(57)【要約】【課題】  ジュール熱を低減し高記録密度化を推進しながら単位面積当たりの磁気抵抗変化量ΔＲ・Ａ及びセンス電流を増大させて高出力が得られる磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供することにある。【解決手段】  磁化固着層上にこの磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性中間層、磁化自由層、保護層とを積層し、更に、磁化固着層上に、非磁性中間層を中央にしてこの非磁性中間層のトラック幅方向の両側に隣接して反強磁性層、絶縁層、硬質磁性層と形成した磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供する。【選択図】      図３
2007116003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地層と、
前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化固着層と、
前記磁化固着層上で、前記磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、
前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、
前記磁化固着層上で、前記非磁性中間層を中央に前記非磁性中間層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、
前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、
前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層と
を有する磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
下地層と、
前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された第１の磁化固着層と、
前記第１の磁化固着層上で、前記第１の磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性金属層と、
前記非磁性金属層上で、前記非磁性金属層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された第２の磁化固着層と、
前記第２の磁化固着層上で、前記第２磁化固着層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、
前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、
前記第１の磁化固着層上で、前記非磁性金属層と前記第２の磁化固着層を中央に前記非磁性金属層と前記第２の磁化固着層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、
前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、
前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層と
を有する磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に形成された下部電極兼磁気シールド層と、
前記シールド層上に形成された磁気抵抗効果素子であって、
前記下部電極兼磁気シールド層上に形成された下地層と、
前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化固着層と、
前記磁化固着層上で、前記磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、
前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、
前記磁化固着層上で、前記非磁性中間層を中央に前記非磁性中間層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、
前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、
前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子上に形成された上部電極兼磁気シールド層と
を有する磁気ヘッド。
【請求項４】
基板と、
前記基板上に形成された下部電極兼磁気シールド層と、
前記シールド層上に形成された磁気抵抗効果素子であって、
前記下部電極兼磁気シールド層上に形成された下地層と、
前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された第１の磁化固着層と、
