JP2000339636A - 磁気抵抗効果型ヘッド及び磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイアスポイントの設計が容易で、バルクハ
ウゼンノイズが低く、高感度、高出力化が可能な磁気抵
抗効型ヘッド及び磁気記録装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 磁気ヨークと、それと磁気的に結合さ
れ、磁化固着層と磁化自由層とこれらの間に設けられた
非磁性中間層とを有するスピンバルブ素子と、その両端
に接続されたセンス電流を供給する一対の電極とを有す
る磁気抵抗効果型ヘッドで、スピンバルブ型磁気抵抗効
果膜の磁化固着層の磁化固着方向がセンス電流の通電方
向と略平行であり、磁化固着層の磁化（Ｍｓｐ）とその
膜厚（ｔｐ）との積（Ｍｓｐ・ｔｐ）と磁化自由層のＭ
ｓｆ／ｔｆとの関係がＭｓｐ・ｔｐ≧Ｍｓｆ・ｔｆとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果型ヘ
ッド及び磁気記録装置に関し、より詳細には、バイアス
ポイントの設計が容易で、バルクハウゼンノイズが低
く、高感度、高出力化が可能な磁気抵抗効果型ヘッド及
び磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録の高記録密度化が進み、
ＨＤＤ（hard disc drive）では１Ｇｂ／ｉｎｃｈ（ギ
ガビット毎インチ）を越える高記録密度のシステムが実
用化され、さらなる高記録密度化が要求されている。こ
のような高記録密度システムでは、ある種の磁性体膜の
電気抵抗が外部磁界により変化する磁気抵抗効果を利用
した、磁気抵抗効果ヘッド（ＭＲヘッド）が注目されて
いる。その中でも、特に大きな磁気抵抗効果を示すもの
として、スピンバルブ型磁気抵抗効果ヘッド（ＳＶ型Ｍ
Ｒヘッド）が提案されている。

【０００３】スピンバルブ型磁気抵抗効果膜（ＳＶ膜）
は、少なくとも１層以上の磁化固定された磁化固着層
（ピン層）と、磁化が自由に変化しうる磁化自由層（フ
リー層）と、それらに挟まれた中間層（スペーサ層）と
からなる。

【０００４】高記録密度化が進展するに従い、媒体に書
き込まれる記録ビットの大きさが小さくなるために、記
録ビットからの信号磁界すなわち磁気ヘッド側からいう
と媒体検出磁界が非常に小さくなる。この問題に対処す
るために、ＳＶ型ＭＲヘッドにおいては、磁化自由層の
膜厚を薄くして感度を向上させている。また、出力を上
げるために中間層の膜厚を薄くすることが検討されてい
る。

【０００５】一方、スピンバルブ磁気抵抗効果素子にお
いては、中間層の膜厚が薄くなると、ピン層と磁化自由
層との間の強磁気的な層間相互作用（Ｈinter）が大き
くなる。さらに、磁化自由層の膜厚が薄くなるとＨinte
rの磁化自由層に対する効果が相対的に大きくなる傾向
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のような状況のも
とで、従来提案されている磁気ヘッドは、感度の改善と
バイアスポイントの最適化とを両立することが困難であ
るという問題を有していた。以下、この問題について、
具体例を挙げつつ説明する。

【０００７】図３４は、従来のシールド型スピンバルブ
型磁気抵抗効果ヘッドの構造を概念的に表す斜視図であ
る。同図において、ヘッド１００Ａは、巨大磁気抵抗効
果素子（giant-magnetoresistance element：ＧＭＲ素
子）１０２と、その両端に設けられた一対の電極１０
３、１０３と、磁気シールド１０５、１０５とからな
る。記録媒体２００は、図示したようにヘッドの下方に
配置され、ヘッドとの間で相対的に移動可能とされる。

【０００８】図３４に表したヘッドにおいて、センス電
流は、矢印Ｃで表したように一対の電極１０３、１０３
の間を流れる。つまり、センス電流は、記録媒体２００
の面に対して平行な方向に流れる。そして、ＧＭＲ素子
１０２は、図示しないピン層、中間層、磁化自由層によ
り構成され、これらの各層はセンス電流Ｃに対して平行
になるように積層されている。これに対して、ＧＭＲ素
子１０２を構成するピン層の磁化固着の方向は、同図に
おいて矢印Ｐで表したように記録媒体２００の面に対し
て垂直な方向である。

【０００９】このような構成においては、センス電流の
磁界（Ｈcurrent）とＨinter（ピン層と磁化自由層との
間の強磁気的な層間相互作用）と層間静磁結合による磁
界（Ｈstatic）がすべて平行あるいは反平行な方向に生
ずることになる。よって、ヘッドのバイアス点は、主と
してＨinter，Ｈcurrent，Ｈstaticの３つの磁界の大き
さのバランスによって決定される。この場合、最も自由
度が大きいのはＨcurrentであるから、センス電流量に
よってバイアス点が変動する。したがって、センス電流
量が自ずと制限され、ＳＶ型ＭＲヘッドの高出力化が困
難となるという問題を有する。さらに、スピンバルブ素
子の構造を変更したとしても、その他の膜特性の確保と
高出力化とバイアス点の制御性とをすべて満たすことは
困難であるという問題もある。

【００１０】一方、センス電流磁界の影響が小さいもの
としては、いわゆる縦型スピンバルブ型磁気抵抗効果ヘ
ッドがある。

【００１１】図３５は、縦型スピンバルブ型磁気抵抗効
果ヘッドの構造を概念的に表す斜視図である。同図に表
したように、縦型ヘッド１００ＢもＧＭＲ素子１０２
と、その両端に設けられた一対の電極１０３ａ、１０３
ｂと、磁気シールド１０５、１０５とからなる。記録媒
体２００は、図示したようにヘッドの下方に配置され、
ヘッドとの間で相対的に移動可能とされる。

【００１２】図３５に表したヘッドにおいても、センス
電流は、矢印Ｃで表したように一対の電極１０３ａ、１
０３ｂの間を流れる。つまり、センス電流は、記録媒体
２００の面に対して垂直な方向に流れる。そして、ＧＭ
Ｒ素子１０２は、図示しないピン層、中間層、磁化自由
層により構成され、これらの各層は、センス電流に対し
て平行になるように積層されている。そして、ＧＭＲ素
子１０２を構成するピン層の磁化固着の方向は、同図に
おいて矢印Ｐで表したように記録媒体２００の面に対し
て垂直な方向である。

【００１３】このような構成においては、センス電流に
よる電流磁界がＨinter及びＨstaticと直交するために
バイアス点には影響を与えない。つまり、バイアス点を
変動させることなく、大きなセンス電流を投入できると
いう利点がある。

【００１４】しかし、記録媒体２００の対向面と、磁束
を感受するＧＭＲ素子１０２の磁化自由層との間に電極
１０３ｂが介在して不感部分を構成するため、ヘッドの
感度が著しく低下するという問題がある。

【００１５】感度を上げるための施策として、「侵入磁
束長」を長くすることも考えれられる。しかし、「侵入
磁束長」は磁化自由層の透磁率の関数として与えられ、
これを長くするためには磁化自由層の透磁率を現状より
も上げることが必須となる。これは、材料的な観点から
限界があり、実現は困難である。

【００１６】また近年、記録密度の向上のため、すなわ
ち、媒体磁束を磁気抵抗効果型ヘッドに浸入させやすく
するために磁気ヘッドスライダの浮上量が低下してい
る。これにより、磁気記録媒体と磁気抵抗効果型ヘッド
との接触が生じている。この時の発熱によりヘッド出力
が変動する現象（サーマルアスペリティ）が発生する。
このような媒体と磁気ヘッドとの接触によるサーマルア
スペリティを回避するために、磁気抵抗効果素子部に磁
気ヨークを用いて記録媒体磁束を誘導するヨーク型磁気
抵抗効果型ヘッドが考案されている。これらは、ＡＢＳ
面に磁気抵抗効果素子部がでないために、サーマルアス
ペリティを回避できる。しかしながら、磁気ヨーク部分
でパルクハウゼンノイズが発生してしまう。これは、磁
気抵抗効果型ヘッドの出力にも影響を及ぼす。

【００１７】以上説明したように、従来のスピンバルブ
型磁気抵抗効果素子を用いた磁気抵抗効果ヘッドでは、
高感度で、高出力化が可能であり、且つバイアス点がず
れないということを同時に満足することが困難であると
いう問題を有していた。

【００１８】本発明は、かかる課題の認識に基づいてな
されたものである。すなわち、その目的は、高感度で、
高出力化が可能で、且つバイアス点制御が容易であり、
しかもバルクハウゼンノイズが生じない磁気抵抗効果型
ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供するこ
とにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果型
ヘッドは、磁気ヨークと、前記磁気ヨークと磁気的に結
合され、磁化固着層と磁化自由層とこれらの間に設けら
れた非磁性層とを有するスピンバルブ素子と、前記スピ
ンバルブ素子の両端に接続されたセンス電流を供給する
一対の電極と、を備え、前記スピンバルブ素子の前記磁
化固着層は、反強磁性体膜により磁化が固着され、前記
磁気ヨークは、反強磁性体膜と強磁性体膜とを積層して
なり、前記磁化固着層の所定温度での交換結合磁界が、
前記磁気ヨークの前記所定温度での交換結合磁界より大
きいことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。

【００２０】または、本発明の磁気抵抗効果型ヘッド
は、磁気ヨークと、前記磁気ヨークと磁気的に結合さ
れ、磁化固着層と磁化自由層とこれらの間に設けられた
非磁性層とを有するスピンバルブ素子と、前記スピンバ
ルブ素子の両端に接続されセンス電流を供給する一対の
電極と、を備え、前記磁化固着層の磁化固着方向は、前
記センス電流の通電方向と略平行であり、前記磁化固着
層の磁化（Ｍsp）と膜厚（ｔp）との積（Ｍsp・ｔp）
と、前記磁化自由層の磁化（Ｍsf）と膜厚（ｔf）との
積（Ｍsf・ｔf）とが、 （Ｍsp・ｔp）≧（Ｍsf・ｔf） なる関係を満足することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘ
ッド。

【００２１】前記磁化固着層の磁化（Ｍsp）と膜厚（ｔ
p）との積（Ｍsp・ｔp）と、前記磁化自由層の磁化（Ｍ
sf）と膜厚（ｔf）との積（Ｍsf・ｔf）とが、 （Ｍsp・ｔp）≧（Ｍsf・ｔf） なる関係を満足することを特徴とする。

