JP2003309305A - 磁気検出素子 - Google Patents
磁気検出素子Info
- Publication number
- JP2003309305A JP2003309305A JP2002114296A JP2002114296A JP2003309305A JP 2003309305 A JP2003309305 A JP 2003309305A JP 2002114296 A JP2002114296 A JP 2002114296A JP 2002114296 A JP2002114296 A JP 2002114296A JP 2003309305 A JP2003309305 A JP 2003309305A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- magnetic
- magnetic layer
- free magnetic
- antiferromagnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 470
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 103
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 54
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 52
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 52
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 34
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002885 antiferromagnetic material Substances 0.000 claims description 9
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 21
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 17
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 8
- 230000005292 diamagnetic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 abstract 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 577
- 239000010408 film Substances 0.000 description 110
- 238000009813 interlayer exchange coupling reaction Methods 0.000 description 52
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 43
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910001291 heusler alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002772 conduction electron Substances 0.000 description 4
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 4
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910019233 CoFeNi Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910019041 PtMn Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 3
- -1 B Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002182 La0.7Sr0.3MnO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000009812 interlayer coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
- G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3909—Arrangements using a magnetic tunnel junction
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＰＰ型磁気検出素子において、特に、フリ
ー磁性層の膜構成を改良することで、再生感度ηの向上
と、再生出力の向上とを同時に達成することが可能な磁
気検出素子を提供することを目的としている。 【解決手段】 フリー磁性層２６を積層フェリ構造と
し、これにより前記フリー磁性層２６の物理的な膜厚は
厚くなり抵抗変化量ΔＲ×面積Ａを向上させることがで
き再生出力を向上させることができると共に、積層フェ
リ構造とすることで磁気的な膜厚は小さくなるから前記
フリー磁性層２６からの反磁界は小さくなり第２反強磁
性層３３から前記第１フリー磁性層３０へ適度な大きさ
のバイアスを安定してかけ続けることができ、再生感度
ηの良好な磁気検出素子を製造することが可能である。
ー磁性層の膜構成を改良することで、再生感度ηの向上
と、再生出力の向上とを同時に達成することが可能な磁
気検出素子を提供することを目的としている。 【解決手段】 フリー磁性層２６を積層フェリ構造と
し、これにより前記フリー磁性層２６の物理的な膜厚は
厚くなり抵抗変化量ΔＲ×面積Ａを向上させることがで
き再生出力を向上させることができると共に、積層フェ
リ構造とすることで磁気的な膜厚は小さくなるから前記
フリー磁性層２６からの反磁界は小さくなり第２反強磁
性層３３から前記第１フリー磁性層３０へ適度な大きさ
のバイアスを安定してかけ続けることができ、再生感度
ηの良好な磁気検出素子を製造することが可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＰＰ（current
perpendicular to the plane）型の磁気検出素子に
係り、特に狭トラック化においても再生感度及び再生出
力の向上を図ることが可能な磁気検出素子に関する。
perpendicular to the plane）型の磁気検出素子に
係り、特に狭トラック化においても再生感度及び再生出
力の向上を図ることが可能な磁気検出素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、従来におけるＣＩＰ型の磁気検
出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。ここでＣＩＰ型とは、ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ
ｔｈｅ ｐｌａｎｅの略であり、センス電流が前記磁
気検出素子の中心に位置する多層膜を膜面と平行方向に
流れる構造のことである。
出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図である。ここでＣＩＰ型とは、ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ
ｔｈｅ ｐｌａｎｅの略であり、センス電流が前記磁
気検出素子の中心に位置する多層膜を膜面と平行方向に
流れる構造のことである。
【０００３】図７に示す符号１は、パーマロイ（ＮｉＦ
ｅ合金）などで形成された下部シールド層であり、その
上にＡｌ2Ｏ3などで形成された下部ギャップ層２が形成
されている。
ｅ合金）などで形成された下部シールド層であり、その
上にＡｌ2Ｏ3などで形成された下部ギャップ層２が形成
されている。
【０００４】前記下部ギャップ層２の上には、下地層
３、シードレイヤ４、第１反強磁性層５、固定磁性層
６、第１非磁性材料層７、フリー磁性層８、第２非磁性
材料層９、および第２反強磁性層１０が積層され、この
下地層３から第２反強磁性層１０までの積層体を以下で
は多層膜１１と呼ぶ。
３、シードレイヤ４、第１反強磁性層５、固定磁性層
６、第１非磁性材料層７、フリー磁性層８、第２非磁性
材料層９、および第２反強磁性層１０が積層され、この
下地層３から第２反強磁性層１０までの積層体を以下で
は多層膜１１と呼ぶ。
【０００５】前記第１反強磁性層５はＰｔＭｎ合金など
の反強磁性材料で、固定磁性層６及びフリー磁性層８は
ＮｉＦｅ合金などの強磁性材料で、第１非磁性材料層７
はＣｕなどの非磁性導電材料で形成される。
の反強磁性材料で、固定磁性層６及びフリー磁性層８は
ＮｉＦｅ合金などの強磁性材料で、第１非磁性材料層７
はＣｕなどの非磁性導電材料で形成される。
【０００６】図７に示す前記多層膜１１のトラック幅方
向（図示Ｘ方向）の両側端面１１ａ、１１ａはエッチン
グ面であり、この両側端面１１ａは図面では膜面と平行
な平面（Ｘ−Ｙ平面）に対し垂直方向（図示Ｚ方向）に
延びているが、実際には傾斜面で形成される。
向（図示Ｘ方向）の両側端面１１ａ、１１ａはエッチン
グ面であり、この両側端面１１ａは図面では膜面と平行
な平面（Ｘ−Ｙ平面）に対し垂直方向（図示Ｚ方向）に
延びているが、実際には傾斜面で形成される。
【０００７】前記フリー磁性層８のトラック幅方向（図
示Ｘ方向）における幅寸法でトラック幅Ｔｗが決定され
る。高記録密度化に伴い、前記トラック幅Ｔｗは非常に
小さくなっている。
示Ｘ方向）における幅寸法でトラック幅Ｔｗが決定され
る。高記録密度化に伴い、前記トラック幅Ｔｗは非常に
小さくなっている。
【０００８】前記多層膜１１の両側端面１１ａには、電
極層１２が形成されている。図７に示すように前記多層
膜１１上から前記電極層１２上にかけてＡｌ2Ｏ3などで
形成された上部ギャップ層１３が形成され、さらに前記
上部ギャップ層１３の上にパーマロイなどで形成された
上部シールド層１４が形成されている。
極層１２が形成されている。図７に示すように前記多層
膜１１上から前記電極層１２上にかけてＡｌ2Ｏ3などで
形成された上部ギャップ層１３が形成され、さらに前記
上部ギャップ層１３の上にパーマロイなどで形成された
上部シールド層１４が形成されている。
【０００９】この図７に示す従来の磁気検出素子では、
前記フリー磁性層８の上に第２非磁性材料層９を介して
第２反強磁性層１０が形成されている。このような形態
によって前記第２反強磁性層１０と前記フリー磁性層８
の間には一方向性の層間交換結合が生じ、前記フリー磁
性層８に一方向性の縦バイアス磁界が印加される。
前記フリー磁性層８の上に第２非磁性材料層９を介して
第２反強磁性層１０が形成されている。このような形態
によって前記第２反強磁性層１０と前記フリー磁性層８
の間には一方向性の層間交換結合が生じ、前記フリー磁
性層８に一方向性の縦バイアス磁界が印加される。
【００１０】上記した層間交換結合磁界は強すぎると、
フリー磁性層８の外部磁界に対する感度を悪化させるの
で好ましくないが、この層間交換結合の大きさは前記第
２非磁性材料層９の膜厚を変化させることによって変え
ることができる。
フリー磁性層８の外部磁界に対する感度を悪化させるの
で好ましくないが、この層間交換結合の大きさは前記第
２非磁性材料層９の膜厚を変化させることによって変え
ることができる。
【００１１】図７に示すような縦バイアス磁界の印加手
段は特に狭トラック化が促進されるにしたがって最適な
手段の一つとなっている。
段は特に狭トラック化が促進されるにしたがって最適な
手段の一つとなっている。
【００１２】ところで図７の磁気検出素子は、既に説明
したようにセンス電流を多層膜１１の膜面と平行な方向
に流すＣＩＰ型と呼ばれる磁気検出素子であるが、近
年、素子サイズの狭小化によっても再生出力を大きくで
きるＣＰＰ（current perpendicular to the plan
e）型と呼ばれる磁気検出素子の構造が脚光を浴びてい
る。
したようにセンス電流を多層膜１１の膜面と平行な方向
に流すＣＩＰ型と呼ばれる磁気検出素子であるが、近
年、素子サイズの狭小化によっても再生出力を大きくで
きるＣＰＰ（current perpendicular to the plan
e）型と呼ばれる磁気検出素子の構造が脚光を浴びてい
る。
【００１３】図８は、図７で説明した縦バイアス磁界の
印加手段を用いたＣＰＰ型の磁気検出素子の構造を記録
媒体との対向面側から見た縦断面図である。
印加手段を用いたＣＰＰ型の磁気検出素子の構造を記録
媒体との対向面側から見た縦断面図である。
【００１４】図７と図８に示す磁気検出素子では、多層
膜１１の膜構造は同じである。ただし図８に示す磁気検
出素子では多層膜１１の膜厚方向（図示Ｚ方向）の上下
に電極層１５、１６が設けられ、また前記多層膜１１の
トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側にはＡｌ2Ｏ3など
で形成された絶縁層１７が形成されている。
膜１１の膜構造は同じである。ただし図８に示す磁気検
出素子では多層膜１１の膜厚方向（図示Ｚ方向）の上下
に電極層１５、１６が設けられ、また前記多層膜１１の
トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側にはＡｌ2Ｏ3など
で形成された絶縁層１７が形成されている。
【００１５】ＣＰＰ型の磁気検出素子ではセンス電流は
多層膜１１を膜厚方向と平行な方向に流れる。そのため
多層膜１１の膜厚方向の上下に電極層１５、１６が設け
られるのである。
多層膜１１を膜厚方向と平行な方向に流れる。そのため
多層膜１１の膜厚方向の上下に電極層１５、１６が設け
られるのである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ところでＣＰＰ型の磁
気検出素子において、効果的に再生出力の向上を図るに
は抵抗変化量ΔＲと多層膜１１の膜面と平行な平面（Ｘ
−Ｙ平面）の面積Ａとの積（ΔＲ×Ａ）を大きくする必
要性がある。
気検出素子において、効果的に再生出力の向上を図るに
は抵抗変化量ΔＲと多層膜１１の膜面と平行な平面（Ｘ
−Ｙ平面）の面積Ａとの積（ΔＲ×Ａ）を大きくする必
要性がある。
【００１７】狭トラック化に伴い、素子サイズが狭小化
すると、ΔＲ×Ａをかせぐためには磁気抵抗効果に寄与
するフリー磁性層８の膜厚ｈ１を厚くすることが対策の
一つと考えられた。
すると、ΔＲ×Ａをかせぐためには磁気抵抗効果に寄与
するフリー磁性層８の膜厚ｈ１を厚くすることが対策の
一つと考えられた。
【００１８】しかしながら前記フリー磁性層８の膜厚ｈ
１を厚くすると以下のような問題点が発生した。
１を厚くすると以下のような問題点が発生した。
【００１９】すなわち前記フリー磁性層８の膜厚ｈ１が
厚くなったことで、前記フリー磁性層８の反磁界が強ま
り、その結果、再生感度ηの悪化を招いたのである。
厚くなったことで、前記フリー磁性層８の反磁界が強ま
り、その結果、再生感度ηの悪化を招いたのである。
【００２０】それならば、前記フリー磁性層８と第２反
強磁性層１０との間で発生する層間交換結合を前記反磁
界を打ち消すほど強めて、前記フリー磁性層８の磁化制
御を行うことも考えられた。
強磁性層１０との間で発生する層間交換結合を前記反磁
界を打ち消すほど強めて、前記フリー磁性層８の磁化制
御を行うことも考えられた。
【００２１】前記層間交換結合の強さは、前記フリー磁
性層８と第２反強磁性層１０との間に形成された第２非
磁性材料層９の膜厚を変化させることで変えることがで
きる。しかし前記層間交換結合を強めると、前記反磁界
の影響を弱めることはできるかもしれないが、前記フリ
ー磁性層８に強い一方向性の縦バイアス磁界がかかるこ
とで、前記フリー磁性層８の磁化反転は外部磁界に対し
鈍くなりあるいは磁化反転しなくなってしまい、結局再
生感度に優れた磁気検出素子を製造できなかった。
性層８と第２反強磁性層１０との間に形成された第２非
磁性材料層９の膜厚を変化させることで変えることがで
きる。しかし前記層間交換結合を強めると、前記反磁界
の影響を弱めることはできるかもしれないが、前記フリ
ー磁性層８に強い一方向性の縦バイアス磁界がかかるこ
とで、前記フリー磁性層８の磁化反転は外部磁界に対し
鈍くなりあるいは磁化反転しなくなってしまい、結局再
生感度に優れた磁気検出素子を製造できなかった。
【００２２】すなわち、いずれにしても従来では、ＣＰ
Ｐ型の磁気検出素子に、図７に示す縦バイアス磁界の印
加手段を用いた構造では、再生感度ηの向上と再生出力
の向上とを同時に達成することは困難であった。
Ｐ型の磁気検出素子に、図７に示す縦バイアス磁界の印
加手段を用いた構造では、再生感度ηの向上と再生出力
の向上とを同時に達成することは困難であった。
【００２３】そこで本発明では上記従来の課題を解決す
るためのものであり、特に、フリー磁性層の膜構成を改
