JP2000331316A - 磁気抵抗効果型ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果型ヘッドInfo
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- 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
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- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3929—Disposition of magnetic thin films not used for directly coupling magnetic flux from the track to the MR film or for shielding
- G11B5/3932—Magnetic biasing films
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ノイズの発生が少なく、磁気ヘッドの出力向
上が図れる磁気抵抗効果型ヘッドを提供する。 【解決手段】 スピンバルブ膜構造の磁気抵抗効果膜３
を備えてなる磁気抵抗効果型ヘッド１であって、前記磁
気抵抗効果膜は、非磁性金属層３０と、非磁性金属層の
一方の面に形成された強磁性層４０と、非磁性金属層の
他方の面に形成された軟磁性層２０と、前記強磁性層の
磁化の向きをピン止めするために強磁性層の上（非磁性
金属層と接する面と反対側の面）に形成されたピン止め
層５０とを有するスピンバルブ型の多層膜であり、前記
軟磁性層は、磁気情報である外部磁場に応答して自由に
磁化の向きが変えられるように作用し、当該軟磁性層の
両端部には、軟磁性バイアス補助層２５がそれぞれ形成
され、前記軟磁性バイアス補助層の上には、前記軟磁性
層の長手方向にバイアスを付与するためのバイアス付与
層１０がそれぞれ接合して形成される。
上が図れる磁気抵抗効果型ヘッドを提供する。 【解決手段】 スピンバルブ膜構造の磁気抵抗効果膜３
を備えてなる磁気抵抗効果型ヘッド１であって、前記磁
気抵抗効果膜は、非磁性金属層３０と、非磁性金属層の
一方の面に形成された強磁性層４０と、非磁性金属層の
他方の面に形成された軟磁性層２０と、前記強磁性層の
磁化の向きをピン止めするために強磁性層の上（非磁性
金属層と接する面と反対側の面）に形成されたピン止め
層５０とを有するスピンバルブ型の多層膜であり、前記
軟磁性層は、磁気情報である外部磁場に応答して自由に
磁化の向きが変えられるように作用し、当該軟磁性層の
両端部には、軟磁性バイアス補助層２５がそれぞれ形成
され、前記軟磁性バイアス補助層の上には、前記軟磁性
層の長手方向にバイアスを付与するためのバイアス付与
層１０がそれぞれ接合して形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体等の
磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果型ヘ
ッドのうち、特にスピンバルブ膜構造を実質的な磁気情
報読み取りの手段として用いる磁気抵抗効果型ヘッドに
関するものである。
磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果型ヘ
ッドのうち、特にスピンバルブ膜構造を実質的な磁気情
報読み取りの手段として用いる磁気抵抗効果型ヘッドに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気センサの高感度化や磁気記録
における高密度化が進められており、これに伴い磁気抵
抗変化を用いた磁気抵抗効果型磁気センサ（以下、ＭＲ
センサという）や、磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、
ＭＲヘッドという）の開発が盛んに進められている。Ｍ
ＲセンサおよびＭＲヘッドはいずれも、磁性材料を用い
た読み取りセンサ部の抵抗変化により、外部磁界信号を
読み出すものである。このようなＭＲセンサおよびＭＲ
ヘッドは、信号読み取りに際して、記録媒体との相対速
度が再生出力に依存しないことから、ＭＲセンサでは高
感度が、ＭＲヘッドでは高密度磁気記録の信号読み出し
時においても、高い出力が得られるという特徴がある。
における高密度化が進められており、これに伴い磁気抵
抗変化を用いた磁気抵抗効果型磁気センサ（以下、ＭＲ
センサという）や、磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下、
ＭＲヘッドという）の開発が盛んに進められている。Ｍ
ＲセンサおよびＭＲヘッドはいずれも、磁性材料を用い
た読み取りセンサ部の抵抗変化により、外部磁界信号を
読み出すものである。このようなＭＲセンサおよびＭＲ
ヘッドは、信号読み取りに際して、記録媒体との相対速
度が再生出力に依存しないことから、ＭＲセンサでは高
感度が、ＭＲヘッドでは高密度磁気記録の信号読み出し
時においても、高い出力が得られるという特徴がある。
【０００３】しかしながら、従来用いられているＮｉ８
０Ｆｅ２０（パーマロイ）やＮｉＣｏ等の磁性体を利用
したＭＲセンサでは、抵抗変化率であるΔＲ／Ｒの値が
せいぜい１〜３％くらいと小さく、数ＧＢＰＳＩ（Giga
Bits Per Square Inches)以上の超高密度記録の読み出
し用ＭＲヘッド材料としては感度が不足する。
０Ｆｅ２０（パーマロイ）やＮｉＣｏ等の磁性体を利用
したＭＲセンサでは、抵抗変化率であるΔＲ／Ｒの値が
せいぜい１〜３％くらいと小さく、数ＧＢＰＳＩ（Giga
Bits Per Square Inches)以上の超高密度記録の読み出
し用ＭＲヘッド材料としては感度が不足する。
【０００４】ところで、金属の原子径オーダーの厚さの
薄膜が周期的に積層された構造をもつ人工格子は、バル
ク状の金属とは異なった特性を示すために、近年注目さ
れてきている。このような人工格子の１種として、基板
上に強磁性金属薄膜と非磁性金属薄膜とを交互に積層し
た磁性多層膜があり、これまで、鉄−クロム型、コバル
ト−銅型等の磁性多層膜が知られている。しかし、この
人工格子膜では最大抵抗変化の起きる外部磁場（作動磁
界強度）が数十ｋＯｅと大きく、このままでは実用性が
ない。
薄膜が周期的に積層された構造をもつ人工格子は、バル
ク状の金属とは異なった特性を示すために、近年注目さ
れてきている。このような人工格子の１種として、基板
上に強磁性金属薄膜と非磁性金属薄膜とを交互に積層し
た磁性多層膜があり、これまで、鉄−クロム型、コバル
ト−銅型等の磁性多層膜が知られている。しかし、この
人工格子膜では最大抵抗変化の起きる外部磁場（作動磁
界強度）が数十ｋＯｅと大きく、このままでは実用性が
ない。
【０００５】そこで、このような事情から、スピンバル
ブという新しい構造が提案されている。これは、非磁性
金属層を介してＮｉＦｅ層が２層形成されており、一方
のＮｉＦｅ層に隣接して、ピン止め層として例えばＦｅ
Ｍｎ層が配置されている構成をもつ。
ブという新しい構造が提案されている。これは、非磁性
金属層を介してＮｉＦｅ層が２層形成されており、一方
のＮｉＦｅ層に隣接して、ピン止め層として例えばＦｅ
Ｍｎ層が配置されている構成をもつ。
【０００６】ここでは、ＦｅＭｎ層と隣接しているＮｉ
Ｆｅ層とが直接交換結合力で結合しているために、この
ＮｉＦｅ層の磁気スピンは数１０〜数１００Ｏｅの磁場
強度まで、その向きを固着される。一方のＮｉＦｅ層の
スピンは外部磁場によって自由にその向きを変え得る。
その結果、ＮｉＦｅ層の保磁力程度という、小さな磁場
範囲で２〜５％の磁気抵抗変化率（ＭＲ変化率）が実現
される。
Ｆｅ層とが直接交換結合力で結合しているために、この
ＮｉＦｅ層の磁気スピンは数１０〜数１００Ｏｅの磁場
強度まで、その向きを固着される。一方のＮｉＦｅ層の
スピンは外部磁場によって自由にその向きを変え得る。
その結果、ＮｉＦｅ層の保磁力程度という、小さな磁場
範囲で２〜５％の磁気抵抗変化率（ＭＲ変化率）が実現
される。
【０００７】スピンバルブにおいては、２つの磁性層に
おけるスピンの相対角度の差異を実現させることによ
り、従来の異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）効果とは異なるお
おきなＭＲ変化を実現している。これは一方の磁性層と
反強磁性との直接交換結合力による磁性層スピンのピン
ニングにより実現されている。この交換結合がスピンバ
ルブの本質であるといえる。
おけるスピンの相対角度の差異を実現させることによ
り、従来の異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）効果とは異なるお
おきなＭＲ変化を実現している。これは一方の磁性層と
反強磁性との直接交換結合力による磁性層スピンのピン
ニングにより実現されている。この交換結合がスピンバ
ルブの本質であるといえる。
【０００８】ところで従来からの、一般的なスピンバル
ブタイプの磁気抵抗効果型ヘッドは、図７の概略構成図
に示されるごとく、基板の上に、軟磁性層２０、非磁性
金属層３０、強磁性層４０、およびピン止め層５０が順
次積層されたスピンバルブ膜（磁気抵抗効果膜）構造を
有し、さらにこの積層膜の両端部にそれぞれ硬磁性層
（ハードマグネット）５００を介して電極部１００を設
けた構成を備えている。
ブタイプの磁気抵抗効果型ヘッドは、図７の概略構成図
に示されるごとく、基板の上に、軟磁性層２０、非磁性
金属層３０、強磁性層４０、およびピン止め層５０が順
次積層されたスピンバルブ膜（磁気抵抗効果膜）構造を
有し、さらにこの積層膜の両端部にそれぞれ硬磁性層
（ハードマグネット）５００を介して電極部１００を設
けた構成を備えている。
【０００９】この場合の硬磁性層（ハードマグネット）
５００の主たる機能は以下の通りである。すなわち、Ｍ
Ｒ曲線の立ち上がり部分を規定するのは軟磁性層２０の
磁化回転である。より急峻なＭＲ曲線の立ち上がりを得
るためには、軟磁性層２０が信号磁場に対し、完全に磁
化回転によりその磁化の向きを変えていくことが望まし
い。しかし、実際は軟磁性層２０に磁区が発生してしま
い、信号磁場に対し磁壁移動と磁化回転が同時に起こっ
てしまう。その結果、バルクハウゼンノイズが発生し、
ＭＲヘッド特性が安定しなくなっていた。そこで、硬磁
性層（ハードマグネット）５００を設けることにより、
軟磁性層２０の長手方向（矢印（α）方向）にバイアス
磁場（いわゆる縦バイアス磁場）を付与してバルクハウ
ゼンノイズを抑制したＭＲヘッド特性が得られるような
設計仕様が従来より採択されていたのである。
５００の主たる機能は以下の通りである。すなわち、Ｍ
Ｒ曲線の立ち上がり部分を規定するのは軟磁性層２０の
磁化回転である。より急峻なＭＲ曲線の立ち上がりを得
るためには、軟磁性層２０が信号磁場に対し、完全に磁
化回転によりその磁化の向きを変えていくことが望まし
い。しかし、実際は軟磁性層２０に磁区が発生してしま
い、信号磁場に対し磁壁移動と磁化回転が同時に起こっ
てしまう。その結果、バルクハウゼンノイズが発生し、
ＭＲヘッド特性が安定しなくなっていた。そこで、硬磁
性層（ハードマグネット）５００を設けることにより、
軟磁性層２０の長手方向（矢印（α）方向）にバイアス
磁場（いわゆる縦バイアス磁場）を付与してバルクハウ
ゼンノイズを抑制したＭＲヘッド特性が得られるような
設計仕様が従来より採択されていたのである。
【００１０】しかしながら上記のいわゆる縦バイアス磁
場を印加させる手段として硬磁性層（ハードマグネッ
ト）５００を設けるタイプのスピンバルブ磁気ヘッドで
は、以下のような改善点が指摘されていた。すなわち、
硬磁性層（ハードマグネット）は、静磁場であるので、
大きな外部磁場が印加されると、その外部磁場の影響を
受けてバイアス磁場の磁化の方向が変わり易くなってし
まい、ノイズ発生の一つの要因となっていた。また、硬
磁性層（ハードマグネット）の結晶粒径のばらつきによ
り発生する磁場がゆらいでしまい、結果的に均一なバイ
アス磁場が印加できないという問題もあった。
場を印加させる手段として硬磁性層（ハードマグネッ
ト）５００を設けるタイプのスピンバルブ磁気ヘッドで
は、以下のような改善点が指摘されていた。すなわち、
硬磁性層（ハードマグネット）は、静磁場であるので、
大きな外部磁場が印加されると、その外部磁場の影響を
