JP2001307308A - 磁気抵抗効果型ヘッドおよび情報再生装置 - Google Patents

磁気抵抗効果型ヘッドおよび情報再生装置

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JP2001307308A
JP2001307308A JP2000122456A JP2000122456A JP2001307308A JP 2001307308 A JP2001307308 A JP 2001307308A JP 2000122456 A JP2000122456 A JP 2000122456A JP 2000122456 A JP2000122456 A JP 2000122456A JP 2001307308 A JP2001307308 A JP 2001307308A
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magnetic
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Kenji Noma
賢二 野間
Hitoshi Kanai
均 金井
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自由磁性層に付与される交換結合磁界Ｈinが
小さく抑えられた磁気抵抗効果型ヘッドを提供する。 【解決手段】 第１の反強磁性層２と、その第１の反強
磁性層２上に形成された、方向の固定された磁化を有す
る固定磁性層３と、その固定磁性層３上に形成された第
１の非磁性層４と、その第１の非磁性層４上に形成され
た、外部磁界に応じて方向の変化する磁化を有する自由
磁性層５と、その自由磁性層５上形成された第２の非磁
性層６と、その第２の非磁性層６上に形成された、静的
な交換結合による、固定磁性層３の磁化方向とは逆向き
のバイアス磁界を自由磁性層５に付与する第２の反強磁
性層７とを有する磁気抵抗効果膜を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部磁界の強さに
応じた抵抗変化を利用してその外部磁界の強さを検知す
る磁気抵抗効果型ヘッド、および記録媒体に記録された
情報を再生する情報再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータの普及に伴って、日
常的に多量の情報が取り扱われるようになっている。こ
のような情報は、通常、記録媒体に多数の物理的な印と
して記録され、その記録媒体上の印を読み取って電気的
な再生信号を生成する情報再生装置により再生される。
【０００３】ハードディスク装置（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ
Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）は、そのような情報再生装置の
１つであり、記憶容量が大きく情報へのアクセス速度が
速いという特徴を持つ。このＨＤＤは、一般に、表面が
磁性材料からなる記録媒体である磁気ディスク、および
この磁気ディスクに記録された情報を再生する再生ヘッ
ドを備えている。磁気ディスクは、表面が微小領域（１
ビット領域）ごとに磁化されており、１ビットの情報が
この１ビット領域の磁化の方向の形で記録される。再生
ヘッドは、この磁気ディスクに近接して配置され、磁気
ディスクの１ビット領域の磁化から発生する信号磁界Ｈ
sigに応じた電気的な再生信号を出力することにより、
磁気ディスクに記録された情報を再生する。
【０００４】この磁気ディスクの記録密度は年々向上し
続けており、その記録密度の向上に伴って１ビット領域
の面積が減少し、その１ビット領域から発生する信号磁
界Ｈ sigが弱くなる。このため、このように弱い信号磁
界Ｈsigに対しても大きな再生信号を出力する磁気ヘッ
ドが必要となっており、このように大きな再生信号を出
力する磁気ヘッドとして、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果
を利用した磁気抵抗効果型ヘッドであるスピンバルブ磁
気抵抗効果型ヘッド（Ｓｐｉｎ Ｖａｌｖｅ Ｍａｇｎ
ｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｈｅａｄ）の実用化が本格
的に始まりつつある。以下では、このスピンバルブ磁気
抵抗効果型ヘッドをＳＶＭＲヘッドと称する。
【０００５】ＳＶＭＲヘッドは、外部磁界に応じて磁化
の方向が変化する自由磁性層と、この自由磁性層に隣接
して形成された導電性を有する非磁性層と、この非磁性
層に隣接して形成された、磁化の方向が所定の方向に固
定された固定磁性層と、この固定磁性層に隣接して形成
され、この固定磁性層の磁化の方向を固定する反強磁性
材料からなる反強磁性層とを含む多層膜であるスピンバ
ルブタイプの磁気抵抗効果膜を有する。この磁気抵抗効
果膜は、自由磁性層の磁化の方向と固定磁性層の磁化の
方向の相対的な角度変化に応じた抵抗変化を生じ、これ
らの磁化の方向が互いに同方向を向くと抵抗値が最小と
なり、互いに逆方向を向くと抵抗値が最大となる。この
磁気抵抗効果膜には一対の電極端子が配設されており、
動作時にこの一対の電極端子から磁気抵抗効果膜にセン
ス電流が流される。センス電流が流された状態で、この
ＳＶＭＲヘッドを磁気ディスクに近接させて相対的に移
動させると、磁気ディスクからの信号磁界Ｈsigに応じ
て上記磁気抵抗効果膜の電気抵抗値が逐次変化し、この
電気抵抗値と上記センス電流値との積で表される出力電
圧を持った再生信号が出力される。
【０００６】ＳＶＭＲヘッドの再生信号の出力は、外部
磁界に応じて変化するシート抵抗の最大値と最小値との
差Δρ／ｔにほぼ比例する。以下では、この変化するシ
ート抵抗の最大値と最小値との差Δρ／ｔを、抵抗変化
Δρ／ｔと称する。一般に、スピンバルブタイプの磁気
抵抗効果膜は、大きな抵抗変化Δρ／ｔを有するもので
あるため、ＳＶＭＲヘッドによって高出力の再生信号が
出力される。しかし、抵抗変化Δρ／ｔのさらなる増大
により、ＳＶＭＲヘッドをさらに高出力化することが望
まれている。抵抗変化Δρ／ｔを増大させるためには、
上記自由磁性層および非磁性層の厚みを低減させればよ
いことが知られている。これらの層の厚みが大きい場合
には、磁気抵抗効果に寄与しない余分なシャント電流が
これらの層に流れてしまい抵抗変化Δρ／ｔが減少する
が、これらの層を薄層化することによりこのシャント電
流の量が抑制される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、磁気抵抗効果
膜では、主に固定磁性層の磁化から自由磁性層の磁化に
対して、磁化どうしの交換結合に起因する交換結合磁界
（Ｉｎｔｅｒ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｆｉｅ
ｌｄ）Ｈinが付与されており、自由磁性層や非磁性層の
薄層化を進めると、この交換結合磁界Ｈinが増大する。
例えば、Ｔａ（５０Å）／ＣｏＦｅ（自由磁性層：２０
Å）／Ｃｕ（非磁性層：３０Å）／ＣｏＦｅ（固定磁性
層：２０Å）／ＰｔＭｎ（反強磁性層：２００Å）／Ｔ
ａ（１００Å）の構成を持つスピンバルブタイプの磁気
抵抗効果膜の抵抗変化Δρ／ｔは０．９Ω程度であるの
に対し、Ｃｕからなる非磁性層の厚みを３０Åから２０
Åに低減することにより、抵抗変化Δρ／ｔは１．４Ω
まで向上する。しかし、この厚みの低減によって、交換
結合磁界Ｈinは、０．４ｋＡ／ｍから２．５ｋＡ／ｍま
で増大してしまう。
【０００８】このように交換結合磁界Ｈinが増大する
と、ヘッドの状態において、自由磁性層の磁化の方向と
固定磁性層の磁化の方向とがなす角度について、理想的
な９０度方向にならず、大きなずれが生ずる。この角度
が大きくずれた状態では、磁気抵抗効果膜の抵抗が信号
磁界Ｈsigの変化に対して線形応答せず、信号磁界Ｈsig
の正負に関してＳＶＭＲヘッドの再生波形の対称性が悪
化する。そして、この対称性の悪化により、出力電圧の
正負いずれかの側のダイナミックレンジが減少して、実
質的な再生出力が減少するといった問題が発生する。
【０００９】本発明は、上記事情に鑑み、自由磁性層に
付与される交換結合磁界Ｈinが小さく抑えられた磁気抵
抗効果型ヘッド、およびそのような磁気抵抗効果型ヘッ
ドを備えた情報再生装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の磁気抵抗効果型ヘッドのうちの第１の磁気抵抗効果
型ヘッドは、方向の固定された磁化を有する固定磁性層
と、外部磁界に応じて方向の変化する磁化を有する自由
磁性層と、その固定磁性層およびその自由磁性層によっ
て層の厚み方向に挟まれた第１の非磁性層とを含む多層
膜であって、その固定磁性層の磁化の方向とその自由磁
性層の磁化の方向とのなす角度に応じた抵抗の大きさを
示す磁気抵抗効果膜を備え、その磁気抵抗効果膜の抵抗
の大きさを検知することにより上記外部磁界の強さを検
知する磁気抵抗効果型ヘッドであって、上記自由磁性層
の、その自由磁性層の上記第１の非磁性層側の面とは反
対側の面に隣接した第２の非磁性層と、上記第２の非磁
