(57)【要約】【課題】磁気抵抗効果素子において、膜厚を抑え、狭シールドギャップ化を容易とし、かつスピン注入効果によるノイズを低減する。【解決手段】磁気抵抗効果素子１は、ピンド層４とスペーサ層５とフリー層６とがこの順で互いに隣接して形成された第１の積層膜１４と、一方の面がフリー層６に隣接して設けられた第１の膜（キャップ層）７と、第１の膜７の他方の面に隣接して設けられた、強磁性体からなる第１の電極膜１１と、第１の積層膜１４の、第１の電極膜７とは反対側の面に設けられた第２の電極膜１２とを有している。第１、第２の電極膜１１，１２は、第１の積層膜１４および第１の膜７に、膜面垂直方向にセンス電流を流すようにされている。第１の膜７は、金、銀、銅、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、クロム、もしくは白金、またはこれらの合金からなっている。【選択図】図２
2007110011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界に対して磁化方向が固定されたピンド層と、非磁性導電層からなるスペーサ層と、前記外部磁界に応じて磁化方向が変化するフリー層とがこの順で互いに隣接して形成された第１の積層膜と、
一方の面が前記フリー層に隣接して設けられた第１の膜と、
前記第１の膜の他方の面に隣接して設けられた、強磁性体からなる第１の電極膜と、
前記第１の積層膜の、前記第１の電極膜とは反対側の面に設けられた第２の電極膜と、
を有し、
前記第１、第２の電極膜は、前記第１の積層膜および前記第１の膜に、膜面垂直方向にセンス電流を流すようにされ、
前記第１の膜は、金、銀、銅、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、クロム、もしくは白金、またはこれらの合金からなる、磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
少なくとも前記フリー層の、媒体対向面と平行な面内における両側側面に硬磁性層を有し、
前記第１の電極膜は、前記第１の膜との境界面が略平坦に形成されており、
前記センス電流は前記第２の電極膜から前記第１の電極膜に流れるようにされており、
前記第１の電極膜の磁化方向は、前記硬磁性層による前記フリー層の磁化方向と略平行となるよう形成されている、
請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
少なくとも前記フリー層の、媒体対向面と平行な面内における両側側面に硬磁性層を有し、
前記第１の電極膜は、前記第１の膜との境界面が略平坦に形成されており、
前記センス電流は前記第１の電極膜から前記第２の電極膜に流れるようにされており、
前記第１の電極膜の磁化方向は、前記硬磁性層による前記フリー層の磁化方向と略反平行となるよう形成されている、
請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
前記第１の電極膜は、媒体対向面と略直交する方向に沿って前記第１の積層膜を向いて凸状をなして延びる段差部を有し、
前記段差部の磁化方向は前記ピンド層の磁化方向と略平行となるよう形成されている、
請求項１に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
前記第１の膜は、金、銀、銅、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、クロム、もしくは白金、またはこれらの合金からなる複数の層が積層されて形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
前記第１の積層膜と前記第１の膜はこの順に積層され、
前記第１の膜はキャップ層を兼ねている、
請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
前記第１の膜はルテニウムからなり、膜厚は２〜５ｎｍの範囲内にある、請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子を備えた薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項８に記載の薄膜磁気ヘッドの製造に用いる、少なくとも１つの薄膜磁気変換素子が設けられたウエハ。
【請求項１０】
請求項８に記載の薄膜磁気ヘッドを含み、前記記録媒体に対向して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有するヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１１】
請求項８に記載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して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
を有するハードディスク装置。
【請求項１２】
請求項１から７のいずれか１項に記載の複数の磁気抵抗効果素子と、
前記複数の磁気抵抗効果素子に接続され、前記複数の磁気抵抗効果素子の任意の一つに選択的に情報を書込み、または任意の一つから選択的に情報を読出す配線部と、
を有する、
磁気メモリ素子。
【請求項１３】
請求項１から７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子が設けられた基板と、
前記磁気抵抗効果素子に接続され、該磁気抵抗効果素子で検出した前記外部磁界の磁気情報を出力するリード線と、
を有する磁気センサアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に磁気抵抗効果素子に関し、特にＣＰＰ−ＧＭＲ型磁気抵抗効果素子のキャップ層の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置（ＨＤＤ）の高密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を有する再生ヘッドと、書き込み用の誘導型電磁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用いられている。磁気抵抗効果素子は、第１のシールド膜と第２のシールド膜との間に備えられた絶縁膜（シールド間絶縁膜）の内部に配置される。シールド間絶縁膜は、磁気抵抗効果素子を、第１および第２のシールド膜から電気的に絶縁し、センス電流の漏洩を防止するために備えられる。
【０００３】