受けてバイアス磁場の磁化の方向が変わり易くなってし
まい、ノイズ発生の一つの要因となっていた。また、硬
磁性層（ハードマグネット）の結晶粒径のばらつきによ
り発生する磁場がゆらいでしまい、結果的に均一なバイ
アス磁場が印加できないという問題もあった。
【００１１】さらに、硬磁性層（ハードマグネット）で
は、形成される形状の問題により効率良く縦バイアス磁
場を印加することが難しく、必要以上の過大なバイアス
磁場を印加していたので、さらなる磁気ヘッドの出力の
アップを期待することができないと言える。さらに、さ
らなる狭トラック化の実現も困難と言える。
は、形成される形状の問題により効率良く縦バイアス磁
場を印加することが難しく、必要以上の過大なバイアス
磁場を印加していたので、さらなる磁気ヘッドの出力の
アップを期待することができないと言える。さらに、さ
らなる狭トラック化の実現も困難と言える。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような実
状のものに創案されたものであって、その目的は、ノイ
ズの発生が少なく、磁気ヘッドの出力の向上が図れる磁
気抵抗効果型ヘッドを提供することにある。
状のものに創案されたものであって、その目的は、ノイ
ズの発生が少なく、磁気ヘッドの出力の向上が図れる磁
気抵抗効果型ヘッドを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は、スピンバルブ膜構造の磁気抵抗効
果膜を備えてなる磁気抵抗効果型ヘッドであって、前記
磁気抵抗効果膜は、非磁性金属層と、非磁性金属層の一
方の面に形成された強磁性層と、非磁性金属層の他方の
面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向き
をピン止めするために強磁性層の上（非磁性金属層と接
する面と反対側の面）に形成されたピン止め層とを有す
るスピンバルブ型の多層膜であり、前記軟磁性層は、磁
気情報である外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変
えられるように作用し、当該軟磁性層の両端部には、軟
磁性バイアス補助層がそれぞれ形成され、前記軟磁性バ
イアス補助層の上には、前記軟磁性層の長手方向にバイ
アスを付与するためのバイアス付与層がそれぞれ接合し
て形成され、前記バイアス付与層は、反強磁性を示すＲ
ｕｘ Ｍｙ Ｍｎｚ （ＭはＲｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｒｅ，Ｉｒ，Ｃｒから選ばれた少なくとも１種であ
り、１≦ｘ≦３０，１≦ｙ≦３０，６９≦ｚ≦９０，１
０≦ｘ＋ｙ≦３１（ｘ，ｙ，およびｚの単位は原子
％））から形成され、前記軟磁性層は、前記軟磁性バイ
アス補助層と前記バイアス付与層との交換結合磁場によ
り、前記軟磁性層の長手方向（一方のバイアス付与層か
ら他方のバイアス付与層に向かう方向と実質的に同じ）
にバイアス磁場が印加されるように構成される。また、
本発明は、スピンバルブ膜構造の磁気抵抗効果膜を備え
てなる磁気抵抗効果型ヘッドであって、前記磁気抵抗効
果膜は、非磁性金属層と、非磁性金属層の一方の面に形
成された強磁性層と、非磁性金属層の他方の面に形成さ
れた軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止め
するために強磁性層の上（非磁性金属層と接する面と反
対側の面）に形成されたピン止め層とを有するスピンバ
ルブ型の多層膜であり、前記軟磁性層は、磁気情報であ
る外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変えられるよ
うに作用し、当該軟磁性層の両端部には、軟磁性バイア
ス補助層がそれぞれ形成され、前記軟磁性バイアス補助
層の上には、前記軟磁性層の長手方向にバイアスを付与
するためのバイアス付与層がそれぞれ接合して形成さ
れ、前記バイアス付与層は、反強磁性を示すＲｕｘ Ｍ
ｙ Ｍｎｚ （ＭはＲｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒ
ｅ，Ｉｒ，Ｃｒから選ばれた少なくとも１種であり、１
≦ｘ≦５９，１≦ｙ≦５９，４０≦ｚ≦５８，４２≦ｘ
＋ｙ≦６０（ｘ，ｙ，およびｚの単位は原子％））から
形成され、前記軟磁性層は、前記軟磁性バイアス補助層
と前記バイアス付与層との交換結合磁場により、前記軟
磁性層の長手方向（一方のバイアス付与層から他方のバ
イアス付与層に向かう方向と実質的に同じ）にバイアス
磁場が印加されるようになっているように構成される。
るために、本発明は、スピンバルブ膜構造の磁気抵抗効
果膜を備えてなる磁気抵抗効果型ヘッドであって、前記
磁気抵抗効果膜は、非磁性金属層と、非磁性金属層の一
方の面に形成された強磁性層と、非磁性金属層の他方の
面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向き
をピン止めするために強磁性層の上（非磁性金属層と接
する面と反対側の面）に形成されたピン止め層とを有す
るスピンバルブ型の多層膜であり、前記軟磁性層は、磁
気情報である外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変
えられるように作用し、当該軟磁性層の両端部には、軟
磁性バイアス補助層がそれぞれ形成され、前記軟磁性バ
イアス補助層の上には、前記軟磁性層の長手方向にバイ
アスを付与するためのバイアス付与層がそれぞれ接合し
て形成され、前記バイアス付与層は、反強磁性を示すＲ
ｕｘ Ｍｙ Ｍｎｚ （ＭはＲｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａ
ｇ，Ｒｅ，Ｉｒ，Ｃｒから選ばれた少なくとも１種であ
り、１≦ｘ≦３０，１≦ｙ≦３０，６９≦ｚ≦９０，１
０≦ｘ＋ｙ≦３１（ｘ，ｙ，およびｚの単位は原子
％））から形成され、前記軟磁性層は、前記軟磁性バイ
アス補助層と前記バイアス付与層との交換結合磁場によ
り、前記軟磁性層の長手方向（一方のバイアス付与層か
ら他方のバイアス付与層に向かう方向と実質的に同じ）
にバイアス磁場が印加されるように構成される。また、
本発明は、スピンバルブ膜構造の磁気抵抗効果膜を備え
てなる磁気抵抗効果型ヘッドであって、前記磁気抵抗効
果膜は、非磁性金属層と、非磁性金属層の一方の面に形
成された強磁性層と、非磁性金属層の他方の面に形成さ
れた軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止め
するために強磁性層の上（非磁性金属層と接する面と反
対側の面）に形成されたピン止め層とを有するスピンバ
ルブ型の多層膜であり、前記軟磁性層は、磁気情報であ
る外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変えられるよ
うに作用し、当該軟磁性層の両端部には、軟磁性バイア
ス補助層がそれぞれ形成され、前記軟磁性バイアス補助
層の上には、前記軟磁性層の長手方向にバイアスを付与
するためのバイアス付与層がそれぞれ接合して形成さ
れ、前記バイアス付与層は、反強磁性を示すＲｕｘ Ｍ
ｙ Ｍｎｚ （ＭはＲｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒ
ｅ，Ｉｒ，Ｃｒから選ばれた少なくとも１種であり、１
≦ｘ≦５９，１≦ｙ≦５９，４０≦ｚ≦５８，４２≦ｘ
＋ｙ≦６０（ｘ，ｙ，およびｚの単位は原子％））から
形成され、前記軟磁性層は、前記軟磁性バイアス補助層
と前記バイアス付与層との交換結合磁場により、前記軟
磁性層の長手方向（一方のバイアス付与層から他方のバ
イアス付与層に向かう方向と実質的に同じ）にバイアス
磁場が印加されるようになっているように構成される。
【００１４】また、本発明の好ましい態様として、前記
ピン止め層は、ＰｔＭｎまたはＰｔＭｎを８０ａｔ％以
上含有する合金であるように構成される。
ピン止め層は、ＰｔＭｎまたはＰｔＭｎを８０ａｔ％以
上含有する合金であるように構成される。
【００１５】また、本発明の好ましい態様として、前記
ピン止め層は、Ｐｔｘ１Ｍ´ｙ１Ｍｎｚ１ （Ｍ´はＲ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｆｅ，Ｃｒから選ばれた
少なくとも１種であり、３０≦ｘ１≦６０，０≦ｙ１≦
３０，４０≦ｚ１≦６０（ｘ１，ｙ１，およびｚ１の単
位は原子％））から構成される。
ピン止め層は、Ｐｔｘ１Ｍ´ｙ１Ｍｎｚ１ （Ｍ´はＲ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｆｅ，Ｃｒから選ばれた
少なくとも１種であり、３０≦ｘ１≦６０，０≦ｙ１≦
３０，４０≦ｚ１≦６０（ｘ１，ｙ１，およびｚ１の単
位は原子％））から構成される。
【００１６】また、本発明の好ましい態様として、前記
軟磁性層の実質的に動作している厚さをｄ１，その飽和
磁化をＭ１とし、前記軟磁性バイアス補助層の厚さをｄ
２、その飽和磁化をＭ２としたとき、両者の層構成は、
２ｄ１・Ｍ１＜ｄ２・Ｍ２＜５ｄ１・Ｍ１の関係を満た
してなるように構成される。
軟磁性層の実質的に動作している厚さをｄ１，その飽和
磁化をＭ１とし、前記軟磁性バイアス補助層の厚さをｄ
２、その飽和磁化をＭ２としたとき、両者の層構成は、
２ｄ１・Ｍ１＜ｄ２・Ｍ２＜５ｄ１・Ｍ１の関係を満た
してなるように構成される。
【００１７】また、本発明の好ましい態様として、前記
軟磁性層と前記軟磁性バイアス補助層とは実質的に同一
材質から構成され、前記軟磁性層の実質的に動作してい
る厚さをｄ１、前記軟磁性バイアス補助層の厚さをｄ２
としたとき、両者の層構成は、２ｄ１＜ｄ２＜５ｄ１の
関係を満たしてなるように構成される。
軟磁性層と前記軟磁性バイアス補助層とは実質的に同一
材質から構成され、前記軟磁性層の実質的に動作してい
る厚さをｄ１、前記軟磁性バイアス補助層の厚さをｄ２
としたとき、両者の層構成は、２ｄ１＜ｄ２＜５ｄ１の
関係を満たしてなるように構成される。
【００１８】また、本発明の好ましい態様として、前記
バイアス付与層には、電極部がそれぞれ接合して形成さ
れるように構成される。
バイアス付与層には、電極部がそれぞれ接合して形成さ
れるように構成される。
【００１９】また、本発明の好ましい態様として、前記
軟磁性層は、前記非磁性金属層側からＣｏまたはＣｏを
８０重量％以上含む合金からなる第１の軟磁性層と、
（Ｎｉｘ Ｆｅ１−ｘ ）ｙ Ｃｏ１−ｙ （０．７≦ｘ≦
０．９、０．５≦ｙ≦１．０（ｘおよびｙの単位は重量
％））からなる第２の軟磁性層を有して構成され、前記
非磁性金属層は、Ａｕ，ＡｇおよびＣｕの中から選ばれ
た少なくとも１種を含む材料からなるように構成され
る。
軟磁性層は、前記非磁性金属層側からＣｏまたはＣｏを
８０重量％以上含む合金からなる第１の軟磁性層と、
（Ｎｉｘ Ｆｅ１−ｘ ）ｙ Ｃｏ１−ｙ （０．７≦ｘ≦
０．９、０．５≦ｙ≦１．０（ｘおよびｙの単位は重量
％））からなる第２の軟磁性層を有して構成され、前記
非磁性金属層は、Ａｕ，ＡｇおよびＣｕの中から選ばれ
た少なくとも１種を含む材料からなるように構成され
る。
【００２０】また、本発明の好ましい態様として、前記
バイアス付与層は、その成膜時に、前記軟磁性層の長手
方向に外部磁場を印加しつつ成膜されるように構成され
る。
バイアス付与層は、その成膜時に、前記軟磁性層の長手
方向に外部磁場を印加しつつ成膜されるように構成され
る。
【００２１】また、本発明の好ましい態様として、前記
磁気抵抗効果膜は、基板側から、ピン止め層、強磁性
層、非磁性金属層、軟磁性層の順に順次積層されてなる
ように構成される。
磁気抵抗効果膜は、基板側から、ピン止め層、強磁性
層、非磁性金属層、軟磁性層の順に順次積層されてなる
ように構成される。
【００２２】また、本発明の好ましい態様として、前記
バイアス付与層のブロッキング温度Ｔb1は、前記ピン止
め層のブロッキング温度Ｔb2より低くなるように両者の
材料選定が行なわれてなるように構成される。
バイアス付与層のブロッキング温度Ｔb1は、前記ピン止
め層のブロッキング温度Ｔb2より低くなるように両者の
材料選定が行なわれてなるように構成される。
【００２３】また、本発明の好ましい態様として、前記
バイアス付与層のブロッキング温度Ｔb1は、１７０℃≦
Ｔｂ1≦２９０℃であり、前記ピン止め層のブロッキン
グ温度Ｔb2は、３００℃≦Ｔｂ2≦４００℃であるよう
に構成される。