【００２２】または、本発明の磁気抵抗効果型ヘッド
は、磁化固着層と磁化自由層とこれらの間に設けられた
非磁性層とを有するスピンバルブ素子と、前記スピンバ
ルブ素子の両端に接続されセンス電流を供給する一対の
電極と、を備え、前記磁化固着層の磁化固着方向は、磁
気記録媒体と対向する媒体対向面に対して略平行であ
り、前記スピンバルブ素子における前記センス電流の通
電方向は、前記媒体対向面に対して略平行であり、前記
磁化固着層の前記磁化固着方向が、前記磁気記録媒体の
記録トラックの長手方向に対して平行でも直角でもない
ものとして構成されていることを特徴とする。

【００２３】ここで、本発明の望ましい実施形態として
は、前記磁化固着層の交換結合磁界の消失温度（ブロッ
キング温度）は、前記磁気ヨークのブロッキング温度よ
り高いことを特徴としている。

【００２４】ここで、本発明の望ましい実施の形態とし
て、前記磁化固着層の磁化固着する反強磁性体膜の膜厚
が、前記磁気ヨークに用いられている反強磁性体膜の膜
厚よりも厚いことを特徴としている。

【００２５】また、前記磁気ヨークは、磁気ギャップを
介して配置され、同一平面を形成する一対の磁気ヨーク
であり、前記スピンパルブ素子の前記磁化固着層の磁化
固着方向が、磁気記録媒体と対向する媒体対向面に対し
て略並行であることが望ましい。さらに、前記センス電
流の通電方向が前記媒体対向面に対して略並行であるこ
とが望ましい。

【００２６】また、前記磁気ヨークの膜厚により、トラ
ック幅を規定することがさらに望ましい。

【００２７】また、本磁気抵抗効果型ヘッドにおいて
は、スピンパルブ素子に通電されるセンス電流の通電方
向は、スピンバルブ素子のバルクハウゼンノイズ低減を
目的としてその両側にあるいは片側に設置される磁化自
由層の磁区制御膜の磁化方向と磁化自由層にかかるセン
ス電流磁界が略同方向であることが望ましい。

【００２８】また、前記スピンバルブ素子の前記磁気固
着層の比抵抗が、前記磁化自由層の比抵抗以下であるこ
とを特徴としている。

【００２９】また、磁化固着層の膜厚（ｔｐ）と前記磁
化自由層の膜厚（ｔｆ）との関係がｔｐ≧ｔｆであるこ
とを特徴としている。

【００３０】図３５に例示したような従来の磁気抵抗効
果型ヘッドにおいては、前述したように主としてＨinte
rとＨstaticとＨcurrentが平行方向に作用するために、
それらを平衡状態を調整することによってバイアス点を
制御することで、磁気抵抗効果型ヘッドの読み込み信号
の対称性を得ている。これに対して、本発明の磁気抵抗
効果型ヘッドでは、図３１に示すように電流通電方向が
磁化固着方向と平行であるために、センス電流磁界がバ
イアス点制御に作用しない。

【００３１】また、図３２に示すように、Ｈinteterお
よびＨstaticは、それぞれバイアス点を正負反対方向に
ずらす効果がある。また、異方性磁気抵抗効果もスピン
バルブ素子のバイアス点を多少ではあるが、ずらす効果
がある。しかしながら、この効果は小さいので、殆ど無
視できる。従って、バイアス点はこららのＨinterとＨs
taticで平衡をとり制御することになる。すなわち、Ｈi
nter〜Ｈstaticとなるようにバイアス点設計をする必要
がある。さらに、上述したように本発明のスピンバルブ
型磁気抵抗効果素子はＭsf・ｔfがＭsp・ｔp以下とする
ことが望ましい。これは、上記のようにバイアス点制御
のために、Ｈstaticの効果を増大させるためと、センス
電流磁界により磁化自由層の磁区を制御すること、高出
力・高感度を維持することの３つの効果を同時に出すた
めである。

【００３２】特に、Ｈstaticは、スピンバルブ素子の形
状および中間層の膜厚等とも密接に関連している。ま
た、磁化自由層の比抵抗も磁化固着層の比抵抗より小さ
いほうが良い。さらに、磁化固着層の膜厚を磁化自由層
の膜厚以下に設定することにより、上記のＭsp・ｔpを
Ｍsf・ｔf以上にできるとともに、磁化固着層の比抵抗
を磁化自由層の比抵抗以上に設定できる。ＭＲ変化率と
の関係により、ピン層の膜厚は、７ｎｍ以下であること
が好ましく、さらに５ｎｍ以下であることが好ましい。

【００３３】また、比抵抗の調整は、たとえば、ピン層
にＣｏＦｅ合金などを用いる場合には、磁化自由層にＣ
ｏＦｅＢ合金などの添加物を加えたものを使うことこと
が好ましい。こうすることにより、同じ膜厚であっても
ピン層のＭｓ・ｔｐを大きくできる。

【００３４】また、結晶粒径を変えること、すなわち、
結晶性を変えることや成膜条件を変えることなどで比抵
抗の調整およびＭｓ・ｔの調整は可能である。

【００３５】一方、本発明の磁気記録再生装置は、上記
したいずれかの磁気抵抗効果型ヘッドを備え、磁気記録
媒体に対して情報を記録または再生することを特徴とす
るする。

【００３６】または、本発明の磁気記録再生装置は、磁
気抵抗効果型ヘッドと、磁気記録媒体と前記磁気抵抗効
果型ヘッドとを前記磁気記録媒体の記録トラックに沿っ
て相対的に移動可能とする動作機構と、を備え、前記磁
気記録媒体に格納された情報を再生可能とした磁気記録
再生装置であって、前記磁気抵抗効果型ヘッドは、磁化
固着層と磁化自由層とこれらの間に設けられた非磁性層
とを有するスピンバルブ素子と、前記スピンバルブ素子
の両端に接続された一対の電極と、を有し、前記磁化固
着層の磁化固着方向が、磁気記録媒体と対向する媒体対
向面に対して略平行であり、前記スピンバルブ素子にお
けるセンス電流の通電方向が前記媒体対向面に対して略
平行であり、前記磁化固着層の前記磁化固着方向が、前
記磁気記録媒体の前記記録トラックの長手方向に対して
平行でも直角でもないことを特徴とする。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００３８】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る磁気抵抗効果型ヘッドの構成を概
念的に表す斜視図であり、記録媒体との関係も表した図
である。

【００３９】図２は、このヘッドを記録媒体との対向面
から眺めた概念斜視図である。

【００４０】すなわち、本発明の磁気ヘッドは、基板６
の上において、スピンバルブ素子１と一対の磁気シール
ド３とが、磁気ギャップ５を介して配置されている。ま
た、スピンバルブ素子１の両端には電極２、２が接続さ
れている。これらと記録媒体２００との配置関係は、図
１に表した通りである。ここで、Ｔｗは記録トラックの
幅であり、矢印Ｍは記録媒体２００の磁化方向を表す。

【００４１】基板６は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３・Ｔｉ・Ｃ
（アルチック）からなり、この上にさらにＡｌ_２Ｏ_３等
からなる絶縁層が設けられている。この絶縁層上に、ス
ピンバルブ素子１、磁気シールド３が設けられている。

【００４２】磁気シールド３を構成する一対の磁性体
は、同一平面を形成するようにスピンバルブ素子１の両
側に配置され、電気的には絶縁されている。磁気シール
ド３は、例えばＮｉＦｅ合金やＣｏＺｒＮｂのようなア
モルファス合金、あるいはフェライトのような絶縁磁性
体などの軟磁性体材料よりなる。

【００４３】スピンバルブ素子１は、例えばＣｏＦｅ／
Ｃｕ／ＣｏＦｅ積層膜のように、ピン層と中間層と磁化
自由層とを積層した構造を有する。また、スピンバルブ
素子１の両端に設けられた電極２は、Ｃｕ，Ａｕ，Ｔ
ａ，Ｔｉ等により構成される。

【００４４】本発明によれば、図１に示したように、ス
ピンバルブ素子１のピン層の磁化方向Ｐとセンス電流の
通電方向Ｃは、記録媒体２００の対向面に対して略平行
になるように配置されている。つまり、記録媒体２００
からの流入磁束は、図１に示したように、センス電流Ｃ
と略平行に流入する。さらに、ピン層の磁化方向Ｐとセ
ンス電流通電方向Ｃとが略平行であるために、センス電
流による磁界が動作点バイアスを変動させるという問題
を解消することができる。従って、大きなセンス電流を
流すことが可能となり、大きな出力を確保できる。

【００４５】さらに、本発明によれば、素子の構造上、
不感部分をなくすことができる。上記の磁気ギャップ５
は、主としてＡｌＯ_ｘ（酸化アルミニウム）等からなる
が、磁気ギャップ５を電極の一部としても活用でき、Ｃ
ｕ，Ａｕ．Ａｇ，Ｔｉ，Ｔａなどの非磁性伝導膜を用い
ても良い。このような磁気ヘッドにおいては、磁気ギャ
ップを介してスピンバルブ素子１の両側に配置される一
対の磁気シールド３、３の間隔によって再生の分解能が
規定されている。

【００４６】次に、本実施形態の変型例について説明す
る。

【００４７】図３は、本変形例に係る磁気抵抗効果型ヘ
ッドの構成を概念的に表す斜視図であり、記録媒体との
関係も表した図である。

【００４８】図４は、第２の変形例であり、磁気抵抗効
果型ヘッドを記録媒体との対向面から眺めた斜視概念図
である。

【００４９】図３、図４に例示した各変形例において
は、スピンバルブ素子１が斜めに配置されている。つま
り、磁化固着層の磁化固着方向Ｐが記録媒体のトラック
Ｔの長手方向に対して、平行でも垂直でもない。このよ
うにスピンバルブ素子１を配置することにより、トラッ
クＴにおける信号磁束の方向Ｍが図示のような斜めの方
向に記録された記録媒体２００を再生することができる
ようになる。その結果として、図１乃至図２に例示した
ような磁気ヘッドよりも記録ビット長を短くすることが
可能となる。つまり、狭ビット長化することにより記録
密度をさらに上げることが可能となる。

