(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反強磁性層と、該反強磁性層上に形成された磁化方向が固定されている固定層と、該固定層上に形成された導電層と、該導電層上に形成された自由層と、該自由層の磁区制御を行う第１磁区制御膜と、該自由層の磁区制御を行う第２磁区制御膜と、を有する磁気抵抗効果ヘッドにおいて、
前記第１磁区制御膜は該自由層上に前記自由層のトラック幅の中心部にかからないように積層された反強磁性膜を有し、
前記第２磁区制御膜は該自由層の側面に設けられた磁石膜とを有することを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項２】
前記反強磁性層、固定層、導電層及び自由層の積層体に電流を供給する一対の電極膜をさらに有し、
前記第1磁区制御膜は、第1磁区制御膜と前記自由層が接している領域に結合磁界を作用させることにより、感磁部の幅を規定することを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項３】
反強磁性層と、該反強磁性層上に形成された磁化方向が固定されている固定層と、該固定層上に形成された導電層と、該導電層上に形成された自由層と、これら積層体の両端部に配置された軟磁性磁区制御膜と、該軟磁性磁区制御膜の上部に該自由層の上面と平行に形成された反強磁性膜と、前記軟磁性磁区制御膜の両脇に配置された磁石膜と、を有することを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項４】
該反強磁性膜の上部に形成された第１の電極膜と、該磁石膜の上部に前記第１の電極膜に繋がるように形成された第２の電極膜と、をさらに有し、
該反強磁性膜により自由層の感磁部の幅が制御されている請求項３に記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項５】
前記積層体の両端部と前記軟磁性磁区制御膜の間、前記反強磁性膜と第１の電極膜の間、前記軟磁性磁区制御膜と前記磁石膜の間及び前記磁石膜と前記第２の電極膜との間には下地膜が形成されていることを特徴とする請求項３記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項６】
反強磁性層と、該反強磁性層上に形成された磁化方向が固定されている固定層と、該固定層上に形成された導電層と、該導電層上に形成された自由層と、該自由層の両端面に形成され、該自由層の感磁部の幅を制御する反強磁性膜と、これら積層体の両端部に配置された磁石膜と、該磁石膜及び前記反強磁性膜の上部に形成された電極膜とを有することを特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項７】
前記積層体と前記磁石膜の間、該磁石膜及び前記反強磁性膜と前記電極膜の間には下地膜が形成されていることを特徴とする請求項６記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項８】
前記反強磁性膜の上部に形成された第１の電極膜と、前記磁石膜の上部に形成された前記第１の電極膜に繋がる第２の電極膜と、をさらに有する請求項６乃至７に記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項９】
前記反強磁性膜の前記自由層の両端面における膜厚は前記自由層の中心部における膜厚よりも厚い請求項６乃至８に記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項１０】
前記磁石膜はＰｔの原子％が４〜３０％であるＣｏＰｔ合金、Ｃｒの原子％が２〜１５％であるＣｏＣｒＰｔ合金、ＣｏＣｒＰｔ−ＺｒＯ２もしくはＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項１１】
