JP2002033533A - 磁気変換素子、薄膜磁気ヘッドおよびそれらの製造方法 - Google Patents
磁気変換素子、薄膜磁気ヘッドおよびそれらの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱安定性が良好で、かつ、大きな交換結合磁
界が得られる磁気変換素子および薄膜磁気ヘッドおよび
それらの製造方法を提供する。 【解決手段】 ＭＲ素子は、下地層２１，結晶成長抑制
層２２，第１軟磁性層２３、第２軟磁性層２４，非磁性
層２５，強磁性層２６，反強磁性層２７および保護層２
８を順次積層してなる積層体２０を有している。強磁性
層２６は、非磁性層２５の側から、強磁性内側層２６
ａ，結合層２６ｂおよび強磁性外側層２６ｃを有してい
る。結晶成長抑制層２２は、その上に形成される層の結
晶成長を抑制することにより、強磁性内側層２６ａの平
均面内粒径を３ｎｍ〜８ｎｍとし、これにより結合層２
６ｂの界面を平坦化するようになっている。
界が得られる磁気変換素子および薄膜磁気ヘッドおよび
それらの製造方法を提供する。 【解決手段】 ＭＲ素子は、下地層２１，結晶成長抑制
層２２，第１軟磁性層２３、第２軟磁性層２４，非磁性
層２５，強磁性層２６，反強磁性層２７および保護層２
８を順次積層してなる積層体２０を有している。強磁性
層２６は、非磁性層２５の側から、強磁性内側層２６
ａ，結合層２６ｂおよび強磁性外側層２６ｃを有してい
る。結晶成長抑制層２２は、その上に形成される層の結
晶成長を抑制することにより、強磁性内側層２６ａの平
均面内粒径を３ｎｍ〜８ｎｍとし、これにより結合層２
６ｂの界面を平坦化するようになっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気変換素子およ
びそれを用いた薄膜磁気ヘッドに関するものであり、よ
り詳細には、熱安定性を向上させ、かつ、大きな交換結
合磁界を得ることができる磁気変換素子、それを用いた
薄膜磁気ヘッドおよびそれらの製造方法に関する。
びそれを用いた薄膜磁気ヘッドに関するものであり、よ
り詳細には、熱安定性を向上させ、かつ、大きな交換結
合磁界を得ることができる磁気変換素子、それを用いた
薄膜磁気ヘッドおよびそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ハードディスクなどの面記録密度
の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められ
ている。薄膜磁気ヘッドとしては、磁気変換素子の一つ
である磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magnetoresisti
ve）素子と記す。）を有する再生ヘッドと、誘導型磁気
変換素子を有する記録ヘッドとを積層した構造の複合型
薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められ
ている。薄膜磁気ヘッドとしては、磁気変換素子の一つ
である磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magnetoresisti
ve）素子と記す。）を有する再生ヘッドと、誘導型磁気
変換素子を有する記録ヘッドとを積層した構造の複合型
薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【０００３】ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗効果
（ＡＭＲ（Anisotropic Magnetoresistive）効果）を示
す磁性膜（ＡＭＲ膜）を用いたＡＭＲ素子と、巨大磁気
抵抗効果（ＧＭＲ（Giant Magnetoresistive）効果）を
示す磁性膜（ＧＭＲ膜）を用いたＧＭＲ素子などがあ
る。
（ＡＭＲ（Anisotropic Magnetoresistive）効果）を示
す磁性膜（ＡＭＲ膜）を用いたＡＭＲ素子と、巨大磁気
抵抗効果（ＧＭＲ（Giant Magnetoresistive）効果）を
示す磁性膜（ＧＭＲ膜）を用いたＧＭＲ素子などがあ
る。
【０００４】ＡＭＲ素子を用いた再生ヘッドはＡＭＲヘ
ッドと呼ばれ、ＧＭＲ素子を用いた再生ヘッドはＧＭＲ
ヘッドと呼ばれる。ＡＭＲヘッドは、面記録密度が１Ｇ
ｂｉｔ／ｉｎｃｈ2（０．１６Ｇｂｉｔ／ｃｍ2）を超え
る再生ヘッドとして利用され、ＧＭＲヘッドは、面記録
密度が３Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2（０．４７Ｇｂｉｔ／ｃ
ｍ2）を超える再生ヘッドとして利用されている。
ッドと呼ばれ、ＧＭＲ素子を用いた再生ヘッドはＧＭＲ
ヘッドと呼ばれる。ＡＭＲヘッドは、面記録密度が１Ｇ
ｂｉｔ／ｉｎｃｈ2（０．１６Ｇｂｉｔ／ｃｍ2）を超え
る再生ヘッドとして利用され、ＧＭＲヘッドは、面記録
密度が３Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2（０．４７Ｇｂｉｔ／ｃ
ｍ2）を超える再生ヘッドとして利用されている。
【０００５】ところで、ＧＭＲ膜としては、「多層型
（アンチフェロ型）」、「誘導フェリ型」、「グラニュ
ラ型」、「スピンバルブ型」等が提案されている。これ
らの中で、比較的構成が単純で、弱い磁場でも大きな抵
抗変化を示し、量産に好ましいと考えられるＧＭＲ膜
は、スピンバルブ型である。
（アンチフェロ型）」、「誘導フェリ型」、「グラニュ
ラ型」、「スピンバルブ型」等が提案されている。これ
らの中で、比較的構成が単純で、弱い磁場でも大きな抵
抗変化を示し、量産に好ましいと考えられるＧＭＲ膜
は、スピンバルブ型である。
【０００６】図１９は、一般のスピンバルブ型ＧＭＲ膜
（以下、スピンバルブ膜と記す）の構成を表すものであ
る。図中符号Ｓで示した面は磁気記録媒体と対向する面
に対応する。このスピンバルブ膜は、下地層５０１の上
に、軟磁性層５０２、非磁性層５０３、強磁性層５０
４、反強磁性層５０５および保護層５０６をこの順に積
層して構成したものである。このスピンバルブ膜では、
強磁性層５０４の磁化Ｍｐの向きが反強磁性層５０５と
の交換結合により固定され、軟磁性層５０２の磁化Ｍｆ
の向きが信号磁場によって自由に変化し、その相対角度
に応じて抵抗が変化するようになっている。
（以下、スピンバルブ膜と記す）の構成を表すものであ
る。図中符号Ｓで示した面は磁気記録媒体と対向する面
に対応する。このスピンバルブ膜は、下地層５０１の上
に、軟磁性層５０２、非磁性層５０３、強磁性層５０
４、反強磁性層５０５および保護層５０６をこの順に積
層して構成したものである。このスピンバルブ膜では、
強磁性層５０４の磁化Ｍｐの向きが反強磁性層５０５と
の交換結合により固定され、軟磁性層５０２の磁化Ｍｆ
の向きが信号磁場によって自由に変化し、その相対角度
に応じて抵抗が変化するようになっている。
【０００７】ここで、現在では、ハードディスクなどの
超高密度記録化に対応するためＭＲ素子の小型化が進ん
でいるが、ＭＲ素子が小型化するほどスピンバルブ膜に
流れる電流の電流密度が増すことから、スピンバルブ膜
には高い熱安定性が要求されるようになってきている。
超高密度記録化に対応するためＭＲ素子の小型化が進ん
でいるが、ＭＲ素子が小型化するほどスピンバルブ膜に
流れる電流の電流密度が増すことから、スピンバルブ膜
には高い熱安定性が要求されるようになってきている。
【０００８】米国特許第５，８２８，５２９号には、強
磁性層内にルテニウム（Ｒｕ）からなる結合層（AF cou
pling film）を設けた、いわゆるシンセティックピン構
造のスピンバルブ膜が開示されている。この米国特許第
５，８２８，５２９号では、シンセティックピン構造を
採用することによって熱安定性が向上するという報告が
なされている。
磁性層内にルテニウム（Ｒｕ）からなる結合層（AF cou
pling film）を設けた、いわゆるシンセティックピン構
造のスピンバルブ膜が開示されている。この米国特許第
５，８２８，５２９号では、シンセティックピン構造を
採用することによって熱安定性が向上するという報告が
なされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
米国特許第５，８２８，５２９号には、熱安定性の具体
的な改善内容についての報告はなされていない。また、
安定した抵抗特性を得るためには、強磁性層と反強磁性
層との間に生じる交換結合磁界を大きくする必要がある
が、上記の米国特許第５，８２８，５２９号では、交換
結合磁界についての報告はなされていない。
米国特許第５，８２８，５２９号には、熱安定性の具体
的な改善内容についての報告はなされていない。また、
安定した抵抗特性を得るためには、強磁性層と反強磁性
層との間に生じる交換結合磁界を大きくする必要がある
が、上記の米国特許第５，８２８，５２９号では、交換
結合磁界についての報告はなされていない。
【００１０】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、熱安定性を向上させ、かつ、大き
な交換結合磁界を得ることができる磁気変換素子、それ
を用いた薄膜磁気ヘッドおよびそれらの製造方法を提供
することにある。
もので、その目的は、熱安定性を向上させ、かつ、大き
な交換結合磁界を得ることができる磁気変換素子、それ
を用いた薄膜磁気ヘッドおよびそれらの製造方法を提供
することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による磁気変換素
子は、一対の対向する面を有する非磁性層と、この非磁
性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層の
他方の面側に形成された強磁性層と、この強磁性層の非
磁性層と反対の側に形成された反強磁性層とを含む積層
体を備え、強磁性層が、非磁性層に近い側から、強磁性
内側層と結合層と強磁性外側層とを有している磁気変換
素子であって、強磁性内側層の結合層側界面および強磁
性外側層の結合層側界面のうちの少なくとも一方の平均
結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを特徴とす
るものである。
子は、一対の対向する面を有する非磁性層と、この非磁
性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層の
他方の面側に形成された強磁性層と、この強磁性層の非
磁性層と反対の側に形成された反強磁性層とを含む積層
体を備え、強磁性層が、非磁性層に近い側から、強磁性
内側層と結合層と強磁性外側層とを有している磁気変換
素子であって、強磁性内側層の結合層側界面および強磁
性外側層の結合層側界面のうちの少なくとも一方の平均
結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを特徴とす
るものである。
【００１２】また、本発明による他の磁気変換素子は、
一対の対向する面を有する非磁性層と、この非磁性層の
一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層の他方の
面側に形成された強磁性層と、この強磁性層の非磁性層
と反対の側に形成された反強磁性層と、を含む積層体を
備え、強磁性層が、非磁性層に近い側から、強磁性内側
層と結合層と強磁性外側層とを有している磁気変換素子
であって、強磁性内側層および強磁性外側層の少なくと
も一方において、積層体の積層方向と直交する面内での
平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを特徴
とするものである。
一対の対向する面を有する非磁性層と、この非磁性層の
一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層の他方の
面側に形成された強磁性層と、この強磁性層の非磁性層
と反対の側に形成された反強磁性層と、を含む積層体を
備え、強磁性層が、非磁性層に近い側から、強磁性内側
層と結合層と強磁性外側層とを有している磁気変換素子
であって、強磁性内側層および強磁性外側層の少なくと
も一方において、積層体の積層方向と直交する面内での
平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを特徴
とするものである。
【００１３】本発明による磁気変換素子または他の磁気
変換素子では、強磁性内側層および強磁性外側層の少な
くとも一方において平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以
下となるため、結合層の界面が平坦になり、従って、熱
安定性が向上し、かつ、交換結合磁界も大きくなる。
変換素子では、強磁性内側層および強磁性外側層の少な
くとも一方において平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以
下となるため、結合層の界面が平坦になり、従って、熱
安定性が向上し、かつ、交換結合磁界も大きくなる。
【００１４】なお、積層体において、結合層よりも反強
磁性層側および軟磁性層側の少なくとも一方に、Ｏ（酸
素），Ｎ（窒素），Ｈ（水素），Ｃｕ（銅），Ａｕ
（金），Ａｇ（銀）およびＲｈ（ロジウム）からなる群
のうち少なくとも１種を含む材料よりなる結晶成長抑制
層を備えていることが好ましい。この結晶成長抑制層
は、積層体の積層方向と直交する面内において分散して
形成されていることがより好ましい。さらに、強磁性内
側層および強磁性外側層は、Ｃｏ（コバルト）またはＦ
ｅ（鉄）からなる群のうちの少なくともＣｏを含む材料
よりなることが好ましい。加えて、結合層は、Ｒｕ（ル
テニウム），Ｒｈ，Ｒｅ（レニウム）およびＣｒ（クロ
ム）からなる群のうちの少なくとも１種を含む材料より
なることが好ましい。
磁性層側および軟磁性層側の少なくとも一方に、Ｏ（酸
素），Ｎ（窒素），Ｈ（水素），Ｃｕ（銅），Ａｕ
（金），Ａｇ（銀）およびＲｈ（ロジウム）からなる群
のうち少なくとも１種を含む材料よりなる結晶成長抑制
層を備えていることが好ましい。この結晶成長抑制層
は、積層体の積層方向と直交する面内において分散して
形成されていることがより好ましい。さらに、強磁性内
側層および強磁性外側層は、Ｃｏ（コバルト）またはＦ
ｅ（鉄）からなる群のうちの少なくともＣｏを含む材料
よりなることが好ましい。加えて、結合層は、Ｒｕ（ル
テニウム），Ｒｈ，Ｒｅ（レニウム）およびＣｒ（クロ
ム）からなる群のうちの少なくとも１種を含む材料より
なることが好ましい。
【００１５】また、本発明による薄膜磁気ヘッドは、一
対の対向する面を有する非磁性層と、この非磁性層の一
方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層の他方の面
側に形成された強磁性層と、この強磁性層の非磁性層と
反対の側に形成された反強磁性層とを備えた積層体と、
この積層体を支持する基体とを備えた薄膜磁気ヘッドで
あって、強磁性層が、非磁性層に近い側から、強磁性内
側層と、結合層と、強磁性外側層とを有しており、強磁
性内側層および強磁性外側層のうち少なくとも基体に近
い方の層において、結合層側界面の平均結晶粒径が３ｎ
ｍ以上８ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
対の対向する面を有する非磁性層と、この非磁性層の一
方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層の他方の面
側に形成された強磁性層と、この強磁性層の非磁性層と
反対の側に形成された反強磁性層とを備えた積層体と、
この積層体を支持する基体とを備えた薄膜磁気ヘッドで
あって、強磁性層が、非磁性層に近い側から、強磁性内
側層と、結合層と、強磁性外側層とを有しており、強磁
性内側層および強磁性外側層のうち少なくとも基体に近
い方の層において、結合層側界面の平均結晶粒径が３ｎ
ｍ以上８ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１６】また、本発明による他の薄膜磁気ヘッド
は、一対の対向する面を有する非磁性層と、この非磁性
層の一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層の他
方の面側に形成された強磁性層と、この強磁性層の非磁
性層と反対の側に形成された反強磁性層とを備えた積層
体と、この積層体を支持する基体とを備えた薄膜磁気ヘ
ッドであって、強磁性層が、非磁性層に近い側から、強
磁性内側層と結合層と強磁性外側層とを有しており、強
磁性内側層および強磁性外側層のうち少なくとも基体に
近い方の層において、積層体の積層方向と直交する面内
での平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを
特徴とするものである。
は、一対の対向する面を有する非磁性層と、この非磁性
層の一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層の他