【００５０】（第２の実施の形態）次に、磁気ヨークを
備えた磁気ヘッドについて説明する。

【００５１】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る
磁気ヘッドの構成を概念的に表す斜視図である。同図に
関しても、図１〜図４に関して前述したものと同一の部
分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【００５２】図５は、磁気ヘッドの動作状態を表すもの
であり、記録媒体２００に記録された記録トラックＴも
併せて示している。磁気ヘッドは以下のように形成され
る。すなわち、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ／Ａｌ₂Ｏ₃（アルチッ
ク上に酸化アルミニウム層を積層）からなる基板（図示
せず）上に、ＮｉＦｅ／ＩｒＭｎ／ＮｉＦｅ積層膜から
なる磁気ヨーク７、７が形成されている。この磁気ヨー
ク７は、基板面と略平行となる同一平面を有するように
並列に形成されている。その膜厚は、トラック幅Ｔｗを
規定するものであり、例えば０．３μｍ程度とすること
ができる。

【００５３】磁気ヨーク７の磁化方向は、微細で等方的
なものとなっており、このような磁区構造とするために
「磁界中熱処理」が施されている。磁気ヨーク７は一対
をなしており、媒体２００と対向する面側には、略垂直
方向に配置された磁気ギャップ５が介在されている。こ
の磁気ギャップ５と磁気ヨーク７とは、それらとスピン
バルブ素子１により形成される磁気回路が基板面に対し
て略平行となるように配置されている。

【００５４】磁気ヨーク７、７が設けられた基板面と略
平行な平面、すなわち磁気ヨーク７中を通る磁束と略平
行な平面に対して平行に一対の電極３、３を介してスピ
ンバルブ素子１が配置されている。つまり、スピンバル
ブ素子１は、一対の磁気ヨーク７、７と磁気的に結合す
るように配置されている。記録媒体２００から磁気ギャ
ップ５を介して磁気ヨーク７に流入した信号磁界は、磁
気ヨーク７と電極３を通ってスピンバルブ素子１に導か
れる。すなわち、磁気ヨーク７とスピンバルブ素子１と
は磁気ギャップ５を介してリング状の磁気回路を形成し
ている。

【００５５】ここで、スピンバルブ素子１の磁化固着方
向Ｐは記録媒体２００の面と略平行詳しくは記録トラッ
クＴと略平行な方向に固定されている。また、スピンバ
ルブ素子１には一対の電極３、３を介してセンス電流が
供給され、スピンバルブ素子１に供給されるセンス電流
Ｉは媒体面と略平行詳しくは記録トラックと略平行な方
向Ｃに流される。

【００５６】図５に例示したヨーク型磁気ヘッドにおい
ては、一対の磁気ヨーク７、７の間に形成された磁気ギ
ャップ５によってトラックＴの長手方向の分解能が規定
される。また、磁気ヨーク７の膜厚によってトラック幅
Ｔｗが規定される。このために極めて微小な記録ビット
にも対応でき、ＨＤＤの高記録密度化に最適な構造を有
する。

【００５７】また、磁気ヨーク７の磁気異方性を分散す
ることにより軟磁性が上がり、記録媒体２００の信号磁
束を効率良くスピンバルブ素子１へと導くことができ
る。その際に、スピンバルブ素子１の磁化固着方向Ｐは
媒体面と略平行詳しくは記録トラックＴと略平行な方向
に固定されていることから、記録媒体２００の信号磁束
に対する感度が大きくなる。加えて、スピンバルブ素子
１に供給されるセンス電流Ｉは媒体面と略平行詳しくは
記録トラックＴと略平行な方向Ｃに流されるため、セン
ス電流による磁界は記録媒体２００の信号磁束に対して
略垂直となり、センス電流値を増加しても動作バイアス
点を変動させるという問題が生じない。

【００５８】図６は、本実施形態のヨーク型磁気ヘッド
に用いることができるスピンバルブ素子の構成を例示し
た概念図である。すなわち、磁気ヨーク７の上に設けら
れた絶縁膜９の上に、スピンバルブ素子１Ａが形成され
ている。その構造は、下地層１１としてＴａ、磁化自由
層（磁化自由層）１２としてＣｏＦｅ、非磁性層（中間
層）１３としてＣｕ、磁化固着層（ピン層）１４として
ＣｏＦｅ、反強磁性層１５としてＩｒＭｎ、保護層１６
としてＴａがこの順に積層されてなる。

【００５９】但し、本発明において用いることのできる
スピンバルブ素子１の構成は、図６に例示したものに限
定されない。

【００６０】図７〜図１５は、本発明において用いるこ
とのできるスピンバルブ素子１の構成の具体例を表す断
面概念図である。

【００６１】図７に例示したスピンバルブ素子１Ｂは、
下地層１１としてＴａ、反強磁性層１５としてＩｒＭ
ｎ、磁化固着層１４としてＣｏＦｅ、非磁性層１３とし
てＣｕ、磁化自由層１２としてＣｏＦｅ、保護層１６と
してＴａが、この順に積層されたものである。

【００６２】図８に例示したスピンバルブ素子１Ｃは、
下地層１１としてＴａ、磁化自由層１５としてＣｏＦ
ｅ、非磁性層１３としてＣｕ、第２磁化固着層１４Ｂと
してＣｏＦｅ、層１７としてＲｕ、第１磁化固着層１４
ＡとしてＣｏＦｅ、反強磁性層１５としてＩｒＭｎ、保
護層１６としてＴａが、この順に積層されたものであ
る。

【００６３】図９に例示したスピンバルブ素子１Ｄは、
下地層１１としてＴａ、反強磁性層１５としてＩｒＭ
ｎ、第１磁化固着層１４ＡとしてＣｏＦｅ、層１７とし
てＲｕ、第２磁化固着層１４ＢとしてＣｏＦｅ、非磁性
層１３としてＣｕ、磁化自由層１２としてＣｏＦｅ、保
護層１６としてＴａがこの順に積層されたものである。

【００６４】図１０に例示したスピンバルブ素子１Ｅ
は、下地層１１としてＴａ、酸化層１８、磁化自由層１
２としてＣｏＦｅ、非磁性層１３としてＣｕ、磁化固着
層１４としてＣｏＦｅ、反強磁性層１５としてＩｒＭ
ｎ、保護層１６としてＴａが、この順に積層されたもの
である。

【００６５】図１１に例示したスピンバルブ素子１Ｆ
は、下地層１１としてＴａ、第１酸化層１７Ａ、磁化自
由層１２としてＣｏＦｅ、非磁性層１３としてＣｕ、磁
化固着層１４としてＣｏＦｅ、第２酸化層１７Ｂ、反強
磁性層１５としてＩｒＭｎ、保護層１６としてＴａが、
この順に積層されたものである。

【００６６】図１２に例示したスピンバルブ素子１Ｇ
は、下地層１１としてＴａ、反強磁性層１５としてＩｒ
Ｍｎ、磁化固着層１４としてＣｏＦｅ、非磁性層１３と
してＣｕ、磁化自由層１２としてＣｏＦｅ、酸化層１
８、保護層１６としてＴａが、この順に積層されたもの
である。

【００６７】図１３に例示したスピンバルブ素子１Ｈ
は、下地層１１としてＴａ、反強磁性層１５としてＩｒ
Ｍｎ、第２酸化層１８Ｂ、磁化固着層１４としてＣｏＦ
ｅ、非磁性層１３としてＣｕ、磁化自由層１２としてＣ
ｏＦｅ、第１酸化層１８Ａ、保護層１６としてＴａが、
この順に積層されたものである。

【００６８】図１４に例示したスピンバルブ素子も用い
ることもできる。すなわち、同図に表した磁気ヘッドに
おいては、基板６の上に磁気ヨーク７が形成され、その
上に絶縁層９を介してスピンバルブ素子１Ｉが形成され
ている。

【００６９】スピンバルブ素子１Ｉは、下地層１１とし
てＴａ、反強磁性層１５としてＩｒＭｎ、磁化固着層１
４としてＣｏＦｅ、非磁性層１３としてＣｕ、磁化自由
層１２としてＣｏＦｅ、非磁性層１３としてＣｕ、磁化
固着層１４としてＣｏＦｅ、反強磁性層１５としてＩｒ
Ｍｎ、保護層１６としてＴａが、この順に積層されたも
のである。このようなスピンバルブ素子１Ｉにおいて、
磁化固着層１４の磁気固着方向は矢印Ｐで表した方向で
あり、センス電流Ｉは矢印Ｃで表した方向に流れる。

【００７０】図１５に例示したスピンバルブ素子も用い
ることもできる。すなわち、同図に表した磁気ヘッドに
おいても、基板６上に形成された磁気ヨーク７上に絶縁
層９を介してスピンバルブ素子１Ｊが設けられている。

【００７１】スピンバルブ素子１Ｊは、下地１１として
Ｔａ、反強磁性層１５としてＩｒＭｎ、磁化固着層１４
としてＣｏＦｅ、非磁性層１３としてＣｕ、磁化自由層
１２としてＣｏＦｅ、絶縁層９としてアルミナ、磁化自
由層１２としてＣｏＦｅ、非磁性層１３としてＣｕ、磁
化固着層１４としてＣｏＦｅ、層１７としてＲｕ、磁化
固着層１４としてＣｏＦｅ、反強磁性層１５としてＩｒ
Ｍｎ、保護層１６としてＴａが、この順に積層されたも
のである。

【００７２】この構成においては、中央付近の絶縁層９
をはさんで両側の磁化固着層１４の磁化方向Ｐは互いに
反平行となる。また、一対の電極のうちの一方の電極２
Ａは一体であるのに対し、もう一方の電極２Ｂは絶縁層
９により上下に分離されている。これによって、出力の
差動増幅が可能となる。

【００７３】図１６は、この差動増幅動作を説明するた
めのグラフ図である。同図に表した磁界強度Ｈとヘッド
の出力電圧との関係から明らかなように、図１５の磁気
ヘッドによれば、磁界の変化に対する出力電圧を２倍の
２ΔＶとすることができる。さらに、出力の作動増幅が
可能となり、背景ノイズをキャンセルしてＳ／Ｎ比を飛
躍的に改善することができる。

【００７４】次に、本実施形態の第２の具体例について
説明する。図１７は、本実施形態の第２の具体例に係る
磁気抵抗効果型ヘッドを表す斜視概念図である。すなわ
ち、同図は、磁気ヘッドの動作状態を表すものであり、
記録媒体２００の上に記録された記録トラックＴも併せ
て表す。本第２の具体例の磁気ヘッドは、以下のように
形成される。

