(57)【要約】【課題】リードギャップを狭くするとともに、反強磁性層とその上に設けた固定磁性層との交換結合磁界を大きくすることができ、熱・磁場という劣化要因に対して強く、ＭＲ比の低下が少ない磁気ヘッドを提供する。【解決手段】本発明に係る磁気ヘッドは、磁性材料からなるシールド層上に下地層を介して反強磁性層、固定磁性層が順次積層された磁気抵抗効果素子を備える磁気ヘッドであって、前記下地層は、非磁性層と磁性層が積層された構造であり、前記シールド層の磁化と前記磁性層の磁化が平行に結合している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料からなるシールド層上に下地層を介して反強磁性層、固定磁性層が順次積層された磁気抵抗効果素子を備える磁気ヘッドであって、
前記下地層は、非磁性層と磁性層が積層された構造であり、
前記シールド層の磁化と前記磁性層の磁化が平行に結合していること
を特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記反強磁性層が、前記下地層の最上層として設けられる非磁性層を介して前記磁性層上に形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記磁性層が、前記下地層の中間層として設けられる非磁性層を介して磁化が平行に結合している複数の磁性層で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気ヘッド。
【請求項４】
前記非磁性層が、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｕ、ＮｉＣｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｏｓもしくはこれらの合金のいずれかの材料からなり、前記磁性層が、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢもしくはこれらの合金のいずれかの材料からなること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の磁気ヘッド。
【請求項５】
前記下地層の最上層以外の前記非磁性層が、Ｔａからなること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の磁気ヘッド。
【請求項６】
前記非磁性層が、０．５ｎｍ以下の膜厚に形成されていること
を特徴とする請求項４または請求項５に記載の磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ヘッドに関し、さらに詳細には、磁性材料からなるシールド層上に下地層を介して反強磁性層、固定磁性層が順次積層された磁気抵抗効果素子を備える磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置等の記憶装置における記憶容量は顕著に増大する傾向にある。これに伴い、記録媒体の性能向上と共に、磁気ヘッドの記録再生特性のさらなる性能向上が要請されている。現在、再生ヘッドとして、高い再生出力を得ることができるＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子、あるいは、より高い再生感度の得られるＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子等の磁気抵抗効果素子を用いたヘッドが開発されている。
【０００３】
例えば、ＴＭＲ素子の場合、基板上に形成されて磁化の向きが固定された固定磁性層と、固定磁性層の上に形成される絶縁層と、絶縁層の上に形成されて磁化の向きが外部磁界に応じて変化する自由磁性層とからなっている。
【０００４】
上記固定磁性層は、例えば強磁性材のＣｏＦｅからなり、その下層に設けられるＩｒＭｎ等からなる反強磁性層との間に生じる交換結合作用（交換結合磁界Ｈｅｘ）によって、磁化が所定の向きに固定されている。
【０００５】
このＴＭＲ素子の抵抗値は、固定磁性層の磁化の向きと、自由磁性層の磁化の向きの相対的な関係に依存して変化する。すなわち、素子の抵抗値は、固定磁性層の磁化の向きと自由磁性層の磁化の向きが同じ場合に最小となり、それらの向きが１８０°異なる場合に最大となる。外部磁界はこのように変化する抵抗値に基づいて検出されるので、自由磁性層の磁化の向きは外部磁界の変化に応じて容易に変化する一方で、使用温度環境下において固定磁性層の磁化の向きが外部磁界に関わらず確実に固定されていることが要求される。