方の面側に形成された強磁性層と、この強磁性層の非磁
性層と反対の側に形成された反強磁性層とを備えた積層
体と、この積層体を支持する基体とを備えた薄膜磁気ヘ
ッドであって、強磁性層が、非磁性層に近い側から、強
磁性内側層と結合層と強磁性外側層とを有しており、強
磁性内側層および強磁性外側層のうち少なくとも基体に
近い方の層において、積層体の積層方向と直交する面内
での平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを
特徴とするものである。
【００１７】本発明による薄膜磁気ヘッドまたは他の薄
膜磁気ヘッドでは、強磁性内側層および強磁性外側層の
うち少なくとも基体に近い方の層における平均結晶粒径
が３ｎｍ以上８ｎｍ以下となるため、結合層の両界面の
平坦性が向上する。すなわち、熱安定性がさらに向上
し、かつ、交換結合磁界がさらに大きくなる。
膜磁気ヘッドでは、強磁性内側層および強磁性外側層の
うち少なくとも基体に近い方の層における平均結晶粒径
が３ｎｍ以上８ｎｍ以下となるため、結合層の両界面の
平坦性が向上する。すなわち、熱安定性がさらに向上
し、かつ、交換結合磁界がさらに大きくなる。
【００１８】なお、積層体において、結合層よりも反強
磁性層側および軟磁性層側のうち少なくとも基体側の層
に、Ｏ，Ｎ，Ｈ，Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからなる
群のうち少なくとも１種を含む材料よりなる結晶成長抑
制層を備えていることが好ましい。さらに、結晶成長抑
制層は、積層体の積層方向と直交する面内において分散
して形成されていることが好ましい。
磁性層側および軟磁性層側のうち少なくとも基体側の層
に、Ｏ，Ｎ，Ｈ，Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからなる
群のうち少なくとも１種を含む材料よりなる結晶成長抑
制層を備えていることが好ましい。さらに、結晶成長抑
制層は、積層体の積層方向と直交する面内において分散
して形成されていることが好ましい。
【００１９】さらに、本発明による磁気変換素子の製造
方法は、一対の対向する面を有する非磁性層と、この非
磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層
の他方の面側に形成された強磁性層と、この強磁性層の
非磁性層と反対の側に形成された反強磁性層とを含む積
層体を備えると共に、強磁性層が、非磁性層に近い側か
ら強磁性内側層と結合層と強磁性外側層とを有している
磁気変換素子を製造する方法であって、積層体において
結合層よりも反強磁性層側および軟磁性層側の少なくと
も一方に、積層体の積層方向に直交する面内において分
散した結晶成長抑制層を形成する工程を含むことを特徴
とするものである。
方法は、一対の対向する面を有する非磁性層と、この非
磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層
の他方の面側に形成された強磁性層と、この強磁性層の
非磁性層と反対の側に形成された反強磁性層とを含む積
層体を備えると共に、強磁性層が、非磁性層に近い側か
ら強磁性内側層と結合層と強磁性外側層とを有している
磁気変換素子を製造する方法であって、積層体において
結合層よりも反強磁性層側および軟磁性層側の少なくと
も一方に、積層体の積層方向に直交する面内において分
散した結晶成長抑制層を形成する工程を含むことを特徴
とするものである。
【００２０】また、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造
方法は、一対の対向する面を有する非磁性層と、この非
磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層
の他方の面側に形成された強磁性層と、この強磁性層の
非磁性層と反対の側に形成された反強磁性層とを含む積
層体を備えると共に、強磁性層が、非磁性層に近い側か
ら強磁性内側層と結合層と強磁性外側層とを有している
磁気変換素子と、積層体を支持する基体とを備えた薄膜
磁気ヘッドを製造する方法であって、積層体において結
合層よりも少なくとも基体側に、積層体の積層方向に直
交する面内において分散した結晶成長抑制層を形成する
工程を含むことを特徴とするものである。
方法は、一対の対向する面を有する非磁性層と、この非
磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、非磁性層
の他方の面側に形成された強磁性層と、この強磁性層の
非磁性層と反対の側に形成された反強磁性層とを含む積
層体を備えると共に、強磁性層が、非磁性層に近い側か
ら強磁性内側層と結合層と強磁性外側層とを有している
磁気変換素子と、積層体を支持する基体とを備えた薄膜
磁気ヘッドを製造する方法であって、積層体において結
合層よりも少なくとも基体側に、積層体の積層方向に直
交する面内において分散した結晶成長抑制層を形成する
工程を含むことを特徴とするものである。
【００２１】本発明による磁気変換素子の製造方法また
は薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、結晶成長抑制層
によって、強磁性内側層および強磁性外側層のうち少な
くとも一方の結晶成長が抑制されることにより、結合層
の界面の平坦性が向上する。これにより、良好な熱安定
性および大きな交換結合磁界を有する磁気変換素子また
は薄膜磁気ヘッドが得られる。
は薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、結晶成長抑制層
によって、強磁性内側層および強磁性外側層のうち少な
くとも一方の結晶成長が抑制されることにより、結合層
の界面の平坦性が向上する。これにより、良好な熱安定
性および大きな交換結合磁界を有する磁気変換素子また
は薄膜磁気ヘッドが得られる。
【００２２】なお、上記の結晶成長抑制層は、Ｏ，Ｎ，
Ｈ，Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからなる群のうち少な
くとも１種を含む材料により形成することが好ましい。
さらに、結晶成長抑制層の形成工程は、積層体において
結晶成長抑制層が形成される部分を、Ｏ，ＮおよびＨか
らなる群のうち少なくとも１種を含む雰囲気にさらす工
程を含むことが好ましい。また、結晶成長抑制層の形成
工程は、真空成膜法を用いてＣｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲ
ｈからなる群のうち少なくとも１種を含むように結晶成
長抑制層を形成する工程を含むことが好ましい。
Ｈ，Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからなる群のうち少な
くとも１種を含む材料により形成することが好ましい。
さらに、結晶成長抑制層の形成工程は、積層体において
結晶成長抑制層が形成される部分を、Ｏ，ＮおよびＨか
らなる群のうち少なくとも１種を含む雰囲気にさらす工
程を含むことが好ましい。また、結晶成長抑制層の形成
工程は、真空成膜法を用いてＣｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲ
ｈからなる群のうち少なくとも１種を含むように結晶成
長抑制層を形成する工程を含むことが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］ ＜ＭＲ素子および薄膜磁気ヘッドの構成＞最初に、図１
ないし図７を参照して、本発明の第１の実施の形態に係
る磁気変換素子の一具体例であるＭＲ素子およびそれを
用いた薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。
ないし図７を参照して、本発明の第１の実施の形態に係
る磁気変換素子の一具体例であるＭＲ素子およびそれを
用いた薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。
【００２４】図１は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ド１００を備えたアクチュエータアーム２００の構成を
表すものである。このアクチュエータアーム２００は、
例えば、図示しないハードディスク装置などで用いられ
るものであり、薄膜磁気ヘッド１００が形成されたスラ
イダ２１０を有している。このスライダ２１０は、例え
ば、支軸２２０により回転可能に支持された腕部２３０
の先端に搭載されている。この腕部２３０は、例えば、
図示しないボイスコイルモータの駆動力により回転する
ようになっており、これによりスライダ２１０がハード
ディスクなどの磁気記録媒体３００の記録面（図１にお
いては記録面の下面）に沿ってトラックラインを横切る
方向ｘに移動するようになっている。なお、磁気記録媒
体３００は、例えば、スライダ２１０がトラックライン
を横切る方向ｘに対してほぼ直交する方向ｚに回転する
ようになっており、このような磁気記録媒体３００の回
転およびスライダ２１０の移動により磁気記録媒体３０
０に情報が記録され、または記録された情報が読み出さ
れるようになっている。
ド１００を備えたアクチュエータアーム２００の構成を
表すものである。このアクチュエータアーム２００は、
例えば、図示しないハードディスク装置などで用いられ
るものであり、薄膜磁気ヘッド１００が形成されたスラ
イダ２１０を有している。このスライダ２１０は、例え
ば、支軸２２０により回転可能に支持された腕部２３０
の先端に搭載されている。この腕部２３０は、例えば、
図示しないボイスコイルモータの駆動力により回転する
ようになっており、これによりスライダ２１０がハード
ディスクなどの磁気記録媒体３００の記録面（図１にお
いては記録面の下面）に沿ってトラックラインを横切る
方向ｘに移動するようになっている。なお、磁気記録媒
体３００は、例えば、スライダ２１０がトラックライン
を横切る方向ｘに対してほぼ直交する方向ｚに回転する
ようになっており、このような磁気記録媒体３００の回
転およびスライダ２１０の移動により磁気記録媒体３０
０に情報が記録され、または記録された情報が読み出さ
れるようになっている。
【００２５】図２は、図１に示したスライダ２１０の構
成を表すものである。このスライダ２１０は、例えば、
Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ（アルティック）よりなるブロック状
の基体２１１を有している。この基体２１１は、例え
ば、ほぼ六面体状に形成されており、そのうちの一面が
磁気記録媒体３００（図１参照）の記録面に近接して対
向するように配置されている。この磁気記録媒体３００
の記録面と対向する面はエアベアリング面（ＡＢＳ）２
１１ａと呼ばれ、磁気記録媒体３００が回転する際に
は、磁気記録媒体３００の記録面とエアベアリング面２
１１ａとの間に生じる空気流により、スライダ２１０が
記録面との対向方向ｙにおいて記録面から離れるように
微少量移動し、エアベアリング面２１１ａと磁気記録媒
体３００との間に一定の隙間ができるようになってい
る。基体２１１のエアベアリング面２１１ａに対する一
側面（図２においては左側の側面）には、薄膜磁気ヘッ
ド１００が設けられている。
成を表すものである。このスライダ２１０は、例えば、
Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ（アルティック）よりなるブロック状
の基体２１１を有している。この基体２１１は、例え
ば、ほぼ六面体状に形成されており、そのうちの一面が
磁気記録媒体３００（図１参照）の記録面に近接して対
向するように配置されている。この磁気記録媒体３００
の記録面と対向する面はエアベアリング面（ＡＢＳ）２
１１ａと呼ばれ、磁気記録媒体３００が回転する際に
は、磁気記録媒体３００の記録面とエアベアリング面２
１１ａとの間に生じる空気流により、スライダ２１０が
記録面との対向方向ｙにおいて記録面から離れるように
微少量移動し、エアベアリング面２１１ａと磁気記録媒
体３００との間に一定の隙間ができるようになってい
る。基体２１１のエアベアリング面２１１ａに対する一
側面（図２においては左側の側面）には、薄膜磁気ヘッ
ド１００が設けられている。
【００２６】図３は、薄膜磁気ヘッド１００の構成を分
解して表すものである。また、図４は、図３に示した矢
印ＩＶ方向から見た平面構造を表し、図５は、図４に示
したＶ−Ｖ線に沿った矢視方向の断面構造を表し、図６
は、図４に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向すなわ
ち図５に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向の断面構
造を表し、図７は、図６に示した構造の一部を取り出し
て表すものである。この薄膜磁気ヘッド１００は、磁気
記録媒体３００に記録された磁気情報を再生する再生ヘ
ッド部１０１と、磁気記録媒体３００のトラックライン
に磁気情報を記録する記録ヘッド部１０２とが一体に構
成されたものである。
解して表すものである。また、図４は、図３に示した矢
印ＩＶ方向から見た平面構造を表し、図５は、図４に示
したＶ−Ｖ線に沿った矢視方向の断面構造を表し、図６
は、図４に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向すなわ
ち図５に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向の断面構
造を表し、図７は、図６に示した構造の一部を取り出し
て表すものである。この薄膜磁気ヘッド１００は、磁気
記録媒体３００に記録された磁気情報を再生する再生ヘ
ッド部１０１と、磁気記録媒体３００のトラックライン
に磁気情報を記録する記録ヘッド部１０２とが一体に構
成されたものである。
【００２７】図３および図５に示したように、再生ヘッ
ド部１０１は、例えば、基体２１１の上に、絶縁層１
１，下部シールド層１２，下部シールドギャップ層１
３，上部シールドギャップ層１４および上部シールド層
１５がエアベアリング面２１１ａの側においてこの順に
積層された構造を有している。絶縁層１１は、例えば、
積層方向の厚さ（以下、単に厚さと記す）が２μｍ〜１
０μｍであり、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）により構
成されている。下部シールド層１２は、例えば、厚さが
１μｍ〜３μｍであり、ＮｉＦｅ（ニッケル鉄合金）な
どの磁性材料により構成されている。下部シールドギャ
ップ層１３および上部シールドギャップ層１４は、例え
ば、厚さがそれぞれ１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、Ａｌ
2Ｏ3またはＡｌＮ（チッ化アルミニウム）によりそれぞ
れ構成されている。上部シールド層１５は、例えば、厚
さが１μｍ〜４μｍであり、ＮｉＦｅなどの磁性材料に
より構成されている。なお、この上部シールド層１５
は、記録ヘッド部１０２の下部磁極としての機能も兼ね
備えている。
ド部１０１は、例えば、基体２１１の上に、絶縁層１
１，下部シールド層１２，下部シールドギャップ層１
３，上部シールドギャップ層１４および上部シールド層
１５がエアベアリング面２１１ａの側においてこの順に
積層された構造を有している。絶縁層１１は、例えば、
積層方向の厚さ（以下、単に厚さと記す）が２μｍ〜１
０μｍであり、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）により構
成されている。下部シールド層１２は、例えば、厚さが
１μｍ〜３μｍであり、ＮｉＦｅ（ニッケル鉄合金）な
どの磁性材料により構成されている。下部シールドギャ
ップ層１３および上部シールドギャップ層１４は、例え
ば、厚さがそれぞれ１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、Ａｌ
2Ｏ3またはＡｌＮ（チッ化アルミニウム）によりそれぞ
れ構成されている。上部シールド層１５は、例えば、厚
さが１μｍ〜４μｍであり、ＮｉＦｅなどの磁性材料に
より構成されている。なお、この上部シールド層１５
は、記録ヘッド部１０２の下部磁極としての機能も兼ね
備えている。
【００２８】また、下部シールドギャップ層１３と上部
シールドギャップ層１４との間には、スピンバルブ膜で
ある積層体２０を含むＭＲ素子１１０が埋設されてい
る。この再生ヘッド部１０１は、磁気記録媒体３００か
らの信号磁場に応じて積層体２０における電気抵抗が変
化することを利用して、磁気記録媒体３００に記録され
た情報を読み出すようになっている。
シールドギャップ層１４との間には、スピンバルブ膜で
ある積層体２０を含むＭＲ素子１１０が埋設されてい
る。この再生ヘッド部１０１は、磁気記録媒体３００か
らの信号磁場に応じて積層体２０における電気抵抗が変
化することを利用して、磁気記録媒体３００に記録され
た情報を読み出すようになっている。