一方で、記録密度の増大に伴い、狭シールドギャップ化や狭トラック化への要求が強くなってきている。これらの要求に答えるべく、第１および第２のシールド膜と磁気抵抗効果素子とを電気的に直列に接続し、シールド間絶縁層を不用とするヘッド構造が提案されている（例えば特許文献１参照）。このような横造を採用した場合、磁気抵抗効果素子は非磁性金属層を介してシールド膜に接触するので、シールド間の絶縁破壊を気にすることなく、狭シールドギャップ化を達成することが可能となる。このような磁気抵抗効果素子は、電流を膜面垂直方向に流して動作させることから、ＣＰＰ−ＧＭＲ（Current Perpendicular to the Plane Giant Magnetoresistance）素子と呼ばれており、トラック幅および素子高さが０．１μｍまたはそれ以下のサイズが要求される再生ヘッドの磁気抵抗効果素子構造として期待されている。
【０００４】
シールド膜と磁気抵抗効果素子とが金属を介して接続された構造は、放熱効率が向上し、動作電流を稼げるという利点を有する。また、素子の断面積を小さくすることで抵抗値が大きくなり、同時に抵抗変化量も増大する。すなわち、トラック幅を狭くすることにより適しているという長所もある。
【０００５】
しかしながら、例えば非特許文献１、２に記載されているように、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の動作のために大きな電流を用いた場合、「スピン注入効果」により磁気的なノイズが発生することが報告されている。スピン注入効果とは、ピンド層からスピン偏極した伝導電子が非磁性のスペーサ層（例えばＣｕ層）を通してフリー層に流れ込み、フリー層の磁性を担う電子と相互作用することで、フリー層の磁化状態が乱されることをいう。
【０００６】
図１２、１３Ａ〜１３Ｃはスピン注入効果を説明するための模式図で、図１２は、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の主要な膜構成を示す模式図、図１３Ａ〜１３Ｃはフリー層の磁化状態を示す模式図である。図１２に示すように、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子においては、ピンド層１０４と、非磁性導電層からなるスペーサ層１０５と、フリー層１０６とがこの順で互いに隣接して形成されている。ピンド層１０４の磁化は、外部磁界によらず磁化方向Ｓ１に固定されている。フリー層１０６は、その両側に設けられた硬磁性膜（図示せず）からのバイアス磁界を受けて磁化方向Ｓ２に磁化されている。フリー層１０６の磁化方向は記録媒体（図示せず）からの外部磁界を受けると回転し、回転量に応じた磁気抵抗変化が生じ、記録媒体の磁気情報が読み取られる。
【０００７】
フリー層１０６に隣接して、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）等からなるキャップ層１０７が設けられている。キャップ層１０７は製造工程中のウエハの膜面保護や、媒体対向面（薄膜磁気ヘッドにおいて、記録媒体と対向する面をいう。）形成を目的としたローバーの研磨時における、加工性の確保のために設けられている。キャップ層１０７の材料としては、この他にハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ），ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）などが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
キャップ層１０７に隣接して第１の電極膜１１１が設けられている。ピンド層１０４側には第２の電極膜１１２が設けられている。第１、第２の電極膜はＮｉＦｅなどから形成され、フリー層１０６の磁気シールド機能を有する他、ピンド層１０４、スペーサ層１０５、およびフリー層１０６に、膜面垂直方向に電流を流すための電極としても機能する。
【０００９】
センス電流Ｃが流れると、伝導電子はそれとは反対側の方向Ｄに流れる。伝導電子は、様々なスピン方向を持った電子が混在した状態で、第２の電極１１２から放出される。この伝導電子がピンド層１０４に到達すると、ピンド層１０４の磁化方向Ｓ１と同じ向きのスピンを持つ伝導電子（以下伝導電子ｅ１という。）は、ピンド層１０４のスピン偏極効果によって、ピンド層１０４を通過しやすくなるが、反対の向きのスピンを持つ伝導電子は、ピンド層１０４の層内で反射されてピンド層１０４を通過しにくくなる。この結果、磁化方向Ｓ１と同じ向きのスピンを持つ伝導電子ｅ１が、いわばピンド層１０４でフィルタリングされ（スピン偏極）、スペーサ層１０５を通過し、フリー層１０６に流入する。
【００１０】
フリー層１０６の磁化方向は、上述したように、膜面内でピンド層１０４の磁化方向Ｓ１と直交する磁化方向Ｓ２となっている。フリー層１０６が、図１３Ａのように、磁化方向Ｓ２から多少傾いた磁化方向Ｓ３に磁化されている場合を考えると、伝導電子ｅ１が注入されると、フリー層１０６の磁性を担う電子との相互作用によって、磁区の磁化方向はこまの歳差運動のように回転を始めると同時に、徐々に磁化方向Ｓ１の方向を向くようなトルクＦを受ける。このトルクＦは、磁化方向にかかわらず常に磁化方向Ｓ１の方向を向くように作用するため、最終的には図１３Ｂ、１３Ｃに示すように、磁区の磁化方向が磁化方向Ｓ１と一致する。このトルクＦは伝導電子ｅ１の注入量、すなわちセンス電流の量と比例関係にある。以上の作用はスピン注入磁化反転、スピントランスファーなどと呼ばれ、トルクＦはスピントランスファートルクと呼ばれる。
【００１１】
この現象は、外部磁界からの作用なしにフリー層の磁化状態が影響を受けることを意味し、ノイズの原因となるため、より高感度の磁気ヘッドを開発する上での障害となる。
【００１２】
スピン注入効果をキャンセルするための手法の一つとして、デュアルスピンバルブ構造を採用することが提案されている（例えば非特許文献３参照）。これにより、片側のピンド層から流入するスピン偏極した伝導電子の影響を、他方のピンド層によって効果的に除去することが可能となる。
【特許文献１】特開平９−２８８８０７号公報
【特許文献２】特開２００３−２１８４２８号公報
【非特許文献１】L.Berger、「電流が膜面垂直に流れる多層磁性層によるスピン波放射」(Emission of spin waves by a magnetic multilayer traversed by a current)、Physical Review B、（米国）、American Physical Society、１９９６年１０月、第５４巻、第１３号、５４頁