良することで、再生感度ηの向上と、再生出力の向上と
を同時に達成することが可能となり、よって素子サイズ
の狭小化に適切に対応可能な磁気検出素子を提供するこ
とを目的としている。
るためのものであり、特に、フリー磁性層の膜構成を改
良することで、再生感度ηの向上と、再生出力の向上と
を同時に達成することが可能となり、よって素子サイズ
の狭小化に適切に対応可能な磁気検出素子を提供するこ
とを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１反強磁性
層と、この第１反強磁性層と接して形成される固定磁性
層と、前記固定磁性層の前記第１反強磁性層と接する面
の反対側に、第１非磁性材料層を介して形成されたフリ
ー磁性層とを有する多層膜が設けられ、前記多層膜の各
層の膜面と垂直方向に電流が流れる磁気検出素子におい
て、前記フリー磁性層は、第１非磁性材料層側に位置す
る第２フリー磁性層と、前記第２フリー磁性層に非磁性
中間層を介して形成された第１フリー磁性層とを有する
積層フェリ構造であり、前記第１フリー磁性層の前記非
磁性中間層と接する面と反対側に、第２非磁性材料層を
介して第２反強磁性層が設けられていることを特徴とす
るものである。
層と、この第１反強磁性層と接して形成される固定磁性
層と、前記固定磁性層の前記第１反強磁性層と接する面
の反対側に、第１非磁性材料層を介して形成されたフリ
ー磁性層とを有する多層膜が設けられ、前記多層膜の各
層の膜面と垂直方向に電流が流れる磁気検出素子におい
て、前記フリー磁性層は、第１非磁性材料層側に位置す
る第２フリー磁性層と、前記第２フリー磁性層に非磁性
中間層を介して形成された第１フリー磁性層とを有する
積層フェリ構造であり、前記第１フリー磁性層の前記非
磁性中間層と接する面と反対側に、第２非磁性材料層を
介して第２反強磁性層が設けられていることを特徴とす
るものである。
【００２５】上記した本発明では、前記フリー磁性層は
第１フリー磁性層と、第２フリー磁性層と、その間に形
成された非磁性中間層とを有する積層フェリ構造で構成
される。
第１フリー磁性層と、第２フリー磁性層と、その間に形
成された非磁性中間層とを有する積層フェリ構造で構成
される。
【００２６】前記第１フリー磁性層と第２フリー磁性層
の磁化は互いに反平行状態である。前記第１フリー磁性
層と第２フリー磁性層との磁化方向を適切に反平行状態
にするため、前記第１フリー磁性層と第２フリー磁性層
の単位面積当たりの磁気モーメントは同じではなく、異
ならせている。単位面積当たりの磁気モーメントは、飽
和磁化（Ｍｓ）と膜厚（ｔ）との積で求めることができ
る。
の磁化は互いに反平行状態である。前記第１フリー磁性
層と第２フリー磁性層との磁化方向を適切に反平行状態
にするため、前記第１フリー磁性層と第２フリー磁性層
の単位面積当たりの磁気モーメントは同じではなく、異
ならせている。単位面積当たりの磁気モーメントは、飽
和磁化（Ｍｓ）と膜厚（ｔ）との積で求めることができ
る。
【００２７】前記第１フリー磁性層と第２フリー磁性層
は共に強磁性材料で形成されているから、前記フリー磁
性層の物理的な膜厚は、この第１フリー磁性層の膜厚と
第２フリー磁性層の膜厚との総合膜厚になる。このよう
に前記フリー磁性層の物理的な膜厚を厚くすることがで
きるから、素子サイズの狭小化においても抵抗変化量Δ
Ｒ×面積Ａを大きくすることができる。
は共に強磁性材料で形成されているから、前記フリー磁
性層の物理的な膜厚は、この第１フリー磁性層の膜厚と
第２フリー磁性層の膜厚との総合膜厚になる。このよう
に前記フリー磁性層の物理的な膜厚を厚くすることがで
きるから、素子サイズの狭小化においても抵抗変化量Δ
Ｒ×面積Ａを大きくすることができる。
【００２８】一方、フリー磁性層の反磁界は、磁化方向
が互いに反平行状態となる積層フェリ構造とすることに
より、磁気的な膜厚が減少するため弱まり、前記フリー
磁性層に、前記第２反強磁性層との間で発生する層間交
換結合を適度な大きさでかけ続けることができ、再生感
度ηの向上を図ることが可能になる。
が互いに反平行状態となる積層フェリ構造とすることに
より、磁気的な膜厚が減少するため弱まり、前記フリー
磁性層に、前記第２反強磁性層との間で発生する層間交
換結合を適度な大きさでかけ続けることができ、再生感
度ηの向上を図ることが可能になる。
【００２９】すなわち本発明によれば、図８に示す従来
のＣＰＰ型の磁気検出素子に比べて、抵抗変化量ΔＲ×
面積Ａを大きくでき再生出力の向上を図ることができる
と共に、再生感度も良好でヒステリスなどが小さい再生
特性に優れた磁気検出素子を製造することが可能になる
のである。
のＣＰＰ型の磁気検出素子に比べて、抵抗変化量ΔＲ×
面積Ａを大きくでき再生出力の向上を図ることができる
と共に、再生感度も良好でヒステリスなどが小さい再生
特性に優れた磁気検出素子を製造することが可能になる
のである。
【００３０】また本発明では、前記第２非磁性材料層
は、Ｃｕ、Ａｕ、ＡｇあるいはＲｕのうち１種または２
種以上で形成されることが好ましい。なお前記第２非磁
性材料層がＣｕで形成されるとき、前記第２非磁性材料
層の膜厚は０．５Å以上８Å以下であることが好まし
い。
は、Ｃｕ、Ａｕ、ＡｇあるいはＲｕのうち１種または２
種以上で形成されることが好ましい。なお前記第２非磁
性材料層がＣｕで形成されるとき、前記第２非磁性材料
層の膜厚は０．５Å以上８Å以下であることが好まし
い。
【００３１】前記第２非磁性材料層の膜厚は、本発明に
とって極めて重要である。その理由は、前記第２非磁性
材料層の膜厚によって、前記第１フリー磁性層と第２反
強磁性層間で発生する層間交換結合の大きさが変動する
からである。前記第２非磁性材料層の膜厚を薄くすれば
するほど、前記層間交換結合の大きさを強めることがで
き、一方、前記第２非磁性材料層の膜厚を厚くすればす
るほど、前記層間交換結合の大きさを弱めることができ
る。
とって極めて重要である。その理由は、前記第２非磁性
材料層の膜厚によって、前記第１フリー磁性層と第２反
強磁性層間で発生する層間交換結合の大きさが変動する
からである。前記第２非磁性材料層の膜厚を薄くすれば
するほど、前記層間交換結合の大きさを強めることがで
き、一方、前記第２非磁性材料層の膜厚を厚くすればす
るほど、前記層間交換結合の大きさを弱めることができ
る。
【００３２】前記層間交換結合の大きさは適度な大きさ
であることが必要であり、具体的には７９５〜１５，９
００（Ａ／ｍ）（＝約１０〜２００Ｏｅ）程度であるこ
とが好ましい。上記した第２非磁性材料層の膜厚の設定
により、この程度の層間交換結合を発生させることが可
能になる。また層間交換結合の大きさを７９５〜１５，
９００（Ａ／ｍ）（＝約１０〜２００Ｏｅ）程度にする
ことで、前記フリー磁性層の単磁区化と、外部磁界に対
する磁化反転を良好にでき、再生特性に優れた磁気検出
素子を製造することが可能になる。
であることが必要であり、具体的には７９５〜１５，９
００（Ａ／ｍ）（＝約１０〜２００Ｏｅ）程度であるこ
とが好ましい。上記した第２非磁性材料層の膜厚の設定
により、この程度の層間交換結合を発生させることが可
能になる。また層間交換結合の大きさを７９５〜１５，
９００（Ａ／ｍ）（＝約１０〜２００Ｏｅ）程度にする
ことで、前記フリー磁性層の単磁区化と、外部磁界に対
する磁化反転を良好にでき、再生特性に優れた磁気検出
素子を製造することが可能になる。
【００３３】また本発明では、前記第１フリー磁性層に
は、ＣｏＦｅ合金で形成された磁性領域が存在すること
が好ましい。なお本発明では、前記ＣｏＦｅ合金で形成
された磁性領域は、前記第２非磁性材料層と接する界面
から所定厚みを持って存在することが好ましい。
は、ＣｏＦｅ合金で形成された磁性領域が存在すること
が好ましい。なお本発明では、前記ＣｏＦｅ合金で形成
された磁性領域は、前記第２非磁性材料層と接する界面
から所定厚みを持って存在することが好ましい。
【００３４】前記第１フリー磁性層にＣｏＦｅ合金から
なる磁性領域が存在し、特にこの磁性領域が前記第２非
磁性材料層と接する界面付近にあると、例えば前記第１
フリー磁性層の前記第２非磁性材料層と接する界面付近
にＮｉＦｅ合金で形成された磁性領域がある場合に比べ
て、前記第１フリー磁性層と第２反強磁性層間で発生す
る層間交換結合の大きさの変動を、第２非磁性材料層の
膜厚変動に対して緩やかにすることができる。このため
前記第２非磁性材料層の膜厚の設定範囲を比較的広く取
ることが可能になり、フリー磁性層の磁化制御を容易に
行うことが可能になる。特に第２非磁性材料層は、数Å
という非常に微小な膜厚で形成しなければならないた
め、第２非磁性材料層の膜厚の設定範囲を広くできるこ
とは、今後のＣＰＰ型磁気検出素子の実用化に向けては
極めて有意義である。
なる磁性領域が存在し、特にこの磁性領域が前記第２非
磁性材料層と接する界面付近にあると、例えば前記第１
フリー磁性層の前記第２非磁性材料層と接する界面付近
にＮｉＦｅ合金で形成された磁性領域がある場合に比べ
て、前記第１フリー磁性層と第２反強磁性層間で発生す
る層間交換結合の大きさの変動を、第２非磁性材料層の
膜厚変動に対して緩やかにすることができる。このため
前記第２非磁性材料層の膜厚の設定範囲を比較的広く取
ることが可能になり、フリー磁性層の磁化制御を容易に
行うことが可能になる。特に第２非磁性材料層は、数Å
という非常に微小な膜厚で形成しなければならないた
め、第２非磁性材料層の膜厚の設定範囲を広くできるこ
とは、今後のＣＰＰ型磁気検出素子の実用化に向けては
極めて有意義である。
【００３５】また前記ＣｏＦｅ合金で形成された磁性領
域は、第２非磁性材料層との間で元素の拡散を防止する
拡散防止層としても役立っている。
域は、第２非磁性材料層との間で元素の拡散を防止する
拡散防止層としても役立っている。
【００３６】また本発明では、前記ＣｏＦｅ合金で形成
された磁性領域は、前記非磁性中間層と接する界面から
所定厚みを持って存在していてもよい。
された磁性領域は、前記非磁性中間層と接する界面から
所定厚みを持って存在していてもよい。
【００３７】さらに本発明では、前記第１フリー磁性層
の膜厚と第２フリー磁性層の膜厚とを合わせた総合膜厚
は７０Å以上で２５０Å以下であり、前記第１フリー磁
性層の膜厚から前記第２フリー磁性層の膜厚を引いた差
が絶対値で５Å以上で７０Å以下であることが好まし
い。
の膜厚と第２フリー磁性層の膜厚とを合わせた総合膜厚
は７０Å以上で２５０Å以下であり、前記第１フリー磁
性層の膜厚から前記第２フリー磁性層の膜厚を引いた差
が絶対値で５Å以上で７０Å以下であることが好まし
い。
【００３８】また本発明では、前記第２反強磁性層は、
元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，
Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎと
を含有する反強磁性材料で形成されることが好ましい。
元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，
Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎと
を含有する反強磁性材料で形成されることが好ましい。
【００３９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態の磁
気検出素子の全体構造を記録媒体との対向面側から見た
部分断面図である。なお、図１ではＸ方向に延びる素子
の中央部分のみを破断して示している。
気検出素子の全体構造を記録媒体との対向面側から見た
部分断面図である。なお、図１ではＸ方向に延びる素子
の中央部分のみを破断して示している。
【００４０】図１に示す磁気検出素子は、記録媒体に記
録された信号を再生するためのものである。図示してい
ないが、この磁気検出素子上に、記録用のインダクティ
ブヘッドが積層されていてもよい。
録された信号を再生するためのものである。図示してい
ないが、この磁気検出素子上に、記録用のインダクティ
ブヘッドが積層されていてもよい。
【００４１】また前記磁気検出素子は、例えばアルミナ
−チタンカーバイト（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）で形成された
スライダのトレーリング端面上に形成される。前記スラ
イダは、記録媒体との対向面と逆面側で、ステンレス材
などによる弾性変形可能な支持部材と接合され、磁気ヘ
ッド装置が構成される。
−チタンカーバイト（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）で形成された
スライダのトレーリング端面上に形成される。前記スラ
イダは、記録媒体との対向面と逆面側で、ステンレス材
などによる弾性変形可能な支持部材と接合され、磁気ヘ
ッド装置が構成される。
【００４２】図１に示す符号２０は、ＮｉＦｅ合金など
の磁性材料で形成された下部シールド層である。この実
施形態では前記下部シールド層２０が下部電極を兼ねて
いる。
の磁性材料で形成された下部シールド層である。この実
施形態では前記下部シールド層２０が下部電極を兼ねて
いる。
【００４３】前記下部シールド層２０の上には非磁性材
料で形成された下地層２１が形成されている。前記下地
層２１が下部ギャップ層を兼ねている。前記下地層２１
は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少
なくとも１種以上で形成されることが好ましい。前記下
地層２１は例えば５０Å以下程度の膜厚で形成される。
料で形成された下地層２１が形成されている。前記下地
層２１が下部ギャップ層を兼ねている。前記下地層２１
は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち少
なくとも１種以上で形成されることが好ましい。前記下
地層２１は例えば５０Å以下程度の膜厚で形成される。
【００４４】次に前記下地層２１の上にはシードレイヤ
２２が形成される。前記シードレイヤ２２を形成するこ
とで、前記シードレイヤ２２上に形成される各層の膜面
と平行な方向における結晶粒径を大きくでき、耐エレク
トロマイグレーションの向上に代表される通電信頼性の
向上や抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上などをより適切に
図ることができる。
２２が形成される。前記シードレイヤ２２を形成するこ
とで、前記シードレイヤ２２上に形成される各層の膜面
と平行な方向における結晶粒径を大きくでき、耐エレク
トロマイグレーションの向上に代表される通電信頼性の
向上や抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上などをより適切に
図ることができる。
【００４５】前記シードレイヤ２２はＮｉＦｅ合金、Ｎ
ｉＦｅＣｒ合金やＣｒなどで形成される。なお前記シー
ドレイヤ２２は形成されていなくてもよい。
ｉＦｅＣｒ合金やＣｒなどで形成される。なお前記シー
ドレイヤ２２は形成されていなくてもよい。
【００４６】次に前記シードレイヤ２２上には第１反強
磁性層２３が形成される。前記第１反強磁性層２３は、
元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，
Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎと
を含有する反強磁性材料で形成されることが好ましい。
あるいは前記第１反強磁性層２３は、元素Ｘと元素Ｘ′
（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，
Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，
Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上
の元素である）とＭｎを含有する反強磁性材料により形
成されることが好ましい。
磁性層２３が形成される。前記第１反強磁性層２３は、
元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，
Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎと
を含有する反強磁性材料で形成されることが好ましい。
あるいは前記第１反強磁性層２３は、元素Ｘと元素Ｘ′
（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，
Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，
Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上
の元素である）とＭｎを含有する反強磁性材料により形
成されることが好ましい。
【００４７】これらの反強磁性材料は、耐食性に優れし
かもブロッキング温度も高く次に説明する固定磁性層２
４との界面で大きな交換異方性磁界を発生し得る。また
前記第１反強磁性層２３は８０Å以上で３００Å以下の
膜厚で形成されることが好ましい。
