(57)【要約】【課題】  ＭＲ比の低下を抑制することができ、高感度となる磁気ヘッドおよび磁気ヘッド作成方法、並びに、磁気記録再生装置を提供する。【解決手段】  磁気ヘッド１は、電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に面直に通電させるＧＭＲ素子Ａを用いたもので、第一電極および第二電極と、ＧＭＲ膜１３（反強磁性層、第一強磁性層、非磁性中間層、第二強磁性層、下地層）とを備え、第二電極から第一強磁性層までがそれぞれ当接する当接面の面積が第一面積として等しく、反強磁性層と下地層とが当接する当接面の面積、下地層と第一電極とが当接する当接面の面積が第二面積として等しく、第一強磁性層と反強磁性層とが当接する当接面の面積である第三面積が、第一面積よりも大きく、且つ、第二面積よりも小さくまたは第二面積と等しくなるように形成されている。【選択図】      図１
2007048388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に垂直に通電されるセンサを用いた磁気ヘッドにおいて、
前記センサは、
第一電極および第二電極と、
前記第一電極に当接して設けられる下地層と、
この下地層に積層され、前記反強磁性体材料を含む反強磁性層と、
この反強磁性層に積層され、強磁性材料を含む第一強磁性層と、
この強磁性層に積層され、非磁性体材料を含む非磁性中間層と、
この非磁性中間層に積層され、前記強磁性材料を含む第二強磁性層と、
この第二強磁性層に積層されると共に前記第二電極に当接して設けられるキャッピング層とを備え、
前記第二電極と前記キャッピング層とが当接する当接面の面積と、前記キャッピング層と前記第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第二強磁性層と前記非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、前記非磁性中間層と前記第一強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、
前記反強磁性層と前記下地層とが当接する当接面の面積と、前記下地層と前記第一電極とが当接する当接面の面積とが第二面積として等しくなるように形成され、
前記第一強磁性層と前記反強磁性層とが当接する当接面の面積である第三面積が、前記第一面積よりも大きく、且つ、前記第二面積よりも小さくまたは前記第二面積と等しくなるように形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に垂直に通電されるセンサを用いた磁気ヘッドにおいて、
前記センサは、
第一電極および第二電極と、
前記第一電極に当接して設けられる下地層と、
この下地層に積層され、前記反強磁性体材料を含む反強磁性層と、
この反強磁性層に積層され、強磁性材料を含む第一強磁性層と、
この強磁性層に積層され、非磁性体材料を含む非磁性中間層と、
この非磁性中間層に積層され、前記強磁性材料を含む第二強磁性層と、
この第二強磁性層に積層されると共に前記第二電極に当接して設けられるキャッピング層とを備え、
前記第二電極と前記キャッピング層とが当接する当接面の面積と、前記キャッピング層と前記第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第二強磁性層と前記非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、前記非磁性中間層と前記第一強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、
前記反強磁性層と前記下地層とが当接する当接面の面積と、前記下地層と前記第一電極とが当接する当接面の面積とが第二面積として等しくなるように形成され、
前記第一強磁性層と前記反強磁性層とが当接する当接面の面積である第三面積が、前記第一面積と等しく、且つ、前記第一面積よりも前記第二面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】
電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に垂直に通電されるセンサを用いた磁気ヘッドにおいて、
前記センサは、
第一電極および第二電極と、
前記第一電極に当接して設けられる下地層と、
この下地層に積層され、前記反強磁性体材料を含む反強磁性層と、
この反強磁性層に積層され、強磁性材料を含む第一強磁性層と、
この強磁性層に積層され、非磁性体材料を含む非磁性中間層と、
この非磁性中間層に積層され、前記強磁性材料を含む第二強磁性層と
この第二強磁性層に積層されると共に前記第二電極に当接して設けられるキャッピング層とを備え、
前記第二電極と前記キャッピング層とが当接する当接面の面積と、前記キャッピング層と前記第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第二強磁性層と前記非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、前記非磁性中間層と前記第一強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第一強磁性層と前記反強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、
前記下地層と前記第一電極とが当接する当接面の面積を第二面積とすると、前記反強磁性層と前記下地層とが当接する当接面の面積である第三面積が、前記第一面積よりも大きく、且つ、前記第二面積よりも小さくまたは前記第二面積と等しくなるように形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】
電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に垂直に通電されるセンサを用いた磁気ヘッドにおいて、
前記センサは、
第一電極および第二電極と、
前記第一電極に当接して設けられる下地層と、
この下地層に積層され、前記反強磁性体材料を含む反強磁性層と、
この反強磁性層に積層され、強磁性材料を含む第一強磁性層と、
この強磁性層に積層され、非磁性体材料を含む非磁性中間層と、
この非磁性中間層に積層され、前記強磁性材料を含む第二強磁性層と、
この第二強磁性層に積層されると共に前記第二電極に当接して設けられるキャッピング層とを備え、
前記第二電極と前記キャッピング層とが当接する当接面の面積と、前記キャッピング層と前記第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第二強磁性層と前記非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、前記非磁性中間層と前記第一強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第一強磁性層と前記反強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、