性層の、その第２の非磁性層の上記自由磁性層側の面と
は反対側の面に隣接した、静的な交換結合による、上記
固定磁性層の磁化方向とは逆向きのバイアス磁界を上記
自由磁性層に付与するバイアス付与層とを有するもので
あって、そのバイアス付与層が、規則系の反強磁性材料
および硬質磁性材料のうちの少なくともいずれかの材料
を含む材料からなるものであることを特徴とする。
【００１１】従来の技術で述べたように、一般に、自由
磁性層には、固定磁性層から交換結合磁界が付与されて
いる。また、本発明にいう上記バイアス付与層からその
自由磁性層に付与されるバイアス磁界も交換結合磁界で
ある。以下で述べる、自由磁性層に付与される交換結合
磁界は、これらの固定磁性層およびバイアス付与層から
自由磁性層に加えられる交換結合磁界の和の磁界をい
う。
【００１２】本発明の第１の磁気抵抗効果型ヘッドのよ
うに、自由磁性層にバイアス磁界を付与するバイアス付
与層が形成されていると、自由磁性層に付与される交換
結合磁界の大きさがそのバイアス磁界によって低減され
る。
【００１３】また、バイアス付与層が、規則系の反強磁
性材料および硬質磁性材料のうちの少なくともいずれか
の材料を含む材料からなるものであると、後に実施形態
に示すように、上記自由磁性層に付与される交換結合磁
界の低減が安定して行われる。また、このバイアス付与
層は、上記磁性材料の少なくともいずれかの材料に加え
てフェリ磁性材料を含むものであってもよい。
【００１４】上記本発明の第１の磁気抵抗効果型ヘッド
は、上記第１の非磁性層が、銅あるいは銅を含む合金か
らなる２６Å以下の厚みを有するものであることが好ま
しい。
【００１５】第１の非磁性層が、このような厚みを持つ
場合、上記自由磁性層に付与される交換結合磁界の低減
が、特に有効に行われる。
【００１６】また、上記本発明の第１の磁気抵抗効果型
ヘッドは、上記第２の非磁性層が、銅あるいは銅を含む
合金からなる５Å以上２０Å以下の厚みを有するもので
あることが好ましい。
【００１７】この第１の磁気抵抗効果型ヘッドでは、後
に実施形態および実施例に示すように、抵抗変化Δρ／
ｔを大きく保ちながら、上記自由磁性層に付与される交
換結合磁界を適切な値に低減することができる。
【００１８】上記目的を達成する本発明の磁気抵抗効果
型ヘッドのうちの第２の磁気抵抗効果型ヘッドは、方向
の固定された磁化を有する固定磁性層と、外部磁界に応
じて方向の変化する磁化を有する自由磁性層と、その固
定磁性層およびその自由磁性層によって層の厚み方向に
挟まれた第１の非磁性層とを含む多層膜であって、その
固定磁性層の磁化の方向とその自由磁性層の磁化の方向
とのなす角度に応じた抵抗の大きさを示す磁気抵抗効果
膜を備え、その磁気抵抗効果膜の抵抗の大きさを検知す
ることにより上記外部磁界の強さを検知する磁気抵抗効
果型ヘッドであって、上記自由磁性層の、その自由磁性
層の上記第１の非磁性層側とは反対側に配置された第２
の非磁性層と、上記第２の非磁性層の上記自由磁性層側
とは反対側に配置された、静的な交換結合による、上記
固定磁性層の磁化方向とは逆向きの８００Ａ／ｍ以上の
強さのバイアス磁界を上記自由磁性層に付与するバイア
ス付与層とを有するものであることを特徴とする。
【００１９】本発明の第２の磁気抵抗効果型ヘッドのよ
うに、自由磁性層に８００Ａ／ｍ以上の強さのバイアス
磁界を付与するバイアス付与層が形成されていると、後
に実施形態に示すように、自由磁性層に付与される交換
結合磁界の大きさがそのバイアス磁界によって有効に低
減される。
【００２０】また、上記本発明の第２の磁気抵抗効果型
ヘッドには、上記バイアス付与層が、規則系の反強磁性
材料、硬質磁性材料、およびフェリ磁性材料の材料群の
うちの少なくとも１つ以上の材料からなるものがある。
【００２１】バイアス付与層が、このような材料からな
るものであると、後に実施形態に示すように、上記自由
磁性層に付与される交換結合磁界の低減が安定して行わ
れる。
【００２２】上記目的を達成する本発明の磁気抵抗効果
型ヘッドのうちの第３の磁気抵抗効果型ヘッドは、方向
の固定された磁化を有する第１の固定磁性層と、上記第
１の固定磁性層上に形成された第１の非磁性層と、上記
第１の非磁性層上に形成された、軟磁性材料からなる第
１の軟磁性層および第２の軟磁性層、並びにこれらの軟
磁性層の間に挟まれるように形成されたこれらの軟磁性
層の磁化を互いに逆向きに結合する反平行結合中間層か
らなる、これらの軟磁性層の磁化の方向が、互いに逆向
きに結合された状態で外部磁界に応じて変化する自由磁
性層と、上記自由磁性層上に形成された第２の非磁性層
と、上記第２の非磁性層上に形成された、上記第１の固
定磁性層の磁化の方向と同じ方向に固定された磁化を有
する第２の固定磁性層とを含む多層膜であって、上記第
１の固定磁性層の磁化の方向と上記第１の軟磁性層の磁
化の方向とのなす角度に応じた抵抗の大きさを示す磁気
抵抗効果膜を備え、その磁気抵抗効果膜の抵抗の大きさ
を検知することにより上記外部磁界の強さを検知するこ
とを特徴とする。
【００２３】本発明の第３の磁気抵抗効果型ヘッドは、
後に実施形態に示すように、上記第１の固定磁性層から
上記第１の軟磁性層に付与される磁界と、上記第２の固
定磁性層から上記第２の軟磁性層に付与される磁界と
が、実質的に互いに相殺されることにより、上記自由磁
性層へ付与される余分な磁界による影響が低減されてい
る。
【００２４】上記目的を達成する本発明の情報再生装置
のうちの第１の情報再生装置は、磁化の方向により情報
が記録された磁気記録媒体に近接あるいは接触して配置
されてその磁気記録媒体各点の磁化の方向を検出する磁
気ヘッドを備え、その磁気ヘッドにより検出された上記
磁気記録媒体各点の磁化の方向に応じた情報を再生する
情報再生装置であって、上記磁気ヘッドが、方向の固定
された磁化を有する固定磁性層と、外部磁界に応じて方
向の変化する磁化を有する自由磁性層と、その固定磁性
層およびその自由磁性層によって層の厚み方向に挟まれ
た第１の非磁性層とを含む多層膜であって、その固定磁
性層の磁化の方向とその自由磁性層の磁化の方向とのな
す角度に応じた抵抗の大きさを示す磁気抵抗効果膜を備
え、その磁気抵抗効果膜の抵抗の大きさを検知すること
により上記外部磁界の強さを検知するものであり、上記
自由磁性層の、その自由磁性層の上記第１の非磁性層側
の面とは反対側の面に隣接した第２の非磁性層と、上記
第２の非磁性層の、その第２の非磁性層の上記自由磁性
層側の面とは反対側の面に隣接した、静的な交換結合に
よる、上記固定磁性層の磁化方向とは逆向きのバイアス
磁界を上記自由磁性層に付与するバイアス付与層とを有
するものであって、そのバイアス付与層が、規則系の反
強磁性材料および硬質磁性材料のうちの少なくともいず
れかの材料を含む材料からなるものであることを特徴と
する。
【００２５】この第１の情報再生装置は、磁気ヘッドと
して上記本発明の第１の磁気抵抗効果型ヘッドを採用し
たものであって、自由磁性層に付与される交換結合磁界
が低減されているため、再生波形の対称性が高く、再生
出力が大きい。
【００２６】上記目的を達成する本発明の情報再生装置
のうちの第２の情報再生装置は、磁化の方向により情報
が記録された磁気記録媒体に近接あるいは接触して配置
されてその磁気記録媒体各点の磁化の方向を検出する磁
気ヘッドを備え、その磁気ヘッドにより検出された上記
磁気記録媒体各点の磁化の方向に応じた情報を再生する
情報再生装置であって、上記磁気ヘッドが、方向の固定
された磁化を有する固定磁性層と、外部磁界に応じて方
向の変化する磁化を有する自由磁性層と、その固定磁性
層およびその自由磁性層によって層の厚み方向に挟まれ
た第１の非磁性層とを含む多層膜であって、その固定磁
性層の磁化の方向とその自由磁性層の磁化の方向とのな
す角度に応じた抵抗の大きさを示す磁気抵抗効果膜を備
え、その磁気抵抗効果膜の抵抗の大きさを検知すること
により上記外部磁界の強さを検知するものであり、上記
自由磁性層の、その自由磁性層の上記第１の非磁性層側
とは反対側に配置された第２の非磁性層と、上記第２の
非磁性層の上記自由磁性層側とは反対側に配置された、
静的な交換結合による、上記固定磁性層の磁化方向とは
逆向きの８００Ａ／ｍ以上の強さのバイアス磁界を上記
自由磁性層に付与するバイアス付与層とを有するもので
あることを特徴とする。
【００２７】この第２の情報再生装置は、磁気ヘッドと
して上記本発明の第２の磁気抵抗効果型ヘッドを採用し
たものであって、自由磁性層に付与される交換結合磁界
が低減されているため、再生波形の対称性が高く、再生
出力が大きい。
【００２８】上記目的を達成する本発明の情報再生装置
のうちの第３の情報再生装置は、磁化の方向により情報
が記録された磁気記録媒体に近接あるいは接触して配置
されてその磁気記録媒体各点の磁化の方向を検出する磁
気ヘッドを備え、その磁気ヘッドにより検出された上記
磁気記録媒体各点の磁化の方向に応じた情報を再生する
情報再生装置であって、上記磁気ヘッドが、方向の固定
された磁化を有する第１の固定磁性層と、上記第１の固
定磁性層上に形成された第１の非磁性層と、上記第１の
非磁性層上に形成された、軟磁性材料からなる第１の軟
磁性層および第２の軟磁性層、並びにこれらの軟磁性層
の間に挟まれるように形成されたこれらの軟磁性層の磁
