(57)【要約】【課題】ノイズの抑制とスピントルクの影響の抑制とを可能とする抵抗値を有し、且つ大きなＭＲ比を得ることのできる磁気抵抗効果素子を実現する。【解決手段】ＭＲ素子は、信号磁界に応じて磁化の方向が変化する自由層２５と、磁化の方向が固定された固定層２３と、これらの間に配置されたスペーサ層２４とを備えている。スペーサ層２４は、それぞれ層状をなしＭＲ素子の各層の面と交差する方向に並ぶ第１の領域４１、第２の領域４２および第３の領域４３を有している。第２の領域４２は、第１の領域４１と第３の領域４３に挟まれている。第１の領域４１および第３の領域４３は酸化物半導体によって構成され、第２の領域４２は、非磁性導体相と酸化物半導体相のうち少なくとも非磁性導体相を含んでいる。【選択図】図８
2009044122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界に応じて磁化の方向が変化する自由層と、
磁化の方向が固定された固定層と、
前記自由層と固定層との間に配置されたスペーサ層とを備え、
磁気的信号検出用の電流が、前記各層の面と交差する方向に流される磁気抵抗効果素子であって、
前記スペーサ層は、それぞれ層状をなし前記各層の面と交差する方向に並ぶ第１、第２および第３の領域を有し、
前記第２の領域は、前記第１の領域と第３の領域に挟まれており、
前記第１および第３の領域は酸化物半導体によって構成され、
前記第２の領域は、非磁性導体相と酸化物半導体相のうち少なくとも非磁性導体相を含むことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
前記第２の領域では、前記酸化物半導体相中に複数の前記非磁性導体相が点在していることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
前記酸化物半導体相と前記第１および第３の領域は全て同じ材料よりなることを特徴とする請求項２記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
前記第２の領域は、全体が前記非磁性導体相によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
前記第２の領域の厚みは、０．１〜１ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
前記第１の領域の厚みおよび前記第３の領域の厚みは、それぞれ、０．１〜１．４ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
前記スペーサ層の厚みは、１〜３ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
前記スペーサ層全体に対する前記第２の領域に含まれる前記非磁性導体相の割合は、１〜５０体積％の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
【請求項９】
外部磁界に応じて磁化の方向が変化する自由層と、
磁化の方向が固定された固定層と、
前記自由層と固定層との間に配置されたスペーサ層とを備え、
前記スペーサ層は、それぞれ層状をなし前記各層の面と交差する方向に並ぶ第１、第２および第３の領域を有し、
前記第２の領域は、前記第１の領域と第３の領域に挟まれており、
前記第１および第３の領域は酸化物半導体によって構成され、
前記第２の領域は、非磁性導体相と酸化物半導体相のうち少なくとも非磁性導体相を含み、
磁気的信号検出用の電流が、前記各層の面と交差する方向に流される磁気抵抗効果素子を製造する方法であって、
前記固定層、スペーサ層、自由層を形成する各工程を備え、
前記スペーサ層を形成する工程は、
第１の酸化物半導体層を形成する工程と、
前記第１の酸化物半導体層の上に非磁性導体層を形成する工程と、
前記非磁性導体層の上に第２の酸化物半導体層を形成する工程と、
第１の酸化物半導体層によって前記第１の領域が形成され、第２の酸化物半導体層によって前記第３の領域が形成され、少なくとも前記非磁性導体層によって前記第２の領域が形成されるように、前記第１の酸化物半導体層、非磁性導体層および前記第２の酸化物半導体層に対して熱処理を施す工程とを含むことを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項１０】
前記熱処理を施す工程により、前記酸化物半導体相中に複数の前記非磁性導体相が点在するように前記第２の領域が形成されることを特徴とする請求項９記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項１１】
記録媒体に対向する媒体対向面と、前記記録媒体からの信号磁界を検出するために前記媒体対向面の近傍に配置された磁気抵抗効果素子と、磁気的信号検出用の電流を前記磁気抵抗効果素子に流すための一対の電極とを備えた薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁気抵抗効果素子は、
外部磁界に応じて磁化の方向が変化する自由層と、
磁化の方向が固定された固定層と、
前記自由層と固定層との間に配置されたスペーサ層とを備え、
前記磁気抵抗効果素子において、前記磁気的信号検出用の電流が、前記各層の面と交差する方向に流され、
前記スペーサ層は、それぞれ層状をなし前記各層の面と交差する方向に並ぶ第１、第２および第３の領域を有し、
前記第２の領域は、前記第１の領域と第３の領域に挟まれており、
前記第１および第３の領域は酸化物半導体によって構成され、
前記第２の領域は、非磁性導体相と酸化物半導体相のうち少なくとも非磁性導体相を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項１２】
薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように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支持装置とを備えたヘッドアセンブリであって、
前記薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面と、前記記録媒体からの信号磁界を検出するために前記媒体対向面の近傍に配置された磁気抵抗効果素子と、磁気的信号検出用の電流を前記磁気抵抗効果素子に流すための一対の電極とを備え、
前記磁気抵抗効果素子は、
外部磁界に応じて磁化の方向が変化する自由層と、
磁化の方向が固定された固定層と、
前記自由層と固定層との間に配置されたスペーサ層とを備え、
前記磁気抵抗効果素子において、前記磁気的信号検出用の電流が、前記各層の面と交差する方向に流され、
前記スペーサ層は、それぞれ層状をなし前記各層の面と交差する方向に並ぶ第１、第２および第３の領域を有し、
前記第２の領域は、前記第１の領域と第３の領域に挟まれており、
前記第１および第３の領域は酸化物半導体によって構成され、
前記第２の領域は、非磁性導体相と酸化物半導体相のうち少なくとも非磁性導体相を含むことを特徴とするヘッドアセンブリ。
【請求項１３】
薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される記録媒体に対向するように配置されるスライダと、前記スライダを支持すると共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備えた磁気ディスク装置であって、
前記薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面と、前記記録媒体からの信号磁界を検出するために前記媒体対向面の近傍に配置された磁気抵抗効果素子と、磁気的信号検出用の電流を前記磁気抵抗効果素子に流すための一対の電極とを備え、
前記磁気抵抗効果素子は、
外部磁界に応じて磁化の方向が変化する自由層と、
磁化の方向が固定された固定層と、
前記自由層と固定層との間に配置されたスペーサ層とを備え、
前記磁気抵抗効果素子において、前記磁気的信号検出用の電流が、前記各層の面と交差する方向に流され、
前記スペーサ層は、それぞれ層状をなし前記各層の面と交差する方向に並ぶ第１、第２および第３の領域を有し、
前記第２の領域は、前記第１の領域と第３の領域に挟まれており、
前記第１および第３の領域は酸化物半導体によって構成され、
前記第２の領域は、非磁性導体相と酸化物半導体相のうち少なくとも非磁性導体相を含むことを特徴とする磁気ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗効果素子およびその製造方法、ならびに磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッド、ヘッドアセンブリおよび磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気ディスク装置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、基板に対して、読み出し用の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magnetoresistive）素子とも記す。）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。
【０００３】
ＭＲ素子としては、巨大磁気抵抗（Giant Magnetoresistive）効果を用いたＧＭＲ素子や、トンネル磁気抵抗（Tunneling Magnetoresistive）効果を用いたＴＭＲ素子等がある。
【０００４】
再生ヘッドの特性としては、高感度および高出力であることが要求される。この要求を満たす再生ヘッドとして、既に、スピンバルブ型ＧＭＲ素子を用いたＧＭＲヘッドが量産されている。最近では、面記録密度の更なる向上に対応するために、ＴＭＲ素子を用いた再生ヘッドの開発が進められている。
【０００５】