【非特許文献２】J.C.Slonczewski、「多層磁性層の電流誘起振動」(Current-driven excitation of magnetic multilayers)、Journal of Magnetism and Magnetic Materials、（米国）、Elsevier Science B.V.、１９９６年、第１５９巻、Ｌ１〜Ｌ７頁
【非特許文献３】J.Z.Zhu他、IEEE Transactions on Magnetics、「ＣＰＰスピンバルブにおける電流誘起ノイズ」(Current Induced Noise in CPP Spin Valves)、（米国）、ＩＥＥＥ、２００４年７月、第４０巻、第４号、２３２３〜２３２５頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、デュアルスピンバルブ構造は、フリー層を２つのピンド層で積層した構造であるため、その分膜厚が増える傾向にある。薄膜磁気ヘッドでは、スピンバルブの膜厚の方向が記録媒体の円周方向と一致するため、膜厚の大きい膜構成では記録媒体の円周方向の記録ピッチの短縮、すなわち狭シールドギャップ化が困難となる。しかし、デュアルスピンバルブ構造を採用せずに、スピン注入効果によるノイズを低減することのできる膜構成は未だ明らかとなっていない。
【００１４】
本発明の目的は、膜厚を抑え、狭シールドギャップ化が容易で、かつスピン注入効果によるノイズを低減することのできる磁気抵抗効果素子を提供することである。また、本発明の他の目的は、かかる磁気抵抗効果素子を用いたヘッドジンバルアセンブリ、およびハードディスク装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の磁気抵抗効果素子は、外部磁界に対して磁化方向が固定されたピンド層と、非磁性導電層からなるスペーサ層と、外部磁界に応じて磁化方向が変化するフリー層とがこの順で互いに隣接して形成された第１の積層膜と、一方の面がフリー層に隣接して設けられた第１の膜と、第１の膜の他方の面に隣接して設けられた、強磁性体からなる第１の電極膜と、第１の積層膜の、第１の電極膜とは反対側の面に設けられた第２の電極膜とを有している。第１、第２の電極膜は、第１の積層膜および第１の膜に、膜面垂直方向にセンス電流を流すようにされている。第１の膜は、金、銀、銅、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、クロム、もしくは白金、またはこれらの合金からなっている。
【００１６】
このような構成の磁気抵抗効果素子では、センス電流はフリー層を膜面垂直方向に貫いて流れる。フリー層の一方の側にはピンド層があるため、ピンド層の固定された磁化方向と同じ方向のスピン方向を持った電子（スピン偏極電子）が、ピンド層でのスピン偏極効果によってフィルタリングされ、ピンド層側からフリー層に流入する。一方、フリー層の反対側には強磁性体からなる第１の電極膜があるため、第１の電極膜の磁化方向と同じ方向のスピン方向を持った電子（スピン偏極電子）が、第１の電極膜でフィルタリングされ、第１の電極膜から流出しようとする。ここで、金、銀、銅、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、クロム、もしくは白金、またはこれらの合金は、このようなスピン偏極電子を通過させる性質を有している。このため、第１の電極膜の磁化方向と同じ方向のスピン方向を持った電子は、第１の膜によって途中で進行を妨害されることなく、第１の電極膜に到達する。この結果、第１の電極膜の磁化方向と反対のスピン方向を持った電子がフリー層付近に蓄積される。これは、第１の電極膜の磁化方向と反対のスピン方向を持った電子がフリー層に流入するのと等価である。これらのピンド層から流入する電子と、第１の電極膜から等価的に流入する電子は、各々フリー層に対してスピン注入効果を及ぼし、フリー層の磁化方向を変えようとする。しかし、フリー層の両側から流入する電子のスピン方向は互いに異なっているため、各々がフリー層に及ぼすスピン注入効果はその分互いにキャンセルされやすくなる。この結果、従来技術のようにピンド層からのスピン注入効果だけを受ける場合と比べて、フリー層の受ける磁気的影響が軽減される。
【００１７】
一実施態様においては、磁気抵抗効果素子は、少なくともフリー層の、媒体対向面と平行な面内における両側側面に硬磁性層を有し、第１の電極膜は、第１の膜との境界面が略平坦に形成されていてもよい。この場合、センス電流は第２の電極膜から第１の電極膜に流れるようにされており、第１の電極膜の磁化方向は、硬磁性層によるフリー層の磁化方向と略平行となるよう形成されていてもよい。また、センス電流は第１の電極膜から第２の電極膜に流れるようにされており、第１の電極膜の磁化方向は、硬磁性層によるフリー層の磁化方向と略反平行となるよう形成されていてもよい。
【００１８】
別の実施態様においては、磁気抵抗効果素子は、第１の電極膜は、媒体対向面と略直交する方向に沿って第１の積層膜を向いて凸状をなして延びる段差部を有し、段差部の磁化方向はピンド層の磁化方向と略平行となるよう形成されていてもよい。
【００１９】
第１の膜は、金、銀、銅、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、クロム、もしくは白金、またはこれらの合金からなる複数の層が積層されて形成されていてもよい。
【００２０】
第１の積層膜と第１の膜はこの順に積層され、第１の膜はキャップ層を兼ねていてもよい。
【００２１】
第１の膜をルテニウムで形成し、膜厚を２〜５ｎｍの範囲内となるようにしてもよい。
【００２２】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、上記の磁気抵抗効果素子を備えている。
【００２３】
本発明のウエハは、上記の薄膜磁気ヘッドの製造に用いる、少なくとも１つの薄膜磁気変換素子が設けられている。
【００２４】
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、記録媒体に対向して配置されるスライダと、スライダを弾性的に支持するサスペンションとを有している。
【００２５】
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して配置されるスライダと、スライダを支持するとともに、記録媒体に対して位置決めする位置決め装置とを有している。
【００２６】
本発明の磁気メモリ素子は、上記の複数の磁気抵抗効果素子と、複数の磁気抵抗効果素子に接続され、複数の磁気抵抗効果素子の任意の一つに選択的に情報を書込み、または任意の一つから選択的に情報を読出す配線部とを有している。