【０００６】
その一方で、磁気抵抗効果素子は磁気ヘッドに形成される過程において、反強磁性層に上記交換結合磁界Ｈｅｘを付与するために、高温アニ−ル処理（成膜後の素子を高温環境下にて所定の磁場中に放置する処理）が実施される。しかし、高温アニ−ル処理はバリア層等の他の層に悪影響を及ぼすため、結果として製造される素子（磁気ヘッド）の磁気抵抗変化率（ＭＲ比）が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
ここで、自由磁性層および固定磁性層の磁化方向を安定させ、出力の安定性の向上と、高温熱プロセスに対して安定した特性を有する磁気抵抗素子の従来技術として、特許文献１記載の磁気抵抗素子が提案されている。
これによれば、磁気抵抗効果素子を構成する反強磁性層の下地層に第１下地強磁性層／第１下地非磁性層／第２下地強磁性層といった構造とすることで、自由磁性層および固定磁性層の磁化方向に対して下地層を構成する磁性体が影響を及ぼすことを低減して、出力特性の向上と熱的に安定した特性を示す磁気抵抗効果素子を提供し、さらに当該素子を用いることにより高密度磁気ヘッドおよび大容量・高速磁気メモリ（ＭＲＡＭ）の実現が可能となるというものである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３１８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、下地層を第１下地強磁性層／第１下地非磁性層／第２下地強磁性層といった構造にすることは、リードギャップが大きくなり、高密度化には適していない。
本発明は、リードギャップを狭くするとともに、反強磁性層とその上に設けた固定磁性層との交換結合磁界を大きくすることができ、熱・磁場という劣化要因に対して強く、ＭＲ比の低下が少ない磁気ヘッド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】
【００１０】
本発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
【００１１】
この磁気ヘッドは、磁性材料からなるシールド層上に下地層を介して反強磁性層、固定磁性層が順次積層された磁気抵抗効果素子を備える磁気ヘッドであって、前記下地層は、非磁性層と磁性層が積層された構造であり、前記シールド層の磁化と前記磁性層の磁化が平行に結合していることを要件とする。
【００１２】
これによれば、下部シールド層と、下地層を構成する磁性層とを磁気的に結合させることが可能となり、下地層を構成する磁性層を下部シールド層として機能させることが可能となる。
【００１３】
また、前記反強磁性層が、前記下地層の最上層として設けられる非磁性層を介して前記磁性層上に形成されていることを要件とする。
【００１４】
これによれば、反強磁性層によって下地層を構成する磁性層の磁化が固定されてしまうことを防止できる。
【００１５】
また、前記磁性層が、前記下地層の中間層として設けられる非磁性層を介して磁化が平行に結合している複数の磁性層で構成されていることを要件とする。
【００１６】
これによれば、下地層を構成する当該複数の磁性層の磁化を平行に結合させ、下部シールド層として機能させることが可能になる。
【００１７】
ここで、前記非磁性層が、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｕ、ＮｉＣｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｏｓもしくはこれらの合金のいずれかの材料からなり、前記磁性層が、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢもしくはこれらの合金のいずれかの材料からなることが好適である。
【００１８】
特に、前記下地層の最上層以外の前記非磁性層が、Ｔａからなることが好適である。
【００１９】