スピンバルブ型ＧＭＲ素子は、一般的には、自由層と、固定層と、これらの間に配置された非磁性導電層と、固定層における非磁性導電層とは反対側に配置された反強磁性層とを有している。自由層は信号磁界に応じて磁化の方向が変化する強磁性層である。固定層は、磁化の方向が固定された強磁性層である。反強磁性層は、固定層との交換結合により、固定層における磁化の方向を固定する層である。
【０００６】
ところで、従来のＧＭＲヘッドでは、磁気的信号検出用の電流（以下、センス電流という。）を、ＧＭＲ素子を構成する各層の面に対して平行な方向に流す構造になっていた。このような構造は、ＣＩＰ（Current In Plane）構造と呼ばれる。これに対し、センス電流を、ＧＭＲ素子を構成する各層の面と交差する方向、例えばＧＭＲ素子を構成する各層の面に対して垂直な方向に流す構造のＧＭＲヘッドの開発も進められている。このような構造は、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造と呼ばれる。以下、ＣＰＰ構造の再生ヘッドに用いられるＧＭＲ素子をＣＰＰ−ＧＭＲ素子と呼び、ＣＩＰ構造の再生ヘッドに用いられるＧＭＲ素子をＣＩＰ−ＧＭＲ素子と呼ぶ。
【０００７】
前述のＴＭＲ素子を用いた再生ヘッドもＣＰＰ構造となる。ＴＭＲ素子は、一般的には、自由層と、固定層と、これらの間に配置されたトンネルバリア層と、固定層におけるトンネルバリア層とは反対側に配置された反強磁性層とを有している。トンネルバリア層は、トンネル効果によりスピンを保存した状態で電子が通過できる非磁性絶縁層である。自由層、固定層および反強磁性層については、スピンバルブ型ＧＭＲ素子と同様である。ＴＭＲ素子では、スピンバルブ型ＧＭＲ素子に比べて、抵抗に対する磁気抵抗変化の比率である磁気抵抗変化率（以下、ＭＲ比と記す。）を大きくできることが期待されている。
【０００８】
特許文献１には、磁化方向が固着された磁化固着層と、磁化方向が外部磁界に対応して変化する磁化自由層と、磁化固着層と磁化自由層との間に設けられた非磁性金属中間層と、磁化固着層と磁化自由層との間に設けられ、伝導キャリア数が１０22個／ｃｍ３以下の材料からなる抵抗調節層とを備えたＣＰＰ−ＧＭＲ素子が記載されている。特許文献１には、抵抗調節層の材料として半導体または半金属が望ましい旨が記載されている。
【０００９】
また、特許文献２には、磁化方向が固着された磁化固着層と、磁化方向が外部磁界に対応して変化する磁化自由層と、磁化固着層と磁化自由層との間に設けられた中間層とを備え、中間層は、抵抗が相対的に高い領域と抵抗が相対的に低い領域とを有する酸化物からなる第１の層（酸化物中間層）を含み、センス電流は、第１の層を通過する際に、抵抗が相対的に低い領域を優先的に流れるＣＰＰ構造のＭＲ素子が記載されている。特許文献２には、センス電流は第１の層を通過する際にオーミック性を有することが記載されていることから、この特許文献２に記載されたＭＲ素子は、ＴＭＲ素子ではなく、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子である。このようなＣＰＰ−ＧＭＲ素子は、例えば、電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子と呼ばれている。また、特許文献２には、中間層が、更に、第１の層と磁化固着層との間と、第１の層と磁化自由層との間にそれぞれ配置された、非磁性金属からなる第２の層（界面調節中間層）を含むことが記載されている。
【００１０】
特許文献３にも、電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子が記載されている。このＣＰＰ−ＧＭＲ素子は、磁化自由層と磁化固着層との間に配置された２つの非磁性中間層と、この２つの非磁性中間層の間に配置された電流制御層とを備えている。２つの非磁性中間層には、それぞれＣｕ等からなる導体性膜が用いられている。電流制御層は、その上下の層を電気的に絶縁する絶縁体を主体としており、この絶縁体中に、上下の層を電気的に接続する導電体が散在するように設けられている。
【００１１】
特許文献４にも、電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子が記載されている。このＣＰＰ−ＧＭＲ素子は、磁化固着膜と磁化自由層との間に配置された中間層を備えている。中間層は、絶縁膜と、この絶縁膜の中に形成された柱状の金属導体部とを有している。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子は、更に、磁化固着膜および磁化自由層のいずれかと金属導体部との間に形成された化合物層を備えている。この化合物層は、イオン結合性あるいは共有結合性の化合物を含んでいる。化合物層に用いられる材料としては、例えばIII−Ｖ族半導体、II−VI族半導体あるいは酸化物半導体が用いられている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−８１０２号公報
【特許文献２】特開２００３−２９８１４３号公報
【特許文献３】特開２００５−８６１１２号公報
【特許文献４】特開２００６−２６１３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、ＴＭＲ素子を再生ヘッドに用いる場合には、ＴＭＲ素子の低抵抗化が要求される。以下、その理由について説明する。磁気ディスク装置では、記録密度の向上とデータ転送レートの向上が要求されている。それに伴い、再生ヘッドには、高周波応答性がよいことが要求される。ところが、ＴＭＲ素子の抵抗値が大きいと、ＴＭＲ素子およびそれに接続される回路において発生する浮遊容量が大きくなり、再生ヘッドの高周波応答性が低下してしまう。そのため、ＴＭＲ素子には低抵抗化が要求される。
【００１４】
一般的に、ＴＭＲ素子の低抵抗化のためには、トンネルバリア層の厚みを小さくすることが有効である。しかしながら、トンネルバリア層の厚みを小さくしすぎると、トンネルバリア層に多くのピンホールが生じることによってＴＭＲ素子の寿命が短くなったり、自由層と固定層との間で磁気的な結合が生じることによってノイズの増大やＭＲ比の低下といったＴＭＲ素子の特性の劣化が生じたりするという問題が発生する。ここで、再生ヘッドにおいて発生するノイズをヘッドノイズと言う。ＴＭＲ素子を用いた再生ヘッドにおいて発生するヘッドノイズには、ＧＭＲ素子を用いた再生ヘッドでは発生しないノイズ成分であるショットノイズが含まれる。そのため、ＴＭＲ素子を用いた再生ヘッドでは、ヘッドノイズが大きいという問題点がある。
【００１５】
一方、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、十分に大きなＭＲ比が得られないという問題点がある。その原因としては、非磁性導電層と磁性層との界面や、非磁性導電層中において、スピン偏極電子が散乱されるためと考えられる。
【００１６】
また、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、抵抗値が小さいため、抵抗変化量も小さくなる。そのため、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子を用いて大きな再生出力を得るためには、素子に印加する電圧を大きくする必要がある。しかし、素子に印加する電圧を大きくすると、以下のような問題が発生する。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、各層の面に対して垂直な方向に電流が流される。すると、自由層から固定層へ、あるいは固定層から自由層へスピン偏極電子が注入される。このスピン偏極電子は、自由層または固定層において、それらの磁化を回転させるトルクを発生させる。本出願において、このトルクをスピントルクと言う。このスピントルクは電流密度に比例する。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子に印加する電圧を大きくすると、電流密度が増加し、その結果、スピントルクが大きくなる。スピントルクが大きくなると、固定層の磁化の方向が変化してしまうという問題が発生する。
【００１７】
特許文献１には、抵抗調節層を設けることにより、ＣＰＰ型素子の抵抗を好適に調節し、抵抗変化量を増大して出力を強化することができると記載されている。しかしながら、単純に磁化固着層と磁化自由層との間に抵抗調節層を挿入しただけでは、ＭＲ比を大きくすることができるとは限らない。それは、抵抗調節層またはその近傍における結晶構造が乱れるほどＭＲ素子の抵抗値は大きくなるが、結晶構造の乱れによってスピン偏極電子の散乱が顕著に発生し、その結果、スピンの緩和によりＭＲ比が低下するためである。
【００１８】
例えば特許文献２〜４に記載されているような電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子によれば、一般的なＣＰＰ−ＧＭＲ素子に比べて、抵抗値および抵抗変化量を大きくすることができる。しかし、一般的な電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、以下のような問題点がある。すなわち、一般的な電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、電流狭窄効果を発現させる層は、例えば酸化処理を用いて形成される。特許文献２には、金属層に対して酸化処理を施すことによって第１の層（酸化物中間層）を形成する方法が記載されている。特許文献３には、金属を酸化、窒化、または酸窒化処理することによって電流制御層を形成する方法が記載されている。特許文献４には、Ｃｕ上にＡｌＣｕ合金を形成した後に酸化処理を行って、ＡｌＣｕ酸化物の中にＣｕのメタルパスを形成する方法が記載されている。このように酸化処理を用いて形成された層では、その形成過程で大きな組成変化が生じ、その結果、結晶構造の乱れが大きくなる。そのため、このような層を含むＭＲ素子では、結晶構造の乱れによってスピン偏極電子の散乱が顕著に発生し、スピンの緩和によりＭＲ比が低下する。
【００１９】
このように、従来は、ノイズの抑制とスピントルクの影響の抑制を可能とする抵抗値を有し、且つ大きなＭＲ比を得ることのできるＣＰＰ型のＭＲ素子を実現することが難しかった。
