性膜の磁化量の比、（２）トラック端部におけるスピンバルブ膜のエッチング形状、（３）自由層に対する硬質磁性膜の幾何学的配置関係等、多くの要素が複雑に影響を及ぼしながら決定されるので、それを制御するのは大変困難である。また、硬質磁性膜が配置される為に、トラック端部の上下シールド間隔がトラック中心部に比較して広がる為、いわゆる“サイドリーディング”という問題が生じ、幾何学的トラック幅を狭くしても磁気的な実効トラック幅が狭くならず、今後の高記録密度を実現できない。これらの問題は、トラック幅の狭小化が進むほど顕著になる。
【０００９】
今後、磁気記録再生装置の面記録密度の向上に伴い、トラック幅の狭小化が進むと、上述したような理由により、ハードバイアス構造の再生ヘッドでは、高い再生感度と低ノイズで良好な線形応答特性とを同時に実現することが困難となることが予想される。特に、高い再生感度が期待されているＣＰＰ型再生ヘッドにおいては、スピンバルブ膜と硬質磁性膜の間に絶縁膜を配置しなければならない為、硬質磁性膜から十分大きな縦バイアス磁界が印加されず、安定性が損なわれる可能性がある。
【００１０】
本発明は、縦バイアス磁界印加機構を有さなくても（あるいは、強い縦バイアス磁界を印加しなくても）、自由層を単磁区状態にすることができ、トラック幅の狭小化が進んでも、高い再生感度とノイズが小さく高い信頼性を有する再生特性を実現できる磁気抵抗効果型磁気ヘッドとその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
自由層の応答特性を考えた場合、自由層のトラック端部における反磁界の影響が重要な要素となる。一般的に、自由層は実効的な磁化を有する為、自由層のトラック端部には磁極が生じ、反磁界の影響を受ける。通常は、自由層のトラック端部に硬質磁性膜を配置する（ハードバイアス構造）ことによって、この影響を抑制する。従って、縦バイアス磁界印加機構を設けない場合には、自由層のトラック端部に磁極を生じないような自由層構成とすることが必須となる。これは、自由層を強磁性層１／反強磁性結合層／強磁性層２の構成とし、２層の強磁性層が反強磁性結合層を介した反強磁性的な層間結合によりその磁化が反平行配列し、更に、２層の強磁性層を同じ磁化量に設定することによって達成される。これによって、２層の強磁性層の実効的な磁化量が相殺され、反磁界の影響を極力排除することができる。また、この構成における自由層の磁化過程は、外部磁界に応じた磁化回転モードとなり、外部磁界に応じて２層の強磁性層の磁化が反平行配列⇔平行配列を推移する。この時の異方性磁界の大きさは、反強磁性結合の大きさが支配因子となって決まる。反強磁性結合層としては、０．３から０．９ｎｍ程度の膜厚を有するＲｕ層を用いるのが一般的であるが、これでは反強磁性結合が強過ぎて、高い再生感度が得られない。従って、例えば反強磁性結合層をＣｕ／Ｒｕのような積層構成、あるいはＲｕ−Ｃｕのような合金構成として、反強磁性結合の大きさを調整し、安定性と感度の両立を図ることが必要になる。反強磁性結合層の膜厚または合金組成を調整することで、反強磁性結合の大きさは任意に設定可能である。
【００１２】
ここで、公知な開示例（米国特許第５，４０８，３７７号明細書）と本発明における構造とでは、以下に述べるような相違点がある。前述の開示例においては、自由層の構成：強磁性層１／反強磁性結合層／強磁性層２において、２層の強磁性層の磁化量を意図的に異なるように設定し、かつ、非常に強い反強磁性的な層間結合が得られるような反強磁性結合層を用いる。その結果、自由層の磁化過程は全く異なり、前述の開示例においては、磁気記録媒体からの信号磁界程度の大きさの外部磁界に対して、２層の強磁性層が反平行配列を保持したまま自由層の磁化方向が変化する。また、この場合、自由層の異方性磁界は小さく、また少なからずトラック端部において反磁界の影響が存在する為、ハードバイアス構造のような縦バイアス磁界印加機構が必要となる。
【００１３】
また、本発明においては、自由層に強い一軸磁気異方性を誘導することが重要となる。なぜならば、本発明における自由層構成においては、実効的な磁化量が概ねゼロとなっているので、外部磁界がゼロの状態では、前に受けた磁界履歴によって自由層の磁化方向が一意に定まらない懸念があるからである。従って、自由層を構成する第一の強磁性層及び第二の強磁性層のうち、少なくとも一方にトラック幅方向を磁化容易軸とする強い一軸磁気異方性を付与する必要がある。一般的に、スピンバルブ膜の自由層には、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉを主成分とした単層あるいは積層構造が用いられる。また、直流磁界を印加しながら自由層を形成することで、自由層には所望の方向（トラック幅方向）を磁化容易軸とする一軸磁気異方性が誘導される。しかしながら、これによって誘導される異方性磁界は、高々１ｋＡ／ｍ以下である。