前記第１の磁化固着層上で、前記第１の磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性金属層と、
前記非磁性金属層上で、前記非磁性金属層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された第２の磁化固着層と、
前記第２の磁化固着層上で、前記第２磁化固着層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、
前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、
前記第１の磁化固着層上で、前記非磁性金属層と前記第２の磁化固着層を中央に前記非磁性金属層と前記第２の磁化固着層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、
前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、
前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子上に形成された上部電極兼磁気シールド層と
を有する磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項３乃至４のいずれか１つの請求項に係る磁気ヘッドで、  前記下部磁極兼磁気シールド層と前記上部電極兼磁気シールド層に電流を通電することで前記磁気抵抗効果素子の膜面に対して略垂直な方向に電流を通電する垂直通電型磁気ヘッドを備え、磁気記録媒体上に磁気的に記録された情報を再生可能とする
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、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記録再生装置のひとつである磁気ディスク装置、所謂ハードディスク装置（以下、ＨＤＤと称する）は、主にパーソナルコンピュータに使用されてきたが、最近では、その使用範囲が拡大し、オーディオビジュアル機器（ＡＶ機器）やカーナビゲーションなどの車載機器として使用されるようになってきた。ＨＤＤの記憶容量は益々増大の要求があり、そのための高記録密度を達成するために垂直記録方式が提案されてきている。
【０００３】
ＨＤＤの記録密度が高まるにつれ、情報を再生するヘッドに用いられる再生ヘッドには高感度なセンサが要求されている。この要求に応えるものとしてトンネル型磁気抵抗効果素子（以下、ＴＭＲと称する）や垂直通電型巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＣＰＰ−ＧＭＲと称する）がある。これらは、薄膜積層構造を有するＴＭＲまたはＧＭＲ膜に対して、磁界検出のためのセンス電流を膜面に対して略垂直方向に通電するタイプの素子である。
【０００４】
ＴＭＲ素子を用いた磁気ヘッドを開示した先行技術文献としては、例えば、米国特許第５，８９８，５４８号公報を挙げることができる。また、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子を用いた磁気ヘッドを開示した先行技術文献としては、例えば、特開平１０−５５５１２号公報や、米国特許第５，６６８，６８８号公報を挙げることができる。
【０００５】
ＨＤＤの記録密度向上のためには狭ギャップ・狭トラック化が必要であり、特に前者を達成するために垂直通電型の磁気抵抗効果素子をシールド型の磁気ヘッドに適用する場合、磁気抵抗効果素子にセンス電流を通電するための電極と磁気シールドを共用することが必要である。上記先行技術文献では、いずれも磁気シールドをセンス電流を通電するために用いたことが開示されている。
【０００６】
また、ジュール熱を低減しつつ、固定磁性層の磁化を強固に固定して、その出力を高めようとしたＣＰＰ型磁気抵抗効果ヘッドも先行技術文献に開示されている。
【特許文献１】米国特許第５，８９８，５４８号公報
【特許文献２】特開平１０−５５５１２号公報
【特許文献３】米国特許第５，６６８，６８８号公報
【特許文献４】特開２００５−４４４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した先行技術においては、対となる上下磁気シールド間に磁気抵抗効果素子以外の部分は絶縁膜（誘電膜）で構成されることで、この部分がコンデンサを形成することなり、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）現象や外乱ノイズ（例えばクロストークノイズ）などにより、このコンデンサ部分に電荷が誘起されると磁気抵抗効果素子に過剰な電流が流れ、磁気抵抗効果素子を破壊してしまうという問題が発生する恐れがある。
【０００８】
また、反強磁性膜は積層方向奥側のみに構成され、磁気ディスクからの媒体磁界によって磁化固着層であるピン層磁化が揺動し易いという問題点が生じる。
