JP2000340858A - 磁気抵抗効果膜および磁気抵抗効果型ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果膜および磁気抵抗効果型ヘッドInfo
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- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気信号の検出感度および検出信号の直線性
が良く、しかも、磁気ヘッドの出力の向上が図れる磁気
抵抗効果膜およびそれを用いた磁気抵抗効果型ヘッドを
提供する。 【解決手段】 スピンバルブ型の磁気抵抗効果膜を構成
する軟磁性層は、少なくとも２層積層体から構成され、
非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたはＣｏＦｅか
らなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸからなる
第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの中か
ら選定された少なくとも1種）とを、順次有してなるよ
うに構成される。さらに好ましい態様として、軟磁性層
は、少なくとも３層積層体から構成され、前記非磁性金
属層の側から、実質的にＣｏまたはＣｏＦｅからなる第
１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅからなる第３の軟磁
性層と、実質的にＮｉＦｅＸからなる第２の軟磁性層
（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの中から選定された少
なくとも1種）とを、順次有してなるように構成され
る。
が良く、しかも、磁気ヘッドの出力の向上が図れる磁気
抵抗効果膜およびそれを用いた磁気抵抗効果型ヘッドを
提供する。 【解決手段】 スピンバルブ型の磁気抵抗効果膜を構成
する軟磁性層は、少なくとも２層積層体から構成され、
非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたはＣｏＦｅか
らなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸからなる
第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの中か
ら選定された少なくとも1種）とを、順次有してなるよ
うに構成される。さらに好ましい態様として、軟磁性層
は、少なくとも３層積層体から構成され、前記非磁性金
属層の側から、実質的にＣｏまたはＣｏＦｅからなる第
１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅからなる第３の軟磁
性層と、実質的にＮｉＦｅＸからなる第２の軟磁性層
（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの中から選定された少
なくとも1種）とを、順次有してなるように構成され
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膜の
うち、特に小さな磁場変化を大きな電気抵抗変化信号と
して読み取ることができる磁気抵抗効果膜およびそれを
用いた磁気抵抗効果型ヘッドに関する。これらは主とし
て、例えば、ハードディスクドライブ装置に組み込まれ
て使用される。
磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果膜の
うち、特に小さな磁場変化を大きな電気抵抗変化信号と
して読み取ることができる磁気抵抗効果膜およびそれを
用いた磁気抵抗効果型ヘッドに関する。これらは主とし
て、例えば、ハードディスクドライブ装置に組み込まれ
て使用される。
【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Ｎｉ80
Ｆｅ20（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 Bit
s 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。
Ｆｅ20（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 Bit
s 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反強
磁性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反強
磁性層が配置されている構成をもつ。
【０００６】ここでは、反強磁性層と隣接している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】このようなスピンバルブ膜を用いた磁気ヘ
ッドでは、極めて高密度に記録された磁気情報を読み取
ることができるが、近年ハードディスクの大容量化に伴
い、スピンバルブ読み取り磁気ヘッド能力に対する要求
は年々ますます大きくなり、さらにより高密度記録され
た磁気記録をより高感度で読み取れ、しかもより高出力
が得られるスピンバルブ膜構成およびそれを用いた磁気
ヘッドの開発が要望されている。さらに、外部磁場に対
する検出信号の直線性が良いことも要望される。
ッドでは、極めて高密度に記録された磁気情報を読み取
ることができるが、近年ハードディスクの大容量化に伴
い、スピンバルブ読み取り磁気ヘッド能力に対する要求
は年々ますます大きくなり、さらにより高密度記録され
た磁気記録をより高感度で読み取れ、しかもより高出力
が得られるスピンバルブ膜構成およびそれを用いた磁気
ヘッドの開発が要望されている。さらに、外部磁場に対
する検出信号の直線性が良いことも要望される。
【０００９】
【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、磁気
信号の検出感度および検出信号の直線性が良く、しか
も、磁気ヘッドの出力の向上が図れる磁気抵抗効果膜お
よびそれを用いた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、磁気
信号の検出感度および検出信号の直線性が良く、しか
も、磁気ヘッドの出力の向上が図れる磁気抵抗効果膜お
よびそれを用いた磁気抵抗効果型ヘッドを提供すること
にある。
【００１０】
【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、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
する多層膜を備えてなるスピンバルブ型の磁気抵抗効果
膜であって、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、当該軟磁性層は、少なくとも２層積層体から構成さ
れ、前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたはＣ
ｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸ
からなる第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮ
ｂの中から選定された少なくとも1種）とを、順次有し
てなるように構成される。
るために、本発明は、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
する多層膜を備えてなるスピンバルブ型の磁気抵抗効果
膜であって、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、当該軟磁性層は、少なくとも２層積層体から構成さ
れ、前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたはＣ
ｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸ
からなる第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮ
ｂの中から選定された少なくとも1種）とを、順次有し
てなるように構成される。
【００１１】また、本発明の好ましい態様として、前記
軟磁性層の一部を構成する第２の軟磁性層は、実質的に
ＮｉＦｅＴａからなり、Ｔａの含有率が１〜３０ｗｔ％
となるように構成される。
軟磁性層の一部を構成する第２の軟磁性層は、実質的に
ＮｉＦｅＴａからなり、Ｔａの含有率が１〜３０ｗｔ％
となるように構成される。
【００１２】また、本発明の好ましい態様として、前記
軟磁性層の一部を構成する第２の軟磁性層は、実質的に
ＮｉＦｅＮｂからなり、Ｎｂの含有率が１〜１５ｗｔ％
となるように構成される。
軟磁性層の一部を構成する第２の軟磁性層は、実質的に
ＮｉＦｅＮｂからなり、Ｎｂの含有率が１〜１５ｗｔ％
となるように構成される。
【００１３】本発明は、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
有する多層膜を備えてなるスピンバルブ型の磁気抵抗効
果膜であって、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、当該軟磁性層は、少なくとも３層積層体から構成さ
れ、前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたはＣ
ｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅか
らなる第３の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸからなる
第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの中か
ら選定された少なくとも1種）とを、順次有してなるよ
うに構成される。
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
有する多層膜を備えてなるスピンバルブ型の磁気抵抗効
果膜であって、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、当該軟磁性層は、少なくとも３層積層体から構成さ
れ、前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたはＣ
ｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅか
らなる第３の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸからなる
第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの中か
ら選定された少なくとも1種）とを、順次有してなるよ
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
軟磁性層の一部を構成する第２の軟磁性層は、実質的に
ＮｉＦｅＴａからなり、Ｔａの含有率が１〜３０ｗｔ％
となるように構成される。
軟磁性層の一部を構成する第２の軟磁性層は、実質的に
ＮｉＦｅＴａからなり、Ｔａの含有率が１〜３０ｗｔ％
とな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
軟磁性層の一部を構成する第２の軟磁性層は、実質的に
ＮｉＦｅＮｂからなり、Ｎｂの含有率が１〜１５ｗｔ％
となるように構成される。
軟磁性層の一部を構成する第２の軟磁性層は、実質的に
ＮｉＦｅＮｂからなり、Ｎｂの含有率が１〜１５ｗｔ％
となるように構成される。
【００１６】また、本発明の好ましい態様として、前記
軟磁性層の一部を構成する実質的にＮｉＦｅからなる第
３の軟磁性層は、その膜厚が１〜５０Åとなるように構
成される。
軟磁性層の一部を構成する実質的にＮｉＦｅからなる第
３の軟磁性層は、その膜厚が１〜５０Åとなるように構
成される。
【００１７】本発明は、磁気抵抗効果膜と、導体膜とを
有する磁気抵抗効果型ヘッドであって、前記導体膜は、
前記磁気抵抗効果膜と導通しており、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
ブ多層膜であって、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、当該軟磁性層は、少なくとも２層積層体から構
成され、前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまた
はＣｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦ
ｅＸからなる第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、Ｔａおよ
びＮｂの中から選定された少なくとも1種）とを、順次
有してなるように構成される。
有する磁気抵抗効果型ヘッドであって、前記導体膜は、