また、スピンバルブ膜を形成後、固定層の磁化を反強磁性層との交換結合によって素子高さ方向に固着する為に、素子高さ方向に磁界を印加しながら熱処理を施すのが一般的である。この熱処理によって、上述した自由層の一軸磁気異方性は影響を受け、その方向がトラック幅方向から素子高さ方向に変化したり、異方性分散を生じるなどして好ましくない。従って、以下の方法によって、自由層に磁界中熱処理の影響を受けない強い一軸磁気異方性を付与することが重要である。通常、スパッタ法などの物理気相成長法により形成した薄膜は、基板面に対して垂直方向に柱状に結晶粒が成長する。一方、付着粒子の飛来方向に指向性を持たせ、基板面に対して斜め方向に付着粒子を入射して形成することによって、付着粒子の入射方向と平行に結晶粒が成長する。この際、付着粒子の斜め入射方向をトラック幅方向と垂直にすると、トラック幅方向を磁化容易軸とする大きな一軸磁気異方性（１０ｋＡ／ｍ以上の異方性磁界）を誘導することができる。これによって付与される一軸磁気異方性は、磁界中熱処理によって、その方向や大きさに影響を受けない。従って、自由層を構成する第一の強磁性層及び第二の強磁性層のうち、少なくとも一方を上述したような方法を用いて形成することで、前に受けた磁界履歴によらず、外部磁界がゼロの状態では、自由層の磁化方向がトラック幅方向に定まる。
【００１４】
自由層に磁界中熱処理の影響を受けない強い一軸異方性を付与する他の方法としては、自由層を形成する直前の表面、または自由層の最表面のうち、少なくとも一方に、素子高さ方向に略平行な線状の凹凸を形成する方法がある。この凹凸は、自由層を形成する直前の表面、または自由層の最表面のうち、少なくとも一方を、指向性のあるイオンビームを照射させてエッチングすることで形成することができる。自由層を構成する強磁性層１／反強磁性結合層／強磁性層２を成膜する途中の段階で、上述した凹凸を形成しても同様な効果が得られるが、この場合、反強磁性結合層を介した反強磁性結合特性が劣化しないよう注意する必要がある。
【００１５】
上述した構造及び製造方法を用いれば、トラック幅の狭小化が進んでも、縦バイアス磁界印加機構がない状態で高い再生感度とノイズが小さく高い信頼性を有する再生特性を実現できる。この場合、トラック端部に硬磁性膜を配置しなくて良いことになる。従って、トラック端部付近の上部シールドをいわゆる“サイドシールド”として利用することができ、磁気的実効トラック幅の狭小化に対しても有利となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、縦バイアス磁界を印加しなくても自由層を単磁区状態にすることができ、トラック幅の狭小化が進んでも高い再生感度とノイズが小さく高い信頼性を有する再生特性を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明においては、センス電流を流す方向はＣＩＰでもＣＰＰでも、その効果を損なうものではないが、ここではＣＰＰ型ヘッド構造を用いて説明を進める。理解を容易にするため、以下の図において同じ機能部分には同一の符号を付して説明する。
【００１８】
〔実施例１〕
図１に、本発明の第１の実施例である磁気抵抗効果型磁気ヘッドの媒体対向面から見た概略図を示す。ヘッド作製手順の概略とあわせて構造を以下に説明する。
【００１９】
基板（図示せず）上に、下部シールド１１０を形成した後、磁気抵抗効果膜１２０を成膜し、フォトリソグラフィとイオンミリングや反応性イオンエッチングを用いてトラック幅方向を所望の形状にパターニングする。次に、磁気抵抗効果膜１２０の両端部にリフトオフ法を用いて絶縁膜１４０を形成する。素子高さ方向についても同様に、磁気抵抗効果膜１２０をフォトリソグラフィとイオンミリングや反応性イオンエッチングを用いて所望の形状にパターニングし、リフトオフ法を用いて絶縁膜１４０を形成する。尚、磁気抵抗効果膜１２０のパターニングについては、トラック幅方向と素子高さ方向の順序が入れ替わっても差し支えはない。更に、上部シールド１６０を形成する。下部シールド１１０と上部シールド１６０は磁気抵抗効果膜１２０の膜厚方向に電流を供給する一対の電極を兼ねており、磁気抵抗効果膜１２０の電気抵抗変化の検出を行う。また、絶縁膜１４０は、下部シールド１１０と上部シールド１６０が電気的に短絡しないよう配置してある。下部シールド１１０と磁気抵抗効果膜１２０間及び磁気抵抗効果膜１２０と上部シールド１６０間には、電気的な接触抵抗を極力含まないことが望ましい。この影響を低減する為には、磁気抵抗効果膜１２０及び上部シールド１６０を形成する直前に、プラズマエッチングやイオンビームエッチング等を用いて、表面酸化膜や表面付着／吸着物を除去しておくと効果的である。
【００２０】