前記下地層と前記第一電極とが当接する当接面の面積を第二面積とすると、前記反強磁性層と前記下地層とが当接する当接面の面積である第三面積が、前記第一面積と等しく、且つ、前記第一面積よりも前記第二面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】
電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に垂直に通電されるセンサを用いた磁気ヘッドを作成する磁気ヘッド作製方法において、
前記反強磁性体材料を含む層に積層される強磁性材料を含む強磁性層の被覆されていない領域を所定の深さまで、エッチングするエッチングステップと、
このエッチングステップにて、前記強磁性材料を検出する検出ステップと、
この検出ステップにて、前記強磁性材料を検出しなくなった時点でエッチングすることを終了する終了ステップと、
を含むことを特徴とする磁気ヘッド作製方法。
【請求項６】
電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に垂直に通電されるセンサを用いた磁気ヘッドを作成する磁気ヘッド作製方法において、
前記反強磁性体材料を含む層の被覆されていない領域を所定の深さまで、エッチングするエッチングステップと、
このエッチングステップにて、前記反強磁性体材料を検出する検出ステップと、
この検出ステップにて、前記反強磁性体材料を検出しなくなった時点でエッチングすることを終了する終了ステップと、
を含むことを特徴とする磁気ヘッド作製方法。
【請求項７】
請求項１から４までのいずれか一項に記載の磁気ヘッドを備えることを特徴とする磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッドおよびこの磁気ヘッドを作製する方法である磁気ヘッド作製方法、当該磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンピュータのハードディスク装置に使用されている磁気ヘッドが知られており、近年のハードディスク装置の大容量化は、この磁気ヘッドに採用されている巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ［Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ］素子）の開発によるところが大きい。
【０００３】
ところで、従来の磁気ヘッドには、ＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｔｏ  Ｐｌａｎｅ）スピンバルブセンサが用いられたものがある。このＣＰＰスピンバルブの中で、Ｃｏ90Ｆｅ10およびＣｏ50Ｆｅ50を使用したものについては、例えば、非特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、従来の磁気ヘッドには、ＣＰＰスピンバルブ、すなわち、ＣＰＰ−ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサが用いられたものがある。このＣＰＰ−ＧＭＲセンサを使用した磁気ヘッドにおける所要特性に関しては、例えば、非特許文献２に開示されている。さらに、このＣＰＰ−ＧＭＲセンサ（ＣＰＰ−ＧＭＲ素子）のＧＭＲ特性（巨大磁気抵抗効果に関する特性）について、本質的にＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｒｏ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）比（磁気抵抗比）が高いことが、例えば、非特許文献３に開示されている。
【０００５】
ＣＰＰ−ＧＭＲ素子は、電極間に積層された複数の層を備えた膜を有するものである。このＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、複数の層の中で、磁気抵抗効果が高い層（磁気抵抗効果ユニット）が備えられている。さらに、従来の磁気ヘッドには、ＣＩＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ−Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ）−ＧＭＲセンサ（ＣＩＰ−ＧＭＲ素子）が用いられたものがある。
【０００６】
これらＣＰＰ−ＧＭＲ素子とＣＩＰ−ＧＭＲ素子との違いについて簡単に述べると、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、ＩｒＭｎ反強磁性体や電極材料等が直列に当接しており、この状態で電流が電極間を垂直に流れるのに対し、ＣＩＰ−ＧＭＲ素子では、これらの材料が直列に当接しておらず、この状態で電流が面内に広がるように並列に流れるという違いがある。
【０００７】
また、従来のＣＰＰ−ＧＭＲ素子において、磁気抵抗効果ユニット（素子内の膜の中で、強磁性層と中間層と強磁性層との３層部分）のＭＲ比は、ＣＩＰ−ＧＭＲ素子に比べて大きく、当該ＭＲ比の具体的な値は１５％〜５０％程度（ちなみにＣＩＰ−ＧＭＲ素子では２０％程度が限界）になる。
【非特許文献１】Ｈ．Ｙｕａｓａ他  “Ｏｕｔｐｕｔ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｓｐｉｎ−ｖａｌｖｅ  ｇｉａｎｔ  ｍａｇｎｅｔｏ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｉｎ  ｃｕｒｒｅｎｔ−ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ−ｔｏ−ｐｌａｎｅ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ”  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ａｐｐｌｉｅｄ  ｐｈｙｓｉｃｓ  ２００２  ｖｏｌｕｍｅ９２  ｐ．２６４６，２００２年９月
【非特許文献２】Ｍ．Ｔａｋａｇｉ他  “Ｔｈｅ  ｃｉｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ＣＰＰ−ＧＭＲ  Ｈｅａｄｓ”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，２００２，Ｖｏｌ.３８，ｐ．２２７７  ２００２年９月