かもブロッキング温度も高く次に説明する固定磁性層２
４との界面で大きな交換異方性磁界を発生し得る。また
前記第１反強磁性層２３は８０Å以上で３００Å以下の
膜厚で形成されることが好ましい。
【００４８】次に前記第１反強磁性層２３の上には固定
磁性層２４が形成されている。前記固定磁性層２４は、
ＣｏＦｅ合金、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏ
などの強磁性材料で形成される。前記第１反強磁性層２
３との間で発生する交換結合磁界を強めるには前記固定
磁性層２４をＣｏＦｅ合金で形成することが好ましい。
また図１では前記固定磁性層２４は単層構造であるが、
前記固定磁性層２４の構造は図１の構造に限るものでは
ない。前記固定磁性層２４の他の構造については後述す
る。
磁性層２４が形成されている。前記固定磁性層２４は、
ＣｏＦｅ合金、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅＮｉ合金、Ｃｏ
などの強磁性材料で形成される。前記第１反強磁性層２
３との間で発生する交換結合磁界を強めるには前記固定
磁性層２４をＣｏＦｅ合金で形成することが好ましい。
また図１では前記固定磁性層２４は単層構造であるが、
前記固定磁性層２４の構造は図１の構造に限るものでは
ない。前記固定磁性層２４の他の構造については後述す
る。
【００４９】上記したように前記第１反強磁性層２３と
前記固定磁性層２４との間には磁場中熱処理によって交
換結合磁界が発生し、前記固定磁性層２４の磁化は例え
ばハイト方向（図示Ｙ方向）に固定される。
前記固定磁性層２４との間には磁場中熱処理によって交
換結合磁界が発生し、前記固定磁性層２４の磁化は例え
ばハイト方向（図示Ｙ方向）に固定される。
【００５０】図１に示すように、前記固定磁性層２４の
上には第１非磁性材料層２５が形成されている。前記第
１非磁性材料層２５は例えばＣｕなどの電気抵抗の低い
導電性材料によって形成される。前記第１非磁性材料層
２５は例えば２５Å程度の膜厚で形成される。
上には第１非磁性材料層２５が形成されている。前記第
１非磁性材料層２５は例えばＣｕなどの電気抵抗の低い
導電性材料によって形成される。前記第１非磁性材料層
２５は例えば２５Å程度の膜厚で形成される。
【００５１】なお第１非磁性材料層２５はＡｌ2Ｏ3やＳ
ｉＯ2などの絶縁材料で形成されてもよい。この磁気検
出素子はトンネル型磁気抵抗効果型素子と呼ばれる構造
である。
ｉＯ2などの絶縁材料で形成されてもよい。この磁気検
出素子はトンネル型磁気抵抗効果型素子と呼ばれる構造
である。
【００５２】トンネル型磁気抵抗効果型素子は、トンネ
ル効果を利用して抵抗変化を生じさせるものであり、固
定磁性層２４とフリー磁性層２６との磁化が反平行のと
き、最も前記第１非磁性材料層２５を介してトンネル電
流が流れにくくなって、抵抗値は最大になり、一方、前
記固定磁性層２４とフリー磁性層２６との磁化が平行の
とき、最もトンネル電流は流れ易くなり抵抗値は最小に
なる。
ル効果を利用して抵抗変化を生じさせるものであり、固
定磁性層２４とフリー磁性層２６との磁化が反平行のと
き、最も前記第１非磁性材料層２５を介してトンネル電
流が流れにくくなって、抵抗値は最大になり、一方、前
記固定磁性層２４とフリー磁性層２６との磁化が平行の
とき、最もトンネル電流は流れ易くなり抵抗値は最小に
なる。
【００５３】この原理を利用し、外部磁界の影響を受け
てフリー磁性層２６の磁化が変動することにより、変化
する電気抵抗を電圧変化としてとらえ、記録媒体からの
洩れ磁界が検出されるようになっている。
てフリー磁性層２６の磁化が変動することにより、変化
する電気抵抗を電圧変化としてとらえ、記録媒体からの
洩れ磁界が検出されるようになっている。
【００５４】次に前記第１非磁性材料層２５の上にはフ
リー磁性層２６が形成される。この実施形態では、前記
フリー磁性層２６は４層構造で形成される。前記フリー
磁性層２６を構成する４層のうち、第１非磁性材料層２
５と接する側に形成された符号２７と符号２８の２層
を、第２フリー磁性層３１と呼ぶ。そして前記第２フリ
ー磁性層３１の第１非磁性材料層２５と接する面と反対
面に非磁性中間層２９を介して第１フリー磁性層３０が
形成されている。この実施形態では、例えば前記第２フ
リー磁性層３１のうち前記第１非磁性材料層２５と接す
る符号２７の磁性層は、ＣｏＦｅ合金で形成され、符号
２８の磁性層はＮｉＦｅ合金で形成される。
リー磁性層２６が形成される。この実施形態では、前記
フリー磁性層２６は４層構造で形成される。前記フリー
磁性層２６を構成する４層のうち、第１非磁性材料層２
５と接する側に形成された符号２７と符号２８の２層
を、第２フリー磁性層３１と呼ぶ。そして前記第２フリ
ー磁性層３１の第１非磁性材料層２５と接する面と反対
面に非磁性中間層２９を介して第１フリー磁性層３０が
形成されている。この実施形態では、例えば前記第２フ
リー磁性層３１のうち前記第１非磁性材料層２５と接す
る符号２７の磁性層は、ＣｏＦｅ合金で形成され、符号
２８の磁性層はＮｉＦｅ合金で形成される。
【００５５】また前記非磁性中間層２９は、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種または２
種以上の非磁性導電材料で形成されることが好ましい。
ｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち１種または２
種以上の非磁性導電材料で形成されることが好ましい。
【００５６】またこの実施形態では、例えば第１フリー
磁性層３０はＣｏＦｅ合金の単層構造で形成される。
磁性層３０はＣｏＦｅ合金の単層構造で形成される。
【００５７】図１に示すように、前記フリー磁性層２６
の上面、すなわち第１非磁性材料層２５と接する面の反
対側の面には、第２非磁性材料層３２が形成され、さら
に前記第２非磁性材料層３２の上に第２反強磁性層３３
が形成されている。また図１に示す実施形態では前記第
２反強磁性層３３の上にＴａなどで形成された保護層３
４が形成される。前記保護層３４にはＴａの他に，Ｈ
ｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗなどの元素（これら元
素の１種または２種以上）を使用できる。この実施形態
では前記保護層３４が上部ギャップ層を兼ねている。
の上面、すなわち第１非磁性材料層２５と接する面の反
対側の面には、第２非磁性材料層３２が形成され、さら
に前記第２非磁性材料層３２の上に第２反強磁性層３３
が形成されている。また図１に示す実施形態では前記第
２反強磁性層３３の上にＴａなどで形成された保護層３
４が形成される。前記保護層３４にはＴａの他に，Ｈ
ｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗなどの元素（これら元
素の１種または２種以上）を使用できる。この実施形態
では前記保護層３４が上部ギャップ層を兼ねている。
【００５８】図１に示す実施形態では、前記下部シール
ド層２０上に形成された下地層２１から保護層３４まで
の積層体を多層膜３５と呼ぶ。前記多層膜３５のトラッ
ク幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面３５ａ、３５ａは、
膜面と平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）に対し垂直方向（図示
Ｚ方向）に延びる垂直面となっているが、実際の素子で
は、前記両側端面３５ａは、上方に向うにしたがって前
記多層膜３５のトラック幅方向への幅寸法が徐々に縮ま
る傾斜面あるいは湾曲面として形成される。前記両側端
面３５ａはエッチングで削られた面である。また前記フ
リー磁性層２６のトラック幅方向における幅寸法でトラ
ック幅Ｔｗが規制される。前記トラック幅Ｔｗは０．１
μｍ以下であることが好ましい。
ド層２０上に形成された下地層２１から保護層３４まで
の積層体を多層膜３５と呼ぶ。前記多層膜３５のトラッ
ク幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面３５ａ、３５ａは、
膜面と平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）に対し垂直方向（図示
Ｚ方向）に延びる垂直面となっているが、実際の素子で
は、前記両側端面３５ａは、上方に向うにしたがって前
記多層膜３５のトラック幅方向への幅寸法が徐々に縮ま
る傾斜面あるいは湾曲面として形成される。前記両側端
面３５ａはエッチングで削られた面である。また前記フ
リー磁性層２６のトラック幅方向における幅寸法でトラ
ック幅Ｔｗが規制される。前記トラック幅Ｔｗは０．１
μｍ以下であることが好ましい。
【００５９】図１に示す実施形態では、前記多層膜３５
の両側端面３５ａには、絶縁層３６が形成されている。
前記絶縁層３６は、前記多層膜３５の両側端面３５ａよ
りもトラック幅方向（図示Ｘ方向）に長く延ばされた下
部シールド層２０上に形成される。前記絶縁層３６は前
記両側端面３５ａと接して形成されるが、この絶縁層３
６と両側端面３５ａとの間に、絶縁酸化物で形成された
スペキュラー膜が形成されていてもよい。スペキュラー
膜の形成により伝導電子の平均自由行程を延ばし、抵抗
変化率の向上を図ることができる。特に狭トラック化に
なるほど、前記スペキュラー膜を多層膜３５の両側端面
３５ａに形成することは最適な形態の一つである。なお
前記絶縁層３６は、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料
で形成される。
の両側端面３５ａには、絶縁層３６が形成されている。
前記絶縁層３６は、前記多層膜３５の両側端面３５ａよ
りもトラック幅方向（図示Ｘ方向）に長く延ばされた下
部シールド層２０上に形成される。前記絶縁層３６は前
記両側端面３５ａと接して形成されるが、この絶縁層３
６と両側端面３５ａとの間に、絶縁酸化物で形成された
スペキュラー膜が形成されていてもよい。スペキュラー
膜の形成により伝導電子の平均自由行程を延ばし、抵抗
変化率の向上を図ることができる。特に狭トラック化に
なるほど、前記スペキュラー膜を多層膜３５の両側端面
３５ａに形成することは最適な形態の一つである。なお
前記絶縁層３６は、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料
で形成される。
【００６０】図１に示す実施形態では、前記多層膜３５
上から前記絶縁層３６上にかけて上部シールド層３７が
形成されている。前記上部シールド層３７はＮｉＦｅ合
金などの軟磁性材料で形成され、前記上部シールド層３
７が上部電極をも兼ねている。
上から前記絶縁層３６上にかけて上部シールド層３７が
形成されている。前記上部シールド層３７はＮｉＦｅ合
金などの軟磁性材料で形成され、前記上部シールド層３
７が上部電極をも兼ねている。
【００６１】図１に示す実施形態では、前記下部シール
ド層２０及び上部シールド層３７がシールド機能のみな
らず電極としても機能しているため、前記下地層２１か
ら保護層３４間までの膜厚でギャップ長Ｇｌを決定で
き、前記ギャップ長Ｇｌの長さ寸法を短くすることがで
きる。
ド層２０及び上部シールド層３７がシールド機能のみな
らず電極としても機能しているため、前記下地層２１か
ら保護層３４間までの膜厚でギャップ長Ｇｌを決定で
き、前記ギャップ長Ｇｌの長さ寸法を短くすることがで
きる。
【００６２】図１に示す実施形態では、下地層２１から
保護層３４までの多層膜３５の上下に電極を兼用したシ
ールド層２０、３７が形成され、前記シールド層２０、
３７間を流れる電流は、前記多層膜３５を膜厚方向（図
示Ｚ方向）に流れるＣＰＰ（current perpendicular
to the plane）型となっている。前記電流は、前記多
層膜３５の両側端面３５ａが絶縁層３６で囲まれている
ことで、適切に前記多層膜３５内を流れ、再生出力の向
上を図ることが可能になっている。
保護層３４までの多層膜３５の上下に電極を兼用したシ
ールド層２０、３７が形成され、前記シールド層２０、
３７間を流れる電流は、前記多層膜３５を膜厚方向（図
示Ｚ方向）に流れるＣＰＰ（current perpendicular
to the plane）型となっている。前記電流は、前記多
層膜３５の両側端面３５ａが絶縁層３６で囲まれている
ことで、適切に前記多層膜３５内を流れ、再生出力の向
上を図ることが可能になっている。
【００６３】この磁気検出素子では、ハードディスクな
どの記録媒体の走行方向はＺ方向であり、記録媒体から
の洩れ磁界がＹ方向に与えられると、フリー磁性層２６
を構成する第２フリー磁性層３１の磁化が図示Ｘ方向と
平行な方向からＹ方向へ向けて変化する。この第２フリ
ー磁性層３１内での磁化の方向の変動と、固定磁性層２
４の固定磁化方向との関係で電気抵抗が変化し（これを
磁気抵抗効果という）、この電気抵抗値の変化に基づく
電圧変化により、記録媒体からの洩れ磁界が検出され
る。
どの記録媒体の走行方向はＺ方向であり、記録媒体から
の洩れ磁界がＹ方向に与えられると、フリー磁性層２６
を構成する第２フリー磁性層３１の磁化が図示Ｘ方向と
平行な方向からＹ方向へ向けて変化する。この第２フリ
ー磁性層３１内での磁化の方向の変動と、固定磁性層２
４の固定磁化方向との関係で電気抵抗が変化し（これを
磁気抵抗効果という）、この電気抵抗値の変化に基づく
電圧変化により、記録媒体からの洩れ磁界が検出され
る。
【００６４】図１に示す磁気検出素子の特徴的部分につ
いて以下に説明する。図１に示す実施形態では、前記フ
リー磁性層２６が第１フリー磁性層３０と第２フリー磁
性層３１と、その間に介在する非磁性中間層２９とで構
成された３層構造である。この構造を積層フェリ構造と
呼ぶ。前記第１フリー磁性層３０と第２フリー磁性層３
１との間には、反強磁性の層間交換結合（ＲＫＫＹ交換
相互作用）が働く。このため前記第１フリー磁性層３０
と第２フリー磁性層３１の磁化は互いに反平行状態にさ
れる。例えば前記第１フリー磁性層３０がトラック幅方
向（図示Ｘ方向）と平行な方向であって図示右方向に磁
化されると、前記第２フリー磁性層３１は図示左方向に
磁化される。
いて以下に説明する。図１に示す実施形態では、前記フ
リー磁性層２６が第１フリー磁性層３０と第２フリー磁
性層３１と、その間に介在する非磁性中間層２９とで構
成された３層構造である。この構造を積層フェリ構造と
呼ぶ。前記第１フリー磁性層３０と第２フリー磁性層３
１との間には、反強磁性の層間交換結合（ＲＫＫＹ交換
相互作用）が働く。このため前記第１フリー磁性層３０
と第２フリー磁性層３１の磁化は互いに反平行状態にさ
れる。例えば前記第１フリー磁性層３０がトラック幅方
向（図示Ｘ方向）と平行な方向であって図示右方向に磁
化されると、前記第２フリー磁性層３１は図示左方向に
磁化される。
【００６５】また図１に示すように前記第１フリー磁性
層３０上には第２非磁性材料層３２を介して第２反強磁
性層３３が形成されている。前記第１フリー磁性層３０
と前記第２反強磁性層３３間には一方向性の層間交換結
合が働き、前記第１フリー磁性層３０の磁化を例えば図
示右方向に単磁区化する。
層３０上には第２非磁性材料層３２を介して第２反強磁
性層３３が形成されている。前記第１フリー磁性層３０
と前記第２反強磁性層３３間には一方向性の層間交換結
合が働き、前記第１フリー磁性層３０の磁化を例えば図
示右方向に単磁区化する。
【００６６】ただし、前記一方向性の層間交換結合は比
較的弱いものである必要がある。前記層間交換結合が強
いと前記第１フリー磁性層３０の磁化が図示右方向に固
定されやすくなるからである。そうすると実際に磁気抵
抗効果に寄与する第２フリー磁性層３１の磁化も第１フ
リー磁性層３０との間で発生する反強磁性の層間交換結
合により図示左方向に固定されやすく、前記第２フリー
磁性層３１が外部磁界に対して磁化反転しずらくなり再
生感度の低下を招く。
較的弱いものである必要がある。前記層間交換結合が強
いと前記第１フリー磁性層３０の磁化が図示右方向に固
定されやすくなるからである。そうすると実際に磁気抵
抗効果に寄与する第２フリー磁性層３１の磁化も第１フ
リー磁性層３０との間で発生する反強磁性の層間交換結
合により図示左方向に固定されやすく、前記第２フリー
磁性層３１が外部磁界に対して磁化反転しずらくなり再
生感度の低下を招く。
【００６７】図１に示す実施形態では、前記フリー磁性
層２６を積層フェリ構造にしたことと、前記フリー磁性
層２６の磁化制御を、第２非磁性材料層３２を介した第
２反強磁性層３３で行うとした点に特徴がある。
層２６を積層フェリ構造にしたことと、前記フリー磁性
層２６の磁化制御を、第２非磁性材料層３２を介した第
２反強磁性層３３で行うとした点に特徴がある。
【００６８】前記フリー磁性層２６を積層フェリ構造と
したことで、前記フリー磁性層２６の物理的な膜厚は第
１フリー磁性層３０の膜厚ｔ３と第２フリー磁性層３１
の膜厚ｔ２との総合膜厚となる。従って前記フリー磁性
層２６の物理的な膜厚を厚くすることができ、素子サイ
ズの狭小化においても抵抗変化量ΔＲ×面積Ａ（なお面
積Ａとは膜面と平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）の面積であ