なお、前記非磁性層が、０．５ｎｍ以下の膜厚に形成されていることが好適である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、磁気抵抗効果素子を備える磁気ヘッドについて、リードギャップを狭くすると共に、反強磁性層とその上に設けた固定磁性層との交換結合磁界を大きくすることが可能となり、熱・磁場という劣化要因によるＭＲ比の低下を防止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】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る磁気ヘッド１の膜構成を示す概略図（断面図）である（第１実施例）。図２は、図１の磁気ヘッド１の下地層３と同様の膜構成を備える実験用素子１０の膜構成を示す概略図（断面図）である。また、図３〜図６は、図２の実験用素子１０を用いて行ったＨｅｘ測定結果（下地層３を構成する各層の膜厚依存性）を表すグラフである。図７は、本発明の実施の形態に係る磁気ヘッド１の膜構成を示す概略図（断面図）である（第２実施例）。図８は、図７の磁気ヘッド１の下地層３と同様の膜構成を備える実験用素子１０の膜構成を示す概略図（断面図）である。図９は、本発明の実施の形態に係る磁気ヘッド１の膜構成を示す概略図（断面図）である（第３実施例）。図１０は、図９の磁気ヘッド１の下地層３と同様の膜構成を備える実験用素子１０の膜構成を示す概略図（断面図）である。図１１は、本発明の実施の形態に係る磁気ヘッド１の膜構成を示す概略図（断面図）である（第４実施例）。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係る磁気抵抗効果素子を備える磁気ヘッド１について、当該磁気抵抗効果素子がＴＭＲ素子である場合を例に挙げて説明する。
その膜構成としては、種々の構成を採用することができる。一例として、図１に示すように、ＳｉＯ２等からなる基板（不図示）上に、下部シールド層２、下地層３、反強磁性層４、固定磁性層５、バリア層６、自由磁性層７、キャップ層８、上部シールド層９の順に積層して構成される。
【００２３】
下部シールド層２は、一例として、軟磁性材であるＮｉＦｅを用いて成膜される。この下部シールド層２は、ＴＭＲ素子の電極を兼用するものである。
【００２４】
下地層３は、反強磁性層４の下地層となるもので、詳細は後述する。
【００２５】
反強磁性層４は、一例として、ＩｒＭｎを用いて７ｎｍ程度の厚さに成膜される。なお、反強磁性層４は、交換結合作用により固定磁性層５の磁化方向を固定する作用を生じる。
【００２６】
固定磁性層５は、強磁性材であるＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ等を用いて形成される。本実施の形態では、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅＢの３層膜（図中、符号３１〜３３）を用いて４ｎｍの厚さに成膜される。
【００２７】
自由磁性層７は、一例として、ＣｏＦｅ/ＮｉＦｅの２層膜が用いられる。自由磁性層７は、媒体からの磁化信号によっての磁化方向が変化し、そのときの固定磁性層５の磁化方向との相対角度が変化することによる抵抗変化を読み取ることによって記録信号を読み出す作用を生じる。
【００２８】
固定磁性層５と自由磁性層７との間にバリア層６が設けられる。バリア層６には、一例として、ＭｇＯが用いられる。バリア層６は、トンネル効果によってセンス電流を通流させるものであり、１ｎｍ程度の極めて薄厚に形成される。
【００２９】
キャップ層８は、保護層として設けられるもので、一例として、Ｔａ/Ｒｕの２層膜が用いられる。より具体的には、２ｎｍ程度のＲｕ層を下層として、その上に５ｎｍ程度のＴａ層を成膜する。
【００３０】
上部シールド層９には、下部シールド層２と同様にＮｉＦｅ等の軟磁性材が用いられる。この上部シールド層９は、ＴＭＲ素子の電極を兼用するものである。
【００３１】
ここで、本実施の形態に特徴的な構成として、下地層３は、非磁性層と磁性層が積層された構造を有し、当該磁性層の磁化が前記シールド層（下部シールド層２）の磁化と平行に結合している構成を備える。
より具体的には、図１に示すように下地層３の積層構造の第１実施例として、下層側すなわち下部シールド層２側から、第１の非磁性層１１（Ｔａ／０．２５）、第１の磁性層２１（ＮｉＦｅ／１．５）、第２の非磁性層１２（Ｔａ／０．２５）、第２の磁性層２２（ＮｉＦｅ／２．０）、第３の非磁性層１３（Ｒｕ／０．５）の構成が考えられる（括弧内は材料および膜厚［ｎｍ］を表す）。