【００２０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ノイズの抑制とスピントルクの影響の抑制とを可能とする抵抗値を有し、且つ大きなＭＲ比を得ることのできる磁気抵抗効果素子およびその製造方法、ならびに磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッド、ヘッドアセンブリおよび磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の磁気抵抗効果素子は、外部磁界に応じて磁化の方向が変化する自由層と、磁化の方向が固定された固定層と、自由層と固定層との間に配置されたスペーサ層とを備え、磁気的信号検出用の電流が、上記各層の面と交差する方向に流されるものである。スペーサ層は、それぞれ層状をなし上記各層の面と交差する方向に並ぶ第１、第２および第３の領域を有している。第２の領域は、第１の領域と第３の領域に挟まれている。第１および第３の領域は酸化物半導体によって構成されている。第２の領域は、非磁性導体相と酸化物半導体相のうち少なくとも非磁性導体相を含んでいる。
【００２２】
本発明の磁気抵抗効果素子において、第２の領域では、酸化物半導体相中に複数の非磁性導体相が点在していてもよい。この場合、酸化物半導体相と第１および第３の領域は全て同じ材料よりなるものであってもよい。
【００２３】
また、本発明の磁気抵抗効果素子において、第２の領域は、全体が非磁性導体相によって構成されていてもよい。
【００２４】
また、本発明の磁気抵抗効果素子において、第２の領域の厚みは、０．１〜１ｎｍの範囲内であってもよい。第１の領域の厚みおよび第３の領域の厚みは、それぞれ、０．１〜１．４ｎｍの範囲内であってもよい。スペーサ層の厚みは、１〜３ｎｍの範囲内であってもよい。
【００２５】
また、本発明の磁気抵抗効果素子において、スペーサ層全体に対する第２の領域に含まれる非磁性導体相の割合は、１〜５０体積％の範囲内であってもよい。
【００２６】
本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法は、固定層、スペーサ層、自由層を形成する各工程を備えている。スペーサ層を形成する工程は、第１の酸化物半導体層を形成する工程と、第１の酸化物半導体層の上に非磁性導体層を形成する工程と、非磁性導体層の上に第２の酸化物半導体層を形成する工程と、第１の酸化物半導体層によって第１の領域が形成され、第２の酸化物半導体層によって第３の領域が形成され、少なくとも非磁性導体層によって第２の領域が形成されるように、第１の酸化物半導体層、非磁性導体層および第２の酸化物半導体層に対して熱処理を施す工程とを含んでいる。
【００２７】
本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法では、熱処理を施す工程により、酸化物半導体相中に複数の非磁性導体相が点在するように第２の領域が形成されてもよい。
【００２８】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面と、記録媒体からの信号磁界を検出するために媒体対向面の近傍に配置された本発明の磁気抵抗効果素子と、磁気的信号検出用の電流を磁気抵抗効果素子に流すための一対の電極とを備えたものである。
【００２９】
本発明のヘッドアセンブリは、本発明の薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、スライダを弾性的に支持する支持装置とを備えたものである。
【００３０】
本発明の磁気ディスク装置は、本発明の薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される記録媒体に対向するように配置されるスライダと、スライダを支持すると共に記録媒体に対して位置決めする位置決め装置とを備えたものである。
【発明の効果】
【００３１】
本発明では、磁気抵抗効果素子のスペーサ層は、それぞれ酸化物半導体によって構成された第１および第３の領域と、これらに挟まれた第２の領域とを有し、第２の領域は、非磁性導体相と酸化物半導体相のうち少なくとも非磁性導体相を含んでいる。本発明では、スペーサ層を形成するために、酸化処理によって絶縁体を形成する必要がない。これらのことから、本発明によれば、ノイズの抑制とスピントルクの影響の抑制とを可能とする抵抗値を有し、且つ大きなＭＲ比を得ることのできる磁気抵抗効果素子を実現することができるという効果を奏する。
【００３２】
本発明において、第２の領域では、酸化物半導体相中に複数の非磁性導体相が点在していてもよい。この場合には、電流狭窄効果によりＭＲ比をより大きくすることが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図２および図３を参照して、本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成および製造方法の概略について説明する。図２は薄膜磁気ヘッドの媒体対向面および基板に垂直な断面を示す断面図、図３は薄膜磁気ヘッドの磁極部分の媒体対向面に平行な断面を示す断面図である。
【００３４】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面２０を備えている。また、薄膜磁気ヘッドは、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１と、この基板１の上に配置されたアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁材料よりなる絶縁層２と、この絶縁層２の上に配置された磁性材料よりなる第１のシールド層３と、この第１のシールド層３の上に配置されたＭＲ素子５と、このＭＲ素子５の２つの側部に隣接するように配置された２つのバイアス磁界印加層６と、ＭＲ素子５およびバイアス磁界印加層６の周囲に配置された絶縁層７とを備えている。ＭＲ素子５は、媒体対向面２０の近傍に配置されている。絶縁層７は、アルミナ等の絶縁材料によって形成されている。
【００３５】
薄膜磁気ヘッドは、更に、ＭＲ素子５、バイアス磁界印加層６および絶縁層７の上に配置された磁性材料よりなる第２のシールド層８と、この第２のシールド層８の上に配置されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層１８と、この分離層１８の上に配置された磁性材料よりなる下部磁極層１９とを備えている。第２のシールド層８および下部磁極層１９に用いる磁性材料は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の軟磁性材料である。なお、第２のシールド層８、分離層１８および下部磁極層１９の代わりに、下部磁極層を兼ねた第２のシールド層を設けてもよい。
【００３６】
薄膜磁気ヘッドは、更に、下部磁極層１９の上に配置されたアルミナ等の非磁性材料よりなる記録ギャップ層９を備えている。記録ギャップ層９には、媒体対向面２０から離れた位置においてコンタクトホール９ａが形成されている。
【００３７】
薄膜磁気ヘッドは、更に、記録ギャップ層９の上に配置された薄膜コイルの第１層部分１０を備えている。第１層部分１０は、銅（Ｃｕ）等の導電材料によって形成されている。なお、図２において、符号１０ａは、第１層部分１０のうち、後述する薄膜コイルの第２層部分１５に接続される接続部を表している。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回されている。
【００３８】
薄膜磁気ヘッドは、更に、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように配置された絶縁材料よりなる絶縁層１１と、磁性材料よりなる上部磁極層１２と、接続部１０ａの上に配置された導電材料よりなる接続層１３とを備えている。接続層１３は、磁性材料によって形成されていてもよい。絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となっている。
【００３９】
上部磁極層１２は、トラック幅規定層１２ａと連結部分層１２ｂとヨーク部分層１２ｃとを有している。トラック幅規定層１２ａは、絶縁層１１のうちの媒体対向面２０側の斜面部分から媒体対向面２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に配置されている。トラック幅規定層１２ａは、記録ギャップ層９の上に形成され、上部磁極層１２の磁極部分となる先端部と、絶縁層１１の媒体対向面２０側の斜面部分の上に形成され、ヨーク部分層１２ｃに接続される接続部とを有している。先端部の幅は記録トラック幅と等しくなっている。接続部の幅は、先端部の幅よりも大きくなっている。
【００４０】
連結部分層１２ｂは、コンタクトホール９ａが形成された位置において、下部磁極層１９の上に配置されている。ヨーク部分層１２ｃは、トラック幅規定層１２ａと連結部分層１２ｂとを連結している。ヨーク部分層１２ｃの媒体対向面２０側の端部は、媒体対向面２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層１２ｃは、連結部分層１２ｂを介して下部磁極層１９に接続されている。
【００４１】
薄膜磁気ヘッドは、更に、連結部分層１２ｂの周囲に配置されたアルミナ等の無機絶縁材料よりなる絶縁層１４を備えている。トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂ、接続層１３および絶縁層１４の上面は平坦化されている。
【００４２】
薄膜磁気ヘッドは、更に、絶縁層１４の上に配置された薄膜コイルの第２層部分１５を備えている。第２層部分１５は、銅（Ｃｕ）等の導電材料によって形成されている。なお、図２において、符号１５ａは、第２層部分１５のうち、接続層１３を介して薄膜コイルの第１層部分１０の接続部１０ａに接続される接続部を表している。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回されている。