バイアス付与層のブロッキング温度Ｔb1は、１７０℃≦
Ｔｂ1≦２９０℃であり、前記ピン止め層のブロッキン
グ温度Ｔb2は、３００℃≦Ｔｂ2≦４００℃であるよう
に構成される。
【００２４】また、本発明の好ましい態様として、前記
バイアス付与層のブロッキング温度Ｔb1と前記ピン止め
層のブロッキング温度Ｔb2との関係が、１．３≦Ｔｂ2
／Ｔｂ1≦２．６の関係を満たしてなるように構成され
る。
バイアス付与層のブロッキング温度Ｔb1と前記ピン止め
層のブロッキング温度Ｔb2との関係が、１．３≦Ｔｂ2
／Ｔｂ1≦２．６の関係を満たしてなるように構成され
る。
【００２５】本発明では、反強磁性を示すバイアス付与
層と軟磁性層との交換結合磁場により軟磁性層に縦バイ
アス磁場を印加しているので、極めて効率よくバイアス
磁場が印加され、ヘッド出力が向上する。
層と軟磁性層との交換結合磁場により軟磁性層に縦バイ
アス磁場を印加しているので、極めて効率よくバイアス
磁場が印加され、ヘッド出力が向上する。
【００２６】さらに、本発明では上記のごとく交換結合
磁場により軟磁性層に縦バイアス磁場を印加しているの
で、大きな外部磁場の影響を受けにくく、外部の磁気的
なノイズに対して極めて安定な縦バイアス磁場となる。
磁場により軟磁性層に縦バイアス磁場を印加しているの
で、大きな外部磁場の影響を受けにくく、外部の磁気的
なノイズに対して極めて安定な縦バイアス磁場となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的実施の形態
について詳細に説明する。
について詳細に説明する。
【００２８】図１は、本発明の好適な磁気抵抗効果型ヘ
ッド１の主要部部分を示す断面図である。この実施の形
態において、磁気抵抗効果型ヘッド１は、実質的な磁気
情報読み取り手段としてのスピンバルブ膜構造の磁気抵
抗効果膜３を備えている。
ッド１の主要部部分を示す断面図である。この実施の形
態において、磁気抵抗効果型ヘッド１は、実質的な磁気
情報読み取り手段としてのスピンバルブ膜構造の磁気抵
抗効果膜３を備えている。
【００２９】図１に示されるように、磁気抵抗効果膜３
は、非磁性金属層３０と、この非磁性金属層３０の一方
の面に形成された強磁性層４０と、非磁性金属層３０の
他方の面に形成された軟磁性層２０と、強磁性層４０の
磁化の向きをピン止めするために強磁性層４０の下（こ
こで言う『下』とは、非磁性金属層３０と接する面と反
対側の面を意味する）に形成されたピン止め層５０を有
する積層体構造をなしている。
は、非磁性金属層３０と、この非磁性金属層３０の一方
の面に形成された強磁性層４０と、非磁性金属層３０の
他方の面に形成された軟磁性層２０と、強磁性層４０の
磁化の向きをピン止めするために強磁性層４０の下（こ
こで言う『下』とは、非磁性金属層３０と接する面と反
対側の面を意味する）に形成されたピン止め層５０を有
する積層体構造をなしている。
【００３０】これらの積層体は、図１に示されるよう
に、通常、基板５の上に形成され、これらが基板５側か
ら、好ましい態様として下地層８０、例えばＮｉＦｅや
Ｃｕ等のいわゆるｆｃｃ金属からなる配向補助層６５を
介して、ピン止め層５０、強磁性層４０、非磁性金属層
３０、軟磁性層２０の順に積層されている。
に、通常、基板５の上に形成され、これらが基板５側か
ら、好ましい態様として下地層８０、例えばＮｉＦｅや
Ｃｕ等のいわゆるｆｃｃ金属からなる配向補助層６５を
介して、ピン止め層５０、強磁性層４０、非磁性金属層
３０、軟磁性層２０の順に積層されている。
【００３１】本実施例の場合、軟磁性層２０は、後述す
るように２種の軟磁性層２１，２２の積層体から構成さ
れていることが好ましい。軟磁性層２０は、磁気情報で
ある外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変えられる
ように作用し、当該軟磁性層の２０両端部には、軟磁性
バイアス補助層２５，２５がそれぞれ形成されている。
さらに軟磁性バイアス補助層２５，２５の上には、前記
軟磁性層２０の長手方向（矢印（α）方向）にバイアス
を付与するためのバイアス付与層１０，１０がそれぞれ
接合して形成されている。さらに前記バイアス付与層１
０，１０の上には、例えばＴａからなる保護層７，７を
介して、例えばＣｕからなる電極部１００，１００がそ
れぞれ接合して形成されている。電極部１００，１００
の上には、さらに例えばＴａからなる保護電極１２０，
１２０が形成される。また、軟磁性層２０の上には、図
示のごとく、通常、酸化防止のための保護層８が形成さ
れている。
るように２種の軟磁性層２１，２２の積層体から構成さ
れていることが好ましい。軟磁性層２０は、磁気情報で
ある外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変えられる
ように作用し、当該軟磁性層の２０両端部には、軟磁性
バイアス補助層２５，２５がそれぞれ形成されている。
さらに軟磁性バイアス補助層２５，２５の上には、前記
軟磁性層２０の長手方向（矢印（α）方向）にバイアス
を付与するためのバイアス付与層１０，１０がそれぞれ
接合して形成されている。さらに前記バイアス付与層１
０，１０の上には、例えばＴａからなる保護層７，７を
介して、例えばＣｕからなる電極部１００，１００がそ
れぞれ接合して形成されている。電極部１００，１００
の上には、さらに例えばＴａからなる保護電極１２０，
１２０が形成される。また、軟磁性層２０の上には、図
示のごとく、通常、酸化防止のための保護層８が形成さ
れている。
【００３２】この実施の態様における磁気抵抗効果膜３
（スピンバルブ膜）では、外部から加わる信号磁界の向
きに応じて非磁性金属層３０を介して、その両側に隣接
して形成された軟磁性層２０と強磁性層４０との互いの
磁化の向きが実質的に異なることが必要である。その理
由は、本発明の原理が、非磁性金属層３０を介して形成
された軟磁性層２０と強磁性層４０の磁化の向きがズレ
ているとき、伝導電子がスピンに依存した散乱を受け、
抵抗が増え、磁化の向きが互いに逆向きに向いたとき、
最大の抵抗を示すことにあるからである。すなわち、本
発明では、図２に示されるように外部からの信号磁場が
プラス（記録媒体９０の記録面９３から向かって上向き
（符号９２で表される）であるとき、隣合った磁性層の
磁化の方向が互いに逆向きの成分が生じ、抵抗が増大す
るのである。
（スピンバルブ膜）では、外部から加わる信号磁界の向
きに応じて非磁性金属層３０を介して、その両側に隣接
して形成された軟磁性層２０と強磁性層４０との互いの
磁化の向きが実質的に異なることが必要である。その理
由は、本発明の原理が、非磁性金属層３０を介して形成
された軟磁性層２０と強磁性層４０の磁化の向きがズレ
ているとき、伝導電子がスピンに依存した散乱を受け、
抵抗が増え、磁化の向きが互いに逆向きに向いたとき、
最大の抵抗を示すことにあるからである。すなわち、本
発明では、図２に示されるように外部からの信号磁場が
プラス（記録媒体９０の記録面９３から向かって上向き
（符号９２で表される）であるとき、隣合った磁性層の
磁化の方向が互いに逆向きの成分が生じ、抵抗が増大す
るのである。
【００３３】ここで、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドに
用いられる（スピンバルブ）磁性多層膜３における、磁
気記録媒体からの外部信号磁場と、軟磁性層２０と強磁
性層４０の互いの磁化の方向、及び電気抵抗の変化の関
係を説明する。
用いられる（スピンバルブ）磁性多層膜３における、磁
気記録媒体からの外部信号磁場と、軟磁性層２０と強磁
性層４０の互いの磁化の方向、及び電気抵抗の変化の関
係を説明する。
【００３４】今、本発明の理解を容易にするために、１
つの非磁性金属層３０を介して１組の軟磁性層２０と強
磁性層４０とが存在する最もシンプルな磁性多層膜の場
合について、図２を参照しつつ説明する。
つの非磁性金属層３０を介して１組の軟磁性層２０と強
磁性層４０とが存在する最もシンプルな磁性多層膜の場
合について、図２を参照しつつ説明する。
【００３５】図２に示されるように、強磁性層４０は後
に述べる方法によって媒体面に向かって下向き方向にそ
の磁化をピン止めされている（符号４１）。もう一方の
軟磁性層２０は、非磁性金属層３０を介して形成されて
いるので、その磁化方向は外部からの信号磁界によって
向きを変える（符号２４）。このとき、軟磁性層２０と
強磁性層４０の磁化の相対角度は、磁気記録媒体９０か
らの信号磁界の向きによって大きく変化する。その結
果、磁性層内に流れる伝導電子が散乱される度合いが変
化し、電気抵抗が大きく変化する。
に述べる方法によって媒体面に向かって下向き方向にそ
の磁化をピン止めされている（符号４１）。もう一方の
軟磁性層２０は、非磁性金属層３０を介して形成されて
いるので、その磁化方向は外部からの信号磁界によって
向きを変える（符号２４）。このとき、軟磁性層２０と
強磁性層４０の磁化の相対角度は、磁気記録媒体９０か
らの信号磁界の向きによって大きく変化する。その結
果、磁性層内に流れる伝導電子が散乱される度合いが変
化し、電気抵抗が大きく変化する。
【００３６】これによってパーマロイの異方性磁気抵抗
効果とはメカニズムが本質的に異なる大きなＭＲ（Magn
eto-Resistance) 効果が得られる。
効果とはメカニズムが本質的に異なる大きなＭＲ（Magn
eto-Resistance) 効果が得られる。
【００３７】軟磁性層２０，強磁性層４０と、ピン止め
効果を示すピン止め層５０の磁化の向きが外部磁場に対
して相対的に変化する。それらの磁化の向きの変化が磁
化曲線とＭＲ曲線とに対応させて図３に示される。ここ
では、ピン止め層５０により、強磁性層４０の磁化は全
てマイナス方向（記録媒体９０の記録面から向かって下
向き）に固定されている。外部信号磁場がマイナスの時
は軟磁性層２０の磁化もマイナス方向を向く。いま、説
明を簡単にするために軟磁性層２０，強磁性層４０の保
磁力を０に近い値とする。信号磁場ＨがＨ＜０の領域
（Ｉ）では、まだ軟磁性層２０および強磁性層４０の両
磁性層の磁化方向は一方向を向いている。
効果を示すピン止め層５０の磁化の向きが外部磁場に対
して相対的に変化する。それらの磁化の向きの変化が磁
化曲線とＭＲ曲線とに対応させて図３に示される。ここ
では、ピン止め層５０により、強磁性層４０の磁化は全
てマイナス方向（記録媒体９０の記録面から向かって下
向き）に固定されている。外部信号磁場がマイナスの時
は軟磁性層２０の磁化もマイナス方向を向く。いま、説
明を簡単にするために軟磁性層２０，強磁性層４０の保
磁力を０に近い値とする。信号磁場ＨがＨ＜０の領域
（Ｉ）では、まだ軟磁性層２０および強磁性層４０の両
磁性層の磁化方向は一方向を向いている。
【００３８】外部磁場を上げてＨが軟磁性層２０の保磁
力を超えると軟磁性層の磁化方向は信号磁場の方向に回
転し、軟磁性層２０および強磁性層４０のそれぞれの磁
化の向きが反平行となるのにつれて磁化と電気抵抗が増
加をする。そして一定値となる（領域（II）の状態）。
このときピン止め層５０により、あるピン止め磁場Ｈua
が働いている。信号磁場がこのＨuaを越えると強磁性層
４０の磁化も信号磁場の方向に回転し、領域（III)で軟
磁性層２０および強磁性層４０のそれぞれの磁化方向
は、一方向に揃って向く。このとき、磁化はある一定値
に、ＭＲ曲線は０となる。
力を超えると軟磁性層の磁化方向は信号磁場の方向に回
転し、軟磁性層２０および強磁性層４０のそれぞれの磁
化の向きが反平行となるのにつれて磁化と電気抵抗が増
加をする。そして一定値となる（領域（II）の状態）。
このときピン止め層５０により、あるピン止め磁場Ｈua
が働いている。信号磁場がこのＨuaを越えると強磁性層
４０の磁化も信号磁場の方向に回転し、領域（III)で軟
磁性層２０および強磁性層４０のそれぞれの磁化方向
は、一方向に揃って向く。このとき、磁化はある一定値
に、ＭＲ曲線は０となる。
【００３９】逆に信号磁場Ｈが減少するときは、今まで
と同様に、軟磁性層２０および強磁性層４０の磁化反転
に伴い、領域（III)から（II）、（I)と順次変化する。
ここで領域（II）のはじめの部分で、伝導電子がスピン
に依存した散乱を受け、抵抗は大きくなる。領域（II）
のうち、強磁性層４０はピン止めされているためほとん
ど磁化反転はしないが、軟磁性層２０は直線的にその磁
化を増加させるため、軟磁性層２０の磁化変化に対応
し、スピンに依存した散乱を受ける伝導電子の割合が徐