【００７５】すなわち、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ／Ａｌ₂Ｏ₃か
らなる基板（図示せず）の上に、ＮｉＦｅ／ＩｒＭｎ／
ＮｉＦｅ積層膜からなる一対の磁気ヨーク７、７が形成
されている。この磁気ヨーク７、７は、基板面と略平行
となる同一平面を有するように並列に配置されている。
その膜厚は、トラック幅Ｔｗを規定するものであり、例
えば約０．３μｍとすることができる。磁気ヨーク７の
磁化方向は微細で等方的なものとされ、このような磁区
構造とするために磁界中熱処理が施されている。

【００７６】磁気ヨーク７、７の間磁気ギャップ５が介
在されている。磁気ギャップ５と磁気ヨーク７とは、そ
れらとスピンバルブ素子１により形成される磁気回路が
基板の主面に対して略平行となるように配置されてい
る。磁気ギャップ５はギャップ長を規定するものであ
り、例えば約０．０５μｍとすることできる。また、磁
気ギャップ５の材質としては非磁性材料が用いられ、例
えばＡｌ２Ｏ３により形成することができる。

【００７７】基板６の主面と略平行な平面、言い換える
と磁気ヨーク７中を通る磁束と略平行な平面上にはスピ
ンバルブ素子１、１が記録媒体２００の対向面から所定
距離後退した位置に記録媒体２００と略平行に磁気ヨー
ク７の両側に配置されている。つまり、それぞれのスピ
ンバルブ素子１は一対の磁気ヨーク７、７と磁気的に結
合するように配置されている。記録媒体２００から磁気
ギャップ５を介して磁気ヨーク７に流入した信号磁界
は、磁気ヨーク７を通ってそれぞれのスピンバルブ素子
１、１に導かれる。すなわち、磁気ヨーク７とスピンバ
ルブ素子１は磁気ギャップ５を介してリング状の磁気回
路を形成している。

【００７８】ここで、スピンバルブ素子１の磁化固着方
向は媒体面と略平行、詳しくは記録トラックＴと略平行
な方向に固定され、お互いに反平行とされている。ま
た、図示は省略したがスピンバルブ素子１の両端にはセ
ンス電流を供給するための一対の電極が設けられ、スピ
ンバルブ素子１に供給されるセンス電流は、媒体面と略
平行、詳しくは記録トラックＴと略平行な方向に流され
る。

【００７９】本第２の具体例のヨーク型磁気ヘッドで
は、磁気ヨーク７、７によって形成された磁気ギャップ
５がトラックＴの長手方向の分解能を規定し、かつ磁気
ヨーク７の膜厚がトラック幅を規定するために、極めて
微小な記録ビットにも対応できる。その結果として、Ｈ
ＤＤの高記録密度化に最適な磁気ヘッドであるといえ
る。

【００８０】また、磁気ヨーク７の磁気異方性が分散さ
れているために軟磁性が上がり、記録媒体２００の信号
磁束を効率良くスピンバルブ素子１へと導くことができ
る。さらに、スピンバルブ素子１の磁化固着方向Ｐが媒
体面と略平行、詳しくは記録トラックＴと略平行な方向
に固定されていることから、記録媒体２００の信号磁束
に対する感度が大きくなる。さらに、スピンバルブ素子
１に供給されるセンス電流は媒体面と略平行、詳しくは
記録トラックと略平行な方向に流される。このため、セ
ンス電流による磁界は信号磁束に対して略垂直となり、
センス電流値を増加しても動作バイアス点の変動が殆ど
生じない。さらに、対向して設けられたスピンバルブ素
子１、１のそれぞれの出力を差動増幅させることが可能
であり、出力を倍増させるとともに背景ノイズをキャン
セルすることでＳ／Ｎ比を大幅に改善できる。

【００８１】図１８は、本実施形態の第３の具体例に係
る磁気抵抗効果型ヘッドを表す斜視概念図である。すな
わち、同図は、磁気ヘッドの動作状態を表すものであ
り、記録媒体２００の上に記録された記録トラックＴも
併せて表す。本第３の具体例の磁気ヘッドは、以下のよ
うに形成される。

【００８２】すなわち、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ／Ａｌ₂Ｏ₃か
らなる基板（図示せず）の上に、ＮｉＦｅ／ＩｒＭｎ／
ＮｉＦｅ積層膜からなる一対の磁気ヨーク７、７が形成
されている。磁気ヨーク７は、基板面と略平行となる同
一平面を有するように並列に形成されている。磁気ヨー
ク７の記録媒体２００に対抗する面における膜厚はトラ
ック幅Ｔｗを規定するものであり、例えば０．３μｍと
することができる。磁気ヨーク７の磁化方向は微細で等
方的なものとされ、このような磁区構造とするために磁
界中熱処理が施されている。磁気ヨーク７、７は一対を
なしており、記録媒体２００に対向する面側には略垂直
方向に配置された磁気ギャップ５が介在されている。こ
の磁気ギャップ５と磁気ヨーク７、７とは、それらとス
ピンバルブ素子１により形成される磁気回路が基板面に
対して略平行となるように配置されている。

【００８３】磁気ギャップ５はギャップ長を規定するも
のであり、例えば０．０５μｍとすることができる。そ
の材質としては非磁性材料が用いられ、例えばＡｌ₂Ｏ₃
により形成することができる。磁気ヨーク７の基板面と
略平行な平面、言い換えると磁気ヨーク７中を通る磁束
と略平行な平面上には、スピンバルブ素子１が記録媒体
２００から所定距離後退した位置において媒体２００と
略平行に磁気ヨーク７、７によって挟まれるように配置
されている。すなわち、スピンバルブ素子１は一対の磁
気ヨーク７、７と磁気的に結合するように、その内側に
配置されている。記録媒体２００から磁気ギャップ５を
介して磁気ヨーク７に流入した信号磁界は、磁気ヨーク
７を通ってスピンバルブ素子１に導かれる。すなわち、
磁気ヨーク７とスピンバルブ素子１とは磁気ギャップ５
を介してリング状の磁気回路を形成している。

【００８４】ここで、スピンバルブ素子１の磁同化固着
方向Ｐは、媒体面と略平行詳しくは記録トラックＴと略
平行な方向に固定されている。スピンバルブ素子１の両
端には、センス電流を供給するための一対の電極２、２
が設けられている。スピンバルブ１に供給されるセンス
電流は、媒体面と略平行詳しくは記録トラックと略平行
な方向に流される。

【００８５】上述した図１８に示される磁気抵抗効果型
ヘッドは、ヨーク膜厚が媒体対向面から遠ざかるに連れ
て増加しているため、磁気的なコンダクタンスが低下
し、媒体磁束の吸い込みが向上する。

【００８６】また、図１７、および図１８に示されるよ
うなヨークにスピンバルブ素子が挟まれるタイプの磁気
抵抗効果型ヘッドで、基板面に略平行な対称面（鏡面）
を有するような構造を有する磁気抵抗効果型ヘッドにお
いては、マイクロトラックプロファイルが向上する。

【００８７】図１９は、本第３の具体例において用いる
ことができるスピンバルブ素子の構成を例示した断面概
念図である。すなわち、一対の磁気ヨーク７、７の間に
は、絶縁層９を介してスピンバルブ素子１が挟持されて
いる。スピンバルブ素子１は、下地層１１としてＴａ、
磁化自由層１２としてＣｏＦｅ、非磁性層１３としてＣ
ｕ、磁化固着層１４としてＣｏＦｅ、反強磁性層１５と
してＩｒＭｎ、磁化固着層１４としてＣｏＦｅ、非磁性
層１３としてＣｕ、磁化自由層１２としてＣｏＦｅ、保
護層１６としてＴａがその順に積層されている。さらに
その上側に絶縁層９を介して磁気ヨーク７が形成されて
いる。

【００８８】図２０は、本第３の具体例において用いる
ことができる他のスピンバルブ素子の構成を例示した断
面概念図である。すなわち、このスピンバルブ素子は、
下地層１１としてＴａ、磁化自由層１２としてＣｏＦ
ｅ、非磁性層１３としてＣｕ、磁化固着層１４としてＣ
ｏＦｅ、層１７としてＲｕ、磁化固着層１４としてＣｏ
Ｆｅ、反強磁性層１５としてＩｒＭｎ、絶縁層９として
アルミナ、反強磁性層１５としてＩｒＭｎ、磁化固着層
１４としてＣｏＦｅ、非磁性層１３としてＣｕ、磁化自
由層１２としてＣｏＦｅ、保護層１６としてＴａを、こ
の順に積層した構成を有する。

【００８９】ここで、同図に表したように、中央の絶縁
層９を挟んで両側のスピンバルブ素子の磁化固着方向Ｐ
を互いに反平行とすることができ、差動増幅が可能とな
る。また、反強磁性層１５／絶縁層９／反強磁性層１５
の部分は、それ自体が絶縁性であるＮｉＯ反強磁性膜と
することもできる。

【００９０】次に、本実施形態の第４の具体例について
説明する。図２１は、本実施形態の第４の具体例に係る
磁気抵抗効果型ヘッドを表す斜視概念図である。同図
は、図示しない記録媒体に対向する対向面から眺めた斜
視図である。スピンバルブ素子１は、媒体対抗面から所
定の距離後退した位置に媒体面と略平行となるように絶
縁膜９を介して設けられている。スピンバルブ素子１の
上下両側には、その端部から発生する逆磁区を抑制する
とともに、スピンバルブ素子１の磁化自由層に媒体面に
対し垂直方向のバイアス磁界を加える目的でバイアス膜
３０、３０が設けられている。

【００９１】また、スピンバルブ素子１の左右両端には
センス電流を供給するために一対の電極２、２が設けら
れている。ここで、スピンバルブ素子１が設置された部
分についてみると、電極２、２の間隔Ｗ１は、磁気ヨー
ク７、７の間隔Ｗ２よりも短くなるように構成されてい
る。スピンバルブ素子１と磁気ヨーク７とが重なる部分
とその近傍は、記録媒体からの信号磁束の多くが磁気ヨ
ーク７に流れるため、この部分でのスピンバルブ素子１
は出力にはあまり寄与しない。つまり、スピンバルブ素
子１に「不感帯」が生ずる場合がある。

【００９２】そこで、本具体例のように、電極の間隔Ｗ
１を磁気ヨークの間隔Ｗ２よりも短くすることにより、
電極２、２の間からスピンバルブ素子１の「不感帯」を
排除する。このようにすれば、スピンバルブ素子１のみ
に媒体からの磁束が流れる部分、すなわち出力に大きく
寄与する部分のみの効果を取り出すことが可能となる。