磁気抵抗効果膜１２０の基本構成は、基板側から、反強磁性層１２１／固定層１２２／中間層１２３／自由層１２４である。尚、積層順を完全に反対にして、基板側から、自由層１２４／中間層１２３／固定層１２２／反強磁性層１２１としても、本発明の趣旨に反するものではない。また、最下層に適切な下地層や最上層に適切な保護層を形成しても何ら差し支えはない。より詳細な膜構成として、固定層１２２は、強磁性層／反強磁性結合層／強磁性層から成る、いわゆる“積層フェリ”構成にすると良い。なぜならば、積層フェリ構成とすることで、固定層１２２の磁化方向をより強固に素子高さ方向に固定できるし、また、固定層１２２の実質的な磁化量を非常に小さくできるので、自由層１２４に対する横バイアス磁界を低減することができる。自由層１２４は、第一の強磁性層／反強磁性結合層／第二の強磁性層の構成とし、２層の強磁性層が反強磁性結合層を介した反強磁性的な層間結合によりその磁化が反平行配列し、更に、２層の強磁性層が同じ磁化量を有することによって、実効的な磁化量が相殺されたかたちとなっている。言うなれば、“積層アンチフェロ”構成となっている。この構成においては、自由層のトラック端部において磁極が相殺されているので、反磁界の影響が小さい。
【００２１】
図１には、各強磁性層の磁化方向を矢印で付記した。これをもとに、各強磁性層、特に自由層１２４における磁化過程及び磁化方向制御法の概略を説明する。
【００２２】
外部磁界がゼロの状態において、固定層１２２を構成する２層の強磁性層の磁化は、隣接して形成された反強磁性層１２１との交換結合により、素子高さ方向：１３０及び１３１（反平行配列を維持した状態で共に逆向きでも差し支えない）に固定されており、一方、自由層１２４を構成する２層の強磁性層の磁化は、トラック幅方向：１３２及び１３３（反平行配列を維持した状態で共に逆向きでも差し支えない）を向いている。また、自由層１２４を構成する２層の強磁性層の磁化は、外部磁界に応じて反平行配列⇔平行配列間を磁化回転モードで推移する。この磁化過程の理解を助ける為に、一斉磁化回転モデルを用いて計算した結果を図２に示して説明する。
【００２３】
図２に、自由層のＭ−Ｈ曲線と、自由層を構成する第一の強磁性層及び第二の強磁性層の磁化角度の変化を、（Ａ）従来技術：積層フェリ構成と、（Ｂ）本発明：積層アンチフェロ構成で比較して示した。強磁性層の磁化角度に関しては、０度（±１８０度）が素子高さ方向に、−９０度（９０度）がトラック幅方向に相当する。（Ａ）従来技術：積層フェリ構成の場合は、Ｍ−Ｈ曲線からゼロ磁界付近を除く±３０ｋＡ／ｍ程度の磁界範囲では磁化が変化していない。また、ゼロ磁界付近で急峻に磁化が変化しているのが分かる。これらは、磁化角度の変化から明らかなように、±３０ｋＡ／ｍ程度の磁界範囲では自由層を構成する第一の強磁性層及び第二の強磁性層の磁化が反平行配列を維持しており、また、ゼロ磁界付近で２層の強磁性層の磁化が反平行配列を維持したまま反転していることを示唆している。一方、（Ｂ）本発明：積層アンチフェロ構成の場合は、Ｍ−Ｈ曲線は磁化が飽和する領域まで線型な変化を示している。磁化角度の変化を見ると、自由層を構成する第一の強磁性層及び第二の強磁性層の磁化は、外部磁界に応じて対称的な変化を示しており、２層の磁化が平行⇔反平行配列を推移する間、磁化は線型回転している様子が分かる。尚、現実的には自由層を構成する第一の強磁性層及び第二の強磁性層の磁化量を完全に同一に制御することは困難であるが、強磁性層の飽和磁束密度とその膜厚の積の差が、０．４Ｔ・ｎｍ以下であれば、ヒステリシスのない線型応答をすることを確認している。
【００２４】
本実施例における自由層の異方性磁界の大きさは、第一の強磁性層及び第二の強磁性層間の反強磁性結合の大きさで決まる。反強磁性結合層としては、０．３から０．９ｎｍ程度の膜厚を有するＲｕ層を用いるのが一般的であるが、これでは反強磁性結合が強過ぎて、高い再生感度が得られない。従って、例えば反強磁性結合層をＣｕ／Ｒｕのような積層構成として、反強磁性結合の大きさを調整し、安定性と感度の両立を図ることが必要になる。図３に、Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３）／Ｃｕ（ｔ）／Ｒｕ（０．８）／Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３）からなる自由層に関して、Ｃｕ膜厚ｔを変えた場合のＭ−Ｈ曲線の変化を示す。膜厚の単位はｎｍである。いずれのＭ−Ｈ曲線においてもヒステリシスが小さい線型応答しているのが分かる。また、Ｃｕ膜厚を変えることで、異方性磁界を任意に設定可能であることも確認できる。
【００２５】