前記磁気抵抗効果膜と導通しており、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
ブ多層膜であって、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、当該軟磁性層は、少なくとも２層積層体から構
成され、前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまた
はＣｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦ
ｅＸからなる第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、Ｔａおよ
びＮｂの中から選定された少なくとも1種）とを、順次
有してなるように構成される。
【００１８】本発明は、磁気抵抗効果膜と、導体膜とを
有する磁気抵抗効果型ヘッドであって、前記導体膜は、
前記磁気抵抗効果膜と導通しており、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
ブ多層膜であって、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、当該軟磁性層は、少なくとも３層積層体から構
成され、前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまた
はＣｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦ
ｅからなる第３の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸから
なる第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの
中から選定された少なくとも1種）とを、順次有してな
るように構成される。
有する磁気抵抗効果型ヘッドであって、前記導体膜は、
前記磁気抵抗効果膜と導通しており、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
ブ多層膜であって、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、当該軟磁性層は、少なくとも３層積層体から構
成され、前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまた
はＣｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦ
ｅからなる第３の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸから
なる第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの
中から選定された少なくとも1種）とを、順次有してな
るように構成される。
【００１９】本発明では、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する軟
磁性層を所定材質からなる積層構成としているので、検
出感度が良く、しかも、磁気ヘッドの出力の向上が図れ
る磁気抵抗効果膜が得られる。
答して自由に磁化の向きが変えられるように作用する軟
磁性層を所定材質からなる積層構成としているので、検
出感度が良く、しかも、磁気ヘッドの出力の向上が図れ
る磁気抵抗効果膜が得られる。
【００２０】
【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。
【００２１】図１は、本発明の磁気抵抗効果膜２ａの好
適な一例を示す断面図である。この実施の形態におい
て、磁気抵抗効果膜２ａは、巨大磁気抵抗効果を示すス
ピンバルブ膜としての磁性多層膜１ａを備えている。
適な一例を示す断面図である。この実施の形態におい
て、磁気抵抗効果膜２ａは、巨大磁気抵抗効果を示すス
ピンバルブ膜としての磁性多層膜１ａを備えている。
【００２２】図１に示されるように、磁性多層膜１ａ
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の非磁性
金属層３０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の非磁性
金属層３０と接する面と反対側の面に形成されたピン止
め層５０とを有する積層体構造をなしている。
【００２３】これらの積層体は、図１に示される好適な
実施の形態では、基板５の上に形成されており、基板５
側から、下地層７を介して、軟磁性層２０、非磁性金属
層３０、強磁性層４０、ピン止め層５０の順に積層され
ている。ピン止め層５０の上には、図示のごとく、さら
に保護層８０が形成されている。
実施の形態では、基板５の上に形成されており、基板５
側から、下地層７を介して、軟磁性層２０、非磁性金属
層３０、強磁性層４０、ピン止め層５０の順に積層され
ている。ピン止め層５０の上には、図示のごとく、さら
に保護層８０が形成されている。
【００２４】この実施の態様における磁性多層膜１ａ
（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５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５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。
【００２５】ここで、本発明の磁気抵抗効果膜に用いら
れる（スピンバルブ）磁性多層膜における、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。
れる（スピンバルブ）磁性多層膜における、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。
【００２６】今、本発明の理解を容易にするために、図
５に示されるごとく、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５を参照しつつ
説明する。
５に示されるごとく、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５を参照しつつ
説明する。
【００２７】図５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２１）。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２１）。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。
【００２８】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。これは特にＧＭＲ
（Giant-Magneto-Resistance) 効果と呼ばれる。
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。これは特にＧＭＲ
（Giant-Magneto-Resistance) 効果と呼ばれる。
【００２９】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６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６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両磁
性層の磁化方向は一方向を向いている。
【００３０】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。
【００３１】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、適当な一方向異方性
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、適当な一方向異方性
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。
【００３２】以下、上述してきた磁気抵抗効果膜２ａの
各構成について詳細に説明する。この磁気抵抗効果膜に
おける第一の特徴点は、軟磁性層２０を構成する積層構
成と積層材質にある。
各構成について詳細に説明する。この磁気抵抗効果膜に
おける第一の特徴点は、軟磁性層２０を構成する積層構
成と積層材質にある。
【００３３】すなわち、本発明における軟磁性層２０
は、図１に示されるように、少なくとも２層積層体から
構成され（図１の場合は２層積層体）、非磁性金属層３
０の側から第１の軟磁性層２１と第２の軟磁性層２２を
順次積層した構成となっている。
は、図１に示されるように、少なくとも２層積層体から
構成され（図１の場合は２層積層体）、非磁性金属層３
０の側から第１の軟磁性層２１と第２の軟磁性層２２を
順次積層した構成となっている。
【００３４】図１に示されるように非磁性金属層３０に
密着して形成される第１の軟磁性層２１は、実質的にＣ
ｏまたはＣｏＦｅの材料から構成される。第１の軟磁性
層２１をＣｏＦｅとする場合、Ｃｏは８０重量％以上含
有させることが望ましい。Ｃｏリッチな第１の軟磁性層
２１は主として、拡散ブロッキング層として機能し、後
述する第２または第３の軟磁性層からのＮｉ成分の非磁
性金属層３０側への拡散を防止する。このような第１の
軟磁性層２１の厚さは、４Å以上確保すればよい。
密着して形成される第１の軟磁性層２１は、実質的にＣ
ｏまたはＣｏＦｅの材料から構成される。第１の軟磁性
層２１をＣｏＦｅとする場合、Ｃｏは８０重量％以上含
有させることが望ましい。Ｃｏリッチな第１の軟磁性層
２１は主として、拡散ブロッキング層として機能し、後
述する第２または第３の軟磁性層からのＮｉ成分の非磁
性金属層３０側への拡散を防止する。このような第１の
軟磁性層２１の厚さは、４Å以上確保すればよい。
【００３５】このような第１の軟磁性層２１と密着して
形成される第２の軟磁性層２２は、実質的にＮｉＦｅＸ
で示される材質から構成され、ここで、Ｘは、Ｔａおよ
びＮｂの中から選定された少なくとも1種を示してい
る。従ってより具体的には、第２の軟磁性層２２は、Ｎ
ｉＦｅＴａ、ＮｉＦｅＮｂ、またはＮｉＦｅＴａＮｂか
ら構成される。なかでも、ＮｉＦｅＴａ、またはＮｉＦ
ｅＮｂが一般に好適に用いられる。
形成される第２の軟磁性層２２は、実質的にＮｉＦｅＸ
で示される材質から構成され、ここで、Ｘは、Ｔａおよ
びＮｂの中から選定された少なくとも1種を示してい
る。従ってより具体的には、第２の軟磁性層２２は、Ｎ
ｉＦｅＴａ、ＮｉＦｅＮｂ、またはＮｉＦｅＴａＮｂか
ら構成される。なかでも、ＮｉＦｅＴａ、またはＮｉＦ
ｅＮｂが一般に好適に用いられる。
【００３６】第２の軟磁性層２２として、ＮｉＦｅＴａ
を用いる場合、Ｔａの含有率は、１〜３０ｗｔ％、好ま
しくは、３〜２５ｗｔ％、より好ましくは、５〜２０ｗ
ｔ％の範囲とされる。このＴａの含有率が１ｗｔ％未満
となると、Ｔａ添加の効果が発現せず、また、３０ｗｔ
％を超えると、ΔＲが低下してくるという不都合が生じ
る。また、Ｎｉ／Ｆｅの重量比は、４．０〜７．０に設
定される。Ｎｉ／Ｆｅの重量比が４．０未満となった
り、７．０を超えたりすると磁歪が大きくなり、応力に
よる磁気特性が大きく変化してしまうという不都合が生
じる。
を用いる場合、Ｔａの含有率は、１〜３０ｗｔ％、好ま
しくは、３〜２５ｗｔ％、より好ましくは、５〜２０ｗ
ｔ％の範囲とされる。このＴａの含有率が１ｗｔ％未満
となると、Ｔａ添加の効果が発現せず、また、３０ｗｔ
％を超えると、ΔＲが低下してくるという不都合が生じ
る。また、Ｎｉ／Ｆｅの重量比は、４．０〜７．０に設
定される。Ｎｉ／Ｆｅの重量比が４．０未満となった
り、７．０を超えたりすると磁歪が大きくなり、応力に
よる磁気特性が大きく変化してしまうという不都合が生
じる。
【００３７】第２の軟磁性層２２として、ＮｉＦｅＮｂ
を用いる場合、Ｎｂの含有率は、１〜１５ｗｔ％、好ま
しくは、３〜１２ｗｔ％、より好ましくは、５〜１０ｗ
ｔ％の範囲とされる。このＮｂの含有率が１ｗｔ％未満
となると、Ｎｂ添加の効果が発現せず、また、１５ｗｔ
％を超えると、ΔＲが低下してくるという不都合が生じ
る。また、Ｎｉ／Ｆｅの重量比は、４．０〜７．０に設
定される。Ｎｉ／Ｆｅの重量比が４．０未満となった
り、７．０を超えたりすると磁歪が大きくなり、応力に
よる磁気特性が大きく変化してしまうという不都合が生
じる。
を用いる場合、Ｎｂの含有率は、１〜１５ｗｔ％、好ま
しくは、３〜１２ｗｔ％、より好ましくは、５〜１０ｗ
ｔ％の範囲とされる。このＮｂの含有率が１ｗｔ％未満
となると、Ｎｂ添加の効果が発現せず、また、１５ｗｔ
％を超えると、ΔＲが低下してくるという不都合が生じ
る。また、Ｎｉ／Ｆｅの重量比は、４．０〜７．０に設
定される。Ｎｉ／Ｆｅの重量比が４．０未満となった
り、７．０を超えたりすると磁歪が大きくなり、応力に
よる磁気特性が大きく変化してしまうという不都合が生
じる。
【００３８】図１に示されるように２層形態の軟磁性層
２０の場合、第２の軟磁性層２２の膜厚は、好適には１
７〜８７Åとされ、軟磁性層２０の全体厚は、好適には
２０〜９０Åとされる。軟磁性層２０の全体厚が少なく
なり過ぎると良好な軟磁性層としての特性が得られな