【００２９】この積層体２０は、例えば、図６および図
７に示したように、下部シールドギャップ層１３の上
に、下地層２１，結晶成長抑制層２２，第１軟磁性層２
３，第２軟磁性層２４，非磁性層２５，強磁性層２６，
反強磁性層２７，および保護層２８がこの順に積層され
た構造を有している。また、強磁性層２６は、非磁性層
２５側から、強磁性内側層２６ａ，結合層２６ｂおよび
強磁性外側層２６ｃを有している。下地層２１は、例え
ば、厚さが５ｎｍであり、Ｔａにより構成されている。
７に示したように、下部シールドギャップ層１３の上
に、下地層２１，結晶成長抑制層２２，第１軟磁性層２
３，第２軟磁性層２４，非磁性層２５，強磁性層２６，
反強磁性層２７，および保護層２８がこの順に積層され
た構造を有している。また、強磁性層２６は、非磁性層
２５側から、強磁性内側層２６ａ，結合層２６ｂおよび
強磁性外側層２６ｃを有している。下地層２１は、例え
ば、厚さが５ｎｍであり、Ｔａにより構成されている。
【００３０】結晶成長抑制層２２は、その上に形成され
る各層の結晶成長を抑制することにより、強磁性層２６
の結合層２６ｂの界面における平坦性を向上させるもの
である。この結晶成長抑制層２２は、ここでは下地層２
１と第１軟磁性層２３との間に形成されているが、積層
体２０の結合層２６ｂよりも基体２１１側、すなわち積
層体２０の積層過程において結合層２６ｂよりも先に形
成されるような位置に設けれていればよい。このように
すれば、結晶成長抑制層２２よりも上に、強磁性内側層
２６ａ，結合層２６ｂおよび強磁性外側層２６ｃが形成
されるため、これらの層の結晶成長を全て抑制すること
ができ、結合層２６ｂの界面をより平坦にできるからで
ある。但し、結晶成長抑制層２２を下地層２１と第１軟
磁性層２３との間に設けるようにすれば、不純物の存在
によるヘッド特性への悪影響を小さくすることができ
る。なお、本実施の形態では、「結合層２６ｂよりも基
体２１１に近い側」とは、積層体２０における結合層２
６ｂよりも第１軟磁性層２３側である。
る各層の結晶成長を抑制することにより、強磁性層２６
の結合層２６ｂの界面における平坦性を向上させるもの
である。この結晶成長抑制層２２は、ここでは下地層２
１と第１軟磁性層２３との間に形成されているが、積層
体２０の結合層２６ｂよりも基体２１１側、すなわち積
層体２０の積層過程において結合層２６ｂよりも先に形
成されるような位置に設けれていればよい。このように
すれば、結晶成長抑制層２２よりも上に、強磁性内側層
２６ａ，結合層２６ｂおよび強磁性外側層２６ｃが形成
されるため、これらの層の結晶成長を全て抑制すること
ができ、結合層２６ｂの界面をより平坦にできるからで
ある。但し、結晶成長抑制層２２を下地層２１と第１軟
磁性層２３との間に設けるようにすれば、不純物の存在
によるヘッド特性への悪影響を小さくすることができ
る。なお、本実施の形態では、「結合層２６ｂよりも基
体２１１に近い側」とは、積層体２０における結合層２
６ｂよりも第１軟磁性層２３側である。
【００３１】結晶成長抑制層２２は、例えば、Ｏ，Ｎ，
Ｈ，Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからなる群のうち少な
くとも１種を含む材料により構成されており、積層体２
０の積層方向に対して直交する面内で分散形成されてい
ることが好ましい。このようにすれば、図６に符号Ｇで
示したように、分散形成された結晶成長抑制層２２の隙
間から結晶が成長し、結晶成長が確実に抑制されるから
である。結晶成長抑制層２２は、このようにして、結晶
成長抑制層２２の上に形成される各層の結晶成長を抑制
し、少なくとも強磁性内側層２６ａにおける平均面内結
晶粒径を３ｎｍ〜８ｎｍにするようになっている。ここ
で、「平均面内結晶粒径」とは、積層体２０の積層方向
に対して直交する面における結晶粒径の平均値いい、Ｔ
ＥＭ（透過型電子顕微鏡）などを用いて観察することに
より測定されるものである。なお、結晶成長抑制層２２
の厚さは、例えば約１ｎｍとする。
Ｈ，Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからなる群のうち少な
くとも１種を含む材料により構成されており、積層体２
０の積層方向に対して直交する面内で分散形成されてい
ることが好ましい。このようにすれば、図６に符号Ｇで
示したように、分散形成された結晶成長抑制層２２の隙
間から結晶が成長し、結晶成長が確実に抑制されるから
である。結晶成長抑制層２２は、このようにして、結晶
成長抑制層２２の上に形成される各層の結晶成長を抑制
し、少なくとも強磁性内側層２６ａにおける平均面内結
晶粒径を３ｎｍ〜８ｎｍにするようになっている。ここ
で、「平均面内結晶粒径」とは、積層体２０の積層方向
に対して直交する面における結晶粒径の平均値いい、Ｔ
ＥＭ（透過型電子顕微鏡）などを用いて観察することに
より測定されるものである。なお、結晶成長抑制層２２
の厚さは、例えば約１ｎｍとする。
【００３２】第１軟磁性層２３は、例えば、厚さが１ｎ
ｍ〜３ｎｍであり、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｔａ（タンタ
ル），Ｃｒ，Ｒｈ，Ｍｏ（モリブデン）およびＮｂ（ニ
オブ）からなる群のうちの少なくともＮｉを含む磁性材
料により構成されている。具体的には、［ＮｉxＣｏyＦ
ｅ100-(x+y)］100-zＭI zにより構成されることが好ま
しい。式中、ＭIはＴａ，Ｃｒ，Ｒｈ，ＭｏおよびＮｂ
のうちの少なくとも１種を表し、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ
原子％で７５≦ｘ≦９０、０≦ｙ≦１５、０≦ｚ≦１５
の範囲内である。
ｍ〜３ｎｍであり、Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｔａ（タンタ
ル），Ｃｒ，Ｒｈ，Ｍｏ（モリブデン）およびＮｂ（ニ
オブ）からなる群のうちの少なくともＮｉを含む磁性材
料により構成されている。具体的には、［ＮｉxＣｏyＦ
ｅ100-(x+y)］100-zＭI zにより構成されることが好ま
しい。式中、ＭIはＴａ，Ｃｒ，Ｒｈ，ＭｏおよびＮｂ
のうちの少なくとも１種を表し、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ
原子％で７５≦ｘ≦９０、０≦ｙ≦１５、０≦ｚ≦１５
の範囲内である。
【００３３】第２軟磁性層２４は、例えば、厚さが０．
５ｎｍ〜３ｎｍであり、Ｎｉ，ＣｏおよびＦｅからなる
群のうちの少なくともＣｏを含む磁性材料により構成さ
れている。具体的には、（１１１）面が積層方向に配向
しているＣｏxＦｅyＮｉ100- (x+y)により構成されるこ
とが好ましい。式中、ｘ，ｙはそれぞれ原子％で７０≦
ｘ≦１００、０≦ｙ≦２５の範囲内である。
５ｎｍ〜３ｎｍであり、Ｎｉ，ＣｏおよびＦｅからなる
群のうちの少なくともＣｏを含む磁性材料により構成さ
れている。具体的には、（１１１）面が積層方向に配向
しているＣｏxＦｅyＮｉ100- (x+y)により構成されるこ
とが好ましい。式中、ｘ，ｙはそれぞれ原子％で７０≦
ｘ≦１００、０≦ｙ≦２５の範囲内である。
【００３４】なお、これら第１軟磁性層２３および第２
軟磁性層２４は共にフリー層とも言われる軟磁性層を構
成しており、磁気記録媒体３００からの信号磁場に応じ
て磁界の向きが変化するようになっている。軟磁性層の
厚さ、すなわち、第１軟磁性層２３および第２軟磁性層
２４の厚さの合計は、例えば２ｎｍ〜１０ｎｍであるこ
とが好ましい。
軟磁性層２４は共にフリー層とも言われる軟磁性層を構
成しており、磁気記録媒体３００からの信号磁場に応じ
て磁界の向きが変化するようになっている。軟磁性層の
厚さ、すなわち、第１軟磁性層２３および第２軟磁性層
２４の厚さの合計は、例えば２ｎｍ〜１０ｎｍであるこ
とが好ましい。
【００３５】非磁性層２５は、例えば、厚さが１．８ｎ
ｍ〜３ｎｍであり、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒ
ｅ，Ｐｔ（白金）およびＷ（タングステン）からなる群
のうち少なくとも１種を８０重量％以上含む非磁性材料
により構成されている。この非磁性層２５は、軟磁性層
（すなわち、第１軟磁性層２３および第２軟磁性層２
４）を、できるだけ、強磁性層２６および反強磁性層２
７から磁気的に隔離するためのものである。
ｍ〜３ｎｍであり、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｒ
ｅ，Ｐｔ（白金）およびＷ（タングステン）からなる群
のうち少なくとも１種を８０重量％以上含む非磁性材料
により構成されている。この非磁性層２５は、軟磁性層
（すなわち、第１軟磁性層２３および第２軟磁性層２
４）を、できるだけ、強磁性層２６および反強磁性層２
７から磁気的に隔離するためのものである。
【００３６】強磁性層２６は、ピンド層とも言われ、反
強磁性層２７との界面における交換結合により、磁化の
向きが固定されている。強磁性層２６のうち、強磁性内
側層２６ａおよび強磁性外側層２６ｃは、いずれも、Ｃ
ｏおよびＦｅからなる群のうちの少なくともＣｏを含む
磁性材料により構成されており、その（１１１）面は積
層方向に配向していることが望ましい。強磁性内側層２
６ａの厚さは、例えば１〜４ｎｍであり、強磁性外側層
２６ｃの厚さは、例えば１〜４ｎｍである。
強磁性層２７との界面における交換結合により、磁化の
向きが固定されている。強磁性層２６のうち、強磁性内
側層２６ａおよび強磁性外側層２６ｃは、いずれも、Ｃ
ｏおよびＦｅからなる群のうちの少なくともＣｏを含む
磁性材料により構成されており、その（１１１）面は積
層方向に配向していることが望ましい。強磁性内側層２
６ａの厚さは、例えば１〜４ｎｍであり、強磁性外側層
２６ｃの厚さは、例えば１〜４ｎｍである。
【００３７】強磁性内側層２６ａと強磁性外側層２６ｃ
との間に介在する結合層２６ｂは、例えば、厚さが０．
２ｎｍ〜１．２ｎｍであり、Ｒｕ、Ｒｈ、ＲｅおよびＣ
ｒからなる群のうちの少なくとも１種を含む非磁性材料
により構成されている。この結合層２６ｂは、強磁性内
側層２６ａと強磁性外側層２６ｃとの間に反強磁性交換
結合を生じさせ、強磁性内側層２６ａの磁化Ｍｐと強磁
性外側層２６ｃの磁化Ｍｐｃとを互いに反対向きにする
ためのものである。ちなみに、本明細書において「磁化
が互いに反対向き」と言うのは、磁化の向きが１８０°
異なる場合のみを言うのではなく、２つの磁化の向きの
相対角度が９０°より大きい場合を含めて言う。
との間に介在する結合層２６ｂは、例えば、厚さが０．
２ｎｍ〜１．２ｎｍであり、Ｒｕ、Ｒｈ、ＲｅおよびＣ
ｒからなる群のうちの少なくとも１種を含む非磁性材料
により構成されている。この結合層２６ｂは、強磁性内
側層２６ａと強磁性外側層２６ｃとの間に反強磁性交換
結合を生じさせ、強磁性内側層２６ａの磁化Ｍｐと強磁
性外側層２６ｃの磁化Ｍｐｃとを互いに反対向きにする
ためのものである。ちなみに、本明細書において「磁化
が互いに反対向き」と言うのは、磁化の向きが１８０°
異なる場合のみを言うのではなく、２つの磁化の向きの
相対角度が９０°より大きい場合を含めて言う。
【００３８】ここでは、強磁性外側層２６ｃの磁化Ｍｐ
ｃの向きは、強磁性外側層２６ｃと反強磁性層２７との
界面における交換結合により、例えばｙ方向に固定され
ている。強磁性内側層２６ａの磁化Ｍｐの向きは、結合
層２６ｂを介した強磁性内側層２６ａと強磁性外側層２
６ｃの反強磁性交換結合により、強磁性外側層２６ｃの
磁化Ｍｐｃと反対方向に固定されている。これにより、
この積層体２０では、強磁性層２６の作る磁界が第１軟
磁性層２３および第２軟磁性層２４に与える影響を小さ
くできるようになっている。
ｃの向きは、強磁性外側層２６ｃと反強磁性層２７との
界面における交換結合により、例えばｙ方向に固定され
ている。強磁性内側層２６ａの磁化Ｍｐの向きは、結合
層２６ｂを介した強磁性内側層２６ａと強磁性外側層２
６ｃの反強磁性交換結合により、強磁性外側層２６ｃの
磁化Ｍｐｃと反対方向に固定されている。これにより、
この積層体２０では、強磁性層２６の作る磁界が第１軟
磁性層２３および第２軟磁性層２４に与える影響を小さ
くできるようになっている。
【００３９】強磁性内側層２６ａにおいて、平均面内結
晶粒径は３ｎｍ〜８ｎｍに抑制されている。強磁性内側
層２６ａの結晶粒径を抑制することにより、強磁性内側
層２６ａと結合層２６ｂとの界面を平坦化し、熱安定性
を向上させ、かつ、交換結合磁界を大きくするためであ
る。特に、強磁性内側層２６ａの結合層２６ｂとの界面
（すなわち、結合層側界面）の平均面内結晶粒径が３ｎ
ｍ〜８ｎｍに抑制されていることが好ましい。なお、強
磁性内側層２６ａの平均面内結晶粒径が８ｎｍより大き
いと、熱安定性や交換結合磁界などの改善効果があまり
見られない。また、平均面内結晶粒径が３ｎｍより小さ
いと、磁気抵抗効果（すなわち、信号磁場の変化に対し
て抵抗が変化する性質）が劣化するという問題がある。
ちなみに、結合層２６ｂおよび強磁性外側層２６ｃの平
均面内結晶粒径は３ｎｍ〜８ｎｍに限定される必要はな
い。
晶粒径は３ｎｍ〜８ｎｍに抑制されている。強磁性内側
層２６ａの結晶粒径を抑制することにより、強磁性内側
層２６ａと結合層２６ｂとの界面を平坦化し、熱安定性
を向上させ、かつ、交換結合磁界を大きくするためであ
る。特に、強磁性内側層２６ａの結合層２６ｂとの界面
（すなわち、結合層側界面）の平均面内結晶粒径が３ｎ
ｍ〜８ｎｍに抑制されていることが好ましい。なお、強
磁性内側層２６ａの平均面内結晶粒径が８ｎｍより大き
いと、熱安定性や交換結合磁界などの改善効果があまり
見られない。また、平均面内結晶粒径が３ｎｍより小さ
いと、磁気抵抗効果（すなわち、信号磁場の変化に対し
て抵抗が変化する性質）が劣化するという問題がある。
ちなみに、結合層２６ｂおよび強磁性外側層２６ｃの平
均面内結晶粒径は３ｎｍ〜８ｎｍに限定される必要はな
い。
【００４０】なお、強磁性内側層２６ａの平均面内結晶
粒径を３ｎｍ〜８ｎｍにするためには、強磁性内側層２
６ａよりも下側（基体２１１に近い側）のいずれかの層
における平均面内結晶粒径を３ｎｍ〜８ｎｍにすること
が好ましい。ある層において平均面内結晶粒径が３ｎｍ
〜８ｎｍであれば、その上に形成される層の結晶成長も
抑制されるからである。ここでは、前述したように下地
層２１の上に結晶成長抑制層２２を設けることによっ
て、第１軟磁性層２３，第２軟磁性層２４，非磁性層２
５および強磁性内側層２６ａの全てにおいて、平均面内
結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍになるようにしている。
粒径を３ｎｍ〜８ｎｍにするためには、強磁性内側層２
６ａよりも下側（基体２１１に近い側）のいずれかの層
における平均面内結晶粒径を３ｎｍ〜８ｎｍにすること
が好ましい。ある層において平均面内結晶粒径が３ｎｍ
〜８ｎｍであれば、その上に形成される層の結晶成長も
抑制されるからである。ここでは、前述したように下地
層２１の上に結晶成長抑制層２２を設けることによっ
て、第１軟磁性層２３，第２軟磁性層２４，非磁性層２
５および強磁性内側層２６ａの全てにおいて、平均面内
結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍになるようにしている。
【００４１】反強磁性層２７は、例えば、厚さが５〜３
０ｎｍであり、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ（パラジウ
ム），Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｉｒ（イリジウム），
ＣｒおよびＦｅからなる群のうちの少なくとも１種ＭII
と、Ｍｎとを含む反強磁性材料により構成されている。
このうちＭｎの含有量は４５原子％以上９５原子％以
下、その他の元素ＭIIの含有量は５原子％以上６５原子
％以下であることが好ましい。この反強磁性材料には、
熱処理しなくても反強磁性を示し、強磁性材料との間に
交換結合磁界を誘起する非熱処理系反強磁性材料と、熱
処理により反強磁性を示すようになる熱処理系反強磁性
材料とがある。この反強磁性層２７は、そのどちらによ
り構成されていてもよい。
０ｎｍであり、Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ（パラジウ
ム），Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｉｒ（イリジウム），
ＣｒおよびＦｅからなる群のうちの少なくとも１種ＭII
と、Ｍｎとを含む反強磁性材料により構成されている。
このうちＭｎの含有量は４５原子％以上９５原子％以
下、その他の元素ＭIIの含有量は５原子％以上６５原子
％以下であることが好ましい。この反強磁性材料には、
熱処理しなくても反強磁性を示し、強磁性材料との間に
交換結合磁界を誘起する非熱処理系反強磁性材料と、熱
処理により反強磁性を示すようになる熱処理系反強磁性
材料とがある。この反強磁性層２７は、そのどちらによ
り構成されていてもよい。