【非特許文献３】長坂恵一他  「スピンバルブ膜を用いたＣＰＰ素子のＧＭＲ特性」  日本応用磁気学会誌  ２００１  ２５，Ｐ８０７−８１０  ２００１年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、（１）磁気抵抗効果ユニットの抵抗（電気抵抗）が小さく、（２）ＩｒＭｎ等の反強磁性体がＭＲ効果に直接寄与しておらず高抵抗であり、さらに、（３）これら磁気抵抗効果ユニットおよび反強磁性体と電極材料等とが直列につながっているので、当該ＣＰＰ−ＧＭＲ素子トータルのＭＲ比は大きく低下してしまうという問題がある。つまり、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子は（１）〜（３）の３個の複合的な要因によってＭＲ比が低下してしまう。
【０００９】
そして、この結果、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子トータルのＭＲ比が大きく低下してしまうと、当該ＣＰＰ−ＧＭＲ素子を使用して磁気ヘッドを製作したとしても、ハードディスク装置においては、高ＭＲ比にしないと、感度が良くならない（高感度にならない）という問題がある。
【００１０】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、ＭＲ比の低下を抑制することができ、高感度となる磁気ヘッドおよび磁気ヘッド作製方法、並びに、磁気記録再生装置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】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の磁気ヘッドは、
電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に垂直に通電されるセンサを用いた磁気ヘッドにおいて、前記センサは、第一電極および第二電極と、下地層と、反強磁性層と、第一強磁性層と、非磁性中間層と、第二強磁性層と、キャッピング層とを備え、前記第二電極と前記キャッピング層とが当接する当接面の面積と、前記キャッピング層と前記第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第二強磁性層と前記非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、前記非磁性中間層と前記第一強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、前記反強磁性層と前記下地層とが当接する当接面の面積と、前記下地層と前記第一電極とが当接する当接面の面積とが第二面積として等しくなるように形成され、前記第一強磁性層と前記反強磁性層とが当接する当接面の面積である第三面積が、前記第一面積よりも大きく、且つ、前記第二面積よりも小さくまたは前記第二面積と等しくなるように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、磁気ヘッドは、センサにおける第一電極と第二電極間に積層されている膜において、第二電極とキャッピング層とが当接する当接面の面積と、キャッピング層と第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、第二強磁性層と非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、非磁性中間層と第一強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、反強磁性層と下地層とが当接する当接面の面積と、下地層と第一電極とが当接する当接面の面積とが第二面積として等しくなるように形成され、第一強磁性層と反強磁性層とが当接する当接面の面積である第三面積が、第一面積よりも大きく、且つ、第二面積よりも小さくまたは第二面積と等しくなるように形成されている。なお、第一強磁性層と非磁性中間層との当接面の面積と、非磁性中間層と第二強磁性層との当接面の面積とは等しくなくてもよい場合があり、第一電極に向かって末広がりになっていても構わない。つまり、この場合は、非磁性中間層と第二強磁性層との当接面の面積に比べて、第一強磁性層と非磁性中間層との当接面の面積が増大するように、積層されていることとなる。
【００１３】
なお、反強磁性体材料にマンガン（Ｍｎ）を用いる態様が想定される。特に、当該マンガンの化合物であるＰｔＭｎ、ＩｒＭｎは、交換結合力が大きく、ブロッキング温度が高いため、当該磁気ヘッドに用いた場合、耐久性を格段に高くすることができる。つまり、本来、抵抗が大きくなってしまうマンガンの化合物を含む層を積層することは、高いＭＲ比を得るには好ましくない（デメリットがある）が、耐久性を向上させるのには適している（メリットがある）。そこで、積層面の積層位置がほぼ等しくなるようにエッチングすることで、抵抗が大きくなることを抑制した結果（デメリットを無くした結果）、マンガンの化合物が、磁気ヘッドの耐久性を向上させるというメリットだけを得ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の磁気ヘッドは、電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に垂直に通電されるセンサを用いた磁気ヘッドにおいて、前記センサは、第一電極および第二電極と、下地層と、反強磁性層と、第一強磁性層と、非磁性中間層と、第二強磁性層と、キャッピング層とを備え、前記第二電極と前記キャッピング層とが当接する当接面の面積と、前記キャッピング層と前記第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第二強磁性層と前記非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、前記非磁性中間層と前記第一強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、前記反強磁性層と前記下地層とが当接する当接面の面積と、前記下地層と前記第一電極とが当接する当接面の面積とが第二面積として等しくなるように形成され、前記第一強磁性層と前記反強磁性層とが当接する当接面の面積である第三面積が、前記第一面積と等しく、且つ、前記第一面積よりも前記第二面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、磁気ヘッドは、センサにおける第一電極と第二電極間に積層されている膜において、第二電極とキャッピング層とが当接する当接面の面積と、キャッピング層と第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、第二強磁性層と非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、非磁性中間層と第一強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、反強磁性層と下地層とが当接する当接面の面積と、下地層と第一電極とが当接する当接面の面積とが第二面積として等しくなるように形成され、第一強磁性層と反強磁性層とが当接する当接面の面積である第三面積が、第一面積と等しく、且つ、第一面積よりも第二面積が大きくなるように形成されている。つまり、このように形成すると、第一強磁性層の形成面と、第一強磁性層と反強磁性層との当接面とがほぼ垂直に形成されることとなる。