この構成によれば、垂直磁場および熱印加後のＭＲ比と垂直磁場および熱印加前のＭＲ比との比が、従来構成（図１２参照）の場合０．７９であったのに対し、本実施例の場合は０．９８であり、垂直磁場および熱印加後、すなわちアニール処理後もＭＲ比が低下しない効果が得られる（表１参照）。ここで、図１２に示す従来構成とは、下地層１０３に第１の非磁性層１１１（Ｔａ／３．０）と第２の非磁性層１１２（Ｒｕ／２．０）とからなる２層膜を用いる公知の構成である（括弧内は材料および膜厚［ｎｍ］を表す）。なお、下地層１０３より上層は本実施の形態に係る構成と同様である。
【００３２】
【表１】
2009238259.tif 000003
【００３３】
さらに、Ｈｅｘ測定を行うため、上記膜構成からなる下地層３を備える実験用素子１０（図２参照）を形成して、当該Ｈｅｘ測定を行った結果を図３〜図６に示す。なお、当該実験用素子１０の構成は、図２に示すように前記図１の膜構成からバリア層および自由磁性層を省略した構成であると共に、固定磁性層５をＣｏＦｅの単層膜として４ｎｍの厚さに形成したものである。
ここで、図３はＨｅｘにおける第１の非磁性層１１の膜厚依存性を、図４はＨｅｘにおける第１の磁性層２１の膜厚依存性を、図５は、Ｈｅｘにおける第２の非磁性層１２の膜厚依存性を、図６は、Ｈｅｘにおける第２の磁性層２２の膜厚依存性をそれぞれ示すものであって、各膜厚の設定は、第１の非磁性層１１（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第１の磁性層２１（ＮｉＦｅ／１．５［ｎｍ］）、第２の非磁性層１２（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第２の磁性層２２（ＮｉＦｅ／２．０［ｎｍ］）、第３の非磁性層１３（Ｒｕ／０．５［ｎｍ］）の構成を基本とし、依存性確認を行なう膜のみ厚さを変更している。
図３〜図６の結果から、膜厚依存性としては第１の非磁性層１１（Ｔａ）および第２の非磁性層１２（Ｔａ）の膜厚依存性が大きく、測定範囲内では膜厚の増加に対しＨｅｘが増加する傾向にあった。
従来の下地構成を備える実験用素子１１０（図１３参照：下地層１０３を第１の非磁性層１１１（Ｔａ／３．０［ｎｍ］）と第２の非磁性層１１２（Ｒｕ／２．０［ｎｍ］）で構成）におけるＨｅｘは９７５［Ｏｅ］であったことから、本実施の形態に係る下地層の構成を備える素子１０においては、どの条件の場合にも従来構成を大きく上回る効果、すなわちＨｅｘが大きくなるという効果が得られている。
【００３４】
次いで、図７に示すように下地層３の積層構造の第２実施例として、下層側すなわち下部シールド層２側から、第１の非磁性層１１（Ｔａ／０．２５）、第１の磁性層２１（ＮｉＦｅ／１．５）、第２の非磁性層１２（Ｔａ／０．２５）、第２の磁性層２２（ＮｉＦｅ／２．０）、第３の非磁性層１３（Ｔａ／０．２５）、第３の磁性層２３（ＮｉＦｅ／２．０）、第４の非磁性層１４（Ｒｕ／０．５）の構成が考えられる（括弧内は材料および膜厚［ｎｍ］を表す）。
この構成によれば、垂直磁場および熱印加後のＭＲ比と垂直磁場および熱印加前のＭＲ比との比が、従来構成（図１２参照）の場合０．７９であったのに対し、本実施例の場合は０．９６であり、垂直磁場および熱印加後、すなわちアニール処理後もＭＲ比が低下しない効果が得られる（表２参照）。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
さらに、Ｈｅｘ測定を行うため、上記膜構成からなる下地層３を備える実験用素子１０（図８参照）を形成して、当該Ｈｅｘ測定を行った。なお、当該実験用素子１０の構成は、図８に示すように前記図７の膜構成からバリア層および自由磁性層を省略した構成であると共に、固定磁性層５をＣｏＦｅの単層膜として４ｎｍの厚さに形成した。
測定の結果、本実施例における実験用素子１０の交換結合磁界Ｈｅｘは１３０５［Ｏｅ］であり、従来の下地構成を備える実験用素子１１０（図１３参照）におけるＨｅｘ（９７５［Ｏｅ］）に比べて３０％以上大きいという効果が得られている。
【００３７】