【００４２】なお、非熱処理系反強磁性材料にはγ相を
有するＭｎ合金などがあり、具体的には、ＲｕＲｈＭｎ
（ルテニウムロジウムマンガン合金），ＦｅＭｎ（鉄マ
ンガン合金）あるいはＩｒＭｎ（イリジウムマンガン合
金）などがある。熱処理系反強磁性材料には規則結晶構
造を有するＭｎ合金などがあり、具体的には、ＰｔＭｎ
（白金マンガン合金），ＮｉＭｎ（ニッケルマンガン合
金）およびＰｔＲｈＭｎ（白金ロジウムマンガン合金）
などがある。
有するＭｎ合金などがあり、具体的には、ＲｕＲｈＭｎ
（ルテニウムロジウムマンガン合金），ＦｅＭｎ（鉄マ
ンガン合金）あるいはＩｒＭｎ（イリジウムマンガン合
金）などがある。熱処理系反強磁性材料には規則結晶構
造を有するＭｎ合金などがあり、具体的には、ＰｔＭｎ
（白金マンガン合金），ＮｉＭｎ（ニッケルマンガン合
金）およびＰｔＲｈＭｎ（白金ロジウムマンガン合金）
などがある。
【００４３】積層体２０の両側、すなわち積層方向に対
して垂直な方向の両側には、磁区制御膜３０ａ，３０ｂ
がそれぞれ設けられており、第１軟磁性層２３および第
２軟磁性層２４の磁化の向きを揃え、単磁区化していわ
ゆるバルクハウゼンノイズの発生を抑えるようになって
いる。この磁区制御膜３０ａは、磁区制御用強磁性膜３
１ａと、磁区制御用反強磁性膜３２ａとを下部シールド
ギャップ層１３の側から順に積層した構造とされてい
る。磁区制御膜３０ｂも磁区制御膜３０ａと同一の構成
とされている。これら磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１
ｂの磁化の向きは、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂ
と磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂとのそれぞれの
界面における交換結合によってそれぞれ固定されてい
る。これにより、例えば図７に示したように、磁区制御
用強磁性膜３１ａ，３１ｂの近傍では第１軟磁性層２３
および第２軟磁性層２４に対するバイアス磁界Ｈｂがｘ
方向に発生している。
して垂直な方向の両側には、磁区制御膜３０ａ，３０ｂ
がそれぞれ設けられており、第１軟磁性層２３および第
２軟磁性層２４の磁化の向きを揃え、単磁区化していわ
ゆるバルクハウゼンノイズの発生を抑えるようになって
いる。この磁区制御膜３０ａは、磁区制御用強磁性膜３
１ａと、磁区制御用反強磁性膜３２ａとを下部シールド
ギャップ層１３の側から順に積層した構造とされてい
る。磁区制御膜３０ｂも磁区制御膜３０ａと同一の構成
とされている。これら磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１
ｂの磁化の向きは、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂ
と磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂとのそれぞれの
界面における交換結合によってそれぞれ固定されてい
る。これにより、例えば図７に示したように、磁区制御
用強磁性膜３１ａ，３１ｂの近傍では第１軟磁性層２３
および第２軟磁性層２４に対するバイアス磁界Ｈｂがｘ
方向に発生している。
【００４４】磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂは、例
えば、それぞれ厚さが１０ｎｍ〜５０ｎｍである。ま
た、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂは、例えば、Ｎ
ｉＦｅ、または、Ｎｉ，ＦｅおよびＣｏからなる磁性材
料などにより構成されている。また、ＮｉＦｅ膜とＣｏ
膜との積層膜であっても良い。磁区制御用反強磁性膜３
２ａ，３２ｂは、例えば、それぞれ厚さが５ｎｍ〜３０
ｎｍであり、反強磁性材料により構成されている。この
反強磁性材料は、非熱処理系反強磁性材料でも熱処理系
反強磁性材料でも良いが、非熱処理系反強磁性材料が好
ましい。
えば、それぞれ厚さが１０ｎｍ〜５０ｎｍである。ま
た、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂは、例えば、Ｎ
ｉＦｅ、または、Ｎｉ，ＦｅおよびＣｏからなる磁性材
料などにより構成されている。また、ＮｉＦｅ膜とＣｏ
膜との積層膜であっても良い。磁区制御用反強磁性膜３
２ａ，３２ｂは、例えば、それぞれ厚さが５ｎｍ〜３０
ｎｍであり、反強磁性材料により構成されている。この
反強磁性材料は、非熱処理系反強磁性材料でも熱処理系
反強磁性材料でも良いが、非熱処理系反強磁性材料が好
ましい。
【００４５】これら磁区制御膜３０ａ，３０ｂの上に
は、ＴａとＡｕとの積層膜、ＴｉＷとＴａとの積層膜、
あるいはＴｉＮ（窒化チタン）とＴａとの積層膜などよ
りなるリード層３３ａ，３３ｂがそれぞれ設けられてお
り、磁区制御膜３０ａ，３０ｂを介して積層体２０に電
流を流すことができるようになっている。
は、ＴａとＡｕとの積層膜、ＴｉＷとＴａとの積層膜、
あるいはＴｉＮ（窒化チタン）とＴａとの積層膜などよ
りなるリード層３３ａ，３３ｂがそれぞれ設けられてお
り、磁区制御膜３０ａ，３０ｂを介して積層体２０に電
流を流すことができるようになっている。
【００４６】記録ヘッド部１０２は、例えば、図３およ
び図５に示したように、上部シールド層１５の上に、Ａ
ｌ2Ｏ3などの絶縁膜よりなる厚さ０．１μｍ〜０．５μ
ｍの記録ギャップ層４１を有している。この記録ギャッ
プ層４１は、後述する薄膜コイル４３，４５の中心部に
対応する位置に開口部４１ａを有している。この記録ギ
ャップ層４１の上には、スロートハイトを決定する厚さ
１．０μｍ〜５．０μｍのフォトレジスト層４２を介し
て、厚さ１μｍ〜３μｍの薄膜コイル４３およびこれを
覆うフォトレジスト層４４がそれぞれ形成されている。
このフォトレジスト層４４の上には、厚さ１μｍ〜３μ
ｍの薄膜コイル４５およびこれを覆うフォトレジスト層
４６がそれぞれ形成されている。なお、本実施の形態で
は薄膜コイルが２層積層された例を示したが、薄膜コイ
ルの積層数は１層または３層以上であってもよい。
び図５に示したように、上部シールド層１５の上に、Ａ
ｌ2Ｏ3などの絶縁膜よりなる厚さ０．１μｍ〜０．５μ
ｍの記録ギャップ層４１を有している。この記録ギャッ
プ層４１は、後述する薄膜コイル４３，４５の中心部に
対応する位置に開口部４１ａを有している。この記録ギ
ャップ層４１の上には、スロートハイトを決定する厚さ
１．０μｍ〜５．０μｍのフォトレジスト層４２を介し
て、厚さ１μｍ〜３μｍの薄膜コイル４３およびこれを
覆うフォトレジスト層４４がそれぞれ形成されている。
このフォトレジスト層４４の上には、厚さ１μｍ〜３μ
ｍの薄膜コイル４５およびこれを覆うフォトレジスト層
４６がそれぞれ形成されている。なお、本実施の形態で
は薄膜コイルが２層積層された例を示したが、薄膜コイ
ルの積層数は１層または３層以上であってもよい。
【００４７】記録ギャップ層４１およびフォトレジスト
層４２，４４，４６の上には、例えば、ＮｉＦｅまたは
ＦｅＮ（窒化鉄）などの高飽和磁束密度を有する磁性材
料よりなる厚さ約３μｍの上部磁極４７が形成されてい
る。この上部磁極４７は、薄膜コイル４３，４５の中心
部に対応して設けられた記録ギャップ層４１の開口部４
１ａを介して、上部シールド層１５と接触しており、磁
気的に連結している。この上部磁極４７の上には、図３
ないし図６では図示しないが、例えば、Ａｌ2Ｏ3よりな
る厚さ２０μｍ〜３０μｍのオーバーコート層（図１３
（Ｂ）におけるオーバーコート層４８）が全体を覆うよ
うに形成されている。これにより、この記録ヘッド部１
０２は、薄膜コイル４３，４５に流れる電流によって下
部磁極である上部シールド層１５と上部磁極４７との間
に磁束を生じ、記録ギャップ層４１の近傍に生ずる磁束
によって磁気記録媒体３００を磁化し、情報を記録する
ようになっている。
層４２，４４，４６の上には、例えば、ＮｉＦｅまたは
ＦｅＮ（窒化鉄）などの高飽和磁束密度を有する磁性材
料よりなる厚さ約３μｍの上部磁極４７が形成されてい
る。この上部磁極４７は、薄膜コイル４３，４５の中心
部に対応して設けられた記録ギャップ層４１の開口部４
１ａを介して、上部シールド層１５と接触しており、磁
気的に連結している。この上部磁極４７の上には、図３
ないし図６では図示しないが、例えば、Ａｌ2Ｏ3よりな
る厚さ２０μｍ〜３０μｍのオーバーコート層（図１３
（Ｂ）におけるオーバーコート層４８）が全体を覆うよ
うに形成されている。これにより、この記録ヘッド部１
０２は、薄膜コイル４３，４５に流れる電流によって下
部磁極である上部シールド層１５と上部磁極４７との間
に磁束を生じ、記録ギャップ層４１の近傍に生ずる磁束
によって磁気記録媒体３００を磁化し、情報を記録する
ようになっている。
【００４８】＜ＭＲ素子および薄膜磁気ヘッドの動作＞
次に、このように構成されたＭＲ素子１１０および薄膜
磁気ヘッド１００による再生動作について、図６および
図７を中心に参照して説明する。
次に、このように構成されたＭＲ素子１１０および薄膜
磁気ヘッド１００による再生動作について、図６および
図７を中心に参照して説明する。
【００４９】この薄膜磁気ヘッド１００では、再生ヘッ
ド部１０１により磁気記録媒体３００に記録された情報
を読み出す。再生ヘッド部１０１では、強磁性層２６の
強磁性外側層２６ｃと反強磁性層２７との界面での交換
結合により、例えば、強磁性外側層２６ｃの磁化Ｍｐｃ
の向きがｙ方向に固定されている。また、強磁性内側層
２６ａの磁化の向きＭｐは、結合層２６ｂを介しての強
磁性外側層２６ｃとの反強磁性交換結合により、磁化Ｍ
ｐｃと反対向きに固定されている。磁区制御膜３０ａ，
３０ｂの発生するバイアス磁界Ｈｂにより、第１軟磁性
層２３，第２軟磁性層２４の磁化Ｍｆはバイアス磁界Ｈ
ｂの方向（ここではｘ方向）に揃えられる。なお、バイ
アス磁界Ｈｂは、強磁性層２６の磁化Ｍｐ，Ｍｐｃの向
きに対しほぼ直交している。
ド部１０１により磁気記録媒体３００に記録された情報
を読み出す。再生ヘッド部１０１では、強磁性層２６の
強磁性外側層２６ｃと反強磁性層２７との界面での交換
結合により、例えば、強磁性外側層２６ｃの磁化Ｍｐｃ
の向きがｙ方向に固定されている。また、強磁性内側層
２６ａの磁化の向きＭｐは、結合層２６ｂを介しての強
磁性外側層２６ｃとの反強磁性交換結合により、磁化Ｍ
ｐｃと反対向きに固定されている。磁区制御膜３０ａ，
３０ｂの発生するバイアス磁界Ｈｂにより、第１軟磁性
層２３，第２軟磁性層２４の磁化Ｍｆはバイアス磁界Ｈ
ｂの方向（ここではｘ方向）に揃えられる。なお、バイ
アス磁界Ｈｂは、強磁性層２６の磁化Ｍｐ，Ｍｐｃの向
きに対しほぼ直交している。
【００５０】情報を読み出す際には、積層体２０に、リ
ード層３３ａ，３３ｂを通じて定常電流である検出電流
（センス電流）が例えばバイアス磁界Ｈｂの方向に流さ
れる。その際、反強磁性層２７は積層体２０の他の層よ
りも大きな電規抵抗を有しているため、電流は、主とし
て強磁性層２６，非磁性層２５，第２軟磁性層２４およ
び第１軟磁性層２３を流れる。
ード層３３ａ，３３ｂを通じて定常電流である検出電流
（センス電流）が例えばバイアス磁界Ｈｂの方向に流さ
れる。その際、反強磁性層２７は積層体２０の他の層よ
りも大きな電規抵抗を有しているため、電流は、主とし
て強磁性層２６，非磁性層２５，第２軟磁性層２４およ
び第１軟磁性層２３を流れる。
【００５１】磁気記録媒体３００からの信号磁場を受け
ると、第１軟磁性層２３および第２軟磁性層２４におけ
る磁化Ｍｆの向きが変化する。強磁性層２６の磁化Ｍ
ｐ，Ｍｐｃの向きは、反強磁性層２７により固定されて
いるので、磁気記録媒体３００からの信号磁場を受けて
も変化しない。第１軟磁性層２３および第２軟磁性層２
４における磁化Ｍｆの向きが変化すると、積層体２０を
流れる電流は、第１軟磁性層２３および第２軟磁性層２
４の磁化Ｍｆの向きと強磁性層２６の磁化Ｍｐ，Ｍｐｃ
の向きとの相対角度に応じた抵抗を受ける。これは、非
磁性層と磁性層との界面における電子の散乱の度合いが
磁性層の磁化方向に依存するという「スピン依存散乱」
と呼ばれる現象によるものである。この積層体２０の抵
抗の変化量は電圧の変化量として検出され、磁気記録媒
体３００に記録された情報が読み出される。
ると、第１軟磁性層２３および第２軟磁性層２４におけ
る磁化Ｍｆの向きが変化する。強磁性層２６の磁化Ｍ
ｐ，Ｍｐｃの向きは、反強磁性層２７により固定されて
いるので、磁気記録媒体３００からの信号磁場を受けて
も変化しない。第１軟磁性層２３および第２軟磁性層２
４における磁化Ｍｆの向きが変化すると、積層体２０を
流れる電流は、第１軟磁性層２３および第２軟磁性層２
４の磁化Ｍｆの向きと強磁性層２６の磁化Ｍｐ，Ｍｐｃ
の向きとの相対角度に応じた抵抗を受ける。これは、非
磁性層と磁性層との界面における電子の散乱の度合いが
磁性層の磁化方向に依存するという「スピン依存散乱」
と呼ばれる現象によるものである。この積層体２０の抵
抗の変化量は電圧の変化量として検出され、磁気記録媒
体３００に記録された情報が読み出される。
【００５２】ここで、強磁性層２６において、強磁性内
側層２６ａと強磁性外側層２６ｃとが結合層２６ｂを介
して磁気的に結合され、強磁性内側層２６ａにおける磁
化Ｍｐｃの向きと強磁性外側層２６ｃにおける磁化Ｍｐ
の向きとが互いに平行でかつ反対向きになるようにした
ので、熱安定性を向上することができる。
側層２６ａと強磁性外側層２６ｃとが結合層２６ｂを介
して磁気的に結合され、強磁性内側層２６ａにおける磁
化Ｍｐｃの向きと強磁性外側層２６ｃにおける磁化Ｍｐ
の向きとが互いに平行でかつ反対向きになるようにした
ので、熱安定性を向上することができる。
【００５３】さらに、少なくとも強磁性内側層２６ａの
平均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍになるようにしたの
で、強磁性内側層２６ａと結合層２６ｂとの界面、およ
び、結合層２６ｂと強磁性外側層２６ｃとの界面が平坦
になる。これにより、積層体２０の熱安定性がさらに向
上し、かつ、交換結合磁界も大きくなる。加えて、交換
結合磁界が大きくなるため、抵抗変化率も大きくなる。
平均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍになるようにしたの
で、強磁性内側層２６ａと結合層２６ｂとの界面、およ
び、結合層２６ｂと強磁性外側層２６ｃとの界面が平坦
になる。これにより、積層体２０の熱安定性がさらに向
上し、かつ、交換結合磁界も大きくなる。加えて、交換
結合磁界が大きくなるため、抵抗変化率も大きくなる。
【００５４】また、強磁性内側層２６ａにおける磁化Ｍ
ｐの向きと強磁性外側層２６ｃにおける磁化Ｍｐｃの向
きとが互いに平行でかつ反対向きになるようにしたの
で、軟磁性層（第１軟磁性層２３および第２軟磁性層２
４）に対する強磁性層２６の磁化の影響が小さくなり、
従って、薄膜磁気ヘッド１００の出力の対称性が向上す
る。
ｐの向きと強磁性外側層２６ｃにおける磁化Ｍｐｃの向
きとが互いに平行でかつ反対向きになるようにしたの
で、軟磁性層（第１軟磁性層２３および第２軟磁性層２
４）に対する強磁性層２６の磁化の影響が小さくなり、
従って、薄膜磁気ヘッド１００の出力の対称性が向上す
る。
【００５５】＜ＭＲ素子および薄膜磁気ヘッドの製造方
法＞続いて、図８ないし図１３を参照して、ＭＲ素子１
１０および薄膜磁気ヘッド１００の製造方法について説
明する。なお、図８，図１２および図１３は、図４にお
けるＶ−Ｖ線に沿った断面構造を表している。また、図
９ないし図１１は、図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った
断面構造を表している。
法＞続いて、図８ないし図１３を参照して、ＭＲ素子１
１０および薄膜磁気ヘッド１００の製造方法について説
明する。なお、図８，図１２および図１３は、図４にお
けるＶ−Ｖ線に沿った断面構造を表している。また、図
９ないし図１１は、図４におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った
断面構造を表している。
【００５６】本実施の形態に係る製造方法では、まず、
図８に示したように、例えば、Ａｌ 2Ｏ3・ＴｉＣよりな
る基体２１１の一側面上に、スパッタリング法により、
絶縁層１１を構成の欄で述べた材料を用いて形成する。
次に、この絶縁層１１の上に、例えば、めっき法によ
り、下部シールド層１２を構成の欄で述べた材料を用い
て形成する。続いて、この下部シールド層１２の上に、
例えば、スパッタリング法により、下部シールドギャッ
プ層１３を構成の欄で述べた材料を用いて形成する。そ
ののち、この下部シールドギャップ層１３の上に、積層
体２０を形成するための積層膜２０ａを形成する。
図８に示したように、例えば、Ａｌ 2Ｏ3・ＴｉＣよりな
る基体２１１の一側面上に、スパッタリング法により、
絶縁層１１を構成の欄で述べた材料を用いて形成する。
次に、この絶縁層１１の上に、例えば、めっき法によ