々に大きくなる。すなわち、軟磁性層２０に例えばＨｃ
の小さなＮｉ０． ８ Ｆｅ０．２ を選び、適当な異方性
磁場Ｈｋを付与することにより、Ｈｋ付近以下の数Oe〜
数１０Oeの範囲の小外部磁場で抵抗変化が直線的、かつ
大きな抵抗変化率を示す磁性多層膜が得られる。
と同様に、軟磁性層２０および強磁性層４０の磁化反転
に伴い、領域（III)から（II）、（I)と順次変化する。
ここで領域（II）のはじめの部分で、伝導電子がスピン
に依存した散乱を受け、抵抗は大きくなる。領域（II）
のうち、強磁性層４０はピン止めされているためほとん
ど磁化反転はしないが、軟磁性層２０は直線的にその磁
化を増加させるため、軟磁性層２０の磁化変化に対応
し、スピンに依存した散乱を受ける伝導電子の割合が徐
々に大きくなる。すなわち、軟磁性層２０に例えばＨｃ
の小さなＮｉ０． ８ Ｆｅ０．２ を選び、適当な異方性
磁場Ｈｋを付与することにより、Ｈｋ付近以下の数Oe〜
数１０Oeの範囲の小外部磁場で抵抗変化が直線的、かつ
大きな抵抗変化率を示す磁性多層膜が得られる。
【００４０】このようなスピンバルブ膜構造を有する本
発明の磁気ヘッド１の第１の要部は、軟磁性層２０にい
わゆる縦バイアス磁場を付与する構造にある。すなわ
ち、図１に示されるように軟磁性層２０の両端部には、
軟磁性バイアス補助層２５，２５がそれぞれ接合されて
形成されており、さらに前記軟磁性バイアス補助層２
５，２５の上には、前記軟磁性層の長手方向（矢印
（α）方向）にバイアス磁場を付与するためのバイアス
付与層１０，１０がそれぞれ積層された状態で接合して
形成されている。
発明の磁気ヘッド１の第１の要部は、軟磁性層２０にい
わゆる縦バイアス磁場を付与する構造にある。すなわ
ち、図１に示されるように軟磁性層２０の両端部には、
軟磁性バイアス補助層２５，２５がそれぞれ接合されて
形成されており、さらに前記軟磁性バイアス補助層２
５，２５の上には、前記軟磁性層の長手方向（矢印
（α）方向）にバイアス磁場を付与するためのバイアス
付与層１０，１０がそれぞれ積層された状態で接合して
形成されている。
【００４１】このような構成とすることにより前記軟磁
性層２０は、前記軟磁性バイアス補助層２５，２５と前
記バイアス付与層１０，１０との交換結合磁場により、
前記軟磁性層２０の長手方向（矢印（α）方向：すなわ
ち一方のバイアス付与層１０から他方のバイアス付与層
１０に向かう方向と実質的に同じ）にバイアス磁場が印
加されるようになっている。
性層２０は、前記軟磁性バイアス補助層２５，２５と前
記バイアス付与層１０，１０との交換結合磁場により、
前記軟磁性層２０の長手方向（矢印（α）方向：すなわ
ち一方のバイアス付与層１０から他方のバイアス付与層
１０に向かう方向と実質的に同じ）にバイアス磁場が印
加されるようになっている。
【００４２】本発明におけるバイアス付与層１０，１０
は、反強磁性を示すＲｕｘ Ｍｙ Ｍｎｚ （ＭはＲｈ，
Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｅ，Ｉｒ，Ｃｒから選ばれ
た少なくとも１種）から構成される。Ｍは上述したよう
にＲｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｅ，Ｉｒ，Ｃｒか
ら選ばれた少なくとも１種の元素であり、Ｍを１種のみ
選定した場合には、３元系の組成となり、Ｍを２種以上
選定した場合には、４元系以上の組成となる。
は、反強磁性を示すＲｕｘ Ｍｙ Ｍｎｚ （ＭはＲｈ，
Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｅ，Ｉｒ，Ｃｒから選ばれ
た少なくとも１種）から構成される。Ｍは上述したよう
にＲｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｅ，Ｉｒ，Ｃｒか
ら選ばれた少なくとも１種の元素であり、Ｍを１種のみ
選定した場合には、３元系の組成となり、Ｍを２種以上
選定した場合には、４元系以上の組成となる。
【００４３】上記Ｍのすべての範囲において、本発明の
効果を発現できるが、中でも、特に、ＲｈまたはＰｔを
選定した３元系とするのがよい。
効果を発現できるが、中でも、特に、ＲｈまたはＰｔを
選定した３元系とするのがよい。
【００４４】Ｒｕｘ Ｍｙ Ｍｎｚについて、ｘ，ｙ，お
よびｚは、それぞれ各元素の組成の割合を示し、単位は
原子％である。本発明のＲｕｘ Ｍｙ Ｍｎｚにおいて
は、大きく分けて２つの好適な組成範囲が存在する。そ
の一つが、（１）１≦ｘ≦３０，１≦ｙ≦３０，６９≦
ｚ≦９０，１０≦ｘ＋ｙ≦３１で規定される範囲であ
り、もう一つが（２）１≦ｘ≦５９，１≦ｙ≦５９，４
０≦ｚ≦５８，４２≦ｘ＋ｙ≦６０で規定される範囲で
ある。
よびｚは、それぞれ各元素の組成の割合を示し、単位は
原子％である。本発明のＲｕｘ Ｍｙ Ｍｎｚにおいて
は、大きく分けて２つの好適な組成範囲が存在する。そ
の一つが、（１）１≦ｘ≦３０，１≦ｙ≦３０，６９≦
ｚ≦９０，１０≦ｘ＋ｙ≦３１で規定される範囲であ
り、もう一つが（２）１≦ｘ≦５９，１≦ｙ≦５９，４
０≦ｚ≦５８，４２≦ｘ＋ｙ≦６０で規定される範囲で
ある。
【００４５】前記（１）１≦ｘ≦３０，１≦ｙ≦３０，
６９≦ｚ≦９０，１０≦ｘ＋ｙ≦３１で規定される範囲
において、好ましくは、１≦ｘ≦２４，１≦ｙ≦２４，
７５≦ｚ≦８５，１５≦ｘ＋ｙ≦２５で規定される範囲
であり、より好ましくは、１≦ｘ≦２２，１≦ｙ≦２
２，７７≦ｚ≦８２，１８≦ｘ＋ｙ≦２３で規定される
範囲である。このような組成範囲において、ｚの値が６
９原子％未満となり、ｘ＋ｙの値が３１原子％を超える
と、交換結合磁界の値およびブロッキング温度Ｔｂ1
（交換結合磁界の値が零となる温度として定義される）
が共に低下してしまうという不都合が生じる。また、ｚ
の値が９０原子％を超えてｘ＋ｙの値が１０原子％未満
となると、上記と同様に、交換結合磁界の値およびブロ
ッキング温度Ｔｂ1が共に低下してしまい、さらにはＭ
ｎの増加にともない耐食性が低下するという不都合も生
じる。この組成範囲においては、ＭとＭｎとの不規則合
金が形成され、そのため、バイアス付与層１０全体が反
強磁性を示し良好な交換結合磁界が得られるものと考え
られる。また、１０≦ｘ＋ｙ≦３１の範囲で組成を調整
することによって、ブロッキング温度Ｔｂ1の温度を、
例えば、１６０℃〜２５０℃の範囲で任意に設定でき
る。
６９≦ｚ≦９０，１０≦ｘ＋ｙ≦３１で規定される範囲
において、好ましくは、１≦ｘ≦２４，１≦ｙ≦２４，
７５≦ｚ≦８５，１５≦ｘ＋ｙ≦２５で規定される範囲
であり、より好ましくは、１≦ｘ≦２２，１≦ｙ≦２
２，７７≦ｚ≦８２，１８≦ｘ＋ｙ≦２３で規定される
範囲である。このような組成範囲において、ｚの値が６
９原子％未満となり、ｘ＋ｙの値が３１原子％を超える
と、交換結合磁界の値およびブロッキング温度Ｔｂ1
（交換結合磁界の値が零となる温度として定義される）
が共に低下してしまうという不都合が生じる。また、ｚ
の値が９０原子％を超えてｘ＋ｙの値が１０原子％未満
となると、上記と同様に、交換結合磁界の値およびブロ
ッキング温度Ｔｂ1が共に低下してしまい、さらにはＭ
ｎの増加にともない耐食性が低下するという不都合も生
じる。この組成範囲においては、ＭとＭｎとの不規則合
金が形成され、そのため、バイアス付与層１０全体が反
強磁性を示し良好な交換結合磁界が得られるものと考え
られる。また、１０≦ｘ＋ｙ≦３１の範囲で組成を調整
することによって、ブロッキング温度Ｔｂ1の温度を、
例えば、１６０℃〜２５０℃の範囲で任意に設定でき
る。
【００４６】前記（２）１≦ｘ≦５９，１≦ｙ≦５９，
４０≦ｚ≦５８，４２≦ｘ＋ｙ≦６０で規定される範囲
において、好ましくは、１≦ｘ≦５７，１≦ｙ≦５７，
４２≦ｚ≦５７，４３≦ｘ＋ｙ≦５８で規定される範囲
であり、より好ましくは、１≦ｘ≦５４，１≦ｙ≦５
４，４５≦ｚ≦５５，４５≦ｘ＋ｙ≦５５、さらにより
好ましくは、１≦ｘ≦５４，１≦ｙ≦５４，４５≦ｚ≦
５４，４６≦ｘ＋ｙ≦５５で規定される範囲である。こ
のような組成範囲においては、極めて良好な交換結合磁
界、ブロッキング温度Ｔｂ1、および耐食性を示す。こ
のような組成範囲において、ｚの値が４０原子％未満と
なり、ｘ＋ｙの値が６０原子％を超えると、交換結合磁
界の値が急激に減少してしまうという不都合が生じる。
また、ｚの値が５８原子％を超えてｘ＋ｙの値が４２原
子％未満となると、上記と同様に、交換結合磁界の値が
急激に減少してしまうという不都合が生じる。この
（２）１≦ｘ≦５９，１≦ｙ≦５９，４０≦ｚ≦５８，
４２≦ｘ＋ｙ≦６０で規定される範囲では、Ｍｎと他の
元素が略１：１の規則合金を形成するために、極めて優
れた交換結合磁界、およびブロッキング温度Ｔｂ1を示
すものと考えられる。さらにＭｎ量が少ないために耐食
性も極めて優れたものとなっている。また、４２≦ｘ＋
ｙ≦６０の範囲で組成を調整することによって、Ｔｂ1
の温度を、例えば、１６０℃〜４００℃の範囲で任意に
設定できる。
４０≦ｚ≦５８，４２≦ｘ＋ｙ≦６０で規定される範囲
において、好ましくは、１≦ｘ≦５７，１≦ｙ≦５７，
４２≦ｚ≦５７，４３≦ｘ＋ｙ≦５８で規定される範囲
であり、より好ましくは、１≦ｘ≦５４，１≦ｙ≦５
４，４５≦ｚ≦５５，４５≦ｘ＋ｙ≦５５、さらにより
好ましくは、１≦ｘ≦５４，１≦ｙ≦５４，４５≦ｚ≦
５４，４６≦ｘ＋ｙ≦５５で規定される範囲である。こ
のような組成範囲においては、極めて良好な交換結合磁
界、ブロッキング温度Ｔｂ1、および耐食性を示す。こ
のような組成範囲において、ｚの値が４０原子％未満と
なり、ｘ＋ｙの値が６０原子％を超えると、交換結合磁
界の値が急激に減少してしまうという不都合が生じる。
また、ｚの値が５８原子％を超えてｘ＋ｙの値が４２原
子％未満となると、上記と同様に、交換結合磁界の値が
急激に減少してしまうという不都合が生じる。この
（２）１≦ｘ≦５９，１≦ｙ≦５９，４０≦ｚ≦５８，
４２≦ｘ＋ｙ≦６０で規定される範囲では、Ｍｎと他の
元素が略１：１の規則合金を形成するために、極めて優
れた交換結合磁界、およびブロッキング温度Ｔｂ1を示
すものと考えられる。さらにＭｎ量が少ないために耐食
性も極めて優れたものとなっている。また、４２≦ｘ＋
ｙ≦６０の範囲で組成を調整することによって、Ｔｂ1
の温度を、例えば、１６０℃〜４００℃の範囲で任意に
設定できる。
【００４７】上述してきたバイアス付与層１０のブロッ
キング温度Ｔｂ1は、１６０℃以上、特に、１６０〜４
００℃であり、極めて高い熱安定性を示す。
キング温度Ｔｂ1は、１６０℃以上、特に、１６０〜４
００℃であり、極めて高い熱安定性を示す。
【００４８】また、本発明で用いられるバイアス付与層
１０と軟磁性バイアス補助層２５との交換結合エネルギ
ーは、０．１〜０．５ｅｒｇ／ｃｍ２程度とされる。
１０と軟磁性バイアス補助層２５との交換結合エネルギ
ーは、０．１〜０．５ｅｒｇ／ｃｍ２程度とされる。
【００４９】また、本発明において、軟磁性層２０と重
要な関係を有する強磁性層４０において、強磁性層４０
の磁化方向をピン止めするピン止め層５０は、ＰｔＭｎ
またはＰｔＭｎを８０ａｔ％以上含有する合金から構成
されることが好ましい。このような好適なＰｔＭｎ系材
料としては、ＰｔＭｎの他に、Ｐｔｘ１Ｍ´ｙ１ Ｍｎ
ｚ１ で表示される材料が挙げられる。ここで、Ｍ´
は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｉｒ、Ｃｒ
から選ばれた少なくとも一種であり、中でも特に、Ｒ
ｕ、Ｒｈが好ましい。上記ｘ１の範囲は、３０≦ｘ１≦
６０、上記ｙ１の範囲は、０≦ｙ１≦３０，上記ｚ１の
範囲は４０≦ｚ１≦６０とされる。ｘ１，ｙ１，および
ｚ１の単位はそれぞれ原子％である。
要な関係を有する強磁性層４０において、強磁性層４０
の磁化方向をピン止めするピン止め層５０は、ＰｔＭｎ
またはＰｔＭｎを８０ａｔ％以上含有する合金から構成
されることが好ましい。このような好適なＰｔＭｎ系材
料としては、ＰｔＭｎの他に、Ｐｔｘ１Ｍ´ｙ１ Ｍｎ
ｚ１ で表示される材料が挙げられる。ここで、Ｍ´
は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｉｒ、Ｃｒ
から選ばれた少なくとも一種であり、中でも特に、Ｒ
ｕ、Ｒｈが好ましい。上記ｘ１の範囲は、３０≦ｘ１≦
６０、上記ｙ１の範囲は、０≦ｙ１≦３０，上記ｚ１の
範囲は４０≦ｚ１≦６０とされる。ｘ１，ｙ１，および
ｚ１の単位はそれぞれ原子％である。
【００５０】本発明においては、磁化方向を固定するよ