図４に、図３のＭ−Ｈ曲線から見積もった自由層の異方性磁界のＣｕ膜厚依存性を示す。Ｃｕ膜厚に応じて、連続的に異方性磁界Ｈｋが変化しているのが分かる。浮上面近傍における磁気記録媒体からの信号磁界は２０ｋＡ／ｍ程度と予想されることから、信号磁界に対して自由層が飽和しないようにする為には、Ｃｕ膜厚は０．７ｎｍ以下とすることが望ましい。また、説明が前後するが、Ｒｕ膜厚については、安定して反強磁性結合が得られる０．７から０．９ｎｍ前後に設定すると良い。ここでは、反強磁性結合層として、Ｃｕ／Ｒｕを用いた例について詳述したが、反強磁性結合層としては、Ｒｕ，Ｒｅ，Ｃｒ，Ｉｒのいずれかから選択される非磁性層、あるいは、Ｒｕ，Ｒｅ，Ｃｒ，Ｉｒのいずれかから選択される第一の非磁性層と、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕのいずれかから選択される第二の非磁性層の積層構成としても良いし、Ｒｕ，Ｒｅ，Ｃｒ，Ｉｒ，Ｃｕのうち、少なくとも１種類以上の元素を主成分として含有する合金としても良い。いずれの場合においても、反強磁性結合の大きさを膜厚及び組成最適化などによって適宜調整し、安定性と感度の両立を図ることが必要になる。
【００２６】
本実施例の自由層構成においては、実効的な磁化量が概ねゼロとなっているので、外部磁界がゼロの状態において、前に受けた磁界履歴によって自由層の磁化方向が一意に定まらない懸念がある。従って、自由層を構成する第一の強磁性層及び第二の強磁性層のうち、少なくとも一方にトラック幅方向を磁化容易軸とする強い一軸磁気異方性を付与する必要がある。通常、磁気抵抗効果膜１２０の成膜工程において、固定層１２２形成時には素子高さ方向に、自由層１２４形成時にはトラック幅方向に、５ｋＡ／ｍ程度の直流磁界を印加しながら成膜を行い、各強磁性層に所望の方向に一軸磁気異方性を誘導する。しかしながら、これによって誘導される異方性磁界は、高々０．５ｋＡ／ｍ程度である。更に、固定層１２２の磁化を隣接して形成された反強磁性層１２１と強く交換結合させる為に、磁気抵抗効果膜１２０の成膜後に、固定層１２２の磁化が磁気的飽和に要する以上の直流磁界を素子高さ方向に印加しながら熱処理（２３０から２７０℃、数時間程度）を施す。この磁界中熱処理によって、自由層１２４に誘導した一軸磁気異方性は影響を受け、磁化方向制御の観点で好ましくない。
【００２７】
図５に、上述した通常の成膜法を用いて形成したスピンバルブ膜における自由層の磁界中熱処理前後のＫｅｒｒループを示す。自由層の構成は、Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３ｎｍ）である。磁界中熱処理は、真空中で素子高さ方向に平行な方向に１．１ＭＡ／ｍの磁界を印加しながら、２７０℃、３時間の条件で行った。磁界中熱処理前後共に、磁化困難軸励磁での異方性磁界の大きさは１ｋＡ／ｍ未満であった。また、磁界中熱処理前（成膜直後）ではトラック幅方向が、磁界中熱処理後では素子高さ方向が、それぞれ磁化容易軸となっている様子が分かる。従って、この場合、自由層の磁化方向が所望の方向（トラック幅方向）を向かず、好ましくない。
【００２８】
図６に、強い一軸磁気異方性を有する自由層の形成方法に関する概略図を示す。自由層を形成する際、結晶粒の成長方向に指向性を与えることが重要となる。その観点で、スピンバルブ膜はスパッタ法などの物理気相成長法を用いて形成するのが好ましい。ターゲットの中心軸（付着粒子の入射方向）を、トラック幅方向に略垂直に、かつ基板面に対して斜め方向になるように設定する。これにより、付着粒子の入射方向と平行に結晶粒が成長する。但し、この成膜法では、ターゲットに近い側から遠い側に向けて、自由層の膜厚が次第に薄くなる面内分布を有することになる。従って、基板中心において所望の膜厚の半分を形成した後、基板を１８０度回転して残りの半分の膜厚分を形成することで、面内一様な膜厚分布を確保することができる。勿論、２分割成膜に限らず、４分割あるいは６分割のように成膜を行っても差し支えはない。
【００２９】
図７に、この成膜法を用いて形成したスピンバルブ膜におけるＣｏ９０Ｆｅ１０（３ｎｍ）自由層のＫｅｒｒループを示す。自由層形成時の付着粒子の入射方向は、トラック幅方向に垂直にし、かつ基板面となす角度を４５度に設定した。図５の場合と同様に、真空中で素子高さ方向に平行な方向に１．１ＭＡ／ｍの磁界を印加しながら、２７０℃、３時間の条件で行う磁界中熱処理前後で比較して示してある。磁化困難軸励磁における異方性磁界としては、１０ｋＡ／ｍ程度の桁違いに大きな値が得られている。また、磁界中熱処理前（成膜直後）及び磁界中熱処理後双方において、トラック幅方向が磁化容易軸となっている様子が分かる。更に、異方性磁界の大きさも、熱処理前後で殆ど差異が認められず、磁界中熱処理によって一軸磁気異方性が影響を受けていないことが分かる。
【００３０】
図８に、Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３ｎｍ）自由層の異方性磁界と自由層形成時の付着粒子入射方向の関係を示す。付着粒子入射方向は、トラック幅方向に垂直であり、ターゲットと基板の中心を結ぶ線と基板面のなす角度を指す。基板面に対して、付着粒子の入射角度が浅くなるほど、自由層の異方性磁界が大きくなっている。特に、入射角度が６０度以下で異方性磁界の顕著な増大が認められる為、自由層形成時の付着粒子の入射角度は、基板面となす角度が６０度以下に設定することが望ましい。