り、下部シールド層１２を構成の欄で述べた材料を用い
て形成する。続いて、この下部シールド層１２の上に、
例えば、スパッタリング法により、下部シールドギャッ
プ層１３を構成の欄で述べた材料を用いて形成する。そ
ののち、この下部シールドギャップ層１３の上に、積層
体２０を形成するための積層膜２０ａを形成する。
【００５７】ここで、積層膜２０ａの形成工程および積
層体２０の形成工程について詳説する。ここでは、ま
ず、図９（Ａ）に示したように、下部シールドギャップ
層１３の上に、例えばスパッタリング法により、下地層
２１を構成の欄で説明した材料を用いて成膜する。この
成膜作業は、図示しない真空チャンバを用い、高真空の
もとで行う。続いて、下地層２１の表面に、Ｏ，Ｎ，
Ｈ，Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからなる群のうち少な
くとも１種を含む材料よりなる結晶成長抑制層２２をア
イランド状に分散形成する。
層体２０の形成工程について詳説する。ここでは、ま
ず、図９（Ａ）に示したように、下部シールドギャップ
層１３の上に、例えばスパッタリング法により、下地層
２１を構成の欄で説明した材料を用いて成膜する。この
成膜作業は、図示しない真空チャンバを用い、高真空の
もとで行う。続いて、下地層２１の表面に、Ｏ，Ｎ，
Ｈ，Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからなる群のうち少な
くとも１種を含む材料よりなる結晶成長抑制層２２をア
イランド状に分散形成する。
【００５８】ここで、結晶成長抑制層２２をＯ，Ｎおよ
びＨからなる群のうち少なくとも１種を含む材料により
構成する場合には、上記の図示しない真空チャンバ内に
Ｏ2ガス，Ｎ2ガスおよびＨ2Ｏガスの少なくとも１つを
導入することにより、下地層２１の表面をＯ，Ｎおよび
Ｈからなる群のうち少なくとも１種を含む雰囲気にさら
す。真空チャンバ内の最適な真空度は、例えばＯ2ガス
を導入する場合、１×１０-3Ｐａ〜１Ｐａである。ま
た、結晶成長抑制層２２をＣｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈ
からなる群のうち少なくとも１種を含む材料により構成
する場合には、真空成膜法を用いる。ここで、真空成膜
法とは、大気圧（約１×１０5Ｐａ）より低い圧力のも
とで成膜を行う方法をいい、例えばＰＶＤ（Physical V
apor Deposition）法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposi
tion）法などがある。
びＨからなる群のうち少なくとも１種を含む材料により
構成する場合には、上記の図示しない真空チャンバ内に
Ｏ2ガス，Ｎ2ガスおよびＨ2Ｏガスの少なくとも１つを
導入することにより、下地層２１の表面をＯ，Ｎおよび
Ｈからなる群のうち少なくとも１種を含む雰囲気にさら
す。真空チャンバ内の最適な真空度は、例えばＯ2ガス
を導入する場合、１×１０-3Ｐａ〜１Ｐａである。ま
た、結晶成長抑制層２２をＣｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈ
からなる群のうち少なくとも１種を含む材料により構成
する場合には、真空成膜法を用いる。ここで、真空成膜
法とは、大気圧（約１×１０5Ｐａ）より低い圧力のも
とで成膜を行う方法をいい、例えばＰＶＤ（Physical V
apor Deposition）法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposi
tion）法などがある。
【００５９】続いて、図示しない真空チャンバを高真空
にし、結晶成長抑制層２２に覆われた下地層２１の表面
に、例えばスパッタリング法を用いて、第１軟磁性層２
３を構成の欄で説明した材料を用いて成膜する。このと
き、図９（Ｂ）に符号Ｇで示したように、第１軟磁性層
２３は、下地層２１上にアイランド状に分散された結晶
成長抑制層２２を介して成長するので、第１軟磁性層２
３の結晶成長は抑制される。ここでは、第１軟磁性層２
３の平均面内結晶粒径は３ｎｍ〜８ｎｍになる。
にし、結晶成長抑制層２２に覆われた下地層２１の表面
に、例えばスパッタリング法を用いて、第１軟磁性層２
３を構成の欄で説明した材料を用いて成膜する。このと
き、図９（Ｂ）に符号Ｇで示したように、第１軟磁性層
２３は、下地層２１上にアイランド状に分散された結晶
成長抑制層２２を介して成長するので、第１軟磁性層２
３の結晶成長は抑制される。ここでは、第１軟磁性層２
３の平均面内結晶粒径は３ｎｍ〜８ｎｍになる。
【００６０】次に、第１軟磁性層２３の上に、第２軟磁
性層２４，非磁性層２５，強磁性内側層２６ａ，結合層
２６ｂおよび強磁性外側層２６ｃを順次構成の欄で説明
した材料を用いて成膜する。ここでは、第１軟磁性層２
３における平均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍと小さ
く、第１軟磁性層２３の表面が平坦化されるため、その
上に成膜される第２軟磁性層２４，非磁性層２５，強磁
性内側層２６ａ，結合層２６ｂおよび強磁性外側層２６
ｃにおいても結晶成長が抑制され、その結果、これらの
層の平均面内結晶粒径も３ｎｍ〜８ｎｍとなる。従っ
て、強磁性層２６における強磁性内側層２６ａと結合層
２６ｂとの界面、および、結合層２６ｂと強磁性外側層
２６ｃとの界面は平坦になる。
性層２４，非磁性層２５，強磁性内側層２６ａ，結合層
２６ｂおよび強磁性外側層２６ｃを順次構成の欄で説明
した材料を用いて成膜する。ここでは、第１軟磁性層２
３における平均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍと小さ
く、第１軟磁性層２３の表面が平坦化されるため、その
上に成膜される第２軟磁性層２４，非磁性層２５，強磁
性内側層２６ａ，結合層２６ｂおよび強磁性外側層２６
ｃにおいても結晶成長が抑制され、その結果、これらの
層の平均面内結晶粒径も３ｎｍ〜８ｎｍとなる。従っ
て、強磁性層２６における強磁性内側層２６ａと結合層
２６ｂとの界面、および、結合層２６ｂと強磁性外側層
２６ｃとの界面は平坦になる。
【００６１】このように強磁性層２６の強磁性内側層２
６ａと結合層２６ｂとの界面、および結合層２６ｂと強
磁性外側層２６ｃとの界面が平坦になるため、熱安定性
が向上する上、交換結合磁界が大きくなる。
６ａと結合層２６ｂとの界面、および結合層２６ｂと強
磁性外側層２６ｃとの界面が平坦になるため、熱安定性
が向上する上、交換結合磁界が大きくなる。
【００６２】強磁性層２６の上には、例えばスパッタリ
ング法により、反強磁性層２７および保護層２８を順次
構成の欄で説明した材料を用いて成膜する。その際、反
強磁性層２７を非熱処理系反強磁性材料により構成する
場合には、例えば、ｙ方向（図７）に磁場を印加した状
態で反強磁性層２７を成膜する。これにより、強磁性層
２６の磁化の方向は、反強磁性層２７との交換結合によ
って印加磁場の方向ｙに固定される。
ング法により、反強磁性層２７および保護層２８を順次
構成の欄で説明した材料を用いて成膜する。その際、反
強磁性層２７を非熱処理系反強磁性材料により構成する
場合には、例えば、ｙ方向（図７）に磁場を印加した状
態で反強磁性層２７を成膜する。これにより、強磁性層
２６の磁化の方向は、反強磁性層２７との交換結合によ
って印加磁場の方向ｙに固定される。
【００６３】そののち、図１０（Ａ）に示したように、
積層膜２０ａの上に、積層体２０の形成予定領域に対応
してフォトレジスト膜４０１を選択的に形成する。な
お、このフォトレジスト膜４０１は、後述するリフトオ
フを容易に行うことができるように、例えば、保護膜２
８との界面に溝を形成し、断面形状をＴ型とすることが
好ましい。フォトレジスト膜４０１を形成したのち、例
えば、イオンミリング法により、フォトレジスト膜４０
１をマスクとして、積層膜２０ａをエッチングする。こ
れにより、図１０（Ｂ）に示したような積層体２０が形
成される。
積層膜２０ａの上に、積層体２０の形成予定領域に対応
してフォトレジスト膜４０１を選択的に形成する。な
お、このフォトレジスト膜４０１は、後述するリフトオ
フを容易に行うことができるように、例えば、保護膜２
８との界面に溝を形成し、断面形状をＴ型とすることが
好ましい。フォトレジスト膜４０１を形成したのち、例
えば、イオンミリング法により、フォトレジスト膜４０
１をマスクとして、積層膜２０ａをエッチングする。こ
れにより、図１０（Ｂ）に示したような積層体２０が形
成される。
【００６４】積層体２０を形成したのち、図１１（Ａ）
に示したように、例えば、スパッタリング法により、積
層体２０の両側に、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂ
および磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂをそれぞれ
順次形成する。その際、磁区制御用反強磁性膜３２ａ，
３２ｂを非熱処理系反強磁性材料により構成する場合に
は、例えば、ｘ方向に磁場を印加した状態で磁区制御用
反強磁性膜３２ａ，３２ｂをそれぞれ形成する。これに
より、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂの磁化の方向
は、磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂとの交換結合
によって印加磁場の方向ｘに固定される。
に示したように、例えば、スパッタリング法により、積
層体２０の両側に、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂ
および磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂをそれぞれ
順次形成する。その際、磁区制御用反強磁性膜３２ａ，
３２ｂを非熱処理系反強磁性材料により構成する場合に
は、例えば、ｘ方向に磁場を印加した状態で磁区制御用
反強磁性膜３２ａ，３２ｂをそれぞれ形成する。これに
より、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂの磁化の方向
は、磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂとの交換結合
によって印加磁場の方向ｘに固定される。
【００６５】磁区制御膜３０ａ，３０ｂをそれぞれ形成
したのち、同じく図１１（Ａ）に示したように、例え
ば、スパッタリング法により、磁区制御用反強磁性膜３
２ａ，３２ｂの上に、リード層３３ａ，３３ｂをそれぞ
れ形成する。そののち、例えば、リフトオフ処理によっ
て、フォトレジスト膜４０１とその上に積層されている
堆積物４０２（磁区制御用強磁性膜、磁区制御用反強磁
性膜およびリード層の各材料）を除去する。
したのち、同じく図１１（Ａ）に示したように、例え
ば、スパッタリング法により、磁区制御用反強磁性膜３
２ａ，３２ｂの上に、リード層３３ａ，３３ｂをそれぞ
れ形成する。そののち、例えば、リフトオフ処理によっ
て、フォトレジスト膜４０１とその上に積層されている
堆積物４０２（磁区制御用強磁性膜、磁区制御用反強磁
性膜およびリード層の各材料）を除去する。
【００６６】リフトオフ処理を行ったのち、図１１
（Ｂ）および図１２（Ａ）に示したように、例えば、ス
パッタリング法により、下部シールドギャップ層１３お
よび積層体２０を覆うように、上部シールドギャップ層
１４を構成の欄で説明した材料を用いて形成する。これ
により、積層体２０は下部シールドギャップ層１３と上
部シールドギャップ層１４との間に埋設される。そのの
ち、上部シールドギャップ層１４の上に、例えば、スパ
ッタリング法により、上部シールド層１５を構成の欄で
説明した材料を用いて形成する。
（Ｂ）および図１２（Ａ）に示したように、例えば、ス
パッタリング法により、下部シールドギャップ層１３お
よび積層体２０を覆うように、上部シールドギャップ層
１４を構成の欄で説明した材料を用いて形成する。これ
により、積層体２０は下部シールドギャップ層１３と上
部シールドギャップ層１４との間に埋設される。そのの
ち、上部シールドギャップ層１４の上に、例えば、スパ
ッタリング法により、上部シールド層１５を構成の欄で
説明した材料を用いて形成する。
【００６７】上部シールド層１５を形成したのち、図１
２（Ｂ）に示したように、例えば、スパッタリング法に
より、上部シールド層１５の上に、記録ギャップ層４１
を構成の欄で説明した材料を用いて形成し、この記録ギ
ャップ層４１の上に、フォトレジスト層４２を所定のパ
ターンに形成する。フォトレジスト層４２を形成したの
ち、このフォトレジスト層４２の上に、薄膜コイル４３
を構成の欄で説明した材料を用いて形成し、この薄膜コ
イル４３を覆うようにフォトレジスト層４４を所定のパ
ターンに形成する。フォトレジスト層４４を形成したの
ち、このフォトレジスト層４４の上に、薄膜コイル４５
を構成の欄で説明した材料を用いて形成し、この薄膜コ
イル４５を覆うようにフォトレジスト層４６を所定のパ
ターンに形成する。
２（Ｂ）に示したように、例えば、スパッタリング法に
より、上部シールド層１５の上に、記録ギャップ層４１
を構成の欄で説明した材料を用いて形成し、この記録ギ
ャップ層４１の上に、フォトレジスト層４２を所定のパ
ターンに形成する。フォトレジスト層４２を形成したの
ち、このフォトレジスト層４２の上に、薄膜コイル４３
を構成の欄で説明した材料を用いて形成し、この薄膜コ
イル４３を覆うようにフォトレジスト層４４を所定のパ
ターンに形成する。フォトレジスト層４４を形成したの
ち、このフォトレジスト層４４の上に、薄膜コイル４５
を構成の欄で説明した材料を用いて形成し、この薄膜コ
イル４５を覆うようにフォトレジスト層４６を所定のパ
ターンに形成する。
【００６８】フォトレジスト層４６を形成したのち、図
１３（Ａ）に示したように、例えば、薄膜コイル４３，
４５の中心部に対応する位置において、記録ギャップ層
４１を部分的にエッチングし、磁路形成のための開口部
４１ａを形成する。そののち、例えば、記録ギャップ層
４１、開口部４１ａ、フォトレジスト層４２，４４，４
６の上に上部磁極４７を構成の欄で説明した材料を用い
て形成する。上部磁極４７を形成したのち、例えば、こ
の上部磁極４７をマスクとして、イオンミリングによ
り、記録ギャップ層４１および上部シールド層１５を選
択的にエッチングする。そののち、図１３（Ｂ）に示し
たように、上部磁極４７の上に、オーバーコート層４８
を構成の欄で説明した材料を用いて形成する。
１３（Ａ）に示したように、例えば、薄膜コイル４３，
４５の中心部に対応する位置において、記録ギャップ層
４１を部分的にエッチングし、磁路形成のための開口部
４１ａを形成する。そののち、例えば、記録ギャップ層
４１、開口部４１ａ、フォトレジスト層４２，４４，４
６の上に上部磁極４７を構成の欄で説明した材料を用い
て形成する。上部磁極４７を形成したのち、例えば、こ
の上部磁極４７をマスクとして、イオンミリングによ
り、記録ギャップ層４１および上部シールド層１５を選
択的にエッチングする。そののち、図１３（Ｂ）に示し
たように、上部磁極４７の上に、オーバーコート層４８
を構成の欄で説明した材料を用いて形成する。
【００６９】オーバーコート層４８を形成したのち、例
えば、積層体２０の強磁性層２６および磁区制御用強磁
性膜３１ａ，３１ｂを熱処理系反強磁性材料によりそれ
ぞれ構成する場合には、それらの磁界の方向を固定する
ための反強磁性化処理を行う。具体的には、反強磁性層
２７と強磁性層２６とのブロッキング温度（界面で交換
結合が生じうる温度）が磁区制御用反強磁性膜３２ａ，
３２ｂと磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂとのブロッ
キング温度よりも高い場合には、磁界発生装置等を利用
して例えばｙ方向に磁場を印加した状態で、薄膜磁気ヘ
ッド１００を反強磁性層２７と強磁性層２６とのブロッ
キング温度まで加熱する。これにより、強磁性層２６の
磁化の方向は、反強磁性層２７との交換結合によって印
加磁場の方向ｙに固定される。続いて、薄膜磁気ヘッド
１００を磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂと磁区制
御用強磁性膜３１ａ，３１ｂとのブロッキング温度まで
冷却し、例えばｘ方向に磁場を印加する。これにより、
磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂの磁化の方向は、磁
区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂとの交換結合によっ
て印加磁場の方向ｘにそれぞれ固定される。
えば、積層体２０の強磁性層２６および磁区制御用強磁
性膜３１ａ，３１ｂを熱処理系反強磁性材料によりそれ
ぞれ構成する場合には、それらの磁界の方向を固定する
ための反強磁性化処理を行う。具体的には、反強磁性層
２７と強磁性層２６とのブロッキング温度（界面で交換