化を互いに逆向きに結合する反平行結合中間層からな
る、これらの軟磁性層の磁化の方向が、互いに逆向きに
結合された状態で外部磁界に応じて変化する自由磁性層
と、上記自由磁性層上に形成された第２の非磁性層と、
上記第２の非磁性層上に形成された、上記第１の固定磁
性層の磁化の方向と同じ方向に固定された磁化を有する
第２の固定磁性層とを含む多層膜であって、上記第１の
固定磁性層の磁化の方向と上記第１の軟磁性層の磁化の
方向とのなす角度に応じた抵抗の大きさを示す磁気抵抗
効果膜を備え、その磁気抵抗効果膜の抵抗の大きさを検
知することにより上記外部磁界の強さを検知することを
特徴とする。
【００２９】この第３の情報再生装置は、磁気ヘッドと
して上記本発明の第３の磁気抵抗効果型ヘッドを採用し
たものであって、自由磁性層に付与される交換結合磁界
が実質的に低減されているため、再生波形の対称性が高
く、再生出力が大きい。
【００３０】
【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態について説
明する。
【００３１】図１は、本実施形態のハードディスク装置
の概略構成図である。
【００３２】同図に示すハードディスク装置（ＨＤＤ）
１００は、本発明の情報再生装置に相当するものであ
る。同図に示すＨＤＤ１００のハウジング１０１には、
回転軸１０２、回転軸１０２に装着される磁気ディスク
１０３、磁気ディスク１０３の表面に近接して対向する
浮上ヘッドスライダ１０４、アーム軸１０５、浮上ヘッ
ドスライダ１０４を先端に固着してアーム軸１０５を中
心に磁気ディスク１０３上を水平移動するキャリッジア
ーム１０６、およびキャリッジアーム１０６の水平移動
を駆動するアクチュエータ１０７が収容されている。
【００３３】このＨＤＤ１００では、磁気ディスク１０
３へ情報の記録、および磁気ディスク１０３に記録され
た情報の再生が行われる。これらの情報の記録および再
生にあたっては、まず、磁気回路で構成されたアクチュ
エータ１０７によってキャリッジアーム１０６が駆動さ
れ、浮上ヘッドスライダ１０４が、回転する磁気ディス
ク１０３上の所望のトラックに位置決めされる。浮上ヘ
ッドスライダ１０４の先端には、図１には図示しない本
実施形態の磁気ヘッドが設置されている。この磁気ヘッ
ドは、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドに相当するもので
ある。この磁気ヘッドは、磁気ディスク１０３の回転に
よって、磁気ディスク１０３の各トラックに並ぶ各１ビ
ット領域に順次近接する。情報の記録時には、このよう
に磁気ディスク１０３に近接した磁気ヘッドに電気的な
記録信号が入力される。この磁気ヘッドは、入力された
記録信号に応じて上記各１ビット領域に磁界を印加し
て、その記録信号に担持された情報をそれらの各１ビッ
ト領域の磁化の方向の形で記録する。また、情報の再生
時には、その磁気ヘッドが、それらの各１ビット領域の
磁化の方向の形で記録された情報を、それらの磁化それ
ぞれから発生する磁界に応じて電気的な再生信号を生成
することにより取り出す。ハウジング１０１の内部空間
は、図示しないカバーによって閉鎖される。
【００３４】次に、本実施形態の磁気ヘッドについて説
明する。
【００３５】図２は、本実施形態の磁気ヘッドの要部断
面図である。
【００３６】本実施形態の磁気ヘッド３０は、磁気ディ
スク１０３に情報を記録する記録部と情報を再生する再
生部とからなる複合型の磁気ヘッドであり、同図には再
生部のみが示される。同図は、この磁気ヘッドの再生部
を、図１に示す磁気ディスク１０３に面する浮上面に平
行な面で切断した断面図である。
【００３７】磁気ヘッド３０は、非磁性の基板２１、こ
の非磁性の基板２１上に形成された下部シールド層２
２、この下部シールド層２２上に形成された下部絶縁層
２３、この下部絶縁層２３上に形成された磁気抵抗効果
膜１０、上記下部絶縁層２３上に、この磁気抵抗効果膜
１０を両側から挟むように形成された左右一対の磁区制
御層２４、この左右一対の磁区制御層２４上に形成され
た左右一対の電極２５、この左右一対の電極２５と上記
磁気抵抗効果膜１０との上に形成された上部絶縁層２
６、およびこの上部絶縁層２６上に形成された上部シー
ルド層２７を有する。この上部シールド層２７上には、
上記記録ヘッドが形成されている。
【００３８】基板２１は、例えば、アルミナ・チタンカ
ーバイド（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）からなる基板上にＳｉ膜
あるいはＳｉＯ2膜が形成されたものである。
【００３９】下部シールド層２２および上部シールド層
２７は、それぞれ、軟磁性材料からなって、上記磁気抵
抗効果膜１０に不必要な外部磁界が印加されないようそ
の磁気抵抗効果膜１０を磁気シールドするものである。
これらのシールド層は、例えば、いずれもＦｅＮからな
る１．６μｍの厚みを有する層である。
【００４０】下部絶縁層２３および上部絶縁層２６は、
それぞれ、絶縁材料からなって、上記磁気抵抗効果膜１
０、上記磁区制御層２４、および上記一対の電極２５か
らの電流のリークを防ぐものである。これらの絶縁層
は、例えば、いずれもアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなる３
０ｎｍの厚みを有する層である。
【００４１】磁区制御層２４は、上記磁気抵抗効果膜１
０に静磁界および交換相互作用などによる磁界を与える
ものである。この磁区制御層２４は、Ｃｏ−Ｐｔ合金、
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金等の硬磁性を示す材料からなる。
ここでは、この磁区制御層２４は、磁気抵抗効果膜１０
と同じ高さまで積層されている。
【００４２】電極２５は、上記磁区制御層２４を介して
上記磁気抵抗効果膜１０にセンス電流を印加するもので
あり、この一対の電極２５から再生信号が取り出され
る。この電極２５は、Ｔａ／（Ｔｉ−Ｗ）／Ｔａとい
う、２つのＴａ層とこれらのＴａの間に挟まれたＴｉ−
Ｗ合金との多層膜などの導電性材料からなる。
【００４３】磁気抵抗効果膜１０は、この磁気ヘッド３
０の情報再生の機能を担う部分である。すなわち、磁気
抵抗効果膜１０は、上記磁気ディスク１０３の各１ビッ
ト領域の磁化から発生する磁界に応じて抵抗が変化する
ものである。上述したように磁気抵抗効果膜１０には上
記電極２５によりセンス電流が印加されているため、上
記抵抗の変化により、上記各１ビット領域の磁化の方向
によって担持された情報が電気的な再生信号として取り
出される。
【００４４】本発明の特色は、この磁気抵抗効果膜１０
の構造にある。次に、この磁気抵抗効果膜１０の例とし
て、第１、第２、第３の磁気抵抗効果膜をとりあげ、そ
れらの磁気抵抗効果膜の構造について説明する。
【００４５】図３は、本実施形態の磁気ヘッドに採用さ
れた第１の磁気抵抗効果膜の断面図である。
【００４６】同図に示す第１の磁気抵抗効果膜１０＿１
は、スピンバルブタイプの磁気抵抗効果膜の一例であ
り、図２に示す下部絶縁層２３上に形成された下地層
１、この下地層１上に形成された第１の反強磁性層２、
この第１の反強磁性層２上に形成された固定磁性層３、
この固定磁性層３上に形成された第１の非磁性層４、こ
の第１の非磁性層４上に形成された自由磁性層５、この
自由磁性層５上に形成された第２の非磁性層６、この第
２の非磁性層６上に形成された第２の反強磁性層７、お
よびこの第２の反強磁性層７上に形成された保護層８に
よって構成されている。この第１の磁気抵抗効果膜１０
＿１は、同図右側および左側でトリミングされている。
ここで、第２の反強磁性層７は、本発明にいうバイアス
付与層に相当するものである。
【００４７】また、この第１の磁気抵抗効果膜１０＿１
は、下地層１上に、ここで述べた積層順とは逆に、第２
の反強磁性層７、第２の非磁性層６、自由磁性層５、第
１の非磁性層４、固定磁性層３、第１の反強磁性層２、
保護層８の順に形成されたものであってもよい。
【００４８】なお、同図は、図２とは、視点が異なって
いる。図２では、正面が浮上面と平行な面を表すのに対
して、図３では、第１の磁気抵抗効果膜１０＿１の右側
面が浮上面に相当する。なお、以下で各種の磁気抵抗効
果膜を示す図４〜図６においても、図３と同様に、磁気
抵抗効果膜の右側面が浮上面に相当する。
【００４９】また、同図、および以下の図４〜図６で
は、磁気抵抗効果膜を構成する各層の固定された磁化お
よび磁気モーメントを矢印で示すが、自由磁性層の磁化
は図示しない。
【００５０】この第１の磁気抵抗効果膜を構成する各層
について説明する前に、この第１の磁気抵抗効果膜の比
較の対象となる従来の磁気抵抗効果膜を図４に示す。
【００５１】図４は、従来の磁気抵抗効果膜の断面図で
ある。
【００５２】同図に示す従来の磁気抵抗効果膜１０’
は、スピンバルブタイプの磁気抵抗効果膜の一例であ
り、図３に示す本実施形態の磁気ヘッド３０に採用され
た第１の磁気抵抗効果膜１０＿１とは、第２の非磁性層
６および第２の反強磁性層７を持たず、自由磁性層５上
に保護層８が隣接して形成されている点において異な
る。
【００５３】逆にいえば、本実施形態の磁気ヘッド３０