い。また、軟磁性層２０の全体厚が大きくなり過ぎる
と、多層膜膜全体の厚さが厚くなり、磁性多層膜全体の
抵抗が小さくなり、ＭＲ効果およびΔＲが減少する傾向
にある。
２０の場合、第２の軟磁性層２２の膜厚は、好適には１
７〜８７Åとされ、軟磁性層２０の全体厚は、好適には
２０〜９０Åとされる。軟磁性層２０の全体厚が少なく
なり過ぎると良好な軟磁性層としての特性が得られな
い。また、軟磁性層２０の全体厚が大きくなり過ぎる
と、多層膜膜全体の厚さが厚くなり、磁性多層膜全体の
抵抗が小さくなり、ＭＲ効果およびΔＲが減少する傾向
にある。
【００３９】図２には、上述してきた磁気抵抗効果膜２
ａ(図１)の変形例である他の磁気抵抗効果膜２ｂが示さ
れている。図２における磁気抵抗効果膜２ｂが、図１に
示される磁気抵抗効果膜２ａと異なるのは、図２におけ
る軟磁性層２０構成が３層の積層構造となっている点に
ある。すなわち、図２における軟磁性層２０は、３層積
層体から構成され、非磁性金属層３０の側から、実質的
にＣｏまたはＣｏＦｅ（ただし、Ｃｏ＝８０重量％以
上）からなる第１の軟磁性層２１と、実質的にＮｉＦｅ
からなる第３の軟磁性層２３と、実質的にＮｉＦｅＸか
らなる第２の軟磁性層２２（ここで、Ｘは、Ｔａおよび
Ｎｂの中から選定された少なくとも1種）とを、順次有
してなるように構成される。見方を変えれば、図１に示
される第２の軟磁性層２２の一部をＮｉＦｅからなる第
３の軟磁性層２３で置き換えて、第３の軟磁性層２３を
中間層として配置した形態となっている。従って、第１
の軟磁性層２１および第２の軟磁性層２２の材質は前述
した通りであり、各層の膜厚については、ＮｉＦｅから
なる第３の軟磁性層２３が置換された分だけ第２の軟磁
性層２２の厚さが減少していると考えれば良い。実質的
にＮｉＦｅからなる第３の軟磁性層２３は、その膜厚が
１〜５０Å、好ましくは５〜５０Å、より好ましくは１
０〜３０Åの範囲とされる。この値が１Å未満ではＮｉ
Ｆｅ層置換の効果があまり発現せず、また、５０Åを超
えると、膜の抵抗が下がり、ΔＲが低下してしまうとい
う不都合が生じる。また、ＮｉＦｅからなる第３の軟磁
性層２３のＮｉ／Ｆｅの重量比は、良好な軟磁性特性を
発現させるために４．０〜７．０に設定される。このＮ
ｉＦｅからなる第３の軟磁性層２３が中間層として存在
することにより、感度および磁気ヘッド出力はさらに一
層向上する。このことは、後述する実験例からも明らか
であろう。
ａ(図１)の変形例である他の磁気抵抗効果膜２ｂが示さ
れている。図２における磁気抵抗効果膜２ｂが、図１に
示される磁気抵抗効果膜２ａと異なるのは、図２におけ
る軟磁性層２０構成が３層の積層構造となっている点に
ある。すなわち、図２における軟磁性層２０は、３層積
層体から構成され、非磁性金属層３０の側から、実質的
にＣｏまたはＣｏＦｅ（ただし、Ｃｏ＝８０重量％以
上）からなる第１の軟磁性層２１と、実質的にＮｉＦｅ
からなる第３の軟磁性層２３と、実質的にＮｉＦｅＸか
らなる第２の軟磁性層２２（ここで、Ｘは、Ｔａおよび
Ｎｂの中から選定された少なくとも1種）とを、順次有
してなるように構成される。見方を変えれば、図１に示
される第２の軟磁性層２２の一部をＮｉＦｅからなる第
３の軟磁性層２３で置き換えて、第３の軟磁性層２３を
中間層として配置した形態となっている。従って、第１
の軟磁性層２１および第２の軟磁性層２２の材質は前述
した通りであり、各層の膜厚については、ＮｉＦｅから
なる第３の軟磁性層２３が置換された分だけ第２の軟磁
性層２２の厚さが減少していると考えれば良い。実質的
にＮｉＦｅからなる第３の軟磁性層２３は、その膜厚が
１〜５０Å、好ましくは５〜５０Å、より好ましくは１
０〜３０Åの範囲とされる。この値が１Å未満ではＮｉ
Ｆｅ層置換の効果があまり発現せず、また、５０Åを超
えると、膜の抵抗が下がり、ΔＲが低下してしまうとい
う不都合が生じる。また、ＮｉＦｅからなる第３の軟磁
性層２３のＮｉ／Ｆｅの重量比は、良好な軟磁性特性を
発現させるために４．０〜７．０に設定される。このＮ
ｉＦｅからなる第３の軟磁性層２３が中間層として存在
することにより、感度および磁気ヘッド出力はさらに一
層向上する。このことは、後述する実験例からも明らか
であろう。
【００４０】図３には、上述してきた磁気抵抗効果膜２
ａ(図１)の変形例である他の磁気抵抗効果膜２ｃが示さ
れている。図３における磁気抵抗効果膜２ｃが、図１に
示される磁気抵抗効果膜２ａと異なるのは、図３におけ
るスピンバルブ膜としての磁性多層膜１ｃの積層順が図
１に示される磁性多層膜１ａの積層順と逆になっている
点にある。すなわち、図３において、磁性多層膜１ｃ
は、基板５側から下地層７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。軟磁性層２０の上には、図示のごと
く、さらに保護層８０が形成されている。図３における
軟磁性層２０の構成もやはり図１の場合と同様に非磁性
金属層３０側から第１の軟磁性層２１、第２の軟磁性層
２２が順次形成されている。これらの第１および第２の
軟磁性層の設定仕様（材質、膜厚等）は、基本的に前述
の図１の場合と同様である。
ａ(図１)の変形例である他の磁気抵抗効果膜２ｃが示さ
れている。図３における磁気抵抗効果膜２ｃが、図１に
示される磁気抵抗効果膜２ａと異なるのは、図３におけ
るスピンバルブ膜としての磁性多層膜１ｃの積層順が図
１に示される磁性多層膜１ａの積層順と逆になっている
点にある。すなわち、図３において、磁性多層膜１ｃ
は、基板５側から下地層７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。軟磁性層２０の上には、図示のごと
く、さらに保護層８０が形成されている。図３における
軟磁性層２０の構成もやはり図１の場合と同様に非磁性
金属層３０側から第１の軟磁性層２１、第２の軟磁性層
２２が順次形成されている。これらの第１および第２の
軟磁性層の設定仕様（材質、膜厚等）は、基本的に前述
の図１の場合と同様である。
【００４１】図４には、上述してきた磁気抵抗効果膜２
ｂ(図２)の変形例である他の磁気抵抗効果膜２ｄが示さ
れている。図４における磁気抵抗効果膜２ｄが、図２に
示される磁気抵抗効果膜２ｂと異なるのは、図４におけ
るスピンバルブ膜としての磁性多層膜１ｄの積層順が図
２に示される磁性多層膜１ｂの積層順と逆になっている
点にある。すなわち、図４において、磁性多層膜１ｄ
は、基板５側から下地層７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。軟磁性層２０の上には、図示のごと
く、さらに保護層８０が形成されている。図４における
軟磁性層２０の構成もやはり図２の場合と同様に非磁性
金属層３０側から第１の軟磁性層２１、第３の軟磁性層
２３、第２の軟磁性層２２が順次形成されている。これ
らの第１、第２および第３の軟磁性層の設定仕様（材
質、膜厚等）は、基本的に前述の図２の場合と同様であ
る。
ｂ(図２)の変形例である他の磁気抵抗効果膜２ｄが示さ
れている。図４における磁気抵抗効果膜２ｄが、図２に
示される磁気抵抗効果膜２ｂと異なるのは、図４におけ
るスピンバルブ膜としての磁性多層膜１ｄの積層順が図
２に示される磁性多層膜１ｂの積層順と逆になっている
点にある。すなわち、図４において、磁性多層膜１ｄ
は、基板５側から下地層７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。軟磁性層２０の上には、図示のごと
く、さらに保護層８０が形成されている。図４における
軟磁性層２０の構成もやはり図２の場合と同様に非磁性
金属層３０側から第１の軟磁性層２１、第３の軟磁性層
２３、第２の軟磁性層２２が順次形成されている。これ
らの第１、第２および第３の軟磁性層の設定仕様（材
質、膜厚等）は、基本的に前述の図２の場合と同様であ
る。
【００４２】図１〜図４において、強磁性層４０の磁化
の向きをピン止めするため、すなわち、強磁性層４０と
の交換結合を生じさせるために形成されるピン止め層５
０は、ＰｔＭｎ，ＮｉＭｎ，ＩｒＭｎ，ＲｕＭｎ，Ｒｕ
ＲｈＭｎ，ＰｄＭｎ，ＲｅＰｄＭｎ，ＦｅＭｎ，ＲｈＭ
ｎ，ＣｏＭｎ，ＣｏＯ，ＮｉＯ等が用いられる。これら
の材質の中には、強磁性層４０との交換結合を生じさせ
るための熱処理操作が成膜後、必要となるものも存在す
る。
の向きをピン止めするため、すなわち、強磁性層４０と
の交換結合を生じさせるために形成されるピン止め層５
０は、ＰｔＭｎ，ＮｉＭｎ，ＩｒＭｎ，ＲｕＭｎ，Ｒｕ
ＲｈＭｎ，ＰｄＭｎ，ＲｅＰｄＭｎ，ＦｅＭｎ，ＲｈＭ
ｎ，ＣｏＭｎ，ＣｏＯ，ＮｉＯ等が用いられる。これら
の材質の中には、強磁性層４０との交換結合を生じさせ
るための熱処理操作が成膜後、必要となるものも存在す
る。
【００４３】ピン止め層５０の厚さは、５〜１００ｎ
ｍ、好ましくは５〜８０ｎｍ、より好ましくは５〜５０
ｎｍ、さらに好ましくは５〜３０ｎｍの範囲とするのが
よい。ピン止め層５０の厚さが、５ｎｍより薄くなると
交換結合磁界Ｈuaやブロッキング温度Ｔｂが急激に小さ
くなってしまう。逆に厚い分は余り問題がないが、あま
り厚すぎるとＭＲヘッドとしてのギャップ長（シールド
−シールド間の長さ）が大きくなってしまい、超高密度
磁気記録に適さなくなってしまう。従って、１００ｎｍ
より小さいほうがよい。
ｍ、好ましくは５〜８０ｎｍ、より好ましくは５〜５０
ｎｍ、さらに好ましくは５〜３０ｎｍの範囲とするのが
よい。ピン止め層５０の厚さが、５ｎｍより薄くなると
交換結合磁界Ｈuaやブロッキング温度Ｔｂが急激に小さ
くなってしまう。逆に厚い分は余り問題がないが、あま
り厚すぎるとＭＲヘッドとしてのギャップ長（シールド
−シールド間の長さ）が大きくなってしまい、超高密度
磁気記録に適さなくなってしまう。従って、１００ｎｍ
より小さいほうがよい。
【００４４】強磁性層４０は、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍ
ｎ，Ｃｒ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｎｄ，Ｔｂ，Ｔｍ，Ｃｅ，Ｇｄ
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、（ＣｏzＮｉ1-z ）wＦｅ1-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。これらの組成
範囲を外れると、大きな電気抵抗の変化が得られなくな
るという不都合が生じ得る。
ｎ，Ｃｒ，Ｄｙ，Ｅｒ，Ｎｄ，Ｔｂ，Ｔｍ，Ｃｅ，Ｇｄ
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、（ＣｏzＮｉ1-z ）wＦｅ1-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。これらの組成
範囲を外れると、大きな電気抵抗の変化が得られなくな
るという不都合が生じ得る。
【００４５】このような強磁性層４０の厚さは、１．６
〜１０ｎｍ、より好ましくは、２〜６ｎｍとされる。こ
の値が、１．６ｎｍ未満となると、磁性層としての特性
が失われる。この一方で、この値が１０ｎｍを超える
と、前記ピン止め層５０からのピン止め磁界が小さくな
り、この強磁性層のピン止め効果が十分に得られなくな
る。
〜１０ｎｍ、より好ましくは、２〜６ｎｍとされる。こ
の値が、１．６ｎｍ未満となると、磁性層としての特性
が失われる。この一方で、この値が１０ｎｍを超える
と、前記ピン止め層５０からのピン止め磁界が小さくな
り、この強磁性層のピン止め効果が十分に得られなくな
る。
【００４６】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、成膜後あるいは所
定の温度での熱処理後、両層間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、この
強磁性層４０と非磁性金属層３０を介して形成される前
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Ｍ
Ｒ効果が得られる。
ン止め層５０と直接接しているため、成膜後あるいは所
定の温度での熱処理後、両層間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、この
強磁性層４０と非磁性金属層３０を介して形成される前
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Ｍ
Ｒ効果が得られる。
【００４７】本発明における軟磁性層２０は、上述した
ように所定材質からなる２層以上ないしは３層以上の積
層体構造とされる。
ように所定材質からなる２層以上ないしは３層以上の積
層体構造とされる。
【００４８】このような軟磁性層２０と前記強磁性層４
０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６
０ｗｔ％以上含む合金等が挙げられる。
０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６
０ｗｔ％以上含む合金等が挙げられる。
【００４９】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。この値が１５Å未満
