(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交互に積層された複数の磁性層と複数の非磁性層とを有する積層体と、
この積層体の積層方向における少なくとも一方側に設けられ、一定の方向に固定された磁化を有する磁化方向固定層と、
前記積層体の信号磁場に面する側の領域に、前記積層体が信号磁場を取り込むのを一部において制限する磁場取込制限部と
を備えたことを特徴とする磁気変換素子。
【請求項２】
交互に積層された複数の磁性層と複数の非磁性層とを有する積層体と、
この積層体の積層方向における少なくとも一方側に設けられ、一定の方向に固定された磁化を有する磁化方向固定層と、
前記積層体の信号磁場に面する側における、前記積層体の一部に対応した領域に、磁性材料よりなる磁場取込制限部と
を備えたことを特徴とする磁気変換素子。
【請求項３】
交互に積層された複数の磁性層と複数の非磁性層とを有する積層体と、
この積層体の積層方向における少なくとも一方側に設けられ、一定の方向に固定された磁化を有する磁化方向固定層と
を備え、
前記複数の非磁性層のうち積層方向における一方の最外側に位置する層は、ニッケルおよびクロムを含む材料よりなる
ことを特徴とする磁気変換素子。
【請求項４】
前記磁化方向固定層は、反強磁性層と、この反強磁性層と交換結合された交換結合層とを有する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の磁気変換素子。
【請求項５】
前記反強磁性層は、白金（Ｐｔ），ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ），ニッケル（Ｎｉ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），イリジウム（Ｉｒ），クロム（Ｃｒ）および鉄（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種と、マンガン（Ｍｎ）とを含む材料よりなる
ことを特徴とする請求項４記載の磁気変換素子。
【請求項６】
前記交換結合層は、鉄，コバルト（Ｃｏ）およびニッケルからなる群のうちの少なくとも１種を含む材料よりなる
ことを特徴とする請求項４または請求項５記載の磁気変換素子。
【請求項７】
さらに、前記磁化方向固定層と前記積層体との間に、非磁性材料よりなる挿入層を有する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の磁気変換素子。
【請求項８】
前記挿入層は、金，銀，銅，ルテニウム，ロジウム，レニウム（Ｒｅ），白金およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を含む材料よりなる
ことを特徴とする請求項７記載の磁気変換素子。
【請求項９】
前記挿入層の厚さは１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の磁気変換素子。
【請求項１０】
前記積層体は、信号磁場に面する突出部を有する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の磁気変換素子。
【請求項１１】
前記突出部の突出方向における長さは、０．１μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１０記載の磁気変換素子。
【請求項１２】
前記複数の磁性層のうちの少なくとも１つは、コバルト，鉄，ニッケルからなる群のうちの少なくともコバルトを含む材料、または、ニッケル，コバルト，鉄，クロム，タンタル（Ｔａ），ロジウム，モリブデン（Ｍｏ），ジルコニウム（Ｚｒ）およびニオブ（Ｎｂ）からなる群のうちの少なくともニッケルを含む材料よりなる
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか一項に記載の磁気変換素子。
【請求項１３】
前記複数の磁性層の厚さは、それぞれ１ｎｍ以上６ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか一項に記載の磁気変換素子。
【請求項１４】
前記複数の磁性層の層数は、２層以上２０層以下である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載の磁気変換素子。
【請求項１５】
前記複数の非磁性層のうちの少なくとも１つは、金，銀，銅，ルテニウム，ロジウム，レニウム，白金およびタングステンからなる群のうちの少なくとも１種を含む材料、または、ニッケルおよびクロムを含む材料よりなる
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか一項に記載の磁気変換素子。
【請求項１６】
前記複数の非磁性層の厚さは、その非磁性層を介して隣り合う２つの磁性層の間に生じる反強磁性結合エネルギーが極大となるように設定されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１５のいずれか一項に記載の磁気変換素子。
【請求項１７】
前記複数の非磁性層を介して隣り合う２つの磁性層の間に生じる反強磁性結合エネルギーは、０．１×１０-4Ｊ／ｍ2以上２．０×１０-4Ｊ／ｍ2以下である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１６いずれか一項に記載の磁気変換素子。
【請求項１８】
前記積層体は、積層方向において分割された複数の領域を有しており、この領域のうちの少なくとも２つの領域間で磁性層を構成する材料または組成が異なる
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１７のいずれか一項に記載の磁気変換素子。
【請求項１９】
前記積層体は、磁性層がニッケル，コバルト，鉄，クロム，タンタル，ロジウム，モリブデン，ジルコニウムおよびニオブからなる群のうちの少なくともニッケルを含む材料よりなる第１の領域と、磁性層がニッケル，コバルトおよび鉄からなる群のうちの少なくともコバルトを含む材料よりなる第２の領域とを有する
ことを特徴とする請求項１８記載の磁気変換素子。
【請求項２０】
請求項１ないし請求項１９のいずれか一項に記載の磁気変換素子を有する
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２１】
さらに、前記積層体に対して積層方向に電流を流すための電流経路を備えた
ことを特徴とする請求項２０記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項２２】
さらに、前記積層体を一対のギャップ層を介して挟み込むよう設けられた一対のシールド層を備えると共に、このギャップ層およびシールド層が、前記積層体に対して積層方向に電流を流すための電流経路を構成している
ことを特徴とする請求項２０記載の薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気変換素子およびそれを用いた薄膜磁気ヘッドに関するものであり、より詳細には、製造工程が簡単で、かつ、良好な出力を得ることができる磁気変換素子およびそれを用いた薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスクなどの面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。薄膜磁気ヘッドとしては、磁気変換素子の１つである磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magnetoresistive）素子と記す。）を有する再生ヘッドと、誘導型磁気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。
【０００３】
ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ（Anisotropic Magnetoresistive）効果）を示す磁性膜（ＡＭＲ膜）を用いたものと、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ（Giant Magnetoresistive）効果）を示す磁性膜（ＧＭＲ膜）を用いたものとがある。ＧＭＲ膜は、面記録密度が３Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2（１９Ｇｂｉｔ／ｃｍ2）を超える再生ヘッドのＭＲ素子で主に利用されている。ＧＭＲ膜としては、「多層型（アンチフェロ型）」、「誘導フェリ型」、「グラニュラ型」、「スピンバルブ型」などが提案されている。この中では、スピンバルブ型のＧＭＲ膜による磁気ヘッドの工業化がなされている。
【０００４】
スピンバルブ型のＧＭＲ膜は、非磁性層を介して、磁化の方向が固定された磁性層と、磁化の方向が信号磁場によって変化する磁性層とが積層された構造を有しており、２つの磁性層における磁化の方向の相対角度に応じて電気抵抗が変化するようになっている。このスピンバルブ型のＧＭＲ膜では、２〜６％の抵抗変化率が得られている（米国特許５，４０８，３７７号）。
【０００５】