る）を大きくすることができる。
したことで、前記フリー磁性層２６の物理的な膜厚は第
１フリー磁性層３０の膜厚ｔ３と第２フリー磁性層３１
の膜厚ｔ２との総合膜厚となる。従って前記フリー磁性
層２６の物理的な膜厚を厚くすることができ、素子サイ
ズの狭小化においても抵抗変化量ΔＲ×面積Ａ（なお面
積Ａとは膜面と平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）の面積であ
る）を大きくすることができる。
【００６９】一方、フリー磁性層２６の反磁界は、磁化
方向が互いに反平行状態となる積層フェリ構造とするこ
とにより、磁気的な膜厚が減少するため弱まり、前記フ
リー磁性層２６に、前記第２反強磁性層３３との間で発
生する一方向性の層間交換結合磁界を適度な大きさでか
け続けることができ、再生感度ηの向上を図ることが可
能になる。
方向が互いに反平行状態となる積層フェリ構造とするこ
とにより、磁気的な膜厚が減少するため弱まり、前記フ
リー磁性層２６に、前記第２反強磁性層３３との間で発
生する一方向性の層間交換結合磁界を適度な大きさでか
け続けることができ、再生感度ηの向上を図ることが可
能になる。
【００７０】このように本発明では、従来成し得なかっ
た再生感度ηの向上と再生出力の向上とを同時に達成す
ることが可能になり、特に今後の高記録密度化に伴う素
子サイズの狭小化に適切に対応可能な磁気検出素子を製
造することが可能になる。
た再生感度ηの向上と再生出力の向上とを同時に達成す
ることが可能になり、特に今後の高記録密度化に伴う素
子サイズの狭小化に適切に対応可能な磁気検出素子を製
造することが可能になる。
【００７１】また前記第２非磁性材料層３２は、Ｃｕ、
Ａｕ、ＡｇあるいはＲｕで形成されることが好ましい。
Ａｕ、ＡｇあるいはＲｕで形成されることが好ましい。
【００７２】前記第２反強磁性層３３と第１フリー磁性
層３０との間には一方向性の層間交換結合が働くが、こ
の層間交換結合は比較的弱くしておく必要性がある。前
記層間交換結合が強いと、前記第１フリー磁性層３０が
強く磁化されるから、前記第１フリー磁性層３０との間
で反強磁性の層間交換結合が作用する第２フリー磁性層
３１の磁化も強く磁化されてしまい、外部磁界に対する
再生感度が悪くなる。
層３０との間には一方向性の層間交換結合が働くが、こ
の層間交換結合は比較的弱くしておく必要性がある。前
記層間交換結合が強いと、前記第１フリー磁性層３０が
強く磁化されるから、前記第１フリー磁性層３０との間
で反強磁性の層間交換結合が作用する第２フリー磁性層
３１の磁化も強く磁化されてしまい、外部磁界に対する
再生感度が悪くなる。
【００７３】前記第２反強磁性層３３と第１フリー磁性
層３０間で働く一方向性の層間交換結合を比較的弱くす
るには、前記第２非磁性材料層３２をＣｕ、Ａｕ、Ａｇ
あるいはＲｕで形成し、さらにこの第２非磁性材料層３
２の膜厚を規制することが必要である。
層３０間で働く一方向性の層間交換結合を比較的弱くす
るには、前記第２非磁性材料層３２をＣｕ、Ａｕ、Ａｇ
あるいはＲｕで形成し、さらにこの第２非磁性材料層３
２の膜厚を規制することが必要である。
【００７４】本発明では、前記第２非磁性材料層３２が
Ｃｕで形成されるとき、前記第２非磁性材料層３２の膜
厚は０．５Å以上で８Å以下であることが好ましい。
Ｃｕで形成されるとき、前記第２非磁性材料層３２の膜
厚は０．５Å以上で８Å以下であることが好ましい。
【００７５】前記第２非磁性材料層３２の膜厚を上記し
た程度で形成することで、前記第１フリー磁性層３０と
第２反強磁性層３３間で作用する一方向性の層間交換結
合の大きさを概ね７９５〜１５，９００（Ａ／ｍ）（＝
約１０〜２００Ｏｅ）程度にすることができ、前記第１
フリー磁性層３０に磁化が固定されてしまうほどの強い
層間交換結合を与えないようにすることができる。
た程度で形成することで、前記第１フリー磁性層３０と
第２反強磁性層３３間で作用する一方向性の層間交換結
合の大きさを概ね７９５〜１５，９００（Ａ／ｍ）（＝
約１０〜２００Ｏｅ）程度にすることができ、前記第１
フリー磁性層３０に磁化が固定されてしまうほどの強い
層間交換結合を与えないようにすることができる。
【００７６】次に、第１フリー磁性層３０と第２フリー
磁性層３１との単位面積当たりの磁気モーメント等につ
いて以下に説明する。
磁性層３１との単位面積当たりの磁気モーメント等につ
いて以下に説明する。
【００７７】図１に示す実施形態では、前記第１フリー
磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントと第２フ
リー磁性層３１の単位面積当たりの磁気モーメントは異
なる値となっている。前記単位面積当たりの磁気モーメ
ントは飽和磁化（Ｍｓ）と膜厚（ｔ）との積で求めるこ
とができる。
磁性層３０の単位面積当たりの磁気モーメントと第２フ
リー磁性層３１の単位面積当たりの磁気モーメントは異
なる値となっている。前記単位面積当たりの磁気モーメ
ントは飽和磁化（Ｍｓ）と膜厚（ｔ）との積で求めるこ
とができる。
【００７８】前記第１フリー磁性層３０と第２フリー磁
性層３１との単位面積当たりの磁気モーメントを異なる
値にすることで、前記第１フリー磁性層３０と第２フリ
ー磁性層３１との磁化を適切に反平行状態にすることが
可能である。
性層３１との単位面積当たりの磁気モーメントを異なる
値にすることで、前記第１フリー磁性層３０と第２フリ
ー磁性層３１との磁化を適切に反平行状態にすることが
可能である。
【００７９】次に前記第１フリー磁性層３０の膜厚ｔ３
と第２フリー磁性層３１の膜厚ｔ２との総合膜厚は７０
Å以上で２５０Å以下であることが好ましい。この程度
に厚い膜厚で前記フリー磁性層２６を形成することで、
効果的に抵抗変化量ΔＲ×面積Ａを大きくすることがで
きる。
と第２フリー磁性層３１の膜厚ｔ２との総合膜厚は７０
Å以上で２５０Å以下であることが好ましい。この程度
に厚い膜厚で前記フリー磁性層２６を形成することで、
効果的に抵抗変化量ΔＲ×面積Ａを大きくすることがで
きる。
【００８０】また前記第１フリー磁性層３０の膜厚ｔ３
から第２フリー磁性層３１の膜厚ｔ２を引いた差（絶対
値）は５Å以上で７０Å以下であることが好ましい。前
記第１フリー磁性層３０と第２フリー磁性層３１の膜厚
差が上記の数値程度に小さくなることで、前記フリー磁
性層２６の反磁界を効果的に弱めることができ、特に前
記反磁界を０に近づけることが可能である。
から第２フリー磁性層３１の膜厚ｔ２を引いた差（絶対
値）は５Å以上で７０Å以下であることが好ましい。前
記第１フリー磁性層３０と第２フリー磁性層３１の膜厚
差が上記の数値程度に小さくなることで、前記フリー磁
性層２６の反磁界を効果的に弱めることができ、特に前
記反磁界を０に近づけることが可能である。
【００８１】また前記第１フリー磁性層３０の単位面積
当たりの磁気モーメントから第２フリー磁性層３１の単
位面積当たりの磁気モーメントの差（絶対値）は０．０
４ｍｅｍｕ／ｃｍ2（０．５Ｔ．ｎｍ）以上で０．５６
ｍｅｍｕ／ｃｍ2（７．０６Ｔ．ｎｍ）以下であること
が好ましい。前記第１フリー磁性層３０と第２フリー磁
性層３１の単位面積当たりの磁気モーメント差が上記の
数値程度に小さくなることで、前記フリー磁性層２６の
反磁界を効果的に弱めることができ、特に前記反磁界を
０に近づけることが可能である。
当たりの磁気モーメントから第２フリー磁性層３１の単
位面積当たりの磁気モーメントの差（絶対値）は０．０
４ｍｅｍｕ／ｃｍ2（０．５Ｔ．ｎｍ）以上で０．５６
ｍｅｍｕ／ｃｍ2（７．０６Ｔ．ｎｍ）以下であること
が好ましい。前記第１フリー磁性層３０と第２フリー磁
性層３１の単位面積当たりの磁気モーメント差が上記の
数値程度に小さくなることで、前記フリー磁性層２６の
反磁界を効果的に弱めることができ、特に前記反磁界を
０に近づけることが可能である。
【００８２】次に前記フリー磁性層２６の材質について
説明する。図１に示す実施形態では、第２フリー磁性層
３１が２層構造であり、上記したように例えば符号２７
の磁性層がＣｏＦｅ合金層であり、符号２８の磁性層が
ＮｉＦｅ合金層である。
説明する。図１に示す実施形態では、第２フリー磁性層
３１が２層構造であり、上記したように例えば符号２７
の磁性層がＣｏＦｅ合金層であり、符号２８の磁性層が
ＮｉＦｅ合金層である。
【００８３】前記符号２７の層がＣｏＦｅ合金層である
ことにより、すなわち第１非磁性材料層２５との界面付
近にＣｏＦｅ合金の磁性領域が占めることにより、Ｎｉ
Ｆｅ合金で形成された符号２８の磁性層からＮｉが前記
第１非磁性材料層２５に拡散することを適切に防止する
ことができる。
ことにより、すなわち第１非磁性材料層２５との界面付
近にＣｏＦｅ合金の磁性領域が占めることにより、Ｎｉ
Ｆｅ合金で形成された符号２８の磁性層からＮｉが前記
第１非磁性材料層２５に拡散することを適切に防止する
ことができる。
【００８４】また第１フリー磁性層３０はＣｏＦｅ合金
で形成されるが、前記第１フリー磁性層３０をＣｏＦｅ
合金で形成することで、前記第２反強磁性層３３との間
で発生する一方向性の層間交換結合の大きさの変動を、
前記第１フリー磁性層３０をＮｉＦｅ合金で形成した場
合に比べて緩やかにできる。
で形成されるが、前記第１フリー磁性層３０をＣｏＦｅ
合金で形成することで、前記第２反強磁性層３３との間
で発生する一方向性の層間交換結合の大きさの変動を、
前記第１フリー磁性層３０をＮｉＦｅ合金で形成した場
合に比べて緩やかにできる。
【００８５】前記第２非磁性材料層３２の膜厚を厚くし
ていくと、第２反強磁性層３３と第１フリー磁性層３０
間で発生する一方向性の層間交換結合は小さくなり、一
方、前記第２非磁性材料層３２の膜厚を薄くしていく
と、前記層間交換結合は大きくなる。
ていくと、第２反強磁性層３３と第１フリー磁性層３０
間で発生する一方向性の層間交換結合は小さくなり、一
方、前記第２非磁性材料層３２の膜厚を薄くしていく
と、前記層間交換結合は大きくなる。
【００８６】ところが、上記のような層間交換結合の大
きさの変動は、第１フリー磁性層３０をＮｉＦｅ合金で
形成すると非常に大きくなってしまう。このため必要な
層間交換結合を得ようとするときに、前記第２非磁性材
料層３２の膜厚や第１フリー磁性層３０の膜厚の設定が
非常にシビアなものとなり、製造の歩留まりの低下を余
儀なくされる。特に第２非磁性材料層３２は数Å程度と
いう非常に薄い膜厚で形成しなければならず、適正な設
定膜厚のマージンが小さいと第２非磁性材料層３２を所
定の膜厚で形成しづらい。
きさの変動は、第１フリー磁性層３０をＮｉＦｅ合金で
形成すると非常に大きくなってしまう。このため必要な
層間交換結合を得ようとするときに、前記第２非磁性材
料層３２の膜厚や第１フリー磁性層３０の膜厚の設定が
非常にシビアなものとなり、製造の歩留まりの低下を余
儀なくされる。特に第２非磁性材料層３２は数Å程度と
いう非常に薄い膜厚で形成しなければならず、適正な設
定膜厚のマージンが小さいと第２非磁性材料層３２を所
定の膜厚で形成しづらい。
【００８７】これに対し、前記第１フリー磁性層３０を
ＣｏＦｅ合金で形成すると、前記層間交換結合の大きさ
の変動は比較的緩やかになるため、前記第２非磁性材料
層３２の膜厚や第１フリー磁性層３０の膜厚の適正な設
定膜厚の範囲が、前記第１フリー磁性層３０をＮｉＦｅ
合金で形成する場合に比べて大きくなり、所定膜厚範囲
内で前記第２非磁性材料層３２や第１フリー磁性層３０
を形成しやすく、よって所定の大きさの層間交換結合を
得やすい。
ＣｏＦｅ合金で形成すると、前記層間交換結合の大きさ
の変動は比較的緩やかになるため、前記第２非磁性材料
層３２の膜厚や第１フリー磁性層３０の膜厚の適正な設
定膜厚の範囲が、前記第１フリー磁性層３０をＮｉＦｅ
合金で形成する場合に比べて大きくなり、所定膜厚範囲
内で前記第２非磁性材料層３２や第１フリー磁性層３０
を形成しやすく、よって所定の大きさの層間交換結合を
得やすい。
【００８８】なお符号２７、２８、３０の磁性層の材質
は一例であり、これら材質に限られるものではない。例
えば符号２７の磁性層にはＣｏなども使用できる。また
符号２８の磁性層には、ＣｏＦｅＮｉ合金なども使用で
きる。また第１フリー磁性層３０にはＣｏＦｅＮｉ合金
なども使用できる。
は一例であり、これら材質に限られるものではない。例
えば符号２７の磁性層にはＣｏなども使用できる。また
符号２８の磁性層には、ＣｏＦｅＮｉ合金なども使用で
きる。また第１フリー磁性層３０にはＣｏＦｅＮｉ合金
なども使用できる。
【００８９】次に第２反強磁性層３３について説明す
る。前記第２反強磁性層３３は、元素Ｘ（ただしＸは、
Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または
２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材
料で形成されることが好ましい。例えばＰｔＭｎを例示
することができる。
る。前記第２反強磁性層３３は、元素Ｘ（ただしＸは、
Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または
２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材
料で形成されることが好ましい。例えばＰｔＭｎを例示
することができる。
【００９０】上記した第２反強磁性層３３と第１フリー
磁性層３０間で発生する一方向性の層間交換結合の大き
さは、前記第２反強磁性層３３の材質にも左右される。
前記層間交換結合磁界は適度な大きさであることが必要
であり、前記第２反強磁性層３３をＰｔＭｎ合金などで
形成することで、第２非磁性材料層３２の膜厚変動に対
する、前記層間交換結合の大きさの変動を緩やかにで
き、所定の大きさの層間交換結合を得やすくなる。また
元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，
Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎと
を含有する反強磁性材料は耐食性にも優れるので好まし
い。
磁性層３０間で発生する一方向性の層間交換結合の大き
さは、前記第２反強磁性層３３の材質にも左右される。
前記層間交換結合磁界は適度な大きさであることが必要
であり、前記第２反強磁性層３３をＰｔＭｎ合金などで
形成することで、第２非磁性材料層３２の膜厚変動に対
する、前記層間交換結合の大きさの変動を緩やかにで
き、所定の大きさの層間交換結合を得やすくなる。また
元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，
Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎと
を含有する反強磁性材料は耐食性にも優れるので好まし
い。
【００９１】また前記第２反強磁性層３３の膜厚は７０
Å以上で３００Å以下であることが好ましい。前記第２
反強磁性層を上記した膜厚程度に設定することで、所定
の大きさの層間交換結合を得やすくなる。なお前記第２
反強磁性層３３は、元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元素Ｘ′
は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍ
ｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａ
ｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、
及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素であ
る）とＭｎを含有する反強磁性材料により形成されても
よい。
Å以上で３００Å以下であることが好ましい。前記第２
反強磁性層を上記した膜厚程度に設定することで、所定
の大きさの層間交換結合を得やすくなる。なお前記第２
反強磁性層３３は、元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元素Ｘ′
は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍ
ｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａ
ｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、
及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素であ
る）とＭｎを含有する反強磁性材料により形成されても
よい。
【００９２】図２は本発明における第２実施形態の磁気
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。なお図１と同じ符号が付けられている層は図１と
同じ層を意味する。
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。なお図１と同じ符号が付けられている層は図１と
同じ層を意味する。
【００９３】図２に示す実施形態においても、図１と同
様に、フリー磁性層２６は積層フェリ構造であり、また