になると、このものを介して配置されている軟磁性層２
０と強磁性層４０とが交換結合してしまい、軟磁性層２
０と強磁性層４０とのスピンがそれぞれ独立に機能しな
くなってしまうという不都合が生じる。この値が４０Å
を超えると、上下に位置する軟磁性層２０と強磁性層４
０の界面で散乱される電子の割合が減少してしまい、Ｍ
Ｒ変化率の減少が起こってしまうという不都合が生じ
る。
５〜４０Åであることが好ましい。この値が１５Å未満
になると、このものを介して配置されている軟磁性層２
０と強磁性層４０とが交換結合してしまい、軟磁性層２
０と強磁性層４０とのスピンがそれぞれ独立に機能しな
くなってしまうという不都合が生じる。この値が４０Å
を超えると、上下に位置する軟磁性層２０と強磁性層４
０の界面で散乱される電子の割合が減少してしまい、Ｍ
Ｒ変化率の減少が起こってしまうという不都合が生じ
る。
【００５０】保護層８０は、通常、成膜プロセスの過程
での磁性多層膜表面の酸化を防止し、その上部に形成さ
れる電極材料とのぬれ性や、密着強度の向上という目的
のために形成される。保護層８０は、Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，
Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｚｎ等の材質から形成される。厚さ
は、通常、３０〜３００Å程度とされる。
での磁性多層膜表面の酸化を防止し、その上部に形成さ
れる電極材料とのぬれ性や、密着強度の向上という目的
のために形成される。保護層８０は、Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，
Ｃｒ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｚｎ等の材質から形成される。厚さ
は、通常、３０〜３００Å程度とされる。
【００５１】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。
【００５２】下地層７は、Ｔａ，Ｈｆ，Ｃｒ，Ｚｒ等の
材質から形成される。厚さは、通常、２０〜２００Å程
度とされる。
材質から形成される。厚さは、通常、２０〜２００Å程
度とされる。
【００５３】各層の材質及び層厚を上記のように規定
し、さらに、少なくとも軟磁性層２０の成膜時に、後述
する膜面内の一方向に外部磁場を印加して、異方性磁界
Ｈｋを２〜２０Oe、より好ましくは２〜１６Oe、特に２
〜１０Oe付与することが好ましい。
し、さらに、少なくとも軟磁性層２０の成膜時に、後述
する膜面内の一方向に外部磁場を印加して、異方性磁界
Ｈｋを２〜２０Oe、より好ましくは２〜１６Oe、特に２
〜１０Oe付与することが好ましい。
【００５４】軟磁性層の異方性磁界Ｈｋが２Oe未満とな
ると、保磁力と同程度となってしまい、０磁場を中心と
した直線的なＭＲ変化曲線が実質的に得られなくなるた
め、ＭＲ素子としての特性が劣化する。また２０Oeより
大きいと、この膜をＭＲヘッド等に適用した場合、出力
が低下しやすく、かつ分解能が低下する。ここでこれら
のＨｋは、外部磁場として成膜時に１０〜３００Oeの磁
場を印加することで得られる。外部磁場が１０Oe以下で
はＨｋを誘起するのに十分ではないし、また、３００Oe
を越えても効果は変わらないが、磁場発生のためのコイ
ルが大きくなってしまい、費用もかさんで非効率的であ
る。
ると、保磁力と同程度となってしまい、０磁場を中心と
した直線的なＭＲ変化曲線が実質的に得られなくなるた
め、ＭＲ素子としての特性が劣化する。また２０Oeより
大きいと、この膜をＭＲヘッド等に適用した場合、出力
が低下しやすく、かつ分解能が低下する。ここでこれら
のＨｋは、外部磁場として成膜時に１０〜３００Oeの磁
場を印加することで得られる。外部磁場が１０Oe以下で
はＨｋを誘起するのに十分ではないし、また、３００Oe
を越えても効果は変わらないが、磁場発生のためのコイ
ルが大きくなってしまい、費用もかさんで非効率的であ
る。
【００５５】上述してきた磁性多層膜１ａ（または１ｂ
ないし１ｄのいずれか）をそれぞれ繰り返し積層したも
のを、磁気抵抗効果膜とすることもできる。磁性多層膜
の繰り返し積層回数ｎに特に制限はなく、目的とする磁
気抵抗変化率等に応じて適宜選択すればよい。通常、ｎ
の好ましい範囲は１〜５である。
ないし１ｄのいずれか）をそれぞれ繰り返し積層したも
のを、磁気抵抗効果膜とすることもできる。磁性多層膜
の繰り返し積層回数ｎに特に制限はなく、目的とする磁
気抵抗変化率等に応じて適宜選択すればよい。通常、ｎ
の好ましい範囲は１〜５である。
【００５６】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。
【００５７】図１〜４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。
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。
【００５８】成膜に際しては、前述したように軟磁性層
２０成膜時に、膜面内の一方向に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、軟磁性層２０成膜時のみ、磁場
の印加時期を容易に制御できる。例えば電磁石等を備え
た装置を用いて印加し、ピン止め層５０成膜時は印加し
ない方法であってもよい。あるいは、成膜時を通して常
に一定の磁場を印加する方法であってもよい。
２０成膜時に、膜面内の一方向に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、軟磁性層２０成膜時のみ、磁場
の印加時期を容易に制御できる。例えば電磁石等を備え
た装置を用いて印加し、ピン止め層５０成膜時は印加し
ない方法であってもよい。あるいは、成膜時を通して常
に一定の磁場を印加する方法であってもよい。
【００５９】また、前述したように、少なくとも軟磁性
層２０の成膜時に膜面内の一方向に外部磁場を印加して
異方性磁場Ｈｋを誘起することで、さらに高周波特性を
優れたものとすることができる。
層２０の成膜時に膜面内の一方向に外部磁場を印加して
異方性磁場Ｈｋを誘起することで、さらに高周波特性を
優れたものとすることができる。
【００６０】さらに、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
の直角化処理を予め施しておくことにより、磁気抵抗効
果膜の成膜後に熱処理を行えば、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
要条件ではなく、反強磁性層を成膜する際、および軟磁
性層を成膜する際に印加する磁場の方向が同じ向きであ
っても良い。この時は磁性多層膜の成膜後、工程中で１
５０〜３００℃、特に２００℃程度の熱処理を行う際
に、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
げていくと良い。
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
の直角化処理を予め施しておくことにより、磁気抵抗効
果膜の成膜後に熱処理を行えば、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
要条件ではなく、反強磁性層を成膜する際、および軟磁
性層を成膜する際に印加する磁場の方向が同じ向きであ
っても良い。この時は磁性多層膜の成膜後、工程中で１
５０〜３００℃、特に２００℃程度の熱処理を行う際
に、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
げていくと良い。
【００６１】上記の実施の態様で説明した、磁性多層膜
を備える磁気抵抗効果膜は、磁気抵抗効果型ヘッド（Ｍ
Ｒヘッド）、ＭＲセンサ、強磁性メモリ素子、角度セン
サ等に応用される。
を備える磁気抵抗効果膜は、磁気抵抗効果型ヘッド（Ｍ
Ｒヘッド）、ＭＲセンサ、強磁性メモリ素子、角度セン
サ等に応用される。
【００６２】以下、磁気抵抗効果膜２ａ（図１）を磁気
抵抗効果型ヘッドに応用した例を挙げて説明する。本発
明における磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）として
は、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を示す磁性多層膜を備
えるスピンバルブヘッドが好適例として挙げられる。
抵抗効果型ヘッドに応用した例を挙げて説明する。本発
明における磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）として
は、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を示す磁性多層膜を備
えるスピンバルブヘッドが好適例として挙げられる。
【００６３】以下、磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッ
ド）の一例としてスピンバルブヘッドを採り挙げて説明
する。
ド）の一例としてスピンバルブヘッドを採り挙げて説明
する。
【００６４】図７および図８に示されるように磁気抵抗
効果型ヘッド（ＭＲヘッド）１５０は、信号磁場を感磁
するための感磁部分としての磁気抵抗効果膜２００と、
この磁気抵抗効果膜２００の両端部２００ａ，２００ａ
に形成された電極部１００，１００とを有している。そ
して、感磁部分としての磁気抵抗効果膜２００の端部２
００ａ，２００ａは、その両端部全体が電極部１００，
１００に接する状態で接続されていることが好ましい。
なお、導体膜１２０，１２０は、前記電極部１００，１
００を介して磁気抵抗効果膜２００と導通している。本
発明では、後の説明をわかりやすくするために、便宜
上、導体膜１２０と電極部１００とに分けているが、導
体膜１２０と電極部１００は、本来一体的に薄膜形成法
により形成されている場合が多く、これらは一つの部材
と考えてもよい。
効果型ヘッド（ＭＲヘッド）１５０は、信号磁場を感磁
するための感磁部分としての磁気抵抗効果膜２００と、
この磁気抵抗効果膜２００の両端部２００ａ，２００ａ
に形成された電極部１００，１００とを有している。そ
して、感磁部分としての磁気抵抗効果膜２００の端部２
００ａ，２００ａは、その両端部全体が電極部１００，
１００に接する状態で接続されていることが好ましい。
なお、導体膜１２０，１２０は、前記電極部１００，１
００を介して磁気抵抗効果膜２００と導通している。本
発明では、後の説明をわかりやすくするために、便宜
上、導体膜１２０と電極部１００とに分けているが、導
体膜１２０と電極部１００は、本来一体的に薄膜形成法
により形成されている場合が多く、これらは一つの部材
と考えてもよい。
【００６５】ＭＲヘッドにおける感磁部分としての磁気
抵抗効果膜２００は、例えば前記図１に示される磁性多
層膜１ａを有する磁気抵抗効果膜２ａと実質的に同様な
積層構造のものが用いられる。すなわち、磁気抵抗効果
膜２００は、実質的に図１に示される磁性多層膜を有す
る磁気抵抗効果膜２ａに置換され、その結果、磁気抵抗
効果膜２００は、非磁性金属層３０と、非磁性金属層３
０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、前記強
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の非磁性金属層３０と接する面と反対側の面に形成
されたピン止め層５０とを有している。
抵抗効果膜２００は、例えば前記図１に示される磁性多
層膜１ａを有する磁気抵抗効果膜２ａと実質的に同様な
積層構造のものが用いられる。すなわち、磁気抵抗効果
膜２００は、実質的に図１に示される磁性多層膜を有す
る磁気抵抗効果膜２ａに置換され、その結果、磁気抵抗
効果膜２００は、非磁性金属層３０と、非磁性金属層３
０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、前記強
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の非磁性金属層３０と接する面と反対側の面に形成
されたピン止め層５０とを有している。
【００６６】ここで感磁部分としての磁気抵抗効果膜２
００に用いられる強磁性層４０、非磁性金属層３０、軟
磁性層２０、ピン止め層５０は、それぞれ、前記磁性多
層膜の実施例で述べたものと同様の材質、厚さのものを
用いることが望ましい。
００に用いられる強磁性層４０、非磁性金属層３０、軟
磁性層２０、ピン止め層５０は、それぞれ、前記磁性多
層膜の実施例で述べたものと同様の材質、厚さのものを
用いることが望ましい。
【００６７】磁気抵抗効果膜２００は、いわゆるスピン
バルブ型の磁気抵抗変化を示す。スピンバルブ型の磁気
抵抗変化とは、非磁性金属層３０と、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、前記強磁
性層４０の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の
上に形成されたピン止め層５０とを有する磁性多層膜に