に採用された上記第１の磁気抵抗効果膜１０＿１は、上
記第２の非磁性層６および上記第２の反強磁性層７を有
することに特徴的がある。
【００５４】以下に、この第１の磁気抵抗効果膜１０＿
１を構成する各層の説明を行う。
【００５５】下地層１は、上記第１の磁気抵抗効果膜１
０＿１を構成する各層の下地となる層である。この下地
層１は、例えば、上記下部絶縁層２３上に形成されたＴ
ａからなる厚さ３０Åの第１の下地層上と、この第１の
下地層上に形成されたＮｉ−Ｆｅ−Ｃｒ合金からなる厚
さ３０Åの第２の下地層とからなる。この第２の下地層
は、Ｔａからなる第１の下地層上に形成されたことによ
り、ｆｃｃ構造を有し、（１１１）方向に配向してい
る。
【００５６】第１の反強磁性層２は、反強磁性材料から
なって、上記固定磁性層３に対し、交換結合に起因する
交換結合磁界を付与するものである。この第１の反強磁
性層は、例えば、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ合金からなり１５０
Åの厚みを有する。ここで、この第１の反強磁性層２
は、上記固定磁性層３側の界面で、同図右向きの矢印に
よって表される同図右向きの、すなわち上記浮上面に垂
直な方向を向く磁気モーメントを有するものとする。こ
の磁気モーメントにより固定磁性層３に同図右向きの交
換結合磁界が付与される。
【００５７】固定磁性層３は、軟磁性材料を含み、上記
第１の反強磁性層２から付与された交換結合磁界により
方向の固定された磁化を有する層である。この固定磁性
層３は、軟磁性を示す第１の軟磁性層３＿１および第２
の軟磁性層３＿３と、これらの軟磁性層に膜厚方向に挟
まれてなる、それらの軟磁性層の磁化を互いに逆向きに
結合する反平行結合中間層３＿２とからなるいわゆる積
層フェリ膜となっている。
【００５８】第１の軟磁性層３＿１は、第１の反強磁性
層２と厚み方向に隣接するように形成された層であり、
第２の軟磁性層３＿３は、第１の非磁性層４と厚み方向
に隣接するように形成された軟磁性を示す層である。こ
の第１の軟磁性層３＿１は、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合
金からなる厚さ２０Åの層であり、第２の軟磁性層３＿
３は、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金からなる厚さ２５Å
の層である。また、反平行結合中間層３＿２は、例え
ば、Ｒｕからなる厚さ８Åの層である。
【００５９】固定磁性層３を構成する第１の軟磁性層３
＿１は、上記第１の反強磁性層２から付与された交換結
合磁界によって、同図右向きの矢印で示される方向に磁
化が固定される。一方、固定磁性層３を構成する第２の
軟磁性層３＿３は、磁化が、上記ピン結合層３＿２によ
って、上記第１の軟磁性層３＿１の磁化とは逆方向、す
なわち同図左向きの矢印で表される方向に向くように固
定される。
【００６０】一般に、このような積層フェリ膜からなる
固定磁性層３は、このように２つの軟磁性層が互いに逆
向きの磁化を有するため、固定磁性層３全体の磁化の大
きさが小さい。このように磁化の大きさが小さいと、磁
化が、外部からの磁界によって影響を受けにくく安定し
てピン止めされる。また、このように磁化の大きさが小
さいと、この磁化の反磁界も小さく抑えられるため、磁
気ディスク１０３からの信号磁界Ｈsigの乱れも減少す
る。
【００６１】第１の非磁性層４は、非磁性の導電性材料
からなる層であり、上記固定磁性層３と自由磁性層５と
を隔てるスペーサとなっている。この第１の非磁性層４
は、例えば、Ｃｕからなり２０Åの厚みを有する層であ
る。この第１の非磁性層４は、また、例えば、Ｃｕを含
む合金からなる層であってもよい。
【００６２】自由磁性層５は、ピン止めされておらず外
部磁界に応じて自由に回転する磁化を有する軟磁性材料
からなる層である。この自由磁性層５は、例えば、Ｃｏ
−Ｆｅ−Ｂ合金からなる厚さ１０Åの層とＮｉ−Ｆｅ合
金からなる厚さ４０Åの層とからなる２層膜によって構
成される。この２層膜を構成する材料の１つであるＣｏ
−Ｆｅ−Ｂ合金は、ＮｉＦｅと比べてＣｕと相互拡散し
にくいものであるため、自由磁性層５を構成する層のう
ちの、第１の非磁性層４上に形成される層の材料として
好ましい。
【００６３】この自由磁性層５の磁化は、磁気ディスク
１０３の各１ビット領域の磁化からの磁界に応じてこの
自由磁性層５の面内で回転する。第１の磁気抵抗効果膜
１０＿１のシート抵抗は、いわゆる巨大磁気抵抗効果に
より、この自由磁性層５の磁化と上記固定磁性層３の固
定された磁化とがなす角度に応じて大きく変化する。例
えば、この抵抗は、これらの磁化が互いに同方向を向く
場合に最小値をとり、これらの磁化が互いに逆方向を向
く場合に最大値をとる。この最大値と最小値との差が、
上記抵抗変化Δρ／ｔであり、この抵抗変化Δρ／ｔに
よって、上述したセンス電流を通じて再生信号が出力さ
れる。
【００６４】この自由磁性層５には、上記固定磁性層３
の第２の軟磁性層３＿３から同図左向きの矢印で表され
る同図左向きの交換結合磁界ｈ１が付与されており、さ
らに、上記第２の反強磁性層７から、その交換結合磁界
ｈ１とは逆方向を向く、同図右向きの矢印で表される交
換結合磁界ｈ２が付与されている。この交換結合磁界ｈ
２は、本発明にいうバイアス磁界に相当する磁界であ
る。
【００６５】なお、自由磁性層５は、上記磁区制御層２
４によって磁界が与えられて単磁区化されている。この
ため、この自由磁性層５を含む磁気ヘッド３０では、磁
壁の移動に伴って再生信号に生ずるバルクハウゼンノイ
ズの発生が抑制されている。但し、この磁区制御層２４
から自由磁性層５に対して与えられる磁界は、主に、自
由磁性層５の端部に加えられるものであって、自由磁性
層５の面の中央部にはほとんど影響を与えない。これに
対して、上記交換結合磁界ｈ１，ｈ２は、自由磁性層５
全体に付与されるものであり、上述した自由磁性層５の
磁化の回転に影響を与える。
【００６６】第２の非磁性層６は、上記第１の非磁性層
４と同様に非磁性の導電性材料からなる層であり、上記
自由磁性層５と第２の反強磁性層７とを隔てるスペーサ
となっている。この第２の非磁性層６は、例えば、Ｃｕ
からなる１５Åの厚みを有する層である。この第２の非
磁性層６は、また、例えば、Ｃｕを含む合金からなる層
であってもよい。
【００６７】第２の反強磁性層７は、上記自由磁性層５
に上記交換結合磁界ｈ２を付与する、規則系の反強磁性
材料からなる層である。この第２の反強磁性層７は、例
えば、上記第１の反強磁性層２と同様にＰｄ−Ｐｔ−Ｍ
ｎ合金からなる、６０Åの厚みを有する。この第２の反
強磁性層７は、後に磁気抵抗効果膜の製造の説明で述べ
るように、上記第２の非磁性層６側の界面で、上記第１
の反強磁性層２の固定磁性層３側の界面における磁気モ
ーメントと同じ方向の、右向きの矢印によって表される
磁気モーメントを有する。
【００６８】この磁気モーメントにより自由磁性層５に
交換結合磁界ｈ２が付与される。この交換結合磁界ｈ２
の方向は、上記第２の非磁性層６の材料および厚みが適
切に選ばれることによって、第２の反強磁性層７の上記
界面の磁気モーメントと同方向、すなわち、上記固定磁
性層３からの交換結合磁界ｈ１とは逆方向である同図右
向きとなる。
【００６９】保護層８は、耐蝕性が高く上記銅酸化物層
７を物理的および化学的に保護する層であり、例えば、
Ｔａからなり１００Åの厚みを有する。
【００７０】なお、以上に述べた各層は、以上に例示し
た厚さを有し、例示した材料からなるものであることが
好ましいが、必ずしもその厚さに限定されるものではな
く、その材料に限定されるものではない。
【００７１】上述したように、本実施形態の磁気ヘッド
３０に採用された上記第１の磁気抵抗効果膜１０＿１
は、上記第２の非磁性層６および上記第２の反強磁性層
７を有する点に特徴がある。従来の磁気抵抗効果膜１
０’では、これらの第２の非磁性層６および第２の反強
磁性層７に相当する層が存在しないため、固定磁性層３
からの交換結合磁界ｈ１のみが自由磁性層５に付与され
る。
【００７２】これに対して、上記第１の磁気抵抗効果膜
１０＿１では、この第２の反強磁性層７が、第２の非磁
性層６を挟んで隔てられた自由磁性層５に対して、固定
磁性層３からの交換結合磁界ｈ１とは逆向きの交換結合
磁界ｈ２を付与するため、自由磁性層５に付与される、
交換結合磁界ｈ１と交換結合磁界ｈ２とからなる全体的
な交換結合磁界Ｈin（以下、この全体的な交換結合磁界
を全交換結合磁界Ｈinと称する）が低減され小さく抑え
られている。
【００７３】この全交換結合磁界Ｈinによって、信号磁
界Ｈsigに対する磁気抵抗効果膜の抵抗の応答の様子が
変わる。全交換結合磁界Ｈinがゼロである場合には、信
号磁界Ｈsigに対する磁気抵抗効果膜の抵抗のグラフ
は、信号磁界Ｈsigの正負に対して対称となるが、全交
換結合磁界Ｈinが存在する場合には、そのグラフの対称
点は、信号磁界Ｈsig＝Ｈinに移動する。逆に言えば、
この対称点の移動を測定することにより、全交換結合磁
界Ｈinの大きさが求められる。
【００７４】この第１の磁気抵抗効果膜のように全交換
結合磁界Ｈinが小さく抑えられると、自由磁性層５の磁
化の方向と固定磁性層３の磁化の方向とがなす角度の全