第１フリー磁性層５３の非磁性中間層４９と接する面と
反対側の面に第２非磁性材料層３２及び第２反強磁性層
３３が積層形成されている。
様に、フリー磁性層２６は積層フェリ構造であり、また
第１フリー磁性層５３の非磁性中間層４９と接する面と
反対側の面に第２非磁性材料層３２及び第２反強磁性層
３３が積層形成されている。
【００９４】これにより、前記第１フリー磁性層５３と
前記第２反強磁性層３３との間で一方向性の層間交換結
合が作用し、前記第１フリー磁性層５３の磁化はトラッ
ク幅方向に単磁区化される。また前記フリー磁性層２６
は積層フェリ構造であり、前記フリー磁性層２６の物理
的な膜厚は第１フリー磁性層５３と第２フリー磁性層４
８の膜厚の総合膜厚となり、物理的な膜厚が厚くなるか
ら抵抗変化量ΔＲ×面積Ａを向上させることができ再生
出力を向上させることができると共に、積層フェリ構造
とすることで磁気的な膜厚は小さくなるから前記フリー
磁性層２６からの反磁界は小さくなり第２反強磁性層３
３から前記第１フリー磁性層５３へ適度な大きさのバイ
アスを安定してかけ続けることができ、再生感度ηの良
好な磁気検出素子を製造することが可能である。
前記第２反強磁性層３３との間で一方向性の層間交換結
合が作用し、前記第１フリー磁性層５３の磁化はトラッ
ク幅方向に単磁区化される。また前記フリー磁性層２６
は積層フェリ構造であり、前記フリー磁性層２６の物理
的な膜厚は第１フリー磁性層５３と第２フリー磁性層４
８の膜厚の総合膜厚となり、物理的な膜厚が厚くなるか
ら抵抗変化量ΔＲ×面積Ａを向上させることができ再生
出力を向上させることができると共に、積層フェリ構造
とすることで磁気的な膜厚は小さくなるから前記フリー
磁性層２６からの反磁界は小さくなり第２反強磁性層３
３から前記第１フリー磁性層５３へ適度な大きさのバイ
アスを安定してかけ続けることができ、再生感度ηの良
好な磁気検出素子を製造することが可能である。
【００９５】図２に示す実施形態では、固定磁性層２４
もまたフリー磁性層２６と同様に積層フェリ構造であ
る。図２に示す実施形態では前記固定磁性層２４は４層
構造となっている。
もまたフリー磁性層２６と同様に積層フェリ構造であ
る。図２に示す実施形態では前記固定磁性層２４は４層
構造となっている。
【００９６】符号４０は第１固定磁性層であり、前記第
１固定磁性層４０は例えばＣｏＦｅ合金で形成される。
前記第１固定磁性層４０上には非磁性中間層４１を介し
て第２固定磁性層４４が形成される。この実施形態では
前記第２固定磁性層４４は２層構造である。符号４２の
磁性層は例えばＣｏＦｅ合金で形成され、一方、符号４
３の層は、例えばホイスラー合金で形成される。
１固定磁性層４０は例えばＣｏＦｅ合金で形成される。
前記第１固定磁性層４０上には非磁性中間層４１を介し
て第２固定磁性層４４が形成される。この実施形態では
前記第２固定磁性層４４は２層構造である。符号４２の
磁性層は例えばＣｏＦｅ合金で形成され、一方、符号４
３の層は、例えばホイスラー合金で形成される。
【００９７】前記第１固定磁性層４０をＣｏＦｅ合金で
形成することで前記第１反強磁性層２３との間で発生す
る交換結合磁界を大きくすることができ、前記第１固定
磁性層４０の磁化は例えばハイト方向（図示Ｙ方向）に
固定される。
形成することで前記第１反強磁性層２３との間で発生す
る交換結合磁界を大きくすることができ、前記第１固定
磁性層４０の磁化は例えばハイト方向（図示Ｙ方向）に
固定される。
【００９８】一方、第２固定磁性層４４の磁化は、前記
第１固定磁性層４０との間で発生する反強磁性の層間交
換結合によって、前記第１固定磁性層４０の磁化とは反
対方向に固定される。すなわち前記第２固定磁性層４４
の磁化は図示Ｙ方向とは反対方向に向けられ固定され
る。
第１固定磁性層４０との間で発生する反強磁性の層間交
換結合によって、前記第１固定磁性層４０の磁化とは反
対方向に固定される。すなわち前記第２固定磁性層４４
の磁化は図示Ｙ方向とは反対方向に向けられ固定され
る。
【００９９】前記第２固定磁性層４４の非磁性中間層４
１と接する界面側にＣｏＦｅ合金で形成された磁性層４
２を形成すると、前記第１固定磁性層４０との間での反
強磁性の層間交換結合を強めることができ、前記第２固
定磁性層４４の磁化固定を強固にすることができる。ま
た元素拡散も抑制できる。さらに前記非磁性中間層４１
は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち
１種または２種以上の非磁性導電材料で形成されること
が好ましい。前記非磁性中間層４１は４Å以上で１２Å
以下であることが好ましく、前記非磁性中間層４１の膜
厚をこの程度に薄く形成することで、前記第１固定磁性
層４０と第２固定磁性層４４間に働く反強磁性の層間交
換結合を強めることができる。
１と接する界面側にＣｏＦｅ合金で形成された磁性層４
２を形成すると、前記第１固定磁性層４０との間での反
強磁性の層間交換結合を強めることができ、前記第２固
定磁性層４４の磁化固定を強固にすることができる。ま
た元素拡散も抑制できる。さらに前記非磁性中間層４１
は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕのうち
１種または２種以上の非磁性導電材料で形成されること
が好ましい。前記非磁性中間層４１は４Å以上で１２Å
以下であることが好ましく、前記非磁性中間層４１の膜
厚をこの程度に薄く形成することで、前記第１固定磁性
層４０と第２固定磁性層４４間に働く反強磁性の層間交
換結合を強めることができる。
【０１００】また磁性層４３は、上記したように例えば
ホイスラー合金で形成されるが、ホイスラー合金は、例
えば組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ
族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元素、Ｙは
Ｍｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔ
ｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種または２種以
上の元素）で表される。ホイスラー合金は、強磁性且つ
ハーフメタル的な合金層であり、ここで「ハーフメタル
的」とは分極率Ｐが０．５以上となることを指す。前記
分極率ＰはＰ＝（Ｎ↑−Ｎ↓）／（Ｎ↑＋Ｎ↓）（ただ
しＰは、−１≦Ｐ≦１である）で示され、Ｎ↑は、フェ
ルミエネルギー付近におけるアップスピンの伝導電子数
であり、Ｎ↓は、フェルミエネルギー付近におけるダウ
ンスピンの伝導電子数であり、フェルミエネルギー付近
における伝導電子が、実際に伝導に寄与する。
ホイスラー合金で形成されるが、ホイスラー合金は、例
えば組成式がＸ2ＹＺ（ただしＸは、周期表のＩＩＩＡ
族からＩＩＢ族までのうちから選択された一元素、Ｙは
Ｍｎ、Ｚは、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔ
ｌ、Ｐｂ、Ｓｂのうちから選択された１種または２種以
上の元素）で表される。ホイスラー合金は、強磁性且つ
ハーフメタル的な合金層であり、ここで「ハーフメタル
的」とは分極率Ｐが０．５以上となることを指す。前記
分極率ＰはＰ＝（Ｎ↑−Ｎ↓）／（Ｎ↑＋Ｎ↓）（ただ
しＰは、−１≦Ｐ≦１である）で示され、Ｎ↑は、フェ
ルミエネルギー付近におけるアップスピンの伝導電子数
であり、Ｎ↓は、フェルミエネルギー付近におけるダウ
ンスピンの伝導電子数であり、フェルミエネルギー付近
における伝導電子が、実際に伝導に寄与する。
【０１０１】前記第１非磁性材料層２５との界面付近に
ホイスラー合金で形成された磁性層４３を設けること
で、抗変化量ΔＲを大きくすることができ、抵抗変化率
（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切に図ることが可能になる。
ホイスラー合金で形成された磁性層４３を設けること
で、抗変化量ΔＲを大きくすることができ、抵抗変化率
（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切に図ることが可能になる。
【０１０２】また磁性層４３は、ホイスラー合金以外
に、Ｌａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、ＣｒＯ2、あるいはＦ3Ｏ4
などで形成されてもよく、これらも強磁性且つハーフメ
タル的な合金である。また、前記磁性層４３はＣｏＦｅ
合金などの一般的な強磁性材料で形成されてもよい。
に、Ｌａ0.7Ｓｒ0.3ＭｎＯ3、ＣｒＯ2、あるいはＦ3Ｏ4
などで形成されてもよく、これらも強磁性且つハーフメ
タル的な合金である。また、前記磁性層４３はＣｏＦｅ
合金などの一般的な強磁性材料で形成されてもよい。
【０１０３】次に図２に示す実施形態では、フリー磁性
層２６が、７層構造となっている。符号４５の層が例え
ばホイスラー合金で形成された磁性層であり、符号４６
の層が例えばＮｉＦｅ合金で形成された磁性層であり、
符号４７の層が例えばＣｏＦｅ合金で形成された磁性層
であり、磁性層４５ないし４７の３層で第２フリー磁性
層４８が構成されている。
層２６が、７層構造となっている。符号４５の層が例え
ばホイスラー合金で形成された磁性層であり、符号４６
の層が例えばＮｉＦｅ合金で形成された磁性層であり、
符号４７の層が例えばＣｏＦｅ合金で形成された磁性層
であり、磁性層４５ないし４７の３層で第２フリー磁性
層４８が構成されている。
【０１０４】上記したように、ホイスラー合金で形成さ
れた磁性層４５を第１非磁性材料層２５との界面に形成
することで、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切に図
ることが可能になる。またＣｏＦｅ合金で形成された磁
性層４７の層を非磁性中間層４９との界面に形成するこ
とで第１フリー磁性層５３との間で発生する反強磁性の
層間交換結合を強くすることができ、前記第１フリー磁
性層５３と第２フリー磁性層４８との磁化を適切に反平
行状態に保つことができる。
れた磁性層４５を第１非磁性材料層２５との界面に形成
することで、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）の向上を適切に図
ることが可能になる。またＣｏＦｅ合金で形成された磁
性層４７の層を非磁性中間層４９との界面に形成するこ
とで第１フリー磁性層５３との間で発生する反強磁性の
層間交換結合を強くすることができ、前記第１フリー磁
性層５３と第２フリー磁性層４８との磁化を適切に反平
行状態に保つことができる。
【０１０５】なお第２フリー磁性層４８全体をホイスラ
ー合金で形成したりあるいはＣｏＦｅ合金などで形成す
ると第２フリー磁性層４８の感度がやや劣化するので、
前記第２フリー磁性層４８の真ん中にＮｉＦｅ合金で形
成された磁性層４６を挿入して前記第２フリー磁性層４
８の外部磁界に対する感度を上げている。
ー合金で形成したりあるいはＣｏＦｅ合金などで形成す
ると第２フリー磁性層４８の感度がやや劣化するので、
前記第２フリー磁性層４８の真ん中にＮｉＦｅ合金で形
成された磁性層４６を挿入して前記第２フリー磁性層４
８の外部磁界に対する感度を上げている。
【０１０６】図２に示すように前記第２フリー磁性層４
８の上には非磁性中間層４９が形成され、前記非磁性中
間層４９は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃ
ｕのうち１種または２種以上の非磁性導電材料で形成さ
れることが好ましい。前記非磁性中間層４９は４Å以上
で１２Å以下であることが好ましく、前記非磁性中間層
４９の膜厚をこの程度に薄く形成することで、前記第１
フリー磁性層５３と第２フリー磁性層４８間に働く反強
磁性の層間交換結合を強めることができる。
８の上には非磁性中間層４９が形成され、前記非磁性中
間層４９は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃ
ｕのうち１種または２種以上の非磁性導電材料で形成さ
れることが好ましい。前記非磁性中間層４９は４Å以上
で１２Å以下であることが好ましく、前記非磁性中間層
４９の膜厚をこの程度に薄く形成することで、前記第１
フリー磁性層５３と第２フリー磁性層４８間に働く反強
磁性の層間交換結合を強めることができる。
【０１０７】図２に示す符号５０の層は例えばＣｏＦｅ
合金で形成された磁性層であり、符号５１の層は例えば
ＮｉＦｅ合金で形成された磁性層であり、符号５２の層
は例えばＣｏＦｅ合金で形成された磁性層であり、磁性
層５０ないし５２の３層で第１フリー磁性層５３が構成
される。
合金で形成された磁性層であり、符号５１の層は例えば
ＮｉＦｅ合金で形成された磁性層であり、符号５２の層
は例えばＣｏＦｅ合金で形成された磁性層であり、磁性
層５０ないし５２の３層で第１フリー磁性層５３が構成
される。
【０１０８】前記ＣｏＦｅ合金で形成された磁性層５０
を非磁性中間層４９との界面側に形成することで、前記
第２フリー磁性層４８との間で発生する反強磁性の層間
交換結合を強めることができ、前記第２フリー磁性層４
８を安定した単磁区化構造にすることができる。また前
記非磁性中間層４９へ元素が拡散するのを防止する拡散
防止層としても役に立つ。
を非磁性中間層４９との界面側に形成することで、前記
第２フリー磁性層４８との間で発生する反強磁性の層間
交換結合を強めることができ、前記第２フリー磁性層４
８を安定した単磁区化構造にすることができる。また前
記非磁性中間層４９へ元素が拡散するのを防止する拡散
防止層としても役に立つ。
【０１０９】またＣｏＦｅ合金で形成された磁性層５２
を第２非磁性材料層３２との界面側に形成することで、
前記第２反強磁性層３３との間で発生する一方向性の層
間交換結合を安定した適度な強さにでき、前記第２フリ
ー磁性層４８を安定した単磁区化構造にすることができ
る。また前記第２非磁性材料層３２へ元素が拡散するの
を防止する拡散防止層としても役に立つ。
を第２非磁性材料層３２との界面側に形成することで、
前記第２反強磁性層３３との間で発生する一方向性の層
間交換結合を安定した適度な強さにでき、前記第２フリ
ー磁性層４８を安定した単磁区化構造にすることができ
る。また前記第２非磁性材料層３２へ元素が拡散するの
を防止する拡散防止層としても役に立つ。
【０１１０】また第１フリー磁性層５３は直接、磁気抵
抗変化に寄与するわけではないが、前記第１フリー磁性
層５３も外部磁界に対して適度に磁化反転しないと、第
２フリー磁性層４８の磁化反転を阻害する要因になるか
ら、前記第１フリー磁性層５３の外部磁界に対する感度
を上げるべく、前記第１フリー磁性層５３の真ん中にＮ
ｉＦｅ合金で形成された磁性層５１を挿入している。
抗変化に寄与するわけではないが、前記第１フリー磁性
層５３も外部磁界に対して適度に磁化反転しないと、第
２フリー磁性層４８の磁化反転を阻害する要因になるか
ら、前記第１フリー磁性層５３の外部磁界に対する感度
を上げるべく、前記第１フリー磁性層５３の真ん中にＮ
ｉＦｅ合金で形成された磁性層５１を挿入している。
【０１１１】次に図２に示す実施形態では、前記多層膜
３５のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面
３５ａが、保護層３４から下方向へ途中まで削り取ら
れ、図１のように下地層２１まで連続して削られたエッ
チング面とはなっていない。図２に示す実施形態では、
前記第２固定磁性層４４の磁性層４２の途中まで前記多
層膜３５の両側端面３５ａが削り取られている。
３５のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端面
３５ａが、保護層３４から下方向へ途中まで削り取ら
れ、図１のように下地層２１まで連続して削られたエッ
チング面とはなっていない。図２に示す実施形態では、
前記第２固定磁性層４４の磁性層４２の途中まで前記多
層膜３５の両側端面３５ａが削り取られている。
【０１１２】前記多層膜３５の削られた両側端面３５ａ
は少なくともフリー磁性層２６の下の層にまで及んでい
なければいけない。上記したようにフリー磁性層２６の
トラック幅方向の幅寸法でトラック幅Ｔｗが規制される
から、狭トラック化に適切に対応するには、少なくとも
フリー磁性層２６の両側端面３５ａを削って、前記フリ
ー磁性層２６の幅寸法を小さくする必要がある。また前
記多層膜３５の両側端面３５ａをどこまで削るかである
が、図２のように固定磁性層２４を構成する層の途中ま
で削ったり、第１反強磁性層２３の途中まで削ってもよ
いし、図１のように下地層２１の両側端面まで削ってし
まってもよい。
は少なくともフリー磁性層２６の下の層にまで及んでい
なければいけない。上記したようにフリー磁性層２６の
トラック幅方向の幅寸法でトラック幅Ｔｗが規制される
から、狭トラック化に適切に対応するには、少なくとも
フリー磁性層２６の両側端面３５ａを削って、前記フリ
ー磁性層２６の幅寸法を小さくする必要がある。また前
記多層膜３５の両側端面３５ａをどこまで削るかである
が、図２のように固定磁性層２４を構成する層の途中ま
で削ったり、第１反強磁性層２３の途中まで削ってもよ