【００４３】
薄膜磁気ヘッドは、更に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように配置された絶縁層１６を備えている。絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となっている。ヨーク部分層１２ｃの一部は、絶縁層１６の上に配置されている。
【００４４】
薄膜磁気ヘッドは、更に、上部磁極層１２を覆うように配置されたオーバーコート層１７を備えている。オーバーコート層１７は、例えばアルミナによって構成されている。
【００４５】
次に、本実施の形態における薄膜磁気ヘッドの製造方法の概略について説明する。本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、基板１の上に、スパッタ法等によって絶縁層２を、例えば０．２〜５μｍの厚みに形成する。次に、絶縁層２の上に、めっき法等によって第１のシールド層３を、所定のパターンに形成する。次に、図示しないが、全体に、例えばアルミナよりなる絶縁層を形成する。次に、例えば化学機械研磨（以下、ＣＭＰという。）によって、第１のシールド層３が露出するまで絶縁層を研磨して、第１のシールド層３および絶縁層の上面を平坦化する。
【００４６】
次に、第１のシールド層３の上に、ＭＲ素子５と、２つのバイアス磁界印加層６と、絶縁層７とを形成する。次に、ＭＲ素子５、バイアス磁界印加層６および絶縁層７の上に、第２のシールド層８を形成する。第２のシールド層８は、例えばめっき法またはスパッタ法によって形成される。次に、第２のシールド層８の上に、スパッタ法等によって、分離層１８を形成する。次に、この分離層１８の上に、例えばめっき法またはスパッタ法によって、下部磁極層１９を形成する。
【００４７】
次に、下部磁極層１９の上に、スパッタ法等によって、記録ギャップ層９を、例えば５０〜３００ｎｍの厚みに形成する。次に、磁路形成のために、後に形成される薄膜コイルの中心部分において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００４８】
次に、記録ギャップ層９の上に、薄膜コイルの第１層部分１０を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回される。
【００４９】
次に、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１１を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１１の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００５０】
次に、絶縁層１１のうちの後述する媒体対向面２０側の斜面部分から媒体対向面２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａを形成する。
【００５１】
トラック幅規定層１２ａを形成する際には、同時に、コンタクトホール９ａが形成された位置において下部磁極層１９の上に連結部分層１２ｂを形成すると共に、接続部１０ａの上に接続層１３を形成する。
【００５２】
次に、磁極トリミングを行う。すなわち、トラック幅規定層１２ａの周辺領域において、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、記録ギャップ層９および下部磁極層１９の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部をエッチングする。これにより、図３に示したように、上部磁極層１２の磁極部分、記録ギャップ層９および下部磁極層１９の磁極部分の少なくとも一部の各幅が揃えられたトリム（Trim）構造が形成される。このトリム構造によれば、記録ギャップ層９の近傍における磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。
【００５３】
次に、ここまでの工程によって形成された積層体の上面全体の上に絶縁層１４を、例えば３〜４μｍの厚みに形成する。次に、この絶縁層１４を、例えばＣＭＰによって、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂおよび接続層１３の表面に至るまで研磨して平坦化する。
【００５４】
次に、平坦化された絶縁層１４の上に、薄膜コイルの第２層部分１５を、例えば２〜３μｍの厚みに形成する。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回される。
【００５５】
次に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機絶縁材料よりなる絶縁層１６を所定のパターンに形成する。次に、絶縁層１６の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。次に、トラック幅規定層１２ａ、絶縁層１４，１６および連結部分層１２ｂの上に、ヨーク部分層１２ｃを形成する。
【００５６】
次に、ここまでの工程によって形成された積層体の上面全体を覆うように、オーバーコート層１７を形成する。次に、オーバーコート層１７の上に配線や端子等を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行って媒体対向面２０を形成して、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００５７】
このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面２０と再生ヘッドと記録ヘッドとを備えている。再生ヘッドは、記録媒体からの信号磁界を検出するために媒体対向面２０の近傍に配置されている。再生ヘッドの構成については、後で詳しく説明する。
【００５８】
記録ヘッドは、媒体対向面２０側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された下部磁極層１９および上部磁極層１２と、この下部磁極層１９の磁極部分と上部磁極層１２の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層１９および上部磁極層１２の間に、これらに対して絶縁された状態で配設された薄膜コイル１０，１５とを有している。この薄膜磁気ヘッドでは、図２に示したように、媒体対向面２０から、絶縁層１１の媒体対向面２０側の端部までの長さが、スロートハイトＴＨとなる。なお、スロートハイトとは、媒体対向面２０から、２つの磁極層の間隔が大きくなり始める位置までの長さ（高さ）をいう。なお、図２および図３には、長手磁気記録方式用の記録ヘッドを示したが、本実施の形態における記録ヘッドは、垂直磁気記録方式用の記録ヘッドであってもよい。
【００５９】
次に、図１を参照して、本実施の形態における再生ヘッドの構成について詳しく説明する。図１は再生ヘッドの媒体対向面に平行な断面を示す断面図である。図１に示したように、再生ヘッドは、所定の間隔を開けて配置された第１のシールド層３および第２のシールド層８と、第１のシールド層３と第２のシールド層８との間に配置されたＭＲ素子５とを備えている。ＭＲ素子５および第２のシールド層８は第１のシールド層３に積層されている。
【００６０】
再生ヘッドは、更に、ＭＲ素子５の２つの側部に隣接するように配置され、ＭＲ素子５に対してバイアス磁界を印加する２つのバイアス磁界印加層６と、第１のシールド層３およびＭＲ素子５とバイアス磁界印加層６との間に配置された絶縁層４とを備えている。
【００６１】
バイアス磁界印加層６は、硬磁性層（ハードマグネット）や、強磁性層と反強磁性層との積層体等を用いて構成される。具体的には、バイアス磁界印加層６は、例えばＣｏＰｔやＣｏＣｒＰｔによって形成される。絶縁層４は、例えばアルミナによって形成される。
【００６２】
本実施の形態に係るＭＲ素子５は、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子になっている。このＭＲ素子５には、磁気的信号検出用の電流であるセンス電流が、ＭＲ素子５を構成する各層の面と交差する方向、例えばＭＲ素子５を構成する各層の面に対して垂直な方向に流される。第１のシールド層３と第２のシールド層８は、センス電流を、ＭＲ素子５に対して、ＭＲ素子５を構成する各層の面と交差する方向、例えばＭＲ素子５を構成する各層の面に対して垂直な方向に流すための一対の電極を兼ねている。なお、第１のシールド層３および第２のシールド層８とは別に、ＭＲ素子５の上下に一対の電極を設けてもよい。ＭＲ素子５は、外部磁界、すなわち記録媒体からの信号磁界に応じて抵抗値が変化する。ＭＲ素子５の抵抗値はセンス電流より求めることができる。このようにして、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生することができる。
【００６３】
図１には、ＭＲ素子５の構成の一例を示している。このＭＲ素子５は、信号磁界に応じて磁化の方向が変化する強磁性層である自由層２５と、磁化の方向が固定された強磁性層である固定層２３と、自由層２５と固定層２３との間に配置されたスペーサ層２４とを備えている。図１に示した例では、固定層２３と自由層２５のうち、固定層２３の方が第１のシールド層３に近い位置に配置されている。しかし、逆に、自由層２５の方が第１のシールド層３に近い位置に配置されていてもよい。ＭＲ素子５は、更に、固定層２３におけるスペーサ層２４とは反対側に配置された反強磁性層２２と、第１のシールド層３と反強磁性層２２との間に配置された下地層２１と、自由層２５と第２のシールド層８との間に配置された保護層２６とを備えている。図１に示したＭＲ素子５では、第１のシールド層３の上に、下地層２１、反強磁性層２２、固定層２３、スペーサ層２４、自由層２５および保護層２６が順に積層されている。
【００６４】