おいて、外部の信号磁界が０の時に軟磁性層２０とピン
止めされた強磁性層４０のスピンの成す角度が、鋭角方
向から見てほぼ、９０度に近く設定されているものをい
う。実際は４５〜９０度の角度であることが多いが、特
に好ましくは９０度（磁化の直交化）に設定するのがよ
い。磁気抵抗効果曲線（ＭＲ曲線）が、外部磁場が０の
ときを中心にしてプラス、マイナスの外部磁場に対し、
左右非対称となるようにするためである。
バルブ型の磁気抵抗変化を示す。スピンバルブ型の磁気
抵抗変化とは、非磁性金属層３０と、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、前記強磁
性層４０の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の
上に形成されたピン止め層５０とを有する磁性多層膜に
おいて、外部の信号磁界が０の時に軟磁性層２０とピン
止めされた強磁性層４０のスピンの成す角度が、鋭角方
向から見てほぼ、９０度に近く設定されているものをい
う。実際は４５〜９０度の角度であることが多いが、特
に好ましくは９０度（磁化の直交化）に設定するのがよ
い。磁気抵抗効果曲線（ＭＲ曲線）が、外部磁場が０の
ときを中心にしてプラス、マイナスの外部磁場に対し、
左右非対称となるようにするためである。
【００６８】この磁化の直交化を図るために、磁性多層
膜１ａを磁場中で真空熱処理を行う必要がある。この処
理を直交化熱処理と呼び、この時の温度を直交化温度と
呼ぶ。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、
軟磁性層２０の誘導磁気異方向性が消失する温度よりも
低いことが望ましい。
膜１ａを磁場中で真空熱処理を行う必要がある。この処
理を直交化熱処理と呼び、この時の温度を直交化温度と
呼ぶ。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、
軟磁性層２０の誘導磁気異方向性が消失する温度よりも
低いことが望ましい。
【００６９】図８に示すように、電流を流す電極部１０
０を磁気抵抗効果膜２００の積層方向にその端部２００
ａ，２００ａ全体が接する構造とする。すると、電子は
軟磁性層２０と強磁性層４０に挟まれた部分を中心に流
れつつ、軟磁性層２０と強磁性層４０とのスピンの方向
によって磁気散乱され、素子の抵抗が大きく変化する。
したがって微小な外部磁場の変化を大きな電気抵抗の変
化として検出することができるのである。
０を磁気抵抗効果膜２００の積層方向にその端部２００
ａ，２００ａ全体が接する構造とする。すると、電子は
軟磁性層２０と強磁性層４０に挟まれた部分を中心に流
れつつ、軟磁性層２０と強磁性層４０とのスピンの方向
によって磁気散乱され、素子の抵抗が大きく変化する。
したがって微小な外部磁場の変化を大きな電気抵抗の変
化として検出することができるのである。
【００７０】
【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。
【００７１】実験例Ｉ
【００７２】下記に示すようなピン止め層５０トップタ
イプ（図１参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ８０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３０
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ１０Å）、ＮｉＦｅＴａ層（厚さ７０Å；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝６．７）の２層積層体構造とし、ＮｉＦｅ
Ｔａ層（７０Å）におけるＴａ含有率を下記表１に示す
ように種々変えたサンプルを作製した。
イプ（図１参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ８０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３０
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ１０Å）、ＮｉＦｅＴａ層（厚さ７０Å；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝６．７）の２層積層体構造とし、ＮｉＦｅ
Ｔａ層（７０Å）におけるＴａ含有率を下記表１に示す
ように種々変えたサンプルを作製した。
【００７３】なお、サンプルの完成には、スピンバルブ
多層膜を成膜後、３ｋＯｅの磁界中にて２５０℃で５時
間保持したのち、８０℃まで２２℃／ｈのレートで温度
を下げるという処理を行ってサンプルを完成させた。こ
の熱処理操作は以下のスピンバルブ多層膜についてすべ
て同様に行っている。
多層膜を成膜後、３ｋＯｅの磁界中にて２５０℃で５時
間保持したのち、８０℃まで２２℃／ｈのレートで温度
を下げるという処理を行ってサンプルを完成させた。こ
の熱処理操作は以下のスピンバルブ多層膜についてすべ
て同様に行っている。
【００７４】これらのサンプルについて、下記の要領で
抵抗変化量ΔＲを測定し、各サンプルにおける抵抗変化
量ΔＲ値を表１に示すとともに、抵抗変化量ΔＲの向上
率ΔＲup値を下記の要領で算出して同じく表１に併記し
た。
抵抗変化量ΔＲを測定し、各サンプルにおける抵抗変化
量ΔＲ値を表１に示すとともに、抵抗変化量ΔＲの向上
率ΔＲup値を下記の要領で算出して同じく表１に併記し
た。
【００７５】（１）抵抗変化量ΔＲ値
【００７６】サンプルのセンサーとしての動作方向に磁
場を、−２ｋＯｅから＋２ｋＯｅまで変化させた時の、
最大の抵抗値から最小の抵抗値を差し引いた値をΔＲと
して求めた。
場を、−２ｋＯｅから＋２ｋＯｅまで変化させた時の、
最大の抵抗値から最小の抵抗値を差し引いた値をΔＲと
して求めた。
【００７７】測定は、PHASE METRICS 社製 MRW wafer
Tester にて四探針プロ−グ（１２７０μｍ等間隔）を
用い、２５ｍＡの電流で測定した。
Tester にて四探針プロ−グ（１２７０μｍ等間隔）を
用い、２５ｍＡの電流で測定した。
【００７８】（２）抵抗変化量ΔＲの向上率を示すΔＲ
up値
up値
【００７９】測定したΔＲに基づき、下記式（１）より
ΔＲup値を求めた。
ΔＲup値を求めた。
【００８０】 ΔＲup＝（ΔＲ−ΔＲ0）／ΔＲ0 ×１００ （％） 式（１） （ここで、ΔＲ0値は、ＮｉＦｅＴａ層におけるＴａ含
有率＝０である場合のＮｉＦｅ層の抵抗変化量を示す）
有率＝０である場合のＮｉＦｅ層の抵抗変化量を示す）
【００８１】結果を下記表１に示した。
【００８２】
【表１】
【００８３】表１に示される結果より本発明のサンプル
は、Ｔａ含有率１〜３０ｗｔ％の範囲で抵抗変化量ΔＲ
の向上が見られ、これに基づく出力の向上が図られるこ
とが確認できた。特に、Ｔａ含有率５〜２０ｗｔ％の範
囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
は、Ｔａ含有率１〜３０ｗｔ％の範囲で抵抗変化量ΔＲ
の向上が見られ、これに基づく出力の向上が図られるこ
とが確認できた。特に、Ｔａ含有率５〜２０ｗｔ％の範
囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
【００８４】実験例II
【００８５】下記に示すようなピン止め層５０ボトムタ
イプ（図３参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、ピン止め
層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３００Å）、強磁性
層４０（Ｃｏ；厚さ２０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ２５Å）、軟磁性層２０（トータル厚さ６０
Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピン
バルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟磁
性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ１０Å）、ＮｉＦｅＴａ層（厚さ５０Å；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝６．３）の２層積層体構造とし、ＮｉＦｅ
Ｔａ層（５０Å）におけるＴａ含有率を下記表２に示す
ように種々変えたサンプルを作製した。
イプ（図３参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、ピン止め
層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３００Å）、強磁性
層４０（Ｃｏ；厚さ２０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ２５Å）、軟磁性層２０（トータル厚さ６０
Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピン
バルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟磁
性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ１０Å）、ＮｉＦｅＴａ層（厚さ５０Å；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝６．３）の２層積層体構造とし、ＮｉＦｅ
Ｔａ層（５０Å）におけるＴａ含有率を下記表２に示す
ように種々変えたサンプルを作製した。
【００８６】これらのサンプルについて、上記実験例Ｉ
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
【００８７】結果を下記表２に示した。
【００８８】
【表２】
【００８９】表２に示される結果より本発明のサンプル
は、Ｔａ含有率１〜３０ｗｔ％の範囲で抵抗変化量ΔＲ
の向上が見られ、これに基づく出力の向上が図られるこ
とが確認できた。特に、Ｔａ含有率５〜２０ｗｔ％の範
囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
は、Ｔａ含有率１〜３０ｗｔ％の範囲で抵抗変化量ΔＲ
の向上が見られ、これに基づく出力の向上が図られるこ
とが確認できた。特に、Ｔａ含有率５〜２０ｗｔ％の範
囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
【００９０】実験例III
【００９１】下記に示すようなピン止め層５０トップタ
イプ（図１参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ８０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３０
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ１０Å）、ＮｉＦｅＮｂ層（厚さ７０Å；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝６．７）の２層積層体構造とし、ＮｉＦｅ
Ｎｂ層（７０Å）におけるＮｂ含有率を下記表１に示す
ように種々変えたサンプルを作製した。
イプ（図１参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ８０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３０
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ１０Å）、ＮｉＦｅＮｂ層（厚さ７０Å；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝６．７）の２層積層体構造とし、ＮｉＦｅ
Ｎｂ層（７０Å）におけるＮｂ含有率を下記表１に示す
ように種々変えたサンプルを作製した。
【００９２】これらのサンプルについて、上記実験例Ｉ
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
【００９３】結果を下記表３に示した。
【００９４】
【表３】
【００９５】表３に示される結果より本発明のサンプル
は、Ｎｂ含有率１〜１５ｗｔ％の範囲で抵抗変化量ΔＲ
の向上が見られ、これに基づく出力の向上が図られるこ
とが確認できた。特に、Ｎｂ含有率５〜１０ｗｔ％の範
囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
は、Ｎｂ含有率１〜１５ｗｔ％の範囲で抵抗変化量ΔＲ
の向上が見られ、これに基づく出力の向上が図られるこ
とが確認できた。特に、Ｎｂ含有率５〜１０ｗｔ％の範
囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
【００９６】実験例IV
【００９７】下記に示すようなピン止め層５０トップタ