うに機能する２種の反強磁性材料系の組み合わせ、すな
わち、バイアス付与層１０を構成する反強磁性材料系
（Ｒｕ ｘ Ｍｙ Ｍｎｚ）と、ピン止め層５０を構成する
反強磁性材料系（ＰｔＭｎ系）との組み合わせが特に重
要である。そして、これらの所定の材料の組み合わせに
より初めてヘッド出力の格段の向上および、ノイズレベ
ルの格段の低減といった当業者の予想をはるかに越える
著しく高い効果が発現する。
うに機能する２種の反強磁性材料系の組み合わせ、すな
わち、バイアス付与層１０を構成する反強磁性材料系
（Ｒｕ ｘ Ｍｙ Ｍｎｚ）と、ピン止め層５０を構成する
反強磁性材料系（ＰｔＭｎ系）との組み合わせが特に重
要である。そして、これらの所定の材料の組み合わせに
より初めてヘッド出力の格段の向上および、ノイズレベ
ルの格段の低減といった当業者の予想をはるかに越える
著しく高い効果が発現する。
【００５１】ピン止め層５０の厚さは、５０Å〜１００
０Å、好ましくは６０Å〜８００Å、より好ましくは７
０Å〜５００Å、更に好ましくは７０Å〜３００Åの範
囲とするのがよい。
０Å、好ましくは６０Å〜８００Å、より好ましくは７
０Å〜５００Å、更に好ましくは７０Å〜３００Åの範
囲とするのがよい。
【００５２】前記強磁性層４０は、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，
Ｍｎ，Ｃｒ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｎｄ，Ｔｂ，Ｔｍ，Ｃｅ，Ｇ
ｄ等やこれらの元素を含む合金や化合物から構成される
が、特に、（Ｃｏｚ Ｎｉ１−ｚ ）ｗ Ｆｅ１−ｗ （た
だし、重量で０．４≦ｚ≦１．０、０．５≦ｗ≦１．０
である）で表される組成で構成することが好ましい。
Ｍｎ，Ｃｒ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｎｄ，Ｔｂ，Ｔｍ，Ｃｅ，Ｇ
ｄ等やこれらの元素を含む合金や化合物から構成される
が、特に、（Ｃｏｚ Ｎｉ１−ｚ ）ｗ Ｆｅ１−ｗ （た
だし、重量で０．４≦ｚ≦１．０、０．５≦ｗ≦１．０
である）で表される組成で構成することが好ましい。
【００５３】このような強磁性層４０の厚さは、１６〜
１００Å、より好ましくは、１６〜６０Åとされる。
１００Å、より好ましくは、１６〜６０Åとされる。
【００５４】このような強磁性層４０は上述のごとくピ
ン止め層５０と直接接しているため、両者に直接層間相
互作用が働き、強磁性層４０の磁化回転が阻止される。
一方、前記軟磁性層２０は、外部からの信号磁場によ
り、自由にその磁化を回転させることができる。その結
果、軟磁性層２０と強磁性層４０との両者の磁化に相対
的な角度が生み出され、この磁化の向きの違いに起因し
た大きなＭＲ効果が得られる。
ン止め層５０と直接接しているため、両者に直接層間相
互作用が働き、強磁性層４０の磁化回転が阻止される。
一方、前記軟磁性層２０は、外部からの信号磁場によ
り、自由にその磁化を回転させることができる。その結
果、軟磁性層２０と強磁性層４０との両者の磁化に相対
的な角度が生み出され、この磁化の向きの違いに起因し
た大きなＭＲ効果が得られる。
【００５５】前記軟磁性層２０は、軟磁性特性を示すＦ
ｅ，Ｎｉ，Ｃｏ等やこれらの元素を含む合金や化合物か
ら構成されるが、保磁力Hcの小さな磁性層を用いた方が
ＭＲ曲線の立ち上がりが急峻となり、好ましい結果が得
られる。軟磁性層２０を下記に示すような２層構造にす
ることは、特に好ましい態様である。すなわち、非磁性
金属層３０側からＣｏ（コバルト）単体あるいはＣｏを
８０重量％以上含む合金より構成された第１の軟磁性層
２１（図１）と、（Ｎｉｘ Ｆｅ１−ｘ ）ｙＣｏ１−ｙ
（ただし、重量で０．７≦ｘ≦０．９、０．５≦ｙ≦
１．０）で表わされる組成である第２の軟磁性層２２
（図１）との２層積層体として構成される。
ｅ，Ｎｉ，Ｃｏ等やこれらの元素を含む合金や化合物か
ら構成されるが、保磁力Hcの小さな磁性層を用いた方が
ＭＲ曲線の立ち上がりが急峻となり、好ましい結果が得
られる。軟磁性層２０を下記に示すような２層構造にす
ることは、特に好ましい態様である。すなわち、非磁性
金属層３０側からＣｏ（コバルト）単体あるいはＣｏを
８０重量％以上含む合金より構成された第１の軟磁性層
２１（図１）と、（Ｎｉｘ Ｆｅ１−ｘ ）ｙＣｏ１−ｙ
（ただし、重量で０．７≦ｘ≦０．９、０．５≦ｙ≦
１．０）で表わされる組成である第２の軟磁性層２２
（図１）との２層積層体として構成される。
【００５６】このような構成とすることにより、Ｃｏリ
ッチな第１の軟磁性層２１が拡散ブロッキング層として
働き、第２の軟磁性層２２側から非磁性金属層３０側へ
とＮｉの拡散を防止することができる。また、Ｃｏリッ
チな第１の軟磁性層２１は電子の散乱能力を増大させる
ため、ＭＲ変化率が向上するという効果も発現する。な
お、第２の軟磁性層２２は、ソフト磁性を維持させるた
めに上記組成範囲内で形成される。
ッチな第１の軟磁性層２１が拡散ブロッキング層として
働き、第２の軟磁性層２２側から非磁性金属層３０側へ
とＮｉの拡散を防止することができる。また、Ｃｏリッ
チな第１の軟磁性層２１は電子の散乱能力を増大させる
ため、ＭＲ変化率が向上するという効果も発現する。な
お、第２の軟磁性層２２は、ソフト磁性を維持させるた
めに上記組成範囲内で形成される。
【００５７】このような軟磁性層２０の厚さは、２０〜
１５０Å、好ましくは、３０〜１２０Å、さらに好まし
くは、３０〜１００Åとされる。なお、軟磁性層２０を
上記のように２層積層体とした場合には、Ｃｏリッチの
第１の軟磁性層の厚さを、４Å以上確保すればよい。
１５０Å、好ましくは、３０〜１２０Å、さらに好まし
くは、３０〜１００Åとされる。なお、軟磁性層２０を
上記のように２層積層体とした場合には、Ｃｏリッチの
第１の軟磁性層の厚さを、４Å以上確保すればよい。
【００５８】本発明において、図１に示されるように前
記軟磁性層２０の実質的に動作している厚さをｄ１，そ
の飽和磁化をＭ１とし、軟磁性層２０に連結される軟磁
性バイアス補助層２５の厚さをｄ２、その飽和磁化をＭ
２としたとき、２ｄ１・Ｍ１＜ｄ２・Ｍ２＜５ｄ１・Ｍ
１の関係を満たしてなるように構成される。ｄ２・Ｍ２
の値が２ｄ１・Ｍ１以下になったり、５ｄ１・Ｍ１を超
えたりすると、いわゆる縦バイアス磁場が良好な状態で
印加されなくなり、ヘッド出力が低下したり、ノイズが
大きくなってしまうという不都合が生じる。
記軟磁性層２０の実質的に動作している厚さをｄ１，そ
の飽和磁化をＭ１とし、軟磁性層２０に連結される軟磁
性バイアス補助層２５の厚さをｄ２、その飽和磁化をＭ
２としたとき、２ｄ１・Ｍ１＜ｄ２・Ｍ２＜５ｄ１・Ｍ
１の関係を満たしてなるように構成される。ｄ２・Ｍ２
の値が２ｄ１・Ｍ１以下になったり、５ｄ１・Ｍ１を超
えたりすると、いわゆる縦バイアス磁場が良好な状態で
印加されなくなり、ヘッド出力が低下したり、ノイズが
大きくなってしまうという不都合が生じる。
【００５９】軟磁性層２０と軟磁性バイアス補助層２５
の材質を同一材質とした場合には、各層の飽和磁化は同
じであるから、２ｄ１＜ｄ２＜５ｄ１の関係を満たせば
よいことになる。
の材質を同一材質とした場合には、各層の飽和磁化は同
じであるから、２ｄ１＜ｄ２＜５ｄ１の関係を満たせば
よいことになる。
【００６０】前記軟磁性層２０と前記強磁性層４０との
間に介在される非磁性金属層３０は、効率的に電子を導
くために、伝導性のある金属が望ましい。より具体的に
は、Ａｕ、Ａｇ、およびＣｕの中から選ばれた少なくと
も１種、またはこれらの少なくとも１種以上を６０ｗｔ
％以上含む合金等が挙げられる。
間に介在される非磁性金属層３０は、効率的に電子を導
くために、伝導性のある金属が望ましい。より具体的に
は、Ａｕ、Ａｇ、およびＣｕの中から選ばれた少なくと
も１種、またはこれらの少なくとも１種以上を６０ｗｔ
％以上含む合金等が挙げられる。
【００６１】このような非磁性金属層３０の厚さは、１
５〜４０Åであることが好ましい。
５〜４０Åであることが好ましい。
【００６２】保護層８は、主として成膜プロセスの過程
での磁性多層膜表面の酸化を防止するために形成され、
このものは、Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚｒ、Ｚｎ
等の材料より形成される。厚さは、通常、２０〜３００
Å程度とされる。
での磁性多層膜表面の酸化を防止するために形成され、
このものは、Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚｒ、Ｚｎ
等の材料より形成される。厚さは、通常、２０〜３００
Å程度とされる。
【００６３】基板５は、ガラス、ケイ素、ＭｇＯ、Ｇａ
Ａｓ、フェライト、アルティック、ＣａＴｉＯ３ 等の
材料により形成される。厚さは、通常、０．５〜１０ｍ
ｍ程度とされる。
Ａｓ、フェライト、アルティック、ＣａＴｉＯ３ 等の
材料により形成される。厚さは、通常、０．５〜１０ｍ
ｍ程度とされる。
【００６４】上述してきたスピンバルブ多層膜の各層の
成膜は、イオンビームスパッタ法、スパッタリング法、
蒸着法、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）等の方法で行
なわれる。
成膜は、イオンビームスパッタ法、スパッタリング法、
蒸着法、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）等の方法で行
なわれる。
【００６５】図１に示される実施の形態では、各膜は、
基本的に図面の下方の層から上方の層へと順次成膜され
る。磁気抵抗効果膜は、図１に示されるように基板側か
ら、ピン止め層、強磁性層、非磁性金属層、軟磁性層の
順に順次積層される形態が望ましい。バイアス付与層１
０は、軟磁性バイアス補助層２５より後に形成した方が
軟磁性層２０に対し、十分な縦バイアス磁場を発生させ
ることができるからである。
基本的に図面の下方の層から上方の層へと順次成膜され
る。磁気抵抗効果膜は、図１に示されるように基板側か
ら、ピン止め層、強磁性層、非磁性金属層、軟磁性層の
順に順次積層される形態が望ましい。バイアス付与層１
０は、軟磁性バイアス補助層２５より後に形成した方が
軟磁性層２０に対し、十分な縦バイアス磁場を発生させ
ることができるからである。
【００６６】軟磁性層２０および軟磁性バイアス補助層
２５の成膜時には、膜面内の長手方向（α方向）に１０
〜３００Oeの外部磁場を印加することが好ましい。これ
により、軟磁性層２０および軟磁性バイアス補助層２５
に異方性磁場Ｈｋを付与することができる。なお、外部
磁場の印加方法は、例えば電磁石等を備えた装置を用い
て印加すればよい。
２５の成膜時には、膜面内の長手方向（α方向）に１０
〜３００Oeの外部磁場を印加することが好ましい。これ
により、軟磁性層２０および軟磁性バイアス補助層２５
に異方性磁場Ｈｋを付与することができる。なお、外部
磁場の印加方法は、例えば電磁石等を備えた装置を用い
て印加すればよい。
【００６７】同様に、軟磁性バイアス補助層２５の上に
バイアス付与層１０を形成する際にも膜面内の長手方向
（α方向）に１０〜３００Oeの外部磁場を印加すること
が好ましい。これにより、バイアス付与層１０により軟
磁性バイアス補助層２５の磁化の方向が確実に印加磁場
方向に固着され、軟磁性層２０にいわゆる縦バイアスを
効果的に付与することができる。
バイアス付与層１０を形成する際にも膜面内の長手方向
（α方向）に１０〜３００Oeの外部磁場を印加すること
が好ましい。これにより、バイアス付与層１０により軟
磁性バイアス補助層２５の磁化の方向が確実に印加磁場
方向に固着され、軟磁性層２０にいわゆる縦バイアスを
効果的に付与することができる。
【００６８】さらに、強磁性層４０と交換結合して強磁
性層４０の磁化の方向をピン止めさせるピン止め層５０
を成膜する際には、軟磁性層２０を成膜する際の印加磁
場の方向と垂直方向に磁場を印加すると良い。つまり磁
性多層膜の膜面内でかつ、測定電流と直角方向となる。
ここで印加する磁場の大きさは１０〜３００Oeの範囲に
あればよい。これにより、ピン止め層５０により強磁性
層４０の磁化の方向が確実に印加磁場方向（測定電流と
直角方向）に固着され、信号磁場によってその向きを容
易に変えうる軟磁性層２０の磁化と最も合理的に反平行
状態を作り出すことができる。もっともこれは必要条件
ではない。最終的に磁性多層膜の成膜後、工程中で２０
０〜３００℃程度の熱処理を行う際に、ピン止め層５０