【００１６】
請求項３に記載の磁気ヘッドは、電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に垂直に通電させるセンサを用いた磁気ヘッドにおいて、前記センサは、第一電極および第二電極と、下地層と、反強磁性層と、第一強磁性層と、非磁性中間層と、第二強磁性層と、キャッピング層とを備え、前記第二電極と前記キャッピング層とが当接する当接面の面積と、前記キャッピング層と前記第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第二強磁性層と前記非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、前記非磁性中間層と前記第一強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第一強磁性層と前記反強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、前記下地層と前記第一電極とが当接する当接面の面積を第二面積とすると、前記反強磁性層と前記下地層とが当接する当接面の面積である第三面積が、前記第一面積よりも大きく、且つ、前記第二面積よりも小さくまたは前記第二面積と等しくなるように形成されていることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、磁気ヘッドは、センサにおける第一電極と第二電極間に積層されている膜において、第二電極とキャッピング層とが当接する当接面の面積と、キャッピング層と第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、第二強磁性層と非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、非磁性中間層と第一強磁性層とが当接する当接面の面積と、第一強磁性層と反強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、下地層と第一電極とが当接する当接面の面積を第二面積とすると、反強磁性層と下地層とが当接する当接面の面積である第三面積が、第一面積よりも大きく、且つ、第二面積よりも小さくまたは第二面積と等しくなるように形成されている。
【００１８】
この磁気ヘッドでは、センサを形成している各層ごとの当接面の面積よりも下地層と反強磁性層との当接面の面積の方が大きくなるように形成されているので、面直に電流を流した際の抵抗が小さくなり、この結果高いＭＲ比を得ることができる。これは、電流パスが高抵抗部分で広がるために、寄生抵抗が小さくなり、ＭＲ比が高くなったためであるが、この電流パスが広がりすぎてもＭＲ比は低下する。これは層（膜面）に垂直に通電されるセンサ（特にＣＰＰ−ＧＭＲ）特有の現象であるスピン蓄積の効果が減少するためであり、膜面に対して垂直な垂直な電流成分が少なくなりすぎてもＭＲ比が低下してしまうことを意味している。この磁気ヘッドでは、当該寄生抵抗を減らすことおよびスピン蓄積の効果の双方を両立させることで、ＭＲ比を増加させている。
【００１９】
請求項４に記載の磁気ヘッドは、電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に垂直に通電させるセンサを用いた磁気ヘッドにおいて、前記センサは、第一電極および第二電極と、下地層と、反強磁性層と、第一強磁性層と、非磁性中間層と、第二強磁性層と、キャッピング層とを備え、前記第二電極と前記キャッピング層とが当接する当接面の面積と、前記キャッピング層と前記第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第二強磁性層と前記非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、前記非磁性中間層と前記第一強磁性層とが当接する当接面の面積と、前記第一強磁性層と前記反強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、前記下地層と前記第一電極とが当接する当接面の面積を第二面積とすると、前記反強磁性層と前記下地層とが当接する当接面の面積である第三面積が、前記第一面積と等しく、且つ、前記第一面積よりも前記第二面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする。
【００２０】
かかる構成によれば、磁気ヘッドは、センサにおける第一電極と第二電極間に積層されている膜において、第二電極とキャッピング層とが当接する当接面の面積と、キャッピング層と第二強磁性層とが当接する当接面の面積と、第二強磁性層と非磁性中間層とが当接する当接面の面積と、非磁性中間層と第一強磁性層とが当接する当接面の面積と、第一強磁性層と反強磁性層とが当接する当接面の面積とが第一面積として等しくなるように形成され、下地層と第一電極とが当接する当接面の面積を第二面積とすると、反強磁性層と下地層とが当接する当接面の面積である第三面積が、第一面積と等しく、且つ、第一面積よりも第二面積が大きくなるように形成されている。
【００２１】
この磁気ヘッドでは、センサを形成している各層ごと（キャッピング層から反強磁性層までのそれぞれ）の当接面の面積が等しくなるように形成されているので、面直に電流を流した際の抵抗が小さくなり、この結果高いＭＲ比を得ることができる。これは、電流パスが高抵抗部分で広がるために、寄生抵抗が小さくなり、ＭＲ比が高くなったためであるが、この電流パスが広がりすぎてもＭＲ比は低下する。これは層（膜面）に垂直に通電されるセンサ（特にＣＰＰ−ＧＭＲ）特有の現象であるスピン蓄積の効果が減少するためであり、膜面に対して垂直な垂直な電流成分が少なくなりすぎてもＭＲ比が低下してしまうことを意味している。この磁気ヘッドでは、当該寄生抵抗を減らすことおよびスピン蓄積の効果の双方を両立させることで、ＭＲ比を増加させている。
【００２２】
請求項５に記載の磁気ヘッド作製方法は、電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に通電されるセンサを用いた磁気ヘッドを作製する磁気ヘッド作製方法において、エッチングステップと、検出ステップと、終了ステップと、を含む手順とした。
【００２３】
かかる手順によれば、磁気ヘッド作製方法は、エッチングステップにおいて、反強磁性体材料を含む層に積層される強磁性材料を含む強磁性層の被覆されていない領域を所定の深さまでエッチングする。そして、磁気ヘッド作製方法は、検出ステップにおいて、エッチングステップにて、強磁性材料が検出されているか否かを検出し、終了ステップにおいて、強磁性材料を検出しなくなった時点でエッチングすることを終了する。つまり、強磁性材料を検出しなくなった時点でエッチングを終了することで、エッチングの深さが最適化されている。なお、検出ステップにおける強磁性材料の検出は、エッチング中にＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）等を用いてモニタリングすることによって行われる。