また、近年では、薄い絶縁層の中を流れるトンネル電流を利用した「トンネル接合型」のＧＭＲ膜の開発も進んでいる（米国特許第５，９０１，０１８号）。トンネル接合型のＧＭＲ膜は、２層の磁性層の間に絶縁層を設けた構造を有しており、絶縁層をトンネル電流が流れる際の電気抵抗が、信号磁場に応じて変化するようになっている。しかしながら、このようなトンネル接合型のＧＭＲ膜では、接合面積を小さくするほど大きな電気抵抗が得られるが、ショットノイズが発生してＳ／Ｎ（signal to noise）比が低下することから、磁気ヘッド特性の向上には限界がある。
【０００６】
そこで、最近では、多層型のＧＭＲ膜について積層方向に電流を流すようにした、いわゆるＣＰＰ（Current Perpendicular to the Plane）構造のＭＲ素子（特開平５−２７５７６９号）が注目されている。なお、多層型のＧＭＲ膜は、磁性層と非磁性層とを交互に積層した積層体を有し、信号磁場によって磁性層の磁化の方向が変化することにより電気抵抗が変化するようになっている。このような多層型のＧＭＲ膜は、例えば、特開平４−３６０００９号、特許第２６１０３７６号、特開平５−９００２６号、特開平７−７８３１６号および特開平９−１８０１３５号に開示されている。この多層型のＧＭＲ膜によれば、積層方向に垂直に電流を流した場合には、約１〜１０％の抵抗変化率が得られ（特開平５−９００２６号）、積層方向に電流を流した場合には約１０〜１５％の抵抗変化率が得られている。
【０００７】
ここで、このようなＭＲ素子では、いわゆるバルクハウゼンノイズを抑えるために、磁性層の磁化の方向を制御する磁区制御層が設けられている。例えば多層型のＧＭＲ膜では、ＧＭＲ膜の積層方向に直交する方向における両側に、一対の磁区制御層が設けられている（特開平９−１８０１３５号）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように積層体をその積層方向に直交する方向に挟み込むように磁区制御層を形成する場合、製造工程が複雑になるという問題がある。また、積層体中を流れる電流が磁区制御層に分流すると抵抗変化率の低下を招くため、磁区制御層は積層体から離間して配置されるのが好ましいが、このように配置すると十分な磁区制御ができないという問題もある。
【０００９】
本発明の目的は、製造工程が簡単で、かつ、良好な出力を得ることができる磁気変換素子および薄膜磁気ヘッドを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明による磁気変換素子は、交互に積層された複数の磁性層と複数の非磁性層とを有する積層体と、この積層体の積層方向における少なくとも一方側に設けられ、一定の方向に固定された磁化を有する磁化方向固定層と、積層体の信号磁場に面する側の領域に、積層体が信号磁場を取り込むのを一部において制限する磁場取込制限部とを備えたことを特徴とするものである。
本発明による他の磁気変換素子は、交互に積層された複数の磁性層と複数の非磁性層とを有する積層体と、この積層体の積層方向における少なくとも一方側に設けられ、一定の方向に固定された磁化を有する磁化方向固定層と、積層体の信号磁場に面する側における、積層体の一部に対応した領域に、磁性材料よりなる磁場取込制限部とを備えたことを特徴とするものである。
本発明による更に他の磁気変換素子は、交互に積層された複数の磁性層と複数の非磁性層とを有する積層体と、この積層体の積層方向における少なくとも一方側に設けられ、一定の方向に固定された磁化を有する磁化方向固定層とを備え、複数の非磁性層のうち積層方向における一方の最外側に位置する層は、ニッケルおよびクロムを含む材料よりなる。
【００１５】
本発明による磁気変換素子では、磁化方向固定層における一定の方向に固定された磁化の作用により、積層体の磁性層の磁化の方向が制御される。
【００１６】
なお、上記の磁化方向固定層は、反強磁性層と、この反強磁性層と交換結合された交換結合層とを有することが好ましい。また、反強磁性層は、Ｐｔ（白金），Ｒｕ（ルテニウム），Ｒｈ（ロジウム），Ｐｄ（パラジウム），Ｎｉ（ニッケル），Ａｕ（金），Ａｇ（銀），Ｃｕ（銅），Ｉｒ（イリジウム），Ｃｒ（クロム）およびＦｅ（鉄）からなる群のうちの少なくとも１種と、Ｍｎ（マンガン）とを含む材料よりなることが好ましい。
【００１７】
さらに、交換結合層は、Ｆｅ，Ｃｏ（コバルト），Ｎｉからなる群のうちの少なくとも１種を含む材料よりなることが好ましい。また、磁化方向固定層と積層体との間には、非磁性材料よりなる挿入層を有することが好ましい。この挿入層は、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ（レニウム），白金およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を含む材料よりなることが好ましい。挿入層の厚さは、１ｎｍ〜１０ｎｍであることが好ましい。
【００１８】
また、積層体は、信号磁場に面する突出部を有していることが好ましい。この突出部の突出方向における長さは、０．１μｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
加えて、複数の磁性層のうちの少なくとも１つは、Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉからなる群のうちの少なくともＣｏを含む材料、または、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｔａ（タンタル），Ｒｈ（ロジウム），Ｍｏ（モリブデン），Ｚｒ（ジルコニウム）およびＮｂ（ニオブ）からなる群のうちの少なくともＮｉを含む材料を含むことが好ましい。
【００２０】
さらに、磁性層の厚さは１ｎｍ以上６ｎｍ以下であることが好ましく、磁性層の数は、２層以上２０層以下であることが好ましい。非磁性層のうちの少なくとも１つは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，ＰｔおよびＷからなる群のうち少なくとも１種を含む材料よりなることが好ましい。さらに、非磁性層のうちの少なくとも１つは、ＮｉおよびＣｒを含む材料よりなることが好ましい。
【００２１】
また、非磁性層の厚さは、その非磁性層を介して隣り合う２つの磁性層の間に生じる反強磁性結合エネルギーが極大になるように設定されていることが好ましい。さらに、非磁性層を介して隣り合う２つの磁性層の間に生じる反強磁性結合エネルギーは、０．１×１０-4Ｊ／ｍ2以上２．０×１０-4Ｊ／ｍ2以下であることが好ましい。
【００２２】
加えて、積層体は、積層方向において分割された複数の領域を有しており、この領域のうちの少なくとも２つの領域間で磁性層を構成する材料または組成が異なることが好ましい。さらに、積層体は、磁性層がＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｍｏ，ＺｒおよびＮｂからなる群のうちの少なくともＮｉを含む材料よりなる第１の領域と、磁性層がＮｉ，ＣｏおよびＦｅからなる群のうちの少なくともＣｏを含む材料よりなる第２の領域とを有することが好ましい。上記の突出部は、第１の領域に設けられていることが好ましい。
【００２３】
本発明による薄膜磁気ヘッドは、上述した磁気変換素子を有することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明による薄膜磁気ヘッドでは、積層体に対して積層方向に電流を流すための電流経路を設けることが好ましい。また、本発明による薄膜磁気ヘッドでは、積層体を一対のギャップ層を介して挟み込むよう設けられた一対のシールド層を備えると共に、このギャップ層およびシールド層が、積層体に対して積層方向に電流を流すための電流経路を構成していることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
＜ＭＲ素子および薄膜磁気ヘッドの構成＞
最初に、図１ないし図１１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。
【００２６】
図１は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１を備えたアクチュエータアーム２の構成を表すものである。このアクチュエータアーム２は、例えば、図示しないハードディスク装置などで用いられるものであり、薄膜磁気ヘッド１が形成されたスライダ２ａを有している。このスライダ２ａは、例えば、支軸２ｂにより回転可能に支持された腕部２ｃの先端に搭載されている。この腕部２ｃは、例えば、図示しないボイスコイルモータの駆動力により回転するようになっており、これによりスライダ２ａがハードディスクなどの磁気媒体３の記録面（図１においては記録面の下面）に沿ってトラックラインを横切る方向ｘに移動するようになっている。なお、磁気媒体３は、例えば、スライダ２ａがトラックラインを横切る方向ｘに対してほぼ直交する方向ｚに回転するようになっており、このような磁気媒体３の回転およびスライダ２ａの移動により磁気媒体３に情報が記録され、または記録された情報が読み出されるようになっている。
【００２７】