【００３１】
以上述べたような本実施例における特徴を加味し、図１のトラック中心における断面構造を図９に示す。左端が媒体対向面に相当する。自由層１２４を構成する２層の強磁性層の結晶粒がトラック幅方向に垂直で、かつ基板面に対して斜め方向に成長している場合について図示した。
【００３２】
次に、図１及び図９に示した磁気抵抗効果型磁気ヘッドの各構成要素について詳述する。
【００３３】
基板、下部シールド１１０及び上部シールド１６０、絶縁膜１４０については、本発明において特別な限定を要するものではない為、一般的に用いられている材料を一例として挙げておく。基板としては、ＡｌＴｉＣ，ＳｉＣ又はそれらにＡｌ２Ｏ３を被覆したもの、下部シールド１１０及び上部シールド１６０としては、Ｎｉ−Ｆｅ合金及びその窒化物、Ｃｏ−Ｚｒ又はＣｏ−Ｈｆ又はＣｏ−Ｔａ系非晶質合金等の単層又は多層膜を用いればよい。これらは、スパッタ法やめっき法で形成するのが簡便である。絶縁膜１４０としては、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＡｌＮ，ＳｉＮやこれらの混合物及び多層膜を用いることで、下部シールド１１０と上部シールド１６０の短絡を防止することができる。これらは、スパッタ法で形成するのが簡便で好ましい。
【００３４】
磁気抵抗効果膜１２０の形成は、膜厚及び合金組成の制御性や量産効率の観点から、スパッタ法により作製するのが好ましい。磁気抵抗効果膜１２０の膜構成例は、例えば、Ｔａ（２．５）／Ｎｉ４７Ｃｒ４０Ｆｅ１３（３．５）／Ｎｉ８５Ｆｅ１５（１）／Ｍｎ４９Ｐｔ５１（１４）／Ｃｏ９０Ｆｅ１０（２）／Ｒｕ（０．４５）／Ｃｏ９０Ｆｅ１０（２）／Ｃｕ（３）／Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３）／Ｃｕ（０．６）／Ｒｕ（０．８）／Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３）／Ｃｕ（１）／Ｔａ（５）等である。（  ）内の数値は膜厚を示し、単位はｎｍである。また、元素の添え字で示した各合金組成の単位は、ａｔ％である。Ｔａ（２．５）／Ｎｉ４７Ｃｒ４０Ｆｅ１３（３．５）／Ｎｉ８５Ｆｅ１５（１）が下地層に、Ｍｎ４９Ｐｔ５１（１４）が反強磁性層１２１に、Ｃｏ９０Ｆｅ１０（２）／Ｒｕ（０．４５）／Ｃｏ９０Ｆｅ１０（２）が固定層１２２に、Ｃｕ（３）が中間層１２３に、Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３）／Ｃｕ（０．６）／Ｒｕ（０．８）／Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３）が自由層１２４に、Ｃｕ（１）／Ｔａ（５）が保護層に、それぞれ相当する。この構成例は、中間層１２３に非磁性導電層を用いたＣＰＰ−ＧＭＲヘッド用の磁気抵抗効果膜にあたる。非磁性導電層としては、Ｃｕの他にＡｇ，Ａｕ等を用いることができる。また、非磁性導電層中に極薄い磁性酸化膜（Ｃｏ９０Ｆｅ１０（１）−Oxide）を挿入した、いわゆる電流狭窄型としても良い。
【００３５】
上述した構成例において、中間層１２３を非磁性導電層から非磁性トンネル障壁層に置き換えれば、そのままトンネル磁気抵抗効果膜として本発明を適用することができる。非磁性トンネル障壁層としては、Ａｌ（０．４５）−Oxide等を用いる。ここで、「Ａｌ（０．４５）−Oxide」と記載したのは、Ａｌ膜を成膜した後、チャンバ内に酸素導入する、いわゆる自然酸化法を用いてＡｌ酸化膜を形成するということを意味している。過度の酸化を抑止するよう制御することが可能であれば、ラジカル酸化やプラズマ酸化といった手法を用いることもできるし、リアクティブスパッタにより酸化膜を形成したり、直接Ａｌ２Ｏ３を成膜しても良い。また、Ａｌの酸化物以外にも、Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔａを含む酸化物あるいは窒化物を用いても差し支えない。
【００３６】
磁気抵抗効果膜１２０の構成要素である固定層１２２及び自由層１２４に関しては、中間層１２３に接する面に、再生出力に大きく作用する抵抗変化率が大きくなるよう、フェルミエネルギーにおけるスピン分極率が高いＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉを主成分とする材料を配置すると良い。また、更に大きなスピン分極率を有するＣｏ５０Ｍｎ２５Ｇｅ２５やＣｏ５０Ｍｎ２５Ｓｉ２５等のホイスラー合金やＦｅ３Ｏ４等のハーフメタルを用いると、より効果的である。勿論、これらを単層膜として用いても、複数を強磁性多層膜としても差し支えない。更に、自由層１２４の組成や膜厚については、磁歪、保磁力が小さくなるように留意し、適宜調整することが望ましい。