反強磁性層２２は、固定層２３との交換結合により、固定層２３における磁化の方向を固定する層である。下地層２１は、その上に形成される各層の結晶性や配向性を向上させ、特に、反強磁性層２２と固定層２３との交換結合を良好にするために設けられる。保護層２６は、その下の各層を保護するための層である。
【００６５】
下地層２１の厚みは、例えば２〜６ｎｍである。下地層２１としては、例えばＴａ層とＲｕ層との積層体が用いられる。
【００６６】
反強磁性層２２の厚みは、例えば５〜３０ｎｍである。反強磁性層２２は、例えば、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｎｉ、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３５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２２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合金等があり、具体的には、ＲｕＲｈＭｎ、ＦｅＭｎあるいはＩｒＭｎ等がある。熱処理系反強磁性材料には規則結晶構造を有するＭｎ合金等があり、具体的には、ＰｔＭｎ、ＮｉＭｎおよびＰｔＲｈＭｎ等がある。
【００６７】
なお、固定層２３における磁化の方向を固定する層として、上記のような反強磁性層２２の代わりに、ＣｏＰｔ等の硬磁性材料よりなる硬磁性層を設けてもよい。この場合には、下地層２１の材料としては、Ｃｒ、ＣｒＴｉ、ＴｉＷ等が用いられる。
【００６８】
固定層２３では、反強磁性層２２との界面における交換結合により、磁化の向きが固定されている。本実施の形態における固定層２３は、反強磁性層２２の上に順に積層されたアウター層３１、非磁性中間層３２およびインナー層３３を有し、いわゆるシンセティック固定層になっている。アウター層３１およびインナー層３３は、例えば、ＣｏおよびＦｅからなる群のうちの少なくともＣｏを含む強磁性材料により構成された強磁性層を含んでいる。アウター層３１とインナー層３３は、反強磁性的に結合し、磁化の方向が互いに逆方向に固定されている。アウター層３１の厚みは、例えば３〜７ｎｍである。インナー層３３の厚みは、例えば３〜１０ｎｍである。
【００６９】
非磁性中間層３２の厚みは、例えば０．３５〜１．０ｎｍである。非磁性中間層３２は、例えば、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｃｒ、ＺｒおよびＣｕからなる群のうち少なくとも１種を含む非磁性材料により構成されている。この非磁性中間層３２は、インナー層３３とアウター層３１の間に反強磁性交換結合を生じさせ、インナー層３３の磁化とアウター層３１の磁化とを互いに逆方向に固定するためのものである。なお、インナー層３３の磁化とアウター層３１の磁化が互いに逆方向というのは、これら２つの磁化の方向が互いに１８０°異なる場合のみならず、２つの磁化の方向が１８０°±２０°異なる場合を含む。
【００７０】
自由層２５の厚みは、例えば２〜１０ｎｍである。自由層２５は、保磁力が小さい強磁性層によって構成されている。自由層２５は、積層された複数の強磁性層を含んでいてもよい。
【００７１】
保護層２６の厚みは、例えば０．５〜２０ｎｍである。保護層２６としては、例えばＴａ層やＲｕ層が用いられる。また、保護層２６は、Ｔａ層、Ｒｕ層等の組み合わせの２積層構造や、Ｔａ層、Ｒｕ層、Ｔａ層の組み合わせや、Ｒｕ層、Ｔａ層、Ｒｕ層の組み合わせ等の３積層構造としてもよい。
【００７２】
なお、インナー層３３と自由層２５の少なくとも一方は、ホイスラー合金層等の、スピン分極率がほぼ１となる合金層を含んでいてもよい。
【００７３】
ＭＲ素子５がＣＰＰ−ＧＭＲ素子として適正な動作を行う上で、ＭＲ素子５の面積抵抗（resistance-area product；ＲＡ）には、適正な範囲がある。すなわち、ＭＲ素子５の面積抵抗が小さすぎると、ＭＲ素子５の抵抗値が小さくなりすぎ、その結果、ＭＲ素子５の抵抗変化量が小さくなると共に、これに起因して再生出力電圧が低下する。また、ＭＲ素子５の抵抗変化量は、ＭＲ素子５にセンス電流を流すためのリード線等による寄生抵抗よりも大きくなければならない。一方、ＭＲ素子５の面積抵抗が大きすぎると、ＭＲ素子５の抵抗値が大きくなりすぎると共に、ノイズが大きくなる。これらを考慮すると、ＭＲ素子５の面積抵抗は、０．１〜０．３Ω・μｍ２の範囲内であることが好ましく、０．１２〜０．２５Ω・μｍ２の範囲内であることがより好ましい。
【００７４】
次に、図８および図９を参照して、本実施の形態におけるスペーサ層２４について詳しく説明する。本実施の形態におけるスペーサ層２４には、図８に示した第１の態様と、図９に示した第２の態様とがある。なお、図８および図９は、本実施の形態における固定層２３（インナー層３３）、スペーサ層２４および自由層２５を模式的に表している。図８および図９に示したように、スペーサ層２４は、それぞれ層状をなしＭＲ素子５の各層の面と交差する方向に並ぶ第１の領域４１、第２の領域４２および第３の領域４３を有している。第２の領域４２は、第１の領域４１と第３の領域４３に挟まれている。第１の領域４１および第３の領域４３は酸化物半導体によって構成されている。第２の領域４２は、非磁性導体相と酸化物半導体相のうち少なくとも非磁性導体相を含んでいる。第１の領域４１は固定層２３（インナー層３３）に隣接し、第３の領域４３は自由層２５に隣接している。
【００７５】
図８に示した第１の態様では、第２の領域４２は、酸化物半導体相４２２中に複数の非磁性導体相４２１が点在したものになっている。この場合、酸化物半導体相４２２、第１の領域４１および第３の領域４３は全て同じ材料よりなるものであってもよい。図８は、酸化物半導体相４２２と第１の領域４１および第３の領域４３が全て同じ材料よりなる場合を表している。
【００７６】
図９に示した第２の態様では、第２の領域４２は、全体が非磁性導体相４２１によって構成されている。この場合、第１の領域４１と第３の領域４３は同じ材料よりなるものであってもよい。
【００７７】
第１の領域４１、第３の領域４３および酸化物半導体相４２２を構成する酸化物半導体としては、例えば酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）または酸化インジウム（ＩｎＯ）のいずれかを用いることができる。また、第１の領域４１、第３の領域４３および酸化物半導体相４２２を構成する酸化物半導体は、例えば１％以下の酸素欠陥を有していてもよい。このように、酸化物半導体が酸素欠陥を有している場合には、酸化物半導体のフェルミレベルに電子が存在し、酸化物半導体の抵抗値が小さくなる。従って、酸素欠陥を有する酸化物半導体は、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子のスペーサ層に使用するのに適している。
【００７８】
非磁性導体相４２１は、非磁性導電材料によって構成されている。この非磁性導電材料としては、例えばＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｅ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｃｕ２Ｏのいずれかを用いることができる。
【００７９】
本実施の形態において、スペーサ層２４とこれに隣接する磁性層との間、具体的には、第１の領域４１とインナー層３３との間と、第３の領域４３と自由層２５との間に、それぞれ、１ｎｍ未満の厚みの非磁性金属層を設けてもよい。この非磁性金属層は、磁性層（インナー層３３、自由層２５）の酸化によるＭＲ素子５の特性の劣化を抑制すると共に、酸化物半導体よりなる第１の領域４１または第３の領域４３と磁性層との界面における格子のミスフィットを緩和するために設けられる。この非磁性金属層の材料としては、非磁性導体相４２１を構成する非磁性導電材料の例として列挙したもの中のいずれかを用いることができる。
【００８０】
次に、図１に示した再生ヘッドの製造方法について説明する。この再生ヘッドの製造方法では、まず、絶縁層２の上に、めっき法等によって、所定のパターンの第１のシールド層３を形成する。次に、第１のシールド層３の上に、例えばスパッタ法によって、ＭＲ素子５を構成する各層となる膜を順に形成し、これらの膜の積層体を形成する。次に、積層体をエッチングによってパターニングして、ＭＲ素子５を形成する。次に、例えばスパッタ法によって、絶縁層４とバイアス磁界印加層６を順に形成する。次に、ＭＲ素子５およびバイアス磁界印加層６の上に、例えばめっき法またはスパッタ法によって、第２のシールド層８を形成する。
【００８１】
本実施の形態に係るＭＲ素子５の製造方法は、ＭＲ素子５を構成する下地層２１、反強磁性層２２、固定層２３、スペーサ層２４、自由層２５および保護層２６を形成する各工程を備えている。スペーサ層２４を形成する工程は、第１の酸化物半導体層を形成する工程と、第１の酸化物半導体層の上に非磁性導体層を形成する工程と、非磁性導体層の上に第２の酸化物半導体層を形成する工程と、第１の酸化物半導体層によって第１の領域４１が形成され、第２の酸化物半導体層によって第３の領域４３が形成され、少なくとも非磁性導体層によって第２の領域４２が形成されるように、第１の酸化物半導体層、非磁性導体層および第２の酸化物半導体層に対して熱処理を施す工程とを含んでいる。
【００８２】
第１の酸化物半導体層の材料は第１の領域４１の材料と同じであり、第２の酸化物半導体層の材料は第３の領域４３の材料と同じである。非磁性導体層の材料は、第２の領域４２の非磁性導体相４２１の材料と同じである。
【００８３】
上記の熱処理は、非磁性導体相４２１の結晶構造の乱れを小さくするために行われる。この熱処理によって非磁性導体相４２１の結晶構造の乱れを小さくすることにより、非磁性導体相４２１におけるスピンの緩和を抑制することができる。上記の熱処理は、スペーサ層２４を構成する各層の形成後であれば、どの段階で行ってもよい。この熱処理は、例えば、スペーサ層２４を構成する各層の形成後、自由層２５を構成する膜の形成前に行ってもよいし、ＭＲ素子５を構成する各層となる膜の積層体の形成後、この積層体をパターニングする前に行ってもよいし、この積層体をパターニングした後に行ってもよい。熱処理の温度は、２５０〜２９０℃の範囲内であることが好ましい。