【００２７】
本発明の磁気センサアセンブリは、上記の磁気抵抗効果素子が設けられた基板と、磁気抵抗効果素子に接続され、磁気抵抗効果素子で検出した外部磁界の磁気情報を出力するリード線とを有している。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明においては、第１の電極膜が、ピンド層がフリー層に及ぼすスピン注入効果をキャンセルするように作用するため、フリー層への磁気的影響が軽減される。この結果、膜厚を抑え、狭シールドギャップ化が容易で、かつスピン注入効果によるノイズを低減することのできる磁気抵抗効果素子を提供することが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１の実施形態）
以下、図面を用いて本発明の磁気抵抗効果素子の第１の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気ヘッドの部分斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ方向（媒体対向面）から見た、磁気抵抗効果素子の積層構成を示す斜視図である。薄膜磁気ヘッド１０は読み込み専用のヘッドでもよく、書き込み用の誘導型電磁変換素子（図示せず）をさらに有する複合型薄膜磁気ヘッドでもよい。
【００３０】
磁気抵抗効果素子１は、図１に示すように、第１の電極膜１１と第２の電極膜１２との間にスピンバルブ膜１３が挟まれて構成されている。ここで、磁気抵抗効果素子１とは、スピンバルブ膜１３、およびスピンバルブ膜１３を挟む第１、第２の電極膜１１，１２からなる積層体の全体を指す。第１，第２の電極膜１１，１２は、NiFeCrやNiFeなどの強磁性体からなっている。スピンバルブ膜１３は、外部磁界に対して磁化方向が固定されたピンド層４と、Ｃｕなどの非磁性導電層からなるスペーサ層５と、外部磁界に応じて磁化方向が変化するフリー層６とがこの順で互いに隣接して形成された第１の積層膜１４を有している。ピンド層４およびフリー層６はCoFeなどから形成されるが、界面散乱効果を高めＭＲ比を改善するため、Ｃｕ層が挿入されていてもよい。ピンド層４は、インナーピンド層とアウターピンド層とがこれらの間に挟まれた非磁性中間層によって反強磁性的に結合された、いわゆるシンセティックピンド層であってもよい。第１の積層膜１４の積層方向上方には、一方の面がフリー層６に、他方の面が第１の電極膜１１に隣接して設けられた第１の膜（以下、キャップ層７という。）が形成されている。第１の膜７は、金、銀、銅、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、クロム、もしくは白金、またはこれらの合金からなる。第１の膜は、金、銀、銅、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、クロム、もしくは白金、またはこれらの合金からなる複数の層が積層されて形成されていてもよい。第１の電極膜１１は、キャップ層７との境界面が略平坦に形成されている。キャップ層７のより詳細な構成は、後述の実施例において述べる。
【００３１】
ピンド層４の積層方向下方には、例えばTa/NiCrからなるバッファ層２と、例えばIrMnからなる反強磁性層３とが設けられ、これらの積層方向下方に第２の電極膜１２が設けられている。すなわち、第２の電極膜１２は、第１の積層膜１４の、第１の電極膜層１１とは反対側の面に設けられている。第２の電極膜１２のさらに下方には基板（図示せず）が設けられている。
【００３２】
フリー層６の、媒体対向面ＡＢＳと平行な面内における両側側面には、絶縁膜１５を介して硬磁性層１６が形成されている。絶縁膜１５は、センス電流の漏洩を防止するために設けられ、Al2O3などが用いられる。硬磁性層１６は、フリー層６を単磁区化するための磁区制御膜であり、少なくともフリー層６の両側側面に形成されていることが望ましい。硬磁性層１６はCoPt、CoCrPtなどが用いられる。
【００３３】
第１、第２の電極膜１１，１２は、スピンバルブ膜１３に、膜面垂直方向にセンス電流２２を流すようにされている。磁気抵抗効果素子１（フリー層６）が記録媒体２１から受ける磁界は、記録媒体２１の記録媒体移動方向２３への移動につれて変化する。磁気抵抗効果素子１は、この磁界の変化を、ＧＭＲ効果によって得られるセンス電流２２の電気抵抗変化として検出し、記録媒体２１の各記録ドメインに書き込まれた磁気情報を読み出す。
【００３４】
次に、本発明の作用について説明する。図３Ａ，３Ｃ，３Ｅ，３Ｇは、フリー層および第１の電極膜の磁化方向ならびにセンス電流の向きと、フリー層のスピン注入効果の影響との関係を示す模式図である。図３Ｂ，３Ｄ，３Ｆ，３Ｈは、対応する各ケースにおいてフリー層が受けるスピントランスファートルクを模式的に説明する図である。図３Ａ，３Ｃ，３Ｅ，３Ｇにおいて、硬磁性層によるフリー層の磁化方向は図中右向きとしている。また、上記に説明した磁気抵抗効果素子の各構成要素のうち、一部の図示は省略している。矢印は各層の磁化方向を、白抜き矢印は電子の流れる方向（したがって、センス電流の向きはこの逆となる。）を示している。
【００３５】
図３Ａは、第１の電極膜の磁化方向が図中右向き、センス電流の電子の流れが上向きの場合を示している。第２の電極膜１２からは様々なスピン方向を持った電子がピンド層４に向けて注入されるが、ここでは単純化のため、同図に示すように、ピンド層４の磁化方向と平行なスピン方向を持った電子ｅ１と、反平行なスピン方向を持った電子ｅ２とが注入されるとする。電子ｅ２は、背景技術の欄で説明したように、ＧＭＲ効果によってピンド層４でフィルタリングされるため、ピンド層４とフリー層６との間には電子ｅ１が蓄積されやすくなる。この電子ｅ１は、同じく背景技術の欄で説明したように、スピン注入効果によって、フリー層６の磁化方向をピンド層４の磁化方向に合わせるようなトルクを及ぼす。図３Ｂは、フリー層６に及ぼされるトルクの向きを模式的に示すもので、ここでは理解しやすいように、このトルクを力ｆ１として示している。
【００３６】
一方、第１の電極膜１１は図中右側に磁化されている。これは、第１の電極膜１１の磁化方向と平行なスピン方向を持った電子ｅ３が、第１の電極膜１１を容易に抜けることを意味する。すなわち、第１の電極膜１１の磁化方向と反平行なスピン方向を持った電子ｅ４は、第１の電極膜１１との間のＧＭＲ効果によって、第１の電極膜１１を通過しにくくなり、フリー層６と第１の電極膜１１との間に蓄積されやすくなる。この電子ｅ４は電子ｅ１と同様に、ただしフリー層６の積層方向上側からフリー層６に作用し、フリー層６にスピン注入効果を及ぼす。このトルクは、図３Ｂに、左向きの力ｆ２として示されている。結局、フリー層６には積層方向下側から力ｆ１を、積層方向上側から力ｆ２を受け、フリー層６の磁化方向はその合力ｆの方向を向こうとする。この力ｆは、力ｆ１、ｆ２が同等の大きさであれば、フリー層６の磁化方向に対して１３５°程度の角度をなす。したがって、図３Ａに示すケースでは、スピン注入効果の影響は比較的大きく、本発明の効果はさほど期待できないことになる。