【００３７】
反強磁性層１２１には、大きな交換結合磁界とその良好な熱安定性と高い耐蝕性を有する反強磁性材料を用いることが望ましい。Ｍｎ−Ｐｔの他にも、Ｍｎを４５ａｔ％から５５ａｔ％程度含み、２３０〜２７０℃程度の熱処理によって少なくとも一部がＣｕ−ＡｕＩ型規則格子へ相変態して反強磁性となるＭｎ−Ｍ１で表され、Ｍ１がＮｉ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔのうち少なくとも１つを含む元素から構成される規則系合金反強磁性膜を用いても同様な特性が得られる。また、Ｉｒを２０ａｔ％程度含有するＭｎ−Ｉｒのような不規則系合金反強磁性膜を用いても良い。磁気抵抗効果膜１２０を成膜した後、素子高さ方向へ磁界を印加しながら２３０から２７０℃程度の温度で３時間程度の熱処理を施すと、固定層１２２の磁化を、素子高さ方向に強固に固定することができる。
【００３８】
本実施例においては、先に述べたように、自由層に結晶粒の成長方向の指向性に起因した磁界中熱処理の影響を受けない強い一軸磁気異方性を付与している。従って、自由層の磁化を、外部磁界がゼロのもとでは、自発的にトラック幅方向を向かせることができる。また、反強磁性結合を適切に調整した“積層アンチフェロ”構成を有する自由層１２４は、縦バイアス磁界を印加しなくても、図３に示したようなヒステリシスのない線型応答特性を示す。即ち、高い安定性を有する再生特性が得られる。また、図１から分かるように、自由層のトラック端部には、絶縁膜１４０を介して、上部シールド１６０が配置されることになる。これは、いわゆる“サイドシールド”として利用することができ、磁気的実効トラック幅の狭小化に対して有利となる。
【００３９】
また、本発明は、第一の反強磁性層／第一の固定層／第一の中間層／自由層／第二の中間層／第二の固定層／第二の反強磁性層のような、いわゆるデュアルスピンバルブ構造へも拡張できる。従って、高出力化をも可能とする構成とすることができる。
【００４０】
尚、図１においては、反強磁性層１２１は、トラック幅寸法にエッチングされておらず、固定層１２２／中間層１２３／自由層１２４の部分よりも大きめにパターニングされている。磁気抵抗効果膜１２０をエッチングする際に、質量分析計等を用いてエッチングされた粒子もモニタしながらエッチング時間を制御することで上述したような形状に作製することができる。ＣＰＰ型磁気ヘッドにおいては、反強磁性層等の大きな比抵抗を有する材料の寄生抵抗が再生出力の低下を招くことがある。従って、図示した構造のように、反強磁性層１２１をトラック幅よりも大きくパターニングすると、反強磁性層１２１を下部電極の一部として用いることができ、再生出力低下の抑止に対して効果的である。ここでは、反強磁性層１２１がエッチングされていない形状として示したが、反強磁性層１２１の一部が膜厚方向にエッチングされていても、また逆に、反強磁性層１２１に加えて固定層１２２の一部あるいは固定層１２２と中間層１２３の一部が膜厚方向にエッチングされていない形状であっても差し支えない。尚、ＴＭＲヘッドのように、寄生抵抗による再生出力の低下が小さく、十分高い再生出力が見込める場合は、反強磁性層１２１の最下面あるいは下部シールド１１０の一部までトラック幅寸法でパターニングしても差し支えない。図９にも示したように、素子高さ方向のパターニング形状においても全く同様の考え方を適用することができる。
【００４１】
〔実施例２〕
図１０に、本発明の第２の実施例である磁気抵抗効果型磁気ヘッドの媒体対向面から見た概略図を示す。磁気抵抗効果型磁気ヘッドとしては、本発明の第１の実施例中の磁気抵抗効果膜１２０を磁気抵抗効果膜２２０に置き換えるだけなので、ヘッド構成の詳細は省略する。本実施例における骨子は、自由層に磁界中熱処理の影響を受けない強い一軸磁気異方性を付与する他の方法を提供することにある。本実施例においては、自由層を形成する直前の表面、または自由層の最表面のうち、少なくとも一方に、素子高さ方向に略平行な線状の凹凸を形成することが重要になる。この凹凸は、自由層を形成する直前の表面、または自由層の最表面のうち、少なくとも一方を、指向性を持たせたＡｒ，Ｋｒ，Ｘｅなどのイオンビームを基板面に対して斜め方向に設定して照射させてエッチングすることで形成することができる。図１１にこの方法に関する概略図を示す。
【００４２】
当然のことながら、エッチングされる層の膜厚の面内分布が良好となるように、エッチング量の半分を終えた段階で、基板を１８０度回転させることが望ましい。勿論、２分割ではなく、４分割あるいは６分割のようにエッチング処理しても問題はない。素子高さ方向に略平行な線状の凹凸によって、自由層にはトラック幅方向を磁化容易軸とする強い一軸磁気異方性が誘導され、この一軸磁気異方性も、磁界中熱処理によって影響を受けないことが確認された。