結合が生じうる温度）が磁区制御用反強磁性膜３２ａ，
３２ｂと磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂとのブロッ
キング温度よりも高い場合には、磁界発生装置等を利用
して例えばｙ方向に磁場を印加した状態で、薄膜磁気ヘ
ッド１００を反強磁性層２７と強磁性層２６とのブロッ
キング温度まで加熱する。これにより、強磁性層２６の
磁化の方向は、反強磁性層２７との交換結合によって印
加磁場の方向ｙに固定される。続いて、薄膜磁気ヘッド
１００を磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂと磁区制
御用強磁性膜３１ａ，３１ｂとのブロッキング温度まで
冷却し、例えばｘ方向に磁場を印加する。これにより、
磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂの磁化の方向は、磁
区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂとの交換結合によっ
て印加磁場の方向ｘにそれぞれ固定される。
【００７０】なお、反強磁性層２７と強磁性層２６との
ブロッキング温度が磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２
ｂと磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂとのブロッキン
グ温度よりも低い場合には、上の作業順序は逆になる。
また、反強磁性層２７または磁区制御用反強磁性膜３２
ａ，３２ｂを非熱処理系反強磁性材料により構成する場
合には、この熱処理を行う必要がない。更に、ここでは
オーバーコート層４８を形成したのちに反強磁性化のた
めの熱処理を行うようにしたが、強磁性層２６および反
強磁性層２７を成膜したのちオーバーコート層４８を形
成する前に行うようにしてもよく、また磁区制御膜３０
ａ，３０ｂを成膜したのちオーバーコート層４８を形成
する前に行うようにしてもよい。
ブロッキング温度が磁区制御用反強磁性膜３２ａ，３２
ｂと磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂとのブロッキン
グ温度よりも低い場合には、上の作業順序は逆になる。
また、反強磁性層２７または磁区制御用反強磁性膜３２
ａ，３２ｂを非熱処理系反強磁性材料により構成する場
合には、この熱処理を行う必要がない。更に、ここでは
オーバーコート層４８を形成したのちに反強磁性化のた
めの熱処理を行うようにしたが、強磁性層２６および反
強磁性層２７を成膜したのちオーバーコート層４８を形
成する前に行うようにしてもよく、また磁区制御膜３０
ａ，３０ｂを成膜したのちオーバーコート層４８を形成
する前に行うようにしてもよい。
【００７１】最後に、例えば、スライダの機械加工によ
り、エアベアリング面を形成し、図３または図５に示し
た薄膜磁気ヘッド１００が完成する。
り、エアベアリング面を形成し、図３または図５に示し
た薄膜磁気ヘッド１００が完成する。
【００７２】＜第１の実施の形態による効果＞このよう
に本実施の形態によれば、強磁性内側層２６ａの平均面
内結晶粒径を３ｎｍ〜８ｎｍとするようにしたので、特
に、強磁性内側層２６ａと結合層２６ｂとの界面におけ
る平均面内結晶粒径を３ｎｍ〜８ｎｍとするようにした
ので、強磁性内側層２６ａと結合層２６ｂとの界面、お
よび結合層２６ｂと強磁性外側層２６ｃとの界面をいず
れも平坦にすることができる。従って、熱安定性を向上
させることができ、かつ、交換結合磁界を大きくするこ
とができる。加えて、交換結合磁界を大きくすること
で、抵抗変化率も大きくすることができる。
に本実施の形態によれば、強磁性内側層２６ａの平均面
内結晶粒径を３ｎｍ〜８ｎｍとするようにしたので、特
に、強磁性内側層２６ａと結合層２６ｂとの界面におけ
る平均面内結晶粒径を３ｎｍ〜８ｎｍとするようにした
ので、強磁性内側層２６ａと結合層２６ｂとの界面、お
よび結合層２６ｂと強磁性外側層２６ｃとの界面をいず
れも平坦にすることができる。従って、熱安定性を向上
させることができ、かつ、交換結合磁界を大きくするこ
とができる。加えて、交換結合磁界を大きくすること
で、抵抗変化率も大きくすることができる。
【００７３】特に、結晶成長抑制層２２を、下地層２１
の表面に設けるようにすれば、不純物の存在による再生
ヘッド特性への悪影響を最小限に抑えることができる。
の表面に設けるようにすれば、不純物の存在による再生
ヘッド特性への悪影響を最小限に抑えることができる。
【００７４】更に、結晶成長抑制層２２をＯ，Ｎおよび
Ｈのうちの少なくとも１種を含む材料により形成する場
合には、積層体２０における結晶成長抑制層２２を形成
する部分をＯ，ＮおよびＨのうちの少なくとも１種を含
む雰囲気にさらすようにすれば、簡単な方法で結晶成長
抑制層２２を形成することができる。また、結晶成長抑
制層２２をＣｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈのうちの少なく
とも１種を含む材料により形成する場合には、真空成膜
法を用いれば、簡単な方法で結晶成長抑制層２２を形成
することができる。
Ｈのうちの少なくとも１種を含む材料により形成する場
合には、積層体２０における結晶成長抑制層２２を形成
する部分をＯ，ＮおよびＨのうちの少なくとも１種を含
む雰囲気にさらすようにすれば、簡単な方法で結晶成長
抑制層２２を形成することができる。また、結晶成長抑
制層２２をＣｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈのうちの少なく
とも１種を含む材料により形成する場合には、真空成膜
法を用いれば、簡単な方法で結晶成長抑制層２２を形成
することができる。
【００７５】加えて、結晶成長抑制層２２を、積層体２
０の積層方向に直交する面内において分散形成するよう
にすれば、容易に、結晶成長抑制層２２の上に形成され
る層の結晶成長を抑制することができる。
０の積層方向に直交する面内において分散形成するよう
にすれば、容易に、結晶成長抑制層２２の上に形成され
る層の結晶成長を抑制することができる。
【００７６】なお、上記の説明では、結晶成長抑制層２
２を下地層２１と第１軟磁性層２３との間に形成した
が、第１軟磁性層２３と第２軟磁性層２４との間に形成
してもよいし、第２軟磁性層２４と非磁性層２５との間
に形成してもよい。また、結晶成長抑制層２２を、下地
層２１，第１軟磁性層２３，第２軟磁性層２４あるいは
非磁性層２５の内部に形成してもよい。また、少なくと
も強磁性内側層２６ａの平均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８
ｎｍの範囲にあれば、下地層２１，第１軟磁性層２３，
第２軟磁性層２４，非磁性層２５，結合層２６ｂおよび
強磁性外側層２６ｃにおける平均面内結晶粒径は３ｎｍ
〜８ｎｍの範囲に入っていなくてもよい。
２を下地層２１と第１軟磁性層２３との間に形成した
が、第１軟磁性層２３と第２軟磁性層２４との間に形成
してもよいし、第２軟磁性層２４と非磁性層２５との間
に形成してもよい。また、結晶成長抑制層２２を、下地
層２１，第１軟磁性層２３，第２軟磁性層２４あるいは
非磁性層２５の内部に形成してもよい。また、少なくと
も強磁性内側層２６ａの平均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８
ｎｍの範囲にあれば、下地層２１，第１軟磁性層２３，
第２軟磁性層２４，非磁性層２５，結合層２６ｂおよび
強磁性外側層２６ｃにおける平均面内結晶粒径は３ｎｍ
〜８ｎｍの範囲に入っていなくてもよい。
【００７７】［第２の実施の形態］次に、図１４を参照
して、本発明の第２の実施の形態について説明する。本
実施の形態では、第１軟磁性層２３から反強磁性層２７
までの各層の積層順番が第１の実施の形態と反対になっ
ている。ここでは、第１の実施の形態と同一の構成要素
には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
して、本発明の第２の実施の形態について説明する。本
実施の形態では、第１軟磁性層２３から反強磁性層２７
までの各層の積層順番が第１の実施の形態と反対になっ
ている。ここでは、第１の実施の形態と同一の構成要素
には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７８】図１４は、本実施の形態における積層体５
０の構成を表すものである。この積層体５０は、下地層
２１の上に、反強磁性層２７，強磁性外側層２６ｃ，結
合層２６ｂ，強磁性内側層２６ａ，非磁性層２５，第２
軟磁性層２４，第１軟磁性層２３および保護層２８をこ
の順に積層することにより構成されている。
０の構成を表すものである。この積層体５０は、下地層
２１の上に、反強磁性層２７，強磁性外側層２６ｃ，結
合層２６ｂ，強磁性内側層２６ａ，非磁性層２５，第２
軟磁性層２４，第１軟磁性層２３および保護層２８をこ
の順に積層することにより構成されている。
【００７９】本実施の形態では、結晶成長抑制層５１
が、例えば反強磁性層２７の内部に設けられており、こ
れにより強磁性外側層２６ｃの平均面内結晶粒径、特に
強磁性外側層２６ｃの結合層２６ｂとの界面における平
均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍに抑制されるようにな
っている。結晶成長抑制層５１は、第１の実施の形態の
結晶成長抑制層２２と同様に、結合層２６ｂよりも基体
２１１（図５）側に設けられていればよい。但し、結合
層２６ｂを反強磁性層２７の内部に設けるようにすれ
ば、不純物の存在による再生ヘッド特性への悪影響を最
小限に抑えることができると共に、強磁性外側層２６ｃ
の平均面内結晶粒径を容易に制御することができるので
好ましい。なお、本実施の形態では、「結合層２６ｂよ
りも基体２１１側」とは、積層体５０の結合層２６ｂよ
りも反強磁性層２７側である。
が、例えば反強磁性層２７の内部に設けられており、こ
れにより強磁性外側層２６ｃの平均面内結晶粒径、特に
強磁性外側層２６ｃの結合層２６ｂとの界面における平
均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍに抑制されるようにな
っている。結晶成長抑制層５１は、第１の実施の形態の
結晶成長抑制層２２と同様に、結合層２６ｂよりも基体
２１１（図５）側に設けられていればよい。但し、結合
層２６ｂを反強磁性層２７の内部に設けるようにすれ
ば、不純物の存在による再生ヘッド特性への悪影響を最
小限に抑えることができると共に、強磁性外側層２６ｃ
の平均面内結晶粒径を容易に制御することができるので
好ましい。なお、本実施の形態では、「結合層２６ｂよ
りも基体２１１側」とは、積層体５０の結合層２６ｂよ
りも反強磁性層２７側である。
【００８０】ここで、反強磁性層２７において、結晶成
長抑制層５１よりも下側（基体２１１側）の部分を反強
磁性下層２７ａとし、結晶成長抑制層５１よりも上側
（強磁性層２６側）の部分を反強磁性上層２７ｂとす
る。
長抑制層５１よりも下側（基体２１１側）の部分を反強
磁性下層２７ａとし、結晶成長抑制層５１よりも上側
（強磁性層２６側）の部分を反強磁性上層２７ｂとす
る。
【００８１】本実施の形態の積層体５０は、以下のよう
にして製造される。すなわち、下地層２１の上に、例え
ばスパッタリング法により、反強磁性下層２７ａを形成
する。第１の実施の形態と同様、この成膜作業は、図示
しない真空チャンバ内で行う。続いて、反強磁性下層２
７ａの表面に、Ｏ，Ｎ，Ｈ，Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲ
ｈからなる群の少なくとも１種を含む結晶成長抑制層５
１をアイランド状に形成する。第１の実施の形態と同
様、結晶成長抑制層５１をＯ，ＮおよびＨからなる群の
少なくとも１種を含む材料により形成する場合には、真
空チャンバ内にＯ 2ガス，Ｎ2ガスおよびＨ2Ｏガスを導
入する。Ｏ2ガスを導入した場合の真空チャンバ内の真
空度は例えば１×１０-3Ｐａ〜１Ｐａである。また、結
晶成長抑制層５１をＣｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからな
る群の少なくとも１種を含む材料により形成する場合に
は、真空成膜法を用いる。
にして製造される。すなわち、下地層２１の上に、例え
ばスパッタリング法により、反強磁性下層２７ａを形成
する。第１の実施の形態と同様、この成膜作業は、図示
しない真空チャンバ内で行う。続いて、反強磁性下層２
７ａの表面に、Ｏ，Ｎ，Ｈ，Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲ
ｈからなる群の少なくとも１種を含む結晶成長抑制層５
１をアイランド状に形成する。第１の実施の形態と同
様、結晶成長抑制層５１をＯ，ＮおよびＨからなる群の
少なくとも１種を含む材料により形成する場合には、真
空チャンバ内にＯ 2ガス，Ｎ2ガスおよびＨ2Ｏガスを導
入する。Ｏ2ガスを導入した場合の真空チャンバ内の真
空度は例えば１×１０-3Ｐａ〜１Ｐａである。また、結
晶成長抑制層５１をＣｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからな
る群の少なくとも１種を含む材料により形成する場合に
は、真空成膜法を用いる。
【００８２】続いて、図示しない真空チャンバ内を高真
空にし、結晶成長抑制層５１に覆われた反強磁性下層２
７ａの表面に、例えばスパッタリング法を用いて、さら
に反強磁性上層２７ｂを成膜する。このとき、反強磁性
上層２７ｂの結晶は、分散された結晶成長抑制層５１の
隙間を介して成長するため、結晶成長が抑制され、平均
面内結晶粒径は例えば３ｎｍ〜８ｎｍとなる。この反強
磁性上層２７ｂの上に、例えばスパッタリング法を用い
て、強磁性外側層２６ｃ，結合層２６ｂ，強磁性内側層
２６ａ，非磁性層２５,第２軟磁性層２４，第１軟磁性
層２３，保護層２８を順次成膜する。なお、下地層２
１，反強磁性層２７，強磁性内側層２６ａ，結合層２６
ｂ，強磁性外側層２６ｃ，非磁性層２５，第２軟磁性層
２４，第１軟磁性層２３，保護層２８の材質は、第１の
実施の形態と同様である。
空にし、結晶成長抑制層５１に覆われた反強磁性下層２
７ａの表面に、例えばスパッタリング法を用いて、さら
に反強磁性上層２７ｂを成膜する。このとき、反強磁性
上層２７ｂの結晶は、分散された結晶成長抑制層５１の
隙間を介して成長するため、結晶成長が抑制され、平均
面内結晶粒径は例えば３ｎｍ〜８ｎｍとなる。この反強
磁性上層２７ｂの上に、例えばスパッタリング法を用い
て、強磁性外側層２６ｃ，結合層２６ｂ，強磁性内側層
２６ａ，非磁性層２５,第２軟磁性層２４，第１軟磁性
層２３，保護層２８を順次成膜する。なお、下地層２
１，反強磁性層２７，強磁性内側層２６ａ，結合層２６
ｂ，強磁性外側層２６ｃ，非磁性層２５，第２軟磁性層
２４，第１軟磁性層２３，保護層２８の材質は、第１の
実施の形態と同様である。
【００８３】本実施の形態では、反強磁性層２７の反強
磁性上層２７ｂの平均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍに
抑制されているため、その上に形成される反強磁性上層
２７ｂ，強磁性内側層２６ａ，結合層２６ｂおよび強磁
性外側層２６ｃにおける結晶成長が抑制され、いずれ
も、例えば平均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍとなる。
従って、第１の実施の形態と同様に、強磁性内側層２６
ａと結合層２６ｂとの界面、および、結合層２６ｂと強
磁性外側層２６ｃとの界面は平坦になる。従って、熱安
定性を向上させることができ、かつ、交換結合磁界を大
きくすることができる。加えて、交換結合磁界を大きく
することで、抵抗変化率も大きくすることができる。
磁性上層２７ｂの平均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍに
抑制されているため、その上に形成される反強磁性上層
２７ｂ，強磁性内側層２６ａ，結合層２６ｂおよび強磁
性外側層２６ｃにおける結晶成長が抑制され、いずれ
も、例えば平均面内結晶粒径が３ｎｍ〜８ｎｍとなる。
従って、第１の実施の形態と同様に、強磁性内側層２６
ａと結合層２６ｂとの界面、および、結合層２６ｂと強
磁性外側層２６ｃとの界面は平坦になる。従って、熱安
定性を向上させることができ、かつ、交換結合磁界を大
きくすることができる。加えて、交換結合磁界を大きく
することで、抵抗変化率も大きくすることができる。
【００８４】なお、上記の説明では、結晶成長抑制層５
１を反強磁性層２７の内部に設けるようにしたが、第１
の実施の形態と同様に、結晶成長抑制層５１を下地層２
１の表面に形成しても良く、全く同一の効果を得ること
ができる。また、結晶成長抑制層５１を、下地層２１の
内部に形成するようにしても良い。
１を反強磁性層２７の内部に設けるようにしたが、第１
の実施の形態と同様に、結晶成長抑制層５１を下地層２