【００２４】
請求項６に記載の磁気ヘッド作製方法は、電極間に積層する層の中に反強磁性体材料を含む層を有し、当該電極に当接する層に通電されるセンサを用いた磁気ヘッドを作製する磁気ヘッド作製方法において、エッチングステップと、検出ステップと、終了ステップとを含む手順とした。
【００２５】
かかる手順によれば、磁気ヘッド作製方法は、エッチングステップにおいて、反強磁性体材料を含む層の被覆されていない領域を所定の深さまでエッチングする。ここで、エッチングすることは、レジスト（被覆）を設けた領域以外の領域を、例えば、イオンビームによるスパッタリングすることで行われる。そして、磁気ヘッド作製方法は、検出ステップにおいて、エッチングステップにて、反強磁性体材料が検出されているか否かを検出し、終了ステップにおいて、反強磁性体材料がなくなった時点でエッチングを終了する。つまり、反強磁性体材料を検出しなくなった時点でエッチングを終了することで、エッチングの深さが最適化されている。なお、検出ステップにおける反強磁性体材料の検出は、エッチング中にＳＩＭＳ等を用いてモニタリングすることによって行われる。
【００２６】
請求項７に記載の磁気記録再生装置は、請求項１から４までのいずれか一項に記載の磁気ヘッドを備えることを特徴とする。
【００２７】
かかる構成によれば、磁気記録再生装置は、低抵抗で高ＭＲ比（ＭＲ比の低下が抑制された）の磁気ヘッドを用いているので、当該装置に備えられているハードディスク等の磁気記録媒体の記録領域が高密度に形成されていたとしても、当該高密度の各記録領域にデータの記録・再生が行える。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、第一強磁性層から反強磁性層に面直に流れる電流が直進すると共に拡散するように流れるので、この場合の膜全体の抵抗が小さくなり、この結果、高いＭＲ比を得ることができる。
また、この発明によれば、高感度な磁気ヘッドを用いることで、磁気記録媒体への記録密度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
〈磁気ヘッドの構成〉
図１は、磁気ヘッドの概略を示す図である。この図１（ａ）に示すように、磁気ヘッド１は、コンピュータ（図示せず）等に組み込まれているハードディスク装置（図示せず）において、当該ハードディスク装置のサスペンション３の先端に一体化されたスライダ５に取り付けられているものである。図１（ａ）は、磁気ヘッド１を磁気記録媒体（図示せず、ハードディスク）に対向する面（磁気記録媒体から浮上している浮上面）から図示している。
【００３０】
図１（ａ）に示したように、磁気ヘッド１は、磁気記録媒体にデータを書き込むライト部７と、当該磁気媒体に書き込まれているデータを読み取るリード部９とを備えている。この磁気ヘッド１は、リード部９にＣＰＰスピンバルブセンサＡを使用したものである。
【００３１】
図１（ｂ）は、スライダ５に取り付けられている磁気ヘッド１のリード部９について、磁気記録媒体に対向する面を拡大して図示したものである。この実施形態では、図１（ｂ）に示したように、ＣＰＰスピンバルブセンサであるＧＭＲ素子Ａは、ＮｉＦｅの厚みが１．５μｍからなる下部シールド（兼下部電極）１１上に厚みが０．１５μｍに加工されたスピンバルブ膜であるＧＭＲ膜１３を具備し、この上にＮｉＦｅの厚みが１．５μｍからなる上部シールド（兼上部電極）１５を備えている。
【００３２】
また、このＧＭＲ素子Ａは、ＧＭＲ膜１３の両脇に当該ＧＭＲ素子Ａを安定して動作させるＣｏＣｒＰｔからなるハード膜１７と、下部シールド１１と上部シールド１５とを絶縁するＳｉＯ2からなる絶縁体１９とを備えている。
【００３３】
さらに、このＧＭＲ素子Ａは、下部シールド１１から上部シールド１５に、または、上部シールド１５から下部シールド１１に通電することで、ＧＭＲ膜１３に対して、垂直（面直）に電流が流れる構造となっている。
【００３４】
次に、図２を参照して、ＧＭＲ膜１３に積層されている各膜について説明する。
ＧＭＲ膜１３は、Ａｌ2Ｏ3ＴｉＣからなる基板上（図３参照）にＮｉＦｅの厚みが１．５μｍからなる下部シールド１１（図１（ｂ）参照）を成膜した後、Ｔａ／Ｃｕ（反強磁性体の下地層ａ）を成膜し、このＴａ／Ｃｕ（反強磁性体の下地層ａ）にＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）を成膜する。また、このＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）にＣｏxＦｅ(1-x)（ピン止め層ｃ）を成膜し、このＣｏxＦｅ(1-x)（ピン止め層ｃ）にＣｕ（非磁性中間層ｄ）を成膜し、ＣｏxＦｅ(1-x)（フリー層ｅ）を成膜する。さらに、ＣｏxＦｅ(1-x)（フリー層ｅ）にＣｕ／Ｔａ（キャッピング層ｆ）を成膜する。
【００３５】
なお、ここでは、これらの層をＤＣマグネトロンスパッタによって成膜している。また、ＣｏxＦｅ(1-x)（ピン止め層ｃ）およびＣｏxＦｅ(1-x)（フリー層ｅ）において、ｘは０＜ｘ＜１を満たすの任意の小数である。
【００３６】
なお、反強磁性層ｂは、反強磁性体材料であるＩｒＭｎの代わりに、ＰｔＭｎや、ＮｉＭｎや、ＰｄＰｔＭｎや、ＮｉＯや、Ｆｅ2Ｏ3等を用いてもよい。特に、Ｍｎを含む反強磁性体材料であるＩｒＭｎおよびＰｔＭｎは、得られる交換結合力が大きく、ブロッキング温度が高いため、磁気ヘッドに使用した場合、当該ヘッドの耐久性が格段に向上することとなる。
【００３７】
また、反強磁性体の下地層ａにおいて、Ｔａ／Ｃｕの代わりに、ＮｉＣｒ合金、Ｔａ、ＮｉＦｅＣｒ等を用いてもよい。これらの材料による下地層は、主に、反強磁性体の配向・結晶粒径を制御するためのものである。
さらに、ＣｏxＦｅ(1-x)（ピン止め層ｃ）において、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅのように、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ−ｆｅｒｒｉ構造となってもよい。
【００３８】
ここで、さらに、ＧＭＲ素子Ａの作製の方法について、図３および図４を参照して説明する。図３は、図２に示したＧＭＲ膜１３から、ＧＭＲ素子Ａを作製するまでを示した図である。図４は、磁気ヘッドの作製方法を説明するためのフローチャートである。図３では、ＧＭＲ膜１３を成膜後、２６０度の温度に保った磁界中にて２時間の熱処理を行った過程を示している。
【００３９】
まず、図３（ａ）では、Ａｌ2Ｏ3ＴｉＣ（アルミナチタンカーバイド）からなる基板上に下部シールドパターン（下部電極１１）をレジストによって形成し、Ａｒイオンミリングによってエッチングを施した結果を示している。この図３（ａ）では、積層膜（ＧＭＲ膜１３）が下部電極１１に積層している。図４に示した磁気ヘッド作製方法のフローチャートでは、基板上に下部電極パターン（下部電極１１）を形成し（ステップＳ１）、ＧＭＲ膜１３を積層する（ステップＳ２）。