図２は、図１に示したスライダ２ａの構成を表すものである。このスライダ２ａは、例えば、Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ（アルティック）よりなるブロック状の基体２ｄを有している。この基体２ｄは、例えば、ほぼ六面体状に形成されており、そのうちの一面が磁気媒体３（図１参照）の記録面に近接して対向するように配置されている。この磁気媒体３の記録面と対向する面はエアベアリング面（ＡＢＳ）２ｅと呼ばれ、磁気媒体３が回転する際には、磁気媒体３の記録面とエアベアリング面２ｅとの間に生じる空気流により、スライダ２ａが記録面との対向方向ｙにおいて記録面から離れるように微少量移動し、エアベアリング面２ｅと磁気媒体３との間に一定の隙間ができるようになっている。基体２ｄのエアベアリング面２ｅに対する一側面（図２においては左側の側面）には、薄膜磁気ヘッド１が設けられている。
【００２８】
図３は、薄膜磁気ヘッド１の構成を分解して表すものである。また、図４は、図３に示した矢印ＩＶ方向から見た平面構造を表し、図５は、図４に示したＶ−Ｖ線に沿った矢視方向の断面構造を表している。この薄膜磁気ヘッド１は、磁気媒体３に記録された磁気情報を再生する再生ヘッド部１ａと、磁気媒体３のトラックラインに磁気情報を記録する記録ヘッド部１ｂとが一体に構成されたものである。
【００２９】
図３および図５に示したように、再生ヘッド部１ａは、例えば、基体２ｄの上に、絶縁層１１，第１シールド層１２，絶縁層１３，第２シールド層１４および絶縁層１５がこの順に積層された構造を有している。絶縁層１１は、例えば、積層方向の厚さ（以下、単に厚さと記す）が２μｍ〜１０μｍであり、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）により構成されている。第１シールド層１２および第２シールド層１４は、例えば、厚さがそれぞれ１μｍ〜３μｍであり、ＮｉＦｅ（ニッケル鉄合金）などの磁性金属材料によりそれぞれ構成されている。これら第１シールド層１２および第２シールド層１４は、後述する積層体２０に不要な磁場の影響が及ばないようにするためのものであり、積層体２０に対して積層方向に電流を流す電流経路としての機能も有している。絶縁層１３および絶縁層１５は、例えば厚さがそれぞれ１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮ（チッ化アルミニウム）によりそれぞれ構成されている。絶縁層１３は、第１シールド層１２と第２シールド層１４とを電気的に絶縁するためのものであり、絶縁層１５は、再生ヘッド部１ａと記録ヘッド部１ｂとを電気的に絶縁するためのものである。
【００３０】
図６は、図３に示した薄膜磁気ヘッド１における再生ヘッド部１ａの構造を模式的に分解して表すものである。図７は、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面構造を表している。図８は、図７に示された薄膜磁気ヘッドのＭＲ素子のみを取り出して表した図である。図９は、図７におけるＩＸ−ＩＸ線に沿った矢視方向の断面構造を表している。図１０は、図７におけるＸ−Ｘ線に沿った矢視方向の断面構造を表している。エアベアリング面２ｅ側の第１シールド層１２と第２シールド層１４との間には、第１ギャップ層３１および第２ギャップ層３２をそれぞれ介して、多層型ＧＭＲ膜である積層体２０を含むＭＲ素子１１０が形成されている。第１ギャップ層３１および第２ギャップ層３２は、例えば厚さがそれぞれ２ｎｍ〜３０ｎｍであり、Ｔａ，Ｗ，Ｒｕ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｒｈ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｃｕ，ＡｕおよびＡｇからなる群のうちの少なくとも１種を含む非磁性金属材料によりそれぞれ構成されている。これら第１ギャップ層３１および第２ギャップ層３２は、積層体２０と第１シールド層１２および第２シールド層１４との磁気的結合を遮断するためのものであり、第１シールド層１２および第２シールド層１４と同様に積層体２０に対して積層方向に電流を流す電流経路としての機能も有している。
【００３１】
図７に示したように、積層体２０は、７層の非磁性層２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇと、７層の磁性層２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇとが、第１ギャップ層３１と第２ギャップ層３２との対向方向において交互に積層された構造を有している。
【００３２】
この積層体２０では、非磁性層を挟んで隣り合う磁性層の間に生ずる反強磁性結合により、磁性層２２ａ〜２２ｇの磁化の方向が互いに固定されるようになっている。隣り合う２つの磁性層の間に生ずる反強磁性結合エネルギーは、例えば０．１×１０-4Ｊ／ｍ2〜２．０×１０-4Ｊ／ｍ2であることが好ましい。反強磁性結合が弱すぎると、抵抗変化率が小さくなるからであり、反強磁性結合が強すぎると、信号磁場を受けたときに磁化の方向が変化しにくくなり、その結果、検出感度が低くなるからである。また、隣り合う２つの磁性層２２ａ〜２２ｇの磁化の方向のなす角度は、信号磁場を受けていない状態において９０度以上となっていることが好ましく、１００度以上２６０度以下であればより好ましい。
【００３３】
積層体２０のうち最も第１ギャップ層３１側に位置する非磁性層２１ａは、磁性層２２ａ〜２２ｇおよび他の非磁性層２１ｂ〜２１ｇを形成する際の下地層となるものである。以下、この層を下地層２１ａという。
【００３４】
図８に示したように、下地層２１ａは、例えばＮｉおよびＣｒを含む材料により構成されており、それにより磁性層２２ａ〜２２ｇと非磁性層２１ｂ〜２１ｇとの界面の平坦性を向上させると共に、磁性層２２ａ〜２２ｇの結晶性を向上させることができるようになっている。具体的には、下地層２１ａは、（ＮｉaＣｒ100-a）bＡ100-bにより構成されることが好ましい。式中、ＡはＮｉおよびＣｒ以外の金属元素であり、ａおよびｂは原子％でそれぞれ４０≦ａ≦７５、８０≦ｂ≦１００であることが好ましい。ａおよびｂをこの範囲内とすれば、非磁性層２１ｂ〜２１ｇと磁性層２２ａ〜２２ｇとの界面をより平坦にすることができるからである。なお、ａの範囲は、より好ましくは５０≦ａ≦７０であり、さらに好ましくは５５≦ａ≦６５である。下地層２１ａの厚さは、１ｎｍ〜１０ｎｍであることが好ましい。下地層２１ａの厚さをこの範囲内にすることにより、積層体２０の熱安定性が向上し、且つ、抵抗変化率が大きくなるからである。
【００３５】
非磁性層２１ｂ〜２１ｇは、例えば、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，ＰｔおよびＷからなる群のうちの少なくとも１種を６０原子％以上含む材料により構成されている。非磁性層２１ｂ〜２１ｇの厚さは、その非磁性層２１ｂ〜２１ｇを挟んで隣り合う２つの磁性層２２ａ〜２２ｇの間に生じる反強磁性結合エネルギーが極大となるように設定されることが好ましい。反強磁性結合エネルギーが極大となるようにすれば、隣り合う２つの磁性層２２ａ〜２２ｇの磁化の方向のなす角度をほぼ１８０度とすることができると共に、抵抗変化率も大きくすることができるからである。
【００３６】
図１１に非磁性層２１ｂ〜２１ｇの厚さと積層体２０の抵抗変化率ΔＲ／Ｒとの関係を示す。これは、一般にＲＫＫＹ（Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida）相互作用と呼ばれる特性を表すものである。図１１では、磁性層の層数を２０層とし、非磁性層をＣｕ、磁性層をＣｏ80Ｆｅ15Ｎｉ5によりそれぞれ構成した積層体について、非磁性層の厚さを０．６ｎｍ〜３．８ｎｍの範囲で０．２ｎｍ毎に変えた場合を表している。このように、抵抗変化率は非磁性層の厚さに応じていくつかの極大値を示すが、この抵抗変化率と非磁性層の厚さとの関係は、隣り合う２つの磁性層の間に生じる反強磁性結合エネルギーと非磁性層の厚さとの関係に対応している。つまり、抵抗変化率の極大値において、隣り合う２つの磁性層の磁化の方向のなす角度はほぼ１８０度となっており、反強磁性結合エネルギーも極大となっている。すなわち、非磁性層２１ｂ〜２１ｇの厚さを反強磁性結合エネルギーが極大となるようにすれば、隣り合う２つの磁性層２２ａ〜２２ｇの磁化の方向のなす角度がほぼ１８０度となり、抵抗変化率も大きくなる。
【００３７】
なお、図１１に示したように、抵抗変化率は非磁性層２１ｂ〜２１ｇの厚さに応じて複数の極大値を有し、非磁性層２１ｂ〜２１ｇの厚さが薄いほど極大値が大きくなるが、一般に、非磁性層２１ｂ〜２１ｇの厚さは２番目の極大値に対応して設定されることが好ましい。１番大きな極大値に対応するように非磁性層２１ｂ〜２１ｇの厚さを設定すると、隣り合う２つの磁性層２２ａ〜２２ｇの間に生じる反強磁性結合が強すぎ、信号磁場に対する検出感度が却って低下してしまうからである。具体的には、非磁性層２１ｂ〜２１ｇの厚さは１ｎｍ〜３ｎｍであることが好ましい。
【００３８】
磁性層２２ａ〜２２ｇは、図８に示したように、例えば、Ｃｏ，ＦｅおよびＮｉからなる群のうち少なくともＣｏを含む材料により構成されている。具体的には、ＣｏxＦｅyＮｉzにより構成されることが好ましい。式中、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ原子％で１０≦ｘ≦８０、０≦ｙ≦２５、０≦ｚ≦８５の範囲内である。この組成であれば、特に積層体２０の抵抗変化率を大きくすることができるからである。また、磁性層２２ａ〜２２ｇは、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｍｏ，ＺｒおよびＮｂからなる群のうち少なくともＮｉを含む材料により構成されてもよい。具体的には、［ＮｉsＣｏtＦｅ100-(s+t)］100-uＭuにより構成されることが好ましい。式中、ＭはＣｒ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｍｏ，ＺｒあるいはＮｂの少なくとも１種を表し、ｓ，ｔ，ｕはそれぞれ原子％で７５≦ｓ≦９０、０≦ｔ≦１５、０≦ｕ≦１５である。この組成であれば、特に積層体２０の抵抗値を大きくすることができるからである。