【００３７】
図３Ｃは、第１の電極膜の磁化方向が図中右向きであるが、センス電流の電子の流れが図３Ａとは逆に下向きの場合を示している。第１の電極膜１１からは様々なスピン方向を持った電子がフリー層６に向けて注入されるが、ここでは図３Ａと同様、第１の電極膜１１の磁化方向と平行なスピン方向を持った電子ｅ１と、反平行なスピン方向を持った電子ｅ２とが注入されるとする。電子ｅ２は、背景技術の欄で説明したように、第１の電極膜１１でフィルタリングされ、第１の電極膜１１とフリー層６との間には電子ｅ１が蓄積しやすくなる。ここで重要なことは、第１の膜７はフィルタリングされた電子ｅ１（スピン偏極電子）を通過させる性質を有していることであり、このためフリー層６にはスピン偏極電子が到達することが可能となる。フリー層６に到達した電子ｅ１は、同じく背景技術の欄で説明したように、スピン注入効果によって、フリー層６の磁化方向を第１の電極膜１１の磁化方向に合わせるようなトルクを及ぼす。図３Ｄには、フリー層に及ぼされるトルクの向きを力ｆ１として示している。
【００３８】
一方、ピンド層４は図中奥向きに磁化されている。これは、ピンド層４の磁化方向と平行なスピン方向を持った電子ｅ３が、ピンド層４を容易に抜けることを意味する。すなわち、ピンド層４の磁化方向と反平行なスピン方向を持った電子ｅ４は、ピンド層４との間のＧＭＲ効果によってピンド層４を通過しにくくなり、フリー層６とピンド層４との間に蓄積されやすくなる。この電子ｅ４はフリー層６の積層方向下側からフリー層６に作用し、フリー層６にスピン注入効果を及ぼす。このトルクは、図３Ｄに手前向きの力ｆ２として示されている。結局、フリー層６には積層方向上側から力ｆ１を、積層方向下側から力ｆ２を受け、フリー層６の磁化方向はその合力ｆの方向を向こうとする。この力ｆは力ｆ１、ｆ２が同等の大きさであれば、フリー層６の磁化方向に対して４５°程度の角度をなす。したがって、図３Ｃに示すケースでは、スピン注入効果の影響は比較的小さく抑えられ、本発明の効果が期待できることになる。
【００３９】
図３Ｅ，３Ｇは、図３Ａ，３Ｃとは逆に、第１の電極膜１１の磁化方向を左向きとした場合を示している。図３Ｅではセンス電流の電子の流れが図３Ａと同様上向き、図３Ｇではセンス電流の電子の流れが図３Ｃと同様下向きとなっている。詳細な説明は省略するが、概略は以下の通りである。図３Ｅの場合、ピンド層４からフリー層６に至るまでの電子の流れと、その電子がフリー層６の磁化方向に及ぼす力ｆ１の向きは図３Ａ、３Ｂと同様である。一方、第１の電極膜１１の磁化方向が図３Ａと逆であることから、第１の電極膜１１とフリー層６との間には電子ｅ３が蓄積されやすくなり、図３Ｆに示すように力ｆ２の向きは図３Ｂと逆になる。この結果、力の合力ｆはフリー層６の磁化方向に対して４５°程度の角度をなし、本発明の効果が期待できることになる。
【００４０】
図３Ｇの場合、第１の電極膜１１の磁化方向が図３Ｃと逆であることから、第１の電極膜１１とフリー層６との間には電子ｅ２が蓄積されやすくなり、フリー層６の磁化方向に及ぼす力ｆ１の向きは、図３Ｈに示すように図３Ｄと逆になる。一方、フリー層６からピンド層４に至るまでの電子の流れと、その電子がフリー層６の磁化方向に及ぼす力ｆ２の向きは、図３Ｈに示すように図３Ｄと同様である。この結果、力の合力はフリー層６の磁化方向に対して１３５°程度の角度をなす。すなわち、本発明の効果はさほど期待できないことになる。
【００４１】
このように、スピン注入効果の影響の影響を抑制するためには、第１の電極膜１１の磁化方向とセンス電流の方向との関係が重要である。要約すれば、センス電流が第２の電極膜１２から第１の電極膜１１に流れるようにされている場合（電子は第１の電極膜１１から第２の電極膜１２に流れる。）（図３Ｃの場合）は、第１の電極膜１１の磁化方向は、硬磁性層１６によるフリー層６の磁化方向と略平行となるよう形成されていることが望ましい。また、センス電流が第１の電極膜１１から第２の電極膜１２に流れるようにされている場合（電子は第２の電極膜１２から第１の電極膜１１に流れる。）（図３Ｅの場合）は、第１の電極膜１１の磁化方向は、硬磁性層１６によるフリー層６の磁化方向と略反平行となるよう形成されていることが望ましい。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の磁気抵抗効果素子の第２の実施形態について詳細に説明する。図４は、図１のＡ−Ａ方向（媒体対向面）から見た、第２の実施形態の磁気抵抗効果素子の積層構成を示す拡大斜視図である。本実施形態の磁気抵抗効果素子１ａは、第１の電極膜１１ａの形状が第１の実施形態と異なっている。すなわち、第１の電極膜１１ａには、媒体対向面ＡＢＳと略直交する方向に沿って延びる段差部１７が設けられている。段差部１７は第１の積層膜１４を向いて凸状をなしている。換言すれば、段差部１７は第１の電極膜１１ａの垂れ込み部を形成している。その他の点は第１の実施形態と同様である。このような細長い形状の段差部１７を設けると、段差部１７は、形状異方性効果によって、段差部の延びる方向（長軸方向１８）に磁化されやすくなる。段差部１７の磁化は数万〜数十万Ａ／ｍ（数百〜数千Ｏｅ）の外部磁界の印加によって可能である。また、磁化の向きは紙面手前、紙面奥側の両方をとる。この性質を用いることによって、スピン注入効果の影響を一層効果的に抑制することが可能となる。段差部１７の磁化方向は外部印加磁界の方向に追随し、紙面手前側に磁界を与えた場合は紙面に手前に磁化する。
【００４３】
図５Ａ、５Ｃはピンド層および第１の電極膜の段差部の磁化方向と、フリー層のスピン注入効果の影響との関係を示す模式図である。図５Ｂ，５Ｄは、対応する各ケースにおいてフリー層が受けるスピントランスファートルクを模式的に説明する図である。図の見方は図３Ａ〜３Ｈと同様であるが、第１の電極膜については段差部の磁化方向を示している。
【００４４】