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされるもので、ジュール熱を低減しつつ、狭再生シールド間隔化による高記録密度化を推進し、さらに単位面積当たりの磁気抵抗変化量ΔＲ・Ａ及びセンス電流を増大させて高出力が得られる磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る磁気抵抗効果素子は、下地層と、前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化固着層と、前記磁化固着層上で、前記磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、前記磁化固着層上で、前記非磁性中間層を中央に前記非磁性中間層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明に係る磁気ヘッドは、基板と、前記基板上に形成された下部電極兼磁気シールド層と、前記シールド層上に形成された磁気抵抗効果素子であって、前記下部電極兼磁気シールド層上に形成された下地層と、前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化固着層と、前記磁化固着層上で、前記磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、前記磁化固着層上で、前記非磁性中間層を中央に前記非磁性中間層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子上に形成された上部電極兼磁気シールド層とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
更に、本発明に係る磁気記録再生装置は、前記下部磁極兼磁気シールド層と前記上部電極兼磁気シールド層に電流を通電することで前記磁気抵抗効果素子の膜面に対して略垂直な方向に電流を通電する垂直通電型磁気ヘッドを備え、磁気記録媒体上に磁気的に記録された情報を再生可能とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ジュール熱を低減しつつ、狭再生シールド間隔化による高記録密度化を推進し、さらに単位面積当たりの磁気抵抗変化量ΔＲ・Ａ及びセンス電流を増大させて高出力が得られる磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、この発明をディスク装置として磁気ディスク装置に適用した実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態にかかる磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。すなわち、本実施形態にかかる磁気記録再生装置１は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、記録用媒体ディスク２は、これを回転させるスピンドル３に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。本実施形態にかかる磁気記録再生装置１は、複数の媒体ディスク２を備えたものとしてもよい。
【００１４】
媒体ディスク２に格納する情報の記録再生を行なうヘッドスライダ４は、薄膜状のサスペンション５の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ４は、後述する複数の実施形態の磁気ヘッドをその先端付近に搭載している。
【００１５】
媒体ディスク２が回転すると、ヘッドスライダ４の媒体対向面（ＡＢＳ）は媒体ディスク２の表面から所定の浮上量をもって保持される。あるいはヘッドスライダ４が媒体ディスク２と接触するいわゆる「接触走行型」であってもよい。
【００１６】
サスペンション５は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム６の一端に接続されている。アクチュエータアーム６の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ７が設けられている。ボイスコイルモータ７は、アクチュエータアーム６のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。
【００１７】
アクチュエータアーム６は、スピンドル８の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ７により回転摺動が自在にできるようになっている。
【００１８】
図２は、アクチュエータアーム６から先の磁気ヘッドアセンブリ９を媒体ディスク２側から眺めた拡大斜視図である。すなわち、磁気ヘッドアッセンブリ９は、例えば駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム６を有し、アクチュエータアーム６の一端にはサスペンション５が接続されている。
【００１９】