交換結合磁界Ｈinに伴うずれも抑制される。この角度の
ずれが抑制されることにより、膜の抵抗の信号磁界Ｈ
sigの変化に対する線形応答性が向上する。そして、こ
のように線形応答性の向上した磁気抵抗効果膜が備えら
れた磁気ヘッド３０は、再生波形の対称性が良好な高出
力の磁気ヘッドとなる。
【００７５】また、このように再生波形の対称性が良好
な高出力の磁気ヘッド３０が採用されたＨＤＤ１００
は、磁気ディスク１０３上各点の磁化の方向を検出する
感度が高く、磁気記録媒体に高密度に記録された情報の
再生に適している。
【００７６】なお、上記第１の磁気抵抗効果膜１０＿１
を構成する第２の反強磁性層７を構成する材料として
は、Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ合金等の規則系の反強磁性材料が
されているが、これは、以下に示すように、ＰｄＰｔＭ
ｎ、ＰｔＭｎ、ＮｉＭｎなどの規則系の反強磁性材料の
方が、ＩｒＭｎ、ＦｅＭｎ、ＮｉＯ等の不規則系の反強
磁性材料よりも、上記第２の反強磁性層７の材料として
好ましいためである。
【００７７】この不規則系の反強磁性材料は、一般に、
表面および界面における磁気モーメントの異方性が消失
するブロッキング温度が低く、例えばＮｉＯではブロッ
キング温度は２００℃である。このようにブロッキング
温度が低いと、通常、上記磁気モーメントの異方性のエ
ネルギは小さい。仮に、上記第２の反強磁性層７がこの
不規則系の反強磁性材料からなるものであったとする
と、磁気ヘッドの動作時には、磁気抵抗効果膜の温度が
１２０℃〜１４０℃に上昇するため、このような高温下
では上記磁気モーメントの異方性は弱められる。通常、
磁気ヘッドの動作時には、この反強磁性材料の磁気モー
メントには、センス電流に起因する磁界、固定磁性層３
からの磁界、磁区制御層２４からの磁界等が付与される
ため、このように異方性が弱められた磁気モーメントは
小さく、また不安定となる。また、この磁気モーメント
は、同じく異方性のエネルギの小ささから、静電（Ｅｌ
ｅｃｔｒｉｃ Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ)破
壊にも弱いと考えられる。このため、第２の反強磁性層
７が不規則系の反強磁性材料からなるものである場合に
は、上記交換結合磁界ｈ２も弱められ、不安定となる。
【００７８】これに対して、規則系の反強磁性材料は、
一般にブロッキング温度が高く、通常、表面および界面
における磁気モーメントの異方性のエネルギが大きい。
このため、上記第２の反強磁性層７が規則系の反強磁性
材料からなる場合には、交換結合磁界ｈ２は強く、所定
の方向に安定しており、さらに静電破壊にも強い。
【００７９】図５は、本実施形態の磁気ヘッドに採用さ
れた第２の磁気抵抗効果膜の断面図である。
【００８０】同図に示す第２の磁気抵抗効果膜１０＿２
は、図３に示す第１の磁気抵抗効果膜１０＿１の３層構
造を有する固定磁性層が、単層の固定磁性層３に置き換
えられたものである。
【００８１】この固定磁性層３は、上記第１の反強磁性
層２から付与された交換結合磁界により、方向の固定さ
れた磁化を有する軟磁性材料からなる層である。この固
定磁性層３は、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ合金からなる厚
さ２０Åの層となっている。固定磁性層３の磁化は、上
記第１の反強磁性層２からの交換結合磁界により、同図
右向きに固定される。
【００８２】自由磁性層５には、固定磁性層３の第２の
軟磁性層３＿３の同図右向きの磁化によって交換結合磁
界ｈ１が付与される。このため、図３に示す第１の磁気
抵抗効果膜１０＿１とは異なり、その交換結合磁界ｈ１
は同図右向きとなる。
【００８３】また、この第２の磁気抵抗効果膜１０＿２
においても、第２の反強磁性層７は、第２の非磁性層６
との界面に同図右向きの磁気モーメントを有する。この
第２の磁気抵抗効果膜１０＿２は、第２の非磁性層６の
材料および厚みが適切に選択されることによって、自由
磁性層５に、第２の反強磁性層７から、上記磁気モーメ
ントの方向とは逆方向の同図左向きの交換結合磁界ｈ２
が付与される。このように上記２つの交換結合磁界ｈ
１，ｈ２は互いに逆方向を向くため、この第２の磁気抵
抗効果膜１０＿２においても、自由磁性層５に付与され
る全交換結合磁界Ｈinは低減される。
【００８４】この第２の磁気抵抗効果膜１０＿２が備え
られた磁気ヘッド３０も、上記第１の磁気抵抗効果膜１
０＿１が備えられた場合と同様に、再生波形の対称性が
良好な高出力の磁気ヘッドとなる。また、この磁気ヘッ
ド３０が採用されたＨＤＤ１００も、感度が高く、磁気
記録媒体に高密度に記録された情報の再生に適してい
る。
【００８５】なお、従来の磁気抵抗効果膜１０’では、
自由磁性層５に付与される交換結合磁界Ｈinの増大が、
第１の非磁性層４の膜厚が２６Å以下の場合に特に問題
となっている。このため、上記第１および第２の磁気抵
抗効果膜における交換結合磁界Ｈinの低減は、第１の非
磁性層４の膜厚が２６Å以下の場合に特に有効である。
【００８６】また、第２の非磁性層６の厚みは、５Å以
上２０Å以下であることが好ましい。その厚みが２０Å
以上では、交換結合磁界ｈ２が弱すぎ、５Å以下では、
その交換結合磁界ｈ２が逆に強すぎて自由磁性層５の磁
化に悪影響を及ぼすためである。
【００８７】また、従来の磁気抵抗効果膜１０’を備え
た磁気ヘッドでは、自由磁性層５に付与される交換結合
磁界Ｈinが１．６ｋＡ／ｍを超えたあたりで、再生出力
の低下が避けられなくなっている。このため、上記第
１、第２の磁気抵抗効果膜を備えた磁気ヘッド３０は、
交換結合磁界Ｈinを有効に低減させるために、上記第２
の反強磁性層７が、自由磁性層５に対して、１．６ｋＡ
／ｍの半分の８００Ａ／ｍ以上の大きさの交換結合磁界
ｈ２を付与するものであることが好ましい。
【００８８】図６は、本実施形態の磁気ヘッドに採用さ
れた第３の磁気抵抗効果膜の断面図である。
【００８９】同図に示す第３の磁気抵抗効果膜１０＿３
は、いわゆるデュアル型のスピンバルブタイプの磁気抵
抗効果膜であり、図２に示す下部絶縁層２３上に形成さ
れた下地層１１、この下地層１１上に形成された第１の
反強磁性層１２、この第１の反強磁性層１２上に形成さ
れた第１の固定磁性層１３、この第１の固定磁性層１３
上に形成された第１の非磁性層１４、この第１の非磁性
層１４上に形成された自由磁性層１５、この自由磁性層
１５上に形成された第２の非磁性層１６、この第２の非
磁性層１６上に形成された第２の固定磁性層１７、この
第２の固定磁性層１７上に形成された第２の反強磁性層
１８、およびこの第２の反強磁性層１８上に形成された
保護層１９によって構成されている。この第３の磁気抵
抗効果膜１０＿３は、同図右側および左側でトリミング
されている。
【００９０】ここで、この第３の磁気抵抗効果膜１０＿
３を構成する各層について、上記第１の磁気抵抗効果膜
１０＿１を構成する各層と比較しながら説明する。
【００９１】下地層１１は、上記下地層１と同じ働きを
するものであり、例えば、上記下部絶縁層２３上に形成
されたＴａからなる厚さ５０Åの第１の下地層上と、こ
の第１の下地層上に形成されたＮｉ−Ｆｅ合金からなる
厚さ２０Åの第２の下地層とからなる。また、保護層１
９は、上記保護層８と同じ働きをするものであり、例え
ば、Ｔａからなる１００Åの厚さの層となっている。
【００９２】第１の反強磁性層１２および第２の反強磁
性層１８それぞれは、上記第１の反強磁性層２と同じ働
きをするものである。これらの第１の反強磁性層１２お
よび第２の反強磁性層１８それぞれは、例えば、いずれ
もＰｔ−Ｍｎ合金からなる厚さ２００Åの層となってい
る。ここで、後に磁気抵抗効果膜の製造の説明で述べる
ように、第１の反強磁性層１２は、上記第１の固定磁性
層１３側の界面で、また、第２の反強磁性層１８は、上
記第２の固定磁性層１７側の界面で、いずれも、矢印に
よって表される同図右向きの、磁気モーメントを有す
る。これらの磁気モーメントにより第１の固定磁性層１
３および第２の固定磁性層１８のいずれの層にも同図右
向きの交換結合磁界が付与される。
【００９３】第１の固定磁性層１３および第２の固定磁
性層１７それぞれは、上記固定磁性層３と同じ働きをす
るものである。これらの第１の固定磁性層１３および第
２の固定磁性層１７それぞれは、例えば、いずれもＣｏ
−Ｆｅ合金からなる厚さ２０Åの層となっている。これ
らの第１の固定磁性層１３の磁化および第２の固定磁性
層１７の磁化それぞれは、第１の反強磁性層１２および
第２の反強磁性層１８それぞれからの交換結合磁界によ
り、同図右向きに固定される。
【００９４】第１の非磁性層１４および第２の非磁性層
１６は、上記第１の非磁性層４と同じ働きをするもので
ある。この第１の非磁性層１４は、例えば、Ｃｕからな
る厚さ３６Åの層となっており、第２の非磁性層１６
は、例えば、Ｃｕからなる厚さ２０Åの層となってい
る。
【００９５】自由磁性層１５は、上記自由磁性層５と同
じ働きをするものである。但し、この自由磁性層１５
は、上記第１の非磁性層１４上に形成された、軟磁性材
料からなる第１の軟磁性層１５＿１と、上記第２の非磁
性層１６に膜厚方向に隣接した、軟磁性材料からなる第