の短冊短辺方向（軟磁性層２０を成膜する際の印加磁場
の方向と垂直方向）に磁場を印加しながら、温度を下げ
ていき、ピン止め層５０により強磁性層４０の磁化の方
向を確実に印加磁場方向（測定電流と直角方向）に固着
させるピン止め処理（直交化熱処理）が行なわれる。つ
まり、磁化の直交化を図るために、磁性多層膜はピン止
め層５０のブロッキング温度Ｔｂ2以上で磁場中で真空
熱処理が行なわれる。好ましくはヘッド製造プロセスの
最後に直交化熱処理を行うのがよい。この直交化熱処理
の際、ピン止め層５０の磁化方向のみ変化させることが
望ましい。この直交化温度はピン止め層５０のブロッキ
ング温度Ｔｂ2よりも高く、軟磁性層２０の誘導磁気異
方向性が消失する温度よりも低く、さらにバイアス付与
層１０のブロッキング温度Ｔｂ1より高いことが望まし
い。従って、ブロッキング温度Ｔｂ2が、軟磁性層２０
の誘導磁気異方向性が消失する温度よりも高い場合に、
直交化熱処理を行うと、軟磁性層２０の磁化方向が外部
磁界に対して磁化容易軸方向となり、外部磁界に対する
磁気抵抗効果曲線にヒステリシスを持ってしまい線形性
に問題が生じる。また、ブロッキング温度Ｔｂ2が軟磁
性層２０の誘導磁気異方向性が消失する温度よりも低過
ぎる場合には、磁気記録システム内のＭＲセンサ動作
中、およびスピンバルブヘッド作製プロセス時に加わる
温度により交換結合磁界Ｈuaの劣化が生じ、スピンバル
ブ膜として機能できないという問題がある。つまり、軟
磁性層２０の誘導磁気異方向性が消失する温度よりも少
し低い温度にブロッキング温度Ｔｂ2をもつピン止め層
５０を形成し、直交化熱処理を行うことが好ましい。
性層４０の磁化の方向をピン止めさせるピン止め層５０
を成膜する際には、軟磁性層２０を成膜する際の印加磁
場の方向と垂直方向に磁場を印加すると良い。つまり磁
性多層膜の膜面内でかつ、測定電流と直角方向となる。
ここで印加する磁場の大きさは１０〜３００Oeの範囲に
あればよい。これにより、ピン止め層５０により強磁性
層４０の磁化の方向が確実に印加磁場方向（測定電流と
直角方向）に固着され、信号磁場によってその向きを容
易に変えうる軟磁性層２０の磁化と最も合理的に反平行
状態を作り出すことができる。もっともこれは必要条件
ではない。最終的に磁性多層膜の成膜後、工程中で２０
０〜３００℃程度の熱処理を行う際に、ピン止め層５０
の短冊短辺方向（軟磁性層２０を成膜する際の印加磁場
の方向と垂直方向）に磁場を印加しながら、温度を下げ
ていき、ピン止め層５０により強磁性層４０の磁化の方
向を確実に印加磁場方向（測定電流と直角方向）に固着
させるピン止め処理（直交化熱処理）が行なわれる。つ
まり、磁化の直交化を図るために、磁性多層膜はピン止
め層５０のブロッキング温度Ｔｂ2以上で磁場中で真空
熱処理が行なわれる。好ましくはヘッド製造プロセスの
最後に直交化熱処理を行うのがよい。この直交化熱処理
の際、ピン止め層５０の磁化方向のみ変化させることが
望ましい。この直交化温度はピン止め層５０のブロッキ
ング温度Ｔｂ2よりも高く、軟磁性層２０の誘導磁気異
方向性が消失する温度よりも低く、さらにバイアス付与
層１０のブロッキング温度Ｔｂ1より高いことが望まし
い。従って、ブロッキング温度Ｔｂ2が、軟磁性層２０
の誘導磁気異方向性が消失する温度よりも高い場合に、
直交化熱処理を行うと、軟磁性層２０の磁化方向が外部
磁界に対して磁化容易軸方向となり、外部磁界に対する
磁気抵抗効果曲線にヒステリシスを持ってしまい線形性
に問題が生じる。また、ブロッキング温度Ｔｂ2が軟磁
性層２０の誘導磁気異方向性が消失する温度よりも低過
ぎる場合には、磁気記録システム内のＭＲセンサ動作
中、およびスピンバルブヘッド作製プロセス時に加わる
温度により交換結合磁界Ｈuaの劣化が生じ、スピンバル
ブ膜として機能できないという問題がある。つまり、軟
磁性層２０の誘導磁気異方向性が消失する温度よりも少
し低い温度にブロッキング温度Ｔｂ2をもつピン止め層
５０を形成し、直交化熱処理を行うことが好ましい。
【００６９】さらに、ピン止め層５０のブロッキング温
度Ｔｂ2より低く、かつバイアス付与層のブロッキング
温度Ｔｂ1より高い温度Ｔ3において、外部磁場の印加方
向を９０度回転させ、外部磁場の印加方向と縦バイアス
の方向を一致させる。このまま磁場を印加しながら温度
を下げることにより、ピン止め層５０と縦バイアス方向
の直交化を確固することができる。従って、バイアス付
与層１０のブロッキング温度Ｔb1は、ピン止め層５０の
ブロッキング温度Ｔb2より低いことが必須である。好ま
しくは、３００℃≦Ｔｂ2≦４００℃でしかも１７０℃
≦Ｔｂ1≦２９０℃であり、特に好ましい温度比は、
１．３≦Ｔｂ2／Ｔｂ1≦２．６である。
度Ｔｂ2より低く、かつバイアス付与層のブロッキング
温度Ｔｂ1より高い温度Ｔ3において、外部磁場の印加方
向を９０度回転させ、外部磁場の印加方向と縦バイアス
の方向を一致させる。このまま磁場を印加しながら温度
を下げることにより、ピン止め層５０と縦バイアス方向
の直交化を確固することができる。従って、バイアス付
与層１０のブロッキング温度Ｔb1は、ピン止め層５０の
ブロッキング温度Ｔb2より低いことが必須である。好ま
しくは、３００℃≦Ｔｂ2≦４００℃でしかも１７０℃
≦Ｔｂ1≦２９０℃であり、特に好ましい温度比は、
１．３≦Ｔｂ2／Ｔｂ1≦２．６である。
【００７０】なお、図１に示されるように磁気抵抗効果
型ヘッド１において、図面上には明示されていないが、
図面の上下両端部には図１の積層体を挟むように上下一
対のシールド層が形成されるとともに、磁気抵抗効果素
子とシールド層との間の部分には非磁性絶縁層が埋設さ
れる。
型ヘッド１において、図面上には明示されていないが、
図面の上下両端部には図１の積層体を挟むように上下一
対のシールド層が形成されるとともに、磁気抵抗効果素
子とシールド層との間の部分には非磁性絶縁層が埋設さ
れる。
【００７１】なお、図１において、軟磁性バイアス補助
層２５は、軟磁性層２０の両端部の実質的全部がエッチ
ング除去され（図示のごとく実際にはわずかに残る部分
があ場合がある）、その除去された個所の上に形成され
ている。従って、エッチング除去された後の軟磁性層２
０厚さ（軟磁性バイアス補助層２５の下の軟磁性層の厚
さ）は無視できる程度の厚さであるので、軟磁性バイア
ス補助層２５の厚さは図示のごとくｄ２で表示される。
層２５は、軟磁性層２０の両端部の実質的全部がエッチ
ング除去され（図示のごとく実際にはわずかに残る部分
があ場合がある）、その除去された個所の上に形成され
ている。従って、エッチング除去された後の軟磁性層２
０厚さ（軟磁性バイアス補助層２５の下の軟磁性層の厚
さ）は無視できる程度の厚さであるので、軟磁性バイア
ス補助層２５の厚さは図示のごとくｄ２で表示される。
【００７２】この一方で、図４に示されるように軟磁性
層２０の両端部がエッチング除去されることなく、その
まま、その上に軟磁性バイアス補助層２５が形成される
場合がある。この場合、本発明でいう軟磁性バイアス補
助層２５の厚さｄ２とは、本来の軟磁性バイアス補助層
２５の厚さｄ２２に軟磁性層２０の厚さｄ１を加えた厚
さ、すなわちｄ２＝ｄ２２＋ｄ１として考え、さらに
は、飽和磁化も各厚さに比例した算術平均をとり、この
算術平均値を飽和磁化Ｍ２として考慮に入れて上記の不
等号関係式を満足させる必要がある。
層２０の両端部がエッチング除去されることなく、その
まま、その上に軟磁性バイアス補助層２５が形成される
場合がある。この場合、本発明でいう軟磁性バイアス補
助層２５の厚さｄ２とは、本来の軟磁性バイアス補助層
２５の厚さｄ２２に軟磁性層２０の厚さｄ１を加えた厚
さ、すなわちｄ２＝ｄ２２＋ｄ１として考え、さらに
は、飽和磁化も各厚さに比例した算術平均をとり、この
算術平均値を飽和磁化Ｍ２として考慮に入れて上記の不
等号関係式を満足させる必要がある。
【００７３】図１および図２には、最も好ましい積層構
成としてピン止め層５０が基板側に位置するいわゆる、
ピン止め層ボトムタイプのスピンバルブ膜が記載されて
いる。しかしながら、これらとは基本的に積層順を逆に
した、いわゆる、ピン止め層トップタイプ(図４に示さ
れる）も実用可能である。なお、図４における符号と図
１における同一符号は、同一部材を意味している。
成としてピン止め層５０が基板側に位置するいわゆる、
ピン止め層ボトムタイプのスピンバルブ膜が記載されて
いる。しかしながら、これらとは基本的に積層順を逆に
した、いわゆる、ピン止め層トップタイプ(図４に示さ
れる）も実用可能である。なお、図４における符号と図
１における同一符号は、同一部材を意味している。
【００７４】
【実施例】上述してきた磁気抵抗効果型ヘッドの発明
を、以下に示す具体的実施例によりさらに詳細に説明す
る。
を、以下に示す具体的実施例によりさらに詳細に説明す
る。
【００７５】実験例Ｉ
【００７６】図１に示されるスピンバルブ型の磁気抵抗
効果型ヘッドと実質的に同じ形態の磁気抵抗効果型ヘッ
ドサンプルを作製した。
効果型ヘッドと実質的に同じ形態の磁気抵抗効果型ヘッ
ドサンプルを作製した。
【００７７】すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌ
ＴｉＣ）の上に、下地層８０（Ｔａ；厚さ２０Å）、結
晶化をプロモートするためのＮｉＦｅ層６５（厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ２０
０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ２０Å）、非磁性金
属層３０（Ｃｕ；厚さ２４Å）、軟磁性層２０（Ｃｏか
らなる第１軟磁性層２１（厚さ９Å）とＮｉＦｅからな
る第２軟磁性層（厚さ５１Å）：トータル厚さｄ１＝６
０Å）を成膜した後、図１に示されるように軟磁性層２
０のＮｉＦｅからなる第２軟磁性層の両端部をエッチン
グ除去し、この除去した個所の上に軟磁性バイアス補助
層２５，２５（ＮｉＦｅ；厚さｄ２＝１６０Å）を成膜
し、この軟磁性バイアス補助層２５，２５の上にバイア
ス付与層１０，１０（組成は下記表１；厚さ１２０Å）
を形成し、バイアス付与層１０，１０の上にＴａからな
る保護層７，７（厚さ１００Å）、Ｃｕからなる電極部
１００，１００（厚さ８００Å）、Ｔａからなる保護電
極１２０，１２０（厚さ１００Å）を順次形成した。ざ
らに、上記軟磁性層２０の上には、酸化防止のためのＴ
ａからなる保護層８を形成した。
ＴｉＣ）の上に、下地層８０（Ｔａ；厚さ２０Å）、結
晶化をプロモートするためのＮｉＦｅ層６５（厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ２０
０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ２０Å）、非磁性金
属層３０（Ｃｕ；厚さ２４Å）、軟磁性層２０（Ｃｏか
らなる第１軟磁性層２１（厚さ９Å）とＮｉＦｅからな
る第２軟磁性層（厚さ５１Å）：トータル厚さｄ１＝６
０Å）を成膜した後、図１に示されるように軟磁性層２
０のＮｉＦｅからなる第２軟磁性層の両端部をエッチン
グ除去し、この除去した個所の上に軟磁性バイアス補助
層２５，２５（ＮｉＦｅ；厚さｄ２＝１６０Å）を成膜
し、この軟磁性バイアス補助層２５，２５の上にバイア
ス付与層１０，１０（組成は下記表１；厚さ１２０Å）
を形成し、バイアス付与層１０，１０の上にＴａからな
る保護層７，７（厚さ１００Å）、Ｃｕからなる電極部
１００，１００（厚さ８００Å）、Ｔａからなる保護電
極１２０，１２０（厚さ１００Å）を順次形成した。ざ
らに、上記軟磁性層２０の上には、酸化防止のためのＴ
ａからなる保護層８を形成した。
【００７８】なお、磁気ヘッドサンプルの作製に際して
は、バイアス付与層１０，１０の組成を下記表１に示す
ごとく種々変えて、各種のサンプルを作製した。
は、バイアス付与層１０，１０の組成を下記表１に示す
ごとく種々変えて、各種のサンプルを作製した。
【００７９】なお、比較例サンプルとして（サンプルＮ
ｏ．Ｉ−１６（比較））、本発明の反強磁性バイアス付
与層を用いず、従来のハードマグネットを使用して軟磁
性層に縦バイアスを付与する従来タイプの磁気ヘッドを
作製した。
ｏ．Ｉ−１６（比較））、本発明の反強磁性バイアス付
与層を用いず、従来のハードマグネットを使用して軟磁
性層に縦バイアスを付与する従来タイプの磁気ヘッドを
作製した。
【００８０】これらの各サンプルについて、下記（１）
〜（３）の評価項目の値を測定してサンプルの評価を行