反強磁性層と、固定層と、導電層と、自由層と、前記自由層の上に反強磁性膜とを積層する工程と、
前記反強磁性膜の一部を除去する工程と、
前記除去する工程後、レジストを用いて、前記反強磁性層と、前記固定層と、前記導電層と、前記自由層と、前記反強磁性膜の端部をミリングする工程と、
前記ミリングされた端部に磁石膜と、第１電極膜とを積層する工程とを有し、
前記反強磁性膜の前記自由層の中心部の上の膜厚は、前記反強磁性膜の前記自由層の端部の上の膜厚より薄いことを特徴とする磁気抵抗効果ヘッドの形成方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の磁気抵抗効果ヘッドの形成方法において、
前記積層する工程は、さらに前記反強磁性膜の上に第２電極膜を積層し、
前記除去する工程は、前記第２電極膜の一部も合わせて除去することを特徴とする磁気抵抗効果ヘッドの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果を利用して磁気記録媒体から記録を読み取る、磁気抵抗効果ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）中にある磁気ヘッドは、磁気記録媒体（ハードディスク）に磁化信号として情報を書く書き込みヘッドと、磁気記録媒体に磁化信号として記録された信号を読み取る再生ヘッドからなる。再生ヘッドは、複数の磁性薄膜及び非磁性薄膜の積層体から構成されおり、磁気抵抗効果を利用して信号を読み取るため磁気抵抗効果ヘッドと呼ばれる。磁気抵抗ヘッドの積層構造には、幾つかの種類があり、その用いる磁気抵抗の原理からＡＭＲヘッド、ＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッド等に分類される。それぞれＡＭＲ(磁気抵抗効果)、ＧＭＲ(巨大磁気抵抗効果)、ＴＭＲ(トンネル磁気抵抗効果)を用いて、磁気記録媒体から再生ヘッドに入ってくる入力磁界を電圧変化として取り出している。
【０００３】
再生ヘッドの積層膜の中で、磁気記録媒体からの入力磁界を受け磁化回転する磁性層を自由層と呼ぶ。バルクハウゼンノイズ等の各種ノイズを抑制したり、出力の非対称性の制御のためには自由層をトラック幅方向に単磁区化することが重要となる。自由層が単磁区化しておらず磁区を持っていると、磁気記録媒体からの入力磁界を受けて磁壁移動が発生しノイズの原因となる。
【０００４】
自由層を単磁区化するための磁区制御の方法として、例えば特開平3-125311号公報に記載されているように自由層の両端に磁石膜からなる磁区制御膜を配置し、磁石膜よりトラック幅方向に生じる磁界を用いる方法がある。この方法で磁区制御を行なった磁気抵抗ヘッドを浮上面から見た簡略図を図８に示す。反強磁性層５によって磁化が固定された軟磁性層４(固定層と呼ぶ)の上に導電層３を挟んで自由層２があり、その上部にキャップ層1がある。この自由層2の幅をトラック幅Ｔｗｒと呼ぶ。キャップ層１から反強磁性層５の積層体の両端はミリング等によって削られ、図８に示すように、浮上面からみると素子は台形状をしている。この素子の両端に下地膜6を挟んで磁石膜からなる磁区制御膜7を配置するのがこの構造の特徴である。磁区制御膜の上部に下地膜8を挟んで電極9を積層する。この構造は磁区制御膜7から生じる磁界を用いて自由層2の磁化分布を制御し自由層を単磁区化している。
【０００５】
また、別の磁区制御の方法として、例えば米国特許第4663685号に示されるように、自由層の両端に反強磁性膜を積層し、反強磁性膜と自由層との交換結合を用いる方法がある。この方法で磁区制御を行なった磁気抵抗効果ヘッドを浮上面から見た時の簡略図を図９に示す。反強磁性層５によって磁化が固定された軟磁性膜４(固定層と呼ぶ)の上に導電層３を挟んで自由層２があり、その上部の両端に反強磁性膜１２を積層することがこの構造の特徴である。
【０００６】