いし、図１のように下地層２１の両側端面まで削ってし
まってもよい。
【０１１３】図３は本発明の第３実施形態の磁気検出素
子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【０１１４】図３に示す実施形態では、図２に示す多層
膜３５の下地層２１と保護層３４間に形成された積層構
造を逆積層したものであり、それ以外の構造は図２に示
す実施形態と同じである。
膜３５の下地層２１と保護層３４間に形成された積層構
造を逆積層したものであり、それ以外の構造は図２に示
す実施形態と同じである。
【０１１５】すなわち図３に示す実施形態では、下地層
２１の上に、第２反強磁性層３３、第２非磁性材料層３
２、第１フリー磁性層５３、非磁性中間層４９、第２フ
リー磁性層４８、第１非磁性材料層２５、第２固定磁性
層４４、非磁性中間層４１、第１固定磁性層４０、第１
反強磁性層２３の順に積層されている。各層の材質や膜
厚等に関しては図１及び図２で説明したものと同じであ
るのでそちらを参照されたい。
２１の上に、第２反強磁性層３３、第２非磁性材料層３
２、第１フリー磁性層５３、非磁性中間層４９、第２フ
リー磁性層４８、第１非磁性材料層２５、第２固定磁性
層４４、非磁性中間層４１、第１固定磁性層４０、第１
反強磁性層２３の順に積層されている。各層の材質や膜
厚等に関しては図１及び図２で説明したものと同じであ
るのでそちらを参照されたい。
【０１１６】図３に示す実施形態でも、前記第１フリー
磁性層５３の非磁性中間層４９と接する面と反対側の面
に第２非磁性材料層３２、および第２反強磁性層３３が
形成され、前記第１フリー磁性層５３と前記第２反強磁
性層３３との間で一方向性の層間交換結合が作用し、前
記第１フリー磁性層５３の磁化はトラック幅方向に単磁
区化される。また前記フリー磁性層２６は積層フェリ構
造であり、前記フリー磁性層２６の物理的な膜厚は第１
フリー磁性層５３と第２フリー磁性層４８の膜厚の総合
膜厚となり、物理的な膜厚が厚くなるから抵抗変化量Δ
Ｒ×面積Ａを向上させることができ再生出力を向上させ
ることができると共に、積層フェリ構造とすることで磁
気的な膜厚は小さくなるから前記フリー磁性層２６から
の反磁界は小さくなり第２反強磁性層３３から前記第１
フリー磁性層５３へ適度な大きさのバイアスを安定して
かけ続けることができ、再生感度ηの良好な磁気検出素
子を製造することが可能である。
磁性層５３の非磁性中間層４９と接する面と反対側の面
に第２非磁性材料層３２、および第２反強磁性層３３が
形成され、前記第１フリー磁性層５３と前記第２反強磁
性層３３との間で一方向性の層間交換結合が作用し、前
記第１フリー磁性層５３の磁化はトラック幅方向に単磁
区化される。また前記フリー磁性層２６は積層フェリ構
造であり、前記フリー磁性層２６の物理的な膜厚は第１
フリー磁性層５３と第２フリー磁性層４８の膜厚の総合
膜厚となり、物理的な膜厚が厚くなるから抵抗変化量Δ
Ｒ×面積Ａを向上させることができ再生出力を向上させ
ることができると共に、積層フェリ構造とすることで磁
気的な膜厚は小さくなるから前記フリー磁性層２６から
の反磁界は小さくなり第２反強磁性層３３から前記第１
フリー磁性層５３へ適度な大きさのバイアスを安定して
かけ続けることができ、再生感度ηの良好な磁気検出素
子を製造することが可能である。
【０１１７】また図３に示す多層膜３５の両側端面３５
ａは少なくとも第２フリー磁性層４８の両側端面までエ
ッチングで削られていることが必要である。前記第２フ
リー磁性層４８が実際に磁気抵抗効果に寄与する層であ
り、この第２のフリー磁性層４８のトラック幅方向の幅
寸法でトラック幅Ｔｗが規制されるからである。なお図
３に示す実施形態では第１フリー磁性層５３の途中の層
の両側端面までがエッチングされているが、さらに下の
層までエッチングされていてもよい。
ａは少なくとも第２フリー磁性層４８の両側端面までエ
ッチングで削られていることが必要である。前記第２フ
リー磁性層４８が実際に磁気抵抗効果に寄与する層であ
り、この第２のフリー磁性層４８のトラック幅方向の幅
寸法でトラック幅Ｔｗが規制されるからである。なお図
３に示す実施形態では第１フリー磁性層５３の途中の層
の両側端面までがエッチングされているが、さらに下の
層までエッチングされていてもよい。
【０１１８】図４ないし図６に示す製造工程は図２に示
す磁気検出素子の製造方法を示す一工程図である。図１
に示す磁気検出素子の製造方法も図２に示す磁気検出素
子と基本的に同じであるので図２に示す磁気検出素子の
製造方法について説明する。また磁気検出素子の製造方
法にはいくつかの方法が考えられるが、その中でも代表
的な製造方法について説明することとする。
す磁気検出素子の製造方法を示す一工程図である。図１
に示す磁気検出素子の製造方法も図２に示す磁気検出素
子と基本的に同じであるので図２に示す磁気検出素子の
製造方法について説明する。また磁気検出素子の製造方
法にはいくつかの方法が考えられるが、その中でも代表
的な製造方法について説明することとする。
【０１１９】図４に示す工程では下から下部シールド層
２０、下地層２１、シードレイヤ２２、第１反強磁性層
２３、第１固定磁性層４０、非磁性中間層４１、第２固
定磁性層４４、第１非磁性材料層２５、第２フリー磁性
層４８、非磁性中間層４９、第１フリー磁性層５３、第
２非磁性材料層３２、および第２反強磁性層３３の一部
を連続してスパッタ成膜する。なお材質や膜厚について
は図１及び図２で説明したものと同じである。
２０、下地層２１、シードレイヤ２２、第１反強磁性層
２３、第１固定磁性層４０、非磁性中間層４１、第２固
定磁性層４４、第１非磁性材料層２５、第２フリー磁性
層４８、非磁性中間層４９、第１フリー磁性層５３、第
２非磁性材料層３２、および第２反強磁性層３３の一部
を連続してスパッタ成膜する。なお材質や膜厚について
は図１及び図２で説明したものと同じである。
【０１２０】図４において、前記第２反強磁性層３３を
一部のみ成膜する理由は、前記第２反強磁性層３３の膜
厚が厚く形成されていると、前記第１反強磁性層２３と
第１固定磁性層４０との間で交換結合磁界を発生させる
磁場中熱処理によって、前記第２反強磁性層３３と第１
フリー磁性層５３との間でも一方向性の層間交換結合が
生じてしまい、後の工程で、前記フリー磁性層２６の磁
化をトラック幅方向に単磁区化して向けることが難しく
なるからである。
一部のみ成膜する理由は、前記第２反強磁性層３３の膜
厚が厚く形成されていると、前記第１反強磁性層２３と
第１固定磁性層４０との間で交換結合磁界を発生させる
磁場中熱処理によって、前記第２反強磁性層３３と第１
フリー磁性層５３との間でも一方向性の層間交換結合が
生じてしまい、後の工程で、前記フリー磁性層２６の磁
化をトラック幅方向に単磁区化して向けることが難しく
なるからである。
【０１２１】そこでまず、前記第２反強磁性層３３と第
１フリー磁性層５３との間で磁場中熱処理によっても一
方向性の層間交換結合が生じない程度に前記第２反強磁
性層３３を薄く成膜する。具体的には前記第２反強磁性
層３３を５０Å以下の薄い膜厚で形成する。
１フリー磁性層５３との間で磁場中熱処理によっても一
方向性の層間交換結合が生じない程度に前記第２反強磁
性層３３を薄く成膜する。具体的には前記第２反強磁性
層３３を５０Å以下の薄い膜厚で形成する。
【０１２２】また図４に示すように前記第２反強磁性層
３３の上には例えばＲｕなどで形成された保護層６０を
スパッタ成膜する。前記保護層６０は前記第２反強磁性
層３３が酸化されるのを適切に防止するために設けられ
たものである。前記保護層６０をＲｕやＣｒなどで形成
した場合、前記保護層６０の膜厚を非常に薄くしても、
前記保護層６０は良好な酸化防止層として働くので、前
記保護層６０を厚く形成しなければならない場合に比べ
て次のような有利な点がある。それは、次工程で前記保
護層６０を削り取るが、そのとき前記保護層６０が非常
に薄い膜厚であるから低エネルギーのイオンミリングで
前記保護層６０を効果的に除去でき、これによって前記
保護層６０下の第２反強磁性層３３がイオンミリングの
影響を受け難いようにできるという利点である。なお前
記保護層６０の膜厚は１０Å以下であることが好まし
く、より好ましくは５Å以下である。
３３の上には例えばＲｕなどで形成された保護層６０を
スパッタ成膜する。前記保護層６０は前記第２反強磁性
層３３が酸化されるのを適切に防止するために設けられ
たものである。前記保護層６０をＲｕやＣｒなどで形成
した場合、前記保護層６０の膜厚を非常に薄くしても、
前記保護層６０は良好な酸化防止層として働くので、前
記保護層６０を厚く形成しなければならない場合に比べ
て次のような有利な点がある。それは、次工程で前記保
護層６０を削り取るが、そのとき前記保護層６０が非常
に薄い膜厚であるから低エネルギーのイオンミリングで
前記保護層６０を効果的に除去でき、これによって前記
保護層６０下の第２反強磁性層３３がイオンミリングの
影響を受け難いようにできるという利点である。なお前
記保護層６０の膜厚は１０Å以下であることが好まし
く、より好ましくは５Å以下である。
【０１２３】図４に示す多層膜を成膜した後、まず一回
目の磁場中アニールを施す。これによって前記第１反強
磁性層２３と第１固定磁性層４０との間に交換結合磁界
を発生させ、例えば前記第１固定磁性層４０をハイト方
向（図示Ｙ方向）に磁化固定する。一方、第２固定磁性
層４４は前記第１固定磁性層４０との間で発生する層間
結合によって図示Ｙ方向とは逆方向に磁化固定される。
例えば前記磁場中熱処理の熱処理温度を２７０℃、磁界
の大きさを８００ｋ（Ａ／ｍ）とする。
目の磁場中アニールを施す。これによって前記第１反強
磁性層２３と第１固定磁性層４０との間に交換結合磁界
を発生させ、例えば前記第１固定磁性層４０をハイト方
向（図示Ｙ方向）に磁化固定する。一方、第２固定磁性
層４４は前記第１固定磁性層４０との間で発生する層間
結合によって図示Ｙ方向とは逆方向に磁化固定される。
例えば前記磁場中熱処理の熱処理温度を２７０℃、磁界
の大きさを８００ｋ（Ａ／ｍ）とする。
【０１２４】次に前記保護層６０を低エネルギーのイオ
ンミリングで削る。前記保護層６０は完全に削りとって
しまってもよいが、一部、残されてもよい。例えば保護
層６０の膜厚が３Å以下であれば、前記第２反強磁性層
３３の反強磁性特性が劣化するといったことはない。
ンミリングで削る。前記保護層６０は完全に削りとって
しまってもよいが、一部、残されてもよい。例えば保護
層６０の膜厚が３Å以下であれば、前記第２反強磁性層
３３の反強磁性特性が劣化するといったことはない。
【０１２５】次に図５に示す工程では図４工程で一部形
成された第２反強磁性層３３の上にさらに第２反強磁性
層３３をスパッタで継ぎ足して、所定膜厚の第２反強磁
性層３３を形成する。そして前記第２反強磁性層３３の
上にＴａなどで形成された保護層３４を形成する。なお
図５に示す点線で示すように、Ｒｕなどで形成された保
護層６０が一部残されていてもよく、次に行なわれる磁
場中熱処理で、保護層６０を構成する元素は第２反強磁
性層３３内で拡散する。
成された第２反強磁性層３３の上にさらに第２反強磁性
層３３をスパッタで継ぎ足して、所定膜厚の第２反強磁
性層３３を形成する。そして前記第２反強磁性層３３の
上にＴａなどで形成された保護層３４を形成する。なお
図５に示す点線で示すように、Ｒｕなどで形成された保
護層６０が一部残されていてもよく、次に行なわれる磁
場中熱処理で、保護層６０を構成する元素は第２反強磁
性層３３内で拡散する。
【０１２６】次に２回目の磁場中熱処理を行う。この２
回目の磁場中熱処理はフリー磁性層２６の磁化方向を制
御するためのものであり、磁場方向はトラック幅方向で
ある。
回目の磁場中熱処理はフリー磁性層２６の磁化方向を制
御するためのものであり、磁場方向はトラック幅方向で
ある。
【０１２７】この２回目の磁場中熱処理によって例えば
第１フリー磁性層５３の磁化が紙面右方向に向けられる
と、第２フリー磁性層４８の磁化は紙面左方向に向けら
れる。例えば前記磁場中熱処理の熱処理温度を２５０
℃、磁界の大きさを２４ｋ（Ａ／ｍ）としている。
第１フリー磁性層５３の磁化が紙面右方向に向けられる
と、第２フリー磁性層４８の磁化は紙面左方向に向けら
れる。例えば前記磁場中熱処理の熱処理温度を２５０
℃、磁界の大きさを２４ｋ（Ａ／ｍ）としている。
【０１２８】なお前記２回目の熱処理温度を、第１反強
磁性層２３による交換結合磁界が消失するブロッキング
温度より低い温度に設定し、前記２回目の磁場中熱処理
の磁界の大きさを第１反強磁性層２３と第１固定磁性層
４０との間の交換結合磁界より小さくする必要がある。
そうしないと固定磁性層２４の磁化が２回目の磁場中熱
処理によって揺らぐからである。
磁性層２３による交換結合磁界が消失するブロッキング
温度より低い温度に設定し、前記２回目の磁場中熱処理
の磁界の大きさを第１反強磁性層２３と第１固定磁性層
４０との間の交換結合磁界より小さくする必要がある。
そうしないと固定磁性層２４の磁化が２回目の磁場中熱
処理によって揺らぐからである。
【０１２９】次に図６に示す工程では、保護層３４上に
所定形状に形成されたレジスト層６１を形成する。前記
レジスト層６１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）への幅
寸法をできる限り小さく形成する。前記レジスト層６１
の幅寸法で、トラック幅Ｔｗとなるフリー磁性層２６の
トラック幅方向への幅寸法が規制されるからである。
所定形状に形成されたレジスト層６１を形成する。前記
レジスト層６１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）への幅
寸法をできる限り小さく形成する。前記レジスト層６１
の幅寸法で、トラック幅Ｔｗとなるフリー磁性層２６の
トラック幅方向への幅寸法が規制されるからである。
【０１３０】そして図６に示すように前記レジスト層６
１に覆われていない多層膜３５の両側端面３５ａをエッ
チングで削っていく。次に前記両側端面３５ａに図２に
示す絶縁層３６を成膜し、前記レジスト層６１を除去し
た後、前記絶縁層３６上から保護層３５上にかけて上部
シールド層３７をメッキあるいはスパッタで形成する。
１に覆われていない多層膜３５の両側端面３５ａをエッ
チングで削っていく。次に前記両側端面３５ａに図２に
示す絶縁層３６を成膜し、前記レジスト層６１を除去し
た後、前記絶縁層３６上から保護層３５上にかけて上部
シールド層３７をメッキあるいはスパッタで形成する。
【０１３１】図３に示す磁気検出素子の製造方法は、第
１反強磁性層２３の一部までをべた膜でスパッタ成膜
し、その上に図４で説明したＲｕなどからなる保護層６
０を成膜した後、１回目の磁場中熱処理で、第２反強磁
性層３３と第１フリー磁性層５３との間に一方向性の層
間交換結合を生じさせる。その後、前記保護層６０を低
エネルギーのイオンミリングで削り、第１反強磁性層２
３を継ぎ足して所定膜厚の第１反強磁性層２３を形成し
た後、２回目の磁場中熱処理を施して、第１反強磁性層
２３と第１固定磁性層４０との間に交換結合磁界を生じ
させる。その後の工程は図６と同じである。
１反強磁性層２３の一部までをべた膜でスパッタ成膜
し、その上に図４で説明したＲｕなどからなる保護層６
０を成膜した後、１回目の磁場中熱処理で、第２反強磁
性層３３と第１フリー磁性層５３との間に一方向性の層
間交換結合を生じさせる。その後、前記保護層６０を低
エネルギーのイオンミリングで削り、第１反強磁性層２
３を継ぎ足して所定膜厚の第１反強磁性層２３を形成し
た後、２回目の磁場中熱処理を施して、第１反強磁性層
２３と第１固定磁性層４０との間に交換結合磁界を生じ
させる。その後の工程は図６と同じである。
【０１３２】なお本発明における磁気検出素子は、ハー
ドディスク装置に搭載される薄膜磁気ヘッドにのみ使用
可能なものではなく、テープ用磁気ヘッドや磁気センサ
などにも使用可能なものである。
ドディスク装置に搭載される薄膜磁気ヘッドにのみ使用
可能なものではなく、テープ用磁気ヘッドや磁気センサ
などにも使用可能なものである。
【０１３３】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、例えば下
から第１反強磁性層、固定磁性層、第１非磁性材料層、
第２フリー磁性層、非磁性中間層、第１フリー磁性層、
第２非磁性材料層及び第２反強磁性層の順で積層形成す
る。
から第１反強磁性層、固定磁性層、第１非磁性材料層、
第２フリー磁性層、非磁性中間層、第１フリー磁性層、
第２非磁性材料層及び第２反強磁性層の順で積層形成す
る。
【０１３４】これにより、前記第１フリー磁性層と前記
第２反強磁性層との間で一方向性の層間交換結合が作用
し、前記第１フリー磁性層の磁化はトラック幅方向に単
磁区化される。また前記フリー磁性層は積層フェリ構造
であり、前記フリー磁性層の物理的な膜厚は第１フリー
磁性層と第２フリー磁性層の膜厚の総合膜厚となり、物
理的な膜厚が厚くなるから抵抗変化量ΔＲ×面積Ａを向
上させることができ再生出力を向上させることができる
と共に、積層フェリ構造とすることで磁気的な膜厚は小
さくなるから前記フリー磁性層からの反磁界は小さくな
り第２反強磁性層から前記第１フリー磁性層へ適度な大
きさのバイアスを安定してかけ続けることができ、再生