った。
〜（３）の評価項目の値を測定してサンプルの評価を行
った。
【００８１】（１）規格化ヘッド出力（μＶ／μｍ）
【００８２】トラック幅０．７μｍ、ＭＲ高さ（ＭＲ素
子部のトラック幅方向と直交する方向の長さ）０．５μ
ｍのヘッドにより出力を、Ｎ＝５０測定し、そのヘッド
出力（μＶ）より規格化ヘッド出力（μＶ／μｍ）を評
価した。
子部のトラック幅方向と直交する方向の長さ）０．５μ
ｍのヘッドにより出力を、Ｎ＝５０測定し、そのヘッド
出力（μＶ）より規格化ヘッド出力（μＶ／μｍ）を評
価した。
【００８３】（２）波形非対称性（asymmetry）（％）
【００８４】ヘッド再生波形の波形非対称性である。％
が少ないほど波形非対称性の程度が小さく良好である。
が少ないほど波形非対称性の程度が小さく良好である。
【００８５】（３）出力変動値(ＣＯＶ：Ｃｏｖａｒｉ
ｅｎｔ)（ノイズ）（％）
ｅｎｔ)（ノイズ）（％）
【００８６】この値は、ヘッド出力の変動を表わすもの
である。すなわち、記録と再生を１００回繰り返し、そ
の時のヘッド出力値のばらつきの標準偏差σ（シグマ）
をヘッド出力値の平均値で割った値で示している。この
値は、２％以下である必要がある。
である。すなわち、記録と再生を１００回繰り返し、そ
の時のヘッド出力値のばらつきの標準偏差σ（シグマ）
をヘッド出力値の平均値で割った値で示している。この
値は、２％以下である必要がある。
【００８７】結果を下記表１に示した。
【００８８】
【表１】
【００８９】表１に示される結果より本発明のサンプル
は２０００μＶ／μｍを超えるような大きな規格化出力
が得られる。しかもＣＯＶの値も１．７％以下とノイズ
の少ない波形が安定して得られる。
は２０００μＶ／μｍを超えるような大きな規格化出力
が得られる。しかもＣＯＶの値も１．７％以下とノイズ
の少ない波形が安定して得られる。
【００９０】この一方で、比較例として示されるサンプ
ルは、２０００μＶ／μｍを超えるような大きな規格化
出力は得られていない。しかも、十分な縦バイアスが印
加されないため、ＣＯＶの値が２．５％以上と悪いデー
タとなっている。
ルは、２０００μＶ／μｍを超えるような大きな規格化
出力は得られていない。しかも、十分な縦バイアスが印
加されないため、ＣＯＶの値が２．５％以上と悪いデー
タとなっている。
【００９１】なお、規格化出力は２０００μＶ／μｍ以
上、特に２３００μＶ／μｍ以上であることが好まし
い。ＣＯＶの値は２％以下でなくてはならない。
上、特に２３００μＶ／μｍ以上であることが好まし
い。ＣＯＶの値は２％以下でなくてはならない。
【００９２】実験例ＩＩ
【００９３】磁化方向を固定するように機能する２種の
反強磁性材料系の組み合わせ、すなわち、バイアス付与
層１０を構成する反強磁性材料系（Ｒｕｘ Ｍｙ Ｍ
ｎｚ）と、ピン止め層５０を構成する反強磁性材料系
（ＰｔＭｎ系）との組み合わせの効果を調べる実験を行
った。
反強磁性材料系の組み合わせ、すなわち、バイアス付与
層１０を構成する反強磁性材料系（Ｒｕｘ Ｍｙ Ｍ
ｎｚ）と、ピン止め層５０を構成する反強磁性材料系
（ＰｔＭｎ系）との組み合わせの効果を調べる実験を行
った。
【００９４】すなわち、上記実験例Ｉにおけるサンプル
Ｎｏ．Ｉ−１において、ピン止め層５０を構成するＰｔ
Ｍｎ系組成を下記表２に示されるように種々変えた。そ
れ以外は、上記サンプルＮｏ．Ｉ−１と同様にして下記
表２に示されるような各種の実施例サンプルを作製した
（サンプルＮｏ．II-１,II-２）。さらに比較のために
ＰｔＭｎ系組成以外のピン止め層５０からなるサンプル
をも作製した(サンプルＮｏ．II-３〜II-６（いずれも
比較例）)。
Ｎｏ．Ｉ−１において、ピン止め層５０を構成するＰｔ
Ｍｎ系組成を下記表２に示されるように種々変えた。そ
れ以外は、上記サンプルＮｏ．Ｉ−１と同様にして下記
表２に示されるような各種の実施例サンプルを作製した
（サンプルＮｏ．II-１,II-２）。さらに比較のために
ＰｔＭｎ系組成以外のピン止め層５０からなるサンプル
をも作製した(サンプルＮｏ．II-３〜II-６（いずれも
比較例）)。
【００９５】これらの各サンプルについて、上記の実験
例Ｉの場合と同様に（１）〜（３）の評価項目を評価し
た。結果を下記表２に示した。
例Ｉの場合と同様に（１）〜（３）の評価項目を評価し
た。結果を下記表２に示した。
【００９６】
【表２】
【００９７】表２に示される結果より本発明のサンプル
は２５００μＶ／μｍを超えるような十分な規格化出力
と２％より小さなＣＯＶの値を示しており、十分なヘッ
ド特性を備えていることがわかる。
は２５００μＶ／μｍを超えるような十分な規格化出力
と２％より小さなＣＯＶの値を示しており、十分なヘッ
ド特性を備えていることがわかる。
【００９８】この一方で、比較例として示されるサンプ
ルでは、縦バイアス発生のためのピン止め効果が不十分
なために、規格化出力およびＣＯＶ値ともに悪い値であ
り実用に適さない。
ルでは、縦バイアス発生のためのピン止め効果が不十分
なために、規格化出力およびＣＯＶ値ともに悪い値であ
り実用に適さない。
【００９９】実験例III
【０１００】図１に示されるように前記軟磁性層２０の
実質的に動作している厚さをｄ１，その飽和磁化をＭ１
とし、軟磁性層２０に連結される軟磁性バイアス補助層
２５の厚さをｄ２、その飽和磁化をＭ２としたとき、２
ｄ１・Ｍ１＜ｄ２・Ｍ２＜５ｄ１・Ｍ１の関係が必要で
あることを確認するための実験を行った。
実質的に動作している厚さをｄ１，その飽和磁化をＭ１
とし、軟磁性層２０に連結される軟磁性バイアス補助層
２５の厚さをｄ２、その飽和磁化をＭ２としたとき、２
ｄ１・Ｍ１＜ｄ２・Ｍ２＜５ｄ１・Ｍ１の関係が必要で
あることを確認するための実験を行った。
【０１０１】すなわち、上記実験例Ｉにおけるサンプル
Ｎｏ．Ｉ−１において、軟磁性層２０の厚さｄ１と、軟
磁性バイアス補助層２５の厚さｄ２およびその材質を下
記表３に示されるように種々変えた。それ以外は、上記
サンプルＮｏ．Ｉ−１と同様にして下記表３に示される
ような各種のサンプルを作製した。
Ｎｏ．Ｉ−１において、軟磁性層２０の厚さｄ１と、軟
磁性バイアス補助層２５の厚さｄ２およびその材質を下
記表３に示されるように種々変えた。それ以外は、上記
サンプルＮｏ．Ｉ−１と同様にして下記表３に示される
ような各種のサンプルを作製した。
【０１０２】これらの各サンプルについて、上記の実験
例Ｉの場合と同様に（１）〜（３）の評価項目を評価し
た。結果を下記表３に示した。
例Ｉの場合と同様に（１）〜（３）の評価項目を評価し
た。結果を下記表３に示した。
【０１０３】
【表３】
【０１０４】表３に示される結果より、ｄ１とｄ２の関
係式を満たす本発明サンプルは、２０００μＶ／μｍを
超える大きな規格化出力と、２．０％よりも小さなＣＯ
Ｖの値を示していることがわかる。
係式を満たす本発明サンプルは、２０００μＶ／μｍを
超える大きな規格化出力と、２．０％よりも小さなＣＯ
Ｖの値を示していることがわかる。
【０１０５】この一方で、比較例のIII-１３や比較例の
III-１５サンプルのように関係式の下方にはずれた値を
取ると、規格化出力は大きいもののＣＯＶの値が２．０
％よりはるかに大きくなってしまい都合がわるい。また
比較例のIII-１４や比較例のIII-１６サンプルのように
関係式の上方にはずれた値を取ると、ＣＯＶの値は２．
０％より小さくなるものの、規格化出力が２０００μＶ
／μｍより小さくなってしまい十分な特性が得られな
い。
III-１５サンプルのように関係式の下方にはずれた値を
取ると、規格化出力は大きいもののＣＯＶの値が２．０
％よりはるかに大きくなってしまい都合がわるい。また
比較例のIII-１４や比較例のIII-１６サンプルのように
関係式の上方にはずれた値を取ると、ＣＯＶの値は２．
０％より小さくなるものの、規格化出力が２０００μＶ
／μｍより小さくなってしまい十分な特性が得られな
い。
【０１０６】実験例IV
【０１０７】上記実験例Ｉで作製した本発明のサンプル
Ｉ−１と、従来例のサンプルである比較サンプルＩ−１
６（縦バイアス付与の手段として従来技術であるハード
マグネットを用いたタイプ）を用いて、両サンプルの外
部磁界に対する縦バイアスの安定性の確認実験を行っ
た。
Ｉ−１と、従来例のサンプルである比較サンプルＩ−１
６（縦バイアス付与の手段として従来技術であるハード
マグネットを用いたタイプ）を用いて、両サンプルの外
部磁界に対する縦バイアスの安定性の確認実験を行っ
た。
【０１０８】すなわち、上記両サンプルの縦バイアス方
向に対して直交する方向（図２で言えば符号９２方向）
に５ｋＯｅの外部磁場を外乱として印加した。この外乱
外部磁場を印加する前、および印加した後でのサンプル
を用いて、検出外部磁場（−６００〜６００Oe）とヘッ
ド出力との関係を調べた。結果を図６（Ａ），（Ｂ）の
グラフに示した。図６（Ａ）は本発明サンプルを用いた
場合のグラフであり、図６（Ｂ）は比較例サンプルを用
いた場合のグラフである。図中、実線で示されるinitia
lとは５ｋＯｅの外部磁場を外乱として印加する前の状
態での測定であり、点線で示されるafterとは５ｋＯｅ
の外部磁場を外乱として印加した後での測定である。
向に対して直交する方向（図２で言えば符号９２方向）
に５ｋＯｅの外部磁場を外乱として印加した。この外乱
外部磁場を印加する前、および印加した後でのサンプル
を用いて、検出外部磁場（−６００〜６００Oe）とヘッ
ド出力との関係を調べた。結果を図６（Ａ），（Ｂ）の
グラフに示した。図６（Ａ）は本発明サンプルを用いた
場合のグラフであり、図６（Ｂ）は比較例サンプルを用
いた場合のグラフである。図中、実線で示されるinitia
lとは５ｋＯｅの外部磁場を外乱として印加する前の状
態での測定であり、点線で示されるafterとは５ｋＯｅ
の外部磁場を外乱として印加した後での測定である。
【０１０９】図６（Ａ）のグラフに示されるように、本
発明サンプルでは５ｋＯｅの外部磁場を外乱として印加
しても、印加する前と同じ状態を維持できていることが
わかる。すなわち、縦バイアスの外乱に対する安定性は
極めて優れていることがわかる。これに対して、比較サ
ンプルのものは、図６（Ｂ）のグラフに示されるよう
に、縦バイアスは、外乱に対する影響を大きく受け、バ
イアイス安定性に欠ける。
発明サンプルでは５ｋＯｅの外部磁場を外乱として印加
しても、印加する前と同じ状態を維持できていることが
わかる。すなわち、縦バイアスの外乱に対する安定性は
極めて優れていることがわかる。これに対して、比較サ
ンプルのものは、図６（Ｂ）のグラフに示されるよう
に、縦バイアスは、外乱に対する影響を大きく受け、バ
イアイス安定性に欠ける。
【０１１０】
【発明の効果】上記の結果より本発明の効果は明らかで
ある。すなわち、本発明では、所定の反強磁性を示すバ
イアス付与層と軟磁性層との交換結合磁場により軟磁性
層に縦バイアス磁場を印加しているので、極めて効率よ
くバイアス磁場が印加され、ヘッド出力が向上する。さ
らに、本発明では上記のごとく交換結合磁場により軟磁
性層に縦バイアス磁場を印加しているので、大きな外部
磁場の影響を受けにくく、外部の磁気的なノイズに対し
て極めて安定な縦バイアス磁場となる。
ある。すなわち、本発明では、所定の反強磁性を示すバ
イアス付与層と軟磁性層との交換結合磁場により軟磁性
層に縦バイアス磁場を印加しているので、極めて効率よ
くバイアス磁場が印加され、ヘッド出力が向上する。さ
らに、本発明では上記のごとく交換結合磁場により軟磁
性層に縦バイアス磁場を印加しているので、大きな外部
磁場の影響を受けにくく、外部の磁気的なノイズに対し
て極めて安定な縦バイアス磁場となる。
【図１】図１は、本発明の好適な磁気抵抗効果型ヘッド
の概略断面図である。
の概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の作用を説明するためのヘッド
素子、特にスピンバルブ磁性多層膜の構造の模式図であ
る。
素子、特にスピンバルブ磁性多層膜の構造の模式図であ
る。
【図３】図３は、本発明の作用を説明するための磁化曲
線とＭＲ曲線の模式図である。
線とＭＲ曲線の模式図である。
【図４】図４は、本発明の他の磁気抵抗効果型ヘッドの
概略断面図である。
概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の他の磁気抵抗効果型ヘッドの
概略断面図である。
概略断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、本発明サンプルを用い、外乱で