【００９３】次に、本実施形態の第５の具体例について
説明する。図２２（ａ）は、本実施形態の第５の具体例
に係る磁気抵抗効果型ヘッドを表す斜視概念図である。
同図も、図示しない記録媒体に対向する対向面から眺め
た斜視図である。基板６の上に設けられた磁気ヨーク
７、７は一対をなし、媒体に対向する側に磁気ギャップ
５が設けられている。スピンバルブ素子１は、媒体対向
面から所定の距離だけ後退した位置に媒体面と略平行と
なるように絶縁膜９を介して設けられている。また、そ
の上下両側には、端部から発生する逆磁区を抑制すると
ともにスピンバルブ素子１の磁化自由層に媒体面に対し
て垂直方向のバイアス磁界を加えるためのバイアス膜３
０が設けられている。

【００９４】スピンバルブ素子１の左右両端には、セン
ス電流を供給するための電極２、２が設けられている。
また、磁気ヨーク７、７の下には、通電層３２、３２が
設けられている。この通電層６に、図示のように電流Ｉ
を流しながらこの磁気ヘッドを加熱することにより、磁
気ヨーク７とスピンバルブ素子１の磁化自由層に同時に
磁気異方性を付与することができ、しかもそれは媒体か
らの信号磁束が流れる方向と略垂直となる。従って、磁
気ヨーク７とスピンバルブ素子１で発生するバルクハウ
ゼンノイズをいずれも抑制することができる。

【００９５】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態について説明する。本実施形態は、スピン
バルブ素子１と、磁気ヨーク７の形成方法に関する。

【００９６】図２３は、スピンバルブ素子と磁気ヨーク
部材のそれぞれのアニール温度と交換結合磁界とブロッ
キング温度との関係を模式的に表した概念図である。す
なわち、同図（ａ）は、横軸にアニール温度Ｔ、縦軸に
交換結合磁界Ｈを表したグラフ図である。また、同図
（ｂ）は、アニール時の温度プロファイルを表すグラフ
図であり、温度軸（同図に向かって横方向）と、時間軸
（縦方向）とを有する。また、図２３（ｂ）における挿
入図は、温度Ｔyoke とＴb-sv におけるスピンバルブ素
子１及び磁気ヨーク７の状態を表す概念図である。

【００９７】ここで、以下の如く省略記号を定義する。 Ｔb-sv ：スピンバルブ素子の磁化固着層の交換結合
磁界が消失する温度（以下、「ブロッキング温度」と称
する。） Ｔb-yoke ：磁気ヨークを構成する部材のブロッキング
温度 Ｈua-sv ：スピンバルブ素子の磁化固着層の室温での
交換結合磁界の大きさ Ｈua-yoke：磁気ヨークを構成する部材の室温交換結合
磁界の大きさ Ｔsv ：スピンバルブ素子の磁化固着層のアニール
温度 Ｈsv ：スピンバルブ素子の磁化固着層のアニール
時に印加する磁界強度 Ｔyoke ：ヨーク部材のアニール温度 Ｈyoke ：ヨーク部材のアニール時の磁界強度 Ｈua-sv(Ｔyoke)：Ｔyoke におけるスピンバルブ素子１
の磁化固着層の交換結合磁界の大きさ Ｈk ：ヨーク部材の異方性磁界

【００９８】ヨーク型磁気抵抗効果型ヘッドでは、磁気
ヨークを構成する部材内に磁区を形成することにより発
生するバルクハウゼンノイズ（ＢＨＮ）を抑制すること
が最も重要な課題である。ＢＨＮは、ヨーク部材内に磁
区が形成され、それらが不連続に移動することにより発
生する。したがって、ＢＨＮをなくすには磁区を消去す
ることすなわち単磁区化することが必要である。また
は、別の方法としてヨーク部材内に形成される磁区をヨ
ーク部材の大きさと比較して十分に小さくすることによ
り、それぞれの磁区運動の不連続性を連続的にすること
でＢＨＮが相対的に消失した状態を作り出す方法があ
る。つまり、ヨーク部材内に形成される磁区を微細化す
れば、それぞれの磁区運動による影響も微小なものとな
り、出力信号に表れるダイナミックな変動も抑制でき
る。

【００９９】磁区制御の観点から言うと、強磁性体膜を
中間層を挟んで積層することにより、上下磁性層の間で
エッジ部に出る磁化をキャンセルし、磁気ヨークの環流
磁区を消失させることができる。

【０１００】さらに別の方法として、図２３（ｂ）に例
示したように、反強磁性体膜ＡＦＭと強磁性体膜ＦＭと
を積層させることが有効である。すなわち、反強磁性体
膜ＡＦＭと強磁性体膜ＦＭとの間の交換結合を利用する
ことにより、磁気ヨークには「一方向性磁気異方性」あ
るいは「分散磁気異方性（すなわち等方性）」が付与さ
れ、磁気ヨークが単磁区、あるいは、分散微小磁区構造
をとる。

【０１０１】「一方向性磁気異方性」は、一方向磁場を
印加したアニール、あるいは磁気ヨークに通電しながら
のアニールを行うことにより形成することができる。ま
た、「分散磁気異方性」は、回転磁場を印加したアニー
ルを行うことにより形成することができる。いずれの方
法を選択しても、ＢＨＮは低減される。

【０１０２】図２３（ｂ）に例示したような積層構造の
磁気ヨークを採用する場合に最も重要なことは、ヨーク
部材とスピンバルブ素子１のアニールを両立させること
である。つまり、ヨーク部材のアニールを施した後にお
いても、スピンバルブ素子１の磁化固着層の磁化を安定
に保たなければならない。

【０１０３】従って、スピンバルブ素子１の磁化固着用
の反強磁性膜の特性として、磁気ヨークのアニール温度
においても十分に大きな交換結合磁界を保持することが
必須条件となる。この場合、磁気ヨーク部材と比較して
スピンバルブ素子のブロッキング温度および交換結合磁
界が十分に大きいことが非常に望ましいが、図２２の
（ｂ）に示されるようなヨーク部材とスピンバルブ素子
磁化固着層との交換結合磁界が温度特性の関係を有する
場合でも、ヨーク部材とスピンバルブ素子との整合性が
取れたアニールは可能である。

【０１０４】図２３（ａ）と（ｂ）とに表したように、
まず、スピンバルブ素子をＴb-sv以上、あるいは、その
近傍で十分に磁化固着できる温度でアニールする。その
後、連続してあるいは非連続に、 Ｔb-sv＞Ｔyoke≧Ｔb-yoke なるアニール温度Ｔyoke において、 Ｈua-sv(Ｔyoke)＞Ｈyoke＞Ｈk となる外部磁界Ｈyoke を回転あるいは一方向に印加し
ながら、真空中でアニールする。ここで、Ｔyokeは理想
的にはＴb-yoke以上が好ましいが、その近傍の温度であ
も良い。

【０１０５】従って、この場合、Ｔb-sv＞Ｔb-yoke な
る関係が満たされることが望ましい。ここで、スピンバ
ルブ素子１の磁化固着層のブロッキング温度と磁気ヨー
ク部材のブロッキング温度との差は、ヨークの磁区制御
ができる範囲であればできるだけ大きい方が好ましい。
実際のブロッキング温度差としては、アニールを容易に
実施するためには２０℃以上であることが好ましく、５
０℃以上であればさらに好ましい。

【０１０６】磁化固着層とヨーク部材とのブロッキング
温度の差を得る方法としては、次の２つの方法が挙げら
れる。すなわち、両者を同一組成の反強磁性体膜とする
場合には、それらの反強磁性体膜の膜厚に差を設ける方
法がある。また、磁化固着層とヨーク部材とで、ブロッ
キング温度に差を有する異なる組成の反強磁性体膜を採
用する方法も挙げることができる。

【０１０７】一般的に、反強磁性膜の膜厚が増加するに
従ってブロッキング温度は上昇する傾向がある。従っ
て、同一組成の反強磁性体膜を用いる場合には、ヨーク
部材には薄い反強磁性体膜、スピンバルブ素子には厚い
反強磁性体膜を用いることが望ましい。一方、それぞれ
に異なる組成の反強磁性体膜を用いる場合は、様々な組
み合わせが考えられる。ここで、ヨーク部材およびスピ
ンバルブ素子に用いられる反強磁性体膜としては、Ｆｅ
Ｍｎ合金、ＩｒＭｎ合金、ＰｔＭｎ合金、ＣｒＭｎ合
金、ＮｉＯ合金、ＣｒＡｌ合金、ＣｏＰｔＭｎ合金、Ｒ
ｈＭｎ合金、ＲｕＭｎ合金などからなる強磁性体膜と交
換結合するあらゆる反強磁性体膜を用いることが可能で
ある。

【０１０８】もう一つの望ましい条件として、スピンバ
ルブ素子の磁化固着層の交換結合磁界の温度特性が良好
な方が、ヨーク部材のアニールの際の印加磁場の自由度
が大きくなる。ヨーク部材のアニール時の印加磁界は、
ヨーク部材に用いている強磁性体膜ＦＭの異方性磁界
（Ｈk）よりも大きくなくてはならない。これは、ヨー
ク部材のアニールはＴb-yoke以上の温度で行うために、
交換結合磁界の効果が消失するからである。従って、こ
のことは反強磁性体膜ＡＦＭを使わないヨーク部材を用
いる場合にも適用できる。従って、磁化固着層の交換結
合磁界Ｈua-svの温度特性は、図２３（ａ）に示したよ
うに上に凸形状を取ることが望ましい。

【０１０９】Ｈua-svの温度特性を向上せるためには、
反強磁性体膜の結晶性の向上、すなわち結晶配向性の向
上および結晶粒径の粗大化を図ることが有効である。ま
た、スピンバルブ素子の積層構造においては、図８や図
９に例示したように、第１の磁性層（第１の固着層）と
第２の磁性層（第２の固着層）とそれらに挟まれた層と
からなる「逆平行固着層」を用いることが有効である。
「逆平行固着層」を用いると、極めて優れた交換結合磁
界強度と交換結合磁界の温度特性とが得られる。