次いで、図９に示すように下地層３の積層構造の第３実施例として、下層側すなわち下部シールド層２側から、第１の非磁性層１１（Ｔａ／０．２５）、第１の磁性層２１（ＮｉＦｅ／２．０）、第２の非磁性層１２（Ｒｕ／０．５）の構成が考えられる（括弧内は材料および膜厚［ｎｍ］を表す）。
この構成によれば、垂直磁場および熱印加後のＭＲ比と垂直磁場および熱印加前のＭＲ比との比が、従来構成（図１２参照）の場合０．７９であったのに対し、本実施例の場合は０．９９であり、垂直磁場および熱印加後、すなわちアニール処理後もＭＲ比が低下しない効果が得られる（表３参照）。
【００３８】
【表３】
2009238259.tif 000005
【００３９】
さらに、Ｈｅｘ測定を行うため、上記膜構成からなる下地層３を備える実験用素子１０（図１０参照）を形成して、当該Ｈｅｘ測定を行った。なお、当該実験用素子１０の構成は、図１０に示すように前記図９の膜構成からバリア層および自由磁性層を省略した構成であると共に、固定磁性層５をＣｏＦｅの単層膜として４ｎｍの厚さに形成したものである。
測定の結果、本実施例における実験用素子１０の交換結合磁界Ｈｅｘは１０７５［Ｏｅ］であり、従来の下地構成を備える実験用素子１１０（図１３参照）におけるＨｅｘ（９７５［Ｏｅ］）に比べて１０％以上大きいという効果が得られている。
【００４０】
ちなみに、上記の第１実施例〜第３実施例の中では、この第３実施例の構成が最も下地層３全体の膜厚を薄くすることができ、狭ギャップリード素子として用いるのに最適である。
【００４１】
また、図１１に示すように下地層３の積層構造のその他の実施例（第４実施例）として、第１の非磁性層１１（Ｔａ／０．２５）、第１の磁性層２１（ＮｉＦｅ／１．５）、第２の非磁性層１２（Ｔａ／０．２５）、第２の磁性層２２（ＮｉＦｅ／２．０）等といった構成も考えられる（括弧内は材料および膜厚［ｎｍ］を表す）。
なお、以上説明したような実施例に限定されるものではない。
【００４２】
上記いずれの実施例もそうであるが、下地層３の最下層として構成される第１の非磁性層１１（Ｔａ）の膜厚は０．２５［ｎｍ］である。このように、第１の非磁性層１１を、従来構成の下地層１０３の膜厚（全体で５．０［ｎｍ］）よりも大幅に薄く形成する構成を備えることによって、磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子（本実施の形態ではＴＭＲ素子）下部のＮｉＦｅからなる下部シールド層２と、下地層３を構成するＮｉＦｅからなる磁性層（第１の磁性層２１）とを磁気的に結合させることが可能となる。磁気的に結合されることにより、下地層３のＮｉＦｅ層（第１の磁性層２１）は下部シールド層として機能し、ＴＭＲ膜の狭リードギャップ化に有効であると考えられる。
したがって、例えばＴａを用いて第１の非磁性層１１を設けると共に、その上層として下部シールド層２と同じ材料を用いて第１の磁性層２１を設けて下地層３を構成することが好適であり、また、図３〜図６からも明らかなように、少なくとも当該第１の非磁性層１１が、０．５ｎｍ以下の膜厚に形成されていることが好適であると考えられる。
【００４３】
また、これと同じ観点から、下地層３が、その中間層として設けられる非磁性層を介して、磁化が平行に結合している複数の磁性層からなる構成を備えることが好適であると考えられる。
すなわち、より具体的には、前述の第１実施例（図１参照：第１の非磁性層１１（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第１の磁性層２１（ＮｉＦｅ／１．５［ｎｍ］）、第２の非磁性層１２（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第２の磁性層２２（ＮｉＦｅ／２．０［ｎｍ］）、第３の非磁性層１３（Ｒｕ／０．５［ｎｍ］））、第２実施例（図７参照：第１の非磁性層１１（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第１の磁性層２１（ＮｉＦｅ／１．５［ｎｍ］）、第２の非磁性層１２（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第２の磁性層２２（ＮｉＦｅ／２．０［ｎｍ］）、第３の非磁性層１３（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第３の磁性層２３（ＮｉＦｅ／２．０［ｎｍ］）、第４の非磁性層１４（Ｒｕ／０．５［ｎｍ］））、第４実施例（図１１参照：第１の非磁性層１１（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第１の磁性層２１（ＮｉＦｅ／１．５［ｎｍ］）、第２の非磁性層１２（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第２の磁性層２２（ＮｉＦｅ／２．０［ｎｍ］））に示されるような構成が考えられる。