ある外部磁場を印加する前、および印加した後で、検出
外部磁場（−６００〜６００Oe）とヘッド出力との関係
を調べたグラフである。図６（Ｂ）は、比較例サンプル
を用い、外乱である外部磁場を印加する前、および印加
した後で、検出外部磁場（−６００〜６００Oe）とヘッ
ド出力との関係を調べたグラフである。
ある外部磁場を印加する前、および印加した後で、検出
外部磁場（−６００〜６００Oe）とヘッド出力との関係
を調べたグラフである。図６（Ｂ）は、比較例サンプル
を用い、外乱である外部磁場を印加する前、および印加
した後で、検出外部磁場（−６００〜６００Oe）とヘッ
ド出力との関係を調べたグラフである。
【図７】図７は、ハードマグネットを用いて縦バイアス
を付与する機構を備える従来の磁気ヘッドの概略断面図
である。
を付与する機構を備える従来の磁気ヘッドの概略断面図
である。
１…磁気抵抗効果型ヘッド ３…磁気抵抗効果膜 ５…基板 １０…バイアス付与層 ２０…軟磁性層 ２５…軟磁性バイアス補助層 ３０…非磁性金属層 ４０…強磁性層 ５０…ピン止め層 ９０…記録媒体 ９３…記録面 １００…電極部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 正志 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 5D034 BA04 BA11 BA18 CA03 CA04 CA08
Claims (24)
- 【請求項１】 スピンバルブ膜構造の磁気抵抗効果膜を
備えてなる磁気抵抗効果型ヘッドであって、 前記磁気抵抗効果膜は、非磁性金属層と、非磁性金属層
の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性金属層の他
方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の
向きをピン止めするために強磁性層の上（非磁性金属層
と接する面と反対側の面）に形成されたピン止め層とを
有するスピンバルブ型の多層膜であり、 前記軟磁性層は、磁気情報である外部磁場に応答して自
由に磁化の向きが変えられるように作用し、当該軟磁性
層の両端部には、軟磁性バイアス補助層がそれぞれ形成
され、 前記軟磁性バイアス補助層の上には、前記軟磁性層の長
手方向にバイアスを付与するためのバイアス付与層がそ
れぞれ接合して形成され、 前記バイアス付与層は、反強磁性を示すＲｕｘ Ｍｙ Ｍ
ｎｚ （ＭはＲｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｅ，Ｉ
ｒ，Ｃｒから選ばれた少なくとも１種であり、１≦ｘ≦
３０，１≦ｙ≦３０，６９≦ｚ≦９０，１０≦ｘ＋ｙ≦
３１（ｘ，ｙ，およびｚの単位は原子％））から形成さ
れ、 前記軟磁性層は、前記軟磁性バイアス補助層と前記バイ
アス付与層との交換結合磁場により、前記軟磁性層の長
手方向（一方のバイアス付与層から他方のバイアス付与
層に向かう方向と実質的に同じ）にバイアス磁場が印加
されるようになっていることを特徴とする磁気抵抗効果
型ヘッド。 - 【請求項２】 前記ピン止め層は、ＰｔＭｎまたはＰｔ
Ｍｎを８０ａｔ％以上含有する合金である請求項１に記
載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項３】 前記ピン止め層は、Ｐｔｘ１Ｍ´ｙ１
Ｍｎｚ１ （Ｍ´はＲｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｆ
ｅ，Ｃｒから選ばれた少なくとも１種であり、３０≦ｘ
１≦６０，０≦ｙ１≦３０，４０≦ｚ１≦６０（ｘ１，
ｙ１，およびｚ１の単位は原子％））から構成される請
求項１に記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項４】 前記軟磁性層の実質的に動作している厚
さをｄ１，その飽和磁化をＭ１とし、前記軟磁性バイア
ス補助層の厚さをｄ２、その飽和磁化をＭ２としたと
き、両者の層構成は、２ｄ１・Ｍ１＜ｄ２・Ｍ２＜５ｄ
１・Ｍ１の関係を満たしてなるように構成される請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載の磁気抵抗効果型ヘ
ッド。 - 【請求項５】 前記軟磁性層と前記軟磁性バイアス補助
層とは実質的に同一材質から構成され、前記軟磁性層の
実質的に動作している厚さをｄ１、前記軟磁性バイアス
補助層の厚さをｄ２としたとき、両者の層構成は、２ｄ
１＜ｄ２＜５ｄ１の関係を満たしてなるように構成され
る請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の磁気抵抗
効果型ヘッド。 - 【請求項６】 前記バイアス付与層には、電極部がそれ
ぞれ接合して形成される請求項１ないし請求項５のいず
れかに記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項７】 前記軟磁性層は、前記非磁性金属層側か
らＣｏまたはＣｏを８０重量％以上含む合金からなる第
１の軟磁性層と、（Ｎｉｘ Ｆｅ１−ｘ ）ｙＣｏ１−ｙ
（０．７≦ｘ≦０．９、０．５≦ｙ≦１．０（ｘおよ
びｙの単位は重量％））からなる第２の軟磁性層を有し
て構成され、 前記非磁性金属層は、Ａｕ，ＡｇおよびＣｕの中から選
ばれた少なくとも１種を含む材料からなる請求項１ない
し請求項６のいずれかに記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項８】 前記バイアス付与層は、その成膜時に、
前記軟磁性層の長手方向に外部磁場を印加しつつ成膜さ
れる請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の磁気抵
抗効果型ヘッド。 - 【請求項９】 前記磁気抵抗効果膜は、基板側から、ピ
ン止め層、強磁性層、非磁性金属層、軟磁性層の順に順
次積層されてなる請求項１ないし請求項８のいずれかに
記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項１０】 前記バイアス付与層のブロッキング温
度Ｔb1は、前記ピン止め層のブロッキング温度Ｔb2より
低くなるように両者の材料選定が行なわれてなる請求項
１ないし請求項９のいずれかに記載の磁気抵抗効果型ヘ
ッド。 - 【請求項１１】 前記バイアス付与層のブロッキング温
度Ｔb1は、１７０℃≦Ｔｂ1≦２９０℃であり、前記ピ
ン止め層のブロッキング温度Ｔb2は、３００℃≦Ｔｂ2
≦４００℃である請求項１０に記載の磁気抵抗効果型ヘ
ッド。 - 【請求項１２】 前記バイアス付与層のブロッキング温
度Ｔb1と前記ピン止め層のブロッキング温度Ｔb2との関
係が、１．３≦Ｔｂ2／Ｔｂ1≦２．６の関係を満たして
なる請求項１１に記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項１３】 スピンバルブ膜構造の磁気抵抗効果膜
を備えてなる磁気抵抗効果型ヘッドであって、 前記磁気抵抗効果膜は、非磁性金属層と、非磁性金属層
の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性金属層の他
方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の
向きをピン止めするために強磁性層の上（非磁性金属層
と接する面と反対側の面）に形成されたピン止め層とを
有するスピンバルブ型の多層膜であり、前記軟磁性層
は、磁気情報である外部磁場に応答して自由に磁化の向
きが変えられるように作用し、当該軟磁性層の両端部に
は、軟磁性バイアス補助層がそれぞれ形成され、 前記軟磁性バイアス補助層の上には、前記軟磁性層の長
手方向にバイアスを付与するためのバイアス付与層がそ
れぞれ接合して形成され、 前記バイアス付与層は、反強磁性を示すＲｕｘ Ｍｙ Ｍ
ｎｚ （ＭはＲｈ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｒｅ，Ｉ
ｒ，Ｃｒから選ばれた少なくとも１種であり、１≦ｘ≦
５９，１≦ｙ≦５９，４０≦ｚ≦５８，４２≦ｘ＋ｙ≦
６０（ｘ，ｙ，およびｚの単位は原子％））から形成さ
れ、 前記軟磁性層は、前記軟磁性バイアス補助層と前記バイ
アス付与層との交換結合磁場により、前記軟磁性層の長
手方向（一方のバイアス付与層から他方のバイアス付与
層に向かう方向と実質的に同じ）にバイアス磁場が印加
されるようになっていることを特徴とする磁気抵抗効果
型ヘッド。 - 【請求項１４】 前記ピン止め層は、ＰｔＭｎまたはＰ
ｔＭｎを８０ａｔ％以上含有する合金である請求項１３
に記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項１５】 前記ピン止め層は、Ｐｔｘ１Ｍ´ｙ１
Ｍｎｚ１ （Ｍ´はＲｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｕ，Ａｇ，Ｆ
ｅ，Ｃｒから選ばれた少なくとも１種であり、３０≦ｘ
１≦６０，０≦ｙ１≦３０，４０≦ｚ１≦６０（ｘ１，
ｙ１，およびｚ１の単位は原子％））から構成される請
求項１４に記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項１６】 前記軟磁性層の実質的に動作している
厚さをｄ１，その飽和磁化をＭ１とし、前記軟磁性バイ
アス補助層の厚さをｄ２、その飽和磁化をＭ２としたと
き、両者の層構成は、２ｄ１・Ｍ１＜ｄ２・Ｍ２＜５ｄ
１・Ｍ１の関係を満たしてなるように構成される請求項
１３ないし請求項１５のいずれかに記載の磁気抵抗効果
型ヘッド。 - 【請求項１７】 前記軟磁性層と前記軟磁性バイアス補
助層とは実質的に同一材質から構成され、前記軟磁性層
の実質的に動作している厚さをｄ１、前記軟磁性バイア
ス補助層の厚さをｄ２としたとき、両者の層構成は、２
ｄ１＜ｄ２＜５ｄ１の関係を満たしてなるように構成さ
れる請求項１３ないし請求項１５のいずれかに記載の磁
気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項１８】 前記バイアス付与層には、電極部がそ
れぞれ接合して形成される請求項１３ないし請求項１７
のいずれかに記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項１９】 前記軟磁性層は、前記非磁性金属層側
からＣｏまたはＣｏを８０重量％以上含む合金からなる
第１の軟磁性層と、（Ｎｉｘ Ｆｅ１−ｘ ）ｙ Ｃｏ１
−ｙ （０．７≦ｘ≦０．９、０．５≦ｙ≦１．０（ｘ
およびｙの単位は重量％））からなる第２の軟磁性層を
有して構成され、 前記非磁性金属層は、Ａｕ，ＡｇおよびＣｕの中から選
ばれた少なくとも１種を含む材料からなる請求項１３な
いし請求項１８のいずれかに記載の磁気抵抗効果型ヘッ
ド。 - 【請求項２０】 前記バイアス付与層は、その成膜時
に、前記軟磁性層の長手方向に外部磁場を印加しつつ成
膜される請求項１３ないし請求項１９のいずれかに記載
の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項２１】 前記磁気抵抗効果膜は、基板側から、
ピン止め層、強磁性層、非磁性金属層、軟磁性層の順に
順次積層されてなる請求項１３ないし請求項２０のいず
れかに記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項２２】 前記バイアス付与層のブロッキング温
度Ｔb1は、前記ピン止め層のブロッキング温度Ｔb2より
低くなるように両者の材料選定が行なわれてなる請求項
１３ないし請求項２１のいずれかに記載の磁気抵抗効果
型ヘッド。 - 【請求項２３】 前記バイアス付与層のブロッキング温
度Ｔb1は、１７０℃≦Ｔｂ1≦２９０℃であり、前記ピ
ン止め層のブロッキング温度Ｔb2は、３００℃≦Ｔｂ2
≦４００℃である請求項２２に記載の磁気抵抗効果型ヘ
ッド。 - 【請求項２４】 前記バイアス付与層のブロッキング温
度Ｔb1と前記ピン止め層のブロッキング温度Ｔb2との関
係が、１．３≦Ｔｂ2／Ｔｂ1≦２．６の関係を満たして
なる請求項２３に記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
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