反強磁性膜１２と自由層２の間に働く交換相互作用によって磁区制御を行う。自由層２は磁気記録媒体上に書かれたトラック幅より広く作られており、その端部領域が固定されている形になっている。よって、この構造では自由層２の反強磁性膜１２と反強磁性膜１２の間の部分(感磁部と呼ぶ)Ｔｗで記録を読み取ることになる。上部の反強磁性膜１２の上に下地膜１１を挟んで電極膜１０が積層される。この下地膜１１はなくても良い。
【０００７】
また特開平11−203634号公報に示されるように、自由層全面に一様な厚さの反強磁性層を積層する方法等もあるが、現在のヘッドはトラック幅が非常に狭いため自由層全面を一様な磁界で固定するのは感度の低下につながってしまう上、磁区制御が特に必要な、トラック端部の磁区制御磁界は逆に不足してしまう懸念がある。また、特開平2001−84527号公報に示されるように、磁区制御膜を高保磁力膜と、強磁性膜と反強磁性膜の内の少なくとも一方の積層膜によって構成する方法も提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これらの磁区制御構造にはそれぞれ問題がある。自由層の両側に磁石膜からなる磁区制御膜を配置する図1に示したような磁区制御方式では、磁区制御膜と自由層が接する界面で生ずる磁界が強力過ぎるため、媒体磁界に対して自由層の磁化が回転しにくくなる領域（不感帯）を生じる。不感帯を減らすには単純には磁石膜の膜厚を減らすなどして磁区制御力を弱くすれば良いが、この様にした場合、逆にバルクハウゼンノイズや波形変動が発生したり、出力の非対称性が大きくなる等の不具合が生じるため、ある程度の磁区制御力は必要となる。
【０００９】
磁気記録媒体の記録密度が大きく自由層幅で定義されるトラック幅Ｔｗｒが広い場合、トラック幅Ｔｗｒに占める不感帯の割合は小さいため、この影響は大きな問題にはならなかった。しかし、近年の記録密度の大幅な増加に伴い、トラック幅Ｔｗｒも減少の一途を辿っている。従って、トラック幅Ｔｗｒに占める不感帯の割合は増加を続けていることになる。何らかの工夫をしない限りノイズなどの特性を悪化させることなく、十分なヘッドの感度を確保することは非常に難しくなっている。
【００１０】
この工夫の一つとして、電極間隔をトラック幅Ｔｗｒ間隔より小さくし、感度が低い不感帯の部分を読み取りに用いないことによって高い再生出力を得ることのできる方法が、例えば特開平9−282618号公報や米国特許第5739990号で提案されている。しかしこの方法は、電極の下に位置する自由層の端部部分にかかる磁区制御力が弱いために、読み滲みが大きくなってしまうという問題がある。
【００１１】
一方反強磁性膜を配置する図９の様な磁区制御方法では、反強磁性膜と自由層が接している部分だけに結合磁界が作用するため、上記の様な不感帯の問題は発生せず、狭トラック化に対しては有利である。しかし、反強磁性膜と自由層との交換結合磁界は磁石膜を用いた場合に比べ弱く、磁区制御力としては不十分である。
【００１２】
またＨＤＤ等の装置の動作時、磁気抵抗効果素子は発熱するが、反強磁性膜の交換磁界は熱によって劣化してしまう。このため、固定されているはずの自由層の端部領域も感度を持ち、読み滲みが発生して隣接トラックの記録を読んでしまい、エラーレートが劣化してしまうという問題が発生する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、磁気抵抗効果ヘッドに於いて、自由層の磁区制御を反強磁性膜、及び磁石膜からなる磁区制御膜の両者を併用することによって行う。例えば、自由層の磁区制御を行う一対の反強磁性膜を含む磁気抵抗効果素子の両端に、磁石膜からなる磁区制御膜を配置することによって磁区制御を行う。
【００１４】
この構造は上記従来例のいずれの構造とも異なる。例えば特開平2001−84527号公報の磁区制御膜を高保磁力膜と、強磁性膜と反強磁性膜の内の少なくとも一方の積層膜によって構成する方法においては、反強磁性膜は高保磁力膜の磁化をトラック幅方向に揃えるために使用されており、自由層の磁区制御に使われてはいない。また、高保磁力膜を用いても不感帯の問題があるため挟トラック化に対して問題が残るが、本発明の構成では不感帯の問題が解決できる。