２の軟磁性層１５＿３と、これらの軟磁性層の間に挟ま
れるように形成された、これらの軟磁性層の磁化を互い
に逆向きに結合する反平行結合中間層１５＿２とからな
るいわゆる積層フェリ膜となっている。この第１の軟磁
性層１５＿１は、例えば、Ｃｏ−Ｆｅからなる厚さ２０
Åの層であり、また、第２の軟磁性層１５＿３は、例え
ば、Ｃｏ−Ｆｅからなる厚さ２５Åの層である。また、
この反平行結合中間層１５＿２は、例えば、Ｒｕからな
る厚さ８Åの層となっている。
【００９６】ここでは、第２の軟磁性層１５＿２の方
が、第１の軟磁性層１５＿１よりも厚い層となっている
ので、自由磁性層１５は、これらの軟磁性層の磁化の方
向が互いに逆向きに結合された状態で、全体として第２
の軟磁性層１５＿２の磁化と同じ方向の磁化を有するこ
とになり、この全体としての磁化は、各軟磁性層の各磁
化がこのように結合した状態のままで外部磁界に応じて
回転する。
【００９７】これらの第１の軟磁性層１５＿１および第
２の軟磁性層１５＿２それぞれには、第１の固定磁性層
１３および第２の固定磁性層１７それぞれから、いずれ
も同図右向きの矢印で表される互いに同じ方向を向く交
換結合磁界ｈ１，ｈ２それぞれが付与される。
【００９８】従来のデュアル型の磁気抵抗効果膜のよう
に、仮に、自由磁性層１５が軟磁性層単層からなるもの
であるとすると、これらの同方向を向く交換結合磁界ｈ
１，ｈ２が互いに加算されて、自由磁性層１５に付与さ
れる全交換結合磁界Ｈinは大きなものとなる。これに対
して、この第３の磁気抵抗効果膜１０＿３のように、自
由磁性層１５が積層フェリ膜となっている場合には、各
軟磁性層が互いに逆方向に向くので、上記の同方向を向
く交換結合磁界ｈ１，ｈ２それぞれが、逆方向を向く磁
界に付与されることにより、これらの交換結合磁界ｈ
１，ｈ２それぞれの影響は相殺されて、実質的に自由磁
性層１５の全磁化に働く全交換結合磁界Ｈ inは低減され
る。上記交換結合磁界ｈ１，ｈ２それぞれの大きさは、
上記第１、第２の非磁性層や上記第１、第２の固定磁性
層をはじめとする、磁気抵抗効果膜各層の厚さおよび材
料で調整することができる。
【００９９】この第３の磁気抵抗効果膜１０＿３が備え
られた磁気ヘッド３０も、上記第１の磁気抵抗効果膜１
０＿１が備えられた場合と同様に、再生波形の対称性が
良好な高出力の磁気ヘッドとなる。また、この磁気ヘッ
ド３０が採用されたＨＤＤ１００も、感度が高く、磁気
記録媒体に高密度に記録された情報の再生に適してい
る。
【０１００】次に、本実施形態の磁気ヘッド３０に採用
された第１、第２、第３の磁気抵抗効果膜を製造する方
法について説明する。
【０１０１】第１の磁気抵抗効果膜１０＿１は、まず、
Ａｒ雰囲気中のＤＣマグネトロンスパッタリングによっ
て、非磁性の基板２１／下部シールド層２２／下部絶縁
層２３からなる多層膜上に、下地層１を隣接させた形
で、この磁気抵抗効果膜１０＿１を構成する各層を順
に、これらの各層の、先に例示した材料を用いて先に例
示した厚さで連続的に積層する。続いて、積層した膜全
体に、反平行結合中間層３＿２を含む固定磁性層３全体
の磁化が飽和するだけの大きさの磁界、例えば、図３の
右向きの大きな矢印で示す同図右向きの８００ｋＡ／ｍ
以上の外部磁界ｈ０を印加した状態で、熱処理を施す。
この熱処理は、上記第１、第２の反強磁性層を構成する
Ｐｄ−Ｐｔ−Ｍｎ合金を規則化する温度、例えば２５０
℃で行われる。
【０１０２】このような図中右向きの外部磁界ｈ０が印
加される間は、固定磁性層３の第１の軟磁性層３＿１の
磁化や自由磁性層５の磁化が同じく右向きとなる。そし
て、上記熱処理により、固定磁性層３の第１の軟磁性層
３＿１の磁化と交換結合する、第１の反強磁性層２の固
定磁性層３側の界面の磁気モーメントや、自由磁性層５
の磁化と交換結合する、上記第２の反強磁性層７の自由
磁性層５側の界面の磁気モーメントは、外部磁界ｈ０と
同じ右向きの方向に規則化される。こうして、上述した
ように、これらの界面の磁気モーメントは、互いに同じ
方向を向くようになる。
【０１０３】以上に述べたプロセスにより、上記第１の
磁気抵抗効果膜１０＿１は、抵抗変化Δρ／ｔが１．４
Ωと大きく、全交換結合磁界Ｈinが−４００Ａ／ｍと小
さい膜になる。ここで、全交換結合磁界Ｈinは、上記固
定磁性層３からの交換結合磁界ｈ１の方向を正としてお
り、以下においても同様とする。なお、全交換結合磁界
Ｈinが負であると、一般に、第１の非磁性層４の厚みを
低減することにより、交換結合磁界ｈ１を増大させて全
交換結合磁界Ｈinの大きさを０に近づけるとともに抵抗
変化Δρ／ｔを増大させて、より好ましい磁気抵抗効果
膜の形成を容易に行うことができる。
【０１０４】第２の磁気抵抗効果膜１０＿２と第３の磁
気抵抗効果膜１０＿３についても、同様に、これらの磁
気抵抗効果膜を構成する各層を順に、これらの各層の、
先に例示した材料を用いて先に例示した厚さで連続的に
積層する。第２の磁気抵抗効果膜１０＿２は、このよう
に積層した膜を、例えば、３００ｋＡ／ｍ以上の磁界中
２５０℃で熱処理することによって形成される。また、
第３の磁気抵抗効果膜１０＿３は、このように積層した
膜を、例えば、８００ｋＡ／ｍ以上の磁界中同じく２５
０℃で熱処理することによって形成される。これらの磁
気抵抗効果膜においても、各磁気抵抗効果膜中の第１の
反強磁性層の上記界面の磁気モーメントと第２の反強磁
性層の上記界面の磁気モーメントは、互いに同じ方向を
向く。
【０１０５】なお、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドで採
用される磁気抵抗効果膜は、本実施形態で例示した磁気
抵抗効果膜に限られるものではない。本発明の磁気抵抗
効果型ヘッドは、本質的に、自由磁性層に固定磁性層か
ら付与される交換結合に対し逆方向の交換結合を発生さ
せる新たな層が追加されたものであり、このような新た
な層を含む構造の磁気ヘッドであればよい。例えば、自
由磁性層や、上記第の非磁性層や上記第２の反強磁性層
などの、磁気抵抗効果膜を構成する各層は多層構造を持
つものであってもよい。特に、上記第２の磁気抵抗効果
膜１０＿２の自由磁性層を、積層フェリ膜からなる自由
磁性層に置き換えたものは、上記第３の磁気抵抗効果膜
１０＿３と同様な機構で、有効に全交換結合磁界Ｈinを
減少させると考えられる。
【０１０６】また、本実施形態では、第２の反強磁性層
によって交換結合磁界ｈ２が発生させられたが、本発明
では、この第２の反強磁性層の代わりに、１方向に固定
された磁化を有する硬質磁性材料からなる層が採用され
てもよく、また、反強磁性材料からなる層や硬質磁性材
料からなる層を含む多層膜など、反強磁性材料や硬質磁
性材料のうち少なくともいずれかの材料を含む材料から
なる層が採用されてもよい。また、これらの磁性材料の
他にフェリ磁性材料を含む材料からなる層が採用されて
もよい。これらの代替材料からなる層によっても、自由
磁性層に交換結合磁界ｈ２が付与されて、自由磁性層に
付与される全交換結合磁界Ｈinが小さく抑えられる。
【０１０７】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
【０１０８】＜第２の反強磁性層の厚み依存性＞以下
に、実施形態で述べた第１の磁気抵抗効果膜１０＿１と
同タイプであるが、各層の厚みおよび一部の材料の異な
る磁気抵抗効果膜の、抵抗変化Δρ／ｔとその磁気抵抗
効果膜の自由磁性層５に付与される全交換結合磁界Ｈin
の、第２の反強磁性層７の厚さ依存性の測定結果につい
て説明する。
【０１０９】この測定では、Ｓｉ／ＳｉＯ2基板上に形
成された、Ｔａ（５０Å）／ＮｉＦｅ（１８Å）／Ｐｄ
ＰｔＭｎ（１５０Å）／ＣｏＦｅＢ（１２．５Å）／Ｒ
ｕ（７．５Å）／ＣｏＦｅＢ（２２．５Å）／Ｃｕ（２
６Å）／ＣｏＦｅＢ（１０Å）／ＮｉＦｅ（４０Å）／
Ｃｕ（１５Å）／ＰｄＰｔＭｎ（ｔPdPtMn2Å）／Ｔａ
（３０Å）の構成を持つ磁気抵抗効果膜の試料を使用し
た。ここで、第２の反強磁性層７は、厚みがｔPdPtMn2
ÅであるＰｄ−Ｐｔ−Ｍｎ合金からなる層であり、ここ
では、この層の厚みｔPdPtMn2が、０Å、４０Å、８０
Å、１００Åである４種類の試料を用意した。なお、厚
みｔPdPtMn2の添字の２は、第２の反強磁性層７の厚み
であることを意味している。これらの試料は、実施形態
に説明する方法で形成した。
【０１１０】図７は、磁気抵抗効果膜の抵抗変化Δρ／
ｔおよび全交換結合磁界Ｈinの、第２の反強磁性層の厚
さ依存性を示すグラフである。
【０１１１】図７の横軸は、磁気抵抗効果膜の、Ｐｄ−
Ｐｔ−Ｍｎ合金からなる第２の反強磁性層７の厚さｔ
PdPtMn2を表し、図７の縦軸は、磁気抵抗効果膜の抵抗
変化Δρ／ｔと交換結合磁界Ｈinとを表す。
【０１１２】同図には、上記４種類の試料それぞれに対
する抵抗変化Δρ／ｔの測定結果それぞれが、同図中の
黒丸によって示され、上記４種類の試料それぞれに対す
る全交換結合磁界Ｈinとの測定結果それぞれが、同図中
の黒三角によって示され、黒丸どうしは、ガイドのため
に実線によってつなげられており、黒三角どうしは、ガ
イドのために点線によってつなげられている。
【０１１３】同図の黒丸で示されるように、第２の反強
磁性層７の厚さｔPdPtMn2が０Å、すなわち第２の反強