【００３９】
更に、磁性層２２ａ〜２２ｇは、材料または組成の異なる複数の層を積層した構造とされていてもよい。この場合、磁性層２２ａ〜２２ｇは、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｍｏ，ＺｒおよびＮｂからなる群のうち少なくともＮｉを含むニッケル含有層と、Ｃｏ，ＦｅおよびＮｉからなる群のうち少なくともＣｏを含むコバルト含有層とを含むことが好ましい。具体的には、ＣｏxＦｅyＮｉzにより構成されるコバルト含有層と、［ＮｉsＣｏtＦｅ100-(s+t)］100-uＭuにより構成されるニッケル含有層との積層構造とされることが好ましい。式中の符号Ｍ，ｘ，ｙ，ｚ，ｓ，ｔ，ｕの示す元素あるいは数値範囲（原子％）は上述のとおりである。この場合、コバルト含有層を２層設け、これらによりニッケル含有層を挟み込むようにしてもよい。このような構造であれば、抵抗変化率を大きくすることができると共に、抵抗値も大きくすることができるからである。
【００４０】
なお、磁性層２２ａ〜２２ｇは、（１１１）面が積層方向に配向していることが好ましい。この実施の形態では、下地層２１ａを上述した材料で構成することにより、磁性層２２ａ〜２２ｇの（１１１）面の配向性を強くすることができるようになっている。
【００４１】
磁性層２２ａ〜２２ｇの厚さは１ｎｍ〜６ｎｍであることが好ましい。また、磁性層の層数は、図６ないし図１０に示した例では７層であるが、２層〜２０層の範囲内であることが好ましい。２０層よりも多い場合には、積層体２０の全体が厚くなりすぎ、各磁性層における磁化方向のばらつきが大きくなるからであり、２層よりも少ない場合には、抵抗変化率を十分大きくすることができないからである。
【００４２】
積層体２０は、また、図６ないし図１０に示したように、例えば、積層方向において第１の領域２０ａと第２の領域２０ｂとに分割されている。例えば、第１の領域２０ａは、基体２ｄ側の６層（下地層２１ａ，磁性層２２ａ〜２２ｃおよび非磁性層２１ｂ〜２１ｃ）により構成され、第２の領域２０ｂは、残りの８層（磁性層２２ｄ〜２２ｇおよび非磁性層２１ｄ〜２１ｇ）により構成されている。なお、ここでは第１の領域２０ａおよび第２の領域２０ｂにおける磁性層の層数を具体的に示したが、第１の領域２０ａにおける磁性層の層数は１層〜１０層、第２の領域２０ｂにおける磁性層の層数は１層〜１０層であることが好ましい。第１の領域２０ａの厚さは、例えば６ｎｍ〜１５ｎｍであり、第２の領域２０ｂの厚さは、例えば６ｎｍ〜３０ｎｍである。
【００４３】
第１の領域２０ａは例えば第１シールド層１２の上にほぼ十字形状に形成され、第２の領域２０ｂは例えば第１の領域２０ａのほぼ中心部の上にほぼ直方体形状に形成されている。すなわち、第１の領域２０ａは、例えば、第２の領域２０ｂよりもエアベアリング面２ｅ側つまり信号磁場取り込み側である磁気媒体３側に突出された突出部２０ｃと、この突出部２０ｃの反対側に延長された延長部２０ｄと、この延長部２０ｄの延長方向に対して垂直な方向に拡張された一対の拡張部２０ｅ，２０ｆとを有している。
【００４４】
突出部２０ｃの端面２０ｇは例えばエアベアリング面２ｅに達しており、外部に露出されて磁気媒体３に対向している。これにより、突出部２０ｃは、磁気媒体３の信号磁場を取り込む磁場取込部として機能するようになっている。突出部２０ｃの突出方向における長さ、すなわち端面２０ｇと第２の領域２０ｂとの間の距離は、例えば０．１μｍ以下であることが好ましい。これよりも長いと信号磁場を取り込みにくくなり、出力が低下してしまうからである。
【００４５】
延長部２０ｄは例えば第１ギャップ層３１よりも長く延長され、端部において第１シールド層１２と接触している。但し、延長部２０ｄにおける下地層２１ａの長さは他の５層（磁性層２２ａ〜２２ｃおよび非磁性層２１ｂ〜２１ｃ）に比べて短くなっており、第１シールド層１２とは磁性層２２ａが接触している。すなわち、延長部２０ｄにおいて積層体２０と第１シールド層１２とを磁気的に連結することにより、信号磁場をより容易に取り込むことができるようになっている。延長部２０ｄの延長方向における長さは、例えば０．１μｍ以下であることが好ましい。これよりも長いと信号磁場の取り込みを容易とする効果が低下してしまうからである。
【００４６】
図７に示したように、第２の領域２０ｂのエアベアリング面２ｅ側には、絶縁層１３を介して第２シールド層１４の磁場取込制限部１４ａが設けられている。この磁場取込制限部１４ａは、第２シールド層１４の一部が延出されたものであり、第２の領域２０ｂのエアベアリング面２ｅ側に対応してそのほぼ全面を覆うことにより第２の領域２０ｂにエアベアリング面２ｅ側から信号磁場が取り込まれるのを制限するようになっている。すなわち、磁場取込制限部１４ａは、第２の領域２０ｂが磁気媒体３の信号磁場を直接取り込まず、第１の領域２０ａを経由して取り込まれた信号磁場を受けるようにするためのものである。これによりこの積層体２０では、磁場取込部として機能する第１の領域２０ａの厚さを薄くしつつ、積層体２０全体の厚さを厚くし、抵抗変化率および抵抗値を大きくできるようになっている。磁場取込制限部１４ａは、例えば、第２シールド層１４と同様にＮｉＦｅなどの磁性材料により構成されている。磁場取込制限部１４ａと第１の領域２０ａの突出部２０ｃとの間には絶縁層１３が介在しており、その間隔は例えば０．５ｎｍ〜５ｎｍである。なお、絶縁層１３は、第２シールド層１４と積層体２０との間の電気的絶縁を確保するのみでなく、磁気的結合を遮断する機能も有している。
【００４７】
また、積層体２０と第２ギャップ層３２との間には、一定の方向に固定された磁化を有する磁化方向固定層３３が設けられており、磁化方向固定層３３と積層体２０との間には、挿入層３４が挿入されている。
【００４８】
磁化方向固定層３３は、積層体２０の上に積層された交換結合層３３ａと、その交換結合層３３ａの上に形成された反強磁性層３３ｂとを含んでいる。この磁化方向固定層３３は、積層体２０の少なくとも磁性層２２ｇ（最も磁化方向固定層３３に近い層）に一定の磁場を与える磁場付与層として機能すると共に、これにより、磁性層２２ａ〜２２ｇの磁化の方向を制御しバルクハウゼンノイズを抑制する磁区制御層として機能するようになっている。なお、磁化方向固定層３３により発せられる磁場は、バイアス磁場ともいう。
【００４９】
交換結合層３３ａは、例えば厚さ３ｎｍ〜３０ｎｍであり、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉを含む磁性材料により構成されている。この交換結合層３３ａでは、反強磁性層３３ｂとの界面における交換結合によって、磁化の方向が固定されている。
【００５０】
反強磁性層３３ｂは、例えば、厚さ５ｎｍ〜２０ｎｍであり、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｉｒ，ＣｒおよびＦｅからなる群のうちの少なくとも１種ＭIIと、Ｍｎとを含む反強磁性材料により構成されている。このうちＭｎの含有量は４５原子％以上９５原子％以下、その他の元素ＭIIの含有量は５原子％以上６５原子％以下であることが好ましい。この反強磁性材料には、熱処理しなくても反強磁性を示し、強磁性材料との間に交換結合磁界を誘起する非熱処理系反強磁性材料と、熱処理により反強磁性を示すようになる熱処理系反強磁性材料とがある。この反強磁性層３３ｂは、そのどちらにより構成されていてもよい。非熱処理系反強磁性材料にはγ相を有するＭｎ合金などがあり、具体的には、ＲｕＲｈＭｎ（ルテニウムロジウムマンガン合金），ＦｅＭｎ（鉄マンガン合金）あるいはＩｒＭｎ（イリジウムマンガン合金）などがある。熱処理系反強磁性材料には規則結晶構造を有するＭｎ合金などがあり、具体的には、ＰｔＭｎ（白金マンガン合金），ＮｉＭｎ（ニッケルマンガン合金）およびＰｔＲｈＭｎ（白金ロジウムマンガン合金）などがある。
【００５１】
なお、磁化方向固定層３３は、例えばＣｏＰｔ（コバルト白金合金）あるいはＣｏＰｔＣｒ（コバルト白金クロム合金）などの硬磁性材料（いわゆる永久磁石）により構成されてもよい。但し、交換結合層３３ａと反強磁性層３３ｂとにより構成した方が、積層体２０の磁性層２２ａ〜２２ｇに及ぼす磁場の強さを適切に調整することができるため、より好ましい。また、交換結合層３３ａと反強磁性層３３ｂとを用いると、硬磁性材料よりも薄い厚さで、適切な磁場の強さを得ることができるという利点もある。
【００５２】
挿入層３４は、磁化方向固定層３３と積層体２０との磁気的結合を遮断し、積層体２０に及ぶ磁化方向固定層３３の磁場の強さを調整するためのものである。挿入層３４は、例えばＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，ＰｔおよびＷからなる群のうち少なくとも１種を６０原子％以上含む非磁性材料により構成されている。挿入層３４の厚さは、積層体２０に及ぼす磁化方向固定層３３の磁場の強さに応じて調整され、例えば１ｎｍ〜１０ｎｍであることが好ましい。