サスペンション５の先端には、後述する実施形態のいずれかの磁気ヘッドを具備するヘッドスライダ４が取り付けられている。サスペンション５は信号の書き込みおよび読み取り用のリード線１０を有し、このリード線１０とヘッドスライダ４に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中１１は磁気ヘッドアッセンブリ９の電極パッドである。
【００２０】
次に、図面を参照しながら本実施形態にかかる垂直通電型磁気ヘッドの詳細な構造を説明する。
（第１の実施形態）
まず、図３を用いて本発明の第１の実施形態に係る磁気ヘッドを説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子１００を備えた磁気ヘッドの要部構成を概念的に表す断面図である。同図においては、手前側が、記録媒体（図示せず）に対抗する対向面（媒体対抗面）である。
【００２１】
図３において、図示しない基板上に下部電極兼磁気シールド層１５、磁気抵抗効果膜１２、上部電極兼磁気シールド層１４が順に形成されている。ここで、磁気抵抗効果素子１００は下地（Ｓｅｅｄ）層１２ａ、磁化固着（Ｐｉｎ）層１２ｂ、非磁性中間（Ｓｐａｃｅｒ）層１２ｃ、磁化自由（Ｆｒｅｅ）層１２ｄ、保護（Ｃａｐ）層１２ｅから形成されている。
【００２２】
また、磁気抵抗効果素子１２のトラック幅方向に隣り合わせて両隣には、磁気抵抗効果素子１２と共用する下地層１２ａと磁化固着層１２ｂ、および反強磁性（ＡＦ）層１２ｆ，１２ｆ２、絶縁層１２ｇ１，１２ｇ２、硬質磁性層１２ｈ１，１２ｈ２が形成されている。
【００２３】
また、硬質磁性層１２ｈ１，１２ｈ２と磁気抵抗効果膜１２の間には絶縁層１２ｇ１，１２ｇ２が形成されている。
図３において、磁化固着層１２ｂ、磁化自由層１２ｄにはＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏを主成分とする磁性体を主に用いることができる。また、非磁性中間層１２ｃには主にＣｕが、反強磁性層１２ｆには主にＩｒＭｎなどを用いることができる。
【００２４】
下地層１２ａにはＮｉＦｅＣｒやＴａ，Ｒｕおよびこれらの積層膜を用いることができる。また、保護層１２ｅにはＴａ、Ｒｕ、Ｃｕなどを用いることができる。更に、硬質磁性層１２ｈにはＣｏＰｔやＣｏＰｔＣｒが、絶縁層１２ｇにはＡｌＯｘやＳｉＯｘなどを用いることができる。
【００２５】
以上の構成の磁気抵抗効果素子１００に対し、下部電極兼磁気シールド層１５と上部電極兼磁気シールド層１４間に電流を通電することで、磁気抵抗効果素子の膜面垂直方向に電流が流れ、垂直通電型の磁気抵抗効果素子となる。
【００２６】
その際、反強磁性層１２ｆには電流が流れないことから、反強磁性層１２ｆが積層されている従来の磁気抵抗効果素子に比べて抵抗が下がり、さらに磁界により抵抗変化を示す部分は磁化固着層１２ｂ／非磁性中間層１２ｃ／磁化自由層１２ｄの部分であり、付加抵抗部分である反強磁性層１２ｆの抵抗成分がないことから、ＭＲ比：ｄＲ／Ｒが向上する。
【００２７】
したがって熱雑音が低下し、加えて再生出力も向上することからＳ／Ｎ比が向上する。
さらに、反強磁性層１２ｆの厚さは５〜２０ｎｍ程度であることから、５０ｎｍ以下となってきている上下シールド１４、１５間距離であるリードギャップ長を反強磁性層厚さ分小さくすることができ、狭ギャップ長の磁気ヘッドの形成が可能となる。
【００２８】
実際、下地層１２ａ：７ｎｍ、反強磁性層１２ｆ：１５ｎｍ、磁化固着層１２ｂ：５ｎｍ、非磁性中間層１２ｃ：５ｎｍ、磁化自由層１２ｄ：５ｎｍ、保護層１２ｅ：７ｎｍとすると、従来の磁気抵抗効果素子は４４ｎｍ、本発明の磁気抵抗効果素子は２９ｎｍであり、３０％以上膜厚を低減できることから、リードギャップ長も３０％以上低減でき、３０ｎｍ以下のリードギャップ長も可能となる。
【００２９】
また、本実施形態の素子を実際に７０×７０ｎｍの素子サイズで作成し、同じ膜材料を用いた本発明の磁気抵抗効果素子と従来の磁気抵抗効果素子の膜厚、抵抗、ＭＲ比は表１のとおりであった。
【００３０】
【表１】
2007116003.tif 000003
【００３１】
（第２の実施形態）
次に、図４乃至図６を用いて本発明の第２の実施形態に係る磁気ヘッドを説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子２００を備えた磁気ヘッドの要部構成を概念的に表す断面図である。同図においては、手前側が、記録媒体（図示せず）に対抗する対向面（媒体対抗面）である。
【００３２】
図４において、図示しない基板上に下部電極兼磁気シールド層２５、磁気抵抗効果膜２２、上部電極兼磁気シールド層２４が順に形成されている。ここで、磁気抵抗効果素子は下地（Ｓｅｅｄ）層２２ａ、第１の磁化固着（Ｐｉｎ１）層２２ｂ、非磁性金属（ＮＭ）層２２ｉ、第２の磁化固着（Ｐｉｎ２）層２２ｊ、非磁性中間（Ｓｐａｃｅｒ）層２２ｃ、磁化自由（Ｆｒｅｅ）層２２ｄ、保護（Ｃａｐ）層２２ｅから形成されている。
【００３３】