磁性層７が存在しない場合に１．３Ωであった抵抗変化
Δρ／ｔの値は、第２の反強磁性層７が存在してその厚
さｔPdPtMn2が１００Å以下の範囲にあると、１．３Ω
よりは減少するものの、０．９５Ω以上の高い値に保た
れた。
【０１１４】同図の黒三角で示されるように、第２の反
強磁性層７の厚さｔPdPtMn2が０Åである場合には、１
ｋＡ／ｍであった全交換結合磁界Ｈinは、その第２の反
強磁性層７の厚さｔPdPtMn2が４０Åでは３ｋＡ／ｍま
で増大するものの、６０Å以上では、厚さｔPdPtMn2が
０Åである場合の値１ｋＡ／ｍより小さくなり、７０Å
以上では負に転じ、１００Åでは−１ｋＡ／ｍとなっ
た。
【０１１５】この場合、固定磁性層３から自由磁性層５
に付与される交換結合磁界ｈ１が１ｋＡ／ｍであり、第
２の反強磁性層７から自由磁性層５に付与される交換結
合磁界ｈ２は、例えば第２の反強磁性層７の厚さｔ
PdPtMn2が１００Åの場合に、交換結合磁界ｈ１とは逆
の方向に２ｋＡ／ｍの大きな値となっている。
【０１１６】これらの測定結果からわかるように、この
第２の反強磁性層７の存在により、磁気抵抗効果膜の抵
抗変化Δρ／ｔの値を高く保ちながら、自由磁性層５に
付与される全交換結合磁界Ｈinを低減化することができ
る。
【０１１７】＜第２の非磁性層の厚み依存性＞以下に、
上記第１の磁気抵抗効果膜１０＿１と同タイプの磁気抵
抗効果膜の抵抗変化Δρ／ｔとその磁気抵抗効果膜の自
由磁性層５に付与される全交換結合磁界Ｈinの、第２の
非磁性層６の厚さ依存性の測定結果について説明する。
【０１１８】この測定では、Ｓｉ／ＳｉＯ2基板上に形
成された、Ｔａ（５０Å）／ＮｉＦｅ（１８Å）／Ｐｄ
ＰｔＭｎ（１５０Å）／ＣｏＦｅＢ（１２．５Å）／Ｒ
ｕ（７．５Å）／ＣｏＦｅＢ（２２．５Å）／Ｃｕ（２
４Å）／ＣｏＦｅＢ（１０Å）／ＮｉＦｅ（４０Å）／
Ｃｕ（ｔCu2Å）／ＰｄＰｔＭｎ（８０Å）／Ｔａ（３
０Å）の構成を持つ磁気抵抗効果膜の試料を使用した。
ここで、第２の非磁性層６は、厚みがｔCu2ÅであるＣ
ｕからなる層であり、ここでは、この層の厚みｔ
Cu2が、０Å、９Å、１２Å、１５Å、１８Å、２１Å
である６種類の試料を用意した。なお、厚みCu2の添字
の２は、第２の非磁性層６の厚みであることを意味して
いる。これらの試料は、実施形態に説明する方法で形成
した。
【０１１９】図８は、磁気抵抗効果膜の抵抗変化Δρ／
ｔおよび全交換結合磁界Ｈinの、第２の非磁性層の厚さ
依存性を示すグラフである。
【０１２０】図８の横軸および縦軸それぞれは、図７の
縦軸および横軸それぞれと同じものである。また、同図
では、上記６種類の試料それぞれに対して、図７と同じ
く、抵抗変化Δρ／ｔの測定結果それぞれが、同図中の
黒丸によって示され、全交換結合磁界Ｈinとの測定結果
それぞれが、同図中の黒三角によって示される。黒丸ど
うしは、ガイドのために実線によってつなげられてお
り、黒三角どうしは、ガイドのために点線によってつな
げられている。
【０１２１】同図の黒丸で示されるように、第２の非磁
性層６の厚さｔCu2が０Å〜１８Åでは、抵抗変化Δρ
／ｔの値は、１．１Ω〜１．２Ωと高い値に保たれた。
その厚さｔCu2が２１Åまで増大すると、抵抗変化Δρ
／ｔの値は減少するものの０．８Ω以上には保たれた。
【０１２２】同図の黒三角で示されるように、第２の非
磁性層６の厚さｔCu2が０Åである場合、すなわち第２
の非磁性層６が存在しない場合には、第２の反強磁性層
７からの交換結合磁界ｈ２が非常に大きいため、全交換
結合磁界Ｈinは、−５ｋＡ／ｍ以下と、負の方向に大き
な値をとった。この第２の非磁性層６の厚さｔCu2が増
大するにつれ、全交換結合磁界Ｈinは０ｋＡ／ｍに近づ
き、１４Åで正に転じた。この厚さｔCu2がさらに増大
すると、全交換結合磁界Ｈinは正の方向にさらに増大
し、２０Åで、１．６ｋＡ／ｍを超えた。
【０１２３】この測定結果からわかるように、第２の非
磁性層６の厚みｔCu2が大きすぎると、全交換結合磁界
Ｈinが、出力低下が問題となり始める１．６ｋＡ／ｍを
超えてしまう。このため、第２の非磁性層６の厚みｔ
Cu2は２０Å以下であることが好ましい。また、この厚
みｔCu2が小さすぎると、全交換結合磁界Ｈinが負の方
向に大きくなりすぎる。一般に、全交換結合磁界Ｈinが
負であると、固定磁性層３の厚みを減少させることよっ
てその全交換結合磁界Ｈinを０ｋＡ／ｍに近づけること
は容易であるが、全交換結合磁界Ｈinが負の方向であっ
ても大きすぎる場合には０ｋＡ／ｍに近づけることが困
難となる。このため、第２の非磁性層６の厚みｔ
Cu2は、５Å以上であることが好ましい。
【０１２４】これらの測定結果からわかるように、この
第２の非磁性層の厚みの調整により、磁気抵抗効果膜の
抵抗変化Δρ／ｔの値を高く保ちながら、自由磁性層に
付与される全交換結合磁界Ｈinを適切な値に調整するこ
とができる。
【０１２５】＜再生出力の全交換結合磁界Ｈin依存性＞
以下に、磁気ヘッドの再生出力の、その磁気ヘッドに備
えられた磁気抵抗効果膜の自由磁性層に付与される全交
換結合磁界Ｈinの大きさに対する依存性のシミュレーシ
ョン結果について説明する。
【０１２６】このシミュレーションは、従来の、第２の
非磁性層や第２の反強磁性層を含まない磁気抵抗効果膜
を備えた磁気ヘッドを対象として行ったものであるが、
自由磁性層に付与される全交換結合磁界Ｈinを、固定磁
性層と第２の反強磁性層との両層から付与された交換結
合磁界とみなすことにより、本発明の磁気抵抗効果膜を
備えた磁気ヘッドに対しても適用できる。
【０１２７】このシミュレーションは、自由磁性層と固
定磁性層とをそれぞれ２次元のメッシュに分け、メッシ
ュの各領域に存在する磁気モーメントの動きを計算する
マイクロマグネティクスによって行った。このシミュレ
ーションでは、自由磁性層中の各磁気モーメントには、
外部磁界Ｈsig、磁区制御層からの磁界Ｈhard、固定磁
性層からの交換結合磁界Ｈin1、反磁界Ｈd1が付与さ
れ、固定磁性層中の各磁気モーメントには、外部磁界Ｈ
sig、磁区制御層からの磁界Ｈhard、自由磁性層からの
交換結合磁界Ｈin2、反磁界Ｈd2、第１の反強磁性層か
らの交換結合磁界Ｈuaが付与されたものとして各磁気モ
ーメントが安定した平衡状態となった場合の、各磁気モ
ーメントの方向の配置を求めた。
【０１２８】ここで、自由磁性層と固定磁性層の広がり
方向の位置をｘｙ座標で規定し、上記各磁気モーメント
が平衡状態となった場合の、位置（ｘ，ｙ）での自由磁
性層の磁気モーメントの角度をθf（ｘ，ｙ）と表し、
位置（ｘ，ｙ）での固定磁性層の磁気モーメントの角度
をθp（ｘ，ｙ）と表す。この場合、これらの角度θ
f（ｘ，ｙ）、θp（ｘ，ｙ）で規定される磁気モーメン
トを有する磁気抵抗効果膜の出力は、これらの角度の差
θf（ｘ，ｙ）−θp（ｘ，ｙ）の、全ての磁気モーメン
トの位置（ｘ，ｙ）における平均値＜θf（ｘ，ｙ）−
θp（ｘ，ｙ）＞の余弦であるｃｏｓ＜θf（ｘ，ｙ）−
θp（ｘ，ｙ）＞に比例する。
【０１２９】この出力の比例係数は、自由磁性層に付与
される全交換結合磁界Ｈinが２．４ｋＡ／ｍとなる、Ｔ
ａ（４０Å）／ＮｉＦｅ（１７Å）／ＰｄＰｔＭｎ（１
５０Å）／ＣｏＦｅＢ（１２Å）／Ｒｕ（７．５Å）／
ＣｏＦｅＢ（２５Å）／Ｃｕ（２４Å）／ＣｏＦｅＢ
（１０Å）／ＮｉＦｅ（４０Å）／Ｔａ（４０Å）の構
成を持つ磁気抵抗効果膜の測定値から求めた。
【０１３０】図９は、磁気ヘッドの再生出力の、全交換
結合磁界Ｈinの大きさに対する依存性を示すグラフであ
る。
【０１３１】図９の横軸は、磁気抵抗効果膜の自由磁性
層に付与される全交換結合磁界Ｈinを表し、図９の縦軸
は、その磁気抵抗効果膜を備えた磁気ヘッドの規格化出
力を表す。同図には、シミュレーション結果が黒丸によ
って示され、黒丸どうしは、ガイドのために実線によっ
てつなげられている。
【０１３２】同図の黒丸で示されるように、全交換結合
磁界Ｈinが３．２ｋＡ／ｍから０ｋＡ／ｍに減少するに
つれ、規格化出力は、１２００μＶ／μｍから２８００
μＶ／μｍまで単調に増大した。
【０１３３】このシミュレーション結果からわかるよう
に、全交換結合磁界Ｈinを低減させることにより、磁気
ヘッドの出力を増大させることができる。
【０１３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
自由磁性層に付与される交換結合磁界Ｈinが小さく抑え
られた磁気抵抗効果型ヘッド、およびそのような磁気抵
抗効果型ヘッドを備えた情報再生装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のハードディスク装置の概略構成図
である。
【図２】本実施形態の磁気ヘッドの要部断面図である。
【図３】本実施形態の磁気ヘッドに採用された第１の磁
気抵抗効果膜の断面図である。
【図４】従来の磁気抵抗効果膜の断面図である。
【図５】本実施形態の磁気ヘッドに採用された第２の磁
気抵抗効果膜の断面図である。
【図６】本実施形態の磁気ヘッドに採用された第３の磁
気抵抗効果膜の断面図である。
【図７】磁気抵抗効果膜の抵抗変化Δρ／ｔおよび全交
換結合磁界Ｈinの、第２の反強磁性層の厚さ依存性を示
すグラフである。
【図８】磁気抵抗効果膜の抵抗変化Δρ／ｔおよび全交