１の表面に形成しても良く、全く同一の効果を得ること
ができる。また、結晶成長抑制層５１を、下地層２１の
内部に形成するようにしても良い。
【００８５】
【実施例】また、本発明の具体的な実施例について詳細
に説明する。
に説明する。
【００８６】［実施例１〜５］実施例１〜５として、図
７に示した積層体２０を作製した。まず、真空チャンバ
内において、表面にＡｌ2Ｏ3膜が形成されたＡｌ2Ｏ3・
ＴｉＣよりなる絶縁性基板の上に、スパッタリング法に
より、Ｔａを用いて厚さ３ｎｍの下地層２１を成膜し
た。次に、真空チャンバ内にＯ2ガスを導入して真空度
が５×１０-3Ｐａになるようにし、下地層２１の表面に
Ｏを吸着させることにより、結晶成長抑制層２２を形成
した。続いて、結晶成長抑制層２２の上に、ＮｉＦｅを
用いて厚さ２ｎｍの第１の軟磁性層２３を成膜し、その
上に、ＣｏＦｅを用いて厚さ２ｎｍの第２軟磁性層２４
を成膜し、その上に、Ｃｕを用いて厚さ２．１ｎｍの非
磁性層２５を成膜した。非磁性層２５の上に、ＣｏＦｅ
を用いて厚さ３ｎｍの強磁性内側層２６ａを成膜し、そ
の上に、Ｒｕを用いて結合層２６ｂを成膜し、その上
に、ＣｏＦｅを用いて厚さ１ｎｍの強磁性外側層２６ｃ
を成膜した。その際、実施例１〜５で結合層２６ｂの厚
さを表１に示したように変化させた。強磁性外側層２６
ｃの上には、ＰｔＭｎを用いて１３ｎｍの反強磁性層２
７を成膜し、その上に、Ｔａを用いて厚さ３ｎｍの保護
層２８を成膜した。熱処理系反強磁性材料（ＰｔＭｎ）
を用いて反強磁性層２７を形成するようにしたので、成
膜ののち、２５０度で５時間の加熱による反強磁性処理
を行った。
７に示した積層体２０を作製した。まず、真空チャンバ
内において、表面にＡｌ2Ｏ3膜が形成されたＡｌ2Ｏ3・
ＴｉＣよりなる絶縁性基板の上に、スパッタリング法に
より、Ｔａを用いて厚さ３ｎｍの下地層２１を成膜し
た。次に、真空チャンバ内にＯ2ガスを導入して真空度
が５×１０-3Ｐａになるようにし、下地層２１の表面に
Ｏを吸着させることにより、結晶成長抑制層２２を形成
した。続いて、結晶成長抑制層２２の上に、ＮｉＦｅを
用いて厚さ２ｎｍの第１の軟磁性層２３を成膜し、その
上に、ＣｏＦｅを用いて厚さ２ｎｍの第２軟磁性層２４
を成膜し、その上に、Ｃｕを用いて厚さ２．１ｎｍの非
磁性層２５を成膜した。非磁性層２５の上に、ＣｏＦｅ
を用いて厚さ３ｎｍの強磁性内側層２６ａを成膜し、そ
の上に、Ｒｕを用いて結合層２６ｂを成膜し、その上
に、ＣｏＦｅを用いて厚さ１ｎｍの強磁性外側層２６ｃ
を成膜した。その際、実施例１〜５で結合層２６ｂの厚
さを表１に示したように変化させた。強磁性外側層２６
ｃの上には、ＰｔＭｎを用いて１３ｎｍの反強磁性層２
７を成膜し、その上に、Ｔａを用いて厚さ３ｎｍの保護
層２８を成膜した。熱処理系反強磁性材料（ＰｔＭｎ）
を用いて反強磁性層２７を形成するようにしたので、成
膜ののち、２５０度で５時間の加熱による反強磁性処理
を行った。
【００８７】
【表１】
【００８８】ここで、実施例１〜５のうち、実施例４の
積層体２０の製造工程において、下地層２１，結晶成長
抑制層２２，第１の軟磁性層２３，第２軟磁性層２４，
非磁性層２５および強磁性内側層２６ａを順次成膜した
のち、その強磁性内側層２６ａの表面をＴＥＭにより観
察することにより、強磁性内側層２６ａにおける平均面
内結晶粒径を求めた。その結果を表２に示す。また、本
実施例に対する比較例１〜５として、結晶成長抑制層２
２を形成しないことを除き、実施例１〜５と同一の条件
で積層体を作製した。また、比較例１〜５のうち、比較
例４の積層体について、強磁性内側層の平均面内結晶粒
径を求めた。その結果を表２に合わせて示す。
積層体２０の製造工程において、下地層２１，結晶成長
抑制層２２，第１の軟磁性層２３，第２軟磁性層２４，
非磁性層２５および強磁性内側層２６ａを順次成膜した
のち、その強磁性内側層２６ａの表面をＴＥＭにより観
察することにより、強磁性内側層２６ａにおける平均面
内結晶粒径を求めた。その結果を表２に示す。また、本
実施例に対する比較例１〜５として、結晶成長抑制層２
２を形成しないことを除き、実施例１〜５と同一の条件
で積層体を作製した。また、比較例１〜５のうち、比較
例４の積層体について、強磁性内側層の平均面内結晶粒
径を求めた。その結果を表２に合わせて示す。
【００８９】
【表２】
【００９０】表２から、実施例４では、強磁性内側層２
６ａにおける平均面内結晶粒径は６．７ｎｍとなってお
り、比較例４では、強磁性内側層における平均面内結晶
粒径は１２．１ｎｍとなっていることが分かった。すな
わち、結晶成長抑制層２２を設けることにより、強磁性
内側層２６ａの平均面内結晶粒径を抑制できることが分
かった。
６ａにおける平均面内結晶粒径は６．７ｎｍとなってお
り、比較例４では、強磁性内側層における平均面内結晶
粒径は１２．１ｎｍとなっていることが分かった。すな
わち、結晶成長抑制層２２を設けることにより、強磁性
内側層２６ａの平均面内結晶粒径を抑制できることが分
かった。
【００９１】このようにして作製した実施例１〜５の積
層体２０および比較例１〜５の積層体について、交換結
合磁界を測定した。その結果を図１５に示す。
層体２０および比較例１〜５の積層体について、交換結
合磁界を測定した。その結果を図１５に示す。
【００９２】図１５から、交換結合磁界は結合層の厚さ
によって大きく変化するが、どの結合層の厚さについて
見ても、実施例の交換結合磁界が比較例を上回っている
ことが分かった。すなわち、結晶成長抑制層２２を設
け、強磁性内側層２６ａにおける結晶成長を抑制するこ
とによって、交換結合磁界を大きくできることが分かっ
た。なお、実施例１〜５の中では、結合層の厚さが０．
９ｎｍの実施例４において、最大の交換結合磁界１．９
×１０5Ａ／ｍが得られた。
によって大きく変化するが、どの結合層の厚さについて
見ても、実施例の交換結合磁界が比較例を上回っている
ことが分かった。すなわち、結晶成長抑制層２２を設
け、強磁性内側層２６ａにおける結晶成長を抑制するこ
とによって、交換結合磁界を大きくできることが分かっ
た。なお、実施例１〜５の中では、結合層の厚さが０．
９ｎｍの実施例４において、最大の交換結合磁界１．９
×１０5Ａ／ｍが得られた。
【００９３】次に、実施例４の積層体２０に検出電流を
流しつつを加え、信号磁場の変化に対する抵抗の変化を
調べ、抵抗変化率を求めた。その結果を図１６に示す。
また、比較例４の積層体についても、同様にして抵抗変
化率を求めた。その結果を図１７に示す。
流しつつを加え、信号磁場の変化に対する抵抗の変化を
調べ、抵抗変化率を求めた。その結果を図１６に示す。
また、比較例４の積層体についても、同様にして抵抗変
化率を求めた。その結果を図１７に示す。
【００９４】図１６および図１７から分かるように、実
施例４における抵抗変化率は１０．０％であり、比較例
４における抵抗変化率９．２％より大きな値が得られ
た。すなわち、結晶成長抑制層２２を設け、強磁性内側
層２６ａにおける結晶成長を抑制することによって、交
換結合磁界のみならず、抵抗変化率も大きくできること
が分かった。
施例４における抵抗変化率は１０．０％であり、比較例
４における抵抗変化率９．２％より大きな値が得られ
た。すなわち、結晶成長抑制層２２を設け、強磁性内側
層２６ａにおける結晶成長を抑制することによって、交
換結合磁界のみならず、抵抗変化率も大きくできること
が分かった。
【００９５】次に、実施例４の積層体２０および比較例
４の積層体について耐熱試験を行った。耐熱試験は真空
中における２５０℃での熱処理とし、耐熱試験前の交換
結合磁界に対する耐熱試験後の交換結合磁界の変化率を
測定した。その結果を図１８に示す。なお、図１８にお
いて、交換結合磁界の測定値には、±３％程度の誤差が
あるものとする。
４の積層体について耐熱試験を行った。耐熱試験は真空
中における２５０℃での熱処理とし、耐熱試験前の交換
結合磁界に対する耐熱試験後の交換結合磁界の変化率を
測定した。その結果を図１８に示す。なお、図１８にお
いて、交換結合磁界の測定値には、±３％程度の誤差が
あるものとする。
【００９６】図１８から、比較例４では、加熱時間が１
０時間を越えると、交換結合磁界が大きく減少するのに
対し、実施例４では、９０時間加熱後でも、初期値とほ
ぼ変わらない交換結合磁界を得ることができた。すなわ
ち、結晶成長抑制層２２を設け、強磁性内側層２６ａに
おける結晶成長を抑制することによって、熱安定性を向
上させることができることが分かった。
０時間を越えると、交換結合磁界が大きく減少するのに
対し、実施例４では、９０時間加熱後でも、初期値とほ
ぼ変わらない交換結合磁界を得ることができた。すなわ
ち、結晶成長抑制層２２を設け、強磁性内側層２６ａに
おける結晶成長を抑制することによって、熱安定性を向
上させることができることが分かった。
【００９７】以上、いくつかの実施の形態および実施例
を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の
形態および実施例に限定されるものではなく、種々の変
形が可能である。例えば、軟磁性層が第１軟磁性層と第
２軟磁性層との２層構造を有する場合について説明した
が、軟磁性層は単層構造とされていてもよく、また３層
以上の積層構造であっても良い。
を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の
形態および実施例に限定されるものではなく、種々の変
形が可能である。例えば、軟磁性層が第１軟磁性層と第
２軟磁性層との２層構造を有する場合について説明した
が、軟磁性層は単層構造とされていてもよく、また３層
以上の積層構造であっても良い。
【００９８】また、図６に示した磁区制御膜３０ａ，３
０ｂとしては、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂと磁
区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂに代えて、硬磁性材
料（ハードマグネット）を用いてもよい。この場合に
は、ＴｉＷ（チタンタングステン合金）層とＣｏＰｔ
（コバルト白金合金）層との積層膜、あるいはＴｉＷ層
とＣｏＣｒＰｔ（コバルトクロム白金合金）層との積層
膜などを用いることができる。
０ｂとしては、磁区制御用強磁性膜３１ａ，３１ｂと磁
区制御用反強磁性膜３２ａ，３２ｂに代えて、硬磁性材
料（ハードマグネット）を用いてもよい。この場合に
は、ＴｉＷ（チタンタングステン合金）層とＣｏＰｔ
（コバルト白金合金）層との積層膜、あるいはＴｉＷ層
とＣｏＣｒＰｔ（コバルトクロム白金合金）層との積層
膜などを用いることができる。
【００９９】また、上記の実施の形態では、反強磁性層
２７および磁区制御用反強磁性層３２ａ，３２ｂを、い
ずれも、熱処理系反強磁性材料により形成したが、反強
磁性層２７を熱処理系反強磁性材料により形成し、磁区
制御用反強磁性層３２ａ，３２ｂを非熱処理系反強磁性
材料により形成しても良い。また、反強磁性層２７を非
熱処理系反強磁性材料により形成し、磁区制御用反強磁
性層３２ａ，３２ｂを熱処理系反強磁性材料により形成
しても良い。あるいは、反強磁性層２７および磁区制御
用反強磁性層３２ａ，３２ｂを、いずれも、非熱処理系
反強磁性材料により形成しても良い。
２７および磁区制御用反強磁性層３２ａ，３２ｂを、い
ずれも、熱処理系反強磁性材料により形成したが、反強
磁性層２７を熱処理系反強磁性材料により形成し、磁区
制御用反強磁性層３２ａ，３２ｂを非熱処理系反強磁性
材料により形成しても良い。また、反強磁性層２７を非
熱処理系反強磁性材料により形成し、磁区制御用反強磁
性層３２ａ，３２ｂを熱処理系反強磁性材料により形成
しても良い。あるいは、反強磁性層２７および磁区制御
用反強磁性層３２ａ，３２ｂを、いずれも、非熱処理系
反強磁性材料により形成しても良い。
【０１００】更に、上記実施の形態では、本発明の磁気
変換素子を複合型薄膜磁気ヘッドに用いる場合について
説明したが、再生専用の薄膜磁気ヘッドに用いることも
可能である。また、記録ヘッド部と再生ヘッド部の積層
順序を逆にしても良い。
変換素子を複合型薄膜磁気ヘッドに用いる場合について
説明したが、再生専用の薄膜磁気ヘッドに用いることも
可能である。また、記録ヘッド部と再生ヘッド部の積層
順序を逆にしても良い。
【０１０１】加えて、本発明の磁気変換素子の構成は、
トンネル接合型磁気抵抗効果膜（ＴＭＲ膜）に適用して
も良い。更にまた、本発明の磁気変換素子は、上記実施
の形態で説明した薄膜磁気ヘッドのほかに、例えば、磁
気信号を検知するセンサ（加速度センサなど）や、磁気
信号を記憶するメモリ等に適用することも可能である。
トンネル接合型磁気抵抗効果膜（ＴＭＲ膜）に適用して
も良い。更にまた、本発明の磁気変換素子は、上記実施
の形態で説明した薄膜磁気ヘッドのほかに、例えば、磁
気信号を検知するセンサ（加速度センサなど）や、磁気
信号を記憶するメモリ等に適用することも可能である。
【０１０２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項６のいずれか１に記載の磁気変換素子によれば、強
磁性内側層および強磁性外側層の少なくとも一方の層に
おける平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下となるよう
にしたので、少なくともその層と結合層との界面を平坦
にすることができ、従って、熱安定性を向上し、かつ交
換結合磁界および抵抗変化率を大きくすることができる
という効果を奏する。
求項６のいずれか１に記載の磁気変換素子によれば、強
磁性内側層および強磁性外側層の少なくとも一方の層に
おける平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下となるよう
にしたので、少なくともその層と結合層との界面を平坦
にすることができ、従って、熱安定性を向上し、かつ交
換結合磁界および抵抗変化率を大きくすることができる
という効果を奏する。
【０１０３】また、請求項７ないし請求項１２のいずれ
か１に記載の薄膜磁気ヘッドによれば、強磁性内側層お
よび強磁性外側層のうち少なくとも基体に近い方の層に
おける平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下となるよう
にしたので、結合層の一対の界面をともに平坦にするこ
とができ、従って、熱安定性を向上し、かつ交換結合磁
界および抵抗変化率を大きくすることができるという効
果を奏する。
か１に記載の薄膜磁気ヘッドによれば、強磁性内側層お
よび強磁性外側層のうち少なくとも基体に近い方の層に
おける平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下となるよう
にしたので、結合層の一対の界面をともに平坦にするこ
とができ、従って、熱安定性を向上し、かつ交換結合磁
界および抵抗変化率を大きくすることができるという効
果を奏する。
【０１０４】特に、請求項３記載の磁気変換素子または
請求項９記載の薄膜磁気ヘッドによれば、Ｏ，Ｎ，Ｈ，
Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからなる群のうち少なくと
も１種を含む材料よりなる結晶成長抑制層を設けるよう
にしたので、結晶粒径の制御が容易になるという効果を
奏する。
請求項９記載の薄膜磁気ヘッドによれば、Ｏ，Ｎ，Ｈ，
Ｃｕ，Ａｕ，ＡｇおよびＲｈからなる群のうち少なくと
も１種を含む材料よりなる結晶成長抑制層を設けるよう
にしたので、結晶粒径の制御が容易になるという効果を
奏する。
【０１０５】また、請求項１３ないし請求項１６のいず
れか１に記載の磁気変換素子の製造方法によれば、積層
体において結合層よりも反強磁性層側および軟磁性層側
の少なくとも一方に結晶成長抑制層を設けるようにした
ので、強磁性内側層および強磁性外側層のうちの少なく
とも一方の平均面内結晶粒径を制御し、結合層の界面の
平坦性を向上させることができるという効果を奏する。
れか１に記載の磁気変換素子の製造方法によれば、積層
体において結合層よりも反強磁性層側および軟磁性層側
の少なくとも一方に結晶成長抑制層を設けるようにした
ので、強磁性内側層および強磁性外側層のうちの少なく
とも一方の平均面内結晶粒径を制御し、結合層の界面の
平坦性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１０６】また、請求項１７ないし請求項２０に記載
の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、積層体において
結合層よりも少なくとも基体側に結晶成長抑制層を設け
るようにしたので、強磁性内側層，結合層および強磁性
外側層の結晶成長を抑制し、結合層の界面の平坦性を向
上させることができるという効果を奏する。
の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、積層体において
結合層よりも少なくとも基体側に結晶成長抑制層を設け
るようにしたので、強磁性内側層，結合層および強磁性
外側層の結晶成長を抑制し、結合層の界面の平坦性を向