【００４４】
このような構成によれば、中間層として設けられる非磁性層（第２の非磁性層１２、第３の非磁性層１３（第２実施例の場合））を、例えば０．２５［ｎｍ］という薄膜に形成すると共に、当該非磁性層を介して複数の磁性層（第１の磁性層２１および第２の磁性層２２、第２の磁性層２２および第３の磁性層２３（第２実施例の場合））を設けることによって、下地層３を構成するこれら複数の磁性層の磁化を平行に結合させると共に、下部シールド層として機能させることが可能になると考えられる。
したがって、第２の非磁性層１２、第３の非磁性層１３（第２実施例の場合）についても、０．５ｎｍ以下の膜厚に形成されていることが好適であると考えられる。
【００４５】
また、本実施の形態に特徴的な構成として、下地層３が、その最上層に非磁性層が設けられて、当該非磁性層の下層に磁性層が形成されている構成を備えることが好適である。
すなわち、より具体的には、前述の第１実施例（図１参照：第１の非磁性層１１（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第１の磁性層２１（ＮｉＦｅ／１．５［ｎｍ］）、第２の非磁性層１２（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第２の磁性層２２（ＮｉＦｅ／２．０［ｎｍ］）、第３の非磁性層１３（Ｒｕ／０．５［ｎｍ］））、第２実施例（図７参照：第１の非磁性層１１（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第１の磁性層２１（ＮｉＦｅ／１．５［ｎｍ］）、第２の非磁性層１２（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第２の磁性層２２（ＮｉＦｅ／２．０［ｎｍ］）、第３の非磁性層１３（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第３の磁性層２３（ＮｉＦｅ／２．０［ｎｍ］）、第４の非磁性層１４（Ｒｕ／０．５［ｎｍ］））、第３実施例（図９参照：第１の非磁性層１１（Ｔａ／０．２５［ｎｍ］）、第１の磁性層２１（ＮｉＦｅ／２．０［ｎｍ］）、第２の非磁性層１２（Ｒｕ／０．５［ｎｍ］））に示されるような構成が考えられる。
【００４６】
このような構成によれば、反強磁性層４を構成する反強磁性材料の結晶性を良化させ、当該反強磁性層４と固定磁性層５との交換結合磁界Ｈｅｘを増加させることができると考えられる。  また、下地層３の上層の反強磁性層４は、それと接する磁性材料の磁化を固定する機能を持っており、その機能により上層の固定磁性層５の磁化を固定しているものであるが、この作用は、下地層３に対しても同様に生ずるため、ＮｉＦｅのような磁性材料を下地層３に用いた場合に、その磁化が固定されてしまうこととなる。前述の通り、本実施の形態における特徴的な作用として、下地層３に下部シールドの一部としての機能を持たせる場合には、下地層３（下地層中の磁性層）の磁化が固定されてしまうことは好ましくなく、そのため反強磁性層４と接する下地層３の最上層に非磁性材料を選択することが好適となる。
【００４７】
ここで、前述の測定結果（図３〜図６および表１〜３）等からも明らかなように、下地層３の最上層となる非磁性層にはＲｕを用いることが好適である。ただし、Ｒｕ以外にも、Ｃｕ、ＮｉＣｒ、Ｃｒ等を用いることが可能であると考えられ、またこれら以外の材料であっても、膜厚を薄く（例えば０．５ｎｍ以下）することによって適用が可能であるとの考察が得られている。
【００４８】