【００１５】
図２に自由層にかかる磁区制御磁界のトラック幅方向の分布を示す。▲１▼の磁石膜のみを用いた磁区制御の場合、記録を読み取るのはトラック幅部分Ｔｗｒである。トラック幅の中央部分は磁界が小さいが、トラック端部に近づくにつれて磁界が大きくなっていることがわかる。このトラック端部では大幅に感度が悪化してしまうという問題がある。
【００１６】
一方▲２▼の反強磁性膜のみを用いた磁区制御方法では、自由層の中央部分の感磁部Ｔｗで記録を読み取る。反強磁性膜が乗っている部分のみに均一な磁区制御磁界がかかり、感磁部には磁界はかかっていないことがわかる。よって、素子の高感度化が期待できるが、反強磁性膜の交換結合磁界強度は磁石膜に比べて小さいため、感磁部だけでなく端部も含め自由層全体に渡って記録を読んでしまうという問題がある。そこでこれらの問題を解決するために、磁石膜と反強磁性膜を用いた新しい磁区制御構成を発明した。
【００１７】
磁石膜と反強磁性膜両者を用いた本発明の磁区制御では、▲３▼の太線のような磁区制御磁界の分布を取る。この磁区制御では、記録を読み取るのは自由層中央部の感磁部Ｔｗである。自由層の端部では磁石膜の強力な磁区制御磁界と、反強磁性膜の交換結合磁界を加えた充分大きい実効磁界によって磁区制御されるため、読み滲みやノイズ等の問題は発生しない。
【００１８】
一方感磁部は磁石膜から距離があるため不感帯は生じず、かつ反強磁性膜は端部のみに効いているためこの部分には影響しない。よって感磁部にかかる磁界は充分弱く、感度良い磁気抵抗効果素子が実現できる。磁石膜からなる磁区制御膜の厚さと飽和磁束密度、また反強磁性層の幅を最適化することにより、トラック幅が狭くなっても高感度であり、かつノイズや読み滲みを発生しない磁気抵抗ヘッドを実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る磁気抵抗ヘッドにおける磁区制御方式の実施形態について、図を用いて説明する。
【００２０】
図１に本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドの第１の実施例を、浮上面から見た図を示す。反強磁性層５によって磁化が固定されている固定層４の上部に、導電層３を挟んで自由層２がある。自由層２、導電層３、固定層４、反強磁性体５の積層体の端部は、イオンミリング等で削られ、積層体は台形状をしている。積層体の端部に下地膜１８を挟んで軟磁性磁区制御膜１７を配置し、その上部に反強磁性膜１４を置く。この下地膜１８はＴａであるか、もしくはなくても良い。反強磁性膜１４の上には下地膜１５を挟んで第１の電極層１６が配置されている。この下地膜１５はなくても良い。
【００２１】
軟磁性磁区制御膜１７を作成した後、自由層２の上部にこれらの反強磁性膜１４、下磁膜１５、電極膜１６をつくり、例えばＲＩＥやＩＭ等によって感磁部部分のみを取り除くことによってこれらの構造が作成できる。ここで、反強磁性膜１４が十分薄ければ自由層２との交換結合は生じないため、記録を読み取る自由層２中央部の感磁部に、自由層２のトラック両端部分よりも薄い反強磁性膜１４が残っていても良い。軟磁性磁区制御膜１７の更に両脇に磁石膜からなる磁区制御膜７が下地膜６を挟んで配置される。磁石膜７は、Ｐｔの原子％が４〜３０％であるＣｏＰｔ合金、Ｃｒの原子％が２〜１５％であるＣｏＣｒＰｔ合金、ＣｏＣｒＰｔ−ＺｒＯ２もしくはＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２のいずれかを使用することができる。磁区制御膜７の上には下地膜８を挟んで第２の電極膜９が配置される。この下地膜８は無くても良い。
【００２２】
この第１の電極膜９と第２の電極膜１６は異なったプロセスで形成されるが、最終的に両者は繋がり、磁気抵抗効果素子に電流を供給する。図８に示された従来の硬磁性磁石膜からなる磁区制御膜７だけで磁区制御を行う方式の場合、磁区制御膜７の近傍に発生する磁界は非常に大きく、自由層２の磁化回転を妨げるため、自由層２端部に不感帯を生じる。