また、磁気抵抗効果素子２００のトラック幅方向に隣り合わせて両隣には、磁気抵抗効果素子２００と共用する下地層２２ａと第１の磁化固着層２２ｂ、および反強磁性（ＡＦ）層２２ｆ１，２２ｆ２、絶縁層２２ｇ１，２２ｇ２、硬質磁性層２２ｈ１，２２ｈ２が形成されている。
【００３４】
また、硬質磁性層２２ｈ１，２２ｈ２と磁気抵抗効果膜２２の間には絶縁層２２ｇ１，２２ｇ２が形成されている。
図５は本実施形態における磁気抵抗効果素子２００を基板上面より俯瞰した平面図である。ここで下部電極兼磁気シールド層２５と上部電極兼磁気シールド層２４は省略して図示してあり、図面下側が媒体対抗面である。
【００３５】
下地層２２ａと第１の磁化固着層２２ｂ、および反強磁性層２２ｆ、（絶縁層２２ｇ）の積層部分はハイト方向奥に長く形成されている。これはハイト方向形成時のイオンミリング工程でミリングレート差を利用して下地層２２ａ／第１の磁化固着層２２ｂ／反強磁性層２２ｆ／（絶縁層２２ｇ）の絶縁層部分でミリングを終了させて形成している。
【００３６】
図６は本実施形態の変形例の磁気抵抗効果素子２００を基板上面より俯瞰した平面図である。ここで下部電極兼磁気シールド層２５と上部電極兼磁気シールド層２４は省略して図示してあり、図面下側が媒体対抗面である。
【００３７】
下地層２２ａと第１の磁化固着層２２ｂ、および反強磁性層２２ｆ、（絶縁層２２ｇ）の積層部分はハイト方向奥に長く形成されている。これはハイト方向形成時、イオンミリングで非磁性金属層２２ｉまでエッチングした後、再度露出している第１の磁化固着層２２ｂ上に反強磁性層２２ｆを成膜して形成している。
【００３８】
図４において、第１の磁化固着層２２ｂおよび第２の磁化固着層２２ｊ、磁化自由層２２ｄにはＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏを主成分とする磁性体を主に用いることができる。
非磁性金属層２２ｉにはＲｕが、非磁性中間層２２ｃには、例えばＣｕ／Ａｌ／Ｃｕ積層膜を酸化処理した膜を用いることができる。
反強磁性層２２ｆには、主にＩｒＭｎなどを用いることができる。
下地層２２ａには、ＮｉＦｅＣｒやＴａ，Ｒｕおよびこれらの積層膜を用いることができる。
保護層２２ｅには、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｕなどを用いることができる。
硬質磁性層２２ｈには、ＣｏＰｔやＣｏＰｔＣｒが、絶縁層２２ｇには、ＡｌＯｘやＳｉＯｘなどを用いることができる。
以上の構成の磁気抵抗効果素子２００に対し、下部電極兼磁気シールド層２５と上部電極兼磁気シールド層２４の間に電流を通電することで、磁気抵抗効果素子２００の膜面垂直方向に電流が流れ、垂直通電型の磁気抵抗効果素子となる。
【００３９】
その際、反強磁性層２２ｆには電流が流れないことから、反強磁性層２２ｆが積層されている従来の磁気抵抗効果素子に比べて抵抗が下がり、さらに磁界により抵抗変化を示す部分は磁化固着層２２ｂ／非磁性金属層２２ｉ／非磁性中間層２２ｃ／磁化自由層２２ｄの部分であり、付加抵抗部分である反強磁性層２２ｆの抵抗成分がないことから、ＭＲ比：ｄＲ／Ｒが向上する。
【００４０】
したがって熱雑音が低下し、加えて再生出力も向上することからＳ／Ｎ比が向上する。
さらに、反強磁性層２２ｆの厚さは５〜２０ｎｍ程度であることから、５０ｎｍ以下となってきている上下シールド２４，２５間の距離であるリードギャップ長を反強磁性層２２ｆ厚さ分小さくすることができ、狭ギャップ長の磁気ヘッドの形成が可能となる。
【００４１】
実際、下地層２２ａ：７ｎｍ、反強磁性層２２ｆ：７ｎｍ、第１の磁化固着層２２ｂ：３ｎｍ、非磁性金属層２２ｉ：１ｎｍ、第２の磁化固着層２２ｊ：３ｎｍ、非磁性中間層２２ｃ：２ｎｍ、磁化自由層２２ｄ：４ｎｍ、保護層２２ｅ：７ｎｍとすると、従来の磁気抵抗効果素子は３４ｎｍ、本実施形態の磁気抵抗効果素子２００は２７ｎｍであり、２０％以上膜厚を低減できることから、リードギャップ長も２０％以上低減でき、３０ｎｍ以下のリードギャップ長も可能となる。
【００４２】
また、本実施形態の素子を実際に７０×７０ｎｍの素子サイズで作成し、同じ膜材料を用いた本発明の磁気抵抗効果素子と従来の磁気抵抗効果素子の膜厚、抵抗、ＭＲ比は表２のとおりであった。
【００４３】
【表２】
2007116003.tif 000004
【００４４】
また、図５あるいは図６に示すように、第１の磁化固着層２２ｂと反強磁性層２２ｆの積層部分の面積が大きいため、良好な磁化固着が行なえる。また、第１の磁化固着層２２ｂと反強磁性層２２ｆの積層部分が媒体対抗面側まで広い面積で形成されているので、媒体磁界による磁化固着層２２ｂの磁化の揺らぎが起こりにくく、磁化固着が安定する。
【００４５】
次に、図７、図８を用いて、本実施形態における磁気抵抗効果素子２００の作成方法を説明する。
図７（Ａ）に示すように、図示しない基板上に下部電極兼磁気シールド層２５を形成した後、磁気抵抗効果素子２２となる下地層２２ａ、第１の磁化固着層２２ｂ、非磁性金属層２２ｉ、第２の磁化固着層２２ｊ、非磁性中間層２２ｃ、磁化自由層２２ｄ、保護層２２ｅを成膜する。
【００４６】