なお、上記の構成はあくまでも実施例であって、同様の効果を奏する組合せは無数に考えられる。例えば、下地層３を構成する非磁性層として、Ｔａ、Ｒｕ、Ｃｕ、ＮｉＣｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｏｓのいずれか一つもしくはこれらの合金を用いることが考えられ、一方、下地層３を構成する磁性層として、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢのいずれか一つもしくはこれらの合金を用いることが考えられる。
これらの材料を用いて構成することによっても上記実施例と同様の効果を奏することが可能であると考えられる。
【００４９】
以上説明した通り、本実施の形態に係る磁気ヘッドによれば、反強磁性層とその上に設けた固定磁性層との交換結合磁界を大きくすることができ、熱・磁場という劣化要因に対して強く、ＭＲ比の低下が少ない磁気ヘッドが提供される。
【００５０】
また、本実施の形態に係る磁気ヘッドを用いて、磁気ディスク装置、ＭＲＡＭ等を構成することにより、記録密度の増加に対応した高い再生感度の実現、あるいは記憶特性の向上が可能な磁気抵抗デバイスが実現される。
【００５１】
なお、本発明の実施の形態について、ＴＭＲ素子を備える磁気ヘッドを例にとり説明を行ったが、これに限定されるものではなく、例えば、ＣＰＰ−ＧＭＲ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｔｏ  Ｐｌａｎｅ−ＧＭＲ）素子を備える磁気ヘッド等に適用することももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気ヘッドの膜構成を示す概略図である（第１実施例）。
【図２】図１の磁気ヘッドの下地層と同様の膜構成を備える実験用素子の膜構成を示す概略図である。
【図３】実験用素子によるＨｅｘ測定結果（下地層を構成する各層の膜厚依存性）を表すグラフである。
【図４】実験用素子によるＨｅｘ測定結果（下地層を構成する各層の膜厚依存性）を表すグラフである。
【図５】実験用素子によるＨｅｘ測定結果（下地層を構成する各層の膜厚依存性）を表すグラフである。
【図６】実験用素子によるＨｅｘ測定結果（下地層を構成する各層の膜厚依存性）を表すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態に係る磁気ヘッドの膜構成を示す概略図である（第２実施例）。
【図８】図７の磁気ヘッドの下地層と同様の膜構成を備える実験用素子の膜構成を示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る磁気ヘッドの膜構成を示す概略図である（第３実施例）。
【図１０】図９の磁気ヘッドの下地層と同様の膜構成を備える実験用素子の膜構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る磁気ヘッドの膜構成を示す概略図である（第４実施例）。
【図１２】従来の実施の形態に係る磁気ヘッドの膜構成を示す概略図である。
【図１３】図１２の磁気ヘッドの下地層と同様の膜構成を備える実験用素子の膜構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５３】
１、１０１  磁気ヘッド
２、１０２  下部シールド層
３、１０３  下地層
４、１０４  反強磁性層
５、１０５  固定磁性層
６、１０６  バリア層
７、１０７  自由磁性層
８、１０８  キャップ層
９、１０９  上部シールド層
１０、１１０  実験用素子
１１、１１１  第１の非磁性層
１２、１１２  第２の非磁性層
１３  第３の非磁性層
１４  第４の非磁性層
２１  第１の磁性層
２２  第２の磁性層
２３  第３の磁性層
３１、１３１  固定磁性層の下層
３２、１３２  固定磁性層の中間層
３３、１３３  固定磁性層の上層
【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１】
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【図２】
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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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