【００５３】
記録ヘッド部１ｂは、例えば、図３および図５に示したように、再生ヘッド部１ａの絶縁層１５の上に、ＮｉＦｅなどの磁性材料よりなる厚さ０．５μｍ〜３μｍの下部磁極４１を有している。下部磁極４１の上には、Ａｌ2Ｏ3などの絶縁膜よりなる厚さ０．０５μｍ〜０．３μｍの記録ギャップ層４２が形成されている。この記録ギャップ層４２は、後述する薄膜コイル４４，４６の中心部に対応する位置に開口部４２ａを有している。この記録ギャップ層４２の上には、スロートハイトを決定する厚さ１．０μｍ〜５．０μｍのＡｌ2Ｏ3などよりなる絶縁層４３が形成されており、その絶縁層４３の上には、厚さ１μｍ〜３μｍの薄膜コイル４４およびこれを覆うフォトレジスト層４５がそれぞれ形成されている。このフォトレジスト層４５の上には、厚さ１μｍ〜３μｍの薄膜コイル４６およびこれを覆うフォトレジスト層４７がそれぞれ形成されている。なお、本実施の形態では薄膜コイルが２層積層された例を示したが、薄膜コイルの積層数は１層または３層以上であってもよい。
【００５４】
記録ギャップ層４２，絶縁層４３およびフォトレジスト層４５，４７の上には、例えば、ＮｉＦｅまたはＦｅＮ（窒化鉄）などの高飽和磁束密度を有する磁性材料よりなる厚さ約３μｍの上部磁極４８が形成されている。この上部磁極４８は、薄膜コイル４４，４６の中心部に対応して設けられた記録ギャップ層４２の開口部４２ａを介して下部磁極４１と接触しており、磁気的に連結している。この上部磁極４８の上には、図３ないし図５では図示しないが、例えば、Ａｌ2Ｏ3よりなる厚さ２０μｍ〜３０μｍのオーバーコート層（図１６におけるオーバーコート層４９）が全体を覆うように形成されている。なお、本実施の形態では、下部磁極４１からオーバーコート層までの層構造が記録ヘッド部１ｂに対応している。この記録ヘッド部１ｂは、薄膜コイル４４，４６に流れる電流によって下部磁極４１と上部磁極４８との間に磁束を生じ、記録ギャップ層４２の近傍に生ずる磁束によって磁気媒体３を磁化し、情報を記録するようになっている。
【００５５】
＜ＭＲ素子および薄膜磁気ヘッドの動作＞
次に、このように構成されたＭＲ素子１１０および薄膜磁気ヘッド１による再生動作について、図６，図７および図１２を参照して説明する。
【００５６】
この薄膜磁気ヘッド１では、再生ヘッド部１ａにより磁気媒体３に記録された情報を読み出す。図１２（Ａ）は、再生ヘッド部１ａの積層体２０に信号磁場が与えられていないときの各磁性層２２ａ〜２２ｇにおける磁化の方向を表す図である。ここでは、磁化方向固定層３３の発生する磁場により最上層の磁性層２２ｇが単磁区化（層内における磁化の方向がほぼ一定の方向に揃うこと）され、その磁化の方向が、図中矢印Ｂで示したようにエアベアリング面に対して垂直になっているものとする。磁性層２２ｇが単磁区化されると、他の磁性層２２ａ〜２２ｆは、非磁性層を挟んで隣り合う磁性層間に生じる反強磁性結合によってそれぞれ単磁区化される。磁化方向固定層３３に近いところほど磁化方向固定層３３の影響が強く、磁性層２２ａ〜２２ｇの磁化の方向がＢ方向に近くなる。一方、磁化方向固定層３３から離れるほど磁化方向固定層３３の影響が低下し、隣り合う磁性層２２ａ〜２２ｇの磁化の方向は、その磁性層間に生じる反強磁性結合のため、互いに約１８０度を向くようになっている。
【００５７】
情報を読み出す際には、積層体２０には、第１シールド層１２および第２シールド層１４を介して積層方向の電流が流される。この電流は、第１シールド層１２，第１ギャップ層３１，積層体２０，挿入層３４，磁化方向固定層３３，第２ギャップ層３２および第２シールド層１４の順に、あるいはその逆に流れる。
【００５８】
積層体２０に信号磁場が与えられると、信号磁場は突出部２０ｃから取り込まれ、第２の領域２０ｂまで及ぶ。
【００５９】
図１２（Ｂ）は、積層体２０に信号磁場が与えられたときの磁性層２２ａ〜２２ｇの磁化の方向を表す図である。積層体２０において、突出部２０ｃを有する第１の領域２０ａの磁性層２２ａ〜２２ｃにおける磁化の方向は、図１２（Ａ）に示した状態から信号磁場によって大きく変化する。これに対し、第２の領域２０ｂでは、信号磁場の影響が小さくなり、かつ磁化方向固定層３３の影響が強くなるため、信号磁場による磁化の方向の変化は比較的小さい。
【００６０】
このような積層体２０における磁性層２２ａ〜２２ｇの磁化の方向の変化により、積層体２０の電気抵抗が変化する。この電気抵抗の変化は、第１シールド層１２および第２シールド層１４の間の電圧の変化量として検出され、これにより磁気媒体３の信号磁場が検出され、記録された情報が読み出される。
【００６１】
ここでは、磁化方向固定層３３により磁性層２２ａ〜２２ｇの単磁区化が促進されるため、バルクハウゼンノイズを抑制し、良好な出力を得ることができる。
【００６２】
＜ＭＲ素子および薄膜磁気ヘッドの製造方法＞
続いて、図６および図１３ないし図１６を参照して、ＭＲ素子１１０および薄膜磁気ヘッド１の製造方法について簡単に説明する。なお、図１３ないし図１６は、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面と同一の断面における断面構造を表している。
【００６３】
本実施の形態に係る製造方法では、まず、図１３（Ａ）に示したように、例えば、Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣよりなる基体２ｄの一側面上に、スパッタリング法により、絶縁層１１を構成の欄で述べた材料を用いて形成する。次に、この絶縁層１１の上に、例えば、めっき法により、第１シールド層１２を構成の欄で述べた材料を用いて形成する。続いて、図１３（Ｂ）に示したように、例えば第１シールド層１２のエアベアリング面側に、スパッタリング法により構成の欄で述べた材料を用いて第１ギャップ層３１および下地層２１ａを順次成膜する。第１ギャップ層３１および下地層２１ａは、例えばｉ線、ＫｒＦ（フッ化クリプトン），ＡｒＦ（フッ化アルゴン）などを用いたフォトリソグラフィーおよび電子線リソグラフィー法によりパターニングする。
【００６４】
第１ギャップ層３１および下地層２１ａをパターニングしたのち、図１３（Ｃ）に示したように、第１ギャップ層３１の上に、例えばスパッタリング法により、磁性層２２ａ〜２２ｇと非磁性層２１ｂ〜２１ｇとを交互に成膜し、その上に、挿入層３４，交換結合層３３ａ，反強磁性層３３ｂおよび第２ギャップ層３２を順次成膜する。磁性層、非磁性層、挿入層３４，交換結合層３３ａ，反強磁性層３３ｂおよび第２ギャップ層３２の材料は、構成の欄で述べたとおりである。そののち、例えば電子線リソグラフィー法により所定パターンのレジストマスクを形成し、例えばイオンミリング法によりミリングを行う。ミリング深さを制御することにより、第１の領域２０ａ，第２の領域２０ｂ，挿入層３４，交換結合層３３ａ，反強磁性層３３ｂおよび第２ギャップ層３２が形成される。ここでは、積層体２０の上に磁化方向固定層３３を形成するようにしたので、積層体２０の両側に磁化方向固定層３３を形成する場合に比較して、製造工程が簡単になる。
【００６５】
第２ギャップ層３２を形成したのち、図１４（Ａ）に示したように、第１シールド層１２の表面、積層体２０および磁化方向固定層３３を覆い、かつ、第２ギャップ層３２の表面を露出させて、例えばスパッタリング法により、絶縁層１３を構成の欄で説明した材料を用いて選択的に形成する。
【００６６】
絶縁層１３を形成したのち、例えば図１４（Ｂ）に示したように、例えばスパッタリング法により、絶縁層１３の上に、第２シールド層１４を構成の欄で説明した材料を用いて成膜する。このとき、絶縁層１３を形成した際に自然に形成された凹部が、第２シールド層１４の成膜に伴って埋められ、これが磁場取込制限部１４ａとなる。そののち、第２シールド層１４の上に、例えばスパッタリング法により、絶縁層１５を構成の欄で説明した材料を用いて成膜する。絶縁層１５を形成したのち、図１５（Ａ）に示したように、絶縁層１５の上に、例えばスパッタリング法により、下部磁極４１を構成の欄で説明した材料を用いて成膜する。次いで、下部磁極４１の上に、例えばスパッタリング法により、記録ギャップ層４２を形成し、その上に、絶縁層４３を所定のパターンに形成する。絶縁層４３を形成したのち、この絶縁層４３の上に、薄膜コイル４４を構成の欄で説明した材料を用いて形成し、この薄膜コイル４４を覆うようにフォトレジスト層４５を所定のパターンに形成する。フォトレジスト層４５を形成したのち、このフォトレジスト層４５の上に、薄膜コイル４６を構成の欄で説明した材料を用いて形成し、この薄膜コイル４６を覆うようにフォトレジスト層４７を所定のパターンに形成する。
【００６７】
フォトレジスト層４７を形成したのち、図１５（Ｂ）に示したように、例えば、薄膜コイル４４，４６の中心部に対応する位置において、記録ギャップ層４２を部分的にエッチングし、磁路形成のための開口部４２ａを形成する。そののち、例えば、記録ギャップ層４２、開口部４２ａ，絶縁層４３およびフォトレジスト層４５，４７の上に上部磁極４８を構成の欄で説明した材料を用いて形成する。上部磁極４８を形成したのち、例えば、この上部磁極４８をマスクとして、イオンミリングにより、記録ギャップ層４２および下部磁極４１を選択的にエッチングする。そののち、図１６に示したように、上部磁極４８の上に、オーバーコート層４９を構成の欄で説明した材料を用いて形成する。最後に、例えば、スライダ２ａの機械加工によりエアベアリング面を形成し、薄膜磁気ヘッド１が完成する。