この磁気抵抗効果膜２２上にリソグラフィ工程によりレジスト２３を形成し、イオンミリングにより磁気抵抗効果膜２２をエッチングする。その際、非磁性金属層２２ｉまでをエッチングし、下地層２２ａと第１の磁化固着層２２ｂが残るようにする（図７（Ｂ）参照）。
【００４７】
次にレジスト２３を残したまま、反強磁性層２２ｆ、絶縁層２２ｇ、硬質磁性層２２ｈを成膜する。その際、反強磁性層２２ｆは、回り込みの少ない成膜方法で成膜し、絶縁層２２ｇは、比較的回り込みの大きな条件で成膜する。そうすることで、図８（Ａ）に示すような形、すなわち、絶縁層２２ｇが、硬質磁性層２２ｈと磁化自由層２２ｄ、保護層２２ｅの隙間に入り込むような形にこれらの膜を形成する。
【００４８】
そしてリフトオフにより、レジスト２３ごとレジスト２３上の反強磁性層２２ｆ３、絶縁層２２ｇ３、硬質磁性層２２ｈ３を除去する。
その後、ハイト方向のパターニングを上述の第２の実施形態で説明したいずれかの方法で行い、上部電極兼磁気シールド層２４を形成して（図８（Ｂ）参照）、本実施形態の磁気抵抗効果素子２００を作成する。
【００４９】
なお、上記した作成方法は、従来の磁気抵抗効果素子の縦バイアス層（硬質磁性層）の形成方法と工程自体は同じであり、成膜／リフトオフする膜が異なるのみである。したがって本発明の磁気抵抗効果素子は、特殊な形成方法は必要なく、従来の磁気抵抗効果素子の形成方法をそのまま用いることができるため、簡易に作成できる。
【００５０】
以上詳述したように本発明によれば、反強磁性層が膜厚方向にないため、磁気抵抗効果膜を薄くでき狭ギャップ化に対応することが可能となる。特に、ＣＰＰタイプの磁気ヘッドの場合、同じギャップ長なら磁性層膜厚を厚くできＭＲ比を向上させることが可能となる。
【００５１】
また、比較的大きな抵抗を有する反強磁性層には通電されないため、直列抵抗成分が減り（分母のＲが小さくなるため）実質的なＭＲ変化率：ｄＲ／Ｒが増大し、素子抵抗も下がるため熱雑音が低下してＳ／Ｎ比を向上させることが可能となる。
【００５２】
更に、磁化固着層と反強磁性層の積層部分の面積を媒体対抗面側まで広く取ることができ、磁化固着が安定するうえ、通常のバイアス膜と同様のアバッテド構造であるためその形成方法が同じであることから作成が容易である。
【００５３】
即ち、この発明によれば、ジュール熱を低減しつつ、狭再生シールド間隔化による高記録密度化を推進し、さらに単位面積当たりの磁気抵抗変化量ΔＲ・Ａ及びセンス電流を増大させて高出力が得られる磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態に係る磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図。
【図２】本実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリを媒体ディスク側から見た拡大斜視図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子を備えた磁気ヘッドの要部構成を概念的に表す断面図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子を備えた磁気ヘッドの要部構成を概念的に表す断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る磁気ヘッドの平面図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る磁気ヘッドの平面図（反強磁性層部まで）。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子の製造方法を説明する断面図（前半工程）。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子の製造方法を説明する断面図（後半工程）。
【符号の説明】
【００５５】
１…磁気記録再生装置
２…媒体ディスク
３…スピンドル
４…ヘッドスライダ
５…サスペンション
６…アクチュエータアーム
７…ボイスコイルモータ
８…スピンドル
９…磁気ヘッドアッセンブリ
１０…リード線
１１…電極パッド
１２、２２…磁気抵抗効果膜
１２ａ、２２ａ…下地層
１２ｂ、２２ｂ…磁化固着層（第１の磁化固着層）
１２ｃ、２２ｃ…非磁性中間層
１２ｄ、１１ｄ…磁化自由層（フリー層）
１２ｅ、２２ｅ…保護層
１２ｆ、２２ｆ…反強磁性層
１２ｇ、２２ｇ…絶縁層
１２ｈ、２２ｈ…硬質磁性層
２２ｉ…非磁性金属層
２２ｊ…第２の磁化固着層
２３…レジスト
１４、２４…上部電極兼磁気シールド層
１５、２５…下部電極兼磁気シールド層
【図１】
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【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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