【０１１０】次に、本実施形態の具体例について説明す
る。

【０１１１】本発明者は、以下に詳述するスピンバルブ
素子と磁気ヨーク部材とを用い、本実施形態に基づいて
アニールを実施した。

【０１１２】まず、スピンバルブ素子としては、以下の
２種類を使用した。 ＳＶ１：Ta5/Ru1/Cu1/CoFe1.5/Cu2/CoFe2/Ru0.9/CoFe2/
IrMn1O/Ta5（ｎｍ） ＳＶ２：Ta5/NiFe1/CoFe1/Cu2/CoFe2/PtMn30/Ta5（ｎ
ｍ） 磁気ヨークとしては、ＮｉＦｅ／ＩｒＭｎ（５ｎｍ）／
ＮｉＦｅの積層構造膜を用いた。

【０１１３】ＳＶ１における反強磁性体膜（ＩｒＭｎ１
０ｎｍ）のブロッキング温度は約３００℃であり、磁気
ヨークの反強磁性体膜（ＩｒＭｎ５ｎｍ）のブロッキン
グ温度は２００℃であった。また、室温での交換結合磁
界は、それぞれ、約４００Ｏｅ、約１０Ｏｅであった。
また、ＮｉＦｅの異方性磁界は約５Ｏｅであった。

【０１１４】一方、ＳＶ２における反強磁性体膜（Ｐｔ
Ｍｎ１５ｎｍ）のブロッキング温度と交換結合磁界は、
それぞれ３５０℃、６００Ｏｅであった。

【０１１５】これらの部材を用いて磁気ヘッドを組立て
て、アニールした。まず、２７０℃で１０時間一方向に
１０ｋＯｅの磁界を印加してアニールし、次に、２２０
℃で５時間回転しながら２００Ｏｅの磁界中でアニール
し、そのまま炉中で冷却した。ここで、ＳＶ１とＳＶ２
の２２０℃での交換結合磁界の大きさは、それぞれ２５
０Ｏｅ，３００Ｏｅであった。

【０１１６】このアニール前後でスピンバルブ素子のＭ
Ｒ（磁気抵抗）変化率を測定し、次に示す結果を得た。 ２７０℃−１０ｋＯｅ ２２０℃−２００Ｏｅ １０時間一方向アニール後 ５時間・回転アニール後 ＳＶ１： ７．６５％ ７．６４％ ＳＶ２： ６．５４％ ６．５６％

【０１１７】上記のように、ＳＶ１とＳＶ２のいずれに
おいても、ＭＲ変化率の低下は見られなかった。また、
いずれの素子においても、磁化固着層の磁化方向の傾き
は５°以内に維持されていた。以上具体例を挙げて説明
したように、本実施形態によれば、スピンバルブ素子と
磁気ヨークの特性をいずれも損なうことなく、効果的に
アニールを施してバルクハウゼンノイズを低減すること
ができる。

【０１１８】上記ヨーク部材をヨーク形状にフォトリソ
グラフィ技術を用いて加工した後、ＳＫＥＭ（Scanning
Kerr Effect Microscopy）を用いてその磁区構造を観
察したところ、ヨーク部材にはバルクハウゼンノイズの
原因と考えられる磁区構造および磁壁は観察されなかっ
た。

【０１１９】さらに上記のヨーク部材およびスピンバル
ブ膜を用いたヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドをスピン
スタンドテスタにより、その出力を評価した結果、ヨー
ク部およびスピンバルブ素子部からのバルクハウゼンノ
イズは見られず、十分に良好な出力が得られた。

【０１２０】ヨーク型の磁気抵抗効果型ヘッドとして
は、前述した各実施形態に関して説明した具体例の他
に、図２４から図２６に表したものも挙げられる。以下
に、それぞれの具体例について詳細に説明する。

【０１２１】これらのヨーク型磁気抵抗効果型ヘッドに
おいても、上述したように磁気ヨークのバルクハウゼン
ノイズ（ＢＨＮ）は共通の課題である。磁気ヨークから
のＢＨＮ対策としては、反強磁性体膜と強磁性体膜との
積層化による交換結合磁界を利用するのが効果的であ
る。前述したように、この方法によれば、磁気ヨークの
磁区を微小化し、かっ磁気異方性を分散させたり、一磁
区異方性を付与したりすることが可能となり、ＢＨＮを
抑制できる。

【０１２２】しかし、スピンバルブ素子の磁化固着層に
おいても反強磁性体膜と強磁性体膜との交換結合特性を
用いているので、スピンバルブ素子の磁化固着層と磁気
ヨークの磁気異方性制御をいかにして両立させるかとい
うことが上述の磁気ヨーク型磁気抵抗効果型ヘッドと同
様に課題となる。

【０１２３】この課題に対しては、本実施形態の概念に
基づいた反強磁性体膜の設計、すなわち、磁気ヨークに
はスピンバルブ素子よりも低いブロッキング温度を有す
るものを用いることが有効である。

【０１２４】図２４は、本発明による磁気抵抗効果型ヘ
ッドの具体例を表す斜視概念図である。同図に関して
も、前述した各具体例と同一の部分には同一の符号を付
して詳細な説明は省略する。

【０１２５】図２４の磁気ヘッドにおいては、バックヨ
ーク７Ｂと、フロントヨーク７Ａと、スピンバルブ素子
１と、が電気的にも磁気的にも接続されている。また、
磁気ギャップ５を介して、背面側にはボトムヨーク７Ｃ
が設けられ、信号磁束がリング状に環流するようにされ
ている。なお、スピンバルブ素子１の背面においては、
ボトムヨーク７Ｃは山型に突出し、磁気ギャップ５との
間に空間には、図示しない非磁性材料を充填しても良
い。

【０１２６】また、本磁気ヘッドのフロントヨーク７
Ａ、バックヨーク７Ｂおよびボトムヨーク７Ｃに１方向
磁気異方性が付与される場合、それは媒体対向面に平行
で、スピンバルブ素子１の磁化固着層の磁化固着方向Ｐ
とは垂直に付与される。

【０１２７】本具体例においては、スピンバルブ素子１
から記録媒体２００までの間の「不感部分」となる領域
に、フロントヨーク７Ａが設けられている。従って、磁
気ヘッドの感度を確保するためには、この「不感部分」
における侵入磁束長を長くすることが望ましい。つま
り、磁気コンダクタンスを大きくする（磁性膜の透磁率
を確保する）ために、スピンバルブ素子１の磁化自由層
とは異なる高透磁率磁性材料を用いて、または磁化自由
層より膜厚を厚くして、フロントヨーク７Ａ形成するこ
とが望ましい。

【０１２８】また、ヨーク部材として、記録媒体２００
との接触に強い、硬質の軟磁性材料も選択できる。ま
た、センス電流の通電方向とスピンバルブ素子１の磁化
固着層の磁化固着方向Ｐとが平行となるために、素子動
作点（バイアス点）がセンス電流によって変動しない。
従って、大電流化により高出力化を実現できる。バイア
ス点は、後に詳述する第４実施形態の方法で最適化でき
る。

【０１２９】また、スピンバルブ素子１の長手方向が、
媒体面に対して垂直に規定され、スピンバルブ素子１の
幅が、直接トラック幅Ｔｗとなり、センス電流の通電方
向も媒体面に対して垂直であるから、狭トラック化した
ときに出力が得られやすいという利点も有する。

【０１３０】図２５は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッド
の別の具体例を表す斜視概念図である。図２４に表した
ものと比較すると、電極２の配置関係が異なる。すなわ
ち、センス電流の通電方向Ｃと磁化固着層の磁化固着方
向Ｐとが直交している。フロントヨーク７Ａとバックヨ
ーク７Ｂとスピンバルブ素子１とは磁気的に結合されて
いるが、電気的には接続されていない。すなわち、スピ
ンバルブ素子１の下面には、絶縁層９が設けられてい
る。

【０１３１】また、本磁気ヘッドのフロントヨーク７
Ａ、バックヨーク７Ｂおよびボトムヨーク７Ｃに１方向
磁気異方性が付与される場合、それは媒体対向面に平行
で、スピンバルブ素子１の磁化固着層の磁化固着方向Ｐ
とは垂直に付与される。

【０１３２】図２６は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッド
の別の具体例を表す斜視概念図である。本具体例におい
ては、２つのフロントヨーク７Ａ１、７Ａ２とバックヨ
ーク７Ｂとがそれぞれスピンバルブ素子１Ａ、１Ｂによ
り磁気的に結合され、リング型の磁気回路を形成してい
る。２つのスピンバルブ素子１Ａ、１Ｂにより差動動作
させ、図１６に関して前述したように、出力を倍増する
とともにＳ／Ｎ比を大幅に向上することができる。

【０１３３】また、トラック幅Ｔｗをフロントヨーク７
Ａ１、７Ａ２の膜厚で規定するので、極めて狭い記録ト
ラックに対応できる。すなわち、超高密度記録媒体に用
いて好適な磁気抵抗効果型ヘッドを実現することができ
る。

【０１３４】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態として、磁気抵抗効果型ヘッドにおけるス
ピンバルブ素子のバイアス膜の具体的な構成、およびス
ピンバルブ素子の形成方法について説明する。

【０１３５】図２７は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッド
における磁気ヨークとスピンバルブ素子の形状及びこれ
らの位置関係を例示した概念図である。

【０１３６】これらの図において、１はスピンバルブ素
子、３０はスピンバルブ素子の磁化自由層の磁区を制御
するためのバイアス膜、７は磁気ヨークを表す。スピン
バルブ素子１としては、前述した各実施形態に関して例
示したような種々の構成を採用できる。

【０１３７】バイアス膜３０としては、Ｃｒ／Ｃｏ８０
Ｐｔ２０（ａｔ％）積層膜や、Ｆｅ（７０〜９５）Ｃｏ
（３０〜５）／Ｃｏ８０Ｐｔ２０（ａｔ％）積層膜や、
Ｆｅ−Ｃｏ−Ｏ膜などの硬磁性フェライト膜などの硬磁
性膜を用いることができる。

【０１３８】図２８〜図３０は、図２７に例示した磁気
抵抗効果型ヘッドの要部製造プロセスを表す工程断面図
であり、図２７（ａ）に表したＡ−Ａ線断面を表す。

【０１３９】最初に、図２７〜図２９を参照しつつ、本
実施形態の製造方法について説明する。

【０１４０】まず、図２８（ａ）に表したように、絶縁
下地膜９の上に、バイアス膜３０および第１の絶縁膜８
０を堆積する。ここで、絶縁下地膜９は、図示しない磁
気ヨークを形成し加工して平坦化した表面上に堆積した
ものであり、その材料としては、例えばＡｌＯ_x（酸化
アルミニウム）などを用いることができる。また、第１
の絶縁膜８０は、ＡｌＯ_xやＳｉＯ_x（酸化シリコン）な
どにより形成することができる。