【００４３】
自由層を構成する強磁性層１／反強磁性結合層／強磁性層２を成膜する途中の段階で、上述した凹凸を形成しても同様な効果が得られるが、この場合、反強磁性結合層を介した反強磁性結合特性が劣化しないよう注意する必要がある。また、図１０に示したように、磁気抵抗効果膜２２０の構成を、基板側から、反強磁性層１２１／固定層１２２／中間層１２３／自由層１２４とした場合、自由層を形成する直前の表面：中間層１２３に線状の凹凸を形成すると、ＭＲ特性の劣化などの懸念があり好ましくない。従って、この場合は、自由層の最表面に素子高さ方向に略平行な線状の凹凸を形成することが望ましい。一方、図１２に示したように、磁気抵抗効果膜２２０の構成を、基板側から、自由層１２４／中間層１２３／固定層１２２／反強磁性層１２１とした場合は、自由層１２４の下に配置される下地層をエッチングするようにすると良い。尚、このような素子高さ方向に略平行な線状の凹凸を形成する方法と、第１の実施例で述べたような結晶粒の成長方向の指向性を持たせる成膜法を合わせて用いても良い。
【００４４】
図１３に、Ｔａ（５ｎｍ）／Ｃｏ９０Ｆｅ１０（３）における異方性磁界Ｈｋのエッチング時間依存性を示す。Ｔａ層の表面を、Ａｒ：７５ｓｃｃｍ（０．１７Ｐａ）、加速電圧：８００Ｖ、Ａｒイオンの照射方向と基板面のなす角：２５度の条件でエッチングを行った。エッチングレートは約０．３ｎｍ／ｍｉｎである。図から明らかなように、上記の条件でＴａ層の表面をエッチングすることにより、異方性磁界が飛躍的に増大していることが分かる。
【００４５】
本実施例においても、第１の実施例と同様に、自由層１２４は、第一の強磁性層／反強磁性結合層／第二の強磁性層の構成とし、２層の強磁性層が反強磁性結合層を介した反強磁性的な層間結合によりその磁化が反平行配列し、更に、２層の強磁性層が同じ磁化量を有することによって、実効的な磁化量が相殺されたかたちとする。また、再生特性における安定性と感度の両立を図る為に、反強磁性結合の大きさを調整することが必要になる。詳細は第１の実施例と同様であるので省略する。この場合も同様に、縦バイアス磁界を印加しなくても、自由層１２４は図３に示したようなヒステリシスのない線型応答特性を示し、高い安定性を有する再生特性が得られる。
【００４６】
〔実施例３〕
本発明における、自由層に強い一軸磁気異方性を誘導する方法は、そのままハードバイアス構造の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにも転用可能である。図１４に、本発明の第３の実施例である磁気抵抗効果型磁気ヘッドの媒体対向面から見た概略図を示す。ここでは、磁気抵抗効果膜３２０の両端部にリフトオフ法を用いて絶縁膜１４０／硬質磁性膜１５０を形成する。第１の実施例で述べたような結晶粒の成長方向の指向性を持たせる自由層の成膜法、あるいは第２の実施例で述べたような素子高さ方向に略平行な線状の凹凸形成の少なくとも一方を用いることで、自由層に磁界中熱処理の影響を受けない強い一軸異方性を付与することができる。従って、自由層の磁化は、外部磁界がゼロのもとでは、自発的にトラック幅方向を向き、また、異方性磁界が大きい為、幅広い信号磁界レンジに対して線型応答する。即ち、自由層のトラック端部における反磁界の影響を低減する最小限の大きさの縦バイアス磁界を印加すれば、高い安定性を有する再生特性を得られる。図１４には、自由層１２４が単層構成のイメージで描いてあるが、図１５に示すように積層フェリ構成としても、図１６に示すように積層アンチフェロ構成としても差し支えない。
【００４７】
〔実施例４〕
本発明を適用した記録再生複合磁気ヘッドの概略図を図１７に示す。上述したような方法で磁気抵抗効果型磁気ヘッド（再生ヘッド）を作製した後、詳細は省略するが、主に磁極１７０とコイル１８０から成る記録ヘッドを作製した形となっている。記録ヘッド構造は、面内磁気記録用としても垂直磁気記録用としても良い。尚、先に記録ヘッドを作製し、その上に磁気抵抗効果型磁気ヘッド（再生ヘッド）を作製しても差し支えない。ウエハプロセス終了後、切断工程、浮上面加工工程やアセンブリー工程を経て、磁気記録再生装置に組み込まれると磁気記録媒体に情報を記録／再生することができる。
【００４８】
図１８は、本発明による磁気記録再生装置の概略図である。磁気的に情報が記録される磁気記録媒体５００をスピンドルモータ６００にて回転駆動し、アクチュエータ８００によってヘッドスライダ７００を磁気記録媒体５００のトラック上に誘導する。即ち磁気記録再生装置においては、ヘッドスライダ７００上に形成した再生ヘッド及び記録ヘッドが磁気記録媒体５００上の所望の位置に近接して相対運動し、信号を順次記録／再生する。記録信号は信号処理系９００を通じて記録ヘッドにて磁気記録媒体５００上に記録し、磁気記録媒体５００に記録された磁気信号を再生ヘッドにて電磁変換し、信号処理系９００を経て電気信号として得る。ヘッドスライダ７００を磁気記録媒体５００の所望の記録トラック上へ移動させる為には、再生ヘッドによってトラック上の位置信号を検出し、アクチュエータ８００を制御して位置決めを行う。図では磁気記録媒体５００の両面に磁気信号が記録される場合を想定し、ヘッドスライダ７００が２つ搭載された場合を示したが、勿論、磁気記録媒体５００の片面のみに磁気信号が記録される形態としてもよく、その場合には１つのヘッドスライダ７００が搭載されることになる。また、磁気記録媒体５００は１枚のみ示したが、複数枚あっても構わない。