【００４０】
図３（ｂ）では、下部電極１１上に電子線リソグラフィーにより、０．１５μｍ×１μｍのレジストパターン（単に、レジスト）を形成した結果を示している。
【００４１】
そして、図３（ｃ）では、Ａｒイオンミリングにより所望の深さにエッチングをして、絶縁層を成膜した結果を示している。このエッチングをする際に、質量分析装置ＳＩＭＳによって、エッチング材料（反強磁性体材料を含む削り取られる材料）を検出しながら行っている。また、絶縁層としてＳｉ０2（またはＡｌ2Ｏ3）（２０ｎｍ）を成膜すると共に、ハード膜１７としてフリー層ｅの磁化安定バイアス用にＣｏＣｒＰｔ（２０ｎｍ）を成膜している。
【００４２】
図４に示した磁気ヘッド作製方法のフローチャートでは、Ａｒエッチングを施し（ステップＳ３）、反強磁性体材料が検出されたかをＳＩＭＳが判定し（ステップＳ４）、検出された場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、Ａｒエッチングを続け、検出されなかった場合（ステップＳ４でＮｏ）、絶縁体（絶縁層）を成膜する（ステップＳ５）。
【００４３】
そしてまた、図３（ｄ）では、リフトオフして、上部シールド（上部電極１５）用のホールを形成した結果を示している。また、図３（ｅ）では、上部シールド（上部電極１５）であるＮｉＦｅの厚みが１．５μｍを形成した結果を示している。
【００４４】
図４に示した磁気ヘッド作製方法のフローチャートでは、リフトオフし（ステップＳ６）、上部電極１５を形成する（ステップＳ７）に該当している。このように、ＧＭＲ素子Ａ（ＣＰＰ−ＧＭＲ素子）の製作プロセスが完了する。
【００４５】
なお、この図４に示した磁気ヘッド作製方法では、ステップＳ４において、反強磁性体材料が検出されたかをＳＩＭＳが判定しているが、この反強磁性体材料を含む反強磁性層に積層されている第一強磁性層に含まれている強磁性材料の検出を行ってもよい。つまり、Ａｒエッチングによって、第一強磁性層までエッチングする（後記する図５（ｂ）のタイプＢのＧＭＲ膜に対応）。
【００４６】
次に、図５を参照して、図３（ｃ）に示したＡｒエッチング（Ａｒイオンミリングプロセス）について説明する。図５は、エッチングの深さを３種類に変化させた場合をＧＭＲ膜について示している。
【００４７】
図５（ａ）に示したタイプＡのＧＭＲ膜では、キャッピング（キャッピング層ｅ）のみエッチングしたものを、図５（ｂ）に示したタイプＢのＧＭＲ膜では、ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）までエッチングしたものを、図５（ｃ）に示したタイプＣのＧＭＲ膜では、ＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）までエッチングしたものを示している。
【００４８】
タイプＢのＧＭＲ膜では、ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）までエッチングされており、キャッピング（キャッピング層ｆ）と、ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）との層ごとの当接面の面積（第一面積）が等しくなると共に、ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の最下層（ピン止め層ｃ：第一強磁性層）とＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）との当接面の面積（第三面積）が、ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）との当接面の面積（第一面積）よりも大きくなるようにエッチングされている。
【００４９】
つまり、タイプＢのＧＭＲ膜は、上部電極１５とキャッピング（キャッピング層ｆ）とが当接する当接面の面積と、キャッピング（キャッピング層ｆ）とＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の最上層（フリー層ｅ：第二強磁性層）とが当接する当接面の面積と、この最上層とＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の中間層（非磁性中間層ｄ）とが当接する当接面の面積と、この中間層と最下層とが当接する当接面の面積とが等しくなり（第一面積）、ＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）と反強磁性下地（下地層ａ）とが当接する当接面の面積と、反強磁性下地（下地層ａ）と下部電極１１とが当接する当接面の面積とが等しくなる（第二面積）と共に、ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の最下層（ピン止め層ｃ）とＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）とが当接する当接面の面積である第三面積が、第一面積よりも大きく、且つ、第二面積よりも小さくまたは第二面積と等しくなるように形成されている。
【００５０】
なお、各層ごとの当接面の面積と、ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の最下層（ピン止め層ｃ：第一強磁性層）とＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）との当接面の面積が等しくなると共に、上部電極１５に当接するキャッピング層ｅの当接面の面積と、ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）ごとの当接面の面積とが等しくなるようにエッチングしてもよい。
【００５１】
つまり、タイプＢのＧＭＲ膜は、上部電極１５とキャッピング（キャッピング層ｆ）とが当接する当接面の面積と、キャッピング（キャッピング層ｆ）とＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の最上層（フリー層ｅ：第二強磁性層）とが当接する当接面の面積と、この最上層とＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の中間層（非磁性中間層ｄ）とが当接する当接面の面積と、この中間層と最下層とが当接する当接面の面積とが等しくなり（第一面積）、ＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）と反強磁性下地（下地層ａ）とが当接する当接面の面積と、反強磁性下地（下地層ａ）と下部電極１１とが当接する当接面の面積とが等しくなる（第二面積）と共に、ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の最下層（ピン止め層ｃ）とＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）とが当接する当接面の面積である第三面積が、第一面積と等しく、且つ、第一面積よりも第二面積が大きくなるように形成してもよい。