【００８４】
スペーサ層２４を構成する各層の形成後、上記の熱処理を行うことにより、図８に示した第１の態様のスペーサ層２４または図９に示した第２の態様のスペーサ層２４が形成される。非磁性導体層の厚みが小さいほど第１の態様のスペーサ層２４が形成されやすく、非磁性導体層の厚みが大きいほど第２の態様のスペーサ層２４が形成されやすい。第１の態様のスペーサ層２４が形成される場合には、上記の熱処理により、非磁性導体層が島状に凝集して複数の非磁性導体相４２１が形成されると共に、第１の酸化物半導体層と第２の酸化物半導体層の少なくとも一方によって酸化物半導体相４２２が形成される。
【００８５】
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの作用について説明する。薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって記録媒体に情報を記録し、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生する。
【００８６】
再生ヘッドにおいて、バイアス磁界印加層６によるバイアス磁界の方向は、媒体対向面２０に垂直な方向と直交している。ＭＲ素子５において、信号磁界がない状態では、自由層２５の磁化の方向は、バイアス磁界の方向に揃えられている。一方、固定層２３の磁化の方向は、媒体対向面２０に垂直な方向に固定されている。
【００８７】
ＭＲ素子５では、記録媒体からの信号磁界に応じて自由層２５の磁化の方向が変化し、これにより、自由層２５の磁化の方向と固定層２３の磁化の方向との間の相対角度が変化し、その結果、ＭＲ素子５の抵抗値が変化する。ＭＲ素子５の抵抗値は、第１および第２のシールド層３，８によってＭＲ素子５にセンス電流を流したときのシールド層３，８間の電位差より求めることができる。このようにして、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生することができる。
【００８８】
本実施の形態に係るＭＲ素子５において、スペーサ層２４は、それぞれ層状をなしＭＲ素子５の各層の面と交差する方向に並ぶ第１の領域４１、第２の領域４２および第３の領域４３を有している。第２の領域４２は、第１の領域４１と第３の領域４３に挟まれている。第１の領域４１および第３の領域４３は酸化物半導体によって構成されている。第２の領域４２は、非磁性導体相４２１と酸化物半導体相４２２のうち少なくとも非磁性導体相４２１を含んでいる。図８に示した第１の態様では、第２の領域４２は、酸化物半導体相４２２中に複数の非磁性導体相４２１が点在したものになっている。図９に示した第２の態様では、第２の領域４２は、全体が非磁性導体相４２１によって構成されている。
【００８９】
本実施の形態に係るＭＲ素子５は、ＴＭＲ素子ではなくＣＰＰ−ＧＭＲ素子である。そのため、本実施の形態に係るＭＲ素子５によれば、ＴＭＲ素子に比べて、抵抗値を小さくでき且つノイズを抑制することができる。
【００９０】
また、本実施の形態に係るＭＲ素子５のスペーサ層２４は、それぞれ酸化物半導体によって構成された第１の領域４１および第３の領域４３を有している。そのため、本実施の形態に係るＭＲ素子５によれば、スペーサ層の全体が非磁性導体層よりなる一般的なＣＰＰ−ＧＭＲ素子に比べて、抵抗値を大きくすることができる。そのため、本実施の形態によれば、スピントルクの影響を抑制することができる。
【００９１】
ところで、スペーサ層の全体が酸化物半導体によって構成されたＭＲ素子では、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子としては抵抗値が大きくなりすぎ、ノイズが大きくなるおそれがある。これに対し、本実施の形態では、スペーサ層２４は、それぞれ酸化物半導体によって構成された第１の領域４１と第３の領域４３に挟まれた非磁性導体相４２１を含んでいる。そのため、本実施の形態に係るＭＲ素子５によれば、スペーサ層の全体が酸化物半導体によって構成されたＭＲ素子に比べて、抵抗値を小さくでき且つノイズを抑制することができる。
【００９２】
また、本実施の形態において、第２の領域４２が図８に示した第１の態様である場合には、第２の領域４２において、センス電流は、非磁性導体相４２１を優先的に流れる。この場合のＭＲ素子５では、電流狭窄効果によりＭＲ比を大きくすることができる。
【００９３】
ところで、従来の一般的な電流狭窄型のＣＰＰ−ＧＭＲ素子では、電流狭窄効果を発現させる層は、絶縁体中に複数の導体部が点在する構造になっている。このような層は、例えば酸化処理を用いて形成される。この場合、電流狭窄効果を発現させる層では、その形成過程で大きな組成変化が生じ、その結果、結晶構造の乱れが大きくなる。そのため、このような層を含むＭＲ素子では、結晶構造の乱れによってスピン偏極電子の散乱が顕著に発生し、スピンの緩和によりＭＲ比が低下する。これに対し、本実施の形態では、スペーサ層２４を形成するために、酸化処理によって絶縁体を形成する必要がない。そのため、本実施の形態に係るＭＲ素子５におけるスペーサ層２４では、その形成過程で大きな組成変化およびそれに伴う大きな結晶構造の乱れは生じない。従って、本実施の形態に係るＭＲ素子５によれば、結晶構造の乱れに起因するスピンの緩和によってＭＲ比が低下することを抑制することができる。また、本実施の形態に係るＭＲ素子５では、スピンを保存した状態で大きな電流、例えば約１０８Ａ／ｃｍ２以上の電流密度の電流を、スペーサ層２４を通過させることができる。これらのことから、本実施の形態に係るＭＲ素子５によれば、大きなＭＲ比を得ることが可能になる。
【００９４】
ところで、本実施の形態において、酸化物半導体よりなる第１の領域４１または第３の領域４３と磁性層との界面では格子のミスフィットが生じる。そのため、この界面ではスピン偏極電子の散乱が発生し得る。ここで、第２の領域４２が図８に示した第１の態様である場合には、第２の領域４２において、センス電流は非磁性導体相４２１を優先的に流れる。そのため、第１の領域４１または第３の領域４３と磁性層との界面において、センス電流は、非磁性導体相４２１に近い領域を優先的に通過する。これにより、センス電流が上記界面を均等に通過する場合に比べて、スピン偏極電子が、散乱の原因となる乱れた構造を通過する確率が減少する。従って、第２の領域４２が図８に示した第１の態様である場合には、スピンの緩和によってＭＲ比が低下することをより抑制することができる。
【００９５】
以上のことから、本実施の形態によれば、ノイズの抑制とスピントルクの影響の抑制とを可能とする抵抗値を有し、且つ大きなＭＲ比を得ることのできるＭＲ素子５を実現することができる。
【００９６】
なお、スペーサ層２４は、固定層２３と自由層２５とが交換結合しないようにするための厚みを有する必要がある。また、スペーサ層２４中でのスピンの緩和が小さいほど、スピンフィルタとしての効果が大きくなるのでＭＲ素子５のＭＲ比を大きくすることができる。スペーサ層２４の厚みＴが大きすぎると、スペーサ層２４中でのスピンの緩和が大きくなって、ＭＲ比が低下する。一方、スペーサ層２４の厚みＴが小さすぎると、固定層２３と自由層２５とが交換結合してしまい、スペーサ層２４の機能を果たせなくなる。これらを考慮すると、スペーサ層２４の厚みＴは、１〜３ｎｍの範囲内であることが好ましく、１．２〜２ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００９７】
また、第２の領域４２の厚みＴ２には、第２の領域４２が存在することによる効果を発揮させる上で適正な範囲がある。すなわち、Ｔ２が大きすぎると、ＭＲ素子５の抵抗値が小さくなると共にＭＲ比が低下する。一方、Ｔ２が小さすぎると、第１の領域４１と第３の領域４３の間に非磁性導体相４２１を介在させることによる効果があまり発揮されないと共に、スピン偏極電子が、散乱の原因となる乱れた構造を通過する確率が増すため、ＭＲ比が低下する。これらを考慮すると、第２の領域４２の厚みＴ２は、０．１〜１ｎｍの範囲内であることが好ましく、０．２〜０．８ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００９８】
また、第１の領域４１の厚みＴ１および第３の領域４３の厚みＴ３にも適正な範囲がある。すなわち、Ｔ１，Ｔ３が大きすぎると、ＭＲ素子５の面積抵抗が大きくなりすぎ、その結果、ＭＲ素子５の抵抗値も大きくなりすぎる。一方、Ｔ１，Ｔ３が小さすぎると、第１の領域４１または第３の領域４３と磁性層との界面の近傍における結晶構造の乱れが大きくなって、スピンの緩和によりＭＲ比が低下する。これらを考慮すると、第１の領域４１の厚みＴ１および第３の領域４３の厚みＴ３は、それぞれ、０．１〜１．４ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００９９】
また、スペーサ層２４全体に対する第２の領域４２に含まれる非磁性導体相４２１の割合にも適正な範囲がある。すなわち、非磁性導体相４２１の割合が小さすぎるとＭＲ素子５の抵抗値が大きくなりすぎ、非磁性導体相４２１の割合が大きすぎるとＭＲ素子５の抵抗値が小さくなりすぎて、いずれの場合も、ＭＲ素子５がＣＰＰ−ＧＭＲ素子として適正な動作を行うことのできる条件から外れてしまう。これらを考慮すると、スペーサ層２４全体に対する第２の領域４２に含まれる非磁性導体相４２１の割合は、１〜５０体積％の範囲内であることが好ましく、３〜３０体積％の範囲内であることがより好ましい。
【０１００】
なお、スペーサ層２４における組成物の形状と組成は、例えば、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）によってスペーサ層２４の断面を観察すると共に、電子エネルギ損失分光（ＥＥＬＳ）によってスペーサ層２４の組成を解析することによって確認することができる。これにより、スペーサ層２４の態様も確認することができる。
【０１０１】