【００４９】
上述したような本発明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おいては、高感度で信頼性の高い再生特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第一の実施例を媒体対向面から見た概略図。
【図２】従来技術と本発明における自由層の磁化過程の相違を比較した図。
【図３】本発明による第一の実施例における自由層のＭ−Ｈ曲線を示した図。
【図４】本発明による第一の実施例における自由層の異方性磁界のＣｕ膜厚依存性を示した図。
【図５】従来技術によって形成した自由層の一軸磁気異方性が磁界中熱処理よって受ける影響を表した図。
【図６】自由層に強い一軸磁気異方性を付与する方法の概略図。
【図７】本発明によって形成した自由層の一軸磁気異方性が磁界中熱処理よって受ける影響を表した図。
【図８】自由層の異方性磁界とスパッタ粒子の入射方向の関係を表した図。
【図９】本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第一の実施例のトラック中心における断面図。
【図１０】本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第二の実施例を媒体対向面から見た概略図。
【図１１】自由層に強い一軸磁気異方性を付与する他の方法の概略図。
【図１２】本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッドの他の形態を有する第二の実施例を媒体対向面から見た概略図。
【図１３】自由層の異方性磁界と下地層のエッチング時間の関係を表した図。
【図１４】本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第三の実施例を媒体対向面から見た概略図。
【図１５】本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッドの他の形態を有する第三の実施例を媒体対向面から見た概略図。
【図１６】本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッドの他の形態を有する第三の実施例を媒体対向面から見た概略図。
【図１７】本発明を適用した記録再生複合磁気ヘッドの概略図。
【図１８】本発明を適用した磁気記録再生装置の概略図。
【符号の説明】
【００５１】
１１０：下部シールド
１２０，２２０，３２０：磁気抵抗効果膜
１２１：反強磁性層
１２２：固定層
１２３：中間層
１２４：自由層
１３０：固定層中の反強磁性層側の強磁性層の磁化方向
１３１：固定層中の中間層側の強磁性層の磁化方向
１３２：自由層中の中間層に近い側の強磁性層の磁化方向
１３３：自由層中の中間層に遠い側の強磁性層の磁化方向
１３５：自由層のトラック端部における磁束の流れ
１４０：絶縁膜
１５０：硬質磁性膜
１６０：上部シールド
１７０：磁極
１８０：コイル
５００：磁気記録媒体
６００：スピンドルモータ
７００：ヘッドスライダ
８００：アクチュエータ
９００：信号処理系
【図１】
2007200428.tif 000003
【図２】
2007200428.tif 000004
【図３】
2007200428.tif 000005
【図４】
2007200428.tif 000006
【図５】
2007200428.tif 000007
【図６】
2007200428.tif 000008
【図７】
2007200428.tif 000009
【図８】
2007200428.tif 000010
【図９】
2007200428.tif 000011
【図１０】
2007200428.tif 000012
【図１１】
2007200428.tif 000013
【図１２】
2007200428.tif 000014
【図１３】
2007200428.tif 000015
【図１４】
2007200428.tif 000016
【図１５】
2007200428.tif 000017
【図１６】
2007200428.tif 000018
【図１７】
2007200428.tif 000019
【図１８】
2007200428.tif 000020