感度ηの良好な磁気検出素子を製造することが可能であ
る。
第２反強磁性層との間で一方向性の層間交換結合が作用
し、前記第１フリー磁性層の磁化はトラック幅方向に単
磁区化される。また前記フリー磁性層は積層フェリ構造
であり、前記フリー磁性層の物理的な膜厚は第１フリー
磁性層と第２フリー磁性層の膜厚の総合膜厚となり、物
理的な膜厚が厚くなるから抵抗変化量ΔＲ×面積Ａを向
上させることができ再生出力を向上させることができる
と共に、積層フェリ構造とすることで磁気的な膜厚は小
さくなるから前記フリー磁性層からの反磁界は小さくな
り第２反強磁性層から前記第１フリー磁性層へ適度な大
きさのバイアスを安定してかけ続けることができ、再生
感度ηの良好な磁気検出素子を製造することが可能であ
る。
【０１３５】このように本発明によれば素子サイズの狭
小化によっても再生出力及び再生感度の両方を向上させ
ることが可能な磁気検出素子を提供できる。
小化によっても再生出力及び再生感度の両方を向上させ
ることが可能な磁気検出素子を提供できる。
【図１】本発明における第１の実施形態のＣＰＰ型の磁
気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図、
気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図、
【図２】本発明における第２の実施形態のＣＰＰ型の磁
気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図、
気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面
図、
【図３】本発明における第３の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
【図４】図２に示す磁気検出素子の製造方法を示す一工
程図、
程図、
【図５】図４の次に行なわれる一工程図、
【図６】図５の次に行なわれる一工程図、
【図７】従来におけるＣＩＰ型の磁気検出素子を記録媒
体との対向面側から見た部分断面図、
体との対向面側から見た部分断面図、
【図８】従来におけるＣＰＰ型の磁気検出素子を記録媒
体との対向面側から見た部分断面図、
体との対向面側から見た部分断面図、
２０ 下部シールド層
２１ 下地層
２２ シードレイヤ
２３ 第１反強磁性層
２４ 固定磁性層
２５ 第１非磁性材料層
２６ フリー磁性層
２９、４９ 非磁性中間層
３０、５３ 第１フリー磁性層
３１、４８ 第２フリー磁性層
３２ 第２非磁性材料層
３３ 第２反強磁性層
３４、６０ 保護層
３５ 多層膜
３６ 絶縁層
３７ 上部シールド層
６１ レジスト層
Claims (8)
- 【請求項１】 第１反強磁性層と、この第１反強磁性層
と接して形成される固定磁性層と、前記固定磁性層の前
記第１反強磁性層と接する面の反対側に、第１非磁性材
料層を介して形成されたフリー磁性層とを有する多層膜
が設けられ、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に電流
が流れる磁気検出素子において、 前記フリー磁性層は、第１非磁性材料層側に位置する第
２フリー磁性層と、前記第２フリー磁性層に非磁性中間
層を介して形成された第１フリー磁性層とを有する積層
フェリ構造であり、 前記第１フリー磁性層の前記非磁性中間層と接する面と
反対側に、第２非磁性材料層を介して第２反強磁性層が
設けられていることを特徴とする磁気検出素子。 - 【請求項２】 前記第２非磁性材料層は、Ｃｕ、Ａｕ、
ＡｇあるいはＲｕのうち１種または２種以上で形成され
る請求項１記載の磁気検出素子。 - 【請求項３】 前記第２非磁性材料層は、Ｃｕで形成さ
れ、前記第２非磁性材料層の膜厚は０．５Å以上８Å以
下である請求項２記載の磁気検出素子。 - 【請求項４】 前記第１フリー磁性層には、ＣｏＦｅ合
金で形成された磁性領域が存在する請求項１ないし３の
いずれかに記載の磁気検出素子。 - 【請求項５】 前記ＣｏＦｅ合金で形成された磁性領域
は、前記第２非磁性材料層と接する界面から所定の厚み
を持って存在する請求項４記載の磁気検出素子。 - 【請求項６】 前記ＣｏＦｅ合金で形成された磁性領域
は、前記非磁性中間層と接する界面から所定の厚みを持
って存在する請求項４または５に記載の磁気検出素子。 - 【請求項７】 前記第１フリー磁性層の膜厚と第２フリ
ー磁性層の膜厚とを合わせた総合膜厚は７０Å以上で２
５０Å以下であり、前記第１フリー磁性層の膜厚から前
記第２フリー磁性層の膜厚を引いた差が絶対値で５Å以
上で７０Å以下である請求項１ないし６のいずれかに記
載の磁気検出素子。 - 【請求項８】 前記第２反強磁性層は、元素Ｘ（ただし
Ｘは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種
または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強
磁性材料で形成される請求項１ないし７のいずれかに記
載の磁気検出素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002114296A JP2003309305A (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 磁気検出素子 |
| GB0306795A GB2387711B (en) | 2002-04-17 | 2003-03-25 | CPP magnetic sensing element |
| US10/409,387 US6947263B2 (en) | 2002-04-17 | 2003-04-08 | CPP mode magnetic sensing element including a multilayer free layer biased by an antiferromagnetic layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002114296A JP2003309305A (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 磁気検出素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003309305A true JP2003309305A (ja) | 2003-10-31 |
Family
ID=19193979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002114296A Pending JP2003309305A (ja) | 2002-04-17 | 2002-04-17 | 磁気検出素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6947263B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003309305A (ja) |
| GB (1) | GB2387711B (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005286340A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Headway Technologies Inc | 磁気抵抗効果素子およびその形成方法 |
| WO2005098953A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Nec Corporation | 磁化方向制御方法、及びそれを応用したｍｒａｍ |
| WO2006028101A1 (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Kagoshima University | スピントロニクス材料及びｔｍｒ素子 |
| JP2008004944A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Headway Technologies Inc | 強磁性構造、スピンバルブ構造およびその製造方法、磁気抵抗効果素子およびその製造方法 |
| US7554776B2 (en) | 2004-09-01 | 2009-06-30 | Tdk Corporation | CCP magnetic detecting element including a self-pinned CoFe layer |
| US7564661B2 (en) | 2005-02-23 | 2009-07-21 | Tdk Corporation | Magnetic sensing element including free layer having gradient composition and method for manufacturing the same |
| US7567413B2 (en) | 2005-04-08 | 2009-07-28 | Tdk Corporation | Magnetic detecting element with diffusion-preventing layer between spacer Cu and magnetic layer, and method of manufacturing the same |
| JP2009239122A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子及びスピンｍｏｓ電界効果トランジスタ |
| US7800866B2 (en) | 2005-03-28 | 2010-09-21 | Tdk Corporation | Magnetic sensing element containing quaternary Heusler alloy Co2Mn (Ge1-xSnx) which constitutes a free magnetic layer or pinned magnetic layer |
| WO2015129235A1 (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-03 | 株式会社デンソー | 磁気センサ |
| WO2024225192A1 (ja) * | 2023-04-26 | 2024-10-31 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 磁気センサ |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7177783B2 (en) * | 2002-06-07 | 2007-02-13 | Cadence Design Systems, Inc. | Shape based noise characterization and analysis of LSI |
| JP2005136309A (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-26 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、ヘッドサスペンションアッセンブリ、磁気再生装置、磁気抵抗効果素子の製造方法、および、磁気抵抗効果素子製造装置 |
| JP3818592B2 (ja) * | 2003-11-04 | 2006-09-06 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁気抵抗効果装置およびその製造方法、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリならびにハードディスク装置 |
| JP4160945B2 (ja) * | 2004-01-30 | 2008-10-08 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、およびハードディスク装置 |
| US7301735B2 (en) * | 2004-03-15 | 2007-11-27 | Hitachi Global Technologies Netherlands B.V. | Higher flip threshold structure for in-stack bias layer |
| JP2005302131A (ja) * | 2004-04-09 | 2005-10-27 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置 |
| US7242556B2 (en) * | 2004-06-21 | 2007-07-10 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | CPP differential GMR sensor having antiparallel stabilized free layers for perpendicular recording |
| JP2006351668A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| JP2006351919A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
| JP4237171B2 (ja) * | 2005-09-14 | 2009-03-11 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁気抵抗効果素子および薄膜磁気ヘッド |
| JP2007189039A (ja) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Alps Electric Co Ltd | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 |
| US7502211B2 (en) | 2006-01-26 | 2009-03-10 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | MTJ device with partially milled anti-parallel coupled bottom free layer |
| US7538989B2 (en) * | 2006-02-14 | 2009-05-26 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Tunnel MR head formed with partial milled stack |
| US7606009B2 (en) * | 2006-03-15 | 2009-10-20 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Read sensor stabilized by bidirectional anisotropy |
| US20080261082A1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-10-23 | Kazumasa Nishimura | Tunneling magnetoresistive element including multilayer free magnetic layer having inserted nonmagnetic metal sublayer |
| JP2008186496A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ヘッド |
| US20090168235A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Kochan Ju | Enhanced cpp read sensors with lateral spin transport |
| US20090168269A1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-02 | Matthew Joseph Carey | Current perpendicular to plane spin valve with high-polarization material in ap1 layer for reduced spin torque |
| US8037593B2 (en) * | 2007-12-28 | 2011-10-18 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Method for manufacturing an ultra narrow gap magnetoresistive sensor |
| US8194366B1 (en) | 2009-10-14 | 2012-06-05 | Western Digital (Fremont), Llc | TMR read head structures with differential stripe heights |