イプ（図２参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ８０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３０
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ１０Å）、ＮｉＦｅ層（厚さｔÅ（表４）；Ｎｉ
／Ｆｅ重量比＝８２／１８）、ＮｉＦｅＴａ10層（厚さ
（７０―ｔ）Å(表４)；Ｔａ含有率１０ｗｔ％；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝６．７）の３層積層体構造とし、ＮｉＦｅ
Ｔａ10層におけるイニシャルの厚さ（７０Å）の一部を
ＮｉＦｅ層の厚さ（ｔ）Åで置換させ、下記表４に示す
ように種々変えたサンプルを作製した。
イプ（図２参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ８０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３０
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ１０Å）、ＮｉＦｅ層（厚さｔÅ（表４）；Ｎｉ
／Ｆｅ重量比＝８２／１８）、ＮｉＦｅＴａ10層（厚さ
（７０―ｔ）Å(表４)；Ｔａ含有率１０ｗｔ％；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝６．７）の３層積層体構造とし、ＮｉＦｅ
Ｔａ10層におけるイニシャルの厚さ（７０Å）の一部を
ＮｉＦｅ層の厚さ（ｔ）Åで置換させ、下記表４に示す
ように種々変えたサンプルを作製した。
【００９８】これらのサンプルについて、上記実験例Ｉ
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
【００９９】結果を下記表４に示した。
【０１００】
【表４】
【０１０１】表４に示される結果より本発明のサンプル
は、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１〜５０Åの範囲で抵抗変化
量ΔＲの向上が見られ、これに基づく出力の向上が図ら
れることが確認できた。特に、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１
０〜３０Åの範囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
は、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１〜５０Åの範囲で抵抗変化
量ΔＲの向上が見られ、これに基づく出力の向上が図ら
れることが確認できた。特に、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１
０〜３０Åの範囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
【０１０２】実験例Ｖ
【０１０３】下記に示すようなピン止め層５０トップタ
イプ（図２参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ７５Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３０
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ５Å）、ＮｉＦｅ層（厚さｔÅ（表５）；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝８２／１８）、ＮｉＦｅＴａ5層（厚さ
（７０―ｔ）Å(表５)；Ｔａ含有率５ｗｔ％；Ｎｉ／Ｆ
ｅ重量比＝５．８）の３層積層体構造とし、ＮｉＦｅＴ
ａ5層におけるイニシャルの厚さ（７０Å）の一部をＮ
ｉＦｅ層の厚さ（ｔ）Åで置換させ、下記表５に示すよ
うに種々変えたサンプルを作製した。
イプ（図２参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ７５Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３０
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ５Å）、ＮｉＦｅ層（厚さｔÅ（表５）；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝８２／１８）、ＮｉＦｅＴａ5層（厚さ
（７０―ｔ）Å(表５)；Ｔａ含有率５ｗｔ％；Ｎｉ／Ｆ
ｅ重量比＝５．８）の３層積層体構造とし、ＮｉＦｅＴ
ａ5層におけるイニシャルの厚さ（７０Å）の一部をＮ
ｉＦｅ層の厚さ（ｔ）Åで置換させ、下記表５に示すよ
うに種々変えたサンプルを作製した。
【０１０４】これらのサンプルについて、上記実験例Ｉ
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
【０１０５】結果を下記表５に示した。
【０１０６】
【表５】
【０１０７】表５に示される結果より本発明のサンプル
は、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１〜５０Åの範囲で抵抗変化
量ΔＲの向上が見られ、これに基づく出力の向上が図ら
れることが確認できた。特に、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１
０〜３０Åの範囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
は、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１〜５０Åの範囲で抵抗変化
量ΔＲの向上が見られ、これに基づく出力の向上が図ら
れることが確認できた。特に、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１
０〜３０Åの範囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
【０１０８】実験例VI
【０１０９】下記に示すようなピン止め層５０ボトムタ
イプ（図４参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、ピン止め
層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ２５０Å）、強磁性
層４０（ＣｏＦｅ；厚さ３０Å）、非磁性金属層３０
（Ｃｕ；厚さ２４Å）、軟磁性層２０（トータル厚さ９
５Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏＦ
ｅ層（厚さ１５Å；Ｃｏ／Ｆｅ重量比＝９０／１０）、
ＮｉＦｅ層（厚さｔÅ（表６）；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝８
２／１８）、ＮｉＦｅＴａ10層（厚さ（８０―ｔ）Å
(表６)；Ｔａ含有率１０ｗｔ％；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝
５．０）の３層積層体構造とし、ＮｉＦｅＴａ10層にお
けるイニシャルの厚さ（８０Å）の一部をＮｉＦｅ層の
厚さ（ｔ）Åで置換させ、下記表６に示すように種々変
えたサンプルを作製した。
イプ（図４参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、ピン止め
層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ２５０Å）、強磁性
層４０（ＣｏＦｅ；厚さ３０Å）、非磁性金属層３０
（Ｃｕ；厚さ２４Å）、軟磁性層２０（トータル厚さ９
５Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏＦ
ｅ層（厚さ１５Å；Ｃｏ／Ｆｅ重量比＝９０／１０）、
ＮｉＦｅ層（厚さｔÅ（表６）；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝８
２／１８）、ＮｉＦｅＴａ10層（厚さ（８０―ｔ）Å
(表６)；Ｔａ含有率１０ｗｔ％；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝
５．０）の３層積層体構造とし、ＮｉＦｅＴａ10層にお
けるイニシャルの厚さ（８０Å）の一部をＮｉＦｅ層の
厚さ（ｔ）Åで置換させ、下記表６に示すように種々変
えたサンプルを作製した。
【０１１０】これらのサンプルについて、上記実験例Ｉ
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
【０１１１】結果を下記表６に示した。
【０１１２】
【表６】
【０１１３】表６に示される結果より本発明のサンプル
は、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１〜５０Åの範囲で抵抗変化
量ΔＲの向上が見られ、これに基づく出力の向上が図ら
れることが確認できた。特に、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１
０〜３０Åの範囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
は、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１〜５０Åの範囲で抵抗変化
量ΔＲの向上が見られ、これに基づく出力の向上が図ら
れることが確認できた。特に、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１
０〜３０Åの範囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
【０１１４】実験例VII
【０１１５】下記に示すようなピン止め層５０トップタ
イプ（図２参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ８０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ２８
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ１０Å）、ＮｉＦｅ層（厚さｔÅ（表７）；Ｎｉ
／Ｆｅ重量比＝８２／１８）、ＮｉＦｅＮｂ10層（厚さ
（７０―ｔ）Å(表７)；Ｎｂ含有率１０ｗｔ％；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝６．７）の３層積層体構造とし、ＮｉＦｅ
Ｎｂ10層におけるイニシャルの厚さ（７０Å）の一部を
ＮｉＦｅ層の厚さ（ｔ）Åで置換させ、下記表７に示す
ように種々変えたサンプルを作製した。
イプ（図２参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ８０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（Ｃｏ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ２８
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏ層
（厚さ１０Å）、ＮｉＦｅ層（厚さｔÅ（表７）；Ｎｉ
／Ｆｅ重量比＝８２／１８）、ＮｉＦｅＮｂ10層（厚さ
（７０―ｔ）Å(表７)；Ｎｂ含有率１０ｗｔ％；Ｎｉ／
Ｆｅ重量比＝６．７）の３層積層体構造とし、ＮｉＦｅ
Ｎｂ10層におけるイニシャルの厚さ（７０Å）の一部を
ＮｉＦｅ層の厚さ（ｔ）Åで置換させ、下記表７に示す
ように種々変えたサンプルを作製した。
【０１１６】これらのサンプルについて、上記実験例Ｉ
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
【０１１７】結果を下記表７に示した。
【０１１８】
【表７】
【０１１９】表７に示される結果より本発明のサンプル
は、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１〜５０Åの範囲で抵抗変化
量ΔＲの向上が見られ、これに基づく出力の向上が図ら
れることが確認できた。特に、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１
０〜３０Åの範囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
は、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１〜５０Åの範囲で抵抗変化
量ΔＲの向上が見られ、これに基づく出力の向上が図ら
れることが確認できた。特に、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１
０〜３０Åの範囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
【０１２０】実験例VIII
【０１２１】下記に示すようなピン止め層５０トップタ