【０１４１】次に、図２８（ｂ）に表したように、レジ
ストマスク３００を形成する。具体的には、第１の絶縁
膜８０の上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ技
術によりレジストをパターニングする。

【０１４２】次に、図２８（ｃ）に表したように、第１
の絶縁膜８０を選択的にエッチングする。具体的には、
例えばイオン・ミリングやリアクティブ・イオン・エッ
チングなどのドライエッチングにより、レジストマスク
３００の開口部に露出している第１の絶縁膜８０をエッ
チングする。

【０１４３】次に、図２８（ｄ）に表したように、レジ
ストマスク３００を除去する。

【０１４４】次に、図２８（ｅ）に表したように、バイ
アス膜３０を選択的にエッチングする。具体的には、第
１の絶縁膜８０をマスクとして、その開口に露出してい
るバイアス膜３０をエッチングする。なお、図２９
（ａ）は、図２８（ｅ）と同一の状態を表す。

【０１４５】この後の工程は、図２９に表したように、
２種類に分けることができる。すなわち、まず、図２９
（ｂ）に表したように、第２の絶縁膜８２を全面に堆積
し、さらに、スピンバルブ素子を構成する積層構造１を
全面に形成する。ここで、゛第２の絶縁膜８２の材料と
しては、ＡｌＯ_xやＳｉＯ_xなどを用いることができる。

【０１４６】または、図２９（ｃ）に表したように、ス
ピンバルブ素子を形成する積層構造１を全面に形成して
も良い。

【０１４７】次に、図２９（ｄ）または（ｅ）に表した
ように、レジストマスク３０２を形成する。すなわち、
バイアス膜が選択的にエッチングされて形成された凹部
を覆うようにレジストマスク３０２を形成する。

【０１４８】次に、図２９（ｆ）または（ｇ）に表した
ように、積層構造をエッチングし、第３の絶縁膜８４を
堆積する。具体的には、レジストマスク３０２の外側に
露出している積層部分をドライエッチングによりスピン
バルブ素子の積層構造１からバイアス膜３０からまでエ
ッチングして、幅Ｄおよび幅ＨＭ−Ｄを一括で規定する
ことができる。

【０１４９】さらに、第３の絶縁膜８４としてＡｌＯ_x
などの絶縁材料を堆積する。

【０１５０】この後に、レジストマスク３０２を除去す
る。

【０１５１】さらに、図示は省略するが、スピンバルブ
素子１の長手方向の寸法Ｌを規定する。すなわち、レジ
ストマスクを形成し、ドライエッチングによりスピンバ
ルブ素子１とバイアス膜３０をエッチングする。そし
て、寸法Ｌを規定した方向の両側に電極２、２をリフト
オフ工程により形成することにより、本発明の磁気抵抗
効果型ヘッドが完成する。

【０１５２】一方、本発明によるもう一つの形成方法を
図３０を参照しつつ説明する。

【０１５３】まず、図３０（ａ）に表したように、絶縁
層９の上に、スピンバルブ素子の積層構造１を全面に形
成し、その上にレジストマスク３０２を形成する。

【０１５４】次に、同図（ｂ）に表したように、レジス
トマスク３０２の外側に露出したスピンバルブ素子の積
層構造をエッチングする。

【０１５５】次に、同図（ｃ）に表したように、第１の
絶縁膜８０、バイアス膜３０、第２の絶縁膜８２を形成
する。

【０１５６】次に、同図（ｄ）に表したように、レジス
トマスク３０２と共に、その上の第１の絶縁膜８０、バ
イアス膜３０、第２の絶縁膜８２を除去する。

【０１５７】次に、同図（ｅ）に表したように、露出し
たスピンバルブ素子の上に第２のレジストマスク３０４
を形成する。

【０１５８】次に、同図（ｆ）に表したように、第３の
絶縁膜８４を全面に堆積する。

【０１５９】この後の工程としては、前述したように、
レジストマスク３０４を除去し、スピンバルブ素子１の
長手方向の寸法Ｌを規定するプロセスと電極を形成する
プロセスを経て、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドが完成
する。

【０１６０】以上、図２８〜図３０を参照しつつ説明し
た形成方法を行うことにより、バイアス膜３０の周囲が
絶縁体で覆われ、電極２からの電流がバイアス膜３０に
分流することなくなる。その結果として高出力が得ら
れ、同時に、バイアス膜３０からの電流磁界に起因する
スピンバルブ素子１のエッジ部への悪影響を除去でき
る。

【０１６１】さらに、バイアス膜３０を設けることによ
り、スピンバルブ素子１の上下エッジ部での磁化の「カ
ーリング」が無くなり、ＢＨＮが抑制される。

【０１６２】本実施形態の方法は、金属系電気伝導性バ
イアス膜を用いる場合に特に有効である。硬磁性フェラ
イトなどを用いる場合には、上記の工程の絶縁膜形成を
省略した工程を省略することもできる。

【０１６３】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態について説明する。本実施形態は、バイア
ス点のバランスに着目した構成上の特徴を有する。

【０１６４】図３１は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッド
においてスピンバルブ素子に作用する各種の磁界の関係
を表した概念図である。

【０１６５】また、図３２は、これらの各種磁界が磁気
抵抗効果型ヘッドのバイアス点に及ぼす影響を表すグラ
フ図である。

【０１６６】まず、図３１を参照しつつ説明すると、ス
ピンバルブ素子１は、磁化自由層１２と、非磁性層１３
と、磁化固着層１４とが積層された構成を有する。そし
て、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドにおいては、センス
電流Ｃと、磁化固着層の磁化方向Ｐと、磁化自由層に作
用する信号磁束Ｓとの関係は、図示した如くである。

【０１６７】そして、このようなスピンバルブ素子１に
対しては、磁化自由層と磁化固着層との間の強磁性的な
層間相互作用による磁界Ｈinterと、層間静磁結合によ
る磁界Ｈstaticと、センス電流による磁界Ｈcurrentと
が作用する。

【０１６８】図３２に表したように、これらの各磁界の
関係をみると、Ｈinterはバイアス点をプラスの磁界側
にシフトさせ、Ｈstaticはバイアス点をマイナス側にシ
フトさせる効果がある。

【０１６９】ここで、Ｈinterは、スピンバルブ素子の
ＭＲ変化率を上げるために非磁性層１３を薄くすると、
次第に大きくなる。一方で、記録媒体の高密度化により
記録ビットサイズが小さくなるにしたがって、検出磁界
が小さくなるので、スピンバルブ素子の感度を向上させ
るために磁化自由層１２を薄くする必要がある。これに
伴って、Ｈinterも大きくなる。

【０１７０】このような事情のもとで、バイアス点をず
らすことなく高出力・高感度を実現するためには、Ｈst
aticを大きくすることにより、ＨinterとＨstaticを平
衡させることにより、バイアス点を制御することが必要
となる。このためには、磁化固着層１４のＭｓ・ｔ（磁
化・膜厚）積を大きくすることが必要である。

【０１７１】また、Ｈstaticはスピンバルブ素子の素子
形状にも関係する。このため、例えば、磁化固着層の磁
化方向に対してスピンバルブ素子の長さが長くなれば、
それに従って磁化固着層１４のＭｓ・ｔ積も上げなくて
はならない。

【０１７２】一方、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドにお
いては、磁化固着層の磁化方向Ｐとセンス電流の通電方
向Ｃとが略平行となるために、センス電流磁界Ｈcurren
tがＨinterやＨstaticに対して略垂直方向に印加され
る。したがって、センス電流がバイアス点に影響を及ぼ
さないと同時に、センス電流磁界により磁化自由層の磁
区構造を積極的に制御できるという利点も有する。つま
り、センス電流による磁界を作用させて磁化自由層の磁
区構造を単磁区化させることが可能となる。

【０１７３】このためには、センス電流を磁化自由層１
２以外の層に流してその磁界を磁化自由層に作用させる
ことが効果的である。つまり、磁化固着層１４の比抵抗
を磁化自由層１２と比較して相対的に下げることが望ま
しい。例えば、磁化自由層１２に添加物を混入すること
により比抵抗を上げること、および、磁化固着層１４の
膜厚を磁化自由層１２よりも厚くすることが有効であ
る。具体的には、磁化固着層１４にＣｏＦｅ合金を用い
る場合には、磁化自由層１２には、ＣｏＦｅＢ合金、Ｃ
ｏＦｅＣ合金、あるいはＣｏＦｅＮ合金等の材料を用い
ると効果的である。

【０１７４】これにより、センス電流を積極的に磁化固
着層１４に流し、その磁界によって磁化自由層１２の磁
区制御が可能になる。また、同時に、磁化自由層１２へ
の添加物混入により、そのＭｓ・ｔ積を下げる効果も得
られる。

【０１７５】次に、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドに適
用することができるスピンバルブ素子の具体例を説明す
る。

【０１７６】表１は、これらの具体例の構成を表すもの
であり、それぞれのスピンバルブ素子は、構成材料とそ
の膜厚（ｎｍ）により表されている。膜構成の概略やそ
の作用については、前述した各実施形態において説明し
た通りである。

【０１７７】

【表１】

【０１７８】これらのスピンバルブ素子は、ＤＣスパッ
タリング、ＲＦスパッタリング法、イオンビームスパッ
タリング法あるいはダイオード型スパッタリング法など
の種々の方法により作製できる。ここで示した具体例
は、主にＤＣマグネトロンスパッタリング法により作製
した。成膜中のＡｒ（アルゴン）圧力はすべての素子に
おいて０．１〜５ｍＴｏｒｒの範囲とした。特に、磁化
自由層１２の膜厚を薄くする場合には、高Ａｒ圧での成
膜により膜質が不良となり、磁気抵抗効果が小さくなる
ことがあるために、成膜Ａｒ圧は可能な限り低い方がよ
い。具体的には、３．０ｍＴｏｒｒ以下とすることが望
ましく、１．０ｍＴｏｒｒ以下とすることがさらに望ま
しい。

【０１７９】これらのスピンパルブ膜を用いたヨーク型
磁気抵抗効果ヘッドをスピンスタンドを用いてスピンバ
ルブ素子からの出力を測定した結果、本発明における実
施例においては、十分な出力を得られた。しかし、本比
較例においては、バイアス点が大きくくずれてしまうた
めに前記微細素子からの出力は検出されなかった。