【００２３】
また、図９に示すような反強磁性膜１２を用いた磁区制御では、反強磁性膜１２と自由層２間の交換結合が弱いため読み滲みを生じ、クロストークやサイドリード特性が悪化すると共に、ノイズが増加する。図１に示した構造では、磁区制御膜７から自由層２迄の距離が軟磁性磁区制御膜１７の幅分広がるため、不感帯領域が減少する。
【００２４】
また、反強磁性膜１４は軟磁性磁区制御膜１７の磁化をトラック幅方向に制御しており、この軟磁性磁区制御膜１７がサイドシールドの役目を果たす。この図１の構造では後述する図３や図７に比べて軟磁性磁区制御膜１７が余分な磁束を吸収する効果があることから、後述する表１の読み滲みΔが減少することが予想される。この様に磁石膜からなる磁区制御膜７と、反強磁性膜１４を同時に用いて自由層２の磁区制御を行うことにより、大きな感度を持ちながら、かつ読み滲みやノイズ特性が良好な磁気抵抗ヘッドを実現することができる。
【００２５】
図３に本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドの第２の実施例を、浮上面から見た図を示す。反強磁性層５によって磁化が固定されている固定層４の上部に、導電層３を挟んで自由層２がある。自由層２の上部には反強磁性膜１９があるが、この反強磁性膜１９は自由層２のトラック端部の特定長さ領域にのみ存在することが望ましい。この反強磁性膜１９は、例えば自由層２を積層した後、反強磁性膜１９を全面に積層し、反強磁性膜１９を残したい部分にレジストを立て、感磁部部分をイオンミリング等で削り取ることによって作成する。
【００２６】
ここで、反強磁性膜１９が十分薄ければ自由層２との交換結合は生じないため、記録を読み取る自由層２中央部の感磁部に、自由層２のトラック両端部分よりも薄い反強磁性膜１９が残っていても良い。このような反強磁性体５、固定層４、導電層３、自由層２、反強磁性膜１９の積層体の端部はイオンミリング等で削られ、積層体は台形状をしている。この積層体の端部に下地層６を挟んで磁石膜からなる磁区制御膜７を配置し、その上部に下地層８を挟んで電極膜９を配置する。この下地膜は無くても良い。電極膜９は反強磁性膜１９の上に乗り上げた方が素子抵抗が低減できるため有利である。磁石膜７は前記第１の実施例と同様、Ｐｔの原子％が４〜３０％であるＣｏＰｔ合金、Ｃｒの原子％が２〜１５％であるＣｏＣｒＰｔ合金、ＣｏＣｒＰｔ−ＺｒＯ２もしくはＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２のいずれかを使用することができる。図８に示された従来の磁石膜７で磁区制御を行う方式の場合、磁石膜７の近傍に発生する磁界は非常に大きく、自由層２の磁化回転を妨げるため、広い不感帯が生じ、素子の感度を下げる。
【００２７】
また、図９に示すような反強磁性膜１２を用いた磁区制御では、反強磁性膜１２と自由層２間の交換結合が弱いため読み滲みを生じ、クロストークやサイドリード特性が悪化し、また、ノイズ特性が悪化する。図３に示した構造では、磁区制御膜７の近傍の不感帯領域は読み取りに用いず、自由層２の左右端部にある反強磁性膜１９間の距離もしくは反強磁性膜１９が繋がっている場合自由層２中央部の反強磁性膜１９が薄くなった部分で定義される感磁部Ｔｗで記録を読み取るため、感度が上昇する。
また図９の様に反強磁性膜１２だけで磁区制御する場合の交換結合磁界の不足は磁区制御膜７からの磁区制御磁界によって補強されるため、読み滲みやノイズの問題も解決される。図４に図８で示された磁石膜７からなる磁区制御膜で磁区制御した場合、図９に示された反強磁性膜１２のみで磁区制御した場合、及び本発明の構造で磁区制御した場合のマイクロトラックプロファイルの計算結果を示す。
【００２８】