【００６８】
なお、磁化方向固定層３３の反強磁性層３３ｂが熱処理系反強磁性材料である場合には、反強磁性層３３ｂと交換結合層３３ａとの間に交換結合を生じさせるための熱処理を行う。具体的には、薄膜磁気ヘッド１を、例えば磁場発生装置などを利用して一定の方向に磁場を印加した状態で約２００〜３００度（℃）に加熱し、１時間〜５時間保持する。これにより、交換結合層３３ａの磁化の方向が印加磁場の方向に固定される。一方、反強磁性層３３ｂが非熱処理系反強磁性材料である場合には、熱処理系反強磁性材料のような熱処理は不要である。この場合、所定の方向に磁場を印加した状態で、反強磁性層３３ｂを成膜すれば、交換結合層３３ａの磁化が印加磁場の方向に固定される。
【００６９】
＜第１の実施の形態による効果＞
このように、本実施の形態によれば、磁化方向固定層３３により、積層体２０の磁性層２２ａ〜２２ｇの単磁区化を行うようにしたので、バルクハウゼンノイズを抑制し、良好な出力を得ることが可能になる。さらに、積層体２０の上に磁化方向固定層３３を設けるようにしたので、積層体２０の両側に磁化方向固定層３３を形成する場合に比べて製造工程が簡単になる。また、磁化方向固定層３３と積層体２０との間に絶縁層などを介在させる必要がないため、磁性層２２ａ〜２２ｇの単磁区化を十分に行うことができ、バルクハウゼンノイズをより確実に抑制することができる。
【００７０】
さらに、磁化方向固定層３３を、反強磁性層３３ｂと交換結合層３３ａとにより構成すれば、積層体２０の磁性層２２ａ〜２２ｇに及ぶ磁場の強さを適切に調整することが可能になる。
【００７１】
また、信号磁場を取り込む突出部２０ｃに対し積層方向において離れた位置に磁化方向固定層３３を設けるようにすれば、各磁性層における磁化の方向の変化を制限しすぎないようにすることができる。
【００７２】
また、反強磁性層３３ｂをＰｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｉｒ，ＣｒおよびＦｅからなる群のうちの少なくとも１種と、Ｍｎとを含む材料により構成すれば、また、交換結合層３３ａをＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉよりなる群のうち少なくとも１種を含む材料により構成すれば、適度な磁場を発生し、磁性層２２ａ〜２２ｇの磁化の方向を確実に制御することが可能になる。
【００７３】
さらに、磁化方向固定層３３と積層体２０との間に挿入層３４を設けるようにすれば、積層体２０の磁性層２２ａ〜２２ｇに及ぶ磁化方向固定層３３の磁場の強さを適切に調整することが可能になる。
【００７４】
また、積層体２０の突出部２０ｃによって磁気媒体３の信号磁場を取り込むようにすれば、隣接する信号磁場の誤検出を防止しつつ、抵抗変化率および抵抗値を大きくすることができる。さらに、積層体２０の磁気媒体３側の一部に対応して磁場取込制限部１４ａを設け、第２の領域２０ｂが信号磁場を取り込むのを制限する。これにより、積層体２０が信号磁場を取り込むのを一部において制限するようにすれば、より確実に、隣接する信号磁場の誤検知を防止することができる。
【００７５】
また、積層体２０が延長部２０ｄにおいて第１シールド層１２と接触するようにすれば、信号磁場をより効果的に取り込むことができ、抵抗変化率をさらに向上することができる。さらに、突出部２０ｃの端面２０ｇから第２の領域２０ｂまでの距離を０．１μｍ以下とすれば、信号磁場が第２の領域２０ｂまで確実に及ぶので、信号磁場を確実に取り込むことができる。
【００７６】
また、磁性層２２ａ〜２２ｇを、Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉからなる群のうちの少なくともＣｏを含む材料、あるいは、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｍｏ，ＺｒおよびＮｂからなる群のうちの少なくともＮｉを含む材料により構成すれば、大きな抵抗変化率あるいは大きな抵抗値が得られる。加えて、磁性層２２ａ〜２２ｇが、Ｃｏ，Ｆｅ，Ｎｉからなる群のうちの少なくともＣｏを含む材料よりなるコバルト含有層と、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｍｏ，ＺｒおよびＮｂからなる群のうちの少なくともＮｉを含む材料よりなるニッケル含有層とを含むようにすれば、大きな抵抗変化率および大きな抵抗値が得られる。さらに、磁性層の数を２層以上２０層以下とすれば、磁化の方向のばらつきを抑制することができる。
【００７７】
また、非磁性層２１ｂ〜２１ｇの厚さを、その非磁性層を介して隣り合う２つの磁性層の間に生じる反強磁性結合が極大になるように設定すれば、抵抗変化率を大きくできる。また、その反強磁性結合エネルギーが０．１×１０-4Ｊ／ｍ2〜２．０×１０-4Ｊ／ｍ2の範囲内とすれば、検出感度を低くすることなく抵抗変化率を大きくすることができる。
【００７８】
さらに、非磁性層２１ｂ〜２１ｇの少なくとも１つを、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，ＰｔおよびＷからなる群のうち少なくとも１種を含む材料により構成すれば、その非磁性層２１を挟んで隣り合う２つの磁性層の間に反強磁性結合を生じさせることができる。さらに、非磁性層２１ｂ〜２１ｇの少なくとも１つを、ＮｉおよびＣｒを含む材料により構成すれば、抵抗変化率を大きくし、熱安定性を向上させることができる。特に、下地層２１ａをＮｉおよびＣｒを含む材料により構成すれば、抵抗変化率をより大きくし、熱安定性をより向上させることができる。
【００７９】
また、積層体２０の積層方向に電流を流すようにすれば、層面に平行に電流を流すようにした場合に比較して、抵抗変化率および抵抗値をさらに大きくすることができる。加えて、シールド層１２，１４，ギャップ層３１，３２，挿入層３４および磁化方向固定層３３を介して積層体２０に電流を流すようにすれば、リード層を別途形成する必要がなくなり、製造コストを低減できる。
【００８０】
［第２の実施の形態］
次に、図１７を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、積層体１２０の非磁性層１２１ｂ〜１２１ｇを他の材料で構成したことを除き、第１の実施の形態と同様である。図１７には、積層体１２０，挿入層３４および磁化方向固定層３３のみを示す。また、ここでは、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８１】
本実施の形態における積層体１２０では、非磁性層１２１ｂ〜１２１ｇは、ＮｉおよびＣｒを含む材料により構成されていることが好ましい。具体的には、下地層２１ａと同様に、（ＮｉaＣｒ100-a）bＡ100-bにより構成されていることが好ましい。式中、Ａ，ａおよびｂは、第１の実施の形態で述べたとおりである。なお、非磁性層１２１ｂ〜１２１ｇの組成は、下地層２１ａと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００８２】
本実施の形態によれば、非磁性層１２１ｂ〜１２１ｇがＮｉおよびＣｒを含む材料により構成されているので、磁性層２２ａ〜２２ｇと非磁性層１２１ｂ〜１２１ｇとの間における構成要素の拡散を抑えることができ、よって熱安定性をより向上することができる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、非磁性層１２１ｂ〜１２１ｇの全てをＮｉおよびＣｒを含む材料により構成したが、非磁性層１２１ｂ〜１２１ｇのうちの少なくとも１層を、ＮｉおよびＣｒを含む材料により構成してもよい。
【００８４】
［第３の実施の形態］
次に、図１８を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、積層体２２０の第１の領域２２０ａに含まれる磁性層２２２ａ〜２２２ｃと第２の領域２２０ｂに含まれる磁性層２２２ｄ〜２２２ｇとを、互いに異なる材質または組成で構成したことを除き、第１の実施の形態と同様である。図１８では、積層体２２０，挿入層３４および磁化方向固定層３３のみを示す。
【００８５】
第１の領域２２０ａの磁性層２２２ａ〜２２２ｃは、例えば、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｍｏ，ＺｒおよびＮｂからなる群のうちの少なくともＮｉを含む材料により構成されていることが好ましい。具体的には、［ＮｉsＣｏtＦｅ100-(s+t)］100-uＭuにより構成されることが好ましい。式中、ｓ，ｔおよびｕは、第１の実施の形態で述べたとおりである。
【００８６】
第２の領域２２０ｂの磁性層２２２ｄ〜２２２ｇは、例えば、Ｃｏ，ＦｅおよびＮｉからなる群のうち少なくともＣｏを含む材料により構成されていることが好ましく、具体的には、ＣｏxＦｅyＮｉzにより構成されていることが好ましい。式中、式中、ｘ，ｙおよびｚは、第１の実施の形態で述べたとおりである。
【００８７】
本実施の形態によれば、第１の領域２２０ａに含まれる磁性層２２２ａ〜２２２ｃと第２の領域２２０ｂに含まれる磁性層２２２ｄ〜２２２ｇとをそれぞれ上記の材質により構成するようにしたので、抵抗値および抵抗変化率を共に大きくすることができる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、第１の領域の磁性層２２２ａ〜２２２ｃの厚さを例えば１ｎｍ〜６ｎｍとし、第２の領域の磁性層２２２ｄ〜２２２ｇの厚さを例えば１ｎｍ〜４ｎｍとしてもよい。