| JP6033162B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2016-11-30 | 日立造船株式会社 | 遮蔽体および電子線容器滅菌設備 |
| US9940955B2 (en) * | 2015-12-01 | 2018-04-10 | Western Digital Technologies, Inc. | Tunnel magnetoresistance magnetic sensor with scissor sensor and multi-seed layer configuration |
| US11074930B1 (en) | 2020-05-11 | 2021-07-27 | International Business Machines Corporation | Read transducer structure having an embedded wear layer between thin and thick shield portions |
| US11114117B1 (en) | 2020-05-20 | 2021-09-07 | International Business Machines Corporation | Process for manufacturing magnetic head having a servo read transducer structure with dielectric gap liner and a data read transducer structure with an embedded wear layer between thin and thick shield portions |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5408377A (en) | 1993-10-15 | 1995-04-18 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor with improved ferromagnetic sensing layer and magnetic recording system using the sensor |
| JP3362818B2 (ja) * | 1995-08-11 | 2003-01-07 | 富士通株式会社 | スピンバルブ磁気抵抗効果型トランスジューサ及び磁気記録装置 |
| DE19934009B4 (de) | 1998-07-21 | 2006-11-23 | Alps Electric Co., Ltd. | Magnetowiderstands-Dünnschichtelement vom Drehventil-Typ |
| US6327122B1 (en) * | 1998-12-04 | 2001-12-04 | International Business Machines Corporation | Spin valve sensor having antiparallel (AP) pinned layer with high resistance and low coercivity |
| US6259586B1 (en) | 1999-09-02 | 2001-07-10 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction sensor with AP-coupled free layer |
| US6466419B1 (en) * | 2000-03-31 | 2002-10-15 | Seagate Technology Llc | Current perpendicular to plane spin valve head |
| JP2002092829A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-03-29 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗センサ及び磁気抵抗ヘッド |
| US6473279B2 (en) * | 2001-01-04 | 2002-10-29 | International Business Machines Corporation | In-stack single-domain stabilization of free layers for CIP and CPP spin-valve or tunnel-valve read heads |
| US20020131215A1 (en) * | 2001-03-14 | 2002-09-19 | Beach Robert S. | Tunnel junction and charge perpendicular-to-plane magnetic recording sensors and method of manufacture |
| US6704175B2 (en) * | 2001-03-28 | 2004-03-09 | Tdk Corporation | Current perpendicular-to-the-plane magnetoresistance read head |
| JP2003092442A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-03-28 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| US6826022B2 (en) * | 2001-08-13 | 2004-11-30 | Alps Electric Co., Ltd. | CPP type magnetic sensor or magnetic sensor using tunnel effect, and manufacturing method therefor |
| JP2003067904A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-07 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果型磁気ヘッドおよびその製造方法 |
-
2002
- 2002-04-17 JP JP2002114296A patent/JP2003309305A/ja active Pending
-
2003
- 2003-03-25 GB GB0306795A patent/GB2387711B/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-04-08 US US10/409,387 patent/US6947263B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4658659B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2011-03-23 | ヘッドウェイテクノロジーズ インコーポレイテッド | Ｃｐｐ構造の磁気抵抗効果素子およびその形成方法 |
| JP2005286340A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Headway Technologies Inc | 磁気抵抗効果素子およびその形成方法 |
| WO2005098953A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Nec Corporation | 磁化方向制御方法、及びそれを応用したｍｒａｍ |
| JP4877506B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2012-02-15 | 日本電気株式会社 | 磁化方向制御方法、及びそれを応用したｍｒａｍ |
| US7414881B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-08-19 | Nec Corporation | Magnetization direction control method and application thereof to MRAM |
| US7554776B2 (en) | 2004-09-01 | 2009-06-30 | Tdk Corporation | CCP magnetic detecting element including a self-pinned CoFe layer |
| JPWO2006028101A1 (ja) * | 2004-09-06 | 2008-07-31 | 国立大学法人 鹿児島大学 | スピントロニクス材料及びｔｍｒ素子 |
| WO2006028101A1 (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Kagoshima University | スピントロニクス材料及びｔｍｒ素子 |
| US7564661B2 (en) | 2005-02-23 | 2009-07-21 | Tdk Corporation | Magnetic sensing element including free layer having gradient composition and method for manufacturing the same |
| US7800866B2 (en) | 2005-03-28 | 2010-09-21 | Tdk Corporation | Magnetic sensing element containing quaternary Heusler alloy Co2Mn (Ge1-xSnx) which constitutes a free magnetic layer or pinned magnetic layer |
| US7567413B2 (en) | 2005-04-08 | 2009-07-28 | Tdk Corporation | Magnetic detecting element with diffusion-preventing layer between spacer Cu and magnetic layer, and method of manufacturing the same |
| JP2008004944A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Headway Technologies Inc | 強磁性構造、スピンバルブ構造およびその製造方法、磁気抵抗効果素子およびその製造方法 |
| JP2009239122A (ja) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子及びスピンｍｏｓ電界効果トランジスタ |
| WO2015129235A1 (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-03 | 株式会社デンソー | 磁気センサ |
| JP2015162515A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 株式会社デンソー | 磁気センサ |
| WO2024225192A1 (ja) * | 2023-04-26 | 2024-10-31 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 磁気センサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030197987A1 (en) | 2003-10-23 |
| GB0306795D0 (en) | 2003-04-30 |
| GB2387711A (en) | 2003-10-22 |
| US6947263B2 (en) | 2005-09-20 |
| GB2387711B (en) | 2005-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6947263B2 (en) | CPP mode magnetic sensing element including a multilayer free layer biased by an antiferromagnetic layer | |
| US6807034B2 (en) | Dual spin-valve CCP type thin-film magnetic element with multi free layers | |
| JP3607678B2 (ja) | 磁気検出素子 | |
| US7599155B2 (en) | Self-pinned CPP giant magnetoresistive head with antiferromagnetic film absent from current path | |
| JP4786331B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子の製造方法 | |
| JP3625199B2 (ja) | 磁気抵抗素子 | |
| JP4421822B2 (ja) | ボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子およびその製造方法 | |
| GB2390168A (en) | CPP magnetic sensor | |
| JP2008016739A (ja) | 磁気抵抗効果素子の製造方法、及び磁気抵抗効果素子 | |
| US20030203238A1 (en) | CPP type magnetoresistive sensor including pinned magnetic layer provided with hard magnetic region | |
| JP4245318B2 (ja) | 磁気検出素子 | |
| JP4237991B2 (ja) | 磁気検出素子 | |
| JP2008041827A (ja) | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 | |
| US7092218B2 (en) | Magnetic head comprising magnetic domain control layer formed on ABS-side of magnetic flux guide for GMR element and method of manufacturing the magnetic head | |
| JP2006139886A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方法 | |
| JP2007194457A (ja) | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP4544037B2 (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP2005051251A (ja) | 磁気検出素子 | |
| JP3774375B2 (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法、ならびに前記磁気検出素子を用いた薄膜磁気ヘッド | |
| JP2008192827A (ja) | トンネル型磁気検出素子 | |
| JP5041829B2 (ja) | トンネル型磁気検出素子 | |
| JP2009064528A (ja) | 磁気抵抗効果ヘッド及びその製造方法 | |
| JP3823034B2 (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP2008078378A (ja) | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP5113163B2 (ja) | トンネル型磁気検出素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041220 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070816 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080108 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080111 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080111 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080715 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090224 |