【０１８０】（第６の実施の形態）次に、本発明の第６
の実施の形態に係る磁気記録装置について説明する。

【０１８１】以上説明した各実施形態の磁気抵抗効果型
ヘッドは、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドに組み
込まれ、磁気記録装置に搭載することができる。

【０１８２】図３３は、このような磁気記録装置の概略
構成を例示する要部斜視図である。すなわち、本発明の
磁気記録装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用
いた形式の装置である。同図において、磁気ディスク１
５１は、スピンドル１５２に装着され、図示しない駆動
装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータ
により回転する。磁気ディスク１５１が浮上した状態で
情報の記録再生を行うヘッドスライダ１５３は、薄膜状
のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。
ここで、ヘッドスライダ１５３は、例えば、前述したい
ずれかの実施の形態にかかる磁気ヘッドを搭載してい
る。

【０１８３】磁気ディスク１５１が回転すると、ヘッド
スライダ１５３の媒体対向面（ＡＢＳ）は磁気ディスク
１５１の表面から所定の浮上量をもって保持される。

【０１８４】サスペンション１５４は、図示しない駆動
コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータ
アーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータ
アーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボ
イスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイ
ルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビ
ン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコ
イルを挟み込むように対向して配置された永久磁石およ
び対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。

【０１８５】アクチュエータアーム１５５は、固定軸１
５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリ
ングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６によ
り回転摺動が自在にできるようになっている。

【０１８６】本発明によれば、前述した各実施形態にか
かる磁気ヘッドを採用することにより、バイアス点の変
動が生ずることなく磁気ヘッドに供給するセンス電流を
増加することができる。その結果として、高出力と高感
度化が実現し、記録密度を高くすることもできる。さら
に、バルクハウゼンノイズも低減して、安定した信号の
記録再生が可能となる。

【０１８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バイアスポイントの設計が容易で、バルクハウゼンノイ
ズが低く、高感度、高出力化が可能な磁気抵抗効型ヘッ
ド及び磁気記録装置を提供することが可能となり産業上
のメリットは多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気抵抗効果
型ヘッドの構成を概念的に表す斜視図であり、記録媒体
との関係も表した図である。

【図２】第１実施形態のヘッドを記録媒体との対向面か
ら眺めた概念斜視図である。

【図３】第１実施形態の変形例に係る磁気抵抗効果型ヘ
ッドの構成を概念的に表す斜視図であり、記録媒体との
関係も表した図である。

【図４】本発明のヘッドを記録媒体との対向面から眺め
た斜視概念図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる磁気ヘッド
の構成を表す概念斜視図である。

【図６】第２実施形態のヨーク型磁気ヘッドに用いるこ
とができるスピンバルブ素子の構成を例示した概念図で
ある。

【図７】本発明において用いることのできるスピンバル
ブ素子１の構成の具体例を表す断面概念図である。

【図８】本発明において用いることのできるスピンバル
ブ素子１の構成の具体例を表す断面概念図である。

【図９】本発明において用いることのできるスピンバル
ブ素子１の構成の具体例を表す断面概念図である。

【図１０】本発明において用いることのできるスピンバ
ルブ素子１の構成の具体例を表す断面概念図である。

【図１１】本発明において用いることのできるスピンバ
ルブ素子１の構成の具体例を表す断面概念図である。

【図１２】本発明において用いることのできるスピンバ
ルブ素子１の構成の具体例を表す断面概念図である。

【図１３】本発明において用いることのできるスピンバ
ルブ素子１の構成の具体例を表す断面概念図である。

【図１４】本発明において用いることのできるスピンバ
ルブ素子１の構成の具体例を表す断面概念図である。

【図１５】本発明において用いることのできるスピンバ
ルブ素子１の構成の具体例を表す断面概念図である。

【図１６】差動増幅動作を説明するためのグラフ図であ
る。

【図１７】第２実施形態の第２の磁気抵抗効果型ヘッド
を表す斜視概念図である。

【図１８】第２実施形態の第３の磁気抵抗効果型ヘッド
を表す斜視概念図である。

【図１９】本発明において用いることができるスピンバ
ルブ素子の構成を例示した断面概念図である。

【図２０】本発明において用いることができる他のスピ
ンバルブ素子の構成を例示した断面概念図である。

【図２１】第２実施形態の第４の磁気抵抗効果型ヘッド
を表す斜視概念図である。

【図２２】（ａ）は第２実施形態の第５の具体例に係る
磁気抵抗効果型ヘッドを表す斜視概念図であり、（ｂ）
は第３実施形態における温度特性の異なる関係を示す概
念図である。

【図２３】第３実施形態における（ａ）スピンバルブ素
子と磁気ヨーク部材のそれぞれのアニール温度と交換結
合磁界とブロッキング温度との関係を、（ｂ）スピンバ
ルブ素子と磁気ヨークとの配置とともに、模式的に表し
た概念図である。

【図２４】本発明による磁気抵抗効果型ヘッドの具体例
を表す斜視概念図である。

【図２５】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの別の具体例
を表す斜視概念図である。

【図２６】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの別の具体例
を表す斜視概念図である。

【図２７】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドにおける磁気
ヨークとスピンバルブ素子の形状及びこれらの位置関係
を例示した概念図である。

【図２８】図２７に例示した磁気抵抗効果型ヘッドの要
部製造プロセスを表す工程断面図であり、図２７（ａ）
に表したＡ−Ａ線断面を表す。

【図２９】図２７に例示した磁気抵抗効果型ヘッドの要
部製造プロセスを表す工程断面図であり、図２７（ａ）
に表したＡ−Ａ線断面を表す。

【図３０】図２７に例示した磁気抵抗効果型ヘッドの要
部製造プロセスを表す工程断面図であり、図２７（ａ）
に表したＡ−Ａ線断面を表す。

【図３１】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドにおいてスピ
ンバルブ素子に作用する各種の磁界の関係を表した概念
図である。

【図３２】各種磁界が磁気抵抗効果型ヘッドのバイアス
点に及ぼす影響を表すグラフ図である。

【図３３】本発明の磁気記録再生装置の概略構成を例示
する要部斜視図である。

【図３４】従来のシールド型スピンバルブ型磁気抵抗効
果ヘッドの構造を概念的に表す斜視図である。

【図３５】縦型スピンバルブ型磁気抵抗効果ヘッドの構
造を概念的に表す斜視図である。

【符号の説明】

１ スピンバルブ素子 ２ 電極 ３ 磁気シールド ５ 磁気ギャップ ７ 磁気ヨーク ９ 絶縁膜 １１ 下地層 １２ 磁化自由層 １３ 非磁性層 １４ 磁化固着層 １５ 反強磁性層 １６ 保護層 ３０ バイアス膜 ２００ 記録媒体

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年６月１０日（１９９９．６．１
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図５】

【図７】

【図８】

【図２５】

【図３】

【図４】

【図６】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１３】

【図１２】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１】

【図２２】

【図２３】

【図２４】

【図２６】

【図２７】

【図２８】

【図２９】

【図３０】

【図３１】

【図３２】

【図３３】

【図３４】

【図３５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 昭 男 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 船 山 知 己 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 大 沢 裕 一 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 上 口 裕 三 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 小 泉 隆 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 Ｆターム(参考） 5D034 BA05 BA09 BA18 CA04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気ヨークと、 前記磁気ヨークと磁気的に結合され、磁化固着層と磁化
   自由層とこれらの間に設けられた非磁性層とを有するス
   ピンバルブ素子と、 前記スピンバルブ素子の両端に接続されたセンス電流を
   供給する一対の電極と、 を備え、 前記スピンバルブ素子の前記磁化固着層は、反強磁性体
   膜により磁化が固着され、 前記磁気ヨークは、反強磁性体膜と強磁性体膜とを積層
   してなり、 前記磁化固着層の所定温度での交換結合磁界が、前記磁
   気ヨークの前記所定温度での交換結合磁界より大きいこ
   とを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
2. 【請求項２】磁気ヨークと、 前記磁気ヨークと磁気的に結合され、磁化固着層と磁化
   自由層とこれらの間に設けられた非磁性層とを有するス
   ピンバルブ素子と、 前記スピンバルブ素子の両端に接続されセンス電流を供
   給する一対の電極と、 を備え、 前記磁化固着層の磁化固着方向は、前記センス電流の通
   電方向と略平行であり、 前記磁化固着層の磁化（Ｍsp）と膜厚（ｔp）との積
   （Ｍsp・ｔp）と、前記磁化自由層の磁化（Ｍsf）と膜
   厚（ｔf）との積（Ｍsf・ｔf）とが、 （Ｍsp・ｔp）≧（Ｍsf・ｔf） なる関係を満足することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘ
   ッド。
3. 【請求項３】磁化固着層と磁化自由層とこれらの間に設
   けられた非磁性層とを有するスピンバルブ素子と、 前記スピンバルブ素子の両端に接続されセンス電流を供
   給する一対の電極と、 を備え、 前記磁化固着層の磁化固着方向は、磁気記録媒体と対向
   する媒体対向面に対して略平行であり、 前記スピンバルブ素子における前記センス電流の通電方
   向は、前記媒体対向面に対して略平行であり、 前記磁化固着層の前記磁化固着方向が、前記磁気記録媒
   体の記録トラックの長手方向に対して平行でも直角でも
   ないものとして構成されていることを特徴とする磁気抵
   抗効果型ヘッド。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の磁気抵抗
   効果型ヘッドを備え、磁気記録媒体に対して情報を記録
   または再生する磁気記録再生装置。
5. 【請求項５】磁気抵抗効果型ヘッドと、 磁気記録媒体と前記磁気抵抗効果型ヘッドとを前記磁気
   記録媒体の記録トラックに沿って相対的に移動可能とす
   る動作機構と、 を備え、前記磁気記録媒体に格納された情報を再生可能
   とした磁気記録再生装置であって、 前記磁気抵抗効果型ヘッドは、 磁化固着層と磁化自由層とこれらの間に設けられた非磁
   性層とを有するスピンバルブ素子と、 前記スピンバルブ素子の両端に接続された一対の電極
   と、 を有し、 前記磁化固着層の磁化固着方向が、磁気記録媒体と対向
   する媒体対向面に対して略平行であり、 前記スピンバルブ素子におけるセンス電流の通電方向が
   前記媒体対向面に対して略平行であり、 前記磁化固着層の前記磁化固着方向が、前記磁気記録媒
   体の前記記録トラックの長手方向に対して平行でも直角
   でもないことを特徴とする磁気記録再生装置。