換結合磁界Ｈinの、第２の非磁性層の厚さ依存性を示す
グラフである。
【図９】磁気ヘッドの再生出力の、全交換結合磁界Ｈin
の大きさに対する依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 下地層 ２ 第１の反強磁性層 ３ 固定磁性層 ３＿１ 第１の軟磁性層 ３＿２ 反平行結合中間層 ３＿３ 第２の軟磁性層 ４ 第１の非磁性層 ５ 自由磁性層 ６ 第２の非磁性層 ７ 第２の反強磁性層 ８ 保護層 １０ 磁気抵抗効果膜 １０’ 従来の磁気抵抗効果膜 １０＿１ 第１の磁気抵抗効果膜 １０＿２ 第２の磁気抵抗効果膜 １０＿３ 第３の磁気抵抗効果膜 １１ 下地層 １２ 第１の反強磁性層 １３ 第１の固定磁性層 １４ 第１の非磁性層 １５ 自由磁性層 １５＿１ 第１の軟磁性層 １５＿２ 反平行結合中間層 １５＿３ 第２の軟磁性層 １６ 第２の非磁性層 １７ 第２の固定磁性層 １８ 第２の反強磁性層 １９ 保護層 ２１ 基板 ２２ 下部シールド層 ２３ 下部絶縁層 ２４ 磁区制御層 ２５ 電極 ２６ 上部絶縁層 ２７ 上部シールド層 ３０ 磁気ヘッド １００ ＨＤＤ １０１ ハウジング １０２ 回転軸 １０３ 磁気ディスク １０４ 浮上ヘッドスライダ １０５ アーム軸 １０６ キャリッジアーム １０７ アクチュエータ ｈ１，ｈ２ 交換結合磁界
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D034 BA05 BA08 BA21 CA08 5E049 AA04 AA07 AA09 AA10 AC00 AC05 BA12 BA16

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 方向の固定された磁化を有する固定磁性
    層と、外部磁界に応じて方向の変化する磁化を有する自
    由磁性層と、該固定磁性層および該自由磁性層によって
    層の厚み方向に挟まれた第１の非磁性層とを含む多層膜
    であって、該固定磁性層の磁化の方向と該自由磁性層の
    磁化の方向とのなす角度に応じた抵抗の大きさを示す磁
    気抵抗効果膜を備え、該磁気抵抗効果膜の抵抗の大きさ
    を検知することにより前記外部磁界の強さを検知する磁
    気抵抗効果型ヘッドにおいて、 前記自由磁性層の、該自由磁性層の前記第１の非磁性層
    側の面とは反対側の面に隣接した第２の非磁性層と、 前記第２の非磁性層の、該第２の非磁性層の前記自由磁
    性層側の面とは反対側の面に隣接した、静的な交換結合
    による、前記固定磁性層の磁化方向とは逆向きのバイア
    ス磁界を前記自由磁性層に付与するバイアス付与層とを
    有するものであって、該バイアス付与層が、規則系の反
    強磁性材料および硬質磁性材料のうちの少なくともいず
    れかの材料を含む材料からなるものであることを特徴と
    する磁気抵抗効果型ヘッド。
  2. 【請求項２】 前記第１の非磁性層が、銅あるいは銅を
    含む合金からなる２６Å以下の厚みを有するものである
    ことを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果型ヘッ
    ド。
  3. 【請求項３】 前記第２の非磁性層が、銅あるいは銅を
    含む合金からなる５Å以上２０Å以下の厚みを有するも
    のであることを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果
    型ヘッド。
  4. 【請求項４】 方向の固定された磁化を有する固定磁性
    層と、外部磁界に応じて方向の変化する磁化を有する自
    由磁性層と、該固定磁性層および該自由磁性層によって
    層の厚み方向に挟まれた第１の非磁性層とを含む多層膜
    であって、該固定磁性層の磁化の方向と該自由磁性層の
    磁化の方向とのなす角度に応じた抵抗の大きさを示す磁
    気抵抗効果膜を備え、該磁気抵抗効果膜の抵抗の大きさ
    を検知することにより前記外部磁界の強さを検知する磁
    気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記自由磁性層の、該自
    由磁性層の前記第１の非磁性層側とは反対側に配置され
    た第２の非磁性層と、 前記第２の非磁性層の前記自由磁性層側とは反対側に配
    置された、静的な交換結合による、前記固定磁性層の磁
    化方向とは逆向きの８００Ａ／ｍ以上の強さのバイアス
    磁界を前記自由磁性層に付与するバイアス付与層とを有
    するものであることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッ
    ド。
  5. 【請求項５】 前記バイアス付与層が、規則系の反強磁
    性材料、硬質磁性材料、およびフェリ磁性材料の材料群
    のうちの少なくとも１つ以上の材料からなるものである
    ことを特徴とする請求項４記載の磁気抵抗効果型ヘッ
    ド。
  6. 【請求項６】 方向の固定された磁化を有する第１の固
    定磁性層と、 前記第１の固定磁性層上に形成された第１の非磁性層
    と、 軟磁性材料からなる第１の軟磁性層および第２の軟磁性
    層、並びにこれらの軟磁性層の間に挟まれるように形成
    されこれらの軟磁性層の磁化を互いに逆向きに結合する
    反平行結合中間層からなる、前記第１の非磁性層上に形
    成された、これらの軟磁性層の磁化の方向が互いに逆向
    きに結合された状態で外部磁界に応じて変化する自由磁
    性層と、 前記自由磁性層上に形成された第２の非磁性層と、 前記第２の非磁性層上に形成された、上記第１の固定磁
    性層の磁化の方向と同じ方向に固定された磁化を有する
    第２の固定磁性層とを含む多層膜からなる、前記第１の
    固定磁性層の磁化の方向と前記第１の軟磁性層の磁化の
    方向とのなす角度に応じた抵抗の大きさを示す磁気抵抗
    効果膜を備え、 該磁気抵抗効果膜の抵抗の大きさを検知することにより
    前記外部磁界の強さを検知することを特徴とする磁気抵
    抗効果型ヘッド。
  7. 【請求項７】 磁化の方向により情報が記録された磁気
    記録媒体に近接あるいは接触して配置されて該磁気記録
    媒体各点の磁化の方向を検出する磁気ヘッドを備え、該
    磁気ヘッドにより検出された前記磁気記録媒体各点の磁
    化の方向に応じた情報を再生する情報再生装置におい
    て、 前記磁気ヘッドが、 方向の固定された磁化を有する固定磁性層と、外部磁界
    に応じて方向の変化する磁化を有する自由磁性層と、該
    固定磁性層および該自由磁性層によって層の厚み方向に
    挟まれた第１の非磁性層とを含む多層膜であって、該固
    定磁性層の磁化の方向と該自由磁性層の磁化の方向との
    なす角度に応じた抵抗の大きさを示す磁気抵抗効果膜を
    備え、該磁気抵抗効果膜の抵抗の大きさを検知すること
    により前記外部磁界の強さを検知するものであって、 前記自由磁性層の、該自由磁性層の前記第１の非磁性層
    側の面とは反対側の面に隣接した第２の非磁性層と、 前記第２の非磁性層の、該第２の非磁性層の前記自由磁
    性層側の面とは反対側の面に隣接した、静的な交換結合
    による、前記固定磁性層の磁化方向とは逆向きのバイア
    ス磁界を前記自由磁性層に付与するバイアス付与層とを
    有するものであって、該バイアス付与層が、規則系の反
    強磁性材料および硬質磁性材料のうちの少なくともいず
    れかの材料を含む材料からなるものであることを特徴と
    する情報再生装置。
  8. 【請求項８】 磁化の方向により情報が記録された磁気
    記録媒体に近接あるいは接触して配置されて該磁気記録
    媒体各点の磁化の方向を検出する磁気ヘッドを備え、該
    磁気ヘッドにより検出された前記磁気記録媒体各点の磁
    化の方向に応じた情報を再生する情報再生装置におい
    て、 前記磁気ヘッドが、 方向の固定された磁化を有する固定磁性層と、外部磁界
    に応じて方向の変化する磁化を有する自由磁性層と、該
    固定磁性層および該自由磁性層によって層の厚み方向に
    挟まれた第１の非磁性層とを含む多層膜であって、該固
    定磁性層の磁化の方向と該自由磁性層の磁化の方向との
    なす角度に応じた抵抗の大きさを示す磁気抵抗効果膜を
    備え、該磁気抵抗効果膜の抵抗の大きさを検知すること
    により前記外部磁界の強さを検知するものであって、 前記自由磁性層の、該自由磁性層の前記第１の非磁性層
    側とは反対側に配置された第２の非磁性層と、 前記第２の非磁性層の前記自由磁性層側とは反対側に配
    置された、静的な交換結合による、前記固定磁性層の磁
    化方向とは逆向きの８００Ａ／ｍ以上の強さのバイアス
    磁界を前記自由磁性層に付与するバイアス付与層とを有
    するものであることを特徴とする情報再生装置。
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