マイクロトラックプロファイルとは、微小な幅を持つトラック（マイクロトラック）の上を、トラック幅方向にヘッドを動かしていったときの素子の出力変化を示したもので、ヘッドのトラック幅方向の感度を表している。一般的にトラック端部は感度が低いため値が小さく、トラック中央部は感度が大きいため値が大きい。マイクロトラックプロファイルを規格化しその半値幅を取ったものを実効トラック幅Twr50と定義する。またマイクロトラックプロファイルを積分して規格化し、その５％と９５％の位置の幅を取ったものを磁気的トラック幅Twr5-95%として定義する。一般的にTwr5-95%とTwr50の差分△が大きいほど読み滲みが大きいことを表す。読み滲みが大きいと、本来読む必要のない隣接トラックの記録を読んでしまうことになり、エラーレートが劣化してしまうという問題が発生する。
【００２９】
ここで、磁石膜で磁区制御する方式のトラック幅Ｔｗｒ、反強磁性膜のみの磁区制御及び本発明での自由層感磁部Ｔｗの幅を等しく１８０ｎｍとした。マイクロトラックの幅は１０ｎｍ、磁石膜の飽和磁束密度は１.０Ｔ、反強磁性膜による交換結合は79577Ａ／ｍ (＝１,０００ Ｏｅ)とした。図４を見ると、反強磁性膜のみで磁区制御した場合が一番出力が大きいが、プロファイルにうねりが見られ左右非対称になっている。磁石膜のみによる磁区制御はプロファイルの形状は滑らかで左右対称だが、出力が小さい。実効トラック幅Twr50と、磁気的トラック幅Twr5-95%、及び両者の差△＝（Twr5-95%−Twr50）、規格化出力の比較表を表１に示す。
【００３０】
【表１】
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反強磁性膜のみの磁区制御では、出力は非常に大きいが読み滲みが通常より２０ｎｍ以上大きく磁区制御力が不足しているということを表している。
【００３１】
一方本発明の構成では、磁石膜を用いた磁区制御方式に比べ出力は１.８倍得られるにも関わらず、磁気的トラック幅と実効トラック幅の差Δ＝Twr5-95%−Twr50は広がるどころか小さくなっている。これは不感帯領域が減少していることに他ならない。図５に、磁石膜を用いた磁区制御膜と、本発明構成、それぞれ自由層幅Ｔｗｒと感磁部幅Ｔｗが変化した時の出力変化を計算した結果を示す。いずれの幅でも出力は本発明の構成の方が大きい。
【００３２】
またそれぞれトラック幅Ｔｗｒもしくは感磁部幅Ｔｗが３００ｎｍの時を基準として出力を規格化したグラフを図６に示す。磁石膜を用いた磁区制御膜に比較して、本発明の方がトラック幅の減少に伴う出力の減少の割合が小さいことがわかる。これは本発明が磁石膜を用いる従来構造と比較して不感帯領域の影響を受けにくいことを表わしている。このように磁石膜からなる磁区制御膜７と、反強磁性膜１９を併用して自由層２の磁区制御を行うことにより、大きな感度を持ちながら、かつ読み滲みやノイズ特性が良い磁気抵抗ヘッドを実現することができる。
【００３３】
図７に本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドの第３の実施例を、浮上面から見た図を示す。反強磁性層５によって磁化が固定されている固定層４の上部に、導電層３を挟んで自由層２がある。自由層２の上部には反強磁性膜１４があるが、この反強磁性膜１４は自由層トラック端部の特定長さ領域にのみ存在することが望ましい。この反強磁性膜１４の上部に下地膜１５を介して第１の電極膜１６が積層されている。この下地膜はなくても良い。
【００３４】
作成方法としては例えば自由層２の上に反強磁性膜１４、下地膜１５、電極膜１６を順に積層し、感磁部の電極膜１６をＲＩＥ等によって除去する。残った電極膜をマスクにしてイオンミリングを行い感磁部領域の反強磁性膜を除くことにより作成する。ここで、反強磁性膜が十分薄ければ自由層との交換結合は生じないため、記録を読み取る自由層中央部の感磁部に、自由層トラック部分よりも薄い反強磁性膜が残っていても良い。
【００３５】