イプ（図２参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ８０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（ＣｏＦｅ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３０
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏＦ
ｅ層（厚さ１０Å；Ｃｏ／Ｆｅ重量比＝９０／１０）、
ＮｉＦｅ層（厚さｔÅ（表８）；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝８
２／１８）、ＮｉＦｅＮｂ5層（厚さ（７０―ｔ）Å(表
８)；Ｎｂ含有率５ｗｔ％；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝６．
３）の３層積層体構造とし、ＮｉＦｅＮｂ5におけるイ
ニシャルの厚さ（７０Å）の一部をＮｉＦｅ層の厚さ
（ｔ）Åで置換させ、下記表８に示すように種々変えた
サンプルを作製した。
イプ（図２参照）のスピンバルブ磁気抵抗効果膜を作製
した。すなわち、基板５（Ａｌ２Ｏ３付きのＡｌＴｉ
Ｃ）の上に、下地層７（Ｔａ；厚さ５０Å）、軟磁性層
２０（トータル厚さ８０Å）、非磁性金属層３０（Ｃ
ｕ；厚さ３０Å）、強磁性層４０（ＣｏＦｅ；厚さ３０
Å）、ピン止め層５０（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ３０
０Å）、保護層８０（Ｔａ；厚さ５０Å）からなるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果膜サンプルを作製した。なお、軟
磁性層２０については、非磁性金属層３０側からＣｏＦ
ｅ層（厚さ１０Å；Ｃｏ／Ｆｅ重量比＝９０／１０）、
ＮｉＦｅ層（厚さｔÅ（表８）；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝８
２／１８）、ＮｉＦｅＮｂ5層（厚さ（７０―ｔ）Å(表
８)；Ｎｂ含有率５ｗｔ％；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝６．
３）の３層積層体構造とし、ＮｉＦｅＮｂ5におけるイ
ニシャルの厚さ（７０Å）の一部をＮｉＦｅ層の厚さ
（ｔ）Åで置換させ、下記表８に示すように種々変えた
サンプルを作製した。
【０１２２】これらのサンプルについて、上記実験例Ｉ
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
と同様に抵抗変化量ΔＲを測定するとともに抵抗変化量
ΔＲの向上率ΔＲup値を求めた。
【０１２３】結果を下記表８に示した。
【０１２４】
【表８】
【０１２５】表８に示される結果より本発明のサンプル
は、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１〜５０Åの範囲で抵抗変化
量ΔＲの向上が見られ、これに基づく出力の向上が図ら
れることが確認できた。特に、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１
０〜３０Åの範囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
は、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１〜５０Åの範囲で抵抗変化
量ΔＲの向上が見られ、これに基づく出力の向上が図ら
れることが確認できた。特に、ＮｉＦｅ層の厚さｔ＝１
０〜３０Åの範囲で抵抗変化量ΔＲは格段と向上する。
【０１２６】実験例IX
【０１２７】Ｔａ（５０Å）／ＮｉＦｅＴａ（１００
Å；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝４．６）／Ｔａ（５０Å）積層
膜構成を基本構造として考え、ＮｉＦｅＴａ層（１００
Å）におけるＴａ含有率を種々変えたサンプルを作製し
た。
Å；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝４．６）／Ｔａ（５０Å）積層
膜構成を基本構造として考え、ＮｉＦｅＴａ層（１００
Å）におけるＴａ含有率を種々変えたサンプルを作製し
た。
【０１２８】これらのサンプルについて、磁化曲線より
飽和磁束密度（Ｇ）を求め、Ｔａ含有率と飽和磁束密度
（Ｇ）との関係をグラフにした。その結果を図９に示し
た。
飽和磁束密度（Ｇ）を求め、Ｔａ含有率と飽和磁束密度
（Ｇ）との関係をグラフにした。その結果を図９に示し
た。
【０１２９】図９に示される結果より、Ｔａの含有率を
上げるとともに飽和磁束密度（Ｇ）はだんだんと低下し
ていることがわかる。これによりＴａの含有率を上げる
につれ外部磁界に対する検出感度が向上することがわか
る。
上げるとともに飽和磁束密度（Ｇ）はだんだんと低下し
ていることがわかる。これによりＴａの含有率を上げる
につれ外部磁界に対する検出感度が向上することがわか
る。
【０１３０】実験例Ｘ
【０１３１】Ｔａ（５０Å）／ＮｉＦｅＮｂ（１００
Å；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝４．６）／Ｔａ（５０Å）積層
膜構成を基本構造として考え、ＮｉＦｅＮｂ層（１００
Å）におけるＮｂ含有率を種々変えたサンプルを作製し
た。
Å；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝４．６）／Ｔａ（５０Å）積層
膜構成を基本構造として考え、ＮｉＦｅＮｂ層（１００
Å）におけるＮｂ含有率を種々変えたサンプルを作製し
た。
【０１３２】これらのサンプルについて、磁化曲線より
飽和磁束密度（Ｇ）を求め、Ｎｂ含有率と飽和磁束密度
（Ｇ）との関係をグラフにした。その結果を図１０に示
した。
飽和磁束密度（Ｇ）を求め、Ｎｂ含有率と飽和磁束密度
（Ｇ）との関係をグラフにした。その結果を図１０に示
した。
【０１３３】図１０に示される結果より、Ｎｂの含有率
を上げるとともに飽和磁束密度（Ｇ）はだんだんと低下
していることがわかる。これによりＮｂの含有率を上げ
るにつれ外部磁界に対する検出感度が向上することがわ
かる。
を上げるとともに飽和磁束密度（Ｇ）はだんだんと低下
していることがわかる。これによりＮｂの含有率を上げ
るにつれ外部磁界に対する検出感度が向上することがわ
かる。
【０１３４】実験例XI
【０１３５】Ｔａ（５０Å）／ＮｉＦｅＴａ（7０Å；
Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝４．６）／Ｔａ（５０Å）積層膜構
成を基本構造として考え、ＮｉＦｅＴａ層（７０Å）に
おけるＴａ含有率を種々変えたサンプルを作製した。
Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝４．６）／Ｔａ（５０Å）積層膜構
成を基本構造として考え、ＮｉＦｅＴａ層（７０Å）に
おけるＴａ含有率を種々変えたサンプルを作製した。
【０１３６】これらのサンプルについて、以下の要領
で、ＡＭＲ（anisotropy magnetoresistance）値を求め
た。
で、ＡＭＲ（anisotropy magnetoresistance）値を求め
た。
【０１３７】（１）ＡＭＲ（％）
【０１３８】サンプル形状２０μｍ×３０μｍの矩形サ
ンプルの長軸に通電し、短軸方向に磁場を印加した。印
加磁場を−４０Ｏｅから＋４０Ｏｅまで変化させ下記式
よりＡＭＲ（％）を求めた。
ンプルの長軸に通電し、短軸方向に磁場を印加した。印
加磁場を−４０Ｏｅから＋４０Ｏｅまで変化させ下記式
よりＡＭＲ（％）を求めた。
【０１３９】ＡＭＲ＝（（抵抗の最大値）−（抵抗の最
小値））／（抵抗の最小値）×１００
小値））／（抵抗の最小値）×１００
【０１４０】上記の手法で求めたＡＭＲ値とＴａ含有率
との関係をグラフにした。その結果を図１１に示した。
との関係をグラフにした。その結果を図１１に示した。
【０１４１】図１１に示される結果より、Ｔａの含有率
を上げるとともにＡＭＲ値はだんだんと低下しているこ
とがわかる。ＡＭＲ値の低い軟磁性層(フリー層)を使っ
たスピンバルブ膜のＭＲカーブは、ＡＭＲカーブの影響
を受けにくくなる(影響が少ない)。従って、Ｔａの含有
率を上げるにつれ信号の直線性がよくなる、すなわち、
磁界の変化に比例した出力電圧を得ることができるよう
になることがわかる。
を上げるとともにＡＭＲ値はだんだんと低下しているこ
とがわかる。ＡＭＲ値の低い軟磁性層(フリー層)を使っ
たスピンバルブ膜のＭＲカーブは、ＡＭＲカーブの影響
を受けにくくなる(影響が少ない)。従って、Ｔａの含有
率を上げるにつれ信号の直線性がよくなる、すなわち、
磁界の変化に比例した出力電圧を得ることができるよう
になることがわかる。
【０１４２】実験例XII
【０１４３】次ぎに示すようなＴａ（５０Å）／ＮｉＦ
ｅＮｂ（7０Å；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝４．６）／Ｔａ
（５０Å）積層膜構成を基本構造として考え、ＮｉＦｅ
Ｎｂ層（７０Å）におけるＴａ含有率を種々変えたサン
プルを作製した。
ｅＮｂ（7０Å；Ｎｉ／Ｆｅ重量比＝４．６）／Ｔａ
（５０Å）積層膜構成を基本構造として考え、ＮｉＦｅ
Ｎｂ層（７０Å）におけるＴａ含有率を種々変えたサン
プルを作製した。
【０１４４】これらのサンプルについて、上記実験XIと
同様にＡＭＲ値を求めた。そして、求めたＡＭＲ値とＮ
ｂ含有率との関係をグラフにした。その結果を図１２に
示した。
同様にＡＭＲ値を求めた。そして、求めたＡＭＲ値とＮ
ｂ含有率との関係をグラフにした。その結果を図１２に
示した。
【０１４５】図１２に示される結果より、Ｎｂの含有率
を上げるとともにＡＭＲ値はだんだんと低下しているこ
とがわかる。Ｎｂの含有率を上げるとともにＡＭＲ値は
だんだんと低下していることがわかる。ＡＭＲ値の低い
軟磁性層(フリー層)を使ったスピンバルブ膜のＭＲカー
ブは、ＡＭＲカーブの影響を受けにくくなる(影響が少
ない)。従って、Ｎｂの含有率を上げるにつれ信号の直
線性がよくなる、すなわち、磁界の変化に比例した出力
電圧を得ることができるようになることがわかる。
を上げるとともにＡＭＲ値はだんだんと低下しているこ
とがわかる。Ｎｂの含有率を上げるとともにＡＭＲ値は
だんだんと低下していることがわかる。ＡＭＲ値の低い
軟磁性層(フリー層)を使ったスピンバルブ膜のＭＲカー
ブは、ＡＭＲカーブの影響を受けにくくなる(影響が少
ない)。従って、Ｎｂの含有率を上げるにつれ信号の直
線性がよくなる、すなわち、磁界の変化に比例した出力
電圧を得ることができるようになることがわかる。
【０１４６】実験例XIII
【０１４７】上記実験例Ｉで作製した各スピンバルブ膜
を磁気ヘッドに組み込み、軟磁性層２０の一部を構成す
るＮｉＦｅＴａ層のＴａ含有率と磁気ヘッド出力との関
係を求めた。結果を図１３に示す。図１３に示されるグ
ラフより、ＮｉＦｅＴａ層のＴａ含有は、磁気ヘッド出
力の向上に大きく寄与していることが確認できた。
を磁気ヘッドに組み込み、軟磁性層２０の一部を構成す
るＮｉＦｅＴａ層のＴａ含有率と磁気ヘッド出力との関
係を求めた。結果を図１３に示す。図１３に示されるグ
ラフより、ＮｉＦｅＴａ層のＴａ含有は、磁気ヘッド出
力の向上に大きく寄与していることが確認できた。
【０１４８】なお、磁気ヘッドサンプルの評価におい
て、トラック幅１μｍ、センス電流５ｍＡ、メディア磁
界２７００Ｏｅとした。
て、トラック幅１μｍ、センス電流５ｍＡ、メディア磁
界２７００Ｏｅとした。
【０１４９】実験例XIV
【０１５０】上記実験例IIで作製した各スピンバルブ膜
を磁気ヘッドに組み込み、軟磁性層２０の一部を構成す
るＮｉＦｅＮｂ層のＮｂ含有率と磁気ヘッド出力との関
係を求めた。結果を図１４に示す。図１４に示されるグ
ラフより、ＮｉＦｅＮｂ層のＮｂ含有は、磁気ヘッド出
力の向上に大きく寄与していることが確認できた。
を磁気ヘッドに組み込み、軟磁性層２０の一部を構成す
るＮｉＦｅＮｂ層のＮｂ含有率と磁気ヘッド出力との関
係を求めた。結果を図１４に示す。図１４に示されるグ
ラフより、ＮｉＦｅＮｂ層のＮｂ含有は、磁気ヘッド出
力の向上に大きく寄与していることが確認できた。
【０１５１】なお、磁気ヘッドサンプルの評価におい
て、トラック幅１μｍ、センス電流５ｍＡ、メディア磁
界２７００Ｏｅとした。
て、トラック幅１μｍ、センス電流５ｍＡ、メディア磁
界２７００Ｏｅとした。
【０１５２】
【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、スピンバルブ型の磁気抵
抗効果膜を構成する軟磁性層は、少なくとも２層積層体
から構成され、非磁性金属層の側から、実質的にＣｏま
たはＣｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉ
ＦｅＸからなる第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、Ｔａお
よびＮｂの中から選定された少なくとも1種）とを、順
次有してなるように構成されている。さらに好ましい態
様として、軟磁性層は、少なくとも３層積層体から構成