次に、本実施の形態の効果を示す実験結果について説明する。この実験では、試料１〜１２の１２種類のＭＲ素子の試料を作製し、これらの試料（ＭＲ素子）の面積抵抗（Ω・μｍ２）、ＭＲ比（％）、ヘッドノイズ（μＶrms／√Ｈｚ）、電流密度（Ａ／ｃｍ２）および固定層２３の交換結合磁界（Ｏｅ）を求めた。なお、１Ｏｅは、７９．６Ａ／ｍである。また、電流密度は、ＭＲ素子に対する印加電圧を１００ｍＶとしたときの値である。
【０１０２】
試料１〜７の膜構成は、図１に示した本実施の形態に係るＭＲ素子５と同様である。試料１〜７におけるスペーサ層２４は、第１ないし第３の領域４１〜４３を有している。以下、第２の領域４２が図８に示した第１の態様である試料をタイプ（１）の試料と呼び、第２の領域４２が図９に示した第２の態様である試料をタイプ（２）の試料と呼ぶ。試料１〜４はタイプ（１）の試料であり、試料５〜７はタイプ（２）の試料である。試料１〜７において、第１の領域４１と第３の領域４３は、酸化物半導体としてのＺｎＯによって構成されている。試料１〜４において、非磁性導体相４２１はＣｕによって構成され、酸化物半導体相４２２はＺｎＯによって構成されている。試料５〜７において、第２の領域４２すなわち非磁性導体相４２１はＣｕによって構成されている。試料１〜７は、本実施の形態に係るＭＲ素子５の実施例に相当する。試料１〜７の具体的な膜構成を、以下の表１に示す。
【０１０３】
【表１】
2009044122.tif 000003
【０１０４】
試料８〜１２は、本実施の形態に係るＭＲ素子５に対する第１ないし第５の比較例に相当する。試料８は、試料１〜７におけるスペーサ層２４の代りに、図１０に示した構造のスペーサ層５０を有している。このスペーサ層５０は、酸化物半導体相５１中に複数の非磁性導体相５２がランダムに分散した構造になっている。酸化物半導体相５１はＺｎＯによって構成され、非磁性導体相５２はＣｕによって構成されている。以下、図１０に示した構造のスペーサ層５０を有する試料をタイプ（３）の試料と呼ぶ。また、スペーサ層５０の厚みは、試料１〜７におけるスペーサ層２４と同様に記号Ｔで表す。
【０１０５】
試料９は、試料１〜７におけるスペーサ層２４の代りに、図１１に示した構造のスペーサ層６０を有している。このスペーサ層６０は、抵抗が相対的に高い領域６１と、抵抗が相対的に低い領域６２とを有する酸化物層になっている。領域６２は、柱状であり、インナー層３３と自由層２５とを接続する。以下、図１１に示した構造のスペーサ層６０を有する試料をタイプ（４）の試料と呼ぶ。また、スペーサ層６０の厚みは、試料１〜７におけるスペーサ層２４と同様に記号Ｔで表す。
【０１０６】
試料１０は、タイプ（２）の膜構成を有するが、スペーサ層２４全体に対する第２の領域４２に含まれる非磁性導体相４２１の割合が５０体積％を超えているものである。
【０１０７】
試料１１は、試料１〜７におけるスペーサ層２４の代りに、全体が酸化物半導体としてのＺｎＯよりなるスペーサ層を有している。以下、このような試料をタイプ（５）の試料と呼ぶ。試料１１のスペーサ層の厚みも、試料１〜７におけるスペーサ層２４と同様に記号Ｔで表す。
【０１０８】
試料１２は、試料１〜７におけるスペーサ層２４の代りに、酸化アルミニウム(Ａｌ２Ｏｘ)膜が設けられたものになっている。従って、試料１２は、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子ではなく、ＴＭＲ素子になっている。
【０１０９】
試料８，９，１２以外の試料は、スパッタ法によって、各試料を構成する各層となる膜を順に形成し、これらの膜の積層体を形成した後、この積層体に対して熱処理を施して作製した。熱処理は、１．０×１０-4Ｐａ以下の真空中において、２５０℃の温度で５時間行った。
【０１１０】
試料８におけるスペーサ層５０は、以下のようにして形成した。まず、ＺｎＯのターゲットとＣｕのターゲットを用いて、ＺｎＯとＣｕを同時にスパッタすることにより、ＺｎＯとＣｕからなる膜を形成した。次に、この膜に対して、２５０℃の温度で５時間の熱処理を施して、ＺｎＯよりなる酸化物半導体相５１中に、それぞれＣｕよりなる複数の非磁性導体相５２がランダムに分散した構造のスペーサ層５０を形成した。試料８におけるスペーサ層５０以外の層は、スパッタ法によって形成した。
【０１１１】
試料９におけるスペーサ層６０は、特許文献２に記載されているように、スパッタ法によって形成した金属層に対して酸化処理を施すことによって形成した。試料９におけるスペーサ層６０以外の層は、スパッタ法によって形成し、酸化処理は施していない。
【０１１２】
試料１２は、スパッタ法によって、試料１２を構成する各層となる膜を順に形成して作製した。
【０１１３】
各試料の上から見た形状は、幅０．０６μｍ、長さ０．１０μｍの長方形である。この形状は、実際に再生ヘッドに用いられるＭＲ素子５の形状とほぼ同じである。なお、上記の「幅」とはトラック幅方向の長さであり、「長さ」とは媒体対向面２０に垂直な方向の長さである。各試料の面積抵抗とＭＲ比は、直流四端子法によって測定した。各試料のヘッドノイズは、スペクトラムアナライザーによって測定した。測定したヘッドノイズは、信号の周波数２０ＭＨｚにおいて、信号の帯域幅を１Ｈｚとしたときの値である。各試料の電流密度は、面積抵抗に基づいて計算によって求めた。各試料における固定層２３の交換結合磁界は、磁気抵抗効果曲線より求めた。なお、以下で説明するような実験の結果から判明した傾向は、試料の形状によらずにほぼ同じであった。
【０１１４】
実験の結果を、以下の表２に示す。なお、表２において、「Ｃｕ比率（体積％）」とは、スペーサ層に含まれるＣｕの、スペーサ層全体に対する割合を表し、これは、試料１〜７，１０については、スペーサ層２４全体に対する第２の領域４２に含まれる非磁性導体相４２１の割合と同じである。
【０１１５】
【表２】
2009044122.tif 000004
【０１１６】
スペーサ層の厚みは、試料１では１ｎｍ未満であり、他の試料では１ｎｍ以上である。そして、試料１における固定層２３の交換結合磁界は１５００Ｏｅ未満であるのに対し、他の試料における固定層２３の交換結合磁界は１５００Ｏｅ以上である。試料１における固定層２３の交換結合磁界が小さいのは、固定層２３の磁化に対するスピントルクの影響によると考えられる。固定層２３の交換結合磁界の低下を防止するために、本実施の形態におけるスペーサ層２４の厚みは１ｎｍ以上であることが好ましい。
【０１１７】
スペーサ層の厚みＴが等しく、Ｃｕ比率が同程度の試料４と試料８を比較すると、試料８よりも試料４の方が、ＭＲ比は大きくなっている。また、試料８と試料９では、スペーサ層の厚みＴは等しく、面積抵抗は同程度になっている。しかし、試料９のＭＲ比は、試料８のＭＲ比よりも小さく、当然、試料４のＭＲ比よりも小さい。これらのことから、タイプ（３）やタイプ（４）の構造に比べて、タイプ（１）の構造の方が、ＭＲ比を大きくすることができることが分かる。
【０１１８】
また、試料１〜７ではＣｕ比率は５０体積％以下であるのに対し、試料１０ではＣｕ比率が５０体積％を超えている。そして、試料１０におけるヘッドノイズは、試料１〜７におけるヘッドノイズに比べて顕著に大きい。これは、Ｃｕ比率が５０体積％を超えると、スペーサ層２４においてスピンの緩和を抑制する効果が十分に発揮されないためと考えられる。ヘッドノイズを抑制するために、Ｃｕ比率、すなわち本実施の形態におけるスペーサ層２４全体に対する第２の領域４２に含まれる非磁性導体相４２１の割合は、５０体積％以下であることが好ましい。また、スペーサ層２４の厚みＴが１．７ｎｍの試料３〜６について比較すると、Ｃｕ比率が大きくなるほど、面積抵抗が小さくなり、ヘッドノイズが大きくなる傾向があることが分かる。
【０１１９】
試料１１，１２のように、スペーサ層が非磁性導体相４２１を含まないものでは、面積抵抗が大きくなりすぎ、その結果、ＭＲ素子全体の抵抗値も大きくなりすぎる。
【０１２０】
なお、ＭＲ素子５によるヘッドノイズは、主に、スペーサ層２４においてスピン偏極電子のトンネル伝導が生じることによって発生するショットノイズであると考えられる。ここで、信号の帯域幅をΔｆ（Ｈｚ）としたときのヘッドノイズＶｓは、電子の電荷（１．６×１０-19クーロン）ｅ、ＭＲ素子５に流れる電流Ｉ（Ａ）、信号の帯域幅Δｆ（Ｈｚ）、ＭＲ素子５の抵抗値Ｒ（Ω）を用いて、以下の式で表される。
【０１２１】
Ｖｓ＝Ｒ×√（２ｅＩΔｆ）
【０１２２】
なお、前述のように、実験で求めたヘッドノイズは、信号の周波数２０ＭＨｚにおいて、信号の帯域幅Δｆを１Ｈｚとしたときの値である。理論的に予想される、トンネル伝導によるヘッドノイズの値は、４．７×１０-4μＶrms／√Ｈｚである。試料１〜７のヘッドノイズの値は、いずれも４．７×１０-4μＶrms／√Ｈｚよりも小さくなっている。従って、本実施の形態に係るＭＲ素子５では、スペーサ層２４において、トンネル伝導ではなくオーミックな伝導が生じていると考えられる。
【０１２３】
次に、タイプ（１）〜（４）のスペーサ層における結晶構造の乱れについて考察する。スペーサ層におけるスピンの緩和を抑制して大きなＭＲ比を得るためには、スペーサ層における結晶構造の乱れが小さい方が、スピン偏極電子の散乱によるスピンの緩和を抑制できるので、好ましい。タイプ（４）のスペーサ層６０において、抵抗が相対的に高い領域６１と抵抗が相対的に低い領域６２は、金属層に対して酸化処理を施すことによって形成される。そのため、タイプ（４）におけるスペーサ層６０では、その形成過程で大きな組成変化が生じ、その結果、結晶構造の乱れが大きくなる。従って、タイプ（４）では、ＭＲ比を大きくすることが難しい。
【０１２４】
これに対し、タイプ（１）〜（３）におけるスペーサ層では、タイプ（４）において生じるような大きな組成変化およびそれに伴う大きな結晶構造の乱れは生じない。従って、タイプ（１）〜（３）によれば、スペーサ層におけるスピンの緩和を抑制して大きなＭＲ比を得ることが可能になる。
【０１２５】