この様な反強磁性体５、固定層４、導電層３、自由層２、反強磁性膜１４、下地膜１５、電極膜１６の積層体の上部に更にレジストを立て、端部をイオンミリング等で削り積層体を台形状にする。積層体の端部に下地膜６を挟んで磁石膜からなる磁区制御膜７を配置し、その上部に下地膜８を挟んで第２の電極膜９を配置する。この下地膜８は無くても良い。磁石膜７は前記第１及び第２の実施例と同様、Ｐｔの原子％が４〜３０％であるＣｏＰｔ合金、Ｃｒの原子％が２〜１５％であるＣｏＣｒＰｔ合金、ＣｏＣｒＰｔ−ＺｒＯ２もしくはＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２のいずれかを使用することができる。第１の電極膜９と第２の電極膜１６は異なったプロセスで形成されるが、最終的に両者は繋がり、磁気抵抗効果素子に電流を供給する。電極膜９は電極膜１６に接触していれば良いので、電極膜９の乗り上げ量の影響は大きくなく、プロセス尤度が大きい構造である。
【００３６】
図８に示された従来の磁石膜７で磁区制御を行う方式の場合、磁石膜７の近傍に発生する磁界は非常に大きく、自由層２の磁化回転を妨げるため、広い不感帯が生じ、素子の感度を下げる。
【００３７】
また、図９に示す様な反強磁性膜１２を用いた磁区制御では、反強磁性膜１２と自由層２間の交換結合が弱いため読み滲みを生じ、クロストークやサイドリード特性が悪化し、また、ノイズ特性が悪化する。図７に示した構造では、磁区制御膜７の近傍の不感帯領域は読み取りに用いず、左右の反強磁性膜１４もしくは反強磁性膜が薄くなった部分で定義される感磁部Ｔｗで記録を読み取るため、感度が上昇する。
【００３８】
また図９の様に反強磁性膜だけで磁区制御する場合の交換結合磁界の不足は磁区制御膜７からの磁区制御磁界によって補強されるため、読み滲みやノイズの問題も解決される。この図７の構造においても、前記第２の実施例で示した図４、図５、図６の様な特性が得られる。この様に磁石膜からなる磁区制御膜７と、反強磁性膜１４を併用して自由層２の磁区制御を行うことにより、大きな感度を持ちながら、かつ読み滲みやノイズ特性が良い磁気抵抗効果ヘッドを実現することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のような磁気抵抗効果ヘッドの自由層の磁区制御構成を用いることで、狭トラック化に対しても従来の磁石膜を用いた磁区制御構成の素子に比較して大きな感度を持ちながら、かつ読み滲みやノイズ特性が良い磁気抵抗効果ヘッドを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す図であり、磁石膜と反強磁性膜を併用した磁区制御の構成図である。
【図２】従来の磁区制御構成と、本発明の磁区制御構成の自由層内部の磁区制御磁界分布を示した図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す構成図である。
【図４】従来構造と本発明構造のマイクロトラックプロファイルを示した図である。
【図５】従来構造と本発明構造の出力のトラック幅、感磁部幅依存性を示した図である。
【図６】従来構造と本発明構造の規格化出力のトラック幅、感磁部幅依存性を示した図である。
【図７】本発明の第３の実施例を示す構成図である。
【図８】従来の磁石膜を用いた磁区制御構成を示した図である。
【図９】従来の反強磁性膜を用いた磁区制御構成を示した図である。
【符号の説明】
２：自由層、３：非磁性導電層、４：固定層、５：反強磁性層、６：磁石膜の下地膜、７：磁石膜を用いた磁区制御膜、８：従来構造の電極膜の下地膜もしくは本発明における第２の電極膜の下地膜、９：従来構造の電極膜もしくは本発明の第２の電極膜、１４、１９：反強磁性膜、１５：下地膜、１６：第１の電極膜、Ｔｗ：反強磁性膜を用いた磁区制御及び本発明における感磁部領域の幅
【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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