【００５２】
タイプＣのＧＭＲ膜では、ＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）までエッチングされており、層ごとの当接面の面積が等しくなるようにエッチングされている。そして、層ごとの積層面の面積よりも、ＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）と反強磁性下地（下地層ａ）との当接面の面積の方が大きくなるようにエッチングされている。
【００５３】
つまり、タイプＣのＧＭＲ膜は、上部電極１５とキャッピング（キャッピング層ｆ）とが当接する当接面の面積と、キャッピング（キャッピング層ｆ）とＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の最上層（フリー層ｅ：第二強磁性層）とが当接する当接面の面積と、この最上層とＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の中間層（非磁性中間層ｄ）とが当接する当接面の面積と、この中間層と最下層とが当接する当接面の面積と、この最下層とＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）とが当接する当接面の面積とが等しくなり（第一面積）、反強磁性層下地（下地層ａ）と下部電極１１とが当接する当接面の面積を第二面積とすると、ＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）と反強磁性下地（下地層ａ）とが当接する当接面の面積である第三面積が、第一面積よりも大きく、且つ、第二面積よりも小さくまたは第二面積と等しくなるように形成されている。
【００５４】
なお、上部電極１５に当接するキャッピング層ｅの当接面の面積と、層ごとの当接面の面積と、このＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）と反強磁性下地（下地層ａ）との当接面との面積が等しくなるようにエッチングしてもよい。
【００５５】
つまり、タイプＣのＧＭＲ膜は、上部電極１５とキャッピング（キャッピング層ｆ）とが当接する当接面の面積と、キャッピング（キャッピング層ｆ）とＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の最上層（フリー層ｅ：第二強磁性層）とが当接する当接面の面積と、この最上層とＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ（フリー層ｅ、非磁性中間層ｄ、ピン止め層ｃ）の中間層（非磁性中間層ｄ）とが当接する当接面の面積と、この中間層と最下層とが当接する当接面の面積と、この最下層とＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）とが当接する当接面の面積とが等しくなり（第一面積）、反強磁性層下地（下地層ａ）と下部電極１１とが当接する当接面の面積を第二面積とすると、ＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）と反強磁性層下地（下地層ａ）とが当接する当接面の面積である第三面積が、第一面積と等しく、且つ、第一面積よりも第二面積が大きくなるように形成してもよい。
【００５６】
これらタイプＡ、タイプＢおよびタイプＣのＭＲ特性を図６に示す。この図６において、横軸はエッチング深さを示しており、左側の縦軸のＭＲｒａｔｉｏ（ＭＲ比）を右側の縦軸はＲＡ積を示している。なお、ΔＲは抵抗値Ｒの最大値から最小値を減算した抵抗値Ｒの差を示しており、ＲＡ積は抵抗値Ｒに積層面の面積を乗算したものである。
【００５７】
図６に示したように、エッチング深さを深くするにつれて（タイプＣ＞タイプＢ＞タイプＡ）、ＭＲ比は大きくなり、すなわち、ＭＲ比は、タイプＡでは１．８８、タイプＢでは２．８８または２．９３、タイプＣでは３．３１となる。ここに示したＭＲ特性では、ＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ）までエッチングしたタイプＣのＧＭＲ素子のＭＲ比が最も大きくなった。このＭＲ比が磁気ヘッドの再生出力に比例しているので、タイプＡからタイプＣまでのＧＭＲ素子を用いた磁気ヘッドの中で、タイプＣのＧＭＲ素子を用いた磁気ヘッドの再生出力が最も大きくなる。
【００５８】
〈磁気記録再生装置の構成〉
次に、図７を参照して、図１に示した磁気ヘッド１を使用した磁気記録再生装置について説明する。図７は磁気記録再生装置の外観と、当該装置に組み込まれている構成とを示した図である。
【００５９】
図７に示したように、磁気記録再生装置２１は、図１に示した磁気ヘッド１、サスペンション３およびスライダ５と、磁気ヘッド１によってデータが読み書きされる円盤状の磁気媒体２３と、この磁気記録媒体２３を回転自在に固定するスピンドル２５と、このスピンドル２５を回転させるモータ２７と、サスペンション３に一体的接続されるアーム２９とを備えている。また、この磁気記録再生装置２１は、アーム２９をシークさせて（磁気記録媒体２３上を移動させて）、磁気ヘッド１の位置変更をするボイスコイルモータ３１と、このボイスコイルモータ３１を制御するヘッド位置制御回路３３と、磁気記録媒体２３に読み書きするデータの入出力が行われるデータ入出力回路３５とを備えている。
【００６０】
このように、磁気ヘッド１を備えた磁気記録再生装置２１では、磁気ヘッド１が高感度であるので、磁気記録媒体２３の記録密度を向上させたとしても、記録されたデータを正確に読み取ったり、データを書き込んだりすることができる。
【実施例】
【００６１】
次に、磁気ヘッド１のセンサＡとして、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子を用いた場合について、このＣＰＰ−ＧＭＲ素子を製作後、実験して得られたＭＲ特性と、ＭＲカーブのエッチング深さの依存性と、透過電子顕微鏡で撮影された像とについて、図８〜１０を参照して説明する。
【００６２】
これらの説明に先立ち、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の製作に用いた材料・装置等および製作過程と、実験に用いた装置等について説明する。
ＣＰＰ―ＧＭＲ素子は下部（上部）電極から上部（下部）電極に向かって、積層する膜の膜面に垂直に電流を流す構造となっている。この膜（スピンバルブ膜［ＧＭＲ膜］）に含まれるＣｏＦｅとして、組成がＣｏ75Ｆｅ25の高スピン偏極材料と、組成がＣｏ90Ｆｅ10の従来から使用されている材料とを用いている。
【００６３】