【００８９】
また、本実施の形態では、非磁性層２１ｂ〜２１ｇを、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，ＰｔおよびＷからなる群のうち少なくとも１種を含む材料により構成するようにしたが、非磁性層２１ｂ〜２１ｇを、ＮｉおよびＣｒを含む材料により構成するようにしてもよい。
【００９０】
［第４の実施の形態］
次に、図１９を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、積層体３２０の第１の領域３２０ａに含まれる非磁性層３２１ｂ，３２１ｃと第２の領域３２０ｂに含まれる磁性層３２１ｄ〜３２１ｇとを、互いに異なる材質または組成で構成したことを除き、第３の実施の形態と同様である。図１９では、積層体３２０，挿入層３４および磁化方向固定層３３のみを示す。
【００９１】
本実施の形態における積層体３２０では、第１の領域３２０ａに含まれる非磁性層３２１ｂ，３２１ｃは、ＮｉおよびＣｒを含む材料により構成されていることが好ましい。具体的には、（ＮｉaＣｒ100-a）bＡ100-bにより構成されていることが好ましい。式中、Ａ，ａおよびｂは、第１の実施の形態で述べたとおりである。なお、非磁性層３２１ｂ，３２１ｃの組成は、下地層２１ａと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００９２】
第２の領域３２０ｂに含まれる非磁性層３２１ｄ〜３２１ｇは、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，ＰｔおよびＷからなる群のうち少なくとも１種を６０原子％以上含む金属により構成されていることが好ましい。
【００９３】
本実施の形態によれば、非磁性層３２１ｂ，３２１ｃがＮｉおよびＣｒを含む材料により構成され、非磁性層３２１ｄ〜３２１ｇがＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，ＰｔおよびＷからなる群のうち少なくとも１種を含む材料により構成されているので、抵抗変化率を大きくすることができると共に、熱安定性を向上させることができる。
【００９４】
＜実施例＞
また、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。
【００９５】
［実施例１〜３］
実施例１〜３として、図５に示した薄膜磁気ヘッド１を作製した。まず、Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣよりなる基体２ｄ上に、スパッタリング法によりＡｌ2Ｏ3を用いて厚さ３μｍの絶縁層１１を成膜し、その上に、めっき法によりＮｉＦｅを用いて厚さ２μｍの第１シールド層１２を形成した。続いて、第１シールド層１２の上に、スパッタリング法により、Ｔａを用いて厚さ１０ｎｍの第１ギャップ層３１を形成した。続いて、第１ギャップ層３１の上に、スパッタリング法により、Ｎｉ58Ｃｒ42を用いて厚さ５ｎｍの下地層２１ａ形成したのち、第１ギャップ層３１および下地層２１ａをｉ線フォトリソグラフィー法によりパターニングした。
【００９６】
続いて、下地層２１ａの上に、スパッタリング法により、積層体２０を構成する磁性層および非磁性層を交互に成膜し、その上に、挿入層３４，交換結合層３３ａ，反強磁性層３３ｂおよび第２ギャップ層３２を形成した。その際、磁性層の材質はＮｉ75Ｆｅ20Ｃｏ5とし、厚さは２ｎｍとした。非磁性層の材質はＣｕとし、厚さは１．９ｎｍとした。挿入層３４の材質はＲｕとし、厚さは０．８ｎｍとした。交換結合層３３ａの材質はＣｏ90Ｆｅ10とし、厚さは５ｎｍとした。反強磁性層３３ｂの材質は、表１に示した通りとし、厚さは１２ｎｍとした。第２ギャップ層３２の材質はＴａとし、厚さは３ｎｍとした。第１の領域２０ａの磁性層の数は５層とし、第２の領域２０ｂの磁性層の数は１０層とした。
【００９７】
また、上記実施の形態で説明したように、積層体２０の第１の領域２０ａには、突出部２０ｃ，延長部２０ｄ，拡張部２０ｅ，２０ｆを設け、延長部２０ｄの一部において磁性層を第１シールド層１２と接触させた。第１の領域２０ａの端面２０ｇにおける積層方向に対して垂直な方向の幅（ＭＲトラック幅）、第２の領域２０ｂのエアベアリング面２ｅに対して垂直な方向の長さ（ＭＲ高さ）、および突出部２０ｃの長さは、それぞれ表１に示した通りとした。
【００９８】
【表１】
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【００９９】
次いで、基体２ｄの上に、スパッタリング法により、Ａｌ2Ｏ3を用いて厚さ４０ｎｍの絶縁層１３を形成し、絶縁層１３の上に、スパッタリング法により、ＮｉＦｅを用いて磁場取込制限部１４ａを有する厚さ４０μｍの第２シールド層１４を成膜した。次いで、第２シールド層１４の上に、絶縁層１５を介して記録ヘッド部１ｂを形成した。これにより、実施例１〜３の薄膜磁気ヘッド１を得た。なお、本実施例における記録ヘッド部１ｂの製造方法については、再生特性に与える影響が少ないため、省略する。
【０１００】
得られた実施例１〜３の薄膜磁気ヘッドについて、積層体２０に電流を流しつつ外部から信号磁場を与え、規格化出力、出力変動値（ＣＯＶ：Ｃｏｖａｒｉａｔ）および耐熱試験による熱劣化率をそれぞれ求めた。このうち規格化出力はトラック幅の単位長さにおけるヘッド出力である。出力変動値は記録と再生を１００回繰り返し、その時のヘッド出力値のばらつきの標準偏差σ（シグマ）をヘッド出力の平均値で割ったものである。耐熱試験は１３０度で１００時間の熱処理とし、熱劣化率は、耐熱試験前の規格化出力に対する耐熱試験後の規格化出力の減少率である。なお、測定電流値は５ｍＡとした。
【０１０１】
表１から分かるように、本実施例によれば、規格化出力は１３０００μＶ／μｍ以上であり、十分に大きな値が得られた。また、出力変動値は１未満であり、熱劣化率は−５％以上であって、いずれも良好な値が得られた。すなわち、積層体２０の積層方向の一方の端部に磁化方向固定層３３を設けるようにすれば、簡単に製造することができ、かつ、十分な特性を得られることができることが分かった。
【０１０２】
以上、いくつかの実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、磁化方向固定層３３の他に、図２０に示したように、積層体２０をその積層方向に直交する方向に挟み込むように、別の磁化方向固定層３６，３７を設けてもよい。
【０１０３】
また、上記の各実施の形態では、積層体２０の基体２ｄ側に信号磁場を取り込む突出部２０ｃを設け、基体２ｄと反対の側に磁化方向固定層３３を形成するようにしたが、積層体２０の基体２ｄ側に磁化方向固定層３３を形成し、基体２ｄと反対の側に突出部２０ｃを設けてもよい。また、積層体２０の積層方向における両側に磁化方向固定層を設けてもよい。
【０１０４】
さらに、上記実施の形態では、基体２ｄ側から第１の領域２０ａおよび第２の領域２０ｂをこの順に積層したが、基体２ｄ側から第２の領域２０ｂおよび第１の領域２０ａをこの順に積層するようにしてもよい。この場合には、第２の領域２０ｂ側の最外側になる非磁性層を下地層とする。すなわち、積層体の一方の最外側に位置する非磁性層を下地層とする。
【０１０５】
また、積層体２０，１２０，２２０，３２０は、非磁性層から順に積層するようにしたが、磁性層から順に積層するようにしてもよい。また、上記の実施の形態では、積層体が下地層を有するようにしたが、積層体が下地層を有さないようにしてもよい。この場合、非磁性層の少なくとも１つをＮｉおよびＣｒを含む材料により構成するようにすることが好ましい。さらに、製造の際により先に成膜する非磁性層を、ＮｉおよびＣｒを含む材料で構成することがより好ましい。
【０１０６】
また、上記の実施の形態では、下地層または非磁性層の少なくとも１つがＮｉおよびＣｕを含むようにしたが、下地層および非磁性層のいずれもＮｉおよびＣｕを含まないようにしてもよい。また、上記の実施の形態では、積層体は、非磁性層から順に積層するようにしたが、磁性層から順に積層するようにしてもよい。さらに、第４の実施の形態では、第１の領域と第２の領域とで、磁性層および非磁性層の材料または組成が異なっているが、第１の領域と第２の領域とで、非磁性層のみの材料または組成を異ならせてもよい。
【０１０７】
また、磁場取込制限部１４ａを第２シールド層１４に設けるようにしたが、第１シールド層１２に設けても良いし、第１シールド層１２および第２シールド層１４の両方に設けてもよい。また、上記の実施の形態では、積層体２０が第１シールド層１２に接触するようにしたが、第２シールド層１４に接触するようにしても良いし、第１シールド層１２および第２シールド層１４の両方に接触するようにしても良い。
【０１０８】
また、上記実施の形態では、本発明の磁気変換素子を複合型薄膜磁気ヘッドに用いる場合について説明したが、再生専用の薄膜磁気ヘッドに用いることも可能である。また、記録ヘッド部と再生ヘッド部の積層順序を逆にしても良い。加えて、本発明の磁気変換素子は、上記実施の形態で説明した薄膜磁気ヘッドのほかに、例えば、磁気信号を検知するセンサ（加速度センサなど）や、磁気信号を記憶するメモリ等に適用することも可能である。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項１９のいずれか一項に記載の磁気変換素子または請求項２０記載の薄膜磁気ヘッドによれば、積層体の積層方向の少なくとも一方側に、一定の方向に固定された磁化を有する磁化方向固定層を設けるようにしたので、この固定された磁化により磁性層の磁化の方向を揃え、ノイズの少ない良好な出力を得ることができる。また、硬磁性膜などを積層体の積層方向に直交する方向における両側に配置する場合に比べ、製造工程が簡単になる。