図５Ａは第１の電極膜１１ａの段差部１７の磁化方向がピンド層４の磁化方向と平行な場合を示している。センス電流の電子の流れが上向きであるとすると、ピンド層４からフリー層６に至るまでの電子の流れと、その電子がフリー層６の磁化方向に及ぼす力ｆ１の向きは図５Ｂに示すように図３Ｂと同様である。一方、段差部１７の磁化方向はピンド層４の磁化方向と平行であることから、電子ｅ３は第１の電極膜１１ａから抜けやすくなり、第１の電極膜１１ａとフリー層６との間には電子ｅ４が蓄積されやすくなる。電子ｅ４がフリー層６の磁化方向に及ぼす力ｆ２の向きは、図５Ｂに示すように力ｆ１と反平行となる。この結果、力ｆ１、ｆ２はキャンセルし合い、本発明の効果は最大限に期待できる。なお、このケースは背景技術で述べたデュアルスピンバルブにおいて、一方のピンド層を第１の電極膜１１ａに置き換えた場合に相当する。
【００４５】
一方、図５Ｃは第１の電極膜１１ａの段差部１７の磁化方向がピンド層４の磁化方向と反平行な場合を示している。これまでの説明から明らかな通り、このケースでは、第１の電極膜１１ａとフリー層６との間には電子ｅ３が蓄積されやすくなり、図５Ｄに示すように、この電子ｅ３がフリー層６の磁化方向に及ぼす力ｆ２の向きは力ｆ１と同じ向きとなる。すなわち、本発明の効果は最も期待できないことになる。
【００４６】
以上より、第１の電極膜１１ａに段差部１７を設ける構成では、段差部１７の磁化方向とピンド層４の磁化方向とが平行となるようにする必要がある。なお、本構成ではセンス電流の向きをいずれにしても同じ結果となり、第１の電極膜１１ａの段差部１７以外の一般部の磁化方向の影響も小さい。
【００４７】
（実施例）
次に、上述した磁気抵抗効果素子のサンプルを作成して、ノイズ低減効果を確認した。膜構成その他の測定条件は以下とした。
・素子サイズ  ０．１×０．１μｍ
・スピンバルブ膜構成  バッファ層（NiCr、膜厚５ｎｍ）／反強磁性層（IrMn、膜厚７ｎｍ）／アウターピンド層（CoFe、膜厚３ｎｍ）／非磁性中間層（Ru、膜厚０．８ｎｍ）／インナーピンド層（CoFe、膜厚４ｎｍ）／スペーサ層（Cu、膜厚４ｎｍ）／フリー層（CoFe、膜厚３ｎｍ）／キャップ層
・ノイズ測定領域  最大２ＧＨｚ
・バイアス磁界  ｔ・Ｂｒ＝１１．９ｍＡのバイアス磁界により磁区制御を実施
ここで、Ａ／Ｂ／Ｃ・・の表記は基板側からＡ，Ｂ，Ｃの順に膜が積層されていることを示している。表１に試験パラメータおよび測定結果を示す。膜構成の欄の数字は膜厚（単位ｎｍ）を示す。センス電流の符号は、第１の電極膜から第２の電極膜を向く場合を＋（プラス）、その逆を−（マイナス）とした（電子の向きはこの逆となる。）。また、ノイズは０〜２ＧＨｚでのＲＭＳ(Root mean squire)値で表示している。これは、実際のハードディスク装置では、装置の仕様やヘッドのディスク上の位置によって読み取り周波数が異なるためである。
【００４８】
【表１】
2007110011.tif 000003
【００４９】
まず、比較例として、第１の電極膜をＣｕで、キャップ層をＲｕ／Ｔａで形成した磁気抵抗効果素子のノイズを測定した（ケース１−１、１−２）。ケース１−１のノイズスペクトラムを図６Ａに、ケース１−２のノイズスペクトラムを図６Ｂに示している。本ケースは、第１の電極膜が非磁性体であるため、スピン注入効果を第１の電極膜によってキャンセルすることができない。このため、センス電流が小さい場合（５ｍＡ）にはノイズはあまり大きくならないが、センス電流を１２ｍＡまで上げるとノイズは増大する。図６Ａ，６Ｂを参照すると、特に低周波数帯域でのノイズが拡大していることがわかる。ハードディスク装置では、この付近の周波数帯域は実際に読み取り周波数が存在する領域であるため、その影響は無視できない。
【００５０】
次に、第１の電極膜をＮｉＦｅで、キャップ層を膜厚２ｎｍのＲｕで構成してノイズを測定した（ケース２−１〜２−４）。各ケースは、第１の電極膜の磁化方向と硬磁性層のバイアス磁界との関係（平行／反平行）、およびセンス電流の向きが異なっており、図３Ａ、３Ｃ，３Ｅ，３Ｇの各ケースに対応している。上述したとおり、ノイズ低減効果は硬磁性層のバイアス磁界の向きやセンス電流の向きと密接に関係しており、センス電流が第２の電極膜から第１の電極膜に流れる場合（−電流）、第１の電極膜の磁化方向は、硬磁性層によるフリー層の磁化方向と略平行となるよう形成されていることが望ましい（ケース２−２）。また、センス電流が第１の電極膜から第２の電極膜に流れる場合（＋電流）、第１の電極膜の磁化方向は、硬磁性層によるフリー層の磁化方向と略反平行となるよう形成されていることが望ましい（ケース２−３）。これより、第１の実施形態の有効性が実施例によって確認された。
【００５１】
次に、同様にＮｉＦｅで構成した第１の電極膜に段差部を設け、段差部の磁化方向をピンド層の磁化方向と平行となるように形成してノイズを測定した。まず、キャップ層としてＲｕ／Ｔａの積層体を用いた。これは従来技術の電極膜およびキャップ層の構成と同様である（ケース３−１）。センス電流として１２ｍＡを印加すると、ノイズレベルはケース１−２と同等となり、かなり大きな値を示した。これはＴａがあることによって、第１の電極膜がスピン注入効果をキャンセルする効果が失われたためと考えられる。すなわち、前述したように、第１の電極膜が磁化されていると、第１の電極膜の磁化方向とスピン方向が一致する電子（スピン偏極電子）がフリー層から第１の電極膜を優先的に通過するが、Ｔａがあることによって、スピン偏極電子の通過が妨げられる。この結果、フリー層付近には特定方向のスピン方向を持った電子の蓄積が生じず、キャンセル効果が失われるのである。
【００５２】
次に、ケース３−１と同じ条件で、キャップ層としてＲｕのみを用い、さらにキャップ層の膜厚をパラメータとして膜厚の影響も併せて検討した（ケース３−２〜３−６）。キャップ層としてＲｕのみを用いるとノイズの減少が認められた。これは、Ｒｕはスピン偏極電子を通過させる性質を有しており、そのため、フリー層付近に特定方向のスピン方向を持った電子の蓄積が生じたためであると考えられる。すなわち、キャップ層にＲｕを用いることによって、図５Ａに示したような電子の挙動が実現されるのである。
【００５３】
また、キャップ層の膜厚が小さいほどノイズが小さくなり、膜厚が６ｎｍ程度になると、ケース３−１（比較例）とほぼ同レベルとなった。これは、Ｒｕのスピン拡散長のためと考えられる。すなわち、スピン拡散長とは、アップスピンとダウンスピンの割合が偏る範囲の距離をいい、拡散長よりも十分離れると偏極は消えてしまう。このため、膜厚を大きくするとスピン偏極電子がＲｕ層を容易に通過する性質そのものが消えてしまい、フリー層付近で特定方向のスピン方向を持った電子の蓄積が生じなくなる。本実施例によれば２〜５ｎｍ程度の膜厚が有効であるが、このスピン拡散長は製造条件にも依存し、Ｒｕでは最大１００〜２００ｎｍであるとの報告もあることから、必ずしもこの範囲に限定されない。ただし、２〜５ｎｍ程度の膜厚の範囲内であれば、ほぼ確実にノイズ低減効果が得られると考えられる。キャップ層としては、前述したように、金、銀、銅、ロジウム、イリジウム、クロム、もしくは白金を用いることもできるが、これらもルテニウムと同様、スピン偏極電子を通過させる性質を有する材料である。