このスピンバルブ膜は、イオンテック社のイオンビームスパッタ装置により、ビーム電圧８５０ｖ、ビーム電流１００ｍＡの条件下で、熱酸化Ｓｉ基板上に成膜したものである。スピンバルブ膜成膜後、異方性付与のため、当該膜の周辺温度を２６０度に保った磁界中で熱処理を行った。そして、光学式フォトリソグラフィーおよびＡｒイオンエッチングにより下部電極パターンを形成した。
【００６４】
この後、電子ビームフォトリソグラフィー技術を用いて、０．２〜０．４μｍφのレジストパターンを下部電極上に形成し、Ａｒイオンでエッチングし、ＳｉＯ2絶縁層を成膜視、リフトオフにてコンタクトホールを作製した。Ａｒエッチング終了を正確に見積もるために、エッチング中はＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）によってモニターした。続いて、光学式フォトリソグラフィーおよびリフトオフにより、上部電極（Ｃｕ）の形成を行った。
【００６５】
また、図８に示したＣｏ75Ｆｅ25およびＣｏ90Ｆｅ10を用いたＣＰＰ−ＧＭＲ素子のＭＲ特性を計測する実験に用いた装置は、ＫＬＡテンコル社のＭＲＷ２００である。この場合の計測実験では、同一ウェハ上に作製した０．０４〜０．１５μｍ2サイズのＣＰＰ−ＧＭＲ素子５０個について、±１２００Ｏｅを印可している。
【００６６】
さらに、図９に示したＭＲカーブエッチング深さの依存性を計測する実験に用いた装置は、図８と同様に、ＫＬＡテンコル社のＭＲＷ２００である。この場合の計測実験でも、同一ウェハ上に作製した０．０４〜０．１５μｍ2サイズのＣＰＰ−ＧＭＲ素子５０個について、±１２００Ｏｅを印可している。
【００６７】
さらにまた、図１０に示した像を撮影するのに用いた透過電子顕微鏡は、一般的なものであり、また、分析方法も一般的な方法である。この場合の撮影は、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子が完成した状態で行っている。
【００６８】
図８は、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子のＭＲ特性について示した図であり、（ａ）はピン止め層ｃおよびフリー層ｅ（図２参照）をＣｏ75Ｆｅ25とした場合を示しており、（ｂ）はピン止め層およびフリー層をＣｏ90Ｆｅ10とした場合を示している。なお、このＧＭＲ素子のエッチングの深さは、図５（ｂ）のタイプＢのものと同じ深さである。また、この図８において、ピン止め層ｃおよびフリー層ｅ（図２参照）の磁化が平行の抵抗値をＲP、反平行の抵抗値をＲAPとした場合、Ｒ≡ＲP、ΔＲ≡ＲAP−ＲPと定義でき、左側の縦軸に抵抗値Ｒを［Ω］で、右側の縦軸にΔＲを［ｍΩ］でとり、横軸にｌ／Ａを［μｍ-2］でとったものである。ちなみに、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子は、０．０４〜０．１５μｍ2サイズである。
【００６９】
図８に示したように、ピン止め層ｃおよびフリー層ｅ、つまり、強磁性層（第一強磁性層および第二強磁性層）をＣｏ75Ｆｅ25とすることで、ＭＲ比を２．８８％とすることができ、従来用いられていたＣｏ90Ｆｅ10のＭＲ比が１．９８％であったのに対し、ＭＲ比をおよそ１．５倍に増大できることが確認できた。これは、スピン偏極率の高い材料であるＣｏ75Ｆｅ25の効果であると推測できる。
【００７０】
図９は、図５に示したタイプ別のＭＲカーブを示したものであり、（ａ）が図５（ａ）に示したタイプＡのＭＲカーブを、（ｂ）が図５（ｂ）に示したタイプＢのＭＲカーブを、（ｃ）が図５（ｃ）に示したタイプＣのＭＲカーブを示している。このＭＲカーブは、
０．０４〜０．１５μｍ2サイズのＣＰＰ−ＧＭＲ素子、およそ５０個について、±１２００Ｏｅ（Ｏｅ；磁界の大きさ）を印可して測定したものであり、縦軸に抵抗Ｒを（Ω）でとり、横軸に印可したＦｉｅｌｄ（磁界）を［Ｏｅ］でとったものである。
【００７１】
この図９に示したように、ＭＲ比は、それぞれ、１．９％、２．９％、３．３％となっている。そして、（ｂ）と（ｃ）に示したタイプＢとタイプＣは、（ａ）に示したタイプＡに比べてフリー層ｅ（図２参照）のＨc（磁気のシフト量）が大きく、また、マイナーループの中心が大きくシフト（Ｈs）している。また、Ｈcも大きくなっている（Ｈｓ：マイナーループの中心のシフト量、Ｈｓ＞０の場合、フリー層ｅ・ピン止め層ｃが平行位置が安定し、Ｈｓ＜０の場合、フリー層ｅ・ピン止め層ｃが反平行位置が安定）。
【００７２】
図１０は、図５（ｂ）に示したタイプＢのＧＭＲ素子を透過電子顕微鏡で撮像した写真（像）を示している。
この図１０に示すように、下部電極１１（図１参照）に積層される（厳密には下地層がある）ＩｒＭｎ（反強磁性層ｂ：図２参照）がイオンミリングプロセス（エッチングのプロセス）で完全に削られていないことがわかる。つまり、ＳＩＭＳによって、イオンミリング中（エッチング中）におけるＩｒＭｎの検出が正確に行われていることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気ヘッドについて説明するための図であり、（ａ）は磁気ヘッドの概略図であり、（ｂ）はＧＭＲ素子の概略の構造を示した図である。
【図２】図１（ｂ）に示したＧＭＲ膜について示した図である。
【図３】ＧＭＲ素子の作製方法を示した図である。
【図４】ＧＭＲ素子の作製方法を示したフローチャートである。
【図５】ＧＭＲ素子のエッチング深さについて示した図である。
【図６】図５に示した各タイプのＧＭＲ素子のＭＲ特性について示した図である。
【図７】磁気記録再生装置の概略を示した図である。
【図８】ＣＰＰ−ＧＭＲ素子のＭＲ特性について示した図である。
【図９】図５に示したタイプ別のＭＲカーブを示した図である。
【図１０】図５（ｂ）に示したタイプＢのＧＭＲ素子を透過電子顕微鏡で撮像した写真（像）を示した図である。
【符号の説明】
【００７４】
１      磁気ヘッド
３      サスペンション
５      スライダ
７      ライト部
９      リード部
１１    下部シールド（下部電極、第一電極）
１３    ＧＭＲ膜
１５    上部シールド（上部電極、第二電極）
１７    ハード膜
１９    絶縁体
２１    磁気記録再生装置
２３    磁気記録媒体
２５    スピンドル
２７    モータ
２９    アーム
３１    ボイスコイルモータ
３３    ヘッド位置制御回路
３５    データ入出力回路
Ａ      ＧＭＲ素子（ＣＰＰスピンバルブセンサ、センサ）
ａ      反強磁性下地層
ｂ      反強磁性層
ｃ      ピン止め層（第一強磁性層）
ｄ      非磁性中間層
ｅ      フリー層（第二強磁性層）
ｆ      キャッピング層
【図１】
2007048388.tif 000003
【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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