上させることができるという効果を奏する。
【０１０７】特に、請求項１５記載の磁気変換素子の製
造方法、または、請求項１９記載の薄膜磁気ヘッドの製
造方法によれば、積層体において結晶成長抑制層が形成
される部分をＯ，ＮおよびＨからなる群のうち少なくと
も１種を含む雰囲気にさらすようにしたので、簡単な方
法で、結晶成長抑制層を形成することができるという効
果を奏する。
造方法、または、請求項１９記載の薄膜磁気ヘッドの製
造方法によれば、積層体において結晶成長抑制層が形成
される部分をＯ，ＮおよびＨからなる群のうち少なくと
も１種を含む雰囲気にさらすようにしたので、簡単な方
法で、結晶成長抑制層を形成することができるという効
果を奏する。
【０１０８】特に、請求項１６記載の磁気変換素子の製
造方法、または、請求項２０記載の薄膜磁気ヘッドの製
造方法によれば、真空成膜法を用いて、Ｃｕ，Ａｕ，Ａ
ｇおよびＲｈからなる群のうち少なくとも１種を含むよ
うに結晶成長抑制層を形成するようにしたので、簡単な
方法で、結晶成長抑制層を形成することができるという
効果を奏する。
造方法、または、請求項２０記載の薄膜磁気ヘッドの製
造方法によれば、真空成膜法を用いて、Ｃｕ，Ａｕ，Ａ
ｇおよびＲｈからなる群のうち少なくとも１種を含むよ
うに結晶成長抑制層を形成するようにしたので、簡単な
方法で、結晶成長抑制層を形成することができるという
効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気変換素子
を含む薄膜磁気ヘッドを備えたアクチュエータアームの
構成を表す斜視図である。
を含む薄膜磁気ヘッドを備えたアクチュエータアームの
構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示したアクチュエータアームにおけるス
ライダの構成を表す斜視図である。
ライダの構成を表す斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成
を表す分解斜視図である。
を表す分解斜視図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドのＩＶ矢視方向か
ら見た構造を表す平面図である。
ら見た構造を表す平面図である。
【図５】図３に示した薄膜磁気ヘッドの図４におけるＶ
−Ｖ線に沿った矢視方向の構造を表す断面図である。
−Ｖ線に沿った矢視方向の構造を表す断面図である。
【図６】図３に示した薄膜磁気ヘッドの図４におけるＶ
Ｉ−ＶＩ線に沿った矢視方向の構造、すなわち図５にお
けるＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向の構造を表す断面図
である。
Ｉ−ＶＩ線に沿った矢視方向の構造、すなわち図５にお
けるＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向の構造を表す断面図
である。
【図７】図６に示した磁気変換素子における積層体の構
成を表す斜視図である。
成を表す斜視図である。
【図８】図３に示した薄膜磁気ヘッドの製造方法におけ
る一工程を説明するための断面図である。
る一工程を説明するための断面図である。
【図９】図８に示した工程を詳細に説明するための断面
図である。
図である。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図であ
る。
る。
【図１１】図１０に続く工程を説明するための断面図で
ある。
ある。
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図で
ある。
ある。
【図１３】図１２に続く工程を説明するための断面図で
ある。
ある。
【図１４】第２の実施の形態に係る磁気変換素子におけ
る積層体の構成を表す斜視図である。
る積層体の構成を表す斜視図である。
【図１５】実施例および変形例に係る磁気変換素子にお
ける結合層の厚さと交換結合磁界との関係を表す特性図
である。
ける結合層の厚さと交換結合磁界との関係を表す特性図
である。
【図１６】実施例に係る磁気変換素子における信号磁場
と抵抗変化率との関係を表す特性図である。
と抵抗変化率との関係を表す特性図である。
【図１７】変形例に係る磁気変換素子における信号磁場
と抵抗変化率との関係を表す特性図である。
と抵抗変化率との関係を表す特性図である。
【図１８】実施例および変形例に係る交換結合磁界の時
間変化を表す特性図である。
間変化を表す特性図である。
【図１９】従来の磁気変換素子における積層体の構成を
表す斜視図である。
表す斜視図である。
１１…絶縁層、１２…下部シールド層、１３…下部シー
ルドギャップ層、１４…上部シールドギャップ層、１５
…上部シールド層、２０，５０…積層体、２１…下地
層、２２…結晶成長抑制層、２３…第１軟磁性層、２４
…第２軟磁性層、２５…非磁性層、２６…強磁性層、２
６ａ…強磁性内側層、２６ｂ…結合層、２６ｃ…強磁性
外側層、２７…反強磁性層、２８…保護層、３０ａ，３
０ｂ…磁区制御膜、３１ａ，３１ｂ…磁区制御用強磁性
膜、３２ａ，３２ｂ…磁区制御用反強磁性膜、３３ａ，
３３ｂ…リード層、４１…記録ギャップ層、４２，４
４，４６…フォトレジスト層、４３，４５…薄膜コイ
ル、４７…上部磁極、４８…オーバーコート層、１００
…薄膜磁気ヘッド、１０１…再生ヘッド部、１０２…記
録ヘッド部、１１０…ＭＲ素子（磁気変換素子）、２０
０…アクチュエータアーム、２１０…スライダ、２１１
…基体、２１１ａ…エアベアリング面、２２０…支軸、
２３０…腕部、３００…記録媒体、４０１…フォトレジ
スト膜、４０２…堆積物。
ルドギャップ層、１４…上部シールドギャップ層、１５
…上部シールド層、２０，５０…積層体、２１…下地
層、２２…結晶成長抑制層、２３…第１軟磁性層、２４
…第２軟磁性層、２５…非磁性層、２６…強磁性層、２
６ａ…強磁性内側層、２６ｂ…結合層、２６ｃ…強磁性
外側層、２７…反強磁性層、２８…保護層、３０ａ，３
０ｂ…磁区制御膜、３１ａ，３１ｂ…磁区制御用強磁性
膜、３２ａ，３２ｂ…磁区制御用反強磁性膜、３３ａ，
３３ｂ…リード層、４１…記録ギャップ層、４２，４
４，４６…フォトレジスト層、４３，４５…薄膜コイ
ル、４７…上部磁極、４８…オーバーコート層、１００
…薄膜磁気ヘッド、１０１…再生ヘッド部、１０２…記
録ヘッド部、１１０…ＭＲ素子（磁気変換素子）、２０
０…アクチュエータアーム、２１０…スライダ、２１１
…基体、２１１ａ…エアベアリング面、２２０…支軸、
２３０…腕部、３００…記録媒体、４０１…フォトレジ
スト膜、４０２…堆積物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 10/32 Ｈ０１Ｆ 41/14 41/14 Ｈ０１Ｌ 43/12 Ｈ０１Ｌ 43/12 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ (72)発明者 土屋 芳弘 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 上杉 卓己 東京都中央区日本橋１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） 2G017 AB05 AC01 AD55 AD63 AD65 5D034 BA03 BA04 BA05 BB08 BB12 CA08 DA07 5E049 AA04 AA07 AA09 AC00 AC05 BA12 DB12 DB20 FC08 GC01 HC01 JC05
Claims (20)
- 【請求項１】 一対の対向する面を有する非磁性層と、 この非磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、 前記非磁性層の他方の面側に形成された強磁性層と、 この強磁性層の前記非磁性層と反対の側に形成された反
強磁性層とを含む積層体を備えると共に、 前記強磁性層が、前記非磁性層に近い側から、強磁性内
側層と、結合層と、強磁性外側層とを有している磁気変
換素子であって、 前記強磁性内側層の結合層側界面および前記強磁性外側
層の結合層側界面のうちの少なくとも一方の平均結晶粒
径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを特徴とする磁気
変換素子。 - 【請求項２】 一対の対向する面を有する非磁性層と、 この非磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、 前記非磁性層の他方の面側に形成された強磁性層と、 この強磁性層の前記非磁性層と反対の側に形成された反
強磁性層とを含む積層体を備えると共に、 前記強磁性層が、前記非磁性層に近い側から、強磁性内
側層と、結合層と、強磁性外側層とを有している磁気変
換素子であって、 前記強磁性内側層および前記強磁性外側層の少なくとも
一方において、前記積層体の積層方向と直交する面内で
の平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを特
徴とする磁気変換素子。 - 【請求項３】 前記積層体において、前記結合層よりも
前記反強磁性層側および前記軟磁性層側の少なくとも一
方に、酸素（Ｏ），窒素（Ｎ），水素（Ｈ），銅（Ｃ
ｕ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ）およびロジウム（Ｒｈ）
からなる群のうち少なくとも１種を含む材料よりなる結
晶成長抑制層を備えていることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の磁気変換素子。 - 【請求項４】 前記結晶成長抑制層は、前記積層体の積
層方向と直交する面内において分散して形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の磁気変換素子。 - 【請求項５】 前記強磁性内側層および前記強磁性外側
層は、コバルト（Ｃｏ）または鉄（Ｆｅ）からなる群の
うちの少なくともコバルトを含む材料よりなることを特
徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１に記載の
磁気変換素子。 - 【請求項６】 前記結合層は、ルテニウム（Ｒｕ），ロ
ジウム，レニウム（Ｒｅ）およびクロム（Ｃｒ）からな
る群のうちの少なくとも１種を含む材料よりなることを
特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１に記載
の磁気変換素子。 - 【請求項７】 一対の対向する面を有する非磁性層と、
この非磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、前
記非磁性層の他方の面側に形成された強磁性層と、この
強磁性層の前記非磁性層と反対の側に形成された反強磁
性層とを備えた積層体と、 この積層体を支持する基体とを備えた薄膜磁気ヘッドで
あって、 前記強磁性層が、前記非磁性層に近い側から、強磁性内
側層と、結合層と、強磁性外側層とを有しており、 前記強磁性内側層および前記強磁性外側層のうち少なく
とも前記基体に近い方の層における結合層側界面の平均
結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎｍ以下であることを特徴とす
る薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項８】 一対の対向する面を有する非磁性層と、
この非磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層と、前
記非磁性層の他方の面側に形成された強磁性層と、この
強磁性層の前記非磁性層と反対の側に形成された反強磁
性層とを備えた積層体と、 この積層体を支持する基体とを備えた薄膜磁気ヘッドで
あって、 前記強磁性層が、前記非磁性層に近い側から、強磁性内
側層と、結合層と、強磁性外側層とを有しており、 前記強磁性内側層および前記強磁性外側層のうち少なく
とも前記基体に近い方の層において、前記積層体の積層
方向と直交する面内での平均結晶粒径が３ｎｍ以上８ｎ
ｍ以下であることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項９】 前記積層体において、前記結合層よりも
前記基体側に、酸素，窒素，水素，銅，金，銀およびロ
ジウムからなる群のうち少なくとも１種を含む材料より
なる結晶成長抑制層を備えていることを特徴とする請求
項７または請求項８記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１０】 前記結晶成長抑制層は、前記積層体の
積層方向と直交する面内において分散して形成されてい
ることを特徴とする請求項９に記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１１】 前記強磁性内側層および前記強磁性外
側層は、コバルトまたは鉄からなる群のうちの少なくと
もコバルトを含む材料よりなることを特徴とする請求項
７ないし請求項１０のいずれか１に記載の薄膜磁気ヘッ
ド。 - 【請求項１２】 前記結合層は、ルテニウム，ロジウ
ム，レニウムおよびクロムからなる群のうちの少なくと
も１種を含む材料よりなることを特徴とする請求項７な
いし請求項１１のいずれか１に記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１３】 一対の対向する面を有する非磁性層
と、この非磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層
と、前記非磁性層の他方の面側に形成された強磁性層
と、この強磁性層の前記非磁性層と反対の側に形成され
た反強磁性層とを含む積層体を備えると共に、前記強磁
性層が、前記非磁性層に近い側から強磁性強磁性内側層
と結合層と強磁性外側層とを有している磁気変換素子を
製造する方法であって、 前記積層体において前記結合層よりも前記反強磁性層側
および前記軟磁性層側の少なくとも一方に、前記積層体
の積層方向に直交する面内において分散した結晶成長抑
制層を形成する工程を含むことを特徴とする磁気変換素
子の製造方法。 - 【請求項１４】 前記結晶成長抑制層を、酸素，窒素，
水素，銅，金，銀およびロジウムからなる群のうち少な
くとも１種を含む材料により形成するようにしたことを
含むことを特徴とする請求項１３記載の磁気変換素子の
製造方法。 - 【請求項１５】 前記結晶成長抑制層の形成工程は、 前記積層体において前記結晶成長抑制層が形成される部
分を、酸素，窒素および水素からなる群のうち少なくと
も１種を含む雰囲気にさらす工程を含むことを特徴とす
る請求項１４記載の磁気変換素子の製造方法。 - 【請求項１６】 前記結晶成長抑制層の形成工程は、 真空成膜法を用いて、銅，金，銀およびロジウムからな
る群のうち少なくとも１種を含むように前記結晶成長抑
制層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１４
記載の磁気変換素子の製造方法。 - 【請求項１７】 一対の対向する面を有する非磁性層
と、この非磁性層の一方の面側に形成された軟磁性層
と、前記非磁性層の他方の面側に形成された強磁性層
と、この強磁性層の前記非磁性層と反対の側に形成され
た反強磁性層とを含む積層体を備えると共に、前記強磁
性層が、前記非磁性層に近い側から強磁性強磁性内側層
と結合層と強磁性外側層とを有している磁気変換素子
と、前記積層体を支持する基体とを備えた薄膜磁気ヘッ
ドを製造する方法であって、 前記積層体において前記結合層よりも少なくとも前記基
体側に、前記積層体の積層方向に直交する面内において
分散した結晶成長抑制層を形成する工程を含むことを特
徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項１８】 前記結晶成長抑制層を、酸素，窒素，
水素，銅，金，銀およびロジウムからなる群のうち少な
くとも１種を含む材料により形成するようにしたことを
特徴とする請求項１７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方
法。 - 【請求項１９】 前記結晶成長抑制層の形成工程は、 前記積層体において前記結晶成長抑制層が形成される部
分を、酸素，窒素および水素からなる群のうち少なくと
も１種を含む雰囲気にさらす工程を含むこと特徴とする
請求項１８記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項２０】 前記結晶成長抑制層の形成工程は、 真空成膜法を用いて、銅，金，銀およびロジウムからな
る群のうち少なくとも１種を含むように前記結晶成長抑
制層を形成する工程を含むこと特徴とする請求項１８記
載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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