次に、タイプ（１）〜（３）のスペーサ層における電流経路について考察する。タイプ（３）では、スペーサ層５０中の複数の非磁性導体相５２を経由して、固定層２３から自由層２５へ、あるいは自由層２５から固定層２３へ電流が流れる。タイプ（３）では、酸化物半導体相５１中に複数の非磁性導体相５２がランダムに分散している。そのため、タイプ（３）のＭＲ素子を複数個作製した場合、スペーサ層５０中の複数の電流経路はＭＲ素子毎に異なる。そのため、タイプ（３）では、面積抵抗とＭＲ比にばらつきが生じる。これに対し、タイプ（１）とタイプ（２）では、スペーサ層２４中の複数の電流経路は、ＭＲ素子毎に大きく異なることはない。そのため、タイプ（１）とタイプ（２）では、タイプ（３）に比べて、面積抵抗とＭＲ比のばらつきが小さくなる。図１２は、タイプ（１）〜（３）について、面積抵抗ＲＡとＭＲ比のばらつきの範囲を模式的に表わしたものである。図１２において、符号（１），（２）で示す範囲はタイプ（１），（２）における面積抵抗とＭＲ比のばらつきの範囲を表し、符号（３）で示す範囲はタイプ（３）における面積抵抗とＭＲ比のばらつきの範囲を表している。以上の考察から分かるように、タイプ（１），（２）のＭＲ素子、すなわち本実施の形態に係るＭＲ素子５によれば、面積抵抗とＭＲ比のばらつきを抑制することが可能になる。
【０１２６】
また、前述の実験の結果から、タイプ（１），（２）のＭＲ比を比較すると、タイプ（２）よりもタイプ（１）の方が、ＭＲ比が大きくなる傾向があることが分かる。
【０１２７】
以下、本実施の形態に係るヘッドアセンブリおよび磁気ディスク装置について説明する。まず、図４を参照して、ヘッドアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。磁気ディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体である磁気ディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図２における基板１およびオーバーコート層１７からなる基体２１１を備えている。基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、磁気ディスクに対向するようになっている。この一面には、媒体対向面２０が形成されている。磁気ディスクが図４におけるｚ方向に回転すると、磁気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、図４におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によって磁気ディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図４におけるｘ方向は、磁気ディスクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気流出側の端部（図４における左下の端部）の近傍には、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【０１２８】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係るヘッドアセンブリについて説明する。本実施の形態に係るヘッドアセンブリは、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持する支持装置とを備えている。このヘッドアセンブリの態様には、以下で説明するヘッドジンバルアセンブリとヘッドアームアセンブリが含まれる。
【０１２９】
まず、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、このスライダ２１０を弾性的に支持する支持装置としてのサスペンション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、このロードビーム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。ベースプレート２２４は、スライダ２１０を磁気ディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、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。
【０１３０】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、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を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【０１３１】
図５は、本実施の形態に係るヘッドアームアセンブリを示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が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ための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【０１３２】
次に、図６および図７を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態に係る磁気ディスク装置について説明する。図６は磁気ディスク装置の要部を示す説明図、図７は磁気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。複数のアーム２５２には、複数の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においてアーム２５２とは反対側には、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。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、磁気ディスク装置に組み込まれる。磁気ディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚の磁気ディスク２６２を有している。各磁気ディスク２６２毎に、磁気ディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル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。
【０１３３】
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を支持すると共に磁気ディスク２６２に対して位置決めする。
【０１３４】
本実施の形態に係る磁気ディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０を磁気ディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０を磁気ディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、磁気ディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、磁気ディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【０１３５】
本実施の形態に係るヘッドアセンブリおよび磁気ディスク装置は、前述の本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドと同様の効果を奏する。
【０１３６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、固定層２３はシンセティック固定層に限らない。また、実施の形態では、基体側に再生ヘッドを形成し、その上に、記録ヘッドを積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。
【０１３７】
また、読み取り専用として用いる場合には、薄膜磁気ヘッドを、再生ヘッドだけを備えた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＭＲ素子を含む再生ヘッドの媒体対向面に平行な断面を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面および基板に垂直な断面を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの磁極部分の媒体対向面に平行な断面を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る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５】本発明の一実施の形態に係るヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る磁気ディスク装置の要部を説明するための説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る磁気ディスク装置の平面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係るＭＲ素子におけるスペーサ層の第１の態様を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係るＭＲ素子におけるスペーサ層の第２の態様を示す説明図である。
【図１０】第１の比較例のＭＲ素子におけるスペーサ層を示す説明図である。
【図１１】第２の比較例のＭＲ素子におけるスペーサ層を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係るＭＲ素子の効果を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【０１３９】
５…ＭＲ素子、２２…反強磁性層、２３…固定層、２４…スペーサ層、２５…自由層、４１…第１の領域、４２…第２の領域、４３…第３の領域、４２１…非磁性導体相、４２２…酸化物半導体相。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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