【００５４】
ケース３−７は比較例として実施したもので、段差部の磁化方向をピンド層の磁化方向と反平行となるように形成してノイズを測定した。図５Ｃを用いて説明したとおり、本ケースではスピン注入効果がフリー層の上下（ピンド層および第１の電極膜）から重畳的に作用するため、ノイズの値は最大となった。
【００５５】
なお、ケース２−３とケース３−２の比較より、ノイズ低減効果としては第１の電極膜に段差部を設ける構成の方が有利である。これは第２の実施形態のところで説明した内容とも符合している。ただし、段差部を設ける場合、フリー層直上部でのキャップ層の膜厚を薄くしても、その周囲の膜厚が増加せざるを得ないため、スピンバルブ膜側端部からの「読みにじみ（サイドリーディング）」が顕著となり、狭シールドギャップ化の観点からは不利である。いずれの構成を採用するかは、薄膜磁気ヘッドとしてどの特性を重視するかという設計的考慮に基づいて決定することが望ましい。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態においては、キャップ層が、ピンド層がフリー層に及ぼすスピン注入効果をキャンセルするように作用するため、フリー層への磁気的影響が軽減される。このため、スピン注入効果によるノイズを低減することのできる磁気抵抗効果素子を提供することが容易となる。また、本実施形態においてはデュアルスピンバルブ膜を用いる必要がない。このため、スピンバルブ膜の膜厚を抑え、狭シールドギャップ化を実現することも容易となる。
【００５７】
また、以上の説明では、ピンド層が基板側にあるいわゆるボトムスピン構造を例に説明したが、フリー層が基板側にあるいわゆるトップスピン構造であってもまったく同様に本発明を適用することができる。
【００５８】
次に、上述した薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるウエハについて説明する。図７はウエハの概念的な平面図である。ウエハ１００１は、少なくとも第２の電極膜１２から第１の電極膜１１までが積層された複数の薄膜磁気変換素子１００２を含んでいる。ウエハ１００１を切断することによって、薄膜磁気変換素子１００２が一列に配列された複数のバー１００３に分割される。バー１００３は、媒体対向面を研磨加工する際の作業単位となる。バー１００３は、研磨加工後さらに切断されて、薄膜磁気ヘッドを含むスライダに分離される。ウエハ１００１には、バー１００３およびスライダに切断するための切り代（図示せず）が設けられている。
【００５９】
次に、薄膜磁気ヘッドを用いた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。まず、図８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。スライダ２１０は、ハードディスク装置内に、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ている。スライダ２１０は、ほぼ六面体形状をなしており、そのうちの一面はハードディスクと対向する媒体対向面ＡＢＳとなっている。ハードディスクが図８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、ｙ方向下向きに揚力が生じる。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。スライダ２１０の空気流出側の端部（図８における左下の端部）の近傍には、本発明の薄膜磁気ヘッド１０が形成されている。
【００６０】
次に、図９を参照して、薄膜磁気ヘッドを備えた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、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と、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。フレクシャ２２３の、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。
【００６１】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０を１つのアーム２３０に取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。アーム２３０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。アーム２３０の一端はベースプレート２２４に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軸２３４が取り付けられた軸受け部２３３が設けられている。アーム２３０および、アーム２３０を駆動するボイスコイルモータは、アクチュエータを構成する。
【００６２】
次に、図１０および図１１を参照して、薄膜磁気ヘッドをヘッド素子として用いたヘッドスタックアセンブリとハードディスク装置について説明する。ヘッドスタックアセンブリとは、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を取り付けたものである。図１０はハードディスク装置の要部を示す説明図、図１１はハードディスク装置の平面図である。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。各々のアーム２５２には、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の、アーム２５２の反対側には、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。ボイスコイルモータは、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。
【００６３】