され、前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたは
ＣｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅ
からなる第３の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸからな
る第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの中
から選定された少なくとも1種）とを、順次有してなる
ように構成されているので、信号の検出感度が良く、し
かも、磁気ヘッドの出力の向上が図れる。さらには検出
信号の直線性も良い。
ある。すなわち、本発明では、スピンバルブ型の磁気抵
抗効果膜を構成する軟磁性層は、少なくとも２層積層体
から構成され、非磁性金属層の側から、実質的にＣｏま
たはＣｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉ
ＦｅＸからなる第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、Ｔａお
よびＮｂの中から選定された少なくとも1種）とを、順
次有してなるように構成されている。さらに好ましい態
様として、軟磁性層は、少なくとも３層積層体から構成
され、前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたは
ＣｏＦｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅ
からなる第３の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸからな
る第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの中
から選定された少なくとも1種）とを、順次有してなる
ように構成されているので、信号の検出感度が良く、し
かも、磁気ヘッドの出力の向上が図れる。さらには検出
信号の直線性も良い。
【図１】図１は、本発明の磁気抵抗効果膜の断面図であ
る。
る。
【図２】図２は、本発明の磁気抵抗効果膜の断面図であ
る。
る。
【図３】図３は、本発明の磁気抵抗効果膜の断面図であ
る。
る。
【図４】図４は、本発明の磁気抵抗効果膜の断面図であ
る。
る。
【図５】図５は、本発明の作用を説明するための磁気抵
抗効果膜、特に磁性多層膜の構造の模式図である。
抗効果膜、特に磁性多層膜の構造の模式図である。
【図６】図６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７】図７は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの一例
を示す概略斜視図である。
を示す概略斜視図である。
【図８】図８は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの磁気
抵抗効果膜と電極部との好適な接続状態を示す概略斜視
図である。
抵抗効果膜と電極部との好適な接続状態を示す概略斜視
図である。
【図９】図９は、第２の軟磁性層中のＴａ含有率と飽和
磁束密度（Ｇ）との関係を示したグラフである。
磁束密度（Ｇ）との関係を示したグラフである。
【図１０】図１０は、第２の軟磁性層中のＮｂ含有率と
飽和磁束密度（Ｇ）との関係を示したグラフである。
飽和磁束密度（Ｇ）との関係を示したグラフである。
【図１１】図１１は、第２の軟磁性層中のＴａ含有率と
ＡＭＲ値との関係を示したグラフである。
ＡＭＲ値との関係を示したグラフである。
【図１２】図１２は、第２の軟磁性層中のＮｂ含有率と
ＡＭＲ値との関係を示したグラフである。
ＡＭＲ値との関係を示したグラフである。
【図１３】図１３は、軟磁性層の一部を構成するＮｉＦ
ｅＴａ層のＴａ含有率と磁気ヘッド出力との関係を示す
グラフである。
ｅＴａ層のＴａ含有率と磁気ヘッド出力との関係を示す
グラフである。
【図１４】図１４は、軟磁性層の一部を構成するＮｉＦ
ｅＮｂ層のＮｂ含有率と磁気ヘッド出力との関係を示す
グラフである。
ｅＮｂ層のＮｂ含有率と磁気ヘッド出力との関係を示す
グラフである。
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…磁性多層膜 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ…磁気抵抗効果膜 ５…基板 ２０…軟磁性層 ２１…第１の軟磁性層 ２２…第２の軟磁性層 ２３…第３の軟磁性層 ３０…非磁性金属層 ４０…強磁性層 ５０…ピン止め層 ８０…保護層 ９０…記録媒体 ９３…記録面 １５０…磁気抵抗効果型ヘッド ２００…磁気抵抗効果膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 宏明 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 (72)発明者 伊藤 範之 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 BA05 CA08
Claims (14)
- 【請求項１】 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多
層膜を備えてなるスピンバルブ型の磁気抵抗効果膜であ
って、 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、 当該軟磁性層は、少なくとも２層積層体から構成され、
前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたはＣｏＦ
ｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸから
なる第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの
中から選定された少なくとも1種）とを、順次有してな
ることを特徴とする磁気抵抗効果膜。 - 【請求項２】 前記軟磁性層の一部を構成する第２の軟
磁性層は、実質的にＮｉＦｅＴａからなり、Ｔａの含有
率が１〜３０ｗｔ％である請求項１に記載の磁気抵抗効
果膜。 - 【請求項３】 前記軟磁性層の一部を構成する第２の軟
磁性層は、実質的にＮｉＦｅＮｂからなり、Ｎｂの含有
率が１〜１５ｗｔ％である請求項１に記載の磁気抵抗効
果膜。 - 【請求項４】 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多
層膜を備えてなるスピンバルブ型の磁気抵抗効果膜であ
って、 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、 当該軟磁性層は、少なくとも３層積層体から構成され、
前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたはＣｏＦ
ｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅからな
る第３の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸからなる第２
の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの中から選
定された少なくとも1種）とを、順次有してなることを
特徴とする磁気抵抗効果膜。 - 【請求項５】 前記軟磁性層の一部を構成する第２の軟
磁性層は、実質的にＮｉＦｅＴａからなり、Ｔａの含有
率が１〜３０ｗｔ％である請求項４に記載の磁気抵抗効
果膜。 - 【請求項６】 前記軟磁性層の一部を構成する第２の軟
磁性層は、実質的にＮｉＦｅＮｂからなり、Ｎｂの含有
率が１〜１５ｗｔ％である請求項４に記載の磁気抵抗効
果膜。 - 【請求項７】 前記軟磁性層の一部を構成する実質的に
ＮｉＦｅからなる第３の軟磁性層は、その膜厚が１〜５
０Åである請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の
磁気抵抗効果膜。 - 【請求項８】 磁気抵抗効果膜と、導体膜とを有する磁
気抵抗効果型ヘッドであって、 前記導体膜は、前記磁気抵抗効果膜と導通しており、 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多層膜であって、 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、 当該軟磁性層は、少なくとも２層積層体から構成され、
前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたはＣｏＦ
ｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸから
なる第２の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの
中から選定された少なくとも1種）とを、順次有してな
ることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項９】 前記軟磁性層の一部を構成する第２の軟
磁性層は、実質的にＮｉＦｅＴａからなり、Ｔａの含有
率が１〜３０ｗｔ％である請求項８に記載の磁気抵抗効
果型ヘッド。 - 【請求項１０】 前記軟磁性層の一部を構成する第２の
軟磁性層は、実質的にＮｉＦｅＮｂからなり、Ｎｂの含
有率が１〜１５ｗｔ％である請求項８に記載の磁気抵抗
効果型ヘッド。 - 【請求項１１】 磁気抵抗効果膜と、導体膜とを有する
磁気抵抗効果型ヘッドであって、 前記導体膜は、前記磁気抵抗効果膜と導通しており、 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多層膜であって、 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、 当該軟磁性層は、少なくとも３層積層体から構成され、
前記非磁性金属層の側から、実質的にＣｏまたはＣｏＦ
ｅからなる第１の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅからな
る第３の軟磁性層と、実質的にＮｉＦｅＸからなる第２
の軟磁性層（ここで、Ｘは、ＴａおよびＮｂの中から選
定された少なくとも1種）とを、順次有してなることを
特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項１２】 前記軟磁性層の一部を構成する第２の
軟磁性層は、実質的にＮｉＦｅＴａからなり、Ｔａの含
有率が１〜３０ｗｔ％である請求項１１に記載の磁気抵
抗効果型ヘッド。 - 【請求項１３】 前記軟磁性層の一部を構成する第２の
軟磁性層は、実質的にＮｉＦｅＮｂからなり、Ｎｂの含
有率が１〜１５ｗｔ％である請求項１１に記載の磁気抵
抗効果型ヘッド。 - 【請求項１４】 前記軟磁性層の一部を構成する実質的
にＮｉＦｅからなる第３の軟磁性層は、その膜厚が１〜
５０Åである請求項１１ないし請求項１３のいずれかに
記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15154199A JP3766565B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 磁気抵抗効果膜および磁気抵抗効果型ヘッド |
| US09/542,912 US6563681B1 (en) | 1999-05-31 | 2000-04-04 | Magnetoresistance effect film and magnetoresistance effect type head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15154199A JP3766565B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 磁気抵抗効果膜および磁気抵抗効果型ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000340858A true JP2000340858A (ja) | 2000-12-08 |
| JP3766565B2 JP3766565B2 (ja) | 2006-04-12 |
Family
ID=15520776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15154199A Expired - Lifetime JP3766565B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 磁気抵抗効果膜および磁気抵抗効果型ヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6563681B1 (ja) |
| JP (1) | JP3766565B2 (ja) |
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