特に、請求項１記載の磁気変換素子によれば、積層体の信号磁場に面する側の領域に、積層体が信号磁場を取り込むのを一部において制限する磁場取込制限部を設けるようにしたので、隣接する信号磁場の誤検出をより確実に防止することができる。
また、請求項３記載の磁気変換素子によれば、非磁性層のうち１以上の層を、ＮｉおよびＣｒを含む材料により構成するようにしたので、熱安定性が向上する。
【０１１２】
特に、請求項４記載の磁気変換素子によれば、磁化方向固定層が、反強磁性層と、この反強磁性層に交換結合された交換結合層とを有するようにしたので、積層体の磁性層に及ぼす磁場の強さを適切に調整することができる。
【０１１３】
加えて、請求項５または請求項６に記載の磁気変換素子によれば、反強磁性層をＰｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｉｒ，ＣｒおよびＦｅからなる群のうちの少なくとも１種と、Ｍｎとを含む材料により構成するようにしたので、また、交換結合層をＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉよりなる群の少なくとも１つを含む材料により構成するようにしたので、反強磁性層と交換結合層との間の交換結合により適切な強さの磁場を発生させることが可能になる。
【０１１４】
さらに、請求項７記載の磁気変換素子によれば、磁化方向固定層と積層体との間に非磁性材料よりなる挿入層を設けるようにしたので、積層体の磁性層に及ぶ磁化方向固定層の磁場の強さを適切に調整することができる。
【０１１５】
加えて、請求項８または請求項９に記載の磁気変換素子によれば、挿入層をＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，ＰｔおよびＷからなる群のうち少なくとも１種を含む材料により構成するようにしたので、また、挿入層の厚さを１ｎｍ〜１０ｎｍとなるようにしたので、積層体の磁性層の磁化の方向を拘束しすぎないようにすることができる。
【０１１６】
また、請求項１０または請求項１１に記載の磁気変換素子によれば、積層体の信号磁場に面する突出部を設けるようにしたので、また、この突出部の突出方向における長さが０．１μｍ以下となるようにしたので、隣接する信号磁場の誤検出を防止することができる。
【０１１８】
また、請求項１２記載の磁気変換素子によれば、磁性層の少なくとも１つを、Ｎｉ，ＣｏおよびＦｅからなる群のうちの少なくともＣｏを含む材料、または、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｍｏ，ＺｒおよびＮｂからなる群のうちの少なくともＮｉを含む材料により構成するようにしたので、抵抗変化率または抵抗値を大きくすることができる。
【０１２０】
また、請求項１３記載の磁気変換素子によれば、磁性層の厚さを１ｎｍ以上６ｎｍ以下としたので、隣接する磁性層の間に生じる反強磁性結合エネルギーを最適範囲にすることができる。
【０１２１】
加えて、請求項１４記載の磁気変換素子によれば、積層体の磁性層の数が２層以上２０層以下であるようにすれば、抵抗変化率を大きく、磁化の方向のばらつきを抑制することができる。
【０１２２】
また、請求項１５記載の磁気変換素子によれば、非磁性層の少なくとも１つを、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，ＰｔおよびＷからなる群のうち少なくとも１種を含む材料により構成すれば、抵抗変化率を大きくすることができる。
【０１２４】
また、請求項１６記載の磁気変換素子によれば、非磁性層の厚さを、その非磁性層を介して隣り合う２つの磁性層の間に生じる反強磁性結合が極大になるように設定するようにしたので、抵抗変化率を大きくすることができる。
【０１２５】
加えて、請求項１７記載の磁気変換素子によれば、非磁性層を介して隣り合う２つの磁性層の間に生じる反強磁性結合エネルギーが、０．１×１０-4Ｊ／ｍ2以上２．０×１０-4Ｊ／ｍ2以下になるようにしたので、信号磁場に対する検出感度を低下させることなく、抵抗変化率を大きくすることができる。
【０１２６】
また、請求項１８記載の磁気変換素子によれば、積層体が積層方向において分割された複数の領域を有するようにし、少なくとも２つの領域間で磁性層を構成する材料または組成が異なるようにしたので、抵抗変化率および抵抗値をいずれも大きくすることができる。
【０１２７】
加えて、請求項１９記載の磁気変換素子によれば、第１の領域の磁性層がＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｔａ，Ｒｈ，Ｍｏ，ＺｒおよびＮｂからなる群のうちの少なくともＮｉを含む材料よりなり、第２の領域の磁性層がＣｏ，ＦｅおよびＮｉからなる群のうちの少なくともＣｏを含む材料よりなるようにしたので、抵抗変化率および抵抗値をいずれも大きくすることができる。
【０１２８】
請求項２１記載の薄膜磁気ヘッドによれば、積層体の積層方向に電流を流すための電流経路をさらに設けたので、積層体の積層方向に直交する方向に電流を流した場合に比較して、抵抗値および抵抗変化率を大きくすることができる。
【０１２９】
また、請求項２２記載の薄膜磁気ヘッドによれば、シールド層およびギャップ層を電流経路としたので、リード線を別途設ける必要がなくなり、部品点数が低下する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気変換素子を含む薄膜磁気ヘッドを備えたアクチュエータアームの構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示したアクチュエータアームにおけるスライダの構成を表す斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を表す分解斜視図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドのＩＶ矢視方向から見た構造を表す平面図である。
【図５】図４に示した薄膜磁気ヘッドの図４におけるＶ−Ｖ線に沿った矢視方向の構造を表す断面図である。
【図６】図５に示した薄膜磁気ヘッドにおける磁気変換素子の概略構成を表す斜視図である。
【図７】図６に示した磁気変換素子の図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った矢視方向の断面構造を表す断面図である。
【図８】図６に示した磁気変換素子を取り出して表す図である。
【図９】図７に示した磁気変換素子の図７におけるＩＸ−ＩＸ線に沿った矢視方向の断面構造を表す断面図である。
【図１０】図７に示した磁気変換素子の図７におけるＸ−Ｘ線に沿った矢視方向の断面構造を表す断面図である。
【図１１】非磁性層の厚さと抵抗変化率との関係を表す特性図である。
【図１２】図７に示した薄膜磁気ヘッドの積層体における磁性層の磁化の方向を表す図である。
【図１３】図７に示した薄膜磁気ヘッドの製造方法における１工程を説明するための断面図である。
【図１４】図１３に続く工程を説明するための断面図である。
【図１５】図１４に続く工程を説明するための断面図である。
【図１６】図１５に続く工程を説明するための断面図である。
【図１７】第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの磁気変換素子の概略構成を表す図である。
【図１８】第３の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの磁気変換素子の概略構成を表す図である。
【図１９】第４の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの磁気変換素子の概略構成を表す図である。
【図２０】薄膜磁気ヘッドの磁気変換素子の他の構成例を表す図である。
【符号の説明】
１…薄膜磁気ヘッド、１ａ…再生ヘッド部、１ｂ…記録ヘッド部、２…アクチュエータアーム、３…磁気媒体、１１…絶縁層、１２…第１シールド層、１３…絶縁層、１４…第２シールド層、１５…絶縁層、２０…積層体、２０ａ…第１の領域、２０ｂ…第２の領域、２１ａ…下地層、２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ…非磁性層、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ…磁性層、４１…下部磁極、４２…記録ギャップ層、４３絶縁層、４４，４６…薄膜コイル、４７…フォトレジスト層、４８…上部磁極。
【図１】
0003971579.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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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