図１１を参照すると、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ている。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。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が配置されている。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、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はアクチュエータによって、ハードディスク２６２のトラック横断方向に動かされ、ハードディスク２６２に対して位置決めされる。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッド１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。
【００６４】
以上、本発明の磁気抵抗効果素子およびそれを用いた薄膜磁気ヘッドについて説明したが、本発明の磁気抵抗効果素子は磁気メモリ素子や磁気センサアセンブリに用いることもできる。ここで、磁気メモリ素子とは、上記に説明した磁気抵抗効果素子を複数個備え、複数の磁気抵抗効果素子に接続された配線部を有している。配線部は、複数の磁気抵抗効果素子の任意の一つに選択的に情報を書込み、または任意の一つから選択的に情報を読出す。磁気センサアセンブリは、上記の磁気抵抗効果素子が設けられた基板と、磁気抵抗効果素子に接続され、磁気抵抗効果素子で検出した外部磁界の磁気情報を出力するリード線とを有している。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気ヘッドの部分斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向（媒体対向面）から見た、本発明の第１の実施形態の磁気抵抗効果素子の積層構造を示す斜視図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態（参考例）の作用を説明する模式図である。
【図３Ｂ】図３Ａにおいてフリー層が受けるスピントランスファートルクを模式的に説明する図である。
【図３Ｃ】本発明の第１の実施形態の作用を説明する模式図である。
【図３Ｄ】図３Ｃにおいてフリー層が受けるスピントランスファートルクを模式的に説明する図である。
【図３Ｅ】本発明の第１の実施形態の作用を説明する模式図である。
【図３Ｆ】図３Ｅにおいてフリー層が受けるスピントランスファートルクを模式的に説明する図である。
【図３Ｇ】本発明の第１の実施形態（参考例）の作用を説明する模式図である。
【図３Ｈ】図３Ｇにおいてフリー層が受けるスピントランスファートルクを模式的に説明する図である。
【図４】図１のＡ−Ａ方向（媒体対向面）から見た、本発明の第２の実施形態の磁気抵抗効果素子の積層構造を示す斜視図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施形態の作用を説明する模式図である。
【図５Ｂ】図５Ａにおいてフリー層が受けるスピントランスファートルクを模式的に説明する図である。
【図５Ｃ】本発明の第２の実施形態（参考例）の作用を説明する模式図である。
【図５Ｄ】図５Ｃにおいてフリー層が受けるスピントランスファートルクを模式的に説明する図である。
【図６Ａ】測定されたノイズスペクトラムの一例を示す図である。
【図６Ｂ】測定されたノイズスペクトラムの一例を示す図である。
【図７】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造に係るウエハの平面図である。
【図８】本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだ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９】本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだ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１０】本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図１１】本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだハードディスク装置の平面図である。
【図１２】ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の主要な膜構成を示す模式図である。
【図１３Ａ】フリー層の磁化状態を示す模式図である。
【図１３Ｂ】フリー層の磁化状態を示す模式図である。
【図１３Ｃ】フリー層の磁化状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１，１ａ  磁気抵抗効果素子
２  バッファ層
３  反強磁性層
４  ピンド層
５  スペーサ層
６  フリー層
７  キャップ層
１０  薄膜磁気ヘッド
１１，１１ａ  第１の電極膜
１２  第２の電極膜
１３  スピンバルブ膜
１４  第１の積層膜
１６  硬磁性層
１７  段差部
ｅ１，ｅ２，ｅ３，ｅ４  電子
【図１】
2007110011.tif 000004
【図２】
2007110011.tif 000005
【図３Ａ】
2007110011.tif 000006
【図３Ｂ】
2007110011.tif 000007
【図３Ｃ】
2007110011.tif 000008
【図３Ｄ】
2007110011.tif 000009
【図３Ｅ】
2007110011.tif 000010
【図３Ｆ】
2007110011.tif 000011
【図３Ｇ】
2007110011.tif 000012
【図３Ｈ】
2007110011.tif 000013
【図４】
2007110011.tif 000014
【図５Ａ】
2007110011.tif 000015
【図５Ｂ】
2007110011.tif 000016
【図５Ｃ】
2007110011.tif 000017
【図５Ｄ】
2007110011.tif 000018
【図６Ａ】
2007110011.tif 000019
【図６Ｂ】
2007110011.tif 000020
【図７】
2007110011.tif 000021
【図８】
2007110011.tif 000022
【図９】
2007110011.tif 000023
【図１０】
2007110011.tif 000024
【図１１】
2007110011.tif 000025
【図１２】
2007110011.tif 000026
【図１３Ａ】
2007110011.tif 000027
【図１３Ｂ】
2007110011.tif 000028
【図１３Ｃ】
2007110011.tif 000029